JP2006041778A - 画質補正装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像のぎらつきを画素の位置に応じて適切に抑えた鮮鋭度の高い画像を得ることを可能にする。
【解決手段】 画像が画素毎に有する輝度信号Ｌに基づいて、輝度信号Ｌのレベルの空間変化に係るエッジを強調するための補正信号Ｒを生成する補正信号生成部１２を備え、補正信号生成部１２が生成した補正信号Ｒをレベル調整して輝度信号Ｌに加算するようにしてある画質補正装置に、補正信号生成部１２が生成した補正信号Ｒのレベルを、画素の位置に応じて調整するレベル調整手段１３と、レベル調整手段１３で調整した補正信号Ｒ’を輝度信号Ｌに加算する加算部１５とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像が有する輝度信号に基づいて輝度信号のレベル変化に係るエッジを強調するための補正信号を生成し、生成した補正信号を前記輝度信号に加算してエッジを強調する機能を有する画質補正装置、及び該画質補正装置を備える撮像装置に関する。

図１０は、従来の画質補正装置４０１の構成を示すブロック図であり、図１１は、２つの被合成画像を隣接させた合成画像の水平ラインにおける輝度信号、輝度信号に係るエッジを補正するための補正信号、及び該補正信号の加算された輝度信号のレベル変化を示す図である。

従来の画質補正装置４０１は、入力された第１被合成画像が画素毎に有する第１輝度信号Ｌ１と第２被合成画像が画素毎に有する第２輝度信号Ｌ２とから、第１被合成画像及び第２被合成画像を水平方向の左右に隣接させた合成画像を生成し、生成した合成画像が有する輝度信号Ｌを遅延部４１４及び補正信号生成部４１２へ出力する合成画像生成部４１１を備えている。図１１（ａ）は、輝度信号Ｌのレベル変化を示しており、Ａ点で示した部分は、２つの被合成画像間の境界である。輝度信号Ｌは、境界のＡ点と、図中右側の第２被合成画像中のＢ点とにおいて、ステップエッジを有している。なお、ステップエッジは、輝度信号Ｌのレベルの空間変化に係るエッジの一例であり、レベルの空間変化に係るエッジとは、画像の濃度領域における輝度信号Ｌの変化に係るエッジを意味している。

補正信号生成部４１２は、合成画像生成部４１１から出力された輝度信号Ｌに基づいて、輝度信号Ｌのレベルの空間変化に係るエッジを強調して画像の鮮鋭度を向上させる補正信号Ｒを生成し、生成した補正信号Ｒを乗算部４１３へ出力する。補正信号Ｒは、例えば輝度信号Ｌの２次微分により生成される。

乗算部４１３は、制御部４２８から出力されたレベル調整パラメータｍを補正信号Ｒに乗じ、レベル調整パラメータｍを乗じた補正信号Ｒ’を加算部４１５へ出力する。図１１（ｂ）は、レベル調整パラメータｍが一定レベルの場合の補正信号Ｒ’のレベル変化を示している。

遅延部４１４は、合成画像生成部４１１から出力された輝度信号Ｌを遅延させて加算部４１５へ出力する回路であり、遅延部４１４から出力された輝度信号Ｌと、乗算部４１３から出力された補正信号Ｒ’とを同じタイミングで加算部４１５へ入力するように輝度信号Ｌを遅延させる。

加算部４１５は、遅延部４１４から出力された輝度信号Ｌに、乗算部４１３から出力された補正信号Ｒ’を加算し、補正信号Ｒ’を加算した輝度信号Ｌ’を表示部へ出力する。図１１（ｃ）は、輝度信号Ｌ’のレベル変化を示している。補正信号Ｒ’の加算された輝度信号Ｌ’は、Ａ点及びＢ点に示されるエッジにおいてアンダーシュート及びオーバーシュートしており、輝度信号Ｌのエッジが強調されている。

このように構成される画質補正装置４０１においては、図１１（ａ）、（ｃ）に示すように画像の輝度信号Ｌのレベルを補正してエッジを強調することにより、画像の鮮鋭度を向上させ、画質を向上させることができる。

一方、合成画像生成部を備えず、単一の画像について同様の画質補正を行う画質補正装置がある（例えば、特許文献１）。該画質補正装置においても、同様にして輝度信号のエッジを強調して画質を向上させることができる。
特開２００２−１５２５５３号公報

しかしながら、隣接した２つの被合成画像が異なる色調を有している場合、２つの被合成画像の境界を境にして左右の第１及び第２被合成画像が有する輝度信号のレベルが大きく変化したエッジが生じる。補正信号は輝度信号の２次微分により生成されるため、図１１に示すように、境界部近傍の輝度信号に係るエッジは、単一の画像が有する輝度信号のエッジに比べて強く強調され、その結果、境界部が異常にぎらつき、画質が低下するという問題があった。

また、単一の画像が有する輝度信号に係るエッジを強調する場合、画像の中央部分に比べて、画像の切れ目となる端部のぎらつきが目立ち易く、画像の端部で画質が低下するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、補正信号のレベルを画素の位置に応じて調整するレベル調整手段を備えることにより、補正信号を加算することによる画質の低下を画素の位置に応じて適切に抑えることができる画質補正装置を提供することを目的とする。

また、複数の被合成画像を隣接させた合成画像を生成する手段を備え、複数の被合成画像間の境界部に近い画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく低減させるように構成することにより、合成画像の境界部近傍における補正信号の加算による画質の低下を抑えることができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更に、水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づいて被合成画像間の境界部を特定し、特定した境界部を含む所要の画素範囲において補正信号のレベル調整を行うように構成することにより、境界部近傍における画質の低下を抑えることができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、補正信号のレベルを、境界部に関して対称的な低減率で低減させるように構成することにより、画像の鮮鋭度を対称的に補正して、画質のバランスの取れた画像を生成することができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、複数の画像夫々が有する輝度信号に係る補正信号のレベルを画素の位置に応じて調整して、レベル調整した補正信号を前記輝度信号に加算し、補正信号の加算された輝度信号を有する画像夫々を隣接させた合成画像を生成するように構成することにより、補正信号の加算による画質の低下を適切に抑えた合成画像を生成することができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、画像の端部に近い画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく低減させるように構成することにより、端部近傍における画質の低下を抑えることができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づいて画像の端部を特定し、特定した端部を含む所要の画素範囲において補正信号のレベル調整を行うように構成することにより、端部近傍における補正信号の加算による画質の低下を抑えることができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、複数の画素範囲夫々において、補正信号のレベルを同様の低減率で低減させるように構成することにより、画質のバランスの取れた画像を生成することができる画質補正装置を提供することを他の目的とする。

更にまた、１つの画像を分割された複数の画像として並列的に撮像する撮像素子と、前記画質補正装置とを備え、撮像素子が撮像した複数の画像を隣接させた合成画像の生成及び画質補正を行うように構成することにより、１つの画像として撮像する場合に比べて、画像が有する輝度信号をより高速で読み出し、読み出した輝度信号の画質補正を適切に行うことができる撮像装置を提供することを他の目的とする。

本発明に係る画質補正装置は、画像が画素毎に有する輝度信号に基づいて、前記輝度信号のレベルの空間変化に係るエッジを強調するように輝度信号を補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段を備え、該補正信号生成手段が生成した補正信号をレベル調整して前記輝度信号に加算するようにしてある画質補正装置において、前記補正信号生成手段が生成した補正信号のレベルを、画素の位置に応じて調整するレベル調整手段と、該レベル調整手段で調整した補正信号を前記輝度信号に加算する加算手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、レベル調整手段は画素の位置に応じて、輝度信号に係るエッジを強調するための補正信号のレベルを調整して、輝度信号のエッジが強調され過ぎないようにする。そして、加算手段はレベル調整手段でレベル調整した補正信号を前記輝度信号に加算する。従って、補正信号の加算により輝度信号のエッジに生じるアンダーシュート及びオーバーシュートを画素の位置に応じて適切に抑えることができ、画像の一部に生じる異常なぎらつきを抑えることができる。

本発明に係る画質補正装置は、複数の被合成画像を隣接させた合成画像を生成する生成手段を備え、前記レベル調整手段は、前記生成手段で生成した合成画像が有する輝度信号を補正するための補正信号を調整する場合、被合成画像間の境界部から近い（遠い）画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく（小さく）低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、生成手段は複数の被合成画像を隣接させた画像を生成する。そしてレベル調整手段は、輝度信号のレベル変化が大きい境界部に近い画素程、輝度信号のエッジが強調され過ぎないように補正信号のレベルを大きく低減させるように調整することができる。従って、境界部における画像の異常なぎらつきを自然に抑えることができる。

本発明に係る画質補正装置は、前記生成手段は、複数の被合成画像を水平方向及び／又は垂直方向に隣接させた合成画像を生成するようにしてあり、前記レベル調整手段は、水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づき前記境界部を特定して、特定した境界部を含む所要の画素範囲で前記補正信号のレベルを低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、被合成画像を水平方向及び／又は垂直方向に隣接させた合成画像の境界部を水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づいて特定して、境界部を含む所要の画素範囲で補正信号のレベルを低減させる。従って、境界部を含む所要の画素範囲における画像の異常なぎらつきを抑えることができる。なお、水平方向及び／又は垂直方向は、水平方向又は垂直方向、並びに水平方向及び垂直方向を意味し、水平同期信号及び／又は垂直同期信号は、水平同期信号又は垂直同期信号、並びに水平同期信号及び垂直同期信号を意味している。

本発明に係る画質補正装置は、前記レベル調整手段が、前記補正信号のレベルを前記境界部に関して対称的な低減率で低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、境界部に関して略対称の低減率で補正信号のレベルを調整するため、境界部を境にして画像の鮮鋭度のバランスが取れた画像を生成することができる。

本発明に係る画質補正装置は、複数の画像夫々が画素毎に有する輝度信号に基づいて、前記輝度信号のレベルの空間変化に係るエッジを強調するように輝度信号を補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段を前記複数の画像毎に備え、該補正信号生成手段で生成した補正信号をレベル調整して、該補正信号に係る輝度信号に夫々加算するようにしてある画質補正装置であって、複数の前記補正信号生成手段が生成した補正信号夫々のレベルを、画素の位置に応じて調整するレベル調整手段と、該レベル調整手段が調整した補正信号を、該補正信号に係る輝度信号に夫々加算する加算手段と、該加算手段が補正信号を加算した後の輝度信号を画素毎に有する画像夫々を隣接させた合成画像を生成する手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の補正信号生成手段が、複数の画像夫々が有する輝度信号に係るエッジを強調するための補正信号を生成する。そして、レベル調整手段により、複数の画像夫々に係る補正信号のレベルが調整され、調整された補正信号は夫々の輝度信号に加算される。生成手段は、補正信号の加算により補正された複数の画像を隣接させた合成画像を生成する。従って、補正信号の加算により輝度信号のエッジに生じるアンダーシュート及びオーバーシュートを画素の位置に応じて適切に抑えて、画像の異常なぎらつきを抑えることができ、適切に画質補正された合成画像を生成することができる。

本発明に係る画質補正装置は、前記レベル調整手段が、画像の端部から近い（遠い）画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく（小さく）低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、レベル調整手段は、画像の端部に近い画素程、輝度信号のエッジが強調され過ぎないように補正信号のレベルを大きく低減させるように調整することができる。従って、端部における画像の異常なぎらつきを抑えることができる。

本発明に係る画質補正装置は、前記レベル調整手段が、水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づき前記端部を特定して、特定した端部を含む所要の画素範囲で前記補正信号のレベルを低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、画像の端部を水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づいて特定して、端部を含む所要の画素範囲で補正信号のレベルを低減させる。従って、端部を含む所要の画素範囲における画像の異常なぎらつきを抑えることができる。

本発明に係る画質補正装置は、前記レベル調整手段が、前記端部を含む複数の画素範囲夫々で補正信号のレベルを低減させる場合、前記補正信号のレベルを夫々の画素範囲で同様の低減率により低減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の端部夫々の近傍において同様の低減率でレベルを低減させた補正信号を輝度信号に加算するため、画像の鮮鋭度のバランスが取れた画像を生成することができる。

本発明に係る撮像装置は、１つの画像を分割された複数の画像として撮像する撮像素子と、前述したいずれかの画質補正装置とを備え、前記画質補正装置は、前記撮像素子が撮像した画像の画質補正を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、撮像素子は１つの画像を分割された複数の画像として並列的に撮像するため、撮像素子から１つの画像に係る輝度信号を読み出す場合に比べて、より高速に画像の輝度信号を読み出すことができる。そして、分割されて読み出された輝度信号の補正及び分割された画像を隣接させた合成画像を生成する生成手段の処理により、適切に鮮鋭度が強調された合成画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも画素の位置に応じて適切に画像のぎらつきが抑えられた画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも被合成画像間の境界部において画像のぎらつきが適切に抑えられた合成画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも被合成画像間の境界部を含む所要の画素範囲において画像のぎらつきが適切に抑えられた画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、境界部を境にして鮮鋭度のバランスの取れた画像を生成することができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも画像のぎらつきが抑えられた合成画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも画像の端部において画像のぎらつきが適切に抑えられた画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、鮮鋭度が高く、しかも画像の端部を含む所要の画素範囲において画像のぎらつきが適切に抑えられた画像を得ることができる。

本発明に係る画質補正装置にあっては、複数の端部で鮮鋭度のバランスの取れた画像を得ることができる。

本発明に係る撮像装置にあっては、１つの画像として撮像する場合に比べて、より高速に画像を撮像することができ、撮像した画像の鮮鋭度を適切に強調することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画質補正装置１（図２参照）を備える撮像装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る撮像装置は、レンズ２０ａ、撮像素子２０ｂ、同期信号生成部２１、撮像信号処理部２２、画像処理部２３、表示部２４、ビデオコーデック部２５、記録再生部２６、及び制御部２８を備える。

レンズ２０ａは、被写体からの光を集光し、レンズ２０ａで集光した光は、撮像素子２０ｂに結像する。撮像素子２０ｂは、結像した被写体の像をアナログの撮像信号に変換するＣＣＤであり、２チャンネルで撮像信号を撮像信号処理部２２へ出力する。撮像素子２０ｂからの撮像信号の出力は、同期信号生成部２１にて生成されて撮像素子２０ｂに入力する同期信号に同期して行われる。撮像信号処理部２２へ２チャンネルで出力された撮像信号は、撮像素子２０ｂの左半分の受光面で撮像された第１被合成画像の撮像信号、及び右半分の受光面で撮像された第２被合成画像の撮像信号である。

撮像信号処理部２２は、撮像素子２０ｂから出力された２チャンネルの撮像信号を、デジタルの画像データにＡＤ変換して、ＡＤ変換した画像データを画像処理部２３へ出力する。画像処理部２３は、画質補正装置１（図２参照）を備えており、撮像信号処理部２２から出力された画像データから第１被合成画像の第１輝度信号Ｌ１及び第２輝度信号Ｌ２を生成して、生成した第１及び第２輝度信号Ｌ１、Ｌ２に係る画像の画質補正及び合成を画質補正装置１が行うように構成されている。

そして画像処理部２３は、画質補正装置１において画質補正及び合成した画像に係る輝度信号を表示部２４に出力して、前記画像を表示させる。また、画像処理部２３は、表示部２４に表示させた画像に係る画像データをビデオコーデック部２５へ出力する。撮像信号処理部２２及び画像処理部２３は、同期信号生成部２１から出力される同期信号に同期して処理を行う。特に、同期信号生成部２１は、画像処理部２３に水平同期信号ｈｄ及び垂直同期信号ｖｄを出力している。

ビデオコーデック部２５は、輝度信号に係る画像データをＭＰＥＧ又はＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ等の圧縮伸張方式により圧縮し、圧縮した画像データを記録再生部２６へ出力する。記録再生部２６は、圧縮された画像データを半導体メモリ、ＤＶＤ、又は磁気テープ等の着脱可能な記録媒体２７に記録する。また記録再生部２６は、記録した画像データを記録媒体２７から読み出して再生する機能を有している。

撮像素子２０ｂ、撮像信号処理部２２、画像処理部２３、ビデオコーデック部２５、記録再生部２６は、マイクロコンピュータの制御部２８により制御されている。

図２は、実施の形態１に係る画質補正装置１の構成を示すブロック図であり、図３は、実施の形態１に係る画質補正装置１の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態１に係る画質補正装置１は、合成画像生成部１１、補正信号生成部１２、レベル調整手段１３、遅延部１４、及び加算部１５を備えており、撮像装置の制御部２８により制御されるように構成されている。

合成画像生成部１１は、第１被合成画像が画素毎に有する第１輝度信号Ｌ１と、第２被合成画像が画素毎に有する第２輝度信号Ｌ２とから、第１被合成画像及び第２被合成画像を水平方向に隣接させた画像を生成し、生成した画像が画素毎に有する輝度信号Ｌを補正信号生成部１２及び遅延部１４へ出力する。合成画像生成部１１が生成する画像の左半分は第１被合成画像であり、右半分は第２被合成画像である。補正信号生成部１２は、合成画像生成部１１から出力された輝度信号Ｌに基づいて、輝度信号Ｌのレベルの空間変化に係るエッジが強調されるように輝度信号Ｌを補正する補正信号Ｒを生成し、生成した補正信号Ｒをレベル調整手段１３へ出力する。補正信号Ｒは、輝度信号Ｌの２次微分により生成される。

レベル調整手段１３は、後述するカウンタ１３ａ、位置選択部１３ｂ、ウェイト処理部１３ｃ、第１乗算部１３ｄ、及び第２乗算部１３ｅを備えており、各部は制御部２８により制御される。制御部２８が各部を制御することにより、レベル調整手段１３は、補正信号生成部１２から出力された補正信号Ｒのレベルを調整し、調整した補正信号Ｒ’を加算部１５へ出力する。遅延部１４は、合成画像生成部１１から出力された輝度信号Ｌを所定時間遅延させて、遅延させた輝度信号Ｌを加算部１５へ出力する機能を備えており、加算部１５へ出力される輝度信号Ｌと該輝度信号Ｌに対応する補正信号Ｒ’とのタイミングを合わせる。加算部１５は、遅延部１４から出力された輝度信号Ｌに、レベル調整手段１３から出力された補正信号Ｒ’を加算し、補正信号Ｒ’を加算した輝度信号Ｌ’を表示部２４及びビデオコーデック部２５へ出力する。

制御部２８はメモリを備えており、メモリは所定の画素の位置に対応する第１パラメータｐ１及び第２パラメータｐ２、特に第１被合成画像及び第２被合成画像の境界部に対応する第１パラメータｐ１及び第２パラメータｐ２を記憶している。第１パラメータｐ１は、境界部の第１被合成画像側の画素位置を示し、第２パラメータｐ２は、境界部の第２被合成画像側の画素位置を示している。また、メモリは、補正信号Ｒに乗じてレベル調整するためのレベル調整パラメータｍと、画素の位置に応じてレベル調整パラメータｍに重み付けするためのウェイトパラメータｗ（ｐ）とを記憶している。レベル調整パラメータｍは、輝度信号Ｌのレベルの大小に応じて増減するようなパラメータであり、例えば輝度信号Ｌのレベルが最大レベル又は最小レベルの場合、輝度信号Ｌのレベルが中間レベルの場合に比べて小さくなるようなパラメータである。ｐは、特定の画素の位置を示す位置パラメータである。制御部２８は、メモリに記憶されている第１パラメータｐ１及び第２パラメータｐ２、ウェイトパラメータｗ（ｐ）、並びにレベル調整パラメータｍを、夫々位置選択部１３ｂ、ウェイト処理部１３ｃ、及び第１乗算部１３ｄへ出力することにより各部を制御する。

カウンタ１３ａは、クロック生成部を備え、同期信号生成部２１から出力された水平同期信号ｈｄの立下りをリセット及びカウント開始のトリガとして、図３に示すようにクロック生成部が生成するクロックをカウントアップし、カウント値Ｎ（Ｎ＝０，１，２，３・・・）を位置選択部１３ｂへ出力する。例えば、垂直同期信号の周波数が５９．９４Ｈｚ、水平同期信号ｈｄの周波数が１５．７３４ｋＨｚのＮＴＳＣ規格で、水平方向の有効画素数が７２０画素、水平ブランキング期間が約１０．２μｓｅｃの場合、サンプリング周波数が１３．５ＭＨｚで行なわれていることから、クロック生成部が生成するクロックの周波数は、サンプリング周波数と同一の１３．５ＭＨｚである。

位置選択部１３ｂは、制御部２８によって制御されており、制御部２８から出力された境界部を示す第１及び第２パラメータｐ１、ｐ２とカウンタ１３ａから出力されたカウント値Ｎとを比較し、比較した結果に応じて位置パラメータｐをウェイト処理部１３ｃへ出力する。具体的には、カウント値Ｎが境界部の左側の画素に対応するｐ１−９〜ｐ１の画素範囲内にある場合、第１パラメータｐ１とカウント値Ｎとの差Ｎ−ｐ１を、位置パラメータｐ（但し、−９≦ｐ≦０）として出力し、カウント値Ｎが境界部の右側の画素に対応するｐ２〜ｐ２＋９の画素範囲内にある場合、第２パラメータｐ２とカウント値Ｎとの差Ｎ−ｐ２を、位置パラメータｐ（但し、０≦ｐ≦９）として出力する。第１及び第２パラメータｐ１、ｐ２が第１及び第２被合成画像の境界部に対応する位置を示す場合であって、位置パラメータｐが正のとき、位置パラメータｐは、第１被合成画像及び第２被合成画像の境界部から図３中右側にｐ番目の画素の位置に対応し、位置パラメータｐが負のとき、境界部から左側に｜ｐ｜番目の画素の位置に対応する。

ウェイト処理部１３ｃは、制御部２８によって制御されており、位置選択部１３ｂから位置パラメータｐが出力された場合、位置パラメータｐと制御部２８から出力されたウェイトパラメータｗ（ｐ）とに基づいて、位置パラメータｐに対応するウェイト信号Ｗ＝ｗ（ｐ）を第１乗算部１３ｄへ出力する機能を有する。ウェイトパラメータｗ（ｐ）は、図３に示すように、０〜７の８段階のレベルを有しており、ウェイト処理部１３ｃは、位置パラメータｐ＝±９，±８，±７に対して、ウェイトパラメータｗ（ｐ）＝７のウェイト信号Ｗを出力する。同様にして、ウェイト処理部１３ｃは、位置パラメータｐ＝±６、±５、±４、±３、±２、±１、０に対して、ウェイトパラメータｗ（ｐ）＝６、５、４、３、２、１、０のウェイト信号Ｗを夫々出力し、位置パラメータｐが出力されていない場合、ウェイト処理部１３ｃは、ウェイト信号Ｗ＝７を第１乗算部１３ｄへ出力する。

第１乗算部１３ｄは、ウェイト処理部１３ｃから出力されたウェイト信号Ｗを、制御部２８から出力された補正信号Ｒのレベル調整に係るレベル調整パラメータｍに乗じ、ウェイト信号Ｗを乗じたレベル調整信号ｍ’＝ｍ・Ｗを第２乗算部１３ｅへ出力する。レベル調整信号ｍ’は、境界部に近づくにつれて小さくなるウェイト信号Ｗをレベル調整パラメータｍに乗じた信号であるため、図３に示すように、境界部近傍においては、小さなレベルの信号となる。

第２乗算部１３ｅは、第１乗算部１３ｄから出力されたレベル調整信号ｍ’を、補正信号生成部１２から出力された補正信号Ｒに乗じ、レベル調整信号ｍ’を乗じた補正信号Ｒ’＝Ｒ・ｍ’を加算部１５へ出力する。

図４は、合成された画像の輝度信号Ｌ、輝度信号Ｌに基づいて生成された補正信号Ｒ、補正信号Ｒのレベルを調整するレベル調整信号ｍ’、レベル調整手段１３によりレベル調整された補正信号Ｒ’が加算された輝度信号Ｌ’を示す模式図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図１１（ａ）、（ｂ）と同様の輝度信号Ｌと輝度信号Ｌに基づいて生成された補正信号Ｒのレベル変化を示した図である。図４（ｃ）は、レベル調整パラメータｍを一定とした場合のウェイト処理されたレベル調整信号ｍ’を示している。図４（ｄ）は、レベル調整信号ｍ’を乗じることによりレベル調整された補正信号Ｒ’を輝度信号Ｌに加算して得られる補正後の輝度信号Ｌ’である。

このように構成される画質補正装置１にあっては、第１及び第２被合成画像間の境界部で、レベル調整信号ｍ’により補正信号Ｒのレベルが調整されるため、図４（ｄ）に示すように境界部におけるエッジの強調を、図１１（ｃ）に比べて適切に抑えることができる。つまり、輝度信号Ｌ’のエッジにおいて生じるアンダーシュート及びオーバーシュートが大きくなり過ぎないように適度に抑えることができる。従って、鮮鋭度が高く、しかも境界部における画像のぎらつきが抑えられた画像を生成することができる。また、境界部に近い画素程、レベル調整信号ｍ’のレベルは小さく抑えられるため、境界部近傍における画像のぎらつきをなめらかに抑えることができる。更に、レベル調整信号ｍ’のレベルは、境界部に関して対称的な重み付けにより調整されるため、画像のぎらつきを左右バランス良く抑えることができる。

更に、撮像素子２０ｂから撮像信号を２チャンネルで取得するため、撮像素子２０ｂから撮像信号を１チャンネルで取得する場合に比べて、より高速に撮像信号を取得することができる。また、取得した２チャンネルの撮像信号に係る画像を合成し、合成した画像の鮮鋭度を向上させ、しかも境界部におけるぎらつきを抑えた画像を生成することができる。

なお、実施の形態１にあっては、合成された画像の境界部を位置選択部１３ｂによって特定して、境界部近傍における画像のぎらつきを抑えているが、同様にして画像の端部のぎらつきを抑えるように構成しても良い。

図５は、実施の形態１の変形例に係る画質補正装置１の動作を示すタイミングチャートである。変形例に係る制御部２８は、所定の画素の位置に対応する第１及び第２パラメータｐ１、ｐ２として、画像の右端部の画素の位置に対応する第１パラメータｐ１、及び左端部の画素の位置に対応する第２パラメータｐ２をメモリに記憶している。その他の構成及び機能は図３と同様である。

変形例に係る画質補正装置１にあっては、カウント値Ｎが画像の右端部近傍の画素に対応するｐ１−９〜ｐ１の画素範囲内にある場合、位置選択部１３ｂは第１パラメータｐ１とカウント値Ｎとの差Ｎ−ｐ１を、位置パラメータｐ（但し、−９≦ｐ≦０）としてウェイト処理部１３ｃへ出力する。位置パラメータｐの位置基準は、画像の右端部にあるため、図５に示すようにウェイトパラメータｗ（ｐ）及びレベル調整信号ｍ’のレベルは、画像の右端部に近い程小さい。同様にして、カウント値Ｎが画像の左端部近傍の画素に対応するｐ２〜ｐ２＋９の画素範囲内にある場合、位置選択部１３ｂは第２パラメータｐ２とカウント値Ｎとの差Ｎ−ｐ２を、位置パラメータｐ（但し、０≦ｐ≦９）としてウェイト処理部１３ｃへ出力する。ウェイトパラメータｗ（ｐ）及びレベル調整信号ｍ’のレベルは、画像の左端部に近い程、小さい。従って、図５に示すように、レベル調整信号ｍ’の乗算によりレベル調整された補正信号Ｒ’のレベルも画像の両端部に近づくに連れて小さくなるため、補正信号Ｒ’を輝度信号Ｌに加算することによる画像の両端部における画像のぎらつきを抑えることができる。

なお、変形例にあっては、合成画像生成部１１にて合成した画像に対して画質補正処理を行っているが、合成画像生成部１１を設けず、入力された単一の画像に対して画質補正処理を行っても良い。

また、実施の形態１においては、撮像した画像に係る輝度信号にレベル調整した補正信号を加算しているが、これに限らず、記録再生部で再生する画像、又は撮像装置に入力する画像に係る輝度信号にレベル調整した補正信号を加算しても良い。
更に、画質補正装置１を撮像装置に適応しているが、これに限るものではなく、デジタルスチルカメラ、ＤＶＤプレーヤー、パーソナルコンピュータ等に適用しても良い。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２に係る画質補正装置１０１の構成を示すブロック図であり、図７は本発明の実施の形態２に係る画質補正装置１０１の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態２に係る画質補正装置１０１は、合成画像生成部１１１、補正信号生成部１２、レベル調整手段１１３、遅延部１４、及び加算部１５を備えており、制御部２８により制御されている。

合成画像生成部１１１は、外部又はビデオコーデック部２５等から入力された第１被合成画像が画素毎に有する第１輝度信号Ｌ１と第２被合成画像が画素毎に有する第２輝度信号Ｌ２とから、第１及び第２被合成画像を垂直方向に隣接させた画像を合成し、合成した画像が画素毎に有する輝度信号Ｌを補正信号生成部１２及び遅延部１４へ出力する。合成画像生成部１１１が生成する画像の上半分は第１被合成画像であり、下半分は第２被合成画像である。補正信号生成部１２、遅延部１４、及び加算部１５が行う処理は、実施の形態１と同様で有る。

レベル調整手段１１３は、カウンタ１１３ａ、位置選択部１１３ｂ、ウェイト処理部１１３ｃ、第１乗算部１１３ｄ、及び第２乗算部１１３ｅを備えている。カウンタ１１３ａはクロック生成部を備え、同期信号生成部２１から出力された垂直同期信号ｖｄの立下りでリセットし、水平同期信号ｈｄにトリガしてカウントアップする。そして、図７に示すようにクロック生成部が生成するクロックをカウントアップし、カウント値Ｎ（０，１，２，３，…）を位置選択部１１３ｂへ出力する。クロックの周波数は、垂直同期信号の周波数と同じ５９．９４Ｈｚである。

制御部２８は、第１被合成画像及び第２被合成画像の境界部の画素位置に対応する第１パラメータｐ１０１及び第２パラメータｐ１０２を記憶しており、制御部２８は第１及び第２パラメータｐ１０１、ｐ１０２を位置選択部１１３ｂへ出力する。第１パラメータｐ１０１は、第１被合成画像の境界部の画素位置を示し、第２パラメータｐ１０２は、第２被合成画像の境界部の画素位置を示している。

実施の形態２に係る画質補正装置１０１のその他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る画質補正装置の構成、作用及び効果と同様であるため、同様な箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

このように構成される画質補正装置１０１にあっては、上側の第１被合成画像と、下側の第２被合成画像とが合成される。そして、図７に示すように第１及び第２被合成画像の境界部近傍においては、境界部に近い程、ウェイトパラメータｗ（ｐ）及びレベル調整信号ｍ’が小さく、レベル調整信号ｍ’の乗算によりレベル調整される補正信号Ｒ’のレベルも境界部に近い程、小さい。従って、鮮鋭度が高く、しかも画像の境界部における画像のぎらつきが抑えられた画像を生成することができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る画質補正装置２０１の構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る画質補正装置２０１は、合成画像生成部２１１、補正信号生成部１２、レベル調整手段２１３、遅延部１４、加算部１５、及び制御部２８を備える。

合成画像生成部２１１は、外部又はビデオコーデック部２５等から入力された第１乃至第４被合成画像が画素毎に有する第１乃至第４輝度信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４から、第１乃至第４被合成画像を水平方向及び垂直方向に２行２列で隣接させた画像を生成し、生成した画像が画素毎に有する輝度信号Ｌを補正信号生成部１２及び遅延部１４へ出力する。合成画像生成部２１１が生成する画像の左上部分は第１被合成画像、右上部分は第２被合成画像、左下部分は第３被合成画像、右下部分は第４被合成画像である。

レベル調整手段２１３は、実施の形態１と同様の第１カウンタ２１３ａ、第１位置選択部２１３ｂ、第１ウェイト処理部２１３ｃ、及び第１乗算部２１３ｄ、並びに実施の形態２と同様の第２カウンタ２１３ｆ、第２位置選択部２１３ｇ、第２ウェイト処理部２１３ｈ、及び第３乗算部２１３ｉを備えている。第１カウンタ２１３ａには、水平同期信号ｈｄが入力し、第２カウンタ２１３ｆには垂直同期信号ｖｄが入力している。第１乗算部２１３ｄは、第１乃至第４被合成画像の水平方向の境界部近傍において重み付けされた第１レベル調整信号ｍ１’を、実施の形態１と同様にして第２乗算部２１３ｅへ出力する。第３乗算部２１３ｉは、第１乃至第４被合成画像の垂直方向の境界部近傍において重み付けされた第２レベル調整信号ｍ２’を、実施の形態２と同様にして第２乗算部２１３ｅへ出力する。補正信号生成部１２は、第２乗算部２１３ｅへ補正信号Ｒを出力するように構成されており、第２乗算部２１３ｅは、補正信号生成部１２から出力された補正信号Ｒに、第１乗算部２１３ｄ及び第３乗算部２１３ｉから出力された第１及び第２レベル調整信号ｍ１’、ｍ２’を乗じ、第１及び第２レベル調整信号ｍ１’、ｍ２’を乗じた補正信号Ｒ’を加算部１５へ出力する。

制御部２８は、実施の形態１と同様の第１及び第２パラメータｐ１、ｐ２、実施の形態２と同様の第１及び第２パラメータｐ１０１、ｐ１０２、ウェイトパラメータｗ（ｐ）、並びに実施の形態１と同様の第１及び第２レベル調整パラメータｍ１、ｍ２をメモリに記憶している。制御部２８は、第１パラメータｐ１及び第２パラメータｐ２を第１位置選択部２１３ｂへ、第１パラメータｐ１０１及び第２パラメータｐ１０２を第２位置選択部２１３ｇへ、ウェイトパラメータｗ（ｐ）を第１ウェイト処理部２１３ｃ及び第２ウェイト処理部２１３ｈへ、第１レベル調整パラメータｍ１を第１乗算部２１３ｄへ、第２レベル調整パラメータｍ２を第３乗算部２１３ｉへ出力し、各部を制御するように構成してある。

実施の形態３に係る画質補正装置２０１のその他の構成、作用及び効果は、実施の形態１又は実施の形態２に係る画質補正装置の構成、作用及び効果と同様であるため、同様な箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

このように構成される画質補正装置２０１にあっては、第１乃至第４被合成画像を水平方向及び垂直方向に隣接させた画像を合成することができ、更に合成した画像を画質補正することにより、鮮鋭度が高く、しかも境界部における画像のぎらつきが抑えられた画像を生成することができる。

（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態４に係る画質補正装置３０１の構成を示すブロック図である。本発明に係る画質補正装置３０１は、外部又はビデオコーデック部２５等から入力された第１画像の輝度信号Ｌ１１のレベルを調整するために、実施の形態１と同様の第１遅延部３１４ａ、第１補正信号生成部３１２ａ、及び第１加算部３１５ａを備えている。また、画質補正装置３０１は、外部又はビデオコーデック部２５等から入力された第２画像の輝度信号Ｌ１２のレベルを調整するために、実施の形態１と同様の第２遅延部３１４ｂ、第２補正信号生成部３１２ｂ、及び第２加算部３１５ｂを備えている。更に、画質補正装置３０１は、第１補正信号生成部３１２ａが輝度信号Ｌ１１に基づいて生成した補正信号Ｒ１１、第２補正信号生成部３１２ｂが輝度信号Ｌ１２に基づいて生成した補正信号Ｒ１２夫々のレベルを調整し、レベル調整した補正信号Ｒ１１’、Ｒ１２’を夫々第１加算部３１５ａ及び第２加算部３１５ｂへ出力するレベル調整手段３１３を備えている。

第１加算部３１５ａは、第１遅延部３１４ａから出力された輝度信号Ｌ１１に、レベル調整手段３１３から出力された補正信号Ｒ１１’を加算し、補正信号Ｒ１１’の加算された輝度信号Ｌ１１’を合成画像生成部３１１へ出力する。第２加算部３１５ｂは、第２遅延部３１４ｂから出力された輝度信号Ｌ１２に、レベル調整手段３１３から出力された補正信号Ｒ１２’を加算し、補正信号Ｒ１２’の加算された輝度信号Ｌ１２’を合成画像生成部３１１へ出力する。合成画像生成部３１１は、第１加算部３１５ａ及び第２加算部３１５ｂから出力された輝度信号Ｌ１１’及び輝度信号Ｌ１２’に係る第１及び第２画像を水平方向に隣接させた画像を生成し、生成した画像の輝度信号Ｌ’を表示部２４及びビデオコーデック部２５へ出力する。

レベル調整手段３１３は、実施の形態１と同様のカウンタ３１３ａ、位置選択部３１３ｂ、ウェイト処理部３１３ｃ、第１乗算部３１３ｄ、第２乗算部３１３ｅ、及び第３乗算部３１３ｊを備えている。第２乗算部３１３ｅは、第１補正信号生成部３１２ａから出力された補正信号Ｒ１１に、第１乗算部３１３ｄから出力されたレベル調整信号ｍ’を乗じ、レベル調整信号ｍ’を乗じた補正信号Ｒ１１’を第１加算部３１５ａへ出力する。第３乗算部３１３ｊは、第２補正信号生成部３１２ｂから出力された補正信号Ｒ１２に、第１乗算部３１３ｄから出力されたレベル調整信号ｍ’を乗じ、レベル調整信号ｍ’を乗じた輝度信号Ｒ１２’を第２加算部３１５ｂへ出力する。

制御部２８は、実施の形態１の変形例と同様に、画像の右端部の画素の位置に対応する第１パラメータｐ１、及び左端部の画素の位置に対応する第２パラメータｐ２をメモリに記憶しており、画像の端部に係る第１及び第２パラメータｐ１、ｐ２を位置選択部３１３ｂへ出力して位置選択部３１３ｂを制御するように構成されている。

実施の形態４に係る画質補正装置３０１のその他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る画質補正装置の構成、作用及び効果と同様であるため、同様な箇所には同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

このように構成される画質補正装置３０１にあっては、入力された画像の端部における画像のぎらつきを抑えつつ画像の鮮鋭度を向上させ、画質補正した画像を合成するため、合成された画像の両端部及び境界部における画像のぎらつきが抑えられた鮮鋭度の高い画像を生成することができる。

また、入力される第１画像及び第２画像は並列的に画質補正されるため、例えば撮像装置にて撮像された画像、外部のコンピュータより入力される画像、又は記録媒体から再生された画像のいずれか２つを、高速に画質補正し、画質補正した画像の合成を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る画質補正装置を備える撮像装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る画質補正装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る画質補正装置の動作を示すタイミングチャートである。 合成された画像の輝度信号、輝度信号に基づいて生成された補正信号、補正信号のレベルを調整するレベル調整信号、レベル調整手段によりレベル調整された補正信号が加算された輝度信号を示す模式図である。 実施の形態１の変形例に係る画質補正装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る画質補正装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る画質補正装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３に係る画質補正装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る画質補正装置の構成を示すブロック図である。 従来の画質補正装置の構成を示すブロック図である。 ２つの被合成画像を隣接させた合成画像の水平ラインにおける輝度信号、輝度信号に係るエッジを補正するための補正信号、及び補正信号の加算された輝度信号のレベル変化を示す図である。

符号の説明

１ 画質補正装置
１１ 合成画像生成部
１２ 補正信号生成部
１３ レベル調整手段
１３ａ カウンタ
１３ｂ 位置選択部
１３ｃ ウェイト処理部
１３ｄ 第１乗算部
１３ｅ 第２乗算部
１４ 遅延部
１５ 加算部
２０ａ レンズ
２０ｂ 撮像素子
２１ 同期信号生成部
２２ 撮像信号処理部
２３ 画像処理部
２４ 表示部
２５ ビデオコーデック部
２６ 記録再生部
２８ 制御部

Claims (9)

1. 画像が画素毎に有する輝度信号に基づいて、前記輝度信号のレベルの空間変化に係るエッジを強調するように輝度信号を補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段を備え、該補正信号生成手段が生成した補正信号をレベル調整して前記輝度信号に加算するようにしてある画質補正装置において、
   前記補正信号生成手段が生成した補正信号のレベルを、画素の位置に応じて調整するレベル調整手段と、
   該レベル調整手段で調整した補正信号を前記輝度信号に加算する加算手段と
   を備えることを特徴とする画質補正装置。
2. 複数の被合成画像を隣接させた合成画像を生成する生成手段を備え、
   前記レベル調整手段は、
   前記生成手段で生成した合成画像が有する輝度信号を補正するための補正信号を調整する場合、被合成画像間の境界部から近い（遠い）画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく（小さく）低減させるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画質補正装置。
3. 前記生成手段は、
   複数の被合成画像を水平方向及び／又は垂直方向に隣接させた合成画像を生成するようにしてあり、
   前記レベル調整手段は、
   水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づき前記境界部を特定して、特定した境界部を含む所要の画素範囲で前記補正信号のレベルを低減させるようにしてあることを特徴とする請求項２に記載の画質補正装置。
4. 前記レベル調整手段は、
   前記補正信号のレベルを前記境界部に関して対称的な低減率で低減させるようにしてあることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画質補正装置。
5. 複数の画像夫々が画素毎に有する輝度信号に基づいて、前記輝度信号のレベルの空間変化に係るエッジを強調するように輝度信号を補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段を前記複数の画像毎に備え、該補正信号生成手段が生成した補正信号をレベル調整して、該補正信号に係る輝度信号に夫々加算するようにしてある画質補正装置であって、
   複数の前記補正信号生成手段で生成した補正信号夫々のレベルを、画素の位置に応じて調整するレベル調整手段と、
   該レベル調整手段が調整した補正信号を、該補正信号に係る輝度信号に夫々加算する加算手段と、
   該加算手段が補正信号を加算した後の輝度信号を画素毎に有する画像夫々を隣接させた合成画像を生成する手段と
   を備えることを特徴とする画質補正装置。
6. 前記レベル調整手段は、
   画像の端部から近い（遠い）画素程、該画素に係る補正信号のレベルを大きく（小さく）低減させるようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の画質補正装置。
7. 前記レベル調整手段は、
   水平同期信号及び／又は垂直同期信号に基づき前記端部を特定して、特定した端部を含む所要の画素範囲で前記補正信号のレベルを低減させるようにしてあることを特徴とする請求項６に記載の画質補正装置。
8. 前記レベル調整手段は、
   前記端部を含む複数の画素範囲夫々で補正信号のレベルを低減させる場合、前記補正信号のレベルを夫々の画素範囲で同様の低減率により低減させるようにしてあることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画質補正装置。
9. １つの画像を分割された複数の画像として撮像する撮像素子と、
   請求項２乃至請求項８のいずれか一つに記載された画質補正装置と
   を備え、
   前記画質補正装置は、
   前記撮像素子が撮像した画像の画質補正を行うようにしてあることを特徴とする撮像装置。

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