KR20100124855A - Dynamic image processing device, dynamic image processing method, and dynamic image processing program - Google Patents
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Abstract
컬러 이미지 센서로부터 출력된 화상 데이터로부터, 디모자이크 처리 및 압축 스트림의 생성을 행할 때에, 프레임 재배열을 위한 기억 용량이나 대역을 절감하고, 저소비 전력화와 저비용화를 실현할 수 있는 동화상 처리 장치 및 동화상 처리 방법을 제공한다. 촬상부(110)로부터 출력되어 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열부(130)와, 프레임 재배열부(130)에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성부(140)와, 컬러 화상으로 변환된 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축부(150)를 구비한다.When performing demosaicing and compression stream generation from image data output from a color image sensor, a moving picture processing device and a moving picture processing that can reduce storage capacity and bandwidth for frame rearrangement, and can realize low power consumption and low cost. Provide a method. A frame sequence rearranged from the image pickup unit 110 and arranged in a first data format according to the processing order of the compressed stream; and a frame sequence alternately arranged in the frame rearrangement unit 130. The moving picture which encodes and compresses the color data generation part 140 which converts the 1st data format in a color image into a color image, and the frame sequence converted into the color image based on the difference between several frames before and after time. The compression unit 150 is provided.
Description
본 발명은, 컬러 이미지 센서로부터 시계열적으로 복수의 프레임으로 분할되어 출력된 동화상의 프레임 시퀀스를, 부호화하여 압축 스트림을 생성하는 동화상 처리 장치 및 동화상 처리 방법, 동화상 처리 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to a moving image processing apparatus, a moving image processing method, and a moving image processing program for generating a compressed stream by encoding a frame sequence of a moving image which is divided into a plurality of frames in time series from a color image sensor.
종래, 동화상을 촬영하는 비디오 카메라에서는, 렌즈를 통하여 촬상 소자에 피사체상을 결상하고, 이 촬상 소자에 의해 피사체상을 광전 변환하고, 시계열적으로 복수의 프레임 데이터를 생성하고, 이 복수의 프레임간의 움직임을 예측하여(소위, 프레임간 예측화 방식이다), 압축 스트림을 생성하는 동화상 처리 기술(MPEG)이 알려져 있다. Background Art [0002] Conventionally, in a video camera for shooting a moving image, an image of a subject is formed on an image pickup device through a lens, the image of the subject is photoelectrically converted by the image pickup device, and a plurality of frame data are generated in time series. BACKGROUND OF THE INVENTION Moving picture processing techniques (MPEGs) for predicting motion (so-called inter-frame prediction) are generated.
동화상 처리 기술에서는, 일반적으로, 현재 프레임의 화소가 이전 프레임의 화소에 비해 어느정도 움직였는지를 벡터로 나타낸 움직임 벡터를 추정(예측)하여, 전체의 화상을 전송하는 대신에, 이들 움직임 벡터의 차를 전송함으로써 전송 정보를 압축한다. In a moving image processing technique, in general, a motion vector indicating a vector of how much a pixel of a current frame has moved compared to a pixel of a previous frame is estimated, and instead of transmitting the entire image, the difference between these motion vectors is calculated. By transmitting, the transmission information is compressed.
상세하게는, MPEG로 대표되는 동화상 처리 기술에서는, 프레임의 종류가, 프레임간 예측을 이용하지 않고 프레임 내의 화상 신호를 그대로 부호화하는 I프레임과, 시간적으로 선행하는 참조 프레임의 화상 신호로부터의 차분을 부호화하는 P프레임과, 시간적으로 선행하는 참조 프레임과 후행하는 참조 프레임의 차분을 부호화하는 B프레임에 의해 구성되고, 이들 프레임의 배열과 반복 주기가 설정되어 있다. In detail, in the moving picture processing technique represented by MPEG, the type of the frame includes the difference between the I frame that encodes the image signal in the frame as it is without using inter-frame prediction, and the difference between the image signal of the preceding reference frame in time. A P frame to be encoded and a B frame to encode a difference between a temporally preceding reference frame and a subsequent reference frame are set, and the arrangement and repetition period of these frames are set.
예를 들면, M=3의 MPEG는, 도 2(b)에 나타낸 것처럼, GOP(Group of Pictures)가, I를 기준으로 I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, I…, 등과 같이 시계열적으로 연속하는 프레임으로 구성된다. For example, in the case of MPEG of M = 3, as shown in Fig. 2 (b), GOP (Group of Pictures) has I, B, B, P, B, B, P, B, B, P, B, B, I... It consists of frames that are continuous in time series, such as.
한편, 이와 같이 입력되는 프레임 순서와 부호화되어 전송되는 순서가 다르므로, 부호화 시에 프레임의 순서를 재배열할 필요가 있다. 그리고, 재배열을 위해서, B프레임을 일시 기억하기 위한 프레임 버퍼 메모리가 필요하게 된다. 예를 들면, I와 P의 사이에 2매의 B프레임이 삽입되는 M=3의 경우에는, 이를 기억하기 위해서 2프레임분의 메모리가 필요하게 된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). On the other hand, since the input frame order and the encoded and transmitted order are different, it is necessary to rearrange the order of the frames at the time of encoding. For rearrangement, a frame buffer memory for temporarily storing B frames is required. For example, in the case of M = 3 in which two B frames are inserted between I and P, two frames of memory are required to store them (see Patent Document 1, for example).
또한, 단판식의 촬상 소자로서, 매트릭스형상으로 복수의 광전 변환 소자가 구성됨과 더불어, 그 전면에 광전 변환 소자에 대응되어 R(적) G(녹) B(청)의 각 컬러 필터가 구비되고, 이 컬러 필터를 통하여 출력한 단일색의 화상 신호에 신호 처리를 추가하여 컬러 화상을 생성하는 기술이 있다. In addition, as a single plate type imaging element, a plurality of photoelectric conversion elements are formed in a matrix form, and on the entire surface thereof, each color filter of R (red) G (green) B (blue) is provided corresponding to the photoelectric conversion element. There is a technique of generating a color image by adding signal processing to a single color image signal output through the color filter.
단판식의 촬상 소자를 통하여 출력된 화상에서는, 각 화소가 단일색의 색 정보밖에 가지지 않는 색 모자이크 화상으로서, 컬러 화상을 생성하기 위해서, 각 화소에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등의 복수의 색 정보를 구비할 필요가 있다. In the image output through the single-plate type imaging element, each pixel is a color mosaic image having only color information of a single color, and in order to generate a color image, red (R), green (G), and blue (B) pixels are generated. It is necessary to provide a plurality of color information such as).
여기서, 단판식 촬상 소자를 이용한 화상 처리에서는, 각 화소가 R, G, B성분 중 어느 하나만의 색 정보를 가지는 색 모자이크 화상에 의거하여, 디모자이크 처리(색 보간 처리라고도 한다)를 행하고, 색 모자이크 화상으로부터 컬러 화상을 생성한다. 여기서, 디모자이크 처리란, 색 모자이크 화상의 각 화소에 있어서 부족한 다른 색 정보를, 그 화소 주변의 다른 화소의 색 정보를 이용하여 보간 연산함으로써, 각 화소가 각각 R, G, B성분의 모든 색 정보를 가지는 컬러 화상을 생성하는 처리이다(소위, 색 보간 처리이다).Here, in the image processing using a single-plate type imaging element, each pixel performs demosaicing processing (also referred to as color interpolation processing) based on a color mosaic image having color information of only one of R, G, and B components. A color image is generated from the mosaic image. Here, the demosaicing process interpolates other color information lacking in each pixel of a color mosaic image by using color information of other pixels around the pixel, so that each pixel has all colors of R, G, and B components, respectively. It is a process of generating a color image having information (so-called color interpolation processing).
[선행기술문헌][Prior Art Literature]
[특허문헌][Patent Documents]
특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 평10-056652호공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-056652
그러나, 종래의 동화상 처리 기술에 의하면, 일반적으로, 프레임을 바꿔 배열할 때, 프레임 버퍼에 기억되는 화상 데이터가 화소마다 복수색의 색 정보를 구비한 컬러 화상으로서, 디모자이크 처리를 필요로 하는 화상 데이터에 관련되어, 메모리 용량의 절감에 효과적인 동화상 처리 기술이 개시되어 있지 않았다. However, according to the conventional moving picture processing technique, when the frames are alternately arranged, in general, the image data stored in the frame buffer is a color image having a plurality of color information for each pixel, and an image requiring demosaicing processing. Regarding data, a moving picture processing technique that is effective for reducing memory capacity has not been disclosed.
여기서, 본 발명은, 컬러 이미지 센서로부터 출력된 화상 데이터로부터, 디모자이크 처리(소위, 본 발명에 있어서의 컬러 화상 생성의 처리이다) 및 압축 스트림의 생성을 행할 때에, 프레임 재배열을 위한 기억 용량이나 대역을 절감하여, 저소비 전력화와 저비용화를 실현할 수 있는 동화상 처리 장치 및 동화상 처리 방법, 동화상 처리 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다. Here, the present invention is a storage capacity for rearrangement of frames when demosaicing (so-called color image generation processing in the present invention) and compressed streams are generated from image data output from a color image sensor. In addition, an object of the present invention is to provide a moving image processing apparatus, a moving image processing method, and a moving image processing program that can reduce power consumption and reduce power consumption and cost.
이러한 목적을 달성하기 위해서 이루어진 청구항 1에 기재된 발명은, 컬러 이미지 센서로부터 시계열적으로 복수의 프레임으로 분할되어 제1의 데이터 형식으로 출력된 동화상의 프레임 시퀀스로부터, 프레임간 예측화 방식에 의해 부호화된 컬러 화상의 압축 스트림을 생성하는 동화상 처리 장치에 있어서, 상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열부와, 상기 프레임 재배열부에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성부와, 상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 1, which is made to achieve this object, is encoded by an inter-frame prediction method from a frame sequence of a moving image which is divided into a plurality of frames in time series from a color image sensor and output in a first data format. A moving picture processing apparatus for generating a compressed stream of a color image, comprising: a frame rearrangement unit for arranging a frame sequence having the first data format in correspondence with the processing order of the compressed stream; A color image generation unit for converting the first data format in the converted frame sequence into a color image and the frame sequence converted into the color image based on a difference between a plurality of frames before and after A moving picture compression unit for compressing is provided. .
청구항 1에 기재된 동화상 처리 장치에 의하면, 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열부와, 프레임 재배열부에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성부와, 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축부를 구비함으로써, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 저소비 전력화에 따른 당해 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다. According to the moving picture processing apparatus according to claim 1, the frame rearrangement unit for arranging the frame sequence having the first data format in correspondence with the processing order of the compressed stream and the frame sequence rearranged in the frame rearrangement unit A frame includes a color image generation unit for converting one data format into a color image, and a moving image compression unit for encoding and compressing the frame sequence converted into a color image based on a difference between a plurality of frames before and after time. It is possible to reduce the memory capacity and the bandwidth required for rearrangement (memory capacity and bandwidth of the frame buffer), and to reduce the amount of heat generated in the moving image processing circuit due to lower power consumption, lower cost, and lower power consumption.
즉, 프레임 재배열에 이용되는 프레임 데이터가 컬러 화상을 생성하기 전의, 이미지 센서로부터 출력된 제1의 데이터 형식이기 때문에, 프레임 재배열 시에 컬러 화상 데이터를 이용하는 것보다도, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량이나 대역을 절감할 수 있다. That is, since the frame data used for the frame rearrangement is the first data format output from the image sensor before generating the color image, the memory capacity required for the rearrangement of the frame is lower than that of using the color image data during the frame rearrangement. Bandwidth can be saved.
또한, 청구항 1에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 2에 기재된 발명과 같이, 상기 컬러 이미지 센서가, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 광전 변환 소자와, 그 광전 변환 소자의 각각에 대응된 복수색 광의 컬러 필터를 구비하고, 광전 변환 소자마다 복수색 광 중의 단일색 광의 화소 정보를 출력하는 단판 컬러 이미지 센서로서, 상기 제1의 데이터 형식이, 화소마다 단일색 광의 색 정보를 가지는 색 모자이크 화상이며, 상기 컬러 화상 생성부가, 상기 화소마다 복수색 광의 화소 정보를 생성하는 디모자이크 처리를 행하도록 구성되어 있으므로, 컬러 이미지 센서로부터 출력된 화상 데이터로부터, 디모자이크 처리 및 압축 스트림의 생성을 행할 때에, 프레임 재배열에 필요한 기억 용량이나 대역을 절감할 수 있다. In addition, the moving image processing apparatus according to claim 1 includes, as in the invention according to
또한, 청구항 1에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 3에 기재된 발명과 같이, 상기 컬러 이미지 센서가, 분광 감도 분포가 상이한 복수의 컬러 이미지 센서에 의해 구성되고, 각각의 수광면이 화소 배치 방향으로 어긋나게 배치되고, 상기 제1의 데이터 형식이, 상기 복수의 컬러 이미지 센서 중의 각각으로부터 출력되는 화상 데이터로서, 상기 컬러 화상 생성부가, 상기 복수의 컬러 이미지 센서의 화상 데이터를 합성하여 해상도를 높이도록 구성되어 있으므로, 컬러 이미지 센서로부터 출력된 화상 데이터로부터, 컬러 화상의 생성 및 압축 스트림의 생성을 행할 때에, 프레임 재배치에 필요한 기억 용량이나 대역을 절감할 수 있다.In the moving image processing apparatus according to claim 1, as in the invention according to
또한, 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 4에 기재된 발명과 같이, 상기 복수의 프레임이, 시간적으로 후행하는 프레임을 참조하지 않고 부호화하는 NonF 프레임과, 시간적으로 후행하는 프레임을 참조하여 부호화하는 F프레임에 의해 구성되고, 상기 프레임 재배열부가, 상기 입력되는 NonF 프레임, F프레임의 종별에 따라 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있을 때에, 적용할 수 있다.Furthermore, the moving image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, as in the invention according to claim 4, includes a non-F frame in which the plurality of frames are encoded without referring to a frame that is temporally followed, and a trailing time. It can be applied when the frame rearrangement unit is configured to give a delay according to the type of the input NonF frame and the F frame and output the frame.
또한, 청구항 4에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 5에 기재된 발명과 같이, 상기 NonF 프레임이, 또한, 상기 프레임간 예측을 이용하지 않고 프레임 내의 화상 신호를 그대로 부호화하는 I프레임과, 시간적으로 선행하는 참조 프레임의 화상 신호로부터의 차분을 부호화시키는 P프레임으로 이루어지고, 상기 F프레임이, 시간적으로 선행하는 참조 프레임과 후행하는 참조 프레임의 차분을 부호화하는 B프레임이며, 상기 프레임 재배열부가, 상기 입력되는 I프레임, P프레임, B프레임의 종별에 따라 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있을 때에, 적용할 수 있다. In addition, the moving picture processing apparatus according to claim 4 includes, as in the invention according to claim 5, the NonF frame further includes an I frame that encodes an image signal in a frame as it is without using the inter-frame prediction. The frame is made up of a P frame that encodes a difference from an image signal of a reference frame, and the F frame is a B frame that encodes a difference between a reference frame temporally preceding and a reference frame that follows. The present invention can be applied when it is configured to give a delay according to the type of I frame, P frame, and B frame to be output.
또한, 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 6에 기재된 발명과 같이, 상기 프레임 재배열부가, 상기 복수의 프레임 종별 중 일부 프레임 종별에 대해서 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있으면 된다. The moving picture processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 is configured such that, as in the invention according to claim 6, the frame rearrangement unit outputs a delay with respect to some of the plurality of frame types. It is enough.
또한, 청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 7에 기재된 발명과 같이, 상기 프레임 재배열부에는, 상기 제1의 데이터 형식의 화상 데이터에 있어서의, 적어도 2프레임분의 각각마다 화상 데이터를 저장하는 프레임 버퍼가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 일반적인 동화상 처리 기술인 M=3의 MPEG에 있어서, I프레임 및 P프레임의 사이에 배열되는 2매의 B프레임을 기억할 수 있다. In the moving picture processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, as in the invention according to claim 7, the frame rearrangement unit includes at least two frames in the image data of the first data format. It is preferable that a frame buffer for storing image data is provided for each. As a result, in M = 3 MPEG, which is a general moving picture processing technique, two B frames arranged between an I frame and a P frame can be stored.
또한, 청구항 1 내지 청구항 7중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 발명과 같이, 상기 화상 생성부에는, 상기 컬러 화상의 화상 변형을 행하는 화상 변형 처리부가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 컬러 화상의 변형 처리를 할 때에 필요한 프레임 버퍼로서, 프레임 재배열부의 프레임 버퍼를 이용할 수 있어, 별도 화상 변형에 필요한 기억 용량이나 대역을 절감할 수 있다. In the moving image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, as in the invention according to claim 8, the image generation unit preferably includes an image deformation processing unit for performing image deformation of the color image. . As a result, the frame buffer of the frame rearrangement unit can be used as the frame buffer required for the color image deformation process, so that the storage capacity and the bandwidth required for the separate image deformation can be reduced.
또한, 청구항 8에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 9에 기재된 발명과 같이, 상기 프레임 재배열부가, 상기 화상 변형 시에 프레임 내의 화상 데이터를 비(非)래스터 순차로 출력하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 별도 화상 변형용의 프레임 버퍼를 준비하지 않고, 프레임 재배열부의 프레임 버퍼를 이용하여 디지털 줌이나 손 떨림, 수차 보정 등의 화상 변형을 행할 수 있다. The moving picture processing apparatus of claim 8 is preferably configured such that the frame rearrangement unit outputs the image data in a frame in a non-rasterized order when the image is deformed, as in the invention of claim 9. . As a result, image modification such as digital zoom, camera shake, and aberration correction can be performed using the frame buffer of the frame rearrangement unit without separately preparing a frame buffer for image distortion.
또한, 청구항 1 내지 청구항 9중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 10에 기재된 발명과 같이, 파인더에 출력하는 컬러 화상을 생성하는 제2의 화상 생성부를 구비하고, 그 제2의 화상 생성부에서는, 상기 프레임 재배열부에 있어서의 프레임 재배치를 행하지 않고, 컬러 화상을 생성함으로써, 파인더에 컬러 화상을 생성할 때에, 파인더에는 디스플레이순으로 화상이 표시되고, 프레임 재배치에 의한 지연이 없어, 컬러 이미지 센서로부터의 출력에 대한 추종성을 양호하게 유지할 수 있다. Furthermore, the moving image processing apparatus in any one of Claims 1-9 is equipped with the 2nd image generation part which produces | generates the color image output to a finder like the invention of
또한, 청구항 1 내지 청구항 10중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치는, 청구항 11에 기재된 발명과 같이, 상기 컬러 이미지 센서로부터 출력되는 프레임 시퀀스를, 상기 프레임 재배열부를 통하지 않고 상기 컬러 화상 생성부에 출력하는 재배열부 우회 수단을 구비하고, 상기 컬러 화상 생성부에 입력되는 프레임 시퀀스의, 상기 컬러 이미지 센서로부터 출력되는 프레임순과 상기 프레임 재배열부로부터 출력되는 프레임순을 전환 가능하게 구성되어 있음으로, 필요에 따라서 프레임 재배열의 유무를 선택할 수 있어 편리성을 향상시킬 수 있다. The moving image processing apparatus according to any one of claims 1 to 10, as in the invention according to claim 11, transmits a frame sequence output from the color image sensor to the color image generating unit without passing through the frame rearranging unit. And a rearrangement means for outputting the rearrangement unit, wherein the frame sequence output from the color image sensor and the frame sequence output from the frame rearrangement unit of the frame sequence input to the color image generation unit can be switched. If necessary, it is possible to select whether or not to rearrange the frame, thereby improving convenience.
또한, 청구항 12에 기재된 발명과 같이, 청구항 1 내지 청구항 11중 어느 한 항에 기재된 동화상 처리 장치 및 컬러 이미지 센서와, 상기 동화상 압축부에서 압축된 동화상 정보를 기억하는 기록 장치를 이용하여, 캠코더를 구성하면 좋다. 이에 따라, 캠코더에 있어서, 동화상의 프레임 시퀀스의 압축 스트림을 생성할 때에, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감 할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다. Like the invention described in
또한, 청구항 13에 기재된 발명과 같이, 청구항1 내지 청구항 11중 어느 한항에 기재된 동화상 처리 장치 및 컬러 이미지 센서와, 상기 동화상 압축부에서 압축된 동화상 정보를 외부 기기로 송신하는 송신 장치를 이용하여 원격 모니터용 카메라를 구성하면 좋다. 이에 따라, 원격 모니터용 카메라에 있어서, 동화상의 프레임 시퀀스의 압축 스트림을 생성할 때에, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다. In addition, as in the invention described in claim 13, the video processing apparatus and color image sensor according to any one of claims 1 to 11, and a transmission device for transmitting the moving picture information compressed by the video compression unit to an external device are remotely used. It is good to configure a monitor camera. As a result, in the remote monitor camera, when generating a compressed stream of a moving picture frame sequence, the memory capacity and bandwidth (frame capacity and bandwidth of the frame buffer) required for frame rearrangement can be reduced, resulting in low power consumption and low cost. In this way, it is possible to reduce the amount of heat generated in the moving image processing circuit.
다음에, 청구항 14에 기재된 발명은, 컬러 이미지 센서로부터 시계열적으로 복수의 프레임으로 분할되어 제1의 데이터 형식으로 출력된 동화상의 프레임 시퀀스로부터, 프레임간 예측화 방식에 의해 부호화된 컬러 동화상의 압축 스트림을 생성하는 동화상 처리 방법에 있어서, 상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와, 상기 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와, 상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 이용하는 것을 특징으로 한다.Next, the invention described in
청구항 14에 기재된 동화상 처리 방법에 의하면, 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와, 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와, 컬러 화상으로 변환된 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 이용함으로써, 청구항 1에 기재된 발명과 마찬가지로, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 저소비 전력화에 따른 당해 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다. According to the moving picture processing method according to
다음에, 청구항 15에 기재된 발명은, 컬러 이미지 센서로부터 시계열적으로 복수의 프레임으로 분할되어 제1의 데이터 형식으로 출력된 동화상의 프레임 시퀀스로부터, 프레임간 예측화 방식에 의해 부호화된 컬러 동화상의 압축 스트림을 생성하는 동화상 처리 프로그램으로서, 상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와, 상기 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와, 상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 컴퓨터에 실행시킨다. Next, the invention described in
청구항 15에 기재된 동화상 처리 프로그램에 의하면, 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와, 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와, 컬러 화상으로 변환된 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 컴퓨터에 실행시킴으로써, 청구항 1에 기재된 발명과 마찬가지로, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 저소비 전력화에 따른 당해 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다.According to the moving picture processing program according to
본 발명의 동화상 처리 장치, 동화상 처리 방법, 동화상 처리 프로그램은, 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 비꿔 배열하고, 이어서, 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하고, 컬러 화상으로 변환된 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하도록 구성되어 있으므로, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감 할 수 있어 저소비 전력화, 저비용화, 저소비 전력화에 따른 당해 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다. The moving picture processing apparatus, the moving picture processing method, and the moving picture processing program of the present invention arrange a frame sequence made up of a first data format in correspondence with the processing order of a compressed stream, and then, in the alternately arranged frame sequence, Since the data format of 1 is converted into a color image and the frame sequence converted into the color image is encoded and compressed based on a difference between a plurality of frames before and after time, the memory capacity and bandwidth required for frame rearrangement ( The memory capacity and bandwidth of the frame buffer) can be reduced, thereby reducing the amount of heat generated in the moving image processing circuit due to the low power consumption, low cost, and low power consumption.
또한, 본 발명에 있어서의 동화상 처리 장치 및 컬러 이미지 센서와, 상기 동화상 처리 장치의 동화상 압축부에서 압축된 동화상 정보를 기억하는 기록 장치를 이용하여, 캠코더를 구성함으로써, 캠코더에 있어서, 동화상의 프레임 시퀀스의 압축 스트림을 생성할 때에, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다.Furthermore, a camcorder is constructed by using a moving picture processing device and a color image sensor according to the present invention and a recording device for storing moving picture information compressed by the moving picture compression unit of the moving picture processing device. When generating a compressed stream of a sequence, the memory capacity and bandwidth (frame memory capacity and bandwidth of the frame buffer) required for frame rearrangement can be reduced, thereby realizing low power consumption, low cost, and reduced heat generation in a moving image processing circuit. have.
또한, 본 발명에 있어서의 동화상 처리 장치 및 컬러 이미지 센서와, 상기 동화상 처리 장치의 동화상 압축부에서 압축된 동화상 정보를 외부 기기로 송신하는 송신 장치를 이용하여 원격 모니터용 카메라를 구성함으로써, 원격 모니터용 카메라에 있어서, 동화상의 프레임 시퀀스의 압축 스트림을 생성할 때에, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역(프레임 버퍼의 메모리 용량 및 대역)을 절감 할 수 있어, 저소비 전력화, 저비용화, 동화상 처리 회로에 있어서의 발열량의 저감화를 실현할 수 있다.In addition, a remote monitor camera is constructed by using a moving image processing apparatus and a color image sensor according to the present invention and a transmitting device for transmitting moving image information compressed by the moving image compression unit of the moving image processing apparatus to an external device. In the high-performance camera, when generating a compressed stream of a moving picture frame sequence, the memory capacity and bandwidth (frame capacity and bandwidth of the frame buffer) required for frame rearrangement can be reduced, thereby reducing power consumption, cost, and moving picture processing circuits. Reduction of the amount of heat generated can be realized.
도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 있어서의, (a)가 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 촬상 장치(1A)의 구성을 나타낸 블록도, (b)가 동 촬상 장치(1A)에 있어서의 촬상부의 설명도이다.
도 2는 동 제1의 실시 형태의 촬상 장치(1A)에 있어서의, 프레임 재배열부의 동작의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제2의 실시 형태에 있어서의, (a)가 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 촬상 장치(1B)의 구성을 나타낸 블록도, (b)가 동 촬상 장치(1B)에 있어서의 촬상부의 설명도, (c)가 동 촬상 장치(1B)에 있어서의 화상 데이터 합성 처리의 설명도이다.
도 4는 동 제2의 실시 형태의 촬상 장치(1B)에 있어서의, 프레임 재배열부의 동작의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제3의 실시 형태에 있어서의, 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 촬상 장치(1C)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제4의 실시 형태에 있어서의, 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 촬상 장치(1D)의 구성을 나타낸 블록도이다.Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention in which (a) shows a configuration of an
2 is an explanatory diagram of an operation of the frame rearrangement unit in the
Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the
4 is an explanatory diagram of an operation of the frame rearrangement unit in the
Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of an
Fig. 6 is a block diagram showing the configuration of the imaging device 1D to which the moving image processing apparatus of the present invention is applied in the fourth embodiment of the present invention.
(제1의 실시 형태)(1st embodiment)
다음에, 도 1, 도 2를 이용하여, 본 발명의 제1의 실시 형태를 설명한다. Next, 1st Embodiment of this invention is described using FIG. 1, FIG.
도 1에 있어서, (a)가 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 제1의 실시 형태의 촬상 장치(1A)의 구성을 나타낸 블록도, (b)가 동 촬상 장치(1A)에 있어서의 촬상부의 설명도이다. 또한, 도 2는, 동 제1의 실시 형태의 촬상 장치(1A)에 있어서의, 프레임 재배열부의 동작의 설명도이다. In FIG. 1, (a) is a block diagram which shows the structure of the
도 1(a)에 나타낸 것처럼, 촬상 장치(1A)는, 예를 들면 비디오 캠코더로서, 촬영한 화상 신호를 순차적으로 아날로그 전기 신호로 변환하여 출력하는 촬상부(110), 촬상부(110)로부터 출력된 아날로그 전기 신호를 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 AFE(120), AFE(120)로부터 출력된 디지털 데이터를 프레임마다 분할하고, 그 프레임 순서를 변경하여 출력하는(소위, 프레임을 재배열하는) 프레임 재배열부(130), 프레임 재배열부(130)로부터 출력된 각 프레임의 화상 데이터를 컬러 화상으로 변환하는 화상 생성부(140), 화상 생성부(140)로부터 출력된 컬러 화상의 프레임 시퀀스를, 동화상으로서 압축하고, 압축 스트림을 출력하는 동화상 압축부(150), 동화상 압축부(150)로부터 출력된 압축 스트림을, 예를 들면 플래쉬 메모리나 광/자기 기록 매체에 기록하는 기록부(160) 등에 의해 구성되어 있다. As shown in Fig. 1 (a), the
또한, 촬상 장치(1A)에는, 도시되지 않은 CPU(Central Processing Unit)나 ROM(Read Only Memory)이 구비되어 있고, CPU가 ROM에 저장된 제어용 프로그램에 따라, 당해 촬상 장치(1A)의 각 처리를 제어한다. In addition, the
촬상부(110)는, 단판식의 컬러 촬상 소자(본 발명에 있어서의 단판 컬러 이미지 센서이다)로서, 복수의 광전 변환 소자가 매트릭스형상으로 배치되고, 그 전면에는, 광전 변환 소자에 대응되어, 도 1(b)에 나타낸 것처럼, R(적), G(녹), B(청)의 3원색의 베이어(Bayer) 배열로 이루어지는 컬러 필터를 구비하고, 각 색의 필터부를 통과한 단일색의 광량을 전기 신호로 변환하도록 구성되어 있다. 또한, 베이어 배열은, 도 1(b)에 나타낸 것처럼, G색의 필터가 체크무늬로 배치되고, G색 필터와 R색 필터가 교대로 배치된 열과, G색 필터와 B색 필터가 교대로 배치된 열이, 교대로 배치되어 있다. The
AFE(120)는, 촬상부(110)로부터 출력된 아날로그 화상 신호에 대해서 상관 이중 샘플링하고, 노이즈를 제거하는 상관 이중 샘플링 회로(CDS:Corelated Double Sampling), 상관 이중 샘플링 회로를 통하여 입력된 아날로그 화상 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기(AGC:Automatic Gain Control), 가변 이득 증폭기를 통하여 입력된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환하는 A/D 변환기 등에 의해 구성되고, 촬상부(110)로부터 출력된 프레임의 아날로그 화상 신호를, 베이어 배열에 대응된 디지털 화상 신호로 변환하여 프레임 재배열부(130)에 출력한다. The
여기서, 촬상부(110)가 2M 픽셀(화소)로 구성되고, AFE(120)에 있어서의 A/D 변환의 정밀도를 8bit로 하면, AFE(120)로부터 출력되는 1프레임당의 화상 신호는, 16Mbit(2M*8bit=16Mbit)가 된다. Here, when the
프레임 재배열부(130)는, 디스플레이 순서로 입력되는 디지털화된 베이어 데이터의 프레임 순서를, 동화상 압축부(150)의 처리순에 대응된 전송 순서로 변환한다. The
예를 들면, 동화상 압축부(150)에 있어서, M=3의 MPEG 스트림을 생성할 때는, 도 2(a)에 나타낸 것처럼, k번째에 입력되는 입력 프레임(k)에 대해서, k≡2(mod 3)이면, I프레임 또는 P프레임이 되고, k≡0 또는 1(mod 3)이면, B프레임이 된다. mod는, 소정의 수치(k)를 mod 넘버로 나누어 그 잉여를 구하는 연산자이다. For example, in the moving
여기서, 프레임 재배열부(130)에서는, B프레임에 대해서, I프레임 또는 P프레임보다도 3프레임 많은 지연을 부여하여 화상 생성부(140)에 출력한다. 본 실시 형태에서는, 4프레임분의 프레임 버퍼(130a∼130d)를 구비하고, 입력과 출력에 적절한 프레임 버퍼(130a∼130d)를 할당함으로써 프레임의 재배열을 실현한다. 프레임 버퍼(130a∼130d)는, 각각 16Mbit의 용량을 가지고, 합계 64Mbit의 메모리를 가진다. Here, the
화상 생성부(140)는, 프레임 재배열부(130)로부터 출력된 프레임을, 순차적으로, 베이어 화상으로부터 컬러 화상으로 변환한다. 컬러 화상 신호를, YCrCb=4:2:2로서 생성한다. 이 때, 베이어 화상에서는 1화소당 1개의 값=8bit/pix로 나타내는데 대해, 컬러 화상에서는 1화소당 2개의 값=16bit/pix로 배증하고, 1프레임당 컬러 화상 신호가, 32Mbit(16bit/pix*2Mpix=32Mbit)가 된다. 또한, 전술의 컬러 화상 신호에 있어서, Y가 휘도, Cr이 Y에 대한 R의 색차, Cb가 Y에 대한 B의 색차이다. The
본 실시예에서는, 어느 프레임에 대해서나, 프레임 재배열부(130)에 대해 프레임 버퍼(130a∼130d)를 참조할 수 있도록 구성되어 있다. 이 때문에, 화상 생성부(140)는, 베이어 화상에 대해서 비래스터 순차의 액세스를 행할 수 있다. In this embodiment, the
이에 따라, 본 실시 형태에 있어서의 촬상 장치(1A)는, 별도 화상 변형용의 버퍼를 준비하지 않고, 프레임 버퍼(130a∼130d)를 이용하여, 디지털 줌이나 손떨림, 색 수차 및 왜곡 수차 보정 등의 화상 변형도 행할 수 있다. Accordingly, the
동화상 압축부(150)는, 화상 생성부(140)로부터 출력되는 컬러 화상의 프레임 시퀀스를 압축한다. 본 실시예에서는, I프레임 또는 P프레임이 나타나는 주기(M)가 3프레임 간격(M=3)의 MPEG 압축을 행한다. 그리고, MPEG의 동화상 압축부(150)에서는, 프레임간 예측을 행하기 위한 2개의 예측 메모리(150a, 150b)가 구비되어 있다. 또한, 각 프레임의 압축 데이터는, 일련의 압축 스트림으로서 기록부(160)에 출력된다. The moving
다음에, 압축 스트림을 생성하는 동작의 상세를 설명한다. 우선, 촬상부(110)에 있어서, 소정 시간(예를 들면,1/60초)마다 노광이 행해지고, 노광마다, 각 광전 변환 소자에 있어서의 노광량을 아날로그 전기 신호로 하여, 순차적으로 AFE(120)에 출력한다. 이 때, 각 광전 변환 소자로부터 출력된 아날로그 전기 신호의 집합은, 베이어 배열의 컬러 필터에 대응된 베이어 화상 신호가 된다. 또한, 동화상 촬영이기 때문에, 1회의 노광이 끝남과 동시에 다음 프레임의 노광이 개시되고, 순차적으로 연속하여 아날로그 화상 신호가 출력된다. 그리고, 각 화상을 프레임으로 하여, 그 프레임 시퀀스에 의해 동화상이 형성된다. Next, details of an operation for generating a compressed stream will be described. First, in the
다음에, 촬상부(110)로부터 출력된 아날로그 전기 신호는, AFE(120)에 있어서 디지털 신호로 변환된다. 이 디지털 신호가, 촬상부의 베이어 배열에 대응된 베이어 화상 신호로서, 제1의 데이터 형식이다. 또한, AFE(120)로부터 출력되는 베이어 화상 신호는, 촬상부(110)의 노광순으로 차례차례 출력된다(본 명세서에서는, 이 출력순을 디스플레이순이라고 한다). Next, the analog electric signal output from the
다음에, 도 2(a)에 나타낸 것처럼, 각 프레임에 대해서, 디스플레이순으로 k=0, 1, 2…, 로 프레임 번호를 부여하고, k≡2(mod 3)의 프레임을 I프레임 또는 P프레임으로 하고, k≡0(mod 3) 또는 k≡1(mod 3)의 프레임을 B프레임으로 하여, 각 프레임이 프레임 재배열부(130)에 입력된다. 또한, 이 때, 디스플레이순으로 출력되는 베이어 화상 신호는, 래스터 순차로 프레임 재배열부(130)에 입력된다. Next, as shown in Fig. 2A, k = 0, 1, 2,. Frame numbers are denoted by, and frames k≡2 (mod 3) are I frames or P frames, frames k≡0 (mod 3) or k≡1 (mod 3) are B frames, respectively. The frame is input to the
다음에, 프레임 재배열부(130)에 있어서, AFE(120)로부터 입력된 입력 프레임(k)은, 프레임 버퍼(도 2(a)에 있어서의 입력 버퍼이다)(130a∼130d) 중 어느 하나에 저장되고, 저장된 순서와 다른 순서로 화상 생성부(140)에 출력된다(본 발명에 있어서의 프레임 재배열 단계이다). Next, in the
상세하게는, 도 2(a), (b)에 나타낸 것처럼, I프레임 또는 P프레임에는 1프레임의 지연이 행해지고, B프레임에는 4프레임의 지연이 행해진다. 이 때, 본 발명에서는, 지연의 절대량에 상관없이, B프레임에 대해서, I프레임 또는 P프레임보다도 M(M은, MPEG 동화상 처리 기술에 있어서, I프레임 또는 P프레임이 나타나는 주기이다) 프레임분만큼 많은 지연을 부여하는 것이 중요하다. 이에 따라, 화상 생성부(140)에 입력되는 프레임 순서가, 전송 순서가 된다. In detail, as shown in Figs. 2A and 2B, a delay of one frame is performed for an I frame or a P frame, and a delay of four frames is performed for a B frame. At this time, in the present invention, regardless of the absolute amount of delay, M frames are used for M frames rather than I frames or P frames (M is a period in which I frames or P frames appear in the MPEG video processing technique). It is important to give a lot of delay. As a result, the frame order input to the
다음에, 화상 생성부(140)에 있어서, 프레임 재배열부(130)를 통하여 입력된 각 프레임을, 베이어 화상 신호로부터 컬러 화상 신호로 변환한다(본 발명에 있어서의 컬러 화상 생성 단계이다). 여기에서는, 일반적으로 알려져 있는 색보간 처리 혹은 디모자이크 처리 외에, 색변환이나, 화상의 엣지 강조, 노이즈 억제, 톤 커브 처리 등의 화상 처리를 행하고, 감상에 적합한 화질로 한다. Next, in the
또한, 화상 생성부(140)에서는, 프레임 재배열부(130)의 프레임 버퍼(130a∼130d)에 저장되어 있는 베이어 화상 신호를 비래스터 순차로 읽어내, 확대, 축소, 회전 등의 화상 변형을 행할 수 있다. 화상 생성부(140)에서 변환된 컬러 화상 신호는, 동화상 압축부(150)에 출력된다. In addition, the
다음에, 동화상 압축부(150)에 있어서, 화상 생성부(140)로부터 입력된 컬러 화상의 프레임 시퀀스의 압축 처리를 행한다(본 발명에 있어서의 동화상 압축 단계이다).Next, the moving
본 실시예에서는, M=3의 MPEG 압축 처리를 행하고, I프레임, P프레임, B프레임의 3종류에 대해서 상이한 압축법을 이용한다. 또한, 본 발명에 있어서의 NonF 프레임이 I프레임 및 P프레임에 상당하고, 본 발명에 있어서의 F프레임이 B프레임에 상당한다. In this embodiment, MPEG compression processing of M = 3 is performed, and a different compression method is used for three types of I frame, P frame, and B frame. In addition, NonF frames in the present invention correspond to I frames and P frames, and F frames in the present invention correspond to B frames.
상세하게는, I프레임에 대해서는, 예측 메모리를 이용하지 않는 프레임 내 부호화를 행하고, 기록부(160)에 출력함과 더불어, 예측 메모리(150a 또는 150b) 중의 갱신 이력이 오래된 쪽(즉, 먼저 갱신된 쪽)에 입력하여 갱신한다. Specifically, the I-frame is encoded in the frame without using the predictive memory, outputted to the
P프레임에 대해서는, 예측 메모리(150a 또는 150b) 중의 갱신 이력이 새로운 쪽에 저장되어 있는 프레임으로부터의 프레임간 예측을 이용하여 부호화를 행하고, 기록부(160)에 출력함과 더불어, 예측 메모리(150a 또는 150b) 중의 갱신 이력이 오래된 쪽에 입력하여 갱신한다. P프레임이 화상 생성부(140)에 입력될 때, 예측 메모리(150a 또는 150b)중 어느 한쪽의 새로운 쪽에는, 3프레임 직전에 입력된 I프레임 또는 P프레임이 저장되어 있다. The P frame is encoded using inter-frame prediction from the frame whose update history in the
B프레임에 대해서는, 예측 메모리(150a 및 150b)에 저장되어 있는 2개의 프레임으로부터의 프레임간 예측을 이용하여 부호화를 행하여, 기록부(160)에 출력한다. B프레임이 동화상 압축부(150)에 입력될 때, 예측 메모리(150a 또는 150b)중 어느 한쪽의 새로운 쪽에는, 화상 생성부(140)에 직전에 입력된 I프레임 또는 P프레임이 저장되어 있고, 다른쪽에는(즉, 예측 메모리(150a 또는 150b)중 어느 한쪽의 오래된 쪽), 그 3프레임 직전에 입력된 I프레임 또는 P프레임이 더 저장되어 있다. The B frame is encoded using interframe prediction from two frames stored in the
다만, 화상 생성부(140)에 입력되는 프레임의 순서가 프레임 재배열부(130)에서 재배열된 전송 순서로서, 디스플레이 순서로 말하면, 예측 메모리(150a 또는 150b)중 어느 한쪽의 오래된 쪽에는, 촬상부(110)에 있어서(처리 대상으로 하고 있는 B프레임의) 직전에 노광된 I프레임 또는 P프레임이 저장되고, 다른쪽에는, 촬상부(110)에 있어서(처리 대상으로 하고 있는 B프레임의) 직후에 노광된 I프레임 또는 P프레임이 저장되게 되어(소위, 본 발명에 있어서의 시간적으로 선행하는 참조 프레임과 시간적으로 후행하는 참조 프레임이 저장되어 있다), 이에 따라 B프레임에서는 쌍방향 예측이 실현된다. However, the order of the frames input to the
다음에, 기록부(160)에 있어서, 동화상 압축부(150)에서 부호화된 화상 시퀀스의 압축 스트림이 기록된다.Next, in the
또한, 촬상 장치(1A)에 있어서, 기록부(160)를 대신하여 송신부를 구비해도 된다. 이 때, 송신부는, 유선 혹은 무선의 통신 수단을 거쳐, 다른 영상 기기에 접속된다. 또한, 송신부는, 동화상 압축부(150)에 의해 부호화된 화상 시퀀스를, 압축 스트림으로서 다른 영상 기기에 송신한다. 이에 따라, 원격 모니터용 카메라를 구성할 수 있다. In addition, in the
이상과 같이, 제1의 실시 형태에 기재된 촬상 장치(1A)는, 일반적으로 MPEG 압축에 필요한 프레임 재배열 처리를, 컬러 화상이 아니라 베이어 화상에 대해서 행함으로써, 프레임 재배열에 필요한 메모리 용량 및 대역을 삭감할 수 있다. 또한, 화상 생성부(140)에 있어서, 프레임의 재배열에 이용한 프레임 버퍼(130a∼130d)를 이용하여 화상 변형을 행함으로써, 별도 화상 변형을 위한 메모리를 필요로 하지 않고 화상 변형을 행할 수 있다.As described above, the
즉, 종래와 같이 화상 생성부의 뒤에 프레임 재배열부와 동화상 압축부를 구성하면, 프레임 재배열부에 있어서는, 컬러 화상을 바꿔 배열하기 위해서, 본 제1의 실시 형태에 비하여, 큰 메모리 용량의 프레임 버퍼가 필요하여, 소요 대역도 커진다. 또한, 종래예에 의하면, 일반적으로, 화상 생성부에 있어서 화상 변형용의 프레임 버퍼가 별도로 필요하게 된다. 또한, 본 실시 형태의 촬상부(110)에서는 100만 화소(1M 픽셀)의 PIA(Pixel Interleaved Array) 배열로 하고, 화상 생성부(140)에서는 디모자이크 처리에 추가하여 고화소화 처리를 행해도 된다. 이 경우, 본 발명의 적용에 의해, 프레임 재배열에 요하는 메모리 용량 및 대역을 더욱 반감시킬 수 있다. 여기서, PIA 배열은, 정방 격자를 45도 회전시킨 화소 배열이며, 베이어 배열과 비교하면, 집광 면적을 넓힐 수 있어, 1M 픽셀로 베이어 배열의 2M 픽셀에 가까운 해상도를 얻을 수 있다. That is, when the frame rearrangement unit and the moving image compression unit are configured behind the image generation unit as in the related art, in order to switch and arrange the color images in the frame rearrangement unit, a frame buffer having a larger memory capacity is required as compared with the first embodiment. Thus, the required band also becomes large. In addition, according to the prior art, generally, a frame buffer for image deformation is required separately in the image generating unit. In addition, in the
(제2의 실시 형태)(2nd embodiment)
다음에, 도 3 및 도 4를 이용하여, 본 발명의 제2의 실시 형태를 설명한다. 도 3에 있어서, (a)가 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 제2의 실시 형태의 촬상 장치(1B)의 구성을 나타낸 블록도, (b)가 동 촬상 장치(1B)에 있어서의 촬상부의 설명도, (c)가 동 촬상 장치(1B)에 있어서의 화상 데이터 합성 처리의 설명도이다. 또한, 도 4는, 동 실시 형태의 촬상 장치(1B)에 있어서의 프레임 재배열부의 동작 설명도이다. Next, 2nd Embodiment of this invention is described using FIG. 3 and FIG. In FIG. 3, (a) is a block diagram which shows the structure of the
또한, 제2의 실시 형태에 있어서의 촬상 장치(1B)는, 기본적으로 제1의 실시 형태에서 나타낸 촬상 장치(1A)와 동일한 구성이므로, 공통으로 이루어지는 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 특징이 되는 부분에 대해서 이하에 설명한다. In addition, since the
도 3(a)에 나타낸 것처럼, 촬상 장치(1B)는, 예를 들면 비디오 캠코더이며, 촬영한 화상 신호를 순차적으로 아날로그 전기 신호로 변환하여 출력하는 촬상부(111), 촬상부(111)로부터 출력된 아날로그 전기 신호를 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 AFE(120), AFE(120)로부터 출력된 디지털 데이터를 프레임마다 분할하고, 그 프레임 순서를 변경하여 출력하는(소위, 프레임을 재배열하는) 프레임 재배열부(131), 프레임 재배열부(131)로부터 출력된 각 프레임 데이터를 컬러 화상에 대응된 컬러 데이터로 변환하는 화상 생성부(141), 화상 생성부(141)로부터 출력된 컬러 화상의 프레임 시퀀스를, 동화상으로서 압축하고, 압축 스트림을 출력하는 동화상 압축부(150), 동화상 압축부(150)로부터 출력된 압축 스트림을, 예를 들면 플래쉬 메모리나 광 또는 자기 기록 매체에 기록하는 기록부(160) 등에 의해 구성되어 있다. As shown in Fig. 3A, the
촬상부(111)는, 분광 감도 분포가 상이한 3매의 촬상 소자(111a, 111b, 111c)에 의해 구성되고, 각각의 수광면이 화소 배치 방향으로 어긋나게 배치되어 있다. The
상세하게는, 촬상부(111)는, R, G, B의 색광을 분리하기 위한 색 분해 프리즘이 결상 광학계의 광로 상에 배치되고, 각 색광의 결상면에 촬상 소자(111a, 111b, 111c)가 배치되어 있는 3판 컬러 카메라이다.In detail, in the
그리고, 도 3(b)에 나타낸 것처럼, 촬상 소자(111a, 111b, 111c)의 위치를 서브 픽셀의 정밀도가 어긋나게 놓음으로써, 촬상 소자(111a, 111b, 111c)마다의 화소수보다도 높은 해상도를 얻도록 구성되어 있다. As shown in Fig. 3 (b), by positioning the positions of the
즉, 촬상부(111)는, 분광 감도 분포가 상이한 복수의 촬상 소자(111a, 111b, 111c)로 이루어지는 컬러 이미지 센서에 의해 구성되고, 각각의 수광면이 화소 배치 방향으로 어긋나게 배치되어 있다. That is, the
본 제2의 실시 형태에서는, 풀 HD(full high definition)의 2M 화소의 해상도를 얻는 것으로 하여, 촬상 소자(111a, 111b, 111c)마다 0.5M픽셀(화소)로 구성되고, G에 대해서 R 및 B가 종횡으로 반화소((Py/2) 및 (Px/2))씩, 어긋나게 배치되어 있는 것으로 한다. In the second embodiment, a resolution of 2M pixels of full HD (full high definition) is obtained, and each of the
AFE(120)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 촬상부(111)로부터 출력된 아날로그 화상 신호를, R, G, B의 3개의 평면으로 이루어지는 디지털 화상 신호로 변환하여 프레임 재배열부(131)에 출력한다.In the same manner as in the first embodiment, the
여기서, AFE(120)에 있어서의 A/D변환의 정밀도를 8bit로 하면, AFE(120)로부터 출력되는 1프레임당의 화상 신호는, 12Mbit(0.5M*8bit*3평면=12Mbit)가 된다. If the accuracy of the A / D conversion in the
프레임 재배열부(131)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 디스플레이 순서로 입력되는 디지털화된 화소 어긋남 데이터의 프레임 순서를, 동화상 압축부(150)의 처리순에 대응된 전송 순서로 변환한다. 본 제2의 실시 형태에서는, 프레임 재배열부(131)에 2프레임분의 프레임 버퍼(131a, 131b)가 구비되고, 촬상부(111)로부터의 입력에 따라, 적절히, 프레임 버퍼(131a, 131b)를 할당하거나, 혹은 입력을 그대로 출력함으로써, 프레임의 재배열을 실현한다. 프레임 버퍼(131a, 131b)는, 각각 12Mbit의 용량을 가지고, 합계 24Mbit의 메모리를 가진다. As in the first embodiment, the
화상 생성부(141)는, 프레임 재배열부(131)로부터 출력된 프레임을, 순차적으로, 화소 어긋남 화상으로부터 고해상도화 처리를 행하고, 1프레임당의 화소수가 각 촬상 소자(111a, 111b, 111c)에 있어서의 화소수의 4배가 되는 2M 화소의 컬러 화상으로 변환한다. 즉, 도 3(c)에 나타낸 것처럼 G에 대해서 R 및 B가 종횡으로 반화소((Px/2) 및 (Py/2))씩, 어긋나게 배치된 화상 신호를 이용하여, 1프레임당 4배의 화소수를 보간 생성(고밀도 보간 처리)하고, 화소마다, 컬러 화상 신호를, YCrCb=4:2:2로서 생성한다. The
이 때, 화소 어긋남 화상에서는, 1프레임당의 화상 신호가 12Mbit로 나타내는데 대해, 컬러 화상에서는, 1프레임당의 컬러 화상 신호가, 32Mbit(16bit/pix*2Mpix=32Mbit)가 된다. At this time, in the pixel shift image, the image signal per frame is represented by 12 Mbit, whereas in the color image, the color image signal per frame is 32 Mbit (16 bits / pix * 2Mpix = 32 Mbit).
다음에, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 동화상 압축부(150)에 있어서, 화상 생성부(141)로부터 출력되는 컬러 화상의 프레임 시퀀스를 압축하고, 각 프레임의 압축 데이터가, 일련의 압축 스트림으로서 기록부(160)에 출력된다. Next, similarly to the first embodiment, the moving
다음에, 압축 스트림을 생성하는 동작의 상세를 설명한다. 우선, 촬상부(111)에 있어서, 소정 시간(예를 들면,1/60초)마다 노광이 행해지고, 노광마다, 각 광전 변환 소자에 있어서의 노광량을 아날로그 전기 신호로 하여, 순차적으로 AFE(120)에 출력한다. Next, details of an operation for generating a compressed stream will be described. First, in the
이 때, 촬상부(111)가 3개의 촬상 소자(111a, 111b, 111c)로 이루어지므로, 각 광전 변환 소자로부터 출력된 아날로그 전기 신호의 집합은, 3평면의 아날로그 화상 신호가 된다. 또한, 각 평면에서는 0.5M 픽셀의 저해상도의 동화상 촬영이다. 1회의 노광이 끝남과 동시에 다음 프레임의 노광이 개시되고, 순차적으로 연속하여 화소 어긋남 3평면의 아날로그 화상 신호가 출력된다. At this time, since the
또한, 이 때, 1회의 노광에 대응하는 3평면의 화상 신호를 집합하여 1개의 프레임으로 하고, 그 프레임 시퀀스에 의해 동화상이 형성된다. At this time, three plane image signals corresponding to one exposure are collected to form one frame, and a moving image is formed by the frame sequence.
다음에, 촬상부(111)로부터 출력된 화소 어긋남 3평면의 아날로그 전기 신호(본 발명에 있어서의 제1의 데이터 형식이다)는, AFE(120)에 있어서 디지털 신호로 변환된다. 또한, AFE(120)로부터 출력되는 디지털의 화상 신호는, 촬상부(111)의 노광순으로 차례차례 출력된다(본 명세서에서는, 이 출력순을 디스플레이순이라고 한다).Next, the analog electric signal (which is the first data format in the present invention) of the pixel shift three-plane output from the
다음에, 도 4(a)에 나타낸 것처럼, 각 프레임에 대해서, 디스플레이순으로 k=0, 1, 2…, 로 프레임 번호를 부여하고, k≡2(mod 3)의 프레임을 I프레임 또는 P프레임으로 하고, k≡0(mod 3) 또는 k≡1(mod 3)의 프레임을 B프레임으로 하여, 프레임 재배열부(131)에 입력된다. 또한, 이 때, 디스플레이순으로 출력된 화소 어긋남 3평면의 화상 신호는, 프레임 재배열부(131)에 입력된다. Next, as shown in Fig. 4A, for each frame, k = 0, 1, 2, ... in the display order. , Frame number is given, frame k≡2 (mod 3) is I frame or P frame, frame k≡0 (mod 3) or k≡1 (mod 3) is B frame, It is input to the
다음에, 도 4(a), (b)에 나타낸 것처럼, 프레임 재배열부(131)에 있어서, 입력된 입력 프레임(k)이 I프레임 또는 P프레임이면, 그대로 화상 생성부(141)에 출력한다. 또한, 프레임 재배열부(131)에 있어서, 입력된 입력 프레임(k)이 B프레임이면, 일단 그 데이터를 프레임 버퍼(131a, 131b)에 교대로 입력 신호를 기록함과 동시에, 원래 프레임 버퍼(131a, 131b) 내에 기록되어 있던 데이터를 화상 생성부(141)에 출력한다. Next, as shown in Figs. 4A and 4B, in the
이에 따라, B프레임에는 3프레임분의 지연 처리가 행해지고, 화상 생성부(141)에 입력되는 프레임 순서가, 전송 순서가 된다. As a result, three frames of delay processing are performed on the B frames, and the frame order input to the
다음에, 화상 생성부(141)에 있어서, 프레임 재배열부(131)를 통하여 입력된 각 프레임을, 3평면 화상 신호로부터 고해상도의 컬러 화상 신호로 변환한다. 여기서는, 일반적으로 알려져 있는 고해상화 처리(고밀도 보간 처리)라고 불리는 처리 외에, 색 변환이나, 화상의 엣지 강조, 노이즈 억제, 톤 커브 처리 등의 화상 처리를 행하여, 감상에 적합한 화질로 한다.Next, in the
다음에, 화상 생성부(141)에서 변환된 컬러 화상 신호는, 동화상 압축부(150)에 출력된다. 동화상 압축부(150)에 있어서, 화상 생성부(140)로부터 입력된 컬러 화상의 프레임 시퀀스의 압축 처리가 행해지고, 기록부(160)에 있어서, 그 압축 데이터가 기록된다. Next, the color image signal converted by the
(제3의 실시 형태)(Third embodiment)
다음에, 도 5를 이용하여, 본 발명의 제3의 실시 형태를 설명한다. 도 3은, 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 제3의 실시 형태의 촬상 장치(1C)의 구성을 나타낸 블록도이다.Next, 3rd Embodiment of this invention is described using FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
또한, 제3의 실시 형태에 있어서의 촬상 장치(1C)는, 기본적으로 제1, 제2의 실시 형태에서 나타낸 촬상 장치(1A, 1B)와 동일한 구성이므로, 공통으로 이루어지는 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략하고, 특징이 되는 부분에 대해서 이하에 설명한다. In addition, since the
도 5에 나타낸 것처럼, 촬상 장치(1C)는, 예를 들면 비디오 캠코더이며, 파인더(190)에의 화상 표시 기능이나, 모니터 출력부(220)에의 화상 출력 기능의 요구에 대응할 수 있도록 구성되어 있다. As shown in FIG. 5, the
상세하게는, 촬상 장치(1C)는, 파인더(190)로 출력하는 컬러 화상을 생성하기 위해서, AFE(120)와 프레임 재배열부(131)의 사이에 신호 분할 수단(170)이 구성되고, AFE(120)로부터의 출력을, 신호 분할 수단(170)에 의해, 프레임 재배열부(131)와 제2의 화상 생성부(180)의 쌍방으로 출력할 수 있도록 구성되어 있다.In detail, in order to generate the color image output to the
제2의 화상 생성부(180)에서는, 프레임 재배열부(131)에 있어서의 프레임 재배치를 행하지 않고, 컬러 화상을 생성하여 파인더(190)에 출력한다. 이 때, 제2의 화상 생성부(180)는, 화상 생성부(141)와 같은 고해상도의 화상 생성이 요구되지 않으므로, 화상 생성부(141)보다도 간편한 구성으로 되어 있다. The second
촬상 장치(1C)는, 파인더(190)에는, 디스플레이 순서로 화상이 표시되고, 프레임 재배열부(131)에 의한 프레임의 지연 처리가 행해지지 않으므로, 당해 촬상 장치의 사용자에 있어 추종성이 좋은 촬영을 행할 수 있다. Since the image is displayed on the
파인더(190)는, 예를 들면 소형의 브라운관이나 액정 화면과 같은 영상 표시 디바이스로 구성되고, 제2의 화상 생성부(180)에서 생성된 화상 신호를 표시한다. The
또한, 촬상 장치(1C)는, 신호 분할 수단(170)으로부터 출력된 디스플레이 순서의 화상 신호를, 프레임 재배열부(131)를 우회하여 화상 생성부(141)에 입력하는 프레임 재배열 우회 수단(200), 화상 생성부(141)로부터 출력된 컬러 화상의 프레임 데이터의 입력처를 동화상 압축부(150)와 모니터 출력부(220) 중 어느 하나로 전환하는 출력 전환 수단(210), 출력 전환 수단(210)을 통하여 입력된 컬러 화상의 화상 신호를, 외부 고해상도 디스플레이(225)에 출력하는 모니터 출력부(220) 등을 구비하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 재배열부 우회 수단은 프레임 재배열부 우회 수단(200)에 의해 그 기능이 발현된다. In addition, the
프레임 재배열 우회 수단(200)은, 프레임 재배열부(131)와 평행하게 배치되고, 출력 전환 수단(210)에 연동하여 디스플레이 순서의 화상 신호를 화상 생성부(141)에 출력한다. 이 때, 프레임 재배열 우회 수단(200)을, 프레임 재배열부(131)를 제어하여 프레임 재배열부(131)로부터의 출력을 디스플레이 순서로 하도록 구성해도 된다. The frame rearrangement bypass means 200 is disposed in parallel with the
출력 전환 수단(210)은, 화상 생성부(141)와 동화상 압축부(150)의 사이에 설치되고, 영상 기록 시에는 화상 생성부(141)의 출력을 동화상 압축부(150)에 입력하고, 모니터로의 출력 시에는 화상 생성부(141)의 출력을 모니터 출력부(220)에 입력한다. The output switching means 210 is provided between the
모니터 출력부(220)는, 당해 촬상 장치(1C)로부터 외부로 화상 신호를 출력하는 영상 출력 단자로서 설치되고, 이 영상 출력 단자를 통하여 고해상도 디스플레이(225) 등이 접속되었을 때에, 영상 신호를 접속처에 출력하도록 구성되어 있다. The
그리고, 촬상 장치(1C)는, 영상을 외부 고해상도 디스플레이(225)에 출력할 때에는, 출력 전환 수단(210)이 화상 생성부(141)의 출력을 모니터 출력부(220)에 입력하도록 설정됨과 더불어, 프레임 재배열부(131)의 출력을 멈추고, 프레임 재배열 우회 수단(190)이 동작하여 디스플레이 순서의 화상이 화상 생성부(141)에 입력되고, 고해상도의 디스플레이 순서의 영상 신호가, 외부 고해상도 디스플레이(225)에 출력되어 표시된다. When the
한편, 촬상 장치(1C)는, 영상을 기록할 때에는, 출력 전환 수단(210)이 화상 생성부(141)의 출력을 동화상 압축부(150)에 입력하도록 설정됨과 더불어, 프레임 재배열 우회 수단(200)이 동작하지 않고, 프레임 재배열부(131)를 경유한 전송 순서의 화상이 화상 생성부(141) 및 동화상 압축부(150)에 입력된다. On the other hand, the
이에 따라, 촬상 장치(1C)는, 화상 생성부(141)를 통하여, 컬러 동화상의 모니터 출력과 압축 기록의 양자의 기능을 구비하고 있다. As a result, the
다음에, 도 6을 이용하여, 본 발명의 제4의 실시 형태를 설명한다. 도 6(a)는, 본 발명의 동화상 처리 장치가 적용된 제4의 실시 형태의 촬상 장치(1D)의 구성을 나타낸 블록도, 도 6(b)는, 동 실시 형태에 있어서의 촬상부의 구성도이다. Next, 4th Embodiment of this invention is described using FIG. Fig. 6A is a block diagram showing the configuration of the imaging device 1D of the fourth embodiment to which the moving image processing device of the present invention is applied, and Fig. 6B is a configuration diagram of the imaging unit in the embodiment. to be.
또한, 제4의 실시 형태에 있어서의 촬상 장치(1D)는, 기본적으로 제1의 실시 형태에서 나타낸 촬상 장치(1A)와 동일한 구성이므로, 공통으로 이루어지는 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략하고, 특징이 되는 부분에 대해서 이하에 설명한다. In addition, since the imaging device 1D in 4th Embodiment is basically the same structure as the
도 6(a)에 나타낸 것처럼, 촬상 장치(1D)는, 촬상부(112), 촬상부(112)로부터 출력된 아날로그 신호에 대응한 프레임 재배열부(132), AFE(120), 화상 생성부(140), 동화상 압축부(150), 기록부(160) 등에 의해 구성되어 있다. As shown in FIG. 6A, the imaging device 1D includes an
그리고, 촬상 장치(1D)는, 촬상부(112)로부터 출력된 아날로그 신호에 대해서 프레임 시퀀스를 바꿔 배열하도록, 촬상부(112)와 AFE(120)의 사이에 프레임 재배열부(132)가 설치되어 있다. In the imaging device 1D, a
촬상부(112)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 단판식 컬러 촬상 소자에 의해 구성되어 있다. 또한, 프레임 재배열부(132)는, 프레임 버퍼로서 아날로그 메모리의 CCD(Charge Coupled Devices)를 이용하여 구성되어 있다. The
그리고, 촬상부(112)가 프레임 재배열부(132)와 마찬가지로 CCD의 이미지 센서를 이용하여 구성됨으로써, 도 6(b)에 나타낸 것처럼, 촬상부(112)와 프레임 재배열부(132)를 일체의 CCD(135)에 의해 구성할 수 있다. Then, the
도 6(b)에 나타낸 것처럼, CCD(135)는, 촬상부로서의 수광 에어리어(135s)와, 2개의 버퍼 에어리어(135a, 135b)와, I/P 프레임용 수평 전송부(I프레임 및 P프레임용 수평 전송부), B프레임용 수평 전송부로 이루어진다. As shown in Fig. 6 (b), the
I/P 프레임용 수평 전송부는, 수광 에어리어(135s)와 버퍼 에어리어(135a, 135b)의 사이에 구비되고, B프레임용 수평 전송부는, 버퍼 에어리어(135a)를 통하여 수광 에어리어(135s)의 반대측에 위치하는 버퍼 에어리어(135b)의 단부에 구비되어 있다. The horizontal transmission unit for the I / P frame is provided between the
그리고, 이 2개의 버퍼 에어리어(135a 및 135b)와, I/P 프레임용 수평 전송부 및 B프레임용 수평 전송부에 의해 프레임 재배열부(132)의 기능이 발현된다. The functions of the
또한, 수광 에어리어(135s)에는, CCD(135)의 각 소자(소위, 각 화소에 대응하는 소자이다)에, 광전 변환 소자와 모자이크 컬러 필터(RGB 중의 단일색 광을 통과하는 필터이다)가 구비되어 있다. In the
다음에, CCD(135)에 있어서의 촬상 및 프레임 재배열의 동작을 설명한다. 우선, 수광 에어리어(135s)에 있어서 소정 시간의 노광을 행하고, 각 광전 변환 소자에 있어서의 노광량을 전하로서 축적한다(본 발명에 있어서의 제1의 데이터 형식이 이 전하량이 된다). Next, the operation of image pickup and frame rearrangement in the
그리고, 노광한 화상 프레임이 I프레임 또는 P프레임이면, 수광 에어리어(135s)에 수직 전송을 행함과 더불어, I/P프레임용 수평 전송부를 동작시켜, 수광 에어리어(135s)에 있어서의 각 화소의 전하를 아날로그 신호로서 순차적으로 AFE(120)에 출력한다. If the exposed image frame is an I frame or a P frame, vertical transfer is performed to the
한편, 노광한 화상 프레임이 B프레임이면, CCD(135) 전체에 수직 전송을 행함과 더불어, B프레임용 수평 전송부를 동작시켜, 버퍼 에어리어(135b)에 축적된 전하를 아날로그 신호로서 AFE(120)에 출력한다. 이 때, 수광 에어리어(135s)에 축적된 전하가 버퍼 에어리어(135a)에 축적되고, 버퍼 에어리어(135a)에 축적되어 있던 전하가 버퍼 에어리어(135b)에 전송된다. On the other hand, if the exposed image frame is a B frame, vertical transfer is performed to the
이에 따라, I프레임 또는 P프레임이 3프레임마다 배열되어 있으면, 제2의 실시 형태(도 3(b))와 마찬가지로, B프레임은, 노광의 3프레임 후에 AFE(120)에 출력되게 된다. 또한, I프레임 또는 P프레임이 노광 직후에 AFE(120)에 출력되기 때문에, 제2의 실시 형태에 있어서의 프레임 재배열부(131)와 마찬가지로, AFE(120) 및 화상 생성부(140)에 입력되는 프레임 순서가 전송 순서가 된다. Accordingly, if the I frame or the P frame is arranged every three frames, the B frame is output to the
이상과 같이, 제4의 실시 형태의 촬상 장치(1D)에 의하면, 이미지 센서와 일체화한 CCD(135)에 프레임 재배열부(132)를 설치할 수 있어, 별도 디지털 처리로서의 프레임 재배열을 불필요로 할 수 있다. As described above, according to the imaging device 1D of the fourth embodiment, the
이상, 본 발명의 일실시예에 대해서 설명했는데, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 양태를 취할 수 있다. As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various aspect can be taken.
[산업상 이용가능성][Industry availability]
컬러 이미지 센서로부터 제1의 데이터 형식으로 출력된 동화상의 프레임 시퀀스를, 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열한 후, 컬러 화상으로 변환하는 용도에 이용할 수 있다.The frame sequence of the moving image output from the color image sensor in the first data format can be arranged in correspondence with the processing order of the compressed stream and then converted into a color image.
1A, 1B, 1C, 1D : 촬상 장치 110,111,112 : 촬상부
111a, 111b, 111c : 촬상 소자 120 : AFE(Analog Front End)
130,131,132 : 프레임 재배열부
130a∼130d, 131a, 131b : 프레임 버퍼
135 : CCD(Charge Coupled Devices) 135s : 수광 에어리어
135a, 135b : 버퍼 에어리어 140,141 : 화상 생성부
150 : 동화상 압축부 150a, 150b : 예측 메모리
160 : 기록부 170 : 신호 분할 수단
180 : 제2의 화상 생성부 190 : 파인더
200 : 프레임 재배열 우회 수단 210 : 출력 전환 수단
220 : 모니터 출력부 225 : 외부 고해상도 디스플레이 1A, 1B, 1C, 1D:
111a, 111b, 111c: Imaging element 120: AFE (Analog Front End)
130,131,132: frame rearrangement
130a to 130d, 131a, 131b: frame buffer
135: CCD (Charge Coupled Devices) 135s: Light receiving area
135a, 135b:
150: moving
160: recording unit 170: signal dividing means
180: second image generating unit 190: finder
200: frame rearrangement bypass means 210: output switching means
220: monitor output unit 225: external high resolution display
Claims (15)
상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열부와,
상기 프레임 재배열부에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성부와,
상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치. A moving picture processing apparatus for generating a compressed stream of a color moving picture coded by an inter-frame prediction method from a frame sequence of a moving picture divided into a plurality of frames in time series from a color image sensor and output in a first data format.
A frame rearrangement unit for arranging a frame sequence having the first data format in correspondence with the processing order of the compressed stream;
A color image generation unit for converting the first data format in the frame sequence exchanged and arranged in the frame rearrangement unit into a color image;
And a moving picture compression unit that encodes and compresses the frame sequence converted into the color image based on a difference between a plurality of frames before and after time.
상기 컬러 이미지 센서가, 매트릭스형상으로 배치된 복수의 광전 변환 소자와, 그 광전 변환 소자의 각각에 대응된 복수색 광의 컬러 필터를 구비하고, 상기 광전 변환 소자마다 복수색 광 중의 단일색 광의 화소 정보를 출력하는 단판 컬러 이미지 센서이고,
상기 제1의 데이터 형식이, 화소마다 단일색 광의 색 정보를 가지는 색 모자이크 화상이며,
상기 컬러 화상 생성부가, 상기 화소마다 복수색 광의 화소 정보를 생성하는 디모자이크 처리를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to claim 1,
The color image sensor includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, and a color filter corresponding to each of the photoelectric conversion elements, and the pixel information of the single color light in the plurality of color lights for each of the photoelectric conversion elements. It is a single-color color image sensor to output,
The first data format is a color mosaic image having color information of monochromatic light for each pixel,
And the color image generating unit is configured to perform demosaicing processing for generating pixel information of a plurality of colors of light for each of the pixels.
상기 컬러 이미지 센서가,
분광 감도 분포가 상이한 복수의 컬러 이미지 센서에 의해 구성되고, 각각의 수광면이 화소 배치 방향으로 어긋나게 배치되고,
상기 제1의 데이터 형식이, 상기 복수의 컬러 이미지 센서 중의 각각으로부터 출력되는 화상 데이터이고,
상기 컬러 화상 생성부가, 상기 복수의 컬러 이미지 센서의 화상 데이터를 합성하여 해상도를 높이도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to claim 1,
The color image sensor,
It is comprised by the several color image sensor from which a spectral sensitivity distribution differs, and each light receiving surface is arrange | positioned shift | deviating to the pixel arrangement direction,
The first data format is image data output from each of the plurality of color image sensors,
And the color image generating unit is configured to synthesize image data of the plurality of color image sensors to increase the resolution.
상기 복수의 프레임이, 시간적으로 후행하는 프레임을 참조하지 않고 부호화하는 NonF 프레임과, 시간적으로 후행하는 프레임을 참조하여 부호화하는 F프레임에 의해 구성되고,
상기 프레임 재배열부가, 상기 입력되는 NonF 프레임, F프레임의 종별에 따라, 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of frames are composed of a NonF frame that encodes without referring to a temporally trailing frame, and an F frame that encodes with reference to a temporally trailing frame.
And the frame rearranging unit is configured to give a delay and output the delayed frame according to the type of the NonF frame or F frame to be input.
상기 NonF 프레임이, 또한, 상기 프레임간 예측을 이용하지 않고 프레임 내의 화상 신호를 그대로 부호화하는 I프레임과, 시간적으로 선행하는 참조 프레임의 화상 신호로부터의 차분을 부호화하는 P프레임으로 이루어지고,
상기 F프레임이, 시간적으로 선행하는 참조 프레임과 후행하는 참조 프레임의 차분을 부호화하는 B프레임이며,
상기 프레임 재배열부가, 상기 입력되는 I프레임, P프레임, B프레임의 종별에 따라, 상기 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to claim 4,
The NonF frame further includes an I frame that encodes the image signal in the frame as it is without using the inter-frame prediction, and a P frame that encodes the difference from the image signal of the temporally preceding reference frame.
The F frame is a B frame that encodes a difference between a temporally preceding reference frame and a following reference frame,
And the frame rearrangement unit is configured to output the delayed output according to the type of the input I frame, P frame, or B frame.
상기 프레임 재배열부가, 상기 복수의 프레임 종별 중의 일부 프레임 종별에 대해서 지연을 부여하여 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the frame rearrangement unit is configured to give a delay to a part of the frame types of the plurality of frame types and output the delayed part.
상기 프레임 재배열부에는, 상기 제1의 데이터 형식의 화상 데이터에 있어서의, 적어도 2프레임분의 각각마다 화상 데이터를 저장하는 프레임 버퍼가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
The frame rearrangement unit includes a frame buffer which stores image data for each of at least two frames of the image data of the first data format.
상기 화상 생성부에는, 상기 컬러 화상의 화상 변형을 행하는 화상 변형 처리부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
And the image generation unit is provided with an image deformation processing unit for performing image deformation of the color image.
상기 프레임 재배열부가, 상기 화상 변형 시에 프레임 내의 화상 데이터를 비(非)래스터 순차로 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치.The method according to claim 8,
And the frame rearrangement unit is configured to output image data in a frame in a non-rasterized order when the image is deformed.
파인더에 출력하는 컬러 화상을 생성하는 제2의 화상 생성부를 구비하고, 그 제2의 화상 생성부에서는, 상기 프레임 재배열부에 있어서의 프레임 재배치를 행하지 않고, 컬러 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치. The method according to any one of claims 1 to 9,
And a second image generating unit for generating a color image output to the finder, wherein the second image generating unit generates a color image without rearranging the frames in the frame rearrangement unit. Processing unit.
상기 컬러 이미지 센서로부터 출력되는 프레임 시퀀스를, 상기 프레임 재배열부를 통하지 않고 상기 컬러 화상 생성부에 출력하는 재배열부 우회 수단을 구비하고,
상기 컬러 화상 생성부에 입력되는 프레임 시퀀스의, 상기 컬러 이미지 센서로부터 출력되는 프레임순과 상기 프레임 재배열부로부터 출력되는 프레임순을 전환 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 장치. The method according to any one of claims 1 to 10,
A rearrangement unit bypass means for outputting a frame sequence output from the color image sensor to the color image generation unit without passing through the frame rearrangement unit,
And a frame order output from the color image sensor and a frame order output from the frame rearrangement unit of the frame sequence input to the color image generation unit.
상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와,
상기 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와,
상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 이용하는 것을 특징으로 하는 동화상 처리 방법. A moving picture processing method for generating a compressed stream of a color moving picture coded by an inter-frame prediction method from a frame sequence of a moving picture divided into a plurality of frames in time series from a color image sensor and output in a first data format.
A frame rearranging step of rearranging a frame sequence formed of the first data format in correspondence with the processing order of the compressed stream;
A color image generation step of converting the first data format in the frame sequence exchanged and arranged in the frame rearrangement step into a color image;
And a moving picture compression step of encoding and compressing the frame sequence converted into the color image based on a difference between a plurality of frames before and after time.
상기 제1의 데이터 형식으로 이루어지는 프레임 시퀀스를, 상기 압축 스트림의 처리순에 대응시켜 바꿔 배열하는 프레임 재배열 단계와,
상기 프레임 재배열 단계에서 바꿔 배열된 프레임 시퀀스에 있어서의 상기 제1의 데이터 형식을, 컬러 화상으로 변환하는 컬러 화상 생성 단계와,
상기 컬러 화상으로 변환된 상기 프레임 시퀀스를, 시간적으로 전후의 복수의 프레임간의 차분에 의거하여 부호화하여 압축하는 동화상 압축 단계를 컴퓨터에 실행시키는 동화상 처리 프로그램.A moving picture processing program for generating a compressed stream of a color moving picture coded by an inter-frame prediction method from a frame sequence of a moving picture divided into a plurality of frames in time series from a color image sensor and output in a first data format.
A frame rearranging step of rearranging a frame sequence formed of the first data format in correspondence with the processing order of the compressed stream;
A color image generation step of converting the first data format in the frame sequence exchanged and arranged in the frame rearrangement step into a color image;
A moving picture processing program for causing a computer to execute a moving picture compression step of encoding and compressing the frame sequence converted into the color image based on a difference between a plurality of frames before and after time.
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