JP4029752B2 - Video recording / playback system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像記録再生システムに係り、特に高品位テレビ方式のHDTV(水平1920画素×垂直1080画素)画像よりも高解像度の映像信号を出力する映像記録再生システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
高品位テレビ方式のHDTV画像(水平1920画素×垂直1080画素)よりも高解像度である、例えば水平4000画素×垂直2000画素相当の高解像度の撮像を行う従来の高精細ビデオカメラは、先ず撮像素子の高精細化を行い、その高精細な撮像素子を用いて高速の読み出しクロック周波数により動画像を得ている。この高精細ビデオカメラでは、撮像素子の画素を複数ブロック又は複数ラインに分割して読み出し、相対的に読み出しクロックを下げ、撮像素子及び信号処理回路の負担を軽減する方式も存在するが、複雑で極めて高価な専用システムの開発が必要である。
【0003】
他方、HDTV方式(ハイビジョン方式)よりも低解像度の標準テレビジョン方式と同程度の画素数である、安価な固体撮像素子を用いて、HDTV画像と同程度の解像度の映像信号を得るように構成したビデオカメラも従来より知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0004】
特許文献1記載の従来のビデオカメラは、標準テレビジョン方式と同程度の画素数の固体撮像素子を4枚用意し、そのうち2枚の固体撮像素子には、被写体からの入射光を2分割し、かつ、波長選択して得られた2つの緑色光をそれぞれ別々に入射し、残りの2枚の固体撮像素子には、被写体からの入射光を波長選択して得た赤色光と青色光とを別々に入射する色分解光学系を有すると共に、上記の緑色光が入射する2枚の固体撮像素子は、光学軸上で垂直方向に画素位置を1画素分ずらして配置する構成とすることで、高解像度を得るビデオカメラである。
【0005】
また、特許文献2記載の従来のビデオカメラは、被写体からの入射光を3原色光に分離し、R、G、Bの各原色光を、標準テレビジョン方式のアスペクト比に相当する複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の画素位置が特定の位置関係となるように配置された複数の個体撮像素子に別々に入射し、これら複数の固体撮像素子の出力原色信号から信号処理手段により標準テレビジョン方式の約2倍の垂直解像度を持ち、かつ、HDTVスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生成する構成である。
【0006】
更に、特許文献2記載の従来のビデオカメラでは、例えば第1乃至第4の4枚の固体撮像素子を用意し、青色光を受光する第1の固体撮像素子及び赤色光を受光する第2の固体撮像素子の少なくとも一方は、第1及び第2の緑色光を受光する第3及び第4の固体撮像素子のうち第3の固体撮像素子に対し、相対的に少なくとも垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置すると共に、第3及び第4の固体撮像素子は相対的に少なくとも垂直方向に1画素ピッチずらした配置した構成である。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−269010号公報
【特許文献2】
特開平9−163388号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、高精細画像を得るために専用撮像素子の開発を行う方法は、技術的難易度が高く、かつ、多額の開発投資が必要である。また、高精細画像の伝送、記録再生及び編集に専用システムが必要で開発コストの増大を招き、運用上は稼働率が低下するという課題がある。
【0009】
他方、特許文献1及び特許文献2記載の従来のビデオカメラでは、赤信号及び青信号の解像度が緑信号に対して1/2の解像度しか得られないという問題がある。特に、高精細画像の表示に高精細画像専用プロジェクタを用いる場合、緑信号のみならず、青、赤、緑の3原色信号をすべて等しい解像度で撮影しないとプロジェクタの性能を十分発揮できない。
【0010】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、安価な構成により高品位テレビ方式のHDTV画像(水平1920画素×垂直1080画素)よりも高解像度で、青、赤、緑の3原色信号がすべて等しい解像度で被写体を撮像した映像信号を得ることができるビデオカメラを使用した映像記録再生システムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の映像記録再生システムは、入射した被写体光学像を2分割する分割手段と、分割手段により2分割された被写体光学像を、互いに独立して3原色光に分解する第1及び第2の色分解光学手段と、第1の色分解光学手段からの第1の3原色光を撮像して第1の撮像信号を出力する、HDTV方式と同程度の画素数の第1の撮像素子と、第1の撮像素子と同一画素数で、かつ、水平方向及び垂直方向共に1/2画素ピッチずつ第1の撮像素子の画素に対して画素位置が相対的にずらして配置されており、第2の色分解光学手段からの第2の3原色光を撮像して第2の撮像信号を出力する第2の撮像素子と、第1及び第2の撮像素子から出力された第1及び第2の撮像信号に対して、互いに独立して所定の信号処理を行って第1及び第2の分割映像信号を出力する第1及び第2の信号処理手段と、入力された第1及び第2の分割映像信号に対して画素補間を行って合成し、HDTV方式の画像よりも高解像度の映像信号を出力する画素補間手段と、第1の分割映像信号を記録再生する第1の記録再生装置と、第2の分割映像信号を記録再生する第2の記録再生装置と、第1及び第2の記録再生装置を同期運転して、第1及び第2の記録再生装置から記録されている第1及び第2の分割映像信号を互いに同期再生して画素補間手段へ供給する制御装置とを有する構成としたものである。
【0014】
この発明では、HDTV方式と同等の解像度の第1及び第2の分割撮像信号を記録再生する安価なHDTV方式用の第1及び第2の記録再生装置から再生した第1及び第2の分割撮像信号を画素補間及び合成して高精細の映像信号を出力することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になるビデオカメラ及び映像記録再生システムの一実施の形態のブロック図を示す。同図において、カメラヘッド1は、後述する構成により被写体から入射された光学像を2分割して得た分割光学像を、相互に斜め画素ずらしを行った独立した2系統の3板式プリズム色分解光学系により赤(R)、緑(G)及び青(B)の三原色光に分解し、走査線構成が標準のHDTV信号(水平1920画素×垂直1080画素)に対応した2次元センサを使用してそれぞれ撮像し、HDTV画像と同等の解像度の三原色信号に基づいて生成された映像信号のディジタルデータを2系統発生する。
【0016】
カメラ制御装置2は、カメラヘッド1の各種制御を行う。カメラヘッド1により発生された2系統のディジタルデータは、それぞれ同軸ケーブルあるいは光ファイバ3及び4を介して画素補間装置5に供給される。それぞれ水平方向に1920画素、垂直方向に1080画素の2系統のディジタルデータは、画素補間装置5により画素補間され、水平方向に3840(=1920×2)画素、垂直方向に2160(=1080×2)画素の高精細映像信号に変換される。
【0017】
この高精細映像信号は、水平方向4000画素、垂直方向2000画素が投射可能な高精細映像信号プロジェクタ6に出力され、プロジェクタ映像としてスクリーンに投射される。また、カメラヘッド1から画素補間装置5に入力されたHDTV画像と同等の解像度の2系統の映像信号のディジタルデータは、画素補間装置5をバイパスしてそのまま同軸ケーブルあるいは光ファイバ7及び8を介してHDDまたはVTRにより構成された記録再生装置9及び10に供給され、ここで互いに独立して並行して記録される。
【0018】
記録再生機制御装置11は2台の記録再生装置9及び10の制御を行う。記録再生装置9及び10は、記録再生機制御装置11により相互に同期運転されているので、再生時においても同期のとれた2系統のHDTV画像と同等の解像度の映像信号(HDTV映像信号)が出力できる。記録再生装置9及び10により同期して再生された2系統のHDTV映像信号は、同軸ケーブルあるいは光ファイバ7及び8を介して画素補間装置5に供給され、ここで画素補間されてHDTV画像の2倍の解像度の高精細映像信号に変換された後、高精細プロジェクタ6に供給される。これにより、プロジェクタ映像としてスクリーンに高解像度画像が投射される。
【0019】
次に、図1の各部の構成と動作について更に詳細に説明する。図2は図1中のカメラヘッド1の一実施の形態のブロック図を示す。図2において、カメラヘッド1は、テーキングレンズ12を介して被写体からの入射光が入射される。テーキングレンズ12は、被写体の像を取り込むための高解像度レンズである。このテーキングレンズ12で得られた、被写体からの入射光の光束はカメラヘッド1内の平行配置リレーレンズ光学系13により波長に依存することなく2本の光束に分割され、それぞれ第一系統プリズム光学系14aと、第二系統プリズム光学系15aに入射する。
【0020】
第一系統プリズム光学系14aと、第二系統プリズム光学系15aは、それぞれ入射光を三原色光に分解する色分解光学系であり、色分解した三原色光を第一の撮像素子14b、第二の撮像素子15bに互いに独立して入射する。これらの撮像素子14b及び15bは、それぞれ3枚のHDTV用の固体撮像素子(例えば、CCDあるいはCMOS)からなる。
【0021】
図3は上記のテーキングレンズ12から撮像素子14b、15bまでの光学系の構成図を示す。同図中、図2と同一構成部分には同一符号を付してある。図3において、平行配置リレーレンズ光学系13は、ダイクロイックミラー131と、全反射ミラー132とからなり、テーキングレンズ12を透過して入射した光学像を、ダイクロイックミラー131により2つの光束に分割し、一方の光束はダイクロイックミラー131を透過して第一系統プリズム光学系14aに入射し、他方の光束はダイクロイックミラー131で反射された後、全反射ミラー132に入射し、さらにここで全反射されて光束の方向が90°変えられて第二系統プリズム光学系15aに入射する。
【0022】
第一系統プリズム光学系14aと撮像素子14b、及び第二系統プリズム光学系15aと撮像素子15bは、それぞれ同一構成であり、例えば図4に示す構成とされている。同図において、第一及び第二系統プリズム光学系14a及び15aは、入射光から青色(B)光成分を取り出すためのBプリズム31と、Bプリズム31からダイクロイック膜32を透過した光から赤色(R)光成分を取り出すためのRプリズム33と、Rプリズム33からダイクロイック膜34を透過した光から緑色(G)光を取り出すためのGプリズム35とからなる。
【0023】
また、撮像素子14b(15b)は、Bプリズム31からダイクロイック膜32及びBプリズム31の入射面でそれぞれ反射されて取り出された青色光が入射される青色光用固体撮像素子36Bと、ダイクロイック膜34及びRプリズム33の入射面でそれぞれ反射されて取り出された赤色光が入射される赤色光用固体撮像素子36Rと、Gプリズム35を透過した緑色光が入射される緑色光用固体撮像素子36Gとからなる。
【0024】
固体撮像素子36B、36Rおよび36Gは、それぞれCCD又はCMOSにより構成されており、例えば水平方向1920画素、垂直方向1080画素からなる2次元撮像領域を備えたHDTV用撮像素子である。また、撮像素子14bを構成する3枚の固体撮像素子36B、36Rおよび36Gと、撮像素子15bを構成する3枚の固体撮像素子36B、36Rおよび36Gとは、互いに水平方向及び垂直方向共に画素ピッチの1/2だけずらして(これを、1/2の斜め画素ずらしというものとする)機械的に精密に配置されている。なお、HDTV用の撮像素子では画素ピッチは通常5μmなので、この場合2.5μmが1/2画素ピッチに相当する。
【0025】
これにより、垂直方向では撮像素子14bの各ラインの間に、撮像素子15bの各ラインが位置することにより、全体としてライン数がHDTV方式の2倍となり、HDTV方式の垂直解像度の約2倍の垂直解像度を得ることができる。また、水平方向では撮像素子14bの各画素の間に、撮像素子の各画素が位置することになり、全体として水平方向の画素数が約2倍となり、水平解像度を約2倍に向上することができる。
【0026】
再び図2に戻って説明するに、撮像素子14bを構成する3枚のHDTV用固体撮像素子から並列に取り出されたHDTV画像と同等の解像度を有する第一の三原色信号は、第一のプロセス回路16に供給され、これと同時に、撮像素子15bを構成する3枚のHDTV用固体撮像素子から並列に取り出されたHDTV画像と同等の解像度を有する第二の三原色信号は、第二のプロセス回路17に供給される。
【0027】
上記のプロセス回路16及び17は、入力された三原色信号に対して、ガンマ補正、ブラックレベル補正など通常の3板式カメラと同様なプロセス処理を行う。第一のプロセス回路16と第二のプロセス回路17は基本的に等価な動作を行うが、2系統の光学系14a及び15aと撮像素子14b及び15bのばらつきを補正するため、第二のプロセス回路17は補正用のテーブルにより補正値を中央処理装置(CPU)20により与えられる。同期信号発生器(SSG)21はカメラの同期信号発生器で、同期信号をプロセス回路16及び17に供給する。PS22は各部に必要な直流電圧を供給する電源装置である。
【0028】
ここで、上記の第一のプロセス回路16と第二のプロセス回路17の基本構成は同一であり、例えば図5のブロック図に示す如き構成とされている。同図において、図2及び図4と同一構成部分には同一符号を付してある。図5において、R撮像素子(赤色用固体撮像素子)36R、G撮像素子(緑色用固体撮像素子)36G、B撮像素子(青色用固体撮像素子)36Bからそれぞれ取り出された、R信号、G信号、B信号は、黒レベル補正回路41R、41G、41Bに供給されて黒レベルが所定のレベルに補正された後、ガンマ補正回路42R、42G、42Bに供給されて公知のガンマ補正が行われる。
【0029】
更に、ガンマ補正回路42R、42G、42Bから取り出されたR信号、G信号、B信号は、ニー補正回路43R、43G、43Bに供給されて公知のニー補正された後、マトリクス回路44に共通に供給されて所定のマトリクス演算式に基づき輝度信号(Y信号)と2種類の色差信号R−Y及びB−Yに変換されて出力される。なお、黒レベル補正回路41R、41G、41Bと、ガンマ補正回路42R、42G、42Bと、ニー補正回路43R、43G、43Bは、CPU20からの制御信号に基づいて、補正動作を行う。
【0030】
再び図2に戻って説明するに、第一の系統のプロセス回路16から取り出された映像信号(図5の例ではY信号とR−Y信号とB−Y信号)と、第二の系統のプロセス回路17から取り出された映像信号(図5の例ではY信号とR−Y信号とB−Y信号)は、それぞれHDTV画像と同じ解像度のHDTV映像信号であり、それぞれインターフェース回路18、19に供給されて所定の信号形態に変換された後、相互に同期して外部に出力される。ここで、上記の信号形態としては、インターフェース回路18、19の構成により、SDI(シリアルディジタルインターフェース)信号やパラレルディジタル信号、アナログ信号などがある。
【0031】
このようにして、カメラヘッド1から出力されたそれぞれ水平方向に1920画素、垂直方向に1080画素の2系統の映像信号(ディジタルデータ)は、図1の画素補間装置5により画素補間され、前述したように、水平方向に3840(=1920×2)画素、垂直方向に2160(=1080×2)画素の高精細映像信号に変換される。
【0032】
この画素補間装置5による画素補間動作について、図6と共に更に詳細に説明する。図6において、AN、AN+1は、2:1インタレース走査におけるカメラヘッド1内のインターフェース回路18から出力される第一のHDTV映像信号(ディジタルデータ)Aの第1フィールドのN本目とN+1本目の走査線であり、BN、BN+1、BN+2は2:1インタレース走査におけるカメラヘッド1内のインターフェース回路19から出力される第二のHDTV映像信号(ディジタルデータ)Bの第2フィールドのN本目、N+1本目、N+2本目の走査線であり、図6は第1フィールド走査時における画素補間の様子を示している。
【0033】
図6の第1フィールドの走査線上にある黒丸an,1、an,2、・・・は走査線AN上の撮像素子14bの画素を示し、黒丸an+1,1、an+1,2、・・・は走査線AN+1上の撮像素子14bの画素を示す。同様に、図6の第2フィールドの走査線上にあるハッチングを付した丸bn,1、bn,2、・・・は走査線BN上の撮像素子15bの画素を示し、丸bn+1,1、bn+1,2、・・・は走査線BN+1上の撮像素子15bの画素を示し、丸bn+2,1、bn+2,2、・・・は走査線BN+2上の撮像素子15bの画素を示す。
【0034】
前述したように、撮像素子14bの画素と、撮像素子15bの画素は垂直方向及び水平方向にそれぞれ1/2画素ピッチ(2.5μm)ずらした1/2斜め画素ずらしの配置とされているため、図6に示すように、第1フィールドの走査線上の画素位置と、第2フィールドの走査線上の画素位置とは、水平方向及び垂直方向共に1/2画素分ずれて配置されている。
【0035】
画素補間装置5はこれら入力HDTV映像信号A及びBのうち、第1フィールド走査時は、HDTV映像信号Aの同一の第1の走査線上の水平方向に隣接する2個の画素(例えば、an,1とan,2)と、上記第1の走査線に隣接するHDTV映像信号Bの2本の走査線上の垂直方向に隣接する2個の画素(例えば、bn,1とbn+1,1)の計4個の画素の信号値の平均値を、第1の走査線上の補間画素(上記の例の場合、cn,1)として生成する。
【0036】
第2フィールド走査時も上記と同様に、HDTV映像信号Bの同一の第2の走査線上の水平方向に隣接する2個の画素と、上記第2の走査線に隣接するHDTV映像信号Aの2本の走査線上の垂直方向に隣接する2個の画素の計4個の画素の信号値の平均値を、第2の走査線上の補間画素として生成する。
【0037】
このように、2系統のHDTV映像信号A及びBを用いて画素補間装置5で水平及び垂直方向にそれぞれ隣接する4個の画素から1個の補間画素を生成するリアルタイムの画素補間を行うことにより、HDTV画像の水平方向及び垂直方向の画素の2倍の、水平方向3840画素、垂直方向2160画素相当の高精細画像信号を得ることができる。
【0038】
このように、本実施の形態によれば、画素補間装置5で補間して得られた3840画素×2160画素相当の高精細画像信号は、R、G及びBの3原色信号をすべて等しい解像度で生成した画像信号であるので、高精細プロジェクタ6によりプロジェクタの性能を十分発揮した高精細画像をスクリーン上に表示させることができる。
【0039】
また、本実施の形態によれば、画素補間装置5をバイパスして同軸ケーブル又は光ケーブル7、8上を伝送される2系統の映像信号は標準HDTV映像信号となっているので、HDTV用の伝送装置、伝送チャンネルを2系統用いて伝送することが可能である。
【0040】
また、本実施の形態では、記録再生機制御装置11により同期運転を行う2台の映像記録再生装置9、10を用いることで、HDTV映像信号の記録が可能であり、再生の場合は同期運転した2台の映像記録再生装置9、10の出力HDTV映像信号を、カメラヘッド1からの映像信号と同じく画素補間装置5に加えて画素補間を行うことでHDTV画像の2倍の解像度の高精細映像信号の出力が可能となる。
【0041】
更に、本実施の形態では、記録再生装置9及び10に記録された一方の系統の映像信号は通常のHDTV映像信号であるので、HDTV用の編集機材で編集できる。そして、このときの編集の過程で決定された編集点情報をもとに他方の系統のHDTV映像信号も編集することにより、高精細映像信号の編集がHDTV用の編集機材をそのまま用いて可能となる。また、どちらか1系統のHDTV映像信号をそのまま使用することにより、HDTV映像信号のプログラムが得られるので、高精細映像信号とHDTV映像信号が同時に得られる。
【0042】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばカメラヘッド1、カメラ制御装置2、画素補間装置5、記録再生装置9及び10、記録再生機制御装置11などは個別に設けなくとも、これらを組み合わせた装置としたり、いくつかの装置に集約したりといった構成上の変更は適宜行えるものである。また、上記の実施の形態では、画素補間は補間画素の周囲の4画素から補間するように説明したが、これに限らず周囲の8画素の平均値をとるなど、他の公知の補間方法の適用も可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、HDTV方式と同程度の画素数で、かつ、水平方向及び垂直方向共に1/2画素ピッチずつ画素位置が相対的にずらして配置された第1及び第2の撮像素子に、2分割した被写体光学像を別々に入射して第1及び第2の撮像信号を得て信号処理手段を通して第1及び第2の分割映像信号に変換した後、画素補間及び合成して映像信号を出力することで、HDTV方式画像よりも高精細の映像信号を出力するようにしたため、従来からのHDTV用カメラプロセス回路及び同期信号回路をそのまま使用でき、この部分の新規開発が不要であり、開発期間の短縮が可能で、高精細の動画映像信号を容易に得る事ができる。
【0044】
また、本発明によれば、画素補間して得られた高精細映像信号は、3原色信号をすべて等しい解像度で生成した画像信号であるので、高精細プロジェクタによりプロジェクタの性能を十分発揮した高精細画像をスクリーン上に表示させることができる。
【0045】
更に、本発明によれば、HDTV方式と同等の解像度の第1及び第2の分割撮像信号を記録再生する安価なHDTV方式用の第1及び第2の記録再生装置から再生した第1及び第2の分割撮像信号を画素補間及び合成して高精細の映像信号を出力するようにしたため、これまで十分信頼性が実証されたHDTV伝送システムを2チャンネル用いた伝送が可能となるので、容易に低コスト高信頼性の記録再生が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図2】図1中のカメラヘッドの一実施の形態のブロック図である。
【図3】図2中の平行配置リレーレンズ光学系の一例の構成図である。
【図4】図2中の第一系統及び第二系統プリズム光学系と撮像素子の一例の構成図である。
【図5】図2中のプロセス回路の一例のブロック図である。
【図6】図1中の画素補間装置による画素補間動作の説明図である。
【符号の説明】
1 カメラヘッド
2 カメラ制御装置
5 画素補間装置
6 高精細プロジェクタ
9、10 記録再生装置
11 記録再生機制御装置
13 平行配置リレーレンズ光学系
14a 第一系統プリズム光学系
14b、15b 撮像素子
15a 第二系統プリズム光学系
16、17 プロセス回路
18、19 インターフェース回路
20 中央処理装置(CPU)
36R 赤色光用固体撮像素子
36G 緑色光用固体撮像素子
36B 青色光用固体撮像素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video recording reproducing system, and more particularly to high definition television system of the HDTV video recording reproducing system that outputs the high resolution video signal than the (horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels) image.
[0002]
[Prior art]
A conventional high-definition video camera that performs high-definition imaging that is higher in resolution than HDTV images (horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels) of a high-definition television system, for example, equivalent to horizontal 4000 pixels × vertical 2000 pixels, The moving image is obtained with a high-speed readout clock frequency using the high-definition image sensor. In this high-definition video camera, there is a method in which the pixels of the image sensor are divided and read into a plurality of blocks or lines, and the readout clock is relatively lowered to reduce the load on the image sensor and the signal processing circuit. Development of an extremely expensive dedicated system is required.
[0003]
On the other hand, it is configured to obtain a video signal having the same resolution as that of an HDTV image by using an inexpensive solid-state imaging device having the same number of pixels as that of a standard television system having a lower resolution than that of the HDTV system (high-definition system). Such video cameras are also known in the art (see, for example,
[0004]
The conventional video camera described in
[0005]
In addition, the conventional video camera described in
[0006]
Further, in the conventional video camera described in
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-269010 [Patent Document 2]
JP-A-9-163388
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of developing a dedicated image sensor for obtaining a high-definition image has high technical difficulty and requires a large amount of development investment. In addition, a dedicated system is required for high-definition image transmission, recording / playback, and editing, resulting in an increase in development cost and a problem that the operation rate is reduced in operation.
[0009]
On the other hand, the conventional video cameras described in
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and has an inexpensive configuration and higher resolution than HDTV images (horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels) of a high-definition television system, and all three primary color signals of blue, red, and green are present. It is an object of the present invention to provide a video recording / reproducing system using a video camera capable of obtaining a video signal obtained by imaging a subject with equal resolution.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the video recording / reproducing system of the present invention splits an incident subject optical image into two parts, and the subject optical image divided into two by the parting means is separated into three primary color lights independently of each other. The first and second color separation optical means, and the first three primary color lights from the first color separation optical means to output the first image pickup signal and have the same number of pixels as the HDTV system The first image sensor has the same number of pixels as the first image sensor, and the pixel position is shifted relative to the pixels of the first image sensor by a ½ pixel pitch in both the horizontal and vertical directions. And a second image sensor that images the second primary color light from the second color separation optical means and outputs a second image signal, and is output from the first and second image sensors. Predetermined signal processing independently of each other for the first and second imaging signals. It outputs the first and second divided video signal by performing a first and second signal processing means synthesizes performing pixel interpolation to the first and second divided video signals input, HDTV Pixel interpolating means for outputting a video signal having a resolution higher than that of the system image, a first recording / reproducing apparatus for recording / reproducing the first divided video signal, and a second recording for recording / reproducing the second divided video signal The playback device and the first and second recording / playback devices are operated synchronously, and the first and second divided video signals recorded from the first and second recording / playback devices are played back in synchronization with each other to perform pixel interpolation. And a control device for supplying to the means .
[0014]
In the present invention, the first and second divided imaging reproduced from the inexpensive first and second recording / reproducing apparatuses for the HDTV system for recording and reproducing the first and second divided imaging signals having the same resolution as the HDTV system. A high-definition video signal can be output by interpolating and synthesizing the signals.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a video camera and a video recording / reproducing system according to the present invention. In the figure, a
[0016]
The
[0017]
This high-definition video signal is output to the high-definition
[0018]
The recording / reproducing
[0019]
Next, the configuration and operation of each unit in FIG. 1 will be described in more detail. FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of the
[0020]
The first system prism
[0021]
FIG. 3 shows a configuration diagram of an optical system from the taking
[0022]
The first system prism
[0023]
The
[0024]
The solid-
[0025]
Thereby, in the vertical direction, each line of the
[0026]
Referring back to FIG. 2 again, the first three primary color signals having the same resolution as HDTV images taken out in parallel from the three solid-state image sensors for HDTV constituting the
[0027]
The
[0028]
Here, the basic configuration of the
[0029]
Further, the R signal, G signal, and B signal extracted from the
[0030]
Returning to FIG. 2 again, the video signal (Y signal, RY signal, and BY signal in the example of FIG. 5) extracted from the
[0031]
In this manner, the two video signals (digital data) output from the
[0032]
The pixel interpolation operation by the pixel interpolation device 5 will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 6, AN and AN + 1 are the Nth and N + 1th lines of the first field of the first HDTV video signal (digital data) A output from the
[0033]
6, black circles an, 1, an, 2,... On the scanning line of the first field in FIG. 6 indicate pixels of the
[0034]
As described above, the pixels of the
[0035]
Among these input HDTV video signals A and B, the pixel interpolator 5 performs two adjacent pixels in the horizontal direction on the same first scanning line of the HDTV video signal A (for example, an, 1 and an, 2) and two pixels (for example, bn, 1 and bn + 1,1) adjacent in the vertical direction on the two scanning lines of the HDTV video signal B adjacent to the first scanning line. The average value of the signal values of a total of four pixels is generated as an interpolated pixel on the first scanning line (cn, 1 in the above example).
[0036]
Similarly to the above, during the second field scanning, two pixels adjacent to the horizontal direction on the same second scanning line of the HDTV video signal B and 2 of the HDTV video signal A adjacent to the second scanning line are also obtained. An average value of signal values of a total of four pixels of two pixels adjacent in the vertical direction on one scanning line is generated as an interpolation pixel on the second scanning line.
[0037]
In this way, by performing real-time pixel interpolation that generates one interpolated pixel from four pixels adjacent in the horizontal and vertical directions by the pixel interpolator 5 using the two systems of HDTV video signals A and B, respectively. Thus, a high-definition image signal equivalent to 3840 pixels in the horizontal direction and 2160 pixels in the vertical direction, which is twice the horizontal and vertical pixels of the HDTV image, can be obtained.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, the high-definition image signal equivalent to 3840 pixels × 2160 pixels obtained by interpolation by the pixel interpolating device 5 has the same resolution for all the R, G, and B primary color signals. Since it is the generated image signal, the high-
[0039]
In addition, according to the present embodiment, the two video signals transmitted on the coaxial cable or the
[0040]
In the present embodiment, the HDTV video signal can be recorded by using the two video recording / reproducing
[0041]
Furthermore, in the present embodiment, the video signal of one system recorded in the recording / reproducing
[0042]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first and second pixels having the same number of pixels as the HDTV system and the pixel positions relatively shifted by ½ pixel pitch in both the horizontal and vertical directions are arranged. A subject optical image divided into two parts is separately incident on the second image sensor to obtain first and second image signals, which are converted into first and second divided video signals through signal processing means, and then pixel interpolation Since the video signal is synthesized and output to output a higher definition video signal than the HDTV system image, the conventional HDTV camera process circuit and synchronization signal circuit can be used as they are. Development is unnecessary, the development period can be shortened, and high-definition video signals can be easily obtained.
[0044]
Further, according to the present invention, the high-definition video signal obtained by pixel interpolation is an image signal in which all the three primary color signals are generated with the same resolution. Therefore, the high-definition projector sufficiently exhibits the performance of the projector. Images can be displayed on the screen.
[0045]
Furthermore, according to the present invention, the first and second reproduced from the inexpensive first and second recording / reproducing apparatuses for the HDTV system for recording and reproducing the first and second divided imaging signals having the same resolution as the HDTV system. Since the two divided imaging signals are interpolated and synthesized to output a high-definition video signal, transmission using two channels of an HDTV transmission system that has been proven sufficiently reliable can be easily performed. Low-cost and highly reliable recording / reproduction can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the camera head in FIG.
3 is a configuration diagram of an example of a parallel arrangement relay lens optical system in FIG. 2; FIG.
4 is a configuration diagram of an example of a first system, a second system prism optical system, and an image sensor in FIG. 2;
5 is a block diagram of an example of a process circuit in FIG. 2. FIG.
6 is an explanatory diagram of a pixel interpolation operation by the pixel interpolation device in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
36R Solid-state image sensor for
Claims (1)
前記分割手段により2分割された被写体光学像を、互いに独立して3原色光に分解する第1及び第2の色分解光学手段と、
前記第1の色分解光学手段からの第1の3原色光を撮像して第1の撮像信号を出力する、HDTV方式と同程度の画素数の第1の撮像素子と、
前記第1の撮像素子と同一画素数で、かつ、水平方向及び垂直方向共に1/2画素ピッチずつ前記第1の撮像素子の画素に対して画素位置が相対的にずらして配置されており、前記第2の色分解光学手段からの第2の3原色光を撮像して第2の撮像信号を出力する第2の撮像素子と、
前記第1及び第2の撮像素子から出力された前記第1及び第2の撮像信号に対して、互いに独立して所定の信号処理を行って第1及び第2の分割映像信号を出力する第1及び第2の信号処理手段と、
入力された前記第1及び第2の分割映像信号に対して画素補間を行って合成し、前記HDTV方式の画像よりも高解像度の映像信号を出力する画素補間手段と、
前記第1の分割映像信号を記録再生する第1の記録再生装置と、
前記第2の分割映像信号を記録再生する第2の記録再生装置と、
前記第1及び第2の記録再生装置を同期運転して、前記第1及び第2の記録再生装置から記録されている前記第1及び第2の分割映像信号を互いに同期再生して前記画素補間手段へ供給する制御装置と
を有することを特徴とする映像記録再生システム。 Dividing means for dividing the incident subject optical image into two parts;
First and second color separation optical means for separating the subject optical image divided into two by the division means into three primary color lights independently of each other;
A first imaging device having the same number of pixels as the HDTV system, which images the first three primary color lights from the first color separation optical means and outputs a first imaging signal;
The number of pixels is the same as that of the first image sensor, and the pixel position is relatively shifted with respect to the pixels of the first image sensor by a ½ pixel pitch in both the horizontal and vertical directions. A second image sensor that images the second primary color light from the second color separation optical means and outputs a second imaging signal;
The first and second imaging signals output from the first and second imaging elements are subjected to predetermined signal processing independently of each other to output first and second divided video signals. First and second signal processing means;
Pixel interpolation means for performing pixel interpolation on the input first and second divided video signals and combining them to output a video signal having a higher resolution than the HDTV image ;
A first recording / reproducing apparatus for recording / reproducing the first divided video signal;
A second recording / reproducing apparatus for recording / reproducing the second divided video signal;
The first and second recording / reproducing devices are operated synchronously, and the first and second divided video signals recorded from the first and second recording / reproducing devices are synchronously reproduced and the pixel interpolation is performed. A control device to supply the means;
A video recording / reproducing system comprising:
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