(57)【要約】【課題】  ディジタルビデオカメラ用の高解像度なディジタルズーム方法を提供する。【解決手段】  カメラシステムと、カメラシステムのズーム方法を開示する。通常、本方法は（Ａ）カメラにより受信された光学画像を感知することにより電子画像を発生させるステップであって、上記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含み、上記電子画像用の初期分解能を設定するステップと、（Ｂ）初期の分解能より小さい最終分解能に対して、ある間引き率で電子画像を間引くことにより最終画像を発生させるステップと、（Ｃ）間引き率とウィンドウサイズの両方を調整することにより、最終画像に対するズーム率を変化させるステップとを含む。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）カメラにより受信された光学画像を感知することにより電子画像を発生させるステップであって、前記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含み、前記電子画像に対して初期分解能を設定するステップと、
（Ｂ）前記初期分解能より小さい最終分解能まで、ある間引き率で前記電子画像を間引くことにより最終画像を発生させるステップと、
（Ｃ）前記間引き率と前記ウィンドウサイズとの両方を調整することにより、前記最終画像に対するズーム率を変化させるステップと
を含むことを特徴とするカメラのズーム方法。
【請求項２】
前記変化させるステップの間、前記最終分解能を実質的に一定に維持するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（Ｃ）は、前記電子クロッピング量に基づいて、前記感知のビン比率を変化させるサブステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
光学的に前記光学画像をズームして前記ズーム率を変化させるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記調整は第１の領域に亘って前記ズーム率を変化させ、前記光学ズームは前記第１の領域に隣接する第２の領域に亘って前記ズーム率を変化させる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記調整は、前記第２の領域に隣接し前記第１の領域とは反対側の第３の領域に亘って前記ズーム率を変化させる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ウィンドウサイズが前記最終分解能より小さい間は、前記電子画像を間引く代わりに前記電子画像を前記最終分解能まで補間することにより前記最終画像を発生させるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（ｉ）前記電子画像は連続する電子画像を含み、（ｉｉ）前記最終画像は連続する最終画像を含み、（ｉｉｉ）前記調整は、前記最終画像の第１の画像に前記最終画像の第２の画像とは異なるズーム率を備えさせる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記間引きが、水平方向間引き率と、その水平方向間引き率とは異なる垂直方向間引き率とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
（Ａ）カメラにより受信された光学画像を感知することにより電子画像を発生させるステップと、
（Ｂ）前記電子画像から最終画像を発生させるステップとを含むカメラのズーム方法であって、
（ｉ）前記最終画像に対するズーム率が、前記電子画像を発生させる際に使用されるクロッピング量と、前記光学画像に対する光学ズームとの組み合わせにより決定され、
（ｉｉ）前記最終ズーム率を達成するために使用される前記クロッピング量がユーザにより制御可能であること特徴とするカメラのズーム方法。
【請求項１１】
前記感知は、前記光学画像の利用領域を最大化する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記感知は、前記電子画像を発生させる際に使用されるビン比率を最小化する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記クロッピング量とビニング量の少なくとも１つを最小化することにより、前記電子画像の読出し速度を最大化するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
光学信号を感知することによりディジタル信号を発生させ、前記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含み、前記ディジタル信号において初期分解能を設定するように構成されたセンサアレイと、
（ｉ）前記初期分解能より小さい最終分解能まで、ある間引き率で前記ディジタル信号を間引くことにより出力信号を発生させ、（ｉｉ）前記間引き率と前記ウィンドウサイズの両方を調整することにより前記出力信号におけるズーム率を変化させるように構成された主回路とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記主回路は、
前記ディジタル信号から第１の中間信号を発生させるように構成された間引きフィルタモジュールと、
前記ディジタル信号を補間することにより第２の中間信号を発生させるように構成された補間モジュールと、
前記第１の中間信号と前記第２の中間信号のいずれかから前記出力信号を発生させるように構成されたフォーマットモジュールと、を備える請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記主回路は、前記光学信号における光学ズーム率を制御するように構成されたモータ制御モジュールをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記出力信号は映像ビットストリームを含む請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
装置により受信された光学画像を感知することにより電子画像を発生させる手段であって、前記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含み、前記電子画像に対して初期分解能を設定する手段と、
前記初期分解能より小さい最終分解能まで、ある間引き率で前記電子画像を間引くことにより最終画像を発生させる手段と、
前記間引き率と前記ウィンドウサイズとの両方を調整することにより、前記最終画像に対するズーム率を変化させる手段と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
光学信号を感知することによりディジタル信号を発生させ、前記感知が電子クロッピングを含むように構成されたセンサアレイと、
光学ズームに前記光学信号を供給するレンズ組立体と、
（ｉ）前記ディジタル信号から出力信号を発生させ、（ｉｉ）前記光学ズームと前記電子クロッピングの組み合わせを調整することにより、前記出力信号におけるズーム率を変化させるように構成された主回路と、
前記主回路に命令を送り（ｉ）前記出力信号における前記ズーム率と、（ｉｉ）前記ズーム率における前記電子クロッピングの相対的な貢献度を設定するユーザ入力モジュールと
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項２０】
前記ユーザ入力モジュールは、前記主回路に命令を送り前記最終画像における光子雑音量を最小化するように構成される請求項１９に記載のカメラ。
【請求項２１】
前記ユーザ入力モジュールは、前記主回路に命令を送り前記センサアレイにより前記電子画像に導入された歪み量を最小化するように構成される請求項１９に記載のカメラ。
【請求項２２】
前記主回路が、時間とともに前記ズーム率を一度に１方向ずつ増減するようにさらに構成される請求項１９に記載のカメラ。
【請求項２３】
（Ａ）前記ビデオカメラにより受信された光信号を感知することにより電子信号を発生させるステップであって、前記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含むステップと、
（Ｂ）前記電子信号からのズーム率を有する映像信号を発生させるステップと、
（Ｃ）前記ウィンドウサイズに基づいて、少なくとも（ｉ）前記電子信号を発生させる際に使用されるビン比率と、（ｉｉ）前記電子信号を発生させる際にビニングが使用されるかどうかを決定するステップと
を含むことを特徴とするビデオカメラのズーム方法。
【請求項２４】
前記ズーム率は、さらに前記光学信号の光学ズームにより決定される請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にはビデオ画像処理に関し、より具体的にはディジタルビデオカメラ用ディジタルズームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）とカムコーダーの機能は一体化しつつある。ディジタルスチルカメラは少なくとも４００〜５００万画素を含むセンサ（すなわち、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）を実現している。典型的なカムコーダーの映像信号は、毎秒３０〜６０フレームの７２０×４８０（すなわち標準解像度）から１９２０×１０８０（すなわち高精細度）まで変化する可視画素の分解能で取得される。ディジタルスチルカメラに対応する高画素数と、映像に対応する転送速度との両方を兼ね備えることができるセンサが入手可能となり、従来のカメラやカムコーダーにおいて使用される現在のディジタルズーム機能とは全く異なる新しいディジタルズーム機能を導入できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
「補間」ズームとも呼ばれる従来のディジタルズーム動作は、ウィンドウの拡大版を発生すべく現在の画像データ内にウィンドウのアップコンバージョンを計算することにより達成される。補間ズームは、標準分解能画像内のウィンドウをクロッピングし、補間により該ウィンドウを拡大させることにより達成される。結果として生じた画像は、クロッピング率が増加するにつれて累進的に減少する分解能（解像度）を有する。この減少する空間分解能により、ユーザ間にディジタルズームは純粋な光学ズームより劣った技術であるという感覚を作り出した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はカメラシステムと、カメラのズーム方法に関する。本方法は一般に、（Ａ）カメラにより受信された光学画像を感知することにより電子画像を発生させるステップであって、前記感知はウィンドウサイズに対する電子クロッピングを含み、電子画像用の初期分解能を設定するステップと、（Ｂ）初期の分解能より小さい最終分解能まで、ある間引き率（デシメーションファクタ）で電子画像を間引くすることにより最終画像を発生させるステップと、（Ｃ）間引き率とウィンドウサイズの両方を調整することにより、最終画像に対するズーム率を変化させるステップと、を含む。
【０００５】
本発明の目的、特徴と利点としては、（ｉ）高解像度ディジタルズーム能力、（ｉｉ）種々のズームレベルで実質的に一定な出力画像分解能、（ｉｉｉ）微光モード、（ｉｖ）低歪みモード、（ｖ）カムコーダー速度のデータで動作可能なディジタルズーム、および／または（ｖｉ）高ズーム光学構成部品に対して低コストな代替手段とを提供可能なズーム方法とカメラシステムを提供することが挙げられる。
【０００６】
本発明の目的、およびその他の目的、特徴と利点は、以下の詳細な説明と添付請求範囲と図面とから明白になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像が通常ズームインおよびズームアウト操作全体にわたって鮮やかである光学ズームと全く同じようにズームできるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に説明する本発明は、高解像度（ＨＲ）ズームと称される。通常ＨＲズームにより、ユーザは、光学画像を検出するセンサ領域を電子的にクロッピング（または、ウィンドウ処理）し、生じた電気的な画像をディジタル化し、さらにこの電子画像を最終分解能（解像度）までダウンサンプリングすることによりズーム率（またはレベル）を制御できる。クロッピング量およびダウンサンプリング・レベルを制御することにより、ある範囲の様々なズーム率にわたり最終分解能を実質的に一定にすることができる。ＨＲズームでは、主観的なディジタルズーム効果は、画像が通常ズームインおよびズームアウト操作全体にわたって鮮やかである光学ズームと全く同じように現われることである。
【０００９】
標準分解能映像（例えば、国際電気通信連合、無線通信部門、勧告ＢＴ６５６−４、１９９８年２月、スイス、ジュネーブ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｎｉｏｎ−Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｓｅｃｔｏｒ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  ＢＴ６５６−４，（Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９８８），Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）が実現できる映像アプリケーションでは、通常、ＨＲズーム処理により、高解像度電子ズームイン比は、未加工（未処理）データのキャプチャレート（捕捉率）をビデオ分解能比率で割った平方根の値まで可能となる。例えば、６０メガヘルツ（ＭＨｚ）のキャプチャレートのセンサ素子は、１フレーム当たり約２００万画素の画像を毎秒３０フレーム発生できる。毎秒３０フレームで７２０×４８０画素の映像分解能まで画像データを間引く（デシメートする・縮小処理する）ことにより（例えば１０．３７ＭＨｚ）、最大ズーム率を２．４とすることができる。実際は、未加工データの入力データ速度は、光学センサアレイの速度によって制限される場合がある。通常は、最新の光学センサアレイで利用可能な高画像分解能により、標準映像分解能より極めて高い分解能で未加工画像データを取得でき、したがってＨＲズーム処理を実現できる。
【００１０】
通常、ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）やカムコーダー用のセンサアレイは多数の光電気センサ素子を有する。したがって、センサアレイが有するセンサ素子すべて（例えば５００万素子または画素）を映像フレーム周期（例えば１／６０秒から１／３０秒）で読込むことは不可能である。下記技術の１つまたは２以上を使用することによりセンサアレイからの出力速度を減少できる。第１の技術は、センサ素子のいくつかの行および／または列をスキップし、利用可能なデータすべてを示すことなく、センサアレイ全体領域をカバーできる。ビニング（Ｂｉｎｎｉｎｇ）と呼ばれる第２の技術は（１）提示された（ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ）全体のデータ量と、（ｉｉ）サブサンプリングによるエイリアシングとの影響を削減することを実現できる。ビニングの際、多数のセンサ素子セットを組み合わせてビニングされた組を作成できる。光学的検知に固有のエイリアシングおよび光子雑音の両方を、被収集サンプルの組み合わせにより低減できるので、ビニング技術は一般的にサブサンプリング（例えばスキッピング）を超える多数の利点を有する。
【００１１】
センサアレイ（例えばＣＣＤアレイあるいはＣＭＯＳアレイ）は、単色（モノクロ）センサアレイあるいはカラーセンサアレイのいずれでもよい。単色センサアレイの場合には、カラー画像を発生すべく３つの単色センサアレイを実現できる。カラーセンサアレイの場合には、一般的には赤、緑および青色フィルタのモザイクをセンサ表面上に貼る。最も一般的なモザイク・パターンはベイヤーパターン（Ｂａｙｅｒ  ｐａｔｔｅｒｎ）と称され、２個の緑色セルと、１個の赤色セルと、１個の青色セルとから構成される。通常、ベイヤーパターンのセンサアレイを用いたＨＲズーム処理への応用は、ＲＧＢ空間で間引き（デシメーション）フィルタリングの前に赤、緑、青（ＲＧＢ）データへの変換工程（ステップ）を含む。この変換工程は一般的にデモザイク化（ｄｅ−ｍｏｓａｉｃｉｎｇ）と呼ばれる。
【００１２】
図１に、第１のビニング処理８０の例のブロック線図を示す。通常、第１のビニング処理８０は、水平および垂直の各方向に２：１のビン比率（ｂｉｎ  ｒａｔｉｏ：ビニングする際の比率）を示す。詳細には、隣接するセンサ素子（例えば４×４のセット）１セット８４内に生成された個々の画像素子８２ａ−８２ｐを組み合わせることにより、少ない画像素子８８ａ−８８ｄを定義するビニングされたセット８６を形成できる。通常、ビニングされたセット８６は、Ｒ、Ｂと２つのＧ値を定義する。
【００１３】
通常、元のセット８４は４個のベイヤーセンサ素子セットを含む。通常、各ベイヤーセットは、赤の値と場所（例えばＲ）を定義するセンサ素子と、青の値と場所（例えばＢ）を定義するセンサ素子と、２つの緑の値と２つの場所（例えば、ＧｒとＧｂ）を定義する２つのセンサ素子とを含む。緑センサ素子Ｇｒは、赤センサ素子Ｒと同一行に設置できる。緑センサ素子Ｇｂは、青センサ素子Ｂと同一行に設置できる。ビニングされたセット８６は、仮想赤センサ素子（例えばＲｓ）と、仮想青センサ素子（例えばＢｓ）と、２つの仮想緑センサ素子（例えばＧｒｓとＧｂｓ）と、を定義するベイヤーパターンに従う。特定アプリケーションの基準を満足するためには、他のセンサ素子レイアウトやカラーパターンを実現できる。
【００１４】
各方向２：１のビン比率の効果は、元のセット８４を照らすすべての光子を、ビニングされたセット８６に貢献（寄与）させる一方で、該センサアレイからの画像データ速度を４分の１に削減することである。従って、通常、未加工データのキャプチャレートは低減されるので、最大ズーム率を増加できる。例えば、未加工データのキャプチャレートが４０ＭＨｚを超える限りは、各方向への２：１のビン比率と５００万画素センサアレイにより、通常３．８０の最大ズーム率がもたらされる。
【００１５】
図２に、第２の例のビニング処理９０のブロック線図を示す。通常、第２のビニング処理９０は、各方向に３：１のビン比率を示す。詳細には、セット９４内で発生した個々の画像素子８２ａ−８２ｊｊは組み合わせられて、ビニングされたセット９６を形成できる。ビニングされた各画像素子９８ａ−９８ｄは元のセット９４から発生できる。各方向３：１のビン比率の効果は、元のセット９４を照らすすべての光子をビニングされたセット９６に貢献させる一方で、センサアレイからの画像データ速度を９分の１に低減することである。特定用途の基準を満たすためには、各方向における他のビン比率および／または種々のビン比率の組み合わせを実現できる。
【００１６】
図３は、ズーム操作１００を例示するブロック線図を示す。操作１００は、セクション（または領域、範囲）１０２、セクション（または領域、範囲）１０４、セクション（または領域、範囲）１０６、セクション（または領域、範囲）１０８、セクション（または領域、範囲）１１０とセクション（または領域、範囲）１１２を含むことができる。同図で、与えられた水平点すべては固有のズーム率と考えてよい。同図の左側（例えば、ズームアウト）への動きは、通常、より広い視野（例えばより小さなズーム率）を生成する。同図の右側（例えば、ズームイン）への動きは、通常、より狭い視野（例えばより大きなズーム率）を生成する。
【００１７】
与えられたズーム率から、クロッピング操作と任意の光学ズーム操作を利用してズーム率を増減できる。全ズーム率範囲は、低ズーム領域（例えば、セクション１０２と１０４）に関してはクロッピング、中程度のズーム領域（例えば、セクション１０６）に関しては光学ズーム、高ズーム領域（例えばセクション１０８と１１０）に関してはクロッピングを使用することにより達成できる。高ズーム領域を超えるズームは補間操作（例えば、セクション１１２）を使用することにより達成できる。
【００１８】
ズームは、ユーザがズームインまたはズームアウトを押圧制御（press  control）することにより達成できる。通常、この押圧制御により、カメラでは図３の位置に応じてクロッピング設定や光学ズーム設定が使用される。現在のズーム量がセクション１０２、１０４、１０８、１１０あるいは１１２のうちのいずれかのズームレベルに対応すると、クロッピングを増減させることによりズームを増減できる。例えば、ユーザが「ズームイン」を命令すれば、より多くのクロッピングが使用できる。ユーザが「ズームアウト」を命令すれば、より少ないクロッピングが使用される。現在のズーム量が、セクション１０６のズームレベルに一致すれば、ズームは光学ズームにより達成できる。例えば、ユーザがセクション１０６で「ズームイン」を命令すれば、より多くの光学ズームが使用できる。ユーザがセクション１０６で「ズームアウト」を命令すれば、より少ない光学ズームが使用できる。
【００１９】
カメラがセクションを変更すると、ズーム方法もまた変えることができる。例えば、ズーム量がセクション１０４に一致し、ユーザがさらにズームインを選択すれば、セクション１０６に達するまで、ますます多くのクロッピング（例えば、ますます少ないセンサ領域）を用いることができる。その後、クロッピング量を一定のままとしてよいし、セクション１０８に達するまでさらなる光学ズームを用いてもよい。その後は、ますます多くのクロッピングが使用できる。
【００２０】
逆に、ズーム量がセクション１０８に一致し、ユーザがさらにズームアウトを選択すれば、セクション１０６に達するまで、一層少ないクロッピングを利用できる。その後、クロッピング量を一定のままとしてよいし、セクション１０４に達するまで、より少ない光学ズームを用いてもよい。その後は、光学ズームが一定のままである限りは、一層少ないクロッピングを用いることができる。
【００２１】
特定の実施基準を満たすためには、クロッピング、光学ズーム、補間の他の配置を実現できる。第１の他の配置例では、セクション１０６の光学ズームがズーム率の最も低い領域をカバーするように、セクション１０２と１０４を除去できる。第２の他の配置例では、セクション１０６の光学ズームが除去でき、その結果カメラのみがクロッピングや、おそらく補間により電子ズームを実現する。第３の例では、セクション１０８と１１０を除去でき、その結果、セクション１１２の補間がセクション１０６の光学ズームに隣接する。
【００２２】
ビニング機能を実現するセンサに関しては、１方向あるいは両方向（水平方向及び垂直方向）のビン比率を１あるいは２倍以上変化させることができる。例えば、セクション１０２において、第１のビン比率（例えばビンＡ）を利用できる。セクション１０４、１０６と１０８においては、第２のビン比率（例えばビンＢ）を利用できる。セクション１１０と１１２においては、第３のビン比率（例えばビンＣ）を利用できる。通常、ビンＡはビンＢより高いビン比率を有する。ビンＢは通常ビンＣより高いビン比率を有する。ビンＣは、各方向に１：１のビン比率を有することができる（例えばビニングがオフあるいはビニングがない）。
【００２３】
セクション１０２−１１０は、種々のクロッピングウィンドウを使用して種々のズーム率を実現できる。通常、ズームアウトはウィンドウサイズを縮小すること（例えば、センサ領域を増加させること）を意味する。ズームインは通常、ウィンドウサイズを拡大すること（例えば、センサ領域を減少させること）を意味する。通常、クロッピングをより多くすると、可能なビニングはより少なくなる。セクション１１２は、また最終分解能と一致するウィンドウサイズまでクロッピングを実現できる。
【００２４】
図４に、本発明の好適な実施形態によるシステム１２０の実施例のブロック線図を示す。システム１２０は、ディジタルスチルカメラとカムコーダーの応用に適している。通常、システム１２０は回路（またはモジュール）１２２、回路（またはモジュール）１２４、回路（またはモジュール）１２６、回路（またはモジュール）１２８、回路（またはモジュール）１２９および組立体（アセンブリ）（またはモジュール）１３０を含む。
【００２５】
１つの信号（例えばＤ）を回路１２２の出力１３２から回路１２４の入力１３４に与えることができる。１つの信号（例えば、ＯＵＴ）を回路１２４の出力１３６に発生できる。回路１２４のインターフェース１３８は、１つの信号（例えばＦ）を転送すべく回路１２８のインターフェース１４０に接続できる。１つの信号（例えばＬ）を回路１２４の出力１４２から回路１２８の入力１４４に与えることができる。１つの信号（例えばＣＭＤ）は、回路１２９の出力１４７から回路１２４の入力１４６までで受信できる。１つの信号（例えばＳＣＮＴ）は、回路１２４の出力１４８から回路１２２の入力１５０に与えることができる。機械的リンク機構１５２を、回路１２８と組立体１３０の間に配置できる。組立体１３０は、光学信号（例えば光）１５４の焦点を回路１２２の表面上に合わせて光学画像を形成できる。
【００２６】
回路１２２は検出回路と称される。検出回路１２２は、組立体１３０から受信した光学画像を制御信号ＳＣＮＴに応じてディジタル信号Ｄに変換するように動作可能である。ディジタル信号Ｄは，１つまたは２以上の光学画像を１つまたは２以上の電子画像として伝達できる。制御信号ＳＣＮＴは、検出回路１２２により使用されるウィンドウ処理、ビニング、読取り速度、オフセット、スケーリング、色補正およびその他の情報を伝えることができる。電子画像は、初期分解能（例えば、画像素子の水平方向の数  ×  画像素子の垂直方向の数）と初期データ速度を有するように構成できる。
【００２７】
回路１２４は主回路と称される。主回路１２４は、命令信号ＣＭＤを介してユーザにより指示されたように、ディジタル信号Ｄで受信した１つまたは２以上の電子画像を処理することにより、信号ＯＵＴ（出力信号）を発生させるように構成できる。主回路１２４は命令信号ＣＭＤに応じて制御信号ＳＣＮＴと信号Ｌを発生させるように動作可能である。通常、信号ＯＵＴは静止画像（例えばＪＰＥＧ）あるいは連続する画像（または写真）を有する映像ビットストリーム（例えばＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６５６−４）を含む。信号ＯＵＴにより伝えられた写真または複数の写真はディジタル信号Ｄの電子画像の初期の分解能より少ない最終分解能を有するように構成できる。命令信号ＣＭＤは、ユーザからのズーム率の命令と選択モード命令とを伝えることができる。１つの実施形態では、検出回路１２２と主回路１２４は別個のチップ上に製作できる。別の実施形態では、検出回路１２２と主回路１２４を同一チップ上に製作できる。
【００２８】
回路１２６は記憶回路と称される。記憶回路１２６は一時的に主回路１２４用の画像データ（例えば輝度及びクロミナンス）を格納するように動作可能である。１つの実施形態では、記憶回路１２６は、主回路１２４の製作とは別に１つまたは２以上のチップとして製作できる。別の実施形態では、記憶回路１２６を主回路１２４と同一のチップ上に製作できる。
【００２９】
回路１２８はモータ組立体（モータアセンブリ）と称される。モータ組立体１２８は信号Ｌに応じてリンク機構１５２を作動させるように動作可能である。通常、リンク機構１５２は、焦点制御用の第１の機械的素子とズーム制御用の独立した第２の機械的な素子を備える。通常、信号Ｌは、焦点操作用の命令情報と光学ズーム操作用の命令情報を伝える。信号Ｌもまた、モータ組立体１２８からの位置および／または速度帰還データを主回路１２４に伝達できる。
【００３０】
回路１２９はユーザ入力回路と称される。ユーザ入力回路１２９は、ユーザから受信した命令に基づいて信号ＣＭＤを発生させるように動作可能である。受信する命令としては、限定するものではないが、ズームイン命令、ズームアウト命令、通常モード、微光モード、低歪みモードが挙げられる。１つの実施形態では、信号ＣＭＤは多数の離散的信号（例えばユーザ入力回路１２９に実現されるスイッチ毎に１つの信号）を含んでよい。別の実施形態では、信号ＣＭＤは、ユーザが入力した多重化形式の命令を１つあるいは数個の信号として伝えることができる。
【００３１】
組立体１３０はレンズ組立体（レンズアセンブリ）と称される。レンズ組立体１３０は、光学的にズームし、かつ光学的に光学信号１５４を検出回路１２２の表面上に焦点を合わせて光学画像を形成するように動作可能である。この光学画像は時間とともに変化し得るので連続光学画像と考えることができる。焦点合わせは、リンク機構１５２の第１の機械的な素子によって制御でき、ズームは、リンク機構１５２の第２の機械的な素子によって制御できる。
【００３２】
通常、検出回路１２２はセンサアレイ１６０と回路（またはモジュール）１６２を備える。センサアレイ１６０は、組立体１３０により発生された光学画像を、信号における連続値（例えばＡ）に変換するように動作可能である。信号Ａにて運ばれる値は、センサアレイ１６０の個々の各センサ素子に対して所定の色の輝度値を表現するアナログ電圧値でよい。センサアレイ１６０は電子クロッピング（すなわちウィンドウ処理）機能を含むことができる。電子クロッピング機能は、センサアレイ１６０のウィンドウ（すなわちアクティブ領域）の画像素子の読出しを制限するように動作可能である。回路１６２は、アナログ信号Ａを処理するとともに変換しディジタル信号Ｄを発生させるように動作可能である。
【００３３】
電子画像の処理としては、限定的ではないが、色補正のためのアナログ利得、黒レベル校正用アナログ・オフセット調整、色補正のためのディジタル利得、色補正用ディジタル・オフセットを挙げることができる。通常、この変換はアナログ・ディジタル変換（例えば１０ビット）と色空間変換（例えば、ベイヤーパターンからＲＧＢへ）を含む。検出回路１２２の実施例としては、マイクロン・テクノロジー社、米国、アイダホ州、ボジー、（Ｍｉｃｒｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．，Ｂｏｓｉｅ，Ｉｄａｈｏ）から入手可能なＭＴ９Ｔ００１、３メガピクセル・ディジタル・イメージセンサが挙げられる。ＭＴ９Ｔ００１センサの動作については、マイクロン・テクノロジー社の２００４年９月のＭＴ９Ｔ００１暫定版データシート「マイクロン１／２インチ、３メガピクセルＣＭＯＳアクティブ画素ディジタル・イメージセンサ」資料に説明されており、全体を本明細書に援用する。
【００３４】
通常、主回路１２４は、回路（またはモジュール）１６４、光回路（またはモジュール）１６６、回路（またはモジュール）１６８、回路（またはモジュール）１７０、回路（またはモジュール）１７２を含む。回路１６４と１６６は回路１６２からディジタル信号Ｄを受信可能であり、記憶装置１２６と信号Ｆのやり取りができる。回路１６８は信号ＯＵＴを発生でき、回路１７０は信号Ｌを発生できる。回路１７２は命令信号ＣＭＤを受信しかつ制御信号ＳＣＮＴを発生できる。
【００３５】
１つの信号（例えばＧ）を回路１６４により回路１６８に供給できる。１つの信号（例えばＨ）を回路１６６により回路１６８へ供給できる。回路１７２は回路１７０に１つの制御信号（例えばＬＭＣＮＴ）を供給できる。回路１７２は、また回路１６４に１つの制御信号（例えばＤＦＣＮＴ）を供給できる。１つの制御信号（例えばＩＮＴＣＮＴ）を回路１７２から回路１６６まで転送できる。１つの制御信号（例えばＦＲＭＣＮＴ）を回路１７２から回路１６８へ与えることができる。
【００３６】
回路１６４は間引きフィルタ回路と称される。間引きフィルタ回路１６４は、ディジタル信号Ｄの１つまたは２以上の電子画像を間引くことにより、１つまたは２以上の中間（間引された）画像を信号Ｇに発生させるように動作可能である。水平方向間引きおよび／または垂直方向間引きの量は、制御信号ＤＦＣＮＴにより決定できる。信号Ｇの中間画像は、信号Ｄで運ばれた初期の分解能より小さい最終分解能を有するように構成できる。
【００３７】
回路１６６は補間回路と称される。補間回路１６６は、信号Ｄにおいて１つまたは２以上の画像を補間することにより１つまたは２以上の中間（補間）電子画像を信号Ｈに発生させるように動作可能である。この被補間画像は、被間引画像と同様に、最終分解能を有するように構成できる。
【００３８】
回路１６８はフォーマット回路と称される。フォーマット回路１６８は、信号Ｇあるいは信号Ｈの１つまたは２以上の中間画像をフォーマット化することにより、映像信号ＯＵＴを一度に１信号ずつ発生させるように動作可能である。フォーマット回路１６８は、さらに制御信号ＦＲＭＣＮＴに応じて、信号ＯＵＴを発生できる。信号ＦＲＭＣＮＴは、また、フォーマット回路１６８に命令して信号Ｇと信号Ｌのいずれかを選択させることができる。
【００３９】
回路１７０はレンズ・モータ制御回路と称される。レンズ・モータ制御回路１７０は、制御信号ＬＭＣＮＴから受信した制御情報と、モータ組立体１２８から受信した何らかの帰還データに応じて信号Ｌを発生させるように動作可能である。
【００４０】
回路１７２は制御回路と称される。制御回路１７２は、命令信号ＣＭＤと、検出回路１２２の制約に応じて制御信号ＬＭＣＮＴ、ＤＦＣＮＴ、ＩＮＴＣＮＴ、ＦＲＭＣＮＴ、ＳＣＮＴを発生させるように動作可能である。詳細には、制御回路１７２は、ＨＲズーム処理の通常動作モード、微光モードと低歪みモードを実現すべく、信号ＤＦＣＮＴ、ＳＣＮＴ、ＬＭＣＮＴを発生させるように構成できる。制御信号ＩＮＴＣＮＴは補間動作を制御でき、制御信号ＦＭＣＮＴはフォーマット動作を制御できる。
【００４１】
図５に、光学画像を処理する１方法例１７４のフローチャートを示す。通常、方法（または手順）１７４は、ステップ（またはブロック）１７６、ステップ（またはブロック）１７８、ステップ（またはブロック）１８０、ステップ（またはブロック）１８２、ステップ（またはブロック）１８４、ステップ（またはブロック）１８６、ステップ（またはブロック）１８８、ステップ（またはブロック）１９０、ステップ（またはブロック）１９２、ステップ（またはブロック）１９４を含む。通常、方法１７４は通常モード中に適用される。
【００４２】
通常、方法１７４の説明は、ユーザ入力回路１２９（例えばステップ１７６）で１つまたは２以上のユーザ命令を受信することから始まる。制御回路１７２は、（ｉ）検出回路１２２におけるクロッピングとビニングを調整する制御信号ＳＣＮＴ、および／または（ｉｉ）命令信号ＣＭＤで受信した命令に応じてレンズ組立体１３０の光学ズームを調整する制御信号ＬＭＣＮＴを発生できる（例えばステップ１７８）。センサアレイ１６０は光学画像を電気的な画像に変換することができる（例えばステップ１８０）。処理回路１６２は、アナログ処理（例えばステップ１８２）、アナログ・ディジタル変換（例えばステップ１８４）と写真品質のディジタル処理（例えばステップ１８６）を実行でき、信号Ｄを発生させる。
【００４３】
補間フラグに対して照合を行い、システム１２０が補間を含むべき（例えばオン）か、否か（例えばオフ）を決定できる（例えば、ステップ１８８）。補間フラグがオフ（例えば、ＮＯ分岐）の場合、間引きフィルタ回路１６４は、信号Ｄ（例えばステップ１９０）の電気的な画像を間引くことができる。この時、フォーマット回路１６８は、信号Ｇをフォーマット化して信号ＯＵＴを発生できる（例えばステップ１９２）。補間フラグがオン（例えばＹＥＳ分岐）の場合、補間回路１６６は、信号Ｄの画像データを補間し補間信号Ｈを発生できる（例えばステップ１９４）。この時、フォーマット回路１６８は、信号Ｈをフォーマット化し、信号ＯＵＴを発生できる（例えばステップ１９２）。
【００４４】
方法１７４は、当該信号ＯＵＴが映像ビットストリームである場合の連続画像に適用できる。光学ズーム率、間引き率（デシメーションファクタ、縮小処理率、）および／またはウィンドウサイズに対する特定値は時間とともに変化できるので、異なった最終画像は異なった時間に異なったズーム率を備えることができる。
【００４５】
図６に、間引きフィルタ回路１６４の実施例のブロック線図を示す。間引きフィルタ回路１６４は、垂直方向間引きとは独立に水平方向間引きを行なうように構成できる。間引きフィルタ回路１６４は水平方向間引きフィルタ回路（またはモジュール）１９６と垂直方向間引きフィルタ回路（またはモジュール）１９８を備えることができる。水平方向間引きフィルタ回路１９６は、画像行を第１の間引き率（第１のデシメーションファクタ）まで間引くように動作可能である。垂直方向間引きフィルタ回路１９８は、画像列を第１の間引き率とは異なる第２の間引き率（第２のデシメーションファクタ）まで間引くように動作可能である。
【００４６】
水平方向と垂直方向で異なる間引きレベル（デシメーションレベル）を実現することにより、システム１２０は信号Ｄの電子画像と信号Ｇの被間引画像間のアスペクト比を変化させることができる。例えば、センサアレイ１６０は、１：１の初期アスペクト比を発生させる正方形のアレイとすることができる。信号ＯＵＴの画像と、したがって信号Ｇは、４：３の最終（例えば標準解像度）アスペクト比を有するように設計できる。従って、水平方向間引きフィルタ回路１９６と垂直方向間引きフィルタ回路１９８は、制御信号ＤＦＣＮＴを介して異なる間引き率（デシメーションファクタ）となるようにプログラムできる。このため、信号Ｄの１：１アスペクト比の画像は信号Ｇの４：３のアスペクト比の画像に変換できる。第１の間引き率が第２の間引き率と一致する場合は、一体化した間引き率を用いて水平方向間引きフィルタ回路１９６と垂直方向間引きフィルタ回路１９８の両方を制御できる。
【００４７】
図７に、ズームイン手順２００のフローチャート例を示す。通常、ズームイン手順（または方法）２００は、ステップ（またはブロック）２０２、ステップ（またはブロック）２０４、ステップ（またはブロック）２０６、ステップ（またはブロック）２０８、ステップ（またはブロック）２１０、ステップ（またはブロック）２１２、ステップ（またはブロック）２１４、ステップ（またはブロック）２１６、ステップ（またはブロック）２１８、ステップ（またはブロック）２２０、ステップ（またはブロック）２２２、ステップ（またはブロック）２２４、ステップ（またはブロック）２２６、ステップ（またはブロック）２２８、ステップ（またはブロック）２３０及びステップ（またはブロック）２３２を含む。ズームイン手順２００内の限定されたステップ数を、図８Ａ−８Ｅに示すブロック図により概略的に例示する。ズームアウト手順は、ズームイン手順２００の逆として実現できる。
【００４８】
ズームイン手順２００の説明は、ユーザからのズームイン命令を受信するところから始め得る（例えばステップ２０２）。図８を参照すると、ズームイン命令が受信されると、センサアレイ１６０は、特定のウィンドウサイズ２３４と、撮影される特定の要素（例えば木）２３８を完全に限定する特定のビン比率２３６とで構成することができる。上記特定の設定では、木２３８はＯＵＴ信号における写真２４０内に完全に存在することができる。第１のサイズ限界に対する現在のウィンドウサイズ（例えばクロッピング）との照合を実行できる（例えばステップ２０４）。現在のウィンドウサイズが第１の限界より大きい場合（例えば、ＹＥＳ分岐）、より小さなウィンドウサイズ内に発生させた電子画像の分解能を映像信号ＯＵＴの最終分解能と比較する（例えばステップ２０６）。次の初期分解能が最終分解能より少なくとも所定のパーセンテージ（例えば、ｘ≧１０％）だけ大きい場合（例えばＹＥＳ分岐）は、制御回路１７２は検出器アレイ１２２に命令し、単一のステップ（例えばステップ２０８）によりウィンドウサイズを縮小させることができる。図８Ａと８Ｂを参照すると、現在のウィンドウサイズ２３４を、現在と同一のビン比率２３６でもって、次のより小さいウィンドウサイズ２４２まで縮小できる。次のより小さいウィンドウサイズ２４２は、依然として完全に木２３８を捕らえられる。より小さいウィンドウサイズ２４２を最終分解能まで間引くと、木２３８を、写真２４４では写真２４０よりわずかに大きく見えるようにできる。ウィンドウサイズを縮小した後、主回路１２４は、ズームイン命令が依然として有効かどうかを照合できる（例えばステップ２１０）。ズームイン命令が依然として有効な場合（例えばＹＥＳ分岐）、手順２００はステップ２０４まで戻り、次のより小さいウィンドウサイズを検討できる。そうでなければ（例えばＮＯ分岐）、ズームイン手順２００を終了させることができる。
【００４９】
ウィンドウサイズが縮小するにつれて、信号Ｄの画像の初期分解能が、適切な間引き操作をするには最終分解能に接近し過ぎることがある（例えばステップ２０６のＮＯ分岐）。初期の分解能が小さくなりすぎる場合は、現在のビン比率を縮小できるかどうかの照合を行うことができる（例えばステップ２１２）。現在のビン比率が所定の第１の限界（例えば２：１）より大きな場合（例えばＹＥＳ分岐）、制御回路１７２は検出回路１２２に対して次のより低いビン比率を命令できる（例えばステップ２１４）。制御回路１７２は、また、次のより小さいウィンドウサイズを命令することができる（例えばステップ２０８）。図８Ｂと８Ｃを参照すると、現在のビン比率２３６と現在のウィンドウサイズ２４２を縮小させることにより、新しいビン比率２４６と新しいウィンドウサイズ２４８にすることができる。このため、木２３８を、写真２４４よりも写真２５０の方でより大きく見せるようにできる。
【００５０】
ズームイン操作２００は、ウィンドウサイズを縮小しビン比率を縮小するステップ２０４−２１４のまわりのループを継続することにより、木２３８が映像信号ＯＵＴにおいてますます大きく見えるようにできる。図８Ｃと８Ｄを参照すると、ビン比率２４６での、より小さい別のウィンドウサイズ２５２により、木２３８を、写真２５０より写真２５４の方でより大きく見えるようにできる。
【００５１】
ズームイン操作中のある点で、現在のウィンドウサイズが所定の第１のウィンドウ限界に達する（例えば、ステップ２０４のＮＯ分岐）か、あるいはビン比率が所定の第１の比率限界に達する（例えばステップ２１２のＮＯ分岐）場合がある。その後は、ズームイン手順２００は光学ズーム操作によりズームを継続できる。まず、主回路１２４は、現在の光学ズーム率を最大限度値と比較できる（例えばステップ２１６）。レンズ組立体１３０が最大限度値でなければ（例えばＹＥＳ分岐）、主回路１２４はモータ組立体１２８に命令して、単一のステップにより光学ズーム率を増加させる（例えばステップ２１８）ことができる。図８Ｄと８Ｅを参照すると、この光学ズーム操作により、木２３８の範囲は、ビン比率２４６においてウィンドウサイズ２５２よりもさらに大きくなる。それゆえ、木２３８は、写真２５４より写真２５６においてさらに大きく見える。ズームイン命令が有効かどうかの照合は各光学ズームステップ後に繰り返すことができる（例えばステップ２１０）。
【００５２】
レンズ組立体１３０が光学ズームの最大限界であると（例えば、ステップ２１６のＮＯ分岐）、ズームイン手順２００は、さらに付加的なクロッピングと間引きによってＨＲズームを任意に継続できる。具体的には、現在のウィンドウサイズを最小ウィンドウサイズと比較できる（例えばステップ２２０）。現在のウィンドウサイズが縮小できる（例えばＹＥＳ分岐）場合、主回路１２４は、初期分解能が（ｉ）次のより小さいウィンドウサイズと、（ｉｉ）現在のビン比率との両方において、最終分解能より依然として大きいかどうかを照合できる（例えばステップ２２２）。初期分解能が最終分解能より大きい場合（例えばＹＥＳ分岐）、主回路１２４は、検出回路１２２に命令を送り、次のより小さいウィンドウサイズにすることができる（例えばステップ２２４）。信号ＣＭＤは、命令があれば、ズームイン命令が有効かどうか（例えばステップ２２６）と、所定の第１のウィンドウ限界に対して新たに縮小されたウィンドウサイズを再照合することによりズームが継続される（例えばＹＥＳ分岐）かどうかと、を検査でき、そうでなければズームイン手順２００を終了できる（例えば、ＮＯ分岐）。ウィンドウサイズが最小限度に達すると（例えば、ステップ２２０でＮＯ分岐）、主回路１２４は現在のビン比率がさらに縮小できるかどうかを決定できる（例えばステップ２２８）。ビン比率が縮小できると（例えばＹＥＳ分岐）、主回路１２４は、検出回路１２２（例えばステップ２３０）に命令を出してセンサアレイ１６０で使用されるビン比率を縮小させることができる。そうでなければ（例えばステップ２２８のＮＯ分岐）、ズームイン手順２００のＨＲズーム部分を完了させることができる。従って、もし実装されていれば、補間フラグをオンに設定し（例えばステップ２３２）、補間を利用することによりズームを継続させることができる。
【００５３】
本発明は、ＨＲズームと光学ズームの様々な組み合わせを含むことにより高度の倍率を提供できる。連続的なズームは、（ｉ）最大の光学的視野（例えば広角）から始め、（ｉｉ）まず、電子ズームを所定のズーム率、ウィンドウサイズ、および／またはビン比率まで実現し、（ｉｉｉ）光学ズームへ移行して最大の望遠限界まで達し（ｉｖ）最後に、電子ズームを再開してセンサアレイ１６０の真ん中領域まで最小の初期分解能によりクロッピングする（図８で例示したように）ことで実現できる。１つの実施形態では、連続的なズームは（ｉ）最大の広角から始めて、（ｉｉ）最大の光学的望遠限界に達するまで光学ズームを実現し、（ｉｉｉ）次に、ＨＲズームへ移行して、センサの真ん中の領域まで目標の最小の初期分解能によりクロッピングすることにより、実現可能である。別の実施形態では、（ｉ）電子ズームを最大の電子ズームに達するまで利用し、次に、（ｉｉ）光学ズームを実行できる。上記各ケースは、その後に、信号Ｄの最小初期分解能より小さい領域をアップサンプリングすることによりズーム率を拡大できる補間ズームを付随させることができる。特定用途の設計基準を満たすためには、電子ズームと、光学ズームと、補間とのその他の組み合わせを実現できる。ズームアウト操作は上記ズームイン操作を逆にすればよい。
【００５４】
信号Ｇの最終分解能が、センサアレイ１６０からの最大の読取り速度での信号Ｄの初期分解能よりそれ程小さくない（例えば、＜１０％小さい）場合、間引き操作により、質の悪い映像が生成されることがある。信号Ｄにおいて適切な分解能を得るようにビニング後の信号Ａにおいてアップサンプリング（補間）を実行する代わりに、異なる操作モード（または設定）を、センサアレイ１６０で使用される有効領域に対応する検出回路１２２で使用してもよい。特に、より多くのセンサアレイ領域を使用すると、より多くのビニング（例えば、より高いビン比率）が実現でき、未加工データの転送速度を許容レベルに保つことができる。システム１２０は、したがって、少数の固定ズーム率を実現できるか、あるいは広範囲の連続ズーム率の代わりに、小範囲の連続ズーム率を実現できる。
【００５５】
固定ズーム率の例として、毎秒６１００万サンプルの最大読取り速度を備える５００万画素センサアレイ１６０を例示できる。通常、第１のズーム設定では、水平および垂直両方向に２：１のビニングを行い、センサアレイ１６０の１６×９領域のほとんどすべてを使用することで、毎秒６０フレーム、７２０行のプログレッシブ走査フレーム（例えば１２８０×７２０画素）よりわずかに多い（例えば、さらに１０％）捕捉（キャプチャ）が可能となる。第２のズーム設定では、センサアレイ１６０の真ん中の１２８０×７２０の領域よりわずかに大きな領域（例えば、さらに１０％）と、第１の設定より２倍大きいズーム率となる１：１のビン比率とを使用できる。双方の場合、（ｉ）通常、最終分解能は当該信号処理により低下することはないが、（ｉｉ）ビニングや光子雑音のみが写真品質の低下に寄与する可能性がある。第１の設定は光子雑音（例えば微光）に対する最適化が可能であり、また第２の設定はビニング歪みに対する最適化が可能である。
【００５６】
ウィンドウサイズと、ビン比率と、デシメーションパラメータ（間引き率）とを調整することにより、様々なモードにおいてシステム１２０の特定の性能を最大化できる。特定のズーム率は、（ｉ）利用するセンサ領域のクロッピングによるズームと（ｉｉ）光学ズームとの積とすることができる。多くの場合、特定のズーム率は、（ａ）小さなクロッピング（例えば大きなウィンドウサイズ）と大きな光学ズームを使用することにより、あるいは（ｂ）大きなクロッピング（例えば小さいウィンドウサイズ）と、より小さい光学ズームを使用することにより得ることができる。例えば、光子雑音は微光状態における重要な考慮事項となる可能性があるので、「最大センサ」カバレッジモードは選択肢（ａ）に対して実現できる。明るい照明条件では、低ビニング歪みは重要な考慮事項となる可能性があり、したがって非ビニングモードが選択肢（ｂ）に対して実現できる。通常、より多くのセンサ領域を使用することにより（サイズ変更された）写真の雑音が削減されるという理由で、微光状態では選択肢（ａ）が好まれる場合がある。通常、ビニングにより歪みが増すのでビニングがほとんど無いかあるいは全く無いことにより、より高い最終写真品質をもたらされるという理由で、十分な光がある状態では選択肢（ｂ）が好まれる場合がある。
【００５７】
図９に、微光モードを構成する方法例２６０のフローチャートを示す。方法２６０を微光方式と称する。通常、微光方式２６０はステップ（またはブロック）２６２、ステップ（またはブロック）２６４、ステップ（またはブロック）２６６、ステップ（またはブロック）２６８及びステップ（またはブロック）２７０を含む。
【００５８】
微光方式２６０の説明は、微光モード命令を受信すること（例えばステップ２６２）から始め得る。主回路１２４は、センサアレイ１６０にかかる光学画像の利用領域を最大化すべく、特定のウィンドウサイズを計算し、適用することが可能であり、こうしてユーザが命令したズーム率を達成できる（例えばステップ２６４）。次に、主回路１２４は、特定の光学ズーム率を計算し、適用することにより、ユーザが命令したズーム率を得ることができる（例えばステップ２６６）。主回路１２４は、センサアレイ１６０の適用されるウィンドウサイズ内から画像素子を読込むのに十分な時間を与える最小ビン比率を各方向において計算し、適用できる（例えばステップ２６８）。計算されたビン比率は、１：１の下限を有してよい。次に、主回路１２４は、間引き率を計算し調整し、これによりユーザが命令したズーム率を実現できる（例えばステップ２７０）。
【００５９】
図１０に、低歪みモードを構成する方法例２７２のフローチャートを示す。方法２７２を低歪み方式と称する。通常、低歪み方式２７２は、ステップ（またはブロック）２７４、ステップ（またはブロック）２７６、ステップ（またはブロック）２７８、ステップ（またはブロック）２８０とステップ（またはブロック）２８２を含む。
【００６０】
低歪み方式２７２の説明は、低歪みモード命令を受信すること（例えばステップ２７４）から始め得る。主回路１２４は、検出回路１２２に命令を送り、ビニング操作のスイッチを切断させることができる（例えばステップ２７６）。通常、ビニングは、センサアレイ１６０におけるビニング操作により導入される電子画像内の歪み量を最小化しない。次に、主回路１２４は、ビニングがオフのセンサアレイ１６０から画像素子を読込むために十分な時間を提供する特定のウィンドウサイズを計算し適用できる（例えばステップ２７８）。主回路１２４は、最終画像においてユーザが命令したズーム率を得るように特定の光学ズーム率を計算し適用できる（例えばステップ２８０）。次に、主回路１２４は間引き率を計算し調整し、これにより最終画像において最終分解能を実現できる（例えばステップ２８２）。
【００６１】
通常、微光モードと低歪みモードはそれぞれ、固定（例えば変化しない）ビン比率を使用するとともにウィンドウサイズと光学ズーム率の両方を変更して、ある範囲のズーム率を得る。２つのモードのズーム率範囲は重複させることができる。通常、モードが低雑音か、あるいは低歪みかは、利用するビン比率に依存する。例えば、６０ヘルツのフレーム率、最大画素読出し速度１２０メガピクセル／秒（例えば１フレーム当たり２００万画素）、最終分解能１２８０×７２０、最小１００万画素の電子画像、１６：９のアスペクト比、最大３倍の光学ズームレンズ組立体１３０を検討されたい。低雑音モードに対しては、各方向へ２：１のビニング命令を送ることができる。使用可能なセンサアレイ領域は、２６６６×１５００から３７７２×２１２２画素までの範囲に及ぶことができる（例えば、ズーム前に４〜８メガピクセル、ズーム後１〜２メガピクセル）。従って、電子クロッピングと間引きは、当該システムに対して１〜１．４１４のズーム率をカバーすることができる。レンズ組立体１３０を説明すると、システム用ズーム率は１〜４．２４とすることができる。
【００６２】
低歪みモードでは、ビニングは命令を送ることでオフにしてよい。使用可能なセンサアレイ領域は、１３３３×７５０から１８８６×１０６１画素までの範囲に及ぶことができる（例えば１〜２メガピクセル）。低雑音モードと比較して、センサアレイ領域の４分の１が使用できるので、当該システム用ズーム率は低歪みモードでは２〜８．４９をカバーできる。
【００６３】
通常、モード選択は、ズームに使用される光学対クロッピング量を制御するべく使用可能である。より多いクロッピング、あるいはより少ないクロッピング（したがって、これに対応して、より少ない光学ズームか、あるいはより多くの光学ズーム）が使用される理由は、低雑音感知、あるいは低歪み処理を行うためである。モード選択のもう一つの理由は全体のズーム範囲である。例えば、最後の例の「低雑音」もまた「広角度」と考えてもよいし、また「低歪」を「狭い角度」と考えることができる。主に広角度の写真撮影を求めるユーザは低雑音モードを選択でき、主に狭い角度の写真撮影を求めるユーザは低歪モードを選択できる。
【００６４】
モード選択は、ユーザがボタンを押すこと、メニューあるいは同様な手段を使用することによって行うことができる。ボタンの下に印刷された単語あるいはアイコン、あるいはディスプレイ（例えばＬＣＤ）等の上に表示された単語あるいはアイコンなどの様々な方法がモードの相違を説明するために使用できる。これら様々な方法により、モードの意味を様々なやり方で伝えられる。例えば、その意味（単語、アイコンあるいは他の手段で）を次のように表示できる。
【００６５】
微光／標準
微光／低歪
標準／低歪
広角／標準
広角／高レベルズーム
標準／高レベルズーム
本発明を実現するカメラは、ユーザモード制御がどのように表示されるかにかかわらず、与えられたズーム率に対するクロッピング量を制御する多様なユーザモード制御、メニュー、ボタンおよび／またはアイコンのうちの何れをも備えることができる。
【００６６】
本発明により、ユーザは、ディジタル化されるセンサ領域をクロッピングし、最終分解能へダウンサンプリングすることによりズーム量を制御できるようになる。クロッピングとダウンサンプリング量は、最終分解能が、ある範囲の様々なクロッピング（ズーム）率に亘って実質的に一定となるように、制御できる。ビニングはＨＲズーム処理において実現でき、データ転送速度を減少させる。より小さなセンサアレイ領域は、ビニングがほとんど無いか全く無い状態でキャプチャされたデータがより高品質を有するようにクロッピングされるため、ズーム処理中は、ビニングを縮小させるか、あるいは完全にビニングのスイッチを切ることができる。本ＨＲズーム処理は、光学ズームと組み合わせてズーム率を増加させることができる。通常、組み合わせとしては、第１に光学ズームを行うものと、第１に電子ズームを行うものの両者が挙げられる。離散的なズーム設定値を提供するように、ユーザが制御可能なモードを実現できる。通常、固定設定モードは、連続的なＨＲズーム範囲が利用できない場合に適用できる。各離散的なズーム設定において、ビン比率および固定間引き率は光学ズームと組み合わせることができる。
【００６７】
図５、７、９と１０のフローチャートにより実行される機能は、本明細書の教示に従ってプログラムされた従来の汎用ディジタルコンピュータを使用することにより実現できるが、このことは当業者には自明である。適切なソフトウェアのコーディングは、本開示の教示に基づき、当業のプログラマによって容易に作成することができるが、このことも当業者には自明なことである。
【００６８】
本発明は、また、ＡＳＩＣやＦＰＧＡを作成することにより、あるいはここに説明したように、従来の構成回路の適切なネットワークを相互接続させることにより実現できるが、これらの種々変形は当業者には自明である。
【００６９】
したがって、本発明は、また、コンピュータをプログラムし、本発明に従って処理を実行させるように使用可能な命令を含む記憶媒体であるコンピュータ製品を含むことができる。記憶媒体としては、限定するものではないが、フロッピディスク（登録商標）、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気あるいは光カードを含む任意の形式のディスク、あるいは電子的命令を格納するのに適した任意の形式の媒体を挙げることができる。
【００７０】
本発明は、その好適な実施形態を参照し具体的に示し説明してきたが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく形式と詳細における多種多様の変更が可能であることは当業者には理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１のビニング処理例を示すブロック線図である。
【図２】第２のビニング処理例を示すブロック線図である。
【図３】ズーム動作を例示するブロック線図である。
【図４】本発明の好適な実施形態によるシステム実施例のブロック線図である。
【図５】光学画像を処理する一方法例を示すフローチャートである。
【図６】間引きフィルタ回路の実施例のブロック線図である。
【図７】ズームイン手順例を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ種々のウィンドウサイズおよびビン比率の設定を例示する図である。
【図９】微光モード設定用の方法例を示すフローチャートである。
【図１０】低歪モード設定用の方法例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１２２  検出回路
１２４  主回路
１２６  記憶回路
１２８  モータ組立体
１２９  ユーザ入力回路
１３０  レンズ組立体
１５２  機械的リンク機構
１５４  光学信号
１６０  センサアレイ
１６２  処理回路
１６４  間引きフィルタ回路
１６６  補間回路
１６８  フォーマット回路
１７０  レンズ・モータ制御回路
１７２  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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