JPH04332281A - 電子カメラ、画像信号圧縮装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は撮像素子によって得ら
れた画像信号を電気的に処理して記録媒体に記録する電
子カメラ及び画像信号を圧縮する画像信号圧縮装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、電子カメラにおいて、記録媒体と
して半導体メモリを搭載したメモリカードを使用し、前
記メモリカードに静止画像信号を記録するデジタル電子
カメラが考えられている。

【０００３】これはＣＣＤ等の固体撮像素子によって電
気信号に変換された映像信号をデジタル信号処理した後
、メモリカードに記録し、再生機において前記メモリカ
ードからデジタル画像信号を読み出し、再生信号処理を
行った後、モニターに出力するというシステムである。

【０００４】画像をデジタル記録するとデータ量は増大
する。具体的に一画面に必要なデータ量を計算すると、
撮像素子の画素数を水平方向７６８（４ｆｓｃでサンプ
リング）、垂直方向４８０とし、各画素の量子化ビット
数を８ビット、各色差情報を輝度情報の１／２のデータ
量とすると一画面のデータ量は約６Ｍビットとなる。

【０００５】たとえばメモリカードのメモリ容量を１２
Ｍビットとすると撮影できる枚数は２枚となってしまう
。そのためデータ量を削減するためにＤＣＴ（離散コサ
イン変換）等の画像圧縮技術が利用されている。この画
像圧縮技術を利用することによって一画面当たりのデー
タ量を非圧縮時の１／２〜１／８のデータ量に圧縮処理
し、撮影枚数を増やしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周知の
通り圧縮率と画質は相反関係にあり、圧縮率を上げれば
記憶枚数も上げることができるが画質劣化するためにむ
やみに圧縮率を上げることはできず、撮影シーンにも依
るが１／４〜１／８程度が圧縮の限界と考えられている
。

【０００７】本願発明は斯かる背景下に於て、画像の平
均圧縮率を高めることにより、一画面に対する記憶容量
を削減することができ、更に撮影者の満足のいく撮影が
できる電子カメラ及び画像信号圧縮装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願は斯かる目的下にそ
の一つの発明として、一画面を夫々が複数の画素よりな
るブロックに分割して該ブロック単位で画像信号を圧縮
する画像信号圧縮装置において、一画面分のブロックを
複数のグループに分割し、グループ毎の平均圧縮率を一
画面内で複数設定可能としたことを特徴とする画像信号
圧縮装置を提示するものである。

【０００９】

【作用】上記発明によれば、一画面内で各グループの平
均圧縮率を複数設定可能としたので、例えば電子カメラ
にあっては撮影するシーンにより、この平均圧縮率の設
定を適宜行うことにより、撮影する一画面に対する記憶
容量を減らすことができ、画質の向上または同じ画質で
あれば従来より撮影枚数を増やすことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図１〜３を用
いて詳細に説明する。

【００１１】まず本実施例の基本的な考え方を説明する
。

【００１２】一般的な撮影シーンを考えると、（１）背
景（バック）の中に撮影者が撮りたいと意図した被写体
（人物、車、家、花等）が存在するシーン（２）全体が
撮影者が撮りたいと意図した被写体（風景等）出あるシ
ーンの大きく２つに大別される。

【００１３】（１）の撮影シーンの場合は撮影画面の中
にはそれほど細かく忠実に記録再生しなくてもよい部分
が存在する。つまり撮影者が撮りたいと意図した主被写
体に相当する部分以外は圧縮率を上げても主被写体の画
質はおちないので問題はない。また、上記処理を行なう
ことによりデータ量を削減することができる。

【００１４】図１は、本実施例にかかる電子スチルカメ
ラのブロック図、図２は図１の装置で記憶した画像信号
を再生するブロック図、図３は圧縮動作を説明するため
の図、図４は圧縮モードの決定方法を説明するための図
である。

【００１５】図１において、１は被写体、２はフォーカ
スレンズ、ズームレンズ等を有する光学系、３は光学系
２のフォーカスレンズを動かすためのフォーカス制御用
モータ、４は光学系２のズームレンズを動かすためのズ
ーム制御用モータ、５は被写体１のカメラとの距離を測
距する被写体距離検出部、６はＣＣＤ等の撮像素子、７
は画像信号処理部で、撮像素子６から出力される画像信
号（純色フィルターの時はＲ、Ｇ、Ｂ、補色フィルター
の時はＹｅ　，Ｍｇ　，Ｇｒ　信号）の視感度補正等を
行い、輝度・２色差（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）信号に変換
する。

【００１６】８ａ、８ｂ及び８ｃは夫々Ｙ、Ｒ−Ｙ及び
Ｂ−Ｙ信号に対応するＡ／Ｄ変換器であり、アナログ画
像信号をデジタル画像信号に変換する。

【００１７】９ａ、９ｂ及び９ｃは夫々Ｙ、Ｒ−Ｙ及び
Ｂ−Ｙ信号に対応するバッファメモリ、１０はスイッチ
であり、１０ａ、１０ｂ及び１０ｃの接点を有し、シス
テム制御部１３により切換制御されている。

【００１８】１１は画像圧縮部であり、一画面を８×８
のブロックに分割して更に各ブロック毎にＤＣＴ（Ｄｉ
ｓｃｒｅｔｅ　　Ｃｏｓｉｎｅ　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
）変換を用いて周知の画像圧縮を行う。

【００１９】１２はメモリカード、１３はシステム制御
部、１４は輪郭抽出部であり、輝度信号の急激な変化点
を検出し撮像素子６に結像した被写体１の輪郭を抽出す
る。

【００２０】１５は焦点距離を検出する焦点距離検出部
、１６はカメラの撮影のためのレリーズスイッチ、１７
はレリーズスイッチ１６の第１ストロークでオンするス
イッチ、１８はレリーズスイッチ１６の第２ストローク
でオンするスイッチである。

【００２１】上述のように構成された電子カメラの記録
動作について詳細に説明する。

【００２２】前記レリーズスイッチ１６を第１のストロ
ークまで押圧するとスイッチ１７がオンし、これに応答
してシステム制御部１３はカメラの内部装置各部に電源
を供給する。

【００２３】被写体１の像は光学系２を介して被写体距
離検出部５に結像し、前記検出部５では前記被写体１の
光学像を電気信号に変換し、その信号に所定の演算処理
を行って、被写体との距離情報を算出する。前記距離情
報はシステム制御部１３に入力され、前記制御部１３は
その入力された情報を基に、フォーカス制御モータ３を
制御してフォーカスを行う。

【００２４】次にカメラに設けられている不図示のズー
ムスイッチを操作することに依ってズーム制御モータ４
を制御し、焦点距離を変化させて被写体１の画像の画角
サイズを変化し（ワイド〜テレ）、撮影者の意図した撮
影シーンを作る。尚、焦点距離を変化させた場合、光学
系２の構造によりフォーカス制御を行わなければならな
い場合と、行わなくてもよい場合とがあるが本実施例で
は行なわなくてもよい場合を想定している。

【００２５】次に、撮影者が決定した前記画角サイズに
て被写体１を撮影記録する時は不図示のレリーズスイッ
チ１６を第２ストロークまで押圧する。これに伴ってス
イッチ１８がオンすることでシステム制御部１３は以下
の様にカメラ各部を制御する。

【００２６】撮像素子６は被写体１の光学像を電気信号
として出力し、前記信号は信号処理部７で視感度補正及
びカラーバランス制御等が行なわれて、輝度信号（Ｙ）
及び２つの色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を生成し出力す
る。

【００２７】前記生成された映像信号はＡ／Ｄ変換器８
ａ、８ｂ及び８ｃは夫々映像信号Ｙ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ
信号を対応するデジタル信号に変換して、その出力はＹ
信号はバッファメモリ９ａ、Ｒ−Ｙ信号はバッファメモ
リ９ｂ、ＢーＹ信号はバッファメモリ９ｃに記憶される
。

【００２８】次にバッファメモリに記憶された信号はシ
ステム制御部１３に制御されているスイッチ１０を切り
換えることに依って夫々の信号を順次読み出し画像圧縮
部１１に入力される。

【００２９】画像圧縮部１１では後述するシステム制御
部１３からの圧縮率に関する情報に基づきＤＣＴ変換を
用いて周知の画像圧縮処理が行なわれる。

【００３０】該圧縮処理によって圧縮された画像信号は
メモリカード１２に記録される。

【００３１】尚、スイッチ１０の接点切換は、まず初期
状態ではスイッチ１０は接点１０ａに接続されている。 Ｙ信号の圧縮処理が施され、更に圧縮されたＹ信号のメ
モリカード１２への記憶処理が終了したら接点１０ａか
ら接点１０ｂに切り換えられる。次にＲ−Ｙ信号の圧縮
処理が施され、更に圧縮されたＲ−Ｙ信号のメモリカー
ド１２への記憶処理が終了したら接点１０ｂから接点１
０ｃに切り換えられる。次にＢ−Ｙ信号も同様な処理が
行われ終了したら接点１０ｃから１０ａに切り換わり前
述の処理を順次繰り返し行われる。

【００３２】また、圧縮率に関する情報もシステム制御
部１３より出力されてメモリカードに記録される。

【００３３】次に本実施例における圧縮について詳細に
説明する。

【００３４】撮影シーンには前述したが、（１）背景（
バック）の中に撮影者が撮りたいと意図した被写体（人
物、車、家、花等）が存在するシーン（２）全体が撮影
者が撮りたいと意図した被写体（風景等）であるシーン
の大きく２つに大別される。

【００３５】（１）の撮影シーンの場合は撮影画面の中
にはそれほど細かく忠実に記録再生しなくてもよい部分
が存在する。つまり撮影者が撮りたいと意図した主被写
体（たとえば人物）に相当する部分以外は圧縮率を上げ
ても、主被写体の画質劣化ないので問題はなく、データ
量を削減することができる。

【００３６】従って、圧縮モードは（Ａ）一画面を一率
の圧縮率で圧縮をかけるモード（撮影シーン（２）に対
応）、（Ｂ）一画面を複数の領域（グループ）に分割し
、前記領域毎に平均圧縮率を変化させて圧縮をかけるモ
ード、具体的に言えば被写体部分は低圧縮、それ以外の
部分は高圧縮を行なうモード（撮影シーン（１）に対応
）との二つに分ける。

【００３７】圧縮モードの判断方法を以下に述べる。

【００３８】図４は圧縮モードの決定方法を説明するた
めの図であり、同図中の斜線部分に焦点距離と被写体距
離の関係があれば前述した（Ａ）モードの圧縮を行う。 また同図中の白抜き部分は（Ｂ）モードの圧縮を行う。 尚、図４中のｆ０　〜ｆ１　間はカメラの持つ焦点距離
範囲である。

【００３９】被写体距離がＤ０　〜Ｄ１　間の斜線部分
と白抜き部分の境界線は、所望とする被写体の大きさが
同一である線に対応しており、この境界線上ではｆ＝ｋ
Ｄ→Ｄ／ｆ＝１／ｋ＝ｃｏｎｓｔ　（ｋ：係数）の関係
が成り立つ。

【００４０】つまり、（ａ）被写体距離がＤ１　以上の
場合、（ｂ）焦点距離がｆ０　以下の場合、（ｃ）ｆ≦
ｋＤ→Ｄ／ｆ≧１／ｋの関係が成り立っている場合、の
以上３つの場合の時は（Ａ）モードの圧縮を行い、他の
場合は（Ｂ）モードの圧縮を行う。

【００４１】尚、前記ｆ０　，ｆ１　，Ｄ０　，Ｄ１　
，ｋの値はカメラに取り付けてある光学系によって異な
る。

【００４２】次に圧縮の制御方法を説明する。

【００４３】システム制御部１３には図４の斜線領域の
データが記憶されており、被写体距離検出部５からの被
写体距離データ、焦点距離検出部１５の焦点距離データ
はシステム制御部１３に入力されるので、システム制御
部１３は前記被写体距離及び焦点距離データを基に圧縮
モードを決定する。

【００４４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれかの条
件を満たしていると判断された場合はシステム制御部１
３は画像圧縮部１１に上述の（Ａ）モードの圧縮を行な
わしめる。

【００４５】次に（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの
条件にも合わない場合はシステム制御部１３は上述の（
Ｂ）モードの圧縮を行なわしめる。

【００４６】一方、図１においてＡ／Ｄ変換器８ａから
出力されているデジタル化した輝度信号を輪郭抽出部１
４に入力してデジタル信号の急激な変化点を抽出させる
。即ち被写体１の輪郭部分の領域（ブロックグループ）
を抽出し、そのデータをシステム制御部１３に伝達する
。

【００４７】システム制御部１３は前記輪郭抽出データ
を基に被写体１の輪郭部の領域及びその内部領域を判断
し、これらの領域は圧縮率を下げ、それ以外の領域は圧
縮率を上げる命令を画像圧縮部１１に伝達する。

【００４８】図３を用いて更に具体的に説明する。

【００４９】図３において、図１中の撮像素子６に結像
した被写体１の像を縦８分割、横８分割の計６４領域に
分割したものである。

【００５０】また圧縮モードはこの６４領域に分割した
領域毎に決定され、圧縮そのものは各領域中の（８×８
）画素のブロック単位で行なわれる。

【００５１】輪郭抽出部１４によって得られたデータを
基にシステム制御部１３では輪郭部分及び輪郭の内側に
あるすべての領域を選び出す。

【００５２】即ち図３を例に撮れば、抽出される領域は
０Ｄ，０Ｅ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，３
Ｂ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，４Ａ，４Ｂ，４ｃ，４Ｅ，５Ａ
，５Ｂ，５Ｃ，５Ｅ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｅ，７Ｅの
計２５領域となる。

【００５３】従ってシステム制御部１３は前記２５領域
の平均圧縮率を下げ、その他の領域の平均圧縮率を上げ
るように画像圧縮部１１を制御する。

【００５４】また各領域に対応する圧縮率のデータはシ
ステム制御部１３よりメモリカード１２に記憶される。

【００５５】前記２５領域の平均圧縮率を画質劣化の少
ない１／８とし他の領域の圧縮率を１／１６とした場合
の圧縮された総ビット数は約０．５Ｍビットとなる。

【００５６】他方、一様の圧縮率で一画面を１／４に圧
縮した時の総ビット数は約０．７５Ｍビットとなり、こ
れと比較すると約２／３にデータ量は減少することにな
る。

【００５７】また、一般的な撮影シーンを考えると主被
写体（撮影者が一番撮りたい被写体）は画面の中心に位
置する、図３においては人物が主被写体と考えられる。 輪郭検出部１４の検出データによりシステム制御部１３
は人物が存在しない領域（３Ｂ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，５
Ａ，５Ｂ，５Ｃ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ）も検出しているの
で、更にデータ量を削減しようとする場合、輪郭検出部
１４により主被写体（画角の中心付近で検出された領域
）以外の領域が検出された時は主被写体部分は圧縮を下
げて（例えば非圧縮時の１／４）、それ以外で輪郭が検
出された領域は圧縮率を上げ（例えば非圧縮時の１／８
）、更にそれ以外の領域は更に圧縮率を上げる（例えば
非圧縮時の１／１６）ようにすることにより主被写体の
画質劣化を極力抑えることも可能である。

【００５８】図２は図１の装置で記憶された画像信号を
再生するための装置構成図である。１２は図１の装置で
画像信号が記憶されたメモリカード、２０は装置の各部
を制御するシステム制御部、２１は伸張処理部、２２は
スイッチであり、２２ａ〜２２ｃの切換接点を持ちシス
テム制御部２０により制御されている。

【００５９】２３ａ〜２３ｃはバッファメモリで、これ
は輝度信号（Ｙ）と２つの色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）
のメモりである。

【００６０】２４ａ〜２４ｃはＤ／Ａ変換器で、夫々Ｙ
，Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号に対応している。

【００６１】２５はビデオエンコーダで前記Ｄ／Ａ変換
器２４ａ〜２４ｃから出力される信号を合成してビデオ
信号としてビデオ出力端子２６に出力する。

【００６２】以上のように構成された再生装置で、再生
動作を詳細に説明する。

【００６３】再生スイッチ１９が操作されるとシステム
制御部２０は各部に電源を供給し、図１のカメラ装置で
記憶された画像信号の被圧縮データ及びその各領域毎の
圧縮率データがメモリカード１２から読み出されてシス
テム制御部２０に入力される。

【００６４】システム制御部２０はそのデータを伸張処
理部２１に伝達し、前記伸張処理部２１は前記データを
基にメモリカード１２が読み出されたビデオ信号を伸張
処理を施す。ここで伸張される順序はＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ信号順序で行なわれ、その処理と連動してスイッチ２
２の接点の切換を行う。これにより伸張処理されたＹ、
Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号は夫々バッファメモリ２３ａ、２
３ｂ及び２３ｃに記憶される。

【００６５】バッファメモリ２３に記憶された各信号は
夫々Ｄ／Ａ変換器２４ａ〜２４ｃに入力されてデジタル
信号からアナログ信号に変換される。

【００６６】その後、アナログ信号に変換された各Ｙ、
Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号はビデオエンコーダ２５に入力さ
れ、ビデオエンコーダ２５にはシステム制御部２０から
ビデオ同期信号が入力されているので前記同期信号を基
にＹ、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ信号を合成処理しビデオ信号と
してビデオ出力端子２６に出力される。

【００６７】ビデオ出力端子２６に不図示のテレビモニ
ター等を接続すれば再生画像を見ることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本願発明によれば電
子カメラ及び画像信号を圧縮する画像信号圧縮装置にお
いて、撮影シーン等に従い一画面内で圧縮率を適宜設定
できるものであるから、一画面に対する記憶容量を減ら
すことができ、同一容量であれば画質の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかる電子スチルカメラのブロック
図である。

【図２】図１の装置で撮影記録した画像信号を再生する
装置のブロック図である。

【図３】本実施例にかかる圧縮動作を説明するための図
である。

【図４】本実施例にかかる圧縮モードの決定方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

５　　被写体距離検出部 ８ａ，８ｂ，８ｃ　　Ａ／Ｄ変換器 １１　　圧縮処理部 １２　　メモリカード １３，２０　　システム制御部 １４　　輪郭検出部 １５　　焦点距離検出部 ２１　　伸張処理部 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ　　Ｄ／Ａ変換器２５　　ビデ
オエンコーダ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　撮像素子によって得られた画像信号を
   圧縮処理する圧縮手段と、被写体とカメラとの距離を検
   出する被写体距離検出手段とを有し、前記被写体距離検
   出手段の出力に応じて圧縮率を調整することを特徴とす
   る電子カメラ。
2. 【請求項２】　　撮像素子によって得られた画像信号を
   圧縮処理する圧縮手段と、焦点距離を検出する焦点距離
   検出手段とを有し、前記焦点距離検出手段の出力に応じ
   て圧縮率を調整することを特徴とする電子カメラ。
3. 【請求項３】　　撮像素子によって得られた画像信号を
   圧縮処理する圧縮手段と、被写体とカメラとの距離を検
   出する被写体距離検出手段と、焦点距離を検出する焦点
   距離検出手段とを有し、前記被写体距離検出手段及び焦
   点距離検出手段との出力に応じて圧縮率を調整すること
   を特徴とする電子カメラ。
4. 【請求項４】　　一画面を夫々が複数の画素よりなる複
   数のブロックに分割して該ブロック単位で画像信号を圧
   縮する画像信号圧縮装置において、一画面分のブロック
   を複数のグループに分割し、各グループの平均圧縮率を
   一画面内で複数設定可能としたことを特徴とする画像信
   号圧縮装置。
5. 【請求項５】　　一画面を夫々が複数の画素よりなる複
   数のブロックに分割して該ブロック単位で画像信号を圧
   縮する画像信号圧縮装置において、一画面分のブロック
   を複数のグループに分割し、各グループの平均圧縮率を
   一画面内で複数設定可能とした第１のモードと、一画面
   内の全グループの平均圧縮率が同率である第２のモード
   とを有することを特徴とする画像信号圧縮装置。
6. 【請求項６】　　画像信号の中で被写体部分を示す信号
   を抽出する抽出手段を有し、前記抽出手段の出力に応じ
   て圧縮率を調整することを特徴とする画像信号圧縮装置
   。
7. 【請求項７】　　前記抽出手段は前記画像信号の輪郭成
   分を抽出する輪郭抽出手段を具備することを特徴とする
   請求項６の画像信号圧縮装置。
8. 【請求項８】　　一画面中の圧縮動作が一様である第１
   のモードと、一画面中の圧縮動作が一様でない第２のモ
   ードとを有することを特徴とする画像信号圧縮装置。