(57)【要約】【課題】  複雑な符号量制御を行わず、焦点制御を利用して圧縮動画像の歪みを抑制する。【解決手段】  動き検出手段によりパンニングを検出した際には、焦点制御を切り替え撮像素子より出力される動画像データ情報量を抑制する。【選択図】        図１
2006157404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像データを圧縮して記録する撮像装置であって、
撮像素子より得られる映像信号中の高周波数成分の検出レベルが最大となるようにフォーカシングレンズを駆動して焦点制御を行う撮像装置であり、
動き検出手段により検出されるパンニングレベルに応じて前記高周波数成分の検出周波数帯域を切り替え、パンニングレベルが所定レベル以上の場合には、撮像素子から出力される動画像データの情報量を削減させるようにレンズの焦点を制御する事、
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出周波数帯域は、
撮像装置のパンニングレベルが所定レベルより小さい場合に使用する第一の検出周波数帯域と、
撮像装置のパンニングレベルが所定レベル以上の場合に使用する第二の検出周波数帯域があり、
さらに前記第一の検出周波数帯域は前記第二の検出周波数帯域よりも高周波数帯域であって、
前記動き検出手段により検出されるパンニングレベルが所定レベル以上の場合には、撮像素子から出力される動画像データの情報量を削減させるようにレンズの焦点を制御する事、
を特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に撮像した画像の符号量を圧縮して記録または伝送する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）に代表されるような動画像データの高能率符号化技術の発達により、記録容量の小さなディスク媒体やメモリーカードへの長時間動画像記録が可能となった。また、従来から使用されている磁気テープメディアに対してもより高解像度な動画像データを記録できるようになった。
【０００３】
しかしながら、ＭＰＥＧのようなフレーム間の情報を利用した符号化技術では、撮像装置のパンニング等があった場合、前後のフレーム間の情報の相関が低くなるため、十分に情報の圧縮を行う事ができない。撮像装置では、記録可能時間を保証する必要があるため、時間当たりに記録する動画像情報量が一定量を超えないように制御する必要があり、上記のようなフレーム間の相関を利用しての十分な情報量の削減が実現できない場合には、フレーム内の情報そのものを削減するように制御する必要がある。この情報量の削減が動画像に与える影響は、いわゆるモスキートノイズやブロックノイズと呼ばれるものであり、記録動画像としては好ましくない状態となってしまう。
【０００４】
この問題に対し、撮像装置に備える加速度センサにより撮像装置のパンニングを検知し、パンニング時には絞りを開放することで焦点深度を浅くする事で背景をぼかし、符号化前の画像情報量そのものを低下させる撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４３４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記従来技術においては、撮影対象が遠景であるような場合には、焦点深度の制御効果は小さく、また、既に絞りが最大開放状態である場合には制御自体が不可能となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、動画像データを圧縮して記録する撮像装置であって、撮像素子より得られる映像信号中の高周波数成分の検出レベルが最大となるようにフォーカシングレンズを駆動して焦点制御を行う撮像装置であり、動き検出手段により検出されるパンニングレベルに応じて前記高周波数成分の検出周波数帯域を切り替え、パンニングレベルが所定レベル以上の場合には、撮像素子から出力される動画像データの情報量を削減させるようにレンズの焦点を制御する。
【０００７】
さらに、前記検出周波数帯域は、撮像装置のパンニングレベルが所定レベルより小さい場合に使用する第一の検出周波数帯域と、撮像装置のパンニングレベルが所定レベル以上の場合に使用する第二の検出周波数帯域があり、さらに前記第一の検出周波数帯域は前記第二の検出周波数帯域よりも高周波数帯域であって、前記動き検出手段により検出されるパンニングレベルが所定レベル以上の場合には、撮像素子から出力される動画像データの情報量を削減させるようにレンズの焦点を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パンニング時に自動焦点（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ：ＡＦ）制御方法を変更することにより、映像情報量の削減を光学的に行い、ブロックノイズやモスキートノイズの発生を抑制する。ＡＦ制御を使用することにより、遠景撮影時や絞り最大開放時にも抑制効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、符号１０１は撮像装置全体の制御を担う制御部、符号１０２は焦点距離や絞りの状態を変更可能なレンズ、符号１０３は例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）のような撮像素子でレンズ１０２により結像した光を電気信号に変換する機能を有する。符号１０４はＡ／Ｄコンバータであり、撮像素子１０３から入力される動画像アナログ信号をデジタル信号化して出力する機能を有する。符号１０５はデジタル信号処理部であり、入力動画像デジタル信号に対しホワイトバランスやガンマ補正等の所定の信号処理を行う。符号１０６はＭＰＥＧ符号／復号化部、符号１０７はＭＰＥＧ符号化データ等を記録する記録媒体であり磁気テープや、ディスク記録媒体、メモリーカード等が使用される。符号１０８、１０９はそれぞれ撮像装置の動きを検出するための垂直加速度センサ、水平加速度センサである。符号１１０はレンズの光軸を変位させ手ぶれによる撮像映像のブレおよびボケを低減させるための手ぶれ補正部、符号１１１はフォーカシングレンズを駆動し自動焦点（ＡＦ）を実現するためのＡＦ制御部である。符号１１２は同期信号発生回路であり、水平同期信号、垂直同期信号を発生させる機能を有する。各ブロックは、これらの信号に同期をとりながら各種処理を実施する。
【００１２】
上記のような各種機能部により構成される撮像装置において、従来の制御部１０１では以下のような処理を実施している。信号処理部１０５に対するホワイトバランスやガンマ補正などの補正値制御や、ＭＰＥＧ符号化／復号化部１０６に対する符号量制御処理、記録媒体１０７への記録、再生時のファイルシステム処理等が行われる。また、信号処理部１０５から得られるＡＦ評価値をもとにＡＦ制御部にフィードバック処理を行い、適当なＡＦ制御を行う。さらには垂直加速度センサ１０８や水平加速度センサ１０９の検出値をもとに撮像装置の手ぶれを検出し、手ぶれ補正部にフィードバックする事でレンズの光軸制御を行い、光学的な手ぶれ補正を行う。またこれらのセンサ値から撮像装置のパンニングの検出も可能である。
【００１３】
次にＡＦ評価値の算出について図２、３を用いて説明する。
【００１４】
図２はデジタル信号処理部１０５の内部構成であり、特にＡＦ評価値を算出するブロックのみを抽出した図である。符号２０１、２０２はバンドパスフィルタ１、バンドパスフィルタ２であり、入力される映像信号の高周波数成分のみを通過させるフィルタである。バンドパスフィルタ２はバンドパスフィルタ１よりも低周波数帯域へシフトしたバンドパスフィルタとなっている。符号２０３はマスク回路であり、バンドパスフィルタ１またはバンドパスフィルタ２から入力される高周波数成分信号に対し、ＡＦ測定画像領域内の信号のみを通過させるための回路である。ここでＡＦ測定画像領域とは、図３における符号３０２で示される領域であり、符号３０１の撮影画像領域の全てまたは一部の領域を指す。このＡＦ測定画像領域は利用者の指示により大きさや位置の変更が可能であり、それに応じてマスク回路によってマスクされる画像領域が変化する。符号２０４は検波回路であり、マスク回路から出力されるＡＦ測定画像領域内の高周波数成分信号を積算し、同期信号発生回路１１２からの垂直同期信号に同期して、ＡＦ評価値を出力する。符号２０５はバンドパスフィルタ切り替えスイッチであり、制御部からの指示により符号２０１のバンドパスフィルタ１または符号２０２のバンドパスフィルタ２のどちらを有効にするかを切り替えるためのスイッチである。
【００１５】
ここでＡＦの原理について図４を用いて説明する。横軸はフォーカシングレンズ位置であり、縦軸は前記の処理の結果出力されるＡＦ評価値である。図のようにフォーカシングレンズ位置に対しＡＦ評価値が描く曲線は山登り曲線と呼ばれる。フォーカシングレンズを駆動しながら、ＡＦ評価値が最大となる点（合焦位置）までこの山登り曲線を上って行く事により、ＡＦ制御が可能となる。通常このようなＡＦ方式の場合、合焦速度の高速化と合焦精度の高精度化をはかるために、垂直同期毎にＡＦ評価値を求め、ＡＦ制御のためのレンズ駆動を行う。
【００１６】
本発明の撮像装置では、パンニングを検出した際には上記ＡＦ制御にフィードバックを行い、ＭＰＥＧ符号化前の映像信号の高周波数成分を抑えるための制御を行う。これによりパンニング時のＭＰＥＧ符号量制御の弊害であるブロックノイズやモスキートノイズの発生を抑制する。本制御方法について以下に説明する。垂直加速度センサ１０８、水平加速度センサ１０９のセンサ値をもとに制御部１０１においてパンニングが検知されると、符号２０１のバンドパスフィルタ１を無効に、符号２０２のバンドパスフィルタ２を有効にするための指示が符号２０５のバンドパスフィルタ切り替えスイッチに対し発行される（図５参照）。したがって、パンニング時にはバンドパスフィルタ２を通過した信号が後段の回路で使用され、垂直同期パルス毎にサンプリングされたＡＦ評価値が算出される。フォーカシングレンズはこのＡＦ評価値が最大となるように制御されるため、ＭＰＥＧ符号／復号化部１０６に入力される画像は、高周波数成分が抑えられた画像となる。やがてパンニングの終了が検知されるとバンドパスフィルタ２が無効に、バンドパスフィルタ１が有効に切り替えられる。
【００１７】
上記の通りのＡＦ制御を行うことにより、パンニング時にはＭＰＥＧ符号／復号化部１６に入力する映像信号の高周波数成分が減少し、情報量が削減された状態となり、符号化部分においても効率よく圧縮が行われるため、ブロックノイズやモスキートノイズの発生を抑制する事ができる。ＡＦ制御を利用しているため、遠景撮影時や絞り最大開放時にも抑制効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の撮像装置のブロック回路図
【図２】信号処理部内部構成（ＡＦ評価値関連）のブロック回路図
【図３】撮影画像領域とＡＦ測定画像領域の図
【図４】ＡＦ評価 山登り曲線グラフ
【図５】パンニング時ＡＦ制御信号のタイミンググラフ
【符号の説明】
【００１９】
１０１  制御部
１０２  レンズ
１０３  撮像素子
１０４  Ａ／Ｄコンバータ
１０５  デジタル信号処理部
１０６  ＭＰＥＧ符号／復号化部
１０７  記録媒体
１０８  垂直加速度センサ
１０９  水平加速度センサ
１１０  手ぶれ補正部
１１１  ＡＦ制御部
１１２  同期信号発生回路
２０１  バンドパスフィルタ１
２０２  バンドパスフィルタ２
２０３  マスク回路
２０４  検波回路
２０５  バンドパスフィルタ切り替えスイッチ
３０１  撮影画像領域
３０２  ＡＦ測定画像領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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