JP2008124671A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、撮像装置および撮像方法に関し、特に、動画撮影時に、撮影条件を異ならせた複数の動画撮像信号を得るようにした撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus and an image pickup method, and more particularly to an image pickup apparatus and an image pickup method capable of obtaining a plurality of moving image pickup signals with different shooting conditions during moving image shooting.
従来、ディジタルスチルカメラにおいて、撮影時に異なる撮像条件を順次適用した複数の撮影画像を連続的に取り込むオートブラケット機能(以下の説明では、ブラケット撮影と称する)が知られている。例えば自動的に露出をずらして3枚の連写がなされる。連写により撮影された各画像がメモリに保存され、撮影後に3枚の画像の中から最も好ましいものが選択される。下記の特許文献1には、ブラケット撮影と撮像条件を自動的に設定する撮像モードとをユーザが切り換えることを可能としたものが記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a digital still camera, there is known an auto bracket function (hereinafter referred to as bracket shooting) that sequentially captures a plurality of shot images to which different shooting conditions are sequentially applied during shooting. For example, three continuous shots are automatically made with the exposure shifted. Each image photographed by continuous shooting is stored in a memory, and the most preferable one is selected from the three images after photographing. Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228561 describes a technique that allows a user to switch between bracket shooting and an imaging mode in which imaging conditions are automatically set.
また、下記の特許文献2には、ブラケット撮影により得られる複数枚の画像のそれぞれについて撮像条件を個別に設定することが可能な撮像装置が記載されている。 Patent Document 2 below describes an imaging apparatus that can individually set imaging conditions for each of a plurality of images obtained by bracket imaging.
上述した先に提案されている撮像装置のブラケット撮影は、静止画像の撮影に適用されるものであって、動画撮影に対するものではなかった。従来の撮像装置は、撮像した画像を毎秒60枚出力するので、若し、4通りの動画撮像を行う場合には、毎秒15枚の画像のレートとなり、動きによる画像劣化が生じる。したがって、従来の撮像装置において動画に対してブラケット撮影を行いたい場合には、特定の撮像条件で撮影後に、撮像条件を変更して再度撮影する必要があった。この方法は、撮影を複数回繰り返す作業が面倒であり、被写体が動くものである場合には、同じ撮像画像を得ることができない問題があった。 The above-described bracket shooting of the imaging apparatus proposed above is applied to still image shooting and not to moving image shooting. Since the conventional imaging device outputs 60 captured images per second, when performing four types of moving image capturing, the image rate is 15 images per second, and image degradation due to motion occurs. Therefore, when it is desired to perform bracket shooting for a moving image in a conventional imaging device, it is necessary to change the imaging condition and perform shooting again after shooting under a specific imaging condition. This method has a problem that it is troublesome to repeat photographing a plurality of times, and the same captured image cannot be obtained when the subject moves.
したがって、この発明の目的は、動画に対してブラケット撮影が可能な撮像装置および撮像方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of performing bracket shooting for a moving image.
この発明は、上述した問題を解決するために、固体撮像素子から得られた第1の画面レートの撮像データに対して画像加工を施すカメラ信号処理手段と、
カメラ信号処理手段により加工された第1の画面レートの画像データを圧縮する第1の圧縮符号化手段と、
第1の圧縮符号化手段により符号化された画像データを一時的に記憶する一時記憶手段と、
所定時間の間に撮影された画像データを第1の画面レートより低い第2の画面レートで一時記憶手段から読み出し、読み出された画像データを伸張する復号化手段と、
復号化手段によって伸張された画像データを圧縮する第2の圧縮符号化手段と、
第2の圧縮符号化手段により符号化された画像データを記憶する記憶手段と、
加工用パラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、カメラ信号処理手段を制御する制御手段と
を有する撮像装置である。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides camera signal processing means for performing image processing on imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device,
First compression encoding means for compressing image data of a first screen rate processed by the camera signal processing means;
Temporary storage means for temporarily storing image data encoded by the first compression encoding means;
Decoding means for reading image data captured during a predetermined time from a temporary storage means at a second screen rate lower than the first screen rate, and decompressing the read image data;
Second compression encoding means for compressing the image data expanded by the decoding means;
Storage means for storing image data encoded by the second compression encoding means;
And a control unit that controls the camera signal processing unit so that the processing parameter is switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
この発明は、固体撮像素子から得られた第1の画面レートの撮像データに対して画像加工を施すカメラ信号処理ステップと、
カメラ信号処理ステップにより加工された第1の画面レートの画像データを圧縮する第1の圧縮符号化ステップと、
第1の圧縮符号化ステップにより符号化された画像データを一時的に記憶する一時記憶ステップと、
所定時間の間に撮影された画像データを第1の画面レートより低い第2の画面レートで一時記憶ステップから読み出し、読み出された画像データを伸張する復号化ステップと、
復号化ステップによって伸張された画像データを圧縮する第2の圧縮符号化ステップと、
第2の圧縮符号化ステップにより符号化された画像データを記憶する記憶ステップと、
加工用パラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、カメラ信号処理ステップを制御する制御ステップと
を有する撮像方法である。
The present invention includes a camera signal processing step for performing image processing on imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device;
A first compression encoding step for compressing the image data of the first screen rate processed by the camera signal processing step;
A temporary storage step of temporarily storing the image data encoded by the first compression encoding step;
A decoding step of reading image data captured during a predetermined time from a temporary storage step at a second screen rate lower than the first screen rate, and decompressing the read image data;
A second compression encoding step for compressing the image data expanded by the decoding step;
A storage step of storing the image data encoded by the second compression encoding step;
And a control step for controlling the camera signal processing step so that the processing parameter is switched in a time-sharing manner for each of one or a plurality of images.
この発明は、固体撮像素子から得られた第1の画面レートの撮像データを記録媒体に記録し、記録媒体から第1の画面レートより低い第2の画面レートで撮像データを読み出す記録媒体制御手段と、
固体撮像素子からの第1の画面レートの撮像データを第2の画面レートの撮像データへ変換する変換手段と、
変換手段または記録媒体制御手段からの第2の画面レートの撮像データに対しカメラ信号処理を行うカメラ信号処理手段と、
カメラ信号処理手段からの画像信号から表示用の画像信号を生成する表示処理手段と、
固体撮像素子のパラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、固体撮像素子を制御する制御手段と
を有する撮像装置である。
According to the present invention, recording medium control means for recording imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device on a recording medium and reading the imaging data from the recording medium at a second screen rate lower than the first screen rate. When,
Conversion means for converting imaging data of the first screen rate from the solid-state imaging device into imaging data of the second screen rate;
Camera signal processing means for performing camera signal processing on imaging data at the second screen rate from the conversion means or the recording medium control means;
Display processing means for generating an image signal for display from the image signal from the camera signal processing means;
And a control unit that controls the solid-state image sensor so that the parameters of the solid-state image sensor are switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
この発明は、固体撮像素子から得られた第1の画面レートの撮像データを記録媒体に記録し、記録媒体から第1の画面レートより低い第2の画面レートで撮像データを読み出す記録媒体制御ステップと、
固体撮像素子からの第1の画面レートの撮像データを第2の画面レートの撮像データへ変換する変換ステップと、
変換ステップまたは記録媒体制御ステップからの第2の画面レートの撮像データに対しカメラ信号処理を行うカメラ信号処理ステップと、
カメラ信号処理ステップからの画像信号から表示用の画像信号を生成する表示処理ステップと、
固体撮像素子のパラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、固体撮像素子を制御する制御ステップと
を有する撮像方法である。
This invention records the imaging data of the 1st screen rate obtained from the solid-state image sensor on a recording medium, and the recording medium control step which reads imaging data from the recording medium with the 2nd screen rate lower than the 1st screen rate When,
A conversion step of converting imaging data of a first screen rate from a solid-state imaging device into imaging data of a second screen rate;
A camera signal processing step for performing camera signal processing on the imaging data of the second screen rate from the conversion step or the recording medium control step;
A display processing step for generating an image signal for display from the image signal from the camera signal processing step;
And a control step for controlling the solid-state imaging device so that the parameters of the solid-state imaging device are switched in a time division manner for each of one or more images.
この発明の撮像装置によれば、カメラ信号処理の加工用パラメータが異なる複数の動画データを1回の撮像によって得ることができ、撮像後に直ちに所望の動画データを決定することができる。この発明では、複数の動画データの画面レートが例えば通常の60fpsであり、表示した場合の画質劣化が生じない利点がある。 According to the imaging apparatus of the present invention, a plurality of moving image data having different processing parameters for camera signal processing can be obtained by one imaging, and desired moving image data can be determined immediately after imaging. In the present invention, the screen rate of a plurality of moving image data is, for example, a normal 60 fps, and there is an advantage that image quality deterioration does not occur when displayed.
以下、この発明の第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、第1の実施の形態に係る撮像装置100に対して、イメージセンサ101からの撮像信号が供給される。撮像装置100は、イメージセンサ101、前処理回路102、カメラ信号処理回路103、変換処理部104、第1の圧縮符号化および復号化手段としての圧縮伸張回路105、メモリ制御回路106、一時記憶手段としてのメモリ107、表示処理回路108、第2の圧縮符号化および復号化手段としての圧縮伸張回路109、記録デバイス制御回路110、記憶手段としての記録デバイス111、表示部112、および制御部113を備えている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As illustrated in FIG. 1, an imaging signal from an
イメージセンサ101は、光学系(レンズ、赤外線除去フィルタ、光学的ローパスフィルタ等を含む)を介して取り込まれた被写体からの入射光を光電変換によって電気信号に変換する。例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 型の撮像素子が用いられている。COMS型撮像素子の場合、フォトダイオード、行・列選択MOSトランジスタ、信号線等が2次元状に配列され、垂直走査回路、水平走査回路、ノイズ除去回路、タイミング発生回路等が形成されている。なお、イメージセンサ101として、高速撮像が可能とされたCCD(Charge Coupled Device) を使用しても良い。
The
イメージセンサ101は、NTSC方式の仕様である通常画面レート(60fps(フィールド/秒))以上の第1の画面レート(フレームレートとも称される)で高速に信号を読み出す高速撮像モードと、通常の第2の画面レートで信号を読み出す通常撮像モードとが切り換え可能とされている。高速撮像モードの画面レートは、通常レートのN倍(Nは2以上の整数)例えば4倍の240fpsとされている。
The
イメージセンサ101は、CDS(Correlated Double Sampling)等のアナログフロントエンド、並びにA/Dコンバータが内蔵され、イメージセンサ101の画素の配列と対応したディジタル撮像信号が出力される。イメージセンサ101が出力するディジタル撮像信号は、前処理回路102およびカメラ信号処理回路103の処理を受けていないデータであり、この明細書では、RAWデータと称する。
The
イメージセンサ101は、例えば3原色の撮像信号をそれぞれ出力する3枚の撮像素子を使用し、各撮像素子から4行毎に1行の出力を取り出すことによって、通常の画面レート(60fps)の4倍の240fpsの画面レートを得ることができる。通常の画面レートの1フレームの画素数が例えば640万画素とすると、高速撮像モードでは、160万画素とされる。
The
図2Aは、この発明を適用できる色フィルタの配列の例を示す。正方格子状の配列を45°傾けると共に、RおよびBの各フィルタの周囲の全てをGフィルタで囲んだ構成とされる。この構成によりR・B成分についての人間の視感度特性上、必要十分な空間周波数特性が得られながらも、これらの成分より人間の感度が高いG成分の空間周波数特性を従来のベイヤ配列よりも高めることが可能となる。G成分は、輝度信号を生成する上で主成分となるものであり、これにより無彩色の被写体だけでなく、有彩色の被写体に対する輝度の解像度が高められ画質が向上する。なお、この発明は、図2Aに示す色フィルタの配列以外の一般的な正方格子配列を含む種々の色フィルタの配列を有するイメージセンサを使用するようにしても良い。 FIG. 2A shows an example of an arrangement of color filters to which the present invention can be applied. The square grid array is tilted by 45 °, and the entire periphery of each of the R and B filters is surrounded by a G filter. With this configuration, necessary and sufficient spatial frequency characteristics can be obtained for the human visual sensitivity characteristics for the R and B components, but the spatial frequency characteristics of the G component, which has a higher human sensitivity than these components, can be achieved compared to the conventional Bayer array. It becomes possible to raise. The G component is a main component in generating a luminance signal, and this improves the resolution of luminance for not only an achromatic subject but also a chromatic subject, thereby improving the image quality. In the present invention, an image sensor having various color filter arrangements including a general square lattice arrangement other than the color filter arrangement shown in FIG. 2A may be used.
図2Aに示すカラーフィルタ配列においては、画面レートが通常の場合、破線で示すように、1水平期間内に隣接する2行の画素を交互に読み出す方法を基本としている。すなわち、通常撮像モードでは、このようにして順に走査して読出しを行う。 In the color filter array shown in FIG. 2A, when the screen rate is normal, a method of alternately reading out pixels in two adjacent rows within one horizontal period as shown by a broken line is basic. That is, in the normal imaging mode, reading is performed by sequentially scanning in this way.
高画面レートの場合には、4水平走査線で1本の割合で走査線が間引かれた読み出しがなされる。高画面レートに対応するために、図2Bに示すように、隣接する6列の画素の読み出し出力をCH1〜CH6とした場合に、1列毎に並んだ3列(CH1,CH3,CH5およびCH2,CH4,CH6)毎に共通にA/Dコンバータを配置して、A/Dコンバータによって、例えば1サンプルが14ビットのディジタルデータに変換される。各画素の列毎にA/Dコンバータを配置するようにしても良い。さらに、図示を省略するが、A/Dコンバータと同様にCDSが配置され、高速の読み出しが可能とされている。なお、イメージセンサ101としては、他の構成例えば1枚の撮像素子に対して3原色のフィルタが配置された構成も使用できる。さらに、補色フィルタを使用する撮像素子も使用することができる。
In the case of a high screen rate, reading is performed in which scanning lines are thinned out at a rate of one for four horizontal scanning lines. In order to correspond to the high screen rate, as shown in FIG. 2B, when the readout outputs of the adjacent six columns of pixels are CH1 to CH6, three columns (CH1, CH3, CH5, and CH2) arranged one by one are arranged. , CH4, CH6), an A / D converter is arranged in common, and one sample is converted into 14-bit digital data by the A / D converter. You may make it arrange | position an A / D converter for every row | line | column of each pixel. Further, although not shown, a CDS is arranged similarly to the A / D converter, and high-speed reading is possible. As the
前処理回路102は、イメージセンサ101から出力されたRAWデータに対して、シェーディング補正等の光学的な補正処理を行ってディジタル画像信号を出力する。カメラ信号処理回路103は、前処理回路102からの撮像データに対して、ホワイトバランス調整処理等のカメラ信号処理(加工処理、現像処理、絵作り処理等とも称される)を施す。
The
変換処理部104は、カメラ信号処理回路103から受け取った画像信号を表示部112の表示に適合した画面レートおよび画面サイズに変換するための表示間引きとサイズ調整とを行う。なお、表示間引きは表示処理回路108に出力するときのみ行う。ここで表示間引きとは、撮像装置100が高速撮像モードのときに映し出す表示装置の表示規格で規定されている単位時間あたりのフィールド数(ここでは60fps)に合うように、フィールドを間引くことである。
The
圧縮伸張回路105は、変換処理部104からの撮像データに対して、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)などの静止画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、メモリ制御回路106から供給された静止画像の符号化データに対して伸張復号化処理を行う。メモリ制御回路106は、メモリ107に対する画像データの書き込みおよび読み込みを制御する。メモリ107は、メモリ制御回路106から受け取った画像データを一時的に保存するFIFO(First In First Out)方式のバッファメモリであり、例えば、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)などが使用される。
The compression /
表示処理回路108は、変換処理部104または圧縮伸張回路109から受け取った画像信号から、表示部112に表示させるための画像信号を生成して、この信号を表示部112に送り、画像を表示させる。表示部112は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)からなり、撮像中のカメラスルー画像や記録デバイス111に記録されたデータを再生した画像などを表示する。
The
圧縮伸張回路109は、変換処理部104から受け取った画像データに対して、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)などの動画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、記録デバイス111から供給された動画の符号化データに対して伸張復号化処理を行い、表示処理回路108に出力する。表示部112は、表示処理回路108から受け取った動画を表示する。
The compression /
制御部113は、例えば、CPU(Central Processing Unit )、ROM(Read Only
Memory )、RAM(Random Access Memory)などから構成されるマイクロコンピュータであり、ROMなどに記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置の各部を統括的に制御する。通常、制御部113は、撮像装置100の一部の構成要素として設けられている。
The
Memory), RAM (Random Access Memory), and the like. The microcomputer controls the respective units of the image pickup apparatus by executing a program stored in a ROM or the like. Usually, the
なお、MPEG符号化した画像データを保存する記録デバイス111としては、磁気テープ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、記録可能な光ディスク、ハードディスクなどを使用できる。記録デバイス111としては、基本的には脱着、離脱可能なものが適用されるが、脱着不能として、記録したデータを通信インタフェイスを介して外部に出力できるようにしても良い。
As the
図1の撮像装置において、高速撮像モードでは、イメージセンサ101からの240fpsのRAWデータが前処理回路102を介してカメラ信号処理回路103に供給される。カメラ信号処理回路103において、後述するように、カメラ信号処理の加工用パラメータが60fpsの第1、第2、第3および第4のRAWデータ毎に変更される。カメラ信号処理回路103の出力画像信号が変換処理部104において、60fpsになるように、4分の1間引きがなされる。間引きおよびサイズ変換がなされた画像信号が表示処理回路108に供給され、表示処理回路108が表示部112に表示させるための画像信号を生成して、この信号を表示部112に送り、画像を表示させる。
In the imaging apparatus of FIG. 1, in the high-speed imaging mode, 240 fps RAW data from the
ユーザ操作に応じて制御部113から高速撮像した画像の記録要求を受け取ると、変換処理部104が圧縮伸張回路105に対しても240fpsの画像信号を送る。変換処理部104は、カメラ信号処理回路103から受け取った画像信号を、必要に応じて縮小して、圧縮伸張回路105へ送る。
When a recording request for an image captured at high speed is received from the
圧縮伸張回路105は、変換処理部104から画像信号をJPEG形式で圧縮符号化する。メモリ制御回路106は、圧縮伸張回路105からの符号化データをメモリ107に一時記憶する。このようにして、メモリ107には一定時間分の画像データが蓄積される。
The compression /
メモリ107が記憶した画像データで一杯になると、高速撮像モードでの撮像および記録を自動的に停止し、データ再生および記録デバイス111への記録を行うモードに切り換わる。すなわち、メモリ制御回路106は、メモリ107に一時記憶した符号化データの読み出し要求を制御部113から受け取ると、メモリ107に記憶されている符号化データを60fpsで読み出して圧縮伸張回路105へ送る。このとき、画像信号の間引きは行わない。圧縮伸張回路105は、メモリ制御回路106から符号化データを伸張復号化し、復号データを変換処理部104へ送る。
When the image data stored in the
変換処理部104は、制御部113から記録デバイス111への記録要求を受け取ると、圧縮伸張回路105から受け取った画像信号を圧縮伸張回路109へ送る。圧縮伸張回路109は、変換処理部104から受け取った画像信号を、MPEG形式で圧縮し、圧縮符号化された信号を記録デバイス制御回路110を介して記録デバイス111へ記憶する。変換処理部104は、圧縮伸張回路105から60fpsで受け取った画像信号をサイズ調整し、表示処理回路108へ送り、表示部112に再生画像が表示される。
Upon receiving a recording request from the
前処理回路102およびカメラ信号処理回103の一例の構成を図3に示す。イメージセンサ101(CDS、A/Dコンバータを含む)からのRAWデータが前処理回路102のシェーディング補正回路231に供給される。シェーディング補正回路231は、画面周辺の明るさが暗くなるのを補正する。シェーディング補正回路231の出力信号がカメラ信号処理回路103に供給される。
The configuration of an example of the
カメラ信号処理回路103は、一例として、入力側から順に、ゲイン補正回路240、同時化回路241、ホワイトバランス補正部242、アパーチャ補正部243、ガンマ補正部244、YC生成部245を備える構成とされている。YC生成部245の出力に輝度信号(Y)および色差信号(C)からなる画像信号が出力される。但し、カメラ信号処理回路203の構成は、図3に示すものに限定されず、例えばこれらの構成要素の順序を変更したり、一部の構成要素を省略することも可能である。
As an example, the camera
ゲイン補正回路240は、RAWデータのゲインを補正する。ゲイン補正回路240のゲインを高くすれば、RAWデータの振幅が大きくなり、撮像画像が明るいものとされ、ゲインを低くすれば、RAWデータの振幅が小さくなり、撮像画像が暗いいものとされる。
The
同時化回路241は、各色成分について欠落している画素を補間する。同時化回路241から3原色信号(R,G,B)が並列的に出力される。同時化回路241の出力信号がホワイトバランス補正部242に供給される。ホワイトバランス補正部242は、被写体の色温度環境の違い、そしてセンサー上の色フィルタによる感度の違いによる各色間のアンバランスが補正される。
The
ホワイトバランス補正部242の出力がアパーチャ補正部243に供給される。アパーチャ補正部243は、信号変化の大きい部分を取り出して強調する輪郭補正である。アパーチャ補正部243の出力信号がガンマ補正部244に供給される。
The output of the white
ガンマ補正部244は、表示部112に対して撮像信号を出力した場合に、階調が正しく再現されるように、入出力特性を補正する。ガンマ補正部244の出力信号がYC生成部245に供給される。
The
YC生成部245は、輝度信号(Y)および色差信号(C)をそれぞれ生成する。輝度信号は、ガンマ補正されたRGB信号を所定の合成比で合成することによって生成される。色差信号は、ガンマ補正されたRGB信号を所定の合成比で合成することによって生成される。生成された輝度信号および色差信号が表示処理回路108を介して表示部112に対して供給される。
The
ゲイン補正回路240のゲイン、ホワイトバランス補正部242の各色間のバランスを決める係数、アパーチャ補正部243の輪郭強調の程度、ガンマ補正部244の入出力特性がカメラ信号処理回路103の画像加工用のパラメータである。カメラ信号処理回路103の加工用パラメータがN(この例ではN=4)枚の各画像毎に設定可能とされる。但し、これらの全ての構成要素のパラメータを制御する必要はなく、少なくとも一つの加工用パラメータが制御される。パラメータの制御は、RAWデータと同期して制御部113によって制御される。
The gain of the
図4は、カメラ信号処理回路103のパラメータの制御を示す。参照符号121で示すように、カメラ信号処理回路103のパラメータが制御部113の制御によって切り換えられ、240fpsのRAWデータのフレーム切り換えと同期して4相で時分割多重されたパラメータA、パラメータB、パラメータC、パラメータDが発生する。パラメータA〜Dは、例えばゲイン補正回路240のゲインである。実際には、ゲイン補正回路240に対してパラメータA〜Dを指定するゲイン指示信号が供給され、ゲイン補正回路240がゲイン指示信号に応じたゲインを持つように制御される。カメラ信号処理回路103に入力されるRAWデータ122(60fpsの画像A,B,C,Dが繰り返す)の処理例えばゲイン補正が対応するパラメータA〜Dによってそれぞれなされる。
FIG. 4 shows control of parameters of the camera
これらのパラメータA〜Dは、予めユーザによって設定されている。パラメータA〜Dの内の一つ例えばパラメータAが標準値とされている。標準値は、撮像装置100の制御部113が画像信号のレベルに応じて自動的に設定する最適値である。他のパラメータB,CおよびDは、互いに異なる値に設定されたものである。例えばパラメータBは、パラメータAによって指示されるゲインの2/3のゲインを指示する信号であり、パラメータCは、パラメータAによって指示されるゲインの5/4のゲインを指示する信号であり、パラメータDは、パラメータAによって指示されるゲインの3/2のゲインを指示する信号である。
These parameters A to D are set in advance by the user. One of the parameters A to D, for example, the parameter A is a standard value. The standard value is an optimum value that is automatically set by the
なお、パラメータA〜Dが同一の制御対象を制御するものである必要はなく、パラメータAが全てのパラメータの標準値であり、パラメータBがゲインのみを標準値に対して変更したものであり、パラメータCがホワイトバランス補正のみを標準値に対して変更したものであり、パラメータDがアパーチャ補正のみを標準値に対して変更したものであっても良い。ユーザがパラメータA〜Dを所望の値に設定する場合には、例えば表示部112にパラメータ設定用の画面を表示し、ユーザが画面を見ながらパラメータを所望のものに設定することができる。さらに、パラメータA〜Dの少なくとも2以上の値を予め組み合わせたパラメータセットを複数通り用意しておき、その中の所望のパラメータセットを選択的にRAWデータに対して適用するようにしても良い。例えば被写体、撮影環境等に応じて複数の撮像モードが設定可能とされ、撮像モードに対応してパラメータセットが選択される。
The parameters A to D do not need to control the same control target, the parameter A is a standard value of all parameters, and the parameter B is a value obtained by changing only the gain from the standard value. The parameter C may be obtained by changing only the white balance correction with respect to the standard value, and the parameter D may be obtained by changing only the aperture correction with respect to the standard value. When the user sets the parameters A to D to desired values, for example, a parameter setting screen can be displayed on the
60fpsの画像A〜DのそれぞれがパラメータA〜Dによって加工され、加工後の画像データ123がカメラ信号処理回路103から発生する。例えば画像AがパラメータAによって加工されて画像データ(Y11,Cr11,Cb11)が得られ、画像BがパラメータBによって加工されて画像データ(Y12,Cr12,Cb12)が得られ、画像CがパラメータCによって加工されて画像データ(Y13,Cr13,Cb13)が得られ、画像DがパラメータDによって加工されて画像データ(Y14,Cr14,Cb14)が得られる。次に、同様にパラメータA〜Dによって加工された画像データ(Y21,Cr21,Cb21)(Y22,Cr22,Cb22)(Y23,Cr23,Cb23)(Y24,Cr24,Cb24)が得られる。
Each of the 60 fps images A to D is processed by the parameters A to D, and the processed
カメラ信号処理回路103によって加工された画像データが圧縮伸張回路105で圧縮され、メモリ制御回路106の制御によってメモリ107に対して書き込まれる。メモリ107に対する画像データの書き込み時またはメモリ107からの画像データの読み出し時に、アドレス制御によって加工後の画像データから4個の動画データ124A,124B,124C,124Dが形成される。
The image data processed by the camera
動画データ124A〜124Dの内の例えば動画データ124Aが60fpsでメモリ107から読み出され、圧縮伸張回路105で伸張され、変換処理部104および表示処理回路108を介して表示部112に表示される。表示部112上には、パラメータAで加工された動画が表示される。同様に、パラメータB,C,Dのそれぞれによって加工された動画データ124B,124C,124Dのそれぞれが表示部112上に表示される。
Of the moving
このように、メモリ107に対して異なるパラメータによって加工された4個の動画データを保存でき、表示部112上に異なるパラメータによって加工された4個の動画を順次表示することができ、ユーザは、表示された動画を見て最も好ましいと思う動画を判定し、当該動画データを選択することができる。4個の動画を表示する場合に、画像を縮小して1画面を分割した4個の画面のそれぞれに4個の動画を同時に表示するようにしても良い。
In this manner, four moving image data processed with different parameters can be stored in the
選択された動画データが圧縮伸張回路109によって圧縮され、記録デバイス制御回路110を介して記録デバイス111に対して記録される。記録された動画データは、60fpsであり、例えば記録デバイス111を取り外して他の再生装置によって再生した場合に、通常の表示装置上に再生画像を表示することができる。記録デバイス111の容量に余裕があれば、記録デバイス111に対して2以上の異なる動画データを記録するようにしても良い。
The selected moving image data is compressed by the compression /
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。図5に示すように、他の実施の形態に係る撮像装置200に対して、イメージセンサ101からの撮像信号が供給される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 5, an imaging signal from an
イメージセンサ101は、一実施の形態におけるイメージセンサと同様のものである。すなわち、イメージセンサ101は、NTSC方式の仕様である通常画面レート(60fps(フィールド/秒))以上の第1の画面レート(フレームレートとも称される)で高速に信号を読み出す高速撮像モードと、通常の第2の画面レートで信号を読み出す通常撮像モードとが切り換え可能とされている。高速撮像モードの画面レートは、例えば通常レートの4倍の240fpsとされている。イメージセンサ101は、CDS(Correlated Double Sampling)、A/Dコンバータ等のアナログフロントエンドが内蔵され、イメージセンサ101の画素の配列と対応したディジタル撮像信号が出力される。
The
イメージセンサ101は、上述したように、3枚の撮像素子を使用した構成、図2示すような色フィルタの配列を有し、また、アナログフロントエンドおよびA/Dコンバータを内蔵している構成を有する。また、図2に示す色フィルタの配列以外の配列を有するイメージセンサを使用することができる。
As described above, the
撮像装置200は、変換処理部201、前処理回路202、カメラ信号処理回路203、表示処理回路208、記録デバイス制御回路210、記録デバイス111、表示部112、および制御部213を備えている。
The
変換処理部201は、イメージセンサ101から受け取ったRAWデータに対して、信号の分流と表示間引きを行う。なお、表示間引きは表示処理回路208に出力するときのみ行う。ここで表示間引きとは、撮像装置200が高速撮像モードのときに映し出す表示装置の表示規格で規定されている単位時間あたりのフィールド数(ここでは60fps)に合うように、フィールドを間引くことである。
The
前処理回路202は、イメージセンサ101から出力されたディジタル画像信号に対して、シェーディング補正等の光学的な補正処理を行ってディジタル画像信号を出力する。カメラ信号処理回路203は、前処理回路202からの画像信号に対して、ホワイトバランス調整処理等のカメラ信号処理(加工処理、現像処理、絵作り処理等とも称される)を施す。カメラ信号処理回路203の出力信号が表示処理回路208に対して供給される。
The
表示処理回路208は、カメラ信号処理回路203から受け取った画像信号から、表示部112に表示するための画像信号を生成して、この信号を表示部112に送り、画像が表示される。表示部112は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)からなり、撮像中のカメラスルー画像や記録デバイス111に記録されたデータを再生した画像などを表示する。なお、表示部112を、撮像装置200の外部に設け、表示部112の代わりに外部出力のためのインタフェイスを撮像装置200に設けておいてもよい。
The
変換処理部201に対して接続された記録デバイス制御回路210は、記録デバイス111に対する画像データの書き込みおよび読み出しを制御する。記録デバイス111に対して蓄積されるデータは、前処理回路202およびカメラ信号処理回路203の処理を受けていないRAWデータである。
A recording
なお、記録デバイス111としては、磁気テープ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、ハードディスクなどを使用できる。記録デバイス111としては、基本的には脱着不能なものが使用される。但し、記録デバイス111を脱着可能としてRAWデータを外部の取り出すようにしても良い。RAWデータを外部に取り出す場合、好ましくは、前処理回路202で処理されたRAWデータが取り出される。外部の例えばパーソナルコンピュータのソフトウェアによってカメラ信号処理(画像加工)がなされる。
As the
制御部213は、例えばCPU(Central Processing Unit )、ROM(Read Only
Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成されるマイクロコンピュータであり、ROMなどに記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置の各部を統括的に制御する。制御部213は、撮像装置200の一部の構成要素として備えられている。制御部213は、イメージセンサ101のパラメータを制御するようになされている。他の実施の形態では、イメージセンサ101の電子シャッターのシャッター速度を制御するようになされている。
For example, the
This is a microcomputer composed of a memory (RAM), a random access memory (RAM), and the like, and comprehensively controls each unit of the imaging apparatus by executing a program stored in a ROM or the like. The
変換処理部201、前処理回路202およびカメラ信号処理回路203の一例の構成を図6に示す。イメージセンサ101(CDS、A/Dコンバータを含む)からの撮像データが変換処理部201に供給される。変換処理部201は、スイッチSW1およびSW2、間引き部221およびサイズ調整部222とからなる。間引き部221が表示間引きを行う。サイズ調整部222が表示する画像のサイズを適切なものに変更する。間引き部221、または間引き部221およびサイズ調整部222によって高速撮像時のRAWデータの画面レートが通常レートに下げられる。スイッチSW1およびSW2は、記録時と再生時とで切り換えられるもので、記録時に選択される端子をrで示し、再生時に選択される端子をpで示す。
The configuration of an example of the
変換処理部201のサイズ調整部222の出力画像信号が前処理回路202のシェーディング補正回路231に供給される。シェーディング補正回路231は、画面周辺の明るさが暗くなるのを補正する。シェーディング補正回路231の出力信号がカメラ信号処理回路203に供給される。
The output image signal of the
カメラ信号処理回路203は、上述した一実施の形態と同様に、入力側から順に、ゲイン補正回路240、同時化回路241、ホワイトバランス補正部242、アパーチャ補正部243、ガンマ補正部244、YC生成部245を備える構成とされている。但し、カメラ信号処理回路203の構成は、図4に示すものに限定されず、例えばこれらの構成要素の順序を変更したり、一部の構成要素を省略することも可能である。また、カメラ信号処理回路203は、一実施の形態におけるように、画像に応じて時分割で切り換わることがない。
Similarly to the above-described embodiment, the camera
ゲイン補正回路240、同時化回路241、ホワイトバランス補正部242、アパーチャ補正部243、ガンマ補正部244、YC生成部245のそれぞれの機能は、上述した一実施の形態におけるのと同様である。すなわち、同時化回路241は、各色成分について欠落している画素を補間し、同時化回路241の出力信号がホワイトバランス補正部242に供給される。ホワイトバランス補正部242は、被写体の色温度環境の違い、そしてセンサー上の色フィルタによる感度の違いによる各色間のアンバランスが補正される。アパーチャ補正部243は、信号変化の大きい部分を取り出して強調する輪郭補正である。ガンマ補正部244は、表示部112に対して撮像信号を出力した場合に、階調が正しく再現されるように、入出力特性を補正する。YC生成部245は、輝度信号(Y)および色差信号(C)をそれぞれ生成する。輝度信号は、ガンマ補正されたRGB信号を所定の合成比で合成することによって生成される。色差信号は、ガンマ補正されたRGB信号を所定の合成比で合成することによって生成される。生成された輝度信号および色差信号が表示処理回路208を介して表示部112に対して供給される。
The functions of the
図5の撮像装置において、高速撮像モード時には、図6に示すように、変換処理部201のスイッチSW1およびSW2が端子r側を選択する状態に制御部213によって制御される。図7は、高速撮像モードの信号の流れを示している。図7に示すように、イメージセンサ101からの240fpsのRAWデータがスイッチSW1の端子rを介して記録デバイス制御回路210を介して記録デバイス111に対して供給される。ユーザ操作に応じて制御部213から高速撮像した画像の記録要求を受け取ると、RAWデータが記録デバイス111に記録される。このRAWデータは、時間的に連続するN(=4)枚の各画像毎にシャッター速度が設定されたものである。
In the imaging apparatus of FIG. 5, in the high-speed imaging mode, as shown in FIG. 6, the
また、変換処理部201の間引き部221によって、RAWデータが60fpsになるように、4分の1間引きがなされる。間引きおよびサイズ変換がなされたRAWデータが前処理回路202を介してカメラ信号処理回路203に供給される。カメラ信号処理回路203でカメラ信号処理がなされた信号が表示処理回路208を介して表示部112に供給され、撮像中の画像が表示部112に表示される。表示される画像は、4種類のシャッター速度の何れかで撮影されたものである。
Also, the thinning-out
図5の撮像装置において、再生時には、変換処理部201のスイッチSW1およびSW2が端子p側を選択する状態に制御部213によって制御される。図8は、再生時の信号の流れを示している。図8に示すように、記録デバイス制御回路210の制御によって表示部112の表示能力にあわせて低画面レート(たとえば60fps)でRAWデータが記録デバイス111から読み出される。読み出されたRAWデータが記録デバイス制御回路210から変換処理部201のスイッチSW1、SW2およびサイズ調整部222を介して前処理回路202に供給される。
In the imaging apparatus of FIG. 5, at the time of reproduction, the
前処理回路202の出力信号がカメラ信号処理回路203および表示処理回路208を介して表示部112に供給され、表示部112によって再生画像が表示される。例えば画面レートのみが変更されている場合では、再生画像は、時間軸が記録時に比して4倍に拡大されたスローモーション再生画像となる。また、撮像時に撮像条件(露光状態等)を4通りに変えた撮像を行い、再生時に4種類の撮像画像(静止画および動画の何れでも良い)を比較することもできる。さらに、記録デバイス111の読み出し時に間引きを行ってコマ送りの再生画像を得ることもできる。
An output signal of the
なお、記録デバイス111に対して記録されるRAWデータを例えばJPEG(Joint
Photographic Experts Group)などの符号化方式で圧縮符号化処理を行い、圧縮符号化データを記録デバイス制御回路210の制御によって記録デバイス111に書き込み、記録デバイス111から読み出された圧縮符号化データを伸張処理するようにしても良い。
Note that RAW data recorded on the
Compressed and encoded processing is performed by an encoding method such as Photographic Experts Group), the compressed encoded data is written to the
上述したこの発明の他の実施の形態においては、カメラ信号処理回路203に対して通常の低画面レート(60fps)のRAWデータが供給されるので、カメラ信号処理回路203における画像加工のパラメータを画像データと同期して変更することができない。しかしながら、カメラ信号処理回路203が低画面レートで動作すれば良いので、高速処理を可能とするために回路規模が大きくなったり、消費電力が増大することを回避できる。但し、記録デバイス111に記録された高画面レートのRAWデータに対して撮像装置200以外の装置またはコンピュータによって加工のパラメータを変更することが可能である。
In the other embodiment of the present invention described above, normal low screen rate (60 fps) RAW data is supplied to the camera
制御部213は、イメージセンサ101のシャッター速度の設定を高画面レートのRAWデータに同期して制御する。イメージセンサ101は、電子シャッターの構成とされているので、240fpsの画面レートのRAWデータの各フレームに対してシャッター速度を設定することができる(但し、設定可能なシャッター速度の上限は1/240秒である)。例えば図4に示すRAWデータ122の各画像(A〜Dの何れかの画像)に対して異なるシャッター速度が設定される。
The
一例として、RAWデータ中の画像Aに対しては、1/240(秒)のシャッター速度が設定され、画像Bに対しては、1/400(秒)のシャッター速度が設定され、画像Cに対しては、1/600(秒)のシャッター速度が設定され、画像Dに対しては、1/1000(秒)のシャッター速度が設定される。また、設定されたシャッター速度が記録デバイス111にRAWデータと関連して記録される。
As an example, a shutter speed of 1/240 (second) is set for the image A in the RAW data, and a shutter speed of 1/400 (second) is set for the image B. On the other hand, a shutter speed of 1/600 (second) is set, and for image D, a shutter speed of 1/1000 (second) is set. The set shutter speed is recorded in the
記録デバイス111に対する高画面レートのRAWデータの書き込み時、または記録デバイス111からの低画面レートのRAWデータの読み出し時に、アドレス制御によってRAWデータから4個の動画データが形成される。各動画データに設定されたシャッター速度が動画データに関連する付加的情報として読み出される。制御部213は、記録デバイス111から読み出され、カメラ信号処理回路203に供給されるRAWデータのシャッター速度に基づいてカメラ信号処理回路203内のゲイン補正回路240のゲインを自動的に補正する。すなわち、シャッター速度が高くなることによる入射光量の不足を補正して適切な明るさの画像が得られるように、ゲイン補正がなされる。
When writing RAW data with a high screen rate to the
ユーザは、再生時に制御部213と関連する入力操作部(図示せず)を操作して、記録デバイス111から読み出される4個のRAWデータの内の一つのRAWデータを選択することができ、表示部112上に再生画像を表示することができる。ユーザは、4種類のシャッター速度の設定が異なる画像を表示させて適切なシャッター速度を知ることができる。このように、シャッター速度が適切と判断された画像データを上述した一実施の形態と同様に、記録デバイス例えば光ディスクに記録または通信インタフェイスを介して外部に出力できるようにしても良い。また、RAWデータを記録デバイスに記録する代わりに通信インタフェイスを介して外部に出力できるようにしても良い。
The user can select one RAW data among the four RAW data read from the
この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばこの発明は、カムコーダ、ディジタルスチルカメラに限らず、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants )などの撮像機能を持つ装置に適用可能である。また、パーソナルコンピュータなどに接続されるテレビ電話用あるいはゲームソフト用などの小型カメラによる撮像信号に対する処理装置や記録装置にも、この発明を適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the present invention can be applied not only to a camcorder and a digital still camera, but also to an apparatus having an imaging function such as a mobile phone and a PDA (Personal Digital Assistants). Further, the present invention can also be applied to a processing device and a recording device for an imaging signal by a small camera for videophone or game software connected to a personal computer or the like.
100,200・・・撮像装置
101・・・イメージセンサ
102,202・・・前処理回路
103,203・・・カメラ信号処理回路
104,201・・・変換処理部
105、109・・・圧縮伸張回路
106・・・メモリ制御回路
107・・・メモリ
108,208・・・表示処理回路
111・・・記録デバイス
112・・・表示部
113,213・・・制御部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
上記カメラ信号処理手段により加工された上記第1の画面レートの画像データを圧縮する第1の圧縮符号化手段と、
上記第1の圧縮符号化手段により符号化された画像データを一時的に記憶する一時記憶手段と、
所定時間の間に撮影された画像データを上記第1の画面レートより低い第2の画面レートで上記一時記憶手段から読み出し、読み出された画像データを伸張する復号化手段と、
上記復号化手段によって伸張された画像データを圧縮する第2の圧縮符号化手段と、
上記第2の圧縮符号化手段により符号化された画像データを記憶する記憶手段と、
加工用パラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、上記カメラ信号処理手段を制御する制御手段と
を有する撮像装置。 Camera signal processing means for performing image processing on imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device;
First compression encoding means for compressing the image data of the first screen rate processed by the camera signal processing means;
Temporary storage means for temporarily storing the image data encoded by the first compression encoding means;
Decoding means for reading image data captured during a predetermined time from the temporary storage means at a second screen rate lower than the first screen rate, and decompressing the read image data;
Second compression encoding means for compressing the image data expanded by the decoding means;
Storage means for storing the image data encoded by the second compression encoding means;
An image pickup apparatus comprising: control means for controlling the camera signal processing means so that the processing parameters are switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
上記第1の画面レートの撮像データの時間的に連続するN枚の各画像ごとに上記カメラ信号処理手段の上記加工用パラメータが設定可能に制御され、N個の上記動画データが形成される請求項4記載の撮像装置。 The first screen rate is N times the second screen rate (N is an integer of 2 or more);
The processing parameter of the camera signal processing means is controlled to be settable for each of N consecutive images of the imaging data of the first screen rate in time, and N moving image data are formed. Item 5. The imaging device according to Item 4.
上記カメラ信号処理ステップにより加工された上記第1の画面レートの画像データを圧縮する第1の圧縮符号化ステップと、
上記第1の圧縮符号化ステップにより符号化された画像データを一時的に記憶する一時記憶ステップと、
所定時間の間に撮影された画像データを上記第1の画面レートより低い第2の画面レートで上記一時記憶ステップから読み出し、読み出された画像データを伸張する復号化ステップと、
上記復号化ステップによって伸張された画像データを圧縮する第2の圧縮符号化ステップと、
上記第2の圧縮符号化ステップにより符号化された画像データを記憶する記憶ステップと、
加工用パラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、上記カメラ信号処理ステップを制御する制御ステップと
を有する撮像方法。 A camera signal processing step of performing image processing on imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device;
A first compression encoding step for compressing the image data of the first screen rate processed by the camera signal processing step;
A temporary storage step for temporarily storing the image data encoded by the first compression encoding step;
A decoding step of reading image data captured during a predetermined time from the temporary storage step at a second screen rate lower than the first screen rate, and decompressing the read image data;
A second compression encoding step for compressing the image data expanded by the decoding step;
A storage step for storing the image data encoded by the second compression encoding step;
An imaging method comprising: a control step for controlling the camera signal processing step so that the processing parameter is switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
上記固体撮像素子からの上記第1の画面レートの撮像データを上記第2の画面レートの撮像データへ変換する変換手段と、
上記変換手段または上記記録媒体制御手段からの上記第2の画面レートの撮像データに対しカメラ信号処理を行うカメラ信号処理手段と、
上記カメラ信号処理手段からの画像信号から表示用の画像信号を生成する表示処理手段と、
上記固体撮像素子のパラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、上記固体撮像素子を制御する制御手段と
を有する撮像装置。 Recording medium control means for recording imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device on a recording medium, and reading the imaging data from the recording medium at a second screen rate lower than the first screen rate;
Conversion means for converting imaging data of the first screen rate from the solid-state imaging device into imaging data of the second screen rate;
Camera signal processing means for performing camera signal processing on the imaging data of the second screen rate from the conversion means or the recording medium control means;
Display processing means for generating an image signal for display from the image signal from the camera signal processing means;
An image pickup apparatus comprising: control means for controlling the solid-state image pickup device so that the parameters of the solid-state image pickup device are switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
上記第1の画面レートの撮像データの時間的に連続するN枚の各画像ごとに上記固体撮像素子のパラメータが設定可能に制御され、N個の上記動画撮像データが形成される請求項11記載の撮像装置。 The first screen rate is N times the second screen rate (N is an integer of 2 or more);
12. The parameter of the solid-state image sensor is controlled to be settable for each of N time-sequential images of imaging data at the first screen rate, and N moving image imaging data are formed. Imaging device.
上記固体撮像素子からの上記第1の画面レートの撮像データを上記第2の画面レートの撮像データへ変換する変換ステップと、
上記変換ステップまたは上記記録媒体制御ステップからの上記第2の画面レートの撮像データに対しカメラ信号処理を行うカメラ信号処理ステップと、
上記カメラ信号処理ステップからの画像信号から表示用の画像信号を生成する表示処理ステップと、
上記固体撮像素子のパラメータが1乃至複数の画像毎に時分割で切り換わるように、上記固体撮像素子を制御する制御ステップと
を有する撮像方法。 A recording medium control step of recording imaging data of a first screen rate obtained from a solid-state imaging device on a recording medium, and reading the imaging data from the recording medium at a second screen rate lower than the first screen rate;
Converting the imaging data of the first screen rate from the solid-state imaging device into imaging data of the second screen rate;
A camera signal processing step for performing camera signal processing on the imaging data of the second screen rate from the conversion step or the recording medium control step;
A display processing step of generating an image signal for display from the image signal from the camera signal processing step;
An imaging method comprising: a control step of controlling the solid-state image sensor so that the parameters of the solid-state image sensor are switched in a time division manner for each of one or a plurality of images.
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