JP2004015564A - レンズユニットおよびこれを備えた撮像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２焦点の画像を各フィールドに撮像するタイプの３Ｄレンズが、レンズ交換式カムコーダに取り付けられた時、カムコーダで画像データを圧縮する際に、フィールド単位の直交変換処理を行い、デコード時に記録したフィールドの画像が逆のフィールドへ映り込まないようにする。
【解決手段】レンズ交換式カムコーダにおいて、交換レンズが立体画像を撮像するような３Ｄレンズである時は、通常レンズ使用時に規定の画素単位のブロックにおいて、適応的にフィールド内ＤＣＴ／フレーム内ＤＣＴを選択されていたＤＣＴ処理をフィールド単位に固定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズユニットおよびこれを備えたレンズ交換式のカムコーダ等を含む撮像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のカムコーダのブロック図である。図２において、２０１はレンズ、２０２はＣＣＤ、２０３はサンプル・ホールド回路、２０４はアナログ・ディジタル変換回路、２０５はカメラ信号処理回路、２０６はビデオ信号処理回路、２０７はメモリ、２０８は記録媒体、２０９は映像信号出力端子である。
【０００３】
レンズ２０１を通して、ＣＣＤ２０２で撮像された撮像信号は、サンプル・ホールド回路２０３、アナログ・ディジタル変換回路２０４によりディジタル映像信号に変換される。ディジタル映像信号はカメラ信号処理回路２０５において、輝度・色差信号分離処理、アパーチャ成分の調整を行うアパーチャ処理、白信号を調整するホワイトバランス処理等の処理が施され、ビデオ信号処理回路２０６内でメモリ２０７を用いて、直交変換処理、量子化処理、可変長符号化処理が施され、データ量を削減し、記録に適するように変調され、記録媒体２０８に磁気記録、光磁気記録や相変化記録等の手段で磁気テープやディスクに記録される。
【０００４】
前記磁気テープ又はディスクに書き込まれたデータは、ビデオ信号処理回路２０６内にて、データ復調、誤り訂正処理、可変長復号化処理、逆量子化処理、逆直交変換処理、同期信号付加処理、ディジタル・アナログ変換処理が施され、映像信号出力端子２０９から出力される。
【０００５】
図３はカメラ信号処理回路２０５の詳細図である。図３において、３０１は入力端子、３０２は２ライン遅延用メモリ、３０３はロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ）、３０４は水平アパーチャ処理回路、３０５は垂直アパーチャ処理回路、３０６は加算器、３０７は色分解回路、３０８は白抽出回路、３０９は色温度検出回路、３１０，３１１は増幅器、３１２はマトリクス回路、３１３はＹ信号出力端子、３１４はＲ−Ｙ信号出力端子、３１５はＢ−Ｙ信号出力端子である。
【０００６】
入力端子３０１に入力されるディジタル化されたＣＣＤ出力信号は、２ライン遅延用メモリ３０２に入力される。２ライン遅延用メモリ３０２出力信号は、ＬＰＦ３０３にてキャリア成分を除去され輝度信号を出力する。水平アパーチャ処理回路３０４では内含する垂直ＬＰＦにて分離された輝度信号の水平アパーチャ成分を取り出す。垂直アパーチャ処理回路３０５では２ライン遅延用メモリ３０２出力を用い、内含する水平ＬＰＦにて分離された輝度信号の垂直アパーチャ成分を取り出す。前記ＬＰＦ３０３出力、水平アパーチャ処理回路３０４出力、垂直アパーチャ処理回路３０５出力は加算器３０６により加算され、高周波数成分を含む輝度（Ｙ）信号を出力する。
【０００７】
色分解回路３０７に入力されるＣＣＤ出力信号は３原色信号であるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）信号に色分解される。白抽出回路３０８、色温度検出回路３０９、Ｒ信号増幅器３１０、Ｂ信号増幅器３１１はオートホワイトバランス（ＡＷＢ）機能を実現するブロックであり、白抽出回路３０８、色温度検出回路３０９は、白色成分の映像信号を抽出し３原色信号が等しくなるように、Ｒ信号増幅器３１０、Ｂ信号増幅器３１１を調整する。マトリクス回路３１２に入力される３原色信号は、色差信号であるＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号に変換される。Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号は、Ｙ信号出力端子３１３、Ｒ−Ｙ信号出力端子３１４、Ｂ−Ｙ信号出力端子３１５から出力される。
【０００８】
図４はビデオ信号処理回路２０６の詳細図である。図４において、４０１はＹ信号入力端子、４０２はＲ−Ｙ信号入力端子、４０３はＢ−Ｙ信号入力端子、４０４はセレクタ、４０５はブロック化回路、４０６は直交変換回路、４０７は量子化回路、４０８は可変長符号化回路、４０９は訂正符号付加回路、４１０は変調回路、４１１は記録データ出力端子であり、４１２は記録データ入力端子、４１３は復調回路、４１４は誤り訂正回路、４１５は可変長復号化回路、４１６は逆量子化回路、４１７は逆直交変換回路、４１８は逆ブロック化回路、４１９は同期信号付加回路、４２０はディジタル・アナログ変換回路、４２１はビデオ信号出力端子である。
【０００９】
Ｙ信号入力端子４０１、Ｒ−Ｙ信号入力端子４０２、Ｂ−Ｙ信号入力端子４０３から入力されるＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号はセレクタ４０４で選択され、ブロック化回路４０５に入力される。ブロック化回路４０５では、セレクタ出力信号を一旦メモリ２０７に蓄積し、各々Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ信号のＮｘＮ（Ｎ：整数）のブロック単位のブロック信号として読み出す。ブロック信号は直交変換回路４０６に入力され、ブロック単位で離散コサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換が行われ、直交変換係数を出力する。直交変換係数は、規定の複数ブロック内の符号量が既定値を超えないように、量子化回路４０７で直交変換係数成分に応じて量子化され、可変長符号化回路４０８において、ハフマン符号等の可変長符号化が行われ、データ圧縮が行われる。可変長符号化回路４０８出力は、訂正符号付加回路４０９において、再生時にエラー訂正処理を行うことができるようなエラー訂正符号を付加され、変調回路４１０においてＮＲＺＩ変調等により記録に適した記録データに変調され、記録データ出力端子４１１から出力される。
【００１０】
記録データ入力端子４１２から入力された記録データは復調回路４１３で復調され、誤り訂正回路４１４にて記録データに付加されている訂正符号を用いて誤り訂正処理が施され、可変長復号化回路４１５、逆量子化回路４１６、逆直交変換回路４１７にて可変長復号処理、逆量子化処理、逆直交変換処理が施され、逆ブロック化回路４１８ではメモリ２０７を用いて、ブロック化されていた画像データを走査線方向のデータに変換し、同期信号付加回路４１９にて同期信号を付加され、ディジタル・アナログ変換回路４２０でアナログビデオ信号に変換され、ビデオ信号出力端子４２１から出力される。
【００１１】
次に、ビデオ信号処理回路２０６の詳細図に含まれる直行変換回路４０６内のブロック図を図５に記す。図５において、５０１は入力端子、５０２はフィールドデータ分配器、５０３は減算器、５０４は絶対値回路、５０５は積算回路、５０６は判定回路、５０７はバッファメモリ、５０８はフレーム内直交変換回路、５０９はフィールド内直交変換回路、５１０はセレクタ、５１１は出力端子である。ブロック化回路４０５から読み出されたデータは、入力端子５０１から入力され、フィールドデータ分配器５０２により、第１フィールドデータと第１フィールドより時間的に１フィールド遅れている第２フィールドデータとに分割される。フィールドデータ分配器５０２出力である２データの差分絶対値が、減算器５０３、絶対値回路５０４により演算され、積算回路５０５によりブロック内の差分絶対値の総和が計算される。積算回路５０５出力はブロック内データのフィールド相関を表し、判定回路５０６により相関の強弱を判定する。また、ブロック化回路４０５から読み出された画像データは判定回路５０６により相関判定結果が出されるまでバッファメモリ５０７で調整される。バッファメモリ５０７から読み出されたデータは、判定回路５０６出力によりセレクタ５１０によって処理が選択され、フレーム内直交変換回路５０８もしくはフィールド内直交変換回路５０９により直交変換されたデータが出力端子５１１より出力される。
【００１２】
図６は、直交変換回路４０６の動作説明図である。直交変換（例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ））を使用する圧縮符号化では、フレーム内でブロック化（Ｍ＝Ｎ＝０、８×８画素とする。）されたブロック内の水平／垂直方向の周波数成分（ＤＣＴ係数）に応じてビットの割当が行なわれる。つまり、低周波成分に対し高周波成分は粗く量子化されることになり、高周波成分に量子化雑音が多く現れ、復号化した際にモスキート雑音が発生し、画質は劣化する。このような雑音による画質の劣化を削減するために、ブロック内のフィールド間の相関（以後、ブロック内のフィールド間相関のことを単に相関と呼ぶ。）がある場合には、フレーム内８×８ＤＣＴ処理、ブロック内に動き等が存在し、相関がない場合にはフィールド内４×８ＤＣＴ処理を行い、高周波領域のＤＣＴ係数を小さく抑える。つまり、相関が弱ければフレーム内ＤＣＴの高域の係数が大きくなり符号化効率が下がるので、フィールド内ＤＣＴを選択し、相関が強ければフレーム内ＤＣＴを選択していた。図６は、８×８画素にブロック化されている画素を表している。図６において●は第１フィールド画素、○は第２フィールド画素を表している。第１フィールド画素値Ｂと第２フィールド画素値Ａのデータ値の差分Ｂ−Ａが減算器５０３で計算され、前記データ差分値の絶対値　｜Ｂ−Ａ｜　が、絶対値回路５０５で計算される。積算回路５０５では、ブロック内の全相関値
Σ（｜Ｂ−Ａ｜）が計算され、判定回路５０６により、既定値ｋと比較されブロックデータの相関の有無が判定される。例えば、Σ（｜Ｂ−Ａ｜）＜ｋであれば、相関は大きいと判断され、フレーム内ＤＣＴ処理が選択される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のカムコーダでは、レンズ交換式のカムコーダにおいても、２フィールド信号の相関を用いた処理が施されるために、図７のような８×８画素のブロックにおいて、左眼用画像（ａ）と右眼用画像（ｂ）からなる撮像画像（ｃ）は、本来の異なる視点からの２フィールドの画像であるが、本ブロックのフィールド間相関が大きいと演算されフレーム内ＤＣＴ処理され圧縮符号化されると、本ブロックのフィールド間の高周波成分が符号化処理により減少し、再生画像（ｄ）のように、フィールド間のデータが混ざり合ってしまい低品質の立体画像になってしまうことが問題となっていた。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、２焦点の画像を各フィールドに撮像するタイプの３Ｄレンズが、レンズ交換式カムコーダに取り付けられた時、カムコーダで画像データを圧縮する際に、フィールド単位の直交変換処理を行い、デコード時に記録したフィールドの画像が逆のフィールドへ映り込まないようにすることを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズユニットは、右眼用画像及び左眼用画像を撮像するための両眼用の複数のレンズと、前記レンズにより立体画像を撮像するときのレンズ情報を出力するレンズ情報生成回路とを有する構成となっている。
【００１６】
また、本発明に係る撮像記録装置は、上述したレンズユニットと、２フィールド画像で１フレームを構成する画像に対しフィールド単位直交変換とフレーム単位直交変換の少なくとも２種類の直交変換が可能で、前記直交変換処理を用いて画像を圧縮する画像圧縮回路と、前記レンズ情報生成回路から出力されるレンズ情報に基づいて記録モードを制御する記録モード制御信号を出力する記録モード制御回路とを有し、立体画像を撮像するレンズを表す前記レンズ情報信号からフィールド単位直交変換を用いた圧縮を行うように記録モードを制御し、前記フィールド単位直交変換を用いた圧縮データを記録する構成としていることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例である。図１において、１は右眼用撮像レンズ、２は左眼用撮像レンズ、３はレンズ情報を生成するレンズ情報生成回路、４は前記両レンズ１，２、レンズ情報性製回路３を含むレンズユニット、５はＣＣＤ、６はサンプル・ホールド回路、７はアナログ・ディジタル変換回路、８はカメラ信号処理回路、９は記録モード制御信号に応じたビデオ信号処理を行うビデオ信号処理回路、１０はメモリ、１１は記録媒体、１２は記録モード制御信号を出力する記録モード制御回路、１３は映像信号出力端子である。
【００１８】
本実施例においてレンズユニット４は取り外し可能である。両レンズ１，２を通して、ＣＣＤ５で撮像された立体撮像信号は、サンプル・ホールド回路６、アナログ・ディジタル変換回路７によりディジタル映像信号に変換される。ディジタル映像信号はカメラ信号処理回路８において、輝度・色差信号分離処理、アパーチャ成分の調整を行うアパーチャ処理、白信号を調整するホワイトバランス処理等の処理が施され、ビデオ信号処理回路９内でメモリ１０を用いて、レンズ情報生成回路３の出力するレンズ情報により記録モード信号を制御する記録モード制御回路１２の出力する記録モード制御信号に応じて、直交変換処理、量子化処理、可変長符号化処理が施され、データ量を削減し、記録に適するように変調され、記録媒体１１に磁気記録、光磁気記録や相変化記録等の手段で磁気テープやディスクに記録される。
【００１９】
前記磁気テープ又はディスクに書き込まれたデータは、ビデオ信号処理回路９内にて、データ復調、誤り訂正処理、可変長復号化処理、逆量子化処理、逆直交変換処理、同期信号付加処理、ディジタル・アナログ変換処理が施され、映像信号出力端子１３から出力される。
【００２０】
カメラ信号処理回路８の動作は図３に記されているカメラ信号処理回路２０５と同等である。図８はビデオ信号処理回路の詳細図である。図８において、８０１はＹ信号入力端子、８０２はＲ−Ｙ信号入力端子、８０３はＢ−Ｙ信号入力端子、８０４はセレクタ、８０５はブロック化回路、８０６は直交変換回路、８０７は量子化回路、８０８は可変長符号化回路、８０９は訂正符号付加回路、８１０は変調回路、８１１は記録データ出力端子であり、８１２は記録データ入力端子、８１３は復調回路、８１４は誤り訂正回路、８１５は可変長復号化回路、８１６は逆量子化回路、８１７は逆直交変換回路、８１８は逆ブロック化回路、８１９は同期信号付加回路、８２０はディジタル・アナログ変換回路、８２１はビデオ信号出力端子、８２２は記録モード制御信号入力端子である。
【００２１】
Ｙ信号入力端子８０１、Ｒ−Ｙ信号入力端子８０２、Ｂ−Ｙ信号入力端子８０３から入力されるＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号はセレクタ８０４で選択され、ブロック化回路８０５に入力される。ブロック化回路８０５では、セレクタ出力信号を一旦メモリ１０に蓄積し、各々Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ信号のＮｘＮ（Ｎ：整数）のブロック単位のブロック信号として読み出す。ブロック信号は直交変換回路８０６に入力され、記録モード制御信号入力端子８２２から入力される記録モード制御信号に応じて、ブロック単位で離散コサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換が行われ、直交変換係数を出力する。直交変換係数は、規定の複数ブロック内の符号量が既定値を超えないように、量子化回路８０７で直交変換係数成分に応じて量子化され、可変長符号化回路８０８において、ハフマン符号等の可変長符号化が行われ、データ圧縮が行われる。可変長符号化回路８０８出力は、訂正符号付加回路８０９において、再生時にエラー訂正処理を行うことができるようなエラー訂正符号を付加され、変調回路８１０においてＮＲＺＩ変調等により記録に適した記録データに変調され、記録データ出力端子８１１から出力される。
【００２２】
記録データ入力端子８１２から入力された記録データは復調回路８１３で復調され、誤り訂正回路８１４にて記録データに付加されている訂正符号を用いて誤り訂正処理が施され、可変長復号化回路８１５、逆量子化回路８１６、逆直交変換回路８１７にて可変長復号処理、逆量子化処理、逆直交変換処理が施され、逆ブロック化回路８１８ではメモリ１０を用いて、ブロック化されていた画像データを走査線方向のデータに変換し、同期信号付加回路８１９にて同期信号を付加され、ディジタル・アナログ変換回路８２０でアナログビデオ信号に変換され、ビデオ信号出力端子８２１から出力される。
【００２３】
ビデオ信号処理回路９の詳細図に含まれる直行変換回路８０６内のブロック図を図９に記す。図９において、９０１は入力端子、９０２はフィールドデータ分配器、９０３は減算器、９０４は絶対値回路、９０５は積算回路、９０６は判定回路、９０７はバッファメモリ、９０８はフレーム内直交変換回路、９０９はフィールド内直交変換回路、９１０，９１２，９１３はセレクタ、９１１は出力端子である。ブロック化回路８０５から読み出されたデータは、入力端子９０１から入力され、記録モード制御信号が本データが立体撮像画像では無く、通常の動作を行うように制御された場合には、フィールドデータ分配器９０２により、第１フィールドデータと第１フィールドより時間的に１フィールド遅れている第２フィールドデータとに分割される。フィールドデータ分配器９０２出力である２データの差分絶対値が、減算器９０３、絶対値回路９０４により演算され、積算回路９０５によりブロック内の差分絶対値の総和が計算される。
【００２４】
積算回路９０５出力はブロック内データのフィールド相関を表し、判定回路９０６により相関の強弱を判定する。また、ブロック化回路８０５から読み出された画像データは判定回路９０６により相関判定結果が出されるまでバッファメモリ９０７で調整される。バッファメモリ９０７から読み出されたデータは、判定回路９０６出力によりセレクタ９１０によって処理が選択され、フレーム内直交変換回路９０８もしくはフィールド内直交変換回路９０９により直交変換されたデータが出力端子９１１より出力される。また、記録モード制御信号が本データが立体撮像画像処理動作を行うように制御された場合には、入力端子９０１から入力される立体撮像画像データをフィールド内直交変換回路９０９によりフィールド単位の直交変換が行われる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願各発明によれば、入力画像が立体撮像レンズユニットが使用された立体撮像画像である時には、フィールド内直交変換が行われ、再生／復号された画像において、逆のフィールド画像である撮像されていない側の視点の画像の影響により立体画像が劣化することなく、高画質な立体画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための図。
【図２】従来のカムコーダのブロック図。
【図３】カメラ信号処理回路２０５の詳細図。
【図４】ビデオ信号処理回路２０６の詳細図。
【図５】直交変換回路４０６の詳細図。
【図６】直交変換回路４０６の動作説明図。
【図７】従来の手法における問題点の説明図。
【図８】ビデオ信号処理回路９の詳細図。
【図９】直行変換回路８０６内の詳細図。
【符号の説明】
１…右眼用撮像レンズ、２…左眼用撮像レンズ、３…レンズ情報生成回路、４…レンズユニット、５…ＣＣＤ、６…サンプル・ホールド回路、７…アナログ・ディジタル変換回路、８…カメラ信号処理回路、９…ビデオ信号処理回路、１０…メモリ、１１…記録媒体、１２…記録モード制御回路、１３…映像信号出力端子。
２０１…レンズ、２０２…ＣＣＤ、２０３…サンプル・ホールド回路、２０４…アナログ・ディジタル変換回路、２０５…カメラ信号処理回路、２０６…ビデオ信号処理回路、２０７…メモリ、２０８…記録媒体、２０９…映像信号出力端子。
３０１…入力端子、３０２…２ライン遅延用メモリ、３０３…ロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ）、３０４…水平アパーチャ処理回路、３０５…垂直アパーチャ処理回路、３０６…加算器、３０７…色分解回路、３０８…白抽出回路、３０９…色温度検出回路、３１０，３１１…増幅器、３１２…マトリクス回路、３１３…Ｙ信号出力端子、３１４…Ｒ−Ｙ信号出力端子、３１５…Ｂ−Ｙ信号出力端子。
４０１…Ｙ信号入力端子、４０２…Ｒ−Ｙ信号入力端子、４０３…Ｂ−Ｙ信号入力端子、４０４…セレクタ、４０５…ブロック化回路、４０６…直交変換回路、４０７…量子化回路、４０８…可変長符号化回路、４０９…訂正符号付加回路、４１０…変調回路、４１１…記録データ出力端子であり、４１２…記録データ入力端子、４１３…復調回路、４１４…誤り訂正回路、４１５…可変長復号化回路、４１６…逆量子化回路、４１７…逆直交変換回路、４１８…逆ブロック化回路、４１９…同期信号付加回路、４２０…ディジタル・アナログ変換回路、４２１…ビデオ信号出力端子。
５０１…入力端子、５０２…フィールドデータ分配器、５０３…減算器、５０４…絶対値回路、５０５…積算回路、５０６…判定回路、５０７…バッファメモリ、５０８…フレーム内直交変換回路、５０９…フィールド内直交変換回路、５１０…セレクタ、５１１…出力端子。
８０１…Ｙ信号入力端子、８０２…Ｒ−Ｙ信号入力端子、８０３…Ｂ−Ｙ信号入力端子、８０４…セレクタ、８０５…ブロック化回路、８０６…直交変換回路、８０７…量子化回路、８０８…可変長符号化回路、８０９…訂正符号付加回路、８１０…変調回路、８１１…記録データ出力端子であり、８１２…記録データ入力端子、８１３…復調回路、８１４…誤り訂正回路、８１５…可変長復号化回路、８１６…逆量子化回路、８１７…逆直交変換回路、８１８…逆ブロック化回路、８１９…同期信号付加回路、８２０…ディジタル・アナログ変換回路、８２１…ビデオ信号出力端子、８２２…記録モード制御信号入力端子。
９０１…入力端子、９０２…フィールドデータ分配器、９０３…減算器、９０４…絶対値回路、９０５…積算回路、９０６…判定回路、９０７…バッファメモリ、９０８…フレーム内直交変換回路、９０９…フィールド内直交変換回路、９１０，９１２，９１３…セレクタ、９１１…出力端子。

Claims (2)

1. 右眼用画像及び左眼用画像を撮像するための両眼用の複数のレンズと、
   前記レンズにより立体画像を撮像するときのレンズ情報を出力するレンズ情報生成回路とを有することを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１に記載のレンズユニットと、
   ２フィールド画像で１フレームを構成する画像に対しフィールド単位直交変換とフレーム単位直交変換の少なくとも２種類の直交変換が可能で、前記直交変換処理を用いて画像を圧縮する画像圧縮回路と、
   前記レンズ情報生成回路から出力されるレンズ情報に基づいて記録モードを制御する記録モード制御信号を出力する記録モード制御回路とを有し、
   立体画像を撮像するレンズを表す前記レンズ情報信号からフィールド単位直交変換を用いた圧縮を行うように記録モードを制御し、前記フィールド単位直交変換を用いた圧縮データを記録することを特徴とする撮像記録装置。

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