JP2003018470A - 撮像装置、撮像方法、プログラム、および媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルビデオカメラなどの静止画撮影時に
おけるノイズ低減を効率よく行うことができなかった。 【解決手段】 動画の生成を行うか静止画の生成を行う
かに関わらず同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単
位ごとに生成するＣＣＤ１（１−１〜１−３）と、生成
された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込んでノイズ
を低減するための処理を行う３次元ＮＲ回路４と、所定
の一単位ごとに処理された撮像信号を記憶するメモリ９
と、３次元ＮＲ回路４によって処理された撮像信号に対
して動画または静止画の生成を行うための演算を行うマ
トリクス回路５とを備え、所定の一単位ごとの撮像信号
のノイズを低減するための処理は、その所定の一単位よ
り前に記憶されている所定の一単位の撮像信号を利用し
て行われる撮像装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオカ
メラ、デジタルスチルカメラなどの撮像装置、撮像方
法、プログラム、および媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラの普及に伴
い、デジタルビデオカメラの静止画画質向上が望まれて
いる。

【０００３】しかし、デジタルビデオカメラはＤＶ規格
で動画出力画素数が規定されており、ＮＴＳＣ方式のＤ
Ｖ規格では水平・垂直方向に（７２０×４８０画素）と
決められているため、静止画の画質はＶＧＡ（６４０×
４８０画素）程度が限界であった。

【０００４】これに対し、多画素のＣＣＤを用いて動画
撮影時はその一部の画素だけを切り出して出力、または
ＤＶ規格で規定されている画素数に縮小して出力し、静
止画撮影時は全画素を出力することで静止画画質をＸＧ
Ａ（１０２４×７６８画素）やＳＸＧＡ（１２８０×９
６０画素）相当にまで向上させたデジタルビデオカメラ
がすでに発売されている。

【０００５】そこで、このような従来の撮像装置の構成
および動作について説明する。

【０００６】図９は多画素のインターレース方式ＣＣＤ
を１個用い、動画撮影時はＣＣＤから一部の画素を切り
出して出力する単板撮像装置の構成図である。

【０００７】まず動画撮影時について説明する。

【０００８】ＣＣＤ１０１は、前述したように、多画素
のＣＣＤを用いてその一部の画素だけを切り出して出力
するために、撮像した信号の画面上下端の信号を垂直高
速転送により切り捨て、中央部の垂直４８０ラインをイ
ンターレース走査で出力する。すなわち、垂直４８０本
の走査線から構成される１フレームの映像を、奇数番目
の２４０本の走査線から構成される奇数フィールドと偶
数番目の２４０本の走査線から構成される偶数フィール
ドに分割し、最初の１／６０秒間に奇数フィールドだけ
を撮像し、次の１／６０秒間に偶数フィールドだけを撮
像し出力する。

【０００９】ＣＣＤ１０１の出力信号はアナログ信号処
理回路１０２、Ａ／Ｄ変換器１０３を経て、マトリクス
回路１０４において処理され、輝度（Ｙ）信号及び色差
（Ｃ）信号となる。マトリクス回路１０４の出力信号は
ノイズ低減回路１０５に入力され、メモリ１０８を用い
てフレーム巡回型ノイズ低減処理が行われる。

【００１０】図１０はノイズ低減回路１０５の構成を示
す一例である。説明の便宜上、外部にあるメモリ１０８
を含めて記載している。ただし、外部にあることを示す
ため破線で記載している。

【００１１】メモリ１０８には１フレーム前の１フレー
ム分の映像信号が記憶されている。そしてメモリ１０８
からは、奇数フィールド時には１フレーム前の奇数フィ
ールドのデータが読み出され、偶数フィールド時には１
フレーム前の偶数フィールドのデータが読み出される。
減算器２０１−１、２では、マトリクス回路１０４から
の入力信号とメモリ１０８からの出力信号との差が求め
られる。減算器２０１−１、２の出力信号であるフレー
ム差分信号には、映像の静止部分のノイズと、フレーム
間の動き信号成分が含まれている。非線形回路２０２−
１、２では、減算器２０１−１、２の出力信号からノイ
ズを抽出する。

【００１２】非線形回路の入出力特性を図１１に示す。
図１１のように、非線形回路２０２−１、２は入力信号
の振幅の小さい部分のみを抜き出して出力するような特
性を持っている。これは、「一般にノイズは信号に比べ
て振幅が小さい」という統計的事実に基づき、振幅の小
さい部分はノイズと見なして出力し、振幅の大きい部分
は動き信号成分の可能性が高いとして出力を抑えるとい
う処理をするためである。

【００１３】減算器２０３−１、２では、マトリクス回
路１０４からの入力信号と非線形回路２０２−１、２の
出力信号との差を求める。非線形回路２０２−１、２の
出力信号は、フレーム差分信号から抽出したノイズと見
なせるため、減算器２０３−１、２の出力信号としてノ
イズの低減された信号が得られる。

【００１４】減算器２０３−１、２の出力はメモリ１０
８にも入力され、次のフレームの入力信号と差分がとら
れる。

【００１５】以上の処理を繰り返すことにより、ノイズ
低減回路１０５からはノイズの低減されたＹＣ信号（輝
度（Ｙ）信号及び色差（Ｃ）信号）が出力されることに
なる。

【００１６】電子ズーム回路１０６はノイズ低減回路１
０５の出力に対し、画面左右端の画素を切り捨てたのち
適当な倍率でズームし、水平７２０画素の動画として出
力する。

【００１７】次に静止画撮影時について説明する。

【００１８】なお、上述した動画撮影時の方式を用いて
も静止画を記録できるが、静止している被写体に対して
は問題なく表示できるものの、動いている被写体の場合
は映像を構成する２つのフィールドが１／６０秒の撮像
時間のずれを持つため、静止画にジャギーと呼ばれるブ
レが発生する。

【００１９】そこで、プログレッシブＣＣＤと呼ばれる
全走査線を１／６０秒間で走査できる撮像素子を使う方
法もあるが、通常のインターレース方式ＣＣＤに比べる
と高価なため、一般的には静止画撮影時には機械的にイ
ンターレースＣＣＤへの入射光を遮断して同一時刻のＣ
ＣＤでの撮像結果を２つのフィールドに分割して出力す
るシャッターフレーム方式と呼ばれる機能が用いられ
る。

【００２０】すなわち、ＣＣＤ１０１は、前述したよう
に、多画素のＣＣＤを用いてその全画素を出力すること
により、２つのフィールドで全ラインを読み出すように
駆動されるが、最初の１／６０秒（＝１フィールド）期
間が終了した瞬間にＣＣＤ１０１への入力光を遮断する
ように光学シャッターまたは絞りを閉じるように制御す
ることで、最初の１／６０秒期間にＣＣＤ１０１に入射
した光によって発生した電荷を、次の１／６０秒期間に
奇数フィールドとして、その次の１／６０秒期間に偶数
フィールドとして、それぞれ読み出すことになる。すな
わち、１／６０秒期間に撮像した全ラインが、奇数フィ
ールド・偶数フィールドに分けられ、それらの順番でＣ
ＣＤ１０１から出力される。

【００２１】メモリ１０７にはそれらのデータが格納さ
れ、読み出す際に奇数フィールドのラインと偶数フィー
ルドのラインが交互に読み出される。メモリ１０７から
読み出されたデータは、動画撮影時と同様にマトリクス
回路１０４を経てＹＣ信号となり、ノイズ低減回路１０
５へ出力される。

【００２２】静止画撮影時はノイズ低減回路１０５に入
力されるデータは多画素のデータであるが、メモリ１０
８にはそれまで行っていた動画撮影時の奇数偶数フィー
ルド合わせて４８０本となるデータ（ＹＣ信号）しか格
納されないためフレーム差分を求めることができず、従
ってノイズ低減回路１０５において、フレーム巡回型ノ
イズ低減処理を行わずに出力される。

【００２３】その後電子ズーム回路１０６において必要
に応じて正方画素変換のためのズーム処理を施され静止
画として出力される。

【００２４】このようにして、動いている被写体の場合
にも、多画素でジャギーの発生しない高精細な静止画を
得ることができる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成による撮像装置では、動画撮影時におけるフレ
ーム巡回型ノイズ低減処理のような３次元ノイズ低減処
理を行うことが出来ないため、静止画撮影時において動
画撮影時の時よりもＳ／Ｎが劣化してしまうことは否め
ない（静止画撮影時はノイズ低減回路として空間ＬＰＦ
を用いた２次元ノイズ低減回路を使う構成も考えられる
が、その場合、静止画のエッジ部やディテール部が劣化
するという副作用が生じる）。

【００２６】なお、図１２のようにＣＣＤとしてプログ
レッシブＣＣＤを使用する構成にすれば、多画素の全ラ
インデータを１／６０秒で読み出すことができるため、
多画素のデータをメモリ１０８に格納することで、静止
画撮影時も３次元ノイズ低減処理を行うことができる。
しかし、ＣＣＤにはインターレースＣＣＤより高価なも
のを使わなければならないし、３次元ノイズ低減処理に
用いるメモリ１０８には多画素の全ラインデータを格納
するため大容量メモリを用いる必要が生ずるから回路規
模が増加してしまう。また、多画素の全ラインデータを
１／６０秒で読み出すため、静止画撮影時にはＣＣＤや
回路のクロック周波数が上がり、消費電力も増大してし
まう。

【００２７】本発明は、上記従来のこのような課題を考
慮し、静止画撮影時におけるノイズ低減を効率よく行う
ことができる撮像装置、撮像方法、プログラム、および
媒体を提供することを目的とするものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】第一の本発明（請求項１
に対応）は、動画の生成を行うか静止画の生成を行うか
を切り替えて対象物の撮像を行うための撮像装置であっ
て、前記動画の生成を行うか前記静止画の生成を行うか
に関わらず同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位
ごとに生成する生成手段と、前記生成された撮像信号を
所定の一単位ごとに読み込んでノイズを低減するための
処理を行う処理手段と、前記所定の一単位ごとに処理さ
れた撮像信号を記憶する記憶手段と、前記処理手段によ
って処理され、前記記憶手段に一旦記憶されたまたは記
憶されなかった撮像信号に対して、前記動画の生成また
は前記静止画の生成を行うための演算を行う演算手段と
を備え、前記所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低
減するための処理は、その所定の一単位より前に前記記
憶されている所定の一単位の撮像信号を利用して行われ
る撮像装置である。

【００２９】第二の本発明（請求項２に対応）は、前記
所定の一単位とは、フィールドであり、前記撮像信号の
読み込みは、偶数フィールドと奇数フィールドとに対し
て交互に行われ、前記所定の一単位ごとの撮像信号のノ
イズを低減するための処理は、そのフィールドより前に
前記記憶されているフィールドの撮像信号を利用して行
われる第一の本発明の撮像装置である。

【００３０】第三の本発明（請求項３に対応）は、
（ａ）前記動画の生成を行うときには、前記処理手段に
よって処理され前記記憶手段に記憶されなかった撮像信
号を、（ｂ）前記静止画の生成を行うときには、前記処
理手段によって処理され前記記憶手段によって一旦記憶
された撮像信号を、前記演算を行われるべき撮像信号と
して選択するための選択手段を備えた第二の本発明の撮
像装置である。

【００３１】第四の本発明（請求項４に対応）は、前記
演算手段は、前記選択手段によって選択された撮像信号
に基づいて、第一の輝度信号およびその第一の輝度信号
と空間的にずれた第二の輝度信号を作成する輝度信号作
成手段と、前記作成された第一の輝度信号の水平方向の
サンプリング周波数を変換するサンプリング周波数変換
手段と、前記作成された第一の輝度信号および前記第二
の輝度信号を記憶するメモリと、前記メモリによって記
憶された第一の輝度信号および第二の輝度信号を選択す
るためのセレクタとを有し、（ａ）前記動画の生成が行
われるときには、前記サンプリング周波数変換手段によ
って変換された第一の輝度信号が前記演算の結果として
出力され、（ｂ）前記静止画の生成が行われるときに
は、前記セレクタによって選択された第一の輝度信号お
よび第二の輝度信号が前記演算の結果として出力される
第三の本発明の撮像装置である。

【００３２】第五の本発明（請求項５に対応）は、前記
生成手段は、前記静止画撮影が行われる際には、同一時
刻における前記撮像信号を前記偶数フィールドと前記奇
数フィールドとに分割して生成する第二の本発明の撮像
装置である。

【００３３】第六の本発明（請求項６に対応）は、前記
所定の一単位とは、フレームであり、前記撮像信号の読
み込みは、一フレームに対して一挙に行われ、前記所定
の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減するための処理
は、そのフレームより前に前記記憶されているフレーム
の撮像信号を利用して行われる第一の本発明の撮像装置
である。

【００３４】第七の本発明（請求項７に対応）は、前記
演算手段は、前記処理手段によって処理された撮像信号
に基づいて、第一の輝度信号およびその第一の輝度信号
と空間的にずれた第二の輝度信号を作成する輝度信号作
成手段と、前記作成された第一の輝度信号の水平方向の
サンプリング周波数を変換するサンプリング周波数変換
手段と、前記作成された第一の輝度信号および前記第二
の輝度信号を記憶するメモリと、前記メモリによって記
憶された第一の輝度信号および第二の輝度信号を選択す
るためのセレクタとを有し、（ａ）前記動画の生成が行
われるときには、前記サンプリング周波数変換手段によ
って変換された第一の輝度信号が前記演算の結果として
出力され、（ｂ）前記静止画の生成が行われるときに
は、前記セレクタによって選択された第一の輝度信号お
よび第二の輝度信号が前記演算の結果として出力される
第六の本発明の撮像装置である。

【００３５】第八の本発明（請求項８に対応）は、前記
画素は、ｎ個の撮像素子を一組として、実質的に水平方
向、垂直方向の配列間隔がそれぞれＰｈ、Ｐｖとなるよ
うマトリックス状に配列されており、前記ｎ個の撮像素
子の内の少なくとも一つの撮像素子は、他の撮像素子に
対して水平方向、垂直方向にそれぞれＷｈ＝（Ｐｈ／２
＋ａ）、Ｗｖ＝（Ｐｖ／２＋ｂ）（ａ、ｂは定数）だけ
シフトされている第一の本発明の撮像装置である。

【００３６】第九の本発明（請求項９に対応）は、ａ＝
ｂ＝０である第八の本発明の撮像装置である。

【００３７】第十の本発明（請求項１０に対応）は、ｎ
＝３であり、前記画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号をそれぞ
れ出力するための三個の撮像素子が一組となった画素で
あり、前記シフトされている撮像素子は、前記Ｇの色信
号を出力するための撮像素子であることを特徴とする第
九の本発明の撮像装置である。

【００３８】第十一の本発明（請求項１１に対応）は、
動画の生成を行うか静止画の生成を行うかを切り替えて
対象物の撮像を行うための撮像方法であって、前記動画
の生成を行うか前記静止画の生成を行うかに関わらず同
じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位ごとに生成す
るステップと、前記生成された撮像信号を所定の一単位
ごとに読み込んでノイズを低減するための処理を行うス
テップと、前記所定の一単位ごとに処理された撮像信号
を記憶するステップと、前記処理され、前記一旦記憶さ
れたまたは記憶されなかった撮像信号に対して、前記動
画の生成または前記静止画の生成を行うための演算を行
うステップとを備え、前記所定の一単位ごとの撮像信号
のノイズを低減するための処理は、その所定の一単位よ
り前に前記記憶されている所定の一単位の撮像信号を利
用して行われる撮像方法である。

【００３９】第十二の本発明（請求項１２に対応）は、
第十一の本発明の撮像方法の、前記動画の生成を行うか
前記静止画の生成を行うかに関わらず同じ画素数に基づ
く撮像信号を所定の一単位ごとに生成するステップと、
前記生成された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込ん
でノイズを低減するための処理を行うステップと、前記
所定の一単位ごとに処理された撮像信号を記憶するステ
ップと、前記処理され、前記一旦記憶されたまたは記憶
されなかった撮像信号に対して、前記動画の生成または
前記静止画の生成を行うための演算を行うステップとの
全部または一部をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムである。

【００４０】第十三の本発明（請求項１３に対応）は、
第十一の本発明の撮像方法の、前記動画の生成を行うか
前記静止画の生成を行うかに関わらず同じ画素数に基づ
く撮像信号を所定の一単位ごとに生成するステップと、
前記生成された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込ん
でノイズを低減するための処理を行うステップと、前記
所定の一単位ごとに処理された撮像信号を記憶するステ
ップと、前記処理され、前記一旦記憶されたまたは記憶
されなかった撮像信号に対して、前記動画の生成または
前記静止画の生成を行うための演算を行うステップとの
全部または一部をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムを担持した媒体であって、コンピュータにより処
理可能なことを特徴とする媒体である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下では、本発明にかかる実施の
形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

【００４２】（実施の形態１）はじめに、主として図１
を参照しながら、本実施の形態の撮像装置の構成につい
て説明する。なお、図１は、実施の形態１にかかる撮像
装置の基本的な要部構成を例示するブロック図である。

【００４３】図１において１−１〜１−３はそれぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂ用インターレース（飛び越し走査）ＣＣＤを
示す。２はＣＣＤ１−１〜１−３からの出力に対しアナ
ログ信号処理を行うアナログ処理回路、３−１〜３−３
はアナログ処理回路の出力に対し、アナログ／デジタル
変換（以下Ａ／Ｄ変換）を行うＡ／Ｄ変換器、４はＡ／
Ｄ変換器３−１〜３−３の出力に対しメモリ９からの出
力を用いてフレーム巡回型のノイズ低減を行うノイズ低
減手段としての３次元ＮＲ回路、メモリ９は３次元ＮＲ
回路４の出力を１フレーム分記憶し、記憶したデータを
第１の出力ポートを使用して３次元ＮＲ回路４へ、そし
て第２の出力ポートを使用してセレクタ１２へ出力する
記憶手段としてのメモリ、１２は動画撮影時には３次元
ＮＲ回路４の出力を、静止画撮影時にはメモリ９の出力
を選択して後段へ出力する選択手段としてのセレクタ、
５はセレクタ１２の出力からＹ信号２系統、Ｃ信号１系
統を作成し出力する輝度信号作成手段としてのマトリク
ス回路、６はマトリクス回路５の出力に対し水平方向の
ズーム処理を行う水平ズーム回路、７は水平ズーム回路
６の出力のうちのＹ信号１系統、Ｃ信号１系統に対し、
サンプリング周波数変換処理を行うサンプリング周波数
変換手段としてのサンプリング周波数変換器、１０は水
平ズーム回路６からの出力Ｙ信号２系統及びＣ信号１系
統を記憶し、そのデータを読み出した後にＹ信号２系統
については時分割多重を行いセレクタ８へ出力、Ｃ信号
１系統についてはインターレース補正回路１１へ出力す
る第２の記憶手段としてのメモリ、１１はメモリ１０か
ら出力されるＣ信号に対しＹ信号と同じライン数を作成
するために垂直補間を行うインターレース補正回路、セ
レクタ８は動画撮影時にはサンプリング周波数変換器７
からの出力信号を、静止画撮影時にはＹ信号はメモリ１
０、Ｃ信号はインターレース補正回路１１からの出力信
号を選択して出力する第２の選択手段としてのセレクタ
である。

【００４４】つぎに、本実施の形態の撮像装置の動作に
ついて説明する。ただし、説明の簡略化のため、ＣＣＤ
は垂直画素混合をしないものとする。

【００４５】なお、本実施の形態の撮像装置の動作につ
いて説明しながら、本発明の撮像方法の一実施例につい
ても説明する（以下同様である）。

【００４６】はじめに、動画撮影時の動作について説明
する。

【００４７】まずＣＣＤ１−１〜１−３から出力される
ＲＧＢ信号は、アナログ処理回路２、Ａ／Ｄ変換器３−
１〜３−３でそれぞれアナログ処理、デジタル信号への
変換が行われ、３次元ＮＲ回路４に出力される。

【００４８】図２は、ＣＣＤ１−１〜１−３の画素の空
間的な位置関係を示すものである。斜め方向の画素ずら
し配置により、Ｇ信号の画素Ｇ１１、Ｇ１２、．．．
は、Ｒ及びＢ信号の画素Ｒ１１、Ｒ１２、．．．及びＢ
１１、Ｂ１２、．．．に対して、右下方向に水平垂直方
向に１／２画素分ずれている（たとえば、画素Ｒ１１と
Ｂ１１とは同一位置にあるため、Ｒ₁₁、Ｂ₁₁と書くべき
ところを単にＲ、Ｂ₁₁と書いた）。ここで、ＣＣＤ１−
１〜１−３はインターレースＣＣＤであるため、信号出
力時にはＧ信号の画素は、奇数フィールドではＧ１１、
Ｇ３１、．．．のように、偶数フィールドではＧ２１、
Ｇ４１、．．．のように、垂直１ラインおきに出力され
る。Ｒ信号、Ｂ信号についても同様である。

【００４９】３次元ＮＲ回路４ではこのような空間位置
関係にあるＲＧＢ信号に対しフレーム巡回型ノイズ低減
処理が行われる。

【００５０】図３は３次元ＮＲ回路４の構成の一例を示
すブロック図である。説明の便宜上、外部にあるメモリ
９を含めて記載している。ただし、外部にあることを示
すため破線で記載している。

【００５１】メモリ９には３次元ＮＲ回路４から出力さ
れる信号の１フレーム（＝１／３０秒）前の映像信号が
常に２フィールド分記憶されている。そしてメモリ９か
らは、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−３の出力が奇数フィー
ルドのデータである場合は、１フレーム前に書き込まれ
た奇数フィールドのデータが第１の出力ポートから読み
出される。偶数フィールドの場合も同様に、１フレーム
前に書き込まれた偶数フィールドのデータが第１の出力
ポートから読み出される。

【００５２】減算器２１−１〜２１−３では、Ａ／Ｄ変
換器３−１〜３−３からの入力信号とメモリ９の第１の
出力ポートからの出力信号との差が求められる。減算器
２１−１〜２１−３の出力信号であるフレーム差分信号
には、映像の静止部分のノイズとフレーム間の動き信号
成分が含まれている。非線形回路２２−１〜２２−３で
は、減算器２１−１〜２１−３の出力信号であるフレー
ム差分信号からノイズを抽出する。非線形回路の入出力
特性は図１１と同様であり、振幅の小さい部分はノイズ
と見なして出力し、振幅の大きい部分は動き信号成分の
可能性が高いとして出力を抑えるという処理を行う。

【００５３】減算器２３−１〜２３−３では、Ａ／Ｄ変
換器３−１〜３−３からの入力信号と非線形回路２２−
１〜２２−３の出力信号の差を求める。非線形回路２２
−１〜２２−３の出力信号は、フレーム差分信号から抽
出したノイズと見なせるため、減算器２３−１〜２３−
３の出力信号としてノイズの低減されたＲＧＢ信号が得
られる。

【００５４】３次元ＮＲ回路４の出力はセレクタ１２及
びメモリ９へ入力される。セレクタ１２は、動画撮影時
には３次元ＮＲ回路４の出力を選択し、マトリクス回路
５へ出力する。マトリクス回路５ではセレクタ１２から
出力された、既にノイズ低減処理されたＲＧＢ信号を２
系統のＹ信号及び１系統のＣ信号に変換する。マトリク
ス回路５の動作を以下に示す。

【００５５】マトリクス回路５には、これらのＲＧＢ画
素信号がサンプリング周波数ｆｓで入力され、（数１）
のようにＹ信号の画素Ｙ₂₁、Ｙ₂₂、．．．を求め、これ
をＹ１信号としてサンプリング周波数２ｆｓで出力す
る。

【００５６】

【数１】 Ｙ１₂₁＝０．３０Ｒ₂₁＋０．５９Ｇ₂₁＋０．１１Ｂ₂₁ Ｙ１₂₂＝０．３０Ｒ₂₂＋０．５９Ｇ₂₁＋０．１１Ｂ₂₂ 以上のようにＹ１信号の画素を求めることにより、水平
方向にＧの２倍の画素数を持つＹ信号を得ることができ
る。例として、ＲＧＢ画素信号が水平７６８画素、垂直
４８０画素で、インターレース走査により１フィールド
に２４０ラインずつＣＣＤ１−１〜１−３から出力され
る場合、Ｙ１信号は水平１５３６画素となる。一方、垂
直方向のライン数は変わらない。従ってこのとき、ｆｓ
＝１５．７５ＭＨｚとすれば、２ｆｓ＝３１．５ＭＨｚ
となる。

【００５７】また、Ｃ信号は（数２）のように求める。
Ｙ１信号及び、Ｃ信号の空間位置を図２に●で示す。

【００５８】

【数２】 Ｃ₃₁＝０．７０Ｒｍ−０．５９Ｇ₃₁−０．１１Ｂｍ Ｃ₃₂＝−０．３０Ｒｍ−０．５９Ｇ₃₁＋０．８９Ｂｍ ただし Ｒｍ＝（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂＋Ｒ₅₁＋Ｒ₅₂）／４ Ｂｍ＝（Ｂ₃₁＋Ｂ₃₂＋Ｂ₅₁＋Ｂ₅₂）／４ マトリクス回路５の内部構成を図４に示す。入力された
Ｒ及びＢ信号はそれぞれ１Ｈラインメモリ３１（Ｈ：水
平方向走査期間）、３２及びＣマトリクス回路３７に入
力される。１Ｈラインメモリ３１、３２の出力はＹ１用
マトリクス回路３５、Ｙ２用マトリクス回路３６及び、
Ｃ用マトリクス回路３７に入力される。

【００５９】一方、入力されたＧ信号は１Ｈラインメモ
リ３３に入力され、１Ｈラインメモリ３３の出力はＹ１
用マトリクス回路３５及びＣマトリクス回路３７及び１
Ｈラインメモリ３４に入力される。１Ｈラインメモリ３
４の出力はＹ２用マトリクス回路３６に入力される。こ
のように構成することにより、Ｙ１用マトリクス回路３
５にはＲ₃₁、Ｒ₃₂、．．．、Ｇ₃₁、Ｇ₃₂、．．．、
Ｂ₃₁、Ｂ₃₂、．．．が、Ｙ２用マトリクス回路３６には
Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、．．．、Ｇ₁₁、Ｇ₁₂、．．．、Ｂ₃₁、
Ｂ₃₂、．．．が、Ｃ用マトリクス回路３７にはＲ₃₁、Ｒ
₃₂、．．．、Ｒ₅₁、Ｒ₅₂、．．．、Ｇ₃₁、
Ｇ₃₂、．．．、Ｂ₃₁、Ｂ₃₂、．．．、Ｂ₅₁、
Ｂ₅₂、．．．が、それぞれ入力されることになる。

【００６０】マトリクス回路５から出力されるＹ１、Ｃ
の各信号は、水平ズーム回路６にて画角調整のためのズ
ーム処理が施される。ＤＶ規格の場合、動画撮影時の出
力としては、水平７２０画素、垂直４８０画素のインタ
ーレース走査されたＹ信号を１３．５ＭＨｚレートで出
力する必要がある。しかし、ＣＣＤの駆動周波数は一般
に１３．５ＭＨｚとは異なるため、後述のサンプリング
周波数変換処理を行うことが必要になる。ここで、サン
プリング周波数変換後の画素数を水平７２０画素とする
ためには、変換前と変換後の水平画素数比をサンプリン
グ周波数変換比と等しくしておけば良いことになる。例
として、前述の水平１５３６画素、垂直４８０画素、サ
ンプリング周波数３１．５ＭＨｚのＹ信号を水平７２０
画素、垂直４８０画素、サンプリング周波数１３．５Ｍ
Ｈｚのレートにする場合は、周波数比が

【００６１】

【数３】３１．５：１３．５＝７：３＝１６８０：７２
０ であるから、ズーム倍率は

【００６２】

【数４】１６８０／１５３６＝１．０９３倍 となる。従って、水平ズーム回路６では水平１５６８画
素の入力に対し、水平画素１６８０画素にズームするこ
とになる。

【００６３】水平ズーム回路６から出力されるＹ１、Ｃ
の各信号は、サンプリング周波数変換器７において、水
平方向のサンプリング周波数が変換される。

【００６４】この様子を図５に示す。図５は、サンプリ
ング周波数変換のイメージを示すものである。同図は例
としてサンプリング周波数を３／７に変換する場合のイ
メージを示している。Ｙ₁、Ｙ₂、．．．は変換前のＹ信
号画素を、Ｙ₁’、Ｙ₂’、．．．は変換後のＹ信号画素
を、それぞれ示す。まず、Ｙ₁を基準とし、変換前のＹ
信号に帯域制限を施してＹ₁と同じ位置に存在するＹ₁’
を求める。次にＹ₃及びＹ₄からそれぞれ１：２の距離の
位置にＹ₂’を帯域制限と補間により求める。同様にＹ₅
及びＹ₆からそれぞれ２：１の距離の位置にＹ₃’を帯域
制限と補間により求める。以上のことを繰り返せば、水
平方向のサンプリング周波数を３／７に下げることが可
能となる。

【００６５】前述の水平１６８０画素、サンプリング周
波数３１．５ＭＨｚのＹ信号は、サンプリング周波数変
換器７により、水平７２０画素、サンプリング周波数１
３．５ＭＨｚのＹ信号となって出力される。

【００６６】サンプリング周波数変換器７の出力は、セ
レクタ８に入力される。セレクタ８は、動画撮影時はサ
ンプリング周波数変換器７の出力を選択し、本撮像装置
の出力として出力する。

【００６７】次に、静止画撮影時の動作について説明す
る。

【００６８】ＣＣＤ１−１〜１−３から出力されるＲＧ
Ｂ信号の空間位置を図６に示す。ただし、ＲＧＢ信号の
空間位置は図２と同じとなる。図６の空間位置関係にあ
るＲＧＢ信号は、動画撮影時と同じく垂直方向１ライン
おきに出力される。つまり、ＣＣＤ１−１〜１−３は２
フィールド期間かけて全ラインを出力するよう駆動され
る。

【００６９】そこで静止画撮影時には従来の撮像装置と
同じくシャッターフレーム方式を使用する。すなわち、
最初の１／６０秒期間が終了した瞬間にＣＣＤ１−１〜
１−３への入力光を遮断するように光学シャッターまた
は絞りを閉じるように制御する。そして最初の１／６０
秒期間にＣＣＤ１−１〜１−３に入射した光によって発
生した電荷を、次の１／６０秒期間に奇数フィールドと
して、その次の１／６０秒期間に偶数フィールドとし
て、それぞれ読み出す。すなわち、１／６０秒期間に撮
像した全ラインが、１ライン置きに奇数フィールドと偶
数フィールドに分けられ、それらの順番でＣＣＤ１−１
〜１−３から出力される。

【００７０】そして、それらのデータはアナログ処理回
路２、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−３を経て３次元ＮＲ回
路４に出力される。

【００７１】メモリ９は動画撮影から静止画撮影に切り
替える際に書き込みを禁止し、動画撮影時に記憶されて
いた２フィールド分のデータが上書きされないようにす
る。そして、３次元ＮＲ回路４に入力されるデータが奇
数フィールドのデータ（ＲＧＢ信号）である場合は、メ
モリ９内に記憶されている動画撮影時の奇数フィールド
のデータ（ＲＧＢ信号）が第１の出力ポートから読み出
される。偶数フィールドの場合も同様に、動画撮影時の
偶数フィールドのデータが第１の出力ポートから読み出
される。

【００７２】このように、本実施の形態においては、動
画撮影時か静止画撮影時かに関わらずメモリ９に格納さ
れるデータは同じ画素数に基づいているため、３次元Ｎ
Ｒ回路４では前述した動画撮影時の時と同様な処理が行
われ、その結果３次元ＮＲ回路４からはフレーム巡回型
ノイズ低減処理が施されたＲＧＢ信号が出力される。

【００７３】３次元ＮＲ回路４から出力されたデータは
メモリ９及びセレクタ１２に入力される。この時メモリ
９は書き込みを許可し、その結果、メモリ９にはＲＧＢ
の全ライン分のデータがノイズ低減された状態で蓄積さ
れることになる。

【００７４】次にメモリ９からは第２の出力ポートを用
いてＣＣＤ上の空間位置を再現するようにＲＧＢ信号が
読み出される。Ｇ信号の画素を例にとると、垂直方向は
Ｇ₁₁、Ｇ₂₁、Ｇ₃₁、．．．の順で出力される。Ｒ信号、
Ｂ信号についても同様である。セレクタ１２は静止画撮
影時にはメモリ９の第２の出力ポートを選択し、その入
力データをマトリクス回路５へ出力する。

【００７５】マトリクス回路５には、メモリ９からのＲ
ＧＢ画素信号がサンプリング周波数ｆｓで入力され、Ｇ
信号の画素Ｇ₂₁、Ｇ₂₂、．．．と、Ｒ及びＢ信号の画素
Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、．．．及びＢ₂₁、Ｂ₂₂、．．．から、（数
５）のようにＹ信号の画素Ｙ ₂₁、Ｙ₂₂、．．．を求め、
これをＹ１信号としてサンプリング周波数２ｆｓで出力
する。

【００７６】

【数５】 Ｙ１₂₁＝０．３０Ｒ₂₁＋０．５９Ｇ₂₁＋０．１１Ｂ₂₁ Ｙ１₂₂＝０．３０Ｒ₂₂＋０．５９Ｇ₂₁＋０．１１Ｂ₂₂ 同様に、Ｇ信号の画素Ｇ₁₁、Ｇ₁₂、．．．と、Ｒ及びＢ
信号の画素Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、．．．及びＢ₂₁、Ｂ₂₂、．．．
から（数６）のようにＹ信号の画素Ｙ₁₁、Ｙ₁₂、．．．
を求め、これをＹ２信号としてサンプリング周波数２ｆ
ｓで出力する。

【００７７】

【数６】 Ｙ２₁₁＝０．３０Ｒ₂₁＋０．５９Ｇ₁₁＋０．１１Ｂ₂₁ Ｙ２₁₂＝０．３０Ｒ₂₂＋０．５９Ｇ₁₁＋０．１１Ｂ₂₂ Ｙ１信号及びＹ２信号の空間位置を図６に●で示す。以
上のようにＹ信号の画素を求めることにより、水平方向
にＧの２倍の画素数を持つＹ信号を得ることができ、Ｙ
１、Ｙ２信号を併せると垂直方向にもＧの２倍の画素数
を持つＹ信号が得られることになる。例として、ＲＧＢ
画素信号が水平７６８画素、垂直４８０画素の場合、Ｙ
１及びＹ２信号は共に水平１５３６画素、垂直４８０画
素、となり、Ｙ１とＹ２を併せると水平１５３６画素、
垂直９６０画素のＹ信号となる。このとき、ｆｓ＝１
５．７５ＭＨｚとすれば、２ｆｓ＝３１．５ＭＨｚとな
る。

【００７８】また、Ｃ信号は（数７）のように１系統の
み求める。人間の視覚特性からＣ信号はそれほど高い帯
域を必要としないため１系統で充分である。Ｃの空間位
置はＧと同じ位置となるが図６の簡略化のため図示して
いない。

【００７９】

【数７】 Ｃ₂₁＝０．７０Ｒｍ−０．５９Ｇ₂₁−０．１１Ｂｍ Ｃ₂₂＝−０．３０Ｒｍ−０．５９Ｇ₂₁＋０．８９Ｂｍ ただし Ｒｍ＝（Ｒ₂₁＋Ｒ₂₂＋Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／４ Ｂｍ＝（Ｂ₂₁＋Ｂ₂₂＋Ｂ₃₁＋Ｂ₃₂）／４ そして、マトリクス回路５の出力は、水平ズーム回路６
に入力され、正方画素変換される。

【００８０】ここで、正方画素変換について説明する。
デジタルスチルカメラ用のＣＣＤでは水平及び垂直方向
の画素間隔が等しくなっている（正方画素配列）が、ビ
デオカメラ用のＣＣＤでは異なった間隔になっており、
これをそのままパソコンの画面に出力すると、縦または
横に延びた画像になってしまうため、電子的に水平方向
にズーム処理を行い、Ｙ及びＣ信号の水平垂直方向の画
素間隔を揃える、つまり水平垂直の画素数の比を４：３
にすることが必要になる。水平１５３６画素、垂直９６
０画素のＹ信号を考えた場合、水平方向に約０．８３倍
の水平ズームを施すことにより、水平１２８０画素、垂
直９６０画素の正方画素データが得られる。

【００８１】水平ズーム回路６の出力はメモリ１０に入
力される。メモリ１０では水平ズーム回路６の出力を蓄
積する。この結果、メモリ１０には正方画素変換後の
Ｙ、Ｃ信号、つまり水平１２８０画素、垂直４８０画素
のＹ１、Ｙ２、Ｃ信号が得られる。

【００８２】メモリ１０からのＹ信号出力は、空間的に
上に位置するＹ２信号から出力が開始され、以後Ｙ１信
号、Ｙ２信号を１ラインずつ交互に出力することで、垂
直９６０画素分のＹ信号を出力し、セレクタ８に入力さ
れる。メモリ１０からのＣ信号出力は、インターレース
補正回路１１に入力される。

【００８３】インターレース補正回路１１では、垂直４
８０画素のＣ信号を垂直方向に補間し、垂直９６０画素
のＣ信号として出力する。

【００８４】インターレース補正回路の内部構成を図７
に示す。入力されたＣ信号は１Ｈラインメモリ４１、加
算器４２、セレクタ４４に入力される。１Ｈラインメモ
リ４１で１Ｈ期間遅延されたＣ信号は、加算器４２で入
力Ｃ信号と加算され、除算手段４３で１／２のゲインが
かけられた後、セレクタ４４に入力される。セレクタ４
４は、１Ｈ期間毎に入力Ｃ信号または除算手段４３の出
力信号の一方を選択して出力する。インターレース補正
回路１１の出力はセレクタ８（図１参照）に入力され
る。

【００８５】セレクタ８は静止画撮影時にはメモリ１０
の出力及びインターレース補正回路１１の出力を選択
し、本撮像装置の出力として出力する。この結果、本撮
像装置の出力は水平１２８０画素、垂直９６０画素の
Ｙ、Ｃ信号となる。

【００８６】以上のような構成とすれば、静止画撮影時
も動画撮影時と同じく３次元ノイズ低減処理を行うこと
ができるため、静止画としては動画と同程度にノイズが
少なく、かつ動画を大幅に上回る画素数をもつ、高品位
で高精細な静止画を得ることができる。また、同一静止
画画素数を得るために必要なＣＣＤ画素数が単板方式に
比べて１／４で済むことから、同一光学系サイズであれ
ば画素面積を単板方式の４倍まで高めることができ、Ｓ
／Ｎ及び感度面でも有利となる。

【００８７】なお、実施の形態１では、動画撮影時にイ
ンターレースＣＣＤを垂直画素混合駆動しないものとし
て説明したが、奇数フィールドでは（Ｇ₁₁、Ｇ₂₁）、
（Ｇ₃₁、Ｇ₄₁）、．．．のように、偶数フィールドでは
（Ｇ₂₁、Ｇ₃₁）、（Ｇ₄₁、Ｇ₅₁）、．．．のように、垂
直画素混合駆動する場合も同様に成り立つ。

【００８８】（実施の形態２）つぎに、主として図８を
参照しながら、本実施の形態の撮像装置の構成について
説明する。なお、図８は、実施の形態２にかかる撮像装
置の基本的な要部構成を例示するブロック図である。

【００８９】図８において実施の形態１の図１と同じ機
能ブロックについては同じ符号を記載しているので、そ
のブロックに対する説明は省略する。また、図８におい
て５１−１〜５１−３はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ用プログレ
ッシブ（順次走査）ＣＣＤを示す。

【００９０】つぎに、本実施の形態の撮像装置の動作に
ついて説明する。

【００９１】ＣＣＤ５１−１〜５１−３の出力信号はア
ナログ処理回路２、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−３でそれ
ぞれアナログ処理、デジタル信号への変換が行われ、３
次元ＮＲ回路４に入力される。ＣＣＤ５１−１〜５１−
３の画素の空間位置関係は実施の形態１と同じく図６の
ように表される。

【００９２】ここでＣＣＤ５１−１〜５１−３プログレ
ッシブＣＣＤであるから、１／６０秒（＝１フレーム）
期間で全ラインがその空間位置関係のままで出力され
る。そのため、動画撮影時、静止画撮影時ともにＣＣＤ
を遮光する必要がなく、シャッター機構が不要になる。

【００９３】３次元ＮＲ回路４では動画撮影時、静止画
撮影時ともに、このようなＲＧＢ信号に対しフレーム巡
回型ノイズ低減処理が行われる。３次元ＮＲ回路４の構
成については実施の形態１と全く同じであるので説明を
省略する。

【００９４】メモリ９には３次元ＮＲ回路４から出力さ
れる信号の１フレーム前の映像信号が常に１フレーム分
記憶され、そして常に１フレーム前の映像信号が第１の
出力ポートから読み出される。

【００９５】３次元ＮＲ回路４ではその信号とＡ／Ｄ変
換器３−１〜３−３からの入力信号とを用いてフレーム
差分信号を求め、そこからノイズを抽出することでノイ
ズ低減処理を行い、その結果をマトリクス回路５へ出力
する。この動作については実施の形態１と同様なので詳
細は省略する。

【００９６】マトリクス回路５では、動画撮影時、静止
画撮影時ともに、図６に示す空間位置関係の既にノイズ
低減処理されたＲＧＢ信号から、（数５）、（数６）に
基づいてＹ１信号及びＹ２信号が、（数７）に基づいて
Ｃ信号がそれぞれ作成され、出力される。マトリクス回
路５の構成及び動作は実施の形態１と全く同様であるた
め、説明を省略する。この時、Ｙ１、Ｙ２信号の空間位
置は図６と全く同じである。また、Ｃ信号の空間位置も
図６のＧ信号と同じになるため、実施の形態１と同様の
理由で図示していない。

【００９７】マトリクス回路５の出力は水平ズーム回路
６に入力され、実施の形態１の場合と同様に、動画撮影
時は画角合わせのための、静止画撮影時は正方画素変換
のための水平ズーム処理がなされる。水平ズーム回路６
の出力は、サンプリング周波数変換器７及びメモリ１０
に入力される。

【００９８】サンプリング周波数変換器７では、実施の
形態１の場合と同様に、動画撮影時のサンプリング周波
数変換が行われる。

【００９９】いま、プログレッシブＣＣＤ５１−１〜５
１−３の画素数を水平７６８画素、垂直４８０画素、駆
動周波数を３１．５ＭＨｚとすると、マトリクス回路５
の出力は水平１５３６画素、サンプリング周波数６３Ｍ
Ｈｚ、水平ズーム回路６の出力は水平１６８０画素、サ
ンプリング周波数６３ＭＨｚとなり、サンプリング周波
数変換器７の出力として水平７２０画素、サンプリング
周波数２７ＭＨｚのプログレッシブ映像出力が得られる
ことになる。

【０１００】メモリ１０は、静止画撮影時に正方画素変
換を行う水平ズーム回路６の出力を蓄積する。この結
果、メモリ１０には、正方画素変換後のＹ、Ｃ信号、つ
まり水平１２８０画素、垂直４８０画素のＹ１、Ｙ２、
Ｃ信号が得られる。

【０１０１】メモリ１０からのＹ信号出力は、空間的に
上に位置するＹ２信号から出力が開始され、以後Ｙ１信
号、Ｙ２信号を交互に出力することで、垂直９６０画素
分のＹ信号を出力し、セレクタ８に入力される。

【０１０２】メモリ１０からのＣ信号出力は、インター
レース補正回路１１に入力される。インターレース補正
回路１１では、実施の形態１と同様に垂直４８０画素の
Ｃ信号を垂直方向に補間し、垂直９６０画素のＣ信号と
して出力し、セレクタ８に入力される。インターレース
補正回路１１の構成及び動作は実施の形態１と全く同様
であるため、説明を省略する。

【０１０３】セレクタ８は動画撮影時はサンプリング周
波数変換器７の出力を選択し、その結果、本撮像装置の
出力は水平７２０画素、サンプリング周波数２７ＭＨｚ
のプログレッシブ映像出力となる。一方、静止画撮影時
はメモリ１０の出力及びインターレース補正回路１１の
出力を選択し、その結果、本撮像装置の出力は水平１２
８０画素、垂直９６０画素のＹ、Ｃ信号となる。

【０１０４】以上のような構成とすれば、ＣＣＤとして
プログレッシブのＣＣＤを用いた場合でも、動画撮影時
と静止画撮影時ともに３次元ノイズ低減処理を行うこと
ができ、また、動画としては高画質なプログレッシブ動
画が、静止画としては動画と同程度にノイズが少なく、
かつ動画を大幅に上回る画素数をもつ、高品位で高精細
な静止画が得られる。

【０１０５】さらに、図１２のような従来のプログレッ
シブＣＣＤを用いた単板方式と比較すると、静止画撮影
時のＣＣＤ駆動周波数を動画撮影時と等しくできるた
め、消費電力を抑えることが可能になる。加えて、同一
静止画画素数を得るために必要なＣＣＤ画素数が単板方
式に比べて１／４となるため、３次元ノイズ低減処理に
用いるメモリは単板方式に比べ１／４×３＝３／４で済
み、メモリ容量を削減することもできる。また同一光学
系サイズであれば画素面積を単板方式の４倍まで高める
ことができるため、Ｓ／Ｎ及び感度面でも有利となる。

【０１０６】また、前述した本実施の形態１の場合のよ
うにインターレースＣＣＤを使うと、１／６０秒期間以
内に全画素を出力することができない。このため、静止
画撮影時には前述のようなシャッターフレーム方式を用
いる必要があり、絞りをシャッター代わりに使わなけれ
ばならなかったが、機械的なシャッターを用いると連写
速度の面では不利である。本実施の形態２においては、
プログレッシブ方式を用いることにより、そのような問
題は解消されている。

【０１０７】なお、上述した本実施の形態１〜２では、
メモリ９とメモリ１０を別個のものとしたが、必ずしも
そうである必要はなく、１つのメモリの異なる領域を使
うようにしてもよい。

【０１０８】また、上述した本実施の形態１〜２では、
説明の都合上、Ｒ及びＢ用ＣＣＤの画素に対して、Ｇ用
ＣＣＤの画素は水平垂直方向に１／２画素ずらして配置
しているものとしたが、実際には光学系の色収差などの
影響により、ＣＣＤ受光面上での物理的な１／２画素の
空間位置と、光学的な１／２画素の空間位置は必ずしも
一致するとは限らない。従って、Ｒ及びＢ用ＣＣＤの画
素に対するＧ用ＣＣＤの画素の水平垂直方向のずらし量
は、物理的な１／２画素ではなく、光学的な１／２画素
である。

【０１０９】なお、本発明の生成手段は、上述した本実
施の形態においては、ＣＣＤを含む手段に対応するが、
これに限らず、要するに、動画の生成を行うか静止画の
生成を行うかに関わらず同じ画素数に基づく撮像信号を
所定の一単位ごとに生成する手段であればよい。

【０１１０】また、本発明の処理手段は、上述した本実
施の形態においては、３次元ＮＲ回路４を含む手段に対
応するが、これに限らず、要するに、生成された撮像信
号を所定の一単位ごとに読み込んでノイズを低減するた
めの処理を行う手段であればよい。

【０１１１】また、本発明の記憶手段は、上述した本実
施の形態においては、メモリ９を含む手段に対応する
が、これに限らず、要するに、所定の一単位ごとに処理
された撮像信号を記憶する手段であればよい。

【０１１２】また、本発明の演算手段は、上述した本実
施の形態においては、マトリクス回路５を含む手段に対
応するが、これに限らず、要するに、処理手段によって
処理され、記憶手段に一旦記憶されたまたは記憶されな
かった撮像信号に対して、動画の生成または静止画の生
成を行うための演算を行う手段であればよい。

【０１１３】また、本発明の選択手段は、上述した本実
施の形態においては、セレクタ１２を含む手段に対応す
るが、これに限らず、要するに、（ａ）動画の生成を行
うときには、処理手段によって処理され記憶手段に記憶
されなかった撮像信号を、（ｂ）静止画の生成を行うと
きには、処理手段によって処理され記憶手段によって一
旦記憶された撮像信号を、演算を行われるべき撮像信号
として選択するための手段であればよい。

【０１１４】要するに、本発明の撮像装置は、動画の生
成を行うか静止画の生成を行うかを切り替えて対象物の
撮像を行うための撮像装置であって、動画の生成を行う
か静止画の生成を行うかに関わらず同じ画素数に基づく
撮像信号を所定の一単位ごとに生成する生成手段と、生
成された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込んでノイ
ズを低減するための処理を行う処理手段と、所定の一単
位ごとに処理された撮像信号を記憶する記憶手段と、処
理手段によって処理され、記憶手段に一旦記憶されたま
たは記憶されなかった撮像信号に対して、動画の生成ま
たは静止画の生成を行うための演算を行う演算手段とを
備え、所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減する
ための処理は、その所定の一単位より前に記憶されてい
る所定の一単位の撮像信号を利用して行われる撮像装置
である。

【０１１５】なお、本発明は、上述した本発明の撮像装
置の全部または一部の手段（または、装置、素子、回
路、部など）の機能をコンピュータにより実行させるた
めのプログラムであって、コンピュータと協働して動作
するプログラムである。もちろん、本発明のコンピュー
タは、ＣＰＵなどの純然たるハードウェアに限らず、フ
ァームウェアやＯＳ、さらに周辺機器を含むものであっ
ても良い。

【０１１６】また、本発明は、上述した本発明の撮像方
法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、
作用など）の動作をコンピュータにより実行させるため
のプログラムであって、コンピュータと協働して動作す
るプログラムである。

【０１１７】なお、本発明の一部の手段（または、装
置、素子、回路、部など）、本発明の一部のステップ
（または、工程、動作、作用など）は、それらの複数の
手段またはステップの内の幾つかの手段またはステップ
を意味する、あるいは一つの手段またはステップの内の
一部の機能または一部の動作を意味するものである。

【０１１８】また、本発明の一部の装置（または、素
子、回路、部など）は、それら複数の装置の内の幾つか
の装置を意味する、あるいは一つの装置の内の一部の手
段（または、素子、回路、部など）を意味する、あるい
は一つの手段の内の一部の機能を意味するものである。

【０１１９】また、本発明のプログラムを記録した、コ
ンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれ
る。また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピ
ュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コン
ピュータと協働して動作する態様であっても良い。ま
た、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を
伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータ
と協働して動作する態様であっても良い。また、記録媒
体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、イ
ンターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれ
る。

【０１２０】なお、本発明の構成は、ソフトウェア的に
実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

【０１２１】また、本発明は、上述した本発明の撮像装
置の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコ
ンピュータにより実行させるためのプログラムを担持し
た媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ読
み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動し
て前記機能を実行する媒体である。

【０１２２】また、本発明は、上述した本発明の撮像方
法の全部または一部のステップの全部または一部の動作
をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担
持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能か
つ読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協
動して前記動作を実行する媒体である。

【０１２３】このように、本発明は、たとえば、水平及
び垂直方向の画素配列間隔がそれぞれＰｈ、Ｐｖである
撮像素子を複数有し、その複数の撮像素子のうち少なく
とも一つの撮像素子を他の撮像素子に対して垂直方向Ｗ
ｈ＝（Ｐｈ／２＋ａ）、水平方向Ｗｖ＝（Ｐｖ／２＋
ｂ）（ａ、ｂは定数）だけシフトさせて配置した撮像手
段と、ノイズ低減手段からの出力信号を記憶する記憶手
段と、前記撮像手段からの出力信号と、前記記憶手段か
らの出力信号とを用いてノイズ低減を行い、その結果を
前記記憶手段及び選択手段へ出力するノイズ低減手段
と、動画撮影時は前記ノイズ低減手段からの出力信号
を、静止画撮影時は前記記憶手段の出力信号を、選択し
て出力する選択手段とを備え、前記選択手段の出力を出
力信号とすることを特徴とした撮像装置である。

【０１２４】また、本発明は、たとえば、前記選択手段
の出力信号に対して、水平方向画素数が前記撮像素子の
２倍である第１の輝度信号と、第１の輝度信号と空間的
にずれ、なおかつ、水平方向画素数が前記撮像素子の２
倍である第２の輝度信号とを作成する輝度信号作成手段
と、前記第１の輝度信号の水平方向サンプリング周波数
を所定の比に低減し、第３の輝度信号として出力するサ
ンプリング周波数変換手段と、前記第１及び第２の輝度
信号を記憶し、第１及び第２の輝度信号を時分割多重し
て出力する第２の記憶手段と、動画撮影時は前記サンプ
リング周波数変換手段の出力信号を、静止画撮影時は前
記第２の記憶手段の出力信号を、選択して出力する第２
の選択手段とを備えた上述の撮像装置である。

【０１２５】また、本発明は、たとえば、Ｗｈ、Ｗｖ
は、Ｗｈ＝Ｐｈ／２、Ｗｖ＝Ｐｖ／２であるとした上述
の撮像装置である。

【０１２６】また、本発明は、たとえば、前記複数の撮
像素子それぞれから出力される色信号は、Ｇ及びＲ、Ｂ
の色信号であり、他の撮像素子に対して一定ピッチだけ
シフトさせて配置した撮像素子は、Ｒ、Ｂの色信号をそ
れぞれ出力する撮像素子、あるいはＧの色信号を出力す
る撮像素子のどちらか一方であることを特徴とする上述
の撮像装置である。

【０１２７】また、本発明は、たとえば、撮像素子はイ
ンターレース走査駆動をするとした、上述の撮像装置で
ある。

【０１２８】また、本発明は、たとえば、水平及び垂直
方向の画素配列間隔がそれぞれＰｈ、Ｐｖである撮像素
子を複数有し、その複数の撮像素子のうち少なくとも一
つの撮像素子を他の撮像素子に対して垂直方向Ｗｈ＝
（Ｐｈ／２＋ａ）、水平方向Ｗｖ＝（Ｐｖ／２＋ｂ）
（ａ、ｂは定数）だけシフトさせて配置した撮像手段
と、ノイズ低減手段からの出力信号を記憶する記憶手段
と、前記撮像手段からの出力信号と、前記記憶手段から
の出力信号とを用いてノイズ低減を行い、前記記憶手段
へ出力するノイズ低減手段とを備え、前記ノイズ低減手
段の出力を出力信号とすることを特徴とした撮像装置で
ある。

【０１２９】また、本発明は、たとえば、前記ノイズ低
減手段の出力信号に対して、水平方向画素数が前記撮像
素子の２倍である第１の輝度信号と、第１の輝度信号と
空間的にずれ、なおかつ、水平方向画素数が前記撮像素
子の２倍である第２の輝度信号とを作成する輝度信号作
成手段と、前記第１の輝度信号の水平方向サンプリング
周波数を所定の比に低減し、第３の輝度信号として出力
するサンプリング周波数変換手段と、前記第１及び第２
の輝度信号を記憶し、第１及び第２の輝度信号を時分割
多重して出力する第２の記憶手段と、動画撮影時は前記
サンプリング周波数変換手段の出力信号を、静止画撮影
時は前記第２の記憶手段の出力信号のいずれかを選択し
て出力する選択手段とを備えた上述の撮像装置である。

【０１３０】また、本発明は、たとえば、前記Ｗｈ、Ｗ
ｖは、Ｗｈ＝Ｐｈ／２、Ｗｖ＝Ｐｖ／２であるとした上
述の撮像装置である。

【０１３１】また、本発明は、たとえば、前記複数の撮
像素子それぞれから出力される色信号は、Ｇ及びＲ、Ｂ
の色信号であり、他の撮像素子に対して一定ピッチだけ
シフトさせて配置した撮像素子は、Ｒ、Ｂの色信号をそ
れぞれ出力する撮像素子、あるいはＧの色信号を出力す
る撮像素子のどちらか一方であることを特徴とする上述
の撮像装置である。

【０１３２】また、本発明は、たとえば、撮像素子はプ
ログレッシブ走査駆動をするとした、上述の撮像装置で
ある。

【０１３３】よって、本発明によれば、静止画撮影時も
動画撮影時と同じく３次元ノイズ低減処理を行うことが
できるため、静止画としては動画と同程度にノイズが少
なく、かつ動画を大幅に上回る画素数をもつ、高品位で
高精細な静止画を得ることができる。また、同一静止画
画素数を得るために必要なＣＣＤ画素数が単板方式に比
べて１／４で済むことから、同一光学系サイズであれば
画素面積を単板方式の４倍まで高めることができ、Ｓ／
Ｎ及び感度面でも有利となる。

【０１３４】また、本発明によれば、プログレッシブＣ
ＣＤを用いた場合でも、動画撮影時と静止画撮影時とも
に３次元ノイズ低減処理を行うことができ、また、ま
た、動画としては高画質なプログレッシブ動画が、静止
画としては動画と同程度にノイズが少なく、かつ動画を
大幅に上回る画素数をもつ、高品位で高精細な静止画が
得られる。さらに、静止画撮影時のＣＣＤ駆動周波数を
動画撮影時と等しくできるため、従来のプログレッシブ
ＣＣＤを用いた単板方式と比較して、消費電力を抑える
ことが可能になる。加えて、同一静止画画素数を得るた
めに必要なＣＣＤ画素数が単板方式に比べて１／４とな
るため、３次元ノイズ低減処理に用いるメモリは単板方
式に比べ１／４×３＝３／４で済み、メモリ容量を削減
することもできる。また同一光学系サイズであれば画素
面積を単板方式の４倍まで高めることができるため、Ｓ
／Ｎ及び感度面でも有利となる。

【０１３５】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、静止画撮影時におけるノイズ低減を効率よく
行うことができるという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による撮像装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における動画撮影時の画
素の空間位置関係を示す模式図

【図３】本発明の実施の形態１に用いられる３次元ＮＲ
回路の構成例を示すブロック図

【図４】本発明の実施の形態１に用いられるマトリクス
回路の構成例を示すブロック図

【図５】本発明の実施の形態１に用いられるサンプリン
グ周波数変換器の処理動作を表す模式図

【図６】本発明の実施の形態１における静止画撮影時の
画素の空間位置関係を示す模式図

【図７】本発明の実施の形態１に用いられるインターレ
ース補正回路の構成例を示すブロック図

【図８】本発明の実施の形態２による撮像装置の構成を
示すブロック図

【図９】従来のインターレースＣＣＤを用いた撮像装置
の構成例を示すブロック図

【図１０】従来のインターレースＣＣＤを用いた撮像装
置に用いられるノイズ低減回路の構成例を示すブロック
図

【図１１】従来のインターレースＣＣＤを用いた撮像装
置に用いられるノイズ低減回路における非線形処理回路
の入出力特性を表す特性図

【図１２】従来のプログレッシブＣＣＤを用いた撮像装
置の構成例を示すブロック図

【符号の説明】

１ ＣＣＤ ２ アナログ処理回路 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ ３次元ＮＲ回路 ５ マトリクス回路 ６ 水平ズーム回路 ７ サンプリング周波数変換器 ８ セレクタ ９ メモリ １０ メモリ １１ インターレース補正回路 １２ セレクタ ２１ 減算器 ２２ 非線形処理回路 ２３ 減算器 ３１ １Ｈラインメモリ ３２ １Ｈラインメモリ ３３ １Ｈラインメモリ ３４ １Ｈラインメモリ ３５ Ｙ１用マトリクス回路 ３６ Ｙ２用マトリクス回路 ３７ Ｃ用マトリクス回路 ４１ １Ｈラインメモリ ４２ 加算器 ４３ 除算手段 ４４ セレクタ ５１ ＣＣＤ １０１ ＣＣＤ １０２ アナログ処理回路 １０３ Ａ／Ｄ変換器 １０４ マトリクス回路 １０５ ノイズ低減回路 １０６ 電子ズーム回路 １０７ メモリ １０８ メモリ ２０１ 減算器 ２０２ 非線形処理回路 ２０３ 減算器 ３０１ ＣＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊村 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C022 AA13 AB37 AC69 5C024 BX01 CX03 HX58 5C065 AA01 AA03 BB22 GG30

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画の生成を行うか静止画の生成を行う
   かを切り替えて対象物の撮像を行うための撮像装置であ
   って、 前記動画の生成を行うか前記静止画の生成を行うかに関
   わらず同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位ごと
   に生成する生成手段と、 前記生成された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込ん
   でノイズを低減するための処理を行う処理手段と、 前記所定の一単位ごとに処理された撮像信号を記憶する
   記憶手段と、 前記処理手段によって処理され、前記記憶手段に一旦記
   憶されたまたは記憶されなかった撮像信号に対して、前
   記動画の生成または前記静止画の生成を行うための演算
   を行う演算手段とを備え、 前記所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減するた
   めの処理は、その所定の一単位より前に前記記憶されて
   いる所定の一単位の撮像信号を利用して行われる撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記所定の一単位とは、フィールドであ
   り、 前記撮像信号の読み込みは、偶数フィールドと奇数フィ
   ールドとに対して交互に行われ、 前記所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減するた
   めの処理は、そのフィールドより前に前記記憶されてい
   るフィールドの撮像信号を利用して行われる請求項１記
   載の撮像装置。
3. 【請求項３】 （ａ）前記動画の生成を行うときには、
   前記処理手段によって処理され前記記憶手段に記憶され
   なかった撮像信号を、（ｂ）前記静止画の生成を行うと
   きには、前記処理手段によって処理され前記記憶手段に
   よって一旦記憶された撮像信号を、前記演算を行われる
   べき撮像信号として選択するための選択手段を備えた請
   求項２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、前記選択手段によって
   選択された撮像信号に基づいて、第一の輝度信号および
   その第一の輝度信号と空間的にずれた第二の輝度信号を
   作成する輝度信号作成手段と、前記作成された第一の輝
   度信号の水平方向のサンプリング周波数を変換するサン
   プリング周波数変換手段と、前記作成された第一の輝度
   信号および前記第二の輝度信号を記憶するメモリと、前
   記メモリによって記憶された第一の輝度信号および第二
   の輝度信号を選択するためのセレクタとを有し、 （ａ）前記動画の生成が行われるときには、前記サンプ
   リング周波数変換手段によって変換された第一の輝度信
   号が前記演算の結果として出力され、（ｂ）前記静止画
   の生成が行われるときには、前記セレクタによって選択
   された第一の輝度信号および第二の輝度信号が前記演算
   の結果として出力される請求項３記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記生成手段は、前記静止画撮影が行わ
   れる際には、同一時刻における前記撮像信号を前記偶数
   フィールドと前記奇数フィールドとに分割して生成する
   請求項２記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記所定の一単位とは、フレームであ
   り、 前記撮像信号の読み込みは、一フレームに対して一挙に
   行われ、 前記所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減するた
   めの処理は、そのフレームより前に前記記憶されている
   フレームの撮像信号を利用して行われる請求項１記載の
   撮像装置。
7. 【請求項７】 前記演算手段は、前記処理手段によって
   処理された撮像信号に基づいて、第一の輝度信号および
   その第一の輝度信号と空間的にずれた第二の輝度信号を
   作成する輝度信号作成手段と、前記作成された第一の輝
   度信号の水平方向のサンプリング周波数を変換するサン
   プリング周波数変換手段と、前記作成された第一の輝度
   信号および前記第二の輝度信号を記憶するメモリと、前
   記メモリによって記憶された第一の輝度信号および第二
   の輝度信号を選択するためのセレクタとを有し、 （ａ）前記動画の生成が行われるときには、前記サンプ
   リング周波数変換手段によって変換された第一の輝度信
   号が前記演算の結果として出力され、（ｂ）前記静止画
   の生成が行われるときには、前記セレクタによって選択
   された第一の輝度信号および第二の輝度信号が前記演算
   の結果として出力される請求項６記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 前記画素は、ｎ個の撮像素子を一組とし
   て、実質的に水平方向、垂直方向の配列間隔がそれぞれ
   Ｐｈ、Ｐｖとなるようマトリックス状に配列されてお
   り、 前記ｎ個の撮像素子の内の少なくとも一つの撮像素子
   は、他の撮像素子に対して水平方向、垂直方向にそれぞ
   れＷｈ＝（Ｐｈ／２＋ａ）、Ｗｖ＝（Ｐｖ／２＋ｂ）
   （ａ、ｂは定数）だけシフトされている請求項１記載の
   撮像装置。
9. 【請求項９】 ａ＝ｂ＝０である請求項８記載の撮像装
   置。
10. 【請求項１０】 ｎ＝３であり、 前記画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号をそれぞれ出力するた
    めの三個の撮像素子が一組となった画素であり、 前記シフトされている撮像素子は、前記Ｇの色信号を出
    力するための撮像素子であることを特徴とする請求項９
    記載の撮像装置。
11. 【請求項１１】 動画の生成を行うか静止画の生成を行
    うかを切り替えて対象物の撮像を行うための撮像方法で
    あって、 前記動画の生成を行うか前記静止画の生成を行うかに関
    わらず同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位ごと
    に生成するステップと、 前記生成された撮像信号を所定の一単位ごとに読み込ん
    でノイズを低減するための処理を行うステップと、 前記所定の一単位ごとに処理された撮像信号を記憶する
    ステップと、 前記処理され、前記一旦記憶されたまたは記憶されなか
    った撮像信号に対して、前記動画の生成または前記静止
    画の生成を行うための演算を行うステップとを備え、 前記所定の一単位ごとの撮像信号のノイズを低減するた
    めの処理は、その所定の一単位より前に前記記憶されて
    いる所定の一単位の撮像信号を利用して行われる撮像方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の撮像方法の、前記動
    画の生成を行うか前記静止画の生成を行うかに関わらず
    同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位ごとに生成
    するステップと、前記生成された撮像信号を所定の一単
    位ごとに読み込んでノイズを低減するための処理を行う
    ステップと、前記所定の一単位ごとに処理された撮像信
    号を記憶するステップと、前記処理され、前記一旦記憶
    されたまたは記憶されなかった撮像信号に対して、前記
    動画の生成または前記静止画の生成を行うための演算を
    行うステップとの全部または一部をコンピュータに実行
    させるためのプログラム。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の撮像方法の、前記動
    画の生成を行うか前記静止画の生成を行うかに関わらず
    同じ画素数に基づく撮像信号を所定の一単位ごとに生成
    するステップと、前記生成された撮像信号を所定の一単
    位ごとに読み込んでノイズを低減するための処理を行う
    ステップと、前記所定の一単位ごとに処理された撮像信
    号を記憶するステップと、前記処理され、前記一旦記憶
    されたまたは記憶されなかった撮像信号に対して、前記
    動画の生成または前記静止画の生成を行うための演算を
    行うステップとの全部または一部をコンピュータに実行
    させるためのプログラムを担持した媒体であって、コン
    ピュータにより処理可能なことを特徴とする媒体。