JP7226337B2 - 符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、符号化プログラム、および復号プログラム - Google Patents
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Description
図1は、情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。情報処理装置100は、符号化装置および復号装置のいずれか一方、または両方を含む装置である。情報処理装置100は、たとえば、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置であってもよく、パーソナルコンピュータやタブレット、スマートフォン、ゲーム機でもよい。
図2は、実施例1にかかる符号化装置の機能的構成例を示すブロック図である。符号化装置200は、階調補正部201と、符号化部202と、記録部203と、設定部204と、を有する。階調補正部201、符号化部202、記録部203、および設定部204は、具体的には、たとえば、記憶デバイス102に記憶されたプログラムをプロセッサ101に実行させることにより、または、LSI104により実現される機能である。
図3は、符号化階調補正RAW画像データのデータ構造例を示す説明図である。符号化階調補正RAW画像データ300は、ヘッダ情報301と符号化データ列302とを有する。ヘッダ情報301は、符号化部202により付与される情報である。ヘッダ情報301は、画像形式情報311と制御情報312とを含む。符号化データ列302は、階調補正RAW画像データを符号化したデータ列である。
図4は、符号化部202の構成例を示すブロック図である。符号化部202は、第1蓄積部401と、減算部402と、直交変換部403と、量子化部404と、可変長符号化部405と、逆量子化部406と、逆直交変換部407と、加算部408と、第2蓄積部409と、動き検出部410と、動き補償部411と、を有する。
図5は、符号化装置200による符号化処理手順例を示すフローチャートである。符号化装置200は、光学的黒画素領域162を有する撮像素子153から出力されたRAW画像データの入力を受け付け(ステップS501)、階調補正部201により、階調補正アルゴリズムを用いて、当該RAW画像データを階調補正する(ステップS502)。
図6は、復号装置の機能的構成例を示すブロック図である。復号装置600は、取得部601と、復号部602と、階調逆補正部603と、を有する。取得部601、復号部602、および階調逆補正部603は、具体的には、たとえば、記憶デバイス102に記憶されたプログラムをプロセッサ101に実行させることにより、または、LSI104により実現される機能である。
図7は、復号部602の構成例を示すブロック図である。復号部602は、可変長符号復号部701と、逆量子化部702と、逆直交変換部703と、加算部704と、第3蓄積部705、動き補償部706を有している。
図8は、復号装置600による復号処理手順例を示すフローチャートである。復号装置600は、取得部601により、符号化階調補正RAW画像データ300を取得し(ステップS801)、復号部602により、符号化階調補正RAW画像データ300を階調補正RAW画像データに復号する(ステップS2102)。そして、復号装置600は、階調逆補正部603により、復号された階調補正RAW画像データを階調逆補正して、RAW画像データを復元する(ステップS803)。
つぎに、実施例1にかかる階調補正部201による階調補正および階調逆補正部603による階調逆補正の具体例について、図9~図17を用いて説明する。本実施例1との比較のため、光学的黒値を用いない階調補正および階調逆補正を図9~図11のグラフに示し、実施例1の階調補正1および階調逆補正1を図12~図14に示し、実施例1の階調補正2および階調逆補正2を図15~図17に示す。
図9は、光学的黒値を用いない場合の階調補正の入出力特性を示すグラフである。横軸は、撮像素子153からのRAW画像データの信号レベル(入力信号レベルE)であり、縦軸は、階調補正RAW画像データの信号レベル(出力信号レベルE´)である。以降、図12、図15、図18、図21、図24でも同様である。ただし、図9の入力信号レベルEは、光学的黒画素領域162を有しない撮像素子153からのRAW画像データの信号レベルである。
つぎに、図12~図14を用いて、光学的黒値を用いた場合の階調補正の特性例1について説明する。
つぎに、図15~図17を用いて、光学的黒値を用いた場合の階調補正の特性例2について説明する。光学的黒値OBを用いた場合の階調補正の特性例1では、図12の入出力特性グラフ1200において、出力信号レベルE´の明部である区間SC12で復元されない状態となる。光学的黒値OBを用いた場合の階調補正の特性例2では、光学的黒値OBを用いた場合の階調補正の特性例1のように、本来の黒の再現性が高くして黒浮きを抑制しつつ、明部の再現性の向上を図る。
Claims (26)
- 光学的黒を有する撮像素子からのRAW画像データを、ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて階調補正する補正部と、
前記補正部によって階調補正された階調補正RAW画像データを符号化する符号化部と、を有し、
前記補正部は、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記光学的黒の値よりも低い第1区間について第1の階調補正を実行し、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記光学的黒の値から最大値までの少なくとも一部である第2区間について第2の階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項1に記載の符号化装置において、
前記補正部は、前記第1の階調補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第1区間の前記RAW画像データに負の階調補正を実行するとともに、前記第2の階調補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第2区間の前記RAW画像データに正の階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項2に記載の符号化装置であって、
前記補正部は、前記第1の階調補正として、前記入力信号レベルの値が前記光学的黒の値に近づくほど前記入力信号レベルの強調度を示すゲインが増加するというゲイン特性に基づいて、前記第1区間の前記RAW画像データに階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項1に記載の符号化装置であって、
前記補正部は、前記第1の階調補正として、前記第1区間内の入力信号レベルの強調度を示すゲインが一定となるゲイン特性に基づいて前記第1区間の前記RAW画像データに階調補正を実行するとともに、前記第2の階調補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第2区間の前記RAW画像データに正の階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項1に記載の符号化装置において、
前記補正部は、前記第1区間と前記第2区間との間であって、前記光学的黒の値の入力信号レベルを含む第3区間について第3の階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項5に記載の符号化装置であって、
前記補正部は、前記第3の階調補正として、前記第3区間内の入力信号レベルの強調度を示すゲインが一定となるゲイン特性に基づいて前記第3区間の前記RAW画像データに階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項6に記載の符号化装置であって、
前記ゲインは、前記光学的黒の値の入力信号レベルに設定された仮ゲインである、符号化装置。 - 請求項6に記載の符号化装置であって、
前記補正部は、前記第1の階調補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第1区間の前記RAW画像データに負の階調補正を実行するとともに、前記第2の階調補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第2区間の前記RAW画像データに正の階調補正を実行する、符号化装置。 - 請求項5に記載の符号化装置であって、
露出量に基づいて前記第3区間の幅を設定する設定部を有する、符号化装置。 - 請求項1に記載の符号化装置であって、
前記符号化部は、前記符号化部によって前記階調補正RAW画像データから符号化された符号化データと、前記ガンマ係数、前記光学的黒の値、および前記補正部による階調補正の種類を示す識別子を含む制御情報と、を含むデータを出力する、符号化装置。 - 請求項5に記載の符号化装置であって、
前記符号化部は、前記第3区間のゲインの情報を含む制御情報を含むデータを出力する、符号化装置。 - 請求項5に記載の符号化装置であって、
前記符号化部は、前記第3区間の入力信号レベルの範囲を示す情報を含む制御情報を含むデータを出力する、符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置であって、
前記符号化部は、前記第3区間の入力信号レベルの範囲を示す情報として、前記光学的黒の値と、前記第3区間の最小値から前記光学的黒の値までの範囲である第1の幅と、前記光学的黒の値から前記第3区間の最大値までの範囲である第2の幅とを含む制御情報を含むデータを出力する、符号化装置。 - ガンマ係数と光学的黒の値とに基づいて階調補正された階調補正RAW画像データが符号化された符号化RAW画像データを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された符号化RAW画像データを前記階調補正RAW画像データに復号する復号部と、
前記復号部によって復号された前記階調補正RAW画像データを、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて階調逆補正して、階調補正前のRAW画像データを出力する逆補正部と、を有し、
前記逆補正部は、前記階調補正RAW画像データの入力信号レベルが所定値よりも低い第1区間について第1の階調逆補正を実行し、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記所定値から最大値までの少なくとも一部である第2区間について第2の階調逆補正を実行する、復号装置。 - 請求項14に記載の復号装置であって、
前記取得部は、前記ガンマ係数の値、前記光学的黒の値、および前記逆補正部による階調逆補正の種類を示す識別子を含む制御情報を取得し、
前記逆補正部は、前記制御情報に基づいて、前記階調補正RAW画像データを階調逆補正する、復号装置。 - 請求項14に記載の復号装置であって、
前記逆補正部は、前記第1の階調逆補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第1区間の前記階調補正RAW画像データに負の階調逆補正を実行するとともに、前記第2の階調逆補正として、前記第2区間の前記階調補正RAW画像データに正の階調逆補正を実行する、復号装置。 - 請求項14に記載の復号装置であって、
前記逆補正部は、前記第1の階調逆補正として、入力信号レベルに対する出力信号レベルのゲインが一定となるゲイン特性に基づいて前記第1区間の前記階調補正RAW画像データに階調逆補正を実行するとともに、前記第2の階調逆補正として、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて前記第2区間の前記階調補正RAW画像データに正の階調逆補正を実行する、復号装置。 - 請求項14に記載の復号装置において、
前記逆補正部は、前記第1区間と前記第2区間との間であって、所定の入力信号レベルを含む第3区間について第3の階調逆補正を実行する、復号装置。 - 請求項18に記載の復号装置であって、
前記逆補正部は、前記第3の階調逆補正として、入力信号レベルに対する出力信号レベルのゲインが一定となるゲイン特性に基づいて前記第3区間の前記階調補正RAW画像データに階調逆補正を実行する、復号装置。 - 請求項19に記載の復号装置であって、
前記取得部は、前記ゲインの情報を含む制御情報を取得し、
前記逆補正部は、前記ゲインの情報に基づいて、前記第3区間の前記階調補正RAW画像データを階調逆補正する、復号装置。 - 請求項18に記載の復号装置であって、
前記取得部は、前記第3区間の入力信号レベルの範囲を示す情報を含む制御情報を含むデータを取得し、
前記逆補正部は、前記制御情報に基づいて、前記第3区間の前記階調補正RAW画像データを階調逆補正する、復号装置。 - 請求項21に記載の復号装置であって、
前記取得部は、前記第3区間の入力信号レベルの範囲を示す情報として、前記光学的黒の値と、前記第3区間の最小値から前記光学的黒の値までの範囲である第1の幅と、前記光学的黒の値から前記第3区間の最大値までの範囲である第2の幅とを含む制御情報を含むデータを取得し、
前記逆補正部は、前記制御情報に基づいて、前記第3区間の前記階調補正RAW画像データを階調逆補正する、復号装置。 - 光学的黒を有する撮像素子からのRAW画像データを、ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて階調補正する補正処理と、
前記補正処理によって階調補正された階調補正RAW画像データを符号化する符号化処理と、を実行し、
前記補正処理は、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記光学的黒の値よりも低い第1区間について第1の階調補正を実行し、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記光学的黒の値から最大値までの少なくとも一部である第2区間について第2の階調補正を実行する、符号化方法。 - ガンマ係数と光学的黒の値とに基づいて階調補正された階調補正RAW画像データが符号化された符号化RAW画像データを取得する取得処理と、
前記取得処理によって取得された符号化RAW画像データを前記階調補正RAW画像データに復号する復号処理と、
前記復号処理によって復号された前記階調補正RAW画像データを、前記ガンマ係数と前記光学的黒の値とに基づいて階調逆補正して、階調補正前のRAW画像データを出力する逆補正処理と、を実行し、
前記逆補正処理は、前記階調補正RAW画像データの入力信号レベルが所定値よりも低い第1区間について第1の階調逆補正を実行し、前記RAW画像データの入力信号レベルが前記所定値から最大値までの少なくとも一部である第2区間について第2の階調逆補正を実行する、復号方法。 - 請求項23に記載の符号化方法をプロセッサに実行させる符号化プログラム。
- 請求項24に記載の復号方法をプロセッサに実行させる復号プログラム。
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