JP2787781B2 - デジタル電子スチルカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イメージセンサによる被写体撮像で得られ
た映像信号をデジタル信号処理し、静止画像を記録・再
生するように構成したデジタル電子スチルカメラに関
し、更に詳しくは前記静止画像の輪郭補正等に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の電子スチルカメラは、イメージセンサによって
得た映像信号をアナログ信号処理していた。即ち、CCD
等のイメージセンサより読み出した映像信号についてガ
ンマ（γ）補正やホワイトバランス調整するとともに輪
郭強調等の補正を行い、マトリクス回路にて輝度信号及
び色差信号を発生させた後、これらの輝度信号及び色差
信号を所定帯域のローパスフィルタに供給して必要な周
波数成分のみを得、これをFM変調して磁気記録媒体に記
録している。

尚、前記電子スチルカメラの一例は、「テレビ技術、
1989年５月号、pp55〜64、電子技術出版株式会社発行）
に開示されている。

しかしながら、従来の電子スチルカメラにあっては、
撮像から記録までをアナログ信号処理によって行ってお
り、マトリクス回路やローパスフィルタの特性のバラツ
キに起因して画質向上に限界があった。

そこで、前記問題点を解消するものとしてデジタル電
子スチルカメラが提案され、次第に普及しつつある。デ
ジタル電子スチルカメラについては多種の提案がなされ
ているが、その概要を説明すると下記の通りである。

即ち、撮影レンズや絞り及びシャッタ機構等からなる
光学系を介し、CCD等のイメージセンサに被写体光学像
を入射させる。イメージセンサについて、周知の水平及
び垂直読み出し走査を行い、イメージセンサの各画素か
ら色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを読み出し、ガンマ補正、輪郭強調
等の前処理を行った後、A/D変換器により例えば８ビッ
ト（即ち、256段階）の階調を示すデジタル信号に変換
する。デジタル化された色信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、輝度・色
差信号分離回路に供給し、輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙを形成する。

こうして発生した所定周波数成分の輝度信号Ｙと色差
信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙをデータ圧縮回路に入力してビッ
ト数を経らし、記憶容量の低減化を図る。データ圧縮さ
れた輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙは、入出力
インターフェイスを介して記憶手段、例えば半導体メモ
リ（スタティックRAM）を具備するメモリーカートリッ
ジに記憶され、画像データの記録及び再生が可能なよう
になされる。そして、メモリカートリッジには例えば26
フレーム分の画像データを記録するととともに、編集及
び消去を自在に行うことができるように構成され、非常
に便利なものになっている。

しかし、本発明者の検討によると、前記構成のデジタ
ル電子スチルカメラは、更に改善すべき問題点を有して
いることが明かになった。

〔発明が解決しようとする課題〕

即ち、ガンマ補正、輪郭補正等のいわゆる前処理は、
A/D変換器の前段で行われている。従って、ガンマ補
正、輪郭補正等を行うためのパラメータが固定であれ
ば、イメージセンサから読み出された映像信号の内容、
換言すれば画質に対応した最適補正を行うことができな
い。

特に、コントラストの強い被写体を撮影した場合、輪
郭補正が決っていると輪郭強調が強くなりすぎ、逆にコ
ントラストの弱い被写体を撮影した場合は輪郭強調が不
足する、といった問題がある。即ち、従来のダジタル電
子スチルカメラにあっては、コントラストに対応して輪
郭補正を可変にすることができなかった。

又、アパーチャ補正に際しては、細かいアパーチャノ
イズが発生し、これに起因してS/N比が低下して画質が
劣化することがある。このため、ノイズ成分を除去し、
画像の輪郭を大まかに明確にするための、いわゆるコア
リングを行うように構成したものがある。しかし従来構
成のものは、コアリングレベルが一定であり、コントラ
スト、ひいては画質に対応したコアリングを行うことが
できなかった。

本発明は、前記問題点を解消するものであって、その
目的は映像信号の画質、例えばコントラストに対応した
輝度レベル等を検出してデジタル的に輪郭補正を行うよ
うに構成したデジタル電子スチルカメラを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、デジタル
電子スチルカメラにおいて、デジタル化された輝度信号
に基づいてエッジ成分を検出し、このエッジ成分に対応
して前記輝度信号の輪郭補正、更にコアリング調整を行
うように構成したものである。

〔作用〕

このような構成を有する本発明にあっては、デジタル
化された映像信号のエッジ成分に対応して輝度信号の輪
郭補正、コアリングが行われるので、被写体の撮影状
況、例えばコントラストの相違に合わせた輪郭補正がな
され、画質向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照して本発明を適用した
デジタル電子スチルカメラの実施例を説明する。尚、第
１図は本発明の基本的作用を説明する波形図、第２図は
回路ブロック図である。

本発明は輪郭補正等をデジタル的に行うものであり、
補正動作は第２図に示す回路ブロックによってデジタル
的に行われるのであるが、発明の理解を容易になすた
め、基本的作用をアナログ信号について説明する。

被写体の輝度信号Ｙが、被写体輝度に対応して第１図
（Ａ）に示すようにレベル変化するものと仮定する。輝
度信号Ｙのレベルにエッジ成分VEが対応するので、エッ
ジ成分VEを検出するとともに第１図（Ｂ）に示すように
エッジ成分VEに基づいてコアリングレベルV1、V2を調整
する。

ここで、周知のコアリングレベルは信号の零レベルを
基準としてプラスレベルとマイナスレベルについて等し
い範囲、即ち|V1|＝|V2|の関係に設定するが、この実施
例では、各レベルV1、V2を夫々独立に調節することで、
その範囲内の細かなノイズ成分を除去することがでるよ
うにしている。したがって、|V1|＝|V2|、|V1|≠|V2|の
何れの設定も可能である。

コアリングされたエッジ成分Veは、第１図（Ｃ）によ
うにノイズ成分ｎがカットされ、その大まかな波形変化
は輝度信号Ｙのレベル変化に類似したものになる。

次に輪郭補正について説明すると、エッジ成分Veに補
正係数αを乗じてエッジ成分Veのレベル変化を強調す
る。そして、強調されたエッジ成分Veとコアリングされ
たエッジ成分とを乗じ、更に第１図（Ａ）に示した輝度
信号Ｙに加算する。このように加算された輝度信号は、
ノイズ成分がカットされ、且つ輪郭が強調されたものに
なる。

次に、第２図を参照して前記コアリング及び輪郭強調
をデジタル的に行い得るように構成したデジタル電子ス
チルカメラの回路構成を説明する。

１はレンズであり、図示を省略した絞り機構、シャッ
タ機構等とともに光学系を構成するものであり、CCDイ
メージセンサ２上に被写体像を結像するものである。

CCDイメージセンサ２は、周知の水平及び垂直走査読
み出しにより各画素の色信号Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）を出力し、A/D変換器３に供給する。即ち、本実
施例に示すデジタル電子スチルカメラにあっては、色信
号Ｒ、Ｇ、Ｂがアナログ信号の段階では、コアリング、
輪郭補正等は行われない。

A/D変換器３は、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを例えば８ビット
のデジタル信号Va（256階調の画像データ）に変換して
出力するものである。

デジタル信号Vaは、輝度・色差分離回路４に供給さ
れ、デジタル化された輝度信号Yd、デジタル化された色
差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが得られる。輝度信号Ydは回路ブ
ロックＩ内のエッジ検出回路11に供給され、色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙはデータ圧縮回路５に供給される。

回路ブロックＩ（以下において単に補正部という）
は、前記輪郭補正やコアリングを行うために設けたもの
である。補正部Ｉにおいて、エッジ検出回路11は、輝度
信号Ydのエッジ成分ＶEdを検出するものであって、第１
図（Ｂ）について説明したエッジ成分VEの検出に相当す
る動作を行うものである。尚、エッジ成分ＶEdの検出
は、輝度信号Ydの数画素分について行ってよいが、１ラ
イン毎、数ライン毎、水平，垂直任意の数からなるブロ
ック毎、又は画像全体の画素について検出してもよい。

コアリングレベル調整回路12は、第１図（Ｂ）に示し
たコアリングレベルV1、V2の調整に相当する動作をデジ
タル的に行うものである。コアリング回路13は、コアリ
ングレベルV1、V2によりコアリング動作を行い、ノイズ
成分の除去等をデジタル的に行うものである。

一方、輪郭補正回路14は、エッジ成分ＶEdについて補
正係数αを乗じて輪郭補正を行い、その出力を乗算器15
に供給するものである。乗算器15は、コアリング回路13
から供給されるエッジ成分と輪郭強調された出力とをデ
ジタル的に乗じ、その出力を加算器16に供給するもので
ある。

加算器16は、輝度信号Ydとコアリングされ、且つ輪郭
補正されたエッジ成分とを加算するものである。加算器
16から得られる輝度信号Ydaと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
とは、データ圧縮回路５に供給される。データ圧縮回路
５は、輝度信号Yda、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのビット
数を減らし、メモリカードリッジへの記憶容量の低減化
を図るために設けられている。

次に、前記のように構成されたデジタル電子スチルカ
メラの回路動作を説明する。

シャッター・レリーズ・ボタン（図示せず）を押圧し
て撮影を指示すると、レンズ１を含む光学系が最適撮影
状態に設定され、図示を省略したシステムコントローラ
からCCDイメージセンサ２に対し走査読み出しの開始を
指示する。各画素から色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが時系列で読み
出され、図示を省略したプリアンプにより所望レベルに
増幅されてA/D変換器３に供給される。

そして、A/D変換器３においてデジタル信号に変換さ
れ、画素配列に対応したＲ、Ｇ、Ｂの色信号が輝度・色
差分離回路４に供給される。輝度・色差分離回路４から
デジタル化された輝度信号Vdが得られ、補正部Ｉを構成
するエッジ検出回路11と加算器16とに供給される。又、
デジタル化された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、データ圧
縮回路５に供給される。

一方、エッジ検出回路11は、輝度信号Vdのエッジ成分
ＶEdを検出し、コアリングレベル調整回路12、輪郭補正
回路14に供給する。コアリングレベル調整回路12は、エ
ッジ成分ＶEdのレベル変化に対応してコアリングレベル
V1、V2を調整し、コアリング回路13はコアリングレベル
V1、V2に基づいてコアリングを行う。そして、コアリン
グレベルV1、V2の範囲外のノイズ成分等を除去したエッ
ジ成分、換言すればコアリングされたエッジ成分が乗算
器15に供給される。

前記コアンリング動作が行われている間、輪郭補正回
路14はエッジ成分ＶEdに補正係数αを乗じて輪郭を強調
するための補正を行う。輪郭強調されたエッジ成分は乗
算器15に供給され、コアリングされたエッジ成分と乗算
される。この結果、乗算器15からコアリングによりノイ
ズ成分が低減し、且つ輪郭補正されたエッジ成分が加算
器16に供給されることになる。

加算器16では、輝度信号Ydにエッジ成分を加算するの
で、加算器16から得られる最終的な輝度信号Ydaは、ノ
イズ成分が低減されるとともに輪郭強調されたものにな
る。

このように補正された輝度信号Ydaは、データ圧縮回
路５によりデータ圧縮（帯域圧縮）され、インターフェ
イス回路７を介してメモリ回路８の画像データ領域に格
納する。尚、インターフェイス回路７、メモリ回路８は
メモリカートリッジを構成するものであり、図示を省略
した電源バッテリ、コネクタを内臓したものである。そ
して、メモリ回路８へのデータ格納に際しては、画像デ
ータをフレーム配列で格納する。

又、メモリカートリッジは、コネクタを利用すること
によりカメラ本体に着脱自在に構成され、メモリ回路８
の格納がいっぱいになった場合は、他のメモリカートリ
ッジと交換される。

そして、メモリ回路８に格納された画像データ、即ち
輝度信号Yda、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを出力信号V0と
して読み出し、ディスプレイ装置に供給して画像再生を
行う。

このように構成されたデジタル電子スチルカメラにあ
っては、画質に対応して輪郭補正等が行われるので、極
めて良好な再生画像が得られる。

以上に本発明の実施例を説明したが、本発明は前記に
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、前記実施例ではエッジ検出により、コアリン
グや輪郭補正が行われるように構成されているが、これ
に代えてモニター画像を見つつ輪郭補正係数αの設定、
コアリングレベルの調整を行い得るようにしてもよい。

又、前記メモリ回路は、メモリカートリッジと同様に
構成されたメモリ・カードを利用してもよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明に係るデジタル電子ス
チルカメラは、デジタル化された輝度信号に基づいてエ
ッジ検出を行い、そのエッジ成分により前記輝度信号に
対しコアリングを行うコアリングレベルの調整、輪郭補
正を行う補正係数の設定をデジタル的に行うように構成
した。

前記構成のデジタル電子スチルカメラによれば、輪郭
補正等の各種補正がデジタル的に行われるとともに、輝
度信号のエッジ成分に応じて行われることになる。この
ため、コアリングや輪郭補正が例えばコントラスト等に
対応して変化する画質に応じて行われることになり、S/
N比が改善され且つ最適輪郭に補正された良好な静止画
像を記録・再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を基本的動作を説明するための波形図、 第２図は本発明を適用したデジタル電子スチルカメラの
基本回路ブロック図である。 図中の符号； １……レンズ、 ２……CCDイメージセンサ、 ３……A/D変換器、 ４……輝度・色差分離回路、 ５……データ圧縮回路、 ７……インターフェイス回路、 ８……メモリ回路、 11……エッジ検出回路、 12……コアリングレベル調整回路、 13……コアリング回路、 14……輪郭補正回路 15……乗算器、 16……加算器、 Ｙ……輝度信号、 Yd……デジタル化した輝度信号、 ＶEd……エッジ成分、 Yda……補正された輝度信号、 V1、V2……コアリングレベル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イメージセンサと、該イメージセンサから
   読み出された映像信号をデジタル信号に変換するA/D変
   換器と、前記デジタル信号に基づいた画像信号を記憶す
   る記憶手段とを具備するデジタル電子スチルカメラにお
   いて、 前記デジタル信号のうちの輝度信号についてその検出範
   囲を水平垂直任意の画素数に設定してエッジ成分を検出
   するエッジ検出手段と、 検出されたエッジ成分に基づいてコアリングレベルのプ
   ラスレベルとマイナスレベルとをそれぞれ独立して調整
   するコアリングレベル調整手段と、 調整されたコアリングレベルに基づいてコアリングを行
   ったエッジ成分のレベルと輝度信号のレベルに応じて、
   輝度信号に加算するエッジの割合を可変にして前記輝度
   信号に対し少なくともデジタル的に輪郭補正を行う輪郭
   補正手段とを設けたことを特徴とするデジタル電子スチ
   ルカメラ。