JP5544917B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機やPDAのような撮像機能を備えた携帯情報機器などの撮像装置および撮像方法に関し、特に高速連写が可能なCMOS撮像素子を搭載した撮像装置に好適なものである。
近年デジタルスチルカメラのコンパクト化に対応するために撮像素子の小型化が進み、従来広く使用されていたCCD(Charge Coupled Device)撮像素子に代わりCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子を用いものも多くなってきた。
CMOS撮像素子は、CCD撮像素子に比べ大きさが若干大きくなる反面、CCDよりも高速で撮像することができるという利点を持つ。特にCMOS撮像素子の場合は、240コマ/秒撮影も可能なものもあり、高速度カメラのような撮影を行えるようになってきている。
高速で連写ができると画像に取り込まれる画像総数が多くなるため、デジタルスチルカメラの画像再生モードで再生する際に、1コマずつでの表示ではユーザにとってストレスとなる。そのため連写画像の表示方法としては、その連写画像を連続再生するようにするのが一般的である。
高速で連写したときの画像の表示方法としては、例えば特許文献1や特許文献2では、撮影時のシャッタスピードに応じた速度で表示を行う技術が提案されている。
例えば図1に示すようなミルククラウン現象を高速撮影したとする。ミルククラウン現象とは、ミルク等の少し粘性のある液体において水滴が落ちるなどした場合に王冠状のものが発生する現象である。
このようなミルククラウン現象のような環境を撮影する際は、現象がおきる瞬間を捉えるためにその前後に余裕を持たせて撮影し続けるようにするのが一般的である。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載の技術では、見たい部分である図7の4のミルククラウン現象のおきている周辺も高速秒時で撮影されてしまった場合は、高速表示されてしまうという問題がある。
また低速秒時で撮影した場合でも、ミルククラウンのような表示事態の大半が見たい瞬間以外の画像である場合は、現象がおきる瞬間を見るまで無駄な時間がかかってしまう。なによりミルククラウン現象がおきている部分は通常よりもゆっくりとした速度で表示した方がその現象の確認がしやすくなり、確認したい部分はゆっくり再生し、それ以外は早送りできるような技術が望まれていた。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、画像の連続再生時において所望する部分を容易に確認できる撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明における撮像装置は、連写撮影が可能な撮像装置であって、連写撮影により撮影した画像データを格納する記憶手段と、画像データの1画像毎の表示時間を設定したタイムテーブルを作成するタイムテーブル作成手段を備えタイムテーブル作成手段は、選択された画像を中心としてその前後の画像を対称な時間で、かつ、選択された画像をその他の画像に比べ表示時間が長くなるようタイムテーブルを作成することを特徴とする。
また、本発明における撮像方法は、連写撮影により撮影した画像データを記憶部に記憶するステップと、記憶部に格納された画像データにおける1画像毎の表示時間を設定したタイムテーブルを作成するタイムテーブル作成ステップを備え、タイムテーブル作成ステップは、選択された画像を中心としてその前後の画像を対称な時間で、かつ、選択された画像をその他の画像に比べ表示時間が長くなるようタイムテーブルを作成するステップを含むことを特徴とする。
本発明により、高速連写で撮影した画像の連続再生時に、所望の部分をゆっくりと再生することで、撮影した画像全てを1コマずつ確認しなくても、所望の連写画像を容易に確認することが可能となる。
ミルククラウン現象の説明図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラのシステム構成の概要図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図(その1)である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図(その2)である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図(その3)である。 撮影モード選択画面である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの再生時におけるフローチャート図である。 再生画像の表示例である。 連写表示方法選択画面例(その1)である。 複数画像表示例である。 画像選択時の表示例である。 本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラの機能ブロック図である。 本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラの再生時におけるフローチャート図である。 連写表示方法選択画面例(その2)である。 動き検出エリア選択画面例である。 動き検出の説明図である。 動き検出におけるヒストグラム例である。
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本発明の実施形態における撮像装置の例であるデジタルスチルカメラのシステム構成の概要図である。また、図3から図5は、本発明の実施形態におけるデジタルスチルカメラの外観図である。
図3乃至図5において、カメラの上面には、レリーズスイッチSW1と、モードダイアルSW2と、サブ液晶ディスプレイ(以下、液晶ディスプレイを「LCD」という)1と、が配置されている。
またカメラの正面には、撮影レンズを含む鏡筒ユニット7と、ストロボ発光部3と、光学ファインダ4と、測距ユニット5と、リモコン受光部6と、メモリカード装填室および電池装填室の蓋2と、が配置されている。
カメラの背面には、光学ファインダ4と、AF用LED8と、LCDモニタ10と、ストロボLED9と、電源スイッチ13と、広角方向ズームスイッチSW3と、望遠方向ズームスイッチSW4と、セルフタイマの設定および解除スイッチSW5と、メニュースイッチSW6と、上移動およびストロボセットスイッチSW7と、右移動スイッチSW8と、ディスプレイスイッチSW9と、下移動およびマクロスイッチSW10と、左移動および画像確認スイッチSW11と、OKスイッチSW12と、クイックアクセススイッチSW13と、が配置されている。
また、デジタルスチルカメラ内部のシステム構成は、図2に示すように各部はデジタルスチルカメラプロセッサ104(以下、単に「プロセッサ104」という)によって制御される。
プロセッサ104は、CMOS1信号処理ブロック104−1と、CMOS2信号処理ブロック104−2と、CPUブロック104−3と、ローカルSRAM104−4と、USBブロック104−5と、シリアルブロック104−6と、JPEG・CODECブロック104−7と、RESIZEブロック104−8と、TV信号表示ブロック104−9と、メモリカードコントローラブロック104−10と、を有してなり、これらは相互にバスラインで接続されている。
プロセッサ104の外部には、RAW−RGB画像データと、YUV画像データと、JPEG画像データと、を保存するSDRAM103が配置されていて、プロセッサ104とバスラインによってつながっている。
また、プロセッサ104の外部にはさらにRAM107と、内蔵メモリ120と、制御プログラムが格納されたROM108と、が配置されていて、プロセッサ104とバスラインによってつながっている。
前記鏡筒ユニット7は、ズームレンズ7−1aを有するズーム光学系7−1とフォーカスレンズ7−2aを有するフォーカス光学系7−2と、絞り7−3aを有する絞りユニット7−3と、メカニズムシャッタ7−4aを有するメカシャッタユニット7−4と、を有する。
ズーム光学系7−1、フォーカス光学系7−2、絞りユニット7−3、メカシャッタユニット7−4は、それぞれズームモータ7−1b、フォーカスモータ7−2b、絞りモータ7−3b、メカシャッタモータ7−4bによって駆動されるようになっており、これら各モータは、プロセッサ104のCPUブロック104−3によって制御されるモータドライバ7−5によって動作が制御される。
鏡筒ユニット7は、撮像素子であるCMOS101に被写体像を結ぶ撮影レンズを有している。
CMOS101は、画素を2次元的に配置してなるエリアセンサを構成していて、上記被写体像を画像信号に変換してF/E−IC102に入力する。
F/E−IC102は、CDS102−1と、ADC102−2と、A/D変換部102−3と、を有し、上記画像信号にそれぞれ所定の処理を施し、デジタル信号に変換してプロセッサ104のCMOS1信号処理ブロック104−1に入力する。これらの信号処理動作は、プロセッサ104のCMOS1信号処理ブロック104−1から出力される垂直駆動信号VDと水平駆動信号HDにより、TG102−4を介して制御される。
プロセッサ104のCPUブロック104−3は、音声記録回路115−1による音声記録動作を制御する。音声記録回路115−1は、マイクロホン115−3で変換された音声信号のマイクロホンアンプ115−2による増幅信号を、指令に応じて記録する。
なお、CPUブロック104−3は、音声再生回路116−1の動作も制御する。音声再生回路116−1は、指令により、適宜のメモリに記録されている音声信号を再生してオーディオアンプ116−2に入力し、スピーカー116−3から音声を出力するように構成されている。
CPUブロック104−3はまた、ストロボ回路114の動作を制御することによってストロボ発光部3から照明光を発光させるようになっている。また、CPUブロック104−3は測距ユニット5の動作も制御する。
CPUブロック104−3は、プロセッサ104の外部に配置されたサブCPU109とつながっていて、サブCPU109はLCDドライバ111を介してサブLCD1による表示を制御する。サブCPU109はさらに、AFLED8、ストロボLED9、リモコン受光部6、前記スイッチSW1〜SW13からなる操作キーユニット、ブザー113とつながっている。
USBブロック104−5は、USBコネクタ122につながっており、シリアルブロック104−6は、シリアルドライバ回路123−1を介してRS−232Cコネクタにつながっている。
TV表示ブロック104−9は、LCDドライバ117を介してLCDモニタ10につながっており、また、ビデオアンプ118を介してビデオジャック119につながっている。
メモリカードコントローラブロック104−10は、メモリカードスロット121の、カード接点との接点につながっている。
次に、従来のデジタルスチルカメラの動作を概略的に説明する。
図2に示すモードダイアルSW2を記録モードに設定すると、カメラが記録モードで起動する。モードダイアルSW2の設定は、図3における操作部に含まれるモードスイッチの状態が記録モードONになったことをCPUが検知し、CPUがモータドライバ7−5を制御して、鏡胴ユニット7を撮影可能な位置に移動させることによって行われる。
さらにCMOS101、F/E−IC102、LCDディスプレイ10等の各部に電源を投入して動作を開始させる。各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。
ファインダモードでは、レンズを通して撮像素子(CMOS101)に入射した光は、電気信号に変換され、アナログのR,G,B信号としてCDS回路102−1、A/D変換器102−3に送られる。
A/D変換器102−3でデジタル信号に変換されたそれぞれの信号は、デジタル信号処理IC(SDRAM103)内のYUV変換部でYUV信号に変換され、メモリコントローラによってフレームメモリに書き込まれる。
YUV信号は、メモリコントローラに読み出され、TV信号表示ブロック104−9を介してTVやLCDモニタ10へ送られ、画像が表示される。この処理が1/30秒間隔で行われ、1/30秒ごとに更新されるファインダモードの表示となる。
静止画記録に関しては、レリーズSW1が押されたことを検知すると、F/E−IC102とCMOS101に静止画記録のための露光用設定を行い、露光完了と同時にメカシャッタを駆動してシャッタを閉じる。
CPUブロック104−3は、露光完了直前にCMOS101に静止画取り込み用の設定を行い、露光完了とともにCMOS101からのデータの取り込みを行う。
CMOS101を介してSDRAMに取り込まれた「RAW−RGB画像データ」は、ファインダモード時と同様にデジタル信号処理IC(SDRAM103)のYUV変換部でYUV信号としてSDRAMへ書き戻される。
YUV信号は、JPEGコーデックユニットに読み出されてJPEG圧縮が行われ、SDRAM103へ書き戻され、所定のヘッダ情報付加がなされた後に、DOS等の所定の書式にしたがってメモリカードへ保存される。
モードダイアルSW2が記録モードの場合に、メニュースイッチSW6が押されると図6のように連写・単写モードのいずれかを選択することが可能となる。連写モードに関しては、レリーズSW1が押されている間は、上記の静止画記録の流れを繰り返し行い、レリーズSW1が離される連写終了まではSDRAM上に溜め込まれる。連写終了時では、それぞれの画像にヘッダ情報追加して付加し、メモリカードに保存する。
なお、ヘッダ情報には連写モードの際には、
(1).画像の総枚数
(2).その画像が何枚目かを示す画像番号
(3).連写画像か否かを判別するフラグ
を追加する。
画像再生に関しては、モードダイアルSW2が再生モードであった場合に実行される。再生は、メモリカードに保存されている画像をSDRAM103上に展開し、その後デジタル信号処理IC(SDRAM103)内のYUV変換部でYUV信号に変換され、メモリコントローラによってフレームメモリに書き込まれる。このYUV信号はメモリコントローラに読み出され、TV信号表示ブロック104−9を介して、TVやLCDモニタ10へ送られ、画像が表示される。
(実施形態1)
図7は、本発明の実施形態におけるデジタルカメラの機能ブロック図である。本デジタルスチルカメラは、撮像部101と、記憶部102と、タイムテーブル作成部103と、再生部104と、を有して構成される。
記憶部102は、撮像部101にて撮像された被写体の画像データを格納する。その際、(1).画像の総枚数、(2).その画像が何枚目かを示す画像番号、(3).連写画像か否かを判別するフラグが各画像データに関連付けられて格納されている。
タイムテーブル作成部103は、ユーザの所望する画像データ付近がゆっくりと再生されるように、連続再生時における各画像の表示時間を算出してタイムテーブルを作成する。
再生部104は、タイムテーブル作成部103にて作成されたタイムテーブルを参照して連続再生を行う。また、ユーザに所望の画像データを選択させる場合には、複数の画像データを一覧表示する。
本発明の第1の実施形態に係るデジタルカメラの動作について図8に示す画像再生時に関する全体のフローチャートを参照に詳細に説明する。
まず、モードダイアルSW2が再生モードであった場合は、図9のようにLCD上に再生画像が表示される(ステップS81)。
ここでメニューボタンSW6が押された場合(ステップS82)、現在表示されている画像が連写画像のうちの1枚であった場合は、図10右上で示されるような連写画像メニュー表示がされる(ステップS83)。この判別には画像のヘッダ情報にある「(3).連写画像か否かを判別するフラグ」をみて判断される。連写画像である場合は、このフラグが立った状態になっている。連写画像メニューには「連続表示」、「スロー選択」、「戻る」の3つの項目が表示される。
ここで、「スロー選択」が選択された場合(ステップS84)、図11のように複数コマ再生表示に切り替わる。なお、このときの画像は連写画像と判断された画像のみを表示する。上下左右スイッチ(SW7,8,10,11)を押すことによって、画像を選択することができ、図12のようにマークが表示されるようになるため、どこの画像をスロー表示するかを選択することが可能である(ステップS85)。
図12では7枚目の部分が選択されている状態で、OKスイッチSW9が押される(ステップS86)と、7枚目が選択される。次に、7枚目をスロー再生するようなタイムテーブルを作成する処理を行う(ステップS87)。
以下に示す表1がこのときのタイムテーブルである。ここでは選択された7枚目は1秒間表示するようにしてあり、それ以外に関しては1秒より速い速度に設定している。一般的にTVモニタ等では30フレーム毎秒で表示されているため、ここでは最速速度を0.033秒(1/30秒)とした。
Figure 0005544917
また、先の連写画像メニュー表示状態で、「スロー選択」ではなく「連続表示」を選択した場合は(ステップS89)、タイムテーブル処理において、表2のように連写画像が連写1枚目から等間隔(ここでは0.033秒)の時間となるようにタイムテーブルを作成する。
Figure 0005544917
「スロー選択」、「連続表示」どちらも選択せず「戻る」を選択した場合は、再生画像表示処理(ステップS81)に戻る。
ステップS87のタイムテーブル作成処理で作成したタイムテーブルにしたがって、連写画像再生処理を行う(ステップS88)。再生時はヘッダ情報のなかから、「(2).その画像が何枚目かを示す画像番号」を見ていき、その番号が小さいものから順にタイムテーブルに従って表示するような処理を行う。
なお、連続再生は、連写画像に限ることはなく、例えば撮影された順番に連続的に再生し、また、選択された画像付近でゆっくりと表示するようにしても良い。
(実施形態2)
図13は、本発明の実施形態におけるデジタルカメラの機能ブロック図である。本デジタルスチルカメラは、撮像部101と、記憶部102と、タイムテーブル作成部103と、再生部104と、さらに動き検出部105と、を有して構成される。
動き検出部105は、指定された動き検出エリアにおける画像の変化から、該画像の動きを検出する。このとき検出された動きがユーザにわかるように(例えば、動きの検出結果が大きい場合に表示速度を遅くする)タイムテーブル作成部103は、タイムテーブルを作成する。
次に、本発明の第2の実施形態に係るデジタルカメラの動作について、図14に示す画像再生時に関する全体のフローチャートを参照に詳細に説明する。
モードダイアルSW2が再生モードで合った場合、図9に示すようにLCD上に再生画像が表示される(ステップS141)。
ここでメニューボタンSW6が押された場合(ステップS142)に、現在表示されている画像が連写画像のうちの1枚であった場合は、図15のように連写画像メニュー表示(ステップS143)される。この判別には画像のヘッダ情報にある「(3).連写画像か否かを判別するフラグ」をみて判断される。連写画像である場合は、このフラグが立った状態になっている。メニューには「動き再生」、「連続表示」、「スロー選択」、「戻る」の4つの項目が表示される。
「動き再生」が選択された場合(ステップS144)、動き検出エリア選択画面処理(ステップS145)を行う。動き検出エリア選択画面処理は、図16のように動き検出を行うエリアを上下左右スイッチ(SW7,8,10,11)を押すことで、エリアの座標を移動することができる。エリアの選択はOKスイッチSW12が押されるまで継続する。
エリア選択が終わり、OKスイッチSW12が押される(ステップS146)と、画面間の動き検出処理を始める(ステップS147)。動き検出に関しては方法が多様にあり、そのどれかに限定するものではないが、ここではヒストグラムの差分をとる手法を用いる。
今、図17のような(a)〜(f)の連写画像があったとする。ここでは図17の(a)〜(f)の画像における検出エリアに対して、図18のようにヒストグラムをとり、そのヒストグラムの一致度を連写開始画像である図17(a)と、それ以降の画像(図17(b)〜(f))とで比較し、その差分によって表示時間を決定する。例えば図18(a)の状態から図18(b)の状態になるような場合は差分が大きいと判断する。
動き検出結果を基にタイムテーブルの作成を行う(ステップS148)。ここでは各表示時間に関しては、連写画像全体(図17(b)〜(f))において、ヒストグラムの差分をとり、その差分がもっと大きいものを1秒、小さいものを0.033秒(1/30秒)とし、他の画像は差分の大きさに応じてその間で設定される。表3がそのようにして作成したミルククラウン現象の場合のタイムテーブルである。
Figure 0005544917
また、先の連写画像メニュー表示において「スロー選択」が選択された場合(ステップS90)、図11のように複数コマ再生表示に切り替わる。このときの画像は連写画像と判断された画像のみを表示する。
このとき上下左右スイッチ(SW7,8,10,11)を押すことによって、画像を選択することができ、図12のようにマークが表示されるようになるため、どこの画像をスロー表示するかを選択することが可能である(ステップS151)。図12では7枚目の部分が選択されている状態で、OKスイッチSW9が押される(ステップS152)と、7枚目が選択される。
次に、この7枚目をスロー再生するようなタイムテーブルを作成する処理を行う(ステップS148)。表1がこのときのタイムテーブルである。ここでは選択された7枚目は1秒間表示するようにしてあり、それ以外に関しては1秒より速い速度に設定している。一般的にTVモニタ等では30フレーム毎秒で表示されているため、ここでは最速速度を0.033秒(1/30秒)とした。
また、先の連写画像メニュー表示状態で、「スロー選択」ではなく「連続表示」を選択した場合(ステップS153)は、タイムテーブル処理において、表2のように連写画像が連写1枚目から等間隔(ここでは0.033秒)の時間となるようにタイムテーブルを作成する。
「スロー選択」、「連続表示」どちらも選択せず「戻る」を選択した場合は、再生画像表示処理(ステップS141)に戻る。
ステップS88におけるタイムテーブル作成処理で作成したタイムテーブルにしたがって、連写画像再生処理を行う(ステップS149)。再生時はヘッダ情報のなかから、「(2).その画像が何枚目かを示す画像番号」を見ていき、その番号が小さいものから順にタイムテーブルに従って表示するような処理を行う。
なお、上記実施形態において「スロー選択」時に1画像を選択していたが、1画像選択ではなく、2画像以上選択できるようにしておくことで、より再生時の使い勝手を向上させることが可能である。
また、実施形態2では動き検知時にヒストグラムをとり、その差分を用いることで動きを検出したが、この限りではなくもっと厳密な演算、例えばオプティカルフローによる動きベクトル検出手法等、より正確なものを用いるとさらに好ましい。また、エリアを選択しなくとも、全体の動きから判断するよう構成しても良い。
本発明の実施形態によれば、高速連写で撮影した画像の表示の際に、確認したい部分に関してはゆっくり再生し、それ以外は早送りすることが可能となり、大量に撮影した画像を1コマずつ確認しなくても、容易に連写画像を確認することが可能になる。
以上、実施の形態を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら実施の形態や具体例に様々な修正および変更が可能である。
101 撮像部
102 記憶部
103 タイムテーブル作成部
104 再生部
105 動き検出部
特開2005−176246号公報 特開平05−224287号公報

Claims (2)

  1. 連写撮影が可能な撮像装置であって、
    前記連写撮影により撮影した画像データを格納する記憶手段と、
    前記画像データの1画像毎の表示時間を設定したタイムテーブルを作成するタイムテーブル作成手段を備え、
    前記タイムテーブル作成手段は、選択された画像を中心としてその前後の画像を対称な時間で、かつ、前記選択された画像をその他の画像に比べ表示時間が長くなるようタイムテーブルを作成することを特徴とする撮像装置。
  2. 連写撮影により撮影した画像データを記憶部に記憶するステップと、
    前記記憶部に格納された画像データにおける1画像毎の表示時間を設定したタイムテーブルを作成するタイムテーブル作成ステップを備え、
    前記タイムテーブル作成ステップは、選択された画像を中心としてその前後の画像を対称な時間で、かつ、前記選択された画像をその他の画像に比べ表示時間が長くなるようタイムテーブルを作成するステップを含むことを特徴とする撮像方法。
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