JP2004056739A - ディジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の動作を感知して、その動作に変化があったときに、そのときの画像、およびその前後の時間の画像を含めた動画を撮影、および記録することができるディジタルカメラを提供。
【解決手段】ディジタルカメラ１０は、符号化処理装置１８、バッファメモリ２０、測光回路２２、音声入力回路２４、ＣＰＵ　２６および、記録装置２８を含む。測光回路２２および音声入力回路２４によって感知した被写体の動作量が、ＣＰＵ　２６において所定の閾値を超えたと判断されたとき、符号化処理装置１８によって符号化し、バッファメモリ２０に一時格納した画像信号を、記録装置２８に記録することによって、被写体の動作変化時の画像を、その前後の時間の画像も合わせて動画として撮影、および記録する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の動作を感知して、その動作変化に応動して動画を撮影し、また記録することができるディジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディジタルカメラには、被写界の動作を感知して、静止画を撮影する、主に監視装置として用いられるものがある。突発的に発生するアクシデントやエンターテイメント的なある事象を見過ごした場合、再度確認または享受することは困難であるため、このようなディジタルカメラを用いて、被写体を監視してその動作を感知し、その動作変化が一定条件を満たすとき、静止画の撮影を行うことができる。
【０００３】
特開　２０００−１８４３６７号公報に記載のカメラ制御装置は、動画情報を１つ前のフレームの動画情報と比較して、両者の各対応画素間の出力差の合計を算出し、その値が予め設定した閾値を超えているか否かで判定する方法と、自動合焦（ＡＦ）評価値情報を１つ前のフレームのＡＦ評価値情報と比較して、その出力の差があらかじめ設定した閾値を超えているか否かで判定する方法を用い、これらの方法により被写界の動きが検出されたと判断した時点で静止画の撮影を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被写体の動作に変化があった時の画像を記録するとき、その前後の事象も含めて記録することが必要とされる。上述の公報に記載の電子カメラでは、動作に変化があった時の静止画像を記録しようとすると、閾値を高く設定することとなり、その前後の事象を記録することが難しい。一方、動作に変化があった時の静止画像とその前後の画像とを記録しようとすると、閾値を低く設定しなければならず、一定のゆらぎを持つ被写体、つまり常にゆらいでいるものへの適用は難しくなる。また、この電子カメラでは、高画質の静止画像情報を送信する為のものであり、単位時間当たりに送信することができる画像の枚数が著しく少なく、動画としては動きが不連続なものとなってしまうため、動画像へ応用することが難しい。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、被写体の動作を感知して、その動作に変化があったときに、その時の画像、およびその前後の時間の画像を含めた動画を撮影および記録することができるディジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、被写界の動作量を検出する検出手段と、この被写界を表わす画像信号を一時格納する格納手段と、この格納手段によって一時格納された画像信号を情報記録媒体に記録する記録手段とを含むディジタルカメラにおいて、この格納手段は、この画像信号を時間に関連づけて格納し、このカメラは、この検出手段に応動してこの格納手段および記録手段を制御する制御手段を含み、この制御手段は、この動作量が所定の閾値を超えた時には、この格納手段に格納されているその時以前の画像信号から順次読み出してこの記録手段に記録することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明によるディジタルカメラの実施例を詳細に説明する。
【０００８】
実施例のディジタルカメラ１０は、図１に示すように、光学レンズ系１２、固体撮像素子１４、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ　）変換回路１６、符号化処理装置１８、バッファメモリ２０、測光回路２２、音声入力回路２４、中央処理装置（ＣＰＵ　）２６，記録装置２８、画像表示部３０および操作部３２を有している。なお、以下の説明において本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略し、また、各信号の参照番号はその現れる接続線の参照番号で表わす。
【０００９】
本実施例のディジタルカメラ１０は、静止画撮影モード、動画撮影モードおよびスタンバイ撮影モードを含む撮影モードを有し、これらは操作部３２により設定され、ＣＰＵ　２６において制御される。本実施例では特に、スタンバイ撮影モードのときには、カメラが光や音などにより被写体の動作の感知を行い、その感知による動作の量、もしくは動作の変化量が所定の閾値を超えた時から撮影の記録を開始する。このとき、バッファメモリ２０が過去の画像を一時格納しているため、過去にさかのぼって画像を記録することができ、記録開始時と、その前後の時間を含む一定の期間、もしくは設定した期間に限り、画像が記録装置２８に記録される。
【００１０】
ディジタルカメラ１０において、光学レンズ系１２は、被写体像を固体撮像素子１４の撮像面に結像する。固体撮像素子１４は、その被写体像を電気信号　１０２に光電変換する機能を有し、本実施例では、電荷結合デバイス（ＣＣＤ　）などが用いられる。Ａ／Ｄ　変換回路１６では、電気信号　１０２をアナログ・ディジタル変換する。
【００１１】
符号化処理回路１８は、画像信号の圧縮率、すなわち符号化レート（ビットレート）に従って画像信号　１０４を符号化して圧縮する。その圧縮形式は、たとえばＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）およびＭｏｔｉｏｎ　ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）などが用いられる。また、符号化レートはＣＰＵ　２６の制御信号　１０６によって供給される。符号化レートは、撮影中以外は設定可能であり、スタンバイ撮影モードにおいては、撮影中でも設定可能とする。
【００１２】
バッファメモリ２０は、符号化もしくは圧縮された画像信号　１０８を一時格納する機能を有する。本実施例では、一時格納では、画像フレームごとにデータを格納し、その格納によりメモリ容量を超えてしまうときには最古のデータから読み出して最新のデータを書き込むようにして、すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ））方式に格納する。たとえば、図５に示すように、バッファメモリ２０が、撮影開始時から現在の時刻までの画像フレーム　１５０を格納しているとき、新しい画像フレームを格納するためには、撮影開始時の画像フレーム１５０ａを読み出し、その読み出したメモリアドレスに新しい画像フレーム１５０ｂを書き込んで格納する。この読出および書込するメモリアドレスは，ＣＰＵ　２６に制御される。
【００１３】
測光回路２２は、測光部　３０４（図３）への入射光から測光レベル　１１２を求めて、ＣＰＵ　２６に供給する。また、音声入力回路２４は、マイクロフォン　３０８（図３）からのアナログの音声信号に、増幅、アナログ／ディジタル変換および帯域圧縮などの処理を施す回路であり、処理した音声信号　１１４をＣＰＵ　２６に供給する。
【００１４】
操作部３２は、たとえば図３および図４に示すように電源スイッチ　３１６、撮影開始／停止ボタン　３０２および操作・設定スイッチ　３１４などの入力および選択スイッチにて構成され、操作者による操作状態が操作信号　１１８によりＣＰＵ　２６に供給される。操作・設定スイッチ　３１４では、撮影モード、符号化レート、また測光レベルおよび音圧レベルの閾値などを設定可能にする。撮影モードは，静止画撮影モード、動画撮影モード、スタンバイ撮影モードを択一的に設定する。また、操作・設定スイッチでは、スタンバイ撮影モードに使用される記録開始時前の記録時間、および記録開始時後の記録時間を設定することができる。
【００１５】
ＣＰＵ　２６は、操作部３２から供給される操作信号　１１８に応動して、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部である。本実施例では、ＣＰＵ　２６において、操作信号　１１８から、撮影モード、符号化レート、また測光レベルおよび音圧レベルの閾値などが設定される。とくに本発明に関連して、ＣＰＵ　２６は、符号化レートを制御信号　１０６によって符号化処理装置１８に供給する。また、ＣＰＵ　２６では、撮影モードがスタンバイ撮影モードのとき、測光回路２２および音声入力回路２４から供給される測光レベル　１１２および音圧レベル　１１４、もしくはこれらの変化量と、それぞれの閾値とを比較し、画像信号の記録開始を制御する。たとえば、これらの量がそれぞれの閾値を超えた時に、記録開始であるとしてもいいし、図２のように、縦軸に測光レベルを、横軸に音圧レベルを設け、閾値を表わす斜線　２０２を超えたときに、記録開始であるとしてもよい。図２においては、閾値は１本の斜線で表わされているが、垂直もしくは水平な直線でもよく、複数の直線または曲線でもよい。また、これらの閾値は自在に設定可能とすることもできる。
【００１６】
記録装置２８は、情報記録媒体（図示せず）を有して、ＣＰＵ　２６から供給される画像信号および音声信号を情報記録媒体へ書き込む機能、情報記録媒体から画像信号および音声信号を読み込みＣＰＵ　２６へ供給する機能を有する。情報記録媒体は、半導体メモリが搭載されたメモリカードや光磁気ディスク等の回転記録体を収容したパッケージなどを用い、着脱可能でもよい。
【００１７】
画像表示部３０は、ＣＰＵ　２６から供給された画像信号を可視画像として液晶表示装置　３１２（図４）に表示する。また、操作・設定スイッチ　３１４等による設定状況やカメラ１０内部の状態を表示することもできる。液晶表示装置　３１２は、その表示をオン・オフ可能とする。
【００１８】
次にディジタルカメラ１０の動作を、図６の状態遷移図を参照しながら説明する。操作者は停止状態　６０２にあるカメラ１０の操作部３２を操作、まず電源スイッチ　３１６を操作して電源をオンにする（ステップ　６０４）。ステップ　６０４において、操作者は、操作・設定スイッチ　３１４により、撮影モードを設定することができる。
【００１９】
静止画撮影モードが選択されたとき（ステップ　６０６）、静止画撮影および画像記録を行うことができ、動画撮影モードが選択されたとき（ステップ　６０８）、動画撮影および画像記録を行うことができる。
【００２０】
静止画撮影モードおよび動画撮影モードでは、光学レンズ系１２により固体撮像素子１４に被写体像が結像され、固体撮像素子１４は被写体像を光電変換して画像信号である電気信号　１０２を生成する。画像信号　１０４はＡ／Ｄ　変換回路１６に供給されてアナログ・ディジタル変換される。Ａ／Ｄ　変換された画像信号　１０４は、符号化処理装置１８に供給され、符号化レートにより符号化される。符号化処理された画像信号　１０８は、バッファメモリ２０に一時格納される。また、液晶表示装置　３１２の表示がオンであるとき、ＣＰＵ　２６は、制御信号　１２０により画像表示部３０を制御して、バッファメモリ２０内の画像信号　１１０を画像表示部２０に供給して液晶表示装置　３１２に可視画像として表示する。
【００２１】
ここで、操作者が撮影開始・停止ボタン　３０２を押すと、ＣＰＵ　２６は、操作部３２からの操作信号　１１８に応動して、撮影を開始する。ＣＰＵ　２６は、バッファメモリ２０内の画像信号　１１０を記録装置２８に供給し、記録装置２８は、その画像信号を情報記録媒体へ記録する。この記録において、静止画撮影モードでは１つの画像フレームを記録し、動画撮影モードでは一定の期間、もしくは設定した時間の間の画像フレームを記録する。また、動画撮影モードのときには、ＣＰＵ　２６は、音声入力装置２４から供給される音声信号　１１４を記録装置２８へ供給し、記録装置２８は、その音声信号を情報記録媒体へ記録する。
【００２２】
また、スタンバイ撮影モードが選択されたとき、すなわちスタンバイ状態（ステップ　６１０）では、操作者が撮影開始・停止ボタン　３０２を押すと、ＣＰＵ　２６は、操作部３２からの操作信号　１１８に応動して、スタンバイ撮影を開始する。スタンバイ撮影では、被写体像を撮像してから、バッファメモリ２０に画像信号を一時格納するまでは、静止画撮影および動画撮影と同じ動作でよいが、液晶表示装置　３１２の表示は常時オフに設定してもよい。
【００２３】
スタンバイ状態で撮影を行うときには、測光回路２２および音声入力回路２４では被写体の動作を感知し、それぞれ測光レベル　１１２および音圧レベル　１１４が感知され、これらの値、もしくはその変化量は、ＣＰＵ　２６に供給され、それぞれの閾値と比較される。この比較では、たとえば、図２のように、閾値を表わす斜線　２０２が右下がりの直線であったとき、測光レベルおよび音圧レベルで表わされる点が斜線　２０２の右上の領域、つまり記憶領域　２０４にあるならば、記録可能状態（ステップ　６１２）となり、画像フレームの記録を開始する。また、測光レベルおよび音圧レベルで表わされる点が斜線　２０２の左下の領域、つまり非記憶領域　２０６にあるならば、スタンバイ状態（ステップ　６１０）で、繰り返し被写体の動作を感知する。
【００２４】
記録可能状態　６１２に移行すると、ＣＰＵ　２６は、バッファメモリ２０内の画像信号　１１０を記録装置２８に供給し、記録装置２８は、その画像信号を情報記録媒体へ記録する。ＣＰＵ　２６は、音声入力装置２４から供給される音声信号　１１４を記録装置２８へ供給し、記録装置２８は、その音声信号を情報記録媒体へ記録する。画像フレームの記録では、設定した記録開始時前の記録時間から記録開始後の記録時間までの画像信号を記録する。これによって、設定した期間の画像フレームが情報記録媒体へ記録される。記録中では、撮影開始・停止ボタン　３０２を押すことで、記録停止をしてもよい。画像フレームの記録は、情報記録媒体の容量の範囲内で行われ、また、記録開始時前の画像フレームを記録するときには、バッファメモリ２０のメモリ容量の範囲内で行われる。
【００２５】
また、スタンバイ撮影モードのときには、バッファメモリ２０では、符号化レートに応じて格納できる画像フレームの量が変化する。たとえば、バッファメモリ２０のメモリ容量が３２ＭＢであるときに、符号化処理回路１８における符号化レートが２ＭＢ／ｓｅｃ　（ＶＧＡ　）であるならば、約１６秒分の画像フレームを格納することができ、符号化レートが１ＭＢ／ｓｅｃ　（ＶＧＡ　）であるならば、約３２秒分の画像フレームを格納することができる。このように符号化レートを調整することでバッファメモリ２０に記憶できる時間を可変とし、またさかのぼって記録する時間をも可変とすることができる。また、スタンバイ撮影モードにおいては、撮影中でも符号化レートを変えることができる。図７に示すように、１つの画像フレーム　７０２が、被写体の動作に変化が見られる時点　７０４を含むとき、画像フレーム　７０２は、３０フレーム／秒で符号化処理し、その前後の時間では、２０フレーム／秒で符号化処理するように符号化レートを調整することができる。
【００２６】
本実施例では、測光レベルおよび音圧レベル、もしくはその変化量を閾値と比較して、記録開始を制御している。しかし、このような検出に供することのできる被写体の動作量は他にも存在し、たとえば画像のアクティビティの変化量および画像の変化量などを本発明に適用することができる。アクティビティは、ＣＰＵ　２６がバッファメモリ２０から供給される画像信号　１１０から求めることができる。また、画像信号　１１０がＭＰＥＧで圧縮されている場合、フレーム間差分を容易に取得できるため、画像の変化量を求めることができる。このとき、３種類以上の値を組み合わせて比較することができ、たとえば、アクティビティの変化量は、単独でその閾値と比較し、同時に測光レベルおよび音圧レベルは、図２のように閾値と比較するなど、その比較方法は様々である。また、求めたアクティビティより絵柄の動きベクトルを求めることができるので、動きベクトルをトリガとして、記録開始を制御してもよい。
【００２７】
また、他の実施例として、たとえばスタンバイ撮影モードを動画撮影モードの一部として構成し、被写体の動作変化を感知したときに記録を開始するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ディジタルカメラは、スタンバイ撮影モードで撮影するときには、画像信号を符号化して一定の期間、もしくは設定した時間の間一時格納し、測光レベルおよび音圧レベルなどを感知し、感知した値とあらかじめ設定した閾値とを比較することによって、比較の結果が記録可能の条件を満たすときには、その時、およびその前後の時間の画像を含めた動画を撮影、および記録するように制御することができる。
【００２９】
また、本発明によるディジタルカメラは、スタンバイ撮影モードで撮影するときには、撮影中に符号化レートを設定可能にすることによって、上記の条件を満たすときの符号化レートと、その前後の時間の符号化レートとを変えて、長時間さかのぼって記録するように設定することができる。
【００３０】
本発明によるディジタルカメラは、測光回路および音声入力回路など、従来のカメラに備わる機能を使用することで、簡単に機能追加することができ、また小型化が可能なためにパーティ撮影に使用することができる。スタンバイ撮影モードにおいては、液晶表示装置の電源をオフにすることで、消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたディジタルカメラの一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施例のディジタルカメラにおいて、測光レベルおよび音圧レベル、またそれらの閾値を示す斜線を表わしたグラフである。
【図３】同実施例におけるディジタルカメラの外観を正面方向から示す斜視図である。
【図４】同実施例におけるディジタルカメラの外観を背面方向から示す斜視図である。
【図５】同実施例におけるディジタルカメラにおいて、バッファメモリが格納する画像データを例示した図である。
【図６】同実施例におけるディジタルカメラにおいて、撮影モードを選択する制御を例示した状態遷移図である。
【図７】同実施例におけるディジタルカメラにおいて、スタンバイ撮影モードにおける記録開始時周辺の符号化レートを例示した時系列図である。
【符号の説明】
１０　ディジタルカメラ
１２　光学レンズ系
１４　固体撮像素子
１６　Ａ／Ｄ　変換回路
１８　符号化処理装置
２０　バッファメモリ
２２　測光回路
２４　音声入力回路
２６　ＣＰＵ
２８　記録装置
３０　画像表示部
３２　操作部

Claims (8)

1. 被写界の動作量を検出する検出手段と、
   前記被写界を表わす画像信号を一時格納する格納手段と、
   前記格納手段によって一時格納された画像信号を情報記録媒体に記録する記録手段とを含むディジタルカメラにおいて、
   前記格納手段は、前記画像信号を時間に関連づけて格納し、
   該カメラは、前記検出手段に応動して前記格納手段および記録手段を制御する制御手段を含み、
   該制御手段は、前記動作量が所定の閾値を超えた時には、前記格納手段に格納されているその時以前の画像信号から順次読み出して前記記録手段に記録することを特徴とするディジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、該カメラは、前記被写界を表わす画像信号を、所定の圧縮率を用いて圧縮する圧縮手段と、
   前記圧縮率を常時設定可能とする第１の設定手段を含み、
   前記記録手段は、圧縮率の異なる画像信号を同一の記録媒体に記録することを特徴とするディジタルカメラ。
3. 請求項１または２に記載のカメラにおいて、該カメラは、静止画を撮影可能とする第１のモードと、動画を撮影可能とする第２のモードと、前記制御手段が用いられる第３のモードのいずれかを選択する選択工程を含むことを特徴とするディジタルカメラ。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載のカメラにおいて、前記検出手段は、被写界の光量値および音圧を前記動作量として検出することを特徴とするディジタルカメラ。
5. 請求項１から３までのいずれかに記載のカメラにおいて、前記検出手段は、前記画像信号の表わす画像のアクティビティを前記動作量として検出することを特徴とするディジタルカメラ。
6. 請求項１から３までのいずれかに記載のカメラにおいて、前記検出手段は、前記画像信号の表わす画像のフレーム間差分を前記動作量として検出することを特徴とするディジタルカメラ。
7. 請求項１から６までのいずれかに記載のカメラにおいて、該カメラは、前記閾値を常時設定可能とする第２の設定手段を含み、
   前記制御手段は、第２の設定手段により設定された閾値を前記所定の閾値として制御することを特徴とするディジタルカメラ。
8. 請求項１から７までのいずれかに記載のカメラにおいて、該カメラは、前記制御手段によって記録する画像信号の記録時間長を設定する第３の設定手段を含み、
   前記制御手段は、第３の設定手段により設定された記録時間長の範囲内において記録するように制御することを特徴とするディジタルカメラ。

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