JP3787498B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させる撮像装置及び撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の撮像装置を利用した撮像システムには、例えば、複数の撮像装置で撮像された画像をマルチ画面上に表示するシステムや、被写体の３次元画像を生成するシステムや、被写体までの距離を測定するシステムや、パノラマなどの広範囲画像を生成するシステムがある。このような撮像システムでは、複数の撮像装置を同期させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像システムでは、画像データを送信する通信媒体の他に、複数の撮像装置を同期させるための同期情報を送信する通信媒体が必要であったため、配線が煩雑でシステム構成が複雑になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点にかんがみてなされたものであり、配線を煩雑にすることなく複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させることができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、例えば、撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を複数の撮像装置において同期させるためのタイムスタンプを生成するマスタカメラとして動作するか否かを選択する選択手段と、通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントするものであり、前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプを前記複数の撮像装置に送信し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプを受信する通信手段と、前記タイムスタンプを生成するためのキャプチャパルスを生成するキャプチャパルス生成手段と、前記キャプチャパルス生成手段が前記キャプチャパルスを生成したときに前記通信手段が有する前記サイクルタイムを取得し、取得したサイクルタイムに所定値を加算して前記タイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成手段と、前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプ生成手段で生成された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る撮像システムは、例えば、上記の撮像装置と、上記の撮像装置から送信されたタイムスタンプを受信するものであり、通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントする通信手段と、前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る撮像システムの一例を示す図である。本実施の形態では、例えば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格（例えば、ＩＥＥＥ１３９４ａ−２０００規格）に準拠した高速シリアルバスを用いた撮像システムについて説明する。
【００１２】
図１において、１００は制御装置、１１０は撮像装置、１２０はＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格に準拠したディジタル通信インターフェース（以下、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース）である。制御装置１００は、例えば、コンピュータ、テレビジョン受像機などで構成する。また、各撮像装置１１０は、例えば、ディジタルビデオカメラ，カメラ一体型ディジタルビデオレコーダ，監視カメラなどで構成する。また、１０１〜１０４は、制御装置１００に接続された表示装置１０５が具備する表示領域である。領域１０１は撮像装置Ａで撮像された画像データを表示し、領域１０２は撮像装置Ｂで撮像された画像データを表示し、領域１０３は撮像装置Ｃで撮像された画像データを表示し、領域１０４は撮像装置Ｄで撮像された画像データを表示する。
【００１３】
制御装置１００は、後述する手順に従って、一つの撮像装置１１０を「マスタカメラ」に設定する。マスタカメラは、後述する手順に従って、全ての撮像装置１１０（マスタカメラを含む）のフレーム同期信号を同期させるための同期情報（以下、タイムスタンプ）を生成する。全ての撮像装置１１０（マスタカメラを含む）は、後述する手順に従って、マスタカメラで生成されたタイムスタンプに従ってフレーム同期信号を生成する。
【００１４】
ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定されたバスリセットが発生するごとに、システムのトポロジを自動的に再認識する。このとき、各ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０には、ノードＩＤが自動的に設定される。ノードＩＤとは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定された通信アドレスである。ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格では、このノードＩＤを用いてデータパケットを送受信する。
【００１５】
また、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス（Isochronous）転送方式とアシンクロナス（Asynchronous）転送方式を備える。アイソクロナス転送方式は、所定の通信サイクル（略１２５μｓ）ごとに一定の帯域幅を確保することができるので、動画像データや音声データの送信に適している。また、アシンクロナス転送方式は、データパケットの送信を保証する手順を備えているので、制御情報や静止画像の送信に適している。
【００１６】
次に、図２を用いて、本実施の形態に係る制御装置１００の処理手順について説明する。図２では、マスタカメラとなる撮像装置１１０を選択し、各撮像装置１１０に設定コマンドを送信するまでの手順について説明する。
【００１７】
ステップＳ２０１において、制御装置１００は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定されたバスリセットが発生したか否かを判別する。バスリセットが発生した場合は、ステップＳ２０２に進む。
【００１８】
ステップＳ２０２において、制御装置１００は、各撮像装置１１０のノードＩＤ及び機器情報を取得する。尚、機器情報は、画像データの送信に必要な帯域幅を示すデータを含む。制御装置１００は、撮像装置１１０のノードＩＤ及び機器情報を内部のメモリに保持する。
【００１９】
ステップＳ２０３において、制御装置１００は、タイムスタンプの送受信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を確保する。尚、アイソクロナスリソースは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナスリソースマネージャが管理する。
【００２０】
ステップＳ２０４において、制御装置１００は、画像データの送信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を撮像装置１１０ごとに確保する。制御装置１００は、撮像装置１１０ごとに取得したアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を内部のメモリに保持する。
【００２１】
ステップＳ２０５において、制御装置１００は、複数の撮像装置１１０の中の一つを選択し、選択した撮像装置１１０をマスタカメラに設定する。マスタカメラとなる撮像装置１１０を選択する方法には、例えば、以下の４つの方法の何れかを使用する。第1の方法は、最も大きいノードＩＤを有する撮像装置１１０を自動的にマスタカメラとする方法である。第２の方法は、最も小さいノードＩＤを有する撮像装置１１０を自動的にマスタカメラとする方法である。第３の方法は、ランダムに選択されたノードＩＤを有する撮像装置１１０をマスタカメラとする方法である。第４の方法は、ユーザが選択した撮像装置１１０をマスタカメラとする方法である。
【００２２】
ステップＳ２０６において、制御装置１００は、各撮像装置１１０に設定コマンドを送信する。設定コマンドに含まれる主要なデータを図３に示す。データ３０１は、画像データの送信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を示す。データ３０１は、撮像装置１１０ごとに異なる。データ３０２は、マスタカメラとなる撮像装置１１０のノードＩＤを示す。データ３０３は、タイムスタンプの送受信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を示す。
【００２３】
次に、図４を用いて、本実施の形態に係る撮像装置１１０の主要な構成を説明する。
【００２４】
図４において、４０１は撮像部、４０２は画像処理部、４０３はサイクルタイムレジスタ、４０４はキャプチャパルス生成部、４０５はタイムスタンプ生成部、４０６はフレーム同期信号生成部、４０７は制御部である。
【００２５】
撮像部４０１は、フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。アイソクロナス転送方式では、１２５μｓｅｃごとに一定の帯域幅を確保することができるので、動画像データや音声データ等の通信に適している。
【００２６】
サイクルタイムレジスタ４０３は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０が備えるＣＳＲ（Control and Status Resisters）アーキテクチャ内に存在する。サイクルタイムレジスタ４０３は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定された通信サイクル（略１２５μｓ）を管理するための時間情報（サイクルタイム）を格納する。サイクルタイムレジスタ４０３に格納されたサイクルタイムは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたサイクルマスタが１２５μｓごとにブロードキャストするサイクルスタートパケットによって更新される。更新後、サイクルタイムレジスタ４０３に格納されたサイクルタイムは、２４．５７６ＭＨｚのクロックでカウントされる。
【００２７】
タイムスタンプ生成部４０５は、撮像装置１１０がマスタカメラとなる場合に動作する。タイムスタンプ生成部４０５は、キャプチャパルス生成部４０４で生成されたキャプチャパルスに従って、サイクルタイムレジスタ４０３が保持するサイクルタイムを取得する。次に、タイムスタンプ生成部４０５は、取得したサイクルタイムに所定値αを加算し、タイムスタンプを生成する。尚、この所定値αは、タイムスタンプの伝送等によって生じる遅延時間を十分に考慮した値である。タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプは、フレーム同期信号生成部４０６とＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス転送方式を用いて、タイムスタンプを各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）に送信する。
【００２８】
フレーム同期信号生成部４０６は、マスタカメラの場合とそうでない場合とで異なる処理を実行する。マスタカメラの場合、フレーム同期信号生成部４０６は、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号を生成する。一方、マスタカメラ以外の場合、フレーム同期信号生成部４０６は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０で受信されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号を生成する。フレーム同期信号を生成するタイミングは、タイムスタンプによって制御されるため、キャプチャパルスよりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００２９】
次に、図５及び図６を用いて、本実施の形態に係る各撮像装置１１０の処理手順を説明する。図５は、本実施の形態に係る各撮像装置１１０の処理手順を説明するフローチャートである。図６（ａ）は、マスタカメラが生成するキャプチャパルスのタイミングを示す図である。また、図６（ｂ）は、マスタカメラが生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。また、図６（ｃ）は、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）が生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。
【００３０】
ステップＳ５０１において、制御部４０７は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０が制御装置１００から送信された設定コマンドを受信したか否かを判別する。設定コマンドを受信した場合はステップＳ５０２に進み、そうでない場合は本フローチャートを終了する。
【００３１】
ステップＳ５０２において、制御部４０７は、設定コマンドのデータ３０２（マスタカメラのノードＩＤ）と自身のノードＩＤとを比較する。そして、これらが一致する場合にはマスタカメラとなる。マスタカメラとなる場合はステップＳ５０３に進み、それ以外の場合はステップＳ５０７に進む。
【００３２】
ステップＳ５０３において、マスタカメラのタイムスタンプ生成部４０５は、キャプチャパルス生成部４０４で生成されたキャプチャパルス６０１に従って、タイムスタンプを生成する。タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプは、フレーム同期信号生成部４０６とＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３３】
ステップＳ５０４において、マスタカメラのＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス転送方式を用いて、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプを各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０３（タイムスタンプの送受信に必要なチャンネル番号及び帯域幅を含む）を用いて、タイムスタンプをアイソクロナス転送する。
【００３４】
ステップＳ５０５において、マスタカメラのフレーム同期信号生成部４０６は、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号６０２を生成する。フレーム同期信号６０２は、図６に示すように、キャプチャパルス６０１よりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３５】
ステップＳ５０６において、マスタカメラの撮像部４０１は、フレーム同期信号６０２に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０１（画像データの送信に必要なチャンネル番号と帯域幅を含む）を用いて、画像データをアイソクロナス転送する。制御装置１００は、マスタカメラからアイソクロナス転送された画像データを受信し、この画像データを表示装置１５０に表示する。
【００３６】
また、ステップＳ５０７において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）のＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、マスタカメラから送信されたタイムスタンプを受信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ６０３（タイムスタンプの送受信に必要なチャンネル番号と帯域幅を含む）を用いて、マスタカメラからアイソクロナス転送されたタイムスタンプを受信する。
【００３７】
ステップＳ５０８において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）のフレーム同期信号生成部４０６は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０で受信されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号６０３を生成する。フレーム同期信号６０３は、図６に示すように、キャプチャパルス６０１よりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。このように構成することにより、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）は、マスタカメラのフレーム同期信号６０２と同じタイミングでフレーム同期信号６０３を生成することができる。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３８】
ステップＳ５０９において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）の撮像部４０１は、フレーム同期信号６０３に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０１（画像データの送信に必要なチャンネル番号及び帯域幅）を用いて、画像データをアイソクロナス転送する。制御装置１００は、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）からアイソクロナス転送された画像データを受信し、これらの画像データを表示装置１５０に表示する。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像システムによれば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠した通信媒体を用いて複数の撮像装置を簡単に同期させることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００４１】
例えば、本実施の形態では、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠した通信媒体を利用する例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。所定の通信サイクルを管理する機能を備えた通信媒体であれば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格以外の規格に準拠した通信媒体を利用することも可能である。
【００４２】
また、例えば、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成できる。
【００４３】
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００４４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述の実施の形態の機能が実現できるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、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、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４５】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、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た後、そのプログラムコードの指示に従い、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、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４６】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には先に説明した処理に対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、本発明に不可欠なモジュールを記録媒体に格納することになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配線を煩雑にすることなく複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る撮像システムの一例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図３】本実施の形態に係る設定コマンドを説明する図である。
【図４】本実施の形態に係る撮像装置の主要な構成を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る撮像装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る撮像装置が生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１００ 制御装置
１１０ 撮像装置
１２０ ＩＥＥＥ１３９４インターフェース
４０１ 撮像部
４０２ 画像処理部
４０３ サイクルタイムレジスタ
４０４ キャプチャパルス生成部
４０５ タイムスタンプ生成部
４０６ フレーム同期信号生成部
４０７ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させる撮像装置及び撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の撮像装置を利用した撮像システムには、例えば、複数の撮像装置で撮像された画像をマルチ画面上に表示するシステムや、被写体の３次元画像を生成するシステムや、被写体までの距離を測定するシステムや、パノラマなどの広範囲画像を生成するシステムがある。このような撮像システムでは、複数の撮像装置を同期させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像システムでは、画像データを送信する通信媒体の他に、複数の撮像装置を同期させるための同期情報を送信する通信媒体が必要であったため、配線が煩雑でシステム構成が複雑になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点にかんがみてなされたものであり、配線を煩雑にすることなく複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させることができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、例えば、撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を複数の撮像装置において同期させるためのタイムスタンプを生成するマスタカメラとして動作するか否かを選択する選択手段と、通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントするものであり、前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプを前記複数の撮像装置に送信し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプを受信する通信手段と、前記タイムスタンプを生成するためのキャプチャパルスを生成するキャプチャパルス生成手段と、前記キャプチャパルス生成手段が前記キャプチャパルスを生成したときに前記通信手段が有する前記サイクルタイムを取得し、取得したサイクルタイムに所定値を加算して前記タイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成手段と、前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプ生成手段で生成された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る撮像システムは、例えば、上記の撮像装置と、上記の撮像装置から送信されたタイムスタンプを受信するものであり、通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントする通信手段と、前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る撮像システムの一例を示す図である。本実施の形態では、例えば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格（例えば、ＩＥＥＥ１３９４ａ−２０００規格）に準拠した高速シリアルバスを用いた撮像システムについて説明する。
【００１２】
図１において、１００は制御装置、１１０は撮像装置、１２０はＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格に準拠したディジタル通信インターフェース（以下、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース）である。制御装置１００は、例えば、コンピュータ、テレビジョン受像機などで構成する。また、各撮像装置１１０は、例えば、ディジタルビデオカメラ，カメラ一体型ディジタルビデオレコーダ，監視カメラなどで構成する。また、１０１〜１０４は、制御装置１００に接続された表示装置１０５が具備する表示領域である。領域１０１は撮像装置Ａで撮像された画像データを表示し、領域１０２は撮像装置Ｂで撮像された画像データを表示し、領域１０３は撮像装置Ｃで撮像された画像データを表示し、領域１０４は撮像装置Ｄで撮像された画像データを表示する。
【００１３】
制御装置１００は、後述する手順に従って、一つの撮像装置１１０を「マスタカメラ」に設定する。マスタカメラは、後述する手順に従って、全ての撮像装置１１０（マスタカメラを含む）のフレーム同期信号を同期させるための同期情報（以下、タイムスタンプ）を生成する。全ての撮像装置１１０（マスタカメラを含む）は、後述する手順に従って、マスタカメラで生成されたタイムスタンプに従ってフレーム同期信号を生成する。
【００１４】
ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定されたバスリセットが発生するごとに、システムのトポロジを自動的に再認識する。このとき、各ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０には、ノードＩＤが自動的に設定される。ノードＩＤとは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定された通信アドレスである。ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格では、このノードＩＤを用いてデータパケットを送受信する。
【００１５】
また、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス（Isochronous）転送方式とアシンクロナス（Asynchronous）転送方式を備える。アイソクロナス転送方式は、所定の通信サイクル（略１２５μｓ）ごとに一定の帯域幅を確保することができるので、動画像データや音声データの送信に適している。また、アシンクロナス転送方式は、データパケットの送信を保証する手順を備えているので、制御情報や静止画像の送信に適している。
【００１６】
次に、図２を用いて、本実施の形態に係る制御装置１００の処理手順について説明する。図２では、マスタカメラとなる撮像装置１１０を選択し、各撮像装置１１０に設定コマンドを送信するまでの手順について説明する。
【００１７】
ステップＳ２０１において、制御装置１００は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格で規定されたバスリセットが発生したか否かを判別する。バスリセットが発生した場合は、ステップＳ２０２に進む。
【００１８】
ステップＳ２０２において、制御装置１００は、各撮像装置１１０のノードＩＤ及び機器情報を取得する。尚、機器情報は、画像データの送信に必要な帯域幅を示すデータを含む。制御装置１００は、撮像装置１１０のノードＩＤ及び機器情報を内部のメモリに保持する。
【００１９】
ステップＳ２０３において、制御装置１００は、タイムスタンプの送受信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を確保する。尚、アイソクロナスリソースは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナスリソースマネージャが管理する。
【００２０】
ステップＳ２０４において、制御装置１００は、画像データの送信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を撮像装置１１０ごとに確保する。制御装置１００は、撮像装置１１０ごとに取得したアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を内部のメモリに保持する。
【００２１】
ステップＳ２０５において、制御装置１００は、複数の撮像装置１１０の中の一つを選択し、選択した撮像装置１１０をマスタカメラに設定する。マスタカメラとなる撮像装置１１０を選択する方法には、例えば、以下の４つの方法の何れかを使用する。第1の方法は、最も大きいノードＩＤを有する撮像装置１１０を自動的にマスタカメラとする方法である。第２の方法は、最も小さいノードＩＤを有する撮像装置１１０を自動的にマスタカメラとする方法である。第３の方法は、ランダムに選択されたノードＩＤを有する撮像装置１１０をマスタカメラとする方法である。第４の方法は、ユーザが選択した撮像装置１１０をマスタカメラとする方法である。
【００２２】
ステップＳ２０６において、制御装置１００は、各撮像装置１１０に設定コマンドを送信する。設定コマンドに含まれる主要なデータを図３に示す。データ３０１は、画像データの送信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を示す。データ３０１は、撮像装置１１０ごとに異なる。データ３０２は、マスタカメラとなる撮像装置１１０のノードＩＤを示す。データ３０３は、タイムスタンプの送受信に必要なアイソクロナスリソース（チャンネル番号と帯域幅）を示す。
【００２３】
次に、図４を用いて、本実施の形態に係る撮像装置１１０の主要な構成を説明する。
【００２４】
図４において、４０１は撮像部、４０２は画像処理部、４０３はサイクルタイムレジスタ、４０４はキャプチャパルス生成部、４０５はタイムスタンプ生成部、４０６はフレーム同期信号生成部、４０７は制御部である。
【００２５】
撮像部４０１は、フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。アイソクロナス転送方式では、１２５μｓｅｃごとに一定の帯域幅を確保することができるので、動画像データや音声データ等の通信に適している。
【００２６】
サイクルタイムレジスタ４０３は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０が備えるＣＳＲ（Control and Status Resisters）アーキテクチャ内に存在する。サイクルタイムレジスタ４０３は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定された通信サイクル（略１２５μｓ）を管理するための時間情報（サイクルタイム）を格納する。サイクルタイムレジスタ４０３に格納されたサイクルタイムは、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたサイクルマスタが１２５μｓごとにブロードキャストするサイクルスタートパケットによって更新される。更新後、サイクルタイムレジスタ４０３に格納されたサイクルタイムは、２４．５７６ＭＨｚのクロックでカウントされる。
【００２７】
タイムスタンプ生成部４０５は、撮像装置１１０がマスタカメラとなる場合に動作する。タイムスタンプ生成部４０５は、キャプチャパルス生成部４０４で生成されたキャプチャパルスに従って、サイクルタイムレジスタ４０３が保持するサイクルタイムを取得する。次に、タイムスタンプ生成部４０５は、取得したサイクルタイムに所定値αを加算し、タイムスタンプを生成する。尚、この所定値αは、タイムスタンプの伝送等によって生じる遅延時間を十分に考慮した値である。タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプは、フレーム同期信号生成部４０６とＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス転送方式を用いて、タイムスタンプを各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）に送信する。
【００２８】
フレーム同期信号生成部４０６は、マスタカメラの場合とそうでない場合とで異なる処理を実行する。マスタカメラの場合、フレーム同期信号生成部４０６は、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号を生成する。一方、マスタカメラ以外の場合、フレーム同期信号生成部４０６は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０で受信されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号を生成する。フレーム同期信号を生成するタイミングは、タイムスタンプによって制御されるため、キャプチャパルスよりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００２９】
次に、図５及び図６を用いて、本実施の形態に係る各撮像装置１１０の処理手順を説明する。図５は、本実施の形態に係る各撮像装置１１０の処理手順を説明するフローチャートである。図６（ａ）は、マスタカメラが生成するキャプチャパルスのタイミングを示す図である。また、図６（ｂ）は、マスタカメラが生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。また、図６（ｃ）は、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）が生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。
【００３０】
ステップＳ５０１において、制御部４０７は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０が制御装置１００から送信された設定コマンドを受信したか否かを判別する。設定コマンドを受信した場合はステップＳ５０２に進み、そうでない場合は本フローチャートを終了する。
【００３１】
ステップＳ５０２において、制御部４０７は、設定コマンドのデータ３０２（マスタカメラのノードＩＤ）と自身のノードＩＤとを比較する。そして、これらが一致する場合にはマスタカメラとなる。マスタカメラとなる場合はステップＳ５０３に進み、それ以外の場合はステップＳ５０７に進む。
【００３２】
ステップＳ５０３において、マスタカメラのタイムスタンプ生成部４０５は、キャプチャパルス生成部４０４で生成されたキャプチャパルス６０１に従って、タイムスタンプを生成する。タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプは、フレーム同期信号生成部４０６とＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３３】
ステップＳ５０４において、マスタカメラのＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、アイソクロナス転送方式を用いて、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプを各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０３（タイムスタンプの送受信に必要なチャンネル番号及び帯域幅を含む）を用いて、タイムスタンプをアイソクロナス転送する。
【００３４】
ステップＳ５０５において、マスタカメラのフレーム同期信号生成部４０６は、タイムスタンプ生成部４０５で生成されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号６０２を生成する。フレーム同期信号６０２は、図６に示すように、キャプチャパルス６０１よりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３５】
ステップＳ５０６において、マスタカメラの撮像部４０１は、フレーム同期信号６０２に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０１（画像データの送信に必要なチャンネル番号と帯域幅を含む）を用いて、画像データをアイソクロナス転送する。制御装置１００は、マスタカメラからアイソクロナス転送された画像データを受信し、この画像データを表示装置１５０に表示する。
【００３６】
また、ステップＳ５０７において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）のＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、マスタカメラから送信されたタイムスタンプを受信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ６０３（タイムスタンプの送受信に必要なチャンネル番号と帯域幅を含む）を用いて、マスタカメラからアイソクロナス転送されたタイムスタンプを受信する。
【００３７】
ステップＳ５０８において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）のフレーム同期信号生成部４０６は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０で受信されたタイムスタンプとサイクルタイムレジスタ４０３から読み出したサイクルタイムとを比較し、これらが一致したときにフレーム同期信号６０３を生成する。フレーム同期信号６０３は、図６に示すように、キャプチャパルス６０１よりも所定値αに対応する時間だけ遅れて生成される。このように構成することにより、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）は、マスタカメラのフレーム同期信号６０２と同じタイミングでフレーム同期信号６０３を生成することができる。フレーム同期信号生成部４０６で生成されたフレーム同期信号は、撮像部４０１、画像処理部４０２及びＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０に供給される。
【００３８】
ステップＳ５０９において、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）の撮像部４０１は、フレーム同期信号６０３に従って被写体の光学像を撮像し、被写体の光学像に対応する画像データを生成する。画像処理部４０２は、撮像部４０１で生成された画像データを所定のデータフォーマットの画像データに変換する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されたアイソクロナス転送方式を用いて、画像処理部４０２で生成された画像データを制御装置１００に送信する。尚、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１２０は、設定コマンドのデータ３０１（画像データの送信に必要なチャンネル番号及び帯域幅）を用いて、画像データをアイソクロナス転送する。制御装置１００は、各撮像装置１１０（マスタカメラを除く）からアイソクロナス転送された画像データを受信し、これらの画像データを表示装置１５０に表示する。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像システムによれば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠した通信媒体を用いて複数の撮像装置を簡単に同期させることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００４１】
例えば、本実施の形態では、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠した通信媒体を利用する例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。所定の通信サイクルを管理する機能を備えた通信媒体であれば、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格以外の規格に準拠した通信媒体を利用することも可能である。
【００４２】
また、例えば、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成できる。
【００４３】
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００４４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述の実施の形態の機能が実現できるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、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、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４５】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、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た後、そのプログラムコードの指示に従い、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、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４６】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には先に説明した処理に対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、本発明に不可欠なモジュールを記録媒体に格納することになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配線を煩雑にすることなく複数の撮像装置の撮像のタイミングを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る撮像システムの一例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図３】本実施の形態に係る設定コマンドを説明する図である。
【図４】本実施の形態に係る撮像装置の主要な構成を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る撮像装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る撮像装置が生成するフレーム同期信号のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１００ 制御装置
１１０ 撮像装置
１２０ ＩＥＥＥ１３９４インターフェース
４０１ 撮像部
４０２ 画像処理部
４０３ サイクルタイムレジスタ
４０４ キャプチャパルス生成部
４０５ タイムスタンプ生成部
４０６ フレーム同期信号生成部
４０７ 制御部
Claims (8)
- 撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を複数の撮像装置において同期させるためのタイムスタンプを生成するマスタカメラとして動作するか否かを選択する選択手段と、
通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントするものであり、前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプを前記複数の撮像装置に送信し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプを受信する通信手段と、
前記タイムスタンプを生成するためのキャプチャパルスを生成するキャプチャパルス生成手段と、
前記キャプチャパルス生成手段が前記キャプチャパルスを生成したときに前記通信手段が有する前記サイクルタイムを取得し、取得したサイクルタイムに所定値を加算して前記タイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成手段と、
前記マスタカメラとして動作することが選択された場合は、前記タイムスタンプ生成手段で生成された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成し、前記マスタカメラとして動作しないことが選択された場合は、前記マスタカメラとして動作する撮像装置から送信された前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、
前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 前記選択手段は、外部の制御装置からのコマンドにより前記マスタカメラとして動作するか否かを選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記通信手段は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
- 前記通信手段は、アイソクロナス転送を用いて前記画像データを送信する機能を有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の撮像装置。
- 請求項１から４の何れかに記載の撮像装置から送信されたタイムスタンプを受信するものであり、通信サイクルを管理するためのサイクルタイムを有し、前記サイクルタイムをカウントする通信手段と、
前記タイムスタンプと、前記通信手段が有する前記サイクルタイムとの比較結果に応じて自身の撮像のタイミングを制御するためのフレーム同期信号を生成するフレーム同期信号生成手段と、
前記フレーム同期信号生成手段で生成されたフレーム同期信号に応じて撮像を行い、撮像対象の画像データを生成する撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 前記通信手段は、アイソクロナス転送を用いて前記画像データを送信する機能を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
- 前記通信手段は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格またはその拡張規格に準拠することを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
- 請求項１から４の何れかに記載の撮像装置と、請求項５から７の何れかに記載の撮像装置とを有することを特徴とする撮像システム。
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