JP3581443B2 - 画像処理装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置及びその方法に関し、特にデジタル画像信号の電子ズーム及び画素変換処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像記録再生装置は、ビデオ信号を記録媒体に記録する記録手段と、記録媒体に記録されたビデオ信号を再生する再生手段とを備え、再生手段で再生されたビデオ信号は所定の規格、例えばNTSC方式に対応するように出力先となるモニターなどの機器に出力される。
【0003】
画像記録再生装置には、アナログビデオ信号の記録再生を行うものと、デジタルビデオ信号の記録再生を行うものとがある。
【0004】
アナログビデオ信号の記録再生可能な画像記録再生装置から出力されるアナログビデオ信号をビデオプリンタでプリントするとき、ビデオプリンタでは、入力されたアナログビデオ信号をリサンプルすることによってNTSCの縦長画素を正方格子の画素に変換し、その変換された画素からなる画像データを内蔵している所定容量のフレームメモリに記憶し、そのフレームメモリに記憶された画像データに対し画像処理を行い、アナログビデオ信号が示す画像を転写材に形成する。このビデオプリンタが内蔵しているフレームメモリの容量は、例えば640×480画素分の容量からなる。
【0005】
これに対し、デジタルビデオ信号の記録再生可能な画像記録再生装置から出力されるデジタルビデオ信号をプリントするときには、デジタルビデオ信号を入力するためのデジタルI/Fが設けられているビデオプリンタが用いられる。
【0006】
このビデオプリンタでは、上述のアナログビデオ信号を入力するビデオプリンタと同様に、入力されたデジタルビデオ信号の縦長画素を正方格子の画素に変換するとともに、その画像データサイズを内蔵しているフレームメモリの容量に合わせた後に画像データをフレームメモリに記憶する。
【0007】
このように、従来の画像記録再生装置からビデオ信号をビデオプリンタに出力するとき、ビデオプリンタでその特性に応じて画素変換などの処理を行うように設定されているから、画像記録再生装置においては、出力先のビデオプリンタの特性に応じて画素変換処理などが実行されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように、従来の画像記録再生装置においては、ビデオプリンタなどの出力先の機器の特性に応じた画素変換処理が実行されないから、画像記録再生装置において出力先の機器の特性に応じた画素変換処理の実行が可能なよに設定する場合には、画素変換処理を実行するための手段を新たに搭載する必要があるから、コストの上昇を招くことになる。
【0009】
本発明の目的は、コストの上昇を招くことなく、画素変換処理を行うことができ、使い勝手の良い画像処理装置及びその方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は、共通の回路を用いて、入力されたデジタル画像信号に対して電子ズーム処理を実行する電子ズーム処理モードと画素サイズを変換するための画素数変換を実行する画素変換処理モードとを適応的に実行できる信号処理手段と、前記信号処理手段によって処理されたデジタル画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、前記信号処理手段によって処理されたデジタル画像信号を外部機器に出力する出力手段とを有し、前記信号処理手段は、前記記録媒体にデジタル画像信号を記録する時に前記電子ズーム処理を実行でき、前記外部機器にデジタル画像信号を出力する時に前記画素変換処理モードを実行できることを特徴とする。
【0011】
また、上記目的を達成するために本発明の画像処理方法は、共通の回路を用いて、入力されたデジタル画像信号に対して電子ズーム処理を実行する電子ズーム処理モードと画素サイズを変換するための画素数変換を実行する画素変換処理モードとを適応的に実行できる信号処理工程と、前記信号処理工程で処理されたデジタル画像信号を記録媒体に記録する記録工程と、前記信号処理工程で処理されたデジタル画像信号を外部機器に出力する出力工程とを有し、前記信号処理工程では、前記記録媒体にデジタル画像信号を記録する時に前記電子ズーム処理を実行でき、前記外部機器にデジタル画像信号を出力する時に前記画素変換処理モードを実行できることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【0022】
図1は本発明のデジタル画像記録再生装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【0023】
デジタル画像記録再生装置は、図1に示すように、ズーム動作が可能な光学系(図示せず)と、その光学系が捕えた被写体像を光電変換によって電気信号に変換するCCD(電荷結合素子)101を備える。光学系のズーム動作における最大倍率は、所定の倍率、例えば12倍に設定されている。
【0024】
CCD101からの電気信号は、A/D変換器(以下、A/Dという)102でデジタルデータからなる画像データに変換される。A/D102からの画像データは、選択スイッチ104に与えられる。
【0025】
選択スイッチ104は、REC端子、PB端子の2つの入力端子と、1つの出力端子104aとを有する。REC端子はA/D102の出力端に接続され、PB端子は、磁気テープなどの記録媒体に記録されている画像データを再生する再生系回路110の出力端に接続されている。出力端子104aは、フレームメモリ106に接続されている。
【0026】
フレームメモリ106は、所定の画素分の容量を有するメモリからなり、例えば、NTSC方式に対応する画像データに対し720×480画素分のメモリ容量が設定されている。
【0027】
フレームメモリ106から読み出された画像データは、画像拡大縮小回路108に与えられる。画像拡大縮小回路108は、記録動作時にフレームメモリ106から読み出された画像データに対し拡大縮小処理(すなわち電子ズーム処理)を行い、再生動作時にフレームメモリ106から読み出された画像データに対し画素変換処理を行う。
【0028】
記録動作時に行われる拡大縮小処理では、画像拡大率設定回路107で設定された拡大率に応じて拡大縮小処理を実行し、所定の画素数の画像データを出力する。例えばNTSC方式の場合、出力される画像データは、720×480画素を有する1フレーム画像データからなる。
【0029】
これに対し、再生動作時に行われる画素変換処理では、画像拡大率設定回路107で設定された拡大率に応じてフレームメモリ106から読み出された画像データの画素数を出力先の機器特性に適応する画素数に変換し、その画素数が変換された画像データを出力する。
【0030】
画像拡大率設定回路107は、外部からの入力データに基づき画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理、画素変換処理に対する拡大率を設定する。
【0031】
画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理に対する拡大率は、ユーザ操作によって設定されたズーム倍率に応じて設定される。
【0032】
例えば、光学系ズームの最大倍率が12倍であり、画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理における最大拡大率が24倍であるとし、ズーム倍率が光学系ズームの最大倍率12倍以下の値に設定されていると、画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理に対する拡大率として、縦拡大率が1倍に、横拡大率が1倍にそれぞれ設定される。すなわち、設定された倍率は光学系のズーム動作によって得られる倍率に等しくなる。
【0033】
これに対し、倍率xが光学系ズームの最大倍率12倍から24倍の範囲内に値に設定される場合、画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理に対する縦、横それぞれの拡大率mは設定倍率nに基づき次式(1)から求められる。
【0034】
m=n/12 …(1)
例えば、倍率xが24倍に設定されると、画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理に対する拡大率として、縦拡大率が2倍に、横拡大率が2倍にそれぞれ設定される。
【0035】
画像拡大縮小回路108の画素変換処理に対する拡大率として、フレームメモリ106から読み出された画像データの画素数がユーザによって選択された出力先の機器に対応する画素数になるように、縦、横の拡大率が設定される。この拡大率の設定では、例えば、ROMなどの記憶装置に、出力先の機器とその機器に対応する画素サイズとを対応付けたテーブルを予め格納し、このテーブルに記述されている出力先の機器をメニュー画面上で選択することによって出力先の機器に対応する画素サイズをテーブルから読み込み、この画素サイズに基づき縦、横の拡大率をそれぞれ決定する。
【0036】
画像拡大縮小回路108からの画像データは、選択スイッチ105に与えられる。選択スイッチ105は、1つの入力端子105aと、REC端子、PB端子の2つの出力端子とを有する。REC端子は記録系回路109の入力端に接続され、PB端子はデジタルI/F(デジタルインタフェイス)111の入力端に接続されている。
【0037】
記録系回路109は、選択スイッチ105を介して入力された画像データを磁気テープなどの記録媒体にデジタル記録する。
【0038】
デジタルI/F111は、選択スイッチ105を介して入力された画像データを出力先の機器に供給するためのインタフェイスからなり、その出力端は出力先の機器に接続される。
【0039】
各選択スイッチ104,105の切換動作は、制御回路(図示せず)から動作モード入力端子103を介して入力された制御信号に基づき制御される。動作モードが記録モードに設定されているとき、各選択スイッチ104,105は、制御信号に基づきREC端子をそれぞれ選択し、動作モードが再生モードに設定されているとき、各選択スイッチ104,105は、制御信号に基づきPB端子をそれぞれ選択する。
【0040】
次に、画像拡大縮小回路108の構成について図2を参照しながら説明する。図2は図1のデジタル画像記録再生装置に設けられている画像拡大縮小回路の構成を示すブロック図である。
【0041】
画像拡大縮小回路108は、図2に示すように、画像拡大率設定回路107で設定された縦拡大率を入力するための入力端子301と、画像拡大率設定回路107で設定された横拡大率を入力するための入力端子302とを有する。
【0042】
入力端子301に入力された縦拡大率は、縦出力サイズ設定回路303、読出開始yアドレス設定回路305およびアドレス変換回路308に与えらえる。入力端子302に入力された横拡大率は、横出力サイズ設定回路304、読出開始xアドレス設定回路306およびアドレス変換回路308に与えらえる。
【0043】
縦出力サイズ設定回路303は、記録動作時、次式(2),(3)に基づき縦出力サイズを設定する。
【0044】
縦拡大率≧1、縦出力サイズ=480 …(2)
縦拡大率<1、縦出力サイズ=480×縦拡大率 …(3)
横出力サイズ設定回路304は、記録動作時、次式(4),(5)に基づき横出力サイズを設定する。
【0045】
横拡大率≧1、横出力サイズ=720 …(4)
横拡大率<1、横出力サイズ=720×横拡大率 …(5)
読出開始yアドレス設定回路305は、記録動作時、次式(6),(7)に基づき読出開始yアドレスを設定する。
【0046】
縦拡大率≦1、開始yアドレス=0 …(6)
縦拡大率>1、
開始yアドレス=(480−480/縦拡大率)/2 …(7)
読出開始xアドレス設定回路306は、記録動作時、次式(8),(9)に基づき読出開始xアドレスを設定する。
【0047】
横拡大率≦1、開始xアドレス=0 …(8)
横拡大率>1、
開始xアドレス=(720−720/横拡大率)/2 …(9)
これに対し、再生動作時においては、上述の(2)〜(9)の各式に基づき設定される縦出力サイズ設定回路303、読出開始yアドレス設定回路305、横出力サイズ設定回路304および読出開始xアドレス設定回路306の各設定データは以下のようになる。なお、以下の各設定データは、NTSC方式の画像データから640×480画素の画像データへの変換に用いられるデータであり、かつ縦拡大率1倍、横拡大率(640/720)倍がそれぞれ設定されている条件下で設定されたデータである。
【0048】
縦出力サイズ=480
横出力サイズ=640
開始yアドレス=0
開始xアドレス=0
縦出力サイズ設定回路305からの縦出力サイズ、および横出力サイズ設定回路306からの横出力サイズは、xyカウンタ307に与えられる。xyカウンタ307は、xカウンタとyカウンタとを内蔵し、各カウンタのカウンタ値は、出力する画像のx,yアドレスをそれぞれ示す。
【0049】
初期時、各カウンタの値は初期値0に設定されている。次いで、xカウンタのカウンタ値<横出力サイズの関係式を満足する間、xカウンタのカウントアップ動作が行われ、xカウンタのカウンタ値とyカウンタのカウンタ値とが出力される。xカウンタのカウンタ値=横出力サイズの関係式を満足すると、xカウンタのカウンタ値が0に設定され、xカウンタのカウンタ値とyカウンタのカウンタ値とが出力される。yカウンタのカウンタ値=縦出力サイズの関係式を満足すると、yカウンタのカウンタ値が0に設定され、xカウンタ、yカウンタは初期状態に戻される。
【0050】
xyカウンタ307からの各x,yアドレスをそれぞれ示すカウンタ値は、アドレス変換回路308に与えられる。アドレス変換回路308は、xyカウンタ307からの各カウンタ値とともに、読出開始yアドレス設定回路305からの開始yアドレス、読出開始xアドレス設定回路306からの開始xアドレス、入力端子301に入力された縦拡大率および入力端子302に入力された横拡大率に基づきが与えられる。アドレス変換回路308は、読出開始yアドレス設定回路305からの開始yアドレス、読出開始xアドレス設定回路306からの開始xアドレス、入力端子301に入力された縦拡大率および入力端子302に入力された横拡大率に基づき、xyカウンタ307からの各カウンタ値が示すx,yアドレスを変換することによって、出力画像の画素アドレスに対応するフレームメモリ106上の画素アドレスを算出する。この算出された画素アドレスは、線形補間回路309に与えられる。
【0051】
線形補間回路309は、入力されたアドレスデータに基づき出力端子310からアドレス制御信号を出力し、入力端子311からフレームメモリ106の画素データを読み込む。読み込まれた画素データに基づき線形補間が行われ、その線形補間によって得られた画素データが出力画素データとして出力端子312から出力される。
【0052】
次に、画像拡大縮小回路108の動作について図3を参照しながら説明する。図3は図1のデジタル画像再生記録装置に設けられている画像拡大縮小回路の動作を説明するための画素配置の模式図である。本図では、フレームメモリにおけるNTSC方式の画像データを画面上の画素配置に対応付けて模式的に表している。
【0053】
画像拡大縮小回路108では、記録動作時に、例えば縦拡大率がa倍に、横拡大率がb倍に設定されていると、図3の斜線部分の画素データをフレームメモリ106から読み出し、所定の倍率で拡大処理(すなわち電子ズーム処理)を行い、所定の画素数720×480の画像を出力する。この斜線部分の左上点の座標は、開始xアドレス、開始yアドレスによって求められる。
【0054】
これに対し、拡大率が1倍に設定されているとき、フレームメモリ106の画像データが出力画像データとして出力される。
【0055】
再生動作時には、NTSC方式の画像データを出力先の機器の特性応じた画素数の画像データに変換する画素変換処理を行う。例えば、上述したように、出力先の機器が640×480画素容量のフレームメモリを内蔵するビデオプリンタであるとき、上述したように、縦拡大率1倍、横拡大率(640/720)倍がそれぞれ設定されている条件下でNTSC方式の画像データから640×480画素の画像データへの変換が行われる。
【0056】
次に、アドレス変換回路308の動作と線形補間回路309の動作とを図4と図5とを参照しながら具体的に説明する。図4は図2の画像拡大縮小回路に設けられているアドレス変換回路の動作を説明するための画素配置の模式図であり、図4(a)はフレームメモリにおけるNTSC方式の画像データの画素配置を模式的に示す図、図4(b)は図4(a)の斜線部分を拡大して得られた画像の画素配置を模式的に示す図である。図5は図2の画像拡大縮小回路に設けられている線形補間回路の動作を説明するための画素配置の模式図である。
【0057】
まず、アドレス変換回路308の記録時における動作について説明する。
【0058】
図4(b)中のPのアドレスを(x,y)とすると、Pのアドレスに対応するフレームメモリ106上のアドレスは、P´のアドレス(x´,y´)となる。このP´のアドレス(x´,y´)は、次式(10)、(11)に基づき求められる。
【0059】
x´=読出開始xアドレス+x/横拡大率 …(10)
y´=読出開始yアドレス+x/縦拡大率 …(11)
ここで求められるx´,y´の各アドレスは、一般に整数値とならないから、フレームメモリ106上の対応する画素をx´,y´の各アドレスで一意的に特定することができないことになる。
【0060】
同様に、再生動作時において、上述の各式(10),(11)に基づきアドレスの算出が行われる。また、拡大率が1より小さいとき(縮小時)、同様に、上述の各式(10),(11)に基づきアドレスの算出が行われる。
【0061】
よって、線形補間回路309において、フレームメモリ106上の対応する画素を特定するための線形補間が行われる。
【0062】
次に、線形補間回路309の記録または再生時における動作について説明する。本説明では、4画素を用いる線形補間の例を示し、線形補間回路309の記録または再生時における動作は共通である。
【0063】
図5中のP´を図4(a)中のP´とし、P1,P2,P3,P4をそれぞれP´に最も近いアドレスを有する、フレームメモリ106上に実在する画素であるとすると、P1のアドレスとP´のアドレスとのx方向の差分はdxで、y方向の差分はdyで表される。なお、各差分dx,dyは、それぞれ以下の関係式を満足する。
【0064】
0≦dx<1
0≦dy<1
線形補間回路309では、P1,P2,P3,P4のそれぞれに対応するアドレスを出力端子310からフレームメモリ106へ出力し、対応する画素データを入力端子311から取り込む。取り込まれた画素データの値をそれぞれp1´、p2´、p3´、p4´とし、P´の値をp´とすると、p´は次式(12)で求められる。
【0065】
p´=(1−dx){p1×(1−dy)+p3×dy)+dx{p2×(1−dy)+p4×dy) …(12)
次に、デジタル画像記録再生装置の記録動作について説明する。
【0066】
記録動作時、まず、動作モードが記録モードに設定される。この記録モード設定に伴い、各選択スイッチ104,105は、制御回路からの制御信号に基づきREC端子をそれぞれ選択する。
【0067】
次いで、ユーザ操作によってズーム倍率が設定され、画像拡大縮小回路108の拡大縮小処理に対する拡大率が画像拡大率設定回路107でズーム倍率に応じて設定される。
【0068】
CCD101の電気信号はA/D102で画像データに変換され、その画像データは1フレーム分毎にフレームメモリ106に格納される。フレームメモリ106に格納された1フレーム分の画像データは順次に読み出され、読み出された画像データは、画像拡大縮小回路108に与えられる。
【0069】
画像拡大縮小回路108は、フレームメモリ106から読み出された画像データに対し拡大縮小処理を行う。この拡大縮小処理では、上述したように、画像拡大率設定回路107で設定された拡大率に応じて拡大縮小処理を実行し、すなわち必要に応じて電子ズーム処理を実行し、所定の画素数(例えば720×480画素)の画像データを出力する。
【0070】
画像拡大縮小回路108からの画像データは、REC端子を選択した選択スイッチ105を介して記録系回路109に与えられ、記録系回路109は、入力された画像データを磁気テープなどの記録媒体にデジタル記録する。
【0071】
次に、再生動作について説明する。本説明では、再生した画像を、デジタルI/Fと640×480画素分のフレームメモリを備えたビデオプリンタでプリントする例を示す。
【0072】
まず、動作モードが再生モードに設定される。このモード設定に伴い各選択スイッチ104,105は、制御信号に基づきPB端子をそれぞれ選択する。
【0073】
画像拡大率設定回路107では、画像拡大縮小回路108の画素変換処理に対する拡大率を設定する。この画素変換処理に対する拡大率として、フレームメモリ106から読み出された画像データの画素数がユーザによって選択されたビデオプリンタに対応する画素数になるように、縦、横の拡大率が設定される。具体的には、上述したように、再生系回路110で再生された画像データは1フレーム分毎にフレームメモリ106に格納される。フレームメモリ106に格納された1フレーム分の画像データは順次に読み出され、読み出された画像データは、画像拡大縮小回路108に与えられる。
【0074】
画像拡大縮小回路108は、フレームメモリ106から読み出された画像データに対し画素変換処理を行う。この画素変換処理では、画像拡大率設定回路107で設定された拡大率に応じてフレームメモリ106から読み出された画像データの画素数をビデオプリンタに適応する画素数(640×480)に変換し、その画素数が変換された画像データは選択スイッチ105を介してデジタルI/F111に出力される。
【0075】
デジタルI/F111は、入力された画像データをビデオプリンタに供給し、ビデオプリンタは、入力された画像データに対する画素変換処理を行うことなく、入力された画像データを転写材に形成することができる。
【0076】
以上により、画像拡大縮小回路108を記録時、再生時に共用する構成とすることによって、1つの回路で画像拡大処理(電子ズーム処理)、画素変換処理を行うことができ、記録再生システムを安価に構築することができる。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共通の回路により電子ズーム処理と画素サイズを変換するための画素数変換処理を適応的に実行できるので、それぞれの処理のための回路を別々に設ける必要がなく、回路コスト及び回路規模を削減することができる。
【0078】
また、記録媒体にデジタル画像信号を記録する時に電子ズーム処理を実行でき、外部機器にデジタル画像信号を出力する時に前記画素変換処理モードを実行できるので、処理モードの選択操作に手間が掛からず、ユーザーにとって大変使い勝手の良いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタル画像記録再生装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のデジタル画像記録再生装置に設けられている画像拡大縮小回路の構成を示すブロック図である。
【図3】図1のデジタル画像再生記録装置に設けられている画像拡大縮小回路の動作を説明するための画素配置の模式図である。
【図4】図2の画像拡大縮小回路に設けられているアドレス変換回路の動作を説明するための画素配置の模式図である。
【図5】図2の画像拡大縮小回路に設けられている線形補間回路の動作を説明するための画素配置の模式図である。
【符号の説明】
101 CCD(撮像手段)
104,105 選択スイッチ
106 フレームメモリ
107 画像拡大率設定回路
108 画像拡大縮小回路(画像拡大縮小手段)
109 記録系回路
110 再生系回路
111 デジタルI/F(接続手段)
Claims (2)
- 共通の回路を用いて、入力されたデジタル画像信号に対して電子ズーム処理を実行する電子ズーム処理モードと画素サイズを変換するための画素数変換を実行する画素変換処理モードとを適応的に実行できる信号処理手段と、
前記信号処理手段によって処理されたデジタル画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、
前記信号処理手段によって処理されたデジタル画像信号を外部機器に出力する出力手段とを有し、
前記信号処理手段は、前記記録媒体にデジタル画像信号を記録する時に前記電子ズーム処理を実行でき、前記外部機器にデジタル画像信号を出力する時に前記画素変換処理モードを実行できることを特徴とする画像処理装置。 - 共通の回路を用いて、入力されたデジタル画像信号に対して電子ズーム処理を実行する電子ズーム処理モードと画素サイズを変換するための画素数変換を実行する画素変換処理モードとを適応的に実行できる信号処理工程と、
前記信号処理工程で処理されたデジタル画像信号を記録媒体に記録する記録工程と、
前記信号処理工程で処理されたデジタル画像信号を外部機器に出力する出力工程とを有し、
前記信号処理工程では、前記記録媒体にデジタル画像信号を記録する時に前記電子ズーム処理を実行でき、前記外部機器にデジタル画像信号を出力する時に前記画素変換処理モードを実行できることを特徴とする画像処理方法。
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