JP3107617B2 - 撮影速度制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮影した画像データを磁
気記録媒体や半導体メモリに記録する電子スチルカメラ
の撮影速度制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の銀塩カメラではモータドライブ機
構を用いて毎秒数駒までの連写が可能である。一方、最
近の電子スチルカメラではＣＣＤ等の固体撮像素子を用
いて電子的に被写体像を撮影することによって毎秒２０
〜３０駒程度の連写を行うことが可能である。この毎秒
の連写枚数は予め撮影前に設定し、その後にレリーズス
イッチを押し続けることにより連写を行う。また、ディ
ジタル記録方式の電子スチルカメラにおいては高速連写
した画像データをバッファメモリに一時記録した後、デ
ィジタル化するために生じる画像データの冗長度を各種
方式の静止画像情報量圧縮によって削減し、磁気記録媒
体や半導体メモリ等の記録媒体への記録やディジタル回
線等を利用してデータ伝送を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際に連写
を行うときには連続撮影中に被写体の変化速度が遅くな
ったり、被写体が全く動かなくなったりすることがあ
り、このような場合には連写期間中に画面がほとんど変
化していないような無駄な画像の撮影・記録動作を行う
結果となる。逆に連続撮影中の被写体の変化速度が急に
速くなった場合には、変化量に対し撮影間隔が長くなり
映像の撮影・記録を逃してしまうことがある。さらに無
駄な映像を記録するということは記録媒体の記録容量の
無駄使いにもつながる上に、後で撮影した画像を再生し
て見るときに似たような画像が何枚も撮れているとそれ
を見る者に不快感を与えるばかりか、ここという所で肝
心な画像が撮られていない場合には撮影者の落胆は非常
に大きなものとなる。

【０００４】上記問題を解決する方法として、連写期間
中に毎秒の撮影枚数を変化させることが可能なようにカ
メラシステムを構成することが考えられる。その一例と
してレリーズ動作中に撮影間隔設定手段を動作可能にす
る制御手段を備えたカメラ（特開平２−１９６５７１）
が提案されている。これは撮影者がレリーズボタンをス
ライドさせたりレリーズボタンへの印加圧力を変化させ
ることによって連写速度を変化させるために、誤操作し
やすい上に毎秒２０〜３０駒という高速連写のときには
相当の熟練を持ってしても実際に適切な連写速度の制御
を行うことは不可能に近い。また、ディジタル記録方式
の電子スチルカメラでは画像情報量圧縮処理を行う時間
が連写速度に比較して遅いため、連続撮影した画像のデ
ータをバッファメモリに一時記録しておき、撮影終了後
に画像情報量圧縮を行って記録媒体に記録するので、多
くの枚数の連写を行うためには大容量のバッファメモリ
が必要となりカメラの小形軽量化の妨げになるという問
題があった。本発明の目的は連続撮影する場合、各駒の
間の変化量が一定になるように制御して各駒を撮影する
ことにより、効率的な連続撮影を可能にする電子スチル
カメラの撮影速度制御方式を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による撮影速度制御方式は、連写モードに応じ
て初期値の連写時間間隔が設定されている連続撮影を行
うためのレリーズ手段と、連写開始から奇数枚目を書き
込む画像データ用の第１の一時記録メモリ回路と、連写
開始から偶数枚目を書き込む画像データ用の第２の一時
記録メモリ回路と、被写体像が結ばれる固体撮像素子か
ら読み出す画像データと１画面前に既に記録された画像
データからフレーム間の差分量を検出する差分量検出手
段と、前記連写モードにおいてその差分量と前回計数さ
れた差分量とから差分量の変化量を検出する差分量変化
量検出手段と、前記固体撮像素子から出力される画像デ
ータを前記一時記録メモリ回路の一方に書き込んでいる
間に、書き込みタイミングと同じタイミングで直前に前
記一時記録メモリ回路の他方に書き込まれた画像データ
を読み出すように制御を行い、前記差分量の変化量検出
手段が検出する差分量の変化量を零に近づけるように次
のレリーズ動作のタイミングを決定する制御を行う制御
部とを含み、画像データ間の差分量の変化量に応じて連
写時間間隔を変えるように構成されている。また、本発
明は上記構成に加えて、前記一時記録メモリ回路に記録
されている画像データを符号化するエンコーダと、前記
符号化された画像データを記録または伝送する手段と、
前記エンコーダで符号化して前記記録または伝送する手
段により、記録または伝送するまでの時間と次のレリー
ズ動作までの時間とを比較して符号化を行う時間の方が
短ければ次のレリーズ動作までに画像データの符号化を
行って記録または伝送し、かつ、前記一時記録メモリ回
路の残り容量に応じて前記差分量変化量検出手段に設定
されている差分量の設定値を再設定するように制御する
制御部を含んで構成されている。

【０００６】

【作用】前記構成によれば、連写中に無駄な画像の撮影
を行うことがなくなり、記録媒体への効率的な画像の記
録が行えるようになり、さらに画像データと一緒に連写
時間間隔を記録しておけば後で再生するときに撮影時と
同じ状態で連続再生することが簡単にできる。特にディ
ジタル式の電子スチルカメラにおいては一時記録用のバ
ッファメモリに無駄な画像が記録されることがなくなり
小電力化およびバッファメモリの小容量化が期待できカ
メラの小形軽量化につながる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は本発明による撮影速度制御方式を採用
したディジタル記録式電子スチルカメラの回路の実施例
を示す回路ブロック図である。撮影者はまず、連写モー
ド設定手段１６によって高精細，通常，間引きの３つの
中から連写モードを選んで設定する。このモードの設定
によって高精細モードではフレーム間差分量の初期設定
値が小さめに設定され、間引きモードではフレーム間差
分量の初期設定値が大きめに設定されて差分量変化検出
回路９に初期設定される。また、設定された連写モード
に応じて初めの連写時間間隔およびフレーム間差分量の
変化の有効変化量の下限が決定される。設定が終わる
と、撮影者はレリーズボタン１５を押すことによって連
写撮影を開始することができる。このとき、カメラを監
視・観察用に使用するときはモードの設定と同時に連写
を開始するようにしてもよい。

【０００８】レリーズボタン１５が押されて連写が開始
されると、ＣＰＵ１１はドライバ１４を制御して固体撮
像素子２を駆動し、最初に撮像された画像信号を読み出
し、この画像データはＡ／Ｄ変換器３でディジタル化さ
れた後、奇数枚目用の一時記録メモリ回路４に書き込ま
れる。このとき、スイッチ５はＣＰＵ１１の制御によっ
てＡ／Ｄ変換器３出力を一時記録メモリ回路４側に接続
している。続いてＣＰＵ１１はスイッチ５を一時記録メ
モリ回路６側に切り換え、設定された連写モードの連写
時間間隔で２枚目の画像を固体撮像素子２から読み出
す。読み出された画像はＡ／Ｄ変換器３を介して偶数枚
目用の一時記録メモリ回路６に書き込まれる。このとき
の書き込みタイミングと同じタイミングで一時記録メモ
リ回路４に記憶されている直前に書き込まれた最初の画
像データが読み出される。フレーム間差分量検出回路１
０は上記一時記録メモリ回路４から読み出された画像デ
ータと固体撮像素子２から取り込んだ画像データの差分
を検出し、その検出値が基準となる差分値より大きけれ
ば内部カウンタをインクリメントして行く動作をすべて
の画素について行うことによって２枚の画像のフレーム
間差分量を検出する。

【０００９】フレーム間差分量検出回路１０が検出した
２枚の画像のフレーム間差分量は差分量変化検出回路９
に送られる。そして、差分量変化検出回路９は連写モー
ド設定手段１６によって設定された初期値と比較し、フ
レーム間差分量の変化量の値が正の有効変化量以上であ
ればフレーム間差分量が増加していることを示す信号
を、負の有効変化量以上であれば、フレーム間差分量が
減少していることを示す信号を、有効変化量以内であれ
ば、その信号をＣＰＵ１１に送出する。ＣＰＵ１１はフ
レーム間差分量が増加していることを示す信号を受けた
ときは、毎秒の連写枚数を増加し、フレーム間差分量が
減少していることを示す信号を受けたときは毎秒の連写
間隔を短くし、変化のないことを示す信号を受けたとき
は、連写間隔を変化させないように次のレリーズまでの
時間間隔を決定し、内蔵のタイマをプリセットする。そ
して、内蔵タイマにプリセットされた次のレリーズ動作
までの時間が、直前に撮影されて一時記録されている画
像データをエンコーダ８でフレーム間差分符号化等の画
像情報量圧縮を行ってメモリカード１２に転送するか、
また、図示しない回線を通して伝送するに必要な時間に
比して長ければ、画像データをメモリカード１２に記録
したり、回線に伝送したりする。スイッチ７はいずれの
一時記録メモリ回路から読み出すかによって切り換え制
御される。この動作は画像データを記録または伝送でき
る間は何回でも行われる。

【００１０】ＣＰＵ１１は内蔵タイマにセットされた時
間が経過するごとに次のレリーズ動作を行い、連写終了
まで上記動作を繰り返す。ところで、連写時間間隔が短
すぎて画像データを転送することができず、一時記録メ
モリ回路４，６に一時記録される画像枚数が増加するに
したがって、ＣＰＵ１１は残りの一時記録メモリ容量に
応じて差分量変化検出回路９に設定されているフレーム
間差分量を徐々に大きく設定し直すことによって、連写
中に突然一時記録メモリ回路の容量が足りなくなること
による撮影が不可能になる事態を回避している。

【００１１】つぎに、連写速度に対して十分高速なファ
ジィコントローラを用いて本発明による撮影速度制御を
行う例について簡単に説明する。図２（ａ），（ｂ）お
よび（ｃ）はフレーム間差分量，その変化量およびそれ
らから決定する連写間隔の変化量とメンバシップ関数と
の関係の一例をそれぞれ示す図である。各量に対するメ
ンバシップ関数をこのように設定して、さらにファジィ
推論ルールを以下のように決定したとする。 （ルール１）：ＩＦ 差分量が少ない。かつ、差
分量は減少。 ＴＨＥＮ 連写間隔を少し長くする。 （ルール２）：ＩＦ 差分量が少ない。かつ、差
分量は変わらない。 ＴＨＥＮ 連写間隔はそのまま。 （ルール３）：ＩＦ 差分量が少ない。かつ、差
分量は増加。 ＴＨＥＮ 連写間隔を少し短くする。 （ルール４）：ＩＦ 差分量が多い。かつ、差分
量は減少。 ＴＨＥＮ 連写間隔はそのまま。 （ルール５）：ＩＦ 差分量が多い。かつ、差分
量は変わらない。 ＴＨＥＮ 連写間隔を少し短くする。 （ルール６）：ＩＦ 差分量が多い。かつ、差分
量は増加。 ＴＨＥＮ 連写間隔を少し短くする。

【００１２】まず、撮影者が連写モードを設定してレリ
ーズスイッチを押すと、カメラは１枚目の画像を撮影す
るとともに連写モード設定手段によって定められた連写
速度にしたがってｔ秒後に２枚目の画像を撮影する。そ
して、上述したように２枚目の画像のフレーム間差分量
を算出し、連写モードで設定されているフレーム間の差
分量の初期設定との変化量とからファジィ推論が行われ
る。例えば、フレーム間の差分量が１０００画素で、初
期設定との変化量がなかった場合（０画素であった）の
推論過程を考えてみる。まず、差分量が少ないというメ
ンバシップ関数への適合率は０．６となり、差分量が多
いというメンバシップ関数への適合率は０．４となる。
また、差分量の変化量が増加というメンバシップ関数へ
の適合率は０となり、変化量が変わらないというメンバ
シップ関数への変化量が減少するというメンバシップ関
数への適合率は１．０となる。つぎにそれぞれのルール
の条件部（ＩＦ部）の適合率の最小値をとる。つまり、
この場合、 （ルール１）：μ１＝ＭＩＮ（０．６，０） ＝０ （ルール２）：μ２＝ＭＩＮ（０．６，１．０） ＝
０．６ （ルール３）：μ３＝ＭＩＮ（０．６，０） ＝０ （ルール４）：μ４＝ＭＩＮ（０．４，０） ＝０ （ルール５）：μ５＝ＭＩＮ（０．４，１．０） ＝
０．４ （ルール６）：μ６＝ＭＩＮ（０．４，０） ＝０ となる。

【００１３】さらにこの値をそれぞれの推論ルールの実
行部（ＴＨＥＮ部）のメンバシップ関数の集合に掛け、
各ルールの交わり（図の斜線領域）をとる。そして、推
論結果の実行値はこの交わりの重心をとればよいことに
なる。すなわち連写間隔の変化量δｔは と算出される。よって、連写間隔が１１３〔ｍｓｅｃ〕
だけ短縮され、毎秒の撮影駒数が１駒程度増えて次の撮
影を行うことになる。そして、つぎの撮影が行われると
今度は前回撮影したときの画像との差分量とその差分量
の前回の差分量との変化量より同様にして連写時間間隔
の変化値δｔが求められ、（ｔ＋δｔ）秒後に次の画像
が撮影される。なお、この実施例は本発明の応用例の一
例であり、本発明の請求の範囲に含まれるものである。

【００１４】図３は本発明による撮影制御方式を採用し
たカメラによって撮影した、接近してくる自動車の連写
撮影像の一例を示す図である。近年、高信頼性や秘密
性，汎用性から音声や画像等のデータをディジタル化し
て伝送するＩＳＤＮ回線が普及し始めている。観察カメ
ラで撮影した画像をＩＳＤＮ回線等を通じて逐次伝送し
ようとする場合には撮影した画像をディジタル化する必
要があるが、画像データをディジタル化すると莫大なデ
ータ量となり伝送時間がかかってしまうので通常は画像
情報量圧縮を行って伝送することになる。しかし、現在
ディジタル記録方式の電子スチルカメラでは高能率の画
像情報量圧縮を行うのには連写速度に比して多くの時間
がかかるので、撮像素子から読み出される画像データを
一旦、Ｄ／Ａ変換してバッファメモリに記録しておいて
連写の終了後に画像情報量圧縮を行っている。

【００１５】ところで、４０万画素のＣＣＤカメラを用
いて毎秒１０駒の間隔で交通量等の高速観察をする場合
を考え、例えば、時速９０Ｋｍ（２５ｍ／ｓ）で走って
くる車がカメラの撮影範囲内に入ってから出るまでに１
０秒かかったとする。かかる場合には従来の方式によれ
ば、必要なバッファメモリの容量を概算すると、 １０（sec)×１０（コマ／sec)×４００，０００（画素） ＝１０，０００，０００（バイト） の１０MByte のバッファメモリが必要となる。 交通観察を行う場合を考えると、１０台程度の車が続い
て来ることがよくあるので、確実に交通観察をしようと
思えば１００MByte のバッファメモリが必要となる。こ
のバッファメモリを４MByte のＤＲＡＭで構成すると、
２５個のＤＲＡＭとそのアドレス制御用の大きなアドレ
スカウンタが必要となるのでシステムの小形軽量化の妨
げになるのは明白である。

【００１６】しかし、図３から分かるように被写体であ
る車が小さいときは毎秒１０駒という高速撮影を行う必
要はないので、本発明方式を適用して連写間隔の制御を
すれば、被写体が小さく見えているときには低速で連写
を行い、被写体が大きく見えたときに高速連写を行っ
て、ＩＳＤＮ回線でのデータ転送や低速連写期間中にフ
レーム間差分符号化等の圧縮符号化を行って低速書き込
みしか行えないが、保持電流の不要なＥＥＰＲＯＭへバ
ッファメモリからデータを転送することが可能である。
また、このときに連写の時間間隔を同時に記録し、伝送
しておけば再生したときに撮影時と同じ状態で連続撮影
することも可能である。例えば、本方式によって連写す
る画像を１／２程度に減らして低速記録期間中に画像デ
ータの圧縮転送が行えるようになるとすれば、連写のた
めに必要なバッファメモリの容量はせいぜい５MByte 程
度でよいので、４MByte のＤＲＡＭは１，２個で済むこ
とになり、記録保持電流の小電力化に加えて書き込み回
数を減らすことによる小電力化および小形軽量化が可能
になる。勿論、無駄な画像の撮影が回避でき撮影枚数が
ある意味で最適化されるので回線での伝送時間の短縮に
も寄与するばかりでなく、被写体の変化量が毎秒１０駒
以上の急激なスピードで変化したときにも、本発明方式
によれば、自動的に最大連写スピードまで連写速度を上
げて対応してくれるので、シャッタチャンスを逃す恐れ
はなくなる。

【００１７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
被写体の変化量によって連続撮影を行うタイミングが決
定されるので、連写中においても無駄な画像の撮影を避
けることができ、かつ、必要な画像は撮り漏らすことな
く適切な撮像枚数の連続撮影が行えるので、電子スチル
カメラの連写時の小電力化および記録媒体への効率的な
画像の記録が行える。さらにディジタル記録方式の電子
スチルカメラの小形軽量化にも役立つという効果があ
り、ディジタル記録・伝送の高信頼性を活かした監視・
観測用の小形カメラ等も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による撮影速度制御方式の実施例
を示す回路ブロック図である。

【図２】（ａ）はフレーム間差分量のメンバシップ関数
の一例を示す図，（ｂ）は差分量の変化量のメンバシッ
プ関数の一例を示す図，（ｃ）は連写時間間隔の変化量
のメンバシップ関数の一例を示す図である。

【図３】本発明による撮影制御方式を採用したカメラに
よって撮影した、接近してくる自動車の連写撮影像の一
例を示す図である。

【符号の説明】

１…フォーカスレンズ ２…固体撮像素子 ３…Ａ／Ｄ変換器 ４，６…一時記録メモリ回路 ５，７…スイッチ ８…エンコーダ ９…差分量変化検出回路 １０…フレーム差分量検出回路 １１…ＣＰＵ １２…メモリカード １３…レンズ駆動装置 １４…ドライバ １５…レリーズボタン １６…連写モード設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連写モードに応じて初期値の連写時間間
   隔が設定されている連続撮影を行うためのレリーズ手段
   と、 連写開始から奇数枚目を書き込む画像データ用の第１の
   一時記録メモリ回路と、連写開始から偶数枚目を書き込
   む画像データ用の第２の一時記録メモリ回路と、被写体
   像が結ばれる固体撮像素子から読み出す画像データと１
   画面前に既に記録された画像データからフレーム間の差
   分量を検出する差分量検出手段と、前記連写モードにおいて その差分量と前回計数された差
   分量とから差分量の変化量を検出する差分量変化量検出
   手段と、 前記固体撮像素子から出力される画像データを前記一時
   記録メモリ回路の一方に書き込んでいる間に、書き込み
   タイミングと同じタイミングで直前に前記一時記録メモ
   リ回路の他方に書き込まれた画像データを読み出すよう
   に制御を行い、前記差分量の変化量検出手段が検出する
   差分量の変化量を零に近づけるように次のレリーズ動作
   のタイミングを決定する制御を行う制御部とを含み、画
   像データ間の差分量の変化量に応じて連写時間間隔を変
   えるように構成したこ とを特徴とする電子スチルカメラの撮影速度制御方式。
2. 【請求項２】 前記一時記録メモリ回路に記録されてい
   る画像データを符号化するエンコーダと、 前記符号化された画像データを記録または伝送する手段
   と、 前記エンコーダで符号化して前記記録または伝送する手
   段により、記録または伝送するまでの時間と次のレリー
   ズ動作までの時間とを比較して符号化を行う時間の方が
   短ければ次のレリーズ動作までに画像データの符号化を
   行って記録または伝送し、かつ、前記一時記録メモリ回
   路の残り容量に応じて前記差分量変化量検出手段に設定
   されている差分量の設定値を再設定するように制御する
   制御部を含む請求項１記載のディジタル記録方式の電子
   スチルカメラの撮影速度制御方式。