JP2989701B2 - 画像ライン補間回路及び撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インターレース走査さ
れた画像信号に演算処理を施して電子的な画像ラインの
補間処理を行う画像ライン補間回路、及び水平ライン補
間機能を備えた撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターレース走査されたフレームの画
像信号において、フィールド内の画像ラインを補間する
従来の画像ライン補間回路の一例について説明する。図
１９は従来の画像ライン補間回路の構成を示すブロック
図である。本図において、メモリ回路１は例えば撮像素
子により撮像領域の画像をインターレース走査してその
画像信号を一時蓄えるものである。メモリ制御回路２は
メモリ回路１の書き込み，読み出し，アドレス等の制御
信号を発生する回路である。乗算器３，４はメモリ回路
１から読み出された２つの走査ラインの信号に、夫々の
補間重み係数（以下補間係数という）ｗ、（１ーｗ）を
乗算する回路である。加算器５は乗算器３，４の出力信
号を加算して、走査ラインの補間信号を出力するもので
ある。補間係数発生回路６は２つの走査ラインの信号に
与える補間係数ｗ，（１ーｗ）を制御部７からの指令に
基づいて発生するものである。制御部７は補間ラインの
位置に基づいて、メモリ制御回路２、補間係数発生回路
６に制御信号を発生する回路である。

【０００３】このように構成された従来の画像ライン補
間回路の動作について説明する。図２０は、画像が表示
されるフレームにおいて、フィールド内のライン補間を
説明する模式図である。ここでは実線で示す現フィール
ドライン（奇数フィールド）と、破線で示す前フィール
ドライン（偶数フィールド）が表示されている。あるフ
ィールドにおけるｋ，ｋ＋１ライン間に、ｋラインとｋ
＋１ラインからの距離の比が、ｗ１：ｗ２である位置に
画像ラインを補間する場合について考える。この位置の
補間ラインＫを得るには、現フィールドのｋ，ｋ＋１ラ
インの画像信号をメモリ回路１から読み出し、これらの
信号に距離に応じた補間係数（この場合は、ｗ１／（ｗ
１＋ｗ２）とｗ２／（ｗ１＋ｗ２））を乗算器３，４で
乗算し、更にその乗算値を加算器５で加算して補間ライ
ンの信号を得る。

【０００４】次に、以上の方式とは異なる画像ライン補
間方式がある。前述した方式をフィールド内ライン補間
というなら、次に述べる他の方式はフィールド間ライン
補間という。このフィールド間ライン補間を行う画像ラ
イン補間回路の構成及びその動作はフィールド内ライン
補間の場合と同様である。図２１は画像が表示されるフ
レームにおけるフィールド内のライン補間を説明するた
めの模式図である。本図において、現フィールドのｋラ
インと前フィールドのｋ’ラインとの間に距離の比が、
ｗ１：ｗ２である位置に画像ラインを補間する場合を考
える。この位置の補間ラインＫを得るには、現フィール
ドのｋラインと前フィールドのｋ’ラインの画像信号を
メモリ回路１から読み出し、これらの信号に距離に応じ
た補間係数（この場合は、ｗ２／（ｗ１＋ｗ２）、ｗ１
／（ｗ１＋ｗ２））を乗算して加算する処理を行う。

【０００５】次に前述した補間方式の内、インターレー
ス走査された画像信号にフィールド内ライン補間処理を
施して、電子的な画像ラインの補間機能を付加した従来
の撮像装置について説明する。図２２はインターレース
走査された画像信号に演算処理を施して電子的に水平ラ
インの補間処理を行い、画像を拡大する電子ズーム処理
機能を備えた従来の撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。本図において撮像素子１１は、例えばＣＣＤイメ
ージセンサのように被写体からの入射光を光電変換して
画像信号を出力するもので、２次元に配列された固体撮
像素子である。駆動回路１２は撮像素子１１を構成する
各光電変換素子を所定の走査モードで駆動する回路であ
る。増幅器１３は撮像素子１１からの画像信号を増幅す
るもので、プロセス回路１４は増幅器１３の出力信号か
ら輝度信号や色信号等を生成する回路である。

【０００６】さて、点線で示す電子ズーム回路１５はプ
ロセス回路１４から出力されるフレームの画像信号にお
いて、その水平走査ライン数を補間処理により増加させ
ることで画像を拡大処理をするものである。一般的に電
子ズーム回路１５は、前述したメモリ回路１、メモリ回
路１の書き込み，読み出し，アドレス等の制御信号を発
生するメモリ制御回路２、メモリ回路１から読み出され
た各ラインの画像信号に夫々の補間係数ｗ、（１ーｗ）
を乗算する乗算器３，４、乗算器３，４の出力信号を加
算して補間信号を出力する加算器５、２つのラインの信
号の補間係数を制御部７からの指令に基づいて発生する
補間係数発生回路６を含むものである。

【０００７】制御部７は操作スイッチ１６から指令され
た電子ズームのズーム倍率やズームする画面位置（ズー
ム位置）に基づいて、メモリ制御回路２、補間係数発生
回路６に制御信号を発生するものである。セレクタ１７
は電子ズームされた電子ズーム回路１５の出力と電子ズ
ームされないプロセス回路１４の出力とを操作スイッチ
１６の指令に従って切り換える回路であり、処理された
画像信号は出力端子１８より得られる。操作スイッチ１
６は電子ズームのオン、オフ及び電子ズームオン時のズ
ーム倍率やズーム位置を指令するスイッチである。

【０００８】このような電子ズーム回路での画像拡大に
ついての動作原理を図２２〜図２５を用いて説明する。
図２３は電子ズーム画像の拡大処理の概念を示す模式図
である。図２３において、撮像素子１１は１フィールド
に２４０ライン、従って１フレームには４８０ラインの
画像を出力するものとする。このうち、１フィールド当
り２００ラインに相当する有効走査領域部分を拡大し
て、正規の１フィールドの画像（即ち２４０ラインの信
号）を得る場合について説明する。この場合の倍率は２
４０÷２００＝１．２倍となる。走査線の本数を２００
本から２４０本に増加させるために、図２２の電子ズー
ム回路１５は図２４に示すような補間処理を行う。図２
４はフィールド内ライン補間による電子ズーム動作を説
明するための模式図である。

【０００９】図２４の左側列に示す実線の奇数フィール
ドは、中央列に示す画像信号のフィールド入力ラインか
ら奇数フィールドの出力ラインを得る。右側列に示す破
線の偶数フィールドは、中央列の画像信号のフィールド
入力ラインから偶数フィールドの出力ラインを得る。例
えば、奇数フィールドのＮ＋１ラインを得るためにはメ
モリ回路１から奇数フィールドの入力ラインｎとｎ＋１
を読み出し、距離に応じた補間係数（この場合は２／１
２と１０／１２）を乗算して加算する。他の出力ライン
についても同様に、上下の２ラインから距離に応じた補
間係数を乗算して加算することにより、補間された画像
信号を得ることができる。

【００１０】次にインターレース走査された画像信号に
フィールド間ライン補間処理を施して電子的に水平ライ
ンの補間処理を行い、画像を拡大する電子ズーム処理機
能を備えた撮像装置について説明する。図２５はフィー
ルド間ライン補間による電子ズーム動作を示す模式図で
ある。このフィールド間ライン補間を用いた電子ズーム
処理機能を有する撮像装置の構成は、前述したフィール
ド内ライン補間を用いたものと同様である。撮像素子１
１はフィールド内ライン補間と同様に１フィールドに２
４０ライン、従って１フレームでは４８０ラインの画像
を出力する。図２３に示すように１フィールド当り２０
０ラインに相当する有効走査領域部分を拡大して、正規
の１フィールドの画像即ち、２４０ラインの信号を得る
ためには、図２５に示すような補間処理を行う。

【００１１】図２５の中央列に示す画像信号の奇数フィ
ールド及び偶数フィールド両方の入力ライン（フレーム
入力ライン）から、左側列に示す奇数フィールド及び右
側列に示す偶数フィールドの出力ラインを得る。例え
ば、奇数フィールドのＮ＋１ラインを得るためにはメモ
リ回路１から最も近接している偶数フィールドの入力ラ
インｎ’と奇数フィールドの入力ラインｎ＋１を読み出
し、距離に応じた補間係数（この場合は１／３と２／
３）を乗算して加算する。他の出力ラインについても同
様に、奇数フィールド及び偶数フィールド両方の入力ラ
インで最も近接する２ラインから、距離に応じた補間係
数を乗算して加算することにより得られる。

【００１２】以上のように、図２４に示すフィールド内
ライン補間では、片方のフィールドの入力ラインでしか
補間ラインの信号が補間できないのに対して、図２５に
示すフィールド間ライン補間では、所望のラインに最も
近接する２ラインを用いて補間できるので、空間的な距
離が１／２となり、補間の精度は大きく改善される。

【００１３】図２６は手振れ補正機能を搭載した撮像装
置の第１の従来例を示すブロック図である。尚、図１９
及び図２２に示すものと同一部分は同一の符号を付けて
詳細な説明は省略する。図２６に示す撮像装置の動作を
説明すると、撮像素子１１の画像信号は動きベクトル検
出回路２１とメモリ回路２３に与えられる。動きベクト
ル検出回路２１はこの画像信号から、手振れによる撮像
装置の動きベクトルを検出する。この動きベクトルを補
正するようにメモリ制御回路２２がメモリ回路２３から
の画像の読み出し位置を変え、画像信号の一部分を切り
出して読み出し、プロセス回路１４に与える。プロセス
回路１４はメモリ回路２３の出力から輝度信号及び色信
号処理を行い、その出力を電子ズーム回路１５に与え
る。電子ズーム回路１５はこの画像信号を表示領域まで
拡大して出力する。このような動作を各フレーム毎に繰
り返すことによって手振れ補正を行う。

【００１４】次に第１の従来例とは異なり、電子ズーム
を行わない手振れ補正機能付き撮像装置について説明す
る。図２７は手振れ補正機能を搭載した撮像装置の第２
の従来例を示すブロック図である。本図において、撮像
素子３１は手振れ補正された画面となる有効走査領域Ｐ
１と、この有効走査領域を移動させる周辺のカット画面
となる補正領域Ｐ２とからなる撮像領域Ｐ０を有してい
る。本撮像装置は、プロセス回路１４、動きベクトル検
出回路２１、走査領域制御回路３２、駆動回路３３によ
り構成される。

【００１５】このように構成された従来の手振れ補正機
能を搭載した撮像装置の動作について説明する。まず撮
像素子３１の画像信号はプロセス回路１４で輝度信号及
び色信号等の処理が行われる。又、撮像素子３１の画像
信号は動きベクトル検出回路２１にも供給され、ここで
動きベクトルが検出される。この動きベクトルを補正す
るように走査領域制御回路３２は撮像素子３１の撮像領
域Ｐ０中における有効走査領域Ｐ１の位置を駆動回路３
３に指示する。この指示によって駆動回路３３が有効走
査領域を移動させて撮像素子３１を駆動する。この動作
を各フレーム毎に繰り返して手振れ補正を行う。

【００１６】図２８は手振れ補正機能を搭載した撮像装
置の第３の従来例を示すブロックである。本図におい
て、撮像素子３１は図２７に示すものと同じく有効走査
領域Ｐ１と補正領域Ｐ２とからなる撮像領域Ｐ０を有す
るものである。又この撮像装置は図２７に示すものと同
一の回路部を有しており、駆動回路３３、メモリ回路２
３、プロセス回路１４、動きベクトル検出回路２１、メ
モリ制御回路２２により構成されている。

【００１７】このように構成された手振れ補正機能を搭
載した撮像装置の動作について説明する。まず、撮像素
子３１の画像信号をメモリ回路２３と動きベクトル検出
回路２１に供給する。プロセス回路１４はメモリ回路２
３の出力の輝度信号及び色信号処理を行う。又、動きベ
クトル検出回路２２は手振れによる動きベクトルを検出
する。メモリ制御回路２２はこの検出した動きベクトル
によって手振れを補正するように、メモリ回路２３から
撮像領域の有効走査領域を移動させて画像信号を読み出
す。この動作を各フレーム毎に繰り返して、手振れ補正
を行う。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のフィールド内の補間処理を行う補間回路には、
次のような問題点がある。即ち、画像信号出力ラインの
垂直方向の周波数レスポンス特性は補間係数により変化
するために、出力ライン毎に異なる結果となる。例え
ば、補間係数が１／２と１／２で補間される走査ライン
の画像信号は、隣接する入力２ラインの加算平均となる
ので、垂直方向の画像位置の補正動作が緩慢となり、周
波数レスポンス特性は最も低くなる。又補間係数が１と
０で補間される場合には、補間係数１のラインがそのま
ま出力されることになる。このときは垂直方向の周波数
レスポンス特性は最も高くなる。つまり、２つの入力ラ
インの中央付近で補間された画像信号の周波数レスポン
ス特性は、他の位置で補間された場合と比較し、低くな
ってしまうという問題点を有していた。

【００１９】このように、従来のフィールド内ライン補
間回路を用いて電子ズームを行う撮像装置では、垂直方
向の尖鋭度が劣化し、更に垂直方向の周波数レスポンス
の高い部分と低い部分ができ、これが横筋状の妨害とな
り非常に見苦しい違和感のあるズーム画像となるという
問題点を有していた。又従来のフィールド間ライン補間
を行う補間回路では、フィールド毎に異なる時間で画像
の補正演算を行うので、動画におけるズーム画像で動き
ぼけ（２重像）が生じるという問題点を有していた。

【００２０】次に、従来のフィールド間ライン補間回路
を用いて電子ズームを行う撮像装置では、動きぼけ（２
重像）が生じ、非常に見苦しいズーム画像となるという
問題点を有していた。更に、第１の従来例で示す手振れ
補正機能を搭載した撮像装置では、電子ズーム回路１５
によって画像信号を表示領域まで拡大しているので、画
像が荒くなり手振れ補正画像の画質劣化が大きくなると
いう問題点を有していた。

【００２１】更に、第２、３の従来例で示す手振れ補正
機能を搭載した撮像装置では、メモリ制御回路２２が有
効走査領域Ｐ１を移動させてメモリ回路２３の読み出し
を行うとき、メモリ回路２３の垂直方向の読み出し精度
が１ライン単位の精度なので、特に垂直方向の正確な手
振れ補正ができないという欠点があった。

【００２２】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、２つの入力ライン間に補間され
る画像信号の周波数レスポンス特性を改善する画像ライ
ン補間回路を実現することを目的とする。又、得られた
走査ラインの垂直方向の周波数レスポンスに高低差が生
じない、ズーム画像の画質を改善する撮像装置を実現す
ることと、画質劣化の少ない安定した画質の手振れ補正
を行なう撮像装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、インターレース走査されたフレーム内の特定位置の
画像信号を用いて補間処理を行い、画像変換したフレー
ムの補間画像を得る画像ライン補間回路であって、特定
の２ラインの画像信号から補間画像を生成するラインの
補間係数を発生する補間係数発生回路と、インターレー
ス走査された画像信号から、フィールド内ライン補間処
理出力の高周波数成分を生成すると共に、フィールド間
ライン補間処理出力の低周波数成分を生成した信号を夫
々加算して画像ライン補間信号を出力するライン補間処
理部と、を具備することを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項２の発明では、ライン補間処
理部は、インターレース走査された画像信号を一時蓄え
るメモリ回路と、同一フィールド内の２つのラインの画
像信号に基づいてライン補間処理を行う第１の補間回路
と、隣接するフィールド間の最も近いラインの画像信号
に基づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、第
１の補間回路の出力から画像信号の高域周波数成分を取
り出す高域通過フィルタと、第２の補間回路の出力から
画像信号の低域周波数成分を取り出す低域通過フィルタ
と、高域通過フィルタの出力と低域通過フィルタの出力
とを加算する加算器と、を含むことを特徴とするもので
ある。

【００２５】本願の請求項３の発明では、ライン補間処
理部は、インターレース走査された画像信号の低域周波
数成分を取り出す低域通過フィルタと、インターレース
走査された画像信号の高域周波数成分を取り出す高域通
過フィルタと、高域通過フィルタの出力より同一のフィ
ールド内の２つのラインの画像信号に基づいてライン補
間処理を行う第１の補間回路と、低域通過フィルタの出
力より連続するフィールド間の最も近いラインの画像信
号に基づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、
第１の補間回路の出力と第２の補間回路の出力とを加算
する加算器と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【００２６】本願の請求項５の発明は、被写体の画像を
インターレース走査により画像信号に変換する第１の撮
像素子と、特定の２ラインの画像信号から補間画像を生
成するラインの補間係数を発生する補間係数発生回路
と、第１の撮像素子より得られる画像信号から、フィー
ルド内ライン補間処理出力の高周波数成分を生成すると
共に、フィールド間ライン補間処理出力の低周波数成分
を生成した信号を夫々加算して画像ライン補間信号を出
力するライン補間処理部と、を具備することを特徴とす
るものである。

【００２７】本願の請求項６の発明では、ライン補間処
理部は、第１の撮像素子の画像信号を一時蓄えるメモリ
回路と、同一フィールド内の２つのラインの画像信号に
基づいてライン補間処理を行う第１の補間回路と、隣接
するフィールド間の最も近いラインの画像信号に基づい
てライン補間処理を行う第２の補間回路と、第１の補間
回路の出力から画像信号の高域周波数成分を取り出す高
域通過フィルタと、第２の補間回路の出力から画像信号
の低域周波数成分を取り出す低域通過フィルタと、高域
通過フィルタの出力と低域通過フィルタの出力とを加算
する加算器と、を含むことを特徴とするものである。

【００２８】本願の請求項７の発明では、ライン補間処
理部は、第１の撮像素子から出力される画像信号の低域
周波数成分を取り出す低域通過フィルタと、第１の撮像
素子から出力される画像信号のの高域周波数成分を取り
出す高域通過フィルタと、高域通過フィルタの出力より
同一のフィールド内の２つのラインの画像信号に基づい
てライン補間処理を行う第１の補間回路と、低域通過フ
ィルタの出力より隣接するフィールド間の最も近いライ
ンの画像信号に基づいてライン補間処理を行う第２の補
間回路と、第１の補間回路の出力と第２の補間回路の出
力とを加算する加算器と、を具備することを特徴とする
ものである。

【００２９】本願の請求項９の発明は、被写体の画像を
インターレース走査により画像信号に変換すると共に、
画像の撮像領域内において移動自在の有効走査領域から
画像信号を出力する第２の撮像素子と、第２の撮像素子
を含む筐体の振動による画像の動きベクトルを検出する
動きベクトル検出回路と、第２の撮像素子の有効走査領
域を動きベクトル検出回路が検出した動きベクトルの走
査ライン単位の整数部だけ撮像領域内で移動させて第２
の撮像素子を駆動する走査領域制御回路と、動きベクト
ル検出回路が検出した画像の垂直方向の動きベクトルの
走査ライン単位の小数部の値に応じた補間係数を発生す
る補間係数発生器と、補間係数に応じて同一フィールド
内の２つのラインの画像信号に基づいてライン補間処理
を行う第１の補間回路と、補間係数に応じて隣接するフ
ィールド間の最も近いラインの画像信号に基づいてライ
ン補間処理を行う第２の補間回路と、第１の補間回路の
出力から画像信号の高域周波数成分を取り出す高域通過
フィルタと、第２の補間回路の出力から画像信号の低域
周波数成分を取り出す低域通過フィルタと、高域通過フ
ィルタ及び低域通過フィルタの出力を加算する加算器
と、を具備することを特徴とするものである。

【００３０】本願の請求項１０の発明は、被写体の画像
をインターレース走査により画像信号に変換すると共
に、画像の撮像領域内において移動自在の有効走査領域
から画像信号を出力する第２の撮像素子と、第２の撮像
素子を含む筐体の振動による画像の動きベクトルを検出
する動きベクトル検出回路と、第２の撮像素子の有効走
査領域を動きベクトル検出回路が検出した動きベクトル
の走査ライン単位の整数部だけ撮像領域内で移動させて
第２の撮像素子を駆動する走査領域制御回路と、動きベ
クトル検出回路が検出した画像の垂直方向の動きベクト
ルの走査ライン単位の小数部の値に応じた補間係数を発
生する補間係数発生器と、インターレース走査された画
像信号の高域周波数成分を取り出す高域通過フィルタ
と、インターレース走査された画像信号の低域周波数成
分を取り出す低域通過フィルタと、補間係数に応じて高
域通過フィルタより得られる同一フィールド内の２つの
ラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行う第１
の補間回路と、補間係数に応じて低域通過フィルタより
得られる隣接するフィールド間の最も近いラインの画像
信号に基づいてライン補間処理を行う第２の補間回路
と、第１の補間回路の出力の高周波数成分と第２の補間
回路の出力の低周波数成分とを加算する加算器と、を具
備することを特徴とするものである。

【００３１】本願の請求項１２の発明は、被写体の画像
をインターレース走査により画像信号に変換すると共
に、画像の撮像領域内において移動自在の有効走査領域
から画像信号を出力する第２の撮像素子と、第２の撮像
素子より得られる画像信号を一次保持するメモリ回路
と、第２の撮像素子を含む筐体の振動による画像の動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、動きベク
トル検出回路が検出した動きベクトルの走査ライン単位
の整数部だけ有効走査領域を移動させてメモリ回路から
読み出すメモリ制御回路と、動きベクトル検出回路が検
出した画像の垂直方向の動きベクトルの走査ライン単位
の小数部の値に応じた補間係数を発生する補間係数発生
器と、補間係数に応じて同一フィールド内の２つのライ
ンの画像信号に基づいてライン補間処理を行う第１の補
間回路と、補間係数に応じて隣接するフィールド間の最
も近いラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行
う第２の補間回路と、第１の補間回路の出力から画像信
号の水平方向の高域周波数成分を取り出す高域通過フィ
ルタと第２の補間回路の出力から画像信号の水平方向の
低域周波数成分を取り出す低域通過フィルタと、高域通
過フィルタ及び低域通過フィルタの出力を加算する加算
器と、を具備することを特徴とするものである。

【００３２】本願の請求項１３の発明は、被写体の画像
をインターレース走査により画像信号に変換すると共
に、画像の撮像領域内において移動自在の有効走査領域
から画像信号を出力する第２の撮像素子と、第２の撮像
素子を含む筐体の振動による画像の動きベクトルを検出
する動きベクトル検出回路と、インターレース走査され
た画像信号の高域周波数成分を取り出す高域通過フィル
タと、インターレース走査された画像信号の低域周波数
成分を取り出す低域通過フィルタと、高域通過フィルタ
及び低域通過フィルタより出力される画像信号を夫々保
持する第１，第２のメモリ回路と、動きベクトル検出回
路が検出した動きベクトルの走査ライン単位の整数部だ
け有効走査領域を移動させて第１，第２のメモリ回路か
ら読み出すメモリ制御回路と、動きベクトル検出回路が
検出した画像の垂直方向動きベクトルの走査ライン単位
の小数部の値に応じた補間係数を発生する補間係数発生
器と、第１のメモリ回路より読出された同一フィールド
内の２つのラインの画像信号に基づいてライン補間処理
を行う第１の補間回路と、第２のメモリ回路より読出さ
れた隣接するフィールド間の最も近いラインの画像信号
に基づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、第
１の補間回路の出力と第２の補間回路の出力とを加算す
る加算器と、を具備することを特徴とするものである。

【００３３】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１〜４の
発明によれば、メモリ回路にインターレース走査された
画像信号を一時蓄え、補間係数発生回路により同一又は
隣接フィールド内の特定の２ライン信号から補間画像を
生成する補間係数を発生する。そしてライン補間処理部
はメモリ回路の画像信号からフィールド内ライン補間処
理出力の高周波数成分を生成すると共に、フィールド間
ライン補間処理出力の低周波数成分を生成した信号を夫
々加算して、画像ライン補間信号を出力する。

【００３４】又、本願の請求項５〜８の発明によれば、
第１の撮像素子によって被写体の画像をインターレース
走査により画像信号に変換する。そして画像ライン補間
回路によりこの画像信号をフレーム内の特定位置に補間
処理を行い、画像変換したフレームの補間画像を得る。

【００３５】又、本願の請求項９〜１１の発明によれ
ば、第２の撮像素子によって被写体の画像をインターレ
ース走査により画像信号に変換すると共に、撮像領域内
において有効走査領域を移動自在に画像信号を変換して
出力する。動きベクトル検出回路が撮像装置の振動を検
出すると、走査領域制御回路は有効走査領域を動きベク
トルの整数部だけ撮像領域内で移動させ、動きが出力に
現れないように第２の撮像素子を駆動する。そして補間
係数発生器は画像の垂直方向の動きベクトルの小数部の
値に応じた補間係数を発生する。第１の補間回路は補間
係数に応じてフィールド内ライン補間処理を行い、第２
の補間回路は補間係数に応じてフィールド間ライン補間
処理を行う。次に加算器は高域通過フィルタ及び低域通
過フィルタの出力を加算して、周波数レスポンスの高い
補間された画像信号を出力する。

【００３６】又、本願の請求項１２〜１４の発明によれ
ば、第２の撮像素子によって被写体の画像をインターレ
ース走査により画像信号に変換すると共に、撮像領域内
において有効走査領域を移動自在に画像信号を変換して
出力する。そしてメモリ制御回路は動きベクトル検出回
路が検出した動きベクトルの整数部だけ有効走査領域を
移動させてメモリ回路から動きが出力に現れないように
画像信号を読み出す。次に補間係数発生器は画像の垂直
方向動きベクトルの小数部の値に応じた補間係数を発生
する。又、第１の補間回路は補間係数に応じてフィール
ド内ライン補間処理を行い、第２の補間回路は補間係数
に応じてフィールド間ライン補間処理を行う。そして加
算器は高域通過フィルタ及び低域通過フィルタの出力を
加算して、周波数レスポンスの高い補間された画像信号
を出力する。

【００３７】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の第１の実施例における
画像ライン補間回路の構成を示すブロック図である。
尚、従来例を示す図２２と同一部分は同一の符号を付け
て詳細な説明は省略する。図１において、メモリ回路１
はインターレース走査された画像信号を一時蓄える回路
であり、メモリ制御回路２ａによってメモリの書き込
み、読み出し、アドレス等の制御信号が与えられる。乗
算器３ａ，４ａは、メモリ回路１から読み出されたフィ
ールド内ライン補間の２つのラインペアの信号に夫々補
間係数ｗ１、（１ーｗ１）を乗算する回路である。乗算
器３ｂ，４ｂは、メモリ回路１から読み出されたフィー
ルド間ライン補間の２つのラインペアの信号に夫々の補
間係数ｗ２、（１ーｗ２）を乗算する回路である。第１
の加算器５ａは乗算器３ａ，４ａの出力信号を加算して
フィールド内ライン補間信号を出力するものであり、第
２の加算器５ｂは乗算器３ｂ，４ｂの出力信号を加算し
てフィールド間ライン補間信号を出力するものである。
ここで乗算器３ａ，４ａ、加算器５ａは、インターレー
ス走査された画像信号にフィールド内ライン補間処理を
行う第１の補間回路を構成し、乗算器３ｂ，４ｂ、加算
器５ｂは、フィールド間ライン補間処理を行う第２の補
間回路を構成している。

【００３８】補間係数発生回路６ａは４つのラインの信
号の補間係数ｗ１，（１−ｗ１）、ｗ２，（１ーｗ２）
を制御部７からの指令に基づいて乗算器３ａ，４ａ，３
ｂ，４ｂに夫々与える回路である。高域通過フィルタ
（ＨＰＦ）４１は第１の加算器５ａが出力するフィール
ド内ライン補間信号の高域周波数成分を取り出すもので
ある。低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４２は第２の加算器
５ｂが出力するフィールド間ライン補間信号の低域周波
数成分を取り出すものである。ここでＨＰＦ４１及びＬ
ＰＦ４２の夫々の通過周波数領域は、特定の遮断周波数
より上下に異なる通過帯域を有するものである。第３の
加算器４３はＨＰＦ４１及びＬＰＦ４２の出力を加算し
て、補間された画像信号を出力する回路である。制御部
７は画像の補間ラインの位置に基づいて、メモリ制御回
路２ａ、補間係数発生回路６ａに制御信号を与える回路
である。ここで乗算器３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ、加算器
５ａ，５ｂ、ＨＰＦ４１、ＬＰＦ４２は、画像信号から
フィールド内ライン補間処理出力の高周波数成分を生成
すると共に、フィールド間ライン補間処理出力の低周波
数成分を生成した信号を夫々加算して、画像ライン補間
信号を出力するライン補間処理部を構成している。

【００３９】以上のように構成された第１実施例の画像
ライン補間回路の動作について説明する。まず図示しな
い撮像素子によってインターレース走査された画像信号
をメモリ回路１に一時蓄える。そして、制御部７からメ
モリ制御回路２ａへ補間ラインの位置に基づいた制御信
号が送られる。メモリ制御回路２ａは、メモリ回路１に
蓄えられている現フィールド及び前フィールドの内、フ
ィールド内ライン補間に用いる２つのラインの画像信号
をメモリ回路１より読み出す共に、又フィールド間ライ
ン補間に用いる２つのラインの画像信号をメモリ回路１
から読み出す。同時に制御部７から補間係数発生回路６
ａに補間ラインの位置に基づいた制御信号が送られ、補
間係数発生回路６ａは夫々の補間処理を行う４つの補間
係数を乗算器３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂに出力する。加算
器５ａ，５ｂは乗算した結果を夫々加算し、フィールド
内ライン補間及びフィールド間ライン補間処理された信
号を出力する。加算器５ａからのフィールド内ライン補
間出力は、ＨＰＦ４１により高域周波数成分が取り出さ
れ、加算器５ｂからのフィールド間ライン補間出力は、
ＬＰＦ４２により低域周波数成分が取り出される。これ
らの信号を加算器４３で加算することにより、補間ライ
ンの画像信号を得る。

【００４０】以上の画像ライン補間回路の処理について
詳しく説明する。図２は本実施例の画像ライン補間回路
の信号処理の流れを示す説明図である。この信号処理は
インターレース走査された画像信号にフィールド内ライ
ン補間とフィールド間ライン補間を行い、得られた各信
号を夫々ＨＰＦ４１、ＬＰＦ４２を通した後、加算器４
２で加算して補間ラインを得るものである。この処理に
より得られる補間ラインの周波数特性について図３を用
いて説明する。図３は本実施例で行う補間ラインの周波
数帯域処理を示す模式図である。この補間回路で得られ
る補間データの内、フィールド間ライン補間の低周波成
分は、異なる時間のフィールドに現れる画像の加重平均
をとり、その信号に対して瞬時に変化する画像の動き成
分を除去したものである。一方、フィールド内ライン補
間の高周波成分は、同一時間のフィールドに現れる画像
の加重平均をとり、その信号に対して瞬時に変化する画
像の動き成分のみを抽出したものである。

【００４１】即ち、相反する高域周波数成分と低域周波
数成分の画像信号を、フィールド内ライン補間出力から
は高域周波数成分を、フィールド間ライン補間出力から
は低域周波数成分を取り出し、これらを加算することに
よりフレーム内の動画に含まれる全域の周波数成分の補
間ラインを得ている。

【００４２】次に従来の画像ライン補間回路を用いて画
像信号を処理すると動画に対して２重像が発生するが、
この２重像の影響を抑制する方法について説明する。図
４は本実施例の補間処理の動作原理とその効果を説明す
るための模式図である。図４（ａ）に示すように撮像領
域内で黒い物体Ａが右方向に動いている場合を考える。
物体Ａの右側エッジ部の前フィールド及び現フィールド
の画像信号は図４（ｂ）に示すよう位置Ｐから位置Ｑに
移動している。ここで図４（ｂ）のｎ’ラインとｎ＋１
ラインの画像信号を処理してフィールド間ライン補間を
行った信号は、図４（ｃ）に示す補間ライン信号４２ｓ
となる。又、図４（ｂ）のｎラインとｎ＋１ラインの画
像信号を処理してフィールド内ライン補間を行った信号
は、図４（ｃ）に示す補間ライン信号４１ｓとなる。こ
のため２つの補間ライン信号４１ｓ，４２ｓから得られ
た画像Ａのエッジ部は２箇所発生していることになり、
ＬＰＦ４２よりこのエッジ部を一旦ぼかし、全体の輪郭
を滑らかにしてしまう。又、正確な画像Ａのエッジ部の
データは、フィールド内ライン補間よりＨＰＦ４１で取
り出すようにしている。更に、図４（ｄ）に示すように
これらの信号を加算することによりエッジ部の復元され
た補間ラインを得る。即ち、フィールド間ライン補間に
より得られた画像を滑らかにぼかすことにより２重像を
抑制し、更にフィールド内ライン補間により正確なエッ
ジ部のデータのみを取り出し、２つの補間ライン信号４
２ｔ，４１ｔを加算器４３で加算している。

【００４３】以上のように、フィールド内ライン補間回
路出力及びフィールド間ライン補間回路出力の所要周波
数領域の成分を取り出して加算し、全周波数領域の補間
ラインを得ることにより、２つの入力ライン間に補間さ
れる画像信号の周波数レスポンス特性を改善することが
できる。

【００４４】次に本発明の第２実施例について、図面を
参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施例に
おける画像ライン補間回路の構成を示すブロック図であ
る。尚、第１実施例と同一部分は同一の符号を付けて詳
細な説明は省略する。図５において、ＨＰＦ４１及びＬ
ＰＦ４２は夫々インターレース走査された画像信号の高
域周波数成分及び低域周波数成分を取り出すフィルタで
ある。フィールド内補間回路５１は第１の補間回路を含
み、ＨＰＦ４１の出力にフィールド内ライン補間を行う
回路である。この回路内にはメモリ回路１ａと第１の補
間回路５１ａが含まれる。第１の補間回路５１ａは第１
実施例と同様に乗算器３ａ，４ａと加算器５ａによって
構成される。又ＬＰＦ４２の出力はフィールド間ライン
補間回路５２に与えられる。フィールド間ライン補間回
路５２は第２の補間回路を含み、ＬＰＦ４２の出力にフ
ィールド間ライン補間を行う回路である。加算器４３は
フィールド内ライン補間回路５１及びフィールド間ライ
ン補間回路５２の出力を加算する回路である。

【００４５】フィールド間ライン補間回路５２はＬＰＦ
４２の出力を一時蓄えるメモリ回路１ｂ、メモリの書き
込み，読み出し，アドレス等の制御信号を発生するメモ
リ制御回路２ａ、メモリ回路１ｂから読み出された同一
フィールドの２つのラインの信号の補間処理を行う第２
の補間回路５２ａ、補間係数を制御部７からの指令に基
づいて発生する補間係数発生回路６ａ、補間ラインの位
置に基づいてメモリ制御回路２ａ，補間係数発生回路６
ａに制御信号を発生する制御部７より構成されている。
又第２の補間回路５２ａは、補間係数ｗ２，（１ーｗ
２）を乗算する乗算器３ｂ，４ｂ、乗算器３ｂ，４ｂの
出力信号を加算してフィールド間ライン補間出力を出力
する加算器５ｂを含むものである。

【００４６】第１実施例との重要な相違点は、補間回路
５１ａ，５２ａとＬＰＦ４２及びＨＰＦ４１の接続され
る位置が逆転していることである。図６は本実施例にお
ける補間ライン信号の周波数帯域成分を示す模式図であ
る。いま、インターレース走査された画像信号の周波数
帯域をｆ₀ とすると、図６（ａ）に示すように画像信号
のサンプル周波数Ｓｆは少なくとも２ｆ₀ が必要とな
る。又、図５のＬＰＦ４２のカットオフ周波数ｆｃをｆ
₀ ／４とすると、図６（ｂ）に示すようにＬＰＦ４２の
出力信号の周波数帯域はｆ₀ ／４以内となる。従って、
ＬＰＦ４２の信号ではｆ₀ ／２のサンプル周波数でサン
プリングを行えば十分である。即ち、ＬＰＦ４２に入力
される信号では、サンプル周波数が２ｆ₀ 必要であるの
に対し、ＬＰＦ４２の出力信号であればその帯域はｆ₀
／２で十分である。このことより、サンプリング周波数
２ｆ₀ でサンプルしたとき、水平方向に例えば７６８画
素のデータサンプル点があったとすると、ＬＰＦ４２の
出力信号では、水平方向のデータサンプル点は１９２画
素（７６８／４）となる。従ってメモリ回路１ｂのメモ
リ容量を大幅に削減することができる。尚、各回路部の
動作については、第１実施例の補間回路とその順序が異
なるだけで動作は同一であるので、説明は省略する。

【００４７】次に本発明の第３実施例について、図面を
参照しながら説明する。図７は第３実施例における電子
ズーム処理機能を備えた撮像装置の構成を示すブロック
図である。尚、第１実施例を示す図１、及び従来の撮像
装置を示す図２２と同一部分は同一の符号を付けて詳細
な説明は省略する。図７において、撮像素子１１，駆動
回路１２，増幅器１３，プロセス回路１４，操作スイッ
チ１６，セレクタ１７は、図２２で示す従来の電子ズー
ム機能を有する撮像装置と同一に接続されている。図２
２と異なる点はプロセス回路１４の出力端に接続される
電子ズーム回路１５に代わって、図７では第１実施例の
画像ライン補間回路と同一構成の電子ズーム回路１５ｂ
（点線で示す）が接続されていることである。電子ズー
ム回路１５ｂは、プロセス回路１４からの出力信号にフ
ィールド内ライン補間及びフィールド間ライン補間の夫
々の周波数成分を取り出して加算合成することにより、
全周波数領域の補間ラインを得て画像の拡大処理をする
電子ズーム回路である。

【００４８】電子ズーム回路１５ｂは、メモリ回路１、
メモリ制御回路２ａ、乗算器３ａ，４，３ｂ，４ｂ、第
１の加算器５ａ、第２の加算器５ｂ、補間係数発生回路
６ａ、制御部７、ＨＰＦ４１、ＬＰＦ４２、第３の加算
器４３で構成されている。ここでＨＰＦ４１及びＬＰＦ
４２の夫々の通過周波数領域は図３で示したように互い
に相反するものとする。制御部７は操作スイッチ１６か
ら指令された電子ズームのズーム倍率やズーム位置に基
づいて、メモリ制御回路２ａ及び補間係数発生回路６ａ
に制御信号を発生するものである。セレクタ１７は電子
ズームされないプロセス回路１４の出力と、フィールド
内ライン補間回路及びフィールド間ライン補間回路を複
合して得た補間ライン出力とを、操作スイッチ１６から
の指令に従って切り換える回路であり、その信号は出力
端子１８に出力される。

【００４９】このように構成された本実施例の撮像装置
の動作について説明する。操作スイッチ１６からの指令
が電子ズーム動作オフのときには、この制御信号に基づ
いてセレクタ１７はプロセス回路１４からの信号を選択
して、出力端子１８に電子ズームされない画像信号を出
力する。この場合、電子ズームオフ制御信号を電子ズー
ム回路１５ｂにも導いて、この回路の動作を停止するよ
う構成すると省電力化が計れる。次に操作スイッチ１６
からの指令が電子ズーム動作オンのときには、この制御
信号に基づいてセレクタ１７は加算器４３からの信号を
選択して、出力端子１８にフィールド内ライン補間とフ
ィールド間ライン補間を複合して得られる電子ズームさ
れた画像信号を出力する。

【００５０】以上のような構成の電子ズーム機能付き撮
像装置の画像拡大処理について説明する。従来例と同様
に、撮像素子１１は１フィールドに２４０ライン、１フ
レームには４８０ラインの画像信号を出力するものと
し、この内、図２３に示すように１フィールド当り２０
０ラインに相当する画像部分を拡大して、正規の１フィ
ールドの画像、即ち２４０ラインの画像信号を得る場合
について考える。走査ラインの本数を２００本から２４
０本に増加させるために、図７の電子ズーム回路１５ｂ
は、第１実施例で説明した補間回路により、図２４に示
す位置にライン補間を行って水平ラインを増加させるこ
とで拡大処理をする。

【００５１】従来の電子ズーム機能付き撮像装置では、
垂直方向の周波数レスポンスの高低差が生じてこれが横
筋状の妨害となり、非常に見苦しい違和感のあったズー
ム画像となっていたが、このように周波数レスポンス特
性を改善した補間ラインを得ることにより画質を大幅に
改善することができる。

【００５２】尚、電子ズーム回路１５ｂはプロセス回路
１４の後にある必要はなく、電子ズーム回路１５ｂをプ
ロセス回路１４の前に設けても同様の効果が得られる。
図８は、この場合の電子ズーム機能付き撮像装置の他の
構成を示すブロック図である。各回路の動作はその順序
が異なるだけで前述したものと同様であるので、説明は
省略する。

【００５３】又、電子ズーム回路１５ｂのライン補間部
の回路構成についても、フィールド内ライン補間処理出
力の高周波数成分とフィールド間ライン補間処理出力の
低周波数成分とを加算してライン補間出力を得る画像ラ
イン補間回路であれば、前述した構成でなくてもよい。
図９、図１０は本発明の第２実施例における他の構成例
を有する電子ズーム機能付き撮像装置のブロック図であ
る。図９、図１０の電子ビーム回路１５ｃの構成は第２
実施例の図５と同一であるので、構成と動作の説明は省
略する。このような構成にすると前述したように、フィ
ールド間ライン補間回路におけるメモリ回路の容量を大
幅に削減できる効果が得られる。

【００５４】図１１は本発明の第４実施例の手振れ補正
機能を搭載した撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。尚、第１〜第３実施例を示す図１〜図１０、及び第
２，第３の従来例を示す図２７，図２８と同一部分は同
一の符号を付けて詳細な説明は省略する。図１１におい
て、撮像素子３１は、手振れ補正された画面となる有効
走査領域Ｐ１と、この有効走査領域Ｐ１を移動させる周
辺のカット画面となる補正領域Ｐ２とからなる撮像領域
Ｐ０を有している。走査領域制御回路３２は、画像の動
きベクトルを補正するように撮像領域Ｐ０中における有
効走査領域Ｐ１の位置を制御して、撮像素子３１を駆動
するものである。増幅器１３は撮像素子３１からの画像
信号を増幅するもので、その出力はプロセス（信号処
理）回路１４に与えられる。プロセス回路１４は増幅器
１３の出力から輝度信号や色信号等を生成する回路であ
り、その出力は動きベクトル検出回路２１及び画像ライ
ン補間回路１５ｄに与えられる。動きベクトル検出回路
２１はプロセス回路１４の出力する画像信号から手振れ
による撮像装置の動きベクトルを検出し、動きベクトル
量を各フィールドの走査ピッチと比較して、垂直方向は
画像ライン単位、水平方向は画素単位で整数部分と小数
部分とに分け、それらの値を出力する回路である。画像
ライン補間回路１５ｄはプロセス回路１４からの出力信
号を動きベクトル検出回路２１が検出した垂直方向の動
きベクトルの小数部の値によって、水平画素列の補間処
理を行う補間回路であり、第１実施例の図１と同一であ
るので構成の説明は省略する。

【００５５】このように構成された本実施例の手振れ補
正機能を搭載した撮像装置の動作について説明する。ま
ず、撮像素子３１の画像信号を増幅器１３で増幅した
後、プロセス回路１４はインターレース走査された画像
信号を出力する。又、動きベクトル検出回路２１は画像
信号から動きベクトルを検出し、この動きベクトルの整
数部が走査領域制御回路３２に出力される。走査領域制
御回路３２は検出された動きベクトルの整数部によっ
て、１ライン単位の精度で手振れを補正するように撮像
素子３１から有効走査領域Ｐ１を移動させて画像信号を
読み出す。又、垂直方向の動きベクトルの小数部は制御
部７に出力される。制御部７はこの小数部の値によっ
て、補間ライン位置に基づいた制御信号をメモリ制御回
路２ａ、補間係数発生回路６ａに送り、１ライン未満の
手振れ補正を行うように補間処理を行う。

【００５６】この補間処理は、前述した第１、２実施例
における補間処理と同様に、フィールド内ライン補間回
路出力及びフィールド間ライン補間回路出力の夫々相反
する周波数領域の成分を取り出して加算し、全周波数領
域の補間ラインを得る補間処理を行うものである。この
動作を各フレーム毎に繰り返して手振れ補正を行う。

【００５７】図１２は本発明の撮像装置に用いる撮像素
子３１の撮像領域を示した模式図である。撮像素子３１
の撮像領域Ｐ０は、有効走査領域Ｐ１と補正領域Ｐ２を
有している。図１２（ａ）は手振れによる動きベクトル
Ｖを表し、図１２（ｂ）は有効走査領域Ｐ１の移動によ
る手振れ補正位置を表している。手振れによって撮像領
域Ｐ０内の被写体が動いたとき、動きベクトル検出回路
２１はこの動きベクトルを検出する。図１２（ｂ）に示
すように検出した動きベクトルによって、走査領域制御
回路３２は有効走査領域Ｐ１を移動させ手振れ補正を行
う。

【００５８】図１３は本発明の実施例における信号読み
出しによる手振れ補正例を示した模式図である。図１３
（ａ）は手振れ補正前の走査ライン位置を示し、図１３
（ｂ）は撮像素子３１の読み出しによる手振れ補正位置
における走査ライン位置を示し、図１３（ｃ）は画像ラ
イン補間回路１５ｄによる画像ライン補間の処理結果を
示している。この補正例では、まず手振れによる動きベ
クトルの検出を行う（図１３（ａ）参照）。次に検出し
た動きベクトルの整数部によって、有効走査領域Ｐ１を
移動させ読み出しを行い、１ライン精度の手振れ補正を
行う（図１３（ｂ）参照）。更に１ライン未満の精度の
手振れ補正を検出した動きベクトルの小数部により、画
像ライン補間回路１５ｄによりライン補間をして手振れ
補正の微調整を行う（図１３（ｃ）参照）。

【００５９】以上のように第４実施例によれば、動きベ
クトル検出回路２１が検出した動きベクトルの整数部だ
け、走査領域制御回路３２が有効走査領域Ｐ１を移動さ
せ、撮像素子３１を駆動する。そして動きベクトル検出
回路２１が検出した垂直方向動きベクトルの小数部の値
によって水平画素列の補間処理を行うことにより、画質
劣化の少ない画質が安定した手振れ補正を行うことがで
きる。

【００６０】尚、ライン補間部の回路構成はフィールド
内ライン補間処理出力の高周波数成分とフィールド間ラ
イン補間処理出力の低周波数成分とを加算してライン補
間出力を得るものであれば、必ずしも前述した構成でな
くてもよい。図１４、図１５は本発明の第４実施例にお
ける他の構成例を示す手振れ補正機能付き撮像装置のブ
ロック図である。この例では図５と同様にＨＰＦ４１，
ＬＰＦ４２をライン補間回路５１，５２の前段に設けた
ものである。図１４の構成にすると、フィールド間ライ
ン補間回路におけるメモリ回路１ｂの容量を大幅に削減
できるという効果が得られる。各回路部の動作はその順
序が異なるだけで同様であるので説明は省略する。又、
画像ライン補間回路１５ｄはプロセス回路１４の後に設
ける必要はない。又、ライン補間部の回路構成について
も、フィールド内ライン補間処理出力の高周波数成分と
フィールド間ライン補間処理出力の低周波数成分とを加
算してライン補間出力を得る画像ライン補間回路であれ
ば、どの様な構成であってもよい。

【００６１】図１５は画像ライン補間回路１５ｄをプロ
セス回路１４の前段に設けた場合の手振れ補正機能を有
する撮像装置構成例である。図１５の画像ライン補間回
路１５ｄは、第１又は第２実施例における画像ライン補
間回路と同様である。本発明の第２実施例である画像ラ
イン補間回路を用いた構成にすると、フィールド間ライ
ン補間回路におけるメモリ回路の容量を大幅に削減でき
るという効果が得られる。各回路の動作はその順序が異
なるだけで同一であるので、説明は省略する。

【００６２】図１６は本発明の第５実施例の手振れ補正
機能を搭載した撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。尚、第１〜第４実施例を示す図１〜図１５と同一部
分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。図１６
において本撮像装置は、撮像素子３１，駆動回路１２，
増幅器１３，プロセス回路１４，動きベクトル検出回路
２１，画像ライン補間回路１５ｄを有して構成されてい
る。画像ライン補間回路１５ｄは、動きベクトル検出回
路２１が検出した動きベクトルによって有効走査領域Ｐ
１を移動させ、手振れ補正を行う回路であり、第１実施
例の画像ライン補間回路と同様のものである。

【００６３】画像ライン補間回路１５ｄは、メモリ回路
１、メモリ制御回路２ａ、乗算器３ａ，４ａ，３ｂ，４
ｂ、第１の加算器５ａ、第２の加算器５ｂ、補間係数発
生回路６ａ，制御部７、ＨＰＦ４１、ＬＰＦ４２、第３
の加算器４３で構成されている。ＨＰＦ４１及びＬＰＦ
４２の通過周波数領域は互いに相反するものとする。制
御部７は検出された動きベクトルにより、メモリ制御回
路２ａ、補間係数発生回路６ａに制御信号を発生するも
のである。

【００６４】このように構成された本実施例の手振れ補
正機能を搭載した撮像装置の動作について説明する。ま
ず、撮像素子３１の画像信号を増幅器１３で増幅した
後、プロセス回路１４でインターレース走査された画像
信号として出力し、メモリ回路１に一時蓄える。又、動
きベクトル検出回路２１はプロセス回路１４の画像信号
から動きベクトルを検出し、この動きベクトルは制御部
７に出力される。制御部７は検出された動きベクトルの
整数部によって、１ライン単位の精度で手振れを補正す
るようにメモリ制御回路２に制御信号を送る。又制御部
７は同時に検出された動きベクトルの小数部により１ラ
イン未満の手振れ補正を行うように補間処理をするた
め、補間係数発生回路６に制御信号を送る。メモリ制御
回路２は制御部７からの信号を受けて、メモリ回路１か
ら有効走査領域Ｐ１を１ライン単位の精度で移動させて
読み出す。更に、読み出された有効走査領域Ｐ１に手振
れの微調整を行うようラインデータを補間して出力す
る。この補間処理は、第１〜第３実施例における補間処
理と同様、フィールド内ライン補間処理出力及びフィー
ルド間ライン補間回路出力のそれぞれ相反する周波数領
域の成分を取り出して加算し、全周波数領域の補間ライ
ンを得る補間処理を行うものである。この動作を各フレ
ーム毎に繰り返して手振れ補正を行う。

【００６５】このように本実施例の撮像装置によれば、
メモリ制御回路２は動きベクトル検出回路２１が検出し
た動きベクトルの整数部だけ有効走査領域Ｐ１を移動さ
せてメモリ回路１から読み出し、画像ライン１５ｂは動
きベクトル検出回路２１が検出した垂直方向の動きベク
トルの小数部の値に応じた補間係数で水平ラインの補間
処理を行う。このため、画質劣化のない画質が安定した
手振れ補正を行うことができる。

【００６６】尚、画像ライン補間回路１５ｄの回路構成
は、フィールド内ライン補間処理出力の高周波数成分と
フィールド間ライン補間処理出力の低周波数成分とを加
算してライン補間出力を得るものであれば、どの様な構
成であってもよい。図１７及び図１８は本発明の第５実
施例における他の構成例を有する手振れ補正機能付き撮
像装置のブロック図である。図１７の構成にすると、前
述したようにフィールド間ライン補間回路におけるメモ
リ回路の容量を大幅に削減できるという効果が得られ
る。各回路部の動作はその順序が異なるだけで同様であ
るので、説明は省略する。

【００６７】又、画像ライン補間回路１５ｄは、プロセ
ス回路１４の後にある必要はない。更に、ライン補間部
の回路構成についても、フィールド内ライン補間処理出
力の高周波数成分とフィールド間ライン補間処理出力の
低周波数成分とを加算してライン補間出力を得るもので
あればどの様な構成であってもよい。図１８は画像ライ
ン補間回路１５ｂがプロセス回路１４の前段にある手振
れ補正機能を搭載した撮像装置のブロック図である。図
１８の画像ライン補間回路１５ｂは、第１又は第２実施
例におけるものと同一である。各回路部の動作はその順
序が異なるだけであるので説明は省略する。

【００６８】尚、以上の実施例の説明では、水平ライン
の補間方法を１次補間（隣接する２つのラインＳｎ、Ｓ
ｎ＋１からその中間位置のラインを補間により得るの
に、ｗ＊Ｓｎ＋（１−ｗ）＊（Ｓｎ＋１）の演算で得る
方法）として説明した。しかしこの補間方法に限ること
はなく、他の何れの方法でもそのフィールド内ライン補
間及びフィールド間ライン補間を複合することでも本発
明は達成できることは明らかである。

【００６９】又、第１、３、４、５の実施例における画
像ライン補間回路は、必ずしも図１に示す構成である必
要はなく、インターレース走査された画像信号にフィー
ルド内ライン補間とフィールド間ライン補間を行い、得
られたフィールド内ライン補間出力とフィールド間ライ
ン補間出力をそれぞれ高域通過フィルタ、低域通過フィ
ルタを通した後、加算して補間ラインを得るものであれ
ばどのような構成であってもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の請求
項１〜２の発明によれば、フィールド内ライン補間処理
出力及びフィールド間ライン補間処理出力の夫々相反す
る周波数領域の成分を取り出して加算することにより、
全周波数領域の補間ライン信号を得ている。このためフ
ィールド内ライン補間及びフィールド間ライン補間にお
ける補間位置精度や動画の２重像の問題点を解決し、２
つの入力ライン間に補間される画像出力ラインの周波数
レスポンス特性を大幅に改善することができる。

【００７１】又、請求項３〜４の発明によれば、請求項
１〜２の発明の効果に加えて、フィールド間ライン補間
処理回路において必要なメモリ回路の容量を大幅に削減
することができる効果が得られる。

【００７２】又、請求項５〜８の発明によれば、第１の
撮像素子に簡単な構成の電子ズーム回路を付加すること
により水平ラインの補間を得ると共に、ライン毎の垂直
周波数レスポンスが異なることによる画質劣化を抑圧し
て電子ズーム機能付きの撮像装置を実現することができ
る。又撮像装置の画質を大幅に向上する効果が得られ
る。

【００７３】又、請求項９〜１１の発明によれば、第２
の撮像素子に走査領域制御回路と動きベクトル検出回路
を接続することにより、動きベクトル検出回路が検出し
た動きベクトルの整数部により、手振れを１ライン単位
の精度で補正するように、有効走査領域を移動させて撮
像素子から読み出す。更に、動きベクトル検出回路が検
出した垂直方向動きベクトルの小数部によって、手振れ
の残りの１ライン未満の誤差を補正するように画像ライ
ンを補間処理する。このため画質劣化の少ない、安定し
た画質の手振れ補正を行なう撮像装置が実現できる。

【００７４】更に、請求項１２〜１４の発明によれば、
第２の撮像素子にメモリ御回路と動きベクトル検出回路
を接続することにより、動きベクトル検出回路が検出し
た動きベクトルの整数部により、手振れを１ライン単位
の精度で補正するように、有効走査領域を移動させてメ
モリ回路から読み出す。さらに、動きベクトル検出回路
が検出した垂直方向動きベクトルの小数部によって、手
振れの残りの１ライン未満の誤差を補正するように画像
ラインを補間処理し、画質劣化の少ない安定した画質の
手振れ補正を行なう撮像装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における画像ライン補間回
路の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例における画像ラインの補間処理の流
れを示すブロック図である。

【図３】第１実施例で行う補間ラインの周波数帯域処理
を示す模式図である。

【図４】第１実施例の補間処理の動作原理とその効果を
説明するための模式図である。

【図５】本発明の第２実施例における画像ライン補間回
路の構成を示すブロック図である。

【図６】第２実施例における補間ライン信号の周波数帯
域成分を示す模式図である。

【図７】本発明の第３実施例における電子ズーム機能付
き撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図８】第３実施例における電子ズーム機能付き撮像装
置の他の構成を示すブロック図である。

【図９】第３実施例における電子ズーム機能付き撮像装
置の更に他の構成を示すブロック図である。

【図１０】第３実施例における電子ズーム機能付き撮像
装置の更に他の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第４実施例における手振れ補正機能
付き撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】第４実施例における撮像素子の撮像領域を示
した模式図である。

【図１３】第４実施例における手振れ補正例を示した模
式図である。

【図１４】第４実施例における手振れ補正機能付き撮像
装置の他の構成を示すブロック図である。

【図１５】第４実施例における手振れ補正機能付き撮像
装置の更に他の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第５実施例における手振れ補正機能
付き撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図１７】第５実施例における手振れ補正機能付き撮像
装置の他の構成を示すブロック図である。

【図１８】第５実施例における手振れ補正機能付き撮像
装置の更に他の構成を示すブロック図である。

【図１９】従来のフィールド内ライン補間回路の構成を
示すブロック図である。

【図２０】フィールド内ライン補間を説明するための模
式図である。

【図２１】フィールド間ライン補間を説明するための模
式図である。

【図２２】従来の電子ズーム機能付き撮像装置の構成の
一例を示すブロック図である。

【図２３】電子ズームにおける画像拡大処理の概念を示
す模式図である。

【図２４】従来のフィールド内ライン補間による電子ズ
ーム動作を説明するための模式図である。

【図２５】従来のフィールド間ライン補間による電子ズ
ーム動作を説明するための模式図である。

【図２６】従来の手振れ補正機能を搭載した第１の撮像
装置の構成を示すブロック図である。

【図２７】従来の手振れ補正機能を搭載した第２の撮像
装置の構成を示すブロック図である。

【図２８】従来の手振れ補正機能を搭載した第３の撮像
装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ メモリ回路 ２，２ａ メモリ制御回路 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ 乗算器 ５ａ，５ｂ，４３ 加算器 ６，６ａ 補間係数発生回路 ７ 制御部 １１，３１ 撮像素子 １２ 駆動回路 １３ 増幅器 １４ プロセス回路 １５，１５ｄ 画像ライン補間回路 １５ｂ，１５ｃ 電子ズーム回路 １６ 操作スイッチ １７ セレクタ １８ 出力端子 ２１ 動きベクトル検出回路 ３２ 走査領域制御回路 ４１ ＨＰＦ ４２ ＬＰＦ ５１ フィールド内ライン補間回路 ５２ フィールド間ライン補間回路 ５１ａ 第１の補間回路 ５１ｂ 第２の補間回路 Ｐ０ 撮像領域 Ｐ１ 有効走査領域 Ｐ２ 補正領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−179985（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−30077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−179678（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/232 H04N 5/335 H04N 7/01

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターレース走査されたフレーム内の
   特定位置の画像信号を用いて補間処理を行い、画像変換
   したフレームの補間画像を得る画像ライン補間回路であ
   って、 特定の２ラインの画像信号から補間画像を生成するライ
   ンの補間係数を発生する補間係数発生回路と、 インターレース走査された画像信号から、フィールド内
   ライン補間処理出力の高周波数成分を生成すると共に、
   フィールド間ライン補間処理出力の低周波数成分を生成
   した信号を夫々加算して画像ライン補間信号を出力する
   ライン補間処理部と、を具備することを特徴とする画像
   ライン補間回路。
2. 【請求項２】 前記ライン補間処理部は、 インターレース走査された画像信号を一時蓄えるメモリ
   回路と、 同一フィールド内の２つのラインの画像信号に基づいて
   ライン補間処理を行う第１の補間回路と、 隣接するフィールド間の最も近いラインの画像信号に基
   づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力から画像信号の高域周波数成
   分を取り出す高域通過フィルタと、 前記第２の補間回路の出力から画像信号の低域周波数成
   分を取り出す低域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力と前記低域通過フィルタの
   出力とを加算する加算器と、を含むものであることを特
   徴とする請求項１記載の画像ライン補間回路。
3. 【請求項３】 前記ライン補間処理部は、 インターレース走査された画像信号の低域周波数成分を
   取り出す低域通過フィルタと、 インターレース走査された画像信号の高域周波数成分を
   取り出す高域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力より同一のフィールド内の
   ２つのラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行
   う第１の補間回路と、 前記低域通過フィルタの出力より連続するフィールド間
   の最も近いラインの画像信号に基づいてライン補間処理
   を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力と前記第２の補間回路の出力
   とを加算する加算器と、を具備することを特徴とする請
   求項１記載の画像ライン補間回路。
4. 【請求項４】 前記高域通過フィルタと前記低域通過フ
   ィルタは、 前記第１の補間回路の出力及び前記第２の補間回路の出
   力の夫々相反する周波数成分を取り出すものであること
   を特徴とする請求項２記載の画像ライン補間回路。
5. 【請求項５】 被写体の画像をインターレース走査によ
   り画像信号に変換する第１の撮像素子と、 特定の２ラインの画像信号から補間画像を生成するライ
   ンの補間係数を発生する補間係数発生回路と、 前記第１の撮像素子より得られる画像信号から、フィー
   ルド内ライン補間処理出力の高周波数成分を生成すると
   共に、フィールド間ライン補間処理出力の低周波数成分
   を生成した信号を夫々加算して画像ライン補間信号を出
   力するライン補間処理部と、を具備することを特徴とす
   る画像ライン補間機能付の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記ライン補間処理部は、 前記第１の撮像素子の画像信号を一時蓄えるメモリ回路
   と、 同一フィールド内の２つのラインの画像信号に基づいて
   ライン補間処理を行う第１の補間回路と、 隣接するフィールド間の最も近いラインの画像信号に基
   づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力から画像信号の高域周波数成
   分を取り出す高域通過フィルタと、 前記第２の補間回路の出力から画像信号の低域周波数成
   分を取り出す低域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力と前記低域通過フィルタの
   出力とを加算する加算器と、を含むものであることを特
   徴とする請求項５記載の画像ライン補間機能付の撮像装
   置。
7. 【請求項７】 前記ライン補間処理部は、 前記第１の撮像素子から出力される画像信号の低域周波
   数成分を取り出す低域通過フィルタと、 前記第１の撮像素子から出力される画像信号のの高域周
   波数成分を取り出す高域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力より同一のフィールド内の
   ２つのラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行
   う第１の補間回路と、 前記低域通過フィルタの出力より隣接するフィールド間
   の最も近いラインの画像信号に基づいてライン補間処理
   を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力と前記第２の補間回路の出力
   とを加算する加算器と、を具備することを特徴とする請
   求項５記載の画像ライン補間機能付の撮像装置。
8. 【請求項８】 前記高域通過フィルタと前記低域通過フ
   ィルタは、 前記第１の補間回路の出力及び前記第２の補間回路の出
   力の夫々相反する周波数成分を取り出すものであること
   を特徴とする請求項６記載の画像ライン補間機能付の撮
   像装置。
9. 【請求項９】 被写体の画像をインターレース走査によ
   り画像信号に変換すると共に、前記画像の撮像領域内に
   おいて移動自在の有効走査領域から画像信号を出力する
   第２の撮像素子と、 前記第２の撮像素子を含む筐体の振動による画像の動き
   ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、 前記第２の撮像素子の有効走査領域を前記動きベクトル
   検出回路が検出した動きベクトルの走査ライン単位の整
   数部だけ前記撮像領域内で移動させて前記第２の撮像素
   子を駆動する走査領域制御回路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した画像の垂直方向の
   動きベクトルの走査ライン単位の小数部の値に応じた補
   間係数を発生する補間係数発生器と、 前記補間係数に応じて同一フィールド内の２つのライン
   の画像信号に基づいてライン補間処理を行う第１の補間
   回路と、 前記補間係数に応じて隣接するフィールド間の最も近い
   ラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行う第２
   の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力から画像信号の高域周波数成
   分を取り出す高域通過フィルタと、 前記第２の補間回路の出力から画像信号の低域周波数成
   分を取り出す低域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタ及び低域通過フィルタの出力を加
   算する加算器と、を具備することを特徴とする撮像装
   置。
10. 【請求項１０】 被写体の画像をインターレース走査に
    より画像信号に変換すると共に、前記画像の撮像領域内
    において移動自在の有効走査領域から画像信号を出力す
    る第２の撮像素子と、 前記第２の撮像素子を含む筐体の振動による画像の動き
    ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、 前記第２の撮像素子の有効走査領域を前記動きベクトル
    検出回路が検出した動きベクトルの走査ライン単位の整
    数部だけ前記撮像領域内で移動させて前記第２の撮像素
    子を駆動する走査領域制御回路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した画像の垂直方向の
    動きベクトルの走査ライン単位の小数部の値に応じた補
    間係数を発生する補間係数発生器と、 インターレース走査された画像信号の高域周波数成分を
    取り出す高域通過フィルタと、 インターレース走査された画像信号の低域周波数成分を
    取り出す低域通過フィルタと、 前記補間係数に応じて前記高域通過フィルタより得られ
    る同一フィールド内の２つのラインの画像信号に基づい
    てライン補間処理を行う第１の補間回路と、 前記補間係数に応じて前記低域通過フィルタより得られ
    る隣接するフィールド間の最も近いラインの画像信号に
    基づいてライン補間処理を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力の高周波数成分と前記第２の
    補間回路の出力の低周波数成分とを加算する加算器と、
    を具備することを特徴とする撮像装置。
11. 【請求項１１】 前記高域通過フィルタと前記低域通過
    フィルタは、 前記第１の補間回路の出力及び前記第２の補間回路の出
    力の夫々相反する周波数成分を取り出すものであること
    を特徴とする請求項９記載の撮像装置。
12. 【請求項１２】 被写体の画像をインターレース走査に
    より画像信号に変換すると共に、前記画像の撮像領域内
    において移動自在の有効走査領域から画像信号を出力す
    る第２の撮像素子と、 前記第２の撮像素子より得られる画像信号を一次保持す
    るメモリ回路と、 前記第２の撮像素子を含む筐体の振動による画像の動き
    ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した動きベクトルの走
    査ライン単位の整数部だけ前記有効走査領域を移動させ
    て前記メモリ回路から読み出すメモリ制御回路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した画像の垂直方向の
    動きベクトルの走査ライン単位の小数部の値に応じた補
    間係数を発生する補間係数発生器と、 前記補間係数に応じて同一フィールド内の２つのライン
    の画像信号に基づいてライン補間処理を行う第１の補間
    回路と、 前記補間係数に応じて隣接するフィールド間の最も近い
    ラインの画像信号に基づいてライン補間処理を行う第２
    の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力から画像信号の水平方向の高
    域周波数成分を取り出す高域通過フィルタと前記第２の
    補間回路の出力から画像信号の水平方向の低域周波数成
    分を取り出す低域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタ及び低域通過フィルタの出力を加
    算する加算器と、を具備することを特徴とする撮像装
    置。
13. 【請求項１３】 被写体の画像をインターレース走査に
    より画像信号に変換すると共に、前記画像の撮像領域内
    において移動自在の有効走査領域から画像信号を出力す
    る第２の撮像素子と、 前記第２の撮像素子を含む筐体の振動による画像の動き
    ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、 インターレース走査された画像信号の高域周波数成分を
    取り出す高域通過フィルタと、 インターレース走査された画像信号の低域周波数成分を
    取り出す低域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタ及び前記低域通過フィルタより出
    力される画像信号を夫々保持する第１，第２のメモリ回
    路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した動きベクトルの走
    査ライン単位の整数部だけ前記有効走査領域を移動させ
    て前記第１，第２のメモリ回路から読み出すメモリ制御
    回路と、 前記動きベクトル検出回路が検出した画像の垂直方向動
    きベクトルの走査ライン単位の小数部の値に応じた補間
    係数を発生する補間係数発生器と、 前記第１のメモリ回路より読出された同一フィールド内
    の２つのラインの画像信号に基づいてライン補間処理を
    行う第１の補間回路と、 前記第２のメモリ回路より読出された隣接するフィール
    ド間の最も近いラインの画像信号に基づいてライン補間
    処理を行う第２の補間回路と、 前記第１の補間回路の出力と前記第２の補間回路の出力
    とを加算する加算器と、を具備することを特徴とする撮
    像装置。
14. 【請求項１４】 前記高域通過フィルタと前記低域通過
    フィルタは、 前記第１の補間回路の出力及び前記第２の補間回路の出
    力の夫々相反する周波数成分を取り出すものであること
    を特徴とする請求項１３記載の撮像装置。