JP4487804B2

JP4487804B2 - 画像信号変換方法及び画像信号変換装置

Info

Publication number: JP4487804B2
Application number: JP2005055445A
Authority: JP
Inventors: 和久小杉
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: JP2006245722A

Description

本発明は、画像信号変換方法及び画像信号変換装置に関するものである。

店舗などを画像で監視する監視用カメラシステムにおいては、複数のカメラを用いるのが一般的であり、この複数のカメラによる映像を一度に監視するために、ひとつのモニタ画面上に分割画面で表示し、同時に記録する方法が一般的に行われている。これにおいて、分割画面が小さくなりすぎると解像度が落ちてしまうので目視での確認が困難になり、また記録した画像信号を再生時に拡大しても十分な画質が得られないため、４分割が一般的に妥当とされている。

このような４分割画面を生成する方法が、例えば特開２００３−２１９２７０号公報（特許文献１）に記載されている。また特許文献１の方法により変換した４分割画像から元の画像に近い解像度の復元再生方法を特開２００４−２４２２３５号公報（特許文献２）に記載されている。

特許文献１の方法は、原画送信号の一方のフィールドを、奇数番目のラインを抜き出して集めた画像信号と、偶数番目のラインを抜き出して集めた画像信号とに分け、奇数番目のラインに対応した画像信号を縮小画像信号の一方のフィールドに、偶数番目のラインに対応した画像信号をもう一方のフィールドにして、その後水平方向の間引き処理を行うものである。このような方法によれば、垂直方向は２つの画面に情報を振り分け記録するため解像度の劣化はほとんどない。しかし、この方法は水平方向に間引き処理を行っているため解像度が劣化し、再生時にもこれを復元することはできない。このように従来の方法では水平解像度が劣化するという課題があった。
特開２００３−２１９２７０号公報特開２００４−２４２２３５号公報

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、特に水平解像度の劣化を防ぐことができる画像信号変換方法及び画像信号変換装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明の画像信号変換方法は、所定フレーム周波数で入力されたｍ×ｎ種類（ｍ，ｎは２以上の整数）の同一画素サイズの画像信号それぞれに対して、前記各画像信号の各フレームをｍ×ｎ画素のブロック単位に分割する画面分割処理と、前記ｍ×ｎ種類の画像信号毎の、前記分割された各ブロック毎に、各ブロック内において同一位置に配置されている画素同士によるｍ×ｎ個の縮小画像を生成する縮小画像生成処理と、前記生成されたｍ×ｎ種類の画像信号毎の前記ｍ×ｎ個の縮小画像を、表示画面をｍ×ｎに分割したときの分割画面上に所定の順番で配置することで生成されるｍ×ｎ枚のフレームを、前記所定のフレーム周波数のｍ×ｎ倍のフレーム周波数で所定の順番で順次出力する画像出力処理とを有するものである。

請求項２の発明の画像信号変換装置は、所定フレーム周波数で入力されたｍ×ｎ種類（ｍ，ｎは２以上の整数）の同一画素サイズの画像信号それぞれに対して、前記各画像信号の各フレームをｍ×ｎ画素のブロック単位に分割する画面分割手段と、前記ｍ×ｎ種類の画像信号毎の、前記分割された各ブロック毎に、各ブロック内において同一位置に配置されている画素同士によるｍ×ｎ個の縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、前記生成されたｍ×ｎ種類の画像信号毎の前記ｍ×ｎ個の縮小画像を、表示画面をｍ×ｎに分割したときの分割画面上に所定の順番で配置することで生成されるｍ×ｎ枚のフレームを、前記所定のフレーム周波数のｍ×ｎ倍のフレーム周波数で所定の順番で順次出力する画像出力手段とを備えたものである。

本発明によれば、解像度が劣化しない画像変換を行う画像信号変換方法及び画像信号変換装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の一つの実施の形態の画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１、１０２、１０３、１０４はＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換部、１０５はメモリ、１０６はＭＰＥＧデコーダー、１０７はビデオ出力端子、１０８はメモリーコントローラ、１０９はバスライン、１１０はビデオ入力端子、１１１はＣＰＵ、１１２はＭＰＥＧエンコーダである。各部はバスライン１０９を通じて物理的に又は論理的に接続されており、ＣＰＵ１１１はバスライン１０９を通じて各部を制御する。

図２は本実施の形態の画像信号処理装置の入力された画像を４つに分割する処理の例を示す模式図であり、図３は図２の入力画像２０１に関する処理の拡大図である。図２、図３において、２０１、２０２、２０３、２０４は入力画像、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄは入力画像２０１の縮小画像、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは入力画像２０２の縮小画像、２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄは入力画像２０３の縮小画像、２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄは入力画像２０４の縮小画像を表している。

以下、画像信号変換装置による画像信号変換処理について説明する。画像信号変換装置のビデオ入力端子１１０に入力された画像２０１〜２０４を、それぞれをＡ／Ｄ変換部１０１〜１０４でＡ／Ｄ変換してメモリ１０５に記憶する。

次に図３に示すように縦２画素、横２画素の２×２画素、計４画素を一つのブロックに分割し、そのブロック内の画素の位置に応じてａ、ｂ、ｃ、ｄの４種類の画素に分割する。そしてａの画素を１画面分集めた縮小画像２０５ａ、ｂの画素を１画面分集めた縮小画像２０５ｂ、ｃの画素を１画面分集めた縮小画像２０５ｃ、ｄの画素を１画面分集めた縮小画像２０５ｄの４つの縮小画像を生成する。縮小画像２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄはそれぞれ原画像の縦横を１／２にした１／４縮小画像である。同様にして図２に示すように画像２０２から縮小画像２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄを、画像２０３から縮小画像２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄを、画像２０４から縮小画像２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄをそれぞれ生成する。こうして生成した縮小画像はすべてメモリ１０５に保存される。

図４は、上記実施の形態の画像信号処理装置により分割された縮小画像を合成する処理を示す模式図である。図４では、図２、図３の処理で生成された縮小画像を、空間的および時間的に並べて配置する。２０９は第１の出力画像、２１０は第２の出力画像、２１１は第３の出力画像、２１２は第４の出力画像を表している。

ＭＰＥＧデコーダ１０６は、まず縮小画像２０５ａ、縮小画像２０６ａ、縮小画像２０７ａ、縮小画像２０８ａを図４のように配置し、第１の画像２０９とする。そして、この第１の画像をビデオ出力端子１０７に出力する。次に縮小画像２０５ｂ、縮小画像２０６ｂ、縮小画像２０７ｂ、縮小画像２０８ｂを図４のように配置し、第２の出力画像２１０とする。そして、この第２の出力画像を２番目にビデオ出力端子１０７に出力する。さらに縮小画像２０５ｃ、縮小画像２０６ｃ、縮小画像２０７ｃ、縮小画像２０８ｃを図４のように配置し、第３の出力画像２１１とする。そして、この第３の出力画像を３番目にビデオ出力端子１０７に出力する。さらに縮小画像２０５ｄ、縮小画像２０６ｄ、縮小画像２０７ｄ、縮小画像２０８ｄを図４のように配置し、第４の出力画像２１２とする。そして、この第４の出力画像を４番目にビデオ出力端子１０７に出力する。

上述のように本実施の形態の画像信号変換装置では、入力された第１の画像２０１を４つの縮小画像２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄに分割し、その４つの縮小画像を時間軸上に並べる。同様に入力された第２、第３、第４の画像２０２〜２０４それぞれを縮小して時間軸上に並べるとともに４つの入力画像２０１〜２０４に対応する４つの縮小画像を空間上に並べ、一つの画像として順次出力する。

このようにして生成された画像は、原画像に比ベフレーム周波数が４倍となるが、間引き処理をまったく行っていないので、画像の変換を行っても解像度が劣化しない。また出力された画像を時間軸方向にみると、縦横に１画素ずつずれた画像となる。このような画像を例えばＭＰＥＧ方式で圧縮すると、全画素に対して１画素分の動きベクトルとなり、それ以外にはほとんど変化のない画像となるので圧縮効率がよい。

監視に用いる画像はＮＴＳＣ方式などの標準テレビジョン信号のフレーム周波数ではなく、毎秒数コマの間欠動画像を用いることが多いので、画像信号の変換を行って原画像に対してフレーム周波数が増えても標準テレビジョン信号のフレーム周波数以下におさまり記録再生などに不具合を生じることはない。さらにこのような画像をモニタに表示すると、１画素単位で細かく動いた画像となるが、人間の視覚の反応が遅いためこのような細かい動きはほとんど判別できず、違和感なく見ることができる。

尚、本実施の形態では入力画像信号が４種類であって、縦２画素、横２画素のブロック単位で処理を行う例を示したが、これに限ることなく、ｎ×ｎ（ｎは２以上の整数）種類の画像信号を入力させて、かつ縦ｎ画素、横ｎ画素のブロック単位で処理を行い、空間的な配置においては１画面全体をｎ×ｎの小画面に分割して縮小画像を配置させるように構成することも可能である。これによりさらに多チャンネルの対応も可能である。また、縦ｍ画素、横ｎ画素（ｍ，ｎは２以上の自然数）のブロック単位で処理を行って画面分割数を増やし、時間軸方向のみの映像を増やすことも当然可能である。

また、本実施の形態では第１、第２、第３、第４の画像を図４に示したように時間軸上に番号の順に従って並べる例を示したが、この順序に限定される必要はない。また画像圧縮の方式としてＭＰＥＧ方式を用いる例を示したが、これに限ることなく、ＪＰＥＧ方式、Ｗａｖｅｌｅｔ変換方式など種々の画像圧縮の方式を用いることも当然可能である。

さらに、本実施の形態では画像信号変換装置を単体で用いる例を示したが、これに限ることなく、本発明の画像信号変換装置を映像記録再生装置などの機器に組み込んで用いることも当然可能である。

本発明の一つの実施の形態の画像信号変換装置のブロック図。上記実施の形態の画像信号変換装置による入力された画像を４つに分割する処理を示す模式図。上記実施の形態の画像信号変換装置による４つの画像信号を４つに分割する処理を示す模式図。上記実施の形態の画像信号変換装置による分割された画像を合成する処理を示す模式図。

符号の説明

１０１、１０２、１０３、１０４Ａ／Ｄ変換部
１０５メモリ
１０６ＭＰＥＧデコーダ
１０７ビデオ出力端子
１０８メモリーコントローラ
１０９バスライン
１１０ビデオ入力端子
１１１ＣＰＵ
１１２ＭＰＥＧエンコーダ
２０１、２０２、２０３、２０４入力画像
２０５、２０６、２０７、２０８縮小画像
２０９第１の出力画像
２１０第２の出力画像
２１１第３の出力画像
２１２第４の出力画像

Claims

所定フレーム周波数で入力されたｍ×ｎ種類（ｍ，ｎは２以上の整数）の同一画素サイズの画像信号それぞれに対して、前記各画像信号の各フレームをｍ×ｎ画素のブロック単位に分割する画面分割処理と、
前記ｍ×ｎ種類の画像信号毎の、前記分割された各ブロック毎に、各ブロック内において同一位置に配置されている画素同士によるｍ×ｎ個の縮小画像を生成する縮小画像生成処理と、
前記生成されたｍ×ｎ種類の画像信号毎の前記ｍ×ｎ個の縮小画像を、表示画面をｍ×ｎに分割したときの分割画面上に所定の順番で配置することで生成されるｍ×ｎ枚のフレームを、前記所定のフレーム周波数のｍ×ｎ倍のフレーム周波数で所定の順番で順次出力する画像出力処理とを有する画像信号変換方法。
所定フレーム周波数で入力されたｍ×ｎ種類（ｍ，ｎは２以上の整数）の同一画素サイズの画像信号それぞれに対して、前記各画像信号の各フレームをｍ×ｎ画素のブロック単位に分割する画面分割手段と、
前記ｍ×ｎ種類の画像信号毎の、前記分割された各ブロック毎に、各ブロック内において同一位置に配置されている画素同士によるｍ×ｎ個の縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、
前記生成されたｍ×ｎ種類の画像信号毎の前記ｍ×ｎ個の縮小画像を、表示画面をｍ×ｎに分割したときの分割画面上に所定の順番で配置することで生成されるｍ×ｎ枚のフレームを、前記所定のフレーム周波数のｍ×ｎ倍のフレーム周波数で所定の順番で順次出力する画像出力手段とを備えた画像信号変換装置。