JP3902824B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び方法に関し、より具体的には、動画像とその動画像中の所望の静止画像を記録媒体に記録する画像処理装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
銀塩フィルムの代わりに半導体メモリ、磁気ディスク及び光磁気ディスク等を記録媒体として撮影画像をディジタル記録する電子スチル・カメラが、研究及び商品化されている。記録媒体がランダムアクセス可能であれば、記録順とは異なる順序で再生でき、任意の記録画像を即座に再生できる。ディジタル記録ではまた、ダビングによっても画質が劣化しない、時間軸上のスケーラビリティを活用しやすいなどの利点がある。しかし、ディジタル記録は、アナログ記録に比べて、記録データ量が膨大になるという欠点がある。
【0003】
記録データ量を削減する手段として、情報圧縮技術が有益であり、静止画のJPEG方式の他にも、動画のMPEG方式など、種々の方式が提案されている。JPEG方式では、8×8画素単位で空間座標系での値を周波数座標上の値に直交変換(DCT変換)し、その変換係数を量子化し、ハフマン符号化方式等で可変長符号とする。これにより、データ量はほぼ1/10以上に圧縮される。可逆符号化ではないので、入力信号を忠実に再現することはできないが、通常の画質レベルでは問題とはならない。圧縮情報を復元するには、圧縮のときと逆の過程をたどることになる。
【0004】
静止画の単独撮影では、画質が優先され、画像を取り込んだ後の後処理(圧縮処理と記録媒体への記録処理)に多少時間がかかったとしても許容できた。しかし、高速の連写の場合には、連写の時間間隔が後処理に要する時間で制限されるので、圧縮処理及び記録処理に要する時間を短縮するか、いずれかの部分を並列動作させて画像取り込みの待ち時間を短縮するかしなければならない。
【0005】
また、短時間の動画を記録しようとすると、画面の動きを滑らかにするには、30フレーム/秒(又は60フィールド/秒)程度のフレームレートを確保しなければならない。このためにも、後処理に要する時間を短縮する必要があり、勿論、記録媒体の記録容量を増大し、画像圧縮率を高める必要がある。とくに圧縮と記録をリアルタイムに行なおうとすると、構成が複雑化し、記録媒体も高速書き込み可能な媒体を使用しなければならない。これに対し、画像情報を高速書き込み可能な第1の半導体メモリを介して低速書き込みの大容量の第2の半導体メモリに転送する構成の電子スチルカメラが提案されている(例えば、平成1年特許出願公開第10784号公報及び平成5年特許出願公開第49000号公報)。
【0006】
動画像の周知の圧縮技術であるMPEG方式では、各画面の圧縮に時間軸方向の圧縮を加味して圧縮率を高めている。例えば、基準となる画面(開始フレーム(又はフィールド。以下、同じ。)の前後のフレームは、動きがあったとしても、基準画面との相関が高い(類似した画素情報が得られる)はずなので、同一の画素番地で基準画像値からの差分を求めて、これを符号化すれば圧縮効果は高くなる。さらに、ある画素ブロック単位で比較フレームの比較対象とブロックマッチングを行なうことで、動き量に応じた量だけ横画素方向及び縦ライン方向にシフトさせて差分をとることにおり、更に、圧縮効果が高くなる。
【0007】
このような動画圧縮処理を行なえば、より高い圧縮率を達成できるが、装置の構成が複雑化し、高価なものになってしまう。
【0008】
ランダムアクセス性については、先にも述べたが、動画の再生時に任意のフレームを指定して再生できるはずである。動画像圧縮記録時にフレーム間圧縮を行なっていると、再生表示しようとするフレームがフレーム間圧縮によらないイントラ画像である場合には、そのフレームの情報のみで再生表示できるが、フレーム間圧縮画像である場合には、そのフレーム単体では伸長不可能であり、基準となる前又はのフレームの画像情報が必要となる。さらには、任意のフレームを動画像より高精細な画質で出力(再生表示又はプリントアウト)することはできない。
【0009】
静止画像に比較して動画像の画質要求が一般的に低い点に注目すれば、フレーム間圧縮は、人間の視覚上のメカニズムを巧妙に利用した高能率な圧縮符号化方式であり、実用上、非常に有効である。但し、上述のように、任意の1フレームを再生出力すると、鑑賞又はプリントアウトに充分耐えうる良質の画質は望めない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、動画記録中でも、所望のフレームについて動画処理とは別に静止画処理を実行することも考えられる。具体的には、動画撮影開始終了のトリガー釦とは別に、静止画撮影用レリーズスイッチを設け、連続撮影中にも、静止画撮影用レリーズスイッチを押し込み操作することで、その間の取り込み画像を静止画処理させる。
【0011】
その動作を、図3、図4及び図5を参照して具体的に説明する。図3〜図5は、一連の画像の時間軸上の流れの模式図を示す。図3は、撮影画像の時間軸上の流れを示す模式図である。NTSC方式では、720×480画素程度の画像をインターレースして60フィールド/秒で取り込む。サンプリング周波数は、輝度信号が13.5MHz、色差信号R−Y、B−Yがそれぞれ6.75MHzであり、色差信号のサンプリング周波数を1/2に間引いて4:1:1コンポーネント信号にした後、情報圧縮する。TVに表示する以外にもパーソナルコンピュータにとりこんで種々の用途に用いる場合もあり、その時は、上記の画素数及びフレームレートまでは必要としない場合がある。例えば、320×240画素、30フレーム/秒でも十分な場合もある。しかし、この程度の動画像でも、無圧縮では8ビット取り込みで、18Mbpsの転送レートを必要とする。
【0012】
4:1:1コンポーネント信号を各フレームにつき1/10程度にJPEG方式で圧縮した場合で、1フレームあたりの映像情報は約12Kバイトの容量となる。これでも、1秒間では0.4Mバイト、1分間で21Mバイト強のデータ量になり、記録できる画像数(又は時間)を多く(又は長く)できない。もっとも、この状態では各フレームがフレーム内圧縮画像(イントラ画像)であるから、単独フレームのみで伸長表示が可能である。即ち、ランダム再生が容易である。記録媒体としては、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、ハードディスク等、数多くあるが、現時点で高速書き込み可能、小型、大容量及び安価というすべての条件を満足するものはない。
【0013】
MPEG方式ように、高圧縮した状態で記録媒体に書き込むようにすれば、記録媒体に対する転送レートも低下するし、記録時間も飛躍的に増大する。図4はMPEG圧縮の場合の画像情報の時系列を示す。図3に示す一連の画像情報を動画処理用フレーム・メモリに一時格納し、動画像圧縮伸長回路がリアルタイムに時間軸方向のフレーム間相関をとって、圧縮する。
【0014】
図4では、動画撮影中のある10フレームだけを取り出して示している。フレーム上にあてられた番号は、圧縮の処理順を示すフレーム番号である。
【0015】
第1フレームはイントラ画像と呼ばれ、すべてのブロック情報はフレーム内で情報圧縮される。図3のフレーム(a)と同一であると考えれば良い。図3のフレーム(b),(c)は、フレーム・メモリに一時格納され、まずフレーム(d)が圧縮される。フレーム(d)は、第1フレームを参照フレーム又は基準フレームとして差分符号化される。この時、ブロック単位ごとに動き成分が少なければ単なる差分値でも良いが、必要なら動きベクトルから動き補償を行なって圧縮符号化しても良い。
【0016】
第3及び第4フレームは、図3のフレーム(b),(c)を、第1及び第2フレームの双方向からの予測の下でフレーム相関圧縮される。図中、矢印は、フレーム間圧縮の参照関係を示す。
【0017】
図3の場合はいわば静止画の連続であるが、モーションJPEG方式で圧縮して記録する場合、記録容量を考慮すると、解像度を320×240画素程度にしなければならず、静止画として表示又はプリントアウトするには、画質的に充分とは言いがたい。今、フレーム(e)がユーザの意図した静止画フレームだとすると、これに相当する図4の第6フレームはイントラ画像ではないので、これを再生しようとしても、このフレームのみでは伸長できない。
【0018】
そこで、動画記録中に静止画記録要求のあったフレーム(例えば、フレーム(e))については、図5に示すように、より高い解像度、例えば640×480画素で静止画として、即ち単独フレームで情報圧縮する方法が考えられる。
【0019】
しかし、動画の画素サイズの4倍の情報量となるので、圧縮処理に多くの時間を要する。動画の圧縮処理能力が最大限で秒間30フレーム処理とすれば、静止画の割り込みによって、単純には4倍の情報量を1/30秒の間で処理すべきところを、4/30秒、即ち動画4フレーム分の時間を費すこととなる。従って、割り込み同時処理では、図5に点線で示すように、高精細静止画に続く動画が3フレーム分欠落してしまう。
【0020】
即ち、動画処理中に高精細静止画処理を割り込ませるだけでは、高精細静止画処理が高精細故に圧縮処理に時間がかかるので、動画のフレームレートが落ちる等の所謂コマ落ちが発生してしまう。当然ながら、高精細な静止画を動画のフレームレート内で高速処理できればよいが、撮像装置の構成が複雑になると同時に、動画撮影中の動画圧縮処理で圧縮処理能力を最大限には活用していないことになり、無駄が多い。
【0021】
本発明は、このような問題点を解決する画像処理装置及び方法を提示することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像処理装置は、入力された動画像データを圧縮処理する第1の圧縮手段と、前記動画像データ中の所望の1フレームの画像データを静止画像データとして一時格納するためのメモリと、前記メモリに格納された静止画データを圧縮処理する第2の圧縮手段と、前記第1の圧縮手段から得られた動画像データと、前記第2の圧縮手段から得られた静止画データとを記録媒体に記録する記録手段とを備え、前記第2の圧縮手段は、前記第1の圧縮手段による圧縮処理と並列に、かつ、前記第1の圧縮手段による動画像データの圧縮処理を阻害しない時間範囲内で、圧縮処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る画像処理方法は、入力された動画像データを圧縮処理する第1の圧縮ステップと、前記動画像データ中の所望の1フレームの画像データを静止画データとしてメモリに一時格納するステップと、前記メモリに格納された静止画データを圧縮処理する第2の圧縮ステップと、前記第1の圧縮ステップで得られた動画像データと、前記第2の圧縮ステップで得られた静止画データとを記録媒体に記録する記録ステップとを備え、前記第2の圧縮ステップは、前記第1の圧縮ステップによる圧縮処理と並列に、かつ、前記第1の圧縮ステップによる動画像データの圧縮処理を阻害しない時間範囲内で、圧縮処理を行うことを特徴とする。
【0023】
これにより、動画記録をコマ落ちさせずに、所望のフレームを静止画として記録できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0025】
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。10はCCD撮像素子、12は撮像素子10のアナログ出力をディジタル信号に変換するA/D変換器、14は、A/D変換器12の出力データを輝度データと色差データに分離してコンポーネント信号を生成するディジタル信号処理回路である。A/D変換器12及びディジタル信号処理回路14からなる部分をカメラ信号処理回路16と呼ぶことにする。
【0026】
18は、フレーム・メモリ20を利用して画像信号を動画像圧縮伸長処理する動画像圧縮伸長回路、22は、フレーム・メモリ24を利用して画像情報を静止画像圧縮伸長処理する静止画像圧縮伸長回路である。
【0027】
26は全体を制御するシステム制御回路、28は撮影画像情報を記録する最終的な記録媒体、30は記録媒体28をシステム制御回路26に接続するインターフェースである。32は電子ビューファインダ(又は光学式ファインダ)、32は映像/音声の外部出力端子である。
【0028】
36は、連続撮影用トリガー38及び静止画撮影要求用レリーズ40を具備する操作キー、42は撮影コマ数及び記録メモリの残量等を表示する表示器、44は電源回路である。
【0029】
図1に示す実施例の基本動作を説明する。連続撮影用トリガー38により連続撮影が指示されると、カメラ信号処理回路16の出力画像は、動画用フレーム・メモリ20に一時記憶され、動画像圧縮伸長回路18によりモーションJPEG方式で圧縮されて、記録媒体28に記録される。
【0030】
連続撮影中に静止画用レリーズ40が操作されると(即ち、静止が撮影要求が入力されると)、システム制御回路26は、動画像圧縮伸長回路18による動画像圧縮と記録媒体28への記録を続行しながら、該当するフレームの画像情報をフレーム・メモリ24に格納すると共に、静止画撮影フラグを記録媒体28に書き込む。そして、連続撮影終了と共に、システム制御回路26は、静止画用フレーム・メモリ24から画像情報を読み出し、静止画像圧縮伸長回路22により静止画圧縮して、記録媒体28の、動画記録領域とは別の領域に記録する。動画に比べれば、リアルタイム性は必要とされないので、静止画像圧縮伸長回路22の静止画圧縮に多少時間がかかってもよい。
【0031】
本実施例では、記録媒体28は例えば、カードタイプのフラッシュメモリであるが、これに限らず、ハードディスク、光ディスク、、光磁気ディスク、及び磁気ディスクメモリ等であってもよい。
【0032】
再生時には、記録媒体28から動画像情報を読み出し、順次、動画像圧縮伸長回路18により伸長する。途中、静止画フレーム撮影フラグを検知した時は、記録媒体28の別領域に記録されている高精細静止画データを読み出し、静止画像圧縮伸長回路22により伸長する。
【0033】
図3、図4及び図5を参照して、本実施例の特徴的な動作を具体的に説明する。図3はいわば、カメラ信号処理回路16から出力される画像の時間軸上の流れを示す模式図と見ることが出来る。動画像圧縮伸長回路18は、図3に示す一連の画像情報を動画処理用フレーム・メモリ20に一時格納し、リアルタイムに時間軸方向のフレーム間相関をとって、圧縮する。
【0034】
本実施例では、動画記録中に静止画記録要求のあったフレーム(例えば、フレーム(e))については、4倍の情報量の高精細静止画を、一旦、フレーム・メモリ24にそのままで格納し又は、短時間で済む前処理程度で格納し、動画のリアルタイム圧縮を優先処理させる。動画撮影を終了した後、フレーム・メモリ24から静止画データを読み出し、静止画像圧縮伸長回路22により圧縮して記録媒体28の静止画記録領域に書き込む。フレーム・メモリ24は、静止画を複数枚分、格納できることが望ましい。
【0035】
さらに望ましくは、動画記録中に、フレーム・メモリ24から静止画データをゆっくり読みだし、動画のリアルタイム圧縮処理を阻害しない時間範囲内で同一の記録媒体28又は別の記録媒体に記録するようにすれば、フレーム・メモリ24に新たな静止画フレームを取り込む余裕ができる。これにより、フレーム・メモリ24を節約できる。
【0036】
図2は、本発明の変更実施例の概略構成ブロック図を示す。図1と同じ構成要素には同じ符号を付してある。動画像圧縮伸長回路18に代わる動画像圧縮伸長回路50は、DCT回路50a、量子化回路50b、可変長符号化回路50c、逆DCT回路50d、逆量子化回路50e、可変長復号化回路50f及び動き補償回路50gからなる。また、静止画像圧縮伸長回路22に代わる静止画像圧縮伸長回路52は、DCT回路52a、量子化回路52b、可変長符号化回路52c、逆DCT回路52d、逆量子化回路52e及び可変長復号化回路52fからなり、2つのフレーム・メモリ54a,54bを利用する。本実施例には、2つの記録媒体56,58があり、記録媒体56は磁気テープからなり、記録媒体58は、高速に書き込みできる半導体メモリ、例えば、フラッシュ・メモリからなる。60は、動画像圧縮伸長回路50、静止画像圧縮伸長回路52並びに記録媒体56,58への書込み及び読み出しを総合的に制御する大規模ゲートアレイCPU、62はCPU50と記録媒体56,58を接続するインターフェースである。
【0037】
動画像圧縮伸長回路50は、カメラ信号処理回路16からの640×480画素の画像データを、動画像用フレーム・メモリ20を利用して、画素変換、間引き及びDCT処理等を行ない、さらに動き補償回路52gによる動きベクトルを用いてフレーム間相関圧縮する。圧縮画像データは、磁気テープからなる記録媒体56に記録される。
【0038】
動画撮影中の静止画記録は、以下のように行なわれる。静止画レリーズ16により指定されたフレームの画像データは、静止画用フレーム・メモリ54aに640×480画素の解像度のまま取り込まれる。動画撮影中に更に別の静止画フレームを取り込む場合には、その静止画は、第2のフレーム・メモリ54bに格納される。静止画圧縮伸長回路52は静止画用フレーム・メモリ54a,54bに格納される静止画を圧縮する。圧縮された画像データは、記録媒体58に記録される。
【0039】
本実施例では、静止画圧縮伸長回路52をCPU60とは別に設けることで、CPU60の負荷を減らすことができ、静止画像の圧縮処理を高速に実行できる。勿論、CPU60の処理能力にもよるが、動画像圧縮伸長回路50及び静止画像圧縮伸長回路52の機能をソフトウエアによっても実現できることはいうまでもない。
【0040】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、動画像の質と量に適した形式で、圧縮記録を簡易化し、かつ、動画撮影中の任意のフレームを、動画をコマ落ちさせずに高精細に記録できる。
【0041】
さらに再生表示の時には、動画データ中の静止画フレームフラグと静止画データとをリンクすることで、静止画像からの動画シーンの頭出し、または逆に、動画シーン中からの高精細静止画プリント等が容易に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の概略構成ブロック図である。
【図2】 本発明の第2実施例の概略構成ブロック図である。
【図3】 カメラ信号処理回路16から出力される画像情報を時系列で示す模式図である。
【図4】 動画像圧縮される画像情報を時系列で示す模式図である。
【図5】 連続撮影中で静止画要求があった場合の、従来例の圧縮結果を時系列で示す模式図である。
【符号の説明】
10:CCD撮像素子
12:A/D変換器
14:ディジタル信号処理回路
16:カメラ信号処理回路
18:動画像圧縮伸長回路
20:動画像圧縮用フレーム・メモリ
22:静止画像圧縮伸長回路
24:静止画圧縮用フレーム・メモリ
26:システム制御回路
28:記録媒体
30:インターフェース
32:電子ビューファインダ(又は光学式ファインダ)
34:映像/音声の外部出力端子
36:操作キー
38:連続撮影用トリガー
40:静止画撮影要求用レリーズ
42:表示器
44:電源回路
50:動画像圧縮伸長回路
50a:DCT回路
50b:量子化回路
50c:可変長符号化回路
50d:逆DCT回路
50e:逆量子化回路
50f:可変長復号化回路
50g:動き補償回路
52:静止画像圧縮伸長回路
52a:DCT回路
52b:量子化回路
52c:可変長符号化回路
52d:逆DCT回路
52e:逆量子化回路
52f:可変長復号化回路
54a,54b:フレーム・メモリ
56,58:記録媒体
60:大規模ゲートアレイCPU
62:インターフェース
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and method, and more specifically to an image processing apparatus and method for recording a moving image and a desired still image in the moving image on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
Electronic still cameras that digitally record captured images using a semiconductor memory, a magnetic disk, a magneto-optical disk, or the like instead of a silver salt film as a recording medium have been researched and commercialized. If the recording medium is randomly accessible, it can be played back in an order different from the recording order, and any recorded image can be played back immediately. Digital recording also has advantages such as that image quality is not deteriorated even by dubbing, and scalability on the time axis is easily utilized. However, digital recording has a drawback that the amount of recording data is enormous compared to analog recording.
[0003]
As a means for reducing the amount of recorded data, an information compression technique is useful, and various methods such as a moving image MPEG method have been proposed in addition to a JPEG method for still images. In the JPEG method, the value in the spatial coordinate system is orthogonally converted (DCT conversion) into a value on the frequency coordinate in units of 8 × 8 pixels, the conversion coefficient is quantized, and the variable length code is formed by the Huffman encoding method or the like. Thereby, the data amount is compressed to approximately 1/10 or more. Since it is not lossless encoding, the input signal cannot be faithfully reproduced, but this is not a problem at a normal image quality level. To restore the compressed information, the reverse process of the compression is followed.
[0004]
In still image shooting alone, image quality is given priority, and even if post-processing (compression processing and recording processing to a recording medium) after capturing an image takes some time, it was acceptable. However, in the case of high-speed continuous shooting, the time interval for continuous shooting is limited by the time required for post-processing, so the time required for compression processing and recording processing can be reduced, or either part can be operated in parallel. It is necessary to reduce the waiting time for image capture.
[0005]
In addition, when trying to record a short-time moving image, a frame rate of about 30 frames / second (or 60 fields / second) must be secured in order to smooth the screen movement. For this reason, it is necessary to shorten the time required for the post-processing, and of course, it is necessary to increase the recording capacity of the recording medium and increase the image compression rate. In particular, when compression and recording are performed in real time, the configuration becomes complicated, and a recording medium that can be written at high speed must be used. On the other hand, there has been proposed an electronic still camera configured to transfer image information to a high-capacity second semiconductor memory for low-speed writing via a first semiconductor memory capable of high-speed writing (for example, a patent in 2001) Application Publication No. 10784 and 1993 Patent Application Publication No. 49000).
[0006]
In the MPEG system, which is a well-known compression technique for moving images, the compression rate is increased by adding compression in the time axis direction to compression of each screen. For example, the frames before and after the reference screen (or the start frame (or field; the same applies hereinafter)) should have a high correlation with the reference screen (similar pixel information can be obtained) even if there is a movement. If the difference from the reference image value is obtained at the same pixel address and encoded, the compression effect is enhanced, and further, the amount of motion can be reduced by performing block matching with the comparison target of the comparison frame in a certain pixel block unit. The difference is obtained by shifting in the horizontal pixel direction and the vertical line direction by the corresponding amount, and the compression effect is further enhanced.
[0007]
If such moving image compression processing is performed, a higher compression rate can be achieved, but the configuration of the apparatus becomes complicated and expensive.
[0008]
As described above, the random accessibility should be able to be played by designating an arbitrary frame when playing a moving image. When inter-frame compression is performed at the time of moving image compression recording, if the frame to be reproduced and displayed is an intra image that does not depend on inter-frame compression, it can be reproduced and displayed only with the information of that frame. In this case, the frame alone cannot be expanded, and image information of the previous or previous frame as a reference is required. Furthermore, an arbitrary frame cannot be output (reproduced or printed out) with higher image quality than a moving image.
[0009]
If attention is paid to the fact that the image quality requirement of moving images is generally lower than that of still images, inter-frame compression is a high-efficiency compression coding method that uses human visual mechanisms. Is very effective. However, as described above, when one arbitrary frame is reproduced and output, it is not possible to expect a high quality image that can sufficiently withstand viewing or printing.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
For example, it is possible to execute still image processing for a desired frame separately from the moving image processing even during moving image recording. Specifically, a release switch for still image shooting is provided separately from the trigger button for starting and stopping moving image shooting, and even during continuous shooting, pressing the release switch for still image shooting allows you to freeze the captured image during that time. Execute image processing.
[0011]
The operation will be specifically described with reference to FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 3 to 5 are schematic diagrams showing a flow on a time axis of a series of images. FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of the captured image on the time axis. In the NTSC system, an image of about 720 × 480 pixels is interlaced and captured at 60 fields / second. The sampling frequency is 13.5 MHz for the luminance signal and 6.75 MHz for the chrominance signals RY and BY. After the sampling frequency of the chrominance signal is halved to a 4: 1: 1 component signal , Compress information. In addition to displaying on a TV, it may be incorporated into a personal computer and used for various purposes. At that time, the number of pixels and the frame rate may not be required. For example, 320 × 240 pixels and 30 frames / second may be sufficient. However, even a moving image of this level requires a transfer rate of 18 Mbps with 8 bits taken in without compression.
[0012]
When a 4: 1: 1 component signal is compressed to about 1/10 of each frame by the JPEG method, the video information per frame has a capacity of about 12 Kbytes. Even in this case, the data amount is 0.4 Mbytes in one second and 21 Mbytes in one minute, and the number (or time) of images that can be recorded cannot be increased (or increased). However, in this state, since each frame is an intra-frame compressed image (intra image), decompression display is possible with only a single frame. That is, random reproduction is easy. There are many recording media such as a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, and a hard disk. However, there is no recording medium that satisfies all the conditions of high-speed writing, small size, large capacity, and low cost.
[0013]
If the data is written on the recording medium in a highly compressed state as in the MPEG system, the transfer rate to the recording medium is lowered and the recording time is drastically increased. FIG. 4 shows a time series of image information in the case of MPEG compression. The series of image information shown in FIG. 3 is temporarily stored in the moving image processing frame memory, and the moving image compression / decompression circuit compresses the correlation between frames in the time axis direction in real time.
[0014]
In FIG. 4, only 10 frames during moving image shooting are shown. The number assigned to the frame is a frame number indicating the compression processing order.
[0015]
The first frame is called an intra picture, and all block information is information-compressed within the frame. What is necessary is just to consider that it is the same as the frame (a) of FIG. The frames (b) and (c) in FIG. 3 are temporarily stored in the frame memory, and the frame (d) is first compressed. The frame (d) is differentially encoded with the first frame as a reference frame or a reference frame. At this time, if there are few motion components for each block, a simple difference value may be used, but if necessary, motion compensation may be performed from a motion vector and compression coding may be performed.
[0016]
In the third and fourth frames, the frames (b) and (c) in FIG. 3 are subjected to frame correlation compression under prediction from both directions of the first and second frames. In the figure, arrows indicate reference relationships for inter-frame compression.
[0017]
In the case of FIG. 3, still images are continuous. However, when recording is compressed by the motion JPEG method, the resolution must be about 320 × 240 pixels in consideration of the recording capacity, and displayed or printed as a still image. It's hard to say that the image quality is enough to go out. Now, assuming that the frame (e) is a still image frame intended by the user, the corresponding sixth frame in FIG. 4 is not an intra image.
[0018]
Therefore, for a frame (for example, frame (e)) that has been requested to record a still image during moving image recording, as shown in FIG. 5, as a still image with a higher resolution, for example, 640 × 480 pixels, that is, a single frame. A method of compressing information can be considered.
[0019]
However, since the amount of information is four times the pixel size of the moving image, the compression process takes a lot of time. If the maximum compression processing capacity of the video is 30 frames per second, it is possible to simply process 4 times the amount of information in 1/30 seconds by interrupting a still image. That is, time for 4 frames of moving images is spent. Therefore, in the interrupt simultaneous processing, as shown by a dotted line in FIG. 5, the moving image following the high-definition still image is lost for three frames.
[0020]
In other words, if high-definition still image processing is interrupted only during moving image processing, because high-definition still image processing is high-definition and compression processing takes time, so-called frame dropping such as a drop in the frame rate of moving images occurs. . Naturally, it is sufficient if high-definition still images can be processed at high speed within the frame rate of the moving image, but at the same time, the configuration of the imaging device is complicated, and at the same time, the compression processing capacity is fully utilized in the moving image compression processing during moving image shooting. There will be no waste.
[0021]
It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus and method that solve such problems.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
An image processing apparatus according to the present invention includes a first compression unit that compresses input moving image data, and a memory that temporarily stores image data of a desired frame in the moving image data as still image data. A second compression unit that compresses still image data stored in the memory, moving image data obtained from the first compression unit, and still image data obtained from the second compression unit The second compression means performs a compression process of moving image data by the first compression means in parallel with the compression process by the first compression means. The compression processing is performed within a time range not hindering.
An image processing method according to the present invention includes a first compression step of compressing input moving image data, and a step of temporarily storing image data of one desired frame in the moving image data in a memory as still image data. A second compression step for compressing still image data stored in the memory, moving image data obtained in the first compression step, and still image data obtained in the second compression step And a recording step for recording the moving image data in the first compression step in parallel with the compression processing in the first compression step. The compression processing is performed within a time range not hindering.
[0023]
Thereby, a desired frame can be recorded as a still image without dropping frames in the moving image recording.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. 10 is a CCD image sensor, 12 is an A / D converter that converts the analog output of the image sensor 10 into a digital signal, and 14 is a component signal that separates output data of the A / D converter 12 into luminance data and color difference data. Is a digital signal processing circuit. A portion composed of the A / D converter 12 and the digital signal processing circuit 14 is referred to as a camera signal processing circuit 16.
[0026]
Reference numeral 18 denotes a moving image compression / decompression circuit that performs image compression / decompression processing on image signals using the frame memory 20, and reference numeral 22 denotes still image compression / decompression processing that performs image information compression / decompression processing on image information using the frame memory 24. Circuit.
[0027]
Reference numeral 26 denotes a system control circuit for controlling the whole, 28 denotes a final recording medium for recording captured image information, and 30 denotes an interface for connecting the recording medium 28 to the system control circuit 26. 32 is an electronic viewfinder (or optical viewfinder), and 32 is an external output terminal for video / audio.
[0028]
Reference numeral 36 denotes an operation key including a continuous shooting trigger 38 and a still image shooting request release 40, 42 denotes a display for displaying the number of shot frames, the remaining amount of recording memory, and the like, and 44 denotes a power supply circuit.
[0029]
The basic operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. When continuous shooting is instructed by the continuous shooting trigger 38, the output image of the camera signal processing circuit 16 is temporarily stored in the moving image frame memory 20, compressed by the moving image compression / decompression circuit 18 by the motion JPEG method, It is recorded on the recording medium 28.
[0030]
When the still image release 40 is operated during continuous shooting (that is, when a still shooting request is input), the system control circuit 26 compresses the moving image by the moving image compression / decompression circuit 18 and applies it to the recording medium 28. While continuing the recording, the image information of the corresponding frame is stored in the frame memory 24 and the still image shooting flag is written in the recording medium 28. At the end of continuous shooting, the system control circuit 26 reads the image information from the still image frame memory 24, compresses the still image by the still image compression / decompression circuit 22, and separates it from the moving image recording area of the recording medium 28. Record in the area. Compared to a moving image, real-time characteristics are not required, so it may take some time for the still image compression / decompression circuit 22 to compress the still image.
[0031]
In the present embodiment, the recording medium 28 is, for example, a card type flash memory, but is not limited thereto, and may be a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a magnetic disk memory, or the like.
[0032]
During reproduction, moving image information is read from the recording medium 28 and sequentially decompressed by the moving image compression / decompression circuit 18. In the middle, when a still image frame shooting flag is detected, high-definition still image data recorded in another area of the recording medium 28 is read out and decompressed by the still image compression / decompression circuit 22.
[0033]
With reference to FIGS. 3, 4 and 5, the characteristic operation of the present embodiment will be described in detail. 3 can be regarded as a schematic diagram showing the flow on the time axis of the image output from the camera signal processing circuit 16. The moving image compression / decompression circuit 18 temporarily stores the series of image information shown in FIG. 3 in the moving image processing frame memory 20 and compresses it by taking the correlation between frames in the time axis direction in real time.
[0034]
In the present embodiment, for a frame (for example, frame (e)) for which a still image recording request was made during moving image recording, a high-definition still image having four times the information amount is temporarily stored in the frame memory 24 as it is. Alternatively, the image data is stored with a pre-processing level that requires only a short time, and the real-time compression of the moving image is preferentially processed. After moving image shooting is completed, still image data is read from the frame memory 24, compressed by the still image compression / decompression circuit 22, and written into the still image recording area of the recording medium 28. The frame memory 24 is preferably capable of storing a plurality of still images.
[0035]
More preferably, during moving image recording, still image data is slowly read out from the frame memory 24 and recorded on the same recording medium 28 or another recording medium within a time range that does not hinder the real-time compression processing of the moving image. In this case, it is possible to afford to capture a new still image frame in the frame memory 24. As a result, the frame memory 24 can be saved.
[0036]
FIG. 2 shows a schematic block diagram of a modified embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. A moving image compression / decompression circuit 50 in place of the moving image compression / decompression circuit 18 includes a DCT circuit 50a, a quantization circuit 50b, a variable length coding circuit 50c, an inverse DCT circuit 50d, an inverse quantization circuit 50e, a variable length decoding circuit 50f, and It consists of a motion compensation circuit 50g. A still image compression / expansion circuit 52, which replaces the still image compression / expansion circuit 22, includes a DCT circuit 52a, a quantization circuit 52b, a variable length coding circuit 52c, an inverse DCT circuit 52d, an inverse quantization circuit 52e, and a variable length decoding circuit. 52f and uses two frame memories 54a and 54b. In this embodiment, there are two recording media 56 and 58, the recording medium 56 is made of a magnetic tape, and the recording medium 58 is made of a semiconductor memory capable of writing at high speed, for example, a flash memory. 60 is a large-scale gate array CPU that comprehensively controls writing and reading to and from the moving image compression / decompression circuit 50, still image compression / decompression circuit 52, and recording media 56, 58, and 62 connects the CPU 50 to the recording media 56, 58. Interface.
[0037]
The moving image compression / decompression circuit 50 performs pixel conversion, thinning, DCT processing, and the like on the image data of 640 × 480 pixels from the camera signal processing circuit 16 by using the moving image frame memory 20, and further performs motion compensation. Inter-frame correlation compression is performed using the motion vector of the circuit 52g. The compressed image data is recorded on a recording medium 56 made of a magnetic tape.
[0038]
Still image recording during moving image shooting is performed as follows. The image data of the frame specified by the still image release 16 is taken into the still image frame memory 54a with the resolution of 640 × 480 pixels. When another still image frame is captured during moving image shooting, the still image is stored in the second frame memory 54b. The still image compression / decompression circuit 52 compresses still images stored in the still image frame memories 54a and 54b. The compressed image data is recorded on the recording medium 58.
[0039]
In this embodiment, by providing the still image compression / decompression circuit 52 separately from the CPU 60, the load on the CPU 60 can be reduced, and still image compression processing can be executed at high speed. Of course, it goes without saying that the functions of the moving image compression / decompression circuit 50 and the still image compression / decompression circuit 52 can also be realized by software, depending on the processing capability of the CPU 60.
[0040]
【The invention's effect】
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, compression recording is simplified in a format suitable for the quality and quantity of moving images, and any frame during movie shooting is dropped. High-definition recording can be done without
[0041]
Furthermore, at the time of playback display, by linking the still image frame flag and still image data in the moving image data, cueing of the moving image scene from the still image, or conversely, high-definition still image printing from the moving image scene, etc. Can be done easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing image information output from the camera signal processing circuit 16 in time series.
FIG. 4 is a schematic diagram showing, in a time series, image information to be compressed.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a compression result of a conventional example in time series when there is a still image request during continuous shooting.
[Explanation of symbols]
10: CCD image pickup device 12: A / D converter 14: digital signal processing circuit 16: camera signal processing circuit 18: moving image compression / expansion circuit 20: moving image compression frame memory 22: still image compression / expansion circuit 24: still image Image compression frame memory 26: system control circuit 28: recording medium 30: interface 32: electronic viewfinder (or optical viewfinder)
34: video / audio external output terminal 36: operation key 38: continuous shooting trigger 40: still image shooting request release 42: display 44: power supply circuit 50: moving image compression / expansion circuit 50a: DCT circuit 50b: quantization Circuit 50c: Variable length coding circuit 50d: Inverse DCT circuit 50e: Inverse quantization circuit 50f: Variable length decoding circuit 50g: Motion compensation circuit 52: Still image compression / decompression circuit 52a: DCT circuit 52b: Quantization circuit 52c: Variable Long encoding circuit 52d: Inverse DCT circuit 52e: Inverse quantization circuit 52f: Variable length decoding circuits 54a, 54b: Frame memory 56, 58: Recording medium 60: Large-scale gate array CPU
62: Interface

Claims (6)

入力された動画像データを圧縮処理する第1の圧縮手段と、
前記動画像データ中の所望の1フレームの画像データを静止画像データとして一時格納するためのメモリと、
前記メモリに格納された静止画データを圧縮処理する第2の圧縮手段と、
前記第1の圧縮手段から得られた動画像データと、前記第2の圧縮手段から得られた静止画データとを記録媒体に記録する記録手段
とを備え、
前記第2の圧縮手段は、前記第1の圧縮手段による圧縮処理と並列に、かつ、前記第1の圧縮手段による動画像データの圧縮処理を阻害しない時間範囲内で、圧縮処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
First compression means for compressing input moving image data ;
A memory for temporarily storing image data of a desired frame in the moving image data as still image data;
Second compression means for compressing still image data stored in the memory;
Recording means for recording the moving image data obtained from the first compression means and the still image data obtained from the second compression means on a recording medium
And
The second compression means performs the compression processing in parallel with the compression processing by the first compression means and within a time range that does not inhibit the compression processing of the moving image data by the first compression means. A featured image processing apparatus.
前記静止画像は、前記動画像データに比較して高精細画像である請求項1に記載の画像処理装置。 The still image, the image processing apparatus according compared to the moving image data to claim 1 is a high-definition image. 前記記録媒体が、動画像を記録する第1記録媒体と、静止画像を記録する第2記録媒体からなる請求項1に記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1, wherein the recording medium includes a first recording medium that records a moving image and a second recording medium that records a still image. 入力された動画像データ圧縮処理する第1の圧縮テップと、
前記動画像データ中の所望の1フレームの画像データを静止画データとしてメモリに一時格納するテップと、
前記メモリ格納された静止画データ圧縮処理する第2の圧縮テップと、
前記第1の圧縮ステップで得られた動画像データと、前記第2の圧縮ステップで得られた静止画データとを記録媒体に記録する記録ステップ
とを備え、
前記第2の圧縮ステップは、前記第1の圧縮ステップによる圧縮処理と並列に、かつ、前記第1の圧縮ステップによる動画像データの圧縮処理を阻害しない時間範囲内で、圧縮処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
A first compression step of compressing processing input moving image data,
A step for temporarily storing in a memory image data of a desired frame in said video image data as still image data,
A second compression step of compressing processed still image data stored in said memory,
A recording step of recording the moving image data obtained in the first compression step and the still image data obtained in the second compression step on a recording medium.
And
In the second compression step, the compression processing is performed in parallel with the compression processing in the first compression step and within a time range that does not inhibit the compression processing of the moving image data in the first compression step. A featured image processing method.
前記静止画像は、前記動画像データに比較して高精細画像である請求項に記載の画像処理方法。 The still image, the image processing method according to claim 4 in comparison with the moving image data is a high-definition image. 前記記録媒体が、動画像を記録する第1記録媒体と、静止画像を記録する第2記録媒体からなる請求項に記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 4 , wherein the recording medium includes a first recording medium that records a moving image and a second recording medium that records a still image.
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