JPH05276452A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH05276452A
JPH05276452A JP4096032A JP9603292A JPH05276452A JP H05276452 A JPH05276452 A JP H05276452A JP 4096032 A JP4096032 A JP 4096032A JP 9603292 A JP9603292 A JP 9603292A JP H05276452 A JPH05276452 A JP H05276452A
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JP
Japan
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image
moving
area
frame
ccd
Prior art date
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Application number
JP4096032A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazutake Kamihira
員丈 上平
Takahiro Muraki
隆浩 村木
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH05276452A publication Critical patent/JPH05276452A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain highly precise moving images at low cost by using an imaging device having a small number of picture elements. CONSTITUTION:The image fetched through a lens 5 is halved by a half mirror 2 and formed on CCD 11 and 12. The CCD 11 is provided for a still region, a transparent plate 3 is placed over the entire face thereof, and is vertically and horizontally rotated and vibrated by a piezoelectric element 4. For example, the image for four frames passes through an A/D converter 61, afterwards, the frames are synthesized by a frame synthesizing part 71, and the image is turned to the still picture of one frame. On the other hand, the CCD 12 detects the moving image of four frames by a moving area detection part 72 during this operation, and the moving image and still picture are synthesized and outputted by an image synthesizing part 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、動画像入力技術に関
し、詳しくは複数の撮像素子からの画像を合成すること
により高精細な動画像を得る撮像装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving image input technique, and more particularly to an image pickup apparatus for obtaining a high-definition moving image by synthesizing images from a plurality of image pickup elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子は小型で消費電力が小さ
く、また、残像が無いなどの多くの特徴を有することか
ら、最近では家庭用ビデオカメラやハンディタイプの放
送用カメラなど、固体撮像素子を用いる撮像装置が増え
ている。しかし、撮像管を用いる撮像装置に比べまだ解
像度が低く、今後の高解像度化に期待が寄せられてい
る。
2. Description of the Related Art Since solid-state image pickup devices have many features such as small size, low power consumption, and no afterimage, recently, solid-state image pickup devices such as home video cameras and handy type broadcast cameras have been used. The number of imaging devices used is increasing. However, the resolution is still lower than that of an image pickup apparatus using an image pickup tube, and there are expectations for higher resolution in the future.

【0003】固体撮像素子の解像度は画素数によって決
まるため、従来の撮像装置は撮像素子内の画素数を増や
すことにより高解像度化が図られてきた。撮像素子内の
画素数を増やす方法としては微細加工技術を駆使し、画
素密度を高めることによる方法が主流であるが、撮像素
子のサイズを大きくして画素数を増やす方法もある。
Since the resolution of a solid-state image pickup device is determined by the number of pixels, a conventional image pickup device has been made to have a high resolution by increasing the number of pixels in the image pickup device. As a method of increasing the number of pixels in the image pickup device, a method of making full use of a microfabrication technique and increasing the pixel density is the mainstream, but there is also a method of increasing the size of the image pickup device to increase the number of pixels.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近、画素密度を高め
る方法によりHDTV用の200万画素の固体撮像素子
が開発されているが、画素密度を高める方法ではプロセ
スが難しくなる問題の他、画素面積縮小による感度低下
の問題も生じている。特に、感度の低下を考慮した場
合、上記200万の画素数はもはや限界に近く、現状で
はさらに画素数を増加させ、解像度を向上することは困
難となっている。
Recently, a 2 million-pixel solid-state image pickup device for HDTV has been developed by a method of increasing the pixel density. However, the method of increasing the pixel density makes the process difficult, and the pixel area is large. There is also a problem of reduced sensitivity due to reduction. In particular, when the decrease in sensitivity is taken into consideration, the number of pixels of 2 million is already close to the limit, and it is currently difficult to further increase the number of pixels and improve the resolution.

【0005】一方、画素密度は変えずに撮像素子のサイ
ズを大きくして画素数を増やす方法では、製造歩留りを
低下させコスト増加につながる。このため、専ら天文な
どの科学用や軍事用に用途は限られている。上記問題の
他、1つの撮像素子内の画素数を増やすことにより高解
像度化を図る従来の方法では、画素数増加に伴い撮像素
子の駆動速度やディジタル化の際のA/D変換速度など
を高速化しなければならないという問題も深刻化してい
る。
On the other hand, the method of increasing the size of the image pickup device and increasing the number of pixels without changing the pixel density leads to a reduction in manufacturing yield and an increase in cost. For this reason, the applications are limited to scientific purposes such as astronomy and military purposes. In addition to the above problems, in the conventional method for increasing the resolution by increasing the number of pixels in one image sensor, the driving speed of the image sensor and the A / D conversion speed at the time of digitization are increased as the number of pixels increases. The problem of speeding up is also becoming more serious.

【0006】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、画素数の少ない撮像素子を用いて高精
細な動画像をコストを増加させることなく得られる撮像
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides an image pickup apparatus using an image pickup device having a small number of pixels to obtain a high-definition moving image without increasing the cost. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる撮像装置
は、静止領域用撮像素子および動領域用撮像素子を備
え、静止領域用撮像素子が撮像した連続する複数のフレ
ーム画像の合成により静止領域を高精細化するフレーム
合成部と、動領域用の撮像素子が撮像した画像から動領
域を抽出する動領域検出部と、抽出された動領域を静止
領域と合成する画像合成部とを備えたものである。
An image pickup apparatus according to the present invention comprises an image pickup device for a still region and an image pickup device for a moving region, and a still region is obtained by synthesizing a plurality of continuous frame images picked up by the image pickup device for a still region. And a moving image detection unit that extracts a moving region from an image captured by an image sensor for a moving region, and an image combining unit that combines the extracted moving region with a still region. It is a thing.

【0008】[0008]

【作用】動画用撮像装置は、一般に動きのある画像を撮
像するものであるが、通常は動画といえども画面の大部
分は静止画であり、動いている部分は少ない。例えば、
ニュースでアナウンサが原稿を読んでいる場面では、ア
ナウンサの口や目を除く大部分は静止画である。従来の
撮像装置は、動領域と静止領域を同一の撮像素子で取り
込むため動領域,静止領域の区別なく、同一速度で取り
込まれている。この速度は、動領域における動きを連続
的に見せるため、例えば、NTSCでは30コマ/秒の
ように非常に高速に設定されている。しかし、画面中で
大部分を占める静止領域においては、本来このような高
速撮像は不要なのである。すなわち、動領域と静止領域
では要求される撮像速度が異なるのである。また、解像
度においても、両者の間で要求値が異なる。すなわち、
人間の目の視覚特性が動領域に対しては静止領域に比べ
解像力が劣ることが知られており、動領域に要求される
解像度は静止領域に比べ低くなっている。そして、一般
には人間の目が感じる動画像の精細度は、静止領域の解
像度に主に存在している。
The moving image pickup device generally picks up a moving image, but normally, even if it is a moving image, most of the screen is a still image and there are few moving parts. For example,
When the announcer is reading a manuscript in the news, most of the announcer's mouth and eyes are still images. In the conventional image pickup apparatus, since the moving area and the still area are captured by the same image pickup element, the moving area and the still area are captured at the same speed without distinction. This speed is set to a very high speed, for example, 30 frames / second in NTSC, in order to make the motion in the moving region appear continuous. However, such a high-speed image pickup is essentially unnecessary in a still area that occupies most of the screen. That is, the required imaging speed differs between the moving area and the stationary area. Also, in terms of resolution, the required values differ between the two. That is,
It is known that the visual characteristics of the human eye are inferior to the stationary area in the visual characteristics of the moving area, and the resolution required for the moving area is lower than that of the stationary area. In general, the definition of a moving image perceived by human eyes mainly exists in the resolution of a still region.

【0009】本発明は、動領域と静止領域では上述のよ
うに要求される特性が異なる点に着目し、静止領域用と
動領域用の2つの撮像素子を用い、以下に述べるように
それぞれの領域に適した特性で画像の取り込みを行うこ
とにより、画素数の少ない撮像素子でも高精細な動画像
の撮像を実現するものである。
The present invention focuses on the point that the required characteristics differ between the moving area and the stationary area as described above, and uses two image pickup devices for the stationary area and for the moving area, respectively, as described below. By capturing an image with a characteristic suitable for a region, a high-definition moving image can be captured even with an image sensor having a small number of pixels.

【0010】まず、静止領域用撮像素子では、1コマの
撮像時間を動画のn倍に長くし、その分だけ解像度を高
くする。すなわち、撮像素子のフレーム周期は動画像の
場合と同一とし、n枚のフレーム画像を合成して高精細
な1コマ分の画像を得る。この方法として、例えば、以
下の方法が適用できる。すなわち、被写体像と画素の相
対的な位置関係を画素ピッチの1/2だけフレーム(ま
たはフィールド)毎に時間的に変化させて、n枚の画像
を入力する(以下、この方法をイメージシフト法と呼
ぶ)。イメージシフト法により高解像度化が可能になる
原理を以下に説明する。
First, in the image pickup device for the still region, the image pickup time for one frame is set to be n times as long as that of the moving image, and the resolution is increased accordingly. That is, the frame period of the image sensor is the same as in the case of a moving image, and n frame images are combined to obtain a high-definition image for one frame. As this method, for example, the following method can be applied. That is, the relative positional relationship between the subject image and the pixels is temporally changed by ½ of the pixel pitch for each frame (or field) to input n images (hereinafter, this method will be referred to as an image shift method). Called). The principle that the resolution can be increased by the image shift method will be described below.

【0011】固体撮像素子の撮像部は2次元状に配列さ
れた画素で構成されているが、個々の画素は光強度を読
み取る感光部と、信号転送路等の非感光部からなる。す
なわち、直接撮像に寄与する感光部101は、図8に示
すように、離散的に配置された構成となっており、感光
部101と感光部101の間には直接撮像には寄与しな
い非感光部102が存在する。この非感光部102の存
在を利用し、画像のサンプリング点を増幅することによ
り入力画像の高精細化を図る。すなわち、あるフレーム
で入力した画像(図8(a))と、次のフレームで被写
体像と撮像素子の画素の相対的な位置関係を画素ピッチ
の1/2ずらして入力した画像(図8(b))を合成す
れば、それぞれのフレーム画像において撮像素子の非感
光部102にあたる領域の光強度情報が、もう一方の画
像ではサンプリングされていることになり、結局、合成
画像では図8(c)に示すように、実効的に2倍の画素
密度で画像を読み取ったことに相当し、高精細化が可能
になる。図8では、簡単のため2枚の画像を水平方向に
補間する方法について説明したが、水平方向,垂直方向
共に補間による高精細化が可能であり、さらに、画素ピ
ッチの1/3ずつずらして1方向について3倍の高密度
化も可能である。
The image pickup section of the solid-state image pickup device is composed of pixels arranged two-dimensionally, and each pixel is composed of a photosensitive section for reading the light intensity and a non-photosensitive section such as a signal transfer path. That is, as shown in FIG. 8, the photosensitive portions 101 that directly contribute to image capturing are arranged in a discrete manner, and non-photosensitive portions that do not directly contribute to image capturing are provided between the photosensitive portions 101. There is a section 102. Utilizing the presence of the non-photosensitive portion 102, the sampling point of the image is amplified to increase the definition of the input image. That is, an image input in one frame (FIG. 8A) and an image input in the next frame with the relative positional relationship between the subject image and the pixels of the image sensor shifted by ½ of the pixel pitch (FIG. 8 ( When b)) is combined, the light intensity information of the area corresponding to the non-photosensitive portion 102 of the image sensor in each frame image is sampled in the other image. As shown in (), this is equivalent to effectively reading an image with a double pixel density, and high definition can be achieved. In FIG. 8, the method of interpolating two images in the horizontal direction has been described for the sake of simplicity. However, high definition can be achieved by interpolation in both the horizontal and vertical directions, and the pixel pitch can be shifted by 1/3 each. It is possible to increase the density three times in one direction.

【0012】次に、動領域用撮像素子は、通常の動画撮
像と同一の速度で撮像する。この場合、解像度は静止領
域に比べ1/nとなるが、動領域に対する人間の目の解
像度が上述のように静止領域に比べ低いことから解像度
の劣化は認識されない。
Next, the moving region image pickup device picks up an image at the same speed as a normal moving image pickup. In this case, the resolution is 1 / n as compared with the still area, but since the resolution of human eyes for the moving area is lower than that of the still area as described above, deterioration of the resolution is not recognized.

【0013】本発明は、上述のように、静止領域用と動
領域用の2つの撮像素子を用いてそれぞれの領域に適し
た特性で画像の取り込みを行うものであるが、それぞれ
の撮像素子は同一エリアを撮像するため静止領域用撮像
素子においても動領域を撮像し、これとは逆に動領域用
撮像素子においても静止領域を撮像することになる。そ
こで、動領域用撮像素子が撮像した画像から動領域を取
り出し、これを静止領域用撮像素子が撮像した画像に合
成するなどの方法を用いる。
As described above, the present invention uses two image pickup devices for a still region and a moving region to capture an image with characteristics suitable for each region. Since the same area is imaged, the moving area imaging element also images the moving area, and conversely, the moving area imaging element also images the still area. Therefore, a method is used in which a moving area is extracted from the image captured by the moving area image sensor and is combined with the image captured by the stationary area image sensor.

【0014】動画像の精細度は視覚的には主に静止領域
の解像度に依存しており、したがって、以上の方法によ
り入力画像の精細度を視覚上n倍に高めることが可能と
なる。これより、本発明によれば、撮像素子の画素数を
増やすことなく、入力画像の精細度を高めることができ
る。
The fineness of the moving image visually mainly depends on the resolution of the still region, and therefore the fineness of the input image can be visually increased n times by the above method. From this, according to the present invention, the definition of the input image can be increased without increasing the number of pixels of the image sensor.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の第1の実施例の概略構成を図1に示
す。図1において、11,12はCCDエリアセンサ
(以下、単にCCDと呼ぶ)、2はハーフミラー、3は
透明板、4は圧電素子、5はレンズ、61,62はA/
D変換器、71はフレーム合成部、72は動領域検出
部、8は画像合成部である。本実施例では、撮像素子と
して2つのCCD11,12を用い、レンズ5の後方に
配置したハーフミラー2により両CCD11,12の撮
像面上に同一被写体像を結像する。ここで、CCD11
は静止領域を、CCD12は動領域を撮像することを主
目的とする。また、2つのCCD11,12は同一のも
のであるとし、ここではNTSC方式のCCDを用いる
ものとする。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 and 12 are CCD area sensors (hereinafter, simply referred to as CCD), 2 are half mirrors, 3 are transparent plates, 4 are piezoelectric elements, 5 are lenses, and 61 and 62 are A /
A D converter, 71 is a frame composition section, 72 is a moving area detection section, and 8 is an image composition section. In this embodiment, two CCDs 11 and 12 are used as image pickup devices, and the same subject image is formed on the image pickup surfaces of both CCDs 11 and 12 by the half mirror 2 arranged behind the lens 5. Here, CCD11
The main purpose is to image the stationary area and the CCD 12 to image the moving area. Further, the two CCDs 11 and 12 are assumed to be the same, and here, an NTSC CCD is used.

【0016】CCD11はイメージシフト法を用いて静
止領域を高精細に入力する。イメージシフト法として、
本実施例では、CCD11の前面で透明板3を振動させ
る方法を用いる。この方法は、文献(SID '83 Technical
Digest(1983))に記載されているように透明板3を傾け
ることにより光が屈折し、撮像面上で被写体像がシフト
することを利用するものである。本実施例では、図1に
示すように、透明板3の上下左右に圧電素子4を取り付
け、これへの電圧印加により透明板3を上下方向および
左右方向にフレーム周期に同期させ回転振動させる。こ
れにより、CCD11の撮像面上で被写体像がフレーム
ごとに上下、左右にシフトする。このシフトの距離を画
素ピッチの1/2になるよう透明板3の回転角、すなわ
ち、傾きを設定すれば4フレームで撮像した4枚の画像
を合成することにより合成画像の実効的な画素密度が4
倍になる。上記合成処理は、図1に示すように、A/D
変換器61でディジタル化した後、フレーム合成をフレ
ーム合成部71で行う。フレーム合成部71で合成され
た画像は、画像合成部8に転送される。このように、C
CD11から画像合成部8に転送される画素は、4フレ
ーム周期をかけて取り込まれた画像であり、1コマ分の
画像の取り込み速度は通常の動画撮像に比べ1/4と遅
くなるが、画素密度が4倍となるため高精細な画像とな
っている。
The CCD 11 inputs a still region with high precision using the image shift method. As an image shift method,
In this embodiment, a method of vibrating the transparent plate 3 in front of the CCD 11 is used. This method is described in the literature (SID '83 Technical
As described in Digest (1983)), tilting the transparent plate 3 refracts light and shifts the subject image on the imaging surface. In this embodiment, as shown in FIG. 1, piezoelectric elements 4 are attached to the upper, lower, left and right sides of the transparent plate 3, and voltage is applied to the piezoelectric elements 4 to rotate and vibrate the transparent plate 3 in the vertical and horizontal directions in synchronization with the frame period. As a result, the subject image shifts vertically and horizontally for each frame on the image pickup surface of the CCD 11. If the rotation angle, that is, the inclination of the transparent plate 3 is set so that the shift distance becomes ½ of the pixel pitch, the effective pixel density of the combined image is obtained by combining the four images captured in four frames. Is 4
Double. As shown in FIG. 1, the synthesizing process is performed by A / D
After digitization by the converter 61, frame synthesis is performed by the frame synthesis unit 71. The image combined by the frame combining unit 71 is transferred to the image combining unit 8. Thus, C
The pixels transferred from the CD 11 to the image synthesizing unit 8 are images captured over a 4-frame cycle, and the image capturing speed for one frame is 1/4 slower than that for normal moving image capturing. The density is four times higher, resulting in a high-definition image.

【0017】一方、CCD12は動領域の撮像を目的と
するため、通常のNTSC方式により1コマ分の画像を
1フレーム周期で高速に取り込む。CCD12からの画
信号は、A/D変換器62でディジタル化された後、動
領域検出部72で動領域のみを取り出す。
On the other hand, since the CCD 12 is intended to image a moving area, it takes in one frame of image at a high speed in one frame period by the normal NTSC system. The image signal from the CCD 12 is digitized by the A / D converter 62, and then only the moving area is extracted by the moving area detecting unit 72.

【0018】動領域を検出する方法を図2に示す。図2
(a)に示すように、1フレームの間に物体が画面の左
1 から右S2 に動いているとすると、図の斜線部の画
素の信号レベルに変化が生じる。したがって、画信号レ
ベルが前フレームと比べ変化が生じた領域を動領域とし
て取り出す。CCD11から静止領域として画像合成部
8に転送された画像(図2(b))で、この動領域に該
当する領域の画素の信号値を動領域検出部72で取り出
された領域の画素の信号値に置き換える。この際、動領
域検出部72からの画像の画素密度はCCD11から画
像合成部8に転送されている画像の画素密度の1/4で
あるため、図2(c)に示すように、動領域検出部72
からの画像の1画素に対し、画像合成部8に転送されて
いる画像の該当する4画素を1組としてまとめて置き換
える。
A method of detecting a moving area is shown in FIG. Figure 2
As shown in (a), if an object is moving from left S 1 to right S 2 of the screen during one frame, the signal level of the pixel in the shaded area in the figure changes. Therefore, an area in which the image signal level has changed compared to the previous frame is extracted as a moving area. In the image transferred from the CCD 11 to the image synthesizing unit 8 as a still region (FIG. 2B), the signal value of the pixel of the region corresponding to this moving region is the signal of the pixel of the region extracted by the moving region detecting unit 72. Replace with the value. At this time, since the pixel density of the image from the moving area detecting unit 72 is ¼ of the pixel density of the image transferred from the CCD 11 to the image synthesizing unit 8, as shown in FIG. Detector 72
For one pixel of the image from, the corresponding four pixels of the image transferred to the image synthesis unit 8 are collectively replaced as one set.

【0019】以上の方法により、画像合成部8で静止領
域は高精細な画像が4フレームに1回書き換えられ、一
方、動領域は1フレームごとに書き換えられ、この合成
画像が1フレームに1コマの速度で出力される。すなわ
ち、通常のNTSC方式による速度で自然な動画像とし
て、かつHDTV並の精細度の画像として出力されるこ
とになる。
According to the above method, the image synthesizing unit 8 rewrites a high-definition image in the still region once in every four frames, while the moving region is rewritten every frame, and the synthesized image is rewritten in one frame in one frame. Is output at the speed of. That is, the image is output as a natural moving image at a speed according to the normal NTSC system and as an image having a definition similar to that of HDTV.

【0020】本発明の第2の実施例の概略構成を図3に
示す。図3において、9はカメラ動き検出部である。本
実施例では、カメラの動きによる画素ずれをカメラ動き
検出部9で検出して補償する。これは、例えば、カメラ
を右から左に動かした場合、静止物体であっても画面の
左から右へ移動するため前記実施例1では動領域として
扱われる。しかし、カメラが動く場合は、画面全体が同
一方向に移動するため、1フレーム間の移動量を検出し
て、画面全体を移動方向と逆方向にシフトさせれば、静
止画像として扱うことが可能である。本実施例では、公
知の方法を用いて、カメラの動きによる全体画像の移動
量と方向をカメラ動き検出部9で検出する。そして、フ
レーム合成を行うフレーム合成部71で4枚のフレーム
を合成する場合、2番目以降のフレーム画像は移動方向
と逆方向にシフトさせて合成すれば、カメラの動きによ
る画素ずれを補償することができ、前記実施例1と同
様、高精細な静止領域の画像として画像合成部8に転送
することができる。
A schematic structure of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 9 is a camera movement detection unit. In the present embodiment, the pixel movement due to the movement of the camera is detected and compensated by the camera movement detection unit 9. This is treated as a moving area in the first embodiment because, for example, when the camera is moved from right to left, even a stationary object moves from left to right on the screen. However, when the camera moves, the entire screen moves in the same direction, so if you detect the amount of movement for one frame and shift the entire screen in the opposite direction to the moving direction, it can be treated as a still image. Is. In the present embodiment, the camera movement detection unit 9 detects the movement amount and direction of the entire image due to the movement of the camera using a known method. Then, when four frames are combined by the frame combining unit 71 that performs frame combination, the second and subsequent frame images are shifted in the opposite direction to the combined direction and combined to compensate for pixel shift due to camera movement. As in the first embodiment, the image can be transferred to the image synthesizing unit 8 as an image of a high-resolution still area.

【0021】一方、動領域検出部72では、画面全体を
移動方向と逆方向にシフトさせた後、画信号レベルが前
フレームと比べ変化が生じた領域を取り出すことによ
り、物体が移動した領域を取り出すことができる。
On the other hand, the moving area detection unit 72 shifts the entire screen in the direction opposite to the moving direction and then extracts the area in which the image signal level is changed as compared with the previous frame to extract the area in which the object has moved. You can take it out.

【0022】本実施例では、カメラの動きを補償するこ
とにより、実際に被写体が移動した領域以外は高精細に
出力することが可能となる。なお、上記カメラ動きの補
償処理以外の構成は、前記実施例1と同じである。
In this embodiment, by compensating for the movement of the camera, it is possible to output in high definition except for the area where the subject actually moved. The configuration other than the camera motion compensation processing is the same as in the first embodiment.

【0023】本発明の第3の実施例の概略構成を図4に
示す。図4において、11R,11G,11B,12
R,12G,12BはCCD、DP1,DP2はダイク
ロイックプリズミである。本実施例では、レンズ5後方
にハーフミラー2を配置し、さらに、ハーフミラー2で
分岐されたそれぞれの光路にダイクロイックプリズムD
P1,DP2を配置する。このような配置によりR,
G,Bに色分解された6つの被写体像を6つのCCDで
撮像する。ここで、CCD11Rおよび12Rは赤
(R)成分の被写体像を撮像し、CCD11Gおよび1
2Gは緑(G)成分の被写体像を撮像し、CCD11B
および12Bは青(B)成分の被写体像を撮像する。ま
た、11R,11G,11Bの組のCCDが静止領域の
撮像を目的とし、12R,12G,12Bの組のCCD
が動領域の撮像を目的としている。本実施例では、実施
例1と同様の透明板3を振動させる方法により静止領域
を高精細に撮像する。ただし、本実施例では、透明板3
をダイクロイックプリズムDP1の前面に配置し、CC
D11R,11G,11Bの撮像面上に結像される3つ
の被写体像を同時にシフトさせる。図4においては、電
気系の構成は省略したが、本実施例では、各色成分毎に
実施例1と同様な電気系構成を備え、R,G,Bで高精
細な動画を出力する。
The schematic construction of the third embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 4, 11R, 11G, 11B, 12
R, 12G and 12B are CCDs, and DP1 and DP2 are dichroic prisms. In this embodiment, the half mirror 2 is arranged behind the lens 5, and the dichroic prism D is arranged on each optical path branched by the half mirror 2.
P1 and DP2 are arranged. With this arrangement, R,
Six subject images color-separated into G and B are picked up by six CCDs. Here, the CCDs 11R and 12R pick up a red (R) component subject image, and the CCDs 11G and 1R
2G captures a subject image of green (G) component, and CCD 11B
And 12B capture a subject image of a blue (B) component. In addition, the CCD of the set of 11R, 11G, and 11B is for the purpose of imaging the stationary region, and the CCD of the set of 12R, 12G, and 12B is the CCD.
Is intended for imaging moving areas. In the present embodiment, a still region is imaged in high definition by the method of vibrating the transparent plate 3 as in the first embodiment. However, in this embodiment, the transparent plate 3
Is placed in front of the dichroic prism DP1 and CC
The three subject images formed on the image pickup surfaces of D11R, 11G, and 11B are simultaneously shifted. Although the electric system configuration is omitted in FIG. 4, in the present embodiment, each color component is provided with an electric system configuration similar to that of the first embodiment, and a high-definition moving image is output in R, G, and B.

【0024】本発明の第4の実施例の概略構成を図5に
示す。図5において、81は出力信号合成器である。本
実施例の光学系構成およびCCD11からフレーム合成
部71、CCD12から動領域検出部72までの構成と
信号処理法は実施例1と同じである。本実施例では、静
止領域の画像情報を時間軸で圧縮する。すなわち、実施
例1では、静止領域の画像は1コマまえ(4フレーム
前)との間の変化の有無にかかわらず全て出力したが、
本実施例では、1コマ前と比べ変化の無い領域は出力し
ない。したがって、1コマ前には動領域として検出され
た領域で該フレームで静止領域となった領域の信号のみ
フレーム合成部71から出力する。一方、動領域検出部
72からは実施例1と同様にフレームごとに動領域の信
号を出力する。そして、フレーム合成部71からの出力
信号と動領域検出部72からの出力信号を出力信号合成
器81で多重化し、本撮像装置の出力信号として出力す
る。
The schematic construction of the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 81 is an output signal synthesizer. The optical system configuration, the configuration from the CCD 11 to the frame synthesis unit 71, the configuration from the CCD 12 to the moving area detection unit 72, and the signal processing method according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, the image information of the still area is compressed on the time axis. That is, in the first embodiment, all the images in the still area are output regardless of whether there is a change from the previous frame (4 frames before).
In this embodiment, an area having no change compared to the previous frame is not output. Therefore, only the signal of the region which has been detected as the moving region one frame before and which has become the still region in the frame is output from the frame synthesizing unit 71. On the other hand, the moving area detection unit 72 outputs a moving area signal for each frame as in the first embodiment. Then, the output signal from the frame synthesizing unit 71 and the output signal from the moving area detecting unit 72 are multiplexed by the output signal synthesizing unit 81 and output as the output signal of the present imaging device.

【0025】本実施例では、受信側に静止領域画像の蓄
積手段を必要とするが、画像の大部分を示す静止領域の
画像情報の伝送が不要になるため、伝送情報量を大幅に
圧縮できる。
In the present embodiment, the receiving side needs the storage means for the still area image, but since the transmission of the image information of the still area showing most of the image becomes unnecessary, the transmission information amount can be greatly compressed. ..

【0026】本発明の第5の実施例の概略構成を図6に
示す。図6において、C1およびC2はCCDカメラで
ある。本実施例では、静止領域画像と動領域画像をそれ
ぞれ別のカメラで撮像する。2台のCCDカメラC1,
C2が同一領域を撮像できるよう、図6に示すようにハ
ーフミラー2を配置する。図6では省略したが、CCD
カメラC1内部のCCD撮像面前面には、実施例1と同
様な透明板3を配置し、フレーム周期に同期させて振動
させる。
A schematic configuration of the fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 6, C1 and C2 are CCD cameras. In this embodiment, the still area image and the moving area image are captured by different cameras. Two CCD cameras C1,
The half mirror 2 is arranged as shown in FIG. 6 so that C2 can image the same area. Although omitted in FIG. 6, the CCD
A transparent plate 3 similar to that in the first embodiment is arranged on the front surface of the CCD image pickup surface inside the camera C1, and vibrates in synchronization with the frame period.

【0027】本実施例で使用するCCDカメラC1およ
びC2は単板カメラとし、それぞれの出力信号は実施例
1と同様の電気系構成により高精細動画像に合成する。
The CCD cameras C1 and C2 used in this embodiment are single-chip cameras, and their output signals are combined into a high-definition moving image by the same electrical system configuration as in the first embodiment.

【0028】本発明の第6の実施例の概略構成を図7に
示す。図7において、LSは撮像素子としてのラインセ
ンサである。本実施例では、静止領域をラインセンサL
Sにより撮像する。ラインセンサLSは速度が遅いが、
高精細な撮像が可能なためA/D変換した信号をを直接
画像合成器8に送る。一方、動領域の撮像には、実施例
1と同様CCD12を用いる。CCD12から画像合成
器8までの構成および信号処理法は実施例1と同じであ
る。
The schematic construction of the sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 7, LS is a line sensor as an image sensor. In the present embodiment, the line sensor L is used as the stationary area.
The image is taken by S. Line sensor LS is slow,
Since high-definition imaging is possible, the A / D converted signal is directly sent to the image synthesizer 8. On the other hand, the CCD 12 is used to image the moving area, as in the first embodiment. The configuration from the CCD 12 to the image synthesizer 8 and the signal processing method are the same as in the first embodiment.

【0029】以上においては、本発明の6つの実施例を
示したにとどまり、本発明の精神を脱することなく、種
々の変更が可能なことはいうまでもない。例えば、上記
実施例では、撮像素子としてCCDやラインセンサLS
を用いたが、撮像素子の種類を問わず実施することが可
能である。
It is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, since only six embodiments of the present invention have been shown above. For example, in the above-described embodiment, the CCD or line sensor LS is used as the image sensor.
However, it is possible to implement it regardless of the type of the image pickup device.

【0030】また、上記実施例では、静止領域の撮像を
上下左右に画素ピッチの1/2ずらしながらCCD11
で撮像した4フレーム分の画像を合成したが、CCD1
1とCCD12の画素を光学的にどちらかの方向に1/
2画素ピッチだけずらして配置しておけば、4フレーム
中の1フレームはCCD12が撮像した静止領域を用い
ることができ、3フレーム分の時間で上記実施例と同じ
解像度の静止領域画像を合成することも可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the CCD 11 is moved while shifting the image pickup of the stationary area vertically and horizontally to the half of the pixel pitch.
The images of 4 frames taken in were combined, but the CCD1
1 and the pixel of CCD12 1 / optically in either direction
If they are arranged with a shift of 2 pixel pitches, the still area imaged by the CCD 12 can be used for 1 frame out of 4 frames, and a still area image having the same resolution as that of the above-described embodiment is synthesized in a time period of 3 frames. It is also possible.

【0031】また、上記実施例では、いずれも1方向に
ついて画素ピッチの1/2だけずらした画像による合成
としたが、画素ピッチの1/3づつずらし解像度をさら
に高めることも可能である。
In each of the above embodiments, the images are combined by ½ the pixel pitch in one direction, but the resolution can be further increased by ⅓ of the pixel pitch.

【0032】また、上記実施例では、透明板3を振動さ
せるイメージシフト法を用いて撮像素子上の被写体像を
シフトさせたが、イメージシフト法を実現する方法とし
てこれまでにいくつかの方法が提案されており、いずれ
の方法を用いても本発明の実施が可能である。例えば、
その代表的なものとして文献(テレビジョン学会技術報
告、ED736、(1986))に記載されているよう
に、固体撮像素子を圧電素子の上に装着して1/2画素
ピッチの振幅で、フィールドごとに1方向に振動させる
方法や、文献(平成2年度電子情報通信学会秋季全国大
会予稿集D−244)に記載されているように、固体撮
像素子の前に液晶パネルと水晶板を置き、水晶板の複屈
折を利用して被写体像のほうを撮像素子上で振動させる
方法なども適用可能である。
Further, in the above embodiment, the image of the subject on the image pickup device is shifted by using the image shift method of vibrating the transparent plate 3. However, there are some methods to realize the image shift method. It has been proposed and any of the methods can be used to carry out the present invention. For example,
As a typical example thereof, as described in a document (Technical Report of the Television Society, ED736, (1986)), a solid-state image sensor is mounted on a piezoelectric element, and a field with an amplitude of 1/2 pixel pitch is used. For each method, the liquid crystal panel and the crystal plate are placed in front of the solid-state image sensor, as described in the literature (Academic Society of Electronics, Information and Communication Engineers Autumn National Conference Proceedings D-244). A method of vibrating the subject image on the image sensor by utilizing the birefringence of the crystal plate is also applicable.

【0033】また、上記実施例2では、カメラの動きを
補償したが、この補償は実施例2以外でも同様に適用可
能である。さらに、上記実施例5では単板式カメラを用
いて本発明を実施したが、3板式カメラを用いて本発明
の実施が可能である。この場合のカメラ後の電気系構成
は実施例3と同様になる。
In the second embodiment, the motion of the camera is compensated, but this compensation can be applied to other than the second embodiment. Further, although the present invention is implemented by using the single plate type camera in the fifth embodiment, the present invention can be implemented by using the three plate type camera. The electrical system configuration after the camera in this case is the same as that of the third embodiment.

【0034】また、実施例5ではCCDカメラを用いた
が、カメラの種類に関係なく本発明を実施できることは
明らかである。さらに、上記実施例5では、2台のカメ
ラが同一エリアを撮像できるようハーフミラーを使用し
たが、撮像エリアが特定できる機能を備えれば、ハーフ
ミラーを用いず2台のカメラを平行に配置する方法を可
能である。
Although the CCD camera is used in the fifth embodiment, it is obvious that the present invention can be implemented regardless of the type of the camera. Further, although the half mirror is used in the fifth embodiment so that the two cameras can image the same area, the two cameras are arranged in parallel without using the half mirror as long as the function of specifying the imaging area is provided. How to do is possible.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、静止
領域用撮像素子および動領域用撮像素子を備え、静止領
域用撮像素子が撮像した複数のフレームの画像を合成す
るフレーム合成部と、動領域用撮像素子が撮像した画像
から動領域を抽出する動領域検出部と、静止領域と動領
域を合成する画像合成部とを備えたので、それぞれの領
域に適した特性で画像の取り込みが可能となる。すなわ
ち、画像の精細度を決定する静止領域については画素数
の少ない撮像素子を用いても時間をかけることにより十
分高精細に撮像することができる。また、動領域につい
ては、従来の動画撮像と同一速度で撮像でき、自然な動
画像を撮像できる。以上から、本発明の撮像装置では、
画素数の少ない撮像素子を用いても高精細な動画の撮像
が可能である。このため、HDTV等の高精細な動画撮
像装置を低コストで実現できる。さらに、HDTV用な
どの高解像度の撮像素子を用いて本発明を実施すれば、
従来にはない超高精細な動画像撮像が可能となる。
As described above, according to the present invention, a frame synthesizing unit that includes a still area image sensor and a moving area image sensor and synthesizes images of a plurality of frames captured by the still area image sensor, Since the moving area detection unit that extracts the moving area from the image captured by the moving area image sensor and the image combining unit that combines the still area and the moving area are provided, it is possible to capture an image with a characteristic suitable for each area. It will be possible. That is, with respect to a still region that determines the definition of an image, it is possible to take a sufficiently high-definition image by taking time even if an image pickup device having a small number of pixels is used. Further, the moving area can be captured at the same speed as the conventional moving image capturing, and a natural moving image can be captured. From the above, in the imaging device of the present invention,
High-definition moving images can be captured even with an image sensor having a small number of pixels. Therefore, a high-definition moving image pickup device such as an HDTV can be realized at low cost. Furthermore, if the present invention is implemented using a high-resolution image sensor for HDTV,
It is possible to capture ultra-high-definition moving images that have never been seen before.

【0036】また、本発明によれば、動領域を検出して
取り出すため、受信側への伝送に当たってはこの動領域
と静止領域において1コマ前に動領域であった部分のみ
の信号を送ればよく、伝送信号を容易に圧縮することが
できる。
Further, according to the present invention, since the moving area is detected and taken out, when transmitting to the receiving side, it is necessary to send only the signal of the moving area and the portion which is the moving area one frame before in the stationary area. Well, the transmitted signal can be easily compressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例で動領域を検出し静止領域と合成
する方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting a moving area and synthesizing it with a stationary area in the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施例の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a sixth embodiment of the present invention.

【図8】イメージシフト法による高解像度化の説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram of increasing resolution by the image shift method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 CCD 12 CCD 2 ハーフミラー 3 透明板 4 圧電素子 5 レンズ 61 A/D変換器 62 A/D変換器 71 フレーム合成部 72 動領域検出部 8 画像合成部 81 出力信号合成器 9 カメラ動き検出部 DP1 ダイクロイックプリズム DP2 ダイクロイックプリズム C1 CCDカメラ C2 CCDカメラ LS ラインセンサ 11 CCD 12 CCD 2 Half Mirror 3 Transparent Plate 4 Piezoelectric Element 5 Lens 61 A / D Converter 62 A / D Converter 71 Frame Synthesizer 72 Motion Area Detector 8 Image Synthesizer 81 Output Signal Synthesizer 9 Camera Motion Detector DP1 dichroic prism DP2 dichroic prism C1 CCD camera C2 CCD camera LS line sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静止領域用撮像素子および動領域用撮像
素子を備え、前記静止領域用撮像素子が撮像した連続す
る複数のフレーム画像を合成するフレーム合成部と、前
記動領域用撮像素子が撮像した画像から動領域を抽出す
る動領域検出部と、前記フレーム合成部で得られた静止
領域と前記動領域を合成する画像合成部とを備えている
ことを特徴とする撮像装置。
1. A frame synthesizing section, which comprises a still area image sensor and a moving area image sensor, and which synthesizes a plurality of continuous frame images captured by the still area image sensor, and the moving area image sensor. An image pickup apparatus comprising: a moving area detection unit that extracts a moving area from the captured image; and an image combining unit that combines the still area obtained by the frame combining unit and the moving area.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5786901A (en) * 1995-05-30 1998-07-28 Sharp Kabushiki Kaisha Image shifting mechanism and imaging device
JP2008147715A (en) * 2006-12-05 2008-06-26 Canon Inc Imaging apparatus and method
JP2013034658A (en) * 2011-08-08 2013-02-21 Nidek Co Ltd Fundus imaging apparatus
US9344627B2 (en) 2013-02-20 2016-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor and computing system having the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5786901A (en) * 1995-05-30 1998-07-28 Sharp Kabushiki Kaisha Image shifting mechanism and imaging device
JP2008147715A (en) * 2006-12-05 2008-06-26 Canon Inc Imaging apparatus and method
JP2013034658A (en) * 2011-08-08 2013-02-21 Nidek Co Ltd Fundus imaging apparatus
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