JP2905490B2

JP2905490B2 - 映像信号記憶装置

Info

Publication number: JP2905490B2
Application number: JP1027637A
Authority: JP
Inventors: 一仁大橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH02207687A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、映像信号をA/D（アナログ・ディジタル）
変換した後、ICメモリから構成されたメモリに記憶する
映像信号記憶装置に関するものである。

［従来の技術］この種の映像信号記憶システムは、例えば、撮像素子
から得られる映像信号をデジタル化してICメモリ（例え
ば、SRAM,DRAM,EPROM,E²PROM等）から構成されるメモリ
・カートリッジに記憶するカメラ部と、このようにして
ディジタル映像信号の記憶されたメモリ・カートリッジ
から画像データを読み出し、D/A（デジタル・アナロ
グ）変換しアナログ信号として出力する再生部とから成
っている。

このような映像信号記憶システムは、従来の、銀塩フ
ィルムを使用するカメラやフロッピーディスク（磁気デ
ィスク）を使用するスチル・ビデオ・カメラシステムな
どに対して、以下のような特長を有する。

ハイブリッド化およびLSI（大規模集積回路）化が
可能であり、そのため装置本体の小型化が容易である。

記憶・読み出しおよび度重なるダビングにおいて、
信号劣化を生じない。

装置本体に複雑なメカニカルな機構部分を含まない
ので振動・衝撃に対しても信頼度が高い。

しかしながら、映像信号記憶システムにおいては、映
像信号をデジタル情報として扱うので、ある程度の画質
を保証する場合には画像１枚あたりのデータ量は非常に
大きなものとなる。例えば、第３図に示す様に、輝度信
号Ｙを700画素（横）×500画素（縦）×8bit、２つの色
差信号Ｒ−Y,B−Ｙをそれぞれ175画素（横）×125画素
（縦）×6bitと標本化および量子化を行なうと、静止画
像１枚につき374kByteもの情報の記録が必要となる。

これに対し、記憶媒体となるICメモリ（SRAM,DRAM,EP
ROM,E²PROM等）は、近年の半導体技術の進歩の結果、非
常に安くなってはいるものの、銀塩フィルムや，磁気フ
ロッピー等に比べると、画像１枚を記録するためのコス
トはまだまだ高い。

従って、映像信号記憶システムにおいては、映像信号
の符号化（ディジタル化）において、一般に高能率符号
化という、画像データ圧縮の手法が用いられている。

第５図（Ａ），（Ｂ）には、このようなデータ圧縮方
式を採用した従来の映像信号記憶システムの回路構成例
を示す。

第５図（Ａ）において、501はカメラ部、502はメモリ
・カートリッジ、503カメラ部501とメモリ・カートリッ
ジ502の着脱を行なうためのコネクタである。また第５
図（Ｂ）において、502は上記のメモリ・カートリッ
ジ、504は復元部、503はメモリ・カートリッジ502と復
元部504の着脱コネクタである。

次に第５図（Ａ）を参照して、従来例における撮影時
の動作について説明する。

第５図（Ａ）において、不図示のレリーズ・ボタンが
押されると、撮像素子ドライバ506により所定のタイミ
ングで、撮像素子505は駆動され、撮像素子505はレンズ
500を通して得られた光学像を光電変換して静止画像信
号として出力する。カメラ信号処理回路507は、この静
止画像信号を受信して所定の信号処理を行ない、輝度信
号Ｙおよび２ケの色信号C₁,C₂を出力する。Y,C₁,C₂はそ
れぞれA/D変換器508,509,510においてディジタル信号と
なり、それぞれ高能率符号器511,512,513により画像デ
ータの圧縮がなされる。その後、各画像データはインタ
ーフェース回路514を通り、メモリ・カートリッジ502内
のメモリ部151の対応する領域に書き込まれる。

また、第５図（Ａ）において、リチュウム電池などを
用いたバックアップ用２次電池516は、メモリ部515に、
SRAM,DRAM…等のデータ保持に電源を要するICメモリを
用いた場合のバックアップ用の補助電源であり、ダイオ
ードD₂を通して、バックアップ電源をメモリ部515へ供
給する。なお、第５図（Ａ），（Ｂ）に示す様に、カメ
ラ部501あるいは復元部504とメモリ・カートリッジ502
とが接続されている状態では、パックアップ用２次電池
516は、カメラ部内の電源517、または復元部内の電源52
6から充電がなされる。

次に、第５図（Ｂ）を参照して、従来の映像信号記憶
システムにおけるデータ復元時の動作について説明す
る。

第５図（Ｂ）において、不図示の操作部により、メモ
リ・カートリッジ502に記憶されている任意の画像の復
元が指示されると、インーターフェース回路518を通し
て、メモリ部515の対応する領域に記憶された圧縮画像
データが読み出される。次に、インタフェース回路518
を通ってY,C₁,C₂の各信号に分離され、各信号毎の復号
器519,520,521において、復号され、伸長される。そし
て、復号された各信号はそれぞれD/A変換器522,523,524
においてアナログ信号のY,C₁,C₂となる。信号処理回路5
25では、このアナログ信号のY,C₁,C₂をNTSC方式のテレ
ビジョン信号に準拠したコンポジットビデオ信号，ある
いはRGB信号等に変換し、端子ｇへ出力する。この端子
ｇから得られた信号をモニター装置またはプリンタ装置
へ供給することにより、読み出された画像を表示するこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の映像信号記憶システ
ムにおいては、上述の様に、ICメモリを使用しているの
で、銀塩フィルム，磁気フロッピー等に比べてメモリ・
カートリッジが割高となる。そのため、実際の撮影の際
に予備のメモリ・カートリッジを持ち歩くことは経済的
に困難な場合が多いと予想される。

したがって、メモリ・カートリッジに規定の枚数分の
撮影（記憶）がなされた場合であっても、緊急時にはす
でに記憶した画像データの下位bit（例えば、下位1bit
とか下位2bit…）を全て、あるいは一部無効とし、この
無効とした領域を利用して規定枚数以上の撮影（記憶）
を可能とするような機能が要求される。

しかしながら、そのような機能は高能率符号化方式を
用いていない映像信号記憶システムにおいては容易に実
現可能となるが、前記第５図（Ａ），（Ｂ）に示す様な
高能率符号化方式を用いている映像信号記憶システムの
場合には、上述のような機能を付加することは困難な場
合が多かった。

例えば、高能率符号化としてDPCM（差分PCM）を用い
た場合に、符号化（画像圧縮）されたデータの下位1bit
を捨ててしまうと、復号時に画像データが正しく復号さ
れないばかりか、発生した誤差が画面内で伝搬してしま
う。

そのため、高能率符号化を用いた従来の映像信号記憶
システムにおいては、メモリ・カートリッジに記憶した
画像データの下位bitを捨てることを許してしまうと、
その復元画像に著しい劣化を生じさせてしまうという欠
点があった。

本発明の目的は、上述のような欠点を除去し、復元さ
れる映像劣化を目立たせることなく、メモリに対して記
憶可能な映像の記憶画面数を増やすことができる映像信
号記憶装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の映像信号記憶装置は、アナログ映像信号をデ
ィジタル化し、該アナログ映像信号の各サンプル値に対
応した複数のサンプルデータにより構成されるデータ列
を形成し、出力するアナログ・ディジタル変換手段と、
前記アナログ・ディジタル変換手段より出力されたデー
タ列を入力し、入力されたデータ列の各サンプルデータ
から、それぞれ予測データを減算することにより、減算
データを形成し、出力する減算手段と、前記減算手段よ
り出力された減算データを入力し、入力された減算デー
タを量子化することにより、前記入力された減算データ
よりビット数の少ない量子化データを形成し、出力する
量子化手段と、前記量子化手段より出力された量子化デ
ータの所定の上位ビットを使用して前記予測データを形
成し、形成された前記予測データを前記減算手段に供給
する予測データ形成手段と、前記量子化手段より出力さ
れた量子化データに対応した符号化データと、当該符号
化データにおける前記所定の上位ビットより下位のビッ
トが無効であることを示す情報データとを記憶媒体に記
憶する記憶手段とを具備したものである。

［作用］本発明は、上記構成により、復元される映像の劣化を
目立たせることなく、メモリに対して記憶可能な映像の
記憶画面数を増やすことができる。

［実施例］以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図および第２図には本発明の一実施例としての映
像信号記憶システムの回路構成を示す。

第１図（Ａ）は映像信号記憶システムにおける記憶装
置の構成図である。第１図（Ａ）において、101はカメ
ラ部、102はメモリ・カートリッジ、103はカメラ部101
とメモリ・カートリッジ102の着脱を行なうためのコネ
クタである。

また、第１図（Ｂ）は映像信号記憶システムにおける
復元装置の構成図である。第１図（Ｂ）において、102
は上記のメモリ・カートリッジ、104は復元部、103はメ
モリ・カートリッジ102と復元部104との着脱コネクタで
ある。

次に、第１図（Ａ）を用いて、本実施例の撮影時の動
作について説明する。

第１図（Ａ）において、不図示のレリーズ・ボタンが
押されると、撮像素子ドライバ106により、所定のタイ
ミングで撮像素子105は駆動され、撮像素子105はレンズ
100を通して得られた光学像を光電変換して静止画像信
号として出力する。カメラ信号処理回路107は、この静
止画像信号を入力して所定の信号処理を行ない、輝度信
号Ｙおよび２種類の色信号C₁,C₂を出力する。Y,C₁,C₂は
それぞれA/D変換器108,109,110においてディジタル信号
に変換され、それぞれDPCM符号器111,112,113により画
像データの圧縮処理が行なわれる。その後、各画像デー
タはインターフェース回路114を通り、メモリ・カート
リッジ内102のメモリ部115の対応する領域に書き込まれ
る。

また、第１図（Ａ）において、リチュウム電池などを
用いたバックアップ用２次電池116は、メモリ部115に、
SRAM,DRAM…等のデータ保持に電源を要するICメモリを
用いた場合のバックアップ用の補助電源であり、ダイオ
ードD₂を通して、バックアップ電源をメモリ部115へ供
給する。なお、第１図（Ａ），（Ｂ）に示す様に、カメ
ラ部101あるいは復元部104とメモリ・カートリッジ102
とが接続されている状態では、バックアップ用２次電池
116は、カメラ部内の電源117、または復元部内の電源12
6から充電がなされる。

次に、第１図（Ｂ）を用いて本実施例の画像信号復元
時の動作について説明する。

第１図（Ｂ）において、不図示の操作部により、メモ
リ・カートリッジ102に記憶されている任意の画像の再
生が指示されると、インーターフェース回路118を通し
て、メモリ部115の対応する領域に記憶されたDPCM圧縮
画像データが読み出される。次に、読み出されたDPCM圧
縮画像データはインタフェース回路118を通ってY,C₁,C₂
の各信号に分離され、各信号毎のDPCM復号器119,120,12
1において、復号される。復号された各信号はそれぞれD
/A変換器122,123,124においてアナログ信号のY,C₁,C₂と
なる。信号処理回路125では、このアナログ信号のY,C₁,
C₂をNTSC方式のテレビジョン信号に準拠したコンポジッ
トビデオ信号，あるいはRGB信号等に変換し、端子ｇへ
出力する。この端子ｇの出力をモニター装置、またはプ
リンタ装置へ供給することにより読み出された画像を復
元し、表示することができる。

第２図（Ａ），（Ｂ）には、それぞれ第１図（Ａ）の
Ｙ信号DPCM符号器111、および第１図（Ｂ）のＹ信号DPC
M復号器119の回路構成例を示す。

第２図（Ａ）は、8bit/画素のＹ信号を前値予測DPCM
により4bit/画素に圧縮するＹ信号DPCM符号器111の回路
構成例である。本図において、201は減算器、202は線形
あるいは非線形量子化器である。また、破線203は局部
復号器であり、第１の代表値設定器206、加算器207、遅
延回路205、および（×ａ）の係数乗算回路204から構成
されている。

第２図（Ａ）において、入力されたＹ信号のディジタ
ルデータ（x:8bit）は、減算器201により局部復号器203
から出力される予測値（:8bit）が減算される。

そして、この減算器201での減算結果は正・負の符号
も含めて9bitのデータとなり、線形あるいは非線形量子
化器202におい4bitに（再）量子化され、圧縮出力デー
タｚとして出力される。また、局部復号器203内の第１
の代表値設定器206へは、この圧縮データ（z:4bit）か
ら下位1bitを取り除いた上位3bitが入力され、これに対
する代表値9bit（正・負の符号を含む）を第１の代表値
設定器206から出力する。

加算器207では、前述の予測値（8bit）と第１の代
表値設定器206から出力される代表値（9bit）とが加算
され、（１画素）遅延回路205、（×ａ）係数乗算回路2
04（ａは予測係数）を経て、次に減算器201に入力され
るＹ信号ディジタル・データに対する予測値となり、減
算器201に供給される。

第２図（Ｂ）はＹ信号DPCM復号器の回路構成例であ
る。本図において、209は第１の代表値設定器、208は第
２の代表値設定器、210,211はそれぞれ加算器、212は
（×ａ）係数乗算回路、213は（１画素）遅延回路、S₁
はスイッチ回路である。

第２図（Ｂ）において、第１の代表値設定器209は第
２図（Ａ）の代表値設定器206と同一特性のものであ
り、Ｙ信号DPCM復号器119への入力信号（ｚ^＊:4bit）の
上位3bitから代表値（9bit:正・負の符号を含む）を出
力する。また第２の代表値設定回路208はｚ^＊（4bit）
のすべてのbitから代表値（9bit:正・負の符号を含む）
を出力する。加算器210,211では、それぞれ代表値設定
器208,209から出力される代表値（9bit）と、（×ａ）
係数乗算回路212から得られる予測値（8bit）との加
算が行なわれる。

スイッチS₁は、上記入力信号ｚ^＊の下位1bitが無効で
ある時は、加算器211の出力を選択し、また上記入力信
号ｚ^＊の下位1bitが有効である時は、加算器210の出力
を選択して、DPCM復号結果として出力する。入力信号ｚ
^＊の下位1bitが有効であるか無効であるかの情報は、各
画像のIDコードとして前述のメモリ・カートリッジ102
のメモリ115内に記憶されているものとする。

また、加算器211の出力は遅延回路213および（×ａ）
係数乗算器212を経て、次に入力するｚ^＊データに対す
る予測値（8bit）となって、加算器210,211へ入力さ
れる。

なお、第２図（Ａ），（Ｂ）は前値予測DPCMを用いた
時の符号器、復号器の構成例であるが、他の予測（例え
ば２次元予測等）であっても同様に構成される。

また、第２図（Ａ），（Ｂ）における第１の代表値設
定器206,209は、入力を3bitとしているが、2bitあるい
は1bitであっても同様に構成することが可能である。た
だし、その場合は復元時の画質は多少劣化してしまう。
また、第２図（Ａ），（Ｂ）はＹ信号のDPCM符号器、DP
CM復号器について説明して来たが、C₁,C₂の色信号に対
しても同様な構成で実現可能である。

以上説明したように、第２図（Ａ）に示した様な構成
のDPCM符号器を用いると、記憶される圧縮画像データ4b
it/画素のうち、下位1bitはDPCM符号器111内の局部復号
器203に供給されないので、例えばメモリ・カートリッ
ジに規定の枚数分の画像データがすでに記憶されてしま
っているが、どうしてもあと数枚程度の撮影（記憶）が
したい時などに、圧縮画像データ4bitのうちの1bitを無
効にし、この無効にしたbitに相当するメモリ上の領域
に別の画像データを記憶させることが可能となる。

また、第４図（Ａ），（Ｂ）には本発明の他の実施例
を示す。

第４図（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ第１図（Ａ）のＹ
信号DPCM符号器111、および第１図（Ｂ）のＹ信号DPCM
復号器119の構成例を示す。

第４図（Ａ）は、8bit/画素のＹ信号を前値予測DPCM
により5bit/画素に圧縮するＹ信号DPCM符号器の構成例
である。本図において、401は減算器、402は線形あるい
は非線形量子化器である。また、破線403は局部復号器
であり、第１の代表値設定器406、加算器407、および遅
延回路405、（×ａ）係数乗算回路404から構成されてい
る。

第４図（Ａ）において、入力されたＹ信号のディジタ
ルデータ（x:8bit）は、減算器401により局部復号器403
から出力される予測値（:8bit）が減算される。

この減算器401での減算結果は正・負の符号も含めて9
bitのデータとなり、線形あるいは非線形量子化器402に
おいて5bitに（再）量子化され、圧縮出力データｚとし
て出力される。また、局部復号器403内の第１の代表値
設定器406へは、この圧縮データ（z:5bit）から下位2bi
tを取り除いた上位3bitが入力され、これに対する代表
値9bit（正・負の符号を含む）を代表値設定器406から
出力する。

加算器407では、前述の予測値（8bit）と第１の代
表値設定器406から出力される代表値（9bit）とが加算
され、（１画素）遅延回路405、（×ａ）係数乗算回路4
04（ａは予測係数）を経て、次に減算器401に入力され
るＹ信号ディジタル・データに対する予測値となり、減
算器401に供給される。

第４図（Ｂ）はＹ信号DPCM復号器の回路構成例であ
る。本図において、410は第１の代表値設定器、409は第
２の代表値設定器、408は第３の代表値設定器、411,41
2,413はそれぞれ加算器、414は（×ａ）係数乗算回路、
415は（１画素）遅延回路、S₂はスイッチ回路である。

第４図（Ｂ）において、第１の代表値設定器410は第
４図（Ａ）の代表値設定器406と同一特性のものであ
り、Ｙ信号DPCM復号器119への入力信号（ｚ^＊:5bit）の
上位3bitから代表値（9bit:正・負の符号を含む）を出
力する。また第２の代表値設定回路409および第３の代
表値設定回路408はそれぞれｚ^＊（5bit）の上位4bit、
およびすべてのbitから代表値（9bit:正・負の符号を含
む）を出力する。加算器411,412,413では、それぞれ代
表値設定回路408,409,410から出力される代表値（9bi
t）と、（×ａ）係数乗算回路414から得られる予測値
（8bit）との加算が行なわれる。

スイッチS₂は、上記入力信号ｚ^＊の下位2bitが無効で
ある時は、加算器413の出力を選択し、上記入力信号ｚ
^＊の下位1bitが無効である時は、加算器412の出力を選
択し、またｚ^＊のすべてのbitが有効である時は加算器4
11の出力を選択して、DPCM復号結果として出力する。入
力信号ｚ^＊の下位2bitあるいは1bitが有効であるか無効
であるかの情報は、各画像のIDコードとして前述のメモ
リ・カートリッジ102のメモリ115内に記憶されているも
のとする。

また、加算器413の出力は遅延回路415および（×ａ）
係数乗算器414を経て、次に入力するｚ^＊データに対す
る予測値（8bit）となって各加算器411,412,413へ入
力される。

なお、第４図（Ａ），（Ｂ）は前値予測DPCMを用いた
時の符号器、復号器の構成例であるが、他の予測（例え
ば２次元予測等）であっても同様に構成される。

また、第４図（Ａ），（Ｂ）の構成はＹ信号について
の構成であるが、C₁,C₂等の色信号に対しても同様に構
成可能である。

以上説明したように、第４図（Ａ），（Ｂ）に示した
構成の場合には、記憶される圧縮画像データ5bit/画素
のうち、下位1bitを無効にして、この無効にしたbitに
相当するメモリ上の領域に別の画像データを記憶させる
か、また、下位2bitを無効にして同様に画像データの記
憶を行なうのかを選択可能となる。

さらに、この第４図（Ａ），（Ｂ）の構成を発展させ
ると、撮影（記憶）枚数に応じて画質の変化する、すな
わち、撮影枚数が少ない時は、記録された画像データ量
/1画像が大きく、撮影枚数が多くなるにしたがって画像
データ量/1画像が自動的に少なくなるような映像信号記
憶システムを実現することが可能となり、撮影可能枚数
に対する制限を、撮影した後でも変更可能とすることが
できる様になる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、復元される映
像の劣化を目立たせることなく、メモリに対して記憶可
能な映像の記憶画面数を増やすことができる映像信号記
憶装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例としての映像
信号記憶システムの回路構成を示すブロック図、第２図（Ａ），（Ｂ）は第１図（Ａ），（Ｂ）のDPCM符
号器とDPCM復号器の回路構成例を示すブロック図、第３図は静止画像１枚に要する情報量を例示する説明
図、第４図（Ａ），（Ｂ）は本発明の他の実施例におけるDP
CM符号器とDPCM復号器の回路構成例を示すブロック図、第５図（Ａ），（Ｂ）は従来例としての映像信号記憶シ
ステムの回路構成を示すブロック図である。 105……撮像素子、 108,109,110……A/D変換器、 111,112,113……DPCM符号器、 115……ICメモリ、 119,120,121……DPCM復号器、 201……減算器、 202……量子化器、 203……局部復号器、 204,212……係数乗算回路、 205,213……遅延回路、 206,208,209……代表値設定器、 207,210……加算器、 S₁,S₂……スイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アナログ映像信号をディジタル化し、該ア
ナログ映像信号の各サンプル値に対応した複数のサンプ
ルデータにより構成されるデータ列を形成し、出力する
アナログ・ディジタル変換手段と、前記アナログ・ディジタル変換手段より出力されたデー
タ列を入力し、入力されたデータ列の各サンプルデータ
から、それぞれ予測データを減算することにより、減算
データを形成し、出力する減算手段と、前記減算手段より出力された減算データを入力し、入力
された減算データを量子化することにより、前記入力さ
れた減算データよりビット数の少ない量子化データを形
成し、出力する量子化手段と、前記量子化手段より出力された量子化データの所定の上
位ビットを使用して前記予測データを形成し、形成され
た前記予測データを前記減算手段に供給する予測データ
形成手段と、前記量子化手段より出力された量子化データに対応した
符号化データと、当該符号化データにおける前記所定の
上位ビットより下位のビットが無効であることを示す情
報データとを記を媒体に記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする映像信号記憶装置。