JPH07203318A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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Publication number
JPH07203318A
JPH07203318A JP5334859A JP33485993A JPH07203318A JP H07203318 A JPH07203318 A JP H07203318A JP 5334859 A JP5334859 A JP 5334859A JP 33485993 A JP33485993 A JP 33485993A JP H07203318 A JPH07203318 A JP H07203318A
Authority
JP
Japan
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image
frame
image pickup
signal
moving
Prior art date
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Pending
Application number
JP5334859A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutake Kamihira
員丈 上平
Takahiro Muraki
隆浩 村木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP5334859A priority Critical patent/JPH07203318A/en
Publication of JPH07203318A publication Critical patent/JPH07203318A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To Provide an image pickup device for a dynamic image exceeding a resolution limit determined by driving frequency. CONSTITUTION:A CCD 11 is an moving area image pickup element, its frame frequency is 30Hz and the maximum number of picture elements is 2,000,000 picture elements. A CCD 12 is a still area image pickup element, its frame frequency is 7.5Hz and the maximum number of picture elements is 8,000,000. A highly accurate image can be obtained by synthesizing outputs from both the CCDs 11, 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は動画像入力技術に関し、
詳しくは固体撮像素子を用いる高精細動画撮像装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving image input technique,
More specifically, it relates to a high-definition moving image pickup device using a solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子を用いる撮像装置は小型で
消費電力が小さく、また残像が無いなどの多くの特徴を
有することから、最近では家庭用ビデオカメラやハンデ
ィタイプの放送用カメラなどとして広く用いられてい
る。しかし、撮像管を用いる撮像装置に比べまだ解像度
が低く、今後の高解像度化に期待が寄せられている。
2. Description of the Related Art Since an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element has many features such as small size, low power consumption, and no afterimage, it has recently been widely used as a home video camera or a handy type broadcast camera. It is used. However, the resolution is still lower than that of an image pickup apparatus using an image pickup tube, and there are expectations for higher resolution in the future.

【0003】固体撮像素子を用いる撮像装置の解像度は
使用する固体撮像素子の画素数によって決まるため、従
来は撮像素子の画素数を増やすことにより高解像度化が
図られてきた。
Since the resolution of an image pickup device using a solid-state image pickup device is determined by the number of pixels of the solid-state image pickup device used, conventionally, the resolution has been increased by increasing the number of pixels of the image pickup device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の撮
像装置では、固体撮像素子(以下、撮像素子と略す)の
画素数を増やす方法で高解像度化が実現されてきた。し
かし、撮像素子の画素数を増やすと撮像素子の駆動周波
数を高くしなければらない。すなわち動画用撮像素子で
は、動きを連続的に再現するためには最低でも1秒間あ
たりに25枚程度以上の画像を取り込まなければならな
いが(以下、1秒間に取り込む画像の枚数をフレーム周
波数とよぶ)、駆動周波数は画素数とフレーム周波数の
積に比例するため、画素数を増やすと駆動周波数を高く
しなければならなくなる。
As described above, in the conventional image pickup apparatus, high resolution has been realized by the method of increasing the number of pixels of the solid-state image pickup element (hereinafter abbreviated as image pickup element). However, if the number of pixels of the image sensor is increased, the drive frequency of the image sensor must be increased. That is, in the moving image pickup device, at least about 25 or more images must be captured per second in order to continuously reproduce the motion (hereinafter, the number of images captured per second is called a frame frequency. ), The driving frequency is proportional to the product of the number of pixels and the frame frequency, so that increasing the number of pixels requires raising the driving frequency.

【0005】撮像素子の駆動周波数を高くすると、各画
素で発生した信号電荷を出力端に転送する際の転送効率
が低下し、画素数に比例した高解像度化が実現できなく
なる。また、ディジタル信号に変換する場合は単位時間
当たりの変換量が多くなりA/D変換が困難になる。さ
らに、撮像素子内での発熱量が増えるため、素子の温度
上昇にともないノイズが発生する問題もある。
When the driving frequency of the image pickup device is increased, the transfer efficiency at the time of transferring the signal charge generated in each pixel to the output end is lowered, and it becomes impossible to realize a high resolution proportional to the number of pixels. In addition, when converting to a digital signal, the conversion amount per unit time increases and A / D conversion becomes difficult. Further, since the amount of heat generated in the image pickup device increases, there is a problem that noise is generated as the temperature of the device rises.

【0006】撮像素子の多画素化には上記のような問題
があり、このためフレーム周波数が30Hz程度の動画
用撮像素子の画素数は現状では約200万画素が最高と
なっている。これ以上のが素数の撮像素子も報告されて
いるが、これらはいずれもフレーム周波数が数Hzであ
り、専ら静止画像用として用いられている。
The increase in the number of pixels of the image pickup device has the above-mentioned problems. Therefore, the number of pixels of the moving image pickup device having a frame frequency of about 30 Hz is currently about 2 million. Although there have been reports of image pickup devices having a prime number greater than this, all of these have a frame frequency of several Hz and are used exclusively for still images.

【0007】本発明は、動画用撮像装置における上記従
来の課題を解決し、駆動周波数できまる解像限界を越え
る動画用の撮像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems in a moving image pickup apparatus and to provide a moving image pickup apparatus that exceeds a resolution limit that can be achieved by a driving frequency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる撮像装置
は、動領域の撮像を主目的とする少なくとも1つまたは
1組の動領域用撮像素子と、画素数が前記動領域用撮像
素子の画素数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域
用撮像素子のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を
主目的とする少なくとも1つまたは1組の静止領域用撮
像素子を備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An image pickup apparatus according to the present invention comprises at least one or a set of moving area image pickup devices whose main purpose is to pick up an image of a moving area, and a moving area image pickup device having a number of pixels. The present invention is provided with at least one or a set of still-region image pickup devices whose main purpose is to image a still region whose number of pixels exceeds the frame frequency of the moving-region image pickup device.

【0009】すなわち、2つの動領域用,静止領域用撮
像素子をAおよびBとし、動画撮像に必要な最低フレー
ム周波数をfm、またはフレーム周波数がfmのとき実
現可能な最大画素数をPMAX とすると、動領域用撮像素
子Aはフレーム周波数をfmあるいはそれ以上とし、画
素数はPMAX あるいはそれ以下とする。一方、静止画像
用撮像素子Bはフレーム周波数をfmより小さくし、画
素数はPMAX より多くする構成のものである。
That is, the two image pickup devices for the moving region and the image pickup device for the stationary region are A and B, and the minimum frame frequency required for moving image pickup is fm, or the maximum number of pixels that can be realized when the frame frequency is fm is P MAX . Then, the moving area image sensor A sets the frame frequency to fm or higher and the number of pixels to P MAX or lower. On the other hand, the still image pickup device B has a frame frequency lower than fm and a pixel number higher than P MAX .

【0010】[0010]

【作用】本発明においては、上記の2つの撮像素子A,
Bで同一領域を撮像し、動領域用撮像素子Aが撮像した
画像中から動領域を抽出し、一方、静止領域用撮像素子
Bが撮像した画像中から静止領域を抽出し、抽出された
2つの画像を合成すれば入力画像の高精細化が可能とな
る。
In the present invention, the two image pickup devices A,
The same region is imaged by B, the moving region is extracted from the image captured by the moving region image sensor A, while the still region is extracted from the image captured by the stationary region image sensor B, and the extracted 2 By combining two images, it is possible to improve the definition of the input image.

【0011】すなわち、静止領域用撮像素子Bからは静
止領域のみを抽出するため撮像におけるフレーム周波数
に対する制約がなくなる。したがって、動画撮像に必要
な最低周波数fmより小さいフレーム周波数での撮像が
可能となる。一方、動領域はフレーム周波数がfm以上
の撮像素子で撮像するため連続的な自然な動きが再生で
きる。
That is, since only the still region is extracted from the still region image sensor B, there is no restriction on the frame frequency in the image capturing. Therefore, it is possible to capture an image at a frame frequency smaller than the minimum frequency fm required for capturing a moving image. On the other hand, since the moving region is imaged by the image sensor having a frame frequency of fm or higher, continuous natural motion can be reproduced.

【0012】上記本発明の撮像装置では、静止領域の解
像度を高めることができるが動領域の解像度は従来法と
同じとなる。しかし、人間の目の視覚特性が動領域に対
しては静止領域に比べ解像力が劣ることが知られてお
り、動領域に要求される解像度が静止領域に比べ低くな
っている。したがって、本発明のように、静止領域の解
像度のみ高めれば入力画像の精細度を視覚的に高められ
ることになる。
In the above-described image pickup apparatus of the present invention, the resolution of the still area can be increased, but the resolution of the moving area is the same as that of the conventional method. However, it is known that the visual characteristics of the human eye are inferior to the stationary area in the visual characteristics of the moving area, and the resolution required for the moving area is lower than that of the stationary area. Therefore, as in the present invention, the definition of the input image can be visually enhanced by increasing only the resolution of the still region.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

〔第1実施例〕本発明の第1の実施例の概略構成を図1
に示す。図1において、11〜12はCCDエリアセン
サ(以下、単にCCDとよぶ)、2はレンズ、3はハー
フミラー、4はフレーム周波数変換器、5は補間回路、
6は動領域検出器、7は画像合成器である。
[First Embodiment] A schematic configuration of a first embodiment of the present invention is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 1, 11 to 12 are CCD area sensors (hereinafter, simply referred to as CCD), 2 are lenses, 3 are half mirrors, 4 are frame frequency converters, 5 are interpolation circuits,
Reference numeral 6 is a moving area detector, and 7 is an image synthesizer.

【0014】本実施例では撮像素子として2つのCCD
11,12を用い、レンズ2後方に配置したハーフミラ
ー3により両CCD11,12の撮像面上に同一被写体
像を結像する。ここで、CCD11は動領域を撮像する
ことを目的とした動領域用撮像素子であり、したがっ
て、フレーム周波数は動画撮像が可能な30Hzとす
る。また、CCD11の画素数はフレーム周波数を30
Hzとしたとき、現状で実現可能な最大画素数の200
万画素とする。
In this embodiment, two CCDs are used as the image pickup device.
The same subject image is formed on the image pickup surfaces of the CCDs 11 and 12 by the half mirror 3 arranged behind the lens 2 using 11 and 12. Here, the CCD 11 is a moving-region image pickup element for the purpose of picking up an image of the moving region, and therefore, the frame frequency is set to 30 Hz which enables moving image pickup. Further, the number of pixels of the CCD 11 is 30 when the frame frequency is
The maximum number of pixels that can be realized at present is 200
It is assumed to be 10,000 pixels.

【0015】一方、CCD12は静止領域を撮像するこ
とを目的とした静止領域用撮像素子であり、フレーム周
波数はCCD11のそれの1/4である7.5Hzとす
る。フレーム周波数を低くしたことにより画素数の増大
が可能になり、CDD12の画素数をCDD11のそれ
の4倍の800万画素とする。
On the other hand, the CCD 12 is an image sensor for a stationary area for the purpose of capturing an image of the stationary area, and the frame frequency is 7.5 Hz which is ¼ of that of the CCD 11. By lowering the frame frequency, the number of pixels can be increased, and the number of pixels of the CDD 12 is set to 8 million pixels, which is four times that of the CDD 11.

【0016】本実施例の撮像装置の出力画像信号Vのフ
レーム周波数は動画再生が可能な30Hzとし、一方、
画素数は静止領域用撮像素子と等しい800万画素とす
る。以下、このようなフレーム周波数と画素数を持つ出
力画像信号Vの生成法を説明する。
The frame frequency of the output image signal V of the image pickup apparatus of this embodiment is set to 30 Hz at which moving images can be reproduced, while
The number of pixels is set to 8 million pixels, which is the same as the number of pixels for the static area image sensor. Hereinafter, a method of generating the output image signal V having such a frame frequency and the number of pixels will be described.

【0017】まず、CCD11およびCCD12のアナ
ログ出力信号をA/D変換しディジタル信号に変換する
(図1でA/D変換器は省略した)。次に、CCD11
の信号は200万画素の画像信号であるため補間回路5
で補間処理を行い、800万画素の動画用信号Vmに変
換する。一方、CCD12の信号はフレーム周波数が
7.5Hzであるから、これを30Hzにフレーム周波
数変換器4で変換して静止画用信号Vsを生成する。
First, the analog output signals of the CCD 11 and CCD 12 are A / D converted and converted into digital signals (the A / D converter is omitted in FIG. 1). Next, the CCD 11
Signal is an image signal of 2 million pixels, the interpolation circuit 5
Interpolation processing is performed to convert into a moving image signal Vm of 8 million pixels. On the other hand, since the frame frequency of the signal of the CCD 12 is 7.5 Hz, this is converted to 30 Hz by the frame frequency converter 4 to generate the still image signal Vs.

【0018】フレーム周波数変換器4の概略構成を図2
に示す。図2において、41および42はフレームメモ
リである。CCD12からの信号はフレームメモリ41
に書き込まれる。この書き込みはCCD12からの信号
の読み出しに同期して行われるため、出力画像信号Vに
おける4フレーム分の時間を要する。次に、フレームメ
モリ41に書き込まれた画像信号をフレームメモリ42
に転送する。この転送はフレームメモリ41への書き込
み期間の最後の短い期間(出力画像信号Vにおける0.
5フレーム期間程度)で実行される。フレームメモリ4
2に書き込んだ画像信号は次の出力フレームから4フレ
ームにわたり、1フレームごとに読み出される。すなわ
ち、フレームメモリ42からは4フレームにわたり同一
画像が出力される。この出力のフレーム周波数は30H
zとなる。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the frame frequency converter 4.
Shown in. In FIG. 2, 41 and 42 are frame memories. The signal from the CCD 12 is a frame memory 41.
Written in. Since this writing is performed in synchronism with the reading of the signal from the CCD 12, it takes time for four frames in the output image signal V. Next, the image signal written in the frame memory 41 is transferred to the frame memory 42.
Transfer to. This transfer is the last short period of the writing period to the frame memory 41 (0.
It is executed in about 5 frame periods). Frame memory 4
The image signal written in 2 is read out every frame from the next output frame to 4 frames. That is, the same image is output from the frame memory 42 over four frames. The frame frequency of this output is 30H
z.

【0019】図3に出力画像信号VとCCD11とCC
D12の出力信号におけるフレームの時間的関係、上記
フレームメモリ41および42の書き込み期間、および
CCD11,CCD12の出力信号と静止画用信号V
m、動画用信号Vsとの関係を示す。図3において、…
…,n−1,n,n+1,n+2,……は出力画像信号
VおよびCCD11の出力信号のフレーム番号を示す。
また、……,m−1,m,m+1,m+2,……はCC
D12のフレーム番号を示す。さらに静止画像用信号V
m、動画用信号Vsにおける[]はそのフレーム画像と
対応するCCD11およびCCD12の出力信号のフレ
ーム番号を示す。図3に示すように、CCD11からの
信号は補間処理が行われるものの同一フレームにおいて
そのまま動画用信号Vmとなる。一方、静止画用信号V
sは4フレーム期間を単位とし4フレーム期間中は1つ
前の4フレーム期間中のCCD12からの信号が出力さ
れる。
FIG. 3 shows the output image signal V, CCD 11 and CC.
The temporal relationship of frames in the output signal of D12, the writing period of the frame memories 41 and 42, and the output signals of the CCD11 and CCD12 and the still image signal V
m, the relationship with the video signal Vs. In FIG.
, N-1, n, n + 1, n + 2, ... Show the frame numbers of the output image signal V and the output signal of the CCD 11.
Also, ..., m-1, m, m + 1, m + 2, ... is CC
The frame number of D12 is shown. Furthermore, the still image signal V
m, [] in the video signal Vs indicates the frame number of the output signal of the CCD 11 and CCD 12 corresponding to the frame image. As shown in FIG. 3, although the signal from the CCD 11 is interpolated, it becomes the moving image signal Vm as it is in the same frame. On the other hand, the still image signal V
s is a unit of 4 frame periods, and during 4 frame periods, a signal from the CCD 12 during the immediately preceding 4 frame periods is output.

【0020】以上の方法で生成した動画用信号Vmと静
止画用信号Vsを、画像合成器7において(1)式にし
たがって合成して出力画像信号Vを得る。
The moving picture signal Vm and the still picture signal Vs generated by the above method are combined in the image combiner 7 according to the equation (1) to obtain the output image signal V.

【0021】[0021]

【数1】 V=kVm+(1−k)Vs ……(1) ここで、kは動領域検出信号であり、CCD11からの
信号を用いて動領域検出器6で生成される。
## EQU1 ## V = kVm + (1-k) Vs (1) where k is a moving area detection signal, which is generated by the moving area detector 6 using the signal from the CCD 11.

【0022】次に、動領域検出信号kの生成法について
説明する。いま、仮に出力画像信号Vの第nフレームに
おいて画素(i,j)の動領域検出信号を生成するとす
る。このフレームで出力される静止画用信号Vsは図3
に示すように、CCD12の出力信号の第m−1フレー
ムの信号、すなわち、出力画像信号Vの第n−4から第
n−1フレームの信号であるため、第n−4から第nフ
レームの期間で動きが生じた画素は動領域として扱わな
ければならない。そこで、このフレームの画素(i,
j)の動領域検出信号kn (i,j)は(2)式より求
める。
Next, a method of generating the moving area detection signal k will be described. Now, it is assumed that the moving area detection signal of the pixel (i, j) is generated in the nth frame of the output image signal V. The still image signal Vs output in this frame is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, since it is the signal of the m-1th frame of the output signal of the CCD 12, that is, the signal of the n-4th to n-1th frame of the output image signal V, it is the signal of the n-4th to the nth frame. Pixels that have moved during a period must be treated as a moving area. Therefore, the pixel (i,
The moving area detection signal k n (i, j) of j) is obtained from the equation (2).

【0023】[0023]

【数2】 kn(i,j)=|Vn-3(i,j)-Vn-4(i,j)|+|Vn-2(i,j)-Vn-3(i,j)| +|Vn-1(i,j)-Vn-2(i,j)|+|Vn(i,j)-Vn-1(i,j)| ……(2) ここで、Vn (i,j)は第nフレームにおける画素
(i,j)の信号値を示す。次の第n+1フレームでも
出力される静止画用信号VsはCCD12の出力信号の
第m−1フレームの信号、すなわち、出力画像信号Vの
第n−4から第n−1フレームの信号である。したがっ
てこのフレームでは、第n−4から第n+1フレームの
期間で動きが生じた画素を動領域として扱わなければな
らない。そこで、このフレームの画素(i,j)の動領
域検出信号kn+1(i,j)は(3)式により求める。
[Formula 2] k n (i, j) = | V n-3 (i, j) -V n-4 (i, j) | + | V n-2 (i, j) -V n-3 ( i, j) | + | V n-1 (i, j) -V n-2 (i, j) | + | V n (i, j) -V n-1 (i, j) | …… ( 2) Here, V n (i, j) represents the signal value of the pixel (i, j) in the nth frame. The still image signal Vs output in the next n + 1th frame is the m-1th frame signal of the output signal of the CCD 12, that is, the n-4th to n-1th frame signal of the output image signal V. Therefore, in this frame, the pixel in which the motion has occurred in the period from the (n−4) th frame to the (n + 1) th frame must be treated as a moving region. Therefore, the moving area detection signal k n + 1 (i, j) of the pixel (i, j) in this frame is obtained by the equation (3).

【0024】[0024]

【数3】 kn+1(i,j)=kn(i,j)+|Vn+1(i,j)-Vn(i,j)| ……(3) 以降のフレームにおいても同様にして動領域検出信号を
求める。
[Equation 3] k n + 1 (i, j) = k n (i, j) + | V n + 1 (i, j) -V n (i, j) | …… (3) In the subsequent frames Similarly, the moving area detection signal is obtained.

【0025】図4に動領域検出器6の概略構成を示す。
図4において、FM1〜FM7はフレームメモリ、AD
DおよびADDTは加算器、ABSは信号を絶対値へ変
換する信号変換器、61は信号補間器である。本実施例
の動領域検出器6では最大で過去の7フレームにわたり
画像信号がフレーム間差を合計し、動領域検出信号Kを
生成する。そこで、フレーム間差をとるため、過去7フ
レームまでの画像信号をフレームメモリメモリFM1〜
FM7に蓄積し、隣接するフレームメモリ間の信号差を
加算器ADDで求める。このフレーム間差の絶対値を信
号変換器ABSでとり加算器ADDTに入力する。ここ
で、動領域検出信号Kの生成に必要なフレーム間差の数
はフレームにより異なる。すなわち、例えば上記第nフ
レームではnフレームからn−4フレームまでの4つの
フレーム間差をとるが、第n+3フレームではn+3フ
レームからn−4フレームの7つのフレーム間差をと
る。そこで、加算器ADDTの入力係数をフレームごと
に切り替える。フレームごとの入力係数C1〜C7を図
5に示す。ここで、フレームの識別はCCD11とCC
D12の垂直同期信号VD11およびVD12を用いて
行う。
FIG. 4 shows a schematic structure of the moving area detector 6.
In FIG. 4, FM1 to FM7 are frame memories and AD
D and ADDT are adders, ABS is a signal converter for converting a signal into an absolute value, and 61 is a signal interpolator. In the moving area detector 6 of this embodiment, the image signals sum up the inter-frame differences over the past seven frames at maximum, and generate the moving area detection signal K. Therefore, in order to obtain the difference between frames, the image signals of the past seven frames are stored in the frame memory memories FM1 to FM1.
The signal is stored in FM7 and the signal difference between adjacent frame memories is obtained by the adder ADD. The absolute value of this interframe difference is taken by the signal converter ABS and input to the adder ADDT. Here, the number of inter-frame differences required to generate the moving area detection signal K differs depending on the frame. That is, for example, in the nth frame, four frame differences from the nth frame to the n-4th frame are taken, but in the (n + 3) th frame, seven frame differences from the n + 3th frame to the n-4th frame are taken. Therefore, the input coefficient of the adder ADDT is switched for each frame. The input coefficients C1 to C7 for each frame are shown in FIG. Here, the frame is identified by CCD 11 and CC.
This is performed using the vertical synchronizing signals VD11 and VD12 of D12.

【0026】以上述べた方法により算出した動領域検出
信号Kを用いて、静止画用信号Vsと動画用信号Vmを
(1)式にしたがって合成し出力画像信号Vを得る。出
力画像信号Vにおいて動領域はHDTVの解像度である
が、静止領域はHDTVの4倍の解像度とすることがで
きる。動領域に対する人間の眼の解像度が静止領域に対
する解像度に比べ低いことを考えれば、本実施例の撮像
装置により視覚的にはHDTVの4倍の解像度と等価な
動画像を撮像できることになる。 〔第2実施例〕本発明の第2の実施例の概略構成を図6
に示す。図6において、11R,11G,11B,12
R,12G,12BはCCD、4R,4G,4Bはフレ
ーム周波数変換器、5R,5G,5Bは補間回路、6
R,6G,6Bは動領域検出器、7R,7G,7Bは画
像合成器、8は光学的ローパスフィルタ、DP1,DP
2はダイクロイックプリズムである。
Using the moving area detection signal K calculated by the method described above, the still image signal Vs and the moving image signal Vm are combined according to the equation (1) to obtain the output image signal V. In the output image signal V, the moving area has HDTV resolution, but the still area can have four times the resolution of HDTV. Considering that the resolution of the human eye with respect to the moving area is lower than the resolution with respect to the still area, it is possible to visually capture a moving image equivalent to four times the resolution of HDTV by the image pickup apparatus of this embodiment. [Second Embodiment] A schematic configuration of a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 6, 11R, 11G, 11B, 12
R, 12G, 12B are CCDs, 4R, 4G, 4B are frame frequency converters, 5R, 5G, 5B are interpolation circuits, 6
R, 6G, 6B are moving area detectors, 7R, 7G, 7B are image synthesizers, 8 is an optical low-pass filter, DP1, DP
2 is a dichroic prism.

【0027】本実施例ではレンズ2の後方にハーフミラ
ー3を配置し、さらに、ハーフミラー3で分岐されたそ
れぞれの光路にダイクロイックプリズムDP1,DP2
を配置する。このような配置によりRGBに色分解され
た6つの被写体像を6つのCCDで撮像する。ここで、
CCD11Rおよび12Rは赤(R)成分の被写体像を
撮像し、CCD11Gおよび12Gは緑(G)成分の被
写体像を撮像し、CCD11Bおよび12Bは青(B)
成分の被写体像を撮像する。また、11R,11G,1
1Bの組のCCDが動領域の撮像を目的とし、200万
画素でフレーム周波数を30Hzとする。一方、12
R,12G,12Bの組のCCDは静止領域の撮像を目
的とし、第1実施例と同様に画素数を800万とし、フ
レーム周波数は7.5Hzとする。
In this embodiment, a half mirror 3 is arranged behind the lens 2 and, further, dichroic prisms DP1 and DP2 are provided on the respective optical paths branched by the half mirror 3.
To place. With this arrangement, six subject images separated into RGB are captured by six CCDs. here,
The CCDs 11R and 12R capture a red (R) component subject image, the CCDs 11G and 12G capture a green (G) component subject image, and the CCDs 11B and 12B capture a blue (B) subject image.
A subject image of the component is captured. Also, 11R, 11G, 1
The CCD of 1B is intended for imaging a moving region, and the frame frequency is 30 Hz with 2 million pixels. On the other hand, 12
The CCD of the set of R, 12G, and 12B is for the purpose of capturing an image of a static region, and has the number of pixels of 8 million and the frame frequency of 7.5 Hz as in the first embodiment.

【0028】本実施例ではRGBの各色ごとに実施例1
と同じ構成をもち、したがって、高精細なカラー動画像
を撮像することができる。 〔第3実施例〕本発明の第3の実施例の概略構成を図7
に示す。図7において、9Gは画像反転器、DPはダイ
クロイックプリズムである。
In this embodiment, the first embodiment is performed for each color of RGB.
Therefore, it is possible to capture a high-definition color moving image. [Third Embodiment] FIG. 7 shows a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.
Shown in. In FIG. 7, 9G is an image inverter and DP is a dichroic prism.

【0029】本実施例でもダイクロイックプリズムを用
い、高精細なカラー動画像を撮像する。ただし、本実施
例では3つの色成分のうち緑成分画像にのみ本発明を適
用し高精細化を図る。これは、人間の眼の空間周波数特
性が輝度成分にのみ高い周波数領域まで応答性が高く、
したがって、輝度成分に近い緑成分のみ高精細化するこ
とにより視覚的にカラー画像を高精細化できるという事
実に基づくものである。
Also in this embodiment, the dichroic prism is used to capture a high-definition color moving image. However, in this embodiment, the present invention is applied only to the green component image of the three color components to achieve high definition. This has high responsiveness up to the frequency range where the spatial frequency characteristics of the human eye are high only for the luminance component,
Therefore, it is based on the fact that the color image can be visually made fine by making only the green component close to the luminance component fine.

【0030】緑成分画像に本発明を適応するため、本実
施例では図7に示す構造のダイクロイックプリズムDP
を使用する。このダイクロイックプリズムDPは入射光
を赤,緑,青の3つの色成分に分解し、さらに、緑成分
の光を2つに分岐する。したがって、4つの出射端面を
もち、この4つの端面にCCD11R,11G,11B
および12Gを張り付ける。ここで、CCD11R,1
1G,11Bが動領域の撮像を目的とし、200万画素
でフレーム周波数を30Hzとする。一方、CCD12
Gは静止領域の撮像を目的とし、実施例1と同様に画素
数を800万とし、フレーム周波数は7.5Hzとす
る。
In order to apply the present invention to the green component image, in this embodiment, the dichroic prism DP having the structure shown in FIG. 7 is used.
To use. The dichroic prism DP splits the incident light into three color components of red, green and blue, and further splits the green component light into two. Therefore, it has four emission end faces, and the CCDs 11R, 11G, 11B are attached to these four end faces.
And 12G are attached. Here, CCD11R, 1
1G and 11B aim to image a moving region, and the frame frequency is set to 30 Hz with 2 million pixels. On the other hand, CCD12
G is for the purpose of imaging a still region, and has the number of pixels of 8 million and the frame frequency of 7.5 Hz as in the first embodiment.

【0031】ここで、CCD11Gが張り付けられてい
るダイクロイックプリズムDPの端面は入射光が奇数回
反射されて出射するため、CCD上に結像される像は他
の端面の像とくらべ上下が逆転している。そこで、画像
反転器9Gにより画像を電気的に反転して補正する、そ
して、画像反転器9Gからの信号と、CCD12Gから
の信号を上記実施例1と同様の回路に通し、緑成分画像
を高精細化する。
Since the incident surface of the dichroic prism DP to which the CCD 11G is attached reflects the incident light an odd number of times and then exits, the image formed on the CCD is vertically inverted as compared with the images of the other end surfaces. ing. Therefore, the image is electrically inverted and corrected by the image inverter 9G, and the signal from the image inverter 9G and the signal from the CCD 12G are passed through a circuit similar to that of the first embodiment to enhance the green component image. Refine.

【0032】一方、CCD11Rおよび11Bからの赤
および青成分画像の信号は通常の方法により出力する。
ただし、緑成分画像と出力画素数を一致させるため、補
間回路5Rおよび5Bによりそれぞれ補間処理を行い、
画素数を4倍にする。 〔第4実施例〕本発明の第4の実施例の概略構成を図8
に示す。図8において、CM1およびCM2はCCDカ
メラである。本実施例では静止領域画像と動領域画像を
それぞれ別のカメラで撮像する。2台のCCDカメラC
M1,CM2が同一領域を撮像できるよう、図8に示す
ようにハーフミラー3を配置する。
On the other hand, the signals of the red and blue component images from the CCDs 11R and 11B are output by the usual method.
However, in order to match the number of output pixels with the green component image, interpolation processing is performed by the interpolation circuits 5R and 5B, respectively.
Quadruple the number of pixels. [Fourth Embodiment] FIG. 8 shows a schematic configuration of a fourth embodiment of the present invention.
Shown in. In FIG. 8, CM1 and CM2 are CCD cameras. In this embodiment, the still area image and the moving area image are captured by different cameras. Two CCD cameras C
The half mirror 3 is arranged as shown in FIG. 8 so that M1 and CM2 can image the same area.

【0033】上記2台のCCDカメラCM1,CM2の
出力信号を用い、前記実施例と同様の処理を行い高精細
画像を得る。ここで、使用するCCDカメラCM1,C
M2が3板式でRGB出力の場合は回路構成は実施例2
と同様とし、また、単板式カメラの場合は実施例1と同
様とする。
Using the output signals of the two CCD cameras CM1 and CM2, the same processing as in the above embodiment is performed to obtain a high definition image. Here, the CCD cameras CM1 and C used
When M2 is a three-plate type and outputs RGB, the circuit configuration is the second embodiment.
In the case of a single-plate type camera, the same as in the first embodiment.

【0034】以上において本発明の4つの実施例を示し
たにとどまり、本発明の精神を脱することなく種々の変
更が可能なことは言うまでもない。例えば、上記実施例
では撮像素子としてCCDを用いたが、撮像素子の種類
を問わず実施することが可能である。
It is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, merely showing the four embodiments of the present invention. For example, although the CCD is used as the image pickup device in the above-described embodiment, the invention can be carried out regardless of the type of the image pickup device.

【0035】また、実施例4ではCCDカメラを用いた
が、カメラの種類に関係なく本発明を実施できることは
明らかである。さらに、上記実施例4では2台のCCD
カメラCM1,CM2が同一エリアを撮像できるようハ
ーフミラー3を使用したが、撮像エリアが特定できる機
能を備えれば、ハーフミラー3を用いず2台のカメラを
平行に配置する方法も可能である。
Although the CCD camera is used in the fourth embodiment, it is obvious that the present invention can be implemented regardless of the type of the camera. Further, in the fourth embodiment, two CCDs are used.
The half mirror 3 is used so that the cameras CM1 and CM2 can image the same area. However, if a function of specifying the image pickup area is provided, a method of arranging two cameras in parallel without using the half mirror 3 is also possible. .

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、動領域の
撮像を主目的とする少なくとも1つまたは1組の動領域
用撮像素子と、画素数が該前記動領域用撮像素子の画素
数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域用撮像素子
のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を主目的とす
る少なくとも1つまたは1組の静止領域用撮像素子とを
備えて動画を静止領域と動領域に分けそれぞれ別の撮像
素子で撮像するため、それぞれの領域に適した特性で画
像の取り込みが可能となる。すなわち、時間的変化の無
い静止領域についてはフレーム周波数を低くして画素数
を増やし十分高精細に撮像することができる。また、動
領域については従来の動画撮像と同一速度で撮像でき自
然な動画像を撮像できる。以上から、本発明の撮像装置
では、撮像素子の駆動周波数を高めることなく高精細な
動画の撮像が可能である。このため、HDTV等の高精
細な動画撮像装置を低コストで実現できる。さらに、上
記実施例のようにHDTV用などの高解像度の撮像素子
を用いて本発明を実施すれば、従来にはない超高精細な
動画の撮像が可能となる。
As described above, according to the present invention, at least one or a set of moving area image pickup devices whose main purpose is to image a moving area, and the number of pixels of the moving area image pickup device is the number of pixels. And a set of at least one set of image sensors for a still region whose main purpose is to image a still region whose frame frequency is lower than the frame frequency of the image sensor for a moving region. Since it is divided into two and imaged by different image pickup devices, respectively, it is possible to capture an image with characteristics suitable for each region. That is, with respect to a still region that does not change with time, the frame frequency can be lowered to increase the number of pixels and a sufficiently high-definition image can be captured. In addition, a moving area can be captured at the same speed as conventional moving image capturing, and a natural moving image can be captured. As described above, the image pickup apparatus of the present invention can take a high-definition moving image without increasing the drive frequency of the image pickup element. Therefore, a high-definition moving image pickup device such as an HDTV can be realized at low cost. Furthermore, if the present invention is carried out using a high-resolution image pickup device for HDTV or the like as in the above-described embodiment, it is possible to pick up an ultra-high-definition moving image that has never been seen before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例のフレーム周波数変換器の概略構成
図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a frame frequency converter of the first embodiment.

【図3】第1実施例における各撮像素子のフレームの時
間的関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temporal relationship between frames of each image sensor in the first embodiment.

【図4】第1の実施例における動領域検出器の概略構成
図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a moving area detector in the first embodiment.

【図5】第1実施例の動領域検出器で用いる加算器の入
力信号に乗じる係数を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing coefficients by which an input signal of an adder used in the moving area detector of the first embodiment is multiplied.

【図6】本発明の第2実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施例の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 レンズ 3 ハーフミラー 4 フレーム周波数変換器 4R フレーム周波数変換器 4G フレーム周波数変換器 4B フレーム周波数変換器 5 補間回路 6 動領域検出器 7 画像合成器 8 光学的ローパスフィルタ 9G 画像反転器 11 CCDエリアセンサ 12 CCDエリアセンサ 41 フレームメモリ 42 フレームメモリ 61 信号補間器 ABS 信号を絶対値に変換する信号変換器 ADD 加算器 ADDT 加算器 FM フレームメモリ CM1 CCDカメラ CM2 CCDカメラ 2 lens 3 half mirror 4 frame frequency converter 4R frame frequency converter 4G frame frequency converter 4B frame frequency converter 5 interpolation circuit 6 moving area detector 7 image synthesizer 8 optical low pass filter 9G image inverter 11 CCD area sensor 12 CCD area sensor 41 frame memory 42 frame memory 61 signal interpolator ABS signal converter for converting signal to absolute value ADD adder ADDT adder FM frame memory CM1 CCD camera CM2 CCD camera

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動領域の撮像を主目的とする少なくとも
1つまたは1組の動領域用撮像素子と、画素数が該前記
動領域用撮像素子の画素数を上回り、かつフレーム周波
数が該動領域用撮像素子のフレーム周波数を下回る静止
領域の撮像を主目的とする少なくとも1つまたは1組の
静止領域用撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装
置。
1. At least one or a set of moving-region image pickup devices whose main purpose is to image a moving region, the number of pixels exceeds the number of pixels of the moving-region image pickup device, and the frame frequency is An image pickup apparatus comprising: at least one or a set of image pickup devices for a stationary area, the main purpose of which is to image a still region below the frame frequency of the image pickup device for a region.
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