JP5328549B2 - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
高精細度フォーマットを超える解像度の映像信号は、例えば、映像信号処理回路を増やすことにより処理可能となる。また、事前に解像度を映像信号処理回路で処理可能な解像度にまで落とすような専用の処理回路を設けることにより処理可能となる。
しかしながら、それらの方法では、処理回路が増大してしまう。処理回路を増大させること無く処理可能な解像度を超えるような映像信号を処理する方法は、例えば、特許文献1に開示されている。具体的には、特許文献1には、動画像を処理する回路において、処理可能な解像度を超える静止画像を処理する場合に、静止画像を分割して処理することが開示されている。
良く行うことのできる画像処理装置及びその制御方法を提供することができる。
<実施例1>
図1は、本発明の実施例1に係る画像処理装置の機能・構成の一例を示すブロック図である。本実施例に係る画像処理装置は、画像処理部1、表示部6、解像度判定部7、フレームメモリ8を有する。また、画像処理部1は、前画像処理部2、解像度変換部3、フレームメモリ4、後画像処理部5を有する。本実施例では、画像処理部1は、表示部6で表示可能な最大解像度までの映像信号(垂直方向1080ライン、水平方向1920画素を有する高精細度フォーマットまでの映像信号)を処理可能に構成されているものとする。
また、本実施例では、前画像処理部2は、状況に応じて映像信号に対しデインタレース処理を施す。デインタレース処理は、入力された映像信号がインタレース形式の映像信号である場合に、プログレッシブ形式の映像信号に変換する処理である。具体的には、デインタレース処理は、動き適応型デインタレース処理のような一般的に知られている手法を用いて行われる。動き適応型デインタレース処理は、フレーム間の差分から画素位置毎に映像の動きを判定し(動き判定)、その判定結果に従ってフィールド内補間とフィールド間補間とを切り替えてデインタレース処理を行う手法である。
解像度変換部3は、映像信号の解像度を前画像処理部2で処理可能且つ表示部6で表示可能な解像度に変換する。即ち、映像信号に対し拡大処理や縮小処理(解像度変換処理)を行う。具体的には、解像度変換処理は、補間位置周辺の画素情報を用いて補間位置での画素情報を生成する線形補間処理のような一般的に知られている手法を用いて行われる。
フレームメモリ4は、前画像処理部2から出力される映像信号(所定の画像処理が施された映像信号)や、解像度変換部3から出力される映像信号(解像度変換処理が施された映像信号)を一時的に記憶する。なお、フレームメモリ4は、高精細度フォーマットの映像信号を1フレーム分だけ記憶可能であってもよいし、複数フレーム分記憶可能であってもよい。
後画像処理部5は、解像度変換処理及び所定の画像処理が施された映像信号に基づく信号を表示部6に出力する。具体的には、解像度変換処理及び所定の画像処理が施された映像信号に対し、前画像処理部2にて算出された平均輝度やヒストグラムを用いて輝度情報や色情報の変換処理を行い、当該処理が施された映像信号を表示部6に出力する。
解像度判定部7は、入力された映像信号の解像度が前画像処理部2(画像処理部1)で処理可能か否かを判定する。具体的には、映像信号と同期して送られてくる水平同期信号や垂直同期信号の周期を計測することにより入力された映像信号の解像度を判断する。そして、その判断結果から、入力された映像信号の解像度が前画像処理部2(画像処理部1)で処理可能な解像度であるか否かを判定する。
フレームメモリ8は、入力された映像信号を一時的に記憶する。なお、フレームメモリ8は、高精細度フォーマットを超えるような解像度を有する映像信号(例えば、垂直方向4320ライン、水平方向7680画素を有する超高精細度フォーマットの映像信号)を記憶可能なものとする。また、フレームメモリ4とフレームメモリ8は、それぞれ異なるメモリであってもよいし、1つのメモリで構成されていてもよい(例えば、1つのメモリの領域を2つに区分することで実現することができる)。
図2(a)は、高精細度フォーマット以下の解像度を有する映像信号が入力された時の画像処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、前画像処理部2が、入力された映像信号に対し特徴抽出処理を行う(S101)。そして、入力された映像信号に対し、ノイズ除去処理を施す(S102)。
次に、前画像処理部2は、入力された映像信号がインタレース形式の映像信号か否かを判定する(S103)。入力された映像信号がインタレース形式の映像信号である場合には(S103:YES)、前画像処理部2が入力された映像信号に対しデインタレース処理を施し(S104)、S105へ進む。入力された映像信号がインタレース形式の映像信号でない場合には(S103:NO)、S105へ進む。前画像処理部2でのそれらの処理(前処理)が施された映像信号は、前画像処理部2(または不図示のCPU)によって、フレームメモリ4に書き込まれる。
そして、後画像処理部5が、前処理及び解像度変換処理が施された映像信号をフレームメモリ4から読み出す。そして、読み出した映像信号に対し、前画像処理部2にて抽出された該映像信号の特徴(特徴情報)に基づいて、輝度情報や色情報の変換処理(後処理)を施し(S106)、後処理が施された映像信号を表示部6に出力する。それにより、後処理が施された映像信号に基づく映像が表示部6にて表示可能となる。
また、図2(a)では、デインタレース処理よりも先にノイズ除去処理を行っている(ノイズ除去処理は、プログレッシブ形式で入力される映像信号に対しても有効である)。それにより、デインタレース処理における動き判定を行う際に、ノイズによる誤判定を回避することができる。
また、ノイズ除去処理には映像信号の特徴(特徴情報)を用いるため、図2(a)では、ノイズ除去処理よりも先に特徴抽出処理を行っている。
そして、解像度変換部3が、フレームメモリ8に書き込まれた映像信号を読み出し、該映像信号の解像度を変換する(S202)。解像度変換処理(縮小処理)が施された映像信号は、解像度変換部3(または不図示のCPU)によってフレームメモリ4に書き込まれる。具体的には、解像度変換部3で処理可能な解像度は高精細度フォーマット以下の解像度であるため、解像度変換部3はフレームメモリ8に書き込まれた映像信号(全体映像信号)を高精細度フォーマット以下の解像度で分割して読み出す。そして、分割された映像信号(分割映像信号)のそれぞれに対し縮小処理を施し、縮小処理が施された各分割映像信号をフレームメモリ4に書き込む。分割映像信号をフレームメモリ4へ書き込む際に、分割位置(分割映像(信号)の全体映像(信号)内での位置)に従って書き込むことで、縮小処理が施された全体映像信号を得ることができる。
なお、解像度変換部3は、フレームメモリ8に書き込まれた映像信号に対し、独立したタイミングで縮小処理可能に構成されていてもよい。そのような構成にすれば、高速なクロック信号に同期して高速に縮小処理を行ったり、独自のタイミングでフレームメモリ8から順次映像信号(画素情報)を読み出して縮小処理を行うことが可能となる。それにより、全体映像信号を分割せずに、画素単位で縮小処理を行うことが可能となる。
次に、後画像処理部5が、前処理及び解像度変換処理が施された映像信号をフレームメモリ4から読み出す。そして、読み出した映像信号に対し、前画像処理部2にて抽出された該映像信号の特徴(特徴情報)に基づいて、輝度情報や色情報の変換処理(後処理)を施し(S205)、後処理が施された映像信号を表示部6に出力する。それにより、後処理が施された映像信号に基づく映像が表示部6にて表示可能となる。
に対し所定の画像処理を施す。
このような処理の切り替えは、例えば、解像度判定部7から出力される判定結果(判定情報)に応じて、前画像処理部2、解像度変換部3、後画像処理部5が処理の対象を選択すればよい。具体的には、前画像処理部2が、判定情報に応じて、入力される映像信号と解像度変換部3から出力された映像信号のいずれかを選択すればよい。解像度変換部3が、判定情報に応じて、前画像処理部2から出力された映像信号とフレームメモリ8に書き込まれた映像信号のいずれかを選択すればよい。後画像処理部5が、判定情報に応じて、前画像処理部2から出力された映像信号と解像度変換部3から出力された映像信号のいずれかを選択すればよい。フレームメモリ4に書き込まれた映像信号がどの機能から出力されたものかは、例えば、フレームメモリ4へ映像信号を書き込む際に、出力元を識別するための情報(識別子など)を付加することで判別可能となる。なお、本実施例では、前画像処理部2、及び、解像度変換部3から出力された映像信号がフレームメモリ4へ書き込まれる構成としたが、前画像処理部2や解像度変換部3は他の機能へ映像信号を直接出力してもよい。また、前画像処理部2や後画像処理部5がフレームメモリ4から映像信号を読み出すのではなく、解像度変換部3がフレームメモリ4から映像信号を読み出し、前画像処理部2や後画像処理部5へ出力する構成であってもよい。
実施例1では、超高精細度フォーマットやデジタルシネマなどの映像信号ように、画像処理部の処理能力を超えるような解像度の映像信号を、画像処理部の処理順序を変えることで処理可能とする画像処理装置について説明した。
現状では画像処理部の処理能力を超えるような映像信号として、動画像データが入力されることは少なく、そのような映像信号は静止画像データである場合が多い。例えば、デジタルカメラのような撮像装置として、2000万画素を超える静止画像データを生成する装置が登場している。
また、撮像装置で生成された静止画像データは、SD(Secure Digital)カードやCF(Compact Flash)カードのようなメモリカードを介して供給されることが多い。メモリ
カードに格納されている静止画像データは、一般に、JPEG(Joint Photographic Experts Group)のような符号化方式により圧縮されている。そのため、静止画像データを表示装置で表示するためには伸張処理(デコード処理)を行う必要があり、伸張処理には時間を要する。従来の表示装置(画像処理装置)では、先に入力された静止画像データの伸張処理及び縮小処理(解像度変換処理)が完了するまで、後に入力された静止画像データに対する処理を開始することができなかった。そのため、視聴者(ユーザ)は、静止画像データの表示を繰り返し指示した際に、先に指示された静止画像データに対する処理が完了するのを待たなければならなかった。そのような指示に対するレスポンスの遅さは、ユーザのストレスを増幅させる虞がある。そのため、静止画像データに対する処理を高速に行うための技術が望まれている。
そこで、本実施例では、実施例1と同様の効果を得るとともに静止画像を高速に処理することのできる画像処理装置について説明する。
メモリカードインタフェース部9は、撮像装置で生成された静止画像データを記憶するSDカードやCFカードなどのメモリカードを画像処理装置に接続するためのインタフェースである。本実施例ではJPEGのような符号化方式により圧縮された静止画像データがメモリカードに記憶されているものとし、該メモリカードがメモリカードインタフェース部9に接続されているものとする。
CPU10は、メモリカードインタフェース部9に接続されたメモリカードから圧縮された静止画像データを読み出して伸張処理(デコード処理)を行うCPU(Central Processing Unit)である。CPU10により伸張処理が施された静止画像データ(復元(デ
コード)された静止画像データ)は、CPU10(または他の機能)によってフレームメモリ8へ書き込まれる。
また、CPU10は、ユーザからの指示(信号)を受信し、その指示に応じて、画像処理装置に映像信号として動画像データを入力するか静止画像データを入力するかを切り替える、切替部としての機能を有する。具体的には、映像信号として動画像データと静止画像データのどちらを入力するかを示す信号(例えば、ユーザからの指示信号)を前画像処理部2、解像度変換部3、後画像処理部5へ出力する。なお、ユーザからの指示の受信や当該指示の各機能への伝送は、CPU10以外の機能が行ってもよい。
画像処理装置に動画像データが入力されている場合の処理の流れは図2(a)の処理と同様である。即ち、前画像処理部2が入力された映像信号に対し所定の処理を施した後に、解像度変換部3が該画像処理が施された映像信号の解像度を変換する。
画像処理装置に静止画像データが入力されている場合には、解像度変換部3が入力された映像信号の解像度を変換した後に、前画像処理部2が該解像度が変換された映像信号に対し所定の画像処理を施す。以下、図4のフローチャートを用いて詳しく説明する。
1枚の静止画像データに対する伸張処理が完了すると、解像度変換部3が、フレームメモリ8に書き込まれた静止画像データを読み出し、該静止画像データの解像度を変換する(S305)。
S305の処理と同時に、CPU10は、次の静止画像データの表示が指示されているか否かを判断する(S304)。次の静止画像データの表示が指示されている場合には(S304:YES)、次の静止画像データに対しS301〜S303の処理が行われる。ここで、フレームメモリ8は、伸張処理された複数枚の静止画像データを記憶することができ、後に伸張処理された静止画像データは、先に伸張処理された静止画像データに上書きされないようにフレームメモリ8に書き込まれるものとする。次の静止画像データの表示が指示されていない場合には(S304:NO)、CPU10による伸張処理は終了となる。
にフレームメモリ4に書き込まれるものとする。次の伸張処理された静止画像データが無い場合には、解像度変換部3による解像度変換処理は終了となる。
次に、後画像処理部5が、前処理及び解像度変換処理が施された静止画像データをフレームメモリ4から読み出す。そして、読み出した静止画像データに対し、前画像処理部2にて抽出された該静止画像データの特徴(特徴情報)に基づいて、輝度情報や色情報の変換処理(後処理)を施し(S309)、後処理が施された静止画像データを表示部6に出力する。それにより、後処理が施された静止画像データに基づく画像が表示部6にて表示可能となる。
本実施例における処理の切り替えは、例えば、ユーザからの指示信号に応じて、前画像処理部2、解像度変換部3、後画像処理部5が処理の対象を選択すればよい。
例えば、本実施例では、前画像処理部2が、フレームメモリ4から(第1の)静止画像データを読み込み、該第1の静止画像データに対して所定の画像処理を施している間に、解像度変換部3による処理が行われる。具体的には、上記所定の画像処理の間に、解像度変換部3が、第1の静止画像データよりも後に入力された第2の静止画像データの解像度を変換し、該解像度が変換された第2の静止画像データをフレームメモリ4に記憶させる。また、解像度変換部3を、第1の静止画像データに対し、CPU10による第2の静止画像データに対する処理と並行して処理可能とした。同様に、前画像処理部2、後画像処理部5、CPU10においても、他の機能における処理と並行して処理可能とした。
それにより、静止画像データの表示の更新を高速に行うことができる。また、CPU10や解像度変換部3による処理中であっても乱れの無い安定した静止画像の表示を行うことができる。
Claims (10)
- 入力された映像信号を、画像処理を施して外部装置に出力する画像処理装置であって、
前記画像処理装置に前記映像信号として動画像データまたは静止画像データを入力する入力手段と、
映像信号に対し所定の画像処理を施す処理手段と、
映像信号に対し解像度変換処理を施す変換手段と、
前記解像度変換処理及び前記所定の画像処理が施された映像信号に基づく信号を前記外部装置に出力する出力手段と、
を有し、
前記画像処理装置に静止画像データが入力された場合に、前記変換手段が前記入力された映像信号に対し前記解像度変換処理を施した後に、前記処理手段が該解像度変換処理が施された映像信号に対し前記所定の画像処理を施す
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像処理装置に動画像データが入力された場合に、前記処理手段が前記入力された映像信号に対し前記所定の画像処理を施した後に、前記変換手段が該所定の画像処理が施された映像信号に対し前記解像度変換処理を施す
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記解像度変換処理が施された静止画像データを一時的に記憶するフレームメモリを更に備え、
前記処理手段が、前記フレームメモリから第1の静止画像データを読み込み、該第1の静止画像データに対して前記所定の画像処理を施している間に、
前記変換手段が、前記第1の静止画像データよりも後に入力された第2の静止画像データに対し前記解像度変換処理を施し、該解像度変換処理が施された第2の静止画像データを前記フレームメモリに記憶させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記所定の画像処理は、特徴抽出処理、平均輝度算出処理、ヒストグラム算出処理、及び、ノイズ除去処理の少なくともいずれか1つを含む
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記解像度変換処理は、映像信号に対する拡大処理または縮小処理である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 入力された映像信号を、画像処理を施して外部装置に出力する画像処理装置の制御方法であって、
前記画像処理装置に、前記映像信号として動画像データまたは静止画像データを入力する入力ステップと、
映像信号に対し所定の画像処理を施す処理ステップと、
映像信号に対し解像度変換処理を施す変換ステップと、
前記解像度変換処理及び前記所定の画像処理が施された映像信号に基づく信号を前記外部装置に出力する出力ステップと、
を有し、
前記画像処理装置に静止画像データが入力された場合に、前記変換ステップにおいて前記入力された映像信号に対し前記解像度変換処理を施した後に、前記処理ステップにおいて該解像度変換処理が施された映像信号に対し前記所定の画像処理を施す
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 前記画像処理装置に動画像データが入力された場合に、前記処理ステップにおいて前記入力された映像信号に対し前記所定の画像処理を施した後に、前記変換ステップにおいて該所定の画像処理が施された映像信号に対し前記解像度変換処理を施す
ことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記画像処理装置は、前記解像度変換処理が施された静止画像データを一時的に記憶するフレームメモリを備え、
前記処理ステップにおいて、前記フレームメモリから第1の静止画像データを読み込み、該第1の静止画像データに対して前記所定の画像処理を施している間に、
前記変換ステップにおいて、前記第1の静止画像データよりも後に入力された第2の静止画像データに対し前記解像度変換処理を施し、該解像度変換処理が施された第2の静止画像データを前記フレームメモリに記憶させる
ことを特徴とする請求項6または7に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記所定の画像処理は、特徴抽出処理、平均輝度算出処理、ヒストグラム算出処理、及び、ノイズ除去処理の少なくともいずれか1つを含む
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の画像処理装置の制御方法。 - 前記解像度変換処理は、映像信号に対する拡大処理または縮小処理である
ことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の画像処理装置の制御方法。
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