(57)【要約】【課題】ＲＡＷデータに対して画素数変換を行っても、出力画像におけるエッジ部分の解像感の劣化を軽減することが可能な画像変換装置を提供する。【解決手段】カラーフィルタを通過した光学情報が電気信号に変換されて出力されたＲＡＷデータに対して画素数変換を行う画像変換装置であって、ＲＡＷデータに対しローパスフィルタ処理を行い、輝度成分信号を生成する輝度成分フィルタ回路と、輝度成分信号に対し画素数の変換処理を行い、輝度成分画素数変換信号を生成する輝度成分画素数変換回路と、デジタル映像信号と輝度成分信号との差分をとるバンドパスフィルタ処理を行い、第１，第２色成分信号を生成する色成分フィルタ回路と、第１，第２色成分信号に対し画素数の変換処理を行う第１，第２色成分画素数変換回路と、輝度成分画素数変換信号と第１，第２色成分画素数変換信号とを合成する合成回路と、を備えている。【選択図】図１
2010004472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタを通過した光学情報が電気信号に変換されて出力されたＲＡＷ形式のデジタル信号に対し、画素数変換を行う画像変換装置であって、
前記ＲＡＷ形式の前記データ信号に対しローパスフィルタ処理を行い、輝度成分信号を生成して出力する輝度成分フィルタ回路と、
前記輝度成分信号に対し画素数の変換処理を行い、輝度成分画素数変換信号を出力する輝度成分画素数変換回路と、
前記デジタル映像信号と前記輝度成分信号との差分をとるバンドパスフィルタ処理を行い、第１色成分信号および第２色成分信号を生成して出力する色成分フィルタ回路と、
前記第１色成分信号に対し画素数の変換処理を行い、第１色成分画素数変換信号を出力する第１色成分画素数変換回路と、
前記第２色成分信号に対し画素数の変換処理を行い、第２色成分画素数変換信号を出力する第２色成分画素数変換回路と、
前記輝度成分画素数変換信号と前記第１色成分画素数変換信号と前記第２色成分画素数変換信号とを合成する合成回路と、
を備えた画像変換装置。
【請求項２】
前記色成分フィルタ回路と前記第１色成分画素数変換回路との間に設けられる前記第１色成分信号の周波数帯域を制限する第１色成分帯域制限回路と、
前記色成分フィルタ回路と前記第２色成分画素数変換回路との間に設けられる前記第２色成分信号の周波数帯域を制限する第２色成分帯域制限回路と、
をさらに備えている、
請求項１に記載の画像変換装置。
【請求項３】
前記輝度成分画素数変換回路において施される拡大または縮小の倍率に基づいて、前記輝度成分フィルタ回路におけるフィルタリング係数を設定する制御部をさらに備える、
請求項２に記載の画像変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１および第２色成分画素数変換回路において施される拡大または縮小の倍率に基づいて、前記第１および第２色成分帯域制限回路におけるそれぞれのフィルタリング係数を設定する、
請求項３に記載の画像変換装置。
【請求項５】
カラーフィルタを有し、光学情報を電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記電気信号をアナログ映像信号に変換して出力するアナログ信号処理回路と、
前記撮像素子の駆動制御と前記アナログ信号処理回路のタイミング制御とを行う駆動タイミング制御回路と、
前記アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、
をさらに備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の画像変換装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像変換装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像変換装置およびこれを備えた電子機器に関し、特に、ＲＡＷ形式のデータを用いた画像変換装置およびこれを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等に含まれている画像変換装置において、デジタルデータに対して、例えば、アスペクト変換やサムネイル生成などの様々な画素数変換処理が行われている。具体的には、画素数変換処理は、所定の画素数で構成された映像信号のフレームデータをフィルタリング処理などによって、元のフレームデータとは異なる画素数で構成されたデータに変換するものである。また、画素数変換処理は、一般的に、輝度・色差分離処理が施されたデジタル画像データ（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）を用いて行われる。このデジタル画像データ（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）を得るためには、輝度・色差分離処理を行う前に、色差マトリクス処理やホワイトバランス処理、ガンマ補正処理などの複数の処理を行う必要がある。
【０００３】
しかし、近年では、電子機器の小型化に伴う省スペース化の要求により、回路スペースが確保できないことや、ＲＡＷ形式のデータ（以下、ＲＡＷデータ）を出力する機能を備える電子機器が開発されたことによって、上述の複数の処理を行わずにＲＡＷデータを処理データとして扱うことが要求されている。
【０００４】
この場合、例えば、図６に示すように、ＣＣＤなどの撮像素子２１５を備える画像変換装置２００においては、撮像素子２１５から出力されアナログ信号処理回路２１７によってアナログ信号化された画素毎のアナログＲＡＷデータが、Ａ／Ｄ変換回路２１８によってデジタルＲＡＷデータに変換され、このデジタル変換後のＲＡＷデータが、直接的に処理される。なお、この画像変換装置２００は、撮像素子２１６とアナログ信号処理回路２１７との動作およびタイミングを制御する駆動タイミング制御回路を備えている。
【０００５】
ここで、撮像素子２１５は、カラーフィルタを有している。このため、出力信号には色成分が含まれる。そして、この色成分が含まれているＲＡＷデータに対して画素数変換を行う場合は、データに対してフィルタリング処理部２３においてフィルタリング処理が行われ、その後、間引き処理が行われる。ＲＡＷデータを扱う場合のフィルタリング処理は、図６に示すように、ＤＦＦ２１９〜２２２によってＲＡＷデータを１クロック分遅延し、このデータに対し所定のフィルタリング係数を用いてフィルタリング処理が施される。
【０００６】
また、カラーフィルタが装着された撮像素子２１５を備えている画像変換装置２００におけるＲＡＷデータは、色の配置が異なる複数の画素から構成されている。したがって、フィルタリング処理によって合成される色が混ざり合わないようにするために、色毎にフィルタリング処理を施す必要がある。そして、Ａ／Ｄ変換回路２１８から出力されたＲＡＷデータは、カラーフィルタにおける色の周期性から、１クロックおきに同じ色のデータになっている。したがって、このような構成では、フィルタリング処理は、１クロックおきのＲＡＷデータに対して行われることになる。
【特許文献１】特開２００３−３４６１４３号公報（平成１５年１２月５日公開）
【特許文献２】特開２００４−２６０８１３号公報（平成１６年９月１６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようにＲＡＷデータの色配列に起因して、１クロックおきのデータに対して行うフィルタリング処理では、時間的に隣接するデータとの関連性が失われてしまう。したがって、輝度成分の連続性が失われ、周波数特性が劣化するため、出力画像におけるエッジ部分の解像感（見た目）が悪くなる。
【０００８】
本発明の課題は、ＲＡＷ形式のデータに対して画素数の変換を行っても、出力画像におけるエッジ部分の解像感の劣化を軽減することが可能な画像変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る画像変換装置は、カラーフィルタを通過した光学情報が電気信号に変換されて出力されたＲＡＷ形式のデジタル信号に対し、画素数変換を行う画像変換装置であって、輝度成分フィルタ回路と、輝度成分画素数変換回路と、色成分フィルタ回路と、第１色成分画素数変換回路と、第２色成分画素数変換回路と、合成回路と、を備えている。輝度成分フィルタ回路は、ＲＡＷ形式のデジタル信号に対しローパスフィルタ処理を行うことにより輝度成分信号を生成して出力する。輝度成分画素数変換回路は、輝度成分信号に対し画素数の変換処理を行い、輝度成分画素数変換信号を出力する。色成分フィルタ回路は、デジタル映像信号と輝度成分信号との差分をとるバンドパスフィルタ処理を行うことにより第１色成分信号および第２色成分信号を生成して出力する。第１色成分画素数変換回路は、第１色成分信号に対し画素数の変換処理を行い、第１色成分画素数変換信号を出力する。第２色成分画素数変換回路は、第２色成分信号に対し画素数の変換処理を行い、第２色成分画素数変換信号を出力する。合成回路は、輝度成分画素数変換信号と第１色成分画素数変換信号と第２色成分画素数変換信号とを合成する。
【００１０】
ここでは、色情報を有するＲＡＷ形式のデジタル信号（ＲＡＷデータ）に対して、拡大または縮小などの画素数変換を行う画像変換装置において、輝度成分の周波数特性の劣化を軽減しつつ、出力画像におけるエッジ部分の解像感を損なわずに画素数の変換を可能にするために、以下のような構成を採用している。
【００１１】
本発明に係る画像変換装置は、デジタル形式に変換されたＲＡＷデータに対し、従来のように１つ飛ばしのＲＡＷデータに対してではなく、時間的に隣接するＲＡＷデータに対しても、すなわち全てのＲＡＷデータに対してローパスフィルタ処理を施して輝度成分信号を抽出する。また、この輝度成分信号とＲＡＷデータとの差分をとる（バンドパスフィルタ処理を施す）ことによって、色成分信号を抽出する。ここで、バンドパスフィルタ処理を経たデータは、色配列の周期性に起因し、２種類の色成分信号に分離される。つまり、第１色成分信号と第２色成分信号とが生成される。そして、成分画素数変換回路では、輝度成分信号と２種類の色成分信号とに対して、画素数の変換処理がそれぞれ行われる。また、画素数変換が施されたそれぞれの信号は、合成回路によって合成され、再びＲＡＷデータになる。
【００１２】
ここで、画素数変換とは、種々の信号における画素数の拡大処理または縮小処理である。ローパスフィルタ処理とは、所定の周波数以下の周波数を有する信号のみを通過させる処理である。バンドパスフィルタ処理とは、所定範囲内の周波数を有する信号のみを通過させる処理である。ＲＡＷ形式のデジタル信号（ＲＡＷデータ）とは、画像変換に対する処理が行われていない状態のデータである。
【００１３】
このような構成により、ＲＡＷデータにおいて、１クロックずつの全ての画素に対応するデータに対して画素数の変換処理を行うことが可能になる。したがって、輝度成分の連続性が維持され、出力画像におけるエッジ部分の解像感が損なわれることを防止することが可能になる。
【００１４】
この結果、従来に比べて簡易な回路構成によっても、画質の劣化を抑えた画素数の変換を行うことができる。
【００１５】
第２の発明に係る画像変換装置は、第１の発明に係る画像変換装置であって、第１色成分帯域制限回路と、第２色成分帯域制限回路と、をさらに備えている。第１色成分帯域制限回路は、色成分フィルタ回路と第１色成分画素数変換回路との間に設けられる第１色成分信号の周波数帯域を制限する。第２色成分帯域制限回路は、色成分フィルタ回路と第２色成分画素数変換回路との間に設けられる第２色成分信号の周波数帯域を制限する。
【００１６】
ここでは、第１色成分信号は、第１色成分帯域制限回路によって成分帯域の制限が施され、第２色成分信号は、第２色成分帯域制限回路によって成分帯域の制限が施される。
ここで、成分帯域の制限とは、信号が有する周波数成分のうち、所定の周波数成分をフィルタリング処理により制限することをいう。
【００１７】
これにより、色成分信号に関しては、画素数変換の前に、色成分帯域制限回路によって、通過する信号が周波数帯域に依存して制限される。これは、第１および第２色成分画素数変換回路において、色成分データの縮小（間引き）を行った場合、出力画像において偽色が発生してしまうためである。すなわち、色成分に対して画素数変換（例えば、縮小）を行う前に、周波数帯域の制限（例えば、ローパスフィルタ処理）を行うことによって、偽色の発生を防ぐことが可能になる。
この結果、出力画像の質感が画素数変換によって劣化することを軽減することが可能になる。
【００１８】
第３の発明に係る画像変換装置は、第２の発明に係る画像変換装置であって、制御部をさらに備えている。制御部は、輝度成分フィルタ回路におけるフィルタリング係数を、輝度成分画素数変換回路において施される拡大または縮小の倍率に基づいて設定する。
【００１９】
ここでは、制御部によって、輝度成分画素数変換回路における画素数の変換率に基づいて、輝度成分フィルタ回路におけるフィルタリング係数が設定される。
これにより、例えば、輝度成分画素数変換回路において出力画像を１／２に縮小する場合は、この縮小率に応じたフィルタリング係数を用いることができる。
【００２０】
この結果、輝度成分信号における余分な周波数を制限することができ、処理負担を軽減しつつ、出力画像における解像感が損なわれることを防止することが可能になる。
【００２１】
第４の発明に係る画像変換装置は、第３の発明に係る画像変換装置であって、制御部が、第１および第２色成分帯域制限回路におけるそれぞれのフィルタリング係数を、第１および第２色成分画素数変換回路において施される拡大または縮小の倍率に基づいて設定する。
【００２２】
ここでは、色成分画素数変換回路における画素数の変換率に基づいて、第１および第２色成分帯域制限回路におけるそれぞれのフィルタリング係数が変更される。
これにより、第１および第２色成分画素数変換回路において画素数の変換が施される前に、適切な周波数帯域を有するデータに制限することが可能になる。
【００２３】
この結果、例えば、縮小変換を行った場合であっても、高周波成分が周波数帯域制限回路で制限されるので、出力画像において偽色が発生することを軽減することが可能になる。
【００２４】
第５の発明に係る画像変換装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る画像変換装置であって、撮像素子と、アナログ信号処理回路と、駆動タイミング制御回路と、Ａ／Ｄ変換回路と、をさらに備えている。撮像素子は、カラーフィルタを有し、光学情報を電気信号に変換して出力する。アナログ信号処理回路は、電気信号をアナログ映像信号に変換して出力する。駆動タイミング制御回路は、撮像素子の駆動制御とアナログ信号処理回路のタイミング制御とを行う。Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換して出力する。
【００２５】
ここでは、当該画像変換装置が、カラーフィルタを有する撮像素子によって出力された色情報を有する信号を、デジタル映像信号に変換するための回路をさらに備えている。
ここで、撮像素子は、例えば、ＣＣＤなどの光学情報を電気信号に変換するものであってもよい。また、出力されたデジタル映像信号はＲＡＷ形式のデジタルデータである。
【００２６】
これにより、カラーフィルタを通して取得した光学情報を同期信号が付加されたＲＡＷ形式のデジタルデータに変換することができる。
この結果、画像処理に適したＲＡＷ形式のデジタルデータを形成することが可能になる。したがって、その後のデータ処理において種々のデータ処理や画像変換を行うことが可能になる。
【００２７】
第６の発明に係る電子機器は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る画像変換装置を備えている。
ここで、電子機器とは、例えば、動画や静止画を撮影するカメラであってもよい。
【００２８】
これにより、ＲＡＷデータのままの処理によっても、輝度成分が劣化せず、エッジ部分の解像感を損なわない画素数変換を行うことが可能な画像変換装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ＲＡＷ形式データの画素数を変換した場合でも、エッジ部分の周波数特性が良好な出力画像を生成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の一実施形態に係る画像変換装置１００とレンズ１と記憶部３０と入力部３２とを備えるカメラ（電子機器）１１０について、図１から図５を用いて説明すれば以下の通りである。
【００３１】
［カメラ１１０全体の構成］
本実施形態のカメラ１１０は、図１に示すように、レンズ１と、カラーフィルタ２ａと、撮像素子２と、アナログ信号処理回路３と、駆動タイミング制御回路４と、Ａ／Ｄ変換回路５と、輝度成分フィルタ回路６と、色成分フィルタ回路７と、輝度成分画素数変換回路８と、第１および第２色成分帯域制限回路９，１０と第１および第２色成分画素数変換回路と、記憶部３０と、制御部３１と、入力部３２とを備えている。
【００３２】
レンズ１は、透明な凸型レンズであって、被写体からの反射光などを光像としてカメラの筐体内に取り入れる。この取得した光像は、カラーフィルタ２ａ方向に集光され、撮像素子２の受光面で結像される。
【００３３】
カラーフィルタ２ａは、レンズ１によって取り入れられた光像における特定の波長の光を通すものであって、撮像素子２に備えられている。本実施形態におけるカラーフィルタ２ａは、図２に示すように、フィールド色差順次配列のものであって、Ｙｅ（イエロー）、Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）Ｇ（グリーン）の４種類の色フィルタによって構成されている。具体的には、カラーフィルタ２ａの配列は、水平方向にＹｅとＣｙとを交互に並べたラインと、水平方向にＭｇとＧとを交互に並べたラインと、が垂直方向に交互に並べられている。
【００３４】
撮像素子２は、カラーフィルタ２ａを通過した光が有する光学情報を電気信号に変換するものであって、本実施形態では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を採用している。ＣＣＤは、レンズ１を介して取得した光の受光面に複数の受光素子を有している。この複数の受光素子は、取得した光のエネルギーを電気的エネルギーに変換する、いわゆる光電変換を行う。
【００３５】
アナログ信号処理回路３は、撮像素子２に対して電気的に接続されており、撮像素子２によって変換された電気信号に対してサンプル＆ホールド処理を施してアナログ映像信号を出力する。また、アナログ信号処理回路３は、生成したアナログ映像信号に対し同期信号（クロック周波数）を付加する。
【００３６】
駆動タイミング制御回路４は、撮像素子２およびアナログ信号処理回路３に対し電気的に接続されており、撮像素子２の駆動制御やアナログ信号処理回路３のタイミング制御を行う。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換回路５は、アナログ信号処理回路３に対して電気的に接続されており、アナログ信号処理回路３によって生成および出力されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換して出力する。ここで、Ａ／Ｄ変換回路５から出力されるデジタル映像信号は、ＲＡＷ形式のデジタルデータ（ＲＡＷデータ）である。
【００３８】
輝度成分フィルタ回路６は、Ａ／Ｄ変換回路５に対し電気的に接続されており、複数の電子素子から形成された複数のＤＦＦ（Ｄｅｌａｙ  Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）２４〜２７を含むローパスフィルタ２８を有する（図３参照）。また、輝度成分フィルタ回路６は、Ａ／Ｄ変換回路５が出力するデジタル映像信号から、ローパスフィルタ２８を用いて輝度成分信号を生成する。
【００３９】
ローパスフィルタ２８は、所定の周波数を超える周波数を有する信号を除去するものである。また、このローパスフィルタ２８のフィルタリング係数は、使用者が所望する画素数の変換率に基づいて、制御部３１によって設定される。具体的には、図５に示すように、使用者によって入力された画素数変換率に対応するフィルタリング係数が、予め制御部３１に記憶されている。例えば、フィルタリング係数は、縮小率が３／４である場合、例えば、［１・４・６・４・１］である。また、縮小率が１／２である場合、フィルタリング係数は、例えば、［１・６・１０・６・１］である。また、拡大率が１以上の場合、フィルタリング係数は、［０・１・２・１・０］である。つまり、基本的には、縮小倍率が大きくなるほどローパスフィルタのカットオフ周波数が低くなるような係数を設定する。
【００４０】
輝度成分画素数変換回路８は、輝度成分フィルタ回路６に対して電気的に接続されており、輝度成分フィルタ回路６が出力した輝度成分信号を受信する。そして、輝度成分画素数変換回路８は、まず、この輝度成分信号に対して、使用者が所望する画素数の変換率に基づいたフィルタリング処理を行う。ここでのフィルタリング係数は、本実施形態においては、５つの係数からなり、画素数変換の縮小率（または、拡大率）に基づいて、制御部３１によって設定される。具体的には、使用者によって決定された画素数変換率に対応するフィルタリング係数が、予め制御部３１に記憶されている。これらのフィルタリング係数は、使用者が所望する画素数変換が拡大処理である場合、例えば、［０．１．２．１．０］である。一方、画素数変換が縮小処理である場合、縮小率が大きくなる（例えば、３／４倍の縮小率から１／５倍の縮小率になる）につれて、フィルタリング係数は、高周波成分をより制限する（信号をより滑らかにする）値に設定されている。
【００４１】
次に、輝度成分画素数変換回路８は、画素数の変換を行う。例えば、１／２に縮小の場合、輝度成分画素数変換回路８は、２つに１つのデータを間引きする。輝度成分画素数変換回路８は、これらの処理を行うことによって、輝度成分画素数変換信号を出力する。
【００４２】
色成分フィルタ７は、Ａ／Ｄ変換回路５および輝度成分フィルタ回路６に対し電気的に接続されており、バンドパスフィルタを有している。具体的には、Ａ／Ｄ変換回路５から出力されたデジタル映像信号と輝度成分フィルタ回路６から出力された輝度成分信号との差分を取ることによってバンドパスフィルタ処理を行う。そして、輝度成分フィルタ回路６が輝度成分信号を出力するのに対し、色成分フィルタ７は、第１色成分信号と第２色成分信号とを生成して出力する。ここで、第１色成分は、図２に示すように、Ｎ１ラインにおいては、Ｙｅ＋Ｍｇからなり、第２色成分は、Ｃｙ＋Ｇからなる。一方、Ｎ２ラインにおいては、第１色成分はＹｅ＋Ｇからなり、第２色成分はＣｙ＋Ｍｇからなる。
【００４３】
第１色成分帯域制限回路９は、第１色成分信号の周波数帯域を制限するフィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理は、特に色成分信号に高周波成分が含まれる場合の縮小変換において、出力画像における偽色の発生を抑えるために行うものである。ここでのフィルタリング係数は、画素数変換の変換率、すなわち使用者が所望する縮小率（拡大率）に基づいて、制御部３１によって設定される（図５参照）。そして、このフィルタリング処理によって周波数成分（主に高周波成分）が制限された第１色成分帯域制限信号が生成され出力される。
【００４４】
第２色成分帯域制限回路１０は、第２色成分信号の周波数帯域を制限するフィルタリング処理を行う。ここでのフィルタリング処理は、上記第１色成分帯域制限回路９で施されるフィルタリング処理と同様である。そして、このフィルタリング処理によって、第２色成分帯域制限信号が生成され出力される。
【００４５】
第１色成分画素数変換回路１１は、第１色成分帯域制限回路９に対して電気的に接続されており、第１色成分帯域制限信号を受信する。そして、第１色成分画素数変換回路１１は、使用者が所望する拡大率または縮小率に基づいて、帯域制限後の第１色成分信号に対しフィルタリング処理と画素数変換処理（例えば、縮小変換であればデータの間引き処理）を行う。この処理によって、第１色成分画素数変換信号が生成される。第１色成分画素数変換信号は、合成回路に送信される。
【００４６】
第２色成分画素数変換回路１２は、第２色成分帯域制限回路１０に対して電気的に接続されており、第２色成分帯域制限信号を受信する。そして、第２色成分画素数変換回路１２は、使用者が所望する拡大率または縮小率に基づいて、帯域制限後の第２色成分信号に対しフィルタリング処理と画素数変換処理（例えば、縮小変換であればデータの間引き処理）を行う。このフィルタリング処理によって、第２色成分画素数変換信号が生成される。第２色成分画素数変換信号は、合成回路に送信される。
【００４７】
合成回路１３は、輝度成分画素数変換回路８、第１色成分画素数変換回路１１および第２色成分画素数変換回路１２に対して、電気的に接続されており、輝度成分画素数変換信号、第１色成分画素数変換信号および第２色成分画素数変換信号をそれぞれ受信する。合成回路１３は、受信したそれぞれの信号を合成して出力する。合成回路１３が合成した信号は、Ａ／Ｄ変換後のデータ形成と同じＲＡＷ形式のデータ（ＲＡＷデータ）になる。
【００４８】
記憶部３０は、合成回路１３から出力されるＲＡＷデータを記憶する。
入力部３２は、使用者がカメラ１１０に対して所望の操作を入力するためのものである。具体的には、入力部３２は、タッチパネルや複数のボタン、およびスイッチなどを有している。使用者は、これらのボタンなどの入力手段を操作することによって、カメラ１１０を動作させることができる。
【００４９】
制御部３１は、ＣＰＵやＲＡＭおよびＲＯＭなどによって画像変換装置１００内に機能的に形成されており、カメラ１１０の動作を制御する。また、制御部３１は、主に、入力部３２から送信された入力情報に基づいて画像変換装置１００の動作を制御する。例えば、画像変換装置１００における拡大や縮小などの画素数変換の変換率が入力された場合、または、サムネイル作成などの所定の変換率が予め設定されている動作が入力された場合、制御部３１は、上述のように、画像変換装置１００に設けられたフィルタリング回路のフィルタリング係数を設定する。また、制御部３１のＲＯＭには、予め、図５に示すように、画素数の変換率とフィルタリング係数との対応テーブルが記憶されている。したがって、制御部３１は、入力部３２から使用者が所望する画素数の変換率が送信されてきた場合、この対応テーブルを読み込み、対応する各回路にそれぞれのフィルタリング係数を設定する。
【００５０】
＜カメラ１１０における画素数変換処理＞
以下に本実施形態のカメラ１１０における画素数変換処理について説明する。ここでは、撮像素子２が出力するＲＡＷ形式のデータは、カメラのカラーフィルタ２ａにおける画素配列を形成するものとする。なお、ここでのカラーフィルタ２ａは、図２に示すように、補色単板式のフィルタである。
【００５１】
まず、被写体によって反射された反射光などが光像（光学情報）としてレンズ１から取り込まれる。レンズ１から取り入れられた光像は、カラーフィルタ２ａを介して撮像素子２の受光面で結像する。
【００５２】
結像した光像は、フィールド毎にインターレース読み出しを行うことによって撮像素子２に読み込まれる。また、図２に示すように、フィールドによって読み出される画素領域が垂直方向に１画素ずつ変更される。また、ライン毎によって読み出される画素の色成分が異なっている。このため、垂直に足し合わせる色成分が変化する。具体的には、例えば、第１フィールドでは、Ｙｅ＋ＭｇとＣｙ＋Ｇとが点順次で読み出されるＮ１ラインと、Ｙｅ＋ＧとＣｙ＋Ｍｇとが点順次で読み出されるＮ２ラインと、の走査が行われる。以降、この走査によって読み出されたデータは、ライン毎の時系列のデータとして転送される。
【００５３】
撮像素子２の受光面で結像した光像は、光電変換され、電気信号に変換される。電気信号は、アナログ信号処理回路３によってアナログ映像信号に変換される。ここでは、電気信号をサンプル＆ホールドし、また、同期信号が付加されたアナログ映像信号が生成される。
【００５４】
アナログ映像信号は、Ａ／Ｄ変換回路５によって、デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６に変換される。具体的には、アナログ映像信号は、画像の座標を離散的な値に変換する空間的離散化と、画像の濃淡を離散的な値に変換する信号強度の離散化と、の２段階の処理を経て、デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６に変換される。このデジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６は、１クロック毎に生成された信号であって、所定のクロックＴ１に対し１つのデジタル映像信号Ｄ１が生成され、以後、時系列順にデジタル映像信号Ｄ２、デジタル映像信号Ｄ３、・・・が生成される。なお、ここでは、クロックＴ１〜クロックＴ６のそれぞれにおいて生成されたデジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６について説明する。
【００５５】
デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６は、輝度成分フィルタ回路６と色成分フィルタ回路７とに転送される。輝度成分フィルタ回路６では、デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６が、ローパスフィルタを通過する。これにより、デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６から輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６が生成される。
【００５６】
ローパスフィルタ処理は、図３に示すように、フィルタリング回路（ローパスフィルタ２８）を用いて行われる。このフィルタリング回路は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｎｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタであって、例えば、４つのＤＦＦ２４〜２７を含む。そして、このＤＦＦ２４〜２７によって１クロックずつタイミングが遅れるように生成されたそれぞれのデータ（デジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６）が、制御部３１によって設定された、例えば、フィルタリング係数［０・１・２・１・０］を用いて処理（乗算、加算、除算）されることによって輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６が生成される。
【００５７】
具体的には、図４に示すように、輝度成分は、所定のＲＡＷ形式の画素データ（これをＤｎとする）とその画素データＤｎに隣接する画素データＤ（ｎ−１），Ｄ（ｎ＋１）とから生成される。このため、乗算の係数を［０・１・２・１・０］とした場合のローパスフィルタ処理は、（Ｄ（ｎ−１）＋２Ｄｎ＋Ｄ（ｎ＋１））／４＝Ｙｎで表される。
【００５８】
生成された輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６は、輝度成分画素数変換回路８と色成分フィルタ回路７とのそれぞれに転送される。輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６は、輝度成分画素数変換回路８において、輝度成分の画素数を変換（ここでは、縮小）するＦＩＲフィルタを通過する。これにより、輝度成分画素数変換信号が生成される。次に、画素数変換が縮小処理の場合は、その縮小率に応じた間引き処理などが行われる。反対に、画素数変換が拡大処理である場合、データ補間（画素補間）などの処理などが行われる。そして、これらの処理が行われた信号が、合成回路１３に転送される。
【００５９】
一方、色成分フィルタ回路７に転送されたデジタル映像信号Ｄ１〜Ｄ６は、上記輝度成分フィルタ回路６によって生成された輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６を除く処理、すなわちバンドパスフィルタ処理を施され、第１色成分信号Ｃａ１〜Ｃａ３および第２色成分信号Ｃｂ１〜Ｃｂ３に変換される。
【００６０】
具体的には、図４に示すように、色成分信号は、ＲＡＷ形式のデータとＲＡＷ形式のデータから生成した輝度成分との差分をとることによって生成される。このため、バンドパスフィルタ処理は、Ｄｎ−（（Ｄ（ｎ−１）＋２Ｄｎ＋Ｄ（ｎ＋１））／４）＝Ｃａｎ（ｎが偶数のときは、Ｃｂｎ）で表される。
【００６１】
ＲＡＷ形式のデータは、図２に示すように、Ｎ１ラインおよびＮ２ラインのそれぞれの画素を点順次で読み込むことによって生成される。このため、色成分は、クロックＴ１とクロックＴ２とでは、異なる色成分が生成される。つまり、Ｎ１ラインにおけるクロックＴ１では、第１色成分信号Ｃａ１（Ｙｅ＋Ｍｇ）が生成され、クロックＴ２では、第２色成分信号Ｃｂ１（Ｃｙ＋Ｇ）が生成される。具体的には、第１色成分信号Ｃａ１は、Ｃａ１＝Ｄ１−Ｙ１＝（Ｙｅ−Ｃｙ）／２となり、第２色成分信号Ｃｂ１は、Ｃｂ１＝Ｄ２−Ｙ２＝（Ｃｙ−Ｙｅ）／２となる。このように、１クロック毎に異なる色成分が生成されるので、フィルタリング後のデータは１クロック毎の２種類の色成分信号が生成されることになる。
【００６２】
第１色成分信号Ｃａ１〜Ｃａ３は、第１色成分帯域制限回路９に転送され、色成分の有する周波数帯域が半分に落とされる処理が施される。第２色成分信号Ｃｂ１〜Ｃｂ３は、第２色成分帯域制限回路１０に転送され、色成分の有する周波数帯域が、例えば、半分に落とされる処理が施される。すなわち、第１および第２色成分帯域制限回路９，１０において、色成分の周波数帯域の制限が行われ、第１および第２色成分帯域制限信号が生成される。
【００６３】
周波数帯域が制限された第１色成分帯域制限信号は、第１色成分画素数変換回路１１に転送される。ここでは、第１色成分帯域制限信号に対し、画素数変換処理が施され、第１色成分画素数変換信号が生成される。なお、ここでのフィルタリング処理は、ＦＩＲのフィルタリング処理である。次に、データの間引きや補間によって画素数変換処理が行われる。なお、ここでの画素数変換処理の変換率は、上述した輝度成分画素数変換回路８において施された画素数変換処理の変換率と同じである。
【００６４】
また、第２色成分帯域制限信号は、第２色成分画素数変換回路１２に転送される。ここでは、第２色成分帯域制限信号に対し、画素数変換処理が施され、第２色成分画素数変換信号が生成される。なお、ここでのフィルタリング処理は、ＦＩＲのフィルタリング処理である。次に、データの間引きや補間によって画素数変換処理が行われる。なお、ここでの画素数変換処理の変換率は、上述した輝度成分画素数変換回路８において施された画素数変換処理の変換率と同じである。
【００６５】
このように画素数の変換処理が施されたそれぞれの信号は、合成回路１３によって合成されて、ＲＡＷ形式のデータ（ＲＡＷデータ）に戻る。そして、このＲＡＷデータは、記憶部３０に記憶される。
【００６６】
［カメラ１１０の特徴］
（１）
本実施形態における画像変換装置１００では、図１に示すように、カラーフィルタを通過した光学情報が電気信号に変換されて出力されたＲＡＷ形式のデジタル信号に対し、画素数変換を行うものであって、輝度成分フィルタ回路６と、輝度成分画素数変換回路８と、色成分フィルタ回路７と、第１色成分画素数変換回路１１と、第２色成分画素数変換回路１２と、合成回路１３と、を備えている。
【００６７】
これにより、ＲＡＷデータにおいて、１クロックずつの全ての画素に対応するデータに対して画素数の変換処理を行うことが可能になる。したがって、輝度成分の連続性が維持され、出力画像におけるエッジ部分の解像感が損なわれることを防止することが可能になる。この結果、従来に比べて簡易な回路構成によっても、画質の劣化を抑えた画素数の変換を行うことが可能になる。
【００６８】
（２）
本実施形態における画像変換装置１００は、図１に示すように、第１色成分帯域制限回路９と、第２色成分帯域制限回路１０と、を備えている。
【００６９】
これにより、第１色成分信号Ｃａ１〜Ｃａ３および第２色成分信号Ｃｂ１〜Ｃｂ３は、画素数変換の前に、第１および第２色成分帯域制限回路９，１０によって、通過する信号が周波数帯域に依存して制限される。したがって、色成分に対して画素数変換（例えば、縮小）を行う前に、周波数帯域の制限（例えば、ローパスフィルタ処理）を行うことによって、偽色の発生を防ぐことが可能になる。この結果、出力画像の質感が画素数変換によって劣化することを軽減することが可能になる。
【００７０】
（３）
本実施形態における画像変換装置１００では、図６に示すように、輝度成分フィルタ回路６におけるフィルタリング係数は、輝度成分画素数変換回路８において施される拡大または縮小の倍率に基づいて、制御部３１によって設定される。
【００７１】
これにより、使用者が所望する縮小率（拡大率）に応じたフィルタリング係数を用いることができる。この結果、輝度成分信号Ｙ１〜Ｙ６における余分な周波数を制限することができ、処理負担を軽減しつつ、出力画像における解像感が損なわれることを防止することが可能になる。
【００７２】
（４）
本実施形態における画像変換装置１００では、図５に示すように、第１および第２色成分帯域制限回路９，１０におけるそれぞれのフィルタリング係数は、第１および第２色成分画素数変換回路１１，１２において施される拡大または縮小の倍率に基づいて、制御部３１によって設定される。
【００７３】
これにより、第１および第２色成分画素数変換回路１１，１２において画素数の変換が施される前に、適切な周波数帯域を有するデータに制限することが可能になる。
この結果、例えば、種々の画素数の変換率に対しても、出力画像において偽色が発生することを軽減することが可能になる。
【００７４】
（５）
本実施形態における画像変換装置１００は、図１に示すように、レンズ１と、撮像素子２と、アナログ信号処理回路４と、駆動タイミング制御回路３と、Ａ／Ｄ変換回路５と、をさらに備えている。
この結果、レンズ１から取り入れた光学情報から、画像処理に適したＲＡＷ形式のデジタルデータを形成することが可能になる。
【００７５】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７６】
（Ａ）
上記実施形態では、画像変換装置１００が、第１色成分帯域制限回路９と第２色成分帯域制限回路１０とを備える例を用いて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７７】
例えば、画像変換装置１００が、第１および第２成分帯域制限回路９，１０を備えていない構成であってもよい。
このような構成によっても、画素数変換装置１００は、ＲＡＷデータにおけるクロック毎に対応付けられた全ての隣接するデータを処理することができる。したがって、簡易な構成によっても、画素数変換装置１００は、輝度成分の劣化を軽減した画素数変換を行うことができる。
【００７８】
（Ｂ）
上記実施形態では、輝度成分フィルタ回路６、第１および第２色成分帯域制限回路９，１０、第１および第２色成画素数変換回路１１，１２において、フィルタリング係数が可変である例を挙げて説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７９】
例えば、フィルタリング係数は、固定であっても良い。これによっても、ＲＡＷ形式のデータにおける全てのデータを扱って画素数変換を行うことができる。したがって、輝度成分の劣化を従来よりも軽減することが可能になる。
【００８０】
（Ｃ）
上記実施形態では、画像変換装置１００がカメラ１１０に備えられている例を挙げて説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。
【００８１】
例えば、画像や映像を取り扱う他の電子機器に搭載されてもよい。これによっても、上記実施形態同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の画像変換装置は、取得した画像（映像）のＲＡＷ形式のデータに対し画素数の変換処理を行っても、輝度成分の周波数特性が低下しないという効果を奏することから、データの加工を行う電子機器に対し広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すカメラのカラーフィルタの色配列およびそこから読み出されるデータの色成分を示す図。
【図３】図１に示すカメラのフィルタの構成を示すブロック図。
【図４】図１に示すカメラのフィルタリングにおける信号処理のクロック毎の時系列図。
【図５】図１に示すカメラにおける制御部が記憶しているフィルタリング係数と画素数変換率との対応テーブルを示す図。
【図６】従来の画像変換装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００８４】
１      レンズ
２      撮像素子
２ａ    カラーフィルタ
３      駆動タイミング制御回路
４      アナログ信号処理回路
５      Ａ／Ｄ変換回路
６      輝度成分フィルタ回路
７      色成分フィルタ回路
８      輝度成分画素数変換回路
９      第１色成分帯域制限回路
１０    第２色成分帯域制限回路
１１    第１色成分画素数変換回路
１２    第２色成分画素数変換回路
１３    合成回路
２４〜２７  ＤＦＦ
２８    ローパスフィルタ
３０    記憶部
３１    制御部
３２    入力部
１００  画像変換装置
１１０  カメラ（電子機器）
【図１】
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【図２】
2010004472.tif 000004
【図３】
2010004472.tif 000005
【図４】
2010004472.tif 000006
【図５】
2010004472.tif 000007
【図６】
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