JP2001086510A - 画像処理装置、方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

画像処理装置、方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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JP2001086510A JP26060999A JP26060999A JP2001086510A JP 2001086510 A JP2001086510 A JP 2001086510A JP 26060999 A JP26060999 A JP 26060999A JP 26060999 A JP26060999 A JP 26060999A JP 2001086510 A JP2001086510 A JP 2001086510A
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影モードに応じて画像データの圧縮状態を
変化させ、撮影の意図に合わせて、画質を向上させた
り、長時間記録を可能としたりすることである。 【解決手段】 画像データを、量子化回路209、可変
長符号化回路213等によってイントラ符号化及びイン
ター符号化して、記録媒体225に記録する。目標レー
ト設定部229は、モードダイヤル107で選択設定さ
れた撮影モードに応じて画像データの目標記録レートを
決定する。レート制御部201は、その目標記録レート
に従って、各撮影モードに応じた目標符号量の割り当て
を行う。例えば、画質が劣化しやすいスポーツモード時
には、画像データ全体の符号量の割り当てをノーマルモ
ード時に比べて多くすることで、画質の劣化を抑えるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置、方
法、及びそれらに用いられるコンピュータ読み取り可能
な記憶媒体に関し、特に動画像データを圧縮処理して記
録媒体に記録するのに用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の技術を表すブロック図で
ある。401は、動画を撮影するビデオカメラ部で、撮
影モードを選択設定可能としたモードダイヤル403が
設けられている。また、501は、ビデオカメラ部40
1から送られてくる画像データを、例えばMPEG2の
画像・音声ストリームに変換して記録媒体に記録する動
画像記録部である。
【0003】上記モードダイヤル403によって選択設
定できる撮影モードとしては、フルオート(ノーマル)
モード、スポーツモード、スローシャッタモード、セピ
アモード、白黒モード、赤外モードなどがある。
【0004】スポーツモードとは、シャッタを効かせる
ことで、動きの速い被写体をシャープに撮影することが
可能となる撮影モードである。スローシャッタモードと
は、撮像素子であるCCDに画像データを蓄積すること
で、暗い場所でも撮影が可能となる撮影モードである。
セピアモードとは、撮影画像をセピア色に着色する撮影
モードである。白黒モードとは、撮影画像を白黒にする
撮影モードである。赤外モードとは、赤外カットフィル
タを外すことで、暗い場所でも撮影が可能となる撮影モ
ードである。
【0005】これら撮影モードを撮影者がモードダイヤ
ル403で選択設定することによって、撮影の意図をビ
デオカメラ部401から出力される画像データに反映さ
せることが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の技術で
は、撮影モードを選択設定することによって撮影の意図
がビデオカメラ部401から出力される画像データに反
映されるが、動画像記録部501での記録処理には反映
されず、撮影モードにかかわらず画像データは同じ条件
で圧縮処理されることになる。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、各種撮影モードに応じて画像デ
ータの圧縮状態を変化させ、撮影の意図に応じて、画質
を向上させたり、記録時間の長時間化を図ったりするこ
とのできる画像処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、撮影手段側から送られてくる画像データを時間相関
を利用して圧縮処理する画像処理装置であって、撮影手
段側で選択された撮影モードに応じて画像データの圧縮
状態を変化させる制御手段を備えた点に特徴を有する。
【0009】さらに、圧縮処理として、圧縮状態を変化
させることのできる符号化方式により画像データを符号
化する点に特徴を有する。さらに、撮影手段側から送ら
れてくる画像データを量子化する量子化手段を備え、撮
影手段側で選択された撮影モードに応じて、量子化手段
における量子化を制御して圧縮状態を変化させる点に特
徴を有する。
【0010】さらに、撮影手段側の撮影モードとして、
シャッタ速度を変化させるモードがある点に特徴を有す
る。さらに、撮影手段側の撮影モードとして、撮影画像
を白黒画像とするモードがある点に特徴を有する。さら
に、撮影手段側の撮影モードとして、撮影画像をセピア
画像とするモードがある点に特徴を有する。さらに、撮
影手段側の撮影モードとして、撮影画像を赤外画像とす
るモードがある点に特徴を有する。
【0011】さらに、画像データを輝度信号と色差信号
とに分けた状態で圧縮処理を行う点に特徴を有する。さ
らに、圧縮パラメータとして輝度信号と色差信号とのビ
ット配分を変化させる点に特徴を有する。
【0012】さらに、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピク
チャを生成する符号化を行う点に特徴を有する。さら
に、圧縮パラメータとしてIピクチャ、Pピクチャ、B
ピクチャのビット配分を変化させる点に特徴を有する。
【0013】さらに、圧縮パラメータとして、量子化ス
ケールコードを変化させる点に特徴を有する。さらに、
撮影手段は、撮影モードを選択設定可能としたビデオカ
メラである点に特徴を有する。さらに、圧縮処理した画
像データを記録媒体に記録する記録手段を備えた点に特
徴を有する。さらに、撮影モードに応じて圧縮状態を変
化させることで、画質を向上させるか、或いは、記録媒
体への長時間記録を可能にするかが選択される点に特徴
を有する。
【0014】また、本発明の画像処理装置は、撮影手段
側から送られてくる画像データを時間相関を利用して符
号化する画像処理装置であって、撮影手段側で選択され
た撮影モードに応じて目標符号量の割り当てを変更する
点に特徴を有する。
【0015】また、本発明の画像処理方法は、撮影手段
側から送られてくる画像データを時間相関を利用して圧
縮処理する画像処理方法であって、撮影手段側で選択さ
れた撮影モードに応じて画像データの圧縮状態を変化さ
せる手順を有する点に特徴を有する。
【0016】また、本発明のコンピュータ読み取り可能
な記録媒体は、撮影手段側から送られてくる画像データ
を時間相関を利用して圧縮処理するプログラムを記憶し
たコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、撮影
手段側で選択された撮影モードに応じて画像データの圧
縮状態を変化させる手順を実行するためのプログラムを
記憶した点に特徴を有する。
【0017】上記のように構成した本発明によれば、選
択設定された撮影モード、具体的にはノーマルモード、
スポーツモード、スローシャッタモード、セピアモー
ド、白黒モード、赤外モード等に応じて、画像データの
圧縮状態を変化させることで、撮影の意図を画像データ
の処理に反映させることが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態とし
て、本発明の画像処理装置を含むカメラ一体型画像記録
装置を図面に基づいて説明する。図1は、カメラ一体型
画像記録装置を構成するビデオカメラ部100と動画像
記録部200とを表したブロック図である。
【0019】ビデオカメラ部100において、101は
レンズ、103はCCD等の撮像素子、105はカメラ
信号処理回路、107はモードダイヤルである。モード
ダイヤル107では、フルオート(ノーマル)モード、
スポーツモード、スローシャッタモード、セピアモー
ド、白黒モード、赤外モード等の撮影モードが選択設定
可能となっている。
【0020】動画像記録部200において、203は画
面並び替え回路、205は第1スイッチ、207はDC
T回路、209は量子化回路、211は逆量子化回路、
213は可変長符号化回路、215は動き補償予測回
路、217はIDCT回路、219は第2スイッチ、2
21は加算器、223はバッファ、225は記録媒体、
227は減算器である。さらに、229は目標レート設
定部、201はレート制御部である。
【0021】ビデオカメラ部101のモードダイヤル1
07では、撮影者によって撮影モードが選択設定され
る。そして、その選択された撮影モードが、ビデオカメ
ラ部101のカメラ信号処理回路105だけでなく、動
画像記録部200の目標レート設定部229にも伝えら
れるようになっている。
【0022】次に、本実施形態のビデオカメラ部100
と動画像記録部200との動作について説明する。被写
体を撮影すると、レンズ101を通った画像が撮像素子
103上に結像して画像データに変換され、1フレーム
単位でカメラ信号処理回路105に入力される。
【0023】カメラ信号処理回路105では、選択設定
された撮影モードに従い、例えばスポーツモードではシ
ャッタ速度を1/250秒にセットする等してカメラ信
号を処理し、その画像データを色差信号、輝度信号に分
けて、1フレーム単位で動画像記録部200の画面並べ
替え回路203に出力する。
【0024】画面並び替え回路203は、複数フレーム
分のフレームメモリを持ち、入力されたフレームの順番
を入れ替えて出力する。図2には、画面並び替え回路2
03で並び替えるフレームの順番の一例を示す。この図
2に示すように、画面並び替え回路203に第1フレー
ム、第2フレーム、第3フレーム…と入力された画像デ
ータは、第3フレーム、第1フレーム、第2フレーム…
と並び替えられて出力される。
【0025】この画面の並び替えは、イントラ符号化及
びインター符号化を行うのに必要な並び替えである。イ
ントラ符号化とは、フレーム内のデータのみで符号化す
るものであり、図3に示すように、Iピクチャ(イント
ラ符号化画像)を生成する符号化である。また、インタ
ー符号化とは、フレーム間予測も含めて符号化するもの
であり、図3に示すように、Pピクチャ(前方予測符号
化画像)及びBピクチャ(両方向予測符号化画像)を生
成する符号化である。
【0026】図1に戻って、動画像記録部200の動作
をイントラ符号化とインター符号化とに分けて説明す
る。イントラ符号化する場合、第1スイッチ205は図
中A側に接続され、また、第2スイッチ219は図中A
側(オフ位置)に接続される。画面並び替え回路203
から出力された画像データは、第1スイッチ205を介
してDCT回路207に加えられ、直交変換される。D
CT回路207で直交変換された画像データは、量子化
回路209で量子化され、逆量子化回路211と可変長
符号化回路213とに出力される。
【0027】逆量子化回路211で逆量子化された画像
データは、IDCT回路217で逆直交変換される。イ
ントラ符号化においては、第2スイッチ219が図中A
側に接続されているので、IDCT回路217から出力
される逆直交変換された画像データは動き補償予測回路
215にそのまま加えられる。
【0028】また、画面並び替え回路203から出力さ
れた画像データは、動き補償予測回路215にも加えら
れる。動き補償予測回路215は、次のインター符号化
のために予測画像データを出力する。
【0029】一方、可変長符号化回路213で可変長符
号化された画像データは、バッファ223に加えられ、
記録媒体225に順次記録される。
【0030】インター符号化する場合、第1スイッチ2
05はB側に接続され、また、第2スイッチ219はB
側(オン位置)に接続される。画面並び替え回路203
から出力された画像データは、減算器227に加えら
れ、動き補償予測回路215から出力される予測画像デ
ータが減算される。このように減算器217で予測画像
データを減算することにより、時間軸方向の冗長度を落
とし、動いている部分だけを伝送することができる。
【0031】減算器227から出力される画像データ
は、第1スイッチ205を介してDCT回路207に加
えられ、直交変換される。DCT回路207で直交変換
された画像データは、量子化回路209で量子化され、
逆量子化回路211と可変長符号化回路213とに出力
される。
【0032】逆量子化回路211で逆量子化された画像
データは、IDCT回路217で逆直交変換される。イ
ンター符号化においては、第2スイッチ219が図中B
側に接続されているので、IDCT回路217から出力
される逆直交変換された画像データと動き補償予測回路
215から出力される予測画像データとが加算されて復
号画像データとなる。この複号画像データは、次の符号
化のために動き補償予測回路215に加えられる。
【0033】また、画面並び替え回路203から出力さ
れた画像データは、動き補償予測回路215にも加えら
れる。画面並び替え回路203からの画像データ及び復
号画像データが加えられる動き補償予測回路215は、
予測画像データを減算器227に、動きベクトルを可変
長符号化回路213に出力する。
【0034】一方、可変長符号化回路213で可変長符
号化された画像データは、バッファ223に加えられ、
記録媒体225に順次記録される。
【0035】ここで、目標レート設定部229は、モー
ドダイヤル107で選択設定された撮影モードに従い、
画像データ全体の目標記録レート並びに画像データのう
ち色差信号の目標記録レートを決定して、その目標記録
レートをレート制御部201に伝える。
【0036】レート制御部201は、バッファ223の
容量を監視すると共に、上記目標レート設定部229で
設定された目標記録レートに基づいて量子化回路209
での量子化を制御する。バッファ223の空き容量が所
望のビットレートより大きい場合は、量子化回路209
における次の量子化を細かくすることにより、生成され
る画像データの量を増やすよう制御する。逆に、バッフ
ァ223の空き容量が所望のビットレートより小さい場
合は、量子化回路209における次の量子化を粗くする
ことにより、生成される画像データの量を減らすよう制
御する。
【0037】このように量子化回路209における量子
化を制御することで、バッファ223の記録レートをI
ピクチャ間にほぼ一定に制御し、記録媒体225の総記
録容量から定まる目標時間通りになるように画像データ
を符号化して記録する。なお、記録レートの制御方法と
しては、ここに述べたCCITT RM8に代表される
出力バッファの占有率をフィードバックする制御方法の
他に、MPEG2 TM5で採用された方法などがある
が、本提案は以下に述べる目標レートの設定方法に重点
があり、記録レートの制御方法についての詳細な説明は
省略する。
【0038】以下では、各撮影モードに応じた目標記録
レート、言い換えれば、目標符号量の割り当ての例を説
明する。スポーツモードでは、シャッタ速度を1/25
0秒程度にセットして画像データを処理するため、時間
相関の小さい画像データが動画像記録部200に加えら
れることが多く、ノーマルモードに比べて画質が劣化し
やすい。
【0039】そこで、スポーツモード時に、目標レート
設定部229は、画像データ全体の目標記録レートをノ
ーマルモード時に比べて高く設定する。すなわち、画像
データ全体の符号量の割り当てをノーマルモード時に比
べて多くし、符号化に用いる量子化ビット数を多くす
る。これにより、記録媒体225への記録時間がノーマ
ルモード時に比べて短くなるものの、画質の劣化を抑え
ることができ、シャープに撮影するといった撮影の意図
を動画像記録部200側でも反映させることができる。
【0040】スローシャッタモードでは、シャッタ速度
を1/8秒程度にセットし、同時に撮像素子103で画
像データを蓄積するので、フレームレートは下がる。こ
の場合に、ノーマルモード時の目標記録レートのままだ
と、量子化スケールコードが全体的に下がり、生成され
る符号量がノーマルモード時と同等になるまで画質を向
上させるよう制御されることになる。
【0041】そこで、スローシャッタモード時に、目標
レート設定部229は、画像データ全体の目標記録レー
トをノーマルモード時に比べて低く設定する。すなわ
ち、画像データ全体の符号量の割り当てをノーマルモー
ド時に比べて少なくし、符号化に用いる量子化ビット数
を少なくする。これにより、画質を必要以上に向上させ
るのではなく、ノーマルモード時に比べて記録媒体22
5への長時間記録を実現するようにしている。
【0042】なお、上記のように画像データ全体の符号
量を少なくする以外にも、スローシャッタモードでは画
像データの時間相関が大きいことから、Iピクチャ、P
ピクチャ、Bピクチャのビット配分を変化させてもよ
い。すなわち、画像の更新と同期をとって、Iフレーム
を生成し、PフレームやBフレームの符号量の割り当て
をほぼゼロにすることにより全体の発生符号量を下げる
こともできる。
【0043】セピアモードや赤外モードでは、ビデオカ
メラ部100から単一色の画像データが出力され、色差
信号は解像度が異なるが基本的に輝度信号と相関の高い
ものが動画像記録部200に加えられる。したがって、
輝度信号と色差信号とのビット配分を変化させ、画像デ
ータのうち色差信号の符号量の割り当てを少なくして
も、画質の劣化はほとんど問題とならない。そこで、セ
ピアモードや赤外モード時には、画像データのうち色差
信号の符号量の割り当てを少なくする。これにより、ノ
ーマルモード時に比べて記録媒体225への長時間記録
を実現することができる。
【0044】白黒モードでは、色差信号と輝度信号との
相関がさらに高くなることから、画像データうち色差信
号の符号量の割り当てを必須のものを除きほぼゼロとす
る。これにより、前述のセピアモード時や赤外モード時
に比べてさらなる長時間記録を実現することができる。
【0045】なお、セピアモードや赤外モードあるいは
白黒モードにおいて、上記のように色差信号の符号量の
割り当てを少なくするだけでなく、さらに輝度信号の符
号量の割り当てをその分多くするようにしてもよい。こ
の場合は、長時間記録ではなく、画質の向上を図ること
が可能である。
【0046】輝度信号と色差信号とのビット配分を変化
させる手法としては、例えばMPEG2においては圧縮
時に独自の色差用量子化マトリックスを用いることがで
きるので、量子化ステップの粗い色差用量子化マトリッ
クスを用いることにより、通常は固定されている輝度信
号と色差信号との発生比率を変化させることができる。
【0047】なお、上述した実施形態の機能を実現する
べく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイ
スと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータ
に対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウ
ェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるい
は装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納
されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させ
ることによって実施したものも本発明の範疇に含まれ
る。
【0048】また、この場合、上記ソフトウェアのプロ
グラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコード自体、およびそのプ
ログラムコードをコンピュータに供給するための手段、
例えばかかるプログラムコードを格納した記録媒体は本
発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記
録媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードデ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、
磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用い
ることができる。
【0049】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコン
ピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティング
システム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共
同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかか
るプログラムコードは本発明の実施形態に含まれること
は言うまでもない。
【0050】さらに、供給されたプログラムコードがコ
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボー
ドや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の
一部または全部を行い、その処理によって上述した実施
形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれること
は言うまでもない。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影モード、すなわち、撮影の意図を、画像処理に反映さ
せて、画像データの圧縮状態を変化させることででき
る。したがって、撮影の意図に応じて、画質を向上させ
たり、記録時間の長時間化を図ったりすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の画像処理装置を含むカメラ一体型画
像記録装置を構成するビデオカメラ部100と動画像記
録部200とを表したブロック図である。
【図2】画面並び替え回路203で並び替えるフレーム
の順番の一例を示す説明図である。
【図3】符号化順序を表す説明図である。
【図4】従来の技術を示すブロック図である。
【符号の説明】
100 ビデオカメラ部 101 レンズ 103 撮像素子 105 カメラ信号処理回路 107 モードダイヤル 200 動画像記録部 201 レート制御部 203 画面並び替え回路 205 第1スイッチ 207 DCT回路 209 量子化回路 211 逆量子化回路 213 可変長符号化回路 215 動き補償予測回路 217 IDCT回路 219 第2スイッチ 221 加算器 223 バッファ 225 記録媒体 227 減算器 229 目標レート設定部

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影手段側から送られてくる画像データ
    を時間相関を利用して圧縮処理する画像処理装置であっ
    て、 撮影手段側で選択された撮影モードに応じて画像データ
    の圧縮状態を変化させる制御手段を備えたことを特徴と
    する画像処理装置。
  2. 【請求項2】 圧縮処理として、圧縮状態を変化させる
    ことのできる符号化方式により画像データを符号化する
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 撮影手段側から送られてくる画像データ
    を量子化する量子化手段を備え、撮影手段側で選択され
    た撮影モードに応じて、量子化手段における量子化を制
    御して圧縮状態を変化させることを特徴とする請求項1
    又は2に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項4】 撮影手段側の撮影モードとして、シャッ
    タ速度を変化させるモードがあることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 【請求項5】 撮影手段側の撮影モードとして、撮影画
    像を白黒画像とするモードがあることを特徴とする請求
    項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  6. 【請求項6】 撮影手段側の撮影モードとして、撮影画
    像をセピア画像とするモードがあることを特徴とする請
    求項1〜5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  7. 【請求項7】 撮影手段側の撮影モードとして、撮影画
    像を赤外画像とするモードがあることを特徴とする請求
    項1〜6のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  8. 【請求項8】 画像データを輝度信号と色差信号とに分
    けた状態で圧縮処理を行うことを特徴とする請求項1〜
    3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  9. 【請求項9】 圧縮パラメータとして輝度信号と色差信
    号とのビット配分を変化させることを特徴とする請求項
    8に記載の画像処理装置。
  10. 【請求項10】 Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ
    を生成する符号化を行うことを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  11. 【請求項11】 圧縮パラメータとしてIピクチャ、P
    ピクチャ、Bピクチャのビット配分を変化させることを
    特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
  12. 【請求項12】 圧縮パラメータとして、量子化スケー
    ルコードを変化させることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれか1項に記載の画像処理装置。
  13. 【請求項13】 撮影手段は、撮影モードを選択設定可
    能としたビデオカメラであることを特徴とする請求項1
    〜12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  14. 【請求項14】 圧縮処理した画像データを記録媒体に
    記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項1〜
    13のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  15. 【請求項15】 撮影モードに応じて圧縮状態を変化さ
    せることで、画質を向上させるか、或いは、記録媒体へ
    の長時間記録を可能にするかが選択されることを特徴と
    する請求項14に記載の画像処理装置。
  16. 【請求項16】 撮影手段側から送られてくる画像デー
    タを時間相関を利用して符号化する画像処理装置であっ
    て、 撮影手段側で選択された撮影モードに応じて目標符号量
    の割り当てを変更することを特徴とする画像処理装置。
  17. 【請求項17】 撮影手段側から送られてくる画像デー
    タを時間相関を利用して圧縮処理する画像処理方法であ
    って、 撮影手段側で選択された撮影モードに応じて画像データ
    の圧縮状態を変化させる手順を有することを特徴とする
    画像処理方法。
  18. 【請求項18】 撮影手段側から送られてくる画像デー
    タを時間相関を利用して圧縮処理するプログラムを記憶
    したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、 撮影手段側で選択された撮影モードに応じて画像データ
    の圧縮状態を変化させる手順を実行するためのプログラ
    ムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可
    能な記憶媒体。
JP26060999A 1999-09-14 1999-09-14 撮像装置、画像処理方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Expired - Fee Related JP4181705B2 (ja)

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