(57)【要約】 【課題】  擬似輪郭を発生させることなく、被写体の映像信号に対して最適な階調補正を行うことができる撮像装置および撮像方法を提供する。【解決手段】  ニー補正回路５の入力信号と出力信号との関係を示す入出力特性に関して、コントローラ９は、折れ点を設定すると共に、折れ点を通過する２つの補正直線を設定し、折れ点を挟むように、２つの補正直線のそれぞれの上に通過点を１つずつ設定する。また、コントローラ９は、ニー補正回路５に設定される係数の値を入出力特性上のエリアごとに設定することにより、折れ点を通らず、２つの通過点を通過し、補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する。ニー補正回路５は、コントローラ９による設定に基づいて、入力信号に対してニー補正を行い、出力信号を出力する。【選択図】    図１
2005341242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像し、映像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成された前記映像信号に対してニー補正を施すニー補正手段とを具備する撮像装置であって、
前記ニー補正手段は、
ニー補正前の前記映像信号とニー補正後の前記映像信号との関係を示すグラフにおいて、折れ点を設定する折れ点設定手段と、
前記折れ点を通過する２つの補正直線を設定する補正直線設定手段と、
前記折れ点を挟むように、前記２つの補正直線の各々の上に通過点を１つずつ設定する通過点設定手段と、
前記折れ点を通過せず、２つの前記通過点を通過し、前記補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する曲線設定手段と、
前記２つの補正直線および前記Ｂスプライン曲線によって決定される特性に基づいて、前記撮像手段によって生成された前記映像信号を補正する信号補正手段と、
を具備する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記通過点設定手段によって設定される２つの前記通過点は、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々等距離離れてい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】
２つの前記通過点はさらに、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々２のべき乗離れていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記Ｂスプライン曲線を規定する前記折れ点の座標を（ｘ２，ｙ２）とし、２つの前記通過点の座標を（ｘ１，ｙ１）および（ｘ３，ｙ３）（ただし、ｘ１、ｘ２、およびｘ３はニー補正前の前記映像信号のレベルを表し、ｙ１、ｙ２、およびｙ３はニー補正後の前記映像信号のレベルを表し、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３である）とした場合に、
ｘ２−ｘ１＝ｘ３−ｘ２＝２ｎ（ただし、ｎは任意の正の整数）
なる関係が成り立つことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像し、映像信号を生成すると共に、生成した前記映像信号に対してニー補正を施す撮像方法において、
ニー補正前の前記映像信号とニー補正後の前記映像信号との関係を示すグラフにおいて、折れ点を設定すると共に、該折れ点を通過する２つの補正直線を設定し、前記折れ点を挟むように、前記２つの補正直線の各々の上に通過点を１つずつ設定する第１のステップと、
前記折れ点を通過せず、２つの前記通過点を通過し、前記補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する第２のステップと、
前記２つの補正直線および前記Ｂスプライン曲線によって決定される特性に基づいて、前記映像信号を補正する第３のステップと、
を具備することを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
前記第２のステップにおいて設定する２つの前記通過点は、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々等距離離れていることを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
【請求項７】
前記第２のステップにおいて設定する２つの前記通過点はさらに、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々２のべき乗離れていることを特徴とする請求項６に記載の撮像方法。
【請求項８】
前記第２のステップにおいて設定する、前記Ｂスプライン曲線を規定する前記折れ点および２つの前記通過点に関して、前記折れ点の座標を（ｘ２，ｙ２）とし、２つの前記通過点の座標を（ｘ１，ｙ１）および（ｘ３，ｙ３）（ただし、ｘ１、ｘ２、およびｘ３はニー補正前の前記映像信号のレベルを表し、ｙ１、ｙ２、およびｙ３はニー補正後の前記映像信号のレベルを表し、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３である）とした場合に、
ｘ２−ｘ１＝ｘ３−ｘ２＝２ｎ（ただし、ｎは任意の正の整数）
なる関係が成り立つことを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックレンジが広い被写体を撮影あるいは表示する際に、映像信号の高輝度部を圧縮し、適当な階調に補正（ニー補正）して出力する撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ撮影においては、主要被写体に対してその周囲の被写体の輝度が高い場合に、ニー補正（ニー処理）と呼ばれる処理を行っている。図８はニー補正前の入力信号とニー補正後の出力信号との関係である入出力特性を示している。図８に示されるように、ニー補正においては、高輝度部の入出力特性を寝かせることにより、主要被写体の明るさやコントラストを確保し、かつ周囲の映像を白飛びさせない様に補正を行って映像を出力している。この処理においては、出力することができる映像のＤレンジ（ダイナミックレンジ）を使い切るように、周囲の輝度に合わせて、高輝度部のカーブを最適に調整することが望ましい。
【０００３】
このようなニー処理の方法として、例えば特許文献１および特許文献２に示されているように、折れ線特性を用いて、折れ点の位置や傾きを可変にして最適化する方法が提案されている。これらの方法においては、図９に示されるように入出力を折れ線で補正し、折れ点Ｐｋ後の傾きを一定にして、折れ点Ｐｋの位置を制御するものや、図１０に示されるように折れ点Ｐｋを固定し、その後の直線の傾きを制御して入力のレンジを出力に収めている。
【特許文献１】特開平５−１６７９１２号公報
【特許文献２】特開平７−１４３３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入出力特性を折れ線で制御する場合には、細かいステップで階調補正を行うことができるので、被写体に応じて最適な階調補正を行うことができる。しかし、折れ線で制御しているため、折れ点付近で急激な輝度の傾き変化が発生してしまう。そのため、映像を表示した場合に、その輝度付近で滑らかに変化する物体に擬似輪郭が発生し、見苦しくなるという不具合が発生するという問題点がある。特に、ダイナミックレンジを上げる程、傾きの差が大きくなり、より顕著に現れる。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、擬似輪郭を発生させることなく、被写体の映像信号に対して最適な階調補正を行うことができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被写体を撮像し、映像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成された前記映像信号に対してニー補正を施すニー補正手段とを具備する撮像装置であって、前記ニー補正手段は、ニー補正前の前記映像信号とニー補正後の前記映像信号との関係を示すグラフにおいて、折れ点を設定する折れ点設定手段と、前記折れ点を通過する２つの補正直線を設定する補正直線設定手段と、前記折れ点を挟むように、前記２つの補正直線の各々の上に通過点を１つずつ設定する通過点設定手段と、前記折れ点を通過せず、２つの前記通過点を通過し、前記補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する曲線設定手段と、前記２つの補正直線および前記Ｂスプライン曲線によって決定される特性に基づいて、前記撮像手段によって生成された前記映像信号を補正する信号補正手段とを具備することを特徴とする撮像装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記通過点設定手段によって設定される２つの前記通過点は、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々等距離離れていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、２つの前記通過点はさらに、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々２のべき乗離れていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の撮像装置において、前記Ｂスプライン曲線を規定する前記折れ点の座標を（ｘ２，ｙ２）とし、２つの前記通過点の座標を（ｘ１，ｙ１）および（ｘ３，ｙ３）（ただし、ｘ１、ｘ２、およびｘ３はニー補正前の前記映像信号のレベルを表し、ｙ１、ｙ２、およびｙ３はニー補正後の前記映像信号のレベルを表し、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３である）とした場合に、ｘ２−ｘ１＝ｘ３−ｘ２＝２ｎ（ただし、ｎは任意の正の整数）なる関係が成り立つことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、被写体を撮像し、映像信号を生成すると共に、生成した前記映像信号に対してニー補正を施す撮像方法において、ニー補正前の前記映像信号とニー補正後の前記映像信号との関係を示すグラフにおいて、折れ点を設定すると共に、該折れ点を通過する２つの補正直線を設定し、前記折れ点を挟むように、前記２つの補正直線の各々の上に通過点を１つずつ設定する第１のステップと、前記折れ点を通過せず、２つの前記通過点を通過し、前記補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する第２のステップと、前記２つの補正直線および前記Ｂスプライン曲線によって決定される特性に基づいて、前記映像信号を補正する第３のステップとを具備することを特徴とする撮像方法である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の撮像方法において、前記第２のステップにおいて設定する２つの前記通過点は、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々等距離離れていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の撮像方法において、前記第２のステップにおいて設定する２つの前記通過点はさらに、ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、前記折れ点から各々２のべき乗離れていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の撮像方法において、前記第２のステップにおいて設定する、前記Ｂスプライン曲線を規定する前記折れ点および２つの前記通過点に関して、前記折れ点の座標を（ｘ２，ｙ２）とし、２つの前記通過点の座標を（ｘ１，ｙ１）および（ｘ３，ｙ３）（ただし、ｘ１、ｘ２、およびｘ３はニー補正前の前記映像信号のレベルを表し、ｙ１、ｙ２、およびｙ３はニー補正後の前記映像信号のレベルを表し、ｘ１＜ｘ２＜ｘ３である）とした場合に、ｘ２−ｘ１＝ｘ３−ｘ２＝２ｎ（ただし、ｎは任意の正の整数）なる関係が成り立つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、擬似輪郭を発生させることなく、被写体の映像信号に対して最適な階調補正を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態（第１の実施形態）について説明する。まず、本実施形態によるニー補正の方法について説明する。本実施形態においては、Ｂスプライン曲線を用いて、映像信号の入出力特性における折れ点部を曲線にする。図３はニー補正前の映像信号（入力信号）とニー補正後の映像信号（出力信号）との関係である入出力特性を示している。図において、横軸方向が入力信号のレベル（輝度）を示し、縦軸方向が出力信号のレベルを示している。
【００１６】
図３のように、折れ点Ｐ２と、折れ点Ｐ２を通る２つの補正直線とによってニー特性を設定した場合に、折れ点Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）と、曲線に置き換える範囲を定める２点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）およびＰ３（Ｘ３，Ｙ３）を定めると、これらの３点から、Ｂスプライン曲線（３点ペジェ曲線とも呼ばれる）の式は、
Ｘ＝（１−ｔ）２Ｘ１＋２ｔ（１−ｔ）Ｘ２＋ｔ２Ｘ３  ・・・（１）
Ｙ＝（１−ｔ）２Ｙ１＋２ｔ（１−ｔ）Ｙ２＋ｔ２Ｙ３  ・・・（２）
ただし、０≦ｔ≦１
で表すことができる。これらの式は、中間変数ｔの２次方程式で表されるので、被写体の輝度Ｘからｔを求めることができ、その結果から、対応するＹを求めることができる。すなわち、
【００１７】
【数１】
2005341242.tif 000003
【００１８】
かつ０≦ｔ≦１となるｔを求め、このｔを(２)式に代入すればよい。この場合、平方根を計算する必要があり、リアルタイム性を持たせるためには、現状ではＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  ｕｐ  ｔａｂｌｅ）を用いるのがよい。将来的に高速に演算できるようになれば、演算によって済ませてもよい。
【００１９】
ＬＵＴを極力小さくするために、ニーを開始する点からの差分で計算すれば、
Ｘ＝Ｘ１＋ｘ  ・・・（３）
Ｙ＝Ｙ１＋ｙ  ・・・（４）
とし、
Ｘ２＝Ｘ１＋ｘ２，Ｘ３＝Ｘ１＋ｘ３  ・・・（５）
Ｙ２＝Ｙ１＋ｙ２，Ｙ３＝Ｙ１＋ｙ３  ・・・（６）
とすれば、（１）、（２）式および［数１］はそれぞれ
ｘ＝２ｔ（１−ｔ）ｘ２＋ｔ２ｘ３  ・・・（７）
ｙ＝２ｔ（１−ｔ）ｙ２＋ｔ２ｙ３＝（２ｙ２＋（ｙ３−２ｙ２）ｔ）ｔ  ・・・（８）
【００２０】
【数２】
2005341242.tif 000004
【００２１】
となり、平方根の中のとり得る数値の範囲を狭めることができる。ただし、２乗の入った式になるので、ＬＵＴは大きなものになってしまう。そこで、
ｘ３＝２ｘ２  ・・・（９）
となるように、Ｘ２をＸ１とＸ３との中点に選べば、
ｘ＝２ｔ（１−ｔ）ｘ２＋ｔ２ｘ３＝２ｔｘ２  ・・・（１０）
となるので、中間変数ｔは、
【００２２】
【数３】
2005341242.tif 000005
【００２３】
となり、平方根の計算が不要になって、より簡単にｔが求まる。さらに、ｘ２を２のべき乗になるように選べば、ｂｉｔシフトにより除算ができるので、計算が非常に簡単になる。（８）式に［数３］を代入することにより、ｙは
【００２４】
【数４】
2005341242.tif 000006
【００２５】
となる。よって、Ｙは
【００２６】
【数５】
2005341242.tif 000007
【００２７】
で表され、Ｘの２次式で求められるので、非常に簡単な回路でニー曲線（図３における破線）を得ることができる。入出力特性を示す式は、Ｘ１より暗い部分においては
Ｙ＝Ｘ  ・・・（１１）
であり、Ｘ３より明るい部分においては、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２），Ｐ３（Ｘ３，Ｙ３）を通る直線であり、
【００２８】
【数６】
2005341242.tif 000008
【００２９】
と表すことができる。よって、入力Ｘの大きさによって、［数５］，(１１)式，［数６］を切り替えることにより、滑らかに変化するニー曲線を簡単に得ることができる。
【００３０】
次に、上記の思想を実現した撮像装置の構成について説明する。図１は、本実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。レンズ１は、センサ２に被写体を結像させる。センサ２は光電変換を行って、映像を電気信号に変える。ＡＤＣ３はセンサ２からの電気信号をデジタルデータ（映像信号）に変換する。信号処理回路４は、映像信号に対してシェーディング補正や、ホワイトバランス、輪郭強調等の各種画像処理を行う。また、信号処理回路４は、得られた画像の特徴データ、例えば画面を複数に分割した時の各色信号のピーク値や平均値、ヒストグラム等のデータを算出する。
【００３１】
ニー補正回路５は、コントローラ９によって制御され、信号処理回路４から出力された映像信号に対して、高輝度部を圧縮し、出力を予め決められたＤレンジに収める。γ変換６は、ニー補正回路５によって補正された映像信号に対して、出力に合わせて階調変換を行う。ＤＡＣ７は、γ変換６によって変換されたデジタルの映像信号をアナログに変換して出力する。特徴抽出回路８は、信号処理回路４によって処理された映像信号の特徴部分を検出（抽出）してコントローラ９に通知する。特徴部分とは、例えば最大輝度であり、特徴抽出回路８は映像信号の単純な最大輝度や、ローパスフィルタを通した後の最大輝度を検出する。あるいは、特徴抽出回路８は、輝度順に画素を並べた場合の、例えば上から３％位置の輝度等を特徴部分として検出する。
【００３２】
コントローラ９は、各ブロックの制御を行う。特に、コントローラ９は、ニー曲線上の折れ点（図３のＰ２）を設定すると共に、折れ点を通過する２つの補正直線を設定し、折れ点を挟むように、２つの補正直線の各々の上に１つずつ存在するＢスプライン曲線の通過点（図３のＰ１，Ｐ３）を設定する。ユーザＩ／Ｆ１０は、ユーザによって操作され、ユーザによる操作結果を示す信号をコントローラ９へ出力する。
【００３３】
図２は、ニー補正回路５の構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。このニー補正回路５は、Ｒ，Ｇ，Ｂについてそれぞれ同じ構成の回路１１ｒ,１１ｇ,１１ｂを有しており、各回路において色ごとに別々にニー補正が行われる。ここでは、Ｒのニー補正を行う回路１１ｒについて説明するが、回路１１ｇおよび１１ｂについても以下と同様である。
【００３４】
コントローラ９は予めＸ１およびＸ３の値を設定する。比較器１２は、コントローラ９によって設定されたＸ１およびＸ３と入力信号のレベルとを比較して、入力信号のレベル（輝度）が、Ｘ１以下のエリアＩと、Ｘ１＜Ｘ＜Ｘ３のエリアＩＩと、Ｘ３以上のエリアＩＩＩとのどのエリアに属するのかを判定し、判定結果をセレクタ１３に送る。セレクタ１３は、比較器１２による判定の結果に基づいて、各演算回路へ係数Ｃ１〜Ｃ４を出力する。これらの係数Ｃ１〜Ｃ４は、コントローラ９によって設定される。
【００３５】
加算器１４は、Ｒの入力信号とセレクタ１３の出力Ｃ１とを加算する。乗算器１５は、加算器１４の出力とセレクタ１３の出力Ｃ２とを乗算する。加算器１６は、乗算器１５の出力とセレクタ１３の出力Ｃ３とを加算する。乗算器１７は、加算器１４の出力と加算器１６の出力とを乗算する。加算器１８は乗算器１７の出力とセレクタ１３の出力Ｃ４とを加算し、出力信号として出力する。
【００３６】
次に、上述した構成による撮像装置のニー補正時の動作について、図３および図４を用いて説明する。図４は、ニー補正の手順を示すフローチャートである。まず、コントローラ９は、システムとして出力可能な最大値Ｙｍａｘ（Ｙ４）を設定し（ステップＳ４０１）、ニー圧縮を開始する点Ｐ１のＸ１および仮想の折れ点となる点Ｐ２のＸ２を設定する（ステップＳ４０２）。この場合、Ｙｍａｘ，Ｘ１，およびＸ２は、ユーザによってユーザＩ／Ｆ１０を介して入力された値であってもよいし、コントローラ９内部の図示せぬＲＡＭ等に予め保持されている初期値であってもよい。なお、ここでは一例としてＹ２をＹｍａｘとＹ１との中点に定めておくとする。コントローラ９は、Ｙｍａｘ，Ｘ１，およびＸ２の値を内部に保持する。
【００３７】
続いて、コントローラ９は、上記の設定値に基づいてＹ１，Ｙ２，およびＸ３を設定する（ステップＳ４０３）。ここで、圧縮しない部分ではＹ＝Ｘであるから、Ｙ１＝Ｘ１、Ｙ２＝Ｘ２である。また、Ｘ３に関しては、入力信号のレベルにおいて、Ｘ２がＸ１、Ｘ３の中点となるようにしたいので、
Ｘ３＝２Ｘ２−Ｘ１  ・・・（１２）
に決まる。続いて、コントローラ９はＹｍａｘとなる入力Ｘ４（図３の点Ｐ４のｘ座標）を決定する（ステップＳ４０４）。このＸ４は、特徴抽出回路８によって検出された輝度の特徴部分に基づいて、例えば入力画像の輝度の最大値としてもよいし、入力画像の輝度のヒストグラムから決めてもよい。コントローラ９は、Ｙ１，Ｙ２，Ｘ３，およびＸ４を内部に保持する。以上により、２点Ｐ２およびＰ４を通る直線（補正直線）が決まり、その式は
【００３８】
【数７】
2005341242.tif 000009
【００３９】
と表される。この式にＸ３を代入すればＹ３が求まり、Ｂスプライン曲線を決定することができる。コントローラ９は、上式に基づいてＹ３を算出する（ステップＳ４０５）。続いて、コントローラ９は、図３に示されるエリアＩ〜ＩＩＩのエリアごとに、セレクタ１３内部のレジスタの設定値を算出し（ステップＳ４０６）、レジスタに値を設定する（ステップＳ４０７）。レジスタの設定値は、セレクタ１３から出力されるエリアごとのＣ１〜Ｃ４の値である。これにより、Ｂスプライン曲線が設定される。
【００４０】
比較器１２は、入力された信号の輝度と、コントローラ９から入力されたＸ１およびＸ３とを比較することにより、入力された信号の輝度が図３のグラフ上のＩ，ＩＩ，ＩＩＩのどのエリアに属するかを判定し、セレクタ１３へ出力する。セレクタ１３は、この判定結果に基づいて、エリアごとの係数を出力する。
【００４１】
比較器１２による比較の結果、入力された信号の輝度がエリアＩに属する場合、出力Ｃ１は０、出力Ｃ２は０、出力Ｃ３は１、出力Ｃ４は０であり、
比較器１２による比較の結果、入力された信号の輝度がエリアＩＩに属する場合、出力Ｃ１は−Ｘ１、出力Ｃ２は（ｙ３−２ｙ２）／（４ｘ２２）、出力Ｃ３はｙ２／ｘ２＝１、出力Ｃ４はＹ１であり、
比較器１２による比較の結果、入力された信号の輝度がエリアＩＩＩに属する場合、出力Ｃ１は−Ｘ３、出力Ｃ２は０、出力Ｃ３は（Ｙ３−Ｙ２）／（Ｘ３−Ｘ２）、出力Ｃ４はＹ３である。セレクタ１３が、入力された信号の輝度に応じた係数を出力することにより、入力輝度に対応したエリアでの計算式［数５］，(１１)式，［数６］が計算されて出力される。
【００４２】
これらの係数のうち、−Ｘ１，Ｙ１，−Ｘ３は予め設定されており（予め記憶された初期値またはユーザによって設定された値）、（ｙ３−２ｙ２）／（４ｘ２２），（Ｙ３−Ｙ２）／（Ｘ３−Ｘ２）は、コントローラ９が、飽和を開始する入力輝度Ｘ４を設定したときに計算して設定する。加算器１４、１６、１８および乗算器１５、１７によって、入力信号Ｒに対してニー補正が施され、出力信号Ｒ’が出力される（ステップＳ４０８）。
【００４３】
続いて、コントローラ９は、ユーザによって設定変更がなされたかどうか判定する（ステップＳ４０９）。この判定においては、ユーザＩ／Ｆ１０から出力される信号をコントローラ９が監視することにより、ユーザのキー操作によって設定が変更されたかどうか判定してもよいし、設定が変更された場合に、変更されたことを示すフラグをコントローラ９内部のレジスタに保持し、そのフラグに基づいて判定を行ってもよい。ユーザによって設定が変更された場合、処理はステップＳ４０１へ戻る。また、ユーザによって設定が変更されていなかった場合、処理はステップＳ４０４へ戻る。
【００４４】
以上により、入力画像に合わせて、滑らかに高輝度部を最適に圧縮することができる。本実施形態においては、ニー補正回路５がγ変換６の前にあるが、γ変換６の後にあってもよい。また、点Ｐ１および点Ｐ２を予め決めておいたが、被写体の輝度分布や、ユーザーの操作によってニーの開始点Ｐ１と仮想折れ点Ｐ２が変更されるようにしてもよい。それぞれの関係式は決まっているので、この式に基づいて計算すれば、新しい補正係数を容易に求めることができる。
【００４５】
上述したように、本実施形態においては、ニー補正回路５のニー補正前の映像信号（入力信号）とニー補正後の映像信号（出力信号）との関係を示す入出力特性に関して、コントローラ９が、折れ点Ｐ２を設定すると共に、折れ点Ｐ２を通過する２つの補正直線を設定し、折れ点Ｐ２を挟むように、２つの補正直線のそれぞれの上に通過点Ｐ１およびＰ３を設定する。また、この設定に基づいて、コントローラ９が、セレクタ１３から出力される係数の値を入出力特性上のエリアごとに設定することにより、折れ点Ｐ２を通らず、通過点Ｐ１およびＰ３を通過し、補正直線と接続するＢスプライン曲線を設定する。また、セレクタ１３から出力される係数に応じて、加算器１４、１６、１８および乗算器１５、１７が入力信号に対してニー補正を行い、出力信号を出力する。これにより、入出力特性には急激な傾きの変化が生じないので、擬似輪郭を発生させることなく、被写体の映像信号に対して最適な階調補正を行うことができる
【００４６】
また、折れ点Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）と、Ｂスプライン曲線の通過点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）およびＰ３（Ｘ３，Ｙ３）とに関して、Ｘ２−Ｘ１＝Ｘ３−Ｘ２、すなわち入力信号のレベルに関してＸ２をＸ１とＸ３との中点（平均）とする（ニー補正前の入力信号のレベルにおいて、２つの通過点が折れ点から各々等距離離れている）ことにより、非常に簡単な回路でニー曲線を得ることができる。さらに、Ｘ２−Ｘ１＝Ｘ３−Ｘ２＝２ｎ（ｎは任意の正の整数）とする（ニー補正前の前記映像信号のレベルにおいて、２つの通過点が折れ点から各々２のべき乗離れている）ことにより、計算が非常に簡単になる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本実施形態によるニー補正回路５の構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。図２と同一の構成には同一の符号を付与し、説明を省略する。図２の場合と異なり、図５のニー補正回路５においては、補正曲線を計算する部分を１系統のみとしている。セレクタ１３の出力Ｃ１〜Ｃ４のエリアごとの値は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
最大値選択回路１９は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの信号のレベル（輝度）を比較して、最も大きな値を比較器１２および加算器１４へ出力する。図２においては、加算器１８の出力が補正結果であったが、本実施形態においては、除算器２０がこの補正結果を、元の値である最大値選択回路１９の出力で除算することにより、ニー補正による圧縮率を求めている。このようにして求めた圧縮率を、乗算器２１ｒ、２１ｇ、および２１ｂが元のＲ，Ｇ，Ｂのデータに乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂについて同じ比率でニー圧縮（ニー補正）を加えている。
【００４９】
例えば、色の付いた被写体の明るさが大きくなっていく場合、図６の破線で示されるように、ＲＧＢの比率が同じで強度が変化するが、ＲＧＢに対して別々にニー補正を行うと、実線Ｒ’、Ｇ’、およびＢ’のような補正となってしまう。このため、ニー補正が加わった部分では、ＲＧＢの比率が変化し、色相が変化してしまう。しかし、本実施形態によれば、ＲＧＢの中で最も明るい色のデータに基づいて圧縮率を定めるので、図７に示されるように、補正後は実線Ｒ’’、Ｇ’’、およびＢ’’のように、ＲＧＢの比率を補正前と同じにすることができるので、色相を変化させずにニー圧縮を行うことができる。
【００５０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態によるニー補正回路の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態によるニー補正の方法を説明するための参考図である。
【図４】同実施形態によるニー補正時の撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態によるニー補正回路の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態によるニー補正の効果を説明するための参考図である。
【図７】同実施形態によるニー補正の効果を説明するための参考図である。
【図８】ニー補正を説明するための参考図である。
【図９】従来のニー補正方法を説明するための参考図である。
【図１０】従来のニー補正方法を説明するための参考図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・レンズ、２・・・センサ、３・・・ＡＤＣ、４・・・信号処理回路、５・・・ニー補正回路（信号補正手段）、６・・・γ変換、７・・・ＤＡＣ、８・・・特徴抽出回路、９・・・コントローラ（折れ点設定手段、補正直線設定手段、通過点設定手段、曲線設定手段）、１０・・・ユーザＩ／Ｆ、１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ・・・回路、１２・・・比較器、１３・・・セレクタ、１４，１６，１８・・・加算器、１５，１７，２１ｒ，２１ｇ，２１ｂ・・・乗算器、１９・・・最大値選択回路、２０・・・除算器。
【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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