JP3500147B2 - 電子スチルカメラシステム、画像データ処理方法、及び画像データ記録装置 - Google Patents

電子スチルカメラシステム、画像データ処理方法、及び画像データ記録装置

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JP3500147B2 JP07282290A JP7282290A JP3500147B2 JP 3500147 B2 JP3500147 B2 JP 3500147B2 JP 07282290 A JP07282290 A JP 07282290A JP 7282290 A JP7282290 A JP 7282290A JP 3500147 B2 JP3500147 B2 JP 3500147B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影素子、AD変換手段、フレームメモリ、デ
ータ圧縮手段等を備えた電子スチルカメラシステム、画
像データ処理方法及び画像データ記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子スチルカメラとして、2インチの磁気ディ
スクに、20フレーム程度のフレーム画像を記録できるも
のがある。このカメラで20枚以上の画像を記録するとき
は、新しい磁気ディスクを入れ換えて記録する。すなわ
ち磁気記録形式はフロッピーディスク形式になってい
て、ディスク交換ができるものとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電子スチルカメラは解像度の点では銀塩カメラに劣る
が、再生の即効性、電送性、編集性、検索性等について
は優れている。
【0004】 高速連写が可能な点も電子スチルカメラの優れた点の
一つであるといわれ、これについてのユーザーのニーズ
は高い。しかし現状では、この磁気ディスクの記録スピ
ードは15フレーム/秒が限界である。しかも記録容量
(枚数)が20枚程度であるため、連写は1秒程度で終了
してしまう。このように記録スピードと記録時間の点か
ら、現状の電子スチルカメラでの連写は、ゴルフのスイ
ング一つ撮るのも難しいというのが現状である。また解
像度を上げるために将来にわたって画素数が増えていく
ことは間違いないが、例えばHDTV方式の画素数になった
ときは、データ量から考えて連写の記録枚数と記録スピ
ードはさらに低下し1/5程に減ってしまう。
【0005】 そこで本発明の目的は、一駒撮影と連続撮影とが可能
な電子スチルカメラシステムにおいて、連写の記録可能
枚数および連写の記録再生スピードが大幅に増大する
上、例えば連続記録された画像についての逆転再生や一
駒ごとの検索再生等の再生機能、編集性、及び検索性等
を損なわないように対応可能な電子スチルカメラシステ
ム、画像データ処理方法、及び画像データ記録装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成する為に、本発明の電子
スチルカメラシステム、画像データ処理方法、及び画像
データ記録装置は以下の如く構成されている。
【0007】 (1)本発明の電子スチルカメラシステムは、供給され
た画像信号について、一駒記録に対応したDCT変換及び
ハフマン符号化処理を含むフレーム内圧縮または連続記
録に対応したDCT変換及びハフマン符号化処理を含むフ
レーム間圧縮を行なうようになされた画像データ圧縮手
段と、適用された記録媒体に対する画像記録が可能であ
り、且つ一駒記録または連続記録による画像記録が可能
になされた記録手段と、前記画像データ圧縮手段におけ
る前記連続記録に対応した圧縮がなされた画像データか
ら一駒記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化処理
がなされた圧縮画像データを生成するために前記記録媒
体から再生復元された所定の画像データを出力する出力
手段とを含む電子スチルカメラと、 前記電子スチルカメラに付加され、前記出力手段によ
り出力された画像データを、再度、前記一駒記録に対応
した圧縮を施してストレージに記録するようになされた
画像データ記録装置と、 を備えてなることを特徴としている。
【0008】 (2)本発明の電子スチルカメラシステムの画像データ
処理方法は、 電子スチルカメラシステムにおいて、供給された画像
信号について連続記録に対応したDCT変換及びハフマン
符号化処理を含むフレーム間圧縮を行なうことによって
圧縮画像データを生成し、 上記圧縮画像データを復号し、この復号した画像デー
タから一駒記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化
処理がなされたフレーム内圧縮画像データを生成するよ
うにしたことを特徴としている。
【0009】 (3)本発明の電子スチルカメラシステムは、 電子スチルカメラシステムにおいて、供給された画像
信号について連続記録に対応したDCT変換及びハフマン
符号化処理を含むフレーム間圧縮を行なう圧縮手段と、
上記圧縮手段により圧縮された圧縮画像データを出力す
る出力手段と、上記出力手段により出力された画像デー
タから一駒記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化
処理がなされたフレーム内圧縮画像データを生成する手
段と、を備えたことを特徴としている。
【0010】 (4)本発明の画像データ記録装置は、 電子スチルカメラシステムの記録装置において、連続
記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化処理を含む
フレーム間圧縮がなされた圧縮画像データが入力された
とき、この圧縮画像データから一駒記録に対応したDCT
変換及びハフマン符号化処理がなされたフレーム内圧縮
画像データを生成して記録する手段を備えたことを特徴
としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態に係る電子スチルカメラシ
ステムの構成の一部を示すブロック図、図2は同カメラ
システムの構成の残余の部分を示すブロック図である。
以下本実施形態の構成を図1および図2により説明す
る。撮影素子1に対してレンズ50を通して入射した被写
体像は、この撮影素子1で映像信号に変換される。この
映像信号はプリアンプ2で増幅された後、A/D変換器3
でデジタル信号に変換され、フレームメモリ4に一時的
に記憶される。このフレームメモリ4は、この後の各種
信号処理のための時間変換やデータ列の変換などを行な
うためのものである。映像信号はフレームメモリ4とビ
デオプロセス回路5とにより、Y,R−Y,B−Yの順次信号
に変換される。また後段のデータ圧縮ブロック6におい
て、後述するデータ圧縮を行なうために、上記各順次信
号(Y,R−Y,B−Y)は8×8画素のブロックごとの画像
データとして出力される。そしてデータ圧縮部6によっ
て圧縮された画像データは、記録部7を通じて記録媒体
8に記録される。記録部7は、記録媒体8が磁気ディス
クや磁気テープ等である時は、エラー訂正符号化回路や
記録用変調回路で構成されている。記録媒体8がメモリ
カード等のように半導体メモリであるときは、特に必要
としない。
【0012】 次にデータ圧縮回路6について説明する。このデータ
圧縮回路6はフレーム内の圧縮と、フレーム間の圧縮と
が同時にできるように構成されている。また切換えによ
りフレーム内の圧縮のみに設定することもできる。フレ
ーム内のデータ圧縮は高画質で圧縮率の高い、特願平01
−283761号に示すようなADCT(アダプティブ ディスク
リート コサイン トランスフォーマー)方式で行なわ
れる。フレーム間のデータ圧縮は前フレームを使ってブ
ロックごとに動き補償フレーム間予測を行ない、現フレ
ームとの差をとって予測誤差を得て、この予測誤差信号
に対して量子化を行なう前値予測方式で行なわれる。
【0013】 まず一駒撮影をするときのデータ圧縮回路6の動作に
ついて説明する。カメラ24には一駒撮影と連続撮影を選
択する切換えスイッチ36がついている。これを一駒撮影
に設定すると、コントロール部9を通じて切換えスイッ
チ10が端子11側に切替わり、減算回路12は映像信号を通
過させるだけになる。このとき逆量子化回路(代表値設
定回路)13と、逆DCT回路14と、加算回路15と、フレー
ムメモリ16と、フレームメモリコントロール部17と、動
きベクトル検出部18とは使用しない。このため、電源は
電源コントロール部19を通じてOFF状態に設定される。
フレームメモリ4とビデオプロセス回路5とにより、8
×8画素のブロック単位に変換されたY,R−Y,B−Yの順
次信号は、ブロックごとにDCT回路20によって、2次元D
CT係数(8×8係数)に変換される。次に量子化回路21
によって、この2次元DCT係数を各周波数成分ごとに予
め割り当てられた量子化幅(量子化マトリクス)で割る
ことにより、各周波数成分に応じた線形量子化を行な
う。この量子化幅は、通常の場合高周波数成分に近づく
従って大きくなっている。それは高周波数成分は発生頻
度が低く振幅も小さいので、視覚特性上、若干欠落が生
じても画質に大きな影響を与えにくいからである。これ
を利用し、以上の量子化を行なうことで後段の符号化回
路22における、圧縮効果を大幅に上げることができる。
つまり符号化回路22では量子化後の8×8の系統行列を
左上の低周波成分から右下の高周波成分に向かってジグ
ザグに操作し、零の値の成分が連続する頻度を高くして
2次元ハフマン符号化を行なう。このため先に述べたよ
うな量子化を行なうことで、高周波成分はほとんど零値
が続くことになり、2次元ハフマン符号化による圧縮効
果を大幅に上げることができる。以上のADCT方式の詳細
な説明に関しては特願平01−283761号に記されている。
また2次元ハフマン符号化は可変長符号であるが、検
索、編集等のことを考慮すると、1画面の符号量は一定
である方が望ましい。2次元ハフマン符号を使用して、
なおかつ画面当たりの符号量を一定にする方法について
も前記出願に記されている。
【0014】 次に連続撮影すなわち連写をするときのデータ圧縮回
路6の動作について説明する。まず切換スイッチ36を連
写に設定し、シャッター26を押すと、必要な各回路の電
源が電源コントロール部19を通じて動作状態になる。特
に減算回路12と逆量子化回路13と、逆DCT回路14と、加
算回路15と、フレームメモリ16と、フレームメモリコン
トロール部17と、動きベクトル検出部18とは、一駒撮影
の時とは違って動作状態に設定される。そしてオートフ
ォーカス動作、測光等が行われた後、連写が開始され
る。連写が開始されてから最初の画像フレームについて
は切換スイッチ10は端子11側に切換えられていて、先に
述べた一駒撮りの時と同じ圧縮(ADCTによるフレーム内
圧縮)が行なわれ、記録媒体8に記録される。これと同
時に量子化回路21の出力は逆量子化回路13と逆DCT回路1
4とによって、元の画像に復号され、最初のフレームデ
ータとしてフレームメモリ16に記憶される。ただしこの
ときのフレームデータは量子化回路21による量子化誤差
を含んだ形として記憶されている。これと同時にこのフ
レームデータは動きベクトル検出部18において、ビデオ
プロセス回路5から出力された第2フレーム信号(現フ
レーム信号25)と相関演算が行なわれ、第2フレーム
(現フレーム)の各ブロックを基準とした動きベクトル
が検出される。そしてこの動きベクトルに対応した位置
にある最初のフレーム(前フレーム)の8×8画素分の
データをメモリコントロール部17を通じてフレームメモ
リ16から読出す。そして減算回路12によって第2フレー
ム(現フレーム)の画像データ25との差がとられる。そ
してこの差分について前述したADCT方式による圧縮が行
なわれる。つまりDCT回路20によって、フレーム内のDCT
変換が行なわれ、量子化回路21によって所定の量子化が
行なわれた後、符号化回路22によって、ハフマン符号化
が行なわれ、記録媒体8に記憶される。このとき動きベ
クトル信号28も符号化回路22で符号化され、ブロックデ
ータと一緒に記録される。この差分のデータ量はフレー
ム間の相関が高いため、動き補償フレーム間予測が行な
われると極めて少ないデータ量となり、符号化回路22の
後では1/100程度の圧縮が可能になる。いま記録媒体に2
M BYTEのメモリカードを使用したとき、連写の継続時間
はおよそ16〜20秒程度が可能となる。減算回路12によっ
て最初のフレームと第2のフレームの画像データの差が
とられるとき、切換スイッチ10は当然端子23の側へ切換
わっている。そしてこのデータの差分は直ちに回路20,2
1,13,14と加算回路15とを通じて復号され、フレームメ
モリ16と動きベクトル検出部18内のバッファメモリに記
憶される。フレームメモリ16への書き込みと読出しは2
0,21,13,14の回路の処理による時間的な遅延があるた
め、同一アドレスのデータがかち合うことはなく、クロ
ックごとに書き込みと読出しを時分割で行なえば同時ア
クセスができる。データがかち合うときは、それに見合
った遅延量の遅延回路を加算回路15の後に挿入しておけ
ばよい。また遅延回路の遅延量は、現フレーム信号25が
動きベクトル検出部18に入力された時から動きベクトル
を検出し、それに対応してメモリコントロール部17を通
じてフレームメモリ16から前フレームのデータを読出す
までの時間に設定してあり、減算回路12の処理がリアル
タイムで行なえるようになっている。第3フレーム以降
の圧縮についても、以上述べた動作を繰り返して圧縮を
行なう。そして画像データには、それぞれアドレス情報
(検索、編集のための)とID情報(日付等)と一駒撮影
と連写とを識別するための連写識別信号29とが、コント
ロール回路9と符号化回路22とを通じて付加される。と
ころで図に示されているように、データ圧縮回路6にお
いて、前フレームとの予測誤差を検出するのに局部復号
器27をわざわざ設けてフィードバック構成とし、このフ
ィードバックループの中にDCT回路20と量子化回路21が
挿入されている。その理由は量子化によって起きる量子
化雑音の積分値を考慮しつつ予測誤差が量子化されるた
め、復号時において雑音が蓄積されるのを回避するため
である。
【0015】 次に画像の再生を行なう動作について簡単に説明す
る。まず一駒再生を行なう時は、切換スイッチ10は端子
11の側に設定される。そして設定されたアドレスに従っ
て圧縮画像データが記録媒体8から読み出される。記録
媒体8が磁気ディスクや磁気テープであるときは、記録
部7によって記録符号の復調とエラー訂正が行なわれ
る。そして符号化回路22に入力され、2次元ハフマンの
復号が行なわれる。そして次に逆量子化回路13と逆DCT
回路14とを通じて画像データが復元される。復元された
画像データは直並列変換器30によってY,R−Y,B−Yの並
列信号に変換され、NTSC回路31にてNTSC信号に変換され
る。そしてD/A変換器32によって、アナログ信号に変換
され、TVモニタ33に表示される。
【0016】 次に連写の再生について説明する。この場合の切換ス
イッチ10は、最初の画像が一駒再生と同じ処理で復元さ
れてフレームメモリ16に記憶された後、端子23の側に設
定される。これは圧縮データの先頭に付加してある連写
識別信号29を符号化回路22で判定してコントロール部9
を通じて制御される。そしてその後は連写の局部復号器
27の動作とまったく同じ動作で、連写画像の再生が行な
われる。ところで本発明の連写方式はフレーム内の圧縮
(ADCT)に加えてフレーム間の圧縮を前値予測方式によ
り行なっている。このため、ノーマル再生はできても逆
転再生等のトリック再生や一駒ごとの検索、再生が難し
くなる。そこで磁気ディスクや光ディスク、またデジタ
ルVTR等の電子アルバム装置60に移し変えるときは、再
度フレーム内の圧縮(ADCT)を回路34で行なってからマ
スストレージ35に記録する。こうすることにより、トリ
ック再生、検索、編集が可能になる。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、一駒撮影と連続撮影とが可能な電子
スチルカメラシステムにおいて、大幅なデータ圧縮が可
能なので、連写の記録可能枚数および連写の記録再生ス
ピードが大幅に増大する上、画像データ圧縮手段におけ
る連続記録に対応したフレーム間圧縮方式で圧縮された
画像データから、一駒記録に対応したフレーム内圧縮方
式で圧縮された画像データを生成する手段および方法及
びそれを記録する装置を備えているので、例えば連続記
録された画像についての逆転再生や一駒ごとの検索再生
等の再生機能、編集性、及び検索性等を損なわないよう
に対応可能な電子スチルカメラシステム、画像データ処
理方法、及び画像データ記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る電子スチルカメラシステムの
一部の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の一実施形態に係る電子スチルカメラシステムの
他の一部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1……撮影端子、3……A/D変換器、4……フレームメ
モリ、6……データ圧縮部、9……コントロール部、36
……一駒/連写切換スイッチ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−250987(JP,A) 特開 平1−177281(JP,A) 特開 昭62−82886(JP,A) 特開 昭64−81583(JP,A) 特開 昭63−122392(JP,A) 特開 昭62−269581(JP,A) 特開 平1−274588(JP,A) 特開 平3−254579(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/41,5/76 - 5/956,7/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給された画像信号について、一駒記録に
    対応したDCT変換及びハフマン符号化処理を含むフレー
    ム内圧縮または連続記録に対応したDCT変換及びハフマ
    ン符号化処理を含むフレーム間圧縮を行なうようになさ
    れた画像データ圧縮手段と、 適用された記録媒体に対する画像記録が可能であり、且
    つ一駒記録または連続記録による画像記録が可能になさ
    れた記録手段と、 前記画像データ圧縮手段における前記連続記録に対応し
    た圧縮がなされた画像データから一駒記録に対応したDC
    T変換及びハフマン符号化処理がなされた圧縮画像デー
    タを生成するために前記記録媒体から再生復元された所
    定の画像データを出力する出力手段とを含む電子スチル
    カメラと、 前記電子スチルカメラに付加され、前記出力手段により
    出力された画像データを、再度、前記一駒記録に対応し
    た圧縮を施してストレージに記録するようになされた画
    像データ記録装置と、 を備えてなることを特徴とする電子スチルカメラシステ
    ム。
  2. 【請求項2】電子スチルカメラシステムにおいて、 供給された画像信号について連続記録に対応したDCT変
    換及びハフマン符号化処理を含むフレーム間圧縮を行な
    うことによって圧縮画像データを生成し、 上記圧縮画像データを復号し、この復号した画像データ
    から一駒記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化処
    理がなされたフレーム内圧縮画像データを生成するよう
    にしたことを特徴とする電子スチルカメラシステムの画
    像データ処理方法。
  3. 【請求項3】電子スチルカメラシステムにおいて、 供給された画像信号について連続記録に対応したDCT変
    換及びハフマン符号化処理を含むフレーム間圧縮を行な
    う圧縮手段と、 上記圧縮手段により圧縮された圧縮画像データを出力す
    る出力手段と、 上記出力手段により出力された画像データから一駒記録
    に対応したDCT変換及びハフマン符号化処理がなされた
    フレーム内圧縮画像データを生成する手段と、 を備えたことを特徴とする電子スチルカメラシステム。
  4. 【請求項4】電子スチルカメラシステムの記録装置にお
    いて、 連続記録に対応したDCT変換及びハフマン符号化処理を
    含むフレーム間圧縮がなされた圧縮画像データが入力さ
    れたとき、この圧縮画像データから一駒記録に対応した
    DCT変換及びハフマン符号化処理がなされたフレーム内
    圧縮画像データを生成して記録する手段を備えたことを
    特徴とする画像データ記録装置。
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