JP2005278073A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下左右反転処理した映像信号に対しても、簡単な構成により、画質の劣化を抑えて、フレーム間予測符号化による高圧縮率の画像圧縮を可能とする。
【解決手段】撮像部１は縦振れ動作をしながら撮影し、真下を撮影する毎に正常な映像のフレームから上下左右反転した映像のフレームへ、また、その逆に切り換わる。この映像信号は、所定の処理後、選択手段７の端子Ｂに供給され、また、上下左右反転手段６を介して選択手段７の端子Ａに供給される。選択手段７は、撮像部１が真下を撮影する毎に、端子Ａ，Ｂ間の切換えを行ない、正常な映像のフレームのみからなる映像信号を出力する。この映像信号での選択手段７の切換え直後のフレームがフレーム内符号化手段８で符号化され、選択手段１１でＩピクチャとして選択される。また、他のフレームは、フレーム間予測符号化手段１０において、フレームメモリ９で遅延された１つ前のフレームとの相関がとられて符号化され、選択手段１１でＰピクチャとして選択される。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像の上下左右反転機能を備えた撮像装置に係り、特に、監視カメラのような撮影方向（向き）を変化させて広範囲の撮影行なうことができるようにした撮像装置に関する。

監視用カメラの一形態として、撮影方向を縦方向に変化させて広い範囲を撮影することができるようにしたカメラ（撮像装置）が知られており、その撮影方向を前方から次第に下向きにしていき、真下を通って反対側に上向きにし、真後ろの方向となると、そこから下向きにしていくようにするものであり、この動作（以下、これを縦振りという）を繰り返しながら撮影を行なうものである。

ところで、このような縦振りに撮影方向（以下、カメラの向きともいう）を変えながら撮影を行なう場合、いま、図Ｘ１に示すように、カメラの向きが真下の場合を撮影角度が０度であるとし、この０度の撮影角度を境にして、一方側の撮影角度の範囲でのカメラの撮影方向を＋方向、他方の範囲でのカメラの撮影方向を−方向とすると、撮影方向が真下の撮影角度０度の方向を横切る毎に撮像装置から得られる映像が左右上下反転することになる。例えば、撮影方向が＋方向にあるときに正立した映像が得られる正常な撮影ができるように、撮像装置がセッティングされているとすると、撮影角度が０度を過ぎて撮影方向が−方向となると、得られる映像は左右上下が反転したものとなる。

これを防止するために、撮影方向が−方向となると、撮像素子からの映像信号を信号処理することにより、映像を上下左右反転させ、−方向でも、正常に映像が得られるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）
一方、撮像して得られた映像信号をデジタル信号に変換して記録媒体に記録するようにした撮像装置が知られているが、このような撮像装置では、かかる映像信号を記録媒体に記録するときには、一般に画像圧縮技術を用いて情報量を少なくしている。

画像圧縮技術としては、Ｈ．２６１規格やＭＰＥＧ規格などのように、フレーム内符号化だけではなく、フレーム間の相関を利用したフレーム間予測符号化を行なうことにより、圧縮率を高めているものがある。このような画像圧縮技術では、一般に、フレーム内符号化とフレーム間予測符号化とをある一定数組み合わせて１つの単位とし、これをＧＯＰ(Group of Picture)と呼んでいる。

しかしながら、例えば、テレビ放送のコマーシャルの前後やカメラで大きくパンニングしたときなどのシーンチェンジのように、フレーム間の相関が全くない場合、フレーム間予測符号化を行なうと、画質が著しく劣化してしまう。

このような問題を解消する方法として、シーンチェンジを検出する手段を設け、シーンチェンジが検出されたときには、ＧＯＰの途中であっても、フレーム間予測符号化を行なわないようにして、画質劣化を防ぐようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−２０５２７２号公報（第２頁〜第３頁，図１） 特開２００１−７８１９６（第３頁〜第４頁，図１）

近年、監視カメラの場合も、撮影した映像信号を画像圧縮処理して記録したり、ネットワークに送信したりするものが一般的になってきている。上記のような縦振りの撮影を行ないながら映像を記録する監視用などの撮像装置においても、フレーム間予測符号化も含む画像圧縮技術を適用して映像信号の記録を行なうことが考えられるが、このような場合には、撮影方向が０度の撮影角度を横切る毎に得られる映像が上下左右反転するものであるから、この上下左右反転の前後では、フレーム間の相関がなく、画質が著しく劣化してしまう。

そこで、これを防止するために、映像の上下左右反転をシーンチェンジとして検出し、このシーンチェンジが検出されると、フレーム間予測符号化を行なわないようにする方法も考えられるが、シーンチェンジ機能は回路規模の増大を招くことなるし、また、監視用カメラでは、リアルタイム性が重視されるが、シーンチェンジ機能を実行するに要する処理時間によって時間遅延が生ずるなどの弊害が生ずることになる。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、フレーム間予測符号化を用いた高い圧縮率の画像圧縮処理を行なうに際し、映像を上下左右反転処理しても、簡単な構成で画質劣化を防ぐことができるようにした撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像部と、撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する上下左右反転手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号と上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、第１の選択手段の出力映像信号を１フレーム遅延するメモリと、このメモリからの遅延映像信号を用いて、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、フレーム内符号化手段の出力信号とフレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第２の選択手段とを有するものである。

そして、第１の選択手段でのカメラ信号処理手段の出力映像信号と上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え直後の最初の１フレーム期間、第２の手段がフレーム内符号化手段の出力信号を選択するものである。

また、本発明は、撮像部と、撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する第１の上下左右反転手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号と該第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、第１の選択手段の出力映像信号を１フレーム遅延するメモリと、メモリから出力される第１の遅延映像信号に対して、上下左右反転された第２の遅延映像信号を生成する第２の上下左右反転手段と、第１，第２の遅延映像信号を選択する第２の選択手段と、第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、フレーム内符号化手段の出力信号とフレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段とを有するものである。

そして、第２の選択手段は、第１の選択手段でのカメラ信号処理手段の出力映像信号と上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え直後の最初のフレーム期間、第２の上下左右反転手段から出力される遅延映像信号の１フレームを選択するものである。

さらに、本発明は、撮像部と、撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する第１の上下左右反転手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号と第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号と第１の上下左右反転手段の出力映像信号とのいずれか一方を１フレーム遅延するメモリと、メモリから出力される第１の遅延映像信号に対して、上下左右反転された第２の遅延映像信号を生成する第２の上下左右反転手段と、第１，第２の遅延映像信号を選択する第２の選択手段と、第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、フレーム内符号化手段の出力信号と該フレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段とを有するものである。

そして、第２の選択手段は、第１の選択手段でのカメラ信号処理手段の出力映像信号と上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え毎に、メモリから出力された遅延映像信号と第２の上下左右反転手段から出力される遅延映像信号との一方から他方への選択切り換えを行なうものである。

また、第３の選択手段は、予め決められた所定のフレーム数毎に、１フレーム期間、第２の上下左右反転手段から出力される遅延映像信号を選択するものである。

さらに、本発明は、撮像部と、撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する上下左右反転手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号と第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、カメラ信号処理手段の出力映像信号を１フレーム遅延する第１のメモリと、上下左右反転手段の出力映像信号を１フレーム遅延する第２のメモリと、第１のメモリから出力される第１の遅延映像信号と第２のメモリからの第２の遅延映像信号とを選択する第２の選択手段と、第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、フレーム内符号化手段の出力信号とフレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段とを有するものである。

そして、第２の手段は、第１の選択手段の切り換えとともに、第１，第２の遅延映像信号の選択切り換えを行なうものである。

本発明は、さらに、撮像部の撮影方向を真下方向を含む縦方向の所定の範囲内で変化させる撮像部駆動手段を備え、第１の選択手段は、撮像部の撮影方向が真下方向となる毎に、カメラ信号処理手段の出力映像信号と上下左右反転手段の出力映像信号とを交互に選択切り換えるものである。

本発明によれば、フレーム間予測符号化を用いた高画像圧縮方式を適用するに際し、撮像部から得られた映像信号を上下左右反転処理する場合でも、簡単な構成で、かつ画質劣化を防いだ画像圧縮を行なうことができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態を示す撮像装置のブロック図であって、１は撮像部、２はカメラレンズ、３は撮像素子、４はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、５はカメラ信号処理手段、６は上下左右反転手段、７は選択手段、８はフレーム内符号化手段、９はフレームメモリ、１０はフレーム間予測符号化手段、１１は選択手段、１２は出力端子、１３はモータ、１４は撮像制御手段である。

同図において、撮影制御手段１４で制御されるモータ１３の駆動により、カメラレンズ２を備えた撮像素子３などからなる撮像部１は、図Ｘ１で説明した縦振れ動作しながら、撮影を行ない、広い範囲を撮影する。撮影制御手段１４は、モータ１３の回転角や撮像部１の撮影角度などを図示しない手段によって検出することにより、撮像部１の撮影角度を管理し、また、撮像素子３の走査を制御し、各フレームのタイミングを管理している。

撮像素子３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４でデジタル信号に変換された後、カメラ信号処理手段５に供給されて、例えば、輝度信号と色差信号などが生成されて映像信号が得られる。カメラ信号処理手段５から出力される映像信号は上下左右反転手段６と選択手段７の端子Ｂとに供給される。上下左右反転手段６では、メモリなどを用いて、空間的に映像を上下左右反転する信号処理（以下、上下左右反転処理という）が行なれ、その出力映像信号は選択手段７の端子Ａに供給される。

なお、カメラ信号処理手段５には、図示しないフレームメモリが設けられており、生成された映像信号が一旦このフレームメモリに書き込まれ、このフレームメモリからその書き込み順に読み出すことにより、１フレーム時間遅延された映像信号が選択手段７の端子Ｂに供給される。また、上下左右反転手段６は、このフレームメモリに１フレーム分の映像信号が書き込まれると、書き込みとは逆の順に映像信号を読み出す。これにより、映像が上下左右反転された映像信号が１フレーム時間遅延されて得られることになり、この映像信号が選択手段７の端子Ａに供給される。これにより、選択手段７の端子Ａ，Ｂには、映像が互いに上下左右反転した関係にある同じフレームが位相同期して供給されることになる。

選択手段７は、撮影制御手段１４によって切換制御され、縦振れ動作している撮像部１の撮影角度が０度になる毎に、端子Ａ，Ｂを交互に選択する。従って、例えば、選択手段７が端子Ｂ側に閉じていてカメラ信号処理手段５の出力映像信号を選択している状態で、撮像部１の撮影方向が真下となって撮影角度が０度となると、その直後のフレームから端子Ａ側に閉じ、上下左右反転手段６の出力映像信号を選択する。選択手段７が端子Ａ側に閉じていてカメラ信号処理手段５の出力映像信号を選択している状態にある場合には、逆にその直後のフレームから端子Ｂ側に閉じ、カメラ信号処理手段５の出力映像信号を選択する。

図２は撮像部１の撮影方向が＋方向から−方向に切り換わるときのこの第１の実施形態の動作を示すタイミングチャートであって、＋ｆ１，＋ｆ２，＋ｆ３，……を映像が正常のフレーム（実線の枠で示す）、−ｆ１，−ｆ２，−ｆ３，……を映像が上下左右反転した同じフレーム（破線の枠で示す）としている。フレームで映像が正常か、上下左右反転しているかを示すとき、このように符号±を付けることにする。

いま、図２（ｃ）に示すように、選択手段７が端子Ｂを選択している状態でカメラ信号処理手段５から出力されるフレームｆ１の期間中に撮像部１の撮影角度が０度となるとすると、カメラ信号処理手段５から選択手段７の端子Ｂに供給される順次のフレームは、図２（ａ）に示すように、＋ｆ１，−ｆ２，−ｆ３，−ｆ４，−ｆ５，……であり、これと同時に、上下左右反転手段６から選択手段７の端子Ａに供給される順次のフレームは、図２（ｂ）に示すように、−ｆ１，＋ｆ２，＋ｆ３，＋ｆ４，＋ｆ５，……である。そして、フレームｆ１の期間が経過した時刻ｔ₁で、図２（ｃ）に示すように、撮影制御手段１４の制御により、選択手段７は端子Ｂから端子Ａに切り換わる。これにより、選択手段７からは、図２（ｄ）に示すように、＋ｆ１に続いて、＋ｆ２，＋ｆ３，＋ｆ４，＋ｆ５，……が順に得られることになり、撮像部１の撮像方向が＋方向から−方向に変わっても、映像が正常な一連のフレームからなる映像信号が得られることになる。このことは、撮像部１の撮像方向が−方向から＋方向に変わる場合も、選択手段７が端子Ａから端子Ｂに切り換わることにより、同様の映像信号が得られる。

このようにして、選択手段７からの映像が正常な一連のフレームからなる映像信号（図２（ｄ））は、フレーム内符号化手段８及びフレーム間予測符号化手段１０に供給され、また、フレームメモリ９で１フレーム時間遅延されてフレーム間予測符号化手段１０に供給される。図２（ｅ）はこのフレームメモリ９で１フレーム時間遅延された映像信号を示す。

フレーム間予測符号化手段１０では、選択手段７からの映像信号が、フレーム毎に、フレムメモリ９からの１フレーム期間遅延された映像信号を用いてフレーム間予測符号化される。このフレーム間予測符号化は、１つ前のフレームとの相関を利用するものであって、この１つ前のフレームをフレームメモリ９によって得るものである。このフレーム間予測符号化手段１０でフレーム間予測符号化された映像信号は、選択手段１１の端子Ｃに供給される。

ところで、図２（ｄ），（ｅ）において、選択手段７からのフレームｆ２はその１つ前のフレームメモリ９からのフレームｆ１を用いてフレーム間予測符号化され、選択手段７からのフレームｆ３はその１つ前のフレームメモリ９からのフレームｆ２を用いてフレーム間予測符号化され、選択手段７からのフレームｆ４はその１つ前のフレームメモリ９からのフレームｆ３を用いてフレーム間予測符号化され、……るのであるが、選択手段７の端子Ｂから端子Ａへの切換え直後の選択手段７から供給されるフレームｆ２については、フレームメモリ９から供給される１つ前のフレームｆ１との間に相関がない。

即ち、選択手段７の端子Ａに供給される図２（ｂ）に示す映像信号も、選択手段７の端子Ｂに供給される図２（ａ）に示す映像信号も、撮像部１が同じ走査方法でもって撮影したことによって得られたものであるから、前後するフレーム間で相関がある。従って、選択手段７の端子Ｂに供給される図２（ａ）に示す映像信号を例にすると、撮像部１の撮影角度が０度となっても、これによって映像が上下左右反転するようになるものの、フレーム（＋ｆ１）と次のフレーム（−ｆ２）とは相関がある。しかし、撮像部１の撮影角度が０度になるとともに、選択手段７で端子Ａ，Ｂが切り換わると、図２（ｄ）に示すように、フレーム（＋ｆ１）に続くフレーム（−ｆ２）が上下左右反転処理されたフレーム（＋ｆ２）となり、相関がなくなってしまうのである。

このことからして、フレーム間予測符号化手段１０では、選択手段７の端子Ｂから端子Ａへの切換え直後に供給されるフレーム（＋ｆ２）に対しては、相関を利用できないため、高圧縮率のフレーム間予測符号化を行なうことができないことになる。このフレーム（＋ｆ２）に続くフレーム（＋ｆ３），（＋ｆ４），……については、フレームメモリ９から相関がある１つ前のフレーム（＋ｆ２），（＋ｆ３），……が得られるので、高圧縮率のフレーム間予測符号化が行なわれることになる。

一方、フレーム内符号化手段８では、選択手段７から供給された順次のフレーム（図２（ｄ））がフレーム内符号化処理されて選択手段１１の端子Ｄに供給される。

選択手段１１は、図２（ｆ）に示すように、選択手段７で端子Ａ，Ｂ間の切り換わりがあると、１フレーム期間端子Ｄ側に切り換わり、図２（ｇ）に示すように、フレーム内符号化手段８でフレーム内符号化された選択手段７での端子Ａ，Ｂ間の切り換わり直後のフレーム（＋ｆ２）を選択し、ＧＯＰでのＩピクチャとして、出力端子１２から、例えば、図示しない記録装置に供給する。このＩピクチャの選択が終わると、図２（ｆ）に示すように、選択手段１１はＣ端子側に切り換わり、図２（ｈ）に示すように、フレーム間予測符号化手段１０からのフレーム間予測符号化されたフレーム（＋ｆ３），（＋ｆ４），……を選択し、ＧＯＰのＰピクチャとして出力端子１２から、例えば、図示しない記録装置に供給する。従って、出力端子１２には、図２（ｉ）に示すように、撮像部１の撮影角度が０度となって選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換えが行なわれると、この直後のフレームをＩピクチャとする新たなＧＯＰが得られることになる。

このようにして、制御手段１１は、選択手段７での端子Ａ，Ｂ間の切換え直後のフレーム間予測符号化手段１０で高圧縮率のフレーム間予測符号化ができないフレーム期間では、フレーム内符号化手段８でフレーム内符号化されたフレーム（＋ｆ２）をＩピクチャとして選択するものであり、出力端子１２に得られるＰピクチャはフレーム間予測符号化手段１０で高圧縮率にフレーム間予測符号化されたフレームのみとなる。

なお、ＧＯＰは、上記のように、先頭の符号化されたフレームであるＩピクチャとこれに続くｎ個（但し、ｎは１以上の整数）の符号化されたＰピクチャとからなるものであって、撮像部１の撮像方向が＋方向もしくは−方向（図Ｘ１）にある期間が１ＧＯＰの期間よりも長いときには、選択手段７が端子ＡまたはＢの選択状態を保持したまま、（１＋ｎ）フレーム毎にその先頭のフレームをフレーム内符号化手段８でフレーム内符号化してＩピクチャとし、これに続くｎ個のフレームをフレーム間予測符号化手段１０でフレーム間予測符号化してＰピクチャとし、選択手段１１でこれらを合成してＧＯＰを形成していく。

図３はこの第１の実施形態の全体的な動作を示す図である。

ここでは、図３（ａ）に示すように、撮像部１が真下を向いた撮影角度０度の状態から縦振り動作を開始するものとしている（時刻ｔ₀）。この縦振り動作は、まず、撮影角度が０度の状態から撮像部１が、＋方向に撮影角度が増加するように、撮影方向を順次上向きにしていき、撮影角度が＋９０度（＋方向の水平の向き）になると（時刻ｔ₁）、撮影方向の変化方向を逆にして順次下向きにしていく。そして、撮影角度が０度となると（時刻ｔ₂）、−方向に撮影角度が増加するように、撮影方向を順次上向きにしていき、撮影角度が−９０度（−方向の水平の向き）になると（時刻ｔ₃）、撮影方向の変化方向を逆にして順次下向きにしていく。そして、撮影角度が０度となると（時刻ｔ₄）、再び上記の時刻ｔ₀からの動作を繰り返する。このようにして、振り子のような動作を行なわせるものとする。

かかる動作によると、撮像部１の撮影方向が＋方向である時刻ｔ₀〜ｔ₂では、図３（ｂ）に示すように、撮像素子３は映像が正常な通常の撮影を行なうから、選択手段７は端子Ｂ側に供給されるカメラ信号処理手段５からの映像信号を選択し、次の撮像部１の撮影方向が−方向である時刻ｔ₂〜ｔ₄では、撮像素子３は映像が上下左右反転する撮影を行なうから、選択手段７は端子Ａ側に供給される上下左右反転手段６からの映像信号を選択する。

ここで、例えば、図３（ｃ）に示すように、撮像部１の撮影方向が同じ方向（＋方向，−方向のいずれか）にある期間が６フレーム時間長とし、１ＧＯＰが４フレーム（即ち、ピクチャがＩＰＰＰ）からなるものとすると、４フレームが経過すると、Ｉピクチャから始まる次のＧＯＰに移ることになるが（この場合には、上記のように、選択手段７で端子Ａ，Ｂ間の切換えはない）、また、ＧＯＰの処理途中で撮像部１の撮影角度が０度となると（図３（ｃ）では、ＧＯＰのＩピクチャの次のＰピクチャの処理が終ったところで、撮影角度が０度となっている）、この場合にも、このＧＯＰの処理を強制的に終了し、このＧＯＰでの処理終了直前のフレームとの相関を全く無視して、選択手段１１によってフレーム内符号化手段８からフレーム内符号化されたフレームをＩピクチャとして選択し、このＩピクチャから新たなＧＯＰが始まるようにする。

このようにして、撮影方向が真下となる撮影角度が０度となる毎に、即ち、選択手段７でカメラ信号処理手段５の出力映像信号と上下左右反転手段６の出力映像信号との間の選択切換えが行なわれる毎に、選択手段１１がフレーム内符号化手段８でフレーム内符号化されたフレームを選択するようにすることにより、撮影方向が＋方向から−方向へ、また、その逆へ切り替わったことによって前後するフレーム間で相関がない状態が生じても、かかる状態を映像信号から検出することなく、それによる画質の劣化を防いで映像の符号化が可能となる。この符号化処理にしても、従来の画像圧縮のための符号化手段を用いて、リアルタイムでフレーム間予測符号化といった高い圧縮率の符号化処理が可能である。

図４は本発明による撮像装置の第２の実施形態の動作を示すタイミングチャートである。

この第２の実施形態も、図１に示す構成をなしているが、撮像部１の撮影方向が真下に対して同じ向き（＋方向または−方向）にある期間をＧＯＰを形成するフレーム数の期間の整数倍とするものである。図４に示す動作では、１ＧＯＰを１個のＩピクチャとこれに続く５個のＰピクチャからなるものとし、撮影角度が０゜→＋９０゜→０゜にある＋方向の期間も、また、０゜→−９０゜→０゜にある−方向にある期間も、１ＧＯＰのフレーム数の期間に等しいものとしている。

図４に示す動作によると、第１の実施形態と同様、撮像部１の撮影角度が０度となると、選択手段７で切換えが行なわれ、選択部１１によってフレーム内符号化手段８でフレーム内符号化された１フレームの映像信号がＩピクチャとして選択されるが、出力端子１２に得られる符号化された映像信号のＧＯＰは常に規定のフレーム数（＝６）からなるものである。

勿論、撮像部１の撮影方向が真下に対して同じ向き（＋方向または−方向）にある期間をＧＯＰを形成するフレーム数の期間の２以上の整数倍とするときには、撮像部１の撮影角度が０度となると、選択手段７で切換えが行なわれ、フレームメモリ９の更新が行なわれて、選択部１１の動作により、フレーム内符号化手段８でフレーム内符号化された映像信号をＩピクチャとするＧＯＰが出力端子１２に得られるが、撮影角度が次に０度になるまでの各ＧＯＰの開始フレームでは、選択手段７の切換えが行なわれずにフレームメモリ９の更新が行なわれ、選択部１１の動作により、フレーム内符号化手段８でフレーム内符号化された映像信号がＩピクチャとして得られる。

以上のような動作をなす第２の実施形態も、第１の実施例と同様の効果が得られる。

図５は本発明による撮像装置の第３の実施形態を示すブロック図であって、１５は上下左右反転手段、１６は選択手段であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

上記第１の実施形態では、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間で切り換わりがあった直後１つ前のフレームとの間で相関をとることができなかったフレーム（＋ｆ２）をＧＯＰのＩピクチャとするものであったが、この第３の実施形態は、かかるフレーム（＋ｆ２）の１つ前のフレームｆ１を、このフレーム（＋ｆ２）と相関を持たせるようにしたものである。これにより、この第２の実施形態では、撮像部１の撮影角度が０度となるタイミングに関係なく、Ｉピクチャのタイミングを任意にすることができるようにしたものである。

このために、図５において、図１に示す構成に上下左右反転手段１５と選択手段１６とを設けたものである。フレームメモリ９では、図１に示す第１の実施形態と同様、選択手段７の出力映像信号が順次書き込まれ、その書き込み順に順次読み出されて１フレーム時間遅延された映像信号が得られるものであり、この映像信号が選択手段１６の端子Ｅに供給されるが、また、フレームメモリ９に１フレームが書き込まれる毎に、上下左右反転手段１５により、この書き込み順とは逆の順に読み出しが行なわれ、映像が上下左右反転された１フレーム時間遅延の映像信号が得られ、この映像信号が選択手段１６の端子Ｆに供給される。

選択手段１６は、選択手段７が端子Ａ，Ｂ間の切換えを行なった直後の１フレーム期間端子Ｅ側を選択し、そり以外の期間端子Ｆ側を選択する。

以上構成以外の構成，動作は図１に示す第１の実施形態と同様であり、以下、図６に示すタイミングチャートを用いてこの第３の実施形態を説明する。

カメラ信号処理手段５や上下左右反転手段６，選択手段７の動作は図１に示す第１の実施形態と同様であり、従って、図６（ａ）〜（ｄ）も図２（ａ）〜（ｄ）と同様である。但し、撮像部１の撮影角度が０度となることによる選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切り換わりタイミングｔ₁は、選択手段７の端子Ｂに供給される映像信号（図６（ａ））のフレームｆ３，ｆ４間としている。従って、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切り換わり直後のフレームはフレームｆ４である。

選択手段７の出力映像信号は、フレームメモリ９で１フレーム時間遅延されて選択手段１６の端子Ｅに供給されるとともに、このフレームメモリ９から上記のように上下左右反転手段１５によって読み出された上下左右反転されて１フレーム時間遅延された映像信号が選択手段１６の端子Ｆに供給される。従って、選択手段１６の端子Ｅでの映像信号は、図６（ｅ）に示すように、選択手段７の出力映像信号を１フレーム時間遅延したものであり、選択手段１６の端子Ｆでの映像信号は、図６（ｆ）に示すように、選択手段７の出力映像信号を上下左右反転して１フレーム時間遅延したものである。

選択手段１６は、通常端子Ｅ側に閉じて図６（ｅ）に示す映像が正常のフレームからなる１フレーム時間遅延の映像信号を選択し、これをフレーム間予測符号化手段１０に供給しているが、選択手段７で端子Ａ，Ｂ間の切り換えがあると、図６（ｇ）に示すように、その直後の１フレーム期間端子Ｆ側に切り換わり、図６（ｆ）から明らかなように、上下左右反転手段１５からの上下左右反転されたフレーム（−ｆ３）を選択し、フレーム間予測符号化手段１０に供給する。図６（ｈ）は選択手段１６の出力を示している。

そこで、フレーム間予測符号化手段１０では、選択手段７からの順次のフレーム（＋ｆ１），（＋ｆ２），（＋ｆ３），（＋ｆ４），（＋ｆ５），（＋ｆ６），（＋ｆ７），……夫々を選択手段１６からの１つ前のフレームを用いてフレーム間予測符号化するのであるが、かかるフレーム列における選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換え前後のフレーム（＋ｆ３），（＋ｆ４）に相関がないのであるが（このため、第１の実施形態では、このフレーム（＋ｆ４）をＩピクチャとする）、この選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換え直後の図６（ｄ）におけるフレーム（＋ｆ４）に対しては、図６（ｈ）に示すように、上下左右反転手段１５からの上下左右反転された１つ前のフレーム（−ｆ３）を用いてフレーム間予測符号化するものである。このフレーム（−ｆ３）は、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換え直後のフレーム（＋ｆ４）と相関があるものであり、これにより、このフレーム（＋ｆ４）はフレーム間予測符号化手段１０で高圧縮率でフレーム間予測符号化されることになる。

このようにして、この第３の実施形態では、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換え直後のフレームに対しても、フレーム間予測符号化手段１０での高圧縮率なフレーム間予測符号化が可能となり、Ｐピクチャとして用いることができることになる。このために、この第３の実施形態では、ＧＯＰの開始となるＩピクチャのタイミングを、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換えタイミングにかかわらず、任意に設定することができる。即ち、選択手段１１は、ＧＯＰの構成で決まる一定の周期で切り換え制御を行なえばよいことになる。

なお、以上は撮像部１の撮影方向が＋方向から−方向に切り換わる場合の動作であるが、逆に−方向から＋方向に切り換わる場合も、選択手段７の切り換わり方向が端子Ａから端子Ｂへと異なるだけで、同様の動作が行なわれる。

また、図５では、選択手段７の出力映像信号をフレームメモリ９に供給するようにしたが、選択部７の端子Ｂに供給される映像信号（図６（ａ））をフレームメモリ９に供給するようにしてもよい。但し、この場合には、選択手段７が端子Ａ側に閉じているとき、選択手段１６は端子Ｆ側に閉じ、選択手段７が端子Ｂ側に閉じているとき、選択手段１６は端子Ｅ側に閉じるように、選択手段１６が制御され、これにより、選択手段１６からは図６（ｈ）に示すフレーム列の映像信号が得られる。同様にして、選択部７の端子Ａに供給される映像信号（図６（ｂ））をフレームメモリ９に供給するようにしてもよい。この場合には、選択手段１６の端子Ｅ，Ｆ間の切換えは、上記の選択部７の端子Ｂに供給される映像信号（図６（ａ））をフレームメモリ９に供給する場合とは、逆になる。

図７は本発明による撮像装置の第４の実施形態を示すブロック図であって、１７はフレームメモリ、１８は選択手段であり、図５に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。また、図８はこの第４の実施形態の動作を示すタイミングチャートである。この第４の実施形態においても、選択手段７の端子Ａ，Ｂに供給される映像信号のフレームｆ３，ｆ４間で、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換えが行なわれるものとしている。

同図において、この第４の実施形態は、図５に示す第３の実施形態において、上下左右反転手段１５の代わりに、フレームメモリ１７を設けたものであるが、カメラ信号処理手段５や上下左右反転手段６，選択手段７の動作を示す図８（ａ）〜（ｄ）と図５での同様の動作を示す図６（ａ）〜（ｄ）と同じである。

選択手段７の出力映像信号（図８（ｄ））は、フレーム内符号化手段８とフレーム間予測符号化手段１０とに供給される。

カメラ信号処理手段５の出力映像信号（図８（ａ））は、フレームメモリ９で１フレーム時間遅延されて選択手段１６の端子Ｅに供給され（図８（ｅ））、上下左右反転手段６の出力映像信号（図８（ｂ））は、フレームメモリ１７で１フレーム時間遅延されて選択手段１６の端子Ｆに供給される（図６（ｆ））。この選択手段１６は、図８（ｇ）に示すように、選択手段７の切り換えと同期して端子Ｅ，Ｆの切り換えが行なわれる。即ち、選択手段７が端子Ｂ側に閉じているときには、選択手段１６は端子Ｅ側に閉じてフレームメモリ９からの１フレーム遅延された映像信号を選択し、フレーム間予測符号化手段１０に供給するが、選択手段７が端子Ｂから端子Ａに切り換わると、選択手段１６は端子Ｆ側に切り換わり、フレームメモリ１７からの１フレーム遅延された映像信号を選択し、フレーム間予測符号化手段１０に供給する。また、逆に、選択手段７が端子Ａから端子Ｂに切り換わると、選択手段１６は端子Ｅ側に切り換わり、フレームメモリ９からの１フレーム遅延された映像信号を選択し、フレーム間予測符号化手段１０に供給する。選択手段１６のかかる切り換え動作により、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切り換わり直後のこの選択手段７の出力映像信号の各フレームに対し、選択手段１６からフレーム間予測符号化手段１０に供給される１つ前のフレームは、この選択手段７のこの切り換わり直後のフレームも含めて、相関を持つことになる。

即ち、図８に示すように、選択手段７で端子Ｂから端子Ａに切り換わるときには、この切り換わり直後の選択手段７の出力映像信号の最初のフレーム（＋ｆ４）に対し、選択手段１６が端子Ｆ側に切り換わることにより、フレームメモリ１７からは、このフレーム（＋ｆ４）の１つ前のフレーム（−ｆ３）が出力されるが、先の実施形態で説明したように、このフレーム（−ｆ３）はフレーム（＋ｆ４）と相関がある。このフレーム（−ｆ３）から選択手段１６は端子Ｆ側に閉じて（図８（ｇ））、フレームメモリ１７からの図８（ｆ）に示す映像信号をフレーム間予測符号化手段１０に供給する。従って、選択手段７が端子Ｂから端子Ａへ切り換わるときには、選択手段１６からフレーム間予測符号化手段１０に供給される１フレーム前の映像信号では、図８（ｈ）に示すフレーム配列となる。

また、選択手段７が端子Ａから端子Ｂに切り換わるときには、図示しないが、図８を参照すると、図８（ｅ）に示すフレームメモリ９の出力のフレームの±の符号や図８（ｆ）に示すフレームメモリ１７の出力のフレームの±の符号が逆転することになり、選択手段７の端子Ａから端子Ｂへの切り換え直後でフレームメモリ９から図８（ｄ）に示すフレーム（＋ｆ４）と相関がある１つ前のフレーム（−ｆ３）が出力されることになる。従って、選択手段７のかかる切り換えとともに、選択手段１６を端子Ｅに切り換えることにより、選択手段７の切り換え直後から、フレーム間予測符号化手段１０に選択手段７から供給される各フレームに相関を持つ１つ前のフレームが選択手段１６から供給されることになる。

このように、選択手段７の端子Ａ，Ｂ間の切換え毎に、選択手段１６が端子Ｅ，Ｆ間の切り換えを行なうことにより、フレーム間予測符号化手段１０には、常に選択手段７から供給される順次のフレームに対して相関がある１つ前のフレームが選択手段１６から供給されることになり、フレーム間予測符号化手段１０において、いずれのフレームも高い圧縮率でフレーム間予測符号化されることになる。従って、図８（ｊ），（ｋ）に示すように、選択手段１１の端子Ｃ，Ｄの切換えタイミングを、ＧＯＰの周期に応じた周期であるが、選択手段７の端子Ａ，Ｂの切換えタイミングによらず、任意のタイミングとすることができる。

以上のようにして、第４の実施形態も、図５に示した第３の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、以上の実施形態では、映像信号における符号化の単位期間をフレームとしたが、フィールドであってもよい。

また、上記実施形態では、撮像部１が撮影角度０度を含む縦振り動作を行なうものとしたが、本発明はこれのみに限るものではなく、必要に応じて映像の上下左右反転を行なう機能を備えた撮像装置に適用可能である。

本発明による撮像装置の第１の実施形態を示すブロック図である。 図１に示す第１の実施形態での撮像部の撮影方向が真下付近にあるときの動作を示すタイミングチャートである。 図１に示す第１の実施形態の全体的な動作を示すタイミングチャートである。 本発明による撮像装置の第２の実施形態の全体的な動作を示すタイミングチャートである。 本発明による撮像装置の第３の実施形態を示すブロック図である。 図５に示す第３の実施形態での撮像部の撮影方向が真下付近にあるときの動作を示すタイミングチャートである。 本発明による撮像装置の第４の実施形態を示すブロック図である。 図７に示す第４の実施形態での撮像部の撮影方向が真下付近にあるときの動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 撮像部
２ レンズ
３ 撮像素子
４ Ａ／Ｄ変換器
５ カメラ信号処理手段
６ 上下左右反転手段
７ 選択手段
８ フレーム内符号化手段
９ フレームメモリ
１０ フレーム間予測符号化手段
１１ 選択手段
１２ 出力端子
１３ モータ
１４ 撮像制御手段
１５ 上下左右反転手段
１６ 選択手段
１７ フレームメモリ

Claims (11)

1. 撮像部と、
   該撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する上下左右反転手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号と該上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号を１フレーム遅延するメモリと、
   該メモリからの遅延映像信号を用いて、該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
   該フレーム内符号化手段の出力信号と該フレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第２の選択手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１の選択手段での前記カメラ信号処理手段の出力映像信号と前記上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え直後の最初の１フレーム期間、前記第２の手段が前記フレーム内符号化手段の出力信号を選択することを特徴とする撮像装置。
3. 撮像部と、
   該撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する第１の上下左右反転手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号と該第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号を１フレーム遅延するメモリと、
   該メモリから出力される第１の遅延映像信号に対して、上下左右反転された第２の遅延映像信号を生成する第２の上下左右反転手段と、
   該第１，第２の遅延映像信号を選択する第２の選択手段と、
   該第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
   該フレーム内符号化手段の出力信号と該フレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記第２の選択手段は、前記第１の選択手段での前記カメラ信号処理手段の出力映像信号と前記上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え直後の最初のフレーム期間、前記第２の上下左右反転手段から出力される前記遅延映像信号の１フレームを選択することを特徴とする撮像装置。
5. 撮像部と、
   該撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する第１の上下左右反転手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号と該第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号と該第１の上下左右反転手段の出力映像信号とのいずれか一方を１フレーム遅延するメモリと、
   該メモリから出力される第１の遅延映像信号に対して、上下左右反転された第２の遅延映像信号を生成する第２の上下左右反転手段と、
   該第１，第２の遅延映像信号を選択する第２の選択手段と、
   該第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
   該フレーム内符号化手段の出力信号と該フレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記第２の選択手段は、前記第１の選択手段での前記カメラ信号処理手段の出力映像信号と前記上下左右反転手段の出力映像信号との間の切り換え毎に、前記メモリから出力された前記遅延映像信号と前記第２の上下左右反転手段から出力される前記遅延映像信号との一方から他方への選択切り換えを行なうことを特徴とする撮像装置。
7. 請求項３〜６のいずれか１つに記載の撮像装置において、
   前記第３の選択手段は、予め決められた所定のフレーム数毎に、１フレーム期間、第２の上下左右反転手段から出力される遅延映像信号を選択することを特徴とする撮像装置。
8. 撮像部と、
   該撮像部の出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号を映像の上下左右反転処理する上下左右反転手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号と該第１の上下左右反転手段の出力映像信号とを切り換え選択する第１の選択手段と、
   該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム内符号化するフレーム内符号化手段と、
   該カメラ信号処理手段の出力映像信号を１フレーム遅延する第１のメモリと、
   該上下左右反転手段の出力映像信号を１フレーム遅延する第２のメモリと、
   該第１のメモリから出力される第１の遅延映像信号と該第２のメモリからの第２の遅延映像信号とを選択する第２の選択手段と、
   該第２の選択手段からの遅延映像信号を用いて、該第１の選択手段の出力映像信号をフレーム間予測符号化するフレーム間予測符号化手段と、
   該フレーム内符号化手段の出力信号と該フレーム間予測符号化手段の出力信号とを選択し、フレーム内符号化されたフレームとする間予測符号化されたフレームとからなる符号化映像信号を出力する第３の選択手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
9. 請求項８に記載の撮像装置において、
   前記第２の手段は、前記第１の選択手段の前記切り換えとともに、前記第１，第２の遅延映像信号の選択切り換えを行なうことを特徴とする撮像装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の撮像装置において、
    前記撮像部の撮影方向を真下方向を含む縦方向の所定の範囲内で変化させる撮像部駆動手段を備え、
    前記第１の選択手段は、前記撮像部の撮影方向が真下方向となる毎に、前記カメラ信号処理手段の出力映像信号と前記上下左右反転手段の出力映像信号とを交互に選択切り換えることを特徴とする撮像装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載の撮像装置において、
    前記フレームに代えて、フィールドとしたことをことを特徴とする撮像装置。
    

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