JP3411978B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
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    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20Circuitry for controlling amplitude response

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ビデオムービカメラや
電子スチルカメラ等において画像信号をアナログ−ディ
ジタル変換して処理する際、特にアナログ−ディジタル
変換後のガンマ補正処理により発生する疑似輪郭の発生
を抑圧するための画像信号処理装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、撮像系より得られた画像信号をア
ナログ−ディジタル変換(以下A−D変換と記す)して
信号処理を行う場合、例えば図5に示すような構成が用
いられていた。 【0003】図5において、撮像系101として、例え
ば撮像素子としてCCD固体撮像素子を用いた場合、図
示はしないが相関二重サンプリング回路,自動利得調整
回路を経て画像信号を出力端101に得る。 【0004】次に、ローパスフィルタ(LPF)102
において、その後のA−D変換によるエイリアシング
(折返しひずみ)を防ぐため、A−D変換クロックのナ
イキスト周波数以上の周波数成分の帯域制限を行い、A
−D変換器103でA−D変換を行う。 【0005】ディジタル化された画像信号は、受像器の
ガンマ特性に合せるために、ガンマ補正回路104にて
ガンマ補正を行い、垂直,水平方向の帯域制限をLPF
回路501で行った後、輝度信号Yとして出力される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図5のよう
な構成によりディジタル信号処理を行おうとした場合、
再生された画像に、実際には滑らかな輝度変化をしてい
る部分であるのにあたかも輪郭部分があるかのように輝
度信号が生成され、画像を著しく劣化させる、いわゆる
疑似輪郭という現象が発生する。 【0007】以下疑似輪郭について図6を参照して説明
する。図6(ii)は図5のA−D変換器103の出力
信号(実線)をアナログ的に表したもので、(A)は急
にレベル変化する信号(i)を、(B)はなだらかにレ
ベル変化する信号(i)をA−D変換したものである。 【0008】A−D変換器103の出力信号(ii)
(実線)は実際にはガンマ補正回路104にてガンマ補
正されているため、図7に示すように低輝度部分(0〜
a)のガンマ特性を約3倍とすると、図6の実線は低輝
度レベルの場合ガンマ補正回路104の出力端では(i
ii)に示すように約3倍に伸張されて出力される。ガ
ンマ補正回路104の出力信号はD−A変換器109で
ディジタル−アナログ変換(以下D−A変換と記す)さ
れた後、LPF501にて帯域制限されて出力される。
このとき、図6(A)のようにA−D変換前の信号が急
峻に変化する信号(i)であればLPF501の出力に
は、図6(iii)の破線で示すように、輝度レベルに
関係なくガンマの影響を受けずにA−D変換前の信号と
同形の出力信号を得ることができるが、図6(B)によ
うに、A−D変換前の信号がなだらかに変化する信号
(i)では、輝度レベルが低い場合は、LPF501の
出力端には、あたかもエッジが存在するような信号が出
力される。本発明者の実験ではガンマ補正前の輝度レベ
ルが8ビットの振れ幅で約6〜17LSBの範囲で、2
LSB程度なだらかに変化するような信号に対して疑似
輪郭が発生しやすいという結果を得ている。 【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、疑似輪郭の発生を抑圧できる画像信号処理装
置を提供することを目的とするものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、画像信号処理装置を次の(1)のとおりに構
成する。 (1)撮像手段から出力される画像信号をガンマ補正す
るガンマ補正手段を有する画像信号処理装置において、
前記撮像手段から出力される画像信号の輝度レベル及び
輪郭成分を検出する輝度情報検出手段と、前記撮像手段
から出力された画像信号の周波数帯域を制限する第1の
フィルタと前記第1のフィルタより低い周波数の帯域を
制限する第2のフィルタとを有するフィルタ手段と、
記輝度情報検出手段によって前記撮像手段から出力され
る画像信号が所定の輝度レベル以下であってかつなだら
かに変化していることが検出された場合、前記第1のフ
ィルタから前記第2のフィルタに切り換える切り換え手
段とを有する画像信号処理装置。 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
図1は本発明の第1実施例である“撮像装置”のブロッ
ク図である。図において、101はレンズ,撮像素子,
雑音除去回路,利得制御回路等で構成される撮像系、1
02はA−D変換によるエイリアシングを除去するため
のローパスフィルタ、103はA−D変換器、104は
ガンマ補正回路、105は特性のそれぞれ異なるローパ
スフィルタ群、106はローパスフィルタ群105の出
力を選択して出力するためのスイッチ手段、107は信
号レベル,輪郭成分等を検出するための輝度情報検出回
路、108はA−D変換後のディジタル信号とアナログ
の輝度情報検出信号との時間差を調整するための遅延回
路、109はスイッチ106により選択された信号をD
−A変換して出力するD−A変換器である。 【0015】図1において、撮像系101により出力さ
れた信号は、A−D変換によるエイリアシングを除去す
るためLPF102で帯域制限を行い、A−D変換器1
03でディジタル信号に変換される。A−D変換器10
3の出力信号は、ガンマ補正回路104に入力され、例
えばあらかじめROM等に書かれた補正量でガンマ補正
を行い、ローパスフィルタ群105に入力される。ロー
パスフィルタ群105からは異なる特性で帯域制限を施
された信号が出力され、スイッチ106の選択端子に入
力される。 【0016】撮像系101の出力信号は前述の信号処理
経路とは別に、輝度情報検出回路107へも入力され
る。輝度情報検出回路107は、図2のように構成さ
れ、輝度レベル,輪郭成分の検出を行う。すなわちブロ
ック201では、LPF201aにより適当な帯域制限
を行い、基準電圧源201cで設定される基準電圧をし
きい値として輝度レベルの比較をコンパレータ201b
で行い、所定の輝度レベルを検出することができる。コ
ンパレータ201bと基準電圧源201cを複数個設け
ることにより、図7で示されるa点,b点等複数の輝度
レベル範囲を検出することもできる。本実施例では図7
のa点以下の輝度レベル検出を行っている。また、ブロ
ック202では、ハイパスフィルタ(HPF)202a
より高域成分を抽出し基準電圧源202cで設定される
基準電圧をしきい値としてコンパレータ202bより輪
郭成分を検出する。疑似輪郭は前述したように低輝度レ
ベルでなだらかにレベル変化している部分で目立つの
で、ブロック201の輝度レベル検出信号とブロック2
02の輪郭検出信号をゲート回路(ここではアンド回
路)203を通して輝度情報検出信号を出力する。輝度
情報検出信号は本線側のディジタル信号との時間調整の
ために遅延回路108に入力され時間調整を行ってから
スイッチ106の制御信号として出力され選択端子のい
づれかを選択する。 【0017】本実施例の場合、輝度情報検出回路を図2
のような構成としているので、ローパスフィルタ群10
5のローパスフィルタは、低輝度レベルかつなだらかに
変化する信号に対して強く(即ち低い周波数で)帯域制
限を行うLPF1と、高輝度レベルまたはエッジ部分で
緩く帯域制限を行うLPF2の2つで構成されており、
スイッチ106ではこのLPF1とLPF2の2信号を
輝度情報検出回路107からの制御信号で切り換えて出
力することになる。したがって、D−A変換器109の
出力端には疑似輪郭の抑圧された輝度信号を得ることが
できる。 【0018】ここで、輝度情報検出はA−D変換前のア
ナログ信号より行っているが、A−D変換後の信号を元
にディジタルで行っても良い。しかしA−D変換後の信
号では、平坦部でA−D変換の量子化誤差に起因する輪
郭成分を抽出してしまう恐れがあるため、本実施例では
A−D変換前のアナログ信号より輝度情報の検出を行う
ようにしている。第1実施例では、輝度情報検出信号と
本線信号との時間差をアナログ的に調整したが、精度的
に確実に時価合わせを行うためにメモリを用いてもよ
い。この例を第1実施例の変形として説明する。回路動
作的には第1実施例と同一なので、メモリ部分について
図3を用いて説明する。 【0019】図3において、第1実施例同様ガンマ補正
された信号はメモリ301aに書き込まれる。輝度情報
検出信号はメモリ301bに書き込まれるが、このと
き、メモリ301aに書き込まれた輝度信号と同一アド
レスに書き込むようにすると時間差の調整を行わないで
済む。またメモリとして同一メモリを用いて、輝度情報
検出信号を輝度信号に1ビット付加した形で信号処理を
行ってもよい。 【0020】第1実施例は、ローパスフィルタ群をディ
ジタル構成としているが、アナログ構成としてもよく、
この例を本発明の第2実施例として説明する。即ち強め
の帯域制限を行うには、ディジタル構成では遅延回路の
タップ数を増やさなければならず回路規模が増えるた
め、図4に示すようにD−A変換後のアナログ信号に対
してローパスフィルタ群701を設けて、輝度情報検出
信号にてスイッチ702を切り換えるようにするとよ
い。 【0021】なお、以上の各実施例は、ローパスフィル
タ群をその出力側で切換えているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、入力側で切換える、或は回路内
部のタップを切換える等の形で実施できる。更に、ハー
ドウエアのローパスフィルタ群のかわりに、ソフトウエ
アの演算によるローパスフィルタ手段でも実施でき、そ
の際特性はパラメータの変更により変えることができ
る。 【0022】また、各実施例はγ補正にもとづく疑似輪
郭の発生を抑圧するものであるが、本発明はこれに限ら
ず、量子化の総ビット数が不足する際の疑似輪郭の発生
の抑圧にも適用できる。 【0023】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像の解像度を劣化させることなく適切に擬似輪郭の発
を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 第1実施例のブロック図 【図2】 第1実施例の輝度情報検出回路のブロック図 【図3】 第1実施例の変形のブロック図 【図4】 第2実施例のブロック図 【図5】 従来例のブロック図 【図6】 疑似輪郭の説明図 【図7】 ガンマ補正の例を示す図 【符号の説明】 105 ローパスフィルタ群 106 スイッチ 107 輝度情報検出回路

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 撮像手段から出力される画像信号をガン
    マ補正するガンマ補正手段を有する画像信号処理装置に
    おいて、 前記撮像手段から出力される画像信号の輝度レベル及び
    輪郭成分を検出する輝度情報検出手段と、 前記撮像手段から出力された画像信号の周波数帯域を制
    限する第1のフィルタと前記第1のフィルタより低い周
    波数の帯域を制限する第2のフィルタとを有するフィル
    タ手段と、前記輝度情報検出手段によって前記撮像手段から出力さ
    れる画像信号が所定の輝度レベル以下であってかつなだ
    らかに変化していることが検出された場合、前記第1の
    フィルタから前記第2のフィルタに切り換える切り換え
    手段とを有する ことを特徴とする画像信号処理装置。
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