JP2876258B2 - デジタル電子スチルカメラ - Google Patents

デジタル電子スチルカメラ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号のデータを圧
縮して記録媒体に記録するデジタル電子スチルカメラに
関する。
【０００２】
【従来の技術】電子スチルカメラは、撮像光学系や固体
撮像デバイスを有するカメラ本体にメモリカードが着脱
可能に接続され、このメモリカードに撮像デバイスで撮
像された静止画像を表わす画像情報が、デジタル信号の
形で蓄積される。画像情報が記録されたメモリカード
は、電子スチルカメラから外されて再生装置に装填さ
れ、再生装置でメモリカードから読み出された静止画像
がテレビ画面等に再生される。また、メモリカードに蓄
積された画像情報は、ハードディスク等の大容量記憶装
置に転送されて電子アルバムとして利用されたり、通信
装置と接続され映像データ通信が実行される。
【０００３】現在、実用段階にあるメモリカードは、た
とえば、ＳＲＡＭ半導体メモリを16Mbit程度に集積した
メモリカードである。このメモリカードに多数の静止画
像,音声を記録したいという要請から、記録された情報
を圧縮する方式が開発されてきた。適応離散コサイン変
換(ＡＤＣＴ)方式は画像データ圧縮方式として現在標準
化されている基本方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子スチルカメラを電子黒板の代わりとして、立体
物を走査するスキャナとして用いる場合、撮影される情
報は文字が主体となる。これら文字の画像を圧縮する際
にも自然画像のデータに適用される圧縮方式を、そのま
ま文字画像のデータに適用することとなる。自然画像の
データに適用される圧縮方式は文字画像の高い冗長性に
対して効率が悪い圧縮となっている。
【０００５】電子スチルカメラの記録媒体であるメモリ
カードに記録可能な総情報量には上限があることからす
ると、文字画像に対する圧縮効率が悪いためメモリカー
ドの容量を有効に利用することができないということに
なる。
【０００６】また上記の電子スチルカメラにおいて画質
を制御する手段の１つとして、データの量子化に際して
用いられる量子化テーブルがあり、この量子化テーブル
は、文字画像あるいは自然画像等の画像の種類によって
最適なものが選択される必要があるが、現在の電子スチ
ルカメラでは、そのようなシステムになっていない。
【０００７】本発明の目的は、前記従来の技術における
課題を解決し、文書画像（文字画像）と、文書以外の人
物画像または風景画像等の自然画像の違いに対応して、
画質の適正な調整が行えるデジタル電子スチルカメラを
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、被写界を撮像する撮像手段と、この撮像
手段からの画像信号のデータを圧縮するための量子化テ
ーブルを有する画像信号データ圧縮手段と、この画像信
号データ圧縮手段によって圧縮された画像信号データを
記録媒体に記録する画像信号データ記録手段とを備えた
デジタル電子スチルカメラにおいて、合焦後の被写体像
の画像データに基づき前記画像信号データ圧縮手段によ
って生成される圧縮に関与している特徴パラメータの変
動に応じて、前記画像信号データが文書画像または文書
以外の自然画像のいずれの画像に属するかを判定する画
像属性判定手段と、この画像属性判定手段によって判定
された結果に基づいて量子化テーブルを選択して、選択
した量子化テーブルにより処理を行わせる手段とを備え
たことを特徴とする。
【０００９】さらに前記画像属性判定手段による属性判
定をファジイ理論に基づいて行うように構成したこと、
さらに前記画像属性判定手段による属性判定を手動によ
り設定できるように構成したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記の手段によれば、合焦後の被写体像の画像
データに基づいて、画像属性判定手段により画像信号デ
ータが文書画像又は人物画像あるいは風景画像等の自然
画像のいずれであるかが正確に判定され、前記画像に対
応した量子化テーブルを選択することによって、画像に
対応した画質の調整がなされ、しかも画像信号データ圧
縮手段におけるデータ処理を効率的に行うことができ
る。
【００１１】また画像の属性判定には不確定部分が多く
あるため、この判定にファジイ制御理論のメンバシップ
関数を用いた処理を行うことにより、最適な制御がなさ
れる。
【００１２】さらに撮影対象が同じである場合には、属
性判定を手動により固定化することにより、処理の高速
化と判定ミスの減少化が図れる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００１４】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図であり、１は電子スチルカメラの撮像レンズ、２
は絞り、３は撮像デバイス(撮像手段)で、たとえば、Ｃ
ＣＤなどの固体撮像デバイスである。４は撮像デバイス
３に接続され、撮像デバイス３の出力５を入力して伝送
３原色，輝度信号(Ｙ)６、色差信号(Ｒ−Ｙ)７，(Ｂ−
Ｙ)８を生成する処理を実行する処理回路である。９は
処理回路４によって生成された輝度信号(Ｙ)６、色差信
号(Ｒ−Ｙ)７，(Ｂ−Ｙ)８の各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、120はアナログ・デ
ジタル変換器９に接続され、アナログ・デジタル変換器
９の出力123を記憶するフレームメモリである。
【００１５】10は前記フレームメモリ120に接続され、
フレームメモリ120の出力11に適応離散コサイン変換(Ａ
ＤＣＴ、離散コサイン変換は以下ＤＣＴと略称する)方
式による圧縮処理を実行する画像信号データ圧縮手段で
ある圧縮処理回路、12は圧縮処理回路10の構成部で符号
量または複号画像品質を制御するためのパラメータであ
る、量子化の際のスケーリングファクタを記憶するスケ
ーリングファクタレジスタである。13はスケーリングフ
ァクタレジスタ12に記憶されたスケーリングファクタに
よる制御の下に圧縮処理回路10で生成された符号化(圧
縮)画像データ14を入力するメモリカードインターフェ
ース、15はインターフェース13に接続されてその出力16
が記録される記録媒体であるメモリカードである。
【００１６】17はバス18にのっている圧縮処理回路10の
出力を受けて撮像デバイス駆動器19及び絞り駆動器110
にそれぞれ駆動出力111及び112を供給する自動露出装
置、113は圧縮処理回路10の出力18を受けて焦点駆動器1
14に駆動出力115を供給する自動焦点装置である。焦点
駆動器114は撮像レンズ１を、また絞り駆動器110は絞り
２を、さらに撮像デバイス駆動器19は撮像デバイス３を
それぞれ駆動信号116，１１７及び１１８によって駆動
制御する。
【００１７】119はバス18を介して各部間のデータ転送
及び制御を実行するとともに、文書画像と判定されるデ
ータに対し文字の認識を行い、この認識に係る文字情報
をメモリカードインターフェース13に向けてメモリカー
ド15に記録させるように出力する中央演算装置(ＣＰＵ)
を含む処理制御装置である。121は特定の被写体が構成
する像に対応する指令を操作者において入力する入力装
置、たとえば、キーマトリックスである。122は操作者
が視認し得る表示装置、たとえば、ファインダ装置であ
る。この表示装置には入力装置121から操作者において
入力された指令に対応する被写体が構成する特定像、た
とえば、風景，人の顔，文字画像などの中の風景が表示
される。125はメモリカード15に記録される情報が文書
情報か、人物又は風景の自然画像情報かを識別する識別
データを記録する識別領域である。
【００１８】次に図１の構成の実施例の動作を説明す
る。
【００１９】電子スチルカメラの撮像レンズ１で捕らえ
られた被写体像は、絞り２により、その光量が制御され
て撮像デバイス３に結像される。撮像デバイス３により
光電変換された像信号出力５は、処理回路４に入力さ
れ、この処理回路４によって伝送３原色、輝度信号(Ｙ)
６、色差信号(Ｒ−Ｙ)７，(Ｂ−Ｙ)８が出力される。こ
れらの出力６，７及び８はアナログ・デジタル変換器９
によって各出力においてデジタル信号に変換され、この
デジタル信号出力123は、フレームメモリ120に入力され
格納されるとともに、データライン124を介して圧縮処
理回路10に入力される。
【００２０】自動露出，自動焦点制御用の露光は、圧縮
処理回路10のバス18にのっている直流及び交流出力を用
いて自動露出，自動焦点の制御を行うことによって、実
行される。そして直流成分を自動露出装置17で演算し、
その出力である自動露出データ111を撮像デバイス駆動
器19に、また当該露出データ112を絞り駆動器110にそれ
ぞれ転送し、撮像デバイス駆動器19の出力118により撮
像デバイス３を制御するとともに電子シャッタ制御を実
行し、絞り駆動器110の出力117により絞り２の制御を行
い、適正露出の制御を実行する。
【００２１】自動焦点は圧縮処理回路10の出力であるバ
ス18にのっている交流成分(高周波成分)を自動焦点装置
113に入力する。自動焦点装置113により自動焦点演算を
実行し、その出力である自動焦点データ115を焦点駆動
器114に転送し、焦点駆動データ114の出力116により撮
像レンズ１の位置を制御し、撮像デバイス３において像
の合焦に至らしめる。
【００２２】自動焦点装置113の演算は、たとえば、山
登り法のアルゴリズムによって実行される。この方法は
画像の焦点が合ってくるにつれて、映像信号の高周波成
分が増加してくることに着目し、高周波成分を１フィー
ルド内で積分した値が最大になるようにフィードバック
システムで構成される。
【００２３】このように捕らえられた被写体像の画像デ
ータは、各変換過程を経て合焦に到達した後に、デジタ
ル信号出力123としてフレームメモリ120に記憶されると
ともに、データライン124を介して圧縮処理回路10に転
送される。
【００２４】図２は圧縮処理回路10のより具体的な構成
を示すブロック図であり、20は入力される画像データ1
1，123に対して８×８画素のブロックを単位とした２次
元のＤＣＴを実行する離散コサイン変換器、21は離散コ
サイン変換器20の出力22を線形量子化する量子化器、23
は後述するように画像の種類に対応して異なった量子化
ステップサイズを設定した量子化マトリクス(量子化テ
ーブル)で、乗算器24を介して量子化器21に接続されて
いる。25はスケーリングファクタで図１に示したスケー
リングファクタレジスタ12からの出力で乗算器24に入力
される。28は量子化器21の出力29をハフマン符号化する
ハフマン符号器、210はハフマン符号器28に接続され量
子化器21の出力29を符号化する際に参照される符号化テ
ーブルである。
【００２５】図２において、圧縮及び符号化は次のよう
に実行される。離散コサイン変換器20に入力された画像
データであるデジタル信号11，123は、離散コサイン変
換器20により水平・垂直方向とも直交変換効率から設定
される所定の画素(Ｎ画素)から成る小画像ブロック(Ｎ
×Ｎ)に分割され、この小画像の各ブロックについて二
次元ＤＣＴが施され、ＤＣＴ係数が求められる。このと
き、Ｎの大きさはＤＣＴの変換効率から８及び16に設定
される。この理由としては、Ｎが大きくなるほど変換効
率は向上するが、その向上の傾向は飽和傾向を示すとと
もに、演算規模の増大にしたがって装置規模が大きくな
るためである。本実施例ではＮを８に設定することとす
る。８×８画素から構成される小ブロックごとに二次元
ＤＣＴが施され、求められたＤＣＴ係数出力22を大きさ
が異なった量子化ステップサイズを設定した量子化マト
リクス23を用いて量子化器21により線形量子化し、量子
化係数を求める。量子化係数出力29は符号化テーブル21
0を用いてハフマン符号化される。
【００２６】図３は実画像を二次元ＤＣＴした例を示し
た説明図である。同図（ａ）は一画面分の実画像６１で
あり、矢印６２で示した囲まれた領域を二次元ＤＣＴで
変換する。同図（ｂ）はその拡大図であり、水平・垂直
方向とも６４画素からなり、同図（ａ）に示す４８０×
７６８画素で構成する１画面分の実画像６１を８×８画
素で構成する６４個の小ブロックに分割した小ブロック
実画像である。
【００２７】同図(c)は同図(b)に示す小ブロック実画像
63をＤＣＴした時の当該ブロックの変換係数の電力分布
64を示している。この変換係数は縦及び横各軸で示す周
波数成分の座標(横，縦)における合成成分で二次元スペ
クトル成分を表現する。座標(０，０)における格子領域
は変換係数電力の大きい部分に相当し、座標(７，７)に
向う格子領域ほど電力成分が小さくなっていく。各小画
像ブロックの局所的な性質に依存して、この電力分布64
は異なるが、一般的には低い周波数領域に電力が集中す
る。
【００２８】図１に示す圧縮処理回路10に実画像61(図
３(a))が入力され、圧縮処理回路10において小画像ブロ
ック63が生成され、該ブロックごとにＤＣＴされて、そ
のＤＣＴ係数(電力)分布64が生成される。そして文字の
集合として表現される文書画像と人物画像と風景画像と
では、上述のＤＣＴして得られた前記電力分布(スペク
トル成分分布：周波数特性)が異なる。
【００２９】図４は画像判定と記録の動作に係るフロー
チャートであって、図１に示す自動焦点装置113は、シ
ステムが合焦に至ると、合焦指令信号をバス18を介して
処理制御装置119に転送する。この合焦指令信号を受け
た処理制御装置119は、バス18を介してフレームメモリ1
20及び圧縮処理回路10に転送され、フレームメモリ120
に記憶された被写体像の合焦画像に相応する画像データ
が固定されるとともに、データライン124を介して取り
込まれたフレームメモリ120で固定された画像データと
同一のデータに対して上述のＤＣＴを開始するよう圧縮
処理回路10に指令する。圧縮処理回路10は文書画像の二
次元周波数特性を得たときの二次元周波数列において入
力画像データに対して上述のＤＣＴを開始する。
【００３０】このように圧縮処理回路10において二次元
ＤＣＴを施されて(Ｓ１)、生成されたＤＣＴ係数は図１
に示す処理制御装置119に転送され、１画面分について
ＤＣＴ係数を正規化して正規化係数が生成される。
【００３１】ＤＣＴ係数は、圧縮処理回路10によって生
成されて圧縮に関与しているＤＣＴの変換成分である、
上述したようなスペクトル成分分布(特徴パラメータ)を
示しており、処理制御装置119では、得られた被写体の
スペクトル成分分布を予め統計的方法によって決定され
た各種画像(文書，人物，風景)のスペクトル成分分布と
比較して、画像判定用係数である類似度係数を算出する
(Ｓ２)。
【００３２】次に処理制御装置119において、ファジィ
制御論理のメンバシップ関数を用いて、被写体の判定処
理を行い(Ｓ３)、被写体画像が文書，人物，風景のいず
れかであるかを判定する。その後、処理制御装置119
は、画像の種類に対応する量子化マトリックス23を圧縮
処理回路10に設定し(Ｓ４)、量子化器21で線形量子化処
理を行わせる(Ｓ５)。量子化出力はハフマン符号器28で
エントロピィ符号化の一種であるハフマン符号化される
(Ｓ６)。そしてハフマン符号化された符号化データ14
は、図１のメモリインターフェース13へ転送され、その
出力はメモリカード15に記録される(Ｓ７)。
【００３３】図５は各画像に対応する量子化テーブルの
説明図である。同図(a)は風景画像に対応する量子化テ
ーブル、同図(b)は人物画像に対応する量子化テーブ
ル、同図(c)は文字画像に対応する量子化テーブルをそ
れぞれ示しており、図中の斜線の部分が重みを付けてい
る部分(値が小さい部分)である。このように各画像の周
波数特性(スペクトル成分分布)に従い、その画像に適応
した画質に最も近づくようにする。また量子化テーブル
は統計的手法により決定することができる。
【００３４】尚、上記の実施例において、画像属性判定
手段としての機能を有する処理制御装置119における属
性判定は、入力装置121に設定キーを設けて外部から属
性を手動で設定できるようにすることが考えられる。こ
のことにより、同じ種類の画像を撮影する場合に、画像
が文書，人物，風景のいずれかであることを手動で設定
することにより、属性判定の処理時間の短縮化を図るこ
とができ、判定ミスを防止することできる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
合焦後の被写体像の画像データに基づいて、画像の種類
を判定して画像信号データの圧縮の際に用いられる量子
化テーブルが設定されるので、画像に対応した画質の適
正な調整ができ、しかも画像信号データ圧縮手段におけ
るデータ処理を効率的に行うことができる。また画像の
種類を判定する時にファジイ制御理論を用いて判定の精
度を上げたり、前記判定を手動で固定化できるようにす
ることにより、更なるデータ処理の高速化が図れ、画質
の調整が適正に行えるデジタル電子スチルカメラを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタル電子スチルカメラの一実施例
の構成のブロック図である。
【図２】図１の圧縮処理回路の構成のブロック図であ
る。
【図３】二次元ＤＣＴの説明図である。
【図４】本実施例の動作に係るフローチャートである。
【図５】量子化テーブルの説明図である。
【符号の説明】 ３…撮像手段、 10…画像信号データ圧縮手段、 15…
記録媒体、 20…離散コサイン変換器、 21…量子化
器、 23…量子化マトリクス、 28…ハフマン符号器、
119…処理制御手段(画像信号データ記録手段，画像属
性判定手段，量子化テーブルを選択する手段)、 121…
入力装置。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写界を撮像する撮像手段と、この撮像
    手段からの画像信号のデータを圧縮するための量子化テ
    ーブルを有する画像信号データ圧縮手段と、この画像信
    号データ圧縮手段によって圧縮された画像信号データを
    記録媒体に記録する画像信号データ記録手段とを備えた
    デジタル電子スチルカメラにおいて、合焦後の被写体像
    の画像データに基づき前記画像信号データ圧縮手段によ
    って生成される圧縮に関与している特徴パラメータの変
    動に応じて、前記画像信号データが文書画像または文書
    以外の自然画像のいずれの画像に属するかを判定する画
    像属性判定手段と、この画像属性判定手段によって判定
    された結果に基づいて量子化テーブルを選択して、選択
    した量子化テーブルにより処理を行わせる手段とを備え
    たことを特徴とするデジタル電子スチルカメラ。
  2. 【請求項２】 前記画像属性判定手段による属性判定を
    ファジイ理論に基づいて行うように構成したことを特徴
    とする請求項１のデジタル電子スチルカメラ。
  3. 【請求項３】 前記画像属性判定手段による属性判定を
    手動により設定できるように構成したことを特徴とする
    請求項１のデジタル電子スチルカメラ。
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