JP3788875B2

JP3788875B2 - 電子ズーム装置

Info

Publication number: JP3788875B2
Application number: JP29933198A
Authority: JP
Inventors: 英樹藤恵; 茂生阪上; 幸広谷添
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2018-10-21
Also published as: JP2000134524A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルスチルカメラ（以後ＤＳＣと記す）等の静止画画像のサイズ変換を行う電子ズーム装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子ズーム装置は、ＶＴＲ、ＤＶＣ等の動画記録再生機器用として大いなる技術発展がなされている。従来の電子ズーム装置としては、例えば特開平６−２６１２３９号の補間機能付き撮影装置に示されている。
【０００３】
以下に、従来の電子ズーム装置について説明する。図６はこの従来の電子ズーム装置の構成図を示すものである。図６において、画像記録メモリ１は、ＤＲＡＭ等の汎用メモリを用いる。この従来の処理例としては、静止画サイズの６４０×４８０のＶＧＡ画像をテレビ画面上で１／２サイズの子画面に生成するもので、この従来処理例は縮小動作となる。
【０００４】
メモリ読み出し部２は画像記録メモリ１から水平方向の６４０点を映像基準信号発生器１２（以後ＳＳＧと記す）の水平同期信号に同期させて順序よく読み出し、読み込みが終了した時は、次のラインへ移動する処理を行う回路である。電子ズーム係数計算部３は画像記録メモリ１の幅（６４０点）から映像信号変調部１１の入力ライン幅（３６０点）に減少させる比率を計算しデータ補間、データ間引きを行う処理回路である。ラインメモリ書き込み部５は、電子ズーム係数計算部３よりの制御信号でアドレス生成制御を行いラインメモリ部６へのデータ書き込みを行う。ラインメモリ部６は、書き込み、読み出しが同時に可能なＦＩＦＯ構造のメモリである。ラインメモリ読み出し部７はＳＳＧ１２の出力する水平基準信号に同期させてデータを読み出し映像信号変調部１１に伝達する。映像信号変調部１１は３６０点の画像データを変調して映像信号とする。
【０００５】
上記動作により、テレビ画面上に１／２サイズの歪みの少ない画像が表示される。
【０００６】
以上は特開平６−２６１２３９号の補間機能付き撮影装置で述べられているズームの動作概要である。
【０００７】
尚、上記説明では水平ズームのみ記述したが垂直方向の９６０点から４８０点へのデータ変換には、従来技術である２ライン補間ズーム等の処理を用いた画像処理が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、画像サイズが水平画素で７３０点以下であれば、信号処理は可能であるが、近年のＤＳＣ等の静止画でサイズ例としてＶＧＡの２倍画像のＳＸＧＡの１２８０点となった時、水平方向のデータ量が２倍となり、メモリ読み出し部２、電子ズーム係数計算部３、ラインメモリ書き込み部５及びラインメモリ部６の各ブロックの動作速度を２倍にしなければ水平同期信号期間内でのデータ処理ができない。
【０００９】
もし、クロックを２倍にすると各ブロックの回路で素子サイズを大きくし駆動能力を上げるためゲートサイズの増加及び動作時の消費電力量が増加する。
【００１０】
また、ＳＸＧＡサイズ以上の画像サイズ処理が発生した時、更に周波数を上げなければならなくなる。結果として、消費電力の増加、ゲートサイズの増加及び電子ズームブロックでの単一クロック処理はできなくなる。
【００１１】
簡易対策として、１２８０点のデータを１／２に間引きして６４０点データとしそれを拡大電子ズームして７２０画素を生成する方法はあるが、画質が低下するという問題点を有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、固定比率の画像サイズ変換での大型静止画像をテレビ等の映像信号変調器に従来の電子ズーム回路を用いて生成することができる電子ズーム装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子ズーム装置は、映像が記録された画像記録メモリと、この画像記録メモリより小さい表示サイズメモリと、前記画像記録メモリを水平方向に短冊分割して短冊ごとに読み出すメモリ読み出し部と、画像記録メモリと表示サイズメモリの大きさの比率を計算しメモリ読出し部のデータの処理を行なう電子ズーム係数計算部と、ラインメモリ部と、電子ズーム係数計算部よりデータをラインメモリ部へ書き込むラインメモリ書き込み部と、ラインメモリ部よりデータを読み出すラインメモリ読み出し部と、このラインメモリ読出し部から表示サイズメモリへデータの書き込みを行うメモリ書き込み部と、画像記録メモリの次の短冊の処理時に前短冊の接続部での画像不連続を防ぐため前短冊の最終ズーム係数を元に予め算出した係数のオフセット値を、電子ズーム係数計算部に出力し表示サイズメモリ上で画像結合を行わせる係数オフセット指示部とを備えものである。
【００１４】
請求項１記載の電子ズーム装置によれば、映像が記録された画像記録メモリを従来の電子ズーム回路が処理可能なデータ幅で短冊状に区切って電子ズーム処理を行い、電子ズーム処理されたデータは映像信号変調部に入力するのでなく表示サイズメモリにズームされた短冊データとして記録する。この場合、短冊間のデータ連続性が問題となるが、短冊の切れ目でのデータの有効性及び電子ズーム係数計算部で求まった係数に対して、あらかじめ求めていた前短冊処理終了値との関係を保証する係数を係数オフセット指示部により出力して画像データの連続性を保つ処理を行う。以上の処理を全短冊で行うことにより画像記録メモリの大画像が表示サイズメモリ上にズームされた画像として生成できる。
【００１５】
このように、係数オフセット指示部の指定により表示サイズメモリ上でズーム画像の結合行った後、メモリ読み出し部により１画面の画像データとしてデータを変調する映像信号変調部に信号供給することで、大型静止画像をテレビ等の映像信号変調器に固定ズーム比率で従来の電子ズーム回路を用いて画像生成する電子ズーム装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１とから図５を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子ズーム装置の構成図を示すものである。図２は本発明の一実施の形態における電子ズーム装置のフローチャートを示すものである。
【００１７】
図１において、電子ズーム装置は、映像が記録された画像記録メモリ１と、メモリ読み出し部２と、電子ズーム係数計算部３と、係数オフセット指示部４と、ラインメモリ書き込み部５と、ラインメモリ部６と、ラインメモリ読み出し部７と、画像記録メモリ１よりも小さい表示サイズメモリ９と、表示サイズメモリ９へ書き込みを行うメモリ書き込み部８と、表示サイズメモリ９より読み出しを行うメモリ読み出し部１０と、データを変調する映像信号変調部１１とを備えている。
【００１８】
本発明は上記した構成により、大画面の画面を複数の短冊状の子画面に分割する。例としてＳＸＧＡ画像の表示画像生成について説明する。図１および図２を用いて具体的な動作を説明する。
【００１９】
処理の開始にあたって短冊の個数及び、各短冊の開始ポイント、データ数及び短冊毎の係数オフセットを予め算出して指定する。例として１２８０データを２短冊に分割し、７２０データを生成する場合の動作を説明する。
【００２０】
メモリ読み出し部２は短冊分割された画像記録メモリ１から水平方向の６４０データをＳＳＧ１２の水平同期信号に同期させて順序よく読み出し、読み込みが終了した時は、次のラインへ移動する処理を行う。
【００２１】
電子ズーム係数計算部３は、係数オフセット指示部４の指定された値を基に電子ズーム係数を計算し、画像記録メモリ１の短冊幅（６４０データ）から表示サイズメモリ９に記録する３６０データの短冊幅への大きさの比率すなわちズーム比率、この場合縮小比率を計算しデータ補間、データ間引きの処理を行う。ラインメモリ書き込み部５は電子ズーム係数計算部３よりの制御信号でアドレス生成制御を行いラインメモリ部６へのデータ書き込みを行う。ラインメモリ部６は、書き込みおよび読み出しが同時に可能なＦＩＦＯ構造のメモリである。ラインメモリ読み出し部７はＳＳＧ１２の出力する水平基準信号に同期させてデータを読み出し、表示サイズメモリ９へ書き込みを行うメモリ書き込み部８により、縮小されたデータを表示サイズメモリ９（ＤＲＡＭ読込みライン、インクリメント）に、短冊状に書き込む。
【００２２】
つぎに図２に示すように、ステップ１５により全ラインが終了したか否かを判断し、短冊の垂直方向のライン総数が終了するまで上記処理を繰り返す。１つの短冊データが終了したときは、予め短冊毎に設定された係数オフセットを用いて次の短冊に対して前記ズーム処理を行う。つぎにステップ１６により短冊回数が終了したか否かを判断し、全短冊処理が終了すると表示サイズメモリ９上に縮小された画像が生成される。
【００２３】
表示サイズメモリ９からメモリ読み出し部１０はＳＳＧ１２の出力する水平基準信号に同期させて短冊をまたがってデータを連続に読み出し映像信号変調部１１に伝達する。図２では短冊をまたがって１ラインごとに読出し、映像信号変調部１１に伝達し、表示サイズメモリ９のつぎのラインに戻り、ステップ１７で全ラインを終了したか否かを判断し、つぎのラインについて同様の動作を行い、全ラインの読出しが終了すると、ステップ１８で表示が終了したか否かを判断し、まだのときはステップ１９で先頭ラインセットが行なわれ、表示サイズメモリ読出しが行なわれる。
【００２４】
上記動作により、テレビ画面上に画質劣化の少ない画像が表示される。
【００２５】
短冊処理で問題となるのは短冊間のデータ連続性が重要となる。画像データの連続性を保つには、短冊の切れ目でのデータの有効性及び、電子ズーム係数計算部３で求まった係数に対して、あらかじめ求めていた前短冊処理終了値との関係を保証する係数を係数オフセット指示部４により出力し連続性を保つ処理を行う。以上の処理を全短冊で行うことにより画像記録メモリ１の大画像が表示サイズメモリ９上に縮小された画像として生成できる。
【００２６】
生成後、表示サイズメモリ９のデータを連続に読み出し映像信号変調部１１に伝達することでテレビ画面上に画質劣化の少ない画像が表示される。この装置では、従来処理と比較して処理時間を多く必要とする。しかし、表示対象が動画でなく静止画であるためシステム上の課題とはならない。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、従来の電子ズーム装置を用いて大画像を短冊処理し、電子ズームした表示データを一旦汎用メモリ上に格納し、電子ズーム係数計算部３に係数オフセット指示部４を設けることにより、結合される次の短冊データを表示サイズメモリ９上で短冊間の切れ目なくスムーズにつなげることができる。
【００２８】
短冊の切れ目でのデータの有効性と係数オフセットについて説明する。図３に係数計算の例として、画像の１／１．５の圧縮時を示す。入力信号例は１○から８○で計算の結果、１’●から５’●が求められる。
【００２９】
入力信号の点間を２５６とした時ズーム比率は１：１．５＝２５６：３８４となり求める水平ピッチ係数は３８４となる。尚、係数のオフセットであるスタートピッチは０として考える。１’●は１○と２○の合成で求める。
【００３０】
スタートピッチ０により、１○のゲインは１で、２○のゲインは０となり、１’●＝１○の出力が得られる。２’●は１’●から３８４離れた点となり、１○から２○の移動距離２５６を減算することで、３８４−２５６＝１２８が求められる。１２８は２○と３○の中間位置であり、２○と３○のゲインは共に０．５となり、２’●が求められる。２’●の１２８から３８４を加算すると、係数は５１２となり、入力信号の２点間距離を越える。これにより次の３’●演算では、３○データは計算に使用しない間引きデータとする。間引きとなったことで５１２から２５６を減算する。３○の位置から２５６を減算した点が３’●となる。この点は４○と５○で生成されるが、係数が０のため４○のゲインは１で、５○のゲインは０となり、３’●＝４○の出力となる。以後同様な計算を進める。
【００３１】
２点でのデータ補間ズームでは、６４０点の処理を行うのに６４１点が必要となる。１２８０点の短冊を行うためには１〜６４０点の短冊と６４０〜１２８０点の短冊で行い中央部で１点交錯する。短冊がスムーズな例として終了点が５○の場合を説明する。短冊が終了する時の係数値が０であることから次の短冊の計数値を３８４−２５６の１２８をスタートピッチとして、次の短冊開始時指定することで、３’●から４’●のデータ間隔が３８４と一定値とすることが出来る。
【００３２】
短冊が異常な例として終了点が６○の場合を説明する。短冊が終了する時の係数値が異常ポイントであることから、次の短冊の計数値を０をスタートピッチとして次の短冊開始時指定する。スタートピッチ０により６○のゲインは１で７○のゲインは０となり、５’●＝６○の出力となり、４’●から５’●のデータ間隔が１２８となり、出力信号の等間隔が失われる。
【００３３】
このように交錯点に間引きデータ点が入ると接続時に短冊データの連続性が損なわれる。短冊処理間でデータをスムーズに接続するためには短冊の先頭が上記間引きデータの位置を回避し前短冊処理の最終値と連続性のあるスタートピッチを指示することで可能となる。
【００３４】
ここで、図３中のエラー接続点は図中の３○と６○で係数値が２５６を超えた点であり、正常接続点は１○、２○、４○、５○、７○、８○の係数が０＜ｎ＜２５６であり、ｎは水平ピッチ係数の増加値から、入力データピッチ値（２５６）を減算した値であり、ダミー点は減算した後の値が２５６を超えるデータポイントの意味である。
【００３５】
ＳＸＧＡの短冊処理について６４０画素データの２回処理について記してきたが、垂直ライン数の９６０で考えると画像データは２フレームに跨る。
【００３６】
処理の管理を考えると、短冊を４つにして通常の１水平ライン上に疑似同期信号を付加した３２０点（垂直１ライン目）＋３２０点（垂直２ライン目）とした処理を行うことで１フレーム内で１短冊処理を完結させることもできる。
【００３７】
図４に４短冊構成を示すと共に、図５に画像記録メモリ１と表示サイズメモリ９を同一の汎用メモリ上に構成することも可能である例を示す。係数オフセット１〜３は係数オフセット指示部４による短冊間のつなぎのための係数の指示である。
【００３８】
本発明の特徴は、固定比率の画面ズームのように予め短冊地点での変化点及び、オフセット値を求めることができる場合、短冊処理時に係数を与えることのみで処理に複雑な回路を必要としない。その変わりに連続可変ズーム処理のように係数の小刻みな変化が必要な場合、計算能力の高いマイクロコンピュータが必要となる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の電子ズーム装置によれば、映像が記録された画像記録メモリを従来電子ズーム回路が処理可能なデータ幅で短冊状に区切り電子ズーム処理を行い、電子ズーム処理されたデータは映像信号変調部に入力するのでなく表示サイズメモリに縮小された短冊データとして記録する。この場合、短冊間のデータ連続性が問題となるが、短冊の切れ目でのデータの有効性及び電子ズーム係数計算部で求まった係数に対して、あらかじめ求めていた前短冊処理終了値との関係を保証する係数を係数オフセット指示部により出力して画像データの連続性を保つ処理を行う。以上の処理を全短冊で行うことにより画像記録メモリの大画像が表示サイズメモリ上に縮小された画像として生成できる。
【００４０】
このように、係数オフセット指示部の指定により表示サイズメモリ上でズーム画像の結合行った後、メモリ読み出し部により１画面の画像データとしてデータを変調する映像信号変調部に信号供給することで、大型静止画像をテレビ等の映像信号変調器に固定ズーム比率で従来の電子ズーム回路を用いて画像生成する電子ズーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電子ズーム装置のブロック構成図である。
【図２】その動作フローチャートである。
【図３】電子ズームの係数計算処理の動作原理を説明する説明図である。
【図４】４つの短冊の処理を示す説明図である。
【図５】画像記録メモリと表示サイズメモリを同一のメモリ上に構成した例を示す説明図である。
【図６】従来の電子ズーム装置を示す縮小動作時のブロック構成図である。
【符号の説明】
１画像記録メモリ
２メモリ読み出し部
３電子ズーム係数計算部
４係数オフセット指示部
５ラインメモリ書き込み部
６ラインメモリ部
７ラインメモリ読み出し部
８表示サイズメモリ
９メモリ書き込み部
１０メモリ読み出し部
１１映像信号変調部
１２映像標準信号発生器（ＳＳＧ）

Claims

映像が記録された画像記録メモリと、この画像記録メモリより小さい表示サイズメモリと、前記画像記録メモリを水平方向に短冊分割して短冊ごとに読み出すメモリ読み出し部と、前記画像記録メモリと前記表示サイズメモリの大きさの比率を計算し前記メモリ読出し部のデータの処理を行なう電子ズーム係数計算部と、ラインメモリ部と、前記電子ズーム係数計算部よりデータを前記ラインメモリ部へ書き込むラインメモリ書き込み部と、前記ラインメモリ部よりデータを読み出すラインメモリ読み出し部と、このラインメモリ読出し部から前記表示サイズメモリへデータの書き込みを行うメモリ書き込み部と、前記画像記録メモリの次の短冊の処理時に前短冊の接続部での画像不連続を防ぐため前記前短冊の最終ズーム係数を元に予め算出した係数のオフセット値を、前記電子ズーム係数計算部に出力し前記表示サイズメモリ上で画像結合を行わせる係数オフセット指示部とを備えた電子ズーム装置。