色ずれ映像信号の輪郭補正回路及び方法

【課題】カメラのレンズの色収差などによりＲＧＢ間のずれている部分では、映像信号によってはＲ＋ＧなどＲＧＢを混合した信号から輪郭補正信号を生成すると高周波成分がでてこなくなり、画像の鮮鋭感を増大させることができない場合がある。
【解決手段】色収差があるところではＧだけ、またはＲの混合比を減らした信号から輪郭補正信号を生成することで、レンズの色収差などによりＲＧＢ間でずれのある映像信号に対して、ＲＧＢを混合した信号から輪郭補正信号を生成する場合にも画像の鮮鋭感を増大させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの倍率色収差などが原因でＲＧＢ間の位相がずれて色ずれのある映像信号に対する輪郭補正を行う装置やシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラのレンズの倍率色収差（以下単に色収差と表記する）が原因で映像の中心部から離れるほどＲＧＢの信号どうしで、ずれてしまう現象がある。これはレンズの屈折率が光の波長によって異なるために起こる現象で、図８に示すようにレンズの中心部を通過する被写体の光はどの波長の光もまっすぐに進み、ＲＧＢで固体撮像素子に到達したところでの結像位置がずれることはほとんどない。しかし、レンズの端を通過する光はそれぞれの波長によって屈折の角度が異なるために図８の上のほうの丸のように固体撮像素子に到達したところでの結像位置がずれてしまう。そして、この現象は図９に示すようにレンズを中心に点対象にずれる性質を持っている。
【０００３】
一般にカメラでは映像の鮮鋭感を強調するために映像信号から高周波成分を取り出して元の映像信号に加算する輪郭補正という処理が行われる。そして、この高周波成分を取り出す信号にはＲＧＢの信号を混合した信号が用いられることがよくある。しかし、前述の色収差があるとＲＧＢ間の信号がずれているためにそのまま混合してしまうと、ＬＰＦの効果が生じ画面の端のほうでは十分な輪郭補正の効果が得られない。
【０００４】
これに対して、特許文献１では、画面の周辺部の輪郭補正量を増やすことで色収差により減衰した輪郭補正量を補うことが行われている。
【特許文献１】特開２００３−２３００５２号公報（段落番号［００５０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように画面の周辺部の輪郭補正量を増やすだけでは映像によっては全く意味をなさない場合がある。その場合について具体的に説明する。
説明に用いる映像信号はＧ信号に対するＲ信号の色ずれが色収差によって２画素あるとし、Ｇ信号とＲ信号を１対１の比率で加算して２で割った信号から輪郭補正信号を生成することとする。
【０００６】
図２は輪郭信号を抽出する輪郭補正信号生成回路の最も基本的な構成図である。図２において、２０１〜２０４は１クロック信号を遅延する遅延回路、２０５と２０７は信号を−１倍する乗算器、２０６は信号を２倍する乗算器、２０８は乗算器２０５〜２０７の出力信号を加算する加算器である。但し、１クロックの幅は固体撮像素子の画素の間隔と一致しているとする。
【０００７】
まず、色ずれがない場合の本来の輪郭補正の動作を図３を併用して説明する。画面の中心部ではＧ信号とＲ信号は、図３の信号（ａ）と信号（ｂ１）のようにずれていない。これらの信号を１対１の比で加算して２で割ると図３の信号（ｃ１）が得られる。この信号（ｃ１）を図２の輪郭補正信号生成部に入力すると、遅延回路２０１〜２０４で遅延されて乗算器２０５〜２０７に入力するための２クロックずつずれた信号が得られる。そしてこの２クロックずつずれた信号の真ん中の位置の信号すなわち遅延回路２０２の出力信号を乗算器２０６で２倍して残りの２つの信号をそれぞれ乗算器２０５及び乗算器２０７で−１倍して、加算器２０８で加算すると、図３の信号（ｄ１）が得られる。そして、この輪郭補正信号を図３の信号（ａ）に加算すると図３に信号（ｅ１）となり、元の信号が強調された信号が得られる。ここで、図３の信号（ａ）自身が高周波成分であり、その高周波成分が強調されるので、映像としては鮮鋭感が増えることになる。
【０００８】
次に色ずれがある場合の動作を輪郭補正信号の元になる信号源としてＲとＧを１対１の比で加算して２で割った信号を用いる場合について図４を併用して説明する。画面の端のほうはＧ信号とＲ信号は、図４の信号（ａ）と信号（ｂ２）のようにずれている。これらの信号を１対１の比で加算して２で割ると図４の信号（ｃ２）が得られる。この信号（ｃ２）を図２の輪郭補正信号生成部に入力すると、遅延回路２０１〜２０４で遅延されて乗算器２０５〜２０７に入力するための２クロックずつずれた信号が得られる。そしてこの２クロックずつずれた信号の真ん中の位置の信号すなわち遅延回路２０２の出力信号を乗算器２０６で２倍して残りの２つの信号をそれぞれ乗算器２０５及び乗算器２０７で−１倍して、加算器２０８で加算すると、図３の信号（ｄ２）が得られる。そして、この輪郭補正信号を図３の信号（ａ）に加算すると図３に信号（ｅ２）となり、元の信号は強調されず、映像として鮮鋭感を増やすことができていない。
【０００９】
本発明では以上のような色収差などによりＲＧＢどうしで映像信号がずれているときにも画面周辺部での鮮鋭感を増やすことのできる輪郭補正回路及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願第１の発明の輪郭補正回路は、画面の位置に対応した第１の映像信号に対する第２の映像信号のずれ量を生成するずれ量生成手段と、前記ずれ量が第１の所定の画素以上のときは０を前記第１の所定の画素以下のときは１から前記ずれ量を引いた値に第２の所定の値をかけたゲインを生成するゲイン生成手段と、前記第２の映像信号と前記ゲインを乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力と前記第１の映像信号を加算する加算手段と、前記加算手段の出力信号から高周波成分を取り出して輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、前記輪郭補正信号と前記第１の映像信号を加算する加算手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本願第２の発明の輪郭補正方法は、画面の位置に対応した第１の映像信号に対する第２の映像信号のずれ量を生成するずれ量生成工程と、前記ずれ量が第１の所定の画素以上のときは０を前記第１の所定の画素以下のときは１から前記ずれ量を引いた値に第２の所定の値をかけたゲインを生成するゲイン生成工程と、前記第２の映像信号と前記ゲインを乗算する乗算工程と、前記乗算工程の出力と前記第１の映像信号を加算する加算工程と、前記加算工程の出力信号から高周波成分を取り出して輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成工程と、前記輪郭補正信号と前記第１の映像信号を加算する加算工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上の本発明により、レンズの色収差などによりＲＧＢ間でずれのある映像信号に対して、ＲＧＢを混合した信号から輪郭補正信号を生成する場合にも画像の鮮鋭感を増大させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
説明に用いる映像信号はＧ信号に対するＲ信号の色ずれが色収差によって２画素あるとし、Ｇ信号とＲ信号を１対１の比率で加算して２で割った信号から輪郭補正信号を生成することとする。
【００１５】
図１は本発明の輪郭補正回路の構成図である。図１において、１０１は色収差量生成部、１０２はゲイン生成部、１０３は乗算器、１０４と１０６は加算器、１０５は信号の高周波成分を抽出する輪郭補正信号生成部である。
【００１６】
図１の輪郭補正回路について図５を併用して説明する。色収差量生成部１０１ではＧ信号に対するＲ信号のずれが２画素なので、２画素ずれているという信号をゲイン調整部１０２に送る。そしてゲイン調整部１０２では２画素ずれているのでゲインとして０を出力する。
【００１７】
Ｇ信号を図５の（ａ）に示すような２クロックごとに変化する信号とすると、Ｒ信号はＧ信号に対して２画素ずれているので図５の（ｂ２）の波形となる。そして、この信号（ｂ２）とゲイン調整部１０２から出力される０を乗算器１０３で乗算し、図５の信号（ｂ３）が得られる。そして、この信号（ｂ３）は加算器１０４にて信号（ａ）と加算され、信号（ｃ３）を得る。そして信号（ｃ３）は輪郭補正信号生成部１０５に入力され、図５の信号（ｄ３）が得られる。そして、この信号（ｄ３）を図３の信号（ａ）に加算すると図５に信号（ｅ３）となり、元の信号が強調された信号が得られる。ここで、図５の信号（ａ）自身が高周波成分であり、その高周波成分が強調されるので、映像としては鮮鋭感が増えることになる。なお、輪郭補正信号生成部１０５の構成は図２に示す通りで、その動作は背景の技術のところで述べた色ずれがない場合と全く同じ動作になるので、ここでの説明は省略する。
【００１８】
なお、本実施の形態では輪郭補正信号の生成回路は簡単な構成で説明したが、通常はゲインの調整をはじめ、映像信号の輝度や色などによる調整など様々な調整がなされた後、輪郭補正信号は映像信号に加算される。
【００１９】
また、本実施の形態の輪郭補正回路をカメラに適用するときは、図６に示すようにガンマ補正の前後に入れる場合が多い。
【００２０】
（実施の形態２）
図７は本発明の輪郭補正方法のフロチャートであり、以下にその処理手順を説明する。
実施の形態１で説明した信号と同じく、説明に用いる映像信号はＧ信号に対するＲ信号の色ずれが色収差によって２画素あるとし、Ｇ信号とＲ信号を１対１の比率で加算して２で割った信号から輪郭補正信号を生成することとする。
【００２１】
図７の輪郭補正方法について図５を併用して説明する。まずＧ信号に対するＲ信号のずれを求め、２画素という値を得る。Ｇ信号を図５の（ａ）に示すような２クロックごとに変化する信号とすると、Ｒ信号はＧ信号に対して２画素ずれているので１画素以上ということから信号２にかけるゲインとして０が得られ、信号２に０をかけて２画素ずれているので図５の（ｂ３）が得られる。そして、この信号（ｂ３）は信号（ａ）と加算され、信号（ｃ３）を得る。そして信号（ｃ３）に対して式［数１］で示す演算を行い、
−Ｚ⁺²＋２―Ｚ^-2 ―――［数１］
図５の信号（ｄ３）が得られる。そして、この信号（ｄ３）を図３の信号（ａ）に加算すると図５に信号（ｅ３）となり、元の信号が強調された信号が得られる。ここで、図５の信号（ａ）自身が高周波成分であり、その高周波成分が強調されるので、映像としては鮮鋭感が増えることになる。
【００２２】
なお、本実施の形態では輪郭補正信号の生成は簡単な演算で説明したが、通常はゲインの調整をはじめ、映像信号の輝度や色などによる調整など様々な調整がなされた後、輪郭補正信号は映像信号に加算される。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の輪郭補正回路または輪郭補正方法を用いることにより、ＲＧＢ間でのずれ、すなわち色ずれがあっても、ＲＧＢを混合した信号から輪郭補正信号を生成しても画面の端のほうで鮮鋭感を増加させることができるようになり、電子カメラなどの映像機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の輪郭補正回路の構成を示す図
【図２】基本的な輪郭補正信号生成回路の構成を示す図
【図３】通常の輪郭補正処理をしたときの入力信号の波形と信号の値を示す図
【図４】従来例の輪郭補正処理をしたときの入力信号の波形と信号の値を示す図
【図５】本発明の実施の形態の入力信号の波形と信号の値を示す図
【図６】本発明の輪郭補正回路を電子カメラに適用した場合の図
【図７】本発明の実施の形態の輪郭補正回路の構成を示す図
【図８】レンズの色収差を説明するための図
【図９】レンズの色収差を説明するための図
【符号の説明】
【００２５】
１０１色収差量生成部
１０２ゲイン生成部
１０３乗算器
１０４加算器
１０５輪郭補正信号生成部
１０６加算器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面の位置に対応した第１の映像信号に対する第２の映像信号のずれ量を生成するずれ量生成手段と、
前記ずれ量が第１の所定の画素以上のときは０を前記第１の所定の画素以下のときは１から前記ずれ量を引いた値に第２の所定の値をかけたゲインを生成するゲイン生成手段と、
前記第２の映像信号と前記ゲインを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の出力と前記第１の映像信号を加算する加算手段と、
前記加算手段の出力信号から高周波成分を取り出して輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、
前記輪郭補正信号と前記第１の映像信号を加算する加算手段と、
を具備することを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項２】
画面の位置に対応した第１の映像信号に対する第２の映像信号のずれ量を生成するずれ量生成工程と、
前記ずれ量が第１の所定の画素以上のときは０を前記第１の所定の画素以下のときは１から前記ずれ量を引いた値に第２の所定の値をかけたゲインを生成するゲイン生成工程と、
前記第２の映像信号と前記ゲインを乗算する乗算工程と、
前記乗算工程の出力と前記第１の映像信号を加算する加算工程と、
前記加算工程の出力信号から高周波成分を取り出して輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成工程と、
前記輪郭補正信号と前記第１の映像信号を加算する加算工程と、
を有することを特徴とする輪郭補正方法。

【図１】