JPH06141274A - 電子カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】撮像した画像データを符号化して記録媒体に記
録する電子カメラ装置に於いて、発生した符号量が割り
当て符号量を越えた場合でも、記録媒体に一定の枚数の
画像を記録できるようにすること。 【構成】データ圧縮回路２０は、１フレーム分の画像デ
ータを所定の大きさのブロックに分割し、この分割され
たブロック毎に直交変換を行ない、その変換出力を量子
化し、この量子化出力を可変長符号化する。このデータ
圧縮回路２０は、発生した符号量が１フレームに対して
予め割り当てられた符号量を越えたか否かを判断し、そ
れを越えた時コントローラ２４に超過信号を出力する符
号量算出回路２１０を有している。コントローラ２４
は、この超過信号に応じて、少なくともその越えた符号
量をメモリカード２２に記録しないように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置等により
撮像された画像信号を記録媒体にディジタルデータとし
て記録する電子カメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＣＤ（電荷結合素子）に代表
される固体撮像装置により撮像された画像信号を、メモ
リカード，磁気ディスク，あるいは磁気テープ等の記録
装置に、ディジタルデータとして記録する場合、そのデ
ータ量は膨大なものとなる。そこで、通常、多くのフレ
ーム画像を限られた記録容量の範囲で記録しようとする
には、得られた画像信号のデータに対し、何らかの高能
率な圧縮を行なうことが必要である。

【０００３】さらに、ディジタル電子スチルカメラ等に
於いては、撮像した画像を銀塩フィルムの代わりに、メ
モリカード，磁気ディスク，あるいは磁気テープ等の記
録媒体にディジタルデータとして保存するので、１枚の
メモリカード，磁気ディスク，あるいは１巻の磁気テー
プに記録できる画像の枚数が限定され、この限定枚数分
の画像の記録が保証される必要がある。

【０００４】同様に、ディジタルＶＴＲ（ビデオテープ
レコーダ），ディジタル動画ファイル等に於いて動画像
を記録する場合も、フレーム当りの画像のデータ量に影
響されることなく、所定量のフレームを記録できなけれ
ばならない。即ち、静止画像であっても、動画像であっ
ても、必要なコマ数分を確実に記録できる必要がある。

【０００５】高能率な画像データの圧縮方式として、直
交変換符号化と可変長符号化とを組み合わせた符号化方
式が広く知られている。その代表的なものとして、静止
画符号化国際標準化に於いて検討されている方式があ
る。

【０００６】この方式について、以下に概略を説明す
る。先ず、画像データを所定の大きさのブロックに分割
し、分割されたブロック毎に直交変換として２次元のＤ
ＣＴ（離散コサイン変換）を行なう。次に、各周波数成
分に応じた線形量子化を行ない、この量子化された値に
対し可変長符号化としてハフマン符号化を行なう。この
時、直流成分に関しては、近傍ブロックの直流成分との
差分値をハフマン符号化する。交流成分は、ジグザグス
キャンと呼ばれる低い周波数成分から高い周波数成分へ
のスキャンを行ない、無効（値が「０」）の成分の連続
する個数と、それに続く有効な成分の値とから２次元の
ハフマン符号化を行なう。以上が、この方式の基本部分
である。

【０００７】以上の動作を図３を参照して具体的に説明
する。先ず、（ａ）に示すように、１フレームの画像デ
ータ（国際標準化案で例示されている１フレームの画像
は、７２０×５７６画素）を所定の大きさのブロック
（例えば、８×８の画素より成るブロックＡ，Ｂ，Ｃ，
…）に分割し、（ｂ）に示すように、この分割されたブ
ロック毎に直交変換として２次元のＤＣＴを行ない、８
×８のマトリックス上に順次格納する。画像データは、
２次元平面で眺めてみると、濃淡情報の分布に基づく周
波数情報である空間周波数を有している。

【０００８】従って、上記ＤＣＴを行なうことにより、
画像データは直流成分ＤＣと交流成分ＡＣに変換され、
８×８のマトリックス上には、原点位置（（０，０）位
置）に直流成分ＤＣの値を示すデータが、（０，７）位
置には、横軸方向の交流成分ＡＣの最大周波数値を示す
データが、そして、（７，０）位置には、縦軸方向の交
流成分ＡＣの最大周波数値を示すデータが、さらに、
（７，７）位置には、斜め方向の交流成分ＡＣの最大周
波数値を示すデータがそれぞれ格納される。中間位置で
は、それぞれの座標位置により関係付けられる方向に於
ける周波数データが、原点側より順次高い周波数のもの
が出現する形で格納されることになる。

【０００９】次に、このマトリックスに於ける各座標位
置の格納データを、各周波数成分毎の量子化幅により割
ることにより、各周波数成分に応じた線形量子化を行な
い（図３中の（ｃ））、この量子化された値に対し可変
長符号化としてハフマン符号化を行なう。この時、直流
成分ＤＣに関しては、近傍ブロックの直流成分との差分
値をグループ番号（付加ビット数）と付加ビットで表現
し、そのグループ番号をハフマン符号化し、得られた符
号語と付加ビットを合わせて符号化データとする（図３
中の（ｄ１），（ｄ２），（ｅ１），（ｅ２））。

【００１０】交流成分ＡＣに関しても有効な（値が
「０」でない）係数は、グループ番号と付加ビットで表
現する。そのため、交流成分ＡＣは、ジグザグスキャン
と呼ばれる低い周波数成分から高い周波数成分へのスキ
ャンを行ない、無効（値が「０」）の成分の連続する個
数（零のラン数）と、それに続く有効な成分の値のグル
ープ番号とから２次元のハフマン符号化を行ない、得ら
れた符号語と付加ビットを合わせて符号化データとす
る。

【００１１】ハフマン符号化は、フレーム画像当りの上
記直流成分ＤＣ及び交流成分ＡＣのそれぞれのデータ分
布に於ける発生頻度のピークのものを中心として、この
中心のものほどデータビットを少なくし、周辺になるほ
ど多くするようにして、ビット割り当てをした形で、デ
ータを符号化して符号語を得ることで行なう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように画像信
号をメモリカード，磁気ディスク，あるいは磁気テープ
等の記録装置にディジタルデータとして記録する場合、
そのデータ量は膨大なものとなる。このため画像データ
を高能率で圧縮する必要がある。

【００１３】そして、このような要求を満たす圧縮方式
として、上述の国際標準案方式がある。例えば、ディジ
タル電子スチルカメラ等に於いては、１枚のメモリカー
ドあるいは磁気ディスクまたは１本の磁気テープ等に記
録できる枚数が保証されなければならないが、この方式
に於いて、前記基本部分で例示したようなブロック毎の
直交変換と可変長符号化を組み合わせた手法では、画像
データの圧縮を高能率で行えるものの、可変長符号化を
用いているが故に符号量が一定にならず、１枚のメモリ
カードあるいは磁気ディスク，又は１本の磁気テープ等
の記録媒体に記録できる画像の枚数が不定になるという
欠点があった。このような問題を解決するために、本発
明者らは、特願平１−２８３７６１号及び特願平２−１
３７２２２号として、次のような方式を提案した。

【００１４】即ち、直交変換と可変長符号化を組み合わ
せた圧縮方式に於いて、発生符号量の制御を行なうため
に、画像メモリに記憶した標本化した画像信号を、ブロ
ックに分割し、この分割されたブロック毎に直交変換を
行なってから、この変換出力を暫定的な量子化幅で量子
化した後、この量子化出力を可変長符号化すると共に、
各ブロック毎の発生符号量と画像全体の総発生符号量を
算出する。次に、前記暫定的な量子化幅、前記総発生符
号量、及び目的とする総符号量とから、新しい量子化幅
を予測する。また、前記各ブロック毎の発生符号量と、
前記総発生符号量と、目的とする総符号量とから、各ブ
ロック毎の割り当て符号量を算出する。そして、新しい
量子化幅を用いて、再び画像メモリの画像信号をブロッ
ク分割，直交変換，量子化，可変長符号化を行なうと共
に、各ブロックの発生符号量が各ブロックの割り当て符
号量を越える場合には、途中で可変長符号化を中止し
て、次のブロックの処理に移る。これにより、画像全体
の総発生符号量が目的の総符号量を越えないように符号
量の制御を行なおうというものである。このような方式
は、大変に良好な結果が得られるものの、ごく希な場
合、内部演算精度等の都合により、総符号量が目的符号
量を越えてしまうことがありえる。

【００１５】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、発生した符号量が割り当て符号量を越えた場合で
も、他の記録された画像に影響を与えることなく、記録
媒体に一定の枚数の画像を記録することを可能とする電
子カメラ装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明による電子カメラ装置は、撮影光学
レンズを介して結像された被写体像から１フレーム分の
画像データを発生するための画像データ発生手段と、前
記画像データ発生手段により発生された１フレーム分の
画像データを所定の大きさのブロックに分割するブロッ
ク化手段と、前記ブロック化手段により分割されたブロ
ック毎に直交変換を行なう直交変換手段と、前記直交変
換手段の変換出力を量子化する量子化手段と、前記量子
化手段の量子化出力を可変長符号化する可変長符号化手
段と、前記可変長符号化手段により符号化されたデータ
を記録する記録媒体と、前記可変長符号化手段により発
生した符号量が１フレームに対して予め割り当てられた
符号量を越えたか否かを判断する判断手段と、前記判断
手段により前記割り当てられた符号量を越えたと判断さ
れた時、当該フレームの以降の符号化されたデータの前
記記録媒体への記録を禁止する記録禁止手段とを備える
ものである。

【００１７】

【作用】本発明による電子カメラ装置では、画像データ
をブロックに分割し、この分割されたブロック毎に直交
変換を行なってからこの変換出力を量子化し、その後、
この量子化出力を可変長符号化し、データの符号化をす
る場合、そのブロック以前の符号化により発生した符号
量の総計を計算し、この値が記録媒体への割り当て符号
量を越えた時には、少なくともその越えた符号分を記録
媒体に書き込まないようにしたことにより、発生した符
号量が割り当て符号量を越えた場合でも、他の記録され
た画像に影響を与えることなく、記録媒体に一定の枚数
の画像を記録することを可能とするものである。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１は、本発明の電子カメラ装置の第１の
実施例に係る電子スチルカメラ装置１０のブロック構成
図で、この電子スチルカメラ装置１０は、可変長符号化
の一つであるＡＤＣＴ（Adaptive Discreat Cosin Tran
sfer）方式のデータ圧縮を行なうものである。

【００２０】即ち、撮影光学レンズ１２で集光された
光、つまり被写体像がＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体
撮像素子１４で光電変換され、プロセス処理回路１６で
ホワイトバランス，ガンマ補正等の処理をされた後、Ａ
／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１８でディジタル
信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器１８からのディジ
タル信号は、データ圧縮回路２０に供給され、そこでデ
ータ圧縮が行なわれる。このデータ圧縮回路２０は、ブ
ロック化回路２０２，ＤＣＴ（離散コサイン変換）回路
２０４，量子化回路２０６，ハフマン符号化回路２０
８，及び符号量算出回路２１０により構成されている。
データ圧縮回路２０で圧縮された信号は、メモリカード
２２に記録される。これら一連の信号の流れは、コント
ローラ２４により制御される。

【００２１】データ圧縮回路２０によるデータ圧縮で
は、コントローラ２４から記録媒体（即ち、メモリカー
ド２２）への割り当て符号量が設定される。この割り当
て符号量は、記録媒体の総容量を記録枚数で割ることで
求められる。データ圧縮回路２０では、符号化した符号
量の総計と割り当て符号量とを常に比較しており、符号
量が割り当て符号量を越えた場合には、コントローラ２
４に知らせる信号を出力する。

【００２２】コントローラ２４は、メモリカード２２の
どのアドレスにデータを書き込むかも制御している。即
ち、通常の撮影では、コントローラ２４は、設定された
コマ数に対応するメモリカード２２のアドレスにデータ
を書き込み、その後、コマ数を１加算して次の撮影に備
える。

【００２３】以上の構成の電子スチルカメラ１０に於い
て、図示しないシャッタが押下されることにより撮影が
開始されると、固体撮像素子１４より被写体の映像信号
が出力され、プロセス処理回路１６で色分離，ホワイト
バランス，ガンマ補正，等の処理を受け、Ａ／Ｄ変換器
１８でディジタル信号に変換されて、データ圧縮回路２
０に入力される。

【００２４】データ圧縮回路２０に入力された信号は、
ブロック化回路２０２により８×８画素のブロックに分
割され、ＤＣＴ回路２０４に於いて離散コサイン変換が
行なわれる。この離散コサイン変換により得られた変換
係数は、ＤＣＴ回路２０４から量子化回路２０６に供給
され、この量子化回路２０６に於いて各周波数成分毎に
決められた量子化幅で割ることにより、線形量子化され
る。この量子化された値は、ハフマン符号化回路２０８
に入力される。そして、直流成分ＤＣは、近傍ブロック
の直流成分との差分値をグループ番号と付加ビットで表
現し、グループ番号をハフマン符号化し、得られた符号
値と付加ビットを合わせて符号化データとする。また、
交流成分ＡＣについては、ジグザグスキャン（低い周波
数成分から高い周波数成分へのスキャン）が行なわれ、
無効成分の連続する個数（零のラン数）と、それに続く
有効な成分の値のグループ番号との組合せによる２次元
のハフマン符号化が行なわれる。そして、得られた符号
値と有効値に対する付加ビットとを符号化データとす
る。

【００２５】こうして得られた符号化データは、符号量
算出回路２１０に入力される。この符号量算出回路２１
０では、ブロック毎に得られる符号化データから符号長
を計算し、それを順次加算する。そして、得られた符号
総量とコントローラ２４から与えられる割り当て符号量
とを比較し、符号総量が割り当て符号量を越えた場合に
は、超過信号をコントローラ２４に出力する。

【００２６】コントローラ２４は、データ圧縮回路２０
つまり符号量算出回路２１０から上記超過信号を受ける
まで、上記データ圧縮回路２０つまりハフマン符号化回
路２０８からの符号化データを順次メモリカード２２に
書き込ませるよう制御する。そして、上記超過信号を受
けると、その超過信号が発生したブロックの符号化デー
タのメモリカード２２への書き込みを中止するよう制御
する。

【００２７】また、符号化の途中で符号総量が割り当て
符号量を超過した場合には、コントローラ２４は、それ
以降のブロックの符号化を打ち切り、撮影を終了するよ
う各部を制御する。

【００２８】このようにすることにより、少なくとも符
号化が完了した部分までの画像は正常に再生することが
できるようになる。また、割り当てより余分にメモリカ
ード２２に書いてしまうことで、前に記録された次のコ
マに相当する画像データを破壊したり、あるいは次に撮
影したコマが重ね書きされて画像データの終わりが損な
われ、再生時に画像が乱れることを防ぐことが可能とな
る。

【００２９】図２は、本発明の電子カメラ装置の第２の
実施例に係る電子スチルカメラ装置３０のブロック構成
図で、図１と同様のものには同じ参照番号を付してあ
る。本第２の実施例の電子スチルカメラ装置３０は、第
１の実施例の電子スチルカメラ装置１０にＬＥＤ（発光
ダイオード）等で作られる表示装置２６を追加したもの
である。

【００３０】このような構成の電子スチルカメラ装置３
０では、前述した第１の実施例と同様に、データ圧縮回
路２０でデータ圧縮する際、このデータ圧縮回路２０か
ら出てくる符号量が割り当て符号量を越えた場合には、
コントローラ２４は、その時点で符号化を打ち切る。

【００３１】そして、本第２の実施例に於いては、この
時に、コントローラ２４は、コマ数を進めることなく、
次の撮影に備えると同時に、表示装置２６に信号を送
り、今の撮影が正常に終了しなかったことを撮影者に知
らせる。このように撮影者に撮影が失敗したことを知ら
せることで、撮影し直すことを可能とする。

【００３２】また、本第２の実施例の電子スチルカメラ
装置３０では、コントローラ２４は、失敗したコマに対
応するメモリカード２２のアドレスに既に書き込まれて
いるデータを全て消去する。これは以下の理由による。

【００３３】例えば、７コマ目の撮影が失敗した時に
は、電子スチルカメラ装置３０は、次の撮影も７コマ目
に書き込む状態で止まっていることになる。ここで、撮
影者が続けてもう一度７コマ目に撮影し、この撮影が正
常に終了すれば、前回の失敗した撮影の記録は消去され
る。しかし、撮影者が続けて撮影しなかった場合には、
失敗した撮影が消去されず、このまま再生すると、不完
全な画像が表示されてしまうことになる。このようなこ
とが起こらないように、本第２の実施例の電子スチルカ
メラ装置３０では、コントローラ２４は、符号化を打ち
切り、コマ数を加算させずに撮影者に撮影が正常に終了
しなかったことを伝えると同時に、失敗した７コマ目の
データを全て消去することで、正常でない画像を表示し
てしまうことを防ぐようにしている。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、発
生した符号量の総計が記録媒体への割り当て符号量を越
えた場合には、少なくともその越えた符号分を記録媒体
に書き込まないようにしたことにより、発生した符号量
が割り当て符号量を越えた場合でも、一定の時間内に撮
影を終了することができ、また他の記録された画像を乱
すことなく、記録媒体に一定の枚数の画像を記録するこ
とを可能とする電子カメラ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子カメラ装置の第１の実施例と
しての電子スチルカメラ装置のブロック構成図である。

【図２】本発明による電子カメラ装置の第２の実施例と
しての電子スチルカメラ装置のブロック構成図である。

【図３】従来の圧縮方式の原理を説明するための動作遷
移図である。

【符号の説明】

１０，３０…電子スチルカメラ、１２…撮影光学レン
ズ、１４…固体撮像素子（ＣＣＤ）、１６…プロセス処
理回路、１８…アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、２０…データ圧縮回路、２２…メモリカード、２４
…コントローラ、２６…表示装置、２０２…ブロック化
回路、２０４…離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路、２０
６…量子化回路、２０８…ハフマン符号化回路、２１０
…符号量算出回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学レンズを介して結像された被写
   体像から１フレーム分の画像データを発生するための画
   像データ発生手段と、 前記画像データ発生手段により発生された１フレーム分
   の画像データを所定の大きさのブロックに分割するブロ
   ック化手段と、 前記ブロック化手段により分割されたブロック毎に直交
   変換を行なう直交変換手段と、 前記直交変換手段の変換出力を量子化する量子化手段
   と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化する可変長
   符号化手段と、 前記可変長符号化手段により符号化されたデータを記録
   する記録媒体と、 前記可変長符号化手段により発生した符号量が１フレー
   ムに対して予め割り当てられた符号量を越えたか否かを
   判断する判断手段と、 前記判断手段により前記割り当てられた符号量を越えた
   と判断された時、当該フレームの以降の符号化されたデ
   ータの前記記録媒体への記録を禁止する記録禁止手段と
   を具備することを特徴とする電子カメラ装置。
2. 【請求項２】 前記電子カメラ装置は、 １フレーム分の符号化されたデータの前記記録媒体への
   記録後、前記記録媒体上の記録位置を更新する更新手段
   と、 前記判断手段により前記割り当てられた符号量を越えた
   と判断された時、前記更新手段の動作を禁止する更新禁
   止手段と、 前記判断手段により前記割り当てられた符号量を越えた
   と判断された時、被写体像の撮影が完了しなかったこと
   を撮影者に告知するための告知手段とをさらに具備する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ装置。