JP2001025011A - 符号化装置、画像処理装置、カメラ一体型画像記録装置、画像処理システム、符号化方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画像を記録媒体に記録する際の符号化効率
を著しく向上させることができるカメラ一体型画像記録
装置を提供する。 【解決手段】 符号化手段１０３は、撮像素子１０１の
シャッタ動作時に発生する画像情報のみを符号化（ＭＰ
ＥＧ符号化）の対象とする。このとき、ピクチャ変更手
段１０７は、上記シャッタ動作に基づいて、ＭＰＥＧ符
号化におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐピクチャ、及び
Ｂピクチャの構成を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ディスク
や半導体メモリ等のランダムアクセス可能な記録媒体に
対して、ディジタル動画像を記録する装置やシステムに
用いられ、特に、シャッタ速度が変更可能なディジタル
ビデオカメラ等のカメラ一体型画像記録装置に用いられ
る、符号化装置、画像処理装置、カメラ一体型画像記録
装置、画像処理システム、符号化方法、及びそれを実施
するための処理ステップをコンピュータが読出可能に格
納した記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えば、動画像信号（映像信
号）を記録媒体に記録する画像記録装置としては、アナ
ログ方式の動画像信号を磁気テープに記録するビデオテ
ープレコーダ（ＶＴＲ）がある。

【０００３】しかしながら、ディジタル信号処理技術の
急速な進歩により、今日においては、アナログ方式の動
画像信号をディジタル化して、それを記録媒体に記録す
るディジタル方式の画像記録装置が広く普及しつつあ
る。このディジタル方式の画像記録装置としては、例え
ば、ディジタルＶＴＲ、固体ディスクや光磁気ディスク
を記録媒体とするディジタルビデオディスク装置、フラ
ッシュメモリやＳＲＡＭ等の固体メモリを記録媒体とす
る固体メモリビデオ装置、ディジタルビデオカメラ等の
カメラ一体型画像記録装置がある。

【０００４】例えば、上述のような画像記録装置として
のカメラ一体型画像記録装置は、次のような構成によ
り、被写体を撮影して、該被写体の動画像信号を記録媒
体に記録するようになされている。

【０００５】まず、カメラ一体型画像記録装置には、被
写体を撮像する撮像手段として、ＣＣＤが搭載されてい
るのが一般的であり、このＣＣＤに蓄積された電荷を読
み出すことによって、被写体の動画像信号を取り込む構
成としている。ＣＣＤによって取り込まれた動画像信号
は、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換され、さら
に、圧縮符号化されて、情報量の削減が行なわれる。こ
れにより、少ない記録容量に多くの動画像情報を記録す
ることができる。

【０００６】上記の圧縮符号化方式としては、直交変換
を用いた方式が用いられるが、特にその中でも、圧縮効
率の良い離散コサイン変換（以下、「ＤＣＴ（Discrete
Cosine Transform ）変換」と言う）及び可変長符号化
を用いた方式が用いられている。

【０００７】ＤＣＴ変換及び可変長符号化を用いた圧縮
符号化方式では、先ず、一枚の画像を、水平ｘ画素、垂
直ｙ画素の複数の画素ブロックに分割し、ブロック単位
でＤＣＴ変換を行う。次に、ＤＣＴ変換により得られた
ＤＣＴ係数を、任意の除数で割算し、そのあまりを丸め
ることで量子化する。そして、量子化後の画像は低周波
成分に偏るという特性を利用して、量子化データの高周
波成分のビット数を減らことで、情報量を大幅に削減す
る。また、量子化データに対して、そのデータの発生頻
度に応じた符号長を割り当てる可変長符号化（例えば、
ハフマン符号化）を行うことで、さらなる情報量の削減
を図る。このとき、さらに、動画像はフレーム間での相
関が強いという特性を利用して、フレーム間の差分を取
るフレーム間予測符号化を組み合わせることにより、さ
らに圧縮効率を大きくすることが可能となる。

【０００８】上述のように、画像記録装置では、様々な
圧縮技術を組み合わせてディジタル動画像信号を圧縮
し、その情報量を削減した上で記録媒体に記録するよう
になされている。

【０００９】ここで、可変長符号化を用いた圧縮符号化
方式を用いて、動画像信号を圧縮して記録媒体に記録す
る場合、記録する動画像信号によって、圧縮後の情報量
が変動してしまう。このため、画像記録装置では、圧縮
後の情報量を一定にするレート制御、すなわち動画像信
号の記録レートを均一化して、定められた記録媒体の容
量の中に、動画像信号を一定時間内に納めて記録するた
めの制御を行なうようになされている。

【００１０】具体的には、例えば、固定レート（ＣＢ
Ｒ：Constant Bit Rate ）記録をサポートするレート制
御があり、このレート制御では、変動のある圧縮後のデ
ータを、ある一定の容量が規定されたバッファ内に書き
込み、そのバッファから、一定レートでデータを読み出
すことで、定レート化する。また、書き込みデータ（圧
縮後のデータ）の量がバッファの規定値を超えそうな場
合は、上述した量子化レベルを大きくして圧縮率を上げ
る制御を行い、これとは逆に、書き込みデータの量がバ
ッファの規定値を満たさない場合は、量子化レベルを下
げて圧縮率を下げる制御を行う、というようなバッファ
制御をも行う。

【００１１】上述のようなＣＢＲ記録のレート制御を用
いた場合、記録時間が一定となるため、画像記録装置で
は、例えば、ディジタルビデオカメラ等のカメラ一体型
画像記録装置では、撮影中の画像のモニタとなるディス
プレイやビューファインダ（ＥＶＦ）内に、記録媒体の
記録残り時間を示す残量表示が設けられている。

【００１２】しかしながら、ＣＢＲ記録のレート制御で
は、記録媒体への記録に要する目標時間を優先して、記
録レートを一定にするような制御であるため、記録対象
となる動画像の動きが速かったり、色の帯域が広い場
合、量子化を粗くする制御が行なわれてしまう。この結
果、フレーム毎に均一でない画像となる場合がある。

【００１３】そこで、ＣＢＲ記録のレート制御に対し
て、画質を重視して量子化レベルをほぼ一定値に保つた
めの、可変レート（ＶＢＲ：Variable Bit Rate ）記録
のレート制御が提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな画像記録装置としての、例えば、カメラ一体型画像
記録装置には、被写体或いは撮影状況によってシャッタ
速度を変更できる機能（以下、「シャッタ速度変更機
能」と言う）が設けられている。このシャッタ速度変更
機能により、非常に動きの激しいスポーツ等が被写体の
場合、シャッタ速度を通常よりも速くすることで、動き
によるボケを抑えることができる。一方、屋内等の暗い
場所での撮影時に十分な照明が不足した場合（低照度時
の撮影の場合）には、シャッタ速度を通常より遅くする
ことで、明るくノイズの少ない撮影画像を得ることがで
き、また、特殊効果を得ることもできる。

【００１５】しかしながら、カメラ一体型画像記録装置
において、上述のようなシャッタ速度変更機能によりシ
ャッタ速度が通常より遅く設定された場合（スローシャ
ッタに設定された場合）、被写体を撮像するための撮像
手段（ＣＣＤ等）の出力形態が通常とは異なるために、
その後段の処理である圧縮符号化処理等に注意が必要と
なる。

【００１６】具体的には、まず、図１１（ａ）は、撮像
手段としてのＣＣＤの通常の出力を示したものである。
ここでは、撮像手段が、被写体から受けた光を１／６０
秒間蓄積する毎に蓄積電荷を出力するものとしており
（シャッタ速度＝１／６０秒）、上記図１１（ａ）及び
後述する同図（ｂ），（ｃ）中の箱（”１”、”
１’”、”２”等により示す箱）は、各フィールドの画
像信号を示している。これらの箱により示す各フィール
ドの画像信号において、ダッシュが付加されていない数
字（”１”や”２”等）の箱は、奇数フィールドの画像
信号を示し、ダッシュが付加された数字（”１’”や”
２’”等）の箱は、偶数フィールドの画像信号を示して
いる。

【００１７】そこで、シャッタ速度変更機能によりシャ
ッタ速度を速くした場合、ＣＣＤでの蓄積期間が短くな
るだけで、ＣＣＤの出力形態は、上記図１１（ａ）に示
す通常時の出力形態と全く同じになるので問題はない。

【００１８】しかしながら、スローシャッタの場合、例
えば、シャッタ速度を１／４に落として１／１５秒とし
た場合、上記図１１（ｂ）に示すように、１／１５秒毎
にしか、ＣＣＤから画像信号を得られないことになる。
これは特に、テープ状の記録媒体に対して圧縮符号化し
た画像信号をＣＢＲ記録（固定レート記録）のレート制
御によって記録する場合に特に不都合であり、この場合
には、上記図１１（ｃ）に示すように、同じフィールド
の画像信号で間を繰り返し埋めることで、１／６０秒毎
の連続した信号とする必要がある。

【００１９】したがって、従来では、図１２に示すよう
に、ＣＣＤを含むカメラ部５０１の出力先にフィールド
メモリ５０２を設け、シャッタ速度が遅い場合には、そ
のシャッタ速度に応じて、フィールドメモリ５０２に対
する書込及び読出制御を行うことで、圧縮符号化を行な
う符号化手段５０３に対して、連続した画像信号が供給
されるようにし、シャッタ速度が通常或いは速い場合に
は、フィールドメモリ５０２を使用しないでバイパスす
る、といった構成が必要であった。このため、上述した
画像信号の埋め込みによる符号化効率の低下を招くばか
りでなく、回路構成が複雑化すると共に、消費電力が増
加してしまうという問題があった。

【００２０】また、シャッタ速度が遅い場合、例えば、
１／ｎのスローシャッタの場合、ＣＣＤに電荷が蓄積さ
れるｎフレーム期間は同じ画像であるにもかかわらず
（前フレームの画像信号が保持されているにもかかわら
ず）、全ての画像信号が通常のシャッタ速度の場合と同
様の圧縮符号化が行なわれいたので、符号化効率が著し
く悪化するという問題があった。

【００２１】そこで、本発明は、上記の欠点を除去する
ために成されたもので、符号化効率を著しく向上させる
ことができる、符号化装置、画像処理装置、カメラ一体
型画像記録装置、画像処理システム、符号化方法、及び
それを実施するための処理ステップをコンピュータが読
出可能に格納した記憶媒体を提供することを目的とす
る。また、本発明は、上記の欠点を除去するために成さ
れたもので、簡単な構成で効率的な符号化を行なうこと
ができると共に、消費電力を低減することができる、符
号化装置、画像処理装置、カメラ一体型画像記録装置、
画像処理システム、符号化方法、及びそれを実施するた
めの処理ステップをコンピュータが読出可能に格納した
記憶媒体を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】斯かる目的下において、
任意のシャッタ動作により撮像して得られた画像情報を
所定の符号化方式により符号化する符号化装置であっ
て、上記シャッタ動作時に発生する画像情報のみを上記
符号化の対象とする符号化手段を備えることを特徴とす
る。

【００２３】第２の発明は、上記第１の発明において、
上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号化方式であり、
上記符号化手段は、上記シャッタ動作に基づいて、上記
ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐ
ピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更するピクチャ変
更手段を含むことを特徴とする。

【００２４】第３の発明は、任意のシャッタ動作により
撮像して得られた画像情報を所定の符号化方式により符
号化する符号化装置であって、上記シャッタ動作に基づ
いたフレーム内符号化とフレーム間符号化の切り替えを
行って上記符号化を行う符号化手段を備えることを特徴
とする。

【００２５】第４の発明は、上記第３の発明において、
上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号化方式であり、
上記符号化手段は、上記シャッタ動作に基づいたフレー
ム内符号化とフレーム間符号化の切り替えによって、上
記ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、
Ｐピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更するピクチャ
変更手段を含むことを特徴とする。

【００２６】第５の発明は、上記第４の発明において、
上記ピクチャ変更手段は、上記シャッタ動作が１／ｎ
（ｎ：正の整数）スローシャッタである場合、上記ＧＯ
Ｐ内において、Ｉピクチャから次のＩピクチャまでの期
間に（ｎ−１）フレームのＰピクチャを発生させること
を特徴とする。

【００２７】第６の発明は、任意のシャッタ動作により
撮像して得られた画像情報をディジタル信号処理する信
号処理手段と、上記信号処理手段での処理後の画像情報
を符号化する符号化手段とを備える画像処理装置であっ
て、上記符号化手段は、請求項１〜５の何れかに記載の
符号化装置の機能を有することを特徴とする。

【００２８】第７の発明は、シャッタ速度変更機能を有
するカメラ一体型画像記録装置であって、上記シャッタ
速度変更機能によるシャッタ動作により被写体を撮像す
る撮像手段と、上記撮像手段により得られた上記被写体
の画像情報を符号化する符号化手段と、上記符号化手段
により得られた符号を記録媒体に記録する記録手段とを
備え、上記符号化手段は、請求項１〜５の何れかに記載
の符号化装置の機能を有することを特徴とする。

【００２９】第８の発明は、上記第７の発明において、
上記符号化手段での符号化は、可変長符号化を含むこと
を特徴とする。

【００３０】第９の発明は、複数の機器が通信可能に接
続されてなる画像処理システムであって、上記複数の機
器のうち少なくとも１つの機器は、請求項１〜５の何れ
かに記載の符号化装置の機能を有することを特徴とす
る。

【００３１】第１０の発明は、任意のシャッタ動作によ
り撮像して得られた画像情報を所定の符号化方式により
符号化するための符号化方法であって、上記シャッタ動
作時に発生する画像情報のみを上記符号化の対象とする
符号化ステップを含むことを特徴とする。

【００３２】第１１の発明は、上記第１０の発明におい
て、上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号化方式であ
り、上記符号化ステップは、上記シャッタ動作に同期
し、且つ上記シャッタ動作に応じて、上記ＭＰＥＧ符号
化方式におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐピクチャ、及
びＢピクチャの構成を変更するピクチャ変更ステップを
含むことを特徴とする。

【００３３】第１２の発明は、任意のシャッタ動作によ
り撮像して得られた画像情報を所定の符号化方式により
符号化するための符号化方法であって、上記シャッタ動
作に基づいたフレーム内符号化とフレーム間符号化の切
り替えを行って上記符号化を行う符号化ステップを含む
ことを特徴とする。

【００３４】第１３の発明は、上記第１２の発明におい
て、上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号化方式であ
り、上記符号化ステップは、上記シャッタ動作に基づい
たフレーム内符号化とフレーム間符号化の切り替えによ
って、上記ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピ
クチャ、Ｐピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更する
ピクチャ変更ステップを含むことを特徴とする。

【００３５】第１４の発明は、上記第１３の発明におい
て、上記ピクチャ変更ステップは、上記シャッタ動作が
１／ｎ（ｎ：正の整数）スローシャッタである場合、上
記ＧＯＰ内において、Ｉピクチャから次のＩピクチャま
での期間に（ｎ−１）フレームのＰピクチャを発生させ
るステップを含むことを特徴とする。

【００３６】第１５の発明は、請求項１０〜１５の何れ
かに記載の符号化方法の処理ステップを、コンピュータ
が読出可能に格納した記憶媒体であることを特徴とす
る。

【００３７】第１６の発明は、様々なシャッタ速度によ
り撮像して得られた画像情報を符号化可能な符号化装置
であって、上記画像情報を符号化する符号化手段と、上
記シャッタ速度に応じて上記符号化手段の動作周波数を
制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【００３８】第１７の発明は、様々なシャッタ速度によ
り撮像して得られた画像情報を符号化可能な符号化装置
であって、画面内符号化モードと画面間符号化モードと
を適応的に選択して上記画像情報を符号化する符号化手
段と、上記シャッタ速度に応じて上記符号化手段の符号
化モードを制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００３９】第１８の発明は、上記１６又は１７の発明
において、上記符号化手段は、ＭＰＥＧ符号化方式に準
拠していることを特徴とする。

【００４０】第１９の発明は、上記１６又は１７の発明
において、上記符号化手段により符号化された画像情報
を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とす
る。

【００４１】第２０の発明は、上記１９の発明におい
て、上記記録手段は、シャッタ速度を示すシャッタ速度
情報を上記記録媒体に記録することを特徴とする。

【００４２】第２１の発明は、請求項１６〜２０の何れ
かに記載の符号化装置を備えたカメラ一体型画像記録装
置であることを特徴とする。

【００４３】第２２の発明は、様々なシャッタ速度によ
り撮像して得られた画像情報を符号化する符号化方法で
あって、上記画像情報を符号化する符号化ステップと、
上記シャッタ速度に応じて上記符号化ステップでの動作
周波数を制御する制御ステップとを含むことを特徴とす
る。

【００４４】第２３の発明は、様々なシャッタ速度によ
り撮像して得られた画像情報を符号化する符号化方法で
あって、画面内符号化モードと画面間符号化モードとを
適応的に選択して上記画像情報を符号化する符号化ステ
ップと、上記シャッタ速度に応じて上記符号化ステップ
での符号化モードを制御する制御ステップとを含むこと
を特徴とする。

【００４５】第２４の発明は、請求項２２又は２３に記
載の符号化方法の処理ステップを、コンピュータが読出
可能に格納した記憶媒体であることを特徴とする。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００４７】（第１の実施の形態）本発明は、例えば、
図１に示すようなカメラ一体型画像記録装置１００に適
用される。 このカメラ一体型画像記録装置１００は、
動画像の圧縮符号化方式として、ＭＰＥＧ（Moving Pic
ture Experts Group）方式を採用している。以下、ＭＰ
ＥＧ符号化方式についての説明を始め、カメラ一体型画
像記録装置１００の構成について具体的に説明する。

【００４８】［ＭＰＥＧ符号化方式］

【００４９】近年、ＭＰＥＧ符号化と呼ばれる高能率符
号化方式が用いられる場合が多い。このＭＰＥＧ符号化
方式では、各フレーム（又は、フィールド、以下同様）
を、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、及びＢピクチャの３種類
に分類する。

【００５０】Ｉピクチャ（Intra-Picture）は、フレー
ム内符号化を行なうフレームであり、他のフレームの情
報を必要とせずに、単独に符号化できるが、符号量を多
く必要とする。Ｐピクチャ（Predictive-Picture）は、
１フレーム〜複数フレーム時間先行するＩ又はＰピクチ
ャから動き補償予測したフレームとの差分を符号化す
る、いわゆるフレーム間予測符号化を行なうフレームで
あり、Ｉピクチャに比べて符号量を大幅に減らすことが
可能である。Ｂピクチャ（Bidirectionally-Picture）
は、先行するＩ又はＰピクチャから予測するだけでな
く、後続するＩ又はＰピクチャからも予測を行なう双方
向フレーム間予測符号化を行なうフレームであり、Ｐピ
クチャよりもさらに符号量を削減できる。

【００５１】上述のことにより、符号化効率を向上させ
るためには、Ｉピクチャをなるべく使わないようにすれ
ばよいが、そのように構成した場合、ビットエラーによ
り動き補償予測が不可能となり、大きな画質劣化が生じ
復帰できないという問題がある。また、記録媒体に記録
された符号化信号をサーチ再生しようとした場合、飛び
飛びに再生される信号から独自に復号が可能なのはＩピ
クチャだけであるため、サーチ再生の画質が不十分とな
る問題がある。このため、適当な間隔でＩピクチャを用
いる必要がある。

【００５２】また、ＰピクチャよりもＢピクチャを多く
用いた方が符号化効率の点では有利であるが、Ｐピクチ
ャを多用すると、Ｐピクチャの間隔が長くなり、これに
従って、予測誤差も増加してしまい、Ｐピクチャの符号
量が増大してしまうという問題がある。一方、Ｂピクチ
ャを多用すると、Ｂピクチャは後方予測が必要なため、
符号化順序変更用のフレームメモリが多く必要になると
いう問題がある。

【００５３】したがって、ＭＰＥＧ符号化方式では、
Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャの総合的なバランスを考慮して、一
般的には図２に示すようなピクチャ構成がよく用いられ
る。

【００５４】上記図２に示すように、ＭＰＥＧ符号化方
式では、少なくとも１枚のＩピクチャを含む複数枚のフ
レームを一まとまりにしたＧＯＰ（Group Of Picture）
を規定している。ここでは、１５フレームをＧＯＰとし
ているため、ＧＯＰ長”１５”の符号化となる。ＧＯＰ
の最後は、Ｉ又はＰピクチャであり、ＧＯＰの中で最初
に符号化を行なうフレームはＩピクチャである。上記図
２では、先頭がＢピクチャであるが、このような場合で
も、ＧＯＰの中で最初に符号化を行なうフレームはＩピ
クチャである。

【００５５】［本実施の形態におけるカメラ一体型画像
記録装置１００の構成］

【００５６】カメラ一体型画像記録装置１００は、シャ
ッタ速度変更機能を有するものであり、上記図１に示す
ように、ＣＣＤを含むカメラ部１、ＦＩＦＯメモリ１０
２、上述したＭＰＥＧ符号化方式を用いた符号化部１０
３、記録処理部１０４、記録メディア（記録媒体）１０
５、クロック分周部１０６、ピクチャ構成設定部１０
７、及び装置全体の動作制御を司る制御部１０８を備え
ている。

【００５７】［通常のシャッタ速度における動作］

【００５８】例えば、通常のシャッタ速度を１／６０秒
とすると、先ず、カメラ部１０１は、制御部１０８から
のシャッタ速度情報に基づいて、ＣＣＤにより被写体を
撮像して該被写体の画像信号を取得し、その画像信号に
対して、Ａ／Ｄ変換やガンマ補正等の信号処理を行な
う。カメラ部１０１での処理後の画像信号は、ＦＩＦＯ
メモリ１０２に書き込まれる。このときの書き込みは、
制御部１０８から出力されるシステムクロック（図示し
ていないが装置全体に供給されるクロック、例えば、Ｃ
ＣＩＲＲｅｃ．６０１で規定される２７ＭＨｚ）に従っ
て行なわれる。

【００５９】ＦＩＦＯメモリ１０２は、１フィールド分
の容量を有し、ＦＩＦＯメモリ１０２に書き込まれた画
像信号は、後述するクロック分周部１０６から供給され
る符号化クロックに基づいて、符号化部１０３に対して
読み出される。

【００６０】クロック分周部１０６は、制御部１０８か
らのシステムクロックを１／Ｎに分周して、符号化のた
めのクロックを生成するが、制御部１０８からのシャッ
タ速度情報により、通常のシャッタ速度及び速いシャッ
タ速度の場合は分周処理を行なわず、制御部１０８から
のシステムクロックをそのまま符号化クロックとする。
ここでは、通常のシャッタ速度としているため、クロッ
ク分周部１０６は、制御部１０８からのシステムクロッ
クをそのままＦＩＦＯメモリ１０２及び符号化部１０３
にそれぞれ供給する。

【００６１】したがって、この場合、ＦＩＦＯメモリ１
０２に書き込まれた画像信号は、システムクロックに基
づいて読み出されることになり、すなわちＦＩＦＯメモ
リ１０２の書込クロックと読出クロックが同じとなるた
め、カメラ部１０１から出力された画像信号は、ＦＩＦ
Ｏメモリ１０２に書き込まれるとすぐに読み出される。
換言すれば、カメラ部１０１の出力である画像信号が直
接、符号化部１０３に供給される。

【００６２】符号化部１０３は、ＦＩＦＯメモリ１０２
からの画像信号に対して、ＭＰＥＧ符号化方式に従った
圧縮符号化を行なう。このとき、符号化部１０３は、ク
ロック分周部１０６からの符号化クロックに従って圧縮
符号化を行なうが、非常に高速な処理が必要とされるた
め、該符号化クロックを逓倍したクロックを内部クロッ
クとして使用する。

【００６３】ピクチャ構成設定部１０７は、制御部１０
８からのシャッタ速度情報により、そのシャッタ速度に
対応して、各フレーム（又は、フィールド）をＩ，Ｐ，
Ｂの何れのピクチャとして処理すべきかを設定し、それ
を符号化部１０３に対して指示する。

【００６４】したがって、符号化部１０３は、ピクチャ
構成設定部１０７からの指示に従って、図３（ａ）に示
すように、フィールド１、フィールド１’、フィールド
２、フィールド２’、・・・の順で供給される画像信号
に対して、上記の圧縮符号化を行なう。

【００６５】尚、上記図３（ａ）及び後述する同図
（ｂ）〜（ｅ）において、箱（”１”、”１’”、”
２”等により示す箱）は、各フィールドの画像信号を示
している。これらの箱により示す各フィールドの画像信
号において、ダッシュが付加されていない数字（”１”
や”２”等）の箱は、奇数フィールドの画像信号を示
し、ダッシュが付加された数字（”１’”や”２’”
等）の箱は、偶数フィールドの画像信号を示している。
また、ここでは、通常のシャッタ速度としているため、
上記図２に示したピクチャ構成（ＧＯＰ長を”１５”）
としている。また、説明の簡単のため、Ｉピクチャを先
頭に置いている。

【００６６】記録処理部１０４は、符号化部１０３によ
り圧縮符号化（ＭＰＥＧ符号化）された画像信号に対し
て、制御部１０８からのシャッタ速度情報及びエラー訂
正符号の付加処理や、変調処理等の処理を行い、この処
理後の画像信号を記録媒体１０５に記録する。

【００６７】ここで、シャッタ速度情報を共に記録する
のは、再生時に復号したピクチャを、シャッタ速度（ス
ローシャッタの場合のみ）に応じてホールド（フリー
ズ）するためである。尚、シャッタ速度情報を、ＭＰＥ
Ｇ符号化方式にて規定されているＭＰＥＧ符号化ストリ
ーム内のＰＴＳ（表示タイムスタンプ）とＤＴＳ（復号
タイムスタンプ）で代用できる場合は、シャッタ速度情
報を同時に記録する必要はない。

【００６８】［スローシャッタにおける動作（１）］
尚、ここでは、上述した通常のシャッタ速度時の動作と
異なる動作についてのみ具体的に説明する。

【００６９】上記図３（ｂ）は、シャッタ速度が１／２
（１／３０秒）である場合の、カメラ部１０１から出力
される画像信号（上段）、ＦＩＦＯメモリ１０２から符
号化部１０３に対して読み出される画像信号（中段）、
ピクチャ構成設定部１０７が符号化部１０３に対して指
示するピクチャ構成（下段）を示したものである。

【００７０】上記図３（ｂ）に示すように、カメラ部１
０１から出力される画像信号は、フィールド１、フィー
ルド２、フィールド３、・・・というように、間欠的な
奇数フィールドのみの信号となっている。

【００７１】ＦＩＦＯメモリ１０２から符号化部１０３
に対して読み出される画像信号の該読み出しの速度は、
カメラ部１０１の出力、すなわちカメラ部１０１の出力
がＦＩＦＯメモリ１０２に書き込まれる速度に対して遅
く（ゆっくり）行われる。これは、クロック分周部１０
６が、制御部１０８からのシステムクロックを２分周
（Ｎ＝２）したものを、ＦＩＦＯメモリ１０２の読出ク
ロックとして供給するためである。また、符号化部１０
３への入力データ量としては、上記図３（ａ）に示した
通常のシャッタ速度時の入力データ量に対して半分とな
っており、このため、符号化部１０３での圧縮符号化処
理も、通常のシャッタ速度時の処理速度に対して半分の
速度で行われる。

【００７２】上述のような状態である場合、ピクチャ構
成設定部１０７から符号化部１０３に対しては、Ｉ，
Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｂ，・・・といったピクチャ構成が指
示される。このときのピクチャ構成は、上記図３（ａ）
に示した通常のシャッタ速度時のピクチャ構成と同様の
構成であるが、それぞれのピクチャが、フレームからフ
ィールド（ライン数が１／２）となっている点が異な
る。これにより、通常のシャッタ速度時に対して、ピク
チャ構成が同じで符号化部１０３への符号化前の入力デ
ータ量が１／２であることを考慮すると、符号化部１０
３にて得られる符号化後のデータ量は、通常のシャッタ
速度時の符号化後のデータ量の１／２程度となる。すな
わち、符号化後の情報量を削減することができる。ま
た、回路の消費電力についても、それを低減することが
できる。

【００７３】尚、上記図３（ｂ）において、最下段
に（）で”Ｉ，Ｐ，Ｐ，Ｐ，・・・”という別のピクチ
ャ構成を示した。これは、再生時に符号化した各ピクチ
ャを１フィールド時間保持する（２回表示すると考えて
もよい）ためにフィールドメモリを要するが、一般にＭ
ＰＥＧ符号化方式のデコーダでは、Ｉ及びＰピクチャ用
のメモリが必須であるのに対して、Ｂピクチャは他のピ
クチャから参照されないため保持するべきメモリが必須
ではないことからきている。これを考慮して、Ｂピクチ
ャを用いないようなピクチャ構成とした。

【００７４】［スローシャッタにおける動作（２）］
尚、ここでは、上述した通常のシャッタ速度時の動作及
びスローシャッタにおける動作（１）と異なる動作につ
いてのみ具体的に説明する。

【００７５】上記図３（ｃ）及び（ｄ）は、同図（ｂ）
により示されるシャッタ速度よりも、さらにシャッタ速
度を落とした場合を示したものである。

【００７６】まず、上記図３（ｃ）では、カメラ部１０
１から出力される画像信号が、フィールド１、フィール
ド３、フィールド５、・・・というように、同図（ｂ）
で示した場合よりもさらに間欠的な奇数フィールドのみ
の信号となっている。

【００７７】また、ＦＩＦＯメモリ１０２から符号化部
１０３に対して読み出される画像信号の該読み出しの速
度についても、クロック分周部１０６にて生成される読
出クロックにより、上記図３（ｂ）で示した場合よりも
さらにゆっくりと行われ、このときの符号化部１０３へ
の入力データ量についても、上記図３（ｂ）で示した場
合よりもさらに少ない量となっている。

【００７８】上述のような状態である場合、ピクチャ構
成設定部１０７から符号化部１０３に対しては、Ｉ，
Ｐ，Ｐ，Ｐ，Ｐ，Ｐ，・・・，Ｉといったピクチャ構成
が指示される。これは、例えば、Ｉ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，・・
・というピクチャ構成を指示すると、ＩとＰ、ＰとＰの
時間間隔が４フレーム時間と離れてしまい、動き補償予
測符号化の効率が低下することを避けるためである。

【００７９】一方、上記図３（ｄ）では、カメラ部１０
１から出力される画像信号が、フィールド１、フィール
ド５、フィールド９、・・・というように、同図（ｃ）
で示した場合よりもさらに間欠的な奇数フィールドのみ
の信号となっている。

【００８０】また、ＦＩＦＯメモリ１０２から符号化部
１０３に対して読み出される画像信号の該読み出しの速
度についても、クロック分周部１０６にて生成される読
出クロックにより、上記図３（ｃ）で示した場合よりも
さらにゆっくりと行われ、このときの符号化部１０３へ
の入力データ量についても、上記図３（ｃ）で示した場
合よりもさらに少ない量となっている。

【００８１】上述のような状態である場合、ピクチャ構
成設定部１０７から符号化部１０３に対しては、Ｉ，
Ｉ，Ｉ，・・・といったピクチャ構成が指示される。こ
のように、この場合には全てＩピクチャとしたのは、符
号化部１０３に対する符号化前の入力データ量が十分少
ないためである。

【００８２】したがって、シャッタ速度が遅くなるに従
って、その分符号化後の情報量を削減することができ、
また、回路の消費電力についても、それを低減すること
ができる。

【００８３】［速いシャッタ速度における動作］尚、こ
こでは、上述した通常のシャッタ速度時の動作及びスロ
ーシャッタにおける動作（１）、（２）と異なる動作に
ついてのみ具体的に説明する。

【００８４】上記図３（ｅ）は、逆にシャッタ速度を速
くした場合のピクチャ構成を示したものである。

【００８５】上記図３（ｅ）に示すように、カメラ部１
０１から出力される画像信号は、フィールド１、フィー
ルド１’、フィールド２、フィールド２’、・・・とい
うように、同図（ａ）で示した通常のシャッタ速度時と
同様である。

【００８６】また、ＦＩＦＯメモリ１０２から符号化部
１０３に対して読み出される画像信号の該読み出しの速
度についても、上記図３（ａ）で示した通常のシャッタ
速度時と同様に、ＦＩＦＯメモリ１０２への書き込み速
度と同じ速度であり、このときの符号化部１０３への入
力データ量についても、同図（ａ）で示した通常のシャ
ッタ速度時と同じデータ量となっている。

【００８７】上述のように、速いシャッタ速度では、カ
メラ部１０１の出力信号自体は、上記図３（ａ）で示し
た通常のシャッタ速度時と変わらないが、被写体の動き
が速くなっている。このため、ピクチャ構成は、シャッ
タ速度の速さに従って、ＩとＰ、ＰとＰの間隔を狭くす
る必要がある。したがって、この場合、ピクチャ構成設
定部１０７から符号化部１０３に対しては、Ｉ，Ｂ，
Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，・・・といったピクチャ構成が指示さ
れる。これにより、符号量は通常時よりも増加するが、
画質改善を図ることができる。

【００８８】［通常のシャッタ速度時とスローシャッタ
時での符号量の比較］

【００８９】例えば、上記図３（ａ）にて示した通常の
シャッタ速度時の符号量と、同図（ｃ）にて示したスロ
ーシャッタ時の符号量とを比較する。ここでは、それぞ
れの場合のピクチャ構成がＩ，Ｂ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，・・
・、Ｉ，Ｐ，Ｐ，Ｐ，Ｐ，・・・というように互いに異
なるため単純には比較できないが、統計的にＩ：Ｐ：Ｂ
の符号量の比を、例えば、４：２：１と仮定して、１フ
レーム当たりの符号量を計算してみる。

【００９０】上記図３（ａ）におけるＢピクチャ１枚の
符号量をＭビットとすると、１ＧＯＰ（１５フレーム）
中にＩ，Ｐ，Ｂがそれぞれ各１フレーム、４フレーム、
１０フレーム合まれるため、この場合の１フレーム当た
りの平均符号量は、 （４×１＋２×４＋１×１０）Ｍ／１５＝２２Ｍ／１５
ビット となる。

【００９１】一方、上記図３（ｃ）における１フレーム
当たりの平均符号量は、１ＧＯＰ（１５フレーム）中に
Ｉ，Ｐ，Ｂがそれぞれ各１フレーム、７フレーム、０フ
レーム合まれるため、 （２×１＋１×７）Ｍ／１６＝９Ｍ／１６ビット となる。尚、上記図３（ｃ）に示す状態の場合ではフィ
ールドピクチャのため、Ｉ，Ｐとも半分の符号量として
計算した。

【００９２】したがって、スローシャッタ時の符号量
は、通常のシャッタ速度時に比べて、４０％程度の符号
量となる。

【００９３】上述のように、本実施の形態では、スロー
シャッタの場合には、従来のように画像信号の埋込は行
わず（上記図１１参照）、発生する画像信号のみを圧縮
符号化の対象とし、さらに、符号化効率を考慮したピク
チャ構成を設定するように構成したので、符号量の低減
を図ることができると共に、消費電力の低減を図ること
ができる。また、従来のように連続した信号を生成する
ためのフィールドメモリを設ける必要がないので、回路
構成をより簡単にすることができ、コストダウンを図る
こともできる。また、速いシャッタ速度の場合でも、上
記の符号化効率を考慮したピクチャ構成により、画質向
上を図ることができる。

【００９４】尚、上述した実施の形態では、シャッタ速
度が遅くなるに伴って、符号化クロック速度を低下させ
たが、例えば、符号化クロック速度をそのままの状態と
し、カメラ部１０１から信号出力がない期間は、符号化
クロックの供給を停止するようにしてもよい。この場
合、クロック分周部１０６をクロック停止制御部として
用いるようにする。また、ＦＩＦＯメモリ１０２が不要
となる。このような構成とすれば、より簡単な構成で、
上述した効果を得ることができる。

【００９５】（第２の実施の形態）本発明は、例えば、
図４に示すようなカメラ一体型画像記録装置２００に適
用される。 このカメラ一体型画像記録装置２００は、
上述した第１の実施の形態におけるカメラ一体型画像記
録装置１００と同様に、動画像の圧縮符号化方式とし
て、ＭＰＥＧ符号化方式を採用している。

【００９６】ここで、本実施の形態でのカメラ一体型画
像記録装置２００の最も特徴とする構成は、シャッタ速
度変更機能により１／ｎのスローシャッタの場合には、
Ｉピクチャから次のＩピクチャまでの期間に、（ｎ−
１）フレームのＰピクチャが発生するようなピクチャ構
成となるように、フレーム内符号化とフレーム間符号化
を切り替えて実行することにある。 以下、本実施の形
態におけるカメラ一体型画像記録装置２００の構成及び
動作について具体的に説明する。

【００９７】［カメラ一体型画像記録装置２００の構
成］

【００９８】カメラ一体型画像記録装置２００は、シャ
ッタ速度変更機能を有するものであり、上記図４に示す
ように、撮像レンズ２０１、撮像素子（ＣＣＤ）２０
２、カメラ信号処理回路２０３、画面並替回路２０４、
撮影モード信号入力端子２０５、システム制御回路２０
６、スイッチ２０７、減算器２０８、ＤＣＴ回路２０
９、量子化回路２１０、可変長符号化回路２１１、逆量
子化回路２１２、ＩＤＣＴ（逆ＤＣＴ）回路２１３、加
算器２１４、動き補償予測回路２１５、バッファ２１
６、レート制御回路２１７、音声データ入力端子２１
８、音声符号化回路２１９、バッファ２２０、スイッチ
２２１、記録媒体２２２、及びスイッチ２２３を備えて
いる。

【００９９】［カメラ一体型画像記録装置２００の一連
の動作］

【０１００】先ず、レンズ２０１により、被写体光はＣ
ＣＤ２０２の撮像面に結像され、ＣＣＤ２０２の光電変
換作用により撮像信号に変換される。この撮像信号は、
カメラ信号処理回路２０３に供給される。

【０１０１】カメラ信号処理回路２０３は、ＣＣＤ２０
２からの撮像信号からノイズを低減し、画像信号を取り
出し、その画像信号を補正した後に色差信号と輝度信号
に分離して、１フレーム単位で画面並替回路２０４に供
給する。

【０１０２】このとき、システム制御回路２０６には、
撮影モード信号入力端子１０５から撮影モード信号が供
給される。システム制御回路２０６は、撮影モード信号
入力端子２０５からの撮影モード信号により、通常のシ
ャッタ速度における動作モード（通常撮影モード）であ
るか、シャッタ速度変更機能によるスローシャッタにお
ける動作モード（スローシャッタモード）であるかを判
定し、その判定結果に基づいて、画面並替回路２０４に
対して画面並替順序を指示する。このときの画面並替順
序についての詳細は後述する。また、システム制御回路
２０６は、上記撮影モード信号に基づいて、フレームに
同期した符号化切換信号をスイッチ１０７に供給するこ
とで、フレーム内符号化（以下、「イントラ符号化」と
言う）とフレーム間予測符号化（以下、「インター符号
化」と言う）を切り替える制御を行う。

【０１０３】画面並替回路２０４は、複数フレームを記
憶できるメモリ（図示せず）を有し、システム制御回路
２０６から指示された画面並替順序に従って、カメラ信
号処理回路２０３からの画像信号を上記メモリに一旦記
憶し、入力時のフレーム順を入れ替えて出力する。

【０１０４】以下、画面並替回路２０４以降の各回路の
動作を、システム制御回路２０６によりイントラ内符号
化に切り替えられた場合と、インター符号化に切り替え
られた場合とに分けて説明する。尚、”イントラ符号
化”とは、フレーム内の画像データのみで符号化するも
のであり、Ｉピクチャを生成するための符号化である。
一方、”インター符号化”とは、フレーム間予測も含め
て符号化するものであり、Ｐ及びＢピクチャを生成する
ための符号化である。

【０１０５】まず、イントラ符号化に切り替えられた場
合、スイッチ２０７は、システム制御回路２０６からの
制御により、Ａ側（画面並替回路２０４の出力側）に切
り替えられる。これにより、画面並替回路２０４から出
力された画像信号は、スイッチ２０７を介して、ＤＣＴ
回路２０９に供給される。

【０１０６】ＤＣＴ回路２０９は、スイッチ２０７を介
して供給された画面並替回路２０４からの画像信号に対
して直交変換処理を行い、その処理後の画像信号を量子
化回路２１０に供給する。量子化回路２１０は、ＤＣＴ
回路２０９からの画像信号に対して量子化処理を行い、
その処理後の画像信号を逆量子化回路２１２及び可変長
符号化回路２１１にそれぞれ供給する。

【０１０７】逆量子化回路２１２は、量子化回路２１０
からの画像信号に対して逆量子化処理を行うことで、量
子化前の画像信号を復元し、これをＩＤＣＴ回路２１３
に供給する。ＩＤＣＴ回路２１３は、逆量子化回路２１
２からの画像信号に対してＩＤＣＴ処理を行うことで、
量子化誤差を含む直交変換前の画像信号を復元し、これ
を加算器２１４に供給する。

【０１０８】このとき、スイッチ２２３は、システム制
御回路２０６からの制御により、ＯＦＦ状態となってい
る。したがって、ＩＤＣＴ回路２１３の出力はそのまま
動き補償予測回路２１５に供給される。

【０１０９】動き補償予測回路２１５には、画面並替回
路２０４から出力された画像信号も供給されており、動
き補償予測回路２１５は、次のインター符号化のため
に、ＩＤＣＴ回路２１３からの画像信号と、画面並替回
路２０４からの画像信号とから、予測画像信号を生成す
る。

【０１１０】一方、可変長符号化回路２１１は、量子化
回路２１０からの画像信号を可変長符号化し、それをバ
ッファ２１６に書き込む。バッファ２１６に書き込まれ
た画像信号は、スイッチ２２１の入力端に供給される。

【０１１１】つぎに、インター符号化に切り替えられた
場合、スイッチ２０７は、システム制御回路２０６から
の制御により、Ｂ側（減算器２０８の出力側）に切り替
えられる。また、スイッチ２２３は、システム制御回路
２０６からの制御により、常にＯＮ状態となる。これに
より、減算器２０８は、画面並替回路２０４から出力さ
れた画像信号と、動き予測回路２１３にて生成された予
測画像信号との減算処理を行う。これは、画像の時間軸
方向の冗長度を落とすためである。減算器２０６により
得られた、時間軸方向の冗長度が落とされた画像信号の
差分画像信号は、スイッチ２０７を介して、ＤＣＴ回路
２０９に供給される。

【０１１２】ＤＣＴ回路２０９は、スイッチ２０７を介
して供給された減算器２０８からの差分画像信号に対し
て直交変換処理を行い、その処理後の差分画像信号を量
子化回路２１０に供給する。量子化回路２１０は、ＤＣ
Ｔ回路２０９からの差分画像信号に対して量子化処理を
行い、その処理後の差分画像信号を逆量子化回路２１２
及び可変長符号化回路２１１にそれぞれ供給する。

【０１１３】逆量子化回路２１２は、量子化回路２１０
からの差分画像信号に対して逆量子化処理を行うこと
で、量子化前の差分画像信号を復元し、これをＩＤＣＴ
回路２１３に供給する。 ＩＤＣＴ回路２１３は、逆量
子化回路２１２からの差分画像信号に対してＩＤＣＴ処
理を行うことで、量子化誤差を含む直交変換前の差分画
像信号を復元し、これを加算器２１４に供給する。

【０１１４】このときスイッチ２２３はＯＮ状態である
ため、加算器２１４には、動き補償予測回路２１５にて
生成された前フレームの予測画像信号が供給される。し
たがって、加算器２１４は、動き補償予測回路２１３か
らの前フレームの予測画像信号と、ＩＤＣＴ回路２１３
からの差分画像信号とを加算することで、現在のフレー
ムの画像信号を復号し、これを動き補償予測回路２１５
に供給する。

【０１１５】動き補償予測回路２１５は、次の画像符号
化のために、加算器２１４からの復号画像信号と、画面
並替回路２０４から出力された画像信号とから、予測画
像信号及び動きベクトルを取得し、予測画像信号をイン
ター符号化のために減算器２０８に供給すると共にスイ
ッチ２２３を介して加算器２１４に供給し、動きベクト
ルを可変長符号化回路２１１に供給する。

【０１１６】可変長符号化回路２１１は、動き補償予測
回路２１５からの動きベクトルに基づいて、量子化回路
２１０からの画像信号を可変長符号化し、それをバッフ
ァ２１６に書き込む。 バッファ２１６に書き込まれた
画像信号は、スイッチ２２１の入力端に供給される。

【０１１７】上述のようなイントラ符号化又はインナー
符号化に切り替えられた時のレート制御は、レート制御
回路２１７により行われる。すなわち、レート制御回路
２１７は、バッファ２１６の容量を監視し、その容量が
目標容量より少ない場合には、次の量子化が粗く行われ
るように量子化回路２１０を制御し、その容量が目標容
量若しくはそれ以上の場合には、予め初期値として与え
られている通常の量子化を行うように、量子化回路２１
０を制御することで、バッファ１１５の記録レートをＩ
ピクチャ間（以下、「ＧＯＰ」と言う）に情報量がおよ
そ一定になるように制御する。

【０１１８】このとき、スイッチ２２１は、システム制
御回路２０６からの制御により、Ａ側（バッファ２１６
の出力側）に切り替えられており、したがって、バッフ
ァ２１６からスイッチ２２１の入力端子（Ａ側の端子）
に対して入力された画像信号（符号化後の画像信号）
は、記録媒体２２２に記録されることになる。

【０１１９】上述のようにして、カメラ一体型画像記録
装置２００では、符号化後の画像信号が記録媒体２２２
に記録される。また、音声信号については、次のように
して符号化されて記録媒体２２２に記録される。

【０１２０】先ず、音声信号は、音声データ入力端子２
１８から入力され、音声符号化回路２１９に供給され
る。音声符号化回路２１９は、音声データ入力端子２１
８からの音声信号に対して、ＭＰＥＧ符号化方式等に従
った符号化処理を行い、その処理後の音声信号をバッフ
ァ２２０に書き込む。バッファ２２０に書き込まれた音
声信号は、スイッチ２２１の入力端に供給される。

【０１２１】スイッチ２２１は、システム制御回路２０
６からの制御により、Ｂ側（バッファ２２０の出力側）
に切り替えられており、これにより、バッファ２２０か
らスイッチ２２１の入力端子（Ｂ側の端子）に対して入
力された音声信号（符号化後の音声信号）は、記録媒体
２２２に記録されることになる。

【０１２２】尚、スイッチ２２１は、システム制御回路
２０６からの制御により、画像信号が書き込まれるバッ
ファ２１６の出力と、音声信号が書き込まれるバッファ
２２０の出力とが時分割多重して記録媒体２２２へ記録
されるように、Ａ側とＢ側の切り替えが行われる。した
がって、記録媒体２２２には、例えば、図５に示すよう
に、ＧＯＰ単位の符号化後の画像信号（可変長画像デー
タ：Ｖｉｄｅｏ）と、符号化後の音声信号（固定長のオ
ーディオデータ：Ａｕｄｉｏ）とが、時系列に記録され
る。

【０１２３】［通常のシャッタ速度における画面並替及
び符号化順序］ここでは、上述したカメラ一体型画像記
録装置２００の一連の動作において、撮影モード信号入
力端子２０５からの撮影モード信号により通常撮影モー
ド（通常のシャッタ速度における動作モード）が指定さ
れ、これに基づいたシステム制御回路２０６の制御によ
り、画面並替回路２０４にて実行される画面並替処理、
及びその後段での符号化処理について具体的に説明す
る。

【０１２４】図６は、画面並替回路２０４に対して入力
される画像信号、及び画面並替回路２０４から出力され
る画像信号を示したものである。この図６（上段参照）
に示すように、画面並替回路２０４に対しては、第１フ
レーム、第２フレーム、第３フレーム、・・・と１／３
０秒毎に画像信号が入力され、これと同時にシステム制
御回路１０６から画面並替順序の指示が入力される。

【０１２５】通常撮影モードの場合においては、画面並
替回路２０４は、システム制御回路１０６からの画面並
替順序の指示に基づいて、第１フレーム、第２フレー
ム、第３フレーム、・・・を、第３フレーム、第１フレ
ーム、第２フレーム、・・・に並び替えて出力する（上
記図６下段参照）。

【０１２６】そして、システム制御回路１０６は、画面
並替回路２０４から第３フレーム、第１フレーム、第２
フレーム、・・・の順で出力される画像信号に対して、
図７に示すようなイントラ符号化及びインター符号化が
行われるように、スイッチ２０７の切り替え制御を行
う。

【０１２７】イントラ符号化及びインター符号化につい
ては上述したように、まず、インドラ符号化とは、フレ
ーム内のデータのみで符号化するものであり、上記図７
に示すようなＩピクチャを生成する符号化である。ま
た、インター符号化とは、フレーム間予測も含めて符号
化するものであり、上記図７に示すようなＰ及びＢピク
チャを生成する符号化である。例えば、第６フレームの
Ｐピクチャは、第３フレームのＩピクチャとの差分、又
は動きベクトル情報によって生成される。また、第１フ
レーム及び第２フレームのＢピクチャは、第３フレーム
のＩピクチャと第６フレームの差分、又は動きベクトル
情報によって生成される。

【０１２８】［スローシャッタにおける画面並替及び符
号化順序］ここでは、上述したカメラ一体型画像記録装
置２００の一連の動作において、撮影モード信号入力端
子２０５からの撮影モード信号によりスローシャッタモ
ード（スローシャッタにおける動作モード）が指定さ
れ、これに基づいたシステム制御回路２０６の制御によ
り、画面並替回路２０４にて実行される画面並替処理、
及びその後段での符号化処理について具体的に説明す
る。

【０１２９】図８は、例えば、１／３のスローシャッタ
モードの場合に、カメラ信号処理部２０３から出力され
るフレーム単位の画像信号、及びＣＣＤ２０２における
蓄積電荷の飽和量を示したものである。

【０１３０】上記図８に示すように、１／３のスローシ
ャッタモードにおいては、３フレーム分の時間をかけて
ＣＣＤ２０２に電荷が蓄積され、ｔ＝３／３０秒毎にカ
メラ信号処理部２０３から出力される画像信号（フレー
ム単位の画像信号）が更新される。したがって、ＣＣＤ
２０２に電荷を蓄積途中である第２フレーム及び第３フ
レームは、第１フレームがホールドされてカメラ信号処
理部２０３から画面並替回路２０４に対して出力される
ことになる。第５フレーム及び第６フレームについても
同様に、第４フレームがホールドされてカメラ信号処理
部２０３から画面並替回路２０４に対して出力されるこ
とになる。

【０１３１】図９は、この場合の画面並替回路２０４に
対して入力される画像信号、及び画面並替回路２０４か
ら出力される画像信号を示したものである。この図９
（上段参照）に示すように、画面並替回路２０４に対し
ては、第１フレーム、第２フレーム、第３フレーム、・
・・と１／３０秒毎に画像信号が入力され、これと同時
にシステム制御回路１０６から画面並替順序の指示が入
力される。

【０１３２】スローシャッターモードの場合において
は、画面並替回路２０４は、システム制御回路１０６か
らの画面並替順序の指示に基づいて、入力された第１フ
レーム、第２フレーム、第３フレーム、・・・を並び替
えずに、そのまま第１フレーム、第２フレーム、第３フ
レーム、・・・の順で出力する（上記図９下段参照）。

【０１３３】そして、システム制御回路１０６は、画面
並替回路２０４から第１フレーム、第２フレーム、第３
フレーム、・・・の順で出力される画像信号に対して、
図１０に示すようなイントラ符号化及びインター符号化
が行われるように、スイッチ２０７の切り替え制御を行
う。

【０１３４】したがって、第１フレーム及び第４フレー
ムに対してはイントラ符号化処理が行われ、これにより
Ｉピクチャが生成され、第２フレーム、第３フレーム、
第５フレーム、第６フレームに対してはインター符号化
処理が行なわれ、これによりＰピクチャが生成される。
このとき、例えば、第２フレーム及び第３フレームの
Ｐピクチャは、第１フレームのＩピクチャとの差分、又
は動きベクトル情報によって生成される。また、第５フ
レーム及び第６フレームのＰピクチャは、第４フレーム
のＩピクチャの差分、又は動きベクトル情報によって生
成される。以降の第７フレーム、第８フレーム、第９フ
レームについても、第１フレーム、第２フレーム、第３
フレーム、及び第４フレーム、第５フレーム、第６フレ
ームと同様の処理がなされる。

【０１３５】上述のように、１／３のスローシャッタモ
ードの場合は、第１フレーム、第２フレーム、第３フレ
ームが同一画像であり、第４フレーム、第５フレーム、
第６フレームについても同様に同一画像であるため、第
１フレーム及び第４フレームはイントラ符号化処理を行
なってＩピクチャを生成し、他の第２フレーム、第３フ
レーム、第５フレーム、第６フレームはインター符号化
処理を行なってＰピクチャを生成する。

【０１３６】尚、ここでは説明の簡単のために、１／３
のスローシャッタモードを例に挙げて説明したが、１／
ｎのスーローシャッタ（ｎは正の整数）に拡張すること
も容易に可能であり、この場合の符号化は、上記図１０
に示したＩピクチャと次のＩピクチャ間のＰピクチャの
フレーム数が（ｎ−１）フレームとなる。

【０１３７】上述のように、本実施の形態では、シャッ
タ速度に基づいて、フレーム内符号化とフレーム間符号
化の切り替えを行い、特に、１／ｎのスローシャッタの
場合には、ｎフレーム期間は同じ画像であることによ
り、Ｉピクチャから次のＩピクチャまでの期間に（ｎ−
１）フレームのＰピクチャが発生するようなピクチャ構
成となるような、フレーム内符号化とフレーム間符号化
の切り替え（上記図１０参照）を実行するように構成し
たので、符号化効率を著しく向上させることができる。

【０１３８】尚、本発明の目的は、上述した各実施の形
態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプ
ログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは
装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ
（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読みだして実行することによっても、達成
されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から
読み出されたプログラムコード自体が各実施の形態の機
能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶
した記憶媒体は本発明を構成することとなる。プログラ
ムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、
フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光
磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、
不揮発性のメモリカード等を用いることができる。ま
た、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行
することにより、各実施の形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は
全部を行い、その処理によって各実施の形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。さら
に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コ
ンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータ
に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込
まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その
機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなど
が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって
各実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは
言うまでもない。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ャッタ速度が遅い場合（スローシャッタ）、発生する画
像情報（ピクチャデータ）のみを符号化の対象として符
号化処理を行うことができるため、符号量の低減と消費
電力の低減が可能となる。特に、シャッタ速度を遅くす
ればするほど、発生する符号量及び回路の消費電力を低
減できる。また、シャッタ速度を変更した場合に生成さ
れるピクチャデータの特性に応じた符号化処理が可能と
なるため、符号化効率をさらに改善することができる。
また、シャッタ速度を速くした場合でも、符号化効率を
考慮したピクチャ構成により、画質改善が可能である。

【０１４０】また、本発明によれば、１／ｎのスローシ
ャッタを用いた場合においても、そのシャッタ動作に適
した符号化処理を行うことができるため、符号化効率を
著しく向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態において、本発明を適用した
カメラ一体型画像記録装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】上記カメラ一体型画像記録装置の圧縮符号化方
式として用いるＭＰＥＧ符号化方式でのＧＯＰを説明す
るための図である。

【図３】上記カメラ一体型画像記録装置でのシャッタ速
度に基づいたピクチャ構成を説明するための図である。

【図４】第２の実施の形態において、本発明を適用した
カメラ一体型画像記録装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】上記カメラ一体型画像記録装置での画像及び音
声の記録フォーマットを説明するための図である。

【図６】上記カメラ一体型画像記録装置において、通常
撮影モードでの画面並替を説明するための図である。

【図７】上記通常撮影モードでの符号化順序を説明する
ための図である。

【図８】上記カメラ一体型画像記録装置において、スロ
ーシャッタモードでのカメラ信号処理部の出力とＣＣＤ
の電荷飽和量を説明するための図である。

【図９】上記スローシャッタモードでの画面並替を説明
するための図である。

【図１０】上記スローシャッタモードでの符号化順序を
説明するための図である。

【図１１】従来のスローシャッタモード時の符号化手順
を説明するための図である。

【図１２】上記符号化構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００ カメラ一体型画像記録装置 １０１ カメラ部 １０２ ＦＩＦＯメモリ １０３ 符号化部 １０４ 記録処理部 １０５ 記録メディア １０６ クロック分周部 １０７ ピクチャ構成設定部 １０８ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ０４Ｎ 5/91 Ｌ 5/92 Ｈ Ｆターム(参考） 5C018 FA02 FB03 5C022 AA00 AC42 AC52 AC69 AC79 5C052 AA01 AA17 AB04 CC11 GA01 GB06 GC05 GD03 GE06 GF01 5C053 FA21 FA23 FA27 GB37 JA21 KA04 KA05 KA25 LA01 5C059 MA00 MA05 ME01 PP05 PP06 PP07 SS14 SS20 SS26 TA25 TC36 UA02 UA38 UA39

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意のシャッタ動作により撮像して得ら
   れた画像情報を所定の符号化方式により符号化する符号
   化装置であって、 上記シャッタ動作時に発生する画像情報のみを上記符号
   化の対象とする符号化手段を備えることを特徴とする符
   号化装置。
2. 【請求項２】 上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号
   化方式であり、 上記符号化手段は、上記シャッタ動作に基づいて、上記
   ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐ
   ピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更するピクチャ変
   更手段を含むことを特徴とする請求項１記載の符号化装
   置。
3. 【請求項３】 任意のシャッタ動作により撮像して得ら
   れた画像情報を所定の符号化方式により符号化する符号
   化装置であって、 上記シャッタ動作に基づいたフレーム内符号化とフレー
   ム間符号化の切り替えを行って上記符号化を行う符号化
   手段を備えることを特徴とする符号化装置。
4. 【請求項４】 上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符号
   化方式であり、 上記符号化手段は、上記シャッタ動作に基づいたフレー
   ム内符号化とフレーム間符号化の切り替えによって、上
   記ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、
   Ｐピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更するピクチャ
   変更手段を含むことを特徴とする請求項３記載の符号化
   装置。
5. 【請求項５】 上記ピクチャ変更手段は、上記シャッタ
   動作が１／ｎ（ｎ：正の整数）スローシャッタである場
   合、上記ＧＯＰ内において、Ｉピクチャから次のＩピク
   チャまでの期間に（ｎ−１）フレームのＰピクチャを発
   生させることを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 任意のシャッタ動作により撮像して得ら
   れた画像情報をディジタル信号処理する信号処理手段
   と、 上記信号処理手段での処理後の画像情報を符号化する符
   号化手段とを備える画像処理装置であって、 上記符号化手段は、請求項１〜５の何れかに記載の符号
   化装置の機能を有することを特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】 シャッタ速度変更機能を有するカメラ一
   体型画像記録装置であって、 上記シャッタ速度変更機
   能によるシャッタ動作により被写体を撮像する撮像手段
   と、 上記撮像手段により得られた上記被写体の画像情報を符
   号化する符号化手段と、 上記符号化手段により得られた符号を記録媒体に記録す
   る記録手段とを備え、 上記符号化手段は、請求項１〜５の何れかに記載の符号
   化装置の機能を有することを特徴とするカメラ一体型画
   像記録装置。
8. 【請求項８】 上記符号化手段での符号化は、可変長符
   号化を含むことを特徴とする請求項７記載のカメラ一体
   型画像記録装置。
9. 【請求項９】 複数の機器が通信可能に接続されてなる
   画像処理システムであって、 上記複数の機器のうち少
   なくとも１つの機器は、請求項１〜５の何れかに記載の
   符号化装置の機能を有することを特徴とする画像処理シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 任意のシャッタ動作により撮像して得
    られた画像情報を所定の符号化方式により符号化するた
    めの符号化方法であって、 上記シャッタ動作時に発生する画像情報のみを上記符号
    化の対象とする符号化ステップを含むことを特徴とする
    符号化方法。
11. 【請求項１１】 上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符
    号化方式であり、 上記符号化ステップは、上記シャッタ動作に同期し、且
    つ上記シャッタ動作に応じて、上記ＭＰＥＧ符号化方式
    におけるＧＯＰ内のＩピクチャ、Ｐピクチャ、及びＢピ
    クチャの構成を変更するピクチャ変更ステップを含むこ
    とを特徴とする請求項１０記載の符号化方法。
12. 【請求項１２】 任意のシャッタ動作により撮像して得
    られた画像情報を所定の符号化方式により符号化するた
    めの符号化方法であって、 上記シャッタ動作に基づいたフレーム内符号化とフレー
    ム間符号化の切り替えを行って上記符号化を行う符号化
    ステップを含むことを特徴とする符号化方法。
13. 【請求項１３】 上記所定の符号化方式は、ＭＰＥＧ符
    号化方式であり、 上記符号化ステップは、上記シャッタ動作に基づいたフ
    レーム内符号化とフレーム間符号化の切り替えによっ
    て、上記ＭＰＥＧ符号化方式におけるＧＯＰ内のＩピク
    チャ、Ｐピクチャ、及びＢピクチャの構成を変更するピ
    クチャ変更ステップを含むことを特徴とする請求項１２
    記載の符号化方法。
14. 【請求項１４】 上記ピクチャ変更ステップは、上記シ
    ャッタ動作が１／ｎ（ｎ：正の整数）スローシャッタで
    ある場合、上記ＧＯＰ内において、Ｉピクチャから次の
    Ｉピクチャまでの期間に（ｎ−１）フレームのＰピクチ
    ャを発生させるステップを含むことを特徴とする請求項
    １３記載の符号化方法。
15. 【請求項１５】 請求項１０〜１５の何れかに記載の符
    号化方法の処理ステップを、コンピュータが読出可能に
    格納したことを特徴とする記憶媒体。
16. 【請求項１６】 様々なシャッタ速度により撮像して得
    られた画像情報を符号化可能な符号化装置であって、 上記画像情報を符号化する符号化手段と、 上記シャッタ速度に応じて上記符号化手段の動作周波数
    を制御する制御手段とを有することを特徴とする符号化
    装置。
17. 【請求項１７】 様々なシャッタ速度により撮像して得
    られた画像情報を符号化可能な符号化装置であって、 画面内符号化モードと画面間符号化モードとを適応的に
    選択して上記画像情報を符号化する符号化手段と、 上記シャッタ速度に応じて上記符号化手段の符号化モー
    ドを制御する制御手段とを有することを特徴とする符号
    化装置。
18. 【請求項１８】 上記符号化手段は、ＭＰＥＧ符号化方
    式に準拠していることを特徴とする請求項１６又は１７
    記載の符号化装置。
19. 【請求項１９】 上記符号化手段により符号化された画
    像情報を記録媒体に記録する記録手段を有することを特
    徴とする請求項１６又は１７記載の符号化装置。
20. 【請求項２０】 上記記録手段は、シャッタ速度を示す
    シャッタ速度情報を上記記録媒体に記録することを特徴
    とする請求項１９記載の符号化装置。
21. 【請求項２１】 請求項１６〜２０の何れかに記載の符
    号化装置を備えたことを特徴とするカメラ一体型画像記
    録装置。
22. 【請求項２２】 様々なシャッタ速度により撮像して得
    られた画像情報を符号化する符号化方法であって、 上記画像情報を符号化する符号化ステップと、 上記シャッタ速度に応じて上記符号化ステップでの動作
    周波数を制御する制御ステップとを含むことを特徴とす
    る符号化方法。
23. 【請求項２３】 様々なシャッタ速度により撮像して得
    られた画像情報を符号化する符号化方法であって、 画面内符号化モードと画面間符号化モードとを適応的に
    選択して上記画像情報を符号化する符号化ステップと、 上記シャッタ速度に応じて上記符号化ステップでの符号
    化モードを制御する制御ステップとを含むことを特徴と
    する符号化方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２又は２３に記載の符号化方
    法の処理ステップを、コンピュータが読出可能に格納し
    たことを特徴とする記憶媒体。