JP6720721B2 - 画像データ取得システム - Google Patents

Description

本発明は、前段処理回路および後段処理回路を通して画像データを取得する画像データ取得システムに関する。

デジタルカメラでは、画像データは撮像ユニットからシリアル通信を通してプロセッサに転送されるのが一般的である。また、最近ではプロセッサの前段にプリプロセッサを配置し、ここで画像データに対してノイズ低減処理等を行った後、メインとなるプロセッサへ画像データを転送することで、メインプロセッサの回路規模を削減する構成が知られている。例えば、汎用性の高いカメラシステムを実現する目的で、高ピクセルレートの場合、プリプロセッサでピクセルレートを低減した後、メインプロセッサに画像データを転送するカメラシステムも提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１９７６０８号公報

しかし、従来のカメラシステムでは、メインプロセッサが画像データの受信を完了した段階で、メインプロセッサから撮像ユニットに次の画像を撮像するための通信を行っていることから、プリプロセッサの処理において遅延が生じ、メインプロセッサの画像データの入力が遅れると、メインプロセッサから撮像ユニットへの通信に遅延が生じ、結果として次の画像の撮像が遅れてしまう。これは特に連続撮影を行う場合に問題となる。

本発明は、プリプロセッサを介して効率的に撮影画像データをメインプロセッサにまで転送する画像データ取得システムを提供することを目的としている。

本発明の画像データ取得システムは、撮像ユニットから入力される画像データに対して所定の信号処理を施すプリプロセッサと、プリプロセッサから画像データを入力するメインプロセッサと、プリプロセッサにおける画像データの入力が完了したことをメインプロセッサに通知する画像データ入力完了通知手段とを備え、メインプロセッサが、この通知に基づき撮像ユニットとの間の通信を行うことを特徴としている。

上記通知を受信するとメインプロセッサにおける画像データの入力の完了を待たずに、メインプロセッサが次の画像の読み出しのための指示を撮像ユニットへ送信する。

本願発明のデジタルカメラは、上記何れかの画像データ取得システムが搭載されたことを特徴としている。

本発明によれば、プリプロセッサを介して効率的に撮影画像データをメインプロセッサにまで転送する画像データ取得システムを提供することができる。

本発明の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 撮像ユニット、メインプロセッサとの間に接続されるプリプロセッサの構成を示すブロック図である。 撮像ユニット、プリプロセッサ、メインプロセッサにおける画像データの取得および転送のタイミングを示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である画像データ取得システムが搭載されたデジタルカメラの構成を示すブロックである。

デジタルカメラ１００は、レンズ部１０１、シャッタ１０２を通して入射した光を撮像ユニット１０３の撮像素子（不図示）に結像させて被写体の画像を撮像する。撮像ユニット１０３は、撮像素子から読み出した画像データをプリプロセッサ１０４に出力し、プリプロセッサ１０４に入力された画像データは、ノイズリダクション処理などの所定の処理を施された後、メインプロセッサ１０７へと出力される。メインプロセッサ１０７は、プレプロセッサ１０４から入力された画像データを揮発性のメモリ１０６に一時的に保持し、所定の画像処理を施した後、必要に応じて不揮発性の外部メモリ１０８に保存する。

デジタルカメラ１００の全体の制御はメインプロセッサ１０７によって行われ、各構成部には、電源制御部１０５から電力が供給される。例えばメインプロセッサ１０７は、ＡＦ処理においてレンズ部１０１の駆動を制御し、ＡＥ処理においてシャッタ１０２の駆動を制御する。また、撮像素子からの画像データの読み出しなど、撮像ユニット１０３の駆動もメインプロセッサ１０７からの制御信号に基づき実行される。更に、メインプロセッサ１０７は、プリプロセッサ１０４の駆動も制御する。

図２は、撮像ユニット１０３、メインプロセッサ１０７との間に接続されるプリプロセッサ１０４の構成を示すブロック図である。

撮像ユニット１０３からプリプロセッサ１０４には、センサＩ／Ｆ２１１を通して画像データが入力される。プリプロセッサ１０４に入力された画像データはオプティカル（ＯＢ）検波部２１２にてオプティカルブラック（ＯＢ）信号の検波を行う。オプティカルブラック（ＯＢ）減算部２１３では、オプティカルブラック検波部２１２において検波した結果に基づき画像データに対しオフセットをかけ黒レベルを調節する。ゲイン部２１４では、黒レベルを調節した画像データに対し、所定のデジタルゲインを掛け、画像データのレベルを調節する。

黒レベル、ゲイン調節が施された画像データに対しては、欠陥補正部２１６において欠陥画素の補正を行い、ノイズリダクション部２１６においてノイズリダクション処理を画像データに対して行い画像データのノイズレベルを低減する。ノイズレベルが低減された画像データは、センサＩ／Ｆ２１７を通してメインプロセッサ１０７に転送される。

撮像ユニット１０３の駆動に必要な同期信号はプリプロセッサ１０４のＰＷＭ２１８で生成され、撮像ユニット１０３に出力される。一方、プリプロセッサ１０４の動作に必要なパラメータは、メインプロセッサ１０７からプリプロセッサ１０４のレジスタ２２０に予めシリアル通信を通して出力されレジスタ２２０に設定される。また、プリプロセッサ１０４において、撮像ユニット１０３からの画像データの受信が完了すると、そのタイミングでＨＳポート２１９から画像データの受信が完了したことを通知する画像データ入力完了通知信号をメインプロセッサ１０７へと出力する。メインプロセッサ１０７は、プリプロセッサ１０４から画像データ入力完了通知信号を受信すると、撮像ユニット１０３に対して次の画像を撮像するための制御パラメータをメインプロセッサ１０７のレジスタ（不図示）を通して送信する。

次に図３のタイミングチャートを参照して、連続撮影時における撮像ユニット１０３、プリプロセッサ１０４、メインプロセッサ１０７の間の各種データの転送シーケンスについて説明する。

図３（ａ）は、プリプロセッサ１０４からメインプロセッサ１０７への画像データ入力完了通知を行わない従来の構成における各種データの転送シーケンスを示す。撮像ユニット１０３における画像の撮像は、メインプロセッサ１０７からレジスタ通信を介して制御信号（パラメータ）Ｓを受信することにより開始される。制御信号Ｓは、連続撮影開始時と、メインプロセッサ１０７において各撮影における画像データの受信を完了すると撮像ユニット１０３に出力される。

連続撮影開始により制御信号Ｓが、制御信号４０１として撮像ユニット１０３に送信されると、１枚目の撮影画像の画像データ４１１が取得され、略同時に画像データ４１１は、センサＩ／Ｆ２１１を通してプリプロセッサ１０４へ転送される。１枚目の撮影画像の画像データ４１１は、プリプロセッサ１０４において画像データ４２１として保持され、図２に示したＯＢ検波、ＯＢ減算、ゲイン補正、欠陥画素補正、ノイズリダクションなどの処理が施される。各処理が施された画像データ４２１は、センサＩ／Ｆ２１７を通してメインプロセッサ１０７に転送され、メインプロセッサ１０７において１枚目の撮影画像の画像データ４３１として保持される。

図３（ａ）に示されるように、プリプロセッサ１０４における画像データ４２１の受信完了は、撮像ユニット１０３における画像データ４１１の取得終了に略一致する。しかし、プリプロセッサ１０４における処理にΔｔの時間が掛かると、画像データ４２１のメインプロセッサ１０７への転送にも略Δｔの時間の遅延が生じる。したがって、メインプロセッサ１０７において画像データ４３１の受信が完了（４４１）するのは、撮像ユニット１０３における画像データ４１１の取り込みが完了した時点よりも少なくともΔｔ時間分遅延し、メインプロセッサ１０７から撮像ユニット１０３へと出力される２枚目の撮影画像の画像データ４１２を取得するための制御信号Ｓは、少なくともΔｔ時間以上遅延して撮影ユニット１０３において制御信号４０２として受信される。

しかし、撮像ユニット１０３では、１枚目の撮影画像の画像データ４１１の取得が完了した直後から、２枚目の撮影画像の画像データ４１２の取得が可能であり、遅延時間Δｔ分が無駄になる。したがって本実施形態では、プリプロセッサ１０４からメインプロセッサ１０７へ画像データ入力完了通知を行い、図３（ｂ）に示されるように、撮像ユニット１０３における次の撮影画像の画像データの取得に遅延が生じないようにする。

すなわち、連続撮影開始により制御信号Ｓが、制御信号５０１として撮像ユニット１０３に送信されると、１枚目の撮影画像の画像データ５１１が取得され、略同時に画像データ５１１は、センサＩ／Ｆ２１１を通してプリプロセッサ１０４へ転送される。１枚目の撮影画像の画像データ５１１は、プリプロセッサ１０４において画像データ５２１として保持され、順次図２に示したＯＢ検波、ＯＢ減算、ゲイン補正、欠陥画素補正、ノイズリダクションなどの処理が施される。各処理が施された画像データ５２１は、センサＩ／Ｆ２１７を通してメインプロセッサ１０７に順次転送され、メインプロセッサ１０７において１枚目の撮影画像の画像データ５３１として保持される。また、プリプロセッサ１０４において画像データ５２１の取り込みが完了すると、プリプロセッサ１０４は、ＨＳポート２１９から画像データ入力完了通知信号５４１をメインプロセッサ１０７へ出力する。

メインプロセッサ１０７は、プリプロセッサ１０４から画像データ入力完了通知信号５４１を受信すると、画像データ５３１の取り込みと並行して、直ちに２枚目の撮影画像の画像データ５１２を取得するための制御信号Ｓを撮像ユニット１０３へと出力する。制御信号Ｓが、撮像ユニット１０３で信号５０２として受信されると、直ちに２枚目の画像の画像データ５１２の取得が開始され、略同時にプリプロセッサ１０４へ順次画像データ５２２として転送され、各種処理を施された後、メインプロセッサ１０７へ画像データ５３２として転送される。以後、３枚目の撮影画像に関しても同様に画像データの取得、転送が行われる。

以上のように、本実施形態では、プリプロセッサにおいて画像データの入力が完了したことをメインプロセッサへ通知する構成を設けたことで、プリプロセッサが撮像ユニットからの画像データの入力を完了した時点で、メインプロセッサが撮像ユニットに次の画像の撮像を指示できる。これにより撮像ユニットにおいて効率的に連続撮影を行うことができる。

なお、本実施形態は、一眼レフのデジタルカメラやミラーレスのデジタルカメラ、コンパクトカメラ、あるいはカメラ機能を備えたその他の電子機器に適用することもできる。また、本実施形態では、プリプロセッサは画像データに対してノイズリダクション処理を行ったが、その他の処理であってもよい。

１００ デジタルカメラ
１０１ レンズ部
１０３ 撮像ユニット
１０４ プリプロセッサ
１０７ メインプロセッサ
２１９ ＨＳポート

Claims (3)

1. 撮像ユニットから入力される画像データに対して所定の信号処理を施すプリプロセッサと、
   前記プリプロセッサから前記所定の信号処理を施された画像データを入力するメインプロセッサと、
   前記プリプロセッサにおける前記撮像ユニットからの前記画像データの入力が完了したタイミングで、前記画像データの入力が完了したことを前記メインプロセッサに通知する画像データ入力完了通知手段とを備え、
   前記メインプロセッサが、前記通知に基づき前記撮像ユニットとの間の通信を行う
   ことを特徴とする画像データ取得システム。
2. 前記通知を受信すると前記メインプロセッサにおける前記画像データの入力の完了を待たずに、前記メインプロセッサが次の画像の読み出しのための指示を前記撮像ユニットへ送信することを特徴とする請求項１に記載の画像データ取得システム。
3. 請求項１〜２の何れか一項に記載の画像データ取得システムが搭載されることを特徴とするデジタルカメラ。
   

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