JP2006135477A - 画像処理装置 - Google Patents

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Abstract

【構成】 圧縮コアは、垂直同期信号が1回発生する毎に1フレームの符号化データを出力する。出力された符号化データは、合成回路によって30フレーム毎にグループ化される。vop_time_incrementは、垂直同期信号が1回発生する毎に積算器322iによって更新され、垂直同期信号が30回発生する毎に比較器322jによってリセットされる。かかるvop_time_incrementは、VOP生成器322lによってVOPヘッダを割り当てる。任意のGOPに属する画像データのフレーム数(=30)は、vop_time_incrementをリセットする周期に相当するフレーム数と一致する。
【効果】編集された画像データを的確に再生することができる。
【選択図】 図5

Description

この発明は、画像処理装置に関し、特にたとえば、ディジタルカメラに適用され、画像信号を記録媒体に記録する、画像処理装置に関する。
従来のこの種の装置の一例が、特許文献1に開示されている。この従来技術によれば、
映像記録装置に蓄積された映像データのタイムスタンプがタイム計測部によって計測された計測タイム情報と関連付けられる。これによって、移動物体の映像の自動検索と検索した移動物体の映像の編集とが可能となる。
特開2004−112153号公報[H04N 5/76 H04N 5/91 H04N 7/18]
しかし、編集処理によって分割された動画像データどうしを連結したとき、一方の動画像データに書き込まれている時刻情報と他方の動画像データの最後に書き込まれている時刻情報とが非連続であることが生じる。これによって、時刻同期の矛盾が存在する場合、動画像が静止状態となることもあり、かかる動画像データの正しい再生は保証されない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、編集された画像データを的確に再生することができる、画像処理装置を提供することである。
請求項1の発明に従う画像処理装置は、タイミング信号が1回発生する毎に1画面の画像データを出力する出力手段、出力手段によって出力された画像データを(N:2以上の整数)画面毎にグループ化するグループ化手段、数値を保持する保持手段、保持手段によって保持された数値をタイミング信号が1回発生する毎に所定態様で更新する更新手段、保持手段によって保持された数値をタイミング信号がN回発生する毎に初期化する初期化手段、および保持手段によって保持された数値を各画面の画像データに割り当てる第1割り当て手段を備える。
出力手段は、タイミング信号が1回発生する毎に1画面の画像データを出力する。出力された画像データは、グループ化手段によってN(N:2以上の整数)画面毎にグループ化される。一方、保持手段によって保持された数値は、タイミング信号が1回発生する毎に更新手段によって所定態様で更新され、タイミング信号がN回発生する毎に初期化手段によって初期化される。第1割り当て手段は、かかる数値を各画面の画像データに割り当てる。
各グループに属する画像データの画面数は、保持手段によって保持された数値を初期化する周期に相当する画面数と一致する。このため、画像データをグループ単位で編集する限り、各画面の画像データに割り当てられた数値の変化態様は、編集の前後で一致する。編集後の画像データは、かかる数値を参照することによって的確に再生される。
請求項2の発明に従う画像処理装置は、請求項1に従属し、初期化手段はグループ化手段によってグループ化されたN画面のうち先頭画面に対応するタイミングで数値を初期化する。
請求項3の発明に従属する画像処理装置は、請求項1または2に従属し、更新手段による1回の更新量と初期化手段の初期化周期とが記述された制御情報を作成する作成手段、および作成手段によって作成された制御情報をグループ化手段によってグループ化されたN画面の画像データに割り当てる第2割り当て手段をさらに備える。制御教法に記述された更新量および初期化周期を参照することで、各画面の画像データに割り当てられた数値の評価が可能となり、各画面の画像データの再生タイミングを的確に制御することができる。
請求項4の発明に従属する画像処理装置は、請求項1ないし3のいずれかに従属し、グループ化手段によるグループ化を施された画像データを第1割り当て手段によって割り当てられた数値によって規定されるタイミングで再生手段をさらに備える。
請求項5の発明に従属する画像処理装置は、請求項1ないし4のいずれかに従属し、グループ化手段によってグループ化を施された画像データをグループ単位で編集する編集手段をさらに備える。
この発明によれば、各グループに属する画像データの画面数は、保持手段によって保持された数値を初期化する周期に相当する画面数と一致する。このため、画像データをグループ単位で編集する限り、各画面の画像データに割り当てられた数値の変化態様は、編集の前後で一致する。編集後の画像データは、かかる数値を参照することによって的確に再生される。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
図1を参照して、この実施例のディジタルカメラ10は、フォーカスレンズ12を含む。被写界の光学像は、フォーカスレンズ12を通してイメージセンサ14の撮像面に照射される。撮像面では、光電変換によって被写界の光学像に対応する電荷つまり生画像信号が生成される。
キー入力装置42に設けられたメニューキー423によって撮影モードが選択されると、スルー画像処理つまり被写界のリアルタイム動画像をLCDモニタ30に表示する処理が実行される。CPU40はまず、プリ露光および間引き読み出しの繰り返しをドライバ16に命令する。ドライバ16は、イメージセンサ14のプリ露光とこれによって生成された生画像信号の間引き読み出しとを繰り返し実行する。プリ露光および間引き読み出しは、1/30秒毎に発生する垂直同期信号に応答して実行される。これによって、被写界の光学像に対応する低解像度の生画像信号が、30fpsのフレームレートでイメージセンサ140から出力される。
出力された各フレームの生画像信号は、CDS/AGC/AD回路18によってノイズ除去,レベル調整およびA/D変換の一連の処理を施され、これによってディジタル信号である生画像データが得られる。信号処理回路20は、CDS/AGC/AD回路18から出力された生画像データに白バランス調整,色分離,YUV変換などの処理を施し、YUV形式の画像データを生成する。生成された各フレームの画像データはメモリ制御回路24によってSDRAM26に書き込まれ、その後同じメモリ制御回路24によって読み出される。
ビデオエンコーダ28は、メモリ制御回路24によって読み出された画像データをNTSCフォーマットに従うコンポジットビデオ信号に変換し、変換されたコンポジットビデオ信号をLCDモニタ30に与える。この結果、被写界のスルー画像がモニタ画面に表示される。なお、以下では説明を適宜省略するが、SDRAM26へのアクセスは必ずメモリ制御回路24を通して行われる。
スルー画像がLCDモニタ30に表示されているときに画像録画キー421が操作されると、CPU40は、MPEG4コーデック32を起動する。MPEG4コーデック32は、垂直同期信号が発生する毎に、SDRAM26から各フレームの画像データを読み出し、読み出された画像データにMPEG4フォーマットに従う圧縮処理を施す。画像データは、30フレームに1回程度の割合でイントラ符号化を施され、残りのフレームでインター符号化を施される。こうして生成された圧縮動画像データつまりMPEGデータは、SDRAM26に書き込まれる。
なお、イントラ符号化を施されたフレームを“Iフレーム”と定義し、インター符号化を施されたフレームを“Pフレーム”または“Bフレーム”と定義する。また、Iフレームおよびこれに続く複数のPフレームおよびBフレームからなる塊を“GOP(Group Of Pictures)”と定義する。すると、圧縮動画像データは図2に示すデータ構造を有することとなる。
図2によれば、各々のGOPは30フレームを有する。先頭にはIフレームが配置され、残りの29フレームにはPフレームまたはBフレームが任意に配置される。各々のフレームは、VOP(Video Object Plane)ヘッダと符号化データとによって形成される。VOL(Video Object Layer)ヘッダはかかるGOPの先頭に付随する。
図3を参照して、VOLヘッダは、設定値vop_time_increment_resolution(=3000)およびfixed_vop_time_increment(=100)を有する。VOPヘッダは、変数vop_time_increment(=0,100,・・・,2900)を有する。vop_time_increment_resolutionは、vop_time_incrementの限界値を示す。また、fixed_vop_time_incrementは、フレーム毎の増加幅を示す。
MPEGデータがSDRAM26に書き込まれた後、CPU40は、記録処理を実行する。具体的には、SDRAM26に蓄積されたMPEGデータを周期的に読み出し、読み出されたMPEGデータをI/F34を通して記録媒体36に記録する。画像録画キー421が再度操作されると、CPU40は、MPEG4コーデック32を不能化し、SDRAM26に残存するMPEGデータを記録媒体36に記録する。記録媒体36には、複数フレームのMPEGデータを含むMPEGファイルが作成される。なお、記録媒体36は、ファイル管理方式としてFAT(File Allocation Table)方式を採用し、記録データはクラスタ単位で離散的に管理される。また、記録媒体36は着脱自在の半導体メモリであり、図示しないスロットに装着されたときにI/F34によってアクセス可能となる。
メニューキー423によって再生モードが選択され、カーソルキー424〜427およびセットキー422によって所望の圧縮動画像データが選択されると、このMPEGファイルの再生処理が実行される。CPU40はまず、MPEGファイルに格納された先頭フレームのMPEGデータを記録媒体36からSDRAM26に転送し、伸長命令をMPEG4コーデック32に与える。MPEGコーデック32は先頭フレームのMPEGデータをSDRAM26から読み出し、読み出されたMPEGデータを伸長し、そして伸長された画像データをSDRAM26に書き込む。ビデオエンコーダ28は、垂直同期信号が発生する毎にSDRAM26から画像データを読み出し、読み出された画像データをNTSCフォーマットのコンポジットビデオ信号に変換し、そして変換されたコンポジットビデオ信号をLCDモニタ30に与える。これによって、静止画像がLCDモニタ30に表示される。
ここで、セットキー422が再度操作されると、動画再生が実行される。CPU40は、所望のMPEGファイルに格納されたMPEGデータを1GOPに相当する周期で1GOPずつSDRAM26に転送し、垂直同期信号に応答してMPEG4コーデック32に伸長命令を与える。MPEG4コーデック32は、垂直同期信号に応答して上述と同様の処理を実行する。ビデオエンコーダ28は、垂直同期信号が発生する毎にSDRAM26から画像データを読み出し、読み出された画像データをNTSCフォーマットのコンポジットビデオ信号に変換し、そして変換されたコンポジットビデオ信号をLCDモニタ30に与える。この結果、先頭フレームに続く動画像がLCDモニタ30に表示される。
MPEG4コーデック32は、詳しくは図4に示すように構成される。圧縮コア321は、各フレームの画像データをMPEG4方式で圧縮し符号化データを出力する。ヘッダ情報作成回路322は、垂直同期信号が発生する毎にVOLヘッダおよびVOPヘッダを生成する。ストリーム出力回路323は、圧縮コア321で生成された符号化データとヘッダ情報作成回路322で生成されたVOLヘッダおよびVOPヘッダとを合成する。こうしてストリーム出力回路323で生成された合成データつまりMPEG4ストリームは、SDRAM26に書き込まれる。
ヘッダ情報作成回路322は、図5で示す要領でVOLヘッダおよびVOPヘッダを生成する。レジスタ322c,レジスタ322e,レジスタ322f,レジスタ322g,およびレジスタ322hは、CPU40から与えられたvol_flg(=30),vop_time_increment_resolution=3000,fixed_vop_time_increment=100,cnt=100,およびvop_flag=3000をそれぞれ保持する。カウンタ322aは、垂直同期信号に応答してインクリメントされる。比較器322bは、レジスタ322cから入力される値(vol_flg=30)とカウンタ322aから入力されるカウント値とを比較する。カウント値が30未満のとき、比較器322bはローレベルを示す。カウント値が30を超えたとき、比較器322bはハイレベルを示す。カウンタ322aは、比較器322bの出力の立ち上がりに応答してRESETされる。VOLヘッダ生成器322dは、比較器322bの出力が立ち上がる毎に、レジスタ322eの値(vop_time_increment_resolution=3000)とレジスタ322fの値(fixed_vop_time_increment=100)とをVOLヘッダに入力する。生成されたVOLヘッダは、ストリーム出力回路323に与えられる。
また、積算器322iは、垂直同期信号に応答してレジスタ322gの値(cnt=100)を積算する。積算値は、比較器322jおよびレジスタ322kに与えられる。比較器322jは、レジスタ322hから入力される値(vop_flg=3000)と積算器322iから入力される積算値とを比較する。積算値が3000未満のとき、比較器322jはローレベルを示す。積算値が3000を超えたとき、比較器322jはハイレベルを示す。比較器322jがローレベルのとき、VOPヘッダ生成器322lは、レジスタ322kの値をVOPヘッダに入力する。生成されたVOPヘッダは、ストリーム出力回路323に与えられる。積算器322iは、比較器322jの出力の立ち上がりに応答してRESETされる。
ストリーム出力回路323は、図6で示す要領でヘッダ情報と符号化データとを合成する。符号化データ,VOLヘッダ,およびVOPヘッダはメモリ323a,メモリ323b,およびメモリ323cにそれぞれ記録される。合成回路323dは、VOLヘッダ,VOPヘッダ,および符号化データを合成する。なお、符号化データ,VOLヘッダ,およびVOPヘッダの配置は図3によって示されている。
カメラモードが選択されたとき、CPU40は、図7に示すフロー図に従う動画撮影タスクおよび図8に示すフロー図に従う動画再生タスクを実行する。なお、これらのフロー図に対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ38に記憶される。
図7を参照して、ステップS1ではレジスタ322cにvol_flgを設定し、レジスタ322eにvop_time_increment_resolutionを設定し、レジスタ322fにfixed_vop_time_incrementを設定し、レジスタ322gにcntを設定し、そしてレジスタ322hにvop_flgを設定する。具体的には、vol_flgは、比較器322bにてVOLヘッダが生成するタイミングを取るための設定値である。vol_flg=30と設定することで、垂直同期信号が30回入力される毎に一回VOLヘッダが生成される。vop_time_increment_resolutionおよびfixed_vop_time_incrementは、VOLヘッダにおける設定値である。fixed_vop_time_increment=100と設定することで、vop_time_incrementの増加幅が100になる。また、vop_time_increment_resolution=3000と設定することで、vop_time_incrementの限界値が3000になる。cntは、積算器322iの定数である。cnt=100と設定することで、フレーム毎の増加幅が100になる。vop_flgは、比較器322jを用いて積算器322iをリセットするのに必要となる定数である。vop_flg=3000と設定することで、積算値が3000以上になることを防ぐ。
ステップS3では、動画撮影メニューが選択されたか否かを判別する。ここでYESであれば、ステップS5でスルー画像処理を実行する。これによって、スルー画像がLCDモニタ30に表示される。スルー画像処理が完了すると、ステップS7で画像録画キー421が選択されたか否かを判別する。ここでYESであれば、ステップS9でMPEG4コーデック32を起動する。これによって、画像録画が開始される。ステップS11では、かかる所望の動画像データの記録処理を実行する。ステップS13で画像録画キー421による画像録画終了操作が行われたか否かを判別し、YESであればステップS15でMPEG4コーデック32を停止させ記録を完了させる。
かかる動画撮影タスクによって、所望の動画像データが記録媒体36に保存される。こうして得られたMPEGデータは、生成されるGOP毎において先頭フレームのタイムスタンプが0から始まり最終のフレームのタイムスタンプが2900で終わる。換言すると、MPEGデータのタイムスタンプは1秒毎にリセットされる。これによって、GOP単位での連続性が保証される。
図8を参考に、ステップS21では再生メニューが選択されたか否か判断し、YESであればステップS23で所望の動画像ファイルの選択処理が実行される。これによって、
かかる動画像の先頭の静止画像がLCDモニタ30に表示される。選択処理が完了すると、ステップS25で再生操作が選択されたか否か判断する。ここでYESであれば、ステップS27で再生処理が終了した後ステップS23の動画像ファイルの選択処理へ戻り、NOであれば、ステップS29へ移る。ステップS29では、編集処理が選択されたか否かを判断する。YESであれば、ステップS31で前クリップ処理が実行される。
前クリップ処理は、所望の動画像ファイルの始めから所望の編集終了点までの前半部位を取り除く。図9(A)〜9(D)を参照して、図9(A)に示す動画像ファイルが前クリップ処理を施されると、図9(B)に示すGOP1が残る。前クリップ処理が完了した後、ステップS33で後クリップ処理が実行される。
後クリップ処理は、所望の編集開始点から所望の編集終了点までの箇所を取り除く。図9(A)に示す動画像ファイルが後クリップ処理を施されると、図9(B)に示すGOP5が残る。後クリップ処理が完了した後、ステップS35で結合処理が実行される。
結合処理は、前クリップ処理および後クリップ処理で残ったGOP1およびGOP5を結合させ、図9(C)に示す動画像ファイルを生成させる。
なお、図9(A)に示す動画像ファイルに中央を抽出する処理を施すと、図9(D)に示すGOP2〜GOP4が残る。このとき、GOP2のタイムスタンプは0から始まる。
さらに、GOP1とGOP5との連結に伴って生じるタイムスタンプについては、上述したMPEG4コーデック32の構成により、循環的な連続性が保障されている。
かかる動画再生タスクによって、所望する動画像ファイルの再生処理および編集処理が施される。編集処理が施された動画像ファイルには、任意のGOPの先頭フレームつまり任意のIフレームの時刻情報は0を示す。これによって、かかる動画像ファイルを再生するとき、余計な静止状況を発生させることなく映像情報を再生させることができる。
以上の説明から分かるように、圧縮コア421は、垂直同期信号が1回発生する毎に1フレームの符号化データを出力する。出力された符号化データは、合成回路323dによって30フレーム毎にグループ化される。一方、vop_time_incrementは、垂直同期信号が1回発生する毎に積算器322iによって更新され、垂直同期信号が30回発生する毎に比較器322jによってリセットされる。かかるvop_time_incrementは、VOP生成器322lによってVOPヘッダを割り当てる。
任意のGOPに属する画像データのフレーム数(=30)は、vop_time_incrementをリセットする周期に相当するフレーム数と一致する。このため、画像データをGOP単位で編集する限り、各フレームの画像データに割り当てられた時刻情報は、編集の前後で一致する。編集後の画像データは、かかる数値を参照することによって的確に再生される。これによって、時刻情報の連続性を維持し、編集後も正しい再生を保証することができる。
また、各々のフレームに時刻情報を付け直す作業をなくすことにより、編集作業の処理時間の短縮および電力の消耗を図ることができる。
この実施例では、MPEGデータの各々は、30フレームを1GOPとする一つの塊を保持し、任意のGOPを集めた集合体である。かかる集合体のフレームのタイムスタンプは、前方フレームから順に100毎に増加し0〜2900の範囲で循環する。編集箇所(図9(A)の“↓”)はIフレームが生成されるタイミングを基準とする。これより、余計な静止状態を発生させることなく映像情報を再生することができる。
なお、この実施例では、GOPの先頭から順に時間情報を0〜2900と指定しているが、GOPの先頭が0以外の数値を取り、かかる値を軸に0〜2900の範囲で循環する構成をとってもよい。
また、この実施例では、時間情報付加装置をMPEG4コーデック32にて処理を実施したが、同等な回路つまり時間情報をフレーム単位に付加することができる装置の場合においても、時間情報付加装置の構成に実施例と同等の構成をとる方法をとってもよい。
さらに、この実施例では、録画撮影タスクにおいて、画像録画キー421を2度押して、最初を録画の開始点、次を録画の終了点とする構成を示しているが、画像録画キー421を押している間を録画の開始点から終了点とする構成を採用してもよい。
この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 MPEGデータの構造の一例を示す図解図である。 図1実施例に適用されるMPEG4ストリームの一例を示す図解図である。 図1実施例の動作の一部を示すブロック図である。 図4実施例の動作の一部を示すブロック図である。 図4実施例の動作の他の一部を示すブロック図である。 図1実施例に適用される動画撮影タスクを示すフロー図である。 図1実施例に適用される動画再生タスクを示すフロー図である。 (A)は連続したMPEGデータの一例を示す図解図であり、(B)は(A)のMPEGデータに前クリップ処理と後クリップ処理にて中間除去を施した直後のMPEGデータの一例を示す図解図であり、(C)はかかるMPEGデータを結合処理した直後のMPEGデータの一例を示す図解図であり、(D)は(A)のMPEGデータに前クリップ処理にて前方除去し後クリップ処理にて後方除去したMPEGデータの一例を示す図解図である。
符号の説明
10 … ディジタルカメラ
14 … イメージセンサ
24 … メモリ制御回路
26 … SDRAM
28 … ビデオエンコーダ
30 … LCDモニタ
32 … MPEG4コーデック
40 … CPU

Claims (5)

  1. タイミング信号が1回発生する毎に画面の1画像を出力する出力手段、
    前記出力手段によって出力された画像データをN(N:2以上の整数)画面毎にグループ化するグループ化手段、
    数値を保持する保持手段、
    前記保持手段によって保持された数値を前記タイミング信号が1回発生する毎に所定態様で更新する更新手段、
    前記保持手段によって保持された数値を前記タイミング信号がN回発生する毎に初期化する初期化手段、および
    前記保持手段によって保持された数値を各画面の画像データに割り当てる第1割り当て手段を備える、画像処理装置。
  2. 前記初期化手段は前記グループ化手段によってグループ化されたN画面のうち先頭画面に対応するタイミングで前記数値を初期化する、請求項1記載の画像処理装置。
  3. 前記更新手段による1回の更新量と前記初期化手段の初期化周期とが記述された制御情報を作成する作成手段、および
    前記作成手段によって作成された制御情報を前記グループ化手段によってグループ化されたN画面の画像データに割り当てる第2割り当て手段をさらに備える、請求項1または2記載の画像処理装置。
  4. 前記グループ化手段によるグループ化を施された画像データを前記第1割り当て手段によって割り当てられた数値によって規定されるタイミングで再生する再生手段をさらに備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の画像処理装置。
  5. 前記グループ化手段によるグループ化を施された画像データをグループ単位で編集する編集手段をさらに備える、請求項1ないし4のいずれかに記載の画像処理装置。
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