JP2009077259A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影対象の画質が劣化することなく、圧縮により発生する符号量を低減する。
【解決手段】マイコン５はステップＳ１において発生符号量と基準値を比較して発生符号量が基準値より増加したことを検知すると、ステップＳ２でアイリスが開放又は感度が最小の場合はそのままの状態を保つが、そうでなければアイリスを所定量開けるとともに、アイリスを開けた分だけカメラ部１の出力レベルが増加しないように感度を低下させ（ステップＳ３）、次いでステップＳ１に戻る。また、アイリスを開けた分だけカメラ部１の出力レベルが増加しないように感度を低下させる代わりに、シャッタスピードを早くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像して得た動画像のデータを圧縮して記録媒体に記録するビデオカメラ、デジタルカメラなどの撮像装置に関し、特に圧縮により発生するデータの符号量を低減させる撮像装置に関する。

圧縮により発生する符号量を低減する従来技術の撮像装置として、下記の特許文献１にはズーム操作、パン操作、チルト操作を行っている場合にフィルタリング処理を行う手法が開示されている。この手法では、ズーム操作中、パン操作中、チルト操作中の画像は、動きが大きく人間の知覚特性上画像劣化が認識しにくいことを利用している。また、フィルタリング処理では、高域成分を減少させることで発生符号量が減少するので、発生符号量をプリフィルタにフィードバックし、フィルタリングの係数を動的に変化させることで発生符号量を一定に保っている。
特開平１１−４３６１号公報（請求項３、４）

しかしながら、上記の従来技術では、いずれも画像全体に作用するため、主たる撮影対象に割り当てられるビットレートが減少して撮影対象の画質が劣化し、また、主たる撮影対象にボケが生じるなどの弊害が生じるという問題点がある。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、撮影対象の画質が劣化することなく、圧縮により発生する符号量を低減することができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、絞りを開閉する絞り機構を有するカメラ部と、
前記カメラ部により撮像して得られた動画像のデータを圧縮符号化する圧縮手段と、
前記圧縮手段により圧縮符号化されたデータの符号量を基準値と比較し、前記符号量が前記基準値より多い場合に前記絞り機構が前記絞りを開くように制御するとともに、前記絞りを開いた分、前記カメラ部の出力レベルが増加しないように前記カメラ部の出力レベルを制御する制御手段とを、
備えた。

本発明によれば、絞りを開くと、被写体（前景）はぼけずに背景のみがぼけるので、背景の高周波成分が減少することから、撮影対象の画質が劣化することなく、圧縮により発生する符号量を低減させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態を示すブロック図、図２は図１のマイコンの動作例を説明するためのフローチャート、図３は図１の撮像装置の動作例を示す説明図である。

図１において、カメラ部１で撮影された画像信号は、エンコーダ部２でＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などの周波数変換方式で圧縮符号化され、圧縮データはメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）部３を介してＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、テープ、光ディスクなどの記憶媒体４に記録される。カメラ部１は不図示の撮像素子の他、絞り（アイリス）機構部１１、感度調整部１２、シャッタスピード調整部１３などを有し、マイクロコンピュータ（マイコン）５はカメラ部１から入力される明るさや、対象物までの距離、ズーム倍率などの撮像情報に応じて、絞り制御信号、感度制御信号、シャッタスピード制御信号により、それぞれ絞り（アイリス）機構部１１、感度調整部１２、シャッタスピード調整部１３を制御している。またマイコン５は、後述するようにエンコーダ部２において圧縮により発生する符号量に応じて、絞り（アイリス）機構部１１、感度調整部１２、シャッタスピード調整部１３を制御している。なお、マイコン５は、すべてのブロックと何らかのデータを送受しているが、本件と直接関係無い信号は省略した。

ここで、一般的に、カメラのアイリスを絞るほど被写界深度が深く、開けるほど狭くなる。この特性を利用し、主たる撮影対象（前景）にピントを合わせておき、背景はわざとぼかして撮影する手法がある。このようにアイリスを開けて撮影すると、主たる撮影対象にはピントがあっているため高周波成分が多く存在するが、背景は光学的にボケているため、高周波成分が少なくなる。このような信号をＭＰＥＧなどの周波数変換方式の画像圧縮方式で符号化すると、背景に割り当てられる符号量は少なくなり撮影対象に相対的に多くの符号が割り当てられることになる。なお、ＭＰＥＧ以外の圧縮方法でも画像に含まれる高周波成分が発生符号量に影響を与える方式であれば同様に適用可能である。

なお、アイリスを開けると、カメラ部１の撮像素子（不図示）の入射光量が増加してカメラ部１の出力レベルが高くなり、撮像画像が明るくなるが、感度を低下させるかシャッタスピードを速くすることなどでカメラ部１の出力レベルを一定にすることができる。このようにすることで明るさやコントラストを変化させずに、主たる撮影対象に多くの符号量を割り当てることができ、総合的な画質が向上する。特にスポーツなどで特定の競技者を撮影する場合など大きな効果を発揮する。

また、アイリスが頻繁に変化すると見苦しくならないように、マイコン５にてエンコーダ部５から入力された符号量データを時間積分することで防止する。図２はアイリス制御と同時に感度制御を行なうことによりカメラ部の出力レベルが変化しないようにした場合の動作を示す。エンコーダ部２は常に生成した符号量をマイコン５に送信している。マイコン５はステップＳ１において発生符号量と基準値を比較して発生符号量が基準値より増加したことを検知すると、ステップＳ２でアイリスが開放又は感度が最小の場合はそのままの状態を保つ（ステップＳ１に戻る）が、そうでなければアイリスを所定量開けるとともに、アイリスを開けた分だけカメラ部の出力レベルが増加しないように感度を低下させ（ステップＳ３）、次いでステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ１において発生符号量が基準値より減少したことを検知すると、ステップＳ４でアイリスが最小又は感度が最大の場合はそのままの状態を保つが、そうでなければアイリスを所定量閉じるとともに、アイリスを所定量閉じた分だけ感度を上げ（ステップＳ５）、次いでステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１において発生符号量と基準値が同じの場合にはそのままの状態を保つ。

このような処理により、図３に示すように発生符号量が増加してアイリスを所定量ずつ開けていくと、背景が光学的にボケて高周波成分が少なくなり、また、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１のループにより発生符号量が徐々に減少して基準値に収束する。また、アイリスを開けた分だけカメラ部１の出力レベルが増加しないように感度を低下させるので、入射光量を一定にすることができ、明るさやコントラストが変化することを防止することができる。

＜第２の実施の形態＞
図４は第２の実施の形態として、感度の代わりにシャッタスピードを制御した動作例を示す。ステップＳ１１において発生符号量と基準値を比較して発生符号量が基準値より増加したことを検知すると、ステップＳ１２でアイリスが開放又はシャッタスピードが最小の場合はそのままの状態を保つが、そうでなければアイリスを所定量開けるとともに、アイリスを開けた分だけカメラ部１の出力レベルが増加しないようにシャッタスピードを速くし（ステップＳ１３）、次いでステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ１１において発生符号量が基準値より減少したことを検知すると、ステップＳ１４でアイリスが最小又はシャッタスピードが最大の場合はそのままの状態を保つが、そうでなければアイリスを所定量閉じるとともに、アイリスを閉じた分だけシャッタスピードを遅くし（ステップＳ１５）、次いでステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１１において発生符号量と基準値が同じの場合にはそのままの状態を保つ。

このような処理により、図３に示すように発生符号量が増加してアイリスを所定量ずつ開けていくと、背景が光学的にボケて高周波成分が少なくなり、また、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１１のループにより発生符号量が徐々に減少して基準値に収束する。また、アイリスを開けた分だけカメラ部１の出力レベルが増加しないようにシャッタスピードを遅くするので、明るさやコントラストが変化することを防止することができる。

なお、感度とアイリス、シャッタスピードとアイリスを制御する例を示したが、アイリスの制御とともに、感度とシャッタスピードの両方を制御する方法も可能である。また、上記の動作例では、発生符号量が基準値より減少すると、ステップＳ１→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ１、ステップＳ１１→Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１１のループにより発生符号量が徐々に増加して基準値に収束するようにしているが、この処理は省略してもよい。

本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。 図１のマイコンの動作例を説明するためのフローチャートである。 図１の撮像装置の動作例を示す説明図である。 第２の実施の形態の動作例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ部
２ エンコーダ部
３ メディアＩ／Ｆ部
４ 記憶媒体
５ マイクロコンピュータ（マイコン）
１１ 絞り（アイリス）機構
１２ 感度調整部
１３ シャッタスピード調整部

Claims (3)

1. 絞りを開閉する絞り機構を有するカメラ部と、
   前記カメラ部により撮像して得られた動画像のデータを圧縮符号化する圧縮手段と、
   前記圧縮手段により圧縮符号化されたデータの符号量を基準値と比較し、前記符号量が前記基準値より多い場合に前記絞り機構が前記絞りを開くように制御するとともに、前記絞りを開いた分、前記カメラ部の出力レベルが増加しないように前記カメラ部の出力レベルを制御する制御手段とを、
   備えた撮像装置。
2. 前記カメラ部は、前記カメラ部の出力レベルを制御する感度調整部を有し、
   前記制御手段は、前記絞りを開いた分、前記カメラ部の出力レベルが増加しないように前記感度調整部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. 前記カメラ部は、シャッタスピードを調整するシャッタスピード調整部を有し、
   前記制御手段は、前記絞りを開いた分、前記カメラ部の出力レベルが増加しないように前記シャッタスピード調整部が前記シャッタスピードを速くするよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。

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