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JP4123352B2 - 動画撮像装置及び動画再生装置 - Google Patents

動画撮像装置及び動画再生装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画撮像装置及び動画再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
静止画撮像において、オートブラケットという手法が以前より行われている。これは、1回の撮影指示(シャッターボタンの押し下げ)で、露出条件を段階的に変化させながら、複数枚の写真を連続して撮像する方法である。
【0003】
これによって、同じシーンで少しずつ露出条件を変えた撮影が自動的に行われるため、撮影後写真の仕上がり具合を見て、最も撮影者の意図を反映した露出条件の写真を選択することができる。
【0004】
特開平5−303130号公報には、段階的に露出補正をかけて所定枚数の撮像を行う装置において、撮影枚数と露出補正量とで決まる露出値のシフト範囲と、露出上限値と露出下限値とで決まる有効露出範囲と比較し、シフト範囲の各露出値のうち露出上限値を越える露出値を露出上限値を含む所定範囲内に変更し、かつシフト範囲の各露出値のうち露出下限値を下回る露出値を露出下限値を含む所定範囲内に変更するようにしたオートブラケット撮影装置が開示されている。
【0005】
特開平8−262524号公報には、レリーズボタンの第1のストローク操作ごとに測光値を得て、測光値のうち第1と第2の測光値間でオートブラケットを行わせるオートブラケット装置が開示されている。
【0006】
さて、動画撮像においても、撮像時に設定される露光条件が適切でないと、露出オーバーや、露出アンダーの動画が撮像される可能性がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
かかる点に鑑み、本発明は、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択することのできる動画撮像装置を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、同じ被写体に対して露出条件を変えて動画撮像を行うオートブラケッティング撮像が可能な動画撮像装置であって、それぞれ露出条件が異なるm(mは2以上の整数)種類の露出条件を準備し、1秒間にn×m(nは2以上の整数)フレームのフレームレートで撮像する撮像手段と、その撮像手段における露出条件を設定する際に、m種類の露出条件を1フレームごとに所定の順番で順次切り換えて設定する露出制御手段とを備える動画撮像装置である。
【0009】
第2の発明は、第1の発明の動画撮像装置において、1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、m種類の露出条件ごとに1秒間にnフレームのフレームレートの動画として独立したm個の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有する動画撮像装置である。
【0010】
第3の発明は、第1の発明の動画撮像装置において、1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、撮像した時系列順に1つの第1の動画ファイルとして記録媒体に記録すると共に、m種類の露出条件に関する情報を第1の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有する動画撮像装置である。
【0011】
第4の発明は、第3の発明の動画撮像装置における、記録媒体に第1の動画ファイルとして記録されたフレーム画像を再生する動画再生装置であって、m種類の露出条件に関する情報に基づいて、記録媒体に第1の動画ファイルとして記録されているフレーム画像を、露出条件の数(m)分の1に間引き出力する間引き手段と、間引き出力されたフレーム画像を、1秒間にnフレームのフレームレートで出力するフレームレート変換手段とを備えた動画再生装置である。
【0012】
第5の発明は、第4の発明の動画再生装置において、フレームレート変換手段から出力されるフレーム画像を、そのフレーム画像に対応する露出条件に関する情報と関連付けて、第1の動画ファイルとは別の第2の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有する動画再生装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態の動画撮像装置及び動画再生装置を適用した撮像装置の一例を詳細に説明する。先ず、図2を参照して、撮像装置の一例を説明する。この撮像装置は、単写や連写の静止画情報及び動画情報をメモリカード42に記憶するようにしたデジタルカメラであり、カメラ全体の動作は、中央処理装置(CPU)24によって統括制御されている。
【0014】
デジタルカメラの操作部26は、電源スイッチ、シャッターボタン、撮影モードと再生モードとを切り換えるためのモード切り換えスイッチ、ズームやコマ送り等の各種の指令信号を出力するマルチファンクションの十字キー等を含む。この操作部26からの各種の操作信号は、CPU24に加えられるようになっている。尚、このデジタルカメラは、シャッターボタンをONするごとに静止画を撮影する通常の撮影モード(静止画撮影モード)の他に、シャッターボタンがONされている間、所定のインターバルで連続的に撮影を行う連写モード及び動画撮影モードがあり、これらのモードは操作部26での操作によって適宜選択できるようになっている。
【0015】
通常の撮影モード時にシャッターボタンがONされると、被写体を示す画像光は、フォーカスレンズを含むレンズ光学系10及び絞り12を介して撮像素子(CCD)14の受光面に結像される。CCD14に蓄積された信号電荷は、CCDドライバ16から加えられる転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、CCD14は、シャッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間(シャッタースピード)を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。
【0016】
このCCD14から順次読み出された電圧信号は、アナログ処理部18に加えられる。アナログ処理部18は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、相関二重サンプリング(CDS)処理並びにR,G,Bの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整(プリホワイトバランス処理)が行われる。アナログ処理部18から出力された信号は、A/D変換器20によりデジタル信号(以下、「CCDRAWデータ」という)に変換された後、SDRAMなどの一時記憶装置32に記憶される。
【0017】
一時記憶装置32は、例えば、最大5コマの高速連写ができるように、5枚分のCCDRAWデータを一時記憶可能な記憶容量を有している。又、一時記憶装置32は、動画撮像時に所定のフレーム数のCCDRAWデータを一時記憶可能な記憶容量を有している。尚、一時記憶装置32の記憶容量はこれらに限定されない。また、タイミングジェネレータ(TG)22は、CPU24の指令に従ってCCDドライバ16、アナログ処理部18及びA/D変換器20に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【0018】
ROM34には、予め、単写や連写や動画撮影、画像処理等のプログラムや調整値などが記憶されており、これらのプログラムや調整値は適宜読み出される。
【0019】
信号処理部36は、図示を省略するも、R、G、B信号のゲインを調整してホワイトバランス(WB)補正を行うWBゲイン部と、WB補正された各R、G、B信号に対して所定のガンマ特性が記憶されたROMテーブルにしたがってガンマ補正するガンマ補正部と、CCD14のカラーフィルタ配列に対応した色補間処理を行う色補間処理部と、輝度データY及び色差データCr 、Cb の生成処理(YC変換)を行うYC処理部と、輝度データYにアパーチャ信号を付加して輪郭強調を行う輪郭強調部と、平滑化処理、メディアンフィルタ処理などのノイズ低減処理を行うノイズ低減処理部と、色差データCr 、Cb のゲインを増減する彩度強調部とを有しており、一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータに対して各処理部で順次信号処理を行う。
【0020】
信号処理部36で処理された画像データは、ビデオエンコーダ28においてエンコーディングされ、カメラ背面に設けられている液晶モニタ(LCD)30に出力され、これにより被写体像がLCD30の表示画面上に表示される。
【0021】
また、一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータは、信号処理部36で処理された画像データ(YCデータ)に書き換えられ、この一時記憶装置32に記憶されたYCデータは、図示を省略した圧縮伸長処理部に出力され、JPEG (joint photgraphic experts group)又はMotion JPEG などの所定の圧縮処理が実行され、再び一時記憶装置32に記憶される。メディアコントローラ38は、一時記憶装置32に一時記憶された圧縮データをカードインターフェース40を介してメモリカード42に記録する。
【0022】
次に、図2のブロック図及び図1のタイミングチャートを参照して、動画撮像の動作を説明する。図1A及びBは共に、例えば、1秒間に10コマの動画撮像を行うようにした場合である。
【0023】
この動画撮像装置は、2種類の動画撮像モードが設けられ、その一つは通常の動画撮像モードであり、もう一つはオートブラケッティング動画撮像モードである。これらの2つの動画撮像モードは、図示を省略するも、デジタルカメラの筐体に取り付けられた動画モード切り換えボタン、切り換えレバー等の操作によって切り換えられる。
【0024】
図1Aの通常の動画撮像モードについで説明する。それぞれ100msecの各コマの当初において、フォーカスレンズを含むレンズ光学系10及び絞り12を介して撮像素子(CCD)14の受光面に、被写体を示す画像光が結像され、例えば、8msecの露光時間にわたって、信号電荷がCCD14に蓄積され(EXP1)、そのCCD14に蓄積された信号電荷は、その後の92msecの非蓄積時間内に、CCDドライバ16から加えられる転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出され、アナログ処理部18を通じて、A/D変換器20に供給されてCCDRAWデータに変換された後、一時記憶装置32に記憶され、このようにして、動画の撮像期間中、毎秒10コマのCCDRAWデータが一時記憶装置32に保存される。
【0025】
動画の撮像後、一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータは、信号処理部36で処理された画像データ(YCデータ)に書き換えられ、この一時記憶装置32に記憶されたYCデータは、図示を省略した圧縮伸長処理部に出力され、Motion JPEG の動画圧縮処理が実行され、再び一時記憶装置32に記憶される。メディアコントローラ38は、一時記憶装置32に一時記憶された圧縮データを、メモリカード42に動画ファイルとして保存する。
【0026】
次に、オートブラケッティング動画撮像モードについて、図2及び図3のブロック図並びに図1Bのタイミングチャートを参照して説明する。このオートブラケッティング動画撮像モードでは、それぞれ露出条件が異なるm(mは2以上の整数)種類の露出条件、ここでは2種類の露光時間、例えば、8msec及び4msecを準備する。そして、CCD14によって、1秒間にn×m(nは2以上の整数)フレーム、即ち、10×2=20フレームのフレームレートで撮像する。この2種類の露光時間8msec及び4msecの1フレーム毎の繰り返しは、CPU24の露出制御手段24EC(図3参照)によるCCD14の1フレーム毎の蓄積時間8msec及び4msecの繰り返し制御によって実現される。各コマは、当初の8msecの蓄積時間、その後の4msecの非蓄積時間、その後の4msecの蓄積時間及びその後の84msecの非蓄積時間が繰り返される。
【0027】
それぞれ100msecの各コマの当初において、フォーカスレンズを含むレンズ光学系10及び絞り12を介して撮像素子(CCD)14の受光面に、被写体を示す画像光が結像され、第1の露光時間、即ち、例えば、8msecの露光時間にわたって、信号電荷がCCD14に蓄積され(EXP1)、そのCCD14に蓄積された信号電荷は、その後の4msecの非蓄積期間内にCCDドライバ16から加えられる転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出され、アナログ処理部18を通じて、A/D変換器20に供給されてデジタル信号(CCDRAWデータ)に変換された後、一時記憶装置32に記憶され、このようにして動画の期間中、毎秒10コマのCCDRAWデータが一時記憶装置32に保存される。
【0028】
動画の撮像終了後、一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータは、信号処理部36で処理された画像データ(YCデータ)に書き換えられ、この一時記憶装置32に記憶されたYCデータは、図示を省略した圧縮伸長処理部に出力され、Motion JPEG 等の動画圧縮処理が実行され、再び一時記憶装置32に記憶される。メディアコントローラ38は、一時記憶装置32に一時記憶された圧縮データを、メモリカード42に第1の動画ファイル42a(図3参照)として、露出条件、即ち、8msecの露光時間(蓄積時間)と共に、保存する。
【0029】
更に、それぞれ100msecの各コマの4msecの非蓄積時間の後において、フォーカスレンズを含むレンズ光学系10及び絞り12を介して撮像素子(CCD)14の受光面に、被写体を示す画像光が結像され、第2の露光時間、即ち、例えば、4msecの露光時間にわたって、信号電荷がCCD14に蓄積され(EXP2)、そのCCD14に蓄積された信号電荷は、その後の84msecの非蓄積時間内に、CCDドライバ16から加えられる転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出され、アナログ処理部18を通じて、A/D変換器20に供給されてデジタル信号(CCDRAWデータ)に変換された後、一時記憶装置32に記憶され、このようにして、動画の撮像期間中、毎秒10コマのCCDRAWデータが一時記憶装置32に保存される。
【0030】
動画の撮像後、一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータは、信号処理部36で処理された画像データ(YCデータ)に書き換えられ、この一時記憶装置32に記憶されたYCデータは、図示を省略した圧縮伸長処理部に出力され、Motion JPEG 等の動画圧縮処理が実行され、再び一時記憶装置32に記憶される。メディアコントローラ38は、一時記憶装置32に一時記憶された圧縮データをメモリカード42に第2の動画ファイル42b(図3参照)として、露出条件、即ち、4msecの露光時間(蓄積時間)及び露出条件の数である2と共に保存する。
【0031】
このようにして、メモリカード42に第1及び第2の動画ファイル42a、42bとして保存された、それぞれ露光時間が8msec及び4msecの画像データは、それぞれ選択的に読み出され、それぞれ伸長処理された後、個別にLCD30に供給して、それぞれ第1及び第2の動画を個別に映出せしめ、露光時間が適切な方の動画フレームを選択する。
【0032】
次に、図2及び図4のブロック図及び図1Bのタイミングチャートを参照して、オートブラケッティング動画撮像モードの変形例を説明する。一時記憶装置32に記憶されたCCDRAWデータは、信号処理部36で処理された画像データ(YCデータ)に書き換えられ、この一時記憶装置32に記憶されたYCデータは、図示を省略した圧縮伸長処理部に出力され、Motion JPEG 等の動画圧縮処理が実行され、再び一時記憶装置32に記憶される。メディアコントローラ38は、一時記憶装置32に一時記憶された圧縮データを、メモリカード42に動画ファイル42Mとして、露出条件、即ち、8msec及び4msecの露光時間(蓄積時間)と共に保存する。
【0033】
このメモリカード42に動画ファイル42Mとして保存された動画データを、間引き手段44に供給して、間引くようにするので、露光時間が8msec及び4msecの2種類のフレーム画像が分離して得られる。これら2種類のフレーム画像を、フレームレート変換手段46に供給することによって、それぞれ1秒間にnフレームのフレーム画像に変換される。
【0034】
このフレームレート変換手段46の出力である、それぞれ露光時間が8msec及び4msecの2種類のフレーム画像は、メモリカード42に動画ファイル42A、42Bとして記録される。
【0035】
尚、オートブラケット動画撮像モードにおいて、各コマに、それぞれ時間を異にする3個以上の露光時間(蓄積時間)を離散的に設定することも可能である。
【0036】
【発明の効果】
第1の発明によれば、同じ被写体に対して露出条件を変えて動画撮像を行うオートブラケッティング撮像が可能な動画撮像装置であって、それぞれ露出条件が異なるm(mは2以上の整数)種類の露出条件を準備し、1秒間にn×m(nは2以上の整数)フレームのフレームレートで撮像する撮像手段と、その撮像手段における露出条件を設定する際に、m種類の露出条件を1フレームごとに所定の順番で順次切り換えて設定する露出制御手段とを備えるので、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択することのできる動画撮像装置を得ることができる。
【0037】
又、第2の発明によれば、第1の発明の動画撮像装置において、1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、m種類の露出条件ごとに1秒間にnフレームのフレームレートの動画として独立したm個の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有するので、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択して、直ちに読み出すことのできる動画撮像装置を得ることができる。
【0038】
更に、第3の発明によれば、第1の発明の動画撮像装置において、1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、撮像した時系列順に1つの第1の動画ファイルとして記録媒体に記録すると共に、m種類の露出条件に関する情報を第1の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有するので、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択することができると共に、1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を記録媒体に迅速に動画ファイルとして記録することのできる動画撮像装置を得ることができる。
【0039】
更に、第4の発明によれば、第3の発明の動画撮像装置における、記録媒体に第1の動画ファイルとして記録されたフレーム画像を再生する動画再生装置であって、m種類の露出条件に関する情報に基づいて、記録媒体に第1の動画ファイルとして記録されているフレーム画像を、露出条件の数(m)分の1に間引き出力する間引き手段と、間引き出力されたフレーム画像を、1秒間にnフレームのフレームレートで出力するフレームレート変換手段とを備えるので、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択して再生することのできる動画再生装置を得ることができる。
【0040】
更に、第5の発明によれば、第4の発明の動画再生装置において、フレームレート変換手段から出力されるフレーム画像を、そのフレーム画像に対応する露出条件に関する情報と関連付けて、第1の動画ファイルとは別の第2の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有するので、動画撮像後に適切な露光条件の動画情報を選択して、迅速に再生することのできる動画再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】A 通常の動画撮像モードを示すタイミングチャートである。
B オートブラケッティング動画撮像モードを示すタイミングチャートである。
【図2】本発明の実施の形態の画像処理装置を適用した撮像装置(デジタルカメラ)の一例を示すブロック線図である。
【図3】本発明の実施の形態の画像処理装置を適用した撮像装置(デジタルカメラ)の他の例の一部を示すブロック線図である。
【図4】本発明の実施の形態の画像処理装置を適用した撮像装置(デジタルカメラ)の他の例の一部を示すブロック線図である。
【符号の説明】
10…レンズ光学系、12…絞り、14…撮像素子(CCD)、16…CCDドライバ、18…アナログ処理部、20…A/D変換器、22…タイミングジェネレータ、24…CPU、26…操作部、28…ビデオエンコーダ、30…LCD、32…一時記憶装置、34…ROM、36…信号処理部、38…メディアコントローラ、40…カードインターフェース、42…メモリカード、44…間引き手段、46…フレームレート変換手段

Claims (5)

  1. 同じ被写体に対して露出条件を変えて動画撮像を行うオートブラケッティング撮像が可能な動画撮像装置であって、
    それぞれ露出条件が異なるm(mは2以上の整数)種類の露出条件を準備し、
    1秒間にn×m(nは2以上の整数)フレームのフレームレートで撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段における露出条件を設定する際に、前記m種類の露出条件を1フレームごとに所定の順番で順次切り換えて設定する露出制御手段と
    前記1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、前記m種類の露出条件ごとに1秒間にnフレームのフレームレートの動画に変換するフレームレート変換手段と、
    を備えたことを特徴とする動画撮像装置。
  2. 請求項1に記載の動画撮像装置において、
    前記1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、前記m種類の露出条件ごとに1秒間にnフレームのフレームレートの動画として独立したm個の動画ファイルとして記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする動画撮像装置。
  3. 請求項1に記載の動画撮像装置において、
    前記1秒間にn×mフレームのフレームレートで撮像したフレーム画像を、撮像した時系列順に1つの第1の動画ファイルとして上記記録媒体に記録すると共に、前記m種類の露出条件に関する情報を前記第1の動画ファイルとして上記記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする動画撮像装置。
  4. 請求項3に記載の動画撮像装置における、上記記録媒体に前記第1の動画ファイルとして記録された前記フレーム画像を再生する動画再生装置であって、
    前記m種類の露出条件に関する情報に基づいて、上記記録媒体に前記第1の動画ファイルとして記録されているフレーム画像を、前記露出条件の数(m)分の1に間引き出力する間引き手段と、
    前記間引き出力されたフレーム画像を、1秒間にnフレームのフレームレートで出力するフレームレート変換手段と
    を備えたことを特徴とする動画再生装置。
  5. 請求項4に記載の動画再生装置において、
    前記フレームレート変換手段から出力されるフレーム画像を、該フレーム画像に対応する露出条件に関する情報と関連付けて、前記第1の動画ファイルとは別の第2の動画ファイルとして上記記録媒体に記録する記録手段を有すること
    を特徴とする動画再生装置。
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