(57)【要約】【課題】  インターレース信号をプログレッシブ信号に変換可能な撮像装置において、より高精度なプログレッシブ信号を得ること。【解決手段】  補間画素をフィールド内画素と他フィールド画素とを所定比率で合成して生成することでインターレース信号をプログレッシブ信号に変換する撮像装置において、撮像装置が有する防振機能を利用して装置の動きを判定し、その判定結果に応じてフィールド内画素と他フィールド画素の合成比率を変化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画像をインターレース信号として出力する撮像手段と、
装置の動き量を検出する動き量検出手段と、
当該動き量検出手段の出力から動きの種類を判別する動き判別手段と、
前記インターレース信号に含まれる各フィールド画像を、フィールド内画素及び他フィールド画素から求めた画素を所定比率で合成した補間画素により補間することによりプログレッシブ信号に変換する変換手段と、
前記動き判別手段の判別結果に応じて前記所定比率を変化させる制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記動き判別手段が、装置の動きを静止状態、手ぶれ状態及びパン・チルト状態のいずれかに判別することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記動き判別手段の判別結果に基づいて決定した定数を前記変換手段に与え、前記変換手段が前記定数を用いて前記所定比率を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記所定比率が、現フィールド画像及び前フィールド画像の垂直エッジのうち大きい値と、現フィールド画像及び前フィールド画像の差分値と、前記定数に決定されることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記定数が、前記静止状態と判断された場合には前記補間画素に占める前記フィールド内画素の比率が高まるように決定されることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記定数が、前記手ぶれ状態、前記パン・チルト状態と判断された場合には前記補間画素に占める前記他フィールド画素の比率が高まるように決定されることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記定数が、前記パン・チルト状態と判断された場合に、前記手ぶれ状態と判断された場合よりも前記補間画素に占める前記他フィールド画素の比率が高まるように決定されることを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
さらに、連続するフィールド画像の動きをブロック毎に求める動き検出手段を有し、
前記動き判別手段の判別結果が所定の条件を満たす場合、前記変換手段が前記ブロック毎に前記所定比率を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記動き量検出手段で検出した動き量を用いて、装置の振動による前記インタレース信号への影響を低減する処理を行う防振手段と、
前記防振手段をオン・オフする入力手段とをさらに有し、
前記制御手段が、前記動き判別手段の判別結果及び前記防振手段のオン・オフ状態に応じて前記所定比率を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等の撮像手段から読み出された２：１インターレース信号をプログレッシブ信号に変換可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２：１インターレース信号をプログレッシブ信号に変換する際、動き部分、静止部分のいずれにも好適な変換を行う方法として、例えば特許文献１には、補間により作成する疑似走査線を構成する画素毎に、前後フィールドの対応画素から動き係数を求め、これに応じた比率でフィールド内補間値と前フィールドからの補間値を加算して値を求めることで、プログレッシブ信号への変換を行っている。
【０００３】
このような変換方法において、垂直エッジを動き部分と誤認してフィールド内補間を行うと、細いエッジのちらつきを発生させてしまう。これを防ぐために、例えば特許文献２にあるように、現フィールドのライン間差信号の絶対値と前又は後フィールドのライン間差信号の絶対値の大きい方を垂直エッジすることで、横縞模様などの画像においても垂直エッジの欠落がなく、安定したエッジ信号を生成することを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特公平４−３１５１号公報
【特許文献２】特開平７−１３１６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら２つの従来例においては、フィールド間、あるいはフレーム間の信号の差分をとるので、時間軸方向に輝度レベルが変化したときに、「動き」と誤認してしまうという問題点がある。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、インターレース信号から、より精度の高いプログレッシブ信号への変換を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、撮像画像をインターレース信号として出力する撮像手段と、装置の動き量を検出する動き量検出手段と、当動き量検出手段の出力から動きの種類を判別する動き判別手段と、インターレース信号に含まれる各フィールド画像を、フィールド内画素及び他フィールド画素から求めた画素を所定比率で合成した補間画素により補間することによりプログレッシブ信号に変換する変換手段と、動き判別手段の判別結果に応じて所定比率を変化させる制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上述の構成により、精度の高いプログレッシブ信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
■（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を図１に示す。
レンズ１を通過し、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１８で駆動された撮像素子（例えば電荷結合素子（ＣＣＤ））２で光電変換された映像信号は、前処理回路（ＣＤＳ）３に入力される。前処理回路３は映像信号に対してノイズ除去、利得調整等の前処理を行い、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）４へ出力する。Ａ／Ｄ４でディジタル信号に変換された映像信号には、さらにカメラ信号処理回路５でアパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理が行われる。
【０００９】
カメラ信号処理回路５の出力信号は減算器８、現フィールド垂直エッジ検出回路９及びフィールドメモリ６に送られる。フィールドメモリ６は信号をＴＶ信号の１フィールド期間遅延した後、減算器８、前フィールド垂直エッジ検出回路１０及び動き適応補間回路１３へ出力する。
【００１０】
減算器８はカメラ信号処理回路５の出力とその１フィールド前の信号であるフィールドメモリ６の出力とからフィールド間の差分信号ｆｄｄを算出し、動き検出回路１２へ出力する。
【００１１】
現フィールド垂直エッジ検出回路９はカメラ信号処理回路５の出力から現フィールドの垂直エッジを検出する。垂直エッジ検出回路１０はフィールドメモリ６の出力から前フィールドの垂直エッジを検出する。これら垂直エッジ検出回路９，１０の出力はともに最大値回路（ＭＡＸ）１１に入力される。ＭＡＸ１１はこれらのうち大きい方を選択し、垂直エッジ信号ｅｇｖとして動き検出回路１２へ出力する。入力キー１６はユーザが操作する各種キーやボタンなどであり、本実施形態において、入力キー１６には手ぶれ補正機能（防振機能）のオン、オフを設定するキーが含まれているものとする。
【００１２】
装置ぶれ検出回路１４は装置の動きを検出する回路であり、例えば直行配置された複数の角速度センサから構成される。装置ぶれ検出回路１４によって検出された装置の動き量はマイコン１５に送られる。マイコン１５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するプログラマブルなマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭを用いて実行することで、様々な機能を実現する。本実施形態において、マイコン１５は、入力キー１６によって防振機能がオンされている場合、装置ぶれ検出回路１４が検出した装置の動き量から装置の動き判別を行い、装置の動き量をぶれ補正演算回路１７に適したフォーマットに変換し、ぶれ補正演算回路１７に送る。ぶれ補正演算回路１７は、マイコン１５から与えられた動き量に基づいてＴＧ１８に対し制御データを送り、画像のぶれを打ち消すようにＣＣＤ２の画像読み出し位置を制御する。また、マイコン１５は、定数ｉを算出し、動き検出回路１２へ出力する。定数ｉについては後で説明する。
【００１３】
減算器８の出力であるフィールド間の差分信号ｆｄｄ、最大値回路１１の出力である垂直エッジ信号ｅｇｖ、さらにマイコン１５で発生させた定数ｉは信号方式変換回路１００の内部の動き検出回路１２に入力される。動き検出回路１２は画素毎に動き判定信号ｋを算出する。その回路構成の一例を図４に示す。
【００１４】
最大値回路１１の出力である垂直エッジ信号ｅｇｖは逆数回路４１でその逆数１／ｅｇｖとなる。１／ｅｇｖは乗算器４２に入力され、ｆｄｄ／ｅｇｖの演算を行い、エッジ成分とフィールド間差分のいずれが大きいか判別をする。
【００１５】
本実施形態では、ｆｄｄ／ｅｇｖの結果にマイコン１５で発生した定数ｉを加え、以下のように動き判定信号ｋを求める。
ｋ＝（ｆｄｄ／ｅｇｖ）＋ｉ        （式１）
（ｋ＜０のときｋ＝０、ｋ＞１のときｋ＝１）
そして、ｋ＝０のとき完全静止部分、ｋ＝１のときは完全動き部分と判定する。
【００１６】
動き適応補間回路１３では、
現フィールドの上下画素の平均値：Ａ
前フィールドの同位置の画素値：Ｂ
のとき、
ｋ＊Ａ＋（１−ｋ）＊Ｂ
の演算により、各フィールド画像に対して疑似走査線の各画素を求める動き適応補間を行い、インターレース信号をプログレッシブ信号に変換する。
【００１７】
次にマイコン１５における定数ｉの算出方法について図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、Ｓ７０２で、装置ぶれ検出回路１４からの出力に基づき、動き判別を行う。具体的には、移動の有無、移動速度と方向の変化に基づいて、装置が静止状態か動き状態か、動いている場合は手ぶれ状態かパン・チルト状態かの識別が行われる。この判定には様々な方法が考えられるが、例えば移動している場合に、その方向、速度の変動が少なければパン、チルトであり、小刻みに方向や速度が変わる場合には手ぶれ状態であると判別することができる。
【００１８】
装置の動き判別が静止状態の場合には、画像に現れる動きは被写体の動きに依存する割合が大きく、信号方式変換回路１００における動き検出回路１２による画像の動き判別の精度は高いと考えられる。従って、この場合には定数ｉにより必要な補正は少ないと考えられるため、Ｓ７０４において定数ｉを０に設定する。
【００１９】
一方、手ぶれ状態と判別された場合には、Ｓ７０３でマイコン１５は入力キー１６の状態より防振動作（手ぶれ補正動作）がオンかオフかを識別する。防振がオンであれば、装置が動いていても防振機能によって画像の動きは低減しているが防振がオフの場合には装置の動きによって画像全体も動いている。装置の動きによって画像全体が動いている場合には動き検出回路１２の結果が静止と判別された場合にも実は動いているのでＳ７０６にて定数ｉを１に設定する。防振がオンの場合にはＳ７０５にて定数ｉを０．５に設定する。パン・チルト状態の時は防振動作も機能しないのでＳ７０６にて定数ｉを大きく設定する。なお、具体的なｉの値については、これ以外に、具体的に得られるｆｄｄ、ｅｇｖの値の大きさに応じて適宜定めることができる。
【００２０】
なお本実施形態においては防振方式をＣＣＤの読み出し位置制御方式としたが、可変頂角プリズムやシフトレンズを用いた光学防振方式やメモリの読出し位置駆動方式を用いた防振方式を用いる撮像装置でも同様の効果がある。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、画素の動きに応じた比率でフィールド内補間とフィールド間補間の値を混合して補間画素を生成する際、撮像装置が有する手ぶれ補正機能（防振機能）で検出した装置の動きを考慮することにより、精度の良い補間が行え、結果として良好なプログレッシブ信号を生成することが可能になる。
【００２２】
また、デジタルビデオカメラや動画撮影可能なデジタルスチルカメラなど近年の撮像装置には手ぶれ補正機能を有するものが多いため、その機能を流用することができ、特別な回路を付加する必要もない。
【００２３】
■（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る撮像装置は、動きベクトル検出回路７が付加されたことを除き第１の実施形態で説明した図１の構成と同じであるため、異なる部分のみ説明する。
【００２４】
カメラ信号処理回路５の出力とフィールドメモリ６の出力は、動きベクトル検出回路７にも送られ、フィールド間の動きベクトルを検出する。動きベクトル検出回路７では個々のフィールド画像を図３に示すように任意数の固定サイズブロックに分割し、ブロック毎に垂直方向、水平方向の動きベクトル（ｍｖ＿ｖ，ｍｖ＿ｈ）を検出する。動きベクトル検出回路７で検出された動きベクトル（ｍｖ＿ｖ，ｍｖ＿ｈ）の値は、マイコン１５に送られる。
【００２５】
本実施形態においては、マイコン１５における定数ｉの決定処理において、動き判別結果がパン・チルト動作であると判定された際に、動きベクトル量を考慮して定数ｉの設定値を決定することを特徴とする。定数ｉの決定処理以外は第１の実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００２６】
次に、図６に示すフローチャートを用いて、本実施形態における定数ｉ決定処理について説明する。なお、図６において第１の実施形態と同じ処理については図５と同じ参照数字を付し、説明を省略する。
【００２７】
上述のように、本実施形態では動き判別結果がパン・チルト動作であると判定された際に、動きベクトル量を考慮して定数ｉの設定値を決定する点のみ第１の実施形態と処理が異なる。Ｓ７０２でパン・チルト状態であると判定された時は、Ｓ８０８において、検出された動きベクトルの値より、各ブロックの動きベクトルの絶対値（ｍｖ＿ｖｎとｍｖ＿ｈｎの合成ベクトルｖ（図３）の絶対値）を演算する。
【００２８】
動きベクトルの絶対値が所定値よりも大きい場合にはＳ８０６にて定数ｉを１に設定し、動きベクトルの絶対値が所定値以下の場合にはＳ８０５にて定数ｉを０．５に設定する。
【００２９】
本実施形態によれば、第１の実施形態で実現される効果に加え、パン・チルト動作時において、ブロックごとにその動き量に応じた補間画素値を得ることができるという効果がある。
【００３０】
■（他の実施形態）
上述の実施形態においては、１つの機器から構成される撮像装置についてのみ説明したが、同等の機能を複数の機器から構成されるシステムによって実現しても良い。
【００３１】
尚、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いて当該プログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムを実行することによって同等の機能が達成される場合も本発明に含む。
【００３２】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
【００３３】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００３４】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等の光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリなどがある。
【００３５】
有線／無線通信を用いたプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイル等、クライアントコンピュータ上で本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル（プログラムデータファイル）を記憶し、接続のあったクライアントコンピュータにプログラムデータファイルをダウンロードする方法などが挙げられる。この場合、プログラムデータファイルを複数のセグメントファイルに分割し、セグメントファイルを異なるサーバに配置することも可能である。
【００３６】
つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムデータファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるサーバ装置も本発明に含む。
【００３７】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件を満たしたユーザに対して暗号化を解く鍵情報を、例えばインターネットを介してホームページからダウンロードさせることによって供給し、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００３８】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００３９】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態におけるブロック分割と動きベクトルを表す図である。
【図４】動き検出回路の構成例を表すブロック図である。
【図５】第１の実施形態における定数決定処理を説明するフローチャートである。
【図６】第２の実施形態における定数決定処理を説明するフローチャートである。
【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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