JP4172506B2 - 撮像装置および撮像動作設定方法 - Google Patents

Description

この発明は、撮像装置および撮像動作設定方法に関する。詳しくは、撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成部の設定状態を示した情報が含まれた補助データを、信号生成部で生成された映像信号に重畳させるものとして、この映像信号が供給される撮像装置では、重畳されている補助データを抽出して、この抽出した補助データに基づき、信号生成部の設定を、供給された映像信号を生成したときの設定状態と等しくするものである。

被写体の撮像を行う場合、撮像装置の設定状態を後で確認したり、同じ設定状態で新たに撮像を行えるように、設定状態を記録メディアに記録することが行われている。例えば特許文献１の発明では、電子カメラのレリーズボタンが押されたときの画像データを記録メディアに記録するものとして、この記録する画像データのヘッダ情報に設定条件を含めることが行われている。このようにヘッダ情報に設定条件を含めることで、記録された画像データを再生するときには、ヘッダ情報に含まれている設定条件を読み出すことで、どのような設定条件で撮像動作が行われたかを確認することができる。また、読み出した設定条件を用いて電子カメラの設定を行うことで、電子カメラの設定状態を再現することも可能となる。

特開平８−８８７９０号公報

ところで、画像データのヘッダ情報に設定条件を含めるものとして、画像データとヘッダ情報を記録メディアに記録するものでは、記録メディアを撮像装置に装着しなければ、記録メディアに記録されている設定条件で撮像装置を設定することができない。このため、複数の撮像装置を同じ設定状態として撮像を行う場合には、記録メディアに記憶されているヘッダ情報を他の記録メディアに複写して、この複写したヘッダ情報が記録されている記録メディアをそれぞれの撮像装置に装着することが必要となり、簡単かつ速やかに各撮像装置の設定を行うことができない。

また、記録メディアに記憶されているヘッダ情報を各撮像装置で読み出すことにより設定を行う場合、いずれかの撮像装置で設定を変更しても他の撮像装置の設定は変更されない。したがって、複数の撮像装置を用いて動画像の映像信号を生成する場合、各撮像装置を同じ設定状態として映像信号の生成を行うものとしたときには、撮像動作中に設定の変更を行うことができなくなってしまう。

そこで、この発明では、撮像装置を容易に所望の設定状態とすることができるだけでなく、複数の撮像装置を用いて撮像を行う場合に各撮像装置の設定を同期させることができる撮像装置および撮像動作設定方法を提供するものである。

この発明の概念は、設定状態を示す情報を含む補助データが重畳された映像信号が外部から供給されたとき、供給された映像信号から補助データを抽出して、抽出した補助データに基づいて、映像信号の生成動作の設定を行う撮像装置および撮像動作設定方法にある。

また、設定状態を示す情報を含む補助データが重畳された映像信号が外部から供給されたとき、供給された映像信号から補助データを抽出して、抽出した補助データに基づいて、映像信号の生成動作の設定を行うことで、映像信号を生成するときの設定状態を、外部より供給された映像信号の生成時の設定状態と自動的に等しくすることが可能となる。また、外部より供給された映像信号の生成で設定の変更が行われている場合であっても、抽出した補助データに基づいて映像信号の生成動作の設定を行うことで、外部より供給された映像信号生成時の設定変更に同期して、映像信号の生成動作の設定を変更することが可能となる。さらに、ユーザインタフェース部で補助データの抽出を指示する操作が行われたときに、供給された映像信号から補助データを抽出するようにすれば、最適な映像信号が得られているときに補助データの抽出を指示することで、最適な映像信号が得られたときの設定状態を再現することが可能となる。

この発明によれば、撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成部の設定状態を示す情報を含む補助データが、信号生成部で生成された映像信号に重畳される。また、この映像信号が供給されると、重畳されている補助データが抽出されて、この抽出された補助データに基づき、映像信号の生成動作の設定が、供給された映像信号を生成したときの設定と等しいものとされる。

このため、撮像装置を容易に所望の設定状態とすることができるだけでなく、複数の撮像装置を用いて撮像を行う場合に各撮像装置の設定を同期させることができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は撮像システムの構成を示している。撮像システム１０は、複数の撮像装置２０を用いて構成されており、基準とする撮像装置（以下「マスター側撮像装置」という）２０mは、マスター側撮像装置２０mの設定状態を示す情報を含む補助データの生成を行い、この生成した補助データを映像信号に重畳して出力する。また、マスター側撮像装置２０mを除く他の撮像装置（以下「スレーブ側撮像装置」という）２０sは、マスター側撮像装置２０mから映像信号が供給されているとき、この映像信号に重畳されている補助データの抽出を行い、抽出した補助データに基づいてスレーブ側撮像装置２０sの設定を行う。

さらに、信号記録再生装置５０を用いて撮像システムを構成する場合、信号記録再生装置５０は、マスター側撮像装置２０mやスレーブ側撮像装置２０sから供給された撮像信号の記録、および記録した撮像信号の再生を行う。ここで、設定状態を示す補助データが重畳された映像信号を信号記録再生装置５０で再生して撮像装置に供給する場合、この映像信号が供給される撮像装置は、スレーブ側撮像装置２０sとしての動作を行い、供給された映像信号から補助データを抽出して、この抽出した補助データに基づいて設定を行う。

図２は撮像装置の構成を示している。撮像装置２０において、撮像レンズ２１を通して入射された光は、撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成部２２の撮像部２２１に照射される。撮像部２２１は、固体撮像デバイス例えばＣＣＤ等を用いて構成されており、撮像被写体画像に応じた撮像信号Ｓaを生成する。

信号生成部２２の信号処理部２２２は、撮像部２２１で生成された撮像信号Ｓaに対して、γ補正やニー補正，色補正等の補正処理を行う。さらに、信号処理部２２２は、補正処理後の信号を所定のフォーマットの映像信号Ｖaとして出力する。

データ重畳部２３は、後述する制御部３０から供給された補助データＤＳaを映像信号Ｖaに重畳する。例えば、データ重畳部２３は、映像信号Ｖaのブランキング期間に補助データＤＳaを重畳して、映像信号Ｖout-mとして出力する。

データ抽出部２４は、制御部３０からの制御信号ＣＴeに基づいて、外部から供給された映像信号に重畳されている補助データを抽出する処理を行う。例えば信号記録再生装置５０から供給された映像信号Ｖp-mに重畳されている補助データや、マスター側撮像装置から供給された映像信号Ｖout-mに重畳されている補助データを抽出する処理を行う。さらに、データ抽出部２４は、抽出した補助データＤＳeを制御部３０に供給する。

制御部３０には、ユーザインタフェース部３１とメモリ３２が接続されている。ユーザインタフェース部３１は、ユーザ操作に応じた操作信号ＰＳを生成して制御部３０に供給する。また、ユーザインタフェース部３１は、外部に設けられているカメラコントロール装置（図示せず）との接続を行い、カメラコントロール装置から供給された外部制御信号を操作信号ＰＳとして制御部３０に供給する。

メモリ３２は、撮像装置２０の設定状態を示す情報や、撮像装置２０で映像信号を生成するための種々の信号処理で用いる情報等を記憶しておくためのものである。このメモリ３２は、制御部３０によって情報の書き込みや書き込まれている情報の読み出しが行われる。

制御部３０は、ユーザインタフェース部３１から供給された操作信号ＰＳに基づいて、あるいはメモリ３２から読み出した情報に基づいて制御信号ＣＴa，ＣＴbの生成を行い、生成した制御信号ＣＴaを撮像部２２１、生成した制御信号ＣＴbを信号処理部２２２にそれぞれ供給することで、撮像装置２０の動作が所望の動作となるように制御する。また、制御部３０は、ユーザインタフェース部３１から供給された操作信号ＰＳに基づいて、あるいはメモリ３２から読み出した情報に基づいて、撮像装置２０をマスター側撮像装置あるいはスレーブ側撮像装置として設定する処理を行う。ここで、制御部３０は、マスター側撮像装置として設定したとき、撮像部２２１の設定状態を示す情報や信号処理部２２２の設定状態を示す情報を含む補助データＤＳaを生成してデータ重畳部２３に供給する。また、制御部３０は、スレーブ側撮像装置として設定したとき、制御信号ＣＴeをデータ抽出部２４に供給して補助データの抽出を行い、データ抽出部２４から補助データＤＳeが供給されたときは、抽出した補助データＤＳeに基づいて制御信号ＣＴa，ＣＴbを生成して撮像部２２１や信号処理部２２２に供給する。すなわち、補助データＤＳeで示された設定状態となるように、撮像部２２１と信号処理部２２２を制御する。なお、図２では、データ重畳部２３とデータ抽出部２４を設けているが、撮像装置をマスター側撮像装置として動作させることがないときはデータ重畳部２３を設ける必要がない。また、スレーブ側撮像装置として動作させることがないときはデータ抽出部２４を設ける必要がない。

このように構成された撮像装置２０において、制御部３０は、制御信号ＣＴaによって撮像部２２１の設定を行う。例えば制御部３０は、制御信号ＣＴaによって、撮像部２２１で生成する撮像信号Ｓaのフレームレート設定、撮像部２２１で電子シャッター動作を行うときのシャッタースピード設定、撮像部２２１で使用する色温度変換フィルタ(Color Conversion Filter)や、光量調整フィルタ(Neutral Density Filter)の設定等を行う。

また、制御部３０は、制御信号ＣＴbによって信号処理部２２２の信号処理動作の設定を行う。例えば、信号処理部２２２でホワイトバランス調整やリニアマトリクス処理および色相調整等の色調整処理が行われる場合、制御部３０は、制御信号ＣＴbによって、ホワイトバランス調整でどのような利得調整を行うかの設定、リニアマトリクス処理の演算で用いるマスキング係数の設定、色相調整でどのような利得調整を行うかの設定を行う。また、信号処理部２２２において、ニー補正やガンマ補正等の非線形処理が行われる場合、制御部３０は、制御信号ＣＴbによって、ニー補正におけるニーポイントやニースロープあるいはどのような補正テーブルが用いるか等の設定、ガンマ補正においてどのような折れ線近似あるいは補正テーブルを用いるか等の設定を行う。さらに、信号処理部２２２において、ディテール処理が行われる場合、制御部３０は、制御信号ＣＴbによって、輪郭成分を示す信号を生成するためのフィルタの設定や輪郭成分を示す信号を加算するときの利得の設定を行う。

ここで、撮像装置がマスター側撮像装置として設定されたとき、制御部３０は、撮像部２２１の設定状態を示す情報や信号処理部２２２の設定状態を示す情報を含む補助データＤＳaを生成する。この補助データＤＳaは、例えばＳＭＰＴＥ−２９１Ｍ[Ancillary Data Packet and Space Formatting]として標準化されている補助データパケットのデータ構造とする。

図３は補助データのデータ構造を例示している。「ＡＤＦ(ancillary data flag word)」は、補助データフラグであり、補助データパケットの開始を示している。ここで、映像信号Ｖout-mがコンポーネント信号であるときは、図に示すように３ワード（000h/3FFh/3FFh)に設定される。また、コンポジット信号であるときは1ワード(3FCh)に設定される。なお、図３における「Data」欄において、データ値の「h」は１６進数であることを示しており、「x」は「０〜Ｈ」の値が用いられることを示している。さらに「yyyh」は、ＡＤＦの値と混同されることがないように、「004h〜3FBh」の範囲の値が用いられることを示している。

「ＤＩＤ(data identification word)」と「ＳＤＩＤ(secondary data identification word)」は、データ識別フラグである。このＤＩＤあるいはＤＩＤとＳＤＩＤによって、補助データがどのような種類のデータであるかが示される。

「ＤＣ(data count)」は、「ＵＤＷ(user data words)」のワード数を示すものである。

「ＵＤＷ」は、伝送する情報を示すものであり、「ＵＤＷ」には、この「ＵＤＷ」の情報を用いて設定を行うものとすれば、他の撮像装置でも同等の映像信号を得ることができる情報を含めるものとする。

「ＵＤＷ」において、「Model Name」は撮像装置のモデル名を示すデータである。「Camera ID」は撮像装置のシリアル番号を示すデータである。「Frame Number」はタイムコードを示すデータである。

「Frequency(1000/1001)」〜「Look up table data」は、撮像装置の設定状態を示すデータである。この「Frequency(1000/1001)」は、映像信号Ｖout-mのフレーム数を、３０フレーム／秒あるいは３０×（１０００／１００１）フレーム／秒のいずれに設定しているか示すものである。「Interlace/Progressive」は、映像信号Ｖout-mをインタレース走査方式あるいはプログレッシブ走査方式のいずれに設定しているか示すものである。

「Frequency1，Frequency0」は、映像信号Ｖout-mのフレーム数を、例えばフィルム映画のような柔らかな動きを表現できるように２４フレーム／秒や２５フレーム／秒等のいずれに設定しているか示すものである。「Step Shutter」は、シャッター速度を複数の速度のいずれに設定しているかを示すものである。「Master Gain」は、映像の明るさの設定を示すものである。「ND Filter」は、光量調整フィルタの設定を示すものであり、「CC Filter」は、色温度変換フィルタの設定を示すものである。「D5600 ON」は、色温度が５６００ｋに設定されているか否かを示すものである。「Shutter ON」は、シャッター機能が選択されているか否かを示すものである。「Video Processor Control Data」は、信号処理部２２２でビデオプロセッサを用いたとき、ビデオプロセッサでどのような信号処理を行うか制御するためのデータである。このデータによって、例えば信号処理部２２２でホワイトバランス調整やリニアマトリクス処理および色相調整等の色調整処理を行う場合には、ホワイトバランス調整でどのような利得調整を行うかの設定や、リニアマトリクス処理の演算で用いるマスキング係数の設定、および色相調整でどのような利得調整を行うかの設定が行われる。また、信号処理部２２２において、ニー補正やガンマ補正等の非線形処理が行われる場合には、ニー補正におけるニーポイントやニースロープあるいはどのような補正テーブルが用いるか等の設定や、ガンマ補正においてどのような折れ線近似あるいは補正テーブルを用いるか等の設定が行われる。さらに、信号処理部２２２において、ディテール処理が行われる場合、輪郭成分を示す信号を生成するためのフィルタや輪郭成分を示す信号を加算するときの利得の設定が行われる。「Look up table data」は、ニー補正やガンマ補正等で用いる補正テーブルのデータである。なお、「ＵＤＷ」に含めるデータは、上述のデータに限られるものではなく、映像信号の生成において他の設定項目があるときには、この設定項目の設定状態を示す情報も含めるものとする。

「ＣＲＣ」は、「ＵＤＷ」のデータに対する誤り検出訂正符号である。また、「ＣＫＳＵＭ」は、「ＤＩＤ」から「ＣＲＣ」までのデータのチェックサムである。

このように構成された補助データＤＳaは、データ重畳部２３によって、映像信号Ｖaの例えばブランキング期間に重畳される。

次に、撮像システムの動作について説明する。マスター側撮像装置２０mの動作が開始されたとき、マスター側撮像装置２０mの制御部３０は制御信号ＣＴaを撮像部２２１に供給して、撮像部２２１の動作設定を行う。また、制御部３０は制御信号ＣＴbを信号処理部２２２に供給して、信号処理部２２２の動作設定を行う。さらに、制御部３０は、撮像部２２１の設定状態を示す情報や信号処理部２２２の設定状態を示す情報を含む補助データＤＳaを生成してデータ重畳部２３に供給する。データ重畳部２３は、制御部３０から供給された補助データＤＳaを映像信号Ｖaのブランキング期間に重畳して、映像信号Ｖout-mとして出力する。

次に、スレーブ側撮像装置２０sの動作について説明する。スレーブ側撮像装置２０sの動作が開始されたとき、スレーブ側撮像装置２０sのデータ抽出部２４は、映像信号Ｖout-mから補助データを抽出する処理を行い、抽出した補助データＤＳeを制御部３０に供給する。ここで、データ抽出部２４は、制御部３０からの制御信号ＣＴeに基づき、補助データの抽出を常時あるいはユーザインタフェース部３１でのユーザ操作に応じたタイミングで行う。また、制御部３０は、供給された補助データＤＳeに基づき制御信号ＣＴa，ＣＴbを生成して、制御信号ＣＴaを撮像部２２１、制御信号ＣＴbを信号処理部２２２にそれぞれ供給する。

また、マスター側撮像装置２０mで生成された映像信号Ｖout-mを信号記録再生装置５０で記録媒体に記録して、その後、記録された映像信号の生成時における設定状態を再現する場合、信号記録再生装置５０は、再生された映像信号Ｖp-mをスレーブ側撮像装置２０sに供給する。

スレーブ側撮像装置２０sは、映像信号Ｖout-mが供給された場合と同様に、映像信号Ｖp-mから補助データを抽出する処理を行い、抽出した補助データＤＳeに基づき制御信号ＣＴa，ＣＴbを生成して、制御信号ＣＴaを撮像部２２１、制御信号ＣＴbを信号処理部２２２にそれぞれ供給する。

このように、マスター側撮像装置２０mは、設定状態を示す情報を含む補助データを映像信号に重畳して出力する処理を行い、スレーブ側撮像装置２０sは、設定状態を示す情報を含む補助データを映像信号から抽出して、抽出した補助データに基づいて設定を行う。このため、ユーザがスレーブ側撮像装置２０sの設定を個々に行わなくとも、マスター側撮像装置２０mの設定状態をスレーブ側撮像装置２０sで簡単かつ自動的に再現することができる。

また、設定状態を示す情報を含む補助データは、映像信号に重畳されているので、所望の設定状態の映像信号をスレーブ側撮像装置に供給するだけで、スレーブ側撮像装置を誤りなく所望の状態に設定できる。さらに、映像信号のブランキング期間に補助データを重畳するものとして、撮像中にマスター側撮像装置の設定が変更されたときには、設定の変更に連動して補助データの変更を行えば、マスター側撮像装置の設定の変更に同期させてスレーブ側撮像装置の設定を変更させることができる。

また、補助データを映像信号のフレーム毎に重畳させるものとして、マスター側撮像装置２０から出力される映像信号Ｖout-mに基づく映像や、信号記録再生装置５０から出力される映像信号Ｖp-mに基づく映像を表示させる。ここで、最適な撮像被写体画像が得られたタイミングでスレーブ側撮像装置２０sのユーザインタフェース部３１をユーザが操作して、補助データの抽出を行わせるようにすれば、スレーブ側撮像装置２０sの設定を、最適な撮像被写体画像が得られたときの設定状態に簡単かつ速やかに設定することができる。なお、補助データは映像信号のフレーム毎に重畳させる場合に限られるものではなく、例えば所定フレーム間隔で重畳するものとしたり、映像信号の生成開始時や設定の変更が行われたときに重畳させるものとしてもよい。このようにすれば、設定状態を示す情報以外の種々の情報を重畳させることが可能となる。

さらに、映像信号に重畳された補助データに基づいて、スレーブ側撮像装置２０sの設定を行うことができるので、例えばカメラコントロール装置（図示せず）から各スレーブ側撮像装置２０sの設定を行うための制御信号を供給しなくとも、各スレーブ側撮像装置２０sを同じ設定としたり、設定を同期して変更させることができる。したがって、カメラコントロール装置から制御信号等を供給するための信号ケーブルが不要となり、撮像システムを簡単かつ容易で安価に構築できる。

撮像システムの構成を示す図である。 撮像装置の構成を示す図である。 補助データの構成を示す図である。

符号の説明

１０・・・撮像システム、２０・・・撮像装置、２０m・・・マスター側撮像装置、２０s・・・スレーブ側撮像装置、２１・・・撮像レンズ、２２・・・信号生成部、２３・・・データ重畳部、２４・・・データ抽出部、３０・・・制御部、３１・・・ユーザインタフェース部、３２・・・メモリ、５０・・・信号記録再生装置、２２１・・・撮像部、２２２・・・信号処理部

Claims (3)

1. 撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成部と、
   外部より供給された映像信号から補助データを抽出するデータ抽出部と、
   前記データ抽出部で抽出された補助データに基づいて、前記信号生成部の設定を行う制御部とを有し、
   撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成部の設定状態を示す情報を含む補助データが、前記信号生成部で生成された映像信号に重畳されて、前記外部より供給された映像信号として前記データ抽出部に供給されているとき、
   前記制御部は、前記データ抽出部によって抽出された補助データに基づいて、前記信号生成部の設定を、前記外部より供給された映像信号を生成したときの設定と等しくする撮像装置。
2. 補助データの抽出を指示するためのユーザインタフェース部を備え、
   前記データ抽出部は、前記ユーザインタフェース部で前記補助データの抽出を指示する操作が行われたとき、前記映像信号から前記補助データを抽出して前記制御部に供給する請求項１記載の撮像装置。
3. 撮像被写体画像の映像信号を生成する信号生成ステップと、
   外部より供給された映像信号から補助データを抽出するデータ抽出ステップと、
   前記抽出された補助データに基づいて、前記映像信号の生成動作の設定を行う動作設定ステップを有し、
   撮像被写体画像の映像信号を生成する生成動作の設定状態を示す情報を含む補助データが、前記生成された映像信号に重畳されて、前記外部より供給された映像信号として供給されているとき、前記動作設定ステップでは、前記抽出された補助データに基づいて、前記映像信号の生成動作の設定を、前記外部より供給された映像信号を生成したときの設定状態と等しくする撮像動作設定方法。

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