JP2002359807A - ディジタルスチルカメラ - Google Patents

ディジタルスチルカメラ

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JP2002359807A JP2001166394A JP2001166394A JP2002359807A JP 2002359807 A JP2002359807 A JP 2002359807A JP 2001166394 A JP2001166394 A JP 2001166394A JP 2001166394 A JP2001166394 A JP 2001166394A JP 2002359807 A JP2002359807 A JP 2002359807A
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Fumiaki Kato
文昭 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連写スピードを遅くすることなく、撮影時に
インデックス画像データを本体画像データとともに圧縮
して記録することができるディジタルスチルカメラを提
供する。 【解決手段】 画像RAM22では、CCDカメラ1か
ら取り込まれたキャプチャ画像や、ストレージデバイス
6から再生される伸張された画像信号が記憶される。J
PEGエンジン24では、JPEGフォーマットの本体
画像データの圧縮、伸張処理を高速に行うとともに、こ
の本体画像データに対応するインデックス画像データを
撮影時に同時に作成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、撮影された画像
データ、及び該画像データのサイズが縮小されたインデ
ックス画像データを周波数信号領域で圧縮処理して、記
録メディアに記録可能なディジタルスチルカメラに関
し、特に、圧縮処理前の画像によるメモリの使用効率を
高くしたディジタルスチルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルスチルカメラで撮影されたデ
ィジタル静止画像(キャプチャ画像)は、例えばJPE
G(静止画像データ圧縮規格)の圧縮アルゴリズムによ
って記録メディアに圧縮記録される。記録されたディジ
タル静止画像をその後に読み出す場合、記録メディアを
再生装置にセットして画像データを元の画像サイズまで
伸張するようにしていた。
【0003】しかし、メモリスティックのような記録メ
ディアに多数の画像を記録した場合には、画像1枚あた
りのデータ量が多いため、1枚1枚の画像データを読み
出す時間が長くなって、所望する画像の検索にかなりの
時間を費やさなければならない。そこで、従来のディジ
タルスチルカメラは、記録メディアに本体画像データと
共に、縮小されたインデックス画像データを圧縮して記
録し、画像検索時に最初にインデックス画像のみを読み
出すことによって、本体画像の検索時間を短縮しようと
している。
【0004】撮影時に本体画像データとインデックス画
像データとを同時に生成する場合、最初にキャプチャ画
像の解像度を変換して、本体画像データとは別の縮小さ
れたインデックス画像を生成し、そのうえで、このイン
デックス画像を本体画像データと同様に、記録メディア
に圧縮して記録していた。そのため、キャプチャ画像の
画素数が大きなディジタルスチルカメラでは、本体画像
を圧縮処理する間に圧縮前のキャプチャ画像を一時的に
保持しておくメモリエリアも大きくする必要があった。
何故ならば、JPEGエンジンによる画像圧縮の間、キ
ャプチャ画像を画像キャプチャ用のメモリエリアに保持
し、本体画像データの圧縮処理終了後にキャプチャ画像
の解像度を変換しているので、キャプチャ画像の解像度
変換が終了するまでは現画像を破棄することができない
からである。また、とくにキャプチャ画像の記憶エリア
が小さいディジタルスチルカメラでは、短時間に連続し
て静止画像を撮影するといった連写動作が不可能であっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、本体画像
のサイズが300万画素以上の記録密度を有するディジ
タルスチルカメラにおいては、インデックス画像データ
を生成するための解像度変換処理の時間が相当に長くな
る。そのため、従来のようなキャプチャ画像の記憶エリ
アに書き込まれた本体画像データからインデックス画像
データを作成し、その後にインデックス画像データを記
録メディアに圧縮記録する方法では、限られたメモリ資
源を用いて撮影時間を短縮することが困難であった。
【0006】また、1枚のキャプチャ画像の処理時間が
シャッタ操作間隔に比較すると長くなるため、連写モー
ドでの撮影が可能な場合でも、その連写スピードがキャ
プチャ画像のメモリエリアの大きさによって制限される
などの問題があった。
【0007】この発明の目的は、連写スピードを遅くす
ることなく、撮影時にインデックス画像データを本体画
像データとともに圧縮して記録することができるディジ
タルスチルカメラを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、撮影された画像データ、及び該画像データのサイズ
が縮小されたインデックス画像データを周波数信号領域
で圧縮処理して、記録メディアに記録可能なディジタル
スチルカメラが提供される。このディジタルスチルカメ
ラは、圧縮前の画像データを格納する記憶手段と、前記
記憶手段から読み出された画像データを周波数信号に変
換するとともに、前記周波数信号の圧縮処理と並行し
て、前記周波数信号から縮小されたインデックス画像デ
ータを作成するデータ変換圧縮手段とから構成される。
【0009】この発明によれば、本体画像の圧縮と並行
して、DCT処理した画像のうち、8×8画素から低域
データのみにIDCT処理を施すとともに、高域データ
には0値をセットして、DCT逆変換によって縮小され
たインデックス画像データを作成できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1は、ディジタルス
チルカメラ(DSC)のシステム構成を示すブロック図
である。
【0011】図1において、1はディジタルスチルカメ
ラのASIC(Application Specif
ic IC)部20にディジタル静止画像を取り込むた
めのCCDカメラである。CCDカメラ1は、ASIC
部20を介してCPU3に接続されている。このCPU
3には、プログラムが格納される命令ROM4、CPU
3のワークRAMであるSDRAM5、メモリスティッ
クなどの大容量のストレージデバイス6が、ASIC部
20とともにCPUバス7によって接続される。
【0012】このASIC部20は、カメラ信号処理回
路21、カメラ画キャプチャ用の高速SDRAM(以
下、単に画像RAMとする)22、解像度変換器23、
JPEGエンジン24、割り込み信号生成回路25、ビ
デオエンコーダ26、及びビデオ出力端子27を備え、
互いにASIC内部バス28によって接続されている。
【0013】カメラ信号処理回路21では、CCDカメ
ラ1のディジタル出力を4:4:2の輝度/色差信号に
変換している。画像RAM22では、CCDカメラ1か
ら取り込まれたキャプチャ画像や、後述するストレージ
デバイスから再生される伸張された画像信号が記憶され
る。
【0014】解像度変換器23は、キャプチャ画像の解
像度を変更して、画像サイズを所定の割合に拡大、縮小
するものである。JPEGエンジン24では、JPEG
フォーマットの本体画像データの圧縮、伸張処理を高速
に行うとともに、この本体画像データに対応するインデ
ックス画像データを撮影時に同時に作成している。ここ
では、後述する量子化器における量子化ステップを決め
るQ値によって、圧縮率及び伸張率が制御される。
【0015】割り込み信号生成回路25では、JPEG
エンジン24の動作に応じて、割り込み信号を生成して
いる。ビデオエンコーダ26では、JPEGエンジン2
4で伸張された画像データをビデオ信号として、ビデオ
出力端子27から外部に出力する。
【0016】CPU3では、ASIC部20の信号処理
動作を制御するとともに、圧縮された画像データのスト
レージデバイス6への書き込み、読み出しを制御、及び
実行している。
【0017】SDRAM5では、その一部に圧縮された
画像ファイルがJPEGストリーム51として格納され
る。命令ROM4では、そこに格納されたプログラムに
基づいて、CCDカメラ1で撮影された画像データの圧
縮処理、及び伸張処理がCPU3に指令される。ここ
で、画像データの圧縮処理とは、ASIC部20のJP
EGエンジン24から出力される画像ファイルをSDR
AM5に格納し、ヘッダ等を付けてストレージデバイス
6に書き込む処理である。また、画像データの伸張処理
は、ストレージデバイス6から読み出したJPEGファ
イルをSDRAM5に格納し、JPEGエンジン24に
書き込む動作である。
【0018】つぎに、以上のように構成されたディジタ
ルスチルカメラにおける画像処理手順について説明す
る。CCDカメラ1で一枚の静止画像を撮影した場合、
カメラ信号処理回路21においてCCD信号が処理さ
れ、輝度信号(Y信号)、色差(R−Y,B−Y)信号
からなるディジタル画像データを生成する。このディジ
タル画像データは、画像RAM22に一時的に格納さ
れ、キャプチャ完了となる。
【0019】つぎに、画像RAM22からJPEGエン
ジン24にキャプチャ画像を転送して、周波数信号領域
で本体画像として圧縮処理する。ところで、従来のディ
ジタルスチルカメラでは、圧縮処理の後に、キャプチャ
画像を画像RAM22から解像度変換器23にも転送し
て、そこで本体画像をインデックス画像に必要なサイズ
まで縮小していた。
【0020】しかし、本体画像のサイズが300万画素
以上になると、インデックス画像の生成を解像度変換器
23で行うと、その処理時間が長くなる。一方、JPE
Gエンジン24内には、周波数信号への変換手段(DC
T処理部)とともに画像信号への逆変換手段(IDCT
処理部)とがあって、本体画像の圧縮処理時には後者の
逆変換手段(IDCT処理部)は動作していない。
【0021】そこで、この発明では本体画像を圧縮する
際に、DCT処理によって変換された画像データの周波
数信号のうち、低域データのみを抽出するとともに、高
域データに0値を設定して出力するサンプリング手段を
設けて、抽出された低域データをIDCT処理部に送り
込んで、残りの高域データ部分には0値をセットするよ
うなDCT逆変換による解像度変換を行っている。
【0022】これにより、本体画像の画像データを周波
数信号に変換した後に、この周波数信号の圧縮処理と並
行して、縮小されたインデックス画像データが作成でき
る。ここでは、解像度変換器23によってキャプチャ画
像の縮小を行わなくてよいため、本体画像の圧縮終了と
同時に、画像RAM22のメモリエリアを他の用途に使
用できる。
【0023】その後、縮小されたサイズのインデックス
画像データは、JPEGエンジン24で圧縮される。最
後に、インデックス画像データを圧縮された本体画像と
つなげて、JPEGマーカが付けられる。そして、これ
らは1枚の圧縮画像ファイルとして、補助記憶装置とし
て設けられているメモリスティックなどのストレージデ
バイス6に記録される。
【0024】なお、割り込み信号生成回路25では、デ
ータ圧縮処理の終了時、データ伸張処理の終了時、及び
伸張処理実行中にエラーが発生した場合などにアクティ
ブになる。どのような要因から割り込み信号が発生した
のかは、別途ステータスを示すレジスタを設けてCPU
3がそのステータスを参照することで、その後の処理を
決定できる。
【0025】図2は、JPEGエンジンの回路構成を示
すブロック図である。図2において、JPEGエンジン
24は、符号化回路部を構成するDCT処理部29、量
子化器30、及びハフマン符号器31と、復号化回路部
を構成するハフマン復号器32、逆量子化器33、及び
IDCT処理部34を備え、さらに、データ変換回路3
5、第1のセレクタ36、サンプラ37、及び第2のセ
レクタ38を備えている。また、図1に示すように、J
PEGエンジン24は、ASIC内部バス28によって
画像RAM22と接続されている。
【0026】DCT処理部29では、所定のブロックサ
イズで画像データを周波数信号に変換して、例えば8×
8画素単位で変換されたDCT係数が、量子化器30と
データ変換回路35にそれぞれ出力される。
【0027】量子化器30では、所定の量子化値(Q
値)によってDCT係数が量子化される。ハフマン符号
器31では、各係数値に応じた符号化によって、周波数
信号が圧縮処理され、JPEG圧縮符号としてSDRA
M5に転送される。
【0028】ハフマン復号器32では、ストレージデバ
イス6に保存されていた画像データを復元するために、
周波数信号(JPEG圧縮符号)を伸張処理する。デー
タ変換回路35では、DCT処理部29によって変換さ
れた周波数信号のうち、低域データの係数信号のみをサ
ンプリングするとともに、高域データに0値を設定し
て、低域周波数係数のみの画像信号(低域周波数信号)
を出力する。
【0029】第1のセレクタ36では、データ変換回路
35で変換された低域周波数信号と、逆量子化器33か
らの周波数信号とのいずれかを選択して、IDCT処理
部34に出力する。
【0030】IDCT処理部34では、逆量子化器33
からの周波数信号と、データ変換回路35で抽出された
低域周波数信号とが、それぞれ周波数領域の係数データ
から時間領域の画像信号に8×8画素単位で逆変換され
る。ここで、通常の伸張された画像信号は、そのまま第
2のセレクタ38から画像RAM22に格納され、その
後に、図1に示すビデオエンコーダ26によって再生画
像が形成される。
【0031】サンプラ37では、データ変換回路35で
抽出された低域周波数信号のみを逆変換した画像信号か
ら所定の画素数を間引くことによって、縮小されたイン
デックス画像データが出力される。
【0032】セレクタ38では、本体画像の圧縮時か、
本体画像の伸張時かに応じて、入力画像を切り換えて、
ASIC内部バス28に出力する。つぎに、JPEGエ
ンジン24の動作について説明する。
【0033】本体画像の圧縮のために、最初にJPEG
エンジン24が原画の読み出しを実行する。DCT処理
部29には、ASIC内部バス28を介して8×8画素
単位の画像データが入力される。DCT処理部29でD
CT演算を実行して、周波数領域の画像信号に変換す
る。つぎに、量子化器30では量子化テーブルの対応す
るデータで除算され、所定の量子化ステップ(Q値)で
量子化された周波数領域の信号がハフマン符号器31へ
渡される。つぎに、ハフマン符号器31においてビット
単位で圧縮された符号データに変換され、メモリスティ
ックなどのストレージデバイス6に記録される。
【0034】このJPEGエンジン24では、こうした
本体画像に対する量子化処理、符号化処理と並行して、
以下のインデックス画像作成処理が実行される。データ
変換回路35では、DCT処理部29によって変換され
た周波数信号の低域データ、例えばDC値のみ、あるい
は低域のn×n成分(nは1〜7)のみを、IDCT処
理部34に転送する。つぎに、残りの高域データ部分に
は0値を設定する。
【0035】IDCT処理部34では、8×8画素分の
周波数信号が揃った時点で、IDCT演算を実行する。
つぎに、サンプラ37において、IDCT処理部34か
ら出力される画像データのうち、8点中のn点(nは1
〜7)を間引きデータとして取り出す。
【0036】本体画像の圧縮された8×8画素分の周波
数信号毎に、インデックス画像作成処理繰り返すこと
で、圧縮処理と並行してn/8のサイズに縮小されたイ
ンデックス画像データが生成される。なお、縮小された
インデックス画像データは、一時的に画像RAM22に
保存しておく。
【0037】JPEGエンジン24で本体画像データの
圧縮が終了したのち、EXIF規格(ディジタルスチル
カメラ用のグラフィックス・データ・フォーマット)に
したがって160×120の画サイズに変換するため
に、インデックス画像データの圧縮処理を実行する。そ
の結果、SDRAM5には、圧縮されたインデックス画
像ファイルが本体画像データとともに、JPEGストリ
ーム51として格納される。
【0038】現状のディジタルスチルカメラでは、EX
IF規格がJPEG圧縮画像にサムネイル圧縮画像やそ
の他撮影情報を埋め込む規格として、広く採用されてい
る。この規格のなかで、サムネイルの画サイズは160
×120画素のみと定められている。したがって、圧縮
画像をEXIF規格に合わせる必要はないが、EXIF
規格に合わせるための変換処理には、図1で説明した解
像度変換器23が使用できる。
【0039】このSDRAM5では、インデックス画像
の圧縮データと本体画像の圧縮データとを一体のファイ
ルとして、JPEGマーカ(ヘッダデータ)を付加し
て、メモリスティックなどのストレージデバイス6に記
録する。
【0040】以上のように構成され、動作するJPEG
エンジン24では、本体画像をDCT圧縮する際に、D
CT処理部29から8×8画素のうちの低域データだけ
をIDCT処理部34に送り込んで、残りの高域データ
部分には0値をセットするようなDCT逆変換処理を並
行して行うことによって、縮小されたインデックス画像
データのための解像度変換を可能にしている。
【0041】ただし、一般にJPEGエンジン24で
は、8×8画素単位のDCT変換が行われているため、
1/8から7/8までの解像度変換になってしまい、直
接に160×120画素のインデックス画像に変換する
ことはできない。しかし、解像度変換器23によって本
体画像全体を直接に縮小して、インデックス画像を取得
する場合に比べて、あらかじめ原画の1/8程度まで縮
小された画像をもとにして、さらに160×120の大
きさに縮小する場合には、縮小処理のために要する時間
を短縮できる利点がある。また、本体画像の圧縮終了時
に、即刻、キャプチャ画像のメモリエリアを他の用途に
使用できる。
【0042】ここで、このJPEGエンジン24により
本体画像からインデックス画像に変換することによっ
て、図1の解像度変換器23によって本体画像全体を直
接に縮小する場合と比べて、どの程度まで処理時間を短
縮できるかについて説明する。
【0043】JPEGエンジン24を構成するDCT処
理部29が、8×8画素単位の変換処理が行われるた
め、本体画像のサイズに対して1/8乃至7/8の範囲
で縮小可能である。そこで、本体画像のサイズが130
万画素の場合と、300万画素の場合については、以下
のようになる。
【0044】130万画素の場合は、原画サイズが12
80×960であって、ここから160×120画素の
インデックス画像まで縮小するためには、データ変換回
路35において1/8のサイズに縮小されるように画素
成分が取り出されれば、IDCT処理部34から160
×120画素の出力画像が得られる。したがって、この
場合には、解像度変換器23でさらにサイズを調整する
必要はなく、本体画像全体を直接縮小するためにかかる
時間の全てが省かれることになる。
【0045】300万画素の場合では、2048×15
36画素の原画サイズから160×120を作るため
に、まずIDCT処理部34で256×192のサイズ
に縮小される。その後、解像度変換器23で256×1
92のインデックス画像を160×120まで縮小する
ことになる。この場合は、解像度変換器23には256
×192画素に縮小された画像データが入力されればよ
いので、2048×1536画素の原画を転送するため
にかかる時間は1/8となる。また、解像度変換器23
はFIRフィルタ等で実現されているので、縮小処理時
間は画像サイズに比例しており、300万画素の原画像
から160×120画素のインデックス画像を生成する
時間を1/8以下に短縮できる。
【0046】実際の原画サイズは、上述した2通り以外
にも様々に設定されているので、この実施形態における
ディジタルスチルカメラにおける画像縮小処理の時間が
どの程度まで短縮できるかについては、一概に決定でき
ない。しかし、原画サイズをIDCT処理部34でn/
8まで縮小できれば、画像RAM22から解像度変換器
23へのデータ転送時間と、解像度変換(フィルタ処
理)時間とがそれぞれn/8に短縮される。そして、例
えば画像RAM22のキャプチャエリアを次のキャプチ
ャ画像の格納に使えるようになるので、画像取り込み間
隔(撮影間隔)の短縮も可能になる。また、上述した画
像RAM22のような現画像のためのキャプチャエリア
をほとんど有していないディジタルスチルカメラシステ
ムであっても、原画像の圧縮がリアルタイムで実行され
るような場合には、縮小画面のエリア分のメモリがあれ
ば、インデックス画像の作成が可能である。
【0047】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明のディ
ジタルスチルカメラによれば、連写スピードを遅くする
ことなく、撮影時にインデックス画像データを本体画像
データとともに圧縮して記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディジタルスチルカメラ(DSC)のシステム
構成を示すブロック図である。
【図2】JPEGエンジンの回路構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1…CCDカメラ、20…ASIC部、3…CPU、4
…命令ROM、5…SDRAM、6…ストレージデバイ
ス、7…CPUバス、21…カメラ信号処理回路、22
…カメラ画キャプチャ用の高速SDRAM(画像RA
M)、23…解像度変換器、24…JPEGエンジン、
25…割り込み信号生成回路、26…ビデオエンコー
ダ、27…ビデオ出力端子、28…ASIC内部バス、
29…DCT処理部、30…量子化器、31…ハフマン
符号器、32…ハフマン復号器、33…逆量子化器、3
4…IDCT処理部、35…データ変換回路、36…第
1のセレクタ、37…サンプラ、38…第2のセレク
タ、51…JPEGストリーム
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/907 H04N 101:00 5C078 5/92 5/91 J 7/30 5/92 H // H04N 101:00 7/133 Z Fターム(参考) 5C022 AA13 AC42 AC69 5C052 AA01 AB02 CC11 DD02 DD04 GA02 GC03 5C053 FA06 FA08 GA11 GB06 GB22 GB32 GB36 KA03 KA24 5C059 KK38 LB05 MA00 MA23 MC11 MC23 MC38 ME02 PP01 PP16 SS15 SS19 UA32 5C076 AA21 AA22 BB40 5C078 AA04 BA21 CA14 CA31 DA00 DA01 DA02 DB04 EA00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影された画像データ、及び該画像デー
    タのサイズが縮小されたインデックス画像データを周波
    数信号領域で圧縮処理して、記録メディアに記録可能な
    ディジタルスチルカメラにおいて、 圧縮前の画像データを格納する記憶手段と、 前記記憶手段から読み出された画像データを周波数信号
    に変換するとともに、前記周波数信号の圧縮処理と並行
    して、前記周波数信号から縮小されたインデックス画像
    データを作成するデータ変換圧縮手段とを備えることを
    特徴とするディジタルスチルカメラ。
  2. 【請求項2】 前記データ変換圧縮手段は、 画像データを周波数信号に変換するDCT処理手段と、 周波数信号を画像データに復元するIDCT処理手段
    と、 前記DCT処理手段によって変換された周波数信号のう
    ち、低域データのみを抽出するとともに、高域データに
    0値を設定して出力するサンプリング手段と、 を備え、前記サンプリング手段から出力される周波数信
    号を前記IDCT処理手段によって画像データに復元す
    ることで撮影された画像データの縮小されたインデック
    ス画像データを出力するようにしたことを特徴とする請
    求項1記載のディジタルスチルカメラ。
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