JPH03288831A - ディジタル電子スチルカメラ - 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】 妖（じ１暫 本発明はディジタル電子スチルカメラに係り、特に被写
界を撮影して該被写界を表わす画像データを圧縮符号化
して、記録するディジタル電子スチルカメラに関する。

背景技術 ディジタル電子スチルカメラは、たとえばＣＣＤなどの
固体撮像デバイスにより被写界を撮影してそれを表わす
画像信号をディジタルデータの形でメモリに蓄積する撮
影装置である。メモリには、たとえば半導体メモリなど
のＲＡＭを搭載したメモリカードの形をとるものが多く
使用される。その場合にメモリの記憶領域を効率的に使
用するために直交変換符号化などのデータ圧縮を行なう
ことが多い。

特に２次元直交変換符号化は、大きな圧縮率で符号化を
行なうことができ、かつ符号化に伴う画像歪も抑圧でき
ることから、広く用いられている。

このような２次元直交変換符号化においては、画像デー
タは所定の数のブロックに分割され、それぞれのブロッ
ク内の画像データが２次元直交変換される。２次元直交
変換された画像データ、すなわち変換係数は、所定の閾
値と比較され、閾値以下の部分の切り捨て（係数切り捨
て）が行なわれる。これにより閾値以下の変換係数は、
その後、０のデータとして処理される０次に係数切り捨
てが行なわれた変換係数は、所定の量子化ステップ値、
すなわち正規化係数により除算され、ステップ幅による
量子化、すなわち正規化が行なわれる。これにより、変
換係数の値、すなわち振幅のグイナミックレンジを抑圧
することができる。

この閾値との比較と正規化の処理は、同時に行なわれる
ことが多い。すなわち、変換係数を所定の正規化係数に
て正規化して、その結果を整数化すると、正規化係数よ
り低い値をもつ変換係数は０となる。

正規化された変換係数はその後、ハフマン符号化され、
メモリに記憶される。

ところで晴天時に屋外で撮影すると、主要被写体（たと
えば人物）のみならす背景にもピントが合うために１画
面分の情報量が多くなる。このような撮影により得られ
た画像データを圧縮すると、その記録画像を再生した際
に画像全体の画質の劣化が太きく、しかも画像データの
圧縮時における主要被写体に対するビット配分が少なく
なる。換言すれば、主要被写体に対する画像データの圧
縮率高くなり、記録画像を再生した場合に主要被写体の
画質が相対的に劣化するという問題があった。

目　　　的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、いかなる
撮影条件で撮影した場合でも画像データの圧縮処理に起
因して記録画像の再生時に主要被写体の画質が相対的に
劣化することなく、良好な静止画像を記録することがで
きるディジタル電子スチルカメラを提供することを目的
とする。

発明の開示 本発明によれば、被写界を撮影してこの被写界を表わす
画像データを圧ＩＶｉｉ符号化して記録するディジタル
電子スチルカメラは、絞りおよび固体撮像素子を含む撮
像光字系と、被写界の光量を検出する測光手段と、測光
手段の検出出力を取込み、被写界の測光量に応じてシャ
ッタスピードおよび絞り量を制御する制御手段とを有し
、制御手段は、測光手段の検出出力に基づき被写界が高
周波成分の多い撮影条件の場合には撮像光学系の被写界
深度が浅くなるようにシャッタスピードおよび絞り量を
制御するものである。

また本発明によれば、被写界を撮影してこの被写界を表
わす画像データを圧縮符号化して記録するディジタル電
子スチルカメラは、被写界を撮影して得られる画像デー
タのうち画面上、中央部以外の周辺部の部分に相当する
画像データの高周波成分を除去するローパスフィルタと
、ローパスフィルタを介して出力される画像チークと、
ローパスフィルタを介さずにそのまま出力される画像デ
ータのうちいずれか一方を出力するように切り換えるス
イッチ手段と、スイッチ手段を被写界の撮影条件に応じ
て切換制御する制御手段とを有し、制御手段は、被写界
が高周波成分の多い撮影条件の場合には被写界の撮影に
より得られた画像データをローパスフィルタを介して出
力するようにスイッチ手段の切換制御を行なうものであ
る。

更に本発明によれば、被写界を撮影して該被写界を表わ
す画像データを圧縮符号化して記録するディジタル電子
スチルカメラは、画像データを画面全体について設定さ
れた圧縮率により圧縮する画像チーク圧縮手段と、被写
界の撮影条件に応じて前記画像データ圧縮手段に設定す
る圧縮率を決定する制御手段とを有し、制御手段は、被
写界が高周波成分の多い撮影条件の場合には上記圧縮率
を通常撮影時より低い値になるように決定するものであ
る。

丈（」（工姓男 次に添付図面を参照して本発明によるディジタル電子ス
チルカメラの実施例を詳細に説明する。

第１図には本発明に係るディジタル電子スチルカメラの
一実施例が示されている。同図において本発明に係るデ
ィジタル電子スチルカメラは撮像光学系ｌを有している
。撮像光学系ｌは撮影レンズ１０と、絞り１４と、固体
撮像素子１６とを含んで構成されている。絞り１４およ
び固体撮像素子１６はそれぞれ、制御回路４２の制御下
に絞り駆動回路３８およびＣＣＤ駆動回路３８により駆
動される。　ＣＣＯ駆動回路３８により固体撮像素子１
６における電荷の蓄積、転送、排出の各動作が制御され
る。ここで固体撮像素子１６の蓄積電荷が排出された後
、固体撮像素子１６の撮像セルアレイ表面に結像された
被写界像に応じて電荷の蓄積が開始された時点から蓄積
動作を終了させるまでの時間がシャッタスピードに相当
する。ＣＣＤ駆動回路３８によりこの時間を制御する機
能を本明細書では電子シャッタと称する。

固体撮像素子１６は、本実施例ではＣＣＤが使用され、
撮像光学系１により撮影された被写界像を示すカラー画
像信号を、たとえば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）
の色成分信号の形式で出力する。この色成分信号はＴＶ
信号と同様なラスク走査形式にて出力される。上記電子
シャッタでは、固体撮像素子として基板排出型のＣＣＤ
を用いて蓄積電荷の排出操作を行うことにより、シャッ
タスピードの高速化を図るようにしている。

すなわち、インターライン型ＣＣＤで信号電荷蓄積前に
ＣＣＤの受光部を構成するフォトダイオードからその直
下の基板ウェルへ電荷を排出することにより、シャッタ
の高速化に対処するようにしている。

固体撮像素子１Ｂの出力端はアナログ・ディジタル変換
器（Ａ／Ｄ）　１Ｂに接続されている。　Ａ／Ｄ変換器
１８は入力されるアナログの画像信号を対応するディジ
タルデータに変換して出力する信号変換回路である。こ
のディジタルデータは、色成分信号ＲＧＢについてそれ
ぞれ、たとえば８ビツトに量子化される。このディジタ
ルデータ出力は、信号処理回路２０に入力される。

信号処理回路２０は、本実施例では白バランス調整およ
び階調補正などの前処理と、色成分信号データを輝度信
号と２相の色差信号に変換する処理とを画像データに施
す信号処理を行う。

信号処理回路２０の出力端はメモリコントローラ２２に
接続されている。メモリコントローラ２２はフレームメ
モリ３０に接続され、信号処理回路２０から出力される
画像データのフレームメモリ３０への格納およびフレー
ムメモリ３０からの読み出しを制御する。固体撮像素子
１６から出力される画像信号は、通常のラスク走査の線
順次信号の形式をとっている。

メモリコントローラ２２は、画像データのブロック化を
行う。すなわち、第２図に示すように画像信号の表す１
コマの画面５０を所定の大きさの複数の領域、すなわち
ブロック５２に分割し、各プロッリ５２ごとに画像デー
タを読み出す。

各ブロック５２は、たとえば水平走査（Ｈ）方向に８画
素、垂直走査（Ｖ）方向に８画素の大きさでよく、また
は縦横方向に異なる画素数の大きさであってもよい、こ
うしてフレームメモリ３０からブロック５２単位に読み
出された画像データは直交変換部２４に送出される。メ
モリコントローラ２２によってフレームメモリ３０かも
読み出されたブロック５２単位の画像データは直交変換
された後、符号化部２６へ送出され、符号化される。

直交変換部２４は、メモリコントローラ２２から入力さ
れる画像データを各ブロック単位で直交変換を行い、出
力する機能を有する。直交変換は、たとえば２次元ディ
スクリートコサイン変換（ＯＣＴ）が適用される。これ
によって各ブａ７す５２の画像データは、ブロック５２
ごとに周波数領域のデータに変換され、画面５０の水平
（Ｈ）方向および垂直方向（Ｖ）方向に低い周波数から
データが配列される。

直交変換部２４において２次元直交変換されたブロック
ごとの画像データは縦横に配列され、左上の部分に低次
のデータが配列され、右下の方向に向うにつれて高次の
データとなる。直流成分のデータは左上部に配置される
。

符号化部２８は、直交変換部２４において２次元直交変
換された画像データ、すなわち変換係数に対して係数切
り捨てを行った後、正規化を行う。係数切り捨ては、直
交変換された変換係数を所定の閾値と比較し、閾値以下
の部分を切り捨てるものである。正規化は、係数切り捨
てが行われた変換係数を所定の量子化ステップ値、すな
わち正規化係数αにより除算し、正規化係数αによる量
子化（圧縮化）を行うものである。正規化係数αは、圧
縮率設定部３２の設定出力に基づいて決定される。

圧縮率設定部３２は、制御回路４４の制御下に符号化部
２６に対して所定の圧縮率、すなわち１画素当りのビッ
ト配分を設定する。たとえば通常の撮影時には１画素当
り１ビツト（以下、１　ｂｉｔ／ｐｅｌ　と記す。）、
また被写界が、たとえば屋外でかつ晴天であるような、
すなわち被写界が高周波成分の多い撮影条件であるよう
な場合には１画素当り２ビツト（以１．２　ｂｉｔ／ｐ
ｅｌ　と記す。）に設定される。

測光センサ４０は被写界の光量を検出する。

Ａ／Ｄ変換器４２は、測光センサ４０の検出出力をＡ／
Ｄ変換し、制御回路４４に出力する。

制御回路４４は、シャッタ駆動回路３４、絞り駆動回路
３６およびＣＯＤ駆動回路３日を制御すると共に、測光
センサ４０により検出された被写界の光量に応じて圧縮
率設定部３２を制御する。

符号化部２６により圧縮符号化された画像データはメモ
リカード２８に格納される。メモリカード２８は、たと
えばＲＡＭ　等の半導体メモリデバイスがカード状の基
体に担持された記憶装置であり、本実施例では本装置に
着脱自在に装着される。

上記構成°において、測光センサ４０により検出された
被写界の光量が、被写界が高周波成分の多い撮影条件で
あることを示す基準値を超えると制御回路４４により判
定された場合には被写界深度が浅くなるように、すなわ
ちシャッタスピードが高速でかつ絞りを開放気味にする
ように固体撮像素子■６および絞り１４を制御するため
の制御信号が制御回路４４よりＣＯＤ駆動回路３８およ
び絞り駆動回路３６に出力される。この結果、固体撮像
素子１６の表面上に形成される画像は、第４図に示すよ
うに主要被写体が占める中央部Ｍに合焦し、その周辺部
である背景Ｎは浅い焦点深度のために非合焦状態になる
。

また制御回路４４により測光センサ４０の検出出力に基
づいて被写界が、屋外でかつ晴天であるような高周波成
分の多い撮影条件であると判定された場合には通常の撮
影時より圧縮率を低く設定するための制御信号が、制御
回路４４より圧縮率設定部３２に出力される。この結果
、圧縮率設定部３２より符号化部２６に圧縮率が１　ｂ
ｉｔ／ｐｅｌから２　ｂｉｔ／ｐｅｌに変更するように
設定信号が出力される。

符号化部２６では通常撮影時より低い２　ｂｉｔ／ｐｅ
ｌの圧縮率で直交変換部２４より出力される画像データ
が圧縮符号化され、メモリカートに出力される。

このように本実施例では、被写界が、屋外でかつ晴天時
のような高周波成分の多い撮影条件下での撮影時に被写
界深度が浅くなるように撮像光学系を調整し、かつ画像
データの圧縮率を通常撮影時より低くなるように設定し
ている。これにより記録画像における主要被写体に対す
るデータ圧縮処理時のビー／　）配分が少なくなるのを
防止でき、画像再生時に画質が劣化することがなくなる
と共に、画像全体が鮮明になる。

なお、本実施例では被写界深度を撮像光学系の調整と圧
縮率の設定の双方を行うことにより実質的に画像データ
圧縮処理による主要被写体の画質の劣化を防止している
が、これらのうちの一方のみを行うようにしてもよい。

また本実施例では被写界の光量を測光センサ４０により
検出するようにしているが測光センサ４０を設けずに固
体撮像素子１６の出力信号により検出するようにしても
よい。

また被写界深度が浅くなるように撮像光学系を調整する
のに本実施例では電子的に制御しているが、これに限ら
ず、たとえば撮像光学系に画面の中央部以外の領域が非
合焦状態となるような光学レンズを介在させることによ
り実現してもよい。

次に本発明の他の実施例を第３図に示す０本実施例が上
記実施例と構成上、異なるのは、画面の背景Ｎ（第４図
）をぼかすのを画像データの高周波成分を除去するロー
パスフィルタ６０を用いて電気的処理により行うように
した点と、画像データの圧縮率の設定を画像データ全体
のアクティビティの算出値に基づいて行うようにした点
である。このためにローパスフィルタ６０と、電気信号
により動作するスイッチ６２と、アクティビティ演算回
路（以下、＾ＣＴ演算回路と記す）８４とが設けられて
いる。ここでアクティビティとは１画面分の画像データ
を複数のブロックに分割し、この分割されたブロック単
位の画像データに高周波成分が含まれる程度をいう。

ローパスフィルタ６０には、その特性を規定するフィル
タ係数（高周波成分の除去率に相当する重み係数）がメ
モリコントローラ２２から制御線１００を介して出力さ
れる制御信号により可変的に設定されるようになってい
る。すなわち、ローパスフィルタ６０のフィルタ係数は
、８５図に示す撮影画面の中央部Ｍで高周波成分の除去
率が低く、画面の外縁部に向うにつれてそれが高くなる
ようにフレームメモリ３０の読出しアドレスに応じてメ
モリコントローラ２２により設定されるようになってい
る。

ローパスフィルタ６０は、フレームメモリ３０から読み
出されたブロック単位の画像データの低周波成分を抽出
する。

したがってフレームメモリ３０から読み出されローパス
フィルタ６０を通過した画像データにより記録される画
像は画面の中央部以外の領域がぼかされた状態となる。

スインチロ２は通常は接点ａ側に切り換えられており、
ＡＣＴ　＠算回路６４により算出された画像データのブ
ロック単位ごとのアクティビティの合計値、すなわち１
画面分の画像データ全体のアクティビティの算出値に基
づいて、その算出値が基準値より大きい場合には接点す
側に切り換えられる。この基準値は、被写界が屋外であ
り、かつ晴天であることを示す値である。

またＡＣＴ演算回路６４は、１画面分の画像データ全体
のアクティビティの算出値に応じてその算出値が基準値
以下の場合には圧縮率を１　ｂｉｔ／ｐｅｔに、また基
準値以上の場合には圧縮率を２　ｂｉｔ／ｐｅｌに設定
するための指示信号を圧縮率設定部３２に出力する。

上記構成において、メモリコントローラ２２によりフレ
ームメモリ３０から読み出されたブロック単位の画像デ
ータは、スイッチ６２を介して直交変換部２４およびＡ
ＣＴ演算回路６４に、それぞれ入力される。

ＡＣＴｙ４３！回路６４では各ブロックごとにアクティ
ビティを算出し、かつこれらの合計値である総アクティ
ビティを算出する。この総アクティビイティが被写界が
、屋外でかつ晴天であるような高周波成分の多い撮影条
件下にあることを示す基準値より大きい場合にはＡＣＴ
演算回路６４は、スイッチ６２を接点す側に切り換える
と共に、圧縮率を２　ｂｉｔ／ｐｅｌに設定するための
指示信号を圧縮率設定部３２に出力する。この結果、フ
レームメモリ３０から読み出された画像データはメモリ
コントローラ２２の制御下でフィルタ係数が可変的に設
定されるローパスフィルタ６０により高周波成分が除去
された状態で直交変換部２４に入力される。直交変換部
２４で直交変換された画像データは、符号化ｇＡ２Ｂで
圧縮率設定部３２で設定された圧縮率（２ｂｉｔ／ｐｅ
＋　）で圧縮符号化され、メモリカード２Ｂの所定の記
憶領域に書き込まれる。

一方、＾Ｃ丁演算回路８４で算出された総アクティビテ
ィが上記基準値以下である場合には、スイッチ６２は接
点ａ側に切り換えられたままの状態にあり、圧縮率設定
部３２により通常撮影時に設定される１　ｂｉｔ／ｐｅ
ｌに圧縮率が設定される。したがってフレームメモリ３
０から読み出された画像データは直接、直交変換部２４
に入力され、直交変換部２４で直交変換された後、符号
化部２６により圧縮符号化され、メモリカード２日に書
き込まれる。

このように本実施例では被写界が、屋外でかつ晴天であ
るような高周波成分の多い撮影条件下にある場合の撮影
時に被写界深度を浅くするのと同様の効果をローパスフ
ィルタ６０を使用することにより実現し、かつ画像デー
タの圧縮率を通常撮影時より低くなるように設定してい
る。しかも被写界が、屋外でかつ晴天であるような高周
波成分の多い撮影条件下にあることを１画面分の画像デ
ータの総アクティビティに基づいて判定するように構成
されている。したがって本実施例によれば第１図に示し
た前記実施例と同様の効果が得られる。

なお、本実施例ではＡＣＴ演算回路６４の総アクティビ
イティの算出値に応じてローパスフィルタ６０をメモリ
コントローラ２２と直交変換部２４との間に挿入するか
否かを制御し、かつ圧縮率の設定値を制御するようにし
ているが、これらのうちいずれか一方のみを行うように
してもよい。

また本実施例ではスイッチ６２の切換制御をＡＣＴ演算
回路６４の出力信号に基づいて行っているがこれに限ら
ず、たとえば測光センサ４０（第１図）などの被写界光
量を検出する測光手段の検出出力に基づいて行ってもよ
い。

艷−１ 以上に説明したように本発明によれば、通常撮影時には
比較的高い圧縮率で画像データを処理し、被写界が屋外
でかつ晴天時には通常撮影時より低い圧縮率で画像デー
タの処理を行うか、または撮影時に被写界深度が浅くな
るような効果が得られるようにしたので、いかなる撮影
条件で撮影した場合でも画像データの圧縮処理に起因し
て記録画像の再生時に主要被写体の画質が相対的に劣化
することがなく良好な静止画像を記録することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディジタル電子スチルカメラの一
実施例の構成を示すブロック図、第２図は第１図に示す
実施例における画面のブロック構成を示す説明図、 第３図は本発明に係るディジタル電子スチルカメラの他
の実施例の構成を示すブロック図、第４図は記録画像の
１画面中における主要被写体と背景との関係を示す説明
図、 第５図は撮影画面上においてローパスフィルタのフィル
タ係数が可変的に設定される状態を示す説明図である。 ２２゜ ２４゜ ２６゜ ３０　。 ３２゜ ３４゜ ３６゜ ４０゜ ４６ ６０゜ ６２゜ 妻部分の符号の説明 メモリコントローラ 直交変換部 符号化部 フレームメモリ 圧縮率設定部 シャッタ駆動回路 絞り駆動回路 測光センサ 制御回路 ローパスフィルタ スイッチ ８４゜ ＡＣＴ 演算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写界を撮影して該被写界を表わす画像データを圧
   縮符号化して記録するディジタル電子スチルカメラにお
   いて、該カメラは、 絞りおよび固体撮像素子を含む撮像光学系と、被写界の
   光量を検出する測光手段と、 該測光手段の検出出力を取込み、被写界の測光量に応じ
   てシャッタスピードおよび絞り量を制御する制御手段と
   を有し、 該制御手段は、前記測光手段の検出出力に基づき被写界
   が高周波成分の多い撮像条件の場合には前記撮像光学系
   の被写界深度が浅くなるようにシャッタスピードおよび
   絞り量を制御することを特徴とするディジタル電子スチ
   ルカメラ。 ２、被写界を撮影して該被写界を表わす画像データを圧
   縮符号化して記録するディジタル電子スチルカメラにお
   いて、該カメラは、 被写界を撮影して得られる画像データのうち画面上、中
   央部以外の周辺部の部分に相当する画像データの高周波
   成分を除去するローパスフィルタと、 該ローパスフィルタを介して出力される画像データと、
   該ローパスフィルタを介さずにそのまま出力される画像
   データのうちいずれか一方を出力するように切り換える
   スイッチ手段と、 該スイッチ手段を被写界の撮影条件に応じて切換制御す
   る制御手段とを有し、 該制御手段は、被写界が高周波成分の多い撮影条件の場
   合には被写界の撮影により得られた画像データをローパ
   スフィルタを介して出力するように前記スイッチ手段の
   切換制御を行なうことを特徴とするディジタル電子スチ
   ルカメラ。 ３、被写界を撮影して該被写界を表わす画像データを圧
   縮符号化して記録するディジタル電子スチルカメラにお
   いて、該カメラは、 前記画像データを画面全体について設定された圧縮率に
   より圧縮する画像データ圧縮手段と、被写界の撮影条件
   に応じて前記画像データ圧縮手段に設定する圧縮率を決
   定する制御手段とを有し、 該制御手段は、被写界が高周波成分の多い撮影条件の場
   合には前記圧縮率を通常撮影時より低い値になるように
   決定することを特徴とするディジタル電子スチルカメラ
   。