JP2005130362A

JP2005130362A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2005130362A
Application number: JP2003365935A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Kawahara; 範弘川原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】バッテリ残量が少なくなった場合にもできるだけ記録時間を延長可能とする。
【解決手段】バッテリから供給された電力により画像信号を符号化して記録する装置であって、撮像手段と、前記撮像手段により得られた動画像信号を符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された動画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、前記バッテリの残量を検出し、検出したバッテリ残量に基づいて前記符号化手段の符号化アルゴリズムを変更する制御手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は撮像装置に関する。

従来の撮像記録再生装置において、バッテリの残量が少なくなった場合に、節電モードに移行し、バッテリの使用可能時間を引き延ばすためには、特許文献１にあるように、撮像部からの原画像データを第一及び第二の記録媒体に記録し、電源出力が低減した後に回復したときに、第一または第二の記録媒体中の原画像データをサーチし、原画像データがあれば、その原画像データを読み出して所定の保存形式に変換し、第二の記録媒体に保存している。

つまり、バッテリの残量が少なくなったときに、圧縮動作を行わずに原画像データを保存するので、圧縮動作で消費する電力を削減でき、このことでバッテリの使用可能時間を引き延ばしている。
特開平１０−２２４７３３号公報

しかしながら、上記従来例において、圧縮をしない原画像データを書き込むので、データ量が膨大になり、また、後で圧縮を行うので、編集作業が面倒であるといった問題点を含んでいる。

本発明はこの様な問題を解決し、バッテリ残量が少なくなった場合にもできるだけ記録時間を延長可能とすることを目的とする。

本発明では、バッテリから供給された電力により画像信号を符号化して記録する装置であって、撮像手段と、前記撮像手段により得られた動画像信号を符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された動画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、前記バッテリの残量を検出し、検出したバッテリ残量に基づいて前記符号化手段の符号化アルゴリズムを変更する制御手段とを備える。

本発明によれば、バッテリ残量の低下時にも記録時間を延長することができる。

本発明の第一の実施形態を、図１乃至図４を用いて説明する。図１には本発明が適用される撮像装置、図２には、図１の圧縮／伸張処理回路のうちの圧縮処理に関わる部分、図３には、通常時と、バッテリ残量が少ないとき（減電時）の圧縮アルゴリズムの差異を説明する図、図４には本発明の動作を表すフローチャートを示す。

まず、図１の撮像記録再生装置がＣＣＤ等の撮像素子からの信号をカード型メモリ、ディスク等の記録媒体に記録する動作について説明する。

図１中、レンズ１を通過し、ＣＣＤ２で光電変換された信号は、前処理回路３でノイズ除去、利得調整等の処理を行い、ＡＤ変換器４でアナログ−ディジタル（ＡＤ）変換を行う。さらに、映像信号処理回路５でアパーチャ補正、ガンマ補正等の映像信号処理を行う。映像信号処理回路５の出力信号は、データバス１８を介して、バッファメモリ１５に送られ、圧縮／伸張処理回路６との間で、データの受け渡しを行い、記録に必要な画像データの圧縮を行った後、データバス１８を介して、バッファメモリ１５に一時記憶された後、ディスクインターフェイス回路７に送られ、圧縮したデータをディスク９に記録するための処理をする。ディスクドライバ８で、不図示のディスクモータの制御等を行いディスク９に記録する。

また、圧縮／伸張処理回路６の出力は、データバス１８を介して、バッファメモリ１５に一時記憶された後、カードインターフェイス回路１０にも送られ、圧縮したデータをカード型メモリ１２に記録するための処理をする。カードドライバ１１で、カード型メモリ１２のアドレス制御等を行いカード型メモリ１２に記録する。

記録時には、映像信号処理回路５からブランキング信号の付加、色信号の変調等を行った信号を出力し、キャラクタジェネレータ２３の出力と加算器２４で加算され、ＤＡ変換器１３でディジタル−アナログ（ＤＡ）変換を行い、記録中の画像を付属モニタ１４に表示する。

なお、ディスク９のデータを再生する場合には、ディスクドライバ８を駆動して、ディスク９から信号を読み出し、ディスクインターフェイス回路７で圧縮／伸張処理回路６に送るための処理を行い、データバス１８を介して、圧縮／伸張処理回路６に送り、圧縮／伸張処理回路６で記録時に圧縮したデータを伸張する。伸張した信号はデータバス１８を介して、映像信号処理回路５に送られ、さらに、加算器２４を通過した後、ＤＡ変換器１３でディジタル−アナログ（ＤＡ）変換を行い、付属モニタ１４に再生画像を表示する。

なお、カード型メモリ１２のデータを再生する場合には、カードドライバ１１を駆動して、カード型メモリ１２から信号を読み出し、カードインターフェイス回路１０で圧縮／伸張処理回路６に送るための処理を行う。以降の付属モニタ１４に再生画像を表示するまでの動作は、ディスク９の画像を再生する際と同様である。

以下、図２乃至図４も用いて本発明の動作を説明する。

画像を記録すべくトリガスイッチ１９が押されたら（図４ステップ（Ｓ）１）、マイコン１６は、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに従い命令を送り、図１の各箇所を駆動するバッテリ２１の電圧を電圧測定回路２０で測定し、データを受け取る（Ｓ２）。マイコン１６では受け取った電圧値が既定値よりも低いかどうかを判断し（Ｓ３）、電圧が既定値より高い、即ちバッテリ２１の残量が充分ある場合は、通常のアルゴリズムでデータを圧縮し（Ｓ６）、圧縮した画像をディスク９に記録する（Ｓ７）。その後再びトリガスイッチ１９が押されたら（Ｓ８）、記録を停止し（Ｓ１３）、トリガ待ちの状態に入る（Ｓ１４）。トリガ入力がない間は、Ｓ９に移行する。Ｓ３の時点ではバッテリ残量が充分であったが、その後バッテリ残量が減っていないかどうかチェックするためにＳ２に戻り電圧をチェックし、記録を続ける。

Ｓ３で電圧既定値より低い、即ちバッテリ２１の残量が充分ではない場合（減電時）は、マイコン１６でキャラクタジェネレータ２３を駆動し、例えば「バッテリ残量が少なくなりました。」という文字等を発生させ（Ｓ４）、加算器２４で画像信号に重ね合わせ、既述の動作で、付属モニタ１４に表示する。また、このとき、例えば「節電モードに入りますか？」という文字を表示し、操作者がキースイッチ１７で節電モードに移るか否かを選択する（Ｓ５）。節電モードに移行しない場合は、Ｓ６に移行し通常のアルゴリズムでの圧縮を行う。Ｓ９では、既にバッテリ残量が少ないことが分かっているので、Ｓ２に移行せず、Ｓ６に戻り記録を続ける。

Ｓ５で節電モードに移行することを選択したときは、減電時用アルゴリズムで圧縮を行う（Ｓ１０）。ここで、図２、図３を用いて通常時と減電時の圧縮アルゴリズムの差異について説明する。

図３（ａ），（ｂ）は、画像圧縮時の画像構成を示している。圧縮の際の構成単位をＧＯＰ（ＧｒｏｕｐＯｆＰｉｃｔｕｒｅ）と呼び、複数枚のフレームからなる。一つのＧＯＰはＮ枚のフレームからなり、自分自身以外の参照画像を必要としないＩピクチャ、前のＩピクチャ又はＰピクチャから順方向予測されるＰピクチャ、及び、前後のＩピクチャ又はＰピクチャから双方向予測されるＢピクチャ、の３種類のピクチャからなる。

ここで、１ＧＯＰ内でＩピクチャ又はＰピクチャの現れる周期を表す数をＭパラメータ、１ＧＯＰを構成するフレーム数を表す数をＮパラメータと呼ぶ。

図３（ａ）はＭ＝３，Ｎ＝１２、図３（ｂ）はＭ＝１，Ｎ＝４としたときのＧＯＰ構造の例を示している。

Ｉピクチャは符号化の際、自分自身以外の参照画像を必要としない画像であり、Ｐピクチャは自分自身とその前のＩピクチャ又はＰピクチャを用いて予測符号化を行う。Ｂピクチャは自分自身と前後のＩピクチャ又はＰピクチャを用いて予測符号化を行う。

符号化の際、用いる画像のフレーム数は、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャについてそれぞれ、１フレーム、２フレーム、３フレームである。用いる画像のフレーム数に応じてバッファメモリ１５へのアクセスが増えるので、圧縮の際の消費電力はＩピクチャが最も少なく、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの順で増えていく。

図３（ａ）と図３（ｂ）を比較した場合、図３（ａ）の１ＧＯＰ、図３（ｂ）の３ＧＯＰ共に、１２フレームの画像を含む。同じ１２フレーム分でも、図３（ａ）は８フレームのＢピクチャを含むのに対し、図３（ｂ）はＩピクチャとＰピクチャのみからなる。一般に、Ｂピクチャを符号化する場合には、その前後の参照フレームのデータを読み出して動きベクトルを検出する必要があり、Ｉ，Ｐピクチャの符号化時に比べてメモリに対するアクセス回数が多くなる。従って、図３（ｂ）の様にＢピクチャの数を少なくすることで、圧縮の際の消費電力が削減される。

一方、図３（ｂ）のアルゴリズムで符号化した場合、Ｂピクチャがない分、図３（ａ）のアルゴリズムで符号化した場合に比べて、１ＧＯＰあたりの平均的なフレーム間の差分データ量が増加してしまう。そのため、量子化ステップを変えずに画質を保ったまま図３（ｂ）のアルゴリズムで符号化した場合、平均的なデータ量（データレート）が増加してしまい、より多くの記録容量が必要になる。また、データレートを保とうとした場合には、量子化テップ幅を大きく設定しなければならないので、画質が落ちることも考えられる。

本形態では、バッテリ残量が少なくなった場合には、この様にデータレートを増加する、或は、画質を落とす代わりに、メモリへのアクセス回数を少なくして記録時間を長く保ち、十分バッテリ残量が残っている場合には図３（ａ）の如く通常のアルゴリズムで符号化を行う。

通常時は図３（ａ）のように、Ｍ＝３，Ｎ＝１２で圧縮を行っているとすると、減電時は図３（ｂ）のようにＭ＝１，Ｎ＝４とすれば、バッファメモリ１５へのアクセスが減り消費電力が削減される。

以上説明したように、図４のＳ５で節電モードに移行することを選択したときは、Ｓ１０において減電時用アルゴリズムで圧縮を行う。

図２に図１の圧縮／伸張処理回路６のうちの圧縮処理に関わる部分とバッファメモリ１５を示す。

入力バッファとしてのバッファメモリ１５に格納された信号は、ブロック化回路６０１でサブブロックを形成する。このときマイコン１６からの制御信号でバッファメモリ１５とブロック化回路６０１を制御して、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの何れかを生成する。ブロック化回路６０１の出力は、直交変換回路６０２でＤＣＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）やウェーブレット変換等のアルゴリズムにより変換される。直交変換回路６０２の出力は量子化器６０３で量子化幅制御回路６０５によって決められたステップ幅で量子化し、可変長符号化器６０４で符号化する。量子化幅制御回路６０５では、可変長符号化器６０４の結果とマイコン１６からの制御信号に応じて、量子化幅を制御して、一定範囲データの符号量が固定長になるようにする。

減電時にＭ，Ｎの値を下げてＩピクチャ、Ｐピクチャを増やすと、バッファメモリ１５へのアクセスは減るが、Ｂピクチャを用いないことで圧縮効率が悪くなり逆にデータが増え、ディスク９への記録の際に消費電力を増やしてしまうことがある。そこで、マイコン１６で量子化幅制御回路６０５を制御し、減電時にはＭ，Ｎの値に応じて量子化幅を粗くするようにする。このことで、圧縮効率の低下を回避しディスク９への記録の際に消費する電力の増加を抑えている。

このように、減電時用アルゴリズムで圧縮してディスクに記録し（図４（Ｓ１１））、次にトリガ入力があったら（Ｓ１２）、Ｓ１３で記録を停止しトリガ待ちとなる（Ｓ１４）。

なお、図３（ａ）では、通常時の１ＧＯＰにおいてＭ＝３，Ｎ＝１２、図３（ｂ）では減電時においてＭ＝１，Ｎ＝４としたが、このときのＭ，Ｎの値はこれらに限定されるものではない。

また、図４のフローチャートでは、減電を検出したときに、１回だけＭ，Ｎの値を減らしているが、これらを減電の程度に応じて多段階で減らしていってもよい。

以上説明したように、図４のＳ５において、量子化幅を粗くし、画質の低下を招くことがあっても、バッテリの使用時間の引き延ばしを優先したい場合には、操作者がキースイッチ１７で節電モードに移行することを選択できるようにしている。

本発明における第二の実施形態の動作を、図５のフローチャートに示す。このフローチャートは、第一の実施形態と同様、図１の撮像装置に適用され、減電時の圧縮アルゴリズムは図３（ｂ）に基づく。

第一の実施形態では、バッテリ残量が充分ある場合に、バッテリの電圧を常に監視し、バッテリの電圧値が既定値より下がったら即座に減電時用アルゴリズムに移行するのに対し、この実施形態では、画像記録状態から一時停止状態に移行したときに限り、バッテリの電圧を監視し、そのときにバッテリ残量が少なければ減電時用アルゴリズムに移行することを特徴とする。

図５のフローチャートのＳ１でトリガが入力されたら、Ｓ２でバッテリ電圧を測定する。Ｓ３で電圧が既定値以上であれば、バッテリ残量が充分であることを意味するので、図３（ａ）に示した通常アルゴリズムで圧縮し（Ｓ４）、ディスクに記録する（Ｓ５）。Ｓ６でトリガ入力がない間は通常アルゴリズムで圧縮し（Ｓ４）、ディスクへの記録を続ける（Ｓ５）。Ｓ６でトリガ入力があれば記録を停止し（Ｓ１０）、トリガ待ちとなる（Ｓ１１）。

再びトリガ入力があれば（Ｓ１）、記録を再開しＳ２でバッテリ電圧を測定する。Ｓ３で電圧が既定値以下になっていれば、今度はＳ７で図３（ｂ）に示した減電時用アルゴリズムに移行し、ディスクに記録する（Ｓ８）。Ｓ９でトリガ入力がない間は減電時用アルゴリズムで圧縮し（Ｓ７）、ディスクへの記録を続ける（Ｓ８）。Ｓ９でトリガ入力があれば記録を停止し（Ｓ１０）、トリガ待ちとなる（Ｓ１１）。

以上説明したように、第二の実施形態では、バッテリの残量が少ないことを検知し、減電時用圧縮アルゴリズムに移行するタイミングを、一時停止から記録を開始したときに限定することにより、記録が続行しているシーンの途中で、圧縮アルゴリズムが変わり、画質が変わってしまう違和感を防ぐことができる。

なお、バッテリの残量が少なくなった場合に、第一の実施例と同様に、操作者の指示によって圧縮アルゴリズムを変更するようにしても差し支えない。

また、図５のフローチャートのＳ７に通過する度に、即ち減電が進行するにつれてＭ，Ｎの値を多段階で減らしていってもよい。

本発明における第三の実施形態の動作を、図６のフローチャートに示す。このフローチャートは、第一、及び第二の実施形態と同様、図１の撮像装置に適用される。

第一、及び第二の実施形態では、バッテリの電圧値が既定値より下がったら減電時用圧縮アルゴリズムに移行するのに対し、この実施例では、バッテリ残量が少なくなったら、ディスク及びその駆動回路を止め、ディスクの代わりにメモリカードに画像を記録することを特徴とする。

図６のフローチャートのＳ１でトリガが入力されたら、Ｓ２でバッテリ電圧を測定する。Ｓ３で電圧が既定値以上であれば、バッテリ残量が充分であることを意味するので、ディスクに記録する（Ｓ４）。Ｓ５でトリガ入力がない間はディスクへの記録を続ける（Ｓ４）。Ｓ５でトリガ入力があれば記録を停止し（Ｓ１０）、トリガ待ちとなる（Ｓ１１）。

再びトリガ入力があれば（Ｓ１）、記録を再開しＳ２でバッテリ電圧を測定する。Ｓ３で電圧が既定値以下になっていれば、今度はＳ６で第１図のマイコン１６の指示で、ディスクインターフェイス回路７、ディスクドライバ８、ディスク９の動作を止め、カードインターフェイス回路１０、カードドライバ１１を駆動して（Ｓ６）、カード型メモリ１２に画像を記録する（Ｓ７）。

このときは、ディスク９の駆動を止めるので、ディスクを回転させるメカ系の動作を停止することになる。つまり、カード１２を駆動しても、消費電力が大幅に削減できるので、圧縮アルゴリズムは通常時のもの（図３（ａ））でもバッテリの動作時間を引き延ばすことができる。このときは、通常時も減電時も画質には差異はない。

しかし、減電時の圧縮アルゴリズムは第一、及び第二の実施例と同様に第３図（ｂ）のもの使用しても差し支えなく、このときは、メカ系の動作を停止することに加え、バッファメモリ１５へのアクセスを減らすことによる節電の効果が期待される。

本発明が適用される撮像記録再生装置を表す図。撮像記録再生装置における圧縮処理回路を表す図。圧縮時の画面の構成を表す図。本発明の第一の実施例における動作を表すフローチャート。本発明の第二の実施例における動作を表すフローチャート。本発明の第三の実施例における動作を表すフローチャート。

Claims

バッテリから供給された電力により画像信号を符号化して記録する装置であって、
撮像手段と、
前記撮像手段により得られた動画像信号を符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された動画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、
前記バッテリの残量を検出し、検出したバッテリ残量に基づいて前記符号化手段の符号化アルゴリズムを変更する制御手段とを備える撮像装置。
前記符号化手段は、画面内予測符号化、前方予測符号化及び双方向予測符号化とを画面毎に切り替えて前記動画像信号を符号化することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記符号化手段は、第１の符号化アルゴリズムと、前記第１の符号化アルゴリズムよりも前記双方向符号化の画面の割合が少ない第２の符号化アルゴリズムとを選択的に用いて前記動画像信号を符号化し、前記制御手段は前記バッテリ残量に基づいて前記第１の符号化アルゴリズムと第２の符号化アルゴリズムの一方に切り替えることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記バッテリ残量に基づいて、所定数の画面からなるＧＯＰ内における前記画面内符号化の画面又は前方予測符号化の画面が現れる周期を表すＭパラメータ、及び、一つのＧＯＰを構成する画面数を規定するＮパラメータを変更することにより前記符号化アルゴリズムを変更することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記符号化手段は前記動画像信号中の複数画面を記憶するメモリを有し、第１の符号化アルゴリズムと、前記第１の符号化アルゴリズムよりも前記メモリに対するアクセス回数が少ない第２の符号化アルゴリズムとを選択的に用いて前記画像信号を符号化することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記第２の符号化アルゴリズムにて符号化された動画像信号のデータレートは前記第１の符号化アルゴリズムにて符号化された動画像信号のデータレートよりも高いことを特徴とする請求項３又は５記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記記録手段による前記動画像信号の記録中においては前記符号化アルゴリズムを同一のアルゴリズムに保持し、前記動画像信号の記録停止中に前記バッテリ残量に基づいて前記符号化アルゴリズムを変更することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記制御手段は更に、前記バッテリ残量が所定値よりも少なくなった場合に所定の警告情報を表示装置に表示することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
バッテリから供給された電力により画像信号を記録する装置であって、
撮像手段と、
前記撮像手段により得られた動画像信号を第１の記録媒体に記録する第１の記録手段と、
前記撮像手段により得られた動画像信号を前記第１の記録媒体とは異なる種類の第２の記録媒体に記録する第２の記録手段と、
前記バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記第１の記録媒体に対する前記動画像信号の記録中に、前記検出されたバッテリ残量が所定値よりも少なくなった場合に、前記第１の記録媒体に対する前記動画像信号の記録を停止し、前記第２の記録媒体に対して引き続いて前記動画像信号を記録するよう前記第１の記録手段と第２の記録手段を制御する制御手段とを備える撮像装置。
前記第１の記録手段は前記第１の記録媒体を移動させながら前記動画像信号を記録し、前記第２の記録手段は前記第２の記録媒体を移動することなく前記動画像信号を記録することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。