JP2008312144A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】符号量を最適に分配するとともに、特定部分以外の量子化ノイズが増加しないようにする。
【解決手段】撮像特徴判定部１１１で符号量の割り当て量を変化される必要があるか否か判断し、符号量の割り当て量の制御を行うと判断した対象物にＡＦが合っている場合には、光学制御系１０２を制御することによりＡＥ制御を行い、レンズの絞りを開放側にして被写界深度を浅くして、レンズの制御量（被写界深度）に応じて、符号量の割り当て量を決定するようにして、符号量を最適に分配するとともに、特定部分以外の量子化ノイズが増加しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム及び記録媒体に関し、特に、被写体を撮像して画像信号を生成するために用いて好適な技術に関する。

近年では、ディスク状記録媒体や半導体メモリ等の記録媒体の大容量化が急速に進展した。そこで、このような記録媒体を用いて、音声、静止画像、または動画像を長時間記録及び再生することが可能な様々な撮像装置が提案されている。このような撮像装置では、動画像の画像信号を記録媒体に記録する際に、画像信号を圧縮する方式を採用することによって、長時間録画を可能としている。

ここで、動画像の圧縮を行う際に、有限の符号量をいかに最適に分配して画質劣化を抑えることができるかが重要な課題であり、様々な符号量制御方法が提案されている。従来の符号量制御方法としては、例えば、被写体の輝度情報に応じて符号量を制御する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１９３６６号公報

しかしながら、前述した従来技術では圧縮処理において特定部分への符号量の割り当てを行うことにより、割り当てが減少した部分の符号量は減少する。このため、特定部分以外の量子化ノイズが増加するという問題点があった。

本発明は前述の問題点に鑑み、符号量を最適に分配するとともに、特定部分以外の量子化ノイズが増加しないようにすることを目的としている。

本発明の撮像装置は、被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成された画像信号を圧縮符号化する画像圧縮手段と、前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像手段の駆動と、前記画像圧縮手段による圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の撮像装置の制御方法は、被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像工程と、前記撮像工程において生成した画像信号を圧縮符号化する画像圧縮工程と、前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像工程における撮像動作と、前記画像圧縮工程における圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御工程とを有することを特徴とする。

本発明のプログラムは、被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像工程と、前記撮像工程において生成した画像信号を圧縮符号化する画像圧縮工程と、前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像工程における撮像動作と、前記画像圧縮工程における圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御工程とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の記録媒体は、前記に記載のプログラムを記録したことを特徴とする。

本発明によれば、画像信号の特徴に基づいて、撮像手段の駆動と、前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御するようにしたので、符号量を最適に分配するとともに、特定部分以外の量子化ノイズが増加しないようにすることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施形態の撮像装置の背景技術となる撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。
図５において、光学系レンズ群３０１と、絞り、フォーカス、及びズーム等の駆動を行う光学制御系３０２とを介して入射された被写体光は、撮像素子３０３でアナログ信号に変換される。そして、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）３０４、自動利得制御回路（ＡＧＣ）３０５、及びＡＤコンバータ３０６を経て、カメラ信号処理部３０７でデジタル画像信号（画像データ）が生成される。

圧縮伸張処理部３０８は、カメラ信号処理部３０７で得られた画像データの圧縮処理及び圧縮画像データの伸張処理を行う。そして、記録再生処理部３０９は圧縮伸張処理部３０８で圧縮符号化された圧縮画像データを記録媒体３１０へ記録する処理、及び記録媒体３１０から圧縮画像データを再生する処理を行う。

また、撮像装置は、カメラ信号処理部３０７で得られた画像データの特徴を判定する輝度特徴判定部３１１を備えており、圧縮伸張処理部３０８で行う画像圧縮における符号量の割り当ては、輝度特徴判定部３１１で行われる判定結果に基づいて制御される。また、マイコン３１２は、撮像装置全体における各構成の制御を行う。

一方、本実施形態の撮像装置は、被写体を撮像して取得した当該被写体の画像信号（映像信号）を圧縮処理して記録媒体に記録する機能を有している。さらに、画像信号の特徴を判定した結果に基づいて、画像圧縮における符号量及び撮像手段の駆動（レンズ絞り、シャッタ速度、ＮＤ等の露光量）を制御するように構成されている。以下、本実施形態の撮像装置の構成及び動作について具体的に説明する。

図１は、本実施形態の撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。
図１に示す撮像装置１００は、光学系レンズ群１０１と、絞り、フォーカス、及びズーム等の駆動を行う光学制御系１０２とを備えている。光学系レンズ群１０１及び光学制御系１０２を介した被写体光は、撮像素子１０３においてアナログ信号に変換される。そして、ＣＤＳ回路１０４、ＡＧＣ１０５、及びＡＤコンバータ１０６を経て、カメラ信号処理部１０７でデジタル画像信号（画像データ）が生成される。本実施形態では、光学系レンズ群１０１からカメラ信号処理部１０７までが撮像手段として機能する。

圧縮伸張処理部１０８は画像圧縮手段として機能し、カメラ信号処理部１０７で得られた画像データの圧縮処理及び圧縮画像データの伸張処理を行う。また、記録再生処理部１０９は、圧縮伸張処理部１０８で得られた圧縮画像データを記録媒体１１０へ記録する処理及び記録媒体１１０から圧縮画像データを再生する処理を行う。

また、本実施形態の撮像装置１００は、カメラ信号処理部１０７で得られた画像データの特徴を判定する撮像特徴判定部１１１を備えている。撮像特徴判定部１１１は、圧縮伸張処理部１０８及び光学制御系１０２の制御手段としても機能する。圧縮伸張処理部１０８で行われる画像圧縮における符号量は、この撮像特徴判定部１１１で行われる判定の結果に基づいて決定される。

撮像特徴判定部１１１で判定される情報としては、画像撮影時の被写界深度情報や、ＡＦ（Auto Focus）及びＡＥ（Automatic Exposure）制御情報等も含まれる。また、この画像圧縮における符号量の制御は、符号量を割り当てるべき対象物に焦点が合っている場合にのみ実施する。また、マイコン１１２は、撮像装置１００全体における各構成の制御を行う。

次に、符号量の割り当て量とレンズの絞り制御との関係について図２を参照しながら説明する。撮像特徴判定部１１１は、レンズの絞り制御による被写界深度の制御量の情報に応じて、画像信号に含まれる特定の被写体（対象物）に対する符号量の割り当て量を決定する。圧縮伸張処理部１０８は、レンズ絞り制御による被写界深度の制御量が大きい場合には、背景のボケが大きいため、対象物への符号量の割り当て量を増やすよう動作する。なお、図２では、被写界深度に対する対象物への符号量の割り当て量の関数が１次関数で示してあるが、１次関数に限らず、場合によっては異なる関数を用いてもよい。

図３は、符号量割り当てを増加させるべき対象物である人物を含む画像の一例を示す図である。中央の人物２０１に符号量の割り当て量を増加させると判断し、かつ符号量の割り当て量を増加させる対象物である人物２０１にＡＦが合っている場合に、符号量の割り当て量の変更を実施する。さらに、この動作に連動して、撮像特徴判定部１１１は、撮像動作に係る光学制御系１０２における絞り（露光量）を制御して、被写界深度を浅くする。

これにより、対象の人物２０１の情報量は増え、代わりに背景２０２の情報量（符号量）の割り当て量は減る。ところが、被写界深度を浅くして背景２０２をぼかして情報量を減少させるため、情報量の割り当て量の減少によるノイズが増加する問題は回避できる。

図４は、本実施形態において、撮像特徴判定部１１１による符号量及び絞りの制御手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１００１において、撮像特徴判定部１１１で符号量の割り当て量を変化される必要があるか否か判断する。この判断の結果、撮像した被写体に特徴がなく、符号量の割り当て量を変化させる必要がない場合は、ステップＳ１００５に進む。

一方、ステップＳ１００１の判断の結果、撮像した被写体に特徴があり、符号量の割り当て量を変化させる必要がある場合は、ステップＳ１００２に進む。そして、ステップＳ１００２において、符号量の割り当て量の制御を行うと判断した対象物にＡＦが合っているか否か判断する。この判断の結果、ＡＦが合っていない場合は、ステップＳ１００５に進む。

一方、ステップＳ１００２の判断の結果、ＡＦが合っている場合は、ステップＳ１００３に進む。そして、ステップＳ１００３において、光学制御系１０２を制御することによりＡＥ制御を行い、レンズの絞りを開放側にして被写界深度を浅くする。次に、ステップＳ１００４において、レンズの制御量（被写界深度）に応じて、符号量の割り当て量を決定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１００５においては、符号量の割り当て制御は行わず、通常の符号量制御を行い、処理を終了する。

以上のように本実施形態においては、符号量の割り当て制御を行った際に、レンズの絞りを制御して背景の情報量を減らすことによって、符号量の割り当て量が減少した部分の量子化ノイズを防ぐことができる。また、符号量の割り当てを増加させる被写体にＡＦが合っていた場合にレンズの絞り制御を行うことにより、撮影したい被写体がぼやけてしまうことを防ぐことができる。

（本発明に係る他の実施形態）
前述した本発明の実施形態における撮像装置を構成する各手段、並びに撮像装置の制御方法の各工程は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図４に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムまたは装置に直接、または遠隔から供給する場合も含む。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。さらに、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する方法がある。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、その他の方法として、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、その他の方法として、まず記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施形態の撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態における符号量の割り当て量とレンズの絞り制御との関係の一例を示す図である。 人物を含む画像の一例を示す図である。 本実施形態において、撮像特徴判定部による符号量及び絞りの制御手順の一例を示すフローチャートである。 背景技術となる撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 光学レンズ群
１０２ 光学制御系
１０３ 撮像素子
１０４ ＣＤＳ回路
１０５ ＡＧＣ
１０６ ＡＤコンバータ
１０７ カメラ信号処理部
１０８ 圧縮伸張処理部
１０９ 記録再生処理部
１１０ 記録媒体
１１１ 撮像特徴判定部
１１２ マイコン

Claims (8)

1. 被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像手段と、
   前記撮像手段によって生成された画像信号を圧縮符号化する画像圧縮手段と、
   前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像手段の駆動と、前記画像圧縮手段による圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記画像信号に含まれる前記符号量の割り当てを増加させる被写体に対して焦点が合っている場合に、レンズの絞りを制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、変化させる被写界深度の情報に応じて前記符号量の割り当てを制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像工程と、
   前記撮像工程において生成した画像信号を圧縮符号化する画像圧縮工程と、
   前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像工程における撮像動作と、前記画像圧縮工程における圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御工程とを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
5. 前記制御工程においては、前記画像信号に含まれる前記符号量の割り当てを増加させる被写体に対して焦点が合っている場合に、レンズの絞りを制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の制御方法。
6. 前記制御工程においては、変化させる被写界深度の情報に応じて前記符号量の割り当てを制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の制御方法。
7. 被写体を撮像して、画像信号を生成する撮像工程と、
   前記撮像工程において生成した画像信号を圧縮符号化する画像圧縮工程と、
   前記画像信号の特徴に基づいて、前記撮像工程における撮像動作と、前記画像圧縮工程における圧縮符号化の際の前記画像信号に対する符号量の割り当てとを制御する制御工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images