JPH10341369A - 電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子スチルカメラ等の電子撮像装置におい
て、圧縮画像データから、色ノイズやモアレが少ない低
解像度の画像データに高速に生成する。 【解決手段】 ２次メモリ２６に記録された圧縮画像デ
ータを、ＣＣＤセンサ１２より低解像度の表示装置２８
に表示する場合、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２に、高周波成
分の量子化係数を０とした量子化テーブルのデータを供
給し、ＪＰＥＧ伸張を行わせる。この伸張処理によれ
ば、高周波成分がカットされた再生画像が得られる。こ
の再生画像をコントローラ１６にて表示装置２８の解像
度に合わせてサブサンプルする。再生画像ですでに高周
波成分がカットされているので、サブサンプル結果には
色ノイズやモアレが現れない。この装置では、伸張処理
により平滑化の効果が得られるので、別に平滑化の処理
を行う必要がなく、処理時間を大幅に短縮することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤなどの撮像
素子を用いて画像を撮影し、得られた画像をデータ圧縮
して記録する電子撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラなどの電子撮像装置で
は、光学系を用いて結像させた画像をＣＣＤなどの撮像
素子を用いて電気的な画像信号に変換し、この画像信号
をデジタル化して磁気ディスクや半導体メモリなどの記
録媒体に記録する。

【０００３】周知のように画像データは非常にデータ量
が大きいので、電子撮像装置では、得られた画像データ
を圧縮符号化した後、記録媒体に記録することが一般的
である。例えば電子スチルカメラでは、圧縮符号化方式
として、カラー静止画像圧縮の国際標準であるＪＰＥＧ
（Joint Photographic Coding Experts Group ）が採用
されている。ＪＰＥＧでは、画像データをＤＣＴ（Disc
rete Cosine Transform ：離散コサイン変換）により周
波数領域の信号へと変換し、この変換結果を量子化テー
ブルを用いて量子化し、この量子化結果を更にエントロ
ピー符号化することにより、画像情報を圧縮する。この
ようなプロセスをＪＰＥＧ圧縮と呼ぶ。一方、圧縮デー
タから画像を再生する場合には、前記圧縮のプロセスを
逆に実行する（この逆プロセスをＪＰＥＧ伸張と呼
ぶ）。

【０００４】ところで、電子スチルカメラは、撮影した
画像をその場で確認（レビュー）したりするなどのため
に、液晶ディスプレイなどの表示装置を備えていること
が一般的である。また、また電子スチルカメラには、テ
レビジョンへ画像データを出力する機能を備えるものも
ある。

【０００５】電子スチルカメラは、高品質の画像を実現
するために高解像度の撮像素子を搭載することが多く、
この撮像素子の解像度は、カメラに設けられたレビュー
用の表示装置やテレビジョンの解像度よりも高いのが一
般的である。このため、記録媒体に記録された圧縮デー
タをこれらの表示装置に表示する場合には、圧縮データ
をＪＰＥＧ伸張した後、解像度変換のために画素のサブ
サンプル（間引き）処理が行われる。ところが、この解
像度変換において単純なサブサンプルを行うと色ノイズ
やモアレが発生してしまう。そこで、従来は、これを避
けるため、伸張結果のデジタル画像に対して、例えばソ
フトウエア的に平均値フィルタやメディアンフィルタな
どによる平滑化処理を施すことにより、画像の高周波成
分を除去あるいは低減し、その後にサブサンプル処理を
行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、デジタル画
像データの平滑化処理はかなり時間を要する処理である
ため、表示装置への表示を指示してから画像が表示され
るまでに時間がかかるという問題があった。

【０００７】この問題は、電子スチルカメラだけでな
く、高解像度の撮像素子で撮影した画像を低い解像度の
表示装置に表示する機能を有する電子撮像装置一般に共
通する問題である。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、圧縮画像データから、色ノイズ
やモアレが少ない低解像度の画像データに高速に生成す
ることができる電子撮像装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係る電子撮像装置は、撮像素子と、この
撮像素子により撮影された画像のデータを直交変換及び
量子化することにより圧縮画像データを生成する圧縮手
段と、前記圧縮画像データを記録する記録手段とを有す
る電子撮像装置において、前記記録手段から読み出した
圧縮画像データを、量子化テーブルの高周波成分の量子
化係数を前記圧縮手段の量子化の場合の値よりも小さく
して逆量子化し、この逆量子化結果を直交逆変換するこ
とにより、データ伸張を行う平滑伸張手段と、この平滑
伸張手段の出力をサブサンプリングして、前記撮像素子
より低い解像度の表示装置に適合した画像データを形成
する解像度変換手段とを有することを特徴とする。

【００１０】平滑伸張手段は高周波成分の量子化係数が
圧縮時の値よりも小さい量子化テーブルを用いて逆量子
化を行うので、この平滑伸張手段を用いて圧縮画像デー
タのデータ伸張を行えば、高周波成分が低減された再生
画像を得ることができる。この平滑伸張手段の処理結果
を解像度変換手段でサブサンプルすると、通常の伸張処
理によって得た画像をサブサンプルした場合よりも色ノ
イズやモアレが少ない画像が得られる。この構成では、
データ伸張と同時に高周波成分の抑圧、すなわち平滑
化、が行われるので、従来平滑化に要していた時間が不
要となり、低解像度画像を選るのに要する時間を大幅に
短縮することができる。

【００１１】また、本発明に係る電子撮像装置は、記録
手段から読み出した圧縮画像データを、量子化テーブル
の高周波成分の量子化係数を０として逆量子化し、この
逆量子化結果を直交逆変換することにより、データ伸張
を行う平滑伸張手段と、この平滑伸張手段の出力をサブ
サンプリングして、撮像素子より低い解像度の表示装置
に適合した画像データを形成する解像度変換手段とを有
することを特徴とする。

【００１２】この構成では、平滑伸張手段にて高周波成
分の量子化係数を０としてデータ伸張を行うことによ
り、色ノイズやモアレの原因となる画像の高周波成分を
完全にカットすることができる。したがって、平滑伸張
手段によって得られた伸張画像をサブサンプルすれば、
色ノイズやモアレのない低解像度画像を得ることができ
る。この構成でも、データ伸張と平滑化が同時に行われ
るので、低解像度の画像を短時間で生成することができ
る。

【００１３】また、本発明の好適な態様では、撮像素子
と表示装置の解像度の比に基づき、量子化テーブルにお
いて量子化係数を０とする高周波成分を決定する。この
態様では、撮像素子と表示装置との解像度の比に応じ
て、色ノイズやモアレをなくすためにカットすべき高周
波成分を求め、これに対応する量子化係数を０とするの
で、表示装置の解像度に応じた適切な平滑化効果を得る
ことができる。

【００１４】また、本発明に係る電子スチルカメラは、
撮像素子と、この撮像素子で撮影された画像を量子化テ
ーブルを用いてＪＰＥＧ圧縮するＪＰＥＧ圧縮手段と、
ＪＰＥＧ圧縮手段によって生成された圧縮画像データを
記録する記録手段と、記録手段から取り出した圧縮画像
データを量子化テーブルを用いてＪＰＥＧ伸張して画像
を再生するＪＰＥＧ伸張手段と、を有する電子スチルカ
メラであって、前記撮像素子よりも解像度が低い所定の
表示装置へ画像表示を行う場合に、前記ＪＰＥＧ伸張手
段に、前記量子化テーブルの高周波成分の量子化係数を
０としてＪＰＥＧ伸張処理を行わせ、この処理結果を前
記表示装置の解像度に合わせてサブサンプルすることに
より前記表示装置のための低解像度画像を形成すること
を特徴とする。

【００１５】この構成では、ＪＰＥＧ伸張手段に圧縮時
と同じ量子化テーブルを与えれば、通常の解像度（撮像
素子の解像度に見合った解像度）の再生画像を得ること
ができ、ＪＰＥＧ伸張手段に高周波成分の量子化係数を
０とした量子化テーブルを与えれば、平滑化された再生
画像を得ることができる。この平滑化された再生画像を
サブサンプルすれば、色ノイズやモアレのない低解像度
画像を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下実施形態という）を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る電子スチルカメラの
全体構成を示す機能ブロック図である。まず、レンズ１
０は、撮影対象物の像を撮像素子としてのＣＣＤセンサ
１２に結像させる。ＣＣＤセンサ１２は、ドライバ１４
によって駆動され、撮影対象物の画像を電気信号に変換
する。アンプ１８は、ＣＣＤセンサ１２から出力される
画像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器２０は、増幅された
画像信号をデジタル信号に変換する。ＪＰＥＧ圧縮伸張
器２２は、デジタル画像データをＪＰＥＧ圧縮する機能
と、ＪＰＥＧ圧縮された画像データ（圧縮画像データ）
をＪＰＥＧ伸張する機能とを有する専用ＩＣである。Ｊ
ＰＥＧ圧縮とは、ＪＰＥＧ標準に準拠した画像圧縮処理
であり、画像データに対して直交変換の一種であるＤＣ
Ｔ（離散コサイン変換）を施し、この変換結果に対して
量子化及びエントロピー符号化（ハフマン符号化）の操
作を加えて圧縮画像データを得る処理である。また、Ｊ
ＰＥＧ伸張とは、ＪＰＥＧ圧縮とは逆の処理であり、エ
ントロピー復号化、逆量子化及び逆ＤＣＴの一連の操作
により圧縮画像データをデータ伸張し、再生画像を得る
処理である。ここで、量子化及び逆量子化の処理の際に
は、コントローラ１６から量子化係数の情報が供給さ
れ、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２は、この量子化係数に従っ
て量子化あるいは逆量子化を行う。コントローラ１６
が、汎用のプロセッサを含み、図示しないＲＯＭなどに
格納された制御プログラムに従って、ドライバ１４を含
めた電子スチルカメラの全体的な制御を行う。コントロ
ーラ１６の行う個々の処理については、後で行う本実施
形態の動作説明のところで説明する。なお、コントロー
ラ１６は、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２に供給する量子化係
数を量子化テーブル３０に保持している。量子化テーブ
ル３０は、量子化係数の８×８のマトリクスである。１
次メモリ２４は、画像データの圧縮や伸張の際のワーク
スペースとして用いられるメモリであり、例えばＤＲＡ
Ｍ等を用いることができる。２次メモリ２６は、ＪＰＥ
Ｇ圧縮により得られた圧縮画像データを記録する記録媒
体であり、固定内蔵型の半導体メモリや着脱自在なメモ
リカード等を用いることができる。表示装置２８は、例
えば液晶ディスプレイであり、撮影画像のレビューのた
めに用いられる。

【００１８】次に、このような電子スチルカメラの機能
・動作について説明する。

【００１９】まず、撮影時においては、ＣＣＤセンサ１
２から出力された画像信号は、アンプ１８で増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換される。こ
の結果得られたデジタル画像信号は、一次メモリ２４に
いったん格納される。この段階で１次メモリ２４に格納
されている画像データは、ＣＣＤセンサ１２に設けられ
た色フィルタのため、例えば各原色Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー
値が市松模様パターンで並んだデータとなっている。コ
ントローラ１６は、このデータを１次メモリ２４から取
り出し、これらから各画素のＲＧＢ値を求めて、圧縮用
の画像データを形成する。この圧縮用の画像データは、
１次メモリ２４に書き戻される。次に、コントローラ１
６は、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２に対してＪＰＥＧ圧縮処
理の開始を指令し、量子化テーブル３０の量子化係数の
データを供給する。図２は、量子化テーブル３０のデー
タマトリクスの一例を示す図である。ＪＰＥＧ圧縮伸張
器２２は、コントローラ１６から画像圧縮の指令を受け
ると、一次メモリ２４上の圧縮用の画像データに対し、
ＤＣＴ、量子化及びエントロピー符号化の一連の操作を
施す。この結果、１次メモリ２４上には圧縮画像データ
が形成される。このようにして形成された圧縮画像デー
タは、２次メモリ２６に記録される。

【００２０】また、電子スチルカメラは、２次メモリ２
６に記録した圧縮画像データを再生し、コンピュータな
どに出力する機能を有している。この再生処理の際に
は、コントローラ１６は、２次メモリ２６の圧縮画像デ
ータを１次メモリ２４にロードし、ＪＰＥＧ圧縮伸張器
２２に対してＪＰＥＧ伸張処理を指令する。ＪＰＥＧ圧
縮伸張器２２は、この指令を受けると、１次メモリ２４
上の圧縮画像データに対して、エントロピー復号化、逆
量子化及び逆ＤＣＴの一連の操作を行い、１次メモリ２
４上に再生画像データを形成する。ここで、コントロー
ラ１６は、逆量子化処理のために、圧縮時と同じ図２に
示した量子化テーブル３０に基づき、ＪＰＥＧ圧縮伸張
器２２に量子化係数を供給する。したがって、この再生
処理によれば、撮影画像とほぼ同品質の画像が得られ
る。このようにして得られた再生画像データは、図示し
ない出力ポートから外部のコンピュータなどに出力され
る。

【００２１】また、本実施形態の電子スチルカメラは、
２次メモリ２６に記録した圧縮画像データを再生して、
内蔵する表示装置２８や外部のテレビジョンに表示する
機能を有する。表示装置２８やテレビジョンは、ＣＣＤ
センサ１２よりも解像度が小さいので、本実施形態で
は、以下のようにして表示装置２８やテレビジョンの表
示用の画像データを形成している。

【００２２】例えば、ユーザから表示装置２８への表示
が指示された場合、コントローラ１６は、表示を指示さ
れた画像の圧縮画像データを２次メモリ２６から１次メ
モリ２４にロードし、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２に対して
ＪＰＥＧ伸張処理を指令する。このとき、コントローラ
１６は、高周波成分の量子化係数を０とした図３のよう
な量子化テーブルに基づき、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２に
量子化係数を供給する。図３の量子化テーブルは、画素
を縦横それぞれ１／４にサブサンプル（間引き）する場
合の量子化テーブルであり、図２の量子化テーブルうち
の左上隅の２×２のマトリクスのみを残し、残り（高周
波成分）の量子化係数を０としたテーブルである。この
量子化テーブルは、表示装置２８の解像度がＣＣＤセン
サ１２の解像度の縦横１／４の場合に好適なテーブルで
ある。なお、もし表示装置２８の解像度がＣＣＤセンサ
１２の縦横１／２の場合には、図２の量子化テーブルの
うちの左上隅４×４のマトリクスを残し、残りの量子化
係数を０とした量子化テーブルを用いればよい。また、
表示装置の解像度がＣＣＤセンサの縦横６０％の場合に
は、図２のテーブルの左上隅５×５のマトリクスを残
し、残りを０として用いる。このように、本実施形態で
は、量子化テーブルにおいて量子化係数を０とする成分
の範囲は、表示装置とＣＣＤセンサの解像度の比に応じ
て決定する。

【００２３】ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２は、コントローラ
１６からデータ伸張指令を受けると、１次メモリ２４上
の圧縮画像データをエントロピー復号化し、この結果に
対して図３に示した量子化テーブルを用いて逆量子化処
理を施し、この結果にさらに逆ＤＣＴ処理を施してデー
タ伸張を行う。周知のように、ＪＰＥＧの逆量子化処理
では、８×８の各画素のデータ値に対して量子化テーブ
ルにおける対応する量子化係数を掛ける。ここでは、高
周波成分の量子化係数が０なので、逆量子化によって画
像の高周波成分の値が０となる。したがって、この逆量
子化結果に逆ＤＣＴを施して得られる再生画像は、高周
波成分がカットされた画像となる。すなわち、本実施形
態によれば、ＪＰＥＧ伸張処理により同時に画像の平滑
化の効果を得ることができる。このようにして、１次メ
モリ２４上には、高周波成分がカットされた再生画像デ
ータが形成される。

【００２４】ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２によるデータ伸張
処理が終わると、コントローラ１６が、１次メモリ２４
上の再生画像データを、ＣＣＤセンサ１２と表示装置２
８との解像度の比に応じた所定のレート（この例では１
／４）でサブサンプルし、表示装置２８用の表示画像の
データを１次メモリ２４上に形成する。本実施形態で
は、ＪＰＥＧ圧縮伸張器２２によって得られた再生画像
データは、高周波成分がカットされた平滑化画像となっ
ているので、サブサンプルを行っても色ノイズやモアレ
は生じない。１次メモリ２４上に形成された表示用の画
像データは、コントローラ１６を介して表示装置２８に
供給され、表示される。

【００２５】なお、圧縮画像データを外部のテレビジョ
ンに表示する場合は、表示装置２８に表示する場合と同
様の処理を行えばよい。このような処理によって形成し
た表示用の画像データは、テレビ信号出力端子から出力
され、テレビジョンに供給される。なお、表示装置２８
とテレビジョンの解像度が異なる場合には、表示装置２
８用及びテレビジョン用にそれぞれ別々の伸張用の量子
化テーブルを用意（あるいは圧縮用の量子化テーブルか
ら作成）すればよい。

【００２６】以上、本発明の好適な実施形態について説
明した。以上説明したように、本実施形態によれば、低
解像度の表示装置に画像表示を行う場合に、撮像素子と
表示装置との解像度の比（すなわち、サブサンプルのレ
ート）に応じて定められる高周波成分についての量子化
係数を０とした量子化テーブルを用いてデータ新著を行
うことにより、データ伸張処理と同時に画像の平滑化の
効果を得ることができる。したがって、本実施形態によ
れば、ＪＰＥＧ伸張処理の後に平滑化処理を行わなくて
よいので、従来に比べて表示までの時間を大幅に短縮す
ることができる。また、ＪＰＥＧ伸張処理をソフトウエ
アで実現する構成の場合には、伸張処理において量子化
係数が０の成分については計算を行う必要がないので、
データ伸張に要する時間も短縮することができる。

【００２７】以上では、低解像度の表示装置向けのデー
タ伸張の際に、図３に示すような高周波成分の量子化係
数を０とした量子化テーブルを用いたが、これに限ら
ず、高周波成分の量子化係数を圧縮時よりも小さい値と
した量子化テーブルでも、データ伸張時に高周波成分の
低減効果（すなわち画像の平滑化効果）を得ることがで
き、サブサンプル結果における色ノイズやモアレの低減
に効果がある。また、以上では、画像圧縮の手法として
ＪＰＥＧを用いる例を示したが、すでに説明した平滑化
効果が得られる原理から明らかなように、本発明は直交
変換及び量子化により画像データを圧縮して記録する方
式一般に適用可能である。また、上記実施形態では、電
子スチルカメラを例にとったが、本発明は、電子スチル
カメラのみならず、ＣＣＤなどの撮像素子を用いて画像
を撮影し、この画像に直交変換及び量子化を施してデー
タ圧縮を行う電子撮像装置一般に適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮画像データから色ノイズやモアレの少ない低解像度
画像を高速に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の電子スチルカメラの全体構成を示
す機能ブロック図である。

【図２】 画像圧縮時に用いる量子化テーブルの一例を
表す図である。

【図３】 低解像度の表示装置のための画像再生の際に
用いる量子化テーブルの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ レンズ、１２ ＣＣＤセンサ、１４ ドライバ、
１６ コントローラ、１８ アンプ、２０ Ａ／Ｄ変換
器、２２ ＪＰＥＧ圧縮伸張器、２４ １次メモリ、２
６ ２次メモリ、２８ 表示装置、３０ 量子化テーブ
ル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子と、この撮像素子により撮影さ
   れた画像のデータを直交変換及び量子化することにより
   圧縮画像データを生成する圧縮手段と、前記圧縮画像デ
   ータを記録する記録手段とを有する電子撮像装置におい
   て、 前記記録手段から読み出した圧縮画像データを、量子化
   テーブルの高周波成分の量子化係数を前記圧縮手段の量
   子化の場合の値よりも小さくして逆量子化し、この逆量
   子化結果を直交逆変換することにより、データ伸張を行
   う平滑伸張手段と、 この平滑伸張手段の出力をサブサンプリングして、前記
   撮像素子より低い解像度の表示装置に適合した画像デー
   タを形成する解像度変換手段と、 を有することを特徴とする電子撮像装置。
2. 【請求項２】 撮像素子と、この撮像素子により撮影さ
   れた画像のデータを直交変換及び量子化することにより
   圧縮画像データを生成する圧縮手段と、前記圧縮画像デ
   ータを記録する記録手段とを有する電子撮像装置におい
   て、 前記記録手段から読み出した圧縮画像データを、量子化
   テーブルの高周波成分の量子化係数を０として逆量子化
   し、この逆量子化結果を直交逆変換することにより、デ
   ータ伸張を行う平滑伸張手段と、 この平滑伸張手段の出力をサブサンプリングして、前記
   撮像素子より低い解像度の表示装置に適合した画像デー
   タを形成する解像度変換手段と、 を有することを特徴とする電子撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子撮像装置におい
   て、 前記撮像素子と前記表示装置の解像度の比に基づき、前
   記量子化テーブルにおいて量子化係数を０とする高周波
   成分を決定することを特徴とする電子撮像装置。
4. 【請求項４】 撮像素子と、この撮像素子で撮影された
   画像を量子化テーブルを用いてＪＰＥＧ圧縮するＪＰＥ
   Ｇ圧縮手段と、ＪＰＥＧ圧縮手段によって生成された圧
   縮画像データを記録する記録手段と、記録手段から取り
   出した圧縮画像データを量子化テーブルを用いてＪＰＥ
   Ｇ伸張して画像を再生するＪＰＥＧ伸張手段と、を有す
   る電子スチルカメラであって、 前記撮像素子よりも解像度が低い所定の表示装置へ画像
   表示を行う場合に、前記ＪＰＥＧ伸張手段に、前記量子
   化テーブルの高周波成分の量子化係数を０としてＪＰＥ
   Ｇ伸張処理を行わせ、この処理結果を前記表示装置の解
   像度に合わせてサブサンプルすることにより前記表示装
   置のための低解像度画像を形成することを特徴とする電
   子スチルカメラ。