JP2004072263A - デジタルカメラの輪郭強調システム - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルカメラのような小さいシステムにおいて、記録時に効率良く輪郭を強調でき、再生時にはリサイズ時の輪郭強調を容易に行えるデジタルカメラの輪郭強調システムを提供する。
【解決手段】撮影の際にＪＰＥＧ圧縮において用いる量子化テーブルとファイルに記載する量子化テーブルとを異ならせることにより、輪郭を強調する。また、再生時にはファイルに記載されている量子化テーブルを、表示に最適なものに変換してＪＰＥＧ伸張を行う。ＪＰＥＧ圧縮時と同時に輪郭強調するので、輪郭強調に必要なラインメモリを削減できる。また、再生時に表示を行う際、リサイズで失われる輪郭強調情報を考慮するので、表示においても見た目を美しく再生できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラのような小規模システムの画像の輪郭を強調するデジタルカメラの輪郭強調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、従来のデジタルスチルカメラを図６ないし図９に基づいて説明する。図６はデジタルスチルカメラのブロック図、図７はデジタルスチルカメラの制御部を示す機能ブロック図である。
従来のデジタルスチルカメラは、ＣＣＤやＡＧＣ等を含む画像入力部１０１、ＹＵＶ信号や輪郭強調信号を生成する信号処理部１０２、システム全体を制御する制御装置１０３、ＤＭＡコントローラ１０４、メモリ１０５、キー入力等を扱うユーザーインターフェイス１０６、画像圧縮伸張部１０７、圧縮データをメディアに記録・読み出しする記録読み取り装置１０８、記録媒体１０９、表示インターフェイス（ＩＦ）１１０、ディスプレイ１１１、リサイズユニット１１２を備えている。制御装置１０３は、図７に示すように、信号処理制御部２０１、ＤＭＡ制御部２０２、表示ＩＦ制御部２０３、圧縮伸張制御部２０４、ＣＰＵ２０５、プログラムメモリ２０６、ユーザーインターフェイス制御部２０７、ファイル管理部２０８、記録読み取り装置制御部２０９、ヘッダー作成部２１０、量子化テーブル設定部２１１、リサイズ制御部２１２から構成される。
【０００３】
次に、動作について説明すると、デジタルスチルカメラは、撮影時に図示しないユーザにより、撮影の命令がユーザーインターフェイス１０６に入力され、制御装置１０３の制御により入力データに基づいて撮影が行われる。先ず、撮影された被写体の光信号は、画像入力部１０１に入力され、光電変換されてアナログ映像信号となり、ＡＧＣ等の処理を施されて信号処理部１０２に入力される。こうして信号処理部１０２に映像信号が入力されると、Ａ／Ｄ変換されてデジタル信号化されるとともに、ガンマ補正，フィルタリング，輪郭強調等の処理が施され、Ｙ（輝度），Ｕ（赤の色差），Ｖ（青の色差）信号が生成される。また、制御装置１０３は、プログラムメモリ２０６のプログラムに基づいて信号処理部１０２、ＤＭＡコントローラ１０４、信号処理制御部２０１、ＤＭＡ制御部２０２を介して制御し、生成されたＹ，Ｕ，Ｖ信号をＤＭＡコントローラ１０４を介してメモリ１０５に記憶する。
【０００４】
次いで、記憶されたデジタル映像信号は、ＤＭＡコントローラ１０４を介して画像圧縮伸張部１０７へ読み出され、圧縮処理される。これは、制御装置１０３がＤＭＡ制御部２０２を介してＤＭＡコントローラ１０４に命令することにより、ＤＭＡコントローラ１０４が制御される。また、制御装置１０３から画像圧縮伸張部１０７に圧縮伸張制御部２０４を介して圧縮命令がなされることにより行われる。
【０００５】
画像圧縮伸張部１０７ではＪＰＥＧによる圧縮が行われる。先ず、デジタル映像信号を２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ））３０２してＤＣＴ係数４０１を求める。次いで、量子化マトリックスを用いてＤＣＴ係数４０１を量子化３０３し、ハフマン符号化３０４することによりＪＰＥＧ圧縮データ３０５とする。圧縮処理されたデータは、一旦メモリ１０５に記憶され、このメモリ１０５上でヘッダーの追加処理等が行われる。この際の制御も制御装置１０３により行われ、ファイル管理部２０８のヘッダー作成部２１０によりヘッダーが追加される。ヘッダー内部には、量子化した量子化テーブルが量子化テーブル設定部２１１によりそのまま埋めこまれる。ヘッダー追加の後、制御装置１０３は、記録読み取り装置１０８、ＤＭＡコントローラ１０４を制御して圧縮されたファイルを記録媒体１０９に記録する。
【０００６】
また同時に、制御装置１０３より表示インターフェイス１１０が表示ＩＦ制御部２０３を介して制御され、信号処理部１０２より取りこまれたメモリ１０５上の画像は、表示インターフェイス１１０を介してディスプレイ１１１に表示される。
【０００７】
次に、再生時の動作について説明する。ユーザに選択され、記録媒体１０９に記録されている画像（ＪＰＥＧ圧縮データ３０５）は、記録読み取り装置１０８により読み出され、メモリ１０５にＤＭＡコントローラ１０４を介して書き込まれる。この際の制御も制御装置１０３により行われ、ＤＭＡ制御部２０２、記録読み取り装置制御部２０９により、ＤＭＡコントローラ１０４、記録読み取り装置１０８が制御される。
【０００８】
また、メモリ１０５に書きこまれた画像（ＪＰＥＧ圧縮データ３０５）は、メモリ１０５からＤＭＡコントローラ１０４を介し画像圧縮伸張部１０７に送られて伸張処理され、再度メモリ１０５に書きこまれる。この際、画像圧縮伸張部１０７はＪＰＥＧにより伸張を行う。このＪＰＥＧ伸張では、メモリ１０５から送られた画像（ＪＰＥＧ圧縮データ３０５）をハフマン復号化３０８して逆量子化３０７し、単位ブロック毎に逆２次元離散コサイン変換（ＩＤＣＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ））３０６することにより、ＪＰＥＧのデータが伸張されて画像が作成される。
【０００９】
伸張された画像は、サイズの大きい場合にはリサイズする必要があるので、リサイズ制御部２１２に送られ、リサイズされる。この時、メモリ１０５上の伸張された画像は、ＤＭＡコントローラ１０４を介してリサイズ制御部２１２に送られ、リサイズされた後に再度メモリ１０５に書きこまれる。そしてその後、リサイズされたメモリ１０５上の画像データは、表示インターフェイス（ＩＦ）１１０を介してディスプレイ１１１に表示される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、輪郭強調に関してＪＰＥＧのＤＣＴ係数４０１を利用する従来技術としては、特開平７−１６２８６１号や特表平９−５０６１９３号公報等があげられる。しかしながら、いずれの場合にも、ＤＣＴ係数４０１に乗算する乗算器の追加が必要になるという問題がある。
また、従来技術においては、再生時に撮影された画像が表示サイズよりも大きい場合には、リサイズが行われ、表示が行われる。しかしこの時、輪郭の強調情報がリサイズ時のフィルタリングにより喪失してしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、デジタルカメラのような小さいシステムにおいて記録時に効率良く輪郭を強調することができ、再生時にはリサイズ時の輪郭強調を容易に行うことのできるデジタルカメラの輪郭強調システムを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、撮影時にＪＰＥＧ圧縮時の量子化値と記録する量子化値とを異ならせることにより、輪郭を強調する手段を備えてなることを特徴としている。
【００１３】
本発明は、静止画の記録時に輪郭の強調を効率良く行い、再生時に表示サイズに対応した輪郭強調を行うことを目的としている。本発明では、撮影時のＪＰＥＧ圧縮時にＤＣＴ変換した後、強調したい周波数成分について強調を行う。輪郭の強調に関しては、上記特開平７−１６２８６１号や特表平９−５０６１９３号公報等がある。一般に知られているように、ＤＣＴ係数は、周波数毎の成分を表わしているため、強調したい周波数域を強くすることにより、輪郭を強調することができる。
【００１４】
しかし、いずれの場合にも、ＤＣＴ係数に乗算する乗算器の追加が必要不可欠になる。
そこで、本発明においては、量子化を行う際の量子化係数と、フィルターに書きこむ量子化係数とを相違させることにより行う。量子化はＤＣＴ係数を量子化係数にしたがい除算することで行うので、量子化時の量子化係数をＮとした場合、ファイルヘッダーに書きこむ値をＮ×１．５とすれば、再生時のＤＣＴ係数は記録時の１．５倍となり、このような量子化係数の変更をある周波数についてのみ行うことにより輪郭を強調できる。
【００１５】
また、再生時には撮影された画像が表示サイズよりも大きい場合に、リサイズが行われ、表示が行われる。
しかしこの時、輪郭の強調情報がリサイズ時のフィルタリングにより失われてしまうこととなる。
そこで、本発明ではＪＰＥＧ伸張時に量子化テーブルをリサイズが行われた場合に、輪郭の強調情報が残存するよう変更して伸張を行う。具体的には、残したい周波数成分の量子化値を大きくして伸張を行う。この時、リサイズ比率に応じて量子化テーブルをどのように変化させるかを予めカメラ内部に保持しておくことにより、比率に応じた輪郭の強調補正を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図５、図６等を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図１は本実施形態のデジタルスチルカメラの制御部を示す機能ブロック図、図６は従来同様、デジタルスチルカメラのブロック図である。
デジタルスチルカメラの制御装置１０３は、信号処理制御部２０１、ＤＭＡ制御部２０２、表示ＩＦ制御部２０３、圧縮伸張制御部２０４、ＣＰＵ２０５、プログラムメモリ２０６、ユーザーインターフェイス制御部２０７、ファイル管理部２０８、記録読み取り装置制御部２０９、ヘッダー作成部２１０、リサイズ制御部２１２、量子化テーブル変換設定部２１３、量子化テーブル変換部２１４・２１５から構成される。
【００１７】
次に、撮影処理の概要について説明すると、撮影時においては、図示しないユーザにより撮影の命令がユーザーインターフェイス１０６に入力され、制御装置１０３の制御により入力データに基づいて撮影が行われる。撮影された被写体がＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換を経てＹ，Ｕ，Ｖ信号に変換されるとともに、メモリ１０５に記憶され、画像圧縮伸張部１０７に読み出されて圧縮処理され、その後、再度メモリ１０５に記録されるまでは従来と同様である。
【００１８】
再度メモリ１０５に記録された後、メモリ１０５上でヘッダーの追加処理等が行われる。これは、ファイル管理部２０８のヘッダー作成部２１０により行われる。従来例ではヘッダー内部には、量子化３０３を行った量子化テーブルが量子化テーブル設定部２１１によりそのまま埋め込まれていたが、本実施形態では量子化テーブル変換部２１４で量子化テーブルを変換し、その変換後の量子化テーブルを量子化テーブル設定部２１１により設定し、ヘッダー追加の後、圧縮されたファイルを記録媒体１０９に記録する。
【００１９】
次に、量子化テーブルの変換方法について説明する。輪郭強調は、周波数成分のうち、通常、高周波成分を強調することにより行われる（特開平７−１６２８６１号公報参照）。ＤＣＴ係数４０１を用いた輪郭強調の場合には、ＤＣＴ係数５０１のうち、高周波領域に係数（図２では１．２）を５０３に示すような高周波領域に乗算することにより、輪郭強調することが可能である。しかし、この場合には、ＤＣＴ係数に対する乗算器が別途必要となる。この場合には、ハード処理であることが多いため、そのときにはハード的な改良が必要となる。
【００２０】
そこで、本実施形態では量子化係数６０１を操作することを考える（量子化テーブルは通常、ファイルのヘッダー部分のものを使用するため、この部分の書き換えであれば、ハードの追加は必要ない）。通常、ＪＰＥＧ処理を行う場合、ＪＰＥＧ圧縮時に用いる量子化テーブル（１）３０９と、ＪＰＥＧ伸張時に用いる量子化テーブル（２）３１０とは、同様のものを使用する。量子化の計算は以下のように表わされる。
量子化されたＤＣＴ係数Ｆ´（ｍ，ｎ）＝Ｆ（ｍ，ｎ）／Ｎ（ｍ，ｎ）　　　…（１）
【００２１】
また、逆量子化の計算は以下のようになる。
Ｆ（ｍ，ｎ）＝量子化されたＤＣＴ係数Ｆ´（ｍ，ｎ）×Ｎ（ｍ，ｎ）　　　…（２）
ここで、逆量子化の際の量子化係数を大きくした場合（１．２倍とする）、逆量子化は以下のようになる。
１．２×Ｆ´（ｍ，ｎ）＝量子化されたＤＣＴ係数Ｆ´（ｍ，ｎ）×（１．２×Ｎ（ｍ，ｎ））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
【００２２】
以上のことから明らかなように、量子化係数を圧縮時と伸張時とで変更すれば、伸張時のＤＣＴ係数を変えることが可能なのを理解することができる。そこで、量子化テーブル変換部２１３では、量子化係数７０１の７０３部分に係数の乗算を行った上で量子化テーブル変換部２１３により設定する。これにより、再生を行った場合（逆量子化を行った場合）、高周波成分が強調されて輪郭強調が行われたのと等価になる。
【００２３】
次に、再生時の概要について説明するが、この再生時の処理においては、上記処理が行われていても、そうでなくても処理には無関係である。再生時の処理は、あくまでもリサイズにより失われる輪郭強調成分を別途作り出すものだからである。
【００２４】
ユーザに選択され、記録媒体１０９に記録されている画像（ＪＰＥＧ圧縮データ３０５）は、記録読み取り装置１０８により読み出され、メモリ１０５に書き込まれる。メモリ１０５に書き込まれた画像（ＪＰＥＧ圧縮データ３０５）は、画像圧縮伸張部１０７に送られて伸張処理され、再度メモリ１０５に書きこまれる。この時、量子化テーブルは、通常、ファイルヘッダーに記録されているものをそのまま用いてＪＰＥＧ伸張処理が行われる。
【００２５】
本発明では、画像圧縮伸張処理を行う際、量子化テーブル変換部２１５により変換する。撮影時の量子化テーブル変換と同様の理由で量子化係数６０１に係数を乗算するが、この際に乗算を行う領域は可変である。大きな画像をリサイズして表示する場合、輪郭強調の成分となる帯域は７０４のように低域の方に移ることとなる。そこで、ここでの処理は、７０４のような帯域調整を行い、かつこの帯域をサイズに依存して変更できるようにする。
【００２６】
量子化テーブル変換部２１４・８０１は、リサイズの割合検知部８０２でリサイズの割合を検知し、量子化テーブルの乗算マトリックス選択部８０３で量子化係数に乗算する係数のマトリックスを選択して乗算する。これにより、リサイズした場合に輪郭強調成分の残る帯域に対して輪郭強調が行われる。この後、伸張された画像は、サイズが大きい場合には、リサイズの必要があるので、リサイズ制御部２１２に送られてリサイズされる。リサイズされたメモリ１０５上の画像データは、表示インターフェイス（ＩＦ）１１０を通してディスプレイ１１１に表示される。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＪＰＥＧ圧縮時と同時に輪郭強調することにより、輪郭強調に必要なラインメモリを削減することができるという効果がある。また、再生時に表示を行う際、リサイズする場合に失われる輪郭強調情報を考慮することができるので、表示においても見た目を綺麗に再生することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの輪郭強調システムの実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの輪郭強調システムの実施形態における周波数帯域強調時のＤＣＴ係数を示す説明図である。
【図３】本発明に係るデジタルカメラの輪郭強調システムの実施形態における量子化係数を示す説明図である。
【図４】本発明に係るデジタルカメラの輪郭強調システムの実施形態における周波数帯域強調時の量子化係数を示す説明図である。
【図５】本発明に係るデジタルカメラの輪郭強調システムの実施形態における量子化テーブル変換部を示す説明図である。
【図６】従来におけるデジタルスチルカメラを示すブロック図である。
【図７】従来におけるデジタルスチルカメラの制御装置を示すブロック図である。
【図８】ＪＰＥＧ圧縮、伸張処理を示すブロック図である。
【図９】ＤＣＴ係数を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１　　　　　画像入力部
１０２　　　　　信号処理部
１０３　　　　　制御装置
１０４　　　　　ＤＭＡコントローラ
１０５　　　　　メモリ
１０６　　　　　ユーザーインターフェイス
１０７　　　　　画像圧縮伸張部
１０８　　　　　記録読み取り装置
１０９　　　　　記録媒体
１１０　　　　　表示インターフェイス（ＩＦ）
１１１　　　　　ディスプレイ
２０１　　　　　信号処理制御部
２０２　　　　　ＤＭＡ制御部
２０３　　　　　表示ＩＦ制御部
２０４　　　　　圧縮伸張制御部
２０５　　　　　ＣＰＵ
２０６　　　　　プログラムメモリ
２０７　　　　　ユーザーインターフェイス制御部
２０８　　　　　ファイル管理部
２０９　　　　　記録読み取り装置制御部
２１０　　　　　ヘッダー作成部
２１２　　　　　リサイズユニット
２１３　　　　　量子化テーブル変換設定部
２１４　　　　　量子化テーブル変換部（１）
２１５　　　　　量子化テーブル変換部（２）
３０５　　　　　ＪＰＥＧ圧縮データ
４０１　　　　　ＤＣＴ係数
５０１　　　　　高周波強調時のＤＣＴ係数
５０２　　　　　中間周波強調時のＤＣＴ係数
５０３　　　　　強調する領域
６０１　　　　　量子化係数
７０１　　　　　高周波強調時の量子化係数
７０２　　　　　中間周波強調時の量子化係数
７０３　　　　　強調する領域
８０１　　　　　量子化テーブル変換部（２）
８０２　　　　　リサイズの割合検知部
８０３　　　　　量子化テーブルの乗算マトリックス検知部

Claims (3)

1. 撮影時にＪＰＥＧ圧縮時の量子化値と記録する量子化値とを異ならせることにより、輪郭を強調する手段を備えてなることを特徴とするデジタルカメラの輪郭強調システム。
2. 再生時にＪＰＥＧの量子化テーブルを変更することにより、輪郭を強調する手段を備えてなることを特徴とするデジタルカメラの輪郭強調システム。
3. 再生時にＪＰＥＧの量子化テーブルを変更することにより、表示サイズに適した輪郭を強調する手段を備えてなることを特徴とするデジタルカメラの輪郭強調システム。

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