KR100842829B1

KR100842829B1 - 포커스 조정용 신호 생성 장치 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR100842829B1
Application number: KR1020070099177A
Authority: KR
Inventors: 히데히로 카토
Original assignee: 닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2008-07-01
Also published as: CN100590473C; JP2008182664A; JP5109529B2; CN101210994A

Abstract

(과제) HD신호를 이용하여 정확한 포커스 조정을 가능하게 하고, 고역(高域) 성분의 정보 그 자체가 유실되는 일이 없는 포커스 조정용 신호 생성 장치를 제공한다.

(해결 수단) 다운 컨버터의 전단(前段)에 설치된 포커스 처리부의 HPF(31)는, HD신호 중의 휘도 신호의 고역 성분을 추출한다. 레벨 비교부(3)는, 그 고역 성분의 절대치와 미리 설정된 임계치를 비교하여, 고역 성분의 절대치가 임계치 이상일 때 하이 레벨(H)을 나타내는 검출 신호를 출력한다. 확대부(34)는, 하이 레벨(H)을 나타내는 검출 신호를 출력하는 기간의 폭을, 폭 설정치에 기초하여 확대한다. 스위치 회로(35, 36)는, 하이 레벨(H)을 갖는 검출 신호가 공급되는 기간에 기초하여, 미리 정해진 소정의 색이 붙여진 색차신호(CB_AF, CR_AF)를 출력한다.

색차 신호, 조정용 신호

Description

포커스 조정용 신호 생성 장치 및 촬상 장치{SIGNAL GENERATING APPARATUS FOR FOCUS ADJUSTING AND IMAGING APPARATUS}

본 발명은, 매뉴얼(manual)로 포커스 조정을 행하기 위한 화상 신호를 생성하여 뷰파인더(view finder)나 액정 표시 소자 등에 표시하는 포커스 조정용 신호 생성 장치, 및 그 포커스 조정용 신호 생성 장치를 구비한 비디오 카메라나 전자 스틸 카메라(still camera) 등의 촬상 장치에 관한 것이다.

최근의 비디오 카메라나 전자 스틸 카메라에서는 촬영 화상의 화상도가 점점 높아지고 있다. 한편, 촬영되는 화상을 촬영자가 확인하기 위한 뷰파인더(이하, VF)나 액정 표시 소자(LCD) 등은, 카메라의 운반 때문에 그 크기가 제한된다. 그 때문에, VF로 표시할 수 있는 해상도는, 촬영 화상의 해상도에 비하여 불충분한 경우가 많고, 촬영자가 VF에 표시되어 있는 화상을 보면서 포커스의 조정을 행하는 것이 곤란하게 되어 왔다.

그래서, 상기와 같은 VF나 LCD를 이용한 경우라도, 보기 쉬운 화상으로, 용이하게 포커스를 조정하는 포커스 조정용 신호 생성 장치가 개시되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1 기재의 장치는, 피사체의 윤곽(에지)을 화상 처리하여 VF나 LCD에 표시시키는 것이다. 이 장치에서는, 입력된 피사체의 화상 신호에서 추출한 휘도 신호로부터 R신호(적색), G신호(녹색), B신호(청색)의 삼원색 신호(이하, RGB신호)를 생성한다. 그리고, 휘도 신호로부터 주파수 필터 수단에 의해 수평 방향의 고주파 성분, 수직 방향의 고주파 성분, 및 사선 방향의 고주파 성분을 각각 분리 출력한다. 또한, 상기 R신호와 수평 방향의 고주파 성분, G신호(녹색)와 수직 방향의 고주파 성분, B신호(청색)와 사선 방향의 고주파 성분을 각각 가산하여, 주파수 성분의 화상 부분에 소정의 색이 착색된다.

즉, 이 특허 문헌 1 기재의 포커스 조정용 신호 생성 장치에 의하면, VF나 LCD에 표시되는 피사체의 흑백 화상의 에지 부분에 소정의 색이 착색되어 표시된다. 이 에지 부분의 소정의 색이 엷어지도록 포커스를 조정함으로써, 에지 부분이 샤프해지는 방향으로 포커스가 조정된다. 그 때문에, 보기 쉬운 화상으로, 용이하게 포커스 조정을 할 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 2006-58683호

그런데, 촬상하여 얻어지는 화상 신호의 해상도와 그것을 표시하기 위한 VF의 해상도가 다른 경우, 다운 컨버트한 후에 포커스 조정용 신호를 생성하면 고역 성분이 유실되게 된다. 그 때문에, 포커스 조정용 신호가 정확하게 생성되지 않는다. 따라서, 다운 컨버트의 처리를 하기 전에 포커스 조정용 신호를 생성하는 것이 필요하다. 상기의 해상도가 다른 경우란, 예를 들면, 촬상하여 얻어지는 고정세도(高精細度)의 하이비젼(이하, HD) 신호를 다운 컨버트하여, 표준 화질의 스탠다드(이하, SD) 신호에 의해 VF나 LCD로 표시하는 경우를 말한다.

또한, 카메라 시스템 전체 중에서, 다운 컨버터 주변은 RGB 신호가 아니라 휘도 신호나 색차 신호로 처리되는 경우가 많다. 그리고, 특허 문헌 1 기재의 종래 장치의 VF나 LCD에 있어서, 포커스 조정용 신호를 얻기 위한 RGB 신호는, 휘도 신호나 색차 신호와 비교하여 카메라 시스템 전체의 후단에서 처리된다. 그 때문에, 포커스 조정용 신호를 생성하기 위해, 더욱 카메라 시스템 전체의 후단에 RGB 변환 회로가 필요하게 되어, 시스템 처리가 쓸데없이 길어지게 된다.

또한, 포커스 조정용 신호를 생성하는 것에 필요한 휘도 신호의 고역(高域) 성분은 화상의 에지 성분에 상당한다. 그 화상에 대한 에지 부분의 점유 면적 비율이 낮은 경우, 다운 컨버트된 포커스 조정용 신호는 고역 성분의 정보 그 자체를 유실하는 경우가 있다. 그 때문에, 화상의 에지 부분이 아무런 처리도 되지 않는 경우에는, 정확한 포커스 조정을 할 수 없다.

또한, 포커스 조정용 신호를 생성하기 위해 휘도 신호의 고역 성분을 분리할 필요가 있다. 그러나, 고역 성분의 분리를 소정의 임계치로 행할 경우, 화상의 그림 모양에 따라 저역 성분과 고역 성분의 비율이 변화하여, 다이나믹한 포커스 조정용 신호를 생성할 수 없다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 촬상한 화상 신호와 표시에 이용하는 화상 신호의 해상도가 다른 경우라도 포커스 조정이 용이하며, 시스템 처리의 쓸데없이 길어짐을 배제하고, 다운 컨버트 되어도 화상의 에지 부분의 정보를 잃는 일 없이, 또한 화상의 그림 모양에 관계없이 다이나믹하게 포커스 조정용 신호를 생성할 수 있는 포커스 조정용 신호 생성 장치 및 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 전술한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 포커스 조정용 신호 생성 장치 및 촬상 장치를 제공하는 것이다.

입력된 화상 신호의 휘도 신호로부터 소정 주파수 이상의 고역 성분을 추출하는 필터 수단(31)과, 그 추출된 고역 성분의 절대치와 미리 정해진 임계치를 비교하여, 임계치 이상의 경우에는 제1 검출 신호를 출력하고, 임계치보다 작은 경우에는 제2 검출 신호를 출력하는 레벨 비교 수단(32, 33)과, 레벨 비교 수단에서 출력된 제1 검출 신호의 출력 기간을, 출력 기간의 폭을 설정하기 위한 폭 설정 신호에 따른 기간으로 확대하여 출력하는 확대 수단(34)과, 확대 수단에서 출력된 제1 검출 신호가 입력된 경우에는 소정의 색을 나타내는 제1 색차(色差) 신호를 선택하 고, 상기 제2 검출 신호가 입력된 경우에는 무채색의 제2 색차 신호를 선택하는 색차 신호 선택 수단(35, 36)과, 색차 신호 선택 수단에 의해 선택된 제1 또는 제2 색차 신호를 출력하여 포커스 조정용 신호를 생성하는 조정용 신호 생성 수단(23, 24)을 구비하는 포커스 조정용 신호 생성 장치(13)를 제공하는 것이다.

또한, 제1 또는 제2 검출 신호를 N비트(N은 2이상의 정수)의 출력 신호로서 축적하는 축적 수단(41)과, N비트의 출력 신호와 폭 설정 신호와의 논리곱을 연산하여, N비트의 출력 신호 중 설정된 비트의 출력 신호를 얻는 논리곱 연산 수단(42)과, N비트의 출력 신호의 논리합을 연산하여 제1 검출 신호의 출력 기간을 확대하는 논리합 연산 수단(43)을 구비하여 확대 수단(34)을 구성하는 포커스 조정용 신호 생성 장치를 제공하는 것이다.

피사체를 촬상하여 화상 신호를 생성하는 화상 신호 생성 수단(11, 12)과, 화상 신호의 휘도 신호로부터 소정 주파수 이상의 고역 성분을 추출하는 필터 수단(31)과, 그 추출된 고역 성분의 절대치와 미리 정해진 임계치를 비교하여, 임계치 이상의 경우에는 제1 검출 신호를 출력하고, 임계치보다 작은 경우에는 제2 검출 신호를 출력하는 레벨 비교 수단(32, 33)과, 제1 검출 신호가 입력된 경우에는 소정의 색을 나타내는 제1 색차 신호를 선택하고, 제2 검출 신호가 입력된 경우에는 무채색의 제2 색차 신호를 선택하는 색차 신호 선택 수단(35, 36)과, 색차 신호 선택 수단에 의해 선택된 제1 또는 제2 색차 신호를 출력하여 포커스 조정용 신호를 생성하는 조정용 신호 생성 수단(23, 24)과, 조정용 신호 생성 수단에 의해 생성된 포커스 조정용 신호의 수직 방향의 라인 수 및 수평 방향의 화소수의 적어도 한쪽의 수를 줄여, 포커스 조정용 신호를 다운 컨버트(down convert)하는 다운 컨버트 수단(14)과, 다운 컨버트된 포커스 조정용 신호에 의해 피사체의 에지 부분에 소정의 색을 착색하여 표시시키는 표시 수단(18)을 구비하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

또한, 레벨 비교 수단(32, 33)에서 출력된 제1 검출 신호의 출력 기간을, 출력 기간의 폭을 설정하기 위한 폭 설정 신호에 따른 기간으로 확대하여 색차 신호 선택 수단으로 출력하는 확대 수단(34)을 구비하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

또한, 제1 또는 제2 검출 신호를 N비트(N은 2이상의 정수)의 출력 신호로서 축적하는 축적 수단(41)과, N비트의 출력 신호와 폭 설정 신호와의 논리곱을 연산하여, N비트의 출력 신호 중 설정된 비트의 출력 신호를 얻는 논리곱 연산 수단과, N비트의 출력 신호의 논리합을 연산하여 제1 검출 신호의 출력 기간을 확대하는 논리합 연산 수단(43)을 갖는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

또한, 1 화면에 있어서의 휘도 신호의 피크치를 검출하는 휘도 신호 피크치 검출 수단(51)과, 1 화면에 있어서의 휘도 신호의 평균치를 산출하는 휘도 신호 평균치 산출 수단(21, 52)과, 피크치와 평균치를 소정의 연산식으로 연산하여 임계치를 구하는 연산 수단(21)을 구비하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

또한, 휘도 신호 피크 검출 수단(51)에서 공급된 피크치에 기초하여, 피사체로부터의 입사광의 광량을 제한하는 아이리스(iris) 조정 수단(21, 61)을 구비하는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 휘도 신호에 의한 고해상도의 HD 신호를 이용하여 포커스 조정용 신호를 생성할 수 있다. 그 때문에, HD신호의 고역 성분이 유실되는 일 없이, 정확한 포커스 조정용 신호가 생성된다.

또한, 본 발명에 의하면, 휘도 신호와 색차 신호를 이용하고 있기 때문에, 종래와 같이 포커스 조정용 신호 생성을 위한 RGB 변환 회로를 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 종래 회로와 비교하여 회로 규모를 작게 할 수 있고, 시스템 처리의 쓸데없이 길어짐이 배제된다.

또한, 본 발명에 의하면, 화상의 에지 부분에 있어서 예를 들면 1 화소만의 경우와 같이, 극히 단기간에 고역 성분이 검출된 경우라도, 복수 화소에서 고역 성분이 검출된 듯한 바와 같이 확대된다. 그 때문에, 다운 컨버트해도 정확하게 포커스 조정을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 화상의 그림 모양에 따라 임계치를 가변 설정할 수 있고, 그림 모양에 따른 휘도 신호의 소정 방향의 고역 성분을 검출할 수 있다. 그 때문에, 그림 모양에 관계없이, 정확하게 다이나믹한 포커스 조정을 할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

<제1 실시 형태>

이하, 도면을 참조하여 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 도1 은 본 발명의 일 실시 형태의 촬상 장치를 나타내는 블록도이다. 동도에 있어서, 촬상 소자 의 일 예로서 CCD(Charge Coupled Device: 전하 결합 소자)(11)가 이용된다. CCD(11)는 피사체로부터의 입사광을 광전(光電) 변환하여 고해상도의 HD신호를 생성하여, 카메라 신호 처리부(12)에 그 HD신호를 공급한다. 카메라 신호 처리부(12)는, HD신호로부터 휘도 신호(Y)와 2종류의 색차 신호(R-Y), (R-B)의 화상 신호를 생성하고, 이들의 신호는 2개로 분기된다. 한쪽은 기록계(19)로 공급되고, 다른 한쪽은 포커스 처리부(13)로 공급된다.

포커스 처리부(13)에 있어서, 소정의 처리를 행한 휘도 신호(Y)와 2종류의 색차 신호(R-Y), (B-Y)는, 다운 컨버터(14)로 공급된다. 다운 컨버터(14)는, 휘도 신호(Y)와 2종류의 색차 신호(R-Y), (B-Y)를 SD 신호 대역의 Y'와 2종류의 색차 신호(R-Y)', (B-Y)'로 다운 컨버트한다. 다운 컨버트란, 각 신호의 수직 방향의 라인수 및 수평 방향의 화소수에 대하여, 적어도 한쪽의 수를 줄이는 것이다. 휘도 신호(Y')와 2종류의 색차 신호(R-Y)', (B-Y)'는 컬러 인코더(15) 및 RGB 매트릭스 처리부(16)로 각각 공급된다. 컬러 인코더(15)는 입력된 휘도 신호(Y')와 2종류의 색차 신호(R-Y)', (B-Y)'에 기초하여, 휘도 신호와 색 신호로 엔코드한다. 이들의 휘도 신호와 색 신호는 S단자(17)로부터 출력된다.

또한, RGB 매트릭스 처리부(16)는, 입력된 휘도 신호(Y')와 2종류의 색차 신호(R-Y)', (B-Y)'에 기초하여, 소정의 매트릭스 연산식에 의해 R신호, G신호 및 B신호로 변환한다. 이들의 RGB 신호(삼원색 신호)는, VF/LCD 표시계(18)로 공급된다. 그리고, VF/LCD 표시계는 RGB 신호에 기초하여 화상을 표시한다. 또한, 카메라 신호 처리부(12)로부터 컬러 인코더(15) 및 RGB 매트릭스 처리부(16)까지의 회 로부는, 카메라 처리 LSI(대규모 반도체 집적 회로)(50)를 구성하고 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 요부인 포커스 처리부(포커스 조정용 신호 장치)에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서는, 보다 고성능인 포커스 조정용 신호 생성을 목적으로 하며, 휘도 신호의 고역 성분이 다운 컨버트에 의해 유실되지 않도록, HD 신호에서 포커스 조정용 신호를 생성한다. 도1 에 나타내는 바와 같이 포커스 처리부(13)는, 카메라 시스템 전체 중에서 다운 컨버터(14)의 전단(前段)에 위치하여, 도2 의 블록도에 나타내는 구성으로 하고 있다.

도2 는 포커스 처리부(13)의 구체적인 구성예를 나타내는 블록도이다. 동도에 있어서, 포커스 처리부(13)는, 고역 성분 처리 장치(22)와 스위치 회로(23 및 24)로 구성되어 있다. 고역 성분 처리 장치(22)에는, 마이크로 컴퓨터(이하, 마이콘)(21)로부터의 각(各) 설정 신호(b(b1∼b4))가 공급된다. 그리고, 고역 성분 처리 장치(22)는 각 설정 신호(b(b1∼b4))에 기초하여, 입력된 휘도 신호(Y)에 대하여 후술하는 소정의 처리를 행하여 색차 신호(CB_AF), (CR_AF)를 출력한다.

스위치 회로(23 및 24)에 있어서 선택되는 신호는, 마이콘으로부터의 온/오프 제어 신호(a)에 의해 전환된다. 스위치 회로(23 및 24)는, 고역 성분 처리 장치(22)로부터의 색차 신호(CB_AF), (CR_AF)와 카메라 신호 처리부(12)로부터의 색차 신호(R-Y), (B-Y)와의 한쪽을 선택하여 출력한다. 유저가 포커스 조정을 필요로 하는 경우는, 조작부(20)에서 온/오프 제어 신호(a)가 출력되어, 마이콘(21)을 통하여 스위치 회로(23 및 24)로 공급된다. 스위치 회로(23 및 24)는, 온/오프 제어 신호(a)에 의해 고역 성분 처리 장치(22)측의 색차 신호(CB_AF), (CR_AF)를 선 택하여, 각각 색차 신호(R-Y), (B-Y)로서 출력한다.

도3 은 도2 에 나타낸 고역 성분 처리 장치(22)의 구체적인 구성예를 나타내는 블록도이다. 동도의 고역 성분 처리 장치(22)에 있어서, 카메라 신호 처리부(12)로부터의 휘도 신호(Y)는 고역 필터(HPF)(31)로 공급된다. HPF(31)는, 소정 주파수 이상이 되는 휘도 신호(Y)의 수평 방향의 고역 성분을 추출한다. 또한, 본 실시 형태에서의 방향은 수평 방향으로 하고 있지만, 수직 방향 등이라도 좋다. 그리고, 추출된 고역 성분은, 절대치 처리 회로(ABS)(32)로 공급된다. ABS(32)는, 고역 성분의 절대치를 산출한다. 이 고역 성분의 절대치는, 레벨 비교부(33)로 공급된다.

레벨 비교부(33)는, 이 고역 성분의 절대치와 미리 설정된 임계치(EDG_TH)를 비교하여 고역 성분을 분리하여, 검출 신호(ds)를 출력한다. 임계치(EDG_TH)는, TH 설정 신호(b1)에 의해 공급되고 있다. 고역 성분의 절대치가 임계치(EDG_TH) 이상이 되는 경우는, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 검출 신호(ds)를 출력하고, 그 이외의 경우는 로우 레벨의 값(L)을 갖는 검출 신호(ds)를 출력한다. 이 검출 신호(ds)는, 후술하는 확대부(34)에 의해 처리되어, 검출 신호(ds')로서 출력된다. 이 검출 신호(ds')는 스위치 회로(35 및 36)로 각각 공급된다.

스위치 회로(35 및 36)에는, 한쪽의 단자에 제로 신호(c)로서 무채색의 제로 설정치(Zero)가 공통으로 공급되어 있다. 각각의 다른 한쪽의 단자에는, PB 설정 신호(b3) 및 PR 설정 신호(b4)에 의해, PB 설정치(EDG_PB) 및 PR 설정치(EDG_PR)가 공급되어 있다. PB 설정치(EDG_PB) 및 PR 설정치(EDG_PR)는, 화상에 소정의 색을 착색하기 위해 미리 설정되는 값이다. 어느쪽인가 한쪽의 단자의 입력 신호가, 확대부(34)로부터의 검출 신호(ds')에 기초하여 선택된다. 여기에서는, 확대부(34)에 의해 하이 레벨의 값(H)을 갖는 검출 신호(ds')가 입력되어 있는 기간은, 스위치 회로(35 및 36)는 PB 설정치(EDG_PB), PR 설정치(EDG_PB)를 각각 선택한다. 로우 레벨의 값(L)이 입력되어 있는 기간은, 제로 설정치(Zero)를 선택한다.

포커스 조정을 행하지 않는 경우, 포커스 처리부(13)는 다음과 같이 동작한다. 스위치 회로(23 및 24)는, 마이콘(21)로부터 공급되는 온/오프 제어 신호(a)에 의해, 카메라 신호 처리부(12)로부터 출력된 색차신호(R-Y), (B-Y)를 그대로 슬루로 출력한다. 즉, 아무것도 처리되지 않은 색차 신호(R-Y), (B-Y)가, 포커스 처리부(13)의 출력 색차 신호로 된다.

또한, 포커스 조정을 행할 경우, 포커스 처리부(13)는 다음과 같이 동작한다. 고역 성분의 절대치가, 임계치(EDG_TH) 이상일 때, 화상에 소정의 색을 착색하기 위한 각 설정치(EDG_PB), (EDG_PR)가 선택된다. 그리고, 스위치 회로(35 및 36)는, 각 설정치(EDG_PB), (EDG_PR)를 갖는 색차 신호(CB_AF), (CR_AF)를 스위치 회로(23 및 24)로 공급한다. 스위치 회로(23 및 24)는, 색차 신호(CB_AF), (CR_AF)를 색차 신호(R-Y), (B-Y)로 바꾸어 출력한다. 이상에 의해, 휘도 신호(Y)의 수평 방향의 고역 성분에서 포커스 조절용 신호가 얻어진다. 그리고, HD 신호대역의 휘도 신호와 포커스 조정용 신호는, 다운 컨버터(14)에 의해 다운 컨버트되고, SD 신호대역의 흑백 화상에 소정의 색이 착색된 화상이 VF/LCD 표시계(18)에 의해 표시된다.

또한, 포커스 조정이 맞는 상태란, 상기의 임계치(EDG_TH) 이상인 휘도 신호(Y)의 수평 방향의 고역 성분이 가장 많이 얻어지는 상태이다. 이 상태는 1 화면에 대한 에지 부분의 점유 면적 비율이 가장 많은 상태이다. 또한, 도시하지 않은 포커스링을 돌림으로써, 포커스를 맞출 수 있다.

여기서, 레벨 비교부(33)에서, 휘도 신호(Y)의 수평 방향의 고역 성분으로서 1 화소만이 검출된 경우를 생각한다. 이 경우, 다운 컨버터(14)에 의해 HD 신호대역으로부터 SD 신호대역으로 변환되어, 고역 성분의 정보 그 자체가 유실될 가능성이 있다. 고역 성분의 정보 그 자체가 유실된 경우, VF/LCD 표시계(18)에서는, 포커스가 어긋나 있는 경우와 동일한 결과가 되어, 정확하게 포커스 조정을 할 수 없다.

그래서, 도3 에 나타내는 바와 같이, 1 화소만의 고역 성분이 검출된 경우라도, 전술의 다운 컨버트 처리에 의해 고역 성분의 정보를 유실하는 일이 없도록, 고역 성분 처리 장치(22)내에 확대부(34)가 설치되어 있다.

확대부(34)는, 예를 들면 도4 의 블록도에 나타내는 구성으로 되어 있다. 이 확대부(34)에는, 레벨 비교부(33)에서의 비교 결과(edge_comp)로서, 하이 레벨의 값(H) 또는 로우 레벨의 값(L)을 갖는 1 비트의 검출 신호(ds)가 순차 입력되어 간다. 또한, 미리 설정된 폭 설정치(MSK_HABA)에 의해, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 검출 신호(ds)를 연속하여 출력시키는 횟수가 결정된다. 폭 설정치(MSK_HABA)는 폭 설정 신호(b2)에 의해 확대부(34)로 공급된다.

N 비트의 시프트 레지스터(41)는, 도3 의 레벨 비교부(33)로부터 공급된 비 교 결과(edge_comp)를 N회 연속하여 축적한다. 또한, 1 화소 이상 확대하기 위해서는, N은 2이상의 정수로 할 필요가 있다. AND회로군(42)은, 시프트 레지스터(41)에 의한 N비트의 출력 신호와 컨버터(44)에 의해 공급되는 폭 설정 신호(b2)와의 논리곱을 연산한다. 그 결과, N비트의 내의 설정된 비트만이 얻어진다. 그 후, N입력 OR회로(43)는 N비트분의 논리합을 연산하고, 설정된 기간의 폭으로 확대하여 검출 신호(ds')를 출력한다.

도5 는 확대부(34)의 일 예의 회로 계통도를 나타낸다. 동도에 있어서, 도4 와 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도5 의 확대부(34)는, N비트의 시프트 레지스터(41)와, N개의 2입력 AND회로를 갖는 AND회로군(42)과, N입력 OR회로(43)와, N개의 컴퍼레이터(comparator)를 갖는 컴퍼레이터군(44)에 의해 구성되어 있다. 여기에서는, 일 예로서 N=15로 도시하고 있다.

컴퍼레이터군(44)을 구성하는 15개의 각 컴퍼레이터(com0∼14)는, 미리 설정된 CO 설정치(hx)와 마이콘(21)에 의해 공급된 폭 설정 신호(b2)의 폭 설정치(MSK_HABA)를 비교한다. 도5 에 나타내는 바와 같이, N=15의 경우, CO 설정치(hx)의 첨자(x)는 0∼7이며, CO 설정치(hx)는 h0=0, h1=1, …h7=7 의 값을 갖는다. CO 설정치(h0)는 컴퍼레이터(com7), CO 설정치(h1)는 컴퍼레이터(com6, com8), CO 설정치(h2)는 컴퍼레이터(com5, com9)에 입력된다. 이하 동일한 대응 관계로, CO 설정치(h3∼h6)도 입력되고, CO 설정치(h7)는 (com0, com14)에 입력된다. 또한, 여기에서는 MSK_HABA=1로 한다. MSK_HABA=1일 때, 비교 결과(edge_comp) 중에서, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 기간의 폭이 전후 1 기간씩 확대 되고, 스위치 회로(35, 36)로 검출 신호(ds')로서 공급된다. 즉, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 화소를 양 옆 1 화소씩 넓히는 것이 된다. 동일하게 하여, MSK_HABA=2로 하면, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 화소를 좌우 2 화소씩 넓힐 수 있고, 폭 설정치(MSK_HABA)는 마이콘(21)의 설정에 의해 바꿀 수 있다.

각 컴퍼레이터(com0∼14)는, MSK_HABA≥hx 가 되는 경우에는 MSK_HABA=1을 갖는 폭 설정 신호(b2)를 출력한다. 그 이외의 경우에는 MSK_HABA=0으로 하여 폭 설정 신호(b2)를 출력한다. 따라서, 컴퍼레이터(com6∼8)에서 출력되는 폭 설정 신호(b2)는 MSK_HABA=1을 갖고, 그 이외의 컴퍼레이터(com0∼5, com9∼14)에서 출력되는 폭 설정 신호(b2)는 MSK_HABA=0을 갖는다.

AND회로군(42)을 구성하는 15개의 2입력 AND회로(and0∼14)는, 입력되는 폭 설정치(MSK_HABA)와 시프트 레지스터(44)에 축적되어 있는 신호와의 논리곱을 연산한다. 즉, MSK_HABA=1을 갖는 폭 설정 신호(b2)가 입력되면, 시프트 레지스터(41)에 축적되어 있는 검출 신호를 출력한다. 한편, MSK_HABA=0을 갖는 폭 설정 신호(b2)가 입력되면, 모두 로우 레벨의 값(L)을 갖는 신호를 출력한다. 따라서, 검출 신호(ds) 중에 하이 레벨의 값(H)이 있는 경우는, 3개의 2입력 AND회로(and6∼8)로부터, 하이 레벨의 값(H)을 갖는 신호를 출력한다. 그 이외의 12개의 2입력 AND회로(and0∼5, and9∼14)는 항상 로우 레벨을 부여하는 신호를 출력한다.

도6 은 도4, 도5 의 타이밍 차트의 일 예를 나타내는 도면이다. 도6(A) 는, 검출 신호(ds)의 비교 결과(edge_comp) 중에서, 1 화소만이 하이 레벨의 값(H)을 갖고 있는 경우의 출력 결과를 나타내고 있다. 1 비트의 비교 결과(edge_comp)가 레벨 비교부(33)에서 공급되어, 시프트 레지스터(41)에 입력된다. 도6(B) 는, 시프트 레지스터(41)의 15비트의 출력 단자의 출력 신호를 나타내고 있다. 비교 결과(edge_comp)는 1기간씩 지연되어, 각 시프트 레지스터에 축적된다. 도6(C) 는, AND회로군(42)의 15비트의 출력 신호를 나타내고 있다. 상기와 같이 폭 설정 신호(b2)가 AND회로군(42)에 부여되어, AND회로(and7∼9)로 공급되는 시프트 레지스터(41)의 7비트째, 8비트째 및 9비트째의 3비트분이 하이 레벨의 값(H)을 갖는 신호로서 출력된다. 도6(D) 는, N입력 OR회로(N=15)(43)의 출력 신호를 나타내고 있다. N입력 OR회로(N=15)(43)는, AND회로군(42)로부터 출력된 15비트의 신호를 가산한다. 하이 레벨의 값(H)을 공급하는 기간의 폭이, 8기간 지연시킨 곳을 중심으로 하여, 1기간분 내지 3기간분으로 확대된다. 그리고, N입력 OR회로(N=15)(43)는, 하이 레벨의 값(H) 또는 로우 레벨의 값(L)을 갖는 검출 신호(ds')로서, 8기간분 지연시켜 스위치 회로(35 및 36)로 순차 공급된다. 이상에 의해, 1화소만에서 고역 성분이 검출된 경우라도, 3화소에서 고역 성분이 검출된 듯한 바와 같이 확대된다.

도7 은 도4, 도5 의 타이밍 차트를 나타내는 별도의 일 예를 나타내는 도면이다. 도7(A) 는, 비교 결과(edge_comp) 중에서, 서로 인접한 2화소가 하이 레벨의 값(H)을 갖고 있는 경우의 출력 결과를 나타내고 있다. 도7(B) 는, 시프트 레지스터(41)의 15비트의 출력 단자의 출력 신호를 나타내고 있다. 도7(C) 는, AND회로군(42)의 15비트의 출력 신호를 나타내고 있다. 도7(D) 는, N입력 OR회로(N=15)(43)의 출력 신호를 나타내고 있다. 도6 의 1화소만이 하이 레벨의 값(H) 을 갖고 있는 경우와 동일하게, 하이 레벨의 값(H)을 공급하는 기간의 폭은, 8기간 지연시킨 곳을 중심으로 하여, 2기간분으로부터 4기간분으로 확대된다. 그리고, 하이 레벨의 값(H) 또는 로우 레벨의 값(L)을 갖는 검출 신호(ds')로서, 8기간분 지연시켜 스위치 회로(35 및 36)로 순차 공급한다. 이상에 의해, 서로 인접한 2화소에 있어서 고역 성분이 검출된 경우, 4화소에서 고역 성분이 검출된 듯한 바와 같이 확대된다.

따라서, 확대부(34)에 의해, 설정된 폭 설정치(MSK_HABA)에 따라 에지 부분의 화소가 확대되어, 복수 화소의 휘도 신호의 고역 성분이 검출된 듯한 바와 같이 출력된다. 그 때문에, 확대부(34)에서 후단에 위치하는 다운 컨버터(14)로 다운 컨버트 처리를 실시해도, 검출된 고역 성분의 결과가 유실되는 일은 없다.

제1 실시 형태에 의하면, 휘도 신호(Y)와 2종류의 색차 신호(R-Y, B-Y)의 포커스 조정용 신호는, 포커스 처리부(13)에 있어서 HD 신호대역에서 소정의 포커스 처리가 행해지고, 다운 컨버터(14)에 있어서 SD 신호에 다운 컨버트된다. 다운 컨버트 후, RGB 매트릭스 처리부(16)에 있어서, 소정의 매트릭스 연산식에 의해 R신호, G신호 및 B 신호로 변환되어, VF/LCD 표시계(18)로 공급된다. VF/LCD 표시계는 이 RGB에 기초하여 화상을 표시한다. 표시되는 피사체의 화상은 SD 신호대역의 흑백 화상이며, 그 에지 부분에 소정의 색이 붙은 포커스 조정용 화상이 표시된다.

그 때문에, 유저는 고역 성분을 유실하는 일이 없는 HD 신호에 의한 포커스 조정용 신호에 기초하여, 포커스 조정을 행할 수 있다. 또한, 포커스 조정용 신호 생성 장치를 위한 RGB 변환 회로가 불필요하기 때문에, 회로 규모가 작고, 시스템 처리가 쓸데없이 길어지지 않는다. 또한, 1 화면에 대한 에지 부분의 점유 면적률이 낮은 경우라도, 확대부(34)를 설치함으로써 다운 컨버트된 고역 성분의 정보 그 자체가 유실되는 일은 없기 때문에, 정확하게 포커스 조정을 할 수 있다.

<제2 실시 형태>

본 발명의 촬상 장치의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도8 은 본 발명의 다른 실시 형태의 촬상 장치를 나타내는 블록도이다. 동(同)도 중, 도1 과 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도8 에 있어서, 도시하지 않은 피사체로부터의 입사광은, 아이리스 기구(61)에 의해 광량이 제한된다. 아이리스 기구(61)의 조임치는, 마이콘(21)에 의해 제어된다. 광량이 제한된 후, CCD(11)는 피사체로부터의 입사광을 광전 변환하여 고해상도의 HD 신호를 생성한다. HD 신호는 카메라 처리 LSI(50) 내의 카메라 신호 처리부(12)로 공급된다.

화상 처리부(53)는, 도1 의 다운 컨버터(14), 컬러 인코더(15) 및 RGB 매트릭스 처리부(16)를 일체화한 것이다. 화상 처리부(53), 카메라 신호 처리부(12), 포커스 처리부(13), 도1 에서는 도시를 생략한 휘도 신호 피크 검출부(51) 및 휘도 신호 블록 연산부(52)는, 카메라 LSI(대규모 반도체 집적 회로)(50)를 구성하고 있다. 여기서는, 휘도 신호 피크 검출부(51) 및 휘도 신호 블록 연산부(52)는 자동 노출(AE)을 위해 이용된다. 휘도 신호 피크 검출부(51) 및 휘도 신호 블록 연산부(51)는, 마이콘(21)로부터 필요한 초기 설정을 설정 신호(d)에 의해 부여받고, 또한 AE용의 데이터를 수취한다. 또한, 마이콘(21)은 자동 노출하기 위한 아이리스 기구(61)의 개폐를 제어한다.

도2 및 도3 에 나타낸 포커스 처리부(13) 내의 고역 성분 처리 장치(22)에는, 임계치(EDG_TH)를 갖는 TH 설정 신호(b1), 폭 설정치(MSK_HABA)를 갖는 폭 설정 신호(b2) 등의 각 설정 신호(b)가 공급된다. 이들의 설정치는, 마이콘(21)에 의해 결정된다. 본 실시 형태에서는, 그림 모양에 의한 검출 정밀도의 영향을 저감하기 위해, 본래 AE용으로서 마이콘(21)에 취입하고 있던 데이터를 활용하여, 연산에 의해 임계치(EDG_TH)를 결정한다.

다음으로, 이 마이콘(21)에 의한 제어 동작에 대하여, 도8 의 플로우 차트와 함께 설명한다. 처음에, 처리가 개시되면(스텝 S1), 마이콘(21)은 휘도 신호 피크 검출부(51)로부터 휘도 신호의 피크치(PEAK)를 읽어낸다(스텝 S2). 이 휘도 신호의 피크치(PEAK)는, 1 화면에서의 휘도 신호의 최대치이다.

다음으로, 마이콘(21)은 휘도 신호 블록 연산부(52)로부터 휘도 신호 블록 연산치(YB)[m][n]를 읽어낸다(스텝 S3). 또한, 1 화면은, 수평 방향으로 m개(m은 2이상의 자연수), 수직 방향으로 n개(n은 2이상의 자연수)의 블록으로 분할된다. 이 분할된 (m×n)개의 각 블록에 있어서의 휘도 신호의 평균치가, 휘도 신호 블록 연산치(YB)[m][n]가 된다. 이 휘도 신호 블록 연산치(YB)[m][n]는, 본래 AE용으로 구해지는 값이다.

다음으로, 마이콘(21)은, 스텝 S3에서 읽어낸 휘도 신호 블록 연산치(YB)[m][n]를 이용하여, 1 화면의 휘도 신호의 평균치(AVE)를 산출한다(스텝 S4). 이 1 화면의 휘도 신호의 평균치(AVE)는, 이하의 (1)식에 의해 계산된다.

AVE=∑YB[m][n]/(m×n) … (1)

여기서, ∑YB[m][n]은 휘도 신호 블록 연산치(YB)[m][n]의 총합을 나타내고 있다.

다음으로, 마이콘(21)은, 스텝 S2에서 읽어낸 휘도 신호의 피크치(PEAK)와 스텝 S4에서 산출한 1 화면의 휘도 신호의 평균치(AVE)로부터 이하의 (2)식을 계산한다.

EDG_TH=(PEAK-AVE)/8 … (2)

(2)식에 의해, 임계치(EDG_TH)가 산출된다(스텝 S5). 여기서, (2)식 중의 우변의 분모의 값「8」은, 실험에 의해 구한 값이다. 단, 이 분모의 값은, 그림 모양에 의한 검출 정밀도의 영향을 저감하도록, 화상의 그림 모양에 따라 다이나믹하게 가변 설정하는 것도 가능하다.

마지막으로, 마이콘(21)은, 이상과 같이 산출한 임계치(EDG_TH)를 갖는 TH 설정 신호(b1)를 레벨 비교부(33)로 출력하여(스텝 S6), 처리를 종료한다(스텝 S7).

제2 실시 형태에 의하면, 임계치(EDG_TH)를 화상의 그림 모양에 따라 가변으로 하고 있다. 그 때문에, 포커스 처리부(13)내의 레벨 비교부(33)에 있어서, 그림 모양에 따른 다이나믹한 휘도 신호의 수평 방향의 고역 성분의 검출이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 이상의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, HD 신호로부터 SD 신호로 다운 컨버트하는 것으로서 설명했지만, 촬상한 화상 신호의 해상도와 그것을 표시하는 VF나 LCD의 해상도가 다른 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 휘도 신호의 피크치와 평균치로부터 임계치를 산출하고 있지만, 평균치만으로부터 임계치를 산출해도 좋다. 또한, 휘도 신호의 피크치 및 평균치는 1화면으로부터 산출하고 있지만, 소정 시간 촬상한 화상으로부터 적분하여 산출해도 좋다.

도1 은 본 발명의 촬상 장치의 블록도이다.

도2 는 도1 중의 포커스 처리부의 블록도이다.

도3 은 도2 중의 고역 성분 처리 장치의 블록도이다.

도4 는 도3 중의 확대부의 블록도이다.

도5 는 도3 중의 확대부의 회로 계통도이다.

도6 은 도5 의 동작 설명용 타이밍 차트이다.

도7 은 도5 의 동작 설명용의 다른 타이밍 차트이다.

도8 은 본 발명의 촬상 장치의 다른 블록도이다.

도9 는 도6 의 동작 설명용 플로우 차트이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : CCD

12 : 카메라 신호 처리부

13 : 포커스 처리부

14 : 다운 컨버터(down converter)

18 : VF/LCD 표시계

21 : 마이크로 컴퓨터(마이콘)

22 : 고역 성분 처리 장치

23, 24, 35, 36 : 스위치 회로

31 : 고역 필터(HPF)

32 : 절대치 처리(ABS) 회로

33 : 레벨 비교부

34 : 확대부

41 : 시프트 레지스터(shift register)

42 : AND회로군

43 : N입력 OR회로

51 : 휘도 신호 피크 검출부

52 : 휘도 신호 블록 연산부

53 : 화상 처리부

61 : 아이리스(iris) 기구

Claims

입력된 화상 신호의 휘도 신호로부터 소정 주파수 이상의 고역(高域) 성분을 추출하는 필터 수단과,

그 추출된 상기 고역 성분의 절대치와 미리 정해진 임계치를 비교하여, 상기 임계치 이상의 경우에는 제1 검출 신호를 출력하고, 상기 임계치보다 작은 경우에는 제2 검출 신호를 출력하는 레벨 비교 수단과,

상기 레벨 비교 수단에서 출력된 상기 제1 검출 신호의 출력 기간을, 상기 출력 기간의 폭을 설정하기 위한 폭 설정 신호에 따른 기간으로 확대하여 출력하는 확대 수단과,

상기 확대 수단에서 출력된 상기 제1 검출 신호가 입력된 경우에는 소정의 색을 나타내는 제1 색차(色差) 신호를 선택하고, 상기 제2 검출 신호가 입력된 경우에는 무채색의 제2 색차 신호를 선택하는 색차 신호 선택 수단과,

상기 색차 신호 선택 수단에 의해 선택된 상기 제1 또는 제2 색차 신호를 출력하여 포커스 조정용 신호를 생성하는 조정용 신호 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 포커스 조정용 신호 생성 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 또는 제2 검출 신호를 N비트(N은 2이상의 정수)의 출력 신호로서 축적하는 축적 수단과,

상기 N비트의 출력 신호와 상기 폭 설정 신호와의 논리곱을 연산하여, 상기 N비트의 출력 신호 중 설정된 비트의 출력 신호를 얻는 논리곱 연산 수단과,

상기 N비트의 출력 신호의 논리합을 연산하여 상기 제1 검출 신호의 출력 기간을 확대하는 논리합 연산 수단을 구비하여 상기 확대 수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 포커스 조정용 신호 생성 장치.
피사체를 촬상하여 화상 신호를 생성하는 화상 신호 생성 수단과,

상기 화상 신호의 휘도 신호로부터 소정 주파수 이상의 고역 성분을 추출하는 필터 수단과,

그 추출된 상기 고역 성분의 절대치와 미리 정해진 임계치를 비교하여, 상기 임계치 이상의 경우에는 제1 검출 신호를 출력하고, 상기 임계치보다 작은 경우에는 제2 검출 신호를 출력하는 레벨 비교 수단과,

상기 제1 검출 신호가 입력된 경우에는 소정의 색을 나타내는 제1 색차 신호를 선택하고, 상기 제2 검출 신호가 입력된 경우에는 무채색의 제2 색차 신호를 선택하는 색차 신호 선택 수단과,

상기 색차 신호 선택 수단에 의해 선택된 상기 제1 또는 제2 색차 신호를 출력하여 포커스 조정용 신호를 생성하는 조정용 신호 생성 수단과,

상기 조정용 신호 생성 수단에 의해 생성된 상기 포커스 조정용 신호의 수직 방향의 라인 수 및 수평 방향의 화소수의 적어도 한쪽의 수를 줄여, 상기 포커스 조정용 신호를 다운 컨버트(down convert)하는 다운 컨버트 수단과,

상기 다운 컨버트된 포커스 조정용 신호에 의해, 상기 피사체의 에지 부분에 소정의 색을 착색하여 표시시키는 표시 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제3항에 있어서,

상기 레벨 비교 수단에서 출력된 상기 제1 검출 신호의 출력 기간을, 상기 출력 기간의 폭을 설정하기 위한 폭 설정 신호에 따른 기간으로 확대하여 상기 색차 신호 선택 수단으로 출력하는 확대 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 또는 제2 검출 신호를 N비트(N은 2이상의 정수)의 출력 신호로서 축적하는 축적 수단과,

상기 N비트의 출력 신호와 상기 폭 설정 신호와의 논리곱을 연산하여, 상기 N비트의 출력 신호 중 설정된 비트의 출력 신호를 얻는 논리곱 연산 수단과,

상기 N비트의 출력 신호의 논리합을 연산하여 상기 제1 검출 신호의 출력 기간을 확대하는 논리합 연산 수단을 구비하여 상기 확대 수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

1화면에 있어서의 상기 휘도 신호의 피크치를 검출하는 휘도 신호 피크치 검출 수단과,

상기 1화면에 있어서의 상기 휘도 신호의 평균치를 산출하는 휘도 신호 평균치 산출 수단과,

상기 피크치와 평균치를 소정의 연산식으로 연산하여 상기 임계치를 구하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제6항에 있어서,

상기 휘도 신호 피크 검출 수단에서 공급된 상기 피크치에 기초하여, 상기 피사체로부터의 입사광의 광량을 제한하는 아이리스(iris) 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.