JPH0865565A

JPH0865565A - 撮像記録装置

Info

Publication number: JPH0865565A
Application number: JP6196448A
Authority: JP
Inventors: Ryushi Nishimura; 龍志西村; Toshiro Kinugasa; 敏郎衣笠; Takuya Imaide; 宅哉今出
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】撮影した画像を符号化して記録、再生を行う撮
像装置において、符号化に基づく画質劣化を低減すると
ともに、符号化に要する回路規模を低減する。【構成】撮像素子２と信号処理回路４からなる撮像手段
と、撮像手段を制御する制御手段７と、符号化とからな
る撮像装置において制御手段は撮像情報を用いて符号化
効率を高めるように構成した。【効果】シーンチェンジ、フェード、パン等のカメラ操
作に対して画質劣化のない符号化が実現できるととも
に、カメラの手振れ補正において検出する動きベクトル
や、カメラ制御情報を符号化に利用することにより、回
路規模を増加させることなく、画質劣化のない撮像装置
を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像記録装置に係り、撮
像した画像の情報量圧縮のため映像信号を符号化し、半
導体メモリ等の記録手段に記録する撮像記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】映像信号のディジタル化が進み、動画像
の高能率符号化が行われるようになった。このような符
号化アルゴリズムの一例として、映像信号におけるフレ
ーム間の差分を符号化するフレーム間予測符号化があ
る。これは、隣接するフレーム画像間の相関を利用して
情報量を低減する符号化方式である。さらにこの方式に
動き補償を加えて、速い動きを含む画像の符号化効率向
上をはかる、動き補償フレーム間予測符号化が知られて
いる。

【０００３】このような符号化方式は、蓄積メディア用
の符号化標準規格であるＭＰＥＧ（Moving Picture Exp
ert Group）や、テレビ電話等、通信用の符号化標準規
格である、ＣＣＩＴＴのＨ．２６１等に採用されてい
る。これらの規格に従って符号化、復号化する方法に関
し、例えば、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．
７（１９９１年）第７９３頁から第７９９頁、第８０７
頁から第８１２頁に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの方式で
は、フレーム間の相関を利用して符号化するため、フレ
ーム相関が低く、かつ動き補償の困難な場合、例えばシ
ーンの切り換え（シーンチェンジ）やフェード、ズーム
等の操作が行なわれた場合に画質が劣化する問題があっ
た。このような問題を解決する手段に関し、例えばテレ
ビジョン学会誌Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．１０（１９８５
年）第９４９頁から第９５４頁に述べられているが、フ
ェード予測を行なうために回路規模が増大する。特に、
このような符号化機能を、小型化が要求される撮像記録
装置に搭載する場合、回路規模の増加が問題となる。

【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解決し、回
路規模を増加させることなく、符号化による画質劣化を
防止した撮像記録装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明では、ディジタル映像信号を出力する撮像手段
と、ディジタル映像信号を符号化する符号化手段と、符
号化手段の出力信号を記録するためのメモリ手段と、こ
れらの撮像手段、符号化手段、メモリ手段を制御するた
めの制御手段とから成る撮像記録装置において、制御手
段は撮像手段の制御内容に基づいて符号化特性を制御す
るように構成した。

【０００７】

【作用】上記撮像手段は、撮像信号に所望の信号処理を
施してディジタル映像信号を出力する。撮像素子の制御
手段は、撮像の開始や終了（シーンチェンジ）、ズー
ム、パン、フェード等の撮影操作に応じた制御信号を撮
像手段に送ることにより撮像手段を制御する。符号化手
段は、撮像手段の出力する映像信号をフレーム間符号化
して出力する。このとき符号化手段は、制御手段の出力
する制御信号を利用して、上記の撮影操作に応じ、符号
化特性を変化させる。

【０００８】このように撮像手段の制御情報を用いて符
号化することにより、シーンチェンジ等、画質劣化の原
因となる状態を、複雑な予測手段を用いることなく簡単
に検出でき、その状態に応じた最適な符号化が可能とな
る。これによって、フレーム相関の低い画像に対しても
画質劣化が少なく、かつ回路規模の小さい撮像装置を実
現できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は、本発明による撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。１はレンズであり、入射した光信号をＣＣＤ(Charg
eCoupled Device)等のセンサ２に結像させる。センサ２
は、結像した光信号を電気信号に変換し、撮像信号とし
て出力する。３はＡ／Ｄ変換回路であり、アナログの撮
像信号をディジタル信号に変換する。信号処理回路４は
ディジタル化された撮像信号にガンマ補正やホワイトバ
ランス補正等の公知の処理を施して、輝度信号および色
差信号からなるディジタルビデオ信号を生成し、出力端
子９から出力する。

【００１０】また、信号処理回路４は、制御回路７によ
って制御される。この撮像装置を操作するユーザーは、
操作スイッチ１１によって操作の内容を入力する。この
ようなカメラ操作は、撮像の開始や終了、ズーム、フェ
ード等を含み、その内容に応じて制御回路１１は信号処
理４、レンズ駆動回路１２、センサ駆動回路１３を制御
する。レンズ駆動回路１２はズーム倍率を、センサ駆動
回路１３はシャッタスピード等を制御する。制御回路７
は、これら信号処理回路４等の制御情報を符号化回路５
に供給する。符号化回路５では、後述するように、この
制御情報を用いて符号化を行なう。

【００１１】信号処理回路４は撮像信号をディジタルビ
デオ信号を生成した後、符号化のために必要な中間フォ
ーマットに変換する。このフォーマットは、符号化回路
５で行なわれる符号化の方式に依存する。例えば、通信
用のＨ．２６１規格に従って符号化を行なうときにはＣ
ＩＦ(Common Intermediate Format)や、ＱＣＩＦ(Quart
er CIF) である。その他の符号化を行なうときは、その
符号化の許容するフォーマットに変換すれば良い。

【００１２】符号化回路５ではフレーム間予測符号化等
の方式によって符号化する。特定の規格に従った符号化
でも良いし、そうでなくても良い。符号化するときに
は、制御回路７の出力する制御情報を用いて符号化を行
う。制御情報は、画質劣化の原因となるシーンチェンジ
やズーム、フェード等の操作の有り無しを含んでおり、
カメラ操作の内容に応じて符号化回路５では最適な符号
化を行なうように符号化の特性を変化させる。符号化回
路５で符号化された信号はメモリ６に記録されるる。

【００１３】次に、符号化回路５における符号化につい
て、説明する。符号化方式に関しては数多く提案されて
おり、どのような方式を用いても良いが、以下、ＭＰＥ
Ｇに基づいて符号化する場合を例に説明する。図２は、
図１における符号化回路１０の構成の一例を示すブロッ
ク図である。同図はＭＰＥＧ符号化を実現する一般的な
構成に準じたものであるが、符号化特性を決定する予測
回路２９や量子化回路２４において、図１における制御
回路１１の出力する制御情報を用いる点で従来の符号化
と異なる。

【００１４】図２におけるフレームメモリ２０の入力信
号は図１のフォーマット変換回路９の出力信号であり、
フレームメモリ２０に記憶される。引算器２１は、フレ
ームメモリ２１の出力信号と予測器２９の出力する信号
との差分をとることによってフレーム間差信号を生成す
る。このフレーム間差信号は、ＤＣＴ(Discrete Co-sin
e Transform) 回路２３によってフレーム内符号化され
た後、符号量を低減するため量子化回路２４で量子化さ
れる。量子化された信号は可変長符号化回路２５と逆量
子化回路２６へ出力される。可変長符号化回路２５でハ
フマン符号化された信号は、フレームバッファ２８を経
て出力端子１５から出力される。

【００１５】一方、量子化回路２４の出力する符号化信
号は逆量子化回路２６、ＩＤＣＴ(Inverse DCT) 回路２
７加算器２２で構成される復号回路で復号化され、予測
回路２９へ出力される。予測回路２９では、予測モード
に応じた出力信号を発生すると共に、動き検出回路２１
０の出力する動きベクトルを用いた動き補償を行なう。

【００１６】予測回路２９において制御回路１１（図
１）の出力する制御情報を用いて符号化特性を変化させ
る方法について説明する。ＭＰＥＧの場合、フレーム間
予測に用いる画面タイプは、フレーム内符号化を行なう
Ｉピクチャ、前向き片側予測を行なうＰピクチャ、前後
両方向予測を行なうＢピクチャの３種類がある。これら
の３種の画像の並び（ピクチャシーケンス）を撮像装置
の制御情報によって切り替える。例えば、ズームやフェ
ード等の操作が行なわれていない場合のピクチャシーケ
ンスの例を図３（ａ）に示す。これに対しシーンチェン
ジ（撮影の開始）やフェードを操作が行なわれた場合の
ピクチャシーケンスの例を図３（ｂ）に示す。ズーム操
作の場合は、Ｉピクチャを増やすようにしても良い。

【００１７】このように、ピクチャシーケンスを撮像装
置の操作状態によって切り替える他に以下のような制御
もできる。フェード操作が行なわれている場合、前向き
予測を行ない、同時に量子化回路２４の制御パラメータ
である量子化マトリクスを変化させることによって、符
号化時にフェードをかけることができる。さらに、本実
施例では、記録の開始がシ−ンチェンジ意味するので、
一定数のフレ−ムからなるＧＯＰ(Group Of Picture)に
クロ−ズドＧＯＰフラグを立て、シ−ンの切り換えであ
ることを明らかにする。

【００１８】以上のように、撮像装置の制御情報をもと
にして符号化の制御を行なうことにより、シーンチェン
ジ、ズーム、フェード等のカメラ操作時の画質劣化を抑
圧できる。また、これら操作の判定は、撮像装置の制御
情報を利用するだけであるから、回路規模も増加しな
い。

【００１９】本発明の他の一実施例について説明する。
図４は、本発明によるカメラの手振れ補正機能を有する
撮像装置のブロック図である。図４の実施例と異なる点
は、手振れ補正手段を有する点である。図４において５
１は動き検出回路、５０はズーム回路である。動き検出
回路５１では、１フィールド（あるいは１フレーム）毎
に動きベクトルの検出を行う。動きベクトルは、画面を
１６×１６程度のブロックに分け、ブロック毎に動きベ
クトルを求める。求めた動きベクトルから手振れを補正
する方法に関しては、例えばテレビジョン学会技術報告
Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．７（１９９１）第４３頁から第４
８頁に述べられている。カメラの手振れ補正はブロック
毎に求められたベクトルから画面全体の動きを検出し
て、映像の振れが止まるように、画像の出力位置を動き
ベクトルの分だけ移動させてこれを補正するものであ
る。しかし、画面の出力位置をずらすと、再生画面にお
いて画面の端が切れてしまうという問題が生じる。この
ため、ズーム回路５０を用いて画面の端が欠けることの
ないようにする。

【００２０】ところで、本実施例では、この動き検出を
符号化に利用する。図１の実施例では、符号化回路５に
動き検出回路を持っていたが、本実施例では、手振れ補
正用の動き検出回路５１を符号化用の動き検出と共用す
る。このように、動き検出回路を共用することで、符号
化回路における動き検出が不要になるので、回路規模を
大幅に低減する事ができる。

【００２１】その他にもこの実施例は、以下のような効
果がある。動きベクトル検出をフォーマット変換の前に
行うので、動き検出の精度が良い。これは、フォーマッ
ト変換によって、画素が間引かれる前の画像情報を持っ
たの状態で動き検出を行うからである。次に、本実施例
では、映像信号処理の前段で動き検出を行っているの
で、動きベクトルの検出の際に映像信号処理の影響を受
けることがない。例えばフェード処理は映像信号処理回
路において行うが、動き検出を先に行っているのでフェ
ード処理の影響を全く受けない。したがって、フェード
処理に基づく誤動作が起きることはない。

【００２２】本発明の他の一実施例について説明する。
図６は、図１の実施例に復号化回路６０を加えたもので
あり、メモリ６に記録した映像を出力端子９を介してモ
ニタできるようにしたものである。

【００２３】本実施例は図１の実施例と同様の効果を有
すると共に、記録信号をモニタできるので、記録時の録
画チェックが容易に行える。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、符号化および復号化手
段を有する撮像装置において、制御回路の出力するシー
ンの切り替え、ズーム、パン、フェード等のカメラ制御
の情報を用いて符号化を行なうので、画質劣化を防止で
きる。また、簡単な回路構成で高精度の符号化が行える
撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撮像装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図２】符号化回路の構成を示すブロック図である。

【図３】ピクチャシーケンスの例である。

【図４】本発明による撮像装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図５】本発明による撮像装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ … レンズ３ … Ａ／Ｄ変換回路４ … 信号処理回路５ … 符号化回路６ … メモリ７ … 制御回路１２ … レンズ駆動回路１３ … センサ駆動回路１１ … 操作スイッチ５０ … ズ−ム回路５１ … 動き検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル映像信号を出力する撮像手段
と、該撮像手段の出力するディジタル映像信号を符号化する
符号化手段と、該符号化手段の出力信号を記録するため
のメモリ手段と、該撮像手段と、該符号化手段と、該メモリ手段を制御す
るための制御手段と、から成る撮像記録装置において、該制御手段は、該撮像手段の制御内容に基づいて上記符
号化手段における符号化特性を制御するように構成され
たことを特徴とする撮像記録装置。
【請求項２】ディジタル映像信号を出力する撮像手段
と、該撮像手段の出力するディジタル映像信号を符号化する
符号化手段と、該符号化手段の出力信号を記録するため
のメモリ手段と、該撮像手段と、該符号化手段と、該メモリ手段を制御す
るための制御手段と、から成る撮像記録装置において、該符号化手段は、該撮像手段の出力するディジタル映像
信号と、該撮像手段における制御内容とを符号化するよ
うに構成されたことを特徴とする撮像記録装置。
【請求項３】請求項１または２に記載された撮像記録装
置において、上記撮像手段における制御内容は、撮像の
開始、終了、フェード、ズームの動作状態または停止状
態情報のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする撮
像記録装置。
【請求項４】請求項１から３に記載された撮像記録装置
において、上記撮像手段において生じる手振れ等の動き
ベクトルを検出して補正する動き補正手段を備え、上記
制御手段は、該動き補正手段において検出した動きベク
トルに基づいて上記符号化手段の制御特性を変化させる
ことを特徴とした撮像記録装置。
【請求項５】請求項１から４に記載された撮像記録装置
において、上記メモリ手段に記録された映像信号を復号
化する手段を備えたことを特徴とする撮像記録装置。