JP5656464B2 - 映像処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像の被写界深度情報に応じた画質調整処理を施して映像を表示させる映像処理装置及びその制御方法に関する。

映像表示装置では、所望の画質の映像を表示するために、入力映像信号に対して種々の画質調整処理が行われる。

下記特許文献１には、カメラの設定情報（絞り、露出、シャッタスピード等）に応じて、カメラに接続されたディスプレイの画質（輝度レベル、輪郭強調量、コントラスト等）を制御した映像ディスプレイ装置が開示されている。下記特許文献２には、被写体に対する測距値と被写界深度とから合焦状態を判別し、合焦領域の画像はエッジ強調し、非合焦領域の画像はエッジをぼかすように処理する電子ファインダ付きカメラが開示されている。

特開２００９−２１８６６０号公報 特開平０３−２６０６３８号公報

しかしながら、従来は、映像の撮影情報に応じた画質調整処理の強さの設定が適切ではなかったので、表示される映像全体としての高画質化は、必ずしも十分になされていなかった。

本発明は、前記課題を解決するもので、映像の被写体深度情報と輪郭強調処理強度とを適切に対応付けた画質調整を行うことにより、映像全体としての画質を向上させることを目的とする。

本発明の映像処理装置は、外部の映像ソースから入力映像信号を入力して、映像表示手段に表示信号を出力する映像処理装置であって、
前記入力映像信号から映像の被写界深度を表す被写界深度情報を取得する取得手段と、
前記被写界深度情報に基いて、前記入力映像信号から抽出された映像信号に、画質調整処理を施す信号処理手段と、
画質調整された映像信号に基いて、前記映像表示手段に映像を表示させるための表示信号を出力する出力手段とを有し、
前記信号処理手段は、前記被写界深度が深くなるに従って、前記画質調整処理のうちの輪郭強調処理における輪郭強調強度を強くする処理と、前記被写界深度が深い場合に、単調曲線形状で表わされる入力映像信号の階調特性をＳ字曲線形状で表わされる階調特性に変換する処理とを行うことを特徴とする。

本発明によれば、表示すべき映像の被写界深度の深さに応じて、輪郭強調強度が適切に強くなるように、精度の高い画質調整が行われるので、映像全体として高画質な映像を表示させることが可能な映像処理装置が提供される。

本発明に係る映像処理装置のブロック図 被写界深度と画質調整処理との関係を説明するための説明図 被写界深度と輪郭強調強度との関係を説明するための説明図

以下、図面を参照して発明の実施形態について説明する。本発明は、映像の被写界深度が深くなるに従って、輪郭強調処理における輪郭強調強度が、適切な変化特性で強くなるように画質調整するものである。

図１は、本発明の映像処理装置１の構成を示している。入力部７は、外部の映像ソース２から、映像信号及びその付属情報としての撮像情報を含んだ入力映像信号（入力信号、外部信号）を入力する。撮影情報は、映像信号の所定間隔のフレーム毎に所定周期で入力される。又は、映像のシーン毎や、チャプタ毎の所定のタイミングで入力されてもよい。映像ソース２としては、デジタルテレビ放送や、ビデオ再生装置、インターネットを介してコンテンツを配信するサイトである。撮像情報は、被写界深度情報取得部３に入力され、以下の計算式により、被写界深度が計算される。
被写界深度＝前方被写界深度＋後方被写界深度
前方被写界深度＝許容錯乱円径×絞り値×被写体距離^２／（焦点距離^２＋許容錯乱円径×絞り値×被写体距離）
後方被写界深度＝許容錯乱円径×絞り値×被写体距離^２／（焦点距離^２−許容錯乱円径×絞り値×被写体距離）
焦点＝撮像素子対角／（２×ｔａｎ（画角／２））
許容錯乱円径＝撮像素子対角／定数（通常は１３００〜１５００）
算出された被写界深度は、被写界深度情報として、被写界深度情報取得部３から映像信号処理部４に出力される。映像信号処理部４は、被写界深度情報に基いて、輪郭強調処理や彩度（色の濃さ）調整処理、階調特性変換処理、黒レベル調整処理を行う。これらの画質調整処理により、被写界深度が深い場合は、映像のメリハリ感（ｖｉｖｉｄｎｅｓｓ）を高めるように画質調整され、被写界深度が浅い場合は、メリハリ感を抑えるように画質調整される。

具体的には、被写界深度が深い場合は、輪郭強調処理の輪郭強調強度が強くなるような画質調整処理が行われる。さらに好ましくは、輪郭強調処理と以下の処理を組合せた調整処理が行われる。即ち、輪郭強調を強く、彩度（色の濃さ）を高く、階調特性をＳ字曲線化し、黒レベルを強調する。逆に被写界深度が浅い場合は、輪郭強調を弱く、彩度を低く、階調特性を単調曲線化し、黒レベルを強調しない。

また、被写界深度が浅い場合は、画質調整設定の変更を行わずに、標準の設定のままにし、被写界深度が深い場合は、調整処理の度合いを強めるようにしてもよい。即ち、被写界深度の深さの程度に応じて、輪郭強調強度を強くし、彩度を高くし、階調特性のＳ字曲線の曲率を大きくし、階調特性の低階調側の傾きを小さくしてもよい。

ここで、階調特性変換処理は、γカーブの形状を変化させるのに対して、黒レベル調整処理は、γカーブの形状は保ったまま、低階調側の傾きを変化させる処理を言う。

映像信号処理部４で信号処理された映像信号は、表示信号として出力部８から映像表示部６に出力される。制御部５は、入力部７、被写界深度情報取得部３、映像信号処理部４、出力部８の各処理ブロックを連携制御する。

図２は、被写界深度と各画質調整処理との関係を模式的に示している。図２（ａ）は、輪郭強調処理の様子を表している。入力信号（ａ−１）は、被写界深度が深い場合には、表示映像の輪郭部が強調された信号（ａ−２）に変換される。図２（ｂ）は、彩度調整処理の様子を表している。被写界深度が深い場合には、彩度を高くする（矢印の方向に色相をずらす）処理を行う。具体的には、入力信号を構成するＲＧＢそれぞれの信号の比率を調整する。例えば、赤の強さを強くする場合は、Ｇ、Ｂの信号をそのままにして、Ｒの信号を増やすか、Ｒの信号をそのままにして、Ｇ、Ｂの信号を減らす。図２（ｃ）は、階調特性変換処理の様子を表している。通常は入力信号に対して、輝度はγ＝２．２の単調曲線カーブ（ｃ−１）で表される階調特性とするのに対して、被写界深度が深い場合には、Ｓ字曲線形状（ｃ−２）にする。図３（ｄ）は、黒レベル調整処理の様子を表している。通常、γ＝２．２のγカーブ（ｄ−１）であるのに対して、被写界深度が深い場合には、低階調側の輝度変化が小さくなるようにγ値を大きくし、γ＝２．５〜３．０とする（ｄ−２）。

制御部５は、上記４つの調整処理のうち、輪郭強調処理を選択して映像信号処理部４に実行させる。又は、輪郭強調処理を含めた少なくとも２つの処理を選択して映像信号処理部４に実行させる。映像信号処理部４は、同じ映像信号に対して、輪郭強調処理と他の調整処理とを段階的に又は並列的に行う。

被写界深度に応じた画質調整処理として輪郭強調処理が選択される理由は、この処理が映像のメリハリ感を制御するのに最も効果的な処理だからである。また、輪郭強調処理は他の画質調整処理に対して、視覚的な相関性が比較的低いからでもある。従って、輪郭強調処理を他の画質調整処理とを組合わせることは、総合的な画質向上に効果的である。

映像信号は、８ビット以上のデジタルデータで、動画又は静止画のデータである。被写界深度情報は、撮影装置としてのデジタルカメラ又はビデオカメラで撮影された際に設定された撮像条件を表す撮影情報から、上記計算式を用いて算出された情報である。また、映像コンテンツの関連情報として、被写界深度情報が映像コンテンツ内に記録されている場合には、被写界深度情報取得部３は、映像コンテンツから被写界深度情報を抽出し、映像信号処理部４へ出力してもよい。

図３は、被写界深度と輪郭強調強度との関係を示している。輪郭強調強度は、映像信号の２階微分信号に所定のゲインを掛けた信号である。図３（ａ）は、通常の動画像に適用される単調増加の直線又は曲線で表される変化特性を示す。輪郭強調強度の変化の大きさを表す、直線又は曲線の傾きは、入力映像信号により表示される動画像の種別又はその種別に対応して設定された表示モードに応じて適宜設定することができる。例えば、映像の種別が映画であって、シネマモードで表示される場合には、スポーツやバラエティ等の他ジャンルの映像表示に比べて傾きは小さく設定される。また、ゲームコンテンツの映像の場合には、テレビ番組映像に比べて傾きは大きく設定される。映像の種別は、デジタルテレビ放送の場合には、データ放送データとして放送局から送信される番組情報から取得される。また、表示されている映像に対応する映像信号の入力端子を判別することにより、ゲームコンテンツか否かを判定することができる。

図３（ｂ）は、輪郭強調強度の変化の形状を階段状にしたもので、静止画像を表示する場合に適用される。画像間における輪郭強調強度の差を視認しやすくすることにより、複数静止画像を連続的に表示した場合に、静止画像としてのメリハリ感がより際立つからである。静止画の場合は、各画像ファイル毎のＥｘｉｆ情報を取得することにより、画像の被写界深度が取得される。

１ 映像処理装置
２ 映像ソース
３ 被写界深度情報取得部
４ 映像信号処理部
５ 制御部
６ 映像表示部
７ 入力部
８ 出力部

Claims (4)

1. 外部の映像ソースから入力映像信号を入力して、映像表示手段に表示信号を出力する映像処理装置であって、
   前記入力映像信号から映像の被写界深度を表す被写界深度情報を取得する取得手段と、
   前記被写界深度情報に基いて、前記入力映像信号から抽出された映像信号に、画質調整処理を施す信号処理手段と、
   画質調整された映像信号に基いて、前記映像表示手段に映像を表示させるための表示信号を出力する出力手段とを有し、
   前記信号処理手段は、前記被写界深度が深くなるに従って、前記画質調整処理のうちの輪郭強調処理における輪郭強調強度を強くする処理と、前記被写界深度が深い場合に、単調曲線形状で表わされる入力映像信号の階調特性をＳ字曲線形状で表わされる階調特性に変換する処理とを行うことを特徴とする映像処理装置。
2. 前記信号処理手段は、前記被写界深度が深くなるに従って、前記輪郭強調強度が単調増加するか、又は階段状に増加するように前記輪郭強調強度を変化させる請求項１記載の映像処理装置。
3. 前記信号処理手段は、前記入力映像信号の種別又は該種別に対応した表示モードに応じて、前記被写界深度の深さに対する輪郭強調強度の変化の大きさ又は形状が異なるように画質調整処理を行う請求項１又は２記載の映像処理装置。
4. 外部の映像ソースから入力映像信号を入力して、映像表示手段に表示信号を出力する映像処理装置の制御方法であって、
   前記入力映像信号から映像の被写界深度を表す被写界深度情報を取得するステップと、前記被写界深度情報に基いて、前記入力映像信号から抽出された映像信号に、画質調整処理を施すステップと、
   画質調整された映像信号に基いて、前記映像表示手段に映像を表示させるための表示信号を出力するステップとを有し、
   前記被写界深度が深くなるに従って、前記画質調整処理のうちの輪郭強調処理における輪郭強調強度を強くし、前記被写界深度が深い場合に、単調曲線形状で表わされる入力映像信号の階調特性をＳ字曲線形状で表わされる階調特性に変換することを特徴とする映像処理装置の制御方法。

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