JP4697094B2 - Image signal output apparatus and control method thereof - Google Patents
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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。 The present invention relates to an image signal output device that converts a progressive image signal read from an image sensor that images a subject into an interlace image signal and outputs the image signal, and a control method therefor.
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。 In recent years, video camcorders that perform everything from capturing a moving image to outputting an image signal can be used to capture a high-definition still image simultaneously at any timing while capturing a moving image. There is a method using a progressive method of reading out the pixel value of (Patent Document 1). Some video camcorders perform all processes from reading of an image pickup signal by an image sensor to display / recording in a progressive manner.
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。 In video camcorders that can perform all of these processing steps in a progressive manner, when an interlaced image signal is output as a format suitable for display, recording, etc., an imaging signal read from the image sensor Before the camera signal processing is performed, the imaging signal is converted from the progressive method to the interlace method, thereby reducing the amount of calculation of the camera signal processing per unit time and suppressing the power consumption of the entire apparatus.
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。 However, in such a video camcorder, when taking an image while performing electronic zoom processing, the image pickup signal is converted from the progressive method to the interlace method before performing the camera signal processing, and after this conversion, a part of the image signal is converted. Therefore, the resolution of the image signal is deteriorated.
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。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an image signal output device that outputs a high-quality interlaced image signal and a control method therefor.
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。 As means for solving the above-described problems, an image signal output apparatus according to the present invention converts a progressive imaging signal read from an imaging element that images a subject into an interlaced image signal and outputs the image. In the signal output device, the interlaced imaging signal for one field is obtained by adding the progressive imaging signal read from the imaging element to two pixel values arranged in the vertical direction in the frame. An addition processing means for converting the signal into a progressive signal, and a signal processing for performing a camera signal process on the progressive image signal and the interlace image signal to convert them into the progressive image signal and the interlace image signal, respectively. Means and the above-mentioned progressive image signal in an arbitrary frame within the frame. The resolution processing means for enlarging the part and converting it to the interlaced image signal for two fields, and the progressive image signal are written into a predetermined memory in units of one frame, and one scanning line is placed from this memory. And a memory control means for converting to and outputting the interlace image signal for two fields, and the frame rate of the progressive image signal is less than half of the field rate of the interlace image signal. A first imaging mode, a second imaging mode in which a frame rate of the progressive imaging signal is the same as a field rate of the interlaced image signal, and the captured image is not enlarged, and the progressive Images with the above-mentioned interlaced frame rate Control means for controlling output processing in accordance with a third imaging mode that is the same as the field rate of the signal and performs an enlargement process on the captured image. In the first imaging mode, the signal processing means comprises: The progressive image signal read from the image sensor is subjected to the camera signal processing to be converted into the progressive image signal and supplied to the memory control means, and the memory control means is adapted to the progressive image signal. The image signal is converted into the interlaced image signal and output. In the second imaging mode, the addition processing means converts the progressive imaging signal read from the imaging element into the interlaced method. Is converted into an image pickup signal and supplied to the signal processing means. The signal processing means converts the camera signal into the interlaced image pickup signal. In the third imaging mode, the signal processing means converts the progressive imaging image signal read from the imaging element into the camera. The signal processing is performed and the progressive image signal is supplied to the resolution processing means, and the resolution processing means performs an enlargement process on the progressive image signal to convert it to the interlace image signal and output it. The output means is controlled by the control means.
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。 The image signal output apparatus control method according to the present invention is a method for controlling an image signal output apparatus that converts a progressive image signal read from an image sensor that images a subject into an interlace image signal and outputs the image signal. When the frame rate of the progressive imaging signal is half or less than the field rate of the interlaced image signal, camera signal processing is performed on the progressive imaging signal read from the imaging device. The progressive image signal is converted into the progressive image signal, and the progressive image signal is written in a predetermined memory in units of one frame and read out every other scanning line from the memory for two fields. Converted to and output, and the progressive format imaging signal When the frame rate is the same as the field rate of the interlace image signal and the captured image is not subjected to enlargement processing, one frame of the progressive image signal read from the image sensor is used as the frame. The two pixel values arranged in the vertical direction are added to each other and converted into the interlaced imaging signal for one field, and the camera signal processing is performed on the interlaced imaging signal to obtain the interlaced imaging signal. When the frame rate of the progressive imaging signal is the same as the field rate of the interlaced image signal and the enlarged image is subjected to enlargement processing, it is read from the imaging device. The progressive method is obtained by applying the camera signal processing to the progressive imaging signal Into image signals, characterized in that it converts the image signal of the progressive method to the image signal of the interlaced for two fields an enlarged part of any of the frame.
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。 In the present invention, when the frame rate of a progressive imaging signal is the same as the field rate of an interlaced image signal and the enlarged image is subjected to enlargement processing, the image signal is converted from the progressive method after the camera signal processing. Since the conversion to the interlace method is performed, it is possible to prevent the deterioration of the image quality even when the resolution of the interlace image signal is increased.
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。 The present invention also performs camera signal processing at a timing corresponding to a frame rate slower than the field rate when the frame rate of the progressive imaging signal is less than half the field rate of the interlaced image signal. . In addition, the present invention provides a method in which the imaging signal is processed before the camera signal processing when the frame rate of the progressive imaging signal is the same as the field rate of the interlaced image signal and the captured image is not enlarged. Convert from progressive to interlaced. Therefore, in the present invention, camera signal processing can be performed with the same load as in the prior art.
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。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent deterioration in image quality while suppressing an increase in the amount of computation related to signal processing, and to convert a progressive imaging signal into an interlaced image signal and output it.
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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
Specifically, as shown in FIG. 2A, the
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。
In addition, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Specifically, the
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。
Next, the configuration of the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The imaging
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。
The image
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。
The
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。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
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。
The signal delay circuit 123a delays the pixel data of the imaging signal supplied from the image
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。
The adder circuit 123b receives the pixel data of the imaging signal supplied from the
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。
The FIFO circuit 123c temporarily stores the imaging signal supplied from the
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。
As shown in FIG. 4B, the
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。
The camera
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。
Specifically, the camera
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。
The
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。
Specifically, the
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。
The
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。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the
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。
The image
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。
As described above, the
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。
First, the operation performed by the
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。
Hereinafter, regarding the imaging operation of the
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。
First, the operation of each processing unit of the
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。
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating the image size and processing timing of image data performed by each processing unit of the
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。
Specifically, the operation of each processing unit will be described in accordance with the schematic processing steps shown in FIG. Each processing unit performs the following processing in accordance with a control command supplied from the
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。
In step S11, the
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。
In step S <b> 12, the
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。
In step S <b> 13, the
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。
In step S <b> 14, the
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。
In step S <b> 15, in the
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。
As described above, in the
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。
Thus, in the
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。
When the image signal is read from the
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。
Next, the operation of each processing unit of the
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。
FIG. 9A illustrates the image size of each image signal processed by the
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。 Specifically, the operation of each processing unit will be described in accordance with the processing steps shown in FIG.
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。
In step S21, the
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。
In step S <b> 22, the
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。
In step S23, the
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。
In step S24, in the
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。
In step S25, in the
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。
In step S <b> 26, the image
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。
As described above, in the
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。
As described above, in the
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。
Next, the operation of each processing unit of the
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。
FIG. 11A shows the image size and processing timing of each signal processed by the
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。
Hereinafter, focusing on such a difference, the operation of the
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。
In step S31, the
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。
In step S <b> 32, the
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。
In step S <b> 33, in the
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。
In step S34, the
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。
In step S <b> 35, the
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。
In step S36, in the
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。
As described above, in the
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。
Further, in the
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。
As described above, the
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。
In addition, the
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。
As described above, in the
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
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 100 video camera, 110 image sensor, 120 signal processing unit, 121 imaging signal input unit, 122 image size conversion unit, 123 line addition unit, 124 camera signal processing unit, 125 resolution conversion unit, 126 line memory, 127 memory control unit, 128 image signal output unit, 130 frame memory, 140 baseband processing unit, 150 control unit
Claims (3)
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。 In an image signal output apparatus that converts a progressive image signal read from an image sensor that images a subject into an interlace image signal and outputs the image signal.
Addition processing for converting the progressive image signal read from the image sensor into the interlace image signal for one field by adding two pixel values arranged in the vertical direction within the frame. Means,
Signal processing means for performing camera signal processing on the progressive imaging signal and the interlace imaging signal to convert the progressive image signal and the interlace imaging signal, respectively;
Resolution processing means for enlarging an arbitrary part of the progressive image signal in the frame and converting the image signal into the interlace image signal for two fields;
Memory control means for writing the progressive image signal into a predetermined memory in units of one frame, reading out from the memory every other scanning line, converting the image signal into the interlaced image signal for two fields, and outputting it; ,
A first imaging mode in which a frame rate of the progressive imaging signal is equal to or less than half of a field rate of the interlaced image signal; and a frame rate of the progressive imaging signal is a field of the interlaced image signal. The second imaging mode that is the same as the rate and does not perform the enlargement process on the captured image, and the frame rate of the progressive imaging signal is the same as the field rate of the interlaced image signal, Control means for controlling the output process according to the third imaging mode for performing the enlargement process,
In the first imaging mode, the signal processing means performs the camera signal processing on the progressive imaging signal read from the imaging device to convert it into the progressive imaging signal, and the memory control means The memory control means converts the progressive image signal to the interlace image signal and outputs the converted signal.
In the second imaging mode, the addition processing means converts the progressive imaging signal read from the imaging element into the interlace imaging signal and supplies the signal to the signal processing means. The processing means performs the camera signal processing on the interlaced imaging signal to convert it to the interlaced image signal, and outputs it.
In the third imaging mode, the signal processing unit performs the camera signal processing on the progressive imaging signal read from the imaging element and supplies the progressive imaging signal to the resolution processing unit. An image signal output apparatus in which the control means controls an output process in which the resolution processing means performs an enlargement process on the progressive image signal, converts the image signal to the interlace image signal, and outputs the converted image signal. .
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。 In a control method of an image signal output device that converts a progressive image signal read from an image sensor that images a subject into an interlace image signal and outputs the image signal.
When the frame rate of the progressive imaging signal is less than half the field rate of the interlaced image signal, camera signal processing is performed on the progressive imaging signal read from the imaging device. Convert to the progressive format image signal, write the progressive format image signal into a predetermined memory in units of one frame, and read from the memory every other scanning line to convert it to the interlace format image signal for two fields. Output
When the frame rate of the progressive imaging signal is the same as the field rate of the interlaced image signal and the enlarged image is not subjected to enlargement processing, the progressive image of one frame read from the imaging device is used. The image signal of the system is added to two pixel values arranged in the vertical direction within the frame to convert the image signal into the interlaced image signal for one field, and the camera signal processing is applied to the interlaced image signal. And convert to the interlaced image signal and output it,
When the frame rate of the progressive imaging signal is the same as the field rate of the interlaced image signal and the enlarged image is subjected to enlargement processing, the progressive imaging signal read from the imaging device is used. The above-mentioned camera signal processing is performed to convert the image into a progressive format image signal, and the progressive format image signal is enlarged into a part of the frame and converted into the interlace format image signal for two fields. And a method for controlling the image signal output apparatus.
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