(57)【要約】【課題】ビデオカメラから出力される高精細テレビ方式の映像信号（ＨＤＴＶ信号）を標準テレビ方式の映像信号（ＳＤＴＶ信号）に変換するダウンコンバータを備えたビデオカメラシステムにおいて、ＨＤＴＶ信号のフレーム画像の画素範囲のうちダウンコンバータによりＳＤＴＶ信号に変換する画素範囲を変更して電子ズームの倍率を変更することにより、画質を低下させることなく電子ズームにより撮影倍率を変更できるようにしたビデオカメラシステム及びダウンコンバータを提供する。【解決手段】ビデオカメラ１０から出力されたＨＤＴＶ信号は、ダウンコンバータ１６によりＳＤＴＶ信号にダウンコンバートされてＳＤＴＶ対応機器１８に出力される。このよなシステムにおいて、ズーム操作部２２により撮影倍率の変更が指示されると、ズーム制御部２０はレンズ装置１４での光学ズームを優先して光学ズームにより撮影倍率を変更し、光学ズームの限界を超えると、ダウンコンバータにおける電子ズームにより撮影倍率を変更する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体画像を高精細の映像信号に変換するビデオカメラと、該ビデオカメラにより得られた高精細の映像信号を標準精細の映像信号に変換するダウンコンバータとを備えたビデオカメラシステムにおいて、
電子ズームの倍率の変更を指示する指示手段と、
前記ビデオカメラにより得られた高精細の映像信号のフレーム画像の画素範囲のうち前記ダウンコンバータにより標準精細の映像信号に変換する画像の画素範囲の大きさを前記指示手段の指示に基づいて変更することより、電子ズームの倍率を変更する倍率変更手段と、
を備えたことを特徴とするビデオカメラシステム。
【請求項２】
前記電子ズームの倍率は、前記ダウンコンバータにより標準精細の映像信号に変換する画像の高精細の映像信号における水平方向及び垂直方向の画素数が、該画像を標準精細の映像信号に変換した際の標準精細の映像信号における水平方向及び垂直方向の画素数よりも小さくならない範囲に制限されることを特徴とする請求項１のビデオカメラシステム。
【請求項３】
前記ビデオカメラの光学ズームの倍率を変更する光学ズーム手段を備え、前記電子ズームの倍率は、前記光学ズームの倍率が最大倍率となった場合にのみ変更可能となることを特徴とする請求項１のビデオカメラシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の倍率変更手段を備えたことを特徴とするダウンコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオカメラシステム及びダウンコンバータに係り、特にＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換するダウンコンバータを備えたビデオカメラシステム及びダウンコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放送用又は業務用として、高精細テレビ（ＨＤＴＶ）方式に対応したビデオカメラが使用されることが多くなっている。一方、映像信号を記録又は再生するレコーダやモニタなどの記録／再生機器では、依然としてＮＴＳＣ方式などの標準テレビ（ＳＤＴＶ）方式に対応したものが使用されることが多い。そのため、ＨＤＴＶ方式のビデオカメラから出力された映像信号（ＨＤＴＶ信号）をＳＤＴＶ方式の映像信号（ＳＤＴＶ信号）に変換するダウンコンバータが使用される場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、屋外にビデオカメラを設置するために遠隔操作可能なリモート雲台を使用する場合、ビデオカメラをハウジングという防水型のケースに収納することがあるが、ハウジングのサイズと重量の制限からハウジングに収納できるビデオカメラの撮影レンズの大きさが制約され、光学ズームでは十分な撮影倍率が得られないという場合があった。一方、このように光学ズームでは十分な撮影倍率が得られない場合に、映像信号を信号処理して電子的に映像を拡大できるようにした電子ズームが知られている。しかしながら、電子ズームは画質の低下を招くため、放送用又は業務用のビデオカメラでの使用は好ましくなかった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高精細（例えば高精細テレビ方式）の映像信号を標準精細（例えば標準テレビ方式）の映像信号に変換するダウンコンバータを備えたビデオカメラシステムにおいて、画質を低下させることなく電子ズームにより撮影倍率を変更できるようにしたビデオカメラシステム及びダウンコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のビデオカメラシステムは、被写体画像を高精細の映像信号に変換するビデオカメラと、該ビデオカメラにより得られた高精細の映像信号を標準精細の映像信号に変換するダウンコンバータとを備えたビデオカメラシステムにおいて、電子ズームの倍率の変更を指示する指示手段と、前記ビデオカメラにより得られた高精細の映像信号のフレーム画像の画素範囲のうち前記ダウンコンバータにより標準精細の映像信号に変換する画像の画素範囲の大きさを前記指示手段の指示に基づいて変更することより、電子ズームの倍率を変更する倍率変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、高精細から標準精細の映像信号に変換（ダウンコンバート）する画素範囲を変更することによって電子ズームの倍率を変更するようにしたため、その画素範囲の画像の高精細の映像信号における水平方向及び垂直方向の画素数が標準精細の映像信号における画素数よりも小さくならない範囲では電子ズームにより撮影倍率を変更しても画質の低下は生じない。また、その範囲よりも更に電子ズームを高倍率に設定したとしても画質の低下が軽減される。
【０００７】
請求項２に記載のビデオカメラシステムは、請求項１に記載の発明において、前記電子ズームの倍率は、前記ダウンコンバータにより標準精細の映像信号に変換する画像の高精細の映像信号における水平方向及び垂直方向の画素数が、該画像を標準精細の映像信号に変換した際の標準精細の映像信号における水平方向及び垂直方向の画素数よりも小さくならない範囲に制限されることを特徴としている。本発明は、変更可能な電子ズームの倍率を画質の低下が生じない範囲に制限したものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記ビデオカメラの光学ズームの倍率を変更する光学ズーム手段を備え、前記電子ズームの倍率は、前記光学ズームの倍率が最大倍率となった場合にのみ変更可能となることを特徴としている。即ち、光学ズームにより撮影倍率の変更が可能な場合には光学ズームを優先し、光学ズームの最高倍率よりも更に撮影倍率を高くしたい場合に電子ズームを使用する。
【０００９】
請求項４に記載のダウンコンバータは、請求項１に記載の倍率変更手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るビデオカメラシステムによれば、画質を低下させることなく電子ズームにより撮影倍率を変更することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に従って本発明に係るビデオカメラシステム及びダウンコンバータの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明が適用されるビデオカメラシステムの一実施の形態を示した構成図である。同図のビデオカメラシステムは、例えば、ビデオカメラ（テレビカメラ）を遠隔操作可能なリモート雲台のハウジングに収納して使用する場合等に撮影レンズの大きさの制約等から光学ズームでは十分な撮影倍率が得られないといった場合に好適なシステムである。
【００１３】
同図のシステムにおいて、ビデオカメラ１０は、高精細テレビ（ＨＤＴＶ）方式に対応したＨＤカメラ１２と、ＨＤカメラ１２のレンズマウントに装着される撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１４とから構成されており、撮影レンズにより結像された被写体像は、ＨＤカメラ１２の撮像素子（ＣＣＤ等）により光電変換された後、所定の信号処理が施されてＨＤＴＶ方式の映像信号（ＨＤＴＶ信号）としてＨＤカメラ１２から出力される。
【００１４】
ＨＤカメラ１２から出力されたＨＤＴＶ信号はダウンコンバータ１６により標準テレビ方式の映像信号（ＳＤＴＶ信号）に変換（ダウンコンバート）され、ＳＤＴＶ方式に対応したレコーダやモニタ等のＳＤＴＶ対応機器１８に出力される。
【００１５】
一方、ズーム操作部２２には撮影倍率を変更操作するためのズーム操作部材が配置されており、操作者によるズーム操作部材の操作（ズーム操作）に従ってその操作に対応した値の操作信号がズーム制御部２０に与えられる。ズーム制御部２０は、ズーム操作部２２からの操作信号に基づいて操作者のズーム操作を検出し、そのズーム操作に従って光学ズーム又は電子ズームの倍率を変更させる。尚、光学ズームと電子ズームの各々の倍率の積が撮影倍率となり、その積がズーム操作に従った撮影倍率となるように光学ズームと電子ズームの各倍率が変更される。
【００１６】
光学ズームと電子ズームの切り替えについて一例を説明すると、ズーム操作に従った撮影倍率の変更が１倍（ワイド端）から光学ズームの最大倍率（光学ズームのテレ端）までの間の範囲で行われている場合には、ズーム制御部２０は、レンズ装置１４のズーム駆動部（図示せず）に光学ズーム信号を出力して撮影レンズのズーム（ズームレンズ）を駆動し、光学ズームにより撮影倍率を変更する。
【００１７】
これに対して、ズーム操作に従った撮影倍率の変更が光学ズームの最大倍率を超えた範囲、即ち、光学ズームでは対応できない範囲で行われている場合には、ズーム制御部２０は、ダウンコンバータ１６に電子ズーム命令信号を出力してダウンコンバータ１６に電子ズームの処理を実行させ、電子ズームにより撮影倍率を変更する。
【００１８】
即ち、電子ズームの倍率は、光学ズームが最大倍率の状態で撮影倍率をそれより高い倍率で変更する場合に変更され、光学ズームの倍率は、電子ズームの倍率が最小倍率の状態で撮影倍率を光学ズームの最大倍率より小さい倍率で変更する場合に変更される。
【００１９】
続いて、ダウンコンバータ１６での電子ズームの処理について説明する。ＨＤカメラ１２からダウンコンバータ１６に入力されるＨＤＴＶ信号は、例えば、１０８０ｉと呼ばれる映像方式（デジタル放送の映像方式）に対応した映像信号であり、図２（Ａ）に示すようにＨＤＴＶ信号の各フレーム画像のアスペクト比が１６：９で有効画素数が１９２０（Ｈ：水平方向）×１０８０（Ｖ：垂直方向）であるものとする。一方、ダウンコンバータ１６から出力されるＳＤＴＶ信号は、例えば、４８０ｉと呼ばれる映像方式に対応した映像信号であり、図２（Ｂ）に示すようにフレーム画像のアスペクト比が４：３で有効画素数が６４０（水平方向）×４８０（垂直方向）であるものとする。
【００２０】
ダウンコンバータ１６は、ＨＤＴＶ信号の各フレーム画像の画素範囲のうち、アスペクト比４：３の画素範囲であって電子ズームの倍率に応じた大きさの画素範囲の画像をＳＤＴＶ信号での画素数に変換してＳＤＴＶ信号を生成する。
【００２１】
電子ズームの倍率が１倍のときには、図３（Ａ）の斜線部で示すようにＨＤＴＶ信号のフレーム画像の垂直方向の全画素範囲をＳＤＴＶ信号に変換する画像の垂直方向の画素範囲とし、フレーム画像の中心を軸にアスペクト比４：３となる１４４０（Ｈ）×１０８０（Ｖ）の画素範囲をＳＤＴＶ信号に変換する画像の垂直方向の画素範囲（以下、ＳＤＴＶ信号への変換範囲という）とする。そして、その変換範囲の画素数を水平と垂直の各方向に（１／２．２５）倍した画素数に低減させ、図３（Ｂ）に示すように６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）のフレーム画像となるＳＤＴＶ信号に変換する。
【００２２】
このようにＨＤＴＶ信号は、ＳＤＴＶ信号で本来必要な画素数よりも水平と垂直の各方向に２．２５倍多い画素数を含んでおり、電子ズームの倍率が２．２５倍となるまでは画質は低下しない。尚、本実施の形態では、電子ズームの最大倍率は画質が低下しない倍率、即ち、２．２５倍までに制限されている。
【００２３】
電子ズームの倍率が、Ｘ倍（１＜Ｘ＜２．２５）のときには、図４（Ａ）の斜線部で示すようにＨＤＴＶ信号のフレーム画像の中心を軸にしてアスペクト比が４：３となる６４０・Ｘ（Ｈ）×４８０・Ｘ（Ｖ）の画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲とする。そして、その変換範囲の画像数を水平と垂直の各方向に（１／Ｘ）倍した画素数に低減させ、図４（Ｂ）に示すように６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）のフレーム画像となるＳＤＴＶ信号に変換する。
【００２４】
電子ズームの倍率が、電子ズームの最大倍率である２．２５倍のときには、図５（Ａ）の斜線部で示すようにＨＤＴＶ信号のフレーム画像の中心を軸にしてアスペクト比が４：３となる６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）の画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲とする。そして、この場合には画素数を低減させることなく図５（Ｂ）に示すように６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）のフレーム画像となるＳＤＴＶ信号に変換する。
【００２５】
このようにＨＤＴＶ信号のフレーム画像のうち、ＳＤＴＶ信号で必要な画素数よりも大きいサイズの画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲とすることによってＳＤＴＶ信号として得られる画像の画質に低下が生じることがなく、光学ズームのみでは得られない撮影倍率を光学ズームと電子ズームで得ることができるようになる。例えば、光学ズームの最大倍率が３６倍で、電子ズームの最大倍率が上記のように２．２５倍だとすると、撮影倍率は、最大で３６×２．２５＝８１倍まで画質を低下させることなく変更することができるようになる。
【００２６】
尚、ズーム操作部２２におけるズーム操作により撮影倍率の値が直接指定される場合には、その値により電子ズームの倍率の値（目標値）が決まるため、上記説明のようにその電子ズームの倍率の目標値に対応したＳＤＴＶ信号への変換範囲が決まる。一方、ズーム操作部２２におけるズーム操作が撮影倍率の値を直接指定するのではなく撮影倍率の上昇、下降（テレ側又はワイド側へのズームの移動）を指示する場合には、ズーム制御部２０がその操作に基づいて電子ズームの倍率の目標値を設定、更新しながら上記と同様にＳＤＴＶ信号への変換範囲を決めるようにしてもよいし、または、ＳＤＴＶ信号への変換範囲の画素数を例えば垂直方向で１０８０〜４８０まで所定画素（Ｘ画素：例えばＸ＝２）ずつ変化させるようにして、（６００／Ｘ）段階で電子ズームの倍率を変化させるようにしてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、電子ズームよりも光学ズームを優先しており、撮影倍率を光学ズームの最大倍率を超えた場合に電子ズームを使用するようにしたが、画質が低下しない倍率までは光学ズームよりも電子ズームを優先してもよい。即ち、撮影倍率を１倍から電子ズームの最大倍率（画質が低下しない範囲での最大倍率）までの間で変更する場合には電子ズームにより撮影倍率を変更し、電子ズームの最大倍率を超えた範囲で撮影倍率を変更する場合には光学ズームにより撮影倍率を変更するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記実施の形態では、アスペクト比１６：９のＨＤＴＶ信号をアスペクト比４：３のＳＤＴＶ信号に変換する場合に、１６：９のフレーム画像からアスペクト比４：３の画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲としたが、ＨＤＴＶ信号とＳＤＴＶ信号のアスペクト比が異なる場合のアスペクト比に関する変換方式はこれに限らない。例えば、図６（Ｂ）に示すようにアスペクト比４：３のＳＤＴＶ信号のフレーム画像において画素数６４０（Ｈ）×３６０（Ｖ）の斜線部の範囲をアスペクト比１６：９の画像を表示する範囲とし、その範囲外の上下の部分を画像がない（例えば黒塗り）範囲とする方式（レターボックス方式）を採用することも可能である。この場合、電子ズームの倍率が１倍のときには図６（Ａ）に示すアスペクト比１６：９のＨＤＴＶ信号のフレーム画像の全画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲とし、全画素範囲の画像をＳＤＴＶ信号での画像表示範囲（斜線部）の画素数６４０（Ｈ）×３６０（Ｖ）に低減させて図６（Ｂ）に示したような上下に画像がない範囲を含む６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）のフレーム画像のＳＤＴＶ信号に変換する。電子ズームの倍率が高くなるに従って、ＳＤＴＶ信号への変換範囲が小さくなり、画質が低下しない限界では、図７（Ａ）の斜線部で示すようにＨＤＴＶ信号のフレーム画像のうちアスペクト比１６：９の６４０（Ｈ）×３６０（Ｖ）の画素範囲をＳＤＴＶ信号への変換範囲とし、その変換範囲の画素数を低減することなく図７（Ｂ）に示すように上下に画像がない範囲を含む６４０（Ｈ）×４８０（Ｖ）のフレーム画像のＳＤＴＶ信号に変換する。
【００２９】
また、上記実施の形態では、電子ズームの最大倍率は画質が低下しない限界としたが、これに限らず、画質が低下しない範囲内の所望の倍率を最大倍率としてもよいし、また、画質が低下してもよい場合には画質が低下しない限界を超えた倍率を最大倍率としてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、ＳＤＴＶ信号への変換範囲は、ＨＤＴＶ信号のフレーム画像の中心に（中心に対して上下、左右対称に）設定するようにしたが、必ずしもＨＤＴＶ信号のフレーム画像の中心に設定する必要はない。また、ＳＤＴＶ信号への変換範囲をＨＤＴＶ信号のフレーム画像の範囲で所望の位置に変更操作できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明が適用されるビデオカメラシステムの一実施の形態を示した構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号とＳＤＴＶ信号のフレーム画像のサイズの説明に使用した説明図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換する際の電子ズームの処理の説明に使用した説明図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換する際の電子ズームの処理の説明に使用した説明図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換する際の電子ズームの処理の説明に使用した説明図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換する際の電子ズームの処理においてアスペクト比の変換方式が図３乃至図５と異なる場合の説明に使用した説明図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、ＨＤＴＶ信号をＳＤＴＶ信号に変換する際の電子ズームの処理においてアスペクト比の変換方式が図３乃至図５と異なる場合の説明に使用した説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…ビデオカメラ、１２…ＨＤカメラ、１４…レンズ装置、１６…ダウンコンバータ、１８…ＳＤＴＶ対応機器、２０…ズーム制御部、２２…ズーム操作部
【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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