JP2004320733A - Method for processing information signal and video camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は情報信号処理方法及びビデオカメラに係り、特に角速度センサを用いて手振れを検出したセンサ信号をダイナミックレンジが有限の伝送系で処理する情報信号処理方法及び手振れ補正装置を搭載したビデオカメラに関する。 The present invention relates to an information signal processing method and a video camera, and more particularly to an information signal processing method for processing a sensor signal obtained by detecting camera shake using an angular velocity sensor in a transmission system having a finite dynamic range, and a video camera equipped with a camera shake correction device. .
従来、ビデオカメラの手持ち撮影時において生じ易い手振れ等による像振を防止するため、ビデオカメラの振れ情報を振れ検出手段によって検出し、その検出結果に応じて光学的もしくは電子的にその振れをキャンセルすることによって手振れ補正を実現する手振れ補正装置が種々提案されている。 Conventionally, in order to prevent image shake due to camera shake that is likely to occur during handheld shooting of a video camera, shake information of the video camera is detected by shake detection means, and the shake is optically or electronically canceled according to the detection result. Various types of camera shake correction devices that realize camera shake correction by doing so have been proposed.
この手振れ補正装置は、例えばCCDイメージセンサの前段に設けられ被写体からの撮像光の光軸補正を行うアクティブプリズムと、ビデオカメラの垂直方向及び水平方向の角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサの出力角速度データに基づいてアクティブプリズムを駆動する制御部等を備えている。 The camera shake correction device includes, for example, an active prism provided in front of a CCD image sensor for correcting an optical axis of imaging light from a subject, an angular velocity sensor for detecting vertical and horizontal angular velocities of a video camera, and an angular velocity sensor And a controller for driving the active prism based on the output angular velocity data.
そして、上記制御部は、ハイパスフィルタ及び積分回路を有しており、このハイパスフィルタにより上記角速度データから直流成分を除去し、上記積分回路により角速度を示す角速度データを手振れの角度を示す角度データに変換して上記アクティブプリズムに供給する。このアクティブプリズムは、供給された角度データに応じて撮像光の光軸を補正して、被写体の同位置からの光がCCDイメージセンサの同じ位置に受光されるように手振れ補正を行う。 The control unit has a high-pass filter and an integration circuit, removes a DC component from the angular velocity data by the high-pass filter, and converts the angular velocity data indicating the angular velocity into angle data indicating the angle of camera shake by the integration circuit. It is converted and supplied to the active prism. The active prism corrects the optical axis of the imaging light in accordance with the supplied angle data, and performs camera shake correction so that light from the same position of the subject is received at the same position of the CCD image sensor.
しかしながら、上記の手振れ補正装置を搭載した従来のビデオカメラは、パンニングあるいはティルティングを行ったときでも手振れ補正装置によって手振れ補正が行われているために、パンニング又はティルティング方向と逆方向にアクティブプリズムの光軸が補正され、いわゆる揺り戻し現象が起こり、パンニング及びティルティングを行っているにもかかわらず撮影される画像中の被写体の位置が変化しない等の問題があった。 However, the conventional video camera equipped with the above-described image stabilization apparatus has an active prism in a direction opposite to the panning or tilting direction because the image stabilization is performed by the image stabilization apparatus even when panning or tilting is performed. Is corrected, so-called swing-back phenomenon occurs, and there is a problem that the position of the subject in the captured image does not change despite performing panning and tilting.
そこで、上述のハイパスフィルタの回路特性を切り換え、手振れ時とパンニング又はティルティング時との判別を行い、この判別結果に応じた手振れ補正を行うことにより、手振れ補正の精度を向上させることができるビデオカメラが従来提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, by switching the circuit characteristics of the above-described high-pass filter, discriminating between camera shake and panning or tilting, and performing camera shake correction according to the discrimination result, it is possible to improve the accuracy of camera shake correction. A camera has been conventionally proposed (for example, see Patent Document 1).
ところで、近年ビデオカメラの高画質化が進み、手振れ補正機能そのものに要求される精度も高くなってきている。特に微小振幅の手振れであっても確実に補正できることが必要になってきており、これに対応するには手振れ検出手段に広いダイナミックレンジを必要とする。 By the way, in recent years, the image quality of video cameras has been improved, and the accuracy required for the camera shake correction function itself has also been increased. In particular, it has become necessary to be able to surely correct even a small-amplitude camera shake, and a wide dynamic range is required for the camera shake detection means to cope with this.
しかるに、特許文献1記載の従来のビデオカメラでは、手振れ補正時には、角速度センサにより垂直方向及び水平方向の角速度を検出してフィルタと増幅回路を介して10ビットのA/D変換器に供給し、これにより角速度検出データを形成し、更にこの角速度検出データから手振れ検出信号を生成する構成であるため、微小振幅の手振れ検出には、ダイナミックレンジが充分ではない。これに対応するには、A/D変換器に広いダイナミックレンジのものを用いればよいが現実的ではなく、また手振れ補正装置の規模増大や処理速度の低下などの問題がある。
However, in the conventional video camera described in
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、角速度センサから出力されるセンサ信号を互いに異なるゲインが付与された複数のセンサ信号に変換し、複数のセンサ信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているか否かに応じて、最適のゲインのセンサ信号のサンプリング点の値を選択するか、又は複数のサンプリング点の値から補間することにより、回路規模を増大することなく手振れ補正装置に高いダイナミックレンジを確保することができる情報信号処理方法及びビデオカメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and converts a sensor signal output from an angular velocity sensor into a plurality of sensor signals to which gains different from each other are provided, and a value of a sampling point of the plurality of sensor signals defines a dynamic range. By selecting a value of the sampling point of the sensor signal having the optimum gain or interpolating from the values of the plurality of sampling points depending on whether or not the value exceeds the maximum value, it is possible to increase the value of the camera shake correction device without increasing the circuit scale. It is an object of the present invention to provide an information signal processing method and a video camera capable of securing a dynamic range.
上記の目的を達成するため、第1の発明の情報信号処理方法は、入力アナログ信号をダイナミックレンジが有限の伝送系で伝送するための情報信号処理方法であって、入力アナログ信号を互いに異なるゲインが付与された複数のアナログ信号に変換して、伝送系を伝送させる第1のステップと、伝送された複数のアナログ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして複数のデジタル信号を生成する第2のステップと、複数のデジタル信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインが付与されたデジタル信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタル信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、ダイナミックレンジを超えていないデジタル信号の中で最も大きなゲインが付与されたデジタル信号の第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択する第3のステップとを含み、第3のステップにより選択されたサンプリング点の値を時系列的に合成したアナログ信号を出力することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an information signal processing method according to a first aspect of the present invention is an information signal processing method for transmitting an input analog signal through a transmission system having a finite dynamic range. A first step of converting the transmitted analog signals into a plurality of analog signals to which a transmission system is transmitted, and a step of separately sampling the transmitted plurality of analog signals with a predetermined sampling clock to generate a plurality of digital signals.
この発明では、互いにゲインの異なる複数のデジタル信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインのデジタル信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタル信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、ダイナミックレンジを超えていないデジタル信号の中で最もゲインの大きなデジタル信号の第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択するようにしたため、ダイナミックレンジが有限な系において、小振幅のアナログ信号をできるだけゲインの大きなデジタル信号として伝送することができる。 According to the present invention, when the values of the sampling points of a plurality of digital signals having different gains from each other do not exceed the dynamic range, the values of the sampling points of the digital signal having the maximum gain are selected, and one or more of the digital signals are selected. When the value of the first sampling point exceeds the dynamic range, the second signal adjacent to one or both sides of the first sampling point of the digital signal having the largest gain among the digital signals not exceeding the dynamic range. Since an interpolated value is selected using the value of the sampling point, a small-amplitude analog signal can be transmitted as a digital signal having as large a gain as possible in a system having a finite dynamic range.
また、上記の目的を達成するため、第2の発明の情報信号処理方法は、入力アナログ信号をダイナミックレンジが有限の伝送系で伝送するための情報信号処理方法であって、入力アナログ信号を所定値以下の小振幅の信号部分を拡大した第1のアナログ信号と、所定値よりも大振幅の信号部分の振幅を表わす第2のアナログ信号とに変換して、伝送系を伝送させる第1のステップと、伝送された第1及び第2のアナログ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして第1及び第2のデジタル信号を生成する第2のステップと、第1のデジタル信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、そのサンプリング点の値を選択し、第1のデジタル信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、第2のデジタル信号の第1のサンプリング点の両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて所定の演算式により算出して得たダイナミックレンジよりも大なる補間値を選択する第3のステップとを含み、第3のステップにより選択されたサンプリング点の値を時系列的に合成したセンサ信号を出力することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an information signal processing method according to a second invention is an information signal processing method for transmitting an input analog signal through a transmission system having a finite dynamic range. A first analog signal obtained by enlarging a signal portion having a small amplitude equal to or less than a value and a second analog signal representing the amplitude of a signal portion having a larger amplitude than a predetermined value, and transmitting the signal through a transmission system; A step of separately sampling the transmitted first and second analog signals with a predetermined sampling clock to generate first and second digital signals, and a sampling point of the first digital signal. If the value of the first digital signal does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point is selected, and the value of the first sampling point of the first digital signal exceeds the dynamic range. The interpolation value larger than the dynamic range calculated by a predetermined arithmetic expression using the values of the second sampling points adjacent to both sides of the first sampling point of the second digital signal. And outputting a sensor signal in which the values of the sampling points selected in the third step are synthesized in time series.
この発明では、入力アナログ信号を所定値以下の小振幅の信号部分を拡大した第1のデジタル信号と、所定値よりも大振幅の信号部分の振幅を表わす第2のデジタル信号のうち、第1のデジタル信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、そのサンプリング点の値を選択し、第1のデジタル信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、第2のデジタル信号の第1のサンプリング点の両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて所定の演算式により算出して得たダイナミックレンジよりも大なる補間値を選択するようにしたため、ダイナミックレンジが有限な系において、小振幅センサ信号をできるだけゲインの大きな第1のデジタル信号として伝送することができる。 According to the present invention, of the first digital signal obtained by enlarging the signal portion having a small amplitude equal to or smaller than a predetermined value from the input analog signal and the first digital signal representing the amplitude of the signal portion having a larger amplitude than the predetermined value, When the value of the sampling point of the digital signal does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point is selected. When the value of the first sampling point of the first digital signal exceeds the dynamic range, An interpolation value larger than a dynamic range calculated by a predetermined arithmetic expression using values of second sampling points adjacent to both sides of the first sampling point of the second digital signal is selected. In a system having a finite dynamic range, a small-amplitude sensor signal can be transmitted as a first digital signal having as large a gain as possible.
また、上記の目的を達成するため、第3の発明のビデオカメラは、撮像素子により撮像して得られた映像信号を映像信号メモリに一時的に保存すると共に、角速度センサにより得られたセンサ信号をダイナミックレンジが有限の伝送系で伝送し、伝送されたセンサ信号により得られた手振れ補正信号に基づき、映像信号メモリの読み出し位置を可変制御することにより、映像信号メモリから手振れ補正された映像信号を読み出すビデオカメラであって、角速度センサにより得られたセンサ信号を互いに異なるゲインが付与された複数のセンサ信号に変換する変換手段と、複数のセンサ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして複数のデジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段と、複数のデジタルセンサ信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインのデジタルセンサ信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、ダイナミックレンジを超えていないデジタルセンサ信号の中で最もゲインの大きなデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択する選択手段と、選択手段により選択されたサンプリング点の値の時系列合成信号に基づき、手振れ補正信号を生成する手振れ補正信号生成手段とを有することを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, a video camera according to a third aspect of the present invention temporarily stores a video signal obtained by imaging with an image sensor in a video signal memory and a sensor signal obtained by an angular velocity sensor. Is transmitted in a transmission system having a finite dynamic range, and based on the camera shake correction signal obtained from the transmitted sensor signal, the readout position of the video signal memory is variably controlled, so that the video signal corrected from the video signal memory is A conversion means for converting a sensor signal obtained by an angular velocity sensor into a plurality of sensor signals provided with different gains, and separately sampling the plurality of sensor signals with a predetermined sampling clock. A / D conversion means for generating a plurality of digital sensor signals, and a sampler for the plurality of digital sensor signals When the value of the sampling point does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point of the digital sensor signal having the maximum gain is selected, and the value of the first sampling point of one or more digital sensor signals determines the dynamic range. If it exceeds, the interpolation is performed using the value of the second sampling point adjacent to one or both sides of the first sampling point of the digital sensor signal having the largest gain among the digital sensor signals not exceeding the dynamic range. It is characterized by comprising a selection means for selecting a value, and a camera shake correction signal generation means for generating a camera shake correction signal based on a time-series synthesized signal of the values of the sampling points selected by the selection means.
この発明では、互いにゲインの異なる複数のデジタルセンサ信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインのデジタルセンサ信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、ダイナミックレンジを超えていないデジタルセンサ信号の中で最もゲインの大きなデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択するようにしたため、小振幅のセンサ信号をできるだけゲインの大きなデジタルセンサ信号に変換して伝送し、このデジタルセンサ信号に基づき手振れ補正信号を生成することができる。 According to the present invention, when the values of the sampling points of the plurality of digital sensor signals having different gains do not exceed the dynamic range, the value of the sampling point of the digital sensor signal having the maximum gain is selected, and one or more digital values are selected. When the value of the first sampling point of the sensor signal exceeds the dynamic range, one or both sides of the first sampling point of the digital sensor signal having the largest gain among the digital sensor signals not exceeding the dynamic range. Since the interpolated value is selected using the value of the adjacent second sampling point, the small-amplitude sensor signal is converted into a digital sensor signal having as large a gain as possible and transmitted, and camera shake correction is performed based on the digital sensor signal. A signal can be generated.
また、上記の目的を達成するため、第4の発明のビデオカメラは、角速度センサにより得られるセンサ信号を所定値以下の小振幅の信号部分を拡大した第1のセンサ信号と、所定値よりも大振幅の信号部分の振幅を表わす第2のセンサ信号とに変換する変換手段と、第1及び第2のセンサ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして第1及び第2のデジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段と、第1のデジタルセンサ信号のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えていないときは、そのサンプリング点の値を選択し、第1のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の値がダイナミックレンジを超えているときは、第2のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて所定の演算式により算出して得たダイナミックレンジよりも大なる補間値を選択する選択手段と、選択手段により選択されたサンプリング点の値の時系列合成信号に基づき、手振れ補正信号を生成する手振れ補正信号生成手段とを有する構成としたものである。この発明では、ダイナミックレンジが有限な系において、小振幅センサ信号をできるだけゲインの大きな第1のデジタルセンサ信号として伝送することができる。 In order to achieve the above object, a video camera according to a fourth aspect of the present invention includes a first sensor signal obtained by enlarging a signal portion having a small amplitude equal to or smaller than a predetermined value from a sensor signal obtained by an angular velocity sensor, and Converting means for converting the signal into a second sensor signal representing the amplitude of the large-amplitude signal portion; and first and second digital sensor signals obtained by separately sampling the first and second sensor signals with a predetermined sampling clock. A / D conversion means for generating the first digital sensor signal, and when the value of the sampling point of the first digital sensor signal does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point is selected. When the value of the sampling point exceeds the dynamic range, the second digital sensor signal of the second sampling point adjacent to both sides of the first sampling point is output. Selecting means for selecting an interpolated value larger than the dynamic range obtained by calculating a predetermined arithmetic expression using, and a camera shake correction signal based on a time-series synthesized signal of sampling point values selected by the selecting means. And a camera shake correction signal generating means for generating. According to the present invention, in a system having a finite dynamic range, a small-amplitude sensor signal can be transmitted as a first digital sensor signal having a gain as large as possible.
更に、上記の目的を達成するため、本発明のビデオカメラは、入来光を撮像素子にて映像信号に変換し一時的に映像信号メモリに保存して、角速度センサを用いて得られた角速度信号から映像信号メモリの読み出し位置を算出して、映像信号メモリの映像信号の読み出し位置を可変することによって手振れ補正を実現するビデオカメラにおいて、角速度センサからの出力信号を第1の利得値で増幅して第1の増幅信号を出力する第1の信号増幅手段と、角速度センサからの出力信号を第1の利得値よりも大きい第2の利得値で増幅して第2の増幅信号を出力する第2の信号増幅手段と、第1及び第2の増幅信号を映像信号メモリを駆動する映像周期の2倍の周期で切り換える選択手段と、選択手段により選択された第1及び第2の増幅信号をサンプリングするA/Dコンバータと、A/Dコンバータにより第1の増幅信号をサンプリングして得られた第1のデジタル信号をビット拡張により利得補正するビット拡張手段と、ビット拡張手段から出力される第1のデジタル信号を格納する第1のメモリと、A/Dコンバータにより第2の増幅信号をサンプリングして得られた第2のデジタル信号を格納する第2のメモリと、第1及び第2のメモリからそれぞれ出力される第1及び第2のデジタル信号の一方を選択するメモリ出力選択手段と、第1のメモリから出力される利得補正された第1のデジタル信号の値が所定値に達することを検出した場合は、メモリ出力選択手段が第1のメモリから出力される第1のデジタル信号を選択し、利得補正された第1のデジタル信号の値が所定値未満のときはメモリ出力手段が第2のメモリから出力される第2のデジタル信号を選択するようにメモリ出力選択手段を制御する出力制御手段と、メモリ出力選択手段により選択されて出力された第1又は第2のデジタル信号に基づいて映像信号メモリの読み出し位置を示す手振れ補正信号を生成する手振れ補正信号生成手段とを有し、手振れ補正信号により映像信号メモリの読み出し位置を可変して手振れ補正を実現することを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, the video camera of the present invention converts an incoming light into a video signal by an image sensor, temporarily stores the video signal in a video signal memory, and obtains an angular velocity obtained by using an angular velocity sensor. In a video camera that calculates a read position of a video signal memory from a signal and changes a read position of a video signal in the video signal memory to realize camera shake correction, an output signal from an angular velocity sensor is amplified by a first gain value. And a first signal amplifying means for outputting a first amplified signal, and amplifying the output signal from the angular velocity sensor with a second gain value larger than the first gain value, and outputting a second amplified signal. Second signal amplifying means, selecting means for switching the first and second amplified signals at a cycle twice as long as the video cycle for driving the video signal memory, and first and second amplified signals selected by the selecting means To An A / D converter for sampling, a bit extension means for correcting the gain of the first digital signal obtained by sampling the first amplified signal by the A / D converter by bit extension, and a second signal output from the bit extension means. A first memory for storing one digital signal, a second memory for storing a second digital signal obtained by sampling a second amplified signal by an A / D converter, and a first and a second memory. Memory output selection means for selecting one of the first and second digital signals respectively output from the memory, and a value of the gain-corrected first digital signal output from the first memory reaching a predetermined value Is detected, the memory output selection means selects the first digital signal output from the first memory, and the value of the gain-corrected first digital signal becomes a predetermined value. When it is full, the memory output means controls the memory output selection means so as to select the second digital signal output from the second memory, and the second output signal selected and output by the memory output selection means. A camera shake correction signal generating means for generating a camera shake correction signal indicating a read position of the video signal memory based on the first or second digital signal, wherein the camera shake correction is performed by changing the read position of the video signal memory based on the camera shake correction signal. Is realized.
本発明の情報信号処理方法によれば、ダイナミックレンジが有限な系において、小振幅のセンサ信号をできるだけゲインの大きなデジタルセンサ信号として伝送できるようにしたため、デジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段としてダイナミックレンジの比較的な小さなものを使用して、小振幅のセンサ信号を高精度で伝送できる。 According to the information signal processing method of the present invention, in a system having a finite dynamic range, a small-amplitude sensor signal can be transmitted as a digital sensor signal having a gain as large as possible. As a result, a sensor signal having a small amplitude can be transmitted with high accuracy using a signal having a relatively small dynamic range.
また、本発明のビデオカメラによれば、角速度センサにより手振れを検出して得られるセンサ信号のうち、小振幅のセンサ信号をできるだけゲインの大きなデジタルセンサ信号として伝送し、このデジタルセンサ信号に基づき手振れ補正信号を生成できるようにしたため、デジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段としてダイナミックレンジの比較的な小さなものを使用して、小振幅のセンサ信号を高精度で伝送でき、これにより回路規模を増大することなく、従来よりもより高精度の手振れ補正ができる。 According to the video camera of the present invention, among the sensor signals obtained by detecting the camera shake by the angular velocity sensor, the sensor signal having a small amplitude is transmitted as a digital sensor signal having a gain as large as possible, and the camera shake is performed based on the digital sensor signal. Since the correction signal can be generated, a small-amplitude sensor signal can be transmitted with high accuracy by using an A / D converter having a relatively small dynamic range as an A / D conversion means for generating a digital sensor signal. The camera shake correction can be performed with higher accuracy than before without increasing the image quality.
更に、本発明によれば、微少振幅の手振れ時においても高いビット数が有効になっているので、マイコンによる演算処理による誤差が少なく、精度良く手振れ補正量を出力することができ、手振れ補正精度の向上が可能なビデオカメラを提供することができる。 Furthermore, according to the present invention, a high number of bits is effective even in the case of a small-amplitude camera shake, so that an error due to arithmetic processing by the microcomputer is small, and the camera shake correction amount can be output with high accuracy, and the camera shake correction accuracy A video camera capable of improving image quality can be provided.
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図1(a)は本発明になるビデオカメラの一実施の形態の概略ブロック図、同図(b)は同図(a)の要部の一実施の形態のブロック図を示す。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic block diagram of an embodiment of a video camera according to the present invention, and FIG. 1B is a block diagram of an embodiment of a main part of FIG.
まず、入来映像の処理につき同図(a)を用いて順次説明する。図示しないレンズより入来した撮像被写体光は、固体撮像素子であるCCD(電荷結合素子)31に結像されて撮像信号に光電変換された後、A/D変換部32にてデジタル変換され周知の信号処理回路33にて映像信号に整形された後、メモリ34に供給されて記憶される。
First, the processing of an incoming video will be described sequentially with reference to FIG. The imaging subject light coming from a lens (not shown) is imaged on a CCD (Charge Coupled Device) 31 which is a solid-state imaging device, photoelectrically converted into an imaging signal, and then digitally converted by an A /
一方、手振れ検出部分においては、角速度センサであるヨー(Yaw)方向(あるいはヨーイング方向)の手振れセンサ37とピッチ(Pitch)方向(あるいはピッチング方向)の手振れセンサ38からそれぞれ出力されるセンサ信号がアンプ39と40で別々に増幅された後、スイッチ(SW)46に直接供給される一方、アンプ44と45で更に別々に増幅されてSW46に供給される。SW46により選択されたヨー方向のセンサ信号とピッチ方向のセンサ信号とは、A/D変換部41、42に供給されて別々にデジタル変換された後、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと略す)43に供給される。
On the other hand, in the camera shake detection portion, sensor signals output from a
マイコン43では、後述する手振れセンサ信号処理を行い、手振れ補正信号を生成してメモリ34の読み出し位置を変更することで手振れ補正を行う。メモリ34から読み出されたデジタル映像信号は、D/A変換部35でアナログ信号に変換された後、モニタ36に供給されて手振れのない良好な被写体画像として表示される。
The
次に、図2を用いて手振れセンサ信号の処理を説明する。図2(a)は、手振れセンサ37又は38の波形を、同図(b)は、アンプ39又は40の通常利得で得られた出力波形を示している。手振れがあると、その手振れの方向に応じて手振れセンサ37及び38の両方又は一方から、手振れの大きさに応じたレベルのセンサ信号が取り出される。アンプ44、45の入力信号はアンプ39、40の出力信号であるから、アンプ44又は45の出力信号波形は、同図(b)の通常利得波形を更に増幅した同図(c)に示す拡大利得波形となる。
Next, processing of a camera shake sensor signal will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the waveform of the
この通常利得で増幅されたセンサ信号と拡大利得で増幅されたセンサ信号の2つのセンサ信号は、SW46で切り換えられてA/D変換部41、42でデジタル変換されるので、同じビット数すなわち同じDレンジ(ダイナミックレンジ)1でマイコン43に供給される。マイコン43内部では、図2(d)に示すような、後述するビット拡張によって示すDレンジ2の合成信号を得る。図2(b)に示す通常利得のセンサ信号中の小振幅部分Iはアンプ44又は45によって通常利得の大きさから同図(d)に示す合成信号中のIIで示す大きさに拡大しているので、ビット精度が向上する。この合成信号に基づき、手振れ補正信号が生成される。
The two sensor signals, the sensor signal amplified by the normal gain and the sensor signal amplified by the enlarged gain, are switched by the
次に、図1(b)のブロック図と、図3のタイムチャートと、図4のフローチャートを併せ参照して、異なるゲイン(利得)の2つのセンサ信号の合成方法について説明する。図1(b)はマイコン43の内部における利得信号の合成部分の詳細ブロック図であり、説明の便宜上、ヨー(Yaw)方向の手振れセンサ37により検出されたセンサ信号のみの処理部43aを示している。
Next, a method of synthesizing two sensor signals having different gains (gains) will be described with reference to the block diagram of FIG. 1B, the time chart of FIG. 3, and the flowchart of FIG. FIG. 1B is a detailed block diagram of a gain signal combining portion inside the
図1(a)のA/D変換部41から供給されるヨー(Yaw)方向のデジタルセンサ信号aは、SW46の端子(0)の接続期間ではアンプ39の出力信号をA/D変換して得られた通常利得のセンサ信号データであり、SW46の端子(1)の接続期間ではアンプ44の出力信号をA/D変換して得られた拡大利得のセンサ信号データである。
The digital sensor signal a in the yaw direction supplied from the A /
上記の通常利得のセンサ信号データは、図1(b)のビット拡張部43bにてアンプ44のゲイン分デジタル増幅(利得補正)された後メモリ54に格納される。ここで、アンプ44のゲインが”2”であれば、拡大利得のセンサ信号データと同じレベルとするため、上記のビット拡張部43bは通常利得のセンサ信号データを1ビット拡張し、そのLSBを0にする。
The sensor signal data of the normal gain is digitally amplified (gain corrected) by the gain of the
また、上記の拡大利得のセンサ信号データは直接メモリ55に供給されて格納される。上述のSW46の切り換えタイミング及びメモリ54、55への格納タイミングは、スイッチコントロール(SWCTL)部43fが制御している。
Further, the sensor signal data of the above-described enlarged gain is directly supplied to the
図3は利得信号のA/D変換データ取り込みの動作を示すタイムチャートで、SWCTL部43fは、同図(a)に示すように、A/D変換及びデータ取り込みパルスを従来の取り込みパルスの2倍の頻度(1/2倍の周期)で発生させ、更にそのデータ取り込みパルスに同期させ、かつ、データ取り込みパルスの2倍の周期で同図(b)に示すSW46の切り換えパルスdを生成してSW46に供給して切り換え制御する。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of acquiring the A / D conversion data of the gain signal. As shown in FIG. 3A, the
上記のA/D変換及びデータ取り込みパルスは、A/D変換部41にサンプリングパルスとして供給されると共に、メモリ54及び55に書き込みパルスとして供給される。また、上記の切り換えパルスdは、SW46に供給されてSW46をスイッチング制御すると共に、メモリ54及び55に供給されてどちらか一方のみを書き込み動作可能とし、その書き込み動作可能なメモリを交互に切り換える。ここでは、切り換えパルスdのローレベル期間ではメモリ54が書き込み動作可能状態に制御され、ハイレベル期間ではメモリ55が書き込み動作可能状態に制御される。
The above-described A / D conversion and data capture pulse is supplied to the A /
SW46は切り換えパルスdのローレベル期間では端子(0)の入力信号を選択するように接続制御され、これにより端子(0)を経たアンプ39からの通常利得のセンサ信号データが、ビット拡張部43bでビット拡張(利得補正)された後、このローレベル期間内の同図(a)のデータ取り込みパルスに基づきメモリ54に格納される。また、SW46は切り換えパルスdのハイレベル期間では端子(1)の入力信号を選択するように接続制御され、これにより端子(1)を経たアンプ44からの拡大利得のセンサ信号データが、このハイレベル期間内の同図(a)のデータ取り込みパルスに基づきメモリ55に格納される。
The
従って、メモリ54と55のデータ格納状態は図3(c)、(d)に模式的に示す如くになる。その後、メモリ54と55に格納された増幅センサ信号データを、後述するようにSW43cで選択合成することにより、図3(e)に模式的に示す手振れ補正に使用するための補正使用値cが得られる。
Accordingly, the data storage states of the
次に、図4に示すフローチャートを用いて、メモリ54、55にデータを格納する動作、及び格納されたデータからセンサ信号を選択合成する動作について更に詳細に説明する。まず、図4(a)を用いてセンサ信号データの取り込み動作について説明する。図1(a)に示したSW46の出力であるセンサ信号(角速度信号)がA/D変換部41に入力されると(ステップS50)、このセンサ信号がA/D変換部41でA/D変換されてセンサ信号データとなる(ステップS51)。
Next, the operation of storing data in the
次に、SW46が端子(1)に接続されているか判定され(ステップS52)、端子(1)接続されている期間内では、A/D変換部41からのセンサ信号データをメモリ55に格納する(ステップS54)。他方、SW46が端子(0)に接続されている場合は、利得補正によってアンプ44(又は45)と同じ利得だけビット拡張した後(ステップS53)、メモリ54に格納する(ステップS55)。こうしてセンサ信号データの取り込みを終了する(ステップS56)。
Next, it is determined whether or not the
次に、図4(b)を用いてセンサ信号データを選択合成し、手振れ補正信号を生成する動作について説明する。図4(a)に示す手順に従ってセンサ信号データのメモリ54及び55への取り込みを終了すると、手振れ補正信号の生成が開始される(ステップS60)。
Next, an operation of selectively synthesizing sensor signal data and generating a camera shake correction signal will be described with reference to FIG. When the capture of the sensor signal data into the
図1(b)に示したデータ制御部43eには、手振れの大きさを判別するための基準値Comが予め設定されている(ステップS61)。この基準値Comのデフォルト値は、アンプ44及び45のDレンジの最大値に相当する値であり、調整可能になっている。データ制御部43eは、まず、メモリ54に格納されている利得補正(ビット拡張)されたセンサ信号データを読み出し、その利得補正されたセンサ信号データが、上記の基準値Comより大きく、かつ、2クロック以上連続するかどうか判定する(ステップS62)。2クロック、すなわち、SW46切り換えパルスと同一周期のクロックが2個以上連続するかどうかを判定するのは、ノイズによる誤検出防止のためである。
In the
データ制御部43eは、利得補正されたセンサ信号データが上記の基準値Comより大きく、かつ、2クロック以上連続すると判定した場合は(ステップS62Yes)、メモリ55に格納されている拡大利得のセンサ信号データが飽和しているので、メモリ54に格納されている利得補正されたセンサ信号データを、メモリ54から読み出して手振れ補正信号生成部43dへ供給するようにスイッチ(SW)43cを切り換え制御する(ステップS63)。
If the
他方、メモリ54に格納されている利得補正されたセンサ信号データが基準値Com以下の場合は(ステップS62No)、メモリ55に格納されている拡大利得のセンサ信号データが飽和しておらず、図2(c)に示すように小振幅部分がDレンジ1以内の状態であるので、データ制御部43eはメモリ55に格納されている拡大利得のセンサ信号データを、メモリ55から読み出して手振れ補正信号生成部43dへ供給するようにスイッチ(SW)43cを切り換え制御する(ステップS64)。
On the other hand, when the gain-corrected sensor signal data stored in the
なお、メモリ54に格納されている利得補正されたセンサ信号データが基準値Com以下の場合、利得補正されたセンサ信号データを選択せず、拡大利得のセンサ信号データを選択するのは、ビット拡張部43bによりデジタル信号の単純なビット拡張による利得補正が行われたセンサ信号データに比べ、2つのアンプ39及び44で増幅された後でA/D変換することにより生成された拡大利得のセンサ信号データの方が、小振幅部分のレベルにより忠実な分解能の高いデータであるためであり、これにより、A/D変換部41として従来と同じ例えば10ビットのA/D変換器を用いたとしても、小振幅部分のより高精度な手振れ補正を行うことができる。
When the gain-corrected sensor signal data stored in the
このように、メモリ54に格納されている利得補正された通常利得のセンサ信号データと基準値Comとの比較結果に応じて手振れの大きさを判別し、メモリ54あるいはメモリ55に格納されているセンサ信号データのどちらを用いるか決定して読み出すことにより、図2(d)に示したDレンジ2の時系列合成信号がSW43cから得られる。なお、この合成信号は、前述した補正使用値cに相当する。
As described above, the magnitude of the camera shake is determined in accordance with the comparison result between the gain-corrected normal gain sensor signal data stored in the
その後、図1(b)の手振れ補正信号生成部43dにおいて、入力されたセンサ信号データ(合成信号)に対して、高域フィルタ(HPF)によるDC(直流)成分除去(ステップS65)、HPFによるパンチルト成分の除去(ステップS66)、低域フィルタ(LPF)による積分処理(ステップS67)が順次に施され、最後にズーム倍率を補正するためのズームゲイン処理(ステップS68)が施される。
Thereafter, in the camera shake correction
このようにして、手振れ補正信号生成部43dにおいて生成された手振れ補正信号はメモリ34へ出力される(ステップS69)。この手振れ補正信号によりメモリ34の読み出し位置が制御されてヨー(Yaw)方向の手振れが補正された映像信号がメモリ34から読み出される。
The camera shake correction signal generated by the camera shake correction
なお、図1(a)のA/D変換部42から供給されるピッチ(Pitch)方向のデジタルセンサ信号bに対しても、ヨー(Yaw)方向の処理部43aと同様の構成の処理部43gで上記と同様の処理が並行して行われ、ピッチ(Pitch)方向の手振れが補正された映像信号がメモリ34から読み出される。
The
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図5(a)は図1(a)に示したアンプ39(又はアンプ40、以下ヨー(Yaw)方向センサ37の出力のみについて示すが、ピッチ(Pitch)方向センサ38の出力についても同じである。)の出力信号波形、図5(b)はアンプ44の出力信号波形を示す。これらの信号波形は、SW46で切り換えられるので、SW46の出力信号波形は、図5(c)のようになる。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5A shows only the output of the amplifier 39 (or the
ここで、A/D変換部41のダイナミックレンジの限界をTHとすると、大振幅信号はTHで飽和するので、図5(d)のような信号波形がA/D変換部41にてサンプリングされる。そのサンプリングの様子は図5(e)に示される。同図(e)において、p1、p2、・・・はアンプ39の出力信号波形に関するサンプリング点、q1、q2、・・・は、アンプ44の出力信号波形に関するサンプリング点を表す。これらのサンプリング点のレベルがデジタル信号とされる。
Here, assuming that the limit of the dynamic range of the A /
図5(f)はA/D変換部41によるA/D変換後に補間処理を行った後のデジタル情報をアナログ波形で示したものである。アンプ44の出力信号がA/D変換部41のダイナミックレンジの限界(飽和レベル)TH未満であるときは、アンプ44の出力信号のサンプリング点q1、q2、・・・の情報を用い、アンプ44の出力信号がA/D変換部41のダイナミックレンジの限界THを超えているとき、すなわち、サンプリング点q*(*は自然数)の値がTHのときは、アンプ39の出力信号のサンプリング点p1、p2、・・・の情報を用いて補間する。
FIG. 5F shows digital information obtained by performing an interpolation process after the A / D conversion by the A /
その補間方法は、例えば次のようなものである。 The interpolation method is, for example, as follows.
(第1の補間方法)
この第1の補間方法は、補間しようとしているアンプ44の出力信号のサンプリング点の隣りのアンプ39の出力信号のサンプリング点の情報(例えば図5(e)において、q5ならばp5またはp6)の値を2倍(A/D変換後はデジタル化されて二進法で表現されているので、単にビットシフトを行えばよい)したものを、図5(f)にr5で示すように補間する。
(First interpolation method)
In the first interpolation method, information on the sampling point of the output signal of the
後の時点の信号で補間する場合には、後から来る信号を用いて処理ができるようにするためにバッファを用いる。図5のサンプリング点p1、p2、・・・及びq1、q2、・・・について具体的に示すと、図6に示すようになる。図6(a)〜(e)に示す信号は、図3(a)〜(e)に示す信号と対応したものであり、補正使用値は図6(e)に示すように、サンプリング点q*(*は自然数)の値がTHのとき、アンプ39の出力信号のサンプリング点p*の情報を2倍して得られた補間値r5〜r8が用いられる。この値r5〜r8は、図5(f)に示した値である。
When interpolating with a signal at a later point in time, a buffer is used so that processing can be performed using the signal coming later. Specifically, the sampling points p1, p2,... And q1, q2,. The signals shown in FIGS. 6A to 6E correspond to the signals shown in FIGS. 3A to 3E, and the correction use value is, as shown in FIG. When the value of * (* is a natural number) is TH, interpolation values r5 to r8 obtained by doubling the information of the sampling point p * of the output signal of the
この場合、補間された値は振幅方向の分解能が1/2となるが、ビットシフトという簡単な処理で実現できるという利点がある。この分解能の低下については、大振幅時に起こるのであるが、例えば高精細ビデオ撮影用ビデオカメラにおいて、大振幅の手振れに対しては従来並みの補正は行うこととし、画像が高精細であることにより特に細かい手振れが問題になるために、小振幅の手振れに対しては特に高精度に補正することにすれば、大振幅の手振れが起きるのは比較的頻度が少なく、ユーザーがしっかり構えたつもりでも高精細画像の撮影としては細かく振れていることによる手振れは恒常的であるので、この細かい手振れが高精度に補正されるだけでも得られる画像において大きな改善となるものである。 In this case, the interpolated value has half the resolution in the amplitude direction, but has the advantage that it can be realized by a simple process of bit shifting. This decrease in resolution occurs at the time of large amplitude.For example, in a video camera for high-definition video shooting, correction of a large amplitude camera shake is to be performed at the same level as before, and since the image is high-definition, In particular, if the correction is made with high precision for small amplitude camera shakes, large amplitude camera shakes occur relatively infrequently, even if the user intends to hold the camera firmly. As a high-definition image is photographed, since the camera shake due to the minute shake is constant, even if the minute camera shake is corrected with high accuracy, it is a great improvement in the image obtained.
なお、この例では、SWによる切り換え出力をサンプリングした信号において補間しようとする点の前または後の値から得た値で代用するため、時間的に一つ前後の時点の情報で代用することになる。これについては、手振れ検出出力の信号の変化がサンプリング周期に対して十分ゆっくりしている場合には実質上問題にならない。 In this example, the switching output by the SW is substituted by the value obtained from the value before or after the point to be interpolated in the sampled signal, and therefore, the information at one time before or after one point in time is substituted. Become. This does not substantially matter if the change in the signal of the camera shake detection output is sufficiently slow with respect to the sampling period.
(第2の補間方法)
第2の補間方法は、補間しようとしているアンプ44の出力信号のサンプリング点(例えば、q5)の両隣のアンプ39の出力信号のサンプリング点(例えば、p5及びp6)の情報を加算してr5として補間する。この場合、補間しようとしている点の前後の時点の情報から補間されるので、q5の時点の情報を予測していることになる。この方法によれば、例えばp5の値が”6”でp6の値が”7”の場合、その加算値は”13”となり、予測補間された値ではあるものの、第1の補間方法のように分解能が低下することはない。
(Second interpolation method)
In the second interpolation method, information on the sampling points (for example, p5 and p6) of the output signals of the
この第2の補間方法による各波形を図5のp1、p2、・・・及びq1、q2、・・・について具体的に示すと、図7(a)〜(e)のようになる。図7(a)〜(e)に示す信号は、図3(a)〜(e)に示す信号と対応したものであり、補正使用値は図7(e)に示すように、サンプリング点q*(*は自然数)の値がTHのとき、そのサンプリング点の両隣のアンプ39の出力信号のサンプリング点の情報を加算して得られた補間値r5〜r8が用いられる。
.. And q1, q2,... In FIG. 5 are specifically shown in FIG. 7 (a) to FIG. 7 (e). The signals shown in FIGS. 7A to 7E correspond to the signals shown in FIGS. 3A to 3E, and the correction use value is, as shown in FIG. When the value of * (* is a natural number) is TH, interpolation values r5 to r8 obtained by adding information on the sampling points of the output signals of the
このように、第1及び第2の補間方法によれば、小振幅信号に対しては大きなゲインでA/D変換部41、42に入力し、このゲインではA/D変換部41、42のダイナミックレンジに対して飽和するような大振幅信号に対しては、隣接するサンプリング点において、より小さなゲインの信号を配置してその信号から補間することにより、小振幅の手振れにおいて高精度な補正を行うと共に、大振幅の手振れに対しても補間作成された信号により補正手段に対して大振幅分に見合った量の駆動を行うことができる。
As described above, according to the first and second interpolation methods, a small-amplitude signal is input to the A /
なお、前記第1の補間方法では、補間するための信号は補間される点よりもサンプリング周期分ずれた時点の信号になるが、この時間のずれを生じないように補間信号と被補間信号の時点を合わせるには、アンプ39及びアンプ44のいずれかの出力において、SW46に入力する前にサンプリング周期分の遅延回路を挿入すればよい。
In the first interpolation method, the signal to be interpolated is a signal at a time point shifted by the sampling period from the point to be interpolated, but the interpolated signal and the interpolated signal are shifted so as not to cause this time lag. In order to adjust the time, a delay circuit for a sampling period may be inserted in the output of either the
また、前のサンプリング点から作った情報で補間する場合(具体的には、例えば図5(e)において、q5の時点の信号をp5の信号を2倍することで補間する場合)には、図8のようにアンプ44(及び45)側に1サンプル周期分の遅延回路47(及び48)を挿入し、後のサンプリング点から作った情報で補間する場合(具体的には、例えば図5(e)において、q5の時点の信号をp6の信号を2倍することで補間する場合)には、図9のようにアンプ39(及び40)側に1サンプル周期分の遅延回路49(及び50)を挿入すればよい。 In addition, when interpolating with information created from the previous sampling point (specifically, for example, in FIG. 5E, when interpolating the signal at the time point of q5 by doubling the signal of p5), When a delay circuit 47 (and 48) for one sample period is inserted into the amplifier 44 (and 45) side as shown in FIG. 8, and interpolation is performed using information generated from a subsequent sampling point (specifically, for example, FIG. In (e), when the signal at the time point of q5 is interpolated by doubling the signal of p6), as shown in FIG. 9, the delay circuit 49 (and 40) for one sample period is provided to the amplifier 39 (and 40) side. 50) may be inserted.
なお、以上の実施の形態では、一つのセンサ37(又は38)の出力センサ信号から、ゲインの異なる2つのセンサ信号を生成するために2つのアンプ39及び44(又はアンプ40及び45)を用意したが、図5(c)のような波形を得るには、一つのセンサ37(又は38)の出力センサ信号を振幅変調(AM変調)して2つのセンサ信号を得るようにしてもよい。
In the above embodiment, two
すなわち、図10に示すように、各センサ37、38から出力されるセンサ信号は、AM変調器101、102で振幅変調されて、A/D変換部41、42に供給される。AM変調器101、102には、SW46の切り換えパルスdを搬送波として供給する。これにより、AM変調器101、102からはゲインの異なる2つのセンサ信号が切り換えパルスの周期で時系列的に合成された波形がAM変調波として出力される。ここで、センサ出力はセンサ37、38の後段に設けられたプリアンプ等で適宜増幅されてもよい。
That is, as shown in FIG. 10, the sensor signals output from the
また、以上の実施の形態では、異なる2つのゲインの信号を順次サンプリングするように説明したが、2つのゲインの信号に限るものではなく、例えば図11に示すように、3つのアンプ201、202及び203を用いることにより、3つのゲインの信号をSW206で切り換えるようにしてもよい。ここでは、後のサンプリング点を用いて補間するとして、図9と同様に遅延回路204、205によりサンプリングされる元の信号の時点が補間時に揃うようにされている。
Further, in the above-described embodiment, a description has been given of sequentially sampling signals of two different gains. However, the present invention is not limited to the signal of two gains. For example, as shown in FIG. And 203, the signals of three gains may be switched by the
例えば、手振れセンサの出力センサ信号を最初に増幅するアンプ201のゲインを”1”とすると、アンプ201の出力センサ信号をそれぞれ増幅するアンプ202及び203のうち、アンプ202のゲインが”2”、アンプ203のゲインが”4”とされる。これら3つのゲインのアンプ201〜203の各出力センサ信号について、図5(e)と(f)を合わせたものに対応する図を図12に示す。
For example, assuming that the gain of the
この図12においては、遅延回路204及び205による時間合わせも反映している。最大ゲインのサンプル点での情報がA/D変換部41(又は42)の飽和レベルTHに達していないとき(例えばs1、s2)にはその情報を用い、飽和レベルTHに達しているとき(例えばs3、s4等)には次に大きなゲインのサンプル点の情報(例えばs3に対してt3)を用いてビットシフト等により補間を行い(例えばv3を得る)、更にこれでもまだ飽和レベルTHに達しているとき(例えばs7もt7も飽和)には、更に最小ゲインのサンプル点の情報(例えばu7)を用いて補間を行う(例えばv7を得る)。
In FIG. 12, the time adjustment by the
このように、複数のゲインを切り換えてサンプルするようにA/D変換を行って補間を行うことで、センサで検出された微小な変動については非常に大きな分解能で精度良く検出を行い、それよりはやや大きい変動に対しては中程度の分解能で検出を行い、非常に大きな変動に対しても分解能の精度は大まかではあるが、変動の大きさに対応した量の情報を手振れ補正用のマイコンに送ることができ、微小変動を精度良く検出することと幅広い変動範囲をカバーすることの両立が実現できる。以上、3つのゲインの切り換えについて述べたが、4つ以上のゲインの切り換えについても同様に実現できる。 As described above, by performing A / D conversion and performing interpolation so as to sample by switching a plurality of gains, minute fluctuations detected by the sensor are accurately detected with a very large resolution. The microcomputer detects small fluctuations with medium resolution, and the resolution of very large fluctuations is rough, but the amount of information corresponding to the magnitude of fluctuations is calculated by a microcomputer for camera shake correction. Thus, it is possible to realize both the detection of minute fluctuations with high accuracy and the coverage of a wide fluctuation range. The switching of three gains has been described above, but the switching of four or more gains can be similarly realized.
また、以上の実施の形態では、A/D変換部41、42のようなダイナミックレンジが有限の伝送系で特に小振幅の信号を高精度に伝送するように説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下に説明するノンリニア回路を用いた伝送系にも適用できる。
Further, in the above-described embodiments, the transmission system having a finite dynamic range such as the A /
図13は本発明の要部の他の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1(a)と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図13に示す実施の形態では、ノンリニア回路の一種としてのコアリング回路71及び72を用いて、コアリング回路71、72を通ったセンサ信号と、コアリング回路71、72を通らず遅延回路51、52で遅延されたセンサ信号とをSW46で切り換えるものである。コアリング回路71及び72の入出力特性は、例えば図14(a)に示すように、入力の小振幅について不感帯を持っており、この不感帯以外の入出力特性の傾きは同図(a)では1とされている。
FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the main part of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 13, the sensor signals passing through the
図15は図13に示した回路の動作説明用信号波形図である。図15(a)〜(f)に示す各信号波形は、図5(a)〜(e)に示す各信号波形と対応している。図15(a)はコアリング回路71(又は72)を通らないアンプ39から出力された大振幅のセンサ信号波形を示し、同図(b)はその大振幅のセンサ信号が供給されるコアリング回路71(又は72)の出力センサ信号波形を示す。
FIG. 15 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the circuit shown in FIG. The signal waveforms shown in FIGS. 15A to 15F correspond to the signal waveforms shown in FIGS. 5A to 5E. FIG. 15A shows a large-amplitude sensor signal waveform output from the
これらのセンサ信号が図13のSW46で交互に切り換えられ、図15(c)に示すように出力されてA/D変換部41(又は42)に入力され、この切り換えに同期してサンプリングされる。ここで、A/D変換部41のダイナミックレンジの限界をTHとすると、大振幅信号はTHで飽和するので、図15(d)のような信号波形がA/D変換部41にてサンプリングされる。従って、サンプリング点を表すと図15(e)のようになる。
These sensor signals are alternately switched by the
ここで、図5と同様に、大振幅の信号波形がA/D変換部41(又は42)のダイナミックレンジの限界(飽和レベル)THで飽和しているサンプリング点q5、q6、q7、q8については、サンプリング点n5〜n9のコアリング回路71(又は72)の出力センサ信号を用いて補間される。 Here, similarly to FIG. 5, sampling points q5, q6, q7, q8 at which the large-amplitude signal waveform is saturated at the limit (saturation level) TH of the dynamic range of the A / D converter 41 (or 42). Are interpolated using the output sensor signals of the coring circuit 71 (or 72) at the sampling points n5 to n9.
例えば、図15(e)のサンプリング点q5の信号に関しては、演算式
m5 = TH+{(n5+n6)/2}
に基づいて演算されたm5を作成し補間する。
For example, regarding the signal at the sampling point q5 in FIG.
m5 = TH + {(n5 + n6) / 2}
M5 calculated based on is created and interpolated.
なお、以上ではノンリニアの不感帯以外の入出力特性の傾きを、図14(A)に示したように1としたので、スレシホールドTHの2倍までの信号を通過させることができる。もし、A/D変換部41、42の入力において、THの2倍よりも大きな振幅の信号が入力される可能性がある場合には、図14(b)に示すように、不感帯以外の入出力特性の傾きを1より小さくすれば、より大振幅までTH以下に収めてコアリング回路71、72を通すことができるので、それらのサンプリング点の情報より拡大して補間することにより、2倍以上の大振幅までの通過をカバーすることができる。
In the above description, since the slope of the input / output characteristics other than the non-linear dead zone is set to 1 as shown in FIG. 14A, signals up to twice the threshold TH can be passed. If there is a possibility that a signal having an amplitude larger than twice TH is input to the input of the A /
31 CCD(固体撮像素子)
32、41、42 A/D変換部
33 信号処理回路
34,54,55 メモリ
35 D/A変換部
36 モニタ
37、38 手振れセンサ
39、40、44、45、201、202、203 アンプ
43 マイクロコンピュータ(マイコン)
43a、43g センサ信号処理部
43b ビット拡張部
43c、46、206 スイッチ(SW)
43d 手振れ補正信号生成部
43e データ制御部
43f スイッチコントロール(SWCTL)部
47〜52、204、205 遅延回路
71、72 コアリング回路
101、102 AM変調器
31 CCD (Solid-state imaging device)
32, 41, 42 A /
43a, 43g Sensor
43d Camera shake correction
Claims (4)
前記入力アナログ信号を互いに異なるゲインが付与された複数のアナログ信号に変換して、前記伝送系を伝送させる第1のステップと、
伝送された前記複数のアナログ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして複数のデジタル信号を生成する第2のステップと、
前記複数のデジタル信号のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインが付与されたデジタル信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタル信号の第1のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えているときは、前記ダイナミックレンジを超えていないデジタル信号の中で最も大きなゲインが付与されたデジタル信号の前記第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択する第3のステップと
を含み、前記第3のステップにより選択されたサンプリング点の値を時系列的に合成した信号を出力することを特徴とする情報信号処理方法。 An information signal processing method for transmitting an input analog signal in a transmission system having a finite dynamic range,
A first step of converting the input analog signal into a plurality of analog signals to which different gains have been given, and transmitting the transmission signal through the transmission system;
A second step of separately sampling the plurality of transmitted analog signals at a predetermined sampling clock to generate a plurality of digital signals;
When the values of the sampling points of the plurality of digital signals do not exceed the dynamic range, the values of the sampling points of the digital signals to which the maximum gain has been applied are selected, and the first or two or more digital signal values are selected. When the value of the sampling point exceeds the dynamic range, the digital signal provided with the largest gain among the digital signals not exceeding the dynamic range is adjacent to one or both sides of the first sampling point of the digital signal. Selecting a value interpolated using the value of the second sampling point, and outputting a signal obtained by synthesizing the value of the sampling point selected in the third step in time series. Characteristic information signal processing method.
前記入力アナログ信号を所定値以下の小振幅の信号部分を拡大した第1のアナログ信号と、前記所定値よりも大振幅の信号部分の振幅を表わす第2のアナログ信号とに変換して、前記伝送系を伝送させる第1のステップと、
伝送された前記第1及び第2のアナログ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして第1及び第2のデジタル信号を生成する第2のステップと、
前記第1のデジタル信号のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えていないときは、そのサンプリング点の値を選択し、前記第1のデジタル信号の第1のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えているときは、前記第2のデジタル信号の前記第1のサンプリング点の両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて所定の演算式により算出して得た前記ダイナミックレンジよりも大なる補間値を選択する第3のステップと
を含み、前記第3のステップにより選択されたサンプリング点の値を時系列的に合成した信号を出力することを特徴とする情報信号処理方法。 An information signal processing method for transmitting an input analog signal in a transmission system having a finite dynamic range,
Converting the input analog signal into a first analog signal obtained by enlarging a signal portion having a small amplitude equal to or less than a predetermined value, and a second analog signal representing the amplitude of a signal portion having a larger amplitude than the predetermined value; A first step of transmitting the transmission system;
A second step of separately sampling the transmitted first and second analog signals with a predetermined sampling clock to generate first and second digital signals;
When the value of the sampling point of the first digital signal does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point is selected, and the value of the first sampling point of the first digital signal falls within the dynamic range. If it exceeds, the dynamic range is larger than the dynamic range calculated by a predetermined arithmetic expression using the values of the second sampling points adjacent to both sides of the first sampling point of the second digital signal. A third step of selecting an interpolated value, and outputting a signal in which the values of the sampling points selected in the third step are synthesized in time series.
前記角速度センサにより得られたセンサ信号を互いに異なるゲインが付与された複数のセンサ信号に変換する変換手段と、
前記複数のセンサ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして複数のデジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段と、
前記複数のデジタルセンサ信号のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えていないときは、最大のゲインのデジタルセンサ信号のサンプリング点の値を選択し、一又は二以上のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えているときは、前記ダイナミックレンジを超えていないデジタルセンサ信号の中で最もゲインの大きなデジタルセンサ信号の前記第1のサンプリング点の片側又は両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて補間した値を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたサンプリング点の値の時系列合成信号に基づき、前記手振れ補正信号を生成する手振れ補正信号生成手段と
を有することを特徴とするビデオカメラ。 While temporarily storing the video signal obtained by imaging with the image sensor in the video signal memory, the sensor signal obtained by the angular velocity sensor is transmitted in a transmission system with a finite dynamic range, and the transmitted sensor signal A video camera that reads a video signal subjected to camera shake correction from the video signal memory by variably controlling a reading position of the video signal memory based on the obtained camera shake correction signal,
Conversion means for converting a sensor signal obtained by the angular velocity sensor into a plurality of sensor signals to which different gains are provided,
A / D conversion means for separately sampling the plurality of sensor signals at a predetermined sampling clock to generate a plurality of digital sensor signals,
When the value of the sampling point of the plurality of digital sensor signals does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point of the digital sensor signal having the maximum gain is selected, and the first of the one or more digital sensor signals is selected. When the value of the sampling point exceeds the dynamic range, the digital sensor signal having the largest gain among the digital sensor signals not exceeding the dynamic range has one of the digital sensor signals adjacent to one or both sides of the first sampling point of the first sampling point. Selecting means for selecting a value interpolated using the value of the sampling point of 2;
A camera shake correction signal generation unit that generates the camera shake correction signal based on a time-series synthesized signal of the values of the sampling points selected by the selection unit.
前記センサ信号を所定値以下の小振幅の信号部分を拡大した第1のセンサ信号と、前記所定値よりも大振幅の信号部分の振幅を表わす第2のセンサ信号とに変換する変換手段と、
前記第1及び第2のセンサ信号を所定のサンプリングクロックで別々にサンプリングして第1及び第2のデジタルセンサ信号を生成するA/D変換手段と、
前記第1のデジタルセンサ信号のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えていないときは、そのサンプリング点の値を選択し、前記第1のデジタルセンサ信号の第1のサンプリング点の値が前記ダイナミックレンジを超えているときは、前記第2のデジタルセンサ信号の前記第1のサンプリング点の両側に隣接した第2のサンプリング点の値を用いて所定の演算式により算出して得た前記ダイナミックレンジよりも大なる補間値を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたサンプリング点の値の時系列合成信号に基づき、前記手振れ補正信号を生成する手振れ補正信号生成手段と
を有することを特徴とするビデオカメラ。
While temporarily storing the video signal obtained by imaging with the image sensor in the video signal memory, the sensor signal obtained by the angular velocity sensor is transmitted in a transmission system with a finite dynamic range, and the transmitted sensor signal A video camera that reads a video signal subjected to camera shake correction from the video signal memory by variably controlling a reading position of the video signal memory based on the obtained camera shake correction signal,
Conversion means for converting the sensor signal into a first sensor signal obtained by enlarging a signal portion having a small amplitude equal to or smaller than a predetermined value, and a second sensor signal representing the amplitude of a signal portion having a larger amplitude than the predetermined value;
A / D conversion means for separately sampling the first and second sensor signals at a predetermined sampling clock to generate first and second digital sensor signals,
When the value of the sampling point of the first digital sensor signal does not exceed the dynamic range, the value of the sampling point is selected, and the value of the first sampling point of the first digital sensor signal is set to the dynamic range. When the value exceeds the range, the dynamic range calculated by a predetermined arithmetic expression using values of second sampling points adjacent to both sides of the first sampling point of the second digital sensor signal. Selecting means for selecting an interpolation value greater than
A camera shake correction signal generation unit that generates the camera shake correction signal based on a time-series synthesized signal of the values of the sampling points selected by the selection unit.
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