(57)【要約】【課題】エリア撮像素子の各領域ごとの非線形性により領域間の境界で色味に差が出てしまうという現象が生じることがある。【解決手段】エリア撮像素子１００を具備し、当該エリア撮像素子１００から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、各領域の画像信号の輝度レベルを輝度レベル検出回路１２０により検出し、その検出結果に応じて各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅回路１１３，１１４の利得を設定し、その設定した増幅回路１１３，１１４の利得に応じて、各領域の画像信号の彩度を色差ゲインアンプ１２１により制御する。【選択図】  図１
2004357238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記エリア撮像素子は、撮像領域を水平方向に分割し、分割した領域に対応した画像信号を前記出力端子から出力し、前記増幅手段は、前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される複数の画像信号をそれぞれ独立して増幅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】
前記色信号制御手段は、前記増幅手段における前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さく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】
前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出手段と、
前記輝度検出手段により検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出手段により検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御手段とを更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記利得の補正情報を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶された前記補正情報を参照して前記利得を変更する様に制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
複数の出力端子を持つエリア撮像素子の各出力端子から出力される画像信号を処理する撮像装置であって、
前記画像信号の低輝度部を検出する低輝度検出手段と、
前記低輝度検出手段により低輝度と検出された画像信号の彩度を低下させるように制御する色信号制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を出力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】
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
前記エリア撮像素子は、撮像領域を水平方向に分割し、分割した領域に対応した画像信号を前記出力端子から出力し、前記増幅手段は、前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される複数の画像信号をそれぞれ独立して増幅することを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記色信号制御工程では、前記増幅工程での前記利得が大きくなるに従って前記画像信号の彩度を小さくすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記各撮像領域に対応した画像信号のそれぞれの輝度を検出する輝度検出工程と、
前記輝度検出工程で検出された輝度が所定量以下の場合に前記利得を大きくし、前記輝度検出工程で検出された輝度が前記所定量以上の場合に前記利得を小さくする制御工程とを更に有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記制御工程では、前記利得の補正情報をメモリに記憶し、前記メモリに記憶された前記補正情報を参照して前記利得を変更するように制御することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
複数の出力端子を持つエリア撮像素子の各出力端子から出力される画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
前記画像信号の低輝度部を検出する低輝度検出工程と、
前記低輝度検出工程で低輝度と検出された画像信号の彩度を低下させるように制御する色信号制御工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
前記エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理方法を実行することを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を用いた撮像装置及びその画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術及び半導体技術の進歩により、標準テレビ方式、例えばＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式の動画像信号をディジタル記録する民生用ディジタルビデオ規格が提案されており、その応用として、デジタルビデオ記録再生装置と撮像装置とを一体化したディジタルビデオカメラが製品化されている。このようなディジタルビデオカメラでは、ディジタル記録という特徴を生かして、静止画記録機能を備えるものがある。また、コンピュータ等との接続のためにディジタルＩ／Ｆを具備し、撮影した画像をコンピュータに取り込む機能を有するものもある。更に、撮影した画像データを記憶する記録媒体を複数種具備し、撮影した画像の使用目的に応じて、所望の記録媒体を選択できるようになっているものもある。
【０００３】
このような撮像装置において、記録された画像をテレビジョンで再生する場合は、その画像サイズはディジタルビデオ規格で定められるもの、例えば７２０×４８０画素でなんら問題は無いが、ディジタルＩ／Ｆを介して他のメディアに画像を転送する場合は、画質上の問題から、より多くの画素数が要求される場合がある。
【０００４】
また撮像装置の高解像度化に伴って撮像素子の画素数も増大しており、このような撮像素子で読み取った全画素の情報を読み出すためには、より高い周波数の駆動信号により撮像素子を駆動する必要があるが、このような駆動信号の高周波化はＳ／Ｎの劣化や消費電力の増大を招くことになる。
【０００５】
これに対して撮像素子の駆動周波数を低く抑えたまま撮像情報のデータレートを上げる方法の一つとして、エリア撮像素子であるＣＣＤエリアセンサを撮像素子として使用し、その撮像エリアを複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立した電荷転送部、増幅器及び出力端子を持たせ、各ＣＣＤより撮像信号を並列に読み出す方法がある。
【０００６】
この方法の欠点として、各領域の撮像信号を増幅する増幅器及び外部周辺回路の特性が均一でないために、各領域の画像を合成して一つの画像を生成した場合に、それ領域間での輝度レベル差による境界線が生じるなどの問題により、最終的に生成される画像の画質劣化が発生するという問題があった。
【０００７】
これらの各領域ごとの不均一性による画質劣化を軽減する方法として、予め各領域の黒レベル及び標準白レベルを測定して補正係数を求めておき、撮像時にこの補正係数により不均一性を補正する方法が考えられている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０６−１３３３３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、白、黒の輝度レベルは改善されるが、彩度に関しては考慮されていないため、エリア撮像素子の各領域ごとの非線形性により領域間の境界で色味に差が出てしまうという現象が生じることがある。これは特に、十分な照度の被写体を撮影する場合には問題ないが、照度の低い被写体を撮影する場合には、映像信号の増幅の利得を上げる必要があり、この際、各領域の境界における僅かな色味の差が拡大されてしまい画質の劣化を招く結果となっていた。
【００１０】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、エリア撮像素子により撮像された各領域の境界領域における色味の差を少なくした撮像装置及びその画像処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数の出力端子を持つエリア撮像素子の各出力端子から出力される画像信号を処理する撮像装置であって、
前記画像信号の低輝度部を検出する低輝度検出手段と、
前記低輝度検出手段により低輝度と検出された画像信号の彩度を低下させるように制御する色信号制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の撮像装置における画像処理方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の出力端子を持つエリア撮像素子を具備し、当該エリア撮像素子の各出力端子から出力される各撮像領域に対応した画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
各撮像領域に対応した画像信号を増幅する増幅工程と、
前記増幅工程の利得に応じて前記画像信号の彩度を制御する色信号制御工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の撮像装置における画像処理方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の出力端子を持つエリア撮像素子の各出力端子から出力される画像信号を処理する撮像装置における画像処理方法であって、
前記画像信号の低輝度部を検出する低輝度検出工程と、
前記低輝度検出工程で低輝度と検出された画像信号の彩度を低下させるように制御する色信号制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
［実施に形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る単板ビデオカメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【００１６】
図において、１００はＣＣＤエリアセンサで、その撮像領域が２つに分割されており、それぞれ出力端子１０７，１０８を有している。１０１，１０２は光電変換部及び垂直転送部、１０３，１０４は水平転送部であり、ＣＣＤエリアセンサ１００の撮像領域の分割に対応して、それぞれ画面の略中心を境に左右に別々の撮像信号を処理するように設けられている。１０５，１０６はそれぞれ、ＣＣＤエリアセンサ１００の左右の信号電荷を増幅して出力する出力アンプであり、これら出力アンプ１０５，１０６により増幅された左右のエリアに対応する信号電荷は各出力端子１０７，１０８から出力される。１０９，１１０は相関２重サンプルとＡ／Ｄ変換を行うアナログフロントエンド、１１１，１１２は黒レベルの検出及び黒レベルの補正部、１１３，１１４はゲインを調整するゲイン調整部、１１６は左右２チャネル（２系統）間の不均一性を検出するための段差評価値生成部、１１７は２系統の画像信号を合成して１枚の画像を生成する画面合成部である。１１５は制御部で、このビデオカメラ全体の動作を制御している。この制御部１１５は、マイクロコンピュータ等のＣＰＵ１１５ａ、ＣＰＵ１１５ａのプログラムやデータ等を格納しているプログラムメモリ１１５ｂを備えている。１１８はカメラ信号処理部で、映像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部１２０、色差信号の増幅器の利得を制御する色差ゲインアンプ１２１を備えており、ここで処理された信号は出力端子１１９から出力される。１２２は書き換え可能な不揮発性メモリである。
【００１７】
次に、以上の構成を備える本実施の形態１に係るビデオカメラの動作について説明する。
【００１８】
ＣＣＤエリアセンサ１００上に結像された被写体像は、光電変換部１０１，１０２により電気信号に変換された後、水平転送路１０３，１０４により２系統に分割されて出力アンプ１０５，１０６に供給される。これら出力アンプ１０５，１０６は、ＣＣＤエリアセンサ１００の左右の撮像領域に対応する信号電荷をそれぞれ増幅し、出力端子１０７，１０８を通して出力する。ここで出力端子１０７から得られる撮像信号を左チャネル信号、出力端子１０８から得られる撮像信号を右チャネル信号と呼ぶことにする。
【００１９】
これら左右チャネル信号はそれぞれアナログフロントエンド１０９，１１０により相関二重サンプル処理及びＡ／Ｄ変換された後、黒レベル検出及び補正部１１１，１１２に供給される。黒レベル検出及び補正部１１１，１１２では、それぞれ各チャネル信号のうちダミー信号部分もしくはオプティカルブラック信号部分を用いて、左右チャネルの撮像信号の黒レベルがそれぞれディジタルデータの「０」と一致するように黒レベル補正が行われる。これにより、左右チャネル信号間のオフセット成分の誤差が除去されることになる。
【００２０】
こうして黒レベルが補正された左右チャネル信号のそれぞれに対して、ゲイン調整部１１３，１１４によりゲイン調整が施される。このゲイン調整時において適用されるゲインの値は制御部１１５から供給される。従来のビデオカメラでは、低照度の環境下における撮像信号量のゲイン調整をアナログ回路により行っていた。しかしながら本実施の形態１のように、左右チャネルからなる２系統の撮像信号を取り扱うビデオカメラでは、アナログ回路によるゲイン調整を行うと左右チャネル間の撮像信号の不均一性の要因となり得る。このため本実施の形態１では、この左右チャネルのゲイン調整を、ゲイン調整部１１３，１１４を用いてデジタル演算により行っている。これにより、左右チャネルに対応する回路特性のばらつきや、経時変動、温度変動の影響を排除している。
【００２１】
また、画像の明るさを調整するためのゲイン調整だけでなく、左右チャネルからなる２系統間のゲイン誤差の補正もここで行う。一般には、左右チャネル（２系統）間のゲインの差は、ＣＣＤエリアセンサ１００の出力レベルの大きさに依存する。
【００２２】
図３は、２系統（左右チャネル）間のゲインの差の一例を示す図である。
【００２３】
図３の横軸は、ＣＣＤ１００の左チャネルの信号レベルを示し、縦軸はゲイン調整部１１４の入力信号（左チャネル）とゲイン調整部１１３の入力信号（右チャネル）の信号の比、即ち２系統間の信号レベルのゲイン差を表している。例えば、ある明るさの被写体を撮像したときのＣＣＤ１００の左チャネルの信号レベルをＬ０とし、右チャネルの信号レベルをＬ０ｒｉｇｈｔとすると、このときのゲイン比率Ｅ０は、次式（１）で与えられる。
【００２４】
Ｅ０＝Ｌ０ｒｉｇｈｔ／Ｌ０                ．．．式（１）
図３に示すように、信号レベル（横軸）とゲイン差（縦軸）の関係が一定でないので、ゲイン補正量は固定値ではなく、ゲインの調整量に応じて、その補正量を変更する必要がある。本実施の形態１では、ゲイン調整後の信号に対し基準レベルＬｒｅｆを設定し、ゲイン調整量に拘わらず、常にＬｒｅｆで左右チャネル間のレベル差が「０」、即ち、左右各チャネルの信号がＬｒｅｆに一致するようにゲイン補正を行う。このＬｒｅｆとしては、基準白に対してγ補正後で７５％程度のグレーレベルが選ばれる。
【００２５】
例えば、ＣＣＤ１００の左チャネルの信号レベルがＬ０の時に、ゲイン調整部１１４の出力レベルがＬｒｅｆになるようなゲイン調整量のとき、左チャネルのゲイン調整部１１４に与えるゲインＡ０は、次式（２）で表せる。
【００２６】
Ａ０＝Ｌｒｅｆ／Ｌ０                  ．．．式（２）
また、このとき右チャネルのゲイン調整部１１３に与えるゲインＡ０ｒｉｇｈｔは、ゲイン補正量をＣ０として、次式（３）で表せる。
【００２７】
Ａ０ｒｉｇｈｔ＝Ａ０×Ｃ０                ．．．式（３）
そしてＣ０は、式（１）乃至式（３）より次式（４）で求められる。
【００２８】
Ｃ０＝１／Ｅ０                  ．．．式（４）
同様に、ＣＣＤ１００の左チャネルの信号レベルがＬ１の時に、ゲイン調整部１１４の出力レベルがＬｒｅｆになるようなゲイン調整量のときのゲイン補正量Ｃ１は次式で求められる。
【００２９】
Ｃ１＝１／Ｅ１                ．．．式（５）
尚、ここでＥ１は、図３に示すように、左チャネルの信号レベルがＬ１の時の、右チャネルの信号レベル（Ｌ１ｒｉｇｈｔ）とのゲイン差を示している（Ｅ１＝Ｌ１ｒｉｇｈｔ／Ｌ１）。
【００３０】
図４は、ゲイン調整量に対するゲイン補正量の特性を説明する図である。
【００３１】
図４において、Ａ０は、左チャネルの信号レベルがＬ０の時に、ゲイン調整部１１４に与えるゲインを示し、Ａ１は、左チャネルの信号レベルがＬ１の時に、ゲイン調整部１１４に与えるゲインを示している。またゲイン補正量Ｃ０，Ｃ１は、それぞれ上述の式（４）及び（５）で表わされる補正量に対応している。尚、この補正特性は、ＣＣＤ１００もしくはアナログフロントエンド１０９，１１０の部品ごとに異なる。
【００３２】
次に、ゲイン補正特性の測定について述べる。
【００３３】
段差評価値生成部１１６は、ＣＣＤエリアセンサ１００の分割領域の境界付近において指定した矩形領域内の画素値を基に画面段差の評価値を算出し、その評価値を制御部１１５に出力する。
【００３４】
図２は、この矩形領域の例を説明する図である。
【００３５】
図に示すように、ＣＣＤエリアセンサ１００の２分割された領域２０１，２０２の境界近傍に矩形領域２０３，２０４が設定されている。これら矩形領域２０３，２０４内の画素値が画面段差の評価に用いられる。ＣＣＤ１００は、単板でカラー画像を撮像するために、画素部にオンチップカラーフィルタが貼られている。このオンチップカラーフィルタは、例えば図２の２０５に示すような、ＲＧＢの配列である。段差評価値生成部１１６では、このうちの例えばＧ信号などの一色の画素値を選択して、その矩形領域内で平均値を計算し、この平均値が画面段差の評価値となる。
【００３６】
ゲイン補正特性の測定時は、明るさが一様な被写体をＣＣＤエリアセンサ１００により撮像し、制御部１１５よりゲイン調整部１１３及び１１４に、同一のゲイン（Ａ０，Ａ１）乗数を設定して行う。矩形領域２０３内の画素の平均レベルが左チャネルの信号レベル、矩形領域２０４内の画素の平均レベルが右チャネルの信号レベルとして、制御部１１５に出力される。制御部１１５では、左チャネルのレベル（Ｌ０）を基準にして右チャネルのゲイン補正量（Ａ０ｒｉｇｈｔ）を前述の式（３）のようにして算出する。このような測定を、ＣＣＤ１００から出力される信号レベルに対して、所定の時間間隔で行うことにより、ゲイン補正データを生成する。制御部１１５は、こうして生成されたゲイン補正データを、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの書き換え可能な不揮発メモリ１２２に格納する。このようなゲイン補正データの生成は、例えば工場調整時などに実行される。
【００３７】
図５は、本実施の形態１に係るビデオカメラにおける、被写体の明るさに対するアナログフロントエンド１０９，１１０の出力特性を説明する図である。
【００３８】
同図において、５０２は理想特性を示しており、この理想特性によれば、被写体の明るさに対してアナログフロントエンド１０９，１１０の出力が線形に変化している。しかしながら一般に、ＣＣＤエリアセンサ１００からＡ／Ｄ変換に至るまでの系のリニアリティは様々な要因により劣化し、例えば図５の５０１で示されるような複雑な非線形特性をもつ場合がある。前述のゲイン補正では、検出されたＧ信号を基に補正する場合を例に挙げたが、Ｒ及びＢ信号に関しても同様にして実施できる。しかしながら、その場合にはＧ信号の場合とは異なる非線形特性をもつ場合があり、このために被写体の明るさに対して色合いが変化するという問題がある。更に、このような非線形特性を、低い次数の関数によって近似すると、場合によっては最適な近似解が得られない。この非線形特性による色づきは、通常の撮影では目立たないものの、被写体の照度が低い場合などに増幅回路において利得を高くした際にＲＧＢ信号の差分が増幅されて目立ってくる。そこで、ゲイン調整部１１３，１１４において利得を高くした場合に、色づきを改善する処理が必要となる。
【００３９】
図６は、ゲイン調整部１１３，１１４における利得制御に従って行われる色差ゲインアンプ１２１の利得制御を説明する図であり、図中の横軸はゲイン調整部１１３，１１４に与える利得、縦軸は色差ゲインアンプ１２１の色飽和度、即ち、色差ゲインアンプ１２１における利得を示している。そして図中のＡは、色差ゲインアンプ１２１における利得と色飽和度との関係に基づく制御特性を示している。
【００４０】
制御部１１５は、撮影された画像の輝度レベルを、輝度レベル検出部１２０からの情報に基づいて検知し、輝度レベルが低い場合にはゲイン調整部１１３，１１４に与える利得を大きくし、逆に輝度レベルが高い場合にはゲイン調整部１１３，１１４に与える利得を小さくすることによってフィードバックループを構成し、露出制御を行う。例えば十分に照度の高い被写体を撮影した場合、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得は０ｄＢとなり、極めて照度の低い被写体を撮影した場合、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得は１０ｄＢまで上げる。このような制御によって撮影された画像の露出レベルが適正に保たれる。
【００４１】
次に、色差ゲインアンプ１２１からの色飽和度情報に基づく制御について説明する。
【００４２】
通常、色差信号は、規定の信号レベルで出力端子１１９から出力されるが、制御部１１５による制御によって、色差ゲインアンプ１２１における出力信号レベルを可変できる構成となっている。即ち、図６において、縦軸の１００％とは通常の出力レベルを表し、同じく縦軸の４０％とは通常の０．４倍の信号レベルで出力端子１１９から出力することを表している。
【００４３】
図７は、本実施の形態１に係るビデオカメラの制御部１１５による処理を説明するフローチャートで、ここではゲイン調整部１１３，１１４を用いた露出制御と色差ゲインアンプ１２１の出力レベルの制御処理が示されている。尚、この処理を実行するプログラムは、制御部１１５のプログラムメモリ１１５ｂに記憶されており、このプログラムに基づくＣＰＵ１１５ａの制御の下で実行される。
【００４４】
制御が開始されるとまずステップＳ１で、輝度レベル検出部１２０によって検出された撮像信号の輝度が基準値よりも高いかどうかを判定する。基準値よりも高い場合はステップＳ３に進み、ゲイン調整部１１３，１１４の利得を下げる。一方、ステップＳ１で基準値よりも低い場合はステップＳ２に進み、ゲイン調整部１１３、１１４の利得を上げる。こうしてステップＳ２或いはＳ３を実行するとステップＳ４に進み、ステップＳ２或いはＳ３で決定された利得から、色差ゲインアンプ１２１の利得を演算により求める（例えば図６の例で示す様に）。そしてステップＳ５に進み、その求めた利得に応じて色差ゲインアンプ１２１を制御する。
【００４５】
尚、この色差ゲインアンプ１２１の利得制御に際しては、ＣＰＵ１１５ａは、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得と、それに対応する色差ゲインアンプ１２１の利得とを記憶しているテーブルを有し、このテーブルデータを基に補間処理を行って、色差ゲインアンプ１２１の利得を決定している。このテーブルは制御部１１５のメモリ１１５ｂに記憶されている。
【００４６】
この処理を図６を参照して説明すると、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得（横軸）に従って色差ゲインアンプ１２１の色飽和度（利得）は、制御特性Ａに従って制御される。即ち、利得０ｄＢの場合には１００％で、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得が３ｄＢになると下降を始め、ゲイン調整部１１３，１１４に与える利得が９ｄＢまでは略線形に低下する。これは前段の信号の利得の増大により増加したノイズ成分を抑える働きをする。そして利得が９ｄＢになると、４０％にまで低下する。そして、それ以上の利得では、色差ゲインアンプ１２１の色飽和度（利得）は４０％を維持したままである。即ち、ゲイン調整部１１３，１１４の利得が低い状態では、撮像された画像の色は濃いままであるが、ゲイン調整部１１３，１１４の利得が上がるに従って色が薄くなり、非線形特性による色づきを目立たなくする働きをする。
【００４７】
尚、この図６における数値はあくまでも一例であり、このままの数値でなくとも良いし、ゲイン調整部１１３、１１４の利得は使用者が設定するものでも構わない。
【００４８】
以上説明したように本実施の形態１によれば、映像信号を増幅する際の利得に応じて、最終的に出力する映像信号の彩度を変えることにより、照度の低い被写体を撮影した場合でも、エリア撮像素子からの各領域の出力信号の差分による境界を目立たなくし、各領域間での色の段差を無くすことができた。
【００４９】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係るビデオカメラの構成を示すブロック図であり、前述の図１と共通する部分は同じ番号示し、それらの説明を省略する。
【００５０】
不図示の結像光学系によりＣＣＤエリアセンサ１００上に結像された被写体像は、ＣＣＤ１００により電気信号に変換され、不図示の駆動タイミング発生回路から供給される駆動パルスに応じて出力端子１０７，１０８より出力される。これら左右チャネルの画像信号は、アナログフロントエンド１０９，１１０によりアナログ信号処理を施された後Ａ／Ｄ変換され、黒レベル補正回路９１１，９１２及び黒レベル差検出回路９１３に供給される。黒レベル差検出回路９１３では、左右チャネルの画像信号から黒レベルの差を検出し、各チャネル用の補正係数を計算する。これら補正係数は黒レベル補正回路９１１，９１２に供給され、黒レベルの差が補正される。これら黒レベル差の検出には、ＣＣＤセンサ１００のオプティカルブラック画素の信号が用いられる。この黒レベル差の検出と補正値の計算は、所定の時期に一度だけ実施し、こうして得られた補正係数をメモリ９２０に記憶することで、以後の撮影時には、これらの検出及び補正値の演算を行わずに、メモリ９２０に記憶された補正係数に基づいて黒レベル差が補正される。
【００５１】
次に、こうして黒レベルが補正された各信号は、白レベル補正回路９１４，９１５及び白レベル差検出回路９１６に供給される。白レベル差検出回路９１４では、左右チャネルの画像信号から白レベルの差を検出し、各チャネル毎の補正係数を計算する。これら補正係数は、白レベル補正回路９１４，９１５に供給され白レベルの差が補正される。この白レベル差の検出には、ＣＣＤセンサ１００に標準白レベルが得られるような一様な光を照射し、その時の画像信号が用いられる。この白レベルの差の検出と補正値の計算は、所定の時期に一度だけ実施され、こうして得られた補正係数をメモリ９２１に記憶しておくことにより、以後の撮影時には、これらの検出は行わずにメモリ９２１に記憶された補正係数を用いて白レベル差の補正が行われる。
【００５２】
こうして白レベルが補正された信号は、画面合成回路９１７にて左右の画像が合成されて一枚の画像とされた後、カメラ信号処理回路９１８にてγ補正処理、輪郭補正処理、色補正処理などが施され、輝度信号及び色差信号として出力端子９１９から出力される。９２２は低輝度色抑圧回路で、画像中の輝度レベルに応じて色信号を抑圧する。
【００５３】
前述した実施の形態１では、一般に、ＣＣＤエリアセンサ１００からＡ／Ｄ変換１０９，１１０に至るまでの系のリニアリティは、様々な要因により劣化し、例えば図５の５０１で示すような複雑な非線形特性をもつ場合があり、Ｒ及びＢ信号に関してＧ信号とは異なる非線形特性をもつものでは、分割領域間の色の差となって現れる。この色の差は画像中の輝度レベルが高い部分に関しては信号レベルに対して相対的に小さいために目立ちにくいが、画像中の輝度レベルが低い部分に関しては信号レベルに対して相対的に大きくなるため問題となる。即ち、分割された領域の境界部に画像中の暗部がある場合、その部分で境界が目立ってしまう。
【００５４】
そこで本実施の形態２では、カメラ信号処理部９１８に低輝度色抑圧回路９２２を設けることにより、この問題を解決している。
【００５５】
図９は、本実施の形態２に係る低輝度色抑圧回路９２２を説明するブロック図である。
【００５６】
図において、１００１は色差マトリクス回路で、ＲＧＢ信号を色差信号に変換している。１００２は低輝度検出回路で、画像中の輝度信号Ｙの低輝度部を検出している。１００３は色抑圧回路で、色差マトリクス回路１００１の出力である色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の信号レベルを抑圧する。１００４はＹ／Ｃ・ＭＩＸ回路で、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）と輝度信号Ｙとを合成してビデオ信号として出力している。低輝度検出回路１００２は、入力された輝度信号Ｙから輝度の情報を生成し、色抑圧回路１００３に抑圧信号１００５を出力する。
【００５７】
一方、色差マトリクス回路１００１から出力される色差信号は、色抑圧回路１００３において、抑圧信号１００５に応じて所定の信号レベルに抑圧される。こうして抑圧された色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）と輝度信号Ｙは、Ｙ／Ｃ・ＭＩＸ回路１００４において合成され、ビデオ信号として出力される。この低輝度検出回路１００２は、例えば図１１に示す特性に従って色抑圧信号１００５を出力する。
【００５８】
図１０は、本実施の形態２に係る低輝度検出回路１００２における輝度信号レベルと色抑圧レベルとの関係を示すグラフ図である。
【００５９】
図中の横軸は、検出された輝度信号Ｙの信号レベルを示し、縦軸は色抑圧回路１００３の出力となる色差信号レベルを示している。この図１０に示すように、画像中の輝度信号レベルが極めて小さい暗部では、出力される色差信号は極めて「０」に近くなっている。輝度信号レベルがＹ０までは、その出力する色差信号はＣＲまで略線形に増加し、Ｙ０よりも大きい輝度信号では、色差信号はＣＲのままとなる。従って、画像中の暗部では色が薄くなるため、分割された各領域の境界部に暗部がある場合でも、各領域間での色付きの差が目立たなくなる。
【００６０】
尚、図９において、色差マトリクス回路１００１から出力される色信号は、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）として説明したが、この色信号は色差信号以外でも構わない。また図１０では、輝度信号レベルと色抑圧の変化を斜めの直線で示したが、この変化は段階的であっても良い。
【００６１】
図１１は、本実施の形態２に係るカメラ信号処理部９１８における処理を説明するフローチャートである。
【００６２】
ここではまずステップＳ１１で、低輝度検出回路１００２により検出した輝度が所定の輝度以下であるかどうかをみる。そうであればステップＳ１２に進み、その検出した輝度に応じて抑圧信号１００５の値を決定する。そしてステップＳ１３に進み、その決定した抑圧信号１００５を色抑圧回路１００３に出力して、色差信号の色成分を抑える。そしてステップＳ１５に進む。
【００６３】
一方、ステップＳ１１で、低輝度検出回路１００２により検出した輝度が所定の輝度以下でなければステップＳ１４に進み、抑圧信号１００５をほとんど「０」にするか、或いは出力しない。これにより色差成分はそのまま出力される。こうしてステップＳ１５に進み、輝度信号成分と色信号成分とを合成し、その合成した結果を出力する。
【００６４】
以上説明したように本実施の形態２によれば、画像中の低輝度部の輝度レベルに応じて画像信号全体の信号レベルを調整し、その調整に応じて画像信号の彩度を変更することにより、画像中の輝度が低い部分においても、エリア撮像素子からの各領域の画像信号の輝度や色の差分による境界を目立たなくし、各領域間に生じる目立った段差を無くすことができた。
【００６５】
［他の実施の形態］
本発明の目的は前述したように、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００６６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
【００６７】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エリア撮像素子により撮像された各領域の境界領域における色味の差を少なくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態におけるエリア撮像素子の領域境界部の矩形領域を説明する図である。
【図３】本実施の形態における左右チャネルの撮像信号レベルとチャネル間のゲイン差との関係を説明する図である。
【図４】本実施の形態に係るゲイン調整部における、ゲイン調整量に対するゲイン補正量の関係を説明する図である。
【図５】本実施の形態に係る被写体の明るさとアナログフロントエンドの出力との関係を説明する図である。
【図６】本実施の形態１におけるゲイン調整部における利得に対する色差ゲインアンプの利得（色飽和度）を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るビデオカメラにおけるゲイン調整に伴う色差ゲインアンプの利得制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係るビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る低輝度色抑圧回路の構成を説明するブロック図である。
【図１０】本実施の形態２の低輝度色抑圧回路における制御特性を説明する図である。
【図１１】本実施の形態２に係るカメラ信号処理部における制御処理を説明するフローチャートである。
【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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