(57)【要約】      （修正有）【課題】映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止する。【解決手段】少なくとも２つの映像信号入力部を有する映像切替部と符号化装置とを備えた映像切替装置であって、映像切替部は、異なる状態の変化によりプレ制御信号とカメラ切替信号の２つ信号を出力するスイッチ部と、２つの映像信号を切替えるカメラ映像切替部を有する。符号化装置は、映像信号を符号化する符号化部とプレ制御信号により符号化部の発生符号量を低減させる制御部を有することを特徴とする。【選択図】図１
2017175428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの映像信号入力部を有する映像切替部と符号化装置とを備えた映像切替装置であって、
前記映像切替部は、異なる状態の変化によりプレ制御信号とカメラ切替信号の２つ信号を出力するスイッチ部と、２つの映像信号を切替えるカメラ映像切替部を有し、
前記符号化装置は、映像信号を符号化する符号化部と、前記プレ制御信号により前記符号化部の発生符号量を低減させる制御部を有することを特徴とする映像切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像切替装置であって、
前記制御部は、前記スイッチ部からカメラ切替信号が出力されると、前記符号化部の発生符号量を元に戻す制御を行うことを特徴とする映像切替装置。
【請求項３】
少なくとも２つの映像信号を入力するステップと、プレ制御信号により発生符号量を低減させるステップと、カメラ切替信号により出力する映像信号を切替えるステップとを有することを特徴とする映像切替方法。
【請求項４】
請求項３に記載の映像切替方法であって、
カメラ切替信号が出力されると発生符号量を元に戻すステップとを有することを特徴とする映像切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像切替装置を備えた符号化装置および映像切替検知方法を含む符号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の映像切替装置について、図３〜図８を用いて説明する。
図３は従来の映像切替装置を説明するためのブロック図である。
映像切替装置５００は、映像切替部５１０と符号化装置５２０で構成されている。
映像切替部５１０は、スイッチ部５１１とカメラ映像切替部１１２で構成され、映像信号ＶＩＤ１(Video1)，ＶＩＤ２(Video2)を入力する２つの入力端子と、映像信号ＳＩ−ＶＩＤ（Selected-Video）を出力する出力端子を有している。
スイッチ部５１１は、押下されると、高レベルまたは低レベルのカメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔをカメラ映像切替部１１２に出力する。
カメラ映像切替部１１２は、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔに基づいてＶＩＤ１またはＶＩＤ２の映像信号を出力する。カメラ映像切替部１１２は、例えば、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔが低レベルの場合にはＶＩＤ１を出力し、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔが高レベルの場合にはＶＩＤ２を出力する。
なお、映像信号ＶＩＤ１，ＶＩＤ２は、例えば、カメラ１０１，１０２等から出力される。
【０００３】
符号化装置５２０は、制御部５２１と符号化部１３０とＳＧ（Sync  Generator）部１４０で構成されている。
制御部５２１は、ビットレート制御信号とＳＵＭを入力し、ｃｏｍｐ制御信号とＩ／Ｐ０制御信号を出力する。
また、制御部５２１から出力するＩ／Ｐ０は、画面上部からフレーム毎に対象範囲を下段にズラしながら変化する信号である。
【０００４】
画像圧縮を行う符号化部１３０は、Ｉ（Intra-coded  Picture）処理部１３１、Ｐ（Predictive-coded  Picture）処理部１３２、選択部１３３、バッファメモリ部１３４、復号部１３５で構成されている。
符号化部１３０は、入力された映像信号ＳＩ−ＶＩＤをＩ処理部１３１で圧縮データＩ−ＣＤを生成し、Ｐ処理部１３２で圧縮データＰ−ＣＤを生成し、選択部１３３で圧縮データＩ−ＣＤまたはＰ−ＣＤを選択し、選択したデータＳ−ＣＤをバッファメモリ部１３４に出力し、バッファメモリ部１３４から圧縮データを出力する。なお、復号部１３５はＳ−ＣＤを復号し、復号した映像信号Ｖ−ＤＥＭをＰ処理部１３２に出力する。
【０００５】
図６はI処理部の動作を説明するためのブロック図である。
I処理部１３１は、変換部８０１、量子化部８０２、ハフマン符号部８０３で構成され、入力された映像信号ＳＩ−ＶＩＤを変換部８０１で例えばＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）変換し、量子化部８０２とハフマン符号部８０３で圧縮データＩ−ＣＤを作成して出力する。
【０００６】
図７はＰ処理部の動作を説明するためのブロック図である。
Ｐ処理部１３２は、差分部９０４、変換部８０１、量子化部８０２、ハフマン符号部８０３で構成され、差分部９０４で入力された現フレームの映像信号ＳＩ−ＶＩＤと前フレームの映像信号Ｖ−ＤＥＭとの差分をとり、差分の映像信号を変換部８０１で例えばＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）変換し、量子化部８０２とハフマン符号部８０３で圧縮データＰ−ＣＤを作成して出力する。
【０００７】
符号化部１３０において、通常の映像は、前フレームと同一の絵柄が、一部位置移動した等となり、前フレームと相関の高い絵柄が主体となる。そこで、Ｐ処理と呼ばれる、前フレーム映像と現フレーム映像の差分を取り、その差分を符号化＆量子化を行ない、圧縮データを作成する。
このような、Ｉ処理を映像の一部分に行い、他の部分は、Ｐ処理を行う。
なお、通常の映像は、フレーム間での差分は概ね少なく、より少ないデータ量となるよう工夫している。特に静止画であれば、前フレームとほぼ同一な絵柄となるため、差分は０になり、Ｐ処理で新たに送るデータ発生は、ほぼ０となる。
【０００８】
図４は図３の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図４に示すように、Ｉ処理の範囲を全体映像の一部分に制限しているが、その部分をフレーム毎に移動させ、データ量は増加するが、復号側での映像誤差の蓄積を防止している。
ところで、通常の映像は、フレーム間での差分は概ね少なく、画像の大部分をＰ処理することでの発生データ量は少ない。
しかし、映像制作の都合により、別なカメラ映像に切替えを行う運用がある。この場合、前フレーム映像との相関性は無くなるため、差分であっても変化が大きく、そのためＰ処理であっても、送るべきデータ量が大きく増加する。また符号発生量に制約をつける必要があり、粗い量子化を行い、微小成分の切り捨てを行い、発生データ量を低減する。
【０００９】
図５は画像のＩ処理およびＰ処理におけるフレーム間での類似画像と異種画像の発生データ量と画質を説明するための図である。
図５（Ａ）は量子化を一定にした場合の発生データ量を示している。Ｉ処理において、類似画像と異種画像共に発生データ量は大である。また、Ｐ処理において、類似画像は発生データ量が小であり、異種画像は発生データ量が大である。
図５（Ｂ）はデータ量を一定にした場合の画質を示している。Ｉ処理において、類似画像と異種画像共に画質は悪い。また、Ｐ処理において、Ｐ処理において、類似画像は画質が良あり、異種画像は画質が悪い。
【００１０】
図８は従来の映像切替による画像を説明するための図である。
変換部８０１出力の微小成分を切り捨てた後に復号した場合に、元の映像差分との誤差が増加し、結果として映像の再現性が低下、画質劣化となる。この特性を図５、および図８に示す。
図８において、３フレーム目（ｃ）は、絵柄全体が変更されたため、各Ｐ処理は異種画像となり変化が増大、発生データ量も増加傾向となるため、粗い量子化として、データ量を減らす。
また、各Ｐ処理にて発生データ量が増加傾向にある過渡期において、Ｉ処理への割当て可能データ量も減らす状態となる。そのため、復号される映像は、結果的に画面全体の細部が省略された画質劣化した内容となる。
【００１１】
先行技術文献として、例えば、特許文献１では、現用系と少なくとも１つの予備系を有する映像送出装置において、デジタル映像信号を現用系と予備系に分配し、映像変化検知器で、現用系の復号出力における各映像フレームの画像データ量を算出し、各映像フレームの画像データ量に変化がないことを検知したとき、予備系に切替えて出力するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−４３５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の映像切替装置は、少なくとも２つの映像信号入力部を有する映像切替部と符号化装置とを備えた映像切替装置であって、映像切替部は異なる状態の変化によりプレ制御信号とカメラ切替信号の２つ信号を出力するスイッチ部と、２つの映像信号を切替えるカメラ映像切替部を有し、符号化装置は映像信号を符号化する符号化部とプレ制御信号により符号化部の発生符号量を低減させる制御部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、制御部は、スイッチ部からカメラ切替信号が出力されると、符号化部の発生符号量を元に戻す制御を行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の映像切替方法は、少なくとも２つの映像信号を入力するステップと、プレ制御信号により発生符号量を低減させるステップと、カメラ切替信号により出力する映像信号を切替えるステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、上述の映像切替方法は、カメラ切替信号が出力されると発生符号量を元に戻すステップを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止することができる。より具体的には、符号化部の発生符号量を予め低減しておき、切替えられる新たな映像に起因して増加する発生符号量に備えることで、映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例に係る映像切替装置を説明するためのブロック図である。
【図２】図１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】従来の映像切替装置を説明するためのブロック図である。
【図４】図３の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】画像のＩ処理およびＰ処理における類似画像と異種画像の発生データ量と画質を説明するための図である。
【図６】Ｉ処理部の動作を説明するためのブロック図である。
【図７】Ｐ処理部の動作を説明するためのブロック図である。
【図８】従来の映像切替による画像を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る映像切替装置を説明するためのブロック図である。
図１において、映像切替装置１００は、映像切替部１１０と符号化装置１２０で構成されている。
映像切替部１１０は、スイッチ部１１１とカメラ映像切替部１１２で構成され、映像信号ＶＩＤ１(Video1)，ＶＩＤ２(Video2)を入力する２つの入力端子と、映像信号ＳＩ−ＶＩＤ（Selected-Video）を出力する出力端子と、プレ制御信号ＰＲＥ−ＳＷを出力する出力端子を有している。
なお、映像信号ＶＩＤ１，ＶＩＤ２は、例えば、カメラ１０１，１０２等から出力される。
【００２１】
スイッチ部１１１は、押下される深さにより２種類の信号を出力する。
スイッチ部１１１は、押下される深さが浅い場合にはプレ制御信号ＰＲＥ−ＳＷを出力し、押下される深さが深くなった場合にはカメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔを出力する。
なお、スイッチ部１１１は、３Ｄ（Three  Dimensions）タッチのような押し圧の違いにより、２種類の信号を出力するものであってもよい。
また、スイッチ部１１１が押下される深さではなく、スイッチ部１１１が押下されたことをきっかけに上記の深さが浅い場合として、スイッチ部１１１が押下された後にリリースされたことをきっかけに上記の深さが深くなった場合とすれば、スイッチ部１１１を押下している時間により、上記同様にスイッチ部１１１の深さが浅い状態と深い状態の検出と同様の制御が実現可能となる。このようなスイッチ部１１１の異なる状態の変化を基に制御にすることで、通常のタッチパネル等によっても同様の実現が可能となる。更には、タッチパネルでのタップ数や、タッチ位置のスライド操作によっても同様の実現が可能となる。
【００２２】
カメラ映像切替部１１２は、映像切替信号ＳＷ−ｃｎｔに基づいてＶＩＤ１またはＶＩＤ２の映像信号を出力する。カメラ映像切替部１１２は、例えば、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔが低レベルの場合にはＶＩＤ１を出力し、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔが高レベルの場合にはＶＩＤ２を出力する。
【００２３】
符号化装置１２０は、制御部１２１と符号化部１３０とＳＧ（Sync  Generator）部１４０で構成されている。
制御部１２１は、プレ制御信号ＰＲＥ−ＳＷとビットレート制御信号とＳＵＭを入力し、ｃｏｍｐ制御信号とＩ／Ｐ１制御信号を出力する。
なお、制御部１２１は、カメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔを入力するようにしてもよい。
【００２４】
画像圧縮を行う符号化部１３０は、Ｉ（Intra-coded  Picture）処理部１３１、Ｐ（Predictive-coded  Picture）処理部１３２、選択部１３３、バッファメモリ部１３４、復号部１３５で構成されている。
ＳＧ部１４０は、符号化装置１２０および映像切替部１１０の全体に同期信号を供給するものである。
なお、Ｉ処理部１３１とＰ処理部１３２の動作説明は、上述の図６と図７で説明しているため省略する。
【００２５】
符号化部１３０は、入力された映像信号ＳＩ−ＶＩＤをＩ処理部１３１で圧縮データＩ−ＣＤを生成し、Ｐ処理部１３２で圧縮データＰ−ＣＤを生成し、選択部１３３で圧縮データＩ−ＣＤまたはＰ−ＣＤを選択し、選択したデータＳ−ＣＤをバッファメモリ部１３４に出力し、バッファメモリ部１３４から圧縮データを出力する。なお、復号部１３５はＳ−ＣＤを復号し、復号した映像信号Ｖ−ＤＥＭをＰ処理部１３２に出力する。
【００２６】
制御部１２１から出力するｃｏｍｐ制御信号（符号化目標）は、Ｉ処理とＰ処理の発生符号量を増減させる制御信号、Ｉ処理部とＰ処理部は量子化の粗さを変化させることで、発生符号量を増減させるものである。
また、制御部１２１から出力するＩ／Ｐ１制御信号は、選択部１３３への制御信号、Ｉ処理による符号か、Ｐ処理の符号かを選択する。画面の上部から順番に選択されるように、走査線１２８０本であれば、１フレーム目は１〜６４本の期間、２フレーム目は６５本〜１２８本の期間・・・を選択する。
【００２７】
また、制御部１２１に入力するＳＵＭは、バッファメモリ部１３４に貯まった圧縮データ量に関する信号である。
制御部１２０は、ＳＵＭの量の多少を見ながら、ｃｏｍｐ制御信号（符号化目標）にて量子化粗さ、すなわち新たな発生データ量の多少をコントロールする。
【００２８】
図２は、図１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図２において、カメラ映像切替部１１２の操作者は、例えば、映像信号ＶＩＤ１の画像監視で状況変化を時刻アで検出した場合に映像信号ＶＩＤ２への切替判断を約２００ｍｓで行い、時刻イでスイッチ部１１１を押下する。
【００２９】
スイッチ部１１１は、押下されると、例えば、約３０ｍｓ後の時刻ウで、低レベルから高レベルに遷移させたプレ制御信号ＰＲＥ−ＳＷを符号化装置１２０の制御部１２１に出力する。
【００３０】
符号化装置１２０の制御部１２１は、例えば、符号化目標ｃｏｍｐを４５Ｍｂｐｓとし、４５Ｍｂｐｓとなるように  量子化を中程度とし、発生符号量Ｓ−ＣＤの発生を減らす。このことにより、映像信号ＶＩＤ１の画質が僅かに低下する。
バッファ蓄積符号量ＳＵＭは徐々に低下し始める。なお、低下量は許容下限（例えば、６０％）までとする。
【００３１】
スイッチ部１１１は、さらに押下されると、例えば、約１００ｍｓ後の時刻エで、低レベルから高レベルに遷移させたカメラ切替指示信号ＳＷ−ｃｎｔをカメラ映像切替部１１２に出力する。
カメラ映像切替部１１２は、出力する映像信号ＳＩ−ＶＩＤを映像信号ＶＩＤ１から映像信号ＶＩＤ２に切替える。
【００３２】
制御部１２１は、時刻エにおいて、符号化目標ｃｏｍｐを４５Ｍｂｐｓから６０Ｍｂｐｓに戻す。
【００３３】
選択部１３３は、時刻エにおいて、映像が前フレームと大きく異なることから、Ｉ処理の選択比率が大幅に高まる。
それに伴い、選択部１３３から出力する発生符号量Ｓ−ＣＤも増加するが、それを貯め込むバッファメモリ部１３４は、バッファ蓄積符号量ＳＵＭが既に少なくなっているため、発生符号量Ｓ−ＣＤ量を極端に抑える必要は無い。
一時的に６０Ｍｂｐｓを越えた発生であっても、バッファ蓄積符号量ＳＵＭは中程度の量子化で済む。
結果として、映像信号ＶＩＤ２の画質の維持が可能となる。
【００３４】
時刻オにおいて、バッファメモリ部１３４のバッファ蓄積符号量ＳＵＭが所定量に到達し、この状態を制御部１２１はバッファ蓄積符号量ＳＵＭから通知を受け、発生符号量Ｓ−ＣＤを抑制するため、量子化を通常動作に戻す。
【００３５】
本発明の実施形態である映像切替装置は、映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止することができる。特に、符号化部の発生符号量を予め低減しておき、切替えられる新たな映像に起因して増加する発生符号量に備えることで、映像信号の符号化を伴う切替時に画質劣化を防止することができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。
【００３７】
更に、本発明の一実施形態についてカメラ２台を切り替える場合について詳細に説明したが、３台以上のカメラを切り替える場合の切替装置であっても同様効果を得られる。また、その場合のスイッチの切り替えは、経路数分を有する場合もある。
更に、Ｉ処理部１３１に量子化部８０２やハフマン符号化部８０３を含む構成を前提としたが、選択部１３３の後段に量子化処理やハフマン処理を設ける構成としてもよい。なお、Ｐ処理部に関しても、上記と同様な構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
映像信号を切替える前に符号化目標を低減させることによって、バッファメモリ部に余裕ができるので、映像信号の符号化を伴う切替時の画質劣化を防止したい用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１００，５００：映像切替装置、１０１，１０２：カメラ、１１０，５１０：映像切替部、１１１，５１１：スイッチ部、１１２：カメラ映像切替部、１２０，３２０，５２０：符号化装置、１２１，３２１，５２１：制御部、１３０：符号化部、１３１：Ｉ処理部、１３２：Ｐ処理部、１３３：選択部、１３４：バッファメモリ部、１３５：復号部、１４０：ＳＧ部、８０１：変換部、８０２：量子化部、８０３：ハフマン符号部、９０４：差分部。
【図１】
2017175428.tif 000003
【図２】
2017175428.tif 000004
【図３】
2017175428.tif 000005
【図４】
2017175428.tif 000006
【図５】
2017175428.tif 000007
【図６】
2017175428.tif 000008
【図７】
2017175428.tif 000009
【図８】
2017175428.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月12日(2017.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのカメラからの映像信号が入力される映像信号入力部を有する映像切替部と、前記映像切替部からの映像信号を符号化する符号化装置とを備えた映像切替装置であって、
前記映像切替部は、異なる状態の変化によりプレ制御信号とカメラ切替信号の２つ信号のどちらかを出力するスイッチ部と、前記スイッチ部から前記カメラ切替信号が出力されると当該カメラ切替信号により前記映像信号入力部より入力された映像信号を切替えて出力するカメラ映像切替部を有し、
前記符号化装置は、前記カメラ映像切替部から出力された映像信号を符号化する符号化部と、前記スイッチ部から出力された前記プレ制御信号により前記符号化部の発生符号量を低減させる制御部を有し、
前記スイッチ部は、異なる状態の変化として、前記プレ制御信号が出力される状態を経てカメラ切替信号が出力される状態となることを特徴とする映像切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像切替装置であって、
前記制御部は、前記スイッチ部からカメラ切替信号が出力されると、低減された前記符号化部の発生符号量を元に戻す制御を行うことを特徴とする映像切替装置。
【請求項３】
少なくとも２つのカメラからの映像信号を入力するステップと、前記入力される映像信号の一つを出力するステップと、前記出力された映像信号を符号化するステップと、スイッチを第１の状態とするステップと、スイッチの第１の状態によりプレ制御信号を出力するステップと、前記プレ制御信号により符号化における発生符号量を低減させるステップと、スイッチを第１の状態を経て第２の状態とするステップと、スイッチの第２の状態によりカメラ切替信号を出力するステップと、前記カメラ切替信号により出力する映像信号を切替えるステップとを有することを特徴とする映像切替方法。
【請求項４】
請求項３に記載の映像切替方法であって、
カメラ切替信号が出力されると低減された符号化における発生符号量を元に戻すステップとを有することを特徴とする映像切替方法。