(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像し、前記被写体像に応じた本線映像信号を出力する撮像装置において、
前記被写体像に応じた映像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子により出力された映像信号を、前記映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換するダウンコンバート部と、
前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号調整部と、
前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記撮像素子により出力された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する数値データ多重化部と、
前記数値データ多重化部により出力された本線映像信号のうち、前記調整パラメータの数値データ以外の信号を所定の信号形式に符号化し、前記調整パラメータの数値データに対して符号化を行わず、前記調整パラメータの数値データが多重化された前記符号化後の本線映像信号を出力する符号化部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
さらに、前記撮像素子により出力された映像信号に対して前処理を行う映像信号前処理部を備え、
前記ダウンコンバート部は、前記映像信号前処理部により前処理された映像信号を、前記前処理された映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換し、
前記数値データ多重化部は、前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記映像信号前処理部により前処理された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記映像信号調整部は、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、オフセット調整、ゲイン調整、色補正リニアマトリクス調整、ニー補正、ガンマ補正若しくはフレア補正を行うための調整パラメータ、または、前記被写体の撮影に用いるレンズのアイリス、フォーカス若しくはズームに関する調整パラメータのうちの少なくとも１つを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記映像信号調整部は、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、映像信号の値を所望の値に調整するための所定の１つまたは複数の映像信号調整処理を、前記調整処理に対応した調整パラメータの数値データを用いて行う、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記数値データ多重化部は、調整パラメータの数値データを映像信号に多重化する処理を、前記映像信号のブランキング期間にて行う、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体を撮像し、前記被写体像に応じた本線映像信号を出力する撮像装置において、
前記被写体像に応じた映像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子により出力された映像信号を、前記映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換するダウンコンバート部と、
前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号調整部と、
前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記撮像素子により出力された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する数値データ多重化部と、を備え、
前記数値データ多重化部は、調整パラメータの数値データを映像信号に多重化する処理を、前記映像信号のブランキング期間にて行う、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記符号化部により出力された本線映像信号を入力し、前記本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の映像信号と、前記調整パラメータの数値データと、を記録する記録部を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置により出力された本線映像信号を入力し、前記本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の、前記所定の信号形式に符号化された映像信号と、前記符号化が行われていない前記調整パラメータの数値データと、を記録することを特徴とする記録装置。
【請求項９】
請求項１から５までのいずれか一項の撮像装置により出力された、前記調整パラメータの数値データが多重化された符号化後の本線映像信号を入力し、映像信号処理を施す映像信号処理装置であって、
前記調整パラメータの数値データが多重化された符号化後の本線映像信号のうち、前記調整パラメータの数値データ以外を復号化し、前記調整パラメータの数値データが多重化された映像信号を出力する復号化部と、
前記復号化部により出力された映像信号から調整パラメータの数値データを抽出する数値データ抽出部と、
前記数値データ抽出部により抽出された調整パラメータの数値データを用いて、前記復号化部により出力された映像信号を調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号処理部と、
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項１０】
請求項６の撮像装置により出力された、前記調整パラメータの数値データが多重化された本線映像信号を入力し、映像信号処理を施す映像信号処理装置であって、
前記本線映像信号が所定のタイミングのブランキング期間に到達したときに、前記本線映像信号から調整パラメータの数値データを抽出する数値データ抽出部と、
前記数値データ抽出部により抽出された調整パラメータの数値データを用いて、前記本線映像信号を調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号処理部と、
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項１１】
請求項１から５までのいずれか一項の撮像装置と、請求項９の映像信号処理装置と、を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項１２】
請求項６の撮像装置と、請求項１０の映像信号処理装置と、を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項９または１０に記載の映像信号処理装置として機能させるための映像信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像技術及び映像信号の処理技術に関し、特に、信号処理量を低減する撮像装置、記録装置、映像信号処理装置、撮像システム及び映像信号処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイビジョン（登録商標）を上回る解像度を有する高精細映像システムの研究開発が進められている。高精細映像を撮影するためのカメラは、光学サイズ及びデータレートが従来のハイビジョンカメラ等と比較して大きく、その結果、カメラのサイズも大型化している。
【０００３】
そのため、高精細カメラの小型化に向けた取り組みが行われている。例えば、ハイビジョンの１６倍の画素数を有するスーパーハイビジョンでは、単板撮像方式を採用して色分解光学系を無くすことにより、カメラの小型化を進めている（非特許文献１を参照）。
【０００４】
また、カメラヘッドとＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とが分離されたカメラシステムにおいて、主要な映像信号処理をＣＣＵ側で行うことにより、カメラヘッド側の信号処理を最小限に止めることでカメラヘッド側の小型化を進めている（非特許文献２を参照）。
【０００５】
ところで、このような高精細映像システムにおいて、撮影した被写体の映像信号を収録機に収録する撮像装置が知られている。この撮像装置により収録された映像信号を再生するには、全ての映像信号のフレームに調整パラメータを付加しておく必要がある。しかしながら、全ての映像信号のフレームに調整パラメータを付加すると、不自然な動画が生成されてしまう等、再生処理上不都合が多く、映像信号を適切に利用することができないという問題があった（特許文献１の段落１１，１２を参照）。
【０００６】
この問題を解決するために、撮影した被写体の映像信号について、予め設定された一定間隔毎の飛び飛びのフレームに対し調整パラメータを付加する手法が知られている（特許文献１の段落１８〜２０を参照）。この手法によれば、映像信号に付加する調整パラメータを抑制することができ、一定間隔毎に調整パラメータが存在するから、映像信号を適切に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５５３３５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】船津他、「３３００万画素ＣＭＯＳ撮像素子を用いたスーパーハイビジョン単板カラー撮像実験」、映像情報メディア学会技術報告、Vol.34, no.16, IST2010-17、pp.43-46(2009)
【非特許文献２】H.Shimamoto, et al., “An 8kx4k Ultrahigh-Definition Color Video Camera with 8M-Pixel CMOS Imager”, SMPTE Motion Imaging Journal, Vol.114, no.7-8, 2005, pp.260-268(2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ハイビジョンの映像信号を処理する撮像装置では、リアルタイムに信号処理することが比較的容易であった。これに対し、ハイビジョンを上回る解像度を有する映像信号を処理する高精細画素カメラの撮像装置（例えば４Ｋ、８Ｋカメラ）では、並列信号をリアルタイムに処理することから、回路規模が膨大かつ複雑となり、撮像装置全体として大型化してしまうという問題があった。
【００１０】
前述のとおり、高精細映像システムに用いる撮像装置において、非特許文献１に記載された単板撮像方式の採用は、撮像装置を小型化するために非常に有効な手段である。しかしながら、撮像装置のさらなる小型化のためには、信号処理部の処理負荷を少なくすることが必要である。
【００１１】
また、非特許文献２のように、主要な映像信号処理をＣＣＵ側で行うことも、撮像装置を小型化するために有効な手段である。しかしながら、撮像装置が小さくなる一方で、ＣＣＵは大きくなり、しかも常にＣＣＵを伴って撮影を行う必要があることから、撮影に必要なシステム及び人員の規模が大きくなる。撮像装置により撮像された映像信号を直接収録することにより、ＣＣＵを用いることなく撮影を行うことも可能であるが、撮像装置だけでは映像信号を十分に調整することができないことから、最終的にどのような明るさ及び色バランスで映像が撮影されているかを撮影者が知ることができず、適正なアイリス調整等を行うことができない。
【００１２】
また、特許文献１の手法を用いた撮像装置では、撮影した被写体の映像信号そのものに対して映像調整を行う必要があり、調整対象の映像信号は高精細な信号であるから、処理負荷が高く、回路規模が大きくかつ複雑になってしまうという問題があった。そのため、この撮像装置では、小型化を十分に実現することができないという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮像装置に備えた信号処理部の小型化を図り、ＣＣＵを用いることなく撮影が可能な撮像装置、記録装置、映像信号処理装置、撮像システム及び映像信号処理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、本発明による請求項１の撮像装置は、被写体を撮像し、前記被写体像に応じた本線映像信号を出力する撮像装置において、前記被写体像に応じた映像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子により出力された映像信号を、前記映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換するダウンコンバート部と、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号調整部と、前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記撮像素子により出力された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する数値データ多重化部と、前記数値データ多重化部により出力された本線映像信号のうち、前記調整パラメータの数値データ以外の信号を所定の信号形式に符号化し、前記調整パラメータの数値データに対して符号化を行わず、前記調整パラメータの数値データが多重化された前記符号化後の本線映像信号を出力する符号化部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による請求項２の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、さらに、前記撮像素子により出力された映像信号に対して前処理を行う映像信号前処理部を備え、前記ダウンコンバート部が、前記映像信号前処理部により前処理された映像信号を、前記前処理された映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換し、前記数値データ多重化部が、前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記映像信号前処理部により前処理された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による請求項３の撮像装置は、請求項１または２に記載の撮像装置において、前記映像信号調整部が、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、オフセット調整、ゲイン調整、色補正リニアマトリクス調整、ニー補正、ガンマ補正若しくはフレア補正を行うための調整パラメータ、または、前記被写体の撮影に用いるレンズのアイリス、フォーカス若しくはズームに関する調整パラメータのうちの少なくとも１つを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による請求項４の撮像装置は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像装置において、前記映像信号調整部が、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、映像信号の値を所望の値に調整するための所定の１つまたは複数の映像信号調整処理を、前記調整処理に対応した調整パラメータの数値データを用いて行う、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による請求項５の撮像装置は、請求項１から４までのいずれか一項に記載の撮像装置において、前記数値データ多重化部が、調整パラメータの数値データを映像信号に多重化する処理を、前記映像信号のブランキング期間にて行う、ことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明による請求項６の撮像装置は、被写体を撮像し、前記被写体像に応じた本線映像信号を出力する撮像装置において、前記被写体像に応じた映像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子により出力された映像信号を、前記映像信号よりも低い所定解像度の映像信号に変換するダウンコンバート部と、前記ダウンコンバート部により変換された映像信号に対し、所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号調整部と、前記映像信号調整部にて用いた調整パラメータの数値データを、前記撮像素子により出力された映像信号に多重化し、前記本線映像信号として出力する数値データ多重化部と、を備え、前記数値データ多重化部が、調整パラメータの数値データを映像信号に多重化する処理を、前記映像信号のブランキング期間にて行う、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明による請求項７の撮像装置は、請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置において、前記符号化部により出力された本線映像信号を入力し、前記本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の映像信号と、前記調整パラメータの数値データと、を記録する記録部を備えることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明による請求項８の記録装置は、請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像装置により出力された本線映像信号を入力し、前記本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の、前記所定の信号形式に符号化された映像信号と、前記符号化が行われていない前記調整パラメータの数値データと、を記録することを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明による請求項９の映像信号処理装置は、請求項１から５までのいずれか一項の撮像装置により出力された、前記調整パラメータの数値データが多重化された符号化後の本線映像信号を入力し、映像信号処理を施す映像信号処理装置であって、前記調整パラメータの数値データが多重化された符号化後の本線映像信号のうち、前記調整パラメータの数値データ以外を復号化し、前記調整パラメータの数値データが多重化された映像信号を出力する復号化部と、前記復号化部により出力された映像信号から調整パラメータの数値データを抽出する数値データ抽出部と、前記数値データ抽出部により抽出された調整パラメータの数値データを用いて、前記復号化部により出力された映像信号を調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号処理部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明による請求項１０の映像信号処理装置は、請求項６の撮像装置により出力された、前記調整パラメータの数値データが多重化された本線映像信号を入力し、映像信号処理を施す映像信号処理装置であって、前記本線映像信号が所定のタイミングのブランキング期間に到達したときに、前記本線映像信号から調整パラメータの数値データを抽出する数値データ抽出部と、前記数値データ抽出部により抽出された調整パラメータの数値データを用いて、前記本線映像信号を調整し、調整後の映像信号を出力する映像信号処理部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明による請求項１１の撮像システムは、請求項１から５までのいずれか一項の撮像装置と、請求項９の映像信号処理装置と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明による請求項１２の撮像システムは、請求項６の撮像装置と、請求項１０の映像信号処理装置と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明による請求項１３の映像信号処理プログラムは、コンピュータを、請求項９または１０に記載の映像信号処理装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、撮像装置において信号処理量を低減することができるから、信号処理部の小型化を図ることが可能となり、ＣＣＵを用いることなく撮影が可能となる。また、撮像装置により撮影された映像と同じ明るさ及び色バランスを持つ高精細映像を、映像信号処理装置にて生成することができるから、現行の映像制作と同じプロセスで高精細映像の制作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態（実施例１）による撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】撮像素子のベイヤー配列を説明する図である。
【図３】ダウンコンバート部の構成例を示すブロック図である。
【図４】（１）は、ダウンコンバート部により処理される映像信号の例を説明する図である。（２）は、ダウンコンバート部の処理を説明する図である。
【図５】映像信号調整部の構成例を示すブロック図である。
【図６】（１）は、数値データ多重化部の第１の構成例を示すブロック図である。（２）は、数値データ多重化部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図７】ＨＤ−ＳＤＩ信号の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態（実施例２）による撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】映像信号前処理部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態（実施例３）による撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】実施例１の撮像装置に対応する映像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】映像信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】実施例３の撮像装置に対応する映像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】ダウンコンバート部による切り出し処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔実施例１／撮像装置〕
まず、本発明の第１の実施形態（実施例１）による撮像装置について説明する。図１は、実施例１による撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置１は、レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４を備えている。撮像装置１は、撮影者により撮影された被写体の映像信号（被写体像に応じた映像信号、本線映像信号）をダウンコンバートして低解像度の映像信号を生成し、低解像度の映像信号に対し所定の調整パラメータを用いてビューファインダを確認しながら調整し、調整後の低解像度の映像信号はビューファインダ用映像信号としてビューファインダへ出力すると共に、前記調整パラメータの数値データ（各調整項目の信号調整量に対応する数値データ）を本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を収録機（記録装置）に収録（記録）する（収録機は図示省略）。これにより、本線映像信号に対して映像調整を行わず、本線映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像信号に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置１において信号処理量を低減することができる。
【００３０】
撮像素子１１は、例えば有効画素数が７６８０×４３２０（３３００万）画素の高精細撮像素子である。図２は、撮像素子１１の配列を説明する図である。図２に示すように、撮像素子１１のカラーフィルタはベイヤー配列により構成され、１６素子のうち、緑色（Ｇ）の素子は８個、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の素子はそれぞれ４個である。したがって、総画素数Ｎに対して緑色（Ｇ）の解像度はＮ／２になり、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の解像度はＮ／４になる。撮像素子１１は、図２に示したベイヤー配列のカラーフィルタにより、レンズ１０を介して入力した被写体の光の三原色に色分解を行い、撮像素子映像信号をダウンコンバート部１２及び数値データ多重化部１４に出力する。
【００３１】
（ダウンコンバート部）
ダウンコンバート部１２は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力し、撮像素子映像信号の解像度を低下させ、撮像素子映像信号を低解像度の映像信号に変換し、低解像度の映像信号を映像信号調整部１３に出力する。例えば、入力する撮像素子映像信号の画素数は、７６８０×４３２０（３３００万）画素であり、出力する低解像度の映像信号の画素数は、ハイビジョンサイズの１９２０×１０８０（２００万）画素であるとする。尚、後述する映像信号調整部１３において、ハイビジョンサイズの映像信号がビューファインダ用映像信号としてビューファインダへ出力される。
【００３２】
図３は、ダウンコンバート部１２の構成例を示すブロック図であり、図４（１）は、ダウンコンバート部１２により処理される映像信号の例を説明する図であり、図４（２）は、ダウンコンバート部１２の処理を説明する図である。このダウンコンバート部１２は、除算部２０−１〜２０−３、加算部２１−１〜２１−３、ラインメモリ２２−１〜２２−３及び出力バッファ２３−１〜２３−３を備えている。図４（１）に示すように、ダウンコンバート部１２が入力する撮像素子映像信号の画素数が７６８０×４３２０（３３００万）画素であり、ダウンコンバート部１２が出力する低解像度の映像信号の画素数が１９２０×１０８０（２００万）画素の場合、図４（２）に示すように、撮像素子の４×４画素（１６画素）のブロック内にある全てのＧ信号（Ｇ１〜Ｇ８信号）、Ｂ信号（Ｂ１〜Ｂ４信号）及びＲ信号（Ｒ１〜Ｒ４信号）が、それぞれ１画素ずつのＧ’信号、Ｂ’信号及びＲ’信号に変換される。すなわち、撮像素子１１のカラーフィルタが図２に示したベイヤー配列の場合、４×４画素のブロックは８画素のＧ信号、４画素のＢ信号及び４画素のＲ信号により構成されるから、Ｇ信号を１／８に、Ｂ信号及びＲ信号を１／４にそれぞれ解像度を低下させる必要がある。
【００３３】
そこで、ダウンコンバート部１２は、撮像素子映像信号を構成するＲＧＢ信号のうちのＧ信号に対して８画素分の加算平均値を算出し、その加算平均値をＧ＿ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：高精細）信号として出力する。また、ダウンコンバート部１２は、Ｂ信号及びＲ信号に対し、４画素分の加算平均値をそれぞれ算出し、それぞれの加算平均値をＢ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号として出力する。すなわち、図４（２）に示すように、ダウンコンバート部１２は、Ｇ１，・・・，Ｇ８，Ｂ１，・・・，Ｂ４，Ｒ１，・・・，Ｒ４，Ｇ’，Ｂ’，Ｒ’をＧ信号、Ｂ信号及びＲ信号のそれぞれの画素値とした場合、Ｇ’＝（Ｇ１＋Ｇ２＋・・・＋Ｇ８）／８、Ｂ’＝（Ｂ１＋・・・＋Ｂ４）／４、Ｒ’＝（Ｒ１＋・・・＋Ｒ４）／４の演算を行う。
【００３４】
具体的には、ダウンコンバート部１２は、ＲＧＢ信号それぞれに対し、１９２０画素の信号が格納されるラインメモリ２２−１〜２２−３、及び１９２０画素の信号が格納される出力バッファ２３−１〜２３−３を備える。ラインメモリ２２−１〜２２−３は、同一の４×４画素ブロック内のＲＧＢ信号それぞれの加算平均を計算するために用いられる。ラインメモリ２２−１〜２２−３の全てのアドレスには初期値として０が格納されており、同一ブロック内の信号にはラインメモリ２２−１〜２２−３上の同一のアドレスが割り当てられている。Ｇ信号は、元信号の１／８の値がラインメモリ２２−１の該当するアドレスに格納された値に加算され、その値で前記ラインメモリ２２−１の前記アドレスの値が更新される。Ｂ信号及びＲ信号は、元信号の１／４の値がラインメモリ２２−２，２２−３の該当するアドレスに格納された値に加算され、その値で前記ラインメモリ２２−２，２２−３の前記アドレスの値が更新される。これらの操作は同一ブロック内の全ての画素に対して繰り返し行われ、Ｇ信号は、８画素分の加算平均値が生成された時点で、その値が出力バッファ２３−１に格納され、Ｂ信号及びＲ信号は、それぞれ４画素分の加算平均値が生成された時点で、その値が出力バッファ２３−２，２３−３に格納される。同時に、ラインメモリ２２−１〜２２−３に保持された値はリセットされ、全ての値が０に戻る。つまり、除算部２０−１〜２０−３は、撮像素子映像信号を構成するＧ信号、Ｂ信号及びＲ信号をそれぞれ入力し、Ｇ信号に１／８を乗算し、Ｂ信号及びＲ信号に１／４を乗算し、解像度を低下させる。加算部２１−１〜２１−３は、除算部２０−１〜２０−３から解像度が低下した信号を入力すると共に、ラインメモリ２２−１〜２２−３から当該加算部２１−１〜２１−３の加算結果の信号を読み出し、除算部２０−１〜２０−３からの信号とラインメモリ２２−１〜２２−３から読み出した信号とを加算し、加算結果をラインメモリ２２−１〜２２−３にそれぞれ保持すると共に、出力バッファ２３−１〜２３−３に格納する。そして、出力バッファ２３−１に、Ｇ信号の８画素分の加算平均値が格納され、出力バッファ２３−２，２３−３に、Ｂ信号及びＲ信号の４画素分の加算平均値がそれぞれ格納される。
【００３５】
出力バッファ２３−１〜２３−３は、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）のメモリとして構成され、加算平均値がＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号として格納される。そして、後段の映像信号調整部１３によって、出力バッファ２３−１〜２３−３に格納された低解像度の映像信号であるＧ＿ＨＤ信号（Ｇ信号の８画素分の加算平均値）、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号（Ｂ信号及びＲ信号の４画素分の加算平均値）が共通のタイミングにて読み出され、ハイビジョンサイズの映像信号に変換される。
【００３６】
尚、図３に示したダウンコンバート部１２は一例であり、ダウンコンバート部１２は、折り返し歪みを抑圧するために、より高度なフィルタ処理を施すフィルタを備えるようにしてもよいし、逆に演算量を減らすために、出力バッファのみを用いた単純なサブサンプリング回路を備えるようにしてもよい。
【００３７】
（映像信号調整部）
図１に戻って、映像信号調整部１３は、ダウンコンバート部１２から低解像度の映像信号（ハイビジョンサイズにダウンコンバートされた映像信号）を入力し、撮影者により手動で設定された調整パラメータを用いて、入力した低解像度の映像信号に対して通常のカメラのプロセス回路で行われる映像調整を行い、ビューファインダ用映像信号を生成し、ビューファインダへ出力する。これにより、撮影者は、調整パラメータにより調整された映像を、ビューファインダにて見ることができる。一般に、映像信号調整部１３が、撮像素子映像信号に対し、後述するオフセット調整等の映像調整処理をリアルタイムで行う場合、回路規模が膨大になる。そこで、映像信号調整部１３は、撮像素子映像信号に対して映像調整を行わず、撮像素子映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像に対して映像調整を行うようにした。前述した特許文献１では、高いデータレートかつ膨大な信号量を有するスーパーハイビジョンのような撮像素子映像信号に対し直接的に処理を行う必要があるが、この映像信号調整部１３では、このような撮像素子映像信号に対し直接的に処理を行う必要がないから、信号処理量を低減することができる。また、映像信号調整部１３は、映像調整量に対応する数値データ、すなわち調整パラメータの数値データを数値データ多重化部１４に出力する。
【００３８】
尚、映像信号調整部１３は、撮影者により手動で設定された調整パラメータを用いるようにしたが、オートホワイトバランス等の機能を用いて自動で設定された調整パラメータを用いるようにしてもよい。
【００３９】
図５は、映像信号調整部１３の構成例を示すブロック図である。この映像信号調整部１３は、オフセット調整部３０、ゲイン調整部３１、色補正リニアマトリクス部３２、ニー補正部３３、ガンマ補正部３４、フレア補正部３５及びＹＣマトリクス部３６を備えている。映像信号調整部１３は、ダウンコンバート部１２から低解像度の映像信号であるＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、オフセット調整部３０からＹＣマトリクス部３６までの現行のハイビジョンカメラに搭載されている映像調整プロセスと同様の処理を行い、ビューファインダ用映像信号であるＹ＿ＶＦ（ビューファインダ）信号、ＣＢ＿ＶＦ信号及びＣＲ＿ＶＦ信号を生成し、これらの信号をビューファインダへ出力する。また、映像信号調整部１３は、撮影者により設定され、映像処理にて使用した各種の調整パラメータの数値データを数値データ多重化部１４に出力する。オフセット調整部３０、ゲイン調整部３１、ニー補正部３３、ガンマ補正部３４及びフレア補正部３５は、Ｇ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号にそれぞれ対応した３系統の構成部を有する。
【００４０】
オフセット調整部３０は、ダウンコンバート部１２からＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定されたオフセット調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対しオフセットレベル調整を行い、オフセット調整したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号をゲイン調整部３１にそれぞれ出力する。また、オフセット調整部３０は、オフセット調整の処理のために使用したオフセット調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４１】
ゲイン調整部３１は、オフセット調整部３０からオフセット調整されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定されたゲイン調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対しゲイン調整を行い、ゲイン調整したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を色補正リニアマトリクス部３２に出力する。また、ゲイン調整部３１は、ゲイン調整の処理のために使用したゲイン調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４２】
色補正リニアマトリクス部３２は、ゲイン調整部３１からゲイン調整されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定された色補正リニアマトリクス調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対し色補正リニアマトリクス調整を行い、色補正リニアマトリクス調整したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号をニー補正部３３にそれぞれ出力する。具体的には、色補正リニアマトリクス部３２は、色補正リニアマトリクス調整パラメータが反映された行列を用いて、入力したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を、色補正リニアマトリクス調整したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号に変換する。また、色補正リニアマトリクス部３２は、色補正リニアマトリクス調整の処理のために使用した色補正リニアマトリクス調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４３】
ニー補正部３３は、色補正リニアマトリクス部３２から色補正リニアマトリクス調整されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定されたニー補正調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対しニー補正を行い、ニー補正したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号をガンマ補正部３４にそれぞれ出力する。また、ニー補正部３３は、ニー補正の処理のために使用したニー補正調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４４】
ガンマ補正部３４は、ニー補正部３３からニー補正されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定されたガンマ補正調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対しガンマ補正を行い、ガンマ補正したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号をフレア補正部３５にそれぞれ出力する。また、ガンマ補正部３４は、ガンマ補正の処理のために使用したガンマ補正調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４５】
フレア補正部３５は、ガンマ補正部３４からガンマ補正されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、撮影者により設定されたフレア補正調整パラメータを用いて、入力したそれぞれの信号に対しフレア補正を行い、フレア補正したＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号をＹＣマトリクス部３６に出力する。また、フレア補正部３５は、フレア補正の処理のために使用したフレア補正調整パラメータの数値データを、数値データ多重化部１４に出力する。
【００４６】
ＹＣマトリクス部３６は、フレア補正部３５からフレア補正されたＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を入力し、ＹＣマトリクス変換処理を行い、ビューファインダ用映像信号であるＹ＿ＶＦ信号、ＣＢ＿ＶＦ信号及びＣＲ＿ＶＦ信号に変換してビューファインダへ出力する。具体的には、ＹＣマトリクス部３６は、ＲＧＢ信号をＹ（輝度）Ｃ（色度）信号に変換するための所定の行列を用いて、入力したフレア補正後のＧ＿ＨＤ信号、Ｂ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号を、Ｙ＿ＶＦ信号、ＣＢ＿ＶＦ信号及びＣＲ＿ＶＦ信号に変換する。
【００４７】
尚、映像信号調整部１３におけるオフセット調整部３０からＹＣマトリクス部３６までのそれぞれの調整処理は既知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。詳細については、「映像情報メディア学会編  テレビジョンカメラの設計技術（コロナ社）」を参照されたい。
【００４８】
また、図５に示した映像信号調整部１３では、それぞれの調整パラメータを用いて、オフセット調整、ゲイン調整、リニアマトリクスによる色補正、ニー補正、ガンマ補正及びフレア補正を行うようにしたが、調整処理は、図５に示したそれぞれの処理に限定されるものではない。例えば、映像信号調整部１３は、これらの調整処理に加え、ホワイトクリップ処理等の他の処理を行うようにしてもよいし、予め設定された任意の１つまたは複数の調整処理を行うようにしてもよい。
【００４９】
（数値データ多重化部）
図１に戻って、数値データ多重化部１４は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力すると共に、映像信号調整部１３から調整パラメータ（オフセット調整パラメータ、ゲイン調整パラメータ、色補正リニアマトリクス調整パラメータ、ニー補正調整パラメータ、ガンマ補正調整パラメータ及びフレア補正調整パラメータ）の数値データを入力し、これらの調整パラメータの数値データを撮像素子信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を出力し、収録機に収録する。この場合、収録機は、本線映像信号を入力し、本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の映像信号と、調整パラメータの数値データとを記録する。
【００５０】
図６（１）は、数値データ多重化部１４の第１の構成例を示すブロック図であり、図６（２）は、数値データ多重化部１４の第２の構成例を示すブロック図である。図６（１）は、撮像素子１１から入力する撮像素子映像信号に同期信号が埋め込まれていない場合の数値データ多重化部１４の構成例を示しており、数値データ多重化部１４は、撮像素子映像信号に加えて同期信号を入力する。図６（２）は、撮像素子１１から入力する撮像素子映像信号に同期信号が埋め込まれている場合の数値データ多重化部１４の構成例を示しており、数値データ多重化部１４は、撮像素子映像信号として、例えばＨＤ−ＳＤＩ信号を入力する。
【００５１】
図６（１）において、数値データ多重化部１４−１は、タイミングパルス生成部４０−１、調整データレジスタ４１、及び、ＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部４２を備えている。タイミングパルス生成部４０−１は、撮像素子１１から同期信号を入力し、同期信号に基づいて、撮像素子映像信号が所定のタイミングの水平または垂直のブランキング期間に到達したことを示す読み出しパルスを調整データレジスタ４１に出力する。ここで、ブランキング期間とは、所定のデータレートで伝送される撮像素子映像信号のタイミングにおいて、実際の映像信号が存在しない期間をいう。
【００５２】
調整データレジスタ４１は、映像信号調整部１３から調整パラメータの数値データを入力して格納する。調整データレジスタ４１に格納された調整パラメータの数値データは、映像信号調整部１３にて使用する調整パラメータの数値データが変更される毎に、随時更新される。また、調整データレジスタ４１は、タイミングパルス生成部４０−１から読み出しパルスを入力したタイミングで、格納されている調整パラメータの数値データを読み出し、ＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部４２に出力する。これにより、撮像素子映像信号が所定のタイミングのブランキング期間に到達したときに、調整パラメータの数値データが、調整データレジスタ４１から読み出され、ＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部４２に出力される。
【００５３】
ＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部４２は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力すると共に、調整データレジスタ４１から調整パラメータの数値データを入力し、入力した撮像素子映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号にフォーマット変換し、映像信号のフレーム単位で、撮像素子映像信号における水平または垂直のブランキング期間（後述する図７に示すＨＤ−ＳＤＩ信号の補助データ領域）に、調整パラメータの数値データを挿入（格納）し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を出力する。これにより、調整パラメータの数値データを多重化したカメラ本線映像（本線映像信号）が生成され、調整パラメータの数値データを損なわない形で、非圧縮収録機等の収録機に収録及び保存され、撮影は終了する。
【００５４】
また、図６（２）において、数値データ多重化部１４−２は、タイミングパルス生成部４０−２、調整データレジスタ４１及びブランキング数値データ挿入部４３を備えている。
【００５５】
タイミングパルス生成部４０−２は、撮像素子１１から撮像素子映像信号（例えば、後述する図７に示すＨＤ−ＳＤＩ信号の補助データ領域）を入力し、撮像素子映像信号が所定のタイミングの水平または垂直のブランキング期間に到達したときに、読み出しパルスを調整データレジスタ４１に出力する。ブランキング期間とは、後述する図７に示すように、撮像素子映像信号であるＨＤ−ＳＤＩ信号を構成する信号のうち、映像データ及び制御パラメータのように映像信号に直接関連する信号ではなく、補助データのようにユーザが自由に使用できる信号が存在する期間をいう。
【００５６】
調整データレジスタ４１は、図６（１）に示したものと同様であるから、説明を省略する。調整データレジスタ４１は、タイミングパルス生成部４０−２から読み出しパルスを入力したタイミングで、格納されている調整パラメータの数値データを読み出し、ブランキング数値データ挿入部４３に出力する。これにより、撮像素子映像信号が所定のタイミングのブランキング期間に到達したときに、調整パラメータの数値データが、調整データレジスタ４１から読み出され、ブランキング数値データ挿入部４３に出力される。
【００５７】
ブランキング数値データ挿入部４３は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力すると共に、調整データレジスタ４１から調整パラメータの数値データを入力し、撮像素子映像信号のフレーム単位で、撮像素子映像信号における水平または垂直のブランキング期間に、調整パラメータの数値データを挿入（格納）し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を出力する。これにより、調整パラメータの数値データを多重化したカメラ本線映像（本線映像信号）が生成され、調整パラメータの数値データを損なわない形で、非圧縮収録機等の収録機に収録及び保存され、撮影は終了する。
【００５８】
図７は、図６（１）に示した数値データ多重化部１４−１のＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部４２により撮像素子映像信号がＨＤ−ＳＤＩ信号に変換される場合、または、図６（２）に示した数値データ多重化部１４−２により入力される撮像素子映像信号がＨＤ−ＳＤＩ信号である場合のＨＤ−ＳＤＩ信号の構成を示す図である。図７に示すＨＤ−ＳＤＩ信号は、収録機に収録される本線映像信号の例であり、ＥＡＶ（Ｅｎｄ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｖｉｄｅｏ）、ＬＮ（Ｌｉｎｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）、ＣＲＣＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅ）、補助データ、ＳＡＶ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｖｉｄｅｏ）及び映像データ（デジタルアクティブライン）により構成される。数値データ多重化部１４は、調整パラメータの数値データを、ＨＤ−ＳＤＩ信号の補助データ領域に挿入（格納）する。
【００５９】
尚、数値データ多重化部１４は、撮像素子映像信号のブランキング期間に調整パラメータの数値データを挿入することで、調整パラメータの数値データを多重化するようにしたが、必ずしもブランキング期間に挿入する必要はない。例えば、数値データ多重化部１４は、調整パラメータの数値データを、本線映像信号のうち、映像品質にさほど影響を与えない映像データの最下位ビットに格納するようにしてもよい。
【００６０】
以上のように、実施例１の撮像装置１によれば、ダウンコンバート部１２が、撮影者により撮影された被写体の映像である撮像素子映像信号をダウンコンバートして低解像度の映像を生成し、映像信号調整部１３が、低解像度の映像に対し、所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の低解像度の映像をビューファインダ用映像としてビューファインダへ出力するようにした。また、数値データ多重化部１４が、映像信号調整部１３にて使用した調整パラメータの数値データを本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を収録機に収録するようにした。これにより、本線映像信号である撮像素子映像信号に対して映像調整を行わず、撮像素子映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置１において信号処理量を低減することができる。したがって、撮像装置１の信号処理部の回路を削減し、小型化及び省電力化を図ることが可能となる。また、ＣＣＵを用いることなく撮影することができるから、カメラの撮像装置１と収録機（カメラの撮像装置１と収録機が一体化したカムコーダを含む）のみを用いればよく、機動性が大幅に向上する。
【００６１】
〔映像信号処理装置（実施例１の撮像装置に対応）〕
次に、実施例１の撮像装置１に対応する専用の映像信号処理装置について説明する。図１１は、実施例１の撮像装置１に対応する映像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号処理装置４は、数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１を備えている。図１に示したカメラヘッドの撮像装置１では、ダウンコンバートした低解像度の映像信号のみに映像調整を行うようにしたが、この映像信号処理装置４では、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を入力し、本線映像信号から調整パラメータの数値データを抽出し、その数値データ（撮像装置１にて使用した同じ調整パラメータの数値データ）を用いて本線映像信号に対し映像調整を行い、最終的な映像信号に変換して出力する。尚、映像信号処理装置４は、撮像装置１から本線映像信号を直接入力するようにしてもよいし、撮像装置１により収録された本線映像信号を、収録機から再生信号として入力するようにしてもよい。
【００６２】
数値データ抽出部５０は、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を入力し、本線映像信号に多重化された調整パラメータの数値データを抽出し、調整パラメータの数値データを映像信号処理部５１に出力する。具体的には、数値データ抽出部５０は、本線映像信号が所定のタイミングのブランキング期間に到達したときに、調整パラメータの数値データを抽出する。図７に示したＨＤ−ＳＤＩ信号の例では、数値データ抽出部５０は、補助データ領域から調整パラメータの数値データを抽出する。
【００６３】
映像信号処理部５１は、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を入力すると共に、数値データ抽出部５０から調整パラメータの数値データを入力し、調整パラメータを用いて本線映像信号に対し、撮像装置１の映像信号調整部１３と同一の映像調整を行い、最終的な映像信号に変換して出力する。
【００６４】
図１２は、映像信号処理部５１の構成例を示すブロック図である。この映像信号処理部５１は、オフセット調整部６０、ゲイン調整部６１、色補正リニアマトリクス部６２、ニー補正部６３、ガンマ補正部６４及びフレア補正部６５を備えている。映像信号処理部５１は、図５に示した映像信号調整部１３の各種処理のうち、ＹＣマトリクス部３６のＹＣマトリクス処理を除いた同一の処理を同一の順番で、同一の調整パラメータを用いて行う。すなわち、映像信号処理部５１は、収録機から本線映像信号であるＧ＿ＩＮ信号、Ｂ＿ＩＮ信号及びＲ＿ＩＮ信号を入力し、数値データ抽出部５０から入力した調整パラメータの数値データを用いて、オフセット調整部６０からフレア補正部６５までの映像調整プロセスの処理を行い、最終的な映像信号であるＧ＿ＯＵＴ信号、Ｂ＿ＯＵＴ信号及びＲ＿ＯＵＴ信号を生成し、これらの信号を出力する。また、オフセット調整部６０、ゲイン調整部６１、ニー補正部６３、ガンマ補正部６４及びフレア補正部６５は、Ｇ＿ＩＮ信号、Ｂ＿ＩＮ信号及びＲ＿ＩＮ信号にそれぞれ対応した３系統の構成部を有する。尚、映像信号処理部５１の各構成部は図５に示したものと同様であるから、詳細な説明を省略する。
【００６５】
以上のように、実施例１の撮像装置１に対応する映像信号処理装置４によれば、数値データ抽出部５０が、本線映像信号に多重化された調整パラメータの数値データを抽出し、映像信号処理部５１が、その調整パラメータを用いて、本線映像信号に対し映像調整を行い、最終的な映像信号を生成して出力するようにした。これにより、撮像装置１にて撮影しビューファインダで確認した映像と同じ明るさ及び色バランスを持つ同品質の高精細映像が生成される。また、撮影者等が、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号が収録された収録機を放送局へ持ち帰ることで、放送局に設置された映像信号処理装置４にて、本線映像の生成処理を実現することができる。したがって、映像信号処理装置４を放送局の編集機の入力側に設置することにより、現行のハイビジョンの映像制作に近いプロセスで高精細映像の制作が可能になる。
【００６６】
尚、実施例１の撮像装置１及び実施例１の撮像装置１に対応する映像信号処理装置４は、それぞれ単独に構成された装置であるが、撮像装置１と映像信号処理装置４とを備えた撮像システムを構成するようにしてもよい。
【００６７】
〔実施例２／撮像装置〕
次に、本発明の第２の実施形態（実施例２）による撮像装置について説明する。図８は、実施例２による撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置２は、レンズ１０、撮像素子１１、映像信号前処理部１５、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４を備えている。撮像装置２は、撮影者により撮影された被写体の映像信号（本線映像信号）に対し、ノイズ除去及びフォーマット変換等の前処理を行い、前処理後の映像信号をダウンコンバートして低解像度の映像信号を生成し、低解像度の映像信号に対し所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の低解像度の映像信号をビューファインダ用映像信号としてビューファインダへ出力すると共に、前記調整パラメータの数値データを本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を収録機に収録する。これにより、本線映像信号に対して映像調整を行わず、前処理後の本線映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像信号に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置２において信号処理量を低減することができる。また、前処理により、映像品質を改善し、後段の回路規模の単純化を実現することができる。
【００６８】
図１に示した実施例１の撮像装置１と、図８に示す実施例２の撮像装置２とを比較すると、両撮像装置１，２共に、レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４を備えている点で同一である。一方、撮像装置２は、撮像装置１の構成に加え、さらに撮像素子１１の後段に映像信号前処理部１５を備えている点で相違する。レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４については実施例１にて既に説明済みであるから、ここでは省略する。
【００６９】
映像信号前処理部１５は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力し、ノイズ除去等の映像調整後に行うことが困難な信号処理、後段の信号処理部に合わせた映像フォーマットの変換等を行い、これらの前処理により生成した映像信号（前処理後の映像信号）をダウンコンバート部１２及び数値データ多重化部１４に出力する。
【００７０】
図９は、映像信号前処理部１５の構成例を示すブロック図である。この映像信号前処理部１５は、固定パターンノイズ除去部７０及び映像フォーマット変換部７１を備えている。固定パターンノイズ除去部７０は、撮像素子１１から撮像素子映像信号を入力し、ノイズ除去の処理を行い、ノイズ除去後の映像信号を映像フォーマット変換部７１に出力する。一般に、撮像素子１１からの撮像素子映像信号には、後段の映像信号調整部１３による映像調整後に除去することが困難な固定パターンノイズ等が含まれることが多い。そこで、固定パターンノイズ除去部７０は、映像信号調整部１３による映像調整後には除去が困難な固定パターンノイズ等を、撮像素子映像信号から除去する。例えば、固定パターンノイズ除去部７０は、予めレンズ１０を遮光した状態で、撮像素子１１から撮像素子映像信号である黒画像を入力し、複数フレームの加算平均値を算出しておく。そして、固定パターンノイズ除去部７０は、撮像素子１１から入力した撮像素子映像信号の値から、黒画像の加算平均値を減算することで、黒補正を行う。これにより、映像品質を改善することができる。
【００７１】
映像フォーマット変換部７１は、固定パターンノイズ除去部７０からノイズ除去後の映像信号を入力し、カメラ本線出力に合わせた映像フォーマットの変換処理を行い、前処理後の映像信号をダウンコンバート部１２及び数値データ多重化部１４に出力する。一般に、撮像装置２により出力される本線映像信号の映像フォーマットと、撮像素子１１により出力される撮像素子映像信号の映像フォーマットとが一致することは少ない。そこで、映像フォーマット変換部７１は、撮像素子１１により出力される撮像素子映像信号の映像フォーマットを、撮像装置２により出力される本線映像信号の映像フォーマット、すなわちカメラ本線出力に合わせた映像フォーマットに変換する。これにより、所望の映像フォーマットに合わせることができる。
【００７２】
以上のように、実施例２の撮像装置２によれば、実施例１の撮像装置１と同様に、撮像素子映像信号に対して映像調整を行わず、撮像素子映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置２において信号処理量を低減することができる。したがって、撮像装置２の信号処理部の回路を削減し、小型化及び省電力化を図ることが可能となる。また、ＣＣＵを用いることなく撮影することができるから、カメラの撮像装置２と収録機（カメラの撮像装置２と収録機が一体化したカムコーダを含む）のみを用いればよく、機動性が大幅に向上する。
【００７３】
また、映像信号前処理部１５を備えることにより、映像調整後には処理が困難な固定パターンノイズ等を除去するようにしたから、映像品質を改善できる。また、映像信号前処理部１５により、撮像装置２により出力される本線映像信号に合わせた所望の映像フォーマットに変換することができる。
【００７４】
尚、実施例２の撮像装置２に対応する専用の映像信号処理装置は、図１１に示した実施例１の撮像装置１に対応する映像信号処理装置４と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、実施例２の撮像装置２及び実施例２の撮像装置２に対応する映像信号処理装置４は、それぞれ単独に構成された装置であるが、撮像装置２と、撮像装置２に対応する映像信号処理装置４とを備えた撮像システムを構成するようにしてもよい。
【００７５】
〔実施例３／撮像装置〕
次に、本発明の第３の実施形態（実施例３）による撮像装置について説明する。図１０は、実施例３による撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置３は、レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３、数値データ多重化部１４及び符号化部１６を備えている。撮像装置３は、撮影者により撮影された被写体の映像信号（本線映像信号）をダウンコンバートして低解像度の映像信号を生成し、低解像度の映像信号に対し所定の調整パラメータを用いて調整し、調整後の低解像度の映像信号をビューファインダ用映像としてビューファインダへ出力すると共に、前記調整パラメータの数値データを本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を符号化して収録機に収録する。これにより、本線映像信号に対して映像調整を行わず、本線映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像信号に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置３において信号処理量を低減することができる。また、本線映像信号の符号化により、データ量を削減し、収録機の小型化及び収録時間の長尺化が可能となる。
【００７６】
図１に示した実施例１の撮像装置１と、図１０に示す実施例３の撮像装置３とを比較すると、両撮像装置１，３共に、レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４を備えている点で同一である。一方、撮像装置３は、撮像装置１の構成に加え、さらに数値データ多重化部１４の後段に符号化部１６を備えている点で相違する。レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３及び数値データ多重化部１４については実施例１にて既に説明済みであるから、ここでは省略する。
【００７７】
符号化部１６は、数値データ多重化部１４から、調整パラメータの数値データが多重化された本線映像信号を入力し、調整パラメータの数値データを損なわない形で本線映像信号を所定の信号形式に符号化し、符号化後の本線映像信号を収録機に収録する。具体的には、本線映像信号に含まれる調整パラメータの数値データを符号化しない（圧縮しない）でそのままのデータとし、それ以外のデータを符号化する（圧縮する）。一般に、カメラ本線出力の本線映像信号は非常に大きなデータレートを持つため、非圧縮信号のままでは、容量の大きな収録機が必要になり、収録時間も十分に確保することができない。そこで、符号化部１６は、データレートを小さくするために、本線映像信号を符号化する。これにより、収録機に収録する本線映像信号のデータ量を削減することができる。また、調整パラメータの数値データは符号化されないから、後述する映像信号処理装置５において、本線映像信号を復号化して元の信号に復元する際に、調整パラメータの数値データを復号化する必要がない。復号化処理では、元の数値データに正確に復元することができない場合があることから、映像信号処理装置５は、正確な調整パラメータの数値データを用いることができる。
【００７８】
尚、符号化部１６は、調整パラメータの数値データを、可逆圧縮可能な手法で符号化するようにしてもよい。可逆圧縮可能な手法を用いる場合、復号化の際、正確な調整パラメータの数値データに復元することができるからである。
【００７９】
以上のように、実施例３の撮像装置３によれば、実施例１の撮像装置１と同様に、撮像素子映像信号に対して映像調整を行わず、撮像素子映像信号をダウンコンバートした低解像度の映像に対して映像調整を行うから、カメラヘッドの撮像装置３において信号処理量を低減することができる。したがって、撮像装置３の信号処理部の回路を削減し、小型化及び省電力化を図ることが可能となる。また、ＣＣＵを用いることなく撮影することができるから、カメラの撮像装置３と収録機（カメラの撮像装置３と収録機が一体化したカムコーダを含む）のみを用いればよく、機動性が大幅に向上する。
【００８０】
また、符号化部１６を備えることにより、調整パラメータの数値データを損なわない形で本線映像信号の符号化を行うようにしたから、収録機に収録する本線映像信号のデータ量を削減することができる。したがって、収録機の小型化及び収録時間の長尺化が可能になる。また、後述する映像信号処理装置５において、正確な調整パラメータの数値データ（撮像装置３にて用いたものと同じ調整パラメータの数値データ）を映像信号処理のために用いることができる。
【００８１】
〔映像信号処理装置（実施例３の撮像装置に対応）〕
次に、実施例３の撮像装置３に対応する専用の映像信号処理装置について説明する。図１３は、実施例３の撮像装置３に対応する映像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。この映像信号処理装置５は、復号化部８０、数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１を備えている。
【００８２】
図１１に示した実施例１，２の撮像装置１，２に対応する映像信号処理装置４と、図１３に示す実施例３の撮像装置３に対応する映像信号処理装置５とを比較すると、両映像信号処理装置４，５は、数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１を備えている点で同一である。一方、映像信号処理装置５は、映像信号処理装置４の構成に加え、さらに数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１の前段に復号化部８０を備えている点で相違する。数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１については、映像信号処理装置４にて既に説明済みであるから、ここでは省略する。
【００８３】
復号化部８０は、図１０に示した符号化部１６に対応する処理を行うために、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号（符号化された本線映像信号）を入力し、本線映像信号を復号化し、復号化した本線映像信号を数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１に出力する。具体的には、本線映像信号に含まれる調整パラメータの数値データ以外が符号化されているから、これらのデータを復号化する。
【００８４】
以上のように、実施例３の撮像装置３に対応する映像信号処理装置５によれば、実施例１，２の撮像装置１，２に対応する映像信号処理装置４と同様に、撮像装置３にて撮影しビューファインダで確認した映像と同じ明るさ及び色バランスを持つ同品質の高精細映像が生成される。また、撮影者等が、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号が収録された収録機を放送局へ持ち帰ることで、放送局に設置された映像信号処理装置５にて、本線映像の生成処理を実現することができる。したがって、映像信号処理装置５を放送局の編集機の入力側に設置することにより、現行のハイビジョンの映像制作に近いプロセスで高精細映像の制作が可能となる。
【００８５】
また、復号化部８０を備えることにより、本線映像信号を復号化するようにしたから、元の本線映像信号に復元することができる。したがって、収録機に収録される本線映像信号のデータ量の削減を実現し、収録機の小型化及び収録時間の長尺化を実現することが可能となる。
【００８６】
尚、実施例３の撮像装置３及び実施例３の撮像装置３に対応する映像信号処理装置５は、それぞれ単独に構成された装置であるが、撮像装置３と映像信号処理装置５とを備えた撮像システムを構成するようにしてもよい。
【００８７】
〔変形例１〕
次に、変形例１について説明する。変形例１の撮像装置は、実施例１の撮像装置１の構成に加え、実施例２の撮像装置２における映像信号前処理部１５、及び実施例３の撮像装置３における符号化部１６を備える。すなわち、変形例１の撮像装置は、レンズ１０、撮像素子１１、ダウンコンバート部１２、映像信号調整部１３、数値データ多重化部１４、映像信号前処理部１５及び符号化部１６を備える。変形例１の撮像装置によれば、実施例１の撮像装置１と同様の効果に加え、実施例２の撮像装置２及び実施例３の撮像装置３と同様の効果も奏する。
【００８８】
〔変形例２〕
次に、変形例２について説明する。前述の実施例２では、撮像装置２の映像信号前処理部１５は、前処理として、撮像素子１１から入力した撮像素子映像信号の値から黒画像の加算平均値を減算することで、黒補正を行うようにした。これに対し、変形例２では、撮像装置が前処理として黒補正を行う代わりに、映像信号処理装置が後処理として黒補正を行う。具体的には、変形例２の撮像装置は、予めレンズ１０を遮光した状態で、撮像素子１１から撮像素子映像信号である黒画像を入力し、収録機に収録する。そして、変形例２の映像信号処理装置は、図１１または図１３の構成において、映像信号処理部５１の前段に映像信号後処理部を備え、映像信号後処理部が、収録機から読み出した黒画像に対し、複数フレームの加算平均値を算出し、そして、収録機から読み出した本線映像信号の値から黒画像の加算平均値を減算することで、黒補正を行う。映像信号処理部５１は、黒補正された本線映像信号を入力する。
【００８９】
以上のように、変形例２では、撮像装置が前処理として黒補正を行う必要がなく、映像信号処理装置が後処理として黒補正を行うようにしたから、カメラヘッドの撮像装置において信号処理量を一層低減することができ、小型化及び省電力化を図ることが可能となる。
【００９０】
〔変形例３〕
次に、変形例３について説明する。前述の撮像装置１〜３のダウンコンバート部１２は、撮像素子映像信号を構成するＲＧＢ信号のうちのＧ信号に対し、８画素分の加算平均値を算出し、その加算平均値をＧ＿ＨＤ信号として出力し、Ｂ信号及びＲ信号に対し、４画素分の加算平均値をそれぞれ算出し、それぞれの加算平均値をＢ＿ＨＤ信号及びＲ＿ＨＤ信号として出力することで、撮像素子映像信号の解像度を低下させるようにした。これに対し、変形例３の撮像装置におけるダウンコンバート部１２は、撮像素子映像信号から所定エリアの映像信号を切り出し、切り出し後の映像信号を出力する。
【００９１】
図１４は、ダウンコンバート部１２による切り出し処理を説明する図である。このダウンコンバート部１２は、７６８０×４３２０（３３００万）画素の撮像素子映像信号を入力し、この映像信号の中の任意の１９２０×１０８０（２００万）画素の領域の映像信号を切り出す。これにより、切り出された領域の映像信号がビューファインダ用映像信号としてビューファインダへ出力される。
【００９２】
以上のように、変形例３の撮像装置によれば、本線映像信号である撮像素子映像信号に対して映像調整を行わず、撮像素子映像信号から切り出したエリアの映像に対して映像調整を行うから、実施例１の撮像装置１と同様に、カメラヘッドの撮像装置において信号処理量を低減することができ、小型化及び省電力化を図ることが可能となる。
【００９３】
以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、調整パラメータの数値データが多重化された本線映像信号が収録される収録機は、撮像装置１、撮像装置２または撮像装置３と一体化して構成するようにしてもよい。この場合、撮像装置１〜３は、撮像装置１，２の数値データ多重化部１４または撮像装置３の符号化部１６により出力された本線映像信号を入力し、本線映像信号のうち、少なくとも本線映像信号のブランキング期間以外の映像信号と、調整パラメータの数値データとを記録する記録部を備える。
【００９４】
また、撮像装置１〜３に備えた撮像素子１１は、高精細撮像素子として、カメラの小型化に最も有利な単板式による撮像方式を例にしたが、色分解プリズムを用いる３板式または４板式等の撮像方式にも適用できる。
【００９５】
また、撮像装置１〜３の数値データ多重化部１４は、調整パラメータの数値データを本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データを含む本線映像信号を収録機に収録するようにしたが、さらに、撮像装置１〜３の撮影条件であるレンズ１０についてのアイリス、フォーカス及びズームに関するパラメータの数値データも本線映像信号に多重化し、調整パラメータの数値データ及びレンズ１０のパラメータの数値データを含む本線映像信号を収録機に収録するようにしてもよい。この場合、映像信号処理装置４，５の数値データ抽出部５０は、本線映像信号から調整パラメータの数値データに加え、さらにレンズ１０のパラメータの数値データも抽出する。これにより、映像信号処理装置４，５において、調整パラメータだけでなく、撮影時のレンズデータも取得することができ、これらのデータに基づいて、色収差補正等の、画質改善のための信号処理が可能になる。
【００９６】
尚、映像信号処理装置４，５のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。映像信号処理装置４，５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。映像信号処理装置４に備えた数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像信号処理装置５に備えた復号化部８０、数値データ抽出部５０及び映像信号処理部５１の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもできる。
【符号の説明】
【００９７】
１，２，３  撮像装置
４，５  映像信号処理装置
１０  レンズ
１１  撮像素子
１２  ダウンコンバート部
１３  映像信号調整部
１４  数値データ多重化部
１５  映像信号前処理部
１６  符号化部
２０  除算部
２１  加算部
２２  ラインメモリ
２３  出力バッファ
３０，６０  オフセット調整部
３１，６１  ゲイン調整部
３２，６２  色補正リニアマトリクス部
３３，６３  ニー補正部
３４，６４  ガンマ補正部
３５，６５  フレア補正部
３６  ＹＣマトリクス部
４０  タイミングパルス生成部
４１  調整データレジスタ
４２  ＨＤ−ＳＤＩ信号変換及びブランキング数値データ挿入部
４３  ブランキング数値データ挿入部
５０  数値データ抽出部
５１  映像信号処理部
７０  固定パターンノイズ除去部
７１  映像フォーマット変換部
８０  復号化部
【図１】
0005824341.tif 000002
【図２】
0005824341.tif 000003
【図３】
0005824341.tif 000004
【図４】
0005824341.tif 000005
【図５】
0005824341.tif 000006
【図６】
0005824341.tif 000007
【図７】
0005824341.tif 000008
【図８】
0005824341.tif 000009
【図９】
0005824341.tif 000010
【図１０】
0005824341.tif 000011
【図１１】
0005824341.tif 000012
【図１２】
0005824341.tif 000013
【図１３】
0005824341.tif 000014
【図１４】
0005824341.tif 000015