JPH0348589A - スチルビデオカメラ及びスチルビデオカメラ用再生機 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はスチルビデオカメラ及びスチルビデオカメラ用
再生機に関し、詳しくは、メモリに記録されるデジタル
画像信号の階調を圧縮して、メモリの容量を有効利用で
きるようにしたスチルビデオカメラ、及び、かかるスチ
ルビデオカメラに適用される再生機に関する。

〈従来の技術〉 近年、従来のフィルム式カメラに代わって、被写体から
の光画像信号を撮像素子により電気画像信号に変換し、
該電気画像信号をフィルムに相当するメモリに記憶する
構成のスチルビデオカメラが開発されており、メモリに
記憶した電気画像信号をモニタで再生して見たり、プリ
ンタでハードコピーしたりするようになっている。

かかるスチルビデオカメラのメモリとして一般に採用さ
れているのは、磁気ディスクであり、この場合、例えば
光学レンズを通過して得られる光画像信号を、ＣＯＤ等
の固体撮像素子で光電変換し、該変換によって得られる
電気画像信号を色分離、ガンマ補正、線順次化、ＦＭ変
調等をアナログ処理で行った後、磁気ヘッド等を用いて
電磁変換して磁気ディスクに磁気記録している。

また、再生時には、磁気ディスクに記録された磁気信号
を電磁変換しアナログ処理してモニタに写し出したりし
ている。

しかしながら、このように磁気ディスクにアナログ信号
を磁気記録する方式では、信号のアナログ処理及び電磁
変換を必要とするため、信号の劣化を生じ易く、また、
カメラ、再生機共に磁気ディスクの回転駆動機構を要す
るため、大型化、コストアップ化を避けられず、業務用
はともかく、家庭用としての普及を遅らせる原因となっ
ている。

この点に鑑み、撮像素子によって得られる電気画像信号
をＡ／Ｄ変換したデジタル信号を、半導体メモリに記憶
するようにしたものが本出願人により提案されており（
特開昭５９−１８３５８２号公報参照）、これによれば
、アナログ処理による信号の劣化を防止できると共に、
磁気ディスクの場合のような駆動機構も不要であるため
、カメラ、再生機の小型軽量化、コストダウンを図れる
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、半導体メモリは傷価であるため、１画像の記
録に用いるビット数を極力少なくして記録できる枚数を
多くしたいが、より高画質を得ようとすると１画像光た
りの使用ビット数を拡大する必要があって、記録できる
枚数は減少してしまう。

しかしながら、スチルビデオカメラは、一般の高画質が
要求される使い方だけではなく、例えば白黒の書類を撮
影して記録するといった使い方をされる場合がある。こ
のように白黒の書類を記録する場合には、背景の白（紙
）と文字の黒しか存在せず中間調がほとんどないから、
デジタル画像信号で中間調も細かく表せるビット数を用
いるのは無駄であると共に、書類の汚れや照明のむらが
記録されることになっていた。しかしながら、−船釣な
高画質要求に対応じて例えば８ビツトを用い２５６階調
で表せるようにしているため、たとえ被写体が白黒書類
のように中間調をもたないものであっても、多くのビッ
ト数を記録に要しており、メモリ容量は極力節約したい
のに書類撮影ではそのメモリ容量を無駄にしていたとい
う問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、メモリ
に記録されるデジタル画像信号で表される階調を、被写
体によって細かい階調と、粗い階調とに切り換えられる
ようにして、メモリの容量を節約できるスチルビデオカ
メラを提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、光学レンズにより得られる被写体
の光画像信号を、撮像素子により電気画像信号に変換し
、さらにＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して得られるデ
ジタル画像信号をメモリに記憶するよう構成されたスチ
ルビデオカメラにおいて、前記デジタル画像信号の階調
を圧縮してメモリに記憶させる階調圧縮手段と、この階
調圧縮手段の作動・非作動を選択的に切り換える切り換
え手段と、を設けるようにした。

また、前記階調圧縮手段による圧縮レベルを可変設定す
る圧縮レベル可変手段を設けるようにしても良い。

更に、前記階調圧縮手段による階調の圧縮において用い
るしきい値を可変設定するしきい値可変手段を設けても
良い。

また、前記階調圧縮手段における階調圧縮に関わるデー
タをデジタル画像信号と共にメモリに記憶させる階調圧
縮データ記憶手段を設けることが好ましい。

このようにして、階調圧縮データが画像信号と共にメモ
リに記憶されるものでは、再生機に前記階調圧縮データ
記憶手段で記憶された階調圧縮データに基づいてデジタ
ル画像信号を初期語長に変換する語長変換手段を備える
ことが好ましい。

〈作用〉 かかる構成のスチルビデオカメラでは、光学レンズで得
られた被写体の光画像信号が、撮像素子によって電気画
像信号に変換され、さらに、この電気画像信号をＡ／Ｄ
変換してデジタル画像信号を得る。そして、このデジタ
ル画像信号をメモリに記憶する。

一方、本発明にかかる構成として、階調圧縮手段が、Ａ
／Ｄ変換して得たデジタル画像信号の階調を圧縮してメ
モリに記憶させるが、この階調圧縮手段による階調圧縮
は、その作動・非作動が切り換え手段により選択的に切
り換えられる。従って、切り換え手段によって階調圧縮
手段の作動が選択されたときには、非作動時に対して階
調が圧縮されてメモリに記憶されるため、画像記録に要
するメモリ容量（ビット数）を減少させることが可能と
なり、また、非作動を選択すれば、圧縮されない階調が
記録されて高画質が確保される。

また、圧縮レベル可変手段は、階調圧縮手段による圧縮
レベルを可変設定することにより、メモリに記憶される
画像の画質及び記憶に必要とするメモリ容量を可変とす
る。

更に、しきい値可変手段は、階調圧縮手段によって階調
を圧縮する際に用いるしきい値を可変設定し、圧縮後の
階調が同程度であっても、前記しきい値を可変すること
で、メモリに記憶される画像のコントラスト等を可変と
する。

また、階調圧縮データ記憶手段は、前記階調圧縮手段に
おける階調圧縮に関わるデータ（階調圧縮の作動・非作
動、圧縮レベル、階調圧縮のしきい値等）をデジタル画
像信号と共にメモリに記憶させ、再生機側に階調圧縮の
データを供給する。

また、階調圧縮によってデジタル画像信号の語長を短く
した場合には、初期語長用のデジタル／アナログ変換器
では変換できないため、再生機側に専用のＤ／Ａ変換器
が必要になるが、初期語長（初期ビット数）に変換する
語長変換手段を再生機側に備えれば、初期語長用のＤ／
Ａ変換器を用いてアナログ信号に変換される。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第１実施例を示す第１図において、スチルビデオカメラ
ｌには、被写体の光画像を結像する光学レンズ２が設け
られており、この光学レンズ２により撮像素子としての
ＣＣＤ３の受光面上に光画像が結像される。前記Ｃ０Ｄ
３は、同期信号発生器４からの同期信号が入力される駆
動回路５により駆動され、受光面上に結像した光画像を
光電変換してアナログ信号として出力する。尚、撮像素
子としては、ＣＣＤと同じく固体撮像素子であるＭＯＳ
、ＣＰＤの他、各種の撮像管を使用しても良い。

Ａ／Ｄ変換器６は、アンプ７を介したＣＣＤ３からのア
ナログ信号を、同期信号発生器４からの同期信号に従っ
てデジタル信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル画像信号は、１
画素を例えば８ビツトデータとして出力するが、このデ
ジタル信号が入力される処理回路８では、各種の信号処
理を行うと共に、この８ビツトデータをコントロールユ
ニット９で指示されるビット数に圧縮する。従って、本
実施例における階調圧縮手段は、前記処理回路８が相当
する。

尚、本実施例では、通常モードの撮影時には、各画素を
８ビツトデータで表すカラー撮影が行われるものの、後
述する切り換え手段としての階調圧縮選択スイッチ１０
で撮影者が階調圧縮を選択したときには、白黒撮影に切
り換えられると共に、耀度信号Ｙの階調が圧縮されるよ
うになっているおり、第１図では階調圧縮モードが選択
されて、詠度信号Ｙのみが記録されるハードウェア構成
を示している。但し、スチルビデオカメラ１が白黒カメ
ラであって、その白黒階調が選択的に切り換えられる構
成としても良い。

コントロールユニット９には、前記階調圧縮選択スイッ
チ１０からの階調を圧縮するか否かの選択信号が入力さ
れると共に、圧縮レベル可変手段としての圧縮率選択ス
イッチ１１からの圧縮率指示信号が入力される。撮影者
は、被写体が例えば書類のように細かな中間調をもたな
い白黒のものであるときには、前記階調圧縮選択スイッ
チｌＯによって階調を圧縮した白黒画像記録を指定し、
更に、白黒の階調をどの程度圧縮するかの指示を圧縮率
選択スイッチ１１によって行う。

通常は、各画素の情報を８ビツトのデジタル信号に変換
し、２５６階調の画像が得られるようになっているが、
階調圧縮選択スイッチ１０によって階調圧縮が指示され
ると、圧縮率選択スイッチ１１で指示される圧縮率に従
って白黒画像の階調を通常の２５６階調から圧縮する処
理を行う。前記圧縮率選択スイッチェ１は、例えば８ビ
ツトデータを５ビツトにしたり、３ビツトにしたりする
指示を行うものであり、階調圧縮が指示されているとき
で、この圧縮率選択スイッチ１１により３ビツトデータ
への圧縮が指示されていると、通常の２５６階調を８階
調に圧縮する。

但し、カメラの一般的な操作上においては、圧縮率選択
スイッチ１１により指示される圧縮率は、具体的なビッ
ト数で表すよりも、圧縮度合いを抽象的に表す方が好ま
しい。また、階調圧縮選択スイッチ１０は、カラースチ
ルビデオカメラの場合、白黒で然も階調を落とした撮影
を指示するものであるから、階調圧縮は専ら書類の撮影
等に用いられるものと推測されるので、書類コピーモー
ドと通常のカラーモードとの切り換えスイッチとして設
けるようにすることが好ましい。

上記のようにして、撮影者の指示に従って階調を圧縮処
理すると、この圧縮されたビット数の少ない画像データ
をメモリ１３に記録するが、アドレスと１画素とを対応
させて通常の８ビツトデータが記録されるようになって
いるメモリ１３にそのまま記録するようにすると、８ビ
ツトのメモリ空間に例えば３ビツトの情報しか記録され
ずにメモリ容量が無駄になってしまう。

このため、階調圧縮処理したシリアル信号を、シリアル
・パラレル変換器１２によってパラレル信号に変換し、
８ビツトを３ビツトに圧縮したときには、第２図に示す
ようにしてメモリ１３に記録する。従って、第２図に示
す記録状態の場合、アドレス指示されるデータ１．２．
３には、通常（２５６階調では）それぞれに１画素分の
情報のみが記録され、データ１．２．３により３画素分
の情報が得られるが、階調圧縮によってデータ１，２．
３の２４ビツトで８画素の情報が記録されることになり
、１枚の画像を記録するのに要するメモリ容量を通常の
撮影モードのときに比べて少なくすることができ、書類
などを撮影するときには同じ記憶容量のメモリ１３に対
してより多くの画像を記録させることができる。

通常の撮影時には、前記シリアル・パラレル変換器１２
を介さず、通常階調の１画素８ビツトで表されるデジタ
ル画像信号を、シリアルに画素毎メモリに記録する。

このような階調圧縮処理を行う場合、再生機側で、通常
階調画像なのか、圧縮階調画像なのか、又は、何ビット
に圧縮したものか、更に、圧縮のときのしきい値はどの
レベルか、などを判別できるデータが必要であるため、
かかる階調圧縮に関わるデータを各画像信号の先頭部分
に記憶させるようにする。かかる機能が階調圧縮データ
記憶手段に相当する。

即ち、第９図に示すスチルビデオカメラ用再生機では、
メモリ１３からコントロールユニット２３が最初に階調
圧縮に関わるデータを読み込む。そして、その階調圧縮
データに応じて、以後の画像信号をパラレル／シリアル
変換器２１を通すか、直接信号処理回路２４に入力させ
るかを選択する。階調圧縮してシリアル／パラレル変換
された画像信号であれば、パラレル／シリアル変換器（
Ｐ／Ｓ変換器）２１で、ビット数に応じたシリアルデー
タに戻し、復号回路２２でしきい値に応じた８ビツトデ
ータに戻す。例えば、しきい値３０Ｈ，６０Ｈ。

ＢＯＨで２ビツトデータ（２ビツト語長）に変換したも
のであれば、１バイトに４つの画素データが入っている
ので、これを２ビツト毎のシリアルデータに戻し、語長
変換手段としての復号回路２２でしきい値に応じて、０
０ならばＯＯＨ（又は１８Ｈ）、０１ならば３０Ｈ（又
は４８Ｈ）、１０ならば６０Ｈ（又は８８Ｈ）、１１な
らばＢＯＨ（又はＤＢＨ）の８ビツトデータ（初期８ビ
ット語長）に変換して信号処理回路２４に出力する。こ
れによって、通常階調画像用（通常語長用）の信号処理
回路２４及びＤ／Ａ変換器２５をそのまま用いることが
できる。但し、２ビツトデータ専用に信号処理回路２４
及びＤ／Ａ変換器２５が用意されている再生機では、こ
の限りではない。

尚、階調圧縮のレベルを切り換えるときに、より適切な
指示が行えるように、カメラにモニタ機能をもたせ、−
時的に記憶させた階調圧縮前のデジタル画像信号を指示
された圧縮率で階調圧縮し、その階調圧縮した画像をモ
ニタに映し出し、撮影者が最適であると確認した階調レ
ベルのもののみが選択的にメモリに記録されるように構
成することも可能である。

また、メモリ１３としては、半導体メモリをカード状に
構成しスチルビデオカメラ１に着脱自在なメモリカード
、磁気ディスク、ＤＡＴ、又は、光磁気ディスク等のデ
ジタル信号が記録可能なものであれば良い。

第３図に示す第２実施例は、第１図に示した第１実施例
における階調圧縮を、輝度信号Ｙだけでなく色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙについても行って、カラー画像の記録にお
いて階調の圧縮が任意に行えるように構成したものであ
る。尚、第３図において第１図と同一要素には同一符号
を付して説明を省略する。

ここで、処理回路８は、Ａ／Ｄ変換器６からのデジタル
画像信号を色分離して輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、　
Ｂ−Ｙとを出力するが、コントロールユニット９から指
示があるとこれらの階調をそれぞれ圧縮して出力する。

「度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの階調圧縮は、
上記輝度信号Ｙのみの階調を圧縮する場合と同様にして
行われ、通常の１画素が８ビツトデータであるのに対し
、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙがそれぞれ８
ビツトよりも少ないビット数で表されるようにする。

階調圧縮されたデジモル画像信号信号色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙは、それぞれシリアル・パラレル変換器１２ａ〜
１２ｃに入力されて、ここでパラレル信号に変換された
信号を今度はパラレル・シリアル変換器１４で再びシリ
アル信号に変換してメモリ１３に記録するようにしてい
る。このようにすることにより、例えば８ビツト階調を
３ビツト階調に圧縮した場合には、それぞれ３ビツトで
あるＹ。

Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを例えばこの順に並べたものを８ビツト
に区切って、８ビツトずつシリアルに出力することによ
って、通常の８ビツトで表される１画素分の画像情報の
メモリ空間に、Ｙ、　Ｒ−Ｙ。

Ｂ−Ｙの情報が混在して記録される。

従って、この実施例によれば、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙそれ
ぞれで８ビツトで表される２５６階調を得ていたものを
、被写体に応じて階調を圧縮させることで、少ないカラ
ー画像情報をメモリに詰めて記録することができるため
、第１実施例のものと同様に、メモリ容量の有効利用が
図れる。

尚、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙではなく、Ｒ，Ｇ、Ｂの３原色
のデジタル信号を得る構成のものでも、上記構成と同様
にして階調圧縮が実現できる。

第４図に示す第３実施例においては、例えば撮影者の選
択により白黒画像を、白か黒かの２色によってのみ記録
させようとした場合、換言すれば、例えば８ビツトデー
タによる２５６階調の通常撮影に対して１ビツトデータ
による２階調の階調圧縮が撮影者によって選択されたと
きに、被写体に実際に存在する中間調を、白と黒とのど
ちらとして記録させるかのしきい値（スレッシュホール
ドレベル）を任意に可変できる構成のものを示している
。

即ち、撮影者の指示によって白黒の２階調による撮影が
階調圧縮選択スイッチ１ｏによって選択されると、この
Ａ／Ｄ変換器６で変換されたデジタル画像信号が、階調
圧縮手段としてのコンパレータ１５で所定のしきい値と
比較され、該しきい値に対する大小によってｌ（白）か
Ｏ（黒）かの２値を出力させて（第５図参照）、この１
ビット信号をメモリに記録させるが、外部操作されるボ
リューム１６の出力がＡ／Ｄ変換器１７でデジタル信号
に変換され、このデジタル信号によって前記しきい値が
設定されるようになっており、しきい値可変手段として
のボリューム１６を外部操作することでしきい値が可変
設定されるようになっている。

従って、例えば書類撮影をするために、メモリ容量を節
約すべく階調圧縮選択スイッチｌＯで白・黒２階調の撮
影記録を選択した場合に、書類上に中間調である灰色の
部分があると、この灰色が記録する必要がないものであ
れば紙の白と同じ白として記録するようにしきい値を可
変設定し、また、灰色が白紙と区別して記録したいもの
である場合には、この灰色が黒と識別されるようにしき
い値を可変設定すれば、濃淡のある灰色の記録を、どの
レベルから黒としまた白とするかの選択を任意に行うこ
とができるものである。

また、第６図に示す第４実施例では、白黒画像＜ｍ度信
号Ｙ）を４階調に圧縮して記録する場合に、上記第３実
施例と同様にして、そのしきい値が可変できるように構
成されている。

本実施例では、白黒画像を、白・濃い灰色・薄い灰色・
黒の４色として階調圧縮し記録するものであり、これら
を識別するためのしきい値が３つ必要になるが（第７図
参照）、これらのしきい値が外部操作で可変設定できる
ようにしであるもので、上記第３実施例と同様に、それ
ぞれのしきい値を独立して可変するためのしきい値可変
手段としてのボリューム１６ａ〜１６ｃを設けてあり、
これらのボリューム１６ａ〜１６ｃの出力を１つずっＡ
／Ｄ変換器１７でＡ／Ｄ変換してコントロールユニット
９に入力させ、それぞれのしきい値をラッチ回路１８ａ
〜１８ｃでラッチさせて、対応するコンパレータ１５ａ
〜１５ｃに入力させている。

コンパレータ１５ａ〜１５ｃは、Ａ／Ｄ変換器６から出
力されるデジタル画像信号をそれぞれのしきい値に基づ
いて識別し、それぞれにしきい値との大小を比較して１
ビツトデータを出力し、この出力結果がメモ１月３に記
録されることにより、白黒画像が白・濃い灰色・薄い灰
色・黒の４階調で記録される。従って、本実施例では、
中間調をもつ書類などを撮影する場合であっても、この
中間調を濃い灰色又は薄い灰色のいずれかで任意に記録
させることができる。

尚、上記第３．第４実施例では、いずれも白黒画像にお
ける階調を圧縮するときに用いるしきい値を可変設定す
る構成のものについて述べたが、カラー画像の階調圧縮
においても同様・にしてしきい値を変えて、階調圧縮後
の色を任意に設定し得る０例えば、第８図に示すように
色差信号Ｒ−Ｙの階調を赤、白、緑の３階調に圧縮する
ときに、しきい値を全体にずらすことにより、画面全体
の色調を赤基調にしたり、又は、緑基調にしたりするこ
ともできる。

また、上記のように階調圧縮におけるしきい値を可変設
定する場合においても、揚影者がモニタ上で確認しなが
らしきい値をＤＩ変段設定ることにより、最適なしきい
値を設定できるようにすることが可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、デジタル画像信
号の階調を圧縮してメモリに記憶させることを選択的に
作動させることができるため、例えば、撮影対象が白黒
書類のような複雑な階調をもたないものである場合には
、通常撮影時に得られる階調よりも少ない階調の記録で
十分実用に耐えるため、階調を圧縮してメモリに記録さ
せ、メモリの記録容量を節約して多くの画像データを記
録させることが可能となる。また、圧縮率が変えられる
ようにしたことで、メモリ容量の節約を図りながら、必
要十分な階調の記録が行え、また、階調を圧縮するのに
用いるしきい値を可変できるようにしたことによっても
、メモリ容量の節約と必要十分な階調の確保との両立が
図れる。

また、階調圧縮に関わるデータを画像信号と共に記憶さ
せることにより、再生機側で階調圧縮処理の内容を知る
ことができ、また、かかる階調圧縮データに基づき、再
生機側でメモリに記憶されたデジタル画像信号の語長を
初期値に変換するようにしたので、再生機側で通常語長
に対応したＤ／Ａ変換器等を圧縮時にも用いることがで
きるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すシステムブロック図
、第２図は第１実施例における画素データの記録状態を
示す線図、第３図は本発明の第２実施例を示すシステム
ブロック図、第４図は本発明の第３実施例を示すシステ
ムブロック図、第５図は第３実施例におけるしきい値と
階調との関係を示す線図、第６図は本発明の第４実施例
を示すシステムブロック図、第７図は第４実施例にしき
い値と階調との関係を示す線図、第８図は色差信号の階
調を圧縮した場合のしきい値と色調との関係を示す線図
、第９図は本発明にかかるスチルビデオカメラ用再生機
の一実施例を示すブロック図である。 ｌ・・・スチルビデオカメラ　　２・・・光学レンズ３
・・・ＣＣＤ　　　６・・・Ａ／Ｄ変換器　　８・・・
処理回路　　９・・・コントロールユニット　　ｌＯ・
・・圧縮選択スイッチ　　１１・・・圧縮率選択スイッ
チ１３・・・メモリ　　１５・・・コンパレータ　　１
６・・・ボリューム　　２２・・・復号回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学レンズにより得られる被写体の光画像信号を
   、撮像素子により電気画像信号に変換し、さらにＡ／Ｄ
   変換器によりＡ／Ｄ変換して得られるデジタル画像信号
   をメモリに記憶するよう構成されたスチルビデオカメラ
   において、前記デジタル画像信号の階調を圧縮してメモ
   リに記憶させる階調圧縮手段と、該階調圧縮手段の作動
   ・非作動を選択的に切り換える切り換え手段と、を設け
   たことを特徴とするスチルビデオカメラ。
2. （２）前記階調圧縮手段による圧縮レベルを可変設定す
   る圧縮レベル可変手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載のスチルビデオカメラ。
3. （３）前記階調圧縮手段による階調の圧縮において用い
   るしきい値を可変設定するしきい値可変手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のスチ
   ルビデオカメラ。
4. （４）前記階調圧縮手段における階調圧縮に関わるデー
   タをデジタル画像信号と共にメモリに記憶させる階調圧
   縮データ記憶手段を設けたことを特徴とする請求項１、
   ２又は３のいずれかに記載のスチルビデオカメラ。
5. （５）請求項４記載のスチルビデオカメラでメモリに撮
   影記録された画像信号を再生するスチルビデオカメラ用
   再生機であって、 前記階調圧縮データ記憶手段で記憶された階調圧縮デー
   タに基づいてデジタル画像信号を初期語長に変換する語
   長変換手段を備えたことを特徴とするスチルビデオカメ
   ラ用再生機。