JP6849359B2 - 符号化装置、符号化装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
<第1の実施形態>
図1は、本発明の符号化装置、符号化装置の制御方法、及びプログラムの一適用例である本実施形態に係る撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。
本実施形態の撮像装置100は、撮像により取得した画像データを圧縮符号化し、その圧縮符号化による符号化データを、記録媒体111に記憶するものである。詳細は後述するが、撮像装置100は、撮像された画像データを離散ウェーブレット変換(DWT)により複数のサブバンドの係数データに変換し、それら各サブバンドの係数データを内部SRAMに保持する。そして、撮像装置100は、内部SRAMに保持した各サブバンドの係数データを所定の単位ごとに順番に圧縮符号化し、その圧縮符号化による符号化データを、後述するようにDRAM108内に確保した記憶領域を指定して保持させる。その後、撮像装置100は、DRAM108から読み出した符号化データから符号化ストリームを生成して記録媒体111に記憶させる。
周波数変換部105は、入力画像バッファ104から読み出された複数ライン分のデータに対し、所定の周波数変換の一例である離散ウェーブレット変換を行うことにより、複数の周波数帯であるサブバンドごとの係数データを生成する。ウェーブレット変換により生成されるサブバンドの詳細については後述する。また、周波数変換部105は、ウェーブレット変換により得られた複数ラインごとの各サブバンドの係数データを、不図示の内部SRAMに保持可能となされている。周波数変換部105は、その内部SRAMに保持した各サブバンドの係数データをライン単位でサブバンドの順に読み出して、量子化部106に出力する。具体的には、内部SRAMからは、ライン単位でサブバンド順に係数データが読み出されて、量子化部106に出力される。なお、内部SRAMは、周波数変換部105の内部ではなく、周波数変換部105に併設、つまり画像符号化部113内の一つの構成要素として配設されていてもよい。
図3は、ベイヤー配列301と各色別のプレーン302〜305、各色別のプレーン302〜305にそれぞれ対応したサブバンド306〜309の関係を示す概念図である。なお、プレーン302はG1の色に対応したG1プレーン、プレーン303はG2の色に対応したG2プレーン、プレーン304はRの色に対応したRプレーン、プレーン305はBの色に対応したBプレーンである。サブバンド306は、G1プレーン302に対してウェーブレット変換を行ったことで生成されたサブバンドである。以下同様に、サブバンド307はG2プレーン303に対応したサブバンド、サブバンド308はRプレーン304に対応したサブバンド、サブバンド309はBプレーン305に対応したサブバンドである。
図5(A)と図5(B)は、アドレス管理部112が、アドレス情報を介して、DRAM108内に各サブバンドの符号化データを保持するために確保する複数の記憶領域(以下、符号化データ領域と表記する。)を示す概念図である。なお、以下に説明する各符号化データ領域は、アドレス管理部112がアドレス情報を介してDRAM108内に確保する領域であるが、DRAM108への各符号化データの記録は、符号化部107がアドレス情報に基づいて行う。
量子化部106では、符号化効率がよくなるように、輝度成分を多く含むG1とG2のプレーンのサブバンドに対しては符号量を多く割り当て、それ以外のRとBのプレーンのサブバンドに対しては符号量を削減するように量子化を行うのが一般的である。この場合、例えば図5(A)のように各プレーンに対して重み付けを行わずに符号化データ領域を確保したとすると、G1とG2のプレーンの符号化データ領域では、RとBのプレーンに対する符号化データ領域よりも空き領域の割合が少なくなる。一方、R,Bのプレーンの符号化データ領域では、G1とG2のプレーンの領域よりも空き領域の割合が多くなる。
図7(A)は、本実施形態の撮像装置100の画像符号化部113へ入力される、一つのフレームの入力画像701の例を示す図であり、図7(B)は、その入力画像701を画像符号化部113で符号化した際に発生する符号量を示す図である。なお、図7(B)は、図7(A)の入力画像701のフレームの一つのプレーンにおける、各サブバンド2LL,2HL,2LH,2HH,1HL,1LH,1HH別の発生符号量を示している。
第1の実施形態の撮像装置100では、1フレーム毎に、各サブバンドに対して割り当てる符号化データ領域と、DRAM108の出力先(アドレス)とを制御するものとした。しかし、必ず1フレーム毎で変更する必要はない。1フレーム毎ではなく、複数フレーム(例えば、4フレーム)毎に各サブバンドに対して割り当てる符号化データ領域と、DRAM108の出力先(アドレス)とを変更するようにしてもよい。ただし、より少ない枚数のフレーム毎に更新したほうが、効率よくDRAM108を使うことができる。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の撮像装置100の構成は前述の図1と同様であるため、その図示と説明は省略する。第2の実施形態の場合、アドレス管理部112が、DRAM108に対して符号化データ領域を確保する際の、各サブバンドに対する割り当て方法が第1の実施形態とは異なり、それ以外には前述した第1の実施形態と同様である。以下、第1の実施形態とは異なる処理を中心に、第2の実施形態について説明する。
図8(A)は、各色のプレーンごとに、全てのサブバンドに対する符号化データ領域が均等に確保された場合の各符号化データ領域801〜804を示す概念図である。図8(A)の各符号化データ領域801〜804は、図5(A)の各符号化データ領域501〜504と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態において、図8(A)は、図5(A)と同様の図であるが、図8(B)に示す本実施形態の符号化データ領域の割り当て方法を、より判り易く説明するために用いている。
前述の図3に示された各サブバンド306〜309の例からも判るように、ウェーブレット変換により生成された各サブバンドのうち、分解Lv1に含まれる各サブバンドの係数の数は、分解Lv2に含まれる各サブバンドの係数の数に対して約4倍となる。したがって、各サブバンドに対する符号化がなされた場合、分解Lv1に含まれるサブバンドの方が、分解Lv2よりも、符号化で発生する符号量が多くなる。ここで、図8(A)の例のように、各サブバンドの符号化データ領域の大きさを固定化したとすると、分解Lv1に含まれるサブバンドに対する符号化データ領域の空き領域が少なくなってしまう。一方で、分解Lv2に含まれるサブバンドに対する符号化データ領域の空き領域は大きくなる。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態の撮像装置100の構成は前述の図1と同様であるため、その図示と説明は省略する。第3の実施形態の場合、アドレス管理部112が、DRAM108に対して符号化データ領域を確保する際の、各サブバンドに対する割り当て方法が第1、第2の実施形態とは異なり、それ以外には前述した第1、第2の実施形態と同様である。以下、第1、第2の実施形態とは異なる処理を中心に、第3の実施形態について説明する。
図10(A)は、各色のプレーンごとに、全てのサブバンドに対する符号化データ領域が均等に確保された場合の各符号化データ領域1001〜1004を示す概念図である。図10(A)の各符号化データ領域1001〜1004は、図5(A)の各符号化データ領域501〜504と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態において、図10(A)は、図5(A)と同様の図であるが、図10(B)に示す第3の実施形態の符号化データ領域の割り当て方法を、より判り易く説明するために用いている。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態の撮像装置100の構成は前述の図1と同様であるため、その図示と説明は省略する。第4の実施形態の場合、アドレス管理部112が、DRAM108に対して符号化データ領域を確保する際の、各サブバンドに対する割り当て方法が第1〜第3の実施形態とは異なり、それ以外には前述した第1〜第3の実施形態と同様である。以下、第1〜第3の実施形態とは異なる処理を中心に、第4の実施形態について説明する。
図11は、第4の実施形態のアドレス管理部112が、DRAM108内で使用可能な容量に応じてサブバンドごとに符号化データ領域の確保の方法を選択する処理の流れを示すフローチャートである。図11のフローチャートに示した各処理は、図1に示したハードウェア構成により実現される場合だけでなく、本実施形態に係るプログラムをCPU等で実行することにより実現されてもよい。以下の説明では、フローチャートの各処理のステップS1101〜ステップS1107をS1101〜S1107と略記する。図11のフローチャートの処理は、画像符号化部113において、動画や静止画の各フレームの符号化処理が行われるごとに実行される。図11のフローチャートの処理は、一つのフレームの符号化処理の開始によりスタートする。
前述した第1〜第4の実施形態では、RAW画像のコンポーネントの一例としてR,G(G1,G2),Bの各色別のプレーンを挙げたが、コンポーネントはこれらプレーンには限定されない。コンポーネントは、一例として、Rの色成分からなる画像、Bの色成分からなる画像、G1とG2の差分色成分(G1−G2)からなる画像、G1とG2の加算色成分(G1+G2)からなる画像であってもよい。なお、G1とG2の差分色成分(G1−G2)の画像(コンポーネント)は、Gの差分の色成分であるため、人が視認し難い成分の画像となる。このため、それら差分色成分(G1−G2)のコンポーネントについては、例えば量子化処理で情報量を大きく減らしたとしても、それによる画質劣化が視認され難い。したがって、差分色成分(G1−G2)のコンポーネントの量子化処理による情報量を削減することで、符号化効率を上げることも可能となる。
Claims (8)
- 入力画像から符号化データを生成する符号化手段であって、前記入力画像の複数のコンポーネント毎にウェーブレット変換により複数のサブバンドの係数データを生成して、前記複数のコンポーネント毎に前記複数のサブバンドの係数データを符号化して符号化データを生成する符号化手段と、
前記符号化データを一時的に記憶するためのメモリと、
前記メモリのうち複数の記憶領域として使用可能な容量の記憶領域を、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに割り当てることにより、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドにそれぞれ対応した複数の記憶領域を前記メモリに確保し、前記複数のコンポーネント毎の複数のサブバンドの符号化データを、各コンポーネント及び各サブバンドに対応する前記記憶領域に記憶させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が第1の閾値より大きい場合には、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに対して均一な大きさとなるように記憶領域を割り当てる第1の方法を選択し、
前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が前記第1の閾値以下の場合には、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに対して均一でない大きさの記憶領域を割り当てる第2の方法を選択する
ことを特徴とする符号化装置。 - 前記制御手段は、前記第2の方法では、前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量を、前記複数のコンポーネントに重み付けをして割り当て、各コンポーネントに割り当てられた容量を、それぞれ、コンポーネント内に含まれる複数のサブバンドに割り当てることを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。
- 前記制御手段は、前記第2の方法では、前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量を、前記複数のコンポーネントに重み付けをして割り当て、各コンポーネントに割り当てられた容量を、それぞれ、コンポーネント内に含まれる複数のサブバンドに均一な大きさとなるように割り当てることを特徴とする請求項2に記載の符号化装置。
- 前記制御手段は、前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が前記第1の閾値より小さい第2の閾値以下で、且つ、第3の閾値より大きい場合には、前記ウェーブレット変換のレベルごとに重みを付けた大きさとなるように前記複数の記憶領域を割り当てる第3の方法を選択することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の符号化装置。
- 前記符号化手段は、前記ウェーブレット変換のレベルごとに設定された量子化パラメータに基づいて、前記サブバンドごとの係数データに対してそれぞれ量子化を行い、前記サブバンドごとに前記量子化された係数データを前記符号化して前記符号化データを生成し、
前記制御手段は、前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が前記第3の閾値以下である場合には、前記ウェーブレット変換のレベルごとに、前記量子化パラメータに基づく重みを付けた大きさの記憶領域を、前記ウェーブレット変換のレベルに含まれる各サブバンドに対して割り当てる第4の方法を選択することを特徴とする請求項4に記載の符号化装置。 - 前記制御手段は、前記第2の方法では、前記入力画像ごとに、一つ前の入力画像の符号化で発生した符号量に応じて、前記複数のサブバンドに割り当てる前記記憶領域の大きさを変更することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の符号化装置。
- 入力画像から符号化データを生成する符号化工程であって、前記入力画像の複数のコンポーネント毎にウェーブレット変換により複数のサブバンドの係数データを生成して、前記複数のコンポーネント毎に前記複数のサブバンドの係数データを符号化して符号化データを生成する符号化工程と、
前記符号化データを一時的に記憶するためのメモリのうち複数の記憶領域として使用可能な容量の記憶領域を、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに割り当てることにより、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドにそれぞれ対応した複数の記憶領域を前記メモリに確保し、前記複数のコンポーネント毎の複数のサブバンドの符号化データを、各コンポーネント及び各サブバンドに対応する前記記憶領域に記憶させる制御工程と、を有し、
前記制御工程では、
前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が第1の閾値より大きい場合には、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに対して均一な大きさとなるように記憶領域を割り当てる第1の方法を選択し、
前記メモリのうち前記複数の記憶領域として使用可能な容量が前記第1の閾値以下の場合には、前記複数のコンポーネント毎の前記複数のサブバンドに対して均一でない大きさの記憶領域を割り当てる第2の方法を選択する
ことを特徴とする符号化装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至6の何れか1項に記載の符号化装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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