(57)【要約】      （修正有）【課題】ノイズを低減し、ノイズに関連する欠点がない状態でデジタルビデオエンコーディングシステムを提供する。【解決手段】入力ビデオフレームは、出力ビデオフレームのシーケンスにエンコードされる。方法は、第１のイントラフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、第１のエンコーダインスタンス５で第１の入力ビデオフレームをエンコードすることと、第１のデコードされたフレームを作成するため、第１のイントラフレームをデコードすることと、第１の出力ビデオフレームを作成するため、第２のエンコーダインスタンス９で第１のデコードされたフレームをエンコードすることを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ビデオフレームのシーケンスに対応するデジタルビデオデータをエンコードする方法であって、前記入力ビデオフレームは出力ビデオフレームのシーケンスにエンコードされ、前記方法は、
第１のイントラフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、第１のエンコーダインスタンス（５）で第１の入力ビデオフレームをエンコードすること（１０２）と、
第１のデコードされたフレームを作成するため、前記第１のイントラフレームをデコードすること（１０３）と、
第１の出力ビデオフレームを作成するため、第２のエンコーダインスタンス（９）で前記第１のデコードされたフレームをエンコードすること（１０４）と
を含む方法。
【請求項２】
表示に使用される前に、前記エンコードされた第１のイントラフレームを破棄することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２のイントラフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、前記第１のエンコーダインスタンス（５）で第２の入力ビデオフレームをエンコードすること、
第２のデコードされたフレームを作成するため、前記第２のイントラフレームをデコードすること、
第２の出力ビデオフレームを作成するため、前記第２のエンコーダインスタンス（９）で前記第２のデコードされたフレームをエンコードすることを更に含み、
前記第１の出力ビデオフレームを作成するため、前記第１のデコードされたフレームをエンコードする動作は、前記第２のイントラフレームを作るため、前記第２の入力ビデオフレームをエンコードする動作と連係して実行される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
表示に使用される前に、前記エンコードされた第２のイントラフレームを破棄することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）はＪＰＥＧエンコーダである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）はブロックベースのハイブリッドエンコーダである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）は前記第１のイントラフレームをデコードして、イントラフレームエンコーディングで利用可能な第１の参照フレームの形態で前記第１のデコードされたフレームを作成する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のデコードされたフレームは、イントラフレーム又はインターフレームエンコーディングを使用して、前記第２のエンコーダインスタンス（９）でエンコードされる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）は、第１の圧縮率を使用して前記第１のビデオ入力フレームをエンコードし、前記第２のエンコーダインスタンス（９）は、第２の圧縮率を使用して前記第１のデコードされたフレームをエンコードし、前記第２の圧縮率は前記第１の圧縮率より高い又は同等である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
入力ビデオフレームのシーケンスに対応するビデオデータをエンコードするためのデジタルビデオエンコーダシステムであって、前記システム（３）は、
エンコードされたフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、前記入力ビデオフレームをエンコードするように構成された第１のエンコーダインスタンス（５）と、
前記第１のエンコーダインスタンスに関連付けられたデコーダインスタンス（６）であって、前記エンコードされたフレームをデコードするように構成されたデコーダインスタンス（６）と、
前記デコードされたフレームをエンコードするように構成された第２のエンコーダインスタンス（９）と
を含むシステム（３）。
【請求項１１】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）は、前記デコーダインスタンス（６）が前記エンコードされたフレームをデコードすると、前記エンコードされたフレームを破棄するように構成されている、請求項１０に記載のエンコーダシステム。
【請求項１２】
前記第１及び第２のエンコーダインスタンス（５、９）は、連係して動作するように構成されている、請求項１０又は１１に記載のエンコーダシステム。
【請求項１３】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）はＪＰＥＧエンコーダである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のエンコーダシステム。
【請求項１４】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）はブロックベースのハイブリッドエンコーダである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のエンコーダシステム。
【請求項１５】
前記デコーダインスタンス（６）は、イントラフレームエンコーディングで利用可能な参照フレームの形態でデコードされたフレームを作成するため、前記イントラフレームをデコードするように構成されている、請求項１４に記載のエンコーダシステム。
【請求項１６】
前記第２のエンコーダインスタンス（９）は、イントラフレーム及びインターフレームエンコーディングを使用して、前記デコードされたフレームをエンコードすることができる、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のエンコーダシステム。
【請求項１７】
前記第１のエンコーダインスタンス（５）は、第１の圧縮率を使用して前記ビデオ入力フレームをエンコードするように構成されており、前記第２のエンコーダインスタンス（９）は、第２の圧縮率を使用して前記デコードされたフレームをエンコードするように構成されており、前記第２の圧縮率は前記第１の圧縮率より高い又は同等である、請求項１０から１６のいずれか一項に記載のエンコーダシステム。
【請求項１８】
請求項１０から１７のいずれか一項に記載のデジタルビデオエンコーダシステム（３）を備えるカメラ。
【請求項１９】
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオエンコーディングの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークカメラ監視システムなどのデジタルビデオシステムにおいて、ビデオシーケンスは、様々なビデオエンコーディング方法を使用して、伝送前に圧縮される。多くのデジタルビデオエンコーディングシステムでは、ビデオフレームのシーケンスの複数のビデオフレームを圧縮するため、２つの主要なモード（イントラモード及びインターモード）が使用される。イントラモードでは、予測、変換、及びエントロピーコーディングを介して、単一のフレームの所定のチャネル内のピクセルの空間的な冗長性を利用することによって、輝度チャネル及び色度チャネルがエンコードされる。エンコードされたフレームはイントラフレームと呼ばれるが、Ｉフレームも称されることもある。イントラフレーム内では、マクロブロックとも称されるピクセルブロックはイントラモードでエンコードされるが、これはブロックが同一画像フレーム内で同様のブロックを参照してエンコードされるか、まったく参照なしで未加工のままコード化されることを意味する。一方、インターモードは、別々のフレーム間の一時的な冗長性を利用し、選択されたピクセルブロックについて１つのフレームから別のフレームへのピクセルの動きをエンコードすることによって、一又は複数の先行フレームからのフレームの一部を予測する、動き補償予測技術に依存する。エンコードされたフレームはインターフレームと称され、デコードの順において先行フレームを意味するＰフレーム（前方向予測フレーム）と称されること、或いは、２つ以上先行してデコードされるフレームを意味するＢフレーム（両方向予測フレーム）と称されることがあり、予測に用いられるフレームの任意の表示順序（ｄｉｓｐｌａｙ−ｏｒｄｅｒ）関係を有することができる。インターフレーム内では、マクロブロックとも称されるピクセルのブロックは、インターモード（先行してデコードされた画像内の同様のブロックを参照してデコードされることを意味する）又はイントラモード（同一画像フレーム内で同様ブロックを参照してエンコードされるか、まったく参照なしで未加工のままコード化されることを意味する）でエンコードされうる。
【０００３】
撮影された画像には、たくさんのノイズが存在することがある。これは特に、夕暮れや夜明けなどの低光量状態の場合である。このような低光量状態では、長い露光時間と高いゲインが必要となるが、これはノイズの増加、言い換えるならば、信号ノイズ比（ＳＮＲ）の低下をもたらす。ノイズの大部分は動的であるため、ノイズはフレームごとに変化する。先行してエンコードされデコードされた画像フレーム内の対応するマクロブロックは参照フレームとして使用されるが、エンコードされる画像内の特定のマクロブロックが、撮影されたシーンと同じ部分を示している場合であっても、ノイズによって当該マクロブロックが異なるように見えることがあるため、インターフレームエンコーディングには課題がある。マクロブロックをエンコードするときに未処理部分が大きくなることがあるが、これは出力ビットレートが高いことを示唆している。外観が異なる場合はまた、参照フレーム内で参照する適切なマクロブロックを見つけ出すことが更に困難になるため、結果として検索時間は長くなる。ときには、所定の検索パターンが終了する前にマクロブロックの一致が見つからないことがあり、現在のマクロブロックをイントラモードでエンコードしなければならない場合なども、出力ビットレートの増大をもたらす結果となる。
【０００４】
そのため、エンコード前の画像のノイズ量低減に対する関心は高い。様々な解決策が知られており、空間的及び／又は時間的ノイズフィルタがエンコード前の画像に適用される。これらの解決策の多くは満足できる結果をもたらしうるが、計算の負荷が膨大で、監視や調査の目的など、リアルタイムエンコーディングには有用でないものもある。そのため、エンコーディングでのノイズの影響を低減するための方法及びシステムに関しては依然としてニーズがある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、入力ビデオフレームのシーケンスに対応するデジタルビデオデータをエンコードする方法を提供することで、この方法はノイズを低減し、その結果、エンコードはより効率的に実行されうる。もう１つの目的は、上述のノイズに関連する欠点がない状態でエンコーディングを可能にするデジタルビデオエンコーディングシステムを提供することにある。
【０００６】
第１の態様によれば、入力ビデオフレームのシーケンスに対応するデジタルビデオデータをエンコードする方法によって、様々な目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。前記入力ビデオフレームは出力ビデオフレームのシーケンスにエンコードされ、本方法は、第１のイントラフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、第１のエンコーダインスタンスで第１の入力ビデオフレームをエンコードすることと、第１のデコードされたフレームを作成するため、前記第１のイントラフレームをデコードすることと、第１の出力ビデオフレームを作成するため、第２のエンコーダインスタンスで前記第１のデコードされたフレームをエンコードすることとを含む。出力ビデオフレームのシーケンスはまた、エンコードされたビデオストリームと称されることがある。第１のエンコーダで実行されるエンコーディングは、入力ビデオフレームの高周波数コンポーネントを低減するが、これは第２のエンコーダに入力されるデコードされた画像フレームでノイズがより少ないことを意味する。このように、第２のエンコーダはより効率的に動作することができる。エンコーダに入力される画像フレーム内のノイズが少ないことにより、インターフレームエンコーディングでエンコードする未処理部分は小さくなる。更に、ノイズがあると、撮影されたシーンの同一部分を表現するマクロブロックが、シーンの変化によって生じる以上の大きな違いを示すことはないため、適合ブロックの検索はより迅速になりうる。したがって、静的なシーンに関しては、エンコードされるマクロブロックは原則的に、参照画像内の対応するマクロブロックと同じように見える。更に、シーンの中に動きがある場合でも、ノイズが参照フレームと現在のフレームとの間で人工的な差異を付加することはないため、適合ブロックの検索はより成功しやすくなりうる。したがって、インターフレームのブロックを、イントラコードブロックとしてよりもインターコードブロックとしてエンコードする可能性が高まる。
【０００７】
第１のエンコーダインスタンスは、ＪＰＥＧエンコーダであってもよい。ＪＰＥＧエンコーディングは一般的に、計算の負荷が膨大ではないため、複雑なハードウェアは必要としない。
【０００８】
代替的に、第１のエンコーダインスタンスは、Ｈ．２６４又はＨ．２６５エンコーダなど、ブロックベースのハイブリッドエンコーダであってもよい。第２のエンコーダも同じタイプの場合には、これは特に有利になりうる。２つのエンコーダは、同じ周波数応答に向かって動作しうる。
【０００９】
ブロックベースのハイブリッドエンコーダは、インターフレームエンコーディングで利用可能な第１の参照フレームの形態で第１のデコードされたフレームを作成するため、第１のイントラフレームをデコードしてもよい。したがって、第１のエンコーダは、エンコードされた出力画像が保存又は送信に使用される画像ではないという点を除いて、ブロックベースのハイブリッドエンコーダが通常動作するように動作しうる。
【００１０】
一実施形態によれば、第１のデコードされたフレームは、イントラフレーム又はインターフレームエンコーディングを使用して、第２のエンコーダインスタンスでエンコードされる。このように、ゼロ個以上のインターフレームが後続するイントラフレームを含む画像群を有する出力ビデオシーケンスが作成されることがあり、ビットレート効率のよい送信を可能にする。
【００１１】
一実施形態では、第１のエンコーダインスタンスは、第１の圧縮率を使用して第１のビデオ入力フレームをエンコードし、第２のエンコーダインスタンスは、第２の圧縮率を使用して第１のデコードされたフレームをエンコードし、前記第２の圧縮率は前記第１の圧縮率より高い又は同等である。このように、第１のエンコーディングステップで画質が犠牲になることはほとんどなく、低出力ビットレートは保存及び／又は送信用の第２のエンコーダから得ることができる。
【００１２】
第２の態様によれば、入力ビデオフレームのシーケンスに対応するビデオデータをエンコードするデジタルビデオエンコーディングシステムによって、様々な目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。本システムは、エンコードされたフレームを作成するため、イントラフレームエンコーディングを使用して、前記入力ビデオフレームをエンコードするように構成された第１のエンコーダインスタンスと、前記第１のエンコーダインスタンスに関連付けられたデコーダインスタンスであって、エンコードされたフレームをデコードするように構成された前記デコーダインスタンスと、前記デコードされたフレームをエンコードするように構成された第２のエンコーダインスタンスとを含む。このようなシステムにより、第２のエンコーダでエンコードする画像のノイズレベルが低下するため、充分なエンコーディング、特に充分なインターフレームエンコーディングを実現することができる。エンコードする未処理部分が減少し、動きの評価及び補償のための適合ブロックの検索は促進されうる。
【００１３】
エンコーダシステムは、原則的に、第１の態様の方法と同じ方式で具現化されうるため、その利点も付随する。
【００１４】
第３の態様によれば、第２の態様によるエンコーディングシステムを備えたカメラによって、様々な目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。
【００１５】
第４の態様によれば、プロセッサによって実行されたときに第１の態様による方法を実行するように適合された命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品によって、様々な目的が完全に又は少なくとも部分的に達成される。プロセッサは、任意の種類のプロセッサであってもよく、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、集積回路中に実装されるカスタム仕様の処理デバイス、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はディスクリート素子を含む論理回路であってもよい。
【００１６】
本発明の利用可能性の更なる範囲は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかしながら、この詳細な説明よって本発明の範囲内の様々な変更及び修正が当業者に明らかとなるため、詳細な説明及び具体例は、本発明の好適な実施形態を示しながらも例示的な形でのみ提示されることを理解されたい。
【００１７】
従って、記載の装置及び記載の方法は変形しうるため、本発明は記載の装置の特定の構成要素部品又は記載の方法のステップに限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためにすぎず、限定的であることを意図しないことを更に理解されたい。明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、冠詞（「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」）は、文脈によって他のことが明らかに示されない限り、一又は複数の要素があることを意味していると意図されることに留意されたい。したがって、例えば、「ａｎ  ｏｂｊｅｃｔ」又は「ｔｈｅ  ｏｂｊｅｃｔ」に対する言及は、幾つかのオブジェクト（ｏｂｊｅｃｔ）などを含みうる。更に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える、含む）」という言葉は、他の要素又はステップを排除するものではない。
【００１８】
本発明を、実施例を用い、添付の概略図を参照しながら、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】カメラによって撮影されるシーンの図である。
【図２】デジタルビデオエンコーディングシステムの一実施形態のブロック図である。
【図３】本発明による方法の変形例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１はカメラ２によって監視されるシーン１を示す図である。カメラ２によって撮影される画像は、例えば、オペレータ又は警備員が監視下にあるシーンの表示画像を観察しているコントロールセンターへ送信される前にエンコードされる。エンコード後、画像はカメラ２のＳＤカード上などでローカルに、或いはコントロールセンターのサーバー上などで遠隔的に保存されてもよい。
【００２１】
画像センサを使用して画像を撮影するときには、センサからの信号には何らかのノイズが常に存在する。このノイズの一部は、固定パターンノイズなどの空間的なものであるが、ノイズの一部はリセットノイズや熱ノイズなどの時間的なものである。空間的ノイズは１つの画像フレームから次の画像フレームにかけて同じ状態で残るが、時間的ノイズは、定義に従えば、フレームごとに変化する。インターフレームエンコーディングは、参照フレームとして使用される先行してエンコードされデコードされた画像フレームの参照に基づいているため、空間的ノイズは、インターフレームエンコーディングを使用して画像フレームをエンコードするときには、問題を提起する。第１のフレームの撮影時から第２のフレーム及びその後のフレームの撮影時までに、実際にシーンの変化が全くない、或いはほとんどない場合には、第２のフレームのほとんどのマクロブロックは、第１のフレームの対応するブロックと同じように見えるため、イントラフレームエンコーディングを使用したエンコーディングは非常に効率的になりうる。しかしながら、時間的ノイズは、第１の画像と第２の画像との間に、撮影されたシーンに由来しない差異をもたらす。本願の背景部分で議論されるように、このようなノイズは出力ビットレートの増大、並びに適合ブロックの検索時間の増大をもたらしうる。
【００２２】
イントラフレームエンコーディングで使用される適合ブロックを検索するとき、参照フレーム中のブロックが、参照ブロックとして使用される現在の画像の中でエンコードされるブロックに充分に類似しているとみなされる場合には、現在の画像フレーム中のブロックと参照フレーム中の潜在ブロックとの差は、所定の類似閾値を下回らなければならない。この差は、絶対差の和ＳＡＤ（ａ  ｓｕｍ  ｏｆ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）として表現されうる。ＳＡＤは、現在の画像フレーム中のピクセルと参照フレームの中で比較されるブロック中の対応するピクセルとの間の絶対差を取得し、ブロック中の全ピクセルに対してこのような差分の総和を計算することによって計算される。したがって、ＳＡＤは次のように表わされる。
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【００２３】
ここで、Ｎは調査されるブロックのピクセル数で、Ｖｃ，ｎは現在の画像フレーム中のピクセルのピクセル値で、Ｖｒ，ｎは基準フレーム中の対応するピクセルｎのピクセル値である。時間的ノイズは、ＳＡＤの増大をもたらす。
【００２４】
検索が開始されるブロックが、エンコードされる予定のブロックに類似しているとみなされる場合には、この第１のブロックは参照ブロックとして使用される。
【００２５】
他方、検索が開始されるブロックが、エンコードされる予定のブロックとあまりにも大きく異なる場合には、すなわち、ＳＡＤが所定の閾値を超える場合には、検索は別のブロックまで継続される。どのブロックまで継続するかは、検索に使用される検索パターンによって決定される。一般的に、検索がどこまで継続されるかに関しては、設定される限界がある。検索パターンの限界に達したとき、同様のブロックが見つからなかった場合には、エンコードされる予定のブロックはインターモードではエンコードされず、代わりにイントラモードでエンコードされる。
【００２６】
一般的に、ノイズは撮影される画像フレーム中に常に存在するが、長い露光時間が必要とされ、高いゲインが使用される夕暮れや夜明けなどの低光量状態で画像が撮影される場合には、より顕著になる。画像センサ内の多くのノイズ源は温度上昇によって悪化するため、ノイズもまた高温で顕著になる。本発明によれば、ノイズの影響は、以下で更に説明される方法及び／又はデジタルビデオエンコーディングシステムを使用して、低減されうる。
【００２７】
図２は、デジタルビデオエンコーディングシステム３の一実施形態のブロック図である。画像センサから生成され、ベイヤーパターンサンプリング、デモザイク処理、鮮明化、コントラスト付加、トーンマッピング、カラー補正、ぼかし及びＨＤＲマージングなどの前処理手続きによって前処理されるデジタルビデオデータは、画像入力４を介して、第１のエンコーダ５に提供される。第１のエンコーダ５は、例えば、Ｈ．２６４準拠エンコーダであってもよいが、イントラフレームエンコーディングのみを使用して画像フレームをエンコードするようにコントロールされた発明に従っている。イントラフレームは、第１のエンコーダ５に関連する第１のエンコーダ６に受け渡されるが、これは通常、その後の画像フレームのインターフレームエンコーディング用の参照フレームを作成するために行われる。したがって、各入力画像フレームに対して、対応するエンコードされデコードされた参照フレームが作られる。しかしながら、本発明によれば、エンコードされたイントラフレーム自体は、表示又は保存のためにコントロールセンターに送信されることはない。その代わり、エンコードされたイントラフレームは、図２の矢印７で示されているように、単純に破棄されうる。
【００２８】
デコードされたフレーム、又は参照フレームは、第１のデコーダ６から第２のデコーダ９の入力８まで受け渡される。第２のエンコーダは第１のエンコーダ５と同様、或いは同一であってもよいが、第２のエンコーダ９がイントラフレーム並びにインターフレームを含む画像グループ（ＧＯＰ：ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  ｐｉｃｔｕｒｅ）で、より一般的なビデオストリームをエンコードするように、異なるパラメータを使用して制御されてもよい。それ自体は周知であるが、第２のエンコーダ９からエンコードされた画像は、その後の画像フレームのインターモードエンコーディングで使用する参照フレームを形成するデコーディング用に、関連する第２のデコーダ１０に受け渡され、エンコードされた画像は出力１１を経由して第２のエンコーダ９から同時に出力される。出力ビデオフレームはローカルに保存されてもよく、及び／又はコントロールセンターなどの遠隔地に送信されてもよく、閲覧及び／又は保存されうる。
【００２９】
エンコーダシステム３は、図１に示したカメラ２などのカメラに統合されうる。代替的に、エンコーダシステム３は、カメラに動作可能に接続される別個の装置であってもよい。
【００３０】
本発明の方法の変形例は、本発明のエンコーディングシステムの実施形態の説明に関連して上述されているが、明確にするため、本方法の変形例は図３を参照してここで説明される。
【００３１】
図３は、本発明のエンコーディング方法の変形例を示すフロー図である。第１のステップ１０１では、第１のビデオフレーム又は画像フレームに対応するデジタルビデオデータが受信される。次に、ステップ１０２では、第１の画像フレームは第１のエンコーダで第１のイントラフレームとして、すなわち、他の任意の画像フレームを参照することなくエンコードされる。それ自体は周知であるが、第１の参照フレームを形成するため、イントラフレームはステップ１０３でデコードされる。デコードされていないイントラフレーム自体は使用されないが、破棄されてもよい。ステップ１０４では、デコードされたフレーム、すなわち、第１の参照フレームは第２のエンコーダでエンコードされる。第２のエンコーダはイントラフレーム並びにインターフレームを作成するように構成されており、そのため、ＧＯＰの第１のフレームはイントラフレームとしてエンコードされ、その後のフレームは、新しいＧＯＰが開始されるまで、インターフレームとしてエンコードされる。ステップ１０５では、エンコードされたフレームは出力ビデオフレームとして出力され、これはローカルに保存されてもよく、及び／又は別の場所に送信され、表示及び／又は保存されてもよい。
【００３２】
図３に描かれているプロセスは、エンコードされたビデオストリームを作成するため、その後の入力ビデオフレームに対して反復される。したがって、第２の入力ビデオフレームは受信され、次に第１のエンコーダでイントラフレームとしてエンコードされる。この第２のイントラフレームは、第２の参照フレームを形成するためデコードされる。第２の参照フレームは第２のエンコーダに受け渡され、一方、第２のイントラフレーム自体は破棄される。第２のエンコーダでは、第２の参照フレームは、現在のＧＯＰの長さ、及びフレームがＧＯＰの中のどこまで配置されるかに応じて、イントラフレーム又はインターフレームのどちらかとしてエンコードされる。したがって、第２のフレームが新しいＧＯＰを開始しない場合には、インターフレームとしてエンコードされる。
【００３３】
入力ビデオフレームレート次第では、第１の入力ビデオフレームはわざわざプロセスを介して受け渡される必要はなく、第２の入力ビデオフレームが受信されるとき、エンコードされたフレームとして出力される。２つのエンコーダが連係して動作していると言われるように、第１のフレームは第２のエンコーダによって充分に処理されてもよく、一方、第２のフレームは第１のエンコーダによって処理される。その結果、本発明のエンコーディング方法によって待ち時間が追加されることはない。
【００３４】
図２並びに図３を参照して、第１のエンコーダ５は第１の圧縮率を使用するように制御されてもよく、第２のエンコーダ９は第２の圧縮率を使用するように制御されてもよく、第２の圧縮率は第１の圧縮率より高い又は同等である。したがって、第１のエンコーダでエンコードされるイントラフレームの画質は、第２のエンコーダから出力されるビデオフレームの画質と同等以上になる。例えば、第１のエンコーダ５及び第２のエンコーダ９が共にＨ．２６４エンコーダの場合には、第１のエンコーダ５は第１の量子化パラメータＱＰ１を使用してもよく、第２のエンコーダ９は第２の量子化パラメータＱＰ２を使用してもよい。例として、ＱＰ１は１０に、ＱＰ２は１５になりうる。
【００３５】
第１のエンコーダは低圧縮率を使用して、イントラフレームだけをエンコードするため、第１のエンコーダの出力ビットレートは高くなりうる。これが問題を引き起こすことはないものの、第１のエンコーダの出力は閲覧又は保存のために送信されるようには意図されていないため、第２のエンコーダでエンコードされる参照フレームを作成するためにのみ使用される。第２のエンコーダは、第１のエンコーダが使用する圧縮率と少なくとも同程度の高い圧縮率を使用するため、第２のエンコーダの出力ビットレートは第１のエンコーダよりも低くなりうる。しかも、第２のエンコーダの出力ビットレートは、イントラフレームに加えてインターフレームの使用により大幅に低くなりうる。
【００３６】
イントラフレームエンコーディング中に第１のエンコーダで実行される量子化によって、ビデオデータの高周波数コンポーネントが取り除かれるが、これはノイズが除去されることを意味する。したがって、第２のエンコーダで実行されるエンコーディングは、幾つかの理由で、より効率的になりうる。時間的ノイズが除去されると、２つの連続するビデオフレームのシーンで同一の静的部分を表わすマクロブロックは更に似てくるため、結果としてエンコードする未処理部分は小さくなる。更に、１つのフレームから次のフレームまでの対応するマクロブロックの変動は少ないため、参照フレーム中での適合ブロックの検索は迅速になりうる。これはまた、検索がその検索パターンに対して設定された限界に到達する前に、適合マクロブロックが検出される確率が高くなり、その結果、インターフレーム内のマクロブロックを、イントラコードブロックとしてではなく、インターコードブロックとしてエンコードする確率が高くなることを意味する。
【００３７】
当業者は、上述の実施形態を多くの方法で修正し、かつ、上記の実施形態において示されている本発明の利点を依然として使用することが可能であることを、理解するであろう。例として、第１のエンコーダはイントラフレーム以外は何もエンコードできる必要はなく、例えば、ＪＰＥＧエンコーダであってもよい。代替的に、第１及び第２のエンコーダは原則的に同一であってもよいが、第１のエンコーダがイントラフレームのみをエンコードし、第２のエンコーダがイントラフレーム並びにインターフレームをエンコードするように、異なるパラメータによって制御される。
【００３８】
エンコーダシステムは、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせとして実装されてもよい。第１のエンコーダ及び第２のエンコーダは、例えば、同一のプロセッサ上で動作するソフトウェアとして具現化されてもよく、別々の装置である必要はない。そのため、エンコーダはまた、第１のエンコーダインスタンス及び第２のエンコーダインスタンスとも称される。
【００３９】
本発明は、Ｈ．２６４、Ｈ．２６５、ＭＰＥＧ−４パート２、又はＶＰ９コーデックなど、任意のブロックベースのハイブリッドコードに適用可能である。
【００４０】
上記の例では、第１のデコーダは、第１のエンコーダに関連しているように説明される。第１のエンコーダがブロックベースのハイブリッドエンコーダである場合には、丸め処理などによって引き起こされるドリフトを回避するためには、当技術分野では周知のように、第１のデコーダは有利には第１のエンコーダに一体化されることに留意されたい。しかしながら、別個の第１のエンコーダを有することも実現可能でありうる。第１のエンコーダがＪＰＥＧエンコーダである場合、ＪＰＥＧエンコーダは本来であれば参照フレームを作らないため、このことは特に当てはまる。
【００４１】
第１のエンコーダによって実行される処理ステップは、厳密にエンコーディングステップである必要はない。その代り、入力ビデオフレームの空間的な複雑度を低減する別の手続きが実行されうる。例えば、入力ビデオフレームの量子化が実行されることがあり、次に第２のエンコーダに入力を提供するため、脱量子化又は逆量子化が実行されうる。
【００４２】
上記の実施例では、本発明はカメラに関連して説明されている。カメラは、監視カメラであってもよい。更に、カメラは、例えば、可視光を利用するカメラ、ＩＲカメラ、又はサーマルカメラなどの任意のタイプのカメラであってもよい。カメラはデジタルカメラであってもよいが、本発明はまた、アナログカメラで使用されてもよい。そのような場合、アナログカメラの画像は、デジタル化装置を使用してデジタル形式に変換されうる。
【００４３】
カメラの代わりに、画像フレームを捉える画像センサが、任意のタイプの画像撮影装置内に構成されうる。
【００４４】
画像はまた、イントラフレーム及びインターフレームビデオ圧縮技術を使用してエンコードされる画像フレームを表す情報の生成が可能な、可視光センサ、サーマルセンサ、ＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）センサ、又は他のタイプの画像生成センサによって生成されうる。
【００４５】
従って、本発明は、図示した実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図１】
2017163533.tif 000004
【図２】
2017163533.tif 000005
【図３】
2017163533.tif 000006
【外国語明細書】
2017163533000001.pdf
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