JP5464125B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、連続撮像(連写)により生成された画像データに画面内予測符号化による圧縮符号化処理を施して記憶する撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method that store image data generated by continuous imaging (continuous shooting) by performing compression encoding processing by intra-screen predictive encoding.
撮像した画像をデジタルデータ(画像データ)として記憶する撮像装置(デジタル撮像装置)には、画像データを圧縮符号化しデータ容量を小さくしてから記憶することで、記憶媒体のデータ領域を有効に利用する機能が搭載されている。このような圧縮符号化方法のひとつとして、JPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮と呼ばれる画面内予測符号化方式がある。この方式は主に静止画を圧縮する際に用いられるものであるが、これを動画に応用したMotion JPEGという方式もある。これらの符号化方式は、MPEG(Moving Picture Experts Group)などと比較して同一ビットレートでの圧縮効率は悪いが、画面間の差分情報を用いないため、符号化、復号化時の処理が軽くて済み、また、任意の箇所を簡単に編集することが可能であるという利点がある。本発明は、このJPEG等の画面内符号化方式を用いることを前提としたものである。また、撮像装置には、リリーススイッチを連続的に押止することで、画像を連続撮像する機能を有するものもある。 In an imaging device (digital imaging device) that stores captured images as digital data (image data), the data area of the storage medium is effectively used by storing the image data after compressing and encoding the data to reduce the data capacity. It has a function to do. As one of such compression encoding methods, there is an intra-screen predictive encoding method called JPEG (Joint Photographic Experts Group) compression. This method is mainly used when compressing still images, but there is also a method called Motion JPEG that applies this to moving images. These encoding methods have poor compression efficiency at the same bit rate compared to MPEG (Moving Picture Experts Group), etc., but since difference information between screens is not used, processing at the time of encoding and decoding is light. There is an advantage that any part can be easily edited. The present invention is based on the premise that this intra-picture encoding method such as JPEG is used. Some imaging apparatuses have a function of continuously capturing images by continuously pressing a release switch.
このような連続撮像では、一度に多くの画像データが生成されるため、生成された画像データのデータ容量が所望のデータ容量に収まるように圧縮符号化処理を適切に制御しなければならない。従来は、撮像後の複数の画像データ(ローデータ)に、予め定められた圧縮に関するパラメータを用いて暫定的に圧縮符号化処理を施し、その結果に応じてパラメータを変更し、再度圧縮符号化処理を施すといった動作を繰り返して、連続撮像した画像データ全てのデータ容量を所望のデータ容量に近づける処理が行われていた(例えば、特許文献1)。 In such continuous imaging, a large amount of image data is generated at one time. Therefore, the compression encoding process must be appropriately controlled so that the data capacity of the generated image data is within a desired data capacity. Conventionally, a plurality of captured image data (raw data) is provisionally subjected to compression encoding processing using predetermined compression parameters, the parameters are changed according to the result, and compression encoding is performed again. The process of performing the process is repeated, and the process of bringing the data capacity of all continuously captured image data close to the desired data capacity has been performed (for example, Patent Document 1).
また、圧縮率の探索範囲の初期値の最大値および最小値によって画像信号の圧縮符号化処理をそれぞれ行い、最大値による圧縮符号化処理で得られたデータ容量および最小値による圧縮符号化処理で得られたデータ容量に基づいて圧縮率と圧縮符号化処理後のデータ容量との相関を近似し、圧縮符号化処理後の目標データ容量が得られる圧縮率の候補を推定する技術も知られている(例えば、特許文献2)。 In addition, the compression encoding process of the image signal is performed with the maximum value and the minimum value of the initial value of the search range of the compression rate, respectively, and the data capacity obtained by the compression encoding process with the maximum value and the compression encoding process with the minimum value are performed. Also known is a technique for approximating the correlation between the compression rate and the data volume after compression coding processing based on the obtained data volume, and estimating the compression rate candidate that provides the target data capacity after compression coding processing (For example, Patent Document 2).
また、短時間の圧縮符号化処理を実現するため、画像データの取り出しおよび圧縮率の算出を継続的に行い、撮像操作がなされる直前に算出されていた圧縮率に従って、次回の画像データの圧縮符号化処理を行う技術が開示されている(例えば、特許文献3)。同様に、圧縮符号化処理後の1の画像データのデータ容量と目標値とを比較し、データ容量が目標値とほぼ一致するように次回の圧縮率を決定する技術も開示されている(例えば、特許文献4)。 In addition, in order to realize a short-time compression encoding process, the image data is continuously extracted and the compression rate is calculated, and the next image data is compressed according to the compression rate calculated immediately before the imaging operation is performed. A technique for performing an encoding process is disclosed (for example, Patent Document 3). Similarly, there is also disclosed a technique for comparing the data capacity of one image data after compression encoding processing with a target value and determining the next compression rate so that the data capacity substantially matches the target value (for example, Patent Document 4).
上述したように、データ容量が限られた記憶媒体に、連続撮像した多数の画像データを記憶するためには、撮像された画像データに圧縮符号化処理を施さなければならない。また、連続撮像した多数の画像データを所望のデータ容量に収めるには、圧縮符号化処理における圧縮率を適切に制御する必要もある。撮像装置では、例えば、予め設定された目標圧縮率に従って圧縮符号化処理を行う。しかし、画像データによっては、目標圧縮率と現実の圧縮率が大幅にずれてしまう場合がある。 As described above, in order to store a large number of continuously captured image data in a storage medium having a limited data capacity, the captured image data must be subjected to compression encoding processing. In addition, in order to store a large number of continuously captured image data in a desired data capacity, it is necessary to appropriately control the compression rate in the compression encoding process. In the imaging apparatus, for example, compression encoding processing is performed according to a preset target compression rate. However, depending on the image data, the target compression rate and the actual compression rate may deviate significantly.
所望するデータ容量に収めるには、このような圧縮率のずれを補正しなければならないが、例えば、特許文献1および2の技術では、暫定的な圧縮符号化処理に加え、その結果に基づく圧縮符号化処理が繰り返し行われるので、最終的な圧縮率が決定するまでに長時間を要するといった問題があった。また、特許文献3および4の技術では、画像データの圧縮率を直前の画像データの圧縮率のみに基づいて予測しているので、イレギュラーな画像が撮像されたり、画像間の移動量が大きい場合に圧縮率の予測精度が低くなってしまう問題があった。
In order to fit in the desired data capacity, it is necessary to correct such a shift in the compression ratio. For example, in the techniques of
本発明は、このような課題に鑑み、連続撮像時における圧縮符号化処理を高精度かつ高速に行うことが可能な撮像装置および撮像方法を提供することを目的としている。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of performing compression encoding processing at the time of continuous imaging with high accuracy and high speed.
上記課題を解決するために、本発明は下記の撮像装置および撮像方法を提供するものである。
(1)連続撮像により時間方向に連続する複数の画像データを生成する撮像部と、画像データを補正するための補正要素に基づいて前記画像データの圧縮率を補正し、画面内予測符号化方式を用いて圧縮符号化する画像加工部と、圧縮符号化された前記画像データを画像記憶部に記憶するデータ制御部と、圧縮符号化された前記画像データの現実の圧縮率である現圧縮率を導出する現圧縮率導出部と、前記現圧縮率を時間方向に連続して複数保持する現圧縮率保持部と、保持された複数の前記現圧縮率、または、保持された前記複数の現圧縮率と今回圧縮符号化する画像データの圧縮率とから、次回圧縮符号化する画像データの圧縮率である次圧縮率を予測する次圧縮率予測部と、前記次圧縮率に基づいて前記補正要素を導出する補正要素導出部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
(2)前記次圧縮率予測部は、予め定められた数の前記現圧縮率を平均し、その平均値を次圧縮率とすることを特徴とする上記(1)に記載の撮像装置。
(3)前記次圧縮率予測部は、予め定められた数の前記現圧縮率の時間方向に隣接する前記現圧縮率の差分値を平均し、その平均値を最新の前記現圧縮率に加算して次圧縮率とすることを特徴とする上記(1)に記載の撮像装置。
(4)前記次圧縮率予測部は、予め定められた数の前記現圧縮率の時間方向に隣接する前記現圧縮率の変化率を平均し、その平均値を最新の前記現圧縮率に乗算して次圧縮率とすることを特徴とする上記(1)に記載の撮像装置。
(5)前記次圧縮率予測部は、予め定められた数の前記現圧縮率を平均する処理、前記現圧縮率の時間方向に隣接する前記現圧縮率の差分値の平均値を最新の前記現圧縮率に加算する処理、前記現圧縮率の時間方向に隣接する前記現圧縮率の変化率の平均値を最新の前記現圧縮率に乗算する処理の群から選択された2または3の処理を、前記現圧縮率の変化態様に応じて切り換え、次圧縮率を予測することを特徴とする上記(1)に記載の撮像装置。
(6)前記画像加工部は、画像データの周波数領域の特性を、前記補正要素としての周波数応答特性に基づいて変換する周波数応答処理部であり、前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記周波数応答特性を導出する周波数応答導出部であることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれかに記載の撮像装置。
(7)予め定められた複数の前記周波数応答特性と、前記次圧縮率と前記目標圧縮率との差分値と複数の前記周波数応答特性とを対応させた周波数応答テーブルとをさらに有し、前記周波数応答導出部は、前記周波数応答テーブルを用いて1の周波数応答特性を選択することを特徴とする上記(6)に記載の撮像装置。
(8)前記画像加工部は、画像データの階調を、前記補正要素としての階調特性に基づいて変換する階調処理部であり、前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記階調特性を導出する階調導出部であることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれかに記載の撮像装置。
(9)予め定められた複数の前記階調特性と、前記次圧縮率と前記目標圧縮率との差分値と複数の前記階調特性とを対応させた階調テーブルとをさらに有し、前記階調導出部は、前記階調テーブルを用いて1の階調特性を選択することを特徴とする上記(8)に記載の撮像装置。
(10)前記画像加工部は、画像データに対し、前記補正要素としての量子化テーブルに基づいて圧縮符号化処理を行う圧縮処理部であり、前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記量子化テーブルを導出する量子化テーブル導出部であることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれかに記載の撮像装置。
(11)予め定められた複数の量子化テーブルと、前記次圧縮率と前記目標圧縮率との差分値と複数の前記量子化テーブルとを対応させた量子化対応テーブルとをさらに有し、前記量子化テーブル導出部は、前記量子化対応テーブルを用いて1の量子化テーブルを選択することを特徴とする上記(10)に記載の撮像装置。
(12)前記データ制御部は、前記圧縮符号化された複数の画像データのうち、最後に圧縮符号化された画像データのみ前記画像記憶部に記憶することを特徴とする上記(1)から(11)のいずれかに記載の撮像装置。
(13)連続撮像により時間方向に連続する複数の画像データを生成し、画像データを補正するための補正要素に基づいて前記画像データの圧縮率を補正し、画面内予測符号化方式を用いて圧縮符号化し、圧縮符号化された前記画像データを画像記憶部に記憶し、圧縮符号化された前記画像データの現実の圧縮率である現圧縮率を導出し、前記現圧縮率を時間方向に連続して複数保持し、保持された複数の前記現圧縮率、または、保持された前記複数の現圧縮率と今回圧縮符号化する画像データの圧縮率とから、次回圧縮符号化する画像データの圧縮率である次圧縮率を予測し、前記次圧縮率に基づいて前記補正要素を導出することを特徴とする撮像方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following imaging device and imaging method.
(1) An imaging unit that generates a plurality of image data continuous in the time direction by continuous imaging, and a compression rate of the image data is corrected based on a correction element for correcting the image data. An image processing unit that compresses and encodes the data, a data control unit that stores the compressed and encoded image data in an image storage unit, and a current compression rate that is an actual compression rate of the compressed and encoded image data A current compression rate deriving unit for deriving the current compression rate, a current compression rate holding unit for continuously holding the current compression rate in a time direction, and the plurality of held current compression rates, or the plurality of held current compression rates. A next compression rate prediction unit that predicts a next compression rate, which is a compression rate of image data to be compressed and encoded next time, from the compression rate and the compression rate of image data to be compression encoded this time, and the correction based on the next compression rate Correction element derivation for deriving elements Imaging apparatus characterized by comprising: a part, the.
(2) The imaging apparatus according to (1), wherein the next compression rate prediction unit averages a predetermined number of the current compression rates and uses the average value as the next compression rate.
(3) The next compression rate prediction unit averages a difference value between the current compression rates adjacent in the time direction of a predetermined number of the current compression rates, and adds the average value to the latest current compression rate. The image pickup apparatus according to (1), wherein the next compression rate is set.
(4) The next compression rate prediction unit averages a change rate of the current compression rate that is adjacent in a time direction to a predetermined number of the current compression rates, and multiplies the average value by the latest current compression rate. The image pickup apparatus according to (1), wherein the next compression rate is set.
(5) The next compression ratio prediction unit averages a predetermined number of the current compression ratios, and averages the difference values of the current compression ratios adjacent to each other in the time direction of the current compression ratio. 2 or 3 processes selected from the group of processes for adding to the current compression ratio, and for multiplying the latest current compression ratio by the average value of the change rates of the current compression ratio adjacent in the time direction of the current compression ratio Is switched according to a change mode of the current compression ratio, and the next compression ratio is predicted, and the imaging apparatus according to (1) above.
(6) The image processing unit is a frequency response processing unit that converts a frequency domain characteristic of image data based on a frequency response characteristic as the correction element, and the correction element derivation unit includes the next compression ratio and The imaging apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the imaging apparatus is a frequency response deriving unit that derives the frequency response characteristics based on a target compression rate.
(7) a frequency response table in which a plurality of predetermined frequency response characteristics, a difference value between the next compression ratio and the target compression ratio, and a plurality of the frequency response characteristics are associated with each other; The frequency response deriving unit selects one frequency response characteristic using the frequency response table, wherein the frequency response table is (6).
(8) The image processing unit is a gradation processing unit that converts a gradation of image data based on a gradation characteristic as the correction element, and the correction element derivation unit includes the next compression rate and the target compression. The imaging apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the imaging apparatus is a gradation derivation unit that derives the gradation characteristics based on a rate.
(9) a gradation table in which a plurality of gradation characteristics determined in advance, a difference value between the next compression rate and the target compression ratio, and a plurality of gradation characteristics are associated with each other; The imaging apparatus according to (8), wherein the gradation deriving unit selects one gradation characteristic using the gradation table.
(10) The image processing unit is a compression processing unit that performs compression encoding processing on image data based on a quantization table as the correction element, and the correction element derivation unit includes the next compression rate and the target The imaging apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the imaging apparatus is a quantization table deriving unit that derives the quantization table based on a compression rate.
(11) a plurality of predetermined quantization tables, and a quantization correspondence table in which a difference value between the next compression rate and the target compression rate is associated with the plurality of quantization tables, The imaging apparatus according to (10), wherein the quantization table deriving unit selects one quantization table using the quantization correspondence table.
(12) The data control unit stores, in the image storage unit, only the image data that has been compression-encoded lastly among the plurality of image data that has been compression-encoded. The imaging device according to any one of 11).
(13) A plurality of image data continuous in the time direction is generated by continuous imaging, the compression rate of the image data is corrected based on a correction element for correcting the image data, and an intra-screen predictive encoding method is used. Compression-encoding, storing the compression-encoded image data in an image storage unit, deriving a current compression rate that is an actual compression rate of the compression-encoded image data, and setting the current compression rate in the time direction A plurality of the current compression rates held in succession, or the plurality of held current compression rates, or the plurality of held current compression rates and the compression rate of the image data to be compression encoded this time, An imaging method characterized by predicting a next compression ratio, which is a compression ratio, and deriving the correction element based on the next compression ratio.
以上説明したように本発明によれば、連続撮像時における圧縮符号化処理を高精度かつ高速に行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to perform compression encoding processing at the time of continuous imaging with high accuracy and high speed.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
本実施形態において「画像データ」は、撮像部の撮像素子による一度の撮像で生成される1画面分のデータを言う。「撮像」は、撮像部を通じて画像データを生成する動作を言い、「記憶」は、生成された画像データを記憶媒体に記憶する動作を言う。 In the present embodiment, “image data” refers to data for one screen generated by one-time imaging by the imaging device of the imaging unit. “Imaging” refers to an operation of generating image data through the imaging unit, and “memory” refers to an operation of storing the generated image data in a storage medium.
また、「連続撮像」は、画像データを、時間方向に連続して、順次生成する一連の動作を言い、例えば、1秒あたり1枚以上の画像データが生成される。また、本実施形態では、連続撮像し、さらにその画像データを連続的に記憶する場合の速度を撮像記憶速度と言い、撮像記憶速度は、例えば60枚/secといった値をとる。「単写撮像」は、少なくとも1枚の画像データを生成する動作を言い、その1枚の画像データを記憶する動作までを含む場合もあるが、画像データを記憶する前に、画像データを生成する動作を複数回行うことを排除するものではない。 Further, “continuous imaging” refers to a series of operations for sequentially generating image data in the time direction, and for example, one or more image data is generated per second. In the present embodiment, the speed at which continuous imaging is performed and the image data is continuously stored is referred to as an imaging storage speed, and the imaging storage speed has a value of, for example, 60 frames / sec. “Single-shot imaging” refers to an operation for generating at least one piece of image data, and may include an operation for storing that single piece of image data, but before storing the image data, the image data is generated. It is not excluded to perform the operation to be performed multiple times.
(第1の実施形態:撮像装置100)
図1は、第1の実施形態にかかる撮像装置100の概略的な構成を示した機能ブロック図である。撮像装置100は、撮像部104と、同期信号発生部(SSG:Synchronizing Signal Generator)106と、タイミング発生部(TG:Timing Generator)108と、リリーススイッチ110と、Y/C処理部112と、周波数応答処理部114と、階調処理部116と、圧縮処理部118と、システム内部バス120と、画像メモリ122と、データ制御部124と、画像記憶部126と、表示部128と、現圧縮率導出部130と、現圧縮率保持部132と、次圧縮率予測部134と、周波数応答導出部136と、周波数応答保持部138と、階調導出部140と、階調保持部142と、量子化テーブル導出部144と、量子化テーブル保持部146とを含んで構成される。
(First embodiment: imaging apparatus 100)
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the
また、周波数応答処理部114と、階調処理部116と、圧縮処理部118とは、補正要素に基づいて画像データの圧縮率を補正し、画面内予測符号化方式を用いて圧縮符号化する画像加工部として機能し、周波数応答導出部136と、階調導出部140と、量子化テーブル導出部144とは、補正要素を導出する補正要素導出部として機能する。ここで、補正要素は、画像加工部で用いられる、周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルの群から選択された1または複数の要素を言う。周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに関しては後ほど詳述する。
Further, the frequency
尚、データ制御部124、現圧縮率導出部130、次圧縮率予測部134、周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144は、ハードウェアで構成してもよいし、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等と協働して動作する中央処理装置(CPU)を通じてソフトウェアで遂行されてもよい。また、図1においては、周波数応答処理部114の後段に階調処理部116が縦続されているが、この順序は逆でもよい。
The data control
撮像部104は、レンズや、レンズを通じて入射した入射光を光電変換し画像データを生成する撮像素子等で構成され、例えば、連続撮像により時間方向に連続する複数の画像データを生成して、生成した複数の画像データを、順次Y/C処理部112に送信する。同期信号発生部106は、生成される画像データの水平サイズと垂直サイズに対応させ、内部クロックに同期して、水平同期信号と垂直同期信号を生成しタイミング発生部108に送信する。
The
タイミング発生部108は、同期信号発生部106で生成された水平同期信号と垂直同期信号に基づいて撮像部104の撮像素子のクロックタイミングを変化させる制御信号を生成する。撮像部104は、かかる制御信号に応じて画像データを生成する。リリーススイッチ110は、ボタンスイッチ等で構成され、撮像者の操作入力を受け付け、撮像部104における画像データの生成のトリガ(契機)となる制御信号を生成する。また、本実施形態の撮像装置100では、撮像者がリリーススイッチ110を押止し続けることで連続撮像を行うことができる。
The
Y/C処理部112は、画像データを輝度データ(Y)と色データ(C)に分離、変換する処理を行う。周波数応答処理部114は、Y/C処理部112を通じた画像データの周波数領域の特性を、後述する周波数応答導出部136で導出された周波数応答特性に基づいて変換する。階調処理部116は、周波数応答特性の変換処理が施された画像データの階調を、後述する階調導出部140で導出された階調特性に基づいて変換する。
The Y /
圧縮処理部118は、JPEG圧縮方式に従い、階調特性の変換処理が施された画像データに対し、量子化テーブルに基づいて圧縮符号化処理を行い、圧縮符号化処理を施した画像データを、システム内部バス120を通じて画像メモリ122に送信する。JPEG圧縮方式は既存の技術であるので、ここではその詳細な説明を省略する。また、圧縮処理部118は、JPEG圧縮方式以外の様々な既存の静止画圧縮方式を採用することが可能である。
The
画像メモリ122は、SRAMやDRAM等のバッファで構成され、送信された画像データを一時的に保持する。データ制御部124は、画像メモリ122に一時的に保持されている画像データを、システム内部バス120を通じて画像記憶部126に転送して画像データを保持させたり、画像メモリ122に保持されている画像データに基づく画像を表示部128に表示させたりする。
The
画像記憶部126は、撮像装置100と一体的に形成された、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶媒体で構成され、1または複数の画像データを保持する。また、画像記憶部126として、撮像装置100から着脱可能な、DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu-ray Disc)といった光ディスク媒体や、磁気テープ、磁気ディスクといった磁気媒体、フラッシュメモリ、ポータブルHDD等の外部記憶媒体を適用してもよい。尚、HDDは正確には装置であるが、説明の便宜上本実施形態では他の記憶媒体と同義として扱う。表示部128は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等で構成される。
The
現圧縮率導出部130は、圧縮処理部118によって圧縮符号化処理が施される前の画像データのデータ容量と、圧縮符号化処理が施された後の画像データのデータ容量を比較して、圧縮符号化処理における直近かつ現実の圧縮率である現圧縮率を導出する。また、導出された現圧縮率を現圧縮率保持部132に順次保持させる。現圧縮率保持部132は、現圧縮率導出部130が導出した現圧縮率を時間方向に連続して複数保持する。したがって、現圧縮率保持部132には、過去の複数回に渡る現圧縮率が保持されていることとなる。
The current compression
次圧縮率予測部134は、現圧縮率保持部132に保持された、直近の現圧縮率を含む過去複数回に渡る現圧縮率を現圧縮率保持部132から取得し、その複数の現圧縮率、または、保持された複数の現圧縮率と今回圧縮符号化する画像データの圧縮率とから、次回圧縮符号化する画像データの圧縮率である次圧縮率を予測する。かかる次圧縮率の予測は、複数の現圧縮率の(1)平均値、(2)差分値、(3)変化率を用いて行う。以下、それぞれにおける次圧縮率の導出処理を詳述する。
The next compression
図2〜4は、次圧縮率予測部134の動作を説明するための説明図である。特に図2は(1)平均値を用いる場合を、図3は(2)差分値を用いる場合を、図4は(3)変化率を用いる場合を示している。ここで、次圧縮率予測部134は、直近の現圧縮率と過去4回分の現圧縮率と合わせて5回分の現圧縮率150に基づいて次圧縮率152を予測している。ただし、次圧縮率予測部134で用いる現圧縮率150の数は、かかる5に限らず2以上であればよい。
2-4 is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the next compression
図2のように平均値を用いる場合、次圧縮率予測部134は、以下の数式1を用いて、直近を含む5回分の現圧縮率150(図2中、a、b、c、d、e)の平均値fを求める。
こうして求められた平均値fが次圧縮率152となる。このように平均値を用いると、イレギュラーな画像が撮像された等、圧縮率に短時間に大きな変化があった場合であっても、その変化に安易に追従することなく、適切な次圧縮率152を導出することが可能となる。
When the average value is used as shown in FIG. 2, the next compression
The average value f thus obtained becomes the
また、図3のように差分値を用いる場合、次圧縮率予測部134は、以下の数式2に示すように、直近を含む5回分の現圧縮率150(図3中、a、b、c、d、e)のそれぞれ時間方向に隣接する現圧縮率150同士の差分値を求め(b−a、c−b、d−c、e−d)、その平均値を直近の現圧縮率150(ここではe)に加算する。
こうして求められた、差分値を利用した値gが次圧縮率152となる。このように差分値を用いると、画像間の移動量が大きい等、圧縮率が連続的に大小一方向に変化し続けたり、その変化方向が偏っている場合に、その変化に追従した適切な次圧縮率152を導出することが可能となる。
In addition, when using the difference value as shown in FIG. 3, the next compression
The value g using the difference value obtained in this way becomes the
さらに、図4のように変化率を用いる場合、次圧縮率予測部134は、以下の数式3に示すように、直近を含む5回分の現圧縮率150(図4中、a、b、c、d、e)のそれぞれ時間方向に隣接する現圧縮率150同士の変化率を求め(b/a、c/b、d/c、e/d)、その平均値を直近の現圧縮率150(ここではe)に乗算する。
こうして求められた、変化率を利用した値hが次圧縮率152となる。このように変化率を用いると、画像間の移動量が大きい等、圧縮率が連続的に大小一方向に変化し続けたり、その変化方向が偏っている場合に、その変化に追従した適切な次圧縮率152を導出することが可能となる。
Furthermore, when using the rate of change as shown in FIG. 4, the next compression
The value h using the change rate obtained in this way becomes the
上述したように、次圧縮率予測部134で用いる現圧縮率150の数は2以上であれば足りるが、例えば、連続撮像開始時のように、現圧縮率150の数が予め定められた数に満たない場合、次圧縮率予測部134は、直近の現圧縮率150をそのまま次圧縮率152としたり、現圧縮率保持部132に保持している、予め定められた数に満たない現圧縮率150のみを反映して次圧縮率152を予測してもよい。
As described above, the number of the
例えば、連続撮像における1枚目の画像データの撮像では1回前の現圧縮率150が存在しないため、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、それぞれ、予め準備されている標準の周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行う。なお、これらの、標準の周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルは、ユーザーが外部操作によって設定した目標となる圧縮率に基づいて設定されるものである。そして、次圧縮率予測部134は、その変更処理および圧縮符号化処理による画像データの現圧縮率150をそのまま次圧縮率152とする。また、2枚目の画像データの撮像では、1回分の現圧縮率150しか保持されていないものの、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、その1回分の現圧縮率150による次圧縮率152から導出された新たな周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行う。
For example, since the
同様に、現圧縮率150の数が予め定められた数に達するまで、次圧縮率予測部134は、現圧縮率保持部132に保持している、予め定められた数に満たない現圧縮率150を用いて次圧縮率を予測し、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、その次圧縮率152から導出された新たな周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行う。このとき、データ制御部124は、生成された画像データのうち、現圧縮率150の数が予め定められた数に達するまでの画像データを画像記憶部126には記憶せず、予め定められた数に達した後に記憶し始めるとすることもできる。
Similarly, the next compression
ここでは、連続撮像における2枚目の画像データの撮像から予め定められた数に達するまで、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、現圧縮率保持部132に保持している現圧縮率150を用いた新たな周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行うとしたが、かかる場合に限らず、1枚目同様、予め定められた数に達するまで予め準備さている標準の周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行ってもよい。
Here, the frequency
また、複数の現圧縮率150を取り出す時間的位置は、上述したように直近および過去の1または複数回に限られず、直近を除く過去の所定回とすることもできる。
Further, the time position at which the plurality of
さらに、次圧縮率予測部134は、上述した(1)予め定められた数の現圧縮率150を平均する処理、(2)現圧縮率150の時間方向に隣接する現圧縮率150の差分値の平均値を最新の現圧縮率150に加算する処理、(3)現圧縮率150の時間方向に隣接する現圧縮率150の変化率の平均値を最新の現圧縮率150に乗算する処理、の群から選択された2または3の処理を、現圧縮率150の変化態様(変化の向きやその大きさ)に応じて切り換え、次圧縮率152を予測するとしてもよい。
Further, the next compression rate prediction unit 134 (1) the above-described process of averaging a predetermined number of
例えば、(1)予め定められた数の現圧縮率150を平均する処理と、(2)現圧縮率150の時間方向に隣接する現圧縮率150の差分値の平均値を最新の現圧縮率150に加算する処理とを切換可能に組み合わせたとする。次圧縮率予測部134は、現圧縮率150の変化態様を監視し、例えば、画像間の移動量が大きい等、圧縮率が連続的に大小一方向に変化し続けたり、その変化方向が偏っている場合、(2)差分値を用いて次圧縮率152を予測し、イレギュラーな画像が撮像された等、圧縮率に短時間に大きな変化があった場合、(1)平均値を用いて次圧縮率152を予測する。このように現圧縮率150の変化態様に応じて、それぞれ次圧縮率の効果的な導出方法を用いることで、より高精度に圧縮符号化後の画像データのデータ容量を目標値に近づけることが可能となる。
For example, (1) a process of averaging a predetermined number of
続いて、画像データの圧縮率の補正について説明する。画像データの圧縮率の補正は、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118それぞれが、周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行うことで為される。したがって、(a)周波数応答特性、(b)階調特性、(c)量子化テーブルを補正することで結果的に画像データの圧縮率が相対的に変化し、連続撮像全時間を通じて現圧縮率150を目標圧縮率に近づけることができる。
Next, correction of the compression rate of image data will be described. The correction of the compression rate of the image data is performed by the frequency
ここで、目標圧縮率は、撮像者が設定した、または複数の選択肢(標準モードやファインモードといった撮像モード等)から選択した1の圧縮率である。また、目標圧縮率は、一度の連続撮像で記憶可能な総データ容量を連続撮像の枚数で除算した1枚当たりのデータ容量に基づいて決定されるとしてもよい。 Here, the target compression rate is a compression rate of 1 set by the photographer or selected from a plurality of options (imaging mode such as standard mode and fine mode). The target compression rate may be determined based on the data capacity per frame obtained by dividing the total data capacity that can be stored in one continuous imaging by the number of continuous imaging.
周波数応答導出部136は、予測された次圧縮率152が目標圧縮率に近づくように、周波数応答保持部138に保持された前回の周波数応答特性と、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、予め設定されている連続撮像における目標圧縮率とに基づいて、周波数応答処理部114が用いる周波数応答特性を導出する。
The frequency
具体的に、周波数応答導出部136は、まず、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、目標圧縮率とを比較し、圧縮効果を下げるべきか上げるべきか判断する。例えば、周波数応答特性がLPF(Low Pass Filter)による周波数応答特性として表されている場合、周波数応答導出部136は、圧縮効果を下げるべきと判断すると、そのLPFのカットオフ周波数fc(大凡30〜40MHz程度)を上げ(通過帯域幅を拡げ)、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、LPFのカットオフ周波数fcを下げる(通過帯域幅を狭める)。
Specifically, the frequency
図5は、周波数応答特性による圧縮率の補正を説明するための説明図である。図5では、横軸は周波数、縦軸は周波数に対する応答(レスポンス)を示す。上記のように、周波数応答特性がLPFによる周波数応答特性として表されている場合、周波数応答導出部136は、図5(a)に示されたような、前回導出された周波数応答特性を周波数応答保持部138から取得し(前回のLPFのカットオフ周波数fcを取得し)、圧縮効果を下げるべきと判断した場合、図5(b)に示すように、前回のLPFのカットオフ周波数fcを、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される周波数分だけ上げる。また、周波数応答導出部136は、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、図5(c)に示すように、前回のLPFのカットオフ周波数fcを、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される周波数分だけ下げる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the correction of the compression ratio based on the frequency response characteristics. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the response to the frequency. As described above, when the frequency response characteristic is represented as the frequency response characteristic by the LPF, the frequency
ここで、圧縮率の補正に周波数応答特性を用いたのは以下の理由による。即ち、画像データでは、高周波成分が多いほど、画像データのデータ容量が大きくなり、その分、圧縮効果を上げなければならない。圧縮率を目標圧縮率に近づけるためには、圧縮符号化処理が施される前の段階で画像データから高周波成分を除けばよいことになる。そこで、本実施形態では、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より大きい場合、圧縮効果を下げるべきと判断して周波数応答特性の帯域幅を拡げ、逆に、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より小さい場合、圧縮効果を上げるべきと判断して周波数応答特性の帯域幅を狭めている。
Here, the reason why the frequency response characteristic is used for correcting the compression ratio is as follows. That is, in the image data, the larger the high frequency component, the larger the data capacity of the image data, and the compression effect must be increased accordingly. In order to bring the compression rate close to the target compression rate, it is only necessary to remove high-frequency components from the image data at a stage before the compression encoding process is performed. Therefore, in this embodiment, when the compression effect of the
また、上記では、周波数応答特性の帯域幅を、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて変化させ、その都度、周波数応答特性を求める例を挙げたが、かかる場合に限られず、例えば、予め定められた複数の周波数応答特性(例えば、予め定められた複数のカットオフ周波数fc)と、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値と複数の周波数応答特性とを対応させた周波数応答テーブルとを準備しておき、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に基づいて、適切な1の周波数応答特性を選択する構成としてもよい。かかる構成によって、周波数応答導出部136の処理負荷を削減でき、また、周波数応答特性が迅速に求められるため、画像データの圧縮符号化処理に費やす時間を短縮でき、ひいては、連続撮像における画像データの生成間隔を短縮することも可能となる。
In the above description, the bandwidth of the frequency response characteristic is changed according to the difference value between the
周波数応答導出部136は、このようにして求められた新たな周波数応答特性を周波数応答処理部114に送信し、周波数応答処理部114は、かかる新たな周波数応答特性に基づいて画像データを変換する。また、周波数応答導出部136は、導出された周波数応答特性を周波数応答保持部138の周波数応答特性に上書きして次回の処理に備える。
The frequency
階調導出部140は、予測された次圧縮率152が目標圧縮率に近づくように、階調保持部142に保持された前回の階調特性と、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、予め設定されている連続撮像における目標圧縮率とに基づいて、階調処理部116が用いる階調特性を導出する。
The
具体的に、階調導出部140は、まず、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、目標圧縮率とを比較し、圧縮効果を下げるべきか上げるべきか判断する。そして、階調導出部140は、圧縮効果を下げるべきと判断した場合、例えば、階調特性である階調変換曲線(ここでは直線)の全体的な傾きを大きくし、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、階調変換曲線の全体的な傾きを小さくする。
Specifically, the
図6は、階調特性による圧縮率の補正を説明するための説明図である。図6では、横軸は階調処理部116に入力された画像データの階調値を、縦軸は階調処理部116から出力される画像データの階調値を示す。階調導出部140は、図6(a)に示されたような、前回導出された階調特性を階調保持部142から取得し(前回の階調変換曲線160の傾き(ここでは例えば傾き1)を取得し)、圧縮効果を下げるべきと判断した場合、図6(b)に示すように、前回の階調変換曲線160の傾きを、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される値分だけ上げる。また、階調導出部140は、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、図6(c)に示すように、前回の階調変換曲線160の傾きを、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される値分だけ下げる。ただし、図6(a)〜(c)のように、入力された階調値が0.5であった場合、出力される階調値も0.5となるように、階調変換曲線160のオフセットが調整される。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining correction of the compression rate based on the gradation characteristics. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the gradation value of the image data input to the
ここで、圧縮率の補正に階調特性を用いたのは以下の理由による。即ち、画像データでは、階調値がとりうる範囲が大きいほどコントラストが大きくなり、それに伴って画像データのデータ容量が大きくなるので、その分、圧縮効果を上げなければならない。圧縮率を目標圧縮率に近づけるためには、圧縮符号化処理が施される前の段階で画像データの階調値のコントラストを変えればよい。そこで、本実施形態では、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より大きい場合、圧縮効果を下げるべきと判断して階調特性である階調変換曲線160の傾きを上げてコントラストを大きくし、逆に、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より小さい場合、圧縮効果を上げるべきと判断して階調変換曲線160の傾きを下げてコントラストを小さくしている。
Here, the reason why the gradation characteristic is used for correcting the compression rate is as follows. That is, in the image data, the greater the range that the gradation value can take, the greater the contrast, and the corresponding increase in the data capacity of the image data. Therefore, the compression effect must be increased accordingly. In order to bring the compression rate close to the target compression rate, the contrast of the gradation value of the image data may be changed at a stage before the compression encoding process is performed. Therefore, in this embodiment, when the compression effect of the
ここでは、階調特性である階調変換曲線160が直線(1次の曲線)となる例を挙げて説明したが、階調変換曲線160は直線に限られず、折線や2次以上の漸増曲線で構成することもできる。この場合、階調導出部140は、階調変換曲線160の近似直線の傾きが大きく、または小さくなるように階調変換曲線160を変化させるとしてもよい。また、階調値として、8bit入力、8bit出力の例を示したが、別のbit値でもよい。
Here, the
また、上記では、階調特性である階調変換曲線160の傾きを、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて変化させ、その都度、階調特性を求める例を挙げたが、かかる場合に限られず、予め定められた複数の階調特性(例えば、予め定められた複数の階調変換曲線160の傾き)と、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値と複数の階調変換曲線160の傾きとを対応させた階調テーブルとを準備しておき、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に基づいて、適切な1の階調変換曲線160の傾きを選択する構成としてもよい。かかる構成によって、階調導出部140の処理負荷を削減でき、また、階調特性が迅速に求められるため、画像データの圧縮符号化処理に費やす時間を短縮でき、ひいては、連続撮像における画像データの生成間隔を短縮することも可能となる。
In the above description, the
階調導出部140は、このようにして求められた新たな階調特性(階調変換曲線160の傾き)を階調処理部116に送信し、階調処理部116は、かかる新たな階調特性に基づいて画像データを変換する。また、階調導出部140は、導出された階調特性を階調保持部142の階調特性に上書きして次回の処理に備える。
The
量子化テーブル導出部144は、予測された次圧縮率152が目標圧縮率に近づくように、量子化テーブル保持部146に保持された前回の量子化テーブルと、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、予め設定されている連続撮像における目標圧縮率とに基づいて、圧縮処理部118が用いる量子化テーブルを導出する。ここで、量子化テーブルは、JPEGにおける離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)後の画像データの、比較的高い周波数成分を省略するために、その画像データを除算する係数をそれぞれ異ならせて配した表を言い、例えば、画像ブロックが8画素×8画素で表される場合、同じく8×8の係数が配された表となる。
The quantization
具体的に、量子化テーブル導出部144は、まず、次圧縮率予測部134が予測した次圧縮率152と、目標圧縮率とを比較し、圧縮効果を下げるべきか上げるべきか判断する。そして、量子化テーブル導出部144は、圧縮効果を下げるべきと判断した場合、例えば、量子化テーブルの各係数を比較的小さい(除数が小さい)値にし、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、量子化テーブルの各係数を比較的大きい(除数が大きい)値にする。
Specifically, the quantization
図7は、量子化テーブル170による圧縮率の補正を説明するための説明図である。図7では、量子化テーブル170が画像ブロックに合わせて8×8の係数の配列によって表されている。また、量子化テーブル170は、図7中、左上に向かって画像ブロックの低周波数成分に対応した係数となり、右下に向かって画像ブロックの高周波数成分に対応した係数となっている。量子化テーブル導出部144は、図7(a)に示されたような、前回導出した量子化テーブル170を量子化テーブル保持部146から取得し、圧縮効果を下げるべきと判断した場合、図7(b)に示すように、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される値分だけ、例えば、各係数に0.5を乗算して、各係数を小さくする。また、量子化テーブル導出部144は、圧縮効果を上げるべきと判断した場合、図7(c)に示すように、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて決定される値分だけ、例えば、各係数に2を乗算して、各係数を大きくする。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the correction of the compression rate by the quantization table 170. In FIG. 7, the quantization table 170 is represented by an array of 8 × 8 coefficients according to the image block. Further, the quantization table 170 is a coefficient corresponding to the low frequency component of the image block toward the upper left in FIG. 7, and is a coefficient corresponding to the high frequency component of the image block toward the lower right. When the quantization
ここで、圧縮率の補正に量子化テーブル170を用いたのは以下の理由による。即ち、画像データでは、量子化テーブル170の各係数が大きいほど圧縮効果が大きくなり、量子化テーブル170の各係数が小さいほど圧縮効果が小さくなる。具体的に説明すると、例えば、圧縮前の画像データのデータ容量をS、圧縮後の画像データの予測データ容量をSa、目標とする画像データのデータ容量をSb、1回前に用いた量子化テーブル170の各係数をQorgi,j(i,jは整数)とすると、求める量子化テーブル170の係数Qi,j(i,jは整数)は数式4を用いて求められる。
ここでSa/Sは次圧縮率152を示し、Sb/Sは目標圧縮率を示す。
Here, the reason why the quantization table 170 is used for correcting the compression rate is as follows. That is, in the image data, the compression effect increases as the coefficients of the quantization table 170 increase, and the compression effect decreases as the coefficients of the quantization table 170 decrease. More specifically, for example, the data capacity of image data before compression is S, the predicted data capacity of image data after compression is Sa, the data capacity of target image data is Sb, and quantization is performed once before. Assuming that each coefficient in the table 170 is Qorg i, j (i and j are integers), the coefficient Q i, j (i and j are integers) in the quantization table 170 to be obtained is obtained using Equation 4.
Here, Sa / S indicates the
例えば、図7(a)に示した量子化テーブル170を用いた場合に現圧縮率150が20%となったとすると、図7(a)の量子化テーブル170の係数を0.5で乗算した図7(b)の量子化テーブル170は、現圧縮率が40%となる。また、同様に、図7(a)の量子化テーブル170の係数を2で乗算した図7(b)の量子化テーブル170は、現圧縮率が10%となる。かかる圧縮符号化処理は一例であり、圧縮率は基となる画像データの内容によって変化するが、量子化テーブル170の係数の比に対する圧縮率の変化量はほぼ反比例の関係となる。
For example, if the
そこで、本実施形態では、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より大きい場合、圧縮効果を下げるべきと判断して量子化テーブル170の係数を下げ、逆に、次圧縮率152の圧縮効果が目標圧縮率の圧縮効果より小さい場合、圧縮効果を上げるべきと判断して量子化テーブル170の係数を上げる。
Therefore, in this embodiment, when the compression effect of the
また、上記では、量子化テーブル170を、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に応じて変化させ、その都度、量子化テーブル170を求める例を挙げたが、かかる場合に限られず、例えば、予め定められた複数の量子化テーブル170(例えば、図7(a)、(b)、(c)等)と、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値と複数の量子化テーブル170とを対応させた量子化対応テーブルとを準備しておき、次圧縮率152と目標圧縮率との差分値に基づいて、適切な1の量子化テーブル170を選択する構成としてもよい。かかる構成によって、量子化テーブル導出部144の処理負荷を削減でき、また、量子化テーブル170が迅速に求められるため、画像データの圧縮符号化処理に費やす時間を短縮でき、ひいては、連続撮像における画像データの生成間隔を短縮することも可能となる。
In the above description, the quantization table 170 is changed according to the difference value between the
量子化テーブル導出部144は、このようにして求められた新たな量子化テーブル170を圧縮処理部118に送信し、圧縮処理部118は、かかる新たな量子化テーブル170に基づいて画像データに圧縮符号化処理を施す。また、量子化テーブル導出部144は、導出された量子化テーブル170を量子化テーブル保持部146の量子化テーブル170に上書きして次回の処理に備える。
The quantization
また、ここでは、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118の全てで圧縮率の補正を行う例を挙げたが、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118のうち選択された1または2の機能部のみで圧縮率の補正を行うことも可能である。このとき、採用する機能部を、圧縮率の影響度を踏まえて、圧縮処理部118、周波数応答処理部114、階調処理部116の順に優先して採用するとしてもよい。
Here, an example in which the compression rate correction is performed by all of the frequency
例えば、圧縮処理部118は、量子化テーブルを用いた圧縮符号化処理を直接行っているので、圧縮率を制御し易く、周波数応答処理部114は、既存のLPFを本実施形態の周波数応答特性の変換に用いることで部品点数を少なくでき、階調処理部116は、既存の増幅回路やガンマ補正回路を階調特性の変換に用いることで部品点数を少なくすることができる。また、いずれか1の機能部または2つの組み合わせで圧縮率の補正を行う場合、他の機能部の補正要素は固定する。
For example, since the
図8は、撮像装置100の他の例を示した機能ブロック図である。上述した撮像装置100では、階調処理部116から出力された画像データを圧縮処理部118が直接圧縮符号化処理しているが、階調処理部116が、階調特性の変換処理を施した画像データを、システム内部バス120を通じて画像メモリ122に一旦保持させてもよい。この場合、連続撮像された画像データが画像メモリ122に蓄積される途中、または、蓄積された後、圧縮処理部118は、画像メモリ122から画像データを取得し、量子化テーブルに基づいて圧縮符号化処理を行い、また、システム内部バス120を通じて画像メモリ122に送信する。このような圧縮処理部118が画像データを画像メモリ122に一旦保持させる構成は後述する第2の実施形態でも用いることができる。
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating another example of the
ここでは、画像データの生成と圧縮符号化処理とを独立させ、連続撮像時には画像データの生成のみを行い時間短縮を図ると共に、連続撮像時以外の時間を利用して圧縮符号化処理を行うことで時間効率を高めている。本実施形態では、圧縮符号化処理時に画像メモリ122から迅速に画像データを取得することができ、早期に画像メモリ122内の画像データを削除することが可能なので、高精度かつ高速に圧縮符号化を行うことが可能である。
Here, the generation of image data and the compression encoding process are made independent, only the generation of image data is performed during continuous imaging to reduce the time, and the compression encoding process is performed using a time other than during continuous imaging. To improve time efficiency. In the present embodiment, the image data can be quickly acquired from the
また、本実施形態の単写撮像では、画像データの生成に関して連続撮像が実行され、データ制御部124が、圧縮符号化された複数の画像データのうち、最後に圧縮符号化された画像データのみ画像記憶部126に記憶する。当該単写撮像の処理は、後述する第2の実施形態でも用いることができる。かかる構成により、連続撮像による圧縮率の補正処理を単写撮像においても利用することができ、単写撮像における画像データのデータ容量を所望のデータ容量に近づけることが可能となる。
In the single-shot imaging according to the present embodiment, continuous imaging is executed with respect to generation of image data, and the
また、コンピュータによって撮像装置100として機能するプログラムや、当該プログラムを記憶した記憶媒体も提供される。さらに、当該プログラムは、記憶媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
In addition, a program that functions as the
(撮像方法)
次に、上述した撮像装置100を用いて、連続撮像(連写)した画像に圧縮符号化処理を施して記憶する撮像方法にについて説明する。
(Imaging method)
Next, a description will be given of an imaging method in which the above-described
図9は、第1の実施形態にかかる撮像方法の処理の流れを示したフローチャートである。撮像者による連続撮像を実行する際、撮像装置100の撮像部104は、連続撮像により時間方向に連続する複数の画像データを生成し(S202)、Y/C処理部112は、画像データを輝度データ(Y)と色データ(C)に分離、変換する処理を行う(S204)。続いて、周波数応答処理部114は、Y/C処理部112を通じた画像データの周波数領域の特性を、後述する周波数応答導出部136で導出された周波数応答特性に基づいて変換し(S206)、階調処理部116は、周波数応答特性の変換処理が施された画像データの階調を、後述する階調導出部140で導出された階調特性に基づいて変換し(S208)、圧縮処理部118は、階調特性の変換処理が施された画像データに対し、量子化テーブルに基づいて圧縮符号化処理を行い、システム内部バス120を通じて画像メモリ122に送信する(S210)。
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of processing of the imaging method according to the first embodiment. When performing continuous imaging by the photographer, the
現圧縮率導出部130は、圧縮処理部118によって圧縮符号化処理が施される前の画像データのデータ容量と、圧縮符号化処理が施された後の画像データのデータ容量を比較して、圧縮符号化処理における直近かつ現実の圧縮率である現圧縮率150を導出し(S212)、導出された現圧縮率150を現圧縮率保持部132に保持させる(S214)。そして、次圧縮率予測部134は、現圧縮率保持部132に保持された、直近の現圧縮率を含む過去複数回に渡る現圧縮率を取得し、その複数の現圧縮率から次回の圧縮率である次圧縮率を予測する(S216)。かかる次圧縮率の予測は、複数の現圧縮率の(1)平均値、(2)差分値、(3)変化率のいずれかを用いて行う。
The current compression
また、連続撮像における1枚目の画像データ撮像では1回前の現圧縮率が存在しないため、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、それぞれ、予め準備されている標準の周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行う。そして、次圧縮率予測部134は、その変更処理および圧縮符号化処理による現圧縮率150を次圧縮率152とする。また、2枚目の画像データの撮像では、周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118は、その1回分の現圧縮率150による次圧縮率152から導出された新たな周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルに基づいて変換処理または圧縮符号化処理を行う。
In addition, since there is no current compression ratio of the previous time in the first image data imaging in the continuous imaging, the frequency
周波数応答導出部136は、周波数応答保持部138に保持された前回の周波数応答特性と次圧縮率152と目標圧縮率とに基づいて、周波数応答処理部114が用いる周波数応答特性を導出する(S218)。階調導出部140は、階調保持部142に保持された前回の階調特性と次圧縮率152と目標圧縮率とに基づいて、階調処理部116が用いる階調特性を導出する(S220)。量子化テーブル導出部144は、量子化テーブル保持部146に保持された前回の量子化テーブルと次圧縮率152と目標圧縮率とに基づいて、圧縮処理部118が用いる量子化テーブルを導出する(S222)。ここで、周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144は、それぞれ、周波数応答テーブル、階調テーブル、量子化対応テーブルを用いて、周波数応答特性、階調特性、量子化テーブルを選択するとしてもよい。最後に、データ制御部124は、画像メモリ122に保持されている圧縮符号化処理された画像データを、システム内部バス120を通じて画像記憶部126に転送し、画像データを保持させる(S224)。
The frequency
従来の圧縮符号化処理を繰り返し行う方法では圧縮符号化に長時間を要し、また、圧縮符号化処理を繰り返すことなく実行する技術もあったが、直前の画像データの圧縮率のみを用いて次回の圧縮符号化のためのパラメータを決定していたので、予測精度が低かった。本実施形態の撮像装置100や撮像方法では、直前の複数の画像データの現圧縮率150から次圧縮率152を予測しているので、連続撮像という短時間の画像の時間方向の変化を適切に把握することができ、より高精度に現圧縮率を目標圧縮率に近づけることが可能となる。特に、本実施形態では圧縮符号化の高速化に従い、撮像間隔も短縮されるので、より類似した画像データに基づいて圧縮率を適切に予測することができる。したがって、イレギュラーな画像が撮像されたり、画像間の移動量が大きい(フォーカス、ズーム、パン・チルト動作時等)場合であっても、圧縮率が極端に外れた値になることもなく、連続撮像時における圧縮符号化処理を高精度かつ高速に行うことが可能となる。
The conventional method of repeatedly performing compression encoding processing takes a long time for compression encoding, and there has been a technique to execute without repeating compression encoding processing, but using only the compression rate of the immediately preceding image data Since the parameters for the next compression encoding were determined, the prediction accuracy was low. In the
(第2の実施形態)
第1の実施形態で説明した撮像装置100では、直前の複数の画像データの現圧縮率から次圧縮率を予測することで、圧縮符号化処理を高精度かつ高速に行うことが可能となった。ただし、撮像装置100では、記憶対象となる画像データの圧縮率を予測するために、過去に渡る複数の画像データの現圧縮率150を参照しているため、適切な圧縮率の画像データを記憶するまでには、複数の画像データを生成する分だけの撮像時間を要することとなる。
(Second Embodiment)
In the
例えば、画像データの記憶を目的とした(画像記憶部126に画像データを記憶する、または、画像記憶部126に記憶するために少なくとも画像メモリ122に画像データを残す)速度である撮像記憶速度が60枚/secであった場合、記憶する画像データの圧縮率を予測するのに、直近の画像データと1回前の画像データとの2枚分の画像データを得るため、最低でも1/60×2=1/30秒必要となる。このため、撮像を行う場合の起動に時間がかかってしまい、撮影のタイミングを逃してしまう可能性がある。
For example, an imaging storage speed that is a speed aimed at storing image data (stores image data in the
そこで、第2の実施形態では、第1の実施形態における撮像装置100を前提に、連続撮像時の画像データの生成速度を制御することで、圧縮符号化処理を高精度に行うと共に、短時間で画像データの記憶を開始することを目的とする。
Therefore, in the second embodiment, on the premise of the
(撮像装置300)
図10は、第2の実施形態にかかる撮像装置300の概略的な構成を示した機能ブロック図である。撮像装置300は、撮像部104と、同期信号発生部306と、タイミング発生部308と、リリーススイッチ110と、Y/C処理部112と、周波数応答処理部114と、階調処理部116と、圧縮処理部118と、システム内部バス120と、画像メモリ122と、データ制御部124と、画像記憶部126と、表示部128と、現圧縮率導出部130と、現圧縮率保持部132と、次圧縮率予測部134と、周波数応答導出部136と、周波数応答保持部138と、階調導出部140と、階調保持部142と、量子化テーブル導出部144と、量子化テーブル保持部146とを含んで構成される。ここで、同期信号発生部306と、タイミング発生部308とは、画像データの生成速度を管理する生成速度管理部として機能する。
(Imaging device 300)
FIG. 10 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the
第1の実施形態における構成要素として既に述べた撮像部104と、リリーススイッチ110と、Y/C処理部112と、周波数応答処理部114と、階調処理部116と、圧縮処理部118と、システム内部バス120と、画像メモリ122と、データ制御部124と、画像記憶部126と、表示部128と、現圧縮率導出部130と、現圧縮率保持部132と、次圧縮率予測部134と、周波数応答導出部136と、周波数応答保持部138と、階調導出部140と、階調保持部142と、量子化テーブル導出部144と、量子化テーブル保持部146とは、実質的に機能が同一なので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する同期信号発生部306とタイミング発生部308とを挙げ、特に、画像データの生成速度を変化させる構成について説明する。ただし、第1の実施形態では、次圧縮率を求めるために要する現圧縮率を複数としたが、第2の実施形態では、直近の現圧縮率のみによって次圧縮率を求めてもよい。
The
同期信号発生部306は、生成される画像データの水平サイズと垂直サイズに対応させて、水平同期信号と垂直同期信号を生成し、タイミング発生部308に送信する。タイミング発生部308は、同期信号発生部306で生成された水平同期信号と垂直同期信号に基づいて撮像部104の撮像素子のクロックタイミングを変化させる制御信号を生成する。撮像部104の撮像素子は、外部から光信号を受光すると、クロックタイミングに同期して画像信号(画像データ)を出力する。本実施形態では、撮像部104による撮像データの生成速度を制御することを目的の1つとしているので、同期信号発生部306は、画像データの生成速度を高くするために水平同期信号および垂直同期信号の発生周期を短くし、一方、画像データの生成速度を低くするために水平同期信号および垂直同期信号の発生周期を長くする。ここで、画像データの生成速度の制御方法に関して触れておく。
The synchronization
画像データの生成速度の制御方法に関し、所定のクロックで撮像部104を駆動した場合、撮像素子の1系統の出力バスから単位時間に読み出せる画像データのデータ容量の上限は決まっている。このため、一般的には、画像データの生成速度が高くなるほど、生成された画像データのデータ容量は小さくなり、画像データの生成速度が低くなるほど、画像データのデータ容量は大きくなる。これは、所謂画素混合を用いた手法であり、例えば、特開2006−217355号公報等に具体的な実現方法が示されている。また、特開平10−191184号公報のように、複数系統の出力バスを設け、複数系統の出力バスから同一のタイミングで同時に画像データを得ることにより、画像データの生成速度が高い場合であってもデータ容量の大きい画像データを得ることができる。
Regarding the method for controlling the generation speed of image data, when the
したがって、上述した複数系統の出力バスを設ける技術では、1系統の出力バスを設けた場合と異なり、画像データの生成速度が高速になっても画像データのデータ容量が小さくならない。即ち、画像データのデータ容量が画像データの生成速度に依存しないので、常に画像データの生成速度を高く設定しておくことも可能である。ただし、画像データの生成速度が高いと、その分、電力を消費してしまうため、画像データの生成速度は、そのときの撮像状況に応じて適宜切り換えるのが望ましい。本実施形態では、複数系統の出力バスを設ける技術を用い、画像データの生成速度が切り換わった場合であっても画像データのデータ容量が等しいことを前提とする。 Therefore, unlike the case where a single output bus is provided, the above-described technique for providing a plurality of output buses does not reduce the data capacity of the image data even when the image data generation speed is increased. In other words, since the data capacity of the image data does not depend on the image data generation speed, it is possible to always set the image data generation speed high. However, if the image data generation speed is high, power is consumed correspondingly, and therefore it is desirable to switch the image data generation speed appropriately according to the imaging state at that time. In the present embodiment, a technique of providing a plurality of output buses is used, and it is assumed that the image data has the same data capacity even when the image data generation speed is switched.
同期信号発生部306は、撮像部104の画像データの生成速度を、任意のトリガに応じて、画像データの記憶を目的とした撮像記憶速度より一旦高くし、任意のトリガ以降の所定のタイミングで、撮像記憶速度に切り換える。ここで、任意のトリガは、画像データを記憶するための準備処理である。撮像者は、撮像(記憶)を開始する前段の準備処理として、例えば、リリーススイッチ110を半押しし、撮像部104のオートフォーカスを機能させる。このとき撮像部104は、フォーカスレンズを移動することで被写体に焦点を合わせると共に、画像データの生成速度を撮像記憶速度より高くする。撮像装置300では、高い生成速度で生成された画像データを用いて迅速に次圧縮率152を予測する。そして、半押し以降の所定のタイミングで、撮像者が、リリーススイッチ110を全押しすると、連続撮像、および、生成された画像データの記憶が開始される。
The synchronization
前段の準備処理は、上記オートフォーカス機能の開始操作に限らず、被写体のスマイル検知の開始操作であったり、所定の画像範囲内の映像の変化の検知開始操作であったり、画像データの画像メモリ122への記憶タイミングにタイマを用いるオートタイマの設定操作であってもよい。 The preparatory processing is not limited to the above-described autofocus function start operation, but is a start operation for detecting a smile of a subject, a start operation for detecting a change in video within a predetermined image range, or an image memory for image data. It may be an auto timer setting operation that uses a timer for the storage timing to 122.
そして、予め定められた数の現圧縮率150が保持され、次圧縮率が適切に予測されるようになったら、画像データの生成速度を撮像記憶速度に戻して、画像メモリ122への記憶が開始される。
When a predetermined number of
図11は、画像データの生成速度の変化を説明するためのタイミングチャートである。図11においては、撮像状態として、例えば、画像データの記憶を目的とした記憶状態と、その前段で、主として画像データの圧縮符号化のため次圧縮率152を予測する予測状態と、さらにその前段で、生成された画像データを閲覧させるため主として画像データを表示部128に表示させる表示状態との3つの状態遷移を示している。
FIG. 11 is a timing chart for explaining a change in the generation speed of image data. In FIG. 11, as the imaging state, for example, a storage state for the purpose of storing image data, a prediction state for predicting the
同期信号発生部306は、任意のトリガがあるまでの表示状態において、画像データの生成速度を、撮像記憶速度と等しい60枚/sec(周期1/60sec)とし、データ制御部124は、生成した画像データを表示部128に表示させている。
The synchronization
ここで、撮像者によるリリーススイッチ110の操作を通じて、画像データを記憶するための準備処理である任意のトリガ(例えば、オートフォーカス機能の開始操作)を受けると、撮像状態は、表示状態から予測状態に遷移し、同期信号発生部306は、垂直同期信号VD1を制御し、画像データの生成速度を、撮像記憶速度より高い、例えば、240枚/sec(周期1/240sec)に切り換える(60枚/sec→240枚/sec)。
Here, upon receiving an arbitrary trigger (for example, an auto focus function start operation) that is a preparation process for storing image data through the operation of the
また、任意のトリガから所定の時間が経過すると、もしくは、任意のトリガから所定時間経過後にさらに撮像者のリリーススイッチ110の操作を通じた新たなトリガ(例えば、全押し操作)を得ると、撮像状態は、予測状態から記憶状態に遷移し、同期信号発生部306が、垂直同期信号VD1を制御することで画像データの生成速度を、撮像記憶速度に切り換える(240枚/sec→60枚/sec)。そして、データ制御部124は、画像メモリ122に保持された画像データの画像記憶部126への記憶を開始する。ここでは、予測状態において次圧縮率152を予測するのに十分な現圧縮率150が取得されているので、記憶状態では、適切な圧縮率で画像データの圧縮符号化が行われる。
In addition, when a predetermined time elapses from an arbitrary trigger, or when a new trigger (for example, full press operation) is obtained through the operation of the
図11をさらに具体的に説明すると、撮像装置300は、任意のトリガを受けると、撮像状態を予測状態に遷移し、画像加工部(周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118)は画像データの圧縮率の補正を開始し、補正要素導出部(周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144)は、その圧縮率の補正に必要な補正要素を導出し始める。そして、予測状態の1回目の垂直同期信号VD1で現圧縮率保持部132に現圧縮率150が保持される。
More specifically, FIG. 11 will be described. When the
例えば、次圧縮率152を予測するための現圧縮率150の数を4とした場合、予測状態は、垂直同期信号VD1の4クロック分継続する。そして、現圧縮率保持部132に現圧縮率150が4つ保持されると、撮像状態は予測状態から記憶状態に遷移する。
For example, when the number of the
このとき、次圧縮率予測部134は、予測状態で蓄積された4つの現圧縮率150の平均値等により、次圧縮率152を適切に予測することができるので、補正要素導出部(周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144)は、記憶状態における、垂直同期信号VD1の1クロック目から、その次圧縮率152と目標圧縮率とに基づいて適切に補正要素を決定することが可能となり、画像加工部(周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118)は、その適切な補正要素に基づいて画像データの圧縮率を補正することができる。こうして圧縮符号化された画像データは、例えば、データ制御部124によって画像記憶部126に記憶される。
At this time, the next compression
記憶状態における垂直同期信号VD1の2クロック目では、次圧縮率予測部134は、予測状態における直前に取得された3つの現圧縮率150と、記憶状態における1回目の画像データの現圧縮率150との平均値等により次圧縮率を予測する。したがって、240枚/secで生成した3枚の画像データと60枚/secで生成した1枚の画像データとの圧縮率を参照していることとなる。
At the second clock of the vertical synchronization signal VD1 in the storage state, the next compression
本実施形態では、同期信号発生部306およびタイミング発生部308を用いて、撮像部104の画像データの生成速度と、データ制御部124の画像データの画像記憶部126への記憶速度とを合わせることで連続撮像をスムーズに行うことが可能となる。
In the present embodiment, the synchronization
連続撮像において記憶する画像データの枚数の上限を例えば2枚に設定している場合、データ制御部124が画像記憶部126に画像データを2枚記憶したことに応じて、撮像状態は、記憶状態から表示状態に自動的に遷移する。ただし、図11の例では、画像データの生成速度は、撮像記憶速度(60枚/sec)に維持される。ここでは、連続撮像において記憶する画像データの枚数の上限を2枚としたが、1枚や3枚以上とすることも勿論可能である。また、本実施形態では、次圧縮率152の予測を行うための現圧縮率150の数を4としたが、現圧縮率150の数は1以上であればよい。
For example, when the upper limit of the number of image data to be stored in continuous imaging is set to two, for example, the
ところで、本実施形態では、画像データの生成速度を切り換えても画像データのデータ容量は変わらないことを前提としたが、切換前後で画像データのデータ容量が変わる場合、画素混合等を用いているため、撮像部104で生成された画像データの高周波成分が、その前に生成された画像データの高周波成分と異なってしまう可能性がある。したがって、補正要素導出部(周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144)は、補正要素を導出するパラメータとして、画像データの生成速度の切り換えによる高周波成分の低減を加味する必要がある。
By the way, in the present embodiment, it is assumed that the data capacity of the image data does not change even when the image data generation speed is switched. However, when the data capacity of the image data changes before and after the switching, pixel mixing or the like is used. For this reason, the high frequency component of the image data generated by the
上述した画像データの生成速度の切り換えによって、圧縮符号化は以下のように動作する。即ち、画像データの画像メモリ122への記憶が開始される前の現圧縮率150の蓄積を高速(撮像記憶速度より高い速度)で行い、短時間で適切な次圧縮率を予測し、それ以降は、撮像記憶速度で圧縮率の補正を継続する。画像データの生成間隔が短いと、次圧縮率152の予測に必要な時間が短くなるのみならず、連続する画像データが近似した画像となり、次圧縮率152の予測精度も向上する。
The compression encoding operates as follows by switching the image data generation speed described above. That is, the
また、同期信号発生部306は、任意のトリガがあるまでと、最後に圧縮符号化された画像データを画像記憶部に記憶した以降の、撮像部104の画像データの生成速度を、撮像記憶速度より低くしてもよい。
In addition, the synchronization
図12は、画像データの生成速度の変化の他の例を説明するためのタイミングチャートである。図12においても、撮像状態として、記憶状態と、予測状態と、表示状態との3つの状態遷移が示される。図12では、画像データの生成、圧縮符号化、および画像データの画像記憶部126への記憶を行うための垂直同期信号VD1が示されている。垂直同期信号VD1は撮像状態に応じて変化する。
FIG. 12 is a timing chart for explaining another example of the change in the generation speed of the image data. Also in FIG. 12, three state transitions of the storage state, the prediction state, and the display state are shown as the imaging state. FIG. 12 shows a vertical synchronization signal VD1 for generating image data, compression encoding, and storing the image data in the
同期信号発生部306は、任意のトリガがあるまでの表示状態において、画像データの生成速度を、撮像記憶速度である60枚/sec(周期1/60sec)より低い30枚/sec(周期1/30sec)とし、データ制御部124は、生成した画像データを表示部128に表示させている。ここでは、画像データの記憶に影響のない表示状態における画像データの生成速度を下げることで、消費電力や発熱を低減している。ただし、画像データの生成速度を下げすぎると、表示部128が、撮像者が所望する画像データの閲覧機能を果たせなくなる可能性があるので、本実施形態では、画像データの生成速度を30枚/secとしている。
The synchronization
ここで、撮像者によるリリーススイッチ110の操作を通じて、画像データを記憶するための準備処理である任意のトリガ(例えば、オートフォーカス機能の開始操作)を受けると、撮像状態は、表示状態から予測状態に遷移し、同期信号発生部306は、垂直同期信号VD1を制御し、画像データの生成速度を、撮像記憶速度より高い、例えば、240枚/sec(周期1/240sec)に切り換える(30枚/sec→240枚/sec)。
Here, upon receiving an arbitrary trigger (for example, an auto focus function start operation) that is a preparation process for storing image data through the operation of the
また、任意のトリガから所定の時間が経過すると、もしくは、任意のトリガから所定時間経過後にさらに撮像者のリリーススイッチ110の操作を通じた新たなトリガ(例えば、全押し操作)を得ると、撮像状態は、予測状態から記憶状態に遷移し、同期信号発生部306が、垂直同期信号VD1を制御することで画像データの生成速度を、撮像記憶速度に切り換える(240枚/sec→60枚/sec)。データ制御部124は、撮像記憶速度に切り換えた垂直同期信号VD1に基づいて、画像メモリ122に保持された画像データの画像記憶部126への記憶を開始する。ここでは、予測状態において次圧縮率152を予測するのに十分な現圧縮率150が取得されているので、記憶状態では、適切な圧縮率で画像データの圧縮符号化が行われる。
In addition, when a predetermined time elapses from an arbitrary trigger, or when a new trigger (for example, full press operation) is obtained through the operation of the
ここで、撮像状態が記憶状態となると、同期信号発生部306とタイミング発生部308とが、画像データの生成速度が撮像記憶速度となるように垂直同期信号VD1を制御し、圧縮処理部118は、データ制御部124による画像データの記憶タイミングに合わせて圧縮符号化した画像データを画像メモリ122に送信している。したがって、画像データの生成から記憶までを効率的に実行でき、ひいては圧縮符号化の全体的な時間短縮を実現することができる。
Here, when the imaging state becomes the storage state, the synchronization
図12をさらに具体的に説明すると、撮像装置300は、任意のトリガを受けるまで、消費電力や発熱を低減すべく、30枚/secで表示部128に画像データを表示している。任意のトリガを受けると、撮像装置300の撮像状態は予測状態となり、画像加工部(周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118)は画像データの圧縮率の補正を開始し、補正要素導出部(周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144)は、その圧縮率の補正に必要な補正要素を導出し始める。そして、予測状態の1回目の垂直同期信号VD1で現圧縮率保持部132に現圧縮率150が保持される。
More specifically, FIG. 12 shows that the
例えば、図11同様、次圧縮率152を予測するための現圧縮率150の数を4とした場合、予測状態は、垂直同期信号VD1の4クロック分継続する。そして、現圧縮率保持部132に現圧縮率150が4つ保持されると、撮像状態が予測状態から記憶状態に遷移する。
For example, as in FIG. 11, when the number of
このとき、次圧縮率予測部134は、予測状態で蓄積された4つの現圧縮率150の平均値等により、次圧縮率152を適切に予測することができるので、補正要素導出部(周波数応答導出部136、階調導出部140、量子化テーブル導出部144)は、記憶状態における、垂直同期信号VD1の1クロック目から、その次圧縮率152と目標圧縮率とに基づいて適切に補正要素を決定することが可能となり、画像加工部(周波数応答処理部114、階調処理部116、圧縮処理部118)は、その適切な補正要素に基づいて画像データの圧縮率を補正することができる。こうして圧縮符号化された画像データは、例えば、データ制御部124によって画像記憶部126に記憶される。
At this time, the next compression
記憶状態における垂直同期信号VD1の2クロック目では、次圧縮率予測部134は、予測状態における直前に取得された3つの現圧縮率150と、記憶状態における1回目の画像データの現圧縮率150との平均値等により次圧縮率を予測する。したがって、240枚/secで生成した3枚の画像データと60枚/secで生成した1枚の画像データとの圧縮率を参照していることとなる。
At the second clock of the vertical synchronization signal VD1 in the storage state, the next compression
図12の状態遷移を、撮像者の視点で説明すると、何らの操作を行っていないときの撮像状態が表示状態であり、撮像者は、表示部128を通じて、画像データを生成した場合の被写体の位置や大きさを確認することができる。このときの画像データの生成速度は、表示部128における画像データの更新速度が撮像者に許容できる範囲で低い値(例えば、30枚/sec)に設定されている。
The state transition of FIG. 12 will be described from the viewpoint of the photographer. The imaging state when no operation is performed is the display state, and the photographer can display the subject when the image data is generated through the
そして、撮像者がリリーススイッチ110を半押しすると、撮像装置300は、オートフォーカス機能を遂行し被写体に焦点を合わせると共に、撮像状態を予測状態に遷移し、画像データの生成速度が高い状態(例えば、240枚/sec)で圧縮符号化処理における次圧縮率152の予測を開始する。続いて、撮像者がリリーススイッチ110を全押しすると、撮像装置300は、撮像状態を記憶状態に遷移し、画像データの生成速度を画像データの撮像記憶速度(60枚/sec)に切り換え、連続撮像された画像データを記憶する。そして、撮像者がリリーススイッチ110を開放すると、撮像装置300は、画像データの生成速度を低い値(例えば、30枚/sec)に戻す。
When the photographer presses the
このように撮像者は、リリーススイッチ110等を操作することで、撮像および記憶タイミングを任意に決めることができ、本実施形態による高精度かつ高速な圧縮符号化処理の恩恵を受けつつ、所望する画像データを所望するタイミングで生成することが可能となる。
As described above, the imager can arbitrarily determine the image capturing and storage timing by operating the
また、コンピュータによって撮像装置300として機能するプログラムや、当該プログラムを記憶した記憶媒体も提供される。さらに、当該プログラムは、記憶媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
In addition, a program that functions as the
(撮像方法)
次に、上述した撮像装置300を用いて、連続撮像(連写)した画像に圧縮符号化処理を施して記憶する撮像方法にについて説明する。
(Imaging method)
Next, a description will be given of an imaging method in which the above-described
図13は、第2の実施形態にかかる撮像方法の処理の流れを示したフローチャートである。ここでも、第1の実施形態における撮像方法で既に述べた処理(S202〜S224)は、実質的に処理が同一なので重複説明を省略する。 FIG. 13 is a flowchart illustrating a flow of processing of the imaging method according to the second embodiment. Also here, since the processing (S202 to S224) already described in the imaging method in the first embodiment is substantially the same processing, redundant description is omitted.
当該撮像方法においては、まず、撮像状態が予測状態または記憶状態であるか否か判定され(S350)、撮像状態が標準の状態である表示状態となっている間(S350におけるNO)、同期信号発生部306は、撮像データの生成速度を撮像記憶速度より低く設定する(S352)。
In the imaging method, first, it is determined whether or not the imaging state is the predicted state or the storage state (S350), and the synchronization signal is displayed while the imaging state is the standard display state (NO in S350). The
撮像部104が生成した画像データがY/C処理部112によってY/C処理が施されると(S204)、撮像状態が予測状態または記憶状態であるか否か判定され(S354)、撮像状態が表示状態である間(S354におけるNO)、撮像装置300は、生成した画像データを、圧縮符号化処理を施すことなく、直接、画像メモリ122に保持させる(S356)。画像メモリ122に保持された画像データは表示部128に表示される。画像データ保持処理S356が完了すると撮像状態判定ステップS350に戻る。
When the image data generated by the
表示状態の間に、任意のトリガとして画像データを記憶するための準備処理、例えば、撮像者によるリリーススイッチ110の半押し操作を受けると、撮像状態は、表示状態から予測状態に遷移する。撮像状態判定ステップS350において、撮像状態が予測状態であると判定されると(S350におけるYES)、撮像状態が記憶状態であるか否か判定される(S358)。撮像状態が記憶状態でなければ、即ち、撮像状態が予測状態であれば(S358におけるNO)、同期信号発生部306は、画像データの生成速度を撮像記憶速度より高く設定する(S360)。
When a preparation process for storing image data as an arbitrary trigger during the display state, for example, when the photographer receives a half-press operation of the
また、撮像状態判定ステップS354において、撮像状態が予測状態であると判定されると(S354におけるYES)、圧縮符号化処理(S206〜S222)が遂行される。そして、撮像状態が記憶状態であるか否か判定され(S362)、撮像状態が記憶状態でなければ(S362におけるNO)、撮像状態判定ステップS350に戻る。 If it is determined in the imaging state determination step S354 that the imaging state is a predicted state (YES in S354), compression encoding processing (S206 to S222) is performed. Then, it is determined whether or not the imaging state is the storage state (S362). If the imaging state is not the storage state (NO in S362), the process returns to the imaging state determination step S350.
続いて、任意のトリガに基づく所定のタイミング、例えば、任意のトリガから所定の時間経過後に撮像者によるリリーススイッチ110の全押し操作を受けると、撮像状態は予測状態から記憶状態に遷移する。撮像状態判定ステップS350において、撮像状態が記憶状態であると判定され(S350におけるYES)、かつ、撮像状態判定ステップS358において、撮像状態が記憶状態であると判定されると(S358におけるYES)、同期信号発生部306は、画像データの生成速度を撮像記憶速度に設定する(S364)。
Subsequently, when the photographer receives a full press operation of the
また、撮像状態判定ステップS354において、撮像状態が記憶状態であると判定されると(S354におけるYES)、予測状態同様、圧縮符号化処理(S206〜S222)が遂行される。そして、撮像状態判定ステップS362において、撮像状態が記憶状態であると判定されると(S362におけるYES)、データ制御部124によって画像データが画像記憶部126に記憶される(S224)。画像データ保持処理S224が完了すると撮像状態判定ステップS350に戻る。
In the imaging state determination step S354, when it is determined that the imaging state is the storage state (YES in S354), the compression encoding process (S206 to S222) is performed as in the prediction state. When it is determined in the imaging state determination step S362 that the imaging state is the storage state (YES in S362), the image data is stored in the
以上、説明した撮像装置300や撮像方法によれば、直前の1または複数の画像データの現圧縮率150から次圧縮率152を予測しているので、撮像装置300は、連続撮像という短時間の画像データの時間方向の変化を適切に把握することができ、より高精度に圧縮率を目標圧縮率に近づけることが可能となる。さらに、画像データの生成速度を切換制御することで、画像データの圧縮率の予測をさらに高精度かつ高速に行うことができ、また、画像データの記憶に影響がない表示状態において消費電力や発熱を低減することが可能となる。かかる効果は連続撮像のみならず単写撮像においても期待することができる。
As described above, according to the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
尚、本明細書の撮像方法として挙げた各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。 Note that each processing described as the imaging method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or by a subroutine.
本発明は、連続撮像により生成された画像データに画面内予測符号化による圧縮符号化処理を施して記憶する撮像装置および撮像方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an imaging apparatus and an imaging method that store image data generated by continuous imaging by performing compression encoding processing by intra-screen predictive encoding.
100、300 …撮像装置
104 …撮像部
114 …周波数応答処理部
116 …階調処理部
118 …圧縮処理部
124 …データ制御部
126 …画像記憶部
130 …現圧縮率導出部
132 …現圧縮率保持部
134 …次圧縮率予測部
136 …周波数応答導出部
140 …階調導出部
144 …量子化テーブル導出部
150 …現圧縮率
152 …次圧縮率
160 …階調変換曲線
170 …量子化テーブル
306 …同期信号発生部
308 …タイミング発生部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
画像データを補正するための補正要素に基づいて前記画像データの圧縮率を補正し、画面内予測符号化方式を用いて圧縮符号化する画像加工部と、
圧縮符号化された前記画像データを画像記憶部に記憶するデータ制御部と、
圧縮符号化された前記画像データの現実の圧縮率である現圧縮率を導出する現圧縮率導出部と、
前記現圧縮率を時間方向に連続して複数保持する現圧縮率保持部と、
保持された複数の前記現圧縮率、または、保持された前記複数の現圧縮率と今回圧縮符号化する画像データの圧縮率とから、次回圧縮符号化する画像データの圧縮率である次圧縮率を予測する次圧縮率予測部と、
前記次圧縮率に基づいて前記補正要素を導出する補正要素導出部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging unit that generates a plurality of image data continuous in the time direction by continuous imaging;
An image processing unit that corrects the compression rate of the image data based on a correction element for correcting the image data, and performs compression encoding using an intra-screen predictive encoding method;
A data control unit for storing the compressed and encoded image data in an image storage unit;
A current compression rate deriving unit for deriving a current compression rate which is an actual compression rate of the compression-encoded image data;
A current compression ratio holding unit for continuously holding a plurality of the current compression ratios in the time direction;
The plurality of current compression ratios held, or the next compression ratio, which is the compression ratio of the image data to be compressed and encoded next time, from the plurality of current compression ratios held and the compression ratio of the image data to be compression-encoded this time A next compression rate prediction unit that predicts
A correction element deriving unit for deriving the correction element based on the next compression ratio;
An imaging apparatus comprising:
前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記周波数応答特性を導出する周波数応答導出部であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image processing unit is a frequency response processing unit that converts a frequency domain characteristic of image data based on a frequency response characteristic as the correction element,
The said correction element derivation | leading-out part is a frequency response derivation | leading-out part which derives | leads-out the said frequency response characteristic based on the said next compression rate and a target compression rate, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Imaging device.
前記周波数応答導出部は、前記周波数応答テーブルを用いて1の周波数応答特性を選択することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 A frequency response table in which a plurality of predetermined frequency response characteristics, a difference value between the next compression ratio and the target compression ratio, and a plurality of the frequency response characteristics are associated with each other;
The imaging apparatus according to claim 6, wherein the frequency response deriving unit selects one frequency response characteristic using the frequency response table.
前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記階調特性を導出する階調導出部であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image processing unit is a gradation processing unit that converts the gradation of image data based on gradation characteristics as the correction element,
The said correction element derivation | leading-out part is a gradation derivation | leading-out part which derives | leads-out the said gradation characteristic based on the said next compression rate and a target compression rate, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Imaging device.
前記階調導出部は、前記階調テーブルを用いて1の階調特性を選択することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 A gradation table that associates a plurality of predetermined gradation characteristics, a difference value between the next compression rate and the target compression ratio, and a plurality of gradation characteristics;
The imaging apparatus according to claim 8, wherein the gradation derivation unit selects one gradation characteristic using the gradation table.
前記補正要素導出部は、前記次圧縮率と目標圧縮率とに基づいて前記量子化テーブルを導出する量子化テーブル導出部であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image processing unit is a compression processing unit that performs compression encoding processing on image data based on a quantization table as the correction element,
The said correction element derivation | leading-out part is a quantization table derivation | leading-out part which derives | leads-out the said quantization table based on the said next compression rate and a target compression rate, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. Imaging device.
前記量子化テーブル導出部は、前記量子化対応テーブルを用いて1の量子化テーブルを選択することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。 A plurality of predetermined quantization tables; and a quantization correspondence table in which a difference value between the next compression ratio and the target compression ratio is associated with the plurality of quantization tables.
The imaging apparatus according to claim 10, wherein the quantization table deriving unit selects one quantization table using the quantization correspondence table.
画像データを補正するための補正要素に基づいて前記画像データの圧縮率を補正し、画面内予測符号化方式を用いて圧縮符号化し、
圧縮符号化された前記画像データを画像記憶部に記憶し、
圧縮符号化された前記画像データの現実の圧縮率である現圧縮率を導出し、
前記現圧縮率を時間方向に連続して複数保持し、
保持された複数の前記現圧縮率、または、保持された前記複数の現圧縮率と今回圧縮符号化する画像データの圧縮率とから、次回圧縮符号化する画像データの圧縮率である次圧縮率を予測し、
前記次圧縮率に基づいて前記補正要素を導出することを特徴とする撮像方法。 Generate multiple image data continuous in the time direction by continuous imaging,
Correcting the compression rate of the image data based on a correction element for correcting the image data, compression encoding using an intra-screen predictive encoding method,
Storing the compressed and encoded image data in an image storage unit;
Deriving a current compression rate which is an actual compression rate of the compression-encoded image data,
A plurality of the current compression rates are continuously held in the time direction,
The plurality of current compression ratios held, or the next compression ratio, which is the compression ratio of the image data to be compressed and encoded next time, from the plurality of current compression ratios held and the compression ratio of the image data to be compression-encoded this time Predict
An imaging method, wherein the correction element is derived based on the next compression rate.
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