JPH0686207A - デジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デジタルスチルカメラのダイナミックレンジ
を拡大させる。 【構成】 デジタルスチルカメラ１０に用いられるγ補
正等の非線形変換回路１３で画像の白部の圧縮と共に黒
部の圧縮を行なう黒圧縮部１３ｂを設けて、ＣＰＵ１７
等を介して黒部分を圧縮してＩＣメモリに記憶し、再生
時にはプリンタとモニタとで伸長率を切換えて再生させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静止画像を記録するデジ
タルスチルカメラに係わり、特に、画像量子化回路の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデジタルスチルカメラとして例え
ば特開平３−１０４４８６号公報に開示されている様な
技術が知られている。

【０００３】上記公報では被写体の明部と暗部との光量
差が小さい場合に、標準的なγ（ガンマ）値でのγ補正
による階調変換を行なうと、コントラスト比が弱いため
に視覚的に良好な画像が得られない。又、逆に被写体の
明部と暗部との光量差が大きい場合には標準的なγ値で
のγ補正によるとコントラストが弱くなり、同様に良好
な画像が得られなくなる問題を解決するために撮像画面
内に於ける被写体の各箇所の光量差が大きい時には階調
変換手段により映像信号の階調変換時にコントラストを
弱くする様に、逆に光量差が小さい時にはコントラスト
を強くする様にし良好な画像を得る様にしたものが示さ
れている。

【０００４】即ち、具体的には被写体の複数箇所を測光
し、測光した各光量に応じて選択可能な複数の階調変換
手段のうちの１つを選択する様に成されたもので階調変
換特性としてγ補正特性を種々に代えたものを用いてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】叙上の従来構成のデジ
タルスチルカメラではγ特性の度合を階段的にスイッチ
等で切り換えているがγ特性については通常の撮像系で
はγ＝０．７の白部分圧縮を行なっているが、これはＮ
ＴＳＣ方式でのテレビジョン受像機側のモニタの関係か
ら来るもので画像データとの間での必然性はない。

【０００６】この白部分のγ補正による圧縮の前に撮像
信号はアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）を通じて
デジタルデータに変換されるが通常はこのＡＤＣは８ビ
ット程度のものが用いられる。この８ビットでの階調表
現は２５６階調である。今、黒を０とし、白を１００％
とすると２００階調程度しか取ることが出来ない。

【０００７】一方、画像データのノイズ妨害に対する識
別ノイズレベルと明度との関係をみると、図５の様に人
間の目は黒部１及び白部３ではノイズ識別力は弱いが中
間の灰色２の範囲ではノイズ識別力は強いことが知られ
ている。

【０００８】従って、本発明はこの様に人間の目でノイ
ズ識別力の弱い黒部分を切り捨てビット圧縮と同時に黒
部で非線形量子化を行ない、黒部の冗長部も有効利用し
ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のデジタルスチル
カメラはその例が図１に示されている様に静止画像を表
す映像信号がデジタルデータとして記憶手段１５に格納
される様になささたデジタルスチルカメラ１０に於い
て、標準的な白部を圧縮する非線形量子化手段１３ａ
と、黒部を圧縮する非線形量子化手段１３ｂと有して成
るものである。

【００１０】

【作用】本発明のデジタルスチルカメラによると、白部
分と共に黒部分も所定の非線形量子化による圧縮を行な
うことでダイナミックレンジを拡大させることが可能と
なる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のデジタルスチルカメラの一実
施例を図面について説明する。

【００１２】図１は３板式ＣＣＤのカラー撮像手段の
内、赤（Ｒ）等の一系統の系路のみ示す。図で撮像部４
を有するデジタルスチルカメラ１０とこれにコネクタ１
４を介して着脱可能に接続されるメモリ１５とを有す
る。その他に、カメラ１０の内部にバッファメモリを有
していてもよい。また、半導体メモリでなく、例えは磁
気記録などの他の記憶方式であってもよい。同図におい
てこのコネクタ１４から上側の要素部分がデジタルスチ
ルカメラ１０として単一の筐体に搭載される。

【００１３】メモリ１５は、例えばＳＲＡＭ半導体メモ
リを集積回路（ＩＣ）カードまたはカートリッジなどの
「モジュール」の形態で搭載した書換え可能なデジタル
記憶装置であり、データの入出力線、並にアドレス、読
出し／書込みイネーブル、チップセレクト、ストローブ
及びクロックなどを含む制御線がコネクタ１４を介して
カメラ１０に接続される。なおコネクタ１４は、メモリ
１５は、例えば、１コマの画像を１Ｍないし１．５Ｍビ
ットのデータで表わすと、１チップ１６Ｍビットの記憶
容量のＳＲＡＭでは２チップで２４コマ撮りの記憶装置
が実現出来る。

【００１４】撮像部１２は、図示のように撮像レンズ
５、絞り６、シャッタ７、撮像デバイス８、測光・測距
機構、ビューファインダ（図示せず）及びそれらの駆動
機構などの静止画像の撮影に必要な要素を有し、撮像レ
ンズ５の合焦、絞り６の制御、シャッタ７の開閉などは
ＣＰＵ１７からバスライン２０を介して制御される。撮
像デバイス８は、例えばＣＣＤもしくはＭＯＳなどの固
体撮像デバイスであり、図１で単板式に示されているカ
ラー固体撮像デバイスの撮像セルアレイには色フィルタ
８ａが装着され、同期発生回路１６及び駆動回路１９か
らのクロックに応動して色変調された映像信号をその出
力に点（画素）順次にて出力する。色フィルタ８ａの色
セグメント配列は適宜のものが使用される。又３式板の
場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルタがＣＣＤの前面に配設
される。

【００１５】ＣＣＤ８からのＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号出
力は前置増幅器９で前置増幅され、次段のＡＤＣ１１に
供給されてデジタル変換される。このＡＤＣ１１は本例
では十ビットでＡＤされる。このＡＤＣ１１及び後述す
る画像処理回路１２及び非線形変換回路１３に同期信号
発生回路１６からの同期信号が供給されている。

【００１６】ＡＤＣ１１からの１０ビットのカラー映像
信号データは画像処理回路１２に供給されてＲ，Ｇ，Ｂ
信号をＹ（輝度信号）及びＣ（色差信号）に変換するＹ
／Ｃ変換、４：２・２変換、或はニー処理等の画像処理
をデジタル的に行なった後に非線形変換回路１３に供給
される。

【００１７】非線形変換回路は通常のγ補正回路部であ
る白部圧縮部１３ａ及び黒部圧縮部１３ｂを含んでい
る。

【００１８】この非線形変換回路１３については後述す
るも、映像の白部及び黒部分が圧縮され、ここで１０ビ
ットの入力データは８ビットに成されて出力されるため
ビット変換効果も合せ持たせることも出来る。画像処理
回路１２及び非線形変換回路１３はＣＰＵ１７からバス
２１を介して各種データの制御並にＲＯＭテーブルから
の非線形量子化データに基づいて、非線形量子化圧縮が
黒部及び白部について行なわれる。

【００１９】非線形変換回路１３で圧縮されγ補正が施
された画像データはカードメモリインタフェース１８を
介しＩＣカードメモリ１５に格納されて記憶される。

【００２０】次に図２及び図３を用いて、非線形変換回
路１３の一実施例を詳記する。

【００２１】図２Ａは通常の階調特性を示すγ補正の入
出力特性を示している。横軸の画像処理回路１２からの
出力をｘ、縦軸の非線形変換回路１３からの出力をｙと
すると一般にγ特性は次の（１）式で表される。 ここでγの値が大きい程コントラストが強くなり、再生
系でモニタを介し静止画像を映出させる場合はγ＝０．
７程度に選択する。

【００２２】ここでγで非線形量子化されるのはｘ軸上
の値の大きな部分、即ち画像の白部分３に対応する入力
データ部分であり、黒部分１は直接的な量子化が成され
ている。この為に画像の黒部分１は前記した様に８ビッ
トで２５６階調とすると、黒部分の全階調にしめる割合
が大きく、実際の階調は２００階調程度となり、且つ図
５で説明した様に、この黒部分は人間の目で画像を観察
した場合のノイズ識別力が低いのであるから、この黒部
分１を非線形量子化圧縮してもノイズレベルの目立ちが
無く、且つ実際に２５６階調とすることが可能となる。

【００２３】即ち、図２Ａの直線部の黒部分１を図２Ｂ
の黒部分１′の様に非線形量子化圧縮すると灰色部２′
や白部分３′の階調表現を拡大可能と成る。

【００２４】実際にこの黒部分１′は３０ＩＲＥ以下の
レベルを１／２〜１／３に圧縮するを可とする。勿論圧
縮は連続的又は折線的に圧縮可能である。

【００２５】この様な白部〜黒部までの非線形量子化圧
縮はＲＯＭ等のテーブルを非線形変換回路部１３に有
し、この変換テーブルに基づいて階調変換が行なわれ
る。この構成の一実施例を図３を用いて説明する。

【００２６】画像処理回路１２からのＲ，Ｇ，Ｂの１０
ビットの画像データは各々白及び黒圧縮部１３ａ及び１
３ｂを構成する非線形変換回路１３に供給され、図３に
示す様にＲ，Ｇ，Ｂ用の各々のリフレッシュの不用なＳ
ＲＡＭ（Static Rondom Access Memory）１３ＲＳ，１
３ＧＳ，１３ＢＳに供給される。

【００２７】更に、本例では図２Ｂで示した白から黒部
分を含む、γ補正特性曲線用のテーブルデータを各々
Ｒ，Ｇ，Ｂ用のＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmabl
e ROM)１３ＲＥ，１３ＧＥ，１３ＢＧに格納する。これ
らＥＰＲＯＭは読出し速度が遅いので、ＣＰＵ１７で図
１に示すスイッチＳＷの電源「オン」時にＥＰＲＯＭ１
３ＲＥ，１３ＧＥ，１２ＢＥの８ビットの格納データを
出力する。

【００２８】ＳＲＡＭ１３ＲＳ，１３ＢＳ，１３ＧＳ並
にＥＰＲＯＭ１３ＲＥ，１３ＧＳ，１３ＢＥにはＣＰＵ
１７と転送用アドレスカウンタ２２からクロック及びア
ドレスデータが供給され、ＣＰＵ１７では１０ビットの
画像データをＳＲＡＭの１３ＲＳ，１３ＧＳ，１３ＢＳ
の所定のアドレスに書込み、ＳＲＡＭの１３ＲＳ，１３
ＧＳ，１３ＢＳの８ビットを出力する。ＣＰＵ１７では
書込み、読出し、γ選択等が成されている。

【００２９】図４は本例の再生系の一実施例を示す系統
図である。図で１５はデジタルスチルカメラ１０で撮像
された静止画像データが非線形変換回路１３によって黒
部分も圧縮されて格納されているＩＣカードメモリで、
このＩＣカードメモリ１５のプラグ１４を再生装置側の
カードインタフェース２５のジャックに差し込む。カー
ドインタフェース２５の出力は切換手段２６の可動接片
ａに供給される。ＣＰＵ３５は再生静止画像を通常のＣ
ＲＴ等のモニタ３４上に映出させるか、或は再生静止画
像をプリントアウトするかで切換手段２６の可動接片ａ
を固定接点ｂ又はｃに選択する。

【００３０】切換手段２６の固定接点ｂ及びｃは夫々第
１及び第２の非線形逆変換回路２７及び２８、第１及び
第２の画像処理回路２９及び３０並に第１およけび第２
のデジタル−アナログ変換回路（以下ＤＡＣと記す）３
１及び３２を介して第１のＤＡＣ３１の出力はプリンタ
３３へ第２のＤＡＣ３２の出力はＣＲＴ等のモニタ３４
に供給され、夫々静止画像のハードプリント或は静止画
像をＣＲＴ上に映出させる。

【００３１】本例では第１の非線形逆変換回路では非線
形変換回路１３で変換した圧縮と逆に伸長を行なうと共
に変換特性を略リニアに変換して画像処理後にアナログ
信号に変換してプリントアウトさせる。

【００３２】第２の非線形逆変換回路２８ではγ＝０．
７にて補正を行って、画像処理並にアナログ信号変換後
にＣＲＴ等のモニタ３４上に静止画像を映出させる様に
成されている。

【００３３】本発明のデジタルスチルカメラは上述の様
に構成させたのでノイズ妨害の明度依存率の弱い黒部分
を圧縮したので全体としてダイナミックレンジが拡大さ
れ、コントラストの強い時の画像の白部分の再現性が良
好で視覚的に不自然さの無い画像を得ることが出来る。
又、ＡＤＣに１０ビットのものを用いても８ビット変換
するためのビット変換を非線形変換回路１３で行なうこ
とが出来る。

【００３４】

【発明の効果】本発明のデジタルスチルカメラに依れば
結果的にダイナミックレンジが拡大され、不自然さの無
い画像を簡単に得ることがてきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタルスチルカメラの一実施例を示
す系統図である。

【図２】本発明のデジタルスチルカメラに用いるγ特性
説明図である。

【図３】本発明のデジタルスチルカメラに用いる非線形
圧縮処理回路図である。

【図４】本発明のデジタルスチルカメラの再生系の一実
施例を示す系統図である。

【図５】従来のノイズ妨害の明度依存率を表す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 白部 ２ 灰色部 ３ 黒部 １０ デジタルスチルカメラ １３ 非線形変換回路 １３ａ 白圧縮部 １３ｂ 黒圧縮部 １５ ＩＣカードメモリ １７ ＣＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止画像を表す映像信号がデジタルデー
   タとして記憶手段に格納される様に成されたデジタルス
   チルカメラに於いて、 標準的な白部を圧縮する非線形量子化手段と、 黒部を圧縮する非線形量子化手段とを有して成ることを
   特徴とするデジタルスチルカメラ。
2. 【請求項２】 前記非線形手段による黒部の非線形量子
   化手段による非線形量子化データをＲＯＭテーブルに格
   納して成ることを特徴とする請求項１記載のデジタルス
   チルカメラ。
3. 【請求項３】 前記黒部を圧縮する非線形量子化手段を
   介してデジタルデータを着脱自在な記憶手段に格納する
   様に成されたデジタルスチルカメラの該デジタルデータ
   記憶手段からデータを再生する際に該黒部の非線形の逆
   変換を行なう伸長手段を有し、、該伸長手段の伸長度を
   選択する選択手段を設けて成ることを特徴とする請求項
   １記載のデジタルスチルカメラ。