CN1462544A - 摄像机设备和具有该摄像机设备的电子设备 - Google Patents

Abstract

视频信号处理装置(12)将数字画面数据(101)输入到压缩装置(13)和分辨率变换装置(16)。压缩装置(13)通过缓冲装置(17)向输出装置(14)输出通过压缩数字画面数据(101)而生成的压缩数据(102)。分辨率变换装置(16)向输出装置(14)输出新的数字画面数据(104)，该新的数字画面数据(104)的分辨率低于数字画面数据(101)。根据选择信号(108)，输出装置(14)选择降低分辨率后的数字画面数据(104)或者经缓冲的压缩数据(105)，并且通过相同的信号线以相同的信号时序输出选择的数据作为输出数据(106)。结果，该摄像机设备使用于接收图像数据和压缩数据的外部设备的电路结构简化，并且使电路控制的简化得以实现。

Description

摄像机设备和具有该摄像机设备的电子设备

技术领域

本发明涉及一种摄像机设备，并且具体地说，本发明涉及一种如在电视电话中的适于与画面通信装置一同使用的、具有静态画面拍照功能和动态画面拍照功能的摄像机设备。此外，本发明涉及一种包括以画面通信装置为代表的摄像机设备的电子设备。

背景技术

在近些年中，通过连结或者集成摄像机设备，以移动电话为代表的通信终端已经达到静态画面拍照功能和动态画面通信功能，如在电视电话中。

一般来说，如同电视电话一样的用于双向动态画面通信的动态画面压缩格式属于按照MPEG-4的简单协议子集第一层(simple profile level 1)，该简单协议子集第一层是国际标准格式，并且相应的图像数据的分辨率为QCIF(176像素*144行)。

此外，就如同安装在以移动电话为代表的通信装端上的液晶面板一样的显示装置的分辨率而言，水平像素的数目和垂直行的数目都大约为100到大约200。因此，当使用摄像机设备拍摄的移动图像显示在显示装置上时，对于移动图像数据来说QCIF是足够的分辨率水平。

如上所述，无论移动图像按照MPEG-4压缩还是显示摄像机图像，QCIF仍然对于安装在通信终端中的摄像机设备所需的移动图像数据来说是足够的分辨率水平。

同时，作为静态画面拍摄的图像可以发送到个人计算机上，并且可以在具有更高的分辨率的显示装置上观看。因此，就以移动电话为代表的通信终端而言，对于静态画面拍照功能，理想的静态画面数据应当比QCIF具有更高的分辨率，如VGA(640像素*480线)。

如上所述，尽管与通信终端一同使用的摄像机设备所需的分辨率对于动态画面来说大约为QCIF，然而静态画面需要更高的分辨率。但是，假如高分辨率的成像装置以摄像机设备按照静态画面分辨率要求的质量来使用，并且假如使用动态画面数据的同时使用同样高分辨率的图像数据，则摄像机输出信号的发送速率增加，该发送速率增加是导致功耗的增加的一个因素。同时，在动态画面数据接收器一侧，相应于高的分辨率导致内存容量的增加，并且其结果是：功耗、成本和元件面积将增加。

作为该问题的解决方案，有一种用于压缩和发送从摄像机设备输出的数据的技术，该技术在日本未审查的专利申请文献中叙述，其公开号为HEI6-315105。

该现有技术(下面称“第一现有技术”)采用包括成像部分、压缩部分、控制部分和发送部分的配置。该成像部分用于将拍摄目标的信号转为低分辨率动态画面的信号和高分辨率静态画面的信号；该压缩部分用于进行动态画面压缩和静态画面压缩；该控制部分指令成像部分和压缩部分对于动态画面和静态画面的操作模式。成像部分根据来自控制部分的指令输出图像信号。压缩部分根据来自控制部分的指令分别对于动态画面和静态画面进行足够的压缩，并且将经压缩的数据输出到发送部分。通过由此对于从摄像机设备输出的全部数据进行压缩，在不增加压缩数据接收器侧的内存容量的条件下，可以减小摄像机的输出信号的发送速度。

例如，另一个技术在日本未审查的专利申请文献中公开，其公开号为11-112932，其中可以从来自成像部分的实时图像数据和如JPEG一样的压缩数据之间选择摄像机设备的输出数据。

该现有技术(下面称“第二现有技术”)采用包括成像部分、存储器、信号处理部分、压缩电路和外部记录介质的配置。该存储器存储从成像部分输出的图像数据；该信号处理部分进行颜色转换和a转换等；该压缩电路执行JPEG压缩等。提供一种直接地将数据从用于存储图像数据的存储器传输到外部记录介质的通道；该通道在将来自成像部分的实时图像数据记录到外部记录介质时使用。在将压缩数据记录到外部记录介质的情况下，将数据从存储图像数据的存储器提供给信号处理电路，并且从信号处理电路通过压缩电路将压缩数据记录到外部记录介质中。通过这种方法，可从摄像机设备得到实时图像数据和如JPEG一样的压缩数据。

然而，就根据第一现有技术的装置而言，静态画面和动态画面都被压缩。因此，当动态画面也是要在通信终端上显示的压缩数据时，需要分离的电路来解压该压缩的数据。这导致在通信终端电路的规模和功耗增大。

此外，就根据第二现有技术的装置而言，需要提供多个用于将数据记录到外部记录介质的通道，这导致摄像机设备的电路规模的增加。而且，按照外部记录介质的数据记录控制需要许多个方案，这使得处理复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像机设备和包括摄像机设备的电子装置，该摄像机设备可以简化用于接收数字画面数据的外部装置的电路配置并且可以简化电路控制。

上述目的可通过以下方式而达到：将从图像信号处理器装置输出的数字画面数据输入具有压缩器装置的第一通道和不带压缩器装置的另一个通道，并且通过相同的信号线以相同的时序向外输出从第一通道经压缩器装置所输入的压缩数据和从另一个通道所输入的数字画面数据而达到。

附图说明

图1是根据本发明实施例1的包括摄像机设备的电子装置的配置方框图；

图2显示在根据实施例1的摄像机设备输出数字画面数据的情况下，信号时序的示例；

图3显示在根据上述实施例1的摄像机设备输出数字压缩数据的情况下，信号时序的示例；

图4是表示在根据实施例1的摄像机设备中的信号时序的示例的图；

图5是表示在根据实施例1的摄像机设备中的信号时序的另一个示例的图；和

图6是表示根据本发明的实施例2的通信终端装置方框图。

具体实施方式

现参照附图，下面将详细地说明本发明的实施例。

(实施例1)

图1是根据本发明实施例1的包括摄像机设备的电子装置的配置方框图。

如图1所示的电子装置包括：用于拍照目标并输出数字画面数据的摄像机1，用于压缩从摄像机1输出的数字画面数据并解压压缩数据的动态画面压缩解压器2，用于控制整个电子装置的CPU3，用于显示数字画面数据的显示装置4，用于记忆数据的存储器5，和用于电连结每个部件的总线30。

在摄像机1中，镜头10将来自目标的光注入成像装置11。成像装置11对于注入的光进行光电转换，然后向图像信号处理器12输出图像信号100。图像信号处理器12对于视频信号100进行A/D转换和颜色转换等，以生成包括亮度数据和色差数据等的数字画面数据101，然后将数字画面数据101输出到压缩器13和分辨率变换器16。

压缩器13按照如JPEG格式一样的公知的静态画面压缩格式压缩数字画面数据101，并且将压缩数据102输出到缓冲器17中。缓冲器17缓冲压缩数据102，然后将压缩数据102输出到输出端14。

而且，分辨率变换器16减小数字画面数据101的分辨率，并且生成新的、具有降低的信息量的数字画面数据104，然后将数字画面数据104输出到输出端14。

输出端14在具有降低的分辨率的数字画面数据104和经缓冲的压缩数据105两者中选择其一，然后作为输出数据106输出。根据来自控制接口18的选择信号108的指令作出该选择，该控制接口18从CPU3接收控制信号300。

而且，在摄像机1中提供同步信号生成器15。将从该同步信号生成器15生成的同步信号103输入成像装置11、图像信号处理器12、压缩器13、输出端14、分辨率变换器16和动态画面压缩解压器2，该动态画面压缩解压器2将在后面说明。同步信号103包括垂直同步信号、水平同步信号、数据时钟等。

在动态画面压缩解压器2中，输入端20将输出数据106输入缓冲器21，该输出数据106从摄像机1的输出端14输出，由此缓冲器21存储该数据。

MPEG-4编解码器22按照MPEG-4视频编码并压缩数字画面数据104或者通过解码将视频编码数据解压为原始数字画面数据。这里采用MPEG-4格式；然而，也可以采用诸如H.263和MPEG-2一样的其它的动态画面压缩格式。

主机接口23从CPU3将控制信号输入MPEG-4编解码器22并执行压缩，同时按照来自CPU3的控制，并且将存储在缓冲器21中的数据和在MPEG-4编解码器22中压缩的M-PEG数据传输到显示装置4和记录器5中。也可以将在记录器5中存储的MPEG数据传输到MPEG-4编解码器22用于解压。更具体地说，当存储在缓冲器21中的数据是数字画面数据104时，按照通过主机接口23的CPU3的控制，在MPEG-4编解码器22中将该数字画面数据104进行压缩以实现电视电话功能等。否则，将数字画面数据104传输到显示装置4用于摄像机图像的显示。

另一方面，当存储在缓冲器21中的数据是压缩数据105时，按照CPU3的控制通过主机接口23将数据传输到记录器5并且存储。

现在将说明在如上所述的电子装置中的数据传输控制。

成像装置11、图像信号处理器12、压缩器13、缓冲器17、分辨率变换器16和输出端14与从同步信号生成器15生成的同步信号103同步输出信号。即，成像装置11向图像信号处理器12输出与同步信号生成器15生成的同步信号103同步的图像信号100。图像信号处理器12向压缩器13和分辨率变换器16输出与同步信号103并行、同步的数字画面数据101。

更具体地说，在摄像机1中，提供第一通道A通过压缩器13和缓冲器17，并且提供第二通道B通过分辨率变换器16而不通过压缩器13，并且将来自视频信号处理器12的数字画面数据101并行地输入第一通道A和第二通道B。

压缩器13压缩数字画面数据101，并且与同步信号103同步输出压缩数据102到缓冲器17。同时，分辨率变换器16也与同步信号103同步输出数字画面数据104到输出端14。

输出端14将数字画面数据104或者压缩数据105作为输出数据106输出，并且在任何情况下，通过相同的信号线，与同步信号103同步将输出数据106输出到动态画面压缩解压器2。

图2和图3示出根据实施例1的摄像机设备的信号时序的例子。在图2和图3中，水平轴表示时间。在图2和图3中，将与图1中相同的信号指定相同的编码。

图2显示在根据上述实施例1的摄像机设备输出数字画面数据的情况下，信号时序的示例。这里示出的是数字画面数据104与同步信号103(数据时钟，垂直同步信号，和水平同步信号)同步输出的时序。

然后，图3显示在根据上述实施例1的摄像机设备输出数字压缩数据的情况下，信号时序的示例。这里示出的是压缩数据105与同步信号103(数据时钟，垂直同步信号，和水平同步信号)同步输出的时序。

从图2和3明显可见，因为在数字画面数据104或者压缩数据105中的任何一种情况下，输出端14与同步信号生成器15生成的同步信号103同步输出数据，所以除了输出数据的类型外，图2所示的用于输出数字画面数据104的时序和图3所示的用于输出压缩数据105的时序是相同的。其结果是，无论与同步信号103同步输入的输出数据106是数字画面数据104还是压缩数据105，动态画面压缩解压器2的输入端20将所接收的输出数据106通过相同的电路和电路控制写入缓冲器21。

如上所述，包括根据本发明的摄像机1的电子装置，可将在接收输出数据的接收器侧的电路配置和控制统一而无需考虑数字画面数据104或者压缩数据105，这使得减小电路的规模并简化电路的控制成为可能。

摄像机1可以选择地输出未压缩的数字画面数据104和由压缩器13压缩的压缩数据105。结果，当显示装置4显示来自摄像机1的图像时，通过输出端14选择未压缩的数字画面数据104并且输出到动态画面压缩解压器2并且传输到显示装置4，以便无需在该电子装置中提供用于解压数据的装置。其结果是，使在接收输出数据106的接收器侧减小电路规模和简化电路的控制成为可能。

此外，假如在实施例1中成像装置11的分辨率是VG，并且将具有VGA分辨率的数字画面数据101转换为例如具有CIF分辨率的数字画面数据104，则可缓和来自输出数据106的数字画面数据104的数据传输速度，并且也可减小功耗。

同时，当从输出数据106输出压缩数据105时，在输出数字画面数据104的同时可以输出对应于分辨率高达VGA的图像压缩数据。

这样根据实施例1的、具有简化的装置和接口的摄像机1，可以减小功耗，以及获得对于以移动电话为代表的通信终端装置来讲有足够的分辨率的动态数据图像和比动态数据图像具有更高的分辨率的压缩数据。

在本实施例中在第二路径B提供分辨率变换器16；然而，该提供不是必须的。

图4是表示在根据实施例1的摄像机设备中的信号时序的示例的图。在图4中，水平轴表示时间。在图4中，为与图1中相同的信号指定相同的代码。

在图4中，垂直同步信号103a的一个周期称为一帧。在该示例中，成像装置与垂直同步信号103a同步向图像信号处理器12输出图像信号100，如帧a1到a6所示。

图像信号处理器12对于图像信号100进行A/D转换和颜色转换等，以生成包括亮度数据和色差数据等的数字画面数据101，然后将数字画面数据101并行地输出到压缩器13和分辨率变换器16，如帧b1到b6所示。

压缩器13按照例如JPEG格式压缩数字画面数据101，并且将压缩数据102输出到缓冲器17中，如帧d1到d6所示。通常，压缩器13所输出的压缩数据102不是按照恒定的速度产生，而是基于突发脉冲。于是，缓冲器17在一帧期间缓冲压缩数据102，如帧e1到e6所示，然后将突发脉冲产生的压缩数据102以恒定的速度输出到输出端14。

而且，分辨率变换器16减小数字画面数据101的分辨率，并且生成新的、具有降低的数据量的数字画面数据104，然后将数字画面数据104输出到输出端14，如帧e1到e6所示。

根据从CPU3接收控制信号300的控制接口18提供的选择信号108的指令，输出端14在经过分辨率变换后的数字画面数据104和经缓冲的压缩数据105两者中选择其一，然后作为输出数据106输出。

这里，控制接口18与垂直同步信号103同步向输出端14输出从CPU3所接收的控制信号300的指令，作为选择信号14。

如上所述，根据实施例1的摄像机1，在从摄像机1输出数字画面数据104的情况下，可得到与同步信号103同步的连续的数字画面数据104，该数字画面数据104可作为实时动态画面数据来处理。

而且，根据实施例1的提供有缓冲器17的摄像机1，在一帧期间对于压缩数据102进行缓冲，并且按照恒定速率向输出端14输出基于突发脉冲而产生的压缩数据102，因此当从摄像机1输出压缩数据105时，可得到与同步信号103同步的连续压缩数据105，例如假如该压缩数据105的压缩方案是JPEG，则可作为运动JPEG数据处理。

图5是表示在根据实施例1的摄像机设备中的信号时序的另一个示例的图。在图5中，水平轴表示时间。在图5中，为与图1中相同的信号指定相同的代码，并且省略其具体的解释。

控制接口18与垂直同步信号103a同步向压缩器13输出接收自CPU3的控制信号300的指令，作为压缩数据保持指令信号107。

当通过压缩数据保持指令信号107被指令保持压缩数据时，压缩器13停止输出压缩数据102并且停止更新在缓冲器17中的压缩数据105。而且，当被指令更新压缩数据时，压缩器13开始输出压缩数据102并且开始更新在缓冲器17中的压缩数据105。

如上所述，根据实施例1的摄像机设备，压缩器13可以通过压缩数据保持指令信号107选择地停止或者开始更新在缓冲器17中的压缩数据，由此可通过来自CPU3的外部指令等保持压缩数据105，在该压缩数据105中压缩选择瞬间的一个屏幕。因此，例如当拍照静态画面时，可压缩经指定的被拍照的画面，并且其后在做选择时，保持该压缩的数据并且传输该压缩的数据。

在实施例1中，压缩器13和缓冲器17处于连续的操作；然而，对于假如当输出端14选择输出压缩数据105时这些部件进行操作来说的配置也是可能的。按照这种方法，可在摄像机1输出数字画面数据104时将功耗降至最小。

此外，压缩器13需要以如下方式进行控制：通过压缩一屏(页)而获得的压缩数据102的编码容量(volume)小于在一帧期间从输出数据106可以输出的数据容量。然而，如下配置也是可能的：假如压缩数据102的数据容量超过在一帧期间从输出数据106可以输出的数据容量，则在控制接口18中提供表示出错的标志，以便通过该标志向CPU通知出错。

(实施例2)

这里将说明实施例2，其中根据本发明的摄像机设备集成到具有画面拍照和图像发送/接收功能的通信终端装置。

图6是表示根据本发明的实施例2的通信终端装置方框图。在图6中，为与图1中相同的部件和信号指定相同的代码，并且省略它们的详细解释。

通信终端包括：摄像机1、动态画面压缩解压器2、CPU3、显示装置4、记录器5、用于发送/接收射频画面数据和语音数据的无线电部分6、用于输入/输出声音数据的声音处理器7、和连结每个部件的总线30。

在无线电部分6中，天线60发送/接收无线电信号。RF部分61将所接收的信号下变频为基带频率，然后将它输出到基带信号处理器62，同时将从基带信号处理器62输出的发射信号上变频为射频，然后将该经变频的信号输出到天线60。基带信号处理器62解调从RF部分61输出的被接收的信号并且获得画面编码信号或者声音编码信号(以下称“基带信号”)，同时将基带信号进行调制并且获得发射信号。

声音处理器7将声音信号编码为声音编码数据，并且声音处理器7包括用于将声音解码信号解码为声音信号的声音编解码器70，用于输出声音信号的扬声器71，和用于接收声音和输出声音信号的麦克风72。

将说明实施例2的通信终端装置的基本操作。就接收而言，在无线电部分6中，对于所接收的信号进行下变频并且解调以获得基带信号，然后将该基带信号输出到CPU3。

按照CPU3的指令，当从基带信号处理器62输出的基带信号是声音编码信号时，将该声音编码信号输出到编解码器70。编解码器70将该声音编码信号解码为声音信号，然后将该声音信号从扬声器71输出。另一方面，当基带信号是动态画面编码信号时，将该动态画面编码信号输出到动态画面压缩解压器2。动态画面压缩解压器2解码该动态画面编码信号并且产生动态画面数据，然后将该动态画面数据输出到显示装置4。

就发射而言，CPU3将从编解码器70输出的声音编码信号作为发射信号向基带信号处理器62输出，或者将从动态画面压缩解压器2输出的动态画面编码信号作为发射信号向基带信号处理器62输出。

下面，将说明从在根据实施例的通信终端装置中的摄像机1输出的数据。

如上实施例1所述，从摄像机1可以获得相应于具有例如CIF分辨率的动态画面的数字画面数据和相应于具有例如高达VGA分辨率的静态画面的压缩数据作为相同的输出数据106，即，通过使用相同的信号线和相同的信号时序，可实现双向动态画面通信功能和静态画面照相功能。

按照该方法，无论来自摄像机1的输出数据106的类型是数字画面数据或者压缩数据，可以将在数据接收器侧(动态画面压缩解压器2)的电路配置和控制结合，并且相应地，可以减小电路的规模并简化电路控制。

而且，当摄像机1输出数字画面数据时，减小数据传输速度以节省功耗，并且同时，在通信终端，具有足够分辨率的动态画面数据和较动态画面数据有更高的分辨率的压缩数据可通过相同的信号线以相同的信号时序获得。

实施例2以无线通信终端装置为例说明；然而，根据本发明的摄像机设备可以与移动电话、移动电视电话和移动站一同使用，如在移动通信系统中的具有计算机功能的通信终端，或者与电缆连接的固定电话和电视电话一同使用，进一步与带有电视接收机、计算机和计算机功能的信息终端一同使用。

如上解释，根据本发明，可以将从图像信号处理器输出的数字画面数据并行地输入带有压缩器的通道和不带有压缩器的通道，并且在与上述通道都连结的输出端处，在从带有压缩器的一个通道所输入的压缩数据和从另一个通道所输入的未压缩的数据之间作选择，并且通过相同的信号线以相同的信号时序向外输出。按照该方法，通过相同的信号线以相同的信号时序将数字画面数据和压缩数据输入外部装置，以便无需提供用于接收数字画面数据和压缩数据的独立电路。因此，可以将外部设备的电路配置和电路控制相结合，以便减小电路规模并简化电路控制。

本发明说明书基于2001年4月27日提交的日本专利申请，其专利申请号：2001-130622，这里采用其全部内容用于参考。

工业应用性

本发明涉及一种摄像机设备，并且适用于与如在电视电话中具有静态画面拍照功能和动态画面拍照功能的通信装置一同使用。此外，本发明适用于与包括以画面通信装置为代表的上述摄像机设备的电子装置一同使用。

Claims (8)

1.一种摄像机设备，包括：

成像装置，将经拍照的目标作为图像信号输出；

图像信号处理部分，将从所述成像装置输出的图像信号转换为数字画面数据；

第一通道，将从所述图像信号处理部分输出的数字画面数据输入该第一通道，在所述第一通道上提供压缩部分以压缩数字画面数据；

另一个通道，将从所述图像信号处理部分输出的数字画面数据与所述第一通道并行地输入该另一个通道，在所述另一个通道上没有提供所述压缩部分；和

输出部分，与所述第一通道和所述另一个通道相连接，通过使用相同的信号线以相同的信号时序，选择地输出从带有所述压缩部分的所述第一通道所输入的压缩数据和从所述另一个通道所输入的数字画面数据。

2.根据权利要求1所述的摄像机设备，进一步包括：同步信号生成部分，用于提供同步信号，

其中从所述输出部分与同步信号同步输出数字画面信号，和

其中从所述输出部分与同步信号同步输出压缩数据。

3.根据权利要求1所述的摄像机设备，其中在所述另一个通道上提供分辨率变换部分，所述分辨率变换部分减小数字画面数据的分辨率，并且生成具有较所述成像装置的分辨率低的分辨率的第二数字画面数据，和

其中所述输出部分选择性地输出第二数字画面数据和压缩数据。

4.根据权利要求1所述的摄像机设备，其中在所述第一通道上提供存储压缩数据的缓冲部分，所述缓冲部分保持一帧周期的从所述压缩部分输出的压缩数据，然后以规则的速度向所述输出部分发送压缩数据。

5.根据权利要求1所述的摄像机设备，其中在所述第一通道上提供存储压缩数据的缓冲部分；

其中根据来自指令部分的压缩数据保持指令，所述压缩部分暂停向所述输出部分输出压缩数据并且暂停更新存储在所述缓冲器部分中的压缩数据；和

其中根据来自所述指令部分的压缩数据继续更新指令，所述压缩部分恢复向所述输出部分输出所述压缩数据并且恢复更新存储在所述缓冲器部分中的压缩数据。

6.根据权利要求1所述的摄像机设备，其中在所述输出部分输出从另一个通道输入的数字画面数据的同时，所述压缩部分停止操作。

7.一种具有摄像机设备的电子设备，所述摄像机设备包括：

成像装置，将经拍照的目标作为图像信号输出；

图像信号处理部分，将从所述成像装置输出的图像信号转换为数字画面数据；

第一通道，将从所述图像信号处理部分输出的数字画面数据输入该第一通道，在所述通道上提供压缩部分以压缩数字画面数据；

另一个通道，将从所述图像信号处理部分输出的数字画面数据与所述第一通道并行地输入该另一个通道，在所述另一个通道上没有提供所述压缩部分；和

输出部分，与所述第一通道和所述另一个通道相连接，使用相同的信号线以相同的信号时序，选择地输出从带有所述压缩部分的所述第一通道所输入的压缩数据和从所述另一个通道所输入的数字画面数据。

8.一种与摄像机设备一同使用的数据传输方法，输出通过拍摄照片目标而生成的数字画面数据和在其中将数字画面数据压缩的压缩图像数据，包括步骤：

将使用成像装置拍摄照片目标所输出的图像信号转换为数字画面数据；

通过将数字画面数据压缩而生成压缩数据；和

通过相同的信号线以相同的时序选择地输出压缩数据和数字画面数据之一。

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