(57)【要約】【課題】低周波数部分での擬似輪郭の発生を防止しつつ高周波数部分の十分な輪郭補償を可能にする。【解決手段】周波数検知部６４は、入力されたＹ信号から画像データの各画素の周波数を検知する。検知された画像データの周波数は輪郭補償部６６に送られる。輪郭補償部６６は、関数入力部６８から入力された補正量決定関数と各画素の周波数とに基づいて各画素の補正量を決定する。そして、決定した各画素の補正量を加算器４６に出力する。加算器４６では、画像信号変換回路４４から直接受入した輝度信号（Ｙ信号）に対し、輪郭補償部６６から加えられた各画素の補正量を加算し、その加算信号をＲＧＢ再変換回路４８に供給する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの周波数を検知する周波数検知部と、
画像データの周波数に対応する輪郭補正量を決定する補正量決定関数を入力する関数入力部と、
前記検知された画像データの周波数に対応する補正量を前記入力された補正量決定関数に従って決定し、前記決定された補正量を出力する輪郭補償部と、
前記画像データの各周波数成分に対応する補正量を加算する加算部と、
を備える輪郭補償装置。
【請求項２】
画像データの周波数を検知する周波数検知ステップと、
画像データの周波数に対応する輪郭補正量を決定する補正量決定関数を入力する関数入力ステップと、
前記検知された画像データの周波数に対応する補正量を前記入力された補正量決定関数に従って決定し、前記決定された補正量を出力する輪郭補償ステップと、
前記画像データの各周波数成分に対応する補正量を加算する加算ステップと、
を含む輪郭補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輪郭補償装置及び輪郭補償方法に係り、特に擬似輪郭発生を防止できる輪郭補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、十分な輪郭補正効果と、擬似輪郭の抑圧とを両立させることができ、より自然な形で画像の鮮鋭度及び解像度を改善する技術が様々開発されている。例えば特許文献１によると、直交高域濾波器、同相高域濾波器、波形合成器、減算器によりエッジ強調成分Ｓｇを得る。振幅調節器で、エッジ強調成分Ｓｇの振幅をパラメータγ（γはエッジ強調度合いの強弱に応じて可変）をスレッシュホールド値として調整し、その後、原信号Ｓａにエッジ強調成分Ｓｇを加算し、エッジ強調された信号を得る。
【特許文献１】特開平６−２０５２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
画像の解像感は、画像の細やかさ（解像度）及び画像の輪郭の明瞭さで決まる。解像度は十分あるが、輪郭の不明瞭な入力画像の輪郭を明瞭にするためには、輪郭補償を行う必要がある。従来の輪郭補償では、画像の周波数に関係なく、画像全体に一律な補正量の加算が行われている。こうすると、高周波数部分には解像感が出るが、低周波数部分には擬似輪郭が発生し、解像感はあるが自然界には無い輪郭が画像に付加され平面的で不自然な画像となってしまうという問題があった。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、低周波数部分での擬似輪郭の発生を防止しつつ高周波数部分の十分な輪郭補償を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題を解決するため、本発明に係る輪郭補償装置は、画像データの周波数を検知する周波数検知部と、画像データの周波数に対応する輪郭補正量を決定する補正量決定関数を入力する関数入力部と、検知された画像データの周波数に対応する補正量を入力された補正量決定関数に従って決定し、決定された補正量を出力する輪郭補償部と、画像データの各周波数成分に対応する補正量を加算する加算部と、を備える。
【０００５】
この発明によると、補正量決定関数に基づき、画像データの高周波数部分には十分な補正量が加算され、低周波数部分には擬似輪郭が発生しない程度の補正量が加算される。
【０００６】
本発明に係る輪郭補償方法は、画像データの周波数を検知する周波数検知ステップと、画像データの周波数に対応する輪郭補正量を決定する補正量決定関数を入力する関数入力ステップと、検知された画像データの周波数に対応する補正量を入力された補正量決定関数に従って決定し、決定された補正量を出力する輪郭補償ステップと、画像データの各周波数成分に対応する補正量を加算する加算ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によると、補正量決定関数に基づき、画像データの高周波数部分には十分な補正量が加算され、低周波数部分には擬似輪郭が発生しない程度の補正量が加算される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【０００９】
［概略構成］
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１０のブロック図である。カメラ１０の撮影レンズ１２は、１枚又は複数枚のレンズで構成され、単一の焦点距離（固定焦点）のレンズでもよいし、ズームレンズや望遠／広角の二焦点切替式レンズの如く焦点距離可変のものでもよい。
【００１０】
撮影レンズ１２及び絞り装置１４の動力源となるモータ１６は、モータドライバ１８により駆動され、モータドライバ１８はＣＰＵ２０によって制御される。撮影レンズ１２を通過した光は、絞り装置１４によって光量が調節された後、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ（以下、ＣＣＤという。）２２に入射する。なお、ＣＭＯＳセンサなど、他の方式の撮像素子を用いてもよい。
【００１１】
ＣＣＤ２２の受光面には、感光画素に相当するフォトセンサが平面的に配列されており、ＣＣＤ２２の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動信号発生部２４から加えられるリードゲートパルスによって垂直転送路に読み出された後、ＣＣＤ駆動信号発生部２４から加えられる垂直転送パルスによって水平転送路に転送され、水平転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。
【００１２】
ＣＣＤ２２は、各フォトセンサにおいて蓄積した信号電荷をシャッターゲートパルスによってドレイン部に掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。
【００１３】
ＣＣＤ２２から出力された画像信号は、アナログＬＳＩ２６に送られ、ここで、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われた後、Ａ／Ｄ変換部２８によりデジタル信号に変換される。
【００１４】
デジタル化された画像データは、カメラオートデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３０に送られる。カメラオートＤＳＰ３０は、バッファメモリ３２とＡＥ積算ブロック３４を有しており、Ａ／Ｄ変換後の画像データは、ＣＣＤデータとしてバッファメモリ３２に格納されるとともに、ＡＥ情報としてＡＥ積算ブロック３４に入力される。
【００１５】
ＡＥ積算ブロック３４にはモータドライバ１８からＡＦ情報が提供され、ＡＥ積算ブロック３４においてＡＥ情報とＡＦ情報からＡＥ演算が行われる。例えば、ＡＥ積算ブロック３４は、１画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎にＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を算出する回路で構成され、その算出結果（ＡＥ積算情報に相当）は、ＣＰＵ２０のメモリ３６に転送される。
【００１６】
カメラオートＤＳＰ３０のバッファメモリ３２に格納されたＣＣＤデータは、ＣＰＵ２０のメモリ３６に転送される。ＣＰＵ２０は、ＣＣＤデータとＡＥ積算情報から被写体輝度を測光検出し、露光連動範囲の測光を行う。
【００１７】
ＣＰＵ２０のメモリ３６に格納されたＣＣＤデータは、ＣＣＤ信号処理ＤＳＰ４０内の画像信号変換回路４４に提供される。画像信号変換回路４４は、受入したＣＣＤデータをＲＧＢの画像データに変換した後、更にそのＲＧＢ画像データから輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃｂ信号）を生成する。入力される１２ビットのＣＣＤデータは、オフセットや各色のゲイン調整などの処理によって１０ビットのデータに変換された後、ガンマ補正回路によって所望のガンマ特性となるように入出力特性が変更され、８ビットのデータに変換される。
【００１８】
画像信号変換回路４４から出力されたＹ信号は輪郭補償回路４５に入力される。輪郭補償回路４５における処理の詳細については後述する。
【００１９】
ＲＧＢ再変換回路４８は、輪郭補償回路４５から受入した輪郭補正後の輝度信号（Ｙ信号）と、画像信号変換回路４４から出力された色差信号（Ｃ信号）からＲＧＢデータを生成する。ＲＧＢ再変換回路４８において生成されたデータは、ＣＰＵ２０のメモリ３６に戻され、必要な処理によって表示用の信号に変換された後、表示部５０に出力される。表示部５０には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴその他の表示装置が用いられる。
【００２０】
図示せぬレリーズボタンの押下に応動して取得された画像データは、ＹＣ変換その他の必要な処理を経た後にメモリ３６に格納され、必要に応じて圧縮処理が行われた後、図示せぬ所定のインターフェースを介してメモリカード５２その他の記録媒体に格納される。
【００２１】
画像データを保存する手段として、例えばスマートメディア（Solid-State Floppy Disk Card）が適用される。記録メディアの形態は上記のものに限らず、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどでもよく、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合わせによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。異種、同種の記録メディアを問わず、複数の媒体を装着可能な構成にしてもよい。また、着脱式の外部メモリに代えて、又はこれと併用して、内蔵ハードディスクなどの内部メモリを用いてもよい。
【００２２】
再生モード時には、メモリカード５２から画像データが読み出され、伸張処理その他の必要な処理が行われた後、表示部５０に出力される。
【００２３】
ＣＰＵ２０は、本カメラシステムの各回路を統括制御する制御部である。ＣＰＵ２０は、操作部５４から受入する入力信号に基づき、対応する回路の動作を制御するとともに、表示部５０における表示の制御も行う。また、ＣＰＵ２０は、ＡＦ制御及びＡＥ制御等を行うとともに、ＣＰＵ駆動信号発生部２４を制御してＣＣＤ２２の電荷の蓄積時間を制御する。
【００２４】
例えば、自動露出調整（ＡＥ）制御は、１画面（若しくはその一部の領域）のＣＣＤデータを積算した積算値（ＡＦ積算情報）に基づいて被写体輝度を測光検出し、測光結果から得た積算値より露出制御情報（この場合、露出補正値(Ev)）を求め、この露出補正値(Ev)に基づいて絞り値とシャッタースピードを決定し、モータドライバ１８を介して絞り装置１４を駆動するとともに、ＣＣＤ２２の電荷蓄積時間を制御する。
【００２５】
レリーズボタンの半押し時に上記測光動作を複数回繰り返して正確な露出補正値(Ev)を求め、レリーズボタンの全押し時に最終的に決定された露出補正値(Ev)に従って記録用の撮影動作が実行される。
【００２６】
操作部５４は、レリーズボタン、モード選択ダイヤル、上／下／左／右キーなどのユーザの指示を入力する手段を含むブロックである。操作部５４の構成は、押しボタン式スイッチ、ダイヤル、レバー式スイッチ、スライド式ツマミなどの形態に限らず、表示部５０の画面上に表示される設定メニューや選択項目からカーソル、ポインター、タッチパネル等で所望の項目を選択する態様もある。操作部５４は、カメラ本体に設けられていてもよいし、操作部５４の一部又は全部をリモコン送信機としてカメラ本体と分離した構成にしてもよい。
【００２７】
ストロボ制御ユニット５６は、ＣＰＵ２０から加えられる指令に基づいて、図示せぬコンデンサの充電制御や発光部（例えば、キセノン管）への放電（発光）タイミングを制御するとともに、ストロボ調光センサの検出結果に基づいて発光停止の制御を行う。本カメラ１０は、操作部５４からの所定の操作に応じて、低輝度時にストロボを自動的に発光させる「自動発光モード」、赤目現象防止のために事前発光を行う「赤目軽減モード」、被写体輝度にかかわらずストロボ発光させる「強制発光モード」、又はストロボ発光を禁止させる「発光禁止モード」に設定可能である。ＣＰＵ２０は、ユーザが選択したストロボモードに応じて、ストロボ制御ユニット５６にコマンドを与える。
【００２８】
図２は、輪郭補償回路４５の構成例を示すブロック図である。輪郭補償回路４５は、周波数検知部６４、輪郭補償部６６、関数入力部６８及び加算器４６を備えている。
【００２９】
周波数検知部６４は、入力されたＹ信号から画像データの各画素の周波数を検知する。検知された画像データの周波数は輪郭補償部６６に送られる。
【００３０】
輪郭補償部６６は、関数入力部６８から入力された補正量決定関数と各画素の周波数とに基づいて各画素の補正量を決定する。そして、決定した各画素の補正量を加算器４６に出力する。
【００３１】
図３は、関数入力部６８に入力される補正量決定関数の一例である。この図に示すように、補正量決定関数は、画像データの周波数に対応した補正量を決定する関数であり、画像データの高周波数部分には十分な補正量が対応し、低周波数部分には擬似輪郭が発生しない程度の補正量が対応している。関数入力部６８に入力する補正量決定関数は、画像の解像度、動画／静止画、コントラスト、輝度分布、撮像対象物などの撮影条件に応じて変更してもよい。また、補正量決定関数の形状は特に限定されず、図３（ａ）に示すような下に凸の曲線であってもよいし、図３（ｂ）に示すような上に凸の曲線であってもよいし、図３（ｃ）に示すような傾きが正の直線であってもよい。
【００３２】
加算器４６では、画像信号変換回路４４から直接受入した輝度信号（Ｙ信号）に対し、輪郭補償部６６から加えられた各画素の補正量を加算し、その加算信号をＲＧＢ再変換回路４８に供給する。
【００３３】
以上説明した通り、本実施形態の輪郭補償回路４５では、補正量決定関数に基づき、画像データの高周波数部分には十分な補正量が加算され、低周波数部分には擬似輪郭が発生しない程度の補正量が加算される。
【００３４】
なお、上述した実施の形態では、本発明を静止画記録のデジタルカメラに適用した例を述べたが、本発明の適用範囲はこれに限らず、動画を記録するデジタルカメラやビデオカメラ等についても同様に適用することが可能である。
【００３５】
＜その他の実施形態＞
関数入力部６８に入力する補正量決定関数は、画像の解像度、動画／静止画、コントラストなどの撮影条件に応じて変更してもよい。
【００３６】
例えば、画像の解像度の高低に応じたペデスタル部を有する補正量決定関数を入力してもよい。即ち、図４（ａ）に示すように、画像の解像度が低い場合はカーブのベース部分（ペデスタル部）が大きくなるような補正量決定関数を、画像の解像度が高い場合はカーブのペデスタル部が小さくなるような補正量決定関数を入力する。こうすれば、周波数に関係のない一律の補正量を、画像の解像度の高低に応じた必要適切な量にすることができる。
【００３７】
また、画像の動くスピードの大小に応じた傾きを有する補正量決定関数を入力してもよい。即ち、図４（ｂ）に示すように、スピードの大きい画像には傾きが小さくなるような補正量決定関数を、スピードの小さい画像には傾きが大きくなるような補正量決定関数を入力することが好ましい。これは、スピードの大きい動画の場合、細かい描画は省略可能であり、周波数の低い物体の輪郭を強調する必要がある一方、スピードの小さい画像（静止画も含む）は低周波数の画像に擬似輪郭が生じず、高周波数の画像に輪郭補正を行った解像感のある画像が必要だからである。
【００３８】
あるいは、画像のコントラストの大小に応じた傾きを有する補正量決定関数を入力してもよい。即ち、図４（ｃ）に示すように、コントラストが高い場合は傾きが大きくなるような補正量決定関数を、コントラストが低い場合は傾きが小さくなるような補正量決定関数を入力することが好ましい。これは、コントラストが高い場合、輪郭補正係数の傾きを小さく制御しないと、ノイズ感が多くなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラのブロック構成図
【図２】輪郭補償回路のブロック構成図
【図３】補正量決定関数の一例を示す図
【図４】補正量決定関数の他の一例を示す図
【符号の説明】
【００４０】
４５：輪郭補償回路、４６：加算部、６４：周波数検知部、６６：輪郭補償部、６８：関数入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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