JPWO2006041049A1 - 映像信号処理装置および画像処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 映像信号処理で画像圧縮するような場合であっても、撮像素子の有効画素を活用するとともに、撮像素子駆動部に対して特別な制御を行わずに、良好な映像信号を得ることができる映像信号処理装置を提供する。【解決手段】 画像の圧縮率を検出する画像圧縮部２１から出力される圧縮率検出信号に基づき算出された輪郭補正ゲインにしたがって、輪郭補正部２２は、圧縮された画像に適切な輪郭補正を行うことができる。したがって、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４は、適切に輪郭補正された良好な映像信号を出力することができる。また、ディジタル出力部２５は、非圧縮の映像信号を出力するため、撮像素子１２の有効画素を損なうことがなく、良好な映像信号とすることができる。

Description

本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた映像信号処理装置において、映像信号の画像フォーマットの変換を伴う映像信号処理装置に関するものである。
一般的なビデオカメラ等では、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像し、撮像した映像信号をディジタル化し、ディジタル化された映像信号に対して各種の映像ディジタル信号処理を施して、所定の画像フォーマットの画像データを生成して出力する。
静止画像を撮像するための機能を有するようなディジタルスチルカメラ等の撮像装置では、解像度を高くするため、撮像素子の画素数を一般的なＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置よりも増加させた撮像素子が用いられることがある。
これら静止画の解像度を重視するようなディジタルスチルカメラ等の撮像装置は、垂直方向の画素数、水平方向の画素数共に動画を撮像することを目的としたＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置よりも高めていることが多い。
近年、動画を撮像することを目的としたＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置の高画質化を狙って静止画用の撮像素子を用いることにより、高画質化を図ることが考えられている。
一般に単板方式のビデオカメラ等の撮像装置は、色信号の空間サンプリング周波数が、撮像素子の画素による空間周波数の１／２以下と低くなり、折り返しノイズを生じる問題があり、３板方式のビデオカメラ等の撮像装置はＲ、Ｇ、Ｂ、３原色信号の空間サンプリング周波数が撮像素子の画素による空間サンプリング周波数と同じであり、折り返しノイズが生じにくく、高画質の映像信号を生成できる。
しかし、３板方式のビデオカメラは、ＣＣＤ等の固体撮像素子を３つ用いるために光学系の構造が複雑で小型化が難しく、単板方式に比べてコストが高いこと等から、単板方式のビデオカメラ等の撮像装置は多い。
そこで、高画質化を狙って静止画用の撮像素子を用いることにより、３板カメラ並みの高画質化を図った単板方式のビデオカメラ等の撮像装置が考えられている。
図１３に、このような静止画用の撮像素子を用いる従来の撮像装置のブロック図を示し、説明する。
図１３に示すように、従来の撮像装置は、光を光電変換する撮像素子２と、撮像素子２から出力されたアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、カメラ用のガンマ補正等の信号処理を行い、ＮＴＳＣ／ＰＡＬ等の映像信号を生成する信号処理回路４と、撮像素子２を駆動する撮像素子駆動部５と、撮像素子駆動部５を制御する制御部６とにより構成される。
この撮像装置は、例えば垂直方向に１フィールドあたりＮＴＳＣ方式の２倍である４８０ライン分の画像データを持つ撮像素子２に対して撮像素子駆動部５で制御部６を介して制御することにより、撮像素子の出力を１フィールドあたり２４０ライン分の画像データとして生成し、この撮像素子２から出力された画像データをＡ／Ｄ変換回路３でディジタル映像信号に変換し、それを信号処理回路４で処理することでＮＴＳＣ方式に準じた画像データに変換するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３０８０７６号公報
しかしながら、このような従来の撮像装置においては、高画素の撮像素子を利用して高解像度の画像データが得られるようにしているにも関わらず、撮像素子の駆動部をＮＴＳＣ等のアナログ方式の画像フォーマット用に制御してしまうと、撮像素子から出力される垂直ライン数が２４０程度になってしまうため、ＮＴＳＣ等のアナログ方式の出力と同時に撮像素子の有効画素の全てを使用した高画質の画像データを同時に得ることができなくなってしまい、撮像素子が本来持っている有効画素が活かすことができないという問題があった。
また、一般的に撮像素子の駆動を制御するには、撮像素子毎に専用の駆動回路を設けなければならず、汎用性に欠けるためコストアップにつながるという問題があった。
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、撮像素子の画素を有効活用した高画質のディジタル画像データとＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式のようにダウンコンバートした画像データを同時に得られるようにするとともに、かつダウンコンバートした画像データの品質を高めることもできる映像信号処理装置を提供するものである。
本発明の映像信号処理装置は、撮像素子から入力した映像信号に含まれる有効画素に基づいて前記映像信号を画像データに変換する画像データ生成手段と、前記画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮手段と、輪郭補正ゲインに基づいて前記圧縮された画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力する輪郭補正手段と、前記画像圧縮手段で圧縮した圧縮率に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出する輪郭補正ゲイン算出手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、撮像素子の有効画素を活かすとともに、圧縮率にしたがって輪郭補正を行うので、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができる。
また、本発明の映像信号処理装置は、前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの輝度信号レベルを検出する輝度信号レベル検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、輝度信号レベルにしたがって輪郭補正を行うので、輝度信号レベルに応じた補正を行うことができ、Ｓ／Ｎの向上や補正による違和感の低減を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの周波数成分を検出する画像周波数成分検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、周波数成分にしたがって輪郭補正を行うので、周波数成分に応じた補正を行うことができ、画像の内容、すなわち、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像周波数成分検出手段は、前記圧縮された画像データの低周波輝度平均値を算出する低周波輝度平均値算出部と、前記圧縮された画像データの高周波輝度平均値を算出する高周波輝度平均値算出部と、前記低周波輝度平均値算出部により算出された前記低周波輝度平均値と前記高周波輝度平均値算出部により算出された前記高周波輝度平均値を比較して、前記低周波輝度平均値が前記高周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記低周波輝度平均値が所定の低周波輝度基準値を下回る場合には、前記輪郭補正ゲインを小さくするゲイン制御信号を生成し、前記高周波輝度平均値が前記低周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記高周波輝度平均値が所定の高周波輝度基準値を上回る場合には、前記輪郭補正ゲインを大きくするゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成部とを有し、前記ゲイン制御信号を前記輪郭補正ゲイン算出手段に出力することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、低周波輝度平均値が高周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ低周波輝度平均値が所定の低周波輝度基準値を下回る場合には、その画像データは低周波成分が多く比較的なめらかな画像が多いと判断し、輪郭補正ゲインを小さくするゲイン制御信号を輪郭補正ゲイン算出手段に出力し、高周波輝度平均値が低周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ高周波輝度平均値が所定の高周波輝度基準値を上回る場合には、その画像データはメリハリのある画像が多いと判断し、輪郭補正ゲインを大きくするゲイン制御信号を輪郭補正ゲイン算出手段に出力することができるので、周波数成分に応じた補正を行うことができ、画像の内容、すなわち、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するネットワーク帯域検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記ネットワーク帯域検出手段により検出された前記ネットワークの帯域に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ネットワークの帯域にしたがって輪郭補正を行うので、映像信号の送信状況に応じた補正を行うことができ、画像送信に適した輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像データ生成手段により生成された前記画像データを出力するディジタル画像データ出力部を備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、適切に輪郭補正された圧縮された高画質な映像信号とは別に、非圧縮の映像信号を出力するため、撮像素子の有効画素を損なうことのない、良好な映像信号も利用者に提供することができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記ディジタル画像データ出力部から出力される画像データの輝度信号レベルを検出するディジタル画像輝度信号レベル検出手段と、輪郭補正ゲインに基づいて前記画像データ出力部から出力される画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力するディジタル輪郭補正手段と、前記ディジタル画像輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出するディジタル輪郭補正ゲイン算出手段とを備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータに輝度信号レベルにしたがって輪郭補正を行うので、適切に輪郭補正された高画質な圧縮された映像信号とは別に、出力される非圧縮の映像信号の一層のＳ／Ｎ比の向上を実現することができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像データ出力部から出力される画像データの周波数成分を検出するディジタル画像周波数成分検出手段を備え、前記ディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータに周波数成分にしたがって輪郭補正を行うので、適切に輪郭補正された圧縮された高画質な映像信号とは別に、出力される非圧縮の映像信号に対して、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するディジタル画像ネットワーク帯域検出手段を備え、前記ディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像ネットワークの帯域に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータにネットワークの帯域にしたがって輪郭補正を行うので、画像信号の送信状況に応じた補正を行うことができ、画像送信に適した輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の画像処理装置は、前記映像信号処理装置と、前記映像信号処理装置が生成した映像信号を基に画像処理を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の画像処理装置は、輪郭補正を行う映像信号処理装置から出力された映像信号を用いて画像処理を行うので、輪郭がはっきりした画像処理を行うことができ、個人認証等の画像の輪郭成分を抽出するような画像処理を精度良く行うことができる。
本発明は、撮像素子の有効画素を活かして画像データを生成し、圧縮率にしたがって輪郭補正を行うことにより、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができるという効果を有する映像信号処理装置を提供することができるものである。
輪郭補正
本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 単純に画像データを圧縮した場合の輪郭部分を示す図 ４ライン分の画像データから１ライン分の画像生成を示す図 輪郭補正ゲイン制御部における圧縮率と輪郭補正ゲインの関係を示したグラフ 画像データ圧縮後に輪郭補正を行った画像輪郭部を示す図 本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 輝度信号レベル検出制御部の特性を示すグラフ 本発明の第３の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 映像信号帯域検出部のブロック図 映像信号帯域検出部の出力特性を示すグラフ 本発明の第４の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 本発明の第５の実施の形態における画像処理装置のブロック図 従来の撮像装置のブロック図
符号の説明
２ 撮像素子
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ 信号処理回路
５ 撮像素子駆動部
６ 制御部
１０、３０、４０、７０ 映像信号処理装置
１１ レンズ
１２ 撮像素子
１３ 撮像素子駆動部
１４ 前処理部
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ Ｙ／Ｃ信号処理部
２１ 画像圧縮部
２２ 輪郭補正部
２３ 輪郭補正ゲイン制御部
２４ ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー
２５ ディジタル出力部
３１ 輪郭補正部
３２ 輝度信号レベル検出制御部
３３ 重み付け部
４１ 輪郭補正部
４２ 映像信号帯域検出部
４３ 重み付け部
５１ 輪郭補正部
５２ 輝度信号レベル検出制御部
５３ 映像信号帯域検出部
５４ 重み付け部
６１ 低周波成分用ＢＰＦ
６２ 低周波用輝度平均値算出部
６３ 高周波成分用ＢＰＦ
６４ 高周波用輝度平均値算出部
６５ ゲイン制御部
７１ 輪郭補正部
７２ ネットワークＩ／Ｆ制御部
７３ 重み付け部
８０ 画像処理装置
８１ 画像処理部
以下、本発明の実施の形態の映像信号処理装置および画像処理装置について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図１に示し、説明する。
図１に示すように、映像信号処理装置１０は、光を集光してフォーカス調整を行うレンズ１１と、レンズ１１で集光された光を電気信号に変換する撮像素子１２と、撮像素子１２を駆動する撮像素子駆動部１３と、撮像素子１２から出力されるアナログ映像信号に対してＡ／Ｄ変換するための前処理を行う前処理部１４と、前処理部１４からの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５と、Ａ／Ｄ変換器１５から出力された映像信号に対して輝度信号処理と色差信号処理を行うＹ／Ｃ信号処理部１６と、映像信号を圧縮処理する画像圧縮部２１と、画像圧縮部２１で圧縮された映像信号に対して輪郭補正ゲインに基づいて輪郭補正を行う輪郭補正部２２と、輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する制御信号を出力する輪郭補正ゲイン制御部２３と、輪郭補正部２２から出力された映像信号を基にＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式のアナログ映像信号ｓ１を生成するＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６から出力された映像信号に対してＩ（インタレース）／Ｐ（プログレッシブ）変換等を行いディジタル映像信号ｓ２を生成するディジタル出力部２５とを備えている。
なお、レンズ１１、撮像素子１２、撮像素子駆動部１３、前処理部１４、Ａ／Ｄ変換器１５およびＹ／Ｃ信号処理部１６により、画像データ生成手段を構成する。
また、前処理部１４は、撮像素子１２から出力されるアナログ映像信号のリセットノイズを除去するＣＤＳ回路と、ノイズ成分が除去されたアナログ映像信号が一定の信号レベルを保持するように振幅調整を行うＡＧＣ回路と、振幅調整されたアナログ映像信号に対してＡ／Ｄ変換するためにクランプするクランプ回路で構成される。
画像圧縮部２１は、Ｙ／Ｃ信号処理部１６から出力された映像信号に対して所定の画像フォーマットに映像信号を圧縮処理するとともに圧縮率を圧縮率検出信号ｓ３として出力するものである。輪郭補正ゲイン制御部２３は、画像圧縮部２１から出力された圧縮率検出信号ｓ３を基に輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する制御信号を出力するものである。
ここでは、撮像素子１２は撮像素子駆動部１３でインタレース駆動されるものとして、画像フォーマットを垂直方向に縮小するダウンコンバート処理について述べる。
例えば、図２に示すようにＹ／Ｃ信号処理部１６で輝度信号、色差信号に分離された映像信号は、画像圧縮部２１で画像フォーマットを所定のフォーマットに圧縮する。
ここで、撮像素子１２の有効ライン数が９６０ラインであればＮＴＳＣ方式に変換するには２４０ラインに圧縮する。つまり、１／４にライン数を圧縮する。
しかし、画像データの圧縮にあたっては、図３に示すように４ライン分の画像データから１ライン分の画像データを生成するために、圧縮前の画像データに比べて圧縮後の画像データは画像輪郭部分が不鮮明な画像になりやすい。
このため、輪郭補正ゲイン制御部２３では、圧縮率検出信号ｓ３を基に画像データの圧縮率に応じて輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する信号を生成する。本実施の形態では、輪郭補正部２２の出力する制御信号が輪郭補正ゲインに相当する。
例えば、図４に示すように圧縮率が高いほど輪郭補正ゲイン制御部２３は輪郭補正ゲインが大きくなるように算出すれば良く、圧縮率が１／４であれば輪郭補正ゲイン制御部２３は輪郭補正ゲインが２倍になるように算出しても良い。
これにより、輪郭補正部２２は、画像圧縮部２１で圧縮された映像信号に対して適切に輪郭補正を行うことができるようになる。
この際、輪郭補正部２２で行われる輪郭補正による輪郭補正量Ｙは、Ｋを輪郭補正ゲイン制御部２３で算出された輪郭補正ゲイン、Ｚ−２を２ライン分遅延した映像信号、２Ｚ−１を１ライン分遅延した映像信号を２倍した映像信号とすると、下記式（１）のように表される。すなわち輪郭補正部２２は下記式（１）示されるディジタルフィルタを用いて輪郭補正を行う。
輪郭補正量Ｙ＝Ｋ（２Ｚ−１−Ｚ−２−１）・・・・式（１）
このように、輪郭補正量は画像データの圧縮率に応じて制御されるため、適切な輪郭補正が行えるようになる。したがって、輪郭補正部２２から出力される信号は、図５に示すように、適切に輪郭補正された良好な画像データとすることができるため、後段のＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４でアナログ映像信号ｓ１に変換して出力する信号は、良好な映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル映像信号ｓ２については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができ、ディジタル出力部２５の後段にさらにディジタル出力用の輪郭補正部を設け輪郭補正を行えば、より先鋭度の高い画像データを得ることができる。よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
さらに、本実施の形態では撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合について説明したが、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図６に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置３０の構成のうち、第１の実施の形態における映像信号処理装置１０（図１参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図６に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置３０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、画像圧縮部２１で所定の画像フォーマットに圧縮された映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部３１と、画像圧縮部２１から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、出力レベルを制御する輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部３１の輪郭補正ゲインを算出して出力する重み付け部３３とを備えている。
ここで、輪郭補正部３１は、図１に示す第１の実施の形態における映像信号処理装置１０の輪郭補正部２２と異なり、重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲインＫ１に基づいて画像圧縮部２１から出力される映像信号の輪郭補正を行う。
また、重み付け部３３は、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される制御信号Ｇとによって、輪郭補正部３１に出力する輪郭補正ゲインＫ１を算出するものである。
本実施の形態では、輝度信号レベル検出制御部３２において、画像圧縮部２１から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、図７に示すような輝度レベルの低い低輝度域や輝度レベルの高い高輝度域ほど出力レベルを低くするように制御し、その中間レベルでは出力レベルが一定になるように制御する。
そして、重み付け部３３において、輪郭補正ゲイン制御部２３で圧縮率検出信号ｓ３から求められた制御信号Ｋだけでなく、輝度信号レベル検出制御部３２で求められた輝度信号レベル検出信号Ｇも考慮して輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
例えば、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇは、輝度レベルが５０であれば、図７に示すようにＧ＝０．５として出力する。
さらに、画像圧縮部２１での圧縮率が１／４であれば、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋは、図４に示すように、Ｋ＝２として算出される。
重み付け部３３では、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号（Ｋ）と、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号（Ｇ）とに追従して求められた輪郭補正ゲイン（Ｋ１）を出力して輪郭補正部３１を制御する。
例えば、重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲインＫ１は、
Ｋ１＝Ｋ×Ｇ・・・・式（２）
として算出すれば良い。Ｋ＝２、Ｇ＝０．５とすると式（２）より、
Ｋ１＝１．０（１．０＝２．０×０．５）として重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲイン（Ｋ１）が算出される。
これを最終的な輪郭補正ゲイン出力として、
輪郭補正部３１に式（１）のＫの代わりにＫ１を代用して下記式（３）のように、輪郭補正量Ｙが算出される。
輪郭補正量Ｙ＝Ｋ１（２Ｚ−１−Ｚ−２−１）・・・・式（３）
これにより、画像圧縮部２１より出力される画像データに対して輝度変化と画像データの圧縮率の変化に追従した輪郭補正制御ができるため、低輝度時には映像信号にノイズ成分の影響があるような場合であってもＳ／Ｎ劣化がおこることを低減でき、高輝度時には高周波成分の少ない画像データを輪郭補正することによる違和感を低減することができるため、映像信号の輪郭補正を適切に施すことができる。
よって、後段のＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４で輪郭補正部３１から出力される映像信号をアナログ映像信号に変換しても、出力されるアナログ映像信号ｓ１は、輝度変化と画像データの圧縮率に追従したＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル映像信号ｓ２については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
さらに、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図８に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置４０の構成のうち、第２の実施の形態における映像信号処理装置３０（図６参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置３０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図８に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置４０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、画像圧縮部２１で所定の画像フォーマットに圧縮された映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部４１と、画像圧縮部２１に圧縮された映像信号の周波数成分を検出する映像信号帯域検出部４２と、輪郭補正部４１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部４３と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部５１と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、出力レベルを制御する輝度信号レベル検出制御部５２と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の周波数成分を検出する映像信号帯域検出部５３と、輪郭補正部５１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部５４とを備えている。
ここで、輪郭補正部４１は、図６に示す第２の実施の形態における映像信号処理装置３０の輪郭補正部３１と異なり、重み付け部４３から出力される輪郭補正ゲインＫ１によって制御される。
また、重み付け部４３は、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇと、映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号Ｓとによって、輪郭補正部４１に出力する輪郭補正ゲインＫ１を算出するものである。
輪郭補正部５１は、重み付け部５４から出力される輪郭補正ゲインＫ２によって制御され、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の輪郭補正を行うものである。重み付け部５４は、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２と、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２とによって、輪郭補正部５１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出するものである。
本実施の形態では、映像信号帯域検出部４２において、画像圧縮部２１から出力される映像信号の周波数成分を検出し、検出された映像信号の周波数成分に応じて制御信号Ｓを出力する。そして、重み付け部４３において、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力された制御信号Ｋ、輝度信号レベル検出制御部３２から出力された輝度信号レベル検出信号Ｇに加え、映像信号帯域検出部４２から出力された制御信号Ｓによっても、輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
ここで、映像信号帯域検出部４２の構成例を図９に示し、説明する。
図９に示すように、映像信号帯域検出部４２は、画像データの低周波成分用ＢＰＦ（バンドパスフィルター）６１と、その出力を基に１画面分の輝度平均値を算出する低周波用輝度平均値算出部６２と、画像データの高周波成分用ＢＰＦ（バンドパスフィルター）６３と、その出力を基に１画面分の輝度平均値を算出する高周波用輝度平均値算出部６４と、低周波用輝度平均値算出部６２と高周波用輝度平均値算出部６４との出力値を基にゲイン制御を行うゲイン制御部６５とを備えている。
図１０に示すように、このゲイン制御部６５では、低周波用輝度平均値算出部６２から出力された低周波の輝度平均値と、高周波用輝度平均値算出部６４から出力された高周波の輝度平均値とを比較する。
そして、低周波の輝度平均値が大きい場合には、さらに低周波用ゲイン制御基準値と比較し、その結果、低周波輝度平均値算出部６２から出力された低周波の輝度平均値が低いと判定すれば、その画像データは低周波成分が多く比較的なめらかな画素が多いと判断し、ゲイン制御部６５から出力する制御信号が小さくなるように制御する。
また、逆に高周波の輝度平均値が大きい場合には、高周波用ゲイン制御基準値と比較し、その結果、高周波用輝度平均値算出部６４から出力された高周波の輝度平均値が高いと判定すれば、その画像データはメリハリのある画素が多いと判断し、ゲイン制御部６５から出力する制御信号が大きくなるように制御する。
これにより、映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号は、映像信号の帯域に応じたゲイン制御信号が得られる。
よって、この映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号Ｓを重み付け部４３に出力し、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇと、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと追従した輪郭補正を輪郭補正部４１が実行できるように、重み付け部４３は輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
例えば、重み付け部４３から出力される輪郭補正ゲインＫ１は、下記式（４）のように算出しても良い。
Ｋ１＝Ｋ×Ｇ×Ｓ・・・・式（４）
これにより、輪郭補正部４１から出力される映像信号は、画像データの圧縮率、輝度信号レベル、映像信号の帯域に追従した輪郭補正制御が行われた映像信号とすることができる。
したがって、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４から出力されるアナログ映像信号は、適切な輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
また、ディジタル出力部２５の後段で輪郭補正を行う場合にも、同様に映像信号の輝度レベルと映像信号の帯域成分に基づいた制御ができる。
ディジタル出力部２５については圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
ディジタル出力部２５から出力されたディジタル映像信号の輝度レベルを検出し、輝度信号レベル検出信号Ｇ２を生成するための輝度信号レベル検出制御部３２と同様の機能を有する輝度信号レベル検出制御部５２と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の帯域成分を検出して輪郭補正ゲインを制御する制御信号Ｓ２を生成する映像信号帯域検出部４２と同等の機能を有する映像信号帯域検出部５３を設ければ、重み付け部５４は、重み付け部４３と同様に輪郭補正部５１の輪郭補正ゲインＫ２を算出できる。
この場合、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２、重み付け部５４から出力される輪郭補正ゲインＫ２により、例えば、下記式（５）のように重み付け部５４は輪郭補正ゲインＫ２を算出することができる。
Ｋ２＝Ｇ２×Ｓ２・・・・式（５）
これにより、輪郭補正部５１から出力される映像信号は、輝度信号レベル、映像信号の帯域に追従した輪郭補正制御が行われた映像信号とすることができるため、適切な輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、ここでは垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが水平方向についても同様に行うことができ、映像信号帯域検出部４２、映像信号帯域検出部５３についても映像信号をさらに細分化して帯域毎に輪郭補正制御を行えば、より適切に映像信号の帯域に基づいた輪郭補正を行うことができる。
さらに、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図１１に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置７０の構成のうち、第３の実施の形態における映像信号処理装置４０（図８参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置４０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１１に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置７０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部４１と、映像信号帯域検出部４２と、重み付け部４３と、輝度信号レベル検出制御部５２と、映像信号帯域検出部５３と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部７１と、映像信号処理装置７０で生成した映像信号を外部に送信するネットワークとのインターフェースを制御し、このネットワークの帯域を検出するネットワークＩ／Ｆ制御部７２と、輪郭補正部７１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部７３とを備えている。
ここで、輪郭補正部７１は、図８に示す第３の実施の形態における映像信号処理装置４０の輪郭補正部５１と異なり、重み付け部７３から出力される輪郭補正ゲインＫ２によって制御される。
また、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２は、接続されるネットワークの帯域を検出し、この帯域にしたがって重み付け部７３に出力する制御信号Ｔを算出するものである。重み付け部７３は、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２と、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２と、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される制御信号Ｔとによって、輪郭補正部７１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出するものである。
本実施の形態では、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２において、後段に接続されるネットワークの帯域に応じて制御信号Ｔを出力し、重み付け部７３が、その制御信号Ｔによって、輪郭補正部７１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出する。
例えば、後段のネットワークの帯域幅が６Ｍｂｐｓ程度であれば、その中間である３ＭＨｚ付近の帯域の輪郭補正成分を強めるように制御する。
この場合、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される制御信号Ｔから、例えば、下記式（６）のように重み付け部７３は輪郭補正ゲインＫ２を算出する。
Ｋ２＝Ｇ２×Ｓ２×Ｔ・・・・式（６）
これにより、輪郭補正部７１は、輝度レベルと、輝度信号の帯域成分と、ネットワークの帯域幅とに追従した輪郭補正制御ができるため、輪郭補正部７１から出力される映像信号は、適切な輪郭補正が行われた良好な映像信号とすることができる。
したがって、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される映像信号も、適切に輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル信号については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
また、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合でも同様に行うことができることは言うまでもない。
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態における画像処理装置のブロック図を図１２に示し、説明する。
なお、本実施の形態における画像処理装置８０の構成のうち、第４の実施の形態における映像信号処理装置７０（図１１参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置７０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１２に示すように、本実施の形態の画像処理装置８０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部４１と、映像信号帯域検出部４２と、重み付け部４３と、輝度信号レベル検出制御部５２と、映像信号帯域検出部５３と、輪郭補正部７１、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２と、重み付け部７３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４またはネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力された映像信号を入力し、画像処理を行う画像処理部８１とを備えている。
本実施の形態では、第４の実施の形態と同様に、輪郭補正部４１によって圧縮された画像データが補正され、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４に出力されるとともに、輪郭補正部７１によって圧縮されていない画像データが補正され、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２に出力される。
そして、画像処理部８１において、適切に輪郭補正されたＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４から出力された映像信号、または、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力された映像信号、あるいは両方の映像信号を用いた画像処理を行うことができる。このため、画像データの輪郭成分を抽出するような個人認証等の画像処理を精度良く行うことができる。
以上のように、本発明にかかる映像信号処理装置は、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができるという効果を有し、映像信号の画像フォーマットの変換を伴う映像信号処理装置等として有用である。
本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた映像信号処理装置において、映像信号の画像フォーマットの変換を伴う映像信号処理装置に関するものである。
一般的なビデオカメラ等では、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像し、撮像した映像信号をディジタル化し、ディジタル化された映像信号に対して各種の映像ディジタル信号処理を施して、所定の画像フォーマットの画像データを生成して出力する。
静止画像を撮像するための機能を有するようなディジタルスチルカメラ等の撮像装置では、解像度を高くするため、撮像素子の画素数を一般的なＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置よりも増加させた撮像素子が用いられることがある。
これら静止画の解像度を重視するようなディジタルスチルカメラ等の撮像装置は、垂直方向の画素数、水平方向の画素数共に動画を撮像することを目的としたＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置よりも高めていることが多い。
近年、動画を撮像することを目的としたＮＴＳＣ／ＰＡＬ用ビデオカメラ等の撮像装置の高画質化を狙って静止画用の撮像素子を用いることにより、高画質化を図ることが考えられている。
一般に単板方式のビデオカメラ等の撮像装置は、色信号の空間サンプリング周波数が、撮像素子の画素による空間周波数の１／２以下と低くなり、折り返しノイズを生じる問題があり、３板方式のビデオカメラ等の撮像装置はＲ、Ｇ、Ｂ、３原色信号の空間サンプリング周波数が撮像素子の画素による空間サンプリング周波数と同じであり、折り返しノイズが生じにくく、高画質の映像信号を生成できる。
しかし、３板方式のビデオカメラは、ＣＣＤ等の固体撮像素子を３つ用いるために光学系の構造が複雑で小型化が難しく、単板方式に比べてコストが高いこと等から、単板方式のビデオカメラ等の撮像装置は多い。
そこで、高画質化を狙って静止画用の撮像素子を用いることにより、３板カメラ並みの高画質化を図った単板方式のビデオカメラ等の撮像装置が考えられている。
図１３に、このような静止画用の撮像素子を用いる従来の撮像装置のブロック図を示し、説明する。
図１３に示すように、従来の撮像装置は、光を光電変換する撮像素子２と、撮像素子２から出力されたアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３と、カメラ用のガンマ補正等の信号処理を行い、ＮＴＳＣ／ＰＡＬ等の映像信号を生成する信号処理回路４と、撮像素子２を駆動する撮像素子駆動部５と、撮像素子駆動部５を制御する制御部６とにより構成される。
この撮像装置は、例えば垂直方向に１フィールドあたりＮＴＳＣ方式の２倍である４８０ライン分の画像データを持つ撮像素子２に対して撮像素子駆動部５で制御部６を介して制御することにより、撮像素子の出力を１フィールドあたり２４０ライン分の画像データとして生成し、この撮像素子２から出力された画像データをＡ／Ｄ変換回路３でディジタル映像信号に変換し、それを信号処理回路４で処理することでＮＴＳＣ方式に準じた画像データに変換するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３０８０７６号公報
しかしながら、このような従来の撮像装置においては、高画素の撮像素子を利用して高解像度の画像データが得られるようにしているにも関わらず、撮像素子の駆動部をＮＴＳＣ等のアナログ方式の画像フォーマット用に制御してしまうと、撮像素子から出力される垂直ライン数が２４０程度になってしまうため、ＮＴＳＣ等のアナログ方式の出力と同時に撮像素子の有効画素の全てを使用した高画質の画像データを同時に得ることができなくなってしまい、撮像素子が本来持っている有効画素が活かすことができないという問題があった。
また、一般的に撮像素子の駆動を制御するには、撮像素子毎に専用の駆動回路を設けなければならず、汎用性に欠けるためコストアップにつながるという問題があった。
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、撮像素子の画素を有効活用した高画質のディジタル画像データとＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式のようにダウンコンバートした画像データを同時に得られるようにするとともに、かつダウンコンバートした画像データの品質を高めることもできる映像信号処理装置を提供するものである。
本発明の映像信号処理装置は、撮像素子から入力した映像信号に含まれる有効画素に基づいて前記映像信号を画像データに変換する画像データ生成手段と、前記画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮手段と、輪郭補正ゲインに基づいて前記圧縮された画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力する輪郭補正手段と、前記画像圧縮手段で圧縮した圧縮率に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出する輪郭補正ゲイン算出手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、撮像素子の有効画素を活かすとともに、圧縮率にしたがって輪郭補正を行うので、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができる。
また、本発明の映像信号処理装置は、前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの輝度信号レベルを検出する輝度信号レベル検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、輝度信号レベルにしたがって輪郭補正を行うので、輝度信号レベルに応じた補正を行うことができ、Ｓ／Ｎの向上や補正による違和感の低減を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの周波数成分を検出する画像周波数成分検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、周波数成分にしたがって輪郭補正を行うので、周波数成分に応じた補正を行うことができ、画像の内容、すなわち、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像周波数成分検出手段は、前記圧縮された画像データの低周波輝度平均値を算出する低周波輝度平均値算出部と、前記圧縮された画像データの高周波輝度平均値を算出する高周波輝度平均値算出部と、前記低周波輝度平均値算出部により算出された前記低周波輝度平均値と前記高周波輝度平均値算出部により算出された前記高周波輝度平均値を比較して、前記低周波輝度平均値が前記高周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記低周波輝度平均値が所定の低周波輝度基準値を下回る場合には、前記輪郭補正ゲインを小さくするゲイン制御信号を生成し、前記高周波輝度平均値が前記低周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記高周波輝度平均値が所定の高周波輝度基準値を上回る場合には、前記輪郭補正ゲインを大きくするゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成部とを有し、前記ゲイン制御信号を前記輪郭補正ゲイン算出手段に出力することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、低周波輝度平均値が高周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ低周波輝度平均値が所定の低周波輝度基準値を下回る場合には、その画像データは低周波成分が多く比較的なめらかな画像が多いと判断し、輪郭補正ゲインを小さくするゲイン制御信号を輪郭補正ゲイン算出手段に出力し、高周波輝度平均値が低周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ高周波輝度平均値が所定の高周波輝度基準値を上回る場合には、その画像データはメリハリのある画像が多いと判断し、輪郭補正ゲインを大きくするゲイン制御信号を輪郭補正ゲイン算出手段に出力することができるので、周波数成分に応じた補正を行うことができ、画像の内容、すなわち、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するネットワーク帯域検出手段を備え、前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記ネットワーク帯域検出手段により検出された前記ネットワークの帯域に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ネットワークの帯域にしたがって輪郭補正を行うので、映像信号の送信状況に応じた補正を行うことができ、画像送信に適した輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像データ生成手段により生成された前記画像データを出力するディジタル画像データ出力部を備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、適切に輪郭補正された圧縮された高画質な映像信号とは別に、非圧縮の映像信号を出力するため、撮像素子の有効画素を損なうことのない、良好な映像信号も利用者に提供することができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記ディジタル画像データ出力部から出力される画像データの輝度信号レベルを検出するディジタル画像輝度信号レベル検出手段と、輪郭補正ゲインに基づいて前記画像データ出力部から出力される画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力するディジタル輪郭補正手段と、前記ディジタル画像輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出するディジタル輪郭補正ゲイン算出手段とを備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータに輝度信号レベルにしたがって輪郭補正を行うので、適切に輪郭補正された高画質な圧縮された映像信号とは別に、出力される非圧縮の映像信号の一層のＳ／Ｎ比の向上を実現することができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記画像データ出力部から出力される画像データの周波数成分を検出するディジタル画像周波数成分検出手段を備え、前記ディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータに周波数成分にしたがって輪郭補正を行うので、適切に輪郭補正された圧縮された高画質な映像信号とは別に、出力される非圧縮の映像信号に対して、画像がなめらかか、メリハリがあるかといった画像の内容に応じた適切な輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するディジタル画像ネットワーク帯域検出手段を備え、前記ディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像ネットワークの帯域に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の映像信号処理装置は、ディジタル画像データ出力部から出力されるデータにネットワークの帯域にしたがって輪郭補正を行うので、画像信号の送信状況に応じた補正を行うことができ、画像送信に適した輪郭補正を行うことができる。
さらに、本発明の画像処理装置は、前記映像信号処理装置と、前記映像信号処理装置が生成した映像信号を基に画像処理を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とした構成を有しても良い。
この構成により、本発明の画像処理装置は、輪郭補正を行う映像信号処理装置から出力された映像信号を用いて画像処理を行うので、輪郭がはっきりした画像処理を行うことができ、個人認証等の画像の輪郭成分を抽出するような画像処理を精度良く行うことができる。
本発明は、撮像素子の有効画素を活かして画像データを生成し、圧縮率にしたがって輪郭補正を行うことにより、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができるという効果を有する映像信号処理装置を提供することができるものである。
輪郭補正
以下、本発明の実施の形態の映像信号処理装置および画像処理装置について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図１に示し、説明する。
図１に示すように、映像信号処理装置１０は、光を集光してフォーカス調整を行うレンズ１１と、レンズ１１で集光された光を電気信号に変換する撮像素子１２と、撮像素子１２を駆動する撮像素子駆動部１３と、撮像素子１２から出力されるアナログ映像信号に対してＡ／Ｄ変換するための前処理を行う前処理部１４と、前処理部１４からの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５と、Ａ／Ｄ変換器１５から出力された映像信号に対して輝度信号処理と色差信号処理を行うＹ／Ｃ信号処理部１６と、映像信号を圧縮処理する画像圧縮部２１と、画像圧縮部２１で圧縮された映像信号に対して輪郭補正ゲインに基づいて輪郭補正を行う輪郭補正部２２と、輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する制御信号を出力する輪郭補正ゲイン制御部２３と、輪郭補正部２２から出力された映像信号を基にＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式のアナログ映像信号ｓ１を生成するＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６から出力された映像信号に対してＩ（インタレース）／Ｐ（プログレッシブ）変換等を行いディジタル映像信号ｓ２を生成するディジタル出力部２５とを備えている。
なお、レンズ１１、撮像素子１２、撮像素子駆動部１３、前処理部１４、Ａ／Ｄ変換器１５およびＹ／Ｃ信号処理部１６により、画像データ生成手段を構成する。
また、前処理部１４は、撮像素子１２から出力されるアナログ映像信号のリセットノイズを除去するＣＤＳ回路と、ノイズ成分が除去されたアナログ映像信号が一定の信号レベルを保持するように振幅調整を行うＡＧＣ回路と、振幅調整されたアナログ映像信号に対してＡ／Ｄ変換するためにクランプするクランプ回路で構成される。
画像圧縮部２１は、Ｙ／Ｃ信号処理部１６から出力された映像信号に対して所定の画像フォーマットに映像信号を圧縮処理するとともに圧縮率を圧縮率検出信号ｓ３として出力するものである。輪郭補正ゲイン制御部２３は、画像圧縮部２１から出力された圧縮率検出信号ｓ３を基に輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する制御信号を出力するものである。
ここでは、撮像素子１２は撮像素子駆動部１３でインタレース駆動されるものとして、画像フォーマットを垂直方向に縮小するダウンコンバート処理について述べる。
例えば、図２に示すようにＹ／Ｃ信号処理部１６で輝度信号、色差信号に分離された映像信号は、画像圧縮部２１で画像フォーマットを所定のフォーマットに圧縮する。
ここで、撮像素子１２の有効ライン数が９６０ラインであればＮＴＳＣ方式に変換するには２４０ラインに圧縮する。つまり、１／４にライン数を圧縮する。
しかし、画像データの圧縮にあたっては、図３に示すように４ライン分の画像データから１ライン分の画像データを生成するために、圧縮前の画像データに比べて圧縮後の画像データは画像輪郭部分が不鮮明な画像になりやすい。
このため、輪郭補正ゲイン制御部２３では、圧縮率検出信号ｓ３を基に画像データの圧縮率に応じて輪郭補正部２２の輪郭補正ゲインを制御する信号を生成する。本実施の形態では、輪郭補正部２２の出力する制御信号が輪郭補正ゲインに相当する。
例えば、図４に示すように圧縮率が高いほど輪郭補正ゲイン制御部２３は輪郭補正ゲインが大きくなるように算出すれば良く、圧縮率が１／４であれば輪郭補正ゲイン制御部２３は輪郭補正ゲインが２倍になるように算出しても良い。
これにより、輪郭補正部２２は、画像圧縮部２１で圧縮された映像信号に対して適切に輪郭補正を行うことができるようになる。
この際、輪郭補正部２２で行われる輪郭補正による輪郭補正量Ｙは、Ｋを輪郭補正ゲイン制御部２３で算出された輪郭補正ゲイン、Ｚ-2を２ライン分遅延した映像信号、２Ｚ-1を１ライン分遅延した映像信号を２倍した映像信号とすると、下記式（１）のように表される。すなわち輪郭補正部２２は下記式（１）示されるディジタルフィルタを用いて輪郭補正を行う。
輪郭補正量Ｙ＝Ｋ（２Ｚ-1-Ｚ-2-1）・・・・式（１）
このように、輪郭補正量は画像データの圧縮率に応じて制御されるため、適切な輪郭補正が行えるようになる。したがって、輪郭補正部２２から出力される信号は、図５に示すように、適切に輪郭補正された良好な画像データとすることができるため、後段のＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４でアナログ映像信号ｓ１に変換して出力する信号は、良好な映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル映像信号ｓ２については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができ、ディジタル出力部２５の後段にさらにディジタル出力用の輪郭補正部を設け輪郭補正を行えば、より先鋭度の高い画像データを得ることができる。よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
さらに、本実施の形態では撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合について説明したが、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図６に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置３０の構成のうち、第１の実施の形態における映像信号処理装置１０（図１参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図６に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置３０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、画像圧縮部２１で所定の画像フォーマットに圧縮された映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部３１と、画像圧縮部２１から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、出力レベルを制御する輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部３１の輪郭補正ゲインを算出して出力する重み付け部３３とを備えている。
ここで、輪郭補正部３１は、図１に示す第１の実施の形態における映像信号処理装置１０の輪郭補正部２２と異なり、重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲインＫ１に基づいて画像圧縮部２１から出力される映像信号の輪郭補正を行う。
また、重み付け部３３は、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される制御信号Ｇとによって、輪郭補正部３１に出力する輪郭補正ゲインＫ１を算出するものである。
本実施の形態では、輝度信号レベル検出制御部３２において、画像圧縮部２１から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、図７に示すような輝度レベルの低い低輝度域や輝度レベルの高い高輝度域ほど出力レベルを低くするように制御し、その中間レベルでは出力レベルが一定になるように制御する。
そして、重み付け部３３において、輪郭補正ゲイン制御部２３で圧縮率検出信号ｓ３から求められた制御信号Ｋだけでなく、輝度信号レベル検出制御部３２で求められた輝度信号レベル検出信号Ｇも考慮して輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
例えば、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇは、輝度レベルが５０であれば、図７に示すようにＧ＝０．５として出力する。
さらに、画像圧縮部２１での圧縮率が１／４であれば、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋは、図４に示すように、Ｋ＝２として算出される。
重み付け部３３では、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号（Ｋ）と、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号（Ｇ）とに追従して求められた輪郭補正ゲイン（Ｋ１）を出力して輪郭補正部３１を制御する。
例えば、重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲインＫ１は、
Ｋ１＝Ｋ×Ｇ・・・・式（２）
として算出すれば良い。Ｋ＝２、Ｇ＝０．５とすると式（２）より、
Ｋ１＝１.０（１．０＝２．０×０．５）として重み付け部３３から出力される輪郭補正ゲイン（Ｋ１）が算出される。
これを最終的な輪郭補正ゲイン出力として、
輪郭補正部３１に式（１）のＫの代わりにＫ１を代用して下記式（３）のように、輪郭補正量Ｙが算出される。
輪郭補正量Ｙ＝Ｋ１（２Ｚ-1-Ｚ-2-1）・・・・式（３）
これにより、画像圧縮部２１より出力される画像データに対して輝度変化と画像データの圧縮率の変化に追従した輪郭補正制御ができるため、低輝度時には映像信号にノイズ成分の影響があるような場合であってもＳ／Ｎ劣化がおこることを低減でき、高輝度時には高周波成分の少ない画像データを輪郭補正することによる違和感を低減することができるため、映像信号の輪郭補正を適切に施すことができる。
よって、後段のＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４で輪郭補正部３１から出力される映像信号をアナログ映像信号に変換しても、出力されるアナログ映像信号ｓ１は、輝度変化と画像データの圧縮率に追従したＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル映像信号ｓ２については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
さらに、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図８に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置４０の構成のうち、第２の実施の形態における映像信号処理装置３０（図６参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置３０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図８に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置４０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、画像圧縮部２１で所定の画像フォーマットに圧縮された映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部４１と、画像圧縮部２１に圧縮された映像信号の周波数成分を検出する映像信号帯域検出部４２と、輪郭補正部４１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部４３と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部５１と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の輝度レベルを算出し、出力レベルを制御する輝度信号レベル検出制御部５２と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の周波数成分を検出する映像信号帯域検出部５３と、輪郭補正部５１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部５４とを備えている。
ここで、輪郭補正部４１は、図６に示す第２の実施の形態における映像信号処理装置３０の輪郭補正部３１と異なり、重み付け部４３から出力される輪郭補正ゲインＫ１によって制御される。
また、重み付け部４３は、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇと、映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号Ｓとによって、輪郭補正部４１に出力する輪郭補正ゲインＫ１を算出するものである。
輪郭補正部５１は、重み付け部５４から出力される輪郭補正ゲインＫ２によって制御され、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の輪郭補正を行うものである。重み付け部５４は、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２と、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２とによって、輪郭補正部５１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出するものである。
本実施の形態では、映像信号帯域検出部４２において、画像圧縮部２１から出力される映像信号の周波数成分を検出し、検出された映像信号の周波数成分に応じて制御信号Ｓを出力する。そして、重み付け部４３において、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力された制御信号Ｋ、輝度信号レベル検出制御部３２から出力された輝度信号レベル検出信号Ｇに加え、映像信号帯域検出部４２から出力された制御信号Ｓによっても、輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
ここで、映像信号帯域検出部４２の構成例を図９に示し、説明する。
図９に示すように、映像信号帯域検出部４２は、画像データの低周波成分用ＢＰＦ（バンドパスフィルター）６１と、その出力を基に１画面分の輝度平均値を算出する低周波用輝度平均値算出部６２と、画像データの高周波成分用ＢＰＦ（バンドパスフィルター）６３と、その出力を基に１画面分の輝度平均値を算出する高周波用輝度平均値算出部６４と、低周波用輝度平均値算出部６２と高周波用輝度平均値算出部６４との出力値を基にゲイン制御を行うゲイン制御部６５とを備えている。
図１０に示すように、このゲイン制御部６５では、低周波用輝度平均値算出部６２から出力された低周波の輝度平均値と、高周波用輝度平均値算出部６４から出力された高周波の輝度平均値とを比較する。
そして、低周波の輝度平均値が大きい場合には、さらに低周波用ゲイン制御基準値と比較し、その結果、低周波輝度平均値算出部６２から出力された低周波の輝度平均値が低いと判定すれば、その画像データは低周波成分が多く比較的なめらかな画素が多いと判断し、ゲイン制御部６５から出力する制御信号が小さくなるように制御する。
また、逆に高周波の輝度平均値が大きい場合には、高周波用ゲイン制御基準値と比較し、その結果、高周波用輝度平均値算出部６４から出力された高周波の輝度平均値が高いと判定すれば、その画像データはメリハリのある画素が多いと判断し、ゲイン制御部６５から出力する制御信号が大きくなるように制御する。
これにより、映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号は、映像信号の帯域に応じたゲイン制御信号が得られる。
よって、この映像信号帯域検出部４２から出力される制御信号Ｓを重み付け部４３に出力し、輝度信号レベル検出制御部３２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇと、輪郭補正ゲイン制御部２３から出力される制御信号Ｋと追従した輪郭補正を輪郭補正部４１が実行できるように、重み付け部４３は輪郭補正ゲインＫ１を算出する。
例えば、重み付け部４３から出力される輪郭補正ゲインＫ１は、下記式（４）のように算出しても良い。
Ｋ１＝Ｋ×Ｇ×Ｓ・・・・式（４）
これにより、輪郭補正部４１から出力される映像信号は、画像データの圧縮率、輝度信号レベル、映像信号の帯域に追従した輪郭補正制御が行われた映像信号とすることができる。
したがって、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４から出力されるアナログ映像信号は、適切な輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
また、ディジタル出力部２５の後段で輪郭補正を行う場合にも、同様に映像信号の輝度レベルと映像信号の帯域成分に基づいた制御ができる。
ディジタル出力部２５については圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
ディジタル出力部２５から出力されたディジタル映像信号の輝度レベルを検出し、輝度信号レベル検出信号Ｇ２を生成するための輝度信号レベル検出制御部３２と同様の機能を有する輝度信号レベル検出制御部５２と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号の帯域成分を検出して輪郭補正ゲインを制御する制御信号Ｓ２を生成する映像信号帯域検出部４２と同等の機能を有する映像信号帯域検出部５３を設ければ、重み付け部５４は、重み付け部４３と同様に輪郭補正部５１の輪郭補正ゲインＫ２を算出できる。
この場合、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２、重み付け部５４から出力される輪郭補正ゲインＫ２により、例えば、下記式（５）のように重み付け部５４は輪郭補正ゲインＫ２を算出することができる。
Ｋ２＝Ｇ２×Ｓ２・・・・式（５）
これにより、輪郭補正部５１から出力される映像信号は、輝度信号レベル、映像信号の帯域に追従した輪郭補正制御が行われた映像信号とすることができるため、適切な輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、ここでは垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが水平方向についても同様に行うことができ、映像信号帯域検出部４２、映像信号帯域検出部５３についても映像信号をさらに細分化して帯域毎に輪郭補正制御を行えば、より適切に映像信号の帯域に基づいた輪郭補正を行うことができる。
さらに、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合についても同様に行うことができることは言うまでもない。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図を図１１に示し、説明する。
なお、本実施の形態における映像信号処理装置７０の構成のうち、第３の実施の形態における映像信号処理装置４０（図８参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置４０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１１に示すように、本実施の形態の映像信号処理装置７０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部４１と、映像信号帯域検出部４２と、重み付け部４３と、輝度信号レベル検出制御部５２と、映像信号帯域検出部５３と、ディジタル出力部２５から出力される映像信号に対して輪郭補正を行う輪郭補正部７１と、映像信号処理装置７０で生成した映像信号を外部に送信するネットワークとのインターフェースを制御し、このネットワークの帯域を検出するネットワークＩ／Ｆ制御部７２と、輪郭補正部７１の輪郭補正ゲインを算出する重み付け部７３とを備えている。
ここで、輪郭補正部７１は、図８に示す第３の実施の形態における映像信号処理装置４０の輪郭補正部５１と異なり、重み付け部７３から出力される輪郭補正ゲインＫ２によって制御される。
また、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２は、接続されるネットワークの帯域を検出し、この帯域にしたがって重み付け部７３に出力する制御信号Ｔを算出するものである。重み付け部７３は、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２と、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２と、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される制御信号Ｔとによって、輪郭補正部７１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出するものである。
本実施の形態では、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２において、後段に接続されるネットワークの帯域に応じて制御信号Ｔを出力し、重み付け部７３が、その制御信号Ｔによって、輪郭補正部７１に出力する輪郭補正ゲインＫ２を算出する。
例えば、後段のネットワークの帯域幅が６Ｍｂｐｓ程度であれば、その中間である３ＭＨｚ付近の帯域の輪郭補正成分を強めるように制御する。
この場合、映像信号帯域検出部５３から出力される制御信号Ｓ２、輝度信号レベル検出制御部５２から出力される輝度信号レベル検出信号Ｇ２、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される制御信号Ｔから、例えば、下記式（６）のように重み付け部７３は輪郭補正ゲインＫ２を算出する。
Ｋ２＝Ｇ２×Ｓ２×Ｔ・・・・式（６）
これにより、輪郭補正部７１は、輝度レベルと、輝度信号の帯域成分と、ネットワークの帯域幅とに追従した輪郭補正制御ができるため、輪郭補正部７１から出力される映像信号は、適切な輪郭補正が行われた良好な映像信号とすることができる。
したがって、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力される映像信号も、適切に輪郭補正が行われたＳ／Ｎ劣化の少ない良好な映像信号とすることができる。
また、この場合、ディジタル出力部２５から出力されるディジタル信号については、圧縮処理がなされないので、撮像素子１２の有効画素を活かした解像度劣化のない画像データを出力することができる。
よって、アナログ出力とディジタル出力ともに良好な映像信号を生成することができる。
なお、本実施の形態では垂直方向の輪郭補正量の制御について説明したが、水平方向についても同様に輪郭補正量の制御を行うことができる。
また、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりインタレース駆動される場合のみならず、撮像素子１２が撮像素子駆動部１３によりプログレッシブ駆動される場合でも同様に行うことができることは言うまでもない。
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態における画像処理装置のブロック図を図１２に示し、説明する。
なお、本実施の形態における画像処理装置８０の構成のうち、第４の実施の形態における映像信号処理装置７０（図１１参照）の構成と同様な構成については、映像信号処理装置７０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１２に示すように、本実施の形態の画像処理装置８０は、レンズ１１と、撮像素子１２と、撮像素子駆動部１３と、前処理部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、Ｙ／Ｃ信号処理部１６と、画像圧縮部２１と、輪郭補正ゲイン制御部２３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４と、ディジタル出力部２５と、輝度信号レベル検出制御部３２と、輪郭補正部４１と、映像信号帯域検出部４２と、重み付け部４３と、輝度信号レベル検出制御部５２と、映像信号帯域検出部５３と、輪郭補正部７１、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２と、重み付け部７３と、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４またはネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力された映像信号を入力し、画像処理を行う画像処理部８１とを備えている。
本実施の形態では、第４の実施の形態と同様に、輪郭補正部４１によって圧縮された画像データが補正され、ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４に出力されるとともに、輪郭補正部７１によって圧縮されていない画像データが補正され、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２に出力される。
そして、画像処理部８１において、適切に輪郭補正されたＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー２４から出力された映像信号、または、ネットワークＩ／Ｆ制御部７２から出力された映像信号、あるいは両方の映像信号を用いた画像処理を行うことができる。このため、画像データの輪郭成分を抽出するような個人認証等の画像処理を精度良く行うことができる。
以上のように、本発明にかかる映像信号処理装置は、撮像素子の機能を最大限に活かし、適切に輪郭補正された高画質な映像を出力することができるという効果を有し、映像信号の画像フォーマットの変換を伴う映像信号処理装置等として有用である。
本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 単純に画像データを圧縮した場合の輪郭部分を示す図 ４ライン分の画像データから１ライン分の画像生成を示す図 輪郭補正ゲイン制御部における圧縮率と輪郭補正ゲインの関係を示したグラフ 画像データ圧縮後に輪郭補正を行った画像輪郭部を示す図 本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 輝度信号レベル検出制御部の特性を示すグラフ 本発明の第３の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 映像信号帯域検出部のブロック図 映像信号帯域検出部の出力特性を示すグラフ 本発明の第４の実施の形態における映像信号処理装置のブロック図 本発明の第５の実施の形態における画像処理装置のブロック図 従来の撮像装置のブロック図
符号の説明
２ 撮像素子
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ 信号処理回路
５ 撮像素子駆動部
６ 制御部
１０、３０、４０、７０ 映像信号処理装置
１１ レンズ
１２ 撮像素子
１３ 撮像素子駆動部
１４ 前処理部
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ Ｙ／Ｃ信号処理部
２１ 画像圧縮部
２２ 輪郭補正部
２３ 輪郭補正ゲイン制御部
２４ ＮＴＳＣ／ＰＡＬエンコーダー
２５ ディジタル出力部
３１ 輪郭補正部
３２ 輝度信号レベル検出制御部
３３ 重み付け部
４１ 輪郭補正部
４２ 映像信号帯域検出部
４３ 重み付け部
５１ 輪郭補正部
５２ 輝度信号レベル検出制御部
５３ 映像信号帯域検出部
５４ 重み付け部
６１ 低周波成分用ＢＰＦ
６２ 低周波用輝度平均値算出部
６３ 高周波成分用ＢＰＦ
６４ 高周波用輝度平均値算出部
６５ ゲイン制御部
７１ 輪郭補正部
７２ ネットワークＩ／Ｆ制御部
７３ 重み付け部
８０ 画像処理装置
８１ 画像処理部

Claims (10)

  1. 撮像素子から入力した映像信号に含まれる有効画素に基づいて前記映像信号を画像データに変換する画像データ生成手段と、
    前記画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮手段と、
    輪郭補正ゲインに基づいて前記圧縮された画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力する輪郭補正手段と、
    前記画像圧縮手段で圧縮した圧縮率に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出する輪郭補正ゲイン算出手段とを備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
  2. 前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの輝度信号レベルを検出する輝度信号レベル検出手段を備え、
    前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
  3. 前記画像圧縮手段に圧縮された画像データの周波数成分を検出する画像周波数成分検出手段を備え、
    前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
  4. 前記画像周波数成分検出手段は、前記圧縮された画像データの低周波輝度平均値を算出する低周波輝度平均値算出部と、
    前記圧縮された画像データの高周波輝度平均値を算出する高周波輝度平均値算出部と、
    前記低周波輝度平均値算出部により算出された前記低周波輝度平均値と前記高周波輝度平均値算出部により算出された前記高周波輝度平均値を比較して、
    前記低周波輝度平均値が前記高周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記低周波輝度平均値が所定の低周波輝度基準値を下回る場合には、前記輪郭補正ゲインを小さくするゲイン制御信号を生成し、
    前記高周波輝度平均値が前記低周波輝度平均値より大きいと判断され、かつ前記高周波輝度平均値が所定の高周波輝度基準値を上回る場合には、前記輪郭補正ゲインを大きくするゲイン制御信号を生成するゲイン制御信号生成部とを有し、
    前記ゲイン制御信号を前記輪郭補正ゲイン算出手段に出力することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
  5. 前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するネットワーク帯域検出手段を備え、
    前記輪郭補正ゲイン算出手段は、前記圧縮率とともに、前記ネットワーク帯域検出手段により検出された前記ネットワークの帯域に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
  6. 前記画像データ生成手段により生成された前記画像データを出力するディジタル画像データ出力部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
  7. 前記ディジタル画像データ出力部から出力される画像データの輝度信号レベルを検出するディジタル画像輝度信号レベル検出手段と、
    輪郭補正ゲインに基づいて前記画像データ出力部から出力される画像データの輪郭補正を行って補正された映像信号を出力するディジタル画像輪郭補正手段と、
    前記ディジタル画像輝度信号レベル検出手段により検出された前記輝度信号レベルに基づいて前記輪郭補正ゲインを算出するディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段とを備えた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. 前記画像データ出力部から出力される画像データの周波数成分を検出するディジタル画像周波数成分検出手段を備え、
    前記ディジタル画像輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像周波数成分検出手段により検出された前記画像データの周波数成分に基づいて前記輪郭補正ゲインを算出することを特徴とする請求項７に記載の映像信号処理装置。
  9. 前記輪郭補正された映像信号を送信するネットワークの帯域を検出するディジタル画像ネットワーク帯域検出手段を備え、
    前記ディジタル輪郭補正ゲイン算出手段は、前記輝度信号レベルとともに、前記ディジタル画像ネットワークの帯域に基づいて前記ディジタル画像輪郭補正ゲインを算出することを特徴とする請求項７に記載の映像信号処理装置。
  10. 請求項１に記載の映像信号処理装置と、
    前記映像信号処理装置が生成した映像信号を基に画像処理を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
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