專利名稱：數字照相機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數字照相機，更特別地，本發(fā)明涉及這樣一種數字照相機，即把貯存在貯存介質中的壓縮圖像數據進行擴展，以便把包括許多圖像質量相關分量的擴展圖像數據輸出給打印機。
在第一種普通數字照相機中，貯存在貯存介質中的壓縮圖像數據逐塊擴展，以此方式得到的擴展圖像數據，即YUV數據暫時貯存在緩沖存儲器中。然后，此YUV數據由一個水平閱讀電路在水平方向逐行讀出，并輸出給打印機。
然而，在一種用于對全色自然圖像打印的升華型熱敏紙打印機中，在垂直方向安裝了許多打印頭，一般是因為這種打印頭的價格低，從而，在垂直方向上掃描圖像數據時就需將圖像數據提供給打印頭。因此，在打印機中就必需安裝一個具有一頁容量的存儲器。而且，需要應用相應的色彩分量，此分量被包含在對YUV數據逐屏轉換所產生的RGB數據中。
另一方面，在第二種普通數字照相機中，安裝有一種能存儲相當于一屏的RGB數據的緩沖存儲器，通過轉換擴展圖像數據產生的RGB數據，即YUV數據順序寫入緩沖器中，當完成一屏的RGB數據寫入后，垂直方向讀電路在垂直方向上對每一色彩分量讀出RGB數據。
然而，盡管第二種數字照相機可以逐屏輸出每個R數據、G數據和B數據，但緩沖存儲器仍需一個可以存儲所有RGB數據的容量，此容量在安裝于第一數字照相機中的緩沖存儲器容量大3倍。
因此，本發(fā)明的一個基本目的是提供一種新型的數字照相機。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可以把在垂直方向上掃描的圖像數據輸出給打印機的數字照相機，打印機使用一種具有小容量的存儲器。
根據本發(fā)明，一種數字照相機包含一個第一發(fā)生裝置，用于根據存儲在存儲介質中的壓縮圖象信號順序產生多圖象質量相關信號；一個存儲器，它存儲多個圖像質量相關信號之一；一個第一寫裝置，用于順序將多個圖像質量信號寫入存儲器；一個讀裝置，用于沿垂直方向讀出存儲在存儲器中的圖像質量相關信號。
在本發(fā)明中，多個圖像質量相關信號根據存儲在存儲介質中的壓縮圖像信號順序產生，這些圖像質量相關信號順序寫入存儲圖像品質相關信號之一的存儲器。此后，存儲在存儲器中的圖像質量相關信號沿垂直方向被讀出。
根據本發(fā)明，由于多個圖像質量相關信號被逐一寫入存儲器，而存儲器具有的容量等于一個圖像質量相關信號，并且存儲在存儲器中的圖像質量相關信號在寫入另一種圖像質量相關信號之前在垂直方向上被讀出，因而就可以減小存儲器的容量。
本發(fā)明的一個方面，存儲在存儲介質中的壓縮圖像信號被多次擴展，其次數等于圖像質量相關信號的數目，并且相應的圖像質量相關信號分別從以此方式取得的大量擴展圖像信號中檢測出來。
在本發(fā)明的一個實施例中，擴展圖像信號包括Y分量、U分量和V分量，并且根據這些分量，將R分量，G分量和B分量分別檢測為圖像質量相關信號。
在本發(fā)明的另一個方面中，通過對一物體成像所產生的圖像信號的大小等于一個圖像質量相關信號，并且靜止圖像信號暫時寫入存儲器，然后，通過壓縮此圖像信號產生壓縮圖像信號，并將此壓縮圖像信號存儲在存儲介質中。
本發(fā)明的上述目的，以及其他目的、特征、方面和優(yōu)點，通過下面詳細的描述并參照附圖將變得顯而易見。


圖1是一個框圖，表示本發(fā)明的一個實施例；圖2是表示一種濾色器的說明圖；圖3是表示圖1實施例的部分過程的流程圖；圖4是表示象素塊的說明圖；圖5是表示圖1實施例的部分過程的說明圖；圖6是表示垂直方向讀出過程的說明圖；圖7是表示圖1實施例的另一部分過程的流程圖；圖8是表示本發(fā)明的另一個實施例的框圖；圖1所示實施例的數字照相機10包括一個對物體成像的CCD成像器。從CCD成像器中輸出的圖像信號在CDS/AGC電路中被進行噪聲減少和電平調節(jié)。此過程得到的圖像信號由A/D轉換器16轉換成數字信號，對從A/D轉換器16輸出的圖像信號在信號處理電路18中執(zhí)行眾所周知的操作，例如白平衡調節(jié)(a white balanceadjustment)、伽馬校正(gamma correction)等，信號處理電路18的輸出存儲在第一存儲器20中，第一存儲器的功能是作暫時存儲，另外，具有如圖2所示的“R”、“G”及“B”濾色部分的濾色器安裝在CCD成像器12的前端，與濾色器各部分相應的光接受部分安裝于CCD成像器12中。
存儲在第一存儲器20中的圖像數據，其包含的象素數目與CCD成像器12的象素數目一致，各象素數據有與濾色器30所產生的“R”、“G”及“B”這3種濾色成分相對應的一種色彩分量。
當構成一屏的所有象素數據完全存儲于第一存儲器20之后，這些圖像數據就由微型計算機從第一存儲器20中讀出，須經過與圖3所示的軟件方式的流程圖相應的一系列過程，如色彩分離，YUV轉換以及圖像壓縮。
首先，微型計算機24從第一存儲器20中讀出所指象素(a noted-pixed)的象素數據和包圍此所指象素的象素的象素數據，并在S1步中執(zhí)行色彩分離過程，其中，缺少“R”、“G”和“B”中相應象素的兩種色彩分量通過與周圍具有相同色彩的色彩分量平均而進行內插(interpolated)。例如，對與濾光器“R”部分相對應的象素，需要產生G分量與B分量。因而，通過安裝在濾光器“R”成分旁的“G”和“B”濾色器成分取得的象素數據，將其平均，就完成了內插(interpolatior)。緊接著執(zhí)行類似過程，因此，在與裝有濾色器“G”成分相應的象素中就產生“R”和“B”色彩分量。通過這種色彩分離過程，三種色彩分量“R”、“G”和“B”，即RGB數據就可以從相應的象素中提取。
當對所指象素以此方式完成色彩分離過程后，微型計算機24在S3步中將取得的三種基本色彩數據代入方程(1)，以將RGB數據轉換成亮度數據Y，色差數據B-Y(＝U)和R-Y(＝V)。
Y＝0.2990×R+0.5870×G+0.1140×BU＝-0.1684×R-0.3316×G+0.5000×BV＝0.5000×R-0.4187×G-0.0813×B…(1)當按上述過程得到YUV數據后，微型計算機24在S5步中對每個象素的YUV數據存儲到第二存儲器22中。并在S7步中確定8行YUV數據是否全部存儲。如果沒有，微型計算機24就返回到S1步，并重復從色彩分離過程到向第二存儲器22的存儲過程的一系列過程，重復的次數等于前面的象素數。即是，假定一行中的有效象素數為“N”，則上述的連續(xù)過程就重復8×N次。另外，第二存儲器22具有的容量可以存儲與包含在8行中的所有有效象素有關的YUV數據。
當對8行的連續(xù)過程完成，并將所有包含在8行中的有效象素的YUV數據存儲在第二存儲器22中后，微型計算機24暫時中斷從色彩分離過程到存儲過程的連續(xù)過程，在S9步中執(zhí)行包含在第二存儲器22中的YUV數據的圖像壓縮過程。為詳細描述圖像壓縮過程，微型計算機24將存儲在第二存儲器22中的8行YUV數據分成許多塊Bij(i，j整數)，每一塊在垂方向上和水平方向上都有8個象素，如圖4所示，并以JPEG格式逐塊執(zhí)行YUV數據的圖像壓縮過程，在JPEG格式的圖像壓縮過程中，每個Y數據、U數據及V數據被分成許多塊，并對每一塊執(zhí)行一系列的過程，如二維離散余弦變換(DCT)，量化及二維霍夫曼編碼。在S11步中，通過圖像壓縮過程，包括以連續(xù)的一塊接一塊的方式存儲在閃速存儲器26中的系列過程，最終逐塊取得壓縮圖像數據。
而且，逐塊執(zhí)行圖像壓縮過程，如圖5(a)所示，更特別地，當與塊相應的Y數據、U數據和V數據的壓縮過程完成以后，就進行Y數據、U數據和V數據以一個連續(xù)塊的壓縮過程。另外，如圖5(a)所示的“Yij”，“Uij”和“Vij”分別表示包含在塊Bij中的壓縮數據Y，壓縮數據U和壓縮數據V。
當存儲在第二存儲器22中的8行YUV數據完全壓縮，并將壓縮圖像數據存儲在閃速存儲器26中后，微型計算機24暫時中斷圖像壓縮過程，并從S13步返回到S1步。然后，微型計算機24繼續(xù)這些過程，如色彩分離，YUV轉換以及對連續(xù)的8行進行存儲。在由這些過程產生的8行YUV數據存儲到第二存儲器22后，就對YUV數據逐塊執(zhí)行圖像壓縮過程，重復這些過程，最終將一屏的壓縮圖像數據存儲在閃速存儲器26中。
另外有一種逐屏系統，在此系統中，先產生包含在一屏中的所有象素的Y數據并存儲在閃速存儲器26中，而后一屏的U數據和一屏的V數據順序存儲在閃速存儲器26中。可是，根據此系統，對每個“Y”、“U”和“V”數據需要執(zhí)行三次色彩分離和YUV轉換，這就增加了處理時間。因此，考慮到處理時間限制，如圖5(a)所示的逐塊系統就優(yōu)于逐屏系統。
存儲在閃速存儲器26中的壓縮圖像數據再由微型計算機24進行逐塊擴展。更特別地，對每個具有8×8象素的塊存儲YUV數據。并且與此塊相關的Y數據，U數據和V數據，即64個象素的Y數據，64個象素的U數據和64個象素的V數據都暫時保存在安裝于微型計算機24中的RAM(未示出)中。然后，應用前面的方程式，相同象素的YUV數據就轉換成RGB數據。而且，微型計算機24僅對一種色彩數據計算出RGB數據以響應R寫方式，G寫方式或B寫方式。也就是說，對相應種類的色彩數據，微型計算機24執(zhí)行三次圖像擴展過程，并從相應的擴展圖像數據中分別計算R數據，G數據和B數據。另外，方程(1)即前面的方程用于將YUV數據轉換成RGB數據。從而，將Y數據、U數據，和V數據的值代入方程式(1)就可以得到“R”，“G”和“B”。
而且，所得到的每一個R數據，G數據和B數據順序存儲在第一存儲器20中，此存儲器20用于暫時保存成像時從CCD成像器輸出的圖像數據。即是，每個R數據，G數據和B數據所具有的大小與成像時存儲在第一存儲器20中的圖像數據的大小相同。
接下來，描述復制過程，參考圖7所示的流程圖。在步驟S21中，微型計算機24首先根據復制指示從閃速存儲器26中讀取一塊壓縮圖像數據以便擴展此壓縮圖像數據。此時，微型計算機24處于R寫方式，在步驟S23中，微型計算機24僅計算R數據并將R數據存入第一存儲器22，在S25步驟中，微型計算機24確定等于一屏的壓縮圖像數據是否完全擴展。如果“是”，就進行步驟S27，如果“不是”，就返回到步驟S21。也就是，對存儲在閃速存儲器26中的構成一屏的所有壓縮圖像數據逐塊執(zhí)行R數據的圖像擴展過程和計算過程。在對一屏的此種過程完成之后，等于一屏的所有R數據就存儲在第一存儲器20中。
如果R數據以此方式全部存儲在第一存儲器20中，則在步驟S27中，垂直方向讀電路28就在垂直方向上對第一存儲器20進行掃描，如圖6所示，并逐列讀出R數據。此后，讀出的R數據就提供給彩色打印機(未示出)作為照相機10的輸出。
當完成讀過程后，在步驟S29中，微型計算機再擴展一屏包含在閃速存儲器26中的壓縮圖像數據。同時從R寫方式變換成G寫方式。然后，微型計算機24從YUV數據中，逐塊計算G數據并將G數據存儲到第一存儲器20中。這樣，一個象素一個象素地，存儲在存儲器20中的R數據就被G數據取代。微型計算機24重復從步驟S29到S33的過程以擴展存儲在閃速存儲器26中的所有塊的壓縮圖像數據。如果一屏的壓縮圖像數據全部處理完，則等于一屏的G數據就存儲到第一存儲器20中。
按上述方式存儲完G數據后，在步驟S35中，垂直方向讀電路28就在屏的垂直方向上順序讀出第一存儲器20中的G數據，并將G數據提供給彩色打印機作為照相機10的輸出。
當讀過程完成后，在步驟S37中，微型計算機24就對包含在閃速存儲器26中的一屏壓縮圖像數據進行擴展，同時將G寫方式變換成B寫方式，然后，在步驟S39中，微型計算機從YUV數據中逐塊計算B數據，并將此B數據存儲到第一存儲器20中。這樣，一個象素一個象素地，第一存儲器20中的G數據就被B數據被取代。對等于一屏的存儲在閃速存儲器26中的所有壓縮圖像數據都執(zhí)行每塊的B數據圖像擴展過程和計算過程，在對一屏的此種過程完成之時，在一屏中的所有象素的B數據就存儲在第一存儲器20中。
當B數據的此種存儲過程完成后，在步驟S43中，垂直方向讀電路28就從第一存儲器20在視屏的垂直方向上順序讀出B數據，并將此B數據提供給彩色打印機作為照相機10的輸出。
這樣，壓縮圖像數據的圖像擴展過程重復三次，在每次過程中只有一種色彩數據存儲在第一存儲器20中。然后，在完成色彩數據的寫過程時，在垂直方向上逐塊讀出色彩數據。因而，可以順序輸出一屏的色彩數據，R數據，G數據和B數據按上述方式逐屏從數字照相機10中順序提供給彩色打印機，并通過計算電路，分別轉換成與輸入的最初的色彩相關的補充色彩數據，這些補充色彩數據提供給許多打印頭，這些打印頭形成一個單元，并確定3“Cy”，“Mg”和“Ye”也即“R”，“G”和“B”的補充色彩的油墨量，現在，計算電路只檢測作為數據數據的相應的R數據，G數據和B數據的補充數量，從而獲取補充色彩數據。
打印頭單元安裝有許多在一屏的垂直方向上與象素數目相應的打印頭，也就是說，如果在垂直方向上有效象素的數目為480，則打印單元由480個打印頭構成，這些打印頭安裝在垂直方向的一列上，并且當打印頭在水平方向上掃描時，所有的打印頭以整塊方式在水平方向上移動。
當彩色打印機收到RGB數據并印出圖像時，彩色打印機按下述過程進行在垂直方向上讀出的并按逐個象素輸出的R數據首先轉化成Cy數據。即計算電路中“R”的補充色彩數據。此補充色彩數據逐個象素地提供給相應的打印頭。根據相應的Cy數據，打印單元執(zhí)行印相過程，如果在垂直方向上構成一列的每個象素的打印過程完成后，打印單元就在水平方向上從初始位置移動一步。然后，執(zhí)行垂直方向上構成下一列的各象素的打印。此后，打印單元在水平方向上移動一步。這樣，重復進行相同的過程，當打印單元移動的步數等于水平方向上有效象素的數目時，等于一屏的“R”的補充色彩數據就全部印出。
如果按上述方式完成了根據R數據的印相后，打印頭返回到起始位置。然后，垂直讀電路28在垂直方向上讀G數據。因而，G數據順序逐列輸入彩色打印機以取代R數據，由計算電路得出“G”的補充色彩數據，并執(zhí)行此補充色彩數據的打印過程。如果打印過程根據一列Mg數據，即“G”的補充色彩數據來使用“Mg”的色墨執(zhí)行完，則印相單元就在水平方向上從起始位置移動一步，而后，打印單元當每當一列的象素全部打印后就移動一步。如果在水平方向上打印單元完成了掃描，則“G”的補充色彩數據就全部打印了。
當根據G數據的打印按上述方式完成后，打印單元再返回到起始位置，緊接著，垂直讀電路28在垂直方向上逐列讀B數據。從而，B數據不斷輸入彩色打印機以取代G數據，然后，由計算電路得出Ye數據，即“B”的補充色彩數據，并且此色彩數據提供給打印頭。如果在一張紙上根據“B”的補充色彩數據使用色墨“Ye”完成了打印過程，在此紙上“R”和“G”的補充色彩數據已經被打印，這樣，一列象素就全部被打印，打印頭就在水平方向上從起始位置移動一步。此后，打印單元每當一列象素的打印完成后，就在水平方向上逐步移動。當在水平方向上打印頭單元的掃描完成后，“B”的一屏補充色彩數據就全部被打印。
當打印頭單元在水平方向按上述過程掃描三次后，根據構成圖像數據的“R”、“G”和“B”三種色彩分量的打印過程就完成。據此，就得到了一張打印有圖像的相紙。
根據此實施例，盡管需要三次重復圖像擴展過程，因而此擴展過程需要長一點時間，但實際的打印時間比照相機一端的圖像擴展時間更長，因而打印機等待圖像擴展過程的完成就沒有問題。即是，從垂直方向讀電路28在第一圖像擴展過程中在垂直方向上讀出存儲在第一存儲器20中的R數據以將R數據傳送給彩色打印機的計時到彩色打印機的打印頭根據R數據完成打印過程的計時的這一時間期間中，照相機執(zhí)行第二圖像擴展過程，并將R數據存儲到第一存儲器20中。因此，在R數據的打印過程完成后迅速移向G數據的打印過程是可能的。
而且，盡管R信號，G信號，B信號其中之一在CCD成像器12的相應有效象素上被檢測，并且所缺的兩種色彩信號在本實施例中以內插法由色彩分離產生，正如此案的在先申請日本專利No.7-38632所揭示的。但是，三種基本色彩信號“R”、“G”和“B”可以在這一情況下產生根據某一象素周圍的象素的色彩信號，對這一象素在水平方向和在垂直方向上移動一個象素的一半長度，而不進行色彩分離。此種情況下，在連續(xù)信號處理中，象素移動半個長度的位置看作是一個象素。
還有，盡管濾色器安裝在CCD成像器12中，在濾色器中“R”，“G”和“B”的濾色部件象鑲嵌同樣布置，但濾色器并不限于此種濾色部件象鑲嵌圖樣布置的濾色器，而且，肯定補充濾色器可以取代先前的濾色器。
另外，在圖像壓縮過程執(zhí)行前的YUV轉換中，在對所有的象素產生Y數據時，每個U數據和V數據在水平方向上可以變?yōu)?/2。這是利用了這樣一種特性盡管人眼對光強變化敏感，但它對色彩變化就相對遲鈍。如果每個U數據和V數據都進行上述薄化過程，那么在圖像壓縮過程中對在水平方向上相連的兩塊，就可以進行相應的U數據和V數據的壓縮。從而，可以減小閃速存儲器26的存儲容量。而且，在圖像擴展過程中，在YUV數據轉換成RGB數據時，由于在水平方向上對其他每一象素只取Y數據和V數據來進行內插過程，所以對相連的兩個象素就需要使用數據被壓縮的象素。
再者，盡管基色濾色器用作CCD成像器12的濾色器，并且轉換RGB數據而產生的YUV數據存儲在閃速存儲器26中，但此數字照相機正是這樣把RGB數據存儲在閃速存儲器26中而構成的。在這種情形下，就不需要YUV數據和RGB數據之間的轉換過程和倒轉過程。
根據本實施例，從色彩分離到圖像壓縮的一系列過程和從圖像擴展到倒轉的一系列過程都是由單個的微型計算機以軟陣的方式執(zhí)行的。即是說這些連續(xù)過程是由專門電路完成的。
根據本實施例，由于一次圖像擴展過程產生一種色彩數據，并且此色彩數據的大小與打成過程中從信號處理電路18中取得的圖像數據的大小一樣，所以，用作臨時存儲器的第一存儲器20可以用來存儲由圖像擴展過程得到的色彩數據。即是，不需要專門的讀存儲器和相應色彩數據的存儲器，就可以逐列在垂直方向上讀出一屏的色彩數據。
本發(fā)明可由圖8所示的數字照相機10來實現。在此數字照相機10中，在DRAM32中形成的存儲區(qū)域32a用于保持成像時產生的圖像數據和復制中產生一種色彩數據。而且，工作區(qū)32b用于圖像數據的壓縮和壓縮圖像數據的擴展。CPU34執(zhí)行的處理過程與圖3和圖7所示的處理過程相同，并且色彩數據轉換電路36將RGB數據轉換成補充色彩數據并將此補充色彩數據輸出給彩色印相機。
盡管根據本發(fā)明的實施例對數字照相機進行了描述，當然，本發(fā)明也同樣適用于其他產品，如數字視頻攝象機(數字電影)等。
盡管本發(fā)明已詳細描述說明，可是這些描述僅是一些說明和舉例，是有限的，但本發(fā)明的主旨和范圍通過后面的權利要求來指明。
權利要求
1.一種數字照相機，包含一個第一發(fā)生裝置，用于根據存儲在存儲介質中的壓縮圖像信號順序產生多個圖像質量相關信號；一個存儲器，用于存儲上述多個圖像質量相關信號之一；一個第一寫裝置，用于將多個圖像質量相關信號之一順序寫入所述存儲器；一個讀裝置，用于在所述第一寫裝置將另一個圖像質量相關信號寫入存儲器之前將存儲在存儲器中的圖像質量相關信號在垂直方向上讀出。
2.根據權利要求1的數字照相機，其中的第一發(fā)生裝置包括一個擴展裝置，它擴展壓縮圖像信號的次數等于圖像質量相關信號的個數，一個檢測裝置，用于從由擴展裝置擴展的已擴展圖像信號中檢測所述多個圖像質量相關信號。
3.根據權利要求2的數字照相機，其中的擴展圖像信號包括Y信號，U信號和V信號，檢測裝置根據所述Y信號、所述U信號和所述V信號逐個把R信號、G信號和B信號作為的述多個圖像質量相關信號進行檢測。
4.根據權利要求1的數字照相機，還包含一個第二發(fā)生裝置，用于對一個物體成像并產生一個圖像信號，此圖像信號具有的大小等于所述多個圖像質量相關信號之一的大小；一個第二寫裝置，用于把圖像信號寫入存儲器；一個壓縮裝置，用于壓縮圖像信號以產生壓縮圖像信號；一個存儲裝置，用于將壓縮圖像信號存入存儲介質。
5.根據權利要求4的數字照相機，其中的擴展裝置和壓縮裝置都被包含在一個微型計算機中。
全文摘要
一種數字照相機,包括一個微型計算機,此微型計算機將存儲在閃速存儲器中的壓縮圖像數據進行擴展以產生擴展圖像裝置,即YVU裝置。此微型計算機也根據所產生的YUV種計算“R”、“G”和“B”中的一種色彩數據。從而,微型計算機重復這種擴展處理步驟三次以產生“R”、“G”和“B”的所有色彩數據。此R數據,G數據和B數據都順序寫入第一存儲器,此第一存儲器可逐一存儲一種色彩數據,并且在另一種色彩數據寫入第一存儲器之前通過垂直方向讀電路在垂直方向上逐列將每一色彩數據從第一存儲器中讀出。
文檔編號H04N9/808GK1180874SQ9712063
公開日1998年5月6日 申請日期1997年8月28日 優(yōu)先權日1996年8月28日
發(fā)明者春木俊宣 申請人:三洋電機株式會社