CN1951108A - 成像装置和方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供了能够迅速显示所获图像的筛选图像(thinned image)的成像设备、方法和程序。当操作快门时，电子摄像机开始成像和将获得的图像记录在记录媒体上。这里，电子摄像机将表达成像状态的图像(筛选显示图像)显示在显示单元上。用户可以参考筛选显示图像来检查成像状态。当读出时，将由CCD光电转换获得的图像划分成多次(在这种情况下，两次)。更具体地说，首先读出构成筛选显示图像的必需部分(图6中的A)。也就是说，由于首先读出构成筛选显示图像的必需部分，所以可以在读出一个帧的整个图像(图6中的C)之前生成筛选显示图像。

Description

成像装置和方法以及程序

技术领域

本发明涉及成像装置和方法以及程序，尤其涉及能够迅速进行成像处理的成像装置和方法以及程序。

背景技术

作为缩小像数字静态摄像机和数字视频摄像机那样的电子摄像机的方法，存在以多次读出方式读出通过光电转换获取的一个帧的图像，从而减少电荷耦合器件(CCD)的垂直寄存器的数量(使CCD的面积效率增加)的方法(参照专利文件1)。

例如，在一次性从具有如图1所示的成像元件结构的CCD中读出一个帧的图像的情况下，如图2所示，CCD需要在每个行(每条线)上配有垂直寄存器R。因此，在每条线上配备垂直寄存器R使每条线中的像素可以通过相应垂直寄存器R同时读出。为了说明起见，例如，当图1的CCD被构造成在一个成像元件中具有12条线(个行)时，5M的CCD由2600条线组成。

另一方面，如图1所示的CCD的成像元件被均匀地划分(成奇数线和偶数线)，并且如图3A所示，首先进行筛选(thinned-out)以读出(read-out)奇数线L1、L3、…，然后，如图3B所示，读出其余偶数线L2、L4、…，由此读出一个帧的图像(图3B)。也就是说，由于如图4所示，将读出分成两次而使一个垂直寄存器R可以被垂直相邻的两条线共享，所以可以使垂直寄存器R的数量减少一半。

[专利文件1]

参照日本专利申请公布第2003-102026号。

发明内容

作为记录成像所得的图像时的一系列图像处理，电子摄像机进行显示图像的筛选图像(下文称为筛选显示图像)、按照筛选显示图像的检测结果应用信号处理，等等。显示筛选显示图像使用户在释放快门的时候检查一下图像。此外，按照筛选显示图像的检测结果应用信号处理为适当地记录图像提供保证。

由于分开地，例如，与颜色或RGB信号无关地对奇数线和偶数线进行图像读出(例如，在一些情况下，首先读出R和G，然后读出G和B)，上述处理需要在读出整个图像(一个帧的图像)之后进行。更具体地说，在读出如图3B所示的一个帧的图像之后，从图像中筛选和读出预定条线，以生成如图3C所示的筛选显示图像。检测筛选显示图像，并按照所得颜色和亮度信息处理图像(图3B)。

虽然为了说明起见，图3C的筛选显示图像由6条线组成，但是，一般说来，例如，它由240条线组成。

尽管如上所述，将图像的读出分成多次可以减少垂直寄存器R的数量和提高CCD的面积效率，但引起了读出图像需要花费更多时间和成像处理所需的时间变得更长的问题。如果成像处理花费了许多时间，那么，例如，筛选显示图像的显示延迟，从而使可操作性变差。

本发明就是在考虑了上述状况之后作出的，本发明旨在使迅速成像处理成为可能。

根据本发明，提供了一种成像装置。这种成像装置包括：第一读出单元，用于从成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；生成单元，用于从第一读出单元读出的像素中生成筛选显示图像；第二读出单元，用于以一次或多次读出的方式读出第一读出单元未读出的像素；和记录单元，用于记录由第一读出单元和第二读出单元读出的像素构成的图像。

该成像装置可以进一步包括检测单元，用于检测整个或一部分筛选显示图像；和图像处理单元，用于根据检测单元的检测结果，对第一读出单元和第二读出单元读出的图像应用图像处理，并且记录单元可以记录图像处理单元应用图像处理所得的图像。

根据本发明，提供了一种成像方法。这种成像方法包括：第一读出步骤，用于从成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；生成步骤，用于从在第一读出步骤的处理中读出的像素中生成筛选显示图像；第二读出步骤，用于以一次或多次读出的方式读出在第一读出步骤的处理中未读出的像素；和记录步骤，用于记录由在第一读出步骤和第二读出步骤的处理中读出的像素构成的图像。

根据本发明，提供了一个程序。这个程序的特征在于使计算机执行包括如下步骤的过程：第一读出步骤，用于从成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；生成步骤，用于从在第一读出步骤的处理中读出的像素中生成筛选显示图像；第二读出步骤，用于以一次或多次读出的方式读出在第一读出步骤的处理中未读出的像素；和记录步骤，用于记录由在第一读出步骤和第二读出步骤的处理中读出的像素构成的图像。

在本发明的成像装置和方法以及程序中，从成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素，从读出像素中生成筛选显示图像，以一次或多次读出的方式读出未读出的像素，和最后记录读出的图像。

根据本发明，可以迅速地进行成像处理。

附图说明

图1是示出CCD的成像元件的配置例子的图形；

图2是示出垂直寄存器的配置例子的图形；

图3A到3C是说明在传统电子摄像机中读出图像的方法的图形；

图4是示出垂直寄存器的另一个配置例子的图形；

图5是示出应用本发明的电子摄像机的配置例子的方块图；

图6A到6C是说明在图5的电子摄像机中读出图像的方法的图形；

图7是说明图5的电子摄像机的成像处理的流程图；

图8A和图8B分别是示出图7的成像处理中的各个处理的定时的图形；

图9是说明图5的电子摄像机的另一个成像处理的流程图；

图10A到10B是示出图9的成像处理中的各个处理的定时的图形；和

图11是示出个人计算机的配置例子的图形。

具体实施方式

图5示出了应用本发明的电子摄像机1的配置例子。当操作(释放)在图中未示出的快门时，这个电子摄像机1开始成像和将所得图像记录在记录媒体17上。同时，电子摄像机1将图像的筛选图像(筛选显示图像)显示在显示单元15上。通过参照筛选显示图像，用户可以检查成像结果。此外，电子摄像机1还检测筛选显示图像，并且按照所得颜色和亮度信息处理图像。

CCD 11光电地转换从在图中未示出的透镜输入的成像所得的图像(在透镜上形成的图像)。按照来自定时发生器12的传送脉冲，以一次或多次读出的方式(在这种情况下，两次)读出，并在信号处理单元14中通过A/D转换器13读出由CCD 11光电转换所得的电荷(图像的图像信号)。

更具体地说，以这样的方式读出图像(图6C)，那就是，如图6A所示，首先读出构成筛选显示图像(图6B)必需的部分(下文称为第1线组)，然后读出其它部分(下文称为第2线组)(图6C)。也就是说，根据本发明，由于首先读出构成筛选显示图像必需的部分，所以无需等待到一个帧的整个图像(图C)都读出就可以生成筛选显示图像(图6B)。

如图4所示，CCD 11是这样配置的，垂直相邻的两条线共享一个垂直寄存器4。如图4所示，第1线组和第2线组的各条线分别对应于不同的寄存器R，因此，可以以每个线组读出。

在相同定时下，分别地，第1线组的线L1的像素通过垂直寄存器R51读出，线L4的像素通过垂直寄存器R52读出，线L5的像素通过垂直寄存器R53读出，线L8的像素通过垂直寄存器R54读出，线L9的像素通过垂直寄存器R55读出，而线L12的像素通过垂直寄存器R56读出。

此外，在相同定时下，分别地，第2线组的线L2的像素通过垂直寄存器R51读出，线L3的像素通过垂直寄存器R52读出，线L6的像素通过垂直寄存器R53读出，线L7的像素通过垂直寄存器R54读出，线L10的像素通过垂直寄存器R55读出，和线L11的像素通过垂直寄存器R56读出。

回头参照图5，A/D转换器13将来自CCD 11的图像(模拟信号)转换成输出到信号处理单元14的数字图像信号。

信号处理单元14在快门被释放时，按照来自控制器10的指令，从CCD11中读出构成筛选显示图像必需的线(图6A)(第1线组)，并将其粘贴到存储器(存储器22)中，同时，从这些线中生成筛选显示图像(图6B)。信号处理单元14使显示单元15显示生成的筛选显示图像。

信号处理单元14还检测生成的筛选显示图像，并且按照所得颜色和亮度信息等确定参数(增益值等)。

在读出第1线组之后，信号处理单元14从CCD 11中读出其余线(第2线组)，并进一步将其粘贴到存储器22中。这样就可以使整个图像(图6C)都被读出来。信号处理单元14按照事先确定的参数对读出图像应用成像处理，然后，在应用了压缩处理等之后，通过接口16将图像记录在记录媒体17上。

控制器10控制各个单元。

接着，描述信号处理单元14的配置。

信号处理单元14的读出控制器21按照控制器10的控制，在预定定时下通过A/D转换器13从CCD 11中读出第1线组，并将它记录(粘贴)在存储器22上(图6A)。读出控制器21还按照控制器10的控制，在不同定时下通过A/D转换器13从CCD 11中读出第2线组，并将它与事先粘贴的第1线组一起粘贴在存储器22上(图6C)。读出控制器21将以这种方式读出的图像供应给图像处理单元25。

筛选显示图像生成单元23通过读出控制器21读出记录在存储器22上的第1线组，并利用它生成筛选显示图像。筛选显示图像生成单元23将生成的筛选显示图像供应给检测单元24，同时，将它供应给显示单元15。

检测单元24检测筛选显示图像生成单元23供应的筛选显示图像，并将所得颜色和亮度信息等供应给控制器10。

图像处理单元25根据基于控制器10告知的检测单元24中的检测结果的参数，对读出控制器21供应的图像应用图像处理，并将所得图像供应给图像压缩单元26。

图像压缩单元26压缩图像处理单元25供应的图像，以便将它供应给文件创建单元27。

文件创建单元27创建通过接口16将图像压缩单元26供应的压缩图像存储在记录媒体17上(记录压缩图像)的文件。

接着，参照图7的流程图描述成像处理。

当释放在图中未示出的快门时，在步骤S1中，电子摄像机1的控制器10确定首先从CCD 11中读出的像素(第1线组)，而在步骤S2中，控制定时发生器12以便开始输出传送脉冲，同时，控制信号处理单元14的读出控制器21开始读出第1线组。这样就使定时发生器12开始输出传送脉冲，以及使读出控制器21开始从CCD 11中读出第1线组(图6A)和将它记录在存储器22上。

在步骤S3中，控制器10等待信号处理单元14的读出控制器21完成第1线组的读出，当完成读出时(如图6A所示，当将第1线组粘贴到存储器22上时)，处理转到步骤S4，确定筛选显示图像的结构(筛选显示图像的大小等)。

当从CCD 11中读出第1线组完成时，定时发生器12停止输出传送脉冲。

在步骤S5中，控制器10控制筛选显示图像生成单元23按照在步骤S4中确定的结构开始生成筛选显示图像。这样就可以使筛选显示图像生成单元23开始从存储器22中获取生成与控制器10告知的结构相对应的筛选显示图像必需的像素，从而开始生成筛选显示图像。例如，当在步骤S4中确定的筛选显示图像的结构要求所有第1线组时，读出所有第1线组，而当要求一部分第1线组时，只读出一部分第1线组。

在步骤S6中，控制器10等待在信号处理单元14的筛选显示图像生成单元23中完成筛选显示图像的生成，当完成生成时，处理转到步骤S7，确定检测条件(要检测的筛选显示图像的范围等)。

当生成筛选显示图像时，筛选显示图像生成单元23将生成的筛选显示图像供应给显示单元25加以显示，同时，将它供应给检测单元24。

在步骤S8中，控制器10控制检测单元24根据在步骤S7中确定的检测条件开始检测筛选显示图像。检测单元24根据控制器10指定的条件，开始检测筛选显示图像生成单元23供应的筛选显示图像。

在步骤S9中，控制器10等待检测单元24完成检测处理，并且当完成检测处理时，获取筛选显示图像的颜色和亮度信息，然后，处理转到步骤S10，确定接着要读出的像素(第2线组)。

当完成检测处理时，检测单元24将检测结果(颜色和亮度信息等)供应给控制器10。

在步骤S11中，控制器10控制定时发生器12开始输出传送脉冲，同时，控制信号处理单元14的读出控制器21开始读出第2线组。定时发生器12开始输出传送脉冲，而读出控制器21开始从CDD 11中读出第2线组和将它存储到存储器22中。

在步骤S12中，控制器10等待完成第2线组的读出，当完成读出时(当如图6C所示，第2线组也被粘贴到存储器22中和读出整个图像时)，处理转到步骤S13，根据在步骤S9中获得的检测信息确定有关图像处理的各种参数(增益值等)。

当从CCD 11中读出第2线组完成时，定时发生器12停止输出传送脉冲，而读出控制器21将存储在存储器22中的图像(图6C)供应给图像处理单元25。

在步骤S14中，控制器10控制图像处理单元25按照在步骤S13中确定的参数开始图像处理。图像处理单元25按照在步骤S13中确定的参数开始对读出控制器21供应的图像进行图像处理。

在步骤S15中，控制器10等待信号处理单元14的图像处理单元25结束图像处理，当结束图像处理时，处理转到步骤S16，确定压缩经过图像处理的图像的条件(要压缩的图像的范围、压缩比等)。

当完成图像处理时，图像处理单元25将图像处理所得的图像供应给图像压缩单元26。

在步骤S17中，控制器10控制图像压缩单元26根据在步骤S16中确定的条件开始压缩处理。图像压缩单元26根据在步骤S16中确定的条件开始对图像处理单元25供应的图像进行压缩处理。

在步骤S18中，控制器10等待在图像压缩单元26中结束压缩处理，当结束压缩处理时，处理转到步骤S19，以确定存储压缩图像的文件的设置(文件名、首标信息等)。

当完成压缩处理时，图像压缩单元26将压缩处理所得的压缩图像供应给文件创建单元27。

在步骤S20中，控制器10控制文件创建单元27按照在步骤S19中确定的设置开始创建文件。文件创建单元27开始创建与在步骤S19中确定的设置相对应的存储图像压缩单元26供应的图像的文件。

在步骤S21中，控制器10等待文件创建单元27完成文件创建，当完成文件创建时(当记录了图像时)，结束整个处理。

图8A示出了传统电子摄像机的成像处理中的各个处理的定时。图8B示出了应用本发明的上述电子摄像机1的成像处理中的各个处理的定时。在传统电子摄像机中，在读出第2线组(偶数线)之后(在读出整个图像之后)(图3B)，开始(在图8A中的向上箭头所指的定时开始)生成筛选显示图像。与此不同，在应用本发明的上述电子摄像机1中，在读出第1线组之后(图6A)，开始(在图8B的向上箭头所指的定时开始)生成筛选显示图像，以便可以早一些进行筛选显示图像的生成、显示和检测处理。

虽然在图6的例子中，第1线组和第2线组每个组中的线数是相同的，但第1线组包括生成筛选显示图像必需的线，实际上，第1线组可以包括比其它线组(第2线组)少的线。也就是说，与通过均匀划分形成第1线组和第2线组的传统情况相比，可以更迅速地读出第1线组，由此可以较早地开始生成筛选显示图像等。

此外，也可以进一步在数量上减少构成筛选显示图像的线(使图像更粗糙)，以减少第1线组的线数和缩短第1线组的读出时间，从而使像生成筛选显示图像那样的处理可以得到更迅速执行。

虽然在上文中，已经描述了以两次的读出方式读出图像的情况，但本发明也可应用于以多于两次的读出方式读出图像的情况。

接着，参照图9的流程图描述另一个成像处理。

当释放在图中未示出的快门时，在步骤S51中，控制器10确定第1线组和第2线组，而在步骤S52中，控制定时发生器12开始输出传送脉冲，同时，控制信号处理单元14的读出控制器21开始读出第1线组和第2线组。

这使定时发生器12开始输出传送脉冲。读出控制器21开始从CCD 11中读出第1线组(图6A)和将它存储到存储器22上。在完成了第1线组的读出和到存储器22的存储之后，读出控制器21继续开始读出第2线组和将它存储到存储器22上。

在步骤S53中，控制器10确定筛选显示图像的结构(筛选显示图像的大小等)和检测条件(检测的范围等)

在步骤S54中，控制器10等待信号处理单元14的读出控制器21完成第1线组的读出，当完成读出时(如图6A所示，当将第1线组粘贴到存储器22上时)，处理转到步骤S55，在步骤S55中，控制器10控制筛选显示图像生成单元23按照在步骤S53中确定的结构开始生成筛选显示图像。筛选显示图像生成单元23开始从存储器22中获取构成控制器10告知的的筛选显示图像必需的像素，从而开始生成筛选显示图像。

在步骤S56中，控制器10等待在信号处理单元14的筛选显示图像生成单元23中完成筛选显示图像的生成，当完成生成时，处理转到步骤S57，在步骤S57中，控制器10控制检测单元24根据在步骤S53中确定的检测条件开始检测筛选显示图像。检测单元24根据控制器10指定的条件，开始检测筛选显示图像生成单元23供应的筛选显示图像。

在步骤S58中，控制器10等待检测单元24完成检测处理，并且当完成检测处理时，获取筛选显示图像的颜色和亮度信息，然后，处理转到步骤S59，根据在步骤S58中获得的检测信息确定有关图像处理的各种参数(增益值等)。

在步骤S60中，控制器10等待完成第2线组的读出，当完成读出时，处理转到步骤S61，在步骤S61中，控制器10控制图像处理单元25按照在步骤S59中确定的参数开始图像处理。图像处理单元25按照在步骤S59中确定的参数开始对读出控制器21供应的图像进行图像处理。

在步骤S62中，控制器10等待图像处理单元25完成图像处理，当完成图像处理时，处理转到步骤S63，确定压缩经过图像处理的图像的条件(要压缩的图像的范围以及压缩比等)和文件的设置(文件名、首标信息等)。

在步骤S64中，控制器10控制图像压缩单元26根据在步骤S63中确定的条件开始压缩处理。图像压缩单元26根据在步骤S63中确定的条件开始对图像处理单元25供应的图像进行压缩处理。

在步骤S65中，控制器10等待在图像压缩单元26中结束压缩处理，当完成压缩处理时，处理转到步骤S66，在步骤S66中，控制器10控制文件创建单元27按照在步骤S63中确定的设置开始创建文件。文件创建单元27开始创建与确定的设置相对应的存储图像压缩单元26供应的图像的文件。

在步骤S67中，控制器10等待在文件创建单元27中完成文件创建，当完成文件创建时(当存储了图像时)，结束整个处理。

与图8A类似，图10A示出了传统电子摄像机的成像处理中的各个处理的定时。图10B示出了应用本发明的上述电子摄像机1的成像处理中的各个处理的定时。

在传统电子摄像机中，在读出第2线组(偶数线)之后(在读出整个图像之后)，开始(在图10A中的向上箭头所指的定时开始)生成筛选显示图像。与此不同，在上述成像处理的情况中，在读出第1线组之后，同时进行(在与图10B的向上箭头相对应的定时开始)筛选显示图像的生成和第2线组的读出，以便可以早一些进行筛选显示图像的生成和显示，也可以早一些开始对图像进行图像处理，从而可以缩短整个图像处理的时间。

虽然上述一系列处理可以用硬件来实现，但也可以用软件来实现。在用软件实现一系列处理的情况下，将构成软件的程序安装在计算机中，并在计算机中执行程序，从而在功能上实现上述电子摄像机1。

图11示出了计算机101的配置例子。输入和输出接口116通过总线115与中央处理单元(CPU)111连接，当用户通过输入和输出接口116从由键盘、鼠标等组成的输入单元118输入指令时，将存储在只读存储器(ROM)112、硬盘114、或像磁盘131、光盘132、磁光盘133或半导体存储器134那样安装在驱动器120上的记录媒体中的程序装载在随机存取存储器(RAM)113上加以执行。这样就可以使上述各种类型的处理得到执行。并且，如有必要，CPU 111通过，例如，输入和输出接口116将处理结果输出到由液晶显示器(LCD)等组成的显示单元117上。程序可以事先存储在硬盘114或ROM 112中和可以与计算机101一起整体提供给用户，可以作为像磁盘131、光盘132、磁光盘133和半导体存储器134那样的插件式媒体提供，或可以通过通信单元119从卫星、网络等提供给硬盘114。

在本说明书中，描述通过记录媒体提供的程序的步骤不仅包括按照所述顺序先后执行的处理，而且包括取代先后处理，并行地或分立地执行的处理。

Claims (4)

1.一种以多次读出方式从成像元件中读出成像所得的图像的成像装置，其特征在于，包含：

第一读出单元，被配置成从所述成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；

生成单元，被配置成从所述第一读出单元读出的所述像素中生成所述筛选显示图像；

第二读出单元，被配置成以一次或多次读出的方式读出所述第一读出单元未读出的像素；和

记录单元，被配置成记录由所述第一读出单元和第二读出单元读出的像素构成的所述图像。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，进一步包含：

检测单元，被配置成检测整个或一部分所述筛选显示图像；和

图像处理单元，被配置成根据所述检测单元的检测结果，对所述第一读出单元和第二读出单元读出的所述图像应用图像处理，

其中，所述记录单元记录经过所述图像处理单元处理的图像。

3.一种以多次读出方式从成像元件中读出成像所得的图像的成像方法，其特征在于，包含：

第一读出步骤，用于从所述成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；

生成步骤，用于从在所述第一读出步骤的处理中读出的所述像素中生成所述筛选显示图像；

第二读出步骤，用于以一次或多次读出的方式读出在所述第一读出步骤的处理中未读出的像素；和

记录步骤，用于记录由在所述第一读出步骤和第二读出步骤的处理中读出的像素构成的所述图像。

4.一种使计算机执行以多次读出方式从成像元件中读出成像所得的图像的成像过程的程序，其特征在于，包含：

第一读出步骤，用于从所述成像元件中读出构成筛选显示图像必需的像素；

生成步骤，用于从在所述第一读出步骤的处理中读出的所述像素中生成所述筛选显示图像；

第二读出步骤，用于以一次或多次读出的方式读出在所述第一读出步骤的处理中未读出的像素；和

记录步骤，用于记录由在所述第一读出步骤和第二读出步骤的处理中读出的像素构成的所述图像。

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