撮像装置及び撮像方法
【課題】 高精度な歪み補正処理を行うことができるようにする。
【解決手段】 撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを設け、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことにより、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができるようにする。
【解決手段】 撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを設け、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことにより、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像方法に関し、とくに、撮像レンズの幾何学的歪みを補正処理する精度を向上させるために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、デジタルビデオカメラや電子スチルカメラなどは、ズームレンズ、フォーカスレンズのような撮像レンズにより得られた被写体像を、ＣＣＤなどの撮像素子によって光電変換し、映像信号を生成している。
【０００３】
ところで、ズームレンズのズーム位置によって、光学歪みが生じることが知られている。この光学歪みを電気的に補正処理する技術として、例えば特許文献１に記載の「カメラの撮影方式」などが提案されている。これは、収差や歪みを含んだ映像信号を一旦メモリに入力し、ズーム位置に基づいて、予め設定された補正処理量だけメモリ内の映像のデータを補正処理することによって、ズーム位置によって変化する歪曲収差を、ズーム位置に応じて補正処理した映像を出力するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デジタルビデオカメラにおいて、撮像素子から得られる映像信号は、駆動周波数の問題から、インタレース走査の映像信号である。このため、例えば歪み補正処理を行う時に、インタレース走査の映像信号に対して補正処理を行うと、垂直方向の情報量が少ないために、精度の高い歪み補正処理を行うことができない問題があった。
【０００６】
また、従来は拡大縮小処理を施した後で歪み補正処理を行っているので、歪み補正処理を行った場合は、入力された映像信号と比較して情報量が減少しているため、歪み補正処理の精度が低下してしまう問題があった。
【０００７】
よって本発明の目的は上述の点に鑑み、高精度な歪み補正処理を行うことができるようにすることを第１の目的とする。
また、拡大縮小処理と歪み補正処理の両方を良好に行うことができるようにすることを第２の目的とする。
また、高精度な歪み補正処理及び拡大縮小処理の両方を行うことができるようにすることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の撮像装置の他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の撮像装置のその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明の撮像方法は、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の撮像方法の他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の撮像方法のその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴としている。
【００１０】
本発明のコンピュータプログラムは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
また、本発明のコンピュータプログラムの他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
また、本発明のコンピュータプログラムのその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００１１】
本発明の記録媒体は、前記の何れかに記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを設けたので、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ信号に走査線補間し、その走査線補間した信号に対して幾何学的歪み補正処理を行うようにすることができ、前記撮像レンズによって幾何学的歪みが生じている場合でも、精度の高い歪み補正処理を行うことが可能になり、高画質な映像を得ることができる。
また、本発明の他の特徴によれば、歪み補正処理を行った映像信号に対して拡大縮小処理を行うようにすることができ、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことが可能となり、歪み補正処理を高精度に行うことができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができる。また、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うようにしたので、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができ、これらにより、ひずみが無くて高画質なサイズ変更映像信号を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図４は、本発明を適用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４において、１０１は後述の如く被写体像を撮影して映像信号を出力する撮像部、１０２は撮像部１０１から得られた映像信号に対して符号化処理などを施す記録信号処理部、１０３は記録信号処理部１０２から出力された映像信号を記録媒体１０４に記録する記録部である。記録媒体１０４としては、メモリカードやディスク媒体などを用いることができる。
【００１４】
図４の撮像装置は、静止画撮影機能と動画撮影機能とを有し、更に、撮像部１０１の設定によりインタレース走査の映像信号とプログレッシブ走査の映像信号とを出力することができる。
【００１５】
次に、本実施の形態の撮像部１０１における特徴となる機能構成について説明する。
図１は、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。
図１に示したように、本実施の形態の撮像部１０１では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子（ＣＣＤ）２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、アナログ−デジタル変換器(以下、Ａ／Ｄ変換器)３でＡＤ変換を行う。
【００１６】
さらに、カメラ信号処理回路４でアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行う。このカメラ信号処理回路４の出力信号であるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を入力信号とし、プログレッシブ変換処理回路５でプログレッシブ走査の映像信号Ｓ２に変換する。
【００１７】
プログレッシブ変換の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、インタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させるためのフィールドメモリ５ａを使用し、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させた１フィールド遅延信号Ｓ２を生成する。
【００１８】
そして、前記インタレース走査の現映像信号Ｓ１と１フィールド遅延信号Ｓ２とを補間ライン信号作成回路５ｂに供給し、インタレース走査の現映像信号Ｓ１の情報と１フィールド遅延信号Ｓ２の情報とから動き判定、斜め判定を行い、補間ライン信号Ｓ３を作成する。
【００１９】
前述のようにして作成した補間ライン信号Ｓ３とインタレース走査の現映像信号Ｓ１とを合成回路５ｃに供給し、合成回路５ｃにおいてこれらの補間ライン信号Ｓ３及びインタレース走査の現映像信号Ｓ１を合成することにより、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を生成する。
【００２０】
このようにして得られたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を歪み補正処理回路６で幾何学的歪みの補正処理を行い、高精度に歪み補正処理を施した高画質な映像信号Ｓ５を得ることができるようにしている。
【００２１】
前記歪み補正処理回路６で行われる歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録媒体に記録しておく。そして、入力されたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正を行ったプログレッシブ走査の映像信号が作成される。この歪み補正後のプログレッシブ走査の映像信号のラインを間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号Ｓ５を出力することにより、歪み補正の無い高画質な映像を得ることができる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
次に、撮像部１０１の第２の実施の形態を説明する。
図２は、第２の実施の形態を示し、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。図２に示したように、本実施の形態では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子ＣＣＤ２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、Ａ／Ｄ変換器３でＡＤ変換を行う。
【００２３】
そして、Ａ／Ｄ変換器３でＡ／変換したデジタル映像信号をカメラ信号処理回路４においてアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行ってインタレース走査の現映像信号Ｓ１を得る。このカメラ信号処理回路４から出力されるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を歪み補正処理回路６に与えて幾何学的歪みの補正処理を行って歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を得る。
【００２４】
歪み補正処理回路６において行う歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録手段に記録しておく。そして、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を出力する。
【００２５】
歪み補正処理回路６から出力される歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を入力信号とし、リサイズ処理回路７でリサイズ処理を行う。このリサイズ処理回路７で扱う歪み補正処理後の映像信号Ｓ６は歪み補正処理が行われているので、リサイズ処理回路７から出力するリサイズ処理後の映像信号Ｓ７は高画質な映像信号である。
【００２６】
前述のように、本実施の形態の撮像部１０１は、リサイズ処理回路７でリサイズ処理を行う前に、歪み補正処理回路６において歪み補正処理を行うようにしたので、リサイズ処理を行った後に歪み補正処理を行う従来の場合よりも、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、高画質な映像信号を得ることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
次に、撮像部１０１の第３の実施を説明する。
図３は、第３の実施の形態を示し、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。図３に示したように、この第３の実施の形態では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子ＣＣＤ２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、Ａ／Ｄ変換器３でＡＤ変換を行う。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器３においてＡ／Ｄ変換された映像信号はカメラ信号処理回路４に与えられ、カメラ信号処理回路４でアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理が行われる。
【００２９】
次段のプログレッシブ変換処理回路５は、カメラ信号処理回路４の出力信号であるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を入力信号とし、プログレッシブ変換処理回路５でプログレッシブ走査の映像信号に変換する。
【００３０】
プログレッシブ変換の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、インタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させるためのフィールドメモリ５ａを使用し、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させた１フィールド遅延信号Ｓ２を生成する。
【００３１】
そして、前記インタレース走査の現映像信号Ｓ１と１フィールド遅延信号Ｓ２とを補間ライン信号作成回路５ｂに供給し、インタレース走査の現映像信号Ｓ１の情報と１フィールド遅延信号Ｓ２の情報とから動き判定、斜め判定を行い、補間ライン信号Ｓ３を作成する。
【００３２】
前述のようにして作成した補間ライン信号Ｓ３とインタレース走査の現映像信号Ｓ１とを合成回路５ｃに供給し、合成回路５ｃにおいてこれらの補間ライン信号Ｓ３及びインタレース走査の現映像信号Ｓ１を合成することにより、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を生成する。
【００３３】
このようにして得られたプログレッシブ走査の映像信号に対して、歪み補正処理回路６で幾何学的歪みの補正処理を行う。歪み補正処理回路６で行う歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
【００３４】
すなわち、ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録媒体に記録しておく。そして、入力されたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正処理を行ったプログレッシブ走査の映像信号Ｓ８を作成して出力する。
【００３５】
そして、次段に設けられているリサイズ処理回路７は、歪み補正処理回路６の出力信号８を入力信号としてリサイズ処理を行う。この場合、リサイズ処理の対象となる映像信号は、歪み補正処理を行ったプログレッシブ走査の映像信号Ｓ８なので、リサイズ処理回路７において偶数ラインまたは奇数ラインの何れかのラインを間引き処理して、インタレース走査の映像信号とし、リサイズ後の高画質映像信号Ｓ９を出力する。
【００３６】
なお、この走査線間引き処理は、歪み補正処理回路６で行うこともできる。プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行い、走査線間引きを行ったインタレース走査の映像信号を出力するようにすることもできる。その場合は、リサイズ処理回路７では走査線間引きを行わず、リサイズ処理のみを行うようにする。
【００３７】
このように、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を向上することができる。さらに、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うことにより、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を向上することができ、高画質な歪み補正処理を行ったリサイズ後の高画質映像信号Ｓ９を出力することができる。
【００３８】
次に、フローチャートを参照しながら本発明の撮像方法を説明する。
（第１の撮像方法例）
図５は、本発明の第１の撮像方法例を示すフローチャートである。
図５に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ５１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００３９】
次に、ステップＳ５２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ５３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。
【００４０】
本実施の形態においては、ステップＳ５３で行うカメラ信号処理として、アパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行うようにしている。
【００４１】
次に、ステップＳ５４に進み、カメラ信号処理を施した映像信号をプログレッシブ変換処理する。これは、前記カメラ信号処理を施した映像信号がインタレース走査の映像信号であるので、プログレッシブ変換処理を行ってプログレッシブ走査の映像信号に変換するものである。
【００４２】
次に、ステップＳ５５に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００４３】
次に、ステップＳ５６に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
【００４４】
（第２の撮像方法例）
次に、図６のフローチャートを参照しながら第２の撮像方法例を説明する。
図６に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ６１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００４５】
次に、ステップＳ６２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ６３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。カメラ信号処理の詳細は前述したので省略する。
【００４６】
次に、ステップＳ６４に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００４７】
次に、ステップＳ６５に進み、サイズ変更処理を行う。第２の撮像方法例においては、歪み補正処理を行った後の映像信号に対してリサイズ処理を行うようにしている。このため、リサイズ処理を行った後に歪み補正処理を行う従来の場合よりも、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができる。これにより、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、高画質な映像信号を得ることができる。
【００４８】
次に、ステップＳ６６に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
【００４９】
（第３の撮像方法例）
図７に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ７１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００５０】
次に、ステップＳ７２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ７３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。
【００５１】
本実施の形態においては、ステップＳ７３で行うカメラ信号処理として、アパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行うようにしている。
【００５２】
次に、ステップＳ７４に進み、カメラ信号処理を施した映像信号をプログレッシブ変換処理する。これは、前記カメラ信号処理を施した映像信号がインタレース走査の映像信号であるので、プログレッシブ変換処理を行ってプログレッシブ走査の映像信号に変換するものである。
【００５３】
次に、ステップＳ７５に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００５４】
次に、ステップＳ７６に進み、サイズ変更処理を行う。第３の撮像方法例においては、プログレッシブ変換処理及び歪み補正処理を行った後の映像信号に対してリサイズ処理を行うようにしている。このため、インタレース走査の現映像信号に対してリサイズ処理を行い、その後に歪み補正処理を行う従来の場合と比較して、格段と情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができる。これにより、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、サイズ変更した映像信号を高画質で得ることができる。
【００５５】
次に、ステップＳ７７に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
第３の撮像方法例のように、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができる。さらに、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うことにより、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができ、高画質な歪み補正処理を行ったサイズ変更後の映像信号を得ることができる。
【００５６】
（本発明に係る他の実施の形態）
上述した本発明の実施の形態における撮像装置を構成する各手段、並びに撮像方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００５７】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施の形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５８】
なお、本発明は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図５〜図７に示したフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００５９】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００６０】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００６１】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【００６２】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００６３】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００６４】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【００６５】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第１の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第２の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第３の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、撮像装置の全体構成を説明するブロック図である。
【図５】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第１の撮像方法例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第２の撮像方法例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第３の撮像方法例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 撮像レンズ
２ ＣＣＤ
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ カメラ信号処理回路
５ プログレッシブ変換処理回路
５ａ フィールドメモリ
５ｂ 補間ライン信号作成回路
５ｃ 合成回路
６ 歪み補正処理回路
７ 間引き処理回路
８ リサイズ処理回路
Ｓ１ インタレース走査の現映像信号
Ｓ２ １フィールド遅延信号
Ｓ３ 補間ライン信号
Ｓ４ プログレッシブ走査の映像信号
Ｓ５ 高画質なの映像信号
Ｓ６ 歪み補正処理後の映像信号
Ｓ７ リサイズ処理後の映像信号
Ｓ８ プログレッシブ走査の映像信号
Ｓ９ リサイズ後の高画質映像信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像方法に関し、とくに、撮像レンズの幾何学的歪みを補正処理する精度を向上させるために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、デジタルビデオカメラや電子スチルカメラなどは、ズームレンズ、フォーカスレンズのような撮像レンズにより得られた被写体像を、ＣＣＤなどの撮像素子によって光電変換し、映像信号を生成している。
【０００３】
ところで、ズームレンズのズーム位置によって、光学歪みが生じることが知られている。この光学歪みを電気的に補正処理する技術として、例えば特許文献１に記載の「カメラの撮影方式」などが提案されている。これは、収差や歪みを含んだ映像信号を一旦メモリに入力し、ズーム位置に基づいて、予め設定された補正処理量だけメモリ内の映像のデータを補正処理することによって、ズーム位置によって変化する歪曲収差を、ズーム位置に応じて補正処理した映像を出力するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デジタルビデオカメラにおいて、撮像素子から得られる映像信号は、駆動周波数の問題から、インタレース走査の映像信号である。このため、例えば歪み補正処理を行う時に、インタレース走査の映像信号に対して補正処理を行うと、垂直方向の情報量が少ないために、精度の高い歪み補正処理を行うことができない問題があった。
【０００６】
また、従来は拡大縮小処理を施した後で歪み補正処理を行っているので、歪み補正処理を行った場合は、入力された映像信号と比較して情報量が減少しているため、歪み補正処理の精度が低下してしまう問題があった。
【０００７】
よって本発明の目的は上述の点に鑑み、高精度な歪み補正処理を行うことができるようにすることを第１の目的とする。
また、拡大縮小処理と歪み補正処理の両方を良好に行うことができるようにすることを第２の目的とする。
また、高精度な歪み補正処理及び拡大縮小処理の両方を行うことができるようにすることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の撮像装置の他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の撮像装置のその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明の撮像方法は、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の撮像方法の他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の撮像方法のその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴としている。
【００１０】
本発明のコンピュータプログラムは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
また、本発明のコンピュータプログラムの他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
また、本発明のコンピュータプログラムのその他の特徴とするところは、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴としている。
【００１１】
本発明の記録媒体は、前記の何れかに記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを設けたので、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ信号に走査線補間し、その走査線補間した信号に対して幾何学的歪み補正処理を行うようにすることができ、前記撮像レンズによって幾何学的歪みが生じている場合でも、精度の高い歪み補正処理を行うことが可能になり、高画質な映像を得ることができる。
また、本発明の他の特徴によれば、歪み補正処理を行った映像信号に対して拡大縮小処理を行うようにすることができ、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことが可能となり、歪み補正処理を高精度に行うことができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができる。また、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うようにしたので、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができ、これらにより、ひずみが無くて高画質なサイズ変更映像信号を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図４は、本発明を適用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４において、１０１は後述の如く被写体像を撮影して映像信号を出力する撮像部、１０２は撮像部１０１から得られた映像信号に対して符号化処理などを施す記録信号処理部、１０３は記録信号処理部１０２から出力された映像信号を記録媒体１０４に記録する記録部である。記録媒体１０４としては、メモリカードやディスク媒体などを用いることができる。
【００１４】
図４の撮像装置は、静止画撮影機能と動画撮影機能とを有し、更に、撮像部１０１の設定によりインタレース走査の映像信号とプログレッシブ走査の映像信号とを出力することができる。
【００１５】
次に、本実施の形態の撮像部１０１における特徴となる機能構成について説明する。
図１は、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。
図１に示したように、本実施の形態の撮像部１０１では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子（ＣＣＤ）２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、アナログ−デジタル変換器(以下、Ａ／Ｄ変換器)３でＡＤ変換を行う。
【００１６】
さらに、カメラ信号処理回路４でアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行う。このカメラ信号処理回路４の出力信号であるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を入力信号とし、プログレッシブ変換処理回路５でプログレッシブ走査の映像信号Ｓ２に変換する。
【００１７】
プログレッシブ変換の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、インタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させるためのフィールドメモリ５ａを使用し、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させた１フィールド遅延信号Ｓ２を生成する。
【００１８】
そして、前記インタレース走査の現映像信号Ｓ１と１フィールド遅延信号Ｓ２とを補間ライン信号作成回路５ｂに供給し、インタレース走査の現映像信号Ｓ１の情報と１フィールド遅延信号Ｓ２の情報とから動き判定、斜め判定を行い、補間ライン信号Ｓ３を作成する。
【００１９】
前述のようにして作成した補間ライン信号Ｓ３とインタレース走査の現映像信号Ｓ１とを合成回路５ｃに供給し、合成回路５ｃにおいてこれらの補間ライン信号Ｓ３及びインタレース走査の現映像信号Ｓ１を合成することにより、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を生成する。
【００２０】
このようにして得られたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を歪み補正処理回路６で幾何学的歪みの補正処理を行い、高精度に歪み補正処理を施した高画質な映像信号Ｓ５を得ることができるようにしている。
【００２１】
前記歪み補正処理回路６で行われる歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録媒体に記録しておく。そして、入力されたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正を行ったプログレッシブ走査の映像信号が作成される。この歪み補正後のプログレッシブ走査の映像信号のラインを間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号Ｓ５を出力することにより、歪み補正の無い高画質な映像を得ることができる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
次に、撮像部１０１の第２の実施の形態を説明する。
図２は、第２の実施の形態を示し、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。図２に示したように、本実施の形態では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子ＣＣＤ２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、Ａ／Ｄ変換器３でＡＤ変換を行う。
【００２３】
そして、Ａ／Ｄ変換器３でＡ／変換したデジタル映像信号をカメラ信号処理回路４においてアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行ってインタレース走査の現映像信号Ｓ１を得る。このカメラ信号処理回路４から出力されるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を歪み補正処理回路６に与えて幾何学的歪みの補正処理を行って歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を得る。
【００２４】
歪み補正処理回路６において行う歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録手段に記録しておく。そして、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を出力する。
【００２５】
歪み補正処理回路６から出力される歪み補正処理後の映像信号Ｓ６を入力信号とし、リサイズ処理回路７でリサイズ処理を行う。このリサイズ処理回路７で扱う歪み補正処理後の映像信号Ｓ６は歪み補正処理が行われているので、リサイズ処理回路７から出力するリサイズ処理後の映像信号Ｓ７は高画質な映像信号である。
【００２６】
前述のように、本実施の形態の撮像部１０１は、リサイズ処理回路７でリサイズ処理を行う前に、歪み補正処理回路６において歪み補正処理を行うようにしたので、リサイズ処理を行った後に歪み補正処理を行う従来の場合よりも、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、高画質な映像信号を得ることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
次に、撮像部１０１の第３の実施を説明する。
図３は、第３の実施の形態を示し、撮像部１０１の構成例を示すブロック図である。図３に示したように、この第３の実施の形態では、撮像レンズ１を通して電荷結合素子ＣＣＤ２に結像し、ＣＣＤ２で光電変換したインタレース走査の映像信号を、Ａ／Ｄ変換器３でＡＤ変換を行う。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器３においてＡ／Ｄ変換された映像信号はカメラ信号処理回路４に与えられ、カメラ信号処理回路４でアパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理が行われる。
【００２９】
次段のプログレッシブ変換処理回路５は、カメラ信号処理回路４の出力信号であるインタレース走査の現映像信号Ｓ１を入力信号とし、プログレッシブ変換処理回路５でプログレッシブ走査の映像信号に変換する。
【００３０】
プログレッシブ変換の手法として、例えば次のような手法がある。
すなわち、インタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させるためのフィールドメモリ５ａを使用し、入力されたインタレース走査の現映像信号Ｓ１を１フィールド遅延させた１フィールド遅延信号Ｓ２を生成する。
【００３１】
そして、前記インタレース走査の現映像信号Ｓ１と１フィールド遅延信号Ｓ２とを補間ライン信号作成回路５ｂに供給し、インタレース走査の現映像信号Ｓ１の情報と１フィールド遅延信号Ｓ２の情報とから動き判定、斜め判定を行い、補間ライン信号Ｓ３を作成する。
【００３２】
前述のようにして作成した補間ライン信号Ｓ３とインタレース走査の現映像信号Ｓ１とを合成回路５ｃに供給し、合成回路５ｃにおいてこれらの補間ライン信号Ｓ３及びインタレース走査の現映像信号Ｓ１を合成することにより、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４を生成する。
【００３３】
このようにして得られたプログレッシブ走査の映像信号に対して、歪み補正処理回路６で幾何学的歪みの補正処理を行う。歪み補正処理回路６で行う歪み補正処理の手法として、例えば次のような手法がある。
【００３４】
すなわち、ＣＣＤ２に結像した画像の座標、ズーム倍率に対する補正処理係数を予めＲＡＭ等の記録媒体に記録しておく。そして、入力されたプログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対してこの補正処理係数を使用して２次元フィルタ処理を行い、歪み補正処理を行ったプログレッシブ走査の映像信号Ｓ８を作成して出力する。
【００３５】
そして、次段に設けられているリサイズ処理回路７は、歪み補正処理回路６の出力信号８を入力信号としてリサイズ処理を行う。この場合、リサイズ処理の対象となる映像信号は、歪み補正処理を行ったプログレッシブ走査の映像信号Ｓ８なので、リサイズ処理回路７において偶数ラインまたは奇数ラインの何れかのラインを間引き処理して、インタレース走査の映像信号とし、リサイズ後の高画質映像信号Ｓ９を出力する。
【００３６】
なお、この走査線間引き処理は、歪み補正処理回路６で行うこともできる。プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行い、走査線間引きを行ったインタレース走査の映像信号を出力するようにすることもできる。その場合は、リサイズ処理回路７では走査線間引きを行わず、リサイズ処理のみを行うようにする。
【００３７】
このように、プログレッシブ走査の映像信号Ｓ４に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を向上することができる。さらに、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うことにより、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができるため、歪み補正処理の精度を向上することができ、高画質な歪み補正処理を行ったリサイズ後の高画質映像信号Ｓ９を出力することができる。
【００３８】
次に、フローチャートを参照しながら本発明の撮像方法を説明する。
（第１の撮像方法例）
図５は、本発明の第１の撮像方法例を示すフローチャートである。
図５に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ５１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００３９】
次に、ステップＳ５２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ５３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。
【００４０】
本実施の形態においては、ステップＳ５３で行うカメラ信号処理として、アパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行うようにしている。
【００４１】
次に、ステップＳ５４に進み、カメラ信号処理を施した映像信号をプログレッシブ変換処理する。これは、前記カメラ信号処理を施した映像信号がインタレース走査の映像信号であるので、プログレッシブ変換処理を行ってプログレッシブ走査の映像信号に変換するものである。
【００４２】
次に、ステップＳ５５に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００４３】
次に、ステップＳ５６に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
【００４４】
（第２の撮像方法例）
次に、図６のフローチャートを参照しながら第２の撮像方法例を説明する。
図６に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ６１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００４５】
次に、ステップＳ６２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ６３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。カメラ信号処理の詳細は前述したので省略する。
【００４６】
次に、ステップＳ６４に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００４７】
次に、ステップＳ６５に進み、サイズ変更処理を行う。第２の撮像方法例においては、歪み補正処理を行った後の映像信号に対してリサイズ処理を行うようにしている。このため、リサイズ処理を行った後に歪み補正処理を行う従来の場合よりも、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができる。これにより、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、高画質な映像信号を得ることができる。
【００４８】
次に、ステップＳ６６に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
【００４９】
（第３の撮像方法例）
図７に示したように、本実施の形態の撮像方法は、ステップＳ７１において被写体を撮影して被写体像をＣＣＤ２に結像する。
【００５０】
次に、ステップＳ７２に進み、ＣＣＤ２で光電変換して被写体像をインタレース走査の映像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換してデジタルの映像信号を生成する。
次に、ステップＳ７３に進み、デジタルの映像信号にカメラ信号処理を施す。
【００５１】
本実施の形態においては、ステップＳ７３で行うカメラ信号処理として、アパーチャ補正処理、ガンマ補正処理、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行うようにしている。
【００５２】
次に、ステップＳ７４に進み、カメラ信号処理を施した映像信号をプログレッシブ変換処理する。これは、前記カメラ信号処理を施した映像信号がインタレース走査の映像信号であるので、プログレッシブ変換処理を行ってプログレッシブ走査の映像信号に変換するものである。
【００５３】
次に、ステップＳ７５に進み、プログレッシブ走査の映像信号に歪み補正処理を行う。本実施の形態の撮像方法では、インタレース走査の現映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換してから歪み補正処理を行うので、歪み補正処理を高精度に行うことができる。歪み補正処理の詳細は前述したので省略する。
【００５４】
次に、ステップＳ７６に進み、サイズ変更処理を行う。第３の撮像方法例においては、プログレッシブ変換処理及び歪み補正処理を行った後の映像信号に対してリサイズ処理を行うようにしている。このため、インタレース走査の現映像信号に対してリサイズ処理を行い、その後に歪み補正処理を行う従来の場合と比較して、格段と情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができる。これにより、歪み補正処理の精度を大幅に向上させることができ、サイズ変更した映像信号を高画質で得ることができる。
【００５５】
次に、ステップＳ７７に進み、プログレッシブ走査の映像信号の間引き処理を行い、高画質なインタレース走査の映像信号を出力する。
第３の撮像方法例のように、プログレッシブ走査の映像信号に対して歪み補正処理を行うことによって、垂直方向の情報量が倍の状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができる。さらに、リサイズ処理の前に歪み補正処理を行うことにより、情報量が多い状態で歪み補正処理を行うことができ、歪み補正処理の精度を向上することができ、高画質な歪み補正処理を行ったサイズ変更後の映像信号を得ることができる。
【００５６】
（本発明に係る他の実施の形態）
上述した本発明の実施の形態における撮像装置を構成する各手段、並びに撮像方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００５７】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施の形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５８】
なお、本発明は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図５〜図７に示したフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００５９】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００６０】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００６１】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【００６２】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００６３】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００６４】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【００６５】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第１の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第２の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、第３の実施の形態を適用した撮像部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の撮像装置の実施の形態を示し、撮像装置の全体構成を説明するブロック図である。
【図５】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第１の撮像方法例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第２の撮像方法例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の撮像方法の実施の形態を示し、第３の撮像方法例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１ 撮像レンズ
２ ＣＣＤ
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ カメラ信号処理回路
５ プログレッシブ変換処理回路
５ａ フィールドメモリ
５ｂ 補間ライン信号作成回路
５ｃ 合成回路
６ 歪み補正処理回路
７ 間引き処理回路
８ リサイズ処理回路
Ｓ１ インタレース走査の現映像信号
Ｓ２ １フィールド遅延信号
Ｓ３ 補間ライン信号
Ｓ４ プログレッシブ走査の映像信号
Ｓ５ 高画質なの映像信号
Ｓ６ 歪み補正処理後の映像信号
Ｓ７ リサイズ処理後の映像信号
Ｓ８ プログレッシブ走査の映像信号
Ｓ９ リサイズ後の高画質映像信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、
前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、
前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、
前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、
前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項７】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記請求項７〜９の何れか１項に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、
前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、
前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、インタレース走査の映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換手段と、
前記変換手段から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理手段と、
前記歪み補正処理手段から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項７】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力された映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを用い、インタレース走査の映像信号を出力する撮像工程と、
前記撮像工程から出力されたインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する変換工程と、
前記変換工程から出力されたプログレッシブ走査の映像信号に対し、前記撮像レンズによる幾何学的歪みを補正する歪み補正処理を施す歪み補正処理工程と、
前記歪み補正処理工程から出力された映像信号のサイズを変更するサイズ変更工程とを有する撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記請求項７〜９の何れか１項に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１２９０６９（Ｐ２００６−１２９０６９Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１４５２７（Ｐ２００４−３１４５２７）
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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