CN105284116B - 摄像方法和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

现有技术文献中未针对削减消耗电力加以考虑。本发明为一种对图像信息进行编码的编码方法，其特征在于，包括：输入图像信息的步骤；分析所输入的图像信息的特征的分析步骤；确定影像编码的位深度并将其输出的位深度输出步骤；利用位深度输出步骤输出的位深度进行所输入的图像信息的编码处理的编码步骤，其中，位深度输出步骤中，基于分析步骤的分析结果来切换要输出的位深度。

Description

摄像方法和摄像装置
技术领域
技术领域涉及影像编码方法。
背景技术
专利文献1中以“提供用于使运动图像具有不同像素深度地高效率地进行编码的编码技术”(专利文献1[0006])为研究问题，作为其解决方法记载了：“对运动图像层次化编码时，在给予图像数据的多个位平面(bit-plane)中，将上层位平面组分配给基本层(baselayer)，将包含所述上层位平面组的、比特数更多的位平面组分配给增强层(enhancementlayer)，在所述增强层中，对所述增强层的预测得到的差图像与所述基本层的预测得到的差图像的层间差进行编码，生成所述增强层的编码数据”(参考专利文献1[0007])。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-266749号公报(图1)
发明内容
发明要解决的课题
然而，专利文献1中未对消耗电力的削减加以考虑。
用于解决课题的方法
为了解决上述问题，例如采用权利要求书的范围内记载的结构。
本申请包含解决上述问题的多个方法，举其一例为：一种对图像信息进行编码的编码方法，其特征在于，包括：输入图像信息的步骤；分析所输入的图像信息的特征的分析步骤；确定影像编码的位深度并将其输出的位深度输出步骤；利用位深度输出步骤输出的位深度进行所输入的图像信息的编码处理的编码步骤，其中，位深度输出步骤中，基于分析步骤的分析结果来切换输出的位深度。
发明效果
通过本发明，能够通过根据图像特征和剩余电量变更位(bit)深度，从而削减消耗电力。
附图说明
图1是第一实施例的影像编码装置的一个例子。
图2是表示第一实施例中的图像的特征量和特征量阈值内范围的一个例子。
图3是表示第一实施例中的图像的特征量和特征量阈值内范围的另一个例子。
图4是表示第一实施例中的图像的特征量和特征量阈值内范围的一个例子。
图5是表示第一实施例中的特征量阈值内范围和范围阈值的一个例子。
图6是表示第一实施例中的每帧位深度的一个例子。
图7是表示第一实施例中的每帧位深度的另一个例子。
图8是表示第一实施例中的每帧位深度的另一个例子。
图9是表示第二实施例中的影像编码装置的一个例子。
图10是表示第一实施例或第二实施例中使用影像编码装置的***的一个例子。
图11是表示车载摄像***的一个例子。
图12是表示监视摄像***的一个例子。
图13是表示电视会议***的一个例子。
具体实施方式
近年来，为了实现影像内容的高画质化、车载摄像机的数字化和监视***中进一步的安全性提高，对影像编码处理中图像的高灰阶化的需求提高。
在作为代表性的影像编码方式的H.264/AVC标准中，根据位深度定义了类(profile)，通过以高位深度进行影像编码，能够实现高灰阶化。
在以下的实施例中，对实现图像高灰阶化并且进一步减少消耗电力的编码装置和使用其的***进行说明。
首先，对采用了本实施例的影像编码装置的车载摄像***、监视***和电视会议***的概要进行说明。
图11是表示车载摄像***的一个例子的框图。在本例中，图110 内装载有网络111，摄像部112、113、114、115、ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)部116连接到网络111。并且，监视器部117 连接到ECU部。
摄像部112、113、114、115将拍摄到的车110周围的影像信息发送到网络111。影像信息可以保持不压缩地发送到网络111，也可以在摄像部112、113、114、115中进行压缩处理后发送到网络111。
ECU部116输入上述网络111送来的影像信息，向监视器部117 输出影像信息。在输入的影像信息被压缩的情况下，ECU部116进行解压缩处理，将获得的解码后的影像信息输出到监视器部117。
监视器部117进行输入的影像信息的显示。ECU部116和摄像部 112、113、114、115能够通过网络111进行控制信号的收发。例如， ECU部116能够对摄像部112、113、114、115发出摄像处理或压缩处理所需的信息等指令。作为摄像处理所需的信息的一个例子，有开始拍摄、停止拍摄等。作为压缩处理所需的信息的一部分，有位深度和控制用阈值等。
根据该结构，能够在控制摄像部112、113、114、115的同时，在监视器部117观看各摄像机拍摄的影像，和在ECU部116中进行记录。
图12是表示监视***的一个例子的框图。本例为摄像部122、123、 124和监视中心120连接到网络121的监视***的一个例子。
摄像部122、123、124拍摄设置各摄像部的周围的影像信息并发送到网络121。影像信息可以保持不压缩地发送到网络121，也可以在摄像部122、123、124中进行压缩处理后发送到网络121。
监视中心120输入上述网络121送来的影像信息，对影像信息进行分析。在输入的影像信息被压缩的情况下，监视中心120进行解压缩处理。监视中心也可以具有显示上述影像信息的监视器。
监视中心120和摄像部122、123、124能够通过网络111进行控制信号的收发。例如，监视中心120能够对摄像部122、123、124发出摄像处理或压缩处理所需的信息等指令。作为摄像处理所需的信息的一个例子，有开始拍摄、停止拍摄等。作为压缩处理所需的信息的一部分，有位深度和控制用阈值等。
根据该结构，能够在从监视中心120控制摄像部122、123、124 的同时，在监视中心120观看、记录各摄像机拍摄的影像。
图13是表示电视会议***的一个例子的框图。本例为终端部131、 134、137连接到网络130的电视会议***的一个例子。终端部131具有摄像部133和监视器部132。
摄像部133拍摄设置摄像部的周围的影像信息并输出到终端部 131。终端部131将输入的影像信息发送到网络130。影像信息可以保持不压缩地发送到网络130，也可以在摄像部133或终端部131中进行压缩处理后发送到网络130。此外，终端部131输入上述网络130送来的影像信息，并输出到监视器部132。
监视器部132进行所输入的影像信息的显示。在输入的影像信息被压缩的情况下，在终端部131或监视器部132中进行影像信息的解压缩处理，将解码后的影像信息在监视器部显示。
终端部134、137具有与终端131相同的功能，故省略说明。终端部131、134、137能够通过网络130在各终端部之间进行控制信号的收发。例如，终端部131能够对终端部134发出摄像处理或压缩处理所需的信息等指令。作为摄像处理所需的信息的一个例子，有开始拍摄、停止拍摄等。作为压缩处理所需的信息的一部分，有位深度和控制用阈值等。
根据该结构，能够在终端部131、134、137之间进行影像信息、声音信息的收发，能够实现电视会议***。
接着，对图11、图12、图13中使用的车载摄像机、监视摄像机、电视会议***用摄像机进行说明。图10是表示摄像***的一个例子的框图。各模块可以由硬件构成，也可以采用各模块的功能的一部分或者全部利用软件实现的结构。
摄像部2为将读入的图像数字化并输出的模块。影像编码装置1 为对摄像部2输出的图像信息编码并输出的模块。网络接口3为将影像编码装置1输出的影像编码数据输出到LAN等网络5的模块。CPU 4为控制摄像部2、影像编码装置1、网络接口3的模块。
在图10的摄像***中，摄像部2读入的图像被影像编码装置1编码后，通过网络接口3输出到网络5。
接着，对图10的影像编码装置1的动作进行说明。图1是表示本实施例的影像编码装置的一个例子的框图。各模块可以由硬件构成，也可以采用各模块的功能的一部分或者全部利用软件实现的结构。
影像编码装置1为进行输入图像的编码处理并输出编码影像数据的影像编码装置。影像编码装置1例如用于播送用影像分发***、播送用中继***、便携终端、监视摄像***、车载摄像***等。
输入部10为将图像数据输入影像编码装置的模块。作为输入到输入部的图像数据的一个例子，有外部摄像机所拍摄的图像数据或外部记录介质所记录的图像数据等。
输入图像分析部11以输入部10读入的图像数据为输入，对每个特征量提取区域提取一种或多种图像数据的特征量。作为特征量提取区域的一个例子，为一个像素或者X像素×Y像素(X、Y都是正数) 构成的矩形像素区域。作为矩形像素区域的一个例子，有作为影像编码的单位的16像素×16像素构成的宏块(macro block)。
作为图像数据的特征量的一个例子，有亮度值、色差值、亮度或色差的方差、亮度或色差的平均值、亮度或色差的相关值等。作为平均值的一个例子，有宏块的亮度值的平均值等。
位深度判定部12以上述图像数据的特征量、特征量阈值100和范围阈值101为输入，确定位深度并输出。位深度判定部12提取图像数据的特征量为特征量阈值100以上的特征量提取区域，在提取出的特征量提取区域的连续的区域为范围阈值101以上的情况下，输出比除此之外的情况更高的位深度。特征量阈值100、范围阈值101例如由图 10的CPU4提供。此外，位深度判定部12也被称为位深度输出部。
作为范围阈值101的单位的一个例子为像素。例如，令范围阈值101为4096像素，在提取出的特征量提取区域的连续区域为4096像素以上的情况下，输出比不到4096像素时更高的位深度。
作为范围阈值101的单位的另一例子为特征量提取区域。例如，考虑特征量提取区域为16像素×16像素构成的宏块的情况。若令范围阈值101为16宏块，则在提取出的特征量提取区域的连续区域为16 宏块以上的情况下，输出比不到16宏块时更高的位深度。
作为位深度的一个例子，例如有8比特、10比特、12比特，例如在位深度判定部12中，在特征量提取区域的连续区域为范围阈值101 以上的情况下输出12比特，除此之外的情况下输出8比特。
图4是表示以范围阈值101的单位作为特征量提取区域的一个例子的图。在本实施例中，作为特征量阈值100有下限值B0，作为范围阈值101有上限值A1。帧40表示作为编码对象的图像帧区域。帧40 内涂黑的部分的特征量提取区域为图像数据的特征量不到下限值B0 的特征量提取区域。
图像区域41和42为6×6的特征量提取区域构成的帧40内的一部分图像区域的放大图。各特征量提取区域由16像素×16像素的宏块构成。涂黑表示的图像区域43和44为图像数据的特征量不到下限值 B0的特征量提取区域。图像区域41中被连续提取的特征量提取区域为5个区域。图像区域42中被连续提取的特征量提取区域为23个区域。
在令范围阈值101的上限值A1为4的情况下，由于帧40内被连续提取的特征量提取区域数目5个区域和23个区域都为上限值A1以上，因此作为帧40的位深度，输出比仅由被连续提取的特征量提取区域数目不到上限值A1的图像区域构成的帧的位深度更高的位深度。
此外，在令范围阈值101的上限值A1为10的情况下，由于帧40 内被连续提取的特征量提取区域数目5个区域和23个区域中的一个为上限值A1以上，因此作为帧40的位深度，输出比仅由被连续提取的特征量提取区域数目不到上限值A1的图像区域构成的帧的位深度更高的位深度。
此外，在令范围阈值101的上限值A1为100的情况下，由于帧 40内被连续提取的特征量提取区域数目不到上限值A1，因此作为帧 40的位深度，输出比包含被连续提取的特征量提取区域数目为上限值 A1以上的图像区域的帧的位深度更低的位深度。
图2是由车载摄像机拍摄的图像的一个例子。图2中，作为特征量阈值100设置下限值B0，作为范围阈值101设置上限值A1，图像数据的特征量不到下限值B0的特征量提取区域涂黑表示。帧20内的区域22表示图像数据的特征量不到下限值B0的特征量提取区域。此外，除此之外的21表示图像数据的特征量在下限值B0以上的特征量提取区域。
例如，考虑装载有车载摄像***的车接近隧道行驶的情况。区域 22为隧道部分时，随着车接近隧道，区域22的范围变大。令范围阈值 101的上限值A1为N的情况下，在区域22达到N之前，位深度判定部12输出比区域22为N1以上时更低的位深度。
当车辆接近隧道、区域22到达N以上时，位深度判定部12切换输出的位深度，输出比区域22不到N时更高的位深度。在本例中，通过在车辆离开隧道的情况下输出比接近隧道至规定距离并进去隧道内部时更低的位深度，在产生仔细看清隧道内部的需要的时候切换到比之前更高的位深度，能够平均编码处理的负载并削减编码处理的负载。
图3是车载摄像机所拍摄的图像的一个例子。图3中，作为特征量阈值设置上限值A0和下限值B0，作为范围阈值101设置上限值A1，图像数据的特征量不到下限值B0的特征量提取区域涂黑表示，特征量为上限值A0以上的特征量提取区域用斜线表示。帧30内的区域32表示图像数据的特征量不到上述下限值B0的特征量提取区域。区域31 表示图像数据的特征量为上述上限值A0以上的区域。区域33表示图像数据的特征量为上述下限值B0以上且不到上述上限值A0的区域。
在帧30连续地提取的特征量提取区域数目为范围阈值101以上的情况下，输出高的位深度。作为特征量提取区域以宏块为例，作为特征量以每个宏块的平均亮度值为例的情况下，区域31为高亮度区域，区域32为低亮度区域。通过采用本实施例，对于存在规定区域之上的高亮度区域或者低亮度区域的帧，能够进行比除此之外的帧更高位深度的编码处理。由此，能够抑制高亮度区域的高光溢出，提高低亮度区域的暗部视认性。
图5是按时间顺序排列图像帧的例子。在图5中，作为特征量阈值100设置下限值B0，作为范围阈值101设置上限值A1。
帧50、51、52、53、54、55表示按时间顺序排列的图像帧。各帧中的涂黑部分表示图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
帧50和51中存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
另一方面，帧52、53、54、55中，不存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
在此，若令位深度A比位深度B低，则在存在图像数据的特征量不到下限值A0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1 以上的区域的情况下，输出位深度B，除此之外的情况下输出位深度A。
在图5的例子中，对帧50、51输出位深度B，对帧52、53、54、 55输出位深度A。由此，与对所有帧都输出高的位深度的场合相比，能够削减编码处理负载和消耗电力。
图6表示按时间顺序排列图像帧的另一个例子。在图6中，作为特征量阈值100设置下限值B0，作为范围阈值101设置上限值A1和死区信息C1。
死区信息为如下用途的信息，即在符合位深度变化的条件的情况下，指定的帧数不改变位深度，维持原来的位深度。死区信息C1的单位为帧数，图6中死区信息C1的值为2。
帧60、61、62、63、64、65表示按时间顺序排列的图像帧。各帧中的涂黑部分表示图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
帧60和61中存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
另一方面，帧62、63、64、65中，不存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
在此，与图5同样地，若令位深度A比位深度B低，则对存在图像数据的特征量不到下限值A0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域的帧60、61，输出位深度B。
对于不存在图像数据的特征量不到下限值A0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域的帧62、63、64、65，对死区信息C1表示的帧数，即两帧，即帧62、63，维持之前的位深度的位深度B。对死区信息C1表示的帧数即两帧之后的帧，即帧64、65输出位深度A。
通过图6所示的处理，能够避免频繁的位深度的切换和错误的位深度切换。
图7表示按时间顺序排列图像帧的另一个例子。在图7中，作为特征量阈值100具有下限值B0，作为范围阈值101具有上限值A1和死区信息D1。死区信息D1的单位为帧数。图7中死区信息D1的值为2。
帧70、71、72、73、74、75表示按时间顺序排列的图像帧。各帧中的涂黑部分表示图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
帧70和71中不存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
另一方面，帧72、73、74、75中，存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
在此，与图5同样地，若令位深度A比位深度B低，则对不存在图像数据的特征量不到下限值A0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域的帧70、71，输出位深度A。对于存在图像数据的特征量不到下限值A0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域的帧72、73、74、75，对死区信息 D1表示的帧数，即两帧，即帧72、73，维持之前的位深度的位深度A。对死区信息D1表示的帧数即两帧之后的帧，即帧74、75输出高的位深度A。
通过图7所示的处理，能够避免频繁的位深度的切换和错误的位深度切换。
图8表示按时间顺序排列图像帧的另一个例子。在图8中，作为特征量阈值100具有下限值B0，作为范围阈值101具有上限值A1和高位深度***间隔信息E1。
高位深度***间隔信息为表示***高的位深度B的帧间隔的信息。高位深度***间隔信息E1的单位为帧数。图8中高位深度***间隔信息E1的值为2。
帧80、81、82、83、84、85表示按时间顺序排列的图像帧。各帧中的涂黑部分表示图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
帧80和81中不存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
另一方面，帧82、83、84、85中，存在图像数据的特征量不到下限值B0的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域。
在图8中，与图像数据的特征量无关地，每隔高位深度***间隔 E1表示的帧间隔输出高位深度B，对除此之外的帧则输出低位深度。
通过图8所示的处理，能够避免频繁的位深度的切换和错误的位深度切换。
在上述实施例中，根据是否存在图像数据的特征量不到下限值B0 的区域且连续提取的特征量提取区域数目为上限值A1以上的区域来进行位深度的切换，但也可基于图像数据的特征量，根据其它方法来控制位深度的切换。例如，在特征量不到规定的下限值的区域的面积或比例(例如在一帧中所占的比例)在规定的阈值以上时，输出比不到规定值时更高的位深度。
图9是表示本实施例的影像编码装置的另一个例子的框图。各模块可以由硬件构成，也可以采用各模块的功能的一部分或者全部利用软件实现的结构。
图9的影像编码装置是对图1所示的影像编码装置进一步地将外部环境信息900输入位深度判定部90的结构。外部环境信息900与特征量阈值100或范围阈值101同样地例如由图10的CPU 4提供。此外，位深度判定部90也称为位深度输出部。
如果作为外部环境信息900以本影像编码装置连接的电池的剩余电量为例，作为特征量阈值100以电量阈值为例，则在本影像编码装置连接的电池的剩余电量不到上述电量阈值的情况下，输出比除此之外的情况更低的位深度。由此，在本影像编码装置连接的电池的剩余电量少的情况下，能够实现影像编码装置的省电化。
通过以上的实施例，能够根据图像特征或剩余电量改变位深度，能够削减消耗电力。
附图标记的说明
1……影像编码装置
10……输入部
11……输入图像分析部
12……位深度判定部
13……影像编码部
100……特征量阈值
101……范围阈值

Claims (24)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：
将读入的图像数字化并作为图像信息输出的摄像部；
分析从所述摄像部输出的所述图像信息的帧中的特征的分析部；
确定对于影像编码的位深度并将其输出的位深度输出部；和
利用从所述位深度输出部输出的所述位深度进行从所述摄像部输出的所述图像信息的编码处理的编码部，其中，
所述位深度输出部根据所述分析部对于所述帧中的第一帧的分析所得到的特征量处于规定阈值以上的区域在所述第一帧中所占比例，确定位深度并将其输出。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：
所述编码部对于所述第一帧进行编码处理，在该编码处理中，使用根据所述第一帧中所占比例所确定并输出的位深度。
3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述位深度输出部，当所述分析部对于所述第一帧的分析所得到的特征量处于规定阈值以上的区域在规定的面积以上时，输出第一位深度，当不足所述规定的面积时，输出与所述第一位深度不同的第二位深度。
4.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于：
所述第一位深度比所述第二位深度高。
5.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述位深度输出部，在切换基于所述分析部的分析结果输出的位深度时，从变化开始经过规定的时间之前，不进行位深度的切换。
6.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述位深度输出部，在切换基于所述分析部的分析结果输出的位深度时，在经过规定的帧数之前，不进行位深度的切换。
7.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述位深度输出部，在切换基于所述分析部的分析结果输出的位深度时，按每个规定的帧数进行位深度的切换。
8.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
还包括将从所述编码部输出的编码数据输出到网络的接口部。
9.如权利要求8所述的摄像装置，其特征在于：
能够通过所述接口部来接受开始摄影和停止摄影的指示。
10.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述摄像装置能够连接电池，
在所述电池的剩余电量不足电量阈值时，所述摄像装置输出比除此之外的情况更低的位深度。
11.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述图像信息为动画。
12.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于：
所述特征量为与亮度相关的值。
13.一种在摄像装置中执行的摄像方法，其特征在于，包括：
将读入的图像数字化并作为图像信息输出的摄像步骤；
分析所输出的所述图像信息的帧中的特征的分析步骤；
确定对于影像编码的位深度并将其输出的位深度输出步骤；和
利用所输出的所述位深度进行所输出的所述图像信息的编码处理的编码步骤，其中，
所述位深度输出步骤根据在所述分析步骤对于所述帧中的第一帧的分析所得到的特征量处于规定阈值以上的区域在所述第一帧中所占比例，确定位深度并将其输出。
14.如权利要求13所述的摄像方法，其特征在于：
所述编码步骤对于所述第一帧进行编码处理，在所述编码处理中，使用根据所述第一帧中所占比例所确定并输出的位深度。
15.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述位深度输出步骤，当在所述分析步骤对于所述第一帧的分析所得到的特征量处于规定阈值以上的区域在规定的面积以上时，输出第一位深度，当不足所述规定的面积时，输出与所述第一位深度不同的第二位深度。
16.如权利要求15所述的摄像方法，其特征在于：
所述第一位深度比所述第二位深度高。
17.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述位深度输出步骤，在切换基于所述分析步骤的分析结果输出的位深度时，从变化开始经过规定的时间之前，不进行位深度的切换。
18.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述位深度输出步骤，在切换基于所述分析步骤的分析结果输出的位深度时，在经过规定的帧数之前，不进行位深度的切换。
19.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述位深度输出步骤，在切换基于所述分析步骤的分析结果输出的位深度时，按每个规定的帧数进行位深度的切换。
20.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
在所述编码步骤输出的编码数据被输出到网络。
21.如权利要求20所述的摄像方法，其特征在于：
能够通过所述摄像装置中设置的接口来接受所述摄像装置的开始摄影和停止摄影的指示。
22.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
在驱动所述摄像装置的电池的剩余电量不足电量阈值时，所述摄像方法输出比除此之外的情况更低的位深度。
23.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述图像信息为动画。
24.如权利要求13或14所述的摄像方法，其特征在于：
所述特征量为与亮度相关的值。
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