CN1943221A - 图像处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以简单的压缩/解压缩方法，即可在适应图像性质的同时，降低图像存储器的所需容量。压缩转换规则设定部(120)基于由亮度提取部(110)提取的亮度信息，将压缩转换规则设定到压缩转换表(130)中。图像压缩部(140)根据压缩转换规则，对原图像数据进行压缩转换后，将其与压缩转换规则的类别一同保存在图像存储器(150)中。由解压缩转换规则设定部(160)提取保存在图像存储器(150)的压缩转换规则的类别，且按照该类别，将解压缩转换规则设定到解压缩转换表(170)中。图像解压缩部(180)按照设定在解压缩转换表(170)的解压缩转换规则，对图像存储器(150)内的压缩图像数据进行解压缩。

Description

图像处理装置
技术领域
本发明涉及一种图像处理装置，尤其涉及在数码相机等摄像装置中、对所拍摄的图像进行处理的图像处理装置和包括这种图像处理装置的摄像装置，以及在这些装置中的处理方法和使运算机执行该方法的程序。
背景技术
在数码相机等摄像装置中，响应快门的按下操作，进行静止图像的摄入(捕捉)。对所拍摄的原图像数据实施摄像信号处理和编码处理等内部信号处理后，将其存储在例如可拆卸的记录介质中。此时，在实施内部信号处理之前，将所拍摄的原图像数据暂时保存在图像存储器中。该图像存储器由DRAM(Dynamic Random AccessMemory：动态随机存取存储器)或SDRAM(Synchronous DRAM：同步DRAM)等构成，但是，伴随着近年来的高像素化，要求图像存储器更大规模的容量，从而出现了硬件成本高和功耗大的问题。
因此，在现有的摄像装置中，是在对所拍摄的原图像数据进行压缩之后，将其存储在图像存储器中，然后，在对从该图像存储器读出的数据重新进行解压缩后，再进行后面的处理。例如，提出了一种通过对相邻两像素的差分值实施二进制算术编码和霍夫曼编码等熵编码处理、从而压缩原图像数据的图像处理电路(例如，参照日本特开2002-111989号公报(图3))。
在上述的现有技术中，利用相邻像素间的相关压缩原图像数据，从而减少了应存储于图像存储器的数据。为了求出像素间的相关，则要进行硬件或软件的处理，但是，在前者的情况下，需要另外准备熵编码处理电路，而在后者的情况下，则会产生高像素化导致的处理时间延长的问题。
发明内容
本发明的目的在于以更简单的压缩/解压缩方法降低图像存储器的所需容量。
为了解决上述问题，本发明第一方面记载的图像处理装置包括：转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄到的原图像数据的转换规则；亮度提取单元，用于提取有关上述原图像数据的亮度信息；转换规则设定单元，用于基于上述亮度信息设定上述转换规则，且将上述转换规则保存在上述转换规则保存单元；以及图像转换单元，用于按照保存在上述转换规则保存单元中的上述转换规则，转换上述原图像数据。
由此，具有基于有关原图像数据的亮度信息适应性转换原图像数据的效果。
此外，本发明第二方面记载的图像处理装置包括：压缩转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄到的原图像数据的压缩转换规则；亮度提取单元，用于提取有关上述原图像数据的亮度信息；压缩转换规则设定单元，用于根据上述亮度信息在上述压缩转换规则保存单元中设定上述压缩转换规则；图像压缩单元，用于按照保存在上述压缩转换规则保存单元中的上述压缩转换规则，将上述原图像数据压缩成压缩图像数据；图像存储器，将上述压缩图像数据与上述压缩转换规则的类别一同保存；解压缩转换规则保存单元，用于保存上述压缩图像数据的解压缩转换规则；解压缩转换规则设定单元，用于提取保存在上述图像存储器中的上述类别，且基于该类别在上述解压缩转换规则保存单元中设定上述解压缩转换规则；图像解压缩单元，用于按照保存在上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则，将上述压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及，信号处理单元，用于对上述解压缩图像数据进行规定的信号处理。由此，具有基于有关原图像数据的亮度信息，适应性转换原图像数据，并在将其保存在图像存储器中之后，对保存在图像存储器的图像数据进行解压缩，从而再实施信号处理的效果。
并且，本发明第三方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述压缩转换规则保存单元包括固定区和可变区，其中，固定区固定保存上述压缩转换规则，可变区是由上述压缩转换规则设定单元根据上述亮度信息而设定。由此，具有在可变区中，基于有关原图像数据的亮度信息适当转换原图像数据，而在固定区中，无需重新设定压缩转换规则的效果。
并且，本发明第四方面记载的图像处理装置在本发明第三方面记载的图像处理装置中，包括指针保存单元和判断单元，上述指针保存单元用于保存对应上述压缩转换规则保存单元的上述可变区的指针，判断单元用于在根据上述亮度信息判断上述压缩转换规则的类别后设定上述指针。由此，具有可使用与基于有关原图像数据的亮度信息判断的压缩转换规则的类别相应的指针，对可变区进行存取的效果。
此外，本发明第五方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述解压缩转换规则保存单元包括固定区和可变区，其中，固定区用于固定保存上述解压缩转换规则，可变区是由上述解压缩转换规则设定单元基于上述压缩转换规则的类别而设定。由此，具有在可变区中，对压缩时适应性转换的图像数据进行解压缩，而在固定区中，无需重新设定解压缩转换规则的效果。
此外，本发明第六方面记载的图像处理装置在本发明第五方面记载的图像处理装置中，还包括指针保存单元，且基于保存在上述图像存储器的上述类别设定上述指针，其中，指针保存单元用于保存对应上述解压缩转换规则保存单元中的上述可变区的指针。由此，具有可使用与保存在图像存储器的压缩转换规则的类别相应的指针，对可变区进行存取的效果。
并且，本发明第七方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述压缩转换规则设定单元在上述摄像元件的消隐期间内设定上述压缩转换规则。由此，具有利用摄像元件没有拍摄有效图像的期间，进行压缩转换规则设定的效果。
并且，本发明第八方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述压缩转换规则设定单元以图像帧为单位设定上述压缩转换规则。由此，具有每个图像帧根据适合该图像帧的压缩转换规则实现压缩转换的效果。
此外，本发明第九方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述压缩转换规则设定单元以规定的图像块为单位设定上述压缩转换规则。由此，具有每个图像块根据适合其图像块的压缩转换规则实现压缩转换的效果。
并且，本发明第十方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述图像压缩单元对保存在上述压缩转换规则保存单中元的上述压缩转换规则施行规定的内插来压缩上述原图像数据。由此，具有缩减了保存在压缩转换规则保存单元的压缩转换规则的容量的效果。
并且，本发明第十一方面记载的图像处理装置在本发明第二方面记载的图像处理装置中，上述图像解压缩单元对保存在上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则施行规定的内插来解压缩上述压缩图像数据。由此，具有缩减了保存在解压缩转换规则保存单元的解压缩转换规则的容量的效果。
此外，本发明第十二方面记载的图像摄像装置包括：摄像单元，用于拍摄图像；前端，用于将被拍摄的图像转换成原图像数据；压缩转换规则保存单元，用于保存上述原图像数据的压缩转换规则；亮度提取单元，用于提取有关上述原图像数据的亮度信息；压缩转换规则设定单元，用于根据上述亮度信息在上述压缩转换规则保存单元中设定上述压缩转换规则；图像压缩单元，用于按照保存在上述压缩转换规则保存单元中的上述压缩转换规则，将上述原图像数据压缩成压缩图像数据；图像存储器，用于将上述图像压缩数据与上述压缩转换规则的类别一同保存；解压缩转换规则保存单元，用于保存上述图像压缩数据的解压缩转换规则；解压缩转换规则设定单元，用于提取保存在上述图像存储器中的上述类别，且基于该类别在上述解压缩转换规则保存单元中设定上述解压缩转换规则；图像解压缩单元，用于按照保存在上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则，将上述压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；信号处理单元，用于对上述解压缩图像数据进行规定的信号处理；以及，图像存储单元，用于将进行了上述信号处理的图像数据保存在记录介质上。由此，产生了下述效果：基于有关原图像数据的亮度信息，适应性转换原图像数据，并在将其保存在图像存储器中之后，对保存在图像存储器的图像数据进行解压缩，从而在实施了信号处理后，将其保存在记录介质上。
此外，本发明第十三方面记载的图像处理方法是图像处理装置中的图像处理方法，该图像处理装置包括：用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的压缩转换规则的压缩转换规则保存单元；用于保存压缩上述原图像数据后的压缩图像数据的图像存储器；以及，用于保存上述压缩图像数据的解压缩转换规则的解压缩转换规则保存单元，该图像处理方法包括：提取步骤，提取有关上述原图像数据的亮度信息；设定上述压缩转换规则的步骤，根据上述亮度信息在上述压缩转换规则保存单元中设定上述压缩转换规则；压缩步骤，根据保存在上述压缩转换规则保存单元中的上述压缩转换规则，将上述原图像数据压缩成上述压缩图像数据；保存步骤，将上述压缩图像数据与上述压缩转换规则的类别一同保存在上述图像存储器中；读出步骤，从上述图像存储器中读出数据；设定上述解压缩转换规则的步骤，当上述读出的数据为规定的标识符时，则提取上述类别，且基于该类别设定上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则；解压缩步骤，当上述读出的数据为上述压缩图像数据时，则根据保存在上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则，将该压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及，信号处理步骤，对上述解压缩图像数据进行规定的信号处理。由此，具有基于有关原图像数据的亮度信息，适应性转换原图像数据，并在将其保存在图像存储器中之后，对保存在图像存储器的图像数据进行解压缩，从而再实施信号处理的效果。
并且，本发明第十四方面记载的程序用于使计算机在图像处理装置中执行下述步骤，其中，上述图像处理装置包括：用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的压缩转换规则的压缩转换规则保存单元；用于保存压缩上述原图像数据后的压缩图像数据的图像存储器；以及，用于保存上述压缩图像数据的解压缩转换规则的解压缩转换规则保存单元，所述步骤包括：提取步骤，提取有关上述原图像数据的亮度信息；设定上述压缩转换规则的步骤，根据上述亮度信息在上述压缩转换规则保存单元中设定上述压缩转换规则；压缩步骤，根据保存在上述压缩转换规则保存单元的上述压缩转换规则，将上述原图像数据压缩成上述压缩图像数据；保存步骤，将上述压缩图像数据与上述压缩转换规则的类别一同保存在上述图像存储器；读出步骤，从上述图像存储器中读出数据；设定上述解压缩转换规则的步骤，当上述读出的数据为规定的标识符时，则提取上述类别，且基于该类别设定上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则；解压缩步骤，当所读出的数据为上述压缩图像数据时，则根据保存在上述解压缩转换规则保存单元中的上述解压缩转换规则，将该压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及，信号处理步骤，对上述解压缩图像数据进行规定的信号处理。由此，具有基于有关原图像数据的亮度信息，适应性转换原图像数据，并在将其保存在图像存储器中之后，对保存在图像存储器的图像数据进行解压缩，从而再实施信号处理的效果。
附图说明
图1是本发明实施例中的摄像装置300的一构成例的示意图；
图2是本发明实施例中的图像处理器200的一构成例的示意图；
图3是本发明实施例中的图像处理装置的一例功能构成的示意图；
图4是本发明实施例中的压缩转换表130的一构成例的示意图；
图5是本发明实施例中压缩转换表130表示的压缩转换规则的概要示意图；
图6A和图6B是本发明实施例中压缩转换表130表示的压缩转换规则的具体例的示意图；
图7是本发明实施例中压缩转换规则设定部120对转换曲线的一例选择标准的示意图；
图8是本发明实施例中用于设定压缩转换规则的构成例的示意图；
图9是本发明实施例中用于设定解压缩转换规则的构成例的示意图；
图10A和图10B是本发明实施例中图像存储器360内的一例存储数据形式的示意图；
图11是本发明实施例中摄像元件320的一例图像帧321的示意图；
图12是本发明实施例中图像压缩部140的一例内插处理的示意图；
图13是本发明实施例中摄像装置300的一例整体处理流程的示意图；
图14是本发明实施例中捕捉图像压缩处理的一例处理流程的示意图；以及
图15是本发明实施例中捕捉图像解压缩处理的一例处理流程的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。
图1是本发明实施例中的摄像装置300的一构成例的示意图。
该摄像装置300包括：透镜部310、摄像元件320、定时发生器330、前端340、图像处理器200、图像存储器360、图像监视器370、外部记录介质380、以及照相机控制微机390。
透镜部310用于会聚来自拍摄对象的光，其包括透镜311、光圈部312以及快门313。光圈部312通过改变光所通过的面积来控制光量。快门313通过屏蔽光的通过来控制曝光。光圈部312也可以兼具快门313的功能。照相机控制微机390控制这些光圈部312以及快门313。
摄像元件320是CCD(Charge Coupled Devices：电荷耦合装置)或CMOS传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductorsensor：互补性氧化金属半导体传感器)等图像传感器，用于将拍摄对象的光信息转换成电信号。在传感器的表面配置有多个滤色器以识别颜色。定时发生器330水平或垂直驱动摄像元件320。并且，定时发生器330还进行高速、低速电子快门等的曝光控制。该定时发生器330由照相机控制微机390控制。
前端340将从摄像元件320输出的模拟信号转换成数字信号。在该前端340的内部进行以下各种处理：除去摄像元件320中的噪声成分后取出电信号的相关平方抽样；将电信号的高低部分校正至某电平的增益控制；以及将模拟信号转换为数字信号的A/D转换。该前端340由照相机控制微机390控制。
图像处理器200基于转换成数字信号的来自摄像元件320的图像数据，进行各种数字信号处理，从而生成亮度信号以及颜色信号等。并且，图像处理器200具有将图像数据编码成JPEG(JointPhotographic Experts Group：联合图像专家组)等预定文件形式的功能。
图像存储器360是用于在进行图像处理器200中的信号处理时暂时存储图像数据的存储元件，例如，可利用DRAM(DynamicRandom Access Memory：动态随机存取存储器)或SDRAM(Synchronous DRAM：同步DRAM)等。
图像监视器370是用于用户确认由摄像元件320拍摄的图像(完成图像)的监视器，例如，可利用LCD面板(Liquid CrystalDisplay Panel：液晶显示面板)等。外部记录介质380是用于存储图像数据的记录介质，作为可改写的非易失性存储器，多使用闪存器。
照相机控制微机390是进行摄像装置300的整体控制的微型计算机，其进行光圈部312的曝光控制、快门313的开关控制、定时发生器330中的电子快门控制、前端340中的增益控制、图像处理器200中的各种模式控制或参数控制等。
图2是本发明实施例中的图像处理器200的一构成例的示意图。该图像处理器200包括：信号处理器210、图像检波器220、图像压缩器230、图像解压缩器240、存储控制器250、存储器接口260、监视器接口270、以及控制接口290。并且，这些部件通过数据总线281和控制总线282相互连接。
信号处理器210基于在前端340中实现数字化的原图像信息(RAW数据)，进行数字钳位(digital clamp)、白平衡、伽玛校正、内插运算、过滤运算、矩阵运算、亮度生成运算、以及颜色生成运算等数字信号处理，并在创建RGB值后，生成由亮度及色差信号构成的图像信号。并且，信号处理器210还生成被编码成JPEG等预定文件形式的图像数据。
图像检波器220对作为各种照相机控制基准的照相机拍摄图像进行检波处理。
作为该图像检波器220检测的检波信号，例如有有关自动调焦(AF：Auto Focus)的检波信号、和有关自动曝光控制(AE：AutoExposure)的检波信号等。作为有关自动调焦的检波信号，图像检波器220检测出设定在拍摄图像上的预定位置的自动调焦检波区域内的亮度的边界成分，并输出累计该边界成分而获得的对比度值。并且，作为有关自动曝光控制的检波信号，图像检波器220检测出设定在拍摄图像上的预定位置的亮度检波区域的亮度，并输出其亮度电平。
图像压缩器230在摄入(捕捉)静止图像时，对来自前端340的捕捉图像进行压缩。该被压缩的图像数据通过存储控制器250和存储器接口260暂时保存在图像存储器360中。另一方面，图像解压缩器240对为了进行信号处理器210中的信号处理而从图像存储器360读出的图像数据进行解压缩。
存储控制器250对图像处理器200内的各部件之间或各部件和图像存储器360之间的图像数据的传递、和传输数据的数据总线281进行控制。存储器接口260与在图像处理器200中进行信号处理时使用的图像存储器360之间进行图像数据和被压缩数据的传递。为了将图像数据显示在图像监视器370上，监视器接口270将图像数据转换成各种显示格式。例如，公知的有：为显示于NTSC监视器上的NTSC编码器等。控制接口290进行控制图像处理器200的照相机控制微机390和图像处理器200之间的控制数据和图像数据的传递。
图3是示出本发明实施例中的图像处理装置的一例功能构成的示意图。
该图像处理装置包括：亮度提取部110、压缩转换规则设定部120、压缩转换表130、图像压缩部140、图像存储器150、解压缩转换规则设定部160、解压缩转换表170、图像解压缩部180、以及信号处理部190的各种功能。该图像处理装置例如作为图2的图像处理器200而实现。而图像存储器150则例如作为图1的图像存储器360而实现。
亮度提取部110提取有关来自前端340的原图像数据的亮度信息。上述亮度提取部110例如可以与图2的图像检波器220同样，具有用于控制自动曝光的功能。
压缩转换规则设定部120基于由亮度提取部110提取的亮度信息，将压缩转换规则设定到压缩转换表130中。如后所述，上述压缩转换规则通过压缩转换前后的数据对表示。压缩转换表130保存上述压缩转换规则，并用于图像压缩部140的压缩转换。图像压缩部140按照保存在上述压缩转换表130中的压缩转换规则，对原图像数据进行转换压缩后，将其存储在图像存储器150中。此时，如后所述，用于压缩转换的压缩转换规则的类别存储在图像存储器150中。压缩转换表130以及图像压缩部140例如通过图像压缩器230实现，而压缩转换规则设定部120则例如可以通过图像压缩器230或者照相机控制微机390实现。
解压缩转换规则设定部160提取存储在图像存储器150中的压缩转换规则的类别，并基于其类别，将解压缩转换规则设定到解压缩转换表170中。如后所述，上述解压缩转换规则由解压缩转换前后的数据对表示。解压缩转换表170保存上述解压缩转换规则，并用于图像解压缩部180的解压缩转换。图像解压缩部180按照保存在上述解压缩转换表170中的解压缩转换规则，对存储于图像存储器150中的图像数据进行解压缩。解压缩转换表170以及图像解压缩部180通过例如图像解压缩器240实现，而解压缩转换规则设定部160则例如可以通过图像解压缩器240或者照相机控制微机390实现。
信号处理部190对由图像解压缩部180解压缩的图像数据实施各种数字信号处理，从而生成图像信号。生成的图像信号例如以JPEG等预定的文件形式存储在外部记录介质380上。上述信号处理部190例如可以通过信号处理器210来实现。
图4是示出本发明实施例中的压缩转换表130的一构成例的示意图。上述压缩转换表130将转换前数据131及转换后数据132的转换对的集合作为压缩转换规则保存。图像压缩部140参照上述压缩转换表130中的转换对，进行从转换前数据131到转换后数据132的压缩转换。并且，在该图4中，示出了将14位的转换前数据131转换成8位的转换后数据132的例子，但是，并不限定于此，也可以进行所希望的位宽的压缩转换。
上述压缩转换表130可以分为固定区和可变区。在固定区中，各转换对被固定，并且，在图像拍摄过程中是无法改写的。另一方面，在可变区中，各转换对未被固定，可以由压缩转换规则设定部120适当地进行重新设定。
此外，在转换后数据132中，通过预先保留不作分配的码(图4的例子中为“11111111”)，从而如后所述，可将该码作为标识符使用。
在图4中示出了压缩转换表130的构成例，而至于解压缩转换表170，其只是对应关系相反，可以采用相同的构成。也就是说，假设在图像压缩部140中进行从压缩转换表130中的位宽较宽的转换前数据131到位宽较小的转换后数据132的压缩转换，而在图像解压缩部180中，通过进行从解压缩转换表170中的位宽较小的数据(压缩转换表130中的转换后数据132)到位宽较宽的数据(压缩转换表130中的转换前数据131)的转换，从而实现解压缩转换。
图5是示出本发明实施例中由压缩转换表130表示的压缩转换规则的概要的示意图。该压缩转换规则的横轴表示转换前数据131，纵轴表示转换后数据132。
在上述压缩转换规则中，如图4的说明，示出有固定区以及可变区。在固定区中，唯一地规定了转换对，而在可变区中，规定有多个转换曲线。例如，当将A(401)、B(402)、C(403)三种转换曲线规定为压缩转换规则的类别时，如果由亮度提取部110提取的亮度为低亮度，则采用转换曲线A(401)，如果是中等亮度，则采用转换曲线B(402)，如果是高亮度，则采用转换曲线C(403)。也就是说，针对提取的亮度，适当地选择压缩转换规则的类别，并将所选择的压缩转换规则设定到压缩转换表130中。
此外，这些转换曲线是根据亮度信息适当变化的曲线，但优选与后阶段的信号处理器210中使用的γ曲线(伽玛曲线)基本上相似。
图6A、图6B是本发明实施例中由压缩转换表130表示的压缩转换规则的具体例的示意图。在此，为了简化说明，示出了将4位的转换前数据131转换成3位的转换后数据132的例子。也就是说，该例子将16灰度的图像数据压缩转换成8灰度的图像数据。
图6A示出了相对较低亮度时的压缩转换规则。在该压缩转换规则中，对转换前16灰度中较低的部分重点分配转换后的符号位。这利用了亮度特别低时人类的眼睛对于灰度低的部分灵敏度高的性质。
与此相对应，图6B中示出了相对较高亮度时的压缩转换规则。在该压缩转换规则中，对转换前16灰度中较低的部分分配相对较多的转换后的符号位，但是，与图6A的情况相比，对转换前16灰度中较高的部分也分配了转换后的符号位。这利用了与低亮度时相比高亮度时的人类眼睛的灵敏度更为迟钝的性质。
这些符号位的分配方法的不同反映为如图5所示的转换曲线的类别(401至403)不同。也就是说，如图6A所示，当对转换前的低灰度重点分配转换后的符号位时，则描绘如图5的转换曲线A(401)这样的大角度上升的曲线。另一方面，如图6B所示，对转换前的高灰度也分配转换后的符号位时，则描绘如图5的转换曲线C(403)这样的小角度上升的曲线。
图7示出本发明实施例中压缩转换规则设定部120对转换曲线的一例选择标准。该选择标准的横轴表示由亮度提取部110提取的亮度信息，纵轴表示应该选择的转换曲线的类别。
若采用曲线411作为选择标准时，那么在该例子中，作为亮度信息，“90”以及“180”成为用于选择转换曲线的阀值。由此，可以进行这样的判断：当由亮度提取部110提取的亮度信息低于“90”时选择转换曲线A(401)，当亮度信息大于等于“90”且低于“180”时选择转换曲线B(402)，当亮度信息大于等于“180”时选择转换曲线C(403)。
此外，若采用曲线412作为选择标准时，那么在该例子中，作为亮度信息，“50”以及“190”成为用于选择转换曲线的阀值。由此，可以进行如下判断：当由亮度提取部110提取的亮度信息低于“50”时选择转换曲线A(401)，当亮度信息大于等于“50”且低于“190”时选择转换曲线B(402)，当亮度信息大于等于“190”时选择转换曲线C(403)。
此外，在图5和图7等中，作为变换曲线示出了作为一例的A至C这3种转换曲线，但是，并不限定于此，可以设定所希望数量的转换曲线。此时，对应转换曲线的数量设定亮度信息的阀值。
图8示出了本发明实施例中用于设定压缩转换规则的构成例。该构成例包括压缩转换表391、表指针394、阀值寄存器395、以及比较器396。
压缩转换表391保存固定区及所有的可变区A至C的压缩转换规则。假设在可变区A中使用转换曲线A，在可变区B中使用转换曲线B，在可变区C中使用转换曲线C。这些固定区以及所有可变区A至C的各个起始位置由表指针394进行指示。并且，对于可变区A至C，从表指针394中选择一个，从而指定在压缩转换表391中的起始位置。
阀值寄存器395中预先设定有用于选择转换曲线的阀值。例如，当假设图7的曲线411为选择标准时，作为亮度信息，将“90”及“180”保存在阀值寄存器395中。比较器396对亮度提取部110中提取的亮度信息和保存在阀值寄存器395中的阀值进行比较，从而判断应该选择哪个转换曲线，即判断应该使用哪个可变区的压缩转换规则。该判断结果作为压缩转换规则的类别(转换类别)而被输出。
用于设定压缩转换规则的这样的结构例如可以通过图1的照相机控制微机390实现。此时，由图2的图像检波器220提取的亮度信息通过控制总线282传送到控制接口290，且从该控制接口290提供至比较器396的一侧的输入处。并且，从压缩转换表391输出的转换对再次传送到控制接口290，且通过控制总线282设定到图像压缩器230内的压缩转换表130中。由此，可以实现图像压缩器230中的压缩转换。此外，对于固定区，既可以预先将其存储在图像压缩器230内部的ROM中，也可以在摄像前将其传送给图像压缩器230，因而没有必要对应亮度信息提供转换对。
并且，该用于设定压缩转换规则的结构例如也可以设置在图2的图像处理器200的内部。也就是说，可以考虑将所有的转换对预先保存在图像压缩器230来代替从照相机控制微机390提供转换对，从而基于由图像检波器220提取的亮度信息，切换压缩转换表391的应使用区。
图9示出了本发明实施例中用于设定解压缩转换规则的构成例。该构成例包括解压缩转换表398以及表指针397。
与图8的压缩转换表391相同，解压缩转换表398保存固定区以及所有可变区A至C的压缩转换规则。这些固定区以及所有的可变区A至C的各个起始位置由表指针397进行指示。并且，对于可变区A至C，从表指针397中选择一个，从而指定在解压缩转换表398中的起始位置。该表指针397的选择基于从图像存储器360提取的压缩转换规则的类别(转换类别)进行。
用于设定解压缩转换规则的这样的结构例如可以通过图1的照相机控制微机390实现。此时，从图像存储器360提取的转换类别通过存储器接口260传送至存储控制器250，然后通过控制接口290从控制总线282提供给表指针397。并且，从解压缩转换表398输出的转换对再次传送到控制接口290，并通过控制总线282设定到图像解压缩器240内的解压缩转换表170中。由此，可以实现图像解压缩器240中的解压缩转换。
并且，该用于设定解压缩转换规则的结构例如可以设置在图2的图像处理器200的内部。也就是说，可以考虑将所有的转换对预先保存在图像解压缩器240来代替从照相机控制微机390提供转换对，从而基于从图像存储器360提取的转换类别，切换解压缩转换表398的应使用区。
图10A、图10B是示出本发明实施例中图像存储器360内的一例存储数据形式的示意图。该图像存储器360中存储的图像数据是经图像压缩部140压缩转换后的图像数据，分别具有例如8位宽。如图10A所示，各图像数据从“00000000”到“11111110”中任取一值。但是，“11111111”被保留作为标识符，因而不作为图像数据使用。换言之，当从存储数据中检测出标识符“11111111”时，则表示紧随其后存储的是转换类别。
即，如图10B所示，当存储的是“11111111”之外的值时，则认为是被压缩的图像数据，当存储的是“11111111”的值时，则认为紧随其后的值(在该例子中为2位)是转换类别。例如，假如转换类别为“01”，则表示选择了转换曲线A作为压缩转换规则，假如转换类别为“10”，则表示选择了转换曲线B作为压缩转换规则，假如转换类别为“11”，则表示选择了转换曲线C作为压缩转换规则。
并且，若该转换类别已被存储，则其后的图像数据均基于其转换类别被压缩转换。因此，这意味着，当由图像解压缩部180对这样的图像数据进行解压缩转换时，有必要基于其转换类别进行。
图11示出了本发明实施例中摄像元件320的一例图像帧321。在图像帧321中，有效图像区322是图像帧321中有效的图像区域，并是拍摄时的记录图像区域。相当于该有效图像区322的外侧区域的期间被称为消隐期间，其使用于信号处理器210中的信号处理中。该消隐期间大致分为：水平方向的H消隐期间325及326、和垂直方向的V消隐期间327及328。
图像检波器220对亮度信息进行实时地检波，且基于该亮度信息，在上述的消隐期间中进行对压缩转换表130和解压缩转换表170的压缩转换规则和解压缩转换规则的设定。在进行静止图像的拍摄时，基于在完成图像中检测到的亮度信息，进行用于捕捉图像的压缩转换规则和解压缩转换规则的设定。
该压缩转换规则和解压缩转换规则的设定既可以对每个图像帧321分别进行，也可以对图像帧321中的每个局部的图像块323分别进行。例如，在500万像素的图像数据中，使用横向3600像素、纵向1970列的图像尺寸，但是，也可以对作为图像块323的每20列进行亮度信息的判断，从而进行压缩转换规则的设定。在室外拍摄中，由于一幅画面中的从上面开始的几行为天空等高亮度区，所以对每个图像块323改变转换曲线往往是有效的。
图12是本发明实施例中图像压缩部140的一例内插处理的示意图。压缩转换表130虽描绘如图5所示的转换曲线，但是，未必将所有的点都保存在压缩转换表130内。例如，如图12所示，可以只将分散的代表点421至424作为转换对保存在压缩转换表130中，其它的点则通过内插处理求得。
作为该内插处理的例子，当已给出转换前数据x时，为了求得与其相应的转换后数据y，可以考虑从代表点421及422中算出线性内插点429。在此，设代表点421的转换前数据为x1，转换后数据为y1，代表点422的转换前数据为x2，转换后数据为y2，则线性内插点429的转换后数据y可以通过如下的任一公式求得。
y＝(y2-y1)/(x2-x1)×(x-x2)+y2
y＝(y2-y1)/(x2-x1)×(x-x1)+y1
并且，在这里作为内插处理的一例示出了线性内插的例子，但是，并不限定于此，也可以通过其他非线性内插求得转换后数据。并且，在图12的例子中，示出了图像压缩部140中进行压缩转换时的内插处理，但是，同样的方法可以运用到在图像解压缩部180中进行解压缩转换时的内插处理中。
下面，参照附图，对本发明实施例中的摄像装置300的动作进行说明。
图13是本发明实施例中摄像装置300的一例整体处理流程的示意图。在摄像装置300的图像监视器370上固定显示有所拍摄的图像(完成图像：through-image)(步骤S901)。并且，若用户按下(未图示的)快门(步骤S902)，则对此时的静止图像(捕捉图像)进行压缩之后(步骤S910)，存储在图像存储器360中。
随后，读出存储在图像存储器360中的捕捉图像数据，进行解压缩后(步骤S920)，实施各种信号处理(步骤S903)。接着，编码成预定的格式形式后，记录到外部记录介质380上(步骤S904)。
图14是本发明实施例中的捕捉图像压缩处理的一例处理流程的示意图。由亮度提取部110提取出原图像数据的亮度信息(步骤S911)后，压缩转换规则设定部120将压缩转换规则设定到压缩转换表130中(步骤S912)。
并且，图像压缩部140参照设定在压缩转换表130中的压缩转换规则，进行原图像数据的压缩转换(步骤S913)。如此被压缩的图像数据与被使用的压缩转换规则的类别一同被保存在图像存储器360中(步骤S914)。
当对所有的有效图像数据的处理结束时，结束该处理流程(步骤S915)。另一方面，当残留有其他有效图像数据时，则判断是否结束了对作为亮度信息提取单位的图像块内的图像数据的处理(步骤S916)，假如结束了图像块内的处理，则重复进行亮度信息提取(步骤S911)之后的处理，假如未结束图像块内的处理，则对残留的图像数据重复进行图像压缩(步骤S913)之后的处理。
图15是本发明实施例中拍摄图像解压缩处理的一例处理流程的示意图。从图像存储器360读出数据(步骤S921)，假如该被读出的数据为标识符(在图10A、图10B的例子中是“11111111”)(步骤S922)，则由解压缩转换规则设定部160提取出其后的压缩转换类别，并将解压缩转换规则设定在解压缩转换表170中(步骤S923)。
另一方面，假如读出的数据为标识符之外的数据(步骤S922)，则图像解压缩部180参照设定在解压缩转换表170中的解压缩转换规则，进行压缩图像数据的解压缩(步骤S924)。并且，当结束对所有有效图像数据的处理时，结束该处理流程(步骤S925)。
这样，根据本发明的实施例，基于由亮度提取部110提取的亮度信息，由压缩转换规则设定部120将压缩转换规则预先设定到压缩转换表130中，且图像压缩部140根据其压缩转换规则，对原图像数据进行压缩转换后，将其与该压缩转换规则的类别一同保存在图像存储器150中，由此，可以降低图像存储器150的所需容量。保存在图像存储器150中的压缩转换规则的类别被解压缩转换规则设定部160提取，且根据该类别，将解压缩转换规则设定到解压缩转换表170中。图像解压缩部180根据设定在该解压缩转换表170的解压缩转换规则，对图像存储器150内的压缩图像数据进行解压缩。
这样，在图像质量方面，由图像压缩部140对摄像元件320拍摄的原图像数据进行压缩时，利用完成图像的信息适应性改变压缩转换规则，由此可以进行适合其原图像数据的压缩处理，从而可以将由压缩导致的画像质量的劣化抑制到最小限度。并且，在处理速度方面，通过在下一帧的有效图像区开始之前反映用于进行适应性压缩的完成图像的亮度信息，由此提高了实时性。并且，通过将压缩转换表130和解压缩转换表170分成固定区和可变区，从而不需要对固定区重新设定压缩转换规则或者解压缩转换规则，由此带来压缩及解压缩处理的高速化。并且，通过这些实时性的提高和压缩及解压缩处理的高速化，可以实现例如缩短连续拍照时的间隔。
并且，在存储容量和硬件规模方面，由于对摄像元件320拍摄的原图像数据进行压缩后，将其储存在图像存储器150中，从而可以减少在芯片面积中图像存储器150所占有的比率。由此，拍摄一张静止图像时所需的图像存储器的容量变少，从而对于作为例如数码相机的基本功能之一的连续拍照，可以增加连续拍照的张数。并且，在压缩转换表130和解压缩转换表170中，由于仅设定转换曲线的代表点，从而可以将用于进行压缩及解压缩处理的硬件规模抑制在最小限度。并且，在功耗方面，由于对摄像元件320拍摄的原图像数据进行压缩后，储存在图像存储器150中，所以减少了存储器的存取量，从而可以减少存储器存取的功耗。并且，由于降低了存储器存取的功耗，从而可以使数码相机的电池维持更长时间。
此外，本发明的实施例只是使本发明具体化的一个例子，与下述的权利要求范围中的发明指定事项分别具有对应关系，但是，并不限定与此，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种变形。
即、在本发明的第一方面中，转换规则保存单元对应于例如压缩转换表130。亮度提取单元对应于例如亮度提取部110。转换规则设定单元对应于例如压缩转换规则设定部120。图像转换单元对应于例如图像压缩部140。
并且，在本发明的第二方面中，压缩转换规则保存单元对应于例如压缩转换表130。亮度提取单元对应于例如亮度提取部110。压缩转换规则设定单元对应于例如压缩转换规则设定部120。图像压缩单元对应于例如图像压缩部140。图像存储器对应于例如图像存储器150。解压缩转换规则保存单元对应于例如解压缩转换表170。解压缩转换规则设定单元对应于例如解压缩转换规则设定部160。图像解压缩单元对应于例如图像解压缩部180。信号处理单元对应于例如信号处理部190。
并且，在本发明的第四方面中，指针保存单元对应于例如表指针394。判断单元对应于例如比较器396。
此外，在本发明的第六方面中，指针保存单元例如对应于表指针397。
此外，在本发明的第七方面中，消隐期间对应于例如H消隐期间325及326和V消隐期间327及328。
并且，在本发明的第十二方面中，摄像单元对应于例如摄像元件320。前端对应于例如前端340。压缩转换规则保存单元对应于例如压缩转换表130。亮度提取单元对应于例如亮度提取部110。压缩转换规则设定单元对应于例如压缩转换规则设定部120。图像压缩单元对应于例如图像压缩部140。图像存储器对应于例如图像存储器150。解压缩转换规则保存单元对应于例如解压缩转换表170。解压缩转换规则设定单元对应于例如解压缩转换规则设定部160。图像解压缩单元对应于例如图像解压缩部180。信号处理单元对应于例如信号处理部190。图像记录单元对应于例如外部记录介质380。
并且，在本发明的第十三方面或者第十四方面中，压缩转换规则保存单元对应于例如压缩转换表130。图像存储器对应于例如图像存储器150。解压缩转换规则保存单元对应于例如解压缩转换表170。并且，提取有关原图像数据的亮度信息的步骤对应于例如步骤S911。根据亮度信息设定压缩转换规则保存单元中的压缩转换规则的步骤对应于例如步骤S912。按照保存在压缩转换规则保存单元的压缩转换规则，将原图像数据压缩成压缩图像数据的步骤对应于例如步骤S913。将压缩图像数据与压缩转换规则的类别一同保存在图像存储器中的步骤对应于例如步骤S914。从图像存储器中读出数据的步骤对应于例如步骤S921。假如读出的数据为预定的标识符，则提取压缩转换规则的类别，且基于该类别设定解压缩转换规则保存单元中的解压缩转换规则的步骤对应于例如步骤S923。假如读出的数据为压缩图像数据，则按照保存在解压缩转换规则保存单元的解压缩转换规则，将该压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据的步骤对应于例如步骤S924。对解压缩图像数据进行预定的信号处理的步骤对应于例如步骤S903。
此外，在本发明实施例中说明的处理流程，可以理解成包括这些一系列步骤的方法，另外，也可以理解成使计算机执行这些一系列步骤的程序、及记录有该程序的记录介质。
产业上的利用可能性
根据本发明，以简单的压缩/解压缩方法，便可以取得适应图像性质的同时降低图像存储器的所需容量的极佳效果。
作为本发明的活用例，可将本发明运用于降低例如数码相机等摄像装置中的图像存储器的容量。

Claims (14)

1.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的转换规则；
亮度提取单元，用于提取有关所述原图像数据的亮度信息；
转换规则设定单元，用于基于所述亮度信息设定所述转换规则，并将所述转换规则保存在所述转换规则保存单元中；以及
图像转换单元，用于根据保存在所述转换规则保存单元中的所述转换规则，对所述原图像数据进行转换。
2.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
压缩转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的压缩转换规则；
亮度提取单元，用于提取有关所述原图像数据的亮度信息；
压缩转换规则设定单元，用于根据所述亮度信息，在所述压缩转换规则保存单元中设定所述压缩转换规则；
图像压缩单元，用于根据保存在所述压缩转换规则保存单元中的所述压缩转换规则，将所述原图像数据压缩成压缩图像数据；
图像存储器，用于将所述压缩图像数据与所述压缩转换规则的类别一同保存；
解压缩转换规则保存单元，用于保存所述压缩图像数据的解压缩转换规则；
解压缩转换规则设定单元，用于提取保存在所述图像存储器中的所述类别，并基于该类别在所述解压缩转换规则保存单元中设定所述解压缩转换规则；
图像解压缩单元，用于根据保存在所述解压缩转换规则保存单元中的所述解压缩转换规则，将所述压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及
信号处理单元，用于对所述解压缩图像数据进行规定的信号处理。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述压缩转换规则保存单元包括：
固定区，用于固定保存所述压缩转换规则；以及
可变区，由所述压缩转换规则设定单元根据所述亮度信息而设定。
4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，包括：
指针保存单元，用于保存对应所述压缩转换规则保存单元的所述可变区的指针；以及
判断单元，用于在根据所述亮度信息判断所述压缩转换规则的类别后设定所述指针。
5.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述解压缩转换规则保存单元包括：
固定区，用于固定保存所述解压缩转换规则；以及
可变区，由所述解压缩转换规则设定单元基于所述压缩转换规则的类别而设定。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，还包括：
指针保存单元，用于保存对应所述解压缩转换规则保存单元的所述可变区的指针，
其中，基于保存在所述图像存储器中的所述类别设定所述指针。
7.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述压缩转换规则设定单元在所述摄像元件的消隐期间内设定所述压缩转换规则。
8.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述压缩转换规则设定单元以图像帧为单位设定所述压缩转换规则。
9.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述压缩转换规则设定单元以规定的图像块为单位设定所述压缩转换规则。
10.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述图像压缩单元对保存在所述压缩转换规则保存单元中的所述压缩转换规则施行规定的内插来对所述原图像数据进行压缩。
11.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
所述图像解压缩单元对保存在所述解压缩转换规则保存单元中的所述解压缩转换规则施行规定的内插来对所述压缩图像数据进行解压缩。
12.一种图像摄像装置，其特征在于，包括：
摄像单元，用于拍摄图像；
前端，用于将所拍摄的图像转换成原图像数据；
压缩转换规则保存单元，用于保存所述原图像数据的压缩转换规则；
亮度提取单元，用于提取有关所述原图像数据的亮度信息；
压缩转换规则设定单元，用于根据所述亮度信息在所述压缩转换规则保存单元中设定所述压缩转换规则；
图像压缩单元，用于根据保存在所述压缩转换规则保存单元中的所述压缩转换规则，将所述原图像数据压缩成压缩图像数据；
图像存储器，用于将所述图像压缩数据与所述压缩转换规则的类别一同保存；
解压缩转换规则保存单元，用于保存所述图像压缩数据的解压缩转换规则；
解压缩转换规则设定单元，用于提取保存在所述图像存储器中的所述类别，且基于该类别在所述解压缩转换规则保存单元中设定所述解压缩转换规则；
图像解压缩单元，用于根据保存在所述解压缩转换规则保存单元中的所述解压缩转换规则，将所述压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；
信号处理单元，用于对所述解压缩图像数据进行规定的信号处理；以及
图像记录单元，用于将施行了所述信号处理的图像数据保存在记录介质上。
13.一种图像处理装置的图像处理方法，所述图像处理装置包括：
压缩转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的压缩转换规则；图像存储器，用于保存对所述原图像数据进行压缩后的压缩图像数据；以及，解压缩转换规则保存单元，用于保存所述压缩图像数据的解压缩转换规则，所述图像处理方法的特征在于包括：
提取步骤，提取有关所述原图像数据的亮度信息；
设定所述压缩转换规则的步骤，根据所述亮度信息，在所述压缩转换规则保存单元中设定所述压缩转换规则；
压缩步骤，根据保存在所述压缩转换规则保存单元中的所述压缩转换规则，将所述原图像数据压缩成所述压缩图像数据；
保存步骤，将所述压缩图像数据与所述压缩转换规则的类别一同保存在所述图像存储器中；
读出步骤，从所述图像存储器读出数据；
设定所述解压缩转换规则的步骤，当所读出的数据为规定的标识符时，则提取所述类别，且基于该类别在所述解压缩转换规则保存单元中设定所述解压缩转换规则；
解压缩步骤，当所读出的数据为所述压缩图像数据时，则根据保存在所述解压缩转换规则保存单元中的所述解压缩转换规则，将该压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及
信号处理步骤，对所述解压缩图像数据进行规定的信号处理。
14.一种程序，其特征在于，使计算机在图像处理装置中执行下述步骤，其中，所述图像处理装置包括：压缩转换规则保存单元，用于保存由摄像元件拍摄的原图像数据的压缩转换规则；图像存储器，用于保存对所述原图像数据进行压缩后的压缩图像数据；以及，解压缩转换规则保存单元，用于保存所述压缩图像数据的解压缩转换规则，所述步骤包括：
提取步骤，提取有关所述原图像数据的亮度信息；
设定所述压缩转换规则的步骤，根据所述亮度信息，在所述压缩转换规则保存单元中设定所述压缩转换规则；
压缩步骤，根据保存在所述压缩转换规则保存单元中的所述压缩转换规则，将所述原图像数据压缩成所述压缩图像数据；
保存步骤，将所述压缩图像数据与所述压缩转换规则的类别一同保存在所述图像存储器中；
读出步骤，从所述图像存储器读出数据；
设定所述解压缩转换规则的步骤，当所读出的数据为规定的标识符时，则提取所述类别，且基于该类别在所述解压缩转换规则保存单元中设定所述解压缩转换规则；
解压缩步骤，当所读出的数据为所述压缩图像数据时，则根据保存在所述解压缩转换规则保存单元中的所述解压缩转换规则，将该压缩图像数据解压缩成解压缩图像数据；以及
信号处理步骤，对所述解压缩图像数据进行规定的信号处理。
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