JPWO2019142821A1 - 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

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 Download PDF

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Abstract

符号化装置は、第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、前記生成部によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第2画像データを符号化する符号化部と、を有する。

Description

参照による取り込み
本出願は、平成30年(2018年)1月16日に出願された日本出願である特願2018−005211の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
本発明は、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に関する。
画像を色成分毎に圧縮する技術がある(たとえば、下記特許文献1を参照。)。しかしながら、上述した従来技術では、成分フレーム間の相関性が活用されていない。
特開2002−125241号公報
本発明の一側面となる符号化装置は、第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、前記生成部によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第2画像データを符号化する符号化部と、を有する。
本発明の他の側面となる符号化装置は、第1色成分の光を光電変換する光電変換部と前記第1色成分とは異なる第2色成分を光電変換する光電変換部とが繰り返し配置された撮像素子からの出力に基づくRAW画像データから、前記第1色成分により構成される第1画像データと、前記第2色成分により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、前記生成部によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第2画像データを符号化する符号化部と、を有する。
本発明の一側面となる復号装置は、第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、を取得する取得部と、前記取得部によって取得された第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得部によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データを生成する生成部と、を有する。
本発明の一側面となる符号化方法は、第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成処理と、前記生成処理によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成処理によって生成された第2画像データを符号化する符号化処理と、を有する。
本発明の一側面となる復号方法は、第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、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第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得処理によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データを生成する生成処理と、を有する。
図1は、実施例1にかかる符号化および復号例を示す説明図である。 図2は、図1に示した色配列の例を示す説明図である。 図3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。 図4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。 図5は、第1生成部による成分フレームの生成例を示す説明図である。 図6は、符号化部の構成例を示すブロック図である。 図7は、成分フレームの参照方向例を示す説明図である。 図8は、動きベクトルの検出例を示す説明図である。 図9は、成分フレーム間での画素位置補償予測例1を示す説明図である。 図10は、成分フレーム間での画素位置補償予測例2を示す説明図である。 図11は、成分フレーム間での画素位置補償予測例3を示す説明図である。 図12は、成分フレーム間での画素位置補償予測例4を示す説明図である。 図13は、成分フレーム間での画素位置補償予測例5を示す説明図である。 図14は、成分フレーム間での画素位置補償予測例6を示す説明図である。 図15は、成分フレーム間での画素位置補償予測例7を示す説明図である。 図16は、成分フレーム間での画素位置補償予測例4を示す説明図である。 図17は、符号化成分フレームのデータ構造例を示す説明図である。 図18は、符号化装置による符号化処理手順例を示すフローチャートである。 図19は、復号装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図20は、復号部の構成例を示すブロック図である。 図21は、復号装置による復号処理手順例を示すフローチャートである。 図22は、実施例2にかかる符号化および復号例を示す説明図である。 図23は、実施例2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。 図24は、実施例2にかかる符号化装置による符号化処理手順例を示すフローチャートである。 図25は、実施例2にかかる復号装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図26は、実施例2にかかる復号装置による復号処理手順例を示すフローチャートである。 図27は、実施例3にかかる符号化および復号例を示す説明図である。 図28は、成分フレームの参照方向例を示す説明図である。 図29は、スライス単位の符号化例を示す説明図である。 図30は、実施例4にかかる符号化および復号例を示す説明図である。
以下、添付図面を用いて、各実施例について説明する。なお、各実施例で符号化の対象となる画像データは、RAW画像データである。RAW画像データは、たとえば、ベイヤ配列のカラーフィルタが実装された撮像素子において光電変換された結果出力される加工前の画像データであり、色補間処理や圧縮処理(たとえば、静止画であれば、JPEG(Joint Photographic Experts Group)形式、動画であれば、MPEG(Moving Picture Experts Group)形式)がされていない画像データである。ただし、ホワイトバランス調整はRAW画像データにされていてもよい。
<符号化および復号例>
図1は、実施例1にかかる符号化および復号例を示す説明図である。(A)分離および(B)符号化は符号化装置によって実行され、(C)復号および(D)合成は復号装置によって実行される。RAW画像データ100は、複数の色成分を有する色配列101が周期的に配置された画像データである。たとえば、ベイヤ配列の場合、色配列101は、2×2画素の配列において、左上が緑(G1)、右上が青(B)、左下が赤(R)、右下が緑(G2)の色成分となる。色配列101の他の例は、図2で後述する。
(A)符号化装置は、RAW画像データ100から色成分ごとに成分フレームを生成する。具体的には、たとえば、符号化装置は、緑(G1)の色成分フレームであるG1画像データ111、緑(G2)の色成分フレームであるG2画像データ112、青(B)の色成分フレームであるB画像データ113、赤(R)の色成分フレームであるR画像データ114を生成する。
G1画像データ111は、RAW画像データ100における色配列101の各々からのG1画素群により構成される画像データである。G2画像データ112は、RAW画像データ100における色配列101の各々からのG2画素群により構成される画像データである。B画像データ113は、RAW画像データ100における色配列101の各々からのB画素群により構成される画像データである。R画像データ114は、RAW画像データ100における色配列101の各々からのR画素群により構成される画像データである。
(B)符号化装置は、各色成分フレームを成分フレーム間で符号化する。具体的には、たとえば、符号化装置は、成分フレーム群の1つをフレーム内予測符号化で符号化してIピクチャを生成し、残余の成分フレーム群をフレーム間予測符号化で符号化してPピクチャまたはBピクチャを生成する。ここでは、符号化により、G1画像データ111は、G1符号化画像データ121となり、G2画像データ112は、G2符号化画像データ122となり、B画像データ113は、B符号化画像データ123となり、R画像データ114は、R符号化画像データ124となる。
(C)復号装置は、符号化された成分フレーム群を復号する。具体的には、たとえば、復号装置は、Iピクチャを復号し、その後、後続のPピクチャまたはBピクチャを順次復号して、他の成分フレームを生成する。すなわち、復号装置は、G1符号化画像データ121、G2符号化画像データ122、B符号化画像データ123、およびR符号化画像データ124を復号して、G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、およびR画像データ114を生成する。
(D)復号装置は、復号された成分フレーム群を合成して、RAW画像データ100を生成する。具体的には、たとえば、G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、およびR画像データ114の同一位置の画素G1、G2、B、Rを色配列101に従って並べることで、RAW画像データ100を復元する。
このように、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、RAW画像データ100の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100に復元することができる。
図2は、図1に示した色配列の例を示す説明図である。(a)は図1に示した色配列101と同一の色配列を示す。(b)は、(a)においてB画素とR画素の位置が入れ替わった色配列201を示す。(c)は、(a)において左半分の画素列(G1、R)と右半分の画素列(B、G2)とが入れ替わった色配列202を示す。(d)は、(b)において左半分の画素列(G1、B)と右半分の画素列(R、G2)とが入れ替わった色配列203を示す。(e)は、6×6画素の色配列204の一例を示す。(e)の色配列204は、縦(6画素)、横(6画素)、斜め(3画素以上)のどの方向からの画素列にも緑の画素が含まれる。なお、以降、色配列の一例として(a)の色配列101を用いて説明する。
<情報処理装置のハードウェア構成例>
図3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300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300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。
情報処理装置300は、プロセッサ301と、記憶デバイス302と、操作デバイス303と、LSI(Large Scale Integration)304と、撮像ユニット305と、通信IF(Interface)306と、を有する。これらは、バス308により接続されている。プロセッサ301は、情報処理装置300を制御する。記憶デバイス302は、プロセッサ301の作業エリアとなる。
記憶デバイス302は、各種プログラムやデータを記憶する非一時的なまたは一時的な記録媒体である。記憶デバイス302としては、たとえば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリがある。操作デバイス303は、データを操作する。操作デバイス303としては、たとえば、ボタン、スイッチ、タッチパネルがある。
LSI304は、色補間、ホワイトバランス調整、輪郭強調、ガンマ補正、階調変換などの画像処理や符号化処理、復号処理、圧縮伸張処理など、特定の処理を実行する集積回路である。
撮像ユニット305は、被写体を撮像してRAW画像データを生成する。撮像ユニット305は、撮像光学系351と、カラーフィルタ352を有する撮像素子353と、信号処理回路354と、を有する。
撮像光学系351は、たとえば、ズームレンズやフォーカスレンズを含む複数のレンズで構成されている。なお、簡単のため、図3では撮像光学系351を1枚のレンズで図示する。
撮像素子353は、撮像光学系351を通過した光束による被写体の結像を撮像(撮影)するデバイスである。撮像素子353は、順次走査方式の固体撮像素子(たとえば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ)であってもよく、XYアドレス方式の固体撮像素子(たとえば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ)であってもよい。
撮像素子353の受光面には、光電変換部を有する画素がマトリクス状に配列されている。そして、撮像素子353の各画素には、それぞれが異なる色成分の光を透過させる複数種類のカラーフィルタ352が所定の色配列101に従って配置される。そのため、撮像素子353の各画素は、カラーフィルタ352での色分解によって各色成分に対応する電気信号を出力する。
実施例1では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタ352が2行2列のベイヤ配列にしたがって受光面に周期的に配置されている。一例として、撮像素子353の色配列101の奇数行にはG,Bの画素が交互に並ぶとともに、色配列101の偶数行にはR,Gの画素が交互に並んでいる。そして、色配列101の全体では緑色画素が市松模様をなすように配置されている。これにより、撮像素子353は、撮影時にカラーの画像を取得することができる。
信号処理回路354は、撮像素子353から入力される画像信号に対して、アナログ信号処理(相関二重サンプリング、黒レベル補正など)と、A/D変換処理と、デジタル信号処理(欠陥画素補正など)とを順次実行する。信号処理回路354から出力されるRAW画像データ100は、LSI304または記憶デバイス302に入力される。通信IF306は、ネットワークを介して外部装置と接続し、データを送受信する。
<符号化装置の機能的構成例>
図4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400は、第1生成部401と、符号化部402と、記録部403と、を有する。第1生成部401は、RAW画像データ100から色成分ごとの成分フレームを生成し、符号化部402は、成分フレームを符号化し、記録部403は、符号化成分フレームを記憶デバイス302に記録する。
第1生成部401、符号化部402、および記録部403は、具体的には、たとえば、記憶デバイス302に記憶されたプログラムをプロセッサ301に実行させることにより、または、LSI304により実現される機能である。
第1生成部401は、第1色成分と第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する。換言すれば、第1生成部401は、第1色成分の光を光電変換する光電変換部を有する画素と第1色成分とは異なる第2色成分を光電変換する光電変換部を有する画素とが繰り返し配置された撮像素子353からの出力に基づくRAW画像データ100から、第1色成分により構成される第1画像データと、第2色成分により構成される第2画像データと、を生成する。たとえば、RAW画像データ100は、撮像素子353から直接出力された画像データでもよく、複製されたRAW画像データ100でもよい。
上述したように、色配列101は、3種類4つの色成分である緑(G1)、緑(G2)、青(B)、および赤(R)を有する。
ここで、第1色成分とは、色配列101を構成する緑(G1)、緑(G2)、青(B)、および赤(R)の中のいずれか1つである。第2色成分は、第1色成分が緑(G1)または緑(G2)であれば青(B)または赤(R)であり、第1色成分が青(B)であれば緑(G1)、緑(G2)、および赤(R)の中のいずれか1つであり、第1色成分が赤(R)であれば緑(G1)、緑(G2)、および青(B)の中のいずれか1つである。
第1画像データは、第1色成分が緑(G1)であればG1画像データ111であり、第1色成分が緑(G2)であればG2画像データ112であり、第1色成分が青(B)であればB画像データ113であり、第1色成分が赤(R)であればR画像データ114である。
これに対し、第2画像データは、第1画像データがG1画像データ111またはG2画像データ112であれば、B画像データ113またはR画像データ114であり、第1画像データがB画像データ113であれば、G1画像データ111、G2画像データ112、およびR画像データ114のいずれか1つであり、第1画像データがR画像データ114であれば、G1画像データ111、G2画像データ112、およびB画像データ113のいずれか1つである。
また、RAW画像データ100は、第1色成分および第2色成分のうちいずれか一方の色成分と同一、または、第1色成分および第2色成分とは異なる、第3色成分を有する。具体的には、たとえば、第3色成分は、第1色成分が緑(G1)、第2色成分が青(B)であれば、第1色成分の緑(G1)と同一色成分である緑(G2)、または、第1色成分および第2色成分とは異なる色成分である赤(R)となる。また、第3色成分は、第1色成分が緑(G2)、第2色成分が青(B)であれば、第1色成分の緑(G2)と同一色成分である緑(G1)、または、第1色成分および第2色成分とは異なる色成分である赤(R)となる。
また同様に、第3色成分は、第1色成分が緑(G1)、第2色成分が赤(R)であれば、第1色成分の緑(G1)と同一色成分である緑(G2)、または、第1色成分および第2色成分とは異なる色成分である青(B)となる。また、第3色成分は、第1色成分が緑(G2)、第2色成分が赤(R)であれば、第1色成分の緑(G2)と同一色成分である緑(G1)、または、第1色成分および第2色成分とは異なる色成分である青(B)となる。
第3画像データは、第1画像データがG1画像データ111であり、かつ、第2画像データがB画像データ113であれば、G2画像データ112またはR画像データ114である。また、第3画像データは、第1画像データがG2画像データ112であり、かつ、第2画像データがB画像データ113であれば、G1画像データ111またはR画像データ114である。
第3画像データは、第1画像データがG1画像データ111であり、かつ、第2画像データがR画像データ114であれば、G2画像データ112またはB画像データ113である。また、第3画像データは、第1画像データがG2画像データ112であり、かつ、第2画像データがR画像データ114であれば、G1画像データ111またはB画像データ113である。
なお、第4色成分は、残余の色成分となり、第1生成部401は、RAW画像データ100のうち残余の色成分の画素群から、残余の色成分の第4画像データを生成する。
図5は、第1生成部401による成分フレームの生成例を示す説明図である。(a)は、符号化対象であるRAW画像データ100である。なお、RAW画像データ100の水平方向画素数をH(図5では、H=8)とし、垂直方向画素数をV(図5では、V=8)とする。
(b)〜(e)は、RAW画像データ100の色成分の並べ替えで生成される成分フレームを示す。(b)の成分フレームはG1画像データ111であり、(c)の成分フレームはG2画像データ112であり、(d)の成分フレームはB画像データ113であり、(e)の成分フレームはR画像データ114である。
第1生成部401は、図1の(A)分離を実行することにより、RAW画像データ100から分離したG1画素,B画素,R画素,G2画素を、色配列101の位置に応じて並べ替える。これにより、第1生成部401は、1つのRAW画像データ100から、G1画像データ111,G2画像データ112,B画像データ113,R画像データ114の4つの成分フレームを生成する。なお、G1画像データ111,G2画像データ112,B画像データ113,R画像データ114は、それぞれRAW画像データ100の1/4の画像サイズ(V/2×H/2)となる。
図4に戻り、符号化部402は、第1生成部401によって生成された第1画像データに基づいて、第1生成部401によって生成された第2画像データを符号化する。具体的には、たとえば、符号化部402は、第1画像データと第2画像データとの間で画素位置を補償することにより、第2画像データを符号化する。ここで、「画素位置の補償」とは、第2画像データの注目画素を、注目画素とは異なる位置における第1画像データ内の特定の参照画素で補償することである。
RAW画像データ100の同じ色配列101から抽出されたG1画素、G2画素、B画素、およびR画素は、各成分フレーム(G1画像データ111,G2画像データ112,B画像データ113,R画像データ114)で同じ画素位置にそれぞれ配置される。しかし、成分フレーム間では色配列101での画素位置の違いによる絵柄のズレが生じる。そのため、符号化部402は、通常の符号化処理における時間軸方向でのフレーム間の動き補償と同様、同一のRAW画像データ100から生成された成分フレーム間での画素位置補償を実行することになる。
ここで、画素位置補償予測を行う符号化方式としては、たとえば、ISO/IEC14496−10に規定されるAVC(Advanced Video Coding)などが知られている。符号化部402は、特定の成分フレーム(たとえば、G1画像データ111)についてフレーム内予測符号化を実行してIピクチャを生成するとともに、残余の成分フレーム(たとえば、G2画像データ112、B画像データ113、R画像データ114)についてフレーム間予測符号化を実行してPピクチャまたはBピクチャを生成する。
Iピクチャは、成分フレーム内のみで完結する符号化により得られる符号化画像データである。Pピクチャは、参照成分フレーム最大1枚を用いる成分フレーム間予測符号化により得られる符号化画像データである。Bピクチャは、参照成分フレーム最大2枚を用いる成分フレーム間予測符号化により得られる符号化画像データである。以下、符号化部402の詳細な構成例について説明する。
<符号化部402の構成例>
図6は、符号化部402の構成例を示すブロック図である。符号化部402は、第1蓄積部601と、減算部602と、直交変換部603と、量子化部604と、可変長符号化部605と、逆量子化部606と、逆直交変換部607と、加算部608と、第2蓄積部609と、位置ずれ検出部610と、第1画素位置補償部611と、を有する。
第1蓄積部601は、第1生成部401から出力される各成分フレーム(G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、R画像データ114)を蓄積する。第1蓄積部601に蓄積された成分フレームは、符号化対象の画像データとして入力順に減算部602へ出力される。なお、符号化の完了した画像データは第1蓄積部601から順次消去される。
減算部602は、PピクチャまたはBピクチャを生成するときには、入力された原画像の成分フレームと、第1画素位置補償部611で生成された後述の予測値との差分信号(予測誤差値)を出力する。また、減算部602は、Iピクチャを生成するときには、入力された原画像の成分フレームをそのまま出力する。
直交変換部603は、Iピクチャを生成するときには、減算部602をスルーして入力された原画像の成分フレームに対して直交変換を行う。また、直交変換部603は、PピクチャまたはBピクチャを生成するときには、上述した差分信号に対して直交変換をおこなう。
量子化部604は、直交変換部603から入力されたブロック単位の周波数係数(直交変換係数)を量子化係数に変換する。量子化部604の出力は、可変長符号化部605および逆量子化部606にそれぞれ入力される。
可変長符号化部605は、量子化係数や、位置ずれ検出部610からの位置ずれに関する動きベクトル(以下、単に「動きベクトル」)を可変長符号化し、符号化成分フレーム(Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ)を出力する。
逆量子化部606は、符号化の単位であるブロック単位で量子化係数を逆量子化して周波数係数を復号する。逆直交変換部607は、逆量子化部606で復号された周波数係数を逆直交変換して予測誤差値(または原画像の成分フレーム)を復号する。
加算部608は、復号された予測誤差値と、第1画素位置補償部611で生成された後述の予測値とを加算する。そして、加算部608から出力されたピクチャの復号値(参照成分フレーム)は第2蓄積部609に蓄積される。なお、以後の画素位置補償予測で参照されない成分フレームは第2蓄積部609から順次消去される。
位置ずれ検出部610は、第2蓄積部609の参照画像を用いて、符号化対象の成分フレームを予測するための画素位置のずれを示す動きベクトルを検出する。動きベクトルは、第1画素位置補償部611および可変長符号化部605に出力される。
第1画素位置補償部611は、動きベクトルおよび参照成分フレームに基づいて、符号化対象の成分フレームをブロック単位で予測した予測値を出力する。この予測値は、減算部602および加算部608に出力される。
なお、或るブロックについて画素位置補償予測を行う場合、符号化対象の成分フレームが予測値と完全に一致すると動きベクトルのみが符号化される。また、符号化対象の成分フレームが予測値と部分的に一致する場合、動きベクトルと差分画像が符号化される。また、符号化対象の成分フレームが予測値からすべて外れる場合には、ブロック全体分の画像がすべて符号化される。
<成分フレームの参照方向例>
図7は、成分フレームの参照方向例を示す説明図である。(A)は、同一RAW画像データ100からの成分フレームの入力順が、G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、およびR画像データ114である場合の参照方向を示す。先頭のG1画像データ111はIピクチャに符号化される。次に入力されるG2画像データ112は、先行するG1画像データ111を参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャに符号化される。
次に入力されるB画像データ113は、ブロック毎に先行するG1画像データ111およびG2画像データ112のうち少なくとも一方の成分フレームを参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。最後に入力されるR画像データ114は、ブロック毎に先行するG1画像データ111、G2画像データ112、およびB画像データ113のうち少なくとも一つの成分フレームを参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
(B)は、同一RAW画像データ100からの成分フレームの入力順が、B画像データ113、R画像データ114、G1画像データ111、およびG2画像データ112である場合の参照方向を示す。先頭のB画像データ113はIピクチャに符号化される。次に入力されるR画像データ114は、先行するB画像データ113を参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャに符号化される。
次に入力されるG1画像データ111は、先行するB画像データ113およびR画像データ114のうち少なくとも一方の成分フレームを参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。最後に入力されるG2画像データ112は、先行するB画像データ113、R画像データ114、およびG1画像データ111のうち少なくとも一つの成分フレームを参照成分フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
なお、図7の参照方向は一例であり、(A),(B)以外の成分フレームの入力順でも符号化が可能である。すなわち、先頭の成分フレームがIピクチャに符号化され、後続の成分フレームがPピクチャまたはBピクチャに符号化される。また、この符号化部402は、色成分に依存しない撮像素子353の画素からの輝度値を用いているため、異なる色成分を参照フレームとしても符号化することができる。
<動きベクトルの検出例>
図8は、動きベクトルの検出例を示す説明図である。(A)は、RAW画像データ100および成分フレームを示し、(B)〜(M)は、動きベクトルの検出例を示す。図8では、説明を単純化するため、(A)に示すように、RAW画像データ100を、H=4画素、V=4画素のフレームとする。また、他の同一色成分と区別するため、色成分の符号の末尾にa〜d、xを付す。
また、予測先の成分フレームの注目画素の位置に対する参照成分フレームの参照画素の位置ずれを、動きベクトルV(x,y)とする。動きベクトルV(x,y)は、右方向のずれによりxが増加し、左方向のずれによりxが減少し、下方向のずれによりyが増加し、上方向のずれによりyが減少する。図8中、動きベクトルV(x,y)を黒矢印で示す。
(B)〜(E)は、参照成分フレームをB画像データ113とし、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、注目画素をR画像データ114の画素Rxとした場合の動きベクトルV(Rx)の検出例を示す。(B)〜(E)では、位置ずれ検出部610は、1つの参照画素で注目画素を予測するための動きベクトルを検出する。これにより、R画像データ114をPピクチャに符号化することができる。
(B)において、B画像データ113の参照画素を画素Bbとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。すなわち、参照画素Bbと注目画素Rxには位置ずれが生じていない。したがって、画素Bbで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(0,0)となる。すなわち、動きベクトルV(B)は検出されない。
(C)において、B画像データ113の参照画素を画素Baとする。注目画素Rxは、参照画素Baから右方向に1画素分ずれた画素位置である。すなわち、参照画素Baと注目画素Rxには位置ずれが生じている。したがって、参照画素Baで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−1,0)として検出される。
(D)において、B画像データ113の参照画素を画素Bdとする。注目画素Rxは、参照画素Bdから上方向に1画素分ずれた画素位置である。すなわち、参照画素Bdと注目画素Rxには位置ずれが生じている。したがって、参照画素Bdで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(0,1)として検出される。
(E)において、B画像データ113の参照画素を画素Bcとする。注目画素Rxは、参照画素Bcから右方向に1画素、上方向に1画素分ずれた画素位置である。すなわち、参照画素Bcと注目画素Rxには位置ずれが生じている。したがって、参照画素Bcで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−1,1)として検出される。
(F)〜(J)は、参照成分フレームをB画像データ113とし、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、注目画素をR画像データ114の画素Rxとした場合の動きベクトルV(B)の検出例を示す。(F)〜(J)では、位置ずれ検出部610は、同一色成分の複数の参照画素で注目画素を予測するための動きベクトルを検出する。これにより、R画像データ114をPピクチャに符号化することができる。
(F)において、B画像データ113の参照画素を画素Ba〜Bdとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。参照画素Ba〜Bdで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素Ba〜Bdの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素Ba〜Bdの中心から右方向に0.5画素、上方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素Ba〜Bdで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,0.5)として検出される。
(G)において、B画像データ113の参照画素を画素Bb,Bdとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。参照画素Bb,Bdで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素Bb,Bdの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素Bb,Bdの中心から上方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素Bb,Bdで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(0,0.5)として検出される。
(H)において、B画像データ113の参照画素を画素Ba,Bcとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。参照画素Ba,Bcで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素Ba,Bcの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素Ba,Bcの中心から右方向に1画素、上方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素Ba,Bcで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−1,0.5)として検出される。
(I)において、B画像データ113の参照画素を画素Ba,Bbとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。参照画素Ba,Bbで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素Ba,Bbの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素Ba,Bbの中心から右方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素Ba,Bbで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,0)として検出される。
(J)において、B画像データ113の参照画素を画素Bc,Bdとする。注目画素Rxは、参照画素Bbと同じ画素位置である。参照画素Bc,Bdで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素Bc,Bdの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素Bc,Bdの中心から右方向に0.5画素、上方向に1画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素Bc,Bdで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,1)として検出される。
(K)〜(M)は、参照成分フレームをG1画像データ111または/およびG2画像データ112とし、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、注目画素をR画像データ114の画素Rxとした場合の動きベクトルVの検出例を示す。(K)〜(M)では、位置ずれ検出部610は、同一色成分または異なる色成分の複数の参照画素で注目画素を予測するための動きベクトルを検出する。これにより、R画像データ114をPピクチャまたはBピクチャに符号化することができる。
(K)において、G1画像データ111の参照画素を画素G1b,G1dとする。注目画素Rxは、参照画素G1bと同じ画素位置である。参照画素G1b,G1dで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素G1b,G1dの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素G1b,G1dの中心から上方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素G1b,G1dで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0,0.5)として検出される。
(L)において、G2画像データ112の参照画素を画素G2a,G2bとする。注目画素Rxは、参照画素G2bと同じ画素位置である。参照画素G2a,G2bで予測する場合、平均的な参照画素位置は、参照画素G2a,G2bの中心となり、注目画素Rxと位置ずれが生じている。
すなわち、注目画素Rxは、参照画素G2a,G2bの中心から右方向に0.5画素分ずれた画素位置である。したがって、参照画素G2a,G2bで注目画素Rxを予測する場合、動きベクトルV(G2)は、V(G2)=(−0.5,0)として検出される。
(M)は、G1画像データ111およびG2画像データ112を参照成分フレームとする。このため、(M)の動きベクトルは、(K)の動きベクトルV(G1)と(L)の動きベクトルV(G2)との合成動きベクトルV(G)となる。したがって、参照画素G1b,G1dおよび参照画素G2a,G2bで注目画素Rxを予測する場合、合成動きベクトルV(G)は、V(G)=(−0.5,0.5)として検出される。
なお、図8では、予測先をR画像データ114としたが、予測先はG1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113でもよい。また、R画像データ114を参照成分フレームとしてもよい。また、(M)の双方向の参照成分フレームは同一色成分ではなく異なる色成分でもよい。
このように、RAW画像データ100の同じ色配列101から抽出されたG1画素、G2画素、B画素およびR画素は、各成分フレームで同じ画素位置にそれぞれ配置される。しかし、成分フレーム間では色配列101での画素位置の違いによる絵柄のズレが生じる。そのため、色配列101での画素位置の違いを考慮して、成分フレーム間での画素位置補償予測が実行される。
<成分フレーム間での画素位置補償予測例>
以下、成分フレーム間での画素位置補償予測例を、図9〜図16を用いて説明する。なお、図9〜図16において、RAW画像データ100での画素の配列を丸印で示す。また、1つの色配列の範囲(成分フレームの標本点)を枠線で示す。
図9は、成分フレーム間での画素位置補償予測例1を示す説明図である。(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームをG2画像データ112とし、その注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の周囲4画素G1a〜G1dの平均値で予測する例を示す。
(A)では、画素G1aと画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素G1b〜G1dの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に0.5画素、下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0.5,0.5)である。
このように、(A)では、注目画素G2xの画素値を4つの隣接画素G1a〜G1dの平均で予測することにより、G2画像データ112はPピクチャに符号化される。したがって、G1画像データにより注目画素G2xの画素位置に合わせた予測ができる。また、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームをG2画像データ112とし、その注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1cの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素G1a、G1cの平均で予測するため、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、画素G1aと画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素G1a、G1cの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0,0.5)である。
(C)の参照パターンは、予測先の成分フレームをG2画像データ112とし、その注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1b、G1dの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素G1b、G1dの平均で予測するため、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(C)では、画素G1aと画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素G1b、G1dの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に1画素、下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(1,0.5)である。
(D)の参照パターンは、予測先の成分フレームをG2画像データ112とし、その注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1bの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素G1a、G1bの平均で予測するため、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(D)では、画素G1aと画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素G1a、G1bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0.5,0)である。
(E)の参照パターンは、予測先の成分フレームをG2画像データ112とし、その注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1c、G1dの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素G1c、G1dの平均で予測するため、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(E)では、画素G1aと画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素G1c、G1dの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に0.5画素、下に1画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0.5,1)である。
このように、(B)〜(E)では、縦エッジ、または、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素の平均で予測することにより、G2画像データ112はPピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
図10は、成分フレーム間での画素位置補償予測例2を示す説明図である。図10では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームと同一色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図10では、予測先の成分フレームをG2画像データ112、その注目画素を画素G2xとし、参照成分フレームをG1画像データ111とする。
(A)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値が、RAW画像データでは左上に位置する画素G1aの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるG1画像データ111の参照画素(G1aの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるG2画像データ112での注目画素(G2xの属する標本点)と同じ位置である。したがって、動きベクトルVは、V(G1)=(0,0)となる。このような動き補償予測は、右下から左上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(B)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値が、RAW画像データでは右上に位置する画素G1bの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるG1画像データ111の参照画素(G1bの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるG2画像データ112での注目画素(G2xの属する標本点)の位置に対して右に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(G1)=(1,0)となる。このような動き補償予測は、左下から右上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(C)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値が、RAW画像データでは左下に位置する画素G1cの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるG1画像データ111の参照画素(G1cの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるG2画像データ112での注目画素(G2xの属する標本点)の位置に対して下に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(G1)=(0,1)となる。このような動き補償予測は、右下から左上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(D)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値が、RAW画像データ100では右下に位置する画素G1dの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるG1画像データ111の参照画素(G1dの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるG2画像データ112での注目画素(G2xの属する標本点)の位置に対して右に1画素、下に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(G1)=(1,1)となる。このような動き補償予測は、左下から右上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
このように、注目画素G2xの画素値を1つの画素G1で予測することにより、G2画像データ112はPピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
図11は、成分フレーム間での画素位置補償予測例3を示す説明図である。図11では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームとは異なる色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図11では、予測先の成分フレームをB画像データ113、その注目画素を画素Bxとし、参照成分フレームをG1画像データ111またはG2画像データ112とする。
(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるB画像データ113の注目画素Bxの値を、注目画素Bxに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1bの平均値で予測する例を示す。注目画素Bxの画素値を2つの隣接画素G1a、G1bの平均で予測することにより、B画像データ113はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(A)では、画素G1aと注目画素Bxとが同じ標本点に属するが、注目画素Bxは補間により画素G1a、G1bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素Bxの位置に対して右に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0.5,0)である。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるB画像データ113の注目画素Bxの値を、注目画素Bxに隣接する参照成分フレームであるG2画像データ112の隣接する2画素G2a、G2bの平均値で予測する例を示す。注目画素Bxの画素値を2つの隣接画素G2a、G2bの平均で予測することにより、B画像データ113はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるG2画像データ112の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、参照画素G2bと注目画素Bxとが同じ標本点に属するが、注目画素Bxは補間により画素G2a、G2bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG2画像データ112での参照画素の範囲は、注目画素Bxの位置に対して上に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G2)は、V(G2)=(0,−0.5)である。
(C)の参照パターンは、(A)の画素位置補償予測と(B)の画素位置補償予測との組み合わせである。すなわち、(C)は、予測先の成分フレームであるB画像データ113の注目画素Bxの値を、注目画素Bxに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1bおよびG2画像データ112の隣接する2画素G2a、G2bの平均値で予測する例である。
注目画素Bxの画素値を4つの隣接画素G1a、G1b、G2a、G2bの平均で予測することにより、B画像データ113はBピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるG1画像データ111およびG2画像データ112の復号値に含まれる符号化歪みをより抑制することができる。
(C)では、画素G1a、G2bと注目画素Bxとが同じ標本点に属するが、注目画素Bxは補間により画素G1a、G1b、G2a、G2bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素Bxの位置に対して右に0.5画素ずれ、G2画像データ112での参照画素の範囲は、注目画素Bxの位置に対して上に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G)は、V(G1)+V(G2)=(0.5,−0.5)である。
図12は、成分フレーム間での画素位置補償予測例4を示す説明図である。図12では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームとは異なる色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図12では、予測先の成分フレームをR画像データ114、その注目画素を画素Rxとし、参照成分フレームをG1画像データ111またはG2画像データ112とする。
(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1bの平均値で予測する例を示す。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素G1a、G1bの平均で予測することにより、R画像データ114はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるG1画像データ111の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(A)では、画素G1aと注目画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素G1a、G1bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G1)は、V(G1)=(0,0.5)である。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるG2画像データ112の隣接する2画素G2a、G2bの平均値で予測する例を示す。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素G2a、G2bの平均で予測することにより、R画像データ114はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるG2画像データ112の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、参照画素G2bと注目画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素G2a、G2bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG2画像データ112での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G2)は、V(G2)=(−0.5,0)である。
(C)の参照パターンは、(A)の画素位置補償予測と(B)の画素位置補償予測との組み合わせである。すなわち、(C)は、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるG1画像データ111の隣接する2画素G1a、G1bおよびG2画像データ112の隣接する2画素G2a、G2bの平均値で予測する例である。
注目画素Bxの画素値を4つの隣接画素G1a、G1b、G2a、G2bの平均で予測することにより、R画像データ114はBピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるG1画像データ111およびG2画像データ112の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(C)では、画素G1a、G2bと注目画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素G1a、G1b、G2a、G2bの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるG1画像データ111での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して下に0.5画素ずれ、G2画像データ112での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G)は、V(G1)+V(G2)=(−0.5,0.5)である。
図13は、成分フレーム間での画素位置補償予測例5を示す説明図である。(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、その注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の周囲4画素Ba〜Bdの平均値で予測する例を示す。
(A)では、画素Bbと画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素Bb〜Bdの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に0.5画素、下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,0.5)である。
このように、注目画素Rxの画素値を4つの隣接画素Ba〜Bdの平均で予測することにより、R画像データ114はPピクチャに符号化される。したがって、B画像により注目画素Rxの画素位置に合わせた予測ができる。また、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、その注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、Bcの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素Ba、Bcの平均で予測するため、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、画素Bbと画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素Ba、Bcの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に1画素、下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(−1,0.5)である。
(C)の参照パターンは、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、その注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Bb、Bdの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素Bb、Bdの平均で予測するため、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(C)では、画素Bbと画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素Bb、Bdの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(0,0.5)である。
(D)の参照パターンは、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、その注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、Bbの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素Ba、Bbの平均で予測するため、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(D)では、画素Bbと画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素Ba、Bbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,0)である。
(E)の参照パターンは、予測先の成分フレームをR画像データ114とし、その注目画素Rxの値を、注目画素Rxに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Bc、Bdの平均値で予測する例を示す。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素Bc、Bdの平均で予測するため、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(E)では、画素Bbと画素Rxとが同じ標本点に属するが、注目画素Rxは補間により画素Bc、Bdの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素Rxの位置に対して左に0.5画素、下に1画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,1)である。
このように、(B)〜(E)では、注目画素Rxの画素値を2つの隣接画素の平均で予測することにより、R画像データ114はPピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
図14は、成分フレーム間での画素位置補償予測例6を示す説明図である。図14では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームと同一色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図14では、予測先の成分フレームをR画像データ114、その注目画素を画素Rxとし、参照成分フレームをB画像データ113とする。
(A)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値が、RAW画像データ100では左上に位置する画素Baの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるB画像データ113の参照画素(Baの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるR画像データ114での注目画素(Rxの属する標本点)の位置に対して左に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(B)=(−1,0)となる。このような動き補償予測は、右下から左上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(B)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値が、RAW画像データ100では右上に位置する画素Bbの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるB画像データ113の参照画素(Bbの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるR画像データ114での注目画素(Rxの属する標本点)と同じ位置である。したがって、動きベクトルVは、V(B)=(0,0)となる。このような動き補償予測は、左下から右上への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(C)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値が、RAW画像データ100では右下に位置する画素Bdの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるB画像データ113の参照画素(Bdの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるR画像データ114での注目画素(Rxの属する標本点)の位置に対して下に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(B)=(0,1)となる。このような動き補償予測は、左上から右下への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
(D)の参照パターンの場合、予測先の成分フレームであるR画像データ114の注目画素Rxの値が、RAW画像データ100では右下に位置する画素Bcの値から予測される。この場合、参照成分フレームであるB画像データ113の参照画素(Bcの属する標本点)は、予測先の成分フレームであるR画像データ114での注目画素(Rxの属する標本点)の位置に対して右に1画素、下に1画素ずれる。したがって、動きベクトルVは、V(B)=(−1,1)となる。このような動き補償予測は、右上から左下への斜めエッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。
このように、注目画素Rxの画素値を1つの画素Bで予測することにより、R画像データ114はPピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
図15は、成分フレーム間での画素位置補償予測例7を示す説明図である。図15では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームとは異なる色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図15では、予測先の成分フレームをG1画像データ111、その注目画素を画素G1xとし、参照成分フレームをB画像データ113またはR画像データ114とする。
(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるG1画像データ111の注目画素G1xの値を、注目画素G1xに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、Bbの平均値で予測する例を示す。注目画素G1xの画素値を2つの隣接画素Ba、Bbの平均で予測することにより、G1画像データ111はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(A)では、画素Bbと注目画素G1xとが同じ標本点に属するが、注目画素G1xは補間により画素Ba、Bbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素G1xの位置に対して左に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(−0.5,0)である。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるG1画像データ111の注目画素G1xの値を、注目画素G1xに隣接する参照成分フレームであるR画像データ114の隣接する2画素Ra、Rbの平均値で予測する例を示す。注目画素G1xの画素値を2つの隣接画素Ra、Rbの平均で予測することにより、G1画像データ111はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるR画像データ114の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、参照画素Rbと注目画素G1xとが同じ標本点に属するが、注目画素G1xは補間により画素Ra、Rbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるR画像データ114での参照画素の範囲は、注目画素G1xの位置に対して上に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(R)は、V(R)=(0,−0.5)である。
(C)の参照パターンは、(A)の画素位置補償予測と(B)の画素位置補償予測との組み合わせである。すなわち、(C)は、予測先の成分フレームであるG1画像データ111の注目画素G1xの値を、注目画素G1xに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、BbおよびR画像データ114の隣接する2画素Ra、Rbの平均値で予測する例である。
注目画素G1xの画素値を4つの隣接画素Ba、Bb、Ra、Rbの平均で予測することにより、G1画像データ111はBピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるG1画像データ111およびR画像データ114の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(C)では、画素Bb、Rbと注目画素G1xとが同じ標本点に属するが、注目画素G1xは補間により画素Ba、Bb、Ra、Rbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素G1xの位置に対して左に0.5画素ずれ、R画像データ114での参照画素の範囲は、注目画素G1xの位置に対して上に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G)は、V(G1)+V(R)=(−0.5,−0.5)である。
図16は、成分フレーム間での画素位置補償予測例4を示す説明図である。図16では、予測先の成分フレームの注目画素の値が、予測先の成分フレームとは異なる色成分である参照成分フレームの異なる位置の画素の値から予測される。図16では、予測先の成分フレームをG2画像データ112、その注目画素を画素G2xとし、参照成分フレームをB画像データ113またはR画像データ114とする。
(A)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、Bbの平均値で予測する例を示す。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素Ba、Bbの平均で予測することにより、G2画像データ112はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、縦エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるB画像データ113の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(A)では、画素Baと注目画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素Ba、Bbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して下に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(B)は、V(B)=(0,0.5)である。
(B)の参照パターンは、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるR画像データ114の隣接する2画素Ra、Rbの平均値で予測する例を示す。注目画素G2xの画素値を2つの隣接画素Ra、Rbの平均で予測することにより、G2画像データ112はPピクチャに符号化される。このような画素位置補償予測は、横エッジを含む絵柄のブロックで選択される確率が高い。また、参照成分フレームであるR画像データ114の復号値に含まれる符号化歪みを抑制することができる。
(B)では、参照画素Rbと注目画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素Ra、Rbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるR画像データ114での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(R)は、V(R)=(0.5,0)である。
(C)の参照パターンは、(A)の画素位置補償予測と(B)の画素位置補償予測との組み合わせである。すなわち、(C)は、予測先の成分フレームであるG2画像データ112の注目画素G2xの値を、注目画素G2xに隣接する参照成分フレームであるB画像データ113の隣接する2画素Ba、BbおよびR画像データ114の隣接する2画素Ra、Rbの平均値で予測する例である。
注目画素Bxの画素値を4つの隣接画素Ba、Bb、Ra、Rbの平均で予測することにより、G2画像データ112はBピクチャに符号化される。したがって、参照成分フレームであるB画像データ113およびR画像データ114の復号値に含まれる符号化歪みをより抑制することができる。
(C)では、画素Ba、Rbと注目画素G2xとが同じ標本点に属するが、注目画素G2xは補間により画素Ba、Bb、Ra、Rbの影響を受ける。そのため、参照成分フレームであるB画像データ113での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して下に0.5画素ずれ、R画像データ114での参照画素の範囲は、注目画素G2xの位置に対して右に0.5画素ずれる。したがって、この場合の動きベクトルV(G)は、V(B)+V(R)=(0.5,0.5)である。
なお、符号化部402は、PピクチャまたはBピクチャに符号化する場合、図9〜図16に示した画素位置補償予測を試行し、差分が最も小さい画素位置補償予測を選択する。たとえば、B画像データ113を参照してR画像データ114を予測する場合、符号化部402は、図13の(A)〜(E)および図14の(A)〜(D)の各参照パターンで画素位置補償予測を試行し、最も差分が小さくなる参照パターンを選択する。これにより、適応的かつ効率的に画素位置補償予測を実行することができる。
特に、参照パターンが画像のエッジをまたぐ場合、エッジを挟む参照成分フレームにおける画素と予測先の成分フレームの注目画素の値の差が大きくなる。したがって、参照パターンを適用的に選択することで、エッジをまたがないような参照パターンを特定することができ、符号化効率の向上を図ることができる。
<符号化成分フレームのデータ構造例>
図17は、符号化成分フレームのデータ構造例を示す説明図である。符号化成分フレーム1700は、ヘッダ情報1701と符号化データ列1702とを有する。ヘッダ情報1701は、符号化部402により付与される情報である。ヘッダ情報1701は、画像形式情報1711と制御情報1712とを含む。
画像形式情報1711は、符号化前の成分フレームのサイズ、符号化成分フレーム1700のサイズ、色配列101のパターンを特定する識別情報、成分フレームの画素数を含む。制御情報1712は、符号化成分フレーム1700の種類(Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャのいずれか)、参照成分フレームの識別情報、図9〜図16に示した画素位置補償予測に用いた参照パターンを含む。符号化データ列1702は、成分フレームを符号化したデータ列である。
<符号化処理手順例>
図18は、符号化装置400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400は、RAW画像データ100の入力を受け付け(ステップS1801)、第1生成部401により色成分ごとにRAW画像データ100の画素群を分離して、色成分ごとの成分フレームを生成する(ステップS1802)。つぎに、符号化装置400は、符号化部402により成分フレーム内予測符号化を実行してIピクチャを生成する(ステップS1803)。
そして、符号化装置400は、符号化部402により、残余の成分フレームについて成分フレーム間予測符号化を実行してPピクチャまたはBピクチャを生成する(ステップS1804)。最後に、符号化装置400は、記録部403により、ステップS1803およびS1804で符号化された符号化画像データ群を記憶デバイス302に格納する(ステップS1805)。
<復号装置の機能的構成例>
図19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1900は、取得部1901と、復号部1902と、第2生成部1903と、を有する。取得部1901は、符号化装置400によって符号化された符号化成分フレーム1700を取得し、復号部1902は、制御情報1712を用いて符号化成分フレーム1700を成分フレームに復号し、第2生成部1903は、画像形式情報1711を用いて、復号された各成分フレームからRAW画像データ100を生成する。
取得部1901、復号部1902、および第2生成部1903は、具体的には、たとえば、記憶デバイス302に記憶されたプログラムをプロセッサ301に実行させることにより、または、LSI304により実現される機能である。
取得部1901は、第1符号化画像データと第2符号化画像データとを取得する。第1符号化画像データは、第1色成分の画素群により構成される第1画像データをフレーム内予測符号化したデータである。第2符号化画像データは、第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、を取得する。
また、取得部1901は、第3符号化画像データを取得する。第3符号化画像データは、第3色成分の画素群により構成される第3画像データを第1画像データに基づいて符号化したデータである。また、取得部1901は、第4符号化画像データを取得する。第4符号化画像データは、第4色成分の画素群により構成される第4画像データを第1画像データに基づいて符号化したデータである。
復号部1902は、制御情報1712を用いて、取得部1901によって取得された第1符号化画像データを第1画像データに復号するとともに、第1画像データに基づいて、取得部1901によって取得された第2符号化画像データを第2画像データに復号する。具体的には、たとえば、復号部1902は、Iピクチャである第1符号化画像データを第1画像データに復号し、Pピクチャである第2画像データを、画素位置補償予測に適用した参照パターンにしたがって、第1画像データを用いて第2画像データに復号する。
また、復号部1902は、制御情報1712を用いて、第1画像データに基づいて、取得部1901によって取得された第3符号化画像データを第3画像データに復号する。具体的には、たとえば、復号部1902は、第3符号化画像データがPピクチャである場合、第3符号化画像データを、画素位置補償予測に適用した参照パターンにしたがって、第1画像データを用いて第3画像データに復号し、第3符号化画像データがBピクチャである場合、第3符号化画像データを、画素位置補償予測に適用した参照パターンにしたがって、第1画像データおよび第2画像データを用いて第3画像データに復号する。
また、復号部1902は、制御情報1712を用いて、第1画像データに基づいて、取得部1901によって取得された第4符号化画像データを第4画像データに復号する。具体的には、たとえば、復号部1902は、第4符号化画像データがPピクチャである場合、第4符号化画像データを、画素位置補償予測に適用した参照パターンにしたがって、第1画像データ〜第3画像データのうちいずれか1つの画像データを用いて第4画像データに復号し、第3符号化画像データがBピクチャである場合、第4符号化画像データを、画素位置補償予測に適用した参照パターンにしたがって、第1画像データ〜第3画像データのうち2つの画像データを用いて第4画像データに復号する。
第2生成部1903は、画像形式情報1711から色配列のパターンを特定し、特定した色配列101となるように、復号部1902によって復号された第1画像データ〜第4画像データの画素群から、第1色成分〜第4色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データ100を生成する。
<復号部1902の構成例>
図20は、復号部1902の構成例を示すブロック図である。復号部1902は、可変長符号復号部2001と、逆量子化部2002と、逆直交変換部2003と、加算部2004と、第3蓄積部2005、第2画素位置補償部2006を有している。
可変長符号復号部2001は、入力される符号化成分フレームを復号し、量子化係数や、動きベクトルを出力する。なお、復号された量子化係数は逆量子化部2002に入力され、復号された動きベクトルは第2画素位置補償部2006に入力される。
逆量子化部2002は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化して周波数係数を復号する。逆直交変換部2003は、逆量子化部2002で復号された周波数係数を逆直交変換して予測誤差値(または原画像の信号)を復号する。
加算部2004は、復号された予測誤差値と第2画素位置補償部2006で生成された予測値とを加算することで、復号された画像データをブロック単位で出力する。そして、加算部2004から出力された画像データは成分フレームとして出力されるとともに、第3蓄積部2005に入力される。
第3蓄積部2005は、画像の復号値を参照成分フレームとして蓄積する。なお、以後の画素位置補償予測で参照されない画像データは第3蓄積部2005から順次消去される。第2画素位置補償部2006は、動きベクトルおよび参照成分フレームに基づいて、復号対象の画像をブロック単位で予測した予測値を加算部2004に出力する。
<復号処理手順例>
図21は、復号装置1900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1900は、符号化成分フレーム群として、取得部1901により符号化画像データ群を取得し(ステップS2101)、復号部1902により、先頭の符号化画像データ(Iピクチャ)を成分フレームに復号する(ステップS2102)。
つぎに、復号装置1900は、復号部1902により、後続の符号化画像データ(PピクチャまたはBピクチャ)を成分フレームに復号する(ステップS2103)。そして、復号装置1900は、第2生成部1903により、復号された生成フレーム群を合成して、RAW画像データ100を復元する(ステップS2104)。
このように、実施例1によれば、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、成分フレーム間の相関性が高いRAW画像データ100の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100に復元することができる。
実施例2は、RAW画像データ100にホワイトバランス調整を実行してから符号化を実行する符号化と、成分フレームに復号してホワイトバランス調整済みのRAW画像データを生成してから、ホワイトバランス逆調整によりRAW画像データを生成する復号とを実行する。なお、実施例2では、実施例1との相違点を中心に説明し、実施例1と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
<符号化および復号例>
図22は、実施例2にかかる符号化および復号例を示す説明図である。(E)WB(ホワイトバランス)調整、(A)分離および(B)符号化は、符号化装置400によって実行され、(C)復号、(D)合成、および(F)WB逆調整は、復号装置1900によって実行される。
(E)符号化装置400は、RAW画像データ100をホワイトバランス調整する。ホワイトバランス調整は、撮影によりRAW画像データを生成した際に設定された(符号化装置400における)ホワイトバランスの設定項目(オート、マニュアル、電球、曇天、蛍光灯、晴天日陰、晴天など)により実行される。ホワイトバランス調整されたRAW画像データ100を、WB調整済みRAW画像データ2200とする。
(A)符号化装置400は、WB調整済みRAW画像データ2200から色成分ごとに成分フレームを生成する。具体的には、たとえば、符号化装置400は、緑(G1)の色成分フレームであるG1画像データ2211、緑(G2)の色成分フレームであるG2画像データ2212、青(B)の色成分フレームであるB画像データ2213、赤(R)の色成分フレームであるR画像データ2214を生成する。
G1画像データ2211は、WB調整済みRAW画像データ2200における色配列101の各々からのG1画素群により構成される画像データである。G2画像データ2212は、WB調整済みRAW画像データ2200における色配列101の各々からのG2画素群により構成される画像データである。
B画像データ2213は、WB調整済みRAW画像データ2200における色配列101の各々からのB画素群により構成される画像データである。R画像データ2214は、WB調整済みRAW画像データ2200における色配列101の各々からのR画素群により構成される画像データである。
(B)符号化装置400は、各成分フレームを成分フレーム間で符号化する。具体的には、たとえば、符号化装置400は、成分フレーム群の1つをフレーム内予測符号化で符号化してIピクチャを生成し、残余の成分フレーム群をIピクチャを用いてフレーム間予測符号化で符号化してPピクチャまたはBピクチャを生成する。ここでは、符号化により、G1画像データ2211は、G1符号化画像データ2221となり、G2画像データ2212は、G2符号化画像データ2222となり、B画像データ2213は、B符号化画像データ2223となり、R画像データ2214は、R符号化画像データ2224となる。
(C)復号装置1900は、符号化された成分フレーム群を復号する。具体的には、たとえば、復号装置1900は、Iピクチャを復号し、Iピクチャから復号された成分フレームを用いて、PピクチャまたはBピクチャを復号して、他の成分フレームを生成する。すなわち、復号装置1900は、G1符号化画像データ2221、G2符号化画像データ2222、B符号化画像データ2223、およびR符号化画像データ2224を復号して、G1画像データ2211、G2画像データ2212、B画像データ2213、およびR画像データ2214を生成する。
(D)復号装置1900は、復号された成分フレーム群を合成して、WB調整済みRAW画像データ2200を生成する。具体的には、たとえば、G1画像データ2211、G2画像データ2212、B画像データ2213、およびR画像データ2214の同一位置の画素G1、G2、B、Rを色配列101に従って並べることで、G1画像データ2211、G2画像データ2212、B画像データ2213、およびR画像データ2214からWB調整済みRAW画像データ2200を復元する。
(F)復号装置1900は、WB逆調整により、WB調整済みRAW画像データ2200を元のRAW画像データ100に変換する。
このように、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、WB調整済みRAW画像データ2200を成分フレーム間予測することにより、WB調整済みRAW画像データ2200の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のWB調整済みRAW画像データ2200に復元することができる。
また、青(B)および赤(R)は、緑(G)に比べると、信号レベルとなる画素の値が低く、そのため相関性が低い。したがって、符号化前にRAW画像データ100についてホワイトバランス調整を実行することで、青(B)および赤(R)の信号レベルを緑(G)の信号レベルに近づける。これにより、WB調整済みRAW画像データ2200の符号化効率の向上を図ることができる。
また、符号化前にRAW画像データ100についてホワイトバランス調整を実行しているため、復号先でのRAW画像データ100のホワイトバランス調整が不要となる。ただし、復号先でWB調整済みRAW画像データ2200に復元するために、ホワイトバランス逆調整をしてもよい。
<符号化装置400の機能的構成例>
図23は、実施例2にかかる符号化装置400の機能的構成例を示すブロック図である。符号化装置400は、実施例1で示した構成のほか、ホワイトバランス調整部2301と、ホワイトバランス検出部2302と、を有する。ホワイトバランス調整部2301およびホワイトバランス検出部2302は、具体的には、たとえば、記憶デバイス302に記憶されたプログラムをプロセッサ301に実行させることにより、または、LSI304により実現される機能である。
ホワイトバランス調整部2301は、ホワイトバランスの設定項目(オート、マニュアル、電球、曇天、蛍光灯、晴天日陰、晴天など)により、RAW画像データ100についてホワイトバランス調整をし、WB調整済みRAW画像データ2200を第1生成部401に出力する。したがって、第1生成部401は、WB調整済みRAW画像データ2200について、図22の(A)に示したような成分フレームの分離を実行することになる。ホワイトバランス調整は、たとえば、RAW画像データ100の黒レベルを基準に、RAW画像データ100の画素値にホワイバランス調整ゲイン係数を乗じることで処理する。例えば、RAW画像データ100の黒レベルをOB、B成分の画素値をXB、B成分のホワイトバランス調整ゲイン係数をABとするとき、ホワイバランス調整後のB成分の画素値YBは以下のように算出する。
OB≦XBのとき、YB=(XB−OB)×AB+OB
XB<OBのとき、YB=(OB−XB)×AB+OB
ホワイトバランス検出部2302は、RAW画像データ100から当該RAW画像データ100に適したホワイトバランスを検出し、ホワイトバランス調整部2301に通知する。これにより、ホワイトバランス調整部2301は、通知を受けたホワイトバランス(オート、マニュアル、電球、曇天、蛍光灯、晴天日陰、晴天など)により、RAW画像データ100についてホワイトバランス調整を実行する。
また、ホワイトバランス検出部2302は、検出したホワイトバランスを特定する情報(ホワイトバランス制御情報)を符号化部402に通知する。具体的には、たとえば、図6に示したように、ホワイトバランス制御情報は、可変長符号化部605に出力される。これにより、符号化部402は、符号化部402が符号化した符号化成分フレーム1700のヘッダ情報1701内の制御情報1712にホワイトバランス制御情報を付与することができる。
ここで、ホワイトバランス制御情報とは、たとえば、RAW画像データ2200がホワイトバランスを調整済みであることを示す情報(以下、「調整済み情報」という)と、RAW画像データ2200のB成分のホワイトバランス調整ゲインと、RAW画像データ2200のR成分のホワイトバランス調整ゲイン係数と、で構成される。
後述する復号装置1900は、制御情報1712に付与された調整済み情報によりRAW画像データ2200がホワイトバランス調整済みであることを認識できる。また、復号装置1900は、制御情報1712に付与されたB成分とR成分の各ホワイトバランス調整ゲイン係数により、復号処理でホワイトバランス逆調整が可能となる。
なお、制御情報1712には、上述した調整済み情報と、B成分のホワイトバランス調整ゲイン係数と、R成分のホワイトバランス調整ゲイン係数と、のうち少なくとも1つが付与される。
実施例2では、RAW画像データ100にホワイトバランス調整する例を示した。しかし、たとえば、ホワイトバランス調整する代わりに、Rの色成分データの値とGの色成分データの値との差、Gの色成分データの値とBの色成分データの値との差、Bの色成分データの値とRの色成分データの値との差のうち、少なくとも1つの差が小さくなる処理でもよい。
<符号化処理手順例>
図24は、実施例2にかかる符号化装置400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400は、RAW画像データ100の入力を受け付け(ステップS2401)、ホワイトバランス調整部2301により、RAW画像データ100をホワイトバランス調整し、WB調整済みRAW画像データ2200を出力する(ステップS2402)。符号化装置400は、第1生成部401により色成分ごとにWB調整済みRAW画像データ2200の画素群を分離して、色成分ごとの成分フレームを生成する(ステップS2403)。
つぎに、符号化装置400は、符号化部402により成分フレーム内予測符号化を実行してIピクチャを生成する(ステップS2404)。そして、符号化装置400は、符号化部402により、残余の成分フレームについて成分フレーム間予測符号化を実行してPピクチャまたはBピクチャを生成する(ステップS2405)。最後に、符号化装置400は、記録部403により、ステップS2404およびS2405で符号化された符号化画像データ群を記憶デバイス302に格納する(ステップS2406)。
<復号装置1900の機能的構成例>
図25は、実施例2にかかる復号装置1900の機能的構成例を示すブロック図である。復号装置1900は、実施例1で示した構成のほか、ホワイトバランス逆調整部2504を有する。ホワイトバランス逆調整部2504は、具体的には、たとえば、記憶デバイス302に記憶されたプログラムをプロセッサ301に実行させることにより、または、LSI304により実現される機能である。なお、実施例2では、第2生成部1903は、調整済みRAW画像データ2200を生成することになる。
ホワイトバランス逆調整部2504は、第2生成部1903から得られたWB調整済みRAW画像データ2200に付与されているヘッダ情報1701内のホワイトバランス制御情報を参照して、WB調整済みRAW画像データ2200についてホワイトバランス逆調整をし、元のRAW画像データ100に復元する。
<復号処理手順例>
図26は、実施例2にかかる復号装置1900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1900は、ステップS2101〜S2104のあと、ホワイトバランス逆調整部2504により、WB調整済みRAW画像データ2200についてホワイトバランス逆調整をし、元のRAW画像データ100に復元する(ステップS2605)。
このように、実施例2によれば、実施例1と同様、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、WB調整済みRAW画像データ2200を成分フレーム間予測することにより、WB調整済みRAW画像データ2200の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100に復元することができる。
また、青(B)および赤(R)は、緑(G)に比べると、信号レベルとなる画素の輝度値が低く、そのため相関性が低い。したがって、符号化前にRAW画像データ100についてホワイトバランス調整を実行することで、青(B)および赤(R)の信号レベルを緑(G)の信号レベルに近づける。これにより、WB調整済みRAW画像データ2200の符号化効率の向上を図ることができる。また、符号化前にRAW画像データ100についてホワイトバランス調整を実行しているため、ホワイトバランス逆調整部2504を省くことで、復号先でのRAW画像データ100のホワイトバランス調整を不要とすることもできる。
実施例3は、RAW画像データ100を時間軸方向に並べたRAW動画像データを符号化および復号する例である。なお、実施例3では、実施例1との相違点を中心に説明し、実施例1と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
<符号化および復号例>
図27は、実施例3にかかる符号化および復号例を示す説明図である。(A)分離および(B)符号化は符号化装置400によって実行され、(C)復号および(D)合成は復号装置1900によって実行される。
(A)符号化装置400は、RAW画像データ100を時間軸方向に並べたRAW動画像データ2700を取得し、各RAW画像データ100について、色成分ごとに成分フレームを生成する。これにより、G1画像データ列2711、G2画像データ列2712、B画像データ列2713およびR画像データ列2714が得られる。
(B)符号化装置400は、各色成分フレームを成分フレーム間で符号化する。具体的には、たとえば、符号化装置400は、成分フレーム群の1つをフレーム内予測符号化で符号化してIピクチャを生成し、残余の成分フレーム群をIピクチャを用いてフレーム間予測符号化で符号化してPピクチャまたはBピクチャを生成する。ここでは、符号化により、G1画像データ列2711は、G1符号化画像データ列2721となり、G2画像データ列2712は、G2符号化画像データ列2722となり、B画像データ列2713は、B符号化画像データ列2723となり、R画像データ列2714は、R符号化画像データ列2724となる。
(C)復号装置1900は、符号化された成分フレーム群を復号する。具体的には、たとえば、復号装置1900は、Iピクチャを復号し、Iピクチャから復号された成分フレームを用いて、PピクチャまたはBピクチャを復号して、他の成分フレームを生成する。すなわち、復号装置1900は、G1符号化画像データ列2721、G2符号化画像データ列2722、B符号化画像データ列2723、およびR符号化画像データ列2724を復号して、G1画像データ列2711、G2画像データ列2712、B画像データ列2713、およびR画像データ列2714を生成する。
(D)復号装置1900は、復号された成分フレーム群を合成して、RAW画像データ100を生成する。具体的には、たとえば、G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、およびR画像データ114の同一位置の画素G1、G2、B、Rを色配列101に従って並べることで、RAW画像データ100を順次復元し、RAW動画像データ2700を復元する。
このように、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、成分フレーム間の相関性が高いRAW画像データ100の符号化効率、ひいては、RAW動画像データ2700の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100ひいては、RAW動画像データ2700に復元することができる。
<成分フレームの参照方向例>
図28は、成分フレームの参照方向例を示す説明図である。(A)は、RAW動画像データ2700の一例を示す。(B)および(C)は、RAW動画像データ2700における成分フレームの参照方向例を示す。(B)および(C)では、説明上、時系列なRAW画像データ1〜n(nは2以上の整数)のうち、RAW画像データ1およびRAW画像データ2における成分フレームの参照方向例を示す。
(B)は、同一RAW画像データ1,2の各々からの成分フレームの入力順が、G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、およびR画像データ114である場合の参照方向を示す。RAW画像データ1およびRAW画像データ2の各々において、先頭のG1画像データ111はIピクチャに符号化される。次に入力されるG2画像データ112は、先行するG1画像データ111を参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャに符号化される。
次に入力されるB画像データ113は、先行するG1画像データ111およびG2画像データ112のうち少なくとも一方の成分フレームを参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。最後に入力されるR画像データ114は、先行するG1画像データ111、G2画像データ112、およびB画像データ113のうち少なくとも一つの成分フレームを参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
(C)では、先頭のRAW画像データ1における参照方向は、(B)のRAW画像データ1と同じである。RAW画像データ2については、先頭のG1画像データ111は、先行するRAW画像データ1のG1画像データ111を参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
次に入力されるG2画像データ112は、先行するRAW画像データ1のG1画像データ111およびRAW画像データ2のG1画像データ111のうち少なくとも一方の成分フレームを参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
次に入力されるB画像データ113は、先行するRAW画像データ1のB画像データ113と、RAW画像データ2のG1画像データ111と、RAW画像データ2のG2画像データ112と、のうち少なくとも一つの成分フレームを参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
最後に入力されるR画像データ114は、先行するRAW画像データ1のR画像データ114と、RAW画像データ2のG1画像データ111と、RAW画像データ2のG2画像データ112と、RAW画像データ2のB画像データ113と、のうち少なくとも一つの成分フレームを参照フレームとしてフレーム間予測符号化によりPピクチャまたはBピクチャに符号化される。
なお、図28の参照方向は一例であり、(B),(C)以外の成分フレームの入力順でも符号化が可能である。また、この符号化部402は、色成分に依存しない撮像素子353の画素からの輝度値を用いているため、異なる色成分を参照成分フレームとしても符号化することができる。
<スライス単位の符号化例>
図29は、スライス単位の符号化例を示す説明図である。(A)は、時系列なRAW画像データ1〜4から生成された各成分フレームのスライス単位を示す。スライスとは、成分フレームを分割したデータであり、符号化の1単位となる。ここでは、各成分フレーム(G1画像データ111、G2画像データ112、B画像データ113、R画像データ114)は、同一サイズのスライスをn個(nは2以上の整数)有するものとする。なお、成分フレームの入力順は、図28の(B)を例に挙げるが、他の入力順でもよい。
(B)は、スライス単位の符号化処理例を示す。矢印が符号化の順序を示す。すなわち、スライス番号が「1」であるG1成分スライス1、G2成分スライス1、B成分スライス1、R成分スライス1の順に符号化され、つぎに、スライス番号が「2」であるG1成分スライス2、G2成分スライス2、B成分スライス2、R成分スライス2の順に符号化される。このように、スライス番号の降順に符号化され、最終的に、スライス番号が「n」であるG1成分スライスn、G2成分スライスn、B成分スライスn、R成分スライスnの順に符号化される。
このように、スライス単位で成分フレーム間の符号化をおこなうことにより、符号化のレイテンシの向上を図ることができる。なお、同一スライス番号の成分スライス間の参照方向は、図28の(B)のように、G1成分スライスをIピクチャに符号化してもよく、(C)のようにG1成分スライスをPピクチャに符号化してもよい。図29では、スライス単位の符号化例について説明したが、復号する場合もスライス単位の符号化と同様、スライス単位で復号してもよい。これにより、復号のレイテンシの向上を図ることができる。
このように、実施例3では、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、成分フレーム間の相関性が高いRAW画像データ100の符号化効率、ひいては、RAW動画像データ2700の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100ひいては、RAW動画像データ2700に復元することができる。
また、スライス単位で成分フレームを符号化することにより、成分フレーム間符号化のレイテンシの向上を図ることができる。同様に、スライス単位で成分フレームを復号することにより、成分フレーム復号のレイテンシの向上を図ることができる。
実施例4は、RAW画像データ100を時間軸方向に並べたRAW動画像データ2700をホワイトバランス調整してから符号化および復号し、ホワイトバランス逆調整をする例である。なお、実施例4では、実施例1および実施例3との相違点を中心に説明し、実施例1および実施例3と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
<符号化および復号例>
図30は、実施例4にかかる符号化および復号例を示す説明図である。(E)WB調整、(A)分離および(B)符号化は、符号化装置400によって実行され、(C)復号、(D)合成および(F)WB逆調整は、復号装置1900によって実行される。
(E)符号化装置400は、RAW動画像データ2700の各RAW画像データ100をホワイトバランス調整する。ホワイトバランス調整は、符号化装置400におけるホワイトバランス(オート、マニュアル、電球、曇天、蛍光灯、晴天日陰、晴天など)により実行される。ホワイトバランス調整されたRAW画像データ100を、WB調整済みRAW画像データ2200とし、時系列なWB調整済みRAW画像データ2200をWB調整済みRAW動画像データ3000とする。
(A)符号化装置400は、WB調整済みRAW画像データ2200を時間軸方向に並べたWB調整済みRAW動画像データ3000を取得し、各WB調整済みRAW画像データ2200について、色成分ごとに成分フレームを生成する。これにより、WB調整済みG1画像データ列3011、WB調整済みG2画像データ列3012、WB調整済みB画像データ列3013およびWB調整済みR画像データ列3014が得られる。
(B)符号化装置400は、各色成分フレームを成分フレーム間で符号化する。具体的には、たとえば、符号化装置400は、成分フレーム群の1つをフレーム内予測符号化で符号化してIピクチャを生成し、残余の成分フレーム群をIピクチャを用いてフレーム間予測符号化で符号化してPピクチャまたはBピクチャを生成する。
ここでは、符号化により、WB調整済みG1画像データ列3011は、WB調整済みG1符号化画像データ列3021となり、WB調整済みG2画像データ列3012は、WB調整済みG2符号化画像データ列3022となり、WB調整済みB画像データ列3013は、WB調整済みB符号化画像データ列3023となり、WB調整済みR画像データ列3014は、WB調整済みR符号化画像データ列3024となる。
(C)復号装置1900は、符号化された成分フレーム群を復号する。具体的には、たとえば、復号装置1900は、Iピクチャを復号し、Iピクチャから復号された成分フレームを用いて、PピクチャまたはBピクチャを復号して、他の成分フレームを生成する。すなわち、復号装置1900は、WB調整済みG1符号化画像データ列3021、WB調整済みG2符号化画像データ列3022、WB調整済みB符号化画像データ列3023、およびWB調整済みR符号化画像データ列3024を復号して、WB調整済みG1画像データ列3011、WB調整済みG2画像データ列3012、WB調整済みB画像データ列3013、およびWB調整済みR画像データ列3014を生成する。
(D)復号装置1900は、復号された成分フレーム群を合成して、WB調整済みRAW画像データ2200を生成する。具体的には、たとえば、WB調整済みG1画像データ2211、WB調整済みG2画像データ2212、WB調整済みB画像データ2213、およびWB調整済みR画像データ2214の同一位置の画素G1、G2、B、Rを色配列101に従って並べることで、WB調整済みRAW画像データを順次復元し、WB調整済みRAW動画像データ2700を復元する。
(F)復号装置1900は、WB逆調整により、WB調整済みRAW画像データ2200ごとに元のRAW画像データ100に変換し、RAW動画像データ2700に復元する。
このように、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、成分フレーム間の相関性が高いWB調整済みRAW画像データ2200の符号化効率、ひいては、WB調整済みRAW動画像データ3000の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のWB調整済みRAW画像データ2200ひいては、WB調整済みRAW動画像データ3000に復元することができる。
また、実施例3と同様、WB調整済みRAW動画像データ3000についてスライス単位で成分フレームを符号化することにより、成分フレーム間符号化のレイテンシの向上を図ることができる。同様に、WB調整済みG1符号化画像データ列3021、WB調整済みG2符号化画像データ列3022、WB調整済みB符号化画像データ列3023、およびWB調整済みR符号化画像データ列3024について、スライス単位で成分フレームを復号することにより、成分フレーム復号のレイテンシの向上を図ることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、色相や彩度により成分フレーム間の相関性が高くなるという性質を利用して、RAW画像データ100を成分フレーム間予測することにより、成分フレーム間の相関性が高いRAW画像データ100の符号化効率を高めることができる。また、このように成分フレーム間予測符号化により符号化した場合でも元のRAW画像データ100に復元することができる。
100 RAW画像データ、101 色配列、111 G1画像データ、112 G2画像データ、113 B画像データ、114 R画像データ、121 G1符号化画像データ、122 G2符号化画像データ、123 B符号化画像データ、124 R符号化画像データ、300 情報処理装置、301 プロセッサ、302 記憶デバイス、353 撮像素子、400 符号化装置、401 第1生成部、402 符号化部、403 記録部、610 位置ずれ検出部、611 第1画素位置補償部、1700 符号化成分フレーム、1701 ヘッダ情報、1711 画像形式情報、1712 制御情報、1900 復号装置、1901 取得部、1902 復号部、1903 第2生成部、2006 第2画素位置補償部、2200 WB調整済みRAW画像データ、2301 ホワイトバランス調整部、2504 ホワイトバランス逆調整部、2700 RAW動画像データ、3000 WB調整済みRAW動画像データ
本発明の一側面となる符号化装置は、第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データのホワイトバランスを調整する調整部と、前記調整部によってホワイトバランスが調整されたホワイトバランス調整済みRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、前記第1画像データに基づいて、前記第2画像データを符号化する符号化部と、を有する
本発明の他の側面となる符号化装置は、第1色成分の光を光電変換する光電変換部と前記第1色成分とは異なる第2色成分を光電変換する光電変換部とが繰り返し配置された撮像素子からの出力に基づくRAW画像データのホワイトバランスを調整する調整部と、前記調整部によってホワイトバランスが調整されたホワイトバランス調整済みRAW画像データから、前記第1色成分により構成される第1画像データと、前記第2色成分により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、前記第1画像データに基づいて、前記第2画像データを符号化する符号化部と、を有する。
本発明の一側面となる復号装置は、ホワイトバランス調整済みRAW画像データの第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記ホワイトバランス調整済みRAW画像データの前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、を取得する取得部と、前記取得部によって取得された第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得部によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置された前記ホワイトバランス調整済みRAW画像データを生成する生成部と、前記ホワイトバランス調整済みRAW画像データの色をホワイトバランスによる調整前の色に変換する逆調整部と、を有する
本発明の一側面となる符号化方法は、第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データのホワイトバランスを調整したホワイトバランス調整済みRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成処理と、前記第1画像データに基づいて、前記第2画像データを符号化する符号化処理と、を有する。
本発明の一側面となる復号方法は、ホワイトバランス調整済みRAW画像データの第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記ホワイトバランス調整済みRAW画像データの前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、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第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得処理によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたホワイトバランス調整済みRAW画像データを生成する生成処理と、前記ホワイトバランス調整済みRAW画像データの色をホワイトバランスによる調整前の色に変換する逆調整処理と、を有する。

Claims (24)

  1. 第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、
    前記生成部によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第2画像データを符号化する符号化部と、
    を有する符号化装置。
  2. 請求項1に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記第1画像データと前記第2画像データとの間で画素位置を補償することにより、前記第2画像データを符号化する、符号化装置。
  3. 請求項2に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記第2画像データの注目画素を、前記注目画素とは異なる位置における前記第1画像データ内の特定の参照画素で補償することにより、前記第2画像データを符号化する、符号化装置。
  4. 請求項3に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記特定の参照画素による複数通りの参照パターンのうち、前記注目画素との差分が最小となる参照パターンに基づいて、前記注目画素を符号化する、符号化装置。
  5. 請求項1に記載の符号化装置であって、
    前記RAW画像データは、前記第1色成分および前記第2色成分のうちいずれか一方の色成分と同一、または、前記第1色成分および前記第2色成分とは異なる、第3色成分を有し、
    前記生成部は、前記第3色成分が配置された前記RAW画像データから、前記第1画像データと、前記第2画像データと、前記第3色成分の画素群により構成される第3画像データと、を生成し、
    前記符号化部は、前記第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第3画像データを符号化する、符号化装置。
  6. 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1画像データおよび前記第2画像データに基づいて、前記第3画像データを符号化する、符号化装置。
  7. 請求項1に記載の符号化装置であって、
    前記RAW画像データのホワイトバランスを調整する調整部を有し、
    前記生成部は、前記調整部によってホワイトバランスが調整されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する、符号化装置。
  8. 請求項1に記載の符号化装置であって、
    前記生成部は、前記RAW画像データを複数取得し、前記RAW画像データの各々について、前記第1画像データと、前記第2画像データと、を生成し、
    前記符号化部は、前記第1画像データに基づいて、前記第2画像データを符号化する、符号化装置。
  9. 請求項8に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記第1画像データに基づいて、前記第1画像データと同一のRAW画像データから分離された第2画像データを符号化する、符号化装置。
  10. 請求項8に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記第1画像データに基づいて、前記第1画像データと異なる他のRAW画像データから分離された第2画像データを符号化する、符号化装置。
  11. 請求項10に記載の符号化装置であって、
    前記符号化部は、前記第1画像データの所定領域に基づいて、前記第1画像データと異なるRAW画像データから生成された第2画像データのうち前記所定領域に対応する領域を符号化する、符号化装置。
  12. 第1色成分の光を光電変換する光電変換部と前記第1色成分とは異なる第2色成分を光電変換する光電変換部とが繰り返し配置された撮像素子からの出力に基づくRAW画像データから、前記第1色成分により構成される第1画像データと、前記第2色成分により構成される第2画像データと、を生成する生成部と、
    前記生成部によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成部によって生成された第2画像データを符号化する符号化部と、
    を有する符号化装置。
  13. 第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得部によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データを生成する生成部と、
    を有する復号装置。
  14. 請求項13に記載の復号装置であって、
    前記復号部は、前記第2画像データの注目画素の符号化の際に参照した画素位置を示す参照パターンに基づいて、前記第1画像データの参照画素を特定し、前記参照画素に基づいて、前記第2符号化画像データから前記第2画像データの注目画素を復号する、復号装置。
  15. 請求項13に記載の復号装置であって、
    前記取得部は、第3色成分の画素群により構成される第3画像データを、前記第1画像データに基づいて符号化した第3符号化画像データを取得し、
    前記第3色成分は、前記第1色成分および前記第2色成分のうちいずれか一方の色成分と同一、または、前記第1色成分および前記第2色成分とは異なる色成分であり、
    前記復号部は、前記第1画像データに基づいて、前記第3符号化画像データを前記第3画像データに復号し、
    前記生成部は、前記復号部によって復号された第1画像データ、第2画像データ、および第3画像データに基づいて、前記第1色成分、前記第2色成分、および前記第3色成分が繰り返し配置されたRAW画像データを生成する、復号装置。
  16. 請求項13に記載の復号装置であって、
    前記取得部は、前記第1画像データおよび前記第2画像データに施されたホワイトバランスに関する情報を取得し、
    前記ホワイトバランスに関する情報に基づいて、前記第1画像データおよび前記第2画像データの色をホワイトバランスによる調整前の色に変換する逆調整部を有し、
    前記生成部は、前記逆調整部による変換後の第1画像データおよび変換後の第2画像データに基づいて、前記RAW画像データを生成する、復号装置。
  17. 請求項13に記載の復号装置であって、
    前記取得部は、前記第1符号化画像データおよび前記第2符号化画像データを含む符号化フレームを複数取得し、
    前記復号部は、前記符号化フレームごとに、前記第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記第2符号化画像データを前記第2画像データに復号して、前記第1画像データおよび前記第2画像データを含むフレームを複数出力し、
    前記生成部は、前記フレームごとに、前記復号部によって復号された第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データを生成する、復号装置。
  18. 請求項17に記載の復号装置であって、
    前記復号部は、前記第1画像データに基づいて、前記第1符号化画像データと同一の符号化フレーム内の第2符号化画像データを復号する、復号装置。
  19. 請求項17に記載の復号装置であって、
    前記復号部は、前記第1画像データに基づいて、前記第1符号化画像データと異なる符号化フレーム内の第2符号化画像データを復号する、復号装置。
  20. 請求項19に記載の復号装置であって、
    前記復号部は、前記第1画像データの所定領域に基づいて、前記第1画像データと異なる符号化フレーム内の第2符号化画像データのうち前記所定領域に対応する領域を復号する、復号装置。
  21. 第1色成分と前記第1色成分とは異なる第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データから、前記第1色成分の画素群により構成される第1画像データと、前記第2色成分の画素群により構成される第2画像データと、を生成する生成処理と、
    前記生成処理によって生成された第1画像データに基づいて、前記生成処理によって生成された第2画像データを符号化する符号化処理と、
    を有する符号化方法。
  22. 第1色成分の画素群により構成される第1画像データを符号化した第1符号化画像データと、前記第1色成分とは異なる第2色成分の画素群により構成される第2画像データを前記第1画像データに基づいて符号化した第2符号化画像データと、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第1符号化画像データを前記第1画像データに復号するとともに、前記第1画像データに基づいて、前記取得処理によって取得された第2符号化画像データを前記第2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第1画像データおよび第2画像データに基づいて、前記第1色成分と前記第2色成分とが繰り返し配置されたRAW画像データを生成する生成処理と、
    を有する復号方法。
  23. 請求項21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。
  24. 請求項22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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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210104462A (ko) * 2020-02-17 2021-08-25 삼성전자주식회사 이미지 센서, 이미지 센서의 교정 방법, 그리고 이미지 센서를 교정하는 전자 장치
KR20210147694A (ko) * 2020-05-29 2021-12-07 삼성전자주식회사 이미지 신호 프로세서, 이미지 프로세싱 방법 및 그 전자 장치
JP2022037781A (ja) * 2020-08-25 2022-03-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、および画像処理システム
CN112135150A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 安谋科技(中国)有限公司 图像压缩和解压缩方法、可读介质及其电子设备
CN113347437B (zh) * 2021-04-15 2022-09-06 浙江大华技术股份有限公司 一种基于串预测的编码方法、编码器、解码器和存储介质
WO2023281801A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 画像処理装置および方法
JPWO2023286317A1 (ja) * 2021-07-12 2023-01-19
CN114189689B (zh) * 2021-11-25 2024-02-02 广州思德医疗科技有限公司 图像压缩处理方法、装置、电子设备和存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744929B1 (en) * 1999-11-18 2004-06-01 Nikon Corporation Image data compression method image data compression apparatus and recording medium and data signal for providing image data compression program
JP2002125241A (ja) 2001-08-02 2002-04-26 Konica Corp スチルビデオカメラ
JP4451181B2 (ja) * 2004-03-26 2010-04-14 オリンパス株式会社 画像圧縮方法及び画像圧縮装置
JP2010147508A (ja) * 2007-04-13 2010-07-01 Panasonic Corp 撮影装置及び再生装置
JPWO2009051010A1 (ja) * 2007-10-15 2011-03-03 三菱電機株式会社 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化方法、および画像復号方法
CN108650516A (zh) * 2012-07-09 2018-10-12 株式会社尼康 压缩装置、图像压缩装置及拍摄装置
JP2014143488A (ja) * 2013-01-22 2014-08-07 Nikon Corp 画像圧縮装置、画像復号装置およびプログラム
JP6875817B2 (ja) * 2015-10-30 2021-05-26 キヤノン株式会社 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム
JP2018005211A (ja) 2015-12-01 2018-01-11 孝郎 林 腕装着型撮影機能付装置、姿勢変換装置
US10863158B2 (en) * 2016-05-17 2020-12-08 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2017200199A (ja) * 2017-06-01 2017-11-02 株式会社ニコン 動画像圧縮装置、動画像復号装置およびプログラム

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