JP4649171B2 - 倍率色収差補正装置、倍率色収差補正方法及び倍率色収差補正プログラム - Google Patents

Description

本発明は、レンズの色収差（倍率色収差）による映像の色のずれ（にじみ）を補正する技術に係り、特に、画素ごとにずれを補正するための補正量を算出して、入力された三原色の原色信号を補正する倍率色収差補正装置、倍率色収差補正方法及び倍率色収差補正プログラムに関する。

一般に、映像を撮影する撮影装置（カメラ）のレンズは、光の周波数によって屈折率が異なり、波長の長い光と波長の短い光とで結像する位置にずれが生じるため、レンズを介して撮影された映像にはにじみが生じる。そして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色からなる映像では、緑に比べて波長の長い赤と、波長の短い青とが互いに異なる方向にずれるため、例えば、黒と白との境界においては、赤あるいは青のにじみが発生する。

そして、倍率色収差による、緑に対する赤、青の光の結像位置のずれの量を各画素について予め求めておき、撮影された映像の赤と青の原色信号についてずれを補正することで、倍率色収差による映像のにじみを補正する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、輝度信号と色差信号を赤、緑、青の原色信号に変換し、レンズの歪曲収差によるひずみと、倍率色収差によるにじみとを補正する技術が開示されている（特許文献２参照）。
特開平６−２９２２０７号公報（段落番号００１２〜００３０、図１〜５） 特開２０００−３４３７号公報（段落番号００３３〜００７０、図３〜７）

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、ズーム、フォーカス及びアイリス等のレンズパラメータが一定である場合には実現できるが、実際にカメラでテレビ番組等の映像を撮影する場合には、一般的にレンズパラメータを様々に変化させて行うことが多い。そして、レンズパラメータの変化に対応する、結像位置のずれの量を示すデータを予め用意しようとすると、このデータの取得が困難であるうえに、膨大な量のデータを記憶する必要が生じ、現実的ではない。

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、レンズパラメータを様々な値に変化させて撮影した場合でも、このレンズパラメータに基づいて、倍率色収差に起因する映像のにじみを除去することができる倍率色収差補正装置、倍率色収差補正方法及び倍率色収差補正プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の倍率色収差補正装置は、カメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータを様々に変化させながら撮影されたテレビ番組の映像の、倍率色収差による色のずれを補正する倍率色収差補正装置であって、信号入力手段と、レンズパラメータ入力手段と、補正データ記憶手段と、補正データ選定手段と、補正量算出手段と、収差補正手段と、信号出力手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、倍率色収差補正装置は、信号入力手段によって、映像の画素ごとの、色の三原色である第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力する。また、レンズパラメータ入力手段によって、当該第１、第２及び第３原色信号の各々の画素に対応する、この映像を撮影したカメラのレンズのレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力する。更に、倍率色収差補正装置は、補正データ記憶手段に、複数設定されたレンズパラメータの値の各々と、当該レンズパラメータにおける、画素ごとの第１原色に対する第２及び第３原色の結像位置のずれの量を示すデータとを対応させた補正データを予め記憶する。なお、この結像位置のずれは、レンズの倍率色収差によって生じ、倍率色収差補正装置は、異なるレンズパラメータの値についての補正データを、補正データ記憶手段に複数記憶する。

更に、倍率色収差補正装置は、補正データ選定手段によって、レンズパラメータ入力手段から入力された撮影レンズパラメータに基づいて、補正データ記憶手段に記憶された補正データから、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する。ここで、倍率色収差補正装置は、補正データ記憶手段に記憶された補正データのうち、撮影レンズパラメータの値より大きい値を有するレンズパラメータの補正データと、小さい値を有するレンズパラメータの補正データとを選定する。そして、補正量算出手段によって、この補正データ選定手段によって選定された補正データに基づいて、撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する。

また、倍率色収差補正装置は、収差補正手段によって、この補正量に基づいて、第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正し、信号出力手段によって、第１原色信号と、収差補正手段によって画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する。

これによって、倍率色収差補正装置は、補正データ記憶手段に、レンズパラメータが所定の値のときの補正データを複数記憶し、この補正データから補間して、撮影レンズパラメータに対応する補正量を算出することができる。そして、第１原色信号と、算出された補正量に基づいて倍率色収差による映像の第１原色に対する第２及び第３原色のずれを補正した第２及び第３原色信号とを出力することができる。

また、レンズパラメータとは、映像を撮影した際におけるレンズのズーム、フォーカス、アイリス等であり、これらのうちの１つであってもよいし、複数の種類のレンズパラメータであってもよい。そして、レンズパラメータの種類が複数である場合には、倍率色収差補正装置は、補正データ選定手段によって、その種類ごとに撮影レンズパラメータを挟むレンズパラメータの補正データを選定することで、補正量算出手段によって、補間して補正量を算出することができる。

更に、請求項２に記載の倍率色収差補正方法は、テレビ番組の映像を撮影するカメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータの値が複数設定され、その各々の値と、当該レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差によって生じる、三原色のひとつの原色である第１原色に対する、三原色の他の原色である第２及び第３原色の結像位置のずれの量を画素ごとに示したデータとを対応させた補正データを予め記憶する補正データ記憶装置から前記補正データを参照して、前記レンズパラメータを様々に変化させながら撮影された前記映像の倍率色収差による色のずれを補正する倍率色収差補正方法であって、信号・レンズパラメータ入力ステップと、補正データ選定ステップと、補正量算出ステップと、収差補正ステップと、信号出力ステップとを含むことを特徴とする。

この方法によれば、信号・レンズパラメータ入力ステップによって、映像の画素ごとの第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力するとともに、当該第１、第２及び第３原色信号の各々の画素に対応する、映像を撮影した際におけるレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力する。

続いて、補正データ選定ステップによって、信号・レンズパラメータ入力ステップにおいて入力された撮影レンズパラメータに基づいて、補正データ記憶装置に記憶された補正データから、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する。そして、補正量算出ステップによって、補正データ選定ステップにおいて選定された補正データに基づいて、撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する。

続いて、収差補正ステップによって、補正量算出ステップにおいて算出された補正量に基づいて、第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正し、信号出力ステップによって、第１原色信号と、収差補正ステップにおいて画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する。

これによって、補正データ記憶装置に、レンズパラメータが所定の値のときの補正データを複数記憶することで、この補正データから補間して、撮影レンズパラメータに対応する補正量を算出することができる。そして、第１原色信号と、算出された補正量に基づいて倍率色収差による映像の第１原色に対する第２及び第３原色のずれを補正した第２及び第３原色信号とを出力することができる。

また、請求項３に記載の倍率色収差補正プログラムは、映像を撮影するカメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータの値が複数設定され、その各々の値と、当該レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差によって生じる、三原色のひとつの原色である第１原色に対する、三原色の他の原色である第２及び第３原色の結像位置のずれの量を画素ごとに示したデータとを対応させた補正データを予め記憶する補正データ記憶装置から前記補正データを参照して、前記レンズパラメータを様々に変化させながら撮影された前記映像の倍率色収差による色のずれを補正するためにコンピュータを、信号入力手段、レンズパラメータ入力手段、補正データ選定手段、補正量算出手段、収差補正手段、信号出力手段として機能させることとした。

かかる構成によれば、倍率色収差補正プログラムは、信号入力手段によって、映像の画素ごとの第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力し、レンズパラメータ入力手段によって、当該第１、第２及び第３原色信号の各々の画素に対応する、映像を撮影した際におけるレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力する。

また、補正データ選定手段によって、レンズパラメータ入力手段から入力された撮影レンズパラメータに基づいて、前記補正データ記憶装置に記憶された補正データから、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する。更に、補正量算出手段によって、補正データ選定手段によって選定された補正データに基づいて、撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する。

また、収差補正手段によって、この補正量に基づいて、第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正し、信号出力手段によって、第１原色信号と、収差補正手段によって画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する。

これによって、倍率色収差補正プログラムは、補正データ記憶装置に、レンズパラメータが所定の値のときの補正データを複数記憶することで、この補正データから補間して、撮影レンズパラメータに対応する補正量を算出することができる。そして、第１原色信号と、算出された補正量に基づいて倍率色収差による映像の第１原色に対する第２及び第３原色のずれを補正した第２及び第３原色信号とを出力することができる。

本発明に係る倍率色収差補正装置、倍率色収差補正方法及び倍率色収差補正プログラムでは、以下のような優れた効果を奏する。請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、倍率色収差による映像の色のにじみを除去することができる。また、補正データを補間して撮影レンズパラメータに対応する補正量を算出するため、撮影時のレンズパラメータの変化に対応する、膨大な量の補正データを予め用意する必要がなく、予め記憶する補正データのデータ量を少なくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［倍率色収差補正装置の構成］
まず、図１を参照して、本発明に係る倍率色収差補正装置１の構成について説明する。図１は、本発明に係る倍率色収差補正装置の構成を示したブロック図である。

倍率色収差補正装置１は、三原色の映像信号（Ｇ信号、Ｂ信号及びＲ信号）を入力し、この映像信号で示される映像の倍率色収差によるにじみを補正した映像の映像信号であるＧ信号、補正Ｂ信号及び補正Ｒ信号を生成するものである。ここでは、倍率色収差補正装置１は、信号入力手段２と、レンズパラメータ入力手段３と、補正データ記憶手段４と、補正データ選定手段５と、補正量算出手段６と、収差補正手段７と、信号記憶手段８と、信号出力手段９とを備えている。

信号入力手段２は、３つの原色信号（Ｇ信号、Ｂ信号又はＲ信号）を外部から入力するものである。ここで、信号入力手段２ａは、緑色画素（Ｇ画素）の明るさを示すＧ信号を入力して、信号記憶手段８ａに記憶する。また、信号入力手段２ｂは、赤色画素（Ｒ画素）の明るさを示すＲ信号を入力して、収差補正手段７ａに出力し、信号入力手段２ｃは、青色画素（Ｂ画素）の明るさを示すＢ信号を入力して、収差補正手段７ｂに出力する。

レンズパラメータ入力手段３は、映像を撮影したカメラのレンズパラメータを外部から入力するものである。ここで、このレンズパラメータ入力手段３には、信号入力手段２に入力される映像信号の画素に対応するレンズパラメータ（撮影レンズパラメータ）が入力される。ここで入力された撮影レンズパラメータは、補正データ選定手段５と、補正量算出手段６とに出力される。なお、レンズパラメータとは、レンズのズーム、フォーカス、アイリス等である。そして、レンズパラメータ入力手段３は、ズーム、フォーカス、アイリスのうちの１つのレンズパラメータ、例えば、ズームのみを入力することとしてもよいし、複数の種類のレンズパラメータを入力することとしてもよい。ここでは、レンズパラメータ入力手段３は、レンズパラメータとしてズームのみを入力することとした。

補正データ記憶手段（補正データ記憶装置）４（４ａ、４ｂ）は、図示しないカメラにおいて、レンズパラメータが所定の値のときにレンズによって結像された緑色の光に対する赤色又は青色の光の倍率色収差によるずれの量を示す移動量と、当該レンズパラメータとを対応させた補正データを予め記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。ここで、補正データ記憶手段４は、レンズパラメータが異なる値の補正データを複数記憶する。なお、ここでは、補正データ記憶手段４ａが、緑色の光に対する赤色の光の移動量についての補正データを記憶し、補正データ記憶手段４ｂが、緑色の光に対する青色の光の移動量についての補正データを記憶することとした。

ここで、図２及び図３を参照（適宜図１参照）して、補正データ記憶手段４に記憶される補正データの算出方法について、具体例を挙げて説明する。図２は、所定のレンズパラメータにおける移動量を算出する方法の例を説明するための説明図である。図３は、移動量を算出するためのパラメータを求める方法の例を説明するための説明図である。

図２に示すように、すべての画素Ｐ、Ｐ、…の領域である映像領域Ｄを所定の画素数のブロックｂに分割する。そして、ブロックｂごとに、以下の式（１）に基づいて、各画素の水平方向の移動量である水平移動量Ｘと垂直方向の移動量である垂直移動量Ｙを算出することができる。ここで、各ブロックｂの中心の画素からの水平方向の画素数をｎｘ、垂直方向の画素（ライン）数をｎｙとする。なお、ここでは、１つの画素Ｐの幅及び高さを単位として、水平移動量Ｘ及び垂直移動量Ｙを算出することとした。
Ｘ＝Ｘ１＋ｎｘ・Ｘ２＋ｎｙ・Ｘ３
Ｙ＝Ｙ１＋ｎｙ・Ｙ２＋ｎｘ・Ｙ３ …（１）

この式（１）において、Ｘ１とＹ１は、所定のレンズパラメータにおけるブロックｂの中心の画素における水平方向の移動量である中心水平移動量と、中心の画素における垂直方向の移動量である中心垂直移動量である。また、Ｘ２とＹ２は、ブロックｂの中心の画素から水平方向に１画素変化するごとの水平移動量の変化量と、垂直方向に１ライン変化するごとの垂直移動量の変化量であり、Ｘ３とＹ３は、ブロックｂの中心の画素から垂直方向に１ライン変化するごとの水平移動量の変化量と、水平方向に１画素変化するごとの垂直移動量の変化量である。これらの移動量を算出するためのパラメータ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）は、それぞれのブロックや色によって大きさが異なり、それぞれの色について、ブロックごとに求めておく必要がある。

このパラメータ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）は、例えば、所定のレンズパラメータにおいて所定のパターンの映像を撮影して緑色に対する赤色又は青色のずれの量を測定することで求めることができる。ここでは、図３（ａ）に示すような黒い長方形ｂ_Bが交互に並んだ映像を撮影し、移動量を算出するためのパラメータ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）を求める方法を具体例を挙げて説明する。なお、ここでは、緑色に対する赤色の光のずれの量を求める場合について説明する。

図３（ａ）に示す黒色の長方形ｂ_Bを撮影した映像において１つの長方形を拡大すると、図３（ｂ）に示すように、倍率色収差によって、緑色の四角形ｂ_Gと赤色の四角形ｂ_Rがずれて撮影される。なお、ここでは、補正データ記憶手段４ａに記憶される補正データの赤色の移動量を算出するためのパラメータ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）を求める方法について説明することとし、青色の四角形は省略している。

まず、緑色の四角形ｂ_Gの４つの角Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒと、赤色の四角形ｂ_Rの４つの角Ｏ’、Ｐ’、Ｑ’、Ｒ’との各々のずれの量ｄ_O、ｄ_P、ｄ_Q、ｄ_Rを測定する。そして、緑色の四角形ｂ_Gを１つのブロックｂ（図２参照）とすると、ずれの量ｄ_Pとｄ_Rの水平成分の平均値がＸ１、垂直成分の平均値がＹ１となる。また、ずれの量ｄ_Oとｄ_Pの水平成分のブロックｂにおける１画素当たり変化量がＸ２、垂直成分の１ライン当たりの変化量がＹ３となり、ずれの量ｄ_Oとｄ_Rの水平成分のブロックｂにおける１画素当たり変化量がＸ３、垂直成分の１ライン当たりの変化量がＹ２となる。

このようにして、Ｒ画素についての移動量を算出するためのパラメータを求めることができる。また、Ｂ画素についても同様に、緑色の四角形ｂ_Gと青色の四角形（図示せず）のずれの量を測定することで求めることができる。

以上のようにして算出されたすべての画素の水平移動量Ｘ及び垂直移動量Ｙと、レンズパラメータとを対応付けて補正データとし、レンズパラメータを様々な値とした複数の補正データを作成して、補正データ記憶手段４に記憶する。なお、ここでは、レンズパラメータをズームのみとし、ズームの値と、すべての画素の移動量（水平移動量Ｘ及び垂直移動量Ｙ）とを対応させた補正データを、補正データ記憶手段４に記憶することとした。なお、１つの種類のレンズパラメータのみに対応する移動量を算出して補正データを作成することとしてもよいし、複数の種類のレンズパラメータに対応させた移動量を算出して補正データを作成することとしてもよい。また、補正データの算出方法は、前記の方法に限定されることなく、例えば、任意の画像に対して、各色ごとの成分の相関が高くなる位置を求めるパターンマッチングを行って、補正量を算出することとしてもよい。

図１に戻って説明を続ける。補正データ選定手段５(５ａ、５ｂ)は、レンズパラメータ入力手段３から入力されたレンズパラメータに基づいて、補正データ記憶手段４（４ａ、４ｂ）に記憶された、当該レンズパラメータの値に近いレンズパラメータの補正データを選定するものである。ここで選定された補正データは、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）に出力される。ここでは、補正データ選定手段５ａは、Ｒ画素の補正データを選定し、補正データ選定手段５ｂは、Ｂ画素の補正データを選定することとした。

なお、補正データ記憶手段４（４ａ、４ｂ）には、複数のレンズパラメータについての補正データが記憶されている。そして、補正データ選定手段５（５ａ、５ｂ）は、入力された撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する。そして、ここでは、補正データ記憶手段４は、設定されたズームの値が、レンズパラメータ入力手段３から入力されたズームの値より大きく、かつ、最も近い値の補正データと、入力されたズームの値より小さく、かつ、最も近い値の補正データの２つの補正データを選定する。なお、レンズパラメータが２種類以上ある場合には、入力された各々のレンズパラメータの値を挟む補正データを選定することで、後記する補正量算出手段６において、補間によって補正量を算出することができる。

補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）は、レンズパラメータ入力手段３から入力されたレンズパラメータに基づいて、信号入力手段２（２ｂ、２ｃ）から入力された原色信号の各々の画素について、図示しないカメラのレンズによって結像された緑色の光に対する赤色又は青色の光の倍率色収差によるずれを示す補正量を算出するものである。ここで算出された補正量は、収差補正手段７（７ａ、７ｂ）に出力される。なお、補正量算出手段６ａは、信号入力手段２ｂから入力されたＲ信号の補正量を算出し、補正量算出手段６ｂは、信号入力手段２ｂから入力されたＢ信号の補正量を算出することとした。

この補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）は、補正データ選定手段５（５ａ、５ｂ）から１つ以上の補正データが入力され、この補正データに基づいて、レンズパラメータ入力手段３から入力された撮影レンズパラメータにおける補正量を補間によって算出する。ここでは、補正量算出手段６は、補正データ選定手段５から２つの補正データが入力され、線形補間によって補正量を算出することとした。このとき、水平方向の補正量Ｘ_Oと垂直方向の補正量Ｙ_Oは、以下の式（２）によって求められる。なお、レンズパラメータ入力手段３から入力されたズーム（撮影レンズパラメータ）の値をＺ_O、補正データ選定手段５から入力された２つの補正データのズーム、水平移動量、垂直移動量をそれぞれＺ_A、Ｚ_B、Ｘ_A、Ｘ_B、Ｙ_A、Ｙ_Bとする。
Ｘ_O＝Ｘ_A＋（Ｘ_B−Ｘ_A）（Ｚ_O―Ｚ_A）／（Ｚ_B−Ｚ_A）
Ｙ_O＝Ｙ_A＋（Ｙ_B−Ｙ_A）（Ｚ_O―Ｚ_A）／（Ｚ_B−Ｚ_A） …（２）

ここでは、撮影レンズパラメータとしてズームのみが入力される場合について説明したが、補正量算出手段６は、２種類以上の撮影レンズパラメータが入力される場合についても同様に、補正データ選定手段５から入力された、各々の撮影レンズパラメータの値を挟むレンズパラメータの補正データに基づいて、線形補間によって補正量を算出することができる。

収差補正手段７（７ａ、７ｂ）は、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）から入力される補正量に基づいて、信号入力手段２（２ｂ、２ｃ）から入力されたＲ信号又はＢ信号の、倍率色収差による色ずれを補正するものである。ここで、収差補正手段７ａは、信号入力手段２ｂから入力されたＲ信号を補正して、補正されたＲ信号の画素値を、信号記憶手段８ｂの補正された画素の位置を示すアドレスに書き込み、収差補正手段７ｂは、信号入力手段２ｃから入力されたＢ信号を補正して、補正されたＢ信号の画素値を、信号記憶手段８ｃの補正された画素の位置を示すアドレスに書き込む。収差補正手段７（７ａ、７ｂ）は、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）と、２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）とを備える。

そして、ここでは、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）が、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）によって算出された補正量の整数成分に基づいて信号入力手段２（２ｂ、２ｃ）から入力されたＲ信号又はＢ信号の画素の位置を移動（シフト）し、２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）が、補正量の小数成分に基づいて、この小数成分の分だけ更に移動させた際の、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）によって移動された画素の画素値を算出することで、補正量に基づいてずれを補正することとした。

シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）は、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）から入力される補正量の整数成分を抽出し、この整数成分の値に基づいて信号入力手段２（２ｂ、２ｃ）から入力されたＲ信号又はＢ信号をシフト処理するものである。

２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）は、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）から入力される補正量の小数成分を抽出し、この小数成分の値に基づいてシフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）によってシフト処理された画素の画素値を算出するものである。ここで算出された画素値は、信号記憶手段８（８ａ、８ｂ）に記憶される。ここでは、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）が抽出した補正量の整数成分によって示される画素の位置を示す、信号記憶手段８（８ａ、８ｂ）のアドレスに、後記する２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）が補正したＲ信号又はＢ信号の画素値を書き込むこととした。

ここで、図４を参照して、収差補正手段７（７ａ、７ｂ）によって、色ずれを補正した各画素の画素値を算出する方法ついて説明する。図４は、収差補正手段が、補正量に基づいてある画素をずらして、画素値を算出する方法を説明するための説明図である。

まず、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）は、各々の画素について、補正量算出手段６（６ａ、６ｂ）から入力された水平方向の補正量と垂直方向の補正量から整数成分を抽出する。そして、図４（ａ）に示すように、対象となる画素をこの整数成分の量だけ移動させた画素を特定する。ここで、水平方向にｘ画素、垂直方向にｙラインの位置にある画素Ｐ_x,yの水平方向の補正量の整数成分をΔＸ、垂直方向の補正量の整数成分をΔＹとすると、この整数成分ΔＸ、ΔＹによって示される画素Ｐ_x',y'の位置は、（ｘ’，ｙ’）＝（ｘ＋ΔＸ、ｙ＋ΔＹ）となる。

そして、２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）は、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）によって整数成分の量だけシフト処理された画素Ｐ_x',y'の画素値を算出する。ここで、２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）は、補正量の小数成分を抽出し、補正量の整数成分の量だけシフト処理された画素を、この小数成分の量だけ更に移動させた際の、当該画素の画素値を算出する。２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）によって抽出された水平方向及び垂直方向の補正量の小数成分をそれぞれｆ１、ｆ２（１画素の横及び縦の大きさを１とする）とし、当該画素とこの画素の上、左、左上に隣接する画素の画素値をそれぞれＧａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄとすると、画素Ｐ_x',y'の画素値Ｇ_x',y'は、以下の式（３）によって算出される。そして、２次元フィルタ部７２（７２ａ、７２ｂ）は、この画素値Ｇ_x',y'を、信号記憶手段８（８ａ、８ｂ）における、シフト処理部７１（７１ａ、７１ｂ）によってシフト処理された画素の位置を示すアドレスに書き込む。
Ｇ_x',y'＝ａ・Ｇａ＋ｂ・Ｇｂ＋ｃ・Ｇｃ＋ｄ・Ｇｄ …（３）
ａ＝（１−ｆ１）・（１−ｆ２）
ｂ＝（１−ｆ１）・ｆ２
ｃ＝ｆ１・（１−ｆ２）
ｄ＝ｆ１・ｆ２

図１に戻って説明を続ける。信号記憶手段８（８ａ、８ｂ，８ｃ）は、倍率色収差を補正した映像信号の画素値を記憶するものであり、半導体メモリ等の一般的な記憶手段である。ここでは、信号記憶手段８ａは、信号入力手段２ａから入力されたＧ信号の画素値を、信号記憶手段８ｂは、収差補正手段７ａによって補正されたＲ信号の画素値を、信号記憶手段８ｃは、収差補正手段７ｂによって補正されたＢ信号の画素値を記憶することとした。

信号出力手段９（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、信号記憶手段８（８ａ、８ｂ、８ｃ）に記憶された画素値を読み出し、倍率色収差を補正した映像信号として出力するものである。ここで、信号出力手段９ａは、信号記憶手段８ａに記憶されたＧ信号の画素値を読み出してＧ信号を出力する。また、信号出力手段９ｂは、信号記憶手段８ｂに記憶された、倍率色収差が補正されたＲ信号の画素値を読み出し、補正Ｒ信号として出力する。更に、信号出力手段９ｃは、信号記憶手段８ｃに記憶された、倍率色収差が補正されたＢ信号の画素値を読み出し、補正Ｂ信号として出力する。

以上のように倍率色収差補正装置１を構成することで、映像中の倍率色収差を補正することができる。また、補正データ記憶手段４に、所定のレンズパラメータにおける補正量を示す補正データを複数記憶し、この補正データに基づいて、補正量算出手段６によって、撮影レンズパラメータに合わせて補間して補正量を算出することとしたので、撮影時にとりうるすべてのレンズパラメータに対応した補正量のデータを記憶する場合と比べて補正データ記憶手段４に記憶するデータ量を少なくすることができる。

なお、倍率色収差補正装置１は、一般的なコンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合して、倍率色収差補正プログラムとして動作させることも可能である。

更に、ここでは、緑色（第１原色）の光に対する赤色及び青色（第２原色及び第３原色）の光の移動量を示す補正データを補正データ記憶手段４に記憶し、収差補正手段７によって、Ｒ信号及びＢ信号（第２原色信号及び第３原色信号）の倍率色収差を補正することとしたが、赤色（第１原色）の光に対する緑色及び青色（第２原色及び第３原色）の光の移動量を示す補正データを補正データ記憶手段４に記憶し、収差補正手段７によって、Ｇ信号及びＢ信号（第２原色信号及び第３原色信号）の倍率色収差を補正することとしてもよい。また、同様に、青色（第１原色）の光に対する緑色及び赤色（第２原色及び第３原色）の光の移動量を示す補正データを補正データ記憶手段４に記憶し、収差補正手段７によって、Ｇ信号及びＲ信号（第２原色信号及び第３原色信号）の倍率色収差を補正することとしてもよい。

［倍率色収差補正装置の動作］
次に、図１及び図５を参照して、本発明における倍率色収差補正装置１が映像信号を入力して、倍率色収差を補正した映像信号を生成する動作について説明する。図５は、本発明における倍率色収差補正装置が、Ｒ信号又はＢ信号の倍率色収差を補正する動作を示したフローチャートである。まず、倍率色収差補正装置１が、画素ごとにＲ信号又はＢ信号の倍率色収差を補正する動作について説明する。

（信号・レンズパラメータ入力ステップ）
倍率色収差補正装置１は、信号入力手段２（２ｂ又は２ｃ）によって、Ｒ信号又はＢ信号を入力する。また、倍率色収差補正装置１は、レンズパラメータ入力手段３によって、撮影レンズパラメータを入力する（ステップＳ１）。

（補正データ選定ステップ）
そして、倍率色収差補正装置１は、補正データ選定手段５によって、ステップＳ１において入力されたレンズパラメータに基づいて、補正データ記憶手段４に記憶された補正データを選定する（ステップＳ２）。ここで、補正データ記憶手段４には、所定のレンズパラメータに対応した画素ごとの、赤色あるいは青色の光の緑色の光に対するずれの量である移動量を示す補正データが複数記憶されている。そして、補正データ選定手段５は、補正データ記憶手段４に記憶された補正データのうち、入力されたレンズパラメータの値を挟むレンズパラメータの補正データを選定する。

（補正量算出ステップ）
そして、倍率色収差補正装置１は、補正量算出手段６によって、ステップＳ２において選定された補正データに基づいて、ステップＳ１において入力されたＲ信号又はＢ信号の画素の補正量を算出する（ステップＳ３）。ここで、補正量算出手段６は、複数の補正データの各々から当該画素に対応する移動量から、ステップＳ１において入力されたレンズパラメータにおける補正量を線形補間によって算出する。

（収差補正ステップ）
更に、倍率色収差補正装置１は、収差補正手段７によって、ステップＳ３において算出された補正量に基づいて、ステップＳ１において入力されたＲ信号又はＢ信号の倍率色収差によるずれを補正し、信号記憶手段８に記憶する（ステップＳ４）。なお、ここでは、倍率色収差補正装置１は、まず、シフト処理部７１によって、ステップＳ３において算出された補正量から整数成分を抽出して、この整数成分に基づいてシフト処理を行う。また、倍率色収差補正装置１は、２次元フィルタ部７２によって、ステップＳ３において算出された補正量から小数成分を抽出して、補正量の整数成分によってシフト処理された画素の画素値を算出する。そして、倍率色収差補正装置１は、２次元フィルタ部７２によって、信号記憶手段８の、シフト処理された画素を示すアドレスに画素値を書き込む。以上によって、倍率色収差補正装置１は、Ｒ信号又はＢ信号に対して画素ごとに画素値を補正することができる。

そして、ステップＳ１に戻り、倍率色収差補正装置１が、Ｒ信号又はＢ信号の次の画素の画素値を入力するとともに、この画素に対応するレンズパラメータを入力する動作以降の動作を行う。

また、倍率色収差補正装置１は、信号入力手段２ａから入力されたＧ信号の画素値をそのまま信号記憶手段８ａに記憶する。そして、信号出力手段９（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、信号記憶手段８（８ａ、８ｂ、８ｃ）に記憶されたＧ信号の画素値と、補正したＲ信号及びＢ信号の画素値を各々読み出してＧ信号、補正Ｒ信号及び補正Ｂ信号として出力する（信号出力ステップ）。

本発明に係る倍率色収差補正装置の構成を示したブロック図である。 本発明に係る倍率色収差補正装置の補正データ記憶手段に記憶される補正データの所定のレンズパラメータにおける移動量を算出する方法の例を説明するための説明図である。 本発明に係る倍率色収差補正装置の補正データ記憶手段に記憶される補正データの移動量を算出するためのパラメータを求める方法の例を説明するための説明図である。 本発明に係る倍率色収差補正装置の収差補正手段が、補正量に基づいてある画素をずらして、画素値を算出する方法を説明するための説明図である。 本発明における倍率色収差補正装置が、Ｒ信号又はＢ信号の倍率色収差を補正する動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 倍率色収差補正装置
２ 信号入力手段
３ レンズパラメータ入力手段
４ 補正データ記憶手段（補正データ記憶装置）
５ 補正データ選定手段
６ 補正量算出手段
７ 収差補正手段
８ 信号記憶手段
９ 信号出力手段

Claims (3)

1. カメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータを様々に変化させながら撮影されたテレビ番組の映像の、倍率色収差による色のずれを補正する倍率色収差補正装置であって、
   前記映像の画素ごとの、色の三原色である第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力する信号入力手段と、
   この信号入力手段から入力される第１、第２及び第３原色信号の各々の前記画素に対応する、前記映像を撮影したカメラのレンズのレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力するレンズパラメータ入力手段と、
   複数設定された前記レンズパラメータの値の各々と、当該レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差によって生じる、前記画素ごとの第１原色に対する第２及び第３原色の結像位置のずれの量を示すデータとを対応させた補正データを予め記憶する補正データ記憶手段と、
   前記レンズパラメータ入力手段から入力された撮影レンズパラメータに基づいて、前記補正データ記憶手段に記憶された、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する補正データ選定手段と、
   この補正データ選定手段によって選定された補正データに基づいて、前記撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の前記第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する補正量算出手段と、
   この補正量算出手段によって算出された補正量に基づいて、前記第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正する収差補正手段と、
   前記第１原色信号と、前記収差補正手段によって画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する信号出力手段とを備え、
   前記収差補正手段は、
   前記補正量算出手段によって算出された補正量の整数成分に基づいて、前記第２及び第３原色信号の各画素の位置をシフト処理によって移動するシフト処理部と、
   前記補正量の小数成分に基づいて、この小数成分の分だけ更に移動させた際の、前記シフト処理部によって移動された画素の画素値を算出する２次元フィルタ部と、
   を備えることを特徴とする倍率色収差補正装置。
2. テレビ番組の映像を撮影するカメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータの値が複数設定され、その各々の値と、当該レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差によって生じる、三原色のひとつの原色である第１原色に対する、三原色の他の原色である第２及び第３原色の結像位置のずれの量を画素ごとに示したデータとを対応させた補正データを予め記憶する補正データ記憶装置から前記補正データを参照して、前記レンズパラメータを様々に変化させながら撮影された前記映像の倍率色収差による色のずれを補正する倍率色収差補正方法であって、
   前記映像の前記画素ごとの前記第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力するとともに、当該第１、第２及び第３原色信号の各々の前記画素に対応する、前記映像を撮影した際におけるレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力する信号・レンズパラメータ入力ステップと、
   前記信号・レンズパラメータ入力ステップによって入力された撮影レンズパラメータに基づいて、前記補正データ記憶装置に記憶された補正データから、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する補正データ選定ステップと、
   この補正データ選定ステップによって選定された補正データに基づいて、前記撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の前記第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する補正量算出ステップと、
   この補正量算出ステップによって算出された補正量に基づいて、前記第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正する収差補正ステップと、
   前記第１原色信号と、前記収差補正ステップによって画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する信号出力ステップとを含み、
   前記収差補正ステップは、
   前記補正量算出ステップにおいて算出された補正量から整数成分を抽出して、この整数成分に基づいてシフト処理を行うと共に、前記補正量算出ステップにおいて算出された補正量から小数成分を抽出して、前記補正量の整数成分によって前記シフト処理された画素の画素値を算出することを特徴とする倍率色収差補正方法。
3. 映像を撮影するカメラのレンズのズーム、フォーカスおよびアイリスの少なくとも１つを含むレンズパラメータの値が複数設定され、その各々の値と、当該レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差によって生じる、三原色のひとつの原色である第１原色に対する、三原色の他の原色である第２及び第３原色の結像位置のずれの量を画素ごとに示したデータとを対応させた補正データを予め記憶する補正データ記憶装置から前記補正データを参照して、前記レンズパラメータを様々に変化させながら撮影された前記映像の倍率色収差による色のずれを補正するためにコンピュータを、
   前記映像の前記画素ごとの前記第１、第２及び第３原色の明るさを示す第１、第２及び第３原色信号を入力する信号入力手段、
   前記信号入力手段から入力された第１、第２及び第３原色信号の各々の前記画素に対応する、前記映像を撮影した際におけるレンズパラメータである撮影レンズパラメータを入力するレンズパラメータ入力手段、
   前記レンズパラメータ入力手段から入力された撮影レンズパラメータに基づいて、前記補正データ記憶装置に記憶された補正データから、当該撮影レンズパラメータの値を挟む２つ以上のレンズパラメータの補正データを選定する補正データ選定手段、
   この補正データ選定手段によって選定された補正データに基づいて、前記撮影レンズパラメータにおけるレンズの倍率色収差による各画素の前記第２及び第３原色の結像位置のずれを補正するための補正量を、補間して算出する補正量算出手段、
   この補正量算出手段によって算出された補正量に基づいて、前記第２及び第３原色信号の各画素の明るさを示す画素値を補正する収差補正手段、
   前記第１原色信号と、前記収差補正手段によって画素値が補正された第２及び第３原色信号とを出力する信号出力手段として機能させ、
   前記収差補正手段を、
   前記補正量算出手段によって算出された補正量の整数成分に基づいて、前記第２及び第３原色信号の各画素の位置をシフト処理によって移動するシフト処理部、
   前記補正量の小数成分に基づいて、この小数成分の分だけ更に移動させた際の、前記シフト処理部によって移動された画素の画素値を算出する２次元フィルタ部、
   として機能させることを特徴とする倍率色収差補正プログラム。

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