JP3438205B2 - デジタル電子カメラ装置 - Google Patents
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Description
デジタル画像データを圧縮して、記録媒体に記録するデ
ジタル電子カメラ装置に関する。
42973号公報記載のものがある。この技術は、連続撮影
の場合にデータ圧縮を行わないか、または圧縮率を変え
て記録媒体に記録することにより、撮影速度の向上を図
ったものである。
置においては、静止画像撮影(1コマ撮影)の場合と動画
像撮影(連続撮影)の場合とでは、その映像信号の処理方
法が若干違ってくる。すなわち、静止画像撮影の場合
は、映像信号の処理時間を考慮する必要はないが、動画
像撮影の場合は、映像信号の処理時間がそのまま撮影速
度に関わってくる。
術では、その点を鑑み、撮影速度を向上させ、静止画像
も動画像も撮影できるようにした。
のために、データ圧縮を行わないかまたは圧縮率を低く
抑えることは、それだけ1コマの画像あたりに使用する
メモリが縮小されないので、記録媒体に入力できる画像
の枚数も少なくなる。また、現状入手できるフレームメ
モリはアクセス速度が遅いため、リアルタイムに画像処
理を行い、画像圧縮を行うことが難しかった。
止画像の撮影も動画像の撮影も可能であり、さらに、動
画像の撮影においては画像データの処理効率を向上させ
ることを実現したデジタル電子カメラ装置を提供するこ
とを目的とする。
に、本発明は、光学的に結像した画像を受けて電気信号
に変換して画像信号を出力する撮像素子と、この撮像素
子からの電気信号をデジタル信号に変換するアナログ/
デジタル変換器と、このアナログ/デジタル変換器から
のデジタル信号を記録媒体に記憶する記憶手段とを備え
たデジタル電子カメラ装置において、前記デジタル信号
を輝度信号と色差信号に変換するデジタル信号処理回路
と、前記輝度信号と色差信号および前記撮像素子の出力
である1フレーム分の前記アナログ/デジタル変換器か
らのデジタル信号を記憶するフレームメモリと、nライ
ン分の輝度信号と色差信号を記憶するラインメモリと、
前記フレームメモリのアドレスを制御して、前記アナロ
グ/デジタル変換器からのデジタル信号を前記フレーム
メモリに記憶させ、このフレームメモリに記憶したデジ
タル信号を前記デジタル信号処理回路によって輝度信号
と色差信号に書き換える制御を行うフレームメモリ制御
回路と、前記ラインメモリのアドレスを制御して、前記
デジタル信号処理回路からの輝度信号と色差信号を前記
ラインメモリに記憶させるラインメモリ制御回路と、静
止画撮影の場合に前記フレームメモリ制御回路に切り換
え、動画撮影の場合に前記ラインメモリ制御回路に切り
換えるアドレス切換回路と、前記ラインメモリの輝度信
号と色差信号または前記フレームメモリの輝度信号と色
差信号をn×nのブロックとして一時記憶するブロック
バッファと、このブロックバッファの輝度信号と色差信
号からなる画像データを圧縮し、前記記憶媒体に記録す
るための圧縮データに変換する圧縮回路とを備えたこと
を特徴とする。
nライン分のラインメモリとして使用することを特徴と
する。
ム遅延用として用い、フレーム間の画像データの差分を
とるための加減算器を設け、動画圧縮の際に、現フレー
ムと前フレームの差分データをラインメモリに書き込む
ことを特徴とする。
ジタル信号処理回路より出力された輝度信号と色差信号
がラインメモリによりブロック化され、さらにこのブロ
ック化された輝度信号と色差信号がブロックバッファに
蓄積される。このブロックバッファに蓄積された信号が
圧縮回路によって圧縮され、記録媒体に記憶されるた
め、動画像撮影においては、高速化,低容量化が可能と
なる。また、静止画像撮影においては、アナログ/デジ
タル変換器からのデジタル信号がフレームメモリにより
ブロック化され、このブロック化されたデジタル信号が
輝度信号と色差信号に変換される。そしてさらに、この
輝度信号と色差信号はフレームメモリに書き込まれ、こ
のフレームメモリのブロック単位の画像データがブロッ
クバッファに送られる。以下、上記動画像撮影と同様
に、信号の蓄積,データ圧縮の後に記録媒体に記憶され
るため、静止画像の画像記録も動画像の画像記録も両方
とも実現できる。
フレームメモリで代用するため、必要なメモリがフレー
ムメモリ1つだけでよくなる。
リに1フレーム前の画像データを記憶しておき、加減算
回路によりフレーム間の差分信号を出力させる。この差
分信号をラインメモリでブロック単位の信号とし画像圧
縮するため、圧縮効率が良くなる。
ながら詳細に説明する。
本構成を示すブロック図であり、1は撮影レンズ、2は
撮像素子であるCCD、3はCDS(相関二重サンプリ
ング)回路、4はアナログ/デジタル変換器(以下、A/
D変換器と称する)、5はメモリ、6はデジタル信号処
理回路、7は圧縮回路、8は同期信号発生回路、9はア
ドレスコントローラ、10はCPU(中央演算処理部)、11
は記録媒体であるメモリカード、12はデジタル電子カメ
ラを示す。
である入射光は、その光量に応じ、CCD2によって光
電変換され、電荷がCCD2の受光素子に蓄積される。
そして、蓄積された電荷は各ラインごとのラスタ・スキ
ャンにより撮影情報の電気信号であるCCD信号として
出力される。CCD信号は、CDS回路3でリセットノ
イズ等が除去された後、A/D変換器4でデジタル信号
に変換される。さらに、このデジタル信号は同期信号発
生回路8のタイミングで制御されたアドレスコントロー
ラ9により、nライン分のメモリ5に読み書きを行うこ
とで、n×nのブロック(nは整数)単位の信号に変換さ
れる。
信号処理回路6によりブロック単位の輝度信号Y,色差
信号R−Y,B−Yに変換される。さらにブロック単位
の輝度信号Y,色差信号R−Y,B−Yは圧縮回路7で
画像圧縮され、メモリカード11に記録される。これらの
一連のシーケンスはCPU10により制御される。
ク図であり、13は1フレーム分のデジタル信号または輝
度信号Yと色差信号R−Y,B−Y(以下、輝度信号Y
と色差信号R−Y,B−Yを総称して画像データと称す
る)を記憶するフレームメモリを示す。このフレームメ
モリ13としては、512(column)×1024(row)×8(bit)の
4MbitのDRAMを、輝度信号用と色差信号用に2個使
うことで1つのフレームの画像を記録することが可能で
ある。
ラインメモリを示す。このフレームメモリ13とラインメ
モリ14が、図1に示すメモリ5に相当する。
せるフレームメモリ制御回路、16はラインメモリ14のア
ドレスを発生させるラインメモリ制御回路を示す。この
フレームメモリ制御回路15とラインメモリ制御回路16
が、図1に示すアドレスコントローラ9に相当する。
5に対する入出力端子とデジタル信号処理回路6の入力
端子とを相互に切り換えるデータ切換回路、18は上記2
つの制御回路15,16を切り換えるアドレス切換回路を示
す。
画像記録の場合について説明する。
は、前述したプロセスを経てデジタル信号に変換され
る。このデジタル信号は、データ切換回路17によりメモ
リ5側に送られる。このとき、アドレス切換回路18が切
り換えられ、フレームメモリ制御回路15の制御のもと
に、フレームメモリ13にデジタル信号が記録される。1
フレーム分のデジタル信号が記録された後、フレームメ
モリ13に記録されたそのデジタル信号が読みだされ、デ
ジタル信号処理回路6により、画像データに変換され
る。さらに、フレームメモリ13に書き込まれているデジ
タル信号を、上記画像データに書き換える(以下、この
書換動作をリードモディファイライトモードと称す
る)。そして、このフレームメモリ13の画像データを基
に、データ圧縮が行われ、圧縮データとしてメモリカー
ド11に記憶される。
が記録再生回路20によって取り出され、圧縮回路7によ
ってブロック単位の画像データに逆変換される。この画
像データがブロックバッファ19に蓄積され、さらに蓄積
されたブロック単位の画像データがフレームメモリ制御
回路15の制御によりフレームメモリ13に書き込まれてい
く。1フレーム分の画像データがフレームメモリ13に書
き込まれた後、フレーム制御回路15によってフレームメ
モリ13の画像データがラスタ・アドレスで読み出され、
ラスタ信号に変換される。ラスタ信号に変換された画像
データは、エンコーダ21によってコンポジットビデオ信
号に変換され、さらにD/A変換器22によりアナログビ
デオ信号に変換される。このアナログビデオ信号により
モニタTV23で画像再生がなされる。
レンズ1を通して入ってきた入射光は、静止画像記録と
同様にデジタル信号に変換される。このデジタル信号は
デジタル信号処理回路6により画像データに変換され
る。そして、アドレス切換回路18が切り換えられ、ライ
ンメモリ制御回路16の制御のもとに、上記画像データは
ラインメモリ13に記憶され、同時にn×nのブロック信
号に変換される。ブロック信号に変換された画像データ
はブロックバッファ19に蓄積され、さらに圧縮回路7に
より圧縮データに変換され、メモリカード22に記録再生
回路20によって記録される。
が記録再生回路20によって読み出され、圧縮回路7によ
ってブロック単位の画像データに逆変換される。この画
像データがブロックバッファ19に蓄積され、さらに蓄積
されたブロック単位の画像データがラインメモリ14に書
き込まれ、ラインメモリ制御回路16の制御によりラスタ
信号の画像データに変換される。ラスタ信号に変換され
た画像データは、エンコーダ21によってコンポジットビ
デオ信号に変換され、さらにD/A変換器22によりアナ
ログビデオ信号に変換される。このアナログビデオ信号
によりモニタTV23で画像再生がなされる。
ムチャートであり、図3(a)はCCDクロックの動作、
図3(b)は図1に示すメモリ5へのREAD/WRIT
E動作、図3(c)はメモリ5におけるブロック単位のア
ドレス、図3(d)はデータバスを通るデータ、図3(e)は
高速ページモードを利用した場合のアドレスを示す。
(図3(a))に応じてラインメモリ14に信号のREAD/
WRITE(Re/W)が行われる(図3(b))。その際、ラ
インメモリ14に対してアドレスコントローラ6によりブ
ロック単位のアドレスにブロックデータBの読み出し
と、ラスタデータRaの書き込みが行われる(図3(c))。
つまり、データバス上にはブロックデータBとラスタデ
ータRaとが交互に入れ替わる。また、フレームメモリ1
3に対して高速ページモードを使用する場合、そのアド
レスに対し行アドレスであるrowアドレスRoを設定し、
列アドレスであるcolumnアドレスCをブロックの水平個
数であるn回、例えば8回設定することにより、CCD
信号のラスタデータRaからブロックデータBに変換さ
れる。また、再生の場合もブロックデータBからラスタ
データRaに変換できる。
合、フレームメモリ13として512(column)×1024(row)×
8(bit)の4MbitのDRAMを、輝度信号用と色差信号
用に2個使うとすると、フレームメモリ13中の768×8
×16bit(約100kビット)の部分を使ってラインメモリ14
として使うことができる。
ク図であり、24は加減算器を示し、この加減算器24はフ
レームメモリ13の画像データとデータバスからの画像デ
ータとの差分データ、または差分データとフレームメモ
リ13の画像データとの加算データを出力するものであ
る。25は加減算器24のフレームメモリ13からの画像デー
タの入力をON−OFFするスイッチを示す。
縮率を上げるために、画像の空間的な相関だけではな
く、時間軸方向の相関を利用する方式もある。しかし、
時間軸での相関を利用するためには、画像の1フレーム
前の画像を用意する必要がある。ここで第2実施例で
は、1フレーム前の画像を得るために静止画像の圧縮用
に使用したフレームメモリ13を活用するというものであ
る。
り、デジタル信号処理回路6の出力である画像データ
が、ラインメモリ14のデータラインからフレームメモリ
13のデータライン方向に切り換えられる。ここで、フレ
ームメモリ制御回路15の制御により、フレームメモリ13
がリードモディファイライトのモードで使用され、1フ
レーム遅延データとして使用される。このフレームメモ
リ13からの出力である1フレーム遅延した画像データ
と、現フレームの画像データとの差分データが加減算器
24により求められる。そして、ラスタ信号であるこの差
分データが、ラインメモリ制御回路16の制御により、ラ
インメモリ14に書き込まれることで、ブロック信号に変
換される。このブロック信号がADCT変換回路である
圧縮回路7により圧縮されてメモリカード11に記憶され
る。
つの割合でフレーム間の差分でない生のフレーム画像の
圧縮データを送ることで、差分データの誤差累積を防ぐ
必要がある。そのため、スイッチ25を数フレームに1回
の割合で開くように制御することにより、数フレームに
1回きり元々の画像データがラインメモリ14にそのまま
送られる。
ータが圧縮回路7によりブロック単位の差分データに逆
変換され、さらにこの差分データがラインメモリ14に書
き込まれ、ラインメモリ制御回路16によりラスタ信号に
変換される。さらに、このラスタ信号にフレームメモリ
13から読み出された画像データが加減算器24により加算
が行われ、再生画像データとして出力される。この再生
画像データを基にモニタTV23等で画像が再現される。
また、この再生画像は、フレームメモリ13に再度書き込
まれ、次のフレームの差分データを再現する画像として
フレームメモリ13に記憶される。
チャートであり、図5(a)はCCDクロック、図5(b)は
データバスに現れるデータ、図5(c)はフレームメモリ1
3の読み出しデータ、図5(d)はフレームメモリ13よりデ
ータを読み出すタイミング、図5(e)はラインメモリ14
の読み出しデータ、図5(f)はラインメモリ14よりデー
タを読み出すタイミング、図5(g)はフレームメモリ13
への書き込みデータ、図5(h)はフレームメモリ13のデ
ータを書き込むタイミング、図5(i)はラインメモリ14
の書き込みデータ、図5(j)はラインメモリ14にデータ
を書き込むタイミングを示す。
データが読み出されてからラインメモリ14よりデータが
読み出される。さらにフレームメモリ13における先のデ
ータが読み出されたアドレスに、新たに画像データが書
き込まれ、ラインメモリ14にも新たに画像データが書き
込まれる。
ようにフレームメモリ13およびラインメモリ14より読み
出されたデータと、フレームメモリ13およびラインメモ
リ14に書き込むデータとが交互に存在する。
作用効果を説明する。
レームメモリ13とラインメモリ14を両方持っているの
で、静止画像の画像記録も動画像の画像記録も両方とも
可能である。また、動画像の画像記録においても、静止
画像の画像記録と同じ画像圧縮の圧縮回路7を使用する
ため、メモリーカード1枚に記録できる画像の数が多く
なる。さらに、ラインメモリ14はnラインからなるブロ
ック単位のアクセスを持っているため、動画像の画像記
録において、ブロック単位で画像データをブロックバッ
ファ19に取り込み、そのままブロック単位の画像データ
を圧縮回路7で処理することができるので、動画像信号
の処理時間を軽減することができる。
画像撮影において、CCD2からの映像信号をデジタル
化したデジタル信号がフレームメモリ13に記憶され、こ
のフレームメモリ13からデータを読み出して、デジタル
信号処理回路6により、画像データに変換させるため、
デジタル信号処理回路6においては、比較的ゆっくり演
算処理ができる。したがって演算処理のクロックに低周
波数のものが使用できるので、消費電流が少なくてす
む。また、CCD2が画素混合型の場合、CCD2から
画素混合しないモードで映像信号を読み出してフレーム
メモリ13に記録し、デジタル信号処理回路6で処理する
ことにより、動画像撮影による画質よりも高画質の画質
を得ることができる。
とをそれぞれ設けてもよいが、第1実施例で述べたよう
に、フレームメモリ13の一部のメモリをラインメモリ14
として使用してもよいので、その分カメラ本体の小型化
が図れる。
めのフレームメモリ13を、動画像のフレーム間における
差分データをとるための1フレーム遅延線として使用す
ることにより、動画像の画像圧縮率を上げることができ
る。したがって、メモリカード11であっても、より多い
枚数の動画像を記録することができる。
次に記載する効果を奏する。
ては、静止画像撮影による画像信号も動画像撮影による
画像信号も共にブロック型の信号に変換し、同じ圧縮回
路でデータ圧縮するため、静止画像撮影も動画像撮影も
両方可能で、かつ記録媒体に、より多くの画像を記憶さ
せることが可能となる。さらに、ラインメモリはnライ
ンからなるブロック単位のアクセスを持っているため、
動画像の画像記録において、ブロック単位で画像データ
をブロックバッファに取り込み、そのままブロック単位
の画像データを圧縮回路で処理することができるので、
動画像信号の処理時間を軽減することができ、記録媒体
への画像記録の高速化を図ることができる。
ては、動画像圧縮のためのラインメモリをフレームメモ
リの一部のメモリで代用するため、画像圧縮に必要なメ
モリが1つだけでよい。したがって、装置の小型化が図
れる。
ては、静止画像記録のためのフレームメモリを、動画像
のフレーム間の差分信号をとるための1フレーム遅延線
として使うことにより、動画像の画像圧縮率を上げるこ
とができるため、同じ記録媒体であってもより長い時間
の動画像を記録することができる。
示すブロック図である。
ある。
ャートである。
図である。
ャートである。
路、 7…圧縮回路、8…同期信号発生回路、 9…ア
ドレスコントローラ、 11…メモリカード、12…デジタ
ル電子カメラ、 13…フレームメモリ、 14…ラインメ
モリ、 15…フレームメモリ制御回路、 16…ラインメ
モリ制御回路、 17…データ切換回路、 18…アドレス
切換回路、 19…ブロックバッファ、 24…加減算器、
25…スイッチ。
Claims (3)
- 【請求項1】 光学的に結像した画像を受けて電気信号
に変換して画像信号を出力する撮像素子と、この撮像素
子からの電気信号をデジタル信号に変換するアナログ/
デジタル変換器と、このアナログ/デジタル変換器から
のデジタル信号を記録媒体に記憶する記憶手段とを備え
たデジタル電子カメラ装置において、 前記デジタル信号を輝度信号と色差信号に変換するデジ
タル信号処理回路と、 前記輝度信号と色差信号および前記撮像素子の出力であ
る1フレーム分の前記アナログ/デジタル変換器からの
デジタル信号を記憶するフレームメモリと、 nライン分の輝度信号と色差信号を記憶するラインメモ
リと、 前記フレームメモリのアドレスを制御して、前記アナロ
グ/デジタル変換器からのデジタル信号を前記フレーム
メモリに記憶させ、このフレームメモリに記憶したデジ
タル信号を前記デジタル信号処理回路によって輝度信号
と色差信号に書き換える制御を行うフレームメモリ制御
回路と、 前記ラインメモリのアドレスを制御して、前記デジタル
信号処理回路からの輝度信号と色差信号を前記ラインメ
モリに記憶させるラインメモリ制御回路と、静止画撮影の場合に 前記フレームメモリ制御回路に切り
換え、動画撮影の場合に前記ラインメモリ制御回路に切
り換えるアドレス切換回路と、前 記ラインメモリの輝度信号と色差信号または前記フレ
ームメモリの輝度信号と色差信号をn×nのブロックと
して一時記憶するブロックバッファと、 このブロックバッファの輝度信号と色差信号からなる画
像データを圧縮し、前記記憶媒体に記録するための圧縮
データに変換する圧縮回路とを備えたことを特徴とする
デジタル電子カメラ装置。 - 【請求項2】 フレームメモリの一部を、nライン分の
ラインメモリとして使用することを特徴とする請求項1
記載のデジタル電子カメラ装置。 - 【請求項3】 フレームメモリを1フレーム遅延用とし
て用い、フレーム間の画像データの差分をとるための加
減算器を設け、動画圧縮の際に、現フレームと前フレー
ムの差分データをラインメモリに書き込むことを特徴と
する請求項1または2記載のデジタル電子カメラ装置。
Priority Applications (2)
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JP03678293A JP3438205B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | デジタル電子カメラ装置 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP03678293A Expired - Fee Related JP3438205B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | デジタル電子カメラ装置 |
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