WO2003085986A1

WO2003085986A1 - Dispositif de traitement de signaux video et procede de traitement de signaux video

Info

Publication number: WO2003085986A1
Application number: PCT/JP2003/003695
Authority: WO
Inventors: Masayuki Serizawa; Kenji Tabei
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2003-10-16
Also published as: EP1494485B1; US20040263637A1; CA2459751A1; EP1494485A1; US7656431B2; CN100426870C; MXPA04002221A; AU2003227206A1; CN1572118A; JP2003304556A; EP1494485A4; JP4153715B2; NZ531529A; AU2003227206B2

Description

明細書映像信号処理装置及び映像信号処理方法技術分野

本発明は、映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関し、特に C C D (Charge Coupled Device) 等の撮像素子を介して得られた信号を処理する映像信号処理装置及び映像信号処理方法に関する。背景技術

従来、ビデオ力メラにおいて C C D等の撮像素子を介して得られた 3つの原色信号に対して-一処理を行う映像信号処理装置及び映像信号処理方法としては、特開平 9-238359号公報に記載されているものがある。

この従来の映像信号処理装置は、 3板式撮像手段である各 C C Dから得られた R (レッド）、 G (グリーン）及び B (ブルー）の各原色信号（R信号、 G信号及び B信号）に対して、ニー処理を施した後、ニー処理が施された信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する。

すなわち、図 1は、従来の映像信号処理装置 1 0の構成を示すブロック図である。この図 1に示されるように、撮像素子から供給された各原色信号（R 信号、 G信号及び B信号）は、それぞれ対応するガンマ補正回路 1 1 a、 1 1 b及ぴ 1 1 cに入力される。ガンマ補正回路 1 1 aは、 C R T (Cathode Ray Tube)等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正を R信号に対して施す。

ニー回路 1 2 aは、ガンマ補正回路 1 1 aの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことに¹より、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号 (ビデオ信号) 用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路 1 2 aにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路 1 3 a及び色差信号生成回路 1 5 に供給される。

ホワイトクリップ回路 1 3 aは、ニー回路 1 2 aの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路 1 4に供給する。

また、ガンマ捕正回路 1 1 bは、 C R T等の表示装置の発光特性に応じたガンマ捕正を G信号に対して施す。ニー回路 1 2 bは、ガンマ捕正回路 1 1 bの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデォ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路 1 2 bにおいてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路 1 3 b及び色差信号生成回路 5に供給される。

ホワイトクリップ回路 1 3 bは、ニー回路 1 2 bの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路 1 4に供給する。

また、ガンマ補正回路 1 1 cは、 C R T等の表示装置の発光特性に応じたガンマ補正を B信号に対して施す。ニー回路 1 2 cは、ガンマ捕正回路 1 1 cの出力信号に対して、所定のレベルを超える信号に対する非線形の信号圧縮処理を施すことにより、自然光の広いダイナミックレンジを、映像信号（ビデォ信号）用の狭いダイナミックレンジに収める。ニー回路 1 2。においてダイナミックレンジが圧縮された信号は、対応するホワイトクリップ回路 1 3 c及び色差信号生成回路 5に供給される。

ホワイトクリップ回路 1 3 cは、ニー回路 1 2 cの出力信号に対して、所定レベルを超える信号に対するホワイトクリップ処理を施し、その結果を輝度信号生成回路 1 4に供給する。

輝度信号生成回路 1 4は、ホワイトクリツプ回路 1 3 a 、 1 3 b及び 1 3 cから供給される信号に基づいて、輝度信号 Yを生成する。また、色差信号生成回路 1 5は、ニー回路 1 2 a 、 1 2 b及ぴ 1 2 cから供給される信号に基づいて、マトリクス処理を行うことにより色差信号 R—Y、 B— Yを生成する。

輝度信号生成回路 1 4及び色差信号生成回路 1 5において生成された輝度信号 Y及び色差信号 R _ Y、 B— Yは、 C R T等の表示装置に供給される。このように、従来の映像信号処理装置 1◦においては、撮像手段を介して得られた各原色信号（R信号、 G信号及び B信号）に対して、それぞれ個別にニー処理を行う。

一方、従来のビデオカメラとして、 1つの C C Dの入射面に、画素に対応して原色（R (レッド）、 G (グリーン）及び B (ブルー））又は補色（Y e (イェロー）、 M g (マゼンタ）、 G (グリーン）、 C y (シアン））の色フィルタを設け、これらのフィルタを介して光電変換された色信号に基づいて輝度信号 Y及び色差信号 R— Y、 Β— Υを生成する単板式のものがある。

この単板式のビデオカメラは、 1つの C C D撮像素子を用いていることにより、光学系が小型となり、ビデオカメラ全体をコンパクトにまとめることができるという利点がある。この単板式のビデオカメラにおいても、一般的にはニー処理が施されている。

しかしながら、従来の単板式のビデオカメラにおいては、輝度信号及ぴ色差信号を生成する前の、原色信号又は補色信号（以下、これらを映像信号と呼ぶ）に対して、それぞれガンマ捕正、ユー処理及びホワイトクリップ等の色信号処理を施すことにより、例えば、ニー処理において信号の圧縮を行うか否かの境目になる信号レベル（ニーポイント、つまりエー処理の基準点）を超えるような部分が存在する映像信号に、ニーポイントを超えない部分が存在する場合には、その信号レベルがニーボイントを超えるか否かによってエー処理の特性が異なる。

このように、一連の映像信号において、ニー処理の特性が異なる部分が生じると、ユー処理が施された映像信号の連続した 1画素ごとの信号レベルの差分から色成分を生成する際に、色成分を適切に生成することが困難になるという問題があった。

また、 C C D撮像素子から得られた映像信号の連続した 2画素分を加算し、それを基にして輝度信号を生成する場合においても、映像信号の信号レベルがニーポイントを超えるような被写体の中に、ニーポイントを超えない画素が混在する場合には、ニーポイントを超えるか否かで-一処理の特性が異なる。この結果、ニー処理後の映像信号を基に輝度信号を生成しようとすると、正確な輝度信号を得ることが困難になる場合があり、同一の被写体であっても、ラインごとに輝度レベルが変動するライン濃淡と呼ばれる現象が生じる問題があった。

さらに、 C C D撮像素子の出力信号から輝度信号及び色差信号を生成した後に、キズ補正を行うような場合には、輝度信号の生成及び色差信号の生成に伴って、フィルタ処理を行っていることにより、キズが周囲の画素に広がることとなり、適切なキズ検出を行うことが困難になるとともに、輝度信号用及び色差信号用にそれぞれキズ捕正回路を設ける分、回路規模の増加につながるという問題があった。発明の開示

本発明の目的は、ニー処理を行っても、色成分（色差信号）及び輝度成分 (輝度信号）を適切に生成することができる映像信号処理装置及ぴ映像信号処理方法を^供することである。

本発明の一形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、前記画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すニー処理手段を具備する。本発明の他の形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によつて生成された輝度信号に対して二処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記分離手段によって分離された色差信号に乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理手段と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトパランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理手段と、前記ホワイトバランス調整手段に入力される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レべルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホヮイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整手段を実行させるホワイトバランスゲイン決定手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理装置は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第 1又は第 2の入出力特性でエー処理を行うニー処理手段と、前記-一処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 1の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 1の平均値に対して、前記第 1の入出力特性に対応した重み付けを行う第 1の平均値算出手段と、前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 2の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 2の平均値に対して、前記第 2の入出力特性に対応した重み付けを行う第 2の平均値算出手段と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第 1の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第 1の平均値、又は前記第 2の平均値算出手段によつて算出及び重み付けされた第 2の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整手段におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出手段と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、前記画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すニー処理工程を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信每に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記-一処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離工程と、前記分離工程において分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記-一処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記分離工程によって分離された色差信号に乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理工程と、を具備する。本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、前記-一処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランス調整される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整工程を実行させるホワイトバランスゲイン決定工程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備する。

本発明のさらに他の形態によれば、映像信号処理方法は、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトパランスを調整するホワイトバランス調整工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第 1又は第 2の入出力特性でニー処理を行うニー処理工程と、前記-一処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記-一処理における前記第 1の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 1の平均値に対して、前記第 1の入出力特性に対応した重み付けを行う第 1の平均値算出工程と、前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 2の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 2の平均値に対して、前記第 2の入出力特性に対応した重み付けを行う第 2 の平均値算出工程と、前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第 1の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第 1の平均値、又は前記第 2 の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第 2の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整工程におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行ぅホワイトパランスゲイン算出ェ程と、前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及ぴ色差信号を生成する映像信号処理工程と、を具備する。図面の簡単な説明

図 1は、従来の映像信号処理装置の構成を示すプロック図.、

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る映像信号処理装置の構成を示すプロック図、

図 3 Aは、実施の形態 1に係る補色の色フィルタを説明するための略線図、図 3 Bは、実施の形態 1に係る撮像素子出力を説明するための略線図、図 4は、実施の形態 1に係るニー処理部のニー処理特性を説明するための略線図、

図 5 Aは、（2 R— G )系の隣り合う各画素のニー処理前の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 5 Bは、（2 B— G )系の隣り合う各画素のニー処理前の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 6 Aは、（2 R— G )系の隣り合う各画素の従来のニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 6 Bは、（2 B— G )系の隣り合う各画素の従来のニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 7 Aは、（2 R— G )系の隣り合う各画素の実施の形態 1に係るニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 7 Bは、（2 B— G)系の隣り合う各画素の実施の形態 1に係るニー処理後の輝度信号レベル及び色差信号レベルを示す略線図、

図 8は、本発明の実施の形態 2に係る映像信号処理装置の構成を示すプロック図、

図 9は、本発明の実施の形態 3に係る映像信号処理装置の構成を示すプロック図、

図 1 0は、実施の形態 3に係るニー処理部のニー特性を示す略線図、図 1 1は、本発明の実施の形態 4に係る映像信号処理装置の構成を示すブ口ック図、

図 1 2は、本発明の実施の形態 5に係る映像信号処理装置の構成を示すブ口ック図、

図 1 3は、本発明の実施の形態 6に係る映像信号処理装置の構成を示すブ口ック図、

図 1 4は、本発明の実施の形態 6に係るニー処理部のニー特性を示す略線図、

図 1 5は、本発明の実施の形態 7に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図、

図 1 6は、本発明の実施の形態 7に係るニー処理部のニー特性を示す略線図、

図 1 7は、本発明の実施の形態 8に係る映像信号処理装置の構成を示すブロック図、

図 1 8は、本発明の実施の形態 9に係る映像信号処理装匱の構成を示すブ口ック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

(実施の形態 1 )

図 2は、本発明の実施の形態 1に係るビデオ力メラの映像信号処理装置 1 0 0の構成を示すプロック図である。

ビデオカメラにおいて、レンズ 1 0 1を介して得られた被写体光は、単板式の撮像部を構成する C C D撮像素子 1 0 2に入射される。 C C D撮像素子 1 0 2は、被写体光を光電変換することにより得られるアナログの映像信号を前処理部 1 0 3に供給する。

前処理部 1 0 3は、 C C D撮像素子 1 0 2から供給されるアナログの映像信号に対して、そのリセットノイズを除去するための C D S (Correlated Double Sampling) 回路と、 C D S回路においてノイズ成分が除去された映像信号の振幅調整を行うことによってその信号レベルを一定とする A G C (Automatic Gain Control) 回路と、 A G C回路によって振幅調整された映像信号に対して、後段の A/D (アナログ Zディジタル）変換処理のためにクランプ処理を行うクランプ回路を含んでいる。

前処理部 1 0 3から出力される映像信号は、 A/D変換部 1 0 4に供給される。 /^/0変換部1 0 4は、前処理部 1 0 3から供給されるアナログの映像信号をディジタル信号に変換した後、これを輝度生成部 1 0 6及び乗算部 1 0 5にそれぞれ供給する。

輝度生成部 1 0 6は、 AZD変換部 1 0 4から供給されるディジタル信号に対して、 1 + Z ¹等の特性を有する L P F (ローパスフィルタ）によって輝度信号 Yを生成し、この輝度信号 Yをニー処理部 1 0 7及びニー変化率算出部 1 0 8にそれぞれ供給する。

ニー処理部 1 0 7は、輝度生成部 1 0 6から供給される輝度信号 Yに対して、この輝度信号 Yの所定信号レベル（ニーポイント）以上の部分を圧縮するニー処理を施した後、ニー処理が施された輝度信号 Y ' をニー変化率算出部 1 0 8に供給する。

ユー変化率算出部 1 0 8は、ニー処理部 1 0 7から供給される輝度信号 Y ' 及び上述の輝度生成部 1 0 6において生成された輝度信号 Yに基づいて、輝度信号レベルのニー処理による変化率 Y ' を算出し、算出された変化率 Y ' /Yを乗算部 1 0 5に供給する。

乗算部 1 0 5は、 AZ D変換部 1 0 4から供給されるディジタル信号と、ニー変化率算出部 1 0 8から供給される変化率 Y ' ZYとを乗算する。すなわち、輝度信号 Yに変換される前のディジタルの映像信号に対して、輝度信号 Y ' の-一処理による変化率 Y ' /Y.を乗算し、その結果をカメラプロセス部 1 0 9に供給する。

カメラプロセス部 1 0 9は、乗算部 1 0 8から供給される乗算結果に対して、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行った後、最終的な輝度信号及び色差信号を生成しこれらを出力する。

以上の構成において、捕色の C C D撮像素子 1 0 2の場合には、図 3 (A) に示されるように、互いに補色関係にある色（Y e (イェロー）、 C y (シァン）、 G (グリーン）及び (マゼンタ））の色フィルタが各画素に貼られている。この色フィルタを介して得られた C C D撮像素子 1 0 2の出力信号 (映像信号）は、色フィルタの上下 2画素ずつ加算され、図 3 (B) に示されるように、色フィルタの上下 2ラインで 1ライン分の映像信号として撮像素子から出力される。なお、ここでは、捕色の撮像素子について述べている力撮像素子としては、原色の RGBの色フィルタが貼られているものもある。

ここで、互いに捕色関係にある色成分 Y e、 C y及び Mgは、それぞれ、以下に示す（式 1) 〜（式 3) の関係を有している。

Y e =G + R …… （式 1)

M g =R + B (式 2)

C y =G+ B …… （式 3)

輝度生成部 1 06は、図 3 (B) に示された映像信号のうち、各ラインごとに隣合う画素の平均をとることにより輝度信号 Yを求める。

すなわち、輝度生成部 106では、上述の（式 1) 〜（式 3) に基づいて、以下の（式 4) 及び（式 5) によって各ラインの輝度信号 Yを生成する。 Y = { (Y e +Mg) + (Cy + G) }/ 2= (2 R+ 3G+ 2B) / 2…… (式 4)

Y^{ (Y e +G) + (Cy+Mg) }/ 2= (2 R+ 3 G+ 2 B) / 2…… (式 5)

具体的には、輝度生成部 1 06は、（1 +Z Z2の特性を有する L PF (ローパスフィルタ）によって輝度信号 Yを得る。

ニー処理部 1 0 7は、輝度生成部 1 06において生成された輝度信号 Yに対して、図 4に実線で示されるような入出力特性に基づく信号レベルの変換を行うことにより、ニーボイントを超えるレベルの出力信号を圧縮するようなニー処理を施すことによりニー処理後の輝度信号 γ' を得る。因みに、図 4において、破線はニー処理を行わない場合の入出力特性を示すものである。この実施の形態の場合、二一ポィント NPを信号レベル「 1 00」として、ニー処理部 1 07から出力される輝度信号 Y' の信号レベル（Y) 力 S 「1 0 0」以下である場合、ニー処理部 107から出力される輝度信号 Y' の信号レベル (Y，) は、以下に示す (式 6) によって求められる。

(Υ') =Υ …… （式 6)

これに対して、ニー処理部 1 07から出力される輝度信号 Y' の信号レべル（Υ) 力「1 00」よりも大きい場合、ニー処理部 1 0 7から出力される輝度信号 Υ，の信号レベル（Υ') は、以下に示す（式 7) によって求められる。

(Υ') = 100+ (Υ— 1 00) /2 …… (式 7)

従って、図 4において、輝度信号 Υの入力レベルが（Α) である場合、輝度信号 Υは、ニー処理部 1 07によって出力レベルが同レベルの（Α，）である輝度信号 Y' となるのに対して、輝度信号 Υの入力レベルが（Β) である場合、輝度信号 Υは、ニー処理部 107によって出力レベルが（Β) よりも小さい出力レベル（Β') の輝度信号 Y' となる。

そして、ニー処理部 1 07においてニー処理が施された結果である輝度信号 Υ，と、ニー処理が施される前の輝度信号 Υとの比（ニー変化率： Y' / Υ) 力ニー変化率算出部 1 08において算出される。

ニー変化率算出部 1 08において算出されたニー変化率（Υ， /Υ) は、乗算部 1 05において AZD変換部 1 04から出力されるディジタルの映像信号に対して乗算される。この結果、乗算部 1 05に入力された映像信号は、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した変化が加えられたものとなる。因みに、 AZD変換部 1 04から出力される映像信号を AD_OUTとし、ニー処理部 107から出力されるニー処理後の輝度信号を Y'、輝度生成部 1 06から出力される輝度信号を Yとすると、乗算部 1 0 5から出力される映像信号は、 AD。_UT (Υ' /Υ) によって求められる。

このようにして、ニー処理での輝度信号の変化量に追従して制御された映像信号から、カメラプロセス部 109において、色差信号が生成される。この場合、カメラプロセス部 1 09において算出される色差信号 R— Υ、 Β— Yは、図 3 (Β) に示された各画素のうち、隣接画素差分を求めることにより、以下に示す（式 8) 及び（式 9) によって算出される。

R-Y= (Ye +Mg) — （C y + G) = (2R— G)， …… （式 8 )

B - Y= (Ye +G) — （C y+Mg) =— (2 B -G) ' (式 9 ) かかる色差信号に関して、奇数ラインを表わす（2 R— G)'、偶数ラインを表わす一（2 B— G)' の系のそれぞれに Y，という同じ係数が乗算されているため、 R— Υ及ぴ Β— Υの各系のバランスが保たれ、これにより色相が変わることがなくなる。

また、カメラプロセス部 1 0 9において算出される輝度信号 Y' についても、（2 R— G)，、一 (2 B-G)' の系のそれぞれが後述する図 7 (A) 及び図 7 (B) に示されるように同一の信号レベルとなる。従って、カメラプ口セス部 1 09において、輪郭補正及びガンマ補正等の各種信号処理を行つても、ライン濃淡や偽色のない良好な映像信号（輝度信号及び色差信号）を得ることができる。

因みに、図 5 (A) 及び図 5 (B) は、ニー処理前の（2 R— G) 系及び一 ( 2 B -G) 系の隣り合う各画素 Y e +Mg及び C y +G、又は、 Y e + G及び C y +M gの映像信号レベル、色差信号レベル（2 R— G)、一 ( 2 B -G) 及び輝度信号 Yの信号レベル（Y) を示すものである。

また、図 6 (A) 及び図 6 (B) は、従来のニー処理後の（2 R— G) 系及び— （2 B— G) 系の隣り合う各画素 Y e +Mg及び C y +G、又は、 Y e +G及び C y +Mgの映像信号レベル、色差信号レベル（2 R— G)'、一 (2 B-G)' 及び輝度信号 Y，の信号レベル（Υ') を示すものである。さらに、図 7 (Α) 及び図 7 (Β) は、本実施の形態によるニー処理後のニー変化率 Υ' /Υが乗算された結果としての、（2 R— G) 系及び一（2 Β 一 G) 系の隣り合う各画素 Y e +Mg及び C y +G、又は、 Ye +G及び C y +Mgの映像信号レベル、色差信号レベル（2R— G)'、一 (2 B-G)' 及び輝度信号 Y' の信号レベル（Υ') を示すものである。この図 7 (Α) 及び図 7 (B) に示されるように、本実施の形態におけるカメラプロセス部 1 0 9に供給される映像信号は、乗算部 1 0 5において、同じ二一変化率 Y' ZYが乗算されていることにより、例えば、図 5 (A) 及び図 5 (B) に示されるように、ニー処理前の輝度信号に基づいて生成される輝度信号のレべルとして、（2R— G) 系のライン及び（2 B—G) 系のラインがともに同じ輝度信号レベル「1 1 0」であったとすると、乗算器 105から出力される映像信号に基づいて生成される輝度信号レベルも、（2 R— G)系のライン及び（2 B— G) 系のラインがともに同じ輝度信号レベル「1 05」となる。従って、カメラプロセス部 1 0 9から出力される輝度信号 Y' の信号レべル (Υ,) は、図 7 (Α) 及び図 7 (Β) に示されるように、各ラインごとに一致しており、これにより、ライン濃淡の原因を改善することができる。また、色差信号レベルもニー処理前の各映像信号レベルに同じニー変化率 Υ， /Υが乗算された結果に基づいて算出されることとなり、これにより、（2 R — G) 系及び (2 B-G) 系の各画素の信号レベルのバランスが保たれることにより、カメラプロセス部 1 0 9において生成された色差信号における偽色の原因を改善することができる。

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 1 00によれば、 A/D変換部 1 04から出力される、輝度成分及び色差成分を分離する前の映像信号に対して-一処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに瞵合う画素について、色相が変わらない状態を保ったままニー処理を行うことができる。

そして、エー処理前後の輝度信号の変化率 Υ， ΖΥを A/D変換部 1 04 から出力される映像信号に対して乗算することにより、映像信号の隣り合う各画素について、色相が変わらない状態を保ったまま、ニー処理での輝度信号の変化量に追従した信号レベルの制御、すなわち隣り合う各画素のバランスを保ったままニー処理と等価の信号レベル制御を行うことができる。従つて、カメラプロセス部 1 0 9では、入力される映像信号の、互いに隣合う画素の信号レベルに基づいて、輝度信号及び色差信号を生成することから、互いに隣り合う画素の信号レベルのバランスが保たれている信号に基づいて輝度信号及び色差信号が生成され、この結果、ライン濃淡や偽色の発生を防止することができる。

なお、上述の実施の形態においては、補色の C C D撮像素子 1 0 2を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、原色のべィヤー配列の撮像素子等を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。

(実施の形態 2 )

図 8は、本発明の実施の形態 2に係るビデオ力メラの映像信号処理装置 2 0 0の構成を示すブロック図である。伹し、図 2と同一の構成となるものについては、図 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 8において映像信号処理装置 2 0 0は、図 2について上述した実施の形態 1の映像信号処理装置 1 0 0に対して、輝度信号 Y S I G及び色差信号 C S I Gを生成する Y C分離部 2 0 1を設け、輝度生成部 1 0 6を削除した構成となっている。

Y C分離部 2 0 1は、 AZD変換部 1 0 4から供給されるディジタルの映像信号に対して、上述の（式 4 )及び（式 5 ) による演算を行うことにより、輝度信号 Y S I Gを生成するとともに、上述の（式 8 ) 及び（式 9 ) によつて色差信号 C S I Gを生成する。

ニー処理部 1 0 7は、 Y C分離部 2 0 1から供給される輝度信号 Y S I G に対して、ニー処理を施した後、この処理結果をニー変化率算出部 1 0 8に供給する。ニー変化率算出部 1 0 8は、図 2について上述した場合と同様にして、輝度信号 Y S I Gとニー処理結果である輝度信号 Y ' とに基づいて、ニー変化率 Y， ZY S I Gを算出する。

乗算部 1 0 5は、ニー変化率算出部 1 0 8によって算出されたニー変化率 Y ' /Y S I Gと、 Y C分離部 2 0 1から供給される色差信号 C S I Gとを乗算する。この結果、色差信号 C S I Gは、ニー処理による輝度信号の変化量に追従した変化が加えられた色差信号 C S I G (Υ' ZYS I G) となる。このように、 YC分離部 20 1において既に分離された輝度信号 YS I G に対してニー処理が行われるとともに、 YC分離部 20 1において分離された色差信号 C S I Gに対してニー変化率（Υ' ZYS I G) が乗算されることにより、カメラプロセス部 1 09は、ニー処理が施された輝度信号 Y' 及びニー変化率（Υ' ZYS I G) が乗算された色差信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成し、出力する。これにより、輝度信号 Y' における二一変化率（Υ' /YS I G) に応じて補正された色差信号 C S I G (Υ' / Ύ S I G) を得ることができる。従って、輝度信号及び色差信号に対して個別に-一処理を行う場合に比べて、色相のバランスを保つことができる。このように、本実施の形態の映像信号処理装置 200によれば、輝度信号 Y' に対して施されたニー処理によるニー変化率 (Y， /YS I G) を色差信号 C S I Gに対してもフィードバックして、輝度信号 Υ，に対するニー処理と同様の処理を施すことにより、カメラプロセス部 1 0 9におけるガンマ補正及ぴ輪郭補正等を行った後の色差信号の色相のバランスを保つことができる。

(実施の形態 3)

図 9は、本発明の実施の形態 3に係るビデオ力メラの映像信号処理装置 3 00の構成を示すブロック図である。但し、図 2と同一の構成となるものについては、図 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 9において映像信号処理装置 300は、図 2について上述した実施の形態 1の映像信号処理装置 1 00に対して、 1画面中の輝度信号 Υの平均値を算出する画面平均値生成部 30 1を加えた構成となっている。

画面平均値生成部 30 1は、輝度生成部 1 06から供給される輝度信号 Υ に基づいて、その 1画面分の平均値を算出し、算出結果が所定の基準値より大きいか否かによって、ニー処理部 30 7において輝度信号 Υに対して施されるニー処理のニーポイント（基準点）を変動させる。

すなわち、画面平均値生成部 3 0 1は、 1画面分の輝度平均値 Y a V eがある基準値 Y t hより大きい場合、図 1 0に示されるように、ニー処理部 3 ◦ 7におけるニーポイントを、基準のニーポイント Nから、ニーポイント N 1に下げることにより、白い部分が多い画面の諧調を白い部分において十分に再現することができ、いわゆる白つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。

また、画面平均値生成部 3 0 1は、 1画面分の輝度平均値 Y a V eがある基準値 Y t hより小さい場合、図 1 0に示されるように、ニー処理部 3 0 7 におけるニーポイントを、基準のニーポイント Nから、エーポイント N 2に上げることにより、黒い部分が多い画面の諧調を黒い部分において +分に再現することができ、いわゆる黒つぶれと呼ばれる現象を軽減することができる。

このように、画面平均値生成部 3 0 1によつて生成された 1画面分の輝度平均値 Y a V eに基づいてニーポイント Nを、変化させることにより、ニー処理部 3 0 7における出力ダイナミックレンジを最大限に活用することができる。

この結果、被写体の諧調を良好に保つことができ、カメラプロセス部 1 0 9において、ガンマ捕正、輪郭補正等の各種信号処理を行っても、最終的な輝度信号及び色差信号は、被写体の明るさに追従した諧調の良好な信号となる。

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 3 0 0によれば、映像信号の各画素に対してエー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったまま-一処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。 (実施の形態 4 )

図 1 1は、本発明の実施の形態 4に係るビデオカメラの映像信号処理装置 4 0 0の構成を示すプロック図である。但し、図 9と同一の構成となるものについては、図 9と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 1において映像信号処理装置 4 0 0は、図 9について上述した実施の形態 3の映像信号処理装置 3 0 0に対して、画面平均値生成部 3 0 1から出力される、画面中の輝度信号 Yの平均値に基づいて、互いにニーポイントの異なる第 1 ニー処理部 4 0 2又は第 2ニー処理部 4 0 3のいずれかをセレクタ 4 0 4によって選択し、選択されたニー処理部からの出力を、ニー変化率算出部 1 0 8に供給する。

例えば、第 1 ニー処理部 4 0 2の-一ポィントとして、図 1 0に示されたニーポイント N 1のように、低いニーポイントを設定しておき、また、第 2 ニー処理部 4 0 3のニーポィントとして、図 1 0に示されたニーポィント N 2のように、高いニーポイントを設定しておく。

そして、画面平均値生成部 3 0 1から出力される画面中の輝度信号 Yの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも大きい場合、セレクタ 4 0 4は、輝度信号の平均値に基づいて、第 1 ニー処理部 4 0 2を選択する。これにより、高輝度で映像を鮮明に処理することができる。

また、これに対して、画面平均値生成部 3 0 1から出力される画面中の輝度信号 Yの平均値が、予め設定されている所定の基準レベルよりも小さい場合、セレクタ 4 0 4は、輝度信号の平均値に基づいて、第 2ニー処理部 4 0 3を選択する。これにより、低輝度で映像を鮮明に処理することができる。このように、本実施の形態の映像信号処理装置 4 0 0によれば、映像信号の各画素に対してニー処理を行うのではなく、映像信号をその隣合う画素の平均である輝度信号に一旦変換した後、その輝度信号に対してニー処理を施すことにより、互いに隣合う画素同士のバランスを保ったままニー処理を行うことができるとともに、白つぶれや黒つぶれといった現象を軽減して、諧調の良好な映像を得ることができる。

なお、上述の実施の形態においては、ニーポイントの異なる 2つのエー処理部（第 1 ニー処理部 4 0 2及ぴ第 2ニー処理部 4 0 3 ) を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに異なるニーポイントが設定されたさらに多くのニー処理部を設け、これらを、輝度信号 Yの平均値に基づいて切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、さらに細かく輝度レベルに追従した諧調表現を行うことができ、一段と良好な画像を得ることができる。

(実施の形態 5 )

図 1 2は、本発明の実施の形態 5に係るビデオ力メラの映像信号処理装置 5 0 0の構成を示すブロック図である。但し、図 2と同一の構成となるものについては、図 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 2において映像信号処理装置 5 0 0は、図 2について上述した実施の形態 1の映像信号処理装置 1 0 0に対して、 AZD変換部 1 0 4から出力される映像信号に対して、ホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御部 5 0 2と、ホワイトバランス制御部 5 0 2に対する、ホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部 5 0 3を加えた点が異なる。ホワイトバランスゲイン算出部 5 0 3は、 AZD変換部 1 0 4から出力される映像信号に基づいて、 1画面中の各色ごとの平均値を算出し、平均値を基に 2 R— G及び 2 B— Gの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出し、算出結果をホワイトバランス制御部 5 0 2に供給する。

ホワイトバランス制御部 5 0 2は、ホワイトバランスゲイン算出部 5 0 3 から供給されるホワイトバランスゲインに基づいて、各色ごとにレベル調整を行うことにより、ホワイトバランス制御を行う。これにより、これにより、ホワイトバランス制御部 5 0 2から、各色のパランスが調整された映像信号が出力される。

輝度生成部 1 0 6は、ホワイトバランス制御部 5 0 2から出力されるホヮイトバランス調整された映像信号の隣合う画素を用いて、上述の（式 4) 及び（式 5) について上述した演算により輝度信号 Yを生成し、これをニー処理部 1 0 7及び-一変化率算出部 1 0 8に供給する。

これにより、ニー処理部 1 0 7においては、ホワイトバランスが調整された輝度信号 Y、すなわち、各画素の信号レベルが適正に調整された輝度信号 Υを基準にしたエー処理が行われる。また、ニー変化率算出部 1 0 8においても、同様にして、ホワイトバランス調整された輝度信号 Υと、輝度信号 Υ に基づいて-一処理された結果を基準として、適切なニー変化率（Υ， /Υ) を算出することができる。

かくして、乗算部 1 0 5によって、ホワイトバランス制御部 5 0 2から出力されるホワイトバランス調整された映像信号に対して、ユー変化率（Υ' /Ύ) を乗算することにより、ホワイトバランスが調整され、さらにホワイトバランスによる適切なニー変化率（Υ' /Υ) が乗算された信号がカメラプロセス部 1 0 9に供給される。

従って、カメラプロセス部 1 0 9においては、乗算器 1 0 5から供給される映像信号に基づいて、ガンマ補正及び輪郭補正等の信号処理を行うことにより、ホワイトバランス調整され、さらにニー処理が適切に施された輝度信号及び色差信号が得られる。

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 5 0 0によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号 Υに対して、予めホワイトバランス調整を行うことにより、色成分が調整された輝度信号 Υに基づいて、ニー処理が行われる。この結果、図 5 (Α) 及び図 5 (Β) について上述したニー処理前の（2 R— G) 系の画素（Y e +Mg、 C y + G) 及び、（2 B— G) 系の画素（Y e +G、 C y+Mg) の信号レベルは、ホワイトバランス制御によつて適切に調整され、その結果である輝度信号 Yに基づいてニー処理が行われることにより、特定の色成分だけが必要以上に圧縮されるなどの不都合を軽減することができる。かくして、適切なニー変化率（Υ' /Υ) が乗算された映像信号をカメラプロセス部 1 0 9に供給することができる。

(実施の形態 6 )

図 1 3は、本発明の実施の形態 6に係るビデオカメラの映像信号処理装置 6 0 0の構成を示すプロック図である。但し、図 1 2と同一の構成となるものについては、図 1 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 3において映像信号処理装置 6 0 0は、図 1 2について上述した実施の形態 5の映像信号処理装置 5 0 0のホワイ卜バランスゲイン算出部 5 0 3 を、互いに特性の異なる 2つのホワイトバランスゲイン算出部 6 0 3及び 6 0 4に代え、これらのいずれかを、信号レベル検出部 6 0 2において検出された映像信号の信号レベルに基づいて切り換えるように構成されている。例えば、図 1 4に示されるように、信号レベル検出部 6 0 2は、 AZD変換部 1 0 4から出力されるホワイトパランス調整前の映像信号の信号レベルを検出し、信号レベルがニーボイントである Γ 1 0 0」以上である場合には、ニーポイント以上であることを表わす信号をセレクタ 6 0 5に供給することにより、セレクタ 6 0 5によって、第 1ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 3の出力が選択される。また、 A/D変換部 1 0 4から出力されるホワイトバランス調整前の映像信号の信号レベルがニーポイントである「 1 0 0」よりも小さい場合には、ニーボイントより小さい信号であることを表わす信号をセレクタ 6 0 5に供給することにより、セレクタ 6 0 5によって、第 2ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 4の出力が選択される。因みに、ニーボイントは、ニー処理部 1 0 7から信号レベル検出部 6 0 2に対して供給される。第 1ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 3は、図 1 4に示されるように、ニー処理におけるニーポィント以上の信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、 1画面中の各色ごとの平均値を算出し、平均値を基に 2 R— G、 2 B— Gの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第 1ホワイトパランスゲイン算出部 6 0 3によって算出されたホワイてホワイトバランス調整された映像信号（ニーボイント以上のレベルの信号）に対してニー処理を行う場合には、図 1 4に示されるように、傾きが 1 Z 2 である入出力特性に基づくニー処理が施される。従って、第 1ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 3によって算出されるホワイトバランスゲインは、第 2ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 4において算出されるホワイトバランスゲインに対して 1 Z 2倍に重み付けされている。

これに対して、第 2ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 4は、ニー処理におけるエーポイントょり小さい信号レベルに対するホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスゲインを算出するものであり、 1画面中の各色ごとの平均値を算出し、平均値を基に 2 R— G、 2 B— Gの割合が同等になるようにホワイトバランスゲインを算出する。この第 2ホワイトバランスゲイン算出部 6 0 4によって算出されたホワイトバランスゲインを用いてホヮィトバランス調整された映像信号（ニーポイントより小さいレベルの信号）に対して-一処理を行う場合には、図 1 4に示されるように、傾きが 1である入出力特性に基づくニー処理が施される。

かくして、ニー処理部 1 0 7におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ニー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトパランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。 '

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 6 0 0によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号 Yに対して、その信号レベルに応じたホヮィトバランス調整を予め行うことにより、色成分がニー処理に合わせて調整された輝度信号 Yに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Υ ' /Υ) が乗算された映像信号をカメラプロセス部 1 0 9に供給することができる。 (実施の形態 7 )

図 1 5は、本発明の実施の形態 7に係るビデオカメラの映像信号処理装置 7 0 0の構成を示すブロック図である。但し、図 1 2と同一の構成となるものについては、図 1 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 5において映像信号処理装置 7 0 0は、図 1 2について上述した実施の形態 5の映像信号処理装置 5 0 0のホワイトバランスゲイン算出部 5 0 3 において算出されるホワイトバランスゲインを、ニー処理部 1 0 7におけるニーポイントを境に、重み付けする点が異なる。

すなわち、図 1 5に示される映像信号処理装置 7 0 0は、輝度生成部 1 0 6において生成された輝度信号 Yを、第 1画面平均値生成部 7 0 3及び第 2 画面平均値生成部 7 0 4にそれぞれ供給する。

第 1画面平均値生成部 7 0 3は、ニー処理部 1 0 7のニーポィント以上の信号レベルについて 1画面中の平均値を算出し、また、第 2画面平均値生成部 7 0 4は、 -ー処理部 1 0 7のニーポィントより小さい信号レベルについて 1画面中の平均値を算出する。

このとき、図 1 6に示されるように、ニー処理部 1 0 7の-一処理におけるニーボイント以上の場合の特性が傾き 1 Z 2であり、また、ニーポイントより小さい場合の特性が傾き 1である場合には、第 1画面平均値生成部 7 0 3の出力は、 1画面中の輝度平均値を 1 / 2倍に、また、第 2画面平均値生成部 7 0 4の出力は、 1画面中の輝度平均値を 1倍にするように、予め重み付けしておく。

そして、ニーレベル検出部 7 0 6は、ニー処理部 1 0 7から供給される、ニー処理の対象である画素の信号レベルが、ニー処理のニーボイント以上の信号レベルであるか否かを判別し、ニーボイント以上の信号レベルである場合には、第 1画面平均値生成部 7 0 3の出力を選択し、また、ニーポイントより小さい信号レベルである場合には、第 2画面平均値生成部 7 0 4の出力を選択するように、セレクタ 7 0 5を制御する。これにより、ホワイトバランスゲイン算出部 5 0 3の出力では、ニー処理におけるニーポイントを境界に、第 1画面平均値生成部 7 0 3から供給される重み付け済みの平均値及び第 2画面平均値生成部 7 0 4から供給される重み付け済みの平均値を振り分けて、ホワイトバランスゲインを重み付けすることができる。

かくして、ニー処理部 1 0 7におけるニー処理の基準点（ニーポイント）を境界にして、ホワイトバランスゲインに重み付け処理を行うことができることにより、ユー処理において圧縮される信号レベル域の映像信号に対しては、圧縮に合わせたホワイトバランスゲインを用いたホワイトバランス調整が行われる。これにより、ニー処理に合わせたホワイトバランス調整を行うことができる。

従って、後段の輝度生成部 1 0 6は、ホワイトバランスが調整された映像信号を基に輝度生成を行うことができ、また、ニー処理部 1 0 7では、ホヮィトバランスが調整された輝度信号を基準に適切にニー処理を行うことができる。さらに、ニー変化率算出部 1 0 8において算出される変化率（Υ ' /

Υ)もホワイトバランスが調整された映像信号を基準としていることにより、適切な変化率（Υ ' / Υ ) として算出される。

従って、後段の乗算部 1 0 5において、ホワイトバランス制御部 5 0 2から出力される映像信号に対して、変化率（Υ ' /Υ) を乗算することにより、ホワイトバランスが保たれ、さらにニー処理におけるニーポイントが保たれた映像信号をカメラプロセス部 1 0 9に供給することができる。

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 7 0 0によれば、ニー処理を行うために生成される輝度信号 Υに対して、その信号レベルに応じたホヮィトバランス調整を予め行うことにより、色成分が-一処理に合わせて調整された輝度信号 Υに基づいて、ニー処理が行われる。かくして、適切なニー変化率（Υ ' /Υ ) が乗算された映像信号をカメラプロセス部 1 0 9に供給することができる。なお、上述の実施の形態においては、 2種類の画面平均値生成部（第 1画面平均値生成部 7 0 3及び第 2画面平均値生成部 7 0 4 ) を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに多数の画面平均値生成部を用意し、二一処理のニー特性に応じて 1画面の輝度平均値に重み付けをすることにより、一段と精度の高いホワイトバランス調整を行うことができる。

(実施の形態 8 )

図 1 7は、本発明の実施の形態 8に係るビデオカメラの映像信号処理装置 8 0 0の構成を示すブロック図である。但し、図 2と同一の構成となるものについては、図 2と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 7において映像信号処理装置 8 0 0は、図 2について上述した実施の形態 1の映像信号処理装置 1 0 0の構成において、乗算部 1 0 5から出力される、ニー変化率（Υ ' /Υ ) が乗算された映像信号のキズ補正を行うキズ補正部 8 0 2を加えた点が映像信号処理装置 1 0 0と異なる。

すなわち、キズ捕正部 8 0 2は、乗算部 1 0 5から出力された映像信号に対して、映像信号の各画像ごとにその周辺画像との比較結果や画素ごとの信号レベルに基づいてキズ検出を行い、キズであると判断された画素の周辺画素の平均値に基づいて補間処理を施すことにより、キズ補正を行う。

この場合、乗算部 1 0 5から出力される映像信号は、カメラプロセス部 1 0 9における輝度信号生成及び色差信号生成のためのフィルタ処理が施されていないことにより、キズ補正を高精度で行うことができる。

例えば、カメラプロセス部 1 0 9において、乗算器 1 0 5から供給された映像信号に基づいて輝度信号を生成する場合、映像信号は、図 3 ( Β ) について上述したように、色成分が各画素として配列されている状態であることにより、これらの隣接画素を用いて（式 4 ) 又は（式 5 ) に示された演算によって輝度信号を生成する。

このようなフィルタ処理を行った後に、あるキズ検出された画素に対して、その周辺画素の平均値を用いたキズ補正を行うと、輝度信号を生成するフィルタ処理の過程において、 1画素分のキズが輝度信号を生成するために使用された隣接する画素にも広がることとなる。

従って、この実施の形態の映像信号処理装置 8 0 0においては、カメラプ口セス部 1 0 9に入力される映像信号、すなわち、輝度信号及び色差信号を生成するためのフィルタ処理が施される前の映像信号に対して、キズ捕正を行うことにより、キズが広がることなく、キズの補正を行うことができる。このように、本実施の形態の映像信号処理装置 8 0 0によれば、輝度信号及ぴ色差信号を生成するためにフィルタ処理を伴わない乗算部 1 0 5の出力信号に対してキズ補正を行うことができる。従って、キズが周囲の画素に広がることを軽減することができ、カメラプロセス部 1 0 9において、キズ検出を正確に行うことができる。また、輝度信号及び色差信号を生成する前にキズ補正を行うことにより、輝度信号及び色差信号の各々に対してキズ補正用の回路を設ける必要がなくなり、この分、回路規模の増加を軽減することもできる。

(実施の形態 9 )

図 1 8は、本発明の実施の形態 9に係るビデオカメラの映像信号処理装置 9 0 0の構成を示すブロック図である。但し、図 1 7と同一の構成となるものについては、図 1 7と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。

図 1 8において映像信号処理装置 9 0 0は、図 1 7ついて上述した実施の形態 8の映像信号処理装置 8 0 0の構成において、カメラプロセス部 1 0 9 から出力される輝度信号及び色差信号を入力する画像処理部 9 0 2を加えた構成となっている。

この場合、映像信号処理装置 9 0 0は、例えば、製造ラインを流れる製品の状態を撮像し、これを画像処理部 9 0 2に供給する。カメラプロセス部 1 0 9から出力される輝度信号及び色差信号は、図 2について上述した映像信号処理装置 1 0 0の場合と同様にして、ニー処理によるライン濃淡や偽色が十分に低減されていることにより、その輝度信号及び色差信号を入力した画像処理部 9 0 2では、撮像された画像の色及ぴ輝度レベルを適切に判定することができる。従って、製造ラインを流れる製品の色や輝度レベルに基づいて良品又は不良品の判定を行う場合において、画像処理部 9 0 2では、色や輝度レベルを誤判定する確立が格段に低くなり、正確な判定を行うことがでさる。

このように、本実施の形態の映像信号処理装置 9 0 0によれば、色の誤判定ゃ輝度レベルの誤判定の少ない、高精度の画像処理を行うことができる。なお、上述の実施の形態においては、画像処理部 9 0 2において、製造ラィンを流れる製品の良品又は不良品を判定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、部屋への入退出者を画像処理によって判断したり、又は道路上を走る自動車のナンバープレートに表示されたナンバーを認識する場合等、種々の用途に使用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すことにより、ニー処理を行った結果に基づいて輝度信号及び色差信号を生成する際に、隣接画素の加算結果に基づいて得られる輝度信号及ぴ、隣接画素の差分に基づいて得られる色差信号を適切に生成することができる。

本明細書は、 2 0 0 2年 4月 8日出願の特願 2 0 0 2— 1 0 5 5 2 8に基づく。この内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、 C C D等の撮像素子を介して映像信号を得るビデオカメラ等の撮像装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、前記画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施す-一処理手段を具備する映像信号処理装置。

2 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、

前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、

前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、

前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算手段と、

前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理手段と、

を具備する映像信号処理装置。

3 . 前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出手段を具備し、前記ニー処理手段は、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性を変化させる請求の範囲第 2項記載の映像信号処理装置。

4 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離手段と、

前記分離手段によって分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理手段と、

前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記分離手段によって分離された色差信号に乗算する乗算手段と、

前記変化率が乗算された色差信号及び前記-一処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理手段と、

を具備する映像信号処理装置。

5 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、

前記ホワイトバランス調整手段によってホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、

前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対してニー処理を施す-一処理手段と、

前記変化率算出手段によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算手段と、

を具備する映像信号処理装置。

6 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、

前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理手段と、前記ホワイトバランス調整手段に入力される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記ニー処理の入出力特性に合致したホヮィトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによって前記ホワイトバランス調整手段を実行させるホワイトバランスゲイン決定手段と、

を具備する映像信号処理装置。

7 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、

前記輝度信号生成手段によって生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第 1又は第 2の入出力特性で-一処理を行うニー処理手段と、

前記ニー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 1の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 1の平均値に対して、前記第 1の入出力特性に対応した重み付けを行う第 1の平均値算出手段と、

前記エー処理手段に入力される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 2の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 2の平均値に対して、前記第 2の入出力特性に対応した重み付けを行う第 2の平均値算出手段と、

前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第 1の平均値算出手段によつて算出及び重み付けされた第 1の平均値、又は前記第 2の平均値算出手段によって算出及び重み付けされた第 2の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整手段におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出手段と、

前記-一処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出手段と、

を具備する映像信号処理装置。

8 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号に対して、前記画素のうち、少なくとも隣接する画素間の信号レベルの比率を保ちながら、ニー処理を施すニー処理工程を具備する映像信号処理方法。

9 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、

前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、

前記ニー処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、

前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記映像信号に対して乗算する乗算工程と、

前記変化率が乗算された映像信号に基づいて、輝度信号及び色差信号を生成する映像信号処理工程と、

を具備する映像信号処理方法。

1 0 . 前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号の平均値を算出する平均値算出工程を具備し、前記ニー処理工程では、前記平均値に基づいて、ニー処理におけるニー特性が変化する請求の範囲第 9項記載の映像信号処理方法。

1 1 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号から輝度信号及び色差信号を分離する分離工程と、

前記分離工程において分離された輝度信号に対してニー処理を施すニー処理工程と、

前記-一処理に伴う前記輝度信号の信号レベルの変化率を算出する変化率算出工程と、

前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記分離工程によって分離された色差信号に乗算する乗算工程と、

前記変化率が乗算された色差信号及び前記ニー処理された輝度信号に対して、所定の信号処理を施す映像信号処理工程と、

を具備する映像信号処理方法。

1 2 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、

前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、

前記変化率算出工程によって算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、

を具備する映像信号処理方法。

1 3 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、

前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランスが調整された映像信号から輝度信号を生成する輝度信号生成工程と、前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた入出力特性でニー処理を施すニー処理工程と、前記ホワイトバランス調整工程においてホワイトバランス調整される映像信号の信号レベルを検出し、その信号レベルに適用される前記-一処理の入出力特性に合致したホワイトバランスゲインを決定し、決定されたホワイトバランスゲインによつて前記ホワイトバランス調整工程を実行させるホワイ卜バランスゲイン決定工程と、

前記変化率算出工程において算出された変化率を、前記ホワイトバランスが調整された映像信号に対して乗算する乗算工程と、

を具備する映像信号処理方法。

1 4 . 色成分が画素ごとに配列されてなる映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程と、

前記輝度信号生成工程において生成された輝度信号に対して、その輝度信号の信号レベルに応じた第 1又は第 2の入出力特性でニー処理を行うニー処理工程と、

前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号のうち、前記ニー処理における前記第 1の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 1の平均値に対して、前記第 1の入出力特性に対応した重み付けを行う第 1の平均値算出工程と、

前記ニー処理工程においてニー処理される輝度信号.のうち、前記ニー処理における前記第 2の入出力特性が適用される信号レベルの平均値を算出するとともに、この算出された第 2の平均値に対して、前記第 2の入出力特性に対応した重み付けを行う第 2の平均値算出工程と、

前記映像信号の信号レベルに基づいて、前記第 1の平均値算出工程において算出及び重み付けされた第 1の平均値、又は前記第 2の平均値算出工程において算出及ぴ重み付けされた第 2の平均値のいずれかを選択し、選択された平均値によって前記ホワイトバランス調整工程におけるホワイトバランスゲインに重み付けを行うホワイトバランスゲイン算出工程と、

を具備する映像信号処理方法。