JPH04310091A - ビデオ信号のフレア補正回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はビデオ信号のフレア補
正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで撮影を行った場合、被写
体からの入射光の一部がカメラの内部などで乱反射し、
被写体の像が白方向に浮いてしまうことがある。このよ
うな現象はフレアと呼ばれているが、このフレアは被写
体に高輝度の部分があるほど顕著になり、再生画質を低
下させてしまう。

【０００３】そこで、ビデオカメラには、一般にフレア
補正回路が設けられ、ビデオ信号のフレア補正を行うよ
うにされている。

【０００４】図２は、ビデオカメラの撮像素子からフレ
ア補正回路までの一例を示すもので、ＣＣＤ撮像素子１
の出力信号Ｓ１　がサンプリング・ホールド回路２に供
給されて有効なビデオ信号Ｓ２　が取り出され、この信
号Ｓ２が、ゲインコントロール回路３を通じてプリニー
回路４に供給される。

【０００５】このプリニー回路４は例えば図３に示すよ
うな入出力特性とされ、入力ビデオ信号Ｓ２　のレベル
がプリニーポイントを越えたときには、その出力ビデオ
信号Ｓ４　に対するゲインが小さくなるようにされてい
る。 したがって、ビデオ信号Ｓ４においては、その高輝度部
分のレベルが、ビデオ信号Ｓ２　よりも圧縮されている
。

【０００６】そして、このビデオ信号Ｓ４　が、Ａ／Ｄ
コンバータ５に供給され、信号Ｓ４　は、その１サンプ
ルが例えば１０ビットのデジタルビデオ信号Ｓ５　にＡ
／Ｄ変換され、この信号Ｓ５　がフレア補正回路６に供
給される。

【０００７】この補正回路６は、減算回路６１と、数フ
ィールド期間〜１秒程度の時定数を有する積分回路６９
とにより構成され、コンバータ５からのビデオ信号Ｓ５
　が減算回路６１に主信号として供給されるとともに、
積分回路６９に供給されて直流成分Ｓ６９（信号Ｓ４　
の直流成分に対応するデジタル信号）が取り出され、こ
の直流成分Ｓ６９が減算回路６１に供給される。

【０００８】この場合、この直流成分Ｓ６９は、フレア
による被写体の白方向の浮きの大きさに対応する。そし
て、減算回路６１において、この直流成分Ｓ６９が、ビ
デオ信号Ｓ５　から減算されるので、その減算結果Ｓ６
　は、もとのビデオ信号Ｓ５　からフレアによる白方向
の浮きを除去したものとなる。すなわち、信号Ｓ６　は
フレア補正の行われたビデオ信号である。そして、この
ビデオ信号Ｓ６　が、ガンマ補正回路７においてガンマ
補正されてから端子８に取り出される。

【０００９】ところが、上述のようなフレア補正回路６
の場合には、被写体に高輝度部分があると、次のＩ項及
びＩＩ項の理由によりフレア補正量が不足することがあ
る。

【００１０】すなわち、Ｉ　　フレアの大きさは被写体
の輝度に対応するので、ビデオ信号Ｓ２　にフレアによ
る直流成分が含まれるとき、この直流成分の大きさは、
そのビデオ信号Ｓ２のレベルに対応している。しかし、
ビデオ信号Ｓ４　は、プリーニー回路４により、高輝度
部分のレベルがもとのビデオ信号Ｓ２　のレベルよりも
圧縮されているので、そのようなビデオ信号Ｓ４から直
流成分を取り出したのでは、その直流成分のレベルは、
もとのビデオ信号Ｓ２　から取り出した直流成分のレベ
ルよりも小さくなってしまう。

【００１１】したがって、ビデオ信号Ｓ４　をＡ／Ｄ変
換したビデオ信号Ｓ５　から補正信号Ｓ６９を形成して
フレア補正をしても、その補正量は不足してしまう。

【００１２】ＩＩ　　被写体が、例えば図４Ａに示すよ
うに、黒地に高輝度の白い丸であるとすれば、そのビデ
オ信号Ｓ４　は、図４Ｂに示すようにレベルの変化する
波形となる。そして、このような信号Ｓ４　に対して、
Ａ／Ｄコンバータ５の許容入力レベル（ダイナミックレ
ンジ）が図４ＢのレベルＶ５であるとすれば、信号Ｓ４
　は、レベルＶ５　でクリップされ、図４Ｂの斜線部分
だけがデジタルビデオ信号Ｓ５　にＡ／Ｄ変換されるこ
とになる。

【００１３】したがって、このような信号Ｓ５　からフ
レア補正信号Ｓ６９を形成しても、信号Ｓ４　のうちの
レベルＶ５　以上の部分（斜線のない部分）は、フレア
補正信号Ｓ６９の形成に使用されていないので、そのよ
うなフレア補正信号Ｓ６９によるときには、補正不足と
なってしまう。

【００１４】この場合、Ａ／Ｄコンバータ４の前段には
、プリニー回路４が設けられているが、そのプリニー特
性は高輝度部分でも平坦になることはないので、ビデオ
信号Ｓ４　の高輝度部分のレベルがコンバータ５の許容
入力レベルＶ５　を越えてしまうことがある。

【００１５】また、ゲインコントロール回路３のゲイン
を調整してＡ／Ｄコンバータ５に供給される信号Ｓ４　
のピーク値を、許容入力レベルＶ５　以下とすれば、Ｉ
Ｉ項の問題を生じることはない。

【００１６】しかし、そのようにすると、Ａ／Ｄコンバ
ータ５において、Ａ／Ｄ変換するときの分解能、すなわ
ち、１ビットあたりのアナログレベルの範囲が広くなり
、量子化誤差が大きくなってしまう。すなわち、高輝度
部分のために、視覚的に目立ちやすい灰色レベルの量子
化が荒くなってしまう。

【００１７】そこで、これらＩ項及びＩＩ項によるフレ
ア補正量の不足を解決したフレア補正回路が考えられて
いる。

【００１８】図５は、そのようなフレア補正回路の一例
を示す。すなわち、図５において、Ａ／Ｄコンバータ５
からのデジタルビデオ信号Ｓ５　が、主信号として減算
回路６１に供給されるとともに、ローパスフィルタ６２
に供給されてもとのアナログビデオ信号Ｓ４　における
高域成分に対応する信号成分が除去されたデジタルビデ
オ信号Ｓ６２が取り出される。この高域除去は、後述す
る信号加算において、その加算結果のビット数を減らす
ためのものである。なお、この高域除去により、被写体
の一部が無視されることになるが、無視されるのは細部
なので、その影響は小さく、問題はない。

【００１９】そして、このフィルタ６２からの信号Ｓ６
２が、逆変換回路６３に供給される。この逆変換回路６
３は、図６に実線で示すように、プリニー回路４のプリ
ニー特性（破線図示）とは相補な入出力特性を有するも
のである。したがって、この逆変換回路６３からは、ビ
デオ信号Ｓ２　と同じリニアリティのビデオ信号Ｓ６３
が出力される。

【００２０】ただし、このビデオ信号Ｓ６３においても
、コンバータ５の許容入力レベルＶ５を越える部分はク
リップされている。すなわち、被写体が、例えば図７Ａ
に示すように（これは図４Ａと同じ）、黒地に高輝度の
白い丸であるとすれば、そのビデオ信号Ｓ２　は、図７
Ｂに示すようにレベルの変化する波形となり、図７Ｂの
斜線部分がビデオ信号Ｓ６３となる。

【００２１】そして、この信号Ｓ６３が加算回路６４に
供給され、各フィールド期間ごとに、そのフィールド期
間の信号Ｓ６３が１画素分（１サンプル分）ずつ順に加
算ないし積算され、その加算出力Ｓ６４が１フィールド
期間分ずつマイクロコンピュータ６５に供給される。な
お、加算出力Ｓ６４は、図７Ｂの斜線部分の面積を示す
ことになる。

【００２２】また、このとき、マイコン６５には、その
フィールド期間における画素の加算回数（信号Ｓ６３の
サンプル数）Ｎ６４が供給される。

【００２３】そして、マイコン６５において、Ｘ６４＝
Ｓ６４／Ｎ６４ の除算が行われる。この場合、値Ｓ６４は図７Ｂの斜線
部分の面積であり、値Ｎ６４はその横の長さ（１フィー
ルド期間）に対応するので、商Ｘ６４は、図７Ｂの斜線
部分を１フィールド期間に平均した値、すなわち、平均
輝度レベルを示すことになる。

【００２４】さらに、フィルタ６２からの信号Ｓ６２が
、比較回路６６に供給されるとともに、Ａ／Ｄコンバー
タ５の許容入力レベルＶ５　を示す信号が比較回路６６
に基準レベルとして供給され、比較回路６６からはＳ６
２≧Ｖ５　のとき、“１”となる比較出力Ｓ６６が取り
出される。 したがって、アナログビデオ信号Ｓ４　のレベルが、Ａ
／Ｄコンバータ５の許容入力レベルＶ５　を越えたとき
、比較出力Ｓ６６は“１”となる。

【００２５】そして、この比較出力Ｓ６６が、画素カウ
ンタ６７にカウントイネーブル信号として供給されると
ともに、フィルタ６２からの信号Ｓ６２がカウンタ６７
にカウント入力として供給され、各フィールド期間ごと
に、Ｓ６６＝“１”の期間における信号Ｓ６２の画素数
がカウントされ、このカウント出力Ｓ６７が各フィール
ド期間ごとにマイコン６５に供給される。

【００２６】そして、マイコン６５において、Ｙ＝Ｙ１
　＋Ｙ２　　　　　‥‥‥　　■ Ｙ１　＝ａ・Ｘ６４＋ｂ　　‥‥‥　　■Ｙ２　＝ｃ・
Ｓ６７＋ｄ　　‥‥‥　　■ａ〜ｄ：定数 で示される演算が行われる。

【００２７】そして、詳細は後述するが、■式を図示す
ると、図８のようになり、縦軸Ｙ１はフレアの第１の補
正量を示す。また、■式を図示すると、図９のようにな
り、縦軸Ｙ２　はフレアの第２の補正量を示す。

【００２８】さらに、マイコン６５において、値Ｙが、
各フィールド期間ごとに求められるとともに、その最新
の８フィールド期間分の値Ｙについて平均値Ｓ６５が計
算され、この平均値Ｓ６５がフレア補正信号として減算
回路６１に供給され、減算回路６１において、ビデオ信
号Ｓ５　から平均値Ｓ６５が減算され、その減算結果Ｓ
６　がガンマ補正回路７を通じて端子８に取り出される
。

【００２９】この場合、平均値Ｓ６５における■式の成
分は、平均輝度レベルＸ６４を最新の８フィールド期間
分について平均したものであるから、この成分は、図２
のフレア補正回路６において、ビデオ信号を数フィール
ド期間の時定数で積分して得たフレア補正信号Ｓ６９に
対応する。

【００３０】そして、プリニー回路４においてビデオ信
号Ｓ４　はレベル圧縮されているが、加算回路６４に供
給されるビデオ信号Ｓ６３のリニアリティを逆変換回路
６３によりもとに戻しているので、平均値Ｓ６５におけ
る■式の成分は、プリニー前のビデオ信号Ｓ２　から形
成したフレア補正信号と等価である。

【００３１】したがって、ビデオ信号Ｓ４　がＡ／Ｄコ
ンバータ５の許容入力レベルＶ５　以下であれば、この
成分により適切なフレア補正が行われる。すなわち、Ｉ
項が解決されたことになる。

【００３２】また、平均値Ｓ６５における■式の成分は
、ビデオ信号Ｓ４のうち、レベルがＡ／Ｄコンバータ５
の許容入力レベルＶ５　を越えた期間に対応するので、
この成分は信号Ｓ４　のうちのレベルＶ５　以上の部分
に対応した値となっている。

【００３３】したがって、この平均値Ｓ６５における■
式の成分により、ＩＩ項が解決されたことになる。

【００３４】したがって、減算回路６１から取り出され
たビデオ信号Ｓ６　は、もとのビデオ信号Ｓ４　がプリ
ニー回路４を通過していても、あるいは、ビデオ信号Ｓ
４　にＡ／Ｄコンバータ５の許容入力レベルＶ５　を越
える高輝度部分があっても適切にフレア補正されたビデ
オ信号となる。

【００３５】しかも、■〜■式の処理、及び■式の値Ｙ
を平均して補正信号Ｓ６５を得る処理を、マイコン６５
においてソフトウエアにより実行しているので、フレア
補正の補正量を変更するとき、これを容易に行うことが
でき、例えばビューファインダを見ながらフレア補正量
を調整することができる。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオカメ
ラがカラービデオカメラの場合には、フレア補正回路を
、赤色信号、青色信号、緑色信号の各信号チャンネルに
それぞれ設ける必要がある。

【００３７】しかし、図５に示すようなフレア補正回路
６を、各信号チャンネルに設けると、カメラ全体の回路
規模が大きくなって大型化あるいは重量化してしまい、
可搬機には適さない。また、コストアップとなってしま
う。

【００３８】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。

【００３９】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させると
、第１〜第３の色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂがそれぞれ供給さ
れる第１〜第３の演算回路６１Ｒ〜６１Ｂと、第１〜第
３の色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂをフィールド順次に取り出す
スイッチ回路６０と、このスイッチ回路６０から取り出
された色信号を、フィールド順次に処理して各色信号の
平均値をフィールド順次に出力する回路６４、６５と、
このフィールド順次に出力された平均値をそれぞれラッ
チする第１〜第３のラッチ回路６８Ｒ〜６８Ｂとを設け
、この第１〜第３のラッチ回路６８Ｒ〜６８Ｂにラッチ
されている平均値を、第１〜第３の演算回路６１Ｒ〜６
１Ｂに供給して第１〜第３の色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂのフ
レア補正をするようにしたものである。

【００４０】

【作用】色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂからフレア補正信号ＳＲ
　〜ＳＢが時分割式に形成され、その後、このフレア補
正信号ＳＲ　〜ＳＢ　は同時化され、この同時化された
フレア補正信号ＳＲ　〜ＳＢ　により色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ
５Ｂのフレア補正が行われる。

【００４１】

【実施例】図１は、カラービデオカメラにおける撮像素
子からフレア補正回路までの一例を示し、この図におい
て、図５のＣＣＤ撮像素子１及び各回路２〜５に対応す
る部分には、同一符号にサフィックスＲ、ＧあるいはＢ
を付けて説明は省略する。ただし、手段１Ｒ〜５Ｒは赤
色信号の信号系、手段１Ｇ〜５Ｇは緑色信号の信号系、
手段１Ｂ〜５Ｂは青色信号の信号系であり、Ａ／Ｄコン
バータ５Ｒ、５Ｇ、５Ｂからは、デジタルの赤色信号Ｓ
５Ｒ、緑色信号Ｓ５Ｇ、青色信号Ｓ５Ｂがそれぞれ出力
される。

【００４２】そして、これら信号Ｓ５Ｒ、Ｓ５Ｇ、Ｓ５
Ｂは、減算回路６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂにそれぞれ供給
される。

【００４３】さらに、コンバータ５Ｒ〜５Ｂからの信号
Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂがスイッチ回路６０に供給されるととも
に、このスイッチ回路６０は、信号ＳＶ　により１フィ
ールド期間ごとに順に切り換えられ、スイッチ回路６０
からは、信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂがフィールド順次に取り出
され、このフィールド順次の信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂがロー
パスフィルタ６２に供給される。

【００４４】このフィルタ６２及び以後の回路６３〜６
７は、図５における回路６２〜６７と同じものであるが
、マイクロコンピュータ６５には、信号ＳＶ　が、スイ
ッチ回路６０の切り換え位置を示す信号として供給され
る。そして、マイコン６５は、この信号ＳＶ　により、
ローパスフィルタ６２に色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂのうちの
どの色信号が供給されているかを判断し、フィールド順
次に色信号Ｓ５Ｒ、Ｓ５Ｇ、Ｓ５Ｂのためのフレア補正
信号ＳＲ　、ＳＧ　、ＳＢ　を形成する。

【００４５】すなわち、フィルタ６２に赤色信号Ｓ５Ｒ
が供給されているフィールド期間には、その赤色信号Ｓ
５Ｒに対して、加算回路６４における加算及びカウンタ
６７におけるカウントが行われ、この赤色信号Ｓ５Ｒの
フィールド期間が終了すると、その加算結果及びカウン
ト結果がマイコン６５において処理され、赤色信号Ｓ５
Ｒについて■式に対応する値ＹＲ　が計算される。

【００４６】同様に、フィルタ６２に緑色信号Ｓ５Ｇが
供給されているフィールド期間には、その緑色信号Ｓ５
Ｇに対して、加算回路６４における加算及びカウンタ６
７におけるカウントが行われ、この緑色信号Ｓ５Ｇのフ
ィールド期間が終了すると、その加算結果及びカウント
結果がマイコン６５において処理され、緑色信号Ｓ５Ｇ
について■式に対応する値ＹＧ　が計算される。さらに
、フィルタ６２に青色信号Ｓ５Ｂが供給されているフィ
ールド期間には、その青色信号Ｓ５Ｂに対して、加算回
路６４における加算及びカウンタ６７におけるカウント
が行われ、この青色信号Ｓ５Ｂのフィールド期間が終了
すると、その加算結果及びカウント結果がマイコン６５
において処理され、青色信号Ｓ５Ｂについて■式に対応
する値ＹＢ　が計算される。

【００４７】こうして、マイコン６５においては、値Ｙ
Ｒ　、ＹＧ　、ＹＢ　がフィールド順次に計算される。

【００４８】そして、さらにマイコン６５においては、
計算した値ＹＲ　のうち、最新の８フィールド期間分の
値ＹＲ　について平均値ＳＲ　が計算され、この平均値
ＳＲ　がラッチ回路６８Ｒにラッチされる。同様に、マ
イコン６５において、計算した値ＹＧのうち、最新の８
フィールド期間分の値ＹＧ　について平均値ＳＧ　が計
算され、この平均値ＳＧ　がラッチ回路６８Ｇにラッチ
され、さらに、計算した値ＹＢ　のうち、最新の８フィ
ールド期間分の値ＹＢ　について平均値ＳＢ　が計算さ
れ、この平均値ＳＢ　がラッチ回路６８Ｂにラッチされ
る。

【００４９】こうして、マイコン６５において、フィー
ルド順次に計算された平均値ＳＲ　〜ＳＢ　が、ラッチ
回路６８Ｒ〜６８Ｂにより同時化されるとともに、次の
平均値ＳＲ　〜ＳＢ　が計算されるまで保持される。

【００５０】そして、このラッチ回路６８Ｒ〜６８Ｂの
平均値ＳＲ　〜ＳＢ　が、減算回路６１Ｒ〜６１Ｂにフ
レア補正信号としてそれぞれ供給される。

【００５１】なお、この場合、図５のフレア補正信号Ｓ
６５は、連続したフィールドの信号Ｓ５　から形成して
いるのに比べ、フレア補正信号ＳＲ　〜ＳＢ　は、フィ
ールド順次の信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂから形成しているが、
これら補正信号ＳＲ　〜ＳＢ　はもともと数フィールド
期間〜１秒程度の平均値でよいので、問題はない。

【００５２】したがって、減算回路６１Ｒ〜６１Ｂにお
いて、各色信号Ｓ５Ｒ〜Ｓ５Ｂからフレア補正信号ＳＲ
　〜ＳＢ　が減算されてフレア補正が行われる。そして
、このフレア補正された色信号Ｓ６Ｒ〜Ｓ６Ｂが、ガン
マ補正回路７Ｒ〜７Ｂを通じて端子８Ｒ〜８Ｂに取り出
される。あるいは、さらにエンコーダ（図示せず）に供
給されて例えばＮＴＳＣカラー信号にエンコードされる
。

【００５３】こうして、この発明によれば、赤色信号Ｓ
５Ｒ〜青色信号Ｓ５Ｂに対してそれぞれフレア補正を行
うことができるが、この場合、特にこの発明によれば、
赤色信号Ｓ５Ｒ〜青色信号Ｓ５Ｂからフレア補正信号Ｓ
Ｒ　〜ＳＢ　を形成するとき、これを時分割式にフィー
ルド順次に形成しているので、形成回路６を赤色信号Ｓ
５Ｒ〜青色信号Ｓ５Ｂに対して共通にすることができ、
したがって、カメラ全体の回路規模が大きくなることが
なく、また、大型化あるいは重量化することもない。あ
るいはコストアップもスイッチ回路６０によるものだけ
であり、ほとんどない。

【００５４】なお、上述において、マイコン６５の出力
ポートにラッチ機能があるときには、ラッチ回路６８Ｒ
〜６８Ｂをマイコン６５の出力ポートにより代用できる
。また、カウンタ６７において、フィルタ６２からの信
号の画素数をカウントする代わりにその信号を得るため
に使用したクロックの数をカウントしてＡ／Ｄコンバー
タ５のクリップ期間の計測値とすることもできる。

【００５５】さらに、３原色信号として赤色信号、緑色
信号、青色信号を対象としたが、シアン色信号、マゼン
タ色信号、黄色信号であってもよい。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、赤色信号Ｓ５Ｒ〜青
色信号Ｓ５Ｂに対してそれぞれフレア補正を行うことが
できるが、この場合、特にこの発明によれば、赤色信号
Ｓ５Ｒ〜青色信号Ｓ５Ｂからフレア補正信号ＳＲ　〜Ｓ
Ｂ　を形成するとき、これを時分割式にフィールド順次
に形成しているので、形成回路６を赤色信号Ｓ５Ｒ〜青
色信号Ｓ５Ｂに対して共通にすることができ、したがっ
て、カメラ全体の回路規模が大きくなることがなく、ま
た、大型化あるいは重量化することもない。あるいはコ
ストアップもスイッチ回路６０によるものだけであり、
ほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例を示す系統図である。

【図２】従来例の系統図である。

【図３】従来例を説明するための特性図である。

【図４】従来例を説明するための図である。

【図５】この発明を説明するための系統図である。

【図６】この発明を説明するための特性図である。

【図７】この発明を説明するための図である。

【図８】この発明を説明するための特性図である。

【図９】この発明を説明するための特性図である。

【符号の説明】

１Ｒ〜１Ｂ　　ＣＣＤ撮像素子 ２Ｒ〜２Ｂ　　サンプリング・ホールド回路３Ｒ〜３Ｂ
　　ゲインコントロール回路４Ｒ〜４Ｂ　　プリニー回
路 ５Ｒ〜５Ｂ　　Ａ／Ｄコンバータ ６　　フレア補正回路 ７Ｒ〜７Ｂ　　ガンマ補正回路 ６０　　スイッチ回路 ６１Ｒ〜６１Ｂ　　減算回路 ６２　　ローパスフィルタ ６３　　逆変換回路 ６４　　加算回路 ６５　　マイクロコンピュータ ６６　　比較回路 ６７　　画素カウンタ ６８Ｒ〜６８Ｂ　　ラッチ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１〜第３の色信号がそれぞれ供給さ
   れる第１〜第３の演算回路と、上記第１〜第３の色信号
   をフィールド順次に取り出すスイッチ回路と、このスイ
   ッチ回路から取り出された色信号を、フィールド順次に
   処理して各色信号の平均値をフィールド順次に出力する
   回路と、このフィールド順次に出力された平均値をそれ
   ぞれラッチする第１〜第３のラッチ回路とを有し、この
   第１〜第３のラッチ回路にラッチされている上記平均値
   を、上記第１〜第３の演算回路に供給して上記第１〜第
   ３の色信号のフレア補正をするようにしたビデオ信号の
   フレア補正回路。