(57)【要約】【課題】圧縮効率を向上と画質向上。【解決手段】入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出する。そして下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換する。入力される輝度データの下位レベル領域で推移する箇所を自動で検出して、所定の変換値に変換することで圧縮効率を向上させ、再現性を高めたい部分の割当てビット量を増やすことにより画質向上を実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出する下位レベル領域データ検出部と、
上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するデータ変換部と、
を備える信号処理装置。
【請求項２】
上記データ変換部は、上記下位レベル領域データ検出部が、所定単位の輝度データについて、上記下位レベル領域に該当する輝度データを所定数以上検出した場合に、当該所定単位の輝度データのうちで、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、上記変換値に変換する請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記下位レベル領域は、輝度データのアンダーシュート領域を除いて、所定範囲の下位の値として設定される請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記変換値は、上記下位レベル領域に含まれる輝度データ値のうちの一の値である請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記所定単位は、映像信号のフレームを構成する水平ライン単位である請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項６】
映像信号のフレーム内における一部の画面領域のみの輝度データについて、上記下位レベル領域データ検出部が、上記下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出し、上記データ変換部が、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、上記変換値に変換する処理を行う請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記データ変換部から出力される輝度データに関して圧縮処理を行う圧縮処理部をさらに備えた請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項８】
入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出するステップと、
上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するステップと、
を行う信号処理方法。
【請求項９】
入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出するステップと、
上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するステップと、
を演算処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に対する信号処理装置、信号処理方法、及びその信号処理方法を実行させるプログラムに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−７２５９４号公報
【背景技術】
【０００３】
例えばブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標）：以下「ＢＤ」ともいう)における再生専用ディスク（ＢＤ−ＲＯＭ）等の製造において、記録するコンテンツを作成するオーサリングシステムでは、映像素材について所定の圧縮処理を施している。
通常、圧縮処理を行う映像信号については、入力された輝度データの再現性を高めるために、特にデータ変換は行われない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、高精細映像データ圧縮処理の際に、元画像の輝度データの下位レベル領域での変化成分が存在する場合、圧縮処理後にノイズとして現れてしまい画質劣化の原因になる。また、圧縮効率の低下などの影響がでてしまう。
即ち圧縮処理の際に、輝度データの値の低い領域（下位レベル領域）成分で輝度データ値が推移する箇所にもビット量が割当てられるため、画像全体の割当ビット量が分散されてしまう。このため再現性を高めたい箇所の再現性が悪くなり、下位レベル領域成分で推移する箇所においてはノイズとなってしまっていた。
【０００５】
そこで本発明では、入力される輝度データの下位レベル領域で推移する箇所を自動で検出して、その箇所の下位レベル領域データを設定した変換値に変換する。これにより、圧縮効率を向上させて再現性を高めたい部分の割当てビット量を増やすことにより画質向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の信号処理装置は、入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出する下位レベル領域データ検出部と、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するデータ変換部とを備える。
また上記データ変換部は、上記下位レベル領域データ検出部が、所定単位の輝度データについて、上記下位レベル領域に該当する輝度データを所定数以上検出した場合に、当該所定単位の輝度データのうちで、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、上記変換値に変換する。
また上記下位レベル領域は、輝度データのアンダーシュート領域を除いて、所定範囲の下位の値として設定される。
また上記変換値は、上記下位レベル領域に含まれる輝度データ値のうちの一の値である。
また上記所定単位は、映像信号のフレームを構成する水平ライン単位である。
映像信号のフレーム内における一部の画面領域のみの輝度データについて、上記下位レベル領域データ検出部が、上記下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出し、上記データ変換部が、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換する処理を行う。
また上記データ変換部から出力される輝度データに関して圧縮処理を行う圧縮処理部をさらに備える。
【０００７】
本発明の信号処理方法は、入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出するステップと、上記下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するステップとを行う。
本発明のプログラムは、この各ステップを演算処理装置に実行させるプログラムである。
【０００８】
このような本発明では、例えば圧縮処理を行う映像信号について、輝度信号の下位レベル領域を変換値に変換することで、圧縮後にノイズとなり得るデータ値変化成分を無くす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、入力される輝度データの下位レベル領域で推移する箇所を自動で検出して、その箇所の下位レベル領域データを変換値に変換する。これにより、圧縮効率を向上させ、再現性を高めたい部分の割当てビット量を増やすことにより画質向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態を採用できるオーサリングシステムの説明図である。
【図２】実施の形態の処理の対象となる映像信号の説明図である。
【図３】実施の形態のビデオ圧縮処理装置のブロック図である。
【図４】実施の形態の信号処理のフローチャートである。
【図５】実施の形態の信号処理のイメージの説明図である。
【図６】実施の形態の信号処理のイメージの説明図である。
【図７】実施の形態の部分適応変換処理の説明図である。
【図８】実施の形態の部分適応変換処理の説明図である。
【図９】実施の形態の処理の対象となる映像信号の１０ビットの場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．オーサリングシステム］
［２．処理対象の映像信号］
［３．ビデオ圧縮処理装置の構成及び動作］
［４．部分適応変換処理］
［５．変形例及びプログラム］
【００１２】
［１．オーサリングシステム］
本発明の信号処理装置の実施の形態としてのビデオ圧縮処理装置１を後に図３で説明するが、ここではまず、ビデオ圧縮処理装置１を利用するオーサリングシステムについて説明する。
例えばブルーレイディスクにおける再生専用ディスク（ＢＤ−ＲＯＭ）の製造の流れを図１で説明する。
【００１３】
まず素材製作として、映像素材の撮影、音声素材の録音、編集等が行われる（Ｓ１）。
この撮影・編集等で得られたデータは、制作するコンテンツの素材データ（映像素材、音声素材、字幕データ等）として格納される（Ｓ２）。
【００１４】
各種素材データは、オーサリングスタジオに持ち込まれ、ディスクデータ（コンテンツ）制作に供される。例えばオーサリングシステムを構成する装置、例えばコンピュータ装置のハードディスク等に格納される。
オーサリングスタジオでは、オーサリング処理のためのプログラムをインストールしたコンピュータ装置や所要のハードウエアを用いて、各種素材データを利用したコンテンツ制作を行う。
【００１５】
映像素材、音声素材はビデオエンコード、オーディオエンコードの各処理により、それぞれ所定の形式に圧縮符号化される（Ｓ３−１、Ｓ３−２）。なおブルーレイディスクなどに用いる高精細な画像を圧縮する場合、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）−２、ＡＶＣ（Advanced Video Cording）、ＶＣ−１などの圧縮技術が用いられる。また圧縮を施すデータ形式は一般的に８ビットで取り扱われる。
また字幕データ等から、メニューデータ、字幕データ等が作成される（Ｓ３−３）。
これらエンコードされた素材データが、コンピュータ装置のハードディスク等に格納され、以降のコンテンツ制作に用いられる。
【００１６】
コンテンツの構成としてのシナリオやメニュー作成が行われる（Ｓ４）。また各種データ編集が行われる（Ｓ５）。
その後、マルチプレクサ処理（Ｓ６）として、コンテンツを構成するストリームデータを形成する。マルチプレクサ処理は、例えばＭＰＥＧ２方式等で圧縮符号化された映像データや音声データ、メニュ−などを多重化するためのものである。この場合、例えばハードディスク内等に格納された画像、音声、字幕などの符号化された素材データをインターリーブし、各種フォーマットファイルと合わせて多重化されたデータを作成する多重化処理が行われる。ここでは、いわゆるクリップやＵＤＦイメージ作成等が行われる。
最終的に作成された多重化データは、ディスク製造用のカッティングマスタとして、例えばパーソナルコンピュータ内のハードディスク等に格納される。
そのカッティングマスタは、ディスク製造のために工場に送られることになる（Ｓ７）。
【００１７】
工場では、プリマスタリング（Ｓ８）として、データの暗号化やディスク記録データとしてのエンコード等の各種データ処理を行い、マスタリングデータを作成する。そしてマスタリング（Ｓ９）として、ディスク原盤のカッティングからスタンパ作成までの工程を行う。最後にリプリケーション（Ｓ１０）として、スタンパを用いたディスク基板の制作や、ディスク基板上への所定の層構造形成を行い、完成品として光ディスク（ＢＤ−ＲＯＭ）を得る。
【００１８】
このようなディスク製造の過程において、本発明の信号処理装置、信号処理方法、プログラムは、映像素材に対して圧縮符号化等を行うビデオエンコード（Ｓ３−１）に利用できるものである。実施の形態のビデオ圧縮処理装置１は、ビデオエンコード（Ｓ３−１）における信号処理を実行する装置として、ハードウエアもしくはソフトウエアにより実現される。
【００１９】
［２．処理対象の映像信号］
後述する本例のビデオ圧縮処理装置１は、ＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union Radiocommunication sector）ＢＴ（Broadcasting service（Television））．７０９（以下、単にＢＴ．７０９と称する）に準拠した映像信号に対してデータ圧縮処理を行う。ここではＢＴ．７０９の映像信号について説明する。
【００２０】
例えばビデオカメラ等において、その撮像の結果得られた色信号がＡ／Ｄ変換され、その結果得られた色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＢＴ．７０９の原色に基づく色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに原色変換される。
原色変換された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＢＴ．７０９にて定義された０乃至１．０の数値範囲の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに補正される。
即ち、例えば、０より小さい色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、０に補正され（クリッピングされ）、１．０より大きい色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、１．０に補正される。なお、ここでは、０乃至１．０の数値範囲のうちの０と１．０が、それぞれ、ＢＴ．７０９に準拠した色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの最小値と最大値であるとする。
【００２１】
０乃至１．０の数値範囲に補正された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＢＴ．７０９に準拠した光電変換特性に従って、ＢＴ．７０９の表示機構のγ（画像信号に対する発光輝度の非線形性）で補正した色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換される。
ここでの光電変換特性は、ＢＴ．７０９に準拠した色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの最小値から最大値、即ち、０から１．０までの範囲で定義されている。
【００２２】
ＢＴ．７０９の表示機構のγ（画像信号に対する発光輝度の非線形性）で補正された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、ＢＴ．７０９に準拠した輝度信号Ｙと色差信号ＣＢ／ＣＲに変換される。
ここで得られる輝度信号Ｙは、ＢＴ．７０９によれば、０乃至１．０の数値範囲の値である。また、色差信号ＣＢ／ＣＲは、それぞれ、−０．５乃至０．５の数値範囲の値である。
【００２３】
ＢＴ．７０９に準拠して変換された輝度信号Ｙおよび色差信号ＣＢ／ＣＲが８ビットで表現される。
具体的には０乃至１．０の数値範囲の輝度信号Ｙは、図２（ａ）に示すように、８ビットで表現可能な０乃至２５５の整数範囲より狭い１６（８’ｈ１０）乃至２３５（８’ｈＥＢ）の整数範囲の整数値に割当てられる。
すなわち輝度信号Ｙは、１乃至１５のアンダーシュート領域、および２３６乃至２５４のオーバーシュート領域が設けられるように８ビットの整数値が割当てられる。
なお、「ｘ’ｈ＊＊」の形式の表記は、ｘビット値であって「＊＊」の数値が１６進表記であることを示すものとする。
【００２４】
また−０．５乃至０．５の数値範囲の色差信号ＣＢ／ＣＲは、図２（ｂ）に示すように、それぞれ、８ビットで表現可能な０乃至２５５の整数の範囲より狭い１６乃至２４０の整数範囲の整数値に割当てる。
すなわち色差信号ＣＢ／ＣＲは、１乃至１５のアンダーシュート領域、および２４１乃至２５４のオーバーシュート領域が設けられるように８ビットの整数値が割当てられる。
なお輝度信号Ｙ、および色差信号ＣＢ／ＣＲにおいては、０および２５５は不使用とされている。
【００２５】
このような整数値である輝度信号Ｙが、ＢＴ．７０９に準拠した輝度信号として、例えばＭＰＥＧなどの所定のフォーマットに従ってエンコードされる。また整数値である色差信号ＣＢ／ＣＲが、ＢＴ．７０９に準拠した色差信号として、輝度信号と同じフォーマットに従ってエンコードされる。
上記図１のビデオエンコード（Ｓ３−１）では、上記図２に示したＢＴ．７０９に準拠した輝度信号、色差信号を処理対象とする。
即ち処理対象は８ビットで「８’ｈ０１」〜「８’ｈＦＥ」の間で推移する映像データである。また 「８’ｈ０１」〜「８’ｈ０Ｆ」のアンダーシュートレベル領域、及び「８’ｈＥＣ」〜「８’ｈＦＥ」のオーバーシュート領域は、輝度信号値や色差信号値について使用することは可能ではあるが、ＢＴ．７０９に準拠した輝度信号、色差信号の範囲ではない。
【００２６】
［３．ビデオ圧縮処理装置の構成及び動作］
本実施の形態のビデオ圧縮処理装置１は、処理対象の画像信号の輝度データの下位レベル領域での変化成分が存在する場合に、圧縮処理後にノイズとして現れてしまい画質劣化や圧縮効率の低下などの影響がでてしまうことを無くすものである。
【００２７】
上述のようにブルーレイディスク制作過程においては、映像素材としての元画像の輝度データは８ビットで「８’ｈ０１」〜「８’ｈＦＥ」の間で推移する。但し「８’ｈ０１」〜「８’ｈ０Ｆ」はアンダーシュートレベルであり、「８’ｈＥＣ」〜「８’ｈＦＥ」はオーバーシュートレベルになっている。
従って圧縮対象とする映像信号の輝度成分は、ＢＴ．７０９に準拠する場合、「８’ｈ１０」〜「８’ｈＥＢ」の範囲で推移する。
【００２８】
ここで、「８’ｈ１０」〜「８’ｈＥＢ」の範囲における下位レベル領域での輝度データは微少な推移でも視覚的に検知されやすいという事情がある。
ＢＴ．７０９に準拠した輝度データの下位レベル領域のみで推移する成分が存在した場合は、視覚的にも敏感な領域であるために、微小な推移であっても、圧縮後にノイズとなり画質が劣化してしまうことがある。さらに、この微少な推移は圧縮効率の低下も引き起こし、本来再現性向上のために割り当て圧縮ビット量を増やしたいところに割り当てることが出来なくなり画像全体が劣化してしまう。
【００２９】
下位レベル領域とは、図２（ａ）に示すように、輝度データのアンダーシュート領域を除いた所定範囲（斜線部）の領域をいう。つまり「８’ｈ１０」〜「ＬＴ」までの範囲である。
当該下位レベル領域の上限「ＬＴ」は、例えば「８’ｈ１７」（１０進表記の「２３」）などとされる。
【００３０】
本実施の形態のビデオ圧縮処理装置１では、上記の画質劣化や圧縮効率低下に鑑み、入力される輝度データの下位レベル領域（例えば「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」）で推移する成分が存在した場合、自動的に検出して変換値に変換する。これによって、圧縮後の画質劣化をなくし、かつ圧縮効率も向上させる。
【００３１】
図３に実施の形態のビデオ圧縮処理装置１の構成を示す。このビデオ圧縮処理装置１の各ブロックは、ハードウエアとして構成されても良い。また例えば上記のオーサリングシステムで用いるコンピュータ装置等で、各ブロックがソフトウエア処理機能として実現されても良い。
【００３２】
ビデオ圧縮処理装置１は、下位レベル領域データ検出／カウント部２、カウント閾値判定部３、下位レベル領域データ変換部４、色空間変換部５、映像データ圧縮処理部６を備える。
【００３３】
下位レベル領域データ検出／カウント部２には、処理対象の映像信号（映像素材）の輝度データが入力される。
また、下位レベル領域データ検出／カウント部２に対しては、下位レベル領域の設定が行われる。例えば「８’ｈ１０」、「８’ｈ１７」が下位レベル領域設定値として下位レベル領域データ検出／カウント部２に供給されることで、下位レベル領域データ検出／カウント部２は、「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」を下位レベル領域と設定する。
そして下位レベル領域データ検出／カウント部２は、入力される輝度データ値のそれぞれが「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」の下位レベル領域に該当する値であるか否かを検出する処理を行う。また下位レベル領域に該当する場合に、カウンタをカウントアップする処理を行う。
下位レベル領域データ検出／カウント部２は、入力された輝度データについては、下位レベル領域に該当するか否かの検出を行った後、そのまま下位レベル領域データ変換部４に出力する。
また下位レベル領域データ検出／カウント部２は、下位レベル領域該当数のカウント値ＣＴについてはカウント閾値判定部３に出力する。
【００３４】
カウント閾値判定部３は、例えば映像信号の１ライン単位で、下位レベル領域データ検出／カウント部２からのカウント値ＣＴが、所定のカウント閾値以上であるか否かを判断する。そして下位レベル領域データ変換部４の変換処理の実行／不実行を決定する。
カウント閾値判定部３には、カウント閾値として、所定の値が設定される。例えば１フレームのデータが１９２０ピクセル×１０８０ラインで構成される映像信号を対象とする場合、１ライン単位について例えばピクセル数の半分である「９６０」がカウント閾値とされる。
例えばカウント閾値判定部３は、下位レベル領域データ検出／カウント部２の１ライン単位でのカウント値ＣＴが、カウント閾値を越えていたら、下位レベル領域データの変換を実行すると決定する。一方、１ライン単位でのカウント値ＣＴが、カウント閾値以上でなければ、下位レベル領域データの変換を実行しないと決定する
そしてライン毎に、データ変換の実行／不実行の指示を、下位レベル領域データ変換部４に与える。
上記のようにカウント閾値＝９６０とした場合、１水平ラインの１９２０ピクセルとしての輝度データ中に、半数以上のピクセルが、その輝度データ値が下位レベル領域に該当した場合は、データ変換実行指示を出すことになる。
【００３５】
下位レベル領域データ変換部４は、下位レベル領域データ検出／カウント部２から供給される各ラインの輝度データに対して、カウント閾値判定部３からの指示に従ってデータ値の変換処理を行う。
即ち、カウント閾値判定部３が或るラインの１９２０ピクセルの輝度データに対して変換処理の実行を指示した場合は、そのラインについてデータ変換処理を行う。具体的には、当該ラインの１９２０個の輝度データのうちで、上記下位レベル領域に該当する輝度データ値を、特定の値として設定された変換値に変換する。
変換値は、例えば「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」の下位レベル領域に含まれる一の値とされる。例えば「８’ｈ１０」が変換値として設定される。
そして１ラインの輝度データのうちで、「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」の下位レベル領域に含まれる輝度データを、全て変換値「８’ｈ１０」に変換して出力する。
一方、カウント閾値判定部３が或るラインの１９２０ピクセルの輝度データに対して変換処理の不実行を指示した場合は、下位レベル領域データ変換部４は、そのラインについてデータ変換処理は行わない。
下位レベル領域データ変換部４は、変換を実行した（又は変換しないまま）輝度データを映像データ圧縮処理部６に供給する。
【００３６】
なお、１ラインの輝度データのうちどのピクセルが下位レベル領域に該当するかの情報、即ちどのピクセルの値を変換するかの情報は、下位レベル領域データ検出／カウント部２から供給されるようにしても良いし、自身で判断しても良い。例えば「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」という下位レベル領域の設定値が供給されていれば、下位レベル領域データ変換部４も、各輝度データをそれぞれ下位レベル領域であるか否かを判定してデータ変換を行うことができる。
【００３７】
一方、処理対象の色差データは、色空間変換部５に入力される。色空間変換部５では、４：２：２→４：２：０などの変換処理を行い、処理後の色差データを映像データ圧縮処理部６に入力する。
映像データ圧縮処理部６では、下位レベル領域データ変換部４から入力された輝度データと、色空間変換部５から入力された色差データに圧縮処理を施し、圧縮データを生成して出力する。例えばＭＰＥＧ−２、ＡＶＣ、ＶＣ−１などの圧縮処理を行う。
【００３８】
なお上述のように下位レベル領域データ検出／カウント部２に対して下位レベル領域設定値が、カウント閾値判定部３に対してカウント閾値が、下位レベル領域データ変換部４に対して変換値が設定される。これら下位レベル領域設定値、カウント閾値、変換値は、図３の各部がハードウエア構成とされる場合、図示しない制御部（マイクロコンピュータ等）から供給される。また各部がソフトウエアにより実現される場合、当該ビデオ圧縮処理を行うビデオエンコード用のアプリケーション等によって下位レベル領域設定値、カウント閾値、変換値が設定される。
【００３９】
このようなビデオ圧縮処理装置１による具体的な処理例を図４，図５で説明する。
図４は、主に下位レベル領域データ検出／カウント部２、カウント閾値判定部３、下位レベル領域データ変換部４によって実行される１ライン単位の処理を示している。
なお、映像信号の１フレームが１９２０ピクセル×１０８０ラインで構成される例で述べる。
【００４０】
まずステップＦ１０１で、信号処理の準備として下位レベル領域設定値、カウント閾値、変換値の設定が行われる。
例えば各部がソフトウエア機能ブロックとして形成される場合、圧縮処理アプリケーションプログラム上でのオーサリングオペレータ等による設定値入力に応じて、当該アプリケーションプログラムが各部に設定値を供給する。或いは各部がハードウエア構成の場合、オペレータ入力に応じて、図示しない制御部が図３の各部に設定値を供給する。
そして下位レベル領域データ検出／カウント部２は、供給された下位レベル領域設定値に応じて、下位レベル領域としての輝度データ値の範囲を設定する。例えば「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」を下位レベル領域とする。
またカウント閾値判定部３はカウント閾値を設定する。例えばカウント閾値＝９６０とする。
また下位レベル領域データ変換部４は変換値を設定する。例えば変換値＝「８’ｈ１０」とする。
【００４１】
ステップＦ１０２〜Ｆ１０６の処理が、ステップＦ１０８で輝度データの入力が終了するまでの間、１ライン毎に実行される。
ステップＦ１０２では、下位レベル領域データ検出／カウント部２が、入力された輝度データ値について、下位レベル領域に該当するか否かを判定する。
そして下位レベル領域に該当した場合は、ステップＦ１０３で、カウント値をカウントアップする。
【００４２】
ステップＦ１０４では、カウント閾値判定部３が、下位レベル領域データ検出／カウント部２のカウント値ＣＴを監視している。即ちカウント値ＣＴとカウント閾値を比較し、カウント値ＣＴがカウント閾値以上であるか否かを判定している。
カウント値ＣＴがカウント閾値以上となるまでは、そのままステップＦ１０６に進む。そしてステップＦ１０６では、下位レベル領域データ検出／カウント部２が、判定処理（ステップＦ１０２）を１ライン分（＝１９２０ピクセル分）について終了したか否かで処理を分岐する。
１ライン分の処理が終了していなければ、ステップＦ１０２に戻って同様の処理が行われる。
【００４３】
即ち、ステップＦ１０２〜Ｆ１０６の処理で、下位レベル領域データ検出／カウント部２は、１ラインの各ピクセルの輝度データ値について、下位レベル領域に該当するデータ数をカウントする。
そして、カウント値ＣＴがカウント閾値以上となった場合、カウント閾値判定部３の処理がステップＦ１０４→Ｆ１０５と進み、現在のラインの輝度データに関して、レベル変換処理を行うことを決定する。
その場合、カウント閾値判定部３は下位レベル領域データ変換部４に変換処理の実行を指示する。
【００４４】
下位レベル領域データ変換部４には、下位レベル領域データ検出／カウント部２から１ライン単位を形成する輝度データが転送される。カウント閾値判定部３から変換処理の実行指示があった場合、現在のラインの１９２０ピクセルについての輝度データ値のうちで、下位レベル領域に該当する輝度データ値を、変換値「８’ｈ１０」に変換する処理を行う。そして後段の映像データ圧縮処理部６に出力する。
【００４５】
一方、ステップＦ１０６で現在のラインについての検出終了とされるまでの間で、カウント値ＣＴがカウント閾値判定を越えなければ、現在のラインについてはステップＦ１０５に進まないことになる。つまり現在のラインについて変換実行指示は下位レベル領域データ変換部４に与えられない。この場合下位レベル領域データ変換部４は、下位レベル領域データ検出／カウント部２から転送されてくる現在のラインの１９２０ピクセルについての輝度データ値を、変換処理を行わず、すべてそのまま後段の映像データ圧縮処理部６に出力する。
【００４６】
ステップＦ１０６で現在のラインについて検出終了となったら、ステップＦ１０７に進み、下位レベル領域データ検出／カウント部２はカウンタＣＴ＝０とカウント値をクリアする。そしてステップＦ１０８からＦ１０１に戻って、引き続き次のラインの輝度データの入力についての処理を実行する。
このような処理を、映像データの入力終了まで繰り返す。
【００４７】
このような処理で実行される信号処理のイメージを図５に示す。
図５のＬ１〜Ｌ５は、それぞれ映像信号の１フレームを構成する１水平ラインとし、１ラインが５つのピクセルとしたモデルとしている。
図５（ａ）の左側は、入力される各ラインＬ１〜Ｌ５の輝度データ値を示しているとする。図５（ａ）の右側は、各ラインにおいて下位レベル領域に該当するピクセルに斜線を付して示している。
例えばラインＬ１，Ｌ５は、全ピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当せず、ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４は全ピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当した場合である。
【００４８】
このような場合、ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４のそれぞれについて、下位レベル領域データ変換部４で図５（ｂ）のようにデータ変換処理が行われることになる。
図５（ｂ）の左側は、下位レベル領域データ変換部４に入力される輝度データ値である（図５（ａ）の左側と同じ）。図５（ｂ）の右側は、下位レベル領域データ変換部４から出力される輝度データ値を示している。
ラインＬ１，Ｌ５については、カウント閾値判定部３から変換指示がなされないため、入力された輝度データがそのまま出力される。
ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４は、全てのピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当するため、斜線部として示すように、全てのピクセルの輝度データ値が、変換値「８’ｈ１０」に変換されて出力されることになる。
【００４９】
図６は、ライン内の一部の輝度データ値が下位レベル領域に該当する場合を示している。
図６（ａ）の左側は、入力される各ラインＬ１〜Ｌ５の輝度データ値を示しているとする。図６（ａ）の右側は、各ラインにおいて下位レベル領域に該当するピクセルに斜線を付して示している。
例えばラインＬ１，Ｌ５は、全ピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当せず、ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４は斜線を付したピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当した場合である。
【００５０】
このような場合、ラインＬ２，Ｌ３，Ｌ４のそれぞれについて、下位レベル領域データ変換部４で図６（ｂ）のようにデータ変換処理が行われることになる。
図６（ｂ）の左側は、下位レベル領域データ変換部４に入力される輝度データ値である（図６（ａ）の左側と同じ）。図６（ｂ）の右側は、下位レベル領域データ変換部４から出力される輝度データ値を示している。
【００５１】
ラインＬ１，Ｌ５については、カウント閾値判定部３から変換指示がなされないため、入力された輝度データがそのまま出力される。
ラインＬ２は、４つのピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当する。これが、カウント閾値以上の数とされれば、データ変換処理の指示がカウント閾値判定部３から下位レベル領域データ変換部４に与えられる。このため、斜線部として示すように、下位レベル領域に該当するピクセルの輝度データ値が、変換値「８’ｈ１０」に変換されて出力されることになる。
ラインＬ３は、３つのピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当する。これが、カウント閾値以上の数であれば、データ変換処理の指示がカウント閾値判定部３から下位レベル領域データ変換部４に与えられる。このため、斜線部として示すように、下位レベル領域に該当するピクセルの輝度データ値が、変換値「８’ｈ１０」に変換されて出力されることになる。
ラインＬ４は、１つのピクセルの輝度データ値が下位レベル領域に該当する。これが、カウント閾値未満の数であれば、データ変換処理の指示は下位レベル領域データ変換部４に与えられない。従って、全てのピクセルの輝度データ値が変換されずに、そのまま出力されることになる。
【００５２】
本実施の形態では、以上のようにデータ変換処理が行われる。
このように本例では、入力された輝度データが一定区間内（１ライン内）にカウント閾値として設定した個数以上の下位レベル領域の輝度データを検出した場合、その区間の輝度データの下位レベル領域データを設定値に変換して圧縮処理を施す。これによって、輝度データの下位レベル領域箇所の圧縮効率が向上して、再現性を確保したい高周波成分のビット割当量が増えることにより画質改善のシステムの実現が可能になる。
【００５３】
また設定した個数以上の下位レベル領域の輝度データを検出した場合に変換処理を行うことで、むやみに変換値への変換処理が行われることを防止できる。即ち下位レベル領域に相当する輝度データ値において変化成分が大きい場合であって、圧縮処理後にノイズとして現れてしまう部分に対して適切にデータ変換を行い、実際にノイズとなる可能性が低い部分は、データ変換をせずに、元の値を出力できる。
【００５４】
なお、上記例では、１ライン単位で下位レベル領域に該当する輝度データ値の検出及びデータ変換を行うものとしたが、それに限られるものではない。
例えば１フレーム全体で、下位レベル領域に該当する輝度データ値の検出を行い、下位レベル領域に該当する輝度データ値の数がカウント閾値以上であれば、下位レベル領域に該当する輝度データ値を変換値に変換するという処理も考えられる。当然、カウント閾値はフレームの全ピクセルに応じて設定される。
さらに、複数ライン単位で処理を行ったり、１ラインの一部（例えば１／ｎライン）単位で処理を行っても良い。また、１フレームを複数のブロックに分け、ブロック毎に処理を行ってもよい。カウント閾値は、それぞれ対象となる単位の総ピクセル数に応じて設定すればよい。
【００５５】
［４．部分適応変換処理］
他の実施の形態として部分適応変換処理の例を説明する。
上記例は、画面全体について、輝度データ値が下位レベル領域に該当するか否かを判定し、データ変換を行うものとした。
ここでは、映像信号のフレーム内における一部の画面領域のみの輝度データについて、下位レベル領域の値に該当するか否かを検出し、データ変換を行う例を説明する。
【００５６】
図７（ａ）に」画像例を示す。この例では、背景画像Ａ１、画像Ａ２、ノイズ画像Ａ３、及び画像Ａ４，Ａ５が表れているとする。
ここで背景Ａ１の輝度データ値は「８’ｈ１０」であるとする。
またノイズ画像Ａ３の部分の輝度データ値は「８’ｈ１７」等、下位レベル領域に該当する値であるとする。
画像Ａ４の部分は、輝度データ値は「８’ｈ２３」であるとする。
画像Ａ５の部分は、輝度データ値は「８’ｈ１６」であり、下位レベル領域に該当する値であるとする。
【００５７】
ここで、フレーム全体を対象として、輝度データ値の検出及びデータ変換を行うものとすると、図８（ｂ）に示す状態となることがある。
即ち、ノイズ画像Ａ３の部分の輝度データ値は「８’ｈ１７」等から例えば変換値「８’ｈ１０」に変換される。これにより、画像Ａ２の周囲のノイズ画像は消えることになる。
しかし、画像Ａ５の部分も下位レベル領域に該当する値であるため画像Ａ５の部分の各ピクセルの輝度データ値も変換値「８’ｈ１０」に変換されてしまう。結果、図のように画像Ａ５が消失してしまうことが生ずる。
但し、上述のように、カウント閾値の適切な設定や、処理対象をライン単位、ブロック単位、１／ｎライン単位、フレーム単位などで適切に選ぶことで、このような必要な画像の消失は生じないようにもできる。ところが、必要な画像の消失を完全に無くすためには、画面内の一部には、本発明の処理を適用しないようにすることも好適である。
【００５８】
そこで、部分適応変換処理として、図７（ｂ）に一点鎖線で示すように特定の領域を処理対象として設定できるようにする。そして、この特定領域のみについて輝度データ値が下位レベル領域に該当するか否か検出及び該当数に応じたデータ変換を行うものとする。すると例えば図８（ａ）に示す状態とすることができる。
つまりノイズ画像Ａ３の部分の輝度データ値は変換値「８’ｈ１０」に変換され、画像Ａ２の周囲のノイズ画像は消える。一方、画像Ａ５の部分は、処理対象外であるのでデータ変換は一切行われず、画像Ａ５が消失されることはない。
【００５９】
このような処理を行うには、図３の下位レベル領域データ検出／カウント部２及び下位レベル領域データ変換部４に対して、処理対象とする特定の領域の情報を設定し、処理対象の特定の領域の範囲内の輝度データに関して処理を実行すればよい。
【００６０】
［５．変形例及びプログラム］
本発明は以上の実施の形態に限られず、多様な変形例が考えられる。
下位レベル領域は「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」に限らず、例えば「８’ｈ１０」〜「８’ｈ２２」など、各種の設定例が考えられる。
カウント閾値についても、処理対象の単位（例えば１ライン等）のピクセル数の半数に限らず、３／４、２／３、１／３、１／４などとしてもよい。また場合によってはカウント閾値＝１、即ち処理対象の単位内で、１つでも下位レベル領域に該当する輝度データ値が存在したら、当該単位について変換処理を実行するなどとしてもよい。
【００６１】
上記例は、映像信号が８ビットで扱われる場合で述べたが、１０ビット等、他のビット数で扱われる場合も本発明は適用可能である。
図９に、８ビットの場合と１０ビットの場合の輝度レベル値を示している。１０ビットの場合、「１０’ｈ０４０」未満がアンダーシュートレベルとなる。この場合、「１０’ｈ０４０」〜ＬＴの範囲を下位レベル領域として設定すればよい。
また、変換値は「１０’ｈ０４０」等とすればよい。
【００６２】
また、変換値は、８ビットの場合でも１０ビット等の場合でも、或る特定の値に設定されればよい。変換値は、下位レベル領域に含まれる輝度データ値のうちの一の値であることが好適である。
下位レベル領域を「８’ｈ１０」〜「８’ｈ１７」とした場合、「８’ｈ１０」「８’ｈ１１」・・・「８’ｈ１７」のいずれかが変換値とされればよい。
【００６３】
上記実施の形態は、オーサリングシステムで用いるビデオ圧縮処理装置１について説明したが、本発明は画像処理を行う各種機器に適用できる。例えば画像再生装置、撮像装置、通信装置、画像記録装置、ゲーム機器、ビデオ編集機、などが想定される。
さらに、汎用のパーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、その他画像データを用いる多様な情報処理装置において、ビデオ圧縮処理装置１を実現することも当然想定される。
例えば図４の処理を演算処理装置に実行させるプログラムを画像処理アプリケーションソフトウエアとして提供することで、パーソナルコンピュータ等において、圧縮前の処理として適切な画像処理を実現できる。
【００６４】
本発明のプログラムとしては、入力された映像信号の輝度データについて、設定した下位レベル領域の値に該当する輝度データを検出するステップと、下位レベル領域に該当する輝度データの値を、設定した変換値に変換するステップとを演算処理装置に実行させる。このようなプログラムを提供することで、各種機器でデータ圧縮の前処理として好適な画像処理ができる。このようなプログラムにより、上記パーソナルコンピュータ等で、本発明の信号処理方法を実現させることができる。
【００６５】
なお、このようなプログラムは、パーソナルコンピュータ等の機器に内蔵されている記録媒体としてのＨＤＤや、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータ内のＲＯＭやフラッシュメモリ等に予め記録しておくことができる。
またフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)、ＭＯ(Magnet optical)ディスク、ＤＶＤ、ＢＤ、磁気ディスク、半導体メモリ、メモリカードなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ビデオ圧縮処理装置、２  下位レベル領域データ検出／カウント部、３  カウント閾値判定部、４  下位レベル領域データ変換部、５  色空間変換部、６  映像データ圧縮処理部
【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９】
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【図７】
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【図８】
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