JP2019009506A - フォーカス補助システム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビューファインダーなどの表示装置において、その解像度や、大きさにかかわらず、フォーカス合わせのための視認が容易に行え、また、高域周波数成分の信号を映像信号に付加することをせずに、フォーカス合わせを可能とするフォーカス補助システム装置を提供する。【解決手段】撮像装置１２による映像信号をフォーカス補助システム装置１０へと送り、フォーカス補助システム装置１０では、映像信号の指定エリアから抽出した高域信号成分を基に、フォーカスが合っているかの指標となるフォーカス状態を示すインジケータを表示装置１４に表示させるキャラクタ信号を生成し、これを映像信号と合成した合成信号を表示装置１４へと出力し、表示装置１４が、合成信号に基づく合成映像を表示する。【選択図】図１

Description

本発明は、ビューファインダーなどの表示装置において、その解像度や、大きさにかかわらず、高解像度の撮像における被写体へのフォーカス合わせのための視認が容易に行えるフォーカス補助システム装置に関するものである。

従来から、カメラなどの撮像装置は、撮像素子の技術的進歩もあり、高解像度化が進んでいる。特に、放送用カメラは、ＳＤＴＶからＨＤＴＶへと映像解像度が上がり、さらに、最近では、４Ｋや８Ｋといった、さらに高解像度の撮像装置が使用され始めている。

このように、映像が高解像度になれば、従来の解像度では表現ができなかった被写体の細かい部分が表現可能となり、臨場感とリアリティ感が増す。さらに、今まではモニタなどの表示装置を大画面にすると、画素の粗さが目立っていたところ、滑らかできめ細かい表示が可能となる。

しかしながら、超高解像度化で高精細な画像が得られる一方、被写体のより細かい部分が見えるため、少しでもフォーカスがずれると、そのずれが明確に分かってしまう。そのため、撮像する被写体へのフォーカス合わせが、今まで以上の精度で求められてくる。

通常、放送用カメラなどの撮像装置で撮影を行う際、映像のフォーカス合わせは、ビューファインダーと呼ばれるモニタに表示される映像を撮影者が確認し、フォーカスが合うポイントを探している。しかし、映像の解像度が高いと、被写体の細かい部分、いわゆる空間周波数の高い部分にフォーカスが合っているのかについて、ビューファインダーで認識することが難しいとされる。

特に、４Ｋや８Ｋといった超高解像度の撮像装置においては、ビューファインダーの解像度が撮像装置から出力される映像解像度より低いものを用いているのが一般的であるため、フォーカスが合っているポイントを見つけることが一層困難なものとなってしまっている。

また、４Ｋや８Ｋといった撮像装置と同等の解像度をビューファインダーに求める場合、現状では高価なものとなってしまう上、ビューファインダーの位置付けとして、撮像装置と一体もしくは、取り付け可能とする場合が多く、ある程度のサイズ小型化が必要となる。その結果、映像表示サイズが小さくなることで、フォーカスを合わせることの困難さが残ってしまう。

以上のような背景より、従来からフォーカスが合っているポイントを見つけ易くするための手段が、いくつか考えられてきている。その一つに、フォーカス合わせの補助信号として、ビューファインダーで表示する映像信号に、その映像信号から抽出した高域周波数成分の信号を付加し、映像の輪郭を強調することで、フォーカスポイントを分かり易くするというものがある。また、フォーカスを合わせたいエリアに色を付け、確認し易くするといった手段も用いられている。

また、例えば、特許文献１には、レンズユニットと、前記レンズユニット内のフォーカスレンズを移動させるためのフォーカスリングとを有し、マニュアル操作でフォーカス調整を行う撮像装置であって、前ピン、後ピン状態の合焦レベルをそれぞれ評価値として出力する合焦評価部と、前記合焦評価部の出力から前記フォーカスリングの回転方向を示す合焦状態マーカを発生するマーカ発生部と、前記合焦状態マーカを表示する表示部とを備え、前記合焦状態マーカは互いに回転対称の位置関係に配置された複数のマーカからなることを特徴とする撮像装置が開示されている。そして、この技術によれば、マニュアルフォーカス動作において、フォーカスリングの合焦方向への回転方向をカメラマンに確実に伝え、合焦ポイントの判断が確実かつ容易にできるとしている。

さらに、特許文献２には、画像を撮像する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得された前記画像における、水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の高周波成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された、水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の高周波成分に基づいて、水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の、１または複数ラインごとの高周波成分の大きさを表すパラメータを算出する算出手段と、前記パラメータに基づいて、前記パラメータの大きさを示すインジケータを生成し、水平方向または垂直方向の少なくともいずれか一方の位置に対応させて、前記画像取得手段により撮像された前記画像と前記インジケータとを合成し、表示部への出力と表示を制御する合成手段とを備える撮像装置が開示されている。そして、この技術により、撮影者が合焦具合を把握しやすくなるとしている。

またさらに、映像信号から抽出した高域周波数成分を利用し、撮影レンズの焦点調節状態を報知するフォーカスアシスト装置として、例えば、特許文献３には、撮影レンズの焦点調節状態を報知するフォーカスアシスト装置において、被写界に少なくとも２つの焦点検出エリアを設定する設定手段と、前記焦点検出エリアの被写体を基準とする前記焦点調節状態を報知する報知手段とを備え、前記撮影レンズで結像された被写体像を撮像する撮像手段と、前記焦点検出エリアの被写体に関する撮像信号から高周波数成分を抽出して、焦点評価値を生成する生成手段とを備え、前記報知手段は、フォーカスレンズの移動に伴う前記焦点評価値の変化に基づいて前記焦点調節状態を報知することを特徴とするフォーカスアシスト装置が開示されている。

また、特許文献４には、画面内の複数の焦点検出エリアごとに焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記焦点検出部による検出結果に基づいて、前記複数の焦点検出エリアのうち略合焦している焦点検出エリアを示す表示を行う表示部と、手動操作に応じてフォーカス光学系を移動させる第１の焦点調節が終了すると、前記手動操作による移動後の前記フォーカス光学系の位置を起点に、前記焦点検出部による検出結果に基づいて自動で前記フォーカス光学系を移動させる第２の焦点調節を開始させる制御部とを備えることを特徴とするカメラが開示されており、この技術では、高周波数成分から焦点評価値を生成する手段が採用されている。

特開２００７−２７９３３４号公報 特開２００９−１１１４８７号公報 特開２００７−２４０９３５号公報 特開２０１５−１１８２９５号公報

しかしながら、上記従来技術や、特許文献に記載されている技術のように、フォーカス合わせを補助するための方法や手段が幾つか採用されているが、やはり、４Ｋや８Ｋといった超高解像度の撮像装置に対しては、依然として十分な対策が取られていないのが実情である。

例えば、映像の輪郭を強調するという手段においては、表示装置が撮像装置の解像度より低解像度のものを用いた際、表示装置の解像度に合わせるため、撮像装置の高解像度映像から抽出した高帯域成分を表示装置の低解像度の帯域まで落とすか、高解像度映像をダウンスケーリングし、映像に含まれる高解像度帯域の高域成分を除去した映像から残っている高域成分を抽出し、それをフォーカス補助信号とする必要がある。

このような問題が残る一方、業務用、民生用問わず、４Ｋや８Ｋといった高精細な解像度へと撮像装置が進んでいる中、フォーカス合わせをより容易に、且つ、精度高く行う必要がある。

本発明は、上述の課題を解決するためのもので、ビューファインダーなどの表示装置において、その解像度や、大きさにかかわらず、フォーカス合わせのための視認が容易に行え、また、高域周波数成分の信号を映像信号に付加することをせずに、フォーカス合わせを可能とするフォーカス補助システム装置を提供することにある。

上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、撮像装置による被写体の撮影時における前記被写体に対するフォーカス状態を表示装置にて視認可能にするフォーカス補助システム装置であって、前記撮像装置による前記被写体の映像信号の入力を受け、当該映像信号の映像処理を行う映像信号処理部と、前記撮像装置による前記被写体の映像信号の入力を受け、当該映像信号の画郭のうち、前記表示装置にて、フォーカス状態を視認したい映像エリアを設定するフォーカスエリア設定部と、前記フォーカスエリア設定部において設定された映像エリアにおける高域信号を抽出し、当該高域信号のレベルを正規化することで正規化値を算出する高域信号抽出部と、前記高域信号抽出部において算出された正規化値を用い、フォーカス状態を示すインジケータを前記表示装置に表示可能なキャラクタ信号を生成するインジケータ生成部と、前記映像信号処理部により映像処理が行われた映像信号と、前記インジケータ生成部により生成されたキャラクタ信号を合成し、当該合成した信号を合成映像として前記表示装置にて表示させる合成部とを備えるフォーカス補助システム装置である。

次に、請求項２記載の発明は、請求項１記載のフォーカス補助システム装置であって、前記フォーカスエリア設定部は、前記映像信号の画郭のうち、フォーカス状態を前記表示装置にて視認したい映像エリアを複数設定可能となっており、前記高域信号抽出部は、設定された各映像エリアそれぞれにおける高域信号を抽出し、前記インジケータ生成部は、設定された各映像エリアのうちから、任意の映像エリアに対応する前記キャラクタ信号を生成することを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のフォーカス補助システム装置であって、前記高域信号抽出部は、抽出した高域信号のレベルを、前記映像エリア内の映像平均輝度値により正規化する機能と、抽出した高域信号のレベルを、当該高域信号に対応する映像画素の映像最大輝度値により正規化する機能と、をそれぞれ備えていることを特徴としている。

そして、請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載のフォーカス補助システム装置であって、前記高域信号抽出部は、撮像者によるマニュアル設定により、前記正規化された高域信号のレベルを調整可能とする機能を備えていることを特徴としている。

さらに、請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載のフォーカス補助システム装置であって、前記高域信号抽出部により抽出した高域信号のレベルから、偽高域信号成分を軽減し、前記表示装置においてインジケータの強弱を連続的に表示させるためのパラメータ値を生成する高域信号パラメータ生成部が備えられていることを特徴としている。

そして、請求項６記載の発明は、請求項５記載のフォーカス補助システム装置であって、前記高域信号パラメータ生成部は、前記パラメータ値を生成するにあたり、前記高域信号のレベルを正規化することにより算出した正規化値から、前記インジケータの強弱の反応精度を調整することが可能となっていることを特徴としている。

さらに、請求項７記載の発明は、請求項２記載のフォーカス補助システム装置であって、前記任意の映像エリアに対応する前記キャラクタ信号に基づいて前記表示装置に表示されたインジケータにより示されるフォーカス状態と、撮影者による前記撮像装置の操作により最適焦点距離を探る際に、フォーカス状態を前記表示装置にて視認したい映像エリア以外の映像エリアをぼかすために、そのぼかし具合を前記インジケータによって定量的に確認することができることを特徴としている。

またさらに、請求項８記載の発明は、請求項１〜７何れか１項記載のフォーカス補助システム装置であって、前記合成部により、前記映像信号と、前記キャラクタ信号を合成するにあたり、前記表示装置において、前記インジケータを非表示とする設定が可能となっていることを特徴としている。

そして、請求項９記載の発明は、請求項１〜８何れか１項記載のフォーカス補助システム装置であって、前記表示装置は、その解像度が、前記撮像装置の映像信号解像度と異なる場合であっても、前記被写体に対するフォーカス状態を前記表示装置にて視認可能であることを特徴としている。

さらに、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のフォーカス補助システム装置であって、前記撮像装置の映像信号解像度と、前記表示装置の解像度が、以下の（１）〜（３）何れか１つの組み合わせであることを特徴としている。
（１）撮像装置の映像信号解像度：４Ｋ／表示装置の解像度：ＨＤＴＶ
（２）撮像装置の映像信号解像度：８Ｋ／表示装置の解像度：ＨＤＴＶ
（３）撮像装置の映像信号解像度：８Ｋ／表示装置の解像度：４Ｋ

本発明によれば、撮像装置が４Ｋや８Ｋといった超高精細の装置であっても、撮像装置の解像度に依らず、さらに、被写体に対するフォーカスが合っているかを確認するビューファインダーなどの表示装置の解像度や、大きさにも依らず、フォーカス合わせを容易に行うことが可能となる。

本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態を示したブロック図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における回路構成を示すブロック図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における映像信号処理部の回路構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態においてフォーカスエリアの設定を行った一例図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態において５つのフォーカスエリアの設定を行った一例図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態において不均等にフォーカスエリアの設定を行った一例図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における高域信号抽出部の回路構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における高帯域通過フィルタの一例を示した図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における高帯域通過フィルタの一例によるフィルタ係数を示した図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における高域信号レベル抽出方法で、画素間のコントラスト差での抽出を示した図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態におけるインジケータ生成イメージ図である。 高解像度撮像装置と、低解像度表示装置の周波数特性図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態による単一フォーカスエリアに対する表示映像のイメージ図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態による複数フォーカスエリアに対する表示映像のイメージ図である。 本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態による不均等フォーカスエリアに対する表示映像のイメージ図である。

本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態を示したブロック図、図２は、本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における回路構成を示すブロック図、そして、図３は、本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態における映像信号処理部の回路構成の一例を示すブロック図である。

なお、符号については、１０がフォーカス補助システム装置、１２が撮像装置、１４が表示装置、１６が映像信号処理部、１８がフォーカスエリア設定部、２０が高域信号抽出部、２２が高域信号パラメータ生成部、２４がインジケータ生成部、２６がエリアマーカ生成部、２８が合成部、３０が第１遅延ライン、３２が低精細映像変換部、３４が映像信号選択部、３６が第２遅延ライン、３８が高域信号検出部、４０が信号合成部を示している。

まず、本実施形態におけるフォーカス補助システム装置１０は、図１及び２に示すように、撮像装置１２による被写体の撮影時における被写体に対するフォーカス状態を撮像装置１２に接続されている表示装置１４にて視認可能にするものであって、撮像装置１２による被写体の映像信号の入力を受け、その映像信号の映像処理を行う映像信号処理部１６と、撮像装置１２による被写体の映像信号の入力を受け、その映像信号の画郭のうち、表示装置１４にてフォーカス状態を視認したい映像エリアを設定するフォーカスエリア設定部１８を備えている。

さらに、フォーカスエリア設定部１８において設定された映像エリアにおける高域信号を抽出し、その高域信号のレベルを正規化することで正規化値を算出する高域信号抽出部２０と、高域信号抽出部２０において算出された正規化値を用いてフォーカス状態を示すインジケータを表示装置１４に表示可能なキャラクタ信号を生成するインジケータ生成部２４と、映像信号処理部１６により映像処理が行われた映像信号と、インジケータ生成部２４により生成されたキャラクタ信号を合成し、その信号を合成映像として表示装置１４にて表示させる合成部２８を備えている。

また、本実施形態では、フォーカス補助システム装置１０は、高域信号抽出部２０により抽出した高域信号のレベルから、偽高域信号成分を軽減し、表示装置１４においてインジケータの強弱を連続的に表示させるためのパラメータ値、即ち、表示装置１４においてインジケータの強弱を連続的に表示させるためのキャラクタ信号をインジケータ生成部２４に生成させるために渡すパラメータ値を生成する高域信号パラメータ生成部２２が備えられている。

続いて、本発明に係るフォーカス補助システム装置の実施形態について、より詳細に説明していく。まず、撮像装置１２は、いわゆるカメラなどの撮像素子を有している装置であり、映像信号が、撮像装置１２から、フォーカス補助システム装置１０へと送られる。

そして、本実施形態におけるフォーカス補助システム装置１０では、映像信号の指定エリアから抽出した高域信号成分を基に、フォーカスが合っているかの指標となるフォーカス状態を示すインジケータを表示装置１４に表示させるキャラクタ信号を生成し、これを映像信号と合成した信号を表示装置１４へと出力するというものである。

さらに、表示装置１４では、フォーカス状態を示すインジケータを表示させるキャラクタ信号と合成された合成信号を合成映像として表示することで、撮影者がインジケータの状態を視認することができ、その結果、被写体に対するフォーカスを合わせやすくなるわけである。なお、表示装置１４は、一般的にビューファインダーと呼ばれるカメラ取り付け型の小型モニタが多く用いられるが、フォーカス合わせを確認するための表示装置としては、ビューファインダーに限定されるものではない。

次に、図２に示すように、本実施形態における映像信号処理部１６は、被写体の映像信号の処理として、撮像装置１２から入力された映像信号の処理を行い、合成部２８へと出力する。ここでの処理は、撮像装置１２と、表示装置１４の解像度により、いくつかの処理方法に分かれるが、最終的に、表示装置１４で表示可能な解像度の映像信号となれば、特に処理方法を限定するものではない。

ここで、一例として、映像信号処理部１６の回路構成ブロックについて図３を参照しながら説明する。図３において、撮像装置１２（カメラ）と表示装置１４（モニタ）が、同じＨＤＴＶの解像度である場合、映像信号処理部１６は、被写体の撮像映像信号を、第１遅延ライン３０→映像信号選択部３４→第２遅延ライン３６→信号合成部４０の経路で出力する。

一方、一般的なフォーカス補助の手法である映像の輪郭強調として、第１遅延ライン３０→映像信号選択部３４→高域信号検出部３８の経路で処理され、信号合成部４０で、映像信号と輪郭強調信号を合成し、表示装置１４（モニタ）へ出力する。

また、別例では、撮像装置１２（カメラ）が４Ｋで、表示装置１４（モニタ）がＨＤＴＶの解像度である場合、映像信号処理部１６は、被写体の撮像映像信号を、低精細映像変換部３２→映像信号選択部３４→第２遅延ライン３６→信号合成部４０の経路で出力する。

一方、映像の輪郭強調として、低精細映像変換部３２→映像信号選択部３４→高域信号検出部３８の経路で処理され、信号合成部４０で映像信号と輪郭強調信号を合成し、表示装置１４（モニタ）へ出力する。なお、撮像装置１２（カメラ）と、表示装置１４（モニタ）の解像度例としては、それぞれ８Ｋ、４Ｋ、ＨＤＴＶの解像度組み合わせが考えられる。

続いて、図２におけるフォーカスエリア設定部１８においては、撮像した映像信号の画郭のうち、フォーカスを合わせたい映像範囲を設定するものである。範囲の設定は、図４に示すように、映像画郭の左上角の画素を座標原点（０，０）とした（水平位置、垂直位置）を指し示す座標指標を用い、始点（ｘ，ｙ）、終点（ｘ＋ｘ１，ｙ＋ｙ１）とした横幅ｘ１、縦幅ｙ１となる四角形エリアをフォーカスエリアと位置づける。

仮に、ｘ１を水平有効全画素数、ｙ１を垂直有効全ライン数として、始点を（０，０）、終点を（ｘ１，ｙ１）とすれば、撮像映像の全画郭を対象エリアとすることも可能である。

また、上記エリア座標を複数保持することにより、フォーカスを合わせたいエリアを複数設定することも可能となる。例えば、図５に示しているように、映像信号の画郭内に、Ａエリア、Ｂエリア、Ｃエリア、Ｄエリア、Ｅエリアの５つのフォーカスエリアを設ける場合、次表（表１）に示すように、５組の座標を設けることにより、５つのフォーカスエリアを設定可能とする。

ただし、後述するフォーカスの状態を示すインジケータとの表示関係で、視認性を考慮すると、可能なエリア設定数は、最大９の映像画郭を均等９等分したエリア範囲での設定が最適と考えられる。また、フォーカスエリアを均等位置に割り振るだけでなく、図６に示すように、不均等な位置として設定することも可能である。

次に、エリアを設定するにあたり、エリア範囲の視覚的認識をする必要がある。そこで、図２のエリアマーカ生成部２６では、上記座標位置の情報を基に、マーカ用キャラクタを作成して映像信号に重畳し、それを表示装置１４で表示させる。そして、このエリアマーカを確認することにより、エリア範囲の視覚的認識が行える。

続いて、図２における高域信号抽出部２０では、エリア設定した座標を基に、エリア範囲内の映像信号データのみを処理対象データとし、高域信号成分を抽出する。成分の抽出は、高域通過帯域フィルタにより信号レベルを取得するが、通常、輝度平均値が低いと、映像コントラストも下がり、抽出する高域信号成分のレベルも下がる。

一方、輝度平均値が高いと映像コントラストも上がり、抽出する高域信号成分のレベルも上がる。このような輝度による高域信号レベルの差異を調整するため、フォーカスエリア内の平均輝度値を算出し、算出値で高域信号レベルを除算することで、高域信号レベルの正規化を行う。

このように、エリア内の輝度平均値を用いた場合、エリア全体で一様な正規化となる。しかしながら、被写体によっては、同じような細かい周波数成分を持ったものでも、反射率の違いによりコントラスト差が大きくなる被写体と、小さくなる被写体が存在する。

このような被写体がフォーカスエリア内に同時に存在した場合、輝度平均値では、一様な除算であるため、高域周波数レベルの差異が埋まらない。そこで、高域信号に対応する映像画素の最大輝度値で除算することにより高域信号レベルを正規化し、被写体反射率の違いによる高域信号レベルの差異を埋める。

以下、具体的な方法について説明する。図７は、図３における高域信号検出部３８の内部回路構成を示したものである。図７における高域通過帯域フィルタが、図８に示すような、高域通過特性とした場合に、図９のようなフィルタ係数値で構成される。

なお、ここでのフィルタ特性は、説明のために用いる一例であり、実際の運用では、撮像装置の特性や表示装置での見やすさを考慮し、フィルタの係数値を決めるものとするが、高域通過帯域フィルタの係数構成は、対象画素と、その両隣画素に対する比率が大きくなるため、この３画素を代表輝度値として問題がない。

図９に示す係数値においても、高域成分対象画素の係数が１６、両隣の画素の係数が−９となり、ほぼこの３画素のレベル差合計を高域レベルとしていることが分かる。そこで、この３画素のうちの、最大輝度値で高域レベルを除算することにより、対象画素でのレベル正規化が行える。

また、図１０に示すように、単純に２画素間の差で高域信号を求めた場合、差をとる２つの画素の大きい輝度値で高域信号を除算することでレベル正規化を行うことができる。以上の映像輝度値による高域信号レベルの正規化とは別に、撮影者が撮影環境や、被写体の状況により、マニュアル設定で、正規化した高域信号レベルのゲイン調整ができるようにすることで、視認の微調整を可能としておくのが好ましい。

次に、図２における高域信号パラメータ生成部２２では、正規化された高域信号レベルから、インジケータ生成のためのパラメータを作成する。なお、インジケータは、撮影者がフォーカスポイントを探る指標となるものである。

以下、インジケータの振り幅をｂビット（０〜２^ｂ−１）として、インジケータ生成の方法を説明する。高域信号抽出部２０から得られた高域信号レベルの正規化値において、最大値から順にｎ個のレベルを取得し、このｎ個のレベル平均値を算出する。そして、算出された平均値をｂビットで正規化した値を、インジケータの強弱を付けるパラメータとする。

具体的には、高域信号抽出部２０から得られた高域信号正規化値の最大値をＬｈ（１）、次のレベルをＬｈ（２）と表した場合、ｎ個目のレベルはＬｈ（ｎ）となり、インジケータのパラメータを表す一般式が、次式（数１）のようになる。

ここで、ｎの値は、偽高域信号成分の影響を軽減するもので、ｎの値が大きければ、平均値を算出するための要素数が多くなり、偽高域信号があったとしても、影響が小さくなる。さらに、平均値の要素を過去映像フレームに渡った演算とすれば、一層の偽高域信号の影響を抑えることが可能となる。

ただし、平均値をとる要素フレームが過去の時間に遡るほど、過去の映像情報が含まれる割合が大きくなるため、撮像映像信号に対して、インジケータが反応する時間が遅くなる。さらに、信号をフレームに渡り保持するメモリが必要となるため、実際の運用において、最適な要素数を映像信号の特性と回路規模に照らし合わせて決定する必要がある。以下、上記数１に平均値をとるフレーム数ｆを加えた式を示す（数２）。

次に、図２におけるインジケータ生成部２４では、高域信号パラメータ生成部２２で算出されたインジケータパラメータを基に、映像信号に合成するためのフォーカスインジケータ用キャラクタ信号を生成する。図１１にインジケータの振り幅を８ビットとしたときの、フォーカスインジケータのイメージ図を示す。

インジケータの振り幅に割り付けるビット幅においては、上述した映像信号から抽出した高域信号成分の影響が、どれ程の精度でインジケータの強弱に反映するかを決める値となるため、映像信号のＳＮや、撮影環境の明るさなどにより、フォーカスが合っているかを視認しやすいインジケータの動きとなるようビット幅を決定する。

以上のように、高域信号レベルからインジケータ用パラメータ値を算出し、算出値を基に、インジケータに強弱を付けるキャラクタを生成することで、撮像した映像信号に対し、フォーカスが合っているかを判断できるインジケータとする。

続いて、図２における合成部２８では、上述の映像信号処理部１６からの出力映像信号に、インジケータ生成部２４で得られたキャラクタ信号と、エリアマーカ生成部２６で得られたキャラクタ信号を合成し、合成信号として、表示装置１４（モニタ）へと出力する。

ここで、図１３に、映像画郭の中心を単一フォーカスエリア設定とした場合の、表示装置１４（モニタ）での表示状態一例を示す。この一例では、図の一番左側がフォーカスの合っている状態、真ん中は、フォーカスが少しずれている状態、右側は、フォーカスがほとんど合っていない状態を示している。なお、映像下部にインジケータを表示しているが、特に、インジケータの場所や形を特定するものではない。

次に、図１４は、Ａ〜Ｅの５つのフォーカスエリア設定を行った際、表示装置１４（モニタ）での表示状態例を示したものである。フォーカスインジケータの表示は、５つのエリア全てに対し表示することも可能であり、また、任意の複数エリア、または、単一エリアに対する表示も可能とする。さらに、図１５には、不均等に設定した９つのフォーカスエリアに対し、インジケータを表示した一例である。

なお、合成部２８において、映像信号と、キャラクタ信号を合成するにあたり、表示装置１４において、映像を確認しやすくするために、インジケータを非表示とする設定を行うことができる構成としても良い。

このように、複数フォーカスエリアに対してのフォーカスインジケータの情報を表示することで、フォーカスが合っているエリアと、合っていないエリアの絶対的評価が容易となる。また、インジケータにより示されるフォーカス状態と、撮影者による撮像装置１２の操作により最適焦点距離を探る際に、フォーカスが合っている箇所に対してフォーカスが合っていない箇所を意図的に作る、いわゆる、ぼかし効果を作成する上で、インジケータによる表示をすることにより、ぼかし具合の定量的な確認が可能となる。

本発明に係るフォーカス補助システム装置は、撮像装置の解像度や、ビューファインダーなどの表示装置の解像度や、大きさにも依らず、フォーカス合わせを容易に行う必要がある撮影現場などにおいて、好適に用いることができる。

１０ フォーカス補助システム装置
１２ 撮像装置
１４ 表示装置
１６ 映像信号処理部
１８ フォーカスエリア設定部
２０ 高域信号抽出部
２２ 高域信号パラメータ生成部
２４ インジケータ生成部
２６ エリアマーカ生成部
２８ 合成部
３０ 第１遅延ライン
３２ 低精細映像変換部
３４ 映像信号選択部
３６ 第２遅延ライン
３８ 高域信号検出部
４０ 信号合成部

Claims (10)

1. 撮像装置による被写体の撮影時における前記被写体に対するフォーカス状態を表示装置にて視認可能にするフォーカス補助システム装置であって、
   前記撮像装置による前記被写体の映像信号の入力を受け、当該映像信号の映像処理を行う映像信号処理部と、
   前記撮像装置による前記被写体の映像信号の入力を受け、当該映像信号の画郭のうち、前記表示装置にて、フォーカス状態を視認したい映像エリアを設定するフォーカスエリア設定部と、
   前記フォーカスエリア設定部において設定された映像エリアにおける高域信号を抽出し、当該高域信号のレベルを正規化することで正規化値を算出する高域信号抽出部と、
   前記高域信号抽出部において算出された正規化値を用い、フォーカス状態を示すインジケータを前記表示装置に表示可能なキャラクタ信号を生成するインジケータ生成部と、
   前記映像信号処理部により映像処理が行われた映像信号と、前記インジケータ生成部により生成されたキャラクタ信号を合成し、当該合成した信号を合成映像として前記表示装置にて表示させる合成部と、
   を備えるフォーカス補助システム装置。
2. 前記フォーカスエリア設定部は、前記映像信号の画郭のうち、フォーカス状態を前記表示装置にて視認したい映像エリアを複数設定可能となっており、前記高域信号抽出部は、設定された各映像エリアそれぞれにおける高域信号を抽出し、前記インジケータ生成部は、設定された各映像エリアのうちから、任意の映像エリアに対応する前記キャラクタ信号を生成することを特徴とする請求項１記載のフォーカス補助システム装置。
3. 前記高域信号抽出部は、抽出した高域信号のレベルを、前記映像エリア内の映像平均輝度値により正規化する機能と、抽出した高域信号のレベルを、当該高域信号に対応する映像画素の映像最大輝度値により正規化する機能と、をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のフォーカス補助システム装置。
4. 前記高域信号抽出部は、撮像者によるマニュアル設定により、前記正規化された高域信号のレベルを調整可能とする機能を備えていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のフォーカス補助システム装置。
5. 前記高域信号抽出部により抽出した高域信号のレベルから、偽高域信号成分を軽減し、前記表示装置においてインジケータの強弱を連続的に表示させるためのパラメータ値を生成する高域信号パラメータ生成部が備えられていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載のフォーカス補助システム装置。
6. 前記高域信号パラメータ生成部は、前記パラメータ値を生成するにあたり、前記高域信号のレベルを正規化することにより算出した正規化値から、前記インジケータの強弱の反応精度を調整することが可能となっていることを特徴とする請求項５記載のフォーカス補助システム装置。
7. 前記任意の映像エリアに対応する前記キャラクタ信号に基づいて前記表示装置に表示されたインジケータにより示されるフォーカス状態と、撮影者による前記撮像装置の操作により最適焦点距離を探る際に、フォーカス状態を前記表示装置にて視認したい映像エリア以外の映像エリアをぼかすために、そのぼかし具合を前記インジケータによって定量的に確認することができることを特徴とする請求項２記載のフォーカス補助システム装置。
8. 前記合成部により、前記映像信号と、前記キャラクタ信号を合成するにあたり、前記表示装置において、前記インジケータを非表示とする設定が可能となっていることを特徴とする請求項１〜７何れか１項記載のフォーカス補助システム装置。
9. 前記表示装置は、その解像度が、前記撮像装置の映像信号解像度と異なる場合であっても、前記被写体に対するフォーカス状態を前記表示装置にて視認可能であることを特徴とする請求項１〜８何れか１項記載のフォーカス補助システム装置。
10. 前記撮像装置の映像信号解像度と、前記表示装置の解像度が、以下の（１）〜（３）何れか１つの組み合わせであることを特徴とする請求項９記載のフォーカス補助システム装置。
    （１）撮像装置の映像信号解像度：４Ｋ／表示装置の解像度：ＨＤＴＶ
    （２）撮像装置の映像信号解像度：８Ｋ／表示装置の解像度：ＨＤＴＶ
    （３）撮像装置の映像信号解像度：８Ｋ／表示装置の解像度：４Ｋ