JP5170296B2 - 撮像装置、撮像方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法、プログラム、及び記録媒体に関する。

最近、デジタル映像データ（以下、映像データ）の配信に関する技術が大きく発展してきている。とりわけ、高画質な映像データの配信や記録に関する技術の発展には目を見張るものがある。その中でも、映像データの符号化及び復号に関する技術に注目が集まっている。高い空間解像度及び時間解像度を有する映像データは、そのデータサイズが非常に大きいため、その映像データを符号化した上で効率良く圧縮して配信又は記録される必要がある。そのため、高画質の映像データをより高い圧縮率で圧縮できるようにする符号化技術や、より高い空間解像度で再生できるように復号技術が求められている。

例えば、下記の特許文献１及び２には、空間解像度は低いが時間解像度の高い第１の映像データ（例えば、動画データ等）と、空間解像度は高いが時間解像度が低い第２の映像データ（例えば、静止画データの系列等）とを組み合わせて、高い空間解像度及び時間解像度を有する映像データを生成するための基礎となる技術が開示されている。この技術は、第１の映像データからフレーム間の動きベクトルを予測し、その動きベクトルと第２の映像データとを用いて、第１の映像データの高周波成分を補償するというものである。当該技術は、第２の映像データにフレームが含まれない任意時点のフレームを第１の映像データから検出された動きベクトルと、その任意時点に近い時点における第２の映像データのフレームとを用いて生成するというものである。また、下記の特許文献１及び２には、前記の技術を用いて高い空間解像度及び時間解像度を有する映像データを生成するための画像データ記録再生装置に関する記載がある。

特開２００４−３１２２７６号公報 特開２００４−３１２２７７号公報

しかしながら、静止画データが記録される時間間隔が大きい場合、上記の画像データ記録再生装置は、動きベクトルを精度良く予測することが難しいため、高品質の映像データが生成されにくい。すなわち、生成したい映像データの記録時刻が記録された静止画データの記録時刻から離れれば離れるほど、画像データ中の動物体の変化量が大きくなるため、記録された高解像度の静止画中に含まれる高周波成分を用いて動き補償され難くなるためである。例えば、静止画データの記録時刻と所望の生成画像の記録時刻との間の時間ｈが０．１秒よりも大きくなると、動き補償により高周波成分を補償することが難しくなると言われている。一方、高精細な静止画データの記録数を増やすと、当然の事ながら、保存すべきデータ量が膨大になってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、低解像度の画像データ系列で動き予測し、かつ、高解像度の画像データを用いて動き補償して高解像度の画像データを生成しようとした場合に、生成される画像データの時刻と高解像度の画像データの時刻とが離れていても、高い精度で動き補償することが可能な、新規かつ改良された撮像装置、撮像方法、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像部と、前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理部と、前記第１の圧縮処理部により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶部と、前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理部と、前記第２の圧縮処理部により圧縮された第２映像データを格納する第２の記憶部と、前記第１の記憶部に格納された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理部と、前記第２の記憶部に格納された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理部と、前記第１の伸張処理部により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成部と、前記生成部により生成された拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測部と、前記第２の伸張処理部により伸張された第２映像データと前記動き予測部により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成部と、を備える、撮像装置が提供される。

また、前記動き予測部は、時間的に隣合う前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出し、前記画像生成部は、前記第２映像データを動き補償することによって、動き補償された画像データを生成し、当該動き補償された画像データを動き補償することによって、逐次的に前記第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成する、ように構成されていてもよい。

また、前記生成部は、前記第１映像データに含まれる複数の前記フレームを前記第２映像データと同じ空間解像度に拡大することにより前記拡大スケーリング画像を生成する、ように構成されていてもよい。

また、前記画像生成部は、前記動き予測部により検出された動きベクトルを用いて動き補償を行う際に、前記動きベクトルの参照元に対応する前記第２映像データと前記動きベクトルの参照先に対応する前記拡大スケーリング画像とを参照して、前記動き補償された画像データを生成する、ように構成されていてもよい。

また、前記第２映像データは、前記第１映像データよりも空間解像度が高くてもよい。

また、前記第１の圧縮処理部は、前記第１映像データとして、撮像された画像信号をダウンサンプリング処理して得られた画像データを圧縮する、ように構成されていてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像工程と、前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮工程と、
前記第１の圧縮工程で圧縮された第１映像データを記録する第１の記録工程と、前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮工程と、前記第２の圧縮工程で圧縮された第２映像データを記録する第２の記録工程と、前記第１の記録工程で記録された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張工程と、前記第２の記録工程で記録された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張工程と、前記第１の伸張工程で伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する工程と、生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する工程と、前記第２の伸張工程で伸張された第２映像データと検出された前記動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する工程と、を含む、撮像方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像機能と、前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理機能と、前記第１の圧縮処理機能により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶機能と、前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理機能と、前記第２の圧縮処理機能により圧縮された第２映像データを保持する第２の記憶機能と、前記第１の記憶機能により保持された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理機能と、前記第２の記憶機能により保持された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理機能と、前記第１の伸張処理機能により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成機能と、前記生成機能により生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測機能と、前記第２の伸張処理機能により伸張された第２映像データと前記動き予測機能により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像機能と、前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理機能と、前記第１の圧縮処理機能により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶機能と、前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理機能と、前記第２の圧縮処理機能により圧縮された第２映像データを保持する第２の記憶機能と、前記第１の記憶機能により保持された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理機能と、前記第２の記憶機能により保持された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理機能と、前記第１の伸張処理機能により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成機能と、前記生成機能により生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測機能と、前記第２の伸張処理機能により伸張された第２映像データと前記動き予測機能により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録された、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。

上記の撮像装置は、記録済みの静止画データに近い時刻から高解像度画像を生成していき、過去に生成した高解像度画像をフレームメモリに保存して、その保存された画像を再び参照して新たな高解像度画像を生成する。そのため、記録時刻から離れた時間においても高精細な静止画像を生成することが可能である。

以上説明したように本発明によれば、低解像度の画像データ系列で動き予測し、かつ、高解像度の画像データを用いて動き補償して高解像度の画像データを生成しようとした場合に、生成される画像データの時刻と高解像度の画像データの時刻とが離れていても、高い精度で動き補償することが可能になる。

高解像度生成画像の生成方法を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像処理装置の装置構成を示す説明図である。 本実施形態に係る画像生成回路の動作を説明するための説明図である。 本実施形態に係る画像生成回路の動作を説明するための説明図である。 本実施形態に係る画像生成回路の動作を説明するための説明図である。 本実施形態に係る高解像度画像の生成方法を示す説明図である。 本実施形態に係る画像処理装置の機能を実現することが可能な情報処理装置のハードウェア構成を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。但し、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

（高解像度画像の生成方法）
まず、本発明の実施形態に係る画像処理装置、及び画像処理方法について説明するに先立ち、図１を参照しながら、低い空間解像度で連続する映像が記録された画像データ系列（以下、動画データ）と、その動画データに含まれる適当なフレーム（以下、低解像度記録画像（ＬＲＰ；Ｌｏｗ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ））に対応して離散的に記録された高空間解像度の画像データ（以下、静止画データ、又は高解像度記録画像（ＨＲＰ；Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ））とを用いて、前記動画データに含まれる任意のフレームに対応する高空間解像度の画像データ（以下、生成画像（ＣＰ；Ｃｒｅａｔｅｄ Ｐｉｃｔｕｒｅ）、又は高解像度生成画像）を生成するアイデアについて簡単に説明する。図１は、高解像度画像の生成方法の一例を示す説明図である。

図１には、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）と、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）、ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）と、拡大スケーリング画像（ＭＰ；Ｍａｇｎｉｆｉｅｄ Ｐｉｃｔｕｒｅ）ＭＰ（ｔ）、ＭＰ（ｔ＋ｈ）、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）とが描画されている。以下、カッコ内の文字は、撮影時刻を表すものとする。例えば、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）は、時刻ｔ＋ｈに撮影された低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）に対応する生成画像を表す。

生成画像ＣＰは、低解像度記録画像ＬＲＰを用いて検出された動きベクトルと高解像度記録画像ＨＲＰとを用いて動き補償することによって生成された画像データである。例えば、図１に示すように、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）を拡大スケーリングして生成された拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）と、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）を拡大スケーリングして生成された拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）とを用いて、時刻ｔと時刻ｔ＋ｈとの間の動きベクトル（ＭＶ；Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）が検出される（Ｓ１）。次いで、動きベクトルＭＶに基づき、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）の参照ブロック（ＢＬＫ）に対応する高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）の参照ブロックが抽出される。次いで、その参照ブロックの画素と拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）の画素とが所定の比率で合成されて、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）が生成される（Ｓ２）。

上記の例では、動き予測と動き補償とが実質的に異なる画像を用いて実行される。低解像度記録画像ＬＲＰを拡大スケーリングして生成された拡大スケーリング画像ＭＰは、高解像度記録画像ＨＲＰと同じ空間解像度に拡大してはいるものの、高解像度記録画像ＨＲＰに比べて高周波成分が欠落している。そのため、拡大スケーリング画像ＭＰを用いて検出された動きベクトルと高解像度記録画像ＨＲＰが本来有すべき動きベクトルとにズレが生じる可能性がある。動き予測の精度が低い場合、高解像度記録画像ＨＲＰの中の参照ブロックの位置がズレてしまうため、動き補償して生成された生成画像ＣＰの高周波成分にノイズが付加されてしまう。

そこで、互いに異なる空間解像度を有する複数の画像データに基づいて動き補償を実行する場合に、動き補償に起因してノイズが付加されることを抑制する技術が求められている。特に、動きベクトルの誤差は、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）が撮影された時刻ｔと、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成したい時刻ｔ＋ｈとが離れている場合に大きくなるため、時間間隔ｈが大きい場合に高精細な生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を得るための技術が求められている。

以下で説明するように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置は、まず、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）が撮影された時刻ｔに近い時刻に撮影された低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ”）に対し、動き予測及び動き補償を実行して暫定的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）を生成して、その暫定的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ）に基づいて、更に動き予測及び動き補償を実行する。この処理を逐次的に繰り返すことによって、所望の時刻ｔ＋ｈにおける生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を高い精度で生成することができる。なぜなら、一度の動き予測を実行する際に参照されるフレーム間の時間間隔が短いため、動き予測の精度が向上するためである。以下、この技術的思想を実現可能な画像処理装置の具体的な構成例について説明する。

＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００について詳細に説明する。

［画像処理装置１００の装置構成］
まず、図２を参照しながら、本実施形態に係る画像処理装置１００の装置構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像処理装置１００の装置構成の一例を示す説明図である。

図２に示すように、画像処理装置１００は、主に、撮像レンズ１０２と、撮像素子１０４と、カメラ信号処理ブロック１１０と、動画像記録再生ブロック１２０と、動画像記録再生ブロック１２０と、画像生成回路２０２と、フレームメモリ２０４と、画像生成タイミングコントローラ１０６と、表示回路１０８とを有する。

撮像レンズ１０２は、光を集光させて被写体の像（以下、集光画像）を形成するための光学レンズである。撮像素子１０４は、撮像レンズ１０２が集光した光を電気信号に変換する光電素子である。撮像素子１０４には、例えば、ＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等の半導体素子が用いられる。また、撮像素子１０４は、動画データが持つ空間解像度の有効画素数よりも多い画素を有している。表示回路１０８は、画像データを記録又は再生する際、或いは、その画像データを確認する際に、、図示しない表示装置に対して前記の画像データを表示させる。画像生成タイミングコントローラ１０６は、動画データを再生している途中でオペレータが静止画データを取得するように指示する装置である。

（カメラ信号処理ブロック１１０）
カメラ信号処理ブロック１１０は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換器１１２と、デジタル信号処理回路１１４とを含む。

Ａ／Ｄ変換器１１２は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。Ａ／Ｄ変換器１１２は、撮像素子１０４から入力された集光画像のアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル信号処理回路１１４に出力する。デジタル信号処理回路１１４は、Ａ／Ｄ変換器１１２から入力された集光画像のデジタル信号（以下、画像データ）に対し、ホワイトバランスの調整やガンマ補正等の処理を行う。

（動画像記録再生ブロック１２０）
動画像記録再生ブロック１２０は、図２に示すように、画像密度変換回路１２６と、動画像圧縮／伸長回路１２４と、記憶部１２２とを含む。

画像密度変換回路１２６は、動画データの記録に際し、デジタル信号処理回路１１４から入力された画像データの系列（動画データ）に対して間引き処理（例えば、フレーム間差分符号化等）を施す。画像密度変換回路１２６は、その間引き処理後の動画データを動画像圧縮／伸長回路１２４に出力する。動画像圧縮／伸長回路１２４は、画像密度変換回路１２６から入力された前記間引き後の動画データを圧縮処理し、その圧縮された動画データを記憶部１２２に記録する。

一方、動画データの再生に際し、動画像圧縮／伸長回路１２４は、記憶部１２２に記録された前記の動画データを読出して伸長処理を施す。そして、動画像圧縮／伸長回路１２４は、その伸長された動画データを画像密度変換回路１２６に対して出力する。画像密度変換回路１２６は、動画像圧縮／伸長回路１２４から入力された動画データに対して補間処理（例えば、差分化されたデータの復元等）を施す。

（動画像記録再生ブロック１２０）
静止画像記録再生ブロック１３０は、図２に示すように、静止画像圧縮／伸長回路１３４と、記憶部１３２とを含む。但し、記憶部１３２は、前記の記憶部１２２と共通の記憶装置を用いて、その機能を実現することもできる。

静止画像圧縮／伸長回路１３４は、静止画データの記録に際し、デジタル信号処理回路１１４から入力された画像データに圧縮処理を施して記憶部１３２に出力する。一方、静止画データの再生に際し、静止画像圧縮／伸長回路１３４は、記憶部１２２に記録された画像データを読出して伸長処理を施す。

（画像生成回路２０２）
図中には明示しないが、画像生成回路２０２は、動き予測部２１２と、動き補償部２１４とを含む。なお、動き予測部２１２は、上記の動き予測部の一例である。また、動き補償部２１４は、上記の画像生成部の一例である。

動き予測部２１２は、動画像記録再生ブロック１２０から伝送された動画データについて、フレーム間の動き予測を実行して動きベクトルを検出する。例えば、動き予測部２１２は、所定時刻に記録されたフレームに最も近い時点で記録された静止画データを選択する。そして、動き予測部２１２は、その静止画データに対応するフレームと所定時刻に記録されたフレームとの間で動き予測を実行してフレーム間の動きベクトルを検出する。このとき、動き予測部２１２は、参照する各フレーム（ＬＲＰ）を拡大スケーリングして拡大スケーリング画像（ＭＰ）に変換し、該当する拡大スケーリング画像間で動きベクトルを検出する。

他の例として、動き予測部２１２は、所定時刻に記録されたフレームに近い時点で記録された複数の静止画データを抽出した上で、前記の所定時刻に記録されたフレームに最も近似した静止画データに対応するフレームを選択することもできる。そして、動き予測部２１２は、その選択された静止画データに対応するフレームと所定時刻に記録されたフレームとの間で動き予測を実行してフレーム間の動きベクトルを検出してもよい。また、動き予測部２１２は、各フレーム（ＬＲＰ）を拡大スケーリングせずに、該当するフレーム間で動きベクトルを検出し、生成画像（ＣＰ）の空間解像度に適合するように前記動きベクトルを拡大することも可能である。

動き補償部２１４は、動き予測部２１２から入力された動きベクトルの情報と、静止画像記録再生ブロック１３０から入力された静止画データとに基づいて動き補償を実行する。例えば、動き補償部２１４は、所定時刻に記録されたフレームの参照ブロックに対応する静止画データの参照ブロックを前記の動きベクトルに基づいて特定する。動き補償部２１４は、その特定された静止画データの参照ブロックと、所定時刻に記録されたフレームの参照ブロックとを所定の比率で合成して画像データ（生成画像ＣＰ’）を生成する。

さらに、画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成する際に、過去に生成した生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）（ｔ＜ｈ”＜ｈ）をフレームメモリ２０４に展開する。つまり、画像生成回路２０２は、図３に示すように、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）を直接用いて生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成するのではなく、一端、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）に時間的に近い拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）を用いて中間的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）を生成し、この生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）をフレームメモリ２０４に保存して利用するのである。そして、画像生成回路２０２は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）及びＭＰ（ｔ＋ｈ”）の間で動き予測を実行し、検出された動きベクトルと中間的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）に基づいて所望の生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成するのである。そして、この生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）が表示回路１０８に出力される。

また、画像生成回路２０２は、フレームメモリに生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）を格納する際、利用する処理単位に応じて格納する方法を変更してもよい。例えば、画像全体を格納してもよいし、或いは、メモリ量を節約するために動きのある画素領域のみを格納してもよい。

さらに、画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰ’又はＣＰを生成する際、生成画像ＣＰ’又はＣＰに対応する拡大スケーリング画像ＭＰと参照先の画像との差分量を監視する。高解像度記録画像ＨＲＰと拡大スケーリング画像ＭＰとの差分量が小さい場合、画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰ’又はＣＰとして高解像度記録画像ＨＲＰをそのまま出力することができる。同様に、生成画像ＣＰ’と拡大スケーリング画像ＭＰとの差分量が小さい場合、画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰとして生成画像ＣＰ’をそのまま出力することができる。これらのケースは、完全に静止している被写体を撮影した場合等に起こりうる状況である。

上記のように、本実施形態に係る画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰと高解像度記録画像ＨＲＰとの記録時刻が離れている場合に、高解像度記録画像ＨＲＰの記録時刻に近い時刻に対応する拡大スケーリング画像ＭＰから順番に中間的な生成画像ＣＰ’を生成する。さらに、画像生成回路２０２は、中間的な生成画像ＣＰ’を利用して動き補償を実行し、逐次的に中間的な生成画像ＣＰ’を生成することで、最終的に高精細な生成画像ＣＰを得るものである。

［画像データの記録動作］
次に、本実施形態に係る画像処理装置１００による画像データの記録動作について簡単に説明する。

まず、オペレータが画像処理装置１００に記録動作の開始を指示する（Ｓ１０）。その指示を受け、画像処理装置１００は、動画データを構成するフレームの連続記録を開始する（Ｓ１２）。画像処理装置１００は、撮像レンズ１０２を介して集光画像を取得する（Ｓ１４）。次いで、画像処理装置１００は、その集光画像を撮像素子１０４により光電変換してアナログ信号を生成する（Ｓ１６）。次いで、画像処理装置１００は、そのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１１２に入力してデジタル信号に変換する（Ｓ１８）。次いで、画像処理装置１００は、そのデジタル信号をデジタル信号処理回路１１４に入力して、そのデジタル信号に対応する画像データのホワイトバランスの調整やガンマ補正等の処理を実行する（Ｓ２０）。画像処理装置１００は、前記の画像データを蓄積して動画データを形成することができる。

次いで、画像処理装置１００は、画像密度変換回路１２６により、上記の動画データに間引き処理を施す（Ｓ２２）。ステップＳ２２を実行する際、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌｉｎｅ）方式、又はＩＳＤＢ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）方式等の各ビデオ信号フォーマットにおける有効画素数が得られる。次いで、画像処理装置１００は、動画像圧縮／伸長回路１２４により、前記の間引き処理が施された動画データを圧縮処理し（Ｓ２４）、記憶部１２２に記録する（Ｓ２５）。また、画像処理装置１００は、静止画像圧縮／伸長回路１３４により、所定の時間間隔で間歇的に前記の画像データ（静止画データ）を取得して圧縮処理し（Ｓ３２）、記憶部１３２に記録する（Ｓ３４）。

［画像データの再生動作］
次に、本実施形態に係る画像処理装置１００による画像データの再生動作について簡単に説明する。

画像処理装置１００に対し、オペレータが画像生成タイミングコントローラ１０６を用いて再生動作の開始を指示する（Ｓ５０）。その指示を受け、画像処理装置１００は、前記の動画データよりも空間解像度が高く、かつ、前記の静止画データが記録されていない記録時点における高画質画像データの生成を開始する（Ｓ５２）。画像処理装置１００は、記憶部１２２に記録された圧縮処理後の動画データを読み出し（Ｓ５４）、動画像圧縮／伸長回路１２４により伸長処理を実行する（Ｓ５６）。次いで、画像処理装置１００は、画像密度変換回路１２６により、伸長処理された動画データの補間処理を実行する（Ｓ５８）。ステップＳ５８により、前記の動画データの各フレームは、静止画データと同一画素数を有する画像データに変換される。そして、その動画データは、画像生成回路２０２に伝送される（Ｓ６０）。

また、画像処理装置１００は、静止画像圧縮／伸長回路１３４により、記憶部１３２に記録された静止画データを読み出して伸長し（Ｓ７２）、画像生成回路２０２に伝送する（Ｓ７４）。

（画像生成回路２０２の動作）
ここで、図３を参照しながら、画像生成回路２０２の処理動作について説明する。図３は、画像生成回路２０２の処理動作を説明するための説明図である。

図３には、撮影時刻に対応するように、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）と、複数の低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）、ＬＲＰ（ｔ＋ｈ”）、ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）、ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）と、中間的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）と、所望の生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）とが描画されている。尚、図３は、時刻ｔ＋ｈに記録された低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）に対応する生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成する処理動作を具体的に説明するものである。

但し、高解像度記録画像ＨＲＰは、水平画素数がＮ、垂直画素数がＭ、フレームレートが１／ΔＴ［ｆｐｓ］であるものと仮定する。また、低解像度記録画像ＬＲＰは、水平画素数がｎ、垂直画素数がｍ、フレームレートが１／Δｔ［ｆｐｓ］であるものと仮定する。そして、各変数は、Ｎ≧ｎ、Ｍ≧ｍ、ΔＴ≧ｔの関係を満たすものと仮定する。さらに、変数ｈは、０≦ｈ≦ΔＴの関係を満たすものと仮定する。

以下、図３の例を参照しながら、時刻ｔ＋ｈの生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成する方法について説明する。但し、本実施形態に係る画像処理装置１００の処理方法は、これに限定されるものではない。例えば、図示しない他の時刻ｔ＋ΔＴの高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ＋ΔＴ）を併せて参照しながら、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成することもできる。その際、画像処理装置１００は、被写体の動きの大きさや速度等に応じて参照すべき高解像度記録画像ＨＲＰを選択するといった処理を行ってもよい。

（Ｓ１）
まず、画像処理装置１００は、動き予測部２１２により、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）及びＬＲＰ（ｔ＋ｈ”）を用いて動き予測を実行する。このとき、動き予測部２１２は、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ）及びＬＲＰ（ｔ＋ｈ”）を拡大スケーリングして拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）及びＭＰ（ｔ＋ｈ”）を生成する。次いで、動き予測部２１２は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）とＭＰ（ｔ＋ｈ”）とを比較してＭＰ（ｔ）とＭＰ（ｔ＋ｈ”）との間の動きベクトルＭＶを検出する。尚、動き予測の方法として、例えば、ブロックマッチング法、位相相関法、又はオプティカルフロー法等を本実施形態に適用することができる。

（Ｓ２）
次いで、画像処理装置１００は、動き補償部２１４により、前記の動きベクトルＭＶと高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）とを用いて動き補償を実行する。動き補償部２１４は、前記の動きベクトルＭＶを利用して、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）の参照ブロックに対応する高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）の参照ブロックを特定する。そして、動き補償部２１４は、その参照ブロックと前記の拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）の参照ブロックとを所定の比率で合成して、中間的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）を生成する。

（Ｓ３）
次いで、画像処理装置１００は、動き予測部２１２により、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）及びＬＲＰ（ｔ＋ｈ”）を用いて動き予測を実行する。このとき、動き予測部２１２は、低解像度記録画像ＬＲＰ（ｔ＋ｈ）を拡大スケーリングして拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）を生成する。次いで、動き予測部２１２は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）とＭＰ（ｔ＋ｈ）とを比較してＭＰ（ｔ＋ｈ”）とＭＰ（ｔ＋ｈ）との間の動きベクトルＭＶを検出する。

（Ｓ４）
次いで、画像処理装置１００は、動き補償部２１４により、前記の動きベクトルＭＶと中間的な生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）とを用いて動き補償を実行する。動き補償部２１４は、前記の動きベクトルＭＶを利用して、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）の参照ブロックに対応する生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）の参照ブロックを特定する。そして、動き補償部２１４は、その参照ブロックと前記の拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）の参照ブロックとを所定の比率で合成して最終的な生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）を生成する。

もし、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）と高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）との間の時間間隔ｈが非常に短ければ、前記の高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）を用いて動き補償しても動き予測精度に起因して生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）にノイズが発生することは少ない。しかし、その時間間隔ｈが長いと、その高解像度記録画像ＨＲＰに含まれる高周波成分の情報にノイズが発生する可能性が高い。つまり、動き予測の精度に依存して動き補償に用いる高解像度記録画像ＨＲＰの参照ブロックと、それに対応する拡大スケーリング画像ＭＰの参照ブロックとの間の相関が低くなる可能性が懸念されるのである。

一般に、動き予測の処理は、被写体の動きが少なければ少ないほど、すなわち、予測元から予測先への時間的距離が少なければ少ないほど、精度のよい動き予測を行うことが可能である。したがって、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）から拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）に対して行う動き予測よりも、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）から拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）に対して行う動き予測のほうが、予測の精度が良くなるのは当然である。そのため、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ”）から拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）への動き予測結果を用いた場合の生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）の品質は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）から拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）への動き予測結果を用いた場合の生成画像に比べて高くなる。

また、図４の例に示すように、画像生成回路２０２は、生成画像ＣＰ’又はＣＰを生成する際、上記の画像以外の画像を参照することも可能である。ここでは、時間的に後方に位置する画像を参照して動き予測及び動き補償する例について説明したが、前方に位置する画像を参照してもよい。また、前後の画像を共に参照してもよい。さらに、画像生成回路２０２は、時間的に前方又は後方に位置する複数枚の画像を参照して生成画像ＣＰ’又はＣＰを生成することも可能である。さらに、画像生成回路２０２は、より細かい時間間隔で逐次的に中間的な生成画像ＣＰ’を生成し、最終的な生成画像ＣＰに到達するように処理することもできる。

上記のように、本実施形態に係る画像生成回路２０２には種々の変形が可能である。例えば、時刻ｔ＋ΔＴ（ｈ＜ΔＴ）に高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ＋ΔＴ）が存在する場合、画像生成回路２０２は、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ＋ΔＴ）に基づいて前方から動き補償された生成画像ＣＰと、上記の方法で後方から逐次的に動き補償して生成されて生成画像ＣＰとを比較して、より高品質の画像を選択することも可能である。そうした選択等の用途を考慮し、画像生成回路２０２は、例えば、所定の時刻ｔ、ｔ＋ｈ”、ｔ＋ΔＴ等における拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ）、ＭＰ（ｔ＋ｈ”）、ＭＰ（ｔ＋ΔＴ）等を比較して差分値を監視しておくこともできる。

また、動き予測に際し、画像生成回路２０２は、双方向予測処理を組み合わせることもできる。すなわち、画像生成回路２０２は、複数の予測元に対する動きベクトルに基づいて動き補償を実行し、動き補償の画素値を重み付けして平均するのである。単純な例を挙げると、例えば、予測元画素Ａと予測元画素Ｂに対して、予測後の画素Ｃを下式（１）に従って求める。

これは、重みの割合が等しい平均値をとる方法である。一般に、片方向予測に比べ双方向予測を行うことにより、差分エネルギーを小さくできることが、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の画像圧縮技術に関連して広く知られている。そこで、本実施形態においても、双方向予測を組み合わせて用いることで、生成画像ＣＰの品質をより向上させることが可能になると考えられる。さらに、Ｈ．２６４等において知られている双方向予測技術のように、２つのベクトルの予測方向が時間的に同じ方向（前方又は後方）に設定することも可能である。

生成画像ＣＰを生成するに際し、比較的単純な双方向予測の方法として、例えば、２枚の高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）と高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ＋ΔＴ）との平均値をとって生成された画像を生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）として用いる方法が考えられる。この方法は、被写体が静止しており、フェードが含まれるような映像に対して有効である。

また、被写体に動物体が含まれる場合、画像生成回路２０２は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）、ＭＰ（ｔ＋ｈ”）、ＭＰ（ｔ）に対して双方向予測を実行し、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）及びＨＲＰ（ｔ＋ΔＴ）に基づいて動き補償を実行することも可能である。また、画像生成回路２０２は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）とＭＰ（ｔ）との間の被写体の動き情報、或いは、ＭＰ（ｔ＋ｈ）とＭＰ（ｔ＋ΔＴ）との間の被写体の動き情報を用いたり、複数の中間的に生成された生成画像ＣＰ’の高周波成分を利用することで、生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）の画質を向上させることができる。

さらに、画像生成回路２０２は、図５に示すように、生成画像ＣＰを生成する際、中間的に生成された生成画像ＣＰ’に基づいて動き補償された画像と、生成画像ＣＰに対応する拡大スケーリング画像ＭＰとの差分値を判定して、動き予測の精度が低い場合に拡大スケーリング画像ＭＰをそのまま生成画像ＣＰとして出力することも可能である。

（画像処理方法）
ここで、図６を参照しながら、本実施形態に係る画像処理方法について説明する。図６は、本実施形態に係る画像生成処理の流れを説明するための説明図である。

まず、動き予測部２１２は、低解像度記録画像ＬＲＰを拡大スケーリングして高解像度記録画像ＨＲＰと同じ空間解像度を有する拡大スケーリング画像ＭＰを生成する（Ｓ２０２）。次いで、参照ブロックの位置を示すパラメータｂが初期化される（Ｓ２０４）。次いで、パラメータｂがパラメータｂの最大値ｂ＿ｍａｘを超えているか否かが判定される（Ｓ２０６）。但し、ｂ＿ｍａｘは、フレームに含まれるブロック数である。

ｂ≧ｂ＿ｍａｘの場合、画像生成回路２０２は、画像生成処理を終了する。ｂ＜ｂ＿ｍａｘの場合、動き予測部２１２は、カレントフレーム（ＭＰ（ｔ＋ｈ”））からキーフレーム（ＭＰ（ｔ））、又はカレントフレーム（ＭＰ（ｔ＋ｈ））から高解像度画像生成済みフレーム（ＭＰ（ｔ＋ｈ”））への動き予測を実行する（Ｓ２０８）。このとき、動き予測の参照フレームは、逐次実行される動き予測の参照元フレームの位置に依存する。次いで、画像生成回路２０２は、予測残差信号の大きさに基づいて動き補償を実行可能か否かを判定する（Ｓ２１０）。

ステップＳ２１０において、動き補償の実行が不可であると判定された場合、動き補償部２１４は、ステップＳ２０２で拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）を生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）として出力する（Ｓ２１６）。一方、ステップＳ２１０において、動き補償の実行が可能であると判定された場合、動き補償部２１４は、キーフレームに対応する高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）と拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）とを用いて差分画像判定（前記の「Ｄ＞Ｔｈ」ｏｒ「Ｄ≦Ｔｈ」判定；図５を参照）を実行し、動き補償が可能か否かを判定する（Ｓ２１２）。

ステップＳ２１２において、動き補償が可能であると判定された場合、動き補償部２１４は、高解像度記録画像ＨＲＰ（ｔ）又は生成画像ＣＰ’（ｔ＋ｈ”）を用いて動き補償を実行する（Ｓ２１４）。このとき、動き補償部２１４は、ステップＳ２０８で得られたカレントフレームからキーフレームへの動きベクトル、単位ブロックサイズ、又は参照フレーム情報等を利用する。一方、ステップＳ２１２において、動き補償の実行が不可であると判定された場合、動き補償部２１４は、拡大スケーリング画像ＭＰ（ｔ＋ｈ）を生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）として出力する（Ｓ２１６）。

次いで、画像生成回路２０２は、パラメータｂをインクリメントし（Ｓ２１８）、再びステップＳ２０６から始まる処理を実行する。このように、画像生成回路２０２は、逐次的に動き補償を実行するが、動き補償する際に前記の差分画像判定を実行しながら動き補償が可能か否かを判定する。そのため、画像生成回路２０２は、動き補償に起因して生成画像ＣＰ（ｔ＋ｈ）にノイズが発生することを抑制できる。

尚、画像処理装置１００の各構成要素が実現する機能は、例えば、以下に例示する情報処理装置を用いて所定のプログラムにより実現することも可能である。

［ハードウェア構成］
上記の画像処理装置１００が有する機能は、例えば、図７に示すハードウェア構成を有する情報処理装置によっても実現することが可能である。図７は、上記の画像処理装置１００の各構成要素が有する機能を実現することが可能な情報処理装置のハードウェア構成例を示す説明図である。

図６に示すように、前記の情報処理装置は、主に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９０４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９０６と、ホストバス９０８と、ブリッジ９１０と、外部バス９１２と、インターフェース９１４と、入力部９１６と、出力部９１８と、記憶部９２０と、ドライブ９２２と、接続ポート９２４と、通信部９２６とにより構成される。

ＣＰＵ９０２は、例えば、演算処理装置又は制御装置として機能し、ＲＯＭ９０４、ＲＡＭ９０６、記憶部９２０、又はリムーバブル記録媒体９２８に記録された各種プログラムに基づいて各構成要素の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０４は、例えば、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや演算に用いるデータ等を格納する。ＲＡＭ９０６は、例えば、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや、そのプログラムを実行する際に適宜変化する各種パラメータ等を一時的又は永続的に格納する。これらの構成要素は、例えば、高速なデータ伝送が可能なホストバス９０８によって相互に接続されている。また、ホストバス９０８は、例えば、ブリッジ９１０を介して比較的データ伝送速度が低速な外部バス９１２に接続されている。

入力部９１６は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、及びレバー等の操作手段である。また、入力部９１６は、赤外線やその他の電波を利用して制御信号を送信することが可能なリモートコントロール手段（所謂、リモコン）であってもよい。なお、入力部９１６は、上記の操作手段を用いて入力された情報を入力信号としてＣＰＵ９０２に伝送するための入力制御回路等により構成されている。

出力部９１８は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ ＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、又はＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイ装置、スピーカ、ヘッドホン等のオーディオ出力装置、プリンタ、携帯電話、又はファクシミリ等、取得した情報を利用者に対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置である。

記憶部９２０は、各種のデータを格納するための装置であり、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。

ドライブ９２２は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２８に記録された情報を読み出し、又はリムーバブル記録媒体９２８に情報を書き込む装置である。リムーバブル記録媒体９２８は、例えば、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、コンパクトフラッシュ（ＣＦ；ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）（登録商標）、メモリースティック、又はＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等である。もちろん、リムーバブル記録媒体９２８は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃａｒｄ）、又は電子機器等であってもよい。

接続ポート９２４は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＲＳ−２３２Ｃポート、又は光オーディオ端子等のような外部接続機器９３０を接続するためのポートである。外部接続機器９３０は、例えば、プリンタ、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、又はＩＣレコーダ等である。

通信部９２６は、ネットワーク９３２に接続するための通信デバイスであり、例えば、有線又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は各種通信用のモデム等である。また、通信部９２６に接続されるネットワーク９３２は、有線又は無線により接続されたネットワークにより構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、放送、又は衛星通信等である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記の実施形態の説明においては、後方のフレームを参照して動き予測、及び動き補償を実行する方法について述べたが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、前方のフレーム、或いは、前後のフレームを参照して動き予測、及び動き補償を実行することも可能である。

１００ 画像処理装置
１０２ 撮像レンズ
１０４ 撮像素子
１０６ 画像生成タイミングコントローラ
１０８ 表示回路
１１０ カメラ信号処理ブロック
１１２ Ａ／Ｄ変換器
１１４ デジタル信号処理回路
１２０ 動画像記録再生ブロック
１２２、１３２ 記憶部
１２４ 動画像圧縮／伸長回路
１２６ 画像密度変換回路
１３０ 静止画像記録再生ブロック
１３４ 静止画像圧縮／伸長回路
２０２ 画像生成回路
２０４ フレームメモリ
２１２ 動き予測部
２１４ 動き補償部
ＨＲＰ 高解像度記録画像
ＬＲＰ 低解像度記録画像
ＭＰ 拡大スケーリング画像
ＣＰ、ＣＰ’ 生成画像

Claims (9)

1. 複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像部と、
   前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理部と、
   前記第１の圧縮処理部により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶部と、
   前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理部と、
   前記第２の圧縮処理部により圧縮された第２映像データを格納する第２の記憶部と、
   前記第１の記憶部に格納された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理部と、
   前記第２の記憶部に格納された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理部と、
   前記第１の伸張処理部により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成部と、
   前記生成部により生成された拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測部と、
   前記第２の伸張処理部により伸張された第２映像データと前記動き予測部により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成部と、
   を備える、
   撮像装置。
2. 前記動き予測部は、時間的に隣合う前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出し、
   前記画像生成部は、前記第２映像データを動き補償することによって、動き補償された画像データを生成し、当該動き補償された画像データを動き補償することによって、逐次的に前記第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記生成部は、前記第１映像データに含まれる複数の前記フレームを前記第２映像データと同じ空間解像度に拡大することにより前記拡大スケーリング画像を生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記画像生成部は、前記動き予測部により検出された動きベクトルを用いて動き補償を行う際に、前記動きベクトルの参照元に対応する前記第２映像データと前記動きベクトルの参照先に対応する前記拡大スケーリング画像とを参照して、前記動き補償された画像データを生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第２映像データは、前記第１映像データよりも空間解像度が高い、
   請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記第１の圧縮処理部は、前記第１映像データとして、撮像された画像信号をダウンサンプリング処理して得られた画像データを圧縮する、
   請求項４に記載の撮像装置。
7. 複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像工程と、
   前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮工程と、
   前記第１の圧縮工程で圧縮された第１映像データを記録する第１の記録工程と、
   前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮工程と、
   前記第２の圧縮工程で圧縮された第２映像データを記録する第２の記録工程と、
   前記第１の記録工程で記録された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張工程と、
   前記第２の記録工程で記録された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張工程と、
   前記第１の伸張工程で伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する工程と、
   生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する工程と、
   前記第２の伸張工程で伸張された第２映像データと検出された前記動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する工程と、
   を含む、
   撮像方法。
8. 複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像機能と、
   前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理機能と、
   前記第１の圧縮処理機能により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶機能と、
   前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理機能と、
   前記第２の圧縮処理機能により圧縮された第２映像データを保持する第２の記憶機能と、
   前記第１の記憶機能により保持された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理機能と、
   前記第２の記憶機能により保持された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理機能と、
   前記第１の伸張処理機能により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成機能と、
   前記生成機能により生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測機能と、
   前記第２の伸張処理機能により伸張された第２映像データと前記動き予測機能により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成機能と、
   をコンピュータに実現させるためのプログラム。
9. 複数のフレームを含む第１映像データと、前記第１映像データに含まれるフレームよりも高い解像度を有する第２映像データとを撮像する撮像機能と、
   前記第１映像データを圧縮する第１の圧縮処理機能と、
   前記第１の圧縮処理機能により圧縮された第１映像データを格納する第１の記憶機能と、
   前記第２映像データを圧縮する第２の圧縮処理機能と、
   前記第２の圧縮処理機能により圧縮された第２映像データを保持する第２の記憶機能と、
   前記第１の記憶機能により保持された圧縮後の第１映像データを伸張する第１の伸張処理機能と、
   前記第２の記憶機能により保持された圧縮後の第２映像データを伸張する第２の伸張処理機能と、
   前記第１の伸張処理機能により伸張された第１映像データに含まれる複数のフレームを用いて当該フレームのそれぞれに対して拡大スケーリングすることにより、拡大スケーリング画像を生成する生成機能と、
   前記生成機能により生成された前記拡大スケーリング画像間の動きベクトルを検出する動き予測機能と、
   前記第２の伸張処理機能により伸張された第２映像データと前記動き予測機能により検出された動きベクトルとに基づいて前記第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームに対応する動き補償された画像データを生成し、動き補償された画像データと前記動きベクトルとに基づいて、前記第１映像データに含まれるフレームに対応する動き補償された画像データを、第２映像データに時間的に近い第１映像データのフレームから順に生成する画像生成機能と、
   をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録された、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体。

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