(57)【要約】【課題】記録する画像の解像度に従い、無駄なく効果的に圧縮画像データを記録する。【解決手段】ハイパスフィルタ３７を有する高周波成分検出器３６と、第１サンプリング処理回路３８Ａ、第２サンプリング処理回路３８Ｂを設ける。色差データＵ、Ｖの高周波成分が多い場合、輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖを、第２サンプリング処理回路３８Ｂにおいて、４：２：２のサンプリング周波数比に従ってサンプリングする。一方、色差データＵ，Ｖの高周波成分が少ない場合、輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖを、第１サンプリング処理回路３８Ａにおいて、４：２：０のサンプリング周波数比に従ってサンプリングする。【選択図】図２
2008053800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、輝度、色差データを生成する信号処理手段と、
色差データの高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、
所定のサンプリング周波数の比によって前記輝度、色差データをサンプリング処理するサンプリング処理手段と、
サンプリング処理された輝度、色差データを圧縮処理する圧縮処理手段とを備え、
前記サンプリング処理手段が、前記色差データの高周波成分が少ない場合、前記色差データのサンプリング周波数を高周波成分が多い場合に比べて低くすることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記サンプリング処理手段が、前記色差データの高周波成分が少ない場合、前記輝度、色差データのサンプリング周波数比を４：２：０に定めることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記サンプリング処理手段が、前記色差データの高周波成分が多い場合、前記輝度、色差データのサンプリング周波数比を４：２：２に定めることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
前記高周波成分検出手段が、前記色差データをラプラシアン演算することによって前記色差データの高周波成分を検出することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
前記高周波成分検出手段が、前記輝度、色差データをＤＣＴ変換したデータに基づいて高周波成分を検出することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項６】
前記圧縮処理手段が、ＤＣＴ変換処理、ハフマン符号化処理を前記輝度、色差データに対して実行することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを記録するデジタルカメラに関し、特に、画像データの圧縮処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像データを記録する場合、ＪＰＥＧに準拠した圧縮処理が行われる。具体的には、輝度、色差データをあらかじめ定められたサンプリング周波数によってサンプリング処理し、その後、ＤＣＴ変換処理、ハフマン符号化処理を実行して圧縮画像データを生成する。圧縮率を高める方法として、例えば、低解像度の画像に対してサンプリング周波数を高くする一方、高解像度の画像に対してサンプリング周波数を低くする（特許文献１）。プリントシステムにおける解像度を調整するため、画素補間された画像データに関し、ラプラシアンフィルタを用いて元画像データの解像度を予測し、輝度、色差データのサンプリング周波数の比率を設定する。
【特許文献１】特開２００３−２７４１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カメラにおける記録処理では、カメラに適した効果的な高圧縮処理を行う必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のデジタルカメラは、画像の解像度に応じて圧縮処理を行うデジタルカメラであり、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて、輝度、色差データを生成する信号処理手段と、所定のサンプリング周波数の比によって輝度、色差データをサンプリング処理するサンプリング処理手段と、サンプリング処理された輝度、色差データを圧縮処理する圧縮処理手段とを備える。画像データのフォーマットは任意であり、圧縮処理の方式も任意である。例えば、ＪＰＥＧに準拠した圧縮処理を行えばよく、サンプリング周波数は、ビデオ規格などで定められた周波数を選択的に設定すればよい。
【０００５】
本発明のデジタルカメラは、色差データの高周波成分を検出する高周波成分検出手段を備える。そして、サンプリング処理手段が、色差データの高周波成分が少ない場合、色差データのサンプリング周波数を高周波成分が多い場合に比べて低くすることを特徴とする。ここで高周波成分が少ないとは、画像データの中での高周波成分が相対的に少ないことを意味し、例えば高周波成分の割合が所定の割合より低い場合、あるいはラプラシアンなどの演算によって検出される高周波成分の総和が所定値を超えない場合などを高周波成分の少ない状態と定めればよい。サンプリング処理手段は、例えば、標準的なデジタルビデオ規格として定められたサンプリング周波数の比４：２：２もしくは４：２：０のいずれかを選択的に設定するように構成すればよく、色差データの高周波成分が少ない場合、輝度、色差データのサンプリング周波数比を４：２：０に定め、色差データの高周波成分が多い場合、輝度、色差データのサンプリング周波数比を４：２：２に定めればよい。
【０００６】
画像の解像度が低い場合、隣接する画素間で同一、またはそれに近い画素データで構成される。特に、色相よりも輝度に対して人間の視覚が反応性を持っていることから、色差データを抽出する程度を落としても、解像度に影響しない。したがって、必要な画像データに対してのみ圧縮処理が行われ、効果的に画像データが圧縮される。また、色差データのみに注目して高周波成分を検出し、サンプリング周波数の値を調整するだけの簡素な構成であるため、画像データの記録処理時間にほとんど影響を与えない。
【０００７】
高周波成分の検出方法は任意であるが、例えば、ハイパスフィルタなどを用い、色差データをラプラシアン演算することによって色差データの高周波成分を検出してもよい。あるいは、ＤＣＴ方式による圧縮処理を行う場合、輝度、色差データをＤＣＴ変換した画像データでは、低周波成分と高周波成分が分かれている。したがって、圧縮処理機能を利用し、ＤＣＴ変換されたデータに基づいて高周波成分を検出してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、記録する画像の解像度に従い、無駄なく効果的に圧縮画像データを記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、デジタルスチルカメラのブロック図である。
【００１１】
デジタルカメラ１０は、デジタル画像を記録可能なカメラであり、電源用メインボタン（図示せず）の操作によってカメラに電源が供給されると、撮影可能状態となる。ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ（図示せず）を含むシステムコントロール回路２８は、デジタルカメラ１０の動作を制御し、レリーズボタン（図示せず）の操作によって、レリーズ半押しスイッチ、レリーズ全押しスイッチ（図示せず）などのスイッチが切り替わり、システムコントロール回路５０によって検出される。ＲＯＭには、カメラ動作を制御処理するプログラムがあらかじめ格納されている。
【００１２】
デジタルカメラ１０にはＬＣＤ２６がカメラ背面に設けられており、被写体を動画像として表示するための動画処理が実行可能である。被写体からの反射光が撮影光学系１２を通って被写体像がＣＣＤ１４の受光面に結像されると、被写体像に応じたアナログ画像信号が発生する。ＣＣＤ１４には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の色要素をベイヤー配列した色フィルタ（図示せず）が受光面と向き合うように配設されており、各色要素に応じた画素信号から構成される画像信号が発生する。
【００１３】
ＣＣＤ１４から読み出された一連の画像信号は、ＣＤＳ、ＡＤＣ回路１６を介して信号処理回路１８へ送られる。信号処理回路１８では、画像信号がデジタル化され、ホワイトバランス、ガンマ補正処理などの様々な信号処理がデジタル画像信号に対して施される。処理されたデジタル画像信号がＬＣＤドライバ２４へ送られると、ＬＣＤドライバ２４は、デジタル画像信号に基づいてＬＣＤ２６を制御する。これにより、被写体像がＬＣＤ２６に動画像として表示される。
【００１４】
被写体を撮影する、すなわち画像データを記録するためにレリーズボタンが半押しされると、ＡＦ動作が実行されるとともに露出値が演算される。さらにレリーズボタンが全押しされると、シャッタ（図示せず）が所定期間開き、露出動作が実行される。
【００１５】
被写体像に応じた１フレーム分の画像信号がＣＣＤ１４から読み出され、信号処理回路１８において画像信号が処理されるとともに、圧縮処理が施される。圧縮された画像データは、メモリカード２０に記録される。
【００１６】
図２は、信号処理回路１８のブロック図である。
【００１７】
信号処理回路１８は、画像処理回路３２、マトリクス回路３４、高周波成分検出器３６、サンプリング回路３８、圧縮回路４０とを備える。画像処理回路３２では、ホワイトバランス調整、ガンマ補正処理などが施され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色信号から成るデジタル画像信号が、画像データとしてマトリクス回路３４へ送られる。
【００１８】
マトリクス回路３４では、以下の式に基づき、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号（画像データ）が輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖに変換される。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７０Ｇ＋０．１１４０Ｂ
Ｕ＝―０．１６８４Ｒ−０．３３１６Ｇ＋０．５０００Ｂ
Ｖ＝０．５０００Ｒ−０．４１８７Ｇ−０．０８１３Ｂ
【００１９】
輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖは、サンプリング回路３８へ送られ、また、色差信号Ｕ，Ｖが高周波成分検出器３６へ送られる。高周波成分検出器３６は、ハイパスフィルタ３７、スイッチ３９、判別器４１とを備え、ハイパスフィルタ３７では、色差信号Ｕ、Ｖの高周波成分が抽出され、１フレーム分の画像信号における高周波成分が検出される。ハイパスフィルタ３７は、ここではラプラシアンフィルタであり、ラプラシアン演算の絶対値の総和が求められる。
【００２０】
判別器４１では、ラプラシアン演算により求められた絶対値の総和が所定値を超えているか否か判断する。所定値は、高周波成分であるか否かを規定する値であり、ラプラシアン演算方式に従って定められる。スイッチ３９は、輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖを、選択的にサンプリング回路３８の第１サンプリング処理回路３８Ａ、第２サンプリング処理回路３８Ｂどちらか一方へ出力させる。
【００２１】
ラプラシアン演算により求められた絶対値の総和が所定値を超えていない、すなわち高周波成分が少ない低い場合、スイッチ３９は、輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖを第２サンプリング処理回路３８Ｂへ出力させるように切り替わる。一方、絶対値の総和が所定値を超えている、すなわち高周波成分が多い場合、スイッチ３９は、輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖを第１サンプリング処理回路３８Ａへ出力させるように切り替わる。
【００２２】
第１サンプリング処理回路３８Ａもしくは第２サンプリング処理回路３８Ｂにおいてサンプリング処理された輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖは、圧縮回路４０において圧縮処理される。すなわち、輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖに対してＤＣＴ変換、量子化、ハフマン符号化などの処理が施される。圧縮画像データは、デジタルカメラ１０に着脱自在なメモリカード２０に記録される。
【００２３】
図３は、輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖのサンプリング周波数の比を示した図である。
【００２４】
図３に示すように、第２サンプリング処理回路３８Ｂでは、４：２：０のサンプリング周波数比によって輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖがサンプリングされ、第１サンプリング処理回路３８Ａでは、４：２：２のサンプリング周波数比によって輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖがサンプリングされる。第２サンプリング処理回路３８Ｂにおける色差データのサンプリング周波数は、第１サンプリング処理回路３８Ａに比べて低い。すなわち、圧縮すべき色差データＵ、Ｖのデータ量が少なくなる。したがって、第２サンプリング処理回路３８Ｂによってサンプリングされた輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖの圧縮率は、第１サンプリング処理回路３８Ａによってサンプリングされた輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖの圧縮率よりも高くなる。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、ハイパスフィルタ３７を有する高周波成分検出器３６と第１サンプリング処理回路３８Ａ、第２サンプリング処理回路３８Ｂが設けられており、色差データＵ、Ｖの高周波成分が高い場合、輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖは、第１サンプリング処理回路３８Ａにおいて、４：２：２のサンプリング周波数比に従ってサンプリングされる。一方、色差データＵ、Ｖの高周波成分が低い場合、輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖは、第２サンプリング処理回路３８Ｂにおいて、４：２：０のサンプリング周波数比に従ってサンプリングされる。
【００２６】
次に、図４、５を用いて、第２の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。第２の実施形態では、ＤＣＴ変換された画像データに基づいて高周波成分が検出される。それ以外の構成については、第１の実施形態と実質的に同じである。
【００２７】
図４は、第２の実施形態における信号処理回路のブロック図である。
【００２８】
図４に示すように、信号処理回路１８’では、マトリクス回路３４から出力される輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖが、圧縮回路４０のＤＣＴ変換部４２へ送られる。輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、ＶがＤＣＴ変換されることにより、低周波成分と高周波成分とに分かれたＤＣＴ変換画像データが生成される。
【００２９】
システムコントロール回路２８は、ＤＣＴ変換された画像データに対し、高周波成分の値の総和が所定値より大きいか否かを判断する。そして、システムコントロール回路２８は、高周波成分が少ない場合には第２サンプリング処理回路３８Ｂへ、高周波成分が多い場合には第１サンプリング処理回路３８Ａへ輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖへ送るように、スイッチ３９’の切り替えを制御する。サンプリング処理された輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖは、圧縮回路４０において、ＤＣＴ変換、ハフマン符号化され、圧縮画像データが図示しないメモリカードへ記録される。
【００３０】
図５は、サンプリング周波数比の選択処理を示したフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ１０１では、ＤＣＴ変換された輝度、色差データＹ、Ｕ、Ｖに対して高周波成分が検出される。ステップＳ１０２では、色差データＵ、Ｖの高周波成分が少ないか否かが判断される。高周波成分が多いと判断されると、ステップＳ１０３へ進み、４：２：２でサンプリング処理がおこなわれるようにスイッチ３９’が切り替えられる。一方、高周波成分が少ないと判断されると、ステップＳ１０４へ進み、４：２：０でサンプリング処理がおこなわれるようにスイッチ３９が切り替えられる。  
【００３２】
サンプリング周波数比、圧縮処理方式は実施形態以外のものでも適用可能であり、色差データのみのサンプリング周波数を調整すればよい。また、高周波成分の検出方法も限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】デジタルスチルカメラのブロック図である。
【図２】信号処理回路のブロック図である。
【図３】輝度、色差信号Ｙ、Ｕ、Ｖのサンプリング周波数の比を示した図である。
【図４】第２の実施形態における信号処理回路のブロック図である。
【図５】サンプリング周波数比の選択処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  デジタルカメラ
１８、１８’  信号処理回路
２０  メモリカード
２８  システムコントロール回路
３４  マトリクス回路
３６  高周波成分検出器
３７  ハイパスフィルタ
３８  サンプリング回路
３８Ａ  第１サンプリング処理回路
３８Ｂ  第２サンプリング処理回路
３９、３９’  スイッチ
４０  圧縮回路
４１  判別器
【図１】
2008053800.tif 000003
【図２】
2008053800.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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