JPH05167976A - 電子スチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像素子の読み出し速度を上げることな
く、また、画像デ−タを減らしメモリ容量を少なくする
ことによって、高速連続撮影に適するようにした電子ス
チルカメラを開発することを目的とする。 【構成】 画像信号を出力する固体撮像素子１２を備
え、画像信号を画像デ−タとして記録媒体１５に記録す
る電子スチルカメラにおいて、通常撮影モ−ドの動作手
段と連続撮影モ−ドの動作手段とを備え、連続撮影モ−
ドの動作手段が、固体撮像素子１２の画素を一定の割合
で間引いて縮小画像信号を出力する手段と、この縮小画
像信号を縮小画像デ−タとして連続撮影の条件信号と共
に記録媒体１５に記録させる手段とから構成され、さら
に、記録媒体１５に記録された複数の縮小画像デ−タを
読み出し、一つの縮小画像デ−タを前後に撮影された縮
小画像デ−タと比較し、画素間の時間的、空間的な相関
性を利用して拡大画像信号に再生する再生手段を備えた
構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、通常撮影の動作機能
と、連続撮影の動作機能とを備え、特に、連続撮影の動
作機能に特徴をもたせた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、被写体の明るさを
受光して画像信号を出力するＣＣＤなどの固体撮像素
子、アナログ信号として出力される上記画像信号をデジ
タル変換するＡ／Ｄ変換回路、デジタル化された画像信
号を処理し色調整などを行ない画像デ−タを出力する信
号処理回路、この信号処理回路から出力された画像デ−
タを記録する記録媒体（磁気フロッピ−ディスク、半導
体メモリ）、その他各回路を制御するコントロ−ラなど
より構成されている。

【０００３】この種のカメラは、固体撮像素子を駆動回
路によって駆動し、この固体撮像素子の各画素に蓄積さ
れた電荷を一画面の静止画像信号として出力させこの画
像デ−タを記録媒体に記録させるが、メモリ容量の関係
で、記録媒体には５０枚程度の撮影画像を記録させるよ
うになっている。

【０００４】また、上記のような電子スチルカメラは、
固体撮像素子が電子シャッタ機能を有すること、画像信
号が磁気、電子的に記録されることから、１秒間に５〜
１０枚の連続した静止画像を得ることができる。したが
って、ゴルフスィングや高速走行中の自動車など高速に
変化する被写体を連続撮影（以下、連写という）する場
合などには極めて便利となる。

【０００５】このような従来の電子スチルカメラは、上
記したように連写する場合には便利となるが、しかし、
記録媒体のメモリ容量が撮影画像５０枚程で、メモリ容
量に制限があること、固体撮像素子の読み出しや記録媒
体への書き込みの速度に限界がある等の理由から、１秒
間に数十枚以上の画像を連続に撮影することが難しいと
いう問題がある。

【０００６】この問題を解決するため、連写した画像の
時間方向の相関性を利用し、画像信号の差分信号を記録
するように構成することによって、画像デ−タを減らし
メモリ容量の問題を解決した電子スチルカメラが特願昭
６２−１９４４４２号（特開昭６４−３９８８３号）に
よって提案されている。

【０００７】この先行例の電子スチルカメラは、連続撮
影モ−ドで撮影した第１番目の画像信号は記録媒体に記
録し、第２番目の画像信号は、この第２番目の画像信号
から第１番目の画像信号を減算して差分信号を記録し、
以後同様に、連続撮影毎に差分信号が記録されるように
なっている。

【０００８】記録媒体に記録された画像デ−タの再生に
当っては、第１番目の画像信号をそのまま出力させ、第
２番目以後の画像信号については差分信号と画像合成し
て再生画像を出力させる構成となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した先行例の電子
スチルカメラの場合、固体撮像素子の読み出し速度で連
写の最大速度が制限される。つまり、現在のビデオカメ
ラと同じ固体撮像素子を用いたとすると、１フレ−ムの
画像を読み出すために１／３０（秒）かかるので、３０
枚／秒がこの電子スチルカメラの最大連写速度となる。

【００１０】固体撮像素子の読み出し速度を上げて最大
連写速度を早めることもできるが、固体撮像素子やＡ／
Ｄ変換回路、信号処理回路などが高速動作のものとなる
ため、回路構成が複雑となり、また、コストの高いカメ
ラとなるなどの問題がある。

【００１１】本発明は上記した実情にかんがみ、固体撮
像素子の読み出し速度を上げることなく、また、画像デ
−タを減らしメモリ容量を少なくして高速連写のできる
電子スチルカメラを開発することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では、第１の発明として、画像信号を出力
する固体撮像素子を備え、画像信号を画像デ−タとして
記録媒体に記録する電子スチルカメラにおいて、通常撮
影モ−ドの動作手段と連続撮影モ−ドの動作手段とを備
え、連続撮影モ−ドの動作手段が、固体撮像素子の画素
を一定の割合で間引いて縮小画像信号を出力する手段
と、この縮小画像信号を縮小画像デ−タとして連続撮影
の条件信号と共に記録媒体に記録させる手段とから構成
されていることを特徴とする電子スチルカメラを提案す
る。

【００１３】また、第２の発明として、上記した電子ス
チルカメラに加えて、記録媒体に記録された複数の縮小
画像デ−タを読み出し、一つの縮小画像デ−タを、前後
に撮影された縮小画像デ−タと比較し、画素間の時間的
な相関性或いは画素の空間的な相関性を利用して拡大画
像信号に再生する再生手段を備えた構成となっている。

【００１４】

【作用】通常撮影モ−ドでの撮影は公知のように固体撮
像素の全画素が読み出され、その画像信号が記録媒体に
記録される。連続撮影モ−ドの撮影の場合は、固体撮像
素子の画素が、１／２、１／４などの一定の割合で間引
きされ、この間引画素が縮小画像信号として固体撮像素
子より出力される。この縮小画像信号はＡ／Ｄ変換回路
によりデジタル化した後、信号処理され画像デ−タとし
て記録媒体に記録される。

【００１５】この結果、固体撮像素子を通常の読み出し
速度とすれば、例えば、１／２の間引きでは２倍、１／
４の間引きでは４倍の枚数の画像デ−タが記録媒体に記
録される。つまり、カメラシステム全体の動作速度を上
げないで、より多くの画像記録が可能になる。なお、縮
小画像デ−タの記録は、間引きの仕方、連写枚数、記録
の仕方などの条件信号と共に記録媒体に記録される。

【００１６】記録媒体に記録された縮小画像デ−タは、
再生手段によって通常撮影の画像信号と同等に拡大され
る。この再生手段では、記録媒体から撮影順序にしたが
った複数の縮小画像デ−タを読み出し、複数の縮小画像
信号の時間的、空間的な相関性を利用して拡大画像信号
に再生される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の一実施例について図面に沿っ
て説明する。図１は電子スチルカメラの電気的な原理構
成を示すブロック図である。この図において、１１は撮
影光学系、１２はＣＣＤなどの固体撮像素子である。こ
の固体撮像素子１２は撮影光学系１１を通して受光した
被写体の明るさを光電変換し、画像信号をアナログ信号
として出力する。

【００１８】この画像信号は増幅回路１３で増幅された
後に、Ａ／Ｄ変換回路１４によってデジタル変換され、
デジタル化された画像信号が画像デ−タとして記録媒体
である半導体メモリカ−ド１５に記録される構成となっ
ている。なお、実際にはデジタル化した画像信号を信号
処理回路（図示省略）によって色調整などの処理を行な
ってから記録するように構成する。

【００１９】システム制御回路１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ
などを含むマイクロコンピュ−タを備え、カメラ全体の
回路をコントロ−ルする回路で、シャッタ釦の操作で出
力するレリ−ズ信号源１７からのレリ−ズ信号を入力し
て撮影を開始するように動作する。

【００２０】また、駆動回路１８は、固体撮像素子１２
にシャッタ機能をもたせるように駆動する。つまり、こ
の撮像素子１２の電荷蓄積時間を決定するように働く。

【００２１】さらに、この電子スチルカメラは、通常撮
影モ−ドの動作手段と、連写モ−ドの動作手段とを備え
ており、モ−ド切換釦の操作によって出力するモ−ド切
換信号源１９の出力信号を入力することにより、システ
ム制御回路１６が動作モ−ドを切換えるように各回路を
コントロ−ルする。

【００２２】連写モ−ドに切換えた撮影では、システム
制御回路１６によって制御される駆動回路１８が固体撮
像素子１２の画素を間引きして読み出すように駆動す
る。つまり、連写モ−ドに切換える場合には、モ−ド切
換信号源１９によって連写モ−ド切換え、連写枚数、連
写時間、連写速度の各条件を設定する。この条件設定に
より、半導体メモリカ−ド１５の未使用領域の容量をシ
ステム制御回路１６が判断し、この判断にもとづき固体
撮像素子１２の画素の間引き方を決定し、この固体撮像
素子１２の信号読み出しを制御する駆動回路１８に指示
を出す。

【００２３】図２は固体撮像素子１２の画素の間引き方
を例示した説明図である。図２（Ａ）は五の目状の間引
きの例で、○印は第ｎ番目の読み出し、×印は第ｎ＋１
番目の読み出しを示している。画素をこのように間引き
して読み出すことにより、画像信号が１／２に縮小され
る。

【００２４】図２（Ｂ）は格子状の間引きの例で、○印
は第ｎ番目の読み出し、×印は第ｎ＋１番目の読み出
し、△印は第ｎ＋２番目の読み出し、□印は第ｎ＋３番
目の読み出しを示している。画素をこのように間引きし
て読み出せば、画像信号が１／４に縮小される。

【００２５】上記のように構成した電子スチルカメラ
は、通常撮影モ−ドでは公知の動作により画像信号が記
録される。つまり、シャッタ釦の操作によりレリ−ズ信
号源１７から出力したレリ−ズ信号によってシステム制
御回路１６が撮影を開始させるように動作する。これよ
り、固体撮像素子１２が駆動回路１８により駆動され、
シャッタ時間にしたがって被写体の明るさを受光して電
気信号に変換する。

【００２６】そして、固体撮像素子１２にマトリクス状
に配列された全ての画素が読み出され、画像信号として
出力する。この画像信号は既に説明したように、増幅さ
れた後、デジタル信号に変換されて半導体メモリカ−ド
１５に記録される。

【００２７】連写モ−ドに切換えた場合は、上記のよう
に撮影を開始することにより、設定条件とメモリ容量に
よって決められた画素の間引き方にしたがって固体撮像
素子１２の読み出しが行なわれる。つまり、図２
（Ａ）、（Ｂ）に例示した画素の間引き方にしたがって
固体撮像素子１２の読み出しが行なわれ、画素間引きの
画像信号（以下、縮小画像信号という）が出力される。
この縮小画像信号は、増幅された後、デジタル変換され
て半導体メモリカ−ド１５に縮小画像デ−タとして記録
される。

【００２８】このようにして連写すると、カメラシステ
ム全体の動作速度を上げないで、図２（Ａ）の画素間引
きであれば２倍、図２（Ｂ）の画素間引きであれば４倍
の画像信号を記録させることができ、極めて多くの画像
信号が半導体メモリカ−ド１５に記録されることにな
る。

【００２９】上記のように行なわれる連写では、システ
ム制御回路１６からメモリコントロ−ラを通して連写に
関する条件信号がヘッダ情報として縮小画像信号に付与
されて記録される。このヘツダ情報は、少なくとも縮小
画像信号を画像再生するに必要な情報、つまり、画素間
引きの画像信号を補間して通常の大きさに戻した画像信
号（以下、拡大画像信号という）を作成するために必要
な情報である。

【００３０】例えば、ここで付与されたヘッダ情報は下
記のようなものである。 １．連写された画像の撮影順序を示すインデックス ２．各縮小画像デ−タが記録されているメモリアドレス
上のロケ−シヨン ３．縮小画像の縮小率や画素の間引き方 ４．連写枚数 なお、縮小画像信号の半導体メモリカ−ド１５への記録
様式の一例を図３に示してある。

【００３１】連写によって半導体メモリカ−ド１５に記
録された縮小画像信号は、通常撮影モ−ドで記録された
画像信号と同じ大きさに拡大（再生）して出力させ、モ
ニタ等の出力装置によって表示できる構成としてある。

【００３２】次に、このように縮小画像信号を拡大する
再生手段について説明する。拡大画像信号（再生画像信
号）は半導体メモリカ−ド１５に記録された縮小画像信
号に間引きした画素を内挿補間することで生成される
が、縮小画像信号は記録時のサンプリング間隔が長くな
ったことと等価となり、画像信号の高域周波数成分が欠
落しているので、このように生成された拡大画像信号は
通常の画像に比べて解像度が低くなる。

【００３３】この問題を解決するため、この再生手段で
は、画素の時間方向の相関性が大きいことを利用して複
数枚の縮小画像信号を使って間引かれた画素を補間して
拡大画像信号を生成する。

【００３４】例えば、図２（Ａ）の間引き方をした縮小
画像信号の第ｎ枚目と第ｎ＋１枚目を各々Ｇｎ、Ｇｎ＋
１とし、Ｇｎは時刻ｔで撮影され、ＧｎとＧｎ＋１の撮
影時刻の差を△ｔとすると、図４（Ａ）に示したよう
に、Ｇｎの点（ｘ，ｙ）の画素は、 Ｇｎ（ｘ，ｙ，ｔ） と表わすことができる。なお、図４（Ａ）の○印はｎ枚
目の連写で読み出された画素を示す。

【００３５】ｘ方向、ｙ方向のサンプリング間隔を各々
△ｘ、△ｙとすると、第ｎ枚目で間引かれた点（ｘ＋△
ｘ，ｙ）の画素は、図４（Ａ）に示したように、 Ｈｎ（ｘ＋△ｘ，ｙ，ｔ） と表わすことができる。

【００３６】連写された画像間の時間的な相関性が高い
ときは、 Ｈｎ（ｘ＋△ｘ，ｙ，ｔ）≒Ｇｎ＋１（ｘ＋△ｘ，ｙ，ｔ＋△ｔ） のような近似式が成立するので、撮影時刻の異なる画像
を使って補間することができる。（図４（Ｂ）参照、×
印はｎ＋１枚目の連写で読み出された画素を示す）

【００３７】しかし、画像間に時間的な相関性がない場
合は、上記した近似式が成立しないので、このときは画
像の空間的な相関を使って補間する。すなわち、Ｈｎ
（ｘ＋△ｘ，ｙ，ｔ）の近傍のＧｎの画素を使って、

【数１】 の式を満たす補間フィルタをかけることで間引かれた画
素Ｈｎ（ｘ＋△ｘ，ｙ，ｔ）の補間を行なうことができ
る。なお、上記式中のＡi,jは補間フィルタの係数であ
る。

【００３８】上記したように、複数枚の縮小画像信号を
使用し、これらの画像の時間的な相関性または空間的な
相関性によって補間することにより、画像の解像度低下
を抑制して縮小画像信号を拡大画像信号に再生すること
ができる。

【００３９】図５は、上記した理論にしたがって縮小画
像信号を再生する再生手段の電気回路を示したブロック
図である。表示させる縮小画像信号を決めると、この縮
小画像信号に関するヘッダ情報の中で拡大画像の生成に
必要となる情報が半導体メモリカ−ド１５から読み出さ
れシステム制御回路２５に送られる。例えば、縮小画像
信号Ｉｎを拡大する場合、そのヘッダ情報Ｐｎがシステ
ム制御回路２５に送られ、このヘッダ情報Ｐｎの縮小画
像信号のインデックスｎと、画素の間引き方から、補間
に利用する他の縮小画像信号のインデツクスや補間方法
などが決定される。

【００４０】ここでは、半導体メモリカ−ド１５に記録
されている縮小画像信号のうち、図２（Ａ）の１／２間
引きのものを再生し、補間にはＩｎ，Ｉｎ＋１を使用す
ることとする。Ｉｎにおて間引かれた画素Ｈｎ（ｘｏ，
ｙｏ）を補間するとき、最初に時間方向の相関性を調べ
る。そのため、Ｉｎ−２，Ｉｎ，Ｉｎ＋２の点（ｘｏ，
ｙｏ）の近傍領域Ｒの画素を取り出し、補間回路２６の
相関検出回路２１に入力する。

【００４１】相関検出回路２１では、

【数２】

【数３】 を演算し、ＭａとＭｂとを予め定めたしきい値Ｍｔｈと
比較する。

【００４２】そして、ＭａとＭｂとがＭｔｈより大きい
ときは、空間的な相関性が高いものとし、空間的な相関
を利用して補間を行なう空間補間回路２２を動作させる
制御信号を出力する。また、ＭａとＭｂとがＭｔｈより
小さいときは、時間的な相関が高いとして、時間的な相
関を利用して補間を行なう時間補間回路２３を動作させ
る制御信号を出力する。

【００４３】時間補間回路２３が動作すると、Ｍａ＜Ｍ
ｂのときはＩｎ−１（ｘｏ，ｙｏ）、Ｍａ＞Ｍｂのとき
はＩｎ＋１（ｘｏ，ｙｏ）の値をＨｎ（ｘｏ，ｙｏ）の
補間画素として出力バッファ２４に出力する。

【００４４】空間補間回路２２が動作すると、縮小画像
信号Ｉｎの点（ｘｏ，ｙｏ）の近傍領域Ｓの画像信号が
この空間補間回路２２に入力され、それらの画像信号に
予め定められたフィルタ係数Ａi,jを用いて、

【数４】 の式によるフィルタ処理を行なって補間画素を求めて出
力バッファ２４に出力する。

【００４５】出力バッファ２４は拡大画像信号を１枚以
上記録することができる記録容量をもち、補間回路から
出力された補間画素信号と縮小画像信号とを加えること
により拡大画像信号を生成する。そして、生成された拡
大画像信号はＤ／Ａ変換回路などを通して画像表示装置
へ送って画像表示させる。上記したように、画素の間引
き記録された縮小画像信号は、解像度の低下を抑えなが
ら拡大画像に再生することができる。

【００４６】以上、本発明の一実施例について説明した
が、半導体メモリカ−ド１５に記録された縮小画像信号
をそのまま複数枚同時に表示装置に出力されせる、いわ
ゆるマルチ画面表示としても実施することができる。ま
た、縮小画像信号に対して、時間方向、空間方向の差分
符号化や直行変換符号化などの信号圧縮処理を施すこと
により、半導体メモリカ−ド１５に記録するメモリ容量
をさらに減らすことができる。このように実施する場合
には、半導体メモリカ−ド１５の前段に符号化器を、そ
の後段に複号化器を設ける。なお、上記実施例では半導
体メモリカ−ド１５を記録媒体としたが磁気フロッピ−
ディスクを使用しても同様に実施し得る。

【００４７】

【発明の効果】上記した通り、本発明によれば、固体撮
像素子の画素を間引きして読み出し、その画像信号をＡ
／Ｄ変換して記録媒体に記録させる連写モ−ドの動作手
段を備えたので、従来の記録媒体を使用して多数の連写
枚数をメモリ記録させることができ、連写の記録容量を
充分に有する電子スチルカメラとなる。

【００４８】また、画素を間引きした画像信号を複数枚
の画像信号を利用して、時間的な相関または空間的な相
関によって補間し通常の画像信号に再生する構成とした
ので、連写画像の表示に当って解像度の低下を極力抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子スチルカメラの電
気的な原理構成を示すブロック図である。

【図２】固体撮像素子の画素の間引き方を例示した図で
あり、図２（Ａ）は五の目状の間引きを示し、図２
（Ｂ）は格子状の間引きを示している。

【図３】画素を間引きした縮小画像信号の半導体メモリ
カ−ドへの記録様式を示した図である。

【図４】縮小画像信号の時間的な相関性を利用した補間
と空間的な相関性を利用した補間とを説明するための図
である。

【図５】縮小画像信号の再生手段の回路例を示したブロ
ック図である。

【符号の説明】

１１ 撮影光学系 １２ 固体撮像素子 １３ 増幅回路 １４ Ａ／Ｄ変換回路 １５ 半導体メモリカ−ド １６ システム制御回路 １７ レリ−ズ信号源 １８ 駆動回路 １９ モ−ド切換信号源 ２１ 相関検出回路 ２２ 空間補間回路 ２３ 時間補間回路 ２４ 出力バッファ ２５ システム制御回路 ２６ 補間回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号を出力する固体撮像素子を備
   え、画像信号を画像デ−タとして記録媒体に記録する電
   子スチルカメラにおいて、通常撮影モ−ドの動作手段と
   連続撮影モ−ドの動作手段とを備え、連続撮影モ−ドの
   動作手段が、固体撮像素子の画素を一定の割合で間引い
   て縮小画像信号を出力する手段と、この縮小画像信号を
   縮小画像デ−タとして連続撮影の条件信号と共に記録媒
   体に記録させる手段とから構成されていることを特徴と
   する電子スチルカメラ。
2. 【請求項２】 記録媒体に記録された複数の縮小画像デ
   −タを読み出し、一つの縮小画像デ−タを、前後に撮影
   された縮小画像デ−タと比較し、画素間の時間的な相関
   性或いは画素の空間的な相関性を利用して拡大画像信号
   に再生する再生手段を備えたことを特徴とする請求項
   （１）記載の電子スチルカメラ。