JP4724639B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関し、より具体的には、複数の撮影画像を選択又は合成して圧縮符号化する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more specifically to an imaging apparatus that selects or synthesizes a plurality of captured images and performs compression encoding.
近年、動画像をテジタル符号化して、ディスク状記録媒体や半導体メモリ等の記録媒体に記録する撮像装置が提案されており、動画像の圧縮符号化方式としては、DCT(Discrete Cosine Transform)変換、動き補償及び可変長符号化を基本とするMPEG(Moving Pictures Experts Group)方式や、MPEG−4,H.264も知られている。これらは、1画面内を複数の画素からなる複数のブロックに分割し、そのブロック単位で変換符号化を施すブロック符号化を利用する。 In recent years, an imaging apparatus that digitally encodes a moving image and records it on a recording medium such as a disk-shaped recording medium or a semiconductor memory has been proposed. As a compression encoding method of a moving image, DCT (Discrete Cosine Transform) conversion, MPEG (Moving Pictures Experts Group) based on motion compensation and variable length coding, MPEG-4, H.264, etc. H.264 is also known. These use block coding in which one screen is divided into a plurality of blocks each composed of a plurality of pixels, and transform coding is performed on a block basis.
例えば、MPEG方式では、1枚の画像をn画素×n画素(nは例えば、8又は16)の画素ブロックに分割し、動き予測された差分画像に対して、ブロック単位でDCT変換を行う。次に、変換後のDCT係数をある除数(量子化ステップ)で割り算し、余りを丸めることで量子化し、情報量を削減する。 For example, in the MPEG method, one image is divided into pixel blocks of n pixels × n pixels (n is, for example, 8 or 16), and DCT conversion is performed in block units on the motion-predicted difference image. Next, the DCT coefficient after conversion is divided by a certain divisor (quantization step), and the remainder is rounded and quantized to reduce the amount of information.
また、動画像の場合、前後の画像は非常によく似ているという特徴を利用する。即ち、前画像と現画像の変化の有無や画素ブロック単位での移動量を利用する動き補償手法で、動画像情報を圧縮する。 In the case of a moving image, the feature that the images before and after are very similar is used. That is, moving image information is compressed by a motion compensation method that uses the presence / absence of a change between the previous image and the current image and the amount of movement in pixel blocks.
さらに、DCT係数と移動量は出現確率に明らかな違いがでる傾向があり、出現確率の高い符号に短い符号を割り当てる可変長符号化を用いることで、平均的な情報発生量を減らすことができる。 Furthermore, there is a tendency that the DCT coefficient and the movement amount have a clear difference in appearance probability, and the average information generation amount can be reduced by using variable length coding that assigns a short code to a code having a high appearance probability. .
また、MPEG方式では、ある枚数の画像をまとめたGOP(Group of Pictures)と呼ばれる単位で、圧縮符号化が実行される。1GOP内には、Iピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャがあり、それぞれ符号方法が異なる。Iピクチャはフレーム内符号化画像であり、全マクロブロックがイントラ符号化される。Pピクチャはフレーム間予測符号化画像であり、マクロブロックごとにフレーム内符号化とフレーム間符号化が選択され、フレーム間符号化では、直前のフレームとの差分値が符号化される。Bピクチャは双方向予測符号化画像であり、直近の前後のIピクチャ又はPピクチャからの予測値との差分値が符号化される。 In the MPEG system, compression encoding is executed in a unit called GOP (Group of Pictures) in which a certain number of images are collected. Within 1 GOP, there are an I picture, a P picture, and a B picture, each of which has a different encoding method. An I picture is an intra-frame coded image, and all macroblocks are intra-coded. A P picture is an inter-frame predictive encoded image, and intra-frame encoding and inter-frame encoding are selected for each macroblock. In inter-frame encoding, a difference value from the immediately preceding frame is encoded. The B picture is a bi-directional predictive encoded image, and a difference value from the predicted value from the immediately preceding and subsequent I pictures or P pictures is encoded.
復号化の処理では、IピクチャとPピクチャは予測に使用される画像であるのに対して、BピクチャはIピクチャとPピクチャを利用して再生される画像である。このため、IピクチャとPピクチャの画質を高く保ち、Bピクチャの画質を低く抑えることで、全体の信号対ノイズ比が向上する。 In the decoding process, the I picture and P picture are images used for prediction, while the B picture is an image reproduced using the I picture and P picture. For this reason, the overall signal-to-noise ratio is improved by keeping the picture quality of the I picture and P picture high and keeping the picture quality of the B picture low.
可変長符号化を用いて動画像信号を圧縮する場合、動画像信号によって圧縮後のデータ量が変動する。圧縮後のデータを一時的にバッファに格納し、一定レートで読み出すことで、記録レートを一定にしている。バッファの書き込みレートと読み出しレートの関係によっては、バッファのアンダーフローが発生するので、量子化ステップを制御することによる圧縮率の調整が行われる。この結果、シーンチェンジや急激に輝度が変化するシーンで、予測参照の基準となるIピクチャ画像の圧縮率が変わると、画質の劣化が目立ってしまう。 When a moving image signal is compressed using variable length coding, the amount of data after compression varies depending on the moving image signal. The recording rate is kept constant by temporarily storing the compressed data in a buffer and reading it at a constant rate. Depending on the relationship between the write rate and read rate of the buffer, underflow of the buffer may occur, and the compression rate is adjusted by controlling the quantization step. As a result, when the compression rate of the I picture image that is the reference for prediction reference changes in a scene change or a scene in which the luminance changes rapidly, image quality deterioration becomes conspicuous.
特に、屋内等で撮影に必要な照明が得られない場合に、シャッタ速度を遅くすることで明るい画像を撮影するスローシャッタ撮影が採用されると、画像間の差が大きくなりやすい。また、スローシャッタ撮影では、通常撮影時の1/n(n:自然数)でしか画像が更新されないので、記録画像が滑らかなものになりにくい。 In particular, when the illumination required for photographing cannot be obtained indoors or the like, if slow shutter photographing is employed in which a bright image is photographed by slowing down the shutter speed, the difference between the images tends to increase. Further, in slow shutter photography, an image is updated only at 1 / n (n: natural number) at the time of normal photography, so that a recorded image is difficult to be smooth.
このような問題に対し、特許文献1には、スローシャッタ撮影時に、符号化処理部への画像入力速度を遅くするとともにGOPのピクチャ構成を再構成することで、圧縮画像データのデータ量を削減する技術が記載されている。
To deal with such a problem,
また、特許文献2には、スローシャッタ撮影時に複数枚の画像信号を合成して一枚の画像を生成することで、なめらかな画像を記録する技術が記載されている。
特許文献1に記載の技術では、圧縮率が変動することによる画質の劣化を防止できるが、記録画像は通常撮影時の1/nのままであり、なめらかな画像を記録できない。また、GOPのピクチャ構成を再編成するので、符号化処理部で複雑な処理が必要になるという問題がある。
With the technique described in
特許文献2に記載の技術では、滑らかな画像を記録できるが、符号化時の圧縮率が変動することによる画質の劣化を防止できない。また、予測参照の基準となるIピクチャ画像が合成画像となるので、全体の画質が低下する。
With the technique described in
本発明は、このような問題点を解決する撮像装置を提示することを目的とする。 An object of this invention is to show the imaging device which solves such a problem.
本発明に係る撮像装置は、撮影画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影画像信号に含まれるフレームを記憶する画像メモリであって、第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第1の画像メモリと、前記第1の画像メモリに記憶されたフレームに時間的に連続するフレームを記憶する画像メモリであって、前記第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第2の画像メモリと、前記第1の更新間隔よりも短い第2の更新間隔で入力される画像信号を、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化によって圧縮符号化する符号化手段と、前記第1の画像メモリ及び前記第2の画像メモリに記憶された連続する2フレームのうちのいずれか一方を選択し、選択したフレームの画像信号を前記第2の更新間隔に従って前記符号化手段に供給する画像選択手段と、前記符号化手段でフレーム間予測符号化が行われるタイミングと、前記第1の更新間隔とに基づいて、前記画像選択手段の選択を制御する選択制御手段とを具備することを特徴とする。 Imaging device according to the present invention includes an imaging means to output the shooting image signals, an image memory for storing the frames included in the photographed image signal, sequentially updates the frame to be stored according to a first update interval An image memory for storing frames that are temporally continuous with frames stored in the first image memory and sequentially updating the frames stored in accordance with the first update interval A second image memory; and an encoding unit that compresses and encodes an image signal input at a second update interval shorter than the first update interval by intraframe encoding or interframe predictive encoding; One of the two consecutive frames stored in the first image memory and the second image memory is selected, and the image signal of the selected frame is set in accordance with the second update interval. Wherein the image selecting means to supply to the encoding means, and the timing of inter-frame predictive coding is performed by said encoding means, based on the first update interval, selecting for controlling the selection of said image selecting means Te characterized by comprising a control hand stage.
本発明に係る撮像装置は、撮影画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影画像信号に含まれるフレームを記憶する画像メモリであって、第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第1の画像メモリと、前記第1の画像メモリに記憶されたフレームに時間的に連続するフレームを記憶する画像メモリであって、前記第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第2の画像メモリと、前記第1の更新間隔よりも短い第2の更新間隔で入力される画像信号を、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化によって圧縮符号化する符号化手段と、前記第1の画像メモリ及び前記第2の画像メモリに記憶された連続する2フレームの画像信号を合成し、合成画像信号を前記第2の更新間隔に従って前記符号化手段に供給する画像合成手段と、前記符号化手段でフレーム間予測符号化が行われるタイミングと、前記第1の更新間隔とに基づいて、前記画像合成手段における合成比率を制御する画像合成制御手段とを具備することを特徴とする Imaging device according to the present invention includes an imaging means to output the shooting image signals, an image memory for storing the frames included in the photographed image signal, sequentially updates the frame to be stored according to a first update interval An image memory for storing frames that are temporally continuous with frames stored in the first image memory and sequentially updating the frames stored in accordance with the first update interval A second image memory; and an encoding unit that compresses and encodes an image signal input at a second update interval shorter than the first update interval by intraframe encoding or interframe predictive encoding; Two consecutive frames of image signals stored in the first image memory and the second image memory are synthesized, and the synthesized image signal is supplied to the encoding means according to the second update interval. That an image combining unit, and the timing of inter-frame predictive coding is performed by said encoding means, based on the first update interval, and image combining control means to control the mixing ratio of the image synthesizing unit It is characterized by having
本発明によれば、画像更新タイミングと符号化構造情報に応じて、低速撮影の撮影画像の選択又は合成を制御することで、符号化構造を再構築することなく、符号化データ量を削減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of encoded data without reconstructing the encoding structure by controlling the selection or synthesis of the low-speed captured image according to the image update timing and the encoding structure information. .
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例である撮像装置の概略構成ブロック図を示す。被写体の光学像がレンズ10及び絞り12を経て、撮像素子14に入射し、撮像素子14は、その光学像を電気信号に変換して、画像信号を出力する。CDS(Correlated Double Sampling)回路16は、相関二重サンプリングにより、撮像素子14から出力される画像信号のノイズを除去し、AGC(Auto Gain Control)回路18は、CDS回路16の出力画像信号のレベルを自動制御する。A/D変換器20は、AGC回路18から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。このデジタル画像信号は、画像メモリ22に格納される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. An optical image of a subject enters the
CPU38は、シャッタ速度制御装置36により撮像素子14の電荷蓄積時間を制御する。これにより、撮像素子14の露光時間が制御される。いわゆる電子シャッタ機能であり、シャッタ速度が変更される。CPU38は、撮像素子14の電荷蓄積時間に合わせて、必要な信号のみを書き込むように、画像メモリ22の書き込みタイミングを制御する。
The
画像メモリ24は、画像メモリ22から読み出される画像データを、画像メモリ22の更新タイミングに合わせて記憶する。これにより、連続する2フレームの画像信号が、画像メモリ22,24に格納される。
The
画像合成装置26は、画像メモリ22の記憶画像と、画像メモリ24の記憶画像を画像合成制御装置40により指定される合成係数で合成し、合成画像をカメラ信号処理装置28に出力する。画像メモリ22の記憶画像をA,画像メモリ24の記憶画像をB、画像Aに対する合成係数をx、画像Bに対する合成係数をyとすると、画像合成装置26は、xA+yBで得られる合成画像を出力する。通常、y=1−xである。
The image synthesizing
x=1のとき、画像合成装置26は、画像メモリ22の記憶画像を選択し、y=1のとき、画像合成装置26は、画像メモリ24の記憶画像を選択する。即ち、xが0又は1のとき、画像合成装置26は、画像メモリ22と画像メモリ24の記憶画像の一方を選択するセレクタとして機能する。本実施例では、これを特に、選択合成という。
When x = 1, the
カメラ信号処理装置28は、画像合成装置26からの合成画像信号に露出制御及び色バランス調整等の周知のカメラ信号処理を実施し、処理結果を符号化器30に出力する。
The camera
符号化器30は、予め設定されているGOP構造情報に合わせて、カメラ信号処理装置28からの画像信号を圧縮符号化し、圧縮画像データをバッファ32に出力する。符号化器30は、MPEG2の場合、ブロック分割器、DCT回路、量子化器、可変長符号化器及び動き補償回路等の周知の回路構成からなる。符号化器30は、バッファ32からのバッファ残量情報に従い、バッファ残量が少ない場合に量子化ステップを変更する。
The
バッファ32は、符号化器30から書き込まれた圧縮画像データを一定レートで記録媒体34に読み出す。
The
図2は、画像合成装置26の動作フローチャートを示す。ここでは、画像合成制御装置40は、画像合成比率を2値で制御しており、画像合成装置26は、画像メモリ22の画像と画像メモリ24の画像の一方を選択するセレクタとして機能する。図3は、GOP構造情報と画像更新タイミングに従い合成比率を適応的に2値制御する動作を示す。参考のため、合成比率を制御しない場合の動作を図4に示す。
FIG. 2 shows an operation flowchart of the
図2に示すフローでは、先ず、合成対象画像、即ち画像メモリ22又は画像メモリ24に格納されている画像が、Iピクチャとして符号化される画像であるかを判定する(S1)。Iピクチャが含まれる場合(S1)、合成係数xに1を設定し、合成係数yに0を設定する(S2)。画像メモリ22,24に格納される画像が何れもIピクチャでない場合(S1)、画像メモリ22又は画像メモリ24に格納されている画像と、その直前の予測参照画像との間に画像更新タイミングが入っているどうかを調べる(S3)。画像更新タイミングが入っていない場合(S3)、合成係数xに1を設定し、合成係数yに0を設定する(S2)。即ち、画像合成装置26は、画像メモリ22の画像を選択する。画像更新タイミングが入っている場合(S3)、合成係数xに0を設定し、合成係数yに1を設定する(S4)。即ち、画像合成装置26は、画像メモリ24の画像を選択する。
In the flow shown in FIG. 2, first, it is determined whether or not the synthesis target image, that is, the image stored in the
図2に示す合成比率の制御による効果を、図3及び図4を参照して説明する。図3(a)は画像更新タイミングを示し、シャッタ速度制御装置36による電子シャッタの撮像タイミングでもある。図3(b)は画像メモリ22の記憶画像、図3(c)は画像メモリ24の記憶画像を示す。図3(d)は、符号化器30における符号化タイミングであり、画像合成装置26は、この符号化タイミングに合わせて合成画像を生成する。図3(e)は画像合成装置26で合成する画像がどのピクチャとして符号化されるかを示す。
The effect of controlling the synthesis ratio shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3A shows the image update timing, which is also the imaging timing of the electronic shutter by the shutter
図3(f)は、画像メモリ22の記憶画像の合成係数xを示し、図3(g)はメモリ24の記憶画像の合成係数yを示す。図3(h)は、図3(b)、(c)、(f)及び(g)に従って画像合成装置26で合成された合成画像である。図3(i)は、合成画像が符号化時に予測参照する画像を示す予測参照情報であり、矢印で示した画像が参照される。
FIG. 3F shows the composite coefficient x of the stored image in the
図3(j)は符号化データ量を示す。Iピクチャはすべてのマクロブロックをフレーム内符号化するので、符号化データ量が多くなる。Pピクチャは予測参照する画像との差分値がない場合は、すべてのマクロブロックがフレーム間符号化となり符号化データ量が少ない。差分値がある場合、フレーム内符号化するマクロブロックが増えるので、符号化データ量が多くなる。Bピクチャは、前後の予測参照画像を利用できるので、基本的に符号化データ量が少ない。図3に示すように画像の更新周期がIピクチャ又はPピクチャが現れる周期より長い場合には、予測参照画像との差分値が小さくなるので、符号化データ量が少なくなる。 FIG. 3J shows the amount of encoded data. In the I picture, since all macroblocks are intraframe-encoded, the amount of encoded data increases. When there is no difference value between the P picture and the picture to be predicted and referenced, all macroblocks are inter-frame encoded and the amount of encoded data is small. When there is a difference value, the number of encoded data increases because the number of macroblocks to be intraframe encoded increases. Since the B picture can use the prediction reference pictures before and after, the amount of encoded data is basically small. As shown in FIG. 3, when the image update cycle is longer than the cycle in which the I picture or P picture appears, the difference value from the predicted reference image is small, and the amount of encoded data is small.
図4(a)〜(j)は、図3(a)〜(j)と同様の内容を示す。但し、図4では、合成係数xが常に1で、合成係数yが常に0である。即ち、図4は、メモリ22の記憶画像をそのままカメラ信号処理装置28に入力する場合に相当する。
FIGS. 4A to 4J show the same contents as FIGS. 3A to 3J. However, in FIG. 4, the synthesis coefficient x is always 1 and the synthesis coefficient y is always 0. That is, FIG. 4 corresponds to the case where the image stored in the
図4の場合、ピクチャP4〜P10の短い期間で符号化時の情報量が大きい画像が続いている。この結果、ピクチャI7又はP10が符号化される際にバッファ32の残量が少ない場合に、量子化ステップの制御が行われ、圧縮率が変動する。Iピクチャのように予測参照の基準となる画像の圧縮率が高くなると、復号時の劣化がGOP内の全画像に影響してしまう。
In the case of FIG. 4, an image with a large amount of information at the time of encoding continues in a short period of pictures P 4 to P 10 . As a result, when the remaining amount of the
これに対し、本実施例では、図3に示すように、ピクチャB3〜P4やB9〜P10のように、予測参照画像と現在のピクチャとの間に画像更新タイミング(図3(a))が入る場合、予測参照画像である第2のメモリ24の記憶画像を選択して符号化器30に供給することで、Iピクチャの符号化時にバッファ32の残量が少なくなることを防止し、量子化ステップの再調整の可能性を低減している。
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, as in the picture B 3 to P 4 and B 9 to P 10, the prediction reference image and the image update timing between the current picture (Fig. 3 ( When a)) is entered, it is possible to select the stored image of the
このように、本実施例では、画像の更新されるタイミングとGOP構造情報とから、時間的に連続する2つの画像の一方を選択して、符号化器に供給することで、符号化効率を高め、結果的に、GOP構造を再構築することなく符号化データ量を削減できる。 As described above, in this embodiment, one of two temporally continuous images is selected from the image update timing and the GOP structure information and supplied to the encoder, thereby improving the encoding efficiency. As a result, the amount of encoded data can be reduced without reconstructing the GOP structure.
次に、本発明の第2実施例を説明する。図5は、2つの画像の合成係数をGOP構造情報に従い適応的に決定するフローチャートを示し、図6は、本実施例の動作例を示す。図7は、画像更新タイミング後の2フレームについて、GOP構造情報を参照せずに、固定合成係数値で画像を合成する場合の動作例を示す。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows a flowchart for adaptively determining the synthesis coefficient of two images according to the GOP structure information, and FIG. 6 shows an operation example of this embodiment. FIG. 7 shows an operation example in the case of synthesizing an image with a fixed synthesis coefficient value without referring to the GOP structure information for two frames after the image update timing.
図5に示すフローでは、先ず、合成対象画像、即ちメモリ22又はメモリ24に格納されている画像が、Iピクチャとして符号化される画像であるかを判定する(S11)。
In the flow shown in FIG. 5, first, it is determined whether the synthesis target image, that is, the image stored in the
Iピクチャが含まれない場合(S11)、画像更新タイミングの最初のフレームに対して、合成係数x=1/3,合成係数y=2/3でメモリ22,24の画像を線形合成し、2番目のフレームに対して、合成係数x=2/3、合成係数y=1/3で画像メモリ22,24の画像を線形合成する(S12)。
When the I picture is not included (S11), the images in the
Iピクチャが含まれる場合(S11)、画像更新直後の最初のピクチャがIピクチャかどうかを判定する(S13)。最初のピクチャがIピクチャである場合(S13)、画像更新前の画像をIピクチャ用に選択し、以後の最初のフレームに対して、合成係数x=1/3、合成係数y=2/3で画像メモリ22,24の画像を線形合成し、2番目のフレームに対して、合成係数x=2/3、合成係数y=1/3で、画像メモリ22,24の画像を線形合成する(S14)。この例のように、時間的に連続する複数のピクチャに対して、合成係数x,yをピクチャ毎に変更しながら、画像メモリ22,24の画像を線形合成することを、傾斜合成と呼ぶことにする。
If an I picture is included (S11), it is determined whether the first picture immediately after the image update is an I picture (S13). When the first picture is an I picture (S13), the image before the image update is selected for the I picture, and the synthesis coefficient x = 1/3 and the synthesis coefficient y = 2/3 for the first frame thereafter. The images in the
画像更新直後の最初のピクチャがIピクチャでない場合(S13)、Iピクチャの前の画像に対して、合成係数x,yをそれぞれ1/2に設定して、画像メモリ22,24の画像を線形合成する(S15)。
When the first picture immediately after the image update is not an I picture (S13), the synthesis coefficients x and y are respectively set to ½ with respect to the image before the I picture, and the images in the
図6(a)〜(i)及び図7(a)〜(i)は、図3(a)〜(i)と同じ内容を示す。図6(f)に示す合成係数xと、図6(g)に示す合成係数yは、図5に示すフローに従って決定される。他方、図7(f)に示す合成係数xと、図6(g)に示す合成係数yは、一定である。 6 (a) to (i) and FIGS. 7 (a) to (i) show the same contents as FIG. 3 (a) to (i). The synthesis coefficient x shown in FIG. 6F and the synthesis coefficient y shown in FIG. 6G are determined according to the flow shown in FIG. On the other hand, the synthesis coefficient x shown in FIG. 7 (f) and the synthesis coefficient y shown in FIG. 6 (g) are constant.
画像更新タイミング後の2フレームについて、単純に傾斜合成を適用する場合、図7に例示するように、画像更新タイミング後の2ピクチャがI3〜B4、B8〜I9となり、合成画像は図7(h)になる。Iピクチャとして符号化されるI3とI9が複数画像からの合成画像となるため、GOP全体の画質が低下してしまう。 When the gradient composition is simply applied to the two frames after the image update timing, as illustrated in FIG. 7, the two pictures after the image update timing are I 3 to B 4 and B 8 to I 9 , and the composite image is It becomes FIG.7 (h). Since I 3 and I 9 encoded as an I picture are combined images from a plurality of images, the image quality of the entire GOP is degraded.
これに対し、図6に示すように、本実施例では、GOP構成情報をも参照して、合成係数x,yと合成範囲(開始と終了)を制御するので、画質低下を解消又は軽減できる。具体的には、I3〜B4のように画像更新タイミング後の最初のピクチャがIピクチャの場合、画像更新前のピクチャを採用し(x=0,y=1)、Iピクチャの次のピクチャからの2ピクチャについて、画像メモリ22,24の画像を線形合成する。また、B8〜I9のように、画像更新タイミング後の最初のピクチャがIピクチャでない場合、図6(f),(g)に示すように、Iピクチャの前のピクチャに対して、画像メモリ22,24の画像を線形合成する。
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, the synthesis coefficients x and y and the synthesis range (start and end) are controlled with reference to the GOP configuration information, so that the image quality deterioration can be eliminated or reduced. . Specifically, when the first picture after the image update timing is an I picture as in I 3 to B 4 , the picture before the image update is adopted (x = 0, y = 1), and the next picture after the I picture is used. For the two pictures from the picture, the images in the
このように合成係数x,yと合成範囲を制御することで、ピクチャI3とI9は、画像メモリ22,24の一方の画像のみからなる。また、ピクチャB4〜B5及びB8は、画像更新タイミングの前後の画像を線形合成した画像からなる。
By controlling the synthesis coefficients x and y and the synthesis range in this way, the pictures I 3 and I 9 are composed of only one image in the
以上のように、本実施例では、画像更新タイミングとGOP構造情報より、時間的に連続する2画像の合成係数を制御することで、Iピクチャの画像の画質を高く保ちながら、滑らかな画像を記録できる。 As described above, in this embodiment, by controlling the composite coefficient of two images that are temporally continuous from the image update timing and the GOP structure information, a smooth image can be obtained while maintaining high image quality of the I picture image. Can record.
図8は、本発明の実施例3の概略構成ブロック図を示す。図1に示す実施例と同じ作用の構成要素には、同じ符号を付してある。実施例1とは異なる部分を説明する。画像合成制御装置60は、符号化器30からのGOP構造情報のみならず、バッファ32からの残量情報をも参照して、画像合成装置26の合成計数x,yを決定する。
FIG. 8 shows a schematic block diagram of the third embodiment of the present invention. Constituent elements having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. A different part from Example 1 is demonstrated. The image
図9は、図8に示す実施例の動作例を示す。図9(a)〜(i)は、図3(a)〜(i)と同様の内容を示す。図9(j)は、通常の量子化ステップで符号化する場合の符号化データ量を示す指数を示す。ここでは、すべてのマクロブロックをフレーム内符号化するIピクチャの場合の符号化ータ量の指数を最大値の7とし、予測参照画像との差分値がない場合のフレーム間符号化の場合の符号化データ量の指数を最低値の1としている。図9(k)は、バッファ32の残量の指数を示す。この残量指数が0でアンダーフローとなる。記録媒体に出力するデータ量(指数)を3とすると、バッファ32の残量(指数)は、符号化データ量と、記録媒体に出力するデータ量との差分値により増減する。
FIG. 9 shows an operation example of the embodiment shown in FIG. FIGS. 9A to 9I show the same contents as FIGS. 3A to 3I. FIG. 9J shows an index indicating the amount of encoded data when encoding is performed in a normal quantization step. Here, in the case of inter-frame coding when the index of the coding data amount in the case of an I picture for intra-frame coding of all macroblocks is set to a maximum value of 7 and there is no difference value from the predicted reference picture The index of the encoded data amount is set to 1 as the minimum value. FIG. 9K shows an index of the remaining capacity of the
図9では、B3〜P4、I13〜B15のようにバッファ残量が多い場合は、複数のピクチャにわたり非0の合成係数x,yを使用する傾斜合成を用いることで、滑らかな画像を記録する。B8〜P10のようにバッファ残量が少ない場合は、一方の画像を選択する選択合成を用いることで、符号化時のデータ量を削減している。 In FIG. 9, when the remaining amount of the buffer is large such as B 3 to P 4 and I 13 to B 15 , smoothness is achieved by using gradient synthesis using non-zero synthesis coefficients x and y over a plurality of pictures. Record an image. When the remaining amount of the buffer is small as in B 8 to P 10 , the data amount at the time of encoding is reduced by using the selective combination for selecting one of the images.
このように、本実施例では、記録レートを均一化するためのバッファ32がアンダーフローしそうな場合には、画像合成を2値制御することにより符号化データ量を削減し、バッファ32がアンダーフローしそうでない場合は、傾斜合成又は等分合成を利用することで、よりなめらかな画像を記録する。
As described above, in this embodiment, when the
図10は、本発明の実施例4の概略構成ブロック図を示す。図1に示す実施例と同じ作用の構成要素には、同じ符号を付してある。実施例1とは異なる部分を説明する。 FIG. 10 shows a schematic block diagram of a fourth embodiment of the present invention. Constituent elements having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. A different part from Example 1 is demonstrated.
露出評価値算出装置70は、A/D変換器20から出力される画像信号を、画面内で複数のエリアに分割し、エリアごとに輝度に基づく露出評価値を算出し、画像合成制御装置72に出力する。画像合成制御装置72は、符号化器30からのGOP構造情報と、画像更新タイミング前後の露出評価値の変化量とに応じて、画像合成装置26の合成係数x,yを決定する。
The exposure evaluation
図11は、図10に示す実施例の動作例を示す。図11(a)〜(j)は、図9(a)〜(j)と同様の内容を示す。図11(k)は、画像更新タイミング前後の露出評価値の変化量を示す。露出評価値の変化量の大小と、画像間の差分値は、比例している場合が多い。 FIG. 11 shows an operation example of the embodiment shown in FIG. FIGS. 11A to 11J show the same contents as FIGS. 9A to 9J. FIG. 11K shows the amount of change in the exposure evaluation value before and after the image update timing. In many cases, the amount of change in the exposure evaluation value is proportional to the difference value between images.
図11で、B3〜P4、I13〜B15のように露出評価値の差分値が小さい場合、傾斜合成を適用することで、滑らかな画像を記録する。また、B8〜P10のように差分値が大きい場合は、選択合成を用いることで符号化データ量を削減する。 In FIG. 11, when the difference value of the exposure evaluation values is small as in B 3 to P 4 and I 13 to B 15 , a smooth image is recorded by applying gradient synthesis. Also, if a large difference value as B 8 to P 10, reducing the encoded data amount by using the selective combining.
このように、本実施例では、露出評価値の変化が大きい場合には、選択合成を適用し、露出評価値の変化が小さい場合は、傾斜合成を適用することで、全体として、符号化データ量を削減しつつ、滑らかな画像の記録を実現する。 As described above, in the present embodiment, when the change in the exposure evaluation value is large, the selective combination is applied, and when the change in the exposure evaluation value is small, the gradient combination is applied. Smooth image recording while reducing the amount.
動画像の圧縮符号化方式としてMPEGを例に説明したが、本発明は、画面により符号化データ量がダイナミックに変動する他の符号化方式を利用する場合にも適用可能であることは明らかである。 Although MPEG has been described as an example of a moving image compression encoding method, it is obvious that the present invention can be applied to the case of using another encoding method in which the amount of encoded data varies dynamically depending on the screen. is there.
10:レンズ
12:絞り
14:撮像素子
16:CDS回路
18:AGC回路
20:A/D変換器
22,24:画像メモリ
26:画像合成装置
28:カメラ信号処理装置
30:符号化器
32:バッファ
34:記録媒体
36:シャッタ速度制御装置
38:CPU
40:画像合成制御装置
60:画像合成制御装置
70:露出評価値算出装置
72:画像合成制御装置
10: Lens 12: Aperture 14: Image sensor 16: CDS circuit 18: AGC circuit 20: A /
40: Image composition control device 60: Image composition control device 70: Exposure evaluation value calculation device 72: Image composition control device
Claims (2)
前記撮影画像信号に含まれるフレームを記憶する画像メモリであって、第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第1の画像メモリと、
前記第1の画像メモリに記憶されたフレームに時間的に連続するフレームを記憶する画像メモリであって、前記第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第2の画像メモリと、
前記第1の更新間隔よりも短い第2の更新間隔で入力される画像信号を、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化によって圧縮符号化する符号化手段と、
前記第1の画像メモリ及び前記第2の画像メモリに記憶された連続する2フレームのうちのいずれか一方を選択し、選択したフレームの画像信号を前記第2の更新間隔に従って前記符号化手段に供給する画像選択手段と、
前記符号化手段でフレーム間予測符号化が行われるタイミングと、前記第1の更新間隔とに基づいて、前記画像選択手段の選択を制御する選択制御手段とを具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging means to output the shadow image signals Ta,
An image memory for storing frames included in the captured image signal, wherein the first image memory sequentially updates the frames stored in accordance with a first update interval ;
An image memory for storing frames that are temporally continuous with the frames stored in the first image memory, wherein the second image memory sequentially updates the frames stored in accordance with the first update interval;
Encoding means for compressing and encoding an image signal input at a second update interval shorter than the first update interval by intraframe encoding or interframe predictive encoding;
One of the two consecutive frames stored in the first image memory and the second image memory is selected, and the image signal of the selected frame is sent to the encoding unit according to the second update interval. Image selection means to supply;
And when the inter-frame predictive coding is performed by said encoding means, the first based on the update interval, imaging, characterized by comprising a selection control means to control the selection of said image selection means apparatus.
前記撮影画像信号に含まれるフレームを記憶する画像メモリであって、第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第1の画像メモリと、
前記第1の画像メモリに記憶されたフレームに時間的に連続するフレームを記憶する画像メモリであって、前記第1の更新間隔に従って記憶されるフレームを順次更新する第2の画像メモリと、
前記第1の更新間隔よりも短い第2の更新間隔で入力される画像信号を、フレーム内符号化又はフレーム間予測符号化によって圧縮符号化する符号化手段と、
前記第1の画像メモリ及び前記第2の画像メモリに記憶された連続する2フレームの画像信号を合成し、合成画像信号を前記第2の更新間隔に従って前記符号化手段に供給する画像合成手段と、
前記符号化手段でフレーム間予測符号化が行われるタイミングと、前記第1の更新間隔とに基づいて、前記画像合成手段における合成比率を制御する画像合成制御手段とを具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging means to output the shadow image signals Ta,
An image memory for storing frames included in the captured image signal, wherein the first image memory sequentially updates the frames stored in accordance with a first update interval ;
An image memory for storing frames that are temporally continuous with the frames stored in the first image memory, wherein the second image memory sequentially updates the frames stored in accordance with the first update interval;
Encoding means for compressing and encoding an image signal input at a second update interval shorter than the first update interval by intraframe encoding or interframe predictive encoding;
Image synthesizing means for synthesizing two consecutive frames of image signals stored in the first image memory and the second image memory and supplying the synthesized image signal to the encoding means in accordance with the second update interval; ,
And when the inter-frame predictive coding is performed by said encoding means, and characterized in that based on the first update interval comprises an image combining control means to control the mixing ratio of the image synthesizing unit An imaging device.
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