WO2004004328A1

WO2004004328A1 - 特性補正装置

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Publication number: WO2004004328A1
Application number: PCT/JP2003/007951
Authority: WO
Inventors: Ryoji Asada; Akihiro Takeuchi; Akira Usui; Yoshitaka Sakamoto; Takayuki Kimoto; Tamotsu Akeyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2004-01-08
Also published as: JP4260746B2; EP1441518A1; EP1441518A4; US20050104987A1; KR20040068127A; EP1441518B1; CN1586072A; KR100652318B1; US7463295B2; JPWO2004004328A1; CN1311683C

Abstract

フィルム用撮像信号を扱う撮像信号記録再生システムにおいて、コントラスト等の表示上の課題を解決できるシステムの提供を目的とする。種々の特性の撮像信号を出力する撮像装置1と撮像信号を記録する記録装置2と記録装置2より得られる記録信号を再生する再生装置3と、再生装置3より得られる再生信号の特性を切換える特性変換装置7と、特性変換装置7より出力される信号を表示する表示装置5を備えたフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムであって、撮像装置6が概ね2種類のガンマカーブ特性を持ち、前記ガンマカーブ特性データを記録装置で記録し、再生装置3で抽出し、そのデータに応じて、特性変換装置7で再生画像のガンマカーブ特性を切換えて、表示装置5に出力する。

Description

明細書特性補正装置技術分野

本発明は、撮像信号の特性を補正する特性補正装置、撮像 ·再生システム、特性補正方法、そのプログラム、記録媒体に関するものである。背景技術

通常のテレビ放送等に使われる信号（以下、ビデオ信という。）を使用して記録，再生するシステムを図 1 1に示す。図 1 1において、 1 0 1は撮像装置、 1 0 2は記録装置、 1 0 3は再生装置、 1 0 5は表示装置である。撮像装置 1 0 1は、一般的には、テレビカメラ、またはビデォカメラと呼ばれるものであり、ビデオ信号を出力する。記録装置 1 0 2は、撮像装置 1 0 1の出力信号を記録する VTR (V i d e o T a e R e c o r d e r ) またはディスクレコーダであり、再生装置 1 0 3は、記録装置 1 0 2において記録された記録媒体の情報に応じて信号を再生する。表示装置 1 0 5は、再生装置 1 0 3からの出力信号を表示させる。また、表示装置 1 0 5は、撮像装置 1 0 1からの信号を直接表示することもある。

一方近年 HD (H i g h D e f i n i t i o n) 放送機器の進展により映画を電子化するニーズが増加してきている。つまりフィルムに記録するための映像信号（以下、フィルム信号という。）をビデオテープ等に記録する電子シネマシステム等への需要が増加している。そのため、図 1 1に示す撮像装置 1 0 1には、フィルム信号とビデオ信号の両方に対応することができる機能が要求されてきている。このようなニーズに対応するため、撮像装置 1 0 1においては、撮像した映像がフィルム信号として出力されるための変換がなされている。

以下従来のフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムの動作について図 1 1、図 1 2を用いて説明する。

図 1 1のシステム構成において、通常のテレビ放送等に使われるビデォ信号を処理する場合、撮像装置 1 0 1は、 HD方式であれば、 1 08 0/60 i ( i ：インターレース、以下 i と表示）または 720Z60 p (p ：プログレツシブ、以下 pと表示）のフォーマツトの撮像信号を出力する。撮像信号 1 0 1の出力側に接続される、記録装置 1 0 2、再生装置 1 0 3、及び表示装置 1 0 5も撮像装置 1 0 1の撮像信号のフォ一マットに合った方式に対応している。フィールド周波数は、走査方式 ( iまたは P) による違いはあるが、基本的に 6 OH zに固定されている。

また、ガンマ特性に関しては、図 1 2に示すビデオ信号用ガンマカーブ（放送カメラ用ガンマカーブ）が使用される。図 1 2において、入力光量 1 00 %というのは撮像装置 1 0 1の出力信号のレベルとして 1 0 0 I RE (0. 7 P PV) (出力信号レベルについては 0. 7VP Pを 1 00%とし 1 00 I REと表記する。' ) の値が出る入力光量である。ビデォ信号用ガンマカーブはこのように仕様が決められている（放送カメラの規格： I TU— R BT 70 9) 。また、肌色のレベルが 60から 70 I REとなるように撮像装置 1の絞り調整が行われる。図 1 3 (a ) は、このようなビデオ信号用ガンマカーブを使用した撮像装置 1 0 1 の出力を放送カメラ用ガンマカーブの仕様に基づいた C RTモニタ等の表示装置 1 0 5で見たときの状態を示す。

一方、図 1 1に示すシステムにおいてフィルム信号を処理する場合、撮像装置 1 0 1においては、基本的にはフレーム周波数は 2 4 H z (映画のフレーム周波数）であり、走査方式は 2 4 p (2 4 p r o g r e s s l v e l y— s c a n n e d s ι g n a 1 ) であ。さらに、フィルムカメラと同様に可変速の撮像を実現する為には、さまざまなフレームレートの撮像信号を得ることが要求される。また、その場合は、その撮像装置 1 0 1の出力側の、記録装置 1 0 2、再生装置 1 0 3、表示装置 1 04においても、そのさまざまなフレームレートへの対応が必要となる。これに対して、本出願人により出願された特開 2 0 0 2— 1 5 2 5 6 9号公報において、従来のビデオ用撮像装置を使用して、上記のさまざまなフレームレートへ対応するための処理が提案されている。この提案により、可変フレーム周波数に対しては処理が容易となっている。

また、撮像装置 1 0 1を使用してフィルム信号を生成する場合は、広いダイナミックレンジにおいて階調性を確保することが撮像装置 1 0 1 に要望される。そのため、図 1 2に示すように、従来のビデオ信号用のガンマカーブ特性を使用して補正する代わりに、フィルム信号用のガンマカーブ特性を使用して、ダイナミックレンジ内の全ての信号階調がほぼ線形的に変換される動作が、近年のビデオカメラレコーダ等に導入されている。このようにして得られた信号は、最終的にフィルムにレコーディングされる際にフィルムの特性に合った変換テーブルを介してフィルムに記録される。

以上のように、ビデオ信号を処理する撮像信号記録再生システムを用いても、その一部を改変することによりフィルム信号のための撮像信号記録再生システムを構成することが可能となっていた。

しかしながら上記従来の撮像信号記録再生システムにおいては、撮像装置 1 0 1がフィルム信号を出力する場合は、撮像装置 1 0 1力 S、ダイナミックレンジ内の全ての信号の階調をほぼ均一に確保するガンマカーブ特性（図 1 2のフィルム信号用ガンマカーブを参照。）を使用する為、図 1 3 ( b ) に示すようにビデオ信号を出力した場合と比べ、表示装置 1 0 5で再生される撮像信号が全体的に暗く、ローコントラストの画像となってしまう。例えば、入力光 1 0 0 %に対して出力信号のレベルは 5 0〜 6 0 I R Eであり、人の顔の肌色のレベルは 3 0〜 4 0 I R E となってしまう。このため撮像信号の確認がやりにくいという問題点がめつ 7こ。発明の開示

本発明は以上の課題を鑑み、撮像装置 1 0 1がフィルム信号を出力する場合でも、モニターで確認しやすい画像を提供することができる、特性補正装置、撮像 '再生システム、特性補正方法、そのプログラム、記録媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第 1の本発明は、第 1の撮像信号を第 2 の撮像信号に補正するための補正情報が格納された記憶部と、

前記補正情報を利用して、入力された前記第 1の撮像信号を前記第 2 の撮像信号に補正するために所定の特性を補正する補正部とを有する特性補正装置である。

第 2の本発明は、前記第 2の撮像信号を表示するための表示装置において、前記第 1の撮像信号を表示した場合よりも、前記第 2の撮像信号を表示した場合の方が鮮明な画像が得られる程度に、前記第 1の撮像信号に関連する撮像情報に応じて、前記所定の特性の補正がなされる、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 3の本発明は、前記所定の特性は、撮像装置において入射光量と出力信号との関係を決定するガンマ特性である、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 4の本発明は、前記第 1の撮像信号はフィルム用のガンマ特性を有する撮像信号であり、前記第 2の撮像信号は、所定のガンマ特性を有する撮像信号であり、

前記所定のガンマ特性は、撮像の際に使用される任意の入射光量において、前記フィルム用のガンマ特性から得られる出力信号より大きく、ビデオ用のガンマ特性から得られる出力信号以下の信号が得られるガンマ特性である、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 5の本発明は、前記補正情報は、前記第 1の撮像信号を前記第 2の撮像信号に一対一に対応させて補正するためのテーブルまたは数式である、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 6の本発明は、前記所定のガンマ特性の、その信号出力が所定値を越える領域において、前記信号出力に対するビット割り当てが、前記所定値以下の領域における前記信号出力に対するビット割り当てよりも多 <、

前記所定値は、前記ビデオ用のガンマ特性における、ニーポイントの信号出力値または I TU— R BT 70 9規格において 1 00%の信号出力が得られる値である、第 4の本発明の特性補正装置である。

第 7の本発明は、前記所定のガンマ特性は、 I TU— R B T 70 9 規格において、前記第 1の撮像信号の 50〜 60 %のレベルの信号が実質上 80%以上のレベルの信号に補正されたものである、第 4の本発明の特性補正装置である。

第 8の本発明は、前記所定のガンマ特性は、 I TU— R B T 70 9 規格において、前記第 1の撮像信号の 30〜40%のレベルの信号が 6 0〜 70%のレベルの信号に補正されたものである、第 4の本発明の特性補正装置である。第 9の本発明は、前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記第 2の撮像信号に補正して出力するか、または前記第 1の撮像信号をそのまま出力する、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 1 0の本発明は、前記補正情報には、前記第 1の撮像信号を、特性の異なる複数のガンマ特性を有する第 2の撮像信号に補正するための情報が含まれており、

前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記複数のガンマ特性のいずれかに基づいて、前前記第 2の撮像信号が得られる、第 4の本発明の特性補正装置である。

第 1 1の本発明は、前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記第 2の撮像信号とともに前記第 1の撮像信号に関する情報を出力する、第 1の本発明の特性補正装置である。

第 1 2の本発明は、前記補正は、（ 1 ) R、 G、 Bごと、（2 ) Y、 P b、 P r ごと、（3 ) Y、 P b、 P rのうちの Yのみ、の少なくともいずれかによりなされる、第 4の本発明の特性補正装置である。

第 1 3の本発明は、撮像されるべき対象を撮像して第 1の撮像信号を出力する撮像装置と、

前記撮像装置から出力された第 1の撮像信号が入力される、第 1の本発明の特性補正装置と、

前記第 2の撮像信号を表示するための表示装置と、を備える撮像 ·再生システムである。

第 1 4の本発明は、撮像信号を色補正する色補正装置をさらに備え、前記色補正装置は、前記特性補正装置から出力された前記第 2の撮像信号を利用して、前記特性補正装置に入力される前記第 1の撮像信号を色補正する、第 1 3の本発明の撮像 '再生システムである。

第 1 5の本発明は、記憶部に格納された、第 1の撮像信号を第 2の撮像信号に補正するための補正情報を利用して、入力された前記第 1の撮像信号を前記第 2の撮像信号に補正するために所定の特性を補正する特性補正方法である。

第 1 6の本発明は、第 1の本発明の特性補正装置の、前記補正情報を利用して、入力された前記第 1の撮像信号を前記第 2の撮像信号に補正するために所定の特性を補正する補正部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

第 1 7の本発明は、第 1 6の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1でのフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムの構成を示すプロック図である。

図 2は、本発明の実施の形態 1における表示装置 5での画像の出力例を示す表示画像図である。

図 3は、本発明の実施の形態 2でのフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムの構成を示すプロック図である。

図 4は、本発明の実施の形態 2における撮像装置 6が備えるガンマ力ーブ特性の 1例を示す特性図である。

図 5は、本発明の実施の形態 2における特性変換装置 7の内部構成の 1例を示すプロック図である。

図 6は、本発明の実施の形態 2における表示装置 5での画像の出力例を示す表示画像図である。

図 7は、本発明の実施の形態 3でのフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムの構成を示すプロック図である。図 8は、本発明の実施の形態 3における撮像装置 1 0が備える複数種類のフィルム用ガンマカーブ特性の 1例を示す特性図である。

図 9は、本発明の実施の形態 3における撮像装置 1 0が備える複数種類のフィルム用ガンマカーブ特性の 1例を示す特性図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 3における表示装置 1 2での画像の出力例を示す表示画像図である。

図 1 1は、従来のフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムの構成を示すブロック図である。

図 1 2は、ビデオ用及びフィルム用ガンマ特性の説明図である。

図 1 3は、従来のフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムにおける表示装置 5での画像の出力例を示す表示画像図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 4の撮像 ·再生システムの構成図である。

図 1 5は、本発明による撮像装置のフィルム γ特性からビデオ γ特性に変化する方向を示す図である。

図 1 6は、本発明による γ特性補正装置の入出力特性の特性図である _c 図 1 7は、本発明による γ特性補正装置の例を示す図である。

図 1 8は、本発明による γ特性補正装置の例を示す図である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 4の撮像 ·再生システムの別の構成図である。

(符号の説明）

1， 6， 1 0 撮像装置

2 記録装置

3 再生装置

4， 7 , 1 1 特性変換装置 5 , 1 2 表示装置

8 ガンマ変換回路

9 切り換え回路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図面を用いて説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は本発明の実施の形態 1における撮像 ·再生システムの構成を示すブロック図である。

図 1において、 1は種々の撮像信号を出力する撮像装置、 2は前記撮像装置の出力信号を記録する記録装置、 3は記録装置 2の出力信号を再生する再生装置、 4は再生装置 3の出力信号の特性を切換える、本発明の特性補正装置の一例である特性変換装置、 5は特性変換装置 4の出力信号を表示する表示装置である。特性変換装置 4は、撮像装置 1の撮像状態に基づいて決定されるゲインァップ量に応じたノイズ低減量を記憶する記憶部 2 0とノイズ低減処理を行う補正部 2 1を内部に有している _c 図 1 1に示す従来例と構成上違うのは、構成要素として上記の構成の特性変換装置 4が追加されている点である。

以上のように構成された実施の形態 1による撮像 ·再生システムの動作について、以下説明する。

撮像装置 1は、フィルム信号またはビデオ信号として種々の撮像信号 S 1を出力する。撮像装置 1が従来例の撮像装置 1 0 1 と違うのは、撮像状態を示す撮像情報信号 a 1 も撮像信号 S 1 と同時に出力する点である。このような撮像情報信号 a 1としては、例えば、ゲインアップ情報が挙げられる。記録装置 2は、撮像装置 1からの撮像信号 S 1及び撮像情報信号 a 1をそのまま記録する。再生装置 3は、記録装置 2からの記録信号 S 2を受け、撮像信号自体を再生し、本発明の第 1の撮像信号の一例である再生信号 S 3を出力すると共に、撮像情報信号 a 1を抽出し、撮像情報信号 a 1に基づいたコントロール信号 b 1を、特性変換装置 4へ出力する。

特性変換装置 4において、補正部 2 1は、入力されたコントロール信号 b lに基づき、記憶部 2 0に格納されたノイズ低減量を利用して、入力される再生装置からの再生信号 S 3の特性を変換して、本発明の第 2 の撮像信号の一例である出力信号 S 4として表示装置 5へ出力する。本実施の形態においては、特性変換装置 4は、コントロール信号 b lに含まれるゲインァップ情報に基づいて、ゲインアップ量に応じたノイズ低減処理を行う。表示装置 5は従来例と同様に入力される信号を忠実に表示する。本実施の形態による、表示装置 5での画像の出力例を図 2に示す。

図 2 ( a ) は、撮像装置 1が撮像する被写体の画像の例を示しており、非常に暗い状態の画像を示す。この被写体を撮像装置 1においてゲインアップ（例えば 3 6 d Bアップ）して撮像し、図 1 1に示す従来例の場合と同様にその再生信号をそのまま表示装置 5に表示した場合の画像を図 2 ( b ) に示す。ゲインアップにより、画像全体が明るくなるため、被写体の確認もできるが、同時にノイズも強調され、全体的に不鮮明な画像となる。それに対し、本実施の形態の撮像 '再生システムにおいては、撮像状態（ゲインアップ 3 6 d Bという撮像情報信号 a 1 ) に応じ、特性変換装置 4で特性を切換える。すなわち、特性変換装置 4においては、ゲインアップのレベルに応じて、ノイズの低減量が選択されるその結果、表示装置 5においては、ノイズ低減が最適化された鮮明な画像を得ることができる。ここで、ノイズ低減処理は、特に静止画であればフィールドの加算等により、比較的簡単な処理で実現できる。

以上のように本発明の実施の形態 1の撮像 ·再生システムによれば、撮像装置 1で撮像された信号が、撮像情報信号 a 1に応じて、特性変換装置 4によりその特性が変換されて表示装置 5に出力することが可能であり、どのような撮像状態でも、表示装置 5において比較的最適な状態で表示すること、あるいは画像確認をすることが可能となる。

なお、本実施の形態において、撮像情報信号 a 1はゲインアップ以外の情報であってもよく、ディテール処理のゲイン、周波数等に関する情報であってもよく、その場合も、これらの撮像情報信号 a 1に応じてノィズの低減がなされれば、上記と同様の効果を得ることができる。その場合は、特性変換装置 4の記憶部 2 0には、各撮像情報信号 a 1に対応したノイズ低減の情報が格納されている。

さらに、特性変換装置 4において、ノイズの低減以外の処理が撮像情報信号 a 1に応じてなされてもよい。その場合は、特性変換装置 4の記憶部 2 0には、各撮像情報信号 a 1に対応した各処理に関する情報が格納されている。

また、撮像情報信号 a 1は、撮像装置 1から出力されなくても、記録装置 2において記録された撮像信号から、再生装置 3が撮像状態（例えば、ノイズの量等）を抽出して撮像情報信号 a 1 とすることも考えられる。そのような場合も上記と同様の効果を得ることができる。

また、実際のシステムで使用する撮像記録データを、特性変換装置 4 より得られる信号で置換えて使うようにすることにより、高画質、高性能な撮像記録信号にできることは言うまでもない。

(実施の形態 2 )

図 3は、本発明の実施の形態 2の撮像 ·再生システムの構成を示すブ口ック図である。図 3において、 6は種々の撮像.信号を出力する撮像装置、 2は撮像装置 6の出力信号を記録する記録装置、 3は記録装置 2の出力信号を再生する再生装置、 7は再生装置 3の出力信号の特性を変換する、本発明の特性補正装置の一例である特性変換装置、 5は特性変換装置 7の出力信号を表示する表示装置である。特性変換装置 7の内部には、ガンマ変換回路 8と、切換え回路 9を有している（図 5参照）。ガンマ変換回路 8 は、入力された信号のガンマカーブ特性を変換するためのもの回路あり、切換え回路 9は、コントロール信号 b 1に応じて入力された信号をそのまま出力する力、、ガンマ変換回路 8を経由して出力させるかを切り替えるための回路である。本実施の形態 2が実施の形態 1 と違うのは、撮像装置 6が、フィルム用とビデオ用の概ね 2種類に分類できるガンマ力ーブ特性を備えている点と、特性変換装置 7が全てのガンマカーブ特性を概ね 1種類のガンマカーブ特性へ変換するガンマ特性変換部を備えている点である。その他の構成要素の装置については同様であり、そのその説明を省略する。

以上のように構成された本発明の実施の形態 2による撮像 ·再生システムの動作について、図 4，図 5，図 6を用いて以下に説明する。

図 4は、撮像装置 6が備える概ね 2種類のガンマカーブ特性の 1例を示す特性図である。図 4の上方に位置するカーブは、ビデオ信号用のガンマカーブ特性であり、下方に位置するカーブは、フィルム信号用のガンマカーブ特性である。

図 5は、特性変換装置 7の内部構成の 1例を示すプロック図であり、 8はガンマ変換回路、 9は切換え回路である。ガンマ変換回路 8は、内部に記憶部 3 0および補正部 3 1を備える。記憶部 3 0には、撮像情報信号 a 1に応じて、ガンマカーブ特性を変換するための情報が格納されている。補正部 3 1は、記憶部 2 0に格納されているガンマカーブ特性にを利用して入力される信号のガンマ特性を変換する。

撮像装置 6がその撮像信号 S 1 としてビデオ信号を出力するモードである場合、様々な被写体が撮像された入力信号は、図 4に示すビデオ信号用ガンマカーブ特性に基づいて変換され、ビデオ信号として撮像装置 6から出力される。このとき、撮像信号 S 1 とともに、撮像情報信号 a 1 としてガンマ情報が出力される。このときのガンマ情報には、撮像装置 1が種々のガンマカーフ特性のうちのビデオ信号用'ガンマカーブ特性に分類されるガンマカーブ特性を使用していることを示す情報が含まれている。そして、撮像装置 6がフィルム信号を出力するモードである場合、撮像された入力信号は、図 4に示すフィルム信号用ガンマカーブ特性に基づいて変換され、撮像信号 S 1はフィルム信号として撮像装置 6 から出力される。このとき、撮像信号 S 1 とともに、撮像情報信号 a 1 としてガンマ情報が出力される。このときのガンマ情報には、撮像装置 1が種々のガンマカーブ特性のうちフィルム信号用ガンマカーブ特性に分類されるガンマカーブ特性を使用していることを示す情報が含まれている。

再生装置 3では、実施の形態 1の場合と同様に、記録信号 S 2が入力されて、本発明の第 1の撮像信号の一例である再生信号 S 3を出力すると共に、記録信号 S 2から抽出したガンマ情報をコントロール信号 b 1 として特性変換装置 7へ出力する。特性変換装置 7において、コント口ール信号 b 1に含まれる情報がビデオ信号用ガンマカーブ特性を示しているとき、切換え回路 9は、入力された再生信号 S 3がガンマ変換回路 8を経由せずにそのまま出力される経路を選択し、コントロール信号 b 1に含まれる情報がフィルム信号用ガンマカーブ特性を示しているとき、切換え回路 9は、入力された再生信号 S 3がガンマ変換回路 8を経由して出力される経路を選択する。ガンマ変換回路 8は、図 4に示す、フィルム信号用ガンマカーブ特性が概ねビデオ信号用ガンマカーブ特性に近づくような変換特性を持つ。つまり、特性変換装置 7に入力される再生信号 S 3がビデオ信号であつても、フィルム信号であっても、特性変換装置 4は、ビデオ信号用ガンマカーブ特性を有する信号（すなわちビデオ信号）として、再生信号 S 3をそのまま、または変換して、本発明の第 2の撮像信号の一例である出力信号 S 4として表示装置 5へ出力する。撮像装置 1から出力された撮像信号がビデオ信号であれフィルム信号であれ、表示装置 5では、ビデォ信号の階調で撮像信号が再現される。図 6 ( a ) ， ( b ) は、表示装置 5における表示画面の 1例を示す。図 6 ( a ) はフィルム信号出力モードで撮像したものを、ガンマ変換回路 8を通さずに表示させた場合の表示装置 5の画面を示す。この画面は、従来技術における画面（図 1 3 ( b ) ) と同一であり、全体的にローコントラストな表示画像である c これに対し、本実施の形態の撮像 ·再生システムを使用した場合は、フイルム信号出力モードで撮像された信号でも、ビデオ信号として撮像されたものと同様な特性にガンマ変換される為、図 6 ( b ) に示すようなコントラストの高い画像を得ることができる。

このように本実施の形態 2によれば、撮像装置 1をビデオ信号用とフイルム信号用で兼用することができると共に、特にフィルム信号の表示の時に問題になるローコントラストな画像をガンマ変換でほぼビデオ用ガンマ特性に変換することにより、通常のビデオ信号用モニターに鮮明に表示ができ、画像の確認が容易となる。また、撮像 ·再生システム全体もビデオ信号用として、またフィルム信号用として兼用することができる。

(実施の形態 3 )

図 7は本発明の実施の形態 3における撮像 ·再生システムの構成を示すブロック図である。図 7において、 1 0は種々の撮像信号を出力する撮像装置、 2は撮像装置 1 0の出力信号を記録する記録装置、 3は記録装置 2の出力信号を再生する再生装置、 1 1は再生装置 3の出力信号の特性を変換する特性変換装置、 1 2は特性変換装置 1 1の出力信号を表示する表示装置である。本実施の形態 3が実施の形態 1及び 2の撮像 · 再生システムと大きく違うところは、表示装置 1 2がガンマデータを表示する点であり、その他の構成要素の装置については同じであり、その動作も同様な動作である。

以上のように構成された実施の形態 3の撮像 ·再生システムの動作について、図 8，図 9，図 1 0を用いて以下説明する。

図 8及び図 9は、複数種類のフィルム信号用ガンマカーブ特性の 1例を示し、図 8は概ね基本となるフィルム用ガンマカーブ特性 γ 1を基準に全体のトーンを変えた特性 γ 1 — 1、 7 1 - 2等を示し、図 9は基本特性 γ 1から、高輝度部の再現範囲を変えた γ 1— 3、 y 1 一 4等を示している。この特性変化により、撮像，記録されたデータから最終フィルムへ変換された時に、微妙にその階調及び色合いの再現特性が変わるフィルム信号モードにおける撮像の場合は、その芸術性から、各シーンあるいはカット毎に撮像特性（ガンマカーブ特性等）を頻繁に変えることが多く、編集、フィルムへのレコーディングにおいてもその映像を確認しながら、その特性に応じた処理、対応が成される。故に、その撮像シーン、あるいは力ット毎のガンマカーブ特性データは作品作りの為の編集、フィルムレコーディング処理において非常に重要な情報となる。本実施の形態の撮像 ·再生システムによれば、このガンマカーブ特性データ（図 7の c l ) を特性変換装置 1 1から、各出力画像にあったタィミングで表示装置 1 2へ出力し、表示装置 1 2でそのデータを表示するようにしている。この場合の表示例を図 1 0に示す。図 1 0 ( a l ) はフィルム信号用ガンマカーブ特性 γ 1 一 1で撮像された信号が特性変換装置 7でガンマ変換されていない場合の表示を示し、図 1 0 ( a 2 ) は、フィルム信号用ガンマカーブ特性 γ 1— 2で撮像された信号が特性変換装置 7でガンマ変換されていない場合の表示を示している。本実施の形態 3では、実施の形態 2と同様に、これらの撮像信号が特性変換装置 1 1でガンマ変換され、ビデオ信号モードで撮像されたものと同様な特性にガンマ変換される為、図 1 0 ( c ) 、 ( d ) に示すようなコントラストの高い画像を得ることができる。かつ、撮像装置 1 0での撮像時のガンマ特性を示す文字が同時に表示装置 1 2の画面に表示される。

このように本実施の形態 3によれば、特にフィルム信号の表示の時に問題になるローコントラストな画像をガンマ変換でビデオ信号のガンマカーブ特性に近い特性に変換することにより、通常のビデオ用モニターで表示ができ、 '良好な表示、確認ができると共に、撮像時のガンマ特性を示す情報も同時に確認することができ、フィルムの編集、処理において非常に重要な情報を得ることができる。

ところで、図 4に示すビデオ信号用ガンマカーブ特性は、入力光量 1 0 0 %のときの出力信号レベルが 1 0 0 1 R Eに対応する。入力光量が 1 0 0 %を超える領域においては、ビデオ信号用ガンマカーブの傾きは、徐々に 0に近づく。また、出力信号レベルが 1 0 0 I R Eを越える領域において、図 1 5に示すように所謂ニー処理により、 .入力光量 6 0 0 %程度まで、グラフの傾きを小さくし、入力光量に対する信号出カレべルの変化を圧縮する場合もある。しかし、いずれの場合においても、 0 から 1 0 9 I R Eまでの出力信号レベルにおいて均等にビットカ S割り当てられていると、出力信号が 1 0 0 I R Eを越える領域においては、入力光量のダイナミックレンジが大きくても、相対的に出力信号の変化量が少なくなつてしまう。すなわち、入力光がビデオ信号を撮像するときの 5倍以上の光が入力されても、分解能がほとんど再現せず、白の部分のグラデーションが平坦となって（いわゆる白詰まりとなり）グラデーションがほとんど再現されないこともある。

そこで、そのような問題を解決するために、出力信号レベルが 1 0 0 I R Eを越える領域、または、図 1 5に示すようにニーポイントを越える領域においては、ビット割り当てを他の領域よりも多くしておく。すなわち、入力光量 1 0 0 %が越える領域で入力光量が変化しても、その変化が出力信号に反映される程度に、ビット割り当てを多くすればよレ、。

あるいは、 0から 1 0 9 I R Eまでの出力信号レベルにおいて均等にビットが割り当てられていても、記録装置 2以降または、記録再生装置 4 2以降で処理されるビット数を、撮像装置 1、 6、 4 1で処理されるビット数以上にすることによつても解決することができる。特に、特性変換装置 7、 1 1、もしくはガンマ特性補正装置 4 3における処理ビット数を撮像装置 1、 6、 4 1で処理されるビット数以上にすることが好ましい。

なお、文字情報は表示装置 1 2に直接入力するのでなく、再生装置 3 で検出後、特性変換装置であらかじめ画像にミックスしておいてもいいことは言うまでもない。

また、本実施の形態 3では、フィルム用のガンマ特性についてのみ説明したが、同様にビデオ用ガンマ特性を画作りの為に種々に変えた時も、そのガンマ値を表示することができ、同様な効果を得ることができることは言うまでもない。

(実施の形態 4 )

図 1 4は、は本発明の実施の形態 4を示すシステム構成図である。本実施の形態は実施の形態 2の変形例である。 4 1は撮像装置、 4 2は記録再生装置、 4 3は本発明の特性補正装置の一例であるガンマ特性補正装置、 44は第二の記録再生装置、 4 5は（色補正） ·表示装置、 4 6 は記憶装置、 4 7は外部制御コンピュータ、 4 8， 49は入力経 "路選択装置である。

図 1 4において、撮像装置 4 1は、所謂テレビカメラ、ビデオカメラと言われるものであり、通常の映画撮影用に設定されたフィルム制作目的の従来より広いダイナミックレンジを有するガンマ特性を持った信号 (フィルム信号）を出力する。このフィルム信号を記録再生装置 42を介した後、あるいは撮像装置 4 1の出力をそのままガンマ特性補正装置 4 3に供給する。入力経路選択装置 48は、入力経路選択装置 48により入力信号を選択し：フィルム信号を種々のバリエーションを有するビデォ信号に変換補正を行う物で、出力表示の種類毎に補正値を記憶できる記憶装置 4 6を有している。また外部制御機器である外部制御コンビユータ 4 7とも接続が可能になっており、表示毎の最適ガンマ特性補正値、あるいは特殊効果を持たせるためのガンマを決める為の実験検証が容易に出来るようになつていて、表示装置 4 5の個別のばらつきによる補正値を実験検証して簡単に絞り込むことができる。ガンマ特性補正装置 4 3は、特殊効果をねらった場合を除くと、入力経路選択装置 48にて選択された信号を通常の場合は撮像装置 4 1のビット処理数以上のビット数で信号処理する。ガンマ特性補正装置 4 3の詳細を図 1 7に示す _c 図 1 7において、 3 1は S D I (S e r i a l D i g i t a l I n t e r f a c e ) (丫，？ 15，？ 1" ) から1 ， 0, Bへ変換するための変換装置、 3 2は揮発性メモリを有するガンマ特性補正用の補正装置、 3 3は R， G， Bから S D I (Y， P b， Ρ r ) へ変換するための変換装置、 3 5は尺， G， B各色の階調表示装置、 3 6は0 ?11、 3 3 6 は不揮発性記憶装置、 3 7は外部制御端子 I O I /F (この場合は R S 2 3 2 C、もちろん I E EE 1 3 94や U S Bも可能）。

図 1 7において入力信号は通常は R， G、 Bか Y， P b， P rの形態で供給されるが S D I を用いることが多いのでこの例では Y， P b, P rの場合を記載している。

この信号は、 R， G， B変換装置 3 1にて R， G， Bに変換される。但し、 RGBで入出力される場合は、変換装置 3 1 と変換装置 3 3は不要である。

変換装置 3 1の出力信号 R， G， Bは、ガンマ特性補正装置 3 2によつてガンマ特性の補正が行われる。その補正情報は、不揮発性記憶装置 3 36によって複数個のガンマ補正テーブルが各撮像情報信号 a 1に一対一に対応して記憶されており、その中の 1つのテーブルが撮像情報信号 a lに応じて C PU 3 6により取り出される。そして、各色階調補正装置 3 5において各色階調ごとの補正情報へと変換され、ガンマ特性補正装置 3 2において、 R， G， Bごとにガンマ特性の補正処理が加えられる。図 1 7に示す例では揮発性のメモリが使われているので電源をォフするとそのメモリ内容はリセットされる。もちろんこの部分を不揮発性メモリを使用してラスト設定を記憶することも可能である。ガンマ特性補正装置 3 2の出力は、変換装置 3 3により S D I (Y, P b， P r ) に変換され後段に供給される。外部制御端子 I O I ZF 3 7は外部制御コンピュータ 4 7に接続する物であり、外部制御コンピュータ 4 7 から得られた情報は不揮発性記憶装置 3 3 6に記憶される。

ガンマ特性補正テーブルは、表示装置 5、 1 2、 4 5のばらつきゃ特殊効果による影響を考慮して最適なテーブルである必要があるため、これらの影響を確認する実験を行い最適な補正テーブルが効率的に作成されている。

ガンマ特性補正装置 4 3の構成の別の例を図 1 8に示す。図 1 7に示す例との違いは、信号が Y， P b , P rの信号そのままで処理されているところである。さらにこの例の展開として Y， P b , P rのうち Υ信号のみにガンマ補正を加えるという簡易的な方法でも効果を得ることもありうる。

なお、図 1 4に示す、撮像 '再生システムにおいて、ガンマ特性補正装置 4 3の出力がそのまま（色補正） ·表示装置 4 5で再生される場合と、その状態を記録再生装置 4 4で記録してガンマ特性補正装置 4 3の出力側でビデオ映像用に色補正される場合がある。色補正された信号は、このようにして入力経路選択装置 4 9によりガンマ特性補正装置 4 3 の出力か記録再生装置 4 4の出力経路の信号のどちらかが選択され、（色補正） ·表示装置 4 5に供給され映像再現される。また、記録再生装置 4 4から出力された信号が（色補正） ·表示装置 4 5において色補正される場合ももちろんある。（色補正） ·表示装置としては D L Ρシネマ用等に使用されるものが使用され、また入力経路選択装置 4 9の選択信号はどちらかの経路で色補正が加えられた後、放送用として使用される。

なお、色補正は、記録再生装置 4 4から出力された信号に基づいて、ダイナミックレンジが広いガンマ特性補正装置 4 3の入力側において、色補正装置 5 0によってなされることもある（図 1 9参照）。一般的に色補正は、ガンマ補正された後でないとレベルにより色が変わるので難しいが、本実施の形態の撮像 '再生システムによれば、高いコントラストの画像を確認しながら、色補正をすることができるので、ダイナミツクレンジが広い、ガンマ特性補正装置の入力側の信号を色補正することが可能となる。その結果、より精度が高い色補正をすることができる。また、ガンマ特性補正装置 4 3は、撮像装置 4 1、記録再生装置 4 2 、 4 4、あるいは（色補正） ·表示装置 4 5に組み込まれる場合もあり、その場合はシステム構成が簡単になる。

また、不揮発性記憶装置 3 3 6に記憶されるのは、テーブルではなく、数式であってもよい。その場合は、不揮発性記憶装置 3 3 6の記憶容量が小さくて済む。

ガンマ特性補正装置 4 3の推奨補正特性については、図 1 6に示すように（色補正） '表示装置 45が CRTディスプレイの場合、ガンマ特性補正装置 43の出力値における補正値が 0— 70 I REの領域では傾きが 2— 2. 5で徐々に増加する傾向にあり、 70 I RE以上の領域では徐々に傾きの増加が減衰し、 1 0 9 1 REで傾きが 1に近くなる特性である。図 1 6は、ガンマ特性補正装置 43の入出力特性において補正値が加わらないときを傾き 1 (45度）の直線とし、補正が加わるときの変化を変換特性例として示す。

図 1 6に示すように、フィルム信号をガンマ変換する場合のガンマ力ーブ特性とガンマ変換されない場合ではその傾きに約 2倍の差がある。詳細には、ガンマ特性補正装置 43の出力が 70 I REのあたりまでは、直線に比べて 2から 2. 6倍の傾きになり、 7 0 I REを越えるあたりから徐々に減少し、 1 0 9 1 REあたりで傾き 1に戻るカーブとなる c 傾きの変異はガンマカーブ特性におけるニーボイントをどの部分に設定する力、、あるいはマスター γの中心値（通常は CRTが 2. 2なのでその逆数の 0. 4 5であるが 0. 3から 0. 6 5の様に可変出来る）の設定により最適値が変化するようになっている。またニーポイントも 40 I REから上の方で設定できるので、補正値の傾きは 1から始まって 3. 8あたりまで変化する。

また、すべての実施の形態において、撮像状態を再生装置で検出してそれに応じて特性補正装置の特性を切換えるようにしているが、検出をなくし、手動で切換えるようにしてもいいことは言うまでもない。また、すべての実施の形態において、特性特性補正装置は、ブラウン管以外のプラズマディスプレイパネル，液晶等他の各表示装置のガンマ特性に応じて、ビデオ用及びフィルム用の場合にそれぞれに合う特性変換を行ってもいいことは言うまでもない。

また、すべての実施の形態において、特性補正装置を、各再生装置もしくは各表示装置に内蔵してもいいことは言うまでもない。

また、すべての実施の形態において、各撮像装置、各記録装置、各再生装置はカメラレコーダ等に代表されるように、一体化されたものであつてもいいことはいうまでもない。

また、本発明は前記撮像装置が通常のビデオ用ガンマカーブとして複数のガンマカーブである γ 1— 1， 1 - 2 , γ ΐ— 3 · ··と、フィルム用ガンマカーブとして複数のガンマカーブの γ 2— 1， ₇ 2 - 2 , γ 2 一 3…の概略 2種類に分類できる複数のガンマカーブを持ち、このような複数のガンマカーブを識別する情報をガンマ情報としてもよい。その場合、特性変換装置 7は、入力されたガンマ情報が γ 1の種類の時はそのままの状態で、 _Ί 2の種類の時は γ 1の種類と同様な特性になるように再生信号 S 3のガンマカーブ特性を変換してもよい。そのような場合でも上記と同様の効果を得ることができる。

なお、実施の形態 2〜4までの説明において、再生信号 S 3のガンマ特性を、フィルム信号用ガンマカーブ特性から、ビデオ信号用ガンマ力ーブ特性に変換する例を説明したが、フィルム用ガンマ特性からビデオ信号用ガンマカーブ特性の間の特性に変換してもよい。この場合、一例として、顔の肌色（入力光量が 3 0〜4 0 %に相当）を、 6 0〜7 0 I R Eの出力信号レベルに変換する特性が好ましい。また、 5 0〜6 0 % の入力光量を、 8 0 I R E程度以上に変換する特性も好ましい。そのような場合でも、コントラストが上昇するので上記と同様の効果を得ることができる。

また、以上までの説明において、各特性変換装置に入力されるのは、各再生装置からの出力であるとしてきたが、各記録装置からの出力でもよいし、各撮像装置からの出力であってもよい。すなわち、本発明の第

1撮像信号は、記録信号 S 2であり得るし、撮像信号 S 1でもあり得る c 尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の特性補正装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプ口グラムである。

又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の特性補正装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の全部又は一部の機能をコンビユータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。

尚、本発明の上記「一部の手段（又は、装置、素子等）」とは、それらの複数の手段の内の、一つ又は幾つかの手段を意味し、本発明の上記「一部のステップ（又は、工程、動作、作用等）」とは、それらの複数のステップの内の、一つ又は幾つかのステップを意味する。

又、本発明の上記「手段（又は、装置、素子等）の機能」とは、前記手段の全部又は一部の機能を意味し、本発明の上記「ステップ（又は、工程、動作、作用等）の動作」とは、前記ステップの全部又は一部の動作を意味する。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様でめっても良い。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であつても良い。

又、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマツト、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

又、記録媒体としては、 R O M等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光 ·電波，音波等が含まれる。

又、上述した本発明のコンピュータは、 C P U等の純然たるハードウエアに限らず、ファームウェアや、 O S、更に周辺機器を含むものであつても良い。

尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

以上のように本発明によれば、撮像状態の情報により、特性を切換えて出力することが可能であり、どのような撮像状態でも比較的最適な状態での表示、あるいは画像確認ができると共に、高画質、高性能なフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムを構築できる。

また、本発明によれば、上記効果に加え、撮像装置をビデオ用とフィルム用で兼用することができると共に、特にフィルム用撮像信号の表示の時に問題になるローコントラストな画像をガンマ変換でビデオ用ガンマカーブ特性に近い特性に変換することにより、通常のビデオ用モニタ一で表示ができ、良好な表示、確認が可能となる。故にシステム全体もビデオ用、フィルム用で兼用することができ、所謂デジタルシネマシステムを現状のデジタルビデオシステムで構築することができ、ローコストなフィルム用撮像信号記録再生システムを提供できる。

また、本発明によれば、上記効果に加えさらに、撮像時のガンマ特性を示す情報も同時に確認することができ、ビデオ用ではもちろん、特にフィルム用編集、処理において非常に重要な情報を得ることができ、効率がよく、編集、画作りに最適なフィルムまたはビデオ用撮像信号記録再生システムを提供できる。産業上の利用可能性

撮像装置がフィルム信号を出力する場合でも、モニターで確認しやすい画像を提供することができる、特性補正装置、撮像 '再生システム、特性補正方法、そのプログラム、記録媒体を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1の撮像信号を第 2の撮像信号に補正するための補正情報が格納された記憶部と、

前記補正情報を利用して、入力された前記第 1の撮像信号を前記第 2 の撮像信号に補正するために所定の特性を補正する補正部とを有する特性補正装置。

2 . 前記第 2の撮像信号を表示するための表示装置において、前記第 1の撮像信号を表示した場合よりも、前記第 2の撮像信号を表示した場合の方が鮮明な画像が得られる程度に、前記第 1の撮像信号に関連する撮像情報に応じて、前記所定の特性の補正がなされる、請求項 1に記載の特性補正装置。

3 . 前記所定の特性は、撮像装置において入射光量と出力信号との関係を決定するガンマ特性である、請求項 1に記載の特性補正装置。

4 . 前記第 1の撮像信号はフィルム用のガンマ特性を有する撮像信号であり、前記第 2の撮像信号は、所定のガンマ特性を有する撮像信号であり、

前記所定のガンマ特性は、撮像の際に使用される任意の入射光量において、前記フィルム用のガンマ特性から得られる出力信号より大きく、ビデオ用のガンマ特性から得られる出力信号以下の信号が得られるガンマ特性である、請求項 1に記載の特性補正装置。

5 . 前記補正情報は、前記第 1の撮像信号を前記第 2の撮像信号に一対一に対応させて補正するためのテーブルまたは数式である、請求項 1に記載の特性補正装置。

6 . 前記所定のガンマ特性の、その信号出力が所定値を越える領域において、前記信号出力に対するビット割り当てが、前記所定値以下の領域における前記信号出力に対するビット割り当てよりも多く、

前記所定値は、前記ビデオ用のガンマ特性における、ニーポイントの信号出力値または I TU— R BT 70 9規格において 1 00%の信号出力が得られる値である、請求項 4に記載の特性補正装置。

7. 前記所定のガンマ特性は、 I TU— R B T 70 9規格において、前記第 1の撮像信号の 50〜60%のレベルの信号が実質上 8 0% 以上のレベルの信号に補正されたものである、請求項 4に記載の特性補正装置。

8. 前記所定のガンマ特性は、 I TU— R BT 709規格において、前記第 1の撮像信号の 30〜40%のレベルの信号が 6 0〜70% のレベルの信号に補正されたものである、請求項 4に記載の特性捕正装置。

9. 前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記第 2の撮像信号に補正して出力するか、または前記第 1の撮像信号をそのまま出力する、請求項 1に記載の特性補正装置。

1 0. 前記補正情報には、前記第 1の撮像信号を、特性の異なる複数のガンマ特性を有する第 2の撮像信号に補正するための情報が含まれており、

前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記複数のガンマ特性のいずれかに基づいて、前前記第 2の撮像信号が得られる、請求項 4に記載の特性補正装置。

1 1. 前記第 1の撮像信号の種類に応じて、前記第 2の撮像信号とともに前記第 1の撮像信号に関する情報を出力する、請求項 1に記載の特性補正装置。

1 2. 前記補正は、（ 1) R、 G、 Bごと、（2) Y、 P b、 P r ごと、（3) Y、 P b、 P rのうちの Υのみ、の少なくともいずれかによりなされる、請求項 4に記載の特性補正装置。