CN105611144B - 摄像装置、摄像控制方法以及记录介质 - Google Patents

摄像装置、摄像控制方法以及记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及摄像装置以及摄像控制方法。摄像装置具备:产生恒定周期的帧同步信号的定时发生器,接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号,比较该接收到的基准信号的产生定时与所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期。

Description

摄像装置、摄像控制方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及具备产生恒定周期的帧同步信号的功能的摄像装置以及摄像控制方法。
背景技术
以往,为了提升用多个摄像机(摄像装置)进行同步的摄影时的同步精度,已知如下技术(例如参考专利文献1):各摄像机从GPS(Global Positioning System,全球定位系统)等外部接收精度高的基准时刻信号,基于该基准时刻信号,各摄像机的定时控制部使以恒定周期产生的帧同步信号的产生定时相互同步。根据该专利文献1所记载的技术,由于基于绝对的基准时刻补正定时偏离,因此不去考虑在各摄像机间的相对的偏离,而仅是各个摄像机单独补正相对于基准时刻的定时偏离,结果能在多个摄像机间提升摄影定时的同步精度。
专利文献1:JP特开2013-225826号公报
但是,在上述的专利文献1所记载的技术中,只是每规定时间给出自己的摄像机的帧同步信号的周期相对于其它摄像机的帧同步信号或从外部获取的基准时刻信号的周期偏离而引起的随时间不断积蓄的定时偏离,不能避免由于该周期偏离而导致帧同步信号的偏离积蓄这一情况本身。因此,在有GPS的接收状況的变差等不能接收来自外部的基准时刻信号的期间的情况下,慢慢扩大的定时的偏离有可能会变大。
发明内容
本发明鉴于这样的状況而提出,其目的在于,能更有效果地以高精度使自己的摄像机的摄影定时相对于成为基准的定时同步。
本发明的一个方式是摄像装置,其具备:定时发生器,其产生恒定周期的帧同步信号;通信部,其接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和CPU,其比较由所述通信部接收到的基准信号的产生定时与所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期。
另外,本发明的其它方式是在摄像装置中执行的摄像控制方法,在定时发生器产生恒定周期的帧同步信号,接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号,比较该接收到的基准信号的产生定时与由所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期。
附图说明
图1是表示本发明的1个实施方式所涉及的同步摄影系统的系统构成的系统构成图。
图2是表示本实施方式的摄像装置的硬件的构成的框图。
图3是表示本实施方式的同步控制装置的硬件的构成的框图。
图4是用于说明在本实施方式的同步摄影系统执行的摄像装置侧的同步摄影处理的流程的图。
图5是用于说明补正值的计算手法的示意图。
图6是图2的摄像装置以及图3的同步控制装置的功能性构成当中用于执行同步摄影处理的功能性构成的功能框图。
图7是说明具有图6的功能性构成的图2的摄像装置所执行的同步摄影处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下使用附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的1个实施方式所涉及的同步摄影系统的系统构成的系统构成图。
本实施方式的同步摄影系统S如图1所示那样由多个摄像装置1A、1B和同步控制装置2构成。
摄像装置1A、1B构成为能以高帧速率(例如1000fps)进行动态图像的摄影。另外,摄像装置1A、1B基于从同步控制装置2发送的同步信号进行动态图像的同步摄影。
同步控制装置2是指示摄像装置1A、1B的动态图像摄影中的帧速率或动态图像的同步摄影、或者进行使摄影的定时一致的同步控制的装置,与摄像装置1A以及摄像装置1B之间进行发送同步信号的通信。在这样的同步控制装置2中,从卫星100接收包含高精度的基准时刻信号的GPS信号,基于接收到的基准时刻信号产生同步信号,发送给摄像装置1A、1B。
在如此构成的同步摄影系统S中所用的摄像装置1(摄像装置1A、1B)中,在驱动摄像元件的定时发生器(TG)的源头的时钟源由于设计、制造上的精度误差所引起的时钟源的频率的偏差、装置的个体个别的温度变化而出现摄影定时的偏离,进而,随着时间经过而摄影定时的偏离积蓄,从而产生给帧数带来影响那样显著的偏离。
因此,在本实施方式的同步摄影系统S中,基于从同步控制装置2发送的同步信号使摄像装置1的摄影定时的偏离一致,并预估影定时的偏离积蓄的帧数的差异,变更以后的摄影定时来使最终的帧数一致,从而进行摄像装置1A、1B的同步摄影。
图2是表示本实施方式的摄像装置1(摄像装置1A、1B)的硬件的构成的框图。另外,以下在分开说明摄像装置1和同步控制装置2的情况下,摄像装置1在标号后添加「-1 (-1A、-1B)」,同步控制装置2在标号后添加「-2」。
摄像装置1例如构成为数字摄像机。
摄像装置1如图2所示那样具备:CPU(Central Processing Unit,中央处理器)11-1、ROM(Read Only Memory,只读存储器)12-1、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)13-1、总线14-1、输入输出接口15-1、时钟16-1、TG(Timing Generator,定时发生器)17、摄像部18-1、计数器19-1、锁存器20-1、输入部21-1、输出部22-1、存储部23-1、通信部24-1、和驱动器25-1。
CPU11-1(处理器11-1)按照记录于ROM12-1的程序、或从存储部23-1载入到RAM13-1的程序执行各种处理。
在RAM13-1还适当地存储CPU11-1执行各种处理所需要的数据等。
CPU11-1、ROM12-1以及RAM13-1经由总线14-1相互连接。在总线14-1还连接输入输出接口15-1。在输入输出接口15-1连接时钟16-1、TG17-1、摄像部18-1、计数器19-1、锁存器20-1、输入部21-1、输出部22-1、存储部23-1、通信部24-1以及驱动器25-1。
时钟16-1产生规定的频率的时钟信号。
TG17-1(定时发生器17-1)基于在时钟16-1产生的时钟信号,按照CPU11-1的控制,每一定时间将时钟脉冲/水平-垂直同步信号提供给摄像部18-1的后述的摄像元件18a-1。具体地,基于由CPU11-1指定的1帧的周期(例如100fps)和时钟信号的周期(10MHz)来计算每1帧要计数(count)的时钟信号的脉冲数(10MHz/100fps=100k脉冲),每当计数(count)到该计算的脉冲数的时钟信号,就产生摄像用的时钟脉冲。
摄像部18-1具备:光学透镜部(未图示)和图像传感器(未图示)。
光学透镜部为了对被摄体进行摄影而由会聚光的透镜例如聚焦透镜和变焦透镜等构成。
聚焦透镜是使被摄体像成像在图像传感器的受光面的透镜。变焦透镜是使焦距在一定的范围内自由变化的透镜。
在光学透镜部还根据需要设置调整焦点、曝光、白平衡等设定参数的周边电路。
图像传感器由摄像元件18a-1、AFE(Analog Front End,模拟前端)等构成。
摄像元件18a-1例如由CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)型的光电变换元件等构成。从光学透镜部对在摄像元件18a-1入射被摄体像。因此,摄像元件18a-1按照从TG17提供的时钟脉冲,每一定时间对被摄体像进行光电变换(摄像)并将图像信号积蓄一定时间,将积蓄的图像信号作为模拟信号依次提供给AFE。
AFE对该模拟的图像信号执行A/D(Analog/Digital,模拟/数字)变换处理等各种信号处理。通过各种信号处理生成数字信号,将该数字信号作为摄像部18-1的输出信号输出。
以下将这样的摄像部18-1的输出信号称作“摄像图像的数据”。将摄像图像的数据适当地提供给CPU11-1、未图示的图像处理部等。在摄像部18-1中,将以规定的帧速率获取的摄像图像的数据动态图像化而生成1个动态图像的数据。
计数器19-1对时钟16-1产生的时钟信号进行计数。另外,计数器19-1按照外部触发(本实施方式中是从同步控制装置2发送的同步信号)来对计数进行重置。
另外,TG17-1产生的给摄像元件18a-1的时钟脉冲的计数值和时钟16-1产生的时钟信号的计数值由于能使用设定在TG17-1中的每1帧要计数(count)的时钟信号的脉冲数相互变换,因此计数器19-1可以取代对时钟16-1产生的时钟信号进行计数,而对TG17-1产生的给摄像元件18a-1的时钟脉冲进行计数,也可以对两方进行计数。
锁存器20-1按照外部触发(本实施方式中是从同步控制装置2发送的同步信号)将由计数器19-1计数的该时间点的值作为锁存值来保持。
输入部21-1由各种按钮等构成,根据用户的指示操作输入各种信息。
输出部22-1由显示器、扬声器等构成,输出图像、声音。
存储部23-1由硬盘或者DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存取存储器)等构成,存储各种图像的数据。
通信部24-1经由包含因特网的网络,控制与其它装置(未图示)之间进行的通信。另外,通信部24-1构成为能与同步控制装置2之间进行无线通信,例如构成为能进行按照近距离无线通信标准的Bluetooth(注册商标)的无线通信。
另外,通信部24-1接收并解调从同步控制装置2发送的同步信号,并产生准时脉冲。即,通信部24-1发挥与同步控制装置2之间进行通信的功能,还作为准时脉冲产生器而发挥功能。
将由通信部24-1产生的准时脉冲用作为计数的重置、计数器的值的保持的外部触发。由通信部24产生的准时脉冲以比由CPU11-1产生的时钟更高精度的从卫星100的时钟输出的基准时刻信号为基础,例如产生相当于GPS接收机的4PPS脉冲、4Hz的脉冲。由此,在摄像装置1A、1B中,能以充分的精度在相同的定时产生脉冲。
在驱动器25-1适当地安装由磁盘、光盘、光磁盘或半导体存储器等构成的可移动介质31-1。将由驱动器25-1从可移动介质31-1读出的程序根据需要安装在存储部23-1。另外,可移动介质31-1也能和存储部23-1同样地将存储于存储部23-1的图像的数据等各种数据存储。
在本实施方式的摄像装置1A、1B中,由于设计、制造上的精度误差,例如摄像装置1A构成为在成为驱动摄像元件18a-1A的TG17-1A的源头的时钟源的时钟16-1A的精度中存在10MHz-1%,成为9.9MHz的时钟数。另外,在摄像装置1B中,构成为在成为驱动摄像元件18a-1B的TG17-1B的源头的时钟源的时钟16-1B的精度中有10MHz+1%的误差,成为10.1MHz的时钟数。
因此,在摄像装置1A、1B中,在进行动态图像的同步摄影的情况下,由于时钟16-1的精度有±1%(摄像装置1A中为-1%,摄像装置1B中为+1%)的误差,因此在低的帧速率(例如1秒30帧)下,有成为30.03帧或29.97帧的可能性,在高的帧速率(例如1秒1000帧)下,有成为1001帧或999帧的可能性。在低的帧速率下同步摄影的情况下,不会成为问题,但在高的帧速率下进行同步摄影的情况下,出现误差的集聚,产生再现时间(帧数)和实际的录影时间不同这样的问题。
图3是表示本实施方式的同步控制装置2的硬件的构成的框图。
同步控制装置2例如由智能手机等的便携终端构成。
另外,同步控制装置2如图3所示那样,具备:CPU11-2到输入输出接口15-2、输入部21-2到GPS部26-2。另外,CPU11-2到输入输出接口15-2、输入部21-2到驱动器25-2由于和摄像装置1的CPU11-1到输入输出接口15-2、输入部21-1到驱动器25-1是共通的构成,因此省略说明。
GPS部26-2从产生比摄像装置1精度更高时钟信号卫星100接收包含基准时刻信号的GPS信号。即,由时钟16-2产生比摄像装置1精度更高的准时的时钟信号。
通信部24-2基于在GPS部26-2接收到的基准时刻信号产生同步信号,将同步信号发送给摄像装置1。其结果,在摄像装置1中,基于接收到的同步信号产生准时脉冲,使用准时脉冲来进行精度高的摄影控制。
在如此构成的同步摄影系统S中,具有如下功能:通过使用根据从同步控制装置2接收到的高精度的同步信号产生的准时脉冲来进行逐次补正,即使时间经过也没有摄影定时的偏离,能进行摄影开始起的累积帧数成为本来应有的帧数的同步摄影。
图4是用于说明在本实施方式的同步摄影系统S执行的摄像装置侧的同步摄影处理的流程的图。
所谓“同步摄影处理”,是基于来自同步控制装置2的同步信号直到在摄像装置1A、1B中进行动态图像的同步摄影为止的处理。
在本实施方式的同步摄影系统S中,如图4所示那样执行以下的(1)~(10)的动作。
(1)CPU11-1基于来自同步控制装置2的指示,对TG17-1指定100k脉冲(10MHz/100帧),作为对应于规定的1帧的周期(本实施方式中为100fps)要计数(count)的脉冲数的初始值。
(2)同步控制装置2基于由GPS部26-2从卫星100接收到的基准时刻信号,从通信部24-2向摄像装置1A、1B发送同步信号。在本实施方式中,以1秒间隔从通信部24-2发送同步信号。
(3)通信部24-1基于从同步控制装置2发送的同步信号产生准时脉冲。
(4)在未开始TG17-1的动作的情况下,CPU11-1在接受到因来自同步控制装置2的同步信号的接收而产生的准时脉冲的中断的定时使TG17-1的动作开始。开始了动作的TG17-1对时钟16-1产生的时钟信号进行计数,每当计数到指定的(与帧周期对应)脉冲数,就对摄像元件18a-1提供摄像用的时钟脉冲/水平-垂直同步信号。结果,开始规定的帧速率(帧周期)下的动态图像的摄影。
(5)在计数器19-1中,对时钟16-1产生的时钟信号进行计数。另外,计数器19-1在有下一个来自同步控制装置2的同步信号的情况下,对计数进行重置。
(6)锁存器20-1每当(本实施方式中为每1秒)接受到因来自同步控制装置2的同步信号的接收而产生的准时脉冲中断,就更新在计数器19-1计数的值并作为锁存值来进行保持。
(7)CPU11-1每当(本实施方式中为每1秒)接受到因来自同步控制装置2的同步信号的接收而产生的准时脉冲的中断,就从锁存器20-1读入锁存值。
(8)CPU11-1根据读入的锁存值来计算直到因下一个来自同步控制装置2的同步信号的接收而产生的准时脉冲的中断为止(本实施方式中为1秒)的帧周期。
(9)CPU11-1计算TG17-1的动作开始起的累积帧数成为指定的本来应有的帧数的帧周期的值(以下也称作“补正值”)。另外,关于补正值的计算手法,在后面叙述。
(10)CPU11-1将计算的补正值即帧周期再次指定给TG17-1。
之后,直到动态图像的摄影结束为止反复(2)~(10)的动作。即,每当有因来自同步控制装置2的同步信号的接收而产生的准时脉冲的中断,就从当前的时钟脉冲起成为本来应有的帧数的帧周期,并进行再次指定。在摄像装置1中,构成为仅调整现状偏离的帧周期以成为合适的帧周期,并加进过去偏离份调整以后的帧周期。另外,为了不成为过度的调整,在摄像装置1中进行调整,以在规定的间隔后成为还包含过去部分的帧周期。
在此说明补正值的计算手法。
图5是用于说明补正值的计算手法的示意图。
在本实施方式中,由于指定为以100fps的帧周期进行摄影,因此如图5所示那样,例如在摄影3秒钟动态图像的情况下,在1秒后摄影100帧,再过2秒后摄影300帧。
但是,在本实施方式中,关于摄像装置1A、1B,在有时钟16-1A、16-1B的设计误差、不进行本实施方式的同步摄影的情况下,在摄像装置1A的-1%误差时,在3秒后仅摄影297帧。另外,在基于1秒后的结果进行一般的补正的情况下,3秒后也仅摄影299帧,不能进行指定的300帧的摄影。
因此,在本实施方式的同步摄影中,在来自同步控制装置2的同步信号的接收的每1秒,都计算在下一个接收定时时间点的帧数,加进(从摄影开始起累积的)过去部分,对帧周期进行再次指定(补正)。其结果,最终进行同步摄影以成为指定的帧数。
例如,在时钟16-1A的设计误差为-1%误差的摄像装置1A的情况下,在摄影开始起的1秒后的时间点,由于仅摄影了99帧,因此成为缺1帧的状态。因此,指定101帧的帧周期,以使得在下一个来自同步控制装置2的同步信号的定时(1秒后)成为预定的帧数的200帧。其结果,在2秒后能如预定那样摄影200帧,在3秒后也能摄影预定的300帧。
具体地,通过以下的式(1)计算。
[指定的帧周期]=[锁存值]/([下一个定时本应有的累积帧数]-[当前的累积帧数])…(1)
在时钟数9.9MHz的摄像装置1A的情况下,根据计数的时钟脉冲,锁存值为9.9M脉冲,当前的帧数相当于99帧。由于是100fps的摄影,下一个定时本应有的累积帧数成为200帧。
因此,若代入到式(1),则成为以下那样。
[时钟数:9.9MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:99])=[指定的帧周期:98k脉冲]
通过对TG17-1将指定的帧周期再次指定为98k脉冲,来加进过去部分对成为最终的帧数的帧周期进行调整。
进而,在下一个定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此若代入到式(1),则成为以下那样。
[时钟数:9.8MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:99k脉冲]
通过对TG17-1将指定的帧周期再次指定为99k脉冲,来加进过去部分调整成为最终的帧数的帧周期。
与此相对地,在时钟数10.1MHz的摄像装置1B的情况下,根据计数的时钟脉冲,锁存值为10.1M脉冲,当前的帧数相当于101帧。由于是100fps的摄影,因此下一个定时本应有的累积帧数成为200帧。
因此,若代入到式(1),则成为以下那样。
[时钟数:10.1MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:101])=[指定的帧周期:10.2k脉冲]
通过对TG17-1将指定的帧周期再次指定为10.2k脉冲,来加进过去部分,调整成为最终的帧数的帧周期。
进而,在下一个定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此若代入到式(1),则成为以下那样。
[时钟数:10.2MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:10.1k脉冲]
通过对TG17-1将指定的帧周期再次指定为10.1k脉冲,来加进过去部分,调整成为最终的帧数的帧周期。
另外,在摄像装置1中,为了不成为过度的调整,也可以构成为进行调整以在规定的间隔后成为还包含过去部分的帧周期。即,也可以阶段性地各自以规定的比例进行调整,以在规定的间隔后成为还包含过去部分的帧周期,在最终的间隔后完成。例如在2秒后是最终的间隔后的情况下,也可以构成为以50%的比例进行调整。若如此构成,由于向最终的间隔后慢慢进行调整,因此成为没有不协调感的动态图像。
图6是表示图2的摄像装置1以及图3的同步控制装置2的功能性构成当中用于执行同步摄影处理的功能性构成的功能框图。
在摄像装置1中执行同步摄影处理的情况下,如图6所示那样,在CPU11-1中,帧周期指定部51、准时脉冲检测部52、TG动作控制部53、锁存值读出部54和补正值计算部55发挥功能。
帧周期指定部51例如将经由输入部21输入的帧周期或由补正值计算部55计算的补正值即帧周期指定给TG17-1。
准时脉冲检测部52对从通信部24-1接收到的同步信号产生的准时脉冲进行中断检测。
TG动作控制部53基于检测到的准时脉冲进行开始TG17-1的动作等的控制。其结果,在TG17-1中,向摄像元件18a-1提供对时钟16-1进行计数的时钟脉冲/水平-垂直同步信号,以成为由帧周期指定部51指定的帧周期。这时,在计数器19-1中,对在时钟16-1产生的时钟信号进行计数。在锁存器20-1将计数的时钟信号作为锁存值保持。
锁存值读出部54基于检测到的准时脉冲从锁存器20-1读出锁存值。
补正值计算部55比较根据由通信部24-1接收到的同步信号而产生的准时脉冲的定时、和时钟16-1产生的时钟信号的产生定时,来设置给摄像元件18a-1的成为帧周期的补正值。
另外,补正值计算部55以根据由通信部24-1接收到的同步信号而产生的准时脉冲的定时的间隔为基准来比较时钟16-1产生的时钟信号,从而计算偏离量,基于计算的偏离量,来设置给摄像元件18a-1的成为帧周期的补正值。
进而,补正值计算部55基于根据在过去的定时(产生区间)的累积帧计算的偏离量,来设置以后的定时给摄像元件18a-1的成为帧周期的补正值,从而在以后的定时消除过去的累积的帧数与本应有的帧数的偏离量、和在下一个定时(以后的产生区间)新预测的累积的帧数与本应有的帧数的偏离量两者。
根据从锁存器20-1读出的锁存值来计算补正值即帧周期。补正值计算部55基于以下的式(1)来计算补正值即帧周期。
[指定的帧周期]=[锁存值]/([下一个定时本应有的累积帧数]-[当前的累积帧数])…(1)
这种情况下,在是时钟数9.9MHz的摄像装置1A的情况下,如图5所示那样,在开始1秒后的定时,补正值计算部55计算[时钟数:9.9MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:99])=[指定的帧周期:98k脉冲],作为补正值。
进而在接下来的开始2秒后的定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此补正值计算部55计算[时钟数:9.8MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:99k脉冲],作为补正值。
与此相对地,在是时钟数10.1MHz的摄像装置1B的情况下,补正值计算部55计算[时钟数:10.1MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:101])=[指定的帧周期:10.2k脉冲],作为补正值。
进而在接下来的开始2秒后的定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此补正值计算部55计算[时钟数:10.2MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:10.1k脉冲],作为补正值。
另外,补正值计算部55构成为设置以后的定时的给摄像元件18a-1的成为帧周期的补正值,使得对于预测会在下一个定时(产生区间)新产生的累积的帧数与本应有的帧数的偏离量,在下一个定时(产生区间)消除,而对于在过去产生的偏离量,则在下一个产生区间仅消除规定比例消除。具体地,补正值计算部55例如构成为在2秒后为最终的间隔后的情况下,以50%的比例进行调整。若如此构成,则由于向最终的间隔后慢慢进行调整,因此成为没有不协调感的动态图像。
在同步控制装置2中执行同步摄影处理的情况下,在CPU11-2中通信控制部71发挥功能。
通信控制部71基于由GPS部26-2从卫星100接收到的基准时刻信号来控制通信部24-2,将产生的同步信号发送给摄像装置1。
图7是说明具有图6的功能性构成的图2的摄像装置1(摄像装置1A、1B)所执行的同步摄影处理的流程的流程图。
通过用户向输入部21-1进行同步摄影处理开始的操作而开始同步摄影处理。另外,在摄像装置1中,在同步摄影处理开始时,由用户经由输入部21-2指示来自同步控制装置2的同步摄影开始和指定的帧周期的值。
在步骤S11,帧周期指定部51指定TG17-1中的帧周期。具体地,帧周期指定部51对TG17-1指定100k脉冲,作为100fps的帧的周期的初始值。
在步骤S12,准时脉冲检测部52基于从同步控制装置2发送的同步信号来判定是否检测由通信部24-1产生的准时脉冲。另外,同步信号由通信部24-2基于同步控制装置2的时钟16-2的时钟信号产生。
在不检测准时脉冲的情况下,在步骤S12判定为“否”,成为待机状态。
在检测准时脉冲的情况下,在步骤S12判定为“是”,处理前进到步骤S13。
在步骤S13,在基于检测到的准时脉冲而尚未开始动作的情况下,TG动作控制部53控制TG17-1,开始动作。基于TG动作控制部53的控制的结果,TG17-1将计数的时钟16-1的时钟脉冲/水平-垂直同步信号提供给摄像元件18a-1。这时,在计数器19-1中,对时钟16-1产生的时钟信号进行计数。由锁存器20-1将计数的时钟信号作为锁存值来保持。
在步骤S14,锁存值读出部54读出保持在锁存器20-1中的锁存值。
在步骤S15,补正值计算部55基于读出的锁存值和预定的累积帧数,来计算补正值即帧周期。详细地,补正值计算部55根据式(1)计算补正值即帧周期。
具体地,在是时钟数9.9MHz的摄像装置1A的情况下,在开始1秒后的定时,补正值计算部55计算[时钟数:9.9MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:99])=[指定的帧周期:98k脉冲],作为补正值。
进而在接下来的开始2秒后的定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此补正值计算部55计算[时钟数:9.8MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:99k脉冲],作为补正值。
与此相对地,在是时钟数10.1MHz的摄像装置1B的情况下,补正值计算部55计算[时钟数:10.1MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:200]-[当前的累积帧数:101])=[指定的帧周期:10.2k脉冲],作为补正值。
进而在接下来开始2秒后的定时的情况下,由于没有实际的累积帧与本应有的累积帧的偏离,因此补正值计算部55计算[时钟数:10.2MHz]/([下一个定时本应有的累积帧数:300]-[当前的累积帧数:200])=[指定的帧周期:10.1k脉冲],作为补正值。
在步骤S16,帧周期指定部51将由补正值计算部55计算的补正值即帧周期再次指定给TG17-1。
具体地,在时钟数9.9MHz的摄像装置1A中,在开始1秒后的情况下,帧周期指定部51将[指定的帧周期:98k脉冲]作为计算的补正值再次指定给TG17-1,在开始2秒后的情况下,帧周期指定部51将[指定的帧周期:99k脉冲]作为帧周期再次指定给TG17-1。
另外,帧周期指定部51在时钟数10.1MHz的摄像装置1B中,在开始1秒后的情况下,帧周期指定部51将[指定的帧周期:10.2k脉冲]作为计算的补正值再次指定给TG17-1,在开始2秒后的情况下,帧周期指定部51将[指定的帧周期:10.1k脉冲]作为帧周期再次指定给TG17-1。
然后,在TG17-1中,向摄像元件18a-1提供时钟脉冲/水平-垂直同步信号,使得以再次指定的帧周期进行摄影。其结果,从摄像部18最终成为基于指定的帧数地进行动态图像的摄影。
在步骤S17,CPU11-1判定摄影是否结束。
在摄影结束的情况下,在步骤S17判定为“是”,同步摄影处理结束。
在摄影未结束的情况下,在步骤S17判定为“否”,处理返回步骤S12,以再次指定的帧周期进行摄影,进而根据摄影结果计算再度补正值即帧周期,依次进行再设定的处理。
在同步摄影系统S中,利用比同步控制装置2的摄像装置1A、1B更高精度的准时脉冲来补正1帧的周期,使得摄影开始起的累积帧数成为本来应有的帧数。因此,在同步摄影系统S中,即使时间经过,在摄像装置1A、1B间摄像定时也没有偏离,总帧数也一致。即,在同步摄影系统中,在多个摄像装置1A、1B中使摄像定时同步时,在多个摄像装置1A、1B中共用相对于摄像元件18a-1的时钟精度更高的准时脉冲,每准时脉冲的定时,对摄像元件18a-1的时钟进行计数,根据计数结果求取补正值,使得TG17-1的动作开始起的累积帧数成为本来应有的帧数,由此,即使摄像元件18a-1的时钟的频率在多个摄像装置1A、1B间不同,也能精度良好地实现同步摄影。
以上那样构成的摄像装置1具备:TG17-1、通信部24-1、补正值计算部55和TG动作控制部53。
TG17-1产生恒定周期的帧同步信号即时钟脉冲。
通信部24-1输入基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号。
补正值计算部55比较由通信部24-1输入的基准信号的产生定时和TG17-1产生的帧同步信号即时钟脉冲的产生定时。
TG动作控制部53基于补正值计算部55的比较结果来调整TG17-1产生的帧同步信号即时钟脉冲的产生周期。
由此,在摄像装置1中,能使自己的摄像机的摄影定时相对于成为基准的定时更有效果地以高精度同步。
TG17-1对规定精度的时钟16-1的时钟信号进行计数,每计数到规定数的时钟信号,就以恒定周期产生帧同步信号即时钟脉冲。
通信部24-1输入基于比时钟16-1的时钟信号更高精度的基准周期以规定间隔产生的基准信号。
补正值计算部55以规定精度的时钟16-1的时钟信号为基准来测量由通信部24-1输入的基准信号的产生间隔,将该测量的测量周期和规定间隔进行比较来计算偏离量。
TG动作控制部53基于由补正值计算部55计算的偏离量来使TG17-1对时钟16-1的时钟信号进行计数的规定数变化,由此来调整帧同步信号即时钟脉冲的产生周期。
由此,在摄像装置1中,由于基于比自己的时钟16-1的时钟信号更高精度的基准周期来调整自己的摄像机的摄影定时的周期,因此能进行更高精度的同步。
另外,摄像装置1还具备:决定帧同步信号即时钟脉冲的产生周期的帧周期指定部51。
补正值计算部55在由通信部24-1输入的基准信号的每个产生区间计算相对于基准周期的时钟16-1产生的时钟信号的产生周期的偏离量。
帧周期指定部51基于补正值计算部55根据过去的产生区间计算的偏离量来决定以后的产生区间中的帧同步信号即时钟脉冲的产生周期,以使得在以后的产生区间消除在过去产生偏离量和预测会在以后的产生区间新产生的偏离量两者。
由此,在摄像装置1中,由于加进在过去产生的偏离量来决定帧同步信号即时钟脉冲的产生周期,以使得最终成为同步,因此能以更高精度同步。
帧周期指定部51决定以后的产生区间中的帧同步信号即时钟脉冲的产生周期,以使得对于预测会在下一个产生区间新产生的偏离量,在下一个产生区间消除,而对于在过去产生的偏离量,则在下一个产生区间仅消除规定比例。
由此,在摄像装置1中,由于决定以后的产生区间中的帧同步信号即时钟脉冲的产生周期,以使得对在过去产生的偏离量,在下一个产生区间消除规定比例,能在使同步一致的过程中进行没有不协调感的调整。
TG动作控制部53控制TG17-1,来和其它多个摄像装置1一起进行同步的摄影。
通信部24-1输入和其它多个摄像装置1共通的基准信号。
TG动作控制部53基于补正值计算部55的比较结果来调整时钟16-1产生的帧同步信号即时钟信号的产生周期,使其和其它多个摄像装置1成为相同。
由此,在摄像装置1中,能和其它多个摄像装置1以更高精度同步。
通信部24-1输入基于比摄像装置1的时钟更高精度的时钟即卫星100的时钟而输出的GPS信号,作为基准信号。
由此,在摄像装置1中,由于能使用更高精度的信号作为基准信号,因此能进行更高精度的同步。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,在能达成本发明的目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。
在上述的实施方式中,准时脉冲若预先获知其间隔,则也可以不准时。
另外,在上述的实施方式中,对给摄像元件的时钟进行直接计数,但也可以对知道同样地进行变动的另外的时钟进行计数。例如也可以是从同一时钟源倍频、分频的其它时钟。
另外,在上述的实施方式中,在从计数到补正的处理中利用CPU中断,但也可以利用硬连线。
另外,在上述的实施方式中,以硬件构成锁存器20-1,但也可以以软件构成。
另外,在上述的实施方式中,同步控制装置2和摄像装置1构成为经由包含高精度的卫星100的基准时刻信号的GPS信号获取精度高的时钟信号,但也可以用光通信等通信从产生精度高的时钟信号的装置获取精度高的时钟信号。另外,摄像装置1也可以构成为直接接收卫星100的基准时刻信号。
另外,构成为进行无线通信,但也可以构成为进行有线的通信。
另外,在上述的实施方式中,构成为基于来自同步控制装置2的同步信号将多个摄像装置1同步来进行摄影,但例如也可以构成为如主机和子机那样能对应于成为基准的一侧进行摄影。
具体能构成为,通信部24-1输入多个摄像装置1当中1个成为主机而发送的信号,作为基准信号。
另外,在上述的实施方式中,运用本发明的摄像装置1以数字摄像机为例进行了说明,但并不特别限定于此。
例如,本发明能一般运用在具有同步摄影处理功能的电子设备中。具体地,例如本发明能运用在笔记本型的个人计算机、打印机、电视机、视频摄像机、便携型导航装置、便携电话机、智能手机、掌上游戏机等中。
上述的一系列的处理既能通过硬件执行,也能通过软件执行。
换言之,图6的功能性构成只是例示,并非特别限定。即,只要在摄像装置1中具备能将上述的一系列的处理作为整体来执行的功能即可,为了实现该功能而使用怎样的功能块,则并不特别限定于图6的示例。
另外,1个功能块既可以由硬件单体构成,也可以由软件单体构成,还可以由它们的组合构成。
在通过软件执行一系列的处理的情况下,从网络或记录介质将构成该软件的程序安装在计算机等。
计算机可以是装入到专用的硬件的计算机。另外,计算机也可以是通过按照各种程序而能执行各种功能的计算机,例如通用的个人计算机。
包含这样的程序的记录介质不仅由为了向用户提供程序而和装置主体分开进行分发的图2的可移动介质31构成,还由以预先装入装置主体的状态下提供给用户的记录介质等构成。可移动介质31例如由磁盘(包含软盘)、光盘或光磁盘等构成。光盘例如由CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory,光盘只读存储器)、DVD(Digital Versatile Disk,数字多功能盘)、Blu-ray(注册商标)Disc(蓝光盘)等构成。光磁盘由MD(Mini-Disk)等构成。另外,在预先装入装置主体的状态下提供给用户的记录介质例如由记录程序的图2的ROM12、包含在图2的存储部23中的硬盘等构成。
另外,在本说明书中,记述记录于记录介质的程序的步骤当然可以是沿着其顺序在时间序列上进行的处理,但不一定非要是时间序列上的处理,还包含并行或分别执行的处理。
另外,在本说明书中,“系统”的用语是指由多个装置或多个单元等构成的整体的装置。
另外,如何分割为了得到上述那样各种效果而需要的多个功能(处理、单元)也是自由的,以下记述其一例。
(构成1)
构成为:具备:定时发生器(定时产生单元),其产生恒定周期的帧同步信号;通信部(基准信号输入单元),其接收(输入)基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和CPU(比较单元、调整单元),其比较由所述通信部接收到的基准信号的产生定时和所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期。
(构成2)
在上述构成基础上即一步构成为:所述定时发生器对规定精度的时钟进行计数,每计数到规定数的时钟就以恒定周期产生帧同步信号,所述通信部接收基于比所述时钟更高精度的基准周期以规定间隔产生的基准信号,所述CPU以所述规定精度的时钟为基准来测量由所述通信部接收到的所述基准信号的产生间隔,将该测量出的测量周期和所述规定间隔进行比较来计算偏离量,基于该计算的偏离量使所述定时发生器对时钟进行计数的所述规定数变化,由此调整所述帧同步信号的产生周期。
(构成3)
在上述构成基础上即一步构成为:所述CPU在由所述通信部接收到的所述基准信号的每个产生区间,计算所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期相对于所述基准周期的偏离量,基于根据过去的产生区间而计算的偏离量来决定以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得在以后的产生区间消除在过去产生的偏离量、预测会在以后的产生区间新产生的偏离量两者。
(构成4)
在上述构成基础上即一步构成为:所述CPU决定以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得对于预测会在下一个产生区间新产生的偏离量,在下一个产生区间消除,而对于在过去产生的偏离量,在下一个产生区间仅消除规定比例。
(构成5)
在上述构成基础上即一步构成为:所述CPU控制和其它多个摄像装置一起进行同步的摄影的同步摄影,所述通信部接收和多个摄像装置共通的基准信号,所述CPU基于所述比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期,使其和其它多个摄像装置成为相同。
(构成6)
在上述构成基础上即一步构成为:所述通信部接收GPS信号作为所述基准信号。
(构成7)
在上述构成基础上即一步构成为:所述通信部接收多个摄像装置当中的1个成为主机而发送的信号,来作为所述基准信号。

Claims (13)

1.一种摄像装置,其特征在于,具备:
定时发生器,其对规定精度的时钟进行计数,每计数到规定数的时钟就以恒定周期产生帧同步信号;
通信部,其接收基于比所述时钟更高精度的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和
处理器,其以所述规定精度的时钟为基准来测量由所述通信部接收的所述基准信号的产生间隔,比较该测量出的测量周期和所述规定间隔来计算偏离量,基于该计算的偏离量来使所述定时发生器对时钟进行计数的所述规定数变化,由此调整所述帧同步信号的产生周期。
2.根据权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,
所述处理器控制和其它多个摄像装置一起进行同步的摄影的同步摄影,
所述通信部接收和其它多个摄像装置共通的基准信号,
所述处理器基于所述比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期,使其和其它多个摄像装置成为相同。
3.根据权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,
所述通信部接收GPS信号作为所述基准信号。
4.根据权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,
所述通信部接收多个摄像装置当中的1个成为主机而发送的信号,作为所述基准信号。
5.一种摄像装置,其特征在于,具备:
定时发生器,其产生恒定周期的帧同步信号;
通信部,其接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和
处理器,其比较由所述通信部接收到的所述基准信号的产生定时与所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的所述帧同步信号的产生周期,
所述处理器在由所述通信部接收到的所述基准信号的每个产生区间,计算所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期相对于所述基准周期的偏离量,基于根据过去的产生区间而计算的偏离量来调整以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得在以后的产生区间消除在过去产生的偏离量、和预测会在以后的产生区间新产生的偏离量两者。
6.根据权利要求5所述的摄像装置,其特征在于,
所述处理器决定以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得对于预测会在下一个产生区间新产生的偏离量,在下一个产生区间消除,而对于在过去产生的偏离量,则在下一个产生区间仅消除规定比例。
7.根据权利要求5或者6所述的摄像装置,其特征在于,
所述处理器控制和其它多个摄像装置一起进行同步的摄影的同步摄影,
所述通信部接收和其它多个摄像装置共通的基准信号,
所述处理器基于所述比较结果来调整所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期,使其和其它多个摄像装置成为相同。
8.根据权利要求5或者6所述的摄像装置,其特征在于,
所述通信部接收GPS信号作为所述基准信号。
9.根据权利要求5或者6所述的摄像装置,其特征在于,
所述通信部接收多个摄像装置当中的1个成为主机而发送的信号,作为所述基准信号。
10.一种摄像控制方法,在摄像装置中被执行,其特征在于,
在定时发生器对规定精度的时钟进行计数,每计数到规定数的时钟就以恒定周期产生帧同步信号,
接收基于比所述时钟更高精度的基准周期以规定间隔产生的基准信号,
以所述规定精度的时钟为基准来测量接收到的所述基准信号的产生间隔,将该测量出的测量周期和所述规定间隔比较来计算偏离量,基于该计算的偏离量来使所述定时发生器对时钟进行计数的所述规定数变化,由此调整所述帧同步信号的产生周期。
11.一种摄像控制方法,在摄像装置中被执行,其特征在于,
在定时发生器产生恒定周期的帧同步信号,
接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号,
比较该接收到的所述基准信号的产生定时与由所述定时发生器产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生器产生的所述帧同步信号的产生周期,
在接收到的所述基准信号的每个产生区间,计算所述定时发生器产生的帧同步信号的产生周期相对于所述基准周期的偏离量,基于根据过去的产生区间而计算的偏离量来调整以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得在以后的产生区间消除在过去产生的偏离量和预测会在以后的产生区间新产生的偏离量两者。
12.一种记录介质,对程序进行记录,所述程序用于使控制摄像装置的计算机实现以下处理:
定时发生处理,对规定精度的时钟进行计数,每计数到规定数的时钟就以恒定周期产生帧同步信号;
基准信号接收处理,接收基于比所述时钟更高精度的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和
调整处理,以所述规定精度的时钟为基准来测量通过所述基准信号接收处理而接收的所述基准信号的产生间隔,比较该测量出的测量周期和所述规定间隔来计算偏离量,基于该计算的偏离量来使所述定时发生处理对时钟进行计数的所述规定数变化,由此调整所述帧同步信号的产生周期。
13.一种记录介质,对程序进行记录,所述程序用于使控制摄像装置的计算机实现以下处理:
定时发生处理,产生恒定周期的帧同步信号;
基准信号接收处理,接收基于规定的基准周期以规定间隔产生的基准信号;和
调整处理,比较通过所述基准信号接收处理而接收到的所述基准信号的产生定时与通过所述定时发生处理而产生的帧同步信号的产生定时,基于该比较结果来调整所述定时发生处理产生的所述帧同步信号的产生周期,
所述调整处理在通过所述基准信号接收处理而接收到的所述基准信号的每个产生区间,计算所述定时发生处理产生的帧同步信号的产生周期相对于所述基准周期的偏离量,基于根据过去的产生区间而计算的偏离量来调整以后的产生区间中的所述帧同步信号的产生周期,以使得在以后的产生区间消除在过去产生的偏离量、和预测会在以后的产生区间新产生的偏离量两者。
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