JP2008054221A - 画像信号出力装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高画質のインタレース方式の画像信号を出力する画像信号出力装置を提供する。
【解決手段】画像信号出力装置は、イメージセンサ110が読み出した1フレームのプログレッシブ方式の撮像信号を1フィールド分のインタレース方式の撮像信号に変換するライン加算部123と、プログレッシブ方式の撮像信号及びインタレース方式の撮像信号にカメラ信号処理を施してそれぞれプログレッシブ方式の画像信号及びインタレース方式の画像信号に変換するカメラ信号処理部124と、プログレッシブ方式の画像信号フレーム単位で拡大して2フィールド分のインタレース方式の画像信号に変換する解像度変換部125と、1フレームのプログレッシブ方式の画像信号を2フィールド分のインタレース方式の画像信号に変換して出力するメモリ制御部127とを備える。
【選択図】 図2
【解決手段】画像信号出力装置は、イメージセンサ110が読み出した1フレームのプログレッシブ方式の撮像信号を1フィールド分のインタレース方式の撮像信号に変換するライン加算部123と、プログレッシブ方式の撮像信号及びインタレース方式の撮像信号にカメラ信号処理を施してそれぞれプログレッシブ方式の画像信号及びインタレース方式の画像信号に変換するカメラ信号処理部124と、プログレッシブ方式の画像信号フレーム単位で拡大して2フィールド分のインタレース方式の画像信号に変換する解像度変換部125と、1フレームのプログレッシブ方式の画像信号を2フィールド分のインタレース方式の画像信号に変換して出力するメモリ制御部127とを備える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、被写体を撮像する撮像素子から読み出されるプログレッシブ方式の撮像信号を、インタレース方式の画像信号に変換して出力する画像信号出力装置及びその制御方法に関するものである。
近年、動画像の撮像から画像信号の出力までを行うビデオカムコーダには、動画像を撮像しながら高精細な静止画を任意のタイミングで同時に撮像するために、イメージセンサから所定のタイミング毎に全ての画素値を読み出すプログレッシブ方式で行うものがある(特許文献1)。また、このようなビデオカムコーダには、イメージセンサによる撮像信号の読み出しから表示・記録等までの全ての処理を、プログレッシブ方式で行うものもある。
このような全ての処理工程をプログレッシブ方式で行うことが可能なビデオカムコーダでは、インタレース方式の画像信号を表示・記録等に適したフォーマットとして出力する場合に、イメージセンサから読み出された撮像信号にカメラ信号処理を施す前に、撮像信号をプログレッシブ方式からインタレース方式に変換することにより、単位時間当たりのカメラ信号処理の演算量を低減して、装置全体での消費電力を抑えている。
しかしながら、このようなビデオカムコーダでは、電子ズーム処理をしながら撮像する場合に、カメラ信号処理を行う前に撮像信号をプログレッシブ方式からインタレース方式に変換しており、さらにこの変換後に画像信号の一部分に拡大処理を行うことになるため、画像信号の解像度が劣化してしまう。
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、高画質のインタレース方式の画像信号を出力する画像信号出力装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る画像信号出力装置は、被写体を撮像する撮像素子から読み出されるプログレッシブ方式の撮像信号を、インタレース方式の画像信号に変換して出力する画像信号出力装置において、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号を、そのフレーム内で垂直方向に並んだ2つの画素値を足し合わせて、1フィールド分の上記インタレース方式の撮像信号に変換する加算処理手段と、上記プログレッシブ方式の撮像信号及び上記インタレース方式の撮像信号にカメラ信号処理を施して、それぞれ上記プログレッシブ方式の画像信号及び上記インタレース方式の画像信号に変換する信号処理手段と、上記プログレッシブ方式の画像信号を、そのフレーム内における任意の一部を拡大して、2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換する解像度処理手段と、上記プログレッシブ方式の画像信号を、1フレーム単位で所定のメモリに書き込むとともにこのメモリから1走査線置きに読み出して、2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力するメモリ制御手段と、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートの半分以下である第1の撮像モード、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施さない第2の撮像モード、及び、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施す第3の撮像モードに応じて、出力処理を制御する制御手段とを備え、上記第1の撮像モードでは、上記信号処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換して上記メモリ制御手段に供給し、上記メモリ制御手段が、上記プログレッシブ方式の画像信号を上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、上記第2の撮像モードでは、上記加算処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号を上記インタレース方式の撮像信号に変換して上記信号処理手段に供給し、上記信号処理手段が、上記インタレース方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、上記第3の撮像モードでは、上記信号処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号を上記解像度処理手段に供給し、上記解像度処理手段が、上記プログレッシブ方式の画像信号に拡大処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力する出力処理を上記制御手段が制御することを特徴とする。
また、本発明に係る画像信号出力装置の制御方法は、被写体を撮像する撮像素子から読み出されるプログレッシブ方式の撮像信号を、インタレース方式の画像信号に変換して出力する画像信号出力装置の制御方法において、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートの半分以下である場合には、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号にカメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換し、このプログレッシブ方式の画像信号を1フレーム単位で所定のメモリに書き込むとともにこのメモリから1走査線置きに読み出して2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施さない場合には、上記撮像素子から読み出された1フレームの上記プログレッシブ方式の撮像信号をそのフレーム内で垂直方向に並んだ2つの画素値を足し合わせて1フィールド分の上記インタレース方式の撮像信号に変換し、このインタレース方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施す場合には、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換し、このプログレッシブ方式の画像信号をそのフレーム内における任意の一部を拡大して2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力することを特徴とする。
本発明は、プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートがインタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施す場合に、カメラ信号処理を行った後に画像信号をプログレッシブ方式からインタレース方式に変換するので、インタレース方式の画像信号の解像度を高めても画質の劣化を防止することができる。
また、本発明は、プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートがインタレース方式の画像信号のフィールドレートの半分以下である場合では、このフィールドレートよりも遅いフレームレートに応じたタイミングでカメラ信号処理を行う。また、本発明は、プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートがインタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施さない場合では、カメラ信号処理を行う前に撮像信号をプログレッシブ方式からインタレース方式に変換する。よって、本発明では、カメラ信号処理を従来と同様の負荷で行うことができる。
このように、本発明は、信号処理に係る演算量の増加を抑えつつ画質の劣化を防止して、プログレッシブ方式の撮像信号をインタレース方式の画像信号に変換して出力することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係るビデオカメラ100は、図1に示すように、イメージセンサ110と、信号処理部120と、フレームメモリ130と、ベースバンド処理部140と、制御部150とを備える。
イメージセンサ110は、被写体を撮像してプログレッシブ方式の撮像信号を読み出して、信号処理部120及びフレームメモリ130に供給する。
具体的に、イメージセンサ110は、図2(A)に示すように、正方形を45度回転させた格子上に、水平方向に960ピクセル垂直方向に540ピクセルの受光素子を配列したものである。イメージセンサ110は、プログレッシブ方式の撮像を行うので、所定のタイミング毎に、画サイズ960×540ピクセルの全画素について読み出し、光学補正を施した後に信号処理部120及びフレームメモリ130に供給する。このように、イメージセンサ110が読み出す撮像信号は、イメージセンサ110において受光素子が正方形を45度回転させた格子状に配列されているので、1フレーム内における各画素が市松模様状に配置される。このため、撮像信号には、1フレーム内における隣接する画素間に、画素値がない空画素領域が存在する。よって、イメージセンサ110が読み出す撮像信号は、その画素データの画サイズ960×540ピクセルであるが、画面内に存在する空画素領域をディモザイク処理により補間することで、図2(B)に示すように、実質的に画サイズが1920×1080ピクセルとなっている。このようにして、イメージセンサ110では、単位時間当たり受光素子から読み出す画素データが少なくても、より高解像度の撮像信号を読み出すことができる。なお、本実施形態に係るビデオカメラ100は、信号処理部120内で上述したディモザイク処理を行う。
また、イメージセンサ110は、制御部150からの制御命令に応じて、時間方向の解像度を変えて撮像信号を読み出す。具体的に、イメージセンサ110は、毎秒当たり24フレーム(以下、24pという。)と、毎秒当たり30フレーム(以下、30pという。)と、毎秒当たり60フレーム(以下、60pという。)との、それぞれ3つの異なるフレームレートでプログレッシブ方式の撮像信号を読み出す。
信号処理部120は、イメージセンサ110から供給されるプログレッシブ方式の撮像信号に後述するカメラ信号処理を施すとともに、毎秒当たり60フィールドのインタレース方式(以下、60iという。)の画像信号に変換してベースバンド処理部140へ供給する。また、信号処理部120は、カメラ信号処理を施したプログレッシブ方式の画像信号をフレームメモリ130に供給する。
ベースバンド処理部140は、信号処理部120から供給される60iの画像信号を記録・表示等の出力形式に変換して、記録処理及び表示処理を行う。
制御部150は、撮像動作に応じた同期信号を、上述したビデオカメラ100の各処理部に供給し、この同期信号に基づいてこれらの処理部の動作を制御する。
具体的に、制御部150は、動作周期が1/60[sec]の垂直同期信号を各処理部に供給する。各処理部は、同一周期の垂直同期信号に基づいて、フレーム及びフィールド単位に区切って信号処理を行う。また、制御部150は、垂直同期信号1周期当たりに処理するフレーム及びフィールド内の走査線の数に応じて、それぞれ異なる動作周期の水平同期信号を各処理部に供給する。
次に、信号処理部120の構成について図3を参照して詳細に説明する。
信号処理部120は、図3に示すように、撮像信号入力部121と、画サイズ変換部122と、ライン加算部123と、カメラ信号処理部124と、解像度変換部125と、ラインメモリ126と、メモリ制御部127と、画像信号出力部128とを備える。
撮像信号入力部121は、イメージセンサ110から供給される撮像信号の水平同期信号の動作周期を信号処理部120の動作に応じて変更して、この撮像信号を画サイズ変換部122へ出力する。
画サイズ変換部122は、画サイズ960×540ピクセルの撮像信号から、その画面内に存在する空画素領域を補間することで、有効画サイズ1920×1080ピクセルの撮像信号を生成する。また、画サイズ変換部122は、画サイズ1920×1080ピクセルの撮像信号を、その水平方向に並んだ画素列から4画素当たり1画素分を間引くことで水平方向に3/4倍に縮小して、HD規格に準拠した画サイズ1440×1080ピクセルの撮像信号に変換し、ライン加算部123及びカメラ信号処理部124へ供給する。
ライン加算部123は、画サイズ変換部122から供給された1フレーム当たりのプログレッシブ方式の撮像信号を、1フィールドのインタレース方式の撮像信号に変換する。
具体的に、ライン加算部123は、図4(A)に示すように、信号遅延回路123aと、加算回路123bと、FIFO(First Input First Output)回路123cとからなる。
信号遅延回路123aは、画サイズ変換部122から供給された撮像信号の画素データを水平同期信号1周期分遅延させて加算回路123bに供給する。
加算回路123bは、画サイズ変換部122から供給された撮像信号の画素データと、画サイズ変換部122から供給され信号遅延回路123aより水平同期信号1周期分遅延された撮像信号の画素データとが供給される。すなわち、FIFO回路123cは、走査線2本を1組とした画素列において、垂直方向に並んだ2つの画素値が順次供給される。加算回路123bは、これら2つの画素値を足し合わせてFIFO回路123cに供給する。
FIFO回路123cは、加算器123から供給される撮像信号を一時的に記憶して水平同期信号との同期を図った後、カメラ信号処理部124に供給する。
ライン加算部123は、図4(B)に示すように、1フレームのプログレッシブ方式の撮像信号が供給されると、走査線2本を1組とした画素列における垂直方向に並んだ2つの画素データをそれぞれ足し合わせて、1フィールドのインタレース方式の撮像信号(第1フィールド)に変換する。また、ライン加算部123は、第1フィールドの撮像信号を出力した後に1フレームのプログレッシブ方式の撮像信号が供給されると、第1フィールドの変換処理に対してフレーム内の走査線の位置を1本ずらし、第1フィールドと同様の処理を行って、1フィールド分のインタレース方式の撮像信号(第2フィールド)に変換する。すなわち、ライン加算部123は、時系列に並んだ2フレームのプログレッシブ方式の撮像信号の一方を第1フィールドとし、他方を第2フィールドとするインタレース方式の撮像信号に変換して交互にカメラ信号処理部124へ供給する。
カメラ信号処理部124は、画サイズ変換部122から供給されるプログレッシブ方式の撮像信号、及び、ライン加算部123から供給されるインタレース方式の撮像信号に所定のカメラ信号処理を行う。
具体的に、カメラ信号処理部124は、撮像信号に、輪郭強調、ガンマ補正、色差マトリクス変換などを施した画像信号を生成する。そして、カメラ信号処理部124は、撮像モードに応じて、解像度変換部125、メモリ制御部127及び画像信号出力部128のうちいずれか1つの処理部に供給する。
解像度変換部125は、カメラ信号処理部124から供給されるプログレッシブ方式の画像信号に、そのフレーム内における任意の一部分を拡大領域として、解像度変換処理を施し、1フレームのプログレッシブ方式の画像信号から1フィールドのインタレース方式の画像信号を生成して、画像信号出力部128に供給する。
具体的に、解像度変換部125は、まず水平方向に拡大/縮小処理を施して一時的にラインメモリ126に記憶させ、その後、ラインメモリ126から垂直方向に画素を読み出して、垂直方向に拡大/縮小処理を施す。また、解像度変換部125は、拡大領域の拡大倍率が2倍以上であるか否かによって処理内容が異なる。拡大する倍率が2倍以下の場合、解像度変換部125は、水平方向に対しては拡大処理を施すが、プログレッシブ方式対してインタレース方式では垂直方向に並んだ画素数が半分なので垂直方向に対しては縮小処理を施す。拡大する倍率が2倍以上の場合、解像度変換部125は、水平方向及び垂直方向の何れに対しても拡大処理を施す。
メモリ制御部127は、カメラ信号処理部124から供給されるプログレッシブ方式の画像信号をフレーム単位でフレームメモリ130に書き込むとともに、フレームメモリ130から走査線1本置きに画像信号を読み出すことによって2フィールドのインタレース方式の画像信号に変換して、画像信号出力部128に供給する。
具体的に、メモリ制御部127は、図5(A)に示すように、メモリ書き込み制御信号と、メモリ読み出し制御信号とに基づいて動作する。メモリ書き込み制御信号は、その動作周期が垂直同期信号の動作周期の1/2倍のパルス信号である。メモリ読み出し制御信号は、その動作周期が垂直同期信号の動作周期と同一のパルス信号である。メモリ制御部127は、フレーム書き込み制御信号の立ち下がりから立ち上がりまでの時間間隔で、1フレーム分の画素データをフレームメモリ123に書き込むとともに、フレーム読み出し制御信号の立ち下がりから立ち上がりまでの時間間隔でフレームメモリ123に書き込んだ画素データのうちの半数を順次フレームメモリ123からメモリ制御部127に読み出す。このようにして、メモリ制御部127は、図5(B)に示すように、フレームメモリ130に書き込んだ画像信号から、それぞれ1ライン置きに走査した第1フィールド及び第2フィールドのインタレース方式の画像信号に変換する。
画像信号出力部128は、カメラ信号処理部124、解像度変換部125、及び、メモリ制御部127から供給されるインタレース方式の画像信号を、ベースバンド処理部140の水平同期信号に同期させて、ベースバンド処理部140に供給する。
このように、信号処理部120は、イメージセンサ120から供給されたプログレッシブ方式の撮像信号に上述した処理を行い、ベースバンド処理部140へインタレース方式の画像信号を出力するが、制御部150からの制御命令に応じて、次に示す3つの異なる動作を行う。
まず、ビデオカメラ100が行う動作は、図6(A)に示すようにイメージセンサ110が30p/24pで撮像信号を読み出す低速撮像モードと、図6(B)及び図6(C)に示すようにイメージセンサが60pで撮像する通常撮像モードとに分けられる。さらに、60pで撮像する通常撮像モードは、図6(B)に示すようなイメージセンサ110から読み出した撮像画像に電子ズーム処理を施さない通常撮像電子ズームオフモードと、図6(C)に示すようなイメージセンサ110から読み出した撮像画像に電子ズーム処理を施す通常撮像電子ズームオンモードとに分けられる。
以下では、ビデオカメラ100の撮像動作に関して、上述した3つの撮像モードに関する各処理部の動作について具体的に説明する。
まず、低速撮像モードに関するビデオカメラ100の各処理部の動作について、図7を参照して説明する。
図7(A)は、垂直同期信号に基づいて、イメージセンサ110、信号処理部120及びベースバンド処理部140の各処理部で行う画像データの画サイズとその処理タイミングを示す模式図である。ビデオカメラ100は、図7(A)に示すように、イメージセンサ110が30p/24pで撮像信号を読み出し、信号処理部120が30p/24pの撮像信号を60iの画像信号に変換して、60iでベースバンド処理部140へ画像信号を供給する。
具体的には、図7(B)に示す模式的な処理工程に従って、各処理部の動作について説明する。なお、各処理部は、制御部150から供給される制御命令に従って、以下に示す処理を行う。また、次に示す処理工程では、まず、30p/24pのうち、イメージセンサ110が30pでプログレッシブ方式の撮像信号を読み出すものとして説明する。
ステップS11において、イメージセンサ110は、画サイズ960×540ピクセル(有効画サイズ:1920×1080ピクセル)で30pの撮像信号を読み出す。
ステップS12において、イメージセンサ110は、30pの撮像画像に明るさ補正や黒レベル補正などの光学補正を施して信号処理部120に供給する。
ステップS13において、信号処理部120は、まず、撮像信号入力部121が、イメージセンサ110から供給される撮像信号の水平同期信号の動作周期が1/2倍となるように撮像信号のピクセルレートを変更して画サイズ変換部122に供給する。また、信号処理部120は、垂直同期信号の2周期に1回のタイミングで撮像信号に信号処理を施す。画サイズ変換部122は、補間処理により撮像信号をイメージセンサ110で読み出された960×540ピクセルから有効画サイズ1920×1080ピクセルに変換し、さらに、HD規格に準拠した画サイズ1440×1080に変換する。そして、画サイズ変換部122は、画サイズ1440×1080のプログレッシブ方式の撮像信号をカメラ信号処理部124のみに供給する。
ステップS14において、信号処理部120は、カメラ信号処理部124が、画サイズ変換部122から供給される画サイズ1440×1080の30pの撮像信号に輪郭強調、ガンマ補正、色差マトリクス変換などのカメラ信号処理を施した画像信号を生成して、この画像信号をメモリ制御部127に供給する。
ステップS15において、信号処理部120は、メモリ制御部127が、30pの画像信号を60iの画像信号に変換して画像信号出力部128に供給する。画像信号出力部128は、ベースバンド処理部140における水平同期信号との同期を図るため、メモリ制御部127から供給される60iの画像信号の水平同期信号の動作周期を2倍にしてベースバンド処理部140へ供給する。
このように、低速撮像モードで動作するビデオカメラ100では、図8(A)に示すように、イメージセンサ110が垂直同期信号の2周期に1回のタイミングで30pの撮像信号を読み出し、カメラ信号処理部124が垂直同期信号の2周期に1回のタイミングで30pの撮像信号にカメラ信号処理を施し、メモリ制御部127が60iの画像信号に変換して、画像信号出力部128から垂直同期信号の1周期毎のタイミングでベースバンド処理部140へ60iの画像信号を供給する。
このように、ビデオカメラ100では、イメージセンサ110が読み出す30pの撮像信号の走査線が540本であるに対して、信号処理部120で信号処理を施す30pの画像信号の走査線が1080本なので、図8(B)に示すように、信号処理部120が、イメージセンサ110での水平同期信号に比べて半分の動作周期の水平同期信号で、撮像信号に信号処理を施す。
なお、イメージセンサ110から24pで撮像信号を読み出す場合、ビデオカメラ100は、動作周期1/24[sec]の同期信号を生成して、この周期1/24[sec]の同期信号の各タイミングで1フレーム毎に撮像信号の読み出しを行う。また、信号処理部120は、動作周期1/24[sec]の同期信号の各タイミングで、1フレーム毎に信号処理を施し、メモリ制御部127が1フレームの24pの画像信号から2フィールド及び3フィールドの60iの画像信号に変換する。
次に、通常撮像電子ズームオフモードに関するビデオカメラ100の各処理部の動作について図9を参照して説明する。
図9(A)は、動作周期1/60[sec]の垂直同期信号に基づいて、イメージセンサ110、信号処理部120及びベースバンド処理部140で処理を行う各画像信号の画サイズとその処理タイミングを示す模式図である。ビデオカメラ100では、図9(A)に示すように、イメージセンサ110が60pで撮像信号を読み出し、信号処理部120が60pの撮像信号を60iの画像信号に変換してベースバンド処理部140へ画像信号を供給する。
具体的には、図9(B)に示す処理工程に従って、各処理部の動作について説明する。
ステップS21において、イメージセンサ110は、画サイズ960×540ピクセル(有効画サイズ1920×1080ピクセル)で、60pの撮像信号を読み出す。
ステップS22において、イメージセンサ110は、制御部150からの制御命令に従って、60pの撮像画像に明るさ補正や黒レベル補正などの光学補正を施して、フレームメモリ130及び信号処理部120に供給する。
ステップS23において、フレームメモリ130は、イメージセンサ110から供給される撮像信号を、画サイズ960×540ピクセルの未処理データとして記録する。この未処理データは、ビデオカメラ100による撮像動作終了後、静止画像として信号処理部120に供給されて処理が行われる。ビデオカメラ100は、イメージセンサ110によって読み出された撮像信号をフレームメモリ130が未処理データとして記憶するので、撮像動作を停止することなく静止画記録を行うことができる。
ステップS24において、信号処理部120では、まず、撮像信号入力部121が、イメージセンサ110から供給される撮像信号を、その水平同期信号の動作周期を変更せずに、画サイズ変換部122に供給する。画サイズ変換部122は、撮像信号にディモザイク処理を施して、イメージセンサ110から読み出された画サイズ960×540ピクセルから有効画サイズ1920×1080ピクセルに変換して、垂直ラインの画素列を間引いてHD規格に準拠した画サイズ1440×1080ピクセルに変換する。画サイズ変換部122は、画サイズ1440×1080ピクセルの撮像信号を、ライン加算部123のみに供給する。ライン加算部123は、60pの撮像信号を60iの撮像信号に変換して、カメラ信号処理部124に供給する。
ステップS25において、信号処理部120では、カメラ信号処理部124が、画サイズ変換部122から供給される60iの撮像信号にカメラ信号処理を施した60iの画像信号を生成して、この60iの画像信号を画像信号出力部128に供給する。
ステップS26において、画像信号出力部128は、カメラ信号処理部124から供給される60iの画像信号を、ベースバンド処理部140で処理する水平同期信号と同期を図って、ベースバンド処理部140へ供給する。
このように、通常撮像電子ズームオフモードで動作するビデオカメラ100では、図10(A)に示すように、イメージセンサ110が垂直同期信号の1周期毎に60pの撮像信号を読み出し、信号処理部120で垂直同期信号の1周期毎に60pの撮像信号から60iの画像信号に変換して、信号処理部120の画像信号出力部128から垂直同期信号の各タイミングで60iの画像信号をベースバンド処理部140へ供給する。
このように、ビデオカメラ100では、図10(B)に示すように、イメージセンサ110、信号処理部120、及び、ベースバンド処理部140が、同一の動作周期の水平同期信号で画像信号にそれぞれ処理を施す。
次に、通常撮像電子ズームオンモード時におけるビデオカメラ100の各処理部の動作について図11を参照して説明する。
図11(A)は、動作周期1/60[sec]の垂直同期信号に基づいて、イメージセンサ110、信号処理部120及びベースバンド処理部140で処理を行う各信号の画サイズとその処理タイミングを示す模式図である。ビデオカメラ100は、図10(A)に示すように、上述した通常撮像電子ズームオフモード時と同様に、イメージセンサ110が60pの撮像信号を読み出し、信号処理部120が60pの撮像信号を60iの画像信号に変換してベースバンド処理部140へ画像信号を供給するが、信号処理部120における処理工程が通常撮像電子ズームオフモードと異なる。
以下では、このような差異に注目して、図10(B)に示す処理工程に従って、ビデオカメラ100の動作について説明する。
ステップS31において、イメージセンサ110は、画サイズ960×540ピクセル(有効画サイズ1920×1080ピクセル)の60pの撮像信号を読み出す。
ステップS32において、イメージセンサ110は、撮像画像の明るさ補正や黒レベル補正などの光学補正を施して信号処理部120に供給する。
ステップS33において、信号処理部120では、まず、撮像信号入力部121が、イメージセンサ110から供給される撮像信号の水平同期信号の動作周期が1/2倍となるように、撮像信号のピクセルレートを変更して画サイズ変換部122に供給する。また、画サイズ変換部122は、撮像信号にディモザイク処理を施して、イメージセンサ110から読み出された画サイズ960×540ピクセルから有効画サイズ1920×1080ピクセルに変換して、垂直ラインの画素列を間引いてHD規格に準拠した画サイズ1440×1080ピクセルに変換する。画サイズ変換部122は、画サイズ144×1080ピクセルの撮像信号を、ライン加算部123で60iに変換せずに、60pのままカメラ信号処理部124へ供給する。
ステップS34において、信号処理部120は、カメラ信号処理部124が、画サイズ変換部122から供給される60pの撮像信号にカメラ信号処理を施した画像信号を生成して、この画像信号を解像度変換部125に供給する。
ステップS35において、信号処理部120は、解像度変換部125が、60pの画像信号においてフレーム内の一部分を拡大領域として設定して拡大処理を施して60iの画像信号に変換し、画像信号出力部128に供給する。
ステップS36において、信号処理部120では、画像信号出力部128が、60iの画像信号の水平同期信号の動作周期を2倍にして、ベースバンド出力水平同期信号に同期した60iの画像信号をベースバンド処理部140に供給する。
このように、通常撮像電子ズームオフモードで動作するビデオカメラ100では、図12(A)に示すように、イメージセンサ110が垂直同期の各タイミングで60pの撮像信号を読み出し、信号処理部120で垂直同期信号の各タイミングで60pの撮像信号から60iの画像信号に変換してベースバンド処理部140へ供給する。
また、ビデオカメラ100では、図12(B)に示すように、信号処理部120が、センサ水平同期信号及びベースバンド出力水平同期信号に対してカメラ信号処理水平同期信号の動作周期が半分で、撮像信号に信号処理を施す。
以上のように、ビデオカメラ100は、通常撮像電子ズームオンモード時に、カメラ信号処理と解像度変換処理を行った後に画像信号をプログレッシブ方式からインタレース方式に変換するので、ライン加算部123により60pから60iに変換した後に解像度変換を行う場合に比べて、高解像度の拡大画像の画像信号を出力することができる。
また、ビデオカメラ100は、低速撮像モードにおいて、垂直同期信号の2周期に1回のタイミングでカメラ信号処理を行う。また、ビデオカメラ100は、通常撮像電子ズームオフモードにおいて、カメラ信号処理を行う前に画像信号を60pから垂直同期信号1周期当たりの走査線の数が半分である60iに変換する。よって、ビデオカメラ100は、低速撮像モード及び通常撮像電子ズームオフモードにおいて、従来と同様の負荷でカメラ信号処理を行うことができる。
このように、ビデオカメラ100では、信号処理部120での演算処理量の増加を抑えつつ画質の劣化を防止して、プログレッシブ方式の撮像信号をインタレース方式の画像信号に変換して、ベースバンド処理部140へ出力することができる。
なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
100 ビデオカメラ、110 イメージセンサ、120 信号処理部、121 撮像信号入力部、122 画サイズ変換部、123 ライン加算部、124 カメラ信号処理部、125 解像度変換部、126 ラインメモリ、127 メモリ制御部、128 画像信号出力部、130 フレームメモリ、140 ベースバンド処理部、150 制御部
Claims (3)
- 被写体を撮像する撮像素子から読み出されるプログレッシブ方式の撮像信号を、インタレース方式の画像信号に変換して出力する画像信号出力装置において、
上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号を、そのフレーム内で垂直方向に並んだ2つの画素値を足し合わせて、1フィールド分の上記インタレース方式の撮像信号に変換する加算処理手段と、
上記プログレッシブ方式の撮像信号及び上記インタレース方式の撮像信号にカメラ信号処理を施して、それぞれ上記プログレッシブ方式の画像信号及び上記インタレース方式の画像信号に変換する信号処理手段と、
上記プログレッシブ方式の画像信号を、そのフレーム内における任意の一部を拡大して、2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換する解像度処理手段と、
上記プログレッシブ方式の画像信号を、1フレーム単位で所定のメモリに書き込むとともにこのメモリから1走査線置きに読み出して、2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力するメモリ制御手段と、
上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートの半分以下である第1の撮像モード、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施さない第2の撮像モード、及び、上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施す第3の撮像モードに応じて、出力処理を制御する制御手段とを備え、
上記第1の撮像モードでは、上記信号処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換して上記メモリ制御手段に供給し、上記メモリ制御手段が、上記プログレッシブ方式の画像信号を上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、
上記第2の撮像モードでは、上記加算処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号を上記インタレース方式の撮像信号に変換して上記信号処理手段に供給し、上記信号処理手段が、上記インタレース方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、
上記第3の撮像モードでは、上記信号処理手段が、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号を上記解像度処理手段に供給し、上記解像度処理手段が、上記プログレッシブ方式の画像信号に拡大処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力する出力処理を上記制御手段が制御することを特徴とする画像信号出力装置。 - 上記制御手段は、上記第2の撮像モードでは、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号を、所定のメモリに記憶させることを特徴とする請求項1記載の画像信号出力装置。
- 被写体を撮像する撮像素子から読み出されるプログレッシブ方式の撮像信号を、インタレース方式の画像信号に変換して出力する画像信号出力装置の制御方法において、
上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートの半分以下である場合には、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号にカメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換し、このプログレッシブ方式の画像信号を1フレーム単位で所定のメモリに書き込むとともにこのメモリから1走査線置きに読み出して2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、
上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施さない場合には、上記撮像素子から読み出された1フレームの上記プログレッシブ方式の撮像信号をそのフレーム内で垂直方向に並んだ2つの画素値を足し合わせて1フィールド分の上記インタレース方式の撮像信号に変換し、このインタレース方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記インタレース方式の画像信号に変換して出力し、
上記プログレッシブ方式の撮像信号のフレームレートが上記インタレース方式の画像信号のフィールドレートと同一であって撮像画像に拡大処理を施す場合には、上記撮像素子から読み出された上記プログレッシブ方式の撮像信号に上記カメラ信号処理を施して上記プログレッシブ方式の画像信号に変換し、このプログレッシブ方式の画像信号をそのフレーム内における任意の一部を拡大して2フィールド分の上記インタレース方式の画像信号に変換して出力することを特徴とする画像信号出力装置の制御方法。
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