JP2899007B2 - 電子カメラ - Google Patents

電子カメラ

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子カメラに関し、特に被写体像を信号を記
憶媒体に記憶する電子カメラに関するものである。
[従来の技術] 近年、半導体技術の急速な向上に伴い大容量の小型半
導体メモリが比較的安価に提供されている。これに伴い
民生用機器の分野に於ても、1画面分のカラーテレビジ
ヨン信号を記憶可能なメモリ(以下フレームメモリと称
す)を利用したビデオテープレコーダ(VTR)等が製品
化されている。また、数十画面分のカラー画像信号を記
憶可能なメモリを内蔵するメモリパツクをビデオカメラ
に着脱自在とし、該カメラで撮像された静止画像に対応
する1フイールドもしくは1フレーム分のカラービデオ
信号をメモリパツク内のメモリに記憶するタイプの電子
カメラも発表されている。
また、この種の電子カメラに於てメモリパツクを大型
化せずに記憶可能な画面数を増加させようとした場合に
は1画面分のデータ数を減らす必要がある。しかし、単
にサンプル数を減らすのでは画質が劣化してしまうの
で、デジタル信号処理分野で周知の高能率符号化技術に
よりデータ数を減らすのが望ましい。
[発明が解決しようとしている問題点] しかしながら、カラービデオ信号をデイジタル化した
信号そのデータレートは極めて高くなる。例えば(500
×700)画素程度の画面をデイジタル化した場合、輝度
信号,2種の色差信号について夫々8ビツトでサンプリン
グするとその総データ数は(500×700×3×8=)8.4M
bitとなる。そして、この様な多量のデータをフレーム
周波数に対応させて1/30秒で伝送しようとすれば252Mbp
sという極めて高いデータレートとなる。
この様にデータレートの高いデータシーケンスを高能
率符号化しようとした場合には、符号化回路として高速
の回路素子を利用しても対応できない。そのため、一般
には複数の符号化回路により並列処理を行ない各符号化
回路の処理速度を低下させていた。
このように、並列処理を行うと輝度信号及び2種の色
差信号の夫々について複数の高能率符号化回路が必要と
なり、ハードウェアの規模が大きくなってしまう。ま
た、高能率符号化回路としてできる限り高速の回路素子
を用意しなければならず、装置の低価格化の妨げとなっ
ていた。
かかる背景下において、本発明は画質を必要以上に損
なうことなく、回路規模を減少させることのできる電子
カメラを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 斯かる目的下において、本発明にあっては、被写体像
を示す画像信号を記憶媒体に記憶する電子カメラにおい
て、少なくとも輝度信号についてその時間軸を伸長して
データレートを低下せしめ、輝度信号及び色信号を順次
出力するバッファメモリを具え、該バッファメモリの出
力する輝度信号及び色信号を共通の高能率符号化手段に
よりデータ圧縮する構成とした。
[作用] 上述の如く構成することにより、画像に対して転送デ
ータレートの低下に対応する画質の低下を生じさせるこ
とがない。また、高速回路素子を必要としないので、回
路規模を減少させることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の一実施例としての電子カメラの構成
を示す図である。図中2は撮像手段を具えるカメラ部、
4はカメラ2からのR,G,B信号を輝度信号Y、色差信号C
N,CWに変換するマトリクス回路、6a,6b,6cは信号Y,CN,C
Wの夫々について後段のサンプリングによる折り返し成
分との干渉を防ぐためのローパスフイルタ(LPF)、8a,
8b,8cは信号Y,CN,CWの夫々を標本化周波数2fS,fS,fS
デジタル化するA/D変換器である。
第2図は第1図の電子カメラに於る記憶時(撮影時)
の時間軸処理を説明するためのタイミングチヤートであ
り、以下この第2図を参照して記憶時の動作を説明す
る。
操作部10より撮影命令、例えばシヤツタの操作等がな
されるとタイミングコントローラ12はカメラ部2、A/D
変換器8a,8b,8cを駆動し、A/D変換器8a,8b,8cは夫々デ
ータレート2fSのデジタル輝度信号、データレートfS
デジタル色差信号を出力する。これによってA/D変換器8
a,8b,8cからはテレビジヨン信号の1フレーム期間tF
に1フレーム分の輝度信号,色差信号が出力されるが、
シヤツタ操作の所定のタイミングτ0からこれはフアー
ストインフアーストアウトメモリ(FIFO)14a,14b,14c,
14dに書き込まれていく。このタイミングτ0は例えば
シヤツタ操作後、カメラ部2が安定して動作可能な最初
のフレーム開始タイミングに設定される。
A/D変換器8b,8cからのデジタル色差信号CN,CWは、上
記タイミングτ0から1フレーム期間tFの間にFIFO−C1
4c,FIFO−D14dへ書込まれる。タイミングコントローラ
はこれらのFIFO−C,FIFO−D用に周波数fSの書込みクロ
ツクを発生しており、τ0からtFの期間FIFO−C,FIFO−
Dに第2図に如く書込みイネーブルクロツクWEC,WEDを
供給している。
一方、A/D変換器8aからのデジタル輝度信号Yは、τ
0から1/2 tFの期間(第2図のτ1のタイミングまで)
周波数2fSの書込みクロツクWEAによりFIFO−A14aに書込
まれ、τ1から1/2 tFの期間(第2図のτ2のタイミン
グまで)周波数2fSの書込みクロツクWEBによりFIFO−B1
4bに書込まれる。この様に各信号Y,CN,CWのサンプリン
グ周波数に比例した数のFIFOを各信号用に用意すること
により、各FIFOの容量を同一とすることができ、量産に
適している。
FIFO−A〜Dへの1フレーム分のカラービデオ信号の
書込みが終了すると、各FIFOからの信号の読み出しが順
次行われる。本例ではFIFO−Aから順に読出しを行う。
この時の読出しクロツクの周波数は後段の処理に影響し
ない程度充分低く設定され、本実施例ではfS/2に設定さ
れている。従って各FIFOからの読出し期間は2tFとな
る。即ち、第2図に示す様にFIFO−Aがτ2〜τ3,FIFO
−Bがτ3〜τ4,FIFO−Cがτ4〜τ5,FIFO−Dがτ5
〜τ6の間読出し動作を行い、これらのデータは8tF
期間でデータセレクタ16へ供給される。
データセレクタ16はタイミングコントローラ12により
制御され、各FIFOからの読出しデータを1フレーム期間
毎順次出力するが、これによってデータセレクタの出力
データの全データを1フレーム期間内に出力する場合に
比し1/8となる。
データセレクタ16から出力されたデータはDPCM符号器
18に供給され、差分,非線形量子化等の周知の処理が施
され、DPCM符号が出力される。DPCM符号器18は基本的に
輝度信号,色差信号に対し共通のものが使えるが本実施
例では輝度信号と色差信号の標本化周波数の差を考慮し
て第3図に示す如き構成とした。
第3図に於て50は減算器で標本値と予測値の差分をと
る。減算器50からの差分値は輝度信号用量子化器−A52
a,色差信号用量子化器−B52bへ供給され、非線形量子化
される。各量子化器で量子化された符号はタイミングコ
ントローラ12で制御されるデータセレクタ54に供給さ
れ、第2図のτ2〜τ4の期間は量子化器Aの出力する
符号が、τ4〜τ6の期間は量子化器Bの出力する符号
がDPCM符号として出力される。一方、量子化器52a,52b
は量子化符号と供に、この量子化符号を逆量子化した代
表値をデータセレクタ56に供給している。データセレク
タ56はデータセレクタ54と同期して切換られるので、出
力されるDPCM符号に対応する量子化代表値を出力するこ
とになる。この量子化代表値は加算器58で予測値と加算
され、局部復号値を得る。該局部復号値は乗算器60で予
測係数Pが乗ぜられ、遅延器62で遅延されて次の予測値
となる。
上記構成のDPCM符号器によれば輝度信号,色差信号の
夫々に適した量子化特性とすることができ、かつ回路の
大部化が共通化できる。尚、第3図中一点鎖線x内を1
つのリードオンリメモリ(ROM)で構成する場合は、標
本値8ビツト,予測値8ビツトに加えタイミングコント
ローラからの1ビツトを加えた17ビツトアドレス入力の
ROMで構成すれば良い。
DPCM符号器18でデータ圧縮されたDPCM符号は冗長付加
回路20に供給され、誤り訂正符号(ECC)等を付加され
て後、パラレル−シリアル(P/S)変換器22でシリアル
化され、カメラ本体の出力端子24へ供給される。メモリ
制御回路30は、第2図τ2〜τ6の期間メモリユニツト
28への書込みクロツク(WEM)を端子25aからメモリ装置
26側へ供給する。また、該回路30は操作部10の操作また
はコントローラ12にて定められたアドレスを示すアドレ
スデータADを端子25bからメモリ装置側へ供給する。
このように、メモリ装置26はカメラ本体に着脱自在に
構成されており、操作部10のシヤツタ操作の毎に定めら
れた番地へ1フレーム分のカラービデオ信号を記憶して
いく。
次に読出し時の動作について説明する。操作部10で読
出したい番地を指定した後、読出し命令を行うと、メモ
リ制御回路30は上記番地を示すデータAD及びメモリユニ
ツト28を読出しクロツク(REM)を出力し、メモリユニ
ツト28から書込み順と同じ順序で1フレーム分のビデオ
信号が8tFの期間で読出される。
読出されたデータはシリアル−パラレル(S/P)変換
器32でパラレル化され、冗長分離回路34で誤り訂正等の
処理が施された後、DPCM復号器36へ供給される。DPCM復
号器36はDPCM符号器18に対応する構成となっており、DP
CM復号器18で第3図に示した構成であればDPCM復号器36
は第4図の如き構成とする。
第4図に於て逆量子化器−A64a,逆量子化器−B64bは
第3図の量子化器−A52a,量子化器−B52bの逆量子化特
性と同一の逆量子化特性を有する。データセレクタ66は
メモリユニツト28から輝度信号のDPCM符号が読出されて
いる時逆量子化器−Aの出力を出力データとし、色差信
号のDPCM符号化読み出しされている時逆量子化器−Bの
出力を出力する。このようにデータセレクタ66から出力
される差分符号は加算器68で復号され復号値として出力
される。この復号値は乗算器70で予測係数Pが乗算され
た後、遅延回路72で遅延されて予測値として前述の加算
器68に供給される。
DPCM復号器36で復号されたデジタル信号はFIFO−E〜
H38a〜38dに供給される。第5図は読出時の期間軸処理
を説明するためのタイミングチヤートであり、図示の如
くDPCM復号器36で復号されたデジタル信号は各FIFO−E
〜Hへ周波数1/2 fSのクロツクWEE〜WEHで順次書込まれ
ていく。この書込みは8tFの期間で終了し、この書込み
が終了すると(第5図τ11のタイミング)、各FIFO−E
〜Fからの読出しが行われる。FIFO−E,FIFO−Fの読出
しクロツクREE,REFの周波数は2fS,FIFO−G,FIFO−Hの
読出しクロツクの周波数はfSである。FIFO−E,FIFO−F
は1/2フレーム毎に交互に読出し状態とされ、FIFO−G,F
IFO−Hは1フレーム毎にくり返し読出しが行われる。
これによって、デジタル−アナログ(D/A)変換器40a
にはτ11以後、1フレーム分のデータ輝度信号Yが1フ
レーム期間毎にくり返し入力され、D/A変換器40b,40cに
は1フレーム分の色差信号CN,CWが1フレーム期間毎に
くり返し入力される。D/A変換器40a,40b,40cの出力はLP
F42a,42b,42cで折返し成分が除去された後、コンポジツ
ト化回路44でコンポジツトテレビジヨン信号とされ、出
力端子46から静止画信号として出力される。
上述の如き実施例の電子カメラに於ては、DPCM符号器
18に入力される信号は本来の1/8のデータレートとなっ
ており、DPCM符号器を高速の回路素子で構成したり、並
列化する必要がなく、装置の小型低コスト化が可能であ
る。また、DPCM符号器の処理を高次化、高品質化するこ
ともできデータ帯域圧縮による画質劣化を最小限に押え
ることができる。更に、輝度信号,色差信号共、同一の
回路を用いて符号化でき、更に回路規模を小さくできて
いる。更に、これに伴い記憶するデータが充分圧縮で
き、小型のメモリに多くの静止画が記憶できる様になっ
た。
尚、上記実施例の電子カメラでは色差信号,輝度信号
共時間軸伸長しているが、一般には輝度信号の標本化周
波数が高いので、輝度信号のみを時間軸伸長する構成と
することも可能である。例えば、上述の実施例に於て、
FIFO−A,FIFO−Bの読出しクロツクの周波数をfSとし、
FIFI−C,FIFO−Dを省略しても、データセレクタ16から
のデータレートは本来の1/4となっており、上述実施例
と同様の効果が得られる。
[発明の効果] 以上、説明したように、本発明によれば、画質を必要
以上に損なうことなく、且つ、回路規模を減少すること
のできる電子カメラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての電子カメラの構成を
示すブロック図、 第2図は第1図の電子カメラの記憶時の時間軸処理を説
明するためのタイミングチヤート、 第3図は第1図中の符号化器の構成を示す図、 第4図は第1図中の復号化器の構成を示す図、 第5図は第1図の電子カメラの読出し時の時間軸処理を
説明するためのタイミングチヤートである。 図中、2はカメラ部、14a,14b,14c,14dはバツフアメモ
リとしてのFIFO、16はデータセレクタ、18は高能率符号
化手段としてのDPCM符号器、28は記憶体としてのメモリ
ユニツトである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体像を示す画像信号を記憶媒体に記憶
    する電子カメラであって、 少なくとも輝度信号についてその時間軸を伸長してデー
    タレートを低下せしめ、輝度信号及び色信号を順次出力
    するバッファメモリを具え、 該バッファメモリの出力する輝度信号及び色信号を共通
    の高能率符号化手段によりデータ圧縮することを特徴と
    する電子カメラ。
  2. 【請求項2】前記輝度信号及び色信号を形成する撮像部
    を有し、前記高能率符号化された画像信号を外部記憶体
    に出力することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の電子カメラ。
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