JP4450705B2 - 輪郭強調回路及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズを有するテレビカメラなどにおいて輪郭強調された映像信号を出力する輪郭強調回路及び方法に関する。

テレビカメラでは、撮像して得られた映像信号に対して、輪郭強調信号を作成し、これらの信号を加算して出力する。これは、解像度を向上させることを目的としており、特に放送用テレビカメラでは周知の技術である。輪郭強調信号は、撮像素子から取得した映像信号に対して、撮像した物の輪郭成分を、微分操作などにより抽出して作成する（例えば、特許文献１参照）。
特公平４−７９５０８号公報

テレビカメラでは、撮影にズームレンズを使用するが、ズーム位置やレンズメーカ・種類によってＭＴＦ(Modulation Transfer Function)特性が異なる。その結果、ズームレンズを使用して撮影したときには、ズーム位置によって、互いに相違する解像度となる。また、ズーム位置が同一でも、使用するレンズによって、互いに相違する解像度となる。

本発明の目的は、ズーム位置や使用するレンズに関係なく安定した解像度を取得する輪郭強調回路及び方法を提供することである。

本発明による輪郭強調回路は、
ズームレンズを通じて取得した光信号を固体撮像素子で光電変換することによって、撮像信号を生成し、その撮像信号に対して輪郭強調を行う輪郭強調回路であって、
前記ズームレンズのズーム位置に応じた信号を出力する信号出力手段と、
前記ズーム位置に応じた信号に基づいて、利得補正係数を導出し、該利得補正係数により前記撮像信号に加算すべき輪郭強調信号の利得を制御する利得制御手段と、
前記利得に基づいて、前記輪郭強調信号を作成する輪郭強調信号作成手段とを具え、
前記利得制御手段は、前記ズーム位置のＴＥＬＥ端を１００％として所定数に分割したズーム位置に対応する値を予め記憶し、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致する場合は、前記分割したズーム位置に対応する値を前記利得補正係数とし、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致しない場合は、当該ズーム位置を挟む前記分割したズーム位置に対応する前記利得補正係数をそれぞれＫｔおよびＫｗ、当該ズーム位置に対応する信号出力をχ、前記分割したズーム位置に対応する信号出力をそれぞれＺｔおよびＺｗとして、式｛Ｋｗ×（Ｚｔ−χ）＋Ｋｔ×（χ−Ｚｗ）｝／（Ｚｔ−Ｚｗ）により算出した値を前記利得補正係数とすることを特徴とする。

本発明による輪郭強調方法は、
ズームレンズを通じて取得した光信号を固体撮像素子で光電変換することによって、撮像信号を生成し、その撮像信号に対して輪郭強調を行う輪郭強調方法であって、
前記ズームレンズのズーム位置に応じた信号を出力する信号出力ステップと、
前記ズーム位置に応じた信号に基づいて、利得補正係数を導出し、該利得補正係数により前記撮像信号に加算すべき輪郭強調信号の利得を制御する利得制御ステップと、
前記利得に基づいて、前記輪郭強調信号を作成する輪郭強調信号作成ステップとを具え、
前記利得制御ステップは、前記ズーム位置のＴＥＬＥ端を１００％として所定数に分割したズーム位置に対応する値を予め記憶しておき、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致する場合は、前記分割したズーム位置に対応する値を前記利得補正係数とし、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致しない場合は、当該ズーム位置を挟む前記分割したズーム位置に対応する前記利得補正係数をそれぞれＫｔおよびＫｗ、当該ズーム位置に対応する信号出力をχ、前記分割したズーム位置に対応する信号出力をそれぞれＺｔおよびＺｗとして、式｛Ｋｗ×（Ｚｔ−χ）＋Ｋｔ×（χ−Ｚｗ）｝／（Ｚｔ−Ｚｗ）により算出した値を前記利得補正係数とすることを特徴とする。

本発明によれば、ズームレンズを通じて取得した光信号を固体撮像素子で光電変換することによって、撮像信号を生成し、その撮像信号に対して輪郭強調を行うに際し、ズームレンズのズーム位置に応じた信号を出力し、ズーム位置に応じた信号に基づいて、撮像信号に加算すべき輪郭強調信号の利得を制御し、利得に基づいて、輪郭強調信号を作成する。

このようにズーム位置に応じた信号に基づいて輪郭強調信号の利得を制御することによって、ズーム位置に関係なく安定した解像度を取得することができる。

好適には、前記ズーム位置に応じた信号に基づいて利得補正係数を導出する。これによって、幅広いズーム位置による利得補正係数の算出が可能になり、使用するレンズに関係なく安定した解像度を取得することができる。

本発明による輪郭強調回路及び方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による輪郭強調回路の実施の形態を示す図である。この輪郭強調回路は、三板式のＣＣＤカメラに適用したズーム連動型のものであり、ズームレンズ１と、プリズム２と、固体撮像素子のＲ−ＣＣＤ３，Ｇ−ＣＣＤ４，Ｂ−ＣＣＤ５と、撮像信号処理回路６，７，８と、輪郭強調（ＤＴＬ）信号作成回路９と、レンズ制御回路１０と、輪郭強調（ＤＴＬ）信号利得制御回路１１と、加算器１２，１３，１４と、出力端子１５，１６，１７とを具える。

プリズム２は、ズームレンズ１からの光信号を３色（ＲＧＢ）に分解する。撮像信号処理回路６，７，８は、例えば相関二重サンプリング回路を有し、Ｒ−ＣＣＤ３，Ｇ−ＣＣＤ４，Ｂ−ＣＣＤ５からの出力から撮像信号を出力する。

ＤＴＬ信号作成回路９は、微分操作などによりＲ，Ｇ及びＢ信号から輪郭強調信号を作成し、ＤＴＬ信号利得制御回路１１からの制御信号により、輪郭強調信号のＤＴＬ量（強調量）を出力する。

レンズ制御回路１０は、焦点合わせやズームのようなズームレンズ１の制御を行うとともに、ズーム信号の度合い（ズーム位置）に応じた値であるズームアンサー値を出力する。ＤＴＬ信号利得制御回路１１は、レンズ制御回路１０からのズームアンサー値によりＤＴＬ量の補正係数を算出し、ＤＴＬ信号作成回路９に対する制御を行う。

加算器１２，１３，１４は、撮像信号処理回路６，７，８の出力に輪郭強調信号を加算する。出力端子１５，１６，１７は、輪郭強調された映像信号を出力する。

ここで、輪郭強調信号の利得制御について説明する。各レンズに対して、ズーム位置を０〜１００％としたとき、６．２５％おきに１６等分した１７ポイントについて、輪郭強調の度合い（ＤＴＬ量）が最適となるように波形モニタで確認しながら補正係数を決定する。

レンズ１のズーム位置１００％（ＴＥＬＥ端）のＤＴＬ量を基準値とする。ズーム位置を６．２５％おきにＷＩＤＥ側に移動していき、各ズーム位置において、ＤＴＬ量が基準値と同じになるように倍率（補正係数）を決定する。

例えば、基準値と変わらなければ倍率は１．０となる。基準値より小さければ、基準値にするために倍率を１．０より大きくする。このようにして、ズーム位置０％〜１００％で６．２５％ごとの補正係数を決定する。

レンズ２〜６についても同様の操作を行い、決定した結果を表１に示す。表１に示した結果を、ルックアップテーブルとしてメモリ素子に記憶しておく。この際に６．２５％ごとのズームアンサー値も調べておく。

このようにして、ズーム位置に対する補正係数を、ルックアップテーブルから求める。ズーム位置が表１にない場合には、以下の演算式（１）から求める。
κ＝｛Ｋｗ×（Ｚｔ−χ）＋Ｋｔ×（χ―Ｚｗ）｝／（Ｚｔ−Ｚｗ） （１）
この演算式（１）は、ズームアンサー値をχとしたとき、補正係数κを求める式であり、Ｋｔ，Ｋｗをそれぞれ補正係数とし、Ｚｔ，Ｚｗをそれぞれズームアンサー値とする。なお、Ｚｗ≦χ≦Ｚｔとする（図２参照）。

例えば、ズーム位置に応じた信号としてレンズ３のズーム位置３７．５０％を得た場合、補正係数は１．０１５となり、ＤＴＬ信号利得制御回路１１は、ＤＴＬ信号作成回路９に対して、輪郭強調信号（ＤＴＬ信号）を１．０１５倍して出力するように制御する。

次に、ズーム位置が５３．００％のときのように表１のズーム位置にない場合について説明する。ズーム位置５３．００％がズーム位置５０．００％とズーム位置５６．２５％との間にあることが、表１からわかる。したがって、χとしてズーム位置５３．００％のズームアンサー値を使用し、Ｚｗとしてズーム位置５０．００％のズームアンサー値を使用し、Ｚｔとして５６．２５％のズームアンサー値を使用し、Ｋｗとしてズーム位置５０．００％の補正係数を使用し、Ｋｔとしてズーム位置５６．２５％の補正係数を使用して、演算式（１）により５３．００％のズーム位置に対する補正係数を算出する。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、ルックアップテーブルとして、表１に示すもの以外の任意のルックアップテーブルを用いることができる。

本発明による輪郭強調回路の実施の形態を示す図である。 演算式（１）を説明するための図である。

符号の説明

１ ズームレンズ
２ プリズム
３ Ｒ−ＣＣＤ
４ Ｇ−ＣＣＤ
５ Ｂ−ＣＣＤ
６，７，８ 映像信号処理回路
９ 輪郭強調（ＤＴＬ）信号作成回路
１０ レンズ制御回路
１１ 輪郭強調（ＤＴＬ）信号利得制御回路
１２，１３，１４ 加算器
１５，１６，１７ 出力端子

Claims (2)

1. ズームレンズを通じて取得した光信号を固体撮像素子で光電変換することによって、撮像信号を生成し、その撮像信号に対して輪郭強調を行う輪郭強調回路であって、
   前記ズームレンズのズーム位置に応じた信号を出力する信号出力手段と、
   前記ズーム位置に応じた信号に基づいて、利得補正係数を導出し、該利得補正係数により前記撮像信号に加算すべき輪郭強調信号の利得を制御する利得制御手段と、
   前記利得に基づいて、前記輪郭強調信号を作成する輪郭強調信号作成手段とを具え、
   前記利得制御手段は、前記ズーム位置のＴＥＬＥ端を１００％として所定数に分割したズーム位置に対応する値を予め記憶し、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致する場合は、前記分割したズーム位置に対応する値を前記利得補正係数とし、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致しない場合は、当該ズーム位置を挟む前記分割したズーム位置に対応する前記利得補正係数をそれぞれＫｔおよびＫｗ、当該ズーム位置に対応する信号出力をχ、前記分割したズーム位置に対応する信号出力をそれぞれＺｔおよびＺｗとして、式｛Ｋｗ×（Ｚｔ−χ）＋Ｋｔ×（χ−Ｚｗ）｝／（Ｚｔ−Ｚｗ）により算出した値を前記利得補正係数とすることを特徴とする、輪郭強調回路。
2. ズームレンズを通じて取得した光信号を固体撮像素子で光電変換することによって、撮像信号を生成し、その撮像信号に対して輪郭強調を行う輪郭強調方法であって、
   前記ズームレンズのズーム位置に応じた信号を出力する信号出力ステップと、
   前記ズーム位置に応じた信号に基づいて、利得補正係数を導出し、該利得補正係数により前記撮像信号に加算すべき輪郭強調信号の利得を制御する利得制御ステップと、
   前記利得に基づいて、前記輪郭強調信号を作成する輪郭強調信号作成ステップとを具え、
   前記利得制御ステップは、前記ズーム位置のＴＥＬＥ端を１００％として所定数に分割したズーム位置に対応する値を予め記憶しておき、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致する場合は、前記分割したズーム位置に対応する値を前記利得補正係数とし、前記ズーム位置が前記分割したズーム位置に一致しない場合は、当該ズーム位置を挟む前記分割したズーム位置に対応する前記利得補正係数をそれぞれＫｔおよびＫｗ、当該ズーム位置に対応する信号出力をχ、前記分割したズーム位置に対応する信号出力をそれぞれＺｔおよびＺｗとして、式｛Ｋｗ×（Ｚｔ−χ）＋Ｋｔ×（χ−Ｚｗ）｝／（Ｚｔ−Ｚｗ）により算出した値を前記利得補正係数とすることを特徴とする、輪郭強調方法。

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