CN103516981B - 摄像装置、摄像系统以及摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机可读取的记录介质。摄像装置具备：摄像单元，其对被摄体进行摄像；通信单元，其在与其他摄像装置之间进行同步通信；同步信号产生单元，其产生同步信号，该同步信号与所述通信单元中的同步动作定时同步且具有规定周期；摄像同步信号产生单元，其产生摄像同步信号，该摄像同步信号与由所述同步信号产生单元产生的同步信号同步且具有规定周期；和摄像控制单元，其与由所述摄像同步信号产生单元产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时。

Description

摄像装置、摄像系统以及摄像方法

本申请基于2012年6月28日提出的日本专利申请特愿2012-145104号主张优先权，并在此援引该基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机可读取的记录介质。

背景技术

在现有技术中，为了连续摄像爆炸、破坏、燃烧、撞击、放电等快速的现象等，公知有使多个高速摄影机同步来进行摄影的技术。

图5是用于说明现有技术中使用了多个摄像装置的摄像系统1进行的同步摄影的示意图。摄像系统1由摄像装置10a和摄像装置10b构成。摄像装置10a是主摄像装置，摄像装置10b是辅助摄像装置。摄像装置10a在按下快门的同时向摄像装置10b发送快门指令。然后，摄像装置10a对被摄体12进行摄影，进行保存为摄像图像11a的静止图像记录处理。另一方面，摄像装置10b按照接收到的快门指令，对被摄体12进行摄影，进行保存为摄像图像11b的静止图像记录处理。

但是，在上述的现有技术中，由于摄像装置10a与摄像装置10b之间的发送、接收的时间延迟、及其偏差，无法使摄像图像11a、11b同步，例如，存在无法实现1/1000秒这样的精度的问题。

因此，作为使多个高速照相机进行同步摄影的技术，具有在1台主照相机上连接多台辅助照相机，从主照相机向辅助照相机传送高速照相机用的图像同步信号来取得同步的技术(例如参照专利文献1)。

在该现有技术中，为了取得准确的同步，在主照相机中设置定时控制单元，使用脉冲信号实际测量到各个辅助设备的传送路径的延迟量，基于该结果来修正延迟量。该利用方式用于连续地对爆炸、破坏、燃烧、撞击、放电等快速的现象进行摄影，属于可实现最高100万FPS(Frame Per Second)这样极高速度的摄影的非常特殊的业务用高速照相机的领域。

专利文献1：JP特开2009-296323号公报

但是，在专利文献1的技术中，预先通过脉冲信号测量延迟时间来进行修正等，到摄像为止的设定要求高精度且烦杂，存在一般用户无法处理的问题。

另外，基于脉冲信号的延迟测量方法中还存在如下问题：若想要应用于无线传送路径，则在数字无线传送路径中会产生由采样或打包等引起的不确定的延迟，无法实现准确的测量。

此外，在模拟无线传送路径中，虽然能够进行准确的测量，但是只能是1∶1的通信，因此需要在主设备侧装备与辅助设备的数量相应数量的无线装置。因此，产生系统变大而且价格高、功耗也大的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够使多个摄像装置中的摄像定时更高精度地同步的摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机可读取的记录介质。

本发明的摄像装置的特征在于，具备：摄像单元，其对被摄体进行摄像；通信单元，其在与其他摄像装置之间进行同步通信；同步信号产生单元，其产生同步信号，该同步信号与所述通信单元中的同步动作定时同步且具有规定周期；摄像同步信号产生单元，其产生摄像同步信号，该摄像同步信号与由所述同步信号产生单元产生的同步信号同步且具有规定周期；和摄像控制单元，其与由所述摄像同步信号产生单元产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时。

本发明的摄像系统对至少在第1摄像装置与其他摄像装置之间同步的图像数据进行摄像，该摄像系统的特征在于，所述第1摄像装置以及所述其他摄像装置分别具备：摄像单元，其对被摄体进行摄像；通信单元，其在与所述第1摄像装置或所述其他摄像装置之间进行同步通信；同步信号产生单元，其产生同步信号，该同步信号与所述通信单元中的同步动作定时同步且具有规定周期；摄像同步信号产生单元，其产生摄像同步信号，该摄像同步信号与由所述同步信号产生单元产生的同步信号同步且具有规定周期；摄像控制单元，其与由所述摄像同步信号产生单元产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时；计数单元，其对由所述摄像单元在由所述摄像控制单元决定的摄像定时摄像到的图像数据的从摄影开始起的帧数进行计数；获取单元，其以进行了规定的摄像动作为契机，获取该时间点的由所述计数单元计数的计数值；和记录控制单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，将该时间点的由所述摄像单元摄像到的图像数据和由所述获取单元获取到的计数值相互关联地进行记录，所述第1摄像装置还具备：摄像指示信号产生单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，产生记录指示信号，该记录指示信号对所述其他摄像装置指示记录使摄像定时同步地摄像到的图像数据；和发送单元，其将由所述获取单元获取到的计数值与由所述摄像指示信号产生单元产生的记录指示信号一起发送给所述其他摄像装置，所述其他摄像装置还具备接收单元，该接收单元将所述计数值与所述记录指示信号一起从所述第1摄像装置进行接收，所述其他摄像装置以通过所述接收单元接收了所述记录指示信号为契机，通过所述记录控制单元记录与该记录指示信号一起接收到的计数值所对应的由所述摄像单元摄像到的图像数据。

本发明的摄像方法的特征在于，包括：对被摄体进行摄像的步骤；在与其他摄像装置之间进行同步通信的步骤；产生与进行所述同步通信的步骤中的同步动作定时同步且具有规定周期的同步信号的步骤；产生与在产生所述同步信号的步骤中产生的同步信号同步且具有规定周期的摄像同步信号的步骤；和与在产生所述摄像同步信号的步骤中产生的摄像同步信号一致地决定所述进行摄像的步骤中的图像数据的摄像定时的步骤。

本发明的计算机可读取的记录介质记录了用于使具备对被摄体进行摄像的摄像单元的摄像装置的计算机执行下述单元的功能的程序，所述单元包括：在与其他摄像装置之间进行同步通信的单元；产生与进行所述同步通信的单元中的同步动作定时同步且具有规定周期的同步信号的单元；产生与由产生所述同步信号的单元产生的同步信号同步且具有规定周期的摄像同步信号的单元；和与由产生所述摄像同步信号的单元产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时的单元。

根据本发明，能够获得可更高精度地使多个摄像装置中的摄像定时同步的优点。

附图说明

图1是表示构成本发明的实施方式的摄像系统100的多个摄像装置20a、20b的构成的框图。

图2是表示本实施方式的摄像系统100中的摄像装置20a、20b的BT同步信号sync1a、sync1b与摄像同步信号sync2a、sync2b的关系的示意图。

图3是用于说明本实施方式的摄像系统100的摄像装置20a、20b的动作的流程图。

图4是用于说明在本实施方式中使用了摄像装置20a、20b的摄像系统100的同步摄影的示意图。

图5是用于说明现有技术中利用了多个摄像装置的摄像系统1的同步摄影的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

A.实施方式的构成

图1是表示构成本发明的实施方式的摄像系统100的多个摄像装置20a、20b的构成的框图。在图1中，摄像装置20a、20b分别包括Bluetooth(蓝牙)(注册商标)设备(以下称为BT设备)21a、21b、天线22a、22b、TG(Timing Generator：定时产生器)23a、23b、图像传感器24a、24b、图像处理部25a、25b、以及存储器26a、26b。

BT设备21a、21b是一般的同步式数字无线方式之一，通过同步通信方式，在与摄像装置20a、20b之间互相在相同的定时进行通信动作。BT设备21a、21b基于同步通信方式的同步动作定时，每隔250ms产生脉冲，并提供给TG23a、23b以及图像处理部25a、25b。将该脉冲称为BT同步信号sync1a、sync1b。即，链接的摄像装置20a、20b通过BT设备21a、21b，在相同的定时产生BT同步信号sync1a、sync1b。

图像处理部25a、25b分别以BT同步信号sync1a、sync1b作为触发，进行TG23a、23b的控制、指令的发送。

TG23a、23b分别产生与上述BT同步信号sync1a、sync1b同步的、具有规定周期的摄像同步信号sync2a、sync2b。摄像同步信号sync2a、sync2b分别包含水平同步信号以及垂直同步信号。即，TG23a、23b与由图像处理部25a、25b预先设定的期望的各同步信号产生定时一致地产生摄像同步信号sync2a、sync2b。此外，TG23a、23b与BT同步信号sync1a、sync1b一致地开始产生摄像同步信号sync2a、sync2b。

图像传感器24a、24b分别根据来自TG23a、23b的摄像同步信号sync2a、sync2b进行动作，以预先设定的期望的条件进行曝光、A/D变换、数据传输。

此外，作为主设备的摄像装置20a通过基于BT设备21a、21b的无线通信，向作为辅助设备的摄像装置20b发送取景(through)开始、静止图像记录开始的指示。另外，也可以利用Bluetooth(注册商标)以外的无线通信单元来收发取景开始、静止图像记录开始的指示。

图像处理部25a、25b分别具有CPU(Central Processing Unit)27a、27b，通过执行规定的程序来进行各模块的控制和处理。此外，图像处理部25a、25b接收来自图像传感器24a、24b的每1帧的摄像数据CDa、CDb，并保存在存储器26a、26b中。摄像数据CDa、CDb依次被保存在设定于存储器26a、26b上的环形缓冲区中。将环形缓冲区的尺寸设为与摄像数据CDa、CDb的10帧对应的量。

图2是表示本实施方式的摄像系统100中的摄像装置20a、20b的BT同步信号sync1a、sync1b与摄像同步信号sync2a、sync2b的关系的示意图。TG23a、TG23b具有进行微调整的功能，使得BT同步信号sync1a、sync1b间＝1秒钟的同步信号产生次数均匀。通过该功能，在摄像装置20a、20b双方中，TG23a、23b也在与BT同步信号sync1a、sync1b同步之后在同一定时产生摄像同步信号sync2a、sync2b。

B.实施方式的动作

接着，说明上述实施方式的动作。

图3是用于说明本实施方式的摄像系统100的摄像装置20a、20b的动作的流程图。设摄像装置20a、20b处于BT设备21a、21b彼此进行了适当地链接的状态。并且，通过用户的操作，将摄像装置20a的同步摄影模式设为主模式，将摄像装置20b的同步摄影模式设为辅助、等待状态。在该状态下，摄像装置20a、20b分别执行图3所示的流程图。

在摄像装置20a中，首先，图像处理部25a设帧计数A_FrmCnt＝0(步骤S10)，等待来自BT设备21a的BT同步信号sync1a(步骤S12)，之后立刻向摄像装置20b发送取景开始指示(步骤S14)。之后，在摄像装置20a中，图像处理部25a对自身的TG23a进行同步信号产生开始控制(步骤S16)。另外，帧计数A_FrmCnt表示摄像装置20a中的同步摄像开始后摄像到的帧的连续的序号。

另一方面，在摄像装置20b中，首先，图像处理部25b设为帧计数B_FrmCnt＝0(步骤S40)，等待来自摄像装置20a的取景开始指示接收(步骤S42)，若接收了取景开始指示，则与摄像装置20a同样地立刻对自身的TG23b进行同步信号产生开始控制(步骤S44)。另外，帧计数B_FrmCnt表示摄像装置20b中的同步摄像开始后摄像到的帧的连续的序号。

在摄像装置20a、20b中，各自的TG23a、23b按照下一个BT同步信号sync1a、1b的定时，开始产生摄像同步信号sync2a、sync2b(步骤S18、S46)。在摄像装置20a、20b中，与摄像同步信号sync2a、sync2b一致地，各个图像传感器24a、24b开始进行曝光、摄像、A/D变换、数据传输(步骤S20～S30、步骤S48～S56)。以下，进行详细说明。

在摄像装置20a中，图像处理部25a等待从图像传感器24a按每1帧结束传送(步骤S20)，结束传送后，使帧计数A_FrmCnt加1(步骤S22)。在与摄像数据保存目的地对应的表格中记下帧计数A_FrmCnt的值。接着，更新存储器26a的环形缓冲区(步骤S24)。具体而言，将摄像数据保存目的地更新为下一地址。

接着，图像处理部25a判断快门键是否被按下(步骤S26)，在快门键没有被按下的情况下(步骤S26的“否”)，返回步骤S20的传送等待。

另一方面，在快门键被按下的情况下(步骤S26的“是”)，图像处理部25a将最新的帧计数A_FrmCnt的值代入计数器TgtCnt中，与静止图像记录指示一起发送给摄像装置20b(步骤S28)。接着，图像处理部25a对存储器26a的环形缓冲区内的与计数器TgtCnt对应的摄像数据进行静止图像记录处理(步骤S30)。之后，返回步骤S20的传送等待。

其结果，在摄像装置20a中，直到按下快门键为止，将摄像到的摄像数据随时记录在环形缓冲区中，若快门键被按下，则记录与此时的最新的计数器TgtCnt的值对应的摄像数据。

相对于此，在摄像装置20b中，与摄像装置20a同样地执行以下的处理。在摄像装置20b中，图像处理部25b等待从图像传感器24b按每1帧结束传送(步骤S48)，结束传送后，使帧计数B_FrmCnt加1(步骤S50)。在与摄像数据保存目的地对应的表格中记下帧计数B_FrmCnt的值。接着，更新存储器26b的环形缓冲区(步骤S52)。具体而言，将摄像数据保存目的地更新为下一地址。

接着，在摄像装置20b中，图像处理部25b判断是否从摄像装置20a接收了静止图像记录指示(步骤S54)。然后，在未从摄像装置20a接收到静止图像记录指示的情况下(步骤S54的“否”)，返回步骤S48的传送等待。

另一方面，在从摄像装置20a接收了静止图像记录指示的情况下(步骤S54的“是”)，图像处理部25b从上述的表格中求出与静止图像记录指示一起接收到的计数器TgtCnt的值所对应的摄像数据保存目的地，对上述对应的摄像数据进行静止图像记录处理(步骤S56)。之后，返回步骤S48的传送等待。

其结果，在摄像装置20b中，直到从摄像装置20a接收了静止图像记录指示为止，在环形缓冲区中随时记录摄像到的摄像数据，若接收了静止图像记录指示，则记录与静止图像记录指示一起接收到的计数器TgtCnt的值所对应的摄像数据。

图4是用于说明本实施方式中利用了摄像装置20a、20b的摄像系统100进行的同步摄影的示意图。根据本实施方式，如图4所示，由摄像装置20a记录的摄像数据30a和由摄像装置20b记录的摄像数据30b，是基于由TG23a、23b按照根据共同的无线同步信号生成的BT同步信号sync1a、1b而生成的、与该BT同步信号sync1a和1b同步的摄像同步信号sync2a、sync2b来进行摄像并记录的，所以能够以高精度进行同步摄影。

根据上述实施方式，通过使摄像装置20a、20b的TG23a、23b与BT设备21a、21b的通信控制定时同步，即，使图像传感器24a、24b的摄影控制定时与上述通信控制定时同步，从而能够高精度地实现多个摄像装置的同步摄影。

另外，在上述实施方式中，是由成为主设备的1台摄像装置20a和成为辅助设备的1台摄像装置20b构成的结构，但是通过进一步增加与摄像装置20b同样地作为辅助设备工作的摄像装置，能够实现n台摄像装置下的同步摄影。

此外，在上述实施方式中，例示了静止图像记录，但是在运动图像记录中也可以同样地实现同步。

以上，说明了本发明的几个实施方式，但是本发明并不限于此，包括权利要求书记载的发明和与其等同的范围。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其特征在于，具备：

摄像单元，其对被摄体进行摄像；

通信单元，其在与其他摄像装置之间进行同步通信；

同步信号产生单元，其不修正与所述其他摄像装置之间的信号线路的延迟时间，产生与所述通信单元中的同步动作定时同步、在与所述其他摄像装置相同的定时产生且具有规定周期的同步信号；

摄像同步信号产生单元，其产生摄像同步信号，该摄像同步信号与由所述同步信号产生单元产生的同步信号同步、在与所述其他摄像装置相同的定时产生且具有规定周期；和

摄像控制单元，其与由所述摄像同步信号产生单元产生的且在与所述其他摄像装置相同的定时产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还具备：

计数单元，其对由所述摄像单元在所述摄像控制单元所决定的摄像定时摄像到的图像数据的从摄影开始起的帧数进行计数；

获取单元，其以进行了规定的摄像动作为契机，获取该时间点的由所述计数单元计数的计数值；和

记录控制单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，将该时间点的由所述摄像单元摄像到的图像数据和由所述获取单元获取到的计数值相互关联地进行记录。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，还具备：

摄像指示信号产生单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，产生记录指示信号，该记录指示信号对其他摄像装置指示记录使摄像定时同步地摄像到的图像数据；和

发送单元，其将由所述获取单元获取到的计数值与由所述摄像指示信号产生单元产生的记录指示信号一起发送给其他摄像装置。

4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，

所述发送单元是由所述通信单元实现的发送功能。

5.根据权利要求3或4所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像装置还具备接收单元，该接收单元从其他摄像装置接收由该其他摄像装置产生的所述记录指示信号以及所述计数值，

所述记录控制单元以通过所述接收单元接收了来自所述其他摄像装置的记录指示信号为契机，记录与该记录指示信号一起接收到的计数值所对应的由所述摄像单元摄像到的图像数据。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，

所述接收单元是由所述通信单元实现的接收功能。

7.一种摄像系统，其对至少在第1摄像装置与其他摄像装置之间同步的图像数据进行摄像，该摄像系统的特征在于，

所述第1摄像装置以及所述其他摄像装置分别具备：

摄像单元，其对被摄体进行摄像；

通信单元，其在与所述第1摄像装置或所述其他摄像装置之间进行同步通信；

同步信号产生单元，其产生同步信号，该同步信号与所述通信单元中的同步动作定时同步、在与所述其他摄像装置或所述第1摄像装置相同的定时产生且具有规定周期；

摄像同步信号产生单元，其产生摄像同步信号，该摄像同步信号与由所述同步信号产生单元产生的同步信号同步、在与所述其他摄像装置或所述第1摄像装置相同的定时产生且具有规定周期；

摄像控制单元，其与由所述摄像同步信号产生单元产生的且在与所述其他摄像装置或所述第1摄像装置相同的定时产生的摄像同步信号一致地决定所述摄像单元中的图像数据的摄像定时；

计数单元，其对由所述摄像单元在由所述摄像控制单元决定的摄像定时摄像到的图像数据的从摄影开始起的帧数进行计数；

获取单元，其以进行了规定的摄像动作为契机，获取该时间点的由所述计数单元计数的计数值；和

记录控制单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，将该时间点的由所述摄像单元摄像到的图像数据和由所述获取单元获取到的计数值相互关联地进行记录，

所述第1摄像装置还具备：

摄像指示信号产生单元，其以进行了所述规定的摄像动作为契机，产生记录指示信号，该记录指示信号对所述其他摄像装置指示记录使摄像定时同步地摄像到的图像数据；和

发送单元，其将由所述获取单元获取到的计数值与由所述摄像指示信号产生单元产生的记录指示信号一起发送给所述其他摄像装置，

所述其他摄像装置还具备接收单元，该接收单元将所述计数值与所述记录指示信号一起从所述第1摄像装置进行接收，

所述其他摄像装置以通过所述接收单元接收了所述记录指示信号为契机，通过所述记录控制单元记录与该记录指示信号一起接收到的计数值所对应的由所述摄像单元摄像到的图像数据。

8.一种摄像方法，其特征在于，包括：

对被摄体进行摄像的步骤；

在与其他摄像装置之间进行同步通信的步骤；

不修正与所述其他摄像装置之间的信号线路的延迟时间，产生与进行所述同步通信的步骤中的同步动作定时同步、在与所述其他摄像装置相同的定时产生且具有规定周期的同步信号的步骤；

产生与在产生所述同步信号的步骤中产生的同步信号同步、在与所述其他摄像装置相同的定时产生且具有规定周期的摄像同步信号的步骤；和

与在产生所述摄像同步信号的步骤中产生的且在与所述其他摄像装置相同的定时产生的摄像同步信号一致地决定所述进行摄像的步骤中的图像数据的摄像定时的步骤。