(57)【要約】画像信号処理回路にて画像の圧縮を行い、圧縮された画像を画像サイズ可変回路で拡大しているため、拡大処理に応じて解像度（特に垂直解像度）が劣化し、画像全体として劣化が起きていた。第２のズームスイッチを操作した時に画像トリミング回路において、圧縮処理を行わず所定範囲の画像を切り出すことにより、出力画像の解像度が改善されるとともに、圧縮処理などの信号処理に要する時間を省くことができるので瞬間的に拡大画像を出力できる簡便さを実現することができる。
2003084215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数のそれぞれをテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定して被写体の撮影画像を出力する撮像手段と、
前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像をトリミング処理し、トリミング画像を生成するトリミング処理手段と、
前記トリミング画像を拡大処理する拡大処理手段を有する画像拡大装置。
【請求項２】
前記トリミング処理手段は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点と、同対角線の他方の点である終了点を、撮影画像上で特定する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項３】
前記撮影画像内において前記トリミング画像の位置を特定するトリミング位置特定手段を更に有する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項４】
前記トリミング処理手段と並列に設け、前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像を圧縮処理し、圧縮画像を生成する圧縮処理手段と、
前記トリミング画像と、圧縮画像のいずれか一方を選択し、選択した画像を拡大処理手段に送る切り替え手段を更に有する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項５】
画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数のそれぞれをテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定して被写体の撮影画像を生成し、
前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像をトリミング処理し、トリミング画像を生成し、
前記トリミング画像を拡大処理する画像拡大方法。
【請求項６】
前記トリミング処理は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点と、同対角線の他方の点である終了点を、撮影画像上で特定する、請求項５記載の画像拡大方法。
【請求項７】
前記撮影画像内において前記トリミング画像の位置を特定する、請求項５記載の画像拡大方法。
【請求項８】
前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像を圧縮処理し、圧縮画像を生成し、
前記トリミング画像と、圧縮画像のいずれか一方を選択し、選択した画像を拡大処理する、請求項５記載の画像拡大方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、画質劣化の少ない電子式画像拡大効果を瞬時に生成出来る様にした画像拡大装置と方法に関するものである。
背景技術
近年、ビデオカメラは電子式画像拡大機能とその画質と操作性が共に要望されている。
以下に従来の画像拡大装置について、ビデオカメラを一例に説明する。
従来、電子式画像拡大機能については電気的信号処理による拡大回路がある。その画像拡大装置を図８に示す。図８は従来の画像拡大装置の構成を示すブロック図である。図８において、２０１は画像の光学的な拡大／縮小を行うズームレンズ２０１ｂや、ズームレンズ２０１ｂを光軸方向へ移動させるズームモータ２０１ａを備えたレンズユニット、２０２は入射される被写体の光学信号を結像し電気的な画像に変換して出力する固体撮像素子であるＣＣＤ、２０３はＣＣＤ２０２からの画像信号の出力レベルを上げるアナログ信号処理回路、２０４はアナログ信号処理回路２０３からの画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄと記す）、２０５はＡ／Ｄ２０４からの画像信号にガンマ補正やアパーチャ補正をかける映像画質処理回路、２０６は映像画質処理回路２０５からの画像における垂直方向の信号処理を行う垂直画像信号処理回路で、映像画質処理回路２０５からの画像信号の垂直方向ライン数をテレビジョン方式の垂直方向ライン数に応じて圧縮動作をしている。２０７は垂直画像信号処理回路２０６からの画像に対して水平方向の信号処理を行う水平画像信号処理回路で、垂直画像信号処理回路２０６からの画像信号の水平方向ライン数をテレビジョン方式の水平方向ライン数に応じて圧縮処理をしている。２１０は水平画像信号処理回路２０７からの画像信号を電子的に拡大または縮小処理する画像サイズ可変回路であり、いわゆる電子ズームを行う回路である。２１４はデジタル信号処理回路２００内の各回路の制御を行う制御手段であるマイクロコンピューター（以下、マイコンと記す）である。２１５はズームスイッチであり、通常ビデオカメラに搭載されているズームレバーやズームボタンに相当するものであり、このズームスイッチ２１５を操作することで光学的及び電子的に連続的なズーミング動作を行うことができる。２１２はマイコン２１４からの制御によりズームレンズ駆動回路２１３にズームレンズの移動方向や移動量などの制御信号を出力するズームモータ制御信号処理回路、２１３はズームモータ制御信号処理回路２１２からの制御信号に基づきレンズユニット２０１内のズームモータを駆動するズームレンズ駆動回路、２１１はマイコン２１４からの制御によりＣＣＤ２０２を駆動制御するＣＣＤ駆動回路である。
図２（ａ）はズームスイッチ２１５を操作した際の動作を説明するための模式図である。
図において、３１ａはＣＣＤ２０２にて取り込み映像画質処理回路２０５から出力された第１画像エリアで、本構成では垂直方向のライン数は７２０本となっている。３３ａは第１画像エリア３１ａに映った被写体映像、３２ａは第１画像エリア３１ａの画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数を圧縮された第２画像エリアで、本構成では垂直方向のライン数は４８０本となっている。３６ａはズームスイッチ２１５を操作した時に第２画像エリア３２ａ上において切り出される切り出しエリアで、電子ズームの倍率が高くなるほど、第２の切り出しエリア３６ａの垂直及び水平方向ライン数が少なくなる。例えば、１．５倍に電子ズームする時は、３２０ライン分の画像を切り出している。３５ａは第２の切り出しエリア３６ａにて切り出され垂直４８０ラインに変換された出力画像エリアである。
以上のように構成された従来の画像拡大装置について、以下その動作について説明する。
まず、通常撮影時（ズーム操作を行わない時）の動作について説明する。
レンズユニット２０１に設けられたレンズ群を介してＣＣＤ２０２に入射した被写体の光学信号は電気的な画像に変換され、アナログ信号処理回路２０３に出力される。アナログ信号処理回路２０３では、ＣＣＤ２０２からの信号はレベルが低いためレベル増幅処理を行い、Ａ／Ｄ２０４でアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ２０４の出力信号は映像画質処理回路２０５に入力され、ガンマ補正やアパーチャ補正などの信号処理が行われ、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示すような画像が、垂直画像信号処理回路２０６に入力される。
垂直画像信号処理回路２０６では、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像の垂直方向のライン数を、テレビジョン方式の垂直有効ライン数に合致するようにライン数の圧縮処理を行う。本構成では、映像画質処理回路２０５からの画像の垂直方向のライン数が７２０本なので、その２／３である４８０本に圧縮処理を行っている。垂直画像信号処理回路２０６から出力された画像は水平画像信号処理回路２０７に入力され、前述のように垂直方向の圧縮に応じて、水平方向のライン数の圧縮処理を行っている。この時の画像を、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す。このように、画像のライン数圧縮を行うことで、ＣＣＤ２０２からの画像の画角をそのままにしてサイズのみを小さくすることができる。
水平画像信号処理回路２０７からの画像信号は、画像サイズ可変回路２１０を介して、出力端子から出力される。出力された画像信号は、デジタル信号圧縮回路表示手段で画像圧縮処理をされた後、表示手段（例えばビデオカメラの場合は、液晶表示部や電子ビューファインダなど）や記録手段（テープやディスクなどの記録媒体に記録する手段）などに出力される。なお、画像サイズ可変回路２１０では、本説明のようにズームスイッチ２１５によるズーム動作を行っていない時は、水平画像信号処理回路２０７からの画像をそのまま出力している。
次に、ズームスイッチ２１５が操作された時の動作について説明する。
使用者によりズームスイッチ２１５が操作されると、マイコン２１４はズームレンズ駆動回路２１３を制御して、現在の光学ズームの倍率を把握する。倍率が１〜１０倍の間の時は、マイコン２１４はズームモータ制御信号処理回路２１２に対して、入力される画像の拡大または縮小を行うように命令を行う。その命令によりズームモータ制御信号処理回路２１２は、ズームスイッチ２１５の操作内容（望遠／広角のズーミング方向やズーム量）に基づき、ズームレンズ２０１ｂを駆動するための制御信号を生成する。生成した制御信号はズームレンズ駆動回路２１３に出力され、ズームレンズ駆動回路２１３はその制御信号に基づきズームモータ２０１ａを駆動し、ズームレンズ２０１ｂを光軸方向へ移動させる。この時のズーミング方向やズーム量は、ズームモータ制御信号処理回路２１２で生成された制御信号に基づいて決定される。
ズームレンズ２０１ｂを所定位置まで移動させ、ＣＣＤ２０２にて光学信号を電気信号に変換して画像信号としてアナログ信号処理回路２０３に出力する。アナログ信号処理回路２０３では画像信号の信号レベルを高くして出力し、Ａ／Ｄ２０４でアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画像信号は映像画質調整回路２０５にてガンマ補正やアパーチャ補正などを行い、垂直画像信号処理回路２０６及び水平画像信号処理回路２０７で垂直方向及び水平方向のライン数をテレビジョン信号のライン数に合致するように圧縮する。圧縮された画像信号は画像サイズ可変回路２１０を介して出力される。
光学ズームの場合は、ズームレンズ２０１ｂによって拡大／縮小された画像が図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像として映像画質処理回路２０５に入力されるため、最終的に出力端子から出力される画像信号は、第２画像エリア３２ａに示す画像となる。
一方、ズーム倍率が１０倍以上の時は、光学ズームは望遠端にあるので、電子ズームを行う。その時は、マイコン２１４は画像サイズ可変回路２１０に対して、入力される画像信号の拡大／縮小を行うよう制御する。画像サイズ可変回路２１０では、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す画像信号が入力され、その画像信号の略中央部（第２の切り出しエリア３６ａ）を切り出して、ズームスイッチ２１５により指示された倍率に、電子的に拡大する。例えば、図示のように、垂直方向４８０ラインの第２画像エリア３２ａの、略中央部の垂直方向３２０ラインを切り出し、垂直方向４８０ライン相当に拡大処理することで、倍率１５倍の画像信号を得ることができる。
先行技術文献として、特開平０６−３５０８９２号公報がある。
発明の開示
（発明が解決しようとする技術的課題）
しかしながら上記の従来の構成では、垂直画像信号処理回路２０６及び水平画像信号処理回路２０７にて画像のライン数圧縮を行い、圧縮された画像を画像サイズ可変回路２１０で拡大しているため、拡大処理に応じて解像度（特に垂直解像度）が劣化し、画像全体として劣化が起きるという問題点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、画像劣化の少ない画像拡大効果を、瞬時に得られるようにする画像拡大装置とその操作系を提供することを目的とする。
（その解決方法）
この目的を達成するために本発明の画像拡大装置は、被写体の光学信号を電気的画像に変換して出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの画像のライン数をテレビジョン方式に合致したライン数に圧縮処理を行う信号処理手段と、使用者が操作可能な選択手段と、前記選択手段の操作に基づき前記信号処理手段に対して制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記選択手段が操作された時、前記信号処理手段における画像の圧縮処理を行わなわず、前記固体撮像素子からの画像から前記テレビジョン方式に合致したライン数の画像を切り出すように制御する。
（従来技術より有効な効果）
この構成によって、画質劣化の少ない画像拡大効果を瞬時に得られる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の請求項１に記載の発明は、被写体の光学信号を電気的画像に変換して出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの画像のライン数をテレビジョン方式に合致したライン数に圧縮処理を行う信号処理手段と、使用者が操作可能な選択手段と、前記選択手段の操作に基づき前記信号処理手段に対して制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記選択手段が操作された時、前記信号処理手段における画像の圧縮処理を行わなわず、前記固体撮像素子からの画像から前記テレビジョン方式に合致したライン数の画像を切り出すように制御するものであり、画質劣化の少ない電子式画像拡大効果を瞬時に得られるという作用を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の画像拡大装置の構成を示すブロック図であり、図１において、１０１は画像の光学的な拡大／縮小を行うズームレンズ１０１ｂや、ズームレンズ１０１ｂを光軸方向へ移動させるズームモータ１０１ａを備えたレンズユニット、１０２は入射される被写体の光学信号を結像し電気的な画像に変換して出力する固体撮像素子であるＣＣＤ、１０３はＣＣＤ１０２からの画像信号の出力レベルを上げるアナログ信号処理回路、１０４はアナログ信号処理回路１０３からの画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄと記す）、１０５はＡ／Ｄ１０４からの画像信号にガンマ補正やアパーチャ補正をかける映像画質処理回路、１０６は映像画質処理回路１０５からの画像における垂直方向の信号処理を行う垂直画像信号処理回路で、映像画質処理回路１０５からの画像信号の垂直方向ライン数をテレビジョン方式の垂直方向ライン数に応じて圧縮動作をしている。１０７は垂直画像信号処理回路１０６からの画像に対して水平方向の信号処理を行う水平画像信号処理回路で、垂直画像信号処理回路１０６からの画像信号の水平方向ライン数をテレビジョン方式の水平方向ライン数に応じて圧縮処理をしている。なお、垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７とで信号処理手段を構成している。１０８は映像画質処理回路１０５からの画像信号の略中央エリアを切り出す画像トリミング回路、１０９は水平画像信号処理回路１０７または画像トリミング回路１０８のいずれか一方を選択するスイッチ、１１０は水平画像信号処理回路１０７または画像トリミング回路１０８からの画像信号を電子的に拡大または縮小処理する画像サイズ可変回路であり、いわゆる電子ズームを行う回路である。
１１４はデジタル信号処理回路１００内の各回路の制御を行う制御手段であるマイクロコンピューター（以下、マイコンと記す）である。１１５は第１のズームスイッチであり、通常ビデオカメラに搭載されているズームレバーやズームボタンに相当するものであり、この第１のズームスイッチ１１５を操作することで光学的及び電子的に連続的なズーミング動作を行うことができる。なお、このズームスイッチ１１５を操作することにより画像の拡大を行う機能を第１の拡大機能とする。１１６は操作することで瞬時に拡大画像（本実施の形態では拡大前の１．５倍）を得ることができる選択手段である第２のズームスイッチで、この第２のズームスイッチ１１６を操作することにより動作させることができる拡大機能を第２の拡大機能（瞬間ズーム機能）とする。１１７は、撮影画像内においてトリミング画像を切り出す位置を特定するトリミング位置特定部である。
１１２はマイコン１１４からの制御によりズームレンズ駆動回路１１３にズームレンズの移動方向や移動量などの制御信号を出力するズームモータ制御信号処理回路、１１３はズームモータ制御信号処理回路１１２からの制御信号に基づきレンズユニット１０１内のズームモータ１０１ａを駆動するズームレンズ駆動回路、１１１はマイコン１１４からの制御によりＣＣＤ１０２を駆動制御するＣＣＤ駆動回路である。
なお、映像画質処理回路１０５と垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７と画像トリミング回路１０８とスイッチ１０９と画像サイズ可変回路１１０とズームモータ制御信号処理回路１１２とで、デジタル信号処理回路１００を構成し、１チップで構成することができる。
図２は画像拡大装置の動作原理を示す模式図で、同図（ａ）は第１のズームスイッチ１１５を操作した際の動作を説明するための模式図、同図（ｂ）は第２のズームスイッチ１１６を操作した際の動作を説明するための模式図である。
図２において、３１ａ及び３１ｂはＣＣＤ１０２にて取り込み映像画質処理回路１０５から出力された第１画像エリアで、撮影画像を示す。撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数は、それぞれ、テレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定されている。ここで、垂直方向のライン数とは、垂直方向に並んだ、Ｈライン（水平ライン）のライン数を言い、水平方向のライン数とは、Ｈライン上に並んだ画素数を言う。本構成では撮影画像の垂直方向の走査線本数は７２０本となっている一方、テレビジョン方式の垂直方向のライン数は、４８０本となっている。また、水平方向のライン数（画素数）は、撮影画像では９７１本である一方、テレビジョン方式では７２０本である。
なお、この実施の形態の説明では、例示的にＮＴＳＣ方式の場合にもとづいて、数値をあげているが、ＰＡＬ方式については、別の数値となる。
３３ａ及び３３ｂは第１画像エリア３１ａ及び３１ｂに映った被写体映像である。３２ａは第１画像エリア３１ａの撮影画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数を圧縮した第２画像エリアで、圧縮画像を示す。３２ｂは第１画像エリア３１ｂの撮影画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数をトリミングした第２画像エリアで、トリミング画像を示す。３４は第２のズームスイッチ１１６を操作することで切り出されるトリミング画像エリアで、第２のズームスイッチ１１６を操作することで第１画像エリア３１ｂの略中央の所定範囲を切り出して得られたものである。トリミング画像エリア３４は、テレビジョン方式の垂直ライン数に合わせるべく、垂直方向のライン数が４８０本となっている。３６ａは、第１のズームスイッチ１１５を操作した時に第２画像エリア３２ａ上において切り出される切り出しエリアで、３６ｂは、第２のズームスイッチ１１６を操作した時に第２画像エリア３２ｂ上において切り出される切り出しエリアである。電子ズームの倍率が高くなるほど第２の切り出しエリア３６ａ及び３６ｂの垂直及び水平方向ライン数が少なくなる。例えば、１．５倍に電子ズームする時は、３２０ライン分の画像を切り出している。３５ａ及び３５ｂは第２の切り出しエリア３６ａ及び３６ｂにて切り出され垂直４８０ラインに変換された出力画像エリアである。以上において、垂直方向の処理について説明されたが、言うまでもなく水平方向についても同様の処理がなされている。
以上のように構成された本実施の形態の画像拡大装置について、図面を用いてその動作を説明する。
マイコン１１４は、第１のズームスイッチ１１５が操作されると、映像画質処理回路１０５と垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７と画像サイズ可変回路１１０とを動作状態にし、スイッチをｂ側へ接続する。また、第２のズームスイッチ１１６が操作されると、映像画質処理回路１０５と画像トリミング回路１０８と画像サイズ可変回路１１０とを動作状態にし、スイッチをａ側へ接続する。また、第１のズームスイッチ１１５と第２のズームスイッチ１１６の両方が操作されていない時は、第１のズームスイッチ１１５が操作された時と同様に回路動作させている。
まず、通常撮影時（ズーム操作を行わない時）の動作について説明する。
レンズユニット１０１に設けられたレンズ群を介してＣＣＤ１０２に入射した被写体の光学信号は電気的な画像に変換され、アナログ信号処理回路１０３に出力される。アナログ信号処理回路１０３では、ＣＣＤ１０２からの信号はレベルが低いためレベル増幅処理を行い、Ａ／Ｄ１０４でアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ１０４の出力信号は映像画質処理回路１０５に入力され、ガンマ補正やアパーチャ補正などの信号処理が行われ、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示すような画像が、垂直画像信号処理回路１０６に入力される。
垂直画像信号処理回路１０６では、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像の垂直方向のライン数を、テレビジョン方式の垂直有効ライン数に合致するようにライン数の圧縮処理を行う。本実施の形態では、映像画質処理回路１０５からの画像の垂直方向のライン数が７２０本なので、その２／３である４８０本に圧縮処理を行っている。垂直画像信号処理回路１０６から出力された画像は水平画像信号処理回路１０７に入力され、前述のように垂直方向の圧縮に応じて、水平方向のライン数の圧縮処理を行っている。この時の画像を、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す。このように、画像のライン数圧縮を行うことで、ＣＣＤ１０２からの画像の画角をそのままにしてサイズのみを小さくすることができる。
水平画像信号処理回路１０７からの画像信号は、スイッチ１０９及び画像サイズ可変回路１１０を介して、出力端子から出力される。出力された画像信号は、デジタル信号圧縮回路表示手段で画像圧縮処理をされた後、表示手段（例えばビデオカメラの場合は、液晶表示部や電子ビューファインダなど）や記録手段（テープやディスクなどの記録媒体に記録する手段）などに出力される。なお、画像サイズ可変回路１１０では、本説明のように第１のズームスイッチ１１５によるズーム動作を行っていない時は、水平画像信号処理回路１０７からの画像をそのまま出力している。
次に、ズーム動作について説明する。
図３はズーム倍率と出力画像サイズとの関係を示す特性図である。図において、特性Ａは第２の拡大機能を動作させていない状態での第１の拡大機能を動作させた時の特性、特性Ｂは第２の拡大機能を動作させた状態で第１の拡大機能を動作させた時の特性である。なお、図示の特性は、光学ズーム１０倍と電子ズーム２０倍以上のズーム装置の特性を示している。ズーム倍率が１倍から１０倍は光学ズームで拡大動作を行い、１０倍以降は電子ズームにて拡大動作を行っている。図示のように、ズーム倍率が大きくなるに従って、映像出力画像サイズが大きくなっている。
また、図４はズーム倍率と垂直解像度の関係を示す特性図である。特性Ａは第２の拡大機能を動作させていない状態での第１の拡大機能を動作させた時の特性、特性Ｂは第２の拡大機能を動作させた状態で第１の拡大機能を動作させた時の特性である。図示のように、ズーム倍率が光学ズームの領域である１〜１０倍の時は、特性Ａも特性Ｂも垂直解像度は低下しない。一方でズーム倍率が１０倍を超えると電子ズーム領域となるため、特性Ａの場合は倍率１０倍以降、垂直解像度は低下していく。
次に、第１のズームスイッチ１１５のみが操作された時の動作について説明する。
使用者により第１のズームスイッチ１１５が操作されると、マイコン１１４はズームレンズ駆動回路１１３を制御して、現在の光学ズームの倍率を把握する。倍率が１〜１０倍の間の時は、マイコン１１４はズームモータ制御信号処理回路１１２に対して、入力される画像の拡大または縮小を行うように命令を行う。その命令によりズームモータ制御信号処理回路１１２は、第１のズームスイッチ１１５の操作内容（望遠／広角のズーミング方向やズーム量）に基づき、ズームレンズ１０１ｂを駆動するための制御信号を生成する。生成した制御信号はズームレンズ駆動回路１１３に出力され、ズームレンズ駆動回路１１３はその制御信号に基づきズームモータ１０１ａを駆動し、ズームレンズ１０１ｂを光軸方向へ移動させる。この時のズーミング方向やズーム量は、ズームモータ制御信号処理回路１１２で生成された制御信号に基づいて決定される。
ズームレンズ１０１ｂを所定位置まで移動させ、ＣＣＤ１０２にて光学信号を電気信号に変換して画像信号としてアナログ信号処理回路１０３に出力する。アナログ信号処理回路１０３では画像信号の信号レベルを高くして出力し、Ａ／Ｄ１０４でアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画像信号は映像画質調整回路１０５にてガンマ補正やアパーチャ補正などを行い、垂直画像信号処理回路１０６及び水平画像信号処理回路１０７で垂直方向及び水平方向のライン数をテレビジョン信号のライン数に合致するように圧縮する。圧縮された画像信号はスイッチ１０９及び画像サイズ可変回路１１０を介して出力される。
光学ズームの場合は、ズームレンズ１０１ｂによって拡大／縮小された画像が図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像として映像画質処理回路１０５に入力されるため、最終的に出力端子から出力される画像信号は、第２画像エリア３２ａに示す画像となる。
一方、ズーム倍率が１０倍以上の時は、光学ズームは望遠端にあるので、電子ズームを行う。その時は、マイコン１１４は画像サイズ可変回路１１０に対して、入力される画像信号の拡大／縮小を行うよう制御する。画像サイズ可変回路１１０では、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す画像信号が入力され、その画像信号の略中央部（第２の切り出しエリア３６ａ）を切り出して、第１のズームスイッチ１１５により指示された倍率に、電子的に拡大する。例えば、図示のように、垂直方向４８０ラインの第２画像エリア３２ａの、略中央部の垂直方向３２０ラインを切り出し、垂直方向４８０ライン相当に拡大処理し、出力画像エリア３５ａに出力することで、倍率１５倍の画像信号を得ることができる。
なお、３２０ラインを切り出して４８０ライン相当に拡大する際、ライン数が異なるが、ライン補間（隣接ラインの信号に基づき、足りないラインの信号を疑似ラインとして生成する処理）を行うことでライン数を合わせている。よって、最終的に出力される画像信号は出力画像エリア３５ａの４８０ラインであるが、解像度は３２０ライン相当のものである。
本説明では、倍率１５倍の拡大を行うため第２画像エリア３２ａの略中央３２０ライン分を切り出しているが、出力画像エリア３５ａの垂直ライン数は４８０ラインに決まっているので、倍率がさらに高くなると、第２の切り出しエリア３６ａの大きさは小さくなり垂直ライン数は少なくなる。したがって、図４の特性Ａからもわかるように、倍率が高くなるに連れて垂直解像度も低下していく。
次に、第２のズームスイッチ１１６を操作した際の動作について説明する。
使用者により第２のズームスイッチ１１６が操作されると、マイコン１１４はスイッチ１０９をａ側へ切り換え、画像トリミング回路１０８を動作状態にする。すると映像画質処理回路１０５から出力されている画像信号は画像トリミング回路１０８に入力され、画像の切り出しが行われる。具体的な切り出し動作について、図２（ｂ）を用いて詳述する。
前述と同様に、レンズユニット１０１、ＣＣＤ１０２、アナログ信号処理回路１０３、Ａ／Ｄ１０４、映像画質処理回路１０５を介して得られた画像信号は、図２（ｂ）の第１画像エリア３１ｂに示すように、垂直方向のライン数が７２０ラインとなっている。この画像信号が画像トリミング回路１０８に入力され、第１の切り出しエリア３４に示すように、第１画像エリア３１ｂの略中央部の４８０ライン分を切り出し、第２画像エリア３２ｂに示すような画像信号を得る。図示のように第２画像エリア３２ｂは、被写体３３の上下が切れた画像で、相対的に被写体画像が拡大されている。なお、この切り出しの際、垂直方向及び水平方向のライン数の圧縮は行っていない。また、垂直方向の切り出しライン数に伴って、水平方向の切り出し範囲も自動設定され、結果的にテレビジョン方式の垂直方向及び水平方向のライン数と同等な画像信号となっている。このようにして得られた画像信号を画像サイズ可変回路１１０に出力する。
画像サイズ可変回路１１０では、第１のズームスイッチ１１５が操作されていないか、操作されていたとしても光学ズームの範囲（ズーム倍率が１〜１０倍の時。図３参照）の時は、画像の拡大／縮小処理を行わずにそのまま出力する。
このようにして得られる画像は、図３のズーム倍率の１〜１０倍に示すように、画像サイズが第２のズームスイッチ１１６の操作前と操作後で１．５倍のものとなる。つまり、第２のズームスイッチ１１６を操作していない状態から第２のズームスイッチ１１６を操作すると、図３におけるズーム倍率と画像サイズとの関係を示す特性は、特性Ａから特性Ｂに変化する。例えば、現在のズーム倍率が１０倍にある時に第２のズームスイッチ１１６を操作すると、実際の画像サイズは１０倍から１５倍に拡大されるわけである。また、図４に示すように、ズーム倍率が１〜１０倍の光学ズーム領域では、レンズユニット１０１により画像拡大されたものを画像トリミング回路１０８で切り出し、垂直及び水平方向の圧縮も行っていないため、解像度は低下しない。
また、垂直画像信号処理回路１０６における圧縮処理や、水平画像信号処理回路１０７における圧縮処理を行わないため、つまり画像エリア３４を切り出した画像をそのまま出力するので、第２のズームスイッチ１１６の操作から拡大画像出力までの応答性が、第１のズームスイッチ１１５を用いて１．５倍の拡大画像を得る操作時に比べて格段に速くなる。
一方、第２のズームスイッチ１１６を操作した時のズーム位置が、第１のズームスイッチ１１５による電子ズーム（ズーム倍率が１０倍以上。図３参照）の領域にある場合、あるいは、第２のズームスイッチ１１６によるズーム中に第１のズームスイッチ１１５の操作によって電子ズームの領域に入ってしまった場合は、マイコン１１４は画像サイズ可変回路１１０を制御し、画像サイズ可変回路１１０は画像トリミング回路１０８から出力される画像信号の拡大／縮小処理を行う。図２（ｂ）において、画像トリミング回路１０８から得られる第２画像エリア３２ｂの画像信号において、画像サイズ可変回路１１０では、第２の切り出しエリア３６ｂに示すように画像の切り出しを行う。この第２の切り出しエリア３６ｂのサイズは、電子ズームのズーム倍率により異なり、ズーム倍率が高くなるにつれ第２の切り出しエリア３６ｂのサイズは小さくなる。第２の切り出しエリア３６ｂにより切り出した画像信号は、テレビジョン方式の垂直方向のライン数（７２０ライン）及び水平方向のライン数（４８０ライン）に合うように拡大され、出力画像エリア３５ｂに示す画像信号が出力される。
このように電子ズーム領域における第２の拡大機能については、ズーム倍率と画像サイズとの関係は図３を用いて前述したのと同様で、特性Ａから特性Ｂに切り換えてズーム動作を行い、特性Ａのズーム倍率に対して画像サイズが１．５倍の画像を得ることができる。また、解像度については、図４の特性Ｂに示すように、倍率が１０〜１５倍までは実際に光学ズームにより拡大された画像を画像トリミング回路１０８にて１．５倍しているため解像度の低下はないが、１５倍を超えると実際のズーム動作は電子ズームに切り替わるため、倍率の拡大に伴って解像度が低下していく。しかし、図に示すように第２のズームスイッチ１１６を操作しない特性Ａに比べて、解像度の低下は軽減されている。例えば、倍率２０倍における特性Ａ上の解像度は約０．５倍に低下しているのに対し、特性Ｂによれば約０．７５倍の低下に止めることができている。
以上のように本実施の形態によれば、第２のズームスイッチ１１６を操作した時に画像トリミング回路１０８において、圧縮処理を行わず所定範囲の画像を切り出すことにより、出力画像の解像度が改善されるとともに、圧縮処理などの信号処理に要する時間を省くことができるので瞬間的に拡大画像を出力できる簡便さを実現することができる。
図６は図１における画像トリミング回路１０８の内部構成を示すブロック図であり、５１は映像画質処理回路１０５からの画像信号が入力される入力端子、５２は入力端子５１から入力された画像信号を記憶する画像メモリで、フレームメモリやラインメモリが用いられ、コストを考えるとラインメモリを用いた方が好ましい。５３は画像メモリ５２から読み出された画像信号を図１におけるスイッチ１０９に出力する出力端子、５４はマイコン１１４からの制御信号が入力される制御入力端子、５６はマイコン１１４からの制御信号に基づきトリミング開始点（以下、開始点と記す）を指定し開始点信号を出力する開始点指定部、５７はマイコン１１４からの制御信号に基づきトリミング終了点（以下、終了点と記す）を指定し終了点信号を出力する終了点指定部、５５は開始点指定部５６及び終了点指定部５７からの開始点信号及び終了点信号に基づき画像メモリ５２における画像の読み出し制御を行う読み出し制御部である。
以上のように構成された画像トリミング回路１０８について、動作を説明する。
まず、開始点と終了点について、図７を用いて説明する。
図７は図３（ｂ）と同等の図であり、説明をわかりやすくするために、各種ライン数の値を表示した。６１は、開始点、６２は終了点でありる。すなわち、画像トリミング回路１０８は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点６１と、同対角線の他方の点である終了点６２を、撮影画像上で特定する。
開始点の値とは、図７の第１のトリミングエリア３４の開始点６１における、垂直方向の最上段ライン（第１ライン）からのライン数を示す値と、水平方向の左端ラインからのライン数を示す値である。本実施の形態では、垂直方向の開始点は、最上段ラインから１２０ライン分は不要ラインなので１２１ラインとし、水平方向の開始点は、左端ラインから１６０ライン分は不要ラインなので１６１ラインとした。
また終了点の値とは、図７の第１のトリミングエリア３４の終了点６２における、垂直方向の最上段ライン（第１ライン）からのライン数を示す値と、水平方向の左端ラインからのライン数を示す値である。本実施の形態では、垂直方向は最上段ラインから６００ラインとし、水平方向は左端ラインから８００ラインとした。なお、本実施の形態では開始点と終了点の値に基づき、両方の位置を決定する構成としたが、終了点の位置は特に指定せずに、開始点の位置から４：３の画面アスペクト比に基づき、終了点の位置を決定する構成としてもよい。
したがって、画像メモリ５２から読み出される（トリミング）画像信号のサイズは、垂直４８０ライン、水平６４０ラインとなる。
次に、具体動作について説明する。
第２のズームスイッチ１１６が操作されると、マイコン１１４からの制御によりスイッチ１０９がａ側に切り換えられ、映像画質処理回路１０５から出力される画像信号が、画像トリミング回路１０８の入力端子５１に入力される。入力端子５１に入力された画像信号は画像メモリ５２に一時的に書き込まれる。
一方、第２のズームスイッチ１１６が操作された時、マイコン１１４からの制御信号は、制御入力端子５４にも入力される。制御入力端子５４に入力された制御信号は、画像トリミング回路１０８を起動する制御信号とともに、開始点及び終了点の値も含まれている。
制御入力端子５４に入力された制御信号は、開始点指定部５６及び終了点指定部５７に入力される。開始点指定部５６では入力された制御信号中の開始点の値に基づき、開始点信号を生成する。また終了点指定部５６では入力された制御信号中の終了点の値に基づき、終了点信号を生成する。開始点指定部５６及び終了点指定部５７で各々生成された開始点信号及び終了点信号は、読み出し制御部５５に入力される。
読み出し制御部５５では入力された開始点信号に基づき、画像メモリ５２に書き込まれた画像信号のトリミング開始点を決定する。読み出し制御部５５ではラインカウンタ（図示せず）を用いて、垂直及び水平方向のライン数をカウントし、図７の開始点６１（垂直１２１ライン、水平１６１ライン）を決定する。次に、終了点信号に基づき、画像メモリ５２に書きこまれた画像信号のトリミング終了点を決定する。読み出し制御部５５ではラインカウンタ（図示せず）を用いて、垂直及び水平方向のライン数をカウントし、図７の終了点６２（垂直６００ライン、水平８００ライン）を決定する。これにより、第１のトリミングエリア３４の範囲を決定することができる。
次に、読み出し制御部５５はラインカウンタで、画像メモリ５２における画像信号の垂直及び水平方向のライン数をカウントしていく。そして開始点６１に到達すると読み出しを開始し、終了点６２まで、つまり第１のトリミングエリア３４に示す範囲の画像信号の読み出しを行う。画像メモリ５２から読み出された画像信号は、出力端子５３から図１のスイッチ１０９のａ側端子に出力される。
本実施の形態では、図８の操作部１１７（例えばカーソルキー）を操作することで、図５に示すように第１のトリミングエリア３４の位置を、３４ａ及び３４ｂに示すように任意に設定可能である。この時の動作として、操作部１１７が１回操作されると、マイコン１１４は図５（ａ）の位置３４ａに対応した開始点及び終了点の値を、画像トリミング回路１０８に出力する。画像トリミング回路１０８は入力される開始点及び終了点の値に基づき、図５（ａ）の位置３４ａに示す部分のトリミング制御を行う。
また、操作部１１７がもう１回操作されると、マイコン１１４は図５（ｂ）の位置３４ｂに対応した開始点及び終了点の値を、画像トリミング回路１０８に出力する。画像トリミング回路１０８は入力される開始点及び終了点の値に基づき、図５（ｂ）の位置３４ｂに示す部分のトリミング制御を行う。
なお、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように第１画像エリア３１ｂにおいて第１の切り出しエリア３４を略中央部としたが、図５に示すように中央部以外の位置に任意設定可能にするようにしてもよい。同図（ａ）は略左上の位置３４ａ、同図（ｂ）は略右下の位置３４ｂに設定した例である。それぞれの第１の切り出しエリアは、３２ｃ及び３２ｄに示すようになる。このように切り出し位置を任意に設定する方法としては、例えばカーソルキーを操作して左上や右下などを設定してもよく、第２のズームスイッチ１１６の操作に伴い、同図（ａ）（ｂ）に切り替わるようトグル動作できるようにしてもよい。
以上のように本発明は、画質劣化の少ない拡大画像の出力と、その拡大効果をスイッチ操作により瞬間的に得られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態１における画像拡大装置の構成を示すブロック図である。
図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、第１、第２の拡大機能による画像拡大の概念を示す模式図である。
図３は、同実施の形態におけるズーム倍率と画像サイズとの関係を示す特性図である。
図４は、同実施の形態における画像サイズと解像度の関係を示す特性図である。
図５は、同実施の形態における画像トリミング回路の切り出しエリアの応用例を示す模式図である。
図６は、画像トリミング回路の詳細を示すブロック図である。
図７は、画像トリミング回路の動作を説明する模式図である。
図８は、従来の画像拡大装置の構成を示すブロック図である。
【図１】
2003084215.tif 000003
【図２】
2003084215.tif 000004
【図３】
2003084215.tif 000005
【図４】
2003084215.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2003084215.tif 000009
【図８】
2003084215.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】  画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数のそれぞれをテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定して被写体の撮影画像を出力する撮像手段と、
前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像をトリミング処理し、トリミング画像を生成するトリミング処理手段と、
前記トリミング画像を拡大処理する拡大処理手段を有する画像拡大装置。
【請求項２】  前記トリミング処理手段は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点と、同対角線の他方の点である終了点を、撮影画像上で特定する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項３】  前記撮影画像内において前記トリミング画像の位置を特定するトリミング位置特定手段を更に有する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項４】  前記トリミング処理手段と並列に設け、前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像を圧縮処理し、圧縮画像を生成する圧縮処理手段と、
前記トリミング画像と、圧縮画像のいずれか一方を選択し、選択した画像を拡大処理手段に送る切り替え手段を更に有する、請求項１記載の画像拡大装置。
【請求項５】  画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数のそれぞれをテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定して被写体の撮影画像を生成し、
前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像をトリミング処理し、トリミング画像を生成し、
前記トリミング画像を拡大処理する画像拡大方法。
【請求項６】  前記トリミング処理は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点と、同対角線の他方の点である終了点を、撮影画像上で特定する、請求項５記載の画像拡大方法。
【請求項７】  前記撮影画像内において前記トリミング画像の位置を特定する、請求項５記載の画像拡大方法。
【請求項８】  前記撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数がそれぞれテレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数と合致するように、撮影画像を圧縮処理し、圧縮画像を生成し、
前記トリミング画像と、圧縮画像のいずれか一方を選択し、選択した画像を拡大処理する、請求項５記載の画像拡大方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、画質劣化の少ない電子式画像拡大効果を瞬時に生成出来る様にした画像拡大装置と方法に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
近年、ビデオカメラは電子式画像拡大機能とその画質と操作性が共に要望されている。
以下に従来の画像拡大装置について、ビデオカメラを一例に説明する。
従来、電子式画像拡大機能については電気的信号処理による拡大回路がある。その画像拡大装置を図８に示す。図８は従来の画像拡大装置の構成を示すブロック図である。図８において、２０１は画像の光学的な拡大／縮小を行うズームレンズ２０１ｂや、ズームレンズ２０１ｂを光軸方向へ移動させるズームモータ２０１ａを備えたレンズユニット、２０２は入射される被写体の光学信号を結像し電気的な画像に変換して出力する固体撮像素子であるＣＣＤ、２０３はＣＣＤ２０２からの画像信号の出力レベルを上げるアナログ信号処理回路、２０４はアナログ信号処理回路２０３からの画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄと記す）、２０５はＡ／Ｄ２０４からの画像信号にガンマ補正やアパーチャ補正をかける映像画質処理回路、２０６は映像画質処理回路２０５からの画像における垂直方向の信号処理を行う垂直画像信号処理回路で、映像画質処理回路２０５からの画像信号の垂直方向ライン数をテレビジョン方式の垂直方向ライン数に応じて圧縮動作をしている。２０７は垂直画像信号処理回路２０６からの画像に対して水平方向の信号処理を行う水平画像信号処理回路で、垂直画像信号処理回路２０６からの画像信号の水平方向ライン数をテレビジョン方式の水平方向ライン数に応じて圧縮処理をしている。２１０は水平画像信号処理回路２０７からの画像信号を電子的に拡大または縮小処理する画像サイズ可変回路であり、いわゆる電子ズームを行う回路である。２１４はデジタル信号処理回路２００内の各回路の制御を行う制御手段であるマイクロコンピューター（以下、マイコンと記す）である。２１５はズームスイッチであり、通常ビデオカメラに搭載されているズームレバーやズームボタンに相当するものであり、このズームスイッチ２１５を操作することで光学的及び電子的に連続的なズーミング動作を行うことができる。２１２はマイコン２１４からの制御によりズームレンズ駆動回路２１３にズームレンズの移動方向や移動量などの制御信号を出力するズームモータ制御信号処理回路、２１３はズームモータ制御信号処理回路２１２からの制御信号に基づきレンズユニット２０１内のズームモータを駆動するズームレンズ駆動回路、２１１はマイコン２１４からの制御によりＣＣＤ２０２を駆動制御するＣＣＤ駆動回路である。
【０００３】
図２（ａ）はズームスイッチ２１５を操作した際の動作を説明するための模式図である。
図において、３１ａはＣＣＤ２０２にて取り込み映像画質処理回路２０５から出力された第１画像エリアで、本構成では垂直方向のライン数は７２０本となっている。３３ａは第１画像エリア３１ａに映った被写体映像、３２ａは第１画像エリア３１ａの画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数を圧縮された第２画像エリアで、本構成では垂直方向のライン数は４８０本となっている。３６ａはズームスイッチ２１５を操作した時に第２画像エリア３２ａ上において切り出される切り出しエリアで、電子ズームの倍率が高くなるほど、第２の切り出しエリア３６ａの垂直及び水平方向ライン数が少なくなる。例えば、１．５倍に電子ズームする時は、３２０ライン分の画像を切り出している。３５ａは第２の切り出しエリア３６ａにて切り出され垂直４８０ラインに変換された出力画像エリアである。
【０００４】
以上のように構成された従来の画像拡大装置について、以下その動作について説明する。
まず、通常撮影時（ズーム操作を行わない時）の動作について説明する。
レンズユニット２０１に設けられたレンズ群を介してＣＣＤ２０２に入射した被写体の光学信号は電気的な画像に変換され、アナログ信号処理回路２０３に出力される。アナログ信号処理回路２０３では、ＣＣＤ２０２からの信号はレベルが低いためレベル増幅処理を行い、Ａ／Ｄ２０４でアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ２０４の出力信号は映像画質処理回路２０５に入力され、ガンマ補正やアパーチャ補正などの信号処理が行われ、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示すような画像が、垂直画像信号処理回路２０６に入力される。
【０００５】
垂直画像信号処理回路２０６では、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像の垂直方向のライン数を、テレビジョン方式の垂直有効ライン数に合致するようにライン数の圧縮処理を行う。本構成では、映像画質処理回路２０５からの画像の垂直方向のライン数が７２０本なので、その２／３である４８０本に圧縮処理を行っている。垂直画像信号処理回路２０６から出力された画像は水平画像信号処理回路２０７に入力され、前述のように垂直方向の圧縮に応じて、水平方向のライン数の圧縮処理を行っている。この時の画像を、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す。このように、画像のライン数圧縮を行うことで、ＣＣＤ２０２からの画像の画角をそのままにしてサイズのみを小さくすることができる。
【０００６】
水平画像信号処理回路２０７からの画像信号は、画像サイズ可変回路２１０を介して、出力端子から出力される。出力された画像信号は、デジタル信号圧縮回路表示手段で画像圧縮処理をされた後、表示手段（例えばビデオカメラの場合は、液晶表示部や電子ビューファインダなど）や記録手段（テープやディスクなどの記録媒体に記録する手段）などに出力される。なお、画像サイズ可変回路２１０では、本説明のようにズームスイッチ２１５によるズーム動作を行っていない時は、水平画像信号処理回路２０７からの画像をそのまま出力している。
【０００７】
次に、ズームスイッチ２１５が操作された時の動作について説明する。
使用者によりズームスイッチ２１５が操作されると、マイコン２１４はズームレンズ駆動回路２１３を制御して、現在の光学ズームの倍率を把握する。倍率が１〜１０倍の間の時は、マイコン２１４はズームモータ制御信号処理回路２１２に対して、入力される画像の拡大または縮小を行うように命令を行う。その命令によりズームモータ制御信号処理回路２１２は、ズームスイッチ２１５の操作内容（望遠／広角のズーミング方向やズーム量）に基づき、ズームレンズ２０１ｂを駆動するための制御信号を生成する。生成した制御信号はズームレンズ駆動回路２１３に出力され、ズームレンズ駆動回路２１３はその制御信号に基づきズームモータ２０１ａを駆動し、ズームレンズ２０１ｂを光軸方向へ移動させる。この時のズーミング方向やズーム量は、ズームモータ制御信号処理回路２１２で生成された制御信号に基づいて決定される。
【０００８】
ズームレンズ２０１ｂを所定位置まで移動させ、ＣＣＤ２０２にて光学信号を電気信号に変換して画像信号としてアナログ信号処理回路２０３に出力する。アナログ信号処理回路２０３では画像信号の信号レベルを高くして出力し、Ａ／Ｄ２０４でアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画像信号は映像画質調整回路２０５にてガンマ補正やアパーチャ補正などを行い、垂直画像信号処理回路２０６及び水平画像信号処理回路２０７で垂直方向及び水平方向のライン数をテレビジョン信号のライン数に合致するように圧縮する。圧縮された画像信号は画像サイズ可変回路２１０を介して出力される。
【０００９】
光学ズームの場合は、ズームレンズ２０１ｂによって拡大／縮小された画像が図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像として映像画質処理回路２０５に入力されるため、最終的に出力端子から出力される画像信号は、第２画像エリア３２ａに示す画像となる。
【００１０】
一方、ズーム倍率が１０倍以上の時は、光学ズームは望遠端にあるので、電子ズームを行う。その時は、マイコン２１４は画像サイズ可変回路２１０に対して、入力される画像信号の拡大／縮小を行うよう制御する。画像サイズ可変回路２１０では、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す画像信号が入力され、その画像信号の略中央部（第２の切り出しエリア３６ａ）を切り出して、ズームスイッチ２１５により指示された倍率に、電子的に拡大する。例えば、図示のように、垂直方向４８０ラインの第２画像エリア３２ａの、略中央部の垂直方向３２０ラインを切り出し、垂直方向４８０ライン相当に拡大処理することで、倍率１５倍の画像信号を得ることができる。
先行技術文献として、特開平０６−３５０８９２号公報がある。
【００１１】
（発明の開示）
（発明が解決しようとする技術的課題）
しかしながら上記の従来の構成では、垂直画像信号処理回路２０６及び水平画像信号処理回路２０７にて画像のライン数圧縮を行い、圧縮された画像を画像サイズ可変回路２１０で拡大しているため、拡大処理に応じて解像度（特に垂直解像度）が劣化し、画像全体として劣化が起きるという問題点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、画像劣化の少ない画像拡大効果を、瞬時に得られるようにする画像拡大装置とその操作系を提供することを目的とする。
【００１２】
（その解決方法）
この目的を達成するために本発明の画像拡大装置は、被写体の光学信号を電気的画像に変換して出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの画像のライン数をテレビジョン方式に合致したライン数に圧縮処理を行う信号処理手段と、使用者が操作可能な選択手段と、前記選択手段の操作に基づき前記信号処理手段に対して制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記選択手段が操作された時、前記信号処理手段における画像の圧縮処理を行わなわず、前記固体撮像素子からの画像から前記テレビジョン方式に合致したライン数の画像を切り出すように制御する。
【００１３】
（従来技術より有効な効果）
この構成によって、画質劣化の少ない画像拡大効果を瞬時に得られる。
【００１４】
発明を実施するための最良の形態
本発明の請求項１に記載の発明は、被写体の光学信号を電気的画像に変換して出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの画像のライン数をテレビジョン方式に合致したライン数に圧縮処理を行う信号処理手段と、使用者が操作可能な選択手段と、前記選択手段の操作に基づき前記信号処理手段に対して制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記選択手段が操作された時、前記信号処理手段における画像の圧縮処理を行わなわず、前記固体撮像素子からの画像から前記テレビジョン方式に合致したライン数の画像を切り出すように制御するものであり、画質劣化の少ない電子式画像拡大効果を瞬時に得られるという作用を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の画像拡大装置の構成を示すブロック図であり、図１において、１０１は画像の光学的な拡大／縮小を行うズームレンズ１０１ｂや、ズームレンズ１０１ｂを光軸方向へ移動させるズームモータ１０１ａを備えたレンズユニット、１０２は入射される被写体の光学信号を結像し電気的な画像に変換して出力する固体撮像素子であるＣＣＤ、１０３はＣＣＤ１０２からの画像信号の出力レベルを上げるアナログ信号処理回路、１０４はアナログ信号処理回路１０３からの画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄと記す）、１０５はＡ／Ｄ１０４からの画像信号にガンマ補正やアパーチャ補正をかける映像画質処理回路、１０６は映像画質処理回路１０５からの画像における垂直方向の信号処理を行う垂直画像信号処理回路で、映像画質処理回路１０５からの画像信号の垂直方向ライン数をテレビジョン方式の垂直方向ライン数に応じて圧縮動作をしている。１０７は垂直画像信号処理回路１０６からの画像に対して水平方向の信号処理を行う水平画像信号処理回路で、垂直画像信号処理回路１０６からの画像信号の水平方向ライン数をテレビジョン方式の水平方向ライン数に応じて圧縮処理をしている。なお、垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７とで信号処理手段を構成している。１０８は映像画質処理回路１０５からの画像信号の略中央エリアを切り出す画像トリミング回路、１０９は水平画像信号処理回路１０７または画像トリミング回路１０８のいずれか一方を選択するスイッチ、１１０は水平画像信号処理回路１０７または画像トリミング回路１０８からの画像信号を電子的に拡大または縮小処理する画像サイズ可変回路であり、いわゆる電子ズームを行う回路である。
【００１６】
１１４はデジタル信号処理回路１００内の各回路の制御を行う制御手段であるマイクロコンピューター（以下、マイコンと記す）である。１１５は第１のズームスイッチであり、通常ビデオカメラに搭載されているズームレバーやズームボタンに相当するものであり、この第１のズームスイッチ１１５を操作することで光学的及び電子的に連続的なズーミング動作を行うことができる。なお、このズームスイッチ１１５を操作することにより画像の拡大を行う機能を第１の拡大機能とする。１１６は操作することで瞬時に拡大画像（本実施の形態では拡大前の１．５倍）を得ることができる選択手段である第２のズームスイッチで、この第２のズームスイッチ１１６を操作することにより動作させることができる拡大機能を第２の拡大機能（瞬間ズーム機能）とする。１１７は、撮影画像内においてトリミング画像を切り出す位置を特定するトリミング位置特定部である。
【００１７】
１１２はマイコン１１４からの制御によりズームレンズ駆動回路１１３にズームレンズの移動方向や移動量などの制御信号を出力するズームモータ制御信号処理回路、１１３はズームモータ制御信号処理回路１１２からの制御信号に基づきレンズユニット１０１内のズームモータ１０１ａを駆動するズームレンズ駆動回路、１１１はマイコン１１４からの制御によりＣＣＤ１０２を駆動制御するＣＣＤ駆動回路である。
【００１８】
なお、映像画質処理回路１０５と垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７と画像トリミング回路１０８とスイッチ１０９と画像サイズ可変回路１１０とズームモータ制御信号処理回路１１２とで、デジタル信号処理回路１００を構成し、１チップで構成することができる。
図２は画像拡大装置の動作原理を示す模式図で、同図（ａ）は第１のズームスイッチ１１５を操作した際の動作を説明するための模式図、同図（ｂ）は第２のズームスイッチ１１６を操作した際の動作を説明するための模式図である。
【００１９】
図２において、３１ａ及び３１ｂはＣＣＤ１０２にて取り込み映像画質処理回路１０５から出力された第１画像エリアで、撮影画像を示す。撮影画像の垂直方向のライン数および水平方向のライン数は、それぞれ、テレビジョン方式の垂直方向のライン数および水平方向のライン数よりも多く設定されている。ここで、垂直方向のライン数とは、垂直方向に並んだ、Ｈライン（水平ライン）のライン数を言い、水平方向のライン数とは、Ｈライン上に並んだ画素数を言う。本構成では撮影画像の垂直方向の走査線本数は７２０本となっている一方、テレビジョン方式の垂直方向のライン数は、４８０本となっている。また、水平方向のライン数（画素数）は、撮影画像では９７１本である一方、テレビジョン方式では７２０本である。
【００２０】
なお、この実施の形態の説明では、例示的にＮＴＳＣ方式の場合にもとづいて、数値をあげているが、ＰＡＬ方式については、別の数値となる。
３３ａ及び３３ｂは第１画像エリア３１ａ及び３１ｂに映った被写体映像である。３２ａは第１画像エリア３１ａの撮影画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数を圧縮した第２画像エリアで、圧縮画像を示す。３２ｂは第１画像エリア３１ｂの撮影画像をテレビジョン方式に合致するように、垂直及び水平方向にライン数をトリミングした第２画像エリアで、トリミング画像を示す。３４は第２のズームスイッチ１１６を操作することで切り出されるトリミング画像エリアで、第２のズームスイッチ１１６を操作することで第１画像エリア３１ｂの略中央の所定範囲を切り出して得られたものである。トリミング画像エリア３４は、テレビジョン方式の垂直ライン数に合わせるべく、垂直方向のライン数が４８０本となっている。３６ａは、第１のズームスイッチ１１５を操作した時に第２画像エリア３２ａ上において切り出される切り出しエリアで、３６ｂは、第２のズームスイッチ１１６を操作した時に第２画像エリア３２ｂ上において切り出される切り出しエリアである。電子ズームの倍率が高くなるほど第２の切り出しエリア３６ａ及び３６ｂの垂直及び水平方向ライン数が少なくなる。例えば、１．５倍に電子ズームする時は、３２０ライン分の画像を切り出している。３５ａ及び３５ｂは第２の切り出しエリア３６ａ及び３６ｂにて切り出され垂直４８０ラインに変換された出力画像エリアである。以上において、垂直方向の処理について説明されたが、言うまでもなく水平方向についても同様の処理がなされている。
【００２１】
以上のように構成された本実施の形態の画像拡大装置について、図面を用いてその動作を説明する。
マイコン１１４は、第１のズームスイッチ１１５が操作されると、映像画質処理回路１０５と垂直画像信号処理回路１０６と水平画像信号処理回路１０７と画像サイズ可変回路１１０とを動作状態にし、スイッチをｂ側へ接続する。また、第２のズームスイッチ１１６が操作されると、映像画質処理回路１０５と画像トリミング回路１０８と画像サイズ可変回路１１０とを動作状態にし、スイッチをａ側へ接続する。また、第１のズームスイッチ１１５と第２のズームスイッチ１１６の両方が操作されていない時は、第１のズームスイッチ１１５が操作された時と同様に回路動作させている。
【００２２】
まず、通常撮影時（ズーム操作を行わない時）の動作について説明する。
レンズユニット１０１に設けられたレンズ群を介してＣＣＤ１０２に入射した被写体の光学信号は電気的な画像に変換され、アナログ信号処理回路１０３に出力される。アナログ信号処理回路１０３では、ＣＣＤ１０２からの信号はレベルが低いためレベル増幅処理を行い、Ａ／Ｄ１０４でアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ１０４の出力信号は映像画質処理回路１０５に入力され、ガンマ補正やアパーチャ補正などの信号処理が行われ、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示すような画像が、垂直画像信号処理回路１０６に入力される。
【００２３】
垂直画像信号処理回路１０６では、図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像の垂直方向のライン数を、テレビジョン方式の垂直有効ライン数に合致するようにライン数の圧縮処理を行う。本実施の形態では、映像画質処理回路１０５からの画像の垂直方向のライン数が７２０本なので、その２／３である４８０本に圧縮処理を行っている。垂直画像信号処理回路１０６から出力された画像は水平画像信号処理回路１０７に入力され、前述のように垂直方向の圧縮に応じて、水平方向のライン数の圧縮処理を行っている。この時の画像を、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す。このように、画像のライン数圧縮を行うことで、ＣＣＤ１０２からの画像の画角をそのままにしてサイズのみを小さくすることができる。
【００２４】
水平画像信号処理回路１０７からの画像信号は、スイッチ１０９及び画像サイズ可変回路１１０を介して、出力端子から出力される。出力された画像信号は、デジタル信号圧縮回路表示手段で画像圧縮処理をされた後、表示手段（例えばビデオカメラの場合は、液晶表示部や電子ビューファインダなど）や記録手段（テープやディスクなどの記録媒体に記録する手段）などに出力される。なお、画像サイズ可変回路１１０では、本説明のように第１のズームスイッチ１１５によるズーム動作を行っていない時は、水平画像信号処理回路１０７からの画像をそのまま出力している。
【００２５】
次に、ズーム動作について説明する。
図３はズーム倍率と出力画像サイズとの関係を示す特性図である。図において、特性Ａは第２の拡大機能を動作させていない状態での第１の拡大機能を動作させた時の特性、特性Ｂは第２の拡大機能を動作させた状態で第１の拡大機能を動作させた時の特性である。なお、図示の特性は、光学ズーム１０倍と電子ズーム２０倍以上のズーム装置の特性を示している。ズーム倍率が１倍から１０倍は光学ズームで拡大動作を行い、１０倍以降は電子ズームにて拡大動作を行っている。図示のように、ズーム倍率が大きくなるに従って、映像出力画像サイズが大きくなっている。
【００２６】
また、図４はズーム倍率と垂直解像度の関係を示す特性図である。特性Ａは第２の拡大機能を動作させていない状態での第１の拡大機能を動作させた時の特性、特性Ｂは第２の拡大機能を動作させた状態で第１の拡大機能を動作させた時の特性である。図示のように、ズーム倍率が光学ズームの領域である１〜１０倍の時は、特性Ａも特性Ｂも垂直解像度は低下しない。一方でズーム倍率が１０倍を超えると電子ズーム領域となるため、特性Ａの場合は倍率１０倍以降、垂直解像度は低下していく。
【００２７】
次に、第１のズームスイッチ１１５のみが操作された時の動作について説明する。
使用者により第１のズームスイッチ１１５が操作されると、マイコン１１４はズームレンズ駆動回路１１３を制御して、現在の光学ズームの倍率を把握する。倍率が１〜１０倍の間の時は、マイコン１１４はズームモータ制御信号処理回路１１２に対して、入力される画像の拡大または縮小を行うように命令を行う。その命令によりズームモータ制御信号処理回路１１２は、第１のズームスイッチ１１５の操作内容（望遠／広角のズーミング方向やズーム量）に基づき、ズームレンズ１０１ｂを駆動するための制御信号を生成する。生成した制御信号はズームレンズ駆動回路１１３に出力され、ズームレンズ駆動回路１１３はその制御信号に基づきズームモータ１０１ａを駆動し、ズームレンズ１０１ｂを光軸方向へ移動させる。この時のズーミング方向やズーム量は、ズームモータ制御信号処理回路１１２で生成された制御信号に基づいて決定される。
【００２８】
ズームレンズ１０１ｂを所定位置まで移動させ、ＣＣＤ１０２にて光学信号を電気信号に変換して画像信号としてアナログ信号処理回路１０３に出力する。アナログ信号処理回路１０３では画像信号の信号レベルを高くして出力し、Ａ／Ｄ１０４でアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された画像信号は映像画質調整回路１０５にてガンマ補正やアパーチャ補正などを行い、垂直画像信号処理回路１０６及び水平画像信号処理回路１０７で垂直方向及び水平方向のライン数をテレビジョン信号のライン数に合致するように圧縮する。圧縮された画像信号はスイッチ１０９及び画像サイズ可変回路１１０を介して出力される。
【００２９】
光学ズームの場合は、ズームレンズ１０１ｂによって拡大／縮小された画像が図２（ａ）の第１画像エリア３１ａに示す画像として映像画質処理回路１０５に入力されるため、最終的に出力端子から出力される画像信号は、第２画像エリア３２ａに示す画像となる。
【００３０】
一方、ズーム倍率が１０倍以上の時は、光学ズームは望遠端にあるので、電子ズームを行う。その時は、マイコン１１４は画像サイズ可変回路１１０に対して、入力される画像信号の拡大／縮小を行うよう制御する。画像サイズ可変回路１１０では、図２（ａ）の第２画像エリア３２ａに示す画像信号が入力され、その画像信号の略中央部（第２の切り出しエリア３６ａ）を切り出して、第１のズームスイッチ１１５により指示された倍率に、電子的に拡大する。例えば、図示のように、垂直方向４８０ラインの第２画像エリア３２ａの、略中央部の垂直方向３２０ラインを切り出し、垂直方向４８０ライン相当に拡大処理し、出力画像エリア３５ａに出力することで、倍率１５倍の画像信号を得ることができる。
【００３１】
なお、３２０ラインを切り出して４８０ライン相当に拡大する際、ライン数が異なるが、ライン補間（隣接ラインの信号に基づき、足りないラインの信号を疑似ラインとして生成する処理）を行うことでライン数を合わせている。よって、最終的に出力される画像信号は出力画像エリア３５ａの４８０ラインであるが、解像度は３２０ライン相当のものである。
【００３２】
本説明では、倍率１５倍の拡大を行うため第２画像エリア３２ａの略中央３２０ライン分を切り出しているが、出力画像エリア３５ａの垂直ライン数は４８０ラインに決まっているので、倍率がさらに高くなると、第２の切り出しエリア３６ａの大きさは小さくなり垂直ライン数は少なくなる。したがって、図４の特性Ａからもわかるように、倍率が高くなるに連れて垂直解像度も低下していく。
【００３３】
次に、第２のズームスイッチ１１６を操作した際の動作について説明する。
使用者により第２のズームスイッチ１１６が操作されると、マイコン１１４はスイッチ１０９をａ側へ切り換え、画像トリミング回路１０８を動作状態にする。すると映像画質処理回路１０５から出力されている画像信号は画像トリミング回路１０８に入力され、画像の切り出しが行われる。具体的な切り出し動作について、図２（ｂ）を用いて詳述する。
【００３４】
前述と同様に、レンズユニット１０１、ＣＣＤ１０２、アナログ信号処理回路１０３、Ａ／Ｄ１０４、映像画質処理回路１０５を介して得られた画像信号は、図２（ｂ）の第１画像エリア３１ｂに示すように、垂直方向のライン数が７２０ラインとなっている。この画像信号が画像トリミング回路１０８に入力され、第１の切り出しエリア３４に示すように、第１画像エリア３１ｂの略中央部の４８０ライン分を切り出し、第２画像エリア３２ｂに示すような画像信号を得る。図示のように第２画像エリア３２ｂは、被写体３３の上下が切れた画像で、相対的に被写体画像が拡大されている。なお、この切り出しの際、垂直方向及び水平方向のライン数の圧縮は行っていない。また、垂直方向の切り出しライン数に伴って、水平方向の切り出し範囲も自動設定され、結果的にテレビジョン方式の垂直方向及び水平方向のライン数と同等な画像信号となっている。このようにして得られた画像信号を画像サイズ可変回路１１０に出力する。
【００３５】
画像サイズ可変回路１１０では、第１のズームスイッチ１１５が操作されていないか、操作されていたとしても光学ズームの範囲（ズーム倍率が１〜１０倍の時。図３参照）の時は、画像の拡大／縮小処理を行わずにそのまま出力する。
このようにして得られる画像は、図３のズーム倍率の１〜１０倍に示すように、画像サイズが第２のズームスイッチ１１６の操作前と操作後で１．５倍のものとなる。つまり、第２のズームスイッチ１１６を操作していない状態から第２のズームスイッチ１１６を操作すると、図３におけるズーム倍率と画像サイズとの関係を示す特性は、特性Ａから特性Ｂに変化する。例えば、現在のズーム倍率が１０倍にある時に第２のズームスイッチ１１６を操作すると、実際の画像サイズは１０倍から１５倍に拡大されるわけである。また、図４に示すように、ズーム倍率が１〜１０倍の光学ズーム領域では、レンズユニット１０１により画像拡大されたものを画像トリミング回路１０８で切り出し、垂直及び水平方向の圧縮も行っていないため、解像度は低下しない。
【００３６】
また、垂直画像信号処理回路１０６における圧縮処理や、水平画像信号処理回路１０７における圧縮処理を行わないため、つまり画像エリア３４を切り出した画像をそのまま出力するので、第２のズームスイッチ１１６の操作から拡大画像出力までの応答性が、第１のズームスイッチ１１５を用いて１．５倍の拡大画像を得る操作時に比べて格段に速くなる。
【００３７】
一方、第２のズームスイッチ１１６を操作した時のズーム位置が、第１のズームスイッチ１１５による電子ズーム（ズーム倍率が１０倍以上。図３参照）の領域にある場合、あるいは、第２のズームスイッチ１１６によるズーム中に第１のズームスイッチ１１５の操作によって電子ズームの領域に入ってしまった場合は、マイコン１１４は画像サイズ可変回路１１０を制御し、画像サイズ可変回路１１０は画像トリミング回路１０８から出力される画像信号の拡大／縮小処理を行う。図２（ｂ）において、画像トリミング回路１０８から得られる第２画像エリア３２ｂの画像信号において、画像サイズ可変回路１１０では、第２の切り出しエリア３６ｂに示すように画像の切り出しを行う。この第２の切り出しエリア３６ｂのサイズは、電子ズームのズーム倍率により異なり、ズーム倍率が高くなるにつれ第２の切り出しエリア３６ｂのサイズは小さくなる。第２の切り出しエリア３６ｂにより切り出した画像信号は、テレビジョン方式の垂直方向のライン数（７２０ライン）及び水平方向のライン数（４８０ライン）に合うように拡大され、出力画像エリア３５ｂに示す画像信号が出力される。
【００３８】
このように電子ズーム領域における第２の拡大機能については、ズーム倍率と画像サイズとの関係は図３を用いて前述したのと同様で、特性Ａから特性Ｂに切り換えてズーム動作を行い、特性Ａのズーム倍率に対して画像サイズが１．５倍の画像を得ることができる。また、解像度については、図４の特性Ｂに示すように、倍率が１０〜１５倍までは実際に光学ズームにより拡大された画像を画像トリミング回路１０８にて１．５倍しているため解像度の低下はないが、１５倍を超えると実際のズーム動作は電子ズームに切り替わるため、倍率の拡大に伴って解像度が低下していく。しかし、図に示すように第２のズームスイッチ１１６を操作しない特性Ａに比べて、解像度の低下は軽減されている。例えば、倍率２０倍における特性Ａ上の解像度は約０．５倍に低下しているのに対し、特性Ｂによれば約０．７５倍の低下に止めることができている。
【００３９】
以上のように本実施の形態によれば、第２のズームスイッチ１１６を操作した時に画像トリミング回路１０８において、圧縮処理を行わず所定範囲の画像を切り出すことにより、出力画像の解像度が改善されるとともに、圧縮処理などの信号処理に要する時間を省くことができるので瞬間的に拡大画像を出力できる簡便さを実現することができる。
【００４０】
図６は図１における画像トリミング回路１０８の内部構成を示すブロック図であり、５１は映像画質処理回路１０５からの画像信号が入力される入力端子、５２は入力端子５１から入力された画像信号を記憶する画像メモリで、フレームメモリやラインメモリが用いられ、コストを考えるとラインメモリを用いた方が好ましい。５３は画像メモリ５２から読み出された画像信号を図１におけるスイッチ１０９に出力する出力端子、５４はマイコン１１４からの制御信号が入力される制御入力端子、５６はマイコン１１４からの制御信号に基づきトリミング開始点（以下、開始点と記す）を指定し開始点信号を出力する開始点指定部、５７はマイコン１１４からの制御信号に基づきトリミング終了点（以下、終了点と記す）を指定し終了点信号を出力する終了点指定部、５５は開始点指定部５６及び終了点指定部５７からの開始点信号及び終了点信号に基づき画像メモリ５２における画像の読み出し制御を行う読み出し制御部である。
【００４１】
以上のように構成された画像トリミング回路１０８について、動作を説明する。
まず、開始点と終了点について、図７を用いて説明する。
図７は図３（ｂ）と同等の図であり、説明をわかりやすくするために、各種ライン数の値を表示した。６１は、開始点、６２は終了点でありる。すなわち、画像トリミング回路１０８は、矩形のトリミング画像の対角線の一方の点である開始点６１と、同対角線の他方の点である終了点６２を、撮影画像上で特定する。
【００４２】
開始点の値とは、図７の第１のトリミングエリア３４の開始点６１における、垂直方向の最上段ライン（第１ライン）からのライン数を示す値と、水平方向の左端ラインからのライン数を示す値である。本実施の形態では、垂直方向の開始点は、最上段ラインから１２０ライン分は不要ラインなので１２１ラインとし、水平方向の開始点は、左端ラインから１６０ライン分は不要ラインなので１６１ラインとした。
【００４３】
また終了点の値とは、図７の第１のトリミングエリア３４の終了点６２における、垂直方向の最上段ライン（第１ライン）からのライン数を示す値と、水平方向の左端ラインからのライン数を示す値である。本実施の形態では、垂直方向は最上段ラインから６００ラインとし、水平方向は左端ラインから８００ラインとした。なお、本実施の形態では開始点と終了点の値に基づき、両方の位置を決定する構成としたが、終了点の位置は特に指定せずに、開始点の位置から４：３の画面アスペクト比に基づき、終了点の位置を決定する構成としてもよい。
したがって、画像メモリ５２から読み出される（トリミング）画像信号のサイズは、垂直４８０ライン、水平６４０ラインとなる。
【００４４】
次に、具体動作について説明する。
第２のズームスイッチ１１６が操作されると、マイコン１１４からの制御によりスイッチ１０９がａ側に切り換えられ、映像画質処理回路１０５から出力される画像信号が、画像トリミング回路１０８の入力端子５１に入力される。入力端子５１に入力された画像信号は画像メモリ５２に一時的に書き込まれる。
一方、第２のズームスイッチ１１６が操作された時、マイコン１１４からの制御信号は、制御入力端子５４にも入力される。制御入力端子５４に入力された制御信号は、画像トリミング回路１０８を起動する制御信号とともに、開始点及び終了点の値も含まれている。
【００４５】
制御入力端子５４に入力された制御信号は、開始点指定部５６及び終了点指定部５７に入力される。開始点指定部５６では入力された制御信号中の開始点の値に基づき、開始点信号を生成する。また終了点指定部５６では入力された制御信号中の終了点の値に基づき、終了点信号を生成する。開始点指定部５６及び終了点指定部５７で各々生成された開始点信号及び終了点信号は、読み出し制御部５５に入力される。
【００４６】
読み出し制御部５５では入力された開始点信号に基づき、画像メモリ５２に書き込まれた画像信号のトリミング開始点を決定する。読み出し制御部５５ではラインカウンタ（図示せず）を用いて、垂直及び水平方向のライン数をカウントし、図７の開始点６１（垂直１２１ライン、水平１６１ライン）を決定する。次に、終了点信号に基づき、画像メモリ５２に書きこまれた画像信号のトリミング終了点を決定する。読み出し制御部５５ではラインカウンタ（図示せず）を用いて、垂直及び水平方向のライン数をカウントし、図７の終了点６２（垂直６００ライン、水平８００ライン）を決定する。これにより、第１のトリミングエリア３４の範囲を決定することができる。
【００４７】
次に、読み出し制御部５５はラインカウンタで、画像メモリ５２における画像信号の垂直及び水平方向のライン数をカウントしていく。そして開始点６１に到達すると読み出しを開始し、終了点６２まで、つまり第１のトリミングエリア３４に示す範囲の画像信号の読み出しを行う。画像メモリ５２から読み出された画像信号は、出力端子５３から図１のスイッチ１０９のａ側端子に出力される。
【００４８】
本実施の形態では、図８の操作部１１７（例えばカーソルキー）を操作することで、図５に示すように第１のトリミングエリア３４の位置を、３４ａ及び３４ｂに示すように任意に設定可能である。この時の動作として、操作部１１７が１回操作されると、マイコン１１４は図５（ａ）の位置３４ａに対応した開始点及び終了点の値を、画像トリミング回路１０８に出力する。画像トリミング回路１０８は入力される開始点及び終了点の値に基づき、図５（ａ）の位置３４ａに示す部分のトリミング制御を行う。
【００４９】
また、操作部１１７がもう１回操作されると、マイコン１１４は図５（ｂ）の位置３４ｂに対応した開始点及び終了点の値を、画像トリミング回路１０８に出力する。画像トリミング回路１０８は入力される開始点及び終了点の値に基づき、図５（ｂ）の位置３４ｂに示す部分のトリミング制御を行う。
なお、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように第１画像エリア３１ｂにおいて第１の切り出しエリア３４を略中央部としたが、図５に示すように中央部以外の位置に任意設定可能にするようにしてもよい。同図（ａ）は略左上の位置３４ａ、同図（ｂ）は略右下の位置３４ｂに設定した例である。それぞれの第１の切り出しエリアは、３２ｃ及び３２ｄに示すようになる。このように切り出し位置を任意に設定する方法としては、例えばカーソルキーを操作して左上や右下などを設定してもよく、第２のズームスイッチ１１６の操作に伴い、同図（ａ）（ｂ）に切り替わるようトグル動作できるようにしてもよい。
【００５０】
以上のように本発明は、画質劣化の少ない拡大画像の出力と、その拡大効果をスイッチ操作により瞬間的に得られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像拡大装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、第１、第２の拡大機能による画像拡大の概念を示す模式図である。
【図３】同実施の形態におけるズーム倍率と画像サイズとの関係を示す特性図である。
【図４】同実施の形態における画像サイズと解像度の関係を示す特性図である。
【図５】同実施の形態における画像トリミング回路の切り出しエリアの応用例を示す模式図である。
【図６】画像トリミング回路の詳細を示すブロック図である。
【図７】画像トリミング回路の動作を説明する模式図である。
【図８】従来の画像拡大装置の構成を示すブロック図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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