JP2994421B2 - デジタル電子スチルカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子スチルカメラ、特に、静止画像を表わす
映像信号のデジタルデータの圧縮に際し、生成符号量を
制御するデジタル電子スチルカメラに関する。

（従来の技術） 電子スチルカメラは、撮像光学系や固体撮像デバイス
を有するカメラ本体にメモリカードが着脱可能に接続さ
れ、撮像デバイスで撮像された静止画像を表わす画像情
報がこのメモリカードにデジタル信号の形で蓄積され
る。画像情報が記録されたメモリカードは電子スチルカ
メラから外されて再生装置に装填され、再生装置でメモ
リカードから読み出された静止画像はテレビ画面等に再
生される。また、メモリカードに蓄積された画像情報は
ハイドディスク等の大容量記憶装置に転送されて電子ア
ルバムとして利用されたり、通信装置と接続され映像デ
ータ通信が実行される。現在実用段階にあるメモリカー
ドは、たとえば、SRAM半導体メモリを16Mbit程度に集積
したメモリカードである。このメモリカードに多数の静
止画像、音声を記録したいという要請から記録された情
報を圧縮する方式が開発されてきた。適応離散コサイン
変換（ADCT）方式は画像データ圧縮方式として現在標準
化されている基本方式である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、当該方式は可変長の画像データを圧縮
する画像データ圧縮方式であり、撮像される画像に応じ
て生成される符号量は増減する。このためメモリカード
に記録される静止画像の枚数は一定ではなく、数10枚入
力できる場合もあれば、数枚しか入力できない場合もあ
る。

そこで本発明は生成される符号量を所定の範囲に制御
し、メモリカードに一定枚数の静止画を記録できるデジ
タル電子スチルカメラを提供することを目的とする。

（課題を解決しようとする手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、被写体を撮
像する撮像手段と、圧縮処理する際の画像データの生成
符号量を制御するためのパラメータを設定するパラメー
タ設定手段と、前記パラメータ設定手段によって設定さ
れたパラメータに基づいて、前記撮像手段によって撮像
された画像データを圧縮する画像データ圧縮手段と、前
記画像データ圧縮手段で圧縮された画像データの生成符
号量を測定する符号量測定手段と、前記符号量測定手段
で測定された画像データの生成符号量が所定範囲内にあ
るか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により、
前記符号量測定手段で測定された画像データの生成符号
量が所定範囲内にないと判断された場合に、当該画像デ
ータの生成符号量が前記所定範囲内となるように、前記
パラメータ設定手段に前記パラメータを変更させる生成
符号量制御手段と、前記画像データ圧縮手段によって圧
縮された画像データを格納する記録媒体と、を具備する
ようにした。

また、前記生成符号量制御手段は、スケーリングファ
クタが記録されたスケーリングファクタテーブルを有す
ることとした。

また、前記スケーリングファクタテーブルを数種類備
えたこととした。

また、前記スケーリングファクタテーブルの圧縮特性
を、撮影の履歴情報によって変更可能とした。

また、前記スケーリングファクタテーブルの数種類の
中から被写体が構成する像の対応する圧縮特性を有する
スケーリングファクタテーブルを指定するスケーリング
ファクタテーブル指定手段を備えたこととした。

また、前記スケーリングファクタテーブル指定手段に
よって指定されたスケーリングファクタテーブルに対応
する前記画像の態様を表示する表示手段を備えたことと
した。

（実施例） 第１図は本発明に係る実施例の機能ブロック図であ
る。１は電子スチルカメラの撮像レンズ、２は絞り、３
は撮像デバイスで、たとえば、CCDなどの固体撮像デバ
イスである。４は撮像デバイス３に接続され、その出力
５を入力して輝度信号（Ｙ）６、色差信号（Ｒ−Ｙ）
７、（Ｂ−Ｙ）８を生成する処理を実行する処理回路で
ある。９は処理回路４によって生成された輝度信号
（Ｙ）６、色差信号（Ｒ−Ｙ）７、（Ｂ−Ｙ）８の各信
号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換
器、10はアナログ・デジタル変換器９に接続され、その
出力11に適応離散コサイン変換（ADCT）方式による圧縮
処理を実行する圧縮処理回路、12は圧縮処理回路10の構
成部で符号量または複号画像品質を制御するためのパラ
メータである量子化の際のスケーリングファクタを記憶
するスケーリングファクタレジスタである。13はスケー
リングファクタレジスタ12に記憶されたスケーリングフ
ァクタによる制御の下に圧縮処理回路10で生成された符
号化（圧縮）画像データ14を入力するメモリカードイン
ターフェス、15はインターフェース13に接続されてその
出力16が記録されるメモリカードである。17はバス18に
のっている圧縮処理回路10の出力を受けて撮像デバイス
駆動器19及び絞り駆動器110にそれぞれ駆動出力111及び
112を供給する自動露出装置、113は圧縮処理回路10の出
力18を受けて焦点駆動器114に駆動出力115を供給する自
動焦点装置である。焦点駆動器114は撮像レンス１を、
絞り駆動器110は絞り２を、撮像デバイス駆動器19は撮
像デバイス３をそれぞれ駆動信号116、117及び118によ
って駆動制御する。119はバス18を介して各部間のデー
タ転送及び制御を実行する中央演算装置（CPU）、120は
符号量制御パラメータである複数のスケーリングファク
タが記憶されている複数のスケーリングファクタテーブ
ルで、中央演算装置119に内蔵されている。これら複数
の各スケーリングファクタテーブルは、被写体が構成す
る像の態様たとえば、風景、人の顔、文字画像などに対
応するようにスケーリングファクタに対する圧縮率、す
なわち、圧縮特性が記憶されている。121は複数のスケ
ーリングファクタテーブル120から、特定の被写体が構
成する像に対応するスケーリングファクタテーブルを指
定するための指令を操作者において入力する入力装置、
たとえば、キーボードである。

122は操作者が視認し得る表示装置、たとえば、ファ
インダ装置である。この表示装置には入力装置121から
操作者において入力された指令に基づいて指定されたス
ケーリングファクタテーブル120に対応する被写体が構
成する特定像、たとえば、風景、人の顔、文字画像など
の中の風景、が表示される。

このような構成の下に動作を説明する。電子スチルカ
メラの撮像レンズ１で把えられた被写体像は絞り２によ
りその光量が制御されて撮像デバイス３に結像される。
撮像デバイス３により光電変換された像信号５は処理回
路４に入力され、この処理回路４によって輝度信号
（Ｙ）６、色差信号（Ｒ−Ｙ）７、（Ｂ−Ｙ）８が出力
される。これらの出力６、７及び８はアナログ・デジタ
ル変換器９によって各出力においてデジタル号に変換さ
れこのデジタル信号11は圧縮処理回路10に入力される。
自動露出、自動焦点制御用の露光は圧縮処理回路10のバ
ス18にのっている直流及び交流出力を用いて自動露出、
自動焦点の制御を行うことによって実行される。当該直
流成分を自動露出装置17で演算し、その出力である自動
露出データ111を撮像デバイス駆動器19に当該露出デー
タ112を絞り駆動器110にそれぞれ転送し、撮像デバイス
駆動器19の出力118により撮像デバイス３を制御すると
ともに電子シャッタ制御を実行し、絞り駆動器110の出
力117により絞り２の制御を行い、適正露出の制御を実
行する。次の自動焦点は圧縮処理回路10の出力であるバ
ス18にのっている交流成分（高周波成分）を自動焦点装
置113に入力する。自動焦点装置113により自動焦点の演
算を実行し、その出力である自動焦点データ115を焦点
駆動器114に転送し、焦点駆動データ114の出力116によ
り撮像レンス１の位置を制御し、撮像デバイス３におい
て像の合焦に至らしめる。自動焦点装置113の演算は、
たとえば、山登り法のアルゴリズムによって実行され
る。この方法は画像の焦点が合ってくるにつれて、映像
信号の高周波成分が増加してくることに着目し、高周波
成分を１フィールド内で積分した値が最大になるように
フィードバックシステムが構成される。このように把え
られた被写体像の画像データは各変換過程を経た後に圧
縮処理回路10で圧縮される。圧縮処理回路10の構成は第
２図に示される。20は入力される画像データ11に対して
８×８画素のブロックを単位とした２次元の離散コサイ
ン変換（DCT）を実行する離散コサイン変換器、21は離
散コサイン変換器20の出力22を線形量子化する量子化
器、23は異なった量子化ステップサイズを設定した量子
化マトリクスで、乗算器24を介して量子化器21に接続さ
れている。25はスケーリングファクタテーブル120（第
１図）から選択されるスケーリングファクタでスケーリ
ングファクタレジスタ12（同図）から出力されて乗算器
24に入力される。28は量子化器21の出力29をハフマン符
号化するハフマン符号化器、210はハフマン符号化器28
に接続され量子化器21の出力29を符号化する際に参照さ
れる符号化テーブルである。このような構成の下で圧縮
及び符号化は次のように実行される。離散コサイン変換
器20に入力された画像データであるデジタル信号11はこ
の変換器20により８×８画素を単位とした２次元離散コ
サイン変換（DCT）が実行され、離散コサイン変換係数
（DCT係数）が求められる。大きさは異なった量子化ス
テップサイズを設定した量子化マトリクス23を用いて、
ブロック単位に求めた各係数ごとのコサイン係数出力22
を量子化器21により線形量子化し量子化係数を求める。
量子化係数出力29は符号化テーブル210を用いてハフマ
ン符号化される。このようにして符号が生成される過程
において、生成される符号量を制御する。量子化後の量
子化係数ｂは ｂ＝a/2^S×Ｑ 表わされる。ａは離散コサイン係数、Ｑは量子化マトリ
クス、Ｓはスケーリングファクタである。

上式の関係から明らかなようにスケーリングファクタ
Ｓを大きくすると量子化係数ｂは小さくなり、したがっ
て、生成される符号量は小さくなる。この関係を第３図
に示す。横軸はスケーリングファクタ（Ｓ）、縦軸は圧
縮率、ビットレート（bit/pel）である。スケーリング
ファクタ（Ｓ）の増加にしたがって圧縮率（ビットレー
ト）は減少する。図中A,Bは圧縮率が異なる場合の特性
である。このような関係を利用して生成符号量の制御を
行う。第４図は生成符号量の制御手順を示すフローチャ
ートである。次の当該制御について同図のフローに従っ
て説明する。この制御は第１図の中央演算装置119と圧
縮処理回路10とが制御信号を受授することによって実行
する。スケーリングファクタレジスタ12にスケーリング
ファクタ初期値を設定する（第４図ステップ41）。この
初期値は前回撮影した際の最終値とする。画像データ11
を第２図に示す離散コサイン変換器20によって離散コサ
イン変換しこの出力22を第２図に示すスケーリングファ
クタレジスタ12から同図に示す乗算器24に転送されるス
ケーリングファクタ25にしたがって量子化し、その量子
化出力29をハフマン符号化器によって符号化し、当該ス
ケーリングファクタ25における符号量を生成することに
より圧縮処理を実行する（ステップ42）。次に生成され
た画像全部の符号量を測定する（ステップ43）。画面ご
との符号量がすべて所定の範囲、たとえば、0.4Mbit幅
である場合（ステップ44,45）はこれらの符号出力14を
第１図に示すメモリインターフェース13を介してメモリ
カード15に記録する（ステップ47）。これらの符号量が
所定の範囲（0.4Mbit幅）でない場合（ステップ44,46）
には、第１図に示す中央演算装置19に内蔵されているス
ケーリングファクタテーブル（120）から初期のスケー
リングファクタと異なるスケーリングファクタを選択
し、このスケーリングファクタをスケーリングファクタ
レジスタ120に転送し、第２図に示す乗算器24に供給し
て、量子化に際しスケーリングファクタ25を再設定する
（ステップ47）。この動作は中央演算装置119の制御下
で実行される。このように再設定されたスケーリングフ
ァクタによって圧縮処理が実行され（ステップ42）符号
量が生成され、これらの符号量が所定の範囲かどうかが
判断される（ステップ44）。こうして圧縮処理によって
生成される符号量が所定の範囲になるまでスケーリング
ファクタの再設定を続行する。

第１図に示すスケーリングファクタテーブル120は被
写体が構成する像の態様に対応して複数あり、これらは
それぞれ圧縮特性が当該態様に対応して異っている。こ
れらのテーブルは中央演算装置119の制御下で生成符号
量が所定の範囲になるように選択され、スケーリングフ
ァクタが選択される。一方入力装置121にテーブル選択
のための指定信号を、操作者が入力することによって、
当該態様に対応するテーブルを直接選択指定することが
できる。操作者によって指定されて選択された特定のテ
ーブルから生成符号量が所定の範囲になるようなスケー
リングファクタを中央演算装置119の制御下で選択す
る。このようにすると短時間で該当するスケーリングフ
ァクタを把えることができる。当該スケーリングファク
タに対応する被写体が構成する像がいずれの態様、たと
えば風景、人の顔などに属するかを示すシンボルが表示
装置122に表示され、操作者はこの表示を視認してその
態様を知ることができる。また、代表的な圧縮特性を示
す像の態様からはずれるような態様に属する被写体に対
して対応するスケーリングテーブルの圧縮特性を撮影の
履歴情報によって変更可能となるよう学習する。このよ
うな学習により制御対象が広がる。

（発明の効果） 画像データが圧縮されて生成される符号量が所定の範
囲に制御されるので、メモリカードには常に一定枚数の
静止画像を記録できる。また、圧縮特性の異なるスケー
リングテーブルを複数種類保有し、これらのテーブルを
操作者が直接指定することにより、生成される符号量を
短時間で所定の範囲になるように制御することができ
る。さらに、スケーリングファクタテーブルを撮影の履
歴情報によって学習することにより、代表的な圧縮特性
からはずれる被写体像に対しても短時間で制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の機能ブロック図、第２図は圧
縮処理の機能ブロック図、第３図は圧縮特性を示す図、
第４図は生成する符号量の制御手順を示すフローチャー
トである。 10……圧縮処理回路、12……スケーリングファクタレジ
スタ、120……スケーリングファクタテーブル、20……
離散コサイン変換器、21……量子化器、28……符号化
器、119……中央演算装置、121……入力装置、122……
表示装置。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を撮像する撮像手段と、 圧縮処理する際の画像データの生成符号量を制御するた
   めのパラメータを設定するパラメータ設定手段と、 前記パラメータ設定手段によって設定されたパラメータ
   に基づいて、前記撮像手段によって撮像された画像デー
   タを圧縮する画像データ圧縮手段と、 前記画像データ圧縮手段で圧縮された画像データの生成
   符号量を測定する符号量測定手段と、 前記符号量測定手段で測定された画像データの生成符号
   量が所定範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段により、前記符号量測定手段で測定された
   画像データの生成符号量が所定範囲内にないと判断され
   た場合に、当該画像データの生成符号量が前記所定範囲
   内となるように、前記パラメータ設定手段に前記パラメ
   ータを変更させる生成符号量制御手段と、 前記画像データ圧縮手段によって圧縮された画像データ
   を格納する記録媒体と、 を備えたことを特徴とするデジタル電子スチルカメラ。
2. 【請求項２】前記生成符号量制御手段は、スケーリング
   ファクタが記録されたスケーリングファクタテーブルを
   有することを特徴とする請求項１に記載のデジタル電子
   スチルカメラ。
3. 【請求項３】前記スケーリングファクタテーブルを数種
   類備えたことを特徴とする請求項２に記載のデジタル電
   子スチルカメラ。
4. 【請求項４】前記スケーリングファクタテーブルの圧縮
   特性を、撮影の履歴情報によって変更可能としたことを
   特徴とする請求項２に記載のデジタル電子スチルカメ
   ラ。
5. 【請求項５】前記スケーリングファクタテーブルの数種
   類の中から被写体が構成する像の対応する圧縮特性を有
   するスケーリングファクタテーブルを指定するスケーリ
   ングファクタテーブル指定手段を備えたことを特徴とす
   る請求項３または４に記載のデジタル電子スチルカメ
   ラ。
6. 【請求項６】前記スケーリングファクタテーブル指定手
   段によって指定されたスケーリングファクタテーブルに
   対応する前記画像の態様を表示する表示手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項５に記載のデジタル電子スチルカ
   メラ。