JP2006081049A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital still camera and a digital video camera.
近年のデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、CCD(Charge Coupled Diode)等の固体撮像素子の出力を液晶画面等の表示装置に表示して、逐次、視認できるものがある。 Some recent imaging devices such as digital still cameras display the output of a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Diode) on a display device such as a liquid crystal screen, and can be sequentially viewed.
被写体から撮像レンズを介してCCDで受光した光学像は、CCDによって電気信号に変換されてアナログ/デジタル(A/D)変換部に送られる。そしてデジタル化された画像データは、信号処理をおこなうDSP(Digital Signal Processor)に送られる。 An optical image received by the CCD from the subject via the imaging lens is converted into an electrical signal by the CCD and sent to an analog / digital (A / D) converter. The digitized image data is sent to a DSP (Digital Signal Processor) that performs signal processing.
DSPでは、A/D変換部から送られてきた電気信号の補間、アパーチャ強調、ホワイトバランス処理等を行い、更に輝度信号Y及び色差信号Cb、Crに変換してメモリに一時保管する。 The DSP performs interpolation, aperture enhancement, white balance processing, and the like of the electrical signal sent from the A / D conversion unit, and further converts it into a luminance signal Y and color difference signals Cb and Cr and temporarily stores them in a memory.
以上の動作がデジタルスチルカメラの内部でモニタリング中繰り返されると共に、メモリに一時的に保存されたデータが、逐次DSP内のビデオエンコーダに読み出されて、ビデオエンコーダ内でビデオ信号に変換された後に液晶画面に表示される(特許文献1、2参照)。
The above operation is repeated during monitoring inside the digital still camera, and the data temporarily stored in the memory is sequentially read out to the video encoder in the DSP and converted into a video signal in the video encoder. It is displayed on the liquid crystal screen (see
一方、デジタルスチルカメラに搭載されるバッテリを有効に活用するために、モニタリング中の消費電力を低下させることが望まれる。 On the other hand, in order to effectively use the battery mounted on the digital still camera, it is desired to reduce the power consumption during monitoring.
そこで、特許文献2には、画面の更新周期であるフレームレートを下げる発明について開示されている。例えば、フレームレートを低下させても支障がなさそうな撮影モードがユーザによって選択された場合にフレームレートを低下させる。また、被写体が暗く露光時間が所定時間よりも長い場合は、被写体の同じ状態が繰り返されると想定してフレームレートを低下させる。
Therefore,
さらに、ユーザによる操作入力が一定時間行なわれなかった場合に、省電力モードに切り替えて、フレームレートを低下させる。
上記デジタルスチルカメラでは、撮影状況を予め想定して、フレームレートを下げても問題がないと想定される場合に一律にフレームレートを下げる。このため、実際は被写体に動きがある場合や、カメラを左右に動かして広い範囲を撮影する場合(いわゆる、パン)など、被写体の実際の変化に対応するものではないので、被写体の動きに追従できない場合や、被写体に動きがないにも関わらずフレームレートが下がらず消費電力を低減できない場合がある。 In the digital still camera, the frame rate is uniformly lowered when it is assumed that there is no problem even if the frame rate is lowered by assuming the shooting situation in advance. For this reason, when the subject is actually moving, or when the camera is moved left and right to shoot a wide range (so-called panning), it does not correspond to the actual change of the subject, so it cannot follow the subject's movement. In some cases, the power consumption cannot be reduced because the frame rate does not decrease even though the subject does not move.
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、被写体を表す光学像の状態によって自動的に追従の必要性を判断することで、操作性能や表示性能を低下させることなく省電力化を図ることが可能な撮像装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and by automatically determining the necessity of following according to the state of the optical image representing the subject, it is possible to save power without deteriorating operation performance and display performance. It is an object of the present invention to provide an imaging device capable of achieving the above.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、被写体を表す光学像を電気信号に変換する撮像手段と、該電気信号に基づいた画像データの信号処理をおこなう信号処理手段と、前記信号処理した画像データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶した撮像時期の異なる画像データを比較して変化量を抽出する変化量抽出手段と、前記変化量に従って前記撮像手段が光学像を電気信号に変換する周期または画像データを表示する表示手段に出力するためにデータを更新する周期の少なくとも一方の周期を制御するクロック制御手段と、を有する撮像装置であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記変化量抽出手段は、前記画像データのうち明るさのデータを基準に変化量を抽出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the change amount extraction unit extracts a change amount based on brightness data in the image data.
さらに、請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、前記変化量抽出手段は、前記画像データのうちコントラストを基準に変化量を抽出することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
そして、請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の撮像装置において、前記クロック制御手段は、前記変化量に従って画像データに変化が有ると判断したときに周期を短くするか否かの判定を行なう短周期判定部と、前記変化量に従って画像データに変化が無いと判断したときに周期を長くするか否かの判定をおこなう長周期判定部と、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, the clock control unit determines a period when it determines that there is a change in the image data according to the change amount. A short cycle determination unit that determines whether or not to shorten, and a long cycle determination unit that determines whether or not to lengthen the cycle when it is determined that there is no change in the image data according to the amount of change. It is characterized by.
本発明の撮像装置は、撮像時期の異なる画像データを比較して変化量を抽出し、その変化量に従って撮像手段が光学像を電気信号に変換する周期等をクロック制御手段によって制御する。このため、被写体を表す光学像の変化の状態に応じて周期を制御することができる。 The imaging apparatus of the present invention compares image data with different imaging timings to extract a change amount, and controls the period when the imaging means converts an optical image into an electric signal according to the change amount, etc., by the clock control means. For this reason, the period can be controlled in accordance with the state of change of the optical image representing the subject.
また、変化量を抽出するためのデータとして、画像データの明るさのデータ、コントラスト、ホワイトバランスのデータ等を使用する。このため、画像データの変化の有無を精度良く判断できる。 In addition, as data for extracting the amount of change, image data brightness data, contrast, white balance data, and the like are used. For this reason, the presence or absence of a change in image data can be determined with high accuracy.
特に、請求項4に係る発明は、周期を短くするか否かの判定をおこなう短周期判定部と、周期を長くするか否かの判定をおこなう長周期判定部とを有する。このため、追従性を良くするために周期を短くする場合と、周期を長くして追従性が悪くなる場合の判定基準を使い分けることができる。 In particular, the invention according to claim 4 includes a short cycle determination unit that determines whether to shorten the cycle and a long cycle determination unit that determines whether to increase the cycle. For this reason, it is possible to use different criteria for the case where the cycle is shortened to improve the followability and the case where the cycle is lengthened and the followability is deteriorated.
本発明によれば、被写体を表す光学像の状態によって自動的に追従の必要性を判断することで、操作性能や表示性能を低下させることなく省電力化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to save power without degrading the operation performance and the display performance by automatically determining the necessity of following according to the state of the optical image representing the subject.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の一実施例による撮像装置としてのデジタルスチルカメラのブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of a digital still camera as an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
被写体から撮像レンズを介して撮像手段としてのCCD1で受光した光は、被写体を表す光学像としてCCD1によって光電変換されて電気信号となる。この変換された電気信号は、サンプリング(CDS)・アナログ/デジタル(A/D)変換部2に送られる。CDS・A/D変換部2は、CCD1の出力信号を相関二重サンプリングによってノイズ成分の除去をしながらサンプリングし、逐次、10ビットのデータにA/D変換して信号処理手段としてのDSP3へ送る。
Light received by the
DSP3は、CDS・A/D変換部2から送られてきたデジタル画像データの補間、アパーチャ強調、ホワイトバランス処理などの処理を行う。そして、前記処理を行なった画像データを、更に輝度信号(Y)及び色差信号(Cb、Cr)に変換して記憶手段としてのフレームバッファ4に一時的に保存する。この動作がモニタリング中繰返されると共に、フレームバッファ4に蓄えられたデータが逐次DSP3内のビデオ信号処理部5に読み出される。
The DSP 3 performs processing such as interpolation, aperture enhancement, and white balance processing of digital image data sent from the CDS / A /
ここで、モニタリングとは、CCD1による撮像、DSP3による信号処理等の周期的におこなう処理動作をいう。
Here, monitoring refers to processing operations performed periodically such as imaging by the
ビデオ信号処理部5では、NTSC方式やPAL方式等のビデオ信号に変換された後に、表示手段としての液晶ディスプレイや外部のテレビジョン受信機等の表示装置6に出力される。
The video
CCD1は、タイミングジェネレータ(TG)7からCCD1へ出力される水平駆動パルスと、垂直ドライバー(VDr)8からCCD1へ出力される垂直駆動パルスと電子シャッタパルスとにより駆動される。
The
制御手段としてのCPU9は、電子シャッタパルスによりタイミングジェネレータ7やCDS・A/D変換部2を制御する。また、変化量抽出手段としてのCPU9は、フレームバッファ4に記憶した前回のモニタリング時の画像データと、今回の画像データを比較して変化量を抽出する。この変化量を抽出する際に使用する画像データについては後述する。
The
CPU9内のクロック制御手段としてのクロック制御部14は、クロックジェネレータ10を制御する。すなわち、本実施の形態では、モニタリング中のフレーム(一画面)の更新周期を変更可能にするため、クロック制御部14によってクロックジェネレータ10を制御して、クロックジェネレータ10からタイミングジェネレータ7へ出力するクロック(CCD駆動用パルス)の周波数を変える。このため、モニタリング中のフレームの更新スピードが遅くて(すなわち、更新周期が長い)追従性が悪くなる場合には、更新スピードを変更することができる。
A
また、タイミングジェネレータ7は、VDr8へCCD1の垂直駆動パルスを出力するとともにCDS・A/D変換部2へクロックを出力する。タイミングジェネレータ7の周波数の発振源は、クロックジェネレータ10から出力されるCCD駆動用パルスであり、このCCD駆動用パルスはタイミングジェネレータ7内の分周器で分周されてDSP3に送られる。
The timing generator 7 outputs a vertical drive pulse of the
一方、DSP3は、タイミングジェネレータ7から出力されて受信したCCD駆動用パルスをカウントするカウンタが内蔵されており、このカウンタのカウント数が所定のカウント数に達した際に、タイミングジェネレータ7に水平リセット信号、垂直リセット信号等を出力する。 On the other hand, the DSP 3 has a built-in counter that counts the CCD driving pulses output and received from the timing generator 7. When the count of the counter reaches a predetermined count, the timing generator 7 is reset horizontally. Signal, vertical reset signal, etc.
ここで、CCD駆動用パルスはクロックジェネレータ10から出力される。これはクロックジェネレータ10に取りつけられたCCD駆動用水晶発振子11の発振周波数のクロックを分周する回路を、クロックジェネレータ10の内部に比較的簡単に内蔵できるからである。このようにCCD駆動用パルスを分周することにより、モニタリング中の低消費電力化などが可能になる。
Here, the CCD driving pulse is output from the clock generator 10. This is because a circuit that divides the clock having the oscillation frequency of the
この実施の形態では、クロックジェネレータ10は、CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路で発生したクロックと、これを分周器で2分周したクロックの二種類のクロックを、CCD駆動用パルスとして選択的に出力する。もちろん、CCD駆動用水晶発振子11を用いた水晶発振回路で発生したクロックを分周する分周器は、複数段用意してもよいが、ここでは説明の簡略化と、CCD駆動用パルスを遅くすれば(低周波数化すれば)するほどモニタリングのフレームの更新スピードも遅くなってしまうことから、現実性を考えてクロックを2分周する分周器とした。
In this embodiment, the clock generator 10 uses two types of clocks, a clock generated by a crystal oscillation circuit using a CCD
実際にCCD駆動用パルスを分周することによって得られる低消費電力化の効果として顕著なものは、タイミングジェネレータ7の内部のロジック系の低消費電力化、CCD1の水平、垂直駆動出力用バッファの低消費電力化であり、およそCCD駆動用パルスを2分周する場合であれば消費電力が半分になるというようにCCD駆動用パルスを分周する分周器の分周比に比例する。この他、上述のブロック(ロジック系、CCD1の水平、垂直駆動出力用バッファ)ほどの効果はないものの、CDS・A/D変換部2の消費電力も減少する。
The remarkable effects of low power consumption obtained by actually dividing the CCD drive pulse are the low power consumption of the logic system inside the timing generator 7, the horizontal and vertical drive output buffers of the
本実施の形態では、モニタリング中のフレームの更新周期をクロック制御部14によって最適な状態に制御することで、操作性能や表示性能を低下させることなく省電力化を図ることができる。すなわち、クロック制御部14において被写体を表す光学像の状態に応じて追従の必要性を自動的に判断する。
In the present embodiment, by controlling the update period of the frame being monitored to an optimum state by the
クロック制御部14での判断は、変化量抽出手段によって抽出された画像データの変化量に基づいておこなう。画像データの変化量を抽出するために使用するデータは、DSP3内で生成する。図3は、DSP3内の具体的構成の一例を示す図である。
The determination by the
CDS・A/D変換部2から入力したデジタル画像データは、色分離部16においてR(赤),G(緑),B(青)の各色成分に分離される。そして、信号補間部17において分離されたR,G,Bの各画像データを補間し、ペデスタル調整部18でR,G,Bの各画像データの黒レベルを調整する。
The digital image data input from the CDS / A /
また、ホワイトバランス調整部19では、R,Bの各画像データの白レベルを調整し、デジタルゲイン調整部20では、CPU9により設定されたゲイン(増幅度)でR,G,Bの各画像データを補正する。
The white
さらに、ガンマ変換部21において、R,G,Bの各画像データのγ変換を行い、マトリクス部22でR,G,Bの画像データを色差信号(Cb、Cr)と輝度信号(Y)とに分離する。ビデオ信号処理部5では、分離された色差信号(Cb、Cr)と輝度信号(Y)とに基づいてビデオ信号を生成して表示装置6に出力する。
Further, the
また、DSP3内には、ペデスタル調整部18によるペデスタル調整後のR,G,Bの各画像データのうちのG画素について、隣接する画素間で差分を求めてコントラストとしてCPU9に出力するコントラスト算出回路25を備えている。ここで、G画素の値が、画素間で大きく異なるということは、その画素間でG成分が大きく異なるということであり、言い換えればコントラストが高いということである。
Further, in the
さらに、DSP3内には、画像データの輝度データ(Y)を検出するY演算部23と、そこで検出した輝度データ(Y)に応じてデジタルカウント値をAE(自動露出)評価値としてCPU9に出力するAE評価値回路26とを備えている。
Further, in the
またDSP3は、ホワイトバランス調整部19による調整後のR,G,Bの各画像データの輝度データ(Y)を検出するY演算部27と、Y演算部27で検出した各色の輝度データ(Y)をそれぞれカウントして各色のAWB(自動ホワイトバランス)評価値としてCPU9に出力するAWB評価値回路28と、CPU9とのインターフェースであるCPU・I/F29を備えている。
Further, the
マトリクス部22で分離された画像データの色差信号(Cb、Cr)と輝度信号(Y)は、画像データを周波数成分に変換するDCT(Discrete Cosine Transform)15にDCT・I/F30を介して送信される。
The color difference signals (Cb, Cr) and the luminance signal (Y) of the image data separated by the
また、CCD1を使用して合焦位置を検出する場合もあり、これをCCD−AF(内部AF)という。CCD−AFでは、フォーカスレンズ系を移動して、CCD1から出力される画像信号に応じた被写体のコントラストを示すAF(自動合焦)評価値をサンプリングし、AF評価値のピーク位置を合焦位置とする山登りサーボ方式を使用する。
In some cases, the
以上において説明した構成によって抽出された画像データの変化量に従って、CCD1が被写体を表す光学像を電気信号に変換する周期を、クロック制御部14によって制御する。以下、より具体的な制御の流れを実施例により説明する。
The
図1は、モニタリング中の基本的な制御の流れを示したフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart showing a basic control flow during monitoring.
まず、モニタリング開始時のフレームの更新周期を設定するために、クロックジェネレータ10にモニタリング用の初期値を設定する(S1)。 First, in order to set a frame update period at the start of monitoring, an initial value for monitoring is set in the clock generator 10 (S1).
モニタリングが開始されると、上述したようにCCD1が被写体の光学像を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいてDSP3で信号処理が行なわれる(S2)。この処理は、初期値設定した周期に従って繰り返される。
When monitoring is started, the
そして、DSP3内の信号処理によって得られた画像データのコントラスト、AE評価値またはAWB評価値を、それ以前に撮像された画像データを基にした値と比較して変化量を抽出する。変化量を抽出するために現在の画像データと比較する画像データは、現在の画像データの一フレーム前に撮像した画像データであっても、任意の回数または時間を遡った数フレーム前の画像データであってもよい。ここで、以前の画像データはフレームバッファ4に記憶されている。
Then, the amount of change is extracted by comparing the contrast, AE evaluation value, or AWB evaluation value of the image data obtained by the signal processing in the
抽出された変化量は、予め設定した所定値と比較して、所定値以上に達しているか否かを判定する(S3)。変化量が大きければ、被写体が動いていたり、カメラをパンしたりして、被写体を表す光学像が短時間で変化していると判断できる。また、変化量が小さければ、被写体が静止していたり、カメラが固定されていたりして光学像に変化がない状態と判断できる。 The extracted change amount is compared with a predetermined value set in advance, and it is determined whether or not it has reached a predetermined value or more (S3). If the amount of change is large, it can be determined that the optical image representing the subject has changed in a short time by moving the subject or panning the camera. If the amount of change is small, it can be determined that the optical image has not changed because the subject is stationary or the camera is fixed.
そこで、変化量が所定値以上となる場合は、動きの追従性を良くするために高いクロック(短い周期)をクロックジェネレータ10に設定する(S4)。また、変化量が所定値を下回る場合は、動きが少ない画像と判断し低いクロック(長い周期)をクロックジェネレータ10に設定する(S5)。例えば、短い周期としては、1/30秒(フレームレート1/30)として1秒間にフレームを30回更新させる。また、長い周期としては、1/15秒(フレームレート1/15)として1秒間にフレームを15回更新させる。
Therefore, when the amount of change is equal to or greater than a predetermined value, a high clock (short cycle) is set in the clock generator 10 in order to improve the movement followability (S4). If the amount of change is less than the predetermined value, it is determined that the image has little motion, and a low clock (long cycle) is set in the clock generator 10 (S5). For example, as a short cycle, the frame is updated 30 times per second as 1/30 seconds (
クロックジェネレータ10を設定した後は、再びモニタリング処理(S2)まで戻って画像データの変化量の抽出を繰り返す。実施例1では、変化量に従ってクロックジェネレータ10の設定を変更したり、変更せずにそのまま維持したりしてモニタリングを続けるため、光学像の変化が大きいときはフレームの更新周期を短くして追従性を良くする事で高い操作性能を維持でき、光学像の変化が小さいときはフレームの更新周期を長くして追従性を低下させることで消費電力を低減することができる。 After setting the clock generator 10, the process returns to the monitoring process (S2) again, and the extraction of the change amount of the image data is repeated. In the first embodiment, monitoring is continued by changing the setting of the clock generator 10 according to the amount of change or maintaining the setting without changing it. Therefore, when the change of the optical image is large, the frame update period is shortened to follow. By improving the performance, it is possible to maintain high operation performance, and when the change in the optical image is small, the power consumption can be reduced by extending the frame update period and reducing the followability.
以上において周期の異なるクロックを選択する基準となる変化量は、AE評価値、画像データのコントラストまたはAWB評価値のいずれであってもよい。 In the above description, the change amount serving as a reference for selecting clocks having different periods may be any of an AE evaluation value, a contrast of image data, or an AWB evaluation value.
例えば、前回のモニタリング(フレーム)で抽出したAE評価値と今回のモニタリング(フレーム)で抽出したAE評価値を比較し、2つの評価値の差が所定値以上となった場合、画像データは「変化有り」の状態であるとする。このAE評価値は露出に関する評価値であり、画像データの明るさを示すデータの一つである。 For example, when the AE evaluation value extracted in the previous monitoring (frame) is compared with the AE evaluation value extracted in the current monitoring (frame), and the difference between the two evaluation values is greater than or equal to a predetermined value, the image data is “ Assume that the state is “changed”. This AE evaluation value is an evaluation value related to exposure, and is one of data indicating the brightness of image data.
また、画像データのコントラストを、前回モニタリングした画像データと比較すれば、コントラストを基準に変化量を抽出したことになる。そして、前回のモニタリングで抽出したコントラストと今回のモニタリングで抽出したコントラストの差が所定値以上の場合、画像データは「変化有り」の状態であるとする。 If the contrast of the image data is compared with the previously monitored image data, the amount of change is extracted based on the contrast. If the difference between the contrast extracted in the previous monitoring and the contrast extracted in the current monitoring is equal to or greater than a predetermined value, the image data is assumed to be in a “changed” state.
さらに、前回のモニタリングで抽出したAWB評価値と今回のモニタリングで抽出したAWB評価値を比較して変化量を抽出することもできる。ホワイトバランスに関する評価値であるAWB評価値を基準にすれば、ホワイトバランスのデータを基準に画像データの変化の有無を判断したことになる。 Furthermore, the amount of change can be extracted by comparing the AWB evaluation value extracted in the previous monitoring with the AWB evaluation value extracted in the current monitoring. If the AWB evaluation value, which is an evaluation value related to white balance, is used as a reference, the presence or absence of a change in image data is determined based on the white balance data.
これら3種類の評価値は、組み合わせて使用することができる。例えば、3種類すべての評価値の変化量が所定値以上になったときに画像データを「変化有り」の状態であると判断することができる。また、3種類のうち、例えばAE評価値とAWB評価値の変化量が所定値以上であれば、コントラストの変化量が所定値を下回っていても画像データを「変化有り」の状態であるとすることができる。このように複数の評価値を組み合わせることで、画像データの変化の有無の判断精度を向上させることができる。 These three types of evaluation values can be used in combination. For example, it is possible to determine that the image data is in a “changed” state when the amount of change in all three types of evaluation values exceeds a predetermined value. Of the three types, for example, if the amount of change between the AE evaluation value and the AWB evaluation value is greater than or equal to a predetermined value, the image data is in a “changed” state even if the amount of contrast change is below the predetermined value. can do. By combining a plurality of evaluation values in this way, it is possible to improve the accuracy of determining whether there is a change in image data.
実施例2では、画像データの変化量を抽出する基準として、AE評価値を使用する具体的な実施例について説明する。 In the second embodiment, a specific embodiment in which an AE evaluation value is used as a reference for extracting a change amount of image data will be described.
図4(a)は自動合焦動作を行った直後の画面イメージであり、図4(b)は自動合焦動作を行った後に被写体までの距離が変化した状態の画面イメージを示している。 4A shows a screen image immediately after the automatic focusing operation is performed, and FIG. 4B shows a screen image in a state where the distance to the subject has changed after the automatic focusing operation is performed.
この実施例2においては、図4(a),(b)に示すように、画面を縦12×横16のブロックに分割し、分割されたブロック毎に、Y演算部23により、輝度データ(Y)を作成する。 In the second embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the screen is divided into 12 × 16 blocks, and the luminance data ( Y) is created.
ここで、R,G,B各画像データから、輝度データ(Y)への変換は次式によってできることが知られている。
Y=0.3R+0.6G+0.1B
Here, it is known that conversion from R, G, B image data to luminance data (Y) can be performed by the following equation.
Y = 0.3R + 0.6G + 0.1B
そして、このようにして作成された輝度データ(Y)の値を、AE評価値回路26において、値の大きさによって「A」,「B」,「C」の3つの輝度カテゴリ(AE評価値)に分類する。ここで、平均輝度値が184以上のブロックを輝度カテゴリ「A」とし、平均輝度値が92以上で且つ184未満のブロックを輝度カテゴリ「B」とし、平均輝度値が92未満のブロックをカテゴリ「C」として表示する。
The luminance data (Y) thus created is converted into three luminance categories (AE evaluation values) “A”, “B”, and “C” according to the magnitude of the values in the AE
図5(a)は、図4(a)の画面イメージを輝度カテゴリに置き換えた図であり、カメラが描かれている部分に「B」と「C」が分布し、その周りの被写体がない部分には「A」が分布している。 FIG. 5A is a diagram in which the screen image of FIG. 4A is replaced with a luminance category, where “B” and “C” are distributed in the portion where the camera is drawn, and there is no subject around it. “A” is distributed in the portion.
また、図5(b)は、図4(b)の画面イメージを輝度カテゴリに置き換えた図であり、画面全体に占めるカメラの比率が小さくなった分だけ「B」と「C」の分布範囲が小さくなっている。 FIG. 5B is a diagram in which the screen image of FIG. 4B is replaced with a luminance category, and the distribution range of “B” and “C” is reduced by the proportion of the camera occupying the entire screen. Is getting smaller.
このような輝度データの作成は、フレーム更新毎に行い、作成した結果をフレームバッファ4に保存する。そして、フレームバッファ4に保存した新しい輝度カテゴリのデータと、古い輝度カテゴリのデータとをクロック制御部14(CPU9)で比較する。 Such luminance data is generated every time the frame is updated, and the generated result is stored in the frame buffer 4. Then, the new brightness category data stored in the frame buffer 4 and the old brightness category data are compared by the clock controller 14 (CPU 9).
なお、フレームバッファ4に保存する度に輝度カテゴリのデータを比較すると、変化量が顕著に現れないおそれがあるため、例えば200msec間隔で比較する。 Note that if the luminance category data is compared every time it is stored in the frame buffer 4, the amount of change may not be noticeable. For example, the comparison is performed at intervals of 200 msec.
図6には、図5(a)と図5(b)を比較した際に、輝度カテゴリが変化したブロックを塗りつぶした図を示す。この図では28個のブロックが塗りつぶされている。 FIG. 6 shows a diagram in which blocks in which the luminance category has changed when FIG. 5A and FIG. 5B are compared are filled. In this figure, 28 blocks are filled.
そして、輝度カテゴリが変化したブロック数が、例えば、全体のブロック数の10%を超えた場合には、画像データの変化量が所定値以上であると判定する。 When the number of blocks whose luminance category has changed exceeds, for example, 10% of the total number of blocks, it is determined that the amount of change in image data is equal to or greater than a predetermined value.
実施例2では、28/192×100=14.6%の輝度カテゴリが変化しているので、被写体までの距離が変化することによって被写体を表す光学像が短時間で変化していると判断して、追従性が良くなるクロックを選択して、クロックジェネレータ10を設定する。 In Example 2, since the luminance category of 28/192 × 100 = 14.6% has changed, it is determined that the optical image representing the subject has changed in a short time by changing the distance to the subject, The clock generator 10 is set by selecting a clock that improves the followability.
実施例3では、画像データの変化量を抽出する基準として、コントラストを使用する具体的な実施例について説明する。 In the third embodiment, a specific embodiment in which contrast is used as a reference for extracting the amount of change in image data will be described.
この実施例3では、自動合焦動作を行った直後と被写体までの距離が変化した状態の画面イメージには、実施例2と同じ図4を使用する。 In the third embodiment, the same FIG. 4 as that of the second embodiment is used for the screen image immediately after the automatic focusing operation and when the distance to the subject is changed.
そして、この実施例3では、画面を縦12×横16に分割したブロックごとに、ブロック内に複数存在するG(緑)画素について、隣接した画素間で値の差分をとってブロック内の平均値を求める。 In the third embodiment, for each block obtained by dividing the screen into 12 × 16, the G (green) pixels existing in the block are averaged within the block by taking a difference in values between adjacent pixels. Find the value.
例えば、1ブロック内の画素数が150画素であるとすると、R,G,Bにより画像データが構成されているので、G画素の画素数はその1/3の50画素となる。コントラスト算出回路25では、この50画素に対して、隣接する画素間で差分を求め、求めた差分を全て加算し、加算した結果を画素数の50で割ることでブロック毎のG画素の差分平均値を求めることができる。
For example, if the number of pixels in one block is 150 pixels, the image data is composed of R, G, and B, so the number of G pixels is 50, which is 1/3 of that. The
なお、このブロック毎のG画素の差分平均値は、CPU9により演算して求めても良い。
The average difference value of G pixels for each block may be calculated by the
ここで、G画素の値が、画素間で大きく異なるということは、その画素間でG成分が大きく異なるということであり、言い換えればコントラストが高いということである。すなわち、ブロック毎のG画素の差分平均値を求めることは、ブロック毎のコントラストを求めていることといえる。 Here, the value of the G pixel being greatly different between the pixels means that the G component is greatly different between the pixels, in other words, the contrast is high. That is, obtaining the difference average value of G pixels for each block can be said to obtain the contrast for each block.
そこで、実施例3では、このブロック毎のG画素の差分平均値をコントラストと称することにする。 Therefore, in Example 3, the average difference value of G pixels for each block is referred to as contrast.
図7(a)は、図4(a)の画面イメージのコントラストが所定値以上の値であるブロックに「○」を付した図であり、図7(b)は、図4(b)の画面イメージのコントラストが所定値以上の値であるブロックに「○」を付した図である。ここで、「○」は、コントラストが128以上の値であるブロックに付した。 FIG. 7A is a diagram in which “O” is added to a block in which the contrast of the screen image in FIG. 4A is a predetermined value or more, and FIG. 7B is a diagram in FIG. It is the figure which attached | subjected "(circle)" to the block whose contrast of a screen image is a value more than predetermined value. Here, “◯” is attached to a block having a contrast of 128 or more.
そして、実施例3では、「○」を付したブロックの位置が、フレームの更新によって移動したか否かによって、被写体の状態の変化を検出するようにしている。このようなブロック毎のコントラストの検出は、輝度カテゴリの変化に合わせて、例えば200msecでおこない、更新前後の値を比較するとよい。 In the third embodiment, a change in the state of the subject is detected based on whether or not the position of the block marked with “◯” has been moved by updating the frame. Such detection of the contrast for each block is preferably performed at 200 msec in accordance with the change of the luminance category, and the values before and after the update are compared.
すなわち、コントラストの値が128以上のブロックの位置を示す情報をフレームバッファ4に保存し、新たにコントラストを検出した時に、前回のコントラストの値が128以上のブロックの位置との比較をクロック制御部14(CPU9)で行う。 That is, information indicating the position of a block having a contrast value of 128 or more is stored in the frame buffer 4, and when a new contrast is detected, a comparison with the position of a block having a previous contrast value of 128 or more is performed. 14 (CPU 9).
図8には、図7(a)と図7(b)を比較した際に、コントラストが高いブロック(「○」を付したブロック)の位置が変化したブロックを塗りつぶして示したものである。この図では34個のブロックが塗りつぶされている。 In FIG. 8, when comparing FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b), a block in which the position of a block having a high contrast (a block marked with “◯”) has been changed is shown. In this figure, 34 blocks are filled.
そして、コントラストが高いブロックの位置が変化したブロック数が、例えば全体のブロック数の10%を越えた場合には、画像データの変化量が所定値以上であると判定する。 When the number of blocks whose positions of blocks having high contrast have changed, for example, exceeds 10% of the total number of blocks, it is determined that the amount of change in image data is equal to or greater than a predetermined value.
実施例3では、34/192×100=17.7%のコントラストの高いブロックの位置が変化しているので、被写体までの距離が変化することによって被写体を表す光学像が短時間で変化していると判断して、追従性が良くなるクロックを選択して、クロックジェネレータ10を設定する。 In the third embodiment, since the position of a high-contrast block of 34/192 × 100 = 17.7% changes, the optical image representing the subject changes in a short time as the distance to the subject changes. The clock generator 10 is set by selecting a clock that improves the followability.
図9は、周期を変更するクロック制御部14の中に、周期を短くするか否かの判定をおこなう短周期判定部と、周期を長くするか否かの判定をおこなう長周期判定部とを有する撮像装置の制御の流れを示したフローチャートである。
FIG. 9 shows, in the
まず、実施例1と同様にモニタリング用の初期値をクロックジェネレータ10に設定する(S11)。 First, as in the first embodiment, an initial value for monitoring is set in the clock generator 10 (S11).
また、実施例2では、モニタリングの現在の状態を示すフラグを設ける。フラグは、追従性が良くなるクロック(短周期)を使用する「追従性モード」と、追従性が悪くなるクロック(長周期)を使用する「省電力モード」の2種類とする。最初のフラグは「追従性モード」に設定しておく(S12)。 In the second embodiment, a flag indicating the current state of monitoring is provided. There are two types of flags: a “following mode” that uses a clock (short cycle) in which followability is improved, and a “power-saving mode” in which a clock (long cycle) that has poor tracking is used. The first flag is set to “follow-up mode” (S12).
そして、実施例1と同様にモニタリング処理をおこない(S13)、画像データの変化量に従って今回のモニタリングした画像データは「変化有り」の状態であるのか、「変化無し」の状態であるのかを判断する(S14)。例えば、前回のモニタリングしたフレームと今回のモニタリングしたフレームを比較して、画像データの変化量が所定値以上であれば「変化有り」、所定値より小さければ「変化無し」とする。 Then, monitoring processing is performed in the same manner as in the first embodiment (S13), and it is determined whether the currently monitored image data is in a “changed” state or a “no change” state according to the amount of change in the image data. (S14). For example, the previous monitored frame and the current monitored frame are compared, and if the amount of change in the image data is greater than or equal to a predetermined value, “changed” is determined, and if the amount of change is smaller than the predetermined value, “not changed”.
画像データが「変化有り」であった場合、短周期判定部に移行する。そして、現在のフラグが「追従性モード」と「省電力モード」のいずれであるかを確認する(S15)。フラグが「追従性モード」であれば、「変化有り」の状態とフラグが一致しているので、そのままモニタリング処理(S13)まで戻って引き続きモニタリングを続ける。 When the image data is “changed”, the process proceeds to the short cycle determination unit. Then, it is confirmed whether the current flag is “following mode” or “power saving mode” (S15). If the flag is “follow-up mode”, the state is “changed” and the flag matches, so the process returns to the monitoring process (S13) and monitoring continues.
フラグが「省電力モード」の場合は、「変化有り」という今回の画像データの状態とフラグが異なることになる。そこで、「変化有り」が今回のモニタリングに至るまで何回あったかを計測する(S16)。「変化有り」の計測は、カウンタによる回数の計測であっても、タイマによる時間の計測であってもよい。 When the flag is “power saving mode”, the state of the current image data “changed” is different from the flag. Therefore, it is measured how many times "changed" has occurred until the current monitoring (S16). The “changed” measurement may be a count by a counter or a time by a timer.
ここで、「変化有り」と判定された今回までのモニタリング(フレーム)の合計が、所定回数を超えていなければ、画像データの変化は一時的なものと考えて「省電力モード」のままモニタリング処理(S13)に戻る。 Here, if the total number of monitoring (frames) that have been determined as “changed” does not exceed the predetermined number of times, the change in image data is considered to be temporary and monitoring is performed in “power saving mode”. It returns to processing (S13).
これに対して、「変化有り」と判定されたフレームの合計が所定回数を超えていれば、「省電力モード」のままでは追従性が悪くなると判断して、追従性が良くなるクロックを選択するようにクロックジェネレータ10を設定する(S17)。そして、クロックの変更に合わせてフラグを「追従性モード」に変更し(S18)、追従性が良くなるクロックによってモニタリングを続ける。 On the other hand, if the total number of frames determined to be “changed” exceeds the predetermined number of times, it will be judged that the tracking performance will be poor in the “power saving mode”, and a clock that improves tracking will be selected. The clock generator 10 is set to do so (S17). Then, the flag is changed to the “following mode” in accordance with the change of the clock (S18), and monitoring is continued with the clock that improves the following ability.
以上が短周期判定部の処理であるが、モードを切り替えるための判定基準となる「変化有り」の所定回数は、充分に少ない回数である方がよい。例えば、カメラをパンしたり、被写体が動いたりする場合などは、ユーザは直ぐに被写体に追従して撮影を行ないたい場合が多いからである。 The above is the processing of the short cycle determination unit, but the predetermined number of “changes” as a determination criterion for switching modes is preferably a sufficiently small number. For example, when the camera pans or the subject moves, the user often wants to immediately follow the subject and take a picture.
一方、ステップ14(S14)において、画像データの変化量が所定値より小さく「変化無し」と判定された場合は、長周期判定部へ移行する。 On the other hand, when it is determined in step 14 (S14) that the change amount of the image data is smaller than the predetermined value and “no change”, the process proceeds to the long period determination unit.
ここでもまず、現在のフラグの確認をおこなう(S19)。フラグが「省電力モード」の場合、「変化無し」という状態とフラグが一致しているので、そのままモニタリング処理(S13)に戻る。 Also here, first, the current flag is checked (S19). If the flag is in the “power saving mode”, since the flag matches the state of “no change”, the process directly returns to the monitoring process (S13).
フラグが「追従性モード」の場合は、「変化無し」という今回の画像データの状態とフラグが異なるため、「変化無し」が今回のモニタリングに至るまで何回あったかを計測する(S20)。「変化無し」の計測は、回数の計測であっても、時間の計測であってもよい。 When the flag is in the “follow-up mode”, the current image data state of “no change” is different from the flag, so the number of “no change” until the current monitoring is measured (S20). The “no change” measurement may be the number of times or the time.
そして、「変化無し」と判定された今回までのモニタリングの合計が、所定回数を超えていなければ、一時的に変化量が少ないだけであると考えて「追従性モード」のままモニタリング処理(S13)に戻る。 Then, if the total of the monitoring up to this time determined as “no change” does not exceed the predetermined number of times, the monitoring process (S13) remains in the “follow-up mode” assuming that the amount of change is temporarily small. Return to).
これに対して、「変化無し」と判定されたモニタリングの合計が所定回数を超えていれば、「追従性モード」のままでは変化が少ない光学像に対して同じ画像データの更新を繰り返し、電力が浪費されると判断して、追従性が悪くなるクロックを選択するようにクロックジェネレータ10を設定する(S21)。そして、クロックの変更に合わせてフラグを「省電力モード」に変更し(S22)、追従性が悪くなるクロックによってモニタリングを続ける。 In contrast, if the total number of monitoring determined as “no change” exceeds a predetermined number of times, the same image data is repeatedly updated for an optical image with little change in the “following mode”, and the power is Is determined to be wasted, and the clock generator 10 is set so as to select a clock with poor followability (S21). Then, the flag is changed to “power saving mode” in accordance with the change of the clock (S22), and monitoring is continued with the clock whose followability is deteriorated.
以上の長周期判定部では、モードを切り替えるための判定基準となる「変化無し」の所定回数は、充分に多い回数である方がよい。例えば、動物などの被写体は、今は動きが止まっている場合であっても直ぐに動き出す可能性もあるなど、省電力モードへの移行を遅らせた方が良いケースがあるからである。すなわち、一度、省電力モードに変更されると、フレームの更新周期が長くなるため、被写体の動きに追従できなくて操作性能や表示性能が低下する場合があるからである。 In the above-described long cycle determination unit, the predetermined number of “no change” serving as a determination criterion for switching modes is preferably a sufficiently large number. For example, there are cases where it is better to delay the transition to the power saving mode, for example, a subject such as an animal may move immediately even if it has stopped moving. In other words, once the mode is changed to the power saving mode, the frame update cycle becomes long, so that the movement of the subject cannot be followed and the operation performance and display performance may be deteriorated.
このように、短周期判定部と長周期判定部では、周期を変更する判定を行なう際に基準とする所定回数や所定期間を使い分けるのが好ましい。追従性が必要であると判定する短周期判定部の判定期間を短くし、追従性が必要ないと判定する長周期判定部の判定期間を長くすることで、操作性能や表示性能を落とすことなく低消費電力の撮像装置とすることができる。 As described above, it is preferable that the short cycle determination unit and the long cycle determination unit use a predetermined number of times or a predetermined period as a reference when performing a determination to change the cycle. By shortening the determination period of the short cycle determination unit that determines that followability is necessary, and lengthening the determination period of the long cycle determination unit that determines that followability is not required, without reducing the operation performance and display performance An imaging device with low power consumption can be obtained.
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the best embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are possible. Are included in the present invention.
例えば、以上においてはCCD1のフレームの更新周期を制御することによってデジタルスチルカメラの内部処理に使用される消費電力を低減させたが、表示装置6に画像データを出力するためにDSP3で行なわれるデータを更新するための周期を制御しても良い。
For example, in the above description, the power consumption used for the internal processing of the digital still camera is reduced by controlling the frame update period of the
例えば、クロックジェネレータ10は、内部のPLL回路にてUSB用のクロックをDSP3へ出力する。また、構成によっては、クロックジェネレータ10はCPU用のクロックやビデオ信号処理部5用(DSP3用)クロックを生成することも可能である。また、DSP3は、USBドライバーを介してパーソナルコンピュータと画像データのやりとりを行うこともできる。
For example, the clock generator 10 outputs a USB clock to the
このようなクロックジェネレータ10においてPLL回路によって生成するUSB用のクロックは、限られた場合にのみ使用される可能性があるクロックであるという特徴はあるが、これらのクロックも画像データの変化量に従って制御することで、操作性能や表示性能を低下させることなく撮像装置の低消費電力化を図ることができる。 The USB clock generated by the PLL circuit in such a clock generator 10 has a feature that it may be used only in a limited case, but these clocks also follow the amount of change in image data. By controlling, it is possible to reduce the power consumption of the imaging apparatus without deteriorating the operation performance and display performance.
また、表示装置6にビデオ信号を送信するビデオ信号処理部5へのフレームバッファ4からの読み出し周期や、ビデオ信号への変換周期や、表示装置6にビデオ信号を転送する周期を、画像データの変化量に従って制御することで、表示性能を維持したまま消費電力を低減することができる。
In addition, the read cycle from the frame buffer 4 to the video
さらに、撮像装置としてデジタルビデオカメラに適用することもできる。 Furthermore, the present invention can be applied to a digital video camera as an imaging device.
1 CCD(撮像手段)
3 DSP(信号処理手段)
4 フレームバッファ(記憶手段)
6 表示装置(表示手段)
9 CPU
14 クロック制御部(クロック制御手段)
25 コントラスト算出回路
26 AE評価値回路
1 CCD (imaging means)
3 DSP (signal processing means)
4 Frame buffer (memory means)
6. Display device (display means)
9 CPU
14 Clock control unit (clock control means)
25
Claims (4)
該電気信号に基づいた画像データの信号処理をおこなう信号処理手段と、
前記信号処理した画像データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶した撮像時期の異なる画像データを比較して変化量を抽出する変化量抽出手段と、
前記変化量に従って前記撮像手段が光学像を電気信号に変換する周期または画像データを表示する表示手段に出力するためにデータを更新する周期の少なくとも一方の周期を制御するクロック制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 Imaging means for converting an optical image representing a subject into an electrical signal;
Signal processing means for performing signal processing of image data based on the electrical signal;
Storage means for storing the image processed image data;
A change amount extracting means for comparing the image data stored in the storage means with different imaging timings and extracting a change amount;
Clock control means for controlling at least one of a period in which the imaging means converts an optical image into an electric signal or a period in which data is updated for output to a display means for displaying image data in accordance with the change amount. An imaging apparatus characterized by that.
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