JPH09233383A - Image display device and image input/output system - Google Patents
Image display device and image input/output systemInfo
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- JPH09233383A JPH09233383A JP8040815A JP4081596A JPH09233383A JP H09233383 A JPH09233383 A JP H09233383A JP 8040815 A JP8040815 A JP 8040815A JP 4081596 A JP4081596 A JP 4081596A JP H09233383 A JPH09233383 A JP H09233383A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、大画面表示装置の
ように画素が知覚され易い場合において、画質を向上さ
せるために撮像と表示における画素構造を最適化した画
像入出力システム、および画質を向上させる画素構造を
有する画像表示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 an image input / output system which optimizes a pixel structure in image pickup and display in order to improve image quality when a pixel is easily perceived like a large screen display device, and an image quality control method. The present invention relates to an image display device having an improved pixel structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、画素構造の改善によって画質の向
上を狙った技術は、画像表示装置と撮像装置において別
々に行われてきた。ここでは、画像表示装置及び撮像装
置において行われてきた画素構造の改善法についてそれ
ぞれ説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, a technique aiming to improve image quality by improving a pixel structure has been performed separately in an image display device and an image pickup device. Here, methods for improving the pixel structure, which have been performed in the image display device and the image pickup device, will be described.
【0003】画像表示装置に関しては、その混色方法の
違いによって画素構造が異なる。Regarding the image display device, the pixel structure differs depending on the difference in the color mixing method.
【0004】1画素位置で1色を表示する積分的加法混
色による画像表示装置においては、図14に示すよう
に、サンプリング中心を結ぶラインがΔ状になるデルタ
配列が知られている。デルタ配列のナイキスト限界は図
15に示すようになり、一般的に用いられるスクウェア
配列に比べて水平解像度が2倍に拡がっている。人間の
視覚には図16に示す空間異方性が存在しており、コン
トラスト感度が低い斜め方向の解像度を犠牲にして水平
解像度を2倍にするデルタ配列を用いることで画質を向
上させることができる。As shown in FIG. 14, in an image display device using integral additive color mixing for displaying one color at one pixel position, a delta array in which the line connecting the sampling centers is formed in a Δ shape is known. The Nyquist limit of the delta array is as shown in FIG. 15, and the horizontal resolution is doubled as compared with the commonly used square array. The human visual sense has the spatial anisotropy shown in FIG. 16, and the image quality can be improved by using a delta array that doubles the horizontal resolution at the expense of the diagonal resolution with low contrast sensitivity. it can.
【0005】一方、CRT等の、3画素位置で1色を表
示する空間平均的加法混色による画像表示装置において
は、図17に示すRGBデルタ配列(図17(a))や
RGGBスクウェア配列(図17(b))が知られてい
る。RGBデルタ配列は、自然画において有効であるこ
とが主観評価によって示されており、理論的には、ナイ
キスト限界の等方性及び良好な混色効果から、その有効
性が示されている。RGGBスクウェア配列は、視感度
が高いG画素が多いことから、視距離が大きい場合に優
れていると言われている。On the other hand, in an image display device using spatial average additive color mixture, such as a CRT, which displays one color at three pixel positions, the RGB delta array (FIG. 17 (a)) and the RGGB square array (FIG. 17) shown in FIG. 17 (b)) is known. Subjective evaluations have shown that the RGB delta array is effective in natural images, and theoretically, its effectiveness is shown by the Nyquist limit isotropic property and a good color mixing effect. The RGGB square array is said to be excellent when the viewing distance is large, because there are many G pixels with high visibility.
【0006】撮像装置においては、図18に示すデルタ
配列構造の撮像素子が知られている。これは、先述の積
分的加法混色による画像表示装置におけるデルタ配列と
同様な理由から、優れた画質が得られる。In the image pickup apparatus, an image pickup element having a delta array structure shown in FIG. 18 is known. For this reason, excellent image quality can be obtained for the same reason as the delta arrangement in the image display device using the above-described integral additive color mixture.
【0007】一般的には、スクウェア配列された四角形
形状の画素構造で撮像を行い、スクウェア配列された四
角形形状の画素構造で表示する画像入出力方式が広く用
いられている。従来の画素構造の改善法の中で最も効果
が高いのは、デルタ配列された四角形形状の画素構造で
撮像を行い、デルタ配列された四角形形状の画素構造で
表示する方式である。In general, an image input / output method is widely used in which an image is picked up by a square pixel structure arranged in a square array and displayed by a square pixel structure arranged in a square array. Among the conventional methods for improving the pixel structure, the most effective method is a method in which imaging is performed using a delta-arranged rectangular pixel structure and display is performed using the delta-arranged rectangular pixel structure.
【0008】また、低精細な画像データを、それよりも
高精細な画像表示装置に表示する場合には、低精細な画
像データの1画素データを、高精細な画素が集合した四
角形ブロックに拡大し、スクウェア配列させる方法と、
低精細な画素データ間を補間し、高精細な画像表示装置
においてデータが存在しない部分の画素輝度を補う方法
が行われている。Further, when displaying low-definition image data on an image display device with higher definition than that, one pixel data of the low-definition image data is expanded to a rectangular block in which high-definition pixels are collected. Then, how to make a square array,
A method of interpolating between low-definition pixel data to compensate for the pixel brightness of a portion where no data exists in a high-definition image display device is used.
【0009】また、通信容量の制限上低精細化したり、
画像表示装置の精細度に合わせるために低精細化する場
合には、スクウェア配列された元の画素の集合した四角
形ブロック内の輝度を平均化して低精細な画素データと
する方法が行われている。Further, due to the limitation of communication capacity, the definition is reduced,
In order to reduce the resolution to match the definition of the image display device, there is a method of averaging the luminance within a square block in which square-shaped original pixels are aggregated to obtain low-definition pixel data. .
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
画質の改善法では、撮像における画素構造と表示におけ
る画素構造は独立に検討されており、撮像から表示まで
の画像生成プロセスは考慮されていなかった。このこと
による問題点を、例えば、図19に示すような従来の画
像入出力システムを例に説明する。As described above, in the conventional image quality improving method, the pixel structure in image pickup and the pixel structure in display are independently examined, and the image generation process from image pickup to display is considered. Didn't. The problem caused by this will be described by taking a conventional image input / output system as shown in FIG. 19 as an example.
【0011】このシステム例では、光学系111を通し
て図19(b)のように撮像画素112aがスクウェア
配列された撮像素子112で撮像対象101が撮像さ
れ、撮像された画像データが画像伝送路113を介して
図19(c)のように表示画素114aがデルタ配列さ
れた画像表示装置114に送られて表示され、観察者1
02に提示されるといったことが行われていた。ここ
で、CRT等のディスプレイでは画素がほとんど知覚さ
れないため問題とならなかったが、大画面ディスプレイ
のように画素が知覚され易い画像表示装置では、撮像時
と表示時のサンプリング点のずれが画質の劣化をもたら
し、大きな問題となる。このように従来は、撮像時の画
素構造に関係なく表示画素構造の改善が行われていた。In this system example, the image pickup target 112 is picked up by the image pickup device 112 in which the image pickup pixels 112a are square arrayed as shown in FIG. 19B through the optical system 111, and the picked-up image data is transmitted through the image transmission path 113. 19 (c), the display pixels 114a are sent to the image display device 114 in which the display pixels 114a are arranged in a delta array for display.
It was said that it was presented in 02. Here, it is not a problem because pixels are hardly perceived in a display such as a CRT, but in an image display device in which pixels are easily perceived like a large-screen display, a difference between sampling points at the time of image pickup and at the time of display causes a difference in image quality. It causes deterioration and becomes a big problem. As described above, conventionally, the display pixel structure has been improved regardless of the pixel structure at the time of image capturing.
【0012】また、デルタ配列がナイキスト限界の形状
から優れていることを先に述べたが、画素形状が四角形
であるため、視覚のコントラスト感度が高い水平垂直ラ
インが多く存在しており、画素が知覚され易いといった
問題がある。Further, as described above, the delta array is superior from the Nyquist limit shape. However, since the pixel shape is quadrangular, there are many horizontal and vertical lines with high visual contrast sensitivity, and the pixel is There is a problem that it is easily perceived.
【0013】一方、撮像時において、サンプリングによ
って生じる折り返し歪みを除去する目的で、一般に光学
ローパスフィルタが光学的に挿入されている。しかし、
折り返し歪みを完全に除去する理想的な光学フィルタリ
ングは現実には不可能であるため、画像データへの折り
返し歪みの混入は避けられない。従って、折り返し歪み
に対する画素構造の耐性と、撮像と表示における画素構
造の組み合わせの耐性が必要である。On the other hand, an optical low-pass filter is generally optically inserted for the purpose of removing aliasing distortion caused by sampling during image pickup. But,
Since ideal optical filtering that completely eliminates aliasing distortion is practically impossible, mixing of aliasing distortion into image data is inevitable. Therefore, the resistance of the pixel structure against the aliasing distortion and the resistance of the combination of the pixel structures in the imaging and the display are required.
【0014】また、低精細な画像データを、それよりも
高精細な画像表示装置に表示する際、1画素データを四
角形ブロックに拡大し、スクウェア配列させる方法に
は、高速な処理が可能であるが、画素が知覚されやす
く、疑輪郭が目立ち、画質が非常に悪いという問題があ
る。Further, when low-definition image data is displayed on a higher-definition image display device, the method of enlarging one pixel data into a square block and arranging it in a square arrangement enables high-speed processing. However, there are problems that pixels are easily perceived, suspicious contours are conspicuous, and image quality is very poor.
【0015】一方、画素データ間を補間し、データが存
在しない部分の画素精度を補う方法は、1画素毎に近傍
画素との勾配を計算するため、処理時間を要し、リアル
タイム処理を行うには高価な高速処理系が必要になる。
また、画質の点では、画素が知覚されることはほとんど
ないが、エッジが平坦化されるため、ぼやけた画像にな
り、必ずしも優れていない。この際、エッジを残すよう
な適応型処理も考えられるが、所望のエッジだけを保存
することは難しく、複雑な画像処理を要することから、
リアルタイムで行うことは難しい。On the other hand, the method of interpolating between pixel data and compensating for the pixel accuracy of a portion where data does not exist requires a processing time because it calculates a gradient with respect to a neighboring pixel for each pixel, so that real-time processing is required. Requires an expensive high-speed processing system.
In terms of image quality, pixels are hardly perceived, but the edges are flattened, resulting in a blurred image, which is not necessarily excellent. At this time, adaptive processing that leaves edges is conceivable, but it is difficult to save only desired edges, and complicated image processing is required, so
It is difficult to do in real time.
【0016】また、通信容量の制限上低精細化したり、
画像表示装置の精細度に合わせるために低精細化する場
合に、スクウェア配列された四角形ブロック内の輝度を
平均化する方法は、リアルタイムな処理が可能で、それ
自体としては適切な方法である。しかし、その処理は一
般に画像表示装置の画素構造に関わらず一律に行われて
いるため、表示画素構造を改善しても、その効果を低減
させてしまう場合がほとんどである。Further, due to the limitation of the communication capacity, the definition is lowered,
The method of averaging the luminance in the square blocks arranged in a square array is a suitable method as it is, in the case of reducing the resolution to match the definition of the image display device, because it can perform real-time processing. However, since the processing is generally performed uniformly regardless of the pixel structure of the image display device, even if the display pixel structure is improved, the effect is reduced in most cases.
【0017】本発明の目的は、上記従来の画質改善法の
問題点を解決するため、撮像と表示における画素構造、
及びその組み合わせを最適化することで、限られた量の
画像データを高速に、かつ、画素を知覚されにくく表示
するための画像入出力システムおよび画素が知覚されに
くい画像表示装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional image quality improving method, in order to solve the problem,
By optimizing the combination and the combination thereof, it is possible to provide an image input / output system for displaying a limited amount of image data at high speed and with pixels hardly perceived, and an image display device with pixels hardly perceived. is there.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の発明による画像表示装置は、デルタ
配列された六角形形状の画素構造からなる画像表示部を
有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the image display device according to the first invention of the present invention is characterized by having an image display portion having a hexagonal pixel structure arranged in a delta array. To do.
【0019】また、同じく上記目的を達成するため、本
発明の第2の発明による、撮像素子を用いて撮像された
画像を画像表示装置に表示する画像入出力システムは、
デルタ配列された四角形形状、若しくは、六角形形状の
画素構造からなる撮像素子を有する画像入力装置によっ
て撮像を行い、デルタ配列された六角形形状の画素構造
からなる画像表示部を有する画像表示装置に画像入力
し、この画像表示装置によって表示を行うことを特徴と
する。この特徴が、撮像時における画素構造とは無関係
に表示をデルタ配列又はスクウェア配列された四角形形
状の画素構造で行っていた従来の技術と異なる点であ
る。In order to achieve the above-mentioned object, an image input / output system for displaying an image picked up by an image pickup device on an image display device according to the second aspect of the present invention is also provided.
An image display device having an image display unit having a delta-arranged hexagonal pixel structure is formed by capturing an image with an image input device having an image pickup element having a delta-arranged rectangular or hexagonal pixel structure. It is characterized in that an image is input and displayed by this image display device. This feature is different from the conventional technique in which display is performed by a quadratic pixel structure in which delta arrangement or square arrangement is performed irrespective of the pixel structure at the time of image capturing.
【0020】さらに、本発明の第3の発明による画像入
出力システムにおいては、上記第2の発明における撮像
及び表示の両方、若しくは、一方において、多数の画素
の集合からなる疑似画素ブロックを用いて、デルタ配列
された四角形形状、若しくは、六角形形状の画素構造を
実現することを特徴とする。Furthermore, in the image input / output system according to the third aspect of the present invention, a pseudo pixel block composed of a set of a large number of pixels is used for both or one of the image pickup and the display in the second aspect. It is characterized by realizing a delta-arranged quadrangular shape or a hexagonal pixel structure.
【0021】本発明は、デルタ配列のナイキスト限界が
視覚の異方性に適合しているため、高い画質が得られる
ことに着目し、画素形状を考慮して、デルタ配列構造を
撮像と表示において最適に組み合せることにより、相乗
的に画質を向上させる手法である。In the present invention, since the Nyquist limit of the delta array is adapted to the anisotropy of vision, it is noted that high image quality can be obtained, and the pixel shape is taken into consideration in imaging and displaying the delta array structure. This is a method that synergistically improves image quality by optimally combining them.
【0022】本発明における、デルタ配列された四角形
形状の画素構造を有する撮像素子は、撮像後の空間周波
数分布に関し、撮像時における光学フィルタリングの不
完全さに起因する折り返し歪みに対して耐性を有し、ま
た同時に、原像成分に対して、視覚のコントラスト感度
が高い水平垂直成分をよく保存して、画像の見えを良く
する。An image pickup device having a delta-arranged quadrangular pixel structure according to the present invention has a resistance to aliasing distortion due to incomplete optical filtering at the time of image pickup with respect to a spatial frequency distribution after image pickup. At the same time, the horizontal and vertical components, which have high visual contrast sensitivity with respect to the original image component, are well preserved to improve the appearance of the image.
【0023】また、デルタ配列された六角形形状の画素
構造を有する撮像素子は、ナイキスト限界以上の空間周
波数成分を急峻に減衰させるような光学フィルタリング
が行われた場合、即ち、理想的な光学フィルタリングが
行われた場合に、比較的鮮明に画像を撮像する上で有効
である。これは、六角形画素形状が四角形画素形状に比
べて垂直方向に長いことで、図1(a)に示すようにナ
イキスト限界内での原像の水平周波数成分の保存状態が
向上するためである。なお、図1(b)の垂直周波数成
分については、四角形画素形状と六角形画素形状が重な
っている。六角形画素形状では、ナイキスト限界内にお
いて、視覚のコントラスト感度が高い水平周波数成分の
高域の保存状態がよいために、比較的鮮明な画像が、画
像処理を行うことなく、そのまま得られる。Further, the image pickup device having the hexagonal pixel structure of the delta arrangement is subjected to the optical filtering that sharply attenuates the spatial frequency component above the Nyquist limit, that is, the ideal optical filtering. It is effective in capturing an image relatively clearly when the above procedure is performed. This is because the hexagonal pixel shape is longer in the vertical direction than the quadrangular pixel shape, so that the preservation state of the horizontal frequency component of the original image within the Nyquist limit is improved as shown in FIG. . As for the vertical frequency component in FIG. 1B, the rectangular pixel shape and the hexagonal pixel shape overlap each other. With the hexagonal pixel shape, a relatively sharp image can be obtained as it is without performing image processing because the horizontal frequency component having a high visual contrast sensitivity has a good preservation state in the high frequency region within the Nyquist limit.
【0024】一方、デルタ配列された六角形形状の画素
構造からなる画像表示部を有する画像表示装置は、表示
画素構造を知覚されにくくするのに有効である。これ
は、コントラスト感度が高い水平成分の画素構造に起因
する不要な高周波をカットし、コントラスト感度が低い
斜め方向成分に逃がすためである。On the other hand, the image display device having the image display section having the hexagonal pixel structure in the delta arrangement is effective in making the display pixel structure hard to be perceived. This is because unnecessary high frequencies caused by the pixel structure of the horizontal component having high contrast sensitivity are cut off and released to the diagonal component having low contrast sensitivity.
【0025】以上のような撮像と表示における画素構造
の組み合わせを用いると、表示後の空間周波数分布は、
例えば図2のようになる。図2において、12は光学フ
ィルタリングが不完全な場合に第2の発明において撮像
画素構造としてデルタ配列された四角形形状画素を用い
た場合の表示後の高調波の空間周波数分布、12’は光
学フィルタリングが不完全な場合に第2の発明において
撮像画素構造としてデルタ配列された四角形形状画素を
用いた場合の表示後の原像の空間周波数分布、13は光
学フィルタリングが不完全な場合に第2の発明において
撮像画素構造としてデルタ配列された六角形形状画素を
用いた場合の表示後の高調波の空間周波数分布、13’
は光学フィルタリングが不完全な場合に第2の発明にお
いて撮像画素構造としてデルタ配列された六角形形状画
素を用いた場合の表示後の原像の空間周波数分布、14
は光学フィルタリングが不完全な場合において従来法に
よる表示後の高調波の空間周波数分布、14’は光学フ
ィルタリングが不完全な場合において従来法による表示
後の原像の空間周波数分布を示す。また、15は光学フ
ィルタリングが完全な場合に第2の発明において撮像画
素構造としてデルタ配列された四角形形状画素を用いた
場合の表示後の高調波の空間周波数分布、15’は光学
フィルタリングが完全な場合に第2の発明において撮像
画素構造としてデルタ配列された四角形形状画素を用い
た場合の表示後の原像の空間周波数分布、16は光学フ
ィルタリングが完全な場合に第2の発明において撮像画
素構造としてデルタ配列された六角形形状画素を用いた
場合の表示後の高調波の空間周波数分布、16’は光学
フィルタリングが完全な場合に第2の発明において撮像
画素構造としてデルタ配列された六角形形状画素を用い
た場合の表示後の原像の空間周波数分布、17は光学フ
ィルタリングが完全な場合において従来法による表示後
の高調波の空間周波数分布、17’は光学フィルタリン
グが完全な場合において従来法による表示後の原像の空
間周波数分布を示す。ここで、図2では、成分量が多い
場合には太線で、少ない場合には細線で模擬的に表して
いる。また、線が交差している点が空間周波数0の点で
ある。When the combination of the pixel structure in the image pickup and the display as described above is used, the spatial frequency distribution after the display is
For example, as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a spatial frequency distribution of harmonics after display in the case where delta-arranged quadrangular pixels are used as the imaging pixel structure in the second invention when optical filtering is incomplete, and 12 'denotes optical filtering. Is incomplete, in the second invention, the spatial frequency distribution of the original image after display in the case of using the quadrangular pixels arranged in the delta as the imaging pixel structure, 13 is the second when the optical filtering is incomplete. Spatial frequency distribution of harmonics after display when hexagonal pixels arranged in a delta array are used as an imaging pixel structure in the present invention, 13 '
Is the spatial frequency distribution of the original image after display when hexagonal pixels arranged in delta are used as the imaging pixel structure in the second invention when the optical filtering is incomplete, 14
Shows the spatial frequency distribution of the harmonics after the display by the conventional method when the optical filtering is incomplete, and 14 'shows the spatial frequency distribution of the original image after the display by the conventional method when the optical filtering is incomplete. Further, 15 is the spatial frequency distribution of the harmonics after display when the delta-arranged quadrangular pixels are used as the imaging pixel structure in the second invention when the optical filtering is complete, and 15 'is the optical filtering complete. In this case, in the second invention, the spatial frequency distribution of the original image after display when the delta-arranged rectangular pixels are used as the imaging pixel structure in the second invention, and 16 is the imaging pixel structure in the second invention when the optical filtering is perfect. As a spatial frequency distribution of harmonics after display when using delta-arranged hexagonal-shaped pixels, 16 'is a delta-arranged hexagonal-shaped image pickup pixel structure in the second invention when optical filtering is complete. Spatial frequency distribution of the original image after display when using pixels, 17 is after display by conventional method when optical filtering is perfect Spatial frequency distribution of harmonics, 17 'denotes a spatial frequency distribution of the original image after the display according to the conventional method in the case where the optical filter is perfect. Here, in FIG. 2, when the component amount is large, it is represented by a thick line, and when it is small, it is represented by a thin line. The point where the lines intersect is the point with spatial frequency 0.
【0026】光学フィルタリングが不完全な場合、第2
の発明による画像入出力システムにおいて、撮像画素構
造としてデルタ配列された四角形形状画素を用いる場合
では、12に示すように、13と同じく、従来法14に
比べ高周波成分の残存量が少ない。また、原像成分に関
しては、12’に示すように、視覚のコントラスト感度
が高い水平垂直方向成分を欠落することなく保存し、か
つ、斜め方向成分も保存しており、原像を等方的に保存
している。従って、撮像画素構造としてデルタ配列され
た四角形形状画素を用いる方式は最もSN比が高い。特
に、垂直成分は原像と高周波が干渉しないため、優れて
いる。If the optical filtering is incomplete, the second
In the image input / output system according to the present invention, when the delta-arranged quadrangular pixels are used as the image pickup pixel structure, the residual amount of the high frequency component is smaller than that of the conventional method 14 as shown by 12, as in the case of 13. As for the original image component, as shown in 12 ', the horizontal and vertical components with high visual contrast sensitivity are preserved without omission, and the diagonal components are preserved. Stored in. Therefore, the SN ratio is the highest in the method that uses the delta-arranged rectangular pixels as the imaging pixel structure. In particular, the vertical component is excellent because the original image and the high frequency do not interfere with each other.
【0027】一方、光学フィルタリングが完全な場合、
第2の発明による画像入出力システムにおいて、撮像画
素構造としてデルタ配列された六角形形状画素を用いる
場合では、16に示すように、15と同じく、高周波の
垂直成分を視覚のコントラスト感度が低い斜め方向成分
に逃がしている。また、16’に示すように、原像の水
平成分を最もよく保存している。従って、撮像画素構造
としてデルタ配列された六角形形状画素を用いる方式は
最もSN比が高い。On the other hand, if the optical filtering is perfect,
In the image input / output system according to the second aspect of the present invention, when hexagonal pixels arranged in a delta array are used as the image pickup pixel structure, as shown in 16, a vertical component of high frequency is obliquely low in visual contrast sensitivity, as in 15. It escapes to the direction component. Also, as shown at 16 ', the horizontal component of the original image is best preserved. Therefore, the method using the delta-arranged hexagonal pixels as the imaging pixel structure has the highest SN ratio.
【0028】第2、第3の発明による画像入出力システ
ムとも、それぞれの光学条件下において、従来方式の中
で高い画質が得られるデルタ配列された四角形形状の画
素構造を組み合わせて撮像と表示を行う場合に比べて
も、画質が向上する。特に、第2の発明による画像入出
力システムにおいて、撮像画素構造としてデルタ配列さ
れた四角形形状画素を用いる場合では、光学フィルタ特
性に関わらず、上記従来の撮像と画像を組み合わせた方
式に比べ画質が優れており、汎用性がある。In both the image input / output system according to the second and third aspects of the present invention, under the respective optical conditions, image pickup and display are performed by combining the delta-arranged quadrangular pixel structures capable of obtaining high image quality in the conventional method. The image quality is improved as compared with the case of performing it. In particular, in the image input / output system according to the second aspect of the present invention, when the delta-arranged quadrangular pixels are used as the image-capturing pixel structure, the image quality is higher than that of the conventional combination of the image-capturing and the image, regardless of the optical filter characteristics. Excellent and versatile.
【0029】以上のように、本発明は、画質が知覚され
にくい画像表示を可能にする。更に第2の発明に関して
は、これらの処理を、画素形状を加工したハードウェア
で行うことにより、処理時間に関して従来の画素構造の
場合と相違なく、高速処理を可能とし、限られた画像デ
ータを高速に、かつ、画素を知覚されにくく表示可能と
している。As described above, the present invention enables image display in which the image quality is hard to be perceived. Further, according to the second aspect of the present invention, these processes are performed by the hardware in which the pixel shape is processed, so that the processing time is the same as that of the conventional pixel structure, and high-speed processing is possible, and the limited image data can be displayed. Pixels can be displayed at high speed and with little perceptibility.
【0030】また、第3の発明に関しては、例えば表示
の場合、図3のように、低精細な画像データを六角形形
状の疑似画素ブロック内の画像表示装置本来の画素に振
り分けることによって行う。多数の画素集合からなる疑
似画素ブロックは、第2の発明における六角形形状の画
素構造を疑似的に実現させるためのものであり、画素に
比べて疑似画素ブロックが十分大きい場合、第2の発明
の場合と同じ効果が得られる。このように、第3の発明
による画像入出力システムは、画像データを疑似画素ブ
ロック内の画素に振り分けるだけで、特別な計算処理を
必要とせず、通信容量が小さい場合等、限られた量の画
像データを低コスト、かつ、高い画質でリアルタイムに
表示する必要がある場合に、画像データを高速に、か
つ、画素を知覚されにくく表示可能とし、好適である。Further, regarding the third aspect of the invention, in the case of display, for example, as shown in FIG. 3, low-definition image data is distributed to the original pixels of the image display device in the hexagonal pseudo pixel block. The pseudo pixel block composed of a large number of pixel groups is for realizing the hexagonal pixel structure in the second invention in a pseudo manner, and when the pseudo pixel block is sufficiently larger than the pixel, the second invention is used. The same effect as in case of is obtained. As described above, the image input / output system according to the third aspect of the present invention only allocates the image data to the pixels in the pseudo pixel block, does not require a special calculation process, and has a limited amount such as when the communication capacity is small. When it is necessary to display the image data at low cost and high image quality in real time, the image data can be displayed at high speed and the pixels are hardly perceived, which is preferable.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を用いて詳しく説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0032】<実施形態例1>図4は、画像入出力シス
テムに関する本発明の第1の実施形態例を説明する図で
ある。図4(a)において、1はレンズ1aおよび不完
全なカットオフ特性を持つ多層水晶フィルタ1b等の廉
価な光学ローパスフィルタが挿入された光学系、2は図
4(b)のように四角形形状の撮像画素2aがデルタ配
列された画素構造を有する撮像素子である。これらが、
撮像対象101を撮像して画像入力を行う画像入力装置
の一部を構成している。3はディジタル化された画像デ
ータを画像表示装置に伝送する伝送装置及び伝送路から
成る画像伝送系である。4は図4(c)のように六角形
形状の表示画素4aがデルタ配列された画素構造からな
る画像表示部を有し、送られてきた画像データをそのま
ま画素に振り分けて表示し、観察者102に提示する画
素表示装置である。<First Embodiment> FIG. 4 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention relating to an image input / output system. In FIG. 4A, 1 is an optical system in which an inexpensive optical low-pass filter such as a lens 1a and a multilayer crystal filter 1b having an incomplete cutoff characteristic is inserted, and 2 is a quadrangular shape as shown in FIG. 4B. Is an image pickup device having a pixel structure in which the image pickup pixels 2a are arranged in a delta arrangement. These are
It constitutes a part of an image input device that captures an image of the imaging target 101 and inputs an image. An image transmission system 3 includes a transmission device and a transmission line for transmitting the digitized image data to the image display device. Reference numeral 4 denotes an image display unit having a pixel structure in which hexagonal display pixels 4a are arranged in a delta arrangement as shown in FIG. 4C, and the transmitted image data is directly distributed to the pixels for display. This is a pixel display device presented at 102.
【0033】上記のように、コストバランスから廉化な
光学系1を用いた場合には、比較的多くの折り返し歪み
が原像成分に混入する。その場合、デルタ配列された四
角形形状の画素構造を有する撮像素子を用い、デルタ配
列された六角形形状の画素構造を有する画像表示装置を
用いる方式が適していることは、先に述べたとおりであ
り、主観評価でも確認している。As described above, when the optical system 1 which is inexpensive in terms of cost balance is used, a relatively large amount of aliasing distortion is mixed in the original image component. In that case, as described above, the method of using the image pickup device having the delta-arranged rectangular pixel structure and the image display device having the delta-arranged hexagonal pixel structure is suitable. Yes, it is confirmed by subjective evaluation.
【0034】視覚の異方性をモデル化し、知覚限界内に
おける原像成分と高周波成分との比でSN比を定義する
ことで論理的検証を行なった結果を、図5に示す。18
は光学フィルタリングが不完全な場合に、一般的に用い
られるスクウェア配列された四角形形状の画素構造によ
り撮像及び表示を行った時の視距離に対するSN比の変
化を示す。19は光学フィルタリングが不完全な場合
に、撮像画素構造および表示画素構造としてデルタ配列
された六角形形状画素を用いた場合の視距離に対するS
N比の変化を示す。20は光学フィルタリングが不完全
な場合に、撮像画素構造としてデルタ配列された四角形
形状画素を用い、表示画素構造としてデルタ配列された
六角形形状画素を用いた場合、即ち、本実施形態例の場
合の視距離に対するSN比の変化を示す。21は光学フ
ィルタリングが不完全な場合において、従来の撮像と表
示を最も良く組み合わせた方式による視距離に対するS
N比の変化を示す。図5から明らかなように、光学フィ
ルタリングが不完全な場合では、20で示された上記本
実施形態例の撮像と表示における画素構造の組み合わせ
が優れていることが判る。このように、本発明は同じ視
距離であっても高い画質が得られ、同じ画質であっても
より画面に近付くことができるという利点を有してい
る。FIG. 5 shows the result of logical verification by modeling the anisotropy of vision and defining the SN ratio by the ratio of the original image component and the high frequency component within the perceptual limit. 18
Shows the change in the SN ratio with respect to the viewing distance when image pickup and display are performed by a square-shaped rectangular pixel structure that is generally used when optical filtering is incomplete. Reference numeral 19 denotes S for the visual distance when hexagonal pixels arranged in a delta array are used as the imaging pixel structure and the display pixel structure when the optical filtering is incomplete.
The change of N ratio is shown. Reference numeral 20 denotes a case where the delta-arranged quadrangular pixels are used as the imaging pixel structure and the delta-arranged hexagonal pixels are used as the display pixel structure when the optical filtering is incomplete, that is, the case of the present embodiment example. 3 shows a change in the SN ratio with respect to the viewing distance. Reference numeral 21 indicates the S for the viewing distance by the method that best combines conventional imaging and display when optical filtering is incomplete.
The change of N ratio is shown. As is apparent from FIG. 5, when the optical filtering is incomplete, the combination of the pixel structures in the image pickup and display of the present embodiment shown by 20 is excellent. As described above, the present invention has an advantage that a high image quality can be obtained even with the same viewing distance, and the image can be brought closer to the screen even with the same image quality.
【0035】<実施形態例2>図6は画像入出力システ
ムに関する本発明の第2の実施形態例を説明する図であ
る。図6(a)において、5はレンズ5aおよび理想的
な特性が得られる位相フィルタ5b等の高価な光学ロー
パスフィルタが挿入された光学系、6は図6(b)のよ
うに六角形形状の撮像画素6aがデルタ配列された画素
構造を有する撮像素子である。これらは、撮像対象10
3を撮像して画像入力を行う画像入力装置の一部を構成
している。3はディジタル化された画像データを画像表
示装置に伝送する伝送装置及び伝送路である。4は図6
(c)のように六角形形状の表示画素4aがデルタ配列
された画素構造からなる画像表示部を有し、送られてき
た画像データをそのまま画素に振り分けて表示し、観察
者102に提示する画素表示装置である。<Second Embodiment> FIG. 6 is a view for explaining a second embodiment of the present invention related to an image input / output system. In FIG. 6A, reference numeral 5 denotes an optical system in which an expensive optical low-pass filter such as a lens 5a and a phase filter 5b for obtaining ideal characteristics is inserted, and 6 denotes a hexagonal shape as shown in FIG. 6B. This is an image sensor having a pixel structure in which the image pixels 6a are arranged in a delta arrangement. These are the imaging target 10
3 constitutes a part of an image input device for capturing an image and inputting an image. Reference numeral 3 is a transmission device and a transmission path for transmitting the digitized image data to the image display device. 4 is shown in FIG.
As shown in (c), it has an image display section having a pixel structure in which hexagonal display pixels 4a are arranged in a delta arrangement, and the sent image data is directly distributed to the pixels and displayed, and presented to the observer 102. It is a pixel display device.
【0036】上記のように、ほぼ理想的なカットオフ特
性が得られる高価な光学フィルタを用いた光学系5を使
用した場合には、折り返し歪みが原像成分にほとんど混
入しない。その場合、デルタ配列された六角形形状の画
素構造を有する撮像素子6を用い、デルタ配列された六
角形形状の画素構造を有する撮像表示装置4を用いる方
式が適していることは、先に述べたとおりであり、第1
の実施形態例と同様の理論的検証の結果でも得られてい
る。As described above, when the optical system 5 using an expensive optical filter capable of obtaining a nearly ideal cutoff characteristic is used, aliasing distortion is hardly mixed in the original image component. In that case, the method of using the image pickup device 6 having the delta-arranged hexagonal pixel structure and using the image pickup display device 4 having the delta-arranged hexagonal pixel structure is suitable. As it was, the first
The result of theoretical verification similar to that of the embodiment is also obtained.
【0037】図7に理論的検証結果を示す。18’は光
学フィルタリングが完全な場合に、一般的に用いられる
スクウェア配列された四角形形状の画素構造により撮像
及び表示を行った時の視距離に対するSN比の変化を示
す。19’は光学フィルタリングが完全な場合に、撮像
画素構造および表示画素構造としてデルタ配列された六
角形形状画素を用いた場合、即ち、本実施形態例の場合
の視距離に対するSN比の変化を示す。20’は光学フ
ィルタリングが完全な場合に、撮像画素構造としてデル
タ配列された四角形形状画素を用い、表示画素構造とし
てデルタ配列された六角形形状画素を用いた場合の視距
離に対するSN比の変化を示す。21’は光学フィルタ
リングが完全な場合において、従来の撮像と表示を最も
良く組み合わせた方式による視距離に対するSN比の変
化を示す。図7から明らかなように、光学フィルタリン
グが完全な場合では、19’で示された本実施形態例の
撮像と表示における画素構造の組み合わせが優れている
ことが判る。このように、本発明は同じ視距離であって
も高い画質が得られ、同じ画質であってもより画面に近
付くことができるという利点を有している。なお、2
0’で示されたように、撮像画素構造としてデルタ配列
された四角形形状画素を用い、表示画素構造としてデル
タ配列された六角形形状画素を用いた場合は、光学フィ
ルタリングが完全な場合にも優れた画質が得られ、汎用
性があることが判る。FIG. 7 shows a theoretical verification result. Reference numeral 18 'shows a change in the SN ratio with respect to the viewing distance when image pickup and display are performed by a square-shaped square pixel structure that is generally used when optical filtering is complete. Reference numeral 19 ′ shows a change in the SN ratio with respect to the viewing distance in the case where the delta-arranged hexagonal pixels are used as the imaging pixel structure and the display pixel structure when the optical filtering is complete, that is, in the case of this embodiment. . Reference numeral 20 ′ shows a change in the SN ratio with respect to the viewing distance in the case where the delta-arranged rectangular pixels are used as the imaging pixel structure and the delta-arranged hexagonal pixels are used as the display pixel structure when the optical filtering is complete. Show. Reference numeral 21 'shows the change in the SN ratio with respect to the viewing distance according to the method in which the conventional imaging and display are best combined when the optical filtering is perfect. As is clear from FIG. 7, in the case where the optical filtering is perfect, the combination of the pixel structures in the image pickup and display of the present embodiment example shown by 19 ′ is excellent. As described above, the present invention has an advantage that a high image quality can be obtained even with the same viewing distance, and the image can be brought closer to the screen even with the same image quality. In addition, 2
As shown by 0 ', when the delta-arranged quadrangular pixels are used as the imaging pixel structure and the delta-arranged hexagonal pixels are used as the display pixel structure, it is excellent even when the optical filtering is perfect. It can be seen that excellent image quality is obtained and it is versatile.
【0038】<実施形態例3>図8は画像入出力システ
ムに関する本発明の第3の実施形態例を説明する図であ
る。1はレンズ1aおよび不完全なカットオフ特性を持
つ多層水晶フィルタ1b等の廉価な光学ローパスフィル
タが挿入された光学系、10は図9(a)のように四角
形形状の撮像画素10aがデルタ配列された画素構造を
有し、画像表示装置の画素構造に比べ低精細な撮像素子
である。これらは、撮像対象101を撮像して画像入力
を行う一つの画像入力装置の一部を構成している。5は
レンズ5aおよび理想的な特性が得られる位相フィルタ
5b等の高価な光学ローパスフィルタが挿入された光学
系、11は図9(b)のように六角形形状の撮像画素1
1aがデルタ配列された画素構造を有し、画像表示装置
の画素構造に比べ低精細な撮像素子である。これらの光
学系5および撮像素子11は、撮像対象103を撮像し
て画像入力を行うもう一つの画像入力装置の一部を構成
している。3はディジタル化された画像データを画像表
示装置に伝送する伝送装置及び伝送路であり、図例で
は、2つの画像入力装置に対応して2組設けられてい
る。7は送信されてきた画像データを画素の集合である
疑似画素ブロック内における画像表示装置本来の画素に
振り分けることで、疑似的に任意の画素形状による表示
を可能とする表示画像処理装置、8は比較的高い画素密
度を有する高精細な画像表示部を有して、表示画像を観
察者102に提示する画像表示装置である。但し、画像
表示装置8は比較的高精細であればCRT、液晶ディス
プレイ、プラズマディスプレイ等、その種類は限定しな
い。<Third Embodiment> FIG. 8 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention relating to an image input / output system. Reference numeral 1 is an optical system in which an inexpensive optical low-pass filter such as a lens 1a and a multilayer crystal filter 1b having an incomplete cut-off characteristic is inserted, and 10 is a delta array of quadrangular imaging pixels 10a as shown in FIG. 9A. It is a low-definition image pickup device having the above-described pixel structure and lower than the pixel structure of the image display device. These constitute a part of one image input device which images the image pickup target 101 and inputs an image. Reference numeral 5 denotes an optical system in which an expensive optical low-pass filter such as a lens 5a and a phase filter 5b for obtaining ideal characteristics is inserted, and 11 denotes a hexagonal imaging pixel 1 as shown in FIG. 9B.
1a has a pixel structure in which it is arranged in a delta arrangement, which is a low-definition image sensor as compared with the pixel structure of an image display device. The optical system 5 and the image pickup device 11 constitute a part of another image input device that picks up an image of the image pickup target 103 and inputs an image. Reference numeral 3 denotes a transmission device and a transmission line for transmitting the digitized image data to the image display device. In the illustrated example, two sets are provided corresponding to the two image input devices. Reference numeral 7 is a display image processing apparatus that enables display in an arbitrary pixel shape in a pseudo manner by distributing the transmitted image data to the original pixels of the image display apparatus in a pseudo pixel block, which is a set of pixels. The image display device has a high-definition image display unit having a relatively high pixel density and presents a display image to the observer 102. However, the image display device 8 is not limited in type, such as a CRT, a liquid crystal display, and a plasma display, as long as it has a relatively high definition.
【0039】本実施形態例の画素表示装置8では、図9
(d)のように本来の画素を寄せ集めて六角形形状の画
素を疑似的に実現し、このように実現された表示疑似画
素ブロック8aが図9(c)のようにデルタ配列される
構成とする。このため、表示画像処理装置は図10に示
すように、画像伝送系3から送られてくる画像データの
画素を、六角形形状の表示疑似画素ブロック8a内にお
ける画素表示装置8本来の画素に分配する処理を行う。In the pixel display device 8 of the present embodiment example, as shown in FIG.
As shown in (d), the original pixels are gathered together to realize a hexagonal pixel in a pseudo manner, and the display pseudo pixel block 8a thus realized is arranged in a delta as shown in FIG. 9C. And Therefore, as shown in FIG. 10, the display image processing apparatus distributes the pixels of the image data sent from the image transmission system 3 to the original pixels of the pixel display apparatus 8 in the hexagonal display pseudo pixel block 8a. Perform processing to
【0040】上記のように表示画素構造を疑似的に構成
すると、低精細に撮像された画像データを、第2の実施
形態例の利点と同じく、画質の高い表示することが可能
となる利点が得られる。When the display pixel structure is constructed in a pseudo manner as described above, there is an advantage that it is possible to display low-definition image data with high image quality, as with the advantage of the second embodiment. can get.
【0041】また、低精細に撮像された画像データを画
像表示装置に伝送する場合に、少ない画像データで画質
の高い表示が可能となり、低コストで画質が高いリアル
タイムの画像通信を可能となる利点が得られる。例え
ば、屋外に廉価な低精細撮像カメラを設置し、屋内の精
細度の高いモニタで監視するといった用途などが考えら
れる。In addition, when transmitting low-definition image data to an image display device, it is possible to display a high quality image with a small amount of image data, and it is possible to perform real-time image communication at a low cost with a high image quality. Is obtained. For example, an inexpensive low-definition image pickup camera may be installed outdoors and the indoor monitor with high definition may be used.
【0042】また、表示における画素構造がソフトウェ
ア的に実現されることから、表示画像処理装置7をリア
ルタイムで制御することで、自然画、CGといった画像
の内容に応じて画素構造を制御できる利点も有する。Further, since the pixel structure in the display is realized by software, there is an advantage that the pixel structure can be controlled according to the contents of the image such as a natural image and CG by controlling the display image processing device 7 in real time. Have.
【0043】なお、図8の例では、2系統の画像入力装
置から表示画像処理装置7および画像表示装置8からな
る表示系に画像入力される例が示されているが、表示系
は、入力画像を切り替えたり、画像合成したりして、入
力画像を表示することができる。画像入力装置の台数や
構成は、上記に限るものではない。例えば、いろいろな
撮像系で撮られた画像を画像伝送系で伝送し、表示系は
それぞれの画像を切り替えて表示したり、ウインドウを
分割して複数画像を同時に表示したりすることができ
る。Although the example of FIG. 8 shows an example in which an image is input from a two-system image input device to a display system including the display image processing device 7 and the image display device 8, the display system is an input device. The input image can be displayed by switching the images or combining the images. The number and configuration of image input devices are not limited to the above. For example, images taken by various image pickup systems can be transmitted by an image transmission system, and the display system can switch and display each image, or can divide a window and display a plurality of images at the same time.
【0044】<実施形態例4>図11は画像入出力シス
テムに関する本発明の第4の実施形態例を説明する図で
ある。図11(a)において、1はレンズ1aおよび不
完全なカットオフ特性を持つ多層水晶フィルタ1b等の
廉価な光学ローパスフィルタが挿入された光学系、2は
デルタ配列された四角形形状の画素構造を有する撮像素
子である。これらは撮像対象101を撮像して画像入力
を行う一つの画像入力装置の一部を構成している。5は
レンズ5aおよび理想的なカットオフ特性が得られる位
相フィルタ5b等の高価な光学ローパスフィルタが挿入
された光学系、6はデルタ配列された六角形形状の画素
構造を有する撮像素子である。これらの光学系5および
撮像素子6は、撮像対象103を撮像して画像入力を行
う一つの画像入力装置の一部を構成している。9は、撮
像画素の集合である撮像疑似画素ブロック内の撮像素子
2(または6)本来の画素の出力を例えば平均化し、1
個の画素データとして出力する撮像画像処理装置であ
り、各画像入力装置に対応して2つ設けられている。3
はディジタル化された画像データを画像表示装置に伝送
する伝送装置及び伝送路であり、2つの撮像画像処理装
置9に対応して2系統設けられている。7は伝送されて
きた画像データを表示疑似画素ブロック内の画像表示装
置本来の画素に振り分けることで、疑似的に任意の画素
形状による表示を可能とする表示画像処理装置、8は比
較的高い画素密度を有する高精細な画像表示部を有して
画像を表示し観察者102に提示する画像表示装置であ
る。但し、画像表示装置8は比較的高精細であればCR
T、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等、その
種類は限定しない。<Fourth Embodiment> FIG. 11 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention relating to an image input / output system. In FIG. 11A, 1 is an optical system in which an inexpensive optical low-pass filter such as a lens 1a and a multilayer crystal filter 1b having an incomplete cut-off characteristic is inserted, and 2 is a delta-arranged rectangular pixel structure. It is an image pickup device that has. These constitute a part of one image input device which images the image pickup target 101 and inputs an image. Reference numeral 5 is an optical system in which an expensive optical low-pass filter such as a lens 5a and a phase filter 5b capable of obtaining an ideal cutoff characteristic is inserted, and 6 is an image pickup device having a hexagonal pixel structure in a delta arrangement. The optical system 5 and the image pickup device 6 constitute a part of one image input device that picks up an image of the image pickup target 103 and inputs an image. 9 indicates, for example, to average the outputs of the original pixels of the image sensor 2 (or 6) in the imaging pseudo pixel block, which is a set of imaging pixels, and 1
It is a picked-up image processing device that outputs as individual pixel data, and two are provided corresponding to each image input device. 3
Is a transmission device and a transmission line for transmitting the digitized image data to the image display device, and two systems are provided corresponding to the two captured image processing devices 9. Reference numeral 7 denotes a display image processing apparatus which enables display in an arbitrary pixel shape in a pseudo manner by distributing transmitted image data to original pixels of the image display apparatus in the display pseudo pixel block, and 8 denotes a relatively high pixel. The image display device has a high-definition image display unit having a density to display an image and present it to the observer. However, if the image display device 8 has a relatively high definition, it is CR.
The type of T, liquid crystal display, plasma display, etc. is not limited.
【0045】本実施形態例の画素表示装置8では、図1
1(c)のように本来の画素を寄せ集めて六角形形状の
画素を疑似的に実現し、このように実現された表示疑似
画素ブロック8aが図11(b)のようにデルタ配列さ
れる構成とする。また、撮像画像処理装置9では、図1
2に示すように、撮像素子2(または6)本来の画素を
寄せ集めてデルタ配列された六角形形状の撮像画素を疑
似的に構成し、撮像素子本来の画素データを、このよう
に構成された撮像疑似画素ブロック2a(または6a)
を画素とする画像データに変換する。その際、本実施形
態例では、撮像疑似画素ブロック2a(または6a)内
の複数の撮像画素を平均化して1画素に変換する。変換
された画像データは、画像伝送系3から表示画像処理装
置7へ送られ、表示画像処理装置7は、第3の実施形態
例と同様に画像伝送系3から送られてくる入力画像の画
素データを、六角形形状の表示疑似画素ブロック8a内
における画素表示装置8本来の画素に分配する。なお、
撮像疑似画素ブロック2a(または6a)と表示疑似画
素ブロック8aとは、それぞれが対応するように構成す
るのが好適である。In the pixel display device 8 of this embodiment, the pixel display device shown in FIG.
As shown in FIG. 1 (c), original pixels are gathered together to realize a hexagonal pixel in a pseudo manner, and the display pseudo pixel block 8a thus realized is arranged in a delta as shown in FIG. 11 (b). The configuration. In addition, in the captured image processing device 9, FIG.
As shown in FIG. 2, the original pixels of the image pickup device 2 (or 6) are gathered together to form a hexagonal image pickup pixel in a delta arrangement in a pseudo manner, and the original pixel data of the image pickup device is formed in this way. Imaging pseudo pixel block 2a (or 6a)
Is converted into image data having pixels as pixels. At that time, in this embodiment, a plurality of image pickup pixels in the image pickup pseudo pixel block 2a (or 6a) are averaged and converted into one pixel. The converted image data is sent from the image transmission system 3 to the display image processing device 7, and the display image processing device 7 receives the pixels of the input image sent from the image transmission system 3 as in the third embodiment. The data is distributed to the original pixels of the pixel display device 8 in the hexagonal display pseudo pixel block 8a. In addition,
The imaging pseudo pixel block 2a (or 6a) and the display pseudo pixel block 8a are preferably configured so as to correspond to each other.
【0046】上記のように撮像及び表示画素構造を疑似
的に構成すると、低精細化された画像データを、第2の
実施形態例、第3の実施形態例の利点と同じく、画質の
高い表示が可能になる利点が得られる。By constructing the image pickup and display pixel structure in a pseudo manner as described above, low definition image data can be displayed with high image quality as with the advantages of the second and third embodiments. The advantage that is possible is obtained.
【0047】また、画像データを通信容量が限られた回
線を通じて画像表示装置に伝送する場合に、少ない画像
データで画質の高い表示が可能となり、低コストで画質
が高いリアルタイムの画像通信が可能になる利点が得ら
れる。例えば、テレビ会議などで多数のカメラを設置し
て撮像された画像データを、低容量の通信回線を通じて
多重伝送する場合に簡便な圧縮・伸長方法として用いる
ことができる。Further, when image data is transmitted to the image display device through a line having a limited communication capacity, it is possible to display a high quality image with a small amount of image data, which enables real-time image communication with a high image quality at a low cost. The advantage is obtained. For example, it can be used as a simple compression / decompression method in the case of multiplex transmission of image data picked up by installing a large number of cameras in a video conference or the like through a low capacity communication line.
【0048】また、撮像及び表示における画素構造がソ
フトウェア的に実現されることから、撮像画像処理装置
9および表示画像処理装置7をリアルタイムで制御する
ことによって、第3の実施形態例と同様に画像の内容に
応じて画素構造が制御できる利点も得られる。Further, since the pixel structure in image pick-up and display is realized by software, by controlling the picked-up image processing device 9 and the display image processing device 7 in real time, the same image as in the third embodiment can be obtained. There is also an advantage that the pixel structure can be controlled according to the contents of.
【0049】なお、図11の例でも、2系統の撮像系か
ら表示系に画像入力される例が示されているが、第3の
実施形態例と同様に表示系は、入力画像を切り替えた
り、画像合成したりして、入力画像を表示することがで
きる。画像入力装置の台数や構成は、上記に限るもので
はない。例えば、いろいろな撮像系で撮られた画像を画
像伝送系で伝送し、表示系はそれぞれの画像を切り替え
て表示したり、ウインドウを分割して複数画像を同時に
表示したりすることができる。Note that the example of FIG. 11 also shows an example in which an image is input from the two image pickup systems to the display system, but the display system switches input images as in the third embodiment. , The input image can be displayed by combining the images. The number and configuration of image input devices are not limited to the above. For example, images taken by various image pickup systems can be transmitted by an image transmission system, and the display system can switch and display each image, or can divide a window and display a plurality of images at the same time.
【0050】<実施形態例5>図13は画像入出力シス
テムに関する本発明の第5の実施形態例を説明する図で
ある。図13(a)において、1はレンズ1aおよび不
完全なカットオフ特性を持つ多層水晶フィルタ1b等の
廉価な光学ローパスフィルタが挿入された光学系、2は
デルタ配列された四角形形状の画素構造を有する撮像素
子である。これらは、撮像対象101を撮像して画像入
力を行う一つの画像入力装置の一部を構成している。5
はレンズ5aおよび理想的なカットオフ特性が得られた
位相フィルタ5b等の高価な光学ローパスフィルタが挿
入された光学系、6はデルタ配列された六角形形状の画
素構造を有する撮像素子である。これらの光学系5およ
び撮像素子6は撮像対象103を撮像して画像入力を行
うもう一つの画像入力装置の一部を構成している。9
は、第4の実施形態例と同じ機能を有する撮像画像処理
装置であり、各画像入力装置に対応して2つ設けられて
いる。3はディジタル化された画像データを画像表示装
置に伝送する伝送装置および伝送路であり、撮像系の数
に対応して2系統設けられている。4は図13(b)の
ように六角形形状の表示画素4aがデルタ配列された画
素構造からなる画像表示部を有して入力画像を表示し観
察者102に提示する画像表示装置である。<Fifth Embodiment> FIG. 13 is a view for explaining a fifth embodiment of the present invention related to an image input / output system. In FIG. 13A, reference numeral 1 is an optical system in which an inexpensive optical low-pass filter such as a lens 1a and a multilayer crystal filter 1b having an incomplete cutoff characteristic is inserted, and 2 is a delta-arranged rectangular pixel structure. It is an image pickup device that has. These constitute a part of one image input device which images the image pickup target 101 and inputs an image. 5
Is an optical system in which an expensive optical low-pass filter such as a lens 5a and a phase filter 5b having an ideal cutoff characteristic is inserted, and 6 is an image pickup device having a hexagonal pixel structure in a delta arrangement. The optical system 5 and the image pickup device 6 constitute a part of another image input device that picks up an image of the image pickup target 103 and inputs an image. 9
Is a picked-up image processing device having the same function as that of the fourth embodiment, and two are provided corresponding to each image input device. Reference numeral 3 denotes a transmission device and a transmission line for transmitting the digitized image data to the image display device, and two systems are provided corresponding to the number of image pickup systems. Reference numeral 4 denotes an image display device having an image display unit having a pixel structure in which hexagonal display pixels 4a are arranged in a delta arrangement as shown in FIG. 13B to display an input image and present it to the observer 102.
【0051】本実施形態例の撮像画像処理装置9では、
第4の実施形態例と同様に、撮像素子2(または6)本
来の画素を寄せ集めてデルタ配列された六角形形状の撮
像画素を疑似的に構成し、撮像素子本来の画素データ
を、このように構成された撮像疑似画素ブロック2a
(または6a)を画素とする画像データに変換する。そ
の際、撮像疑似画素ブロック2a(または6a)内の複
数の撮像画素を平均化するなどして1画素に変換する。
変換された画像データは、画像伝送系3から画像表示装
置4へ送られ、表示される。なお、撮像疑似画素ブロッ
ク2a(または6a)は、表示画素4aと対応するよう
に構成するのが好適である。In the picked-up image processing device 9 of this embodiment,
Similar to the fourth embodiment, the original pixels of the image sensor 2 (or 6) are gathered together to form a hexagonal imaging pixel in a delta arrangement in a pseudo manner, and the original pixel data of the image sensor is Imaging pseudo pixel block 2a configured as follows
(Or 6a) is converted into image data having pixels. At that time, the plurality of image pickup pixels in the image pickup pseudo pixel block 2a (or 6a) are converted into one pixel by averaging the plurality of image pickup pixels.
The converted image data is sent from the image transmission system 3 to the image display device 4 and displayed. The imaging pseudo pixel block 2a (or 6a) is preferably configured so as to correspond to the display pixel 4a.
【0052】上記のように撮像画素構造を疑似的に構成
すると低精細化された画像データを、第2の実施形態
例、第3の実施形態例の利点と同じく、画質の高い表示
が可能になる利点が得られる。When the image pickup pixel structure is constructed in a pseudo manner as described above, it is possible to display low-definition image data with high image quality, like the advantages of the second and third embodiments. The advantage is obtained.
【0053】また、画像データを通信容量が限られた回
線を通じて画像表示装置に伝送する場合に、少ない画像
データで画質の高い表示が可能となり、低コストで画質
が高いリアルタイムの画像通信を可能となる利点が得ら
れる。Further, when image data is transmitted to the image display device through a line having a limited communication capacity, it is possible to display with high image quality with a small amount of image data, and it is possible to perform real-time image communication with high image quality at low cost. The advantage is obtained.
【0054】また、例えば、HDTVカメラで撮像した
画像をNTSCモニタに表示するといった、高精細に撮
像された画像を低精細な画像表示装置に表示する場合
に、画質の高いリアルタイム表示が可能となる。In addition, for example, when a high-definition image is displayed on a low-definition image display device, such as displaying an image picked up by an HDTV camera on an NTSC monitor, high-quality real-time display is possible. .
【0055】さらに、撮像における画素構造がソフトウ
ェア的に実現されることから、撮像画像処理装置をリア
ルタイムで制御することで、第3の実施形態例と同様に
画像の内容に応じて画素構造を制御できる利点も得られ
る。Further, since the pixel structure in the image pickup is realized by software, by controlling the picked-up image processing apparatus in real time, the pixel structure is controlled according to the contents of the image as in the third embodiment. There are also advantages.
【0056】なお、図13の例でも、2系統の撮像系か
ら画像表示装置に画像入力される例が示されているが、
第3の実施形態例と同様に画像表示装置は、入力画像を
切り替えたり、画像合成したりして、入力画像を表示す
ることができる。画像入力装置の台数や構成は、上記に
限るものではない。例えば、いろいろな撮像系で撮られ
た画像を画像伝送系で伝送し、表示系はそれぞれの画像
を切り替えて表示したり、ウインドウを分割して複数画
像を同時に表示したりすることができる。Although the example of FIG. 13 also shows an example in which an image is input to the image display device from two image pickup systems,
Similar to the third embodiment, the image display device can switch the input images or combine the images to display the input images. The number and configuration of image input devices are not limited to the above. For example, images taken by various image pickup systems can be transmitted by an image transmission system, and the display system can switch and display each image, or can divide a window and display a plurality of images at the same time.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の発
明の画像表示装置によれば、デルタ配列された六角形形
状の画素構造が、コントラスト感度が高い水平成分の画
素構造に起因する不要な高周波をカットし、コントラス
ト感度が低い斜め方向成分に逃がすため、表示画素構造
を知覚されにくくする利点が得られる。As described above, according to the image display device of the first aspect of the present invention, the delta-arranged hexagonal pixel structure is caused by the horizontal component pixel structure having high contrast sensitivity. Unnecessary high frequencies are cut off and released to the diagonal direction component with low contrast sensitivity, which has the advantage of making the display pixel structure less perceptible.
【0058】また、第2の発明の画像入出力システムに
よれば、撮像素子を用いて撮像された画像を画像表示装
置に表示する場合において、表示においてデルタ配列さ
れた六角形形状の画素構造を用い、光学系に応じて撮像
における画素構造との組み合わせを最適化することで、
同じ視距離であっても高い画質が得られ、同じ画質であ
ってもより画面に近付くことができるという利点が得ら
れる。また、撮像された画像データを通信容量が限られ
た回線を通じて画像表示装置に伝送する場合に、少ない
画像データで画質の高い表示が可能となり、画質の高い
リアルタイムの画像通信を可能とする利点が得られる。Further, according to the image input / output system of the second invention, when an image picked up by the image pickup device is displayed on the image display device, a hexagonal pixel structure arranged in delta in the display is adopted. By using and optimizing the combination with the pixel structure in imaging according to the optical system,
Even with the same viewing distance, high image quality can be obtained, and even with the same image quality, there is an advantage that the image can be brought closer to the screen. Further, when the captured image data is transmitted to the image display device through a line having a limited communication capacity, it is possible to display a high quality image with a small amount of image data, which is an advantage of enabling a high quality real-time image communication. can get.
【0059】更に、第3の発明の画像入出力システムに
よれば、上記利点に加えて、自動画、CGといった画像
の内容に応じて画素構造を制御できる利点も得られる。Further, according to the image input / output system of the third aspect of the invention, in addition to the above advantages, the advantage that the pixel structure can be controlled according to the content of the image such as automatic image and CG is obtained.
【図1】(a)、(b)は、本発明の作用を説明するた
めの、ナイキスト限界内における原像成分の保存状態の
説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams of a storage state of an original image component within a Nyquist limit for explaining an operation of the present invention.
【図2】本発明の作用を説明するための、表示後の空間
周波数分布の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a spatial frequency distribution after display for explaining the operation of the present invention.
【図3】本発明の第3の発明に関する、疑似画素ブロッ
クの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a pseudo pixel block according to a third aspect of the present invention.
【図4】(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実
施形態例の説明図である。4 (a), (b), and (c) are explanatory views of a first embodiment example of the present invention.
【図5】廉価な光学系を使用した場合の、本発明の効果
を理論的に検証した効果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an effect obtained by theoretically verifying the effect of the present invention when an inexpensive optical system is used.
【図6】(a)、(b)、(c)は、本発明の第2の実
施形態例の説明図である。6 (a), (b) and (c) are explanatory views of a second embodiment example of the present invention.
【図7】理想的な光学系を使用した場合の、本発明の効
果を理論的に検証した効果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an effect obtained by theoretically verifying the effect of the present invention when an ideal optical system is used.
【図8】本発明の第3の実施形態例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a third embodiment example of the present invention.
【図9】(a)、(b)、(c)、(d)は、上記第3
の実施形態例における画素構造の説明図である。9 (a), (b), (c) and (d) are the same as those in the third embodiment.
3 is an explanatory diagram of a pixel structure in the embodiment example of FIG.
【図10】上記第3の実施形態例における表示画像処理
装置の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a display image processing device according to the third embodiment.
【図11】(a)、(b)、(c)は、本発明の第4の
実施形態例の説明図である。11 (a), (b) and (c) are explanatory views of a fourth embodiment of the present invention.
【図12】上記第4の実施形態例における撮像画像処理
装置の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a captured image processing device according to the fourth embodiment.
【図13】(a)、(b)は、本発明の第5の実施形態
例の説明図である。13 (a) and 13 (b) are explanatory views of a fifth embodiment of the present invention.
【図14】積分的加法混色による画像表示装置における
画素のデルタ配列の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a delta arrangement of pixels in an image display device using integral additive color mixing.
【図15】画素のデルタ配列のナイキスト限界の説明図
である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a Nyquist limit of a delta arrangement of pixels.
【図16】視覚の空間異方性の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of visual spatial anisotropy.
【図17】(a)は空間平均的加法混色による画素表示
装置におけるRGBデルタ配列の説明図、(b)は空間
平均的加法混色による画素表示装置におけるRGGBス
クウェア配列の説明図である。17A is an explanatory diagram of an RGB delta array in a pixel display device using spatial average additive color mixing, and FIG. 17B is an explanatory diagram of an RGGB square array in a pixel display device using spatial average additive color mixing.
【図18】撮像素子におけるデルタ配列の説明図であ
る。FIG. 18 is an explanatory diagram of a delta array in the image sensor.
【図19】(a)、(b)、(c)は画質改善のため、
従来行われている画像入出力方式の代表例の説明図であ
る。19 (a), (b), and (c) are for improving image quality.
It is explanatory drawing of the typical example of the image input / output system performed conventionally.
1…不完全な特性を持つ光学フィルタを含む光学系 2…デルタ配列された四角形形状の撮像画素構造を有す
る撮像素子 3…ディジタル伝送装置及び伝送路 4…デルタ配列された六角形形状の表示画素構造を有す
る画像表示装置 5…理想的な特性をもつ光学フィルタを含む光学系 6…デルタ配列された六角形形状の撮像画素構造を有す
る撮像素子 7…表示画像処理装置 8…高精細画像表示装置 9…撮像画像処理装置 10…デルタ配列された四角形形状の画素構造を有し、
画像表位装置に比べ低精細な撮像素子 11…デルタ配列された六角形形状の画素構造を有し、
画像表示装置に比べ低精細な撮像素子DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical system including an optical filter having imperfect characteristics 2 ... Image pickup device having a delta-arranged rectangular image pickup pixel structure 3 ... Digital transmission device and transmission line 4 ... Delta-arranged hexagonal display pixels Image display device having structure 5 ... Optical system including optical filter having ideal characteristics 6 ... Image sensor having hexagonal imaging pixel structure in delta array 7 ... Display image processing device 8 ... High-definition image display device 9 ... Captured image processing device 10 ... Having a delta-arranged rectangular pixel structure,
Image pickup device having a lower definition than that of an image display device 11 ... Having a hexagonal pixel structure in a delta arrangement,
Image sensor with lower definition than image display device
Claims (3)
からなる画像表示部を有することを特徴とする画像表示
装置。1. An image display device comprising an image display unit having a hexagonal pixel structure in a delta arrangement.
表示装置に表示する画像入出力システムにおいて、 デルタ配列された四角形形状、若しくは、六角形形状の
画素構造からなる撮像素子を有する画像入力装置と、 デルタ配列された六角形形状の画素構造からなる画像表
示部を有する画像表示装置と、を少なくとも具備し、 前記画像入力装置により画像入力を行い、前記画像表示
装置によって画像表示を行うことを特徴とする画像入出
力システム。2. An image input / output system for displaying an image picked up by an image pickup device on an image display device, the image input having an image pickup device having a delta-arranged quadrangular or hexagonal pixel structure. And an image display device having an image display unit having a hexagonal pixel structure arranged in a delta array, wherein an image is input by the image input device and an image is displayed by the image display device. Image input / output system characterized by.
は、一方において、多数の画素の集合からなる疑似画素
ブロックを用いて、デルタ配列された四角形形状、若し
くは、六角形形状の画素構造を実現する手段を有するこ
とを特徴とする請求項2記載の画像入出力システム。3. A delta-arranged quadrangular or hexagonal pixel structure is realized by using a pseudo pixel block composed of a large number of pixels in both or one of an image sensor and an image display unit. The image input / output system according to claim 2, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8040815A JPH09233383A (en) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Image display device and image input/output system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8040815A JPH09233383A (en) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Image display device and image input/output system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09233383A true JPH09233383A (en) | 1997-09-05 |
Family
ID=12591158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8040815A Pending JPH09233383A (en) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Image display device and image input/output system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09233383A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7187425B2 (en) | 2003-08-11 | 2007-03-06 | Seiko Epson Corporation | Pixel structure, electro-optical apparatus, and electronic instrument |
KR20160137289A (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 삼성전자주식회사 | Photographing apparatus and method for controlling the same |
US20180301484A1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-10-18 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with high dynamic range and autofocusing hexagonal pixels |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8040815A patent/JPH09233383A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7187425B2 (en) | 2003-08-11 | 2007-03-06 | Seiko Epson Corporation | Pixel structure, electro-optical apparatus, and electronic instrument |
CN100356253C (en) * | 2003-08-11 | 2007-12-19 | 精工爱普生株式会社 | Pixel structure, electro-optical apparatus, and electronic instrument |
KR20160137289A (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 삼성전자주식회사 | Photographing apparatus and method for controlling the same |
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