JPH1153531A

JPH1153531A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH1153531A
Application number: JP9206099A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hieda; 輝夫稗田; Ken Terasawa; 見寺澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-26
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JP3754803B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な回路構成で、解像度の高い高画質な画
像の拡大・縮小が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子と、撮像素子の出力信号の画像
を水平あるいは垂直の少なくとも１方向に拡大、あるい
は縮小する事が可能な画像処理部とを有する撮像装置で
あって、前述画像処理部で行う拡大、あるいは縮小の方
式は、水平、あるいは垂直方向に隣接する、４点の画像
データをもとにそれらの画素の間のある位置の補間され
た画像データを得る事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置であっ
て、撮像された画像を電子的に高画質に拡大縮小処理を
行う撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のディジタル信号処理技術の進歩
は、映像分野に大きな発展をもたらしている。ディジタ
ルビデオカメラや、ディジタルスチルカメラなど、ディ
ジタル記録媒体の出現で、パソコンなどに画像データを
記録し、編集、加工することが容易かつ高画質にできる
ような環境となってきた。

【０００３】従来、ディジタルビデオカメラでは、光学
系によるズーミング以上にズーミングするために、撮像
した画像を補間して拡大、縮小する電子ズームという処
理が多く提案されている。これらは、以下のようなアル
ゴリズムを用いていた。

【０００４】ある周波数でサンプリングされた連続的な
画像データがあり、その画像データを他のある周波数サ
ンプリング間隔で線形補間していく時には、補間画素の
前後にある原サンプリング画素データと、補間画素との
時間的な相対位置データｋが必要となる。

【０００５】これを連続的に求めていく方法としては、
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．４，７７４，５８１に示されるような
累算器を用いたメモリ読み出し手段を用いるとよい。こ
れを、ビデオカメラに応用した例として、特開平５−３
２８１８４号公報等がある。これは、線形補間のアルゴ
リズムを用いている。

【０００６】図１０は、この線形補間のアルゴリズムの
説明図で、メモリ上に蓄積された画像の一部を示したも
のである。Ｓ_n 、Ｓ_n-1 は、蓄積されている画素デー
タ、Ｓ′は補間される画素データを示している。

【０００７】この時、Ｓ_n 、Ｓ_n-1 、Ｓ′の関係は、
Ｓ′＝Ｓ_n ・ｋ＋Ｓ_n-1 ・（１−ｋ）で表される。これ
をディジタル回路で実現するためには、この式をそのま
ま加算器、減算器、乗算器に当てはめるか、あるいは乗
算器の削減のためにこの式を変形して、Ｓ′＝（Ｓ_n −
Ｓ_n-1 ）・ｋ＋Ｓ_n-1 としてあてはめていた。

【０００８】図１１は、これら従来の線形補間方式の撮
像装置の補間部分の例である。補間画素Ｓ′の直前にあ
る原サンプリング画素データＳ_n 、補間画素の直後に有
る原サンプリング画素データＳ_n-1、補間画素Ｓ′との
相対位置データｋに基づいて上述の線形補間式に基づい
て、Ｓ′＝（Ｓ_n −Ｓ_n-1 ）・ｋ＋Ｓ_n-1 の計算を減算
器６１、乗算器６２、加算器６３によって行い、補間画
素データＳ′を出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の方式には以下のような欠点があった。上記従来
例の線形補間では、回路構成は簡単になるものの、周波
数特性が図１２のように高周波成分が大きく減衰してし
まう特性のため、解像感のない画像として拡大・縮小さ
れてしまうという欠点があった。

【００１０】これを解決するために、特開平５−８３６
１２号公報では垂直アパーチャ信号に係数をかけた後補
正する方式を提案しているが、この方式は、垂直方向に
は効果が有るものの、もともと図１２に有るように高周
波成分の減衰が大きいため、大きな改善効果は得られな
い。また、水平方向の劣化については補正が行われない
ため、水平解像度の劣化は著しい。

【００１１】また、ソフトウエア処理により、高画質な
画像の拡大、縮小を行う方式も提案されているが、処理
に時間がかかり、また、ソフトウエアを実行するために
高性能なＣＰＵや大容量のメモリなどが必要になる欠点
が有った。

【００１２】本発明の目的は、これら従来例の欠点を除
き、簡単な回路構成で、解像度の高い高画質な画像の拡
大・縮小が可能な撮像装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明では、撮像素子と、撮像素子の出力信号の画
像を水平あるいは垂直の少なくとも１方向に拡大、ある
いは縮小する事が可能な画像処理部とを有する撮像装置
であって、前述画像処理部で行う拡大、あるいは縮小の
方式は、水平、あるいは垂直方向に隣接する、４点の画
像データをもとにそれらの画素の間のある位置の補間さ
れた画像データを得る事を特徴とする撮像装置を提案す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例であ
る。

【００１５】１はカラー撮像素子であるＣＣＤ、２は入
力された垂直転送制御信号ＳＴＶに応じてＣＣＤ１の駆
動タイミングパルスを発生するタイミングパルス発生、
３はＣＣＤ１の出力信号をサンプルアンドホールドして
連続信号とするサンプルアンドホールド、４は入力信号
をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ、５、６は
与えられた書き込み制御信号ＷＣに応じて入力信号を１
水平期間遅延させるかあるいは、現在のデータを保持す
る１Ｈ遅延、７は入力信号から色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを分離
する色分離、８はローパスフィルタ、９は入力されたＲ
ＧＢ信号に対し、クランプ、ホワイトバランス、ガンマ
補正、ホワイト、ダーククリップ、色差マトリクスを行
い色信号Ｃを形成する色信号処理、１０は入力された信
号に対し、クランプガンマ補正、ホワイト、ダーククリ
ップ、輪郭強調を行って輝度信号Ｙを形成する輝度信号
処理、１１、１２は与えられた読みだし制御信号ＲＣに
応じて入力信号を１水平期間遅延させた出力をそのまま
出力するか、読み出しを停止するかの動作を行う１Ｈ遅
延、１３、１４は与えられた補間係数ＳＣＨに応じて入
力信号を水平４点補間する水平補間、１５、１６は入力
信号を１水平期間、２水平期間、３水平期間それぞれ遅
延させた出力を得る３Ｈ遅延、１７、１８は与えられた
補間係数ＳＣＶに応じて入力信号の垂直補間を行う垂直
補間、１９は色信号Ｃの出力、２０は輝度信号２０の出
力、２１は、ズーム比率ＺＯＯＭの入力端子、２２は入
力されたズーム比率ＺＯＯＭに応じて垂直転送制御信号
ＳＴＶ、１Ｈ遅延５、６の書き込み制御信号ＷＣおよび
垂直補間１７、１８の補間係数ＳＣＶを発生する垂直係
数発生器、２３は入力されたズーム比率ＺＯＯＭに応じ
て１Ｈ遅延１１、１２の読み出し制御信号ＲＣ、水平補
間１３、１４の補間係数ＳＣＨを発生する水平係数発生
器である。

【００１６】不図示の被写体像は、不図示の撮像光学系
により、ＣＣＤ１上の撮像面に結像され、光電変換され
る。この光電変換された電荷は、タイミングパルス２に
より発生される駆動タイミングパルスに応じて垂直およ
び水平方向に転送される。この際、垂直転送制御ＳＴＶ
が発生されると、ＣＣＤ１内の垂直方向の転送を行うパ
ルスがタイミングパルス発生２から発生されず、ＣＣＤ
１内の垂直方向の転送が行われない。例えば２倍の倍率
で拡大を行う時は１水平期間光電変換された電荷を読み
出した後、次の水平期間では垂直転送が行われず、電荷
は読み出されない。この動作を繰り返し行う。ＣＣＤ１
では上述のように転送された電荷が出力部で電荷電圧変
換され、撮像信号として出力される。

【００１７】この撮像信号はサンプルアンドホールド３
で連続化され、ＡＤコンバータ４でディジタル信号に変
換された後、１Ｈ遅延５に入力される。

【００１８】１Ｈ遅延５で１水平期間遅延された出力は
色分離７、ローパスフィルタ８に入力されると同時に１
Ｈ遅延６に入力され、さらに１水平期間の遅延が行われ
る。

【００１９】また、１Ｈ遅延５、および６では前述のよ
うにＣＣＤ１の垂直転送が停止された時は、垂直係数発
生器２２から書き込み制御信号ＷＣが発生され、書き込
みが行われず、同じ信号が次の水平期間においても読み
出される。

【００２０】色分離７には、前述の１Ｈ遅延５および６
の出力が入力される。色分離７の構成はＣＣＤ１の撮像
面上のモザイク色フィルタの構成によって異なってくる
が、例えば、多く用いられている黄、シアン、緑、マゼ
ンタの繰り返しにより構成されるフィルタでインターレ
ース読み出しの場合、２水平期間の信号を演算する事に
より、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号が得られる。このＲ、Ｇ、Ｂの
信号は、色信号処理９において上述のプロセス処理を行
い、色信号Ｃが形成される。この色信号は、後段のディ
ジタル処理に適した形式たとえば、Ｃｒ、Ｃｂの時分割
多重形式などで出力される。

【００２１】また、ローパスフィルタ８は、ＣＣＤ１の
上述のモザイク色フィルタによって生ずる色キャリアを
取り除き輝度信号を取り出す特性に設定される。このロ
ーパスフィルタの出力は輝度信号処理１０において前述
のプロセス処理が行われ、輝度信号Ｙが形成される。

【００２２】上述のように形成されたＣ及びＹは、まず
１Ｈ遅延１１、１２に入力される。この１Ｈ遅延１１、
１２では書き込まれた入力信号が、１水平期間遅延され
ると同時に、水平係数発生器２３により発生される読み
出し制御信号ＲＣに応じて読み出しが行われる。この１
Ｈ遅延１１、１２の出力は、水平補間１３、１４にそれ
ぞれ入力される。水平補間１３、１４では、水平係数発
生器２３により発生された補間係数ＳＣＨに応じて水平
方向の４点補間が行われる。

【００２３】水平補間１３、１４の出力は、３Ｈ遅延１
５、１６にそれぞれ入力される。３Ｈ遅延１５、１６で
はそれぞれ入力信号を１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ遅延した出力を
生成し、遅延されていない信号と共に垂直補間１７、１
８にそれぞれ入力される。

【００２４】垂直補間１７、１８では垂直係数発生器２
２より発生された補間係数ＳＣＶに応じて入力された４
つの信号から、４点補間を行い、補間された信号をそれ
ぞれ出力し、色信号出力端子１９、輝度信号出力端子２
０から不図示のＶＴＲあるいはテレビモニタなどの外部
の機器に出力される。

【００２５】ズームボリュームや、ズームスイッチなど
の設定手段により設定されたズーム比率ＺＯＯＭは入力
端子２１から入力され、垂直係数発生器２２および水平
係数発生器２３に入力される。垂直係数発生器２２で
は、入力されたＺＯＯＭ信号に応じて、タイミングパル
ス発生２の垂直転送制御信号ＳＴＶ、１Ｈ遅延５、６の
書き込み制御信号ＷＣ、垂直補間１７、１８の補間係数
ＳＣＶを発生し、垂直方向に所定の倍率で拡大あるいは
縮小された画像信号を形成するように動作する。

【００２６】また、水平係数発生器２３では、入力され
たＺＯＯＭ信号に応じて、１Ｈ遅延１１、１２の読み出
し制御信号、水平補間１３、１４の補間係数ＳＣＨを発
生して、水平方向に所定の倍率で拡大あるいは縮小され
た画像信号を形成するように動作する。

【００２７】図２は本発明の実施例中、垂直補間１８の
詳細例を示す。１０１、１０２、１０３、１０４、１０
５は入力端子、１０６、１０９、１１２、１１５は減算
器、１０７、１１０、１１３、１１６は乗算器、１０
８、１１１、１１４は加算器、１１７は出力端子であ
る。入力端子１０１は図１中水平補間１４の出力信号Ｓ
_nを入力する。入力端子１０２は３Ｈ遅延１６の出力の
うち１Ｈ遅延された信号Ｓ_n-1を入力する。入力端子１
０３は３Ｈ遅延１６の出力のうち２Ｈ遅延された信号Ｓ
_n-2を入力する。入力端子１０４は３Ｈ遅延１６の出力
のうち３Ｈ遅延された信号Ｓ_n-3を入力する。入力端子
１０５は垂直係数発生器２２の出力のうち補間係数ＳＣ
Ｖを入力する。

【００２８】Ｓ_nとＳ_n-3はまず減算器１０６で減算され
た後乗算器１０７でＳＣＶと乗算される。その出力は加
算器１０８でＳ_n-3と加算され、信号Ｐ_nとなる。

【００２９】ＳＣＶの値をＫとすると、この信号Ｐ
_nは、Ｓ_nとＳ_n-3をＫ及び（１−Ｋ）を重みとして加算
平均した平均値になる。

【００３０】また、Ｓ_n-1とＳ_n-2はまず減算器１０９で
減算された後、乗算器１１０でＳＣＶと乗算され、加算
器１１１でＳ_n-2と加算され、信号Ｐn-1となる。

【００３１】この信号Ｐn-1は、Ｓ_n-1とＳ_n-2をＫ及び
（１−Ｋ）を重みとして加算平均した平均値になる。Ｐ
_nとＰ_n-1は減算器１１２で減算された後、乗算器１１３
で後述するＳＣＶ₂と乗算され、加算器１１４でＰ_n-1と
加算され、垂直補間された輝度信号Ｓｖとなり前述の輝
度信号出力端子１１７より出力される。

【００３２】入力されたＳＣＶはまた、乗算器１１６で
ＳＣＶ自身と乗算された後、ＳＣＶ自身と減算され、Ｓ
ＣＶ₂となる。このＳＣＶ₂は前述のように乗算器１１３
に入力される。

【００３３】なお、垂直補間１７も、図２と同一の構成
で実現可能である。

【００３４】図３は本発明の実施例中の水平係数発生器
２３の詳細例である。

【００３５】１２１はズーム係数入力端子２１から入力
されたズーム係数の入力端子、１２２は加算器、１２３
はレジスタ、１２４は読み出し制御ＲＣの出力端子、１
２５は補間係数ＳＣＨの出力端子である。

【００３６】入力端子１２１から入力されたズーム係数
は、加算器１２２において、レジスタ１２３の出力のう
ち最上位ビットを除いた信号と加算され、その出力はレ
ジスタ１２３に保持される。レジスタ１２３は１クロッ
ク毎にデータが更新される。レジスタ１２３の出力は、
前述のように最上位ビットを除いた信号を加算器１２２
に入力すると共に、最上位ビットを読み出し制御ＲＣと
して出力端子１２４から出力し、最上位ビットを除いた
値を補間係数ＳＣＨとして出力端子１２５から出力す
る。この動作としては、例えばＳＣＨが８ビット、ＲＣ
が１ビットとすると、レジスタ１２３は９ビットにな
る。ズーム係数は９ビットで、１倍である時は、２５６
であるとする。この時、加算器１２２では常に２５６が
加算されるため、下位の８ビットは常に０になる。ま
た、最上位のビットは常に１になる。レジスタ１２３に
はこの値が保持され、ＲＣは常に１、ＳＣＨは常に０と
なり、前述の１Ｈ遅延からは常にデータが読み出され、
水平補間においては補間が行われず、全体として水平方
向には拡大されず、拡大率は１倍になる。

【００３７】またズーム比約２倍の時は、ＺＯＯＭの値
は１２８になり、レジスタ１２３の値は０１２８２
５６１２８２５６と変化する。この時最上位ビット
は００１０１となり、はじめを除いては、２画素
期間に１画素ずつ読み出しが行われ、係数は００．５
００．５０と変化する事がわかる。

【００３８】垂直係数発生器２２の動作も、垂直方向に
１画素は１水平期間のずれになることを考慮すれば、上
述と同等の構成で実現できる。

【００３９】図４は、図２の垂直補間１８の特性図であ
る。

【００４０】前述の構成によって与えられた特性を周波
数変換して、周波数レスポンスを得て、これを正規化周
波数に対応して表した図である。従来の線形補間の図１
２と比較して高周波域の減衰量が大幅に少なくなってい
る。

【００４１】図５は本発明の実施例中１４の水平補間の
詳細例を示す。

【００４２】２０１、２０２は入力端子、２０３、２０
４、２０５は１画素分の遅延を行う１クロック遅延、２
０６、２０９、２１２、２１５は減算器、２０７、２１
０、２１３、２１６は乗算器、２０８、２１１、２１４
は加算器、２０１は出力端子である。

【００４３】入力端子２０１から図１中１Ｈ遅延１２か
らの出力がＳ_nとして入力される。また、入力端子２０
２から、水平係数発生器２３からの補間係数出力がＳ_ch
として入力される。入力されたＳ_nはまず、１クロック
遅延２０３、２０４、２０５によりそれぞれ１画素分ず
つ遅延される。それぞれの出力をＳ_n-1、Ｓ_n-2、Ｓ_n-3
とする。

【００４４】Ｓ_nとＳ_n-3はまず減算器２０６で減算され
た後乗算器２０７でＳ_chと乗算される。その出力は加算
器２０８でＳ_n-3と加算され、信号Ｐ_nとなる。

【００４５】また、Ｓ_n-1とＳ_n-2はまず減算器２０９で
減算された後、乗算器２１０でＳＣＶと乗算され、加算
器２１１でＳ_n-2と加算され、信号Ｐn-1となる。

【００４６】Ｐ_nとＰ_n-1は減算器２１２で減算された
後、乗算器２１３で後述するＳ_ch2と乗算され、加算器
１１４でＰ_n-1と加算され、水平補間された輝度信号Ｓ_h
となり前述の輝度信号出力端子２０７より出力される。

【００４７】入力されたＳ_chはまた、乗算器２１６でＳ
_ch自身と乗算された後、Ｓ_ch自身と減算され、Ｓ_ch2と
なる。このＳ_ch2は前述のように乗算器２１３に入力さ
れる。

【００４８】水平補間１３の構成は概ね図５と同一にな
るが、色信号がＣｒ、Ｃｂの点順次であるため、１クロ
ック遅延が２クロック遅延になる点と、画素間の距離が
２倍になるため係数が１／２になる点が図４と異なる。

【００４９】図６は本発明の実施例の説明図である。

【００５０】図６Ａは水平補間１４による水平方向の補
間の動作を表している。原画素Ｓ_n、Ｓ_n-1、Ｓ_n-2、Ｓ
_n-3に対してＳ_n-1とＳ_n-2の間の補間画素Ｓ′の値を求
める。

【００５１】まず、Ｓ_n-1、Ｓ_n-2からの距離の比率を
（１−ｋ）：ｋとして求める（０＜＝Ｋ＜１）。

【００５２】次に、このｋに応じて、水平方向の周囲の
画素Ｓ_n、Ｓ_n-1、Ｓ_n-2、Ｓ_n-3の値に重み付けを行い、
加算する事により、補間画素Ｓ′の値を求める。この時
用いる係数を得るための構成が前述の図４の構成であ
る。この構成は、補間の際の周波数レスポンスがなるべ
く高域までフラットで、かつ、補間位置による周波数レ
スポンスの違いが少ない様に最適化されている。

【００５３】図６Ｂは垂直補間１８による垂直方向の補
間の動作を表している。図６Ａと同様に、原画素Ｓ_n、
Ｓ_n-1、Ｓ_n-2、Ｓ_n-3に対してＳ_n-1とＳ_n-2の間の補間
画素Ｓ′の値を求める。

【００５４】この時用いる係数を得るための構成が前述
の図２の構成である。

【００５５】図７は本発明の第２の実施例である。

【００５６】前出の図と同一もしくは同等部は同一符号
を付している。

【００５７】３０１、３０２はフィールドメモリ、３０
３は読み出しアドレス発生である。

【００５８】不図示の被写体像は、不図示の撮像光学系
により、ＣＣＤ１上の撮像面に結像され、光電変換され
る。この光電変換された電荷は、タイミングパルス２に
より発生される駆動タイミングパルスに応じて垂直およ
び水平方向に転送される。ＣＣＤ１では転送された電荷
が出力部で電荷電圧変換され、撮像信号として出力され
る。

【００５９】この撮像信号はサンプルアンドホールド３
で連続化され、ＡＤコンバータ４でディジタル信号に変
換された後、１Ｈ遅延５に入力される。

【００６０】１Ｈ遅延５で１水平期間遅延された出力は
色分離７、ローパスフィルタ８に入力されると同時に１
Ｈ遅延６に入力され、さらに１水平期間の遅延が行われ
る。

【００６１】色分離７には、前述の１Ｈ遅延５および６
の出力が入力される。色分離７の構成はＣＣＤ１の撮像
面上のモザイク色フィルタの構成によって異なってくる
が、例えば、多く用いられている黄、シアン、緑、マゼ
ンタの繰り返しにより構成されるフィルタでインターレ
ス読み出しの場合、２水平期間の信号を演算する事によ
り、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号が得られる。このＲ、Ｇ、Ｂの信
号は、色信号処理９において上述のプロセス処理を行
い、色信号Ｃが形成される。この色信号は、後段のディ
ジタル処理に適した形式たとえば、Ｃｒ、Ｃｂの時分割
多重形式などで出力される。

【００６２】また、ローパスフィルタ８は、ＣＣＤ１の
上述のモザイク色フィルタによって生ずる色キャリアを
取り除き輝度信号を取り出す特性に設定される。このロ
ーパスフィルタ８の出力は輝度信号処理１０において前
述のプロセス処理が行われ、輝度信号Ｙが形成される。

【００６３】上述のように形成されたＣ及びＹは、フィ
ールドメモリ３０１、３０２に入力される。このフィー
ルドメモリ３０１、３０２では書き込まれた入力信号
が、１フィールド期間遅延され、読み出しアドレス発生
３０３により発生される読み出しアドレスＲＡＣ、ＲＡ
Ｙにそれぞれ応じて読み出しが行われる。この読み出し
アドレスＲＡＣ、ＲＡＹは、垂直係数発生器２２により
発生される垂直読み出し制御ＲＣＶおよび水平係数発生
器により発生される水平読み出し制御ＲＣＨによりそれ
ぞれ制御され、ズーム係数入力端子２１から入力された
値に応じて読み出しアドレスを発生する。たとえば、ズ
ーム係数が２倍の拡大を表す値である時は、水平方向、
垂直方向ともに２画素分の期間に１画素が読み出される
ように制御される。

【００６４】このフィールドメモリ３０１、３０２の出
力は、水平期間１３、１４にそれぞれ入力される。水平
補間１３、１４では、水平係数発生器２３により発生さ
れた補間係数ＳＣＨに応じて水平方向の４点補間が行わ
れる。

【００６５】水平補間１３、１４の出力は、３Ｈ遅延１
５、１６にそれぞれ入力される。３Ｈ遅延１５、１６で
はそれぞれ入力信号を１Ｈ、２Ｈ、３Ｈ遅延した出力を
生成し、遅延されていない信号と共に垂直補間１７、１
８にそれぞれ入力される。

【００６６】垂直補間１７、１８では垂直係数発生器２
２より発生された補間係数ＳＣＶに応じて入力された４
つの信号から、４点補間を行い、補間された信号をそれ
ぞれ出力し、色信号出力端子１９、輝度信号出力端子２
０から不図示のＶＴＲあるいはテレビモニタなどの外部
機器に出力される。

【００６７】ズームボリュームや、ズームスイッチなど
の設定手段により設定されたズーム比率ＺＯＯＭは入力
端子２１から入力され、垂直係数発生器２２および水平
係数発生器２３に入力される。

【００６８】垂直係数発生器２２では、前述のように、
入力されたＺＯＯＭ信号に応じて、読み出しアドレス発
生３０３および３Ｈ遅延１５を制御するの垂直読み出し
制御信号ＲＣＶ、垂直補間１７、１８の補間係数ＳＣＶ
を発生し、垂直方向に所定の倍率で拡大あるいは縮小さ
れた画像信号を形成するように動作する。

【００６９】また、水平係数発生器２３では、入力され
たＺＯＯＭ信号に応じて読み出しアドレス発生３０３の
水平読み出し制御信号ＲＣＨ、水平補間１３、１４の補
間係数ＳＣＨを発生して、水平方向に所定の倍率で拡大
あるいは縮小された画像信号を形成するように動作す
る。

【００７０】図８は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。

【００７１】３１０はタイミングパルス発生と異なる周
波数のクロックを発生するクロック発生、３１１、３１
２は入力信号は書き込みクロックに同期して連続で書き
込み、出力信号は読み出しクロックと読み出しアドレス
に応じて読み出す方式のデュアルポートタイプなどと呼
ばれる１水平期間分の１Ｈメモリである。

【００７２】ＣＣＤ１から色信号処理９、輝度信号処理
１０の出力までの信号の流れは前出の実施例と同一であ
る。

【００７３】色信号処理９の出力Ｃおよび輝度信号処理
１０の出力Ｙは１Ｈメモリ３１１、３１２に入力され
る。

【００７４】１Ｈメモリ３１１、３１２では書き込みは
タイミングパルス発生２より発生されるＣＣＤ１の水平
転送クロックと同期したクロックＣＫ１に同期して連続
で行われる。

【００７５】読み出しは、クロック発生３１０から発生
された前述のようにＣＫ１とは異なる周波数のＣＫ２
と、水平係数発生器２３から発生される水平読み出し制
御ＲＣＨに応じて読み出しアドレス発生で発生された読
み出しアドレスＲＡＣおよびＲＡＹに応じて行われる。

【００７６】この動作は、以下のように行われる。な
お、説明の簡略化のため輝度信号のみについて説明す
る。

【００７７】ＣＫ１の周波数ＦＣＫ１とＣＫ２の周波数
ＦＣＫ２の比率ＦＣＫ２／ＦＣＫ１がＫである時、１Ｈ
メモリ３１２の出力は、読み出しクロックの周波数はＦ
ＣＫ２であって、読み出しのデータレートはＦＣＫ１と
同じになるように読み出しアドレスＲＡＹが発生され
る。水平補間１４では１Ｈメモリ３１２から読み出され
た、上述のようにＣＫ２に同期し、データレートがＦＣ
Ｋ１である信号を入力して、これを水平方向にＫ倍に補
間し、その補間された信号を出力する。これにより出力
端子２０から出力される輝度信号のデータレートはＦＣ
Ｋ２になる。

【００７８】例えばＫが５／４であるとすると、１Ｈメ
モリ３１２からの出力はＦＣＫ２の周波数に同期して出
力されるが、その出力は５クロック毎に４個のデータが
出力される。つまり、５クロックに１度は同じデータが
２度出力される。水平補間１４ではこのデータをもとに
前述のような４点補間を行い、５つの補間されたデータ
を生成して出力する。したがって、水平補間１４の出力
においては、クロック周波数、データレートともにＦＣ
Ｋ２になる。

【００７９】図９は本発明の第４の実施例を示す図であ
る。

【００８０】３２０、３２１は書き込みは書き込みアド
レスに応じて行い、読み出しは順次走査により行う方式
のフィールドメモリ、３２２はフィールドメモリの書き
込みアドレスを発生する書き込みアドレス発生である。

【００８１】ＣＣＤ１から色信号処理９、輝度信号処理
１０の出力までの信号の流れは前出の実施例と同一であ
る。

【００８２】色信号処理９の出力Ｃおよび輝度信号処理
１０の出力Ｙは３Ｈ遅延１５、１６に入力される。

【００８３】３Ｈ遅延１５、１６では１水平期間、２水
平期間、３水平期間遅延した信号をそれぞれ出力し、そ
の入力信号と共に垂直補間１７、１８にそれぞれ入力さ
せる。

【００８４】垂直補間１７、１８では水平係数発生器２
２から発生された補間係数ＳＣＶに応じて、前述の４点
補間の方式により垂直方向に画素を補間する。それらの
出力は、それぞれ水平補間１３、１４に入力される。水
平補間１３、１４では、入力された信号を、水平係数発
生器２３から発生される補間係数ＳＣＨに応じて前述の
４点補間の方式により水平方向に画素を補間する。それ
らの出力は、フィールドメモリ３２０、３２１に入力さ
れる。

【００８５】フィールドメモリ３２１では、入力信号が
書き込みアドレス発生３２２により発生される書き込み
アドレスＷＡＹに応じて書き込まれる。この時、ズーム
比入力端子２１に入力されたズーム比率に応じて、フィ
ールドメモリ上に、縮小された画像が書き込まれるよう
にアドレスＷＡＹが発生される。

【００８６】例えば、ズーム比率が１／２の縮小を表す
場合、アドレスは、水平方向２画素期間に１ずつ、垂直
方向にも２ライン期間同じアドレスが発生され、フィー
ルドメモリ上の画像が１／２に縮小された画像になるよ
うに動作する。

【００８７】またズーム比率が１と１／２の間である時
は、垂直補間１８、水平補間１４により、垂直、水平方
向に補間された後、ズーム比率に応じてアドレスの増加
を制御して書き込み、フィールドメモリ上の画像がズー
ム比率の値に縮小された画像となるように動作する。

【００８８】フィールドメモリ、３２０の動作も上述と
ほぼ同じであるが、色信号は時分割多重されているた
め、２画素分のデータを１つのまとまりとして扱う。

【００８９】フィールドメモリ３２０、３２１では、上
述の動作により書き込まれた画像を順次読み出す事によ
り、縮小された画像の色信号及び輝度信号が読み出さ
れ、出力端子１９、２０からそれぞれ出力される。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像素子の出力信号の画像を水平あるいは垂直の少なく
とも１方向に拡大、あるいは縮小する際に、水平、ある
いは垂直方向に隣接する、４点の画像データをもとにそ
れらの画素の間のある位置の補間された画像データを得
る事により、周波数特性の優れた画像劣化の非常に少な
い拡大、縮小画像を得る事が可能になる。

【００９１】また、さらに、本発明の４点の画像データ
をもとに補間データを生成する際、隣接する４つの画素
のデータをＤ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とし、Ｄ１とＤ２の
間に補間するべき位置が有り、その位置とＤ１との距離
をＤ１、Ｄ２の距離で割った値をＫとした時に、まず、
Ｄ０とＤ３、Ｄ１とＤ２の２つの組み合わせにおいて、
それぞれの組のデータを前者に対してＫ、後者に対して
（１−Ｋ）を重みとして加算平均した平均値を求め、そ
れら２つの平均値をもとに前述の補完するべき位置にお
ける画像データを得る事により、整数演算のみで画像デ
ータの演算が出来るため、ハードウエアによる実現が非
常に容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例図。

【図２】垂直補間回路の例を示す図。

【図３】水平係数発生器の例を示す図。

【図４】図２の垂直補間の特性図。

【図５】水平補間の詳細例を示す図。

【図６】Ａは水平補間動作の説明図。Ｂは垂直補間動作
の説明図。

【図７】本発明の第２実施例図。

【図８】本発明の第３実施例図。

【図９】本発明の第４実施例図。

【図１０】従来の線形補間の説明図。

【図１１】従来の補間回路例を示す図。

【図１２】従来の周波数特性図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子と、撮像素子の出力信号の画像
を水平あるいは垂直の少なくとも１方向に拡大、あるい
は縮小する事が可能な画像処理部とを有する撮像装置で
あって、前述画像処理部で行う拡大、あるいは縮小の方式は、水
平、あるいは垂直方向に隣接する、４点の画像データを
もとにそれらの画素の間のある位置の補間された画像デ
ータを得る事を特徴とする撮像装置。
【請求項２】請求項１の撮像装置であって、その補間に用いるアルゴリズムは、隣接する４つの画素
のデータをＤ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とし、Ｄ１とＤ２の
間に補間するべき位置が有り、その位置とＤ１との距離
をＤ１、Ｄ２の距離で割った値をＫとした時に、まず、Ｄ０とＤ３、Ｄ１とＤ２の２つの組み合わせにお
いて、それぞれの組みのデータを前者に対してＫ、後者
に対して（１−Ｋ）を重みとして加算平均した平均値を
求め、それら２つの平均値をもとに前述の補完するべき
位置における画像データを得る事を特徴とする撮像装
置。