車載向けの高速な映像圧縮技術「SmartCODEC™」を開発

～車内ネットワーク上で多数のデジタル映像伝送が可能に～

株式会社富士通研究所^(注1)は、情報系車載LAN(IDB-1394)^(注2)において、車載映像向けの圧縮技術「SmartCODEC（スマートコーデック）」を開発しました。本技術はIDB-1394コントローラーLSIに内蔵できる回路規模で、映像情報を2～3ミリ秒と非常に高速に3分の1のサイズに圧縮復元できるもので、多数の車載カメラなどの映像を低遅延で車内にデジタル伝送できるようになります。これによって、ドライバの安全運転をサポートするとともに、車内に張り巡らされているハーネス(ケーブル)の軽量化にも貢献します。

なお、本技術の詳細は、9月19日より金沢大学で開催されている電子情報通信学会ソサイエティ大会で発表します。

開発の背景

自動車内においては、複数の監視用カメラの映像を運転席で確認したり、DVDやカーナビゲーションの映像を後部座席で楽しむなど、映像を多チャンネルで利用するニーズが高くなっています。これまで用いられていたアナログ信号では、チャンネルごとにケーブルを引き回す必要があり、チャンネルが多数になると配線が煩雑になります。また、MPEGなど従来のデジタル映像圧縮方式は遅延が大きく走行中の監視カメラ映像に使えないという問題がありました。そこで、1本の車載LANで映像を多重に低遅延で伝送する技術が求められてきました。

図1 「SmartCODEC」の想定利用シーン

課題

車載LANにおいて、映像伝送向きとされるIDB-1394 (毎秒400 メガビット、以下Mbps)でも、多数のチャンネルの映像を非圧縮で伝送するには帯域が不十分で、映像の圧縮技術が必要となります(図1)。特に車載向けの映像圧縮では次の3点が課題となります。

チャンネルごとの圧縮・復元が低コストに実装できること。
監視カメラ映像を運転時に使うには、伝送が低遅延(30ミリ秒以下)であること。
カーナビゲーション画像の伝送向けに文字や線画が鮮明に再現できること。

従来使われてきたMPEGなどの圧縮方式では、圧縮・復元に数百ミリ秒と映像の遅延が大きく、圧縮復元のLSI以外に外付けメモリも必要となるため高コストという問題がありました。また、従来方式は主に自然画を対象としており、カーナビゲーション画像に対しては、文字がつぶれたり、かすれたりなど画質劣化が生じる恐れもありました。

開発した技術

今回開発した「SmartCODEC」は車載映像伝送専用の圧縮技術です。本技術では、これまでの方式では不可能だった軽量性、低遅延、高画質を業界で初めて実現しました(表1)。回路を軽量化するために圧縮率は3分の1にとどめ、構成がシンプルなDPCM符号化方式^(注3)を採用しました。また、カーナビゲーション画像中の文字や線もエッジが鮮明に再現できるように、画素単位で階調数を最適に調整できるようにしました。さらに、2画素ごとにまとめて符号化することで、回路の基本クロックを上げずに処理の高速化も図り、低遅延を実現しています。

表1 SmartCODECの主な仕様
対象画像	自然画と文字線画、YUV 720x480画素、RGB 800x480画素など
処理速度	最大時毎秒60フレーム、RGB 800x480画素相当
低遅延	圧縮・復元時間 2 ～ 3 ミリ秒
軽量性	IDB-1394コントローラーLSIに内蔵可能な回路規模。外付けメモリ不要
圧縮率	1/3 一定レート（YUV 720x480画素、毎秒30フレームの画像の場合伝送レート 55 Mbps）

効果

本技術はIDB-1394コントローラーLSI^(注4)に内蔵できる軽量な回路規模であり、ワンチップで車載LANと圧縮・復元に対応することが可能です。今回開発した技術により、車載映像を低コストかつ低遅延で多重伝送することが可能になります。

今後の予定

本技術は、2006年度末に富士通株式会社（以下、富士通）から製品化を予定しています。

商標について

記載されている製品名などの固有名詞は、各社の商標または登録商標です。

以上

注釈

注1 株式会社富士通研究所:: 代表取締役社長村野和雄、本社神奈川県川崎市。
注2 IDB-1394 (ITS Data Bus-1394):: 1394 Trade Associationのautomotive working groupによって策定された高速マルチメディア・アプリケーション用の車載ネットワーク・プロトコル規格。現在、実用レベルの転送速度は 262 Mbpsまで。
注3 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)符号化方式:: 画像の各画素の値は連続性を持つため、各画素は周囲画素の値に近い値を持つ傾向がある。この傾向を利用し、圧縮対象となる画素の値を周囲の画素から予測し、予測値と実際の値との外れ度合いを符号化する方式。画素単位の処理となるために軽量化しやすい。
注4 IDB-1394コントローラーLSI:: 富士通の製品として「MB88387」がある。
（参考：情報系車載ネットワーク規格IDB-1394に対応したLSIを新発売）

本件に関するお問い合わせ

技術に関するお問い合わせ

株式会社富士通研究所 ITS研究センター
電話：044-754-2577（直通）
E-mail: smartcodec@ml.labs.fujitsu.com

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