JP4153715B2 - 映像信号処理装置及び映像信号処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関し、特にＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を介して得られた信号を処理する映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラにおいてＣＣＤ等の撮像素子を介して得られた３つの原色信号に対してニー処理を行う映像信号処理装置及び映像信号処理方法としては、特開平9-238359号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この従来の映像信号処理装置は、３板式撮像手段である各ＣＣＤから得られたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）の各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）に対して、ニー処理を施した後、ニー処理が施された信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成するようになされている。
【０００４】
すなわち、図１８は、従来の映像信号処理装置１０の構成を示すブロック図であり、この図１８に示されるように、撮像素子から供給された各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）は、それぞれ対応するガンマ補正回路１ａ、１ｂ及び１ｃに入力される。ガンマ補正回路１ａは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＲ信号に対して施す。
【０００５】
ニー回路２ａは、ガンマ補正回路１ａの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ａにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ａ及び色差信号生成回路５に供給される。
【０００６】
ホワイトクリップ回路３ａは、ニー回路２ａの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【０００７】
また、ガンマ補正回路１ｂは、ＣＲＴ等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＧ信号に対して施す。ニー回路２ｂは、ガンマ補正回路１ｂの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ｂにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ｂ及び色差信号生成回路５に供給される。
【０００８】
ホワイトクリップ回路３ｂは、ニー回路２ｂの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【０００９】
また、ガンマ補正回路１ｃは、ＣＲＴ等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＢ信号に対して施す。ニー回路２ｃは、ガンマ補正回路１ｃの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ｃにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ｃ及び色差信号生成回路５に供給される。
【００１０】
ホワイトクリップ回路３ｃは、ニー回路２ｃの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【００１１】
輝度信号生成回路４は、ホワイトクリップ回路３ａ、３ｂ及び３ｃから供給される信号に基づいて、輝度信号Ｙを生成する。また、色差信号生成回路５は、ニー回路２ａ、２ｂ及び２ｃから供給される信号に基づいて、マトリクス処理を行うことにより色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する。
【００１２】
輝度信号生成回路４及び色差信号生成回路５において生成された輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、ＣＲＴ等の表示装置に供給される。
【００１３】
このように、従来の映像信号処理装置１０においては、撮像手段を介して得られた各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）に対して、それぞれ個別にニー処理を行うようになされている。
【００１４】
一方、従来のビデオカメラとして、１つのＣＣＤの入射面に、画素に対応して原色（Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー））又は補色（Ｙｅ（イエロー）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）、Ｃｙ（シアン））の色フィルタを設け、これらのフィルタを介して光電変換された色信号に基づいて輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成するようになされた単板式のものがある。
【００１５】
この単板式のビデオカメラは、１つのＣＣＤ撮像素子を用いていることにより、光学系が小型となり、ビデオカメラ全体をコンパクトにまとめることができるという利点がある。この単板式のビデオカメラにおいても、一般的にはニー処理が施されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の単板式のビデオカメラにおいては、輝度信号及び色差信号を生成する前の、原色信号又は補色信号（以下、これらを映像信号と呼ぶ）に対して、それぞれガンマ補正、ニー処理及びホワイトクリップ等の色信号処理を施すことにより、例えば、ニー処理において信号の圧縮を行うか否かの境目になる信号レベル（ニーポイント（ニー処理の基準点））を超えるような部分が存在する映像信号に、ニーポイントを超えない部分が存在する場合には、その信号レベルがニーポイントを超えるか否かによってニー処理の特性が異なる。
【００１７】
このように、一連の映像信号において、ニー処理の特性が異なる部分が生じると、ニー処理が施された映像信号の連続した１画素毎の信号レベルの差分から色成分を生成する際に、色成分を適切に生成することが困難になるという問題があった。
【００１８】
また、ＣＣＤ撮像素子から得られた映像信号の連続した２画素分を加算し、それを基にして輝度信号を生成する場合においても、映像信号の信号レベルがニーポイントを超えるような被写体の中に、ニーポイントを超えない画素が混在する場合には、ニーポイントを超えるか否かでニー処理の特性が異なる。この結果、ニー処理後の映像信号を基に輝度信号を生成しようとすると、正確な輝度信号を得ることが困難になる場合があり、同一の被写体であっても、ライン毎に輝度レベルが変動するライン濃淡と呼ばれる現象が生じる問題があった。
【００１９】
さらに、ＣＣＤ撮像素子の出力信号から輝度信号及び色差信号を生成した後に、キズ補正を行うような場合には、輝度信号の生成及び色差信号の生成に伴って、フィルタ処理を行っていることにより、キズが周囲の画素に広がることとなり、適切なキズ検出を行うことが困難になるとともに、輝度信号用及び色差信号用にそれぞれキズ補正回路を設ける分、回路規模の増加につながるという問題があった。
【００２０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ニー処理を行っても、色成分（色差信号）及び輝度成分（輝度信号）を適切に生成することができる映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、ニー処理に伴う輝度信号の変化率を、映像信号に対して乗算し、乗算された結果から輝度信号及び色差信号を生成することにより、輝度信号及び色差信号を適切に生成することができる。
【００２５】
本発明の映像信号処理装置は、上記構成において、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出手段を具備し、前記ニー処理手段は、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性を変化させる構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値に基づいて、ニー処理の入出力特性であるニー特性を変化させることにより、白い部分が多い画像において白部分の諧調を適切に表現することが可能となり、また、黒い部分が多い画像において黒部分の諧調を適切に表現することができる。従って、画像において白つぶれや黒つぶれといった現象の発生を低減することができる。
【００２７】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記分離手段によって分離された色差信号に乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、輝度信号に対して施されたニー処理によるニー変化率を色差信号に対してもフィードバックして、輝度信号に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、映像信号処理手段におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相を保つことができる。
【００２９】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。この結果、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号に基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３１】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理手段と、前記ホワイトバランス調整手段に入力される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整手段を実行させるホワイトバランスゲイン決定手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。そして、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３３】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理手段と、前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出手段と、前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出手段と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整手段におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。従って、後段においてホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理部では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理を行うことができる。さらに、ニー変化率の算出において算出される変化率もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率として算出される。従って、ホワイトバランス調整手段から出力される映像信号に対して、変化率を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３７】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００３８】
この方法によれば、ニー処理に伴う輝度信号の変化率を、映像信号に対して乗算し、乗算された結果から輝度信号及び色差信号を生成することにより、輝度信号及び色差信号を適切に生成することができる。
【００３９】
本発明の映像信号処理方法は、上記方法において、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出工程を具備し、前記ニー処理工程では、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性が変化するようにした。
【００４０】
この方法によれば、輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値に基づいて、ニー処理の入出力特性であるニー特性を変化させることにより、白い部分が多い画像において白部分の諧調を適切に表現することが可能となり、また、黒い部分が多い画像において黒部分の諧調を適切に表現することができる。従って、画像において白つぶれや黒つぶれといった現象の発生を低減することができる。
【００４１】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離工程と、前記分離工程において分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記分離工程によって分離された色差信号に乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４２】
この方法によれば、輝度信号に対して施されたニー処理によるニー変化率を色差信号に対してもフィードバックして、その輝度信号に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、映像信号処理工程におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相を保つことができる。
【００４３】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４４】
この方法によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。この結果、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号に基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４５】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランス調整される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整工程を実行させるホワイトバランスゲイン決定工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４６】
この方法によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。そして、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４７】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理工程と、前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出工程と、前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出工程と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整工程におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４８】
この方法によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。従って、後段においてホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理工程では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理が行われる。さらに、ニー変化率の算出において算出される変化率もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率として算出される。従って、ホワイトバランス調整工程から出力される映像信号に対して、その変化率を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すことにより、ニー処理を行った結果に基づいて輝度信号及び色差信号を生成する際に、隣接画素同士の加算結果に基づいて得られる輝度信号及び、隣接画素同士の差分に基づいて得られる色差信号を適切に生成することである。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るビデオカメラの映像信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【００５２】
ビデオカメラにおいて、レンズ１０１を介して得られた被写体光は、単板式の撮像部を構成するＣＣＤ撮像素子１０２に入射される。ＣＣＤ撮像素子１０２は、被写体光を光電変換することにより得られるアナログの映像信号を前処理部１０３に供給する。
【００５３】
前処理部１０３は、ＣＣＤ撮像素子１０２から供給されるアナログの映像信号に対して、そのリセットノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路と、ＣＤＳ回路においてノイズ成分が除去された映像信号の振幅調整を行うことによってその信号レベルを一定とするＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路と、ＡＧＣ回路によって振幅調整された映像信号に対して、後段のＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換処理のためにクランプ処理を行うクランプ回路を含んでいる。
【００５４】
前処理部１０３から出力される映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０４に供給される。Ａ／Ｄ変換部１０４は、前処理部１０３から供給されるアナログの映像信号をディジタル信号に変換した後、これを輝度生成部１０６及び乗算部１０５にそれぞれ供給する。
【００５５】
輝度生成部１０６は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタル信号に対して、１＋Ｚ-1等の特性を有するＬＰＦ（ローパスフィルタ）によって輝度信号Ｙを生成し、この輝度信号Ｙをニー処理部１０７及びニー変化率算出部１０８にそれぞれ供給する。
【００５６】
ニー処理部１０７は、輝度生成部１０６から供給される輝度信号Ｙに対して、この輝度信号Ｙの所定信号レベル（ニーポイント）以上の部分を圧縮するニー処理を施した後、ニー処理が施された輝度信号Ｙ’をニー変化率算出部１０８に供給する。
【００５７】
ニー変化率算出部１０８は、ニー処理部１０７から供給される輝度信号Ｙ’及び上述の輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙに基づいて、輝度信号レベルのニー処理による変化率Ｙ’／Ｙを算出し、算出された変化率Ｙ’／Ｙを乗算部１０５に供給する。
【００５８】
乗算部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタル信号と、ニー変化率算出部１０８から供給される変化率Ｙ’／Ｙとを乗算する。すなわち、輝度信号Ｙに変換される前のディジタルの映像信号に対して、輝度信号Ｙ’のニー処理による変化率Ｙ’／Ｙを乗算し、その結果をカメラプロセス部１０９に供給する。
【００５９】
カメラプロセス部１０９は、乗算部１０８から供給される乗算結果に対して、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行った後、最終的な輝度信号及び色差信号を生成しこれらを出力する。
【００６０】
以上の構成において、補色のＣＣＤ撮像素子１０２の場合には、図２（Ａ）に示されるように、互いに補色関係にある色（Ｙｅ（イエロー）、Ｃｙ（シアン）、Ｇ（グリーン）及びＭｇ（マゼンタ））の色フィルタが各画素に貼られている。この色フィルタを介して得られたＣＣＤ撮像素子１０２の出力信号（映像信号）は、色フィルタの上下２画素ずつ加算され、図２（Ｂ）に示されるように、色フィルタの上下２ラインで１ライン分の映像信号として撮像素子から出力される。なお、ここでは、補色の撮像素子について述べているが、撮像素子としては、原色のＲＧＢの色フィルタが貼られているものもある。
【００６１】
ここで、互いに補色関係にある色成分Ｙｅ、Ｃｙ及びＭｇは、それぞれ、以下に示す（式１）〜（式３）の関係を有している。
Ｙｅ＝Ｇ＋Ｒ ……（式１）
Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ ……（式２）
Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ ……（式３）
輝度生成部１０６は、図２（Ｂ）に示された映像信号のうち、各ライン毎に隣合う画素の平均をとることにより輝度信号Ｙを求める。
【００６２】
すなわち、輝度生成部１０６では、上述の（式１）〜（式３）に基づいて、以下の（式４）及び（式５）によって各ラインの輝度信号Ｙを生成する。
Ｙ≒[（Ｙｅ＋Ｍｇ）＋（Ｃｙ＋Ｇ）]／２＝（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）／２……（式４）
Ｙ≒[（Ｙｅ＋Ｇ）＋（Ｃｙ＋Ｍｇ）]／２＝（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）／２……（式５）
具体的には、輝度生成部１０６は、（１＋Ｚ-1）／２の特性を有するＬＰＦ（ローパスフィルタ）によって輝度信号Ｙを得る。
【００６３】
ニー処理部１０７は、輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙに対して、図３に実線で示されるような入出力特性に基づく信号レベルの変換を行うことにより、ニーポイントを超えるレベルの出力信号を圧縮するようなニー処理を施すことによりニー処理後の輝度信号Ｙ’を得る。因みに、図３において、破線はニー処理を行わない場合の入出力特性を示すものである。
【００６４】
この実施の形態の場合、ニーポイントＮＰを信号レベル「１００」として、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ）が「１００」以下である場合、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、以下に示す（式６）によって求められる。
（Ｙ’）＝Ｙ ……（式６）
これに対して、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ）が「１００」よりも大きい場合、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、以下に示す（式７）によって求められる。
（Ｙ’）＝１００＋（Ｙ−１００）／２ ……（式７）
従って、図３において、輝度信号Ｙの入力レベルが（Ａ）である場合、輝度信号Ｙは、ニー処理部１０７によって出力レベルが同レベルの（Ａ’）である輝度信号Ｙ’となるのに対して、輝度信号Ｙの入力レベルが（Ｂ）である場合、輝度信号Ｙは、ニー処理部１０７によって出力レベルが（Ｂ）よりも小さい出力レベル（Ｂ’）の輝度信号Ｙ’となる。
【００６５】
そして、ニー処理部１０７においてニー処理が施された結果である輝度信号Ｙ’と、ニー処理が施される前の輝度信号Ｙとの比（ニー変化率：Ｙ’／Ｙ）が、ニー変化率算出部１０８において算出される。
【００６６】
ニー変化率算出部１０８において算出されたニー変化率（Ｙ’／Ｙ）は、乗算部１０５においてＡ／Ｄ変換部１０４から出力されるディジタルの映像信号に対して乗算される。この結果、乗算部１０５に入力された映像信号は、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した変化が加えられたものとなる。因みに、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号をＡＤOUTとし、ニー処理部１０７から出力されるニー処理後の輝度信号をＹ’、輝度生成部１０６から出力される輝度信号をＹとすると、乗算部１０５から出力される映像信号は、ＡＤOUT（Ｙ’／Ｙ）によって求められる。
【００６７】
このようにして、ニー処理での輝度信号の変化量に追従して制御された映像信号から、カメラプロセス部１０９において、色差信号が生成される。この場合、カメラプロセス部１０９において算出される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、図２（Ｂ）に示された各画素のうち、隣接画素差分を求めることにより、以下に示す（式８）及び（式９）によって算出される。
Ｒ−Ｙ≒（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｃｙ＋Ｇ）＝（２Ｒ−Ｇ）’ ……（式８）
Ｂ−Ｙ≒（Ｙｅ＋Ｇ）−（Ｃｙ＋Ｍｇ）＝−（２Ｂ−Ｇ）’ ……（式９）
かかる色差信号に関して、奇数ラインを表わす（２Ｒ−Ｇ）’、偶数ラインを表わす−（２Ｂ−Ｇ）’の系のそれぞれにＹ’／Ｙという同じ係数が乗算されているため、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙの各系のバランスが保たれ、これにより色相が変わることがなくなる。
【００６８】
また、カメラプロセス部１０９において算出される輝度信号Ｙ’についても、（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’の系のそれぞれが後述する図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように同一の信号レベルとなる。従って、カメラプロセス部１０９において、輪郭補正及びガンマ補正等の各種信号処理を行っても、ライン濃淡や偽色のない良好な映像信号（輝度信号及び色差信号）を得ることができる。
【００６９】
因みに、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）、−（２Ｂ−Ｇ）及び輝度信号Ｙの信号レベル（Ｙ）を示すものである。
【００７０】
また、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、従来のニー処理後の（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’及び輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）を示すものである。
【００７１】
さらに、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態によるニー処理後のニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算された結果としての、（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’及び輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）を示すものである。この図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本実施の形態におけるカメラプロセス部１０９に供給される映像信号は、乗算部１０５において、同じニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算されていることにより、例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、ニー処理前の輝度信号に基づいて生成される輝度信号のレベルとして、（２Ｒ−Ｇ）系のライン及び（２Ｂ−Ｇ）系のラインがともに同じ輝度信号レベル「１１０」であったとすると、乗算器１０５から出力される映像信号に基づいて生成される輝度信号レベルも、（２Ｒ−Ｇ）系のライン及び（２Ｂ−Ｇ）系のラインがともに同じ輝度信号レベル「１０５」となる。
【００７２】
従って、カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、各ラインごとに一致しており、これにより、ライン濃淡の原因を改善することができる。また、色差信号レベルもニー処理前の各映像信号レベルに同じニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算された結果に基づいて算出されることとなり、これにより、（２Ｒ−Ｇ）系及び（２Ｂ−Ｇ）系の各画素の信号レベルのバランスが保たれることにより、カメラプロセス部１０９において生成された色差信号における偽色の原因を改善することができる。
【００７３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置１００によれば、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される、輝度成分及び色差成分を分離する前の映像信号に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素について、色相が変わらない状態を保ったままニー処理を行うことができる。
【００７４】
そして、ニー処理前後の輝度信号の変化率Ｙ’／ＹをＡ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に対して乗算することにより、映像信号の隣り合う各画素について、色相が変わらない状態を保ったまま、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した信号レベルの制御、すなわち隣り合う各画素のバランスを保ったままニー処理と等価の信号レベル制御を行うことができる。従って、カメラプロセス部１０９では、入力される映像信号の、互いに隣合う画素の信号レベルに基づいて、輝度信号及び色差信号を生成するようになされていることから、互いに隣り合う画素の信号レベルのバランスが保たれている信号に基づいて輝度信号及び色差信号が生成され、この結果、ライン濃淡や偽色の発生を防止することができる。
【００７５】
なお、上述の実施の形態においては、補色のＣＣＤ撮像素子１０２を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、原色のベイヤー配列の撮像素子等を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るビデオカメラの映像信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７７】
図４において映像信号処理装置２００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、輝度信号ＹＳＩＧ及び色差信号ＣＳＩＧを生成するＹＣ分離部２０１を設け、輝度生成部１０６を削除した構成となっている。
【００７８】
ＹＣ分離部２０１は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタルの映像信号に対して、上述の（式４）及び（式５）による演算を行うことにより、輝度信号ＹＳＩＧを生成するとともに、上述の（式８）及び（式９）によって色差信号ＣＳＩＧを生成する。
【００７９】
ニー処理部１０７は、ＹＣ分離部２０１から供給される輝度信号ＹＳＩＧに対して、ニー処理を施した後、この処理結果をニー変化率算出部１０８に供給する。ニー変化率算出部１０８は、図１について上述した場合と同様にして、輝度信号ＹＳＩＧとニー処理結果である輝度信号Ｙ’とに基づいて、ニー変化率Ｙ’／ＹＳＩＧを算出する。
【００８０】
乗算部１０５は、ニー変化率算出部１０８によって算出されたニー変化率Ｙ’／ＹＳＩＧと、ＹＣ分離部２０１から供給される色差信号ＣＳＩＧとを乗算する。この結果、色差信号ＣＳＩＧは、ニー処理による輝度信号の変化量に追従した変化が加えられた色差信号ＣＳＩＧ（Ｙ’／ＹＳＩＧ）となる。
【００８１】
このように、ＹＣ分離部２０１において既に分離された輝度信号ＹＳＩＧに対してニー処理が行われるとともに、ＹＣ分離部２０１において分離された色差信号ＣＳＩＧに対してニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）が乗算されることにより、カメラプロセス部１０９は、ニー処理が施された輝度信号Ｙ’及びニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）が乗算された色差信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成し、出力する。これにより、輝度信号Ｙ’におけるニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）に応じて補正された色差信号ＣＳＩＧ（Ｙ’／ＹＳＩＧ）を得ることができる。従って、輝度信号及び色差信号に対して個別にニー処理を行う場合に比べて、色相のバランスを保つことができる。
【００８２】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置２００によれば、輝度信号Ｙ’に対して施されたニー処理によるニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）を色差信号ＣＳＩＧに対してもフィードバックして、輝度信号Ｙ’に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、カメラプロセス部１０９におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相のバランスを保つことができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係るビデオカメラの映像信号処理装置３００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００８４】
図８において映像信号処理装置３００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、１画面中の輝度信号Ｙの平均値を算出する画面平均値生成部３０１を加えた構成となっている。
【００８５】
画面平均値生成部３０１は、輝度生成部１０６から供給される輝度信号Ｙに基づいて、その１画面分の平均値を算出し、算出結果が所定の基準値より大きいか否かによって、ニー処理部３０７において輝度信号Ｙに対して施されるニー処理のニーポイント（基準点）を変動させるようになされている。
【００８６】
すなわち、画面平均値生成部３０１は、１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅがある基準値Ｙｔｈより大きい場合、図９に示されるように、ニー処理部３０７におけるニーポイントを、基準のニーポイントＮから、ニーポイントＮ１に下げることにより、白い部分が多い画面の諧調を白い部分において十分に再現することができ、いわゆる白つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。
【００８７】
また、画面平均値生成部３０１は、１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅがある基準値Ｙｔｈより小さい場合、図９に示されるように、ニー処理部３０７におけるニーポイントを、基準のニーポイントＮから、ニーポイントＮ２に上げることにより、黒い部分が多い画面の諧調を黒い部分において十分に再現することができ、いわゆる黒つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。
【００８８】
このように、画面平均値生成部３０１によって生成された１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅに基づいてニーポイントＮを、変化させることにより、ニー処理部３０７における出力ダイナミックレンジを最大限に活用することができる。
【００８９】
この結果、被写体の諧調を良好に保つことができ、カメラプロセス部１０９において、ガンマ補正、輪郭補正等の各種信号処理を行っても、最終的な輝度信号及び色差信号は、被写体の明るさに追従した諧調の良好な信号となる。
【００９０】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置３００によれば、映像信号の各画素に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったままニー処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係るビデオカメラの映像信号処理装置４００の構成を示すブロック図である。但し、図８と同一の構成となるものについては、図８と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９２】
図１０において映像信号処理装置４００は、図８について上述した実施の形態３の映像信号処理装置３００に対して、画面平均値生成部３０１から出力される、画面中の輝度信号Ｙの平均値に基づいて、互いにニーポイントの異なる第１ニー処理部４０２又は第２ニー処理部４０３のいずれかをセレクタ４０４によって選択し、選択されたニー処理部からの出力を、ニー変化率算出部１０８に供給するようになされている。
【００９３】
例えば、第１ニー処理部４０２のニーポイントとして、図９に示されたニーポイントＮ１のように、低いニーポイントを設定しておき、また、第２ニー処理部４０３のニーポイントとして、図９に示されたニーポイントＮ２のように、高いニーポイントを設定しておく。
【００９４】
そして、画面平均値生成部３０１から出力される画面中の輝度信号Ｙの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも大きい場合、セレクタ４０４は、輝度信号の平均値に基づいて、第１ニー処理部４０２を選択する。これにより、高輝度で映像を鮮明に処理することができる。
【００９５】
また、これに対して、画面平均値生成部３０１から出力される画面中の輝度信号Ｙの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも小さい場合、セレクタ４０４は、輝度信号の平均値に基づいて、第２ニー処理部４０３を選択する。これにより、低輝度で映像を鮮明に処理することができる。
【００９６】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置４００によれば、映像信号の各画素に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったままニー処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。
【００９７】
なお、上述の実施の形態においては、ニーポイントの異なる２つのニー処理部（第１ニー処理部４０２及び第２ニー処理部４０３）を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに異なるニーポイントが設定されたさらに多くのニー処理部を設け、これらを、輝度信号Ｙの平均値に基づいて切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、さらに細かく輝度レベルに追従した諧調表現を行うことができ、一段と良好な画像を得ることができる。
【００９８】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係るビデオカメラの映像信号処理装置５００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９９】
図１１において映像信号処理装置５００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に対して、ホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御部５０２と、ホワイトバランス制御部５０２に対する、ホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部５０３を加えた点が異なる。
【０１００】
ホワイトバランスゲイン算出部５０３は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に基づいて、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ及び２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出し、算出結果をホワイトバランス制御部５０２に供給する。
【０１０１】
ホワイトバランス制御部５０２は、ホワイトバランスゲイン算出部５０３から供給されるホワイトバランスゲインに基づいて、各色毎にレベル調整を行うことにより、ホワイトバランス制御を行う。これにより、これにより、ホワイトバランス制御部５０２から、各色のバランスが調整された映像信号が出力される。
【０１０２】
輝度生成部１０６は、ホワイトバランス制御部５０２から出力されるホワイトバランス調整された映像信号の隣合う画素を用いて、上述の（式４）及び（式５）について上述した演算により輝度信号Ｙを生成し、これをニー処理部１０７及びニー変化率算出部１０８に供給する。
【０１０３】
これにより、ニー処理部１０７においては、ホワイトバランスが調整された輝度信号Ｙ、すなわち、各画素の信号レベルが適正に調整された輝度信号Ｙを基準にしたニー処理が行われる。また、ニー変化率算出部１０８においても、同様にして、ホワイトバランス調整された輝度信号Ｙと、輝度信号Ｙに基づいてニー処理された結果を基準として、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）を算出することができる。
【０１０４】
かくして、乗算部１０５によって、ホワイトバランス制御部５０２から出力されるホワイトバランス調整された映像信号に対して、ニー変化率（Ｙ’／Ｙ）を乗算することにより、ホワイトバランスが調整され、さらにホワイトバランスによる適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された信号がカメラプロセス部１０９に供給される。
【０１０５】
従って、カメラプロセス部１０９においては、乗算器１０５から供給される映像信号に基づいて、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行うことにより、ホワイトバランス調整され、さらにニー処理が適切に施された輝度信号及び色差信号が得られる。
【０１０６】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置５００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。この結果、図４（Ａ）及び（Ｂ）について上述したニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号Ｙに基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１０７】
（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態６に係るビデオカメラの映像信号処理装置６００の構成を示すブロック図である。但し、図１１と同一の構成となるものについては、図１１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１０８】
図１２において映像信号処理装置６００は、図１１について上述した実施の形態５の映像信号処理装置５００のホワイトバランスゲイン算出部５０３を、互いに特性の異なる２つのホワイトバランスゲイン算出部６０３及び６０４に代え、これらのいずれかを、信号レベル検出部６０２において検出された映像信号の信号レベルに基づいて切り換えるように構成されている。
【０１０９】
例えば、図１３に示されるように、信号レベル検出部６０２は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されるホワイトバランス調整前の映像信号の信号レベルを検出し、信号レベルがニーポイントである「１００」以上である場合には、ニーポイント以上であることを表わす信号をセレクタ６０５に供給することにより、セレクタ６０５によって、第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３の出力が選択される。また、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されるホワイトバランス調整前の映像信号の信号レベルがニーポイントである「１００」よりも小さい場合には、ニーポイントより小さい信号であることを表わす信号をセレクタ６０５に供給することにより、セレクタ６０５によって、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４の出力が選択される。因みに、ニーポイントは、ニー処理部１０７から信号レベル検出部６０２に対して供給される。
【０１１０】
第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３は、図１３に示されるように、ニー処理におけるニーポイント以上の信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ、２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３によって算出されたホワイトバランスゲインを用いてホワイトバランス調整された映像信号（ニーポイント以上のレベルの信号）に対してニー処理を行う場合には、図１３に示されるように、傾きが１／２である入出力特性に基づくニー処理が施される。従って、第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３によって算出されるホワイトバランスゲインは、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４において算出されるホワイトバランスゲインに対して１／２倍に重み付けされている。
【０１１１】
これに対して、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４は、ニー処理におけるニーポイントより小さい信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ、２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４によって算出されたホワイトバランスゲインを用いてホワイトバランス調整された映像信号（ニーポイントより小さいレベルの信号）に対してニー処理を行う場合には、図１３に示されるように、傾きが１である入出力特性に基づくニー処理が施される。
【０１１２】
かくして、ニー処理部１０７におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１１３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置６００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１１４】
（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係るビデオカメラの映像信号処理装置７００の構成を示すブロック図である。但し、図１１と同一の構成となるものについては、図１１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１１５】
図１４において映像信号処理装置７００は、図１１について上述した実施の形態５の映像信号処理装置５００のホワイトバランスゲイン算出部５０３において算出されるホワイトバランスゲインを、ニー処理部１０７におけるニーポイントを境に、重み付けするようになされている点が異なる。
【０１１６】
すなわち、図１４に示される映像信号処理装置７００は、輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙを、第１画面平均値生成部７０３及び第２画面平均値生成部７０４にそれぞれ供給する。
【０１１７】
第１画面平均値生成部７０３は、ニー処理部１０７のニーポイント以上の信号レベルについて１画面中の平均値を算出し、また、第２画面平均値生成部７０４は、ニー処理部１０７のニーポイントより小さい信号レベルについて１画面中の平均値を算出する。
【０１１８】
このとき、図１５に示されるように、ニー処理部１０７のニー処理におけるニーポイント以上の場合の特性が傾き１／２であり、また、ニーポイントより小さい場合の特性が傾き１である場合には、第１画面平均値生成部７０３の出力は、１画面中の輝度平均値を１／２倍に、また、第２画面平均値生成部７０４の出力は、１画面中の輝度平均値を１倍にするように、予め重み付けしておく。
【０１１９】
そして、ニーレベル検出部７０６は、ニー処理部１０７から供給される、ニー処理の対象である画素の信号レベルが、ニー処理のニーポイント以上の信号レベルであるか否かを判別し、ニーポイント以上の信号レベルである場合には、第１画面平均値生成部７０３の出力を選択し、また、ニーポイントより小さい信号レベルである場合には、第２画面平均値生成部７０４の出力を選択するように、セレクタ７０５を制御する。
【０１２０】
これにより、ホワイトバランスゲイン算出部５０３の出力では、ニー処理におけるニーポイントを境界に、第１画面平均値生成部７０３から供給される重み付け済みの平均値及び第２画面平均値生成部７０４から供給される重み付け済みの平均値を振り分けて、ホワイトバランスゲインを重み付けすることができる。
【０１２１】
かくして、ニー処理部１０７におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１２２】
従って、後段の輝度生成部１０６は、ホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理部１０７では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理を行うことができる。さらに、ニー変化率算出部１０８において算出される変化率（Ｙ’／Ｙ）もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率（Ｙ’／Ｙ）として算出される。
【０１２３】
従って、後段の乗算部１０５において、ホワイトバランス制御部５０２から出力される映像信号に対して、変化率（Ｙ’／Ｙ）を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１２４】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置７００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１２５】
なお、上述の実施の形態においては、２種類の画面平均値生成部（第１画面平均値生成部７０３及び第２画面平均値生成部７０４）を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに多数の画面平均値生成部を用意し、ニー処理のニー特性に応じて１画面の輝度平均値に重み付けをすることにより、一段と精度の高いホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１２６】
（実施の形態８）
図１６は、本発明の実施の形態８に係るビデオカメラの映像信号処理装置８００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１２７】
図１６において映像信号処理装置８００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００の構成において、乗算部１０５から出力される、ニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号のキズ補正を行うキズ補正部８０２を加えた点が映像信号処理装置１００と異なる。
【０１２８】
すなわち、キズ補正部８０２は、乗算部１０５から出力された映像信号に対して、映像信号の各画像ごとにその周辺画像との比較結果や画素ごとの信号レベルに基づいてキズ検出を行い、キズであると判断された画素の周辺画素の平均値に基づいて補間処理を施すことにより、キズ補正を行う。
【０１２９】
この場合、乗算部１０５から出力される映像信号は、カメラプロセス部１０９における輝度信号生成及び色差信号生成のためのフィルタ処理が施されていないことにより、キズ補正を高精度で行うことができる。
【０１３０】
例えば、カメラプロセス部１０９において、乗算器１０５から供給された映像信号に基づいて輝度信号を生成する場合、映像信号は、図２（Ｂ）について上述したように、色成分が各画素として配列されている状態であることにより、これらの隣接画素を用いて（式４）又は（式５）に示された演算によって輝度信号を生成する。
【０１３１】
このようなフィルタ処理を行った後に、あるキズ検出された画素に対して、その周辺画素の平均値を用いたキズ補正を行うと、輝度信号を生成するフィルタ処理の過程において、１画素分のキズが輝度信号を生成するために使用された隣接する画素にも広がることとなる。
【０１３２】
従って、この実施の形態の映像信号処理装置８００においては、カメラプロセス部１０９に入力される映像信号、すなわち、輝度信号及び色差信号を生成するためのフィルタ処理が施される前の映像信号に対して、キズ補正を行うことにより、キズが広がることなく、キズの補正を行うことができる。
【０１３３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置８００によれば、輝度信号及び色差信号を生成するためにフィルタ処理を伴わない乗算部１０５の出力信号に対してキズ補正を行うことができる。従って、キズが周囲の画素に広がることを軽減することができ、カメラプロセス部１０９において、キズ検出を正確に行うことができる。また、輝度信号及び色差信号を生成する前にキズ補正を行うことにより、輝度信号及び色差信号の各々に対してキズ補正用の回路を設ける必要がなくなり、この分、回路規模の増加を軽減することもできる。
【０１３４】
（実施の形態９）
図１７は、本発明の実施の形態９に係るビデオカメラの映像信号処理装置９００の構成を示すブロック図である。但し、図１６と同一の構成となるものについては、図１６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１３５】
図１７において映像信号処理装置９００は、図１６ついて上述した実施の形態８の映像信号処理装置８００の構成において、カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号及び色差信号を入力する画像処理部９０２を加えた構成となっている。
【０１３６】
この場合、映像信号処理装置９００は、例えば、製造ラインを流れる製品の状態を撮像し、これを画像処理部９０２に供給するようになされている。カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号及び色差信号は、図１について上述した映像信号処理装置１００の場合と同様にして、ニー処理によるライン濃淡や偽色が十分に低減されていることにより、その輝度信号及び色差信号を入力した画像処理部９０２では、撮像された画像の色及び輝度レベルを適切に判定することができる。従って、製造ラインを流れる製品の色や輝度レベルに基づいて良品又は不良品の判定を行う場合において、画像処理部９０２では、色や輝度レベルを誤判定する確立が格段に低くなり、正確な判定を行うことができる。
【０１３７】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置９００によれば、色の誤判定や輝度レベルの誤判定の少ない、高精度の画像処理を行うことができる。
【０１３８】
なお、上述の実施の形態においては、画像処理部９０２において、製造ラインを流れる製品の良品又は不良品を判定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、部屋への入退出者を画像処理によって判断したり、又は道路上を走る自動車のナンバープレートに表示されたナンバーを認識する場合等、種々の用途に使用することができる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すことにより、ニー処理を行った結果に基づいて輝度信号及び色差信号を生成する際に、隣接画素の加算結果に基づいて得られる輝度信号及び、隣接画素の差分に基づいて得られる色差信号を適切に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る撮像素子出力を説明するための略線図
【図３】実施の形態１に係るニー処理部のニー処理特性を説明するための略線図
【図４】ニー処理前の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図５】従来のニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図６】実施の形態１に係るニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図７】本発明の実施の形態２に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態３に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態６に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態６に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１４】本発明の実施の形態７に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態７に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１６】本発明の実施の形態８に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の実施の形態９に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１８】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００
映像信号処理装置
１０１ レンズ
１０２ ＣＣＤ撮像素子
１０３ 前処理部
１０４ Ａ／Ｄ変換部
１０５ 乗算部
１０６ 輝度生成部
１０７ ニー処理部
１０８ ニー変化率算出部
１０９ カメラプロセス部
２０１ ＹＣ分離部
３０１ 画面平均値生成部
４０２ 第１ニー処理部
４０３ 第２ニー処理部
４０４，６０５，７０５ セレクタ
５０２ ホワイトバランス制御部
５０３ ホワイトバランスゲイン算出部
６０２ 信号レベル検出部
６０３ 第１ホワイトバランスゲイン算出部
６０４ 第２ホワイトバランスゲイン算出部
７０３ 第１画面平均値生成部
７０４ 第２画面平均値生成部
７０６ ニーレベル検出部
８０２ キズ補正部
９０２ 画像処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関し、特にＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を介して得られた信号を処理する映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラにおいてＣＣＤ等の撮像素子を介して得られた３つの原色信号に対してニー処理を行う映像信号処理装置及び映像信号処理方法としては、特開平9-238359号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この従来の映像信号処理装置は、３板式撮像手段である各ＣＣＤから得られたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）の各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）に対して、ニー処理を施した後、ニー処理が施された信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成するようになされている。
【０００４】
すなわち、図１８は、従来の映像信号処理装置１０の構成を示すブロック図であり、この図１８に示されるように、撮像素子から供給された各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）は、それぞれ対応するガンマ補正回路１ａ、１ｂ及び１ｃに入力される。ガンマ補正回路１ａは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＲ信号に対して施す。
【０００５】
ニー回路２ａは、ガンマ補正回路１ａの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ａにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ａ及び色差信号生成回路５に供給される。
【０００６】
ホワイトクリップ回路３ａは、ニー回路２ａの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【０００７】
また、ガンマ補正回路１ｂは、ＣＲＴ等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＧ信号に対して施す。ニー回路２ｂは、ガンマ補正回路１ｂの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ｂにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ｂ及び色差信号生成回路５に供給される。
【０００８】
ホワイトクリップ回路３ｂは、ニー回路２ｂの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【０００９】
また、ガンマ補正回路１ｃは、ＣＲＴ等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正をＢ信号に対して施す。ニー回路２ｃは、ガンマ補正回路１ｃの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデオ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路２ｃにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路３ｃ及び色差信号生成回路５に供給される。
【００１０】
ホワイトクリップ回路３ｃは、ニー回路２ｃの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路４に供給する。
【００１１】
輝度信号生成回路４は、ホワイトクリップ回路３ａ、３ｂ及び３ｃから供給される信号に基づいて、輝度信号Ｙを生成する。また、色差信号生成回路５は、ニー回路２ａ、２ｂ及び２ｃから供給される信号に基づいて、マトリクス処理を行うことにより色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する。
【００１２】
輝度信号生成回路４及び色差信号生成回路５において生成された輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、ＣＲＴ等の表示装置に供給される。
【００１３】
このように、従来の映像信号処理装置１０においては、撮像手段を介して得られた各原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）に対して、それぞれ個別にニー処理を行うようになされている。
【００１４】
一方、従来のビデオカメラとして、１つのＣＣＤの入射面に、画素に対応して原色（Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー））又は補色（Ｙｅ（イエロー）、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）、Ｃｙ（シアン））の色フィルタを設け、これらのフィルタを介して光電変換された色信号に基づいて輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成するようになされた単板式のものがある。
【００１５】
この単板式のビデオカメラは、１つのＣＣＤ撮像素子を用いていることにより、光学系が小型となり、ビデオカメラ全体をコンパクトにまとめることができるという利点がある。この単板式のビデオカメラにおいても、一般的にはニー処理が施されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の単板式のビデオカメラにおいては、輝度信号及び色差信号を生成する前の、原色信号又は補色信号（以下、これらを映像信号と呼ぶ）に対して、それぞれガンマ補正、ニー処理及びホワイトクリップ等の色信号処理を施すことにより、例えば、ニー処理において信号の圧縮を行うか否かの境目になる信号レベル（ニーポイント（ニー処理の基準点））を超えるような部分が存在する映像信号に、ニーポイントを超えない部分が存在する場合には、その信号レベルがニーポイントを超えるか否かによってニー処理の特性が異なる。
【００１７】
このように、一連の映像信号において、ニー処理の特性が異なる部分が生じると、ニー処理が施された映像信号の連続した１画素毎の信号レベルの差分から色成分を生成する際に、色成分を適切に生成することが困難になるという問題があった。
【００１８】
また、ＣＣＤ撮像素子から得られた映像信号の連続した２画素分を加算し、それを基にして輝度信号を生成する場合においても、映像信号の信号レベルがニーポイントを超えるような被写体の中に、ニーポイントを超えない画素が混在する場合には、ニーポイントを超えるか否かでニー処理の特性が異なる。この結果、ニー処理後の映像信号を基に輝度信号を生成しようとすると、正確な輝度信号を得ることが困難になる場合があり、同一の被写体であっても、ライン毎に輝度レベルが変動するライン濃淡と呼ばれる現象が生じる問題があった。
【００１９】
さらに、ＣＣＤ撮像素子の出力信号から輝度信号及び色差信号を生成した後に、キズ補正を行うような場合には、輝度信号の生成及び色差信号の生成に伴って、フィルタ処理を行っていることにより、キズが周囲の画素に広がることとなり、適切なキズ検出を行うことが困難になるとともに、輝度信号用及び色差信号用にそれぞれキズ補正回路を設ける分、回路規模の増加につながるという問題があった。
【００２０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ニー処理を行っても、色成分（色差信号）及び輝度成分（輝度信号）を適切に生成することができる映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、ニー処理に伴う輝度信号の変化率を、映像信号に対して乗算し、乗算された結果から輝度信号及び色差信号を生成することにより、輝度信号及び色差信号を適切に生成することができる。
【００２５】
本発明の映像信号処理装置は、上記構成において、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出手段を具備し、前記ニー処理手段は、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性を変化させる構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値に基づいて、ニー処理の入出力特性であるニー特性を変化させることにより、白い部分が多い画像において白部分の諧調を適切に表現することが可能となり、また、黒い部分が多い画像において黒部分の諧調を適切に表現することができる。従って、画像において白つぶれや黒つぶれといった現象の発生を低減することができる。
【００２７】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記分離手段によって分離された色差信号に乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、輝度信号に対して施されたニー処理によるニー変化率を色差信号に対してもフィードバックして、輝度信号に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、映像信号処理手段におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相を保つことができる。
【００２９】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。この結果、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号に基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３１】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理手段と、前記ホワイトバランス調整手段に入力される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整手段を実行させるホワイトバランスゲイン決定手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。そして、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３３】
本発明の映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理手段と、前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出手段と、前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出手段と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整手段におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。従って、後段においてホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理部では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理を行うことができる。さらに、ニー変化率の算出において算出される変化率もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率として算出される。従って、ホワイトバランス調整手段から出力される映像信号に対して、変化率を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号を映像信号処理手段に供給することができる。
【００３７】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００３８】
この方法によれば、ニー処理に伴う輝度信号の変化率を、映像信号に対して乗算し、乗算された結果から輝度信号及び色差信号を生成することにより、輝度信号及び色差信号を適切に生成することができる。
【００３９】
本発明の映像信号処理方法は、上記方法において、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出工程を具備し、前記ニー処理工程では、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性が変化するようにした。
【００４０】
この方法によれば、輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値に基づいて、ニー処理の入出力特性であるニー特性を変化させることにより、白い部分が多い画像において白部分の諧調を適切に表現することが可能となり、また、黒い部分が多い画像において黒部分の諧調を適切に表現することができる。従って、画像において白つぶれや黒つぶれといった現象の発生を低減することができる。
【００４１】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離工程と、前記分離工程において分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記分離工程によって分離された色差信号に乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４２】
この方法によれば、輝度信号に対して施されたニー処理によるニー変化率を色差信号に対してもフィードバックして、その輝度信号に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、映像信号処理工程におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相を保つことができる。
【００４３】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４４】
この方法によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。この結果、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号に基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４５】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランス調整される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整工程を実行させるホワイトバランスゲイン決定工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４６】
この方法によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。そして、ニー処理を行うために生成される輝度信号に対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号に基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率が乗算された映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４７】
本発明の映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理工程と、前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出工程と、前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出工程と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整工程におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備するようにした。
【００４８】
この方法によれば、ニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。従って、後段においてホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理工程では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理が行われる。さらに、ニー変化率の算出において算出される変化率もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率として算出される。従って、ホワイトバランス調整工程から出力される映像信号に対して、その変化率を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号を映像信号処理工程において用いることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すことにより、ニー処理を行った結果に基づいて輝度信号及び色差信号を生成する際に、隣接画素同士の加算結果に基づいて得られる輝度信号及び、隣接画素同士の差分に基づいて得られる色差信号を適切に生成することである。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るビデオカメラの映像信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【００５２】
ビデオカメラにおいて、レンズ１０１を介して得られた被写体光は、単板式の撮像部を構成するＣＣＤ撮像素子１０２に入射される。ＣＣＤ撮像素子１０２は、被写体光を光電変換することにより得られるアナログの映像信号を前処理部１０３に供給する。
【００５３】
前処理部１０３は、ＣＣＤ撮像素子１０２から供給されるアナログの映像信号に対して、そのリセットノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路と、ＣＤＳ回路においてノイズ成分が除去された映像信号の振幅調整を行うことによってその信号レベルを一定とするＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路と、ＡＧＣ回路によって振幅調整された映像信号に対して、後段のＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換処理のためにクランプ処理を行うクランプ回路を含んでいる。
【００５４】
前処理部１０３から出力される映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０４に供給される。Ａ／Ｄ変換部１０４は、前処理部１０３から供給されるアナログの映像信号をディジタル信号に変換した後、これを輝度生成部１０６及び乗算部１０５にそれぞれ供給する。
【００５５】
輝度生成部１０６は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタル信号に対して、１＋Ｚ-1等の特性を有するＬＰＦ（ローパスフィルタ）によって輝度信号Ｙを生成し、この輝度信号Ｙをニー処理部１０７及びニー変化率算出部１０８にそれぞれ供給する。
【００５６】
ニー処理部１０７は、輝度生成部１０６から供給される輝度信号Ｙに対して、この輝度信号Ｙの所定信号レベル（ニーポイント）以上の部分を圧縮するニー処理を施した後、ニー処理が施された輝度信号Ｙ’をニー変化率算出部１０８に供給する。
【００５７】
ニー変化率算出部１０８は、ニー処理部１０７から供給される輝度信号Ｙ’及び上述の輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙに基づいて、輝度信号レベルのニー処理による変化率Ｙ’／Ｙを算出し、算出された変化率Ｙ’／Ｙを乗算部１０５に供給する。
【００５８】
乗算部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタル信号と、ニー変化率算出部１０８から供給される変化率Ｙ’／Ｙとを乗算する。すなわち、輝度信号Ｙに変換される前のディジタルの映像信号に対して、輝度信号Ｙ’のニー処理による変化率Ｙ’／Ｙを乗算し、その結果をカメラプロセス部１０９に供給する。
【００５９】
カメラプロセス部１０９は、乗算部１０８から供給される乗算結果に対して、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行った後、最終的な輝度信号及び色差信号を生成しこれらを出力する。
【００６０】
以上の構成において、補色のＣＣＤ撮像素子１０２の場合には、図２（Ａ）に示されるように、互いに補色関係にある色（Ｙｅ（イエロー）、Ｃｙ（シアン）、Ｇ（グリーン）及びＭｇ（マゼンタ））の色フィルタが各画素に貼られている。この色フィルタを介して得られたＣＣＤ撮像素子１０２の出力信号（映像信号）は、色フィルタの上下２画素ずつ加算され、図２（Ｂ）に示されるように、色フィルタの上下２ラインで１ライン分の映像信号として撮像素子から出力される。なお、ここでは、補色の撮像素子について述べているが、撮像素子としては、原色のＲＧＢの色フィルタが貼られているものもある。
【００６１】
ここで、互いに補色関係にある色成分Ｙｅ、Ｃｙ及びＭｇは、それぞれ、以下に示す（式１）〜（式３）の関係を有している。
Ｙｅ＝Ｇ＋Ｒ ……（式１）
Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ ……（式２）
Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ ……（式３）
輝度生成部１０６は、図２（Ｂ）に示された映像信号のうち、各ライン毎に隣合う画素の平均をとることにより輝度信号Ｙを求める。
【００６２】
すなわち、輝度生成部１０６では、上述の（式１）〜（式３）に基づいて、以下の（式４）及び（式５）によって各ラインの輝度信号Ｙを生成する。
Ｙ≒[（Ｙｅ＋Ｍｇ）＋（Ｃｙ＋Ｇ）]／２＝（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）／２……（式４）
Ｙ≒[（Ｙｅ＋Ｇ）＋（Ｃｙ＋Ｍｇ）]／２＝（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）／２……（式５）
具体的には、輝度生成部１０６は、（１＋Ｚ-1）／２の特性を有するＬＰＦ（ローパスフィルタ）によって輝度信号Ｙを得る。
【００６３】
ニー処理部１０７は、輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙに対して、図３に実線で示されるような入出力特性に基づく信号レベルの変換を行うことにより、ニーポイントを超えるレベルの出力信号を圧縮するようなニー処理を施すことによりニー処理後の輝度信号Ｙ’を得る。因みに、図３において、破線はニー処理を行わない場合の入出力特性を示すものである。
【００６４】
この実施の形態の場合、ニーポイントＮＰを信号レベル「１００」として、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ）が「１００」以下である場合、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、以下に示す（式６）によって求められる。
（Ｙ’）＝Ｙ ……（式６）
これに対して、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ）が「１００」よりも大きい場合、ニー処理部１０７から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、以下に示す（式７）によって求められる。
（Ｙ’）＝１００＋（Ｙ−１００）／２ ……（式７）
従って、図３において、輝度信号Ｙの入力レベルが（Ａ）である場合、輝度信号Ｙは、ニー処理部１０７によって出力レベルが同レベルの（Ａ’）である輝度信号Ｙ’となるのに対して、輝度信号Ｙの入力レベルが（Ｂ）である場合、輝度信号Ｙは、ニー処理部１０７によって出力レベルが（Ｂ）よりも小さい出力レベル（Ｂ’）の輝度信号Ｙ’となる。
【００６５】
そして、ニー処理部１０７においてニー処理が施された結果である輝度信号Ｙ’と、ニー処理が施される前の輝度信号Ｙとの比（ニー変化率：Ｙ’／Ｙ）が、ニー変化率算出部１０８において算出される。
【００６６】
ニー変化率算出部１０８において算出されたニー変化率（Ｙ’／Ｙ）は、乗算部１０５においてＡ／Ｄ変換部１０４から出力されるディジタルの映像信号に対して乗算される。この結果、乗算部１０５に入力された映像信号は、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した変化が加えられたものとなる。因みに、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号をＡＤOUTとし、ニー処理部１０７から出力されるニー処理後の輝度信号をＹ’、輝度生成部１０６から出力される輝度信号をＹとすると、乗算部１０５から出力される映像信号は、ＡＤOUT（Ｙ’／Ｙ）によって求められる。
【００６７】
このようにして、ニー処理での輝度信号の変化量に追従して制御された映像信号から、カメラプロセス部１０９において、色差信号が生成される。この場合、カメラプロセス部１０９において算出される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、図２（Ｂ）に示された各画素のうち、隣接画素差分を求めることにより、以下に示す（式８）及び（式９）によって算出される。
Ｒ−Ｙ≒（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｃｙ＋Ｇ）＝（２Ｒ−Ｇ）’ ……（式８）
Ｂ−Ｙ≒（Ｙｅ＋Ｇ）−（Ｃｙ＋Ｍｇ）＝−（２Ｂ−Ｇ）’ ……（式９）
かかる色差信号に関して、奇数ラインを表わす（２Ｒ−Ｇ）’、偶数ラインを表わす−（２Ｂ−Ｇ）’の系のそれぞれにＹ’／Ｙという同じ係数が乗算されているため、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙの各系のバランスが保たれ、これにより色相が変わることがなくなる。
【００６８】
また、カメラプロセス部１０９において算出される輝度信号Ｙ’についても、（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’の系のそれぞれが後述する図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように同一の信号レベルとなる。従って、カメラプロセス部１０９において、輪郭補正及びガンマ補正等の各種信号処理を行っても、ライン濃淡や偽色のない良好な映像信号（輝度信号及び色差信号）を得ることができる。
【００６９】
因みに、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、ニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）、−（２Ｂ−Ｇ）及び輝度信号Ｙの信号レベル（Ｙ）を示すものである。
【００７０】
また、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、従来のニー処理後の（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’及び輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）を示すものである。
【００７１】
さらに、図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態によるニー処理後のニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算された結果としての、（２Ｒ−Ｇ）系及び−（２Ｂ−Ｇ）系の隣り合う各画素Ｙｅ＋Ｍｇ及びＣｙ＋Ｇ、又は、Ｙｅ＋Ｇ及びＣｙ＋Ｍｇの映像信号レベル、色差信号レベル（２Ｒ−Ｇ）’、−（２Ｂ−Ｇ）’及び輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）を示すものである。この図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本実施の形態におけるカメラプロセス部１０９に供給される映像信号は、乗算部１０５において、同じニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算されていることにより、例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、ニー処理前の輝度信号に基づいて生成される輝度信号のレベルとして、（２Ｒ−Ｇ）系のライン及び（２Ｂ−Ｇ）系のラインがともに同じ輝度信号レベル「１１０」であったとすると、乗算器１０５から出力される映像信号に基づいて生成される輝度信号レベルも、（２Ｒ−Ｇ）系のライン及び（２Ｂ−Ｇ）系のラインがともに同じ輝度信号レベル「１０５」となる。
【００７２】
従って、カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号Ｙ’の信号レベル（Ｙ’）は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、各ラインごとに一致しており、これにより、ライン濃淡の原因を改善することができる。また、色差信号レベルもニー処理前の各映像信号レベルに同じニー変化率Ｙ’／Ｙが乗算された結果に基づいて算出されることとなり、これにより、（２Ｒ−Ｇ）系及び（２Ｂ−Ｇ）系の各画素の信号レベルのバランスが保たれることにより、カメラプロセス部１０９において生成された色差信号における偽色の原因を改善することができる。
【００７３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置１００によれば、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される、輝度成分及び色差成分を分離する前の映像信号に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素について、色相が変わらない状態を保ったままニー処理を行うことができる。
【００７４】
そして、ニー処理前後の輝度信号の変化率Ｙ’／ＹをＡ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に対して乗算することにより、映像信号の隣り合う各画素について、色相が変わらない状態を保ったまま、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した信号レベルの制御、すなわち隣り合う各画素のバランスを保ったままニー処理と等価の信号レベル制御を行うことができる。従って、カメラプロセス部１０９では、入力される映像信号の、互いに隣合う画素の信号レベルに基づいて、輝度信号及び色差信号を生成するようになされていることから、互いに隣り合う画素の信号レベルのバランスが保たれている信号に基づいて輝度信号及び色差信号が生成され、この結果、ライン濃淡や偽色の発生を防止することができる。
【００７５】
なお、上述の実施の形態においては、補色のＣＣＤ撮像素子１０２を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、原色のベイヤー配列の撮像素子等を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るビデオカメラの映像信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７７】
図４において映像信号処理装置２００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、輝度信号ＹＳＩＧ及び色差信号ＣＳＩＧを生成するＹＣ分離部２０１を設け、輝度生成部１０６を削除した構成となっている。
【００７８】
ＹＣ分離部２０１は、Ａ／Ｄ変換部１０４から供給されるディジタルの映像信号に対して、上述の（式４）及び（式５）による演算を行うことにより、輝度信号ＹＳＩＧを生成するとともに、上述の（式８）及び（式９）によって色差信号ＣＳＩＧを生成する。
【００７９】
ニー処理部１０７は、ＹＣ分離部２０１から供給される輝度信号ＹＳＩＧに対して、ニー処理を施した後、この処理結果をニー変化率算出部１０８に供給する。ニー変化率算出部１０８は、図１について上述した場合と同様にして、輝度信号ＹＳＩＧとニー処理結果である輝度信号Ｙ’とに基づいて、ニー変化率Ｙ’／ＹＳＩＧを算出する。
【００８０】
乗算部１０５は、ニー変化率算出部１０８によって算出されたニー変化率Ｙ’／ＹＳＩＧと、ＹＣ分離部２０１から供給される色差信号ＣＳＩＧとを乗算する。この結果、色差信号ＣＳＩＧは、ニー処理による輝度信号の変化量に追従した変化が加えられた色差信号ＣＳＩＧ（Ｙ’／ＹＳＩＧ）となる。
【００８１】
このように、ＹＣ分離部２０１において既に分離された輝度信号ＹＳＩＧに対してニー処理が行われるとともに、ＹＣ分離部２０１において分離された色差信号ＣＳＩＧに対してニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）が乗算されることにより、カメラプロセス部１０９は、ニー処理が施された輝度信号Ｙ’及びニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）が乗算された色差信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成し、出力する。これにより、輝度信号Ｙ’におけるニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）に応じて補正された色差信号ＣＳＩＧ（Ｙ’／ＹＳＩＧ）を得ることができる。従って、輝度信号及び色差信号に対して個別にニー処理を行う場合に比べて、色相のバランスを保つことができる。
【００８２】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置２００によれば、輝度信号Ｙ’に対して施されたニー処理によるニー変化率（Ｙ’／ＹＳＩＧ）を色差信号ＣＳＩＧに対してもフィードバックして、輝度信号Ｙ’に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、カメラプロセス部１０９におけるガンマ補正及び輪郭補正等を行った後の色差信号の色相のバランスを保つことができる。
【００８３】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係るビデオカメラの映像信号処理装置３００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００８４】
図８において映像信号処理装置３００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、１画面中の輝度信号Ｙの平均値を算出する画面平均値生成部３０１を加えた構成となっている。
【００８５】
画面平均値生成部３０１は、輝度生成部１０６から供給される輝度信号Ｙに基づいて、その１画面分の平均値を算出し、算出結果が所定の基準値より大きいか否かによって、ニー処理部３０７において輝度信号Ｙに対して施されるニー処理のニーポイント（基準点）を変動させるようになされている。
【００８６】
すなわち、画面平均値生成部３０１は、１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅがある基準値Ｙｔｈより大きい場合、図９に示されるように、ニー処理部３０７におけるニーポイントを、基準のニーポイントＮから、ニーポイントＮ１に下げることにより、白い部分が多い画面の諧調を白い部分において十分に再現することができ、いわゆる白つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。
【００８７】
また、画面平均値生成部３０１は、１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅがある基準値Ｙｔｈより小さい場合、図９に示されるように、ニー処理部３０７におけるニーポイントを、基準のニーポイントＮから、ニーポイントＮ２に上げることにより、黒い部分が多い画面の諧調を黒い部分において十分に再現することができ、いわゆる黒つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。
【００８８】
このように、画面平均値生成部３０１によって生成された１画面分の輝度平均値Ｙａｖｅに基づいてニーポイントＮを、変化させることにより、ニー処理部３０７における出力ダイナミックレンジを最大限に活用することができる。
【００８９】
この結果、被写体の諧調を良好に保つことができ、カメラプロセス部１０９において、ガンマ補正、輪郭補正等の各種信号処理を行っても、最終的な輝度信号及び色差信号は、被写体の明るさに追従した諧調の良好な信号となる。
【００９０】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置３００によれば、映像信号の各画素に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったままニー処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係るビデオカメラの映像信号処理装置４００の構成を示すブロック図である。但し、図８と同一の構成となるものについては、図８と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９２】
図１０において映像信号処理装置４００は、図８について上述した実施の形態３の映像信号処理装置３００に対して、画面平均値生成部３０１から出力される、画面中の輝度信号Ｙの平均値に基づいて、互いにニーポイントの異なる第１ニー処理部４０２又は第２ニー処理部４０３のいずれかをセレクタ４０４によって選択し、選択されたニー処理部からの出力を、ニー変化率算出部１０８に供給するようになされている。
【００９３】
例えば、第１ニー処理部４０２のニーポイントとして、図９に示されたニーポイントＮ１のように、低いニーポイントを設定しておき、また、第２ニー処理部４０３のニーポイントとして、図９に示されたニーポイントＮ２のように、高いニーポイントを設定しておく。
【００９４】
そして、画面平均値生成部３０１から出力される画面中の輝度信号Ｙの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも大きい場合、セレクタ４０４は、輝度信号の平均値に基づいて、第１ニー処理部４０２を選択する。これにより、高輝度で映像を鮮明に処理することができる。
【００９５】
また、これに対して、画面平均値生成部３０１から出力される画面中の輝度信号Ｙの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも小さい場合、セレクタ４０４は、輝度信号の平均値に基づいて、第２ニー処理部４０３を選択する。これにより、低輝度で映像を鮮明に処理することができる。
【００９６】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置４００によれば、映像信号の各画素に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったままニー処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。
【００９７】
なお、上述の実施の形態においては、ニーポイントの異なる２つのニー処理部（第１ニー処理部４０２及び第２ニー処理部４０３）を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに異なるニーポイントが設定されたさらに多くのニー処理部を設け、これらを、輝度信号Ｙの平均値に基づいて切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、さらに細かく輝度レベルに追従した諧調表現を行うことができ、一段と良好な画像を得ることができる。
【００９８】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５に係るビデオカメラの映像信号処理装置５００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９９】
図１１において映像信号処理装置５００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００に対して、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に対して、ホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御部５０２と、ホワイトバランス制御部５０２に対する、ホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部５０３を加えた点が異なる。
【０１００】
ホワイトバランスゲイン算出部５０３は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力される映像信号に基づいて、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ及び２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出し、算出結果をホワイトバランス制御部５０２に供給する。
【０１０１】
ホワイトバランス制御部５０２は、ホワイトバランスゲイン算出部５０３から供給されるホワイトバランスゲインに基づいて、各色毎にレベル調整を行うことにより、ホワイトバランス制御を行う。これにより、これにより、ホワイトバランス制御部５０２から、各色のバランスが調整された映像信号が出力される。
【０１０２】
輝度生成部１０６は、ホワイトバランス制御部５０２から出力されるホワイトバランス調整された映像信号の隣合う画素を用いて、上述の（式４）及び（式５）について上述した演算により輝度信号Ｙを生成し、これをニー処理部１０７及びニー変化率算出部１０８に供給する。
【０１０３】
これにより、ニー処理部１０７においては、ホワイトバランスが調整された輝度信号Ｙ、すなわち、各画素の信号レベルが適正に調整された輝度信号Ｙを基準にしたニー処理が行われる。また、ニー変化率算出部１０８においても、同様にして、ホワイトバランス調整された輝度信号Ｙと、輝度信号Ｙに基づいてニー処理された結果を基準として、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）を算出することができる。
【０１０４】
かくして、乗算部１０５によって、ホワイトバランス制御部５０２から出力されるホワイトバランス調整された映像信号に対して、ニー変化率（Ｙ’／Ｙ）を乗算することにより、ホワイトバランスが調整され、さらにホワイトバランスによる適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された信号がカメラプロセス部１０９に供給される。
【０１０５】
従って、カメラプロセス部１０９においては、乗算器１０５から供給される映像信号に基づいて、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行うことにより、ホワイトバランス調整され、さらにニー処理が適切に施された輝度信号及び色差信号が得られる。
【０１０６】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置５００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。この結果、図４（Ａ）及び（Ｂ）について上述したニー処理前の（２Ｒ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｍｇ、Ｃｙ＋Ｇ）及び、（２Ｂ−Ｇ）系の画素（Ｙｅ＋Ｇ、Ｃｙ＋Ｍｇ）の信号レベルは、ホワイトバランス制御によって適切に調整され、その結果である輝度信号Ｙに基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１０７】
（実施の形態６）
図１２は、本発明の実施の形態６に係るビデオカメラの映像信号処理装置６００の構成を示すブロック図である。但し、図１１と同一の構成となるものについては、図１１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１０８】
図１２において映像信号処理装置６００は、図１１について上述した実施の形態５の映像信号処理装置５００のホワイトバランスゲイン算出部５０３を、互いに特性の異なる２つのホワイトバランスゲイン算出部６０３及び６０４に代え、これらのいずれかを、信号レベル検出部６０２において検出された映像信号の信号レベルに基づいて切り換えるように構成されている。
【０１０９】
例えば、図１３に示されるように、信号レベル検出部６０２は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されるホワイトバランス調整前の映像信号の信号レベルを検出し、信号レベルがニーポイントである「１００」以上である場合には、ニーポイント以上であることを表わす信号をセレクタ６０５に供給することにより、セレクタ６０５によって、第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３の出力が選択される。また、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されるホワイトバランス調整前の映像信号の信号レベルがニーポイントである「１００」よりも小さい場合には、ニーポイントより小さい信号であることを表わす信号をセレクタ６０５に供給することにより、セレクタ６０５によって、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４の出力が選択される。因みに、ニーポイントは、ニー処理部１０７から信号レベル検出部６０２に対して供給される。
【０１１０】
第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３は、図１３に示されるように、ニー処理におけるニーポイント以上の信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ、２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３によって算出されたホワイトバランスゲインを用いてホワイトバランス調整された映像信号（ニーポイント以上のレベルの信号）に対してニー処理を行う場合には、図１３に示されるように、傾きが１／２である入出力特性に基づくニー処理が施される。従って、第１ホワイトバランスゲイン算出部６０３によって算出されるホワイトバランスゲインは、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４において算出されるホワイトバランスゲインに対して１／２倍に重み付けされている。
【０１１１】
これに対して、第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４は、ニー処理におけるニーポイントより小さい信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、１画面中の各色毎の平均値を算出し、平均値を基に２Ｒ−Ｇ、２Ｂ−Ｇの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第２ホワイトバランスゲイン算出部６０４によって算出されたホワイトバランスゲインを用いてホワイトバランス調整された映像信号（ニーポイントより小さいレベルの信号）に対してニー処理を行う場合には、図１３に示されるように、傾きが１である入出力特性に基づくニー処理が施される。
【０１１２】
かくして、ニー処理部１０７におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１１３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置６００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１１４】
（実施の形態７）
図１４は、本発明の実施の形態７に係るビデオカメラの映像信号処理装置７００の構成を示すブロック図である。但し、図１１と同一の構成となるものについては、図１１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１１５】
図１４において映像信号処理装置７００は、図１１について上述した実施の形態５の映像信号処理装置５００のホワイトバランスゲイン算出部５０３において算出されるホワイトバランスゲインを、ニー処理部１０７におけるニーポイントを境に、重み付けするようになされている点が異なる。
【０１１６】
すなわち、図１４に示される映像信号処理装置７００は、輝度生成部１０６において生成された輝度信号Ｙを、第１画面平均値生成部７０３及び第２画面平均値生成部７０４にそれぞれ供給する。
【０１１７】
第１画面平均値生成部７０３は、ニー処理部１０７のニーポイント以上の信号レベルについて１画面中の平均値を算出し、また、第２画面平均値生成部７０４は、ニー処理部１０７のニーポイントより小さい信号レベルについて１画面中の平均値を算出する。
【０１１８】
このとき、図１５に示されるように、ニー処理部１０７のニー処理におけるニーポイント以上の場合の特性が傾き１／２であり、また、ニーポイントより小さい場合の特性が傾き１である場合には、第１画面平均値生成部７０３の出力は、１画面中の輝度平均値を１／２倍に、また、第２画面平均値生成部７０４の出力は、１画面中の輝度平均値を１倍にするように、予め重み付けしておく。
【０１１９】
そして、ニーレベル検出部７０６は、ニー処理部１０７から供給される、ニー処理の対象である画素の信号レベルが、ニー処理のニーポイント以上の信号レベルであるか否かを判別し、ニーポイント以上の信号レベルである場合には、第１画面平均値生成部７０３の出力を選択し、また、ニーポイントより小さい信号レベルである場合には、第２画面平均値生成部７０４の出力を選択するように、セレクタ７０５を制御する。
【０１２０】
これにより、ホワイトバランスゲイン算出部５０３の出力では、ニー処理におけるニーポイントを境界に、第１画面平均値生成部７０３から供給される重み付け済みの平均値及び第２画面平均値生成部７０４から供給される重み付け済みの平均値を振り分けて、ホワイトバランスゲインを重み付けすることができる。
【０１２１】
かくして、ニー処理部１０７におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１２２】
従って、後段の輝度生成部１０６は、ホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理部１０７では、ホワイトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理を行うことができる。さらに、ニー変化率算出部１０８において算出される変化率（Ｙ’／Ｙ）もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率（Ｙ’／Ｙ）として算出される。
【０１２３】
従って、後段の乗算部１０５において、ホワイトバランス制御部５０２から出力される映像信号に対して、変化率（Ｙ’／Ｙ）を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１２４】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置７００によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号Ｙに対して、その信号レベルに応じたホワイトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号Ｙに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号をカメラプロセス部１０９に供給することができる。
【０１２５】
なお、上述の実施の形態においては、２種類の画面平均値生成部（第１画面平均値生成部７０３及び第２画面平均値生成部７０４）を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに多数の画面平均値生成部を用意し、ニー処理のニー特性に応じて１画面の輝度平均値に重み付けをすることにより、一段と精度の高いホワイトバランス調整を行うことができる。
【０１２６】
（実施の形態８）
図１６は、本発明の実施の形態８に係るビデオカメラの映像信号処理装置８００の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１２７】
図１６において映像信号処理装置８００は、図１について上述した実施の形態１の映像信号処理装置１００の構成において、乗算部１０５から出力される、ニー変化率（Ｙ’／Ｙ）が乗算された映像信号のキズ補正を行うキズ補正部８０２を加えた点が映像信号処理装置１００と異なる。
【０１２８】
すなわち、キズ補正部８０２は、乗算部１０５から出力された映像信号に対して、映像信号の各画像ごとにその周辺画像との比較結果や画素ごとの信号レベルに基づいてキズ検出を行い、キズであると判断された画素の周辺画素の平均値に基づいて補間処理を施すことにより、キズ補正を行う。
【０１２９】
この場合、乗算部１０５から出力される映像信号は、カメラプロセス部１０９における輝度信号生成及び色差信号生成のためのフィルタ処理が施されていないことにより、キズ補正を高精度で行うことができる。
【０１３０】
例えば、カメラプロセス部１０９において、乗算器１０５から供給された映像信号に基づいて輝度信号を生成する場合、映像信号は、図２（Ｂ）について上述したように、色成分が各画素として配列されている状態であることにより、これらの隣接画素を用いて（式４）又は（式５）に示された演算によって輝度信号を生成する。
【０１３１】
このようなフィルタ処理を行った後に、あるキズ検出された画素に対して、その周辺画素の平均値を用いたキズ補正を行うと、輝度信号を生成するフィルタ処理の過程において、１画素分のキズが輝度信号を生成するために使用された隣接する画素にも広がることとなる。
【０１３２】
従って、この実施の形態の映像信号処理装置８００においては、カメラプロセス部１０９に入力される映像信号、すなわち、輝度信号及び色差信号を生成するためのフィルタ処理が施される前の映像信号に対して、キズ補正を行うことにより、キズが広がることなく、キズの補正を行うことができる。
【０１３３】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置８００によれば、輝度信号及び色差信号を生成するためにフィルタ処理を伴わない乗算部１０５の出力信号に対してキズ補正を行うことができる。従って、キズが周囲の画素に広がることを軽減することができ、カメラプロセス部１０９において、キズ検出を正確に行うことができる。また、輝度信号及び色差信号を生成する前にキズ補正を行うことにより、輝度信号及び色差信号の各々に対してキズ補正用の回路を設ける必要がなくなり、この分、回路規模の増加を軽減することもできる。
【０１３４】
（実施の形態９）
図１７は、本発明の実施の形態９に係るビデオカメラの映像信号処理装置９００の構成を示すブロック図である。但し、図１６と同一の構成となるものについては、図１６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１３５】
図１７において映像信号処理装置９００は、図１６ついて上述した実施の形態８の映像信号処理装置８００の構成において、カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号及び色差信号を入力する画像処理部９０２を加えた構成となっている。
【０１３６】
この場合、映像信号処理装置９００は、例えば、製造ラインを流れる製品の状態を撮像し、これを画像処理部９０２に供給するようになされている。カメラプロセス部１０９から出力される輝度信号及び色差信号は、図１について上述した映像信号処理装置１００の場合と同様にして、ニー処理によるライン濃淡や偽色が十分に低減されていることにより、その輝度信号及び色差信号を入力した画像処理部９０２では、撮像された画像の色及び輝度レベルを適切に判定することができる。従って、製造ラインを流れる製品の色や輝度レベルに基づいて良品又は不良品の判定を行う場合において、画像処理部９０２では、色や輝度レベルを誤判定する確立が格段に低くなり、正確な判定を行うことができる。
【０１３７】
このように、本実施の形態の映像信号処理装置９００によれば、色の誤判定や輝度レベルの誤判定の少ない、高精度の画像処理を行うことができる。
【０１３８】
なお、上述の実施の形態においては、画像処理部９０２において、製造ラインを流れる製品の良品又は不良品を判定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、部屋への入退出者を画像処理によって判断したり、又は道路上を走る自動車のナンバープレートに表示されたナンバーを認識する場合等、種々の用途に使用することができる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すことにより、ニー処理を行った結果に基づいて輝度信号及び色差信号を生成する際に、隣接画素の加算結果に基づいて得られる輝度信号及び、隣接画素の差分に基づいて得られる色差信号を適切に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る撮像素子出力を説明するための略線図
【図３】実施の形態１に係るニー処理部のニー処理特性を説明するための略線図
【図４】ニー処理前の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図５】従来のニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図６】実施の形態１に係るニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図
【図７】本発明の実施の形態２に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態３に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態６に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態６に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１４】本発明の実施の形態７に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態７に係るニー処理部のニー特性を示す略線図
【図１６】本発明の実施の形態８に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の実施の形態９に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図１８】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００
映像信号処理装置
１０１ レンズ
１０２ ＣＣＤ撮像素子
１０３ 前処理部
１０４ Ａ／Ｄ変換部
１０５ 乗算部
１０６ 輝度生成部
１０７ ニー処理部
１０８ ニー変化率算出部
１０９ カメラプロセス部
２０１ ＹＣ分離部
３０１ 画面平均値生成部
４０２ 第１ニー処理部
４０３ 第２ニー処理部
４０４，６０５，７０５ セレクタ
５０２ ホワイトバランス制御部
５０３ ホワイトバランスゲイン算出部
６０２ 信号レベル検出部
６０３ 第１ホワイトバランスゲイン算出部
６０４ 第２ホワイトバランスゲイン算出部
７０３ 第１画面平均値生成部
７０４ 第２画面平均値生成部
７０６ ニーレベル検出部
８０２ キズ補正部
９０２ 画像処理部
Claims (12)
- 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算手段と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、
を具備することを特徴とする映像信号処理装置。 - 前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出手段を具備し、前記ニー処理手段は、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
- 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記分離手段によって分離された色差信号に乗算する乗算手段と、
前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理手段と、
を具備することを特徴とする映像信号処理装置。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、
前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、
を具備することを特徴とする映像信号処理装置。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、
前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理手段と、
前記ホワイトバランス調整手段に入力される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整手段を実行させるホワイトバランスゲイン決定手段と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、
を具備することを特徴とする映像信号処理装置。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、
前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理手段と、
前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出手段と、
前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出手段と、
前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整手段におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出手段と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、
を具備することを特徴とする映像信号処理装置。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、
前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、
前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算工程と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、
を具備することを特徴とする映像信号処理方法。 - 前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出工程を具備し、前記ニー処理工程では、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性が変化することを特徴とする請求項７に記載の映像信号処理方法。
- 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離工程と、
前記分離工程において分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、
前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記分離工程によって分離された色差信号に乗算する乗算工程と、
前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理工程と、
を具備することを特徴とする映像信号処理方法。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、
前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、
前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、
前記変化率算出工程によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、
を具備することを特徴とする映像信号処理方法。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、
前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、
前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理工程と、
前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランス調整される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整工程を実行させるホワイトバランスゲイン決定工程と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、
前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、
を具備することを特徴とする映像信号処理方法。 - 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、
前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、
前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第１又は第２の入出力特性でニー処理を行うニー処理工程と、
前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第１の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第１の平均値に対して、前記第１の入出力特性に対応した重み付けを行う第１の平均値算出工程と、
前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第２の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第２の平均値に対して、前記第２の入出力特性に対応した重み付けを行う第２の平均値算出工程と、
前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第１の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第１の平均値、又は前記第２の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第２の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整工程におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出工程と、
前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、
前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、
前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、
を具備することを特徴とする映像信号処理方法。
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