JP4072222B2

JP4072222B2 - 記録再生装置

Info

Publication number: JP4072222B2
Application number: JP20021797A
Authority: JP
Inventors: 秀俊和田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1146333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ一体型ＶＴＲ等の記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラ一体型ＶＴＲ等の撮像記録再生装置においては、ＮＴＳＣ方式ではインターレース画像で１秒間に６０フィールド／３０フレームのレートで撮像し、記録／再生している。
このような撮像記録再生装置において、撮像した画像の再生画像を画像処理により拡大する電子ズーム処理を行う場合、フレーム画像を元に画像処理を行うと、フレーム画像を構成する二つのフィールド画像に１／６０秒の時間差があるために、動きの速い被写体が撮像されている画像ではフィールド画像間にずれが発生じてしまう。これはスローモーション処理や静止画処理を行う場合でも同様である。このため、これらの画像処理を行うにはフィールド画像を用いている。しかし、フィールド画像を用いると垂直解像度が半分に低下してしまう。
【０００３】
この問題への対応として、例えば特開平８−２０５１９３号公報「画像信号処理装置」には、画像の動きを検出し、画像内において動きが無い部分にはフレーム画像を使い（フレーム内補間）、動きがある部分にはフィールド画像を使う（フィールド内補間）ことにより、動きの無いときの画像処理時の垂直解像度の低下を防ぐ方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記公報に開示された方法では、画像内において動きの無い部分でしか対応できないため、動きのある被写体を前提としているスローモーション処理においては上記の問題を解決することはできなかった。
【０００５】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、電子ズーム処理やスローモーション処理等を行っても、ぶれや垂直解像度の低下の無い高画質な再生画像を得ることができる記録再生装置を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る記録再生装置は、１フィールド期間に撮像素子から読み出された１フレームの映像信号から互いにインターレースした二つのフィールドの映像信号を生成し、前記二つのフィールドの映像信号のうちの一方のフィールドと他方のフィールドを１フィールド期間ごとに交互に選択して第１の映像信号として出力すると共に、同一フレームの前記二つのフィールドの映像信号のうち前記第１の映像信号として選択されたフィールド以外のフィールドを１フィールド期間ごとに交互に選択して第２の映像信号として出力する撮像手段と、前記第１の映像信号を第１の記録媒体に対して記録再生する第１の記録再生手段と、前記第２の映像信号を第１の記録媒体とは異なる第２の記録媒体に対して記録再生する第２の記録再生手段と、前記第２の映像信号の記録要求があった場合に前記第２の映像信号を記録し、前記記録要求が無い場合には前記第２の映像信号を記録しないよう前記第２の記録再生手段を制御する制御手段と、前記第１の記録再生手段により再生された第１の映像信号に含まれる一方のフィールドの映像信号と、前記第２の記録再生手段により再生された第２の映像信号のうち前記撮像手段により前記第１の映像信号の一方のフィールドと同じフィールド期間に読み出された他方のフィールドの映像信号とからなるフレームの映像信号を生成し、前記生成したフレームの映像信号に対して拡大処理を行う画像処理手段とを備え、前記画像処理手段は、通常の再生時においては前記第１の記録再生手段により再生された第１の映像信号を表示装置に出力し、再生時における拡大処理の要求があった場合に前記拡大処理を行って前記拡大処理した映像信号を前記表示装置に出力することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１〜第３の実施の形態について説明する。
まず、本発明で用いられる全画素読み出し型撮像素子を有する撮像装置について説明する。全画素読み出し型撮像素子は１フィールド期間に撮像面上の全画素を読み出して出力するように成されたもので、一つの信号出力を持つものと二つの信号出力を持つものとがある。
【０００８】
図２に一つの信号出力を持つ全画素読み出し型撮像素子２０を有する撮像装置１０を示す。図２において、撮像素子２０は１フィールド期間に撮像素子上の全てのラインの信号を順番に出力する。出力された信号はサンプルホールド回路２１、自動利得調整アンプ２２を経て、ＡＤ変換器２３でディジタル化される。ディジタル化された信号はカメラプロセス処理回路２４において、ガンマ補正、色分離、ホワイトバランス、同期信号付加等の処理を受けて、映像信号として出力される。この映像信号はノンインターレース信号として通常の映像信号の倍の速度で出力される。
【０００９】
この映像信号をフレームメモリ２５とフレームメモリ２６に入力する。二つのフレームメモリ２５、２６は互いに１フィールド期間ごとに書き込み／読み出しを反転される。フレームメモリ２５とフレームメモリ２６にはそれぞれ二つの出力を持つ２ポートメモリを用いる。そして、フレームメモリ２５が書き込みしているフィールド期間に、フレームメモリ２６の第１の出力から奇数ラインにより構成されるフィールド画像をセレクタ２７を通じて映像信号（１）として読み出すと共に、第２の出力から偶数ラインにより構成されるフィールド画像をセレクタ２８を通じて映像信号（２）として読み出す。そして、１フィールド期間ごとに二つの映像信号として出力するフィールド画像を、一方が偶数フィールド−奇数フィールド−偶数フィールドと出力するとき、もう一方は奇数フィールド−偶数フィールド−奇数フィールドと互いに逆のフィールドの画像を出力する。
【００１０】
図３に二つの信号出力を持つ全画素読み出し型撮像素子２０を持つ撮像装置１０を示す。図３において、撮像素子２０は１フィールド期間に撮像素子上の全てのラインの信号を出力するが、第１の信号出力には撮像素子２０の一つおきのラインの信号を出力し、第２の信号出力には残りの信号を出力する。出力された各々の信号はサンプルホールド回路２１ａ、２１ｂ、自動利得調整アンプ２２ａ、２２ｂを経て、ＡＤ変換器２３ａ、２３ｂでディジタル化される。ディジタル化された信号はカメラプロセス処理回路２４において、ガンマ補正、色分離、ホワイトバランス、同期信号付加等の処理を受けて、映像信号（１）、（２）として出力される。そして、１フィールド期間ごとに二つの映像信号として出力するフィールド画像を、一方が偶数フィールド−奇数フィールド−偶数フィールドと出力するとき、もう一方は奇数フィールド−偶数フィールド−奇数フィールドと互いに逆のフィールドの画像を出力する。
【００１１】
図４は図２、図３の撮像装置１０から出力される二つの映像信号（１）、（２）を表わした図である。撮像装置１０の第１の信号出力からは偶数−奇数−偶数−奇数のフィールド画像（映像信号（１））が出力され、第２の信号出力からは上記信号出力とは逆に奇数−偶数−奇数−偶数のフィールド画像（映像信号（２））が出力されると言うように、互いに逆のフィールドの画像を１フィールド期間ごとに偶数−奇数−偶数と切り換えて出力する。この図４の通り、それぞれの映像信号（１）、（２）は互いに逆のフィールドの標準インターレースビデオ信号である。
【００１２】
図１は上述の撮像装置１０を用いた本発明の第１の実施の形態による撮像記録再生装置を示す。
図１において、上記映像信号（１）を記録再生装置１１で記録媒体に記録し、映像信号（２）を記録再生装置１２で別の記録媒体に記録する。尚、記録再生装置１２では撮影者から要求があったときのみ記録と再生を行うモードもある。このモードでは、撮影者の意図する時のみ撮影者の操作によって、記録再生装置制御回路１３により記録再生装置１１と記録再生装置１２を制御し、撮像した画像を記録する。撮像画像を記録する場合に記録再生装置１２で常に記録すると、記録再生装置１１と同じだけ記録媒体を消費するが、撮影者の意図する時のみ記録再生装置１２で記録することにより、記録媒体の消費量を少なくすることができる。
【００１３】
従来、再生時に電子ズーム処理を行う場合、２倍のズームを行うときは、被写体の動きによるぶれを避けるために、フィールド画像を元に画素の間隔を２倍に拡大し、拡大により画素の無くなった空間については周りの画素から補間を行い合成していた。
本実施の形態では、電子ズーム処理の要求があったときは、記録再生装置制御回路１３により記録再生装置１１と記録再生装置１２を制御し、互いに同期して再生を行い、記録再生装置１１からは撮像装置１０内の撮像素子２０（図２、図３参照）における偶数ライン（もしくは奇数ライン）により構成されるフィールド画像の再生信号（１）を出力し、記録再生装置１２からは撮像装置１０内の撮像素子２０において、記録再生装置１１から再生されるフィールド画像信号と同一時刻に撮像された奇数ライン（もしくは偶数ライン）により構成されたフィールド画像の再生信号（２）を出力する。
【００１４】
各記録再生装置１１、１２から出力される二つのフィールド画像は実質的に同一時刻のフレーム画像となり、そのフレーム画像を元に画像処理回路１４において電子ズーム処理を行うことにより、垂直解像度の低下の無い高画質な電子ズーム処理画像を得ることができる。
【００１５】
また、スローモーション再生処理を行う場合においても、画像処理回路１４において二つのフィールド画像に時間差が無いフレーム画像を元にスローモーション再生処理を行うことにより、垂直解像度の低下の無いスローモーション再生処理画像を得ることができる。
【００１６】
また、画像処理の要求があったときに、記録再生装置１１において記録されている画像と同一時刻の画像が記録再生装置１２において記録されていない場合は、記録再生装置１１に記録されている画像のみを使い、フィールド内補間、もしくはぶれを許容したうえでフレーム内補間により画像処理を行う。
【００１７】
これら記録時や再生時の画像を見るための電子式ビューファインダ（以降はＥＶＦと呼ぶ）１５への信号としては、撮像装置１０からの映像信号（１）と、画像処理回路１４の出力からの再生画像信号とをセレクタ１６に接続し、撮像時は撮像装置１０からの映像信号（１）を、また再生時には画像処理回路１４の出力信号をＥＶＦに接続するようにセレクタ１６を制御する。そして、通常の再生時には、記録再生装置１１からの再生信号（１）を画像処理回路１４で信号処理せずにそのまま出力する。また、電子ズーム処理やスローモーション処理時には画像処理回路１４において信号処理した信号を出力する。また、外部モニタ用にセレクタ１６より映像信号を出力する。
【００１８】
図５は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において、全画素読み出し型撮像素子２０を持つ撮像装置１０から出力される映像信号（１）は記録再生装置１１で記録する。一方、映像信号（２）は圧縮回路１７において圧縮処理され、データ量を圧縮する。そして、圧縮した信号を記録再生装置１２で記録する。
【００１９】
再生時に電子ズーム処理等の画像処理の要求があったときは、記録再生装置制御回路１３により記録再生装置１１と記録再生装置１２を制御し、互いに同期して再生を行い、記録再生装置１１からは撮像装置１０内の撮像素子２０における偶数ライン（もしくは奇数ライン）により構成されるフィールド画像の再生信号（１）を出力し、記録再生装置１２からは撮像装置１０内の撮像素子２０において上記再生信号（１）と同一時刻に撮像された奇数ライン（もしくは偶数ライン）により構成されたフィールド画像を構成する圧縮された映像信号を再生する。この再生した圧縮信号は伸長回路１８において伸長される。このとき記録再生装置１１における再生は、あらかじめ伸長回路１８における処理時間を考慮して記録再生装置１２よりも遅らせ、伸長回路１８から出力される再生信号（２）と同一時刻の再生信号（１）が出力されるようにする。
【００２０】
各記録再生装置１１、１２から出力される二つのフィールド画像は実質的に同一時刻のフレーム画像となり、そのフレーム画像を元に画像処理回路１４において電子ズーム処理を行うことにより、垂直解像度の低下の無い高画質な電子ズーム処理画像を得ることができる。
【００２１】
尚、圧縮伸長手段として、ＤＰＣＭ、ＤＣＴ、ウェーブレット変換、フラクタル圧縮等を用いる構成も考えられる。
【００２２】
図６は本発明の第３の実施の形態を示す。図６において、撮像装置１０から出力される二つの信号出力のうち、第１の信号出力は、あるフィールド期間では全画素読み出し型撮像素子２０の偶数ラインにより構成されるフィールド画像を映像信号（１）として出力し、次のフィールド期間では全画素読み出し型撮像素子２０の奇数ラインにより構成されるフィールド画像を映像信号（１）として出力する。
【００２３】
もう一方の第２の信号出力は、上記第１の信号出力（映像信号（１））が全画素読み出し型撮像素子２０の偶数ラインにより構成されるフィールド画像信号を出力しているときは、奇数ラインにより構成されるフィールド画像信号と上記第１の信号出力との差分値を減算器１９より差分信号として出力する。また、上記第１の信号出力が奇数ラインにより構成されるフィールド画像信号を出力しているときは、偶数ラインにより構成されるフィールド画像信号と上記第１の信号出力との差分値を減算器１９より差分信号として出力する。
【００２４】
これにより、第２の信号出力のデータ量を削減することができ、上記差分信号出力をさらに圧縮回路において圧縮して記録再生装置１２で記録することにより、記録媒体の消費量をさらに削減できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、６０フレーム／秒の画像を再生することができ、このため、その再生画像を用いて電子ズーム処理やスローモーション処理等を行っても、ぶれや垂直解像度の低下の無い高画質な処理画像を得ることができる。
【００２６】
また、第２の記録再生手段で記録する信号を圧縮したり、あるいは選択的に記録可能とすることにより、第１の記録再生手段よりも小型軽量な記録再生装置、例えばより小型のテープメディア、光磁気ディスク、ハードディスク、半導体メモリ等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】一つの信号出力を持つ全画素読み出し型撮像素子を持つ撮像装置を示すブロック図である。
【図３】二つの信号出力を持つ全画素読み出し型撮像素子を持つ撮像装置を示すブロック図である。
【図４】撮像装置から出力される二つの映像信号を示す構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０撮像装置
１１、１２記録再生装置
１３記録再生装置制御回路
１４画像処理回路
１５電子式ビューファインダ
１６セレクタ
１７圧縮回路
１８伸長回路
１９減算器
２０全画素読み出し型撮像素子
２４カメラプロセス処理回路

Claims

１フィールド期間に撮像素子から読み出された１フレームの映像信号から互いにインターレースした二つのフィールドの映像信号を生成し、前記二つのフィールドの映像信号のうちの一方のフィールドと他方のフィールドを１フィールド期間ごとに交互に選択して第１の映像信号として出力すると共に、同一フレームの前記二つのフィールドの映像信号のうち前記第１の映像信号として選択されたフィールド以外のフィールドを１フィールド期間ごとに交互に選択して第２の映像信号として出力する撮像手段と、
前記第１の映像信号を第１の記録媒体に対して記録再生する第１の記録再生手段と、
前記第２の映像信号を第１の記録媒体とは異なる第２の記録媒体に対して記録再生する第２の記録再生手段と、
前記第２の映像信号の記録要求があった場合に前記第２の映像信号を記録し、前記記録要求が無い場合には前記第２の映像信号を記録しないよう前記第２の記録再生手段を制御する制御手段と、
前記第１の記録再生手段により再生された第１の映像信号に含まれる一方のフィールドの映像信号と、前記第２の記録再生手段により再生された第２の映像信号のうち前記撮像手段により前記第１の映像信号の一方のフィールドと同じフィールド期間に読み出された他方のフィールドの映像信号とからなるフレームの映像信号を生成し、前記生成したフレームの映像信号に対して拡大処理を行う画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段は、通常の再生時においては前記第１の記録再生手段により再生された第１の映像信号を表示装置に出力し、再生時における拡大処理の要求があった場合に前記拡大処理を行って前記拡大処理した映像信号を前記表示装置に出力することを特徴とする記録再生装置。