説明

画像圧縮装置、撮像装置および画像圧縮方法

【課題】動きベクトルの検出時間を短縮することが可能な技術を提供する。
【解決手段】画像圧縮装置1Aは、画面内に動きを与える動き指示を指示情報として入力するための操作部20と、指示情報を解析して動き指示の内容を特定する指示情報解析部111と、動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する画像生成部112と、動き指示の所定画面への反映情報を動き指示の内容に基づいて取得する反映情報取得部113と、画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する圧縮符号化部120とを備え、当該圧縮符号化部120は、所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、反映情報を用いて検出する動きベクトル検出部121を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像データの圧縮技術に関する。
【背景技術】
【0002】
動画像の圧縮方式としては、例えば、H.264、MPEG(Moving Picture Experts Group)−2、およびMPEG−4等が知られている。これらの動画像圧縮方式では、被写体の動きの情報を利用して、過去(または未来)の画面から現在の画面を予測する動き補償フレーム間予測符号化が用いられている。
【0003】
当該動き補償フレーム間予測符号化では、1つの画面(フレーム)を複数のブロック(例えば16画素×16画素のブロック)に分割して、ブロック単位でフレーム間の動きを探索し、当該ブロックの動きベクトルおよびブロック間差分を求めることによって圧縮符号化が実現される。
【0004】
ブロックごとに決定される上記動きベクトルは、過去(または未来)の画面を参照画面とし、当該参照画面内のブロック(参照ブロック)を、符号化対象の予測画面内を移動させつつマッチングを行い予測画面内における対応位置を特定することによって、検出することができる。しかし、このような動きベクトルの検出処理を予測画面内で手当たり次第に行うと、演算量が膨大になり、動きベクトルの検出に長時間を要することになる。
【0005】
そこで、動きベクトルの探索回数を減らして適切な動きベクトルを求める手法として、
最初に粗い探索を行い対応位置の見当をつけた上で、密な探索を行うことによって動きベクトルを検出する対数サーチ手法、或いは最初に低解像度の画像で探索を行い対応位置の見当をつけた上で、高解像度の画像で探索を行うことによって動きベクトルを検出する階層サーチ手法(例えば特許文献1)等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−350209号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、近年の動画像の高解像度化に鑑みれば、動きベクトルの検出に要する時間をさらに短縮できることが好ましい。
【0008】
そこで、本発明は、動きベクトルの検出時間を短縮することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る画像圧縮装置は、画面内に動きを与える動き指示を指示情報として入力するための入力手段と、前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する特定手段と、前記動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する画像生成手段と、前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段と、前記画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する圧縮手段とを備え、前記圧縮手段は、前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する。
【0010】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記情報取得手段は、前記所定画面において前記動き指示に応じて変化する変化領域の変化方向および変化量を含む変化ベクトルを前記反映情報として取得する。
【0011】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記動きベクトル検出手段は、前記変化ベクトルを前記動きベクトルの候補とし、符号化対象の前記第2画面における前記第1画面の対応位置を特定することによって前記動きベクトルの検出を行い、前記変化ベクトルで規定される前記変化方向および前記変化量に基づいて、前記対応位置の見当をつける。
【0012】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記動きベクトル検出手段は、前記変化ベクトルで規定される前記変化方向および前記変化量に基づいて得られる所定範囲で、前記対応位置の特定を行う。
【0013】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記情報取得手段は、前記所定画面を複数のブロックに分割し、前記ブロックごとに前記反映情報を取得する。
【0014】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記動きベクトル検出手段は、前記ブロックごとに前記動きベクトルを検出する。
【0015】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記動きベクトル検出手段は、前記ブロックにおける前記変化ベクトルの始点を当該ブロックの中心としたときの当該変化ベクトルの終点を中心とした範囲を前記所定範囲として、前記ブロックごとに対応位置の特定を行う。
【0016】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記情報取得手段は、前記ブロックにおける前記変化領域の割合を、前記ブロックごとの前記反映情報として取得する。
【0017】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記動きベクトル検出手段は、前記変化領域の割合が所定割合以上のときに、前記変化ベクトルを前記動きベクトルの候補とする。
【0018】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、前記圧縮画像データは、無線通信によって外部送信される。
【0019】
また、本発明に係る画像圧縮装置の一態様では、画像圧縮装置は、前記情報取得手段によって取得された、3次元の前記変化方向を含む3次元の変化ベクトルを、前記所定画面上の2次元の変化ベクトルへと変換する射影変換手段をさらに備える。
【0020】
また、本発明に係る画像圧縮装置は、動画像を形成する所定画面の画像データの生成を制御する画像生成制御手段と、画面内に動きを与える動き指示を指示情報として、前記画像生成制御手段に入力するための入力手段と、前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段とを備え、前記画像生成制御手段は、前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する特定手段と、前記動き指示の内容に基づいて、前記所定画面の画像データを生成する画像生成手段と、前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段とを有し、前記圧縮手段は、前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する。
【0021】
また、本発明に係る画像圧縮装置は、動画像を形成する所定画面の画像データの生成を制御する画像生成制御手段と、前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段と、画面内に動きを与える動き指示を指示情報として、前記画像生成制御手段および前記圧縮手段にそれぞれ入力するための入力手段とを備え、前記画像生成制御手段は、前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する第1特定手段と、前記動き指示の内容に基づいて、前記所定画面の画像データを生成する画像生成手段とを有し、前記圧縮手段は、前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する第2特定手段と、前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段と、前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段とを有する。
【0022】
また、本発明に係る撮像装置は、被写体像に関する動画像の画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子を有する撮像装置の移動方向および移動量を含む移動情報を検出する移動検出手段と、前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段とを備え、前記圧縮手段は、前記動画像を形成する所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記移動情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する。
【0023】
また、本発明に係る画像圧縮方法は、a)画面内に動きを与える動き指示の内容を特定する工程と、b)前記動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する工程と、c)前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する工程と、d)前記画像データに圧縮処理を施す工程とを備え、前記d)工程は、前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する工程を含む。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、動きベクトルの検出時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の第1実施形態に係る画像圧縮装置の構成図である。
【図2】画像生成制御部で生成される画面を示す図である。
【図3】画像生成制御部で生成される画面を時系列で示す図である。
【図4】第1実施形態に係る画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。
【図5】画像生成制御部で生成される画面を時系列で示す図である。
【図6】画像生成制御部で連続して生成される2つの画面を並べて示す図である。
【図7】画像生成制御部で連続して生成される2つの画面を並べて示す図である。
【図8】画像生成制御部で生成される画面を時系列で示す図である。
【図9】第2実施形態に係る画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。
【図10】3次元ベクトルから2次元ベクトルへの射影変換の様子を示す図である。
【図11】第3実施形態に係る画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。
【図12】第3実施形態に係る画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。
【図13】第4実施形態に係る画像圧縮装置の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
【0027】
<1.第1実施形態>
[1−1.画像圧縮装置の概略]
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像圧縮装置1Aの構成図である。図1に示されるように、画像圧縮装置1Aは、一般的なコンピュータとしての機能を備え、画像圧縮装置本体部10と操作部20とモニタ(表示装置)30とで構成されている。
【0028】
画像圧縮装置1Aでは、画像圧縮装置本体部10の画像生成制御部110によって、画像データが生成(取得)される。当該画像データの生成は、マウス、キーボード等の操作部20を介して入力されるユーザ(操作者)の指示情報に基づいて行われる。図2は、画像生成制御部110で生成される画面FEを示す図である。図3は、画像生成制御部110で生成される画面FE1〜FE3を時系列で示す図である。
【0029】
具体的には、図2に示されるように、画面FE内の一部領域BRを下方(図2中の矢印YJで示される方向)にスクロールさせる指示(動き指示)が、操作部20としてのマウス20Aを用いてユーザによって入力された場合を想定する。この場合、当該動き指示に関する指示情報を受けた画像生成制御部110では、指示情報を反映した画像が生成されることになる。すなわち、図3に示されるように、画面FE内の一部領域BRがユーザの操作量に応じて時間の進展とともに下方に移動する画面FE1〜FE3が画像生成制御部110によって順次に生成されることになる。
【0030】
このように、画像圧縮装置1Aでは、画像生成制御部110によって、ユーザの指示に基づいて、画像データの生成が行われる。画像生成制御部110で生成された画像データは、モニタ30に出力され、モニタ30において表示されるとともに、圧縮符号化部120にも出力される。
【0031】
また、画像生成制御部110では、生成された画像データへの指示情報の反映度を示す情報(「反映情報」とも称する)が取得され、圧縮符号化部120に出力される。
【0032】
画像圧縮装置本体部10の圧縮符号化部120は、画像生成制御部110から入力された反映情報に基づいて、画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。圧縮画像データは、有線通信または無線通信等によって外部に出力される。なお、外部に送信された圧縮画像データは、例えば、他の表示装置において受信され、当該他の表示装置において伸張されて表示される。また例えば、外部に出力された圧縮画像データを、HDD(Hard Disk Drive)またはメモリ等の記憶媒体に保存してもよい。
【0033】
[1−2.画像圧縮装置の構成]
次に、画像圧縮装置1Aの構成について詳述する。図4は、画像圧縮装置1Aの内部構成を示すブロック図である。図5は、画像生成制御部110で生成される画面FE11〜FE13を時系列で示す図である。図6は、画像生成制御部110で連続して生成される2つの画面FE1,FE2を並べて示す図である。図7は、画像生成制御部110で連続して生成される2つの画面FE11,FE12を並べて示す図である。
【0034】
図4に示されるように、画像圧縮装置1Aの画像生成制御部110は、GPU(Graphic Processing Unit)を用いて構成され、指示情報解析部111と画像生成部112と反映情報取得部113とを有している。なお、GPUは、汎用のCPUと比較して特に画像処理に特化した設計がなされている半導体チップであり、通常CPUとは別個に画像圧縮装置1Aに搭載されている。
【0035】
指示情報解析部111は、入力手段としての操作部20から入力されるユーザからの指示情報を解析して、動き指示の内容を特定する特定手段として機能する。例えば、画面FE内の一部領域BRをスクロールさせる動き指示が指示情報としてマウス20Aを介して入力された場合、指示情報解析部111では、当該動き指示が一部領域BRをいずれの方向に何画素分スクロールさせる指示に相当するのかが解析され、解析指示情報が生成される。また例えば、画面に描写された或る物体(例えば、図2中の文字BJ)を移動させる動き指示が指示情報として操作部20を介して入力された場合、当該動き指示に応じた解析指示情報が生成される。なお、或る物体を移動させる動き指示は、操作部20としての所定ボタンの押下操作等によって入力される態様としてもよく、当該所定ボタンの押下操作が連続して検出された場合、指示情報解析部111では、当該所定ボタンの連続操作の意味が解析され、解析指示情報が生成される。このようにして、指示情報解析部111で生成された解析指示情報は、画像生成部112に供給される。
【0036】
画像生成部112は、解析指示情報に基づいて、モニタ30に表示させる画像の画像データを生成する。当該画像データは、表示対象となる表示データに解析指示情報を反映させて生成される。例えば、解析指示情報の内容が画面FE内の一部領域BRをスクロールさせる動き指示であった場合、画像生成部112では、図3に示されるように、画面FE内の一部領域BRを時間の進展とともに下方に移動させた画面FE1〜FE3が生成されることになる。また例えば、解析指示情報の内容が画面FE内の文字BJ(図2参照)を移動させる動き指示であった場合、画像生成部112では、図5に示されるように、文字BJを時間進展とともに動き指示に応じて移動させた画面FE11〜FE13が生成されることになる。
【0037】
反映情報取得部113は、生成された画面を複数のブロックに分割して得られる各ブロックへの動き指示の反映情報を取得する。
【0038】
具体的には、反映情報取得部113では、各ブロックの移動領域(変化領域)の割合、およびブロックごとの移動領域の移動ベクトル(変化ベクトル)が反映情報として、解析指示情報に基づいて取得される。なお、各ブロックにおける移動領域の割合は、ブロック内の総画素数に対する移動領域に含まれる画素数の割合として取得される。また、移動ベクトルは、移動領域のフレーム間における移動量(変化量)と移動領域のフレーム間における移動方向(変化方向)とを含む情報であり、移動量は例えば画素数に換算して数値化されて取得される。
【0039】
例えば、解析指示情報の内容が画面FE内の一部領域BRをスクロールさせる動き指示であった場合、図6に示されるように、ブロックBK1,BK5,BK6,BK10,BK11,BK15,BK16,BK20内の移動領域の割合は0%となり、ブロックBK2〜BK4,BK17〜BK19内の移動領域の割合は50%となり、ブロックBK7〜9,BK12〜14内の移動領域の割合は100%となる。また、この場合、移動領域を有する各ブロックBK2〜BK4,BK7〜BK9,BK12〜BK14,BK17〜BK19では、スクロール量を移動領域の移動量とし、スクロール方向を移動領域の移動方向とした移動ベクトルMV1が取得される。
【0040】
また例えば、解析指示情報の内容が図2中の文字BJを移動させる動き指示であった場合、図7に示されるように、移動対象物としての文字BJは、フレームFE11からフレームFE12では、ブロックBK4からブロックBK9に移動することになる。この場合、文字BJに関する移動領域の反映情報は、移動開始前のフレームFE11において当該移動領域を含むブロックBK4の反映情報として取得される。すなわち、ブロックBK4については、反映情報として、ブロックBK4内の文字BJに関する移動領域の割合、および、文字BJに関する移動領域の移動ベクトルMV2が取得され、他の各ブロックについては、反映情報が取得されないことになる。なお、反映情報がいずれのブロックに属するかについての帰属関係は、反映情報のうち移動ベクトルの始点を含むブロックが、反映情報の帰属ブロックになるとも考えることができる。
【0041】
このようにして、反映情報取得部113で取得された各ブロックの反映情報は、それぞれ圧縮符号化部120に出力される。
【0042】
図4に示される、画像圧縮装置1Aの圧縮符号化部120は、画像生成制御部110から入力された画像データに対して、H.264、MPEG−2等の所定の動画像圧縮方式で圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。圧縮符号化部120では、圧縮処理を実行する際に、動きベクトル検出部121において時系列的に前後の関係となる画面間の動きベクトルが検出される。
【0043】
具体的には、所定の動画像圧縮方式では、被写体の動きの情報を利用して、過去(または未来)の画面から現在の画面を予測する動き補償フレーム間予測符号化が用いられる。当該動き補償フレーム間予測符号化では、1つのフレームを複数のブロック(例えば16画素×16画素のブロック)に分割して、ブロック単位でフレーム間の動きが探索され、動きベクトルが検出される。そして、検出された動きベクトルに基づいてブロック間差分を求めることによって圧縮符号化が実現される。
【0044】
ブロックごとの動きベクトルは、過去(または未来)の画面を参照画面とし、符号化対象の予測画面内における参照画面内の各ブロック(「参照ブロック」とも称する)の対応位置をマッチング処理で特定することによって、検出可能であり、本実施形態の動きベクトル検出部121では、画像生成制御部110から入力された反映情報を用いた検出がさらに行われる。
【0045】
より詳細には、参照ブロックとしての或るブロックにおける移動領域の割合が所定割合(例えば50%)以上であり、かつ当該或るブロックの移動ベクトルの大きさが所定値以上であった場合は、当該移動ベクトルは、参照ブロックにおける動きベクトルの候補とされる。そして、移動ベクトルが動きベクトルの候補とされると、当該移動ベクトルで規定される移動量および移動方向に基づいて得られる予測画面上の所定範囲で参照ブロックを移動させてマッチングが行われる。より詳細には、移動ベクトルに基づいた参照ブロックの移動は、移動ベクトルの始点を参照画面上の参照ブロックの中心にしたときの移動ベクトルの終点を中心とした所定範囲で行われ、予測画面内における参照ブロックの対応位置の特定が試みられる。このような、移動ベクトルを用いた対応位置の特定処理によって、対応位置が特定された場合は、参照画面と予測画面とを重ねたときの参照画面における参照ブロックの中心を始点とし、かつ対応位置を終点とするベクトルが当該参照ブロックの動きベクトルとして検出されることになる。
【0046】
なお、参照ブロックの移動ベクトルが動きベクトルの候補とされたかった場合、および参照ブロックの移動ベクトルを用いた対応位置の特定処理によって、対応位置が特定されなかった場合は、従来手法(対数サーチ手法または階層サーチ手法等)を用いて動きベクトルの検出が行われることになる。
【0047】
なお、動き補償フレーム間予測符号化において動きベクトルの検出に用いられるブロックと、反映情報を取得する際に用いられたブロックとは、大きさが等しく、互いに対応していることが好ましい。このため、本実施形態の反映情報取得部113では、圧縮符号化部120における動きベクトルの検出に用いられるブロックと対応したブロックが用いられるものとする。
【0048】
また、上記では、移動ベクトルを動きベクトルの候補として採用するに際して、各種採用条件を設定していたが、これに限定されず、採用条件を緩和してもよく、或いは採用条件を設定しなくてもよい。例えば、採用条件を緩和した場合として、参照ブロックとしての或るブロックにおける移動領域の割合が所定割合(例えば50%)以上であったときに、当該移動ベクトルは、参照ブロックにおける動きベクトルの候補とすればよい。また例えば、採用条件を設定しなかった場合は、反映情報を有するブロックでは、当該反映情報に含まれる移動ベクトルが動きベクトルの候補とされることになる。そして、上述のような移動ベクトルを用いた対応位置の特定処理を経て、動きベクトルが検出されることになる。
【0049】
また、移動ベクトルを用いて従来の動きベクトルの検出手法をさらに高性能化してもよい。具体的には、参照ブロックとしての或るブロックにおける移動ベクトルが動きベクトルの候補として採用された場合、当該参照ブロックでは、上記従来手法において行われる対応位置の見当づけが当該移動ベクトルを用いて行われる。例えば、最初に粗い探索を行うことによって対応位置の見当をつけた上で、密な探索を行うことによって動きベクトルを検出する対数サーチ手法が、動きベクトルの検出手法として用いられているときは、移動ベクトルの始点を参照画面上の参照ブロックの中心としたときの移動ベクトルの終点が上記対応位置の見当位置(予想位置)とされる。そして、当該見当位置を中心とした密な検索が行われ、動きベクトルが検出される。
【0050】
このように対数サーチ手法に移動ベクトルを用いることによれば、対応位置の見当付けのための粗い検索を省略することができるので、動きベクトルの検出を高速化することができる。
【0051】
また例えば、最初に低解像度の画像で探索を行い対応位置の見当をつけた上で、高解像度の画像で探索を行うことによって動きベクトルを検出する階層サーチ手法が、動きベクトルの検出手法として用いられているときは、移動ベクトルの始点を参照画面上の参照ブロックの中心としたときの移動ベクトルの終点が上記対応位置の見当位置(予想位置)とされる。そして、当該見当位置を中心として高解像度の画像で検索が行われ、動きベクトルが検出される。
【0052】
このように階層サーチ手法に移動ベクトルを用いることによれば、対応位置の見当付けのために低解像度の画像で行う検索を省略することができるので、動きベクトルの検出を高速化することができる。
【0053】
以上のように、本実施形態の画像圧縮装置1Aは、画面内に動きを与える動き指示を指示情報として入力するための操作部20と、指示情報を解析して動き指示の内容を特定する指示情報解析部111と、動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する画像生成部112と、動き指示の所定画面への反映情報を、動き指示の内容に基づいて取得する反映情報取得部113と、画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する圧縮符号化部120とを備えている。そして、当該圧縮符号化部120は、所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、反映情報を用いて検出する動きベクトル検出部121を有する。
【0054】
このような構成を有する画像圧縮装置1Aによれば、動き指示の内容に基づいて取得された反映情報を用いて動きベクトルの検出を行うことができるので、動きベクトルの検出時間を短縮することが可能になる。また、動きベクトルの検出に上記反映情報を用いることによれば、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【0055】
<2.第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態に係る画像圧縮装置1Aでは、操作部20から2次元の動き指示が入力されていたが、第2実施形態に係る画像圧縮装置1Bでは、操作部20から3次元の動き指示が入力される。なお、画像圧縮装置1Bは、第1実施形態に係る画像圧縮装置1Aとほぼ同様の構造および機能を有しており、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。図8は、画像生成制御部110で生成される画面FE21〜FE23を時系列で示す図である。図9は、第2実施形態に係る画像圧縮装置1Bの内部構成を示すブロック図である。図10は、3次元ベクトルから2次元ベクトルへの射影変換の様子を示す図である。
【0056】
上述のように、第2実施形態に係る画像圧縮装置1Bでは、操作部20から3次元の動き指示が指示情報として入力される。これにより、反映情報取得部113で取得される移動ベクトルは、3次元の移動方向を含む情報となる。
【0057】
具体的には、画面内の物体を3次元の所定方向に移動させる動き指示が操作部20を介して入力された場合、画像生成部112では、図8に示されるように、時間の進展とともに画面FE20内の移動対象物としての物体CJを3次元の所定方向に移動させた画面FE21〜FE23が生成されることになる。
【0058】
このとき、反映情報取得部113で取得される物体CJに関する移動ベクトルの向きは、上記3次元の所定方向となる。
【0059】
ここで、動きベクトル検出部121で検出される動きベクトルは、画面という平面内の移動を表す2次元情報を有するベクトルであるため、移動ベクトルが3次元情報を有している場合は、移動ベクトルの3次元情報を2次元情報に変換する射影変換処理が行われる。
【0060】
当該射影変換処理は、図9に示されるように、画像生成制御部110から圧縮符号化部120に反映情報を伝送する経路上に設けられた射影変換部51において行われる。射影変換部51は、XYZ座標系で表された3次元座標をXY座標系で表される2次元座標に変換する機能を有している。3次元情報を有する移動ベクトル(3次元ベクトル)VC3から画面上の2次元ベクトルVC2への射影変換は、図10に示されるように、仮想的な目の位置EPを基準にして、画面の像を表現する視平面MFに3次元ベクトルVC3を投影することで実現される。
【0061】
射影変換部51で取得された2次元の移動ベクトルVC2は、圧縮符号化部120に入力され、上記第1実施形態と同様、動きベクトル検出部121において動きベクトルの検出に用いられる。
【0062】
以上のように、第2実施形態に係る画像圧縮装置1Bは、3次元情報を含む移動ベクトルを、2次元情報を含む移動ベクトルへと変換する射影変換部51を備えているので、操作部20から3次元の動き指示が指示情報として入力された場合でも、当該指示情報を用いて画像データの圧縮処理を行うことができる。
【0063】
<3.第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図11および図12は、第3実施形態に係る画像圧縮装置1C,1Dの内部構成を示すブロック図である。なお、画像圧縮装置1C,1Dは、第1実施形態に係る画像圧縮装置1Aまたは第2実施形態に係る画像圧縮装置1Bと構造および機能において共通する部分を有しており、共通部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【0064】
図11に示されるように、第3実施形態に係る画像圧縮装置1Cでは、動き指示が操作部20を用いて画像生成制御部110および圧縮符号化部120にそれぞれ入力される。
【0065】
画像圧縮装置1Cの画像生成制御部110では、指示情報解析部111で解析指示情報が生成された後に、画像生成部112において当該解析指示情報に基づいて画像データが生成される。
【0066】
画像圧縮装置1Cの圧縮符号化部120は、動きベクトル検出部121の他に指示情報解析部122と反映情報取得部123とをさらに有している。なお、指示情報解析部122および反映情報取得部123は、第1実施形態における画像生成制御部110の指示情報解析部111および反映情報取得部113とそれぞれ同様の機能を有している。
【0067】
指示情報としての動き指示が操作部20から圧縮符号化部120に入力されると、圧縮符号化部120は、指示情報解析部122において指示情報の解析を行い、解析指示情報を生成する。指示情報解析部122で生成された解析指示情報は、反映情報取得部123に入力される。
【0068】
反映情報取得部123では、画像生成部112で生成される画像データに反映された反映情報が、解析指示情報に基づいて取得される。
【0069】
そして、圧縮符号化部120の動きベクトル検出部121では、上記第1実施形態と同様の手法にて、反映情報を用いた動きベクトルの検出が行われる。
【0070】
また、操作部20から3次元の動き指示が入力される場合は、図12に示されるように、圧縮符号化部120において射影変換部124を設け、反映情報取得部123で取得された反映情報に含まれる3次元の移動ベクトルを2次元の移動ベクトルに変換すればよい。なお、射影変換部124は、第2実施形態の射影変換部51と同様の機能を有している。
【0071】
<4.第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図13は、第4実施形態に係る画像圧縮装置1Eの構成を示すブロック図である。
【0072】
図13に示されるように、第4実施形態に係る画像圧縮装置1Eは、撮像装置200として構成され、撮像素子202で取得された画像データが圧縮符号化部206で圧縮される。
【0073】
具体的には、撮像装置200では、光学機構201からの被写体像が撮像素子202(例えば、CCDセンサ)で結像され、撮像素子202によって被写体像に関する画像データが取得される。撮像した被写体の原画像データはアナログ信号処理回路203に取り込まれデジタル画像信号(デジタル画像データ)にA/D変換される。
【0074】
アナログ信号処理回路203から出力されたデジタル画像データには、リアルタイム・プロセッシング・ユニット(「RPU」と略す)204において画素補間処理、色空間変換処理、輪郭補正処理、およびフィルタリングなどの所定の画像処理が施される。画像処理を受けた画像データは、圧縮符号化部206に入力される。
【0075】
また、撮像装置200は、撮像装置200の移動方向および移動量を検出する移動検出部205をさらに有している。移動検出部205は、例えば、ジャイロセンサ等の加速度センサまたはGPSで構成されている。移動検出部205で検出された撮像装置200の移動方向および移動量は、移動情報として圧縮符号化部206に入力される。
【0076】
圧縮符号化部206では、移動検出部205から入力された移動情報を用いて動きベクトルが検出され、動き補償フレーム間予測符号化を含む動画像圧縮処理が画像データに施される。圧縮符号化部206で生成された圧縮画像データは、外部に出力されるか、或いはメモリカード(不図示)に格納される。
【0077】
なお、圧縮符号化部206における動きベクトルの検出は、入力された移動情報を上記第1実施形態の移動ベクトルとして上述の動きベクトル検出部121と同様の手法によって行われる。
【0078】
以上のように、本実施形態の画像圧縮装置1Eは、撮像装置200としての機能を有し、被写体像に関する動画像の画像データを生成する撮像素子202と、撮像装置200の移動方向および移動量を含む移動情報を検出する移動検出部205と、画像データに圧縮処理を施す圧縮符号化部206とを備え、圧縮符号化部206は、動画像を形成する所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、移動情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有している。
【0079】
このような構成を有する撮像装置200によれば、撮像装置200の移動情報を用いて動きベクトルを検出することができるので、画像圧縮に用いる動きベクトルの検出時間を短縮することが可能になるとともに、動きベクトルの検出精度を向上させることができる。
【0080】
<5.変形例>
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
【0081】
例えば、上記第2実施形態では、射影変換部51を画像生成制御部110と圧縮符号化部120との間に設けていたが、これに限定されず、射影変換部51は、画像生成制御部110或いは圧縮符号化部120のいずれか一方に含まれる態様としてもよい。
【符号の説明】
【0082】
1A,1B,1C,1D,1E 画像圧縮装置
10 画像圧縮装置本体部
20 操作部
30 モニタ
51 射影変換部
110 画像生成制御部
111 指示情報解析部
112 画像生成部
113 反映情報取得部
120,206 圧縮符号化部
121 ベクトル検出部
122 指示情報解析部
123 反映情報取得部
124 射影変換部
200 撮像装置
202 撮像素子
205 移動検出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画面内に動きを与える動き指示を指示情報として入力するための入力手段と、
前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する特定手段と、
前記動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する画像生成手段と、
前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段と、
前記画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する圧縮手段と、
を備え、
前記圧縮手段は、
前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する画像圧縮装置。
【請求項2】
前記情報取得手段は、
前記所定画面において前記動き指示に応じて変化する変化領域の変化方向および変化量を含む変化ベクトルを前記反映情報として取得する請求項1に記載の画像圧縮装置。
【請求項3】
前記動きベクトル検出手段は、
前記変化ベクトルを前記動きベクトルの候補とし、
符号化対象の前記第2画面における前記第1画面の対応位置を特定することによって前記動きベクトルの検出を行い、前記変化ベクトルで規定される前記変化方向および前記変化量に基づいて、前記対応位置の見当をつける請求項2に記載の画像圧縮装置。
【請求項4】
前記動きベクトル検出手段は、
前記変化ベクトルで規定される前記変化方向および前記変化量に基づいて得られる所定範囲で、前記対応位置の特定を行う請求項3に記載の画像圧縮装置。
【請求項5】
前記情報取得手段は、
前記所定画面を複数のブロックに分割し、前記ブロックごとに前記反映情報を取得する請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像圧縮装置。
【請求項6】
前記動きベクトル検出手段は、前記ブロックごとに前記動きベクトルを検出する請求項5に記載の画像圧縮装置。
【請求項7】
前記動きベクトル検出手段は、
前記ブロックにおける前記変化ベクトルの始点を当該ブロックの中心としたときの当該変化ベクトルの終点を中心とした範囲を前記所定範囲として、前記ブロックごとに対応位置の特定を行う請求項6に記載の画像圧縮装置。
【請求項8】
前記情報取得手段は、
前記ブロックにおける前記変化領域の割合を、前記ブロックごとの前記反映情報として取得する請求項5から請求項7のいずれかに記載の画像圧縮装置。
【請求項9】
前記動きベクトル検出手段は、
前記変化領域の割合が所定割合以上のときに、前記変化ベクトルを前記動きベクトルの候補とする請求項8に記載の画像圧縮装置。
【請求項10】
前記圧縮画像データは、無線通信によって外部送信される請求項1から請求項9のいずれかに記載の画像圧縮装置。
【請求項11】
前記情報取得手段によって取得された、3次元の前記変化方向を含む3次元の変化ベクトルを、前記所定画面上の2次元の変化ベクトルへと変換する射影変換手段、
をさらに備える請求項1から請求項10のいずれかに記載の画像圧縮装置。
【請求項12】
動画像を形成する所定画面の画像データの生成を制御する画像生成制御手段と、
画面内に動きを与える動き指示を指示情報として、前記画像生成制御手段に入力するための入力手段と、
前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段と、
を備え、
前記画像生成制御手段は、
前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する特定手段と、
前記動き指示の内容に基づいて、前記所定画面の画像データを生成する画像生成手段と、
前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段と、
を有し、
前記圧縮手段は、
前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する画像圧縮装置。
【請求項13】
動画像を形成する所定画面の画像データの生成を制御する画像生成制御手段と、
前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段と、
画面内に動きを与える動き指示を指示情報として、前記画像生成制御手段および前記圧縮手段にそれぞれ入力するための入力手段と、
を備え、
前記画像生成制御手段は、
前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する第1特定手段と、
前記動き指示の内容に基づいて、前記所定画面の画像データを生成する画像生成手段と、
を有し、
前記圧縮手段は、
前記指示情報を解析して前記動き指示の内容を特定する第2特定手段と、
前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する情報取得手段と、
前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する動きベクトル検出手段と、
を有する画像圧縮装置。
【請求項14】
被写体像に関する動画像の画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子を有する撮像装置の移動方向および移動量を含む移動情報を検出する移動検出手段と、
前記画像データに圧縮処理を施す圧縮手段と、
を備え、
前記圧縮手段は、
前記動画像を形成する所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記移動情報を用いて検出する動きベクトル検出手段を有する撮像装置。
【請求項15】
a)画面内に動きを与える動き指示の内容を特定する工程と、
b)前記動き指示の内容に基づいて、動画像を形成する所定画面の画像データを生成する工程と、
c)前記動き指示の前記所定画面への反映情報を、前記動き指示の内容に基づいて取得する工程と、
d)前記画像データに圧縮処理を施す工程と、
を備え、
前記d)工程は、
前記所定画面のうち、時系列的に前後の関係となる第1画面と第2画面とにおける画面間の動きベクトルを、前記反映情報を用いて検出する工程を含む画像圧縮方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2011−139184(P2011−139184A)
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−296647(P2009−296647)
【出願日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【出願人】(591128453)株式会社メガチップス (322)
【Fターム(参考)】