JP2006180036A - Video encoding transmission control apparatus and video encoding transmission control method - Google Patents
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Abstract
【課題】 ピークビットレートを符号化装置の外部から抑制することができ、かつ非常に簡易な構成および方法で実現し、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することのできる動画符号化伝送制御装置および動画符号化伝送制御方法を提供すること。
【解決手段】 送信バッファメモリ22から出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視部31と、伝送ビットレート監視部31の監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に送信バッファメモリ22から出力されるデータを制限させるスイッチとを備えることにより、出力ビットレートを下げることができ、結果としてVBVバッファアンダーフローを回避することができる。したがって、符号化ブロック20の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To encode a moving picture that can suppress a peak bit rate from the outside of an encoding device, can be realized with a very simple configuration and method, and can output encoded data at a bit rate conforming to a standard To provide a transmission control device and a moving image encoding transmission control method.
A transmission bit rate monitoring unit for monitoring an output bit rate output from a transmission buffer memory, and a transmission buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value as monitored by the transmission bit rate monitoring unit. The output bit rate can be lowered by providing the switch for limiting the data output from the output terminal 22, and as a result, the VBV buffer underflow can be avoided. Therefore, the peak bit rate can be suppressed by simple control from the outside of the encoding block 20, and encoded data can be output at a bit rate compliant with the standard.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、入力された動画に対して圧縮符号化を行って回線や記録媒体等に伝送させる動画符号化伝送制御装置および動画符号化伝送制御方法に関し、特に圧縮データの最大ビットレート(ピークビットレート)を一定以下に制御する動画符号化伝送制御装置および動画符号化伝送制御方法に関するものである。 The present invention relates to a moving image encoding transmission control apparatus and a moving image encoding transmission control method for performing compression encoding on an input moving image and transmitting it to a line or a recording medium, and more particularly to a maximum bit rate (peak bit) of compressed data. The present invention relates to a moving image coding / transmission control apparatus and a moving image coding / transmission control method for controlling a rate to a certain level or less.
近年、携帯端末やムービーカメラ、デジタルカメラなど様々な機器で例えばMPEG−4といった動画符号化技術が使用されている。MPEG−4はISO勧告であり、当初は低ビットレートによる動画圧縮を主な用途として、例えば第3世代携帯電話におけるTV電話などに用いられている。しかしながらここ数年の技術の進歩は目覚ましく、蓄積メディアにQVGA(QuaterVGA:320×240)サイズで記録できるものが主流となり、近い将来にはさらに大きいサイズおよびビットレートでの圧縮に対応した機器が主流となることが予想される。 In recent years, a moving image encoding technique such as MPEG-4 has been used in various devices such as mobile terminals, movie cameras, and digital cameras. MPEG-4 is an ISO recommendation, and is initially used mainly for moving picture compression at a low bit rate, for example, a TV phone in a third generation mobile phone. However, the technological progress in recent years has been remarkable, and what can be recorded on the storage media in QVGA (Quater VGA: 320 × 240) size has become the mainstream, and in the near future, equipment that supports compression at larger sizes and bit rates will be the mainstream. It is expected that
このような圧縮データを扱う上で、処理速度や画質など様々な問題が発生する。特に高ビットレートなデータの場合は、蓄積メディアの転送速度、記録容量、回線やネットワークの伝送容量などの問題がシビアになり、特にビットレートの超過に関しては技術的に細心の注意を払う必要がある。 Various problems such as processing speed and image quality occur in handling such compressed data. Especially in the case of high bit rate data, problems such as the transfer speed of storage media, recording capacity, transmission capacity of lines and networks become severe, and it is necessary to pay careful technical attention especially when the bit rate is exceeded. is there.
例えば勧告MPEG−4(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N3056)においてはエンコーダ出力に接続される仮想的な受信バッファモデルである、VBV(Video Buffering Verifier)バッファモデルによってビットレートの変動が制限されている。 For example, in the recommendation MPEG-4 (ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11 N3056), the bit rate variation is limited by the VBV (Video Buffering Verifier) buffer model, which is a virtual reception buffer model connected to the encoder output. Yes.
図4を用いて説明すると、バッファには常に一定のビットレートでデータが流入し、復号時刻(Tn)において瞬間的にデータをVOP(Video Object Plane)のビット数分だけバッファから除去する。VBVバッファにおけるデータ量が0になる場合をアンダーフローと呼び、VBVバッファを破綻させるような大きなVOPが(特に連続して)存在するような場合、すなわちビットレートが許容範囲を超えていることを意味する。 Referring to FIG. 4, data always flows into the buffer at a constant bit rate, and data is instantaneously removed from the buffer by the number of bits of VOP (Video Object Plane) at the decoding time (Tn). When the amount of data in the VBV buffer becomes 0, it is called underflow. When there is a large VOP (particularly continuously) that causes the VBV buffer to fail, that is, the bit rate exceeds the allowable range. means.
逆に、VBVバッファサイズを超えてしまう場合をオーバーフローと呼び、符号量がほとんどないVOPが連続するような場合に相当する。よってVBVバッファのオーバーフローやアンダーフローを生じさせないようにしなければならない。特にVBVバッファアンダーフローはビットレートの超過を意味するので、固定ビットレートならずとも可変ビットレート制御とする場合においても、記録メディアの転送レートや回線伝送ビットレートの許容範囲内に納めるためにも回避しなければならない。 Conversely, the case where the VBV buffer size is exceeded is called overflow, and corresponds to the case where VOPs with almost no code amount continue. Therefore, it is necessary to prevent the overflow or underflow of the VBV buffer. In particular, the VBV buffer underflow means that the bit rate is exceeded. Therefore, even when the variable bit rate control is used instead of the fixed bit rate, the transfer rate of the recording medium and the line transmission bit rate are within the allowable range. Must be avoided.
VBVバッファアンダーフローを回避するための技術としては、例えば送信バッファメモリのストリームデータ占有量を監視し、VBVバッファアンダーフロー(ビットレート超過)の場合にはフレームスキップ(一般的には駒落としとも呼ばれるが、本明細書ではフレームスキップと称する)を行う技術が一般に知られている(例えば特許文献1参照)。 As a technique for avoiding VBV buffer underflow, for example, the stream data occupation amount of the transmission buffer memory is monitored, and in the case of VBV buffer underflow (exceeding bit rate), frame skip (generally called frame dropping) However, in this specification, a technique for performing frame skip) is generally known (see, for example, Patent Document 1).
図5は、従来の一般的なフレームスキップを行う符号化装置(駒落とし制御回路)の構成を示すものである。符号化部61は、外部からの入力データを符号化するものであり、符号化結果であるストリームデータを送信バッファメモリ62に格納する。符号化ビットレート監視部63において、この送信バッファメモリ62上のデータから符号化ビットレートを監視することにより、符号化ストリームデータのビットレートをリアルタイムでチェックして、ビットレートが超過した場合にはフレームスキップ制御部64によってフレームスキップを行う。
FIG. 5 shows the configuration of a conventional encoding device (frame drop control circuit) that performs general frame skipping. The
この動作について図6を用いて説明すると、時刻T3からT4の間でVBVバッファがアンダーフローしてしまうような場合(図6(a))は、図6(b)に示すように時刻T3においてフレームスキップすることによってVBVバッファのアンダーフローを回避している。
このように、VBVバッファアンダーフローを防ぐため、上記従来の駒落とし制御回路のようなフレームスキップ制御による固定ビットレート制御は非常に有効である。ただしこのような手法ではビットレートを守ることは保証可能であるが、頻繁にフレームスキップが発生するために特に動きの大きいシーンではガタガタとしたような印象になり、画質としても問題がある。上記従来の駒落とし制御回路では、フレームスキップ間隔が均等になるような制御を行っているが、フレームレートの低下は免れない。よって、高画質で記録したいムービー用途ではフレームスキップによるビットレート制御ではなく、可変ビットレート(VBR)制御が用いられることが多い。可変ビットレート制御を使用すると、フレーム(VOP)ごとに適切な符号量を割り当てて符号化を行うことができるので、フレームスキップをなくしてフレームレートを固定し易く、画質的に非常に良好である。例えば動きの少ないフレームには情報は殆ど不要であるが、その余剰分を動きの激しいフレームや複雑な画像のフレームに割り当てることができる。 Thus, in order to prevent the VBV buffer underflow, the fixed bit rate control by the frame skip control as in the conventional frame drop control circuit is very effective. However, with such a method, it is possible to guarantee that the bit rate is maintained, but since frame skip frequently occurs, it becomes a rattling impression especially in a scene with a large movement, and there is also a problem in image quality. In the conventional frame drop control circuit, control is performed so that the frame skip intervals are equalized, but a reduction in the frame rate is inevitable. Therefore, variable bit rate (VBR) control is often used instead of bit rate control by frame skip in movie applications where recording with high image quality is desired. When variable bit rate control is used, since it is possible to perform encoding by assigning an appropriate code amount for each frame (VOP), it is easy to fix the frame rate by eliminating frame skipping, and the image quality is very good. . For example, almost no information is required for a frame with little motion, but the surplus can be allocated to a frame with intense motion or a complex image.
しかしながら画質向上を狙って可変ビットレート制御を行う場合においても、規格上はVBVバッファモデルによってビットレートを抑制することが必要であるが、実際にはピークビットレートが規定を超えてしまうストリームデータを出力する符号化装置が実際に市場にも多く見られる。 However, even when variable bit rate control is performed with the aim of improving image quality, it is necessary to suppress the bit rate by the VBV buffer model in the standard, but in reality, stream data whose peak bit rate exceeds the specification There are actually many encoding devices to output.
さらに、可変ビットレート制御でいかなる入力を符号化しても完璧にビットレートを守ることは技術的に難しい点があり、例えば白色雑音(ホワイトノイズ)のような画像は最も符号化効率が悪く、量子化パラメータの制御程度では符号量の抑制は殆ど効果がなく、このような入力が連続した場合には何らかの対策を施さなければピークビットレートが一気に跳ね上がる。 In addition, it is technically difficult to perfectly maintain the bit rate regardless of what input is encoded with variable bit rate control. For example, images such as white noise have the lowest coding efficiency, and quantum quantization. The control of the coding parameter has almost no effect on the control of the code amount, and when such an input is continuous, the peak bit rate jumps at a stretch unless any countermeasure is taken.
通常の自然画では前記のような現象はあまり問題になることがないが、意図的に人工画像などを入力させるとVBVバッファのアンダーフローによってピークビットレートを大きく超えてしまうような場合が存在する。このような問題は商品化フェーズなど後で発覚する場合も多く、そのような場合に符号化装置本体を根本的に改善することも非常にコストが大きいという問題があった。 In normal natural images, the above-mentioned phenomenon does not become a serious problem, but if an artificial image or the like is intentionally input, there is a case where the peak bit rate is greatly exceeded due to underflow of the VBV buffer. . In many cases, such a problem is discovered later in the commercialization phase, and in such a case, there is a problem that it is very expensive to fundamentally improve the main body of the encoding apparatus.
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、ピークビットレートを符号化装置の外部から抑制することができ、かつ非常に簡易な構成および方法で実現することのできる動画符号化伝送制御装置および動画符号化伝送制御方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and can suppress the peak bit rate from the outside of the encoding apparatus and can be realized with a very simple configuration and method. A moving image encoding transmission control apparatus and a moving image encoding transmission control method are provided.
本発明の動画符号化伝送制御装置は、入力画像を符号化する符号化手段と、前記符号化された符号化データを一時的に蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視手段と、前記バッファ占有量監視手段が監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、前記符号化手段に符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御手段と、前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視手段と、前記伝送ビットレート監視手段の監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。 The moving image encoding transmission control apparatus according to the present invention includes an encoding unit that encodes an input image, a buffer memory that temporarily stores the encoded data, and an amount of data that occupies the buffer memory. Buffer occupancy monitoring means for monitoring the data, coding skip control means for causing the encoding means to skip encoding processing based on the data occupancy of the buffer memory monitored by the buffer occupancy monitoring means, and the buffer Transmission bit rate monitoring means for monitoring the output bit rate output from the memory, and limiting the data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value by monitoring the transmission bit rate monitoring means And an output limiting means.
この構成により、バッファメモリの外部から出力ビットレートを監視し、出力を制限させることによって、出力ビットレートを下げることができ、結果としてVBVバッファアンダーフローを回避することができる。したがって、基本的な符号化処理部分の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができる。 With this configuration, the output bit rate can be lowered by monitoring the output bit rate from the outside of the buffer memory and restricting the output, and as a result, the VBV buffer underflow can be avoided. Therefore, the peak bit rate can be suppressed by simple control from the outside of the basic encoding processing portion, and encoded data can be output at a bit rate compliant with the standard.
また、本発明の動画符号化伝送制御装置は、前記符号化手段は、固定フレームレートを基本とする可変ビットレート制御により前記入力画像を符号化することを特徴とした構成を有している。 Also, the moving image coding transmission control apparatus of the present invention has a configuration characterized in that the coding means codes the input image by variable bit rate control based on a fixed frame rate.
この構成により、フレームごとに適切な符号量を割り当てて符号化を行うことができるので、ピークビットレートを抑制して、システムを破綻させないとともに、フレームスキップの発生を抑制してフレームレートを均一にし易く、画質向上を図ることができる。 With this configuration, encoding can be performed by allocating an appropriate code amount for each frame, so that the peak bit rate is suppressed, the system is not broken down, and the occurrence of frame skip is suppressed to make the frame rate uniform. It is easy to improve the image quality.
さらに、本発明の動画符号化伝送制御装置は、前記出力制限手段は、出力制限値と制限解除値を設け、前記バッファメモリから出力される出力ビットレートが前記出力制限値を超えたとき、前記バッファメモリから出力されるデータを制限し、前記出力ビットレートが前記制限解除値未満になったとき、前記バッファメモリから出力されるデータの制限を解除することを特徴とした構成を有している。 Furthermore, in the moving image coding transmission control apparatus of the present invention, the output restriction means provides an output restriction value and a restriction release value, and when the output bit rate output from the buffer memory exceeds the output restriction value, The data output from the buffer memory is limited, and when the output bit rate becomes less than the limit cancellation value, the limitation on the data output from the buffer memory is canceled. .
この構成により、出力制限値と制限解除値により、異なる値で前記バッファメモリからのデータ出力を制限および制限解除するので、所望のビットレート範囲内でデータ出力を行うことができるとともに、出力制限および制限解除の頻度を少なくすることができ、装置の負荷を抑えることができる。 With this configuration, the data output from the buffer memory is limited and released by different values depending on the output limit value and the limit release value, so that data output can be performed within a desired bit rate range, and output limit and The frequency of releasing the restriction can be reduced, and the load on the apparatus can be suppressed.
さらに、本発明の移動体通信システムは、上記のいずれかに記載の動画符号化伝送制御装置を備えたことを特徴とした構成を有している。 Furthermore, the mobile communication system of the present invention has a configuration characterized by including any of the above-described moving image coding transmission control apparatuses.
この構成により、上記のいずれかに記載の動画符号化伝送制御装置と同様の作用効果を移動体通信システムにおいて実現することができる。 With this configuration, it is possible to achieve the same operational effects as those of the moving picture coding transmission control apparatus described above in the mobile communication system.
さらに、本発明の動画符号化伝送制御方法は、入力画像を符号化する符号化ステップと、前記符号化された符号化データをバッファメモリに一時的に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視ステップと、前記監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御ステップと、前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視ステップと、前記監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限ステップとを備えたことを特徴とした構成を有している。 Furthermore, the moving image encoding transmission control method of the present invention includes an encoding step for encoding an input image, a data storage step for temporarily storing the encoded encoded data in a buffer memory, and the buffer memory. A buffer occupation amount monitoring step for monitoring the amount of occupied data, an encoding skip control step for skipping the encoding process based on the monitored data occupation amount of the buffer memory, and output from the buffer memory A transmission bit rate monitoring step for monitoring an output bit rate; and an output limiting step for limiting data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value by the monitoring. It has the structure.
この構成により、バッファメモリの外部から出力ビットレートを監視し、出力を制限させることによって、出力ビットレートを下げることができ、結果としてVBVバッファアンダーフローを回避することができる。したがって、基本的な符号化処理部分の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができる。 With this configuration, the output bit rate can be lowered by monitoring the output bit rate from the outside of the buffer memory and restricting the output, and as a result, the VBV buffer underflow can be avoided. Therefore, the peak bit rate can be suppressed by simple control from the outside of the basic encoding processing portion, and encoded data can be output at a bit rate compliant with the standard.
さらに、本発明の動画符号化伝送制御プログラムは、入力画像を符号化する符号化ステップと、前記符号化された符号化データをバッファメモリに一時的に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視ステップと、前記監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御ステップと、前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視ステップと、前記監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限ステップとを備えたことを特徴とした構成を有している。 Furthermore, the moving image encoding transmission control program of the present invention includes an encoding step for encoding an input image, a data storage step for temporarily storing the encoded encoded data in a buffer memory, and the buffer memory. A buffer occupation amount monitoring step for monitoring the amount of occupied data, an encoding skip control step for skipping the encoding process based on the monitored data occupation amount of the buffer memory, and output from the buffer memory A transmission bit rate monitoring step for monitoring an output bit rate; and an output limiting step for limiting data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value by the monitoring. It has the structure.
この構成により、バッファメモリの外部から出力ビットレートを監視し、出力を制限させることによって、出力ビットレートを下げることができ、結果としてVBVバッファアンダーフローを回避することができる。したがって、基本的な符号化処理部分の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができる。 With this configuration, the output bit rate can be lowered by monitoring the output bit rate from the outside of the buffer memory and restricting the output, and as a result, the VBV buffer underflow can be avoided. Therefore, the peak bit rate can be suppressed by simple control from the outside of the basic encoding processing portion, and encoded data can be output at a bit rate compliant with the standard.
本発明は、バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視手段と、前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限手段とを設けることにより、バッファメモリの外部から出力ビットレートを監視し、出力を制限させて、出力ビットレートを下げることができ、結果としてVBVバッファアンダーフローを回避することができる。したがって、基本的な符号化処理部分の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができるという効果を有する動画符号化伝送制御装置を提供することができるものである。 The present invention relates to a transmission bit rate monitoring unit that monitors an output bit rate output from a buffer memory, and an output limiting unit that limits data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value. By providing this, the output bit rate can be monitored from the outside of the buffer memory, the output can be limited, and the output bit rate can be lowered, and as a result, the VBV buffer underflow can be avoided. Therefore, it is possible to suppress the peak bit rate by a simple control from the outside of the basic encoding process part, and the moving image encoded transmission has the effect that the encoded data can be output at the bit rate conforming to the standard. A control device can be provided.
以下、本発明の実施の形態の動画符号化伝送制御装置について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a moving image encoding transmission control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態における動画符号化伝送制御装置の構成図を図1に示し、説明する。 First, a configuration diagram of a moving image coding transmission control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本発明の動画符号化伝送制御装置10は、データ占有量に応じてフレームスキップを用いた符号化を行う符号化ブロック20、符号化ブロック20から出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視部31および符号化ブロック20から出力される出力ビットレートが一定の値を超える場合に符号化ブロック20からデータの出力を停止させるスイッチ32を備えている。スイッチ32は、本発明の出力制限手段を構成する。また、符号化ブロック20は、入力画像を符号化する符号化部21、符号化データを一時的に蓄積する送信バッファメモリ22、送信バッファメモリ22を占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視部23、送信バッファメモリ22のデータ占有量に基づいて、符号化部21にフレームの符号化処理をスキップさせるフレームスキップ制御部24を備えている。
As shown in FIG. 1, the moving picture coding /
符号化部21は、入力画像、本実施の形態においては特に動画、に対して例えば勧告MPEG−4のような方式で符号化を行うものであり、符号化方式は、H.263やH.264、H.261、MPEG−1、MPEG−2のような方式でも構わない。本符号化部21については、従来の符号化手段にしたがったものと考えてよく、前段にカメラ等の入力デバイスを追加した構成や、入力画像バッファを加えた構成を採ってもよい。
The
送信バッファメモリ22は、符号化部21の出力データ、すなわちビットストリームデータを一時的に格納するために用いるものであり、回線や記録媒体への出力待ちのためのバッファとなる。例えば、トラフィックが混んでいるために出力できない場合は、送信バッファメモリ22にデータが蓄積される。送信バッファメモリ22の具体的な構成としては、入力端子と出力端子を備えたデュアルポートメモリなどでもよく、シングルポートのマルチバンク構成で入力と出力を都度切り替える制御を行ってもよい。リードとライトポインタを備えたリングバッファまたはFIFO構造のバッファでもよい。また、本実施の形態では、ビットレート制御は物理的に送信バッファメモリ22のオーバーフロー防止のため以外にはフレームスキップの生じないような、固定フレームレートおよび可変ビットレート制御を基本とし、画質向上を目的としたものを使用する。可変ビットレートが前提なので、この送信バッファメモリ22に蓄積されたデータを即伝送先へ出力しても構わない。なお、送信バッファメモリ22は、VBVバッファサイズと同一でなくてよく、VBVバッファとは異なるものである。例えば、実装上の都合で対応する最大VBVバッファサイズに固定的に割り当てる場合も多い。
The
バッファ占有量監視部23は、送信バッファメモリ22が物理的にオーバーフローすることを防止するために、バッファの占有量を監視する。例えば、極端に回線トラフィックが混んでいる場合など、送信バッファメモリ22から出力が不能なケースを想定して具備される。
The buffer
フレームスキップ制御部24は、バッファ占有量監視部23において送信バッファメモリ22がオーバーフローに近くなったと判断された場合において、符号化処理をスキップさせることによって送信バッファメモリ22への新たな流入を防止し、オーバーフローを防止する。すなわち、上記オーバーフローに近くなったような場合において、符号化部21に対してフレームスキップ制御を行う。なお、本フレームスキップを行う条件として何らかのしきい値を設け、しきい値はシステムによって自由に調整できるようにした構成を採ってもよい。
The frame
伝送ビットレート監視部31は、送信バッファメモリ22からの出力ビットレートを監視する。出力ビットレートが許容範囲を超えた場合に送信バッファメモリ22からの出力を停止させることによって、送信バッファメモリ22には符号化部21からの流入のみとなり、送信バッファメモリ22はフルに近い状態となって、結果としてバッファ占有量監視部23およびフレームスキップ制御部24の作用によってフレームがスキップされる。これによって出力ビットレートを抑えることができるとともに、送信バッファメモリ22のオーバーフローも回避できる。なお、送信バッファメモリ22からの出力を停止させる条件としては、例えばしきい値を設けて、出力ビットレートが前記しきい値を超えた場合に停止させるような手段を設けてもよいし、システムによって自由にしきい値を変更する手段を設けてもよい。出力ビットレートが低下した場合は送信バッファメモリ22からの出力を再開する。なお、再開のための条件、すなわち、再開のためのしきい値を、停止のためのしきい値と別に定めても構わないし、出力停止と同様に前記しきい値をシステムによって自在に変更できる手段を設けても構わない。ここで、再開のためのしきい値が、本発明の制限解除値であり、停止のためのしきい値が、出力制限値である。また、実際の出力ビットレートの監視部分に関しては、送信バッファメモリ22からの出力に端子を設けて観測してもよい。
The transmission bit
スイッチ32は、送信バッファメモリ22からの出力を実際に停止させる機構となる。本実施の形態のように接続、非接続をスイッチングできるような手段でもよいし、例えば物理的には接続されたままで実際のデータの出力を止められるような手段でもよい。ソフトウェア的にメモリ上のデータを読み出す動作を停止するような手段でもよい。
The
以上のように構成された動画符号化伝送制御装置10の符号化ブロック20における符号化処理およびフレームスキップ処理動作について、図2にフローチャートを示し、説明する。
The encoding process and frame skip processing operation in the
まず、バッファ占有量監視部23が送信バッファメモリ22に占有しているデータ量のチェックを行う(S11)。次に、フレームスキップ制御部24でフレームスキップか否か、すなわち、符号化可能か否かの判断を行う(S12)。フレームスキップする場合は、送信バッファメモリ22がフルに近い状態であり、フレームスキップ制御部24によってフレームスキップの有無を制御する。フレームスキップをしない、すなわち、符号化を行う場合は、符号化部21によって符号化処理が行われる(S13)。符号化処理が完了したら、送信バッファメモリ22へビットストリームデータを格納する(S14)。ここで1フレーム(1VOP)の処理は完結し、次のフレームの処理を行う。
First, the buffer occupation
続いて、バッファ占有量監視部23によって前フレーム処理までにおいて送信バッファメモリ22に現在残存しているデータ量を計測し(S11)、送信バッファメモリ22に空きが充分か否かの判断を行う(S12)。空きが充分である場合には符号化可能と判断し、符号化処理を行う(S13)。なお、符号化可能か否かの判断基準の一例としては、バッファ空き容量が1フレーム(1VOP)の最大符号量か否かを適用してもよい。また、物理的にオーバーフローしない範囲で、適当なしきい値を定めて判断基準としてもよい。
Subsequently, the buffer
一方、符号化不可能と判断された場合には、送信バッファメモリ22の空きが増えるまで待ち(S15)、符号化を再開できると判断した場合には符号化処理(S13)へ遷移する。以降上記と同様に処理を繰り返す。
On the other hand, if it is determined that the encoding is impossible, the process waits until the
これまでは送信バッファメモリ22へのデータの入力について説明したが、送信バッファメモリ22からはデータを出力して例えば回線やネットワーク、記録媒体へ伝送することを前提とする。送信バッファメモリ22は、見かけ上入力と出力が同時に行える構成を採ってもよく、ここでは両者が非同期で行われるものとして説明を行う。
The input of data to the
送信バッファメモリ22からはバッファの出力先、すなわち、出力の接続先の状況に応じてデータを出力する。例えば回線のトラフィックが混んでいる場合には出力させるデータのレートを下げてもよい。逆に回線が空いている場合には送信バッファメモリ22内のデータを一気に出力させてもよい。できるだけフレームスキップさせる可能性を減らすために、短時間の内にバッファ内のデータを出力させてしまう方が好ましい。
Data is output from the
ここで伝送ビットレート監視部31が常時送信バッファメモリ22からの出力ビットレートを監視する。ビットレートが一定より高くなった場合には、スイッチ32によって回線と切断して送信バッファメモリ22からの出力を停止させる。この動作によって送信バッファメモリ22にはデータが流入し続け、バッファ占有量が大きくなる。よって、バッファ占有量チェック処理(S11、S12)に示す条件に合致して、フレームスキップが実施される。送信バッファメモリ22からの出力は停止されているので、出力ビットレートは下がることを意味する。また、出力が停止していてもフレームスキップによって送信バッファメモリ22がオーバーフローすることもない。
Here, the transmission bit
伝送ビットレート監視部31によって、レートが一定以下に下がったことを判断すれば、スイッチ32によって再度回線と送信バッファメモリ22を接続して送信バッファメモリ22からのデータ出力を行う。バッファ占有量が低下するので符号化処理も自動的に再開される。送信バッファメモリ22からの出力の停止および再開の判断基準としては状況に応じて適応的に変更してもよい。
If the transmission bit
図3を用いて伝送回線上のビットレート制御イメージを説明する。図3(a)は、ピークビットレート制御を行わなかった場合である。すなわち、規格に準じていないVBVバッファアンダーフローを回避することのできない符号化装置の場合である。横軸は時間の推移、縦軸はビットレートを意味し、平均ビットレートを中心にビットレートが推移しているが、最大許容レートをオーバーしている区間が存在する。このような現象が存在する可能性として、急なシーンチェンジや、白色雑音等の非常に符号化効率の悪い画像が入力されたことが考えられる。このように最大許容レートを超えてしまうことにより、回線容量オーバーや記録メディアの書き込み速度が間に合わないなど、システムを破綻させてしまう可能性がある。 A bit rate control image on the transmission line will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a case where peak bit rate control is not performed. That is, this is the case of an encoding device that cannot avoid a VBV buffer underflow that does not conform to the standard. The horizontal axis represents the transition of time, and the vertical axis represents the bit rate. The bit rate changes with the average bit rate as the center, but there is a section where the maximum allowable rate is exceeded. As a possibility that such a phenomenon exists, it is conceivable that an image having a very poor encoding efficiency such as a sudden scene change or white noise is input. If the maximum allowable rate is exceeded in this way, there is a possibility that the system will break down, such as the line capacity being over or the writing speed of the recording medium not being in time.
図3(b)は、システムを破綻させてしまう可能性がある符号化装置に対して、本実施の形態に示すようなビットレート監視を適用した場合である。しきい値を超えたところで送信バッファメモリ22からの出力を停止させるので、ビットレートを下げることができる。よって、最大許容レートを超えることなく、システムを破綻させない。
FIG. 3B shows a case where bit rate monitoring as shown in the present embodiment is applied to an encoding apparatus that may break the system. Since the output from the
以上のように、本実施の形態によれば、送信バッファメモリ22の物理的なオーバーフロー防止機構、ここでは、バッファ占有量監視部23およびフレームスキップ制御部24を用いることによって、符号化ブロック20の外部から出力ビットレートを監視し、出力を停止させることによって結果として物理メモリを破綻させることもなく出力ビットレートのピーク値を抑制することができ、これはVBVバッファアンダーフロー防止機構を備えていない本実施の形態においても、VBVバッファアンダーフローを回避することが可能であることと等価である。
As described above, according to the present embodiment, by using the physical overflow prevention mechanism of the
このような本発明の実施の形態における動画符号化伝送制御装置10は、従来の技術と比較して、規格に準拠していない符号化装置においても、外部からの簡単な制御によってピークビットレートを抑制することが可能で、システムとして規格に準拠した動作を行うことができる点について優れた効果を有する。
The moving image coding
なお、本実施の形態では、スイッチ32以降の手段を明記していないが、移動体通信回線含む回線やネットワーク、記録媒体等のメモリデバイスなど、適当なデバイスおよび装置を接続した構成としてもよい。また、本実施の形態では、送信バッファメモリ22からの出力ビットレートを監視して、ビットレートが一定を超えた場合に送信バッファメモリ22からの出力を停止させているが、完全に停止させなくても、かかる場合に送信バッファメモリ22からの出力を下げるように調整する手段とした構成としても問題なく、本発明に準じた効果が得られる。
In the present embodiment, the means after the
また、本発明は例えば携帯端末として組み込むことが可能であり、例えば前記携帯端末装置を具備した移動体通信システムとして実現することも可能である。 Further, the present invention can be incorporated as a mobile terminal, for example, and can be realized as a mobile communication system including the mobile terminal device, for example.
また、本発明は、ソフトウェアとして実現することも可能であり、このソフトウェアを収めた記録媒体から読み出して本発明を実現することも可能である。 The present invention can also be realized as software, and the present invention can be realized by reading from a recording medium containing the software.
以上のように、本発明にかかる動画符号化伝送制御装置は、基本的な符号化処理部分の外部から簡単な制御によってピークビットレートを抑制することができ、規格に準拠したビットレートで符号化データを出力することができるという効果を有し、入力された動画に対して圧縮符号化を行って回線や記録媒体等に伝送させる動画符号化伝送制御装置等として有用である。 As described above, the moving image encoding transmission control apparatus according to the present invention can suppress the peak bit rate by simple control from the outside of the basic encoding processing part, and encodes at a bit rate compliant with the standard. The present invention has an effect that data can be output, and is useful as a moving image coding transmission control device that performs compression coding on an input moving image and transmits it to a line, a recording medium, or the like.
10 動画符号化伝送制御装置
20 符号化ブロック
21 符号化部
22 送信バッファメモリ
23 バッファ占有量監視部
24 フレームスキップ制御部
31 伝送ビットレート監視部
32 スイッチ(出力制限手段)
61 符号化部
62 送信バッファメモリ
63 符号化ビットレート監視部
64 フレームスキップ制御部
DESCRIPTION OF
61
Claims (6)
前記符号化された符号化データを一時的に蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視手段と、
前記バッファ占有量監視手段が監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、前記符号化手段に符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御手段と、
前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視手段と、
前記伝送ビットレート監視手段の監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限手段とを備えたことを特徴とする動画符号化伝送制御装置。 Encoding means for encoding an input image;
A buffer memory for temporarily storing the encoded encoded data;
Buffer occupancy monitoring means for monitoring the amount of data occupying the buffer memory;
Encoding skip control means for causing the encoding means to skip encoding processing based on the data occupation amount of the buffer memory monitored by the buffer occupation amount monitoring means;
Transmission bit rate monitoring means for monitoring the output bit rate output from the buffer memory;
A moving picture encoding transmission control apparatus comprising: output limiting means for limiting data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value as monitored by the transmission bit rate monitoring means. .
前記符号化された符号化データをバッファメモリに一時的に蓄積するデータ蓄積ステップと、
前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視ステップと、
前記監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御ステップと、
前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視ステップと、
前記監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限ステップとを備えたことを特徴とする動画符号化伝送制御方法。 An encoding step for encoding the input image;
A data storage step of temporarily storing the encoded encoded data in a buffer memory;
A buffer occupancy monitoring step for monitoring the amount of data occupying the buffer memory;
An encoding skip control step for skipping the encoding process based on the monitored data occupation amount of the buffer memory;
A transmission bit rate monitoring step of monitoring an output bit rate output from the buffer memory;
A video encoding transmission control method comprising: an output limiting step of limiting data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value by the monitoring.
前記符号化された符号化データをバッファメモリに一時的に蓄積するデータ蓄積ステップと、
前記バッファメモリを占有しているデータ量を監視するバッファ占有量監視ステップと、
前記監視した前記バッファメモリのデータ占有量に基づいて、符号化処理をスキップさせる符号化スキップ制御ステップと、
前記バッファメモリから出力される出力ビットレートを監視する伝送ビットレート監視ステップと、
前記監視により前記出力ビットレートが一定の値を超える場合に前記バッファメモリから出力されるデータを制限させる出力制限ステップとを備えたことを特徴とする動画符号化伝送制御プログラム。 An encoding step for encoding the input image;
A data storage step of temporarily storing the encoded encoded data in a buffer memory;
A buffer occupancy monitoring step for monitoring the amount of data occupying the buffer memory;
An encoding skip control step for skipping the encoding process based on the monitored data occupation amount of the buffer memory;
A transmission bit rate monitoring step of monitoring an output bit rate output from the buffer memory;
A video encoding transmission control program, comprising: an output limiting step for limiting data output from the buffer memory when the output bit rate exceeds a certain value by the monitoring.
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