(57)【要約】【課題】  電子ズームがあっても、拡大前の画像を確認できるようにする。【解決手段】  Ａ／Ｄ変換器１０５は、撮像素子１０４から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。カメラ信号処理部１０６は、Ａ／Ｄ変換器１０５からのデジタル画像信号を記録フォーマットで定義される画像サイズの画像データに変換する。電子ズーム処理部１０６ｂは、画像信号の画像を電子的に拡大する。スイッチ１６ｃは、電子ズーム処理部１０６ｂの入力画像信号又は出力画像信号を記録再生処理部１０９に供給する。電子ズーム処理部１０６ｂが機能している場合で、スイッチ１６ｃが電子ズーム処理部１０６ｂの入力画像信号を記録再生処理部１０９に供給するとき、記録再生処理部１０９は、電子ズーム処理１６ｂのズーム倍率を示す情報を各フレーム画像に付加記録する。【選択図】  図１
2007243412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を電気信号に変換する撮像手段（１０４）と、
当該撮像手段から出力される画像信号を電子ズームする電子ズーム処理手段（１０６ｂ）と、
当該電子ズーム処理手段（１０６ｂ）のズーム倍率を制御する制御手段（１０２）と、
当該撮像手段の出力画像信号と当該電子ズーム処理手段の出力画像信号の一方を選択する選択手段（１０６ｃ）と、
当該選択手段の出力画像信号を記録媒体に記録する記録手段（１０９）
とを具備し、
当該記録手段は、当該選択手段が当該撮像手段の出力画像信号を選択するとき、当該電子ズーム処理手段のズーム処理の有無とズーム倍率を示すズーム処理情報を当該記録媒体に記録する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
更に、当該電子ズーム処理手段の出力画像信号を表示するモードと、当該電子ズーム処理手段による電子ズーム後の画像領域を示す枠を当該撮像手段の出力画像信号に重ねて表示するモードとを具備する表示手段（１０６ｂ，１０６ｅ，１０７）を具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
当該記録手段は、当該ズーム処理情報を含むシステムデータと当該出力画像信号とを多重化して当該記録媒体に記録することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
記録媒体に記録される画像情報に記録時のズーム処理の有無とズーム倍率を示すズーム処理情報が付加されているか否かを検出する検出手段と、
当該ズーム処理情報が付加されている場合に、当該記録媒体から再生した画像を当該ズーム処理情報の当該ズーム倍率に応じて拡大処理する電子ズーム処理手段
とを具備することを特徴とする画像再生装置。
【請求項５】
更に、当該記録媒体から再生される画像情報に当該電子ズーム倍率によるズーム後の画像領域を示す枠を重ねて表示する表示手段を具備することを特徴とする請求項４に記載の画像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ズーム機能を有する撮像装置及び画像再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの画像記録再生装置では、被写体に対してズーム操作が可能となっている。ズーム方式には、光学レンズによる光学ズーム方式と、デジタル画像処理による電子ズーム方式がある。また、動画撮影を主とするデジタルビデオカメラに静止画撮影機能が搭載されるようになり、このために、撮像素子の高解像度化が進み、動画記録のための画面解像度に対して、より高解像度な撮像素子が搭載されるにいたっている。このような高解像度の撮像素子は、電子手ぶれ補正にも使用される。
【０００３】
記録フォーマットの画面解像度に対して撮像素子の画面解像度が高い場合、撮像素子から得られる画像データの画面解像度は、一般に、記録フォーマットにおける画面解像度よりも高い。記録処理系は、撮像素子から得られた画像データを縮小処理するか又は切り出し処理することにより、記録フォーマットに合った画面解像度となる画像データを得ている。
【０００４】
電子ズームでは、撮像素子の読み出し範囲を本来よりも狭くすることで、電子的に画像を拡大する。読み出し範囲の画面解像度が、記録フォーマットの画面解像度よりも高い場合、画質劣化は少ない。しかし、読み出し範囲の画面解像度が記録フォーマットの画面解像度よりも低くなる程にズーム倍率が高くなれば、画質劣化は避けられない。このような画質劣化は、記録フォーマットの画面解像度相当の撮像素子を使用する場合にも、同様である。
【０００５】
図７は、光学ズーム機能及び電子ズーム機能を搭載した従来のデジタルビデオカメラの概略構成ブロック図を示す。
【０００６】
操作部７０１は、ズーム操作キーを含み、デジタルビデオカメラに対するコントローラとして機能する。ＣＰＵ７０２は、ユーザ操作により操作部７０１から送信される信号に基づき、各部を制御する。
【０００７】
レンズ光学系７０３は、光学レンズ、絞り、フォーカス制御及びレンズ駆動部を含む光学ズームが可能なレンズ光学系である。レンズ光学系７０３の構成は一般的なものであり、説明は省略する。
【０００８】
撮像素子７０４は、動画記録フォーマットの画面解像度よりも高い解像度の撮像素子であり、レンズ光学系７０３からの光学像を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器７０５は、撮像素子７０４から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。カメラ信号処理部７０６は、Ａ／Ｄ変換器７０５から出力されるデジタル画像信号を記録フォーマットで定義される画像サイズの画像データに変換する。
【０００９】
記録再生処理部７０９は、画像符号化復号化処理回路、誤り訂正符号化復号化処理回路及び変復調回路からなる。記録再生処理部７０９は、カメラ信号処理部７０６によって処理された画像データと、図示しない音声データと、システムデータとを多重化し、記録フォーマット化を行い、誤り訂正符号を付加し、変調して、図示しないビデオヘッドを介して磁気テープ７１０に記録する。
【００１０】
ユーザが操作部７０１によりズーム操作を指示した場合で、指示されたズーム比をレンズ光学系７０３で実現できるときには、ＣＰＵ７０２は、指示されたズーム比にレンズ光学系７０３のズーミングレンズを駆動する。レンズ光学系によるズームで実現できない場合には、電子ズームを併用する。電子ズームを利用する場合、ＣＰＵ７０２は、カメラ信号処理部７０６内の電子ズーム処理回路７０６ａを制御し、Ａ／Ｄ変換器７０５からの画像データの、指定されたズーム比の逆数に相当する範囲を抽出し、記録フォーマットサイズに解像度変換して、記録再生処理部７０９に出力する。
【００１１】
このように、電子ズームでは、撮像素子からの画像に対して解像度変換を行う事で所望の拡大画像が得られ、このようにして得られた画像が記録媒体に記録される。
【００１２】
このように、電子ズームでは、実質的な画面解像度が低下し、拡大倍率が大きいほど、画質劣化が進む。これに対し、電子ズーム処理前の画像を記録しておき、再生時にズーム処理を施すことが提案されている。このような方法によれば、再生画像として、電子ズームを使った画像と同等の画像を得ることができるだけでなく、ズーム処理によって切り捨てられる周辺画像も記録されていることになり、周辺画像を再生表示することが可能となる。
【００１３】
特許文献１には、ズーム対象画像領域とそれ以外の領域との符号化処理を切り替えることで、ズーム対象画像領域では再生画像の画質劣化を抑えつつ、周辺画像を再生表示可能な方法が示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に記載の構成では、記録フォーマットにおける符号化方式において領域別に符号量制御が困難な場合には、周辺画像を保持することができない。即ち、電子ズームによる拡大画像は、画質劣化が生じる上、拡大処理により切り出した周辺の画像が失われてしまう。
【００１５】
本発明は、電子ズームを使用しつつ、周辺画像を保持できる撮像装置及び画像再生装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る撮像装置は、光学像を電気信号に変換する撮像手段と、当該撮像手段から出力される画像信号を電子ズームする電子ズーム処理手段と、当該電子ズーム処理手段のズーム倍率を制御する制御手段と、当該撮像手段の出力画像信号と当該電子ズーム処理手段の出力画像信号の一方を選択する選択手段と、当該選択手段の出力画像信号を記録媒体に記録する記録手段とを具備し、当該記録手段は、当該選択手段が当該撮像手段の出力画像信号を選択するとき、当該電子ズーム処理手段のズーム処理の有無とズーム倍率を示すズーム処理情報を当該記録媒体に記録することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る画像再生装置は、記録媒体に記録される画像情報に記録時のズーム処理の有無とズーム倍率を示すズーム処理情報が付加されているか否かを検出する検出手段と、当該ズーム処理情報が付加されている場合に、当該記録媒体から再生した画像を当該ズーム処理情報の当該ズーム倍率に応じて拡大処理する電子ズーム処理手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子ズーム前の画像に、当該電子ズーム処理手段のズーム処理の有無とズーム倍率を示すズーム処理情報を付加して記録媒体に記録するので、電子ズームにより捨てられる周辺画像を保存できる。再生時には、ズーム後の画像とズーム前の画像のどちらも表示可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、ＤＶ方式のデジタルビデオカメラに適用した本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００２１】
操作部１０１は、デジタルビデオカメラに対するコントローラとして機能する。CPU１０２は、ユーザ操作により操作部１０１から送信される信号に基づき、各部を制御する。操作部１０１は、記録・再生を指示する操作キー、光学ズーム及び電子ズームを制御するズーム・レバー、及び各種設定を行うためのメニュー・ボタンを含む。
【００２２】
レンズ光学系１０３は、光学レンズ、絞り、フォーカス制御及びレンズ駆動部を含む光学ズームが可能なレンズ光学系である。レンズ光学系１０３の構成は一般的なものであり、説明は省略する。
【００２３】
撮像素子１０４は、動画記録フォーマットの画面解像度よりも高い解像度のＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳセンサからなり、レンズ光学系１０３からの光学像を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、撮像素子１０４から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。
【００２４】
カメラ信号処理部１０６は、Ａ／Ｄ変換器１０５から出力されるデジタル画像信号を記録フォーマットで定義される画像サイズの画像データに変換する。カメラ信号処理部１０６は、Ａ／Ｄ変換器１０５からの画像信号を一時保持するメモリ１０６ａと、電子ズーム処理部１０６ｂと、メモリ１０６ａから読み出した画像信号又は電子ズーム処理部１０６ｂの出力画像信号を記録再生処理部１０９に供給するスイッチ１０６ｃと、ＯＳＤ（On-Screen Display）処理部１０６ｄと、電子ズーム処理部１０６ｂの出力画像信号又はＯＳＤ処理部１００６ｄの出力画像信号をＤ／Ａ変換器１０７及び表示部１０８に供給するスイッチ１０６ｅを具備する。
【００２５】
電子ズーム処理部１０６ｂは、メモリ１０６ａからの画像信号の読み出し範囲を縮小することによる画像の拡大処理と、画像信号をアップサンプリングすることによる画像の拡大処理を行える。ＯＳＤ（On-Screen Display）処理部１０６ｄは、メモリ１０６ａから読み出した画像信号に任意の文字情報又は図形情報を重畳する。
【００２６】
記録再生処理部１０９は、画像符号化復号化処理回路、誤り訂正符号化復号化処理回路及び変復調回路からなる。記録再生処理部１０９は、カメラ信号処理部１０６によって処理された画像データと、図示しない音声データと、システムデータとを多重化し、記録フォーマット化を行い、誤り訂正符号を付加し、変調して、図示しないビデオヘッドを介して磁気テープ１１０に記録する。
【００２７】
例えば、ユーザが、操作部１０１におけるズーム・レバーにより望遠側へのズームを指示すると、ＣＰＵ１０２は、レンズ光学系１０３のレンズ駆動部を制御して光学ズーム処理を行う。レンズ光学系１０３が望遠側に行き着き、光学ズーム処理が限界まで達すると、ＣＰＵ１０２は、カメラ信号処理部１０６内の電子ズーム処理部１０６ｂを機能させる。まず、電子ズーム処理部１０６ｂは、メモリ１０６ａに記憶される画像信号の読み出し範囲を縮小する。そして、読み出された画像信号の画面解像度が記録の画面解像度を超える場合には、電子ズーム処理部１０６ｂは、電子ズーム操作による変倍率に応じたアップサンプリングを行う。
【００２８】
このようにして生成された画像データは、スイッチ１０６ｅを介してＤ／Ａ変換器１０７と表示部１０８に供給される。Ｄ／Ａ変換部１０７は、スイッチ１０６ｅからのデジタル画像信号をアナログ信号に変換し、外部に出力される。表示装置１０８は、スイッチ１０６ｅからのデジタル画像信号を画像として表示する。
【００２９】
本実施例は、電子ズーム処理が適用される場合に、電子ズーム処理部１０６ｂによる電子ズーム処理後の拡大画像データを記録するモード（以下、「通常記録モード」という）と、拡大前の画像データと電子ズーム情報（具体的には、電子ズーム倍率）とを画像フレーム毎に対応させて記録するモード（以下、「電子ズーム情報記録モード」という）という２つの記録モードを備えている。
【００３０】
電子ズーム情報記録モードでは、更に、電子ズーム前の画像データが記録されていることを示す制御情報の記録を追加しても良い。電子ズーム情報は、記録画像が電子ズーム前の画像か否かを示す識別情報と、電子ズーム倍率を示す情報とからなる。この識別情報を追加することで、電子ズーム後の画像と電子ズーム倍率を記録する場合と、電子ズーム前の画像と電子ズーム倍率を記録する場合とを峻別できる。
【００３１】
通常記録モードと電子ズーム情報記録モードの切替え方法を説明する。図２は、操作部１０１のメニュー・ボタンの操作により表示されるメニュー画面の一例を示す。このメニュー画面上で、電子ズームに関連した設定が行える。
【００３２】
「電子ズーム」２０１を「ＯＮ」に設定した場合には、電子ズーム処理部１０６ｂによる電子ズーム機能が利用可能となる。この場合には、「電子ズーム情報記録」２０２の設定が有効になり、「電子ズーム情報記録」２０２を「ＯＮ」にした場合には、「電子ズーム情報記録モード」が設定され、「ＯＦＦ」にした場合には、「通常記録モード」が設定される。
【００３３】
「電子ズーム領域表示」２０３は、電子ズーム情報記録モードで電子ズーム処理が行われた場合に、表示部１０８に表示する画像を図３に画像３０１として例示するように、電子ズーム処理部１０６ｂによる変倍処理後の画像とするか、図３に画像３０２として例示するように、変倍処理前の画像にズーム範囲枠を重畳した画像とするかを選択するメニューである。「電子ズーム領域表示」２０３をオンとすると、後者の画像表示になる。
【００３４】
電子ズーム情報記録モードでの記録動作を説明する。通常記録モードの動作は、従来の記録動作と同じであるので、説明を省略する。
【００３５】
カメラ信号処理部１０６のスイッチ１０６ｃは、通常記録モードでは、電子ズーム処理後の画像を記録再生処理部１０９に供給し、電子ズーム情報記録モードでは、電子ズーム処理前の画像を記録再生処理部１０９に供給する。スイッチ１０６ｃとスイッチ１０６ｅは独立して制御可能であり、電子ズーム情報記録モードでも、表示部１０８及びＤ／Ａ変換部１０７には、電子ズーム処理後の画像を供給できる。
【００３６】
ここで、ユーザが、操作部１０１のズーム・レバーにより望遠側へのズームを指示し、電子ズーム処理が適用される範囲に入った場合を考える。
【００３７】
電子ズーム情報記録モードでは、カメラ信号処理部１０６は、電子ズーム処理前の画像データを記録再生処理部１０９に供給する。ＣＰＵ１０２は、電子ズーム情報、即ち電子ズーム処理部１０６ｂの拡大倍率を、画像データのフレーム毎に記録再生処理部１０９に設定する。
【００３８】
記録再生処理部１０９は、入力された画像データを符号化し、符号化画像データと、符号化音声データと、ＣＰＵ１０２により設定されるシステムデータとを多重化し、記録フォーマットに変換する。システムデータは、ＣＰＵ１０２により設定される電子ズーム情報を含み、図４に示すビデオＡＵＸ領域に記録される。図４は、ＤＶ方式における１トラックあたりのビデオＡＵＸ記録領域の模式図を示す。ビデオＡＵＸは、シンクブロックＮｏ．１９、２０及び１５６に位置し、１パックが５バイトで構成されるパックデータが４５パック記録可能となっている。
【００３９】
電子ズーム情報は、図５に示すように定義されるパック（以下、ＮＯＮ−ＥＦＦＥＣＴ  Ｅ−ＺＯＯＭパックという）として、ビデオＡＵＸ領域に記録される。ＮＯＮ−ＥＦＦＥＣＴ  Ｅ−ＺＯＯＭパックのＰＣ４領域は、ＤＶ方式で定義されるＣＯＮＳＵＭＥＲ  ＣＡＭＥＲＡ２パックのＰＣ４領域と同じ定義になっている。ＰＣ１からＰＣ３には全て１が記録され、記録画像が電子ズーム処理前の画像であることを示す。
【００４０】
記録再生処理部１０９は、このように記録フォーマット化されたトラック・データに誤り訂正符号を付加し、変調して、図示しないビデオヘッドを介して磁気テープ１１０に記録する。
【００４１】
本実施例では、通常記録モードと電子ズーム情報記録モードは、切り替え可能であり、電子ズーム情報記録モードでは、電子ズーム前の画像データと電子ズーム情報が記録媒体に記録される。
【００４２】
再生動作を説明する。記録された画像をそのままの画角で再生する通常再生モードと、記録された電子ズーム情報により再生画像を拡大表示する電子ズーム情報再生モードとを具備する。通常再生モードと電子ズーム情報再生モードのモード切り替え方法と、電子ズーム情報再生モードにおける再生動作を詳細に説明する。通常再生モードの動作は、従来の再生動作と同様であるので、説明を省略する。なお、カメラ信号処理部１０６内の電子ズーム処理部１０６ｂは、記録再生処理部１０９から供給される映像信号に対しても撮影時と同様に、電子ズーム処理による拡大処理が行えるようになっている。
【００４３】
図６は、操作部１０１におけるメニュー・ボタンにより表示されるメニュー画面の一例を示す。このメニュー画面上で、再生時に関連した設定が行える。「電子ズーム情報再生」６０１により、電子ズーム情報再生モードを適用するかどうかを設定する。「電子ズーム情報再生」６０１で「ＯＮ」を選択した場合に、電子ズーム情報再生モードが適用される。
【００４４】
記録再生処理部１０９は、磁気テープ１０１から読み出さした信号を復調し、誤り訂正処理を施した後に、符号化データとシステムデータに分離し、符号化画像データについては、復号化し、映像信号としてカメラ信号処理部１０６に供給する。システムデータはビデオＡＵＸデータを含み、そこにＮＯＮ−ＥＦＦＥＣＴ  Ｅ−ＺＯＯＭパックが検出された場合、ＮＯＮ−ＥＦＦＥＣＴ  Ｅ−ＺＯＯＭパックのＰＣ１からＰＣ３により記録画像が電子ズーム処理前の画像であることチェックし、ＰＣ４に格納された電子ズーム情報をＣＰＵ１０２に通知する。
【００４５】
ＣＰＵ１０２は、記録再生処理部１０９からの電子ズーム情報に従い、当該電子ズーム情報が示す倍率での拡大をカメラ信号処理部１０６内の電子ズーム処理部１０６ｂに設定する。電子ズーム処理部１０６Ｂは、記録再生処理部１０９から供給された映像信号をＣＰＵ１０２から指示された倍率で拡大処理する。具体的には、カメラ信号処理部１０６は、入力画像データから指示された拡大率に従う範囲を切り出し、アップサンプリングにより拡大処理を行い、拡大された画像のアナログ映像信号を表示部１０８及びＤ／Ａ変換部１０７に供給する。
【００４６】
このように、電子ズーム情報再生モードでは、画像情報と一緒に記録された電子ズーム情報に基づき、撮影時の電子ズーム処理による拡大画像と同じ拡大画像を再生表示できる。この記録画像を通常再生モードで再生することで、拡大画像の周辺部分も表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例の記録モード設定メニュー画面の一例である。
【図３】電子ズーム領域表示設定による表示方法を示す図である。
【図４】ＤＶ方式におけるビデオＡＵＸ記録領域及びパック構造を示す模式図である。
【図５】電子ズーム情報のパック構造を示す模式図である。
【図６】本実施例における再生モード設定メニュー画面を示す模試図である。
【図７】従来のカムコーダの概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１    操作部
１０２    ＣＰＵ
１０３    レンズ光学系
１０４    撮像素子
１０５    Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部
１０６    カメラ信号処理部
１０６ａ  メモリ
１０６ｂ  電子ズーム処理部
１０６ｃ  スイッチ
１０６ｄ  ＯＳＤ処理部
１０６ｅ  スイッチ
１０７    Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部
１０８    表示部
１０９    記録信号処理部
１１０    磁気テープ
２０１    電子ズーム設定
２０２    電子ズーム情報記録設定
２０３    電子ズーム領域表示設定
３０１    電子ズーム拡大画像
３０２    電子ズーム領域表示画像
６０１    電子ズーム情報再生設定
【図１】
2007243412.tif 000003
【図２】
2007243412.tif 000004
【図３】
2007243412.tif 000005
【図４】
2007243412.tif 000006
【図５】
2007243412.tif 000007
【図６】
2007243412.tif 000008
【図７】
2007243412.tif 000009