JP2007129573A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像データを動画像データに現像する現像処理部230と、動画像データを画像処理する画像処理部1と、画像処理部1で処理した動画像データをネットワーク網4上に送出するネットワークインタフェース320と、動画像データを構成する1画面分の画像データの更新間隔である1映像期間内に、画像処理部1において複数の異なる画像処理を施した動画像データをネットワークインタフェース320に出力するように制御するネットワーク制御部310を具備するようにする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置示すブロック図である。
図1において撮像装置5には画像処理部1、撮像部2、及び通信部3の大きく分けて3つの構成要素が存在する。撮像部2は、映像が入射されるレンズ210、レンズで集められた光を電気信号に変換するセンサー220、センサー220から得られる信号を現像する現像処理部230からなる。
図2において、画像処理部1にはフレームバッファ10、画像データDMAC(ダイレクトメモリアクセス・コントローラ)20、ラスタ/ブロック変換用メモリ40、コーデック処理部50、符号化データDMAC60、制御用シーケンサ70、画像処理用メモリ11、データバッファ12がそれぞれ示されている。制御用シーケンサ70は、この画像処理部1の中の画像データDMAC20、ラスタ/ブロック変換用メモリ40、コーデック処理部50、符号化データDMAC60とそれぞれ制御用信号線で接続されており、これらの各ユニットの制御を実施する。更に、現像処理部230とは、フレームデータ転送完了割込み信号線、通信部3とは画像−通信部間制御信号71で接続され、相互に信号をやり取りして動きを制御する。また、コーデック処理部50は、画像処理用メモリ11と接続され、このメモリを利用して各種画像処理を実施する。更に、コーデック処理部50は内部にパラメータレジスタ51を持っており、このパラメータレジスタに対して制御用シーケンサ70が書き込んだ値に従って、各種画像処理を実施するものとする。
図1において、まず、撮影部2のレンズ210によって集められた光の画像情報がセンサー220によって電気信号として取り込まれる。このセンサー220はCCDイメージセンサー、又はCMOSイメージセンサーなどを利用することが可能である。本実施形態においては、正方画素のプログレッシブ形式のCCDであるとする。また、その有効画素数は640×480のいわゆるVGAサイズであり、1/30秒毎に1フレームのVGA画像を出力することができるものとする。即ち、本実施形態での1映像期間は1/30秒(およそ33.3ms)であるとする。センサー220で光電変換されて電気信号として取り込まれた画像データは、順次読み出され現像処理部230に渡される。現像処理部230では、センサー220から得られた画像データを信号処理して、輝度信号と色差信号を作り出し、後段で処理しやすい形式にして出力する。仮にここでは、YUV422形式で出力されるものとする。
ネットワーク網4には表示端末400が接続され、端末上のビューワ401を利用してユーザは撮像装置5が撮影した画像を表示する。図4では400aから400hまで合計8つの表示端末が存在し(うち5つは図示せず)、それぞれの表示端末上でビューワ401aから401hが動作し、各ユーザがそれを利用しているものとする。
第1の実施形態においては、ユーザの要求する画像処理の相違はQ値であるとした。しかし、別の局面ではユーザの要求する画像処理はQ値だけにとどまらない場合がある。そのような場合について図1、図4、及び図5から図7を用いて説明する。図1、図4は図としての構成要素は同一であるので第1の実施形態のものを流用する。
第1及び第2の実施形態では撮影した元の画像と同じ解像度の画像を扱っている場合を例としたが、撮影した画像と同じ画角の映像を、解像度を落とすことにより小さな画面表示で利用したいという場合も考えられる。
図10からわかるように、本実施形態ではUXGAサイズのデータから同じ画角でVGAサイズに変換した画像を圧縮したもの(データa)、UXGAサイズの元データからVGAサイズで切出した画像を圧縮したもの(データb及びc)、そしてUXGAサイズの画像をそのまま圧縮したもの(データd)が要求されているとする。ここでデータaからdは図4における端末400aから400dの要求に対応している。
映像期間[1]は、図9の内容と同一である。映像期間[1]の後半でUXGAサイズデータのJPEG圧縮のうち1/2を行った場合、続く映像期間[2]でUXGAサイズデータのJPEG圧縮の残りを実施する必要がある。この場合、圧縮に利用する画像データは第nフレームのものであるが、その第nフレームの画像データはフレームバッファ10を構成するダブルバッファのうちバッファAに保存されているものである。
第3の実施形態では、解像度変換を行った画像をそのまま順次圧縮処理していたため、解像度変換後の画像は1回しか利用できなかったが、場合によっては元画像に同じ解像度変換を行った画像に対して、異なる圧縮のパラメータで圧縮したいという要求がくることも考えられる。その場合、同じ解像度変換を2回実施することも一手法であるが、特に元データの画像解像度が高い場合には、その元画像のフレームバッファからの読出し及び解像度変換に時間を要することになり、1映像期間内に処理できる性能を下げることになる。
第4の実施形態では、UXGA画像からVGA画像を作り、その作ったVGAの画像をコーデック処理用にラスタ/ブロック変換用メモリ40に渡すと同時に、別途フレームバッファ(2)に蓄積をしていた。この場合、処理の流れとしては、解像度変換とブロック化及びコーデック処理とは時間的に直列に処理されている。一方、UXGAの画像と、それと同じ画角でVGAサイズに解像度変換をした2つの画像のデータ処理が同じ映像期間内に求められるような場合では、UXGAの画像圧縮を行った後で、解像度変換のために再度UXGAのデータをフレームバッファから読み出していたのでは、フレームバッファからUXGA画像データの読出しを繰り返すことになり、非常に効率が悪いものとなる。
図16からわかるように、本実施形態では、UXGAサイズの画像データを圧縮したもの(データa)、UXGAサイズの画像と同じ画角でVGAサイズに変換した画像を圧縮するもの(データb)、更にそれと同じ画角でQVGAサイズの画像(データc)、UXGAサイズの元データからVGAサイズで切出した画像を圧縮したもの(データd)が要求されている。ここでデータaからdは、図4における端末400aから400dの要求に対応している。
ここで、画像データはYUV422形式で入力されているものとし、U0Y0V0Y1U1Y2V1Y3…のような順序でフレームバッファ10上に格納されているとする。Y、U、Vのそれぞれのデータは各8ビットである。図17において画像データDMACはそのデータを64ビット単位でフレームバッファ10から読出し、64bitFIFOレジスタ22に格納する。
64bitFIFOレジスタ22は、基本的にはrclk1の立ち上がりエッジで新しいデータがそのFIFOの読出しポート24に64bit幅単位で読み出されるようになっている。例えば、図18の[1]及び[4]のタイミングでFIFO読出しポート24に新しい値が更新されている。
まず、画像データDMAC20の64bitFIFOレジスタ22の読出しポート24から、wclk1信号に同期してラスタ形式の画像データがデータ受信部41に格納される。データ受信部でY、U、Vの各信号に分離されたデータは、それぞれの信号用のセレクタ42、43、44へ送られる。
解像度変換部30には、srclkに従って、8bit幅のY、U、Vの各信号がU0Y0V0Y1U1Y2V1Y3…のような順番で入力される。その信号を受けて、まずセレクタ34が信号をY信号とU/V信号の2つに振り分ける。そして、Y信号はY信号用ラインバッファ36に、U/V信号はU/V信号用ラインバッファ31にそれぞれ入力される。各ラインバッファは1クロックごとにデータが8bit(1sample分)だけシフトしていく。
第3の実施形態においては、1映像期間内においてUXGAサイズの1/2及びUXGA画像と同一の画角でVGAの解像度に解像度変換した画像、UXGAサイズの画像からVGAサイズで切出した画像2種の処理を実施するものであった。第3の実施形態においては解像度変換部とコーデック処理部が並列に動くことは想定していなかったが、第5の実施形態に示したように解像度変換部とコーデック処理部が並列に動くことが可能な場合には、更に解像度変換を複数回に分離して実施する機能、及び部分画像の処理を連続的に行う場合に、複数の映像期間にまたがった処理を実施する機能を付け加えることにより、更に処理能力を向上させることが可能になる。
図1、図4は、図としての構成要素は同一であるので第1の実施形態のものを流用する。また、図12は図としての構成要素は同一であるので第4の実施形態のものを流用する。なお、本実施形態では第2の実施形態と同様、図1における撮像部2のセンサー220は、全画素読出し方式のCMOSセンサーであり、その有効画素数は1600×1200のいわゆるUXGAサイズであるとする。そして、その画素形態は正方画素であり1/30秒毎に1フレーム分のUXGA画像を出力することができるものとする。即ち、本実施形態での1映像期間は1/30秒(およそ33.3ms)であるとする。
基本的に要求されている画像は第3の実施形態(図10)と同じであるが、本実施形態では処理性能が向上するので、処理性能判断部311は新たにUXGAサイズの元データからVGAサイズで切出した画像データeを処理対象として加わえている。また、UXGAサイズの画像をそのまま圧縮したもの(データd)は他の画像に比べて1/2のフレームレートでの処理が要求されているとする。ここでデータaからeは図4における端末400aから400eの要求に対応している。
基本的な処理の流れは第5の実施形態とほぼ同じであるが、今回は最初に圧縮される画像がUXGAサイズの1/2の画像であり、その処理と並行して後続の処理で必要となるUXGA⇒VGA画像の解像度変換のうち、圧縮用に読み出される1/2UXGA画像のデータを処理して作ることのできる1/2VGAサイズに対応する処理が実施されている(図22矢印5d)。作成された1/2VGA画像はフレームバッファ(2)13へ保存される。
第1から第6までの実施形態では、コーデックの処理は、基本的にJPEG圧縮の処理を例にしていた。しかし、コーデックの処理はJPEGの圧縮処理だけに限らない。そのように複数の方式での圧縮処理を1つの映像区間内に複数回実施する場合の例を図1、図12、図19、及び図24、図25を用いて説明する。
2:撮像部
3:通信部
4:ネットワーク網
5:撮像装置
10:フレームバッファ
11:画像処理用メモリ
12:データバッファ
13:フレームバッファ(2)
20:画像データDMAC(ダイレクトメモリアクセス・コントローラ)
21:転送領域設定レジスタ
22:64bitFIFOレジスタ
23:クロック制御部
24:FIFO読出しポート
30:解像度変換部
40:ラスタ/ブロック変換用メモリ
50:コーデック処理部
51:パラメータレジスタ
60:符号化データDMAC
70:制御用シーケンサ
71:画像−通信武官制御信号
210:レンズ
220:センサー
230:現像処理部
310:ネットワーク制御部
311:処理性能判断部
320:ネットワークインタフェース
400:表示端末
401:ビューワ
Claims (10)
- 被写体を撮像して撮像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段で得られた撮像データを動画像データに現像する現像手段と、
前記動画像データを画像処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段で処理した動画像データをネットワーク上に送出するネットワーク通信手段と、
前記動画像データを構成する1画面分の画像データの更新間隔である1映像期間内に、前記画像処理手段において複数の異なる画像処理を施した動画像データを前記ネットワーク通信手段に出力するように制御する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記画像処理手段には、前記画像データの符号化処理を行う符号化処理部が具備されており、
前記符号化処理部は、前記1映像期間内に複数回の処理パラメータの設定が可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画像処理手段には、高解像度の前記画像データから画像の切出し処理を行う画像切出し処理部が更に具備されており、
前記画像切出し処理部は、前記1映像期間内に複数回の処理パラメータの設定が可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記画像処理手段には、前記画像データの解像度変換処理を行う解像度変換部が更に具備されており、
前記解像度変換部は、前記1映像期間内に複数回の処理パラメータの設定が可能に構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。 - 前記画像処理手段には、前記解像度変換処理後の画像データを一時蓄え、前記1映像期間内の後続の処理を行うことを可能とするフレームバッファを含むことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記画像処理手段は、1つの画像データを前記符号化処理部と前記解像度変換部とに時間的に並行して供給するための画像データのDMA機構を有していることを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
- 前記DMA機構は、前記1つの画像データの部分データを、前記符号化処理部と前記解像度変換部とに時間的に並行して供給するものであり、
前記画像処理手段は、前記1つの画像データのうちの前記部分データを除いた残りの部分データを前記解像度変換部に別途供給し、分割して実施した前記解像度変換処理の結果得られたデータを前記1つの画像データとして前記符号化処理部で処理すること特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 - 前記画像処理手段には、前記画像データのラスタ/ブロック変換処理を行うラスタ/ブロック変換部が更に具備されており、
前記符号化処理部による前記画像データの符号化処理は、複数の形式の符号化処理に対応するものであり、
前記画像処理手段は、前記複数の形式の符号化処理に対応して、前記ラスタ/ブロック変換部のデータパスを動的に変更することを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記ネットワーク上の利用者からの要求に基づいて前記1映像期間内に処理可能な処理内容を判別し、前記画像処理手段に対して少なくとも画像処理の順序又は画像処理の内容を指示する処理性能判断部を更に有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記処理性能判断部は、前記ネットワーク通信手段に具備されていることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
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