(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像条件を変えることに伴い変化するノイズや解像度特性に対応したノイズ除去およびエッジ強調を行う。【解決手段】撮像部と、信号処理部と、映像信号を複数の周波数成分に分解する周波数分離部と、分離した周波数成分毎にノイズ処理を行い、ノイズ処理結果を出力するノイズ処理部と、ノイズ処理部の出力結果を統合するノイズ周波数統合部と、周波数分離部が分離した周波数成分毎にエッジ処理を行い、エッジ処理結果を出力するエッジ処理部と、エッジ処理部の出力結果を統合するエッジ周波数統合部と、ノイズ周波数統合部の出力結果とエッジ周波数統合部の出力結果を合成する合成部と、撮像装置の構成要素の動作を制御する制御部と、を有し、制御部は、撮像装置の構成要素の動作を制御に応じてノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御する。【選択図】図１
2015070451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して得た当該被写体に係る信号を出力する撮像装置であって、
前記被写体を撮像して撮像された当該被写体に係る電気信号を生成する撮像部と、
当該撮像部が生成した電気信号を処理して映像信号を生成する信号処理部と、
当該信号処理部が生成した映像信号を複数の周波数成分に分解する周波数分離部と、
当該周波数分離部が分離した周波数成分毎にノイズ処理を行い、ノイズ処理結果を出力するノイズ処理部と、
当該ノイズ処理部の出力結果を統合するノイズ周波数統合部と、
当該周波数分離部が分離した周波数成分毎にエッジ処理を行い、エッジ処理結果を出力するエッジ処理部と、
当該エッジ処理部の出力結果を統合するエッジ周波数統合部と、
当該ノイズ周波数統合部の出力結果と当該エッジ周波数統合部の出力結果を合成する合成部と、
前記撮像装置の構成要素の動作を制御する制御部と、
を有し、
当該制御部は、前記撮像装置の構成要素の動作を制御に応じて
前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
当該撮像部はズームレンズを含み、当該制御部は前記ズームレンズの拡大率を制御し、当該制御部は前記ズームレンズの拡大率に応じて、前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
当該撮像部はアイリス制御部を含み、
当該撮像装置は前記信号処理部が生成した映像信号から画像の明るさレベルを検出する信号レベル検波部を備え、
当該制御部は前記信号レベル検波部の出力結果から前記アイリス制御部を制御し、
当該制御部は前記アイリス制御部の制御値に応じて、前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
当該撮像装置は赤外線フィルタを含み、
当該制御部は前記信号レベル検波部の出力結果から前記赤外線フィルタを前記撮像部に装着するか否かを制御し、当該制御部は前記赤外線フィルタに応じて、前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、
当該ノイズ周波数統合部の出力結果と当該エッジ周波数統合部の出力結果を合成する合成部を設け、
当該制御部は、前記撮像装置の構成要素の動作を制御に応じて
前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４に記載の撮像装置において、
当該ノイズ周波数統合部の出力を複数の周波数成分に分解するエッジ処理用周波数分離部を設け、
当該エッジ処理用周波数分離部の出力周波数成分毎に前記エッジ処理部でエッジ強調処理をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項４に記載の撮像装置において、
前記信号処理部は輝度映像信号と色差映像信号を出力し、
前記周波数分離部は前記輝度映像信号と前記色差映像信号を各々複数の周波数成分に分離し、
前記ノイズ周波数統合部は、輝度映像信号用ノイズ周波数統合部と色差映像信号用ノイズ周波数統合部とを備え、
前記エッジ周波数統合部は、輝度映像信号用エッジ周波数統合部と色差映像信号用エッジ周波数統合部とを備え、
当該制御部は、前記撮像装置の構成要素の動作を制御に応じて
前記輝度映像信号用ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記色差映像信号用ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、前記輝度映像信号用エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合、前記色差映像信号用エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を個々に制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像装置において、
撮像された画像を複数個の領域に分割し、処理対象の映像信号が属する領域あるいは表示位置を検出する位置検出部を設け、
前記制御部は前記位置検出部の位置検出結果に対応するパラメータを用いて、前記ノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、前記エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には「原画像から少なくとも１つの低周波帯域制限画像と高周波帯域制限画像のセットを生成し、各々の帯域制限画像にエッジ抽出フィルタをかけることによって低周波エッジ成分と高周波エッジ成分の各々を抽出し、前記低周波エッジ成分と前記高周波エッジ成分を合成することによって１つのエッジ成分を生成し、前記生成されたエッジ成分に基づいて前記原画像のエッジ強調を行い、エッジ強調の強さに応じて、前記低周波エッジ成分と前記高周波エッジ成分の合成比率を変える」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撮像装置の主な用途として、監視カメラがある。監視カメラでは、特に着目したい箇所についてはズーム操作により、着目する箇所を拡大して確認する。例えば、自動監視システムにおいては動き検知により検知した物体を拡大したり、車の速度監視では確認したい車のナンバーを拡大したりする。また、監視員が監視カメラを操作し、気になる個所を拡大する場合がある。いずれの状況においても、撮像装置の出力画像は、適切なノイズ処理やエッジ強調を施した、ノイズのない鮮明な画像が求められる。この為、ズーム動作等で変化するノイズやエッジの周波数特性に対応して、撮像装置のノイズ除去やエッジ強調処理の特性も変えることが望ましい。
【０００５】
前記特許文献１では、ノイズおよびエッジの周波数特性が変化する場合に関しては考えられておらず、最適な画像を得るためには、画像１枚毎の調整が必要であり、監視カメラのような動画像での調整は困難である。
【０００６】
そこで本発明は、ズーム動作やアイリス調整等の撮像装置の制御状態が変化しても、鮮明な画像を出力する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記目的を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、被写体を撮像して得た被写体に係る信号を出力する撮像装置であって、被写体を撮像して撮像された被写体に係る電気信号を生成する撮像部と、撮像部が生成した電気信号を処理して映像信号を生成する信号処理部と、信号処理部が生成した映像信号を複数の周波数成分に分解する周波数分離部と、周波数分離部が分離した周波数成分毎にノイズ処理を行い、ノイズ処理結果を出力するノイズ処理部と、ノイズ処理部の出力結果を統合するノイズ周波数統合部と、周波数分離部が分離した周波数成分毎にエッジ処理を行い、エッジ処理結果を出力するエッジ処理部と、エッジ処理部の出力結果を統合するエッジ周波数統合部と、ノイズ周波数統合部の出力結果とエッジ周波数統合部の出力結果を合成する合成部と、撮像装置の構成要素の動作を制御する制御部と、を有し、制御部は、撮像装置の構成要素の動作を制御に応じてノイズ周波数統合部で統合する各周波数成分のノイズ処理結果の割合、および、エッジ周波数統合部で統合する各周波数成分のエッジ処理結果の割合を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像条件、例えば、ズームレンズのワイト端とテレ端、で周波数特性が変わるノイズや解像度特性に対して、適切なノイズを除去およびエッジ強調処理ができ、ズーム動作を行ってもノイズの少ない、鮮明な画像を出力する撮像装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】撮像部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】ズームレンズの周波数特性の一例を示す図である。
【図４】ズームレンズの設定とノイズ量の一例を示す図である。
【図５】制御部が保持している基準パラメータの一例を示す図である。
【図６】制御部が保持している基準パラメータ補間の一例を示す図である。
【図７】周波数分離ノイズ・エッジ処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】一実施例における制御部の処理フローの一例を示す図である。
【図９】赤外線フィルタ装着有無における撮像画像の解像度特性の違いの一例を示す図である。
【図１０】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１２】レンズの周波数特性の一例を示す図である。
【図１３】撮像画像をブロック分割した一例を示す図である。
【図１４】一実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１５】制御部が保持している基準パラメータの一例を示す図である。
【図１６】一実施例における制御部の処理フローの一例を示す図である。
【図１７】撮像画像をブロック分割した一例を示す図である。
【図１８】制御部が保持している基準パラメータの一例を示す図である。
【図１９】制御部が保持している基準パラメータ補間の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。１００は撮像装置であり、１０１は撮像部、１０２は信号処理部、１０３は信号レベル検波部、１０４は制御部、１０５は周波数分離ノイズ・エッジ処理部、１０７は輝度信号生成部、１０８は色差信号生成部、１０９は画像出力部、１２０はカメラ制御情報入力端子である。また、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５を構成する、１１０は周波数分離部、１１１はノイズ除去部、１１２はエッジ強調部、１１３および１１４は周波数統合部、１１５は合成部である。以下、各々のブロックについて説明する。
【００１２】
撮像部１０１は、赤外光（ＩＲ）をカットするＩＲフィルタ、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含むレンズ群、アイリス、シャッタ、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの撮像素子等で構成されるイメージセンサ、増幅器及びＡＤコンバータ等から構成され、イメージセンサで受光した光学像を光電変換し、信号として出力する。
【００１３】
信号処理部１０２は、撮像部１０１が出力した信号から、分離処理とデモザイキング処理等を行い、例えば、赤、青、緑等の映像信号を生成し、出力する。信号レベル検波部１０３は、例えば、映像信号レベルの積算、あるいはピーク値の検出等を行い、撮像画像の明るさ、あるいはコントラスト等の明るさに係る情報を取得する。
【００１４】
制御部１０４は、カメラ制御情報入力端子１２０から入力されたカメラ制御情報や、信号レベル検波部１０３が出力する明るさに係る情報や、制御部１０４の内部に組み込まれた監視プログラム等に基づき、撮像部１０１の撮像条件の制御を行う。撮像条件は、例えば、撮像部１０１のレンズ群を制御して撮像画像の拡大率を変えるズーム制御である。また、監視プログラムは、例えば、監視範囲全体の画像と細部の撮影を１台のカメラで行うプログラムであり、タイマーと連動して、一定期間毎にズーム、パン制御を行うプログラムや、撮像画像を分析することにより動きを検知して、動きの有るものをズーム撮影するプログラム等である。制御部１０４は、カメラ制御情報入力端子１２０から入力されたカメラ制御情報に含まれるズーム設定情報、あるいは、内部に組み込まれた監視プログラム等の指示によりズーム制御し、撮像画像を所望の拡大率に設定する。
【００１５】
また、制御部１０４は撮像部１０１の撮像条件の制御を行うとともに、周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータの設定を行う。制御パラメータは、例えば、例えば、撮像条件がズームの場合、ズームの設定値に対応する基準パラメータを制御部１０４で保持しており、基準パラメータをもとに周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出、出力する。
【００１６】
周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５は、ノイズ除去処理およびエッジ強調処理を映像信号の周波数成分別に処理をした後、後述する制御部１０４の指示に基づき、周波数毎に決められた割合で統合・合成し、ノイズ除去およびエッジ強調した信号を出力する。なお、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５は信号処理部１０２から出力される映像信号毎に処理を行う。例えば、信号処理部１０２から出力される信号が赤、青、緑の３個の信号であれば、３個の周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５で、各々処理を行う。
【００１７】
周波数分離部１１０は、信号処理部１０２が出力した映像信号を水平・垂直方向別に複数の周波数成分に分離し、分離した複数の周波数成分をノイズ除去部１１１とエッジ強調部１１２に出力する。ノイズ除去部１１１では、各々の周波数成分の入力に対してノイズ処理を行い、周波数統合部１１３に出力する。エッジ強調部１１２では入力した各々の周波数成分に対してエッジ処理を行い、周波数統合部１１４に出力する。周波数統合部１１３は、制御部１０４が設定した制御パラメータにより決められた割合でノイズ除去処理後の水平・垂直方向の各周波数成分を統合し、ノイズ除去処理データとして合成部１１５に出力する。周波数統合部１１４は、制御部１０４が設定したパラメータにより決められた割合で、エッジ強調処理後の水平・垂直方向の各周波数成分を統合し、エッジ強調処理データとして合成部１１５に出力する。合成部１１５は、制御部１０４が設定したパラメータにより決められた割合で、エッジ強調処理データとノイズ除去処理データを合成し、輝度信号生成部１０７および色差信号生成部１０８に出力する。
【００１８】
輝度信号生成部１０７は、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５が出力した補正信号に対して、例えば、補正信号が赤、青、緑の色信号であれば、色信号から輝度信号に変換する変換式を用いた合成処理を行い、輝度信号を出力する。色差信号生成部１０８は、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５が出力した補正信号に対して、例えば、補正信号が赤、青、緑の色信号であれば、色信号から色差信号に変換する変換式を用いた合成処理を行い、色差信号を出力する。画像出力部１０９は、輝度信号生成部１０７が出力した輝度信号と色差信号生成部１０８が出力した色差信号を撮像装置１００の外部に出力し、或いは、これらを合成した映像信号を生成して撮像装置１００の外部に出力する。
【００１９】
以上説明した本発明の撮像装置１００により、撮像条件により変化するノイズの周波数特性や画像の解像度特性が変化した場合でも適切な補正処理ができ、高画質な画像が得られる。例えば、撮像部１０１のズームレンズのワイド側からテレ側にすると、レンズの解像度特性は低下し、得られる光量は減少する。レンズの特性はズームの設定値で決まるため、ズームの設定値に合わせて、ノイズ除去処理の周波数統合部１１３で統合する周波数成分の割合およびエッジ強調処理のノイズ除去処理の周波数統合部１１４で統合する周波数成分の割合、合成部１１５で合成するノイズ除去処理後の信号とエッジ強調処理後の信号の割合を適切に制御でき、ノイズの少なく、解像度が高い画像を出力する撮像装置を提供することができる。
【００２０】
以上説明は、制御条件としてズームレンズを例に説明したが、明るさに関連する撮像条件は、例えば、ＩＲフィルタの着脱、アイリス、シャッタ、増幅器のゲイン等の設定変更においても、ノイズの特性や強調するエッジの特性が変化する。制御部１０４では、ズーム制御以外の撮像条件についても、ズーム制御と同様に、各々の設定値に対応した基準パラメータを保持し、設定値の変更ごとに周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５を制御するパラメータを算出し、設定することにより、撮像条件の各々に適したノイズ除去及びエッジ強調が可能である。
【００２１】
また、複数の撮像条件を組み合わせて状態に対応する場合は、複数の条件を組み合わせた基準のパラメータの設定、あるいは各の撮像条件で算出した制御パラメータを掛け合わせることにより、複数の撮像条件に対応したノイズ除去及びエッジ強調が可能である。
【００２２】
以下、撮像装置１００の各ブロックの詳細な説明をする。
【００２３】
撮像部１０１が有する各構成要素の一例について以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図２は、撮像部１０１の構成の一例を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してある。撮像部１０１は、例えば、入射光の赤外線（ＩＲ）成分をカットするＩＲフィルタ２０１、光学部２０２と、イメージセンサ部２０３と、信号レベルを増幅する増幅部２０４と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部２０５で構成される。ＩＲフィルタ２０１は制御部１０６で挿入有、挿入無の切り替えが可能であり、ＩＲフィルタ２０１の挿入有の場合は、入射光から赤外光をカットした光が、光学部２０２を通してイメージセンサ部２０３に入射する。また、ＩＲフィルタ２０１の挿入無の場合は、赤外光を含む入射光が、光学部２０２を通してイメージセンサ部２０３に入射する。イメージセンサ部２０３では光電変換を行い、イメージセンサ部２０３で受光した光の光量に対応した信号を出力する。イメージセンサ部２０３では、同一のイメージセンサ上に、例えば、赤、青、緑の各々に対応した波長に感度を持つ画素を配置することで色の情報も取得する。光学部２０２は、例えば、ズームレンズであり、必要に応じてレンズの位置を制御し、焦点距離を変えて拡大した画像を撮影する。
【００２５】
図３にズームレンズの周波数特性例を示す。３０１はワイド側周波数特性曲線例、３０２はテレ側周波数特性例である。ズームレンズをテレ側にすると、高周波帯域で解像度が低下する。低下した周波数帯域のエッジを強調することで、見かけ上の解像度を向上することができる。制御部１０４では、テレ側での撮影の場合、エッジ強調部の高周波帯域のエッジを上げるように周波数統合部１１４を制御する。なお、制御部１０４で割合を決める際には、ズーム側とワイド側間をいくつかのブロックに分けた、代表値で制御する方法でもよいし、各代表値から中間値を補完する方法としてもよい。
【００２６】
図４にズームレンズをワイド端にした場合とテレ端にした場合の撮像部１０１から出力される信号のノイズ特性例を示す。４０１はワイド側特性例であり、４０２はテレ側特性例である。ズームレンズがワイド端にある場合は、レンズの光量を確保出来るため、後段でゲインを上げる必要がない為、ノイズが少ない。また、レンズ特性により、高い周波数成分が比較的多くなる。ズームレンズがテレ端にある場合は、レンズの光量がテレ端よりも低い為、後段でゲインを上げる必要があり、ノイズが比較的多くなる。また、レンズ特性により、低い周波数成分が比較的多くなる。
【００２７】
図３および図４の特性から、制御部１０４では、予め、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５を制御する為の制御パラメータを算出するための基準パラメータを保持する。図５に、保持する基準パラメータ例を示す。
【００２８】
図５ではノイズおよびエッジ処理する為に、信号を３つの周波数成分、成分１及び成分２、成分３に分離し、ズームレンズの４か所の拡大率の特性を用いて処理する場合の算出基準値の例を示している。成分１及び成分２、成分３の周波数帯域は、例えば、成分１が高周波成分、成分２が中周波成分、成分３が低周波成分である。ズームレンズの拡大率に対するパラメータは、ワイド端、テレ端の他に２か所、中間１、中間２のパラメータが保持されている。制御部１０４では、拡大率に応じて、ワイド端、テレ側、中間１、中間２の４個の基準値から補間処理により、制御部１０４は周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５に設定するパラメータ設定値を設定する。図６に補間処理の一例である、ズーム拡大率と設定値の関係を表すグラフを示す。図６では、図５のノイズ除去側の周波数統合部１１３の成分１のパラメータ設定値を求めるためのグラフ例を示している。このように、ズームレンズの拡大率が決まれば、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５に設定する制御パラメータを決めることができる。他の周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５に設定する制御パラメータも同様に考え、算出することができる。
【００２９】
なお、制御部１０４の処理の簡易化が必要な場合は、補間処理することなく、拡大率の近い基準パラメータを選択して制御パラメータとして設定してもよい。また、制御部１０４の処理能力に余裕がある場合は、制御部１０４が保持するパラメータ数を増やすことで、よりきめ細やかな制御が可能になる。また、ここでは撮像条件としてズームレンズに関してのみ説明しているが、ズームレンズ以外の条件を加味する場合は、ズームレンズの拡大率以外の条件を含めてパラメータの設定を行う。
【００３０】
図７に、図５で説明した信号を３つの周波数成分に分離する場合の、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５の一例を示す。図１と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。６０１は信号入力端子であり、信号処理部１０２からの映像信号が入力される。６０２および、６０３，６０４はノイズ除去部１１１のノイズ処理部、６０５および６０６，６０７はエッジ強調部１１２のエッジ処理部、６０８および６０９、６１０は周波数統合部１１３の重み付処理部、６１１は加算部、６１２、６１３、６１４は周波数統合部１１４の重み付処理部、６１５は加算部、６１６および６１７は合成部１１５の重み付処理部と６１８は加算部である。
【００３１】
周波数分離部１１０は、信号を３つの周波数、成分１、成分２、成分３に分離する。成分１及び成分２、成分３の周波数帯域は、例えば、成分１が高周波成分、成分２が中周波成分、成分３が低周波成分である。ノイズ処理部６０２は成分１のノイズを検出・除去処理をして重み付処理部６０８に、ノイズ処理部６０３は成分２のノイズを検出・除去処理をして重み付処理部６０９に、ノイズ処理部６０４は成分３のノイズを検出・除去処理をして重み付処理部６１０に出力する。また、エッジ処理部６０５は成分１のエッジ検出処理をして重み付処理部６１２に、エッジ処理部６０６は成分２のエッジ検出処理をして重み付処理部６１３に、エッジ処理部６０７は成分３のエッジ検出処理をして重み付処理部６１４に出力する。重み付処理部６０８および重み付処理部６０９、重み付処理部６１０では、制御部１０４が設定した制御パラメータに従って、各周波数成分の割合を決定し、加算部６１１に出力する。重み付処理部６１２および重み付処理部６１３、重み付処理部６１４では、制御部１０４が設定した制御パラメータに従って、各周波数成分の割合を決定し、加算部６１５に出力する。加算部６１１は加算処理を行い、重み付処理部６１６に出力し、加算部６１５は加算処理を行い、重み付処理部６１７に出力する。重み付処理部６１６および重み付処理部６１７は、制御部１０４が設定した制御パラメータに従って、ノイズ除去成分とエッジ強調成分の合成の割合を決定し、加算部６１８に出力する。加算部６１８は、ノイズ除去成分とエッジ強調成分の合成し、周波数分離ノイズ・エッジ補正処理部の出力として、信号を出力する。
【００３２】
以上説明した周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５により、ノイズ除去処理およびエッジ強調処理において周波数分離部１１０で分離した周波数成分毎の重み付をすることができ、ズーム制御により変化する撮像画像の周波数特性に対して、適切な補正処理を行うことができる。
【００３３】
図８は、撮像装置１００の制御部１０４の処理フローの一例を示す処理フロー図である。制御部１０４に撮像条件を変更する外部制御あるいは内部処理結果、例えば、ズーム拡大率変更要求等が入力されると制御部１０４はノイズ・エッジパラメータ変更処理を開始する。
【００３４】
ステップＳ１００１で制御部１０４は撮像条件の変更設定を行う。例えば、撮像条件がズーム設定の場合は、要求された拡大率とするために光学部２０２のズーム設定を行う。
【００３５】
ステップＳ１００２では、信号レベル検波部１０３が検波した信号レベルから、出力画像に最適な信号レベルにするための信号レベル解析処理をする。
【００３６】
ステップＳ１００３では、ステップＳ１００２の解析結果から、必要に応じて光学部２０２あるいは増幅部２０４を制御する撮像装置ゲイン設定処理をする。
【００３７】
ステップＳ１００４では、ステップＳ１００１で設定したカメラ設定に対応した基準パラメータから周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出する。
【００３８】
ステップＳ１００５では、ステップＳ１００４で算出した制御パラメータを、周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５に設定する。
【００３９】
以上説明した処理フローに示したように、制御部１０４は撮像条件が変更される毎に周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出し、設定し、最適なノイズ除去およびエッジ強調処理を行うことができる。
【００４０】
以上の説明では撮像条件として光学部２０２のズームレンズの制御を例に説明したが、同様に撮像画像の解像度特性が変わるＩＲフィルタ２０１の有無や、アイリスの制御の変更に対しても、同様に基準パラメータを変えることにより最適なノイズ除去およびエッジ処理可能である。撮像画像のＩＲフィルタ２０１有無時の周波数特性例を図９に示す。３１１がＩＲフィルタ２０１を装着しない場合の周波数特性例で、３１２がＩＲフィルタ２０１を装着した場合の周波数特性例である。ＩＲフィルタ２０１を装着した場合は装着しない場合に比べ、撮像画像の解像度は低くなる。ＩＲフィルタ２０１をつけない場合をズームレンズのワイド側にした場合、ＩＲフィルタをつけた場合をズームレンズのテレ側にした場合と同様であることから、ズームレンズのテレ側とワイド側と同様に制御パラメータを設定することにより、ＩＲフィルタ２０１の装着の有無の各々の場合においても最適なノイズ除去およびエッジ強調が可能になる。
【００４１】
以上説明した本実施例の撮像装置では、撮像条件を判断し、ノイズ除去およびエッジ強調を周波数成分毎に処理し、かつ、周波数統合時に各周波数成分の重みづけをすることにより、ズーム等の操作に対応した最適なノイズ除去およびエッジ強調が可能になり、常に視認性の高い画像を出力することができる。
【実施例２】
【００４２】
図１０は、実施例２における撮像装置６００の全体構成を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してあり、説明を省略する。６００は撮像装置であり、６０１、６０２は周波数分離ノイズ・エッジ処理部である。周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０１と周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０２の構成および動作は周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５と同様であり、説明は省略する。
【００４３】
撮像装置６００では、信号処理部１０２の映像信号を生成し、輝度信号生成部１０７と色差信号生成部１０８に出力する。輝度信号生成部１０７は映像信号から輝度信号生成し、周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０１に出力する。色差信号生成部１０８は映像信号から周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０２に出力する。周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０１は、輝度信号を周波数成分に分解し、ノイズ除去処理およびエッジ強調処理を行った後、制御部１０４が設定した制御パラメータに基づき重み付を行った各周波数成分に統合し、輝度信号として画像出力部１０９に出力する。周波数分離ノイズ・エッジ処理部６０２は、色差信号を周波数成分に分解し、ノイズ除去処理およびエッジ強調処理を行った後、制御部１０４が設定した制御パラメータに基づき重み付を行った各周波数成分に統合し、色差信号として画像出力部１０９に出力する。
【００４４】
以上説明した本実施例の撮像装置では、最適な街道度特性が異なる輝度信号と色信号との周波数特性を個々に制御することができ、視認性の良い、高画質な画像を得られる。なお、本実施例では、周波数分離ノイズ・エッジ処理部を輝度信号生成部および色信号生成部の後に設けた構成としたが、前後両方に設けることにより、初期段階でのノイズ除去、および、輝度と色への最適な処理が可能になりさらに視認性の良い画像を得ることができる。
【実施例３】
【００４５】
図１１は、実施例３における撮像装置７００の全体構成を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してあり、説明を省略する。７００は撮像装置であり、７０５は周波数分離ノイズ・エッジ処理部である。７１０および７２０は周波数分離部、７１３および７１４は周波数統合部、７１１はノイズ除去部、７１２はエッジ強調部である。
【００４６】
周波数分離ノイズ・エッジ処理部７０５は、ノイズ除去処理を映像信号の周波数成分別に処理をした後、エッジ強調処理を映像信号の周波数成分別に処理を施し、ノイズ除去およびエッジ強調した信号を出力する。
【００４７】
周波数分離部７１０は、信号処理部１０２が出力した映像信号を水平・垂直方向別に複数の周波数成分に分離し、分離した複数の周波数成分をノイズ除去部７１１に出力する。ノイズ除去部７１１では、各々の周波数成分の入力に対してノイズ除去処理を行い、周波数統合部７１３に出力する。周波数統合部７１３は、制御部１０４が設定したパラメータにより決められた割合でノイズ除去処理後の各周波数成分を統合し、ノイズ除去処理データとして周波数分離部７２０に出力する。周波数分離部７２０は、ノイズ除去された映像信号を水平・垂直方向別に複数の周波数成分に分離し、分離した複数の周波数成分をエッジ強調部７１２へ出力する。エッジ強調部７１２では入力した各々の周波数成分に対してエッジ強調処理を行い、周波数統合部７１４に出力する。周波数統合部７１４は、制御部１０４が設定したパラメータにより決められた割合で、エッジ強調処理後の各周波数成分を統合し、周波数分離ノイズ・エッジ処理部７０５の出力として、輝度信号生成部１０７および色差信号生成部１０８に出力する
以上説明した本実施例では、ノイズ除去処理後にエッジ強調処理を行うため、エッジ強調部分でノイズを増幅する危険性が少なくなる。また、ノイズとエッジで異なる周波数成分に分離することが可能であり、よりノイズ除去およびエッジ強調に最適な処理が可能になる。
【実施例４】
【００４８】
周波数分離ノイズ、エッジ強調処理を、ブロック分割して行う撮像装置例について説明する。
【００４９】
一般に、レンズでは、中心の解像度特性に対して周辺部の解像度特性は低くなる。図１２にレンズの中心から距離に対する周波数特性例を示す。レンズの解像度は、中心から離れるに従い、低下する。この為、ズームレンズのワイド側とテレ側と同様に、レンズの利用位置により、異なる補正処理を行うことで良好な撮像画像を得ることができる。レンズの撮像位置は、撮像画像の位置に対応し、レンズの中心部分で撮像された画像は撮像画像の中心部分、レンズの周辺部分で撮像された画像は撮像画像の周辺部にあたる。この為、撮像画像を中心部から離れた距離に応じてノイズ除去およびエッジ強調処理をすることにより、全面高画質な撮像画像を得ることができる。なお、撮像画像のすべての画素について補正用の基準パラメータを保持することは困難であり、処理量が非常に大きくなる。処理量低減の為、画面をブロック分割し、ブロックごとに処理量を決めた制御とすることができる。図１３に、画面分割例を示す。１２０１は撮像画像を示す。図１３では、例えば、水平方向に７ブロック、垂直方向に５ブロックに分割した場合の例を示しており、画面全体では３５ブロックに分割される。なお、ブロックは均等に分割してもよいが、レンズの特性に合わせて、例えば、中央部は大きく、周辺部を細かいブロックに分割するようにしてもよい。ブロックごとに制御パラメータを保持しており、処理する信号がどこのブロックに属する信号かを判断し、属するブロックの基準パラメータを用いてノイズ除去およびエッジ強調処理をする。なお、保持する処理パラメータはブロック毎で、信号処理の際には制御パラメータを補間処理して、信号の位置に対応した制御パラメータを算出し、制御を行ってもよい。この場合、処理量は増えるが、ブロック間の段差が生じないため、きめ細かな補正が可能であり、画質も改善する。
【００５０】
図１４は、実施例４における撮像装置８００の全体構成を示すブロック図である。図１と同じ構成要素には同じ番号を付してあり、説明を省略する。８０１は位置検出部であり、処理する信号の画面上の水平垂直位置、あるいは、画面をブロック分割した場合のブロック番号、あるいは中心からの距離を検出する。制御部８０４は位置検出部で検出された位置に対応した補正データの抽出あるいは算出をし、周波数分離ノイズ・エッジ処理部１０５の制御パラメータを設定する。
【００５１】
図１５に、保持する基準パラメータ例を示す。図１５では分割したブロック毎に各周波数成分に対応した基準パラメータが設定されている。制御部８０４は、位置検出部８０１に検出した位置から、処理を行う映像信号が属するブロックを選択する。
【００５２】
図１６に制御部８０４の処理フロー例を示す。撮像部１０１が撮像開始すると制御部８０４は処理を開始する。ステップＳ２００１で処理する映像信号の位置検出処理を行い、処理する映像信号が属するブロックを選択する。ステップＳ２００２で、制御部８０４は選択したブロックの基準パラメータ取得処理を行う。ステップＳ２００３で、制御部８０４は取得した基準パラメータから、周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出する。ステップＳ２００４で、制御部８０４は算出した制御パラメータを、周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５に設定する。
【００５３】
以上説明した本実施例では、画面の位置によりノイズ特性および解像度特性が一様でない撮像画像に対して、撮像画像位置に対して最適なノイズ除去にエッジ強調が可能になり、画面全体に高画質な画像が得られる。
【００５４】
図１７に、本実施例の別の画面分割例を示す。１５０１は撮像画像、１５０２は撮像画像の中心、１５０３は撮像画像の中心１５０２から距離Ａの線、１５０４は撮像画像の中心１５０２から距離Ｂの線、１５０５は撮像画像の中心１５０２から距離Ｃの点を示している。図１７では、中心からの距離に応じて中心から近い順に距離Ａ、距離Ｂ、距離Ｃとしている。
【００５５】
図１８に本実施例の基準パラメータ保持例を示す。中心、距離Ａ、距離Ｂ、距離Ｃにそれぞれ対応した各周波数成分の基準パラメータが保持されている。制御部８０４では、処理簡易化の為、例えば、中心から距離Ａと中心の中間点までのブロック、距離Ａと中心の中間点から距離Ａと距離Ｂの中間点までのブロック、距離Ａと距離Ｂの中間点から距離Ｂと距離Ｃの中間点までのブロック、距離Ｂと距離Ｃの中間点以降のブロック等にブロック分割し、各ブロックに含まれる基準パラメータを用いて、周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出してもよい。
【００５６】
また、各基準データを補完し、処理する映像信号の位置に対応した基準パラメータを算出した後、制御パラメータを算出してもよい。
【００５７】
図１９に、周波数統合部１１３の成分１を例に、基準パラメータからの補間例のグラフを示す。１９０１は中心からの距離に対する基準パラメータのグラフであり、１９０２は中心の基準パラメータ基準値Ｏ＿０から求まる点Ｏ，１９０３は距離Ａと距離Ａの基準パラメータ基準値Ａ＿０から求まる点Ａ、１９０４は距離Ｂと距離Ｂの基準パラメータ基準値Ｂ＿０から求まる点Ｂ、１９０５は距離Ｃと距離Ｃの基準パラメータ基準値Ｃ＿０から求まる点Ｃであり、１９１０は処理する映像信号の中心からの距離である。グラフ１９０１は点Ｏ１９０２と点Ａ１９０３、点Ｂ１９０４と点Ｃ１９０５を結んだものであり、映像信号の中心からの検出距離が求まれば、基準パラメータが決まる。例えば、検出距離１９１０の映像信号の基準パラメータは、点Ａ１９０３と点Ｂを結んだ直線上の点Ｘ１９１１である。以上説明した周波数統合部１１３の成分１の基準パラメータの補間方法と同様に、他の周波数成分に関しても補完して処理する映像信号の中心からの距離に対応した基準パラメータを求めることができ、制御部８０４は補完して求めた基準パラメータから周波数統合部１１３および周波数統合部１１４、合成部１１５の制御パラメータを算出する。
【００５８】
以上説明した本実施例では、画像の表示位置に応じて、各周波数成分に対して適切な割合でノイズ除去処理後にエッジ強調処理を行うことができ、画面全体に適切にノイズ除去およびエッジ強調がされた高画質な画像が得られる。
【符号の説明】
【００５９】
１００，７００，８００：撮像装置、１０１：撮像部、１０２：信号処理部、１０３：信号レベル検波部、１０４：制御部、１０５：周波数分離ノイズ・エッジ処理部、１０７：輝度信号生成部、１０８：色差信号生成部、１０９：画像出力部、１１０：周波数分離部、１１１：ノイズ除去部、１１２：エッジ強調部、１１３，１１４：周波数統合部、１１５：合成部、２０１：ＩＲフィルタ、２０２：光学部、２０３：イメージセンサ部、２０４：増幅部、２０５：ＡＤ変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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