JP3343861B2 - ディジタル電子スチル・カメラおよびその動作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，ディジタル電子スチ
ル・カメラおよびその動作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のディジタル電子スチル・カメラに
は被写体の撮像手段として40万画素程度のＣＣＤが用い
られている。このＣＣＤから得られるアナログ映像信号
はディジタル画像データに変換され，Ｙ／Ｃ処理および
データ圧縮が施されてメモリ・カードなどの記録媒体に
記録される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】40万画素のＣＣＤは充
分に解像度が高いとはいえない。しかも撮像レンズ，光
学フィルタなどの影響により高域の周波数成分が低減さ
れるので解像度は一層低下する。

【０００４】近年ＣＣＤの高画素化が進み，80万画素ま
たはそれ以上の高解像度のＣＣＤが得られるようになっ
てきた。そこで高解像度の撮影画像を得るために80万画
素程度のＣＣＤを用いることが考えられる。

【０００５】しかしながら，ＣＣＤの画素数を40万画素
から80万画素に増加した場合には，Ｙ／Ｃ画素データも
80万画素分のものが得られるので，メモリ・カードに記
録される駒数が 1／2 になる，表示系のフレーム・メモ
リとして容量が従来の倍のものが必要となる等の問題が
生じ，従来のディジタル電子スチル・カメラとの互換性
を維持できなくなる。

【０００６】この発明は，従来の電子スチル・カメラと
互換性を保ちつつ高解像度化を図ることができるように
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は，垂直および
水平方向に所定画素数の固体電子撮像素子から得られる
画像データに対してＹ／Ｃ処理およびデータ圧縮処理を
施して記録媒体に記録するディジタル電子スチル・カメ
ラにおいて，上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方
向画素数の整数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直
画素数と同数の垂直方向画素数をもつ単板のカラー固体
電子撮像素子とし，上記単板カラー固体電子撮像素子か
ら出力されるカラー画像データから輝度画像データと色
画像データとを生成するＹ／Ｃ処理手段，上記Ｙ／Ｃ処
理手段から得られる輝度画像データおよび色画像データ
の折り返し歪み成分を除去するカットオフ周波数をもつ
低域通過フィルタ，上記低域通過フィルタを通過した輝
度画像データおよび色画像データのそれぞれを水平方向
に上記整数分の１に間引く間引き回路，上記間引き回路
から得られる輝度画像データおよび色画像データをデー
タ圧縮する手段，ならびにデータ圧縮された画像データ
を記録媒体に記録する手段を備えていることを特徴とす
る。

【０００８】この発明は，ディジタル電子スチル・カメ
ラの動作方法も提供している。すなわち，垂直および水
平方向に所定画素数の固体電子撮像素子から得られる画
像データに対してＹ／Ｃ処理およびデータ圧縮処理を施
して記録媒体に記録するディジタル電子スチル・カメラ
において，上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方向
画素数の整数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直画
素数と同数の垂直方向画素数をもつ単板のカラー固体電
子撮像素子とし，上記単板カラー固体電子撮像素子から
出力されるカラー画像データから輝度画像データと色画
像データとを生成し，生成された輝度画像データおよび
色画像データの折り返し歪み成分を除去するカットオフ
周波数をもつ低域通過フィルタを用いて，生成された輝
度画像データおよび色画像データの折り返し歪み成分を
除去し，上記低域通過フィルタを通過した輝度画像デー
タおよび色画像データのそれぞれを水平方向に上記整数
分の１に間引き，上記間引き処理から得られた輝度画像
データおよび色画像データをデータ圧縮し，圧縮された
画像データを記録媒体に記録するものである。

【０００９】この発明はモノクロ撮影を行うディジタル
電子スチル・カメラにも適用可能である。この発明は，
垂直および水平方向に所定画素数の固体電子撮像素子か
ら得られる画像データに対してデータ圧縮処理を施して
記録媒体に記録するディジタル電子スチル・カメラにお
いて，上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方向画素
数の整数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直画素数
と同数の垂直方向画素数をもつ固体電子撮像素子とし，
上記固体電子撮像素子から得られる画像データをの折り
返し歪み成分を除去するカットオフ周波数をもつ低域通
過フィルタ，上記低域通過フィルタを通過した画像デー
タを水平方向に上記整数分の１に間引く間引き回路，上
記間引き回路から得られる画像データをデータ圧縮する
手段，ならびにデータ圧縮された画像データを記録媒体
に記録する手段を備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】垂直および水平方向に所定画素数の（たとえば
40万画素の）固体電子撮像素子から得られる画像データ
に対してＹ／Ｃ処理およびデータ圧縮処理を施して記録
媒体に記録するディジタル電子スチル・カメラにおい
て，この発明によると，上記所定水平方向画素数の整数
倍（たとえば２倍）の水平方向画素数でかつ上記所定垂
直画素数と同数の垂直方向画素数をもつ（たとえば80万
画素の）単板のカラー固体電子撮像素子が設けられる。

【００１１】上記単板カラー固体電子撮像素子から得ら
れる画像データから輝度画像データと色画像データとが
生成される。上記低域通過フィルタによって，生成され
た輝度画像データと色画像データとの折り返し歪み成分
が除去される。折り返し歪み成分が除去された輝度画像
データと色画像データとのそれぞれについて水平方向に
上記整数分の１（たとえば１／２）に間引き処理が行わ
れる。そして，上記間引き処理により得られた画像デー
タがデータ圧縮され，データ圧縮された画像データを記
録媒体（たとえば，メモリ・カード）に記録される。

【００１２】水平方向の画素数が従来のものの整数倍の
固体電子撮像素子が用いられているが，それから得られ
る画像データが整数分の１に間引かれているので，最終
的に得られる画像データの画素数は従来のものと同じで
ある。このため，従来のディジタル電子スチル・カメラ
と同じ駒数の画像を記録媒体に記録することが可能であ
るとともに，表示用のメモリも従来のものと同じ容量の
メモリを用いることが可能となる。

【００１３】

【発明の効果】以上のように，従来のディジタル電子ス
チル・カメラと同じ駒数の画像を記録媒体に記録可能で
あり，表示用メモリも従来のものと同容量のものを用い
ることが可能であるから，この発明によるディジタル電
子スチル・カメラは従来のものとの互換性を維持するこ
とができる。

【００１４】しかもこの発明では水平方向の画素数が従
来のものの整数倍である固体電子撮像素子が用いられて
いるから，得られる画像データは従来のものから得られ
る画像データよりも，特に高周波領域においてより多く
の情報量をもっている。したがって，より高画質の画像
を実現することができる。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示すもので，ディ
ジタル電子スチル・カメラの電気的構成を示すブロック
図である。図２は図１に示す回路における画素データの
様子を模式的に表わしている。

【００１６】図１に示すディジタル電子スチル・カメラ
１においては撮影した被写体像のデータを記録するため
のメモリ・カード23および撮影する被写体像を可視表示
するためのモニタ25が接続されている。

【００１７】ディジタル電子スチル・カメラ１は制御装
置10の制御の下にコントローラ15によってカメラ全体の
動作が統括される。

【００１８】ディジタル電子スチル・カメラ１には撮像
レンズ11，被写体像を表わすアナログ映像信号を出力す
るＣＣＤ12，アナログ映像信号の色バランス調整，ガン
マ補正等を含む処理を行う信号処理回路13，アナログ映
像信号をディジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換回
路14，ディジタル画像データを一旦記憶するフレーム・
メモリ16，ディジタル画像データから輝度画像データ
Ｙ，色画像データＣb およびＣr を作成するＹ／Ｃ処理
回路17，高域周波数成分を除去する低域通過フィルタ18
および19，輝度画像データＹおよび色画像データＣb お
よびＣr を所定画素数の画像データに間引く間引き回路
20および21，データ圧縮／伸張，符号化／複号化を行う
圧縮伸張回路22ならびに被写体像をモニタ25に可視表示
するための再生処理回路24を備えている。

【００１９】被写体像は撮像レンズ11によってＣＣＤ12
面上に結像される。

【００２０】ＣＣＤ12は図２の左端に示されているよう
に縦488 画素横1536画素の素子であり約80万画素を有す
るものである。ＣＣＤ12にはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）用の画素が所定の配列で配置されており，ＣＣＤ
12から被写体像を表わすアナログ映像信号がシャッタ
（図示略）の押下げに対応して出力される。

【００２１】ＣＣＤ12から出力されるアナログ映像信号
は信号処理回路13に与えられる。信号処理回路13は色バ
ランス回路およびガンマ補正回路を含むもので，入力す
るアナログ映像信号に対して色バランス調整およびガン
マ補正が施される。特に映像信号のガンマ補正によって
ダイナミック・レンジが狭くなるから次段のＡ／Ｄ変換
回路14のビット数を少くできる。

【００２２】信号処理回路13から出力されるアナログ映
像信号はＡ／Ｄ変換回路14に与えられ，ディジタル画像
データに変換される。ディジタル画像データはコントロ
ーラ15によってフレーム・メモリ16に与えられ一旦記憶
される。このフレーム・メモリ16には80万画素の画像デ
ータを記憶するものが用いられている。

【００２３】フレーム・メモリ16に一旦記憶された画像
データはコントローラ15によって読出されＹ／Ｃ処理回
路17に与えられ図２の真中に示されているように約80万
画素の輝度画像データＹおよび色画像データＣが生成さ
れる。

【００２４】輝度画像データＹは低域通過フィルタ18に
よって高周波数成分が除去されて間引き回路20に与えら
れる。間引き回路20によって図２の右端に示すように約
40万画素のデータとなるように輝度画像データＹが間引
かれる。間引かれた輝度画像データＹはフレーム・メモ
リ16に再び記憶される。

【００２５】色画像データＣr およびＣb は低域通過フ
ィルタ19によって高周波数成分が除去されて間引き回路
21に与えられる。間引き回路21によって図２の右端に示
すように色画像データＣr およびＣb がそれぞれ約20万
画素となるように間引かれる。間引かれた色画像データ
Ｃr およびＣb はそれぞれフレーム・メモリ16に一旦記
憶される。

【００２６】間引き回路20，21はクロック信号の制御に
より輝度画像データおよび色画像データを１つおきに間
引くものである。

【００２７】このようにしてフレーム・メモリ16には間
引かれた後の約40万画素のデータが記憶される。

【００２８】フレーム・メモリ16に記憶されている輝度
画像データＹならびに色画像データＣr およびＣb は圧
縮伸張回路22に与えられる。これらの画像データＹなら
びにＣr およびＣb は圧縮伸張回路22においてＤＣＴ
（Discrete Cosine Transform）変換され，ふたたびフ
レーム・メモリ16に与えられて記憶される。必要ならば
この圧縮処理は一旦圧縮したデータに再度圧縮処理を加
えるというように複数回にわたって行われる。

【００２９】ＤＣＴ変換れさた輝度画像データＹならび
に色画像データＣr およびＣb はふたたびフレーム・メ
モリ16から読出され圧縮伸張回路に与えられ，ハフマン
符号化される。このようにしてデータ圧縮，符号化され
た各データがメモリ・カード23に与えられ，メモリ・カ
ード23の所定の領域に記録されることとなる。メモリ・
カード23には従来の40万画素のＣＣＤをもつカメラの場
合と同駒数の画像記憶が可能である。

【００３０】図１に示すカメラはメモリ・カード23に記
録されているデータを読出して画像を再生することがで
きる。このために再生処理回路24およびモニタ25が含ま
れている。

【００３１】メモリ・カード23に記録されているデータ
が読出され，圧縮伸張回路22に与えられることにより複
号される。複号されたデータはフレーム・メモリ16に一
旦記憶される。複号されたデータはフレーム・メモリ16
から読出されふたたび圧縮伸張回路22に与えられ逆ＤＣ
Ｔ変換が施される。

【００３２】逆ＤＣＴ変換されたデータが再生処理回路
24に与えられ，アナログ映像信号に変換されてモニタ25
において可視表示される。再生処理回路24は，再生画像
データを記憶するフレーム・メモリ，Ｄ／Ａ変換回路等
を含む。このフレーム・メモリとしては従来の40万画素
のＣＣＤをもつカメラと同じ容量のものを用いることが
できる。

【００３３】従来のディジタル電子スチル・カメラのＹ
／Ｃ処理回路も生成された輝度画像データＹおよび色画
像データＣr およびＣb に対する低域通過フィルタを有
している。この従来の低域通過フィルタは，主にＣＣＤ
からの画像データ読出しに用いられるサンプリング・パ
ルスの周波数成分（ｆs ／２＝14.3／２ＭＨｚ）（キャ
リア周波数）を除去するためのものである。

【００３４】この発明の実施例においては，ＣＣＤ12か
らの画像データの読出しのためのサンプリング・パルス
は従来のものの２倍２ｆs の周波数をもつものが使用さ
れる。したがって，低域通過フィルタ18，19は従来のも
ののようにキャリア信号成分を除去するために用いられ
る必要はない。ＣＣＤの水平方向の画素数を増加させる
とおりかえしひずみが生じやすいので，このひずみを除
去するためにのみ低域通過フィルタ18，19を用いればよ
いことになる。

【００３５】したがって，従来のディジタル電子スチル
・カメラではキャリア除去のための低域通過フィルタを
用いることによって画像データの高周波数成分がかなり
カットされてしまっていたが，この発明による実施例で
は高周波数成分（とくに従来のキャリア周波数付近の成
分）がカットされることはない。

【００３６】上述のように従来のディジタル電子スチル
・カメラにおいては高周波成分がカットされ記録するこ
とができなかったが，この発明では高周波成分を表わす
データを記録することができるから，高い解像度と高画
質化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すもので，ディジタル電
子スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す回路における画像データの様子を模
式的に表わしたものである。

【符号の説明】

12 ＣＣＤ 14 Ａ／Ｄ変換回路 15 コントローラ 16 制御装置 20，21 間引き回路 23 メモリ・カード

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直および水平方向に所定画素数の固体
   電子撮像素子から得られる画像データに対してＹ／Ｃ処
   理およびデータ圧縮処理を施して記録媒体に記録するデ
   ィジタル電子スチル・カメラにおいて， 上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方向画素数の整
   数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直画素数と同数
   の垂直方向画素数をもつ単板のカラー固体電子撮像素子
   とし， 上記単板カラー固体電子撮像素子から出力されるカラー
   画像データから輝度画像データと色画像データとを生成
   するＹ／Ｃ処理手段， 上記Ｙ／Ｃ処理手段から得られる輝度画像データおよび
   色画像データの折り返し歪み成分を除去するカットオフ
   周波数をもつ低域通過フィルタ， 上記低域通過フィルタを通過した輝度画像データおよび
   色画像データのそれぞれを水平方向に上記整数分の１に
   間引く間引き回路， 上記間引き回路から得られる輝度画像データおよび色画
   像データをデータ圧縮する手段，ならびにデータ圧縮さ
   れた画像データを記録媒体に記録する手段，を備えたこ
   とを特徴とするディジタル電子スチル・カメラ。
2. 【請求項２】 垂直および水平方向に所定画素数の固体
   電子撮像素子から得られる画像データに対してＹ／Ｃ処
   理およびデータ圧縮処理を施して記録媒体に記録するデ
   ィジタル電子スチル・カメラにおいて， 上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方向画素数の整
   数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直画素数と同数
   の垂直方向画素数をもつ単板のカラー固体電子撮像素子
   とし， 上記単板カラー固体電子撮像素子から出力されるカラー
   画像データから輝度画像データと色画像データとを生成
   し， 生成された輝度画像データおよび色画像データの折り返
   し歪み成分を除去するカットオフ周波数をもつ低域通過
   フィルタを用いて，生成された輝度画像データおよび色
   画像データの折り返し歪み成分を除去し， 上記低域通過フィルタを通過した輝度画像データおよび
   色画像データのそれぞれを水平方向に上記整数分の１に
   間引き， 上記間引き処理から得られた輝度画像データおよび色画
   像データをデータ圧縮し，圧縮された画像データを記録
   媒体に記録する， ディジタル電子スチル・カメラの動作方法。
3. 【請求項３】 垂直および水平方向に所定画素数の固体
   電子撮像素子から得られる画像データに対してデータ圧
   縮処理を施して記録媒体に記録するディジタル電子スチ
   ル・カメラにおいて， 上記固体電子撮像素子を，上記所定水平方向画素数の整
   数倍の水平方向画素数でかつ上記所定垂直画素数と同数
   の垂直方向画素数をもつ固体電子撮像素子とし， 上記固体電子撮像素子から得られる画像データの折り返
   し歪み成分を除去するカットオフ周波数をもつ低域通過
   フィルタ， 上記低域通過フィルタを通過した画像データを水平方向
   に上記整数分の１に間引く間引き回路， 上記間引き回路から得られる画像データをデータ圧縮す
   る手段，ならびにデータ圧縮された画像データを記録媒
   体に記録する手段， を備えたことを特徴とするディジタル電子スチル・カメ
   ラ。