JP2006174245A - 走査変換装置、および電子カメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、走査変換装置であって、第1バッファ部、画素パッキング部、第2バッファ部、および走査出力部を備える。第1バッファ部は、入力画像の主走査方向のライン単位に、画素信号を記憶する。画素パッキング部は、所定の画素の組み合わせルールに従って、ライン上の画素信号をN個(N≧2)ずつグループ化し、画素信号パックを順次出力する。第2バッファ部は、画素信号パックを記憶して、主走査方向と異なる向き(第2主走査方向)に揃える。走査出力部は、第2主走査方向に揃った画素信号パックを順次に出力する。この構成により、入力画像の走査パターンは、『第2主走査方向の出力ラインをN本ずつ出力する走査パターン』に変更される。
【選択図】 図2
Description
また、本発明は、この走査変換装置を搭載した電子カメラに関する。
このような複線化として、撮像素子内の画素信号を『画面領域』や『走査線単位』や『色成分単位』に分割して、複数の出力chから同時並行に読み出すものが知られている。
また、本発明の目的は、この走査パターンを変換する過程において、画素信号パック(後述)の処理を追加することによって、変換過程の効率化と高速化を実現することである。
また、本発明の目的は、変更後の走査パターンにおいて出力chの複線化を実現し、その後の信号処理の高速化を実現可能にすることである。
本発明は、入力画像の走査パターンを変換する走査変換装置であって、第1バッファ部、画素パッキング部、第2バッファ部、および走査出力部を備える。
第1バッファ部は、入力画像の主走査方向の読み出しライン単位に、入力画像の画素信号を一時記憶する。
画素パッキング部は、予め定められた画素の組み合わせルールに従って、読み出しライン上の画素信号をN個(N≧2)ずつ選択してグループ化し、画素信号パックとして順次出力する。
第2バッファ部は、画素信号パックを一時記憶して、主走査方向と異なる向き(第2主走査方向)に揃える。
走査出力部は、第2バッファ部において第2主走査方向に揃った画素信号パックを順次に走査出力する。
このような構成により、入力画像の走査パターンは、『第2主走査方向の出力ラインをN本ずつ出力する走査パターン』に変更される。
なお好ましくは、画素パッキング部は、読み出しラインの中間点に関して対称に位置する画素信号を順次選択してグループ化し、画素信号パックとして順次出力する。一方、走査出力部は、第2主走査方向に揃えた『読み出しラインの両端をグループ化した画素信号パック』の走査出力から開始し、順次内側の画素信号パックの走査出力を続けて実施する。
このような構成により、入力画像の走査パターンは、画面両端から出力ラインの走査を出発して画面中間へ向かって対称に接近する走査パターン(両開きの扉を閉めるような観音閉まり走査)に変更される。
また好ましくは、画素パッキング部は、読み出しラインの中間点に関して対称に位置する画素信号を選択してグループ化し、画素信号パックとして順次出力する。一方、走査出力部は、第2主走査方向に揃えた『中間点近傍をグループ化した画素信号パック』の走査出力から開始し、順次外側の画素信号パックの走査出力を続けて実施する。
このような構成により、入力画像の走査パターンは、画面中間の付近から出力ラインの走査を出発して画面両端へ対称に遠ざかる走査パターン(両開きの扉を開くような観音開き走査)に変更される。
なお好ましくは、画素パッキング部は、読み出しラインから所定間隔おきに選択した画素信号N個ずつをグループ化し、画素信号パックとして出力する。一方、走査出力部は、第2主走査方向に揃えた画素信号パックの走査出力を、読み出しラインの一方向に副走査する。
このような構成により、入力画像の走査パターンは、N個の分割画面ごとの走査出力を並行実施する走査パターン(N枚刃の剃刀で画面をなぞるようなN枚刃走査)に変更される。
また好ましくは、上述した画素信号は、色情報の信号を含むカラー信号である。
本発明の電子カメラは、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の走査変換装置と、被写体像を光電変換して画素信号を読み出す撮像部とを備える。この電子カメラでは、走査変換装置により、撮像部から読み出される画素信号の走査パターンが変更される。
本発明では、入力画像を、主走査方向の読み出しライン単位に一時記憶する。この読み出しラインから、予め定められた画素の組み合わせルールに従って画素信号N個ずつを順次選択し、N個の画素信号を含む画素信号パックとして順次に出力する。
上述した本発明の構成は、画素信号パックの生成ルールおよび出力順の設定によって、多様な走査パターンを実現できる。
例えば、読み出しラインの中間点に関して対称に画素信号を組み合わせて、画素信号パックを生成する。この画素信号パックを第2主走査方向に揃え、『両端側の画素信号パック』から先に走査出力し、順次に『内側の画素信号パック』の走査出力を継続する。
このような動作設定により、画面の両端から出発した走査線が、それぞれ画面中心へ向かってお互いに近づくような走査パターン(観音閉まり走査)が実現する。
また例えば、読み出しラインの中間点に関して対称に画素信号を組み合わせて、画素信号パックを生成する。この画素信号パックを第2主走査方向に揃え、『中間側の画素信号パック』から先に走査出力し、順次に『外側の画素信号パック』の走査出力を継続する。
このような動作設定により、画面の中間から出発した走査線が、画面両端へ向かってお互いに遠ざかる走査パターン(観音開き走査)が実現する。
さらに、別の走査パターンも実現可能である。
例えば、読み出しラインから所定間隔おきに選択した画素信号N個ずつを画素信号パックにする。これら画素信号パックを第2主走査方向に揃えて、順番に走査出力する。
このような動作設定により、所定間隔の走査線N本が纏まって一方向に走るような走査パターン(N枚刃走査)が実現する。
なお、本発明では、画素信号を、色情報の信号を含むカラー信号とすることも可能である。この場合、カラー入力画像の走査パターンを変換することができる。
本発明の電子カメラは、上述した走査変換装置を備える。この走査変換装置により、撮像部の走査パターンを、電子カメラ内での処理に適した走査パターンに変更することが可能になる。
図1は、電子カメラ11の構成を示す図である。
図1において、電子カメラ11には、撮影レンズ12が装着される。この撮影レンズ12の像空間には、撮像素子13の受光面が配置される。撮像素子13から出力される画素信号は、A/D変換部14を介してそれぞれデジタル化された後、画素処理部15に順次入力される。画素処理部15は、画素信号1つ1つに独立して実施可能な処理(例えば欠陥画素補正など)をパイプライン式に実施し、処理後の画素信号を走査変換装置16に入力する。
このような処理を完了した画素信号は、画像バッファ21に一時蓄積される。画像処理部22は、画像バッファ21内の画素信号に対して、2次元画像処理(色補間、または輪郭強調など)を施す。画像圧縮部23は、画像処理後の画素信号を画像圧縮して、メモリカード24に保存記録する。
以下、発明と本実施形態との対応関係について説明する。なお、ここでの対応関係は、参考のために一解釈を例示するものであり、本発明を徒らに限定するものではない。
請求項記載の走査変換装置は、走査変換装置16に対応する。
請求項記載の第1バッファ部は、ラインバッファ18に対応する。
請求項記載の画素パッキング部は、走査制御部17の『ラインバッファ18を経由して画素信号パックを生成する機能』に対応する。
請求項記載の第2バッファ部は、メモリ19に対応する。
請求項記載の走査出力部は、『メモリ19を経由して画素信号パックを走査出力する機能』に対応する。
請求項記載の撮像部は、撮像素子13に対応する。
請求項記載の電子カメラは、電子カメラ11に対応する。
次に、第1実施形態の特徴である画素信号パックの生成処理について説明する。
図2は、第1実施形態における画素信号パックの生成処理(信号フロー)を説明する図である。
読み出された画素信号は、A/D変換部14、および画素処理部15を介した後、走査変換装置16に順次に入力される。走査変換装置16内の走査制御部17は、この画素信号を縦一列(n画素)の読み出しライン単位で、ラインバッファ18に入力する。ラインバッファ18は、これらの画素信号を一時記憶する。
出力P1では、読み出しラインの中間点(すなわち、c=n/2として、c番目とc+1番目の中間)に関して対称に位置する画素信号をグループ化することで、画素信号パックを順次に生成する。画素信号パックの出力順は、読み出しライン両端(1,1)(1,n)の画素信号パックを先頭に、順次内側の画素信号パックを出力し、読み出しライン中央(1,c)(1,c+1)の画素信号パックまでを出力する。
走査制御部17は、ラインバッファ18を経由して生成した画素信号パックを、メモリ19に書き込み走査し、走査パターンの変換に必要な量だけ画素信号パックをメモリ19内に蓄積する。
次に、走査制御部17は、書き込み走査とは別の走査パターンで、メモリ19から画素信号パックを読み出し走査する。
このような書き込み走査と読み出し走査との間の走査経路の違いによって、走査パターンの変換が行われる。
次に、走査パターンの変換例を具体的に挙げて説明する。
図3は、観音閉まり走査への変換処理を説明する図である。
走査制御部17は、対称位置の画素信号をグループ化した画素信号パック(図2中の出力P1,P2など)を、1画面分にわたってメモリ19に書き込み走査する。
その結果、メモリ19内には、横にm個の画素信号パックを揃えた走査行が(n/2)本分完成する。走査制御部17は、図3[A]に示すように、このメモリ19を読み出し走査する。すなわち、(n/2)本の走査行を、上下端の画素信号パックから、中央の画素信号パックへ向かう順番で読み出す。
この読み出し走査により、図3[B]に示すように、画面の上下端から出力ラインの走査が出発して画面中間へ向かって対称に接近する走査パターン(両開きの扉を閉めるような観音閉まり走査)が実現する。
次に、走査パターンの別の変換例として、観音開き走査への変換処理について説明する。
図4は、この観音開き走査への変換処理を説明する図である。
走査制御部17は、対称位置の画素信号をグループ化した画素信号パック(図2中の出力P1,P2など)を、1画面分にわたってメモリ19に書き込み走査する。
その結果、メモリ19内には、横にm個の画素信号パックを揃えた走査行が(n/2)本分完成する。走査制御部17は、図4[A]に示すように、このメモリ19を読み出し走査する。すなわち、(n/2)本の走査行を、中央の画素信号パックから、上下端の画素信号パックへ向かう順番に読み出す。
この読み出し走査により、図4[B]に示すように、画面の中央から出力ラインの走査が出発して画面上下へ対称に遠ざかる走査パターン(両開きの扉を開くような観音開き走査)が実現する。
次に、走査パターンの別の変換例として、N枚刃走査への変換処理について説明する。
図5は、このN枚刃走査への変換処理を説明する図である。
走査制御部17は、所定間隔おきに画素信号をグループ化した画素信号パック(図2中の出力P3など)を、1画面分にわたってメモリ19に書き込み走査する。
その結果、メモリ19内には、横にm個の画素信号パックを揃えた走査行が(n/2)本分完成する。走査制御部17は、図5[A]に示すように、このメモリ19を読み出し走査する。すなわち、(n/2)本の走査行を、画面上側の画素信号パックから、画面下側の画素信号パックへ向かう順番で読み出す。
この読み出し走査により、図5[B]に示すように、分割画面ごとに走査を実施する走査パターン(N枚刃の剃刀で画面をなぞるようなN枚刃走査)が実現する。
以上説明したように、第1実施形態では、縦n個の画素信号をN個(ここでは2個)ずつグループ化して、画素信号パックを生成する。このパック処理以降、信号の取り扱い数(すなわち画素信号パックの個数)は1/N倍に減る。その結果、走査パターンの変換処理の時間的余裕を稼ぐことができる。したがって、高解像度(高画素数)の撮像素子13にも対応可能な走査変換装置16が実現できる。
次に、電子カメラ11内の撮像素子13が、画素信号を複数チャンネルに分けて走査出力するケースについて説明する。
図6は、このような撮像素子13の画素配列を示す図である。撮像素子13は、縦n画素×横m画素の画素信号を生成する。これらの画素信号は、ベイヤ配列の色情報Gr、Gb、R、Bのいずれかを含むカラー信号である。
この図7に示すように、撮像素子13は、図6に示す画素信号の配列を、RGr列からなる第1フィールドと、GbB列からなる第2フィールドとに分けて2回で読み出す。
このとき、第1フィールドのR成分は、2つの走査出力chA,chBに分けて同時並行に読み出される。また、第1フィールドのGr成分については、2つの走査出力chC,chDに分けて同時並行に読み出される。
chA・・画面下から上に向かう順番に画素信号を出力し(主走査)、この主走査を画面左から右に向かって繰り返す(副走査)。
chB・・画面上から下に向かう順番に画素信号を出力し(主走査)、この主走査を画面左から右に向かって繰り返す(副走査)。
chC・・画面上から下に向かう順番に画素信号を出力し(主走査)、この主走査を画面右から左に向かって繰り返す(副走査)。
chD・・画面下から上に向かう順番に画素信号を出力し(主走査)、この主走査を画面右から左に向かって繰り返す(副走査)。
次に、第2実施形態の特徴である画素信号パックの生成処理について説明する。
図8は、R成分の画素信号パックの生成処理を説明する図である。
図8に示すように、R成分の画素信号パックには、読み出しライン4本分のラインバッファ18を使用する。
次に、走査制御部17は、この2本のラインバッファ18から、読み出しラインの中間点(c番目とc+1番目の中間)に関して対称に位置する画素信号を読み出してグループ化し、画素信号パックとして順次出力する。
走査制御部17は、このような画素信号パックの読み出し処理と同時並行に、残り2本のラインバッファ18に対し、次のR成分の画素信号(chA,chB)を書き込む。
図9は、Gr成分の画素信号パックの生成処理を説明する図である。このGr成分の処理についても、上記のR成分の処理と同様である。そのため、ここでの説明を省略する。
図10は、走査パターンの変換処理を説明する図である。
走査制御部17は、生成されたR成分の画素信号パックおよびGr成分の画素信号パックを、メモリ19に書き込み走査する。次に、走査制御部17は、書き込み走査とは別の走査パターンで、メモリ19から画素信号パックを読み出し走査する。このような書き込み走査と読み出し走査との間の走査経路の違いによって、走査パターンの変換が実行される。
なお、メモリ19を2つ使用して、R成分の走査パターン変換と、Gr成分の走査パターン変換とを独立に実施してもよい。また、メモリ19を更に2つ追加することにより、第1フィールドの書き込み走査と、第2フィールドの読み出し走査とを役割交換しながら交互に実施してもよい。
なお、図11[B]は、第2フィールドの走査パターンを変換したものである。この第2フィールドの処理は、上記の第1フィールドの処理と同様である。そのため、ここでの説明を省略する。
また、図11[A][B]では、一例として観音閉まり走査の変換例について示したが、第2実施形態はこれに限らない。第2実施形態においても、第1実施形態で示した方法を実行することで、観音開き走査、N枚刃走査など多種多様の変換が実現可能になる。
以上説明したように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した実施形態では、2個の画素信号をまとめて画素信号パックを生成する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、3個以上の画素信号をまとめて画素信号パックを生成することも可能である。このように、3個以上の画素信号をまとめることによって、より多様な走査パターンを実現することができる。例えば、N枚刃走査によってN個の分割画面ごとの分割走査を実現し、かつ個々の分割画面において観音閉まり走査または観音開き走査を実現することも可能になる。
12 撮影レンズ
13 撮像素子
14 A/D変換部
15 画素処理部
16 走査変換装置
17 走査制御部
18 ラインバッファ
19 メモリ
20 走査画像処理部
21 画像バッファ
22 画像処理部
23 画像圧縮部
24 メモリカード
Claims (6)
- 入力画像の走査パターンを変換する走査変換装置であって、
前記入力画像の主走査方向の読み出しライン単位に、前記入力画像の画素信号を一時記憶する第1バッファ部と、
予め定められた画素の組み合わせルールに従って、前記読み出しライン上の画素信号をN個(N≧2)ずつ選択してグループ化し、画素信号パックとして順次出力する画素パッキング部と、
前記画素信号パックを一時記憶して、前記主走査方向と異なる向き(第2主走査方向)に揃える第2バッファ部と、
前記第2バッファ部において前記第2主走査方向に揃った前記画素信号パックを順次に走査出力する走査出力部とを備え、
前記入力画像の走査パターンを、『前記第2主走査方向の出力ラインをN本ずつ出力する走査パターン』に変更する
ことを特徴とする走査変換装置。 - 請求項1に記載の走査変換装置において、
前記画素パッキング部は、前記読み出しラインの中間点に関して対称に位置する画素信号を順次選択してグループ化し、前記画素信号パックとして順次出力し、
前記走査出力部は、前記第2主走査方向に揃えた『前記読み出しラインの両端をグループ化した画素信号パック』の走査出力から開始し、順次内側の画素信号パックの走査出力を続けて実施することにより、
画面両端から前記出力ラインの走査を出発して画面中間へ向かって対称に接近する走査パターン(両開きの扉を閉めるような観音閉まり走査)を実現する
ことを特徴とする走査変換装置。 - 請求項1に記載の走査変換装置において、
前記画素パッキング部は、前記読み出しラインの中間点に関して対称に位置する画素信号を選択してグループ化し、前記画素信号パックとして順次出力し、
前記走査出力部は、前記第2主走査方向に揃えた『前記中間点近傍をグループ化した画素信号パック』の走査出力から開始し、順次外側の画素信号パックの走査出力を続けて実施することにより、
画面中間から前記出力ラインの走査を出発して画面両端へ対称に遠ざかる走査パターン(両開きの扉を開くような観音開き走査)を実現する
ことを特徴とする走査変換装置。 - 請求項1に記載の走査変換装置において、
前記画素パッキング部は、前記読み出しラインから所定間隔おきに選択した画素信号N個ずつをグループ化し、画素信号パックとして出力し、
前記走査出力部は、前記第2主走査方向に揃えた前記画素信号パックの走査出力を、前記読み出しラインの一方向に副走査することにより、
N個の分割画面ごとの走査出力を並行実施する走査パターン(N枚刃の剃刀で画面をなぞるようなN枚刃走査)を実現する
ことを特徴とする走査変換装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の走査変換装置において、
前記画素信号は、色情報の信号を含むカラー信号である
ことを特徴とする走査変換装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の走査変換装置と、
被写体像を光電変換して画素信号を読み出す撮像部とを備え、
前記走査変換装置により、前記撮像部から読み出される画素信号の走査パターンを変換する
ことを特徴とする電子カメラ。
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