JPH06292052A - 静止画像撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低精細だが広画角な全体静止画像と、高精細
だが狭画角な部分静止画像の複数を取り込み、画像処理
ではめ込みを行なうことによって、人間の眼の機能に近
い、広画角かつ必要な領域のみ高精細な静止画像を生成
する。 【構成】 光学系１は制御部１０の制御信号により、広
角／望遠レンズの選択がされ、被写体像の取込み範囲の
全体又は１部をＣＣＤ２に結像される。アナログ画像信
号はＡ／Ｄ変換され、全体画像メモリ６には、全体静止
画像信号を広角／望遠レンズの組み合わせにより定まる
拡大率で拡大して記録する。画像処理部９の結果に応じ
て、部分画像メモリ７に記録されている部分静止画像を
所定の位置にはめ込み、そのはめ込み処理の繰り返しに
より、全体静止画像を高精細化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高精細かつ広画角な静
止画像を撮像する静止画像撮像装置に関し、より詳細に
は、低精細だが広画角な全体静止画像と、高精細だが狭
画角な部分静止画像の複数を取り込み、画像処理ではめ
込みを行なうことによって、高精細かつ広画角な静止画
像を生成する静止画像撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高精細かつ広画角な静止画像撮像
装置に関しては、以下の〜のものがある。 ラインセンサを一方向に走査させて画像を入力する構
成のもの、エリアセンサをｘ，ｙ方向に走査させて画
像を入力する構成のもの（特開平３−２４０３７２号公
報）、エリアセンサをｘ，ｙ方向に１／Ｎ画素ピッチ
ずつ微小変位させ、画素補間によって見かけ上画素数を
Ｎ倍にして高精細化する構成のもの（特開昭５８−１９
７９７０号公報、特開昭５９−２２４８５号公報、特開
昭６４−６００７２号公報）、カメラを複数台配列
し、各カメラからの画像出力をつなぎ合わせる構成のも
の（特開平１−１５２８７９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
静止画像撮像装置においては、ラインセンサを走査さ
せて画像を入力する構成においては、ラインセンサを読
み取り画面の大きさだけ走査させるため、読み取り時間
が長くなり、その間、装置を完全に固定させなければな
らない、エリアセンサを走査させて画像を入力する構
成においては、基本的にラインセンサの場合同様、装置
を完全に固定させなければならず、装置を完全に固定さ
せない場合には、部分情報のみから全体を生成する必要
があるため、繋ぎ合わせ処理が複雑となる、エリアセ
ンサを１／Ｎ画素ピッチずつ微小変化させる構成におい
ては、撮像装置または撮像素子そのものに、圧電素子な
どを利用した微小変位機構を組み込む必要があり、装置
が複雑、高価となる、カメラを複数台配列する構成に
おいては、装置自体が大規模となる、などの問題点があ
った。また、現在最も高性能な画像入力装置の一つであ
る人間の眼においては、眼底中心付近では極めて高精細
で情報量も多く、周辺では低精細なかわりに視野が広い
という特徴がある。このことを考慮すると、広画角の静
止画像においては、必ずしも全領域において高精細であ
る必要はなく、上記の従来技術では、不必要な領域まで
高精細化を行なうため非効率的であった。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、低精細だが広画角な全体静止画
像と、高精細だが狭画角な部分静止画像の複数を取り込
み、画像処理ではめ込みを行なうことによって、装置を
完全に固定したり、特別な微小変化機構を設けることな
く、人間の眼の機能に近い、広画角かつ必要な領域のみ
高精細な静止画像を生成する静止画像撮像装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、（１）静止被写体像の取り込み範囲を全
体と部分に切り替えて結像面上に結像させる画像切替手
段と、該画像切替手段によって結像された全体被写体像
や部分被写体像を静止画像信号に変換する画像撮像手段
と、該画像撮像手段によって変換された全体静止画像信
号や部分静止画像信号を記録する画像記録手段と、該画
像記録手段に記録された全体静止画像に部分静止画像を
はめ込む画像処理手段と、該画像処理手段によって生成
された静止画像を外部へ出力する画像出力手段とを備え
たことを特徴としたものである。

【０００６】

【作用】本発明による静止画像撮像装置は、画像切替手
段と画像撮像手段により取り込まれた低精細だが広画角
な全体静止画像と、高精細だが狭画角な部分静止画像の
複数を画像記録手段に記録し、画像処理手段により全体
静止画像に部分静止画像を次々とはめ込むことによっ
て、高精細かつ広画角な静止画像を生成して、画像出力
手段により外部へ出力する。

【０００７】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による静止画像撮像装置の一実施
例を説明するための構成図で、図中、１は光学系、２は
ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）、３
はＣＣＤ駆動部、４は信号処理部、５はＡ／Ｄ変換部、
６は全体画像メモリ、７は部分画像メモリ、８はファイ
ンダ、９は画像処理部、１０は制御部、１１は静止画像
撮像装置である。

【０００８】光学系１は、広角／望遠の二種類のレン
ズ、シャッタ、絞りなどにより構成され、制御部１０か
らの制御信号により、広角／望遠レンズのどちらか一方
が選択され、広角レンズ選択時には被写体像の取り込み
範囲の全体を結像させ、望遠レンズ選択時には被写体像
の取り込み範囲の一部分を、ＣＣＤ２の結像面上に結像
させる。ＣＣＤ２は、ＣＣＤ駆動部３からの駆動信号に
より、光学系１により結像した被写体像に対して光電変
換を行ない、アナログ画像信号として信号処理部４へ出
力する。信号処理部４は、ＣＣＤ２より出力されたアナ
ログ画像信号に対して、ガンマ補正、クランプ、オート
ゲインコントロールなどの信号処理を行ない、Ａ／Ｄ変
換部５へ出力する。

【０００９】Ａ／Ｄ変換部５は、信号処理部４より出力
されたアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ変換を行ない、
制御部１０からの制御信号により、全体画像メモリ６ま
たは部分画像メモリ７の一方にデジタル画像信号として
出力する。全体画像メモリ６は、制御部１０からの制御
信号により、Ａ／Ｄ変換部５より出力された全体静止画
像信号を、広角／望遠レンズの組み合わせより定まる拡
大率で拡大して記録する。また、画像処理部９の結果に
応じて、部分画像メモリ７に記録されている部分静止画
像を所定の位置にはめ込む。このはめ込み処理の繰り返
しにより、全体画像メモリ６に記録されている全体静画
像は次第に高精細化されていき、最終的にここから外部
へ出力される。部分画像メモリ７は、制御部１０からの
制御信号により、Ａ／Ｄ変換部５より出力された部分静
止画像信号を記録する。

【００１０】ＡＤ変換部５より出力された全体静止画像
信号を全体画像メモリ６に記録する際の拡大率は、光学
系１に使用されている広角／望遠レンズの組み合わせに
より決定される。例えば、広角レンズ選択時における被
写体像の撮像範囲に対して、望遠レンズ選択時における
被写体像の撮像範囲が縦横１／２となるよう設定されて
いる場合、全体静止画像信号は、全体画像メモリ６に縦
横２倍に拡大されて記録される。これにより、装置を完
全に固定して撮像した場合、全体静止画像の一画素の大
きさと部分静止画像の一画素の大きさは完全に一致する
ことになる。

【００１１】ファインダ８は、制御部１０からの制御信
号により、全体画像メモリ６に記録されている全体静止
画像、または部分画像メモリ７に記録されている部分静
止画像のどちらか一方を、画面に逐次表示する。撮影者
はファインダ６に表示される画像によって、入力画像の
取り込み範囲や出力画像の現在の状態を確認する。画像
処理部９は、部分画像メモリ７に記録されている部分静
止画像が、全体画像メモリ６に記録されている全体静止
画像のどこに位置するかを検出し、部分静止画像を全体
画像メモリ６にはめ込む。

【００１２】図２（ａ）〜（ｄ）は、図１における画像
処理部の処理を説明するための画像はめ込み処理図であ
る。装置を完全に固定して撮像した場合、パターンマッ
チングのみによって、全体画像メモリ６に記録されてい
る全体静止画像上で、部分画像メモリ７に記録されてい
る部分静止画像が完全に一致する位置を求めることが出
来る。しかし、全体静止画像と部分静止画像の撮像の間
に装置を動かすことを前提としている本発明では、撮像
の間に装置と被写体像との距離、傾きが変化することが
あり、パターンマッチングのみによって、全体静止画像
上で部分静止画像が完全に一致する位置を求めることを
困難である。そこで画像処理部９では、部分画像メモリ
７の部分静止画像を小領域に分割して、小領域ごとに全
体静止画像とパターンマッチングを行なう。小領域の大
きさを十分小さくすることで、装置と被写体像との距離
や傾きの変化による影響を吸収することが出来る。

【００１３】図２（ａ）は、部分画像メモリ７の部分静
止画像を小領域に分割した図である。全体画像メモリ６
の全体静止画像上で小領域を順に走査させながら各位置
での一致度を求め、全体静止画像上でのその小領域の最
も一致する位置を求める。図２（ｂ）は、このパターン
マッチングにおける小領域の走査を示した図である。各
小領域は、パターンマッチングによって得られた結果に
応じて、全体画像メモリ６の全体静止画像上にはめ込ま
れる。図２（ｃ）および（ｄ）は、全体画像メモリ６の
全体静止画像の所定の位置に、部分画像メモリ７の部分
静止画像の各小領域をはめ込んだ例である。

【００１４】図２（ｃ）は、全体静止画像と部分静止画
像の撮像の間で、装置と被写体像との距離や傾きが変化
しない方向にのみ動いた場合のはめ込み例である。この
場合は、部分静止画像を一つの領域とみてパターンマッ
チングを行ないはめ込んだ場合と、ほぼ同じ結果が得ら
れる。一方、図２（ｄ）は、全体静止画像と部分静止画
像の撮像の間で、装置と被写体像との距離や傾きが変化
した場合のはめ込み例である。この場合は、はめ込んだ
各小領域それぞれは元の部分静止画像のままであるが、
各小領域全体で見ると、撮像の間の装置と被写体像との
距離や傾きが反映されることになる。

【００１５】本発明の実施例では、部分静止画像の各小
領域をそのまま全体静止画像にはめ込む方法を説明した
が、部分静止画像に対して拡大・縮小・回転のアフィン
変換を施してはめ込む方法も考えられる。この場合に
は、パターンマッチングによって得られ各小領域の全体
静止画像に対する位置から、部分静止画像全体の全体静
止画像に対する位置や大きさ、傾きを求め、これより部
分静止画像に対して拡大、縮小、回転のアフィン変換を
施して所定の位置にはめ込む。制御部１０は、光学系１
の広角／望遠レンズの選択、Ａ／Ｄ変換部５より出力さ
れるデジタル画像信号を記録する画像メモリ６／７の選
択、ファインダ８で表示する画像メモリ６／７の選択な
どを制御する。

【００１６】図３は、本発明による静止画像撮像装置の
撮影手順のフローチャートである。図４（ａ）〜（ｄ）
は、撮像画像の例を示す図である。以下、図３及び図４
を用いて、実際の撮影手順について説明する。step１〜３ ：撮影者は被写体像の取り込み範囲全体を広
角レンズで撮像して全体画像メモリに記録し、ファイン
ダに表示される全体画像メモリの内容を確認して、全体
静止画像を確定する。図４（ａ）は、この全体静止画像
の例で、低精細だが広画角な静止画像が得られる。step４〜６ ：撮影者は被写体像の中で高精細で取り込む
範囲を望遠レンズで撮像して部分画像メモリに記録し、
ファインダに表示される部分画像メモリの内容を確認し
て、部分静止画像を確定する。図４（ｂ）は、この部分
静止画像の例で、高精細だが狭画角な静止画像が得られ
る。

【００１７】step７,８ ：部分画像メモリに記録されている部分静止
画像が、全体画像メモリに記録されている全体静止画像
のどこに位置するかを検出し、部分静止画像を適切な縮
尺、角度に変形して、全体画像メモリの所定の位置には
め込む。図４（ｃ）は、この部分静止画像がはめ込まれ
た全体静止画像の例で、広画角かつ一部の領域のみ高精
細な静止画像が得られる。step９,10 ：終了を選択するまで、前記step４〜step８
が繰り返され、全体画像メモリの全体静止画像は次第に
高精細な領域が増えていき、最終的に、次のstep１０に
よって外部へ出力される。図４（ｄ）は、この出力画像
の例であり、広画角かつ必要な領域のみ高精細な静止画
像が得られる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。すなわち、低精細
だが広画角な全体静止画像と、高精細だが狭画角な部分
静止画像の複数を取り込み、画像処理ではめ込みを行な
うことによって、高精細かつ広画角な静止画像の入力が
可能となる。これによって、装置を完全に固定したり、
特別な微小変位機構を設ける必要がなくなり、装置の小
型化、簡易化が容易になる。また、この撮像方法におい
ては、全体静止画像による被写体像全体の撮像は、人間
の眼の広い視野に、また、複数の部分静止画像による必
要な領域のみの撮像は、人間の眼の視点の移動にそれぞ
れ相当し、人間の眼の機能に近い効率的な精細画像の入
力が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による静止画像撮像装置の一実施例を説
明するための構成図である。

【図２】図１における画像処理部の処理を説明するため
の画像はめ込み処理図である。

【図３】本発明による静止画像撮像装置の撮影手順のフ
ローチャートを示す図である。

【図４】本発明による撮像画像の例を示す図である。

【符号の説明】

１…光学系、２…ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電
荷結合素子）、３…ＣＣＤ駆動部、４…信号処理部、５
…Ａ／Ｄ変換部、６…全体画像メモリ、７…部分画像メ
モリ、８…ファインダ、９…画像処理部、１０…制御
部、１１…静止画像撮像装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止被写体像の取り込み範囲を全体と部
   分に切り替えて結像面上に結像させる画像切替手段と、
   該画像切替手段によって結像された全体被写体像や部分
   被写体像を静止画像信号に変換する画像撮像手段と、該
   画像撮像手段によって変換された全体静止画像信号や部
   分静止画像信号を記録する画像記録手段と、該画像記録
   手段に記録された全体静止画像に部分静止画像をはめ込
   む画像処理手段と、該画像処理手段によって生成された
   静止画像を外部へ出力する画像出力手段とを備えたこと
   を特徴とする静止画像撮像装置。