JP2010193061A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】AFE回路16aおよび16bの各々は、SG24から出力された垂直同期信号Vsync2に同期して被写界像を繰り返し取り込む。画像データ処理回路18は、取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出し、切り出された被写界像に出力処理を施す。CPU30は、垂直同期信号Vsync2の周波数の大きさの変動方向と逆の方向に切り出しエリアの大きさを変更する。
【効果】被写界像の欠落を表すエラー画像が出力画像に現れる事態を回避することができる。
【選択図】図2
【効果】被写界像の欠落を表すエラー画像が出力画像に現れる事態を回避することができる。
【選択図】図2
Description
この発明は、画像処理装置に関し、特に監視カメラに適用され、基準周波数に同期して繰り返し取り込まれる被写界像に既定の処理を施す、画像処理装置に関する。
この種の装置の一例が、特許文献1に開示されている。この背景技術によれば、撮像素子は、標準テレビジョン方式のライン数より多いライン数を有する。手振れ補正は、ライン数の増大によって生じる余裕ラインを用いて実行される。また、光学情報を得るウィンドウの位置は、手振れ量に応じて変化される。これによって、撮影画面に適応した光学情報が得られ、画面が静止しているのに全体の明るさが変化するような問題が改善される。
しかし、背景技術では、撮像素子のフレームレートの変動を想定していない。このため、フレームレートの変動によって画像データが部分的に欠落し、欠落を表すエラー画像が画面に現れるおそれがある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、被写界像の欠落を表すエラー画像が出現する事態を回避することができる、画像処理装置を提供することである。
この発明に従う画像処理装置(10:実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、被写界像を基準周波数に同期して繰り返し取り込む取り込み手段(16a, 16b)、取り込み手段によって取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出す切り出し手段(72)、切り出し手段によって切り出された被写界像に出力処理を施す出力手段(74)、および基準周波数の大きさの変動方向と逆の方向に切り出しエリアの大きさを変更する第1変更手段(S27, S31, S35)を備える。
好ましくは、商用交流電源に同期する外部同期信号と内部同期信号とのいずれか一方に基づいて基準周波数を生成する生成手段(28)がさらに備えられ、第1変更手段は生成手段が外部同期信号に注目するとき変更処理を実行する。
好ましくは、基準周波数の大きさが既定範囲に属するとき商用交流電源の選択を生成手段に要求する第1要求手段(S7)、および基準周波数の大きさが既定範囲から外れるとき内部同期信号の選択を生成手段に要求する第2要求手段(S11)がさらに備えられる。
好ましくは、出力手段は被写界像の大きさを切り出しエリアの大きさに応じて異なる大きさに変更する第2変更手段(76, S29, S33, S37)を含む。
さらに好ましくは、第2変更手段は切り出しエリアの大きさの変更方向と逆の方向に被写界像の大きさを変更する。
好ましくは、取り込み手段によって取り込まれた被写界像の走査態様は順次走査態様に相当し、出力手段は被写界像の走査態様を飛び越し走査態様に変換する変換手段(78)を含む。
好ましくは、監視エリアを捉える撮像手段(12)がさらに備えられ、取り込み手段は撮像手段から出力された被写界像を取り込む。
この発明によれば、被写界像の取り込みレートは、基準周波数が増大するほど増大し、基準周波数が減少するほど減少する。これに対して、切り出しエリアの大きさは、基準周波数が増大するほど減少し、基準周波数が減少するほど増大する。したがって、切り出し手段によって切り出される被写界像の大きさは、取り込み手段によって取り込まれる被写界の数が増大するほど減少し、取り込み手段によって取り込まれる被写界の数が減少するほど増大する。これによって、被写界像の欠落を表すエラー画像が出現する事態を回避することができる。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
[基本的構成]
図1を参照して、この発明の画像処理装置は、基本的に次のように構成される。取り込み手段1は、被写界像を基準周波数に同期して繰り返し取り込む。切り出し手段2は、取り込み手段1によって取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出す。出力手段3は、切り出し手段2によって切り出された被写界像に出力処理を施す。第1変更手段4は、基準周波数の大きさの変動方向と逆の方向に切り出しエリアの大きさを変更する。
図1を参照して、この発明の画像処理装置は、基本的に次のように構成される。取り込み手段1は、被写界像を基準周波数に同期して繰り返し取り込む。切り出し手段2は、取り込み手段1によって取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出す。出力手段3は、切り出し手段2によって切り出された被写界像に出力処理を施す。第1変更手段4は、基準周波数の大きさの変動方向と逆の方向に切り出しエリアの大きさを変更する。
被写界像の取り込みレートは、基準周波数が増大するほど増大し、基準周波数が減少するほど減少する。これに対して、切り出しエリアの大きさは、基準周波数が増大するほど減少し、基準周波数が減少するほど増大する。したがって、切り出し手段2によって切り出される被写界像の大きさは、取り込み手段1によって取り込まれる被写界の数が増大するほど減少し、取り込み手段1によって取り込まれる被写界の数が減少するほど増大する。これによって、被写界像の欠落を表すエラー画像が出現する事態を回避することができる。
[実施例]
[実施例]
図2を参照して、この実施例の監視カメラ10は、PALフォーマットに適合する監視カメラであり、監視エリアを捉えるCMOSセンサ12を含む。監視エリアを表す光学像は、図示しない光学レンズを経て撮像面に照射される。これによって、被写界を表す電荷が撮像面で生成される。撮像面の有効エリアは、水平800画素×垂直600画素を有し、かつ図示しない原色フィルタによって覆われる。したがって、各画素で生成される電荷は、R(Red),G(Green)およびB(Blue)のいずれか1つの色情報を有する。
発振器26は、36MHzの周波数を有するクロックCLK1を発生する。また、SG(Signal Generator)28は、外部同期モードが設定されたとき、50Hzの商用電源に同期する外部同期信号に基づいて、水平同期信号Hsync1,垂直同期信号Vsync1およびクロックCLK2を発生する。SG28はまた、内部同期モードが設定されたとき、後述する内部同期信号に基づいて、水平同期信号Hsync1,垂直同期信号Vsync1およびクロックCLK2を発生する。
外部同期信号は基本的に50Hzの周波数を有するものの、商用電源に同期することから、商用電源の周波数が変動すると外部同期信号の周波数もまた変動する。周波数検出回路36は、このような外部同期信号の周波数を検出し、検出結果をCPU30に与える。CPU30は、周波数検出回路36の検出結果を参照して、SG28および画像データ処理回路18の設定を変更する。
具体的には、CPU30は、外部同期信号の周波数が範囲Xつまり図8に示す49.0Hz〜51.0Hzの範囲に属するとき、電源同期モードをSG28に設定する。CPU30はまた、外部同期信号の周波数が範囲Xから外れるとき内部同期モードをSG28に設定する。なお、画像データ処理回路18の設定の変更については後述する。
発振器32は、カラーサブキャリア周波数Fscの4倍の周波数を有するクロックCLK3を発生する。内部同期信号生成回路34は、発振器32から出力されたクロックCLK3に基づいて4Fscの1035倍の周波数を有する内部同期信号を生成し、生成された内部同期信号をSG28に与える。
周波数変換回路24は、発振器26から出力されたクロックCLK1を参照して、SG28から出力された水平同期信号Hsync1および垂直同期信号Vsync1の周波数を変換する。これによって、36MHzの周波数に適合する水平同期信号Hsync2および垂直同期信号Vsync2が生成される。
TG(Timing Generator)14は、周波数変換回路24から出力された水平同期信号Hsync2および垂直同期信号Vsync2と発振器26から出力されたクロックCLK1とに基づいてCMOSセンサ12を駆動する。
CMOSセンサ12は高輝度用のチャネルCH1と低輝度用のチャネルCH2とを有し、撮像面は順次走査態様で走査される。この結果、撮像面で生成された電荷に基づく高輝度の生画像信号がチャネルCH1から出力され、撮像面で生成された電荷に基づく低輝度の生画像信号がチャネルCH2から出力される。出力された2チャネルの生画像信号はいずれも、50フレーム/秒のフレームレートを有する。
チャネルCH1から出力された高輝度の生画像信号は、AFE(Analog Front End)回路16aによるA/D変換処理を経て、高輝度の生画像データとして画像データ処理回路18に入力される。また、チャネルCH2から出力された低輝度の生画像信号は、AFE回路16bによるA/D変換処理を経て、低輝度の生画像データとして画像データ処理回路18に入力される。
なお、AFE回路16aおよび16bもまた、周波数変換回路24から出力された水平同期信号Hsync2および垂直同期信号Vsync2と発振器26から出力されたクロックCLK1とに応答して動作する。
画像データ処理回路18は、上述した水平同期信号Hsync2,垂直同期信号Vsync2,およびクロックCLK1〜CLK3を参照して、AFE回路16aおよび16bから入力された生画像データに既定のデータ処理を施す。この結果、REC656規格に沿う記録用の画像データが図示しない記録系に向けて出力され、PALフォーマットに適合する表示用のYデータおよびCデータがD/A変換器20に向けて出力される。
D/A変換器20は、与えられたYデータおよびCデータをアナログ信号であるY信号およびC信号に変換する。変換されたY信号およびVC信号はミキサ22によって混合され、これによって生成されたコンポジットビデオ信号はNTSCフォーマットに適合するTVモニタ(図示せず)に向けて出力される。
SG28は、図3に示すように構成される。位相比較器48は、同期信号発生回路40から出力された垂直同期信号Vsync1の位相を外部同期信号の位相と比較し、比較結果をLPF46を介してVCO44に入力する。VCO44の発振周波数は、28MHzを中心周波数とし、垂直同期信号Vsync1と外部同期信号との位相差に応じて中心周波数±2%の範囲で変動する。
一方、位相比較器54は、同期信号発生回路40から出力された水平同期信号Hsync1の位相を内部同期信号の位相と比較し、比較結果をLPF52を介してVCO50に入力する。VCO50の発振周波数は、28.375MHzを中心周波数とし、水平同期信号Hsync1と内部同期信号との位相差に応じて中心周波数±2%の範囲で変動する。
セレクタ42は、電源同期モードに対応してVCO44を選択する一方、内部同期モードに対応してVCO50を選択する。同期信号発生回路40には、選択されたVCOの発振周波数信号が入力される。セレクタ42によって選択されたVCOの発振周波数信号はまた、クロックCLK2として画像データ処理回路18に向けて出力される。同期信号発生回路40は、入力された発振周波数信号に基づいて垂直同期信号Vsync1および水平同期信号Hsync1を発生する。
画像データ処理回路18は、図4に示すように構成される。AFE回路16aおよび16bから入力された生画像データは、画素欠陥補正回路60によって画素欠陥補正処理を施された後、ミキサ62によって互いに混合される。ミキサ62からは、1チャネルに統合された生画像データが出力される。
統合された生画像データの白バランスは白バランス調整回路64によって調整され、調整された白バランスを有する生画像データの明るさはガンマ補正回路66によって補正される。RGB補間回路68は、ガンマ補正回路66から出力された生画像データに補間処理を施し、各画素がR,GおよびBの全ての色情報を有するRGB画像データをラインメモリ70に書き込む。
図5を参照して、切り出しエリアCT1は水平800画素×垂直600画素のサイズを有し、切り出しエリアCT2は水平793画素×垂直595画素のサイズを有し、そして切り出しエリアCT3は水平786画素×垂直590画素のサイズを有する。さらに、切り出しエリアCT1〜CT3は、左上の頂角の位置が互いに一致するように撮像面の有効エリアに割り当てられる。
CPU30は、外部同期信号の周波数周波数が49.1Hz〜50.3Hzの範囲つまり図8に示す範囲Aに属するとき、切り出しエリアCT1を切り出し回路72に設定する。CPU30はまた、電源同期信号の周波数周波数が50.4Hz〜50.6Hzの範囲つまり図8に示す範囲Bに属するとき、切り出しエリアCT2を切り出し回路72に設定する。CPU30はさらに、電源同期信号の周波数周波数が50.7Hz〜50.9Hzの範囲つまり図8に示す範囲Cに属するとき、切り出しエリアCT3を切り出し回路72に設定する。
切り出し回路72は、ラインメモリ70に格納されたRGB画像データのうちCPU30によって設定された切り出しエリアに属するRGB画像データを読み出す。読み出されたRGB画像データは、出力処理回路74を構成するスケーラ76に与えられる。
図6(A)〜図6(C)を参照して、スケーラ係数SC1は水平係数Hsc1および垂直係数Vsc1によって定義され、スケーラ係数SC2は水平係数Hsc2および垂直係数Vsc2によって定義され、そしてスケーラ係数SC3は水平係数Hsc3および垂直係数Vsc3によって定義される。また、水平係数Hsc1および垂直係数Vsc1はそれぞれ“0.90”および“0.96”を示し、水平係数Hsc2および垂直係数Vsc2はそれぞれ“0.91”および“0.97”を示し、そして水平係数Hsc3および垂直係数Vsc3はそれぞれ“0.92”および“0.98”を示す。
CPU30は、切り出しエリアCT1に対応してスケーラ係数SC1をスケーラ76に設定し、切り出しエリアCT2に対応してスケーラ係数SC2をスケーラ76に設定し、そして切り出しエリアCT3に対応してスケーラ係数SC3をスケーラ76に設定する。スケーラ76は、切り出し回路72から与えられたRGB画像データに、CPU30によって設定されたスケーラ係数を参照したズーム処理を実行する。
したがって、切り出しエリアCT1に属する水平800画素×垂直600画素のRGB画像データは、水平720画素×垂直576画素のRGB画像データに変換される。また、切り出しエリアCT1に属する水平793画素×垂直595画素のRGB画像データは、水平721画素×垂直577画素のRGB画像データに変換される。さらに、切り出しエリアCT1に属する水平786画素×垂直590画素のRGB画像データは、水平723画素×垂直578画素のRGB画像データに変換される。
この結果、スケーラ76からは、PALフォーマットに適合するサイズ(=水平720画素×垂直576画素)に一致ないし略一致するサイズのRGB画像データが出力される。
P−I変換回路78は、スケーラ76から出力されたRGB画像データの走査態様を順次走査態様から飛び越し走査態様に変換する。具体的には、図7(A)〜図7(C)に示すように、奇数番目のフレームの線形補間画像データに間引き処理を施して奇数ラインのみを有する1フィールドの線形補間画像データを作成し、偶数番目のフレームの線形補間画像データに間引き処理を施して偶数ラインのみを有する1フィールドの線形補間画像データを作成する。
こうして走査態様が変換された線形補間画像データは、YUV変換回路80によってYUV形式の画像データに変換される。ノイズ除去回路82は変換されたYUV画像データからノイズを除去し、YC分離回路84はノイズが除去されたYUV画像データをYデータおよびCデータ(UVデータ)に分離する。分離されたYデータおよびCデータのうち、Cデータは、色処理回路86において既定の色処理を施される。こうして得られたYデータおよびCデータは、そのまま図2に示すD/A変換器20に向けて出力されるとともに、I/F回路88によってREC656規格に従う記録用の画像データに変換される。変換された記録用の画像データは、記録系に向けて出力される。
なお、欠陥補正回路60,ミキサ62,白バランス調整回路64,γ補正回路66,RGB補間回路68,切り出し回路72およびスケーラ74の各々は、水平同期信号Hsync2,垂直同期信号Vsync2およびクロックCLK1に応答して動作する。また、P−I変換回路78,YUV変換回路80,ノイズ除去回路82,YC分離回路84の各々は、水平同期信号Hsync1,垂直同期信号Vsync1およびクロックCLK2に応答して動作する。さらに、色処理回路86は、水平同期信号Hsync1,垂直同期信号Vsync1およびクロックCLK3に応答して動作する。
CPU30は、図9〜図10に示す出力制御タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、図示しないフラッシュメモリに記憶される。
図9を参照して、ステップS1では外部同期信号が発生したか否かを判別する。判別結果がNOからYESに更新されると、ステップS3に進み、周波数検出回路30の出力に基づいて外部同期信号の周波数を検出する。ステップS5では、検出された周波数が範囲Xに属するか否かを判別する。判別結果がYESであればステップS7に進み、判別結果がNOであればステップS11に進む。
ステップS7では、電源同期モードの選択を図3に示すセレクタ42に対して要求する。モード設定が完了すると、ステップS9で切出エリア&スケーラ係数設定処理を実行し、その後にステップS1に戻る。ステップS11では、内部同期モードの選択を図3に示すセレクタ42に対して要求する。ステップS13では切り出しエリアCT1を切り出し回路72に設定し、ステップS15ではスケーラ係数SC1をスケーラ76に設定する。ステップS15の処理が完了すると、ステップS1に戻る。
ステップS9の切出エリア&スケーラ係数設定処理は、図10に示すサブルーチンに従って実行される。
ステップS21では、ステップS3で検出された周波数が範囲Aに属するか否かを判別する。ステップS23では、ステップS3で検出された周波数が範囲Bに属するか否かを判別する。ステップS25では、ステップS3で検出された周波数が範囲Cに属するか否かを判別する。
ステップS21でYESであれば、ステップS27〜S29の処理を経て上階層のルーチンに復帰する。ステップS23でYESであれば、ステップS31〜S33の処理を経て上階層のルーチンに復帰する。ステップS25でYESであれば、ステップS35〜S37の処理を経て上階層のルーチンに復帰する。ステップS21〜S25のいずれもNOであれば、そのまま上階層のルーチンに復帰する。
ステップS27では切り出しエリアCT1を切り出し回路72に設定し、ステップS29ではスケーラ係数SC1をスケーラ76に設定する。ステップS31では切り出しエリアCT2を切り出し回路72に設定し、ステップS33ではスケーラ係数SC2をスケーラ76に設定する。ステップS35では切り出しエリアCT3を切り出し回路72に設定し、ステップS37ではスケーラ係数SC3をスケーラ76に設定する。
以上の説明から分かるように、AFE回路16aおよび16bの各々は、SG24から出力された垂直同期信号Vsync2に同期して被写界像を繰り返し取り込む。切り出し回路72は、取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出す。出力処理回路74は、切り出し回路72によって切り出された被写界像に出力処理を施す。CPU30は、垂直同期信号Vsync2の周波数の大きさの変動方向と逆の方向に切り出しエリアの大きさを変更する(S27, S31, S35)。
被写界像の取り込みレートは、垂直同期信号Vsync2の周波数が増大するほど増大し、垂直同期信号Vsync2の周波数が減少するほど減少する。これに対して、切り出しエリアの大きさは、垂直同期信号Vsync2の周波数が増大するほど減少し、垂直同期信号Vsync2の周波数が減少するほど増大する。したがって、切り出し回路72によって切り出される被写界像の大きさは、AFE回路16aおよび16bによって取り込まれる被写界の数が増大するほど減少し、AFE回路16aおよび16bによって取り込まれる被写界の数が減少するほど増大する。これによって、被写界像の欠落を表すエラー画像が出力画像に現れる事態を回避することができる。
なお、この実施例では、PALフォーマットに適合するTVモニタに監視画像を表示することを想定しているため、RGB画像データのサイズを水平800画素×垂直600画素から水平720画素×垂直576画素に変換するようにしている。しかし、NTSCフォーマットに適合するTVモニタに監視画像を表示するのであれば、RGB画像データのサイズは水平800画素×垂直600画素から水平720画素×垂直480画素に変換する必要がある。
さらに、この実施例では、TVモニタに監視画像を表示するようにしているが、TVモニタに代えてPC(Personal Computer)用のモニタに監視画像を表示するようにしてもよい。
10 …監視カメラ
12 …CMOSセンサ
18 …画像データ処理回路
34 …CPU
70 …ラインメモリ
72 …切り出し回路
74 …出力処理回路
76 …スケーラ
78 …P−I変換回路
12 …CMOSセンサ
18 …画像データ処理回路
34 …CPU
70 …ラインメモリ
72 …切り出し回路
74 …出力処理回路
76 …スケーラ
78 …P−I変換回路
Claims (7)
- 被写界像を基準周波数に同期して繰り返し取り込む取り込み手段、
前記取り込み手段によって取り込まれた被写界像のうち切り出しエリアに属する被写界像を切り出す切り出し手段、
前記切り出し手段によって切り出された被写界像に出力処理を施す出力手段、および
前記基準周波数の大きさの変動方向と逆の方向に前記切り出しエリアの大きさを変更する第1変更手段を備える、画像処理装置。 - 商用交流電源に同期する外部同期信号と内部同期信号とのいずれか一方に基づいて前記基準周波数を生成する生成手段をさらに備え、
前記第1変更手段は前記生成手段が前記外部同期信号に注目するとき変更処理を実行する、請求項1記載の画像処理装置。 - 前記基準周波数の大きさが既定範囲に属するとき前記商用交流電源の選択を前記生成手段に要求する第1要求手段、および
前記基準周波数の大きさが前記既定範囲から外れるとき前記内部同期信号の選択を前記生成手段に要求する第2要求手段をさらに備える、請求項1または2記載の画像処理装置。 - 前記出力手段は前記被写界像の大きさを前記切り出しエリアの大きさに応じて異なる大きさに変更する第2変更手段を含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記第2変更手段は前記切り出しエリアの大きさの変更方向と逆の方向に前記被写界像の大きさを変更する、請求項4記載の画像処理装置。
- 前記取り込み手段によって取り込まれた被写界像の走査態様は順次走査態様に相当し、
前記出力手段は前記被写界像の走査態様を飛び越し走査態様に変換する変換手段を含む、請求項1ないし5のいずれかに記載の画像処理装置。 - 監視エリアを捉える撮像手段をさらに備え、
前記取り込み手段は前記撮像手段から出力された被写界像を取り込む、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像処理装置。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120501 |