JPH03283978A - 多機能デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、電荷転送素子（ＣＣＤ）を用いた固体撮像
デバイスにより撮像信号を得る多機能デジタルＣＣＤカ
メラに関する。

（従来の技術） 最近、固体撮像デバイスを用いたカラーカメラが開発さ
れている。このカメラは、家庭用としてはビデオムービ
ーとして、放送用としてはスタジオカメラ、ＥＧＮカメ
ラ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ＮｅｗｓＧａｔｈｅｒｒ
ｉｎｇカメラ）として、業務用としては監視用、工業用
、医療用カメラとして用いられるようになった。

しかし、これらの電子カメラは、いずれも被写体の画像
を撮像するという単機能である。

（発明が解決しようとす課題） 従来の電子カメラは、撮像するだけの単機能であるが、
画像処理の分野においては各種の信号処理回路が必要で
ある。従って、画像合成などの特殊効果を得るためには
、別途付属装置を用意する必要がある。しかしこれでは
、カメラを利用したシステムが大掛かりなものとなり、
スペース、設備価格の面で好ましくない。

そこでこの発明の目的は、１台のカメラに画像信号処理
機能を持たせることにより、各種の画像処理が得られ、
使い勝手の広い多機能デジタルＣＣＤカメラを提供する
ことにある。

さらにこの発明の目的は、固体撮像デバイスの撮像特性
の弱点をカバーすることができる多機能デジタルＣＣＤ
カメラを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、被写体からの光を捕らえる撮像レンズと、
二の撮像レンズによって結像される光学像を結像面に受
けて光電変換出力を得る固体撮像デバイスと、この固体
撮像デバイスの光電変換出力を画像信号に整える信号処
理回路とを備えたデジタルＣＤカメラにおいて、 少なくとも前記信号処理回路からの画像信号を含む複数
の画像信号が供給され、これらの画像信号をそれぞれ異
なる特性の処理経路に通して合成して出力画像信号を得
る画質制御手段と、この画質制御手段の前記具なる特性
の処理経路の各信号処理特性を外部操作に応じて決定す
る画質選択手段と、前記画質制御手段からの出力画像信
号が供給され、所定の方式のビデオ信号にエンコードす
るエンコーダとを備えるものである。

またこの発明は、前記固体撮像デバイスの第１、第２の
シャッター時間で撮影される第１、第２の画像信号を、
前記画質制御手段に供給し、この画質制御手段は、第１
の画像信号を第１のレベルで増幅する第１の処理経路と
、第２の画像信号を第１のレベルとは異なる第２のレベ
ルで増幅する第２の処理経路とを備えるものである。

（作用） 上記の手段によれば、画質制御手段によりＣＣＤカメラ
の内部で、画像信号に対して各種の特殊効果を持たせる
ことができる。またカメラ内部で処理する構成であるた
めに、撮影した後で特殊効果を持たせるための特別な処
理装置を必要とせず即座に希望の画像を得ることができ
る。またＣＣＤカメラの弱点を補い性能の向上をか得ら
れる。さらに画質選択手段、画質制御手段を備えるため
に、各種の画像処理を行うに当たって極めて融通性のあ
るシステムとして機能させることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこｌの発明の一実施例である。撮像レンズ１０
により導入される光学像は、絞り部］１を介して固体撮
像デバイス１２の感光面に結像される。固体撮像デバイ
ス１２からは、光電変換された電荷に対応する撮像信号
が得られ、前置増幅器１３に入力される。前置増幅器１
３の出力は、信号処理回路１４に入力され、Ｒ，Ｇ、Ｂ
成分の分離、輝度信号Ｙの合成等が行われ画像信号が作
成される。

信号処理回路１４て得られた画像信号は、画質制御部１
５の画質切換え回路１６に入力される。

なお、信号処理回路１４は、時間的に連続して画像信号
を出力することかできるが、フレームメモリを有し、並
列に複数の画像信号を出力することもできる。

画質切換え回路１６は、複数の画像信号を処理して、そ
れぞれの画像信号を異なる特性の処理経路に通した後、
画像合成回路１７に供給して合成させる。画質切換え回
路１６において、各画像信号に対してどのような特性の
処理を施すかは、画質選択回路１８により決定される。

つまり画質選択回路１８は、画像信号の処理形態を設定
する。

この場合、処理形態によっては、固体撮像デバイス１２
におけるシャッター速度やタイミングを変更する必要も
生じてくる。このために、画質選択回路１８の選択情報
は、固体撮像デバイス１２を制御する駆動回路１９にも
供給されている。なお２０は、アイリス回路であり信号
処理回路１４における画像信号の平均レベルに応じて自
動的に絞りの程度を制御する回路である。平均レベルが
低い場合は、絞りの開口を大きくし、平均レベルが高い
場合は絞りの開口を小さくするように制御している。画
像合成回路１７の出力は、カラーエンコーダ２２に人力
され、所定の方式のビデオ信号に変換される。

画質切換え回路１６に対しては、信号処理回路１４から
複数回撮像した画像信号が次々と入力される場合もあり
、また信号処理回路１６からと外部端子２１からそれぞ
れ画像信号が供給される場合もある。

第２図は、７上記の画質切換え回路１６と画像合成回路
１７の具体的構成例を示している。第２図の回路構成は
、電子カメラのダイナミックレンジが狭いという弱点を
カバーすることができる回路である。この回路が動作す
るときのモードを仮に知的階層別撮影モードと称するこ
とにする。

信号処理回路１４は先にも述べたように、並列で複数の
画像信号を出力することができるが、このモードのとき
はそれぞれシャッター時間の異なる第１、第２、第３の
画像信号を出力する。この画像信号を得るには、画質選
択回路１８が知的階層別撮影モードに設定されると、そ
の情報が駆動回路１９に伝達され、１回の操作で固体撮
像デバイス１２に３回のシャッター動作を行わせるよう
になる。

今、シャッター時間を最も短くして得られた画像信号を
第１の画像信号、シャッター時間を中間にして得られた
画像信号を第２の画像信号、シャッター時間を最も長く
して得られた画像信号を第３の画像信号とする。このよ
うにシャッター時間が異なると、各画像信号に対して次
のようなことがいえる。

第１の画像信号は、被写体の明るい部分から暗い部分ま
での全体的な撮像信号を得るか特に明るい部分の画像が
明確に現れる信号である。これは、シャッター速度の速
い状態で、アイリス回路２０は、被写体の明るい部分か
明確になるように絞りを制御するように設定されている
からである。

第２の画像信号は、上記の絞りの状態でンヤッター時間
が少し長くなるのであるから、被写体の明るい部分から
暗い部分の中間の部分の画像が明確に現れる信号である
。

第３の画像信号は、上記の絞りの状態でさらにシャッタ
ー時間が長くなるのであるから一１被写体の暗い部分の
画像が明確に現れる信号である。

上記の第１、第２、第３の画像信号は、それぞれ特性の
異なるスライス回路３０ａ、３０ｂ。

３０ｃに入力される。スライス回路３０ａ１３０ｂ、３
０ｃには、画質選択回路１８からの制御信号が供給され
ており、それぞれスライスレベルが異なるように設定さ
れている。各スライス回路３０ａ、３０ｂ、’３０ｃの
出力は、それぞれ増幅率が異なる増幅器３１ａ、３１ｂ
、３１ｃに入力されて増幅され、各増幅出力は、それぞ
れγ補正回路３２　ａ　−３２ｂ　ｓ　３２　ｃへ入力
される。そしてγ補正された出力信号は、合成回路３３
へ入力されて合成され、１つの画像信号として出力端子
３４に導出される。

目的別設定制御部３５は、画質選択回路１８の内部に設
けられた制御部であり、各画像信号の処理経路の特性と
シャッター時間を設定するためのものである。目的別設
定制御部３５は、知的階層別撮影モードのときは、スラ
イス回路３０ａ５３０ｂ、３０ｃに対して第３図で説明
するようなスライスレベルを設定して、それぞれ被写体
の暗い部分、中間の部分、明るい部分を明瞭にした画像
信号を導出するように制御する。また、目的別設定制御
部３５の制御情報は、駆動回路〕９に含まれる電子シャ
ッター制御部３６にも入力される。

電子シャッター制御部３６は、光感知器を備えた測光部
３７からの光量情報を受取り、自動的に第１の画像信号
を得るためのシャッター時間（最も短い時間）、第２の
画像信号を得るためのシャッター時間（中間の時間）、
第３の画像信号を得るためのシャッター時間（最も長い
時間）を決定して固体撮像デバイス１２を制御する。

通常の撮影モードのときは、測光部３７からの光量測定
情報に基づいて電子シャッター制御部３６は、被写体の
明るい部分か明瞭に写るようにシャッター時間を設定す
るように構成されている。

例えば光量測定情報に基づいて、予めデータが記録され
た明部用ＲＯＭ　（標準用）からのデータを用いて、ク
ロック分周器の分周率を制御し、この分周器の出力によ
りシャッター時間が決定されるようになっている。しか
し、知的階層別撮影モードのときは、第１の画像信号、
第２の画像信号、第３の画像信号を得る必要があるので
、３回連続撮影する毎に光量測定情報に基づいて明部用
ＲＯＭ、中間用ＲＯＭ、暗部用ＲＯＭからのデータが順
次分周器に供給され、各回のシャッター時間が異なるよ
うに制御される。

実際の撮影順番は、例えば第３の画像信号、第２の画像
信号、第１の画像信号の順になる。従来は、１／６０秒
で１画面の信号が得られるが、このモードでは１／６０
秒が３回に分けられ、ｌ／１２０秒、１　／　］、　８
０秒、１７３６０秒と３：２：１になるようにシャッタ
ー時間か設定される。この間は絞りが一定に維持される
。

このようにシャッターを切ると、第３図に示すようなタ
イミングとなる。同図（ａ）はフィールドシフトパルス
、同図（ｂ）は感光面における信号電荷の蓄積状態、同
図（ｃ）は得られた各フィールドの信号であり、第３の
画像信号、第２の画像信号、第１の画像信号に対応する
。

第４図は、第３図（ｃ）の信号を処理する上記の回路の
各部の信号波形を説明するための図である。波形Ａが被
写体画像であるとし、これに明るさレベル１〜１２を設
定する。この波形Ａは、明るさレベル２．４．８に各々
振幅１で細かく変化する高域の信号が存在する場合を示
している。第１の画像信号Ｂ１は、明部用のシャッター
時間（１／３６０秒）で撮影されたものであり、第２の
画像信号Ｂ２は、中間用のシャッター時間（１／１８０
秒）で撮影されたものである。第３の画像信号Ｂ３は暗
部用のシャッター時間（１／１２０秒）で撮影されたも
のである。

シャッター時間が長くなるとそれだけ露光時間が長いこ
とであるから、電子カメラの性質から明るい部分は飽和
して得られることになる。よって第２の画像信号Ｂ２は
中間の部分の画像が明瞭に現れ、第３の画像信号Ｂ３は
暗部の画像が明瞭に現れる画像信号となる。シャッター
時間（１７１２０秒）では、明るさレベル２の付近が３
倍拡大され、レベル４以上は固体撮像デバイスの飽和域
に達し信号がカットされる。シャッター時間（１Ｂ８０
秒）では明るさレベル４（中間レベル）が２倍に拡大さ
れ、明るさレベル６以上が同様に力・ソトされる。

シャッター時間（１／３８０秒）では、最も明るいレベ
ルまで等倍で得られる。

第１、第２、第３の画像信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞ
れスラ、イス回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃにてスライス
される。第３図の信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はそれぞれスラ
イスされた出力信号と明るさレベルの関係を示している
。信号Ｃ１の場合は、明るさレベル６以下がスライスさ
れた信号である。

また信号Ｃ２は、信号Ａの明るさレベル３〜６が取り出
されたものであるが、実際には露光時間の関係で２倍の
明るさレベルとなっているので（信号Ｂ２）、この信号
Ｂ２に明るさレベルを適用すると６〜１２を取り出せば
よい。さらに信号Ｃ３は、信号Ａの明るさレベル３以上
がスライスされたものであるが、実際には露光時間の関
係で３倍の明るさレベルとなっているので（信号Ｂ３）
、この信号Ｂ３に明るさレベルを適用すると９以上をス
ライスすればよい。

次に信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、互いの基準レベルを合わ
せるために対応する増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃに入
力される。基準レベルの合わせられた信号Ｄ１、Ｂ２、
Ｂ３は、γ補正された後合成回路３３にて合成され１つ
の画像信号Ｅとして取り出される。

このように、第２図の実施例は、ＣＣＤを用いた電子カ
メラの性能上の弱点をカバーするもので、ダイナミック
レンジを拡大することにより実際の撮影能力を拡張する
ことができる。これにより、被写体の明暗のダイナミッ
クレンジが広くても鮮明な画像を得ることができる。従
来、電子カメラによる屋外撮影を行うと、固体撮像デバ
イスのダイナミックレンジが狭いために最適な撮影条件
を選んでも明暗の鮮明な画像を得ることか困難であった
。つまり、固体撮像デバイスを用いて、露光時間を十分
にすると露出オーバーとなって明るい部分が飽和してし
まい、露光時間を短くすると露出不足となり暗、い部分
が不鮮明になっていた。しかし、上記のシステムを用い
れば、明るい部分と暗い部分を別々に撮影して、最適部
分を合成するので、明るい部分から暗い部分まですべて
鮮明な画像を得ることができる。即ち、実質的にはダイ
ナミックレンジが広かったことになる。

さらにまた、設定値を任意に選択することにより、所°
望のレベルで信号を得ることができるので、故意に明る
い部分を飽和させたり、故意に暗い部分をより暗くした
りした画像を得ることができ、撮影技術を楽しむことが
できる。上記の実施例では、明るさレベルを３つの領域
に区分して各領域の最適信号を取り出すようにしたが、
これに限らす、２つの領域でもよく、また３つ以上の領
域を設定してもよい。

上記の信号処理において、各増幅器では振幅が原信号と
一致するように等倍、１／２倍、１／３倍に揃えられる
。このようにすると−見、原信号が再生されたに過ぎな
いようにみえるか、実際には大いに異なる。即ち撮像デ
バイスから得られる信号に必ずノイズが混入されていて
通常は４６〜５０ｄＢ程度である。このような状況では
、それぞれの部分の絵柄の微妙な変化はノイズに埋没さ
れて再現されにくい。しかし、上記したように暗部の信
号を拡大して撮影し、後で圧縮すると３倍のＳ／Ｎ改善
が得られる。同様に中間部では２倍のＳ／Ｎ改善が得ら
れる。

従って、黒い髪の絵柄のように暗い部分が微妙に変化し
ているような画像を良好に再生することができる。また
黒い毛皮のコートなどのように黒い部分が微妙なコント
ラストで変化しているような被写体も良好に撮影して再
生することかできる。

さらにＳ／Ｎが改善されるので、全体としてノイズの少
ない鮮明な画像を再生することができる。

尚、上記の実施例のように階層別に撮影した場合、明る
い部分のＳ／Ｎは改善されないが、通常明るい部分では
γ補正回路で圧縮されるので、混入されているノイズ成
分も圧縮され、実質的には明るい部分のＳ／Ｎは全体的
には問題とならない。

以上の説明では階層別撮像を行う際に振幅が、３：２：
１の割合で得られるように制御したが、この比率はこれ
に限定されるものではなく、被写体の種類により可変し
てもよい。この場合の設定値は、画質選択回路１８のＲ
ＯＭに予め各種のデータを格納しておき、これを駆動回
路１９や画質切換え回路１６に与えるようにすればよい
。例えば、太陽光線を背にした人物の顔の表情を撮像す
る際、例えば、４：１のように設定して各撮像信号を合
成することにより、背景と人物との両方のシーンを適性
露光で撮影することができる。またこの場合、各画像信
号に対応した増幅器の利得を設定するに際して、１／４
と１にするのではなく、１／２と１にすれば、顔の画像
が暗くなり過ぎることなく画像が得られる。

一方、露光量を変化させる際、電子シャッターによりシ
ャッター時間を変化させて光量を変化させると説明した
が、これも電圧とともに透過率が変化する液晶シャッタ
ー等を用いて電子的に絞りを変化させるようにしてもよ
い。

第５図はこの発明の他の実施例である。

この実施例は、信号処理回路１４の内部に例えば画像メ
モリ１４　ａ　ｓ　１４　ｂ　％　１４　ｃを備えてお
り、先の実施例のように複数の種類の画像信号を撮影し
た場合、それぞれを蓄積できるように構成されたもので
ある。そして、画質切換え回路１６は、いずれかのメモ
リの画像信号を選択して画像合成回路１７を介してカラ
ーエンコーダ２２に供給するように構成されている。そ
の他の部分は、先の実施例と同じであるから同一符号を
付している。この実施例では、ユーザの選択に応じて、
画質選択回路１６は画像信号を選択導出するのみであり
、また、画像合成回路１７は信号スルー状態に制御され
る。このような構成であると、質の異なる３種類の画像
信号を得ることかできる。

第６図はさらにこの発明の他の実施例である。

この実施例は、例えば２枚の画像を撮影して、第１の画
像信号にはシャープさをなくしてソフトな画像となるよ
うに細工して、第２の画像信号には同等細工をせず、両
者を合成した画像を得る写真現像技術に類似した機能を
持たせたものである。

この機能によれば、第１の画像で背景を撮影し、第２の
画像で人間の顔を撮像背景を撮影した場合、背景をソフ
トにして顔を浮きあがらせるという効果を演出てきる。

信号処理回路１４からの第１の画像信号は、フィールド
メモリ４２に一旦蓄積される。次に撮像した第２の画像
信号は、ゲート回路４１に入力されるととも１こ輪郭抽
出回路４５に入力される。輪郭抽出回路４５は、例えば
人物の輪郭を抽出して輪郭の範囲内はゲート回路４１を
導通させ、輪郭の外はゲート回路４４を導通させる。ゲ
ート回路４４には、フィールドメモリ４２の出力が、帯
域制限フィルタ４３を介して供給されている。

帯域制限フィルタ４３は、２次元のローパスフィルタで
あり水平、垂直方向の低域特性を持つ。

この特性は、通常は固定であるが、画質選択回路１８か
らその特性を調整できるようにしてもよい。

例えば水平カットオフ周波数が０．　５ＭＨｚ　、　Ｉ
ＭＨｚ　、２ＭＨｚというように選択できるようにして
もよい。この場合、垂直方向についても同様であり、走
査線の複数本を用いて加算することにより低域成分を得
ることができる。例えば水平方向のカットオフ周波数と
して０．５ＭＨｚを設定すると垂直解像度４０ＴＶ本、
２　ＭＨｚでは１６０ＴＶ本、ＩＭＨｚでは８０ＴＶ本
というふうに低域フィルタ特性が切換わるように設計さ
れる。

今、レンズの絞りがＦ８〜Ｆｌｌ程度で屋外の風景を背
景として人物を撮像するものとする。画像信号としては
ピントの合った鮮明な画像信号であるものとする。第１
の画像信号は、フィールドメモリ４２、帯域制限フィル
タ４３を介してソフトな画像信号となりゲート回路４４
に入力される。

次の第２の画像信号は、ゲート回路４１に直接入力され
る。ここでケート回路４１は、輪郭抽出回路４５からの
制御信号により、人物部分の信号のみを選択して出力し
、ゲート回路４４は風景（背景）部分の信号のみを選択
して出力することになる。そこでこの２つの画像信号を
合成回路１７にて合成すれば、背景がソフトで人物が鮮
明な画像信号を得ることができる。

輪郭抽出回路４５の輪郭検出方法として、色に基づいて
輪郭を判断する方法、コントラストに基づいて輪郭を判
断する方法、特定の移動物体を検出する方法が利用され
る。さらに予めデジタルで画像の特定範囲を指定してお
いてもよい。

上記の実施例では、１つの撮像カメラで同一箇所を２回
連続して撮影して、風景（背景）をソフトにする場合を
説明した。しかしこの実施例に限定されるものではなく
、ゲート回路４１．４４の各入力側あるいは出力側にさ
らにフィールドメモリを設けて、別の箇所で撮影した画
像を合成できるように構成してもよい。この場合は、第
１の画像信号をソフトな画像に処理してフィールドメモ
リに蓄積しておき、あるいは、第２の画像信号を先に取
得してフィールドメモリに蓄積しておき、最終的に合成
するときに時間合わせを行うように制御すればよい。ま
た、１台の撮像カメラで撮影した画像の合成のみならず
、第１図で述べた外部端子２］からの画像信号を取り込
み２台のカメラで撮影した画像の合成を行ってもよい。

上記のようにこの実施例によると、一般のフィルムを用
いたカメラでは現像のときに細工される技術、あるいは
写真撮影の熟練者が特殊なレンズを用いて得ることがで
きるような効果を、電子カメラの内部で即座に実現でき
るとういう特徴がある。

上記のように人物と風景の合成は勿論のこと、製品と背
景との関係においても背景をソフトにして製品を浮きあ
がらせた画像を得ることもできる。

また運動会などで走っている子供にピントを合わせ、背
景をほかすなどの処理も可能である。

さらに上記の説明では、人物の輪郭を抽出して人物を浮
きあがらせる画像を得る例を説明したが、製品等のよう
に予め輪郭が分かっている場合は、その輪郭を輪郭抽出
回路４５のメモリに予め登録しておき複雑な輪郭抽出処
理を省略するようにしてもよい。また、必ずしも輪郭を
抽出してその範囲を鮮明にする方法でなくても、所望の
エリア（例えば円形）を輪郭抽出回路あるいは別途設け
たメモリに登録しておき、この範囲だけを鮮明として他
の領域をソフトにするように使用してもよい。

第７図はさらにまたこの発明の他の実施例である。

この実施例は、第１の画像信号に対しては、特定の周波
数成分を強調するようにして変形し、第２の画像信号に
対しては同等細工を施さず、両者を合成することにより
あるいは一部を合成することにより不鮮明な部分をいっ
そう鮮明にした画像を得られるようにしている。従って
、通常では全体の画像が不鮮明であっても、注目したい
部分だけを明確にしてみるという処理が可能である。

信号処理回路１４からの画像信号は、ゲート回路４１と
フィールドメモリ４２に供給できるようになっている。

フィールドメモリ４２の出力は、輪郭強調回路５０に入
力される。輪郭強調回路５０は、垂直、水平の高域フィ
ルタを含み高域成分を強調して原信号に加算して出力す
る。例えば、垂直方向には２水平期間（２Ｈ）〜３水平
期間（３Ｈ）の遅延回路を用いて、遅延された信号と遅
延されない信号との差信号を作り垂直高域成分を取りだ
し、水平方向には特定の周波数帯域の信号の増幅率を大
きくするアパーチャ回路により輪郭強調が行われる。こ
のときの強調周波数の設定、或いは強調の度合は、画質
選択回路１８からの制御信号で決定される。

さらに画質選択回路１８は、ゾーン指定回路５１にも制
御信号を供給し、輪郭強調画面の取り出しエリアを指定
することができる。ゾーン指定回路５１は、輪郭強調さ
れた画像信号の選択期間ではゲート回路４４をオン、ゲ
ート回路４１をオフに制御し、他の期間ではゲート回路
４４をオフ、ゲート回路４１をオンにする。これにより
、合成回路１７からは画面の一部が輪郭強調された形の
画像信号を得ることができる。

この実施例では、ゾーン指定回路５１を設けて、画面の
一部（例えば中央の円形部分）が輪郭強調されるように
説明したが、画面全体を輪郭強調したものとしてもよい
。この場合は、ゲート回路４４のみがオンされる。また
、先の実施例のように、特定の被写体の領域（例えば人
物の顔）のみが輪郭抽出により選択されて、かつ輪郭強
調されるようにしてもよい。

さらにまた、輪郭強調を逆に利用して高域成分を原信号
から減算し、画像をぼかすような画像効果を得ることも
できる。

第８図はさらに他の実施例である。

この実施例は、第１の画像信号の特定の色成分を強調し
、第２の画像信号には同等細工せず色強調した部分の信
号と合成して出力するように構成されている。この実施
例であると、特定の動く被写体を追跡監視する場合に有
効な画像を得ることができる。

信号処理回路１４からの画像信号は、ゲート回路４１及
びフィールドメモリ４２に入力されるように構成されて
いる。フィールドメモリ４２の出力は、カラー強調回路
５２に入力される。カラー強調回路５２においては、画
質選択回路ユ８からの制御信号に基づいて特定のカラー
信号の利得が制御される。カラー強調回路５２の田方部
の信号と入力部の信号とは強調部検出回路５３において
差分が取られ、強調部のタイミング検出のために利用さ
れる。カラー強調タイミングでは、その検出信号により
、ゲート回路４４がオン、ゲート回路４１がオフされ、
他のタイミングでは、ゲート回路４４はオフ、ゲート回
路４１はオンされる。

これにより、特定の色の部分だけが強調された画像を合
成回路１７から得ることかできる。

画質選択回路１８によりゾーン指定回路５１を制御し、
強調部検出回路５３からのタイミング信号との論理和を
とることにより、特定のゾーンにおいてのみカラー強調
した画像を得ることも可能である。

さらに上記の実施例ではゲート回路４１からの出力と合
成するようにしているが、ゲート回路４４を常にオン、
ゲート回路４１を常にオフすることにより全体的に指ｆ
ｆ　ｌ、た色を強調した画像を得ることもできる。

色信号を制御する形態としては、上記の実施例に限定さ
れるものではなく、各種の形態が可能である。

上記の実施例は、色信号を強調する場合Ｒ，Ｇ。

Ｂ信号のいずれかの利得を制御するとして説明したが、
（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号のいずれかの利得を制
御するようにしてもよい。このようにすると、画面の中
で所望の部分だけが色が濃くなり他の部分との違いがは
っきりと区別しやすくなる。例えば動いている被写体だ
けを色強調するすると被写体の中で動いている部分か他
の部分と区別され観測する場合にわかりやすくなる。

カラー強調する部分を設定するには、各種の方法がある
。予め上記した例のようにゾーンを指定する他に、今ま
で述べた実施例における輪郭抽出手段、帯域制限手段か
らの出力を利用して自動的に強調部分が定まるようにし
てもよい。

上記の実施例では、画質切換えとしてカラー強調を行う
ことを示したが、逆にカラー除去を行ってもよい。

カラー除去回路としては、第８図のカラー強調回路５２
０部分を除去回路に置き換え、第８図の強調検出回路５
３の部分を除去部検出回路に置き換えればよい。除去方
法としてはＲ，Ｇ、Ｂ信号のいずれかまたは複数を指定
して除去する方法、（Ｒ−Ｙ）信号あるいは（Ｂ−Ｙ）
信号のいずれかまたは複数を指定して除去する方法があ
る。具体的には指定された色信号（または色差信号）の
経路の利得をＯにすることである。色差信号の経路の両
方をＯにすることにより、残りは輝度信号Ｙのみとなる
。

このような機能をもつことにより、被写体かカラー画像
、背景か白黒という画像を得ることかでき注目したい部
分たけをカラー表示させることができる。このような表
示は例えば製品の宣伝画像を得る場合に利用できる。

第９図は、カラー信号に対して移相制御が行われるよう
に成された実施例である。即ち、フィールドメモリ４２
とゲート回路４４との間に移和回路５５を設け、この経
路の画像信号の色を可変できるようになされたものであ
る。移相回路５５は具体的には、フィールドメモリ４２
からの（Ｒ−Ｙ）信号が供給され差動増幅器６１、（Ｂ
−Ｙ）信号が供給される差動増幅器６２、輝度信号Ｙが
供給される増幅器６３を有する。差動増幅器６１．６２
からの（Ｒ−Ｙ）信号、−（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）
信号、−（Ｂ−Ｙ）信号はセレクタ６４に供給される。

セレクタ６４は、画質選択回路１８からの制御信号に基
づいて任意の色差信号を選択して導出し、ゲート回路４
４に入力することができる。

ゲート回路４４は、ゾーン指定回路５１からの指定区間
でセレクタ６４からの出力及び増幅器６３からの輝度信
号Ｙを選択して導出し、合成回路１７に供給する。この
合成回路１７には、ゲート回路４１からの出力も供給さ
れる。

基本的な動作は、先の実施例と同じであるが、この実施
例によると、例えば（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号の
変りに−（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を選択すると
補色の信号が得られ、ちょうどネガフィルムをみるよう
な画像を得ることができる。

さらに色信号を操作して各種の画像効果を得る方法とし
て、色副搬送波の位相を制御する方法もある。画面の特
定のエリアで色副搬送波の位相を変化させ、そのエリア
に注目させるようにしてもよい。

また、このような機能を持つカメラであると、一部の色
温度が異なるような被写体を撮影する場合、特定部分の
カラー位相を可変することにより、正しく色再現された
画像を得る場合にも有効である。また、窓の外の景色の
ようなシーンでは、故意にカラー位相をシフトさせ色変
化した画像を得ることができる。

第１０図はこの発明のさらに他の実施例である。

この実施例は、フィールドメモリ４２とゲート回路４４
の間に階調伸長／低減回路６５を設けた例である。階調
を調整することによりこの経路の画像信号は、コントラ
ストが調整されることになる。従って、フィールドメモ
リ４２の経路の画像信号として例えば被写体像を選択し
、ゲート回路４１の経路の画像信号として例えば背景像
を選択するような場合、被写体側の階調を伸長すること
により、合成画像では被写体を浮きあがらせた画像効果
を得ることができる。

階調伸長／低減は、具体的にはγ特性を変化させること
により実現できる。本来、撮像素子から導出された画像
信号は、従来からのγ補正が行われるのであるが、この
信号に対してさらにこの実施例ではγ特性をγ−１、あ
るいはγ−１，２のように組み直すことになる。

全体画像の一部に上記のような処理を施した画像を挿入
することができる。例えば、全体画像ではコントラスト
の不鮮明なエリアがある場合、このエリアの信号に対し
て階調制御を行えば、その部分のコントラストが強調さ
れ鮮明化することができる。

第１１図はさらにこの発明の他の実施例である。

この実施例は、フィールドメモリ４２とゲート回路４４
の間にモザイク特種回路６６を設けた例である。モザイ
ク特種回路６６は、例えば８ビツトの階調で表現されて
入力する画像信号を、６ビツトあるいは４ビツトの階調
で表現される画像信号に変換する回路である。このよう
にビット変換すると、階調的には多少不自然となるが、
ノイズの混入量が減り、実質的にはＳ／Ｎが良くなる。

例えば、背景の青空の画像を強調してノイズの少ない画
像にする場合は有効である。またこの実施例はビット変
換機能を備えるので少ないビット数で表現すれば一部を
ぼかした画像を得る場合にも利用できる。

第１２図は、さらにまたこの発明の他の実施例である。

この実施例は、画質切換え回路１６に対して外部端子２
１を設けて、ここから第２の電子カメラの出力、あるい
は外部機器からの出力を供給できるように構成したもの
である。

画質切換え回路１６は、画質効果回路７１を有し、この
画質効果回路７１には信号処理回路１４からの画像信号
、あるいは外部端子２１からの画像信号を入力すること
ができる。この画質効果回路７１は、いずれか一方の入
力画像信号を画質選択回路１８からの制御信号に基づい
て処理する。

例えばこの画質効果回路７１には、先の実施例で説明し
たような輪郭強調手段、帯域制限手段、カラー強調手段
等が内蔵されている。画質効果回路７１で処理された画
像信号は、−旦フイールドメモリ４２に蓄積される。そ
して次の撮像により例えば信号処理回路１４からの画像
信号がゲート回路４１に供給されるときにタイミングを
合わせて読み出される。ゲート回路４４と４１とは画質
選択回路１８からのタイミング信号に基づいていずれか
一方がオン、他方がオフしその出力を画像合成回路１７
に供給する。

なおゲート回路４４をオンする場合、フィールドメモリ
４２の出力から輪郭を検出したり、ある帯域を検出した
り、あるいは特定の色を検出することにより制御しても
よいことは、先に述べた実施例と同様である。

上記の実施例のように、外部入力端子からの画像信号を
直接画質切換え回路１６に供給することによりＳ／Ｎの
劣化が少なく、しかも簡単に画像合成か可能である。

従来、放送局では複数台のカメラの出力信号をフレーム
シンクロナイザに入力して各種の画像処理を行っている
。しかしこの方法であると、カメラ出力を一旦ＮＴＳＣ
方式あるいはＲ，Ｇ、Ｂのビデオ信号に変換して、各々
独立したビデオ信号を得て再度各種処理を行っている。

従って、信号処理システムは、大掛かりで複雑な構成と
なっている。このために画質が劣化することがある。こ
れに対して本発明のシステムでは、撮像時に外部入力信
号とともに画像合成処理を行っているので、画像信号の
信号の劣化なく合成処理が可能である。

さらに、第１の電子カメラと第２の電子カメラとは、通
常は外部同期をとって動作させるので、水平、垂直の操
作は同期しており大掛かりなフレームシンクロナイザは
不要となり、安価で実用的な画像合成システムとして用
いることができる。

外部入力信号との合成を行う場合、あらかじめプログラ
ムしておくことにより任意の時間に信号を取込むことが
でき撮影時に必要に応じて呼出してきて画像合成を行う
ことができる。よって、撮影時に簡単に編集された１つ
の番組を造り上げることも可能となる。

さらにまた、上記のシステムは、第１と第２のカメラの
同時撮影を行っている最中でもその編集処理が可能であ
る。このときはフィールドメモリ４２部はスルー状態あ
るは蓄積状態のいずれにも切換えできるｌように構成さ
れる。第１のカメラで全体のシーンを撮影しながら、第
２のカメラで重要な部分をアップして撮影し、全体の風
景を見て雰囲気を味わいながら細部の様子は詳しく観察
できるという効果を得ることができる。また、第１と第
２のカメラとで同一被写体を異なるアングルから撮影し
て動作を分析するような利用も可能である。

さらに、外部入力信号としては、スチル撮影用の電子カ
メラからのものでもよく、例えば決定的な瞬間を静止画
として撮影したような場合、その確認を行う場合に利用
できる。また、電子カメラの画像信号（外国の風景、街
等）を背景用の信号として用い、これに撮影した被写体
の画像信号をはめ込むという処理も可能である。

また、外部人力信号としてはビデオデツキあるはテレビ
ジョン受信機からのＲ，Ｇ、Ｂ信号であってもよい。ま
たビデオデツキからの信号を用いる場合は、入力端子２
１のすぐ後に、時間軸補正回路を設けて信号の時間軸変
動を無くして処理する方が好ましい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、１台のカメラに画像信
号処理機能を持たせることにより、各種の画像処理が得
られ、使い勝手の広い多機能デジタルＣＣＤカメラを得
ることができる。

さらにこの発明は、固体撮像デバイスの撮像特性の弱点
をカバーすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
は第１図の画質制御部１５の一例を示す回路図、第３図
は第２図の回路の動作を説明するために示した波形図、
第４図も第２図の回路の動作を説明するために示した波
形説明図、第５図乃至第１２図はそれぞれこの発明の他
の実施例を示す回路図である。 １０・・・撮像レンズ、１１・・・絞り部、１２・・・
固体撮像レンズ、１３・・・前置増幅器、１４・・・信
号処理部、１５・・・画質制御部、１６・・・画質切換
え回路、１７・・・画像合成回路、１８・・・画質選択
回路、１９・・・駆動回路、２０・・・アイリス回路、
２１−・・外部入力端子、３０　ａ　、　　３０　ｂ　
、　　３０　ｃ　−・・スライス回路、３１　ａ、３１
　ｂ、３１　ｃ−・・増幅器、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ
ｍｒ補正回路、３　Ｂ　−、。 合成回路、３５・・・目的別設定制御部、３６・・・電
子シャッター　４２・・・フィールドメモリ、４３・・
・帯域制限フィルタ、４４．４１・・・ゲート回路、４
５・・・輪郭抽出回路、５０・・・輪郭強調回路、５１
・・・ゾーン指定回路、５２・・・カラー強調回路、５
３・・・強調部検出回路、５５・・・移相回路、６５・
・・階調伸長／低減回路、 ・・モザイ ク特種回路、 ・・・画質効果回路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体からの光を捕らえる撮像レンズと、この撮
   像レンズによって結像される光学像を結像面に受けて光
   電変換出力を得る固体撮像デバイスと、この固体撮像デ
   バイスの光電変換出力を画像信号に整える信号処理回路
   とを備えたデジタルＣＣＤカメラにおいて、 少なくとも前記信号処理回路からの画像信号を含む複数
   の画像信号が供給され、これらの画像信号をそれぞれ異
   なる特性の処理経路に通して合成して出力画像信号を得
   る画質制御手段と、 この画質制御手段の前記異なる特性の処理経路の各信号
   処理特性を外部操作に応じて決定する画質選択手段と、 前記画質制御手段からの出力画像信号が供給され、所定
   の方式のビデオ信号にエンコードするエンコーダとを具
   備したことを特徴とする多機能デジタルＣＣＤカメラ。
2. （２）複数の画像信号は、前記固体撮像デバイスの第１
   、第２のシャッター時間で撮影される第１、第２の画像
   信号であり、前記画質制御手段は、第１の画像信号を第
   １のレベルで増幅する第１の処理経路と、第２の画像信
   号を第１のレベルとは異なる第２のレベルで増幅する第
   ２の処理経路とを有したことを特徴とする請求項第１項
   記載の多機能デジタルＣＣＤカメラ。
3. （３）複数の画像信号は、前記固体撮像デバイスからの
   第１、第２の画像信号であり、前記画質制御手段は、第
   １の画像信号と第２の画像信号とをそれぞれ異なるレベ
   ルで利得制御する第１と第２の処理経路を有したことを
   特徴とする多機能デジタルＣＣＤカメラ。
4. （４）前記画質制御手段は、帯域制限フィルタを含む信
   号処理経路を有したことを特徴とする請求項第１項記載
   の多機能デジタルＣＣＤカメラ。
5. （５）前記画質制御手段は、輪郭強調回路を含む信号処
   理経路を有したことを特徴とする請求項第１項記載の多
   機能デジタルＣＣＤカメラ。
6. （６）前記画質制御手段は、カラー強調回路を含む信号
   処理経路を有したことを特徴とする請求項第１項記載の
   多機能デジタルＣＣＤカメラ。
7. （７）前記画質制御手段は、カラー移相回路を含む信号
   処理経路を有したことを特徴とする請求項第１項記載の
   多機能デジタルＣＣＤカメラ。
8. （８）前記画質制御手段は、階調伸長／低減回路を含む
   信号処理経路を有したことを特徴とする請求項第１項記
   載の多機能デジタルＣＣＤカメラ。
9. （９）前記画質制御手段は、ビット変換を行うモザイク
   特種回路を含む信号処理経路を有したことを特徴とする
   請求項第１項記載の多機能デジタルＣＣＤカメラ。
10. （１０）前記画質制御手段は、外部入力端子を有し、こ
    こから電子カメラ若しくはビデオテープレコーダなどの
    外部機器からの画像信号を導入可能とすることを特徴と
    する請求項第１項記載の多機能デジタルＣＣＤカメラ。