CN102780840B - 摄像设备 - Google Patents

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Abstract

一种摄像设备，包括：摄像单元；测量当前时间的测量单元；计数器；获取单元，其获取在初始值的设置时来自测量单元的第一值并且获取在测量单元的测量时刻的计数器值与在初始值的设置时计数器值之间的第一差；生成单元，其获取在开始显示时来自测量单元的第二值并且获取在测量单元的测量时刻的计数器值与开始显示时的计数器值之间的第二差，并且基于初始值、第一值、第一差、第二值和第二差生成关于从初始值起的经过时间的时间码；以及输出时间码的输出单元。

Description

摄像设备
技术领域
本发明涉及一种摄像设备，并且特别地，涉及对与运动图像数据相关的时间码的处理。
背景技术
在拍摄运动图像的摄像设备中，存在具备将表示当前日期和时间等的时间码添加到所拍摄的运动图像中的功能的摄像设备。例如，日本特开平10-247377号公报说明了如下技术，其中，摄像设备包含测量当前日期和时间的时钟(实时时钟：RTC)并且使用该RTC的输出生成时间码。此外，RTC一般设计为使用与主电源分离的电池工作，并且即使在设备的主电源关闭的情况下也能够继续进行时间测量操作。
此外，已知具备如下功能的摄像设备，其中，该功能测量从记录开始起的经过时间或者运动图像的帧数、或者测量从用户已指定的时刻起的经过时间，并且将这些时间记录或者显示为时间码。表示从用户已指定的时刻起的经过时间的时间码被称为自由运行时间码。
为生成自由运行时间码，除对当前日期和时间进行测量的RTC以外，能够以运动图像信号的帧精度测量时间的高精度时间测量装置也变得必要。然而，单独提供这样的时间测量装置导致设备的成本增加。
发明内容
本发明提供一种能够在不具备专用的时间测量硬件的情况下生成表示经过时间的时间码的摄像设备。
根据本发明的一方面，一种摄像设备包括：摄像单元，用于输出运动图像信号；时间测量单元，用于测量当前时间；计数器，用于对时钟进行计数；获取单元，用于响应于时间码的初始值的设置，获取在所述初始值的设置时刻来自所述时间测量单元的第一值和以下的第一差值，其中，该第一差值是在所述时间测量单元的测量时刻的所述计数器的值与在所述初始值的设置时刻的所述计数器的值之间的差；生成单元，用于响应于用于开始显示所述运动图像信号的指示，获取在所述开始显示的指示时刻来自所述时间测量单元的第二值和以下的第二差值，并且基于所述初始值、所述第一值、所述第一差值、所述第二值和所述第二差值来生成与从所述初始值起的经过时间有关的包括帧数的时间码，其中，该第二差值是在所述时间测量单元的测量时刻的所述计数器的值与在所述开始显示的指示时刻的所述计数器的值之间的差；以及输出单元，用于将所述时间码和与所述运动图像信号有关的运动图像一起输出到显示装置。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明的第一典型实施例的示意结构框图。
图2是示出根据本典型实施例的时间码的预设处理的流程图。
图3是示出根据本典型实施例的时间码的生成处理的流程图。
图4是示出根据本典型实施例的时间码的生成处理的方法的示意图。
图5是示出根据本典型实施例的实时时钟的改变处理的流程图。
图6A和6B是示出根据第二典型实施例的时间码的生成处理的方法的示意图。
具体实施方式
以下将根据附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。
图1是根据本发明的第一典型实施例的摄像设备的示意结构框图。在摄像设备100中，摄像单元101包括诸如镜头等的光学构件、诸如电荷耦合元件(CCD)等的图像传感器、模数(AD)转换器以及信号处理电路，并且拍摄被摄体以生成运动图像信号。摄像单元101根据来自微计算机102的帧时钟以指定的帧频生成运动图像信号，并且将运动图像信号输出到微计算机102。微计算机102根据非易失性存储器105中存储的程序(软件)控制摄像设备100的各个单元。此外，微计算机102包含对来自振荡器112的系统时钟计数的计数器103，并且根据计数器103的计数值控制各个单元的操作定时。计数器103是自由运行计数器，并且当其对系统时钟计数达到预定值n时，将计数值自行复位到初始值。
存储器104中存储有运动图像信号以及对由微计算机102进行的各种处理来说必要的信息。存储器104是诸如动态随机存取存储器(DRAM)等的易失性存储器。非易失性存储器105中存储有微计算机102用的操作程序以及各种必要的信息。实时时钟(RTC)106以秒为单位测量当前日期和时间(日、小时、分和秒)。除摄像设备100的主电源以外，RTC 106设置有用作RTC 106工作用的电源的电池。因此，即使在摄像设备100的主电源关闭时，RTC 106也继续进行时间测量操作。
图像处理单元107在记录期间通过对由摄像单元101获得的运动图像信号进行已知的编码处理等来压缩该运动图像信号。图像处理单元107在重放期间对从记录介质重放的运动图像信号(压缩后的数据)解压缩。记录和重放单元108在记录期间对来自图像处理单元107的压缩后的运动图像信号添加各种附加信息来将其转换为适合记录的格式，并且将运动图像信号记录在记录介质109上。记录和重放单元108在重放期间从记录介质109读出压缩后的运动图像信号，并且将压缩后的运动图像信号提供给图像处理单元107。记录介质109是诸如包含有闪速存储器的存储卡等的随机存取记录介质。此外，将记录介质109上记录的运动图像信号作为文件进行管理。此外，将在记录开始指示与记录停止指示之间的间隔中记录的运动图像信号作为一个运动图像文件进行管理。
显示单元110包括诸如液晶面板等的显示装置，并且在摄像期间对通过摄像单元101获得的运动图像信号所表示的图像进行显示。显示单元110在重放期间对从记录介质109重放的运动图像信号所表示的重放图像进行显示。此外，显示单元110响应于微计算机102的指示显示诸如菜单信息等的各种信息。
操作单元111设置有电源开关、用于给出摄像开始和记录停止的指示的开关以及对用户使用菜单画面输入指示来说必要的各种开关。用户可以通过对操作单元111进行操作，将必要的指示输入到摄像设备100。
振荡器112包括晶体振荡器等，并且生成从几十~100MHz的量级的高频系统时钟。振荡器112生成的系统时钟输入到微计算机102和帧时钟生成单元113中。帧时钟生成单元113包括分频器等，并且根据由振荡器112生成的系统时钟生成具有与指定的帧频相对应的频率的帧时钟，并且将帧时钟输出到微计算机102。例如，在来自摄像单元101的运动图像的帧频是与国家电视系统委员会(NTSC)制式相对应的29.97帧每秒(fps)的情况下，帧时钟生成单元113生成间隔为33.37毫秒(ms)的帧时钟。
将说明摄像期间的处理。响应于用户已通过操作单元111开启了摄像设备100的电源，微计算机102将摄像设备100设置为摄像模式，并且摄像设备100在摄像待机状态中如下工作。具体地，微计算机102将来自帧时钟生成单元113的帧时钟输出到摄像单元101，并且控制摄像单元101以使其按照指定的帧频生成运动图像。摄像单元101根据帧时钟生成运动图像信号，并且将运动图像信号发送到微计算机102。微计算机102将摄像单元101发送来的运动图像信号临时存储在存储器104中。微计算机102将存储器104中所存储的运动图像的画面尺寸转换为与显示单元110的显示画面尺寸相对应的尺寸，并且将运动图像发送到显示单元110。显示单元110对从微计算机102发送来的运动图像信号所表示的图像进行显示。
按照这种方式，在摄像待机状态，在显示单元110上显示摄像单元101所拍摄的运动图像信号的运动图像。此外，微计算机102在摄像待机状态中如下所述生成时间码数据，并且将该数据发送到显示单元110。显示单元110以叠加的方式显示来自摄像单元101的运动图像和时间码。
在进入摄像待机状态之后，在预定的时间段期间没有用于开始摄像的指示的情况下，微计算机102使摄像单元101停止拍摄运动图像，并停止显示运动图像。此后，再次对操作单元111进行操作。然后，微计算机102使得摄像单元101重新开始拍摄运动图像，并且使得显示单元110重新开始显示运动图像。
在摄像待机状态下，响应于用户已通过对操作单元111进行操作给出了用于摄像开始的指示，微计算机102控制各个单元以开始记录运动图像信号。微计算机102响应于记录开始指示，将存储器104中存储的运动图像信号输出到图像处理单元107，并且指示图像处理单元107开始编码。图像处理单元107对运动图像信号顺次编码，并且将编码后的运动图像信号、即压缩后的运动图像信号输出到微计算机102。微计算机102将编码后的运动图像信号临时存储在存储器104中，并且在确定的时刻从存储器104读出运动图像信号并且将运动图像信号发送到记录和重放单元108。然后，微计算机102指示记录和重放单元108开始运动图像的记录。此外，微计算机102将自由运行时间码添加到应当被记录的运动图像信号的各帧中，还基于RTC 106的输出为每帧添加表示当前日期和时间的日期和时间信息。记录和重放单元108将以这种方式添加了时间码以及日期和时间信息的运动图像信号(压缩后的运动图像信号)记录在记录介质109上。
在运动图像的记录已经开始之后，响应于已接收到来自操作单元111的用于摄像停止的指示，微计算机102控制各个单元以停止运动图像记录并且变换到摄像待机状态。具体地，记录和重放单元108停止将运动图像记录到记录介质109上，并且图像处理单元107停止对运动图像信号的编码处理。
将说明在重放期间进行的处理。当用户对操作单元111进行操作以输入向重放模式的切换指示时，微计算机102将摄像设备100设置为重放模式。然后，微计算机102指示记录和重放单元108从记录介质109重放由用户指定的运动图像信号。记录和重放单元108从记录介质109读出运动图像信号(压缩后的运动图像信号)，并且将运动图像信号输出到微计算机102。微计算机102将重放的运动图像信号临时存储在存储器104上。然后，微计算机102从存储器104中将运动图像信号读出到图像处理单元107中，并且指示图像处理单元107对运动图像信号解压缩。图像处理单元107对来自存储器104的运动图像信号解压缩，并且将运动图像信号发送到存储器104。微计算机102将解压缩后的重放运动图像信号临时存储在存储器104上，并且顺次从存储器104读出解压缩后的重放运动图像信号并发送到显示单元110。显示单元110对来自微计算机102的重放运动图像信号进行图像显示。
此外，微计算机102检测添加到重放运动图像信号中的自由运行时间码以及日期和时间信息。用户可以通过操作单元111个别地指示微计算机102是否有必要显示时间码以及显示日期和时间信息。微计算机102根据该指示将重放的运动图像信号的时间码或者日期和时间信息发送到显示单元110，并且将其叠加在重放的运动图像上显示。
微计算机102根据操作单元111的重放停止指示来指示记录和重放单元108停止运动图像的重放。记录和重放单元108根据该指示停止对来自记录介质109的运动图像信号的重放。
将说明对时间码的处理。在本典型实施例中，用户可以设置(预设)时间码的初始值。当用户预设时间码的初始值并且随后给出用于开始的指示时，微计算机102从设置的初始值开始对时间码计数。在用户已预设时间码之后，即使在用户临时关闭摄像设备100的电源并且再次开启电源之后，也将测量从该预设时间起的经过时间作为时间码的值。用户可以通过对操作单元111进行操作来任意设置在摄像待机状态期间或者在运动图像的记录期间是否在显示单元110上显示时间码。即使在用户已设置为不显示时间码的情况下，微计算机102也继续对时间码的测量。
在从摄像模式改变为重放模式以后，在再次设置为摄像模式的情况下，微计算机102确定从以如下说明的预设的时间起的经过时间，并且计算时间码的值。
将说明对时间码的预设处理中涉及到的对基准时间的设置处理。图2是示出对时间码的预设处理中涉及到的对基准时间的设置处理的流程图。图2中示出的处理由微计算机102执行。
响应于用户已通过对操作单元111的操作给出用于时间码的预设处理的指示，微计算机102在显示单元110上显示用于预设的设置画面。在步骤S201中，用户通过对操作单元111的操作将任意值设置为时间码。在这种情况下，用户可以设置任意的小时、分、秒和帧数。帧数的上限值根据运动图像的帧频而变化。例如，在帧频是29.97fp s的情况下，用户可以设置0到29之间的任意值作为帧初始值。如果用户设置了初始时间码值，则在步骤S202中，微计算机102将设置的小时、分、秒以及帧数的值存储在非易失性存储器105上。
下面，在步骤S203中，微计算机102获取在用户已设置初始值的时刻从RTC 106输出的当前日期和时间的值T1(第一值)。微计算机102基于来自RTC 106的日期和时间信息，每当RTC 106的值增长一秒时取入计数器103的值，并且将其存储在存储器104上。换言之，微计算机102与RTC 106的时间测量时刻或更新同步地将计数器103的计数值存储在存储器104上。然后，在步骤S204中，微计算机102获取与用户设置了初始值的时刻相对应的计数器103的计数值和与RTC 106的更新同步地存储在存储器104上的计数器103的计数值之间的差t1(第一差值)。在步骤S205中，微计算机102将T1和t1的值作为基准时间信息存储在非易失性存储器105上。
差值t1可以说是用于以比秒更精确的单位来测量由RTC106以秒为单位所测量的时刻的校正值。T1+t1以比秒小的单位，更具体地，以计数器103计数的时钟的一个周期为单位，表示在设置初始值的时间点的时刻的值。在这个意义上，微计算机102对t1不是以供给至计数器103的时钟数为单位而是转换为时刻显示的尺度来进行存储。
将说明在摄像模式中对时间码的处理。图3是示出在摄像模式中对时间码的处理的流程图。图3中的处理由微计算机102执行。当用户通过对操作单元111的操作来开启电源或者给出显示所拍摄的运动图像的指示、或者给出切换到摄像模式的指示时，开始图3中所示出的处理。
微计算机102指示帧时钟生成单元113生成帧时钟。在步骤S301中，帧时钟生成单元113响应于来自微计算机102的指示生成帧时钟，并且将帧时钟发送到微计算机102。下面，在步骤S302中，微计算机102将帧时钟输出到摄像单元101，并且使得摄像单元101开始对运动图像的摄像。
在步骤S303中，在开始运动图像的显示之后微计算机102判断运动图像是否为头帧。如果运动图像是头帧(步骤S303中为“是”)，则在步骤S304中，微计算机102获取在该时间点、即开始显示的指示时刻从RTC 106输出的当前日期和时间T2(第二值)。在步骤S305中，微计算机102计算在摄像单元101已拍摄到运动图像的头帧的时刻的计数器103的值与刚刚与RTC 106的更新同步地存储在存储器104上的计数器103的计数值之间的差t2(第二差值)。
差值t2与t1相似，也是用于以比秒更精确的单位来测量由RTC 106以秒为单位所测量的时刻的校正值。T2+t2以比秒小的单位来表示在初始值设置的时间点的时刻值。与t1相似，微计算机102对t2不是以供给至计数器103的时钟数为单位而是转换为时刻显示的尺度来进行存储。
在步骤S 306中，微计算机102基于非易失性存储器105中所存储的时间码的初始值TC0、基准时间T1和t1、以及所获取的T2和t2，根据下面的公式(1)，计算时间码的值TC。
TC=TC0+(T2+t2)-(T1+t1)            (1)
从T2与T1之间的差获得小时/分/秒的值，并且从t2与t1之间的差获得帧数。换言之，通过用t2与t1之间的差除以与按照设置的帧频的帧间隔相对应的计数器103的值，获得经过的帧数。微计算机102将如此计算出的头帧的时间码存储在存储器104上。在t1和t2以时刻显示的尺度进行存储的情况下，只需要在计算公式(1)后将TC的比秒小的值转换为帧数，并且将其作为时间码。
另一方面，在运动图像不是头帧的情况下(步骤S303中为“否”)，在步骤S313中，微计算机102与来自帧时钟生成单元113的帧时钟同步地、使存储器104中存储的时间码的值前进一帧。微计算机102将所获得的时间码的值作为新的时间码存储在存储器104上。
在步骤S307中，微计算机102判断当前是否正在记录运动图像。在正在记录运动图像的情况下(步骤S307中为“是”)，在步骤S308中，微计算机102将存储器104中所存储的时间码添加到运动图像信号中并且记录该时间码。另一方面，如果没有在记录运动图像(步骤S307中为“否”)，则在步骤S309中，微计算机102将存储器104中存储的时间码输出到显示单元110，并且将该时间码叠加在运动图像上显示。
在步骤S311中，微计算机102响应于接收到用于停止运动图像显示的指示，停止在显示单元110上显示运动图像并且停止摄像单元101对运动图像的拍摄。然而，如果正在记录运动图像，则微计算机102即使在接收到用于停止运动图像显示的指示的情况下也不停止摄像单元101对运动图像的拍摄。并且，微计算机102在已接收到用户用于关闭电源、停止运动图像的显示、或者切换到重放模式的指示的情况下，停止摄像单元101对运动图像的拍摄并且停止对运动图像的记录。在步骤S312中，微计算机102停止帧时钟生成单元113对帧时钟的生成，并且结束图3中示出的处理。在通过用于停止运动图像显示的指示来停止运动图像显示以后接收到用于开始在显示单元110上显示运动图像的指示的情况下，微计算机再次进行图3中的操作。
图4是示出在用户已预设时间码以后、用户临时停止对所拍摄的运动图像的显示并且再次开始对所拍摄的运动图像的显示的情况下，对时间码的处理的示意图。
在图4中，示出RTC 106的输出401、帧时钟402以及时间码403。将RTC 106在用户已预设时间码的时刻404的输出T1、以及与T1相对应的计数器103的值和在时刻404的计数器103的值之间的差t1存储为基准时间。
此后，假定已临时停止对运动图像的显示，并且已在时刻405再次开始对所拍摄的运动图像的显示。微计算机102计算紧挨在开始之前已输出的RTC 106的输出T2、以及与T2相对应的计数器103的值和在时刻405的计数器103的值之间的差t2。基于T2和t2的值，获得在运动图像显示的开始时刻405的时间码TC。此后，每次输出帧时钟时，时间码相对于TC值前进一帧。
将说明在用户改变RTC 106的日期和时间的情况下的处理。图5是示出在改变RTC 106的日期和时间的情况下的处理的流程图。图5中的处理由微计算机102执行。
响应于用户已通过对操作单元111的操作指示改变RTC 106的日期和时间，微计算机102在显示单元110上显示用于改变当前日期和时间的画面。用户通过对操作单元111的操作将任意值设置为当前日期和时间。在本典型实施例中，可以设置年/月/日/小时/分/秒。当用户设置新的日期和时间时，在步骤S 501中，微计算机102检测紧挨在改变之前的RTC 106的值T5。此外，在步骤S502中，微计算机102检测新设置的时间T4。在步骤S 503中，微计算机102将新设置的时间T4设置为RTC 106的当前日期和时间。在步骤S504中，微计算机102根据T4和T5的值计算在当前日期和时间改变前后之间的差T4-T5。在步骤S505中，微计算机102基于差值T4-T5计算时间码的变化量ΔT。
在本典型实施例中，在用户已预设时间码后，微计算机102通过在每次RTC 106的时间被改变时累积改变前后之间的差，来计算变化量ΔT。换言之，微计算机102响应于预设了时间码，将ΔT设置为0，并且将其存储在非易失性存储器105上。然后，微计算机102在每次RTC 106的时间改变时将在改变前后之间的差与非易失性存储器105上所存储的ΔT相加。相应地，ΔT表示累积差值。
在步骤S506中，微计算机102将由此计算出的ΔT存储在非易失性存储器105上。在步骤S507中，微计算机102基于ΔT改变时间码的初始值TC0。例如，微计算机102将ΔT与当前时间码的值TC相加。另外，在当前未显示运动图像的情况下，当接着发出用于显示运动图像的指示时，微计算机102在图3中的步骤S306中将ΔT与初始值TC0相加后计算时间码。
按照这种方式，在本典型实施例中，微计算机102基于在预设时刻RTC 106的输出与计数器103的值、以及在运动图像显示开始时刻RTC 106的输出与计数器103的值，来生成从预设时刻起的时间码。作为结果，微计算机102可以在未提供用于生成自由运行时间码的高精度实时时钟的情况下生成从预设的时刻起的时间码。
将说明用于生成自由运行时间码的其它操作。当计算运动图像显示开始时刻的时间码时，可以通过用RTC 106的计数值之间的差除以与帧间隔相对应的计数值来计算帧数。在这种情况下，可能发生帧数的偏差。例如，当RTC 106中的计数周期(在这种情况下为一秒的间隔)不是由帧时钟生成单元113所生成的帧时钟的间隔的整数倍并且计算帧数时，发生最大等于一帧的偏差。
图6A示出发生偏差的方式。在图6A和6B中，为与图4中相同的元件和时刻指定相同的附图标记。例如，在时刻405开始运动图像显示后，在与帧时钟同步生成的时间码与RTC 106的周期时刻T3之间生成差406。
在本典型实施例中，如图6B中所示，在时刻405用于开始显示运动图像的指示之后，微计算机102等待运动图像显示和时间码的输出，直到接下来接收到来自RTC 106的输出为止。然后，微计算机102与帧时钟同步地生成时间码。
将说明具体操作。当用户对操作单元111进行操作并且输入用于开始显示所拍摄的运动图像的指示时，微计算机102等待RTC 106的输出值改变。当RTC 106的输出值改变时，微计算机102开始图3中示出的处理。此外，图6B中的T2是在接收到用于开始运动图像显示的指示后、RTC 106到达下一个计数周期的时刻。此外，通过步骤S305中的处理计算出的差t2变为0。
按照这种方式，在本典型实施例中，即使在RTC 106的计数周期不是帧时钟的周期的整数倍的情况下，也可以消除时间码的偏差。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (6)

1.一种摄像设备，包括：
摄像单元，用于输出运动图像信号；
时间测量单元，用于测量当前时间；
计数器，用于对时钟进行计数；
获取单元，用于响应于时间码的初始值的设置，获取第一值和第一差值，其中，所述第一值是在所述初始值的设置时刻来自所述时间测量单元的值，所述第一差值是在所述时间测量单元的测量时刻的所述计数器的值与在所述设置时刻的所述计数器的值之间的差；
生成单元，用于响应于用于开始显示所述运动图像信号的指示，获取第二值和第二差值，并且基于所述初始值、所述第一值、所述第一差值、所述第二值和所述第二差值来生成与从所述初始值起的经过时间有关的包括帧数的时间码，其中，所述第二值是在所述开始显示的指示时刻来自所述时间测量单元的值，所述第二差值是在所述测量时刻的所述计数器的值与在所述指示时刻的所述计数器的值之间的差；以及
输出单元，用于将所述时间码和与所述运动图像信号有关的运动图像一起输出到显示装置。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述生成单元根据所述运动图像信号的帧频的周期来改变所述时间码。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：
控制单元，用于响应于所述计数器的值控制所述摄像设备的操作。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：
用于基于所述时钟生成与所述运动图像信号的帧频的周期相关的帧时钟的单元。
5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述生成单元用于响应于由所述时间测量单元所测量的值的变化来改变所述经过时间。
6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述生成单元用于基于所述第一差值与所述第二差值之间的差以及与所述运动图像信号的帧频的周期相对应的所述计数器的值，计算所经过的帧数。
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