JP2018026606A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイナミックレンジの広い画像を表示パネルに表示する場合に、表示パネルの画質調整機能の設定によらず、撮影画像の階調性を確認することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】撮像手段と画像表示を行う表示手段１０５と、表示手段の階調を補正する階調補正手段と、表示手段にダイナミックレンジの広い画像を表示するＨＤＲアシストモードと、ＨＤＲアシストモードか否かを検出するＨＤＲアシストモード検出手段１１５と、表示手段の画質調整をするために、ユーザーに初期値からの変化量を表す画質調整値を選択させる画質調整値選択手段と、画質調整値に応じた信号処理を行う信号処理手段１１１を備える。ＨＤＲアシストモード時は、画質調整値選択手段により変更されている画質調整値を初期値に戻す。【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置及に関するものである。

近年、映像制作やテレビ開発の現場でカメラが捉える広いダイナミックレンジを、そのまま映像信号にのせるＨｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ（ＨＤＲ）技術が進んでいる。それにともないハイダイナミックレンジで撮影可能なカメラの普及が増えてきている。ハイダイナミックレンジで撮影した画像を表示するには、ピーク輝度が高く、コントラストの高いダイナミックレンジが広い大型モニタが必要となる。しかし、カメラ本体に付属した小型モニタはピーク輝度が低いため、ハイダイナミックレンジで撮影した画像を忠実に再現することは難しい。

忠実な再現は難しいまでも、階調性を確認するために、図４で示すように、カメラで撮影される入力レベルに対して小型モニタの輝度がリニアな関係となるように表示し、ＨＤＲのアシスト表示として使われることがある。また、特許文献１では、現像画像の特定の領域から部分画像を取得し、その部分画像のみダイナミックレンジを拡大して、現像画像に重畳して表示する方法が提案されている。

また、近年のカメラでは、小型モニタでもメニューにより画質調整をすることが可能である。例えば、ブライト調整やコントラスト調整があり、ユーザーが自由に小型モニタの画質を変えることができる。

特開２０１５−２９２２５号公報

しかしながら、上記従来例では、ユーザーがカメラのメニュー等から設定できるブライト調整やコントラスト調整を高くする方向に変更すると、図９Ｂに示すような入出力特性となり高階調側が潰れてしまう。また、ユーザーがブライト調整やコントラスト調整を低くする方向に変更すると、図９Ｃに示すような入出力特性となり低階調側が潰れてしまう。ＨＤＲアシスト表示では階調性を確認するための表示であるが、ブライト調整やコントラスト調整をすることで、階調再現性が低下してしまう。そこで、本発明の目的は、ＨＤＲアシスト表示中の階調再現性を確保することである。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像手段と画像表示を行う表示手段と、前記表示手段の階調を補正する階調補正手段と、前記表示手段にダイナミックレンジの広い画像を表示するＨＤＲアシストモードと、前記ＨＤＲアシストモードか否かを検出するＨＤＲアシストモード検出手段と、前記表示手段の画質調整をするために、ユーザーに初期値からの変化量を表す画質調整値を選択させる画質調整値選択手段と、前記画質調整値に応じた信号処理を行う信号処理手段を備え、前記ＨＤＲアシストモード時は、前記画質調整値選択手段により変更されている前記画質調整値を初期値に戻すことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザーの画質調整機能の設定によらず、ＨＤＲアシスト表示を行い、撮影画像の階調性を確認することができる。

第１の実施例におけるビデオカメラのシステム制御の構成を示すブロック図である。 第１の実施例におけるパネル信号処理回路のブロック図である。 液晶パネルに表示される画像の階調補正処理を示すブロック図である。 ＨＤＲアシストモード時の液晶表示部のガンマ特性を表わす図である。 ＨＤＲアシストモード時の液晶表示部に表示される画像例である。 ＨＤＲアシストモードでない時の液晶表示部に表示される画像例である。 ＨＤＲアシストモードでない時の液晶表示部のガンマ特性を表わす図である。 第１の実施例における液晶表示部の表示制御手順を示すフローチャートである。 ＨＤＲアシストモードで画質調整機能を使用した時の液晶表示部のガンマ特性を表わす図である。 第２の実施例におけるパネル信号処理回路のブロック図である。 第２の実施例における液晶表示部の表示制御手順を示すフローチャートである。 第２の実施例におけるＨＤＲアシストモード時に画質調整機能を使用した時の液晶表示部のガンマ特性を表わす図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。以下、図１〜図１２を参照して、本発明の各実施例の動作を説明する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施例は、表示パネルの画質調整機能使用時に、表示パネルの階調補正制御をすることを特徴とする。

以下、本発明の第１の実施例によるビデオカメラのシステム制御の構成について説明する。図１は請求項１から請求項２の発明の実施の形態におけるビデオカメラにおけるシステム制御の構成を説明する回路ブロック図を示す。

システム制御部１０１には、電源スイッチ１１２、操作スイッチ１１３、液晶表示部１０５、メモリ１１４、ＨＤＲアシストモード検出部１１５が接続する。電源スイッチ１１２はカメラの電源をオン/オフ操作する切替スイッチである。操作スイッチ１１３はカメラを操作するためのスイッチである。

液晶表示部１０５は撮影映像や再生映像を表示可能な液晶パネル１０７と液晶パネル１０７の前面に配置されるタッチパネル１０６と、液晶パネル１０７を背面側から照射するバックライト１０８からなる。タッチパネル１０６は、ユーザーが画面上をタッチした位置情報を検知し、ビデオカメラの設定を表示画面上で行うためのメニュー操作や再生操作、液晶表示部１０５の画質調整を行うためのメニュー操作を行う。液晶表示部１０５の画質調整機能とは、例えば、ブライト調整やコントラスト調整がある。

システム制御部１０１は、バックライト１０８の電流制御する電源回路１０９を介して、バックライト１０８の輝度を制御する。映像・音声入力部１０２は、レンズによる被写体光学像を画像信号に変換し、所定形式の映像信号を出力する撮像部と、音声を入力するマイク等の音声入力手段からなる。映像・音声信号処理部１０３は、映像・音声入力部１０２からの映像信号にノイズリダクション処理や信号レベルを一定にコントロールするＡＧＣなどの各種信号処理を行う。

これらの処理を行ったアナログ信号は、図示しないＡ/Ｄ変換部によってデジタル信号へ変換されてデジタル信号処理部１１０に供給される。デジタル信号処理部１１０は映像・音声信号処理部１０３からの信号に対してフォーマット変換やリサイズ処理、ＯＳＤ重畳を行い、パネル信号処理部１１１に供給する。撮影者が録画操作を行うと、システム制御部１０１は、デジタル信号処理部１１０からの映像音声信号を記録再生部１０４に転送し、図示しない記録媒体に記録させる。メモリ１１４は、ビデオカメラに内蔵され、デジタル信号処理１１０で処理をする際に一時的にデータを記録する。

ＨＤＲアシストモード検出部１１５は、図４に示すように撮影されるレンジに対して、液晶表示部１０５の輝度がリニアとなるように表示して、撮影画像の階調性を液晶表示部１０５で確認するモードであるＨＤＲアシストモードか否かを検出する。パネル信号処理部１１１は液晶パネル１０７へ供給する映像信号に対し後述に説明する信号処理を行う。

次に、パネル信号処理部１１１について説明する。図２はパネル信号処理回路のブロック図を示す。３ＤＬＵＴ２０６は、ＹＣｂＣｒ信号に対して、入出力特性を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）を使用し、階調変換を行う。本実施例ではＬＵＴを使用しているが、演算を用いて階調変換を行っても良い。Ｇａｉｎ/シャープネス補正部２０１は輝度信号（Ｙ信号）に対して信号レベルを調正するゲイン調整、エッジ強調を行うシャープネス補正処理を行う。Ｇａｉｎ/色補正部２０２は色差信号（Ｃｂ/Ｃｒ信号）に対してゲイン調整、彩度や色相を調整する色補正処理を行う。

マトリクス回路２０３は輝度信号と色差信号を一次元マトリクス演算処理にてＲＧＢ信号に変換する。ガンマ補正２０４ではＲＧＢそれぞれの信号に対してガンマ補正を行う。ガンマ補正には格納されたガンマ特性を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）を使用し、階調変換を行う。ブライト/コントラスト補正部２０５ではＲＧＢそれぞれの信号に対して、ブライト補正処理、コントラスト補正処理を行い、メニューによる画質調整設定値に応じて、補正処理を行う。

次に、液晶表示部１０５に表示するＨＤＲアシストモードの動作について説明する。
電源スイッチ１１２を操作することによりビデオカメラに電源が供給される。操作スイッチ１１３を操作しカメラ記録モードに設定する。ＨＤＲアシストモード検出部１１５で、ＨＤＲアシストモードとなっている場合、液晶表示部１０５には図５に示す撮影画像が表示される。図５に示されるように、低輝度側から高輝度側まで階調性を確認することは可能であるが、撮影される画像の大半は、撮影レンジの０％から１００％内にあるため、全体的に暗い画像になってしまう。

図３には、液晶パネル１０７に表示される画像の階調補正処理のブロック図を示す。デジタル信号処理部１１０で撮影ガンマ処理が施され、３ＤＬＵＴ２０６およびガンマ補正２０４で液晶パネル１０７に表示するためのガンマ処理が施される。ＨＤＲアシストモード表示の場合には、３ＤＬＵＴ２０６に液晶パネル１０７の逆ガンマとなるようなＬＵＴが適用される。この時の液晶表示部１０５に表示される入出力特性は、図４に示すように撮影されるレンジに対して、液晶パネルの輝度がリニアとなる。従って、低輝度側から高輝度側まで階調性を確認できるが、暗い画像となってしまう。

ＨＤＲアシストモード検出部１１５で、ＨＤＲアシストモードでないことを検出した場合、液晶表示部１０５には図６に示す撮影画像が表示される。図６に示されるように、画像の明るさは最適となるが、家の屋根部分等の低輝度側や雲部分等の高輝度側で階調が潰れてしまうことがある。ＨＤＲアシストモード表示でない場合には、３ＤＬＵＴ２０６には液晶パネル１０７の明るさが最適となるようなＬＵＴが適用される。例えば、ＢＴ.７０９に準拠したＬＵＴである。この時の液晶表示部１０５に表示される入出力特性は、図７に示すようになり、撮影されるレンジの１００％以上は圧縮される。従って、明るさは最適であるが階調性を確認するのは難しい。

図８は請求項１から請求項２の発明の実施例における、液晶表示部１０５の表示制御手順を示すフローチャートである。

本処理は、システム制御部１０１によって実行される。電源スイッチ１１２を操作することによりビデオカメラに電源が供給される。操作スイッチ１１３を操作しカメラ記録モードに設定する。Ｓ８０１では、ＨＤＲアシストモード検出部１１５で、ＨＤＲアシストモードに設定されているか否かを判定する。ＨＤＲアシストモードの場合は、Ｓ８０２へ進み、ＨＤＲアシストモードでない場合は、Ｓ８０５へ進む。Ｓ８０２ではユーザーがメニュー等から設定する液晶表示部１０５のブライト調整やコントラスト調整の設定値がいくつになっているかを算出し、Ｓ８０３へ進む。

Ｓ８０３では、Ｓ８０２で算出したブライト調整やコントラスト調整の設定値に応じて、３ＤＬＵＴ２０６に適用するＬＵＴを選択し、Ｓ８０４へ進む。Ｓ８０４ではＳ８０３で選択されたＬＵＴを適用することで、アシスト表示として、図４に示すように、入出力特性がリニアになるように表示させている。このように、ブライト調整やコントラスト調整の設定値に応じて適用するＬＵＴを変えているため、常に撮影画像の階調確認が可能となっている。

以上の処理を行った後、撮影あるいは再生が継続されているかどうかの判定を行い（Ｓ８０５）、電源が切断されて制御が終了するまで、ステップＳ８０１の処理を繰り返す。電源が切断されると、本処理を終了する。

このように、第１の実施例におけるビデオカメラによれば、ユーザーがメニュー等から設定しているブライト調整やコントラスト調整の設定に応じて、アシスト表示となるようなＬＵＴを適用し、撮影画像の階調性を確認可能にしている。

尚、本実施例では、３ＤＬＵＴ２０６で液晶パネル１０７に表示する入出力特性を決めるＬＵＴを適用しているが、ガンマ補正２０４で液晶パネル１０７に表示する入出力特性を決めるＬＵＴを適用しても良く、適宜変更可能である。

尚、本実施例では、ＬＵＴを用いて階調変換を行っているが、演算を用いて階調変換を行っても良い。尚、本実施例では、ブライト調整やコントラスト調整の設定値の変化に応じてＬＵＴを適用してアシスト表示を行っているが、ＨＤＲアシストモードに入った時点で、ユーザーが設定しているブライト調整やコントラスト調整の設定値を無効としても良い。

尚、本実施例では、ユーザーが操作できる画質変更パラメータとしてブライト調整とコントラスト調整を例に挙げているが、このパラーメータに特定されるものではなく、画像信号処理を行うパラメータは適宜適用可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施例における、表示パネルの階調補正制御を行う手順について説明する。第２の実施例は、表示パネルの画質調整機能使用時に、表示パネルの階調補正制御をすることを特徴とする。

第２の実施例のビデオカメラの構成は、前記第１の実施例とほぼ同一であるので、同一の構成要素については同一の符号を用いることでその説明を省略し、ここでは異なる構成について説明する。図１０は請求項３の発明の実施例におけるパネル信号処理回路のブロック図であり、第１の実施例において、入力レンジ判別部１００１と合成部１００２を追加し、入力レンジに応じて、ブライト／コントラスト補正２０５を通るパス（ａ）と通らないパス（ｂ）に振り分け、合成部１００２で合成して液晶パネル１０７に出力可能にしたものである。

次に、本実施例のＨＤＲアシストモード時の画質調整機能を使用する際の画像表示制御について説明する。

ＨＤＲアシストモード時、ユーザーがメニュー等でブライト調整やコントラスト調整の設定を変更した際の動作について説明する。入力レンジ判別部１００１で撮影されている画像の画素ごとに入力レンジが１００％以内か否かを判別する。１００％以内の信号であれば、ａ側に進み、ブライト／コントラスト補正２０５に入力される。そして、ユーザーが設定するブライト調整やコントラスト調整の設定値に応じて、ブライトやコントラストの補正を行い、合成部１００２へ入力する。

入力レンジ１００１で撮影されている画像の入力レンジが１００％より大きい信号の場合は、ｂ側に進み、ブライト／コントラスト補正をせずに合成部１００２に入力される。このように、撮影されている画像の入力レンジが１００％以内の画素に対しては、ユーザーが設定する値に応じたブライトやコントラスト補正が施され、１００％より大きい画素に対しては、ブライトやコントラスト補正は適用されず入出力特性がリニアな関係を保持している。そして、ａ側の信号とｂ側の信号が合成部１００２で合成され、１枚の画像を生成する。

図１２に、ブライト調整やコントラスト調整を上げる方向に変更した時の液晶表示部１０５のガンマ特性を表わす図である。このように０％〜１００％までは補正されているが、１００％以降では入力レンジに対して液晶表示部１０５の輝度がリニアに戻っている。適露光で撮影している場合、画像の大半は０％〜１００％内にあるため、ユーザーが画質調整機能を変更した際に、画質の変化を確認可能となる。さらに、高階調側に関しては、入力レンジに対して液晶表示部１０５の輝度がリニアな関係を保持しているため、ＨＤＲアシストモードの目的である高階調側の階調性も確認することが可能である。

次に、本発明の第２の実施例における、液晶表示部１０５の表示制御手順について説明する。本処理は、システム制御部１０１によって実行される。電源スイッチ１１２を操作することによりビデオカメラに電源が供給される。操作スイッチ１１３を操作しカメラ記録モードに設定する。Ｓ１１０１では、ＨＤＲアシストモード検出部１１５で、ＨＤＲアシストモードに設定されているか否かを判定する。ＨＤＲアシストモードの場合は、Ｓ１１０２へ進み、ＨＤＲアシストモードでない場合は、Ｓ１１０７へ進む。Ｓ１１０２ではアシスト表示として、図４に示すように、入出力特性がリニアになるように表示させている。

そして、Ｓ１１０３へ進む。Ｓ１１０３では、液晶表示部１０５の画質調整機能の設定値がユーザーによって初期値から変更されているか否かを判定する。初期値から変更されており画質調整を行っている場合は、Ｓ１１０４へ進み、画質調整を行っていない場合は、Ｓ１１０２へ進む。Ｓ１１０４では、撮影された画像の各画素の撮影レンジが０％から１００％以内か否かを判定する。０％から１００％以内の場合は、Ｓ１１０５へ進み、１００％よりも大きい場合は、Ｓ１１０６へ進む。Ｓ１１０５では、０％から１００％以内の画素に対して、ユーザーがメニューより変更した画質調整機能の設定値を反映した信号処理をブライト／コントラスト補正２０５により行う。

Ｓ１１０６では、画質調整機能の設定を反映した、撮影レンジが０％から１００％以内の画素と、撮影レンジが１００％より大きい画素とを合成し、１枚の画像を生成する。そして、Ｓ１１０７へ進む。

以上の処理を行った後、撮影あるいは再生が継続されているかどうかの判定を行い（Ｓ１１０７）、電源が切断されて制御が終了するまで、ステップＳ１１０１の処理を繰り返す。電源が切断されると、本処理を終了する。

このように、第２の実施例におけるビデオカメラによれば、ユーザーがメニューから設定しているブライト調整やコントラスト調整等の画質調整機能の設定値に応じて、撮影画像の０％から１００％以内の信号には設定を適用し、それより大きい撮影レンジの信号に対しては、処理を施さないことで、画質調整と撮影画像の高階調側の階調性を確認可能にしている。

尚、本実施例では、３ＤＬＵＴ２０６で液晶パネル１０７に表示する入出力特性を決めるＬＵＴを適用しているが、ガンマ補正２０４で液晶パネル１０７に表示する入出力特性を決めるＬＵＴを適用しても良く、適宜変更可能である。

尚、本実施例では、ＬＵＴを用いて階調変換を行っているが、演算を用いて階調変換を行っても良い。尚、本実施例では、ユーザーが操作できる画質変更パラメータとしてブライト調整とコントラスト調整を例に挙げているが、このパラーメータに特定されるものではなく、画像信号処理を行うパラメータは適宜適用可能である。尚、本実施例では、入力レンジの０％から１００％以内の信号に対して、画質調整用の信号処理を施しているが、この値に特定されるものではなく、適宜変更可能である。

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。

１０１‥‥システム制御部
１０２‥‥映像・音声入力部
１０３‥‥映像・音声信号処理部
１０４‥‥記録再生部
１０５‥‥液晶表示部
１０６‥‥タッチパネル
１０７‥‥液晶パネル
１０８‥‥バックライト
１０９‥‥電源回路
１１０‥‥デジタル信号処理部
１１１‥‥パネル信号処理部
１１２‥‥電源ＳＷ
１１３‥‥操作ＳＷ
１１４‥‥メモリ
１１５‥‥ＨＤＲアシストモード検出部

Claims (6)

1. 撮像手段と
   画像表示を行う表示手段と、
   前記表示手段の階調を補正する階調補正手段と、
   前記表示手段にダイナミックレンジの広い画像を表示するＨＤＲアシストモードと、
   前記ＨＤＲアシストモードか否かを検出するＨＤＲアシストモード検出手段と、
   前記表示手段の画質調整をするために、ユーザーに初期値からの変化量を表す画質調整値を選択させる画質調整値選択手段と、
   前記画質調整値に応じた信号処理を行う信号処理手段を備え、
   前記ＨＤＲアシストモード時は、前記画質調整値選択手段により変更されている前記画質調整値を初期値に戻すことを特徴とする画像処理装置。
2. 撮像手段と
   画像表示を行う表示手段と、
   前記表示手段の階調を補正する階調補正手段と、
   前記表示手段にダイナミックレンジの広い画像を表示するＨＤＲアシストモードと、
   前記ＨＤＲアシストモードか否かを検出するＨＤＲアシストモード検出手段と、
   前記表示手段の画質調整をするために、ユーザーに初期値からの変化量を表す画質調整値を選択させる画質調整値選択手段と、
   前記画質調整値に応じた信号処理を行う信号処理手段を備え、
   前記ＨＤＲアシストモード時は、前記画質調整値選択手段により前記画質調整値が変更されている場合は、前記画質調整値が変更されていない時と同じ画質となるように前記階調補正手段で階調補正することを特徴とする画像処理装置。
3. 撮像手段と
   画像表示を行う表示手段と、
   前記表示手段の階調を補正する階調補正手段と、
   前記表示手段にダイナミックレンジの広い画像を表示するＨＤＲアシストモードと、
   前記ＨＤＲアシストモードか否かを検出するＨＤＲアシストモード検出手段と、
   前記表示手段の画質調整をするために、ユーザーに初期値からの変化量を表す画質調整値を選択させる画質調整値選択手段と、
   前記画質調整値に応じた信号処理を行う信号処理手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像の各画素の階調を判定する階調判定手段と、
   ある所定の階調閾値とを備え、
   前記ＨＤＲアシストモード時は、
   前記階調判定手段で判定される画素の階調が、前記階調閾値以下の場合は、
   前記信号処理手段により前記画質調整値に応じた信号処理を施し、
   前記階調判定手段で判定される画素の階調が、前記階調閾値より大きい場合は、
   前記画像処理手段の処理を施さないことを特徴とする画像処理装置。
4. 前記階調補正手段は、ＬＵＴであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記信号処理手段は、ブライト処理を施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記信号処理手段は、コントラスト処理を施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。