JP2005303367A - 映像処理装置とカメラ機能を有した電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価な構成で映像信号の処理を低消費電力で可能として、撮像した被写体の映像を良好な画質で表示する。
【解決手段】撮像部10は、撮像画の映像信号を生成する。映像信号処理装置20は、撮像画の映像信号に対して、表示部30に応じた映像サイズ変更処理や映像信号変換処理を行う。サイズ変更処理回路231で処理が行われた映像信号をレジスタ232に保持する。信号変換処理回路233はレジスタ232に保持されている映像信号を用いて信号処理を行う。複数の信号処理が完了した撮像画の映像信号をeDRAM22に書き込み、この書き込まれた映像信号を表示部30に供給して動画表示を行う。eDRAM22に対する映像信号の書き込みや読み出し回数が少なく低消費電力となる。また、伝送路の帯域を広くしなくともフレームレートの低下等を防止でき、画質の良好な動画表示を行える。
【選択図】 図1
【解決手段】撮像部10は、撮像画の映像信号を生成する。映像信号処理装置20は、撮像画の映像信号に対して、表示部30に応じた映像サイズ変更処理や映像信号変換処理を行う。サイズ変更処理回路231で処理が行われた映像信号をレジスタ232に保持する。信号変換処理回路233はレジスタ232に保持されている映像信号を用いて信号処理を行う。複数の信号処理が完了した撮像画の映像信号をeDRAM22に書き込み、この書き込まれた映像信号を表示部30に供給して動画表示を行う。eDRAM22に対する映像信号の書き込みや読み出し回数が少なく低消費電力となる。また、伝送路の帯域を広くしなくともフレームレートの低下等を防止でき、画質の良好な動画表示を行える。
【選択図】 図1
Description
この発明は、映像処理装置とカメラ機能を有した電子機器に関する。詳しくは、撮像画の映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、信号処理手段で処理された映像信号を保持し、この保持した映像信号を他の信号処理手段に供給する信号保持手段と、複数の信号処理手段による信号処理が完了した映像信号を記憶する記憶手段を設け、記憶手段に記憶された映像信号を用いて、撮像画の表示を表示手段で行うものである。
近年、携帯情報端末や携帯電話等の電子機器では、情報の入出力や通話だけでなく、被写体を撮像したり撮像画像の表示を行うことができるカメラ機能が設けられている。例えば特許文献1に示されているPDA(Personal Digital Assistance)では、撮像画像を表示するとき、撮像画像の表示の向きや表示する画像の領域を変更することが可能とされている。このPDAでは、CMOSセンサから供給されるディジタルの映像信号をDSP内の内蔵RAMに記憶させて、この内蔵RAMに記憶させた映像信号をフィールドあるいはフレーム単位で読み出して表示制御部に供給する。表示制御部は、読み出した映像信号をVRAM(Video Random Access Memory)に記憶させて、このVRAMに記憶されている映像信号の読み出しを制御して、表示の向きや表示領域の変更が行われている。
ところで、上述のような電子機器では、表示の向きや表示領域の変更だけでなく、表示サイズを変更することも行われている。例えば撮像画像の1画面の画素数と電子機器の表示画素数が異なるとき、電子機器の表示画素数に合わせて撮像画像のサイズを拡大あるいは縮小することが行われる。さらに、CMOSセンサから供給される映像信号と電子機器の表示素子を駆動するために用いる映像信号の形式が異なる場合、映像信号変換処理が行われている。例えばCMOSセンサから供給される映像信号がコンポーネント信号であり、電子機器の表示素子を駆動するために用いる映像信号が三原色信号(RGB信号)であるときは、コンポーネント信号をRGB信号に変換するマトリクス処理が行われている。
ここで、映像サイズ変更処理や映像信号変換処理を行う場合、表示制御部に接続されているVRAMから映像信号を読み出してDSPで映像サイズ変更処理や映像信号変換処理を行い、変換処理後の映像信号をVRAMに書き込み、この書き込まれた映像信号を読み出して映像表示を行うものとすると、表示制御部とVRAM間やDSPと表示制御部間で伝送される映像信号のデータ量が多くなる。このため、伝送路の帯域が広くないと動画表示を行ったときフレームレートが低下してしまい、動きの滑らかな表示を行うことができない。また、動画表示の際には、VRAMにアクセスする回数が多くなることから、消費電力も多くなってしまう。さらに、VRAMには、CMOSセンサから供給された映像信号と、例えば映像サイズ変更処理が完了して次に映像信号変換処理を行う映像信号と、映像信号変換処理が完了して映像表示のために読み出される映像信号を記憶しなければならない。このため、記憶容量の大きなVRAMが必要となってしまう。
そこで、この発明では、安価な構成で映像信号の処理を低消費電力で可能として、撮像した被写体の映像を良好な画質で表示できる映像処理装置およびカメラ機能を有した電子機器を提供するものである。
この発明に係る映像処理装置は、映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、信号処理手段で処理された映像信号を保持し、この保持した映像信号を他の信号処理手段に供給するレジスタと、複数の信号処理手段による信号処理が完了した映像信号を記憶するメモリを有するものである。
また、カメラ機能を有した電子機器は、被写体を撮像して撮像画の映像信号を生成する撮像手段と、撮像画の表示を行う表示手段を備えるカメラ機能を有した電子機器において、映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、信号処理手段で処理された撮像画の映像信号を保持し、該保持した映像信号を他の信号処理手段に供給する信号保持手段と、複数の信号処理手段による信号処理が完了した撮像画の映像信号を記憶する記憶手段を設け、記憶手段に記憶された映像信号を用いて撮像画の表示を行うものである。
この発明においては、被写体を撮像して撮像画の映像信号が撮像手段で生成される。この撮像画の映像信号に対して、表示手段の映像表示サイズに応じて撮像画のサイズを変更する映像サイズ変更処理を行う信号処理手段や表示手段に対応した映像信号に変換する映像信号変換処理を行う信号処理手段が設けられる。ここで、信号処理が行われた撮像画の映像信号が信号保持手段であるレジスタ等に保持されて、この保持されている映像信号を用いて他の信号処理が更に行われる。複数の信号処理手段による信号処理が完了した撮像画の映像信号は信号記憶手段であるメモリに記憶されて、このメモリに記憶された映像信号を用いて撮像画の表示が行われる。
この発明によれば、映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、信号処理手段で処理された映像信号を保持し、この保持した映像信号を他の信号処理手段に供給する信号保持手段と、複数の信号処理手段による信号処理が完了した映像信号を記憶する記憶手段が設けられる。ここで、例えば被写体を撮像して生成された撮像画の映像信号に対して信号処理が行われて、信号処理が完了した撮像画の映像信号が記憶手段に記憶されて、この記憶手段に記憶された映像信号を用いて撮像画の動画表示が行われる。
このため、信号処理と次の信号処理の間で、映像信号を記憶手段に記憶して、更に記憶手段から信号処理を読み出す必要がないため、記憶手段に対するアクセス回数を少なくできる。また、信号保持手段を介して信号処理が連続して行われるので、個々に信号処理手段を起動する必要がない。このため、消費電力を削減できる。また、伝送路の帯域を広くしなくともフレームレートの低下等を防止できる。さらに、記憶手段に信号処理が完了していない映像信号を記憶するための領域を設けておく必要もないので、記憶手段における映像信号の記憶領域を少なくできる。このため、記憶手段の記憶容量を大きくしなくとも、パフォーマンスを必要とする他のアプリケーションを動作させることができる。また、安価に構成できる。
さらに、複数の信号処理手段として、映像サイズ変更処理を行う信号処理手段と映像信号変換処理を行う信号処理手段が設けられるので、撮像画と映像表示サイズが異なる場合であっても、映像表示サイズに合わせて撮像画を表示できる。また、撮像画の映像信号と表示に用いる映像信号の形式が異なる場合であっても、撮像画を表示できる。
また、映像の混合処理を行う信号処理手段が設けられて、この混合処理後の映像信号が信号保持手段に保持されるので、映像の混合を行うか否かに係らず信号保持手段に保持させる映像信号の信号量を一定とすることができる。
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1はカメラ機能を有した電子機器の構成を示すブロック図である。
撮像部10で生成されたディジタルの映像信号DV-aは、映像処理装置20に供給される。この映像処理装置20は、例えばCPU(Central Processing Unit)や混載メモリ、グラフィックエンジン,インタフェース等を1つのチップに集積して、SOC(System on Chip)と呼ばれる半導体デバイスとして構成されている。映像処理装置20に供給された映像信号DV-aは、映像入力インタフェース21を介して混載メモリであるeDRAM(Embedded Dynamic Random Access Memory)22に記憶される。また、記憶された映像信号DV-aがeDRAM22から読み出されて、グラフィックエンジン23の映像サイズ変更処理回路231に供給される。
映像サイズ変更処理回路231は、eDRAM22から供給された映像信号DV-aの間引きや繰り返し,補間等を行うことで撮像画のサイズを変更する。映像サイズ変更処理が行われた映像信号DV-bは、映像サイズ変更処理回路231から信号保持手段であるレジスタ232に供給される。レジスタ232には映像信号変換処理回路233が接続されており、映像信号変換処理回路233は、レジスタ232に保持されている映像信号DV-bを後述する表示部30に対応した映像信号DV-cとする映像信号変換処理を行い、映像信号変換後の映像信号DV-cを記憶手段であるeDRAM22に記憶させる。
eDRAM22から読み出された映像信号変換後の映像信号DV-cは、映像出力インタフェース24を介して表示部30に供給される。
表示部30は、薄型表示素子例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等を用いて構成されており、供給された映像信号DV-cに基づいて撮像画の動画表示等を行う。
映像入力インタフェース21とeDRAM22とグラフィックエンジン23および映像出力インタフェース24は、バス25を介してCPU(Central Processing Unit)26と接続されている。また、バス25には、メモリコントローラ27やユーザインタフェース28が接続されている。メモリコントローラ27は、ROM(Read Only Memory)40およびSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)50と接続されており、ユーザインタフェース28は、操作部60と接続されている。
ROM40には、電子機器を起動させるためのブートプログラム、オペレーティングシステム、種々のアプリケーションプログラム等が記憶されている。また、SDRAM50は、アプリケーションプログラム等を実行したときのワーク領域として用いられる。
操作部60は、タッチパネル等のポインティングデバイスやキーボードを用いて構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号PSを生成して、ユーザインタフェース28を介してCPU26に供給する。
CPU26は、ROM40に記憶されているソフトウェアを、メモリコントローラ27を介して読み出して実行し、ユーザインタフェース28を介して供給された操作信号PSに基づき、電子機器の動作がユーザ操作に応じた動作となるように、アプリケーションの起動や撮像部10や映像処理装置20および表示部30の動作制御を行う。
また、図示せずも、バス25にUART等の通信インタフェースを設けるものとすれば、外部のコンピュータ装置と通信を行うことができる。また、メディアインタフェースを設けて、半導体メモリカードや記録再生装置を接続可能とすれば、撮像画や種々の情報の記録再生を行うことができる。さらに、無線回路や音声コーデック等を電子機器に設けるものとすれば、無線通話が可能となる。
図2は、カメラ機能を有した電子機器の第1の動作を示している。ここで、撮像部10は、ITU(International Telecommunication Union)規格「ITU-R Rec.BT656」に準拠した映像信号DV-aの生成を行い、撮像画の1フレームの画素数は例えば640×480画素とする。また、表示部30は映像信号DV-cとして三原色信号を用いて表示を行い、表示部30の映像表示サイズは320×240画素として以下の説明を行う。
撮像部10で生成された映像信号DV-a(輝度信号Y-aと色差信号CB-a,CR-a)は、eDRAM22に記憶される。ここで、映像信号DV-aは「ITU-R Rec.BT656」に準拠した4:2:2の8ビットのコンポーネント信号とされていることから、1フレームの信号量は、輝度信号Y-aが(0x4B00)バイト、色差信号CB-a,CR-aがそれぞれ(0x25800)バイトとなる。なお、「0x」は16進数表記であることを示している。
次に、eDRAM22に記憶した1フレーム分の映像信号DV-aを読み出して映像サイズ変更処理回路231に供給し、表示部30の映像表示サイズに応じて映像信号DV-aの映像サイズ変更を行う。例えば、撮像画の1フレームの画素数が、表示部30の表示画素数と等しくなるように、輝度信号Y-a,色差信号CB-a,CR-aのそれぞれに対して映像サイズ変更を行う。ここで、表示部30の映像表示サイズは、撮像画の1フレームの画素数に対して縦方向および横方向がそれぞれ(1/2)倍で、映像信号DV-aは、4:2:2のコンポーネント信号であることから、輝度信号Yに対しては2画素毎に2画素単位で間引きを行い、色差信号CB,CRに対しては1画素おきに間引くことで、表示部30の映像表示サイズに対応した映像サイズ変更を行うことができる。なお、映像サイズ変更後の映像信号DV-b(輝度信号Y-bと色差信号CB-b,CR-b)において、輝度信号Y-bは(0x12C00)バイト、色差信号CB-b,CR-bはそれぞれ(0x96000)バイトとなる。
映像サイズ変更後の映像信号DV-bは、レジスタ232に一時保持させる。映像信号変換処理回路233は、レジスタ232に保持されている映像信号DV-bを用いて、表示部30に対応した映像信号DV-cを生成する。ここで、表示部30は三原色信号DR,DG,DBを用いて表示を行うことから、映像信号変換処理回路233は、レジスタ232に保持されている映像信号DV-b(輝度信号Y-bと色差信号CB-b,CR-b)を用いてマトリクス処理を行い、映像信号DV-c(三原色信号DR,DG,DB)を生成する。このとき、各色信号の信号量は(0x12C00)バイトとなる。
映像信号変換処理回路233で生成した映像信号DV-cは、eDRAM22に記憶する。このeDRAM22に記憶された映像信号DV-cを表示部30に供給する。このように、映像信号DV-aに対して映像サイズ変更や映像信号変換を行い映像信号DV-cを生成する処理をフレーム毎に順次行うことで、被写体の撮像画を表示部30に動画表示できる。
ここで、例えば図3に示すようにレジスタ232を設けていないときは、撮像部10から供給された映像信号DV-aをeDRAM22に記憶したのち、映像サイズ変更処理回路231を起動させて、eDRAM22から読み出した映像信号DV-aの映像サイズ変更を行い、映像サイズ変更後の映像信号DV-bをeDRAM22の所定領域に記憶させなければならない。さらに、映像信号変換処理回路233を起動させて、eDRAM22から読み出した映像サイズ変更後の映像信号DV-bの映像信号変換処理を行い、映像信号変換後の映像信号DV-cをeDRAM22の所定領域に記憶させなければならない。このため、eDRAM22からの映像信号の読み出しや、eDRAM22への映像信号の書き込み回数が多くなり、映像信号の読み出し時には個々に映像サイズ変更処理回路231や映像信号変換処理回路233を起動してしなければならないことから、消費電力が多くなる。また、eDRAM22には、映像信号DV-a,DV-b,DV-cを記憶するための領域を設けなければならないことから、容量の大きなeDRAM22を用いなければならず、映像処理装置が高価となってしまう。
しかし、上述のように、映像サイズ変更後の映像信号DV-bをレジスタ232に保持させて、この保持されている映像信号DV-bを用いて映像信号変換を行うことで、映像信号DV-bをeDRAM22の所定領域に記憶して、更にeDRAM22の所定領域から映像信号DV-bを読み出す必要がないため、eDRAM22に対するアクセス回数が少なくなる。また、eDRAM22からの映像信号DV-aの読み出し時に、映像サイズ変更処理回路231と映像信号変換処理回路233を起動して、映像サイズ変更と映像信号変換がレジスタを介して連続して行われるので、個々に映像サイズ変更処理回路231や映像信号変換処理回路233を起動する必要がない。このため、映像処理装置20の消費電力を削減できる。また、eDRAM22に対するアクセス回数が少ないことから、伝送路の帯域を広くしなくともフレームレートの低下を防止できる。
さらに、eDRAM22に映像信号DV-bを記憶するための領域を設けておく必要もないので、eDRAM22における映像信号の記憶領域を少なくできる。このため、eDRAM22のメモリ容量を大きくしなくとも、この高速アクセスが可能なeDRAM22を用いてパフォーマンスを必要とする他のアプリケーションを動作させることができる。また、eDRAM22のメモリ容量を大きくしなくとも良いことから映像処理装置を安価に構成できる。
ところで、上述の形態では、撮像部10で生成された映像信号DV-aをeDRAM22に記憶させて、この記憶された映像信号DV-aをeDRAM22から映像サイズ変更処理回路231に供給するものとした。しかし、図4に示す第2の動作のように、撮像部10で生成された映像信号DV-aをeDRAM22に記憶させることなく映像サイズ変更処理回路231に供給すれば、eDRAM22に映像信号DV-aを記憶するための記憶領域を設ける必要がなく、eDRAM22における映像信号の記憶領域を更に少なくできる。また、eDRAM22に対する映像信号の書き込みや読み出し回数が更に少なくなるので、消費電力も更に少なくできる。
また、上述の形態では、表示部30に撮像画のみを表示するものとしたが、電子機器では、撮像画と異なる映像、例えば種々の情報等を示す映像を撮像画に重ね合わせて表示することも行われる。この場合、撮像画の映像信号DV-aと異なる映像信号DV-d(輝度信号Y-dと色差信号CB-d,CR-d)をeDRAM22に記憶させておき、映像信号DV-aと映像信号DV-dに基づいた映像の重ね合わせを混合処理回路で行う。
図5は、第3の動作として、複数の映像を重ね合わせて表示する場合を示している。この場合、映像信号DV-dは、eDRAM22に予め記憶させておき、映像信号DV-aをeDRAM22から映像サイズ変更処理回路231に供給する際に、映像信号DV-dも映像サイズ変更処理回路231に供給する。
映像サイズ変更処理回路231は、映像信号DV-aに対して映像サイズ変更を行い、映像サイズ変更後の映像信号DV-bをレジスタ232に保持させる。また、映像信号DV-dに対して映像サイズ変更を行い、映像サイズ変更後の映像信号DV-e(輝度信号Y-eと色差信号CB-e,CR-e)をレジスタ232に保持させる。
混合処理回路234は映像サイズ変更処理回路231から供給された映像信号DV-bと映像信号DV-eを用いて映像の重ね合わせを行う。混合処理回路234には、例えばCPU26から2つの映像信号の混合比αを示す設定信号BSが供給されており、この混合比αで2つの映像信号を混合する。すなわち、同じ画素位置mの輝度信号Y-bmと輝度信号Y-emを用いて、係数「α」が乗算された輝度信号Y-bmと係数「1−α」が乗算された輝度信号Y-emを加算して、新たな輝度信号Y-fmを生成する。また、他の画素位置の輝度信号Y-b,Y-eや色差信号CB-b,CB-e,CR-b,CR-eについても同様な処理を行う。このようにして生成された映像信号DV-f(輝度信号Y-fと色差信号CB-f,CR-f)を、レジスタ232に保持させる。
映像信号変換処理回路233は、レジスタ232に保持されている映像信号DV-fを、表示部30に対応した映像信号DV-g(三原色信号DR-g,DG-g,DB-g)に変換して、eDRAM22に記憶させる。このeDRAM22に記憶された映像信号DV-gを表示部30に供給することで、撮像画と他の映像を重ね合わせて表示部30の画面上に表示させることができる。
このように、撮像画と他の映像を重ね合わせて表示する場合であっても、映像信号DV-bをeDRAM22の所定領域に記憶して、更にeDRAM22の所定領域から映像信号DV-bを読み出したり、混合処理後の映像信号DV-fをeDRAM22の所定領域に記憶して、更にeDRAM22の所定領域から映像信号DV-fを読み出す必要がないため、eDRAM22に対するアクセス回数が少なくなり消費電力を削減できる。また、eDRAM22に映像信号DV-bや映像信号DV-fを記憶するための領域を設けておく必要もないので、eDRAM22における映像信号の記憶領域を少なくすることが可能となり、映像処理装置を安価に構成できる。また、混合処理回路234は、レジスタ232よりも前段に設けるものとすれば、映像の重ね合わせを行うか否かに係らず、レジスタ232で保持させる信号量を一定とすることができる。
また、上述の形態では、映像サイズ変更を行ってから映像信号変換を行うものとしたが、映像信号変換を行って得られた映像信号をレジスタ232に保持させて、このレジスタ232に保持されている映像信号を用いて映像サイズ変更を行うこともできる。なお、映像サイズ変更で映像サイズを縮小する場合、映像サイズ変更処理後の映像信号をレジスタ232に保持させることにより、レジスタ232の信号保持サイズを小さくできる。
なお、映像処理装置で行う処理は、映像サイズ変更や映像信号変換に限られるものではなく、他の処理を行うものとしても良い。例えば、放送方式の変換等を行うものとしても良い。さらに、上述の形態では、映像処理装置20をSOCとして構成するものとしたが、映像処理装置20の各部に対応した半導体デバイスを個々に用いて映像処理装置20を構成するものとしても良いことは勿論である。
以上のように、本発明にかかる映像処理装置とカメラ機能を有した電子機器は、撮像画を動画表示する場合に有用であり、少ない消費電力で動画表示を行う場合に適している。
10・・・撮像部、20・・・映像処理装置、21・・・映像入力インタフェース、22・・・eDRAM、23・・・グラフィックエンジン、24・・・映像出力インタフェース、25・・・バス、26・・・CPU、27・・・メモリコントローラ、28・・・ユーザインタフェース、30・・・表示部、40・・・ROM、50・・・SDRAM、60・・・操作部、231・・・映像サイズ変更処理回路、232・・・レジスタ、233・・・映像信号変換処理回路、234・・・混合処理回路
Claims (6)
- 映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、
前記信号処理手段で処理された映像信号を保持し、該保持した映像信号を他の信号処理手段に供給する信号保持手段と、
前記複数の信号処理手段による信号処理が完了した映像信号を記憶する記憶手段を有する
ことを特徴とする映像処理装置。 - 前記複数の信号処理手段は、映像サイズ変更処理を行う信号処理手段と映像信号変換処理を行う信号処理手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の映像処理装置。 - 前記複数の信号処理手段は、映像の混合処理を行う信号処理手段を有し、該混合処理後の映像信号を前記信号保持手段に保持させる
ことを特徴とする請求項2記載の映像処理装置。 - 被写体を撮像して撮像画の映像信号を生成する撮像手段と、該撮像画の表示を行う表示手段を備えるカメラ機能を有した電子機器において、
映像信号を用いて信号処理を行う複数の信号処理手段と、
前記信号処理手段で処理された前記撮像画の映像信号を保持し、該保持した映像信号を他の信号処理手段に供給する信号保持手段と、
前記複数の信号処理手段による信号処理が完了した前記撮像画の映像信号を記憶する記憶手段を設け、
前記記憶手段に記憶された映像信号を用いて前記撮像画の表示を行う
ことを特徴とするカメラ機能を有した電子機器。 - 前記複数の信号処理手段は、前記表示手段の映像表示サイズに応じて前記撮像画のサイズを変更する映像サイズ変更処理を行う信号処理手段と、前記表示手段に対応した映像信号に変換する映像信号変換処理を行う信号処理手段を有する
ことを特徴とする請求項4記載のカメラ機能を有した電子機器。 - 前記複数の信号処理手段は、前記撮像画と他の映像の混合処理を行う信号処理手段を有し、該混合処理後の映像信号を前記信号保持手段に保持させる
ことを特徴とする請求項5記載のカメラ機能を有した電子機器。
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