(57)【要約】【課題】解像感を高くしながら、輪郭部でのアンダーシュートによる黒い縁の発生を抑えることができる静止画像の輪郭補正処理を可能とする。【解決手段】入力端子６からのデシタル画像信号Ｓ1 は、輪郭補正手段５でアンダーシュート，オーバーシュートが付加された輪郭補正がなされた後、選択手段５に供給される。また、このデジタル画像信号Ｓ1 はエッジ検出手段２に供給されて、そのエッジ期間が検出される。エッジ生成手段３では、検出されたエッジ期間、デシタル画像信号Ｓ1 とエッジ係数Ｋとを基にエッジ信号ＳＥを生成し、輪郭補正手段１から出力されるデジタル画像信号Ｓ2 と所定の比率で混合される。これにより、エッジ期間でのアンダーシュートが抑圧されたデジタル画像信号Ｓ3が得られる。選択手段５は、輪郭補正手段１からのデジタル画像信号Ｓ2のエッジ期間、混合手段４からのデジタル画像信号ＳEと置換する。【選択図】        図１
2004208038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるデジタル画像信号を輪郭補正処理する複数の輪郭補正手段と、該複数の輪郭補正手段のいずれかを選択する選択手段とを有する画像信号処理装置において、
該複数の輪郭補正手段のうちの１つの所定の輪郭補正手段は、該入力されたデジタル画像信号の輪郭部を検出する輪郭部検出手段と、該所定の輪郭補正手段以外の該輪郭補正手段で輪郭補正されたデジタル画像信号の輪郭部を補正する輪郭部補正手段とで構成され、
該選択手段は、該輪郭部検出手段で輪郭部が検出されたときには、該輪郭部補正手段から出力されるデジタル画像信号を選択することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記所定の輪郭補正手段以外の前記輪郭補正手段は、前記入力されたデジタル画像信号の輪郭部でアンダーシュートとオーバーシュートを生じさせることにより、輪郭補正を行なうことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記輪郭部補正手段は、前記入力されたデジタル画像信号の輪郭部に合わせて輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、該輪郭補正信号生成手段から出力される該輪郭補正信号と前記所定の輪郭補正手段以外の前記輪郭補正手段で輪郭補正されたデジタル画像信号とを所定の比率で混合し、該輪郭補正されたデジタル画像信号のアンダーシュートを抑圧する混合手段とで構成され、
前記選択手段は、前記輪郭部検出手段で輪郭部が検出されたとき、該混合手段の出力デジタル信号を選択することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記輪郭部検出手段は、検出した輪郭部が立ち上がる輪郭部か、立ち下がる輪郭部かを判定し、検出した輪郭部が立ち下がる輪郭部であるときには、前記輪郭部期間の検出タイミングを遅延させ、
前記輪郭補正信号生成手段は、生成した前記輪郭部補正信号を前記輪郭部検出手段が検出した前記輪郭部期間に合わせて生成することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
前記輪郭部検出手段は、
前記デジタル画像信号の変動が予め設定された閾値の範囲内であるとき、平坦部とみなす第１の手段と、
該第１の手段で検出された２つの平坦間のスロープが常に上昇もしくは下降し、かつスロープでの信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値より大きいとき、該２つの平坦部との間を前記デジタル画像信号の輪郭部とみなす第２の手段と
を有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
前記輪郭部検出手段は、
前記デジタル画像信号の変動が予め設定された閾値の範囲内であるとき、平坦とみなす第１の手段と、
前記デジタル画像信号の変動が順次上昇もしくは下降するスロープから下降もしくは上昇するスロープに移る変異点を山の頂部もしくは谷部の底部とみなす第２の手段と、
該第１の手段で検出された平坦部と該第２の手段で検出された変異点との間の信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値よりも大きいとき、該平坦部と該変異点との間を前記デジタル画像信号の輪郭部とみなす第３の手段とを有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項７】
請求項請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
前記輪郭部検出手段は、
前記デジタル画像信号の変動が順次上昇もしくは下降するスロープから下降もしくは上昇するスロープに移る第１の変異点を山の頂部もしくは谷部の底部とみなし、該第１の変異点から順次下降もしくは上昇するスロープの後、上昇もしくは下降する第２の変異点を谷部の底部もしくは山の頂部とする第１の手段と、
該第１の手段で検出された該第１，第２の変異点間の信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値よりも大きいとき、該第１，第２の変異点間を前記デジタル画像信号の輪郭部とみなす第３の手段と
を有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項８】
被写体を撮像して電気信号を出力する撮像手段と、
該撮像手段から出力される電気信号を処理して第１のデジタル画像信号を生成する信号処理手段と、該第１のデジタル画像信号の輪郭を補正する画像信号処理手段とを備えた撮像装置において、
該画像信号処理手段として、請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像信号処理装置を用いたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
入力されるデジタル画像信号を輪郭強調して輪郭補正した第１のデジタル画像信号と、該第１の画像信号の強調された輪郭部でのアンダーシュートを抑制する第２のデジタル画像信号とを生成し、
輪郭部期間では、該第２のデジタル画像信号を選択し、該輪郭部期間以外の期間では、第１のデジタル信号を選択して出力することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項１０】
撮影手段から得られた画像信号を信号処理してデジタル画像信号を得、該デジタル画像信号を輪郭補正する撮像方法であって、
該デジタル画像信号の輪郭補正処理を、請求項９に記載の画像信号処理方法を用いて行なうことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号処理装置と方法、及びこれを用いた撮像装置と方法に係り、特に、画像の輪郭を補正する画像信号処理装置と方法、及びこれを用いた撮像装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像の解像度を高める方法として、例えば、撮像装置の場合、撮像素子の開口による周波数特性の劣化を補正するために、画像信号から水平方向もしくは垂直方向のプリシュート，オーバーシュートからなる輪郭補正信号を生成し、これを元の画像信号と加算することにより、解像度を高める方法が知られている（例えば、特許文献１もしくは特許文献２参照）。
【０００３】
図２は画像信号処理装置に用いられる輪郭補正回路の一従来例を示すブロック図であって、１は輪郭補正回路、１ａは輪郭補正信号生成部、１ｂは利得調整部、１ｃは加算部、１ｄは入力端子、１ｅは出力端子である。
【０００４】
また、図３は図２における各部の信号を示す波形図であって、図２に対応する信号には同一符号を付けている。
【０００５】
図２及び図３において、入力端子１ｄから入力されるデジタル画像信号ａは、輪郭補正回路１において、加算部１ｃと輪郭補正信号生成部１ａとに供給される。ここで、図３（ａ）には、このデジタル画像信号ａの輪郭が存在する部分（立上り，立下りエッジ部分）を示している。
【０００６】
輪郭補正信号生成部１ａでは、このデジタル画像信号ａの高周波成分が抽出され、この高周波成分からデジタル画像信号ａの輪郭部と同期した、図３（ｂ）に示すようなプリシュートとオーバシュートとからなる輪郭補正信号ｂが生成される。この輪郭補正信号ｂは、利得調整部１ｂで利得が調整された後、加算部１ｃに供給され、入力端子１ｄから入力された元のデジタル画像信号ａと加算される。これにより、出力端子１ｅには、元のデジタル画像信号ａの輪郭部において、低輝度レベル側でアンダーシュートし、高輝度レベル側でオーバーシュートすることにより、輪郭部が強調補正されたデジタル画像信号ｃが得られる。
【０００７】
このような輪郭補正処理によると、主に動画を扱う従来のデジタル画像信号処理装置においては、画像の解像感が高くなり、画質が向上する効果があった。
【０００８】
ところで、輪郭補正はエッジの傾きを増すようにすることが目的であって、アンダーシュートやオーバーシュートがつくことは理想的ではないとし、これらオーバーシュートやアンダーシュートを低減する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
これは、上記と同様にして、アンダーシュートとオーバーシュートとを含む輪郭補正信号を生成すると、これをスイッチ手段に通すことにより、これらアンダーシュートやオーバーシュートの時間幅を短縮し、しかる後、このように処理された輪郭補正信号を元の画像信号に付加するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５８−３８０７４号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平３−２９５７８号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開平５ー３１６３９３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、静止画像を扱う画像信号処理装置が普及してきている。例えば、撮影した画像をメモリなどの記録媒体に記録するデジタルスチルカメラやパソコンに接続するプリンタ，スキャナの本体またはドライバソフト、パソコン用の画像処理ソフトなどである。
【００１４】
しかし、静止画像を扱う画像信号処理装置で図２及び図３で説明した従来の輪郭補正処理を行なった場合、特に、静止画像の輝度レベルの差が大きいエッジ部分では、その低輝度レベル側で、図３に示すアンダーシュートｄにより、黒い縁が着いたようになり、この黒い縁が非常に目立ったものとなる。
【００１５】
一方、特許文献３に記載のように、輪郭補正に際し、生成される輪郭補正信号でのアンダーシュートやオーバーシュートの時間幅を低減し、これらによる影響を低減するようにした技術が提案されているが、かかる技術では、アンダーシュートやオーバーシュートの時間幅を低減しても、これらアンダーシュートやオーバーシュートの信号レベルはほとんど残ることになるから、アンダーシュートによって生ずる黒い縁は単にその幅が狭くなっただけに過ぎず、やはり黒い縁が目立って生ずることになる。
【００１６】
また、上記いずれの特許文献に記載の技術も、生成される輪郭補正信号による輪郭補正効果しか得られず、特に、静止画像の場合には、輪郭補正のさらなる向上が望まれるものである。
【００１７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、静止画像に対しても、輪郭部をより鮮鋭にしながら、該輪郭部で黒い縁の発生を効果的に抑えることができるようにした輪郭補正処理を可能とした画像信号処理装置と方法、及びこれを用いた撮像装置と方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、入力されるデジタル画像信号を輪郭補正処理する複数の輪郭補正手段と、複数の輪郭補正手段のいずれかを選択する選択手段とを有する画像信号処理装置において、複数の輪郭補正手段のうちの１つの所定の輪郭補正手段は、入力されたデジタル画像信号の輪郭部を検出する輪郭部検出手段と、所定の輪郭補正手段以外の輪郭補正手段で輪郭補正されたデジタル画像信号の輪郭部を補正する輪郭部補正手段とで構成され、選択手段は、輪郭部検出手段で輪郭部期間が検出されたときには、加算手段から出力されるデジタル画像信号を選択するものである。
【００１９】
所定の輪郭補正手段以外の輪郭補正手段は、入力されたデジタル画像信号の輪郭部でアンダーシュートとオーバーシュートを生じさせることにより、輪郭補正を行なうものである。
【００２０】
そして、輪郭部補正手段は、入力されたデジタル画像信号の輪郭部に合わせて輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、この輪郭補正信号と所定の輪郭補正手段以外の輪郭補正手段で輪郭補正されたデジタル画像信号とを所定の比率で混合し、輪郭補正されたデジタル画像信号のアンダーシュートを抑圧する混合手段とで構成されるものである。
【００２１】
輪郭部検出手段は、検出した輪郭部が立ち上がる輪郭部か、立ち下がる輪郭部かを判定し、検出した輪郭部が立ち下がる輪郭部であるときには、輪郭部期間の検出タイミングを遅延させ、輪郭補正信号生成手段は、生成した輪郭部補正信号を輪郭部検出手段が検出した輪郭部期間に合わせて生成するものである。
【００２２】
輪郭部検出手段は、デジタル画像信号の変動が予め設定された閾値の範囲内であるとき、画像の平坦部とみなす第１の手段と、第１の手段で検出された２つの平坦間のスロープが常に上昇もしくは下降し、かつスロープでの信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値より大きいとき、これら２つの平坦部との間をデジタル画像信号の輪郭部とみなす第２の手段とを有するものである。
【００２３】
また、輪郭部検出手段は、デジタル画像信号の変動が予め設定された閾値の範囲内であるとき、画像の平坦とみなす第１の手段と、デジタル画像信号の変動が順次上昇もしくは下降するスロープから下降もしくは上昇するスロープに移る変異点を山の頂部もしくは谷部の底部とみなす第２の手段と、第１の手段で検出された平坦部と該第２の手段で検出された変異点との間の信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値よりも大きいとき、これら平坦部と変異点との間をデジタル画像信号の輪郭部とみなす第３の手段とを有するものである。
【００２４】
さらに、輪郭部検出手段は、デジタル画像信号の変動が順次上昇もしくは下降するスロープから下降もしくは上昇するスロープに移る第１の変異点を山の頂部もしくは谷部の底部とみなし、この第１の変異点から順次下降もしくは上昇するスロープの後、上昇もしくは下降する第２の変異点を谷部の底部もしくは山の頂部とする第１の手段と、第１の手段で検出された該第１，第２の変異点間の信号レベルの差の絶対値が予め設定された閾値よりも大きいとき、該第１，第２の変異点間をデジタル画像信号の輪郭部とみなす第３の手段とを有するものである。
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明は、被写体を撮像して電気信号を出力する撮像手段と、撮像手段から出力される電気信号を処理して第１のデジタル画像信号を生成する信号処理手段と、この第１のデジタル画像信号の輪郭を補正する画像信号処理手段とを備えた撮像装置であって、画像信号処理手段として、上記の画像信号処理装置のうちのいずれか１つを用いたものである。
【００２６】
上記目的を達成するために、本発明は、画像信号処理方法であって、入力されるデジタル画像信号を輪郭強調して輪郭補正した第１のデジタル画像信号と、この第１の画像信号の強調された輪郭部でのアンダーシュートを抑制する第２のデジタル画像信号とを生成し、輪郭部期間では、第２のデジタル画像信号を選択し、輪郭部期間以外の期間では、第１のデジタル信号を選択して出力するものである。
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明は、撮影手段から得られた画像信号を信号処理してデジタル画像信号を得、該デジタル画像信号を輪郭補正する撮像方法であって、デジタル画像信号の輪郭補正処理を、上記の画像信号処理方法を用いて行なうものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００２９】
図１は本発明による画像信号処理装置と方法の一実施形態を示すブロック図であって、１は輪郭補正手段、２はエッジ（輪郭部）検出手段、３はエッジ（輪郭補正信号）生成手段、４は混合手段、５は選択手段、６は入力端子、７は出力端子、８は輪郭補正手段である。
【００３０】
同図において、入力端子６から入力されたデジタル画像信号Ｓ1は、輪郭補正手段１，８に供給される。輪郭補正手段１は、図２に示した従来のデジタル画像信号処理装置と同様の構成をなし、同様の動作を行なって図３に示すデジタル画像信号ｃと同様に輪郭補正処理したデジタル画像信号Ｓ2を出力する。このデジタル画像信号Ｓ2は、選択手段５と混合手段４とに供給される。
【００３１】
一方、輪郭補正手段８はエッジ検出手段２，エッジ生成手段３及び混合手段４によって構成されており、入力端子６からのデジタル画像信号Ｓ1は、エッジ検出手段２とエッジ生成手段３とに供給される。
【００３２】
エッジ検出手段２が、後述する手法により、入力されたデジタル画像信号Ｓ1のエッジ（輪郭部）を検出すると、エッジ生成手段３は、その検出結果に基づいて、デジタル画像信号信号Ｓ2と図示しない補間制御手段から供給されるエッジ係数Ｋとにより、エッジ信号ＳEを生成する。このエッジ信号ＳEは混合手段４に供給され、輪郭補正手段１から出力されるデジタル画像信号Ｓ2 と混合される。なお、このエッジ信号ＳEは、このようにデジタル画像信号Ｓ2と混合することにより、後述するように、輪郭補正手段１による補正処理によって生じた輪郭部でのアンダーシュートを抑えるための輪郭補正信号であるが、以下では、エッジ信号と表現することにする。このように、エッジ生成手段３と混合手段４とは、輪郭補正手段１からの補間処理されたデジタル画像信号Ｓ2に生じているアンダーシュートを抑えるエッジ補正手段を形成している。
【００３３】
この混合手段４から出力されるエッジ信号ＳEが混合されたデジタル画像信号Ｓ3は、選択手段５に供給される。この選択手段５は、エッジ検出手段２がデジタル画像信号Ｓ1のエッジを検出したときに生成されるこのエッジの期間の選択制御信号ＳSによって制御され、エッジ期間では、混合手段４の出力デジタル画像信号Ｓ３を選択し、エッジ期間以外の期間では、輪郭補正手段１の出力デジタル画像信号Ｓ2を選択する。これにより、出力端子７には、輪郭補正手段１の出力デジタル画像信号Ｓ2が、そのエッジ期間、混合手段４の出力デジタル画像信号Ｓ3で補間されて得られることになる。
【００３４】
次に、エッジ検出手段２の動作を図４〜図７を用いて説明する。
【００３５】
図４はエッジ検出手段２のエッジ検出動作の一具体例を示すフローチャートである。このエッジ判定は、複数のサンプルの期間（以下、判定サンプル期間という）について、３個の閾値DELTA１，DELTA２，LEVELを用いて行なわれるものであり、DELTA１＜DELTA２、かつDELTA１＜LEVELである。この判定サンプル期間は、画像上で最小の周期で繰り返す縞模様のエッジを判定できる程度に設定される。ここで、閾値DELTA１は画像の平坦部（以下、単に平坦部という）を判定するためのものであり、閾値DELTA２は画像の山の頂部もしくは画像の谷の底部（以下、単に山の頂部，谷の底部という）を判定するためのものであり、閾値LEVELはエッジを判定するためのものである。
【００３６】
以下、画像のパターンの具体的な例を挙げてエッジ検出手段２のエッジ検出動作を説明する。
【００３７】
（１）エッジ検出手段２のエッジ判定の第１のエッジ判定基準としては、上記の判定サンプル期間に信号レベルが異なる２つの平坦部が検出され、これら平坦部間が平坦部でないとき、これら平坦部間をエッジとするものである。
【００３８】
図５はかかる第１のエッジ判定基準に基づいてエッジの判定が可能な判定サンプル期間の一具体例を示すものであって、図５（ｂ）がエッジ検出手段２に入力されるサンプル周期Ｔのデジタル画像信号Ｓ1である。図５（ａ）はこのデジタル画像信号Ｓ1の連続波形の一例を便宜的に示すものであって、このデジタル画像信号Ｓ1 はこの図５（ａ）に示す画像信号をサンプル周期Ｔでサンプリングしたものである。
【００３９】
図５（ｂ）において、ここでは、判定サンプル期間をサンプル周期Ｔの４倍、即ち、４Ｔとしており、判定対象となるサンプルをサンプルＡ〜Ｅとする。なお、各サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの信号レベルをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとするが、後述の他のエッジ判定についても同様である。
【００４０】
かかる判定サンプル期間Ａ〜Ｅに対し、エッジ検出手段２は、まず、最初の２つのサンプルＡ，Ｂの信号レベルの差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜を求め、これが閾値DELTA１より小さいときには（図４のステップ１００で「Yes」）、サンプルＡ，Ｂ間を平坦部とみなす。次に、サンプルＢ，Ｃの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｃ｜を求め、これが閾値DELTA１より小さいときには（図４のステップ１０１で「Yes」）、２Ｔの期間平坦部となるから、エッジ未検出として（図４のステップ３０１）、この判定サンプル期間の処理を終了し、サンプル周期Ｔ分ずらしてサンプルＢから始まる次の判定サンプル期間で同様の判定処理を開始する。
【００４１】
しかし、図５（ｂ）では、絶対値｜Ｂ−Ｃ｜が閾値DELTA１以上であるため（図４のステップ１０１で「No」）、サンプルＢまでを平坦部とみなし、さらに、サンプルＣ，Ｄの信号レベルの差の絶対値｜Ｃ−Ｄ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも小さいときには（図４のステップ１０２で「Yes」）、サンプルＣ，Ｄ間も平坦部とみなす。これにより、サンプルＢ，Ｃ間を挟んで２つの平坦部が存在することになり、このＢ，Ｃの信号レベルの絶対値｜Ｂ−Ｃ｜が閾値LEVELより大きい場合には（図４のステップ１０９で「Yes」）、サンプルＢ，Ｃ間をエッジとみなし（図４のステップ２０１）、この判定サンプル期間Ａ〜Ｅの判定処理を終了し、サンプルＢで始まる次の判定サンプル期間の判定処理に移る。
【００４２】
しかし、絶対値｜Ｃ−Ｄ｜が、閾値DELTA１よりも大きく（図４のステップ１０２で「No」）、閾値DELTA２よりも小さい（図４のステップ１０３で「No」）場合には、あるいはまた、絶対値｜Ｃ−Ｄ｜が、閾値DELTA１，２よりも大きいが（図４のステップ１０２で「No」、ステップ１０３で「Yes」）、信号レベルＣが信号レベルＢ，Ｄよりも大きくないか、小さくない場合には（図４のステップ１０６で「No」）、次に、サンプルＤ，Ｅの信号レベルの差の絶対値｜Ｄ−Ｅ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも小さい場合には（図４のステップ１０４で「Yes」）、このサンプルＤ，Ｅ 間を平坦部とみなす。従って、サンプルＡ，Ｂ間とサンプルＣ，Ｄ間とが平坦部ということになる。
【００４３】
そして、かかる判定結果のもとに、サンプルＢ，Ｄ間がエッジとみなせるか否かの判定を行なう。即ち、サンプルＢ，Ｃ，Ｄの順に信号レベルが上昇あるいは下降し続けており（図４のステップ１０７で「Yes」：図５（ｂ）では、順次上昇している）、かつ絶対値｜Ｂ−Ｄ｜が閾値LEVELより大きい場合（図４のステップ１１０で「Yes」）、サンプルＢ，Ｄ間をエッジとみなす（図４のステップ２０２）。
【００４４】
以上のようにして、２つの平坦部が存在する図５（ｂ）に示すデジタル画像信号Ｓ1に対しては、これら平坦部間、即ち、サンプルＢ，Ｃ間（絶対値｜Ｃ−Ｄ｜が閾値DELTA１よりも小さい場合）あるいはサンプルＢ，Ｄ間（絶対値｜Ｃ−Ｄ｜が閾値DELTA１ よりも大きく、かつ信号レベルＢ，Ｃ，Ｄが順次上昇または下降している場合）のエッジを検出することができる。
【００４５】
なお、判定サンプル期間Ａ〜Ｅの判定処理が終了し、次のサンプルＢから始まる判定サンプル期間（サンプルＢ→サンプルＡ，サンプルＣ→サンプルＢ，……となる）の判定処理では、図４のステップ１００，１１１，１１２，３０３、または、図４のステップ１００，１１１，１１２，１１３，１１７，３０３の処理が行なわれることにより、図５（ｂ）でのサンプルＢ，Ｃ間またはサンプルＢ，Ｄ間のエッジは検出されない。即ち、同じエッジが２回以上検出されることはない。
【００４６】
また、以上は信号レベルが上昇するエッジであったが、２つのサンプル間の信号レベル差の絶対値を用いてエッジ判定を行なっているので、信号レベルが下降するエッジであっても、同様である。従って、図５において、その後、立ち下がるエッジがあると、その直前の平坦部とこのエッジ後の平坦部とが検出されることにより、上記と同様にして、この立ち下がるエッジが検出される。
【００４７】
（２）エッジ検出手段２のエッジ判定の第２のエッジ判定基準としては、上記の判定サンプル期間に信号レベルの平坦部と信号レベル変動の山の頂部または谷の底部といった変異点が検出され、平坦部とかかる変異点との間（それらの前後関係は問わない）をエッジとするものである。以下では、図面との関係から、変異点を、具体的に、山の頂部または谷の底部として説明する。
【００４８】
図６はかかる第２のエッジ判定基準に基づいてエッジの判定が可能な判定サンプル期間の一具体例を示すものであって、この具体例では、平坦部と山の頂部とが検出されるものとしている。図６（ｂ）がエッジ検出手段２に入力されるサンプル周期Ｔのデジタル画像信号Ｓ1である。図６（ａ）はこのデジタル画像信号Ｓ1の連続波形の一例を便宜的に示すものであって、図示するように、２Ｔ以下の期間毎に濃淡が繰り返す縞模様を表わす画像の開始部分を示すものであり、デジタル画像信号Ｓ1はこの図６（ａ）に示す画像信号をサンプル周期Ｔでサンプリングしたものである。この具体例においても、判定サンプル期間を４Ｔとしており、判定対象となるサンプルをサンプルＡ〜Ｅとする。
【００４９】
図６（ｂ）において、サンプルＡ，Ｂ間の判定、サンプルＢ，Ｃ間の判定，サンプルＣ，Ｄ間の判定は図５に示した具体例と同様であり、図４のステップ１００〜１０３（１０６）の判定処理により、サンプルＡ〜Ｄ間において、サンプルＡ，Ｂ間が平坦部と判定される。
【００５０】
次に、サンプルＤ，Ｅの信号レベルの差の絶対値｜Ｄ−Ｅ｜を求め、これが閾値よりも小さいか否か判定する。ここで、この絶対値｜Ｄ−Ｅ｜が閾値DELTA１よりも大きく（図４のステップ１０４で「No」）、さらに、閾値DELTA２よりも大きい場合には（図４のステップ１０５で「Yes」）、サンプルＤ，Ｅ間は平坦部でないから、上記の第１の判定基準では、２つの平坦部で挟まれないサンプルＢ，Ｄ間をエッジと判定することはできず、判定が保留された状態となる。
【００５１】
そこで、この具体例では、第２の判定基準を適用するものである。即ち、サンプルＤがサンプルＢ，Ｃ，Ｅよりも信号レベルが大きくて山の頂部をなし、あるいは小さくて谷の底部をなし（図４のステップ１０８で「Yes」）、かつサンプルＢ，Ｄの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｄ｜が閾値LEVELよりも大きいとき（図４のステップ１１０で「Yes」）、サンプルＢ，Ｄ間をエッジと判定する（図４のステップ２０２）。それ以外（即ち、ステップ１０５，１０８，１１０で「No」の判定）では、サンプルＢ，Ｄ間をエッジとはみなさない（ステップ３０３）。
【００５２】
なお、図６（ｂ）において、サンプルＢ，Ｃ，Ｄのうち、サンプルＣが山の頂部または谷の底部となるときには（ステップ１０３，１０６，１０９）、サンプルＢ，Ｃ間がエッジとなる（図４のステップ２０１）。
【００５３】
このようにして、画像の細かい縞模様によってデジタル画像信号Ｓ1が高い周波数の一連の矩形波からなるデジタル信号をサンプリングしたものであるとき、上記の第１の判定基準では検出できないその最初の矩形波の先頭のエッジを、この第２の判定基準により、検出することができる。
【００５４】
なお、この図６（ｂ）に示す具体例においても、サンプルＢから始まる次の判定サンプル期間（この場合、サンプルＢ→サンプルＡ，サンプルＣ→サンプルＢ，……とする）では、図４のステップ１００，１１１，１１２，１１３，１１４，１１８，１１５から１１９，３０４または１１６，（１２０），３０５の処理がなされて、先の判定サンプル期間Ａ〜Ｅの処理で一度エッジと判定された図示のサンプルＢ，Ｄ間はエッジと判定されない。従って、同じエッジは２度以上検出されることがない。
【００５５】
（３）エッジ検出手段２のエッジ判定の第３のエッジ判定基準としては、上記の判定サンプル期間に山の頂部と谷の底部とが検出されるとき、これら山の頂部と谷の底部との間をエッジとするものである。
【００５６】
図７はかかる第３のエッジ判定基準に基づいてエッジの判定が可能な判定サンプル期間の一具体例を示すものであって、この具体例では、山の頂部と谷の底部とが検出されるものとしている。図７（ｂ）がエッジ検出手段２に入力されるサンプル周期Ｔのデジタル画像信号Ｓ1である。図７（ａ）はこのデジタル画像信号Ｓ1の連続波形の一例の途中部分を便宜的に示すものであって、図示するように、２Ｔ以下の期間毎に濃淡が繰り返す縞模様を表わす画像を示すものであり、デジタル画像信号Ｓ1はこの図７（ａ）に示す画像信号をサンプル周期Ｔでサンプリングしたものである。この具体例においても、判定サンプル期間を４Ｔとしており、判定対象となるサンプルをサンプルＡ〜Ｅとする。
【００５７】
図７（ｂ）において、かかる判定サンプル期間Ａ〜Ｅに対し、エッジ検出手段２は、まず、最初の２つのサンプルＡ，Ｂの信号レベルの差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも大きく（図４のステップ１００で「No」）、閾値DELTA２よりも大きいと判定する（図４のステップ１１１で「Yes」）。次に、サンプルＢ，Ｃの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｃ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも大きいと判定する（図４のステップ１１２で「No」）。なお、この絶対値｜Ｂ−Ｃ｜が閾値DELTA１よりも小さいときには（図４のステップ１１２で「Yes」）、サンプルＢ，Ｃ間が平坦部となるので、エッジ未検出として（図４のステップ３０３）、次の判定サンプル機間の判定処理に移る。
【００５８】
次いで、サンプルＣ，Ｄの信号レベルの差の絶対値｜Ｃ−Ｄ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも大きく（図４のステップ１１３で「No」）、閾値DELTA２よりも小さい場合（図４のステップ１１４で「No」）、もしくは閾値DELTA２よりも大きいが（図４のステップ１１４で「Yes」）、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの信号レベルがＡ＞Ｂ＜Ｃ＜Ｄであるから（図４のステップ１１８で「No」）、サンプルＤ，Ｅの信号レベルの差の絶対値｜Ｄ−Ｅ｜を求め、これが閾値DELTA１よりも大きいか否か判定する（図４のステップ１１５）。この場合、絶対値｜Ｄ−Ｅ｜は閾値DELTA１よりも大きく（図４のステップ１１５で「No」）、さらに、閾値DELTA２よりも大きく（図４のステップ１１６で「Yes」）、しかも、サンプルＡ〜Ｅの信号レベルがＡ＞Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＞ Ｅであるから（図４のステップ１２０で「Yes」）、サンプルＢを谷の底部、サンプルＤを山の頂部と判定する。
【００５９】
そして、この谷の底部と山の頂部との間において、サンプルＢ，Ｄの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｄ｜を求め、これが閾値LEVELよりも大きいとき（図４のステップ１１で「Yes」）、このサンプルＢ，Ｄ間をエッジと判定する（ステップ２０４）。
【００６０】
なお、図７（ｂ）において、サンプルＤの代わりにサンプルＣが山の頂部であるときには、図４のステップ１１４からステップ１１８に進んで「Yes」の判定がなされ、サンプルＢが谷の底部、サンプルＣが山の頂部との判定がなされ、さらに、サンプルＢ，Ｃ間の信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｃ｜が閾値LEVELよりも大きいとき（図４のステップ１１ｄで「Yes」）、谷の底部のサンプルＢと山の頂部のサンプルＣとの間がエッジと判定される（ステップ２０３）。
【００６１】
また、図７（ｂ）において、仮に、サンプルＣ，Ｄ間が平坦部であるとすると（図４のステップ１１３で「Yes」）、サンプルＡ，Ｂ，Ｃの信号レベルはＡ＞Ｂ＜Ｃであるから（図４のステップ１１７で「Yes」）、サンプルＢは谷の底部と判定され、上記第２の判定基準により、このサンプルＢと平坦部の先頭のサンプルＣとの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｃ｜が閾値LEVELよりも大きいとき（図４のステップ１１ｄで「Yes」）、サンプルＢ，Ｃ間がエッジと判定される（図４のステップ２０３）。
【００６２】
さらに、図７（ｂ）において、仮に、サンプルＤ，Ｅ間が平坦部であるとすると（図４のステップ１１５で「Yes」）、サンプルＢ，Ｃ，Ｄの信号レベルはＢ＜Ｃ＜Ｄであるから（図４のステップ１１９で「Yes」）、サンプルＢは谷の底部と判定され、上記第２の判定基準により、このサンプルＢと平坦部の先頭のサンプルＤとの信号レベルの差の絶対値｜Ｂ−Ｄ｜が閾値LEVELよりも大きいとき（図４のステップ１１で「Yes」）、サンプルＢ，Ｄ間がエッジと判定される（図４のステップ２０４）。
【００６３】
さらにまた、図７に示す具体例では、サンプルＢ，Ｃ間、または、サンプルＢ，Ｄ間の立上りのエッジを検出するものであったが、信号レベルの差の絶対値を用いて処理するものであるから、立下りのエッジの検出についても同様である。
【００６４】
以上の場合以外のときには、サンプルＢ，Ｃ間やサンプルＢ，Ｄ間はエッジと判定されない（図４のステップ３０４，３０５）。
【００６５】
図１に戻って、以上のように、エッジ検出手段２は入力されるデジタル画像信号Ｓ1 のエッジを検出する。
【００６６】
エッジ生成手段３は、エッジ検出手段７の検出されたデジタル画像信号Ｓ1のエッジ期間、図示しない補間制御手段から供給されるエッジ係数Ｋを用いてエッジ信号ＳE を生成する。これについて、図８により、説明する。
【００６７】
図８はエッジ検出手段２で検出されたエッジ期間を示すものであり、○印で示すＢ〜Ｆがこのエッジ期間でのデジタル画像信号Ｓ1のサンプルを、□，■印で示すＢ’〜Ｆ’がこのエッジ期間でのエッジ信号ＳEのサンプルである。
【００６８】
エッジ生成手段３は、エッジ検出手段７で検出されたエッジ期間、例えば、デジタル画像信号Ｓ1のサンプルＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応して順次サンプルＢ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｅ’，Ｆ’を生成するが、エッジ期間の最初のサンプルＢ’を１番目のサンプルとし、ｊ番目（但し、ｊ＝１，２，３，４，５）のサンプルの信号レベルをＶjとすると、
Ｖj＝Ｂ＋βj×（Ｆ−Ｂ）                      ……（１）
但し、Ｂ，Ｆ：サンプルＢ，Ｆの信号レベル
０≦βj≦１
で表わされる。
【００６９】
図８に場合、エッジ生成手段３は、上記式（１）でβj＝１／２として、
Ｖk＝（Ｂ＋Ｄ）／２
なる信号レベルを求め、デジタル画像信号Ｓ1のエッジ期間内のサンプルのうち、この信号レベルＶkに最も近い信号レベルのサンプル（図８では、サンプルＤとする）のタイミングでエッジ信号ＳEのこの信号レベルＶkのサンプル（図８では、サンプルＤ’）を生成し、このサンプルＤ’よりも先行する全てのサンプルの信号レベル（この場合、サンプルＢ’，Ｃ’の信号レベルＶ1，Ｖ2）を上記式（１）でβj＝０として信号レベルＢとし、このサンプル（図８では、サンブルＤ’）に続く全てのサンプルの信号レベル（図８では、サンプルＥ’，Ｆ’の信号レベルＶ4，Ｖ5 ）を上記式（１）でβj＝１として信号レベルＦとしたものである。
【００７０】
従って、この場合の上記式（１）でサンプルＢ’からの信号レベルＶjの係数βjは、
０，０，０，1/2，１，１，１
となる。かかる係数βjが図示しない補間制御手段からエッジ係数Ｋとして供給されるものである。
【００７１】
なお、かかるエッジ係数Ｋとしては、これのみに限られるものではなく、例えば、
０，０，０，１，１，１，１
あるいは、
０，０，1/3，2/3，１，１，１
または、
０，０，1/5，1/2，4/5，１，１
など、必要に応じて任意に設定することができる。
【００７２】
このようにエッジ生成手段３で生成されたエッジ信号ＳEが混合手段４に供給され、このエッジ信号ＳEと輪郭補正手段１からのデジタル信号Ｓ3とが所望の比率で混合されて、デジタル画像信号Ｓ3が生成される。
【００７３】
図９はその様子を示すものであって、図９(ａ）に示すような入力デジタル画像信号Ｓ1を輪郭補正手段１によって輪郭補正処理すると、図９（ｂ）に示すように、エッジ検出手段２で検出されたエッジ期間に相当する期間の開始部でアンダーシュート１０が生じ、このエッジ期間に相当する期間直後にオーバーシュート１１が生ずる。
【００７４】
図９（ｃ）はエッジ生成手段３で生成されたエッジ検出手段２で検出されたエッジ期間での上記のようなエッジ信号ＳEを示すものであって、混合手段４でこれと図９(ｂ）に示すデジタル画像信号Ｓ2と所定の比率で混合される。そして、選択手段５では、図９(ｂ）に示すデジタル画像信号Ｓ2が、エッジ検出手段２で検出されたそのエッジ期間、混合手段４からのデジタル画像信号Ｓ3と置換されるのであるが、図９(ｄ）が選択手段５から出力デジタル画像信号を示している。このデジタル画像信号では、エッジ検出手段２で検出されたエッジ期間に相当する期間が混合手段４からのデジタル画像信号Ｓ3からなるものであって、このデジタル画像信号Ｓ3では、輪郭補正手段１による補正処理によってこのエッジ期間の開始部で生じたアンダーシュート１０が、エッジ信号ＳEと混合されたことにより、低減もしくは抑制されている。
【００７５】
このようにして、輪郭補正手段１の補正処理によって生じたアンダーシュート１０を低減もしくは抑圧することができ、画像の輪郭部に生ずる黒い縁の発生を抑えることができる。輪郭部をなすエッジの輝度レベル差が大きいほど、黒い縁がより顕著に現われるようになるが、この実施形態の以上のような処理により、かかる黒い縁の発生を抑えることができて、画質の良好な画像を得ることができる。
【００７６】
また、デジタル画像信号Ｓ3のエッジ期間では、輪郭補正手段１の出力デジタル画像信号Ｓ2にエッジ信号ＳEが混合されたものであるから、このデジタル画像信号Ｓ2に比べ、より急峻なスロープのエッジとなり、従って、選択手段５から出力されるデジタル画像信号による画像では、輪郭部での黒縁が目立たなくなるとともに、輪郭部がよりはっきりして鮮鋭度がより向上した画像となる。
【００７７】
なお、輪郭補正手段１の補正処理により、エッジにオーバーシュート１１が発生するが、これはエッジ期間の直後に現われるために、エッジ信号ＳEの混合によって影響されることはなく、そのまま残ることになる。このため、画像の輪郭部が顕著に表現されることになり、黒い縁の発生を抑えながら、高い鮮鋭度の高品質な画像が得られることになる。
【００７８】
また、図９では、立上りのエッジ（輪郭部）を例に説明したが、立下りの輪郭部では、輪郭補正によるオーバーシュートが輪郭部の後に付加されることになる。このため、エッジ検出部３（図１）が入力デジタル画像信号Ｓ1から検出するエッジ期間からオーバーシュートが後にずれることになる。そこで、エッジ検出手段２は、エッジの検出タイミングをずらし、これによってエッジ生成手段３が生成するエッジ信号ＳＥや選択手段５の動作をこのエッジの検出タイミングのずれ分遅れるようにする。例えば、輪郭補正手段１が図２及び図３で説明したような手法で輪郭補正する場合、立下り輪郭部に対して付加されるアンダーシュートは、入力デジタル画像信号Ｓ1の輪郭部よりもサンプル周期Ｔの２倍の２Ｔだけ遅れてしまう。そこで、エッジ検出部２は、エッジ（輪郭部）を検出すると、その開始サンプルと終了サンプルとの信号レベルを比較することにより、輪郭部が立上りか否かを判定し、立下り輪郭部であるときには、エッジ生成手段３のエッジ信号ＳE の生成開始を２Ｔだけ遅らせ、また、選択手段５の動作を同様に遅らせるようにする。
【００７９】
なお、以上の実施形態では、輪郭部での輪郭補正よるアンダーシュートのみを抑圧するものとしたが、オーバーシュートも抑圧するようにしてもよい。これにより、画像の輪郭部での異常な「ぎらつき」もなくすことができる。このような補正処理を行なうようにするためには、図１における選択手段５の画像信号Ｓ3を選択する期間（即ち、エッジ期間）を延長し、輪郭部のエッジ期間終了後のオーバーシュートが存在する期間まで延長するようにすればよい。例えば、図９を例にすると、選択手段５が画像信号Ｓ3を選択する期間を図示するエッジ期間よりもオーバーシュートが発生する期間まで延長するようにする。勿論、エッジ信号ＳEも少なくともこの延長期間まで作成する。また、このようにすることにより、輪郭部が立下りエッジからなる場合にも、これと同じエッジ信号ＳEを用いることができる。
【００８０】
このように、アンダーシュートを抑えても、さらには、オーバーシュートを抑えても、混合手段４での混合処理により、輪郭補正手段１での補正処理の結果よりも、エッジがより急峻になっており、輪郭補正効果が向上している。
【００８１】
図１０は以上説明した画像信号処理装置を用いた本発明による撮像装置及び方法の一実施形態を示すブロック図であって、１１はＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合でバイス）撮像素子、１２はＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）回路、１３はＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）回路、１４はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ、１５はＹ（輝度）／Ｃ（クロマ）分離回路、１６は輝度信号処理回路、１７はガンマ補正回路、１８は輪郭補正回路、１９は同期付加回路、２０はＤ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータ、２１は色信号処理回路、２２，２３はＤ／Ａコンバータである。
【００８２】
同図において、ＣＣＤ撮像素子１１は図示しない画像を撮像し、この画像に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、ＣＤＳ回路１２で波形成形されて画素信号が抽出され、ＡＧＣ回路１３で振幅が一定となるように利得制御された後、Ａ／Ｄコンバータ１４に供給されてデジタル画像信号が生成される。このデジタル信号はＹ／Ｃ分離回路１５でデジタル輝度信号Ｙとデジタル色信号Ｃとに分離され、デジタル輝度信号Ｙは輝度信号処理回路１６に、デジタル色信号は色信号処理回路２１に夫々供給される。
【００８３】
輝度信号処理回路１６では、入力されたデジタル輝度信号Ｙが、ガンマ補正回路１７でガンマ補正された後、輪郭補正回路１８で輪郭部が補正され、さらに、同期付加回路１９で同期信号が付加される。以上の処理がなされたデジタル輝度信号Ｙは輝度信号処理回路１６から出力され、Ｄ／Ａコンバータ２０でアナログ輝度信号に変換されて、例えば、ＮＴＳＣ方式などの所定方式の輝度信号Ｙが得られる。
【００８４】
一方、Ｙ／Ｃ分離回路１５で分離されたデジタル色信号Ｃは、色信号処理回路２１により、現職信号への分離，ホワイトバランス，ガンマ補正などの処理がなされた後、デジタル色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生成されて夫々毎に変調がなされる。これらデジタル色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは夫々Ｄ／Ａコンバータ２２，２３に供給され、アナログ信号に変換されてＮＴＳＣ方式などの所定方式の色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが得られる。
【００８５】
この実施形態では、かかる構成の撮像装置において、輝度信号処理回路１６での輪郭補正回路１８として、さきに説明した本発明による画像信号処理装置を用いるものである。これにより、Ｄ／Ａコンバータ２０から得られる輝度信号Ｙでは、輪郭補正がなされているが、この輪郭補正処理によるアンダーシュートが抑圧されて輝度信号となり、かかる撮像装置で得られた画像信号による画像では、その輪郭部で黒い縁が目立たないものとなる。
【００８６】
なお、図１０に示す実施形態は本発明の一例を示すものであって、これに限らず、輪郭補正回路を備えたいかなる構成の撮像装置であっても、この輪郭補正回路として、上記の実施形態として示す画像信号処理装置を用いることができ、これにより、本発明による撮像装置をなすことはいうまでもない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、輪郭補正に伴う画像の輪郭部での黒い縁の発生を抑えることができ、さらには、輪郭部でのぎらつきも抑えることができ、輪郭補正による画像の鮮鋭度を良好に保ちながら、高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像信号処理装置と方法の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における輪郭補正手段の一具体例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す具体例での各部の信号を示す波形図である。
【図４】図１におけるエッジ検出手段の動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図５】図１におけるエッジ検出手段の処理対象となるデジタル画像信号の一具体例を示す図である。
【図６】図１におけるエッジ検出手段の処理対象となるデジタル画像信号の他の具体例を示す図である。
【図７】図１におけるエッジ検出手段の処理対象となるデジタル画像信号のさらに他の具体例を示す図である。
【図８】図１おけるエッジ生成手段の動作の一具体例を示す図である。
【図９】図１における選択手段から出力される画像信号を説明するための図である。
【図１０】本発明による撮像装置及び方法の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  輪郭補正手段
２  エッジ検出手段
３  エッジ生成手段
４  混合手段
５  選択手段
６  入力端子
７  出力端子
８  エッジ強調手段
１０  アンダーシュート
１１  オーバーシュート
２０  ＣＣＤ撮像素子
２３  Ａ／Ｄコンバータ
２４  Ｙ／Ｃ分離回路
２５  輝度信号処理回路
２７  輪郭補正回路
２９  Ｄ／Ａコンバータ
【図１】
2004208038.tif 000003
【図２】
2004208038.tif 000004
【図３】
2004208038.tif 000005
【図４】
2004208038.tif 000006
【図５】
2004208038.tif 000007
【図６】
2004208038.tif 000008
【図７】
2004208038.tif 000009
【図８】
2004208038.tif 000010
【図９】
2004208038.tif 000011
【図１０】
2004208038.tif 000012