JP3121044B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル電子スチル
カメラやディジタル記録のムービカメラ等に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディジタル電子スチルカメラに
おいては、図7に示すように、CCDなどの固体撮像素
子101で電気信号に変換された画像情報は、A−D
(アナログ−ディジタル)変換されたのち適当な信号処
理を行われて、輝度信号(Y)と2つの色差信号(C
r ,Cb )へ変換される。その後例えばCCITTのJ
PEG勧告(Joint Photographic Expert Group)のよう
な適当な圧縮処理によって圧縮された信号は、ディジタ
ル記録できる記録媒体710に記録される。この記録媒
体としては、例えば半導体メモリを用いた脱着可能なカ
ードメモリなどが提案されている。
【0003】このようなシステムにおける圧縮処理にお
いては、圧縮後の画像一枚ごとの符号量がほぼ一定にな
るように符号量を調整できるものが望ましい。なぜなら
ば、もし画像一枚ごとの圧縮後の符号量がバラバラであ
ると、ある一定容量のカードなどの記録媒体に記録可能
な枚数が被写体の画像によってバラついてしまい、ユー
ザに混乱を招く結果となってしまうからである。
【0004】このような問題に対して、例えば渡辺幹夫
他“ディジタルスチルカメラ用DCT符号化における符
号量制御方式”1989テレビジョン学会全国大会P.
489に示されているような方式が提案されている。こ
の提案の圧縮処理部708の構成例を図8に示す。
【0005】入力画像データは、圧縮部708の中でC
CITTのJPEG勧告にもとづいて圧縮処理される。
詳細は省略するが、この方式では符号量を調整するため
に、DCT演算部803でDCT(Disrete Cosine Tra
nsform) された結果の係数を量子化部804で量子化す
る際の、量子化の粗さを制御することによって符号量を
調整している。この粗さを制御するファクタFと符号量
との関係は、ある特定の画像に関しては図10のように
なっている。従って、ある符号量B0 を実現しようとす
れば、量子化のファクタFをF0 に設定して量子化処理
を行う必要がある。ここで問題となるのは、最適ファク
タF0 が事前に(アプリオレに)知られておらず、実際
に符号化してみなければ判らない点である。この問題に
対しては、2つのアプローチがある。ひとつは根本他
“DCT符号化方式の符号量制御方法”1989電子情
報通信秋全国大会6−45に示されているように、ファ
クタFを逐次的に増減させ、最終的にB0 に収束される
手法である。これは、正確に所望の符号量に調整するこ
とができるが、数回実際に符号化を行うので、最終的に
符号化が完了するまでの時間がかかる。
【0006】もうひとつの手法は、前述の渡辺幹夫他の
論文に示されているように、アクティビティというパラ
メータを用いて最適な量子化ファクタF0を予測する手
法である。この手法は次のような事実にもとづいてい
る。ある画像が変化分の多い領域をたくさんふくんでい
る場合、ある一定の符号量を得るためには、量子化ファ
クタを大きくして量子化を粗くする必要があるが、逆に
その画像が比較的変化のゆるやかな部分を多く含む場合
に同じ符号量を得るためには、逆に量子化ファクタを小
さくして量子化を細くする必要がある。従って、ある符
号量を得るための最適量子化ファクタF0 は、適当に定
義されたその画像の変化分の多さ−アクティビティAに
おおむね比例することになる。このようすを図11に示
す。
【0007】もちろん、このような予測によるファクタ
の調整だけで、必ずしもいつも所望の符号量B0 に調整
できるとは限らないので、ブロックごとに局所的なアク
ティビィティを求め、この大きさに応じてブロックごと
のビットの割り合てを調整する手法も実際には併用して
いる。このアクティビティとしては、種々のものが考え
られるが、要するに画像の変化分の多さを示すパラメー
タであれば何でも使える。
【0008】一方、この種の撮像装置のピント合わせの
手法としていわゆるTV−AF又は山登りAFという手
法がよく用いられている。例えば、ビデオムービカメラ
においては、図9に示すようにCCD103よりの信号
を焦点評価値算出部901において、適当な高周波成分
を抽出し、これを焦点評価値Pとしてこれが最大値にな
るように、レンズ位置駆動部902を駆動するものであ
る。この焦点評価値Pの算出手法としては、従来から種
々のものが提案されているが、要するに、画像の高周波
成分又はその画像の変化分の多さを焦点評価値として用
いていることにかわりはない。
【0009】また、電子スチルカメラにおいては、撮影
に先立ってレンズを移動範囲の端からもう一方の端まで
スキャンし、焦点評価値が最大となる位置にレンズを再
移動する手法が特開昭63−217879号公報に開示
されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のこの
種の装置については、圧縮処理部708(図7)中のア
クティビティ計算部807(図8)と、AF動作用の焦
点評価値算出部901(図9)は、全く独立に考えられ
設計されており、ハードウェアの規模が大きく、コスト
高になっている。
【0011】本発明は、このような事情のもとでなされ
たもので、ハードウェアの規模が小さく、低コストの撮
像装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、本質的に同質の情報を抽出していると考え
られる、圧縮処理部のアクティブ計算部と、AF動作用
の焦点評価値算出部とを共通化するものである。即ち、
本発明は撮像装置を次の(1)のとおりに構成するもの
である。
【0013】(1)撮像素子と、該撮像素子の出力をア
ナログ−ディジタル変換するA−D変換手段と、該A−
D変換手段の出力を受けて画像の変化分の多さを示すパ
ラメータを算出するパラメータ算出手段と、前記パラメ
ータにもとづいてオートフォーカス動作を行うオートフ
ォーカス手段と、前記パラメータに応じて前記A−D変
換手段の出力の圧縮度を変える圧縮処理手段とを備えた
撮像装置。
【0014】
【作用】前記(1)の構成により、単一のパラメータ算
出手段で算出したパラメータにもとづいて、オートフォ
ーカスと撮像信号の圧縮処理が行われる。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
図1は、本発明の第1実施例である“ディジタル電子ス
チルカメラ”のブロック図であり、図2は同カメラの動
作を示すフローチャートである。
【0016】図1及び図2を用いて本実施例の構成,動
作を説明する。まず、ステップ201において図示して
いないレリーズボタンが押されると、ステップ202に
示すようにレンズ位置駆動部120がレンズ駆動用モー
タ121を駆動してレンズ101をそのピント調整範囲
の左端(近景側)XL へ移動する。レンズ101,光学
ローパスフィルタ102を通った光学像は、CCD10
3で光電変換され、電気信号に変換される。この電気信
号は、アナログ処理104でKnee,γ処理,WB処
理などのアナログ信号処理を行った後に、A−D変換器
105でアナログ信号からディジタル信号に変換され
る。信号処理部106では、CCD103のカラーフィ
ルタ方式に合わせて適当に信号処理を行い、輝度信号
(Y)と2つの色差信号(Cr ,Cb )を得る。これら
は一旦バッファメモリ107へ格納する(ステップ20
3参照)。
【0017】次にブロック化部108では、次のように
全体をブロック化する。全画面の画素数が水平768,
垂直488とすると、これを8×8画素のブロックに分
割し、水平方向に96個、垂直方向に61個のブロック
が形成される。この各ブロックをBij(i=1〜96,
j=1〜61)で示す。
【0018】次に全画面及び各ブロック毎のアクティビ
ティ・パラメータを次のようにアクティビティ計算部1
18で計算する。この各ブロックBijのアクティビテ
ィaijを次のように定義する。このブロックBijの8×
8の64画素を
【0019】
【数1】
【0020】そして、全画面のアクティビティ・パラメ
ータAを
【0021】
【数2】
【0022】と定義する。
【0023】もし、図3に示すように、AF用の測距窓
を設定した場合には、(2)式の代わりに
【0024】
【数3】
【0025】とすればよい。
【0026】本実施例では後の量子化部111の制御の
ためには、全画面のアクティビティを示す(2)式を用
いた方がよいので(2)式を採用しているが、(3)式
でも大むね問題がない。
【0027】なお前述の渡辺幹夫他の論文に示されてい
るようなアクティビティを用いてもよいし、何らかの2
次元のディジタルバンドパスフィルタの出力の絶対値の
総和を用いてもよい。
【0028】このようにして、最初のレンズ位置XL
対するアクティビティA0 を計算し終ると(ステップ2
04)、kを1だけ増加し(ステップ205)、次にレ
ンズ位置を右へ1ステップdだけ移動させ(ステップ2
07)、再びステップ203に戻りアクティビティ・パ
ラメータA1を求める。
【0029】以上の動作をくり返してレンズ位置XL
kdに対するアクティビティ・パラメータAk (k:0
〜n)を求める。nはAFの分割数である。各レンズ位
置のアクティビティ・パラメータAが全て求まると(ス
テップ206)、ステップ208に移る。
【0030】この一連の動作によって、図4のような特
性が得られ、k=4のレンズの位置が最もピントが合う
位置ということがわかる。
【0031】ステップ208に示すようにレンズ位置駆
動装置120は前述のk=4のレンズ位置にレンズ10
1を再移動する。このレンズ位置の状態で、画像信号は
再びメモリ107へとり込まれ(ステップ209)、先
と同様にブロック化とアクティビティ計算が行われる
(ステップ210)。もちろん、あるメモリをもってい
て、先程計算していたk=4に対するアクティビティ・
パラメータの値を保存するようにして、これを用いるよ
うにしてもよい。この時点でスイッチ109はオンさ
れ、ブロック化された信号は、前述の渡辺幹夫他の論文
に示されているのと同様な手法で、JPEG方式に準拠
しながらアクティビティ・パラメータAに応じて画像ご
とに固定長符号化を行う(ステップ212)。
【0032】このようにして、圧縮符号化された画像情
報は、インターフェイス116を介して半導体メモリカ
ード等のディジタル記憶媒体17へ記録される(ステッ
プ213)。
【0033】ところで図1の圧縮部115を図5に示す
圧縮部134の構成としてもよい。これを本発明の第2
実施例として説明する。即ち、入力される画像信号は、
差分計算部131で差分信号となり、これを量子化部1
32で適当な粗さの量子化幅で量子化し、いわゆるDP
CM(DifferentialPCM) の圧縮符号化を行う。量子
化部132の量子化の粗さをアクティビティ・パラメー
タAに応じて変化させることで、符号量が調整できる。
【0034】更に、図1の圧縮部115を図6に示す圧
縮部137の構成としてもよい。これを本発明の第
3実施例として説明する。図中、DPCM部134は図
5のものと同一構成であり、DCT部115は図1中の
ものと同一構成のものでよい。アクティビティ・パラメ
ータが大きい場合はDCTを用いた方が有利なので、あ
る閾値Tとコンパレータ136で比較してアクティビテ
ィ・パラメータがTより大きいと判断された場合は、ス
イッチ135でDCTの出力の選択するようにする。
【0035】なお、以上の実施例はディジタル記録媒体
を備えているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、圧縮符号化した信号をライン出力する形で実施例し
てもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
AF動作のための焦点評価値算出部(アクティビティ計
算部)と固定長圧縮符号化のためのアクティビティ計算
部が共通化されているため、ハードウェアなどのシステ
ムの規模が小さくなり、従って、低コストな撮像装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例のブロック図
【図2】 第1実施例の動作を示すフローチャート
【図3】 第1実施例の説明図
【図4】 第1実施例の説明図
【図5】 第2実施例の要部のブロック図
【図6】 第3実施例の要部のブロック図
【図7】 従来例のブロック図
【図8】 圧縮処理部の構成例を示す図
【図9】 従来例のAFの説明図
【図10】 量子化ファクタと符号量との関係を示す図
【図11】 アクティビティ・パラメータと量子化ファ
クタの関係を示す図
【符号の説明】
103 CCD(固体撮像素子) 105 A−D変換器 115 圧縮符号化部 118 アクティビティ計算部 119 システムコントローラ 120 レンズ位置駆動装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子と、該撮像素子の出力をアナロ
    グ−ディジタル変換するA−D変換手段と、該A−D変
    換手段の出力を受けて画像の変化分の多さを示すパラメ
    ータを算出するパラメータ算出手段と、前記パラメータ
    にもとづいてオートフォーカス動作を行うオートフォー
    カス手段と、前記パラメータに応じて前記A−D変換手
    段の出力の圧縮度を変える圧縮処理手段とを備えたこと
    を特徴とする撮像装置。
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DE19835284C2 (de) * 1998-08-05 2001-03-01 Tuhh Tech Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Fokussierung und Belichtung von Bildaufnahmesystemen
US7969475B2 (en) * 2007-07-17 2011-06-28 Seiko Epson Corporation Low memory auto-focus and exposure system for large multi-frame image acquisition

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