JPH09298683A - 映像信号処理方法及び映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞り径及びズーム位置変化などの光学系の条
件変化に関わらず、撮影画像の解像度がほぼ一定に保た
れるようにして、見た目に自然な画像が得られるように
する。 【解決手段】 例えば絞り径に対応する場合であれば、
絞り径の変化に対応するＭＴＦを測定し（図６
（ａ））、この測定されたＭＴＦに対応する映像信号の
高周波成分の低下をキャンセルすることのできるアパー
チャーコントロール回路の出力のゲインを可変設定する
（図６（ｂ））。そして、撮影時において変化する絞り
径を検出して、検出された絞り径に対応して設定された
ゲインをアパーチャーコントロール回路に与えることに
より、絞り径に関わらずほぼ一定とされた輝度信号の高
周波成分の振幅（図６（ｃ））が得られるように制御を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は信号処理方法及び信
号処理装置に関わり、特にビデオカメラやスチルカメラ
などのように光学系を備えて撮影を行う撮影装置により
撮影された映像信号の処理を行う信号処理方法及び信号
処理装置に適用して好適とされる。

【０００２】

【従来の技術】例えば撮影装置として、いわゆるデジタ
ルビデオカメラ（動画を撮影する）やデジタルスチルカ
メラ（静止画を扱う）などが知られるようになってきて
いる。このような撮影装置においては、光学系により撮
影した画像を取り込むものであるが、この光学系に備え
られたレンズの収差が原因となって実際の被写体よりも
撮影された画像の解像度が劣化することが知られてい
る。そこで、例えば撮影された画像の映像信号について
アパーチャーコントロールを施して画像の解像度を補正
することが行われている。アパーチャーコントロールと
は、例えば撮影された映像信号の輝度信号の高域成分を
強調することにより、結果的に、撮影画像のエッジ部分
（ここでは画像中の明度の境界部分をいう）を際立たせ
るようして、見掛け上の解像度を向上させるように補正
する信号処理である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮影された
画像の解像度の劣化の程度は撮影時の条件によっても変
化する異なること分かっており、例えば絞りの開口度を
変化させることによって画像の解像度は著しく異なって
くることが分かっている。また、ズームレンズを用いて
いる場合には、このズームレンズのズーム位置によって
も撮影画像の解像度が異なってくることが分かってい
る。ところが、これまでのアパーチャーコントロールの
場合には、撮影画像の映像信号に対して一律に予め設定
された所定のゲインを与えて、その高域成分の振幅を増
幅することが行われていた。このために、上記のような
絞りの開口度やズームレンズのズーム位置の状態変化に
よる解像度の変化に追従して補正をかけることは行われ
ていなかった。このため、同じ撮影装置で撮影したにも
関わらず、撮影時の絞りやズーム位置の状態変化によ
り、撮影された画像の解像感に「むら」が生じて見た目
に自然な画像が得られないという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た問題点を解決するため、撮影された画像の映像信号を
処理する映像信号処理方法において、撮影装置の光学系
の状態変化に伴って生じる映像信号の解像度の変化につ
いて、ほぼ一定となるように補正することとした。ま
た、撮影された画像の映像信号を処理する映像信号処理
装置において、撮影装置の光学系の状態変化に伴って生
じる上記映像信号の解像度の変化について、ほぼ一定と
なるように補正するための解像度補正手段を備えること
とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図９を参照して説明する。本実施の形態とし
ては、ビデオカメラ装置に本発明を適用したものとされ
る。なお、以降の説明は次の順序で行うこととする。 １．ＡＴＦについて ２．ビデオカメラ装置の構成 ３．アパーチャーコントロール回路の構成及び基本的動
作 ４．本実施の形態の絞り機構 ５．本実施の形態の解像度補正：絞り径の変化に対応す
る補正 ６．本実施の形態の解像度補正：ズーム位置の変化に対
応する補正

【０００６】例えば、撮影装置の光学系に用いられるレ
ンズの解像度の特性は、ＭＴＦ(modulation transfer f
unction)により表すことができる。レンズ等の光学系に
よる正弦波の読み取り精度を、光学系の伝達関数（ＯＴ
Ｆ：optical transfer function)といい、このＯＴＦは
複素数で表される。そして、ＯＴＦの絶対値をＭＴＦと
いい、振幅の伝達関数を表す。そこで、先ず図８及び図
９を参照して、本実施の形態のビデオカメラの光学系に
対応するＭＴＦの概念について説明する。

【０００７】図８（ａ）は、被写体Ｐと、この被写体Ｐ
についてレンズＬを通して得られる被写体像Ｐａの関係
が模式的に示されている。例えば、図８（ｂ）に示すよ
うに色の白い部分と黒い部分が左右にほぼ半分づつとな
っているような被写体Ｐを想定する。この図８（ｂ）の
被写体Ｐについて空間周波数的に見た場合には、水平方
向について非常に低い空間周波数を有しているとみるこ
とができる。そして、図８（ｂ）の被写体Ｐについてレ
ンズＬを通して得られる被写体像Ｐａ１であるが、元の
被写体Ｐの空間周波数が充分低いために、レンズＬの収
差の影響はほとんどなく、図８（ｃ）に示すようにほぼ
被写体Ｐに忠実な解像度が得られる。図８（ｄ）には被
写体Ｐ２として、図８（ｂ）よりも水平方向の空間周波
数が高いものが示されているが、このような被写体Ｐ２
についてレンズを通して得られた被写体像Ｐａ２にはレ
ンズの収差の影響が表れはじめる。つまり図８（ｅ）に
示すように、白い部分には黒い部分の成分が混じり込ん
で輝度が低下し、これに対して、黒い部分には白い部分
の成分が混じり込んで輝度が上るような状態となる。つ
まり画像的には、白い部分と黒い部分の像が完全に分離
されなくなってその輝度差が小さくなり、画像全体がぼ
けたような印象を受けることになる。つまり、解像度が
低下することになる。

【０００８】図８（ｆ）には、図８（ｄ）よりも更に水
平方向における空間周波数の高い被写体Ｐ３が示されて
いるが、この被写体Ｐに対応して得られる図８（ｇ）の
被写体像Ｐａ３の場合には、上記図８（ｄ）（ｅ）に示
した被写体Ｐ２及び被写体像Ｐａ２の場合よりも更に収
差が影響し、実際には更に画像の白い部分と黒い部分の
像の輝度差が小さくなって、更にぼけた印象の画像とな
る。

【０００９】上記図８にて説明した被写体Ｐの空間周波
数の変化に対する被写体像Ｐａの輝度差の関係は、例え
ば図９（ａ）のように示すことができる。この図によっ
ても被写体像Ｐａ１に対応する空間周波数では、ほとん
ど収差の影響がなく良好な輝度差が得られているが、被
写体像Ｐａ２に対応する空間周波数では輝度差が低下し
ていることが分かる。被写体像Ｐａ３に対応する空間周
波数では更に輝度差が低下している。

【００１０】そしてこの場合には、上記図９（ａ）にお
いて横軸に示す空間周波数が０のときの輝度差を１００
％としたときの縦軸に示される値をＭＴＦと見なすこと
ができる。従って、被写体Ｐの空間周波数の変化に対す
る被写体像ＰａのＭＴＦの関係は、図９（ｂ）のように
示されることになる。なお、収差がないとされる「理想
レンズ」であればＭＴＦは空間周波数に関わらず常に１
００％となる。

【００１１】２．ビデオカメラ装置の構成 図１は、本実施の形態としてのビデオカメラの要部の構
成を概略的に示すブロック図とされる。なお、この図に
おいては光学系と、この光学系にて撮像された映像を光
電変換して信号処理を行う信号処理系のみを示してい
る。

【００１２】この図において、レンズブロック１は本実
施の形態のビデオカメラの光学系とされる。このレンズ
ブロック１においては、所定範囲でズーム位置を可変し
て被写体像のズーミングを行うことのできるズームレン
ズ２が備えられる。また、絞り３によりズームレンズ２
を透過した光量を調節して像の明るさや被写体深度を調
整する。なお、この図に示す絞り３は、象徴的に多数枚
の羽根を組み合わせて略同心円的に開口度を調整する機
構が示されているが、本実施の形態においては実際に
は、後述するように２枚の羽根を組み合わせた、２枚羽
根による絞り機構が採用される。

【００１３】上記ズームレンズ２には図のようにポテン
ショメータ１１が設けられている。ズームレンズ２にお
いては、ズーミングのために可変される焦点距離に対応
して、例えば光軸方向に添って所定範囲でバリエータと
いわれるレンズが移動するが、この移動位置（ズーム位
置）の情報は上記ポテンショメータ１１によって検出す
るようにされており、この検出信号がズーム位置情報と
して制御部１０に対して供給される。また、絞り３に対
してはホール素子１２が設けられているが、このホール
素子１２により絞り３の絞り径（開口度）を検出するよ
うにしており、この検出信号はアンプ１３を介して絞り
径情報として制御部１０に供給される。これらズーム位
置情報及び絞り径情報は、例えば制御部１０が行うＡＥ
(automatic exposure)制御や、ＡＦ（automatic focusi
ng controll)制御に用いられる。また、本実施の形態に
おいては、上記ズーム位置情報及び絞り径情報に基づい
て、後述するようにしてアパーチャーコントロール回路
８に制御信号を供給し、これによって映像信号のアパー
チャーコントロールを行うように構成される。

【００１４】この場合には撮像素子としてＣＣＤ(charg
e coupled device) ４が用いられる。このＣＣＤ４より
読み出された電荷に基づく撮像信号は、サンプルホール
ド／ＡＧＣ回路５に供給されて、ＡＧＣ(automatic gai
n controll) により所定のゲインで増幅され、サンプル
ホールドされた後にＡ／Ｄコンバータ６に供給される。
Ａ／Ｄコンバータ６は供給されたアナログ信号による撮
像信号をデジタル信号に変換してビデオ信号処理回路７
に供給する。ビデオ信号処理回路７ではデジタル信号に
変換された映像信号について所要の信号処理を実行し
て、最終的に合成器９を介してデジタル信号によるビデ
オ信号として出力する。このビデオ信号出力は、例え
ば、図示しない外部又は内蔵の映像信号記録装置等に供
給されて記録されたり、又は、撮影画像の表示のために
モニタ装置や液晶ディスプレイ装置等に供給される。ビ
デオ信号処理回路７の出力はアパーチャーコントロール
回路８に対しても分岐して供給される。

【００１５】アパーチャーコントロール回路８は、入力
された映像信号について高域成分を増幅して強調した信
号成分を生成する。このアパーチャーコントロール回路
８の出力は合成器９に供給される。合成器９においては
元の映像信号に対して適当に増幅された映像信号の高域
成分を重畳することになるが、これにより後述するよう
に表示される画像のエッジ部分が強調されて、見掛け上
の解像度が向上することになる。なお、この図において
は、アパーチャーコントロール回路８に対してビデオ信
号処理回路７から出力された映像信号が入力されるよう
になっているが、実際のアパーチャーコントロール回路
８によるアパーチャーコントロールの処理は、高域周波
数の影響が大きい輝度信号成分についてのみ行えばよ
い。

【００１６】データテーブルメモリ１０ａは、後述する
ようにして、制御部１０がレンズブロック１の状態変化
に応じてアパーチャーコントロール回路８の出力信号の
ゲインを可変設定するために必要となるデータテーブル
が格納されるが、これについては後述する。

【００１７】３．アパーチャーコントロール回路の構成
及び基本的動作図２は、上記アパーチャーコントロール
回路８の構成例を概略的に示すブロック図とされる。な
お、本実施の形態のアパーチャーコントロール回路８と
しては、画像の水平方向及び垂直方向の両方向の解像度
を補正するためのアパーチャーコントロール回路がそれ
ぞれ備えられているものとされるが、この場合には、水
平方向の解像度を補正する回路構成について示してい
る。この図に示すアパーチャーコントロール回路８は、
遅延素子２１、２２、乗算器２３、合成器２４、乗算器
２５により構成される。この場合、遅延素子２１、２２
にはクロック信号ＣＬＫのクロック周波数に対応する遅
延時間が設定されるが、この場合のように水平方向の解
像度を補正するのであれば、１Ｈ分に含まれる画素数に
対応するクロック周波数を設定するようにされる。これ
に対して、クロック信号ＣＬＫについて１Ｈの周波数を
設定すれば、図２と同様の回路構成で垂直方向の解像度
を補正するアパーチャーコントロール回路を得ることが
できる。

【００１８】ビデオ信号処理回路７から出力されたデジ
タル信号による映像信号の輝度信号成分は、遅延素子２
１及び合成器２４に入力されている。遅延素子２１の遅
延出力は遅延素子２２に入力されると共に、入力信号に
ついて２倍の演算を行う乗算器２３に入力される。合成
器２４においては、ビデオ信号処理回路７から入力され
る元の輝度信号成分と、遅延素子２２の遅延出力である
輝度信号成分を加算すると共に、遅延素子２１から乗算
器２３を介した信号成分を減算する。この合成器２４の
出力であるが、元の映像信号を１としてこれに対して１
クロック分遅延された信号をＤとすると、輝度信号成分
に対して（１−２Ｄ＋Ｄ²)で表されるハイパスフィルタ
を通して、輝度信号から所要の高域成分を取り出したも
のとなる。つまり、上述した遅延素子２１、２２、乗算
器２３及び合成器２４によりハイパスフィルタを形成し
ている。

【００１９】乗算器２５では、上記合成器２４の出力で
ある輝度信号の高域成分に対して、制御部１０から供給
される制御信号としてのゲインコントロール信号が与え
られる。つまり、輝度信号の高域成分に対して後述する
ようにして可変設定されたゲインの係数が乗算されて、
輝度信号の高域成分が強調されることになる。そして、
乗算器２５から出力されるゲインが与えられた高周波成
分を、もとの映像信号の輝度信号に対して重畳する（合
成器９にて合成する）ことで、元の映像信号の高域成分
が強調される。

【００２０】図３は、上述したアパーチャーコントロー
ル回路８の基本的動作により得られる画像状態の変化を
示す説明図とされる。例えば図３（ａ）に示す映像信号
周波数成分に対応する被写体像Ｐａ１１が図３（ｂ）に
示すようなものであるとする。すると、図３（ａ）より
もＭＴＦが劣化した特性となる図３（ｃ）に対応する被
写体像Ｐａ１２は、図３（ｄ）に示すようになり、画像
の解像度が低くなっている。そこで、上記図３（ｃ）に
示した特性の映像信号について、図２にて説明したアパ
ーチャーコントロール回路８によるアパーチャーコント
ロールによって高域成分を強調し、例えば図３（ｅ）に
示すように高域成分の振幅を持ち上げ、ほぼ図３（ａ）
と同等となるような特性が得られるように信号処理を施
したとする。これにより、図３（ｆ）の被写体像Ｐａ１
３に示すように、画像のエッジ部分（この場合には白い
部分と黒い部分との境界となる）が強調されて、見掛け
上の画像の解像度が向上される。

【００２１】４．本実施の形態の絞り機構 前述したように、ビデオカメラなどの撮影装置の光学系
においては、絞り経の変化によりＭＴＦが変化する。つ
まり、絞り径の変化により被写体像の解像感にむらが生
じることが分かっているが、本実施の形態においては、
図２及び図３により説明したアパーチャーコントロール
回路８を利用することにより、絞り径の変化に対して被
写体の解像感が一定となるようなアパーチャーコントロ
ールを行うように構成されるが、ここで、本実施の形態
のビデオカメラに採用される、２枚羽根式の絞り３の機
構について図４を参照して説明する。

【００２２】絞り３は、図４（ａ）に示すような形状の
端部を有する、２枚の羽根３１、３２の組み合わせから
成る。この場合、羽根３１側において図に示す位置に
は、ＮＤフィルタ（ＮＤ：neutral density filter) ３
が取り付けられている。ＮＤフィルタ３３は、よく知ら
れているように可視光域の入射光量を所定の割合だけ減
衰させる光学フィルタとされ、色バランスに影響するこ
となく透過光を制限することができる。そして、図４
（ｂ）に示すように上記羽根３１、３２を互いの端部同
士を重ねるようにして組み合わせることによって菱形形
状の開口部３４を形成する。そして、図の矢印に示す方
向に羽根３１、３２を移動させるようにすることで、開
口部３４の面積、即ち絞り径が調節されることになる。
このような２枚羽根機構の絞りを採用した場合には、例
えば多数枚の羽根により略同心円状の開口部形成する機
構の絞りを採用した場合よりも、低コストに光学系を構
成することができる。

【００２３】５．本実施の形態の解像度補正：絞り径の
変化に対応する補正 次に、本実施の形態における絞り径の変化に対する解像
度補正について説明する。撮影装置の絞り径の変化に対
する解像度の変化、即ちＭＴＦの変化は、撮影装置に用
いられる光学系の構成に応じて機器ごとに異なってくる
が、予め測定を行うことにより把握することが可能であ
る。そこで本実施の形態では、こうした測定結果に基づ
いて後述するようにアパーチャーコントロール回路８の
ゲインを制御することにより、解像度の補正を行うこと
が可能となる。そこで図５を参照して、図４に示した本
実施の形態の絞り３の絞り径に応じたＭＴＦの変化につ
いて説明する。なお、図５においては、絞り３の開口部
３４の部分が示され、その周辺部分の図示は省略してい
る。また、この場合には、例えば、図３（ｂ）に示した
ような被写体のチャートを用いることにより、水平方向
におけるＭＴＦを測定したものとされる。

【００２４】図５（ａ）には、「絞り状態１」として絞
り３の絞りが開放された状態が示されているものとされ
る。そして、この状態から絞り３を絞っていき、図５
（ｂ）の絞り状態２に示す程度にまで開口部３４を絞っ
たとする。ところで、絞りを絞っていくことでレンズの
収差の影響は少なくなっていくことから、一般的にＭＴ
Ｆの値もこれに応じて大きくなっていく。このため、図
５（ｂ）の絞り状態２の場合では、図５（ａ）の絞り状
態１と比較して大きなＭＴＦが得られることになる。

【００２５】つぎに、図５（ｂ）の状態から更に絞りが
かけられて、図５（ｃ）に示す絞り状態３となったとす
る。この絞り状態３は、例えば開口部３４においてＮＤ
フィルタ３４が占める面積が大部分となって、逆にＮＤ
フィルタ３３の効果の掛かっていない空間が非常に小さ
くなっていることからも分かるように、絞り３において
ＮＤフィルタ３３の効果が掛かりきる直前の状態とされ
る。このような絞りの状態では、本来レンズの収差の影
響が非常に小さくなることからＭＴＦの値が大きくなる
べきであるが、実際には、ＮＤフィルタ３３の効果の掛
かっていない空間が非常に小さくなることで、この空間
部分での光の回折現象が起こることになりＭＴＦの値が
小さくなる。つまり、図５（ｂ）から図５（ｃ）に示す
状態遷移として、絞りを徐々に絞っていった場合、これ
に応じて開口部３４においてＮＤフィルタ３３の効果が
掛かっていない空間の面積が小さくなっていくことで、
上述した光の回折現象が無視できなくなり、逆にＭＴＦ
が劣化していくという特性が得られることになる。

【００２６】そして、図５（ｃ）の状態から更に絞りが
絞られて、図５（ｄ）の絞り状態４に示すように、開口
部３４がＮＤフィルタ３３で占められてＮＤフィルタ３
３の効果が完全に掛かった状態では、光の回折は小さく
なって再びＭＴＦは大きくなる。また、図５（ｄ）の状
態から更に絞りをかけていき、図５（ｅ）の絞り状態５
に示すような状態となった場合には、ＮＤフィルタ３３
が完全に掛かった状態であっても、開口部３４の面積が
非常に小さくなるために再び光の回折の影響が大きくな
ってＭＴＦが小さくなる。

【００２７】本実施の形態においては、これまで図５に
より説明した絞り径（開口部３４の面積）の変化に対応
するＭＴＦの変化の関係として、図６（ａ）に示すよう
な測定結果が得られた。この図においては横軸に絞り径
が示され、縦軸に絞り径に対応するＭＴＦが示されてい
る。また、この図６（ａ）においてＭＴＦの特性を示す
曲線上に対して、図５（ａ）〜（ｅ）に示した「絞り状
態１〜５」の各サンプル位置が記されているが、図５に
て説明したように「絞り状態１」→「絞り状態２」に絞
り径が変化するのに応じてＭＴＦは大きくなっていき、
「絞り状態２」→「絞り状態３」の絞り径の変化に対し
ては、ＭＴＦが小さくなるように変化し、「絞り状態
３」→「絞り状態４」の絞り径の変化に対しては、再び
ＭＴＦが大きくなるように変化している。そして、「絞
り状態４」→「絞り状態５」の絞り径の変化に対して
は、光の回折によるＭＴＦの低下がみられる。

【００２８】そこで、本実施の形態においては、上記図
６（ａ）に示すようにして得られた測定結果に基づい
て、絞り径の変化に応じてアパーチャーコントロール回
路８の乗算器２５（図２参照）に与えるべきゲイン（制
御部１０から供給される制御信号とされる）を可変する
ことにより、絞り径によるＭＴＦの変化に関わらず、被
写体像の解像度が一定となるように補正を行うように構
成される。

【００２９】図６（ｂ）は、上記図６（ａ）の測定結果
に基づいて、絞り径の変化に対してアパーチャーコント
ロール回路８の乗算器２５に与えるべきゲインの設定例
を示している。この場合にはゲインの低いほうからゲイ
ンａ〜ゲインｄの５段階のゲインが設定されている。そ
して、図６（ａ）に測定結果として示される曲線のパタ
ーンに対して、この曲線の変化をキャンセルするような
パターンとなるように、絞り径の変化に対してゲインを
可変して設定していることが理解される。

【００３０】そして、絞り径の変化に応じて上記図６
（ｂ）に示すようにして可変されたゲインをアパーチャ
ーコントロール回路８の乗算器２５に与えることで、ア
パーチャーコントロールが施される映像信号の輝度信号
の高周波成分としては、図６（ｃ）に示すように、絞り
径に関わらずほぼ一定の振幅レベルを維持するようにさ
れる。この結果、実際に表示される被写体像としては、
絞り径の変化に関わらずほぼ一定の解像感が得られたう
えで、画像全体の解像度の向上が図られることになる。
なお、図６（ｃ）には３ＭＨｚの輝度信号成分の振幅を
示しているものとされる。

【００３１】このようなアパーチャーコントロール制御
を実現するためには、例えば、図１に示したデータテー
ブルメモリ１０ａに対して、図６（ｂ）に示した絞り径
に対応するゲイン設定のデータテーブルを格納してお
く。そして制御部１０は、撮影時においてホール素子１
２から供給される絞り３の絞り径情報に基づいて現在の
絞り径を判別し、この判別された絞り径に対応して設定
されているゲインを、データテーブルメモリ１０ａに格
納されたデータテーブルを参照して決定する。そして、
このようにして決定されたゲインを制御信号としてアパ
ーチャーコントロール回路８の乗算器２５に与えるよう
にされる。このような制御部の処理動作により、これま
で述べてきた絞り径の変化に追従したアパーチャーコン
トロールが可能となる。なお、制御部１０からアパーチ
ャーコントロール回路８の乗算器２５に供給される制御
信号としては、設定されたゲインに応じた電圧値とされ
てもよいし、例えば所定ビット数によるシリアルデータ
などとされてもよい。

【００３２】なお、これまでの説明は水平方向における
ＭＴＦの変化より生じる解像度の補正について述べたも
のであるが、実際には垂直方向における解像度の補正も
同様にして行うものとされる。このためには、例えば横
（水平方向）縞による垂直方向に空間周波数の高い被写
体のチャートを用いることにより、垂直方向における絞
り径に対するＭＴＦの変化を測定することができる。そ
して、以降はこれまでの説明と同様に、この測定結果に
基づいてＭＴＦの変化に応じた輝度信号の高周波成分の
振幅変動をキャンセルするようにゲインを設定し、この
データをデータテーブルメモリ１０ａに格納する。制御
部１０は、この格納されたゲイン設定データに基づい
て、垂直方向のアパーチャーコントロールを行うように
されたアパーチャーコントロール回路８の乗算器２５の
ゲインを可変するように構成すればよい。

【００３３】６．本実施の形態の解像度補正：ズーム位
置の変化に対応する補正 光学系を備えた撮影装置においては、これまで説明して
きた絞り径だけでなく、ズームレンズのズーム位置によ
ってもＭＴＦが変化することが分かっている。そこで、
本実施の形態ではこのようなズーム位置の変化による解
像度の変化を補正するようにも構成される。

【００３４】ズーム位置の変化とこれに伴って変化する
ＭＴＦの関係は、レンズの収差の変化によるものである
あることから、レンズの設計時にシミュレーションによ
り算出したり、あるいは絞りの場合のように測定によっ
て求めることが可能とされる。そして、本実施の形態の
ビデオカメラにおけるズーム位置の変化に対するＭＴＦ
の値としては、図７（ａ）に示すような結果が得られ
た。この図によると、広角（ｗｉｄｅ）から望遠（ｔｅ
ｌｅ）にズーム位置が移動するのに従ってＭＴＦが小さ
くなる特性が得られていることが分かるが、解像度もこ
れに対応して広角から望遠となるのに従って低下するこ
とになる。

【００３５】そこで、図７（ｂ）に示すように、ズーム
位置の変化に対してアパーチャーコントロール回路８の
乗算器２５に与えるべきゲインを可変設定する。この場
合、ゲインは上記図７（ａ）に示した特性をキャンセル
するように、広角から望遠にズーム位置が移動するのに
応じてゲインａ〜ゲインｄにより段階的にゲインが大き
くなるようにされている。そして、上記図７（ｂ）に示
したズーム位置に対するゲイン設定のデータテーブル
を、絞りの場合と同様にデータテーブルメモリ１０ａに
格納する。そこで制御部１０は、撮影時においてポテン
ショメータ１１より供給されるズーム位置情報に基づい
て、現在のズーム位置に対応するゲインをデータテーブ
ルメモリ１０ａに格納されたデータテーブルから参照し
て決定し、このゲインをアパーチャーコントロール８に
供給する。このようなアパーチャーコントロールが行わ
れることにより、例えば輝度信号の高周波成分（この場
合には３ＭＨｚとされる）は、図７（ｃ）に示すように
ズーム位置の変化に関わらず、ほぼ一定の振幅となるよ
うに制御される。これにより、ズーム位置の変化により
生じていた解像感の「むら」も解消されることになる。
なお、上記図７（ａ）に示す特性は画像の水平方向にお
けるＭＴＦの特性を示すものとされ、従って図７（ｂ）
に示したゲイン設定のデータテーブルに基づくアパーチ
ャーコントロールも画像水平方向に対応するものとされ
る。そして、詳しい説明は省略するが、ズーム位置の変
化に対する解像度の補正も上記画像水平方向だけでなく
垂直方向についても同様のアパーチャーコントロールに
よる解像度の補正が行われるものとされる。

【００３６】例えば、従来においてはアパーチャーコン
トロール回路による解像度の補正としては、特にゲイン
を可変せずに、予め設定された特定の１段階のみのゲイ
ン（例えば図６（ｂ）のゲインｂ）により常に輝度信号
に対してアパーチャーコントロールを行うようにしてい
たため、このような光学系の状態変化に対応するＭＴＦ
の変化に追従して、解像度の補正を行うことは不可能と
されていた。これに対して、本実施の形態では絞り径や
ズーム位置などの光学系の状態変化に関わらず、一定の
解像感が得られるようにアパーチャーコントロールが行
われることはこれまで説明してきた通りである。また、
本実施の形態としては従来においても用いられていたア
パーチャーコントロール回路のゲインを、ＭＴＦの変化
に対応するようにして可変設定する構成とされているこ
とから、特にこれまで以上にコストが増加することもな
い。

【００３７】なお、本発明はこれまで説明してきた実施
の形態の構成に限定されるものではなく、各種変更が可
能とされ、例えば、ビデオカメラ以外にもデジタル・ス
チルカメラなどのように光学系を備えた各種撮影装置及
びこのような撮影装置から供給される映像信号を処理す
るための信号処理装置に対して適用が可能とされる。ま
た、上記実施の形態においては映像信号の高域成分を強
調するアパーチャーコントロールとして、輝度信号成分
について処理を施す構成が示されているが、場合によっ
ては色差信号成分についてもアパーチャーコントロール
を行う構成とされても構わない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、絞り径や
ズーム位置など変化に伴うＭＴＦの変動特性に基づい
て、絞り径やズーム位置の変化に対応して映像信号の高
域成分を強調するアパーチャーコントロール回路のゲイ
ンを可変設定することで、光学系の状態変化に関わらず
ほぼ一定の解像度の画像を得ることができることにな
り、これまでに得られなかった自然な画像状態を得るこ
とができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としてのビデオカメラの要
部の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態のアパーチャーコントロール回路
の構成例を示すブロック図である。

【図３】アパーチャーコントロール回路の基本的な動作
を説明するための説明図である。

【図４】本実施の形態の絞り機構を示す説明図である。

【図５】本実施の形態の絞りの絞り径変化を示すための
説明図である。

【図６】本実施の形態における絞り径に応じたアパーチ
ャーコントロール方法を説明するための説明図である。

【図７】本実施の形態におけるズーム位置に応じたアパ
ーチャーコントロール方法を説明するための説明図であ
る。

【図８】レンズの収差を原因とする空間周波数に応じた
解像度の劣化を説明するための説明図である。

【図９】ＭＴＦの概念を輝度差に基づいて説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１ レンズブロック、２ ズームレンズ、３ 絞り、４
ＣＣＤ、５ サンプルホールド／ＡＧＣ回路、６ Ａ
／Ｄコンバータ、７ ビデオ信号処理回路、８アパーチ
ャーコントロール回路、９ 合成器、１０ 制御部、１
０ａ データテーブルメモリ、２１，２２ 遅延素子、
２３乗算器、２４ 合成器、２５ 乗算器、３１，３２
羽根、３３ ＮＤフィルタ、３４ 開口部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影された画像の映像信号を処理する映
   像信号処理方法において、 撮影装置の光学系の状態変化に伴って生じる上記映像信
   号の解像度の変化について、映像信号の所定の帯域成分
   を強調可能なアパーチャーコントロール手段を利用する
   ことによってほぼ一定となるように補正することを特徴
   とする映像信号処理方法。
2. 【請求項２】 上記光学系の状態変化は、レンズの収差
   に基づいて生じるものとされていることを特徴とする請
   求項１に記載の映像信号処理方法。
3. 【請求項３】 上記光学系の状態変化は、絞りの開口度
   の変化とされていることを特徴とする請求項１に記載の
   映像信号処理方法。
4. 【請求項４】 上記光学系の状態変化は、絞りの開口度
   の変化に伴う絞り開口部付近の光の回析とされているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理方法。
5. 【請求項５】 上記光学系の状態変化は、ズームレンズ
   のズーム位置の変化とされていることを特徴とする請求
   項１に記載の映像信号処理方法。
6. 【請求項６】 撮影された画像の映像信号を処理する映
   像信号処理装置において、 撮影装置の光学系の状態変化に伴って生じる上記映像信
   号の解像度の変化について、ほぼ一定となるように補正
   するための解像度補正手段を備えていることを特徴とす
   る映像信号処理装置。
7. 【請求項７】 上記解像度補正手段は、 映像信号の所定の帯域成分を強調可能なアパーチャーコ
   ントロール手段と、 上記光学系の状態変化に基づいて上記アパーチャーコン
   トロール手段の出力ゲインを可変設定可能なゲイン可変
   設定手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項６に記
   載の映像信号処理装置。
8. 【請求項８】 上記映像信号補正手段は、レンズの収差
   に基づいて生じる上記映像信号の解像度の変化につい
   て、ほぼ一定となるように補正するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理装
   置。
9. 【請求項９】 上記映像信号補正手段は、絞りの開口度
   の変化により生じる上記映像信号の解像度の変化につい
   て、ほぼ一定となるように補正するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理装
   置。
10. 【請求項１０】 上記映像信号補正手段は、絞りの開口
    度の変化に伴う絞り開口部付近の光の回析により生じる
    上記映像信号の解像度の変化について、ほぼ一定となる
    ように補正するように構成されていることを特徴とする
    請求項６に記載の映像信号処理装置。
11. 【請求項１１】 上記映像信号補正手段は、ズームレン
    ズのズーム位置の変化により生じる上記映像信号の解像
    度の変化について、ほぼ一定となるように補正するよう
    に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の映
    像信号処理装置。