JP2006320010A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際、複数フィールドに分割して各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子を使用した撮像装置および撮像方法に関するものである。 The present invention is an image pickup apparatus that uses an interlace transfer type image pickup device that divides a plurality of fields and includes at least RGB or YeCyMgG color signals in transfer data of each field when transferring charges accumulated in the image pickup device. And an imaging method.
従来のデジタルカメラに使用される撮像装置において、2回に分けて読み出しを行うインタレース方式、または1回で読み出しを行うプログレッシブ方式による撮像素子からの電荷を転送することが行われている。これらの各方式にはいずれも長所があり、または短所がある。例えば、特許文献1に記載されるデジタルカメラのように、インタレース転送方式、プログレッシブ転送方式の両方を備えたものがある。この記載によれば、インタレース転送方式においては、シャッターを用いる単写モードにより処理時間を要するが質の高い画像を提供し、プログレッシブ転送方式では、シャッターを用いず複数画素列に1画素列の信号を転送する連写モードによってスミア等が生じてしまうが高速連写を可能としている。
しかしながら、このような構成のインタレース転送方式の撮像素子を用いる撮像装置では、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際、原色系のカラーフィルタの場合はR,Gr信号とB,Gb信号に分け、または補色系のカラーフィルタの場合はYe,Cy信号とMg,G信号に分け、第1,第2フィールドの2フィールドにより転送を行っていた(図7参照)。この方式ではRGB信号、またはYeCyMgG信号の画像処理に必要なデータを第1,第2の2フィールド分の転送が完了するまで得ることができず画像処理に時間を要し、さらに、撮影確認画像の作成,サムネイル画像の作成等においても同様の処理が行われていることから時間を要していたという問題があった。 However, in the image pickup apparatus using the interlace transfer type image pickup device having such a configuration, when transferring the charge accumulated in the image pickup device, in the case of a primary color filter, the R, Gr signal and the B, Gb signal are converted. In the case of a separate or complementary color filter, the signals are divided into Ye and Cy signals and Mg and G signals, and transfer is performed by two fields of the first and second fields (see FIG. 7). In this method, data necessary for image processing of RGB signals or YeCyMgG signals cannot be obtained until transfer for the first and second fields is completed, and it takes time for image processing. There is a problem in that it takes time since the same processing is performed in the creation of thumbnails and thumbnail images.
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、インタレース転送方式の撮像素子を用い、画像処理のモード設定によって、記録画素数に応じたフィールド数の転送データにより画像処理を行って、撮影してから次の撮影までの画像処理時間を短縮する撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。 The present invention is directed to solving the above-mentioned problems of the prior art, and uses an interlaced transfer type image sensor, and image data is transferred by transfer data of the number of fields corresponding to the number of recording pixels by setting the mode of image processing. It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus and an imaging method that perform processing to shorten an image processing time from shooting to next shooting.
この目的を達成するために、本発明の請求項1に係る撮像装置は、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いる撮像装置であって、電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve this object, an image pickup apparatus according to
また、請求項2〜6に係る撮像装置は、請求項1の撮像装置において、画像処理手段が、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理すること、また、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うこと、また、複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を3回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に1/3に間引くインタレース転送方式であること、また、撮像素子に設けたカラーフィルタを、RGBの原色系であるカラーフィルタとしたこと、または、YeCyMgGの補色系であるカラーフィルタとしたことを特徴とする。
The image pickup apparatus according to any one of
また、請求項7に係る撮像方法は、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いた撮像装置の撮像方法であって、インタレース転送方式の撮像素子からの電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含み、画像処理手段において、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging device in which charge data transfer is divided into a plurality of fields when transferring the charges of the total number of pixels accumulated in the imaging device, and a plurality of color filters are provided. An image pickup method using an image pickup apparatus, wherein the transfer data of each field for transferring electric charges from an interlace transfer type image pickup device includes a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG. Among the transferred data, the thumbnail image is created based on the transferred data transferred in the first field.
また、請求項8〜10に係る撮像方法は、請求項7の撮像方法において、画像処理手段において、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理すること、また、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うこと、また、複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を3回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に1/3に間引くインタレース転送方式であることを特徴とする。
The imaging method according to
本発明によれば、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、1つのフィールドに全てのカラー信号が含まれるインタレース転送方式の撮像素子を使用することにより、1つのフィールドのデータ転送が終了すれば、画像データの作成ができ、撮影画像の確認や、次の撮影を開始するまでの処理時間を短縮すること、およびユーザの使い勝手を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, when transferring the electric charge accumulated in the image sensor, data transfer in one field can be performed by using an interlace transfer type image sensor in which all color signals are included in one field. If completed, the image data can be created, and it is possible to check the captured image, shorten the processing time until the start of the next shooting, and improve the usability of the user.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。ここで本実施の形態において、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、3フィールドに分割し各フィールドにRGB信号の全てを含む、3:1インタレース転送方式の撮像素子を用いた撮像装置を例とする。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera having an imaging device according to an embodiment of the present invention. Here, in the present embodiment, when the charge accumulated in the image sensor is transferred, imaging using a 3: 1 interlace transfer type image sensor that is divided into three fields and each field includes all of the RGB signals. Take the device as an example.
図1において、1は、原色系のRGBカラーフィルタを設けた、電荷の転送を3回に分割して行う撮像素子(以下、CCDという)、2は、撮像レンズ群,シャッターを介して入射しCCD面に結像した画像を、アナログ画像信号として取り出してデジタル画像信号に変換等を行う撮像処理部(CDS(相関2重サンプリング回路),AGC(自動利得制御回路),A/D(アナログ/デジタル変換回路),TG(タイミング発生回路)等を有する)、3はデジタル画像信号をCCD−I/F3a,メモリコントローラ3bを介して記憶部(SDRAM)4に格納する処理等を行う信号処理部、5は各部の制御を行う制御部(CPU)、6は撮影確認画像,サムネイル画像を表示する表示部、7はデジタルカメラの各設定を入力する操作部である。
In FIG. 1, 1 is an image pickup element (hereinafter referred to as a CCD) that is provided with primary color RGB color filters and performs charge transfer divided into three times, and 2 is incident through an image pickup lens group and a shutter. An image processing unit (CDS (correlated double sampling circuit), AGC (automatic gain control circuit), A / D (analog / analog) which takes out an image formed on the CCD surface as an analog image signal and converts it into a digital image signal. (Digital conversion circuit), TG (timing generation circuit) and the like) 3 is a signal processing unit that performs processing for storing a digital image signal in the storage unit (SDRAM) 4 via the CCD-I / F 3a and the
また、図2は本実施の形態におけるCCDに蓄積された電荷を転送する際、3フィールドに分割して各フィールドにRGB信号を全て含む3:1インタレース転送方式の原色系のカラーフィルタを設けたCCDのデータ転送の概要図であり、図3(a)は本実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの外観を示す正面図、図3(b)は側面図、図3(c)は上面図である。 FIG. 2 also shows a 3: 1 interlaced transfer primary color filter that divides the image into three fields and includes all RGB signals when transferring the charge accumulated in the CCD in this embodiment. FIG. 3A is a front view showing an external appearance of a digital camera having an image pickup apparatus according to the present embodiment, FIG. 3B is a side view, and FIG. It is a top view.
図2に示すように、垂直方向の3ラインを1グループとして考え転送を行うフレームにおいて、まず、数字の“1”が書かれているラインを第1フィールドとしてデータ転送をする。この第1フィールドにはRGB信号の全ての成分が含まれている。このように全てのRGB信号を含む転送データによって画像データは、第1フィールドの転送が完了したところで取得することができる。そして第1フィールドの転送が完了した後、第2,第3フィールドがそれぞれ転送されることになる。また、図2に示す原色系のR,Gr信号、B,Gb信号を補色系のYe,Cy信号、Mg,G信号に置き換えることも可能である(図4参照)。 As shown in FIG. 2, in a frame to be transferred considering three vertical lines as one group, first, data transfer is performed using a line in which the numeral “1” is written as the first field. This first field contains all the components of the RGB signal. Thus, the image data can be acquired by the transfer data including all the RGB signals when the transfer of the first field is completed. Then, after the transfer of the first field is completed, the second and third fields are transferred. It is also possible to replace the primary color R, Gr, B, and Gb signals shown in FIG. 2 with complementary color Ye, Cy, Mg, and G signals (see FIG. 4).
以下に、図1を参照しながら本実施の形態の動作について図5のフローチャートに基づき説明する。まず、撮影対象の画像に応じCCD1に蓄積された電荷のデータとして、3フィールドに分割された第1フィールド分のデータ転送が行われ、撮像処理部2を介して信号処理部3のCCD−I/F3a,メモリコントローラ3bを経て、転送データは記憶部4に格納される(S1)。この第1フィールドのデータ転送の完了を確認し(S2)、完了した時点で(S2のYes)、撮影確認画像を表示する設定の有無を確認する(S3)。この第1フィールドからの転送データには、画素のRGB信号の全てのデータが含まれていることから、転送の完了時点において画像処理を行うことができる。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 with reference to FIG. First, data of a first field divided into three fields is transferred as charge data accumulated in the
処理S3において撮影確認画像を表示する設定のとき(S3のYes)、第1フィールドの転送データを基に撮影確認画像を作成する画像処理を行う(S4)。また、処理S3において撮影確認画像を表示する設定でないとき(S3のNo)、または処理S4の終了後に、サムネイル画像を作成する画像処理を行う(S5)。さらに、作成する画像の解像度が「低」に設定されているか否かを確認し(S6)、「低」解像度の設定のとき(S6のYes)、第1フィールドの転送データを用いて画像処理を行う(S7)。 When it is set to display the shooting confirmation image in the process S3 (Yes in S3), image processing for creating the shooting confirmation image based on the transfer data of the first field is performed (S4). Further, when it is not set to display the shooting confirmation image in the process S3 (No in S3), or after the process S4 ends, an image process for creating a thumbnail image is performed (S5). Further, it is confirmed whether or not the resolution of the image to be created is set to “low” (S6), and when the “low” resolution is set (Yes in S6), image processing is performed using the transfer data of the first field. (S7).
また、「低」解像度の設定でないとき(S6のNo)、第2フィールドのデータ転送の完了を確認し(S8)、さらに、作成する画像の解像度が「中」に設定されているか否かを確認する(S9)。「中」解像度の設定のとき(S9のYes)、第1,第2フィールドの転送データを用いて画像処理を行う(S10)。 If the “low” resolution is not set (No in S6), the completion of the data transfer in the second field is confirmed (S8), and whether or not the resolution of the image to be created is set to “medium”. Confirm (S9). When the “medium” resolution is set (Yes in S9), image processing is performed using the transfer data in the first and second fields (S10).
またさらに、処理S9において「中」解像度の設定でないとき(S9のNo)、第3フィールドのデータ転送の完了を確認し(S11)、第1,第2,第3フィールドの転送データを用いた高解像度となる画像処理を行う(S12)。 Furthermore, when the “medium” resolution is not set in step S9 (No in S9), the completion of data transfer in the third field is confirmed (S11), and the transfer data in the first, second, and third fields are used. Image processing for high resolution is performed (S12).
以上のように、各解像度の画像処理として、CCD1からの転送データは第1,第2,第3フィールドの順に撮像処理部2を介して、信号処理部3のCCD−I/F3a,メモリコントローラ3bを経て記憶部4(RAW−RGB領域)に格納される。各フィールドの転送データは前述の図5で説明したように、撮影確認画像,解像度「低」,「中」,「高」のユーザの設定に応じて各フィールドの転送完了の検出によって、メモリコントローラ3bを介して記憶部4(RAW−RGB領域)に格納されたRGB信号のデータは、YUV(輝度色差信号)変換部3cによりYUV信号のデータに変換され、再び記憶部4(YUV領域)に格納される。
As described above, as the image processing of each resolution, the transfer data from the
例えば、第1フィールドの転送データにより作成の撮影確認画像,サムネイル画像は、表示部I/F3eを介して表示部6に表示される。また、解像度「低」の設定時には、YUV信号のデータは再度、記憶部4から読み出され圧縮処理部3dにより、JPEGフォーマットに圧縮処理をして記憶部4(JPEG領域)に格納する。また、記憶部4(JPEG領域)に格納する際に、JPEG圧縮されたデータにヘッダデータ等が付加されてJPEG画像データとして、制御部5によって外部記憶部4’に保存される。
For example, a shooting confirmation image and a thumbnail image created by the transfer data in the first field are displayed on the
さらに、解像度「中」の設定時には、第2フィールドのデータ転送の完了検出により第1,第2フィールドの転送データを用いて画像処理を行い、解像度「高」の設定時には、第3フィールドのデータ転送の完了検出によって第1,第2,第3フィールドの転送データを用いた画像処理を行う。 Further, when the resolution is set to “medium”, image processing is performed using the transfer data of the first and second fields upon detection of completion of the data transfer of the second field. When the resolution is set to “high”, the data of the third field is used. Image processing using the transfer data of the first, second, and third fields is performed when transfer completion is detected.
具体的には、水平2048画素、垂直1536画素の300万画素のCCDを用いた場合、3回の分割転送を行うインタレース転送方式では、1回の転送により水平2048画素,垂直512画素のデータが転送されることになる。そのため水平640画素,垂直480画素(VGA)サイズを記録する場合、第1フィールドの転送画素数により画像を生成することができる。さらに、第1,第2フィールド(2回分)の転送画素数を用いることにより水平2048画素,垂直1024画素のデータとなり、水平1024画素,垂直768画素(XGA)サイズや水平1280画素,垂直1024画素サイズの画像を生成することができる。 Specifically, when a 3 million pixel CCD with horizontal 2048 pixels and vertical 1536 pixels is used, in the interlaced transfer method in which divided transfer is performed three times, data of horizontal 2048 pixels and vertical 512 pixels is obtained by one transfer. Will be transferred. Therefore, when recording a horizontal 640 pixel and vertical 480 pixel (VGA) size, an image can be generated by the number of transfer pixels in the first field. Furthermore, by using the transfer pixel numbers in the first and second fields (twice), the data becomes horizontal 2048 pixels and vertical 1024 pixels, and the horizontal 1024 pixels and vertical 768 pixels (XGA) size and horizontal 1280 pixels and vertical 1024 pixels are obtained. A size image can be generated.
なお、第1フィールド、および第1,第2フィールドの転送データを用いる場合に、水平画素と垂直画素のアスペクト比が異なり水平方向に長い画像となるが、これは、YUV変換部において変換処理する際に、記憶部から間引きした読み出し等の処理を行って、アスペクト比の調整をする。 When the transfer data of the first field and the first and second fields are used, the horizontal pixel and the vertical pixel have different aspect ratios and the image becomes a long image in the horizontal direction. This is converted by the YUV conversion unit. At this time, the aspect ratio is adjusted by performing processing such as reading out from the storage unit.
ここで、撮影確認画像やサムネイル画像と同様なVGAサイズの画像記録を目的とすれば、撮影した画像処理は第1フィールドの転送データにて十分なため、第2,第3フィールドのデータ転送の処理を中止し、次の撮影に移ることで処理を速くすることができる。つまり、解像度の設定に応じた画像処理に必要なフィールドの転送データを用いて、不要なフィールドのデータ転送を行わずに、次の撮影を開始して処理の高速化を図ることができる。 Here, if the purpose is to record an image of the VGA size similar to the shooting confirmation image or the thumbnail image, the transfer processing of the first field is sufficient for the processing of the shot image, so the data transfer of the second and third fields is sufficient. You can speed up the process by stopping the process and moving to the next shooting. That is, using the field transfer data necessary for image processing according to the resolution setting, the next shooting can be started and the processing speeded up without performing unnecessary field data transfer.
また、CCDから転送される第1,第2,第3フィールドの転送データを選択し画像処理することを、圧縮率の設定に対応させて前記の選択を行うようにすることもできる。例えば、早く記録して、早く送信したいような場合には、高い圧縮率を選ぶ場合が多い。そこで、高圧縮率が設定された場合に、第1フィールドの転送データを用いて画像処理し、中圧縮率では第1,第2フィールド、低圧縮率では第1,第2,第3フィールドの転送データを用いるといった選択を行う。 In addition, selecting the transfer data of the first, second, and third fields transferred from the CCD and performing image processing may be performed in accordance with the compression rate setting. For example, when it is desired to record early and transmit quickly, a high compression rate is often selected. Therefore, when a high compression rate is set, image processing is performed using the transfer data in the first field, and the first and second fields are used for the medium compression rate, and the first, second, and third fields are used for the low compression rate. Select to use transfer data.
図6はデジタルカメラの表示部である液晶モニタに解像度設定をする選択画面の表示例を示す図である。図6に示すように、記録設定画面の中で撮影確認画像の項目に表示「オフ」または表示時間「1秒」,「3秒」を設定、および記録画像解像度の項目に「高」,「中」,「低」を操作部から入力し設定する。さらに、画像圧縮率においても同様な表示をしてユーザの選択により設定を行うことができる。 FIG. 6 is a diagram showing a display example of a selection screen for setting the resolution on the liquid crystal monitor which is a display unit of the digital camera. As shown in FIG. 6, display “off” or display times “1 second” and “3 seconds” are set in the shooting confirmation image item in the recording setting screen, and “high” and “3” are set in the recording image resolution item. Enter “Middle” and “Low” from the operation panel. Further, the image compression rate can be set by the user's selection with the same display.
なお、前述の説明においては、3つのフィールドに分割したデータ転送を例に説明したが、さらに今後、撮像素子の画素数が増えていき全画素数の転送時間が増加し、また分割した1フィールドの転送画素数からVGAサイズを得られれば、5つのフィールドに分割しデータ転送する等のように分割するフィールド数が増加することも考えられる。 In the above description, data transfer divided into three fields has been described as an example. However, in the future, the number of pixels of the image sensor increases, the transfer time of the total number of pixels increases, and one divided field If the VGA size can be obtained from the number of transfer pixels, the number of fields to be divided may be increased, such as dividing into five fields and transferring data.
以上のように、設定された画像出力の設定に応じた最適な処理を選択することによって高速な画像処理を行うことができる。 As described above, high-speed image processing can be performed by selecting an optimum process according to the set image output setting.
本発明に係る撮像装置および撮像方法は、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、1つのフィールドに全てのカラー信号が含まれるインタレース転送方式の撮像素子を使用することにより、1つのフィールドのデータ転送が終了すれば、画像データの作成ができ、撮影画像の確認や、次の撮影を開始するまでの処理時間を短縮すること、およびユーザの使い勝手を向上させることができ、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際、複数フィールドに分割して各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子を使用した装置および方法として有用である。 The image pickup apparatus and the image pickup method according to the present invention use an interlace transfer type image pickup device in which all color signals are included in one field when transferring charges accumulated in the image pickup device. When the field data transfer is completed, image data can be created, the captured image can be confirmed, the processing time until the start of the next shooting can be shortened, and user convenience can be improved. This is useful as an apparatus and method that uses an interlaced transfer type image sensor that includes a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG in the transfer data of each field when transferring the charges accumulated in the field.
1 撮像素子(CCD)
2 撮像処理部
3 信号処理部
3a CCD−I/F
3b メモリコントローラ
3c YUV変換部
3d 圧縮処理部
3e 表示部I/F
4 記憶部(SDRAM)
4’ 外部記憶部(メモリカード)
5 制御部(CPU)
6 表示部
7 操作部
1 Image sensor (CCD)
2
4 Storage unit (SDRAM)
4 'External storage (memory card)
5 Control unit (CPU)
6 Display unit 7 Operation unit
Claims (10)
前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、前記複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成する画像処理手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。 An image pickup apparatus using an image pickup element that performs data transfer of the charge divided into a plurality of fields and transfers a plurality of color filters when transferring charges of all pixels accumulated in the image pickup element,
An interlaced transfer type image sensor that includes at least RGB or YeCyMgG color signals in the transfer data of each field for transferring the charge, and transfer in the first field among the transferred data in the plurality of fields. An image processing apparatus comprising image processing means for creating a thumbnail image based on the transferred data.
インタレース転送方式の撮像素子からの前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともRGBまたはYeCyMgGからなるカラー信号を含み、画像処理手段において、前記複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする撮像方法。 An image pickup method for an image pickup apparatus using an image pickup device in which the charge data transfer is divided into a plurality of fields and a plurality of color filters are provided when transferring the charges of all the pixels accumulated in the image pickup device. And
The transfer data of each field for transferring the charge from the image sensor of the interlace transfer method includes a color signal composed of at least RGB or YeCyMgG, and the image processing means includes among the transferred data transferred in the plurality of fields. An imaging method characterized by creating a thumbnail image based on transfer data transferred in the first field.
8. The interlace transfer method in which the number of transfers for transferring charges divided into the plurality of fields is performed three times, and each field is an interlace transfer method in which all pixels are thinned out to 1/3 in the vertical direction. 10. The imaging method according to any one of 9 above.
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