JPH07203318A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH07203318A JPH07203318A JP5334859A JP33485993A JPH07203318A JP H07203318 A JPH07203318 A JP H07203318A JP 5334859 A JP5334859 A JP 5334859A JP 33485993 A JP33485993 A JP 33485993A JP H07203318 A JPH07203318 A JP H07203318A
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- JP
- Japan
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- image
- frame
- signal
- moving
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/61—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"
- H04N25/611—Correction of chromatic aberration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動周波数できまる解像限界を越える動画用
の撮像装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ１１は動領域用撮像素子でフレーム周
波数は３０Ｈｚ、最大画素数は２００万画素とし、ＣＣ
Ｄ１２は静止領域用撮像素子で、フレーム周波数は７．
５Ｈｚ、最大画素数は８００万画素とし、ＣＣＤ１１，
ＣＣＤ１２の出力を合成することにより高精細な画像を
得ることを特徴としている。
の撮像装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ１１は動領域用撮像素子でフレーム周
波数は３０Ｈｚ、最大画素数は２００万画素とし、ＣＣ
Ｄ１２は静止領域用撮像素子で、フレーム周波数は７．
５Ｈｚ、最大画素数は８００万画素とし、ＣＣＤ１１，
ＣＣＤ１２の出力を合成することにより高精細な画像を
得ることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動画像入力技術に関し、
詳しくは固体撮像素子を用いる高精細動画撮像装置に関
するものである。
詳しくは固体撮像素子を用いる高精細動画撮像装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子を用いる撮像装置は小型で
消費電力が小さく、また残像が無いなどの多くの特徴を
有することから、最近では家庭用ビデオカメラやハンデ
ィタイプの放送用カメラなどとして広く用いられてい
る。しかし、撮像管を用いる撮像装置に比べまだ解像度
が低く、今後の高解像度化に期待が寄せられている。
消費電力が小さく、また残像が無いなどの多くの特徴を
有することから、最近では家庭用ビデオカメラやハンデ
ィタイプの放送用カメラなどとして広く用いられてい
る。しかし、撮像管を用いる撮像装置に比べまだ解像度
が低く、今後の高解像度化に期待が寄せられている。
【０００３】固体撮像素子を用いる撮像装置の解像度は
使用する固体撮像素子の画素数によって決まるため、従
来は撮像素子の画素数を増やすことにより高解像度化が
図られてきた。
使用する固体撮像素子の画素数によって決まるため、従
来は撮像素子の画素数を増やすことにより高解像度化が
図られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の撮
像装置では、固体撮像素子（以下、撮像素子と略す）の
画素数を増やす方法で高解像度化が実現されてきた。し
かし、撮像素子の画素数を増やすと撮像素子の駆動周波
数を高くしなければらない。すなわち動画用撮像素子で
は、動きを連続的に再現するためには最低でも１秒間あ
たりに２５枚程度以上の画像を取り込まなければならな
いが（以下、１秒間に取り込む画像の枚数をフレーム周
波数とよぶ）、駆動周波数は画素数とフレーム周波数の
積に比例するため、画素数を増やすと駆動周波数を高く
しなければならなくなる。
像装置では、固体撮像素子（以下、撮像素子と略す）の
画素数を増やす方法で高解像度化が実現されてきた。し
かし、撮像素子の画素数を増やすと撮像素子の駆動周波
数を高くしなければらない。すなわち動画用撮像素子で
は、動きを連続的に再現するためには最低でも１秒間あ
たりに２５枚程度以上の画像を取り込まなければならな
いが（以下、１秒間に取り込む画像の枚数をフレーム周
波数とよぶ）、駆動周波数は画素数とフレーム周波数の
積に比例するため、画素数を増やすと駆動周波数を高く
しなければならなくなる。
【０００５】撮像素子の駆動周波数を高くすると、各画
素で発生した信号電荷を出力端に転送する際の転送効率
が低下し、画素数に比例した高解像度化が実現できなく
なる。また、ディジタル信号に変換する場合は単位時間
当たりの変換量が多くなりＡ／Ｄ変換が困難になる。さ
らに、撮像素子内での発熱量が増えるため、素子の温度
上昇にともないノイズが発生する問題もある。
素で発生した信号電荷を出力端に転送する際の転送効率
が低下し、画素数に比例した高解像度化が実現できなく
なる。また、ディジタル信号に変換する場合は単位時間
当たりの変換量が多くなりＡ／Ｄ変換が困難になる。さ
らに、撮像素子内での発熱量が増えるため、素子の温度
上昇にともないノイズが発生する問題もある。
【０００６】撮像素子の多画素化には上記のような問題
があり、このためフレーム周波数が３０Ｈｚ程度の動画
用撮像素子の画素数は現状では約２００万画素が最高と
なっている。これ以上のが素数の撮像素子も報告されて
いるが、これらはいずれもフレーム周波数が数Ｈｚであ
り、専ら静止画像用として用いられている。
があり、このためフレーム周波数が３０Ｈｚ程度の動画
用撮像素子の画素数は現状では約２００万画素が最高と
なっている。これ以上のが素数の撮像素子も報告されて
いるが、これらはいずれもフレーム周波数が数Ｈｚであ
り、専ら静止画像用として用いられている。
【０００７】本発明は、動画用撮像装置における上記従
来の課題を解決し、駆動周波数できまる解像限界を越え
る動画用の撮像装置を提供することを目的とする。
来の課題を解決し、駆動周波数できまる解像限界を越え
る動画用の撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる撮像装置
は、動領域の撮像を主目的とする少なくとも１つまたは
１組の動領域用撮像素子と、画素数が前記動領域用撮像
素子の画素数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域
用撮像素子のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を
主目的とする少なくとも１つまたは１組の静止領域用撮
像素子を備えたものである。
は、動領域の撮像を主目的とする少なくとも１つまたは
１組の動領域用撮像素子と、画素数が前記動領域用撮像
素子の画素数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域
用撮像素子のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を
主目的とする少なくとも１つまたは１組の静止領域用撮
像素子を備えたものである。
【０００９】すなわち、２つの動領域用，静止領域用撮
像素子をＡおよびＢとし、動画撮像に必要な最低フレー
ム周波数をｆｍ、またはフレーム周波数がｆｍのとき実
現可能な最大画素数をＰMAX とすると、動領域用撮像素
子Ａはフレーム周波数をｆｍあるいはそれ以上とし、画
素数はＰMAX あるいはそれ以下とする。一方、静止画像
用撮像素子Ｂはフレーム周波数をｆｍより小さくし、画
素数はＰMAX より多くする構成のものである。
像素子をＡおよびＢとし、動画撮像に必要な最低フレー
ム周波数をｆｍ、またはフレーム周波数がｆｍのとき実
現可能な最大画素数をＰMAX とすると、動領域用撮像素
子Ａはフレーム周波数をｆｍあるいはそれ以上とし、画
素数はＰMAX あるいはそれ以下とする。一方、静止画像
用撮像素子Ｂはフレーム周波数をｆｍより小さくし、画
素数はＰMAX より多くする構成のものである。
【００１０】
【作用】本発明においては、上記の２つの撮像素子Ａ，
Ｂで同一領域を撮像し、動領域用撮像素子Ａが撮像した
画像中から動領域を抽出し、一方、静止領域用撮像素子
Ｂが撮像した画像中から静止領域を抽出し、抽出された
２つの画像を合成すれば入力画像の高精細化が可能とな
る。
Ｂで同一領域を撮像し、動領域用撮像素子Ａが撮像した
画像中から動領域を抽出し、一方、静止領域用撮像素子
Ｂが撮像した画像中から静止領域を抽出し、抽出された
２つの画像を合成すれば入力画像の高精細化が可能とな
る。
【００１１】すなわち、静止領域用撮像素子Ｂからは静
止領域のみを抽出するため撮像におけるフレーム周波数
に対する制約がなくなる。したがって、動画撮像に必要
な最低周波数ｆｍより小さいフレーム周波数での撮像が
可能となる。一方、動領域はフレーム周波数がｆｍ以上
の撮像素子で撮像するため連続的な自然な動きが再生で
きる。
止領域のみを抽出するため撮像におけるフレーム周波数
に対する制約がなくなる。したがって、動画撮像に必要
な最低周波数ｆｍより小さいフレーム周波数での撮像が
可能となる。一方、動領域はフレーム周波数がｆｍ以上
の撮像素子で撮像するため連続的な自然な動きが再生で
きる。
【００１２】上記本発明の撮像装置では、静止領域の解
像度を高めることができるが動領域の解像度は従来法と
同じとなる。しかし、人間の目の視覚特性が動領域に対
しては静止領域に比べ解像力が劣ることが知られてお
り、動領域に要求される解像度が静止領域に比べ低くな
っている。したがって、本発明のように、静止領域の解
像度のみ高めれば入力画像の精細度を視覚的に高められ
ることになる。
像度を高めることができるが動領域の解像度は従来法と
同じとなる。しかし、人間の目の視覚特性が動領域に対
しては静止領域に比べ解像力が劣ることが知られてお
り、動領域に要求される解像度が静止領域に比べ低くな
っている。したがって、本発明のように、静止領域の解
像度のみ高めれば入力画像の精細度を視覚的に高められ
ることになる。
【００１３】
〔第１実施例〕本発明の第１の実施例の概略構成を図１
に示す。図１において、１１〜１２はＣＣＤエリアセン
サ（以下、単にＣＣＤとよぶ）、２はレンズ、３はハー
フミラー、４はフレーム周波数変換器、５は補間回路、
６は動領域検出器、７は画像合成器である。
に示す。図１において、１１〜１２はＣＣＤエリアセン
サ（以下、単にＣＣＤとよぶ）、２はレンズ、３はハー
フミラー、４はフレーム周波数変換器、５は補間回路、
６は動領域検出器、７は画像合成器である。
【００１４】本実施例では撮像素子として２つのＣＣＤ
１１，１２を用い、レンズ２後方に配置したハーフミラ
ー３により両ＣＣＤ１１，１２の撮像面上に同一被写体
像を結像する。ここで、ＣＣＤ１１は動領域を撮像する
ことを目的とした動領域用撮像素子であり、したがっ
て、フレーム周波数は動画撮像が可能な３０Ｈｚとす
る。また、ＣＣＤ１１の画素数はフレーム周波数を３０
Ｈｚとしたとき、現状で実現可能な最大画素数の２００
万画素とする。
１１，１２を用い、レンズ２後方に配置したハーフミラ
ー３により両ＣＣＤ１１，１２の撮像面上に同一被写体
像を結像する。ここで、ＣＣＤ１１は動領域を撮像する
ことを目的とした動領域用撮像素子であり、したがっ
て、フレーム周波数は動画撮像が可能な３０Ｈｚとす
る。また、ＣＣＤ１１の画素数はフレーム周波数を３０
Ｈｚとしたとき、現状で実現可能な最大画素数の２００
万画素とする。
【００１５】一方、ＣＣＤ１２は静止領域を撮像するこ
とを目的とした静止領域用撮像素子であり、フレーム周
波数はＣＣＤ１１のそれの１／４である７．５Ｈｚとす
る。フレーム周波数を低くしたことにより画素数の増大
が可能になり、ＣＤＤ１２の画素数をＣＤＤ１１のそれ
の４倍の８００万画素とする。
とを目的とした静止領域用撮像素子であり、フレーム周
波数はＣＣＤ１１のそれの１／４である７．５Ｈｚとす
る。フレーム周波数を低くしたことにより画素数の増大
が可能になり、ＣＤＤ１２の画素数をＣＤＤ１１のそれ
の４倍の８００万画素とする。
【００１６】本実施例の撮像装置の出力画像信号Ｖのフ
レーム周波数は動画再生が可能な３０Ｈｚとし、一方、
画素数は静止領域用撮像素子と等しい８００万画素とす
る。以下、このようなフレーム周波数と画素数を持つ出
力画像信号Ｖの生成法を説明する。
レーム周波数は動画再生が可能な３０Ｈｚとし、一方、
画素数は静止領域用撮像素子と等しい８００万画素とす
る。以下、このようなフレーム周波数と画素数を持つ出
力画像信号Ｖの生成法を説明する。
【００１７】まず、ＣＣＤ１１およびＣＣＤ１２のアナ
ログ出力信号をＡ／Ｄ変換しディジタル信号に変換する
（図１でＡ／Ｄ変換器は省略した）。次に、ＣＣＤ１１
の信号は２００万画素の画像信号であるため補間回路５
で補間処理を行い、８００万画素の動画用信号Ｖｍに変
換する。一方、ＣＣＤ１２の信号はフレーム周波数が
７．５Ｈｚであるから、これを３０Ｈｚにフレーム周波
数変換器４で変換して静止画用信号Ｖｓを生成する。
ログ出力信号をＡ／Ｄ変換しディジタル信号に変換する
（図１でＡ／Ｄ変換器は省略した）。次に、ＣＣＤ１１
の信号は２００万画素の画像信号であるため補間回路５
で補間処理を行い、８００万画素の動画用信号Ｖｍに変
換する。一方、ＣＣＤ１２の信号はフレーム周波数が
７．５Ｈｚであるから、これを３０Ｈｚにフレーム周波
数変換器４で変換して静止画用信号Ｖｓを生成する。
【００１８】フレーム周波数変換器４の概略構成を図２
に示す。図２において、４１および４２はフレームメモ
リである。ＣＣＤ１２からの信号はフレームメモリ４１
に書き込まれる。この書き込みはＣＣＤ１２からの信号
の読み出しに同期して行われるため、出力画像信号Ｖに
おける４フレーム分の時間を要する。次に、フレームメ
モリ４１に書き込まれた画像信号をフレームメモリ４２
に転送する。この転送はフレームメモリ４１への書き込
み期間の最後の短い期間（出力画像信号Ｖにおける０．
５フレーム期間程度）で実行される。フレームメモリ４
２に書き込んだ画像信号は次の出力フレームから４フレ
ームにわたり、１フレームごとに読み出される。すなわ
ち、フレームメモリ４２からは４フレームにわたり同一
画像が出力される。この出力のフレーム周波数は３０Ｈ
ｚとなる。
に示す。図２において、４１および４２はフレームメモ
リである。ＣＣＤ１２からの信号はフレームメモリ４１
に書き込まれる。この書き込みはＣＣＤ１２からの信号
の読み出しに同期して行われるため、出力画像信号Ｖに
おける４フレーム分の時間を要する。次に、フレームメ
モリ４１に書き込まれた画像信号をフレームメモリ４２
に転送する。この転送はフレームメモリ４１への書き込
み期間の最後の短い期間（出力画像信号Ｖにおける０．
５フレーム期間程度）で実行される。フレームメモリ４
２に書き込んだ画像信号は次の出力フレームから４フレ
ームにわたり、１フレームごとに読み出される。すなわ
ち、フレームメモリ４２からは４フレームにわたり同一
画像が出力される。この出力のフレーム周波数は３０Ｈ
ｚとなる。
【００１９】図３に出力画像信号ＶとＣＣＤ１１とＣＣ
Ｄ１２の出力信号におけるフレームの時間的関係、上記
フレームメモリ４１および４２の書き込み期間、および
ＣＣＤ１１，ＣＣＤ１２の出力信号と静止画用信号Ｖ
ｍ、動画用信号Ｖｓとの関係を示す。図３において、…
…，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，……は出力画像信号
ＶおよびＣＣＤ１１の出力信号のフレーム番号を示す。
また、……，ｍ−１，ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２，……はＣＣ
Ｄ１２のフレーム番号を示す。さらに静止画像用信号Ｖ
ｍ、動画用信号Ｖｓにおける［］はそのフレーム画像と
対応するＣＣＤ１１およびＣＣＤ１２の出力信号のフレ
ーム番号を示す。図３に示すように、ＣＣＤ１１からの
信号は補間処理が行われるものの同一フレームにおいて
そのまま動画用信号Ｖｍとなる。一方、静止画用信号Ｖ
ｓは４フレーム期間を単位とし４フレーム期間中は１つ
前の４フレーム期間中のＣＣＤ１２からの信号が出力さ
れる。
Ｄ１２の出力信号におけるフレームの時間的関係、上記
フレームメモリ４１および４２の書き込み期間、および
ＣＣＤ１１，ＣＣＤ１２の出力信号と静止画用信号Ｖ
ｍ、動画用信号Ｖｓとの関係を示す。図３において、…
…，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，……は出力画像信号
ＶおよびＣＣＤ１１の出力信号のフレーム番号を示す。
また、……，ｍ−１，ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２，……はＣＣ
Ｄ１２のフレーム番号を示す。さらに静止画像用信号Ｖ
ｍ、動画用信号Ｖｓにおける［］はそのフレーム画像と
対応するＣＣＤ１１およびＣＣＤ１２の出力信号のフレ
ーム番号を示す。図３に示すように、ＣＣＤ１１からの
信号は補間処理が行われるものの同一フレームにおいて
そのまま動画用信号Ｖｍとなる。一方、静止画用信号Ｖ
ｓは４フレーム期間を単位とし４フレーム期間中は１つ
前の４フレーム期間中のＣＣＤ１２からの信号が出力さ
れる。
【００２０】以上の方法で生成した動画用信号Ｖｍと静
止画用信号Ｖｓを、画像合成器７において（１）式にし
たがって合成して出力画像信号Ｖを得る。
止画用信号Ｖｓを、画像合成器７において（１）式にし
たがって合成して出力画像信号Ｖを得る。
【００２１】
【数１】 Ｖ＝ｋＶｍ＋（１−ｋ）Ｖｓ ……（１） ここで、ｋは動領域検出信号であり、ＣＣＤ１１からの
信号を用いて動領域検出器６で生成される。
信号を用いて動領域検出器６で生成される。
【００２２】次に、動領域検出信号ｋの生成法について
説明する。いま、仮に出力画像信号Ｖの第ｎフレームに
おいて画素（ｉ，ｊ）の動領域検出信号を生成するとす
る。このフレームで出力される静止画用信号Ｖｓは図３
に示すように、ＣＣＤ１２の出力信号の第ｍ−１フレー
ムの信号、すなわち、出力画像信号Ｖの第ｎ−４から第
ｎ−１フレームの信号であるため、第ｎ−４から第ｎフ
レームの期間で動きが生じた画素は動領域として扱わな
ければならない。そこで、このフレームの画素（ｉ，
ｊ）の動領域検出信号ｋn （ｉ，ｊ）は（２）式より求
める。
説明する。いま、仮に出力画像信号Ｖの第ｎフレームに
おいて画素（ｉ，ｊ）の動領域検出信号を生成するとす
る。このフレームで出力される静止画用信号Ｖｓは図３
に示すように、ＣＣＤ１２の出力信号の第ｍ−１フレー
ムの信号、すなわち、出力画像信号Ｖの第ｎ−４から第
ｎ−１フレームの信号であるため、第ｎ−４から第ｎフ
レームの期間で動きが生じた画素は動領域として扱わな
ければならない。そこで、このフレームの画素（ｉ，
ｊ）の動領域検出信号ｋn （ｉ，ｊ）は（２）式より求
める。
【００２３】
【数２】 kn(i,j)=|Vn-3(i,j)-Vn-4(i,j)|+|Vn-2(i,j)-Vn-3(i,j)| +|Vn-1(i,j)-Vn-2(i,j)|+|Vn(i,j)-Vn-1(i,j)| ……（２） ここで、Ｖn （ｉ，ｊ）は第ｎフレームにおける画素
（ｉ，ｊ）の信号値を示す。次の第ｎ＋１フレームでも
出力される静止画用信号ＶｓはＣＣＤ１２の出力信号の
第ｍ−１フレームの信号、すなわち、出力画像信号Ｖの
第ｎ−４から第ｎ−１フレームの信号である。したがっ
てこのフレームでは、第ｎ−４から第ｎ＋１フレームの
期間で動きが生じた画素を動領域として扱わなければな
らない。そこで、このフレームの画素（ｉ，ｊ）の動領
域検出信号ｋn+1(i,j)は（３）式により求める。
（ｉ，ｊ）の信号値を示す。次の第ｎ＋１フレームでも
出力される静止画用信号ＶｓはＣＣＤ１２の出力信号の
第ｍ−１フレームの信号、すなわち、出力画像信号Ｖの
第ｎ−４から第ｎ−１フレームの信号である。したがっ
てこのフレームでは、第ｎ−４から第ｎ＋１フレームの
期間で動きが生じた画素を動領域として扱わなければな
らない。そこで、このフレームの画素（ｉ，ｊ）の動領
域検出信号ｋn+1(i,j)は（３）式により求める。
【００２４】
【数３】 kn+1(i,j)=kn(i,j)+|Vn+1(i,j)-Vn(i,j)| ……（３） 以降のフレームにおいても同様にして動領域検出信号を
求める。
求める。
【００２５】図４に動領域検出器６の概略構成を示す。
図４において、ＦＭ１〜ＦＭ７はフレームメモリ、ＡＤ
ＤおよびＡＤＤＴは加算器、ＡＢＳは信号を絶対値へ変
換する信号変換器、６１は信号補間器である。本実施例
の動領域検出器６では最大で過去の７フレームにわたり
画像信号がフレーム間差を合計し、動領域検出信号Ｋを
生成する。そこで、フレーム間差をとるため、過去７フ
レームまでの画像信号をフレームメモリメモリＦＭ１〜
ＦＭ７に蓄積し、隣接するフレームメモリ間の信号差を
加算器ＡＤＤで求める。このフレーム間差の絶対値を信
号変換器ＡＢＳでとり加算器ＡＤＤＴに入力する。ここ
で、動領域検出信号Ｋの生成に必要なフレーム間差の数
はフレームにより異なる。すなわち、例えば上記第ｎフ
レームではｎフレームからｎ−４フレームまでの４つの
フレーム間差をとるが、第ｎ＋３フレームではｎ＋３フ
レームからｎ−４フレームの７つのフレーム間差をと
る。そこで、加算器ＡＤＤＴの入力係数をフレームごと
に切り替える。フレームごとの入力係数Ｃ１〜Ｃ７を図
５に示す。ここで、フレームの識別はＣＣＤ１１とＣＣ
Ｄ１２の垂直同期信号ＶＤ１１およびＶＤ１２を用いて
行う。
図４において、ＦＭ１〜ＦＭ７はフレームメモリ、ＡＤ
ＤおよびＡＤＤＴは加算器、ＡＢＳは信号を絶対値へ変
換する信号変換器、６１は信号補間器である。本実施例
の動領域検出器６では最大で過去の７フレームにわたり
画像信号がフレーム間差を合計し、動領域検出信号Ｋを
生成する。そこで、フレーム間差をとるため、過去７フ
レームまでの画像信号をフレームメモリメモリＦＭ１〜
ＦＭ７に蓄積し、隣接するフレームメモリ間の信号差を
加算器ＡＤＤで求める。このフレーム間差の絶対値を信
号変換器ＡＢＳでとり加算器ＡＤＤＴに入力する。ここ
で、動領域検出信号Ｋの生成に必要なフレーム間差の数
はフレームにより異なる。すなわち、例えば上記第ｎフ
レームではｎフレームからｎ−４フレームまでの４つの
フレーム間差をとるが、第ｎ＋３フレームではｎ＋３フ
レームからｎ−４フレームの７つのフレーム間差をと
る。そこで、加算器ＡＤＤＴの入力係数をフレームごと
に切り替える。フレームごとの入力係数Ｃ１〜Ｃ７を図
５に示す。ここで、フレームの識別はＣＣＤ１１とＣＣ
Ｄ１２の垂直同期信号ＶＤ１１およびＶＤ１２を用いて
行う。
【００２６】以上述べた方法により算出した動領域検出
信号Ｋを用いて、静止画用信号Ｖｓと動画用信号Ｖｍを
（１）式にしたがって合成し出力画像信号Ｖを得る。出
力画像信号Ｖにおいて動領域はＨＤＴＶの解像度である
が、静止領域はＨＤＴＶの４倍の解像度とすることがで
きる。動領域に対する人間の眼の解像度が静止領域に対
する解像度に比べ低いことを考えれば、本実施例の撮像
装置により視覚的にはＨＤＴＶの４倍の解像度と等価な
動画像を撮像できることになる。 〔第２実施例〕本発明の第２の実施例の概略構成を図６
に示す。図６において、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１２
Ｒ，１２Ｇ，１２ＢはＣＣＤ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂはフレ
ーム周波数変換器、５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは補間回路、６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂは動領域検出器、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは画
像合成器、８は光学的ローパスフィルタ、ＤＰ１，ＤＰ
２はダイクロイックプリズムである。
信号Ｋを用いて、静止画用信号Ｖｓと動画用信号Ｖｍを
（１）式にしたがって合成し出力画像信号Ｖを得る。出
力画像信号Ｖにおいて動領域はＨＤＴＶの解像度である
が、静止領域はＨＤＴＶの４倍の解像度とすることがで
きる。動領域に対する人間の眼の解像度が静止領域に対
する解像度に比べ低いことを考えれば、本実施例の撮像
装置により視覚的にはＨＤＴＶの４倍の解像度と等価な
動画像を撮像できることになる。 〔第２実施例〕本発明の第２の実施例の概略構成を図６
に示す。図６において、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１２
Ｒ，１２Ｇ，１２ＢはＣＣＤ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂはフレ
ーム周波数変換器、５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは補間回路、６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂは動領域検出器、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは画
像合成器、８は光学的ローパスフィルタ、ＤＰ１，ＤＰ
２はダイクロイックプリズムである。
【００２７】本実施例ではレンズ２の後方にハーフミラ
ー３を配置し、さらに、ハーフミラー３で分岐されたそ
れぞれの光路にダイクロイックプリズムＤＰ１，ＤＰ２
を配置する。このような配置によりＲＧＢに色分解され
た６つの被写体像を６つのＣＣＤで撮像する。ここで、
ＣＣＤ１１Ｒおよび１２Ｒは赤（Ｒ）成分の被写体像を
撮像し、ＣＣＤ１１Ｇおよび１２Ｇは緑（Ｇ）成分の被
写体像を撮像し、ＣＣＤ１１Ｂおよび１２Ｂは青（Ｂ）
成分の被写体像を撮像する。また、１１Ｒ，１１Ｇ，１
１Ｂの組のＣＣＤが動領域の撮像を目的とし、２００万
画素でフレーム周波数を３０Ｈｚとする。一方、１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの組のＣＣＤは静止領域の撮像を目
的とし、第１実施例と同様に画素数を８００万とし、フ
レーム周波数は７．５Ｈｚとする。
ー３を配置し、さらに、ハーフミラー３で分岐されたそ
れぞれの光路にダイクロイックプリズムＤＰ１，ＤＰ２
を配置する。このような配置によりＲＧＢに色分解され
た６つの被写体像を６つのＣＣＤで撮像する。ここで、
ＣＣＤ１１Ｒおよび１２Ｒは赤（Ｒ）成分の被写体像を
撮像し、ＣＣＤ１１Ｇおよび１２Ｇは緑（Ｇ）成分の被
写体像を撮像し、ＣＣＤ１１Ｂおよび１２Ｂは青（Ｂ）
成分の被写体像を撮像する。また、１１Ｒ，１１Ｇ，１
１Ｂの組のＣＣＤが動領域の撮像を目的とし、２００万
画素でフレーム周波数を３０Ｈｚとする。一方、１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの組のＣＣＤは静止領域の撮像を目
的とし、第１実施例と同様に画素数を８００万とし、フ
レーム周波数は７．５Ｈｚとする。
【００２８】本実施例ではＲＧＢの各色ごとに実施例１
と同じ構成をもち、したがって、高精細なカラー動画像
を撮像することができる。 〔第３実施例〕本発明の第３の実施例の概略構成を図７
に示す。図７において、９Ｇは画像反転器、ＤＰはダイ
クロイックプリズムである。
と同じ構成をもち、したがって、高精細なカラー動画像
を撮像することができる。 〔第３実施例〕本発明の第３の実施例の概略構成を図７
に示す。図７において、９Ｇは画像反転器、ＤＰはダイ
クロイックプリズムである。
【００２９】本実施例でもダイクロイックプリズムを用
い、高精細なカラー動画像を撮像する。ただし、本実施
例では３つの色成分のうち緑成分画像にのみ本発明を適
用し高精細化を図る。これは、人間の眼の空間周波数特
性が輝度成分にのみ高い周波数領域まで応答性が高く、
したがって、輝度成分に近い緑成分のみ高精細化するこ
とにより視覚的にカラー画像を高精細化できるという事
実に基づくものである。
い、高精細なカラー動画像を撮像する。ただし、本実施
例では３つの色成分のうち緑成分画像にのみ本発明を適
用し高精細化を図る。これは、人間の眼の空間周波数特
性が輝度成分にのみ高い周波数領域まで応答性が高く、
したがって、輝度成分に近い緑成分のみ高精細化するこ
とにより視覚的にカラー画像を高精細化できるという事
実に基づくものである。
【００３０】緑成分画像に本発明を適応するため、本実
施例では図７に示す構造のダイクロイックプリズムＤＰ
を使用する。このダイクロイックプリズムＤＰは入射光
を赤，緑，青の３つの色成分に分解し、さらに、緑成分
の光を２つに分岐する。したがって、４つの出射端面を
もち、この４つの端面にＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ
および１２Ｇを張り付ける。ここで、ＣＣＤ１１Ｒ，１
１Ｇ，１１Ｂが動領域の撮像を目的とし、２００万画素
でフレーム周波数を３０Ｈｚとする。一方、ＣＣＤ１２
Ｇは静止領域の撮像を目的とし、実施例１と同様に画素
数を８００万とし、フレーム周波数は７．５Ｈｚとす
る。
施例では図７に示す構造のダイクロイックプリズムＤＰ
を使用する。このダイクロイックプリズムＤＰは入射光
を赤，緑，青の３つの色成分に分解し、さらに、緑成分
の光を２つに分岐する。したがって、４つの出射端面を
もち、この４つの端面にＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ
および１２Ｇを張り付ける。ここで、ＣＣＤ１１Ｒ，１
１Ｇ，１１Ｂが動領域の撮像を目的とし、２００万画素
でフレーム周波数を３０Ｈｚとする。一方、ＣＣＤ１２
Ｇは静止領域の撮像を目的とし、実施例１と同様に画素
数を８００万とし、フレーム周波数は７．５Ｈｚとす
る。
【００３１】ここで、ＣＣＤ１１Ｇが張り付けられてい
るダイクロイックプリズムＤＰの端面は入射光が奇数回
反射されて出射するため、ＣＣＤ上に結像される像は他
の端面の像とくらべ上下が逆転している。そこで、画像
反転器９Ｇにより画像を電気的に反転して補正する、そ
して、画像反転器９Ｇからの信号と、ＣＣＤ１２Ｇから
の信号を上記実施例１と同様の回路に通し、緑成分画像
を高精細化する。
るダイクロイックプリズムＤＰの端面は入射光が奇数回
反射されて出射するため、ＣＣＤ上に結像される像は他
の端面の像とくらべ上下が逆転している。そこで、画像
反転器９Ｇにより画像を電気的に反転して補正する、そ
して、画像反転器９Ｇからの信号と、ＣＣＤ１２Ｇから
の信号を上記実施例１と同様の回路に通し、緑成分画像
を高精細化する。
【００３２】一方、ＣＣＤ１１Ｒおよび１１Ｂからの赤
および青成分画像の信号は通常の方法により出力する。
ただし、緑成分画像と出力画素数を一致させるため、補
間回路５Ｒおよび５Ｂによりそれぞれ補間処理を行い、
画素数を４倍にする。 〔第４実施例〕本発明の第４の実施例の概略構成を図８
に示す。図８において、ＣＭ１およびＣＭ２はＣＣＤカ
メラである。本実施例では静止領域画像と動領域画像を
それぞれ別のカメラで撮像する。２台のＣＣＤカメラＣ
Ｍ１，ＣＭ２が同一領域を撮像できるよう、図８に示す
ようにハーフミラー３を配置する。
および青成分画像の信号は通常の方法により出力する。
ただし、緑成分画像と出力画素数を一致させるため、補
間回路５Ｒおよび５Ｂによりそれぞれ補間処理を行い、
画素数を４倍にする。 〔第４実施例〕本発明の第４の実施例の概略構成を図８
に示す。図８において、ＣＭ１およびＣＭ２はＣＣＤカ
メラである。本実施例では静止領域画像と動領域画像を
それぞれ別のカメラで撮像する。２台のＣＣＤカメラＣ
Ｍ１，ＣＭ２が同一領域を撮像できるよう、図８に示す
ようにハーフミラー３を配置する。
【００３３】上記２台のＣＣＤカメラＣＭ１，ＣＭ２の
出力信号を用い、前記実施例と同様の処理を行い高精細
画像を得る。ここで、使用するＣＣＤカメラＣＭ１，Ｃ
Ｍ２が３板式でＲＧＢ出力の場合は回路構成は実施例２
と同様とし、また、単板式カメラの場合は実施例１と同
様とする。
出力信号を用い、前記実施例と同様の処理を行い高精細
画像を得る。ここで、使用するＣＣＤカメラＣＭ１，Ｃ
Ｍ２が３板式でＲＧＢ出力の場合は回路構成は実施例２
と同様とし、また、単板式カメラの場合は実施例１と同
様とする。
【００３４】以上において本発明の４つの実施例を示し
たにとどまり、本発明の精神を脱することなく種々の変
更が可能なことは言うまでもない。例えば、上記実施例
では撮像素子としてＣＣＤを用いたが、撮像素子の種類
を問わず実施することが可能である。
たにとどまり、本発明の精神を脱することなく種々の変
更が可能なことは言うまでもない。例えば、上記実施例
では撮像素子としてＣＣＤを用いたが、撮像素子の種類
を問わず実施することが可能である。
【００３５】また、実施例４ではＣＣＤカメラを用いた
が、カメラの種類に関係なく本発明を実施できることは
明らかである。さらに、上記実施例４では２台のＣＣＤ
カメラＣＭ１，ＣＭ２が同一エリアを撮像できるようハ
ーフミラー３を使用したが、撮像エリアが特定できる機
能を備えれば、ハーフミラー３を用いず２台のカメラを
平行に配置する方法も可能である。
が、カメラの種類に関係なく本発明を実施できることは
明らかである。さらに、上記実施例４では２台のＣＣＤ
カメラＣＭ１，ＣＭ２が同一エリアを撮像できるようハ
ーフミラー３を使用したが、撮像エリアが特定できる機
能を備えれば、ハーフミラー３を用いず２台のカメラを
平行に配置する方法も可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、動領域の
撮像を主目的とする少なくとも１つまたは１組の動領域
用撮像素子と、画素数が該前記動領域用撮像素子の画素
数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域用撮像素子
のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を主目的とす
る少なくとも１つまたは１組の静止領域用撮像素子とを
備えて動画を静止領域と動領域に分けそれぞれ別の撮像
素子で撮像するため、それぞれの領域に適した特性で画
像の取り込みが可能となる。すなわち、時間的変化の無
い静止領域についてはフレーム周波数を低くして画素数
を増やし十分高精細に撮像することができる。また、動
領域については従来の動画撮像と同一速度で撮像でき自
然な動画像を撮像できる。以上から、本発明の撮像装置
では、撮像素子の駆動周波数を高めることなく高精細な
動画の撮像が可能である。このため、ＨＤＴＶ等の高精
細な動画撮像装置を低コストで実現できる。さらに、上
記実施例のようにＨＤＴＶ用などの高解像度の撮像素子
を用いて本発明を実施すれば、従来にはない超高精細な
動画の撮像が可能となる。
撮像を主目的とする少なくとも１つまたは１組の動領域
用撮像素子と、画素数が該前記動領域用撮像素子の画素
数を上回り、かつフレーム周波数が該動領域用撮像素子
のフレーム周波数を下回る静止領域の撮像を主目的とす
る少なくとも１つまたは１組の静止領域用撮像素子とを
備えて動画を静止領域と動領域に分けそれぞれ別の撮像
素子で撮像するため、それぞれの領域に適した特性で画
像の取り込みが可能となる。すなわち、時間的変化の無
い静止領域についてはフレーム周波数を低くして画素数
を増やし十分高精細に撮像することができる。また、動
領域については従来の動画撮像と同一速度で撮像でき自
然な動画像を撮像できる。以上から、本発明の撮像装置
では、撮像素子の駆動周波数を高めることなく高精細な
動画の撮像が可能である。このため、ＨＤＴＶ等の高精
細な動画撮像装置を低コストで実現できる。さらに、上
記実施例のようにＨＤＴＶ用などの高解像度の撮像素子
を用いて本発明を実施すれば、従来にはない超高精細な
動画の撮像が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成図である。
【図２】第１実施例のフレーム周波数変換器の概略構成
図である。
図である。
【図３】第１実施例における各撮像素子のフレームの時
間的関係を示す図である。
間的関係を示す図である。
【図４】第１の実施例における動領域検出器の概略構成
図である。
図である。
【図５】第１実施例の動領域検出器で用いる加算器の入
力信号に乗じる係数を示す図である。
力信号に乗じる係数を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例の概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施例の概略構成図である。
【図８】本発明の第４実施例の概略構成図である。
２ レンズ ３ ハーフミラー ４ フレーム周波数変換器 ４Ｒ フレーム周波数変換器 ４Ｇ フレーム周波数変換器 ４Ｂ フレーム周波数変換器 ５ 補間回路 ６ 動領域検出器 ７ 画像合成器 ８ 光学的ローパスフィルタ ９Ｇ 画像反転器 １１ ＣＣＤエリアセンサ １２ ＣＣＤエリアセンサ ４１ フレームメモリ ４２ フレームメモリ ６１ 信号補間器 ＡＢＳ 信号を絶対値に変換する信号変換器 ＡＤＤ 加算器 ＡＤＤＴ 加算器 ＦＭ フレームメモリ ＣＭ１ ＣＣＤカメラ ＣＭ２ ＣＣＤカメラ
Claims (1)
- 【請求項１】 動領域の撮像を主目的とする少なくとも
１つまたは１組の動領域用撮像素子と、画素数が該前記
動領域用撮像素子の画素数を上回り、かつフレーム周波
数が該動領域用撮像素子のフレーム周波数を下回る静止
領域の撮像を主目的とする少なくとも１つまたは１組の
静止領域用撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5334859A JPH07203318A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5334859A JPH07203318A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07203318A true JPH07203318A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18282023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5334859A Pending JPH07203318A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07203318A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007133810A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Nikon Corp | 画像処理装置 |
| EP1960833A2 (en) * | 2005-12-15 | 2008-08-27 | Mediapod LLC | System and apparatus for increasing quality and efficiency of film capture and methods of use thereof |
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| WO2009019808A1 (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Panasonic Corporation | 画像データを生成する装置、方法およびプログラム |
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| JP2011015439A (ja) * | 2003-11-11 | 2011-01-20 | Olympus Corp | マルチスペクトル画像撮影装置 |
| WO2012008143A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | パナソニック株式会社 | 画像生成装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5334859A patent/JPH07203318A/ja active Pending
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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