JP2011217091A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザが画質調整手段により調整パラメータを調整する際に、ウェブフォームモニタやベクトルスコープ、輝度エッジモニタ等に代表される調整効果確認用の波形を表示させるためには、各調整項目に応じて所望の波形表示をさせるための操作を行なわなければならず、画質調整に手間がかかること。
【解決手段】 画質調整手段の各調整項目に対応した最適な調整効果確認用の波形表示を自動的に行うことにより、画質調整にかかるユーザの手間を削減する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。

近年、デジタルビデオカメラ等の撮像装置において、ウェブフォームモニタやベクトルスコープ、輝度エッジモニタといった映像信号の特性を確認するための波形表示機能を搭載したものが存在する。
また、撮像装置の画質調整を詳細に実施するための、画質調整手段を備えた撮像装置が存在する。

特開２００２−２４７６０８号公報

従来の撮像装置においては、ユーザが画質調整手段により、ホワイトバランス等の調整パラメータを調整する際に、ウェブフォームモニタやベクトルスコープ、輝度エッジモニタといった波形を確認することができなかった。あるいは調整項目に応じて必要な波形表示の種類を自分で選択し、さらに、画質調整を行なわなければならず、画質調整に手間がかかるという問題があった。

上記課題に鑑み、本発明はユーザが各画質調整パラメータの調整を行う際に、パラメータ調整による効果がわかりやすく、かつ手間を大幅に削減してより精確に調整を行える撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像し、映像信号を取得する取得手段と、前記映像信号の画質を調整する画質調整手段と、前記画質の調整項目を指示する指示手段と、前記指示手段の指示する調整項目に応じて、前記画質調整手段によって調整された映像信号の輝度信号、色成分信号、色差信号、輝度エッジのいずれかに基づく波形を、少なくとも１つ生成する波形生成手段と、前記指示手段による指示が行われた場合、前記波形生成手段によって生成された波形を、前記調整項目に応じた表示形態で前記映像信号同時に表示部に表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画質調整手段による画質調整の際に、各調整項目による調整効果を確認するために適した波形表示を自動で行うことで、ユーザがパラメータ調整による効果がわかりやすく、かつ手間を大幅に削減してより精確に画質調整を実施することができる。

第１の実施形態における撮像装置の処理ブロック図 画質調整処理のフローチャート図 映像信号の輝度信号に基づくウェブフォーム波形の表示例 映像信号の色成分信号に基づくウェブフォーム波形の表示例 映像信号の色差信号に基づくベクトルスコープ波形の表示例 映像信号の輝度エッジに基づく輝度エッジモニタ波形の表示例 波形の映像信号との重畳表示の例 画質調整項目、波形、映像信号の重畳表示の例 画質調整項目、波形、映像信号の重畳表示の例

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る撮像装置のブロック図である。

図１において、１０１はズームレンズ群・絞り・ＮＤフィルタ等により構成される光学系である。１０２は撮像素子であるＣＣＤ・サンプル／ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）・プリプロセス回路等により構成される撮影部である。１０３は信号処理部であり、１０４は画質調整部である。１０５は記録表示制御部であり、１０６は波形生成部である。１０７はフラッシュメモリ、光学ディスク、テープ等の記録メディアである。１０８は撮像装置全体を制御するための制御マイコンである。

光学系１０１を介してレンズより受光した被写体からの光は、絞り・ＮＤフィルタにより光量を調節される。撮影部１０２では、被写体からの光がＣＣＤ等撮像素子面上に結像され、光電変換されて映像信号として蓄積される。ＣＣＤ等撮像素子から出力された映像信号は、サンプルホールド回路でサンプルホールド処理された後、プリプロセス回路に供給されてＡＧＣ処理、ブラックバランス処理、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等が行われ、信号処理部１０３に供給される。信号処理部１０３では、制御マイコン１０８からの指示に基づいて映像信号に対する加工・補正等が実施される。

制御マイコン１０８は、外部入力Ｉ／Ｆ１０９によるユーザからの指示に基づいて、ガンマ・黒レベル・ニーポイント・シャープネス・ノイズリダクション・ホワイトバランス・カラーマトリクス等の調整パラメータを決定し、画質調整部１０４に伝達する。画質調整部１０４は、伝達された調整パラメータに基づいて映像信号に対する調整を実施し、調整後の映像信号を記録表示制御部１０５に出力する。

記録表示制御部１０５では、入力された映像信号を表示部１１０に出力するのと並行して、フレーム内符号化及びフレーム間符号化し、記録メディア１０７に記録する。さらにこれに並行して、必要に応じて波形生成部１０６は、入力された映像信号の輝度信号あるいは色差信号から表示部１１０に表示させる、上述したような調整を行うためのパラメータを確認する用の波形を生成し、表示部１１０に出力する。なお、記録メディア１０７は、撮像装置に内蔵されるメモリであってもよいし、外部から挿入される記録媒体であってもよい。

次に、画質調整部１０４で調整可能な各調整項目を説明する。

ガンマ調整は、入力映像信号の階調を変換して出力し、出力映像信号のダイナミックレンジを調整する。

また、黒レベル調整は、入力映像信号の黒基準を変更し、出力映像信号のダイナミックレンジを調整する。

また、ニーポイントは、入力映像信号の特定輝度すなわちニーポイントからガンマの傾きを変更し、出力映像信号のニー領域の階調再現を調整する。

また、シャープネスは、入力映像信号のエッジ部分をユーザの選択した強度で強調（微分処理）する。

また、ノイズリダクションは、入力映像信号のエッジ部分をユーザの選択した強度で緩和（積分処理）する。

また、ホワイトバランスは、入力映像信号の白基準を調整する。

また、カラーマトリクスは、入力映像信号の色をユーザの設定に基づいて変更し、出力映像信号の色再現を調整する。

このような各パラメータの調整は画質調整部１０４によって公知の処理を用いて行われる。

次に、波形生成部１０６で生成されるパラメータ調整用の波形について説明する。波形生成部１０６は、ウェブフォームモニタ、ベクトルスコープ、輝度エッジモニタという３種類の波形表示を行うことができる。

図３にウェブフォームモニタ用の波形の一例を示す。ウェブフォームモニタの波形は、縦軸に輝度信号、色成分の信号、色差信号などの波形レベルをとり、横軸に水平位置をとり、各水平位置の信号レベルを重ね合わせて作成される。また、一部を切り出し、特定の水平位置の波形レベルのみを取得することも可能である。図３では、水平方向について複数の輝度値をもつ領域を所定間隔ごとに持つテストパターン画像を読み込んだときの波形を示している。Ｐは画面の左端の座標、Ｑは画面の右端の座標に対応している。

図４もウェブフォームモニタ用の波形の一例で、ＲＧＢ各色成分ごとの波形レベルを重ね合わせて波形を生成し、各色ごとに表示するように構成されたものである。さらに、ＹＰｂＰｒというように、輝度信号と色差信号ごとに波形レベルを重ね合わせて波形を生成するように構成されたものも用意されている。図４では、水平方向について複数の輝度値をもつ領域を所定間隔ごとに持ち、かつ全ての領域で彩度がゼロであるテストパターン画像を読み込んだときの波形を示している。Ｐは画面の左端の座標、Ｑは画面の右端の画像に対応している。彩度がゼロ（無彩色）であるため、Ｒ、Ｇ，Ｂが全て同じ波形を示している。

図５にベクトルスコープ用の波形の一例を示す。ベクトルスコープの波形は、バースト信号を検出して基準信号を生成する。Ｒ−Ｙ 復調ブロックとＢ−Ｙ 復調ブロックにより、Ｒ−Ｙ 復調信号とＢ−Ｙ 復調信号を生成し、Ｒ−Ｙ 復調信号をＹ軸（縦軸）に、Ｂ−Ｙ復調信号をＸ軸（横軸）にプロットすることにより生成される。図５では、カラーバーを撮影した場合の波形を示している。

図６に輝度エッジモニタ用の波形の一例を示す。輝度エッジモニタの波形は、映像信号中の各画素間の輝度レベル差を抽出し、レベル差を縦軸として各画素水平位置を横軸とした波形を重ね合わせて生成される。図６では、画面右よりの部分に輝度レベル差の高い領域のある画像を読み込んだときの波形表示を示している。

制御マイコン１０８はユーザがどの項目の調整操作をするかの指示を外部入力Ｉ／Ｆ１０９より受け、それに応じて、ウェブフォーム波形、ベクトルスコープ波形、輝度エッジモニタ波形のいずれかを出力させる。さらに、記録表示制御部１０５に、出力された波形を基に、調整項目に応じた表示形態で、映像信号と重畳表示させる。

図７に上記波形表示の一例を示す。図７は、外枠が表示画面全体を示しており、撮像される画像が画面全体に表示されているとし、このときウェブフォーム用の波形が右下に重畳表示されている様子を示している。本実施形態ではこれに限らず、モニタの任意の位置に波形表示を重畳し、被写体をモニタで確認しながら、その被写体により生成される各波形をモニタリングすることができる。

図８にユーザ操作によるパラメータ調整時の波形表示の一例を示す。モニタの任意の位置に調整メニューを表示し、これと重複しない位置に図７と同様にウェブフォーム波形・ベクトルスコープ波形・輝度エッジ波形を重畳表示する。

次に、ユーザが各パラメータ調整項目を選択した場合の、波形重畳表示の対応を説明する。

ユーザがガンマ・ニーポイント・黒レベルなど輝度または色に関連した調整項目を選択した場合には、制御マイコン１０８は輝度信号または色成分信号に基づくウェブフォーム波形を生成するように波形生成部１０６に指示する。さらに、制御マイコン１０８は、波形生成部１０６にて生成された波形を基に、調整項目に応じた表示形態で記録表示制御部１０５に映像信号と重畳表示させる。

このとき、ユーザによって選択された波形表示がウェブフォーム波形以外であっても、ウェブフォーム波形を表示する。

例えば、ユーザがガンマ調整を選択した場合、波形生成部１０６は輝度信号に基づくウェブフォーム波形を生成し、記録表示制御部１０５によって映像信号に重畳する。ここで、ユーザが複数あるガンマカーブから１つを選択するたびに、映像信号に適用されるガンマカーブが切り替わり、その結果ウェブフォーム波形に選択されたガンマカーブに応じた形状変化が生じる。ユーザは、この波形を確認することで、映像信号が所望の階調を表現できているか否かをより確実に、詳細に判定することができる。

また、ユーザがニーポイントの調整を選択した場合、波形生成部１０６は輝度信号に基づくウェブフォーム波形が生成される。さらに、生成された波形を基に、記録表示制御部１０５によって波形上に、ニーポイントが識別可能にグラフィック表示され、ニーポイント近傍が拡大表示されたものが、映像信号に重畳表示される。

また、ユーザが黒レベル調整を選択した場合、波形生成部１０６はウェブフォーム波形のうち、図４に示すような、映像信号の色成分信号に基づくＲＧＢ独立のウェブフォーム表示に自動的に重畳する波形を切り替える。ユーザは、現在調整している色成分に現れる形状変化を確認することで、所望の調整が行なわれているか否かを確実に判定することができる。

ユーザがカラーマトリクス・ホワイトバランスなど色に関連した調整項目を選択した場合には、制御マイコン１０８は色差信号に基づくベクトルスコープ波形を生成するように波形生成部１０６に指示する。さらに、制御マイコン１０８は、波形生成部１０６にて生成された波形を基に、調整項目に応じた表示形態で記録表示制御部１０５に映像信号と重畳表示させる。

このとき、ユーザによって現在選択されている波形表示がベクトルスコープ波形以外であっても、ベクトルスコープ波形を割り込み表示させる。

例えば、ユーザがカラーマトリクスを選択した場合、波形生成部１０６は色差信号に基づくベクトルスコープ波形を生成し、記録表示制御部１０５は生成された波形を映像信号に重畳する。ここで、ユーザが複数あるカラーマトリクスから１つを選択するたびに、映像信号に適用されるカラーマトリクスが切り替わり、その結果ベクトルスコープ波形に選択されたカラーマトリクスに応じた形状変化が生じる。ユーザは、この波形を確認することで、映像信号が所望の色空間を表現できているか否かを確実に判定することができる。

また、ユーザがホワイトバランスを選択した場合、波形生成部１０６は色差信号に基づくベクトルスコープ波形を生成し、記録表示制御部１０５によって映像信号に重畳する。その際、カラーマトリクスを表示する場合に比べて、原点を中心に拡大表示した状態で表示する。こうすることにより、原点近傍で調整を行なうホワイトバランスの調整がしやすくなる。

ユーザがシャープネス・ノイズリダクションなど輝度エッジに関連した調整項目を選択した場合には、制御マイコン１０８は輝度エッジに基づく輝度エッジモニタ波形を生成するように波形生成部１０６に指示する。さらに、制御マイコン１０８は、波形生成部１０６にて生成された波形を基に、調整項目に応じた表示形態で記録表示制御部１０５に映像信号と重畳表示させる。

このとき、ユーザによって現在選択されている波形表示が輝度エッジモニタ波形以外であっても、輝度エッジモニタ波形を表示する。

例えば、ユーザがシャープネス調整を選択した場合、波形生成部１０６は映像信号の輝度エッジに基づく輝度エッジモニタ波形を生成し、映像信号に重畳する。ここで、ユーザが複数あるシャープネス強度から１つを選択するたびに、映像信号に適用されるシャープネス強度が切り替わり、その結果輝度エッジモニタ波形に選択されたシャープネス強度に応じた形状変化が生じる。ユーザは、この波形を確認することで、映像信号が所望の輝度エッジ再現を表現できているか否かを確実に判定することができる。

また、ユーザが輝度信号に対するノイズリダクションを調整する項目を選択した場合は、図９に示すように、輝度エッジ信号とウェブフォーム波形の両方を同時に重畳させる。ユーザは、両方の信号の形状変化を確認することで、輝度エッジ信号の変化と、調整に伴う画像全体の輝度信号への影響を同時に把握することができる。

以上のように、ユーザは、各項目に応じて表示される波形を確認しながら、各調整項目の設定値を変更し、所望の設定値が得られた時点で画質調整の終了を指示する。制御マイコン１０８は、これを受けて調整前の波形表示の設定を取得し、調整前、波形表示が有効になっていなかった場合は波形表示を停止するよう記録表示制御部１０５に指示する。調整前の波形表示の設定が有効になっていた場合は、ユーザがどの波形を表示する設定を行なっていたかを取得し、ユーザの設定に基づいた波形を表示するように記録表示制御部１０５に指示する。

図２に本発明における波形の重畳表示の処理フローチャートを示す。これらの処理は制御マイコン１０８あるいは制御マイコン１０８が各部に指示を送ることで実行される。

ステップＳ１において、ユーザによる画質調整開始の指示が外部入力Ｉ／Ｆ１０９を介してなされると、制御マイコン１０８はステップＳ２へと制御を移行する。

ステップＳ２において、制御マイコン１０８はユーザが選択した調整項目情報を取得し、該調整項目情報に応じて各波形の生成及び表示処理に移行する。輝度系の調整項目であればウェブフォーム波形表示処理（ステップＳ３）、色系の調整項目であれば、ベクトルスコープ波形表示処理（ステップＳ４）、輝度エッジ系の調整項目であれば、輝度エッジ波形表示処理（ステップＳ５）へと移行する。なお、ノイズリダクション調整のように、調整項目によっては、輝度系と色系、などというように２つ以上の波形表示が好適である場合もある。この場合、２つの波形表示処理が並行して行われる。

ステップＳ３〜Ｓ５において、制御マイコン１０８はユーザの選択した調整項目に応じて表示する波形を決定し、波形生成部１０６に伝達する。波形生成部１０６は、伝達された内容に応じて波形を生成する。生成された波形は、前述したように、ステップＳ６にて、記録表示制御部１０５によって調整項目に応じた表示形態で映像信号と重畳を開始する。その後ステップＳ７へ制御を移行する。

ステップＳ７において、制御マイコン１０８はユーザが画質調整を終了したか否かを判定し、画質調整が完了していない場合はステップＳ１に制御を移行し、ユーザが調整項目を変更する操作を行なうか監視する。ユーザが調整項目を変更した場合は、ステップＳ２以降の制御を繰り返し、都度最適な波形を重畳するように制御を行なう。ユーザが画質調整を終了した場合は、ステップＳ８へと制御を移行する。

ステップＳ８において、制御マイコン１０８はユーザの調整前の波形表示に関する設定情報を取得し、波形表示なしが設定されていた場合は、波形生成部１０６に波形の重畳の停止を指示する。波形表示ありが設定されていた場合は、ユーザの設定していた表示波形の種類を取得し、波形生成部１０６に生成する波形を指示する。また、記録表示制御部１０５は、伝達された指示に応じて波形の重畳の停止あるいは波形の種類変更を行なう。

以上、説明したように、ユーザは画質調整部の設定項目に応じて好適な波形が好適な表示形態で表示されたものを確認しながら、かつその過程で表示波形を切り替える手間を省いて快適な画質調整を実施することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。

また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

１０１ 光学系
１０２ 撮影部
１０３ 信号処理部
１０４ 画質調整部
１０５ 信号記録部
１０６ 波形生成部
１０７ 記録メディア
１０８ 制御マイコン

Claims (8)

1. 被写体を撮像し、映像信号を取得する取得手段と、
   前記映像信号の画質を調整する画質調整手段と、
   前記画質の調整項目を指示する指示手段と、
   前記指示手段の指示する調整項目に応じて、前記画質調整手段によって調整された映像信号の輝度信号、色成分信号、色差信号、輝度エッジのいずれかに基づく波形を、少なくとも１つ生成する波形生成手段と、
   前記指示手段による指示が行われた場合、前記波形生成手段によって生成された波形を、前記調整項目に応じた表示形態で前記映像信号同時に表示部に表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記指示手段によってガンマ、ニーポイントのうちのいずれかの調整が指示される場合、
   前記波形生成手段は、前記映像信号の輝度信号に基づく波形を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記指示手段によってカラーマトリクス、ホワイトバランスのいずれかの調整が指示される場合、
   前記波形生成手段は、前記映像信号の色差信号に基づく波形を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記指示手段によってシャープネス、ノイズリダクションを調整する項目による画質調整が指示される場合、
   前記波形生成手段は、前記映像信号の輝度エッジに基づく波形を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記指示手段によってニーポイントの調整が指示される場合は、前記表示制御手段は、波形上に、ニーポイントが識別可能なグラフィックを重畳し、ガンマの調整が指示される場合の波形に比べて、ニーポイント近傍を拡大表示して、前記映像信号に重畳表示させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
6. 前記指示手段によって、黒レベルの調整が指示された場合、
   前記波形生成手段は、前記映像信号の各色成分信号に基づく波形を生成し、
   前記表示制御手段は、該波形を前記映像信号に重畳表示させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記指示手段によって、ホワイトバランスの調整が指示された場合、
   前記表示制御手段は、前記カラーマトリクスの調整が指示された場合の波形表示に比べて、原点近傍を拡大表示した状態で、前記映像信号に重畳表示されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
8. 前記指示手段によって、ノイズリダクションの調整が指示された場合、
   前記波形生成手段は、前記映像信号の輝度信号に基づく波形と、前記映像信号の輝度エッジに基づく波形を生成し、前記表示手段は、該２つの波形を前記映像信号に重畳表示させることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

Images