JP2012222453A5 - - Google Patents

Description

たとえば、１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から１ビット目であるビットｂ１１である場合には、最大値ＭＡＸは２０４８またはそれ以上の値となる（２０４８≦ＭＡＸ）。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から２ビット目であるビットｂ１０である場合には、最大値ＭＡＸは１０２４≦ＭＡＸ≦２０４７の範囲の値となる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から３ビット目であるビットｂ９である場合には、最大値ＭＡＸは５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の範囲の値となる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から４ビット目であるビットｂ８である場合には、最大値ＭＡＸはＭＡＸ≦５１１の範囲の値となる。
上記した例では、最上位ビット位置情報である最大値位置情報として４つであることから、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは２ビットで表すことが可能である。
たとえば、２０４８≦ＭＡＸの場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１１”または“００”に設定され、１０２４≦ＭＡＸ≦２０４７の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“１０”または“０１”に設定される。
同様に、５１２≦ＭＡＸ≦１０２３の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“０１”または“１０”に設定され、ＭＡＸ≦５１１の場合、最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦは“００”または“１１”に設定される。

最大値ＭＡＸは１０２４≦ＭＡＸ≦２０４７の範囲の値の場合、次のようにビット削減が行われる。
１２ビットのうち１が設定されている最上位側のビットが画素データのＭＳＢ側から２ビット目であるビットｂ１０である場合には、ＭＳＢ（ｂ１１）とＬＳＢ（ｂ０）あるいはＬＳＢからさらに上位ビット側に向けてあらかじめ決められた複数ビットを削減する。
３ビット削減して９ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１の、合わせて３ビット削減される。
４ビット削減して８ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２の、合わせて４ビット削減される。
５ビット削減して７ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３の、合わせて５ビット削減される。
６ビット削減して６ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４の、合わせて６ビット削減される。
７ビット削減して５ビットに圧縮する場合には、ＭＳＢのビットｂ１１、ＬＳＢのビットｂ０からビットｂ１、ビットｂ２、ビットｂ３、ビットｂ４、ビットｂ５の、合わせて７ビット削減される。

次に、上記構成を有する図１のデータ処理装置１０の動作を説明する。
データ入力部２０を通しＲＡＷデータが圧縮処理部３０のグループ区分け部３１に入力され、同色ごとにグループに区分けされる。
ここでは、グループ区分け部３１は、たとえば図２に示すように、水平方向における同色の４画素を同一グループとなるように区分けする。
電子カメラの撮像してえられたＲＡＷデータを処理する回路に本装置を適用する場合、撮像ＲＡＷデータはラスタ・スキャンで処理回路に入力されることから、回路規模を小さくするためには、水平方向において、グループ分けすることが望ましい。
垂直方向や垂直水平の２次元領域にグループ分けをすると、ラインメモリが必要になり、回路規模が増大する傾向となる。
前述したように、図２（Ａ）のベイヤー配列ＲＡＷデータは、図２（Ｂ）のように水平方向の同色４画素単位にまとめられる。

次に、最大値抽出部３２において、区分けされた各グループ内の４画素の最大値ＭＡＸが抽出され、最大値データの最上位側ビット位置が検出される。
ＭＳＢ（最上位ビット）に最も近いビットに論理１が設定されるビット位置が検出される。
次に、ビット削減位置決定部３３１において、グループ内の同種の情報データである画素データの共通のビットの削減位置が決定され、その決定情報に基づいて、ビット削減部３３２で決定に応じた共通のビットが削減される。ビット削減部３３２で各グループ内の４つのデータ全て同じ位置のビットが削減される。
図３では、最大値ＭＡＸの最上位側の位置を４分類しているが、８分類１６分類と増やすことで、最大値が小さいときの切捨て量を減らすことができる。
ただし、グループ毎に１つの最大値の最上位ビットの位置情報を出力するので、分類数が増えるとその分圧縮率が低下することになる。

削減したデータは、圧縮データ出力部３４から出力される。
さらに区分けしたグループ毎に最上位ビット位置情報出力部３５から最大値ＭＡＸを示す情報データにおける最上位の設定ビット位置を示す最上位ビット位置情報である最大値位置情報ＭＡＸＩＮＦの１つが出力される。
たとえば、図２（Ｂ）のグループＧＲＰ１のデータが各々Ｒ_００＝８００、Ｒ_０２＝２５００、Ｒ_０４＝１３００、Ｒ_０６＝２００であったとする。この４点の最大値はＲ _０２ の２５００であり、最大値のビット位置は、１２ビットのＭＳＢであるビットｂ１１に存在する。たとえば、１２ビットから６ビットにＲＡＷデータを圧縮する場合、図３の表からこの領域の圧縮方法はＬＳＢから６ビットを削減すると決定される。
圧縮方法は、最大値のＭＳＢ側最上位のビットを削除しないようなビットの削減（最大値のＭＳＢ側における１が設定されるビットより上位側ビット位置からＬＳＢに向かって圧縮ビット数分抜き出す）が選択されるように決定を行っている。
削減方法は、「切捨て」、「切り上げ」、「四捨五入」などがあるが、ここでは「切り捨て」を行うこととする。ビット削減後のデータはそれぞれ、Ｒ_００＝１２、Ｒ_０２＝３９、Ｒ_０４＝２０、Ｒ_０６＝３となる。
最大値の最上位側ビット位置情報は、図３の４分類では２ビットの信号で表現をすることが可能であり、たとえば図４のように分類結果にビットを割り当てると、最大値の位置情報ＭＡＸＩＮＦは３となる。

ビット付加部４２１へは圧縮データ出力部３４から出力された圧縮データも入力され、付加ビット量情報を元にデータの伸張が行われる。付加ビット量情報は「ＬＳＢ側に６ビットを付加する」であるから、ＬＳＢ側に６ビットの０を付加、つまり圧縮データ値が６４倍される。
圧縮データはそれぞれ、Ｒ_００＝１２、Ｒ_０２＝３９、Ｒ_０４＝２０、Ｒ_０６＝３なので、伸張後のデータは、Ｒ_００＝７６８、Ｒ_０２＝２４９６、Ｒ_０４＝１２８０、Ｒ_０６ ＝１９２となる。伸張されたデータは乱数付加判定部４２２に入力される。
乱数付加判定部４２２では、たとえば使用者が伸張後のデータに乱数値を付加する動作を希望する場合は、伸張データが乱数重畳部４２３に入力し、付加しない場合は伸張データをそのまま出力して出力処理部５０で出力の処理を受けて圧縮伸張処理が終了する。
乱数を付加するとき、伸張データは乱数重畳部４２３で乱数が重畳される。乱数重畳部４２３には、付加ビット量情報出力部４１から出力された付加ビット量情報も入力される。
付加ビット量情報があると、ＬＳＢ側に何ビットの“０”が付加されたのかを把握することが可能であり、付加されたビット列のみに乱数を重畳することが可能となる。
付加されたビット数以上のビット数の乱数値を付加してもよい。乱数の種類には様々なものがあるが、全てのレンジで出現確立が一様なホワイトノイズ乱数を付加ビット数重畳すると効果的である（図５）。
乱数を加算したデータは、出力処理部５０で出力の処理を受け、これにより圧縮伸張処理が終了する。

次に、第２の実施形態における伸張方法について説明する。
圧縮された差分値データは、ビット付加伸張部４２Ａが、図１の基本構成の伸張方法と同様にビットを付加して伸張を行う。
本第２の実施形態では、ビット付加部４２１Ａからはその伸張された差分値データと、符号データ１ビットを出力し、差分値加算部４３でデータの復元を行う。
差分値加算部４３には、他に基準データ出力部３７から出力される基準データも入力される。
差分値加算部４３では、基準データと最初の差分値データと符号情報を用いて基準データの同色隣接画素を復元し、復元画素とその同色隣接画素との差分値データ、符号を用いて同様の計算を繰り返すことで、データの復元を行う。
出力処理部５０で出力の処理を受け、これにより圧縮伸張処理が終了する。

第３の実施形態では単調増加関数を用いてビット削減を行ったが、本第４の実施形態では、データ入力部２０で単調増加関数のかわりに、パターンディザを適用してビット削減を行う。
パターンディザには様々なものがあるが、たとえば、２ｘ２単位で左上、右上、左下、右下の順にＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂと並んだベイヤー配列の１２ビットＲＡＷデータを８ビットに圧縮する場合、次のようなパターンを適用することが可能である。たとえば４ｘ４の領域に０〜１５の値をランダムに配置したパターンと、２ｘ２の領域に０、２、４、６の値をランダムに配置したパターンを用意する。
たとえば、図１０に示すとおりである。

上述したように、デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、本実施形態に係るデータ処理装置を搭載することで、処理時間および回路規模の増大を抑止しつつ画質劣化を抑止することができる高精度なカメラが実現できる。