JPWO2018061615A1 - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
色調補正と、雑音の多いＢ又はＲの雑音が他の色にも混入し実行Ｓ／Ｎが低下することを防止し、本線信号の色帯域維持と色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立する。固体撮像装置を有する撮像装置において、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とそのＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とそのＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの信号を処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段とを有する。
Description
本発明は、撮像装置に関するものである。
テレビジョンカメラは、６色独立マスキングや１２色マスキングと称される、画素ごとに特定の色相を検出し、画素ごとに特定の色相を補正する機能を有している（特許文献１参照）。
ところで、単板カラーカメラでは、ＲＧＢゲインおよびリニアマトリックス等を用いて、電気的に色調補正を行っている（特許文献４参照）。
ところで、単板カラーカメラでは、ＲＧＢゲインおよびリニアマトリックス等を用いて、電気的に色調補正を行っている（特許文献４参照）。
そして、ＲＧＢゲインから被写体の照明の色温度を算出し、ビューファインダやモニター映像等に色温度を表示している（特許文献６参照）。
さらに、被写体の照明の色温度に比例してＲＧＢゲインおよびリニアマトリクスを可変している（特許文献５参照）。
さらに、被写体の照明の色温度に比例してＲＧＢゲインおよびリニアマトリクスを可変している（特許文献５参照）。
赤、緑、青の３原色成分からなる入力映像信号に対して、リニアマトリックス変換を行うリニアマトリックス変換部と、前記３原色成分の入力映像信号同士の差分値の大きさに応じて、前記リニアマトリックス変換部で用いる係数を設定する。無彩色に近い被写体に対するリニアマトリクス係数を小さくし、無彩色に近い被写体の色を必要以上に変えないようにでき、さらに彩度の高い被写体に対しては従来どおりの色補正を行うことができる。
しかしながら、ＲＧＢゲインおよびリニアマトリックスでは、画素ごとに特定の色相を検出し、画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングの様に、細かい調整が困難である。
しかしながら、ＲＧＢゲインおよびリニアマトリックスでは、画素ごとに特定の色相を検出し、画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングの様に、細かい調整が困難である。
さらに、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色補正を行うと、低色温度照明下では雑音の多いＢの雑音が、ＲやＧにも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下する。高色温度照明下で電気的に色温度補正を行うと雑音の多いＲの雑音が、ＢやＧにも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下する。そのため、ＬＰＦ信号からリニアマトリックスを生成している（特許文献２、特許文献３参照）。
また、視特性色帯域は輝度ＹやＧは広く、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙは狭い（非特許文献１参照）。しかし、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求される。妥協点として、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号の帯域は輝度ＹやＧの映像信号の帯域の半分のいわゆる４：２：２の伝送や記録が一般的である。
テレビジョン学会誌 33(12), 1008-1013, 1979-11-01 4-2 色にじみの知覚とクロミナンス信号帯域（ＮＨＫ）
本発明では、（リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、）色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを防止し、本線信号の色帯域維持と、色補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することを目的とする。
本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
さらに、上記撮像装置において、
ＲＧ１Ｇ２Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置である。
ＲＧ１Ｇ２Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置である。
さらに、上記の撮像装置において、
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置である。
また、本発明は、上記撮像装置において、ＲＧ１Ｇ２Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲＧ１Ｇ２Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し Ｒ撮像信号をＧ画素で一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号をＧ画素で一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また、本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、
Ｒ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置。
ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、
Ｒ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置。
また、本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、暗部も明部も、Ｒ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段、又は 少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段のいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置。
Ｇ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置。
Ｇ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置である。
本発明によれば、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを周囲画素の中央値又は周囲画素の中央値と中心画素との平均又は周囲画素の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間という雑音低減した信号で色相を補正することで防止し、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求されても、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することが実現できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
以下、彩度により色調補正方向を可変させる独立色調補正を図１Ａと図１Ｂと図２を用いて説明する。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。
図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。
被写体からの入射光はレンズ部３１で結像され、結像された入射光はテレビジョンカメラ３０のプリズム（色分解光学系）部３２で赤色光と緑色光および青色光に分解され、各々ＣＣＤ(Charge Coupled Device／電荷結合素子）３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，３３Ｇ１，３３Ｇ２＋ＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）又はＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子で光電変換される。光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの信号はＣＣＤではＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）でＣＭＯＳ撮像素子では内部で、相関二重サンプリング、ゲイン補正、およびアナログ−デジタル変換を行い、色相彩度検出補正機能付きの映像信号処理部の３５に送られ、色調補正、輪郭補正、ガンマ補正、ニー補正等の各種映像信号処理が行われる。
以下、彩度により色調補正方向を可変させる独立色調補正を図１Ａと図１Ｂと図２を用いて説明する。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。
図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。
被写体からの入射光はレンズ部３１で結像され、結像された入射光はテレビジョンカメラ３０のプリズム（色分解光学系）部３２で赤色光と緑色光および青色光に分解され、各々ＣＣＤ(Charge Coupled Device／電荷結合素子）３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，３３Ｇ１，３３Ｇ２＋ＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）又はＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子で光電変換される。光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの信号はＣＣＤではＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）でＣＭＯＳ撮像素子では内部で、相関二重サンプリング、ゲイン補正、およびアナログ−デジタル変換を行い、色相彩度検出補正機能付きの映像信号処理部の３５に送られ、色調補正、輪郭補正、ガンマ補正、ニー補正等の各種映像信号処理が行われる。
デジタル信号処理部５では各種映像信号処理などが施された後、
Ｙ＝０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ Ｐｂ＝０．５３８９（Ｂ−Ｙ） Ｐｒ＝０．６３５０（Ｒ−Ｙ）のＢＴ．７０９の計算式等により、Ｒ／Ｇ／Ｂから輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｐｂ／Ｐｒ）に変換する。そしてパラレル−シリアル変換部７でシリアル映像信号に変換され、外部に出力される。記載しないＩＴＵ／ＢＴ．２０２０の計算式でＹとＰｂ／Ｐｒに変換しても構わない。
Ｙ＝０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ Ｐｂ＝０．５３８９（Ｂ−Ｙ） Ｐｒ＝０．６３５０（Ｒ−Ｙ）のＢＴ．７０９の計算式等により、Ｒ／Ｇ／Ｂから輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｐｂ／Ｐｒ）に変換する。そしてパラレル−シリアル変換部７でシリアル映像信号に変換され、外部に出力される。記載しないＩＴＵ／ＢＴ．２０２０の計算式でＹとＰｂ／Ｐｒに変換しても構わない。
ＣＰＵ(Central Processing Unit)３９は、テレビジョンカメラ１の各部を制御する。また、ビューファインダまたはモニタディスプレイの画像表示部４０は撮像装置の設定用メニューや前記特定の色相の内の任意の色相彩度領域を表示する。
ここで、本発明の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図の図３に示す、色相彩度検出補正機能付き映像信号処理部３５内の色相彩度検出補正部３８は、Ｒ／Ｇ／Ｂの各信号レベルの大小関係から、被写体の色がどの色相彩度範囲にあるかを検出する。図２にＲ／Ｇ／Ｂの大小関係と対応する色相範囲を示す。なお、ここでは色相を６分割で表示しているが、Ｒ／Ｇ／Ｂの各信号レベルの大小関係をさらに細分化すれば、１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等もっと色相を再分化することも可能である。
ＣＰＵ９では、ユーザーが設定した任意の色相範囲の情報を色相検出補正機能付き映像信号処理部３５内の色相検出補正部３８へ渡し、色相検出補正機能付き映像信号処理部３５内の色相検出補正部３８は、ユーザー設定の色相範囲と一致した画素の色相情報と画素の彩度情報とをＣＰＵ９へ渡す。ＣＰＵ９ではその画素の色相情報と画素の彩度情報に基づき、色相彩度検出補正機能付き映像信号処理部３５内の色相彩度の補正算出に制御をかけ、彩度の異なる色を独立に色調補正し、より忠実に色域変換することを容易な調整で実現できる。
ビューファインダまたはモニタディスプレイの４０では被写体の映像にメニュー画面を重畳し、ユーザーはメニュー画面を見ながら色相範囲や彩度範囲や輝度信号レベルを設定する。また、ユーザーが設定した色相範囲が目的とする被写体の色に合致しているかを確認できるように、ビューファインダまたはモニタディスプレイの４０の被写体映像に重ねて、設定した色相範囲と彩度範囲と一致している箇所のエリアにマーカーを表示するようにしてもよい。
以上のように、BT.709の原色点より広色域のITU/BT.2020等の原色点の第１の色信号を、BT.709の原色に基づく色域の異なる第２の色信号に変換し、また簡易には、BT.709の原色に基づく原色点の第３の色信号を、BT.709の原色点より広色域のITU/BT.2020等の原色点の第４の色信号に変換して、補正する際に、画素ごとに彩度に相関させて色調補正の量と方向を可変させる又は彩度内外独立に色調補正の量と方向を可変する等の画素単位に彩度により色調補正の量と方向を可変させる６色以上の独立色調補正機能を有することにより、より忠実に色域変換することを容易な調整で実現できる。
以下、彩度により色調補正方向を可変させる独立色調補正を図３Ａ〜図８と図１４〜図１７Ｃを用いて説明する。
図３Ａは、まず、減算器１、２、３により、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂから色差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｂの演算を行ない、その結果を色相領域の判定回路４と、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５に供給し、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量とを判定する。
そこで、この減算器１、２、３による演算結果により、まず色相領域の判定回路４では、図５に示すようにして、色相領域の判定を行なう。図５は、この色相領域の概念図で、中心点から各色方向に向かう直線を基準線として、これにより６個の色相領域に区切ったものである。
図３Ａは、まず、減算器１、２、３により、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂから色差信号Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｂの演算を行ない、その結果を色相領域の判定回路４と、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５に供給し、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量とを判定する。
そこで、この減算器１、２、３による演算結果により、まず色相領域の判定回路４では、図５に示すようにして、色相領域の判定を行なう。図５は、この色相領域の概念図で、中心点から各色方向に向かう直線を基準線として、これにより６個の色相領域に区切ったものである。
また、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５では、信号Ｒ、Ｇ、Ｂのレベル比較を行ない、図６に示すようにして最大レベル、中間レベル、最小レベルを判定する。そして、この比較判定の過程で、最大レベルと中間レベルのレベル差を求め、これを原色成分量とし、さらに中間レベルと最小レベルのレベル差を求め、これを補色成分量とする。最大レベルと最小レベルのレベル差を求め、これを彩度成分量とする。ここで、最大レベルの色が原色に相当し、最小レベルの成分が白成分に相当する。そして、最大レベルの色と最小レベルの色の情報から補色が判定でき、この結果、図４に示すように、原色成分と補色成分を判定することができる。
つまり、本発明の他の一実施例の６色独立彩度連続可変色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１７の彩度で方向連続可変の色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図が本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図の図３Ａである。
つまり、本発明の他の一実施例の６色独立彩度連続可変色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１７の彩度で方向連続可変の色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図が本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図の図３Ａである。
図６の例では、最大レベルがＲで、中間レベルはＧになっているので、原色成分はＲで、補色成分は、ＲとＧの中間の色相であるＹｅ(黄)になる。そして、原色成分量はＲ−Ｇで、補色成分量はＧ−Ｂ、そして最小レベルＢの量が白成分量となる。従って、この図８の場合は、図４の下から２番目に示す結果となる。Ｒ−Ｂが彩度成分量となる。
判定回路４による色相領域の判定結果は定数選択回路６に供給され、判定結果に応じて特定の利得定数が選択され、それが乗算器７、８に供給されることにより、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５で判定された原色成分量及び補色成分量にそれぞれ乗算されることにより補正が行なわれる。このため、定数選択回路６には、予め領域１から領域６までのそれぞれの色相領域に対応した特定の利得定数が設定してある。
こうして乗算器７、８により利得定数が乗算された原色成分量及び補色成分量は、加算・減算の選択及び映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対する接続選択を行なうためのデータ選択加算回路１１に、一方では直接、他方では補数器(−１倍乗算器)９、１０を介して、それぞれ供給される。そして、このデータ選択加算回路１１により加算先が選択された上で各加算器１２、１３、１４に供給され、映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに加算されることになる。
色差を全て算出してから判定し、係数を算出しても良いし、判定しながら、色差を算出しても良く、順番は不問である。
判定回路４による色相領域の判定結果は定数選択回路６に供給され、判定結果に応じて特定の利得定数が選択され、それが乗算器７、８に供給されることにより、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５で判定された原色成分量及び補色成分量にそれぞれ乗算されることにより補正が行なわれる。このため、定数選択回路６には、予め領域１から領域６までのそれぞれの色相領域に対応した特定の利得定数が設定してある。
こうして乗算器７、８により利得定数が乗算された原色成分量及び補色成分量は、加算・減算の選択及び映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対する接続選択を行なうためのデータ選択加算回路１１に、一方では直接、他方では補数器(−１倍乗算器)９、１０を介して、それぞれ供給される。そして、このデータ選択加算回路１１により加算先が選択された上で各加算器１２、１３、１４に供給され、映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに加算されることになる。
色差を全て算出してから判定し、係数を算出しても良いし、判定しながら、色差を算出しても良く、順番は不問である。
そこで、いま、信号Ｒの色調補正を行なう場合、例えば彩度方向の補正であれば原色成分量Ｒ−Ｇに特定の定数Ｋｒを乗じてから映像信号Ｒに加算することになる。このとき、定数Ｋｒによる比率が−１倍から１倍の範囲であれば、この補正によっても、中間レベルと最小レベルのレベル差(補色成分量)、及び最小レベルの量(白成分量)は変化しない。
また、信号Ｙｅの彩度方向の補正を行なう場合、補色成分量Ｇ−Ｂに特定の定数Ｋｙを乗じてからＲとＧにそれぞれ加算することになる。このときも、定数Ｋｙによる比率が−１倍から１倍の範囲であれば、この補正によっても、最大レベルと中間レベルのレベル差(原色成分量)、及び最小レベルの量(白成分量)は変化しない。
また、信号Ｙｅの彩度方向の補正を行なう場合、補色成分量Ｇ−Ｂに特定の定数Ｋｙを乗じてからＲとＧにそれぞれ加算することになる。このときも、定数Ｋｙによる比率が−１倍から１倍の範囲であれば、この補正によっても、最大レベルと中間レベルのレベル差(原色成分量)、及び最小レベルの量(白成分量)は変化しない。
従って、この場合には、定数Ｋｒ及びＫｙを操作すれば、白バランスを保ちながら原色Ｒと補色Ｙｅの彩度方向の補正を独立して行なうことができる。なお、以上の６色独立色調補正方式では、同様に色度方向の補正も独立に行なえ、さらには入力映像信号が別の色相にある場合も同様に独立補正が可能であるが、詳細な説明は省略する。
さらに本発明では、最大値と最小値判定後原色(最大値)と白(最小値)との差の彩度を算出し、彩度に応じて係数を算出する。
図１７Ａ及びと図１７Ａ及びとと図１６Ａの様に、彩度に応じて係数を算出は、直線変化となる。
図１５Ｄの様に、彩度に応じて係数を選択は、階段変化となる。
さらに本発明では、最大値と最小値判定後原色(最大値)と白(最小値)との差の彩度を算出し、彩度に応じて係数を算出する。
図１７Ａ及びと図１７Ａ及びとと図１６Ａの様に、彩度に応じて係数を算出は、直線変化となる。
図１５Ｄの様に、彩度に応じて係数を選択は、階段変化となる。
図１４は従来の６色独立色調補正の動作を示す模式図であり、図１５Ａは本発明の一実施例の６色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図であり、図１６Ａは本発明の他の一実施例の６色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図である。図１７Ａは本発明の他の一実施例の６色独立彩度連続可変色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図である。
本発明の一実施例の６色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１５Ａ、図１６Ａ、図１７Ａでは、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持とが独立に調整できるため、色域の変換時の色調補正の自由度が高くなる。
本発明の一実施例の６色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１５Ａ、図１６Ａ、図１７Ａでは、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持とが独立に調整できるため、色域の変換時の色調補正の自由度が高くなる。
本発明の他の一実施例の６色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１６Ａの様に、内外の彩度への相関はベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応して可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
図３Ｂは、本発明の他の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図である。図３Ｂは、図１５Ａの内側と外側で異なる方向の色調補正と図１６Ａの内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する色調補正とを実現する詳細構成を示すブロック図である。
図３Ｂは、図３Ａから定数選択回路２４が変更されている。定数選択回路２４により、図１５Ｄの内側と外側で階段状に異なる方向の色調補正と図１６Ａの内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する色調補正とを実現する。
図３Ｂは、本発明の他の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図である。図３Ｂは、図１５Ａの内側と外側で異なる方向の色調補正と図１６Ａの内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する色調補正とを実現する詳細構成を示すブロック図である。
図３Ｂは、図３Ａから定数選択回路２４が変更されている。定数選択回路２４により、図１５Ｄの内側と外側で階段状に異なる方向の色調補正と図１６Ａの内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する色調補正とを実現する。
彩度により階段状に可変の動作では、図１５Ｄの内側と外側で階段状に異なる方向の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図の図３Ｂの様に、定数選択回路２４を設置すれば良い。
彩度により階段状に可変の動作では、図３Ｂの定数選択回路２４の動作である図７Ｄの彩度係数の処理のように、色差算出し最大値と最小値判定後最大値と最小値と彩度に応じて係数を選択し、彩度により階段状に彩度係数が可変すれば良い。
彩度に応じて係数を算出が曲線変化は後述する。
彩度により階段状に可変の動作では、図３Ｂの定数選択回路２４の動作である図７Ｄの彩度係数の処理のように、色差算出し最大値と最小値判定後最大値と最小値と彩度に応じて係数を選択し、彩度により階段状に彩度係数が可変すれば良い。
彩度に応じて係数を算出が曲線変化は後述する。
つまり、BT.709の原色点より広色域のITU/BT.2020等の原色点の第１の色信号を、BT.709の原色に基づく色域の異なる第２の色信号に変換し、また簡易には、BT.709の原色に基づく原色点の第３の色信号を、BT.709の原色点より広色域のITU/BT.2020等の原色点の第４の色信号に変換して、補正する際に、画素ごとに彩度に相関させて色調補正の量と方向を可変させる又は彩度内外独立に色調補正の量と方向を可変する等の画素単位に彩度により色調補正の量と方向を可変させる６色以上の独立色調補正機能を有することにより、より忠実に色域変換することを容易な調整で実現できる。
特に、内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
特に、内外の彩度への相関はベクトルチャートの6色ポイントの彩度に対応して可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
以下、独立１２色や独立２４色等の色調検出と補正装置について、図示の実施形態により詳細に説明する。
まず図９Ａと図９Ｂと図９Ｃは、本発明の一実施形態例で、１５は中間色色相設定回路、１７はα／β、β／α算出回路、１８は定数選択回路、１９，２０，２６は乗算器、２１はデータ選択加減算回路であり、その他は図３に示した技術と同じである。
図９Ａは、図１７Ｂの独立１２色や図１７Ｃの独立２４色等の彩度に色調補正の量と方向が線形相関の実施形態のブロック図で、図９Ｂは、図１７Ｂの独立１２色や図１７Ｃの独立２４色等の彩度の累乗に色調補正の量と方向が相関の実施形態のブロック図で、図９Ｃは、図１５Ｂの独立１２色や図１５Ｃの独立２４色等の内外で方向可変の色調補正の実施形態のブロック図である。
また図１５Ｂは本発明の他の一実施例の１２色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図であり、図１５Ｃは本発明の他の一実施例の２４色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図である。
まず図９Ａと図９Ｂと図９Ｃは、本発明の一実施形態例で、１５は中間色色相設定回路、１７はα／β、β／α算出回路、１８は定数選択回路、１９，２０，２６は乗算器、２１はデータ選択加減算回路であり、その他は図３に示した技術と同じである。
図９Ａは、図１７Ｂの独立１２色や図１７Ｃの独立２４色等の彩度に色調補正の量と方向が線形相関の実施形態のブロック図で、図９Ｂは、図１７Ｂの独立１２色や図１７Ｃの独立２４色等の彩度の累乗に色調補正の量と方向が相関の実施形態のブロック図で、図９Ｃは、図１５Ｂの独立１２色や図１５Ｃの独立２４色等の内外で方向可変の色調補正の実施形態のブロック図である。
また図１５Ｂは本発明の他の一実施例の１２色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図であり、図１５Ｃは本発明の他の一実施例の２４色内外独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図である。
中間色色相設定回路１５は、新たに基準色として設定したい中間色の設定を可能にする働きをするもので、例えば、ＲとＹｅの中間色である肌色(色相Ｆ)が予め設定されるものである。原色／補色領域判定回路１６は、色相領域判定回路４からのデータと、中間色色相設定回路１５から与えられている色相Ｆとにより、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの色相を判別し、所定の制御信号Ｓを発生する働きをする。
α／β、β／α算出回路１７は、中間色色相設定回路１５から与えられるデータにより、所定の定数α／β、β／αを算出する働きをする。なお、これらの定数α／β、β／αについては後述する。定数選択回路１８は、制御信号Ｓに応じて定数α／β、β／αの何れか一方を選択して出力する働きをする。
α／β、β／α算出回路１７は、中間色色相設定回路１５から与えられるデータにより、所定の定数α／β、β／αを算出する働きをする。なお、これらの定数α／β、β／αについては後述する。定数選択回路１８は、制御信号Ｓに応じて定数α／β、β／αの何れか一方を選択して出力する働きをする。
乗算器１９、２０，２６は、彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路５から出力されてくる彩度成分と原色成分と補色成分に、定数選択回路１８で選択された定数α／β、β／αの一方を乗算する働きをする。データ選択加減算回路２１は、色相領域判定回路４による判定結果と制御信号Ｓに応じてデータを選択し、所定の加減算を行なう。なお、この回路の動作の詳細は後述する。
次に、この実施形態例の動作について説明する。図１０、図１１は、本発明の動作原理を説明するため彩度(色飽和度)及び色度(色相)を表した図で、これらの図において、原点Ｏから遠ざかる方向が彩度、彩度に垂直な方向(円を描く方向)が色度を表わしている。
ここで本発明は、６色独立に加え肌色独立あるいは１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等の６色より多い内外独立色調補正機能などの、どのような中間色の補正にも適用可能であるが、特に肌色の補正に適用される場合が多いと考えられる。そこで、この実施形態例では、以下、主として、肌色の補正を例に挙げて説明する。そうすると、この肌色の色相はＲとＹｅの間の領域、すなわち、領域６に位置するので、これらの図１０、１１ではＲ(赤)からＹｅ(黄)の領域６だけを示し、ここで肌色の色相は点Ｆで表わされることになる。
そこで、この点を、図示のように、補助基準色Ｆとし、そのデータを、上記したように、中間色色相設定回路１５に設定する。
ここで本発明は、６色独立に加え肌色独立あるいは１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等の６色より多い内外独立色調補正機能などの、どのような中間色の補正にも適用可能であるが、特に肌色の補正に適用される場合が多いと考えられる。そこで、この実施形態例では、以下、主として、肌色の補正を例に挙げて説明する。そうすると、この肌色の色相はＲとＹｅの間の領域、すなわち、領域６に位置するので、これらの図１０、１１ではＲ(赤)からＹｅ(黄)の領域６だけを示し、ここで肌色の色相は点Ｆで表わされることになる。
そこで、この点を、図示のように、補助基準色Ｆとし、そのデータを、上記したように、中間色色相設定回路１５に設定する。
これにより、領域６は、中心点Ｏから補助基準色Ｆ点を通る軸、つまり補助基準線により、２個の補助領域、すなわち、領域（1）と領域（2）とに分けられることになる。次に、入力映像信号の色相を、原色／補色領域判定回路１６により、図２に示すように、ＲとＦの間の領域（1）と、ＦとＹｅの間の領域（2）に分割して判定する。そうすると、まず、このときは、何れも色相領域判定回路４の判定結果が領域６になっているときの動作となるので、算出回路５から出力されている原色成分量と補色成分量は、それぞれ以下の通りになっている。
原色成分量＝Ｒ−Ｇ＝Ｒｃ、補色成分量＝Ｇ−Ｂ＝Ｙｃ
原色成分量＝Ｒ−Ｇ＝Ｒｃ、補色成分量＝Ｇ−Ｂ＝Ｙｃ
次に、入力映像信号の色相が、これらの領域（1）と領域（2）の何れにあるかを、原色／補色領域判定回路１６の判定により識別し、それぞれ以下に示すように、別個に補正を行なうのである。
＜領域（1）での補正処理＞このときは、各回路からの出力は以下の通りとなる。まず、定数選択回路１８では定数β／αが選択され、この定数β／αが乗算器１９、２０に出力される。次に、データ選択加減算回路２１からは信号〔Ｒｃ−Ｙｃ×(β／α)〕、信号(−Ｙｃ)、それに信号〔Ｙｃ×(β／α)〕が出力される。さらに、定数選択回路６では定数Ｋｒ、Ｋｆが選択され、これらの定数Ｋｒ、Ｋｆが乗算器７、８に出力される。
＜領域（1）での補正処理＞このときは、各回路からの出力は以下の通りとなる。まず、定数選択回路１８では定数β／αが選択され、この定数β／αが乗算器１９、２０に出力される。次に、データ選択加減算回路２１からは信号〔Ｒｃ−Ｙｃ×(β／α)〕、信号(−Ｙｃ)、それに信号〔Ｙｃ×(β／α)〕が出力される。さらに、定数選択回路６では定数Ｋｒ、Ｋｆが選択され、これらの定数Ｋｒ、Ｋｆが乗算器７、８に出力される。
そして、これらの結果、データ選択加算回路１１からは、まず、信号〔Ｒｃ−Ｙｃ×(β／α)〕×Ｋｒ＋Ｋｆ×〔Ｙｃ×(β／α)〕が加算器１２に出力されて信号Ｒに加算され、次に、信号〔(−Ｙｃ)×Ｋｆ〕が加算器１４に出力されて信号Ｂに加算されることになる。
そこで、図１０において、いま、Ａ点を入力映像信号の座標とし、ベクトルＡで表わすと、このベクトルＡは、Ｒ成分ベクトルＲ1と肌色成分ベクトルＦ1の合成で表される。
Ａ＝Ｒ1＋Ｆ1次に、Ｒの彩度方向調整専用の利得定数をＫｒとし、肌色の彩度方向調整専用の利得定数をＫｆとすると、Ｒの彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｒ1｜×ＫｒをＲの彩度方向に加算、つまりＲに加算してやれば良く、肌色の彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｆ1｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算してやれば良い。
Ａ＝Ｒ1＋Ｆ1次に、Ｒの彩度方向調整専用の利得定数をＫｒとし、肌色の彩度方向調整専用の利得定数をＫｆとすると、Ｒの彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｒ1｜×ＫｒをＲの彩度方向に加算、つまりＲに加算してやれば良く、肌色の彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｆ1｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算してやれば良い。
そこで、これらの量｜Ｒ1｜、｜Ｆ1｜の算出方法及び肌色彩度方向への加算方法について説明すると、このためには、全ての補正を、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分への補正として表現してやれば良い。そこで、まずＲ成分基本ベクトルをＲ、肌色成分基本ベクトルをＦ、Ｙｅ成分基本ベクトルをＹ、そしてＢ成分基本ベクトルをＢとし、Ｆ＝α×Ｙ＋β×Ｒ＝α×(−Ｂ)＋β×Ｒとする。
次に、入力映像信号の座標ベクトルＡをＲ成分とＹｅ成分の合成で表わす。ここで、Ａ＝Ｙ×Ｙｃ＋Ｒ×Ｒｃと、Ｒｃ及びＹｃは、従来の色調補正方式で説明したように、簡単に求まる。この場合、Ｒ＞Ｇ＞Ｂであり、従って、図９から明らかなように、Ｒｃ＝Ｒ−Ｇ、Ｙｃ＝Ｇ−Ｂとなる。
そうすると、 Ａ＝Ｙ×Ｙｃ＋Ｒ×Ｒｃ＝(１／α)×(Ｆ−β×Ｒ)×Ｙｃ＋Ｒ×Ｒｃ ＝Ｆ×Ｙｃ／α＋Ｒ×(Ｒｃ−β×Ｙｃ／α)となり、よって、｜Ｒ1｜＝Ｒｃ−β×Ｙｃ／α｜Ｆ1｜＝Ｙｃ／αとなる。
そこで、Ｆ×Ｙｃ／αをベクトルＲとベクトルＢで表現すると、Ｆ×Ｙｃ／α＝(α×(−Ｂ)＋β×Ｒ)×Ｙｃ／α＝Ｂ×(−Ｙｃ)＋Ｒ×(β×Ｙｃ／α)となる。
従って、以上の結果をまとめると、以下の通りである。すなわち、まず、Ｒの彩度方向の色調補正を行なうためには、｜Ｒ1｜Ｋｒ＝(Ｒｃ−β×Ｙｃ／α)×ＫｒをＲに加算すればよい。次に、肌色の彩度方向の色調補正を行なうためには、｜Ｆ1｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算すればよいが、このことは、−Ｙｃ×ＫｆをＢに加算し、(β×Ｙｃ／α)×ＫｆをＲに加算することに等しい。
ここで、いま、Ｒベクトルと肌色ベクトルの間の角度をθとすると、α×Ｓin(６０°−θ)＝β×Ｓin(θ)であるため、β／α＝Ｓin(６０°−θ)／Ｓin(θ)となる。
従って、θ＝２０°のときは、β／α＝１.８７９４になるが、これを≒２.０とすると、このときの補正は、Ｒの彩度方向の色調補正については、(Ｒｃ−２×Ｙｃ)×ＫｒをＲに加算すればよく、肌色の彩度方向の色調補正については、−Ｙｃ×ＫｆをＢに加算し、２×Ｙｃ×ＫｆをＲに加算すればよい。そして、β／αを変えることにより、肌色の基準軸を調整することができる。
以上は彩度方向の補正についての説明であるが、色度方向の補正に対しても同様の概念が適用できるため、説明は省略する。
従って、θ＝２０°のときは、β／α＝１.８７９４になるが、これを≒２.０とすると、このときの補正は、Ｒの彩度方向の色調補正については、(Ｒｃ−２×Ｙｃ)×ＫｒをＲに加算すればよく、肌色の彩度方向の色調補正については、−Ｙｃ×ＫｆをＢに加算し、２×Ｙｃ×ＫｆをＲに加算すればよい。そして、β／αを変えることにより、肌色の基準軸を調整することができる。
以上は彩度方向の補正についての説明であるが、色度方向の補正に対しても同様の概念が適用できるため、説明は省略する。
＜領域（2）での補正処理＞このときは、各回路からの出力は以下の通りとなる。まず、定数選択回路１８では定数α／βが選択され、この定数α／βが乗算器１９、２０に出力される。次に、データ選択加減算回路２１からは信号〔Ｙｃ−Ｒｃ×(α／β)〕、信号(Ｒｃ)、それに信号〔−Ｒｃ×(α／β)〕が出力される。さらに、定数選択回路６では定数Ｋｙ、Ｋｆが選択され、これらの定数Ｋｙ、Ｋｆが乗算器７、８に出力される。
そして、これらの結果、データ選択加算回路１１からは、まず、信号〔Ｒｃ×Ｋｆ〕が加算器１２に出力されて信号Ｒに加算され、次に、信号−〔Ｙｃ−Ｒｃ×(α／β)〕×Ｋｙ−Ｋｆ×〔Ｒｃ×(α／β)〕が加算器１４に出力されて信号Ｂに加算されることになる。
そして、これらの結果、データ選択加算回路１１からは、まず、信号〔Ｒｃ×Ｋｆ〕が加算器１２に出力されて信号Ｒに加算され、次に、信号−〔Ｙｃ−Ｒｃ×(α／β)〕×Ｋｙ−Ｋｆ×〔Ｒｃ×(α／β)〕が加算器１４に出力されて信号Ｂに加算されることになる。
そこで、図３において、今度はＣ点を入力映像信号の座標とし、これをベクトルＣで表わすと、このベクトルＣは、Ｙｅ成分ベクトルＹ１と肌色成分ベクトルＦ２の合成で表される。
Ｃ＝Ｙ1＋Ｆ２ 次に、Ｙｅの彩度方向調整専用の利得定数をＫｙとし、肌色の彩度方向調整専用の利得定数をＫｆとすると、Ｙｅの彩度方向の色調補正には、｜Ｙ1｜×ＫｙをＢから減算してやれば良く、肌色の彩度方向の色調補正には、｜Ｆ２｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算してやれば良い。
Ｃ＝Ｙ1＋Ｆ２ 次に、Ｙｅの彩度方向調整専用の利得定数をＫｙとし、肌色の彩度方向調整専用の利得定数をＫｆとすると、Ｙｅの彩度方向の色調補正には、｜Ｙ1｜×ＫｙをＢから減算してやれば良く、肌色の彩度方向の色調補正には、｜Ｆ２｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算してやれば良い。
次に、これら｜Ｙ１｜、｜Ｆ２｜の算出方法及び肌色彩度方向への加算方法については、上記した領域（1）のときと同じであり、従って、以下のようになる。
Ｃ＝Ｙ×Ｙｃ＋Ｒ×Ｒｃ ＝Ｙ×Ｙｃ＋(１／β)×(Ｆ−α×Ｙ)×Ｒｃ ＝Ｆ×Ｒｃ／β＋Ｙ×(Ｙｃ−α×Ｒｃ／β) となり、
よって、｜Ｙ１｜＝Ｙｃ−α×Ｒｃ／β｜Ｆ２｜＝Ｒｃ／β となる。
ここで、Ｆ×Ｒｃ／βをベクトルＲとベクトルＢで表現すると、Ｆ×Ｒｃ／β＝(α×(−Ｂ)＋β×Ｒ)×Ｒｃ／β＝−Ｂ×(α×Ｒｃ／β)＋Ｒ×Ｒｃとなる。
Ｃ＝Ｙ×Ｙｃ＋Ｒ×Ｒｃ ＝Ｙ×Ｙｃ＋(１／β)×(Ｆ−α×Ｙ)×Ｒｃ ＝Ｆ×Ｒｃ／β＋Ｙ×(Ｙｃ−α×Ｒｃ／β) となり、
よって、｜Ｙ１｜＝Ｙｃ−α×Ｒｃ／β｜Ｆ２｜＝Ｒｃ／β となる。
ここで、Ｆ×Ｒｃ／βをベクトルＲとベクトルＢで表現すると、Ｆ×Ｒｃ／β＝(α×(−Ｂ)＋β×Ｒ)×Ｒｃ／β＝−Ｂ×(α×Ｒｃ／β)＋Ｒ×Ｒｃとなる。
従って、以上の結果をまとめると、以下の通りとなる。すなわち、まず、Ｙｅの彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｙ１｜×Ｋｙ＝(Ｙｃ−α×Ｒｃ／β)×ＫｙをＢから減算すれば良い。
次に、肌色の彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｆ２｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算するのであるが、このことは(−α×Ｒｃ／β)×ＫｆをＢに加算し、Ｒｃ×ＫｆをＲに加算することに等しい。
次に、肌色の彩度方向の色調補正を行なう場合には、｜Ｆ２｜×Ｋｆを肌色彩度方向に加算するのであるが、このことは(−α×Ｒｃ／β)×ＫｆをＢに加算し、Ｒｃ×ＫｆをＲに加算することに等しい。
そこで、Ｒベクトルと肌色ベクトルの間の角度θを、上記した領域（1）のときと同じく２０°とすると、α／β＝０.５３２１になるので、これを≒０.５とすると、このときの補正はＹｅの彩度方向の色調補正を行なう場合、(Ｙｃ−０.５Ｒｃ)×ＫｙをＢから減算すれば良く、肌色の彩度方向の色調補正を行なう場合、−０.５×Ｒｃ×ＫｆをＢに加算し、Ｒｃ×ＫｆをＲに加算してやれば良い。
以上は、彩度方向の補正についての説明であるが、色度方向の補正に対しても同様の概念が適用できるため、説明は省略する。
以上は、彩度方向の補正についての説明であるが、色度方向の補正に対しても同様の概念が適用できるため、説明は省略する。
上記領域（1）及び領域（2）の各項で説明した補正によって得られる特性を示すと、図４の通りになる。この図４の特性は、Ｒの彩度方向の色調補正、Ｙｅの彩度方向の色調補正、及び肌色の彩度方向の色調補正のそれぞれの利得特性を重ねて示したもので、図示のように、肌色の彩度方向利得定数Ｋｆを制御してやれば、Ｒの彩度方向利得定数Ｋｒと、Ｙｅの彩度方向の利得定数Ｋｙに関係なく、肌色の彩度方向の色調補正を行なえることが判る。
従って、この実施形態例によれば、ＲとＹｅへの影響を最小限に押さえ、肌色に対して有効な色調補正を行なうことができ、テレビジョンカメラを切換えたときなどでの違和感を確実に無くすことができる。
従って、この実施形態例によれば、ＲとＹｅへの影響を最小限に押さえ、肌色に対して有効な色調補正を行なうことができ、テレビジョンカメラを切換えたときなどでの違和感を確実に無くすことができる。
次に、図５は、本発明の他の実施形態例による補正特性を示したもので、この実施形態例では、肌色軸Ｆを中心とした利得特性を持つ補正関数を生成し、これを取り出す。これを従来の機能に加算したものが、この図５の実施形態例で、この方式によれば、従来方式で補正しきれない領域を補うような形で補正することができる。
さらに本発明では、最大値と最小値判定後原色(最大値)と白(最小値)との差の彩度を算出し、彩度に応じて係数を算出する。
彩度に応じて係数を算出は、直線変化となる。
彩度に応じて係数を選択は、階段変化となる。
つまり、６色独立に加え肌色独立あるいは１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等などの６色より多い独立色調補正し、彩度に対応して色調補正の方向と量とを可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
彩度に応じて係数を算出は、直線変化となる。
彩度に応じて係数を選択は、階段変化となる。
つまり、６色独立に加え肌色独立あるいは１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等などの６色より多い独立色調補正し、彩度に対応して色調補正の方向と量とを可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
本発明の他の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図の図９Ｂを用いて説明する。
図９Ｂは本発明の他の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図であり、図９Ａに乗算器２１，２２，２３が追加されている。図９Ｂでは、彩度により曲線状に可変の動作に対応するため、彩度成分を累乗して、データ選択加減算回路２１に印加している。図９Ｂでは、乗算器２１，２２，２３の３ケであり彩度成分の３乗であるが、図示しない乗算器が２ケの２乗でも、図示しない乗算器が２ケの４乗でも良い。
図９Ｂは本発明の他の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図であり、図９Ａに乗算器２１，２２，２３が追加されている。図９Ｂでは、彩度により曲線状に可変の動作に対応するため、彩度成分を累乗して、データ選択加減算回路２１に印加している。図９Ｂでは、乗算器２１，２２，２３の３ケであり彩度成分の３乗であるが、図示しない乗算器が２ケの２乗でも、図示しない乗算器が２ケの４乗でも良い。
図７Ｃは、本発明の他の一実施例の６色内外独立色調補正方式による色調補正処理の説明図であり、彩度の累乗に色調補正の量と方向が相関している。図７Ａとの相違は、選択された彩度成分が自然数ｎヶ累乗される処理が追加されたことである。図９Ｂでは、図７Ｃの自然数ｎヶ分乗算器が追加されることになる。
彩度で方向可変の色調補正により、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
彩度で方向可変の色調補正により、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
図１７Ａと図１７Ｂと図１７Ｃは、彩度で方向可変の色調補正の内の、彩度により連続可変の動作を示しているが、図１５Ａから図１５Ｃは彩度に閾値のある動作であり、図１５Ｄは彩度で方向可変の色調補正の内のステップ応答での可変である。彩度に線形相関で方向可変の色調補正の動作に限らず、彩度により階段状に可変の動作でも、彩度により曲線状に可変の動作でも良い。
６色ポイントの彩度に対応の６色内外独立色調補正方式による色調補正処理の説明図の図７Ｅ及び本発明の他の一実施例のベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応する６色独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１６Ａ及び本発明の他の一実施例のベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応する１２色独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図の図１６Ｂ並びに、本発明の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図の図９Ａ及び本発明の他の一実施例の色相彩度検出補正部の構成を示すブロック図の９Ｃを用いて６色ポイントの彩度に対応の６色内外独立色調補正方式による色調補正処理を説明する。
図１６Ａは、本発明の他の一実施例のベクトルチャートの色ポイントの彩度に対応する６色独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図であり、図１６Ｂは本発明の他の一実施例のベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応する１２色独立色調補正のカラーベクトル波形上の動作を示す模式図であり、本発明の他の一実施例のベクトルチャートのＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｍｇの６色ポイントの彩度に対応して、画素ごとに内外の彩度への相関を可変する又は彩度内外の閾値を可変する等の画素単位に彩度により色調補正の量と方向を可変させる彩度の影響方法を可変させる６色以上の独立色調補正機能のカラーベクトル波形上の動作を示す。ベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応することにより、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
図１６Ａと図１６Ｂは、ベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応して彩度内外の閾値を可変するであるが、画素ごとに内外の彩度への相関を可変するでも良い。
また、図１６Ａと図１６Ｂは、ベクトルチャートの６色ポイントを固定で表示しているが、広色域と狭色域の変換時のベクトルチャートの６色ポイント移動に対応して、彩度内外の閾値を可変しても良いし、画素ごとに内外の彩度への相関を可変するでも良い。
本発明の一実施例の６色内外独立色調補正方式による色調補正処理では、ベクトルチャートのＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｍｇの６色ポイントの彩度に対応して、彩度に色調補正の量と方向が線形相関の係数が、色相により変化する。
また、図１６Ａと図１６Ｂは、ベクトルチャートの６色ポイントを固定で表示しているが、広色域と狭色域の変換時のベクトルチャートの６色ポイント移動に対応して、彩度内外の閾値を可変しても良いし、画素ごとに内外の彩度への相関を可変するでも良い。
本発明の一実施例の６色内外独立色調補正方式による色調補正処理では、ベクトルチャートのＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｍｇの６色ポイントの彩度に対応して、彩度に色調補正の量と方向が線形相関の係数が、色相により変化する。
図３Ａ又は図３Ｂあるいは図９Ａ又は図９Ｂ又は図９Ｃの本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図において、４の色相領域判定の色相により、定数選択６又は１８において、彩度に色調補正の量と方向が線形相関の係数が変化する。
彩度で方向可変の色調補正により、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
なお、上記実施形態例では、色相の範囲をＲとＹｅに限定して説明したが、本発明は、任意の色相に適用可能なことは、言うまでもなく、また、基準色の種類や数についても任意に設定可能なことは、言うまでもない。
色相の範囲をＲとＹｅに限定は、６色内外独立に加え肌色独立の色調補正の動作であり、６色内外独立に加え肌色独立の色調補正の動作に限らず、１２色彩度独立色調補正あるいは１６色内外独立色調補正の動作又は１８色内外独立色調補正の動作又は２４色内外独立色調補正の動作でも良い。
彩度で方向可変の色調補正により、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
なお、上記実施形態例では、色相の範囲をＲとＹｅに限定して説明したが、本発明は、任意の色相に適用可能なことは、言うまでもなく、また、基準色の種類や数についても任意に設定可能なことは、言うまでもない。
色相の範囲をＲとＹｅに限定は、６色内外独立に加え肌色独立の色調補正の動作であり、６色内外独立に加え肌色独立の色調補正の動作に限らず、１２色彩度独立色調補正あるいは１６色内外独立色調補正の動作又は１８色内外独立色調補正の動作又は２４色内外独立色調補正の動作でも良い。
つまり、６色独立に加え肌色独立あるいは１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等などの６色より多い独立色調補正し、特に内外の彩度への相関はベクトルチャートの６色ポイントの彩度に対応して可変する方が、広色域と狭色域の変換時の色調補正において、色域周辺の純色周辺の色相彩度の変換と色域中心部の白周辺の色相彩度の保持との調整がより自然に調整できるため自由度が高くなる。
（実施例１） 以下、本発明の一実施例を図１Ａ、図１Ｂ、図３Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅ、図７Ｆ、図１８Ａ、図１８Ｂを用いて説明する。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。図３Ｃは本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図で、色温度検出と６色独立色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図である。また、本発明の一実施例として、図１Ａと図１Ｂに色温度検出（算出）が追加されている。色温度検出（算出）は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。図３Ｃは本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図で、色温度検出と６色独立色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図である。また、本発明の一実施例として、図１Ａと図１Ｂに色温度検出（算出）が追加されている。色温度検出（算出）は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
図１Ａと図１Ｂにおいて、光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの信号はＣＣＤではＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）でゲイン補正を行っており、ＣＭＯＳ撮像素子では内部でゲイン補正を行っており、ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段となっている。
図７Ａは、本発明の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素中央値に補間して色調補正用のＢ映像信号とし、Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＢ映像信号とする。
図７Ａは、本発明の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素中央値に補間して色調補正用のＢ映像信号とし、Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＢ映像信号とする。
図７Ｂは、本発明の他の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。Ｇ撮像信号を中心画素撮像信号を維持し色調補正用の映像信号とし、Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＧ映像信号とする。色温度で可変と共通である。
図７Ｃは、本発明の他の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間して色調補正用のＲ映像信号とし、Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＲ映像信号とする。
図７Ｄは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度により、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度により、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｅは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
算出した画面の色温度含めたＲ増幅度により、色調補正用のＲ画素映像信号は周囲Ｒ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
算出した画面の色温度含めたＲ増幅度により、色調補正用のＲ画素映像信号は周囲Ｒ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｆは、本発明の一実施例の加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
Ｇ増幅度により、色調補正用のＧ映像信号は周囲Ｇ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｇ増幅度により、色調補正用のＧ映像信号は周囲Ｇ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ａ〜図７Ｅにおいて、９は周囲画素信号選択部であり、１６は白キズの周囲画素での補間、１８は黒キズの周囲画素での補間、１９は周囲画素中央値検出部、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８は比較器、２９は映像信号切替器、である。
図７Ａと図７Ｂと図７Ｃと図７Ｄと図７Ｅと図７Ｆの周囲画素信号選択部９において、５と６はラインメモリ、７は映像信号切替器、８は遅延器である。ラインメモリ５と６は０Ｈの撮像信号から１Ｈ２Ｈの撮像信号を生成し、０Ｈの白キズ補間信号から１Ｈ，２Ｈの白キズ補間信号を生成する。映像信号切替器７は、０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの撮像信号を選択して撮像信号の周囲画素信号を生成し、０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの白キズ補間信号を選択して白キズ補間信号の周囲画素信号を生成する。ラインメモリ５と６の替わりに図示しないフレームメモリでも良い。
図７Ａと図７Ｂと図７Ｃと図７Ｄと図７Ｅと図７Ｆの周囲画素信号選択部９において、５と６はラインメモリ、７は映像信号切替器、８は遅延器である。ラインメモリ５と６は０Ｈの撮像信号から１Ｈ２Ｈの撮像信号を生成し、０Ｈの白キズ補間信号から１Ｈ，２Ｈの白キズ補間信号を生成する。映像信号切替器７は、０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの撮像信号を選択して撮像信号の周囲画素信号を生成し、０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの白キズ補間信号を選択して白キズ補間信号の周囲画素信号を生成する。ラインメモリ５と６の替わりに図示しないフレームメモリでも良い。
図７Ａ〜図７Ｅにおいて、遅延器８は周囲画素中央値検出部１９の遅延分撮像信号を遅延させ、白キズ補間信号を遅延させる。そして、周囲画素中央値検出部は、撮像信号の周囲画素信号から比較器２１〜２８で撮像信号または白キズ補間信号の周囲画素中央値を検出し、白キズ補間信号の周囲画素信号から比較器２１〜２８で白キズ補間信号の周囲画素中央値を検出する。
そして、白キズの映像信号タイミング（アドレス）判定と標準撮像時の白キズ補間判定１５からの白キズのレベル以下判定時の白キズの映像信号タイミング（アドレス）に応じて白キズの周囲画素での補間部の切替器２９で、撮像信号を、撮像信号の周囲画素中央値、中央画素と周囲画素中央値との平均、画素の中央値と中心画素との重みづけ平均のいずれかに補間して本線の映像信号とする。
そして、非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：1の視特性色帯域から、本線の映像信号においても、Ｒは中央画素と周囲画素中央値との平均に補間し、Ｂは周囲画素中央値に補間しても、視特性では目立たない。本線の映像信号をクロマキーに用いる場合は、本線の映像信号は補間せずに、色調補正信号のみ補間すれば、色調補正による雑音増加が目立たない。
そして、白キズの映像信号タイミング（アドレス）判定と標準撮像時の白キズ補間判定１５からの白キズのレベル以下判定時の白キズの映像信号タイミング（アドレス）に応じて白キズの周囲画素での補間部の切替器２９で、撮像信号を、撮像信号の周囲画素中央値、中央画素と周囲画素中央値との平均、画素の中央値と中心画素との重みづけ平均のいずれかに補間して本線の映像信号とする。
そして、非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：1の視特性色帯域から、本線の映像信号においても、Ｒは中央画素と周囲画素中央値との平均に補間し、Ｂは周囲画素中央値に補間しても、視特性では目立たない。本線の映像信号をクロマキーに用いる場合は、本線の映像信号は補間せずに、色調補正信号のみ補間すれば、色調補正による雑音増加が目立たない。
図１８Ａは、本発明の一実施例の中央画素を周囲画素中央値で補間の動作を示す模式図で、中央値の雑音大で数値が大きく異なっている場合に有効である。また、図１８Ｂは、本発明の他の一実施例の中央画素を中央画素と周囲画素中央値との平均で補間の動作を示す模式図で、中央値の雑音中で数値が中程度に異なっている場合に有効である。14bitの16384を800%とすると、12bitの4096は200%となり、10bitの1024は50%となり、8bitの256は12.5%となる。
図１８Ａにおいて、200%の中央画素の撮像信号１０２４が、周囲の周囲正常画素撮像信号４０９６，４３００，３８００，３９００，４０００，４２００，４１００，８１９２の中央値４０９６で補間される。50%の中央画素の撮像信号２０４８が、周囲の周囲正常画素撮像信号１０２４，１０００，９７６，１０９０，１０００，１０４８，１１００，９９８の中央値１０２４で補間される。12.5%の中央画素の撮像信号１０２４が、周囲の周囲正常画素撮像信号２５６，２６０，２００，２４０，２７０，３００，２４８，２２０の中央値２５６で補間される。
図１８Ｂにおいて、
200%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(3328＋4096)÷2＝3712、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1280＋1024)÷2＝1152、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(448＋256)÷2＝352、となる。
図１８Ｂにおいて、
200%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(3328＋4096)÷2＝3712、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1280＋1024)÷2＝1152、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(448＋256)÷2＝352、となる。
固体撮像素子の品種により異なるが、感度が低い分増幅度を上げるため、雑音は感度に反比例し、増幅度に比例する。したがって、増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成すれば、本線の映像信号の色帯域は低下せずに雑音低減効果が大きい。
また、増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とすれば、より雑音低減効果が大きい。しかし、補間した信号を本線の映像信号とすれば、色帯域も低下してしまうので、色再現よりも、実行感度優先用となる。
また、増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とすれば、より雑音低減効果が大きい。しかし、補間した信号を本線の映像信号とすれば、色帯域も低下してしまうので、色再現よりも、実行感度優先用となる。
つまり、本発明の１実施例は、固体撮像素子を有する撮像装置において、ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、
非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に合わせて暗部も明部も、Ｒ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段、又は ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段を有し、暗部も明部も、Ｒ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との増幅度に相関（増幅度小では中心Ｂ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｂ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段、のいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に合わせて暗部も明部も、Ｒ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段、又は ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段を有し、暗部も明部も、Ｒ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との増幅度に相関（増幅度小では中心Ｂ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｂ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段、のいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また上記の撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し Ｒ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する、色調補正手段とのいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し Ｒ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する、色調補正手段とのいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
以上のように本発明によれば、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを周囲画素撮像信号の中央値又は周囲画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均又は周囲画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間という雑音低減した信号で色相を補正することで防止し、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求されても、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することが実現できる。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、色調補正の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、色調補正の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
また本発明は、上記の撮像装置において、
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、を有することを特徴とする撮像装置である。
つまり、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することにおいて、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、本線信号の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、を有することを特徴とする撮像装置である。
つまり、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することにおいて、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、本線信号の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
また本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
つまり、本線信号の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。ニュース取材や監視用途に適した発明である。
また、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、本線信号の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
つまり、本線信号の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。ニュース取材や監視用途に適した発明である。
また、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、本線信号の色帯域も非特許文献１のＹ：Ｒ−Ｙ：Ｂ−Ｙは３：１：０．７＝４．３：１．４：１の視特性色帯域に近似させることができる。
（実施例２）色温度検出と増幅度と周囲画素中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間 以下、本発明の一実施例を図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅ、図３Ｃ、図７Ｂ、図７Ｄ、図７Ｅ、図７Ｆ、図１８Ｃ、図１８Ｄを用いて、実施例1との相違点を中心に説明する。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。図３Ｃは本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図で、色温度検出と６色独立色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図である。
また、本発明の一実施例として、図１Ａと図１Ｂに色温度検出が追加されている。
色温度検出は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
図１Ａと図１Ｂは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ａはガンマ前マトリクスであり、図１Ｂはガンマ後マトリクスである。図３Ｃは本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図で、色温度検出と６色独立色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図である。
また、本発明の一実施例として、図１Ａと図１Ｂに色温度検出が追加されている。
色温度検出は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅにおいて、光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの信号はＣＣＤではＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）でゲイン補正を行っており、ＣＭＯＳ撮像素子では内部でゲイン補正を行っており、ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段となっている。
図１Ａと図１Ｂのプリズム（色分解光学系）３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、図１Ｃの様に、プリズム（色分解光学系）３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｇ２，３３Ｂの様に、４板撮像素子Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂでも良い。
また、図１Ｄの様に、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子４７の単板でも良い。
図１Ａと図１Ｂのプリズム（色分解光学系）３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、図１Ｃの様に、プリズム（色分解光学系）３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｇ２，３３Ｂの様に、４板撮像素子Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂでも良い。
また、図１Ｄの様に、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子４７の単板でも良い。
図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。また、図１Ｃと図１Ｄと図１Ｅに色温度検出が追加されている。
図１ＣはＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系を用いたカメラでガンマ前マトリクスであり、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有している。図１Ｄはベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子の単板カメラでガンマ後マトリクスであり、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段を有している。図１ＥはＲＧＢの３板撮像素子と色分解光学系を用いたカメラでガンマ前マトリクスである。
図１ＣはＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系を用いたカメラでガンマ前マトリクスであり、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有している。図１Ｄはベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子の単板カメラでガンマ後マトリクスであり、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段を有している。図１ＥはＲＧＢの３板撮像素子と色分解光学系を用いたカメラでガンマ前マトリクスである。
さらに、図１Ｃと図１Ｄにおいて、ＲＧ１Ｇ２Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有している。つまり、詳細は実施例３で説明するが、図１Ｃと図１Ｄは、Ｇ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域または輝度を半減させる手段を有している。
図１Ｃや図１Ｄでは、３４のパラレル−シリアル変換部により、Ｇ映像信号と一つ置きのＢ映像信号と一つ置きのＲ映像信号とに変換され信号処理される。信号処理後に、４４のマトリスクス付シリアル−パラレル変換部によりＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とに変換されて、伝送する。伝送された映像信号は、マトリスクス付パラレル−シリアル変換部４５により、Ｇ映像信号と一つ置きのＢ映像信号と一つ置きのＲ映像信号とに変換され信号処理される。
図１Ｅでは、本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図（ガンマ後マトリクス）であり、（Ｒ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する。
図７Ｂは、本発明の他の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
Ｇ撮像信号を中心画素撮像信号を維持し色調補正用の映像信号とし、Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＧ映像信号とする。色温度で可変と共通である。
Ｇ撮像信号を中心画素撮像信号を維持し色調補正用の映像信号とし、Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＧ映像信号とする。色温度で可変と共通である。
図７Ｄは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｅは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図で、色調補正用のR画素映像信号は周囲Ｒ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。
Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｆは、本発明の一実施例の加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図、色調補正用のＧ映像信号は周囲Ｇ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。
Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図１８Ｃは、本発明の他の一実施例の中央画素を中央画素と周囲画素中央値との１：３の加重平均で補間の動作を示す模式図であり、中央値の雑音やや大で数値がやや大きく異なっている場合に有効である。
また、図１８Ｄは、本発明の他の一実施例の中央画素を中央画素と周囲画素中央値との３：１の加重平均で補間の動作を示す模式図であり、中央値の雑音やや小で数値がやや小さく異なっている場合に有効である。
14bitの16384を800%とすると、12bitの4096は200%となり、10bitの1024は50%となり、8bitの256は12.5%となる。
また、図１８Ｄは、本発明の他の一実施例の中央画素を中央画素と周囲画素中央値との３：１の加重平均で補間の動作を示す模式図であり、中央値の雑音やや小で数値がやや小さく異なっている場合に有効である。
14bitの16384を800%とすると、12bitの4096は200%となり、10bitの1024は50%となり、8bitの256は12.5%となる。
図１８Ｃにおいて、
200%の中央画素と周囲画素中央値との１：３の平均は、(1280×1＋4096×3)÷4＝3392、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1920×1＋1024×3)÷4＝1248、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(512×1＋256×3)÷2＝320、となる。
200%の中央画素と周囲画素中央値との１：３の平均は、(1280×1＋4096×3)÷4＝3392、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1920×1＋1024×3)÷4＝1248、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(512×1＋256×3)÷2＝320、となる。
図１８Ｄにおいて、
200%の中央画素と周囲画素中央値との３：１の平均は、(3700×3＋4096×1)÷4＝3799、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1150×3＋1024×1)÷4＝1118.5≒1119、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(372×3＋256×1)÷2＝343、となる。
200%の中央画素と周囲画素中央値との３：１の平均は、(3700×3＋4096×1)÷4＝3799、となり、
50%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(1150×3＋1024×1)÷4＝1118.5≒1119、となり、
12.5%の中央画素と周囲画素中央値との平均は、(372×3＋256×1)÷2＝343、となる。
つまり、本発明の他の1実施例は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲＧ１Ｇ２Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することと、
ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することと、
のいずれか一つの映像信号処理手段と色調補正手段とを有することを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲＧ１Ｇ２Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することと、
ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することと、
のいずれか一つの映像信号処理手段と色調補正手段とを有することを特徴とする撮像装置である。
また、本発明の他の１実施例は、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（中央値のみを含む）で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（中央値のみを含む）で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（中央値のみを含む）で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（中央値のみを含む）で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
また、本発明の他の１実施例は、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲＧ１Ｇ２Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し Ｒ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号をＹ画素で一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する、色調補正手段とのいずれか一つの色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
以上のように本発明によれば、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを周囲画素の中央値又は周囲画素の中央値と中心画素との平均又は周囲画素の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間という雑音低減した信号で色相を補正することで防止し、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求されても、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することが実現できる。
ここで、色温度を検出（算出）する方法を説明する。
図３Ｃにおいて、白バランス調整は、赤R、緑G、青Bの各映像信号が、白色被写体の撮像時に１：１：１となるように各色映像信号の利得を調整または撮像素子の感度を調整するようになされている。図３Ｃの左端に示す白バランス検出回路が用いられており、ゲート部４１で映像信号の高輝度部分を抜出し、過大信号削除部４２で照明や太陽等の過大なレベルの高輝度部分を削除し、ピーク検出部４３より、赤R、緑G、青B各映像信号のピーク値ＲｐとＧｐとＢｐを検出し、各映像信号のピーク値が等しくなるように赤、青信号の利得を調整する方式が用いられている。
図３Ｃにおいて、白バランス調整は、赤R、緑G、青Bの各映像信号が、白色被写体の撮像時に１：１：１となるように各色映像信号の利得を調整または撮像素子の感度を調整するようになされている。図３Ｃの左端に示す白バランス検出回路が用いられており、ゲート部４１で映像信号の高輝度部分を抜出し、過大信号削除部４２で照明や太陽等の過大なレベルの高輝度部分を削除し、ピーク検出部４３より、赤R、緑G、青B各映像信号のピーク値ＲｐとＧｐとＢｐを検出し、各映像信号のピーク値が等しくなるように赤、青信号の利得を調整する方式が用いられている。
白バランス調整を行うことで得られた赤、青信号の利得制御値を基に被写体の色温度を以下の６次近似式より算出（検出）する。
Ｙ＝（0.0000005＊Ｘ６−0.000002＊Ｘ５−0.00006＊Ｘ４＋0.0006＊Ｘ３
＋0.0096＊Ｘ２−0.1445＊Ｘ＋3.1848）＊1000 なお、Ｘは、赤と青の利得差＝（Ｒｇ−Ｂｇ）ｄＢ である。
Ｙ＝（0.0000005＊Ｘ６−0.000002＊Ｘ５−0.00006＊Ｘ４＋0.0006＊Ｘ３
＋0.0096＊Ｘ２−0.1445＊Ｘ＋3.1848）＊1000 なお、Ｘは、赤と青の利得差＝（Ｒｇ−Ｂｇ）ｄＢ である。
本発明の他の１実施例は、上の６次近似式により算出（検出）した被写体の色温度を用いて、色温度に相関した重みづけ平均でＲＢの撮像信号を補間した信号から色調補正信号を生成する。
固体撮像素子の品種により異なるが、およそ３２００Ｋ程度の低色温度では、Ｒの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度と同程度でＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度の半分以下であり、感度が低い分増幅度を上げるため、雑音は感度に反比例し、Ｒの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音と同程度でＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音の倍以上である。およそ５６００Ｋ程度の中色温度では、ＲとＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度より少し低く、ＲとＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音より少し多い。およそ１００００Ｋ程度の高色温度では、Ｒの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度の半分以下でＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度と同程度であり、Ｒの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音倍以上でＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音と同程度である。
したがって、色温度に相関し増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成すれば、雑音低減効果が大きい。
固体撮像素子の品種により異なるが、およそ３２００Ｋ程度の低色温度では、Ｒの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度と同程度でＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度の半分以下であり、感度が低い分増幅度を上げるため、雑音は感度に反比例し、Ｒの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音と同程度でＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音の倍以上である。およそ５６００Ｋ程度の中色温度では、ＲとＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度より少し低く、ＲとＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音より少し多い。およそ１００００Ｋ程度の高色温度では、Ｒの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度の半分以下でＢの撮像信号の感度はＧの撮像信号の感度と同程度であり、Ｒの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音倍以上でＢの撮像信号の雑音はＧの撮像信号の雑音と同程度である。
したがって、色温度に相関し増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成すれば、雑音低減効果が大きい。
つまり、本発明の他の１実施例は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置である。
以上のように本発明の他の１実施例によれば、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関し増幅度に相関した重みづけ平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関し増幅度に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成することにより、増幅度が高く雑音が大きい色の雑音が、他の色へ混入することを低減することができ、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とをよりよく両立することができる。
特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い時に有効である。色調補正の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。ニュース取材に適した発明である。
特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い時に有効である。色調補正の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。ニュース取材に適した発明である。
また本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い時に有効である。つまり、本線信号の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。監視用途に適した発明である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い時に有効である。つまり、本線信号の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。監視用途に適した発明である。
（実施例３）２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送 以下、本発明の一実施例を図１Ｃ、図１Ｄ、図1Ｅ、図３Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅ、図７Ｆを用いて、実施例１と実施例２との相違点を中心に説明する。
図１Ａと図１Ｂと図１Ｅのプリズム３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、図１Ｃの様に、プリズム３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｇ２，３３Ｂの様に、４板撮像素子でも良い。また、図１Ｄの様に、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子４７でも良い。
図１Ａと図１Ｂと図１Ｅのプリズム３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、図１Ｃの様に、プリズム３２と撮像素子３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｇ２，３３Ｂの様に、４板撮像素子でも良い。また、図１Ｄの様に、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子４７でも良い。
図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅにおいて、光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの信号はＣＣＤではＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）でゲイン補正を行っており、ＣＭＯＳ撮像素子では内部でゲイン補正を行っており、ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段となっている。
図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ｃはガンマ前マトリクスであり、図１Ｄはガンマ後マトリクスである。
また、本発明の一実施例として、図１Ｃと図１Ｄに色温度検出が追加されている。
図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅは本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。図１Ｃはガンマ前マトリクスであり、図１Ｄはガンマ後マトリクスである。
また、本発明の一実施例として、図１Ｃと図１Ｄに色温度検出が追加されている。
図１Ｃと図１Ｄにおいて、ＲＧ１Ｇ２Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有している。
図１Ｃや図１Ｄでは、パラレル−シリアル変換部３４により、Ｇ映像信号と一つ置きのＢ映像信号と一つ置きのＲ映像信号とに変換され信号処理される。信号処理後に、マトリスクス付シリアル−パラレル変換部４４によりＲＧ１Ｇ２Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とに変換されて、伝送する。伝送された映像信号は、マトリスクス付パラレル−シリアル変換部４５により、Ｇ映像信号と一つ置きのＢ映像信号と一つ置きのＲ映像信号とに変換され信号処理される。
図１Ｅは、本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図（ガンマ後マトリクス）であり、Ｒ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する。
図３Ｃは本発明の一実施例の色相検出補正部の構成を示すブロック図で、色温度検出と６色独立色調補正の色調補正を実現する詳細構成を示すブロック図である。
色温度検出は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
色温度検出は、図３Ｃの左端に示すゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３で構成されている。
図７Ｂは、本発明の他の一実施例の色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
Ｇ撮像信号を中心画素撮像信号を維持し色調補正用の映像信号とし、Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＧ映像信号とする。色温度で可変と共通である。
Ｇ撮像信号を中心画素撮像信号を維持し色調補正用の映像信号とし、Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値とに切替して本線用のＧ映像信号とする。色温度で可変と共通である。
図７Ｄは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図である。
Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＢ画素映像信号とする。Ｂ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｂ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＢ画素映像信号とする。算出した画面の色温度の逆数を含めたＢ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｅは、本発明の一実施例の色温度検出手段と加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図で、色調補正用のＲ画素映像信号は周囲Ｒ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。
Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｒ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｒ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＲ画素映像信号とする。算出した画面の色温度を含めたＲ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
図７Ｆは、本発明の一実施例の加算重みづけ可変手段を追加した補正方式による色調補正処理の周囲８画素の中央値を算出し補間する詳細構成を示すブロック図、色調補正用のＧ映像信号は周囲Ｇ画素の中央値と中心画素との重みづけ加算平均で補間である。
Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
Ｇ撮像信号を周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均で補間して色調補正用のＲ画素映像信号とする。Ｇ撮像信号の中心画素撮像信号を維持と中心画素維持と周囲Ｇ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ加算平均と周囲Ｇ画素撮像信号中央値とに切替して本線用のＧ画素映像信号とする。Ｇ増幅度に相関した重みづけ加算平均とする。
つまり、本発明の１実施例は、（Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子信号又は、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板と色分解光学系からの映像信号を信号処理する手段を有し、）少なくとも明部もＲ色差撮像信号を周囲Ｒ色差画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ色差撮像信号を周囲Ｒ色差画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ色差撮像信号を周囲Ｂ色差画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ色差撮像信号を周囲Ｂ色差画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することと、ことを特徴とする撮像装置である。
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することと、ことを特徴とする撮像装置である。
以上のように本発明によれば、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを周囲画素の中央値又は周囲画素の中央値と中心画素との平均又は周囲画素の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間という雑音低減した信号で色相を補正することで防止し、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求されても、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することが実現できる。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、色調補正の色帯域も視特性色帯域に近似させることができる。
特に、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間すれば、色調補正の色帯域も視特性色帯域に近似させることができる。
また、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成することにより、増幅度が高く雑音が大きい色の雑音が、他の色へ混入することを低減することができ、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とをよりよく両立することができる。
さらに、Ｒ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、Ｂ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成することにより、増幅度が高く雑音が大きい色の雑音が、他の色へ混入することを低減することができ、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とをよりよく両立することができる。
画素数が縦横共に倍以上あるＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のオンチップカラーフィルタ付撮像素子信号からのダウンコンバートの４：４：４フル帯域のＲＧＢの信号処理と４：４：４フル帯域の伝送又は、ＲＧＢの３板と色分解光学系からの４：４：４フル帯域のＲＧＢの信号処理と４：４：４フル帯域の伝送では、ディスプレイの画素拡大表示や、信号方式のアップコンバートにより、色調補正の帯域低減の副作用が現れることもある。そのため、色調補正の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先するニュース取材に適した発明である。
しかし、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する場合では、ディスプレイの画素拡大表示や、信号方式のアップコンバートによっても、色調補正の帯域低減の副作用が現れることはほとんどない。
つまり、本発明の他の１実施例によれば、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ色差のＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ色差のＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ色差のＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ２又はＲ色差のＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ２又はＲ色差のＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ色差のＢ−Ｇ１又はＲ色差のＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ色差のＢ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送することにより、重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成することによる色調補正の帯域低減の副作用がより低減するので、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とをよりよく両立することができる。
また、本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｇ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
Ｇ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段を有することを特徴とする撮像装置である。
特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い時に有効である。つまり、本線信号の色帯域維持よりも、実行Ｓ／Ｎの維持を優先する発明である。監視用途に適した発明である。
本発明の実施形態である撮像装置は、リニアマトリックスでも、画素ごとに特定の色相を検出し画素ごとに特定の色相を補正する１２色マスキングでも、色調補正を行うと、雑音の多いＢ又はＲの雑音が、他の色にも混入し、実行Ｓ／Ｎが低下することを周囲画素の中央値又は周囲画素の中央値と中心画素との平均又は周囲画素の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間という雑音低減した信号で色相を補正することで防止し、クロマキー処理等で、ＲやＢやＲ−ＹやＢ−Ｙの映像信号はＹ同等の帯域いわゆる４：４：４が要求されても、本線信号の色帯域維持と、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立することが実現できる。
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。この出願は、２０１６年９月２７日に出願された日本出願特願２０１６−１８８２３２を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
Ｒ信号を周囲中央値と中心との平均で補間し、Ｂ信号を周囲中央値で補間した色相補正信号を生成すること、またはＲ信号とＢ信号とを色温度又は増幅度に相関した周囲中央値との重みづけ平均で補間した色相補正信号を生成すること等の、Ｒ信号とＢ信号とを周囲中央値との重みづけ平均で補間した色相補正信号を生成することによって、色帯域維持と色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持とを両立したい用途に適用できる。スタジオ撮影用途、劇場撮影用途、コンサート撮影用途、お天気カメラ、医療用途、検査用途などに有効である。
また、色温度又は増幅度に相関し本線映像信号を中央値と中心画素との重みづけ平均することによって、本線信号の色帯域維持よりも、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持を優先する用途に適用できる。特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い用途に有効である。監視用途、ニュース取材用途、学術用途などに有効である。
また、色温度又は増幅度に相関し本線映像信号を中央値と中心画素との重みづけ平均することによって、本線信号の色帯域維持よりも、色調補正の改善と実行Ｓ／Ｎの維持を優先する用途に適用できる。特に、低照度の撮影条件で、Ｇも高感度となり、Ｇ映像信号も雑音が多い用途に有効である。監視用途、ニュース取材用途、学術用途などに有効である。
１，２，３：減算器、４：色相領域判定回路、５：彩度成分量と原色成分量及び補色成分量判定回路、６：定数選択回路、７，８：乗算器９，１０：補数器(−１倍乗算器)、１１：データ選択加算回路１２，１３，１４：加算器、１５：中間色色相設定回路、１７：α／β、α／β算出回路、１８，２４，２５：定数選択回路、１６，１９，２０，２１，２２，２３，２６：乗算器、２１：データ選択加減算回路、３０：テレビジョンカメラ、３１：レンズ、３２：プリズム（色分解光学系）、３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，３３Ｇ１，３３Ｇ２，：ＣＣＤ（電荷結合素子）＋ＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）又はＣＭＯＳ撮像素子、３４：パラレル−シリアル変換部、３５：色相検出補正機能付き映像信号処理部、３７：パラレル−シリアル変換部、３９：ＣＰＵ、４０：ビューファインダ、４１：ゲート部、４２：過大信号削除部、４３：ピーク検出部、４４：マトリスクス付シリアル−パラレル変換部、４５：マトリスクス付パラレル−シリアル変換部、４６：ガンマ補正部、４７：オンチップカラーフィルタ付撮像素子。
Claims (7)
- 固体撮像素子を有する撮像装置において、Ｇ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、少なくとも明部をＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間し、少なくとも明部をＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置。
- 固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段を有し、少なくとも明部をＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部をＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項２の撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂと４系統の色ごとの伝送（いわゆるＤＧ伝送）する手段あるいはＲ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１乃至請求項３撮像装置において、
Ｇ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、の少なくとも一方の手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、少なくとも明部もＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段と、の少なくともいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１乃至請求項３の撮像装置において、
Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのベイヤ配列のカラーフィルタ付撮像素子とその信号を処理する手段、又はＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの４板撮像素子と色分解光学系とその信号を処理する手段、又はＧ映像信号を処理する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を処理する手段、又はＧ映像信号を伝送する手段及びＧ画素の間隔の倍の間隔のＲＢ画素の映像信号を伝送する手段、等のＧ映像信号に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し Ｒ撮像信号をＧ画素で一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、Ｂ撮像信号をＧ画素で一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 固体撮像素子を有する撮像装置において、ＲＧＢの３板と色分解光学系からのＲＧＢの信号を信号処理する手段を有し、少なくとも明部もＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との重みづけ平均で補間又はＲ撮像信号を一つ置きの周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との平均で補間し、少なくとも明部もＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素との重みづけ平均で補間又はＢ撮像信号を一つ置きの周囲Ｂ画素撮像信号の中央値で補間した信号から色調補正信号を生成する色調補正手段を有し、Ｒ−（Ｇ１＋Ｇ２），Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−（Ｇ１＋Ｇ２）又はＲ−（Ｙ１＋Ｙ２），Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−（Ｙ１＋Ｙ２）又はＲ−Ｇ１，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ２又はＲ−Ｙ１，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ２又はＲ−Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ−Ｇ１又はＲ−Ｙ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｂ−Ｙ１等の２系統の輝度が主な信号と色が主な信号とで伝送する手段を有することを特徴とする撮像装置。
- 固体撮像素子を有する撮像装置において、
Ｇ映像信号の帯域に対しＲ映像信号とＢ映像信号との帯域を半減させる手段を有し、
色温度を検出（算出）する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に正に相関した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該検出（算出）した色温度に負に相関した重みづけ平均で重みづけ平均（該中央値あるいは該中央値と中心画素との平均を含む）で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、
ＲＧＢ映像信号の増幅度を可変する手段と、明部はＲ撮像信号を周囲Ｒ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該Ｒ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間し、明部はＢ撮像信号を周囲Ｂ画素撮像信号の中央値と中心画素撮像信号との該ＲＧＢ映像信号の増幅度に相関（増幅度小では中心Ｒ画素の撮像信号が主で増幅度大では周囲Ｒ画素の撮像信号の中央値が主と）した重みづけ平均で補間した信号を本線の映像信号とする雑音低減手段と、のいずれか一方を有することを特徴とする撮像装置。
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