JP4439841B2 - Imaging apparatus and image processing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を用いた撮像装置及びその画像処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術及び半導体技術の進歩により、標準テレビ方式、例えばNTSC方式やPAL方式の動画像信号をディジタル記録する民生用ディジタルビデオ規格が提案されており、その応用として、デジタルビデオ記録再生装置と撮像装置とを一体化したディジタルビデオカメラが製品化されている。このようなディジタルビデオカメラでは、ディジタル記録という特徴を生かして、静止画記録機能を備えるものがある。また、コンピュータ等との接続のためにディジタルI/Fを具備し、撮影した画像をコンピュータに取り込む機能を有するものもある。更に、撮影した画像データを記憶する記録媒体を複数種具備し、撮影した画像の使用目的に応じて、所望の記録媒体を選択できるようになっているものもある。
【0003】
このような撮像装置において、記録された画像をテレビジョンで再生する場合は、その画像サイズはディジタルビデオ規格で定められるもの、例えば720×480画素でなんら問題は無いが、ディジタルI/Fを介して他のメディアに画像を転送する場合は、画質上の問題から、より多くの画素数が要求される場合がある。
【0004】
また撮像装置の高解像度化に伴って撮像素子の画素数も増大しており、このような撮像素子で読み取った全画素の情報を読み出すためには、より高い周波数の駆動信号により撮像素子を駆動する必要があるが、このような駆動信号の高周波化はS/Nの劣化や消費電力の増大を招くことになる。
【0005】
これに対して撮像素子の駆動周波数を低く抑えたまま撮像情報のデータレートを上げる方法の一つとして、エリア撮像素子であるCCDエリアセンサを撮像素子として使用し、その撮像エリアを複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立した電荷転送部、増幅器及び出力端子を持たせ、各CCDより撮像信号を並列に読み出す方法がある。
【0006】
この方法の欠点として、各領域の撮像信号を増幅する増幅器及び外部周辺回路の特性が均一でないために、各領域の画像を合成して一つの画像を生成した場合に、それ領域間での輝度レベル差による境界線が生じるなどの問題により、最終的に生成される画像の画質劣化が発生するという問題があった。
【0007】
これらの各領域ごとの不均一性による画質劣化を軽減する方法として、予め各領域の黒レベル及び標準白レベルを測定して補正係数を求めておき、撮像時にこの補正係数により不均一性を補正する方法が考えられている。
【0008】
【特許文献1】
特開平06−133331号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、白、黒の輝度レベルは改善されるが、彩度に関しては考慮されていないため、エリア撮像素子の各領域ごとの非線形性により領域間の境界で色味に差が出てしまうという現象が生じることがある。これは特に、十分な照度の被写体を撮影する場合には問題ないが、照度の低い被写体を撮影する場合には、映像信号の増幅の利得を上げる必要があり、この際、各領域の境界における僅かな色味の差が拡大されてしまい画質の劣化を招く結果となっていた。
【0010】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、エリア撮像素子により撮像された各領域の境界領域における色味の差を少なくした撮像装置及びその画像処理方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御手段とを有することを特徴とする。
【0012】
本発明の撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を、撮像領域の境界の明度差が抑制されるように異なる利得で増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記各撮像領域に対応した画像信号の彩度を制御する色信号制御手段と、を有することを特徴とする。
【0013】
本発明の撮像装置における画像処理方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御工程とを有することを特徴とする。
【0014】
本発明の撮像装置における画像処理方法は以下のような工程を備える。即ち、
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を、撮像領域の境界の明度差が抑制されるように異なる利得で増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記各撮像領域に対応した画像信号の彩度を制御する色信号制御工程と、を有することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
[実施に形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る単板ビデオカメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【0016】
図において、100はCCDエリアセンサで、その撮像領域が2つに分割されており、それぞれ出力端子107,108を有している。101,102は光電変換部及び垂直転送部、103,104は水平転送部であり、CCDエリアセンサ100の撮像領域の分割に対応して、それぞれ画面の略中心を境に左右に別々の撮像信号を処理するように設けられている。105,106はそれぞれ、CCDエリアセンサ100の左右の信号電荷を増幅して出力する出力アンプであり、これら出力アンプ105,106により増幅された左右のエリアに対応する信号電荷は各出力端子107,108から出力される。109,110は相関2重サンプルとA/D変換を行うアナログフロントエンド、111,112は黒レベルの検出及び黒レベルの補正部、113,114はゲインを調整するゲイン調整部、116は左右2チャネル(2系統)間の不均一性を検出するための段差評価値生成部、117は2系統の画像信号を合成して1枚の画像を生成する画面合成部である。115は制御部で、このビデオカメラ全体の動作を制御している。この制御部115は、マイクロコンピュータ等のCPU115a、CPU115aのプログラムやデータ等を格納しているプログラムメモリ115bを備えている。118はカメラ信号処理部で、映像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部120、色差信号の増幅器の利得を制御する色差ゲインアンプ121を備えており、ここで処理された信号は出力端子119から出力される。122は書き換え可能な不揮発性メモリである。
【0017】
次に、以上の構成を備える本実施の形態1に係るビデオカメラの動作について説明する。
【0018】
CCDエリアセンサ100上に結像された被写体像は、光電変換部101,102により電気信号に変換された後、水平転送路103,104により2系統に分割されて出力アンプ105,106に供給される。これら出力アンプ105,106は、CCDエリアセンサ100の左右の撮像領域に対応する信号電荷をそれぞれ増幅し、出力端子107,108を通して出力する。ここで出力端子107から得られる撮像信号を左チャネル信号、出力端子108から得られる撮像信号を右チャネル信号と呼ぶことにする。
【0019】
これら左右チャネル信号はそれぞれアナログフロントエンド109,110により相関二重サンプル処理及びA/D変換された後、黒レベル検出及び補正部111,112に供給される。黒レベル検出及び補正部111,112では、それぞれ各チャネル信号のうちダミー信号部分もしくはオプティカルブラック信号部分を用いて、左右チャネルの撮像信号の黒レベルがそれぞれディジタルデータの「0」と一致するように黒レベル補正が行われる。これにより、左右チャネル信号間のオフセット成分の誤差が除去されることになる。
【0020】
こうして黒レベルが補正された左右チャネル信号のそれぞれに対して、ゲイン調整部113,114によりゲイン調整が施される。このゲイン調整時において適用されるゲインの値は制御部115から供給される。従来のビデオカメラでは、低照度の環境下における撮像信号量のゲイン調整をアナログ回路により行っていた。しかしながら本実施の形態1のように、左右チャネルからなる2系統の撮像信号を取り扱うビデオカメラでは、アナログ回路によるゲイン調整を行うと左右チャネル間の撮像信号の不均一性の要因となり得る。このため本実施の形態1では、この左右チャネルのゲイン調整を、ゲイン調整部113,114を用いてデジタル演算により行っている。これにより、左右チャネルに対応する回路特性のばらつきや、経時変動、温度変動の影響を排除している。
【0021】
また、画像の明るさを調整するためのゲイン調整だけでなく、左右チャネルからなる2系統間のゲイン誤差の補正もここで行う。一般には、左右チャネル(2系統)間のゲインの差は、CCDエリアセンサ100の出力レベルの大きさに依存する。
【0022】
図3は、2系統(左右チャネル)間のゲインの差の一例を示す図である。
【0023】
図3の横軸は、CCD100の左チャネルの信号レベルを示し、縦軸はゲイン調整部114の入力信号(左チャネル)とゲイン調整部113の入力信号(右チャネル)の信号の比、即ち2系統間の信号レベルのゲイン差を表している。例えば、ある明るさの被写体を撮像したときのCCD100の左チャネルの信号レベルをL0とし、右チャネルの信号レベルをL0rightとすると、このときのゲイン比率E0は、次式(1)で与えられる。
【0024】
E0=L0right/L0 ...式(1)
図3に示すように、信号レベル(横軸)とゲイン差(縦軸)の関係が一定でないので、ゲイン補正量は固定値ではなく、ゲインの調整量に応じて、その補正量を変更する必要がある。本実施の形態1では、ゲイン調整後の信号に対し基準レベルLrefを設定し、ゲイン調整量に拘わらず、常にLrefで左右チャネル間のレベル差が「0」、即ち、左右各チャネルの信号がLrefに一致するようにゲイン補正を行う。このLrefとしては、基準白に対してγ補正後で75%程度のグレーレベルが選ばれる。
【0025】
例えば、CCD100の左チャネルの信号レベルがL0の時に、ゲイン調整部114の出力レベルがLrefになるようなゲイン調整量のとき、左チャネルのゲイン調整部114に与えるゲインA0は、次式(2)で表せる。
【0026】
A0=Lref/L0 ...式(2)
また、このとき右チャネルのゲイン調整部113に与えるゲインA0rightは、ゲイン補正量をC0として、次式(3)で表せる。
【0027】
A0right=A0×C0 ...式(3)
そしてC0は、式(1)乃至式(3)より次式(4)で求められる。
【0028】
C0=1/E0 ...式(4)
同様に、CCD100の左チャネルの信号レベルがL1の時に、ゲイン調整部114の出力レベルがLrefになるようなゲイン調整量のときのゲイン補正量C1は次式で求められる。
【0029】
C1=1/E1 ...式(5)
尚、ここでE1は、図3に示すように、左チャネルの信号レベルがL1の時の、右チャネルの信号レベル(L1right)とのゲイン差を示している(E1=L1right/L1)。
【0030】
図4は、ゲイン調整量に対するゲイン補正量の特性を説明する図である。
【0031】
図4において、A0は、左チャネルの信号レベルがL0の時に、ゲイン調整部114に与えるゲインを示し、A1は、左チャネルの信号レベルがL1の時に、ゲイン調整部114に与えるゲインを示している。またゲイン補正量C0,C1は、それぞれ上述の式(4)及び(5)で表わされる補正量に対応している。尚、この補正特性は、CCD100もしくはアナログフロントエンド109,110の部品ごとに異なる。
【0032】
次に、ゲイン補正特性の測定について述べる。
【0033】
段差評価値生成部116は、CCDエリアセンサ100の分割領域の境界付近において指定した矩形領域内の画素値を基に画面段差の評価値を算出し、その評価値を制御部115に出力する。
【0034】
図2は、この矩形領域の例を説明する図である。
【0035】
図に示すように、CCDエリアセンサ100の2分割された領域201,202の境界近傍に矩形領域203,204が設定されている。これら矩形領域203,204内の画素値が画面段差の評価に用いられる。CCD100は、単板でカラー画像を撮像するために、画素部にオンチップカラーフィルタが貼られている。このオンチップカラーフィルタは、例えば図2の205に示すような、RGBの配列である。段差評価値生成部116では、このうちの例えばG信号などの一色の画素値を選択して、その矩形領域内で平均値を計算し、この平均値が画面段差の評価値となる。
【0036】
ゲイン補正特性の測定時は、明るさが一様な被写体をCCDエリアセンサ100により撮像し、制御部115よりゲイン調整部113及び114に、同一のゲイン(A0,A1)乗数を設定して行う。矩形領域203内の画素の平均レベルが左チャネルの信号レベル、矩形領域204内の画素の平均レベルが右チャネルの信号レベルとして、制御部115に出力される。制御部115では、左チャネルのレベル(L0)を基準にして右チャネルのゲイン補正量(A0right)を前述の式(3)のようにして算出する。このような測定を、CCD100から出力される信号レベルに対して、所定の時間間隔で行うことにより、ゲイン補正データを生成する。制御部115は、こうして生成されたゲイン補正データを、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの書き換え可能な不揮発メモリ122に格納する。このようなゲイン補正データの生成は、例えば工場調整時などに実行される。
【0037】
図5は、本実施の形態1に係るビデオカメラにおける、被写体の明るさに対するアナログフロントエンド109,110の出力特性を説明する図である。
【0038】
同図において、502は理想特性を示しており、この理想特性によれば、被写体の明るさに対してアナログフロントエンド109,110の出力が線形に変化している。しかしながら一般に、CCDエリアセンサ100からA/D変換に至るまでの系のリニアリティは様々な要因により劣化し、例えば図5の501で示されるような複雑な非線形特性をもつ場合がある。前述のゲイン補正では、検出されたG信号を基に補正する場合を例に挙げたが、R及びB信号に関しても同様にして実施できる。しかしながら、その場合にはG信号の場合とは異なる非線形特性をもつ場合があり、このために被写体の明るさに対して色合いが変化するという問題がある。更に、このような非線形特性を、低い次数の関数によって近似すると、場合によっては最適な近似解が得られない。この非線形特性による色づきは、通常の撮影では目立たないものの、被写体の照度が低い場合などに増幅回路において利得を高くした際にRGB信号の差分が増幅されて目立ってくる。そこで、ゲイン調整部113,114において利得を高くした場合に、色づきを改善する処理が必要となる。
【0039】
図6は、ゲイン調整部113,114における利得制御に従って行われる色差ゲインアンプ121の利得制御を説明する図であり、図中の横軸はゲイン調整部113,114に与える利得、縦軸は色差ゲインアンプ121の色飽和度、即ち、色差ゲインアンプ121における利得を示している。そして図中のAは、色差ゲインアンプ121における利得と色飽和度との関係に基づく制御特性を示している。
【0040】
制御部115は、撮影された画像の輝度レベルを、輝度レベル検出部120からの情報に基づいて検知し、輝度レベルが低い場合にはゲイン調整部113,114に与える利得を大きくし、逆に輝度レベルが高い場合にはゲイン調整部113,114に与える利得を小さくすることによってフィードバックループを構成し、露出制御を行う。例えば十分に照度の高い被写体を撮影した場合、ゲイン調整部113,114に与える利得は0dBとなり、極めて照度の低い被写体を撮影した場合、ゲイン調整部113,114に与える利得は10dBまで上げる。このような制御によって撮影された画像の露出レベルが適正に保たれる。
【0041】
次に、色差ゲインアンプ121からの色飽和度情報に基づく制御について説明する。
【0042】
通常、色差信号は、規定の信号レベルで出力端子119から出力されるが、制御部115による制御によって、色差ゲインアンプ121における出力信号レベルを可変できる構成となっている。即ち、図6において、縦軸の100%とは通常の出力レベルを表し、同じく縦軸の40%とは通常の0.4倍の信号レベルで出力端子119から出力することを表している。
【0043】
図7は、本実施の形態1に係るビデオカメラの制御部115による処理を説明するフローチャートで、ここではゲイン調整部113,114を用いた露出制御と色差ゲインアンプ121の出力レベルの制御処理が示されている。尚、この処理を実行するプログラムは、制御部115のプログラムメモリ115bに記憶されており、このプログラムに基づくCPU115aの制御の下で実行される。
【0044】
制御が開始されるとまずステップS1で、輝度レベル検出部120によって検出された撮像信号の輝度が基準値よりも高いかどうかを判定する。基準値よりも高い場合はステップS3に進み、ゲイン調整部113,114の利得を下げる。一方、ステップS1で基準値よりも低い場合はステップS2に進み、ゲイン調整部113、114の利得を上げる。こうしてステップS2或いはS3を実行するとステップS4に進み、ステップS2或いはS3で決定された利得から、色差ゲインアンプ121の利得を演算により求める(例えば図6の例で示す様に)。そしてステップS5に進み、その求めた利得に応じて色差ゲインアンプ121を制御する。
【0045】
尚、この色差ゲインアンプ121の利得制御に際しては、CPU115aは、ゲイン調整部113,114に与える利得と、それに対応する色差ゲインアンプ121の利得とを記憶しているテーブルを有し、このテーブルデータを基に補間処理を行って、色差ゲインアンプ121の利得を決定している。このテーブルは制御部115のメモリ115bに記憶されている。
【0046】
この処理を図6を参照して説明すると、ゲイン調整部113,114に与える利得(横軸)に従って色差ゲインアンプ121の色飽和度(利得)は、制御特性Aに従って制御される。即ち、利得0dBの場合には100%で、ゲイン調整部113,114に与える利得が3dBになると下降を始め、ゲイン調整部113,114に与える利得が9dBまでは略線形に低下する。これは前段の信号の利得の増大により増加したノイズ成分を抑える働きをする。そして利得が9dBになると、40%にまで低下する。そして、それ以上の利得では、色差ゲインアンプ121の色飽和度(利得)は40%を維持したままである。即ち、ゲイン調整部113,114の利得が低い状態では、撮像された画像の色は濃いままであるが、ゲイン調整部113,114の利得が上がるに従って色が薄くなり、非線形特性による色づきを目立たなくする働きをする。
【0047】
尚、この図6における数値はあくまでも一例であり、このままの数値でなくとも良いし、ゲイン調整部113、114の利得は使用者が設定するものでも構わない。
【0048】
以上説明したように本実施の形態1によれば、映像信号を増幅する際の利得に応じて、最終的に出力する映像信号の彩度を変えることにより、照度の低い被写体を撮影した場合でも、エリア撮像素子からの各領域の出力信号の差分による境界を目立たなくし、各領域間での色の段差を無くすことができた。
【0049】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係るビデオカメラの構成を示すブロック図であり、前述の図1と共通する部分は同じ番号示し、それらの説明を省略する。
【0050】
不図示の結像光学系によりCCDエリアセンサ100上に結像された被写体像は、CCD100により電気信号に変換され、不図示の駆動タイミング発生回路から供給される駆動パルスに応じて出力端子107,108より出力される。これら左右チャネルの画像信号は、アナログフロントエンド109,110によりアナログ信号処理を施された後A/D変換され、黒レベル補正回路911,912及び黒レベル差検出回路913に供給される。黒レベル差検出回路913では、左右チャネルの画像信号から黒レベルの差を検出し、各チャネル用の補正係数を計算する。これら補正係数は黒レベル補正回路911,912に供給され、黒レベルの差が補正される。これら黒レベル差の検出には、CCDセンサ100のオプティカルブラック画素の信号が用いられる。この黒レベル差の検出と補正値の計算は、所定の時期に一度だけ実施し、こうして得られた補正係数をメモリ920に記憶することで、以後の撮影時には、これらの検出及び補正値の演算を行わずに、メモリ920に記憶された補正係数に基づいて黒レベル差が補正される。
【0051】
次に、こうして黒レベルが補正された各信号は、白レベル補正回路914,915及び白レベル差検出回路916に供給される。白レベル差検出回路914では、左右チャネルの画像信号から白レベルの差を検出し、各チャネル毎の補正係数を計算する。これら補正係数は、白レベル補正回路914,915に供給され白レベルの差が補正される。この白レベル差の検出には、CCDセンサ100に標準白レベルが得られるような一様な光を照射し、その時の画像信号が用いられる。この白レベルの差の検出と補正値の計算は、所定の時期に一度だけ実施され、こうして得られた補正係数をメモリ921に記憶しておくことにより、以後の撮影時には、これらの検出は行わずにメモリ921に記憶された補正係数を用いて白レベル差の補正が行われる。
【0052】
こうして白レベルが補正された信号は、画面合成回路917にて左右の画像が合成されて一枚の画像とされた後、カメラ信号処理回路918にてγ補正処理、輪郭補正処理、色補正処理などが施され、輝度信号及び色差信号として出力端子919から出力される。922は低輝度色抑圧回路で、画像中の輝度レベルに応じて色信号を抑圧する。
【0053】
前述した実施の形態1では、一般に、CCDエリアセンサ100からA/D変換109,110に至るまでの系のリニアリティは、様々な要因により劣化し、例えば図5の501で示すような複雑な非線形特性をもつ場合があり、R及びB信号に関してG信号とは異なる非線形特性をもつものでは、分割領域間の色の差となって現れる。この色の差は画像中の輝度レベルが高い部分に関しては信号レベルに対して相対的に小さいために目立ちにくいが、画像中の輝度レベルが低い部分に関しては信号レベルに対して相対的に大きくなるため問題となる。即ち、分割された領域の境界部に画像中の暗部がある場合、その部分で境界が目立ってしまう。
【0054】
そこで本実施の形態2では、カメラ信号処理部918に低輝度色抑圧回路922を設けることにより、この問題を解決している。
【0055】
図9は、本実施の形態2に係る低輝度色抑圧回路922を説明するブロック図である。
【0056】
図において、1001は色差マトリクス回路で、RGB信号を色差信号に変換している。1002は低輝度検出回路で、画像中の輝度信号Yの低輝度部を検出している。1003は色抑圧回路で、色差マトリクス回路1001の出力である色差信号(R−Y,R−Y)の信号レベルを抑圧する。1004はY/C・MIX回路で、色差信号(R−Y,R−Y)と輝度信号Yとを合成してビデオ信号として出力している。低輝度検出回路1002は、入力された輝度信号Yから輝度の情報を生成し、色抑圧回路1003に抑圧信号1005を出力する。
【0057】
一方、色差マトリクス回路1001から出力される色差信号は、色抑圧回路1003において、抑圧信号1005に応じて所定の信号レベルに抑圧される。こうして抑圧された色差信号(R−Y,R−Y)と輝度信号Yは、Y/C・MIX回路1004において合成され、ビデオ信号として出力される。この低輝度検出回路1002は、例えば図11に示す特性に従って色抑圧信号1005を出力する。
【0058】
図10は、本実施の形態2に係る低輝度検出回路1002における輝度信号レベルと色抑圧レベルとの関係を示すグラフ図である。
【0059】
図中の横軸は、検出された輝度信号Yの信号レベルを示し、縦軸は色抑圧回路1003の出力となる色差信号レベルを示している。この図10に示すように、画像中の輝度信号レベルが極めて小さい暗部では、出力される色差信号は極めて「0」に近くなっている。輝度信号レベルがY0までは、その出力する色差信号はCRまで略線形に増加し、Y0よりも大きい輝度信号では、色差信号はCRのままとなる。従って、画像中の暗部では色が薄くなるため、分割された各領域の境界部に暗部がある場合でも、各領域間での色付きの差が目立たなくなる。
【0060】
尚、図9において、色差マトリクス回路1001から出力される色信号は、色差信号(R−Y,R−Y)として説明したが、この色信号は色差信号以外でも構わない。また図10では、輝度信号レベルと色抑圧の変化を斜めの直線で示したが、この変化は段階的であっても良い。
【0061】
図11は、本実施の形態2に係るカメラ信号処理部918における処理を説明するフローチャートである。
【0062】
ここではまずステップS11で、低輝度検出回路1002により検出した輝度が所定の輝度以下であるかどうかをみる。そうであればステップS12に進み、その検出した輝度に応じて抑圧信号1005の値を決定する。そしてステップS13に進み、その決定した抑圧信号1005を色抑圧回路1003に出力して、色差信号の色成分を抑える。そしてステップS15に進む。
【0063】
一方、ステップS11で、低輝度検出回路1002により検出した輝度が所定の輝度以下でなければステップS14に進み、抑圧信号1005をほとんど「0」にするか、或いは出力しない。これにより色差成分はそのまま出力される。こうしてステップS15に進み、輝度信号成分と色信号成分とを合成し、その合成した結果を出力する。
【0064】
以上説明したように本実施の形態2によれば、画像中の低輝度部の輝度レベルに応じて画像信号全体の信号レベルを調整し、その調整に応じて画像信号の彩度を変更することにより、画像中の輝度が低い部分においても、エリア撮像素子からの各領域の画像信号の輝度や色の差分による境界を目立たなくし、各領域間に生じる目立った段差を無くすことができた。
【0065】
[他の実施の形態]
本発明の目的は前述したように、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM,CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
【0066】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
【0067】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エリア撮像素子により撮像された各領域の境界領域における色味の差を少なくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態におけるエリア撮像素子の領域境界部の矩形領域を説明する図である。
【図3】本実施の形態における左右チャネルの撮像信号レベルとチャネル間のゲイン差との関係を説明する図である。
【図4】本実施の形態に係るゲイン調整部における、ゲイン調整量に対するゲイン補正量の関係を説明する図である。
【図5】本実施の形態に係る被写体の明るさとアナログフロントエンドの出力との関係を説明する図である。
【図6】本実施の形態1におけるゲイン調整部における利得に対する色差ゲインアンプの利得(色飽和度)を説明する図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係るビデオカメラにおけるゲイン調整に伴う色差ゲインアンプの利得制御を説明するフローチャートである。
【図8】本発明の実施の形態2に係るビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態2に係る低輝度色抑圧回路の構成を説明するブロック図である。
【図10】本実施の形態2の低輝度色抑圧回路における制御特性を説明する図である。
【図11】本実施の形態2に係るカメラ信号処理部における制御処理を説明するフローチャートである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus using an imaging element and an image processing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the advancement of digital signal processing technology and semiconductor technology, consumer digital video standards for digitally recording standard television, for example, NTSC and PAL video signals have been proposed. Digital video cameras in which a device and an imaging device are integrated have been commercialized. Some digital video cameras have a still image recording function by taking advantage of the feature of digital recording. Some have a digital I / F for connection to a computer or the like, and have a function of taking a captured image into the computer. In addition, there are some recording media that store captured image data, and a desired recording medium can be selected according to the intended use of the captured image.
[0003]
In such an image pickup apparatus, when a recorded image is reproduced on a television, the image size is determined by the digital video standard, for example, 720 × 480 pixels, but there is no problem, but the image is not received via a digital I / F. When transferring images to other media, a larger number of pixels may be required due to image quality problems.
[0004]
In addition, the number of pixels of the image sensor has increased as the resolution of the image sensor has increased, and in order to read the information of all pixels read by such an image sensor, the image sensor is driven by a higher frequency drive signal. However, such a high frequency drive signal leads to S / N degradation and increased power consumption.
[0005]
On the other hand, as one method of increasing the data rate of imaging information while keeping the driving frequency of the imaging device low, a CCD area sensor that is an area imaging device is used as the imaging device, and the imaging area is divided into a plurality of areas. There is a method of dividing and providing an independent charge transfer unit, amplifier and output terminal in each region, and reading out the imaging signals from each CCD in parallel.
[0006]
The disadvantage of this method is that the characteristics of the amplifier that amplifies the image pickup signal in each area and the external peripheral circuit are not uniform. There has been a problem that image quality degradation of the finally generated image occurs due to a problem such as a boundary line due to a level difference.
[0007]
As a method of reducing image quality degradation due to non-uniformity in each area, the correction coefficient is obtained by measuring the black level and standard white level of each area in advance, and the non-uniformity is corrected by this correction coefficient during imaging. A way to do it is considered.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-133331
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, although the brightness levels of white and black are improved, saturation is not taken into consideration, so there is a difference in color tone at the boundary between regions due to the nonlinearity of each region of the area image sensor. The phenomenon of coming out may occur. This is not a problem especially when shooting a subject with sufficient illuminance, but when shooting a subject with low illuminance, it is necessary to increase the gain of the amplification of the video signal. As a result, a slight difference in color was enlarged, resulting in deterioration of image quality.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described conventional example, and an object thereof is to provide an imaging apparatus and an image processing method therefor, in which a difference in color in a boundary region of each area imaged by an area imaging element is reduced.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The imaging device of the present invention has the following configuration. That is,
An imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
Amplifying means for amplifying the image signal corresponding to each imaging region;
And color signal control means for controlling the saturation of the image signal in accordance with the gain of the amplification means.
[0012]
The imaging device of the present invention has the following configuration. That is,
An imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
The image signal corresponding to each imaging area , With different gain so that the brightness difference of the border of the imaging area is suppressed Amplifying means for amplifying;
Of the amplification means each Said according to the gain Corresponding to each imaging area And color signal control means for controlling the saturation of the image signal.
[0013]
The image processing method in the imaging apparatus of the present invention includes the following steps. That is, an image processing method in an imaging apparatus that includes an area imaging device having a plurality of output terminals and processes an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
An amplification step for amplifying an image signal corresponding to each imaging region;
And a color signal control step of controlling the saturation of the image signal in accordance with the gain of the amplification step.
[0014]
The image processing method in the imaging apparatus of the present invention includes the following steps. That is,
An image processing method in an imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
The image signal corresponding to each imaging area , With different gain so that the brightness difference of the border of the imaging area is suppressed An amplification step to amplify;
Of the amplification step each Said according to the gain Corresponding to each imaging area And a color signal control step for controlling the saturation of the image signal.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a single-panel video camera according to Embodiment 1 of the present invention.
[0016]
In the figure, reference numeral 100 denotes a CCD area sensor, whose imaging area is divided into two, and has output terminals 107 and 108, respectively. Reference numerals 101 and 102 denote photoelectric conversion units and vertical transfer units. Reference numerals 103 and 104 denote horizontal transfer units. In accordance with the division of the imaging area of the CCD area sensor 100, separate imaging signals on the left and right sides of the approximate center of the screen. Is provided to process. Reference numerals 105 and 106 denote output amplifiers that amplify and output the left and right signal charges of the CCD area sensor 100. The signal charges corresponding to the left and right areas amplified by the output amplifiers 105 and 106 are output to the output terminals 107 and 106, respectively. 108. 109 and 110 are analog front ends that perform A / D conversion with correlated double samples, 111 and 112 are black level detection and black level correction units, 113 and 114 are gain adjustment units that adjust the gain, and 116 is two left and right units. A step evaluation value generation unit 117 for detecting non-uniformity between channels (two systems) is a screen synthesis unit that synthesizes two systems of image signals to generate one image. A control unit 115 controls the operation of the entire video camera. The control unit 115 includes a CPU 115a such as a microcomputer, and a program memory 115b that stores programs and data of the CPU 115a. A camera signal processing unit 118 includes a luminance level detection unit 120 that detects the luminance level of the video signal, and a color difference gain amplifier 121 that controls the gain of the amplifier of the color difference signal. The signal processed here is an output terminal 119. Is output from. Reference numeral 122 denotes a rewritable nonvolatile memory.
[0017]
Next, the operation of the video camera according to the first embodiment having the above configuration will be described.
[0018]
The subject image formed on the CCD area sensor 100 is converted into an electrical signal by the photoelectric conversion units 101 and 102, then divided into two systems by the horizontal transfer paths 103 and 104, and supplied to the output amplifiers 105 and 106. The These output amplifiers 105 and 106 amplify the signal charges corresponding to the left and right imaging areas of the CCD area sensor 100, respectively, and output them through output terminals 107 and 108. Here, an imaging signal obtained from the output terminal 107 is referred to as a left channel signal, and an imaging signal obtained from the output terminal 108 is referred to as a right channel signal.
[0019]
These left and right channel signals are subjected to correlated double sample processing and A / D conversion by analog front ends 109 and 110, respectively, and then supplied to black level detection and correction units 111 and 112. The black level detection and correction units 111 and 112 respectively use the dummy signal portion or the optical black signal portion of each channel signal so that the black level of the left and right channel imaging signals coincides with “0” of the digital data. Black level correction is performed. Thereby, the error of the offset component between the left and right channel signals is removed.
[0020]
The gain adjustment sections 113 and 114 perform gain adjustment on the left and right channel signals whose black levels have been corrected in this way. A gain value applied during the gain adjustment is supplied from the control unit 115. In a conventional video camera, gain adjustment of the amount of image pickup signal in a low illuminance environment is performed by an analog circuit. However, as in the first embodiment, in a video camera that handles two systems of imaging signals consisting of left and right channels, if the gain adjustment is performed by an analog circuit, it may cause nonuniformity of imaging signals between the left and right channels. For this reason, in the first embodiment, the gain adjustment of the left and right channels is performed by digital calculation using the gain adjustment units 113 and 114. This eliminates the influence of variations in circuit characteristics corresponding to the left and right channels, temporal variation, and temperature variation.
[0021]
Further, not only the gain adjustment for adjusting the brightness of the image but also the correction of the gain error between the two systems consisting of the left and right channels is performed here. In general, the difference in gain between the left and right channels (two systems) depends on the output level of the CCD area sensor 100.
[0022]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a gain difference between two systems (left and right channels).
[0023]
3 represents the signal level of the left channel of the CCD 100, and the vertical axis represents the ratio of the signal of the input signal (left channel) of the gain adjusting unit 114 to the signal of the input signal (right channel) of the gain adjusting unit 113, that is, 2. The signal level gain difference between systems is shown. For example, assuming that the signal level of the left channel of the CCD 100 when an object of a certain brightness is imaged is L0 and the signal level of the right channel is L0right, the gain ratio E0 at this time is given by the following equation (1).
[0024]
E0 = L0right / L0 ... Formula (1)
As shown in FIG. 3, since the relationship between the signal level (horizontal axis) and the gain difference (vertical axis) is not constant, the gain correction amount is not a fixed value, but is changed according to the gain adjustment amount. There is a need. In the first embodiment, the reference level Lref is set for the signal after gain adjustment. Regardless of the gain adjustment amount, the level difference between the left and right channels is always “0” regardless of the gain adjustment amount. Gain correction is performed so as to match Lref. As this Lref, a gray level of about 75% is selected after γ correction with respect to the reference white.
[0025]
For example, when the signal level of the left channel of the CCD 100 is L0 and the gain adjustment amount is such that the output level of the gain adjustment unit 114 becomes Lref, the gain A0 given to the gain adjustment unit 114 of the left channel is expressed by the following equation (2 ).
[0026]
A0 = Lref / L0 ... Formula (2)
The gain A0right given to the right channel gain adjusting unit 113 at this time can be expressed by the following equation (3), where the gain correction amount is C0.
[0027]
A0right = A0 × C0 ... Formula (3)
C0 is obtained by the following equation (4) from the equations (1) to (3).
[0028]
C0 = 1 / E0 ... Formula (4)
Similarly, when the signal level of the left channel of the CCD 100 is L1, the gain correction amount C1 when the gain adjustment amount is such that the output level of the gain adjusting unit 114 becomes Lref is obtained by the following equation.
[0029]
C1 = 1 / E1 (5)
Here, as shown in FIG. 3, E1 indicates a gain difference from the signal level (L1right) of the right channel when the signal level of the left channel is L1 (E1 = L1right / L1).
[0030]
FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics of the gain correction amount with respect to the gain adjustment amount.
[0031]
In FIG. 4, A0 represents the gain given to the gain adjustment unit 114 when the left channel signal level is L0, and A1 represents the gain given to the gain adjustment unit 114 when the left channel signal level is L1. Yes. The gain correction amounts C0 and C1 correspond to the correction amounts represented by the above-described equations (4) and (5), respectively. This correction characteristic differs for each component of the CCD 100 or the analog front end 109, 110.
[0032]
Next, measurement of gain correction characteristics will be described.
[0033]
The step evaluation value generation unit 116 calculates the evaluation value of the screen step based on the pixel value in the rectangular area designated near the boundary of the divided area of the CCD area sensor 100 and outputs the evaluation value to the control unit 115.
[0034]
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the rectangular area.
[0035]
As shown in the figure, rectangular areas 203 and 204 are set in the vicinity of the boundary between the two divided areas 201 and 202 of the CCD area sensor 100. The pixel values in these rectangular areas 203 and 204 are used for evaluating the screen level difference. The CCD 100 has an on-chip color filter attached to a pixel portion in order to capture a color image with a single plate. The on-chip color filter has an RGB arrangement as shown by 205 in FIG. The step evaluation value generation unit 116 selects a pixel value of one color, for example, G signal, and calculates an average value within the rectangular area, and this average value becomes the evaluation value of the screen step.
[0036]
When measuring the gain correction characteristic, an object with uniform brightness is imaged by the CCD area sensor 100, and the control unit 115 sets the same gain (A0, A1) multiplier to the gain adjustment units 113 and 114. . The average level of the pixels in the rectangular area 203 is output to the control unit 115 as the left channel signal level, and the average level of the pixels in the rectangular area 204 is output as the right channel signal level. The control unit 115 calculates the right channel gain correction amount (A0right) using the left channel level (L0) as a reference according to the above-described equation (3). Gain correction data is generated by performing such measurement at a predetermined time interval on the signal level output from the CCD 100. The control unit 115 stores the gain correction data thus generated in a rewritable nonvolatile memory 122 such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Such generation of gain correction data is executed, for example, during factory adjustment.
[0037]
FIG. 5 is a diagram illustrating the output characteristics of the analog front ends 109 and 110 with respect to the brightness of the subject in the video camera according to the first embodiment.
[0038]
In the figure, reference numeral 502 denotes an ideal characteristic. According to this ideal characteristic, the outputs of the analog front ends 109 and 110 change linearly with respect to the brightness of the subject. However, in general, the linearity of the system from the CCD area sensor 100 to A / D conversion deteriorates due to various factors, and may have a complicated nonlinear characteristic as shown by 501 in FIG. 5, for example. In the above-described gain correction, a case where correction is performed based on the detected G signal has been described as an example, but the same can be applied to the R and B signals. However, in that case, there may be a nonlinear characteristic different from that in the case of the G signal. For this reason, there is a problem that the hue changes with the brightness of the subject. Furthermore, when such a nonlinear characteristic is approximated by a low-order function, an optimal approximate solution cannot be obtained in some cases. Although coloring by this non-linear characteristic is not conspicuous in normal photographing, when the gain is increased in the amplifier circuit when the illuminance of the subject is low, the difference between the RGB signals becomes noticeable. Therefore, when gain is increased in the gain adjusting units 113 and 114, a process for improving coloring is required.
[0039]
FIG. 6 is a diagram for explaining the gain control of the color difference gain amplifier 121 performed according to the gain control in the gain adjustment units 113 and 114, in which the horizontal axis represents the gain given to the gain adjustment units 113 and 114, and the vertical axis represents the color difference. The color saturation of the gain amplifier 121, that is, the gain in the color difference gain amplifier 121 is shown. A in the figure indicates control characteristics based on the relationship between the gain and color saturation in the color difference gain amplifier 121.
[0040]
The control unit 115 detects the luminance level of the photographed image based on the information from the luminance level detection unit 120. If the luminance level is low, the control unit 115 increases the gain given to the gain adjustment units 113 and 114, and conversely. When the luminance level is high, a feedback loop is formed by reducing the gain applied to the gain adjusting sections 113 and 114, and exposure control is performed. For example, when a subject with sufficiently high illuminance is photographed, the gain given to the gain adjusters 113 and 114 is 0 dB. When a subject with extremely low illuminance is photographed, the gain given to the gain adjusters 113 and 114 is increased to 10 dB. The exposure level of the image photographed by such control is kept appropriate.
[0041]
Next, control based on the color saturation information from the color difference gain amplifier 121 will be described.
[0042]
Normally, the color difference signal is output from the output terminal 119 at a specified signal level, but the output signal level in the color difference gain amplifier 121 can be varied by control by the control unit 115. That is, in FIG. 6, 100% on the vertical axis represents a normal output level, and 40% on the vertical axis represents output from the output terminal 119 at a signal level that is 0.4 times the normal level.
[0043]
FIG. 7 is a flowchart for explaining processing by the control unit 115 of the video camera according to the first embodiment. Here, exposure control using the gain adjustment units 113 and 114 and output level control processing of the color difference gain amplifier 121 are performed. It is shown. A program for executing this processing is stored in the program memory 115b of the control unit 115, and is executed under the control of the CPU 115a based on this program.
[0044]
When the control is started, first, in step S1, it is determined whether or not the luminance of the imaging signal detected by the luminance level detection unit 120 is higher than a reference value. When it is higher than the reference value, the process proceeds to step S3, and the gains of the gain adjusting units 113 and 114 are lowered. On the other hand, if it is lower than the reference value in step S1, the process proceeds to step S2, and the gains of the gain adjusting units 113 and 114 are increased. When step S2 or S3 is executed in this way, the process proceeds to step S4, and the gain of the color difference gain amplifier 121 is obtained by calculation from the gain determined in step S2 or S3 (for example, as shown in the example of FIG. 6). In step S5, the color difference gain amplifier 121 is controlled in accordance with the obtained gain.
[0045]
In the gain control of the color difference gain amplifier 121, the CPU 115a has a table storing gains to be given to the gain adjusting units 113 and 114 and gains of the color difference gain amplifier 121 corresponding to the gains. The gain of the color difference gain amplifier 121 is determined by performing interpolation processing based on the above. This table is stored in the memory 115b of the control unit 115.
[0046]
This process will be described with reference to FIG. 6. The color saturation (gain) of the color difference gain amplifier 121 is controlled according to the control characteristic A according to the gain (horizontal axis) given to the gain adjusting units 113 and 114. That is, when the gain is 0 dB, it is 100%, and when the gain given to the gain adjusting units 113 and 114 becomes 3 dB, the gain starts decreasing, and the gain given to the gain adjusting units 113 and 114 decreases substantially linearly until 9 dB. This serves to suppress noise components that have increased due to an increase in the gain of the previous stage signal. And when the gain becomes 9 dB, it decreases to 40%. At higher gains, the color saturation (gain) of the color difference gain amplifier 121 remains at 40%. That is, in the state where the gains of the gain adjusting units 113 and 114 are low, the color of the captured image is dark, but the color becomes lighter as the gains of the gain adjusting units 113 and 114 are increased, and the coloring due to the non-linear characteristics is noticeable. Work to lose.
[0047]
Note that the numerical values in FIG. 6 are merely examples, and the numerical values may not be as they are, and the gains of the gain adjusting units 113 and 114 may be set by the user.
[0048]
As described above, according to the first embodiment, even when a subject with low illuminance is photographed by changing the saturation of the video signal to be finally output according to the gain when the video signal is amplified. The boundary due to the difference in the output signal of each area from the area image sensor is made inconspicuous, and the color step between the areas can be eliminated.
[0049]
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the video camera according to Embodiment 2 of the present invention. The parts common to those in FIG.
[0050]
A subject image formed on the CCD area sensor 100 by an imaging optical system (not shown) is converted into an electrical signal by the CCD 100, and output terminals 107, according to drive pulses supplied from a drive timing generation circuit (not shown). 108. These left and right channel image signals are subjected to analog signal processing by the analog front ends 109 and 110 and are then A / D converted and supplied to the black level correction circuits 911 and 912 and the black level difference detection circuit 913. The black level difference detection circuit 913 detects a black level difference from the image signals of the left and right channels, and calculates a correction coefficient for each channel. These correction coefficients are supplied to the black level correction circuits 911 and 912 to correct the difference in black level. For detection of these black level differences, signals of optical black pixels of the CCD sensor 100 are used. The detection of the black level difference and the calculation of the correction value are performed only once at a predetermined time, and the correction coefficient obtained in this way is stored in the memory 920, so that the detection and correction value calculation are performed at the time of subsequent photographing. And the black level difference is corrected based on the correction coefficient stored in the memory 920.
[0051]
Next, each signal whose black level is corrected in this way is supplied to a white level correction circuit 914, 915 and a white level difference detection circuit 916. The white level difference detection circuit 914 detects a white level difference from the image signals of the left and right channels, and calculates a correction coefficient for each channel. These correction coefficients are supplied to the white level correction circuits 914 and 915 to correct the difference in white level. To detect this white level difference, the CCD sensor 100 is irradiated with uniform light that provides a standard white level, and the image signal at that time is used. The detection of the white level difference and the calculation of the correction value are performed only once at a predetermined time, and the correction coefficient obtained in this way is stored in the memory 921, so that these detections are performed at the time of subsequent photographing. Instead, the white level difference is corrected using the correction coefficient stored in the memory 921.
[0052]
The signal whose white level is corrected in this way is combined into a single image by combining the left and right images in the screen combining circuit 917, and then the γ correction processing, contour correction processing, and color correction processing are performed in the camera signal processing circuit 918. Are output from the output terminal 919 as a luminance signal and a color difference signal. A low luminance color suppression circuit 922 suppresses a color signal according to the luminance level in the image.
[0053]
In the first embodiment described above, generally, the linearity of the system from the CCD area sensor 100 to the A / D conversions 109 and 110 deteriorates due to various factors, for example, a complex nonlinearity as indicated by 501 in FIG. In the case where the R and B signals have non-linear characteristics different from those of the G signal, the color difference between the divided areas appears. This difference in color is not noticeable because it is relatively small with respect to the signal level in the portion with a high luminance level in the image, but becomes relatively large with respect to the signal level in a portion with a low luminance level in the image Therefore, it becomes a problem. That is, when there is a dark part in the image at the boundary of the divided area, the boundary becomes conspicuous at that part.
[0054]
Therefore, in the second embodiment, this problem is solved by providing a low luminance color suppression circuit 922 in the camera signal processing unit 918.
[0055]
FIG. 9 is a block diagram illustrating the low luminance color suppression circuit 922 according to the second embodiment.
[0056]
In the figure, reference numeral 1001 denotes a color difference matrix circuit, which converts RGB signals into color difference signals. Reference numeral 1002 denotes a low luminance detection circuit, which detects a low luminance portion of the luminance signal Y in the image. Reference numeral 1003 denotes a color suppression circuit that suppresses the signal level of the color difference signals (RY, RY), which is the output of the color difference matrix circuit 1001. Reference numeral 1004 denotes a Y / C • MIX circuit which synthesizes the color difference signals (R−Y, R−Y) and the luminance signal Y and outputs them as a video signal. The low luminance detection circuit 1002 generates luminance information from the input luminance signal Y and outputs a suppression signal 1005 to the color suppression circuit 1003.
[0057]
On the other hand, the color difference signal output from the color difference matrix circuit 1001 is suppressed to a predetermined signal level by the color suppression circuit 1003 in accordance with the suppression signal 1005. The suppressed color difference signals (R−Y, R−Y) and the luminance signal Y are combined in the Y / C • MIX circuit 1004 and output as a video signal. The low luminance detection circuit 1002 outputs a color suppression signal 1005 in accordance with, for example, the characteristics shown in FIG.
[0058]
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the luminance signal level and the color suppression level in the low luminance detection circuit 1002 according to the second embodiment.
[0059]
In the drawing, the horizontal axis indicates the signal level of the detected luminance signal Y, and the vertical axis indicates the color difference signal level that is the output of the color suppression circuit 1003. As shown in FIG. 10, in the dark portion where the luminance signal level in the image is extremely small, the output color difference signal is very close to “0”. Until the luminance signal level reaches Y0, the output color difference signal increases approximately linearly to CR, and for luminance signals larger than Y0, the color difference signal remains CR. Therefore, since the color is light in the dark part in the image, even if there is a dark part at the boundary part of each divided area, the difference in coloring between the areas becomes inconspicuous.
[0060]
In FIG. 9, the color signal output from the color difference matrix circuit 1001 has been described as the color difference signal (RY, RY), but the color signal may be other than the color difference signal. In FIG. 10, the change in the luminance signal level and the color suppression is shown by an oblique straight line, but this change may be stepwise.
[0061]
FIG. 11 is a flowchart for explaining processing in the camera signal processing unit 918 according to the second embodiment.
[0062]
Here, first, in step S11, it is determined whether or not the luminance detected by the low luminance detection circuit 1002 is equal to or lower than a predetermined luminance. If so, the process proceeds to step S12, and the value of the suppression signal 1005 is determined according to the detected luminance. In step S13, the determined suppression signal 1005 is output to the color suppression circuit 1003 to suppress the color component of the color difference signal. Then, the process proceeds to step S15.
[0063]
On the other hand, if the luminance detected by the low luminance detection circuit 1002 is not less than the predetermined luminance in step S11, the process proceeds to step S14, and the suppression signal 1005 is almost set to “0” or is not output. As a result, the color difference component is output as it is. Thus, the process proceeds to step S15, where the luminance signal component and the color signal component are combined, and the combined result is output.
[0064]
As described above, according to the second embodiment, the signal level of the entire image signal is adjusted according to the luminance level of the low luminance part in the image, and the saturation of the image signal is changed according to the adjustment. As a result, even in a low-luminance portion of the image, the boundary due to the difference in luminance and color of the image signal of each area from the area image sensor can be made inconspicuous, and a conspicuous step generated between the areas can be eliminated.
[0065]
[Other embodiments]
As described above, the object of the present invention is to provide a system or apparatus with a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the embodiment, and the computer of the system or apparatus (or CPU or MPU) stores it. It is also achieved by reading and executing the program code stored on the medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. As a storage medium for supplying such a program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM Etc. can be used.
[0066]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code Includes a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing.
[0067]
Furthermore, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the function is determined based on the instruction of the program code. This includes the case where the CPU of the expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the color difference in the boundary region between the regions imaged by the area image sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a video camera according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a rectangular region at a region boundary portion of the area image sensor according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between imaging signal levels of left and right channels and a gain difference between channels in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a gain adjustment amount and a gain adjustment amount in a gain adjustment unit according to the present embodiment;
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the brightness of a subject and the output of an analog front end according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining a gain (color saturation) of a color difference gain amplifier with respect to a gain in a gain adjustment unit according to the first embodiment;
FIG. 7 is a flowchart illustrating gain control of the color difference gain amplifier accompanying gain adjustment in the video camera according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a video camera according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a low luminance color suppression circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining control characteristics in the low luminance color suppression circuit according to the second embodiment;
FIG. 11 is a flowchart illustrating a control process in a camera signal processing unit according to the second embodiment.

Claims (14)

複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を、撮像領域の境界の明度差が抑制されるように異なる利得で増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記各撮像領域に対応した画像信号の彩度を制御する色信号制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
Amplifying means for amplifying the image signal corresponding to each imaging region with a different gain so as to suppress the brightness difference at the boundary of the imaging region ;
Color signal control means for controlling the saturation of the image signal corresponding to each imaging region according to each gain of the amplification means;
An imaging device comprising:
前記エリア撮像素子は、撮像領域を水平方向に分割し、分割した領域に対応した画像信号を前記出力端子から出力し、前記増幅手段は、前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される複数の画像信号をそれぞれ独立して増幅することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。  The area imaging device divides an imaging region in a horizontal direction, outputs an image signal corresponding to the divided region from the output terminal, and the amplifying unit outputs a plurality of output signals from each output terminal of the area imaging device The imaging apparatus according to claim 1, wherein the image signals are independently amplified. 前記色信号制御手段は、前記増幅手段における前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さくすることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。  The imaging apparatus according to claim 1, wherein the color signal control unit decreases the saturation of the image signal as the gain in the amplification unit increases. 前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出手段と、
前記輝度検出手段により検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出手段により検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御手段とを更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
Brightness detection means for detecting the brightness of each image signal corresponding to each imaging region;
Control means for increasing the gain when the brightness detected by the brightness detection means is less than or equal to a predetermined amount, and for reducing the gain when the brightness detected by the brightness detection means is greater than or equal to the predetermined amount. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御手段と、
前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出手段と、
前記輝度検出手段により検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出手段により検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記利得の補正情報を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶された前記補正情報を参照して前記利得を変更する様に制御することを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
Amplifying means for amplifying the image signal corresponding to each imaging region;
Color signal control means for controlling the saturation of the image signal in accordance with the gain of the amplification means;
Brightness detection means for detecting the brightness of each image signal corresponding to each imaging region;
Control means for increasing the gain when the brightness detected by the brightness detection means is less than or equal to a predetermined amount, and for reducing the gain when the brightness detected by the brightness detection means is greater than or equal to the predetermined amount. And
Wherein said control means includes a storage means for storing correction information of the gain, the storage means you and controls so as to change the gain by referring to the correction information stored in an imaging apparatus.
前記色信号制御手段は、前記増幅手段における前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さくすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。6. The imaging apparatus according to claim 5, wherein the color signal control unit decreases the saturation of the image signal as the gain in the amplification unit increases. 複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を、撮像領域の境界の明度差が抑制されるように異なる利得で増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記各撮像領域に対応した画像信号の彩度を制御する色信号制御工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
An image processing method in an imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
An amplification process for amplifying the image signal corresponding to each imaging region with a different gain so that the brightness difference at the boundary of the imaging region is suppressed ;
A color signal control step for controlling the saturation of the image signal corresponding to each imaging region in accordance with each gain of the amplification step;
An image processing method comprising:
前記エリア撮像素子は、撮像領域を水平方向に分割し、分割した領域に対応した画像信号を前記出力端子から出力し、前記増幅手段は、前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される複数の画像信号をそれぞれ独立して増幅することを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。  The area imaging device divides an imaging region in a horizontal direction, outputs an image signal corresponding to the divided region from the output terminal, and the amplifying unit outputs a plurality of output signals from each output terminal of the area imaging device The image processing method according to claim 7, wherein each of the image signals is independently amplified. 前記色信号制御工程では、前記増幅工程での前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さくすることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像処理方法。  9. The image processing method according to claim 7, wherein, in the color signal control step, the saturation of the image signal is reduced as the gain in the amplification step increases. 前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出工程と、
前記輝度検出工程で検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出工程で検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御工程とを更に有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の画像処理方法。
A luminance detection step of detecting the luminance of each image signal corresponding to each imaging region;
And a control step of increasing the gain when the luminance detected in the luminance detection step is equal to or less than a predetermined amount, and decreasing the gain when the luminance detected in the luminance detection step is equal to or greater than the predetermined amount. The image processing method according to any one of claims 7 to 9.
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御工程と、
前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出工程と、
前記輝度検出工程で検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出工程で検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記利得の補正情報をメモリに記憶し、前記メモリに記憶された前記補正情報を参照して前記利得を変更するように制御することを特徴とする画像処理方法。
An image processing method in an imaging apparatus comprising an area imaging device having a plurality of output terminals, and processing an image signal corresponding to each imaging region output from each output terminal of the area imaging device,
An amplification step for amplifying an image signal corresponding to each imaging region;
A color signal control step of controlling the saturation of the image signal according to the gain of the amplification step;
A luminance detection step of detecting the luminance of each image signal corresponding to each imaging region;
A control step of increasing the gain when the luminance detected in the luminance detection step is equal to or less than a predetermined amount, and decreasing the gain when the luminance detected in the luminance detection step is equal to or greater than the predetermined amount. And
Wherein in the control step, and stores the correction information of the gain memory, images processed how to characterized in that referring to the correction information stored in the memory is controlled so as to change the gain.
前記色信号制御工程では、前記増幅工程での前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さくすることを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。12. The image processing method according to claim 11, wherein, in the color signal control step, the saturation of the image signal is reduced as the gain in the amplification step increases. 請求項7乃至12のいずれか1項に記載の画像処理方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。  A program for causing a computer to execute the image processing method according to any one of claims 7 to 12. 請求項13に記載のプログラムを記憶した、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。  A computer-readable storage medium storing the program according to claim 13.
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