JPH07131692A - 静止画像撮像装置 - Google Patents

静止画像撮像装置

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JPH07131692A
JPH07131692A JP5276674A JP27667493A JPH07131692A JP H07131692 A JPH07131692 A JP H07131692A JP 5276674 A JP5276674 A JP 5276674A JP 27667493 A JP27667493 A JP 27667493A JP H07131692 A JPH07131692 A JP H07131692A
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JP5276674A
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English (en)
Inventor
Hiroyoshi Toda
浩義 戸田
Tetsuya Taki
哲也 滝
Masako Nakanishi
雅子 仲西
Sadahiko Higami
貞彦 樋上
Masashi Hirozawa
昌司 広沢
Toyoji Horikawa
豊史 堀川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 手持ちで撮影する場合に生じる手ブレによる
装置の微小な動きをマッチング処理部111の動き検出
手段によって検出して、1枚目の入力画像から画像拡大
部109で補間拡大して作成した拡大画像の所定の位置
に、2枚目以降の入力画像の各画素を書き込むものであ
る。 【効果】 装置に特別な撮像素子の移動機構を設けるこ
となしに、撮像素子の総画素数以上の画素を有する高精
細画像を撮像することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子の総画素数以
上の画素を有する高精細画像を撮像する静止画像撮像装
置に関し、特に、手持ちで撮影する場合に生じる手ブレ
による装置の微小な動きを利用することで、装置に特別
な撮像素子の移動機構を設けることなしに高精細画像を
撮像する静止画像撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高精細画像を撮像する技術として
は、・ 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、・ 特開平3−240372号公報に
開示されたエリアセンサをx,y方向にそれぞれNx
y箇所移動させて撮影し、つなぎ合わせによって総画
素数をNx×Ny倍にする構成のもの、・ 特開昭58−
197970号公報,特開昭59−22485号公報,
特開昭64−60072号公報等に開示された、エリア
センサをX,Y方向にそれぞれ1/Nx ,1/Ny 画素
ピッチずつ微小移動させて撮影し、画素補間によって総
画素数をNx×Ny倍にする構成のもの、また、・ 特開
平1−152876号公報に開示された、撮像装置を
x,y方向にそれぞれNx,Ny台配置して撮影し、つな
ぎ合わせによって、総画素数をNx×Ny倍にする構成の
もの、等があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の静止画像撮
像装置においては、 1.ラインセンサを一方向に走査させて画像を入力する
構成や、エリアセンサをx,y方向にそれぞれNx,Ny
箇所移動させて画像を入力する構成においては、センサ
を読み取り範囲全体に走査させる必要上、読み取り時間
が長くなり、装置を完全に固定させておかなければなら
ない。
【0004】2.エリアセンサをx,y方向にそれぞれ
1/Nx,1/Ny 画素ピッチずつ微小移動させて画像
を入力する構成においては、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移動機構を組み
込む必要があり、装置が複雑、高価となる。また、撮影
中は装置を完全に固定させておかなければならない。
【0005】3.撮像装置をx,y方向にそれぞれ
x,Ny 台配置して画像を入力する構成においては、
装置が大規模となる。
【0006】等の課題があった。
【0007】本発明は、上記のような課題に鑑みてなさ
れたもので、ビデオムービーなど従来の動画像撮像装置
において障害となっていた、手持ちで撮影する場合に生
じる手ブレによる装置の微小な動きを利用することで、
装置に特別な撮像素子の移動機構を設けることなしに、
撮像素子の総画素数以上の画素を有する高精細画像を撮
像する装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の静止画像撮像装置では、静止被写体像を結
像面上に結像させる画像結像手段と、画像結像手段によ
って結像された静止被写体をフレーム単位で連続してデ
ィジタル静止画像に変換する画像撮像手段と、画像撮像
手段によって入力された入力画像や、画像変換手段によ
って入力画像から生成された出力画像を記録しておく画
像記録手段と、画像記録手段に記録されている入力画像
と出力画像から画像間の微小な動きを検出する動き検出
手段と、画像記録手段に記録されている1枚目の入力画
像から出力画像を生成して、動き検出手段によって検出
された画像間の動き量が2枚目以降の入力画像の各画素
を出力画像の所定の位置に書き込む画像変換手段と、画
像記録手段に記録されている出力画像を外部へ出力する
画像出力手段と、を備えることによって高精細画像の撮
像を可能とするものである。
【0009】また、画像結像手段によって結像された静
止被写体像をフィールド単位で連続してディジタル静止
画像に変換する画像撮像手段と、画像記録手段に記録さ
れている1枚目の入力画像から一画素のアスペクト比が
1:1になるように出力画像を生成して、動き検出手段
によって検出された画像間の動き量から2枚目以降の入
力画像の各画素を出力画像の所定の位置に書き込む画像
変換手段と、を備えることによってインターレス走査を
行う撮像素子を用いた場合にも高精細画像を可能とする
ものである。
【0010】
【作用】本発明の請求項1の静止画像撮像装置では、ま
ず、撮像素子の全画素の1フレーム分のディジタル静止
画像を入力画像として連続して撮り込み、1枚目の入力
画像から補間拡大により拡大画像を生成し、2枚目以降
の入力画像と拡大画像でマッチング処理を行なって入力
画像の各画素が拡大画像のどこに位置するかを検出し
て、その位置に書き込むことによって、撮像素子の総画
素数以上の画素を有する高精細画像を生成して外部へ出
力するものである。
【0011】また、本発明の請求項2の静止画像撮像装
置では、撮像素子の奇数ラインまたは偶数ラインの画素
からなる1フィールド分のディジタル静止画像を入力画
像として撮り込み、1枚目の入力画素から1画素のアス
ペクト比が1:1になるように補間拡大により拡大画像
を生成し、2枚目以降の入力画像と拡大画像でマッチン
グ処理を行なって入力画像の各画素が拡大画像のどこに
位置するかを検出して、その位置に書き込むことによっ
て、撮像素子の総画素数以上の画素を有する高精細画像
を生成して外部へ出力するものである。
【0012】
【実施例】以下に、本発明による静止画像撮像装置の請
求項1における実施例について、図1のブロック回路
図、図2の動作フローチャート、図3の高精細化の説明
図に基づいて説明する。
【0013】最初に、図1のブロック回路図を用いて本
装置の働きを説明する。エリアセンサ102は、エリア
センサ駆動部103によって駆動され、光学部101に
よって受光面上に結像された静止被写体像に対して光電
変換を行い、アナログ画像信号に変換して信号処理部1
04に出力する。
【0014】エリアセンサ駆動部103は、タイミング
制御部106によって制御され、エリアセンサ102の
各画素のアナログ画像信号を、水平方向,垂直方向にそ
れぞれ走査しながら逐次読み出す。信号処理部104
は、エリアセンサ102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い、A/D変換部105へ出
力する。A/D変換部105は、タイミング制御部10
6によって制御され、信号処理部104より出力された
アナログ画像信号に対してA/D変換を行い、入力画像
メモリ107にディジタル画像信号として出力する。
【0015】入力画像メモリ107は、タイミング制御
部106によって制御され、光学部101,エリアセン
サ102,信号処理部104,A/D変換部105を通
して変換されたディジタル画像信号を入力画像として記
録する。記録された入力画像が1枚目の場合には、画像
拡大部109によって補間拡大されて出力画像メモリ1
08へ出力される。記録された入力画像が2枚目以降の
場合には、マッチング処理部111にて出力画像メモリ
108に記録されている出力画像との間でマッチング処
理が行われた後、画像はめこみ部110によって出力画
像メモリ108へ出力される。
【0016】画像拡大部109は、入力画像メモリ10
7に記録されている入力画像が1枚目の場合に、入力画
像が水平方向,垂直方向に同じ倍率で補間拡大して出力
画像メモリ108へ出力画像として出力する。画像はめ
こみ部110は、入力画像メモリ107に記録されてい
る入力画像が2枚目以降の場合に、マッチング処理部1
11によって検出されたオフセットアドレスに応じて、
入力画像の各画素を出力画像メモリ108に記録されて
いる出力画像の所定の位置に書き込む。
【0017】出力画像メモリ108は、タイミング制御
部106によって制御され、入力画像メモリ107に記
録されている入力画像が1枚目の場合には、画像拡大部
109によって補間拡大された画像信号を出力画像とし
て記録される。入力画像メモリ107に記録されている
入力画像が2枚目以降の場合には、画像はめこみ部11
0によって、入力画像の各画素が出力画像の所定の位置
に書き込まれる。
【0018】マッチング処理部111は、タイミング制
御部106によって制御され、入力画像メモリ107に
記録されている入力画像と、出力画像メモリ108に記
録されている出力画像の間でマッチング処理を行い、入
力画像の各画素が出力画像のどの位置に相当するかを検
出して、画像はめこみ部110にそのオフセットアドレ
スを出力する。外部インターフェース112は、出力画
像メモリ108に記録されている出力画像を装置の外部
へディジタル静止画像信号として出力する。
【0019】次に、図2の動作フローチャートを用い
て、本装置の処理の流れを説明する。手順202では、
タイミング制御部106の制御によって、光学部10
1,エリアセンサ102,信号処理部104,A/D変
換部105を通して変換されたディジタル静止画像を入
力画像として入力画像メモリ107に記録する。手順2
03では、入力画像メモリ107に記録された入力画像
が1枚目か2枚目以降かの判定が行われる。入力画像が
1枚目の場合には手順204へ、入力画像が2枚目以降
の場合には手順205へ分岐する。
【0020】手順204では、タイミング制御部106
の制御によって、入力画像メモリ107に記録されてい
る入力画像を画像拡大部109によって補間拡大して、
出力画像メモリ108へ出力画像として記録する。これ
により、入力画像の画素数よりも画素数の多い出力画像
が生成されるが、この時点では、出力画像は単に画素数
が増えただけで、解像度はそれほど変わらない。
【0021】手順205では、処理を終了するかどうか
が判定される。処理が終了されるのは、出力画像メモリ
108に記録されている出力画像の全画素が、1枚目の
入力画像の補間拡大によって求められた値から、撮像素
子によって直接撮り込まれた値に置き換わった場合、ま
たは、例えば押してたシャッターボタンから指を離すな
どして、外部から終了を通知された場合である。手順2
06では、タイミング制御部の制御によって、入力画像
メモリ107に記録されている入力画像とメモリ108
に記録されている出力画像との間でマッチング処理を行
い、入力画像の各画素が出力画像のどの位置に相当する
かを検出して、画像はめこみ部110にそのオフセット
アドレスを出力する。
【0022】手順207では、手順206において画像
はめこみ部110により検出された、メモリ107に記
録されている入力画像の出力画像メモリ108に記録さ
れている出力画像に対するオフセットアドレスを用い
て、入力画像の各画素を出力画像の所定の位置に書き込
む。これによって、出力画像の各画素の一部は、1枚目
の入力画像の補間拡大によって求められた値から、撮像
素子によって直接撮り込まれた値に置き換えられる。手
順208では、出力画像メモリ108に記録されている
出力画像が外部インターフェース112を通して装置の
外部へディジタル静止画像信号として出力される。
【0023】図3は、入力画像から高精細な出力画像が
生成される過程の説明図であり、総画素数が4×4の撮
像素子を用いて、8×8画素の高精細画像を生成する場
合を例として説明する。
【0024】図3(a)は、手順203で入力画像メモ
リ107に記録された入力画像である。図3(b)は、
手順204で補間拡大されて出力画像メモリ108に記
録された出力画像である。出力画像の各画素の中で網点
で塗られている画素は、撮像素子によって直接撮り込ま
れた値の画素であることを表す。それ以外の画素は、周
囲の網点の画素から補間されて値が計算される。この時
点では、出力画像は単に画素数が増えただけで、解像度
は図3(a)の入力画像とそれほど変わらない。図3
(c)は、手順206、手順207によって、2枚目の
入力画像の各画素が所定の位置にはめこまれた後の出力
画像である。302に比べて新たに増えた網点の画素
が、2枚目の入力画像からはめこまれた、撮像素子によ
って直接撮り込まれた値の画素である。
【0025】図3(d)は、手順205、手順207を
繰り返して、すべての画素が撮像素子によって直接撮り
込まれた値の画素に置き換わった出力画像である。通
常、2枚目以降の入力画像がすべて以前に撮り込まれた
入力画像の位置と重ならずに撮り込まれることは希であ
る。そのため、この場合には4枚の入力画像だけで出力
画像が完成するとは限らない。出力画像の各画素がすべ
て撮像素子によって直接撮り込まれた値の画素に置き換
わる前に、入力画像の撮り込みが終了した場合には、そ
の時点での出力画像が外部へ出力される。
【0026】次に、本発明による静止画像撮像装置の請
求項2における実施例について、図面に基づいて説明す
る。この実施例におけるブロック回路図,動作フローチ
ャートは上記請求項1における実施例と同様である。請
求項1との相違点は、画像撮像手段におけるエリアセン
サ102とエリアセンサ駆動部104が、現在のNTS
CやPALに対応した安価なインターレス走査方式のも
のに置き換わり、請求項1においてフレーム単位で行な
っていた処理をフィールド単位で行なっている点であ
る。
【0027】エリアセンサ駆動部103は、まず、エリ
アセンサ102の奇数ラインの画素信号のみを第1フィ
ールドとして信号処理部104へ出力する。次に、偶数
ラインの画素信号のみを第2フィールドとして信号処理
部104へ出力する。以後、この動作を繰り返す。入力
画像メモリ107は、タイミング制御部106の制御に
よって、信号処理部104,A/D変換部105を通し
てディジタル画像信号に変換された1フィールド分の入
力画像を記録する。画像拡大部109は、入力画像メモ
リ107に記録されている1フィールド分の入力画像を
補間拡大して出力画像メモリ108に記録する。この
時、垂直方向の倍率を水平方向の倍率の2倍にして、補
間拡大後の出力画像の1画素のアスペクト比が1:1と
なるようにする。
【0028】図4は、請求項2において入力画像から高
精細な出力画像が生成される過程の説明図である。総画
素数が4×4の撮像素子を用いて、8×8画素の高精細
画像を生成する倍率を生成する場合を例として説明す
る。図4(a)は、手順203で入力画像メモリ107
に記録された入力画像である。撮像素子がインターレス
走査を行うため、入力画像メモリ107に記録されるの
は、撮像素子の奇数ラインあるいは偶数ラインの画素信
号のみからなる1フィールド分の画素数しかない。垂直
方向の画素ピッチは、水平方向の画素ピッチの2倍とな
る。図4(b)は、手順204で補間拡大されて出力画
像メモリ108に記録された出力画像である。この時、
垂直方向の倍率を水平方向の倍率の2倍にして、補間拡
大後の出力画像の1画素のアスペクト比が1:1となる
ようにする。
【0029】その後の過程は、図3(c),図3(d)
と同様である。請求項2においては、出力画像を完成さ
せるまでに必要なマッチング処理、はめこみ処理の回数
は、請求項1のほぼ2倍となるが、入力画像の枚数がフ
ィールド単位で撮り込まれるためフレーム単位で撮り込
む請求項1のほぼ2倍となる。そのため、トータルの処
理時間はほとんど変わらない。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項1によれ
ば、手持ちで撮影する場合に生じる手ブレによる装置の
微小な動きを利用することで、装置に特別な撮像素子の
移動機構を設けることなしに、撮像素子の総画素数以上
の画素を有する高精細画像を撮像することが可能とな
る。また、これに加えて、フィールド単位でインターレ
ス走査を行う撮像素子を用いた場合にも高精細画像を撮
像することが可能となる。これにより、従来の静止画像
撮像装置に比べて、装置の小型化,簡易化,低価格化が
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の静止画像撮像装置のブロック回路図で
ある。
【図2】本発明の静止画像撮像装置の動作フローチャー
トである。
【図3】本装置におけるフレーム単位での高精細画像が
生成される過程の説明図である。
【図4】本発明におけるフィールド単位での高精細画像
が生成される過程の説明図である。
【符号の説明】
101 光学部 102 エリアセンサ 103 エリアセンサ駆動部 104 信号処理部 105 A/D変換部 106 タイミング制御部 107 入力画像メモリ 108 出力画像メモリ 109 画像拡大部 110 画像はめこみ部 111 マッチング処理部 112 外部インターフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋上 貞彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 広沢 昌司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 堀川 豊史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静止被写体像を結像面上に結像させる画
    像結像手段と、該画像結像手段によって結像された静止
    被写体像をフレーム単位で連続してディジタル静止画像
    に変換する画像撮像手段と、該画像撮像手段によって入
    力された入力画像や、画像変換によって入力画像から生
    成された出力画像を記録しておく画像記録手段と、該画
    像記録手段に記録されている入力画像と出力画像から画
    像間の微小な動きを検出する動き検出手段と、上記画像
    記録手段に記録されている1枚目の入力画像から出力画
    像を生成して、動き検出手段によって検出された画像間
    の動き量から2枚目以降の入力画像の各画素を出力画像
    の所定の位置に書き込む画像変換手段と、上記画像記録
    手段に記録されている出力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。
  2. 【請求項2】 上記画像結像手段によって結像された静
    止被写体像をフィールド単位で連続してディジタル静止
    画像に変換する画像撮像手段と、上記画像記録手段に記
    録されている1枚目の入力画像から1画素のアスペクト
    比が1:1になるように出力画像を生成して、動き検出
    手段によって検出された画像間の動き量から2枚目以降
    の入力画像の各画素を出力画像の所定の位置に書き込む
    画像変換手段とを備えたことを特徴とする、請求項1に
    記載の静止画像撮像装置。
JP5276674A 1993-11-05 1993-11-05 静止画像撮像装置 Pending JPH07131692A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0895412A2 (en) * 1997-07-31 1999-02-03 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for enlarging or reducing of pictures
WO2005122554A1 (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Olympus Corporation 撮像装置

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