JP3254211B2 - 電子スチルカメラ - Google Patents

電子スチルカメラ

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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、被写体像を電気信号に変換して磁気ディス
クやICメモリ等の記録媒体に記録する電子スチルカメラ
に関する。
[従来の技術] 電子スチルカメラは、静止画像を電気信号としてメモ
リに記録し、テレビモニタあるいはビデオプリンタによ
り画像再生するものである。これに用いられる記録媒体
としては磁気ディスクあるいはICメモリ等の固体メモリ
が用いられ、特に後者のICメモリ等は信号をデジタルで
記録するため、記録を繰返しても信号劣化がなく、ダビ
ング・画像処理等に有利である。
ところが、画像信号をデジタル記録するとデータ量が
膨大となり画像の記録枚数が制限をうける。そこで、記
録枚数を増やすために記録信号に対してデータ圧縮処理
を施すことが要請される。
このようなデータ圧縮の手法の一つとして、『「画像
のディジタル信号処理」(日刊工業社刊)P63〜73』に
示されているサブナイキストサンプリングがある。この
サブナイキストサンプリングは、テレビ信号のスペクト
ルが水平走査周波数の高調波に集中していること及び人
間の視覚特性が斜め方向の解像度には鋭敏でないという
特性を利用したものである。
すなわち、第6図に示すように各水平ラインごとに互
い違いにオフセットを設けて画素を1つおきにサンプリ
ングすることにより実現されるもので、このサンプリン
グ方法によれば、記録信号を1/2に圧縮することができ
る。
[発明が解決しようとする課題] ところで、このサブナイキストサンプリングは、回路
構成が簡単で、原信号を忠実に再現でき、高能率で高品
質の圧縮化が可能であるので、TV信号の圧縮,デジタル
VTR信号の圧縮に盛んに用いられているのであるが、こ
のサブナイキストサンプリングを行なう場合には、斜め
方向の偽信号を防ぐために、二次元のローパスフィルタ
(LPF)を用いて、画像信号の帯域を制限する必要があ
る。つまり、第7図に示すように、二次元の周波数領域
でひし形の線で囲まれた内部にある周波数領域、すなわ
ち、水平方向の空間周波数がfH以下であり、かつ、垂直
方向の空間周波数がfV以下である周波数領域のみ通過さ
せる帯域制限を、二次元LPFにより行なう必要がある。
ここで、fH,fVはそれぞれ水平ナイキスト周波数,垂直
ナイキスト周波数である。このような帯域制限を行なう
フィルタとしては、例えば水晶板を用いた光学LPFを用
いてもよいし、電子回路でデジタルあるいはアナログ処
理によるLPFを用いることができる。
ところが、電子スチルカメラにおいて、複数の撮像モ
ードとして、例えば、サブナイキストサンプリングによ
る信号圧縮を行なうモードと、信号圧縮を行なわないモ
ードとを備えた場合、または、フィールド記録モード
と、フレーム記録モードとを備えた場合等において、フ
ィルタの特性をどのようにあわせるかということが問題
となる。
すなわち、撮像モードでフィールド記録モードとフレ
ーム記録モードの両者を備えた場合には、LPFの特性が
たとえばフィールド記録モードに合わせて設定してあれ
ば、フレーム記録モードの場合、帯域制限が過剰であ
り、解像度の劣化した画像となってしまう。一方、LPF
の特性がフレーム記録モードに合わせた設定になってい
れば、フィールド記録モード撮像の場合、帯域制限が不
十分であり偽信号が生じることになる。
このように、信号圧縮にサブナイキストサンプリング
を用いる電子スチルカメラでは、各種の撮像モードを切
換えると、フィルタ特性が最適化できず、良好な画像を
得ることができないという欠点がある。
そこで、この発明では、この欠点を解決し各種モード
切替えに対し良好な画質が得られ、かつ、データ圧縮効
果の高い電子スチルカメラを提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] この発明は上記目的を達成するために次のような手段
を講じたものである。すなわち、二次元撮像素子と、こ
の二次元撮像素子の光電変換画素群の出力をディジタル
化するA/D変換手段と、サブナイキストサンプリングに
よる信号圧縮を行うモードまたはこの信号圧縮を行わな
いモード、フレーム記録モードまたはフィールド記録モ
ードの選択可能な複数の撮像モードのうち適用すべき一
の撮像モードを選択的に設定するための撮像モード選択
手段と、上記A/D変換手段の出力側の信号に対して、メ
モリテーブル手段に保有され選択的に適用可能になされ
た複数の係数群のうち上記撮像モード選択手段によって
選択された一の記録モードに対応する一の係数群を適用
して、コンボリューションフィルタリング処理を施して
信号帯域を制限するディジタルコンボリューションフィ
ルタ手段と、 上が開示されている記フィルタ手段の出力側の信号に
対して、選択可能な複数のサンプリング方式のうち上記
撮像モード選択手段によって選択された一の撮像モード
に対応する一のサンプリング方式を以って、サンプリン
グ処理を施すサンプリング手段と、 を設けたものである。
[作用] 撮像モードの切替えに対応してフィルタ手段の特性を
変化させることにより、各モードに適したフィルタ特性
を選択することができ、適切な信号圧縮を行なえる。
[実施例] この発明の装置の概要をを第1図〜第2図に基いて説
明する。
電子スチルカメラ1内に設けられたCCD等の固体撮像
素子2に、レンズ3および光学LPF4を介して被写体像が
投影されるようになっている。この撮像素子2は、プリ
アンプ5、プロセス回路6、A/D変換器7、デジタルフ
ィルタ回路8、サンプリング回路9からなる信号圧縮処
理を施す回路系に接続されている。そして、信号圧縮さ
れた画像信号が、メモリ制御回路10により制御されるメ
モリ11に記録されるように各回路が接続されている。さ
らに、上述の回路系の動作を制御するとともに、各種の
動作モードを切り替える制御をおこなうCPU12と、各撮
像モードを選択するためのモード切替スイッチ13が設け
られ、上記CPU12は上述の回路にそれぞれ接続されてい
る。また、A/D変換器7とデジタルフィルタ回路8の間
にはスイッチ14が設けられ、このスイッチの一方の端子
はデジタルフィルタ回路8の入力端子に接続され、他方
の端子はデジタルフィルタ回路8をバイパスして直接サ
ンプリング回路9の入力端子に接続されている。
ここで、光学LPF4による周波数帯域の制限は、第2図
の実線(a)で示すようなフレーム記録モードに対応す
る特性を有している。また、デジタルフィルタ回路8を
介したときの周波数帯域の制限は、第2図の破線(b)
で示すように、垂直方向のナイキスト周波数が低く設定
されたフィールド記録モードに対応する特性となってい
る。このようなデジタルフィルタ回路8は、例えばMB86
280(富士通製)のようなCMOS空間フィルタを組合わせ
ることで実現できる。また、上記メモリ11は、カメラ本
体に対して着脱可能となっている。
次に上記のような構成から成る電子カメラの動作につ
いて説明する。カメラ1のシャッターレリーズボタンが
押下げられることにより、レンズ3および光学LPF4を介
して、撮像素子2上に投影された被写体像が電気信号に
変換され、撮像素子2より出力される。この出力された
画像信号は、プリアンプ5により、増幅およびノイズ除
去の処理が行なわれ、プロセス回路6によりホワイトバ
ランス補正、ガンマ補正等の処理が行なわれた後、A/D
変換器7によりデジタル信号に変換される。
ここで、カメラの操作部に設けられたモード切替スイ
ッチ13により、フィールド記録モード,フレーム記録モ
ードの内、どちらのモードが設定されているかにより、
以後の信号処理が選択される。
すなわち、フィールド記録モードが選択されている場
合は、スイッチ14が図に示されているように下側の端子
に接続され、A/D変換器7の出力は、デジタルフィルタ
回路8を経由して第2図の破線(b)に示されるように
帯域制限される。この帯域制限された画像信号に、サン
プリング回路9によりフィールド記録モードに対応した
サブナイキストサンプリングによる信号圧縮が施され、
この圧縮された画像信号がメモリ11に記録される。
一方、フレーム記録モードが選択されている場合に
は、スイッチ14は上側の端子に接続され、A/D変換器7
の出力はデジタルフィルタ回路8をバイパスして、直接
サンプリング回路9に入力される。このときに画像信号
の受ける帯域制限は第2図の実線(a)に示すように光
学LPF4によるフレーム記録モードに対応した帯域制限に
なる。このように帯域制限された画像信号に、サンプリ
ング回路9によりフレーム記録モードに対応したサブナ
イキストサンプリングによる信号圧縮が施され、この圧
縮された画像信号がメモリ11に記録される。
以上説明したように、光学LPF4はフレーム記録モード
対応のフィルタ特性とし、デジタルフィルタ回路8を介
したときはフィールド記録モード対応のフィルタ特性と
することにより、フィールド記録モード,フレーム記録
モードそれぞれの記録モードに対し最適なフィルタ特性
を選択できるので、どちらの記録モードに対しても良好
な画質を得ることができる。
次に本発明のより具体的実施例を第3図〜第5図を用
いて説明する。なお、第1図で説明した部材と同一の部
材には同一の符号を付し、説明は省略する。
この実施例では、ノーマルモード、サブナイキストサ
ンプルフレーム記録モード、サブナイキストサンプルフ
ィールド記録モードの3つの撮像モードを備え、フィル
タ特性の切り替えをデジタルフィルタ回路8の係数を変
化させることにより行なう。
なお、この実施例では、光学LPF4は、第4図の実線
(a)に示すように、水平、垂直方向とも撮像素子の画
素配列のナイキスト周波数で帯域制限を行なう。また、
デジタルフィルタ回路8は、5×5のマトリックスから
成るコンボリューションフィルタにより構成され、さら
に、このデジタルフィルタ回路8内には、第5図(a)
〜(c)に示すような係数値がそれぞれ記憶されたメモ
リテーブル8a〜8cが設けられている。
次に、実施例の動作について説明する。上記第1実施
例と同様に、モード切替スイッチ13により撮像モードを
選択し、その選択された撮像モードに応じてフィルタ特
性、サンプリング方式を選択するようにCPU12により各
回路が制御される。
この実施例において、ノーマルモードを選択した場
合、デジタルフィルタ回路8に設けられたメモリテーブ
ル8aが選択される。このメモリテーブル8aに記憶された
係数値は第5図(a)に示すように全くフィルタリング
をおこなわないものと同等であるので、このときのフィ
ルタ回路8による帯域制限は第4図の実線(a)に示さ
れるようになる。
また、サブナイキストサンプルフレーム記録モードの
場合は、第5図(b)に示すような係数値が記憶された
メモリテーブル8bが選択され、このときのフィルタ回路
8による帯域制限は第4図の破線(b)に示すように、
斜め方向の周波数成分をトラップされたものになる。
さらに、サブナイキストサンプルフィールド記録モー
ドの場合は、第5図(c)に示すような係数値が記憶さ
れたメモリテーブル8cが選択され、このときのフィルタ
回路8による帯域制限は第4図の一点鎖線(c)に示す
ようになる。
以上のように、この実施例によれば、デジタルフィル
タ回路8内に設けられたメモリテーブルを選択して係数
値を切替るだけで簡単にフィルタ特性を変化させること
ができるので、各撮像モードに対応した信号圧縮処理が
容易に実現できる。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、撮像モード
の切替えに対応してフィルタ手段の特性を変化させるこ
とにより、各モードに適したフィルタ特性を選択するこ
とができ、適切な信号圧縮を行なうことができ、各モー
ドに対し良好な画質が得られ、かつ、データ圧縮効果の
高い電子スチルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜2図はこの発明の装置の概要を説明するための図
で、第1図は装置の構成を示すブロック図、第2図は第
1図の装置に適用されるフィルタ特性を示す図、第3〜
5図はこの発明による第2実施例を説明するための図
で、第3図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、
第4図は第3図の実施例に適用されるフィルタ特性を示
す図、第5図はデジタルフィルタ回路に設けられたメモ
リテーブルに記憶された係数値を示す図、第6図はサブ
ナイキストサンプリングを説明するための図、第7図は
フィルタ特性を説明するための図である。 1……電子スチルカメラ,2……CCD 4……光学LPF,8……デジタルフィルタ回路 9……サンプリング回路,11……メモリ 12……CPU,13……モード切替スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小宮 康宏 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 菊地 奨 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−103372(JP,A) 特開 平2−143782(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次元撮像素子と、 この二次元撮像素子の光電変換画素群の出力をディジタ
    ル化するA/D変換手段と、 サブナイキストサンプリングによる信号圧縮を行うモー
    ドまたはこの信号圧縮を行わないモード、フレーム記録
    モードまたはフィールド記録モードの選択可能な複数の
    撮像モードのうち適用すべき一の撮像モードを選択的に
    設定するための撮像モード選択手段と、 上記A/D変換手段の出力側の信号に対して、メモリテー
    ブル手段に保有され選択的に適用可能になされた複数の
    係数群のうち上記撮像モード選択手段によって選択され
    た一の記録モードに対応する一の係数群を適用して、コ
    ンボリューションフィルタリング処理を施して信号帯域
    を制限するディジタルコンボリューションフィルタ手段
    と、 上記フィルタ手段の出力側の信号に対して、選択可能な
    複数のサンプリング方式のうち上記撮像モード選択手段
    によって選択された一の撮像モードに対応する一のサン
    プリング方式を以って、サンプリング処理を施すサンプ
    リング手段と、を備えてなることを特徴とする電子スチ
    ルカメラ。
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