JP3625346B2

JP3625346B2 - カメラシステム

Info

Publication number: JP3625346B2
Application number: JP32975196A
Authority: JP
Inventors: 隆志相沢; 正慶関根; 明間宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH10173987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像情報をＣＣＤ（固体撮像素子）等を用いて電気信号に変換し、さらに例えばディジタル信号に変換した情報を、記録や表示をするカメラシステムに関し、特に、画像を撮影する撮像部と、撮影した画像を処理する画像データ処理部からなり、動画又は静止画を撮影可能なカメラシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像情報をＣＣＤ（固体撮像素子）等を用いて電気信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ等を介してディジタルデータに変換した後記録再生するディジタルカメラが多数開発されている。また、これらディジタルカメラの中には、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと記す）等とケーブル等で接続してディジタルカメラで撮影した画像データを転送し、ＰＣ上で保存，再生等を行うようにしたディジタルカメラシステムも存在する。
【０００３】
また、一方でビデオカメラ等の動画撮影装置からコンポジット信号等のアナログ信号をケーブルを介してＰＣに転送し、動画をＰＣで表示したり、記録するシステムも開発されており、たとえば簡易テレビ会議のような使用法が提案されている。
【０００４】
また更に、最近においては、前記動画撮影装置から、既にディジタル化されたデータがＰＣに転送され、同様な用途に用いられているシステムも考案され、製品化されている。
【０００５】
また更に、前記動画撮影装置に、撮影された画像のデータの処理部を持たずに、撮影された画像のデータを直接ＰＣに転送し、ＰＣ上のメモリ、ＣＰＵ等を使用して画像データの処理を実行し、前記動画撮影装置の構造を簡潔にし、コストダウンを図ったシステムも本出願人から既に提供されている。
【０００６】
ところで、ＰＣで動画を扱う場合に、一般的によく用いられている手法にＯＳ（オペレーションシステム）がサポートしている動画関連の規格や、標準化されている規格に準拠して扱われる手法がある。例えばＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＷｉｎｄｏｗｓオペレーションシステムにおいてはＶｉｄｅｏｆｏｒＷｉｎｄｏｗｓという規格が、またＡｐｐｌｅ社のＭａｃＯＳの場合には、ＱｕｉｃｋＴｉｍｅが一般的によく使用されている。
【０００７】
これら標準化された規格に準拠してシステムを構築することにより、市場に提供されている多くの規格対応アプリケーションにより動作可能になるメリットがある。
【０００８】
また、これら動画対応の規格においては、一般的に画像データをＰＣに取り込む際、画像信号の垂直同期ブランクに同期してＰＣの外部割込みコントローラに通知し、ＰＣ上のドライバーソフトウェアによりこの割込みをハンドル（解析）してその中でＰＣのメモリに画像データを転送し、表示や保存を実行するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例によると、例えば前記動画撮影装置に、撮影された画像のデータの処理部を持たずに、撮影された画像のデータを直接ＰＣに転送し、ＰＣ上のメモリ，ＣＰＵ等を使用して画像データの処理を実行し、前記動画撮影装置の構造を簡潔にし、コストダウンを図ったシステムにおいては、その製品コストは削減することは可能になるが、通常、撮影装置内部で行われていたＡＥ（自動露出制御）やＡＷＢ（自動ホワイトバランス制御）等の画像処理がＰＣ側で実行されることになり、これら画像処理は、画像データにリアルタイムにフィードバックされる必要があり、ＰＣ側でこれらの画像処理を行うことになるこのシステムにおいては、精度の高い処理を行うことは困難であった。またこのシステムは、画像データを取り込む際に、その画像データはＣＣＤからの直接的なデータであるため、ＰＣが一般的に画像データとして扱えるデータ形式に変換する必要があり、これを行うためにＰＣへ割込み、ＣＰＵを多く占有することになる。その結果、ＰＣ上で動作する他のアプリケーションに対してその動作を阻害もしくは制限する可能性もあった。
【００１０】
また標準化されている動画関連規格に準拠してシステムを構築することで、多くのアプリケーションに対応でき、更に開発負荷も軽減できるが、これら規格は、一般的にアナログビデオカメラを中心に作成されており、動画中心の規格となっている。そのため動画、静止画を別の形式で撮影するための手段を持ち合わせていないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ＡＥ／ＡＷＢ等の撮影時の設定処理を高精度で行うことのできるカメラシステムを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、カメラシステムを次の（１）〜（９）のとおりに構成する。
【００１３】
（１）映像情報を電気的信号に変換し、画像の撮影、記録又は表示が可能なカメラシステムであって、画像を撮影する撮像部を有し、前記撮像部で撮影された画像のデータを処理し、記録又は表示する画像データ処理部を有し、前記撮像部に、画像取込みタイミング信号生成手段とカメラ撮像情報設定タイミング信号生成手段とを有し、画像データ処理部に、前記画像取込みタイミング信号に同期して画像データ取込み処理を実行する手段と、前記カメラ撮像情報設定タイミング信号に同期して撮像情報の準備，設定を実行する手段とを有し、前記画像データ取込み処理と前記カメラ撮像情報設定処理を並行して実行する手段を有するカメラシステム。
【００１４】
（２）カメラ撮像情報は、カメラの露出パラメータおよびホワイトバランスパラメータである前記（１）記載のカメラシステム。
【００１５】
（３）撮像部は、画像取込みタイミング信号とカメラ撮像情報設定タイミング信号を同一の割込み信号として画像データ処理部に通達し、前記画像データ処理部は、前記両タイミング信号を判別する前記（１）記載のカメラシステム。
【００１６】
（４）両タイミング信号は、フィールドの垂直同期信号に同期しており、Ａフィールドの垂直同期信号に同期しているときは画像取込みタイミング信号と判別し、Ｂフィールドの垂直同期信号に同期しているときはカメラ撮像情報設定タイミング信号と判別する前記（３）記載のカメラシステム。
【００１７】
（５）Ｂフィールドの垂直同期信号に同期していると判別したときは、画像取込みの有無に関係なく、カメラ撮像情報設定処理を行う前記（４）記載のカメラシステム。
【００１８】
（６）Ａフィールドの垂直同期信号に同期していると判別した場合であって、画像取込みフラグがセットされているときは、カメラ撮像情報設定処理を行う前記（４）記載のカメラシステム。
【００１９】
（７）画像データ取込み処理に同期して別の画像データ取込み処理タスクを起動し、この画像データ取込み処理タスクで前記画像データ取込み処理を実行する前記（１）項記載のカメラシステム。
【００２０】
（８）静止画撮像情報と、動画撮像情報を独立に設定可能であり、静止画撮影時に撮像部に対して静止画撮像情報を設定し、静止画撮影が終了した時点で元の動画撮像情報を再度設定する手段を有する前記（１）記載のカメラシステム。
【００２１】
（９）動画撮像情報は、小さな画像サイズ，少ない色数であり、静止画撮像情報は、大きな画像サイズ，多い色数である前記（８）記載のカメラシステム。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、ディジタルカメラシステムの実施例により詳しく説明する。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
図１は、実施例１である“ディジタルカメラシステム”の構成を示すブロック図である。図において、１０１は画像データを撮影する撮像装置（撮影装置ともいう）、１０２は前記撮像装置１０１で撮影された画像のデータを処理、もしくは表示するための処理装置を表している。
【００２４】
まず前記撮像装置１０１の構成を説明する。１０１−１はレンズ，フィルタ，ＣＣＤ等から構成される光学ブロックを示しており、ＣＣＤに蓄積された映像信号は、信号処理ブロック１０１−２に送られる。この信号ブロック１０１−２で輝度信号や色差信号を生成し、メモリブロック１０１−３にいったん格納する。そして前記メモリブロック１０１−３に格納された画像データは、前記処理装置１０２の要求に応じてインタフェースユニット１０１−５を介して前記処理装置１０２に転送される。また、コントロールブロック１０１−４は、前記処理装置１０２からの指示を前記インタフェースユニット１０１−５を介して受け取り、前記信号処理ブロック１０１−２，前記メモリブロック１０１−３，前記インタフェースユニット１０１−５を制御する。
【００２５】
次に前記処理装置１０２について説明する。前記処理装置１０２は、それを構成する各ブロックを制御し、データの処理を行うためのＣＰＵ１０２−１を有し、このＣＰＵ１０２−１が処理に使用するメインメモリ１０２−２と、前記ＣＰＵ１０２−１が処理したデータを保管するためのストーレージデバイスであるハードディスク１０２−３と、前記撮像装置１０１等の外部装置からの割込み要求を管理し、前記ＣＰＵ１０２−１に通達する割込みコントローラ１０２−４と、前記撮像装置１０１等の外部装置との通信を管理するインタフェースユニット１０２−５と、画像データを表示したり、ユーザに操作情報を提示するための表示装置１０２−６と、ユーザのキー入力のためのキーボード１０２−７と、ポインティングデバイスとしてマウス１０２−８等を備えている。
【００２６】
次に本実施例における画像データ取込みのシーケンスについて説明する。先ず、前述したように、撮像装置１０１内のメモリブロック１０１−３に格納された画像データは、前記処理装置１０２が必要とするときのみ前記処理装置１０２に転送され、表示もしくは保存される。そのため、前記処理装置１０２は、画像データの取込みを開始する時点で、前記撮像装置１０１のコントロールブロック１０１−４に対して取込み開始要求をインタフェースユニット１０２−５を介して発行する。この際、前記処理装置１０２は画像取込みのための画像サイズ，色数等の情報も前記撮像装置１０１に送信される。これを受けて前記コントロールブロック１０１−４は、前記信号処理ブロック１０１−２と、前記メモリブロック１０１−３を制御し、画像データの格納を実行する。そして画像データの取込みタイミングを前記処理装置１０２に知らせるために、画像信号の垂直同期信号に同期して割込み信号を発生し、前記インタフェースユニット１０１−５、１０２−５を介して前記処理装置１０２に送信する。この割込み信号は処理装置１０２内の割込みコントローラ１０２−４で検出され、もし割込み可能状態ならば前記ＣＰＵ１０２−１を使用して実行中の処理に割り込んで画像データの取込み処理を実行する。仮に割込み禁止状態ならば割込みが許可されるまで、その要求は待機し、許可された段階で画像データの取込みが実行される。
【００２７】
しかし、本実施例のシステムは、撮像装置１０１内にデータ処理用のＣＰＵを所有していないため、これでは通常ビデオカメラ等で行われているＡＥやＡＷＢの処理が実行されない。そこで本実施例では、図２に示す様に、画像取込み処理と、ＡＥ／ＡＷＢの処理を並行して実行するしくみを有している。そうすることでＡＥ／ＡＷＢの処理結果を画像データに即座に反映することができ、精度の高いＡＥ／ＡＷＢ処理をおこなえる。
【００２８】
では次にデータ取込み処理とＡＥ／ＡＷＢの処理の関係を説明する。前述したように、画像取込みのタイミングは、前記撮像装置１０１が発生した割込み信号により通知されるが、本実施例ではＡＥ／ＡＷＢの処理のタイミングも前記撮像装置１０１が発生する割込み信号により通知される。前記画像取込みの割込み信号と、前記ＡＥ／ＡＷＢ処理の割込み信号を別の割込み番号に割り振ってもよいが、前記処理装置１０２の割込みリソースを節約するために、本実施例では両方の割込みを同一の割込み番号に割り付けている。すなわち、本実施例の割込み処理ルーチンはリエントラントに実行されることになる。
【００２９】
図３は本実施例の割込み処理を表したフローチャートであり、処理装置１０２のＣＰＵ１０２−１によって処理される。先ず、割込み処理ルーチンに入った時点で、この割込みが、画像取込みの割込みか、もしくはＡＥ／ＡＷＢ処理のための割込みかを判断する（ｓ３０１）。画像データは一般にＡ，Ｂ２つのフィールドデータを交互に取り込み、フレーム画像を生成している。本実施例においては、前記撮像装置１０１は、各フィールドの垂直同期信号に同期して割込み要求を前記処理装置１０２に通知することになっており、画像取込みが実行されるのはＡフィールドの時のみとなっているため、図３のｓ３０１の判断の際に、前記撮像装置１０１内のコントロールブロック１０１−４のレジスタをインタフェースユニット１０１−５，１０２−５を介して読み出すことにより、割込みが発生した垂直同期信号が、Ａフィールドの場合かＢフィールドの場合かで判断することにしている。もしＡフィールドの時、すなわち画像取込みのための割込みであると判断された場合は、ＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされているかを確認する（ｓ３０２）。このフラグは１画面分の画像データを取り込み終わる前に次の画像データ取込みを行わないためのものである。そのためもしＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされていた場合は、そのまま割込み処理ルーチンを終了する。もしｓ３０２でＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされていなければ、ＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇをセットして（ｓ３０３）、画像データの取込みを行う（ｓ３０４）。この画像取込みプロセスにおいては、前記撮像装置１０１内にある画像用メモリブロック１０１−３に一時格納されている画像データを、インタフェースユニット１０１−５，１０２−５を介して前記処理装置１０２内のメモリ１０２−２に転送することで実現される。そしてＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇをクリアして（ｓ３０５）、割込み処理ルーチンを終了する。もし、ｓ３０１でこの割込みがＢフィールドの時、すなわちＡＥ／ＡＷＢ処理のためのものと判断された場合は、画像データの取込み最中であろうとそうでなかろうとＡＥ／ＡＷＢ処理を実行する（ｓ３０６）。この際、ＡＥ／ＡＷＢのプロセスは、インタフェースユニット１０１−５，１０２−５を介して、前記撮像装置１０２内のコントロールブロック１０１−４にアクセスし、信号処理ブロック１０１−２から得られるＡＥ／ＡＷＢに使用するデータを獲得し、前記処理装置１０２内のＣＰＵ１０２−１，メモリ１０２−２を使用して演算し、その結果をコントロールブロック１０１−４にフィードバックする。そして割込み処理ルーチンを終了する。そしてこれらフィードバックされた情報は、次回の撮像に即座に反映されることになる。
【００３０】
また、図４のようにｓ３０１で割込み要求がＡフィールドのタイミングの時、すなわち画像取込みのための割込みであると判断された場合でかつｓ４０２でＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされていると判断された時にも、ただ割込み処理ルーチンを終了するだけでなく、ＡＥ／ＡＷＢの処理を実行して（ｓ３０６）から終了させてもよい。そうすることで、より多くのＡＥ／ＡＷＢ処理を実行し、精度の高い処理を実現することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施例では、画像データ取込みと、ＡＥ／ＡＷＢ処理を同一の割込み信号に割り当て、リエントラントな割込み処理ルーチンの中で双方の処理を実行することで、精度の高いＡＥ／ＡＷＢ処理を実行でき、さらに割込みのリソースも節約できる。
【００３２】
（実施例２）
次に実施例２について説明する。実施例２のシステムのハードウェア構成は前述した実施例１と同様である。前述した実施例１では、画像データの取込み処理を割込み処理ルーチンの内部で実行していた。そのため取り込む画像サイズが大きくなったり、色数が多くなると、割込み処理時間が増大し、処理装置１０２で実行されている他のアプリケーション等の動作を妨げる可能性がある。そこで実施例２では、画像データ取込み処理を割込み処理ルーチンから外し、別タスクとして実行することで、実施例１と同様の効果を発揮しつつ他のアプリケーション等への影響を削減する手法を提供している。
【００３３】
図５（ａ），（ｂ）は実施例２における割込み処理ルーチンと画像取込み処理タスクを表すフローチャートである。
【００３４】
先ず、（ａ）の割込み処理ルーチンに入った時点で、この割込みが、画像取込みの割込みか、もしくはＡＥ／ＡＷＢ処理のための割込みかを判断する（ｓ５０１）。もし画像取込みのための割込みであると判断された場合は、ＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされているかを確認する（ｓ５０２）。このフラグは１画面分の画像データを取り込み終わる前に次の画像データ取込みを行わないためのものである。そのためもしＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされていた場合は、そのまま割込み処理ルーチンを終了する。もしｓ５０２でＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇがセットされていなければ、（ｂ）の画像データ取込み処理タスクを起動し（ｓ５０３）、割込み処理ルーチンを終了する。このタスクとは、もし処理装置１０２がプリエンティブなマルチタスクシステムであれば、スレッド等を生成してもよく、その場合は、ＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇの変わりに各タスク間の同期メカニズムを使用してもよい。また処理装置１０２がノンプリエンティブなマルチタスクシステムであれば、タイマサービス等を使用して実現してもよい。そして前記画像データ取込み処理タスクでは、ＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇをセットして（ｓ５０５）、画像データの取込みを行う（ｓ５０６）。そしてＤａｔａＣｏｐｙＦｌａｇをクリアして（ｓ５０７）、処理ルーチンを終了する。もし、ｓ５０１でこの割込みがＡＥ／ＡＷＢ処理のためのものと判断された場合は、画像データの取込み最中であろうとそうでなかろうとＡＥ／ＡＷＢ処理を実行し（ｓ５０４）、処理を終了する。
【００３５】
このようにする事で実施例１と同様な効果を発揮しつつ、他のアプリケーション等への影響を削減することができる。
【００３６】
（実施例３）
次に本発明の実施例３について説明する。本実施例は、前述した実施例１，２において、動画と静止画で別々の撮影条件を設定する手法を提供する。
【００３７】
図６は静止画撮影時の処理を表している。先ず静止画を撮影する際に、これまで撮影されていた動画の画像サイズ，色数の設定を内部的に保持しておき（ｓ６０１）、その後静止画撮影用の画像サイズ，色数の設定を前記撮像装置１０１に対して行う（ｓ６０２）。そしてその後、前述した実施例１で説明した手法で静止画データを取り込み（ｓ６０３）、保持しておいた動画撮影時の画像サイズ，色数の設定を再度行い（ｓ６０４）、動画の取り込みを再開する。
【００３８】
このようにすることで、動画の取込みを小さな画像サイズや少ない色数で実行しておき、フレームレートを稼ぎ、静止画を撮影するときには画像サイス゛を大きくしたり、色数を増やして高画質な画像を撮影することが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＥ／ＡＷＢ等の撮影時の設定処理を高精度で実行することが可能になる。
【００４０】
更に、また本発明の請求項３〜６記載の発明によれば、処理装置の割込みリソースを節約できる。
【００４１】
また請求項７記載の発明によれば、画像データ取込み時間が長くなる場合においても、前記処理装置上で動作している他のアプリケーションの処理を妨げることがない。
【００４２】
また請求項８，９記載の発明によれば、動画，静止画の撮影で異なった画像取込み設定を実行することが可能になり、その結果動画撮影においてはフレームレート優先の設定を、また静止画撮影においては画質優先の設定を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成を示すブロック図
【図２】画像取込みとＡＥ／ＡＷＢ処理の時間的関係を示す図
【図３】実施例１の動作を示すフローチャート
【図４】図３のフローチャートの変形を示す図
【図５】実施例２の動作を示すフローチャート
【図６】実施例３の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１０１撮像装置
１０２処理装置
１０１−４コントロールブロック
１０２−１ＣＰＵ
１０２−４割り込みコントローラー

Claims

映像情報を電気的信号に変換し、画像の撮影、記録又は表示が可能なカメラシステムであって、画像を撮影する撮像部を有し、前記撮像部で撮影された画像のデータを処理し、記録又は表示する画像データ処理部を有し、前記撮像部に、画像取込みタイミング信号生成手段とカメラ撮像情報設定タイミング信号生成手段とを有し、画像データ処理部に、前記画像取込みタイミング信号に同期して画像データ取込み処理を実行する手段と、前記カメラ撮像情報設定タイミング信号に同期して撮像情報の準備，設定を実行する手段とを有し、前記画像データ取込み処理と前記カメラ撮像情報設定処理を並行して実行する手段を有することを特徴とするカメラシステム。
カメラ撮像情報は、カメラの露出パラメータおよびホワイトバランスパラメータであることを特徴とする請求項１記載のカメラシステム。
撮像部は、画像取込みタイミング信号とカメラ撮像情報設定タイミング信号を同一の割込み信号として画像データ処理部に通達し、前記画像データ処理部は、前記両タイミング信号を判別することを特徴とする請求項１記載のカメラシステム。
両タイミング信号は、フィールドの垂直同期信号に同期しており、Ａフィールドの垂直同期信号に同期しているときは画像取込みタイミング信号と判別し、Ｂフィールドの垂直同期信号に同期しているときはカメラ撮像情報設定タイミング信号と判別することを特徴とする請求項３記載のカメラシステム。
Ｂフィールドの垂直同期信号に同期していると判別したときは、画像取込みの有無に関係なく、カメラ撮像情報設定処理を行うことを特徴とする請求項４記載のカメラシステム。
Ａフィールドの垂直同期信号に同期していると判別した場合であって、画像取込みフラグがセットされているときは、カメラ撮像情報設定処理を行うことを特徴とする請求項４記載のカメラシステム。
画像データ取込み処理に同期して別の画像データ取込み処理タスクを起動し、この画像データ取込み処理タスクで前記画像データ取込み処理を実行することを特徴とする請求項１項記載のカメラシステム。
静止画撮像情報と、動画撮像情報を独立に設定可能であり、静止画撮影時に撮像部に対して静止画撮像情報を設定し、静止画撮影が終了した時点で元の動画撮像情報を再度設定する手段を有することを特徴とする請求項１記載のカメラシステム。
動画撮像情報は、小さな画像サイズ，少ない色数であり、静止画撮像情報は、大きな画像サイズ，多い色数であることを特徴とする請求項８記載のカメラシステム。