KR20040010077A - 촬상 장치 - Google Patents

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KR20040010077A
KR20040010077A KR1020030019034A KR20030019034A KR20040010077A KR 20040010077 A KR20040010077 A KR 20040010077A KR 1020030019034 A KR1020030019034 A KR 1020030019034A KR 20030019034 A KR20030019034 A KR 20030019034A KR 20040010077 A KR20040010077 A KR 20040010077A
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지한다.
촬상 제어부(4)는 전자 줌의 배율에 근거하여 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하고, 이미지 센서부(1)는 주사 영역을 주사하는 것에 의해 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하며, RW 제어부(6)는 전자 줌의 배율에 근거하여 화상 데이터를 레지스터(5)에 축적하여 소정의 프레임 레이트로 판독하고, 해상도 변환부(7)는 전자 줌의 배율에 근거하여 화상 데이터를 보간 처리한다.

Description

촬상 장치{IMAGING DEVICE}
본 발명은 화상을 확대하는 전자 줌 기능을 갖는 촬상 장치에 관한 것이다.
도 7은 종래의 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도이며, 도면에 있어서, (11)은 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 이미지 센서부, 12는 이미지 센서부(11)에 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 소정의 주사 영역을 지정하고, 또한 이미지 센서부(11)가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어하는 촬상 제어부이다.
또한, 도 7에 있어서, (13)은 이미지 센서부(11)로부터 출력된 1 프레임분의 화상 데이터를 각각 유지하는 메모리 A 및 메모리 B(도시하지 않음)를 구비한 프레임 메모리, (14)는 전자 줌의 배율을 지정하는 배율 지정부, (15)는 이미지 센서부(11)로부터 출력된 화상 데이터를 프레임 메모리(13)에 기록하고, 또한 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여 프레임 메모리(13)에 유지되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터 또는 일부의 화상 데이터를 판독하는 RW(Read Write) 제어부, (16)은 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 프레임 메모리(13)로부터 판독된 일부의 화상 데이터를 보간 처리하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력하는 해상도 변환부이다.
다음에 동작에 대하여 설명한다.
도 8은 촬상 제어부(12)가 이미지 센서부(11)에 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면이다. 도면에 도시하는 바와 같이, 주사 영역은 화상 데이터를 출력하는 유효 화소 영역과 화상 데이터를 출력하지 않는 블랭킹 영역에 의해 구성되어 있고, 예컨대 여기서는, 유효 화소 영역을 소위 VGA(Variable Graphics Array)에 상당하는 640 ×480 화소의 사이즈, 주사 영역을 800 ×600 화소의 사이즈의 경우를 나타내고 있다.
촬상 제어부(12)는 이미지 센서부(11)에 소정의 주사 영역을 지정하고, 또한이미지 센서부(11)가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어한다. 이미지 센서부(11)는 촬상 제어부(12)에 의해 지정된 주사 영역을 촬상 제어부(12)로부터의 주사 타이밍에 근거하여 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력한다. 도 9는 이미지 센서부(11)가 촬상 제어부(12)에 의해 지정된 주사 영역을 주사하는 모양을 도시하는 도면이다.
먼저, 배율 지정부(14)가 전자 줌의 배율을 1배로 지정한 경우에 대하여 설명한다. RW 제어부(15)는 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 관계없이, 소정 타이밍에서 이미지 센서부(11)로부터 출력된 1 프레임분의 화상 데이터를 프레임 메모리(13)의 메모리 A에 기록한다. 또, 다음 타이밍에서 RW 제어부(15)는 다음 1 프레임분의 화상 데이터를 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 기록한다. 이와 같이, 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 관계없이, 이미지 센서부(11)로부터 출력된 1 프레임분의 화상 데이터가 순차적으로 프레임 메모리(13)에 기록된다.
또, RW 제어부(15)는, 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 1 프레임분의 화상 데이터를 기록할 때에, 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 1배의 배율에 근거하여, 메모리 A에 기록되어 유지되고 있는 1 프레임분의 화상 데이터를 판독하고, 다음 타이밍에서 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 유지되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터를 판독한다.
도 10은 전자 줌의 배율이 1배일 때의 프레임 메모리(13)의 판독과 기록의모양을 설명하는 도면이다. 이와 같이, 전자 줌의 배율이 1배인 경우에는, 메모리 A 또는 메모리 B에 유지되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터 전체가 판독된다. 이상과 같이 하여, 순차적으로 1 프레임분의 화상 데이터가 프레임 메모리(13)에 기록되고, 판독되어 해상도 변환부(16)에 출력된다.
해상도 변환부(16)는 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 1배의 배율에 근거하여, 프레임 메모리(13)로부터 순차적으로 판독된 1 프레임분의 화상 데이터를 그대로 화상 신호로서 출력한다.
다음에, 배율 지정부(14)가 1 프레임분의 화상 데이터의 중앙부에 대하여 전자 줌의 배율을 2배로 지정한 경우에 대해 설명한다. RW 제어부(15)는 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 관계없이, 소정 타이밍에서 이미지 센서부(11)로부터 출력된 1 프레임분의 화상 데이터를 프레임 메모리(13)의 메모리 A에 기록한다. 또한, 다음 타이밍에서 RW 제어부(15)는 다음 1 프레임분의 화상 데이터를 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 기록한다. 이와 같이, 배율 지정부(14)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 관계없이, 이미지 센서부(11)로부터 출력된 1 프레임분의 화상 데이터가 순차적으로 프레임 메모리(13)에 기록된다.
또, RW 제어부(15)는, 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 1 프레임분의 화상 데이터를 기록할 때에, 배율 지정부(14)에 의해 지정된 2배의 전자 줌의 배율에 근거하여, 메모리 A에 기록되어 유지되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터의 중앙부의 1/4의 영역을 판독하고, 다음 타이밍에서 프레임 메모리(13)의 메모리 B에 기록되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터의 중앙부의 1/4의 영역을 판독한다.
도 11은 전자 줌의 배율이 2배일 때의 프레임 메모리(13)의 판독과 기록의 모양을 설명하는 도면이다. 이렇게 하여, 순차적으로 1 프레임분의 화상 데이터가 프레임 메모리(13)에 기록되고, 1 프레임분의 화상 데이터의 중앙부의 1/4의 영역이 판독되어 해상도 변환부(16)에 출력된다.
해상도 변환부(16)는 배율 지정부(14)에 의해 지정된 2배의 전자 줌의 배율에 근거하여, 프레임 메모리(13)로부터 순차적으로 판독된 1 프레임분의 화상 데이터의 중앙부를 종횡으로도 2배로 늘어나게 하는 보간 처리를 하여, 최종적으로는 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈와 동일한 사이즈로 하여 화상 신호로서 출력한다.
다음에 프레임 메모리(13)에 유지되어 있는 화상 데이터를 판독할 때의 데이터 레이트에 대하여 설명한다. 전자 줌의 배율이 1배인 경우에는, RW 제어부(15)는 프레임 메모리(13)에 유지되어 있는 1 프레임분의 화상 데이터를 기록 시의 데이터 레이트와 동일한 데이터 레이트로 판독하는 것에 의해, 해상도 변환부(16)로부터 화상 신호가 소정의 프레임 레이트로 출력된다.
한편, 전자 줌의 배율이 2배인 경우에는, 프레임 레이트를 일정하게 유지하기 위해서, RW 제어부(15)는 프레임 메모리(13)에 유지되어 있는 중앙부의 화상 데이터를 기록 시의 데이터 레이트의 1/4의 데이터 레이트로 판독한다. 이것은, 판독할 화상 데이터의 데이터량이, 기록된 화상 데이터의 데이터량의 1/4로 감소해 있기 때문이다.
이와 같이, 전자 줌의 배율이 1배 이외인 경우에는, 프레임 레이트를 일정하게 하기 위해서, 기록 시의 데이터 레이트와 판독 시의 데이터 레이트를 변경해야 하여, 프레임 메모리(13)로서, 메모리 A, B와 같이, 2 프레임분의 화상 데이터를 유지할 용량이 필요해진다. 예컨대, VGA의 경우는, 640 ×480=약 30만 화소의 사이즈이고, 2 프레임분의 화상 데이터를 유지하기 위해서는 약 4.8 Mbit의 2 포트 RAM, 또는 2개의 약 2.4 Mbit의 싱글 포트 RAM이 필요해진다.
즉, 프레임 메모리(13)로부터 화상 데이터를 판독할 때의 데이터 레이트를 전자 줌의 배율에 따라 변경함으로써, 최종적으로 전자 줌의 배율에 대응하여 늘어나게 한 화상 데이터를 출력할 때의 프레임 레이트를 전자 줌의 배율에 의존하지 않고 일정하게 할 수 있다.
종래의 촬상 장치는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 전자 줌을 실행할 때에 프레임 레이트를 일정하게 유지하기 위해서, 대용량의 프레임 메모리(13)를 탑재해야 하여, 소비 전력의 증대나, 촬상 장치의 사이즈의 증대나, 비용의 증대로 이어져, 특히 모바일 용도의 촬상 장치로의 적용은 곤란하다는 과제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서, 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있어, 모바일 용도로도 적용이 가능한 촬상 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치의 촬상 제어부가 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치의 RW 제어부에 의한 레지스터에 대한 화상 데이터의 기록과 판독의 타이밍차트,
도 4는 이미지 센서부의 화소 수에 대한 프레임 메모리의 유무에 따른 촬상 장치의 회로 규모를 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 촬상 장치의 촬상 제어부가 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 촬상 장치에서 전자 줌의 배율을 변경한 경우의 프레임 레이트를 설명하는 도면,
도 7은 종래의 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 8은 촬상 제어부가 이미지 센서부에 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면,
도 9는 이미지 센서부가 촬상 제어부에 의해 지정된 주사 영역을 주사하는모양을 도시하는 도면,
도 10은 종래의 촬상 장치에서 전자 줌의 배율이 1배일 때의 프레임 메모리의 판독과 기록의 모양을 설명하는 도면,
도 11은 종래의 촬상 장치에서 전자 줌의 배율이 2배일 때의 프레임 메모리의 판독과 기록의 모양을 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 이미지 센서부2 : 배율 지정부
3 : 파라미터 연산부4 : 촬상 제어부
5 : 레지스터6 : RW 제어부
7 : 해상도 변환부
본 발명에 따른 촬상 장치는, 전자 줌의 배율에 근거하여 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하는 수단과, 주사 영역을 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 수단과, 전자 줌의 배율에 근거하여 화상 데이터를 축적하여 소정의 프레임 레이트로 판독하는 수단과, 전자 줌의 배율에 근거하여 판독된 화상 데이터를 보간 처리하는 수단을 구비한 것이다.
본 발명에 따른 촬상 장치는, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 이미지 센서부와, 전자 줌의 배율을 지정하는 배율 지정부와, 전자 줌의 배율에 근거하여 전자 줌에 연관되는 촬상 파라미터를 연산하는 파라미터 연산부와, 촬상 파라미터에 근거하여, 이미지 센서부가 주사하는, 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하고, 또한 이미지 센서부가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어하는 촬상 제어부와, 이미지 센서부로부터 출력된 화상 데이터의 일부를 일시적으로 유지하는 레지스터와, 촬상 파라미터에 근거하여 이미지 센서부로부터 출력된 적어도 1행분의 화상 데이터를 레지스터에 기록하고, 또한 유지되어 있는 적어도 1행분의 화상 데이터를 소정의 프레임 레이트로 판독하는 RW 제어부와, 촬상 파라미터에 근거하여 레지스터로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력하는 해상도 변환부를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 촬상 장치는, 전자 줌의 배율에 근거하여 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하는 수단과, 주사 영역을 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 수단과, 전자 줌의 배율에 근거하여 판독된 화상 데이터를 보간 처리하는 수단과, 전자 줌의 배율에 근거하여, 보간 처리된 화상 데이터를 축적해서 소정의 프레임 레이트로 판독하는 수단을 구비한 것이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도면에 있어서, (1)은 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 이미지 센서부이며, VGA 상당의 640 ×480의 화소 어레이 구조를 갖는 CCD 또는 CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에 의해 구성되어 있다. 여기서는, 간단히 하기 위해서, 유효 화소 영역 주변부의 항상 차광 상태로 되어 있는 차광 화소에 대해서는 생략한다.
또한, 도 1에 있어서, (2)는 전자 줌의 배율을 지정하는 배율 지정부, (3)은배율 지정부(2)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 전자 줌에 연관되는 촬상 파라미터를 연산하는 파라미터 연산부, (4)는 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여, 이미지 센서부(1)가 주사하는, 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하고, 또한 이미지 센서부(1)가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어하는 촬상 제어부이다.
또한, 도 1에 있어서, (5)는 이미지 센서부(1)로부터 출력된 1행분의 화상 데이터를 일시적으로 유지하고, 전자 줌의 배율에 의해 변화되는 1 수평 주사 기간 내의 데이터 레이트의 어긋남을 보정하는 FIFO(First In First Out) 등을 사용한 약 17 Kbit 정도의 소용량의 레지스터, (6)은 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여, 이미지 센서부(1)로부터 출력된 적어도 1행분의 화상 데이터를 레지스터(5)에 기록하고, 또한 유지되어 있는 적어도 1행분의 화상 데이터를 소정의 프레임 레이트로 판독하는 RW(Read Write) 제어부, (7)은 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여, 레지스터(5)로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력하는 해상도 변환부이다.
다음에 동작에 대하여 설명한다.
파라미터 연산부(3)는 배율 지정부(2)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 전자 줌에 연관되는 촬상 파라미터, 즉 화소 단위의 수평 주사 기간 PH, 행 단위의 수직 주사 기간 PV, 수직 주사 개시 행 VSTRT, 수직 주사 행 수 VSIZE, 수평 주사 개시 화소 HSTRT 및 수평 주사 화소 수 HSIZE를 연산한다.
여기서는, 전자 줌의 배율이 1배인 경우의 수평 주사 기간을 PHi, 수직 주사 기간을 PVi, 수직 주사 행 수를 VSIZEi, 수평 주사 화소 수 HSIZEi로 하고, 1 프레임의 화상 데이터의 중앙부를 N배로 전자 줌하는 것으로 하면, 파라미터 연산부(3)는 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV, 수직 주사 개시 행 VSTRT, 수직 주사 행 수 VSIZE, 수평 주사 개시 화소 HSTRT 및 수평 주사 화소 수 HSIZE를 다음 수학식 1 내지 6에 의해 연산한다.
예컨대, PHi=800, PVi=600, HSIZEi=640, VSIZEi=480, N=2라고 하면, 상기 수학식 1 내지 6에 의해 PH=1600, PV=300, VSTRT=120, VSIZE=240, HSTRT=160,HSIZE=320으로 된다. 또, VSTRT는 1행째 줄의 값을 0으로 한 값이며, HSTRT는 1 화소째의 값을 0으로 한 값이다.
촬상 제어부(4)는 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터, 즉 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV, 수직 주사 개시 행 VSTRT 및 수직 주사 행 수 VSIZE에 근거하여, 이미지 센서부(1)가 주사하는, 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하고, 또한 이미지 센서부(1)가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어한다.
도 2는 촬상 제어부(4)가 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면이며, 여기서는, 전자 줌 배율이 1배일 때의 수평 주사 기간 PHi=800, 수직 주사 기간 PVi=600, 수평 주사 화소 수 HSIZEi=640, 수직 주사 행 수 VSIZEi=480라고 하면, 전자 줌의 배율이 2배일 때에, 주사 영역은 PH ×PV=1600 ×300 화소의 사이즈로 되어, 전자 줌하는 영역(사선 부분의 320 ×240 화소 사이즈의 영역)을 포함하는 유효 화소 영역(640 ×300 화소 사이즈의 영역)과 블랭킹 영역으로 구성된다. 또한, 수직 주사 개시 행 VSTRT은 120, 수직 주사 행 수 VSIZE는 240, 수평 주사 개시 화소 HSTRT는 160, 수평 주사 화소 수 HSIZE는 320이다.
이미지 센서부(1), 촬상 제어부(4)에 의해 지정된 주사 영역을 촬상 제어부(4)로부터의 주사 타이밍에 근거하여 주사함으로써, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력한다.
촬상 제어부(4)에 의해 지정된 주사 영역은, 전자 줌의 배율이 1배일 때는800 ×600 화소의 사이즈이고, 전자 줌의 배율이 2배일 때는 1600 ×300 화소의 사이즈이며, 주사 영역의 사이즈가 전자 줌의 배율에 관계없이 일정한 480000 화소의 사이즈로 되기 때문에, 이미지 센서부(1)로부터 출력되는 화상 데이터의 프레임 레이트는 전자 줌의 배율에 관계없이 일정하다.
RW 제어부(6)는 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터, 즉 수평 주사 개시 화소 HSTRT 및 수평 주사 화소 수 HSIZE에 근거하여, 이미지 센서부(1)로부터 출력된 적어도 1행분의 화상 데이터를 레지스터(5)에 기록하고, 또한 유지되어 있는 적어도 1행분의 화상 데이터를 소정의 프레임 레이트로 판독한다.
전자 줌의 배율이 1배인 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 수평 주사 화소 수 HSIZEi=640이기 때문에, RW 제어부(6)는 640 화소의 1행분의 화소 데이터를 FIFO 등에 의해 구성된 레지스터(5)에 기록하고, 유지되어 있는 1행분의 화상 데이터를 소정의 프레임 레이트로 판독한다. 이 처리는, 각 행마다 행하여지고, VSIZEi=480이기 때문에, 480행분의 처리를 하는 것에 의해 1 프레임분의 화상 데이터가 해상도 변환부(7)에 출력된다.
전자 줌의 배율이 2배인 경우에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 수평 주사 개시 화소 HSTRT=160, 수평 주사 화소 수 HSIZE=320이기 때문에, RW 제어부(6)는 320 화소의 1행분의 화소 데이터를 FIFO 등에 의해 구성된 레지스터(5)에 기록하고, 유지되어 있는 1행분의 화상 데이터를 전자 줌의 배율이 1배인 경우와 동일한 소정의 프레임 레이트로 판독한다. 이 처리는, 각 행마다 행하여지고, VSIZEi=240이기 때문에, 240행분의 처리를 하는 것에 의해 1 프레임 중의 전자 줌되는 영역의 화상데이터가 해상도 변환부(7)에 출력된다.
도 3은 RW 제어부(6)에 의한 레지스터(5)에 대한 화상 데이터의 기록과 판독의 타이밍차트이다. 상기한 바와 같이, RW 제어부(6)는 1행분의 화상 데이터의 레지스터(5)로의 기록이 종료되면 판독하고 있지만, 전자 줌의 배율에 관계없이 동일한 프레임 레이트로 판독하기 위해서는, 1행분의 화소수가 많을수록, 이전 시간부터 레지스터(5)로의 기록을 개시해야 한다.
즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 전자 줌의 배율이 1배(N=1)로 1행분의 화소수가 많은 프레임 0, 1의 레지스터(5)까지의 판독 개시로부터 기록 개시까지의 시간 t1은, 전자 줌 배율이 2(N=2)인 경우에 1행분의 화소 수가 적은 프레임 2, 3의 레지스터(5)로부터의 판독 개시부터 기록 개시까지의 시간 t2보다 길다(t1 > t2). 이와 같이, FIFO 등의 레지스터(5)는 전자 줌의 배율에 관계없이 동일한 프레임 레이트를 유지하기 위해서, 전자 줌의 배율에 의한 데이터 레이트의 어긋남을 보정하고 있다.
해상도 변환부(7)는 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터, 즉 수평 주사 개시 화소 HSTRT, 수평 주사 화소 수 HSIZE에 근거하여, 레지스터(5)로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력한다.
즉, 전자 줌의 배율이 1배인 경우에는, 수평 주사 화소 수 HSIZEi=640, 수직 주사 행 VSIZEi=480이기 때문에, 레지스터(5)로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하지 않고서, 그대로 1 프레임분의 화상 데이터로서 화상 신호를 출력한다.
한편, 전자 줌의 배율이 2배인 경우에는, 수평 주사 화소 수 HSIZE=320이고, 수직 주사 행 VSIZE=240이기 때문에, 레지스터(5)로부터 판독된 화상 데이터를 종횡 2배로 하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력한다.
이상과 같은 구성에 의해, 종래와 같이 4.8Mbit의 대용량의 프레임 메모리(13)를 사용하지 않더라도, 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있다. 도 4는 이미지 센서부(1)의 화소 수에 대한 프레임 메모리(13)의 유무에 따른 촬상 장치의 회로 규모를 설명하는 도면이다. 이 실시예 1에서는, 이미지 센서부(1)로서 640 ×480 화소의 소위 VGA 사이즈의 경우에 대하여 설명했지만, 도 4에 도시하는 바와 같이 이미지 센서부(1)의 화소 수가 증가되어 해상도가 향상되면, 프레임 메모리(13)를 사용하지 않은 것에 의한 회로 규모의 삭감 효과가 점점 더 커진다.
이 실시예 1에서는, 전자 줌을 실행할 때에, 1 프레임의 화상 데이터의 중앙부, 즉 1 프레임의 중심점을 중심으로 하여 줌 조작하도록 하고 있지만, 1 프레임의 중심으로부터 수평 방향으로 HOFS만큼 오프셋하고, 수직 방향으로 VOFS만큼 오프셋한 점을 중심으로 하여 줌 조작하는 경우에는, 파라미터 연산부(3)는 수직 주사 개시 행 VSTRT 및 수평 주사 개시 화소 HSTRT를 다음 수학식 7, 8에 의해 연산한다.
또, 이 실시예 1에서는, 전자 줌의 배율을 1배로부터 N배로 하는 경우에 대하여 설명했지만, 일반적으로 전자 줌의 배율을 N1배로부터 N2배로 하는 경우에는 하기와 같이 하면 된다.
전자 줌의 배율이 N1배인 경우의 수평 주사 기간을 PH1, 수직 주사 기간을 PV1, 수직 주사 개시 행을 VSTRT1, 수직 주사 행 수를 VSIZE1, 수평 주사 개시 화소를 HSTRT1, 수평 주사 화소 수 HSIZE1로 하고, 1 프레임의 화상 데이터의 중앙부를 N2배로 전자 줌하는 것으로 하면, 파라미터 연산부(3)는 전자 줌의 배율이 N2배인 경우의 수평 주사 기간 PH2, 수직 주사 기간 PV2, 수직 주사 개시 행 VSTRT2, 수직 주사 행 수 VSIZE2, 수평 주사 개시 화소 HSTRT2 및 수평 주사 화소 수 HSIZE2를 다음 수학식 9 내지 14에 의해 연산한다.
또 일반적으로, 전자 줌의 배율을 N1배로부터 N2배로 하는 경우에, 1 프레임의 중심으로부터 수평 방향으로 HOFS만큼 오프셋하고, 수직 방향으로 VOFS만큼 오프셋한 점을 중심으로 하여 줌 조작하는 경우에는, 파라미터 연산부(3)는 수직 주사 개시 행 VSTRT2 및 수평 주사 개시 화소 HSTRT2를 다음 수학식 15, 16에 의해 연산한다.
이상과 같이, 이 실시예 1에 의하면, 촬상 제어부(4)가 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 배율이 변화되더라도 사이즈가 일정하게 되도록 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하고, 이미지 센서부(1)가 이 주사 영역을 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하며, RW 제어부(6)가 전자 줌의 배율에 근거하여 화상 데이터를 레지스터(5)에 일시적으로 축적하여 소정의 프레임 레이트로 판독함으로써, 이미지 센서부(1)로부터 출력되는 화상 데이터의전자 줌의 배율에 의한 데이터 레이트의 어긋남을 보정하는 것에 의해, 대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서, 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
또, 이 실시예 1의 도 1에 있어서, 해상도 변환부(7)를 이미지 센서부(1)와 레지스터(5) 사이로 치환하고, 전자 줌의 배율에 근거하여 이미지 센서부(1)로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하여, RW 제어부(6)가 전자 줌의 배율에 근거하여, 보간 처리된 화상 데이터를 레지스터(5)에 일시적으로 축적하여 소정의 프레임 레이트로 판독하도록 구성하더라도 되고, 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2에 따른 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도는 실시예 1의 도 1과 마찬가지이다. 상기 실시예 1에서는 전자 줌의 배율에 의해서 제어되는 주사 영역을 지정하는 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV를 정수값으로서 설명하고 있지만, 전자 줌의 배율에 따라서는 이 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV가 정수값으로 되지 않는 경우가 있다. 이 실시예 2에서는, 이 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV가 정수값으로 되지 않는 경우라도, 프레임 레이트를 일정하게 하는 것이다.
다음에 동작에 대하여 설명한다.
파라미터 연산부(3)는 배율 지정부(2)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 전자 줌에 연관되는 촬상 파라미터, 즉 화소 단위의 수평 주사 기간 PH, 행 단위의 수직 주사 기간 PV를 실시예 1의 수학식 1, 2 대신에 다음 수학식 17, 18에 의해 연산한다.
여기서, INT는 정수화 함수이고, PHi는 전자 줌의 배율이 1배인 경우의 수평 주사 기간, PVi는 전자 줌의 배율이 1배안 경우의 수직 주사 기간, N은 전자 줌의 배율이다.
또한, 파라미터 연산부(3)는 상기 수학식 17 및 18의 정수화 함수에 의해 승제(乘除)한 단수(端數) 화소 주사 기간 PR을 다음 수학식 19에 의해 연산한다.
이 때, 프레임 레이트의 역수인 프레임 기간 Fc는 다음 수학식 20으로 된다.
여기서, 단수 화소 주사 기간 PR은 통상 수평 주사 기간 PH보다 작고, 다음 수학식 21의 관계가 있다.
또, 파라미터 연산부(3)는 배율 지정부(2)에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여, 수직 주사 개시 행 VSTRT, 수직 주사 행 수 VSIZE, 수평 주사 개시 화소 HSTRT 및 수평 주사 화소 수 HSIZE를 다음 수학식 22 내지 25에 의해 연산한다.
촬상 제어부(4)는 파라미터 연산부(3)에 의해 연산된 촬상 파라미터, 즉 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV, 단수 화소 주사 기간 PR, 수직 주사 개시 행 VSTRT 및 수직 주사 행 수 VSIZE에 근거하여, 이미지 센서부(1)에 전자 줌하는 영역을 포함하는 주사 영역을 지정하고, 또한 이미지 센서부(1)가 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어한다.
도 5는 촬상 제어부(4)가 지정하는 주사 영역을 설명하는 도면이며, 도면에 도시하는 바와 같이, 전자 줌이 1배일 때의 주사 영역 PHi ×PVi에 대하여, N배일때의 주사 영역을 PH ×PV + PR에 의해 지정해서, 1 프레임분의 화소 데이터 중 최후의 행만 단수 화소 주사 기간 PR만큼 여분으로 이미지 센서부(1)를 주사시키고 있다.
도 6은 전자 줌의 배율을 변경한 경우의 프레임 레이트를 설명하는 도면이다. 도 6(a)는 단수 화소 주사 기간 PR을 포함하지 않는 경우이고, 6(b)는 단수 화소 주사 기간 PR을 포함한 경우이다. 이 예에서는, PHi=800, PVi=580, N=1.2, PR=320인 경우이다. 전자 줌의 배율을 1.2배로 변경하면, PH = 800 ×1.2 = 960, PV = 580 ÷1.2 = 483.333... 로 되어, 프레임 레이트가 일정하게 되는 정수해로 되지 않는다.
그 때문에, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 단수 화소 주사 기간 PR을 포함하지 않는 경우에는, 전자 줌의 배율을 변경하면 프레임 레이트는 변화해 버리지만, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 단수 화소 주사 기간 PR=320을 포함한 경우에는, 전자 줌의 배율을 변경하더라도 주사 영역의 사이즈가 변화하지 않기 때문에, 프레임 레이트는 변화되지 않고 일정하게 유지될 수 있다. 이것에 의해, 촬상 제어부(4)가 지정하는 주사 영역을, 1 화소를 판독하는 시간인 화소 사이클 단위로 자유롭게 변경하는 것이 가능해진다.
그 외의 이미지 센서부(1), 레지스터(5), RW 제어부(6), 해상도 변환부(7)의 처리는 실시예 1과 마찬가지이다.
이 실시예에서는 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV를 상기 수학식 17, 18에 의해 연산하고 있지만, 전자 줌의 배율이 N1배인 경우의 수평 주사 기간을PH1, 수직 주사 기간을 PV1, 단수 화소 주사 기간 PR1로 하고, 1 프레임의 화상 데이터의 중앙부를 N2배로 전자 줌하는 것으로 하면, 파라미터 연산부(3)는 전자 줌의 배율이 N2배인 경우의 수평 주사 기간 PH2, 수직 주사 기간 PV2 및 단수 화소 주사 기간 PR2를 다음 수학식 26 내지 28에 의해 연산한다.
이상과 같이, 이 실시예 2에 의하면, 촬상 제어부(4)가 전자 줌의 배율에 근거하여, 이미지 센서부(1)가 주사하는 주사 영역을, 단수 화소 주사 기간 PR을 포함해서 지정하고, 소용량의 레지스터(5)를 사용하여 이미지 센서부(1)로부터 출력되는 화상 데이터의 전자 줌의 배율에 의한 데이터 레이트의 어긋남을 보정함으로써, 대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서, 어떠한 배율이라도 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
또한, 이 실시예 2에 의하면, 프레임 레이트를 화소 사이클 단위로 자유롭게 선택할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3에 따른 촬상 장치의 구성을 나타내는 블럭도는 실시예 1의 도 1과 마찬가지이다. 상기 실시예 2에서는 전자 줌이 1배일 때의 수평 주사 기간 PHi, 수직 주사 기간 PVi를 미리 부여하고 있었지만, 이 실시예 3에서는 전자 줌이 1배일 때의 수평 주사 기간 PHi와 프레임 레이트의 역수인 프레임 기간 Fc이 인가되어 있는 것으로 한다.
다음에 동작에 대하여 설명한다.
파라미터 연산부(3)는 전자 줌이 1배일 때의 수직 주사 기간 PVi 및 단수 화소 주사 기간 PRi를 다음 수학식 29, 30에 의해 연산한다.
또, 파라미터 연산부(3)는 전자 줌이 N배일 때의 화소 단위의 수평 주사 기간 PH를 상기 수학식 17에 의해 연산하고, 또한 수직 주사 기간 PV를 상기 수학식 18 대신에 다음 수학식 31에 의해 연산하고, 단수 화소 주사 기간 PR을 다음 수학식 32에 의해 연산한다.
이와 같이, 파라미터 연산부(3)가 수평 주사 기간 PH 및 프레임 기간 Fc의 파라미터로 촬상 파라미터를 연산한다. 그 외의 처리는 실시예 2와 마찬가지이다.
이 실시예에서는, 전자 줌의 배율이 1배일 때의 수직 주사 기간 PVi 및 단수 화소 주사 기간 PRi를 상기 수학식 29, 30에 의해 연산하고, 전자 줌의 배율이 N배인 경우의 수평 주사 기간 PH, 수직 주사 기간 PV 및 단수 화소 주사 기간 PR을 수학식 17, 31, 32에 의해 연산하고 있지만, 전자 줌의 배율이 N1배인 경우의 수평 주사 기간을 PH1, 프레임 기간을 Fc로 하고, 1 프레임의 화상 데이터의 중앙부를 N2배로 전자 줌하는 것으로 하면, 파라미터 연산부(3)는 전자 줌의 배율이 N1배인 경우의 수직 주사 기간 PV1 및 단수 화소 주사 기간 PR1, 전자 줌의 배율이 N2배인 경우의 수평 주사 기간 PH2, 수직 주사 기간 PV2 및 단수 화소 주사 기간 PR2를 다음 수학식 33 내지 37에 의해 연산한다.
이상과 같이, 이 실시예 3에 의하면, 실시예 2와 마찬가지로, 대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서, 어떠한 배율이라도 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있고, 또한 프레임 레이트를 화소 사이클 단위로 자유롭게 선택할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 대용량의 프레임 메모리를 사용하지 않고서 전자 줌을 실행할 때의 프레임 레이트를 일정하게 유지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 전자 줌의 배율에 근거하여 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하는 수단과,
    해당 주사 영역을 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 수단과,
    상기 전자 줌의 배율에 근거하여 상기 화상 데이터를 축적해서 소정의 프레임 레이트로 판독하는 수단과,
    상기 전자 줌의 배율에 근거하여 판독된 화상 데이터를 보간 처리하는 수단
    을 구비한 촬상 장치.
  2. 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고 또한 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 이미지 센서부와,
    전자 줌의 배율을 지정하는 배율 지정부와,
    해당 배율 지정부에 의해 지정된 전자 줌의 배율에 근거하여 전자 줌에 연관되는 촬상 파라미터를 연산하는 파라미터 연산부와,
    해당 파라미터 연산부에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여, 상기 이미지 센서부가 주사하는, 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을지정하고, 또한 상기 이미지 센서부가 상기 주사 영역을 주사할 때의 주사 타이밍을 제어하는 촬상 제어부와,
    상기 이미지 센서부로부터 출력된 화상 데이터의 일부를 일시적으로 유지하는 레지스터와,
    상기 파라미터 연산부에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여 상기 이미지 센서부로부터 출력된 적어도 1행분의 화상 데이터를 상기 레지스터에 기록하고, 또한 유지되어 있는 적어도 1행분의 화상 데이터를 소정의 프레임 레이트로 판독하는 RW 제어부와,
    상기 파라미터 연산부에 의해 연산된 촬상 파라미터에 근거하여 상기 레지스터로부터 판독된 화상 데이터를 보간 처리하여 1 프레임분의 화상 데이터의 사이즈로 변환해서 화상 신호를 출력하는 해상도 변환부
    를 구비한 촬상 장치.
  3. 전자 줌의 배율에 근거하여 유효 화소 영역과 블랭킹 영역으로 구성되는 주사 영역을 지정하는 수단과,
    해당 주사 영역을 주사하는 것에 의해, 입력한 광 신호를 전기 신호로 변환하여 축적하고, 축적되어 있는 전기 신호를 판독하여 화상 데이터로서 출력하는 수단과,
    상기 전자 줌의 배율에 근거하여 판독된 화상 데이터를 보간 처리하는 수단과,
    상기 전자 줌의 배율에 근거하여, 보간 처리된 화상 데이터를 축적하여 소정의 프레임 레이트로 판독하는 수단
    을 구비한 촬상 장치.
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