JPH10126796A - デュアル・モード・ソフトウェア処理を用いた動画・静止画像用デジタル・カメラ - Google Patents

デュアル・モード・ソフトウェア処理を用いた動画・静止画像用デジタル・カメラ

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JPH10126796A
JPH10126796A JP9248338A JP24833897A JPH10126796A JP H10126796 A JPH10126796 A JP H10126796A JP 9248338 A JP9248338 A JP 9248338A JP 24833897 A JP24833897 A JP 24833897A JP H10126796 A JPH10126796 A JP H10126796A
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camera
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E Prentice Wayne
イー プレンティス ウェイン
N Beladuche Thomas
エヌ ベラデューシ トーマス
A Parlsky Kenneth
エー パルルスキー ケネス
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
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  • Color Television Systems (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静止画像処理モードと、動画処理モードとを
有するデュアル・モードのデジタル画像形成システムに
おける各モードの画質を最適化できる動画静止画像用デ
ジタルカメラを提供する。 【解決手段】 ホスト・コンピュータ１２と、そのコン
ピュータにより処理される画像処理アプリケーションを
使用するデュアル・モードのデジタル・カメラ１０を有
し、少なくとも１つの共通制御パラメータが双方のモー
ドを制御するために使用され、動画モードの処理は、処
理時間を最短とするよう設計されたアルゴリズムとソフ
トウェア処理順序により実施されるものの、ビデオ会議
等の用途には適切な、比較的低解像度のＹＵＶ画像を形
成し、静止画像モードの処理は、より精巧なアルゴリズ
ムを使用し、比較的高解像度のＲＧＢ出力画像の画質を
最適なものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には電子写
真の分野に関し、特にコンピュータとインターフェース
可能なデジタル・カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、電子カメラは動画を形成する
ものと、静止画像を形成するものの２種に大別されてい
る。典型的な動画用カメラには、動画用ビデオ・カメラ
や、コネクティクス社が販売しているコンピュータ接続
カメラであるColor QuickCamTM等がある。典型的な静止
画像用カメラには、イーストマン・コダック社が販売し
ているＤＣ４０やＤＣ５０等一連のデジタル・カメラ製
品がある。動画用ビデオ・カメラでは、通常画像は「フ
レームグラバー」ボードを経由してコンピュータに入力
される。この場合、静止画像も動画もビデオの単一のフ
ィールドやフレームを用いて捕捉される。つまり、カメ
ラ内部のハードウェア内で実施される動画および静止画
像の処理手順は、静止画像と動画のどちらを捕捉するか
に拘わらず、同一となる。
【０００３】静止画像用電子カメラに関しては、その目
的が静止画像を捕捉することであるため、出力処理は一
般的に静止画像を対象としている。米国特許第５，４０
２，１７０号、題名"Hand-manipulated Electronic Cam
era Tethered to a PersonalComputer"は、コンピュー
タに接続して画像を捕捉し、その画像をコンピュータ内
に保存する静止画像用デジタル・カメラについて記載し
ている。実施形態の１つにおいては、動画ビデオ・シグ
ナルを生成する走査率ビデオ・センサが装備されてお
り、そのコンピュータ・インターフェースは、センサが
出力する連続的なビデオ・シグナルからフレームを捕捉
するフレーム保存ボードを装備している。
【０００４】静止画像用電子カメラがもう一方のモード
でも使用可能な場合、それはそのカメラの本来の目的に
従属したものとなる。例えば、１９９４年１２月３０日
に出願された米国特許出願第８０／３６７，３９９号
（題名"Electronic Camera Having Dual Modes for Com
posing and Capturing Still Images"）は、静止画像モ
ードでの捕捉に先立ち、液晶表示装置のファインダ上に
動画モードを用いて「試写」画像を提供できる、静止画
像用電子カメラについて記載している。この試写画像の
処理は、配線を用いて行うことが望ましいため、このカ
メラは高価格のものとなり、画像処理手順の融通性は低
下する。このカメラは動画のデータを出力する訳ではな
く、単にそれらを液晶表示装置上に表示するだけであ
る。使用者は、動画モードと静止画像のモードを積極的
に選別できる訳ではない。
【０００５】米国特許第５，３０１，２４４号、題名"C
omputer Input Scanner Incorpo-rating Multiple Scan
ning Modes"は、コンピュータ入力装置として有用なフ
ィルム・スキャナについて記載している。このフィルム
・スキャナは、次の２つのモードで操作が可能である。
第１は、低解像度モノクロ・プリスキャン・モードで、
画像の構図を決める（ズームしてトリミングする）ため
に使用され、第２は高解像度カラー順編成モードで、３
つの高解像度カラー・スキャンを連続して得ることがで
きる。使用者は、次の２つの機能をスキャナ上のスイッ
チで選択して使用する。１つはプリスキャン・モードで
連続した低解像度フレームを捕捉する機能で、もう１つ
は高解像度スキャンを開始する機能である。プリスキャ
ン・モードでは、異なる空間的解像度でフィルム像をデ
ジタル化する点と、緑色についての数値のみを使用する
点を除けば、両モードの処理手順は同じである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上、両モードで操作
可能なケースについて説明したが、従来の技術では各モ
ードを別々に処理する手順は最適なものとは言い難かっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決するものである。本発明の一態様によれば、第１カ
ラーフォーマットとして出力画像を形成する静止画像処
理モードと、第２カラーフォーマットとして出力画像を
形成する動画処理モードとを有し、特に第１カラーフォ
ーマットはＲＧＢで示され、第２カラーフォーマットは
ＹＵＶで示されるデュアル・モード・デジタル画像形成
システムが提供される。このデジタル画像形成システム
は、コンピュータを用いるデュアル・モード・デジタル
・カメラと、コンピュータにより処理されるソフトウェ
アを有し、少なくとも１つの共通制御パラメータが両モ
ードの制御のため使用されるが、動画モードの処理は静
止画像モードの処理よりも比較的簡便に行われるもので
ある。
【０００８】本発明の利点は、動画の処理は処理時間を
最短とするよう設計されたアルゴリズムとソフトウェア
処理順序により実施されるにも拘わらず、例えばビデオ
会議等の用途には充分適切な、比較的低解像度のＹＵＶ
画像を形成できることである。一方、静止画像モードの
処理では、比較的高解像度で出力されるＲＧＢ画像の画
質を最適のものとするため、より精巧なアルゴリズムが
使用される。動画モードでは、「点」処理が行われるの
に対し、静止画像モードでは点処理のみならず、例えば
２次元の有限インパルス応答(finite impulse respons
e;ＦＩＲ）フィルタを近傍域のピクセルに作動させて
「画像端の画質を向上した」ピクセル値を提供する空間
的処理も行われる。出力画像として表現される物の質
は、どちらのモードでも実質的には同じとなる。これ
は、両方の処理モードに影響するコントラスト、彩度、
明るさ、色相およびホワイト・バランスを、異なる処理
経路を通じてではあるが、同一使用者が制御するためで
ある。
【０００９】本発明に関する、以上の、およびその他の
様相、目的、特徴および利点については、下記の望まし
い実施形態および前述の請求事項の詳細な説明について
検討し、また添付の図面を参照することによって、より
明確に理解し、正しく認識することが可能となろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】電子センサを用いる画像形成装置
は良く知られたものなので、ここの説明では本発明に準
ずる装置を構成する要素、あるいは直接的に協働する要
素のみを扱う。ここでは特に表示も説明もしていない要
素が、当該技術では既知のものの中から選定される場合
もある。また、説明される実施形態の特定の部分が、ソ
フトウェアとして提供される場合もある。以下に述べる
システムにおいては、本発明の実用に必要なソフトウェ
アの実行方法は全て一般的なものであり、当該技術では
通常の技能の範囲で対応可能なものである。
【００１１】図１に、本発明によるデジタル画像形成シ
ステムのブロック図を示す。本システムは、ＵＳＢ（Un
iversal serial bus;ユニバーサル直列バス）デジタル
・ホスト・インターフェース１４に接続されたＵＳＢ配
線４２を介してホスト・コンピュータ１２に接続され、
かつこのホスト・コンピュータ１２から動力を供給され
ているカメラ１０を有する。ＵＳＢは、良く知られた共
用バスで、キーボード、プリンタ等の装置にも接続する
ことができる（ＵＳＢについては、１９９５年１１月１
３日発行のUniversal Serial Bus Specification, 1.
0、最終ドラフト版に説明がある）。カメラ１０は、動
画、静止画像のどちらも獲得することができる。カメラ
のデータは、コンピュータのモニタ１６に表示する最終
的な画像を形成するために、ホスト・コンピュータ１２
が処理する。例えば、「コンピュータによるビデオ会
議」の一部として、音声と共に送信することができる。
カメラ１０は、高画質（即ち高解像度）の静止画像も、
またフレームレートが高くて解像度が低い動画も、両方
形成することができる。
【００１２】カメラ１０は、物体からの光を電子画像セ
ンサ２０上で結像するための光学部１８を有する。画像
センサとして望ましいのは、コダック社製ＫＡＩ−０３
２０ＣＭインターライン・トランスファー連続スキャン
用ＣＣＤ(charge-coupled-device；電荷結合素子）画像
センサで、これは４８０行６４０列のカラー・フォト・
エレメントを図４に示す有名なベイヤー(Bayer)カラー
・フィルタ配列パターンによって配した稼動画像領域を
有するものである。（ベイヤーのパターンについての詳
しい説明は、米国特許第３，９７１，０６５号を参照の
こと。）センサ２０はさらに、画像形成装置の１つ以上
の側面上に、黒色レベルの修正に用いるマスクされたピ
クセルを有している。カメラ１０のアナログ部２２は、
センサ２０、ＣＤＳ(Correlated double sampling;相関
的二重サンプリング）を実施するためとアナログ利得を
設定するためのＣＤＳ／利得ブロック２４、ＣＣＤセン
サ２０からのアナログ出力信号を、例えば８ビットのデ
ジタル信号に変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変
換装置２６、そしてセンサ２０の時間計測を行うＣＣＤ
クロック駆動装置２８を有する。デジタル部３０は、Ｃ
ＣＤタイミングジェネレータ３２、スタティックＲＡＭ
メモリ３４、ライン保存タイミングジェネレータ３６、
マイクロプロセッサ３８、そしてＵＳＢ装置インターフ
ェース４０を有する。ＵＳＢ装置インターフェース４０
は、ＵＳＢ配線４２を介してＵＳＢホスト・インターフ
ェース１４に接続する。
【００１３】センサ２０は、ＣＣＤクロック駆動装置２
８を介してタイミングジェネレータ３２により制御され
る。センサ２０からのデジタル信号は、一時的にスタテ
ィックＲＡＭメモリ３４に保存されるが、このメモリ
は、６４キロビットスタティックＲＡＭメモリ（例えば
インテグレーテッドデバイステクノロジー社製の部品番
号ＩＤＴ７１６４等）であることが望ましい。このメモ
リはライン保存タイミングジェネレータ３６によって制
御され、ライン保存の役割を果たす。ＣＣＤタイミング
ジェネレータ３２は、センサ２０だけでなく、ライン保
存タイミングジェネレータ３６に適用されるライン保存
書込みクロックも制御している。ライン保存メモリ３４
からの出力は、データ処理の最大速度が１２メガビット
・秒であるホスト・コンピュータ１２に、ＵＳＢ装置イ
ンターフェース４０を介して送信される（ＵＳＢインタ
ーフェースの利点の詳細については、１９９５年４月１
７日発行のMicroprocessor Report,Volume 9,Number 5
に掲載のマイケル・スレータ氏による記事"Universal S
erialBus to Simplify PC I/O"を参照のこと）。ライン
保存３４からデータを読み出すＵＳＢインターフェース
４０は、Intel８２９３０マイクロプロセッサ等のマイ
クロプロセッサ３８の一部として組み込むことも可能で
ある。ＵＳＢ配線４２は４本の線を有するが、そのうち
の一対はホスト・コンピュータ１２とのデータ送受信
に、そしてもう１対はホスト・コンピュータ１２からカ
メラ１０に動力を送るために使用される。
【００１４】カメラ１０は、図１に示すように、静止画
像捕捉手順を開始するためのシャッター・ボタン４４、
およびカメラの作動を示す発行ダイオード（ＬＥＤ）４
６を有する。図２に、カメラの収納容器を示す。カメラ
１０は、コンピュータ・モニタ１６上に設置して、「両
手がフリーの」操作を可能とする取り外し可能スタンド
５０を有する。カメラ１０はまた、「手持ち」操作のた
めにスタンド５０から取り外すこともできる。カメラ１
０の収納容器は、シャッター・ボタン４４および「手持
ち」モードの時に便利なＬＥＤ表示ライト４６を有す
る。
【００１５】ホスト・コンピュータ１２は、静止画像と
動画の撮影のタイミングをカメラ１０に指示したり、Ｃ
ＣＤタイミングジェネレータ３２を介して電子露出時間
を設定したり、マイクロプロセッサ３８を経てＣＤＳ／
利得ブロック２４に設定を行うことによって、カメラの
撮影プロセスを制御する。ＵＳＢのハードウェアおよび
ソフトウェアは、ホスト・コンピュータ１２とカメラ１
０との間の通信手段を提供する。カメラ１０がホスト・
コンピュータ１２に接続されると、カメラ駆動ソフトウ
ェアがホスト・コンピュータ１２にロードされ、処理を
行う。そして、後述の動画および静止画像モード処理を
呼び出すアプリケーション・プログラムをホスト・コン
ピュータ１２で使用できるようになる。
【００１６】このカメラは、デフォルト捕捉パラメータ
の使用が可能であるが、使用者は図３に示す画面を用い
て望ましいパラメータを選ぶこともできる。この場合、
使用者は基本画面６２上の「カメラ調節」アイコン６０
をクリックし、カメラ調節画面６４を呼び出す。そして
「事前カメラ設定」アイコン６６をクリックして事前カ
メラ設定画面６８を、また同様にして追加画面７０を必
要なだけ得ることができる。静止画像および動画の処理
は、異なった処理「経路」により行われるが、どちらの
経路にも共通の自動パラメータ群、および使用者が調節
するパラメータ群を用いて制御される。使用者は、図
３、４に示すトグルスイッチ７２を使用してモードを選
択したり、他のパラメータ、例えばホワイト・バラン
ス、彩度、ガンマ、明るさ、コントラストなどを調節す
ることもできる。これらの調節は、どちらの処理経路に
よる画像であっても同じ基本的変更を加えることによ
り、動画および静止画像双方のモードに適用される。
【００１７】静止画像モードでは、図５に示すベイヤー
のカラー・フィルタ配列パターンを有するピクセルが全
て読み出される。動画モードでは、ピクセルの部分集合
のみをホスト・コンピュータに転送することができ、こ
れにより画像毎のデータ転送に要する時間を短縮し、フ
レーム率を上げることができる。部分的にサンプリング
されたモードの好ましい一形態を、図５の影のついたピ
クセルによって示す。画像がＲＡＭメモリのライン保存
３４に保存される時、マイクロプロセッサ３８によって
使用可能となる読み出しクロックは、影のつけられたピ
クセルのみを読み出す。その他のピクセルはライン保存
から読み出されない。画像がライン保存３４からホスト
・コンピュータに読み出される時、画像データはライン
順編成カラーの順番に読み出される。その結果、最初の
行の影のついた緑色の全ピクセルがまず転送され、その
次には最初の行の影のついた赤色の全ピクセルが、そし
て第２行目の青色の全ピクセルが転送されることにな
る。
【００１８】静止画像処理経路 ホスト・コンピュータ１２により使用される、図６に示
す静止画像処理経路は、図７に示す動画処理経路よりも
精巧なものである。静止画像処理経路は最良の画質を得
るために設計されており、各画像の処理時間については
あまり考慮されていない。この処理に際して入力される
のは、欠陥マップ７４、黒色レベルピクセル配列値７
５、３種のホワイト・バランス値７６、９種のカラー行
列係数７７、そして残留色調スケール照合表７８であ
る。入力データはＣＣＤセンサからの、１ピクセル毎に
８ビットの「未処理の」データであり、出力データは１
ピクセル毎に２４ビット（１色毎に８ビット）のＲＧＢ
表色データである。途中の計算は１色毎に１６ビットの
整数計算で行い、量子化に伴うアーティファクトを防止
する。静止画像モードでの入力は、最大解像度ベイヤー
・パターン・データによることが望ましい。静止画像モ
ードの処理手順について以下に述べる。
【００１９】欠陥の修正 センサの欠陥マップ７４は、非揮発性メモリ（図１には
図示せず）を用いてカメラ１０内に保存され、カメラ１
０からホスト・コンピュータ１２にダウンロードされる
カメラ構成情報に組み込まれ、ホスト・コンピュータ１
２にて検索される。未処理画像の不良ピクセル領域は、
同じ色の４つの最近傍域の内捜によって、即ち配列内の
近傍の行や列に位置する４つの最近傍域を空間的に平均
することにより、欠陥修正ステップ８２にて修正され
る。
【００２０】センサの空間的修正 最大解像度の場合の読み出し時間は、画像の上部と下部
では異なるため、画像の下部の行では暗色の流れが蓄積
しやすい。これは、空間的に相違するオフセットの原因
となる。このノイズは、画像センサ２０上で稼動中の画
像ピクセルの左側に位置するマスクされたピクセルを検
索することで特徴が明らかになる。これらのピクセル
は、まとめて平均化されることにより、各行毎にオフセ
ット修正がなされ、黒色レベル配列７５に保存される。
センサ配列の各行の値は、黒色レベル修正ステップ８４
にて、その行の各ピクセルから差し引かれる。
【００２１】ホワイト・バランス 各色（ＲＧＢ表色）は、ホワイト・バランス・ステップ
８６にて、関連するホワイト・バランス修正ファクタ７
６を乗じて画面の光源のための修正がなされる。このフ
ァクタは、ホワイト・バランスの自動アルゴリズムを用
いて計算することができるが、使用者が調節する場合も
ある。３つのファクタの和は１となり、画像の明るさに
変化はない。
【００２２】内捜およびエッジ強調 不明の色彩情報については、通常のアルゴリズムのうち
どれを用いても、内捜ステップ８８にて既存のベイヤー
・パターンのピクセルの内捜を行うことができる。しか
し望ましいのは、１９９６年４月９日発行の米国特許第
５，５０６，６１９号"Adaptive Color Plan Interpola
tion in Single Sensor Color Elec-tronic Camera"に
記載される型のアルゴリズムを使用することである。
【００２３】はっきりした画像を得るために、エッジ強
調を向上させることが行われるが、これは従来のインバ
ース・フィルタを用いて、即ち内捜ステップ８８と組み
合わせて、実施される。例えば、内捜されたＲＧＢ表色
データについて、ＦＩＲインバース・フィルタを用いて
エッジ強調がなされる。インバース・フィルタの空間的
周期特性として望ましい値を与えるインバース・フィル
タ係数の値は、例えば１９７５年プレンティス・ホール
社刊、アラン・オッペンハイム、ロナルド・シェイファ
ー共著"Digital Signal Processing"に説明されている
ような従来の技術を用いて計算することができる。
【００２４】出力カラーフォーマットの変換／色相およ
び彩度の調節 色修正ステップ９０に適用される３ｘ３の行列７７は、
１９９２年１月発行のJournal of Electronic Imaging,
Vol.1、３５〜４５ページに記載の記事"High-Performan
ce Digital Color Video Camera"に説明されているよう
な、色の「クロストーク」を修正する時に使用される型
の通常の色行列である。使用者による色相および彩度の
調節は、静止画像処理経路の行列値を適切に調節するこ
とによって、実施される。
【００２５】色調スケール処理 色調スケール処理は、従来は照合表によって実施されて
きた、良く知られた手順である。使用者が明るさ、コン
トラストおよびガンマの調節を行う場合、それらは静止
画像処理経路の照合表の値７８を適切に調節することに
よって、色調スケール処理ステップ９２にてなされる。
【００２６】動画処理経路 図７に示す動画処理経路は、静止画像処理ステップより
も簡便な処理ステップにより行われる。例えば、動画処
理経路には、画像端の画質向上や内捜処理、および黒色
レベル修正は存在せず、またその他の処理ステップも比
較的少ない操作によって行われる。さらに、画像はもう
一方のカラーフォーマットであるＹＵＶにより形成さ
れ、コンピュータによるビデオ会議用アプリケーション
で使用される動画ビデオ圧縮アルゴリズムへの入力が容
易となる（ＹＵＶカラーフォーマットでは、「Ｕ」と
「Ｖ」は各々、Ｂ−Ｙ（青色輝度）およびＲ−Ｙ（赤色
輝度）の色差信号を表わし、これは１９８０年２月発行
のSMPTE Journalの１１１〜１２０ページに掲載された
Ｄ．Ｈ．プリチャードによる記事"World Wide Color Te
levision Standards Similarities and Differences"に
説明される通りである）。さらに、ＹＵＶ画像記録は部
分的にサンプリングされ、ＵとＶの色差の値の数は、Ｙ
のそれの４分の１となる。
【００２７】ここで注意が必要なのは、静止画像処理経
路は明るさ、コントラスト、彩度、色相、ホワイト・バ
ランス(r,g,b)およびガンマのパラメータの入力値とし
て、動画処理経路の場合と同じ値を用いる点である。つ
まり、双方の処理経路において同程度の明るさ、再生さ
れた色調、および彩度を有する画像が形成されるものと
見なされている。動画モードでは、フレーム率を高める
ことの方が、最大限の解像度あるいは色彩の忠実度を得
ることよりも重要である。出力画像のサンプル数は、通
常静止画像に用いられるサンプル数より遥かに少ない。
解像度は動画においては高いフレーム率をサポートする
ために減じられる。静止画像処理経路が使用される場
合、フレーム率はとても低くなる。また、動画モードで
は、画像の近傍域ではなく「点」での処理がおこなわれ
るため、出力画像の各Ｙ値は各色の複数のピクセル値で
はなく、例えば１つの赤色入力、１つの緑色入力、そし
て１つの青色入力のみを要する計算によって得られる。
動画モードでの処理手順について以下に述べる。
【００２８】欠陥の修正 静止画像モードの処理経路と同じく、センサ欠陥マップ
７４が使用される。しかし、欠陥修正ステップ９６では
もっと簡便なアルゴリズムを用いて欠陥ピクセルを置き
換える。未処理画像の各不良ピクセル領域は、４つのピ
クセルの平均値ではなく、同じ行にある同じ色の最終の
正確な近傍域によって置き換えられる。
【００２９】ホワイト・バランス 各色ピクセルは、ホワイト・バランス・ステップ９８に
おいて、関連するホワイト・バランス修正ファクタを乗
じられるが、このファクタは静止画像モードの処理経路
で用いられたものと同一である。これは、後続の色調ス
ケール処理ステップ１００を実施するために用いられる
ものと同じ照合表の一部を構成するものとして行われ
る。
【００３０】色調スケール処理 色調スケール処理ステップ１００では、使用者による明
るさ、コントラストおよびガンマの調節は、静止画像処
理経路の照合表の値を適切に修正することによって行わ
れる。
【００３１】出力カラーフォーマット変換 ３x３行列であるガンマ・カラーフォーマット修正行列
１０２が色修正ステップ１０４において信号ストリーム
に適用され、センサ内の色の「クロストーク」を概略修
正し、希望の「ＹＵＶ」輝度／色差出力カラーフォーマ
ットによりピクセル・データを提供する。この行列１０
２はまた、その時点での色相／彩度の制御用の設定に応
じて画像を修正する。
【００３２】デコーディングと再編成 動画のレベルの解像度を有する画像は、図５に示すベイ
ヤーのパターンにおいて影のついたピクセルによって示
される、隣接したＲＧＢの３ピクセルを用いて、データ
再編成ステップ９４にて形成される。静止画像モード処
理と異なり、色が不明の箇所を埋めるためには、長大な
処理時間を要する内捜は用いられない。カメラ１０から
ホスト・コンピュータ１２およびデータ再編成ステップ
９４に提供される入力データ・ストリームは、ライン順
編成ＲＧＢデータとしてフォーマットされる。データは
その後、ピクセル順編成ＲＧＢの３ピクセルにソートし
直されて画像を形成する。
【００３３】処理経路におけるパラメータ制御 前述のとおり、静止画像処理経路と動画処理経路は、ど
ちらも同一の自動パラメータ群および使用者が入力する
制御パラメータ群により制御される。後者のパラメータ
群は、明るさ、コントラスト、色相および彩度などにつ
いて、使用者が選んだものを実現する。自動制御パラメ
ータには、自動ホワイト・バランスや自動露出などがあ
る。図８に示すとおり、動画モード処理は、主としてＬ
ＵＴ(Lookup tables;照合表）１１０を用いて実施され
るが、これは３チャネルのＬＵＴがホワイト・バランス
値、コントラスト、明るさおよびガンマの設定値に基づ
いて計算されるためである。画像制御ブロック１１２
は、照合表１１０を構築するために必要な情報を提供
し、動画モード時にカメラが使用する露出時間およびア
ナログ利得設定１１６、並びに静止画像モード時にカメ
ラが使用する露出時間およびアナログ利得設定１１８を
生成する。好ましい実施形態の処理モードでは、制御ブ
ロック１１２は、自動的にカメラ露出を調節するために
定期的に、そしてホワイト・バランスを実施するために
間欠的に、ビデオ捕捉駆動装置によって呼び出される。
制御ブロック１１２はまた、使用者が調節（コントラス
ト、明るさ、色相および彩度）を行ったときも、対応す
るために起動される。
【００３４】画像制御ブロック１１２内の制御ソフトウ
ェアは、入力されたホワイト・バランス、色相、彩度、
コントラストおよび明るさに応じて、色行列１１４と照
合表（ＬＵＴ）１１０を調節する。制御ブロック１１２
はまた、照合表１１０と行列１１４を、自動露出および
自動ホワイト・バランス(Auto white balance;ＡＨＷ）
制御モデュールの出力に応じて変更する。自動露出制御
では、以前捕捉された画像の輝度ヒストグラムに基づい
て、コントラストと明るさの設定値を変更する。ＡＨＷ
モデュールは、使用者が指定したホワイト・バランス設
定値に追加される自動ホワイト・バランス設定値を計算
する。
【００３５】動画処理経路では、ホワイト・バランス機
能、色修正機能および色調スケール処理は、図８に示す
ように、照合表のセット１１０により実施される。画像
制御ブロック１１２は、ホワイト・バランス、コントラ
スト、明るさおよびガンマの修正を実施するために照合
表１１０を、そしてカメラのカラーフォーマットをＹＵ
Ｖに変更するために行列１１４を生成する。
【００３６】動画モードの処理では、各ＬＵＴ１１０は
２５６の項目を有している。Ｙ出力値は、赤色、緑色お
よび青色の各々１つずつ、合計３つのＬＵＴ出力値の和
であり、画像データを線形のＲＧＢ表色データからガン
マ修正されたＹデータに変換する。これによって、色調
スケール処理に続いて３ｘ３行列型処理を一つの手続き
で実行することができる。ＵとＶの値も同様に、各々赤
色、緑色および青色の３つのＬＵＴ出力値の和であり、
画像データを線形のＲＧＢ表色データからガンマ修正さ
れたＵおよびＶデータに変換する。ＵおよびＹデータの
記録は、１行毎のピクセル数とフレームごとの行数が、
どちらもＹデータのそれらの半分であることが望まし
い。自動ホワイト・バランス機能が使用可能となると、
使用者が行ったホワイト・バランス調節は、どれも自動
ホワイト・バランス・ファクタへの修正として適用され
ることになる。
【００３７】以下は要約である。コンピュータに接続さ
れたデジタル・カメラは、動画モードと静止画像モード
の両方を有している。画像の処理は、ホスト・コンピュ
ータに搭載されたソフトウェアにより実施される。画像
モードの処理は、処理時間を最短とし、ビデオ会議等の
用途に相応しい、比較的低解像度のＹＵＶ画像を形成す
るよう設計されたアルゴリズムとソフトウェア処理順序
により実施される。動画モードでは、「点」処理操作の
みが使用される。静止画像モードでは、より精巧な「近
傍域」アルゴリズムが使用され、出力される高解像度Ｒ
ＧＢ画像の画質を最適なものとする。この時、点処理だ
けでなく空間的処理も行われ、不良ピクセルは近傍ピク
セルの空間的平均値によって置き換えられる。使用者が
コントラスト、彩度、明るさ、色相およびホワイト・バ
ランスの制御を行った場合、それは異なる処理経路を通
じてではあるが、どちらの処理モードにも影響を及ぼす
ことになる。
【００３８】以上、好ましい一実施形態を引用して本発
明を説明した。しかしながら、本発明の範囲内で従来技
術により変形や修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のとおりにデュアル・モードのソフト
ウェア処理を用いる、コンピュータに接続されたデジタ
ル・カメラを有するデジタル画像形成システムのブロッ
ク図である。
【図２】 図１に示すカメラの収納容器の図である。
【図３】 図１に示すカメラの使用者用インターフェー
スとして用いられるコンピュータ画面の実例図である。
【図４】 図１に示すカメラの使用者用インターフェー
スとして用いられるコンピュータ画面の実例図である。
【図５】 図１に示すカメラにて用いられる、ベイヤー
のカラー・フィルタ・パターンの図である。
【図６】 静止画像処理経路のブロック図である。
【図７】 動画処理経路のブロック図である。
【図８】 両モードに共通のパラメータ制御部と、動画
モードの照合表部のブロック図である。
【符号の説明】
１０ デジタル・カメラ、１２ ホスト・コンピュー
タ、１４ ＵＳＢデジタル・ホスト・インターフェー
ス、１６ コンピュータ・モニタ、１８ 光学部、２０
電子画像センサ、２２ アナログ部、２４ ＣＤＳ／
利得ブロック、２６ アナログ／デジタル変換装置、２
８ ＣＣＤクロック駆動装置、３０ デジタル部、３２
ＣＣＤタイミングジェネレータ、３４ スタティック
ＲＡＭメモリ（ライン保存）、３６ ライン保存タイミ
ングジェネレータ、３８ マイクロプロセッサ、４０
ＵＳＢ装置インターフェース、４２ ＵＳＢ配線、４４
シャッター・ボタン、４６ ＬＥＤ、５０ 取り外し可
能スタンド、６０ カメラ調節アイコン、６２ 基本画
面、６４ カメラ調節画面、６６ カメラの事前設定ア
イコン、６８ カメラの事前設定画面、７０ 追加画
面、７２ トグルスイッチ、７４ 欠陥マップ、７５
黒色レベル配列、７６ ホワイト・バランス値、７７
色行列、７８ 残留色調スケール照合表、８２ 欠陥修
正ステップ、８４ 黒色レベル修正ステップ、８６ ホ
ワイト・バランス・ステップ、８８内捜ステップ、９０
色修正ステップ、９２ 色調スケール処理ステップ、
９４データ再編成ステップ、９６ 欠陥修正ステップ、
９８ ホワイト・バランス・ステップ、１００ 色調ス
ケール処理ステップ、１０２ 色行列、１０４ 色修正
ステップ、１１０ 照合表のセット、１１２画像制御ブ
ロック、１１４ 行列、１１６ 動画像設定、１１８
静止画像設定。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス エー パルルスキー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター インペリアル サークル 225

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンピュータを用いたデュアル・モード
    ・デジタル・カメラと、 コンピュータにて処理されるソフトウェアと、 により構成され、 コンピュータで出力画像を第１カラーフォーマットとし
    て形成する静止画像処理モードと、コンピュータで出力
    画像を第２カラーフォーマットとして形成する動画処理
    モードを有するデジタル・カメラ・システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のデジタル・カメラ・シ
    ステムにおいて、第１カラーフォーマットはＲＧＢで示
    され、第２カラーフォーマットはＹＵＶで示されるシス
    テム。
  3. 【請求項３】 コンピュータを用いたデュアル・モード
    ・デジタル・カメラと、 コンピュータにて処理されるソフトウェアと、 により構成され、 静止画像処理モードと動画処理モードを有し、少なくと
    も１つの共通制御パラメータが両モードを制御するため
    に使用されているが、動画モードの処理は静止画像モー
    ドの処理よりも比較的簡便に行われるデジタル・カメラ
    ・システム。
JP9248338A 1996-09-12 1997-09-12 デュアル・モード・ソフトウェア処理を用いた動画・静止画像用デジタル・カメラ Pending JPH10126796A (ja)

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