JP3639370B2 - Video camera - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明はビデオカメラに関し、特にたとえばディジタル方式のビデオカメラに適用され、光学レンズを通して撮像素子に与えられた光学像に対応するディジタル映像信号を信号処理手段で処理する、ビデオカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のディジタル方式のビデオカメラは、一般的にコストが高くつく。これを解決する方法の1つとして安価な光学レンズを用いることが考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、安価なレンズでは、光学像が透過する位置によって入射光量と透過光量の不均一が発生し、すなわち光量特性が劣化し、これによって輝度特性が悪くなるという問題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、安価なレンズを用いたときでも映像信号の輝度特性を向上させることができる、ビデオカメラを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明に従うビデオカメラは、光学レンズを通して入射された光学像に対応する電荷を生成する撮像素子、撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データを出力する出力手段、光学レンズの光量特性に対応する乗数データが撮像素子の各画素位置に対応して格納されたルックアップテーブル、撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応してルックアップテーブルから乗数データを読み出す読出手段、出力手段から出力された映像データに読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第1乗算手段、第1乗算手段によって乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する信号処理手段、信号処理手段から出力された輝度データのエッジ成分を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出されたエッジ成分に読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第2乗算手段、および信号処理手段から出力された輝度データに第2乗算手段によって乗数データが乗算されたエッジ成分を加算する加算手段を備える。
【0005】
【作用】
撮像素子は、光学レンズを通して入射された光学像に対応する電荷を生成する。出力手段からは、撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データが出力される。ルックアップデーブルは、光学レンズの光量特性に対応する乗数データを撮像素子の各画素位置に対応して格納し、読出手段は、撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応してルックアップテーブルから乗数データを読み出す。
第1乗算手段は、読出手段によって読み出された乗数データを出力手段から出力された映像データに乗算し、信号処理手段は、第1乗算手段によって乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する。出力された輝度データのエッジ成分は、抽出手段によって抽出される。抽出されたエッジ成分には、読出手段によって読み出された乗数データが第2乗算手段によって乗算される。第2乗算手段によって乗数データが乗算されたエッジ成分は、信号処理手段から出力された輝度データに加算手段によって加算される。
【0006】
【発明の効果】
この発明によれば、映像データに乗数データを乗算して映像データの輝度特性を補正するようにしたため、安価な光学レンズを用いたときでも映像データの輝度特性を向上させることができる。
なお、抽出手段および第2乗算手段をさらに設けるようにすればエッジ成分の振幅特性も補正されるため、解像感も高めることができる。
【0007】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0008】
【実施例】
図1を参照して、この実施例のディジタルスチルカメラ10は光学レンズ12を含み、これによって捉えられた被写体の光学像が640画素×480画素のCCD(Charge Coupled Device) 14の受光部16に照射される。光学像の照射方向から見ると、光学レンズ12と受光部14とは図2のような位置関係となっている。また、均一な白色平面を撮像した場合の光学レンズ12の光量特性とOTF(Optical Transfer Function) 特性とは、図3および図4のように表される。すなわち、光学レンズ12の中心における入射光量に対する透過光量の割合を100%とすると、周縁に向かうほどその割合が低下し、半径3mmの位置における割合は40%となる。また、中心におけるOTFの割合は88%であり、周縁に向かうほどその割合が緩やかに低下する。
【0009】
CCD14にはタイミングジェネレータ/シグナルジェネレータ(TG/SG)16から出力されたCCD制御信号が与えられ、これによって、受光部16に蓄積された電荷が、垂直方向に転送されるとともに水平方向に転送され、電荷が1走査線ずつ読み出される。読み出された電荷は、CDS(Correlation Double Sumpling) /AGC(Automatic Gain Controll) 回路20で相関2重サンプリングされるとともにゲインを自動調整され、アナログの映像信号が生成される。そして、このアナログ映像信号がA/D変換器22でディジタル映像信号に変換され、乗算器24に与えられる。
【0010】
一方、ルックアップテーブル26は、CCD14の画素数と同じ数すなわち640×480のアドレスをもち、かつそれぞれの画素位置に対応するアドレスに、光学レンズ12の光量特性に対応する乗数データが書き込まれている。TG/SG回路18は、CCD14から電荷を読み出すと同時に、その電荷が蓄積されていた画素位置に対応する水平アドレス信号および垂直アドレス信号をルックアップテーブル26に与える。したがって、ルックアップテーブル26からは、その水平アドレス信号および垂直アドレス信号に対応する乗数データが読み出され、このデータが乗算器24でディジタル映像信号と乗算される。
【0011】
ルックアップテーブル26に書き込まれたデータ特性を図5に示す。これより、(水平アドレス,垂直アドレス)=(320,240)すなわち中心アドレスにおけるデータ値は“64”であり、周辺に向かうにつれてデータ値が上昇し、四隅のアドレス(0,0),(0,640),(480,0)および(480,640)のデータ値は“160”となる。つまり、図2および図3をも参照して考えると、データ値“64”がゲイン1.0倍を意味するときCCD14の四隅に対応するデータ値“160”はゲイン2.5倍を意味し、ルックアップテーブル26の乗数データ特性は、光学レンズ12の光量特性に対して逆特性となる。したがって、乗算器24からは輝度特性が改善されたディジタル映像信号が出力される。
【0012】
ディジタル映像信号は信号処理ブロック28で輝度信号と色信号とに分離され、色信号はそのまま出力されるが、輝度信号は加算器30および図6に示す特性をもつアパーチャフィルタ32に与えられる。アパーチャフィルタ32では輝度信号からエッジ成分が抽出され、これが乗算器34によってルックアップテーブル26からの出力データと乗算される。アパーチャフィルタ32から出力されるエッジ成分の振幅特性は図4に示すOTF特性に比例するため、ルックアップテーブル26の乗数データをこのエッジ成分に乗算することによって、光学レンズ12の周辺で劣化したエッジ成分の振幅が補正され、これによって光学レンズ12の周辺における解像感が向上する。このとき、図5に示すような特性をもつルックアップテーブル26のデータを用いることによってレンズ周辺のエッジ成分が過補正されるが、過補正は人間の目には大して気にはならず、全く補正しない場合に比べて解像感が向上する。乗算器34によって補正されたエッジ成分は加算器30で輝度信号と加算され、出力される。
【0013】
この実施例によれば、光学レンズの周辺において輝度および解像感が劣化したディジタル映像信号にルックアップテーブル26から読み出した乗数データを乗算するとともに、輝度信号のエッジ成分に同じデータを乗算するようにしたため、安価な光学レンズを用いたときでもディジタル映像信号の輝度特性および解像感を向上させることができる。
【0014】
なお、この実施例ではディジタルスチルカメラを用いて説明したが、この発明は通常のディジタルビデオカメラにも適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】光学レンズとCCD受光部との位置関係を示す図解図である。
【図3】光学レンズの光量特性を示すグラフである。
【図4】光学レンズのOTF特性を示すグラフである。
【図5】ルックアップテーブルに書き込まれたデータ特性を示すグラフである。
【図6】アパーチャフィルタの周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
10 …ディジタルスチルカメラ
12 …光学レンズ
14 …CCD
18 …TG/SG
24,34 …乗算器
26 …ルックアップテーブル
32 …アパーチャフィルタ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a video camera, and more particularly to a video camera which is applied to, for example, a digital video camera and which processes a digital video signal corresponding to an optical image given to an image sensor through an optical lens by a signal processing means.
[0002]
[Prior art]
This type of digital video camera is generally expensive. One way to solve this is to use an inexpensive optical lens.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an inexpensive lens, there is a problem that the amount of incident light and the amount of transmitted light are uneven depending on the position through which the optical image is transmitted, that is, the light amount characteristic is deteriorated, thereby deteriorating the luminance characteristic.
Therefore, a main object of the present invention is to provide a video camera capable of improving the luminance characteristics of a video signal even when an inexpensive lens is used.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The video camera according to the present invention is compatible with an imaging device that generates charges corresponding to an optical image incident through an optical lens, an output unit that outputs video data corresponding to the charges generated by the imaging device, and a light quantity characteristic of the optical lens. A lookup table in which multiplier data to be stored is stored corresponding to each pixel position of the image sensor, reading means for reading out the multiplier data from the lookup table corresponding to the pixel position of each charge output from the image sensor, and output means First multiplication means for multiplying the output video data by the multiplier data read by the reading means, and signal processing for performing predetermined processing on the video data multiplied by the multiplier data by the first multiplication means and outputting luminance data Means for extracting edge components of luminance data output from the signal processing means, and extracted by the extracting means. Second multiplying means for multiplying the edge component multiplied by the multiplier data read by the reading means, and adding means for adding the edge component obtained by multiplying the multiplier data by the second multiplying means to the luminance data output from the signal processing means Is provided.
[0005]
[Action]
The image sensor generates a charge corresponding to the optical image incident through the optical lens. Video data corresponding to the electric charge generated by the image sensor is output from the output means. The look-up table stores multiplier data corresponding to the light quantity characteristics of the optical lens corresponding to each pixel position of the image sensor, and the reading means looks up corresponding to the pixel position of each charge output from the image sensor. Read multiplier data from the table.
The first multiplication unit multiplies the multiplier data read by the reading unit by the video data output from the output unit, and the signal processing unit performs predetermined processing on the video data multiplied by the multiplier data by the first multiplication unit. To output luminance data. The edge component of the output luminance data is extracted by the extracting means. The extracted edge component is multiplied by the multiplier data read by the reading means by the second multiplying means. The edge component multiplied by the multiplier data by the second multiplication means is added to the luminance data output from the signal processing means by the addition means.
[0006]
【The invention's effect】
According to the present invention, since so as to correct the luminance characteristic of the image data by multiplying the multiplier data into video data, thereby improving the brightness characteristics of the video data, even when using an inexpensive optical lens.
If the extraction means and the second multiplication means are further provided, the amplitude characteristic of the edge component is also corrected, so that the resolution can be enhanced.
[0007]
The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0008]
【Example】
Referring to FIG. 1, a digital
[0009]
The
[0010]
On the other hand, the look-up table 26 has the same number of pixels as the
[0011]
The data characteristics written in the lookup table 26 are shown in FIG. Thus, (horizontal address, vertical address) = (320, 240), that is, the data value at the center address is “64”, and the data value increases toward the periphery, and addresses (0, 0), (0 , 640), (480, 0) and (480, 640) have data values of “160”. 2 and FIG. 3, when the data value “64” means a gain of 1.0 times, the data value “160” corresponding to the four corners of the
[0012]
The digital video signal is separated into a luminance signal and a chrominance signal by the
[0013]
According to this embodiment, a digital video signal whose luminance and resolution are deteriorated around the optical lens is multiplied by the multiplier data read from the lookup table 26, and the edge data of the luminance signal is multiplied by the same data. Therefore, even when an inexpensive optical lens is used, it is possible to improve the luminance characteristics and resolution of the digital video signal.
[0014]
In this embodiment, the digital still camera has been described. However, the present invention can be applied to a normal digital video camera.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an illustrative view showing a positional relationship between an optical lens and a CCD light receiving unit.
FIG. 3 is a graph showing light quantity characteristics of an optical lens.
FIG. 4 is a graph showing OTF characteristics of an optical lens.
FIG. 5 is a graph showing data characteristics written in a lookup table.
FIG. 6 is a graph showing frequency characteristics of an aperture filter.
[Explanation of symbols]
10 ... Digital still
18 ... TG / SG
24, 34 ...
Claims (1)
前記撮像素子によって生成された電荷に対応する映像データを出力する出力手段、
前記光学レンズの光量特性に対応する乗数データが前記撮像素子の各画素位置に対応して格納されたルックアップテーブル、
前記撮像素子から出力される各電荷の画素位置に対応して前記ルックアップテーブルから前記乗数データを読み出す読出手段、
前記出力手段から出力された映像データに前記読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第1乗算手段、
前記第1乗算手段によって前記乗数データが乗算された映像データに所定の処理を施して輝度データを出力する信号処理手段、
前記信号処理手段から出力された輝度データのエッジ成分を抽出する抽出手段、
前記抽出手段によって抽出されたエッジ成分に前記読出手段によって読み出された乗数データを乗算する第2乗算手段、および
前記信号処理手段から出力された輝度データに前記第2乗算手段によって前記乗数データが乗算されたエッジ成分を加算する加算手段を備える、ビデオカメラ。An image sensor that generates an electric charge corresponding to an optical image incident through an optical lens;
Output means for outputting video data corresponding to the charge generated by the image sensor;
A look-up table in which multiplier data corresponding to the light quantity characteristic of the optical lens is stored corresponding to each pixel position of the image sensor ;
Reading means for reading out the multiplier data from the lookup table corresponding to the pixel position of each charge output from the imaging device;
First multiplication means for multiplying video data output from the output means by multiplier data read by the reading means;
Signal processing means for performing predetermined processing on the video data multiplied by the multiplier data by the first multiplication means and outputting luminance data;
Extraction means for extracting an edge component of luminance data output from the signal processing means;
A second multiplying unit for multiplying the edge component extracted by the extracting unit by the multiplier data read by the reading unit; and the luminance data output from the signal processing unit is converted into the multiplier data by the second multiplying unit. A video camera comprising adding means for adding multiplied edge components.
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