画像データ圧縮伸長装置

【目的】本発明はスチル画像データをメモリカード等の記録媒体に記録し、記録した画像データをTVモニタで表示、またはパーソナルコンピュータへデータを送信しパソコンにて画像の加工・蓄積を可能とする画像データ伸長装置において、記録された画像データの変換速度を高め、リアルタイムでこれらの処理を可能とする画像データ伸長装置を提供する。
【構成】DCT 変換回路230 をはさんで画像データ圧縮前220 、圧縮後240 の各々独立したデータの一時メモリを有し、各メモリは独立した信号線226 および236 ・制御線212 および214 にてDCT 変換回路と接続される。また、画像データの変換制御を司るコンピュータ回路210 は、装置全体を制御するコンピュータ回路とは別に設けられている。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像データを圧縮伸長する装置に係り、特にメモリカード等の記録媒体に記録されている圧縮静止画像データを伸長し、また静止画像データを圧縮記録するとともに、TVモニタやパソコンなどの利用装置に転送する画像データ圧縮伸長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、電子スチルカメラにて撮影された静止画像を表わす画像データは、メモリカード等の記録媒体に記録されるが、記録効率を高めるため一般的に画像データを圧縮加工して記録する。後に、この画像データは記録媒体から読み出されてテレビジョン(TV)モニタに表示されたり、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置に送られて画像の加工・編集・蓄積が行なわれたりする。
【０００３】従来、これらTVモニタおよびパソコン双方へ圧縮データの供給を行なえる圧縮伸長装置はなく、それぞれ単独に処理が行なわれていた。たとえば、圧縮データをパソコンで取り扱う場合はパソコン用の伸長ボードをパソコンに装填して、記録媒体から読み出した圧縮データを伸長してRGB 信号に変換し、順次パソコンへ送り出していた。また、たとえばNTSC方式のTVモニタに圧縮データの画像を表示させる場合は、モニタ用の伸長ボードを介して記録媒体から読み出された圧縮データを伸長して、D/A 変換を行なってモニタに送っていた。さらに、パソコンにて処理された画像データをモニタに表示する場合は、RGB/NTSC変換ボードにて信号変換した後、TVモニタに送っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の技術においては、圧縮データをパソコンおよびTVモニタの双方へ転送する圧縮伸長装置はなく、これらの機能を備えた装置の開発が望まれていた。この場合、画像は人の視覚によって認識されるものであり、ささいな時間遅れでも拡大されて意識される場合のあることが経験的に知られている。たとえば、本願と同じ出願人による特許出願、特願平2-125511に記載の画像信号圧縮符号化装置では、画像データ圧縮手法に DCT（離散コサイン変換）他高度なテクニックを用いている。また、処理システムのバス上でデータを圧縮された形および伸長された形の双方で扱うため、同期の確立など複雑なデータ管理の必要が生じていた。圧縮および伸長データ変換において、従来技術による回路構成ではデータの変換に多少の時間を要し、この所要時間が求める画像が表示されるまでの待時間を生じさせていた。また、メモリカード自体を作業領域として使用するシステムでは、メモリカードを装置に接続していない時は、装置で処理が行なえなかった。そこで、効率的な転送処理を行なうこと、および機能的な装置を構成することが課題となる。変換速度を高めるためには従来技術の各ボードを単に組み合わせるだけでなく、何らかの工夫が必要である。
【０００５】本発明はこのような従来技術の欠点を改善し、高速処理が可能な画像データ圧縮伸長装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像データ圧縮伸長装置は上記課題を改善するために、画像データを圧縮または伸長する圧縮伸長変換回路と、非圧縮の画像データを一時記憶する第１のメモリと、圧縮後の画像データを一時記憶する第２のメモリとを有する。また、本装置は、第１のメモリと圧縮伸長変換回路とを接続し、画像データを伝達する第１の信号線と、第２のメモリと圧縮伸長変換回路とを接続し、画像データを伝達する第２の信号線とを有し、第１の信号線と第２の信号線とは独立した信号線で構成される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、静止画像データは一般的には圧縮変換された後、記録媒体に記録される。記録媒体内の画像データはその活用を行なう場合、画像データ圧縮伸長装置に読み出し同装置内のメモリに一時記憶される。一時記憶された画像データは装置内の画像処理部において伸長変換される。この伸長変換を実行する画像処理部は画像データ変換前後の一時記憶用メモリが別個に独立しており、両メモリと圧縮伸長変換回路との信号線も独立しているため、変換前後のデータが同一信号線上で競合することがない。
【０００８】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による画像データ圧縮伸長装置の実施例を詳細に説明する。
【０００９】図３は本発明の画像データ圧縮伸長装置が適用されるシステムの一実施例の構成を示している。この図において、画像データ圧縮伸長装置10はメモリカード20に電子的に記録されている画像データを伸長し、TVモニタ40およびパーソナルコンピュータ50等の利用装置へ送出する出力信号を生成する。メモリカード20にはDCT 圧縮された信号形態で静止画像が記録されている。この記録は通常電子スチルカメラ30で行なう。ただし、TVカメラ60による撮像、またはパソコン50で編集された画像等の利用装置から本装置へ入力された画像を、画像データ圧縮伸長装置10で記録することも可能である。実施例における圧縮伸長装置10の適用例は上述のとおりであるが、図に示していない周辺機器、例えばビデオプリンタ、ハードディスク装置、光ディスク装置等と接続して、画像の記録・再生・編集、および他の同様システムと電話回線を介して画像データの転送も行なうことができる。
【００１０】このような機能を有する画像データ圧縮伸長装置10の内部構成は、図２の点線枠内に示すようになっている。本装置10の要部は次の各部により構成される。つまり、本装置10全体の動作を司る制御部100、DCT 画像圧縮データの伸長またはYCフレーム画像データの DCT圧縮を行なう画像処理部110 、輝度色差(YC)信号とRGB 信号との間のデータ相互変換を行なうYC/RGB変換部120 、キャラクタジェネレータ・オンスクリーンミックス・D/A コンバータ・A/D コンバータおよびI/Oの各回路を有する画像入出力部130 、メモリカード20の接続端子およびバッファ回路を有するメモリカードバッファ部140 、装置10の動作を指令する操作スイッチおよびモニタ表示器を有する操作部150 、装置の電源を供給する電源部160 、バスライン170 の各部である。各部の内容を以下に示す。
【００１１】制御部100 は、バスデータの授受をするバスインターフェース(I/F) 、バスI/F の動作を制御するI/F コントロール、装置の動作を司るCPU 、主にパソコンとの通信を目的としたSCSIコントロールドライバおよびI/F 、操作部150 との接続部であるスイッチI/O およびインジケータ表示ドライブの各回路（各回路は図示せず）により構成されており、操作部150 からの動作指令に応動して装置10の機能を制御する。
【００１２】画像処理部110 は、画像データの圧縮および伸長変換を主要機能としており、その詳細については図１に関連して別途説明する。
【００１３】YC/RGB変換部120 は、画像処理部130 に接続され、システムバス170 を通してパソコン50とRGB 画像データの通信を可能とするユニットである。画像処理部110 内のYCフレームメモリ220 （図１）に対してスキップしたアドレスを発生させ、フレームメモリ220 のある領域を同一データで埋める背景処理機能を持っている。
【００１４】画像入出力部130 は、信号処理系とクロックおよびSYNC生成回路系（両方とも図示せず）との２つに大きく分けられる。信号処理系は画像処理部110 から送られた映像信号データすなわちYCデータをD/A 変換し、輝度および同期信号(Y+S)、色差信号(R-Y,B-Y) を生成する。生成された輝度信号と色差信号はアナログRGB 生成マトリックスおよびNTSC搬送クロマ信号回路（図示せず）に入力され、それぞれRGB 信号が出力端子134 に、YC信号がS 出力端子136 に、またVBS 信号が出力端子138 にそれぞれ出力可能となる。また、入力端子132 は、TVカメラ60のYCまたはRGB 信号12を取り込む端子である。クロックおよびSYNC生成回路は本実施例では３種のサンプリングレートのクロックを発生し、同時に水平同期信号、垂直同期信号、サブキャリア信号等のNTSC (RS-170A)に準拠したパルスを発生する。この３種のサンプリングレートは、910fH, 858fHおよび 780fHであり、ここにfHは水平同期周波数である。
【００１５】メモリカードバッファ部140 は、メモリカード20が着脱可能に装着されるメモリカード接続部、メモリカードデータ読み込み用のデータバッファおよび書き込み用のドライブ回路（図示せず）により構成されている。当部140 は画像処理部110 に接続されて動作する。
【００１６】操作部150 は、本装置10の動作指令入力部であり、装置10の操作入力スイッチ、動作状態表示器（図示せず）などを擁している。
【００１７】画像データ圧縮伸長装置10内の各部の構成および機能は上述のとおりである。図２の周辺機器との接続は一例を示している。パーソナルコンピュータ50とは小型コンピュータシステムインタフェース（SCSI）の通信線18で接続され、通信信号は圧縮前・圧縮後、いずれの形態をも使用できる。画像処理部110 はその主要部を図１に、ブロック図として示している。
【００１８】図１に示す画像処理部110 は次の各部により構成されている。その内訳は、画像入出力部130 と画像信号116 を送受信し画像データを一時記録するYCフレームメモリ220 、YCデータをDCT 方式に基づきデータの加工を行なう画像データ圧縮伸長部230 、圧縮画像データの一時記録部である DCT圧縮データFIFOメモリ240、メモリカードバッファ部140 との接続部であるカードI/F 250 、本処理部110内の動作を制御するサブ制御部210 、データバス170 との接続部であるバスI/F部200 の各部である。各部の詳細をブロック図に基づき以下に記す。
【００１９】YCフレームメモリ220 は、非圧縮画像データ、いわゆる圧縮加工前または圧縮済データを伸長変換した後の画像データ、を一時記憶する部所であり、画像データを一時記憶するためのDRAMの他、メモリとのデータ入出力動作に必要とする基準クロック発生部、TVモニタ40へのYC画像データ高速転送回路、圧縮伸長のためのデータのブロック化処理およびDRAM制御専用の制御回路等（各部分図は示さず）により構成されている。TVモニタ40で画像表示を行なう場合は、画像入出力部130 より出力されるフレーム開始信号およびデータクロックを画像処理部110 に与えて、YCフレームメモリ220 から画像データ116 を画像入出力部130 に取り出し、TVモニタ40に画像データを出力する。この時データの同期をとるため再生用データ同期クロックを画像データと共に画像入出力部130 へ出力する。YCデータにアクセスする場合は、絶対アドレス指定により実行する。YCフレームメモリ220 のデータを読み出す場合は、YC/RGB変換部120 によりアドレスが生成されるため、ホストバス170 側からはRGB点順次でデータへのアクセスが可能である。
【００２０】圧縮伸長部230 は、画像データの圧縮伸長専用回路を構成しており、画像データ圧縮および伸長の相互変換を行なう。圧縮アルゴリズムは適応的DCT (ADCT)およびハフマン符号化方式を採用している。
【００２１】FIFOメモリ240 は圧縮データの一時記憶部であり、対メモリカード20と画像データ入出力を行なう処理過程において、バッファメモリの役目をする部所である。メモリ容量は24クラスタ分 (24×8Kバイト) 確保されており、複数画像を一度に格納することができる機能を持っている。この機能は下記の効果を生じさせる。予め画像データをメモリカード20からFIFOメモリ240 に読み込んでおけば、画像の編集に要する別途画像および記録エリアはFIFOメモリ240 で処理でき、メモリカード20を必要としない。カード20とのデータの授受および画像データの圧縮伸長変換を実行する場合、直接カード20に対し行なわずFIFOメモリ240 に対して行なうため、外部から圧縮データをアクセスする場合、特に他の信号と同期を取る必要がない。
【００２２】カードI/F 250 は、メモリカードバッファ部140を介してメモリカード20と画像データの授受をおこなう部所である。
【００２３】サブ制御部210 は、１チップマイコンを用いている。このマイコンはホストバス170 にI/O デバイスの１つとして接続される。ホストバス170 から入力されるコマンドに対し必要な周辺回路を駆動して、カードアクセス、圧縮伸長処理の実行および圧縮データ／YCデータ各バッファメモリへのアクセス実行準備を行なう。
【００２４】バスI/F 200 は、アドレスデコード、データバスバッファ、割込み信号発生、ウェイト信号生成の各回路（図示せず）から構成され、ホストバス170 と画像処理部110 を制御するために必要とする各種信号を授受する。つぎに、全体的な信号の流れを応用例に基づいて説明する。
【００２５】メモリカード20に記録済の画像データをTVモニタ40に再現する手順は下記による。メモリカード20をメモリカードバッファ部140 に装填し、操作部150 のスイッチ操作によりカード20内の所望画像データを指定する。この画像データは画像処理部110 に吸い上げられ、FIFOメモリ240 に蓄積される。FIFOメモリ240 に記憶可能なデータ量は、既述のとおり標準画像24フレーム分であり、このデータは操作部150 のスイッチ操作により所望の画像をTVモニタ40に表示する。その場合のデータ信号の流れは次のとおりである。FIFOメモリ240 内データは圧縮伸長部230 で伸長変換され、変換後のデータ226 はYCフレームメモリ220 に一時記憶される。YCフレームメモリ220 に記憶されたデータは画像入出力部130 へ渡される。同データは、上述の同部130 の説明において既述の手順で信号線14を経由してTVモニタ40へ送られる。なお、TVモニタ40の入力信号種類として、同じく同部130 において既述のように、RGB 134 、YC136またはVBS 138 のいずれかを選択可能である。また、メモリカード20内の複数画像データからの画像選択は、FIFOメモリ240 に一時記憶されている同データから、操作部150 のスイッチ操作により任意に行なうことができる。
【００２６】メモリカード20内の再生画像に文字を挿入する方法は下記による。メモリカード20から記録済の画像を再現するがその手順は上述の場合と同じである。TVモニタ40に再生中の画像に文字をオンミックスする操作は以下による。パーソナルコンピュータ50を使用してそのCRT 画面を見ながら、例えばワープロソフトにて文字を生成する。パーソナルコンピュータ50上の文字データは信号線18を経由して制御部100 へ送信される。制御部100 へ送られた文字信号はバスライン170 および画像処理部110 を経由してYC/RGB変換部120 へ渡される。YC/RGB変換部120 ではRGB/YC信号に変換された後、画像入出力部130 へ送られる。画像入出力部130において、メモリカード20からの画像信号とパーソナルコンピュータ50からの文字信号とをマルチプレクサ（図示せず）により合成をする。合成された信号はYC端子136 へ出力されTVモニタ40で再現される。
【００２７】メモリカード20の画像データをパソコン管理下のフロッピーディスクへ記録する方法は以下による。メモリカード20に記録済の画像データをTVモニタ40に再現する上述の手順と同一手順にて、メモリカード20内の画像データを画像データ圧縮伸長装置10へ取り込む。圧縮加工後の画像データはバスIF 200からバスライン170 、制御部100 を経てSISC通信線18にてパソコン50へ送信される。送信画像データのフロッピーディスクへの記録は、パソコン50へフロッピーディスク（図示せず）が装填され、パソコン50の操作によって行なう。
【００２８】TVカメラ60を用いての画像データを記録する方法は以下による。TVカメラ60の撮像信号は、信号線12および入力端子132 を経由して画像入出力部130 へ取り込まれる。取り込まれたYCまたはRGB のアナログ信号は、同部130 内のA/D コンバータ（図示せず）でディジタル信号に変換された後、画像処理部110 内のYCフレームメモリ220 に記録される。YCフレームメモリ220 に記録された画像データはDCT 圧縮変換された後、FIFOメモリ240 を仲介してメモリカード20へ記録される。YCフレームメモリ220 内の非圧縮画像データあるいはFIFOメモリ240 内の圧縮剤画像データをパソコン50に送信すれば、パソコン50において既述の一連の処理が可能となる。また、TVカメラ60により撮像された画像はTVモニタ40により表示が可能であり、現実的な使用方法は、同モニタ表示を見ながら求める画像を記録することとなろう。画像データ圧縮伸長装置10におけるこれらの処理は、操作部150 からの指令によって行なわれる。
【００２９】以上詳述したように本装置10の主要機能、いわゆる一般的画像データであるYC伸長データと高率符号化データである DCT圧縮データとの相互変換、を画像処理部110 において実施する。YC画像データはデータ量が多く記録保存には不向きである。よって、圧縮されたデータである DCTデータへ変換して保存し、再使用時に伸長変換する。従来その圧縮・伸長変換に機能上無視し難い所要時間を要した。この難点を改善するため、本実施例は次の構成としている。すなわち図１に示すごとく、圧縮加工前のデータ116 を一時記憶するYCフレームメモリ220 と、圧縮加工後のデータ236 を一時記憶するFIFOメモリ240 とは分離独立している。また、YCフレームメモリ220 と圧縮伸長部230 との間の信号線226 と、FIFOメモリ240 と圧縮伸長部230 との間の信号線236 とは相互に独立している。
【００３０】以上の構成により画像データを圧縮または伸長変換中に、変換前後の両データが信号線226 または236 およびバスライン170上で競合することがない。また、サブ制御部210 を設けたことにより装置全体10の制御を司る制御部100 の動作内容に係りなくデータ変換動作が行なえ、制御部100 の仕事量が軽減される。
【００３１】
【発明の効果】このように本発明によれば、画像データの圧縮伸長変換が高速処理可能である。また、中央制御部の負担が軽減され装置制御ソフトが簡便になる。さらに、画像データ記録媒体を作業領域としていないので、画像データ記録媒体を接続していない場合でも画像処理が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示す実施例における画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明による画像データ圧縮伸長装置の実施例の内部構成ブロック図である。
【図３】本発明になる画像データ圧縮伸長装置のシステム使用例を示す概念図である。
【符号の説明】
10 画像データ圧縮伸長装置
20 メモリカード
30 電子スチルカメラ
40 TVモニタ
50 パーソナルコンピュータ
100 制御部
110 画像処理部
120 YC/RGB変換部
130 画像入出力部
140 メモリカードバッファ部
150 操作部
200 バスI/F
210 サブ制御
220 YCフレームメモリ
230 圧縮伸長部
240 FIFOメモリ
250 カードI/F

【特許請求の範囲】
【請求項１】画像データを圧縮または伸長する圧縮伸長変換回路と、非圧縮の画像データを一時記憶する第１のメモリと、圧縮後の画像データを一時記憶する第２のメモリとを有する画像データ圧縮伸長装置において、該装置は、前記第１のメモリと前記圧縮伸長変換回路とを接続し、画像データを伝達する第１の信号線と、前記第２のメモリと前記圧縮伸長変換回路とを接続し、画像データを伝達する第２の信号線とを有し、第１の信号線と第２の信号線とは独立した信号線であることを特徴とする画像データ圧縮伸長装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像データ圧縮伸長装置において、該装置は、前記装置の全体動作を管理する第１の制御手段と、第１の制御手段の管理下にあって、前記圧縮伸長変換回路の動作を管理する第２の制御手段とを有することを特徴とする画像データ圧縮伸長装置。
【請求項３】請求項１に記載の画像データ圧縮伸長装置において、該装置は、アナログ画像データを受ける入力手段と、該アナログ画像データをディジタル画像データに変換して第１のメモリへ蓄積するアナログ／ディジタル変換回路とを有することを特徴とする画像データ圧縮伸長装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像データ圧縮伸長装置において、該装置は、第１のメモリからディジタル画像データを読み出してアナログ画像データに変換するディジタル／アナログ変換回路を有することを特徴とする画像データ圧縮伸長装置。

【図１】