JP2011091602A - 画像表示装置、撮像装置、及び画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来の小型の液晶モニタを用いても、撮影時のピント合わせ等の確認をユーザが容易に行うことが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】撮像系により得られた被写体像の映像信号から輝度信号を抽出し、抽出された輝度信号の振幅の変化分を演算する。そして、抽出された輝度信号から輪郭信号を抽出し、抽出された輪郭信号の振幅を演算する。輝度信号の変化分と輪郭信号の振幅の比を演算し、その演算結果に応じて輪郭信号を任意の色に変換する。色変換された輪郭信号と輝度信号とを加算し、色変換された輪郭信号を加算した映像信号を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラ等の撮像装置において画像確認等に用いられる画像表示装置、これを備える撮像装置、及び画像表示方法に関するものである。

近年、動画の撮影及び記録を行う装置として、カメラと記録再生装置とを一体化したカメラ一体型記録再生装置（以下、「カムコーダ」とも記す）が普及している。このカムコーダは、撮像系で捉えた被写体画像をユーザが小型モニタで確認しながら記録媒体に記録し、また小型モニタに再生することが可能である。

記録媒体としては、従来、磁気テープが一般的であったが、現在は光ディスク、ハードディスクドライブ、さらには半導体メモリへと、小型で高密度なものへと置き換わりつつある。それに応じてカムコーダ本体の大きさも小型化している。

カムコーダで撮影された映像はテレビで鑑賞されることが主であるが、家庭用テレビは薄型・大型のハイビジョンテレビが普及しつつあるため、カムコーダの記録フォーマットも大画面での鑑賞に堪えうるようにハイビジョン化されつつある。ここで、高解像度の映像信号を記録再生できるハイビジョン信号を大型の画面で鑑賞すると、撮影時のピントのずれが従来にも増して顕著に目立つようになる。

しかし、撮影時の被写体画像を確認するためのモニタ装置（画像表示装置）では、カムコーダ本体の大きさに合わせて、３インチ程度の小型の液晶モニタが用いられている。このような小型の液晶モニタは、解像度がＱＶＧＡ（Quarter Video Graphics Array：３２０×２４０ピクセル）クラスしかなく、ハイビジョンの高解像度信号を表示させるほどのクオリティを有していない。そのため、小型の液晶モニタを用いた微妙なピント合わせには不向きである。

そこで、ピント合わせを行い易く補助するためには、映像信号の輪郭強調を行なうことが考えられる。例えば、映像信号の輪郭を強調すべく、強調した輪郭信号に色を付けるものがある（例えば、特許文献１参照）。

映像信号に高域強調を行うと、ピントが合っている被写体映像、すなわち輪郭のはっきりした映像信号は、輪郭に高域成分が多く含まれているためその輪郭がより強調される。一方、ピントが合っていない被写体映像は、その輪郭に高域成分が少ないために高域強調を行っても輪郭はあまり強調されない。よって、高域強調した映像信号の輪郭部分に注目して見ると、ピントが合っている場合と、ピントが合っていない場合とで見え方が異なるため、被写体のどこにピントが合っているのかが分かり易い。

特公平０６−０２８３９２号公報

しかしながら、従来の小型の液晶モニタは、ダイナミックレンジが狭いために、ある一定以上の振幅の映像信号が飽和してしまう。よって、被写体の輪郭部分についた輪郭補正信号の振幅がこの飽和の閾値を超えてしまうと、輪郭補正信号の振幅の大小によらず同じ振幅として表現される。そのため、前述のピントが合っている被写体映像とピントが合っていない被写体映像の強調された輪郭信号を区別して再現させることはできず、結果としてユーザがピントの山がつかみにくいという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、従来の小型の液晶モニタを用いても、撮影時のピント合わせ等の確認をユーザが容易に行うことが可能な画像表示装置、撮像装置、及び画像表示方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、撮像手段により得られた被写体像の映像信号から輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段と、前記抽出された輝度信号の振幅の変化分を演算する振幅変化演算手段と、前記抽出された輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭信号抽出手段と、前記抽出した輪郭信号の振幅を演算する振幅演算手段と、前記輝度信号の変化分と輪郭信号の振幅の比を演算する振幅比演算手段と、前記振幅比演算手段の演算結果に応じて輪郭信号を任意の色に変換する色変換手段と、前記色変換された輪郭信号と前記輝度信号とを加算する加算手段と、前記色変換された輪郭信号を加算した映像信号を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来の小型の液晶モニタを用いても、撮影時のピント合わせ等の確認をユーザが容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係る画像表示装置を用いた撮像装置の基本構成を示すブロック図である。 （ａ）は図１の画像表示装置に表示された４つの被写体の全てに焦点が合っている状態の表示画像例を示す図、（ｂ）は図２（ａ）に示す表示画像に対応する映像の波形を示す図である。 （ａ）は図１の画像表示装置に表示された４つの被写体のうち２つに焦点が合っている状態の表示画像例を示す図、（ｂ）〜（ｆ）は図３（ａ）に示す表示画像に対応する映像の波形と該波形を演算した波形の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置を用いた撮像装置の基本構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態おける撮像装置は、図示のような構成を有するカムコーダである。
カムコーダは、撮像光学系１、センサ２、カメラ信号処理回路３、記録再生信号処理回路４、記録媒体５、輝度信号抽出回路６、振幅変化演算回路７、輪郭信号抽出回路８、振幅演算回路９、振幅比演算回路１０、色変換回路１１、及び加算器１２を備える。さらに、カムコーダは、選択スイッチ１３、液晶表示装置１４、バックライト１５、マイコン１６、及びフォーカスアシストスイッチ１７を備える撮像装置である。

撮像光学系１は、センサ２上に被写体像を結像するためのレンズ群である。撮像光学系１は、不図示の焦点調節機構によりその一部又は全部を光軸に沿って移動することにより、被写体像の焦点位置を調節する。この焦点調節機構の動作は、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを撮影者が選択することにより切り換えて行われる。

センサ２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて被写体像を光電変換して映像信号とし、これをカメラ信号処理回路３へ伝える撮像部である。

カメラ信号処理回路３は、映像信号を画像処理し、記録再生信号処理回路４へ送る。記録再生信号処理回路４は、映像信号を記録信号処理して記録媒体５に送る。これと同時に、映像信号は、選択スイッチ１３の一方の入力端子に供給されると共に、輝度信号抽出回路６に供給される。記録媒体５は、内蔵メモリやメモリカード等であり、記録信号処理された映像信号を記録する。

輝度信号抽出回路６では、映像信号の色成分を除去して輝度成分のみを抽出する。抽出された輝度信号は、振幅変化演算回路７に供給され、振幅変化演算回路７が輝度の振幅変化分を演算する。同時に、輝度信号は輪郭信号抽出回路８に供給される。抽出された輪郭信号は、振幅演算回路９に供給されると共に、色変換回路１１に供給される。

振幅比演算回路１０は、振幅演算回路９で演算された輪郭の振幅と、振幅変化演算回路７で演算された輝度振幅の変化分の比を演算し、その演算結果を色変換回路１１に供給する。色変換回路１１は、輪郭信号抽出回路８から供給された映像信号の輪郭信号に対して以下のように色を付ける。

１．輝度振幅変化に対する輪郭振幅の比が大きいとき ・・・赤
２．輝度振幅変化に対する輪郭振幅の比が中くらいのとき ・・・黄
３．輝度振幅変化に対する輪郭振幅の比が小さいとき ・・・青
ここで上記輪郭振幅の比が大きい又は小さいとは、１．２．３．の相対的な大小を意味する。

色変換された輪郭信号は、加算器１２の一方の入力端子に入力される。加算器１２の他方の入力端子には、輝度信号抽出回路６から出力された輝度信号が入力される。加算器１２にて輝度信号に色の付いた輪郭信号が付加され、選択スイッチ１３の他方の入力端子に入力される。

選択スイッチ１３の出力は、液晶表示装置１４に供給される。液晶表示装置１４は、背面からバックライト１５により白色光を照射され、表示面に画像を表示する。

マイコン１６は、カムコーダ全体の動作を統括的に制御する制御部であり、選択スイッチ１３の制御も行う。具体的には、マイコン１６は、フォーカスアシストスイッチ１７が通常表示モードとフォーカスアシスト表示モードとのいずれを選択しているかにより、選択スイッチ１３を次のように制御する。

フォーカスアシストスイッチ１７がフォーカスアシスト表示モードを選択した場合は、輝度信号と色変換された輪郭信号の加算器１２を通った映像信号を選択する側の信号経路に選択スイッチ１３を切り替える。一方、フォーカスアシストスイッチ１７が通常表示モードを選択した場合は、映像信号が加算器１２を通らない信号経路側に選択スイッチ１３を切り替える。このように、本実施形態では、マイコン１６及び選択スイッチ１３を組み合わせて用いることにより、液晶表示装置１４の表示を変更する表示変更手段として機能する。

次に、上述した図１の構成を有するカムコーダの液晶表示装置１４に表示される被写体の画像例とその映像の波形について図を用いて説明する。

図２（ａ）は、被写体として２つの白い物体と２つの灰色（グレー）の物体を撮影する場合に、それらの全てに焦点があっている状態の表示画像例を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す表示画像に対応する映像の波形を示す図である。

このように、図１のカムコーダにおいて異なる 輝度 の物体に焦点があっている場合、その映像 信号の振幅は、輝度の違いに対応して異なる。

図３（ａ）は、同じく被写体として２つの白い物体及び２つの灰色の物体があるが、それぞれ左側の物体に焦点が合い、右側の物体は焦点がずれてぼやけている状態の表示画像例を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の映像の波形を示す図である。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）の波形を時間ｔ１分遅延させたもの、図３（ｄ）は、図３（ｂ）の波形をさらに時間ｔ２分遅延させたものである。ここで、ｔ１，ｔ２はｔ１＜ｔ２の関係にある。

図３（ｅ）は、図３（ｂ）に示す波形から図３（ｃ）に示す波形を減算したときの波形を示す図である。図３（ｆ）は、図３（ｂ）に示す波形から図３（ｄ）に示す波形を減算したときの波形を示す図である。ここで、ｔ１＜ｔ２の関係にあるため、図３（ｅ）は、図３（ｂ）の波形の高周波成分すなわち輪郭信号の振幅を示す図となる。図３（ｆ）は、図３（ｂ）の波形の低中周波成分すなわち映像信号の振幅の変化分を示す図となる。

図３（ｅ）に示す輪郭信号の振幅と図３（ｆ）に示す映像信号の振幅の変化分とを比較すると、焦点の合った部分ではその比が大きくなり、焦点のぼけた部分ではその比が小さくなることがわかる。すなわち、この比を比較することにより、焦点の合い加減が相対的にわかる。よって、この比に応じて輪郭信号に異なった色を付ければ、焦点の合い加減を色で表現できることになる。焦点の合い加減が異なった色で視覚的にわかれば、従来はピント合わせが困難であった小型モニタにおいても焦点状態の確認を行い易くなる。

そのため、映像信号を標準的な状態で表示する通常の表示と、任意の色を付けた輪郭信号を加算した映像信号を表示する焦点状態の確認用の表示とに表示変更可能に構成するとよい。

上記実施形態によれば、焦点の合い加減によって画像輪郭部分が異なった色で表現されるため、小型モニタにおいても焦点状態の確認を行い易くなる。その結果、従来の小型の液晶モニタを用いても、撮影時のピント合わせ等の確認をユーザが容易に行うことができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。例えば、図１のカムコーダに輝度信号の高周波成分を強調することによって輪郭を強調する輪郭強調回路を追加し、輪郭信号抽出回路８が、輪郭強調回路により輪郭が強調された映像信号から輪郭信号を抽出するように構成してもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることできる。

本実施形において、画像表示装置を備える撮像装置としてカムコーダを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、電子スチルカメラであってもよい。

また、本実施形態では、マイコン１６及び選択スイッチ１３を組み合わせて用いることにより、液晶表示装置１４の表示を変更する表示変更手段として機能させている例を示したが、これに限らない。例えば、この表示変更手段を選択スイッチ１３に相当する機械式スイッチのみで構成してもよい。

また、カムコーダの撮影時に焦点状態の確認用の画像表示モードを設け、選択スイッチ１３により該画像表示モードが切り替わったときに、上述した方法で輪郭信号に任意の色を付けるように構成してもよい。

６ 輝度信号抽出回路
７ 振幅変化演算回路
８ 輪郭信号抽出回路
９ 振幅演算回路
１０ 振幅比演算回路
１２ 加算器
１３ 選択スイッチ
１４ 液晶表示装置
１６ マイコン
１７ フォーカスアシストスイッチ

Claims (4)

1. 撮像手段により得られた被写体像の映像信号から輝度信号を抽出する輝度信号抽出手段と、
   前記抽出された輝度信号の振幅の変化分を演算する振幅変化演算手段と、
   前記抽出された輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭信号抽出手段と、
   前記抽出された輪郭信号の振幅を演算する振幅演算手段と、
   前記輝度信号の変化分と輪郭信号の振幅の比を演算する振幅比演算手段と、
   前記振幅比演算手段の演算結果に応じて輪郭信号を任意の色に変換する色変換手段と、
   前記色変換された輪郭信号と前記輝度信号とを加算する加算手段と、
   前記色変換された輪郭信号を加算した映像信号を表示する表示手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記映像信号を標準的な状態で表示する通常の表示と、前記色変換された輪郭信号を加算した映像信号を表示する焦点状態の確認用の表示とを切り替える表示変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 請求項１又は２記載の画像表示装置と、被写体像を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
4. 撮像手段により得られた被写体像の映像信号から輝度信号を抽出する輝度信号抽出工程と、
   前記抽出された輝度信号の振幅の変化分を演算する振幅変化演算工程と、
   前記抽出された輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭信号抽出工程と、
   前記抽出された輪郭信号の振幅を演算する振幅演算工程と、
   前記輝度信号の変化分と輪郭信号の振幅の比を演算する振幅比演算工程と、
   前記振幅比演算工程の演算結果に応じて輪郭信号を任意の色に変換する色変換工程と、
   前記色変換された輪郭信号と前記輝度信号とを加算する加算工程と、
   前記色変換された輪郭信号を加算した映像信号を表示する表示工程とを備えることを特徴とする画像表示方法。