JP2686203B2 - ビデオカメラの垂直補間回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子(ＣＣＤ)
を具えたビデオカメラに関し、特に電気的なズーム処理
等に伴って必要となる垂直補間を行なう回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオカメラにおいては、図６に
示す如き垂直補間回路が装備されており、ＣＣＤからの
デジタル映像信号を１Ｈディレイライン(17)によって１
Ｈ(１水平走査期間)遅延せしめて、２ラインＬ０、Ｌ１
の信号を並列的に発生せしめ、これらの２ラインの信号
を夫々乗算器(16)(18)を介して加算器(19)へ供給してい
る。両乗算器(16)(18)には係数設定回路(20)が接続され
ており、該係数設定回路(20)は、垂直補間位置に応じた
補間係数Ｋに基づいて、和が１となる一対の係数(１−
Ｋ)及びＫを設定して、これらの係数を乗算器(16)(18)
へ出力する。

【０００３】この結果、加算器(19)においては、前記２
ラインの信号に対して補間位置に応じた加重平均が施さ
れることになり、該加重平均値が補間信号として後段回
路へ出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の垂直補間回路に
おいては、補間位置が上下に隣接する２本のラインの間
に存在する場合、前述の如くこれら２本のライン上の信
号の加重平均値が補間信号として出力されるが、補間位
置が元のライン上に存在する場合は、補間係数が０とな
って、元のライン上の信号がそのまま補間信号として出
力されることになる。この結果、前者の補間信号は、後
者の補間信号に比べて垂直方向の解像度が低下すること
になる。

【０００５】従って、従来の垂直補間回路によって垂直
方向の電気的なズームを実現する場合、特にズーム倍率
が低い場合には、前述の解像度が高い箇所と低い箇所が
垂直方向に周期的に現われ、然もこの解像度の変化幅
は、ズーム倍率が低くなるにつれて拡大することにな
る。

【０００６】例えば図５は、ズーム倍率が略１.３倍の
場合において、補間前の元のラインを実線で表わすと共
に、補間後のラインを破線で表わしたものである。補間
後のラインの内、図中にＡで示すラインは、元のライン
と重複又は極めて接近しているのに対し、図中にＢで示
すラインは、元のラインから大きく離れている。従っ
て、Ａの箇所では垂直方向の解像度が高く、Ｂの箇所で
は解像度が低下する。この結果、１つの画面内に、解像
度が高くてはっきりした部分と、解像度が低くてぼけた
部分が混在し、画像が不自然となる問題がある。特に画
像が斜線の場合において、この差が目立つ。

【０００７】本発明の目的は、１画面内の垂直方向の補
間位置に拘らず、画面全体に亘って均一な解像度が得ら
れる垂直補間回路を提供することである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るビデオカメラ
の垂直補間回路は、デジタル化されたＣＣＤ出力信号の
出力端に、夫々遅延時間が１水平走査期間(１Ｈ)に設定
された第１、第２及び第３のディレイライン(１)(２)
(３)を直列に接続している。前記ＣＣＤ出力信号及び第
１、第２、第３のディレイライン(１)(２)(３)の各出力
信号は、４タップの垂直内挿フィルターへ供給され、４
ライン分の出力信号に基づいて、中央の２本のラインに
挟まれた垂直位置に対する垂直補間が施される。

【０００９】又、本発明に係る垂直補間回路において、
垂直内挿フィルターは、垂直補間位置に拘らず略一定の
周波数特性が得られる様に、前記４ラインの出力信号に
乗算すべき４つのタップ係数を選択設定する係数設定回
路(９)を具えている。

【００１０】

【作用】上記垂直補間回路においては、例えばズーム処
理の際に、補間位置が元のライン上に重なった場合は、
例えば該ラインを含む上下３本のラインに対するタップ
係数は０以上の適当な値に、残りの１ラインに対するタ
ップ係数は０に設定され、補間信号の作成に際しては、
補間位置が重なったラインのみならず、補間位置からず
れた上下２本のラインの信号が関与する。

【００１１】又、補間位置が元のラインからずれた場合
は、該補間位置を挟んで上下２本ずつの合計４本のライ
ンに対するタップ係数が０以上の適当な値に設定され、
補間処理には、複数本のラインの信号が関与することに
なる。

【００１２】即ち、補間位置に拘らず、補間処理には常
に複数本のラインが関与し、これによって１画面内の解
像度は垂直方向に平均化され、大きな解像度の変化は生
じない。

【００１３】更に、垂直内挿フィルターに均一な周波数
特性を得るための係数設定回路(９）を設ければ、補間
後の画像に、補間位置による垂直解像度の変化は殆どな
くなり、画面全体に亘って一様な解像度の自然な画像が
得られる。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る垂直補間回路においては、
例えば電気的なズームを実現するために垂直補間を行な
う場合、補間位置を挟んで上下２本ずつの合計４ライン
の信号に基づいて垂直補間が施されるから、補間位置に
よる垂直方向の解像度に差がなくなり、自然なズーム画
像が得られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て説明する。図１の如く、Ａ／Ｄ変換されたＣＣＤ出力
信号は、第１の１Ｈディレイライン（１)、第２の１Ｈ
ディレイライン(２)、及び第３の１Ｈディレイライン
(３)へ順次入力され、これによって、４本のラインＬ
０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の信号が同時に並列的に得られ
る。

【００１６】これら４ラインの信号は、輝度信号作成用
の垂直内挿フィルターと、垂直エッジを強調するための
Ｖアパーチャ信号作成用の垂直内挿フィルターへ夫々入
力される。輝度信号作成用の垂直内挿フィルターは、前
記４ラインの信号が入力されるべき４つの乗算器(４)
(５)(６)(７)と、これらの乗算器の乗算結果を加算すべ
き加算器(８)と、４つの乗算器へ夫々タップ係数Ｋ０、
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を送出すべき係数設定回路(９)とから
構成されている。又、Ｖアパーチャ信号作成用の垂直内
挿フィルターも同様に、前記４ラインの信号が入力され
るべき４つの乗算器(10)(11)(12)(13)と、これらの乗算
器の乗算結果を加算すべき加算器(14)と、４つの乗算器
へ夫々タップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を送出すべき
係数設定回路(15)とから構成されている。

【００１７】又、前記２つの係数設定回路(９)(15)に
は、夫々垂直補間位置に応じた補間係数Ｋが供給されて
いる。

【００１８】上記回路においては、各垂直内挿フィルタ
ーにおけるタップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の与え方
によって、輝度信号或いはＶアパーチャ信号が得られ
る。以下、タップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の設定方
法について説明する。

【００１９】係数設定回路(９)(15)には、図２に示す如
く補間係数Ｋと各タップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の
関係を表わすテーブルが予め回路的に構成されており、
入力信号として任意の補間係数Ｋが与えられれば、図２
に示すテーブル中の９種類の補間係数から最も値の近い
補間係数が選択され、該補間係数に対応する４つのタッ
プ係数が出力されるのである。

【００２０】図２において、補間係数が０、０.５及び
１.０の場合の各タップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３
は、補間処理後の信号の垂直方向の周波数特性が同一と
なる様に決定される。ここで、補間係数が０の場合、タ
ップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２を夫々、基準値Ａ、Ｂ、Ａと
おくと共に、タップ係数Ｋ３は０に設定する。又、補間
係数が０.５の場合、各タップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、
Ｋ３は夫々、基準値ａ、ｂ、ｂ、ａとする。更に、補間
係数が１.０の場合、タップ係数Ｋ０を０に設定すると
共に、タップ係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を夫々基準値Ａ、
Ｂ、Ａとおく。

【００２１】そして、補間係数がこれら以外の小数値を
とる場合の各タップ係数は、補間係数Ｋが０、０．５及
び１.０のときの基準の補間係数に基づき、図示する線
形補間式によって決定されている。

【００２２】図３(ａ)(ｂ)は夫々輝度信号及びアパーチ
ャ信号について、上記タップ係数の基準値の決定方法を
表わしている。図３は、縦軸に時間、横軸に信号レベル
をとって、輝度信号及びアパーチャ信号についての所望
のインパルス応答を描いたものであって、補間係数Ｋが
０、０.５、及び１.０については、同一曲線からなる応
答を設定している。尚、このインパルス応答は、フィル
ターについて実現せんとする所望の周波数特性を時間軸
上に変換して得たものである。

【００２３】図示の如くＫ＝０の場合は、ラインＬ１を
中心としてラインＬ０とＬ２が対称となる様に、Ｋ＝
０.５の場合は、ラインＬ１とＬ２を中心としてライン
Ｌ０とＬ３が対称となる様に、更にＫ＝１.０の場合
は、ラインＬ２を中心としてラインＬ１とＬ３が対称と
なる様に、同じインパルス応答曲線を時間軸方向にずら
している。

【００２４】これらの曲線から、補間係数Ｋが０又は１
の場合のタップ係数の代表値Ａ及びＢが決定されると共
に、補間係数Ｋが０.５の場合のタップ係数の代表値ａ
及びｂが決定されるのである。これによって、輝度信号
及びアパーチャ信号の何れについても、補間係数Ｋが
０、０.５及び１.０のときの垂直内挿フィルタの周波数
特性は同一となる。

【００２５】又、本実施例では回路規模の削減を考慮し
て、補間係数が上記３つの値以外の小数値をとるときの
タップ係数は、上記タップ係数の代表値に基づく線形補
間によって決定する。この場合でも、補間係数Ｋが０と
１.０のときの２つのタップ係数を代表値として、０.５
を含む他の補間係数に対するタップ係数を線形補間によ
って算出する場合に比べ、垂直内挿フィルタの特性は、
垂直方向により均一となる。

【００２６】図４は、上記方法によって決定した各補間
係数に対するタップ係数の具体例を示している。ここ
で、４つのタップ係数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３の合計
は、補間位置に拘らず、輝度信号については“３２”、
垂直アパーチャ信号については“０”と一定値となって
いる。

【００２７】図１の係数設定回路(９)(15)にて、前記の
補間係数に応じたタップ係数を選択設定し、各乗算器へ
供給することによって、垂直内挿フィルターの周波数特
性は、補間係数、即ち画面の垂直位置に拘らず略一定と
なって、垂直方向の解像度が均一となり、むらの無い自
然な画像が生成される。

【００２８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【００２９】例えば、係数設定回路(９)(15)におけるタ
ップ係数の代表値は、補間係数Ｋ＝０、０.５、及び
１．０の３つの場合について設定しているが、これに限
らず、４つ以上の場合について代表値を設定し、更に
は、線形補間を全く行なわず、図２に示す９つの全ての
場合につき、周波数特性が同一なる様にタップ係数を決
定することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る垂直補間回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】画面上の垂直位置と、垂直内挿フィルターを構
成すべき係数設定回路によって設定されるタップ係数と
の関係を示す図表である。

【図３】垂直内挿フィルターの周波数特性を垂直方向に
均一とするためのタップ係数の決定方法を説明するイン
パルス応答図である。

【図４】タップ係数の具体例を示す図２に対応する図表
である。

【図５】従来の垂直補間回路の欠点を説明する図であ
る。

【図６】従来の垂直補間回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

(１) １Ｈディレイライン (４) 乗算器 (８) 加算器 (９) 係数設定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宅間 正男 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 川上 聖肇 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−264580（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子（ＣＣＤ）の出力をデジタ
   ル信号に変換して得られたＣＣＤ出力信号に基づき、任
   意倍率の電子ズーム処理を行うと共に、１画面内の映像
   信号全てを垂直補間によって生成するビデオカメラの垂
   直補間回路であって、 前記ＣＣＤ出力信号の出力端に直列に接続され、それぞ
   れ遅延時間が１水平走査期間（１Ｈ）に設定された第
   １、第２、第３のディレイライン（１）（２）（３）
   と、 前記ＣＣＤ出力信号及び第１、第２、第３のディレイラ
   イン（１）（２）（３）の各出力信号が供給され、これ
   ら４ライン分の出力信号に基づいて、中央の２本のライ
   ンに挟まれた垂直位置に対する垂直補間を施す垂直内挿
   フィルターとを備えたビデオカメラの垂直補間回路にお
   いて、 前記垂直内挿フィルターは、前記４ライン分の信号がそ
   れぞれ供給される第１、 第２、第３、第４の乗算器（４）（５）（６）（７）
   と、これらの各乗算器の出力が加算される加算器（８）
   と、垂直補間位置に拘わらず略一定の垂直周波数特性が
   得られる様に、前記各乗算器に乗算すべき４つのタップ
   係数をそれぞれ、補間位置が元のライン上に重なった場
   合は、該ラインを含む上下３本のラインに対するタップ
   係数は０以上の適当な値に、残りの１ラインに対するタ
   ップ係数は０に設定すると共に、補間位置が元のライン
   からずれた場合は、該補間位置を挟んで上下２本ずつの
   合計４本のラインに対するタップ係数が０以上の適当な
   値に設定する係数設定回路（９）とを 備えていることを
   特徴とするビデオカメラの垂直補間回路。