(57)【要約】【課題】特定色輝度系輪郭補正回路１０８において特定色の輪郭補正を弱めるときに、人肌の輪郭補正が弱くなり解像感が不足するという問題が発生した。【解決手段】定色輪郭特に人肌に対して抑圧したいホクロ・シワに対しては負側輪郭信号を抑圧することによって効果を得られ、輪郭・目等に対しては正側輪郭信号を強調することによって解像感を得られる。このように解像感の劣化を最小限にしたうえで肌のホクロ・シワを抑圧できる効果的なスキンディテール機能を実現できる。【選択図】  図１
2004320506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号の輝度信号の輪郭成分を検出する輪郭成分検出手段と、前記輪郭成分検出手段で検出した輪郭成分を正側及び負側に分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された正側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記分離手段にて分離された負側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記第１及び第２の抑圧手段の出力信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段の出力信号と入力信号とを合成する第２の合成手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
入力される画像信号の輝度信号の輪郭成分を検出する輪郭成分検出手段と、前記輪郭成分検出手段で検出した輪郭成分を正側及び負側に分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された正側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記分離手段にて分離された負側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記第１の抑圧手段の出力信号に第１の係数を演算する第１の演算手段と、前記第２の抑圧手段の出力信号に第２の係数を演算する第２の演算手段と、前記第１及び第２の演算手段の出力信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段の出力信号と入力信号とを合成する第２の合成手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項３】
第１及び第２の抑圧手段のうち、少なくとも前記第２の抑圧手段のみ動作させることを特徴とする請求項１及び２記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
第１の抑圧手段では分離手段からの正側信号と第３の係数とを比較し、第２の抑圧手段では前記分離手段からの負側信号と第４の係数とを比較するものであり、前記第４の係数は前記第３の係数よりも絶対値を高くしたことを特徴とする請求項１及び２記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
第１及び第２の演算手段で演算する第１及び第２の係数は、前記第１の係数が前記第２の係数よりも高くしたことを特徴とする請求項２記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
被写体の色情報を検出する色情報検出手段と、前記色情報検出手段で検出された色情報によって輪郭補正回路の設定を可変できる輪郭強調回路と、前記輪郭補正回路の設定が輪郭補正信号の成分の設定が補正の目的に応じて正側・負側独立で設定できる輪郭補正回路とを持つことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項７】
正側・負側独立で設定できる輪郭補正回路は、輪郭成分を正側と負側に分離してそれそれについて小振幅抑圧回路と乗算器を持つ輪郭信号補正回路を持つことを特徴とする請求項６記載の画像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の色に応じて輪郭補正回路と輪郭補正の設定を切替える画像輪郭補正信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラのような映像機器は広く一般に使用されるようになり、それにつれて画像信号処理の性能向上・進歩が望まれている。特に人物の人肌の再現性はビデオカメラの主たる被写体であり高画質化が望まれている。その中で人肌の様な特定色を検出してその部分の輪郭補正を調整する装置（以下、スキンディテール装置）で対応する必要がある。
【０００３】
以下に従来の画像信号処理装置におけるスキンディテール機能について説明する。
【０００４】
従来の画像信号処理装置を図４に示す。図４において、１０１は被写体からの光学信号が入射されるレンズユニットで、ズームレンズやフォーカスレンズからなる。１０２はレンズユニット１０１を介して入射される光学信号を電気信号に変換して出力する固体撮像素子（以下、ＣＣＤと記す）である。１０３はＣＣＤ１０２から出力される画像信号に対してガンマ補正やアパーチャ補正などのアナログ信号処理を施すアナログ信号処理回路、１０４はアナログ信号処理回路１０３から出力されるアナログの画像信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す）である。
【０００５】
１１２はデジタル信号処理回路で、以下の構成を内包する。１０５はＡ／Ｄ変換器１０４から出力される画像信号を輝度信号と色信号とに分離する輝度信号／色信号分離回路（以下、ＹＣ分離回路と記す）、１０６はＹＣ分離回路１０５から出力される輝度信号を所定のレベルと階調に整える輝度系画像処理回路、１０７は輝度系画像処理回路１０６から出力される輝度信号に対して輪郭補正を行う輝度系輪郭補正回路、１０８は特定の色（本説明では肌色）に対して輝度系輪郭補正回路１０７における輪郭補正とは異なる補正を行う特定色輝度系輪郭補正回路、１０９は輝度系輪郭補正回路１０７及び特定色輝度系輪郭補正回路１０８のいずれか一方を選択するスイッチで、その切り換え制御は後述する特定色検出回路１１１によって行われる。１１０はＹＣ分離回路１０５で分離された色信号をテレビジョン受像機にて表示可能なように色信号処理を行う色系画像処理回路、１１１は色系画像処理回路１１０から出力される色信号から特定色（本説明では肌色）を検出しその検出結果によりスイッチ１０９の切り換え制御を行う特定色検出回路である。
【０００６】
以上のように構成された従来の画像信号処理装置について、以下その動作について説明する。
【０００７】
まず図４において、被写体の光学信号がレンズユニット１０１に入射される。レンズユニット１０１を介してＣＣＤ１０２に光学信号が入射されると、ＣＣＤ１０２にて電気信号に変換され画像信号として出力される。出力された画像信号はアナログ信号処理回路１０３にて、ガンマ補正やアパーチャ補正などのアナログ信号処理が施される。アナログ信号処理回路１０３の出力はＡ／Ｄ変換器１０４に入力され、アナログの画像信号がデジタルの画像信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号はデジタル信号処理回路１１２のＹＣ分離回路１０５に入力される。
【０００８】
ＹＣ分離回路１０５では画像信号を輝度信号と色信号とに分離し、それぞれ輝度系画像処理回路１０６と色系画像処理回路１１０とに入力される。輝度系画像信号処理回路１０６では輝度信号を所定のレベルと階調に整えられ、輝度系輪郭補正回路１０７と特定色輝度系輪郭補正回路１０８とに入力される。
【０００９】
一方で、色系画像処理回路１１０ではＹＣ分離回路１０５で分離された色信号をテレビジョン方式に合致するような色信号処理が施され出力される。色系画像処理回路１１０から出力された色信号は、特定色検出回路１１１において人肌の色（肌色）を検出し、画像の中の人肌に相当する部分を検出する。そしてその部分を人肌に最適な解像度を持たせるために、スイッチ１０９をｂ側へ接続し、特定色輝度系輪郭補正回路１０８において専用の輪郭補正をかけた輝度信号を選択して出力させる。なお、特定色輝度系輪郭補正回路１０８では、一般被写体より輪郭補正を弱め人肌の滑らかさを再現するように設定している。一方で、特定色検出回路１１１において肌色を検出していない場合は、スイッチ１０９をａ側へ接続し、輝度系輪郭補正回路１０７から出力される輝度信号を選択して出力している。このようにして選択された輝度信号と、色系画像処理回路１１０から出力される色信号とが外部に出力される。
【００１０】
次に、輪郭補正回路１０７及び１０８の動作について詳述する。
【００１１】
特定色輝度系輪郭補正回路１０８について詳細構成を図５、輝度系輪郭補正回路１０７の詳細構成を図６、各々の回路の動作説明を図７に示す。図７において、Ａは輝度系輪郭補正回路１０７の出力信号、Ｂは特定色輝度系輪郭補正回路１０８の出力信号である。
【００１２】
図５及び図６において、２０１及び４０１は輝度系画像処理回路１０６（図４）から出力される輝度信号中の輪郭成分を抽出する輪郭成分抽出回路で、例えばバンドパスフィルタなどからなる。２０２及び４０２は輪郭成分抽出回路２０１及び４０１で抽出された輪郭成分に対して所定の係数Ｋ０１及びＫ０３と比較して小振幅成分を抑圧する小振幅成分抑圧回路で、Ｋ０１とＫ０３とは異なり図７に示すようにＫ０１＞Ｋ０３となっている。２０５及び４０５は所定係数を発生する係数発生部、２０３及び４０３は小振幅成分抑圧回路２０２及び４０２から出力される信号に係数発生部２０５及び４０５から発生する係数Ｋ０２を乗算する乗算器、２０４及び４０４は乗算器２０３及び４０３から出力される信号と入力輝度信号とを加算する加算器である。
【００１３】
次に、図７も交えて動作を説明する。
【００１４】
輝度系輪郭補正回路１０７では、入力される輝度信号（図７のＡのａ）のうち輪郭成分抽出回路４０１で輪郭成分を抽出し（図７のＡのｂ）、その輪郭成分を小振幅成分抑圧回路４０２で小振幅成分を圧縮する。つまりＫ０３より絶対値の小さい信号を削除する。その後で、乗算器４０３により、係数発生部４０５から発生する係数Ｋ０２倍して（図７のＡのｃ）、加算器４０４により入力信号に加算して輪郭補正する（図７のＡのｄ）。
【００１５】
特定色輝度系輪郭補正回路１０８では、入力される輝度信号（図７のＢのａ）のうち輪郭成分抽出回路２０１で輪郭成分を抽出し（図７のＢのｂ）、その輪郭成分を小振幅成分抑圧回路２０２で小振幅成分を圧縮する。つまりＫ０１より絶対値の小さい信号を削除する。その後で、乗算器２０３により、係数発生部２０５から発生する係数Ｋ０２倍して（図７のＢのｃ）、加算器２０４により入力信号に加算して輪郭補正する（図７のＢのｄ）。通常は輪郭補正を弱める方向に動作させるのでＫ０１は通常の輪郭補正時の係数Ｋ０３より大きくし、Ｋ０２は小さくする。
【００１６】
このようにして、特定色（主に人肌色）に対する専用輪郭補正を施しホクロ・シワ等の再現性を緩める機能を実現させている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平７−１３５６６７号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、特定色輝度系輪郭補正回路１０８において特定色の輪郭補正を弱めるときに、人肌の輪郭補正が弱くなり解像感が不足するという問題が発生した。つまり、図７のＢのｄに示すように、確かに負側の輪郭が弱まってホクロやシワが目立たなくはなっているものの、正側の輪郭も弱まっているため、肌色部分の解像度が低下している。
【００１９】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、人肌の解像感を残したまま、ホクロ・シワ等の再現性を弱めることの出来る画像信号処理装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の特定色輝度系輪郭補正回路は、入力される画像信号の輝度信号の輪郭成分を検出する輪郭成分検出手段と、前記輪郭成分検出手段で検出した輪郭成分を正側及び負側に分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された正側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記分離手段にて分離された負側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記第１及び第２の抑圧手段の出力信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段の出力信号と入力信号とを合成する第２の合成手段とを備えた構成にする。この構成によって、正側輪郭と負側輪郭それぞれ専用の設定が可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１〜７に記載の発明は、入力される画像信号の輝度信号の輪郭成分を検出する輪郭成分検出手段と、前記輪郭成分検出手段で検出した輪郭成分を正側及び負側に分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された正側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記分離手段にて分離された負側の信号のうち小振幅成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記第１及び第２の抑圧手段の出力信号を合成する第１の合成手段と、前記第１の合成手段の出力信号と入力信号とを合成する第２の合成手段とを備えたことにより、主に人肌の再現性で抑圧したいホクロ・シワを負側輪郭補正を弱めることで抑圧し、目や輪郭等の輪郭を強調したい被写体に対しては正側輪郭補正の設定で正側輪郭を強調させることにより、抑圧死体輪郭補正と強調したい輪郭補正を分離して処理でき人肌に最適な輪郭補正を得られるという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の特定色輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図であり、図１において、３０１は入力される輝度信号から輪郭成分を抽出する輪郭成分抽出手段である輪郭成分抽出回路で、通常バンドパスフィルター等で構成される。３０２はその輪郭成分を正側輪郭と負側輪郭成分に分離する分離手段である正側／負側分離回路、３０３ａ及び３０３ｂは正側／負側分離回路３０２からの輪郭成分に対して所定の係数Ｋ１１及びＫ２１と比較して小振幅成分を抑圧する抑圧手段である小振幅成分抑圧回路で、係数Ｋ１１とＫ２１は絶対値としてＫ１１＜Ｋ２１の関係となっている。３０７ａ及び３０７ｂは係数Ｋ２１とＫ２２とを発生する第１及び第２の係数発生部、３０４は小振幅成分抑圧回路３０３ａ及び３０３ｂからの信号に対して第１及び第２の係数発生部３０７ａ及び３０７ｂからの係数Ｋ２１またはＫ２２を乗算する第１及び第２の演算手段である乗算器、３０５は乗算器３０４ａと３０４ｂとの出力を合成する第１の加算手段である加算器、３０６は第２の加算手段である加算器であり、処理された正側／負側の輪郭成分信号を元の映像信号に合成する回路である。
【００２４】
図２は本実施の形態の輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図である。５０１は輝度系画像処理回路１０６（図４）から出力される輝度信号中の輪郭成分を抽出する輪郭成分抽出回路で、例えばバンドパスフィルタなどからなる。５０２は輪郭成分抽出回路５０１で抽出された輪郭成分に対して所定の係数Ｋ３１と比較して小振幅成分を抑圧する小振幅成分抑圧回路で、少なくとも図１のＫ２１は異なり、絶対値としてはＫ２１＞Ｋ３１の関係となっている。５０５は所定係数を発生する係数発生部、５０３は小振幅成分抑圧回路５０２から出力される信号に係数発生部５０５から発生する係数Ｋ３２を乗算する乗算器、５０４は乗算器５０３から出力される信号と入力輝度信号とを加算する加算器である。
【００２５】
図３は本実施の形態の動作原理を示す模式図で、ａは輪郭補正を受ける輝度系輪郭補正回路入力波形である。ｂは輪郭成分抽出回路により抽出された輪郭信号である。ｃは輪郭成分抽出回路によって抽出された輪郭信号を正側と負側に分離する回路であり、あとに正側と負側それぞれに３０３小振幅成分抑圧回路と３０４乗算器を持ち輪郭信号の波形整形を行う。３０５は信号加算器であり、整形した正側輪郭補正波形と負側輪郭補正波形を現信号に合成する。
【００２６】
なお、請求項と実施の形態との対応を図るため、係数Ｋ１２は第１の係数、Ｋ２２は第２の係数、Ｋ１１は第３の係数、Ｋ２１は第４の係数と定義する。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態の特定色輝度系輪郭補正回路について、図面を用いてその動作を説明する。
【００２８】
まず、基本構成について図４を用いて説明する。
【００２９】
被写体の光学信号がレンズユニット１０１に入射される。レンズユニット１０１を介してＣＣＤ１０２に光学信号が入射されると、ＣＣＤ１０２にて電気信号に変換され画像信号として出力される。出力された画像信号はアナログ信号処理回路１０３にて、ガンマ補正やアパーチャ補正などのアナログ信号処理が施される。アナログ信号処理回路１０３の出力はＡ／Ｄ変換器１０４に入力され、アナログの画像信号がデジタルの画像信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号はデジタル信号処理回路１１２のＹＣ分離回路１０５に入力される。
【００３０】
ＹＣ分離回路１０５では画像信号を輝度信号と色信号とに分離し、それぞれ輝度系画像処理回路１０６と色系画像処理回路１１０とに入力される。輝度系画像信号処理回路１０６では輝度信号を所定のレベルと階調に整えられ、輝度系輪郭補正回路１０７と特定色輝度系輪郭補正回路１０８とに入力される。
【００３１】
一方で、色系画像処理回路１１０ではＹＣ分離回路１０５で分離された色信号をテレビジョン方式に合致するような色信号処理が施され出力される。色系画像処理回路１１０から出力された色信号は、特定色検出回路１１１において人肌の色（肌色）を検出し、画像の中の人肌に相当する部分を検出する。そしてその部分を人肌に最適な解像度を持たせるために、スイッチ１０９をｂ側へ接続し、特定色輝度系輪郭補正回路１０８において専用の輪郭補正をかけた輝度信号を選択して出力させる。なお、特定色輝度系輪郭補正回路１０８では、一般被写体より輪郭補正を弱め人肌の滑らかさを再現するように設定している。一方で、特定色検出回路１１１において肌色を検出していない場合は、スイッチ１０９をａ側へ接続し、輝度系輪郭補正回路１０７から出力される輝度信号を選択して出力している。このようにして選択された輝度信号と、色系画像処理回路１１０から出力される色信号とが外部に出力される。
【００３２】
次に、輪郭補正回路１０７及び１０８の動作について詳述する。
【００３３】
図２に示すように輝度系輪郭補正回路１０７では、入力される輝度信号（図３のＡのａ）のうち輪郭成分抽出回路５０１で輪郭成分を抽出し（図３のＡのｂ）、その輪郭成分を小振幅成分抑圧回路５０２で小振幅成分を圧縮する。つまりＫ３１より絶対値の小さい信号を削除する。その後で、乗算器５０３により、係数発生部５０５から発生する係数Ｋ３２倍して（図３のＡのｃ）、加算器５０４により入力信号に加算して輪郭補正する（図３のＡのｄ）。
【００３４】
次に、図１に示す特定色輝度系輪郭補正回路１０８の動作について、図３（Ｂ）において人肌の一部を図３ａの様な矩形波と仮定して説明する。図３ａの波形の輪郭成分を輪郭成分抽出回路３０１によって抽出すると、図３ｂの波形となる。この輪郭成分の中で、人肌について言えばホクロ・シワ等の黒側、言い換えれば負側の信号は画像的には抑圧したい信号で、輪郭・目等の白側、言い換えれば正側の信号は強調したい信号である。そこで正側／負側分離回路３０２で輪郭信号を正側／負側に分離すると図３ｃの波形となる。分離されたそれぞれの輪郭信号には、それぞれの小振幅成分抑圧回路３０３ａ及び３０３ｂと、乗算器３０４ａ及び３０４ｂが設置されており、独立して設定が可能である。人肌を例にとると、負側はホクロ・シワを抑圧するために小振幅成分抑圧を大きくし、ゲインＫ２２を小さくする。また顔の輪郭・目に相当する正側輪郭成分は強調するために小振幅成分抑圧Ｋ１１を小さくし、ゲインＫ１２を大きく設定する。
【００３５】
結果として輪郭成分は図３ｄのように、正側の信号が増幅され、負側の信号が０となる。これら信号が加算器３０５で合成され、加算器３０６で入力輝度信号に合成することで図３ｅとなる。図示のように、正側輪郭は強調されているが負側輪郭補正は抑圧されていることなり、被写体の肌部分の解像度を低下させずに、ホクロやシワなどは目立たなくすることができる。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、特定色輪郭特に人肌に対して抑圧したいホクロ・シワに対しては負側輪郭信号を抑圧することによって効果を得られ、輪郭・目等に対しては正側輪郭信号を強調することによって解像感を得られる。このように解像感の劣化を最小限にしたうえで肌のホクロ・シワを抑圧できる効果的なスキンディテール機能を実現できる。
【００３７】
また、係数２１と係数２２よりも高く設定することにより、正側成分（肌の部分）はさらに強調され、負側成分（ホクロやシワ）は目立たなくすることができる。
【００３８】
本実施の形態において、係数Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２、Ｋ３１、Ｋ３２は定数にする必要はなく、変動させる値としてもよい。
【００３９】
また本実施の形態において、第１及び第２の小振幅抑圧回路３０３ａ及び３０３ｂの両方を動作させる構成としたが、少なくとも第２の小振幅抑圧回路３０３ｂのみを動作させることで、ホクロやシワなどを低減させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ホクロ・シワを抑圧しながら輪郭等の解像感劣化を最小限にとどめるスキンディテール効果画得られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の特定色輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態における輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図
【図３】同実施の形態の特定色輝度系輪郭補正回路の特性図
【図４】一般的な撮像装置の信号処理系全体を示すブロック図
【図５】従来の特定色輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図
【図６】従来の輝度系輪郭補正回路の構成を示すブロック図
【図７】従来の特定色輝度系輪郭補正回路の特性図
【符号の説明】
３０１  輪郭成分抽出回路
３０２  正側／負側分離回路
３０３ａ、３０３ｂ  小振幅成分抑圧回路
３０４ａ、３０４ｂ  乗算器
３０５、３０６  加算器
３０７ａ、３０７ｂ  係数発生部
【図１】
2004320506.tif 000003
【図２】
2004320506.tif 000004
【図３】
2004320506.tif 000005
【図４】
2004320506.tif 000006
【図５】
2004320506.tif 000007
【図６】
2004320506.tif 000008
【図７】
2004320506.tif 000009