(57)【要約】【課題】合焦が得られるまでの間でもノイズが目立たず、良好なＳ／Ｎの画像を得られる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うフォーカス処理手段５，６と、映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧手段８とを有する。ノイズ抑圧手段は、フォーカス処理の状態又は鮮鋭度を示す信号の値に応じて、ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うフォーカス処理手段と、
映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧手段とを有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記フォーカス処理の状態に応じて、前記ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカス処理手段は、フォーカスレンズを移動させて合焦位置を探索する第１のフォーカス処理と、前記探索された合焦位置に対して前記フォーカスレンズを特定範囲で往復動作させる第２のフォーカス処理とを行い、
前記ノイズ抑圧手段は、前記第１のフォーカス処理中における前記ノイズ抑圧強さを、前記第２のフォーカス処理中における前記ノイズ抑圧強さよりも強く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】
映像信号に対する符号化圧縮処理を行う符号化圧縮手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記符号化圧縮処理手段から出力される符号量が規定量より大きい場合に、前記フォーカス処理の状態に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
映像信号を記録媒体に記録する処理を行う記録手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記録媒体における空き容量が記録予定量より少ない場合に、前記フォーカス処理の状態に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像記録モードを指定するモード指定手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、指定された前記撮像記録モードが特定モードである場合に、前記フォーカス処理の状態に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項６】
映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うフォーカス処理手段と、
映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧手段とを有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記鮮鋭度を示す信号の値に応じて、前記ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記ノイズ抑圧手段は、前記鮮鋭度を示す信号の値が高いほど前記ノイズ抑圧強さを小さくすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
映像信号に対する符号化圧縮処理を行う符号化圧縮手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記符号化圧縮処理手段から出力される符号量が規定量より大きい場合に、前記鮮鋭度を示す信号の値に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像装置。
【請求項９】
映像信号を記録媒体に記録する処理を行う記録手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、前記録媒体における空き容量が記録予定量より少ない場合に、前記フォーカス処理の状態に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像記録モードを指定するモード指定手段を有し、
前記ノイズ抑圧手段は、指定された前記撮像記録モードが特定モードである場合に、前記鮮鋭度を示す信号の値に応じて前記ノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像装置。
【請求項１１】
映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うステップと、
映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うステップと、
前記フォーカス処理の処理状態に応じて、前記ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更するステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うステップと、
映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧ステップと、
前記鮮鋭度を示す信号の値に応じて、前記ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更するステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に含まれるノイズ信号を抑圧するノイズ抑圧処理を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置では、映像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値信号に基づく合焦位置を検出するために、フォーカスレンズを所定の範囲で移動させる動作（以下、サーチ動作という）が行われる。サーチ動作中では、撮像光学系を通して得られる被写体像は、フォーカスレンズがベストピント位置にある場合を除いて、高周波成分が失われたものになっている。
【０００３】
一方、撮像素子では、入射する光量に応じてランダムなノイズが発生する。このノイズは、フォーカスレンズの影響を受けないため、サーチ動作中もノイズに含まれる高周波成分が失われることはない。このため、合焦状態では被写体像の高周波成分と混在して目立たないノイズが、サーチ動作中では高周波成分が劣化した被写体像に重畳されて目立ちやすくなる。そして、サーチ動作に移行するたびに、このようなノイズが目立つようになると、映像信号全体としてのＳ／Ｎ比が小さくなる、すなわち画質が悪くなる。
【０００４】
ここで、合焦判定とノイズ抑圧処理とを連動させた撮像装置として、画面を複数の領域に分割し、合焦と判定された領域と非合焦と判定された領域とでノイズ抑圧処理の強さを異ならせる技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、撮像装置では、記録媒体に効率良く映像信号を記録するため、隣接するフレーム画像の相関や被写体の動き情報を利用して、映像信号に対する符号化圧縮処理が行われている。
【０００６】
このような符号化圧縮処理では、隣接するフレーム画像間の差が小さいほど符号化効率が高くなるため、符号量制御とノイズ抑圧処理とを連動させ、符号化効率に応じてノイズ抑圧処理の強さを異ならせるようにした技術が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７６６５０号公報（段落００９８等）
【特許文献２】特開２００５−１６８０５３号公報（段落００３７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１にて開示された技術では、サーチ動作中か否かでノイズ抑圧処理の強さを変えてはいないため、サーチ動作中に高周波成分が劣化した被写体像に重畳されたノイズが目立ち、Ｓ／Ｎが小さくなる。
【０００８】
また、特許文献２にて開示された技術では、ノイズ抑圧処理の強さを強くすることによってノイズと共に被写体像の解像感が低下したり、被写体に動きがある場合に残像が生じたりして、画質を低下させる。
【０００９】
本発明は、合焦が得られるまでの間でもノイズが目立たず、良好なＳ／Ｎの画像を得られる撮像装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての撮像装置は、映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うフォーカス処理手段と、映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧手段とを有し、ノイズ抑圧手段は、フォーカス処理の状態に応じて、ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うフォーカス処理手段と、映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧手段とを有し、ノイズ抑圧手段は、該鮮鋭度を示す信号の値に応じて、ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うステップと、映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うステップと、フォーカス処理の状態に応じて、ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、映像の鮮鋭度を示す信号に基づいてフォーカス処理を行うステップと、映像信号に対するノイズ抑圧処理を行うステップと、該鮮鋭度を示す信号の値に応じて、ノイズ抑圧処理におけるノイズ抑圧強さを変更するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フォーカス処理の状態又は鮮鋭度を示す信号に応じて最適なノイズ抑圧の強さを設定することができる。これにより、例えば、合焦状態が得られるまでの非合焦状態においてもノイズが目立たず、良好な画質の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１には、本発明の実施例１である撮像装置の構成を示す。１はレンズ（フォーカスレンズ１ａ等）及び絞り１ｂを含む撮像光学系、２はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子である。
【００１６】
３は不図示のＣＤＳ回路及びＡ／Ｄ変換器を含むアナログフロントエンド部（図にはＡＦＥと記す）、４は撮像光学系１のズーム駆動、フォーカス駆動及び絞り駆動を行う駆動回路である。
【００１７】
５はフォーカス処理（以下、ＡＦ処理と記す）に用いられるＡＦ評価値を生成するＡＦ評価値生成回路である。６はＡＦ評価値生成回路５から出力されるＡＦ評価値信号を用いて合焦判定処理（フォーカス処理）を行う合焦判定回路である。
【００１８】
７はＡＦＥ３から得られる画像データから輝度信号及び色差信号を生成するカメラ信号処理回路である。８はカメラ信号処理回路７から出力される輝度及び色差信号に対してノイズ抑圧処理を行うノイズ抑圧処理回路である。
【００１９】
９は撮像装置全体の制御を司るシステム制御部である。１０はユーザが撮像装置の動作を指示するための操作スイッチである。１１は上記各回路（ブロック）で生成されるデータを保持しておくＲＡＭ、１６は輝度及び色差信号を出力するための映像信号出力端子である。
【００２０】
以下、上述のように構成された撮像装置における撮像動作について説明する。まず、ユーザによって操作スイッチ１０を通じて撮像開始が指示されると、駆動回路４は、システム制御部９からの制御信号に従って撮像光学系１内のレンズ及び絞り１ｂを駆動して適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子２に結像させる。
【００２１】
撮像素子２は、被写体像を光電変換作用により電気信号に変換し、アナログ撮像信号として出力する。撮像素子２から出力されたアナログ撮像信号は、ＡＦＥ３内のＣＤＳ回路でクロック同期性ノイズが除去され、Ａ／Ｄ変換器でデジタル撮像信号に変換される。
【００２２】
ＡＦＥ３から出力されたデジタル撮像信号に対しては、カメラ信号処理回路７において、ＲＧＢ分離処理、ホワイトバランス処理、輝度・色差変換マトリクス処理、アパーチャ補正処理及びガンマ処理等が行われる。これにより、映像信号としての輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１が生成される。
【００２３】
また、ＡＦＥ３から出力されるデジタル撮像信号は、ＡＦ評価値生成回路５にも入力される。ＡＦ評価値生成回路５は、ＡＦＥ３から出力されたデジタル撮像信号に対して、被写体像の高周波成分を抽出するためのバンドパスフィルタ処理を行う。バンドパスフィルタ処理によって得られた被写体像の高周波成分は、映像画面内の特定領域内で積分される。これにより、映像の鮮鋭度（コントラスト）を示すＡＦ評価値信号が生成される。ＡＦ評価値（信号）は、システム制御部９の制御によって、ＲＡＭ１１に格納される。
【００２４】
また、システム制御部９は、ＡＦ評価値に基づく合焦位置を検出するために、フォーカスレンズ１ａを所定の範囲（無限端〜至近端の範囲又はその一部の範囲）で移動させるよう駆動回路４を制御する。合焦判定回路６は、フォーカスレンズ１ａが所定量移動するごとにＲＡＭ１１からＡＦ評価値を読み込む。この合焦位置を探索する処理をフォーカス処理におけるサーチ動作という。
【００２５】
合焦判定回路６は、ＲＡＭ１１から読み込んだ各フォーカスレンズ位置に対応するＡＦ評価値の中で最大のものを検出し、ＡＦ評価値が最大となるときのフォーカスレンズ位置を合焦位置と判定する。システム制御部９は、合焦判定回路６の合焦判定結果を用いて、駆動回路４にフォーカスレンズ１ａを駆動するための制御信号を送信する。
【００２６】
また、システム制御部９は、合焦判定回路６から得られる合焦判定処理（フォーカス処理）の状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥを、ノイズ抑圧処理回路８に送信する。ノイズ抑圧処理回路８は、カメラ信号処理回路７から出力される輝度信号Ｙ１と色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対して、システム制御部９から出力される合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥに基づいたノイズ抑圧処理を行う。
【００２７】
ノイズ抑圧処理後の輝度信号Ｙ２及び色差信号ＣＲ２，ＣＢ２は、最終的な出力映像信号として、映像信号出力端子１６から出力される。映像信号出力端子１６には、例えば、図示しない符号化圧縮装置、記録装置、表示装置等の外部装置が接続される。
【００２８】
次に、図４のフローチャートを用いて、システム制御部９及び合焦判定回路６での処理の流れについて説明する。この動作は、システム制御部９及び合焦判定回路６内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００２９】
合焦判定処理が開始されると、ステップ（以下、Ｓと略記する）００において、合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥに「０」が設定され、システム制御部９に送信される。ＡＦ＿ＭＯＤＥ＝０は、システム制御部９及び合焦判定回路６において合焦位置検出のためのサーチ動作（第１のフォーカス処理）が行われている状態を示すものとする。
【００３０】
Ｓ０１では、フォーカスレンズ１ａの移動方向を決定する。本実施例では、いわゆる山登り方式のＡＦ制御を行うため、フォーカスレンズ１ａの移動方向（サーチ方向）を決める際にフォーカスレンズ１ａを微小往復駆動する。そして、該微小往復駆動の間にＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値が増加する方向が合焦位置が存在する方向であるとみなして、サーチ方向として決定する。
【００３１】
Ｓ０２では、Ｓ０１で決定された方向に、フォーカスレンズ１ａを単位ステップだけ移動させる。
【００３２】
Ｓ０３では、ＡＦ評価値生成処理回路５において、Ｓ０２で移動したフォーカスレンズ位置でのＡＦ評価値を取得する。取得されたＡＦ評価値は、ＲＡＭ１１に書き込まれる。
【００３３】
Ｓ０４では、Ｓ０３で取得された現在のＡＦ評価値と、Ｓ０２での移動より前（前回）のフォーカスレンズ位置において取得されたＡＦ評価値とをＲＡＭ１１から読み出す。
【００３４】
Ｓ０５では、Ｓ０４において読み出された２つのＡＦ評価値の大小を比較する。前回のフォーカスレンズ位置でのＡＦ評価値の方が現在のフォーカスレンズ位置でのＡＦ評価値より大きい場合にはＳ０６に移行する。そうでない場合にはＳ０２に戻る。
【００３５】
Ｓ０６では、前回のフォーカスレンズ位置において得られたＡＦ評価値がサーチ動作範囲でのピーク（最大）のＡＦ評価値であるとみなして、その前回のフォーカスレンズ位置を合焦位置と判定する。
【００３６】
Ｓ０７では、Ｓ０６で合焦位置と判定されたフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１ａを移動させる。
【００３７】
Ｓ０８では、合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥに「１」が設定され、システム制御部９に送信される。ＡＦ＿ＭＯＤＥ＝１は、システム制御部９及び合焦判定回路６において、判定された合焦位置を中心とした微小な特定範囲でフォーカスレンズ１ａを往復駆動するウォブリング動作（第２のフォーカス処理）が行われている状態を示す。
【００３８】
Ｓ０９では、ウォブリングを行いながらＡＦ評価値を取得する。
【００３９】
Ｓ１０では、Ｓ０９で得られたＡＦ評価値と、Ｓ０６で決定されたピークのＡＦ評価値とを比較する。両者の差が所定値ＴＨ１よりも大きい場合には、ウォブリング動作中に被写体が移動したりフレーミングが変更されたりして合焦状態から大きくはずれたとみなし、Ｓ００に戻る。両者の差が所定値ＴＨ１よりも小さい場合には、合焦状態にあるとみなし、Ｓ０９に戻って引き続きウォブリング動作を行う。
【００４０】
以上の合焦判定処理動作は、操作スイッチ１０から撮像停止を指示する信号がシステム制御部９に送信されるまで定常的に行われる。これにより、継続的に被写体に合焦するようにフォーカスレンズ位置が制御される。
【００４１】
次に、ノイズ抑圧処理回路８の構成について、図２を用いて説明する。なお、本実施例では、ノイズ抑圧処理の一例として、フレーム巡回型のノイズ抑圧処理を行う場合について説明する。但し、本発明のノイズ抑圧処理はこれに限らず、他のノイズ抑圧方法を採用してもよい。
【００４２】
図２において、８００，８０１，８０２，８０６，８０７，８０８は減算器、８０３，８０４，８０５は乗算器である。８０９，８１０，８１１はフレームメモリ、８１２，８１３，８１４は巡回係数制御部である。８１６はＮＲ制御係数生成処理部、８１５はＲＯＭである。
【００４３】
ここで、ＲＯＭ８１５には、輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対してそれぞれ、フレーム巡回型のノイズ抑圧処理を行う際の巡回係数の初期値α，β，γと、ノイズレベルに応じて巡回係数を制御するための制御値Ｃが格納されている。
【００４４】
以下、図３のフローチャートを用いて、ノイズ抑圧処理回路８の動作について説明する。なお、本実施例のノイズ抑圧処理回路８は、輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１、ＣＢ１に対して同一のノイズ抑圧処理を行う。このため、以下では、輝度信号Ｙ１に対する処理を例として説明する。また、この動作は、システム制御部９が、その内部に格納されたコンピュータプログラムに従ってノイズ抑圧処理回路８を制御することにより実行される。
【００４５】
処理を開始すると、Ｓ１００では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、システム制御部９から、合焦判定回路６での合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥを取得する。
【００４６】
Ｓ１０１では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、システム制御部９を通じてＡＦ＿ＭＯＤＥが０か否かを判別する。ＡＦ＿ＭＯＤＥが０、すなわち合焦判定処理状態がサーチ動作中である場合には、Ｓ１０２に移行する。ＡＦ＿ＭＯＤＥが１、すなわち合焦判定処理状態がウォブリング動作中である場合には、Ｓ１０３に移行する。
【００４７】
Ｓ１０２では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、現在のフォーカスレンズ位置に対するＡＦ評価値をシステム制御部９を通じてＲＡＭ１１から読み出す。そして、そのＡＦ評価値に対応する制御値ＣをＲＯＭ８１５から読み出し、巡回係数を増幅するための制御ゲインｋにＣを設定する（ただし、Ｃ＞１とする）。
【００４８】
Ｓ１０３では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、巡回係数を増幅するための制御ゲインｋに１を設定する。
【００４９】
Ｓ１０４では、巡回係数制御部８１２は、ＲＯＭ８１５に記憶された輝度信号Ｙ１に対する巡回係数の初期値αに対して、Ｓ１０２又はＳ１０３で値が設定された制御ゲインｋ（＝Ｃ又は１）を乗じる。これにより、制御された巡回係数ｋｙが生成される。
【００５０】
Ｓ１０５では、ノイズ抑圧処理回路８において、輝度信号Ｙ１に対して、以下のようにして、Ｓ１０４で生成された巡回係数ｋｙを用いたフレーム巡回型のノイズ抑圧処理が行われる。これにより、ノイズが抑圧された輝度信号Ｙ２が生成される。
【００５１】
ここで、フレーム巡回型のノイズ抑圧処理の一例を説明する。フレーム巡回型のノイズ抑圧処理では、まず減算器８００において、カメラ信号処理回路７から得られた輝度信号Ｙ１からフレームメモリ８０９に格納された１フレーム前の輝度信号Ｙ１＿ｐを減算する。ここで得られた輝度信号の差分値Ｙ１−Ｙ１＿ｐはノイズ成分とみなすことができる。乗算器８０３では、輝度信号の差分値Ｙ１−Ｙ１＿ｐに対して巡回係数ｋｙを乗じる。
【００５２】
最後に、減算器８０６において、巡回係数ｋｙを乗じた後の輝度信号の差分値Ｙ１−Ｙ１＿ｐを輝度信号Ｙ１から減算する。これにより、ノイズが抑圧された輝度信号Ｙ２が出力される。
【００５３】
フレーム巡回型のノイズ抑圧処理では、巡回係数ｋｙが大きいほど、ノイズ抑圧効果が高くなる。このため、本実施の形態では、合焦判定回路６の動作状態に応じて、巡回係数ｋｙの大きさを変えることにより、ウォブリング動作中とサーチ動作中でのノイズ抑圧の強さを制御している。
【００５４】
また、巡回係数ｋｙを初期値αよりも大きい値にするための制御値Ｃは、ノイズレベルが大きいほど大きくなるよう設定されている。制御値Ｃを決定するためにはノイズレベルの検出が必要となるが、本実施例では、サーチ動作中のＡＦ評価値をノイズレベルとみなしている。すなわち、ＡＦ評価値が大きいほど制御値Ｃ（つまりは、巡回係数ｋｙ）が大きくなり、ノイズ抑圧の強さが高くなる。これは、合焦判定回路６がサーチ動作中である場合（ＡＦ＿ＭＯＤＥ＝０の場合）、被写体画像の高周波成分は失われており、ＡＦ評価値に含まれる高周波成分はノイズが支配的であると考えられるからである。
【００５５】
以上のような一連のノイズ抑圧処理は、カメラ信号処理回路７から出力される色差信号ＣＲ１，ＣＢ１についても行われ、ノイズが抑圧された色差信号ＣＲ２，ＣＢ２が生成される。
【００５６】
以上説明したように、本実施例では、合焦判定処理状態（フォーカス処理状態）に応じてノイズ抑圧強さを制御する。これにより、合焦判定処理状態がウォブリング動作中の場合には、被写体画像の解像感を損なわず、残像を発生しない程度に適度なノイズ抑圧処理が行われる。一方、合焦判定処理状態がサーチ動作中の場合には、高周波成分が劣化した被写体画像においてノイズが目立って見えないようにより強いノイズ抑圧処理を行う。したがって、合焦判定処理を常に行いながら被写体映像を取得する撮像装置において、出力される映像信号全体のＳ／Ｎを良好に保つことができる。
【実施例２】
【００５７】
本発明の実施例２である撮像装置は、ＡＦ評価値を用いてノイズ抑圧処理回路８でのノイズ抑圧処理を多値制御する点が実施例１と異なる。本実施例において、撮像装置及びノイズ抑圧処理回路８の構成は、図１及び図２に示したものと同じである。ここでは、本実施例のノイズ抑圧処理回路８の動作についてのみ説明する。
【００５８】
図５は本実施例のノイズ抑圧処理回路８におけるノイズ抑圧処理の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
本実施例でもノイズ抑圧処理回路８は、輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対して同一のノイズ抑圧処理を行う。このため、以下では、輝度信号Ｙ１に対する処理を例に説明する。
【００６０】
Ｓ２００では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、現在のフォーカスレンズ位置に対するＡＦ評価値をシステム制御部９を通じてＲＡＭ１１から読み出す。
【００６１】
Ｓ２０１〜Ｓ２０５では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６において、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙ、該ＡＦ評価値に対する所定値ＴＨ１，ＴＨ２及びノイズレベルに対応した制御値Ｃを用いて巡回係数の制御ゲインｋを生成する。
【００６２】
ここで、図６に示すように、ＴＨ１，ＴＨ２はそれぞれ、山登り方式のＡＦ制御において、合焦状態か合焦から大きく外れた状態（図には大ボケと記す）かを判定するための閾値である。また、ＴＨ１，ＴＨ２，Ｃは、必要に応じてＲＯＭ８１５から読み出される。
【００６３】
Ｓ２０１では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙが所定値ＴＨ１よりも大きいか否かを判別する。ＡＦ＿ＹがＴＨ１よりも大きい場合にはＳ２０２に進み、そうでない場合にはＳ２０３に進む。
【００６４】
Ｓ２０２では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、巡回係数の制御ゲインｋに１を設定する。
【００６５】
Ｓ２０３では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙが所定値ＴＨ２より小さいか否かを判別する。ＡＦ＿ＹがＴＨ２よりも小さい場合にはＳ２０４に進み、そうでない場合にはＳ２０５に進む。
【００６６】
Ｓ２０４では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、巡回係数の制御ゲインｋに、ノイズレベルに対応した制御値Ｃを設定する。（ただし、Ｃ＞１とする）。
【００６７】
Ｓ２０５では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、巡回係数の制御ゲインｋに、
ｋ＝（ＡＦ＿Ｙ−ＴＨ２）＊（Ｃ−１）／（ＴＨ１−ＴＨ２）＋１
を設定する。
【００６８】
Ｓ２０６では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、輝度信号Ｙ１に対する巡回係数の初期値αをＲＯＭ８１５から読み出し、巡回係数制御部８１２に入力する。
【００６９】
Ｓ２０７では、巡回係数制御部８１２は、初期値αに、Ｓ２０１〜Ｓ２０５で設定された制御ゲインｋを乗じて、制御された巡回係数ｋｙを生成する。
【００７０】
Ｓ２０８では、ノイズ抑圧処理回路８において、輝度信号Ｙ１に対して、Ｓ２０７で生成された巡回係数ｋｙを用いたフレーム巡回型のノイズ抑圧処理が行われる。フレーム巡回型のノイズ抑圧処理は、実施例１で説明したものと同じである。
【００７１】
以上の一連の処理によって、ノイズが抑圧された輝度信号Ｙ２が生成される。また、カメラ信号処理回路７から出力される色差信号ＣＲ１，ＣＢ１についても、輝度信号Ｙ１と同じノイズ抑圧処理が行われて、ノイズが抑圧された色差信号ＣＲ２，ＣＢ２が生成される。
【００７２】
ここで、本実施例は、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙに応じてノイズ抑圧処理の強さを制御することが特徴である。ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙと巡回係数の制御ゲインｋとの関係を図７に示す。
【００７３】
図７において、ＡＦ評価値がＴＨ２以下であるときは、合焦状態から大きく外れた「大ボケ」状態であるので、巡回係数の制御ゲインｋには、ノイズレベルに応じた１よりも大きい制御値（増幅係数）Ｃが設定される。また、ＡＦ評価値がＴＨ１以上であるときには、合焦状態であるので、巡回係数の制御ゲインｋには１が設定される。また、ＡＦ評価値がＴＨ２よりも大きく、ＴＨ１よりも小さいときには、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙの値に応じて、１＜ｋ′＜Ｃとなる値ｋ′が巡回係数の制御ゲインｋに設定される。
【００７４】
なお、本実施例においても、非合焦時（サーチ動作中）には、ＡＦ評価値に含まれる高周波成分はノイズが支配的であることから、ＡＦ評価値ＡＦ＿Ｙ（つまりはノイズレベル）に応じた１よりも大きい制御値ＣをＲＯＭ８１５から読み出す。ただし、別途、ノイズレベルを検出する手段を設けてもよい。
【００７５】
以上説明したように、本実施例では、合焦判定に用いるＡＦ評価値に応じてノイズ抑圧強さを制御する。これにより、ＡＦ評価値の値が小さく、合焦状態からの乖離が大きくなるほど、より強いノイズ抑圧処理を行うことができる。したがって、被写体像の高周波成分が少ない又は消滅した状態でも、ノイズが目立って見えないようにすることができる。一方、ＡＦ評価値の値が大きく合焦状態に近づくほど、撮像素子固有のＳ／Ｎを考慮した強度でノイズ抑圧処理を行う。これにより、ノイズ抑圧効果だけでなく、解像感や残像にも配慮した画質の良い映像信号を得ることができる。
【実施例３】
【００７６】
図８には、本発明の実施例３である撮像装置の構成を示す。図８において、実施例１の撮像装置（図１）と共通する構成要素については、図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００７７】
本実施例の撮像装置は、ノイズ抑圧処理回路１５から出力される映像信号を、ＭＰＥＧ等の映像信号規格に準拠したフォーマットに符号化圧縮する符号化圧縮処理回路１２を有する。また、符号化圧縮処理回路１２から出力された映像信号を、光ディスクや磁気テープ等の着脱可能な記録媒体１４に記録するための記録回路１３を有する。
【００７８】
以下、本実施形態の撮像装置における撮像動作について説明する。まず、ユーザによって操作スイッチ１０を通じて撮像開始が指示されると、駆動回路４は、システム制御部９からの制御信号に従って撮像光学系１内のレンズ及び絞り１ｂを駆動して適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子２に結像させる。
【００７９】
撮像素子２は、被写体像を光電変換作用により電気信号に変換し、アナログ撮像信号として出力する。撮像素子２から出力されたアナログ撮像信号は、ＡＦＥ３内のＣＤＳ回路でクロック同期性ノイズが除去され、Ａ／Ｄ変換器でデジタル撮像信号に変換される。
【００８０】
ＡＦＥ３から出力されたデジタル撮像信号に対しては、カメラ信号処理回路７において、ＲＧＢ分離処理、ホワイトバランス処理、輝度・色差変換マトリクス処理、アパーチャ補正処理及びガンマ処理等が行われる。これにより、映像信号としての輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１が生成される。
【００８１】
また、ＡＦＥ３から出力されるデジタル撮像信号は、ＡＦ評価値生成回路５にも入力される。ＡＦ評価値生成回路５は、ＡＦＥ３から出力されたデジタル撮像信号に対して、被写体像の高周波成分を抽出するためのバンドパスフィルタ処理を行う。バンドパスフィルタ処理によって得られた被写体像の高周波成分は、映像画面内の特定領域内で積分される。これにより、映像の鮮鋭度（コントラスト）を示すＡＦ評価値信号が生成される。ＡＦ評価値（信号）は、システム制御部９の制御によって、ＲＡＭ１１に格納される。
【００８２】
また、システム制御部９は、ＡＦ評価値に基づく合焦位置を検出するために、フォーカスレンズ１ａを所定の範囲（無限端〜至近端の範囲又はその一部の範囲）で移動させるよう駆動回路４を制御する。合焦判定回路６は、フォーカスレンズ１ａが所定量移動するごとにＲＡＭ１１からＡＦ評価値を読み込む。この合焦位置を探索する処理をフォーカス処理におけるサーチ動作という。
【００８３】
合焦判定回路６は、ＲＡＭ１１から読み込んだ各フォーカスレンズ位置に対応するＡＦ評価値の中で最大のものを検出し、ＡＦ評価値が最大となるときのフォーカスレンズ位置を合焦位置と判定する。システム制御部９は、合焦判定回路６の合焦判定結果を用いて、駆動回路４にフォーカスレンズ１ａを駆動するための制御信号を送信する。
【００８４】
また、システム制御部９は、合焦判定回路６から得られる合焦判定処理（フォーカス処理）の状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥを、ノイズ抑圧処理回路１５に送信する。
【００８５】
ノイズ抑圧処理回路１５は、制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥと、符号化圧縮処理回路１２から出力される情報（符号量Ｆ）と、記録回路１３から出力される情報（空き容量Ｄ）とに基づいて制御される。ノイズ抑圧処理回路１５は、カメラ信号処理回路７から出力される輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対してそれぞれノイズを抑圧し、輝度信号Ｙ２及び色差信号ＣＲ２，ＣＢ２を出力する。
【００８６】
ノイズ抑圧処理回路１５から出力された輝度信号Ｙ２及び色差信号ＣＲ２，ＣＢ２は、表示回路１７において、表示に適した信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のアナログ信号）に変換されてディスプレイ（図示せず）に表示される。
【００８７】
符号化圧縮処理回路１２は、輝度信号Ｙ２及び色差信号ＣＲ２，ＣＢ２を、ＭＰＥＧ等の映像信号規格に準拠したフォーマットに符号化圧縮する。ここで、符号化圧縮処理中には、映像信号の符号量Ｆが検出される。システム制御部９は、この符号量Ｆに応じて、該符号量Ｆが映像信号規格で定められた所定の範囲に収まるように符号化圧縮処理回路１２を制御する。
【００８８】
また、ユーザがモード指定手段としての操作スイッチ１０を操作することによって、符号化圧縮処理回路１２での画質設定を行うことが可能である。例えば、操作スイッチ１０を介して「高画質記録モード」が撮像記録モードＭとして設定されると、符号化圧縮による画質劣化を最小限に抑えるような設定で符号化圧縮処理が行われる。
【００８９】
符号化圧縮処理回路１２から出力された映像信号は、記録回路１３において記録媒体１４に記録される。記録処理に先立って、記録媒体１４の空き容量Ｄが検出される。システム制御部９は、この空き容量Ｄに応じて記録媒体１４で記録可能な残り時間等、記録媒体１４の残り容量に関する情報を算出して表示回路１７を通じてディスプレイに表示する。
【００９０】
また、ユーザが操作スイッチ１０を操作することによって、記録時間の指定を行うことも可能である。例えば、操作スイッチ１０を介して「長時間録画モード」が撮像記録モードＭとして選択されると、記録回路１３では、記録媒体１４への長時間記録が可能となるようにファイルフォーマットを低容量フォーマットに変更する。
【００９１】
また、符号化圧縮処理回路１２から出力される符号量Ｆの情報及び記録回路１３から出力される空き容量Ｄの情報は、システム制御部９を介して、ノイズ抑圧処理回路１５にも送信される。これら符号量Ｆ及び空き容量Ｄは、合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥとともに、ノイズ抑圧処理回路１５を制御するために用いられる。
【００９２】
本実施例のノイズ抑圧処理回路１５の構成は、実施例１で説明したノイズ抑圧処理回路８の構成と同様である。ただし、本実施例では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥと、符号量Ｆと、空き容量Ｄと、操作スイッチ１０で指定された撮像記録モードＭとに基づいて、巡回係数を制御するための制御ゲインｋを決定する。
【００９３】
以下、図９のフローチャートを用いて、ノイズ抑圧処理回路１５の動作について説明する。本実施例でもノイズ抑圧処理回路１５は、輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対して同一のノイズ抑圧処理を行う。このため、以下では、輝度信号Ｙ１に対する処理を例に説明する。
【００９４】
処理を開始すると、Ｓ３００では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、システム制御部９を通じて、符号化圧縮処理回路１２からの符号量Ｆ及び記録回路１３からの空き容量Ｄを読み込む。
【００９５】
Ｓ３０１では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、システム制御部９を通じて、操作スイッチ１０で指示された撮像記録モードＭを読み込む。
【００９６】
Ｓ３０２では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、Ｓ３０１で読み込んだ撮像記録モードＭが「高画質記録モード」であるか否かを判別する。「高画質記録モード」である場合はＳ３０３に移行し、そうでない場合にはＳ３０４に移行する。
【００９７】
Ｓ３０３では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、ノイズ抑圧処理の制御フラグＳに「１」を設定する。
【００９８】
Ｓ３０４では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、Ｓ３０１で読み込まれた撮像記録モードＭが「長時間記録モード」であるか否かを判別する。「長時間記録モード」である場合はＳ３０３に移行し、そうでない場合にはＳ３０５に移行する。
【００９９】
Ｓ３０５では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、符号化圧縮処理回路１２からの符号量Ｆが、映像信号に対して規定された値を超える可能性があるか否かを判定する。符号量Ｆが規定値を超えそうな場合にはＳ３０３に移行し、そうでない場合にはＳ３０６に移行する。
【０１００】
Ｓ３０６では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、記録回路１３からの空き容量Ｄに基づいて、記録媒体１４での記録容量が不足する可能性があるか否か、すなわち空き容量が記録予定量より小さいか否かを判定する。不足しそうな場合にはＳ３０３に移行し、そうでない場合にはＳ３０７に移行する。
【０１０１】
Ｓ３０７では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、ノイズ抑圧処理の制御フラグＳにＳ＝０を設定する。
【０１０２】
Ｓ３０８では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、Ｓ＝１か否かを判別する。Ｓ＝１である場合には図３に示したＳ１００に移行し、Ｓ＝０である場合には、図３に示したＳ１０３に移行する。
【０１０３】
Ｓ１００及びＳ１０３以降の処理は実施例１で説明した処理と同じである。Ｓ１００に進んだ場合は、実施例１で説明したように、合焦判定処理状態を示す制御信号ＡＦ＿ＭＯＤＥに応じて巡回係数の制御ゲインｋが決定される。
【０１０４】
以上の一連の処理によって、ノイズが抑圧された輝度信号Ｙ２が生成される。また、カメラ信号処理回路７から出力される色差信号ＣＲ１，ＣＢ１についても、輝度信号Ｙ１と同じ処理が行われて、ノイズが抑圧された色差信号ＣＲ２，ＣＢ２が生成される。
【０１０５】
本実施例では、符号化圧縮処理での符号量が規定値より大きい場合、記録媒体の空き容量が不足する場合及び操作スイッチ１０により指定された撮像記録モードが特定モードである場合に、合焦判定処理状態に応じてノイズ抑圧強さを制御する。そして、合焦判定処理状態がウォブリング動作中の場合には、被写体の解像感を損なわず、残像を発生しない程度に適度なノイズ抑圧処理が行われる。一方、合焦判定処理状態がサーチ動作中の場合には、高周波成分が劣化した被写体画像においてノイズが目立って見えないようにより強いノイズ抑圧処理を行う。したがって、合焦判定処理を常に行いながら映像を取得する撮像装置において、出力される映像信号全体のＳ／Ｎを良好に保つことができる。
【０１０６】
また、サーチ動作中には、被写体画像の時間的、空間的な相関が低いため、ノイズ抑圧処理を強くかけても残像や解像感劣化が目立ちにくい。このため、符号化圧縮処理の符号量が大きすぎる場合に、サーチ動作中の映像信号に対するノイズ抑圧処理の強さを強くすることで、映像信号全体の符号量を削減することができる。
【０１０７】
同様に、記録媒体１４の空き容量が少ない場合にも、サーチ動作中の映像信号に対する、ノイズ抑圧処理の強さを強くすることで、映像信号全体の記録予定量を削減することができる。
【実施例４】
【０１０８】
本発明の実施例４である撮像装置は、実施例３の撮像装置に対して、ノイズ抑圧処理回路１５の動作のみが異なる。このため、ここでは、撮像装置の構成及び撮像動作については説明を省略し、ノイズ抑圧処理回路１５での動作についてのみ図１０のフローチャートを用いて説明する。
【０１０９】
本実施例でもノイズ抑圧処理回路１５は、輝度信号Ｙ１及び色差信号ＣＲ１，ＣＢ１に対して同一のノイズ抑圧処理を行う。このため、以下では、輝度信号Ｙ１に対する処理を例に説明する。
【０１１０】
図１０において、Ｓ３００〜Ｓ３０７の処理は、実施例３と同じである。
【０１１１】
Ｓ３０８では、ＮＲ制御係数生成処理部８１６は、ノイズ抑圧処理の制御フラグＳが１か否かを判別する。Ｓ＝１である場合には図５に示したＳ２００に移行し、Ｓ＝０である場合には図５に示したＳ２０３に移行する。
【０１１２】
Ｓ２００及びＳ２０３以降の処理は実施例２で説明した処理と同じである。Ｓ２００に進んだ場合は、実施例２で説明したように、ＡＦ評価値に応じて巡回係数の制御ゲインｋが決定される。
【０１１３】
以上の一連の処理によって、ノイズが抑圧された輝度信号Ｙ２が生成される。また、カメラ信号処理回路７から出力される色差信号ＣＲ１，ＣＢ１についても、輝度信号Ｙ１と同じ処理が行われて、ノイズが抑圧された色差信号ＣＲ２，ＣＢ２が生成される。
【０１１４】
本実施例では、符号化圧縮処理での符号量が規定値より大きい場合、記録媒体の空き容量が不足する場合及び操作スイッチ１０により指定された撮像記録モードが特定モードである場合に、ＡＦ評価値に応じてノイズ抑圧強さを制御する。これにより、ＡＦ評価値の値が小さく合焦状態からの乖離が大きいほど、より強くノイズ抑圧処理を行うことができるので、被写体画像の高周波成分が少ない又は消滅した状態でも、ノイズが目立たないようにすることができる。一方、ＡＦ評価値の値が大きく合焦状態に近いほど、撮像素子固有のＳ／Ｎを考慮した強度でノイズ抑圧処理を行う。これにより、ノイズ抑圧効果だけでなく、解像感や残像にも配慮した画質の良い映像信号を得ることができる。
【０１１５】
したがって、合焦判定処理を常に行いながら映像信号を取得する撮像装置において、出力される映像信号全体のＳ／Ｎを良好に保つことができる。
【０１１６】
また、サーチ動作中には、被写体画像の時間的、空間的な相関が低いため、ノイズ抑圧処理を強くかけても残像や解像感劣化が目立ちにくい。このため、符号化圧縮処理の符号量が大きすぎる場合に、サーチ動作中の映像信号に対するノイズ抑圧処理の強さを強くすることで、映像信号全体の符号量を削減することができる。
【０１１７】
同様に、記録媒体１４の空き容量が少ない場合にも、サーチ動作中の映像信号に対する、ノイズ抑圧処理の強さを強くすることで、映像信号全体の記録予定量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施例１である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のノイズ抑圧処理回路の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１のノイズ抑圧処理回路の動作を示すフローチャート。
【図４】実施例１の合焦判定回路の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例２である撮像装置におけるノイズ抑圧処理回路の動作を示すフローチャート。
【図６】山登り方式のＡＦ制御において、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置との関係を示すグラフ。
【図７】実施例２（及び実施例４）のノイズ抑圧処理回路におけるＡＦ評価値と巡回係数制御ゲインとの関係を示すグラフ。
【図８】本発明の実施例３である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図９】実施例３のノイズ抑圧処理回路の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施例４である撮像装置におけるノイズ抑圧処理回路の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１９】
１  撮像光学系
１ａ  フォーカスレンズ
２  撮像素子
３  ＡＦＥ
４  駆動回路
５  ＡＦ評価値生成回路
６  合焦判定回路
７  カメラ信号処理回路
８，１５  ノイズ抑圧処理回路
９  システム制御部
１０  操作スイッチ
１２  符号化圧縮処理回路
１３  記録回路
１４  記録媒体
【図１】
2008099034.tif 000003
【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】
2008099034.tif 000008
【図７】
2008099034.tif 000009
【図８】
2008099034.tif 000010
【図９】
2008099034.tif 000011
【図１０】
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