(57)【要約】【課題】画像データを分散させず、効率的に高精細映像を扱える映像記録装置、映像再生装置及び映像記録プログラムを提供すること。【解決手段】映像記録再生装置１は、第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する前処理部１２と、変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化する符号化部１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する第１変換部と、
前記第１変換部により変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化する符号化部と、を備える映像記録装置。
【請求項２】
前記第２のサンプリング構造は、所定の規格化された圧縮方式に対応する請求項１に記載の映像記録装置。
【請求項３】
前記アップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれの方式により変換を行うかを判別する変換方式判別部を備える請求項１又は請求項２に記載の映像記録装置。
【請求項４】
前記変換方式判別部は、前記第１のサンプリング構造の種別に応じて変換方式を判別する請求項３に記載の映像記録装置。
【請求項５】
前記変換方式判別部は、指定された圧縮モードに応じて変換方式を判別する請求項３又は請求項４に記載の映像記録装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の映像記録装置において、前記所定の圧縮方式により符号化された前記第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像を復号する復号部と、
前記復号部により復号された画像データについて、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第３のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する第２変換部と、を備える映像再生装置。
【請求項７】
コンピュータに入力映像を記録させるための映像プログラムであって、
前記コンピュータの制御部に、
第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにより変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化する符号化ステップと、を実行させるための映像記録プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細映像の記録装置、再生装置及び記録プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイビジョン（解像度１９２０×１０８０）を上回る解像度を有する高精細映像システムとして、例えば、ハイビジョンの１６倍の画素数を有するスーパーハイビジョン（解像度７６８０×４３２０）の研究開発が進められている。
スーパーハイビジョンは、従来のハイビジョン映像システムと比べ、データレートが極めて大きくなる。中でも、フルスペック（フルカラー総画素数９９００万画素、フレーム周波数１２０Ｈｚ）の非圧縮信号となると、データレートが１４４Ｇｂｐｓにも及び、大規模な信号処理システムが必要になる。このため、コンパクトで機動的なスーパーハイビジョン映像システムを実現するためには、しばしばデータレート削減を目的に、デュアルグリーン（ＤＧ）と呼ばれるカラー方式が用いられる。
【０００３】
ＤＧ方式のスーパーハイビジョン信号（以下ＤＧ信号と呼ぶ）は、単一フレーム画像が、単板撮像素子のカラー方式として用いられるベイヤー型のサンプリング構造（相互に異なる位置からなる赤（Ｒ）、緑（Ｇ１及びＧ２）、青（Ｂ）の４種類の画像の配置）によって構成される（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
このようなＤＧ信号を記録するために、例えば、入力されたＤＧ信号について、単一フレーム画像を空間的に複数の画像に分割し、それぞれ個別の低解像度画像として、複数の記録媒体又は複数の記録領域に記録を行う記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このような装置により記録されたＤＧ信号を再生する際は、複数の記録媒体又は複数の記録領域から、同一フレームとして関連付けられた複数の分割画像を並列に読み出し、表示装置が元のフレーム画像へと再構成を行っている。
【０００５】
具体的には、記録装置は、例えば、単位フレーム画像を縦横それぞれ４分割して１６枚のＨＤ画像（解像度１９２０×１０８０）とすることでＤＧ信号を取り扱う。また、例えば、記録装置は、図１３に示すように、ベイヤー型のサンプリング構造の単位フレーム画像を、Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂのそれぞれに分割し、４枚の低解像度画像（解像度３８４０×２１６０）に再構成することでＤＧ信号を取り扱う。このような手法により、ＤＧ信号と、公知の規格化された映像信号処理技術との整合性が取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０１９８０４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「走査線４０００本級４板式超高精細動画カメラ」、山下誉行他、映像情報メディア  ５８（３）、ｐｐ．３８３−３９１、２００４年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の記録装置においては、ＤＧ信号の単一フレーム画像を複数の記録媒体又は複数の記録領域に記録するため、画像データが分散され、記録媒体の管理や、記録した画像データの管理及び運用が煩雑になるという課題があった。
また、映像符号化によりデータレートの圧縮を行う場合、空間的に分割された画像の境界部において、本来の画像にある隣接画素との連続性が失われてしまうため、圧縮効率の低下や、非可逆プロセスによる符号化の場合は、圧縮ひずみが生じてしまうという課題があった。
さらに、このような装置で記録したＤＧ信号を再生する際、分割されたそれぞれの画像データを並列して読み出すためのタイミング同期回路が必要となるため、再生装置の構成が複雑になると共に、フレーム画像を再構成するための処理負荷が大きいという課題もあった。
【０００９】
本発明は、画像データを分散させず、効率的に高精細映像を扱える映像記録装置、映像再生装置及び映像記録プログラム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】
【００１０】
本発明に係る映像記録装置は、第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する第１変換部と、前記第１変換部により変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化する符号化部と、を備える。
【００１１】
この構成によれば、映像記録装置は、入力映像を、入力時と異なるサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像として取り扱うことにより、単一フレーム画像を空間的に複数の画像に分割することなく、単一の画像データとして記録媒体に記録できる。これにより、映像記録装置は、画像データを分散させず、効率的に高精細映像を扱えるので、記録媒体の管理や、記録した画像データの管理、運用が容易になる。
また、映像記録装置は、本来の画像の持つ連続性を保ちつつ符号化技術を適用できるため、圧縮効率が向上し、非可逆プロセスによる符号化を行った場合でも、圧縮ひずみを抑えることが可能となる。
【００１２】
前記第２のサンプリング構造は、所定の規格化された圧縮方式に対応してもよい。
【００１３】
この構成によれば、映像記録装置により記録された画像データは、記録媒体中では、規格化されたサンプリング構造をもつ単一の符号化信号として取り扱うことができるため、記録データが分散せず、規格化された効率的な符号化技術を用いて記録データの閲覧、整理及びバックアップといった作業を容易に行うことが可能である。また、記録映像の再生時は、複数の記録媒体に分散されたデータを同期して読みだすためのタイミング同期回路が不要となるため、装置構成が複雑になるのを防ぐことができる。
【００１４】
前記映像記録装置は、前記アップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれの方式により変換を行うかを判別する変換方式判別部を備えてもよい。
【００１５】
この構成によれば、映像記録装置は、入力映像信号のカラー方式に応じて、画像変換アルゴリズムを変更し、同一のサンプリング構造を持つ映像信号に変換できる。このようにすることで、異なる入力映像信号のカラー方式に対して同一の映像符号化技術を適用できるため、回路構成を単純化でき、様々な入力信号に対応した小型の映像記録装置を実現できる。
【００１６】
前記変換方式判別部は、前記第１のサンプリング構造の種別に応じて変換方式を判別してもよい。
【００１７】
この構成によれば、映像記録装置は、サンプリング構造の種別に応じて変換方式を判別するので、複数のカラー方式に自動で対応でき、利便性が向上する。
【００１８】
前記変換方式判別部は、指定された圧縮モードに応じて変換方式を判別してもよい。
【００１９】
この構成によれば、映像記録装置は、指定された圧縮モードに応じて変換方式を判別するので、複数のカラー方式に自動で対応でき、利便性が向上する。
【００２０】
本発明に係る映像再生装置は、前記映像記録装置において、前記所定の圧縮方式により符号化された前記第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像を復号する復号部と、前記復号部により復号された画像データについて、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第３のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する第２変換部と、を備える。
【００２１】
本発明に係る映像記録プログラムは、コンピュータに入力映像を記録させるための映像プログラムであって、前記コンピュータの制御部に、第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換し、当該変換された色成分を含む複数の色成分で構成される、第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像に変換する変換ステップと、前記変換ステップにより変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化する符号化ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、画像データを分散させず、効率的に高精細映像を扱える。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る映像記録再生装置の機能構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る前処理部の機能構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る後処理部の機能構成を示す図である。
【図４】実施形態に係るアップコンバート部における画像変換の第１の例を示す図である。
【図５】実施形態に係るアップコンバート部における画像変換の第２の例を示す図である。
【図６】実施形態に係るダウンコンバート部における画像変換の一例を示す図である。
【図７】実施形態に係る画像変形部における画像変換の一例を示す図である。
【図８】実施形態に係る映像記録再生装置をシミュレーションした手順を模式的に示す図である。
【図９】実施形態に係る映像記録再生装置との比較対象として、従来の記録再生装置の手法をシミュレーションした手順を模式的に示す図である。
【図１０】実施形態に係るアップコンバートの２方式を説明する図である。
【図１１】実施形態に係るシミュレーション結果の評価値を示す第１の図である。
【図１２】実施形態に係るシミュレーション結果の評価値を示す第２の図である。
【図１３】従来の記録装置における画像分割の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
本実施形態に係る映像記録再生装置１は、映像信号の記録及び再生を行う信号処理装置である。映像記録再生装置１は、ビデオ信号で用いられる、所定のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像を、少なくとも１つの色成分について画像変形、アップコンバート又はダウンコンバートを行い、異なるサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像として取り扱う。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る映像記録再生装置１の機能構成を示す図である。
映像記録再生装置１は、入力部１１と、前処理部１２と、符号化部１３と、記録部１４と、記録媒体１５と、復号部１６と、後処理部１７と、出力部１８とを備える。
【００２６】
入力部１１は、外部装置から映像信号を取得する。
外部装置からの入力映像は、フル解像度、又はＤＧ方式のスーパーハイビジョンカメラの他、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）や、その他の映像処理装置から出力される映像信号であってもよい。
【００２７】
前処理部１２は、第１のサンプリング構造を持つ複数の色成分で構成されるカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換する。これにより、前処理部１２は、変換された色成分を含む複数の色成分で構成される第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像を生成する。前処理部１２の詳細は後述する。
【００２８】
符号化部１３は、前処理部１２により変換された後の画像データを、所定の圧縮方式により符号化してビットレートを圧縮する。映像の符号化は、第２のサンプリング構造に対応した規格化された公知の技術を用いることができる。
【００２９】
記録部１４は、符号化部１３により符号化された信号を、記録媒体１５へ記録する。また、映像再生時には、記録部１４は、記録媒体１５から符号化された信号を読み出す。
【００３０】
復号部１６は、記録媒体１５より読み出した符号化信号を復号し、復号された第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像の信号を、後処理部１７へ出力する。
【００３１】
後処理部１７は、復号部１６により復号された第２のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像について、少なくとも１つの色成分をアップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれかの方式により変換する。これにより、後処理部１７は、変換された色成分を含む複数の色成分で構成され、映像記録再生装置１に入力された第１のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像、又は第３のサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像を生成する。後処理部１７の詳細は後述する。
【００３２】
出力部１８は、第１のサンプリング構造を持つカラー方式に変換された映像信号を、モニタ等の外部装置に出力する。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る前処理部１２の機能構成を示す図である。
前処理部１２は、変換方式判別部１２１と、アップコンバート部１２２と、ダウンコンバート部１２３と、画像変形部１２４と、色変換処理部１２５とを備える。
【００３４】
変換方式判別部１２１は、アップコンバート、ダウンコンバート又は画像変形のいずれの方式により入力映像の変換を行うかを判別する。
このとき、変換方式判別部１２１は、入力映像のサンプリング構造を判別し、判別した第１のサンプリング構造の種別に応じて変換方式を判別する。
【００３５】
具体的には、変換方式判別部１２１は、予め設定された変換リストに従って、入力映像をアップコンバート部１２２、ダウンコンバート部１２３、又は画像変形部１２４に振り分ける。なお、変換リストにより、変換不要と判断されたサンプリング構造を持つ入力映像は、直接、色変換処理部１２５に受け渡される。
ここで、変換リストは、映像記録再生装置１の中で一意に定められていてもよいし、ユーザが外部インターフェース等を介して任意に選択できてもよい。
また、変換方式判別部１２１は、例えば、ユーザから指定された圧縮モード（例えば、高圧縮モード）に応じて変換方式を判別してもよい。
【００３６】
アップコンバート部１２２は、単一フレーム画像について、いずれかの色成分における欠損画素を補間することにより、第２のサンプリング構造にアップコンバートする。変換の手法は、例えば画素補間又は超解像技術等の公知の技術を用いてよい。
【００３７】
ダウンコンバート部１２３は、単一フレーム画像について、いずれかの色成分の画素数を削減することにより、第２のサンプリング構造にダウンコンバートする。変換の手法は、例えば、画素の間引き又は複数画素の平均値化等、公知の技術を用いてよい。
【００３８】
画像変形部１２４は、単一フレーム画像について、いずれかの色成分の画素の位置を移動することにより、第２のサンプリング構造に画像変形する。変換の手法は、特定画素の入れ替え又はベクトル操作等、公知の技術を用いてよい。
【００３９】
色変換処理部１２５は、ＲＧＢ信号（フルカラー信号）で入力された映像信号について、符号化部１３により処理可能なＹＰｂＰｒ信号又はＹＣｂＣｒ信号（色差信号）に変換する。入力された画像がＹＰｂＰｒ信号又はＹＣｂＣｒ信号である場合は、色変換処理部１２５は、映像信号の変換を行わず出力する。なお、符号化部１３の用いる符号化技術がＲＧＢ信号に対応している場合は、この色変換処理部１２５の変換処理が省略される。
【００４０】
図３は、本実施形態に係る後処理部１７の機能構成を示す図である。
後処理部１７は、色変換処理部１７１と、変換方式判別部１７２と、アップコンバート部１７３と、ダウンコンバート部１７４と、画像変形部１７５とを備える。
【００４１】
色変換処理部１７１は、復号部１６により復号されたＹＰｂＰｒ信号又はＹＣｂＣｒ信号を、ＲＧＢ信号に変換する。
【００４２】
変換方式判別部１７２は、出力部１８により出力される映像信号のカラー方式を決定する。この出力時のカラー方式は、入力部１１により入力された映像信号と同様の第１のサンプリング構造としてもよいし、ユーザが任意に第３のサンプリング構造を選択してもよい。
色変換処理部１７１から受け取った映像信号は、この決定に従って、アップコンバート部１７３、ダウンコンバート部１７４又は画像変形部１７５に振り分けられる。なお、変換不要と判断された映像信号は、直接、出力部１８に受け渡される。
【００４３】
図４は、本実施形態に係るアップコンバート部１２２における画像変換の第１の例を示す図である。
この例では、解像度７６８０×４３２０のＤＧ信号が入力され、アップコンバート部１２２は、ＤＧ信号の単一フレーム画像について、Ｇ成分のみを抽出した画像データ２０のうち、Ｒ及びＢ領域の欠損画素を補間して解像度の高い画像データ２０ａを生成する。
【００４４】
アップコンバート部１２２は、Ｇ成分の画像データ２０ａ、Ｒ成分の画像データ２１及びＢ成分の画像データ２２をパッケージ化することで、４：２：０のサンプリング構造をもつ解像度７６８０×４３２０のカラー画像に変換している。当該サンプリング構造の場合、より好ましくは、色変換処理部１２５により、色差信号へと変換された画像であると、多くの規格化された公知の圧縮技術との整合性が取れる。
【００４５】
図５は、本実施形態に係るアップコンバート部１２２における画像変換の第２の例を示す図である。
この例では、解像度７６８０×４３２０のＤＧ信号が入力され、アップコンバート部１２２は、ＤＧ信号の単一フレーム画像について、Ｇ成分のみを抽出した画像データ３０のうち、Ｒ及びＢ領域の欠損画素を補間して解像度の高い画像データ２０ａを生成する。さらに、アップコンバート部１２２は、Ｒ成分の画像データ３１及びＢ成分の画像データ３２のうち、それぞれ垂直方向に隣接した領域の欠損画素を補間することで解像度の高い画像データ３１ａ及び３２ａを生成する。
【００４６】
アップコンバート部１２２は、Ｇ成分の画像データ３０ａ、Ｒ成分の画像データ３１ａ及びＢ成分の画像データ３２ａをパッケージ化することで、４：２：２のサンプリング構造をもつ解像度７６８０×４３２０のカラー画像に変換している。当該サンプリング構造の場合、より好ましくは、色変換処理部１２５により、色差信号へと変換された画像であると、多くの規格化された公知の圧縮技術との整合性が取れる。
【００４７】
図６は、本実施形態に係るダウンコンバート部１２３における画像変換の一例を示す図である。
この例では、フル解像度のスーパーハイビジョンの信号が入力され、ダウンコンバート部１２３は、単一フレーム画像（ＲＧＢ４：４：４）について、Ｒ成分のみを抽出した画像データ４１の２ｍ＋１列、及びＢ成分のみを抽出した画像データ４２の２ｍ＋２列の画素を間引くことで、解像度を落とした画像データ４１ａ及び４２ａを生成する。ここで、ｍは０から３８３９までの整数を表す。
【００４８】
ダウンコンバート部１２３は、Ｇ成分の画像データ４０、Ｒ成分の画像データ４１ａ及びＢ成分の画像データ４２ａをパッケージ化することで、４：２：２のサンプリング構造をもつ解像度７６８０×４３２０のカラー画像に変換している。当該サンプリング構造の場合、より好ましくは、色変換処理部１２５により、色差信号へと変換された画像であると、多くの規格化された公知の圧縮技術との整合性が取れる。
なお、ダウンコンバート部１２３は、Ｒ成分及びＢ成分について、共通の列（２ｍ＋１又は２ｍ＋２）の画素を間引いてもよい。
【００４９】
図７は、本実施形態に係る画像変形部１２４における画像変換の一例を示す図である。
この例では、解像度７６８０×４３２０のＤＧ信号が入力され、画像変形部１２４は、ＤＧ信号の単一フレーム画像について、Ｇ成分のみを抽出した画像データ５０のうち、２ｎ＋１行目及び２ｎ＋２行目のＧ成分を同列のｎ＋１行目に配置することで、変形された画像データ５０ａを生成する。また、画像変形部１２４は、Ｒ生成及びＢ成分についても同様に、２ｎ＋１行目及び２ｎ＋２行目の成分を同列のｎ＋１行目に配置することで、それぞれＲ成分の画像データ５１ａ及びＢ成分の画像データ５２ａを生成する。ここで、ｎは０から２１５９までの整数を表す。
【００５０】
画像変形部１２４は、Ｇ成分の画像データ５０ａ、Ｒ成分の画像データ５１ａ及びＢ成分の画像データ５２ａをパッケージ化することで、４：２：２のサンプリング構造をもつ解像度３８４０×２１６０のカラー画像に変換している。当該サンプリング構造の場合、より好ましくは、色変換処理部１２５により、色差信号へと変換された画像であると、多くの規格化された公知の圧縮技術との整合性が取れる。
【００５１】
＜実施例＞
以下、本実施形態の効果を示すために行ったシミュレーションの手順及び結果を示す。
この例では、記録再生の対象となる元画像に、ハイビジョン画像（解像度１９８０×１０８０、８Ｂｉｔ）を用いたが、スーパーハイビジョン画像、又は他の高精細画像が入力された場合にも同様の結果が期待できる。
【００５２】
図８は、本実施形態に係る映像記録再生装置１をシミュレーションした手順を模式的に示す図である。
【００５３】
（手順１）元画像をベイヤー型にサンプリングする（図１３参照）。
（手順２）（１）でサンプリングした画像のうち、Ｇ成分について、Ｒ及びＢ領域の欠損画素を補間することで、アップコンバートする。
（手順３）（２）により４：２：０の方式でサンプリングされたＲＧＢ信号を符号化する。
（手順４）符号化された信号を復号する。
（手順５）復号した信号のＧ成分について、ベイヤー型にサンプリングする。
（手順６）入力画像のＧ成分と（５）で生成されたＧ成分とについて、ＰＳＮＲ（ピーク信号対雑音比）を算出して評価する。
【００５４】
図９は、本実施形態に係る映像記録再生装置１との比較対象として、従来の記録再生装置の手法をシミュレーションした手順を模式的に示す図である。
【００５５】
（手順１）元画像をベイヤー型にサンプリングする。
（手順２）サンプリングした画像のうち、Ｇ成分について、２ｋ＋１行及び２ｋ＋２行の成分を空間分割して、２枚の画像に再構成する。ここで、ｋは０から５３９までの整数である。
（手順３）（２）で得られた２枚の画像の他、Ｒ成分及びＢ成分について、それぞれ個別に符号化する。
（手順４）符号化された信号を復号する。
（手順５）復号した２枚のＧ画像を合成し、元画像と同様の構成に戻す。
（手順６）入力画像のＧ成分と（５）で生成されたＧ成分とについて、ＰＳＮＲを算出して評価する。
【００５６】
上記２つのシミュレーションにおいて、符号化にはＪＰＥＧ２０００の非可逆圧縮を用いた。また、Ｇ画像のアップコンバートについては、Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ｌｉｎｅａｒ、及びＡＣＰＩの２方式を用いた。
【００５７】
図１０は、本実施形態に係るアップコンバートの２方式を説明する図である。
いずれの方式も、Ｒ画素の位置のＧ成分を補間する場合の式を例示した。なお、Ｂ画素の位置のＧ成分を補間する場合は、ＲをＢと読み替える。
【００５８】
これらの方式では、垂直方向の非連続性を示す値αと、水平方向の非連続性を示す値βとの大小関係に応じて、周囲のＧ成分、又はＧ成分及びＲ成分に基づいてＧ成分が補間される。
【００５９】
図１１及び図１２は、本実施形態に係るシミュレーション結果の評価値を示す図である。なお、２種類の画像データを入力とした結果をそれぞれの図で示した。
【００６０】
横軸は符号化した画像のフレームサイズを示し、縦軸はベイヤー配列のＧ成分についての元画像とのＰＳＮＲを示している。フレームサイズが小さいほど圧縮率が高く、ＰＳＮＲが大きいほど元画像の再現性が高い。
本実施形態による手法（Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ｌｉｎｅａｒ又はＡＣＰＩ）を用いた場合、特に高圧縮率の符号化を行った際のＰＳＮＲの劣化が、従来手法（Ｃｕｒｒｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄ）と比較して改善されている。
【００６１】
本実施形態によれば、映像記録再生装置１は、入力映像を、入力時と異なるサンプリング構造を持つカラー方式の単一フレーム画像として取り扱うことにより、単一フレーム画像を空間的に複数の画像に分割することなく、単一の画像データとして記録媒体に記録できる。これにより、映像記録再生装置１は、画像データを分散させず、効率的に高精細映像を扱えるので、記録媒体の管理や、記録した画像データの管理、運用が容易になる。
【００６２】
また、映像記録再生装置１は、本来の画像の持つ連続性を保ちつつ符号化技術を適用できるため、圧縮効率が向上し、非可逆プロセスによる符号化を行った場合でも、圧縮ひずみを抑えることが可能となる。
【００６３】
さらに、映像記録再生装置１により記録された画像データは、記録媒体中では、規格化されたサンプリング構造をもつ単一の符号化信号として取り扱うことができるため、記録データが分散せず、規格化された効率的な符号化及び復号の技術を用いて記録データの閲覧、整理及びバックアップといった作業を容易に行うことが可能である。また、記録映像の再生時は、複数の記録媒体に分散されたデータを同期して読みだすためのタイミング同期回路が不要となるため、装置構成が複雑になるのを防ぐことができる。
【００６４】
また、映像記録再生装置１は、入力映像信号のカラー方式に応じて、前処理部１２の画像変換アルゴリズムを変更し、同一のサンプリング構造を持つ映像信号を、符号化部１３に入力できる。このようにすることで、異なる入力映像信号のカラー方式に対して、符号化部１３及び復号部１６では同一の映像符号化技術を適用できるため、符号化部１３及び復号部１６の回路構成を単純化でき、様々な入力信号に対応した、小型の映像記録再生装置１を実現できる。
さらに、映像記録再生装置１は、サンプリング構造の種別に応じて、又は指定された圧縮モードに応じて変換方式を判別するので、複数のカラー方式に自動で対応でき、利便性が向上する。
【００６５】
また、映像記録再生装置１は、フレーム順序の入れ替え及び色調整等の機能を付加することで、映像編集機を実現できる。この映像編集機は、従来の記録装置のように、複数の記録媒体又は複数の記録領域への並列処理を必要としないため、高速処理が可能である。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００６７】
前述の実施形態では、映像の記録機能及び再生機能の双方を備えた映像記録再生装置１を説明したが、これには限られない。
例えば、復号部１６、後処理部１７及び出力部１８は、別の再生装置として分離されてもよい。また、記録部１４及び記録媒体１５が別の装置として分離されてもよい。
【００６８】
前述した映像記録再生装置１は、主にＤＧ方式又はフル解像度のスーパーハイビジョン映像の記録再生装置として説明したが、本発明は、４Ｋ又は他の高解像度映像システム、及び一眼レフカメラ等の単板撮像素子等に広く応用が可能である。
【００６９】
本実施形態では、主に映像記録再生装置の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限られず、各構成要素を備え、映像を記録及び再生するための方法、又はプログラムとして構成されてもよい。
【００７０】
さらに、映像記録再生装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
【００７１】
ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００７２】
さらに「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  映像記録再生装置（映像記録装置、映像再生装置）
１１  入力部
１２  前処理部（第１変換部）
１３  符号化部
１４  記録部
１５  記録媒体
１６  復号部
１７  後処理部（第２変換部）
１８  出力部
１２１  変換方式判別部
１２２  アップコンバート部
１２３  ダウンコンバート部
１２４  画像変形部
１２５  色変換処理部
１７１  色変換処理部
１７２  変換方式判別部
１７３  アップコンバート部
１７４  ダウンコンバート部
１７５  画像変形部
【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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