JP3717648B2

JP3717648B2 - フィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法

Info

Publication number: JP3717648B2
Application number: JP32249197A
Authority: JP
Inventors: 広正金子
Original assignee: 株式会社エルモ社
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: US6195131B1; DE19849387B4; JPH11146272A; DE19849387A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のメモリを用いた画像信号の電子拡大処理は、次のように行われる。先ず入力画面の１フレーム分の画像信号をメモリに書き込み、書き込んだ画像信号の拡大したい領域を指定して読み出す。そして、読み出した画像信号に拡大処理を施してモニターに出力して表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記メモリとして制御信号が少ないため制御が容易となるフィールドメモリを用いた場合は、以下に説明する不都合が有る。フィールドメモリは、書き込み位置であるライトアドレスと、読み出し位置であるリードアドレスは、書き込みクロック（ＷＣＬＫ）、読み出しクロック（ＲＣＬＫ）により、先頭アドレスから順次インクリメントされていく。ライトアドレス及びリードアドレスは、それぞれリセット信号により、先頭アドレスに戻すことができるが、それに続く書き込み動作及び読み出し動作は、順次連続するアドレスでしか行うことができない。従って、画像信号の電子拡大処理の際に、フィールドメモリに書き込んだ１フレーム分の画像信号を、読み出して拡大領域の画像信号を抽出しようとすると、該拡大領域以外の画像信号を高速で吐き出すことが必要となり、動画処理（３０フレーム／秒）に合わせて拡大対象領域の画像信号のみを抽出することは、容易ではなかった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、フィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の本発明のフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法は、撮像カメラからの画像信号に対して拡大対象領域を指定する拡大対象領域指定手段と、指定された拡大対象領域の画像信号を記憶するメモリと、該メモリへの画像信号の書き込み及び読み出しを制御するメモリコントローラと、前記メモリから読み出された画像信号をビデオ画像信号に変換処理する信号変換手段と、該ビデオ画像信号を表示画面に表示する画像表示手段とからなり、前記メモリとして、インタレース走査による奇数フィールドの画像信号を書き込む奇数フィールド用のフィールドメモリと偶数フィールドの画像信号を書き込む偶数フィールド用のフィールドメモリを用い、第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間に、前記各フィールドメモリの所定のバッファ領域に奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を書き込み、第ｎ−４フィールド〜第ｎ−１フィールドの４フィールド期間で前記各フィールドメモリの所定のバッファー領域に書き込んだ２フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を、交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成し、続く第ｎ＋２フィールド及び第ｎ＋３フィールドの２フィールド期間に、前記各フィールドメモリの所定のバッファ領域に奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を書き込み、前記第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間で所定のバッファー領域に書き込んだ１フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成し、さらに、第ｎ＋４フィールド及び第ｎ＋５フィールドの２フィールド期間に、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を前記各メモリの所定のバッファ領域に書き込むとともに、前記第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間で所定のバッファー領域に書き込んだ１フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成するという、前記第ｎ〜ｎ＋５フィールドの画像信号拡大処理サイクルを繰り返すことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に記載の本発明のフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法は、請求項１に記載の構成において、前記拡大対象領域指定手段の指定する拡大対象領域を順次変更するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明のフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法によれば、フィールドメモリを２個用いて、予め指定した拡大対象領域の奇数フィールドの画像信号と、偶数フィールドの画像信号とをそれぞれ書き込んでバッファーするとともに、該画像信号の先頭から１ライン毎に読み出して拡大画像信号を作成するから、拡大対象領域以外の不必要な画像信号を高速で吐き出す等の画像信号処理を行う必要がない。従って、フィールドメモリを用いた画像信号の拡大処理が容易となるとともに、メモリの小容量化を図ることができる。また、上記第ｎ〜ｎ＋５フィールドの画像信号拡大処理サイクルを繰り返すことにより、フィールドメモリに適合したバッファー構造が構成でき、画像信号の拡大処理を小容量のメモリで行うことができる等の効果を有する。
【０００７】
請求項２記載の本発明のフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法によれば、拡大対象領域指定手段の指定する拡大対象領域を順次変更することにより、拡大画像のスクロール表示が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明方法を適用した資料提示装置１０の斜視図、図２は同、概略の構成を示したブロック図である。資料提示装置１０は、原稿や物体等の資料を載置するステージ１１、該ステージ１１の後側の隅角部に立設した折り畳み可能な支柱１２によりステージ１１の中央部上方に支持したビデオカメラ１３、ステージ１１の背面の両端部に設けた左右一対のアーム１４に支持された照明ランプ１５及びモニターテレビ１６を備えている。ステージ１１の中央部には内部に照明ランプを設けた矩形の開口１１ａが形成され、乳白色の半透明アクリル樹脂製の拡散板１７が嵌め込まれている。ステージ１１の手前側には、各種の操作スイッチ１８を配列した操作パネル１９が装着されている。
【０００９】
図２のブロック図に示すように、ビデオカメラ１３は撮影レンズ２１、ＣＣＤイメージセンサ２２、該ＣＣＤイメージセンサ２２の光電信号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器２３、メモリコントローラ２４、フィールドメモリ２５、該フィールドメモリ２５からメモリコントローラ２４を介して読み出されるデジタル画像信号（以下画像信号という）をビデオ画像信号に変換処理する周知の信号処理回路２６及びＣＣＤイメージセンサ２２のドライバに画像同期信号ＳＤを出力する同期信号発生回路２７等を備えている。同期信号発生回路２７からは、映像同期信号ＳＤの他に、データクロック信号ＤＩＣＫ、水平同期信号ＭＨＤ及び垂直同期信号ＭＶＤが出力され、メモリコントローラ２４に入力される。
【００１０】
そして、フィールドメモリ２５から読み出された画像信号は、信号処理回路２６でビデオ画像信号に処理され、外部のテレビジョンやビデオプロジェクタ等のビデオ画像再生機器２８の表示画面に表示される。マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵ、各種メモリ及び入出力インターフェイス、カウンタ及びカウンタレジスタ等（何れも図示しない）を備え、上記ステージ１１に装着した操作パネル１９に配列された操作スイッチ１８、若しくはリモートコントローラ３２により操作されて、所定の処理プログラムに基づいて、拡大対象範囲の指定信号等を出力する。
【００１１】
メモリコントローラ２４は、フィールドメモリ２５への画像デジタル信号の書き込み及び読み出しを制御する。Ａ／Ｄ変換器２３によりアナログ・デジタル変換された画像信号は、同期信号発生回路２７から出力されるデータクロック信号ＤＩＣＫに同期し、同じく同期信号発生回路２７から出力される垂直同期信号ＭＶＤ及び水平同期信号ＭＨＤを基準にして入出力されている（図３）。そして、メモリコントローラ２４は、水平同期信号ＭＨＤの立ち下がりを基準としたデータクロック信号ＤＩＣＫのカウント値と、マイクロコンピュータ３１から設定された水平方向有効範囲の開始点及び終了点を比較して、画像信号の水平方向有効範囲を判定する（図４）。また、垂直方向は垂直同期信号ＭＶＤを基準とした水平同期信号ＭＨＤのカウント値と、マイクロコンピュータ３１から設定された垂直方向有効範囲の開始点及び終了点を比較して、垂直方向有効範囲を判定する（図５）。
【００１２】
上記水平方向有効範囲と垂直方向有効範囲を合わせて、書き込み有効範囲を示す信号ＮＷＥ及び読み出し有効範囲を示す信号ＮＲＥを発生させ、有効範囲のみの画像信号の書き込み及び読み出しを制御する。このように、水平同期信号ＭＨＤと垂直同期信号ＭＶＤを基準にして、画像信号の範囲を水平方向及び垂直方向で指定することにより、表示画面上における任意の領域を拡大対象領域として指定することができる（図６）。また、図７に示すようにこの拡大対象領域は、マイクロコンピュータ３１からの拡大領域指定信号により、連続的に変化させて移動させることができ、これにより拡大画像信号のスクロール表示が可能になる。
【００１３】
ビデオカメラ１３により撮像される画像信号は、インターレース走査による奇数フィールドと偶数フィールドの２フィールドで、１フレームが構成されている。また、表示画面上で１フレームを観察すると、インターレース走査のため奇数フィールドと偶数フィールドが１ライン置きに並んでいる。このため、画面表示領域の１／４が指定された拡大対象領域を垂直方向へ拡大して２倍にするには、奇数フィールド及び偶数フィールドを２ライン毎交互に並べて画面表示すればよい。これをインターレース走査の信号に直すと、奇数フィールドと偶数フィールドを１ライン毎交互に読み出して拡大画面の１フィールド分を作成し、次の１フィールドでは同じフィールドを用いて１フレームを作成することにより、垂直方向及び水平方向で２倍に拡大された画面を構成することができる（図８）。
【００１４】
１フレームの画像信号の書き込み期間に予め書き込んである画像信号を読みださないと、表示画面に何も表示されない状態を生じてしまう等、データの不足が生じることから、拡大画面２フィールド（１フレーム）を作るためには、拡大対象領域の画像信号が４フィールド（２フレーム）必要となる。以下メモリコントローラ２４によるフィールドメモリ２４への画像信号の書き込み及び読み出し制御により拡大画像信号を作成する方法につき、図９のタイミングチャートを参照して説明する。先ずフィールドメモリ２５を２個用い、一方を奇数フィールド専用の奇数ブロックとし、他方を偶数フィールド専用の偶数ブロックとする。そして、奇数ブロック及び偶数ブロックには、それぞれ３箇所のバッファー領域Ａ，Ｂ，Ｃを設ける。
【００１５】
第ｎフィールド目では、奇数ブロックのバッファーＡ領域に拡大対象領域の画像信号の奇数フィールドを書き込む。バッファーＢ領域では、前サイクルの第ｎ＋２フィールド目で奇数ブロックのバッファーＢ領域に書き込まれた奇数フィールドの画像信号と、同じく前サイクルの第ｎ＋３フィールド目で偶数ブロックのバッファーＢ領域に書き込まれた偶数フィールドの画像信号とを、１ライン毎交互に読み出して拡大画像信号１フィールドを作る。続く第ｎ＋１フィールド目では、偶数ブロックのバッファーＡ領域に拡大対象領域の画像信号の偶数フィールドを書き込む。バッファーＣ領域では、前サイクルの第ｎ＋４フィールド目で奇数ブロックのバッファーＣ領域に書き込まれた奇数フィールドの画像信号と、同じく前サイクルの第ｎ＋５フィールド目で偶数ブロックのバッファーＣ領域に書き込まれた偶数フィールドの画像信号とを、１ライン毎交互に読み出して拡大画像信号１フィールドを作る。
【００１６】
第ｎ＋２フィールド目では、バッファーＡ領域に上記第ｎフィールド目で奇数ブロックのバッファーＡ領域に書き込まれた奇数フィールドの画像信号と、第ｎ＋１フィールド目で偶数ブロックのバッファーＡ領域に書き込まれた偶数フィールドの画像信号とを、１ライン毎交互に読み出して拡大画像信号１フィールドを作る。そして、奇数ブロックのバッファーＢ領域に、拡大対象領域の画像信号の奇数フィールドを書き込む。第ｎ＋３フィールド目では、バッファーＡ領域に、上記第ｎ＋２フィールド目と同様に拡大画像信号１フィールドを作る。そして、偶数ブロックのバッファーＢ領域に、拡大対象領域の画像信号の偶数フィールドを書き込む。
【００１７】
第ｎ＋４フィールド目では、バッファーＡ領域に上記と同様第ｎフィールド目で奇数ブロックのバッファーＡ領域に書き込まれた奇数フィールドの画像信号と、第ｎ＋１フィールド目で偶数ブロックのバッファーＡ領域に書き込まれた偶数フィールドの画像信号とを、１ライン毎交互に読み出して拡大画像信号１フィールドを作る。そして、奇数ブロックのバッファーＣ領域に、拡大対象領域の画像信号の奇数フィールドを書き込む。第ｎ＋５フィールド目では、バッファーＡ領域に、上記第ｎ＋４フィールド目と同様に拡大画像信号１フィールドを作る。そして、偶数ブロックのバッファーＣ領域に、拡大対象領域の画像信号の偶数フィールドを書き込む。
【００１８】
上記した第ｎ〜ｎ＋５フィールドで構成される画像信号拡大処理サイクルを繰り返すことにより、第ｎ〜ｎ＋５フィールドの順で読み出される拡大画像信号の１フィールドが、順次信号処理回路２６でビデオ画像信号に処理され、外部のテレビジョンやビデオプロジェクタ等のビデオ画像再生機器２８にインターレース走査されて奇数フィールド偶数フィールドの順に表示画面に表示される。そして、フィールドメモリ２５の奇数ブロック及び偶数ブロックに順次書き込まれる拡大対象領域は、マイクロコンピュータ３１の指定信号により連続的に変化させて移動させることができ、これにより拡大画像のスクロール表示が可能になる。
【００１９】
上記本発明方法を適用した資料提示装置１０は、上記したように予め拡大対象領域を指定し、この領域の画像信号のみをフィールドメモリ２５に書き込むようにするとともに、順次アクセスしかできないフィールドメモリ２５に適合したバッファー構造を構成することにより、少ないメモリ容量でいわゆる追い越し現象を防止できるばかりでなく、１画面分のメモリ容量でビデオメモリ（ＶＲＡＭ）を用いたダブルバッファーと同様な効果を奏することができ、コスト低減に寄与できる利点を有する。また、拡大画像のスクロール表示が可能になって、資料提示態様に変化を持たせることができ商品価値を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】資料提示装置１０の斜視図である。
【図２】同、概略の構成を示すブロック図である。
【図３】画像信号とデータクロック信号ＤＩＣＫとの関係を示した説明図である。
【図４】画像信号の水平方向有効範囲の判定作動を示した説明図である。
【図５】画像信号の垂直方向有効範囲の判定作動を示した説明図である。
【図６】表示画面上における任意の領域を拡大対象領域として指定する態様を示した説明図である。
【図７】拡大対象領域の指定を変化させる態様を示した説明図である。
【図８】拡大画像信号の作成態様を示した説明図である。
【図９】拡大画像信号の作成態様を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０...資料提示装置
１３...ビデオカメラ
２１...撮影レンズ
２２...ＣＣＤイメージセンサ
２４...メモリコントローラ
２５...フィールドメモリ
２６...信号処理回路
２７...同期信号発生回路
２８...ビデオ画像再生機器
３１...マイクロコンピュータ

Claims

撮像カメラからの画像信号に対して拡大対象領域を指定する拡大対象領域指定手段と、指定された拡大対象領域の画像信号を記憶するメモリと、該メモリへの画像信号の書き込み及び読み出しを制御するメモリコントローラと、前記メモリから読み出された画像信号をビデオ画像信号に変換処理する信号変換手段と、該ビデオ画像信号を表示画面に表示する画像表示手段とからなり、
前記メモリとして、インタレース走査による奇数フィールドの画像信号を書き込む奇数フィールド用のフィールドメモリと偶数フィールドの画像信号を書き込む偶数フィールド用のフィールドメモリを用い、
第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間に、前記各フィールドメモリの所定のバッファ領域に奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を書き込み、第ｎ−４フィールド〜第ｎ−１フィールドの４フィールド期間で前記各フィールドメモリの所定のバッファー領域に書き込んだ２フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を、交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成し、
続く第ｎ＋２フィールド及び第ｎ＋３フィールドの２フィールド期間に、前記各フィールドメモリの所定のバッファ領域に奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を書き込み、前記第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間で所定のバッファー領域に書き込んだ１フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成し、
さらに、第ｎ＋４フィールド及び第ｎ＋５フィールドの２フィールド期間に、奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を前記各メモリの所定のバッファ領域に書き込むとともに、前記第ｎフィールド及び第ｎ＋１フィールドの２フィールド期間で所定のバッファー領域に書き込んだ１フレーム分の奇数フィールドの画像信号と偶数フィールドの画像信号を交互に所定のバッファー領域に読み出して拡大画面１フレーム分の画像信号を作成するという、
前記第ｎ〜ｎ＋５フィールドの画像信号拡大処理サイクルを繰り返すことを特徴とするフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法。
前記拡大対象領域指定手段の指定する拡大対象領域を順次変更するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィールドメモリを用いた拡大画像信号作成方法。