JP2012222453A5 - - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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R00=800、R02=2500、R04=1300、R06=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、R00=12、R02=39、R04=20、R06=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。
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R00=800、R02=2500、R04=1300、R06=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、R00=12、R02=39、R04=20、R06=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、R00=12、R02=39、R04=20、R06=3なので、伸張後のデータは、R00=768、R02=2496、R04=1280、R06 =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。
圧縮データはそれぞれ、R00=12、R02=39、R04=20、R06=3なので、伸張後のデータは、R00=768、R02=2496、R04=1280、R06 =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。
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。
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。
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JP2002171528A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像送信装置 |
JP4575609B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2010-11-04 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | データ変換装置 |
JP2003224868A (ja) | 2002-01-29 | 2003-08-08 | Nikon Corp | 画像圧縮装置、画像圧縮方法、画像圧縮プログラム、および画像伸張プログラム |
JP4470485B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-06-02 | 株式会社ニコン | 固定ビット長の予測差分圧縮データを生成する画像圧縮装置および画像圧縮プログラム、画像伸張装置および画像伸張プログラム、並びに電子カメラ |
JP2008113070A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | Sony Corp | 撮像装置および撮像方法 |
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CN101964912A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-02-02 | 北京中科大洋科技发展股份有限公司 | 一种在mpeg2中游程编码快速计算游程长度的方法 |
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2012
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