【発明の詳細な説明】
ディジタル・ビデオ・カメラ
技術分野
この発明は、ディジタル・ビデオ・カメラに関する。
従来の技術
従来のビデオカメラは、動画の形式でビデオデータを生成するよう設計されて
いた。このビデオデータは、後に、モニタやスクリーン上に人手によって再現さ
れる。これは、多くのビデオカメラが、このオリジナル形式の使用によって決定
されるという特性をもっているからである。この種のビデオカメラは、ＰＡＬや
ＳＥＣＡＭ等の標準形式に従ってビデオデータを生成している。それゆえ、従来
のビデオカメラは、フリーランニング方式で動作していた。すなわち、従来のビ
デオカメラは、固定時間フレームにイメージを継続的に供給する。特殊な場合、
これらのビデオカメラは、付加的入力をもち、この付加的入力によって、例えば
リモートで同期化したり、画像を読み取る時に個々のラインをスキップさせるこ
とができる。
しかしながら、従来のビデオカメラによって供給される画像の形式でのビデオ
データは、特別な準備なしに、画像処理を簡単に行うことはできなかった。
発明の概要
このため、この発明は、データ処理の分野において使用の当初から考えられる
ディジタルビデオカメラを提供することを目的とする。
この発明によれば、請求項１が示す特徴的手段によるディジタルビデオカメラ
によって達成される。有利な改良は、各請求項に記載され、この各請求項は、直
接的あるいは間接的に請求項１に従属している。
この発明に従ったディジタルカメラは、画像処理の分野で用いられることに関
して最初から考えられ、最適化されているので、画像のディジタル化は、既にこ
のカメラ内で生じている。さらに、画像記録部、信号処理部、ディジタル化に要
求されるＡ／Ｄ変換器、及び制御部は、この発明に従ったカメラ内に準備されて
いる。この発明によるディジタルビデオカメラは、外部コンピュータから生成さ
れ、伝送された命令やコマンドによって外部的に制御される。好ましい具体例に
よれば、命令群や命令語はシリアル形式でカメラに伝送され、ピクセルデータは
、パラレル形式でカメラによって受信される。さらに、他の好ましい具体例によ
れば、ＣＣＤセンサ部は、画像記録部として用いることができる。
この発明によるカメラは、外部コンピュータからディジタル的に伝送された命
令語によって制御されるので、カメラに伝送された１つの命令セットは、画像記
録部の基本的機能をもつことができる。この基本的機能とは、例えば、光感度領
域からメモリ領域内への電荷転送や、１ラインの画像情報の読出である。しかし
、このような１つの命令セットは、例えば全体画像の読出を行う手段によって、
マクロ命令を含めることができる。
画像記録部をトリガするために要求される高速処理を達成するため、制御部は
、ハードウェア・ロジックとして具体化されなければならない。このハードウェ
ア・ロジックは、コマンドインタプリタを用いて、コンピュータから送られた命
令の受信と復号を行い、シーケンス制御によって実行されるようにする。
カメラの他の全ての機能は、外部コンピュータによって完全に制御される。結
果として、例えば感光は、任意の時に開始し、終了することができる。感光の後
、コンピュータは、カメラから画像データを読み出すことができる。カメラは、
特に要求された時は、画像データのみを送出するので、例えばプログラム制御方
式のような方式で、この種の画像データとして、あるいはブロックの画像データ
として読み出すことができるとともに、コンピュータ内の高価な画像メモリが分
配されるようにメインメモリ内に、これらの画像データを格納することができる
。
好ましい具体例では、ディジタルビデオカメラは、外部コンピュータによって
制御される他の機能を持つことができる。例えば、再読出あるいは再設定が可能
なディジタルあるいはアナログの入力あるいは出力の機能であり、これらの組合
せの機能は系統的に分離されている。さらに、他の好ましいこの発明の具体例で
は、コンピュータによって制御されるタイマが感光時間、あるいは外部光源のス
イッチオン時間を制御するために設けることができる。他の好ましい具体例では
、特に、カメラやセンサのパラメータを受信するために、あるいはさらに構造デ
ータを受信するために、揮発性あるいは不揮発性の読出専用メモリ及び／または
、読出／書込メモリが、この発明によるカメラ内に設けられる。これらのパラメ
ータやデータは、コンピュータによって読み出され、あるいは書き込まれる。
図面の簡単な説明
この発明は、以下詳細に記述され、特に、この発明によるディジタルビデオカ
メラのブロック回路図の形で、好ましい典型的な具体例を表し、この発明による
カメラによって達成される他の有利な点に関して記述される。
この発明を具体化した最良の形態
この発明によるディジタルビデオカメラの全体構成は、１として示され、ディ
ジタルビデオカメラ１は、好ましくはＣＣＤセンサである画像記録部１０、信号
処理部１１、アナログ／ディジタル変換器１２、及びレシーバ／ドライバ・ステ
ージ１５を前段として接続される制御部１３を有し、これらの各部は、図に示す
ように互いに接続される。コンピュータ２０から入力される命令は、レシーバ／
ドライバ・ステージ１５を介して制御部１３に伝えられ、この命令はコマンドイ
ンタプリタ１３ｂによってデコードされ、シーケンスコントローラ１３ａによっ
て、ＣＣＤ画像記録部１０及びＡ／Ｄ変換器１２によって画像記録するための制
御信号に変換される。さらに、カメラは、コマンドインタプリタ１３ｂを有する
ばかりでなく、レシーバ／ドライバ・ステージ１５をも有する。レシーバ／ドラ
イバ・ステージ１５は、コマンドインタプリタの前段に置かれる。コンピュータ
から入力されるコマンドは、カメラ内のコマンドインタプリタ１３ｂを有する制
御部１３に送られる。コンピュータから入力されるコマンドは、制御部１３でデ
コードされ、画像記録のための制御信号に変換される。さらに、全体シーケンス
コントローラ１３ａは、Ａ／Ｄ変換器１２をトリガし、制御部内に収容されてい
る。
可能であれば、そして多くの場合、図において破線で示される付加された画像
処理機能は、例えば輪郭トレーシング部１６あるいはランレングスコーディング
部１４によって実行される。
ディジタルカメラ１は、関連する命令あるいはコマンドを介してコンピュータ
２０によってトリガされるので、結果的に、コンピュータがデータを受信する準
備ができている場合のみデータを送出することができる。これにより、画像メモ
リカードあるいはディジタル化カードはもはや必要でなくなる。この発明による
カメラは、例えば各ブロックのデータ受信を可能にする１つのインターフェース
のみで構成される。この方式によれば、工業的要求を満たす具体例がほどよい価
格で実現される。
さらに、この発明によるディジタルカメラ１において、選択されたあるいは使
用された画像記録部に従えば、フレーム繰り返し率は、本質的に従来のビデオカ
メラよりも高くすることができる。従って、例えば毎秒１２５フレームの完全解
像度及びこれに準じた減少解像度で、かなり高いフレーム率が受信でき、処理で
きる。例えば毎秒２００フレームまで可能である。
また、この発明によるディジタルビデオカメラは、遠距離間でも信頼性の高い
画像伝送を可能にする。好ましい具体例では、選択された伝送処理は、画質の犠
牲を心配せず、中間の増幅器を必要とせずに、カメラ１とコンピュータ２０との
間の距離を１０００ｍまで許容する。さらに、関連するインターフェースを介し
た伝送時、干渉に対する高い安全性をも保証される。
この発明によるカメラでは、内部増幅と背景明度とのいづれもコンピュータ２
０によって調整される。従来のカメラによって通常提供される増幅の自動調整は
、画像処理の分野における、ある適用に際して邪魔なものとなる。そのため、増
幅の自動調整は、スイッチが切られる。一方、一般に、光状態を変える柔軟な適
用は、絶対に要求される。ディジタル方式での増幅と背景光とのいづれも調整可
能であるため、双方の要求のいづれも満足することができる。
カメラは、コンピュータ２０によって制御されるので、積分間隔もまた、コン
ピュータ２０によって調整することができる。内部増幅のコンピュータ制御調整
の組み合わせでは、カメラは、結果として、カメラ開口部の複雑な調整を要求す
る場合に用いられる。
上述したように、この発明によるディジタルビデオカメラでは、画像記録の開
始時を自由に選択することができる。これと異なる従来のビデオカメラでの画像
記録の開始は、例えば４０ｍｓの固定されたラスタで実行され、この発明による
カメラでの画像記録は、コンピュータ２０によって送られたコマンドに従う任意
の時に開始することができる。特に、短い感光時間でカメラ１を使用する時、従
来のビデオカメラと比較して積分間隔が調整可能であるとともに、かなりの時間
が、この特性の結果として有利になる。この時間の有利性は、優に１０以上の値
をもつ要素の大きさのオーダーである。
画像記録センサの光感光要素（画素）の連携は、カメラ内の画像データのディ
ジタル化による開始から保証される。従来のビデオカメラでは、正確な連携は、
可能ではない。なぜなら、画像センサが読み出すタイミング信号が伝送されるの
ではなく、センサ信号のみが伝送されるからである。カメラが測定用に用いられ
る時、厳密な１対１の関係は、非常に重要になる。なぜなら、関連の誤りは、最
後の位置誤りを生成するからである。
さらに、この発明によるカメラでの受信画像データの前処理のため、評価コン
ピュータとして用いられるコンピュータ２０は、特に高いフレーム率で、本質的
な軽減を与える。この発明によるディジタルビデオカメラ１が、装置１７を有す
れば、例えばデータ圧縮は装置１７内で行われるランレングスコーディングの手
段によって、カメラ内で実行される。Detailed Description of the Invention
Digital video camera
Technical field
The present invention relates to digital video cameras.
Conventional technology
Traditional video cameras are designed to produce video data in the form of video.
I was there. This video data will later be manually reproduced on the monitor or screen.
Be done. This was determined by many camcorders through the use of this original format.
This is because it has the characteristic of being performed. This kind of video camera is
Video data is generated according to a standard format such as SECAM. Therefore, conventional
Had a free-running video camera. That is, conventional
Deo cameras continuously supply images in fixed time frames. In special cases,
These video cameras have an additional input, which allows, for example,
You can synchronize remotely or skip individual lines when reading an image.
You can
However, video in the form of images supplied by conventional video cameras
The data could not be easily image processed without special preparation.
Summary of the invention
For this reason, the invention is conceivable from the beginning in use in the field of data processing.
It is an object to provide a digital video camera.
According to the invention, a digital video camera according to the characteristic means shown in claim 1
Achieved by Advantageous refinements are stated in the respective claims, which are directly
It is directly or indirectly dependent on claim 1.
The digital camera according to the present invention relates to being used in the field of image processing.
Since it has been considered and optimized from the beginning, image digitization has already been performed.
Has happened in the camera. Furthermore, it is necessary for the image recording section, signal processing section, and digitization.
The required A / D converter and control unit are provided in the camera according to the present invention.
There is. The digital video camera according to the present invention is generated by an external computer.
And is externally controlled by the transmitted command or command. In a preferred embodiment
According to this, command groups and command words are transmitted to the camera in serial format, and pixel data
, Received by the camera in parallel format. Furthermore, according to another preferred embodiment,
Then, the CCD sensor unit can be used as an image recording unit.
The camera according to the present invention is a camera that is digitally transmitted from an external computer.
One command set transmitted to the camera is
Can have the basic functions of the recording department. This basic function is, for example, the light sensitivity range.
The charge transfer from the area to the memory area and the reading of one line of image information. However
, Such one instruction set is, for example, by means of reading the whole image,
Macro instructions can be included.
In order to achieve the high speed processing required to trigger the image recording unit, the control unit
, Must be embodied as hardware logic. This hardware
A logic uses the command interpreter to send the instructions sent from the computer.
It receives and decrypts the command and executes it by sequence control.
All other functions of the camera are fully controlled by the external computer. Conclusion
As a result, for example, exposure can start and end at any time. After exposure
The computer can read the image data from the camera. The camera is
When requested, only image data is sent out.
Image data of this type, or image data of blocks, using a formula-like method
Can be read out as
These image data can be stored in the main memory as distributed.
.
In the preferred embodiment, the digital video camera is controlled by an external computer.
Can have other functions controlled. For example, rereading or resetting is possible
Digital or analog input or output function,
The functions of vase are systematically separated. Further, in another preferred embodiment of the present invention,
Is the exposure time of the timer controlled by the computer, or the
It can be provided to control the switch-on time. In another preferred embodiment
, Especially to receive camera and sensor parameters, or even
Volatile or non-volatile read-only memory for receiving data and / or
A read / write memory is provided in the camera according to the invention. These parameters
Data and data are read or written by a computer.
Brief description of the drawings
The invention is described in detail below, and in particular the digital video camera according to the invention.
In the form of a block diagram of Mela, which represents a preferred exemplary embodiment, according to the invention
Other advantages achieved by the camera are described.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The overall configuration of a digital video camera according to the present invention is shown as 1,
The digital video camera 1 comprises an image recording unit 10, preferably a CCD sensor, and a signal.
The processing unit 11, the analog / digital converter 12, and the receiver / driver stage.
Has a control unit 13 connected to the front side of the charger 15 as shown in the figure.
Are connected to each other. The command input from the computer 20 is
The instruction is transmitted to the control unit 13 via the driver stage 15 and this command is issued.
It is decoded by the interpreter 13b and then by the sequence controller 13a.
The CCD image recording unit 10 and the A / D converter 12 for controlling the image recording.
Converted to your signal. Furthermore, the camera has a command interpreter 13b.
Not only does it have a receiver / driver stage 15. Receiver / Dora
The Iver stage 15 is placed in front of the command interpreter. Computer
The command input from the command is controlled by the command interpreter 13b in the camera.
It is sent to the control section 13. Commands input from the computer are sent to the controller 13
It is coded and converted into control signals for image recording. Furthermore, the whole sequence
The controller 13a triggers the A / D converter 12 and is housed in the control unit.
It
If possible, and in most cases, an additional image, shown as a dashed line in the figure
The processing function is, for example, the contour tracing section 16 or the run length coding.
It is executed by the unit 14.
The digital camera 1 is a computer via a related instruction or command.
As a result, the computer receives the data,
Data can only be sent if it is ready. This makes the image memo
Ricards or digitizing cards are no longer needed. According to this invention
The camera has, for example, one interface that enables data reception of each block.
Composed of only. According to this method, specific examples that meet industrial requirements are reasonably priced.
It is realized by the case.
Furthermore, in the digital camera 1 according to the present invention, the selected or used
According to the image recorder used, the frame repetition rate is essentially
It can be higher than Mela. So, for example, a complete solution of 125 frames per second
With the image resolution and the reduced resolution according to this, a considerably high frame rate can be received, and it can be processed.
Wear. For example, up to 200 frames per second is possible.
Further, the digital video camera according to the present invention has high reliability even over a long distance.
Enables image transmission. In the preferred embodiment, the selected transmission process is an image quality sacrifice.
Between the camera 1 and the computer 20 without worrying about sacrifice and without needing an intermediate amplifier.
Allow a distance of up to 1000m. In addition, via the associated interface
During transmission, high security against interference is also guaranteed.
In the camera according to the present invention, both the internal amplification and the background brightness are calculated by the computer 2.
Adjusted by 0. The automatic adjustment of amplification normally provided by conventional cameras is
, It is a hindrance to some applications in the field of image processing. Therefore, increase
Automatic width adjustment is switched off. On the other hand, in general, it is flexible and suitable for changing the light condition.
Is absolutely required. Adjustable both digital amplification and background light
Therefore, both requirements can be satisfied.
Since the camera is controlled by the computer 20, the integration interval is also
It can be adjusted by the computer 20. Computer-controlled adjustment of internal amplification
In combination, the camera, as a result, requires complex adjustment of the camera aperture.
It is used when
As described above, in the digital video camera according to the present invention, the image recording is not opened.
You can freely choose the start time. Images from a different conventional video camera
The start of the recording is carried out with a fixed raster of eg 40 ms and according to the invention
Image recording by the camera is optional according to the command sent by the computer 20
Can be started at. Especially when using the camera 1 with a short exposure time,
The integration interval is adjustable compared to conventional video cameras, and it has
However, this property is advantageous as a result. This time advantage is well above 10
Is the order of magnitude of elements with.
The cooperation of the photo-sensitive elements (pixels) of the image recording sensor is linked to the image data in the camera.
Guaranteed from start with digitalization. With traditional video cameras, the exact link is
Not possible. Because the timing signal read by the image sensor is transmitted
Instead, only the sensor signal is transmitted. Camera is used for measurement
The exact one-to-one relationship becomes very important. Because the associated error is
This is because the subsequent position error is generated.
Furthermore, because of the pre-processing of the image data received by the camera according to the present invention, the evaluation computer
The computer 20 used as a computer has a high frame rate, and
Give a certain relief. A digital video camera 1 according to the invention comprises a device 17.
Then, for example, data compression is performed by the run length coding performed in the device 17.
The steps are performed in the camera.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９４年１１月１９日
【補正内容】
請求の範囲
１．画像記録部（１０）、信号処理部（１１）、Ａ／Ｄ変換器（１２）、及び制
御部（１３）を有するディジタルビデオカメラを制御する処理において、前記画
像記録部の基本機能は、外部処理において記録された画像を１つにまとめること
ができるために、外部コンピュータのディジタルコマンドによって直接に制御さ
れることを特徴とするディジタルビデオカメラを制御する処理。
２．画像記録部（１０）、信号処理部（１１）、Ａ／Ｄ変換器（１２）、及び制
御部（１３）を有するディジタルビデオカメラを制御する請求項１の処理を実行
する装置において、制御部（１３）は、命令が直接に処理されるため、ハードウ
ェアロジックとして実現することを特徴とするディジタル・ビデオ・カメラを制
御する処理を実行する装置。
３．請求項２の装置において、前記画像記録部は、ＣＣＤセンサ部（１０）であ
ることを特徴とするディジタル・ビデオ・カメラを制御する処理を実行する装置
４．請求項２の装置において、カメラ（１）は、さらにディジタルあるいはアナ
ログの入力及び／または出力の各組合せによって系統的に分離され、これらの入
出力はトリガされ、あるいはコンピュータ（２０）によって読み出されることを
特徴とするディジタル・ビデオ・カメラを制御する処理を実行する装置。
５．請求項２の装置において、好ましくはコンピュータによって調整されるタイ
マが、感光時間及び／または外部光源のスイッチオン時間を制御するために設け
られたことを特徴とするディジタル・ビデオ・カメラを制御する処理を実行する
装置。
６．請求項２の装置において、このカメラは、揮発性あるいは不揮発性の読出専
用メモリを持ち、このメモリは、コンピュータ（２０）によって読み出され、書
き込まれ、特にカメラやセンサのパラメータあるいは構成データを受け付けるこ
とを特徴とするディジタル・ビデオ・カメラを制御する処理を実行する装置。[Procedure for Amendment] Patent Act Article 184-8, Paragraph 1
[Submission Date] November 19, 1994
[Correction content]
The scope of the claims
1. The image recording unit (10), the signal processing unit (11), the A / D converter (12), and the control unit.
In the process of controlling the digital video camera having the controller (13), the image
The basic function of the image recording unit is to combine images recorded by external processing into one.
To be controlled directly by an external computer digital command.
A process for controlling a digital video camera characterized by being processed.
2. The image recording unit (10), the signal processing unit (11), the A / D converter (12), and the control unit.
The processing according to claim 1 for controlling a digital video camera having a control section (13) is executed.
In this device, the control unit (13) processes the instruction directly,
A digital video camera, which is characterized by being implemented as an air logic.
A device that performs control processing.
3. 3. The apparatus according to claim 2, wherein the image recording section is a CCD sensor section (10).
A device for executing processing for controlling a digital video camera characterized in that
4. Device according to claim 2, wherein the camera (1) is further digital or analog.
Systematic separation by each combination of log input and / or output
The output may be triggered or read by the computer (20).
A device that performs the process of controlling the featured digital video camera.
5. The apparatus of claim 2 wherein the tie is adjusted, preferably by a computer.
To control the exposure time and / or the switch-on time of the external light source.
Perform processing to control the digital video camera characterized by
apparatus.
6. The apparatus of claim 2, wherein the camera is a volatile or non-volatile read-only device.
A memory for use by the computer (20) for reading and writing.
Be embedded, especially accepting camera or sensor parameters or configuration data.
And a device for performing processing for controlling a digital video camera.