CN100338940C - 信号处理装置和图像数据生成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号处理装置和图像数据生成装置，记录模式控制电路控制生成并记录具有对应摄像元件的像素数的第一图像大小的静止图像数据的第一记录模式和生成并记录具有比静止图像数据的第一图像大小更小的第二图像大小的动态图像数据的第二记录模式。相机信号处理电路在第二记录模式中在生成动态图像数据时进行变为第二图像大小的电子变焦(zoom)处理。此时，最大倍率设定电路设定相机信号处理电路的电子变焦处理的最大变倍率。通过这种处理，实现用户可选择电子变焦处理引起的画质恶化少的变焦模式的图像记录装置。

Description

信号处理装置和图像数据生成装置
技术领域
本发明涉及包括光学变焦单元和电子变焦单元的信号处理装置和图像数据生成装置。
背景技术
近年来，数字摄像机、数字相机等图像记录装置(或信号处理装置、图像数据生成装置)广泛普及到一般家庭中。这些图像记录装置中，一般具有可通过用户操作将拍摄视角从广角模式连续变更到摄远模式的变焦功能。除现有的使用变焦透镜的光学系统的光学变焦外，还兼有电子变倍摄像图像数据的电子变焦功能的图像记录装置也很多。
图26是表示现有的包括光学变焦功能和电子变焦功能的图像记录装置的示意结构图。图26中，2301是透镜光学系统，包括将入射光在摄像元件2302上成像的光学透镜、光圈、焦点控制、各种光学滤波器及其驱动机构。透镜光学系统2301是可进行光学上变更视角的光学变焦的透镜光学系统，并包含其驱动机构。
另外，图26的图像记录装置中表示的透镜光学系统2301的上述光学结构是一般性的，因此省略说明。摄像元件2302是通过透镜光学系统2301将在感光面上成像的光信号变换为电信号的元件，已知例如CCD(电荷耦合器件)、CMOS(补偿型金属氧化物半导体)传感器等。
2303是A/D(模拟/数字转换)电路，将由摄像元件2302变换为电信号的摄像信号变换为数字摄像数据(下面叫摄像数据)。存储器1(2304)存储由A/D电路2303变换的摄像数据。此时的摄像数据是按摄像元件固有(按像素排列和色滤波器排列等不同)的输出形式构成的数字数据。相机信号处理电路2305进行用于将从存储器1(2304)供给的摄像数据变换为图像数据的各种处理。变焦控制电路2307根据变焦操作键2310的输入进行光学变焦控制电路2306的控制。而且，变焦控制电路2307还经由开关2308控制扩大处理电路2309。光学变焦控制电路2306根据来自变焦控制电路2307的控制，控制透镜光学系统2301，进行光学变焦。扩大处理电路2309依据来自变焦控制电路2307的控制，进行电子变焦处理。即，变焦控制电路2307可进行光学变焦或电子变焦处理。
电子变焦接通/断开开关2311进行电子变焦功能的接通/断开。这里，电子变焦接通/断开开关2311断开时，上述开关2308断开，以控制在扩大处理电路2309中不进行扩大处理。电子变焦接通/断开开关2311接通时，接通开关2308，在扩大处理电路2309中进行扩大处理。另外，设置该电子变焦接通/断开开关2311的理由是为了讨厌由电子变焦的扩大引起的画质恶化的用户可仅将变焦控制模式设定为光学变焦来进行拍摄。
存储器2(2312)存储相机信号处理和扩大处理后的图像数据。记录信号处理电路2313对从存储器2(2312)读出的图像数据进行压缩编码、记录格式化、纠错编码、记录调制编码等。记录媒体2314记录记录信号处理电路2313处理后的图像数据。
接着说明图26所示的图像记录装置的光学变焦和电子变焦的动作。
图27是表示图26所示的图像记录装置的光学变焦和电子变焦的动作的图。框2401表示存储器1中所存储的图像数据的被摄物体(包含树、滑雪者、云)的范围(＝表示视角)。光学变焦越向广角侧移动，该框2401越宽。即，进行光学变焦的变焦控制区域2406中，在最大广角侧控制透镜光学系统2301时，框2401加宽，成为可得到广角图像2403所示图像的视角。由此，将广角图像2403所示的被拍摄物体的图像数据存储在存储器1中。在变焦控制区域2406中，在最大摄远侧控制透镜光学系统2301时，框2401成为可得到摄远图像2404所示图像的视角。由此，将摄远图像2404所示的被拍摄物体的图像数据存储在存储器1中。如上所述，图26的图像记录装置通过控制透镜光学系统2301变更摄像视角(框2401的范围)，进行变焦动作。
另一方面，在进行电子变焦的变焦控制区域2407中，通过从最摄远侧的框2401的范围内的被拍摄物体的图像数据切出框2402表示的部分区域并扩大，得到电子变焦图像2405所示的电子变焦图像。
此时，如上所述，通过电子变焦处理或多或少会引起画质恶化。尤其，电子变焦的倍率为高倍率时，画质恶化剧烈，因此一般确定并限制电子变焦倍率的上限。
由于在担心通过电子变焦处理引起画质不好的恶化时，会对电子变焦处理进行限制或显示警告，因此可开发一种防止由于过度的电子变焦处理引起的不希望的画质恶化的信息记录装置(图像记录装置)(例如参考特开平2001-197347号公报)。
具体说，是一种信息记录装置，包括摄取图像的摄像单元、和从摄像单元摄取的图像中取得规定范围内的选择图像并将其变换为具有规定像素数的输出图像的电子变焦处理部，电子变焦处理部具有参照输出图像的像素数设定选择图像应满足的条件的选择范围条件设定功能。还包括在选择图像不满足条件时向用户通知不满足条件的通知单元。通过以上结构，可在担心通过电子变焦处理引起画质不好的恶化时，限制电子变焦处理或显示警告。
近年来，像具有静止图像摄像功能的数字摄像机的动态图像摄像模式那样，出现一种通过记录模式缩小为比摄像元件的图像大小还小的图像数据并进行记录的信号处理装置和图像数据生成装置。这种信号处理装置和图像数据生成装置中，即便在仅设定光学变焦进行摄像的情况下，也可通过记录模式进一步电子缩小并记录图像数据。即，出现了在考虑了该电子缩小的情况下，不能进行电子变焦设定的问题。换言之，具有如下问题：通过电子变焦接通/断开设定，不能达到设置防止扩大处理引起的画质恶化的摄像模式的本来意图。
发明内容
本发明考虑上述问题而作出，主要目的是提供用户可选择由电子变焦处理引起的画质恶化较少的变焦模式的信号处理装置和图像数据生成装置。
上述目的通过改变由摄像单元取得的图像的倍率的信号处理装置来实现，该装置包括：第一信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；第二信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；第一检测单元，检测对摄远侧或广角侧的选择；第二检测单元，检测由上述第一信号处理造成的图像倍率放大的界限；和选择单元，能对第一模式和第二模式进行选择，其中，在通过上述选择单元选择了上述第一模式时，在上述第一检测单元检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，在通过上述选择单元选择了上述第二模式时，即使在上述第二检测单元检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，上述第一检测单元又检测到连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
上述目的通过改变由摄像单元取得的图像的倍率的信号存储装置来实现，该装置包括：第一信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；第二信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；第一检测单元，检测对摄远侧或广角侧的选择；第二检测单元，检测由上述第一信号处理造成的图像倍率放大的界限；选择单元，能对第一模式和第二模式进行选择；和信号存储单元，存储上述图像的信号，其中，在通过上述选择单元选择了上述第一模式时，在上述第一检测单元检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，在通过上述选择单元选择了上述第二模式时，即使在上述第二检测单元检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，上述第一检测单元又检测到连续选择摄远侧，也不进行上述第二信号处理。
上述目的通过改变由摄像单元取得的图像的倍率的图像记录装置来实现，该装置包括：光学变倍单元，用于变更在上述摄像单元的受光面上成像的被拍摄物体图像的视角；第一信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，在由上述光学变倍单元进行变倍的同时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；第二信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；第一检测单元，检测对摄远侧或广角侧的选择；第二检测单元，检测由上述第一信号处理造成的图像倍率放大的界限；选择单元，能对第一模式和第二模式进行选择，和信号存储单元，存储上述图像的信号，其中，在通过上述选择单元选择了上述第一模式时，在上述第一检测单元检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，在通过上述选择单元选择了上述第二模式时，即使在上述第二检测单元检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，上述第一检测单元又检测到连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
上述目的通过改变由摄像单元取得的图像的倍率的信号处理方法来实现，该方法包括：第一信号处理步骤，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；第二信号处理步骤，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；第一检测步骤，检测对摄远侧或广角侧的选择；第二检测步骤，检测由上述第一信号处理步骤造成的图像倍率放大的界限；和选择步骤，能对第一模式和第二模式进行选择，其中，在上述选择步骤中选择了上述第一模式时，在上述第一检测步骤中检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测步骤中检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，在上述选择步骤中选择了上述第二模式时，即使在通过上述第二检测步骤检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，在上述第一检测步骤中又检测到从广角侧连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
上述目的通过以摄像元件拍摄的摄像数据为基础来生成图像数据的图像数据生成装置来实现，该装置包括：记录模式控制单元，控制生成并记录具有对应上述摄影元件的像素数的第一图像大小的第一图像形式的图像数据的第一记录模式和生成并记录具有比上述第一图像大小更小的第二图像大小的第二图像形式的图像数据的第二记录模式；电子变倍单元，在上述第二记录模式中，在生成上述第二图像形式的图像数据时进行电子变倍处理；最大变倍率设定单元，设定上述电子变倍单元的最大变倍率；变倍率变化显示单元，将上述最大变倍率设定单元设定的上述最大变倍率作为最大值显示变倍率的变化，其中：在上述最大变倍率设定单元将用户从多种最大变倍率候补中选择的最大变倍率候补设定为上述最大变倍率的同时，上述变倍率变化显示单元将变倍率比上述最大变倍率低的最大变倍率候补的值作为边界线显示出来。
上述目的通过以摄像元件拍摄的摄像数据为基础来生成图像数据的图像数据生成方法实现，该方法包括：记录模式控制步骤，控制生成并记录具有对应上述摄影元件的像素数的第一图像大小的第一图像形式的图像数据的第一记录模式和生成并记录具有比上述第一图像大小更小的第二图像大小的第二图像形式的图像数据的第二记录模式；电子变倍步骤，在上述第二记录模式中，在生成上述第二图像形式的图像数据时进行电子变倍处理；最大变倍率设定步骤，设定上述电子变倍步骤的最大变倍率；变倍率变化显示步骤，将上述最大变倍率设定步骤中设定的上述最大变倍率作为最大值显示变倍率的变化，其中：在上述最大变倍率设定步骤中，将用户从多种最大变倍率候补中选择的最大变倍率候补设定为上述最大变倍率的同时，上述变倍率变化显示步骤中，将变倍率比上述最大变倍率低的最大变倍率候补的值作为边界线显示出来。
上述目的通过改变由摄像单元取得的成像倍率的信号处理装置用的程序实现，该程序使上述信号处理装置执行：第一信号处理步骤，在增加成像倍率时，进行对摄取的摄像面的扫描范围缩小变更摄像信号的第一信号处理；第二信号处理步骤，通过进行与上述第一信号处理步骤不同的第二信号处理改变成像倍率；第一检测步骤，检测对摄远侧或广角侧的选择；第二检测步骤，检测上述第一信号处理步骤产生的成像倍率扩大的界限；选择步骤，可选择第一模式和第二模式，其中：在上述选择步骤中选择上述第一模式时，在上述第一检测步骤检测到连续选择摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，同时在上述第二检测步骤检测到该第一信号处理产生的成像倍率扩大达到了界限的情况下，继续通过进行上述第二信号处理来进行成像扩大，在选择上述第二模式并在上述第二检测步骤检测到达到了上述第一信号处理产生的成像倍率扩大界限后，即便在上述第一检测步骤中还检测到从广角侧连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
上述目的通过以摄像元件摄像的摄像数据为基础来生成图像数据的图像数据生成装置用的程序实现，该程序使上述图像数据生成装置中执行：记录模式控制步骤，控制生成并记录具有对应上述摄影元件的像素数的第一图像大小的第一图像形式的图像数据的第一记录模式和生成并记录具有比上述第一图像大小更小的第二图像大小的第二图像形式的图像数据的第二记录模式；电子变倍步骤，在上述第二记录模式中，在生成上述第二图像形式的图像数据时进行电子变倍处理；最大变倍率设定步骤，设定上述电子变倍步骤的最大变倍率；变倍率变化显示步骤，将上述最大变倍率设定步骤中设定的上述最大变倍率作为最大值显示变倍率的变化，其中：在上述最大变倍率设定步骤中，将用户从多种最大变倍率候补中选择的最大变倍率候补设定为上述最大变倍率的同时，上述变倍率变化显示步骤中，将变倍率比上述最大变倍率低的最大变倍率候补的值作为边界线显示出来。
上述目的通过摄像装置实现，该摄像装置具有光学变焦功能和电子变焦功能，以上述光学变焦功能覆盖的摄像倍率拍摄的摄像图像在记录缩小为具有比该摄像图像的像素数少的规定像素数的图像的缩小图像的同时，在指示进行以超出上述光学变焦功能覆盖的最大摄像倍率进行的倍率的摄像时，使用上述电子变焦功能记录从上述摄像图像生成的图像，其中包括：存储单元，存储表示上述电子变焦功能对应的摄像倍率中摄像时使用的最大倍率的设定值；第一电子变焦单元，从上述摄像图像切出上述规定像素数的图像来作为扩大图像；第二电子变焦单元，从上述摄像图像切出上述扩大图像的部分图像，将该部分图像扩大到上述规定像素数，作为扩大图像；切换单元，对应上述设定值，在利用上述第一和第二电子变焦单元二者进行拍摄还是仅使用上述第一电子变焦单元进行拍摄之间进行切换。
本发明的其它特征和优点从下面结合附图的说明中得以明确，所有附图中相同的参考符号表示相同或类似的部件。
附图说明
加入并构成说明书一部分的附图表示出本发明的实施例，其与附图一起，用于解释本发明的原理。
图1是表示本发明的第一实施例的数字摄像机的示意结构的图；
图2是表示图1所示的相机信号处理电路104的细节的图；
图3是表示图2所示的缩小处理电路205的示意结构的图；
图4是表示对应缩小率的水平方向的可变空间LPF的设定例的图；
图5是表示图2所示的扩大处理电路206的示意结构的图；
图6是与扩大率成比例增加孔径校正处理时的轮廓强调信号的增益的控制例子的图；
图7是表示与图2和3，5所示的变倍处理电路204不同结构的变倍处理电路204a的示意结构的图；
图8是表示图1所示的数字摄像机的静止图像/动态画面模式变更的概要的图；
图9是表示图1所示的数字摄像机的第二记录模式时的变焦动作的概要的图；
图10是表示确认摄像图像的取景器114上的变焦倍率显示例子的图；
图11A～C是表示在变焦倍率显示1001上显示变倍率的边界线的例子的图；
图12A～C是表示与11A～C不同的变焦倍率显示1001的例子的图；
图13是表示最大倍率选择开关11的具体例子的图；
图14是表示对应本实施例的数字摄像机的模式设定的变焦处理的动作流程的图；
图15是表示对应本实施例的数字摄像机的模式设定的变焦处理的动作流程的图；
图16是表示对应本实施例的数字摄像机的模式设定的变焦处理的动作流程的图；
图17是表示本发明的第二实施例的数字摄像机的示意结构的图；
图18是说明图17所示的相机信号处理电路104a的细节的图；
图19是表示第二摄像模式的变焦处理的概要的图；
图20是表示本发明的第三实施例的数字摄像机的示意结构的图；
图21是说明图20所示的相机信号处理电路104b的细节的图；
图22是表示图20所示的数字摄像机的变焦处理动作的概要的图；
图23A和B是表示确认摄像图像的取景器114上的变焦倍率显示例子的图；
图24A和B是表示与23A和B不同的变焦倍率显示2000的例子的图；
图25是表示最大倍率选择开关111a的具体例子的图；
图26是表示原来的具有光学变焦功能和电子变焦功能的图像记录装置的示意结构的图；
图27是表示图26所示的图像记录装置的光学变焦和电子缩小的动作的图。
具体实施方式
根据附图详细说明本发明的优选实施例。
首先说明作为本发明的第一实施例的数字摄像机(图像记录装置或信号处理装置或图像数据生成装置)的示意结构。本实施例的数字摄像机可摄取静止图像和动态图像二者。
图1是表示本发明的第一实施例的数字摄像机的示意结构的图。图1中，透镜光学系统101包括将入射光成像在摄像元件102上的光学透镜、光圈、聚焦控制器、各种光学滤波器和其驱动机构。透镜光学系统101是可光学地变更视角的光学变焦的透镜光学系统，并包含其驱动机构。另外，图1的数字摄像机中表示的透镜光学系统101的上述光学结构是一般性的，因此省略说明。
摄像元件102是通过透镜光学系统101将在感光面上成像的光信号变换为电信号的元件，已知例如CCD(电荷耦合器件)、CMOS(补偿型金属氧化物半导体)传感器等。103是A/D(模拟数字转换)电路，将由摄像元件102变换为电信号的摄像信号模拟/数字变换为数字摄像数据(下面叫摄像数据)。此时的摄像数据是按摄像元件102固有(按像素排列和色滤波器排列/像素电荷的读出方法等不同)的输出形式构成的数字数据。
相机信号处理电路104进行用于将从A/D电路103供给的摄像数据变换为图像数据的各种处理。而且，相机信号处理电路104为进行光学变焦而控制透镜光学系统101的光学变焦驱动机构。另外相机信号处理电路104进行的处理细节将在后面说明。记录信号处理电路105对在相机信号处理电路104中变化后的图像数据进行压缩编码、记录格式化、纠错编码、记录调制编码等处理，输出用于记录在记录媒体的记录图像数据。记录媒体106记录记录信号处理电路105生成的记录图像数据。另外，作为记录媒体106的具体例子，包括软盘和磁带等。
记录模式开关107是为设定记录模式而可由用户切换的开关。作为本实施例的记录模式，包括在静止图像数据/动画数据之间切换记录的图像数据的种类、或变更记录图像大小。另外，所谓本实施例的记录模式是进行静止图像数据/动画数据的切换、或记录图像大小的变更的模式。记录模式控制电路108根据记录模式开关107的设定控制摄像元件102的驱动电路、相机信号处理电路104、记录信号处理电路105的处理内容。另外，后面说明记录模式控制电路108的具体内容。
最大倍率设定电路109对应最大倍率选择开关111的设定而设定变焦操作中的最大倍率。另外，后面说明最大倍率设定电路109的设定细节。变焦倍率显示电路110在后述的取景器114上显示与变焦倍率相关的信息。具体说，如图10所示，在表示广角、摄远的两端的标尺(scale)上显示(指示器显示)表示当前的变焦倍率的字符。关于图10，在后面具体说明。变焦操作键112是用于操作者输入广角、摄远之间的变焦操作的操作键。
显示控制电路113以相机信号处理电路104输出的图像数据为基础，一边在取景器114上显示拍摄中的图像，一边在取景器114上显示变焦倍率显示电路110的变焦倍率。取景器114是根据显示控制电路113的控制而显示各种信息的控制电路，例如液晶显示电路等。
另外，图1所示的数字摄像机除图1所示结构外，还包括系统控制器和记录媒体的驱动电路、用户接口电路等一般数字摄像机包括的构成要素，但本发明的实施例说明中不需要，因此省略了。
这里，说明图1所示的数字摄像机的记录模式控制电路108的具体处理。图1所示的数字摄像机如上所述具有摄取静止图像的静止图像模式和摄取动画图像的动画模式。通过操作者切换记录模式开关107，在记录模式控制电路108的控制下，可进行静止图像/动画模式的变更。图8是表示图1所示的数字摄像机的静止图像/动画模式变更的概要图。
图8中，摄像图像大小801表示将摄像元件102输出的摄像信号经过A/D电路103变换为数字数据的摄像数据的图像大小。静止图像大小802是在记录模式为静止图像模式时，数字摄像机以摄像数据为基础生成的静止图像数据的图像大小。另外，动画图像大小803是记录模式为动画模式时，数字摄像机以摄像数据为基础生成的动画图像数据的图像大小。
图像大小由图像数据包含的像素数据的总数决定。如图8所示，静止图像大小802按与所拍摄的摄像图像大小801相同的图像大小进行相机信号处理，但动画图像大小803按依据动画数据格式而缩小摄像图像大小801后得到的图像大小进行相机信号处理。
如上所述，动画模式时，下面说明需要进行图像大小的缩小处理的理由。例如，数字摄像机格式(下面叫DV格式)中，规定了动画图像数据的图像大小。因此，在摄像数据的图像大小大于规定大小时，需要按规定大小进行缩小。因此，图1所示的数字摄像机中在动画模式下进行向对应于DV格式的图像大小的缩小。
与此不同，关于静止图像模式时摄取的静止图像数据的图像大小，在静止图像格式中未特别规定，可按由各数字摄像机决定的最大图像大小进行记录。
作为摄像元件102对应以上所示的静止图像/动画模式切换的驱动处理，例如包括在动画模式下的相加读出和静止图像模式下的非相加读出之间切换等。而且，作为记录信号处理电路105对应于静止图像/动画模式切换的处理，进行由静止图像/动画模式的设定而确定的DV格式和静止图像格式所对应的压缩编码、记录格式化、就此编码、调制编码等之间的切换。
下面说明中，第一记录模式是静止图像模式、第二记录模式是动画模式。第一、第二记录模式不限定于上述模式，只要是利用不同的电子扩大/缩小处理的2个记录模式都可以，例如，相对上述第一记录模式(静止图像模式)，第二记录模式也可以是电子缩小静止图像数据的静止图像缩小记录模式。
接着说明图1所示的相机信号处理电路104的细节。
图2是表示图1所示的相机信号处理电路104的细节的图。图2中，摄像数据输入端子201连接A/D电路103的输出端子，并被输入A/D电路103所输出的摄像数据。存储器1(202)是保存输入到摄像数据输入端子201的摄像数据的存储电路。存储器1(202)中保存的摄像数据如上所述为由于摄像元件102的结构和驱动方法不同而具有不同形式的摄像数据。作为具体的摄像数据的形式，有由彩色摄像元件情况下的彩色滤波器排列决定的数据形式等。
摄像信号处理电路203将存储器1(202)保存的摄像数据变换为用于记录的图像数据形式或用于下一处理的中间图像数据形式。具体说，摄像信号处理电路203由于本实施例的摄像元件102是彩色摄像元件，因此进行从摄像数据向RGB形式的图像数据和Y(R-Y)(B-Y)形式的图像数据的矩阵变换处理、彩色滤波器排列的插值处理、白平衡处理、γ变换处理等。这些处理利用后述从记录模式输入端子201供给的记录模式数据控制变换参数。
变倍处理电路204对摄像信号处理电路203输出的图像数据进行扩大/缩小处理，输出变倍后的图像数据。具体说，变倍处理电路204包括缩小处理电路205、扩大处理电路206、变倍处理选择电路207。缩小处理电路205对图像数据进行缩小处理，输出缩小的图像数据。检测对图像数据的缩小处理是否达到界限，在检测到达到界限时，扩大处理电路206对图像数据进行扩大处理，输出扩大图像数据。变倍处理选择电路207依据模式选择图像数据、缩小图像数据和扩大图像数据中的一个并输出变倍后的图像数据。存储器(208)保存变倍处理电路204输出的变倍后图像数据。端子209是用于输出存储器2保存的变倍后图像数据(第二图像形式的图像数据)的端子。
记录模式输入端子210(下面叫端子210)从图10的记录模式控制电路108输入记录模式数据。具体说，输入用于指定第一记录模式(静止图像记录模式)或第二记录模式(动画模式)的记录模式数据。上述的摄像信号处理电路203进行对应于从端子210输入的记录模式数据的信号处理。具体说，进行对应第一记录模式(静止图像记录模式)从摄像数据生成静止图像数据的处理和对应第二记录模式(动画模式)从摄像数据生成动画图像数据的处理。在后述的变焦控制电路211和电子变倍控制电路212中，进行依据从端子210输入的记录模式数据的变焦动作的控制。
变焦控制电路211根据来自变焦操作键输入端子213(下面叫端子213)的变焦操作键输入数据而决定变焦倍率，并用对应于所决定的变焦倍率控制后述的光学变焦控制电路216和电子变倍控制电路212，以进行变焦动作。电子变倍控制电路212对应来自变焦控制电路211的指示控制变倍处理电路204的变倍处理。而且，电子变倍控制电路212还根据需要控制从存储器1(202)读出摄像数据的方法。变焦控制电路211和电子变倍控制电路212的处理细节在后面说明。
最大倍率选择输入端子214(下面叫端子214)输入图1的最大倍率设定电路109的最大倍率选择值。根据与该选择值对应的模式，在变焦控制电路211中处理输入至端子214的最大倍率选择值。变焦倍率显示输出端子215(下面叫端子215)连接变焦倍率显示电路110的输入端子，向变焦倍率显示电路110输出变焦倍率显示数据。接着，光学变焦控制电路216根据来自变焦控制电路211的指示控制透镜光学系统101进行光学变焦。光学变焦输出端子217(下面叫端子217)连接透镜光学系统101，将光学变焦控制电路216输出的用于控制光学变焦处理的光学变焦数据输出到透镜光学系统101。
通过以上所示结构，相机信号处理电路104对应第一记录模式将摄像数据变换为静止图像形式的静止图像数据，对应第二记录模式将摄像数据变换为动画形式的动画图像数据，或进行与光学变焦、电子变焦相关的处理。
接着，说明图2所示的缩小处理电路(作为第一信号处理单元的第一电子变倍单元)205的结构例子。图3是表示图2所示的缩小处理电路205的示意结构的图。图3中，输入端子301连接图2的电子变倍控制电路212，从电子变倍控制电路212输入电子变倍控制数据。缩小控制电路302根据与经输入端子301从电子变倍控制电路212输入的模式相对应的电子变倍控制数据而指定变倍率，根据该变倍率控制后述的LPF(低通滤波器)系数设定电路304的同时，依据该变倍率控制后述的下采样电路306。
输入端子303连接图2的摄像信号处理电路203，从摄像信号处理电路203输入图像数据。可变空间LPF(低通滤波器)305对经输入端子303从摄像信号处理电路203输入的图像数据进行用于防止由缩小处理带来的图形失真(高频成分的混叠)的频带限制。LPF系数设定电路304通过缩小控制电路302的控制将对应于缩小率的LPF系数设定在可变空间LPF305中。
这里，说明对应于缩小率的LPF系数的设定方法的一个例子。图4是表示对应于缩小率的水平方向上的可变空间LPF的设定例子的图。一般地，通过限定到与缩小后的奈奎斯特频率相等的频率的频带限制可防止图形失真，因此根据缩小率来确定频带受限的水平空间频率，从而设定LPF特性。具体说，如图4所示，设定缩小率越小，水平空间频率的频带越小的LPF特性。
下采样电路306以来自缩小控制电路302的变倍率为基础对可变空间LPF305进行了频带限制的图像数据进行缩小处理。输出端子307输出下采样电路306输出的缩小后的图像数据。该输出端子307连接记录信号处理电路105的输入侧。作为缩小处理电路205的数字图像数据的缩小方式，最好使用例如使用2次再采样滤波器的Bi-Cubic插值的缩小方式等一般利用的缩小方式。
接着说明图2所示的扩大处理电路(作为第二信号处理单元的第二电子变倍单元)206的结构例子。图5是表示图2所示的扩大处理电路206的示意结构的图。输入端子501连接图2的电子变倍控制电路212，从电子变倍控制电路212输入电子变倍控制数据。扩大控制电路502根据经输入端子501从图2的电子变倍控制电路212输入的电子变倍控制数据来指扩大率，并根据该扩大率控制后述的上采样电路504和校正系数设定电路505。
输入端子503连接图2的摄像信号处理电路203，从摄像信号处理电路203输入图像数据。上采样电路504根据来自扩大控制电路502的扩大率进行对从输入端子503输入的图像数据的扩大处理。作为扩大处理电路206的数字图像数据的扩大方式，最好使用例如使用2次再采样滤波器的Bi-Cubic插值的扩大方式等一般利用的扩大方式。
校正系数设定电路505根据来自扩大控制电路502的扩大率而设定后述的孔径校正电路506使用的校正系数。孔径校正电路506进行用于校正扩大处理中的图像尖锐度恶化的孔径校正处理。这里，作为孔径校正处理的具体例子，有将分离图像边缘成分得到的信号作为轮廓强调信号、乘以规定增益，并与原图像相加的方式等。如上所述，扩大控制电路502，通过在控制根据变倍率上采样电路504的同时，控制校正系数设定电路505，来控制孔径校正电路506的特性。
这里，说明孔径校正处理和扩大率的关系。图6是表示与扩大率成比例地增加孔径校正处理时的轮廓强调信号的增益的控制例子的图。如图6所示，校正系数设定电路505为孔径校正电路506设定与扩大率成比例地增大轮廓强调信号的增益的校正系数。即，扩大控制电路502控制校正系数设定电路505以设定与扩大率成比例的校正系数。
接着说明图1所示的数字摄像机的第二记录模式(动画模式)时的变焦动作。下面说明中，将被拍摄物体的摄像范围(在记录媒体106上记录的图像数据的被拍摄物体范围)设为视角。
图9是表示图1所示的数字摄像机的第二记录模式的成像倍率和变焦动作的概要的图。图9中，框901是光学变焦在摄远端时的视角。另外，本实施例的电子变焦时，摄像元件102和存储器(202)处理对应该框901的图像大小的摄像数据。即，摄像元件102的有效像素区域面(摄像面)的电荷读出范围(扫描范围)是框901所示范围。
框902表示第二记录模式下可等倍处理的视角，表示与在第二记录模式下从框901所示摄像范围内的摄像数据切取下的记录图像大小相等的部分的图像区域。框903是表示比框901更广角的、光学变焦广角端的视角的框。框904是表示在作为由电子变焦进行的第二信号处理的扩大处理中的视角，表示框901所示视角的摄像数据中成为扩大处理对象的图像区域。如以上框901～904所示，通过光学变焦、电子变焦，越靠近广角侧，视角越大，越靠近摄远侧，视角越小。换言之，越靠近广角侧，像越小，越靠近摄远侧，像越大。
广角时的记录图像905表示以框903所示的视角向记录媒体106记录时的动画图像数据的图像。光学变焦摄远端时的记录图像906表示以框901所示的视角向记录媒体106记录时的动画图像数据的图像。等倍处理摄像数据时的记录图像907表示以框902所示的视角向记录媒体106记录时的动画图像数据的图像。由电子变焦进行的扩大处理时的记录图像908表示以框904所示的视角向记录媒体106记录时的动画图像数据的图像。记录图像905～908的大小表示动画图像数据的图像大小，为用DV格式确定的图像大小。如以上的记录图像905～908所示，以随视角变化而变化的处理对象范围内的摄像图像数据为基础，生成由规定格式确定的图像大小的动画图像数据并记录到记录媒体106中。
数字摄像机中，通过透镜光学系统101的控制实现从上述框903到框901的视角变化。该视角的变化区域为图9的光学变焦区域910。通过相机信号处理电路104的电子变焦处理(缩小处理)实现从上述框901到框902的视角变化。该视角的变化区域是图9的电子变焦1区域911。通过相机信号处理电路104的电子变焦处理(作为第二信号处理的扩大处理)实现从上述框902到框904的视角变化。该视角的变化区域是图9的电子变焦2区域912。
如图8所示，本实施例的数字摄像机中，在第二记录模式下，缩小摄像数据的图像大小并将其记录为动画图像数据，因此即便在光学变焦区域910之间，也可进行电子变倍处理(作为第一信号处理的缩小处理)。即，从成为光学变焦区域910的、光学变焦的摄远端到广角端，按一定电子变倍(缩小)率进行透镜光学系统101的光学变焦。记录图像907的图像大小与从如框902所示的摄像数据中切出的图像大小相等，因此此时切出大小与记录大小相等，从而电子变倍率＝1(等倍)。
这里，变倍处理电路204检测电子变倍率达到了界限。在电子变倍率＝1时，该电路检测到电子变倍率达到了界限。例如，按320×240像素生成图像并记录的情况下，取得与320×240像素相对应的摄像数据。也可构成为达到近似于电子变倍率＝1的规定值时，检测为电子变倍率达到了界限。
为在本实施例中进行说明，对于电子变倍率＝1说明水平垂直方向都等倍的例子，但不限定于此，例如第二记录模式是DV格式的记录模式时，采样基于动画数据标准而非方阵，摄像元件102是方阵时，水平、垂直方向中的一个方向上以等倍进行处理，另一个方向上需要通过电子变倍处理进行调整(＝不等倍)。
如电子变焦1区域911所示，从作为光学变焦摄远端的框901到与等倍切出相当的框902，通过依据电子变倍(缩小)处理改变切出图像大小可得到电子变焦效果，以得到一定的记录图像大小。从框902到框904变化视角的情况为切出图像大小＜为记录图像大小的情况，进行电子变倍率＞1的扩大处理。即，从与等倍切出相当的框902到对应于电子变焦的上限(最大倍率)的框904，对于一定记录图像大小，通过依据电子变倍(扩大)处理而改变切出图像大小可得到电子变焦效果。
接着说明输入图2中端子214的来自图1的最大倍率设定电路109的最大倍率选择值的处理。变焦倍率控制电路211按对应于输入端子214的最大倍率选择值的模式来变更光学变焦控制电路216和电子变倍控制电路212的控制方法，通过变焦操作键输入变更变焦控制范围。这里，表示出最大倍率选择开关111的具体例子并说明最大倍率选择值的设定例子。图13是表示最大倍率选择开关111的具体例子的图。如图13所示，最大倍率选择开关111是例如在数字摄像机的取景器114上显示的GUI(图形用户接口)的最大倍率设定菜单。这通过在数字摄像机内安装用于实现上述GUI的程序和执行该程序的CPU实现。
图13中，1301是设定菜单项目显示，显示出手触校正、电子变焦、白平衡等的设定菜单项目。1302是电子变焦设定项目，是关于电子变焦功能(这里是最大变倍率)的设定项目的一览，有关闭、×2、×8这3种。电子变焦设定项目1302通过选择设定菜单项目显示1301的“电子变焦”而被显示。图13中，如箭头1303所示，选择设定菜单项目显示1301的“电子变焦”。在图13中，如箭头1304所示，选择作为电子变焦设定项目1302的第二模式的“×2”。
通过以上，数字摄像机的操作者通过箭头1303的移动而从设定菜单项目显示1301中选择作为最大倍率选择项的“电子变焦”菜单。
通过这样的操作，进行模式设定。这用图14，15和图16所示流程表示。即，如图14所示，首先进行上述倍率的设定(模式设定)(步骤S1)。由此，显示电子变焦设定项目1302。之后，相机信号处理电路104输出使倍率与广角侧相符的指示(初始化)(步骤S2)。
这里，在电子变焦设定项目1302中，选择项目“关闭”对应于仅使用图9的光学变焦区域910。即从图9的记录图像905到记录图像906都可摄像。
选择作为第二模式的项目“×2”(步骤S3的否和步骤S4)表示使用图9的光学变焦区域910和电子变焦1区域(缩小模式区域)911，从记录图像905到记录图像907都可摄像。由此如图15所示，在变焦控制电路的控制下，当检测到通过变焦操作键112选择从广角侧向摄远侧的移动时(步骤S5)，变倍处理电路204进行作为第一信号处理的缩小处理(步骤S6)。当检测出通过该缩小处理而达到了成像倍率的放大界限时(步骤S7的是)，即使继续检测到通过变焦操作键112而选择从广角侧向摄远侧移动(步骤S8的是)，也禁止上述扩大处理(步骤S9)。在未检测到通过步骤S6的缩小处理而到达了成像倍率放大的界限时(步骤S7的否)，返回步骤S5，以检测变焦操作键112的操作(摄远或广角)。若步骤S7为是且未检测到通过变焦操作键112选择从广角侧向摄远侧的移动时(步骤S8的否)，也返回步骤S5。
选择作为第一模式的项目“×8”(步骤S3的是)表示使用图9的光学变焦区域910和电子变焦1区域(作为第一模式的缩小模式区域)911以及电子变焦2区域(作为第二模式的扩大模式区域)912，此时从记录图像905到记录图像908都可摄像。由此如图14所示，当检测到通过变焦操作键112选择从广角侧向摄远侧的移动时(步骤S13)，变倍处理电路204在缩放控制电路的控制下进行作为第一信号处理的缩小处理(步骤S14)。检测出通过该缩小处理而到达了成像倍率放大的界限时(步骤S15的是)，且检测出通过变焦操作键112从广角侧选择摄远侧(步骤S16的是)，则执行作为图16所示的第二信号处理的上述扩大处理(步骤S17)。当未检测到通过步骤S14的缩小处理而到达了成像倍率放大的界限时(步骤S15的否)，返回步骤S13，检测变焦操作键112的操作(摄远或广角)。在步骤S15为是，且未检测到通过变焦操作键112选择从广角侧向摄远侧的移动时(步骤S16的否)，也返回步骤S13。
接着在图16的步骤S17的处理后，检测摄远或广角并反复第二信号处理(步骤S18，S19、步骤S20的否、步骤S21的否的情况)。当随着上述缩小处理而再次回到倍率扩大的界限值时(步骤S20的是)，返回图14的步骤S13，移到第一信号处理的流程。所谓随着缩小处理而再次返回倍率扩大的界限值是指通过缩小处理，第二信号处理的倍率达到第一信号处理侧(图9的电子变焦1区域911侧)的界限。
另一方面，在不随着上述缩小处理而再返回倍率扩大的界限值(步骤S20的否)、步骤S18中连续检测到从广角侧选择摄远侧、达到了作为第二信号处理的扩大处理的界限时(步骤S21的是)，即使继续通过变焦操作键112选择从广角侧向摄远侧的移动(步骤S22的是)，也禁止作为上述第二信号处理的扩大处理(步骤S23)。当步骤S18中连续检测到从广角侧选择摄远侧并且未达到作为第二信号处理的扩大处理的界限时(步骤S21的否)，返回步骤S18，检测变焦操作键112的操作(摄远或广角)。即使在步骤S21为是、且未检测到通过变焦操作键112而选择从广角侧到摄远侧的移动时(步骤S22的否)，也返回步骤S18。
如上所述，通过最大倍率选择开关111的设定，在变焦控制电路211的控制下，以电子变倍进行缩小动作的范围内的变焦倍率“×2”为最大变倍率，可选择设定第二模式。由此，操作者可选择没有由电子扩大处理带来的画质恶化的变焦模式，并且与仅进行光学变焦的情况下相比，可设定更高变焦倍率的新变焦模式。电子变倍控制电路212通过变焦控制电路211的控制从变倍处理电路204和存储器1(202)读出摄像数据时，通过控制切出区域大小，如上所述也进行缩小和扩大等电子变焦动作。
图2的变倍处理选择电路207通过电子变倍控制电路212的控制，以作使电子变倍缩小的第一信号处理的变倍率选择缩小处理电路205的输出，以使电子变倍扩大的第二信号处理的变倍率选择扩大处理电路206的输出，以电子变倍为等倍的变倍率(例如生成320×240像素的图像并记录时，取得与320×240像素相当的摄像数据的情况)，不经变倍处理，而选择摄像信号处理电路203的输出。即，在光学变焦区域910和电子变焦1区域911中选择缩小处理电路205的输出，在等倍切出时选择摄像信号处理电路203的输出，在电子变焦2区域912中选择扩大处理电路206的输出。
如上所述，在采样矩阵因摄像元件102和记录模式而不同时，水平、垂直中的一个为等倍，另一个的电子变倍率≠1，但此时即便是等倍处理，也需要进行水平或垂直的电子变倍处理，根据该电子变倍率而选择缩小处理电路205或扩大处理电路206的输出。
接着说明与图2，3，5所示的变倍处理电路204不同结构的变倍处理电路204a的示意结构。图7是表示与图2，3，5所示的变倍处理电路204不同结构的变倍处理电路204a的示意结构的图。即，图2中，用图7所示的变倍处理电路204a置换变倍处理电路204。图7所示的变倍处理电路204a通过在扩大和缩小中使用相同的再采样算法，仅用变倍系数的控制即可切换扩大缩小，与图2的变倍处理电路204相比，电路结构简单。
图7中701是输入端子，与图2的电子变倍控制电路212连接，从电子变倍控制电路212输入电子变倍控制数据。702是变倍控制电路，根据经输入端子701自电子变倍控制电路212输入的电子变倍控制数据来指定变倍率，对应该变倍率来控制后述的再采样滤波器704。703是输入端子，与图2的摄像信号处理电路203连接，从摄像信号处理电路203输入图像数据。再采样滤波器704对应从变倍控制电路702输入的变倍率来扩大或缩小从输入端子703输入的图像数据。
接着说明图2所示的变焦控制电路211将对应于变焦操作键的输入的变焦倍率显示输出供给图1的变焦倍率显示电路110、在取景器114上进行变焦倍率的显示的动作和显示例。图10是表示确认摄像图像的取景器114上的变焦倍率显示例的图。图10中，1001是变焦倍率显示，在以广角端和摄远端为两端的标尺中包含显示数字摄像机的摄像中的变焦倍率的指示显示1002。这里，图10的有W文字的侧为广角端，有T文字的侧为摄远端。该指示显示1002根据变焦控制电路211控制的、通过变焦操作键输入等的光学变焦倍率和电子变焦倍率的变化在标尺上移动。
接着说明在变焦倍率显示1001上显示变倍率的边界线的情况。图11A～C是表示在变焦倍率显示1001上显示变倍率的边界线的例子的图。图11A是可变焦到图9所示的光学变焦区域910和电子变焦1区域911和电子变焦2区域912的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。此时，最大倍率选择开关111的设定与图13所示的电子变焦设定项目1302的“×8”对应。图11A中，指示显示1101表示当前的变焦倍率。边界线1102表示光学变焦的上限(图9的光学变焦区域910的广角端)。边界线1103表示电子变焦1的上限(图9的电子变焦1区域911和电子变焦2区域912的边界)。这里，“T”所示的摄远端在最大倍率“×8”时，与图9的记录图像908相对应。
接着图11B是可变焦到图9所示的光学变焦区域910和电子变焦1区域911的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。此时，最大倍率选择开关111的设定与图13所示的电子变焦设定项目1302的“×2”对应。这里，T所示的摄远端在最大倍率“×2”时，与图9的记录图像907相对应。
图11C是可变焦到图9所示的光学变焦区域910的范围的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。此时，最大倍率选择开关111的设定与图13所示的电子变焦设定项目1302的“关闭”对应。这里，T所示的摄远端是光学变焦时的摄远端，与图9的记录图像906相对应。
接着说明与图11A～C不同的变焦倍率显示1001的例子。图12A～C是表示与图11A～C不同的变焦倍率显示1001的例子的图。图11A～C中变焦倍率显示1001的比例尺是可变的(＝变焦倍率显示1001的长度一定)，但图12A～C表示出变焦倍率显示1001的比例尺是固定的(＝变焦倍率显示1001的长度变化)情况下的显示例子。
图12A是可变焦到图9所示的光学变焦区域910和电子变焦1区域911和电子变焦2区域912的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。图12A中，指示显示1201表示当前的变焦倍率。边界线1202表示光学变焦的上限(图9的光学变焦区域910的广角端)。边界线1203表示电子变焦1的上限(图9的电子变焦1区域911和电子变焦2区域912的边界)。如上所述，图12A与上述图11A对应，显示形式和显示内容相同。
图12B是可变焦到图9所示的光学变焦区域910和电子变焦1区域911的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。图12B与图12A相比(也与图11B相比)缩短了图9所示的电子变焦2区域912的大小。
图12C是可变焦到图9所示的光学变焦区域910的范围的情况下的变焦倍率显示1001的显示例子。图12C与图12A相比(也与图11C相比)缩短了图9所示的电子变焦1区域911和电子变焦2区域912的大小。
如上所述，在取景器114上显示的变焦倍率显示1001可以是任意形状，也可以用数字等显示变焦倍率。如上所述，通过表示边界线，可告知用户电子变焦(缩小处理)的开始、电子变焦(扩大处理)的开始、或告知其最大倍率的设定状态。
接着作为本发明的第二实施例，说明还设置有不进行电子变倍处理，而仅通过光学变焦单元进行变焦动作的摄像模式的数字摄像机(图像记录装置)。
图17是表示本发明的第二实施例的数字摄像机的示意结构的图。图17所示的数字摄像机中，与图1所示的数字摄像机的构成要素具有相同符号的构成要素具有相同功能，因此省略其说明。由于等倍固定开关1413和相机信号处理电路104a的构成要素是图17所示的数字摄像机与图1的数字摄像机不同的部分，因此以该不同部分为中心来说明。
图17中，等倍固定开关1413设定将电子变倍固定为等倍并仅使用光学变焦的摄像模式(第二摄像模式)或利用电子变倍的摄像模式(第一摄像模式)。即，等倍固定开关1413的设定为第一摄像模式时，本实施例的数字摄像机进行和图1所示数字摄像机同样的摄像动作。等倍固定开关1413的设定为第二摄像模式时，本实施例的数字摄像机进行本实施例特有的摄像动作。本实施例特有的摄像动作在后面说明。
相机信号处理电路104a在等倍固定开关1413的设定为第一摄像模式时，具有和图1所示的相机信号处理电路104相同的功能，进行将从A/D电路103供给的摄像数据变换为图像数据的各种处理，因此省略其详细说明。相机信号处理电路104a在等倍固定开关1413的设定为第二摄像模式时，进行仅利用本实施例特有的光学变焦的变焦处理。在任一摄像模式下，相机信号处理电路104a都控制透镜光学系统101的光学变焦驱动机构以进行光学变焦。图17所示的数字摄像机除图17所示的构成要素外，还包括系统控制器和记录媒体的驱动电路、用户接口电路等一般数字摄像机包括的构成要素，但本发明的实施例说明中不需要，因此省略了。
接着详细说明图17所示的相机信号处理电路104a。图18是说明图17所示的相机信号处理电路104a的细节的图。如图18所示，相机信号处理电路104a中除等倍固定输入端子1516(下面叫端子1516)和变焦控制电路211a外的结构为与图2所示的相机信号处理电路104相同的结构，因此对于相同符号的部分省略说明。相机信号处理电路104a依据从端子1516输入的等倍固定开关1413的设定而实现将电子变倍固定为等倍、仅使用光学变焦的第二摄像模式。
具体说，在第二摄像模式下，相机信号处理电路104a的变焦控制电路211a对电子变倍控制电路212指示等倍的变倍处理，向光学变焦控制电路216指示对应于变焦操作键的操作的变焦处理。由此，能够实现将电子变倍固定为等倍、仅使用光学变焦的摄像模式。此时，变倍处理选择电路207选择根据从存储器1(202)等倍切出的摄像数据而处理的摄像信号处理电路203的输出。另外如上所述，采样矩阵因摄像元件102和记录图像格式而不同时，水平、垂直方向中的一个方向为等倍，另一个方向进行电子变倍处理。此时即便是等倍处理，也需要进行水平或垂直的电子变倍处理，并根据该电子变倍率选择缩小处理电路205或扩大处理电路206的输出。一旦变倍处理选择电路207中进行了选择之后，所选择的电路和变倍率被固定。
这里说明第二摄像模式的变焦处理。
图19是表示第二摄像模式的变焦处理的概要的图。1601是表示视角的框，表示对应于光学变焦的倍率而变化的视角。摄像元件102和存储器1(202)处理对应于该框1601的图像大小的摄像数据。摄像信号处理电路203从存储器1(202)保存的图像数据切取对应于框1603的图像大小，进行信号处理。接着变倍处理电路204对摄像信号处理电路203输出的图像数据不进行电子变倍处理而输出。由此，第二摄像模式中，数字摄像机仅以光学变焦进行变焦动作，摄取在广角端为记录图像1602、在摄远端为记录图像1606的图像数据。记录图像1604为倍率变焦过程中的图像。
在上述第二摄像模式下，对于进行第一实施例所示的缩小处理的光学变焦而言，尽管视角不同，但可实现不受缩小带来的画质恶化的图像记录。如上所述，在采样矩阵因摄像元件102和记录图像格式而不同时，水平、垂直方向中的一个方向上为等倍，另一个方向上进行电子变倍处理，但此时在等倍的方向上不进行变倍处理，因此，可进行没有等倍方向上的画质恶化的图像记录。
接着作为本发明的第三实施例，说明不包括光学变焦单元而进行变焦动作的数字摄像机。
图20是表示本发明的第三实施例的数字摄像机的示意结构的图。图20所示的数字摄像机中，与图1所示的数字摄像机的构成要素具有相同符号的构成要素具有相同的功能，因此省略说明。由于透镜光学系统101a、相机信号处理电路104b、最大倍率设定电路109a、最大倍率选择开关111a的构成要素是图20所示的数字摄像机与图1的数字摄像机不同的部分，因此以该不同部分为中心来说明。
透镜光学系统101a包含使入射光在摄像元件102上成像的光学透镜、光圈、焦点控制器、各种光学滤波器及其驱动机构。图20的数字摄像机所示的透镜光学系统101a的上述光学结构是一般性的，因此省略说明。透镜光学系统101a不具有变焦功能，这一点与图1所示的透镜光学系统101不同。
相机信号处理电路104b进行将从A/D电路103供给的摄像数据变换为图像数据的各种处理。相机信号处理电路104b进行的处理细节在后面说明。109a是最大倍率设定电路，根据最大倍率选择开关111a的设定而设定变焦操作的最大倍率。最大倍率设定电路109a中的设定细节在后面说明。图20所示的数字摄像机除图20所示的构成要素外，还包括系统控制器和记录媒体的驱动电路、用户接口电路等一般数字摄像机包括的构成要素，但本发明的实施例说明中不需要，因此省略了。
接着说明图20所示的相机信号处理电路104b的细节。图21是说明图20所示的相机信号处理电路104b的细节的图。图21所示的相机信号处理电路104b中，与图2所示的相机信号处理电路104的构成要素具有相同符号的构成要素具有相同的功能，因此省略说明。图21所示的相机信号处理电路104b具有电子变焦控制电路1811的结构是与图2的数字摄像机不同的部分，因此以该不同部分为中心来说明。
电子变焦控制电路1811根据来自端子214的变焦操作键输入而决定变焦倍率，控制来自变倍处理电路204和存储器1(202)的图像切出区域大小。由此，在变倍处理电路204中，进行对应于电子变焦控制电路1811所决定的变焦倍率的电子变焦动作。输入至端子214的最大倍率选择值由电子变焦控制电路1811处理。电子变焦控制电路1811经端子215向图20的变焦倍率显示电路110输出变焦倍率显示数据。经端子210从图1的记录模式控制电路108向电子变焦控制电路1811输入用于指定第一记录模式(静止图像记录模式)或第二记录模式(动画模式)的记录模式数据。如上所述，该记录模式数据也输入到摄像信号处理电路203中。
这里，说明第三实施例的数字摄像机中的变焦处理动作。
图22是表示图20所示的数字摄像机的变焦处理动作的概要的图。1901是表示视角的框，表示电子变焦为广角端时的视角。摄像元件102和存储器1(202)处理对应于该框1901的图像大小的摄像数据。本实施例中，在第二记录模式下，缩小并记录对应于框1901的图像大小的摄像数据。1902是缩小后的记录图像，表示将对应于框1901的图像大小的摄像数据保持视角不变地、缩小到对应于DV格式的图像大小并记录在记录媒体106的图像和该图像的大小。
1903是表示等倍切出区域的框，表示框1901所对应的图像大小的摄像数据中与记录图像大小相等的部分图像区域。当以该框1903切出摄像数据并进行信号处理时，由于切出大小和记录大小相等，因此电子变倍率＝1(等倍)。另外，在摄像元件102和记录图像格式的采样矩阵不同时，水平、垂直方向中的一个方向上执行等倍处理，另一个方向上需要进行电子变倍处理。1904是记录图像，通过处理对应于框1903的图像区域而得到。
1905是表示摄远端的切出图像区域的框，表示框1901对应的图像大小的摄像数据中、以最大变倍率的电子变焦处理所需要的部分图像区域。1906是记录图像，通过处理对应于框1905的图像区域而得到。
 从上述框1901到框1903的切出图像区域的变化通过相机信号处理电路104b中的电子变焦处理(缩小处理)而实现。该切出图像区域的变化区域为图22所示的电子变焦1区域1907。从上述框1903到框1905的切出图像区域的变化通过相机信号处理电路104b中的电子变焦处理(扩大处理)而实现。该切出图像区域的变化区域为图22所示的电子变焦2区域1908。
即，如电子变焦1区域1907所示，对一定的记录图像大小，通过依据电子变倍(缩小)处理而改变切出图像大小，得到电子变焦效果。从框1903到框1905的切出图像大小发生变化时，切出图像大小＜为记录图像大小，此时进行电子变倍率＞1的扩大处理。即，从与等倍切出相当的框1903到成为电子变焦上限(最大倍率)的框1905，对一定的记录图像大小，通过依据电子变倍(扩大)处理而改变切出图像大小，可得到电于变焦效果。
接着说明输入至图21的端子214的、来自图20的最大倍率设定电路109a的最大倍率选择值的处理。电子变焦控制电路1811根据输入至端子214的最大倍率选择值而变更变倍处理电路204的控制方法，从而改变变焦操作键的变焦控制范围。这里，利用最大倍率选择开关111a的具体例子来说明最大倍率选择值的设定例子。图25是表示最大倍率选择开关111a的具体例子的图。如图25所示，最大倍率选择开关111a例如是通过数字摄像机的取景器114上所显示的GUI来进行设定的最大倍率设定菜单。这通过在数字摄像机中安装用于实现上述GUI的程序和执行该程序的CPU实现。
图25中，2201是设定菜单项目显示，显示出手触校正、电子变焦、白平衡等的设定菜单项目。2202是电子变焦设定项目，是关于电子变焦功能(这里是最大变倍率)的设定项目的列表，有“×2”、“×8”这2种。电子变焦设定项目2202通过选择设定菜单项目显示2201的“电子变焦”而被显示。图25中，如箭头2203所示，选择设定菜单项目显示2201中的“电子变焦”。在图25中，如箭头2204所示，选择电子变焦设定项目2202中的“×8”。
通过以上操作，数字摄像机的操作者通过移动箭头2203从设定菜单项目显示2201中选择作为最大倍率选择项目的“电子变焦”菜单。由此，显示电子变焦设定项目2202。这里，在电子变焦设定项目2202中，选择项目“×2”表示使用图22中的电子变焦1区域(缩小模式区域)1907，此时从记录图像1902到记录图像1904都可摄像。选择项目“×8”表示使用图22中的电子变焦1区域(缩小模式区域)1907和电子变焦2区域(扩大模式区域)1908，此时从记录图像1902到记录图像1906均可摄像。
如上所述，通过最大倍率选择开关111a的设定，在电子变焦控制电路1811的控制下，可将在电子变倍进行缩小动作之前的变焦倍率“×2”设定为最大变倍率。由此，操作者可选择没有由电子扩大处理带来的画质恶化的变焦模式。通过电子变焦控制电路1811的控制，变更存储器1(202)保存的摄像数据的切出图像大小，由变倍处理电路204进行对应于变倍率的缩小和扩大等电子变焦动作，但来自存储器1(202)的切出控制和变倍处理电路204的变倍处理与第一实施例所示相同，因此省略说明。
接着说明向图20的变焦倍率显示电路110供给图21所示的电子变焦控制电路1811对应变焦操作键输入的变焦倍率显示输出、在取景器114上进行变焦倍率显示的动作和显示例子。图23A和B是表示用于确认摄像图像的取景器114上的变焦倍率显示例子的图。图23A是最大变倍率为电子变倍的最大值、且可在从图22所示的电子变焦1区域1907到电子变焦2区域1908中进行变焦时的变焦倍率显示的例子。此时，最大倍率选择开关111的设定与图25所示的电子变焦设定项目2202中的“×8”对应。图23A中，2000是变焦倍率显示，以广角端和摄远端为两端的标尺中包含显示数字摄像机在摄像中的变焦倍率的指示器显示2001。2002是边界线，表示电子变焦的上限(图22的电子变焦1区域1907和电子变焦2区域1908的边界)。这里，在最大倍率×8时，T所示的摄远端与图22的记录图像1906相对应。
图23B是可在图22所示的电子变焦1区域1907的范围内进行变焦时的变焦倍率显示2000的显示例子。此时，最大倍率选择开关111a的设定与图22所示的电子变焦设定项目2202中的“×2”对应。这里，在最大倍率×2时，T所示的摄远端与图22的记录图像1904相当。
接着说明与图23A和B不同的变焦倍率显示2000的例子。图24A和B是表示与图23A和B不同的变焦倍率显示2000的例子的图。图23A和B中变焦倍率显示2000的比例尺是可变的(＝变焦倍率显示2000的长度一定)，但图24A和B表示出变焦倍率显示2000的比例尺是固定的(＝变焦倍率显示2000的长度变化)情况下的显示例子。
图24A是可在图22所示的电子变焦1区域1907和电子变焦2区域1908的范围内进行变焦时的变焦倍率显示2000的显示例子。图24A中，指示器显示2101表示当前的变焦倍率。2102是边界线，表示电子变焦的上限(图22的电子变焦1区域1907和电子变焦2区域1908的边界)。如上所述，图24A与上述图23A对应，显示形式和显示内容相同。
图24B是可在图22所示的电子变焦1区域1907的范围内进行变焦时的变焦倍率显示2000的显示例子。图24B与图24A相比(也与图23B相比)缩短了图22所示的电子变焦2区域1908的大小。这里，在最大倍率×2时，T所示的摄远端与图22的记录图像1904相对应。
摄像元件102是进行彩色摄像的区域传感器，其中包括多种彩色滤波器的像素按二维排列来配置。摄像元件102具有根据记录模式等而变化的多种驱动模式。具体说，如上所述，包括在摄取静止图像数据时，读出全部像素的像素数据的非相加读出驱动模式和在摄取动画图像数据时混合并读出垂直方向上的像素数据的相加读出驱动模式两种。驱动模式的种类不限于上述，也可以包括其它驱动模式。
图1和图2所示的数字摄像机的各种控制电路可通过专用的硬件实现，也可以是控制电路的一部分或全部由存储器和CPU(中央运算装置)构成，通过将实现控制部的种种处理的程序读入存储器并执行来实现该处理。
上述存储器可由硬盘装置、光磁盘装置、闪速存储器等的非易失性存储器、CD-ROM等只读记录媒体、RAM(随机存取存储器)这种易失性存储器或其组合的、可由计算机读取、写入的记录媒体构成。
也包含根据计算机读出的程序的指示，由计算机上运行的操作系统(OS)等执行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述实施例的各控制电路的功能。
另外，也可以将从存储媒体等的媒体读出的程序码写入插入计算机的功能扩展板、连接计算机的功能扩展单元上装备的存储器后，根据该程序码的指示，由功能扩展板、功能扩展单元上的CPU等执行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述实施例的各控制电路功能。
以上参考附图详细说明了本发明的实施例，但具体结构不限定于该实施例，在不背离本发明的宗旨的范围的设计等都包含其中。
如以上说明，本发明的信号处理装置在选择第一模式时，在由第一检测单元检测到连续选择摄远侧的情况下，进行第一信号处理，同时由第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率扩大达到了界限时，通过继续进行第二信号处理来扩大图像，在选择第二模式时，在由上述第二检测单元检测到已达到了由第一信号处理造成的图像倍率扩大的界限后，即便上述第一检测单元还检测到连续选择摄远侧也禁止第二信号处理，因此用户可通过选择模式调整图像的变焦率，用户可选择由电子变焦处理引起的画质恶化较少的变焦模式。
本发明的图像数据生成装置在将用户从多种最大变倍率候补中选择的最大变倍率候补设定为最大变倍率的同时，变倍率变化显示单元将其变倍率比最大变倍率低的最大变倍率候补的值作为边界线显示出来，因此用户可选择希望的图像的最大变焦率。即用户可选择由电子变焦处理引起的画质恶化较少的变焦模式。通过将最大变倍率候补的值作为边界线显示出来，用户容易把握电子变焦处理的状态、影响，用户可更适当地选择由电子变焦处理引起的画质恶化较少的变焦模式。
本发明的诸多很大程度上彼此不同的实施例都是在不背离本发明的精神和范围的情况下作出的，应理解本发明不限定在其特定实施例，而由后附权利要求进行限定。

Claims (9)

1.一种改变由摄像单元取得的图像的倍率的信号处理装置，其特征在于包括：
第一信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；
第二信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；
第一检测单元，检测对摄远侧或广角侧的选择；
第二检测单元，检测由上述第一信号处理造成的图像倍率放大的界限；和
选择单元，能对第一模式和第二模式进行选择，
其中，在通过上述选择单元选择了上述第一模式时，在上述第一检测单元检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，
在通过上述选择单元选择了上述第二模式时，即使在上述第二检测单元检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，上述第一检测单元又检测到连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于：上述第一信号处理单元还包括进行上述图像的空间频带限制的空间低通滤波器单元。
3.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于：上述空间低通滤波器单元根据变倍率来变更上述空间频带限制的频率特性。
4.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于：上述第二信号处理单元还包括用于强调图像轮廓的轮廓强调单元。
5.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于：上述轮廓强调单元根据上述第二信号处理单元的变倍率来变更上述轮廓的强调程度。
6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于：上述第一模式、第二模式在摄像单元取得的图像的变倍率为1倍的情况下不进行上述第一信号处理和上述第二信号处理。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的信号处理装置，其特征在于：通过上述第二信号处理来放大上述图像的信号。
8.一种改变由摄像单元取得的图像的倍率的图像记录装置，其特征在于包括：
光学变倍单元，用于变更在上述摄像单元的受光面上成像的被拍摄物体图像的视角；
第一信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，在由上述光学变倍单元进行变倍的同时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；
第二信号处理单元，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；
第一检测单元，检测对摄远侧或广角侧的选择；
第二检测单元，检测由上述第一信号处理造成的图像倍率放大的界限；
选择单元，能对第一模式和第二模式进行选择，和
信号存储单元，存储上述图像的信号，
其中，在通过上述选择单元选择了上述第一模式时，在上述第一检测单元检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测单元检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，
在通过上述选择单元选择了上述第二模式时，即使在上述第二检测单元检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，上述第一检测单元又检测到连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
9.一种改变由摄像单元取得的图像的倍率的信号处理方法，其特征在于包括：
第一信号处理步骤，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数缩小变更记录像素数的第一信号处理；
第二信号处理步骤，进行在增加图像的倍率时，针对所拍摄的像素数放大变更记录像素数的第二信号处理；
第一检测步骤，检测对摄远侧或广角侧的选择；
第二检测步骤，检测由上述第一信号处理步骤造成的图像倍率放大的界限；和
选择步骤，能对第一模式和第二模式进行选择，
其中，在上述选择步骤中选择了上述第一模式时，在上述第一检测步骤中检测到连续选择了摄远侧的情况下，进行上述第一信号处理，并且在上述第二检测步骤中检测到由该第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限的情况下，通过继续进行上述第二信号处理来进行图像放大，
在上述选择步骤中选择了上述第二模式时，即使在通过上述第二检测步骤检测到由上述第一信号处理造成的图像倍率放大已经达到界限后，在上述第一检测步骤中又检测到从广角侧连续选择摄远侧，也禁止上述第二信号处理。
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