JP2005176248A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に、電子ズーム機能を有したデジタルビデオカメラ、又はデジタルスチルカメラ等の撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus such as a digital video camera or a digital still camera having an electronic zoom function.
近年、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置において、高ズーム倍率のものが求められている(例えば、特許文献1〜5参照)。 In recent years, imaging devices such as digital video cameras and digital still cameras have been required to have high zoom magnification (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
このために、レンズの焦点距離を変える光学ズームの開発が進められているが、高ズーム倍率を実現するためには光学ズーム装置のサイズが大きくなり、コストも増大する。 For this reason, the development of an optical zoom that changes the focal length of the lens is underway, but in order to realize a high zoom magnification, the size of the optical zoom device increases and the cost also increases.
そこで、撮像素子の一部の領域で撮像される画像を拡大することによってズーム効果を得る電子ズーム機能を用いて、小型で低コストの高ズーム倍率を実現している。 Therefore, a high zoom magnification is realized in a small size and at a low cost by using an electronic zoom function that obtains a zoom effect by enlarging an image captured in a partial area of the image sensor.
図4は、従来の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a conventional imaging apparatus.
図4において、撮像装置としての電子カメラ101は、光学レンズ系12、撮像素子13、第1信号処理部14、画像切り出し部15、画素補間処理部16、及び第2信号処理部17をこの順で直列的に備える。
In FIG. 4, an
このような構成を備える電子カメラ101は、電子ズームを行うときは、以下のように処理を行う。
The
まず、被写体から電子カメラ101に入射した光が光学レンズ系12を介して撮像素子13で光電変換されて画像データとなり、第1信号処理部14に送られる。第1信号処理部14では画像データ中の画素のサンプリング、AGCなどの処理を行い、処理された画像データから画像切り出し部15で、拡大したい領域を切り出す。切り出された画像データは画素補間処理部16で画素補間され、所望の解像度に生成される。第2信号処理部17では画素補間処理部16で画素補間された画像データを出力形態に合わせて出力する。
First, light incident on the
この電子カメラ101は、電子ズームモードにおいて、画像切り出し部15で切り出された画像データの一部の領域を、第2信号処理部17で拡大して出力する場合に、その領域の画素情報に基づいて画素補間処理部16により演算で画素補間を行う。
しかしながら、従来の電子カメラ101による電子ズームは、少ない画素情報を画素補間で補った後に拡大して出力するので、解像度が低下するという問題がある。この問題は、電子ズーム倍率を高くするほど画素補間で補わなくてはならない割合が増加して顕著となる。
However, the electronic zoom performed by the conventional
また、電子ズームで拡大して出力する場合、通常、画角が望遠側になるため、撮影者の手ぶれにより出力された画像データの品質が低下するという問題がある。 Further, when the image is enlarged and output by the electronic zoom, since the angle of view is usually on the telephoto side, there is a problem that the quality of the image data output due to the camera shake of the photographer is deteriorated.
本発明の目的は、電子ズームで拡大する場合でも、手ぶれの影響が少ない画像データを出力することができる撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of outputting image data with little influence of camera shake even when enlarging with an electronic zoom.
請求項1記載の撮像装置は、被写体の画像データを電子ズーム処理によって拡大して出力する撮像装置において、前記被写体から連続撮影により複数の画像データを連続で生成する連続画像データ生成手段と、前記生成された複数の画像データから手ぶれによる動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、所望の電子ズーム倍率に応じて前記複数の画像データから切り出すべき各領域を決定すると共に、前記検出された動きベクトルを打ち消すように前記決定された各領域の切り出し位置を夫々決定して、前記切り出し位置が決定された各領域を切り出す領域切出手段とを特徴とする。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image data of the subject is enlarged and output by electronic zoom processing, and continuous image data generation means for continuously generating a plurality of image data from the subject by continuous shooting; Motion vector detection means for detecting a motion vector due to camera shake from a plurality of generated image data, and each region to be cut out from the plurality of image data according to a desired electronic zoom magnification, and the detected motion vector And a region extracting means for determining each of the determined cutout positions so as to cancel each of the regions and cutting out each of the regions for which the cutout positions have been determined.
請求項2記載の撮像装置は、請求項1記載の撮像装置において、前記切り出された各領域における画像データを画素同士が同じ位置とならないように重ね合わせる画像データ重合手段と、前記重ね合わされた複数の画像データから所望の解像度である1つの画像データを合成する画像データ合成手段とを備えることを特徴とする。
The image pickup apparatus according to
請求項3記載の撮像装置は、請求項1又は2記載の撮像装置において、前記合成された画像データを動画出力用の画像データに用いることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the imaging device according to the first or second aspect, the synthesized image data is used as image data for moving image output.
請求項4記載の撮像装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置において、前記切り出された画像のサイズに応じて、前記連続撮影をするときの画像枚数を変化することを特徴とする。
The imaging apparatus according to
請求項1記載の撮像装置によれば、被写体から、連続撮影により生成された複数の画像データから手ぶれによる動きベクトルを検出し、所望の電子ズーム倍率に応じて複数の画像データから切り出すべき各領域を決定すると共に、検出された動きベクトルを打ち消すように決定された各領域の切り出し位置で各領域を切り出すので、手ぶれの影響が少ない画像データを得ることができる。 According to the imaging apparatus according to claim 1, each region to be detected from a plurality of image data according to a desired electronic zoom magnification is detected from a plurality of image data generated by continuous shooting from a subject. Since each region is cut out at the cut-out position of each region determined so as to cancel the detected motion vector, image data with less influence of camera shake can be obtained.
請求項2記載の撮像装置によれば、切り出された各領域における画像データを画素同士が同じ位置とならないように重ね合わせた画像から所望の解像度である1つの画像データを合成するので、高解像度の画像データを得ることができる。
According to the imaging device according to
請求項4記載の撮像装置によれば、切り出された各領域のサイズに応じて、連続撮影する画像枚数を変化させるので、高電子ズーム倍率時でも高い解像度の画像データを出力することができる。 According to the imaging apparatus of the fourth aspect, since the number of images to be continuously captured is changed according to the size of each cut out region, it is possible to output image data with high resolution even at a high electronic zoom magnification.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、本発明の実施の形態に係る撮像装置である電子カメラ100は、被写体からの光を導光すると共に結像する光学レンズ系1と、光学レンズ系1で結像した光から光電変換により画像データを生成する撮像素子2と、撮像素子2から画像データを受信してデータ中の画素のサンプリングやAGC等の信号処理を行う第1信号処理部3と、第1信号処理部3で信号処理された複数の画像データの夫々について拡大したい領域を切り出す画像切り出し部5と、画像切り出し部5で拡大したい領域が切り出された画像データを重ね合わせて所望の出力解像度に合成する画像合成部6と、画像合成部6で合成された画像データを出力形態に合わせて出力する第2信号処理部7とをこの順で直列的に備える。また、電子カメラ100は、第1信号処理部3で信号処理された画像データから動きベクトルを検出すると共に、この動きベクトルを画像切り出し部5及び画像合成部6に送出する動きベクトル検出部4を備える。
In FIG. 1, an
以下、電子カメラ100で実行される電子ズーム処理について説明する。
Hereinafter, the electronic zoom process executed by the
この処理において、電子カメラ100は、1つの画像出力を得るために複数の画像を連続で撮影する。
In this process, the
まず、電子カメラ100により連続で複数の画像が撮影されると、撮像素子2(連続画像データ生成手段)が、撮影毎に被写体から入射した光を光学レンズ系1を介して受光して、結像面での光電変換により画像データを生成し、生成された画像データを第1信号処理部3に出力する。第1信号処理部3は、撮像素子2から画像データが出力される毎に、その画像データ中の画素のサンプリング、AGCなどの処理を行い、処理後の画像データを画像切り出し部5と動きベクトル検出部4に同時に送る。
First, when a plurality of images are continuously captured by the
動きベクトル検出部4(動きベクトル検出手段)は、連続して第1信号処理部3から送られてくる画像データを比較、解析して、手ぶれによる動きベクトルを検出すると共に、この検出した動きベクトルを画像切り出し部5及び画像剛性部6に送出する。この手ぶれによる動きベクトルの検出には、例えば加速度センサーを用いた手法が用いられる。
The motion vector detection unit 4 (motion vector detection means) continuously compares and analyzes the image data sent from the first
画像切り出し部5は、第1信号処理部3から送られてくる複数の画像データの所望の電子ズーム倍率から切り出し領域を決定する。具体的には、所望の電子ズーム倍率が大きい程、切り出される領域は小さくなり、所望の電子ズーム倍率が小さいほど、切り出される領域は大きくなる。次に、画像切り出し部5(領域切出手段)は、各画像データの領域の切り出し位置を、夫々動きベクトル検出部4で検出された手ぶれによる動きベクトルが打ち消されるように決定して、各画像データを切り出す。
The
画像合成部6(画像データ重合手段)は、画像切り出し部5で切り出された複数の画像データを重ね合わせる後述する図2の重ね合わせ処理を行う。さらに、画像合成部6(画像データ合成手段)は、この重ね合わせ処理がなされた複数の画像データから所定の出力解像度となる画像データをサンプリングにより合成する。第2信号処理部7は、画像合成部6で合成された画像データを出力形態に合わせて出力する。これにより、電子ズームで拡大して出力する場合、画角が望遠側になるため、撮影者の手ぶれにより出力された画像データの品質が低下するという問題が生じるのを確実に防止し、高品質の画像データを出力することができる。
The image synthesizing unit 6 (image data superimposing means) performs a superimposition process shown in FIG. 2 to be described later, which superimposes a plurality of image data cut out by the
図2は、図1における画像合成部によって実行される画像処理のフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart of image processing executed by the image composition unit in FIG.
以下の処理においては、説明を簡略化するため、画像データが2つの場合(図3)について説明する。 In the following processing, a case where there are two image data (FIG. 3) will be described in order to simplify the description.
図2において、まず、画像データ9,10の夫々に対して、画像切り出し部5で拡大したい領域が切り出された画像データ9a,10a(図3(a))を取得する(ステップS21)。
In FIG. 2, first,
次に、図3(b)に示すように、画像データ9a,10aを画素単位以下の精度で重ねあわせる(ステップS22)。この重ね合わせは、画像データ9a,10aの画素同士が同じ位置とならないように行う。より具体的には、画像9a,10aの画素が画素間隔の半分ずれるように行う。
Next, as shown in FIG. 3B, the
その後、ステップS22で重ね合わせられた画像データ9a,10aから所定の出力解像度の画像データ11(図3(c))をサンプリングにより合成して(ステップS23)、本処理を終了する。
Thereafter, the image data 11 (FIG. 3C) having a predetermined output resolution is synthesized by sampling from the
本処理によれば、画像合成部6は、画像切り出し部5で拡大したい領域が切り出された画像データ9a,10aを画素単位以下の精度で重ねあわせ(ステップS22)、重ね合わせられた画像データ9a,10aから所定の出力解像度の画像データ11をサンプリングにより合成するので(ステップS23)、従来の電子カメラによる電子ズームのように、1つの画像データから少ない画素情報を画素補間で補った後に拡大することなく、高解像度の画像データを出力することができる。
According to this process, the image composition unit 6 superimposes the
また、本実施の形態によれば、電子カメラ100を三脚に載せて撮影する場合は、手ぶれが生じ得ないためほとんど効果を得られないが、電子カメラ100を手持ちで撮影する場合は、手ぶれにより出力画像データの品質が低下するのを効果的に防止することができる。特に、電子カメラ100を手持ちで撮影する場合において、電子ズームを行うときは、画角が望遠になることからして手ぶれの影響は顕著となり十分な効果を得られる。
In addition, according to the present embodiment, when shooting with the
また、本実施の形態では、電子カメラ100で撮影された画像データを静止画として出力するのに用いたが、これに限定されるものでなく、上記画像データを動画として出力するのに用いても、同様の効果を奏することができる。さらに、電子ズーム倍率を高くするにつれて、1つの出力画像を得るために撮影する回数を増やすことによって、高電子ズーム倍率時でも高い解像度の画像データを出力することができる。
In this embodiment, the image data captured by the
100 電子カメラ
1 光学レンズ系
2 撮像素子
3 第1信号処理部
4 動きベクトル検出部
5 画像切り出し部
6 画像合成部
7 第2信号処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記被写体から連続撮影により複数の画像データを連続で生成する連続画像データ生成手段と、
前記生成された複数の画像データから手ぶれによる動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
所望の電子ズーム倍率に応じて前記複数の画像データから切り出すべき各領域を決定すると共に、前記検出された動きベクトルを打ち消すように前記決定された各領域の切り出し位置を夫々決定して、前記切り出し位置が決定された各領域を切り出す領域切出手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that enlarges and outputs image data of a subject by electronic zoom processing,
Continuous image data generating means for continuously generating a plurality of image data from the subject by continuous shooting;
Motion vector detection means for detecting a motion vector due to camera shake from the plurality of generated image data;
In accordance with a desired electronic zoom magnification, each region to be cut out from the plurality of image data is determined, and the cut-out position of each of the determined regions is determined so as to cancel the detected motion vector. An imaging apparatus comprising: an area cutting means for cutting out each area whose position is determined.
前記重ね合わされた複数の画像データから所望の解像度である1つの画像データを合成する画像データ合成手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Image data superimposing means for superimposing image data in each of the clipped regions so that the pixels are not at the same position;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: image data synthesis means for synthesizing one image data having a desired resolution from the plurality of superimposed image data.
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