图像捕捉装置和图像捕捉方法

专利名称：图像捕捉装置和图像捕捉方法
技术领域：
本发明涉及图像捕捉装置和图像捕捉方法，具体涉及使用高速图像传 感器捕捉图像的图像捕捉装置和图像捕捉方法。
背景技术：
在过去，可以高速捕捉图像的高速摄像机已经公知。例如， 一种摄像 机通过把将被以高速率处理的每幅图像的图像大小转换为标准图像大小的
1/4并且将这样的四幅图像放在常规速率的图像中而实现了高速图像捕捉 (见专利文献"日本专利特开平8-88833")。另一种摄像机使用如下电 路结构实现了高速图像捕捉，所述电路结构并行地处理从传感器接收到的 数据，以增大每单位时间的处理量(见专利文献"日本专利特开平8-251492")。
然而，在专利文献"日本专利特开平8-88833"或专利文献"日本专 利特开平8-251492"中描述的高速图像捕捉针对于将所捕捉的图像存储在 诸如VTR或半导体存储器之类的存储设备中，以慢动作再现所捕捉的图 像，并分析非常高速的动作，并且设备自身具有复杂的结构并且很昂贵。 因此，从便携性和功耗的观点来看，难以把如在专利文献1或专利文献2 中描述的高速图像捕捉系统应用于作为家用设备而广泛普及的便携式图像 捕捉设备、所谓的摄录机(设备的产品名，其中摄像机和录像机被集成在 一个单元中)、数码相机等等。
参考图1，将描述考虑到这些点而设计的图像捕捉装置。图所示的 结构具有与现有摄录机相同的结构。换言之，图1所示的图像捕捉装置 100包括图像传感器101、预处理电路102、相机信号处理电路103、转换 处理部分104、压縮解压縮电路105、存储器控制电路106、存储器107、 显示处理电路108、压縮解压縮电路109、记录设备控制电路IIO、记录设
6备lll、显示部分112和控制部分113。
图像传感器101可以选择高速图像捕捉模式或常规图像捕捉模式，在
高速图像捕捉模式中图像传感器101基于NTSC规范以60 (场/秒)或更高的第一画面速率(也称作帧速率)读取信号，在常规图像捕捉模式中图像传感器101以常规的第二画面速率读取信号。高速图像捕捉模式下的画面速率是240 Q)s，这是常规速率的四倍。图像传感器101配备有CDS(相关双采样)和A/D变换器，并且图像传感器101输出所捕捉的图像数据。
预处理电路102对从图像传感器101输出的所捕捉图像数据执行诸如阴影校正之类的光学校正处理，并输出数字图像信号。相机信号处理电路103对从预处理电路102接收到的所捕捉图像数据执行诸如白平衡调节处理之类的相机信号处理。
变换处理部分104执行显示抽取和大小调节，以将从相机信号处理电路103接收到的图像信号转换为具有适合于显示部分112的显示的画面速率和画面大小的图像信号。仅当从相机信号处理电路103接收到的图像信号被输出到显示处理电路108时执行显示抽取。显示抽取从由图像捕捉装置100在高速图像捕捉模式下捕捉的图像信号的单位时间的场数中进行抽取，以达到在显示设备的显示标准中定义的每单位时间的场数(在这种情况下是60fps)。
压縮解压縮电路105根据静态图像编码系统(例如JPEG (联合图像专家组)等)对从变换处理部分104接收到的所捕捉图像数据执行压縮编码处理。另外，压縮解压縮电路105对从存储器控制电路106提供的静态图像的经编码数据执行解压縮解码处理。存储器控制电路106控制对存储器107写入图像数据和从存储器107读取图像数据。存储器107是FIFO(先入先出)型缓冲存储器，其临时存储从存储器控制电路106接收到的图像数据，并且例如SDRAM (同歩动态随机存取存储器)等被用于存储器107。
显示处理电路108根据从变换处理部分104或压縮解压縮电路109接收到的图像信号生成将在显示部分112上显示的图像信号，将该信号提供给显示部分112，并且使其显示图像。显示部分112例如包括LCD (液晶显示器)并且显示正在捕捉的通过相机的图像或者已经记录在记录设备111中的数据的再现图像。
压縮解压縮电路109根据运动图像编码系统(例如MPEG (运动图像专家组)等)对从变换处理部分104接收到的图像数据执行压縮编码处理。另外，压縮解压縮电路109对从记录设备111提供的运动图像的经编码数据执行解压縮解码处理，并将由此得到的数据输出到显示处理电路108。显示部分112显示从显示处理电路108接收到的运动图像。
控制部分113是例如包括CPU (中央处理器)、ROM (只读存储器)、RAM (随机存取存储器)等的微型计算机，并且通过执行在ROM等中存储的程序来控制图像捕捉装置的每个部分。
在图1所示的图像捕捉装置中，在高速图像捕捉模式下，从图像传感器101接收到的240 一的所捕捉图像信号通过预处理电路102被提供给相机信号处理电路103。变换处理部分104从相机信号处理电路103的输出图像信号中抽取1/4，使得得到60 *s的输出信号。经抽取且经大小变换的图像信号被提供给显示处理电路108。显示处理电路108生成将在显示部分112上显示的图像信号，将由此得到的图像信号提供给显示部分112，并且使其显示图像。
当根据用户操作从控制部分113接收到对高速捕捉图像的记录请求时，变换处理部分104将240 *S的图像信号发送到压縮解压縮电路105。如有必要，那么变换处理部分104减小从相机信号处理电路103接收到的图像信号的大小，并将该图像信号发送到压縮解压縮电路105。
压縮解压縮电路105根据JPEG格式对从变换处理部分104接收到的图像信号进行压縮编码。存储器控制电路106把从压縮解压縮电路105接收到的经编码数据临时存储在存储器107中。按照这种方式，预定时段内的图像数据被存储在存储器107中。
当从控制部分113接收到对存储器107中存储的经编码数据的读请求时，存储器控制电路106以60 fj)s读取存储器107中存储的经编码数据，并且将经编码数据发送到压縮解压縮电路105。压縮解压縮电路105对从
8存储器控制电路106接收到的经编码数据进行解压縮解码，并且将经解码
数据发送到变换处理部分104。当从控制部分113接收到对记录设备111 的记录请求时，变换处理部分104把从压縮解压縮电路105接收到的图像 信号发送到压縮解压縮电路109。压縮解压縮电路109根据MPEG格式来 压縮从变换处理部分104接收到的图像信号，并通过记录设备控制电路 110将经压縮编码的信号存储到记录设备111。变换处理部分104调节从 压缩解压縮电路105接收到的60 的图像信号的大小，将由此得到的图 像信号发送到显示处理电路108，并且使显示部分112显示所再现的图 像。
在图1所示的先前提出的图像捕捉装置中，在图像传感器101的高速 图像捕捉模式下，因为输出的所捕捉信号的画面速率较高，因此需要预处 理电路102和相机信号处理电路103以高速操作。如果系统是由LSI等实 现的，那么因为预处理电路102和相机信号处理电路103的计算规模在整 个系统中较大，因此从电路领域和功耗的观点来看，高速处理或并行处理 不是有利的。另外，在图1所示的结构巾，因为所捕捉的图像信号被临时 存储在存储器107中，因此存在如下问题在高速图像捕捉模式停止之 后，要花费处理时间来解码存储器107中临时存储的数据并根据常规记录 格式对数据进行重新编码。

发明内容
因此，本发明的一个 目的是提供一种图像捕捉装置和图像捕捉方法， 其不需要使相机信号处理电路以高速画面速率执行处理并且易于操作、以 低成本制造，并因此具有卓越的便携性。
为了解决上述问题，本发明是一种图像捕捉装置，包括
记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画 面速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从记录介质中读取具有低于 第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换装置，用于把从所述固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速 率的捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；相机信号处理装置，用于对从变换装置或记录介质控制装置获得的具 有第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及
显示处理装置，用于根据从相机信号处理装置获得的图像信号来生成 用于显示的图像信号。
本发明是一种图像捕捉装置，包括
记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画 面速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从记录介质中读取具有低于 第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速率的 捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；
第一相机信号处理装置，用于对从变换装置获得的具有第二画面速率 的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二相机信号处理装置，用于对从记录介质控制装置获得的具有第二 画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及
显示处理装置，用于根据从第一相机信号处理装置或第二相机信号处 理装置获得的图像信号来生成用于显示的图像信号，
其中，与第二相机信号处理装置相比，第一相机信号处理装置是简单 构造的。
本发明是一种图像捕捉装置，包括
第一记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第
一画面速率的捕捉图像数据记录到第一记录介质，并且从第一记录介质中 读取具有低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速率的 捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；
第一相机信号处理装置，用于对从变换装置获得的具有第二画面速率
的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二相机信号处理装置，用于对从第一记录介质控制装置获得的具有 第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二记录介质控制装置，用于将第二相机信号处理装置的输出图像信
10号记录到第二记录介质并且按照第二画面速率从第二记录介质读取图像信 号；以及
显示处理装置，用于根据从第一相机信号处理装置获得的输出图像信
号或第二记录介质控制装置的输出图像信号来生成用于显示的图像信号；
其中，与第二相机信号处理装置相比，第一相机信号处理装置是简单 构造的。
本发明是一种图像捕捉方法，包括
记录介质控制步骤，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画 面速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质中读取具有
低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换步骤，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速率的
捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；
相机信号处理步骤，用于对从变换步骤或记录介质控制步骤获得的具
有第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及
显示处理歩骤，用于根据从相机信号处理步骤获得的图像信号来生成
用于显示的图像信号。
本发明是一种图像捕捉方法，包括
记录介质控制歩骤，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画 面速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质中读取具有
低于第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换步骤，用于把所述从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速 率的捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；
第一相机信号处理步骤，用于对从变换步骤获得的具有第二画面速率 的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二相机信号处理歩骤，用于对从记录介质控制步骤获得的具有第二 画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及
显示处理步骤，用于根据从第一相机信号处理步骤或第二相机信号处 理歩骤获得的图像信号来生成用于显示的图像信号，
其中，与第二相机信号处理步骤相比，第一相机信号处理步骤是简单构造的。
本发明是一种图像捕捉方法，包括
第一记录介质控制步骤，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第 一画面速率的捕捉图像数据记录到第一记录介质，并且从所述第一记录介 质中读取具有低于第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；
变换步骤，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第一画面速率的 捕捉图像数据变换为具有第二画面速率的捕捉图像数据；
第一相机信号处理步骤，用于对从变换步骤获得的具有第二画面速率
的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二相机信号处理步骤，用于对从第一记录介质控制步骤获得的具有
第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；
第二记录介质控制步骤，用于将第二相机信号处理步骤的输出图像信 号记录到第二记录介质并且按照第二画面速率从所述第二记录介质读取图 像信号；以及
显示处理步骤，用于根据从第一相机信号处理歩骤获得的输出图像信 号或第二记录介质控制歩骤的输出图像信号来生成用于显示的图像信号，
其中，与第二相机信号处理步骤相比，第一相机信号处理歩骤是简单 构造的。
在根据本发明的图像捕捉装置中，虽然图像捕捉器件的画面速率较 高，但是相机信号处理电路仅需要总是满足根据显示部分的显示性能的画 面速率。因此，不需要仅针对高速图像捕捉执行高频驱动和并行处理，从 而可以减小功耗和电路规模。


图l是示出已经提出的图像捕捉装置的示例的框图2是示出根据本发明第一实施例的图像捕捉装置的框图3A和图3B是用于描述根据本发明的图像传感器的一个示例的示意
图4是示出本发明第一实施例的一部分的更详细结构的框12图5是根据本发明第一实施例的高速图像捕捉模式下的数据流程图6是本发明第一实施例的图像再现状态下的数据流程图7是示出根据本发明第二实施例的图像捕捉装置的框图8是本发明第二实施例的高速图像捕捉模式下的数据流程图9是本发明第二实施例的图像再现状态下的数据流程图IO是示出根据本发明第三实施例的图像捕捉装置的框图11是根据本发明第三实施例的高速图像捕捉模式下的数据流程
图12是本发明第三实施例的图像再现状态下的数据流程图； 图13是示出根据本发明第四实施例的图像捕捉装置的框图； 图14是本发明第四实施例的高速图像捕捉模式下的数据流程图；并
且
图15是本发明第四实施例的图像再现状态下的数据流程图。
具体实施例方式
接下来将参考附图描述本发明的第一实施例。如图2所示，从图像传 感器101接收到的所捕捉图像信号被提供给根据本发明第一实施例的图像 捕捉装置200。
图像传感器101根据光电变换将通过光学系统(包括透镜、红外抑制 滤光器、光学低通滤光器等)捕捉的对象的入射光变换为电信号。例如 CMOS (互补金属氧化物半导体)型图像捕捉器件被用作图像传感器 101。在CMOS型图像捕捉器件中，光电二极管、行列选择MOS晶体 管、信号线等被二维地布置，以形成垂直扫描电路、水平扫描电路、噪声 降低电路、时序发生电路等。可以高速捕捉图像的CCD (电荷耦合器件) 可以用作图像传感器101。
图像传感器101可以在高速图像捕捉模式和常规图像捕捉模式之间切 换，在高速图像捕捉模式下以比基于NTSC系统规范的常规画面速率(60 f^s (场/秒))更高的第一画面速率(亦称作帧速率)读取信号，在常规 图像捕捉模式下以作为常规画面速率的第二画面速率读取信号。高速图像
13捕捉模式的画面速率需要是240 fJDS，这是常规速率的四倍。图像传感器
101在内部配备有CDS (相关双采样)、A/D变换器等并且输出与图像传 感器101的像素矩阵相对应的数字捕捉图像信号。
图像传感器101使用输出例如三原色的捕捉图像信号的三种图像捕捉 器件，并且每个图像捕捉器件的每四个输出行就获取一个输出行，以实现 240 的画面速率，这是常规画面速率(60 fj)s)的四倍。假定常规画面 速率的一帧的像素数目例如是640万像素，则高速图像捕捉模式下的像素 数目是160万像素。
图3A示出根据本发明的滤色器阵列的一个示例。方格阵列倾斜45。 并且R和B滤色器中的每一个被G滤色器围绕。在该结构中，当为人类 视觉灵敏度的R和B成分获取了必要和充分的空间频率特性时，比人类灵 敏度的R和B成分中的每一个的空间频率特性更高的G成分的空间频率 特性较之传统的拜耳阵列可以得到改善。G成分变为用于生成亮度信号的 主要成分。因此，不仅无色对象的亮度分辨率得到提高，而且彩色对象的 亮度分辨率也得到提高，图像质量由此得到提高。
图3A所示的滤色器阵列基于如下方法，即如虚线所示以常规画面速 率在一个水平期间内交替地读取两个相邻行的像素。换言之，在常规图像 捕捉模式下，按照这种顺序来扫描和读取像素。
另一方面，在高画面速率时，以每四个水平扫描行发生一次的速率来 抽取和读取水平扫描行。为了处理高画面速率，如图3B所示，假定六个 相邻列像素的读输出分别由CH1至CH6表示，两个A/D变换器与三个交 替列(CH1、 CH3和CH5，以及CH2、 CH4和CH6)共同布置。A/D变 换器例如将一个样本变换为14位的数字数据。作为替代，可以将各A/D 变换器布置在列像素处。按照与A/D变换器相同的方式来布置CDS (未示 出)，使得可以执行高速读取。其中为一个图像捕捉器件安排三原色滤色 器的另一种结构可被用作图像传感器101。作为替代，使用补色滤色器的 图像捕捉器件可被使用。
图像捕捉装置200包括变换处理部分201、预处理电路202、相机信 号处理电路203、显示处理电路208、记录设备控制电路210、记录设备
14111、显示部分112和控制部分213。
变换处理部分201对从图像传感器101接收到的数字图像信号执行信 号分路和显示抽取。仅当信号被输出到显示处理电路208时执行显示抽 取。显示抽取是对满足在图像捕捉装置200的高速图像捕捉模式下的显示 标准中定义的每单位时间的场数目(在这种情况下是60fps)的场进行的 抽取。
预处理电路202对从图像传感器101输出的数字图像信号执行诸如阴 影校正之类的光学校正处理，并输出由此得到的数字图像信号。相机信号 处理电路203对从预处理电路202接收到的图像信号执行诸如白平衡调节 处理(亦称作显影处理、图像创建处理等等)之类的相机信号处理。相机 信号处理电路203的输出信号被提供给显示处理电路208。
显示处理电路208根据从相机信号处理电路203接收到的图像信号来 生成将在显示部分112上显示的图像信号，并将由此得到的信号提供给显 示部分112以使其显示图像。显示部分112例如包括LCD (液晶显示 器)，并且显示正在捕捉的通过相机的图像、在记录设备111上记录的数 据的再现图像等等。显示部分112可被布置在图像捕捉装置200外部，并 且图像捕捉装置200可设有用于外部输出的接口来代替显示部分112。
与变换处理部分201相连的记录设备控制电路210控制向记录设备 111写入图像数据和从记录设备111读取图像数据。记录设备111中存储 的数据是未经上述预处理电路202和相机信号处理电路203处理的捕捉图 像数据，并且在本说明书中被称作原始数据。
磁带、诸如闪存之类的半导体存储器、硬盘等可被用作记录设备 111。基本上使用不可附接/不可分离类型作为记录设备111。然而，记录 设备111可以是可附接/可分离的，使得原始数据可被取回到外部。当原始 数据被取回到外部时，优先取回在预处理电路202中处理过的原始数据。 例如根据外部个人计算机的软件来执行相机信号处理。
控制部分213是例如包括CPU (中央处理单元)、ROM (只读存储 器)、RAM (随机存取存储器)等的微型计算机，并且通过执行ROM等 中存储的程序来整体控制图像捕捉装置的每个部分。图4示出变换处理部分201、预处理电路202和相机信号处理电路 203的结构示例。从图像传感器101 (包括CDS和A/D变换器)接收到的 捕捉图像数据被提供给变换处理部分201。变换处理部分201包括开关 SW1和SW2、抽取部分221和大小调节部分222。抽取部分221执行显示 抽取。大小调节部分222把将要显示的图像的大小改变为适当大小。抽取 部分221或抽取部分221和大小调节部分222两者将高速图像捕捉状态下 的原始数据的画面速率减小为常规速率。开关SW1和SW2在记录状态和 再现状态之间切换，在记录状态下选择的终端由r表示，在再现状态下选 择的终端由p表示。
变换处理部分201的大小调节部分222的输出图像信号被提供给预处 理电路202的阴影校正电路231。阴影校正电路231校正画面附近的明 度，使得其不变暗。阴影校正电路231的输出信号被提供给相机信号处理 电路203。
相机信号处理电路203例如包括按照从输入侧的顺序排列的同时形成 电路241、白平衡校正部分242、孔径校正部分243、伽玛校正部分244和 YC发生部分245。但是，相机信号处理电路203的结构不限于图4所示的 结构。例如可以改变这些结构元件的排列顺序，或者可以省略其中-----部 分。
同时形成电路241插入每种颜色成分的丢失像素。同时形成电路241 并行输出三原色信号(R、 G、 B)。同时形成电路241的输出信号被提供 给白平衡校正部分242。白平衡校正部分242校正由对象的不同色温环境 和传感器的滤色器的不同灵敏度引起的颜色失衡。
白平衡校正部分242的输出被提供给孔径校正部分243。孔径校正部 分243将执行轮廓校正，该轮廓校正提取信号极大改变的部分并且加强该 部分。孔径校正部分243的输出信号被提供给伽玛校正部分244。
伽玛校正部分244校正输入和输出特性，使得当捕捉图像信号被输出 到显示部分112时灰度级被正确地再现。伽玛校正部分244的输出信号被 提供给YC发生部分245。
YC发生部分245生成亮度信号(Y)和色差信号(C)。亮度信号是
16通过按照预定组成比来组合经伽玛校正的RGB信号而生成的。色差信号
是通过按照预定组成比来组合经伽玛校正的RGB信号而生成的。所生成 的亮度信号和色差信号通过显示处理电路208被提供给显示部分112。
在图2所示的图像捕捉装置中，在高速图像捕捉模式下，如图4所 示，控制部分213控制变换处理部分201的开关SW1和SW2以选择r端 子侧。图5示出高速图像捕捉模式下的信号流。如图5所示，从图像传感 器101接收到的240 fj)s的原始数据通过开关SW1的r端子和记录设备控 制电路210被提供给记录设备111。当根据用户操作从控制部分213接收 到对以高速捕捉到的图像的记录请求时，原始数据被记录在记录设备111 上。
变换处理部分201的抽取部分221从原始数据中抽取1/4，从而得到 60 fps的原始数据。经抽取和大小变换的原始数据通过预处理电路202被 提供给相机信号处理电路203。已经在相机信号处理电路203中经过相机 信号处理的信号通过显示处理电路208被提供给显示部分112并且正在捕 捉的图像被显示在显示部分112上。
在图2所示的图像捕捉装置中，在再现状态下，控制部分213控制变 换处理部分201的开关SW1和SW2以选择p端子侧。图6示出再现状态 下的信号流。如图6所示，在记录设备控制电路210的控制下，根据显示 部分112的显示性能，从记录设备lll读取低画面速率(例如，60fps)的 原始数据。所读取的原始数据从记录设备控制电路210通过变换处理部分 201的开关SW1和SW2及大小调节部分222被提供给预处理电路202。
预处理电路202的输出信号通过相机信号处理电路203和显示处理电 路208而被提供给显示部分112，并且再现图像被显示部分112显示。例 如，仅当画面速率已经改变时，再现图像才变为慢动作再现图像，其时间 轴已经扩展为记录状态下的四倍。作为替代，可以通过改变图像捕捉条件 (曝光条件等)来捕捉图像，并且当图像被再现时，四类捕捉图像(静态 图像或运动图像中的任一种)可被比较。作为替代，可以抽取从记录设备 lll中读取的信号，以获取逐帧的再现图像。
接着将参考图7来描述根据本发明第二实施例的图像捕捉装置300。在图像捕捉装置300中，压縮解压縮电路301被布置在变换处理部分201 和记录设备控制电路210之间。压縮解压縮电路301根据例如JPEG (联 合图像专家组)等编码系统对从编码处理部分201接收到的高画面速率的 原始数据执行压縮编码处理。在记录设备控制电路210的控制下，经压縮 编码的数据被写入到记录设备111。 二进制数据编码系统可被用作压縮解 压縮编码系统，以替代JPEG。
图8示出记录状态下的信号流。在高速图像捕捉模式下获得的高画面 速率的原始数据被压縮解压縮电路301压縮编码，并且经压縮编码的数据 通过记录设备控制电路210而被记录在记录设备111上。像第一实施例一 样，画面速率被变换处理部分201变换为常规画面速率并且经预处理电路 202和相机信号处理电路203处理的图像信号被显示在显示部分112上。
如图9所示，在再现状态下，已经从记录设备111中读取并且从记录 设备控制电路210提供的原始数据的编码数据被压縮解压縮电路301扩展 解码。经扩展解码的原始数据被从变换处理部分201通过预处理电路 202、相机信号处理电路203和显示处理电路208而被提供给显示部分 112，并且再现图像被显示在显示部分112上。记录设备111的读取速度 被设置为使得常规画面速率的原始数据被读取。
接着将参考图IO来描述根据本发明第三实施例的图像捕捉装置400。 在图像捕捉装置400中，简单预处理电路401和简单相机信号处理电路 402被布置在变换处理部分201的信号的下游，以在显示部分112上显示 正在捕捉的通过相机的图像。"简单"意味着这些电路生成仅在显示部分 112上显示的图像，并且将要显示的图像的图像质量可以低至只要满足检 查正在捕捉的对象图像的目的即可。例如，在显示部分112上显示的信号 的位数需要小于预处理电路401的A/D变换器的输出数据的位数。简单预 处理电路401可被省略。利用该简单结构，在高速图像捕捉状态下监控图 像所用的功耗和发热可被减少。
图11示出图像捕捉装置400的记录状态中的信号流。在高速图像捕 捉模式下，从图像传感器101接收到的具有240 fj)s的画面速率的原始数据 被变换处理部分201转换为具有60 fj3s的常规画面速率的原始数据。具有常规画面速率的原始数据通过简单预处理电路401、简单相机信号处理电
路402和开关SW3的r端子而被提供给显示处理电路208，并且原始数据 被显示部分112显示。在高速图像捕捉模式下，当记录命令被发出时，具 有高画面速率的原始数据通过记录设备控制电路210而被记录在记录设备 111上。
如图12所示，在再现状态下，从记录设备111读取的原始数据被从 记录设备控制电路210提供给预处理电路202，原始数据被相机信号处理 电路203处理，并通过开关SW3的p端子和显示处理电路208而被发送到 显示部分112。预处理电路202和相机信号处理电路203具有与上述第一 和第二实施例的那些相同的结构，并且具有比正在捕捉的图像更高质量的 再现图像被显示在显示部分112上。
接着将参考图13来描述根据本发明第四实施例的图像捕捉装置500。 图像捕捉装置500具有布置在变换处理部分201的信号下游的简单预处理 电路401和简单相机信号处理电路402，以在显示部分112上显示正在捕 捉的通过相机的图像。因此，像上述第三实施例一样，在监控图像时发生 的功耗和发热可被减少。另外，在非记录时间段内，可以按照常规画面速 率从存储器502中读取原始数据并且可以对该原始数据执行相机信号处 理，从而将由此得到的数据记录在记录设备505上。
在图像捕捉装置500中，从变换处理部分201接收到的原始数据通过 存储器控制电路501被提供给存储器502。存储器控制电路501控制对存 储器502写入图像数据和从存储器502读取图像数据。存储器502是临时 存储从存储器控制电路501接收到的图像数据的FIFO (先入先出)型存储 器，例如SDRAM (同步动态随机存取存储器)等。存储器502执行与预 处理电路202和相机信号处理电路203的吞吐量相对应的缓冲。
相机信号处理电路203的输出信号被提供给开关SW4的r端子。开关 SW4的p端子和开关SW3的p端子被共同连接。开关SW4被连接到记录 设备控制电路504。与记录设备控制电路504相连的是记录设备505。
记录设备控制电路504通过开关SW4控制对记录设备505写入图像数 据和从记录设备505读取图像数据。在记录设备505中存储的数据是经预处理电路202和相机信号处理电路203处理的亮度信号和色差信号。记录 设备505可以是磁带、诸如闪存之类的半导体存储器、可记录光盘、硬盘 等等。记录设备505基本上是可附接/可分离型的。作为替代，记录设备 505可以不是可附接/可分离型的，并且记录的数据可以通过通信接口被输 出到外部。
图14示出图像捕捉装置500的记录状态的信号流。在高速图像捕捉 模式下，从图像传感器101接收到的具有240 *S的画面速率的原始数据被 变换处理部分201变换为具有60 fj)s的常规画面速率的原始数据。具有常 规画面速率的原始数据通过简单预处理电路401、简单相机信号处理电路 402和开关SW3的r端子而被提供给显示处理电路208，并且原始数据被 显示部分112显示。当在高速图像捕捉模式下发出记录命令时，通过存储 器控制电路501把具有高画面速率的原始数据记录在存储器502上。
在高速图像捕捉模式中的记录暂停时间段内，例如在其中从记录按钮 上松开手的记录待机状态下，从存储器502读取原始数据并且通过预处理 电路202和相机信号处理电路203来处理该原始数据，并且通过开关SW4 的r端子和记录设备控制电路504将相机信号处理电路203的输出信号记 录在记录设备505上。按照60 *s的常规画面速率或者更低的速率从存储 器502读取原始数据。
如图15所示，在再现状态下，从记录设备505读取的具有常规画面 速率的原始数据通过记录设备控制电路504、开关SW4的p端子和显示处 理电路208而被发送到显示部分112。从记录设备505再现的再现图像被 显示部分112显示。在图像捕捉装置500中，当原始数据被再现时，与上 述实施例相比不需要相机信号处理，因此当原始数据被再现时，功耗可被 降低。
本发明不限于上述实施例。相反地，可以基于本发明的精神对这些实 施例进行各种修改。例如，在第三实施例的图像捕捉装置400的记录设备 111 (图10)中存储的数据或在第四实施例的图像捕捉装置500的记录设 备505或存储器502 (图13)中存储的数据可被压縮。
另外，本发明可被应用于诸如移动电话和PDA (个人数字助理)以及摄录机和数字静态相机之类的具有图像捕捉功能的设备。另外，本发明可 被应用于处理设备和记录设备，其用于与个人计算机等相连的电视电话或 游戏软件应用的小相机的捕捉图像信号。
权利要求
1. 一种图像捕捉装置，包括记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件获得的具有第一画面速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质读取具有低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换装置，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；相机信号处理装置，用于对从所述变换装置或所述记录介质控制装置获得的具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及显示处理装置，用于根据从所述相机信号处理装置获得的图像信号来生成用于显示的图像信号。
2. 如权利要求l所述的图像捕捉装置，还包括压縮解压縮装置，用于对所述记录介质上记录的捕捉图像数据进行压 縮编码和对从所述记录介质读取的捕捉图像数据进行解压縮解码。
3. —种图像捕捉装置，包括记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件获得的具有第一画面 速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质读取具有低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换装置，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面 速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；第一相机信号处理装置，用于对从所述变换装置获得的具有所述第二 画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二相机信号处理装置，用于对从所述记录介质控制装置获得的具有 所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及显示处理装置，用于根据从所述第一相机信号处理装置或所述第二相 机信号处理装置获得的图像信号来生成用于显示的图像信号，其中，与所述第二相机信号处理装置相比，所述第一相机信号处理装 置是简单构造的。
4. 一种图像捕捉装置，包括第一记录介质控制装置，用于把从固态图像捕捉器件中获得的具有第 一画面速率的捕捉图像数据记录到第一记录介质，并且从所述第一记录介 质读取具有低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换装置，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面 速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；第一相机信号处理装置，用于对从所述变换装置获得的具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二相机信号处理装置，用于对从所述第一记录介质控制装置获得的 具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二记录介质控制装置，用于将所述第二相机信号处理装置的输出图 像信号记录到第二记录介质并且按照所述第二画面速率从所述第二记录介 质读取图像信号；以及显示处理装置，用于根据从所述第一相机信号处理装置获得的输出图 像信号或所述第二记录介质控制装置的输出图像信号来生成用于显示的图 像信号，其中，与所述第二相机信号处理装置相比，所述第一相机信号处理装 置是简单构造的。
5. —种图像捕捉方法，包括记录介质控制歩骤，用于把从固态图像捕捉器件获得的具有第--画面 速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质读取具有低于 所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换步骤，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面 速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；相机信号处理歩骤，用于对从所述变换歩骤或所述记录介质控制歩骤 获得的具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及显示处理歩骤，用于根据从所述相机信号处理步骤获得的图像信号来 生成用于显示的图像信号。
6. 如权利要求5所述的图像捕捉方法，还包括压縮解压縮步骤，用于对所述记录介质上记录的捕捉图像数据进行压 縮编码和对从所述记录介质读取的捕捉图像数据进行解压縮解码。
7. —种图像捕捉方法，包括记录介质控制步骤，用于把从固态图像捕捉器件获得的具有第一画面 速率的捕捉图像数据记录到记录介质，并且从所述记录介质读取具有低于 所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换步骤，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；第一相机信号处理步骤，用于对从所述变换步骤获得的具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二相机信号处理步骤，用于对从所述记录介质控制步骤获得的具有 所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；以及显示处理歩骤，用于根据从所述第一相机信号处理歩骤或所述第二相 机信号处理步骤获得的图像信号来生成用于显示的图像信号，其中，与所述第二相机信号处理歩骤相比，所述第一相机信号处理歩 骤是简单构造的。
8. —种图像捕捉方法，包括第一记录介质控制步骤，用于把从固态图像捕捉器件获得的具有第一 画面速率的捕捉图像数据记录到第一记录介质，并且从所述第一记录介质 读取具有低于所述第一画面速率的第二画面速率的捕捉图像数据；变换步骤，用于把从所述固态图像捕捉器件获得的具有所述第一画面 速率的捕捉图像数据变换为具有所述第二画面速率的捕捉图像数据；第一相机信号处理歩骤，用于对从所述变换步骤获得的具有所述第二 画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二相机信号处理步骤，用于对从所述第一记录介质控制歩骤获得的 具有所述第二画面速率的捕捉图像数据执行相机信号处理；第二记录介质控制步骤，用于将所述第二相机信号处理歩骤的输出图 像信号记录到第二记录介质并且按照所述第二画面速率从所述第二记录介 质读取图像信号；以及显示处理步骤，用于根据从所述第一相机信号处理步骤获得的输出图 像信号或所述第二记录介质控制步骤的输出图像信号来生成用于显示的图 像信号，其中，与所述第二相机信号处理步骤相比，所述第一相机信号处理步 骤是简单构造的。
全文摘要
在高速图像捕捉状态下，相机信号处理电路不需要按照高画面速率执行信号处理，而是按照常规画面速率执行信号处理。在高速图像捕捉模式下，通过变换处理部分201和记录设备控制电路210把从图像传感器101接收到的240fps的原始数据记录在记录设备111上。通过预处理电路202把经抽取和大小变换的原始数据提供给相机信号处理电路203，并且利用经相机处理的信号把正在捕捉的图像显示在显示部分112上。在再现状态下，根据显示部分112的显示性能按照低画面速率从记录设备111读取原始数据，并且通过预处理电路202和相机信号处理电路203来处理已经读取的原始数据，并且通过显示部分112来显示再现图像。
文档编号H04N101/00GK101536491SQ200780040538
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月12日 优先权日2006年10月30日
发明者佐濑昌利, 佐藤伸行, 小坂井良太, 永滨裕喜, 相木胜年, 米田丰 申请人:索尼株式会社