JP2007049566A - Imaging apparatus and video signal generation method - Google Patents

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和成 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus which has a small circuit scale and can reduce power consumption and can generate a video signal of satisfactory image quality and of a desired image size, and a video signal generation method. <P>SOLUTION: Video signals Drb, Dgb, and Dbb are generated in imaging parts 14r, 14g, and 14b using signals of pixels subjected to pixel addition and signal of pixels not subjected to pixel addition. Differences in frequency characteristics due to execution/non-execution of pixel addition, of the video signals Drb, Dgb, and Dbb are compensated by a frequency characteristics compensation means. As regards the frequency characteristic compensation means, for example, a filter part which switches filter characteristics between signals of pixels subjected to pixel addition and those not subjected to pixel addition, to perform filter processing is provided to a camera signal processing part 15. Pixel addition is performed in imaging parts 14r, 14g, and 14b, whereby the circuit scale of the image pickup device can be reduced and the power consumption can be reduced since it is unnecessary to provide, for example, a line memory to the camera signal processing part 15 to perform pixel addition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、撮像装置と映像信号生成方法に関する。詳しくは、画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号を用いて映像信号を生成し、この映像信号に対して、画素加算の有無による周波数特性の違いを補正する処理を行うことで、高画質な撮像画像を得るものである。   The present invention relates to an imaging apparatus and a video signal generation method. Specifically, a video signal is generated using a pixel signal that has undergone pixel addition and a pixel signal that has not undergone pixel addition, and the difference in frequency characteristics due to the presence or absence of pixel addition is corrected for this video signal. By performing this process, a high-quality captured image is obtained.

映像機器では、映像信号のディジタル化に伴い、水平方向や垂直方向の画素数が異なる種々の放送伝送方式が規格化されている。このため、水平方向や垂直方向の画素数が異なる放送伝送方式の機器にも対応できるように、原画像の画素数を所望の放送伝送方式に対応した画素数に変換する画像サイズ変換処理が行われている。   In video equipment, with the digitization of video signals, various broadcast transmission systems with different numbers of pixels in the horizontal and vertical directions are standardized. For this reason, image size conversion processing is performed to convert the number of pixels of the original image to the number of pixels corresponding to the desired broadcast transmission system so that it can be applied to devices of broadcast transmission systems with different numbers of pixels in the horizontal and vertical directions. It has been broken.

例えば、特許文献1に示されているように、補間演算を行うことで所望の放送伝送方式に対応した画素数の映像信号を生成する。この補間演算では、補間演算される画素の位相に最も近いフィルタ係数を用いることで、任意の変換比率で画像サイズ変換処理が行われる。   For example, as shown in Patent Document 1, an interpolation calculation is performed to generate a video signal having the number of pixels corresponding to a desired broadcast transmission method. In this interpolation calculation, the image size conversion process is performed at an arbitrary conversion ratio by using a filter coefficient closest to the phase of the pixel to be interpolated.

特開平10−134175号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-134175

ところで、撮像装置においても、通常は最大撮像画素数(有効画素数)で映像信号を出力することが基本的に行われている。しかし、撮像装置から出力される映像信号を記録媒体に記録する記録装置や、撮像装置から出力される映像信号を用いて撮像画像の表示を行う表示装置が、最大撮像画素数に対応していない場合、撮像装置は、記録装置や表示装置に対応した放送伝送方式の画素数とする画像サイズ変換処理を行ってから映像信号を出力させる必要がある。   By the way, in an imaging apparatus, usually, a video signal is basically output with the maximum number of imaging pixels (number of effective pixels). However, a recording device that records a video signal output from the imaging device on a recording medium or a display device that displays a captured image using the video signal output from the imaging device does not support the maximum number of pixels. In this case, the imaging device needs to output a video signal after performing an image size conversion process to obtain the number of pixels of a broadcast transmission method corresponding to a recording device or a display device.

例えば、最大撮像画素が水平方向1920画素×垂直方向1080ラインであるプログレッシブ走査方式の映像信号(以下「1080pの映像信号」という)Dpaを、水平方向1280画素×垂直方向720ラインであるプログレッシブ走査方式の映像信号(以下「720pの映像信号」という)Dpbとして出力する場合、水平方向および垂直方向の画素数をそれぞれ2/3倍する画像サイズ変換処理を行う必要がある。   For example, a progressive scanning system video signal (hereinafter referred to as a “1080p video signal”) Dpa having a maximum imaging pixel of 1920 pixels in the horizontal direction × 1080 lines in the vertical direction, and a progressive scanning system in which the video signal is 1280 pixels in the horizontal direction × 720 lines in the vertical direction. Image signal (hereinafter referred to as “720p video signal”) Dpb, it is necessary to perform image size conversion processing for multiplying the number of pixels in the horizontal and vertical directions by 2/3.

このとき、1080pの映像信号Dpaと720pの映像信号Dpbのフレームレートが60フレーム/秒(fps)であると、1080pの映像信号Dpaでは、標本化周波数が148.5MHz、720pの映像信号Dpbでは標本化周波数が74.25MHzとなる。   At this time, if the frame rate of the 1080p video signal Dpa and the 720p video signal Dpb is 60 frames / second (fps), the 1080p video signal Dpa has a sampling frequency of 148.5 MHz and the 720p video signal Dpb. The sampling frequency is 74.25 MHz.

ここで、撮像素子から「1920×1080」の最大撮像画素数で画素の信号を読み出して映像信号Dpaを生成した後、2/3倍の画素数に変換する場合、画像サイズ変換前までは、720pの標本化周波数に対して2倍の周波数で駆動する必要があり消費電力が大きくなってしまう。また、垂直方向の画像サイズ変換では、数ライン分のラインメモリが必要となり、回路規模が大きくなってしまう。さらに、補間演算を用いて画像サイズ変換処理を行うものとすると、回路構成が複雑となってしまう。   Here, when the pixel signal is read out from the image sensor with the maximum number of imaging pixels of “1920 × 1080” and the video signal Dpa is generated, and then converted to 2/3 times the number of pixels, before the image size conversion, It is necessary to drive at a frequency twice that of the sampling frequency of 720p, resulting in an increase in power consumption. In addition, the vertical image size conversion requires a line memory for several lines, which increases the circuit scale. Furthermore, if the image size conversion process is performed using interpolation calculation, the circuit configuration becomes complicated.

そこで、この発明では、回路規模が小さく低消費電力化が可能で、画質が良好である所望の画像サイズの映像信号を生成できる撮像装置と映像信号生成方法を提供するものである。   Therefore, the present invention provides an imaging apparatus and a video signal generation method capable of generating a video signal having a desired image size with a small circuit scale, low power consumption, and good image quality.

この発明に係る撮像装置と映像信号生成方法は、画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号を用いて映像信号を生成し、この映像信号における画素加算の有無による周波数特性の違いを周波数特性補正手段、例えば画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号とで、フィルタ特性を切り換えてフィルタ処理を行うフィルタ部、あるいは光学ローパスフィルタで補正するものである。   The imaging apparatus and the video signal generation method according to the present invention generate a video signal using a pixel signal subjected to pixel addition and a pixel signal not subjected to pixel addition, and whether or not the pixel addition is performed in the video signal. Difference in frequency characteristics due to frequency characteristic correction means, for example, a filter unit that performs filter processing by switching filter characteristics between a pixel signal that has undergone pixel addition and a pixel signal that has not undergone pixel addition, or an optical low-pass This is corrected by a filter.

この発明によれば、画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号を用いて映像信号が撮像手段で生成されて、映像信号における画素加算の有無による周波数特性の違いが周波数特性補正手段によって補正される。   According to the present invention, the video signal is generated by the imaging unit using the pixel signal for which pixel addition has been performed and the pixel signal for which pixel addition has not been performed. The difference is corrected by the frequency characteristic correcting means.

このため、画像サイズ変換において垂直方向の画素加算を行う場合、撮像手段から出力された映像信号をラインメモリに記憶させて垂直方向の画素加算を行う必要がないので、回路規模を小さくできる。また低消費電力化もはかることができる。さらに、画素加算の有無による周波数特性の違いが補正されるので、周波数特性の違いによる画質の劣化を防止することが可能となり、良好な画質の画像を得ることができる。   For this reason, when performing pixel addition in the vertical direction in image size conversion, it is not necessary to store the video signal output from the imaging means in the line memory and perform pixel addition in the vertical direction, so that the circuit scale can be reduced. Also, low power consumption can be achieved. Furthermore, since the difference in frequency characteristics due to the presence or absence of pixel addition is corrected, it is possible to prevent deterioration in image quality due to the difference in frequency characteristics, and an image with good image quality can be obtained.

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図1は、撮像装置10の構成を示している。撮像レンズ11を通過した被写体光は、光学ローパスフィルタ12によって、撮像画素の大きさと隣接画素との間隔により決まる再生可能な限界周波数を超えた高周波成分が低減される。この高周波成分が低減された被写体光は、色分解プリズム13によって、三原色の各色成分に分光されて撮像部14r,14g,14bに入力される。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the imaging apparatus 10. The subject light that has passed through the imaging lens 11 is reduced by the optical low-pass filter 12 at a high frequency component exceeding a reproducible limit frequency determined by the size of the imaging pixel and the interval between adjacent pixels. The subject light with the reduced high-frequency component is split into the three primary color components by the color separation prism 13 and input to the imaging units 14r, 14g, and 14b.

撮像部14r,14g,14bは等しい構造とされており、撮像部14rは赤色成分に基づいた信号、撮像部14gは緑色成分に基づいた信号、撮像部14bは青色成分に基づいた信号をそれぞれ生成する。また、撮像部14gは、解像度を向上させるために、撮像部14rおよび撮像部14bに対して、画素位置を水平方向に1/2画素移動することも行われる。   The imaging units 14r, 14g, and 14b have the same structure, the imaging unit 14r generates a signal based on the red component, the imaging unit 14g generates a signal based on the green component, and the imaging unit 14b generates a signal based on the blue component. To do. The imaging unit 14g also moves the pixel position by 1/2 pixel in the horizontal direction with respect to the imaging unit 14r and the imaging unit 14b in order to improve the resolution.

図2は、撮像部の構成を示している。なお、撮像部として赤色成分に基づいた信号を生成する撮像部14rについてのみ説明を行い、撮像部14g,14bについての説明は省略する。   FIG. 2 shows the configuration of the imaging unit. Note that only the imaging unit 14r that generates a signal based on the red component as the imaging unit will be described, and description of the imaging units 14g and 14b will be omitted.

画素部141は、光電変換を行って、入力された光に応じた信号を画素毎に生成する。さらに、画素毎の信号を用いて、フレーム画像の映像信号Sraを生成してA/D変換部142に供給する。A/D変換部142は、画素部141から供給された映像信号Sraをディジタルの映像信号Draに変換して加算処理部143に供給する。   The pixel unit 141 performs photoelectric conversion and generates a signal corresponding to the input light for each pixel. Further, a video signal Sra of a frame image is generated using a signal for each pixel and supplied to the A / D conversion unit 142. The A / D conversion unit 142 converts the video signal Sra supplied from the pixel unit 141 into a digital video signal Dra and supplies the digital video signal Dra to the addition processing unit 143.

加算処理部143は、後述する駆動信号生成部144から供給された加算制御信号CTbに基づいて水平方向や垂直方向に画素の加算を行い、最大撮像画素数の映像信号Draを、撮像装置10に接続される機器の放送伝送方式に対応した画素数の映像信号Drbとする画像サイズ変換を行う。   The addition processing unit 143 performs pixel addition in the horizontal direction and the vertical direction based on the addition control signal CTb supplied from the drive signal generation unit 144 described later, and outputs the video signal Dra having the maximum number of imaging pixels to the imaging device 10. Image size conversion is performed so that the video signal Drb has the number of pixels corresponding to the broadcast transmission method of the connected device.

ここで、画像サイズを変換する場合、単に画素加算や間引きを行うものとすると、画素の空間的な位相が合わなくなってしまう場合がある。図3は、間引き処理による画像サイズ変換動作を示している。なお、図3Aは、画像サイズ変換前の画素配列、図3Bは間引きする画素位置、図3Cは画像サイズ変換後の画素配列を示している。また、説明を簡単とするため、図3では、画像サイズ変換前の水平方向12画素、垂直方向9画素のみ示している。   Here, when the image size is converted, if the pixel addition or thinning is simply performed, the spatial phase of the pixels may not match. FIG. 3 shows an image size conversion operation by thinning processing. 3A shows a pixel array before image size conversion, FIG. 3B shows a pixel position to be thinned out, and FIG. 3C shows a pixel array after image size conversion. For simplicity of explanation, FIG. 3 shows only 12 pixels in the horizontal direction and 9 pixels in the vertical direction before image size conversion.

間引き処理では、例えば2画素の出力を行ったとき次の1画素を出力しないものとして、図3Bにおける斜線部の画素を間引いて、図3Cに示すように、画素数を2/3倍とする。この場合、間引きが行われた部分は間引き処理前の2画素分に相当するものであるから、間引き処理後の画像では、1画素分離れた間引き処理前の画素と2画素分離れた間引き処理前の画素が交互に用いられることとなり、空間的な位相が合わなくなってしまう。なお、図3Cでは、2画素分に相当する画素間隔の位置を二重線で示している。   In the thinning process, for example, when 2 pixels are output, the next pixel is not output, and the hatched pixels in FIG. 3B are thinned out to increase the number of pixels by 2/3 as shown in FIG. 3C. . In this case, since the thinned-out portion corresponds to two pixels before the thinning process, in the image after the thinning process, the thinning process separated by two pixels from the pixel before the thinning process separated by one pixel. The previous pixels are used alternately, and the spatial phase is not matched. In FIG. 3C, the positions of the pixel intervals corresponding to two pixels are indicated by double lines.

図4は、画素加算による画像サイズ変換動作を示している。なお、図4Aは、画像サイズ変換前の画素配列、図4Bは加算する画素位置、図4Cは画像サイズ変換後の画素配列を示している。また、説明を簡単とするため、図4においても、図3と同様に、画像サイズ変換前の水平方向12画素、垂直方向9画素のみ示している。   FIG. 4 shows an image size conversion operation by pixel addition. 4A shows a pixel array before image size conversion, FIG. 4B shows a pixel position to be added, and FIG. 4C shows a pixel array after image size conversion. For simplicity, FIG. 4 also shows only 12 pixels in the horizontal direction and 9 pixels in the vertical direction before image size conversion, as in FIG.

加算処理では、例えば、水平方向の2画素と垂直方向の2画素を加算して、画像サイズ変換後の1画素とする。また、加算する画素位置を水平方向に1画素移動して、水平方向の2画素と垂直方向の2画素を加算して、画像サイズ変換後の1画素とする。また、垂直方向に対しても、加算する画素位置を垂直方向に1画素移動して、水平方向の2画素と垂直方向の2画素を加算して、画像サイズ変換後の1画素とする処理を行う。このようにして、水平方向の3画素から水平方向の2画素を生成する処理と垂直方向の3画素から垂直方向の2画素を生成する処理を行う。さらに、このような処理を水平方向および垂直方向に3画素単位で行うものとすれば、図4Cに示すように、画素数を2/3倍とすることができる。なお、図4Bにおいて、破線で示す矢印表示は、加算する4つの画素を示すものである。   In the addition process, for example, two pixels in the horizontal direction and two pixels in the vertical direction are added to form one pixel after image size conversion. Further, the pixel position to be added is moved by one pixel in the horizontal direction, and two pixels in the horizontal direction and two pixels in the vertical direction are added to obtain one pixel after image size conversion. Also in the vertical direction, the pixel position to be added is moved by one pixel in the vertical direction, and two pixels in the horizontal direction and two pixels in the vertical direction are added to obtain one pixel after image size conversion. Do. In this way, processing for generating two horizontal pixels from three horizontal pixels and processing for generating two vertical pixels from three vertical pixels are performed. Furthermore, if such processing is performed in units of three pixels in the horizontal direction and the vertical direction, the number of pixels can be increased to 2/3 as shown in FIG. 4C. In FIG. 4B, the arrow display indicated by a broken line indicates four pixels to be added.

このように加算処理を行うものとすると、例えば水平方向の1画素目と2画素目の画素加算を行って得られた画素と、2画素目と3画素目の画素加算を行って得られた画素との画素間隔は、1画素分に相当するものとなる。水平方向の2画素目と3画素目の画素加算を行って得られた画素と、4画素目と5画素目の画素加算を行って得られた画素との画素間隔は、2画素分に相当するものとなり、画素間隔が一定とならず空間的な位相が合わなくなってしまう。また、垂直方向についても水平方向と同様に、空間的な位相が合わなくなってしまう。なお、図4Cでは、2画素分に相当する画素間隔の位置を二重線で示している。   When the addition processing is performed in this way, for example, the pixel obtained by performing the pixel addition of the first pixel and the second pixel in the horizontal direction and the pixel addition of the second pixel and the third pixel are obtained. The pixel interval with the pixel corresponds to one pixel. The pixel interval between the pixel obtained by adding the second and third pixels in the horizontal direction and the pixel obtained by adding the fourth and fifth pixels is equivalent to two pixels. As a result, the pixel interval is not constant and the spatial phase is not matched. Further, the spatial phase is not matched in the vertical direction as in the horizontal direction. In FIG. 4C, the positions of pixel intervals corresponding to two pixels are indicated by double lines.

したがって、加算処理部143は、画素加算を行う際に、画像サイズ変換処理後の画素中心の間隔が均等となるように位相を調整して画素加算を行う。ここで、画素中心とは、画素の空間的な中心を呼ぶものとする。図5は画素中心を○印で示しており、1つの画素Paの画素中心は、図5Aのように、画素Paの中央位置となる。隣接する2つの画素Pa,Pb(Pa,Pc)を均等な比率で加算する場合の画素中心は、図5Bに示すように、加算する2つの画素Pa,Pb(Pa,Pc)の中央位置となる。また、隣接する4つの画素Pa,Pb,Pc,Pdを均等な比率で加算する場合の画素中心は、図5Cに示すように、加算する4つの画素Pa,Pb,Pc,Pdの中央位置となる。   Therefore, when performing pixel addition, the addition processing unit 143 performs pixel addition by adjusting the phase so that the intervals between the pixel centers after the image size conversion processing are equal. Here, the pixel center refers to the spatial center of the pixel. In FIG. 5, the pixel center is indicated by a circle, and the pixel center of one pixel Pa is the center position of the pixel Pa as shown in FIG. 5A. As shown in FIG. 5B, the pixel center when two adjacent pixels Pa and Pb (Pa, Pc) are added at an equal ratio is the center position of the two pixels Pa and Pb (Pa, Pc) to be added. Become. Further, as shown in FIG. 5C, the pixel center when adding four adjacent pixels Pa, Pb, Pc, and Pd at an equal ratio is the center position of the four pixels Pa, Pb, Pc, and Pd to be added. Become.

さらに、加算する画素の比率を調整することで、画素中心を所望の位置に設定できる。例えば、画素Paの比率を画素Pb(Pc)よりも大きくしたときの画素中心は、図5Dに示すように、2つの画素Pa,Pb(Pc)の中央位置から画素Paの方向に移動した位置なる。また、画素Paの比率を画素Pb(Pc)よりも小さくしたときの画素中心は、図5Eに示すように、2つの画素Pa,Pb(Pc)の中央位置から画素Pb(Pc)の方向に移動した位置となる。   Furthermore, the pixel center can be set to a desired position by adjusting the ratio of the pixels to be added. For example, the pixel center when the ratio of the pixel Pa is larger than the pixel Pb (Pc) is a position moved in the direction of the pixel Pa from the center position of the two pixels Pa and Pb (Pc) as shown in FIG. 5D. Become. Further, as shown in FIG. 5E, the pixel center when the ratio of the pixel Pa is smaller than that of the pixel Pb (Pc) is from the center position of the two pixels Pa and Pb (Pc) in the direction of the pixel Pb (Pc). It becomes the moved position.

図2の駆動信号生成部144は、後述する制御部20から供給された制御信号CTmに基づき、画素部141やA/D変換部142を駆動するための駆動信号CTaを生成する。また、駆動信号生成部144は、加算処理部143で画素中心の間隔が均等となるように画素加算を行い、最大画素数の映像信号を所望の画像サイズの映像信号に変換するための加算制御信号CTbを制御部20から供給された画素加算設定信号CTsに基づいて生成する。   The drive signal generation unit 144 in FIG. 2 generates a drive signal CTa for driving the pixel unit 141 and the A / D conversion unit 142 based on a control signal CTm supplied from the control unit 20 described later. In addition, the drive signal generation unit 144 performs pixel addition in the addition processing unit 143 so that the distance between the pixel centers is uniform, and adds control for converting the video signal having the maximum number of pixels into a video signal having a desired image size. The signal CTb is generated based on the pixel addition setting signal CTs supplied from the control unit 20.

撮像部14g,14bも撮像部14rと同様にして、撮像装置10に接続される機器の放送伝送方式に対応した解像度の映像信号Dgb,Dbbを生成する。   Similarly to the imaging unit 14r, the imaging units 14g and 14b also generate video signals Dgb and Dbb having a resolution corresponding to the broadcast transmission method of the equipment connected to the imaging device 10.

図1のカメラ信号処理部15は、撮像部14r,14g,14bで生成された映像信号Drb,Dgb,Dbbを用いて、補正処理やフィルタ処理およびプロセス処理等を制御部20から供給された制御信号CTmに基づいて行い、接続される機器に応じたフォーマットの映像出力信号DVoutを生成する。   The camera signal processing unit 15 in FIG. 1 uses the video signals Drb, Dgb, and Dbb generated by the imaging units 14r, 14g, and 14b to perform correction processing, filter processing, process processing, and the like supplied from the control unit 20. Based on the signal CTm, a video output signal DVout having a format corresponding to the connected device is generated.

図6は、カメラ信号処理部15の構成を示している。前処理部151は、映像信号Drb,Dgb,Dbbに対して欠陥補正処理やホワイトバランス調整処理等を行い、処理後の映像信号Drc,Dgc,Dbcを、周波数特性補正手段である水平フィルタ部152に供給する。なお、周波数特性補正手段は、水平フィルタ部152と垂直フィルタ部153で構成する。   FIG. 6 shows the configuration of the camera signal processing unit 15. The preprocessing unit 151 performs defect correction processing, white balance adjustment processing, and the like on the video signals Drb, Dgb, and Dbb, and the processed video signals Drc, Dgc, and Dbc are converted into a horizontal filter unit 152 that is a frequency characteristic correction unit. To supply. Note that the frequency characteristic correcting means includes a horizontal filter unit 152 and a vertical filter unit 153.

図7は、水平フィルタ部152の構成を示している。映像信号Drc,Dgc,Dbcは、フィルタ521とフィルタ522に供給される。フィルタ521は、高域通過フィルタあるいは帯域通過フィルタで構成して、画素加算が行われた画素に対して左右に位置する画素の信号を用いたフィルタ処理により高周波成分を抽出して、信号Hr,Hg,Hbとしてフィルタ出力選択部523に供給する。フィルタ522は、低域通過フィルタで構成して、水平標本化周波数の帯域である成分を低下させるフィルタ処理を行い、高周波成分が減衰された映像信号Drd,Dgd,Dbdをフィルタ出力選択部523に供給する。   FIG. 7 shows the configuration of the horizontal filter unit 152. The video signals Drc, Dgc, Dbc are supplied to the filter 521 and the filter 522. The filter 521 is composed of a high-pass filter or a band-pass filter, extracts a high-frequency component by a filter process using a signal of a pixel located on the left and right of the pixel subjected to pixel addition, and outputs a signal Hr, Hg and Hb are supplied to the filter output selection unit 523. The filter 522 is formed of a low-pass filter, performs a filter process for reducing a component that is a band of the horizontal sampling frequency, and outputs the video signals Drd, Dgd, and Dbd in which the high-frequency components are attenuated to the filter output selection unit 523. Supply.

フィルタ出力選択部523は、画素加算が行われた画素であるか否かを示す画素識別信号CTqに基づき、画素加算が行われた画素では、フィルタ521から出力された信号Hr,Hg,Hbを選択して、選択信号DSr,DSg,DSbとして可変比率混合部524に供給する。また画素加算の行われていない画素では、フィルタ522から出力された映像信号Drd,Dgd,Dbdを選択して、選択信号DSr,DSg,DSbとして可変比率混合部524に供給する。   Based on the pixel identification signal CTq indicating whether or not the pixel has been subjected to pixel addition, the filter output selection unit 523 uses the signals Hr, Hg, and Hb output from the filter 521 for the pixel to which pixel addition has been performed. The signals are selected and supplied to the variable ratio mixing unit 524 as selection signals DSr, DSg, and DSb. In addition, for the pixels that have not been subjected to pixel addition, the video signals Drd, Dgd, and Dbd output from the filter 522 are selected and supplied to the variable ratio mixing unit 524 as the selection signals DSr, DSg, and DSb.

可変比率混合部524は、入力された映像信号Drc,Dgc,Dbcとフィルタ出力選択部523から供給された選択信号DSr,DSg,DSbの混合比を、画素識別信号CTqに基づき画素加算の有無に応じて調整して加算を行い、画素加算の有無による水平方向の周波数特性の違いを補正した映像信号Dre,Dge,Dbeを生成する。   The variable ratio mixing unit 524 sets the mixing ratio of the input video signals Drc, Dgc, Dbc and the selection signals DSr, DSg, DSb supplied from the filter output selection unit 523 to whether or not pixel addition is performed based on the pixel identification signal CTq. The video signals Dre, Dge, and Dbe are generated by performing adjustment and adding according to the correction, and correcting the difference in the frequency characteristics in the horizontal direction depending on the presence or absence of pixel addition.

垂直フィルタ部153も水平フィルタ部152と同様に構成されており、画素加算が行われた画素であるか否かに応じて、フィルタ処理後の信号の選択を行う。さらに、選択した信号と水平フィルタ部152から出力された映像信号Dre,Dge,Dbeの混合比を調整して加算を行い、画素加算の有無による垂直方向の周波数特性の違いを補正した映像信号Drf,Dgf,Dbfを生成する。なお、垂直フィルタ部153は、垂直方向のフィルタ処理を行うものであることから、画素加算が行われた画素の上下に位置する画素の信号を用いたフィルタ処理による高周波成分の抽出や、垂直標本化周波数の帯域である高周波成分を低下させる処理を行う。   The vertical filter unit 153 is also configured in the same manner as the horizontal filter unit 152, and selects a signal after filtering depending on whether or not the pixel has been subjected to pixel addition. Further, the video signal Drf is obtained by adjusting the mixing ratio between the selected signal and the video signals Dre, Dge, Dbe output from the horizontal filter unit 152 and correcting the difference in the vertical frequency characteristics depending on the presence or absence of pixel addition. , Dgf, Dbf are generated. Note that since the vertical filter unit 153 performs vertical filter processing, extraction of high-frequency components by filter processing using signals of pixels located above and below the pixel subjected to pixel addition, and vertical sampling A process of reducing the high frequency component that is the frequency band is performed.

図6のプロセス部154は、垂直フィルタ部153から出力された映像信号Drf,Dgf,Dbfに対してプロセス処理、例えばガンマ補正処理やニー処理等を行い、プロセス処理後の映像信号Drg,Dgg,Dbgを映像信号出力部155に供給する。映像信号出力部155は、プロセス部154から供給された映像信号Drg,Dgg,Dbgを、信号記録装置や表示装置に対応した映像出力信号、例えばコンポーネントやコンポジット、あるいは輝度信号と色差信号の映像出力信号DVoutとして出力する。   The process unit 154 in FIG. 6 performs process processing such as gamma correction processing and knee processing on the video signals Drf, Dgf, and Dbf output from the vertical filter unit 153, and the processed video signals Drg, Dgg, Dbg is supplied to the video signal output unit 155. The video signal output unit 155 uses the video signals Drg, Dgg, and Dbg supplied from the process unit 154 as video output signals corresponding to a signal recording device and a display device, for example, video output of components and composites, or luminance signals and color difference signals. Output as signal DVout.

図1に示す制御部20には、ユーザインタフェース部21が接続されている。ユーザインタフェース部21は、撮像装置10の設定や動作切換を行う際に操作されるものであり、ユーザ操作に応じた操作信号USを生成して制御部20に供給する。例えば、接続する機器に応じた画像サイズを指定する操作が行われたときには、指定された画像サイズを示す操作信号USを制御部20に供給する。なお、接続する機器に応じた画像サイズの指定は、接続する機器と通信を行い、この機器から画像サイズを示す情報を入手するものとしても良い。   A user interface unit 21 is connected to the control unit 20 shown in FIG. The user interface unit 21 is operated when setting the imaging device 10 or switching the operation, and generates an operation signal US corresponding to the user operation and supplies the operation signal US to the control unit 20. For example, when an operation for designating an image size corresponding to a device to be connected is performed, an operation signal US indicating the designated image size is supplied to the control unit 20. The designation of the image size according to the connected device may be performed by communicating with the connected device and obtaining information indicating the image size from this device.

制御部20は、操作信号USに応じて制御信号CTmを生成して、撮像部14r,14g,14bやカメラ信号処理部15に供給することで、撮像装置10をユーザ操作に応じて動作させる。   The control unit 20 generates the control signal CTm according to the operation signal US and supplies the control signal CTm to the imaging units 14r, 14g, and 14b and the camera signal processing unit 15, thereby causing the imaging device 10 to operate according to the user operation.

また、制御部20は、最大撮像画素数と指定された映像出力信号DVoutの画像サイズから、どのような画素加算動作を行うが判別して、画素加算動作の設定を行う画素加算設定信号CTsを生成して撮像部14r,14g,14bに供給する。   In addition, the control unit 20 determines which pixel addition operation is to be performed from the maximum number of imaging pixels and the image size of the designated video output signal DVout, and outputs a pixel addition setting signal CTs for setting the pixel addition operation. Generated and supplied to the imaging units 14r, 14g, and 14b.

さらに、画素加算が行われている画素であるか画素加算が行われていない画素であるかを示す画素識別信号CTq(図示せず)を、制御部20あるいは撮像部の駆動信号生成部144で生成して、カメラ信号処理部15に供給する。   Further, a pixel identification signal CTq (not shown) indicating whether the pixel is added or not is sent to the control unit 20 or the drive signal generation unit 144 of the imaging unit. It is generated and supplied to the camera signal processing unit 15.

次に、撮像装置の画像サイズ変換動作、例えば、最大撮像画素数に対して水平方向および垂直方向の画素数を2/3倍とした映像出力信号DVoutを生成する場合について説明する。なお、説明を簡単とするため、以下の図では、画像サイズ変換前の水平方向12画素、垂直方向9画素のみ示している。   Next, an image size conversion operation of the image pickup apparatus, for example, a case where the video output signal DVout in which the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction is 2/3 times the maximum number of image pickup pixels will be described. For the sake of simplicity, in the following drawings, only 12 pixels in the horizontal direction and 9 pixels in the vertical direction before image size conversion are shown.

撮像部14r,14g,14bは、水平方向および垂直方向に対して、図8に示すように、2画素加算を1画素おきに行うことで画素数を2/3倍にする。なお、図8Aは、画素部141の画素配置、図8Bは画素加算を行ったときの画素中心、図8Cは、撮像部から出力される映像信号の画像サイズを示している。   The imaging units 14r, 14g, and 14b increase the number of pixels by 2/3 by performing 2-pixel addition every other pixel as shown in FIG. 8 in the horizontal and vertical directions. 8A shows the pixel arrangement of the pixel unit 141, FIG. 8B shows the pixel center when pixel addition is performed, and FIG. 8C shows the image size of the video signal output from the imaging unit.

例えば、画素部141の1ライン目と2ライン目の画素を用いて、画像サイズ変換後の1ライン目の映像信号を生成する。ここで、画素部141における1ライン目の最初の2画素と2ライン目の最初の2画素を用いて、等しい比率で4画素加算を行い、画像サイズ変換後の1ライン目の最初の画素の信号を生成する。すなわち、4画素の信号レベルを加算したのち加算結果を加算した画素数で除算することで最初の画素の信号を生成する。次に、画素部141における1ライン目の3番目の画素と2ライン目の3番目の画素を用いて、等しい比率で2画素加算を行い、画像サイズ変換後の2画素目の信号を生成する。以下同様に、4画素加算と2画素加算を繰り返すことにより、画像サイズ変換後の1ライン目の信号を生成できる。   For example, by using the pixels on the first line and the second line of the pixel unit 141, the video signal on the first line after the image size conversion is generated. Here, using the first two pixels of the first line and the first two pixels of the second line in the pixel unit 141, four pixels are added at an equal ratio, and the first pixel of the first line after the image size conversion is added. Generate a signal. That is, after adding the signal levels of the four pixels, the addition result is divided by the number of added pixels to generate a signal for the first pixel. Next, using the third pixel on the first line and the third pixel on the second line in the pixel unit 141, two pixels are added at an equal ratio to generate a signal for the second pixel after image size conversion. . Similarly, the signal for the first line after the image size conversion can be generated by repeating the 4-pixel addition and 2-pixel addition.

その後、画素部141の3ライン目の画素を用いて、画像サイズ変換後の2ライン目の映像信号を生成する。ここで、画素部141における3ライン目の最初の2画素を用いて、等しい比率で2画素加算を行い、画像サイズ変換後の2ライン目の最初の画素の信号を生成する。次に、画素部141における3ライン目の3番目の画素を画像サイズ変換後の2番目の画素の信号として用いる。以下同様に、2画素加算を画像サイズ変換後の信号における1画素おきに繰り返すことで、画像サイズ変換後の2ライン目の信号を生成できる。   Thereafter, a video signal of the second line after the image size conversion is generated using the pixels of the third line of the pixel unit 141. Here, using the first two pixels of the third line in the pixel unit 141, two pixels are added at an equal ratio to generate a signal of the first pixel of the second line after the image size conversion. Next, the third pixel on the third line in the pixel unit 141 is used as the signal of the second pixel after image size conversion. Similarly, the second line signal after the image size conversion can be generated by repeating the addition of two pixels every other pixel in the signal after the image size conversion.

以下、上述の処理を繰り返すことで、画素数が最大撮像画素数の2/3倍とされた画像サイズ変換後の映像信号Drb,Dgb,Dbbを得ることができる。また、画素加算を行ったときの画素中心は、加算した画素の中央位置であることから、画像サイズ変換後の映像信号における画素中心の間隔は、図8Bから明らかなように、各画素間で等しいものとなる。
水平フィルタ部152のフィルタ出力選択部523では、水平方向に画素加算が行われているか否かに応じて、フィルタ出力の選択を行う。図9は、フィルタ出力選択部523におけるフィルタ出力選択動作を説明するためのものであり、図9Aは映像信号Drc,Dgc,Dbc、図9Bはフィルタ出力選択部523から出力される選択信号DSr,DSg,DSbを示している。
Hereinafter, by repeating the above-described processing, it is possible to obtain video signals Drb, Dgb, and Dbb after image size conversion in which the number of pixels is 2/3 times the maximum number of imaging pixels. Further, since the pixel center when the pixel addition is performed is the center position of the added pixel, the interval between the pixel centers in the video signal after the image size conversion is between each pixel as is apparent from FIG. 8B. Will be equal.
The filter output selection unit 523 of the horizontal filter unit 152 selects a filter output depending on whether or not pixel addition is performed in the horizontal direction. FIG. 9 is a diagram for explaining a filter output selection operation in the filter output selection unit 523. FIG. 9A is a video signal Drc, Dgc, Dbc, and FIG. 9B is a selection signal DSr, output from the filter output selection unit 523. DSg and DSb are shown.

ここで、映像信号の1ライン目の1画素目は、水平方向に画素加算が行われている画素「1+2」であることから、フィルタ521から出力された信号Hr,Hg,Hbを選択する。2画素目は、水平方向の画素加算が行われていない画素「3」であることから、フィルタ522から出力された映像信号Drd,Dgd,Dbdを選択する。以下同様に、水平方向に画素加算が行われている画素であるときはフィルタ521の出力、水平方向に画素加算が行われていない画素であるときはフィルタ522の出力を選択する。   Here, since the first pixel in the first line of the video signal is the pixel “1 + 2” in which pixel addition is performed in the horizontal direction, the signals Hr, Hg, and Hb output from the filter 521 are selected. Since the second pixel is the pixel “3” that has not been subjected to pixel addition in the horizontal direction, the video signals Drd, Dgd, and Dbd output from the filter 522 are selected. Similarly, the output of the filter 521 is selected when the pixel is subjected to pixel addition in the horizontal direction, and the output of the filter 522 is selected when the pixel is not subjected to pixel addition in the horizontal direction.

可変比率混合部524は、供給された映像信号Drc,Dgc,Dbcに対して、水平方向に画素加算が行われた画素であるときには、映像信号Drc,Dgc,Dbcとフィルタ521から出力された高周波成分である信号Hr,Hg,Hbの混合比を調整して加算する。また、水平方向に画素加算が行われていない画素であるときには、映像信号Drc,Dgc,Dbcの混合比を「0」、フィルタ521から出力された映像信号Drd,Dgd,Dbdの混合比を「1」として加算する。すなわち、供給された映像信号Drc,Dgc,Dbcに換えて、フィルタ処理がなされた映像信号Drd,Dgd,Dbdを出力する。さらに、映像信号Drc,Dgc,Dbcと信号Hr,Hg,Hbを加算するとき、画素加算の有無に係らず可変比率混合部524から出力される映像信号Dre,Dge,Dbeの周波数特性が一定となるように混合比を調整する。   The variable ratio mixing unit 524 is a pixel in which pixel addition is performed in the horizontal direction with respect to the supplied video signals Drc, Dgc, Dbc, and the high frequency output from the video signals Drc, Dgc, Dbc and the filter 521. The mixing ratio of the signals Hr, Hg, and Hb as components is adjusted and added. If the pixel is not subjected to pixel addition in the horizontal direction, the mixing ratio of the video signals Drc, Dgc, Dbc is “0”, and the mixing ratio of the video signals Drd, Dgd, Dbd output from the filter 521 is “ 1 ”is added. That is, instead of the supplied video signals Drc, Dgc, and Dbc, the filtered video signals Drd, Dgd, and Dbd are output. Further, when the video signals Drc, Dgc, Dbc and the signals Hr, Hg, Hb are added, the frequency characteristics of the video signals Dre, Dge, Dbe output from the variable ratio mixing unit 524 are constant regardless of the presence or absence of pixel addition. Adjust the mixing ratio so that

このように、水平フィルタ部152でフィルタ処理を行うものとすると、水平フィルタ部152から出力される映像信号Dre,Dge,Dbeは、画素加算の有無に係らず水平方向の周波数特性が一定となる。したがって、水平方向について、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との境界部分が周波数特性の違いにより顕著となってしまうことを防止できる。   As described above, when the filtering process is performed by the horizontal filter unit 152, the horizontal frequency characteristics of the video signals Dre, Dge, and Dbe output from the horizontal filter unit 152 are constant regardless of the presence or absence of pixel addition. . Therefore, in the horizontal direction, it is possible to prevent a boundary portion between a pixel on which pixel addition has been performed and a pixel on which pixel addition has not been performed from becoming prominent due to a difference in frequency characteristics.

垂直フィルタ部153のフィルタ出力選択部は、水平フィルタ部152のフィルタ出力選択部523と同様に、垂直方向に画素加算が行われている画素では高周波成分の信号、垂直方向の画素加算が行われていない画素では高周波成分が低減された映像信号を選択する。また、垂直フィルタ部153の可変比率混合部は、垂直方向に画素加算が行われている画素では、映像信号Dre,Dge,Dbeと高周波成分の信号との混合比を調整して加算することで映像信号Drf,Dgf,Dbfを生成する。また、垂直方向に画素加算が行われていない画素では、映像信号Dre,Dge,Dbeの混合比を「0」、高周波成分が低減された映像信号の混合比を「1」として加算を行い、映像信号Drf,Dgf,Dbfを生成する。さらに、映像信号Dre,Dge,Dbeと高周波成分の信号を加算するとき、画素加算の有無に係らず可変比率混合部から出力される映像信号Drf,Dgf,Dbfの周波数特性が一定となるように混合比を調整する。   Similarly to the filter output selection unit 523 of the horizontal filter unit 152, the filter output selection unit of the vertical filter unit 153 performs high-frequency component signal and vertical pixel addition for pixels in which pixel addition is performed in the vertical direction. For pixels that do not, a video signal with a reduced high-frequency component is selected. Further, the variable ratio mixing unit of the vertical filter unit 153 adjusts and adds the mixing ratio of the video signals Dre, Dge, Dbe and the high-frequency component signal in the pixel where the pixel addition is performed in the vertical direction. Video signals Drf, Dgf, and Dbf are generated. In addition, in a pixel that has not been subjected to pixel addition in the vertical direction, addition is performed by setting the mixing ratio of the video signals Dre, Dge, and Dbe to “0” and the mixing ratio of the video signal in which the high frequency component is reduced to “1”. Video signals Drf, Dgf, and Dbf are generated. Further, when the video signals Dre, Dge, Dbe and the high-frequency component signal are added, the frequency characteristics of the video signals Drf, Dgf, Dbf output from the variable ratio mixing unit are constant regardless of the presence or absence of pixel addition. Adjust the mixing ratio.

このように、垂直フィルタ部153でフィルタ処理を行うものとすると、垂直フィルタ部153から出力される映像信号Drf,Dgf,Dbfは、画素加算の有無に係らず垂直方向の周波数特性が一定となる。したがって、垂直方向について、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との境界部分が周波数特性の違いにより顕著となってしまうことを防止できる。   As described above, when the filter processing is performed by the vertical filter unit 153, the video signals Drf, Dgf, and Dbf output from the vertical filter unit 153 have a constant frequency characteristic in the vertical direction regardless of whether or not the pixels are added. . Therefore, in the vertical direction, it is possible to prevent a boundary portion between a pixel on which pixel addition has been performed and a pixel on which pixel addition has not been performed from becoming prominent due to a difference in frequency characteristics.

また、プロセス部154に対しては、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との水平方向および垂直方向の境界部分が目立たないものとされた映像信号Drf,Dgf,Dbfが供給される。このため、映像信号出力部155から出力される映像出力信号DVoutに基づく画像は、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との周波数特性の違いにより例えばエッジ部分で画素の境界がギザギザのように表示されてしまうことがなく、良好な画質の画像となる。   Further, for the process unit 154, video signals Drf, Dgf, and Dbf in which the horizontal and vertical boundary portions between the pixel that has undergone pixel addition and the pixel that has not undergone pixel addition are inconspicuous. Is supplied. For this reason, an image based on the video output signal DVout output from the video signal output unit 155 has, for example, a pixel at an edge portion due to a difference in frequency characteristics between a pixel on which pixel addition has been performed and a pixel on which pixel addition has not been performed. The boundary is not displayed as jagged, and an image with good image quality is obtained.

ところで、図8に示す画素加算をフレーム毎に繰り返すと、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との境界が画面上で固定された位置となる。したがって、水平フィルタ部152や垂直フィルタ部153におけるフィルタ特性や可変比率混合部での混合比等を最適化しないと、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の境界が目立ち易くなる。このため、制御部20あるいは駆動信号生成部144を周波数補正手段として用いるものとして、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相がフレーム毎に可変するように、加算制御信号CTbを生成して加算処理部143に供給する。このように、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相をフレーム毎に可変すれば、視覚の積分効果により、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の境界を目立ちにくくすることができる。   By the way, when the pixel addition shown in FIG. 8 is repeated for each frame, the boundary between the pixel on which pixel addition has been performed and the pixel on which pixel addition has not been performed becomes a fixed position on the screen. Therefore, if the filter characteristics in the horizontal filter unit 152 and the vertical filter unit 153, the mixing ratio in the variable ratio mixing unit, and the like are not optimized, the boundary between the pixel that has undergone pixel addition and the pixel that has not undergone pixel addition is noticeable. It becomes easy. For this reason, the control unit 20 or the drive signal generation unit 144 is used as a frequency correction unit, and the addition control is performed so that the phase of the pixel that has undergone pixel addition and the pixel that has not undergone pixel addition vary for each frame. A signal CTb is generated and supplied to the addition processing unit 143. As described above, if the phase of the pixel that has been subjected to pixel addition and the pixel that has not been subjected to pixel addition are varied for each frame, the pixel addition and the pixel addition are performed due to the visual integration effect. It is possible to make the boundary of no pixels inconspicuous.

図10は、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相をフレーム毎に可変したときの画素加算動作を示している。図10Aは、画素部141の画素配置、図10B〜図10Eは画素加算位置、図10Fは、撮像部から出力される映像信号の画像サイズを示している。   FIG. 10 shows a pixel addition operation when the phase of a pixel that has undergone pixel addition and a pixel that has not undergone pixel addition are varied for each frame. 10A shows the pixel arrangement of the pixel unit 141, FIGS. 10B to 10E show the pixel addition position, and FIG. 10F shows the image size of the video signal output from the imaging unit.

例えば図10Bに示すnフレームでは、画像サイズ変換後の1ライン目の最初の画素として水平方向および垂直方向のそれぞれ2画素を用いた4画素加算を行い、次の画素では垂直方向に2画素加算を行う。以下このような処理を繰り返す。2ライン目の最初の画素は水平方向に2画素加算を行い、次の画素では画素加算を行わないものとする。以下このような処理を繰り返すことで、nフレームの画像サイズ変換を行う。   For example, in the n frame shown in FIG. 10B, 4-pixel addition is performed using two pixels in the horizontal and vertical directions as the first pixel in the first line after image size conversion, and two pixels are added in the vertical direction for the next pixel. I do. Such processing is repeated thereafter. It is assumed that the first pixel on the second line performs two-pixel addition in the horizontal direction and does not perform pixel addition on the next pixel. Thereafter, the image size conversion of n frames is performed by repeating such processing.

図10Cに示すn+1フレームでは、画像サイズ変換後の1ライン目の最初の画素では画素加算を行わないものとし、次の画素では水平方向に2画素加算を行う。以下このような処理を繰り返す。2ライン目の最初の画素は垂直方向に2画素加算を行い、次の画素では4画素加算を行う画素加算を行わないものとする。以下このような処理を繰り返すことで、n+1フレームの画像サイズ変換を行う。   In the n + 1 frame shown in FIG. 10C, pixel addition is not performed on the first pixel in the first line after image size conversion, and two pixels are added in the horizontal direction at the next pixel. Such processing is repeated thereafter. It is assumed that the first pixel on the second line adds two pixels in the vertical direction, and the next pixel does not perform pixel addition that adds four pixels. Thereafter, the image size conversion of n + 1 frame is performed by repeating such processing.

図10Dに示すn+2フレームでは、画像サイズ変換後の1ライン目の最初の画素では水平方向に2画素加算を行い、次の画素では画素加算を行わないものとする。以下このような処理を繰り返す。2ライン目の最初の画素は4画素加算を行い、次の画素では垂直方向に2画素加算を行う。以下このような処理を繰り返すことで、n+2フレームの画像サイズ変換を行う。   In the n + 2 frame shown in FIG. 10D, two pixels are added in the horizontal direction at the first pixel of the first line after image size conversion, and pixel addition is not performed at the next pixel. Such processing is repeated thereafter. The first pixel on the second line adds 4 pixels, and the next pixel adds 2 pixels in the vertical direction. Thereafter, the image size conversion of n + 2 frames is performed by repeating such processing.

図10Eに示すn+3フレームでは、画像サイズ変換後の1ライン目の最初の画素では垂直方向に2画素加算を行い、次の画素では4画素加算を行うものとする。以下このような処理を繰り返す。2ライン目の最初の画素では画素加算を行わないものとし、次の画素では水平方向に2画素加算を行う。以下このような処理を繰り返すことで、n+3フレームの画像サイズ変換を行う。   In the n + 3 frame shown in FIG. 10E, two pixels are added in the vertical direction at the first pixel of the first line after image size conversion, and four pixels are added at the next pixel. Such processing is repeated thereafter. It is assumed that pixel addition is not performed for the first pixel on the second line, and two pixels are added in the horizontal direction for the next pixel. Thereafter, the image size conversion of n + 3 frames is performed by repeating such processing.

このように、フレーム毎に画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相を可変することで、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の境界を目立ちにくくすることができる。   In this way, by changing the phase of the pixel that has undergone pixel addition and the pixel that has not undergone pixel addition for each frame, the boundary between the pixel that has undergone pixel addition and the pixel that has not undergone pixel addition can be defined. It can be inconspicuous.

ここで、図10に示すように画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相を可変すると、図10における○印で示す画素中心が、各フレームで異なるものとなってしまう。このため、nフレームを基準としたとき、水平フィルタ部152は、nフレームに対して、画素中心の位置が水平方向に異なるフレーム、すなわちn+1フレームとn+3フレームに示すように画素加算を行うフレームに対して、画素中心がnフレームの画素中心と一致するようにフィルタ処理を行う。例えば、水平方向の1画素目と画素加算が行われている2画素目の比率をフィルタ係数によって調整して画素加算を行い、画素中心がnフレームの1画素目の画素中心と等しい画素を生成する。また、画素加算が行われている2画素目と画素加算が行われていない3画素目の比率をフィルタ係数によって調整して画素加算を行い、画素中心がnフレームの2画素目の画素中心と等しい画素を生成する。以下同様に処理することで、画素中心の水平方向の位置をnフレームと一致させることができる。   Here, as shown in FIG. 10, if the phase of the pixel that has been subjected to pixel addition and the pixel that has not been subjected to pixel addition are varied, the pixel center indicated by a circle in FIG. 10 will be different for each frame. End up. For this reason, when the n frame is used as a reference, the horizontal filter unit 152 converts the n-frame into a frame in which the pixel center position is different in the horizontal direction, that is, a frame that performs pixel addition as shown in the n + 1 frame and the n + 3 frame. On the other hand, filter processing is performed so that the pixel center coincides with the pixel center of the n frame. For example, the ratio of the first pixel in the horizontal direction and the ratio of the second pixel that has undergone pixel addition is adjusted by the filter coefficient to perform pixel addition to generate a pixel whose pixel center is equal to the pixel center of the first pixel in n frames To do. Further, the pixel addition is performed by adjusting the ratio of the second pixel where the pixel addition is performed and the third pixel where the pixel addition is not performed by using a filter coefficient, and the pixel center is the second pixel of the n frame. Generate equal pixels. By performing the same processing thereafter, the horizontal position of the pixel center can be matched with n frames.

垂直フィルタ部153は、nフレームに対して、画素中心の位置が垂直方向に異なるフレーム、すなわちn+1フレームとn+2フレームに示すように画素加算を行うフレームに対して、画素中心がnフレームの画素中心と一致するようにフィルタ処理を行う。例えば、画素加算が行われている垂直方向の1ライン目の最初の画素と画素加算が行われていない2ライン目の最初の画素の比率をフィルタ係数によって調整して画素加算を行い、画素中心がnフレームの1ライン目の最初の画素と等しい画素を生成する。また、画素加算が行われていない2ライン目の最初の画素と画素加算が行われている3ライン目の最初の画素の比率をフィルタ係数によって調整して画素加算を行い、画素中心がnフレームの2ライン目の最初の画素と等しい画素を生成する。以下同様に処理することで、画素中心の垂直方向の位置をnフレームと一致させることができる。   The vertical filter unit 153 has a pixel center of n frames with respect to a frame in which the pixel center is different in the vertical direction with respect to n frames, that is, a frame in which pixel addition is performed as shown in n + 1 frame and n + 2 frame. Filter to match. For example, the pixel addition is performed by adjusting the ratio of the first pixel of the first line in the vertical direction where pixel addition is performed to the first pixel of the second line where pixel addition is not performed using a filter coefficient. Produces a pixel equal to the first pixel in the first line of n frames. Also, pixel addition is performed by adjusting the ratio of the first pixel on the second line where pixel addition is not performed to the first pixel on the third line where pixel addition is performed using a filter coefficient, and the pixel center is n frames. A pixel equal to the first pixel in the second line is generated. By performing the same processing thereafter, the vertical position of the pixel center can be matched with n frames.

このように、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相をフレーム毎に可変して、境界が画面上で固定されないようにすれば、水平フィルタ部152や垂直フィルタ部153のフィルタの特性や可変比率混合部の混合比等を最適化して、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の周波数特性を精度良く合わせなくとも、視覚の積分効果により、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の境界を目立ちにくくすることができる。   As described above, if the phase of the pixel that has been subjected to pixel addition and the pixel that has not been subjected to pixel addition are varied for each frame so that the boundary is not fixed on the screen, the horizontal filter unit 152 or the vertical filter unit By optimizing the characteristics of the filter of 153, the mixing ratio of the variable ratio mixing unit, etc., the frequency characteristics of the pixels that have been subjected to pixel addition and the pixels that have not been subjected to pixel addition are not precisely matched. It is possible to make the boundary between the pixel on which pixel addition has been performed and the pixel on which pixel addition has not been performed inconspicuous.

さらに、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相をフレーム毎に可変して、画素中心を一致させることで、画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素との境界が許容できる適度に目立たなくできるときには、画素加算が行われた画素に対して高周波成分を加算することで周波数特性を補正したり、画素加算が行われていない画素に対しては高周波成分を減衰させた映像信号を選択することで周波数特性を補正する処理等を行う必要がないことは勿論である。   Furthermore, the pixel addition and the pixel addition are performed by changing the phase of the pixel on which the pixel addition has been performed and the pixel on which the pixel addition has not been performed for each frame and matching the pixel centers. When the boundary with a non-pixel can be made reasonably inconspicuous, the frequency characteristics can be corrected by adding a high-frequency component to the pixel that has undergone pixel addition, or the pixel that has not undergone pixel addition. Of course, it is not necessary to perform a process of correcting the frequency characteristics by selecting a video signal in which a high frequency component is attenuated.

ところで、上述の形態では、撮像部14r,14g,14bで水平方向と垂直方向の画像サイズ変換を行うものとしたが、いずれか一方の方向の画像サイズ変換を撮像部14r,14g,14bで行い、他方向の画像サイズ変換をカメラ信号処理部15で行うものとしても良い。このようにカメラ信号処理部15で画像変換を行うものとすれば、撮像部14r,14g,14bで行うことができないような画素加算をカメラ信号処理部15で行ものとすることで、所望のサイズへの画像サイズ変換を行うことができる。   In the above-described embodiment, the image size conversion in the horizontal direction and the vertical direction is performed by the imaging units 14r, 14g, and 14b. However, the image size conversion in one direction is performed by the imaging units 14r, 14g, and 14b. The image signal conversion in the other direction may be performed by the camera signal processing unit 15. As described above, if the image conversion is performed by the camera signal processing unit 15, pixel addition that cannot be performed by the imaging units 14r, 14g, and 14b is performed by the camera signal processing unit 15. Image size conversion to size can be performed.

例えば、撮像部14r,14g,14bは、蓄積された電荷の読み出しを制御して加算する画素を設定する場合、画素の電荷を読み出して加算を行うと、図4に示すように同じ画素の信号を繰り返し用いて加算することができない。すなわち1番目の画素と2番目の画素の電荷を読み出しての加算を行ったのち、2番目の画素と3番目の画素を加算することができない。しかし、カメラ信号処理部15にメモリを設けるものとすれば、メモリに記憶した信号を繰り返し読み出すことで、1番目の画素と2番目の画素の加算を行ったのち、2番目の画素と3番目の画素を加算する処理を容易に行うことができる。   For example, when the imaging units 14r, 14g, and 14b set the pixels to be added by controlling the readout of the accumulated charges, if the charges of the pixels are read and added, as shown in FIG. Cannot be added repeatedly. In other words, after performing the addition by reading the charges of the first pixel and the second pixel, the second pixel and the third pixel cannot be added. However, if the camera signal processing unit 15 is provided with a memory, the second pixel and the third pixel are added after the first pixel and the second pixel are added by repeatedly reading the signal stored in the memory. The process of adding the pixels can be easily performed.

また、一方の方向の画像サイズ変換を撮像部14r,14g,14bで行い、他方向の画像サイズ変換をカメラ信号処理部15で行う場合、撮像部14r,14g,14bで垂直方向の画像サイズ変換、カメラ信号処理部15で水平方向の画像サイズ変換を行うものとすれば、カメラ信号処理部15にラインメモリを設ける必要がないので、回路規模や消費電力を大幅に削減できる。   Further, when image size conversion in one direction is performed by the imaging units 14r, 14g, and 14b and image size conversion in the other direction is performed by the camera signal processing unit 15, image size conversion in the vertical direction is performed by the imaging units 14r, 14g, and 14b. If the camera signal processing unit 15 performs horizontal image size conversion, it is not necessary to provide a line memory in the camera signal processing unit 15, so that the circuit scale and power consumption can be greatly reduced.

さらに、上述の形態では、画素加算が行われた画素の有無による周波数特性の違いを、水平フィルタ部152や垂直フィルタ部153および制御部20によって補正するものとしたが、周波数特性補正手段として光学ローパスフィルタ12を用いるものとして、光学ローパスフィルタ12で周波数特性の違いの補正を行うものとしても良い。この場合、光学ローパスフィルタ12では、画素加算が行われた画素に合わせて周波数帯域制限を行い、画素加算が行われていない画素の高周波成分を減衰させることで、画素加算が行われた画素の有無による周波数特性の違いを補正する。このようにすれば、画像サイズ変換後の映像信号では高周波成分が失われるものの、画素加算が行われた信号部分と画素加算が行われていない信号部分との境界が顕著となってしまうことを防止できる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the difference in frequency characteristics depending on the presence or absence of the pixel subjected to pixel addition is corrected by the horizontal filter unit 152, the vertical filter unit 153, and the control unit 20, but optical frequency correction means is optical. The low-pass filter 12 may be used, and the optical low-pass filter 12 may correct the difference in frequency characteristics. In this case, the optical low-pass filter 12 limits the frequency band according to the pixel on which the pixel addition has been performed, and attenuates the high frequency component of the pixel on which the pixel addition has not been performed, so that the pixel on which the pixel addition has been performed is attenuated. The difference in frequency characteristics due to the presence or absence is corrected. In this way, although the high-frequency component is lost in the video signal after the image size conversion, the boundary between the signal portion where the pixel addition is performed and the signal portion where the pixel addition is not performed becomes noticeable. Can be prevented.

撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an imaging device. 撮像部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an imaging part. 間引き処理による画像サイズ変換動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the image size conversion operation | movement by a thinning process. 画素加算による画像サイズ変換動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the image size conversion operation | movement by pixel addition. 画素中心を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pixel center. カメラ信号処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a camera signal processing part. 水平フィルタ部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a horizontal filter part. 画素加算動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating pixel addition operation | movement. フィルタ出力選択部の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of a filter output selection part. 画素加算が行われた画素と画素加算が行われていない画素の位相を可変する場合の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement in the case of changing the phase of the pixel in which pixel addition was performed, and the pixel in which pixel addition was not performed.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・撮像装置、11・・・撮像レンズ、12・・・光学ローパスフィルタ、13・・・色分解プリズム、14r,14g,14b・・・撮像部、15・・・カメラ信号処理部、20・・・制御部、21・・・ユーザインタフェース部、141・・・画素部、142・・・A/D変換部、143・・・加算処理部、144・・・駆動信号生成部、151・・・前処理部、152・・・水平フィルタ部、153・・・垂直フィルタ部、154・・・プロセス部、155・・・映像信号出力部、521,522・・・フィルタ、523・・・フィルタ出力選択部、524・・・可変比率混合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Imaging device, 11 ... Imaging lens, 12 ... Optical low-pass filter, 13 ... Color separation prism, 14r, 14g, 14b ... Imaging part, 15 ... Camera signal processing part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Control part, 21 ... User interface part, 141 ... Pixel part, 142 ... A / D conversion part, 143 ... Addition processing part, 144 ... Drive signal generation part, 151 ... Pre-processing unit, 152 ... Horizontal filter unit, 153 ... Vertical filter unit, 154 ... Process unit, 155 ... Video signal output unit, 521, 522 ... Filter, 523 ... Filter output selection unit, 524 ... Variable ratio mixing unit

Claims (7)

画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号を用いて映像信号を生成する撮像手段と、
前記映像信号における前記画素加算の有無による周波数特性の違いを補正する周波数特性補正手段とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
Imaging means for generating a video signal using a pixel signal for which pixel addition has been performed and a pixel signal for which pixel addition has not been performed;
An image pickup apparatus comprising: frequency characteristic correction means for correcting a difference in frequency characteristic depending on presence or absence of the pixel addition in the video signal.
前記周波数特性補正手段は、前記画素加算が行われた画素の信号と前記画素加算が行われていない画素の信号とで、フィルタ特性を切り換えてフィルタ処理を行い、前記周波数特性の違いを補正する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The frequency characteristic correcting unit performs filter processing by switching filter characteristics between a pixel signal subjected to the pixel addition and a pixel signal not subjected to the pixel addition, and corrects the difference in the frequency characteristics. The imaging apparatus according to claim 1.
前記周波数特性補正手段は、前記画素加算が行われていない画素の信号から高周波成分を抽出して、前記画素加算が行われた画素の信号に対し、前記抽出した高周波成分を用いて周波数特性の補正を行う
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
The frequency characteristic correction unit extracts a high frequency component from a signal of a pixel that has not been subjected to pixel addition, and uses the extracted high frequency component to obtain a frequency characteristic of the pixel signal that has undergone the pixel addition. The imaging apparatus according to claim 2, wherein correction is performed.
前記周波数特性補正手段は、前記画素加算が行われていない画素の信号に対して低域通過フィルタ処理を行う
ことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 3, wherein the frequency characteristic correcting unit performs low-pass filter processing on a signal of a pixel that has not been subjected to pixel addition.
前記周波数特性補正手段として、光学ローパスフィルタを用いた
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein an optical low-pass filter is used as the frequency characteristic correcting unit.
前記撮像手段では、フレーム毎に、前記画素加算を行う画素と画素加算が行われない画素の位相を可変する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit varies a phase of a pixel that performs the pixel addition and a pixel that does not perform the pixel addition for each frame.
画素加算が行われた画素の信号と画素加算が行われていない画素の信号を用いて映像信号を生成する撮像工程と、
前記映像信号における前記画素加算の有無による周波数特性の違いを補正する周波数特性補正工程とを有する
ことを特徴とする映像信号生成方法。
An imaging process for generating a video signal using a pixel signal for which pixel addition has been performed and a pixel signal for which pixel addition has not been performed;
And a frequency characteristic correcting step of correcting a difference in frequency characteristics depending on the presence or absence of the pixel addition in the video signal.
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