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WO2010058510A1 - 撮像装置とその画像圧縮率制御方法 - Google Patents

撮像装置とその画像圧縮率制御方法 Download PDF

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WO2010058510A1
WO2010058510A1 PCT/JP2009/004736 JP2009004736W WO2010058510A1 WO 2010058510 A1 WO2010058510 A1 WO 2010058510A1 JP 2009004736 W JP2009004736 W JP 2009004736W WO 2010058510 A1 WO2010058510 A1 WO 2010058510A1
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image
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方城正博
小川雅裕
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Panasonic Corp
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Panasonic Corp
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    • H04N5/78—Television signal recording using magnetic recording
    • H04N5/782—Television signal recording using magnetic recording on tape

Definitions

  • the present invention relates to an image pickup apparatus provided with an image compression processing circuit, and to an image compression rate control method for the image pickup apparatus.
  • image data compression methods such as JPEG (Joint Photographic Experts Group) and MPEG (Moving Picture Experts Group) are employed.
  • JPEG Joint Photographic Experts Group
  • MPEG Motion Picture Experts Group
  • the number of bytes after compression processing of the input image is estimated based on the high-frequency component and low-frequency component in the horizontal direction and the high-frequency component and low-frequency component in the vertical direction. Based on the number of bytes, a compression rate for compressing the input image by one compression process is calculated (see Patent Document 1).
  • an imaging apparatus includes an imaging device, means for detecting frequency information of an input image obtained from the imaging device, means for detecting camera shake information from the imaging device, and the input A configuration that includes means for setting the compression rate of the input image according to the frequency information of the image and the camera shake information, and means for compressing the input image according to the set compression rate. is there.
  • the image compression rate is set to an appropriate value, and deterioration of image quality can be prevented.
  • the present invention has an effect that the image is not deteriorated even in a scene where the image has been deteriorated by setting the compression rate of the input image using the frequency information and the camera shake information of the input image.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of acquiring frequency information of an input image with the imaging apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of acquiring camera shake information with the imaging apparatus of FIG. 1.
  • It is a flowchart figure which shows the image compression rate control method in the imaging device of FIG.
  • It is a flowchart figure which shows the other image compression rate control method in the imaging device of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An imaging device 111 in FIG. 1 includes an image sensor 101 that inputs an image, an AFE (AnalognaFront End) 102 that converts an analog signal into a digital signal, an image processing LSI (Large-Scale Integrated circuit) 112, image information, and the like. And a LCD (Liquid Crystal Display) 110 for displaying images.
  • AFE AnalognaFront End
  • LSI Large-Scale Integrated circuit
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the image processing LSI 112 controls the detection processing circuit 103, the electronic camera shake processing circuit 104, the image processing circuit 106, a compression / decompression processing circuit 107 that compresses / decompresses an image by a method such as JPEG or MPEG, and the entire system.
  • CPU Central Processing Unit
  • LCD interface 109 for display control.
  • the CPU 108 gives an operation request to the image processing circuit 106, and receives a completion notification, frequency information of the input image, and camera shake information from the image processing circuit 106. Further, the CPU 108 gives an operation request and a compression rate to the compression / decompression processing circuit 107 and receives a completion notification from the compression / decompression processing circuit 107.
  • FIG. 2 shows an example of designation of the detection block position for acquiring frequency information and the camera shake block position for acquiring camera shake information in the input image of the imaging device 111 of FIG.
  • the position of the block 3 is determined as a detection block and a camera shake block by designating the X1, X2, Y1, and Y2 coordinates in FIG.
  • the positions of the other blocks 1, 2, 4 to 10 are also determined by specifying the two coordinates of the horizontal coordinates X1 to X8 and the two coordinates of the vertical coordinates Y1 to Y8 in the same manner.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation in which the CPU 108 acquires frequency information of an input image in the imaging apparatus 111 in FIG. If the detection block position is not designated at S301 in FIG. 3, the CPU 108 designates the detection block position to the detection processing circuit 103 at S304 as shown in FIG. The detection processing circuit 103 detects the input image in units of designated detection blocks. The CPU 108 acquires the frequency information detected by the detection processing circuit 103 from the image processing circuit 106 in the loop of S302 and S303. However, the frequency information of the input image may be acquired in units of frames.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation in which the CPU 108 acquires camera shake information in the imaging apparatus 111 of FIG. If the camera shake block position is not designated at S401 in FIG. 4, the CPU 108 designates the camera shake block position to the electronic camera shake processing circuit 104 at S404 as shown in FIG.
  • the electronic camera shake processing circuit 104 detects camera shake information (motion amount) of the input image in units of designated camera shake blocks.
  • the CPU 108 acquires the camera shake information detected by the electronic camera shake processing circuit 104 from the image processing circuit 106 in the loop of S402 and S403.
  • camera shake information may be acquired in units of image frames.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an image compression rate control method by the CPU 108 in FIG.
  • S501 “threshold 1” to be compared with the acquired frequency information is set.
  • S502 “threshold value 2” to be compared with the acquired camera shake information is set.
  • S503 the average value A1 of the frequency information of the detection blocks 1 to 10 in FIG. 2 is calculated.
  • S504 the average value A2 of the camera shake information of the camera shake blocks 1 to 10 in FIG. 2 is calculated.
  • the threshold value 1 set in S501 is compared with the average value A1 of the frequency information calculated in S503. If the average value A1 of the frequency information is larger than the threshold value 1, it is determined that there are many high-frequency components in the input image. In step S506, the image compression rate is increased. If the average value A1 of the frequency information is smaller than the threshold value 1, it is determined that there are many low frequency components in the input image, and the compression rate of the image is lowered in S509. In other words, taking advantage of the human visual characteristics of being “insensitive” to high-frequency components and “sensitive” to low-frequency components, the compression rate is increased when there are many high-frequency components. When there is a large amount, the compression rate is lowered so as to improve the coding efficiency so that the image quality is not deteriorated.
  • step S507 the threshold value 2 set in step S502 is compared with the average value A2 of camera shake information calculated in step S504. If the average value A2 of camera shake information is greater than the threshold value 2, it is determined that the input image is moving. In step S508, the image compression rate is increased. If the average value A2 of the camera shake information is smaller than the threshold value 2, it is determined that the input image is not moving, and the image compression rate is lowered in S510. That is, when the input image is moving, the image becomes smooth by increasing the compression rate.
  • the compression rate instructed from the CPU 108 to the compression / decompression processing circuit 107 is set.
  • the compression / decompression processing circuit 107 compresses the input image according to the compression rate instructed from the CPU 108 and stores the result in the memory 105.
  • FIG. 6 is a flowchart showing another image compression rate control method by the CPU 108 in FIG.
  • S601 “threshold value 1” to be compared with the acquired frequency information is set.
  • S602 “threshold 2” to be compared with the acquired camera shake information is set.
  • step S603 a difference value D1 between the maximum value and the minimum value of the frequency information for each detection block is calculated.
  • a difference value D2 between the maximum value and the minimum value of the camera shake information for each camera shake block is calculated.
  • the threshold value 1 set in S601 is compared with the difference value D1 between the maximum value and the minimum value of the frequency information calculated in S603, and the difference value D1 between the maximum value and the minimum value of the frequency information is the threshold value 1. If it is greater than the threshold value, it is determined that there are many high-frequency components in the input image, and the compression rate of the image is increased in S606. If the difference value D1 between the maximum value and the minimum value of the frequency information is smaller than the threshold value 1, it is determined that there are many low frequency components in the input image, and the compression rate of the image is lowered in S609.
  • the threshold value 2 set in S602 is compared with the difference value D2 between the maximum value and the minimum value of the camera shake information calculated in S604, and the difference value D2 between the maximum value and the minimum value of the camera shake information is the threshold value. If it is greater than 2, it is determined that the input image is moving, and the compression rate of the image is increased in S608. If the difference value D2 between the maximum value and the minimum value of the camera shake information is smaller than the threshold value 2, it is determined that the input image is not moving, and the compression rate of the image is decreased in S610.
  • the compression rate instructed from the CPU 108 to the compression / decompression processing circuit 107 is set.
  • the compression / decompression processing circuit 107 compresses the input image according to the compression rate instructed from the CPU 108 and stores the result in the memory 105.
  • the difference value D1 between the maximum value and the minimum value of the frequency information is used to determine the amount of the high frequency component.
  • the maximum value of the frequency information or only the minimum value of the frequency information may be used. Is possible.
  • the magnitude of the motion amount is determined using the difference value D2 between the maximum value and the minimum value of the camera shake information.
  • the maximum value of the camera shake information or only the minimum value of the camera shake information may be used. Is possible.
  • the imaging apparatus according to the present invention has an effect that the image can be compressed with high accuracy without increasing the cost, and is useful as a digital camera or the like.

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Abstract

　撮像素子（１０１）から入力画像を受け、検波処理回路（１０３）にて入力画像の周波数情報を、電子手振れ処理回路（１０４）にて手振れ情報（動き量）をそれぞれ検出する。ＣＰＵ（１０８）は、画像処理回路（１０６）を通して周波数情報と手振れ情報とを受け取り、入力画像に高周波成分が多い場合には圧縮率を上げ、低周波成分が多い場合には圧縮率を下げる。また、入力画像が動いている場合には圧縮率を上げ、動いていない場合には圧縮率を下げる。このようにして設定された圧縮率に応じて圧縮・伸張処理回路（１０７）が画像を圧縮する。

Description

撮像装置とその画像圧縮率制御方法
　本発明は、画像の圧縮処理回路を備えた撮像装置に関し、また撮像装置の画像圧縮率制御方法に関するものである。
　デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮像専用の装置に加えて、カメラ付き携帯端末などが広く普及している。これらの撮像装置では、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などの画像データ圧縮方式が採用される。ただし、段階的に所定のデータサイズにまで入力画像を圧縮することとすると、圧縮処理にかかる時間が長くなるとともに、元画像の全データを保持しておく大容量のメモリが必要となる。
　そこで、ある従来技術によれば、入力画像の水平方向の高周波成分及び低周波成分と、垂直方向の高周波成分及び低周波成分とに基づいて当該入力画像の圧縮処理後のバイト数を見積もり、このバイト数をもとに、１回の圧縮処理で入力画像を圧縮するための圧縮率を算出する（特許文献１参照）。
特開２００６－１３５７０号公報
　前記従来技術では、高周波成分が多いシーンから低周波成分が多いシーンへ撮像装置のレンズを移動させた場合など、画像の圧縮率が適切でなく、画質の劣化が発生してしまう課題があった。
　上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、当該撮像素子から得た入力画像の周波数情報を検出する手段と、前記撮像素子から手振れ情報を検出する手段と、前記入力画像の周波数情報と前記手振れ情報とに応じた前記入力画像の圧縮率を設定する手段と、前記設定された圧縮率に応じて前記入力画像を圧縮する手段とを備えた構成を採用したものである。
　かかる構成により、高周波成分が多いシーンから低周波成分が多いシーンへ当該撮像装置のレンズを移動させた場合でも、画像の圧縮率が適切な値に設定され、画質の劣化を防ぐことができる。
　本発明は、入力画像の周波数情報と手振れ情報とを用いて当該入力画像の圧縮率を設定することで、従来画像が劣化していたシーンであっても画像が劣化しないという効果を有する。
本発明の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１の撮像装置の入力画像における検波ブロック位置及び手振れブロック位置の指定例を示す図である。 図１の撮像装置にて入力画像の周波数情報を取得する動作を示すフローチャート図である。 図１の撮像装置にて手振れ情報を取得する動作を示すフローチャート図である。 図１の撮像装置における画像圧縮率制御方法を示すフローチャート図である。 図１の撮像装置における他の画像圧縮率制御方法を示すフローチャート図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図１の撮像装置１１１は、画像を入力する撮像素子１０１と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＦＥ（Analog Front End）１０２と、画像処理ＬＳＩ（Large-Scale Integrated circuit）１１２と、画像情報などを蓄積するメモリ１０５と、画像を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１０とを具備する。画像処理ＬＳＩ１１２は、検波処理回路１０３と、電子手振れ処理回路１０４と、画像処理回路１０６と、ＪＰＥＧやＭＰＥＧなどの方式で画像の圧縮・伸張を行う圧縮・伸張処理回路１０７と、システム全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０８と、表示制御のためのＬＣＤインターフェース１０９とを有する。
　ＣＰＵ１０８は、画像処理回路１０６へ動作要求を与え、当該画像処理回路１０６から完了通知と、入力画像の周波数情報と、手振れ情報とを受け取る。また、ＣＰＵ１０８は、圧縮・伸張処理回路１０７へ動作要求及び圧縮率を与え、当該圧縮・伸張処理回路１０７から完了通知を受け取る。
　図２は、図１の撮像装置１１１の入力画像における周波数情報の取得のための検波ブロック位置及び手振れ情報の取得のための手振れブロック位置の指定例を示している。例えば、図２のＸ１座標、Ｘ２座標、Ｙ１座標及びＹ２座標を指定することで、検波ブロック及び手振れブロックとして、ブロック３の位置を決定する。他のブロック１，２，４～１０の各位置についても、水平座標Ｘ１～Ｘ８のうちの２座標と、垂直座標Ｙ１～Ｙ８のうちの２座標とを同様に指定して決定する。
　図３は、図１の撮像装置１１１にてＣＰＵ１０８が入力画像の周波数情報を取得する動作を示すフローチャート図である。ＣＰＵ１０８は、図３のＳ３０１にて検波ブロック位置を指定していなければ、Ｓ３０４にて検波処理回路１０３に対し、図２のように検波ブロック位置を指定する。検波処理回路１０３は、指定された検波ブロック単位で入力画像を検波する。ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０２及びＳ３０３のループにて、検波処理回路１０３で検波した周波数情報を画像処理回路１０６から取得する。ただし、入力画像の周波数情報をフレーム単位で取得することとしてもよい。
　図４は、図１の撮像装置１１１にてＣＰＵ１０８が手振れ情報を取得する動作を示すフローチャート図である。ＣＰＵ１０８は、図４のＳ４０１にて手振れブロック位置を指定していなければ、Ｓ４０４にて電子手振れ処理回路１０４に対し、図２のように手振れブロック位置を指定する。電子手振れ処理回路１０４は、指定された手振れブロック単位で入力画像の手振れ情報（動き量）を検出する。ＣＰＵ１０８は、Ｓ４０２及びＳ４０３のループにて、電子手振れ処理回路１０４で検出した手振れ情報を画像処理回路１０６から取得する。ただし、手振れ情報を画像のフレーム単位で取得することとしてもよい。
　図５は、図１中のＣＰＵ１０８による画像圧縮率制御方法を示すフローチャート図である。まずＳ５０１にて、取得した周波数情報と比較する「閾値１」を設定する。Ｓ５０２では、取得した手振れ情報と比較する「閾値２」を設定する。そしてＳ５０３にて、図２の検波ブロック１～１０の周波数情報の平均値Ａ１を算出する。Ｓ５０４では、図２の手振れブロック１～１０の手振れ情報の平均値Ａ２を算出する。
　Ｓ５０５にて、Ｓ５０１で設定した閾値１と、Ｓ５０３で算出した周波数情報の平均値Ａ１とを比較し、周波数情報の平均値Ａ１が閾値１よりも大きい場合、入力画像に高周波成分が多いと判断し、Ｓ５０６にて画像の圧縮率を上げるようにする。また周波数情報の平均値Ａ１が閾値１よりも小さい場合、入力画像に低周波成分が多いと判断し、Ｓ５０９にて画像の圧縮率を下げるようにする。すなわち、高周波成分に対しては“鈍感”であり、低周波成分に対しては“敏感”であるという人間の視覚特性を活かし、高周波成分が多い場合は圧縮率を上げるようにし、低周波成分が多い場合は圧縮率を下げるようにすることで、符号化効率を向上させながら画質劣化を感じないようにする。
　更にＳ５０７にて、Ｓ５０２で設定した閾値２と、Ｓ５０４で算出した手振れ情報の平均値Ａ２とを比較し、手振れ情報の平均値Ａ２が閾値２よりも大きい場合、入力画像が動いていると判断し、Ｓ５０８にて画像の圧縮率を上げるようにする。また手振れ情報の平均値Ａ２が閾値２よりも小さい場合、入力画像が動いていないと判断し、Ｓ５１０にて画像の圧縮率を下げるようにする。すなわち、入力画像が動いている場合は、圧縮率を上げることにより、画像が滑らかになる。
　最後にＳ５１１にて、ＣＰＵ１０８から圧縮・伸張処理回路１０７へ指示する圧縮率を設定する。圧縮・伸張処理回路１０７は、ＣＰＵ１０８から指示された圧縮率に応じて入力画像を圧縮し、その結果をメモリ１０５へ格納する。
　図６は、図１中のＣＰＵ１０８による他の画像圧縮率制御方法を示すフローチャート図である。まずＳ６０１にて、取得した周波数情報と比較する「閾値１」を設定する。Ｓ６０２では、取得した手振れ情報と比較する「閾値２」を設定する。そしてＳ６０３にて、検波ブロック単位の周波数情報の最大値と最小値との差分値Ｄ１を算出する。Ｓ６０４では、手振れブロック単位の手振れ情報の最大値と最小値との差分値Ｄ２を算出する。
　Ｓ６０５にて、Ｓ６０１で設定した閾値１と、Ｓ６０３で算出した周波数情報の最大値と最小値との差分値Ｄ１とを比較し、周波数情報の最大値と最小値との差分値Ｄ１が閾値１よりも大きい場合、入力画像に高周波成分が多いと判断し、Ｓ６０６にて画像の圧縮率を上げるようにする。また周波数情報の最大値と最小値との差分値Ｄ１が閾値１よりも小さい場合、入力画像に低周波成分が多いと判断し、Ｓ６０９にて画像の圧縮率を下げるようにする。
　更にＳ６０７にて、Ｓ６０２で設定した閾値２と、Ｓ６０４で算出した手振れ情報の最大値と最小値との差分値Ｄ２とを比較し、手振れ情報の最大値と最小値との差分値Ｄ２が閾値２よりも大きい場合、入力画像が動いていると判断し、Ｓ６０８にて画像の圧縮率を上げるようにする。また手振れ情報の最大値と最小値との差分値Ｄ２が閾値２よりも小さい場合、入力画像が動いていないと判断し、Ｓ６１０にて画像の圧縮率を下げるようにする。
　最後にＳ６１１にて、ＣＰＵ１０８から圧縮・伸張処理回路１０７へ指示する圧縮率を設定する。圧縮・伸張処理回路１０７は、ＣＰＵ１０８から指示された圧縮率に応じて入力画像を圧縮し、その結果をメモリ１０５へ格納する。
　なお、図６の例では周波数情報の最大値と最小値との差分値Ｄ１を用いて高周波成分の多少を判断したが、周波数情報の最大値のみ、あるいは周波数情報の最小値のみを用いることも可能である。
　また、図６の例では手振れ情報の最大値と最小値との差分値Ｄ２を用いて動き量の大小を判断したが、手振れ情報の最大値のみ、あるいは手振れ情報の最小値のみを用いることも可能である。
　以上のように、本発明に係る撮像装置は、コストを増やすことなく精度良く画像を圧縮することができるという効果を有し、デジタルカメラなどとして有用である。
１０１　撮像素子
１０２　ＡＦＥ
１０３　検波処理回路
１０４　電子手振れ処理回路
１０５　メモリ
１０６　画像処理回路
１０７　圧縮・伸張処理回路
１０８　ＣＰＵ
１０９　ＬＣＤインターフェース
１１０　ＬＣＤ
１１１　撮像装置
１１２　画像処理ＬＳＩ

Claims (18)

  1. 　撮像素子と、
    　前記撮像素子から得た入力画像の周波数情報を検出する手段と、
    　前記撮像素子から手振れ情報を検出する手段と、
    　前記入力画像の周波数情報と前記手振れ情報とに応じた前記入力画像の圧縮率を設定する手段と、
    　前記設定された圧縮率に応じて前記入力画像を圧縮する手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 　請求項１記載の撮像装置において、
    　前記入力画像の周波数情報を検波ブロック単位で取得することを特徴とする撮像装置。
  3. 　請求項１記載の撮像装置において、
    　前記手振れ情報を手振れブロック単位で取得することを特徴とする撮像装置。
  4. 　請求項１記載の撮像装置において、
    　前記入力画像の周波数情報をフレーム単位で取得することを特徴とする撮像装置。
  5. 　請求項１記載の撮像装置において、
    　前記手振れ情報をフレーム単位で取得することを特徴とする撮像装置。
  6. 　請求項２記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の平均値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  7. 　請求項３記載の撮像装置において、
    　前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の平均値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  8. 　請求項６記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の平均値と、前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の平均値とをもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  9. 　請求項２記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最大値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  10. 　請求項３記載の撮像装置において、
    　前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最大値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  11. 　請求項９記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最大値と、前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最大値とをもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  12. 　請求項２記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最小値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  13. 　請求項３記載の撮像装置において、
    　前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最小値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  14. 　請求項１２記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最小値と、前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最小値とをもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  15. 　請求項２記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最大値と最小値との差分値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  16. 　請求項３記載の撮像装置において、
    　前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最大値と最小値との差分値をもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  17. 　請求項１５記載の撮像装置において、
    　前記取得した検波ブロック単位の周波数情報の最大値と最小値との差分値と、前記取得した手振れブロック単位の手振れ情報の最大値と最小値との差分値とをもとに前記入力画像の圧縮率を設定することを特徴とする撮像装置。
  18. 　撮像素子から得た入力画像の周波数情報を検出するステップと、
    　前記撮像素子から手振れ情報を検出するステップと、
    　前記入力画像の周波数情報と前記手振れ情報とに応じた前記入力画像の圧縮率を設定するステップと、
    　前記設定された圧縮率に応じて前記入力画像を圧縮するステップとを備えたことを特徴とする撮像装置の画像圧縮率制御方法。
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