本申请要求于2012年11月12日提交的日本在先专利申请第JP2012-248257号的权益，将其全部内容结合于此以供参考。
技术领域
本公开涉及一种成像装置和图像处理方法，并且特别地涉及一种放大和显示将被显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的图像的技术。
背景技术：
在现有技术中，为了在拍摄期间检查和调整图像的聚焦位置的目的，放大并显示被显示在取景器或监控器上的图像。通过放大并且显示图像，能够在检查图像中的目标的细节部分的同时调整聚焦。然而，在取景器或监控器上显示的图像的分辨率通常低于由在图像传感器中获得的图像信号形成的图像的分辨率。这是因为根据取景器或监控器的显示分辨率对在图像传感器中获得的图像信号在水平方向和/或垂直方向上执行了细化（thinning）处理。
因此，随着显示在取景器或监控器上的图像的变焦倍率增加，显示在屏幕上的图像的分辨率降低，并且难以检查目标的细节。作为即使当增加变焦倍率时在屏幕上显示高清晰图像的技术，日本待审查专利申请公开号No.2004-72278公开了一种技术，在该技术中，当变焦倍率低时，执行使用光学变焦的变焦，并且当变焦倍率增加时，变焦被切换成电子变焦。
技术实现要素：
然而，当光学变焦被用在如在日本待审查的专利申请公开号No.2004-72278中公开的技术中时，光学变焦也影响存储在记录装置等中的主线系统的图像信号。换言之，为了调整聚焦的目的被显示在屏幕上的图像的放大也改变了实际的聚焦位置。
在不影响主线系统的图像信号的前提下，期望提高在聚焦调整期间的在屏幕上放大的和显示的图像的分辨率。
为了解决上述问题，根据本公开的实施方式的成像装置被配置为包括图像传感器、第一显影单元、第二显影单元以及显示处理单元，并且各单元的配置与功能如下。图像传感器对自透镜传来的目标光执行光电转换并且产生图像信号。第一显影单元从由图像传感器产生的图像信号中产生具有第一分辨率的第一图像数据。第二显影单元从由图像传感器产生的图像信号或第一图像数据中产生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第二图像数据。显示处理单元，根据从第一图像数据的图像或第二图像数据的图像中剪切的区域的大小，选择由第一显影单元产生的第一图像数据与由第二显影单元产生的第二图像数据的其中一方的图像数据，作为将在用于检查由图像传感器捕获的图像的屏幕上显示的范围，并且使用所选择的图像数据产生将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的用于显示的图像。
此外，在根据本公开的实施方式的图像处理方法中，按以下顺序执行处理。首先，通过对通过透镜传来的目标光执行光电转换产生图像信号。接下来，从图像信号中产生具有第一分辨率的第一图像数据。从图像信号或第一图像数据中产生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第二图像数据。接下来，根据从第一图像数据的图像或第二图像数据的图像中剪切的区域的大小，选择第一图像数据和第二图像数据中的其中一方的图像数据作为将在用于检查被捕获的图像的屏幕上显示的范围。然后，使用所选择的图像数据产生将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的用于显示的图像。
通过配置成像装置并且执行如上所述的图像处理，无需使用光学变焦便产生将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的用于显示的图像。此外，由于具有高分辨率的第一图像数据被用在用于显示的图像的生成中，因此即使当放大显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的图像时，图像质量也不会劣化。
根据本公开的实施方式的成像装置和图像处理方法，在不影响主线系统的图像信号的前提下，可以提高在聚焦调整期间的在屏幕上放大的和显示的图像的分辨率。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施方式的成像装置的配置实例的框图；
图2是描述根据本公开的实施方式的变焦显示处理单元的处理的实例的示意性示图；
图3是示出根据本公开的实施方式的变焦显示处理单元的配置实例的框图；
图4是示出根据本公开的实施方式的通过变焦显示处理单元执行的处理的实例的曲线图；
图5的A到C是示出根据本公开的实施方式的通过剪切处理部件和分辨率调整部件执行的处理的实例的示意性示图，图5的A示出了当变焦倍率是1时执行的处理，图5的B示出了当变焦倍率是1.5时执行的处理，以及图5的C示出了当变焦倍率是2时执行的处理；
图6的A到C是示出根据本公开的实施方式的通过剪切处理部件和分辨率调整部件执行的处理的实例的示意性示图，图6的A示出了当变焦倍率是2时执行的处理，图6的B示出了当变焦倍率是4时执行的处理，以及图6的C示出了当变焦倍率是8时执行的处理；以及
图7是示出根据本公开的实施方式的在每个图像处理中通过选择器执行的切换处理的实例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本公开的优选实施方式。应注意，在该说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件用相同的参考标号表示，并且省略这些结构元件的重复说明。
将参考附图按以下顺序描述根据本公开的实施方式的成像装置的实例。
1.成像装置的配置实例
2.变焦显示处理单元的配置实例
3.变焦显示处理单元的处理实例
4.各种变形例
<1.成像装置的配置实例>
图1是示出根据本公开的实施方式的成像装置100的配置的框图；成像装置100具有包括聚焦透镜、变焦透镜等的透镜1、图像传感器2以及信号处理电路3。透镜1包括快门、光圈等（未被示出），并且使目标光的图像形成在图像传感器2的成像区域（在附图中省略）中。此外，透镜1包括在光轴方向移动各种透镜的位置的透镜驱动单元（在附图中省略）。根据使用成像装置100的环境，可以适当的替换透镜1。
图像传感器2对目标光执行光电转换，目标光经过透镜1并且在成像区域中形成自身图像，并且从而产生图像信号。在图像传感器2的成像区域中，像素（未被示出）排列成矩阵形状，并且在每一个像素的前面，布置了例如排列成拜耳形式的颜色滤波器。换言之，从图像传感器2中输出R（红色）、G（绿色）以及B（蓝色）的图像信号。例如，通过CCD（电荷耦合器件）图像传感器或CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器配置图像传感器2。此外，图像传感器的分辨率被设置为例如4K（40962160像素；第一分辨率）。应注意，在本说明书中描述的“分辨率”是指基于图像的像素个数来确定的分辨率。因此，图像的分辨率与其（图像大小）像素个数成比例。
信号处理电路3对在图像传感器2中获得的图像信号执行预定的信号处理。随后将描述信号处理电路3的细节。此外，成像装置100具有系统控制单元4与操作单元5。系统控制单元4包括CPU（中央处理器）等，并且控制组成成像装置100的每个单元。操作单元5具有诸如按钮、控制杆、开关等这样的U/I（用户接口），并且根据由用户向U/I指示的操作细节产生操作信号，并且将信号供应至系统控制单元4。操作单元5还包括用于调整焦距的聚焦环，并且当用户执行旋转聚焦环的操作时，操作单元根据旋转量计算变焦倍率并且将该值供应至系统控制单元4。
此外，成像装置100具有编解码器6、介质I/F7以及可移除介质8。编解码器6编码或解码图像数据。介质I/F7是插入可移除介质8的接口，并且在或从可移除介质8中执行图像数据的写入处理或读取处理。可移除介质8包括例如存储卡，并且存储通过编解码器6编码的图像数据。
此外，成像装置100具有取景器9与LCD10。取景器9通过例如液晶显示器来配置，并且显示通过图像传感器2捕获的图像。取景器9的显示分辨率（显示像素的个数）被设置为例如1K（1024540像素）。LCD10通过例如液晶显示器来配置，并且在其上显示关于拍摄的设置条目以及由图像传感器2捕获的图像。
接下来，再次参考图1，将描述信号处理电路3的细节。信号处理电路3包括校正单元31、颜色分离单元32、第一显影单元33、分辨率转换单元34、第二显影单元35以及作为显示处理单元的变焦显示处理单元36。
校正单元31对由图像传感器2获得的图像信号执行诸如缺陷校正、“黑点”校正、白平衡处理等的各种校正处理。颜色分离单元32对已经由校正单元31校正的图像信号执行颜色分离处理以产生RGB信号。第一显影单元33对由颜色分离单元32产生的RGB信号执行伽马校正、轮廓校正、白平衡调整等，并且将已经被执行了诸如此类的调整的RGB信号转换为YC信号以产生图像数据（第一图像数据）。第一图像数据的分辨率是4K，该分辨率与通过图像传感器2获得的图像信号的分辨率相同。
分辨率转换单元34转换由颜色分离单元32产生的RGB信号的分辨率。例如，分辨率转换单元将分辨率从4K转换到2K（20481080像素；第二分辨率）。例如，为了在节省总线42（其是在信号处理电路3的各个部件之间交换数据的通道）的带宽，执行将分辨率从4K转换为2K的处理。第二显影单元35通过将分辨率已经由分辨率转换单元34转换为2K的RGB信号转换为YC信号来产生图像数据。
变焦显示处理单元36使用通过第一显影单元33显影的4K图像数据P1和通过第二显影单元35产生的2K图像数据P2产生将显示在随后描述的取景器9上的用于显示的图像。
此外，信号处理电路3包括控制单元37、编解码器I/F38、取景器（在附图中由VF标志）I/F39、LCDI/F40、监控器I/F41以及存储器43。控制单元37基于系统控制单元4的控制来控制组成信号处理电路3的每部分。编解码器I/F38是在编解码器6与信号处理电路3之间的接口，取景器I/F39是在取景器9与信号处理电路3之间的接口，而LCDI/F40是在LCD10与信号处理电路3之间的接口。监控器I/F41是在监控器11与信号处理电路3之间的接口，能够显示例如4K或2K图像的监控器11被连接至该接口。
存储器43是包括例如SDRAM（同步动态随机存储器）等的帧缓冲器。存储器43临时地存储已经由信号处理电路3的每个单元处理的图像。组成上述信号处理电路3的单元经由总线42彼此连接。
变焦显示处理单元的配置实例
接下来，将参考图2与图3描述变焦显示处理单元36的配置实例。变焦显示处理单元36是通过放大或减小如图2所示的4K图像数据P1或2K图像数据P2的图像大小执行产生将显示在取景器9（见图1）上的用于显示的图像P3的处理的单元。用于显示的图像P3的分辨率是1K（其是取景器9的显示分辨率）。
图3是示出变焦显示处理单元36的配置实例的框图。变焦显示处理单元36包括选择部件36a、剪切处理部件36b、分辨率调整部件36c以及控制部件36d。
选择部件36a是选择并且输出从第一显影单元33中输出的4K图像数据P1与从第二显影单元35中输出的2K图像数据P2中的其中一方的选择器。剪切处理部件36b执行从通过选择部件36a选择的图像数据的图像中提取并且剪切（修剪）将被放大并且显示的区域的处理。分辨率调整部件36c根据取景器9的屏幕的显示分辨率执行增加或降低通过剪切处理部件36b剪切的图像的分辨率的处理。换言之，分辨率调整部件根据取景器9的屏幕的大小执行减小或放大通过剪切处理部件36b剪切的图像的大小的处理。因此，利用剪切处理部件36b与分辨率调整部件36c执行了使用电子变焦技术的变焦。
控制部件36d基于由用户经由操作单元5（见图1）输入的变焦倍率产生控制信号，并且将产生的控制信号供应至选择部件36a、剪切处理部件36b以及分辨率调整部件36c。具体地说，产生指示被选择的图像数据的控制信号并且将其供应至选择部件36a，并且产生指定剪切范围的控制信号并且将其供应至剪切处理部件36b。此外，产生指定分辨率的放大率或减小率的控制信号并且将其供应至分辨率调整部件36c。应注意，在没有设置控制部件36d的情况下，可以使控制单元37（见图1）执行由控制部件36d执行的处理。
变焦显示处理单元的处理实例
接下来，将参考图4到图7描述变焦显示处理单元36的处理实例。图4是示出了变焦显示处理单元36执行的处理与由用户输入的变焦倍率之间的对应关系的曲线图。图4的纵轴表示通过剪切处理部件36b剪切的剪切图像的像素个数，而其横轴表示变焦倍率。此外，在图4中，2K图像数据P2的像素个数通过实线表示，并且4K图像数据P1的像素个数通过虚线表示。
在从1到2（其是第一放大倍率）的变焦倍率区域内，执行通过选择部件36a选择2K图像数据P2以及通过剪切处理部件36b从图像数据P2的图像中剪切预定的区域的处理。此外，分辨率调整部件36c执行减小剪切图像的大小以及产生将显示在取景器9上的用于显示的图像P3的处理。通过例如细化剪切图像的像素个数执行剪切图像的大小的减小。
在当变焦倍率变为2的时候，通过选择部件36a选择的图像数据从2K图像数据P2被切换为4K图像数据P1。然后，剪切处理部件36b从图像数据P1的图像中执行剪切预定的区域的处理。在从2到4的变焦倍率区域内，分辨率调整部件36c执行减小剪切图像的大小以及产生用于显示的图像P3的处理。在4的区域中以及其后，执行放大剪切图像的大小以及产生用于显示的图像P3的处理。使用例如插值缺少的像素的处理来执行剪切图像的大小的放大。
图5A到图5C以及图6A到图6C是示出通过剪切处理部件36b和分辨率调整部件36c执行的处理的实例的示意性示图。在图5A到图5C以及图6A到图6C中，左侧的图像是从选择部件36a输出的图像，并且右侧的图像是显示在取景器9上的用于显示的图像P3。在左侧的图像中由虚线框指示的范围表示由剪切处理部件36b剪切的范围。在右侧图像下面的值表示由用户指定的变焦倍率。
当变焦倍率是1时，分辨率调整部件36c将2K图像数据P2的大小减小至1K，并且从而产生如图5A所示的用于显示的图像P3。通过例如在水平方向和/或垂直方向细化包含在图像数据中的像素来执行图像的大小的减小。
当变焦倍率是1.5时，由剪切处理部件36b剪切将被放大和显示的区域，并且从而产生如图5B所示的剪切图像Pc。当变焦倍率是1.5时，从2K图像数据P2中产生的剪切图像Pc的大小大于1K（其是取景器9的显示分辨率）。因此，在分辨率调整部件36c中，通过减小剪切图像Pc的大小，产生将显示在取景器9上的用于显示的图像P3。
当变焦倍率是2时，由剪切处理部件36b剪切将被放大和显示的区域，并且从而产生如图5C所示的剪切图像Pc。当变焦倍率是2时，从2K图像数据P2中产生的剪切图像Pc的大小等于1K（其是取景器9的显示分辨率）。因此，在分辨率调整部件36c中，无需改变剪切图像Pc的大小，便产生具有相同的大小的用于显示的图像P3。
此外，当变焦倍率超过2时，通过选择部件36a选择的图像数据从2K图像数据P2被切换为4K图像数据P1。在变焦倍率从2倍到4的区域中，由剪切处理部件36b剪切将被放大和显示的区域，并且从而产生如图6A所示的剪切图像Pc。在图6A中示出的剪切图像Pc的大小变成等于在图5C中示出的剪切图像Pc的大小。
在从2到4的变焦倍率的区域中，如图6A所示的从4K图像数据P1中产生的剪切图像Pc的大小大于1K（其是取景器9的显示分辨率）。因此，在分辨率调整部件36c中，通过减小剪切图像Pc的大小，产生将显示在取景器9上的用于显示的图像P3。
当变焦倍率变为4时，通过剪切处理部件36b剪切被放大和显示的区域，并且从而产生如图6B所示的剪切图像Pc。当变焦倍率为4时，从4K图像数据P1中产生的剪切图像Pc的大小等于1K（其是取景器9的显示分辨率）。因此，在分辨率调整部件36c中，无需改变剪切图像Pc的大小，便产生具有相同的大小的用于显示的图像P3。
在变焦倍率从4到8的区域中，还通过剪切处理部件36b剪切被放大和显示的区域，并且从而产生如图6C所示的剪切图像Pc。当变焦倍率是4或更高时，从4K图像数据P1中产生的剪切图像Pc的大小变得小于1K（其是取景器9的显示分辨率）。因此，在分辨率调整部件36c中，通过增加剪切图像Pc的大小，产生将显示在取景器9上的用于显示的图像P3。
图7是参考图5A到图5C以及图6A到图6C描述的通过变焦显示处理单元36执行的处理的流程图。图7示出了当变焦倍率逐渐从1增加至8时的变焦显示处理单元36的处理。
在变焦倍率为1的状态下，通过减少2K图像数据P2的图像的大小产生大小为1K的用于显示的图像P3（步骤S1）。然后，随着变焦倍率的增加，通过剪切处理部件36b剪切由设置的变焦倍率决定大小的区域，并且从而产生剪切图像Pc（步骤S2）。然后，通过分辨率调整部件36c减小剪切图像Pc，并且从而产生用于显示的图像P3（步骤S3）。
接下来，控制部件36d确定由用户指定的变焦倍率是否达到2（步骤S4）。当变焦倍率没有超过2时，处理返回到步骤S2并且然后继续。当变焦倍率超过2时，从4K图像数据P1中剪切与从2K图像数据P2中剪切的区域对应的区域作为剪切图像Pc，并且从而产生剪切图像Pc（步骤S5）。然后，由分辨率调整部件36c通过减小剪切图像Pc产生大小为1K的用于显示的图像P3（步骤S6）。
此外，随着变焦倍率的增加，通过剪切处理部分36b剪切由设置的变焦倍率决定大小的区域，并且从而产生剪切图像Pc（步骤S7）。然后，由分辨率调整部件36c通过减少剪切图像Pc的大小产生用于显示的图像P3（步骤S8）。
接下来，控制部件36d确定变焦倍率是否达到4（步骤S9）。当变焦倍率没有超过4时，处理返回到步骤S7并且然后继续。当变焦倍率超过4时，由剪切处理部分36b剪切由设置的变焦倍率决定大小的区域，并且从而产生剪切图像Pc（步骤S10）。然后，由分辨率调整部分36c通过放大剪切图像Pc产生用于显示的图像P3（步骤S11）。
根据上述实施方式，当变焦倍率超过2时，在用于显示的图像P3的产生中使用的图像数据从2K图像数据P2被切换为4K图像数据P1。因此，在变焦倍率为2或更高时，使用具有4K分辨率的图像执行变焦，并且因此，即使通过变焦放大了图像，也可以高清晰地表现目标的细节。
此外，根据上述实施方式，根据变焦倍率自动地执行在用于显示的图像P3的产生中使用的图像数据的切换。因此，用户无须知道执行切换等的处理，并且在取景器9的屏幕上显示的图像被切换为图像数据P1的高清晰图像。
此外，当在用于显示的图像P3的产生中使用的图像数据被切换为4K图像数据P1时，从4K图像数据P1的图像中剪切与从2K图像数据P2的图像中剪切的范围相同的范围的区域。换言之，虽然只有在取景器9的屏幕上显示的图像的分辨率改变，但其大小不变。因此，即使当2K图像数据P2被切换为4K图像数据P1时，也可无间断地持续执行平滑的变焦显示。
<4.各种变形的实例>
应注意，尽管上述实施方式示例了使用4K图像数据P1与2K图像数据P2产生用于显示的图像P3，但是其不限于此。只要图像数据是具有高分辨率的图像数据并且通过分辨率转换单元34将图像数据转化为低分辨率，在产生中可以使用图像数据的分辨率的任意组合。
此外，尽管上述实施方式示例了当变焦倍率为2时用于产生用于显示的图像P3的图像数据从2K图像数据P2被切换为4K图像数据P1，但是其不限于此。变焦倍率可被设置为诸如3等的另外的值。
此外，在上述实施方式中，利用其通过剪切处理部件36b剪切的区域的大小等于取景器9的屏幕的显示分辨率（在上述实施方式中的1K）的变焦倍率被设置为当选择部件36a切换图像数据时的变焦倍率。然而，在剪切图像Pc的大小不等于取景器9的屏幕的显示分辨率时的时刻可被设置为图像数据的切换时刻。
此外，尽管上述实施方式示例了变焦倍率是从1至8，但是变焦倍率不限于此。
此外，尽管上述实施方式示例了执行屏幕的放大或减小的显示器单元被设置为取景器9，但是其不限于此。诸如LCD10或监控器11（见图1）的另一显示器单元或显示器装置也可以是显示器单元，只要在聚焦调整期间该单元或装置在其上显示图像。
此外，尽管在上述实施方式中，在变焦显示处理单元36中，剪切处理部件36b被设置在选择部件36a之后，但是剪切处理部件36b可被设置在选择部件36a之前。在这种情况下，可设置用于第一显影单元33与第二显影单元35的两个剪切处理部件36b。
此外，本技术也可按以下方式配置。
（1）一种成像装置包括：
图像传感器，其对通过透镜传来的目标光执行光电转换，并且产生图像信号；
第一显影单元，其从由图像传感器产生的图像信号中产生具有第一分辨率的第一图像数据；
第二显影单元，其从由图像传感器产生的图像信号或第一图像数据中产生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第二图像数据。
显示处理单元，其选择第一显影单元产生的第一图像数据和由第二显影单元产生的第二图像数据的其中一方的图像数据，作为将被显示在用于检查由图像传感器捕获的图像的屏幕上的与从第一图像数据的图像或第二图像数据的图像中剪切的区域的大小相对应的范围，并且使用所选择的图像数据产生将被显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的用于显示的图像。
（2）根据（1）的成像装置，其中，显示处理单元通过执行第一图像数据或第二图像数据的像素的细化处理或插值处理，产生用于显示的图像。
（3）根据（1）或（2）的成像装置，其中，显示处理单元在由用户通过操作单元输入的变焦倍率直到作为预定的放大倍率的第一放大倍率的期间，使用第二图像数据产生用于显示的图像，并且当变焦倍率超过第一放大倍率时，使用第一图像数据产生用于显示的图像。
（4）根据（1）到（3）中任一项的成像装置，其中，显示处理单元包括：选择部件，其选择第一图像数据与第二图像数据中的一个；剪切处理部件，其从由选择部件所选择的图像数据的图像中剪切将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的区域的图像；以及分辨率调整部件，其根据用于检查被捕获的图像的屏幕的显示分辨率调整由剪切处理部件剪切的图像的分辨率。
（5）根据（4）的成像装置，进一步包括：
控制部件，其基于由用户通过操作单元输入的变焦倍率产生控制信号，并且将产生的控制信号供应至显示处理单元的选择部件、剪切处理部件以及分辨率调整部件。
（6）根据（4）或（5）的成像装置，其中，第一放大倍率是利用其通过显示处理单元的剪切处理部件剪切的图像的分辨率等于用于检查被捕获的图像的屏幕的显示分辨率的放大倍率。
（7）一种图像处理方法包括：
通过对经由透镜传来的目标光执行光电转换产生图像信号；
从产生的图像信号中产生具有第一分辨率的第一图像数据；
从图像信号或第一图像数据中产生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第二图像数据；以及
选择第一图像数据和第二图像数据的其中一方的图像数据，作为将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的与根据从第一图像数据的图像或第二图像数据的图像中剪切的区域的大小相对应的范围，并且使用选择的图像数据产生将显示在用于检查被捕获的图像的屏幕上的用于显示的图像。
本领域中的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素可以出现各种变形、组合、子组合以及变更，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围内。