JP3887861B2 - 画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子スチルカメラやディジタルＶＣＲの静止画記録に関するもので、特にそのフォーカス系の機能を向上させることが可能な画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子スチルカメラは、ＣＣＤ等の撮像素子で取り込まれた静止画信号を圧縮処理して、記録媒体に記録する電子スチルカメラが知られている。この電子スチルカメラの場合、光学的レンズを使用しているため、奥行きのある被写体の場合は、必ずぼける部分が生じてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１枚の画素数が多い場合は、拡大表示の機会が多い。しかしながら、スチルカメラから得られた静止画を拡大表示するときは、場所によってはぼけのために全く画像情報が得られないことがある。
【０００４】
従って、この発明の目的は、奥行きのある被写体を記録再生したとき、全ての部分がジャストフォーカスで記録再生するために必要な複数枚の静止画像を連続的に撮影することができる画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録装置において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行う撮影手段と、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、表示する表示手段とからなることを特徴とする画像信号記録装置である。
【０００６】
請求項１４に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録し、再生時には、圧縮画像信号を画像伸長し、画像伸長された画像信号をビデオモニタに表示するようにした画像信号記録再生装置において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、ビデオモニタに表示する表示手段とからなることを特徴とする画像信号記録再生装置である。
【０００７】
請求項１５に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録方法において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施すステップと、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録するステップと、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出するステップと、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、表示するステップとからなることを特徴とする画像信号記録方法である。
【０００８】
ビューファインダに表示されている画像の距離（遠近）に対する被写体存在率を計算し、その被写体存在率と距離の関係をグラフで示し、高い被写体存在率を示す複数の部分にマーカを付し、マーカが付された部分にフォーカスを合わせて複数の撮影を行い、複数の撮影の中から最もピントの合っている画素を選択し、１枚の静止画を完成させる。この完成された静止画は、全ての距離でピントが合っているため、詳細な部分も１枚の画像で確認することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例を示すものである。まず、１で示す被写体は、レンズブロック２へ入射される。レンズブロック２は、ズームおよび絞り駆動回路３およびフォーカスサーボ４によって駆動される。そのズームおよび絞り駆動回路３およびフォーカスサーボ４は、シスコン（システムコントローラ）１８によって制御される。レンズブロック２に入射された被写体１は、ＣＣＤ撮像素子５へ供給される。
【００１０】
ＣＣＤ撮像素子５では、被写体１からの入射光が電荷として蓄積される。明度ムラ検出器２１において、後述するように、入射光の明度ムラの周期とピーク位相が求められる。その検出結果によって、電子シャッター駆動回路６を介してＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターが制御されることによって、明度ムラの影響が取り除かれる。ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターは、電子シャッター駆動回路６によって駆動され、供給された被写体１を取り込む。
【００１１】
電子シャッター駆動回路６には、シスコン１８からの制御信号が供給され、電子シャッター駆動回路６によって、電子シャッターのオン／オフが制御される。Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル化され、ディジタル撮像信号がスイッチ７を介して画像メモリ８へ供給される。この画像メモリ８は、数フィールドの画像を記憶する容量を有する。画像メモリ８に記憶された画像信号は、スーパーインポーズ回路１４を介してビューファインダ１６に表示されるとともに、圧縮回路９へ供給される。このビューファインダ１６は、一例として液晶ディスプレイからなる。
【００１２】
圧縮回路９では、供給された画像信号に対して圧縮処理、一例としてＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）を施した後、生成された圧縮画像信号に対して、サブデータ付加回路１０からのサブデータが付加される。サブデータが付加された圧縮画像信号は、記録媒体１１に供給される。サブデータ付加回路１０から供給されるサブデータは、例えば日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の画像信号が撮影されたときの情報である。記録媒体１１に供給された圧縮画像信号とサブデータは、シスコン１８の制御に従って記録される。この記録媒体１１の一例として、半導体メモリカード、ディスク状メモリまたはテープ状メモリ等の記録媒体が使用可能である。
【００１３】
この一実施例では、後述するように全自動撮影時または手動撮影時に、１枚の画像のフォーカスを変えて複数枚の画像が撮像される。よって、電子シャッター駆動回路６のオン／オフの後、すなわち１つの静止画がＣＣＤ撮像素子５に電荷として蓄積された後、直ちに次のフォーカス位置に移動し、同様の処理が行われる。この処理を後述するように、指定された回数行い、複数枚の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００１４】
図２に示すような操作系１９から指定される複数枚の静止画が記録媒体１１に記録された後、シスコン１８に含まれる鮮明画像選択処理（特開平６−７０２１２号参照）を実行するために、シスコン１８の制御によって、記録媒体１１から圧縮画像信号が読み出される。読み出された圧縮画像信号は、伸長回路１２へ供給される。伸長回路１２では、供給された圧縮画像信号が伸長され、すなわちＪＰＥＧの復号がなされる。さらに、圧縮画像信号から分離されたサブデータがサブデータ読み取り回路１３へ供給される。
【００１５】
伸長された画像信号は、伸長回路１２からスイッチ７を介して画像メモリ８に供給される。サブデータ読み取り回路１３では、供給されたサブデータから日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の情報が読み取られ、その情報は、シスコン１８へ供給される。
【００１６】
画像メモリ８に供給された画像信号に対して、シスコン１８の作業用のＲＡＭ２０を用いて、鮮明画像選択処理が施される。この鮮明画像選択処理によって、画素単位で最も鮮明な（ピントの合った）画像が複数枚の入力画像から選択され、１枚の鮮明な静止画が完成する。完成された１枚の静止画は、ＲＡＭ２０から画像メモリ８に供給される。画像メモリ８から読み出された静止画は、上述したようにスーパーインポーズ回路１４を介してビューファインダ１６に表示されると共に、圧縮回路９へ供給され、サブデータが付加され、再び記録媒体１１へ記録される。このとき、鮮明画像選択処理がなされた静止画が記録される記録媒体１１の領域は、処理がなされる前の複数枚の静止画が記録される領域とは別の領域とされる。
【００１７】
スーパーインポーズ回路１４では、ＣＣＤ撮像素子５から取り込まれた画像信号と、被写体存在率表示回路１５から供給される被写体存在率信号とが重畳される。ここで表示される被写体存在率とは、ある距離（遠近）の画像に急峻なエッジが含まれている割合（％）である。すなわち、被写体存在率が高いことは、急峻なエッジが多く、ピントの合った被写体が多いことを意味する。ビューファインダ１６により表示される被写体存在率のグラフの一例を図３に示す。簡単のため、図３では、本来グラフに重畳されている撮像画像の図示は省略されている。ビューファインダ１６に表示される画像信号と被写体存在率信号とが重畳された信号は、出力端子１７からビデオ出力として取り出され、ビデオモニタ等に表示される。
【００１８】
上述のこの発明の一実施例において、全自動撮影を行うときの動作の一例を説明する。まず、ユーザが図２に示す電源スイッチ３１の位置をオフからカメラ（マルチフォーカス）に移動させる。この図２に示す操作系は、図１に示す操作系１９に含まれるスイッチおよびキーの一例である。電源スイッチ３１がカメラ（マルチフォーカス）の位置に設定されると、シスコン１８は、ビューファインダ１６にカメラ映像を表示する。ユーザは、ファインダを覗き、〔ズーム＋〕キーまたは〔ズーム−〕キーを使って画角を決める。このとき、フォーカスを合わせる必要はない。シスコン１８がシャッター速度を決める。このシャッター速度は、明るさが十分なときは、手振れの影響を減らすため速くされ、明るさが十分でないときは、遅くされる。
【００１９】
そして、ユーザが〔全自動マルチフォーカス記録〕キー３４を押すことによって、全自動撮影が行われる。まず、距離測定モードに入り、シスコン１８は、以下の制御を行う。（ａ）距離を測定するため絞りを開放する。（ｂ）フォーカスサーボ４を現在位置から無限遠点まで素早く移動させる。（ｃ）フォーカスを無限遠点から近点に向かってゆっくり変化させる。（ｄ）移動させながら画像の被写体存在率をシスコン１８で計算し、被写体存在率表示回路１５で図３Ａに示すような被写体存在率のピークを示すグラフが作成される。作成されたグラフは、被写体と重畳させてビューファインダ１６に表示される。また、このときの絞り、フォーカス、ズーム等の状態から図３Ｂに示すようなフォーカス位置を示すグラフが作成される。（ｅ）そして、各ピーク（図３Ａ）と各パラメータ（図３Ｂ）からピントの合った画像情報からの必要なフォーカス位置を決定し、このフォーカス位置と対応して、図３Ｃに示すようにマーカ（←）を表示させる。このマーカは、被写体存在率が最も高い位置から順に所定数表示される。
【００２０】
フォーカスが近点に達したら撮影モードに入り、シスコン１８は、以下の制御を行う。（ｆ）遠点の方向へ素早く移動し、最初のマーカ位置で一旦止まる。（ｇ）感度が得られる限り、絞りを絞って焦点深度を確保する。（ｈ）ここで、電子シャッター駆動回路６が駆動され、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオンとされ、一定時間後にオフとされる。（ｉ）そして、ＣＣＤ撮像素子５からの画像信号を画像メモリ８に転送し、圧縮回路９で画像信号の圧縮処理が行われる。サブデータ付加回路１０では、上述したように日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の情報がサブデータとして圧縮画像信号に付加され、記録媒体１１に記録される。このようにして、最初のマーカ位置でフォーカスを合わせた静止画が獲得される。
【００２１】
（ｊ）ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターのオン／オフの後、すぐにフォーカス位置を移動して次のマーカ（←）で止まり、上述の（ｆ）〜（ｉ）までの処理を繰り返す。このように、全てのマーカの位置で撮像を行うことにより、全自動撮影を終了する。その結果、マーカの数と等しい枚数の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００２２】
上述した被写体存在率の計算の一方法について説明する。フォーカスを無限遠点から近点に向けて約１秒で移動させると約６０枚のフィールド画像が獲得できる。獲得された６０枚のフィールド画像をＦ０〜Ｆ５９とする。６０枚のフィールド画像Ｆ０〜Ｆ５９が、例えば８画素×８ラインの小さいブロックに分けられ、そのブロックの座標を（ｈ，ｖ）とする。各ブロック内で縦または横に隣接するピクセルの差分が予め設定されたしきい値より大きくなるピクセルの数を求める。すなわち、３６個（＝６画素×６ライン）の差分の中から予め設定されたしきい値より大きくなる差分の数が計数される。しきい値より大きい差分の合計数をそのブロックの尖鋭度とし、図４に示すように、各フィールド毎に記憶する。
【００２３】
連続する数フィールドの画像の同じ座標のブロックをブロック毎に比較し、尖鋭度の最も高いブロックを求める。そして、尖鋭度の最も高いブロックに、例えば図４に示すように○印を付ける。一例として、図４に示すフィールドＦ０、Ｆ１、Ｆ２の座標（２，１）のブロックの尖鋭度を比較すると、フィールドＦ０の座標（２，１）の尖鋭度は３であり、フィールドＦ１の座標（２，１）の尖鋭度は１９であり、またフィールドＦ２の座標（２，１）の尖鋭度は１７である。よって、フィールドＦ０〜Ｆ２の座標（２，１）のブロックの尖鋭度は、フィールドＦ１が最も高いブロックとなるため、図４に示すようにフィールドＦ１の座標（２，１）に○印が付けられる。
【００２４】
このようにして、フィールドＦ０〜Ｆ５９の全てのブロックの比較を行うことで、各フィールドに尖鋭度の高いブロック（○印のブロック）がいくつ含まれているかが分かる。次に、各フィールド内に総ブロック数に対する尖鋭度の高いと判断されたブロック数の割合をフィールド毎に百分率で表す。例えば、１フィールドの総ブロック数が２００とし、その２００のブロックの中から尖鋭度が高いと判断されたブロックの数が２５とすると、
２５／２００×１００＝１２．５（％）
となり、そのフィールドの尖鋭度の割合が求められる。この求められた尖鋭度の割合を上述の被写体存在率として用いる。この被写体存在率が大きい値を示せばこのフィールドにピントの合った被写体が多く存在する。
【００２５】
つまり、フォーカスを無限遠点から近点に向けて約１秒で移動させて得られた約６０枚のフィールド毎に被写体存在率を求め、約６０枚のフィールドのどの距離（遠近）のフィールドが大きな被写体存在率を示すかを求める。この被写体存在率によって、エッジの急峻な部分が含まれているかが判断される。被写体存在率は、図３Ｃに示すようなグラフとして、そのフィールド画像と重畳されて、ビューファインダ１６に表示される。この図３は、上を遠方、下を近傍とし、右へ行くほど被写体存在率が高いことを示す。
【００２６】
そして、絞り、フォーカス、ズーム等の状態により、１画素を超えるボケを許容しないように撮影するために必要なフォーカス位置（図３Ｂ）が計算で求められる。被写体存在率のピーク位置（図３Ａ）と計算されたフォーカス位置（図３Ｂ）から不要なフォーカス位置を取り除き、さらに必要な枚数を最少にするようにフォーカス位置を決定する。このように決定されたフォーカス位置は、図３Ｃに示すようにグラフ内にマーカ（←）として表示される。
【００２７】
次に、手動撮影を行うときの動作の一例を説明する。ユーザが図２に示す電源スイッチ３１の位置をオフからカメラ（マルチフォーカス）へ移動させる。するとシスコン１８は、ファインダ１６にカメラ映像を表示する。ユーザは、ファインダを覗き、〔ズーム＋〕キーまたは〔ズーム−〕キーを使って画角を決める。このとき、フォーカスを合わせる必要はない。そして、ユーザがシャッター速度を決め、〔距離測定〕キー３５を押す。
【００２８】
〔距離測定〕キー３５が押されると、距離測定モードに入り、シスコン１８は以下の制御を行う。（ｋ）距離を測定するため、絞りを開放する。（ｌ）フォーカスを無限遠点から近点に向かってゆっくり移動させる。（ｍ）移動させながら被写体存在率を計算し、その計算結果（図３Ａ）は、被写体と重畳されてビューファインダ１６にグラフで表示される。また、このときの絞り、フォーカス、ズーム等の状態からフォーカス位置を示すグラフ（図３Ｂ）が作成される。（ｎ）各ピーク（図３Ａ）と各パラメータ（図３Ｂ）から必要なフォーカス位置にマーカ（←）が表示される。（ｏ）感度が得られる限り絞りを絞って焦点深度を確保する。手動撮影の処理も（ｋ）〜（ｏ）までは、上述した全自動撮影とほぼ同様の処理である。
【００２９】
ここで、ユーザは、ファインダ内のマーカを見て不要なマーカの位置に〔カーソル移動〕キーでカーソルを移動させ、〔マーカＯＦＦ〕キーを使って無効にすることができる。また、一度無効にしたマーカを〔マーカＯＮ〕キーで有効に戻すことができる。マーカが有効か無効かは、○×で表示される。これで手前の金網などがある場合、明らかに不要な被写体を記録しないようにすることができる。
【００３０】
ユーザは、ここで図２に示す〔静止画記録〕キー３３を押すことによって、シスコン１８は、撮影モードに入り、以下の制御を行う。（ｐ）有効なマーカの最も遠点か最も近点のどちらか近い方にフォーカス位置を素早く移動させ、一旦止める。（ｑ）ここで、電子シャッター駆動回路６の制御によって、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターをオンとし、一定時間後にオフとする。（ｒ）そして、ＣＣＤ撮像素子５からの画像信号が画像メモリ８に転送される。転送された画像信号は、圧縮回路９で画像圧縮を行い、サブデータ付加回路１０で日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等のサブデータと共に、記録媒体１１に記録される。
【００３１】
（ｓ）ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターのオン／オフの後、すぐにフォーカス位置を移動して次の有効なマーカで止まる。この（ｑ）〜（ｓ）の動作を有効なマーカの数だけ繰り返す。このように、有効な全てのマーカの位置で撮影を行うことにより、手動撮影を終了する。その結果有効なマーカの数と等しい枚数の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００３２】
なお、手動撮影時に有効なマーカを設定するときに、ユーザは、絞りを開放側に変えることができ、これに応じてファインダ内の映像は、焦点深度が浅くなり、不要な背景などを強くボカすことができる。絞りが変わるとそれにつれて必要な枚数が再計算され、マーカの位置と個数が変化する。
【００３３】
また、複数の静止画を順次撮影していく間の数秒は、光軸が変化しては困るのでジャイロセンサとアクティブプリズム等を使った手振れ補正が行われる。
【００３４】
ここで、上述した明度ムラ検出器２１の明度ムラの補償について説明する。光源が蛍光灯や水銀灯の場合、明るさが１００Hzまたは１２０Hzの周波数で変化しているため、複数枚の画像を時間をずらして撮影および記録を行うと、シャッター速度が１／１００秒または１／１２０秒以外のとき各画像の明るさがまちまちになるおそれがある。そこで、電子シャッターをオン／オフするタイミングを以下のようにする。
【００３５】
まず、明度ムラ検出器２１で明度ムラの周期とピーク位相を求める。そして、フォーカス位置が確定し、電子シャッターをオン／オフする準備が整ってから明度のピークを待ち、そこで電子シャッター駆動回路６からの制御信号によって電子シャッターをオン／オフする。明度の変化が小さいとき（蛍光灯と白熱電球または太陽光が混在しているときなど）は、ピーク点にする必要はないが、１００Hzまたは１２０Hzの周期に合わせるようにしておく。このようにすることで、明るさが均一になる。
【００３６】
この明度ムラ検出器２１の詳細なブロック図を図５に示す。この明度ムラ検出は、主に撮影モード時に用いられる。受光素子４１によって、ビューファインダ１６に表示された画像の明度が電気信号に変換される。変換された信号ＢＲＴは、受光素子４１からＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４２およびピーク検出回路（PEEK DET）４７へ供給される。ＢＰＦ４２は、１１０Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタである。ＢＰＦ４２から供給される出力信号Ｆｉｎは、ＰＬＬ（位相同期ループ）へ供給される。
【００３７】
ＰＬＬは、位相比較器（ＰＤ）４３、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４４、ディジタルＶＣＯ（電圧制御発振器）４５および１／Ｎカウンタ４６から構成される。ＢＰＦ４２からの信号Ｆｉｎは、位相比較器４３へ供給される。位相比較器４３では、信号Ｆｉｎと１／Ｎカウンタ４６から供給される信号Ｆｃとの位相差に比例した誤差信号が出力される。その誤差信号は、ＬＰＦ４４において、不要な高域成分が取り除かれ、ディジタルＶＣＯ４５へ供給される。
【００３８】
高域成分が取り除かれた信号がＶＣＯ４５の制御電圧となり、信号ＦｉｎのＮ倍の周波数で信号ＮＦが出力される。この信号ＮＦは、入力が少々途切れても連続的に出力される。いわゆる、フライホイール効果がある。信号ＮＦは、１／Ｎカウンタ４６および４８へ供給される。１／Ｎカウンタ４６では、供給された信号ＮＦが１／Ｎとされた信号Ｆｃを位相比較器４３へ供給する。
【００３９】
ピーク検出回路４７では、供給された信号ＢＲＴからピーク点が検出される。検出されたピーク点は、１／Ｎカウンタ４８へ供給される。このピーク点は、リセット信号として、１／Ｎカウンタ４８に供給される。１／Ｎカウンタ４８では、ピーク点の位相で立ち下がり、供給された信号ＮＦを１／Ｎとする信号Ｆｏｕｔが出力され、出力端子４９から取り出される。
【００４０】
この明度ムラ検出器２１の一例の波形図を図６に示す。受光素子４１から信号ＢＲＴに示すような明度に応じた波形が得られる。この信号ＢＲＴは、電源周波数５０Hzまたは６０Hzの丁度２倍（１００Hzまたは１２０Hz）になっている。ＢＰＦ４２は、その両者を通すため中心周波数を１１０Hzに設定されたものであり、その出力の周波数は、１００Hzまたは１２０Hzである。ピーク検出回路４７の出力は、信号ＢＲＴのピーク点と対応するパルスである。信号ＮＦは、ＰＬＬの出力であり、信号Ｆｉｎと同期し、そのＮ倍の周波数となる。信号Ｆｏｕｔは、１／Ｎカウンタ４８の出力であり、信号ＮＦを１／Ｎに分周したものである。また、信号Ｆｏｕｔは、ピーク検出回路４７からの出力によってリセットされるために、ピーク点で立ち下がる。
【００４１】
ここで、信号ＢＲＴの出力レベルが極端に小さいとき、信号Ｆｏｕｔは、正しい位相で出力されないが、このときは、明度ムラが殆どない状態なので問題はない。
【００４２】
図７にフォーカスを変化させる動作の一例の波形図を示す。この図７は、フォーカスを変えて複数の画像を撮影する撮影モード時の過程を示す。上述したように、明度のピーク点と明度ムラ検出器２１の出力信号Ｆｏｕｔの立ち下がりが一致して、フォーカスが確定している状態では、ＬＯＣＫ信号がハイレベルとなり、このハイレイベルの期間内で信号Ｆｏｕｔの立ち下がりに同期してＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオン／オフされ、撮影が行われる。電子シャッターがオフとされると、直ちにＬＯＣＫ信号がローレベルにされると共に、ＫＩＣＫパルスが発生する。このＫＩＣＫパルスの立ち上がりに同期して、ＳＷ信号がハイレベルになり、フォーカス位置を移動させるために、フォーカスサーボ４に加速させるための電流（加速電流）が供給される。
【００４３】
フォーカス位置は、現在位置（初期値Ｔ0 ）から次の位置（目標値Ｔ2 ）まで一定の速度で移動させられる。このとき、現在位置と次の位置のほぼ中間の位置（Ｔ1 ）まで移動すると、フォーカスサーボ４に供給された電流が減速するための電流（減速電流）に切り換えられる。そして、目標値Ｔ2 に到達すると、ＳＷ信号がローレベルになり、フォーカスサーボ４に供給された電流も止められる。目標値Ｔ2 に到達すると、ＬＯＣＫ信号がハイレベルになり、明度のピーク点で信号Ｆｏｕｔは立ち下がり、その信号Ｆｏｕｔの立ち下がりに同期して、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオン／オフされ、撮影が行われる。
【００４４】
そして、電子シャッターがオフとされると、ＬＯＣＫ信号がローレベルにされると共に、ＫＩＣＫパルスが発生し、次の位置まで同様の動作が繰り返される。速度は、加速電流がフォーカスサーボ４に供給されているときは、等加速度で加速され、減速電流がフォーカスサーボ４に供給されているときは、等加速度で減速される。
【００４５】
このように、フォーカスが確定すると、ＬＯＣＫ信号がハイレベルとなり、その後信号Ｆｏｕｔが立ち下がったときにＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオンとされ、一定時間後にオフとされる。オフとされたらすぐにフォーカスを次の位置（マーカ）に移動する動作に移る。
【００４６】
なお、明度ムラ検出器２１では、受光素子４１の代わりにＣＣＤ撮像素子５から得られる信号を明度ムラ検出用に用いる方法もある。この場合は、ＣＣＤ撮像素子５から供給される画像信号から明度ムラ成分を抽出する画像処理が必要である。
【００４７】
ここで、この一実施例で用いられているフォーカスの異なる２枚の画像の位置合わせの一例を簡単に説明する。まず、最もフォーカスの合っている画素を選択するためには、位置と角度と大きさがピッタリ合っている必要がある。しかしながら、フォーカスの異なる画像は、一般的に大きさが異なり、位置と角度も微妙にずれている。このため、同じ画像となる部分が非常に少ない。そこで、この実施例では、フォーカスの合っている画像にデフォーカス処理を行ってから位置合わせをすることで２枚の画像の位置合わせを行う。
【００４８】
さらに、鮮明画像選択処理を簡単に説明する。画素または領域毎に画像の変化量を検出し、複数枚の原画像の中から変化量Ｅを基準としてピントの合った画像を容易に選択し、これによって画面全体としてピントの合った画像を生成する。この鮮明画像選択処理は、シスコン１８の中で行われているが、この鮮明画像選択処理の機能をカメラ本体に持たずに、別のパーソナルコンピュータに持たせ、鮮明画像選択処理をパーソナルコンピュータ上で行っても良い。また、この鮮明画像選択処理は、記録後直ちに行わず、１日分の複数の被写体を記録した後、大画面を見ながら各種のパラメータを変更しながら行っても良い。
【００４９】
【発明の効果】
この発明に依れば、奥行きのある被写体を撮影するとき、全ての部分がジャストフォーカスになっているので、複雑な機械の細部等もただ１枚の画像を表示するだけで詳細に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のブロック図である。
【図２】この発明に係る操作系の一例を示す概略図である。
【図３】この発明に係る存在率の一例を示す略線図である。
【図４】この発明の被写体存在率を説明するための略線図である。
【図５】この発明の明度ムラ検出器の一例のブロック図である。
【図６】この発明に係る明度ムラ検出器の一例のタイミングチャートである。
【図７】この発明の一実施例のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・被写体、２・・・レンズブロック、３・・・ズームおよび絞り駆動回路、４・・・フォーカスサーボ、５・・・ＣＣＤ撮像素子、６・・・・電子シャッター駆動回路、７・・・・スイッチ、８・・・画像メモリ、９・・・・圧縮回路、１０・・・サブデータ付加回路、１１・・・記録媒体、１２・・・伸長回路、１３・・・サブデータ読み取り回路、１４・・・加算器、１５・・・被写体存在率表示回路、１６・・・ビューファインダ、１８・・・シスコン、１９・・・操作系、２０・・・ＲＡＭ、２１・・・明度ムラ検出器
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子スチルカメラやディジタルＶＣＲの静止画記録に関するもので、特にそのフォーカス系の機能を向上させることが可能な画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子スチルカメラは、ＣＣＤ等の撮像素子で取り込まれた静止画信号を圧縮処理して、記録媒体に記録する電子スチルカメラが知られている。この電子スチルカメラの場合、光学的レンズを使用しているため、奥行きのある被写体の場合は、必ずぼける部分が生じてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１枚の画素数が多い場合は、拡大表示の機会が多い。しかしながら、スチルカメラから得られた静止画を拡大表示するときは、場所によってはぼけのために全く画像情報が得られないことがある。
【０００４】
従って、この発明の目的は、奥行きのある被写体を記録再生したとき、全ての部分がジャストフォーカスで記録再生するために必要な複数枚の静止画像を連続的に撮影することができる画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録装置において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行う撮影手段と、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、表示する表示手段とからなることを特徴とする画像信号記録装置である。
【０００６】
請求項１４に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録し、再生時には、圧縮画像信号を画像伸長し、画像伸長された画像信号をビデオモニタに表示するようにした画像信号記録再生装置において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、ビデオモニタに表示する表示手段とからなることを特徴とする画像信号記録再生装置である。
【０００７】
請求項１５に記載の発明は、記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録方法において、同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施すステップと、撮影された複数枚のデータとは別の領域に画像処理が施された画像を記録するステップと、撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出するステップと、算出された被写体の存在率のグラフを撮影された画像に重畳し、表示するステップとからなることを特徴とする画像信号記録方法である。
【０００８】
ビューファインダに表示されている画像の距離（遠近）に対する被写体存在率を計算し、その被写体存在率と距離の関係をグラフで示し、高い被写体存在率を示す複数の部分にマーカを付し、マーカが付された部分にフォーカスを合わせて複数の撮影を行い、複数の撮影の中から最もピントの合っている画素を選択し、１枚の静止画を完成させる。この完成された静止画は、全ての距離でピントが合っているため、詳細な部分も１枚の画像で確認することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例を示すものである。まず、１で示す被写体は、レンズブロック２へ入射される。レンズブロック２は、ズームおよび絞り駆動回路３およびフォーカスサーボ４によって駆動される。そのズームおよび絞り駆動回路３およびフォーカスサーボ４は、シスコン（システムコントローラ）１８によって制御される。レンズブロック２に入射された被写体１は、ＣＣＤ撮像素子５へ供給される。
【００１０】
ＣＣＤ撮像素子５では、被写体１からの入射光が電荷として蓄積される。明度ムラ検出器２１において、後述するように、入射光の明度ムラの周期とピーク位相が求められる。その検出結果によって、電子シャッター駆動回路６を介してＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターが制御されることによって、明度ムラの影響が取り除かれる。ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターは、電子シャッター駆動回路６によって駆動され、供給された被写体１を取り込む。
【００１１】
電子シャッター駆動回路６には、シスコン１８からの制御信号が供給され、電子シャッター駆動回路６によって、電子シャッターのオン／オフが制御される。Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル化され、ディジタル撮像信号がスイッチ７を介して画像メモリ８へ供給される。この画像メモリ８は、数フィールドの画像を記憶する容量を有する。画像メモリ８に記憶された画像信号は、スーパーインポーズ回路１４を介してビューファインダ１６に表示されるとともに、圧縮回路９へ供給される。このビューファインダ１６は、一例として液晶ディスプレイからなる。
【００１２】
圧縮回路９では、供給された画像信号に対して圧縮処理、一例としてＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）を施した後、生成された圧縮画像信号に対して、サブデータ付加回路１０からのサブデータが付加される。サブデータが付加された圧縮画像信号は、記録媒体１１に供給される。サブデータ付加回路１０から供給されるサブデータは、例えば日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の画像信号が撮影されたときの情報である。記録媒体１１に供給された圧縮画像信号とサブデータは、シスコン１８の制御に従って記録される。この記録媒体１１の一例として、半導体メモリカード、ディスク状メモリまたはテープ状メモリ等の記録媒体が使用可能である。
【００１３】
この一実施例では、後述するように全自動撮影時または手動撮影時に、１枚の画像のフォーカスを変えて複数枚の画像が撮像される。よって、電子シャッター駆動回路６のオン／オフの後、すなわち１つの静止画がＣＣＤ撮像素子５に電荷として蓄積された後、直ちに次のフォーカス位置に移動し、同様の処理が行われる。この処理を後述するように、指定された回数行い、複数枚の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００１４】
図２に示すような操作系１９から指定される複数枚の静止画が記録媒体１１に記録された後、シスコン１８に含まれる鮮明画像選択処理（特開平６−７０２１２号参照）を実行するために、シスコン１８の制御によって、記録媒体１１から圧縮画像信号が読み出される。読み出された圧縮画像信号は、伸長回路１２へ供給される。伸長回路１２では、供給された圧縮画像信号が伸長され、すなわちＪＰＥＧの復号がなされる。さらに、圧縮画像信号から分離されたサブデータがサブデータ読み取り回路１３へ供給される。
【００１５】
伸長された画像信号は、伸長回路１２からスイッチ７を介して画像メモリ８に供給される。サブデータ読み取り回路１３では、供給されたサブデータから日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の情報が読み取られ、その情報は、シスコン１８へ供給される。
【００１６】
画像メモリ８に供給された画像信号に対して、シスコン１８の作業用のＲＡＭ２０を用いて、鮮明画像選択処理が施される。この鮮明画像選択処理によって、画素単位で最も鮮明な（ピントの合った）画像が複数枚の入力画像から選択され、１枚の鮮明な静止画が完成する。完成された１枚の静止画は、ＲＡＭ２０から画像メモリ８に供給される。画像メモリ８から読み出された静止画は、上述したようにスーパーインポーズ回路１４を介してビューファインダ１６に表示されると共に、圧縮回路９へ供給され、サブデータが付加され、再び記録媒体１１へ記録される。このとき、鮮明画像選択処理がなされた静止画が記録される記録媒体１１の領域は、処理がなされる前の複数枚の静止画が記録される領域とは別の領域とされる。
【００１７】
スーパーインポーズ回路１４では、ＣＣＤ撮像素子５から取り込まれた画像信号と、被写体存在率表示回路１５から供給される被写体存在率信号とが重畳される。ここで表示される被写体存在率とは、ある距離（遠近）の画像に急峻なエッジが含まれている割合（％）である。すなわち、被写体存在率が高いことは、急峻なエッジが多く、ピントの合った被写体が多いことを意味する。ビューファインダ１６により表示される被写体存在率のグラフの一例を図３に示す。簡単のため、図３では、本来グラフに重畳されている撮像画像の図示は省略されている。ビューファインダ１６に表示される画像信号と被写体存在率信号とが重畳された信号は、出力端子１７からビデオ出力として取り出され、ビデオモニタ等に表示される。
【００１８】
上述のこの発明の一実施例において、全自動撮影を行うときの動作の一例を説明する。まず、ユーザが図２に示す電源スイッチ３１の位置をオフからカメラ（マルチフォーカス）に移動させる。この図２に示す操作系は、図１に示す操作系１９に含まれるスイッチおよびキーの一例である。電源スイッチ３１がカメラ（マルチフォーカス）の位置に設定されると、シスコン１８は、ビューファインダ１６にカメラ映像を表示する。ユーザは、ファインダを覗き、〔ズーム＋〕キーまたは〔ズーム−〕キーを使って画角を決める。このとき、フォーカスを合わせる必要はない。シスコン１８がシャッター速度を決める。このシャッター速度は、明るさが十分なときは、手振れの影響を減らすため速くされ、明るさが十分でないときは、遅くされる。
【００１９】
そして、ユーザが〔全自動マルチフォーカス記録〕キー３４を押すことによって、全自動撮影が行われる。まず、距離測定モードに入り、シスコン１８は、以下の制御を行う。（ａ）距離を測定するため絞りを開放する。（ｂ）フォーカスサーボ４を現在位置から無限遠点まで素早く移動させる。（ｃ）フォーカスを無限遠点から近点に向かってゆっくり変化させる。（ｄ）移動させながら画像の被写体存在率をシスコン１８で計算し、被写体存在率表示回路１５で図３Ａに示すような被写体存在率のピークを示すグラフが作成される。作成されたグラフは、被写体と重畳させてビューファインダ１６に表示される。また、このときの絞り、フォーカス、ズーム等の状態から図３Ｂに示すようなフォーカス位置を示すグラフが作成される。（ｅ）そして、各ピーク（図３Ａ）と各パラメータ（図３Ｂ）からピントの合った画像情報からの必要なフォーカス位置を決定し、このフォーカス位置と対応して、図３Ｃに示すようにマーカ（←）を表示させる。このマーカは、被写体存在率が最も高い位置から順に所定数表示される。
【００２０】
フォーカスが近点に達したら撮影モードに入り、シスコン１８は、以下の制御を行う。（ｆ）遠点の方向へ素早く移動し、最初のマーカ位置で一旦止まる。（ｇ）感度が得られる限り、絞りを絞って焦点深度を確保する。（ｈ）ここで、電子シャッター駆動回路６が駆動され、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオンとされ、一定時間後にオフとされる。（ｉ）そして、ＣＣＤ撮像素子５からの画像信号を画像メモリ８に転送し、圧縮回路９で画像信号の圧縮処理が行われる。サブデータ付加回路１０では、上述したように日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等の情報がサブデータとして圧縮画像信号に付加され、記録媒体１１に記録される。このようにして、最初のマーカ位置でフォーカスを合わせた静止画が獲得される。
【００２１】
（ｊ）ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターのオン／オフの後、すぐにフォーカス位置を移動して次のマーカ（←）で止まり、上述の（ｆ）〜（ｉ）までの処理を繰り返す。このように、全てのマーカの位置で撮像を行うことにより、全自動撮影を終了する。その結果、マーカの数と等しい枚数の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００２２】
上述した被写体存在率の計算の一方法について説明する。フォーカスを無限遠点から近点に向けて約１秒で移動させると約６０枚のフィールド画像が獲得できる。獲得された６０枚のフィールド画像をＦ０〜Ｆ５９とする。６０枚のフィールド画像Ｆ０〜Ｆ５９が、例えば８画素×８ラインの小さいブロックに分けられ、そのブロックの座標を（ｈ，ｖ）とする。各ブロック内で縦または横に隣接するピクセルの差分が予め設定されたしきい値より大きくなるピクセルの数を求める。すなわち、３６個（＝６画素×６ライン）の差分の中から予め設定されたしきい値より大きくなる差分の数が計数される。しきい値より大きい差分の合計数をそのブロックの尖鋭度とし、図４に示すように、各フィールド毎に記憶する。
【００２３】
連続する数フィールドの画像の同じ座標のブロックをブロック毎に比較し、尖鋭度の最も高いブロックを求める。そして、尖鋭度の最も高いブロックに、例えば図４に示すように○印を付ける。一例として、図４に示すフィールドＦ０、Ｆ１、Ｆ２の座標（２，１）のブロックの尖鋭度を比較すると、フィールドＦ０の座標（２，１）の尖鋭度は３であり、フィールドＦ１の座標（２，１）の尖鋭度は１９であり、またフィールドＦ２の座標（２，１）の尖鋭度は１７である。よって、フィールドＦ０〜Ｆ２の座標（２，１）のブロックの尖鋭度は、フィールドＦ１が最も高いブロックとなるため、図４に示すようにフィールドＦ１の座標（２，１）に○印が付けられる。
【００２４】
このようにして、フィールドＦ０〜Ｆ５９の全てのブロックの比較を行うことで、各フィールドに尖鋭度の高いブロック（○印のブロック）がいくつ含まれているかが分かる。次に、各フィールド内に総ブロック数に対する尖鋭度の高いと判断されたブロック数の割合をフィールド毎に百分率で表す。例えば、１フィールドの総ブロック数が２００とし、その２００のブロックの中から尖鋭度が高いと判断されたブロックの数が２５とすると、
２５／２００×１００＝１２．５（％）
となり、そのフィールドの尖鋭度の割合が求められる。この求められた尖鋭度の割合を上述の被写体存在率として用いる。この被写体存在率が大きい値を示せばこのフィールドにピントの合った被写体が多く存在する。
【００２５】
つまり、フォーカスを無限遠点から近点に向けて約１秒で移動させて得られた約６０枚のフィールド毎に被写体存在率を求め、約６０枚のフィールドのどの距離（遠近）のフィールドが大きな被写体存在率を示すかを求める。この被写体存在率によって、エッジの急峻な部分が含まれているかが判断される。被写体存在率は、図３Ｃに示すようなグラフとして、そのフィールド画像と重畳されて、ビューファインダ１６に表示される。この図３は、上を遠方、下を近傍とし、右へ行くほど被写体存在率が高いことを示す。
【００２６】
そして、絞り、フォーカス、ズーム等の状態により、１画素を超えるボケを許容しないように撮影するために必要なフォーカス位置（図３Ｂ）が計算で求められる。被写体存在率のピーク位置（図３Ａ）と計算されたフォーカス位置（図３Ｂ）から不要なフォーカス位置を取り除き、さらに必要な枚数を最少にするようにフォーカス位置を決定する。このように決定されたフォーカス位置は、図３Ｃに示すようにグラフ内にマーカ（←）として表示される。
【００２７】
次に、手動撮影を行うときの動作の一例を説明する。ユーザが図２に示す電源スイッチ３１の位置をオフからカメラ（マルチフォーカス）へ移動させる。するとシスコン１８は、ファインダ１６にカメラ映像を表示する。ユーザは、ファインダを覗き、〔ズーム＋〕キーまたは〔ズーム−〕キーを使って画角を決める。このとき、フォーカスを合わせる必要はない。そして、ユーザがシャッター速度を決め、〔距離測定〕キー３５を押す。
【００２８】
〔距離測定〕キー３５が押されると、距離測定モードに入り、シスコン１８は以下の制御を行う。（ｋ）距離を測定するため、絞りを開放する。（ｌ）フォーカスを無限遠点から近点に向かってゆっくり移動させる。（ｍ）移動させながら被写体存在率を計算し、その計算結果（図３Ａ）は、被写体と重畳されてビューファインダ１６にグラフで表示される。また、このときの絞り、フォーカス、ズーム等の状態からフォーカス位置を示すグラフ（図３Ｂ）が作成される。（ｎ）各ピーク（図３Ａ）と各パラメータ（図３Ｂ）から必要なフォーカス位置にマーカ（←）が表示される。（ｏ）感度が得られる限り絞りを絞って焦点深度を確保する。手動撮影の処理も（ｋ）〜（ｏ）までは、上述した全自動撮影とほぼ同様の処理である。
【００２９】
ここで、ユーザは、ファインダ内のマーカを見て不要なマーカの位置に〔カーソル移動〕キーでカーソルを移動させ、〔マーカＯＦＦ〕キーを使って無効にすることができる。また、一度無効にしたマーカを〔マーカＯＮ〕キーで有効に戻すことができる。マーカが有効か無効かは、○×で表示される。これで手前の金網などがある場合、明らかに不要な被写体を記録しないようにすることができる。
【００３０】
ユーザは、ここで図２に示す〔静止画記録〕キー３３を押すことによって、シスコン１８は、撮影モードに入り、以下の制御を行う。（ｐ）有効なマーカの最も遠点か最も近点のどちらか近い方にフォーカス位置を素早く移動させ、一旦止める。（ｑ）ここで、電子シャッター駆動回路６の制御によって、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターをオンとし、一定時間後にオフとする。（ｒ）そして、ＣＣＤ撮像素子５からの画像信号が画像メモリ８に転送される。転送された画像信号は、圧縮回路９で画像圧縮を行い、サブデータ付加回路１０で日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、・・・等のサブデータと共に、記録媒体１１に記録される。
【００３１】
（ｓ）ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターのオン／オフの後、すぐにフォーカス位置を移動して次の有効なマーカで止まる。この（ｑ）〜（ｓ）の動作を有効なマーカの数だけ繰り返す。このように、有効な全てのマーカの位置で撮影を行うことにより、手動撮影を終了する。その結果有効なマーカの数と等しい枚数の静止画が記録媒体１１に記録される。
【００３２】
なお、手動撮影時に有効なマーカを設定するときに、ユーザは、絞りを開放側に変えることができ、これに応じてファインダ内の映像は、焦点深度が浅くなり、不要な背景などを強くボカすことができる。絞りが変わるとそれにつれて必要な枚数が再計算され、マーカの位置と個数が変化する。
【００３３】
また、複数の静止画を順次撮影していく間の数秒は、光軸が変化しては困るのでジャイロセンサとアクティブプリズム等を使った手振れ補正が行われる。
【００３４】
ここで、上述した明度ムラ検出器２１の明度ムラの補償について説明する。光源が蛍光灯や水銀灯の場合、明るさが１００Hzまたは１２０Hzの周波数で変化しているため、複数枚の画像を時間をずらして撮影および記録を行うと、シャッター速度が１／１００秒または１／１２０秒以外のとき各画像の明るさがまちまちになるおそれがある。そこで、電子シャッターをオン／オフするタイミングを以下のようにする。
【００３５】
まず、明度ムラ検出器２１で明度ムラの周期とピーク位相を求める。そして、フォーカス位置が確定し、電子シャッターをオン／オフする準備が整ってから明度のピークを待ち、そこで電子シャッター駆動回路６からの制御信号によって電子シャッターをオン／オフする。明度の変化が小さいとき（蛍光灯と白熱電球または太陽光が混在しているときなど）は、ピーク点にする必要はないが、１００Hzまたは１２０Hzの周期に合わせるようにしておく。このようにすることで、明るさが均一になる。
【００３６】
この明度ムラ検出器２１の詳細なブロック図を図５に示す。この明度ムラ検出は、主に撮影モード時に用いられる。受光素子４１によって、ビューファインダ１６に表示された画像の明度が電気信号に変換される。変換された信号ＢＲＴは、受光素子４１からＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４２およびピーク検出回路（PEEK DET）４７へ供給される。ＢＰＦ４２は、１１０Hzを中心周波数とするバンドパスフィルタである。ＢＰＦ４２から供給される出力信号Ｆｉｎは、ＰＬＬ（位相同期ループ）へ供給される。
【００３７】
ＰＬＬは、位相比較器（ＰＤ）４３、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）４４、ディジタルＶＣＯ（電圧制御発振器）４５および１／Ｎカウンタ４６から構成される。ＢＰＦ４２からの信号Ｆｉｎは、位相比較器４３へ供給される。位相比較器４３では、信号Ｆｉｎと１／Ｎカウンタ４６から供給される信号Ｆｃとの位相差に比例した誤差信号が出力される。その誤差信号は、ＬＰＦ４４において、不要な高域成分が取り除かれ、ディジタルＶＣＯ４５へ供給される。
【００３８】
高域成分が取り除かれた信号がＶＣＯ４５の制御電圧となり、信号ＦｉｎのＮ倍の周波数で信号ＮＦが出力される。この信号ＮＦは、入力が少々途切れても連続的に出力される。いわゆる、フライホイール効果がある。信号ＮＦは、１／Ｎカウンタ４６および４８へ供給される。１／Ｎカウンタ４６では、供給された信号ＮＦが１／Ｎとされた信号Ｆｃを位相比較器４３へ供給する。
【００３９】
ピーク検出回路４７では、供給された信号ＢＲＴからピーク点が検出される。検出されたピーク点は、１／Ｎカウンタ４８へ供給される。このピーク点は、リセット信号として、１／Ｎカウンタ４８に供給される。１／Ｎカウンタ４８では、ピーク点の位相で立ち下がり、供給された信号ＮＦを１／Ｎとする信号Ｆｏｕｔが出力され、出力端子４９から取り出される。
【００４０】
この明度ムラ検出器２１の一例の波形図を図６に示す。受光素子４１から信号ＢＲＴに示すような明度に応じた波形が得られる。この信号ＢＲＴは、電源周波数５０Hzまたは６０Hzの丁度２倍（１００Hzまたは１２０Hz）になっている。ＢＰＦ４２は、その両者を通すため中心周波数を１１０Hzに設定されたものであり、その出力の周波数は、１００Hzまたは１２０Hzである。ピーク検出回路４７の出力は、信号ＢＲＴのピーク点と対応するパルスである。信号ＮＦは、ＰＬＬの出力であり、信号Ｆｉｎと同期し、そのＮ倍の周波数となる。信号Ｆｏｕｔは、１／Ｎカウンタ４８の出力であり、信号ＮＦを１／Ｎに分周したものである。また、信号Ｆｏｕｔは、ピーク検出回路４７からの出力によってリセットされるために、ピーク点で立ち下がる。
【００４１】
ここで、信号ＢＲＴの出力レベルが極端に小さいとき、信号Ｆｏｕｔは、正しい位相で出力されないが、このときは、明度ムラが殆どない状態なので問題はない。
【００４２】
図７にフォーカスを変化させる動作の一例の波形図を示す。この図７は、フォーカスを変えて複数の画像を撮影する撮影モード時の過程を示す。上述したように、明度のピーク点と明度ムラ検出器２１の出力信号Ｆｏｕｔの立ち下がりが一致して、フォーカスが確定している状態では、ＬＯＣＫ信号がハイレベルとなり、このハイレイベルの期間内で信号Ｆｏｕｔの立ち下がりに同期してＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオン／オフされ、撮影が行われる。電子シャッターがオフとされると、直ちにＬＯＣＫ信号がローレベルにされると共に、ＫＩＣＫパルスが発生する。このＫＩＣＫパルスの立ち上がりに同期して、ＳＷ信号がハイレベルになり、フォーカス位置を移動させるために、フォーカスサーボ４に加速させるための電流（加速電流）が供給される。
【００４３】
フォーカス位置は、現在位置（初期値Ｔ0 ）から次の位置（目標値Ｔ2 ）まで一定の速度で移動させられる。このとき、現在位置と次の位置のほぼ中間の位置（Ｔ1 ）まで移動すると、フォーカスサーボ４に供給された電流が減速するための電流（減速電流）に切り換えられる。そして、目標値Ｔ2 に到達すると、ＳＷ信号がローレベルになり、フォーカスサーボ４に供給された電流も止められる。目標値Ｔ2 に到達すると、ＬＯＣＫ信号がハイレベルになり、明度のピーク点で信号Ｆｏｕｔは立ち下がり、その信号Ｆｏｕｔの立ち下がりに同期して、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオン／オフされ、撮影が行われる。
【００４４】
そして、電子シャッターがオフとされると、ＬＯＣＫ信号がローレベルにされると共に、ＫＩＣＫパルスが発生し、次の位置まで同様の動作が繰り返される。速度は、加速電流がフォーカスサーボ４に供給されているときは、等加速度で加速され、減速電流がフォーカスサーボ４に供給されているときは、等加速度で減速される。
【００４５】
このように、フォーカスが確定すると、ＬＯＣＫ信号がハイレベルとなり、その後信号Ｆｏｕｔが立ち下がったときにＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターがオンとされ、一定時間後にオフとされる。オフとされたらすぐにフォーカスを次の位置（マーカ）に移動する動作に移る。
【００４６】
なお、明度ムラ検出器２１では、受光素子４１の代わりにＣＣＤ撮像素子５から得られる信号を明度ムラ検出用に用いる方法もある。この場合は、ＣＣＤ撮像素子５から供給される画像信号から明度ムラ成分を抽出する画像処理が必要である。
【００４７】
ここで、この一実施例で用いられているフォーカスの異なる２枚の画像の位置合わせの一例を簡単に説明する。まず、最もフォーカスの合っている画素を選択するためには、位置と角度と大きさがピッタリ合っている必要がある。しかしながら、フォーカスの異なる画像は、一般的に大きさが異なり、位置と角度も微妙にずれている。このため、同じ画像となる部分が非常に少ない。そこで、この実施例では、フォーカスの合っている画像にデフォーカス処理を行ってから位置合わせをすることで２枚の画像の位置合わせを行う。
【００４８】
さらに、鮮明画像選択処理を簡単に説明する。画素または領域毎に画像の変化量を検出し、複数枚の原画像の中から変化量Ｅを基準としてピントの合った画像を容易に選択し、これによって画面全体としてピントの合った画像を生成する。この鮮明画像選択処理は、シスコン１８の中で行われているが、この鮮明画像選択処理の機能をカメラ本体に持たずに、別のパーソナルコンピュータに持たせ、鮮明画像選択処理をパーソナルコンピュータ上で行っても良い。また、この鮮明画像選択処理は、記録後直ちに行わず、１日分の複数の被写体を記録した後、大画面を見ながら各種のパラメータを変更しながら行っても良い。
【００４９】
【発明の効果】
この発明に依れば、奥行きのある被写体を撮影するとき、全ての部分がジャストフォーカスになっているので、複雑な機械の細部等もただ１枚の画像を表示するだけで詳細に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のブロック図である。
【図２】この発明に係る操作系の一例を示す概略図である。
【図３】この発明に係る存在率の一例を示す略線図である。
【図４】この発明の被写体存在率を説明するための略線図である。
【図５】この発明の明度ムラ検出器の一例のブロック図である。
【図６】この発明に係る明度ムラ検出器の一例のタイミングチャートである。
【図７】この発明の一実施例のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・被写体、２・・・レンズブロック、３・・・ズームおよび絞り駆動回路、４・・・フォーカスサーボ、５・・・ＣＣＤ撮像素子、６・・・・電子シャッター駆動回路、７・・・・スイッチ、８・・・画像メモリ、９・・・・圧縮回路、１０・・・サブデータ付加回路、１１・・・記録媒体、１２・・・伸長回路、１３・・・サブデータ読み取り回路、１４・・・加算器、１５・・・被写体存在率表示回路、１６・・・ビューファインダ、１８・・・シスコン、１９・・・操作系、２０・・・ＲＡＭ、２１・・・明度ムラ検出器
Claims (15)
- 記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、上記ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録装置において、
同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行う撮影手段と、
上記撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、
上記撮影された複数枚のデータとは別の領域に上記画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、
上記撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、
上記算出された被写体の存在率のグラフを上記撮影された画像に重畳し、表示する表示手段と
からなることを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
上記被写体存在率算出手段は、
上記撮影手段から得られた複数枚の画像を小さな領域に分割する領域分割手段と、
上記領域毎に縦または横の画素との差分を予め設定されたしきい値と比較し、上記しきい値より大きいと判断される画素を計数し、上記計数された画素数を上記領域毎に記憶する画素数記憶手段と、
上記複数枚の画像の同じ位置の上記領域の上記画素数を比較し、上記画素数が多く含まれる上記領域を記憶し、上記画像に対して記憶された上記画素数が多く含まれる領域の割合を算出する割合算出手段とからなることを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
上記表示手段は、ビューファインダまたはビデオモニタとすることを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
上記被写体の存在するフォーカス位置にマーカを表示するようにしたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項４に記載の画像信号記録装置において、
上記マーカにカーソルを移動させると直ちに上記マーカの付されたフォーカス位置でフォーカスが合わされ画像を撮影するようにしたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項４に記載の画像信号記録装置において、
上記マーカが付されたフォーカス位置で画像を撮影するか否かを設定することができるようにしたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
上記被写体の存在率を調査するときは、絞りを開放して行うようにすることを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
さらに、電源スイッチ、画角調整および記録ボタンを操作するだけで撮影が可能となる全自動モードを備えたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
さらに、ジャイロセンサとアクティブプリズムを使用して手振れ補正を行う手段を備えたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
上記サブデータは、
フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、手振れ補正の値および時刻からなる情報とすることを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１に記載の画像信号記録装置において、
さらに、ちらつく光源の周波数とピーク点を検出する明度ムラ検出手段と、
上記電子シャッターを開閉する準備が整ってから上記ピーク点に同期して上記電子シャッターを開閉すること電子シャッター同期手段とを備えたことを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１１に記載の画像信号記録装置において、
上記明度ムラ検出手段は、
上記撮像素子の出力を利用することを特徴とする画像信号記録装置。 - 請求項１１に記載の画像信号記録装置において、
上記明度ムラ検出手段は、
上記撮像素子とは別の光センサの出力を利用することを特徴とする画像信号記録装置。 - 記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、上記ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録し、再生時には、上記圧縮画像信号を画像伸長し、画像伸長された画像信号をビデオモニタに表示するようにした画像信号記録再生装置において、
同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、
上記撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施す画像処理手段と、
上記撮影された複数枚のデータとは別の領域に上記画像処理が施された画像を記録する画像記録手段と、
上記撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出する被写体存在率算出手段と、
上記算出された被写体の存在率のグラフを上記撮影された画像に重畳し、上記ビデオモニタに表示する表示手段と
からなることを特徴とする画像信号記録再生装置。 - 記録時には、静止画を取り込む撮像素子とその映像信号をディジタル画像圧縮し、上記ディジタル画像圧縮された圧縮画像信号をサブデータと共に記録媒体に記録するようにした画像信号記録方法において、
同じ被写体でフォーカスを一方向に順次変化させて複数枚の撮影を行うステップと、
上記撮影された複数枚のデータを使用して最もはっきりした画像になるように画像処理を施すステップと、
上記撮影された複数枚のデータとは別の領域に上記画像処理が施された画像を記録するステップと、
上記撮影されたフォーカス位置の異なる各画像における被写体の存在率を算出するステップと、
上記算出された被写体の存在率のグラフを上記撮影された画像に重畳し、表示するステップと
からなることを特徴とする画像信号記録方法。
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| JP00054997A JP3887861B2 (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | 画像信号記録装置、記録再生装置および記録方法 |
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