(57)【要約】  【課題】画像周波数が低く、かつ、色段差がある映像部分に対してノイズ発生を防止する。  【解決手段】映像信号から輝度信号Ｓ２０７を抽出する第１ＬＰＦ２０７と、映像信号から高域信号成分を抽出するＨＰＦ２０８と、高域信号成分のゲインＧａを調整するゲイン調整回路１１と、ゲイン調整回路１１の出力信号Ｓ１１を輝度信号Ｓ２０７に加算する加算器２０９と、映像信号から色信号Ｓ２５を生成する色信号生成回路２１〜２５と、色信号Ｓ２５から高域信号成分を除去する第２ＬＰＦ２６と、第２ＬＰＦ２６の出力信号Ｓ２６から色相変化を検出する色相変化検出回路２７とを有し、色相変化検出回路２７の検出結果に応じてゲイン調整回路１１のゲイン調整を無効にする。  【選択図】図１
2007036719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号から輝度信号を抽出する第１ローパスフィルタと、
前記映像信号から高域信号成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記高域信号成分のゲインを調整するゲイン調整回路と、
前記ゲイン調整回路の出力信号を前記輝度信号に加算する加算器と、
前記映像信号から色信号を生成する色信号生成回路と、
前記色信号から高域信号成分を除去する第２ローパスフィルタと、
前記第２ローパスフィルタの出力信号から色相変化を検出する色相変化検出回路と、を有し、
前記色相変化検出回路の検出結果に応じて前記ゲイン調整回路のゲイン調整を無効にする
映像信号処理装置。
【請求項２】
前記色相変化検出回路は、前記色相変化を検出し、前記第２ローパスフィルタから出力された色信号の色相変化点および色相変化量を示す色相変化検出信号を前記ゲイン調整回路に出力し、
前記ゲイン調整回路は、前記色相変化検出信号を入力している間の前記ゲイン調整を前記色相変化量に応じて無効にする
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記色相変化検出回路と前記ゲイン調整回路との間に、前記色相変化検出回路からの色相変化検出信号の持続時間を所定数の画素相当分、拡大する時間伸長回路が接続されている
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記色相変化検出回路と前記ゲイン調整回路との間に、前記色相変化検出回路からの色相変化検出信号の低信号レベルをカットするスライス回路が接続されている
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記色相変化検出回路と前記ゲイン調整回路との間に、
前記色相変化検出回路からの色相変化検出信号の低信号レベルをカットするスライス回路と、
前記スライス回路からの色相変化検出信号の持続時間を所定数の画素相当分、拡大する時間伸長回路と、
が縦続接続されている
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部からの被写体に応じた映像信号を入力処理する入力処理部と、前記入力処理部からの映像信号を処理する映像信号処理部とを備え、
前記映像信号処理部は、
入力映像信号から輝度信号を抽出する第１ローパスフィルタと、
前記入力映像信号から高域信号成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記高域信号成分のゲインを調整するゲイン調整回路と、
前記ゲイン調整回路の出力信号を前記輝度信号に加算する加算器と、
前記入力映像信号から色信号を生成する色差信号生成回路と、
前記色信号から高域信号成分を除去する第２ローパスフィルタと、
前記第２ローパスフィルタの出力信号から色相変化を検出する色相変化検出回路と、を有し、
前記色相変化検出回路の検出結果に応じて前記ゲイン調整回路のゲイン調整を無効にする
映像入力処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばカメラ装置などの映像入力処理装置と、当該映像入力処理装置に映像信号処理部として内蔵される映像信号処理装置とに関する。とくに本発明は、特定の映像周波数範囲のみ色段差（色相変化）を検出し、検出結果に応じて映像信号の輝度ゲインを調整する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、ディジタル信号処理方式のビデオカメラにおいて、高解像度アルゴリズムを適用した輝度信号回路の構成を示すブロック図である。
レンズ２０１より入射した被写体像は、光学フィルタ２０２を通り撮像素子２０３の撮像面上に結像する。撮像素子２０３において光電変換により得られた映像信号は、アンプ２０４を通り、Ａ／Ｄコンバータ２０５によってディジタル信号に変換される。
Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力は、ディジタル信号処理方式の映像信号処理回路２０６に入り、必要な処理が行われた後、Ｄ／Ａコンバータ２１２によって出力され、アナログ信号に変換され、たとえば、ＮＴＳＣ(National Television System Committee）標準の輝度信号となる。
【０００３】
映像信号処理回路２０６内では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７によって映像信号の輝度成分のみを抽出する。ローパスフィルタ２０７からの信号を、ガンマ（γ）補正回路２１０に入力し、ガンマ補正処理を行う。ガンマ補正回路２１０からの信号に、同期信号付加回路（ＳＹＮＣ ＭＩＸ）２１１によって同期信号が加算されて、輝度信号が生成される。
【０００４】
ところで撮像素子２０３は、光電変換する素子であるが、水平および垂直方向に配列されたフォトダイオードによる画像サンプリングを行う素子と考えることもできる。また、撮像素子２０３の撮像部に形成されている所定配列の色フィルタ（不図示）は、入力光量が同じ場合であっても、各色フィルタの透過率が異なることに因る輝度成分差を発生させる。したがって、撮像後の映像信号には、サンプリング周波数（ナイキスト周波数）で上記輝度成分差が一種の誤差成分（クロマキャリア成分）として重畳されている。
ローパスフィルタ２０７が映像信号の輝度成分を抽出すると、そのとき映像信号から、色フィルタ画素配列にともなうナイキスト周波数のクロマキャリア成分が除去される。
【０００５】
また、撮像素子２０３による画像サンプリングでは、画素ピッチ以上の高周波の光学像が入ると、撮像素子２０３から出力される映像信号に折り返し歪みが生じる。この折り返し歪みは、入力光学像の周波数帯域が広いことに起因して生じることから、図８に示すように、撮像前に光学フィルタ２０２を使って、入力光学像から高周波成分を除去しておかなければならない。
以上の理由から適切な光学フィルタ２０２を設けると、入力光学像の周波数スペクトルはナイキスト周波数以下に帯域制限され、上記折り返し歪みを抑圧または除去できる。
【０００６】
図８に示す構成のビデオカメラにおいて、ローパスフィルタ２０７から出力される輝度信号の周波数特性を見ると、被写体像が本来もっている輝度に対して、ローパスフィルタ２０７および光学フィルタ２０２により高域成分が大きく減衰することとなり、解像度の劣化が生じる。
【０００７】
そこで、所望の高域成分を抽出するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０８と、抽出した高域成分をローパスフィルタ２０７の出力と加算する加算器２０９とを付加した技術が、知られている（たとえば、特許文献１参照）。
この技術によって、ローパスフィルタ２０７からの信号レベルに対し高域レベルを強調し、ローパスフィルタ２０７および光学フィルタ２０２により失われた高域成分を補償することができる。
【０００８】
しかし、ハイパスフィルタ２０８の処理にともない、被写体によってはＳ／Ｎ比が低下する。
たとえば、輝度レベルにおいて急峻な段差がある被写体においては、その段差部分をハイパスフィルタ２０８が処理したことによるリンギングノイズが発生し、また、その段差部が色の付いた被写体で、色相の変化が大きい場合にその段差部が強調されることによる色偽信号の発生が懸念される。
上記リンギングノイズや色偽信号の発生を抑制するために、ゲイン乗算等でハイパスフィルタ２０８の出力を低レベル側に調整すると、高域強調効果が弱くなる。つまり、高域強調とＳ／Ｎ比向上等の相反する関係を同時に満足させることが困難となる。
また、ハイパスフィルタ２０８で抽出する周波数によっては、フィルタタップ数が多く必要なため、Ｓ／Ｎという観点からは好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明者は、輝度信号の輝度差あるいは色信号の色差が大きな部分に対しては通常より小さな利得を乗じることができるように、段差検出手段、および、ハイパスフィルタのゲインを調整するための手段を付加した画像信号処理装置を既に提案している（特許文献２参照）。
【００１０】
図９は、特許文献２に記載されている映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。この図において、図８と同じ構成は同一符号を付している。
ここで着目しているブロックは、ローパスフィルタ２０７の出力に接続されている段差検出回路１０１と、色信号処理回路内に設けられている色差検出回路１０２と、ハイパスフィルタ２０８の出力に接続されているゲイン調整回路１０３である。
【００１１】
段差検出回路１０１は、輝度信号処理回路内でローパスフィルタ２０７の出力に接続され、輝度信号の段差を検出する。そして、ハイパスフィルタ２０８と加算器２０９との間に接続されたゲイン調整回路１０３のゲインを、検出した段差に応じて変化させる。これにより、輝度信号の段差が大きい場合は、輝度信号の高域成分を通常より小さくすることができ、その結果、上記リンギングノイズの発生が防止または抑制される。
【００１２】
また、色差検出回路１０２は、色信号処理回路内のホワイトバランス（ＷＢ）後のＲＧＢ信号を入力し、ＲＧＢ信号の色間、たとえば（Ｒ−Ｇ）および（Ｂ−Ｇ）間の色段差を検出する。そして、輝度信号処理回路内の上記ゲイン調整回路１０３のゲインを、検出した色段差に応じて変化させる。これにより、色段差が大きい場合は、色信号の高域輝度成分を通常より小さくすることができ、その結果、上記リンギングノイズとともに上記色偽信号の発生が防止または抑制される。
【特許文献１】特開平５−４１８１９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１,２に記載され図８,図９に示すハイパスフィルタ２０８は、その低域除去能力が十分でないと、映像信号の低域成分にもゲイン調整がなされてしまい、本来ゲイン調整を行う必要がない低域成分にとっては、そのことがＳ／Ｎ比を低下させる要因となる。このため、ハイパスフィルタ２０８は、ある周波数以下ではフィルタ通過特性を可能な限り小さくした急峻なフィルタ特性にする必要がある。
急峻な特性を有するディジタルフィルタを実現するには、通常、複雑なフィルタ係数をもつ多段フィルタが用いられる。
【００１４】
その一方で、特許文献２に記載され図９に示す色差検出回路１０２は、Ａ／Ｄコンバータ２０５（図８参照）からの映像信号から発生させたＲＧＢ信号がホワイトバランス処理された後の信号を用いて色段差を検出している。したがって、色差検出回路１０２は、画像周波数が高い部分、低い部分、中間の部分等といった様々な画像周波数の映像に対し色段差を検出する。そして、色段差の検出結果を、輝度信号処理回路内でハイパスフィルタ２０８の出力信号のゲインを調整するゲイン調整回路１０３にフィードバックしている。
【００１５】
したがって、特許文献２に記載されている技術では、色段差に関して、画像周波数が高いか低いかを問わず、色段差が検出されると、その色段差量に応じてゲイン調整回路１０３のゲイン変更がなされる。
このとき色が短い周期で頻繁に変化するような画像周波数が高い場合は、図９のゲイン調整回路１０３が、もともとハイパスフィルタ２０８後の高い輝度信号のゲイン調整に用いられているためゲイン変更がなされても、そのこと自体がノイズ源となることはない。
【００１６】
ところが、たとえば図１０（Ａ）に示すように、色が「青」から「赤」に一度だけ変化する画像周波数が低い場合は、せっかくハイパスフィルタ２０８を通してゲイン調整を行わないようにしている低周波領域の画像部分に対してゲイン調整を行う結果になる。
より詳細には、図９の加算器２０９によってローパスフィルタ２０７からの輝度信号Ｓ２０７に加算する信号Ｓaddに対し、画像周波数が低い場合に本来、ゲイン調整をしない（ゲインゼロ）とすべきである。ところが、図９の構成では画像周波数が低く、かつ、色段差がある場合に、信号Ｓaddに対し、小さいゲインといっても、ある値のゲインが乗算されてしまう。
その結果、たとえば図１０（Ｂ）に示すように、色が「青」から「赤」に変化する境界付近にノイズを発生させることがある。
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、画像周波数が低く、かつ、色段差がある映像部分に対してノイズ発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る映像信号処理装置は、映像信号から輝度信号を抽出する第１ローパスフィルタと、前記映像信号から高域信号成分を抽出するハイパスフィルタと、前記高域信号成分のゲインを調整するゲイン調整回路と、前記ゲイン調整回路の出力信号を前記輝度信号に加算する加算器と、前記映像信号から色信号を生成する色信号生成回路と、前記色信号から高域信号成分を除去する第２ローパスフィルタと、前記第２ローパスフィルタの出力信号から色相変化を検出する色相変化検出回路とを有し、前記色相変化検出回路の検出結果に応じて前記ゲイン調整回路のゲイン調整を無効にする。
好適に、前記色相変化検出回路は、前記色相変化を検出し、前記第２ローパスフィルタから出力された色信号の色相変化点および色相変化量を示す色相変化検出信号を前記ゲイン調整回路に出力し、前記ゲイン調整回路は、前記色相変化検出信号を入力している間の前記ゲイン調整を前記色相変化量に応じて無効にする。
【００１９】
本発明に係る映像入力処理装置は、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部からの被写体に応じた映像信号を入力処理する入力処理部と、前記入力処理部からの映像信号を処理する映像信号処理部とを備え、前記映像信号処理部は、入力映像信号から輝度信号を抽出する第１ローパスフィルタと、前記入力映像信号から高域信号成分を抽出するハイパスフィルタと、前記高域信号成分のゲインを調整するゲイン調整回路と、前記ゲイン調整回路の出力信号を前記輝度信号に加算する加算器と、前記入力映像信号から色信号を生成する色差信号生成回路と、前記色信号から高域信号成分を除去する第２ローパスフィルタと、前記第２ローパスフィルタの出力信号から色相変化を検出する色相変化検出回路とを有し、前記色相変化検出回路の検出結果に応じて前記ゲイン調整回路のゲイン調整を無効にする。
【００２０】
上記構成の映像信号処理装置あるいは映像入力処理装置によれば、撮像により得られた映像信号が、必要に応じて入力処理された後、輝度信号抽出のために第１ローパスフィルタに入力され、その一方で、色信号生成のために色信号生成回路に入力される。
第１ローパスフィルタから出力された輝度信号は、加算器とゲイン調整回路とに入力される。
【００２１】
一方、色信号生成回路から出力された色信号は第２ローパスフィルタに入力され、高域信号成分が除去される。第２ローパスフィルタの出力信号（色信号）は色相変化検出回路に送られ、そこで色相変化が検出される。このとき色相変化検出回路からは、たとえば色相変化点と色相変化量とを示す色相変化検出信号が、前記ゲイン調整回路に送られる。
ゲイン調整回路は、通常、所定のゲイン、すなわち輝度信号のノイズ抑制のためのゲインが設定されている。ゲイン調整回路は、色相変化検出信号が入力されたときは色相変化点、色相変化量に応じて、設定されている所定ゲインを無効にする。
【００２２】
本発明では、第２ローパスフィルタを設けたことにより画像周波数が相対的に高い画像部分に対しては輝度ゲインの無効処理は実行されないが、画像周波数が相対的に低い画像部分に対しては輝度ゲインの無効処理が実行される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画像周波数が低く、かつ、色段差がある映像部分に対してノイズ発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本実施形態に係るビデオカメラのディジタル信号処理を行う輝度信号処理部の一部と色信号処理部とのブロック図である。図１に示す輝度信号処理部１０は、図８と同様に示すガンマ（γ）補正回路および同期信号付加回路を備えるが、これらは図１においては省略されている。
図１に示すビデオカメラ１は、本発明の「映像入力処理装置」の一例である。また、図１に示す輝度信号処理部１０と色信号処理部２０とは、本発明の「映像信号処理装置」または「映像信号処理部」の本発明に関わる部分を示す例である。
【００２５】
ビデオカメラ１は、図８と同様に、レンズ２０１、光学フィルタ２０２、撮像素子２０３、アンプ２０４、および、Ａ／Ｄコンバータ２０５を有する。また、とくに図示していないが、ビデオカメラ１はカメラ全体を制御するＣＰＵ、電源回路、タイミング制御回路等を備える。
【００２６】
図１の輝度信号処理部１０は、図８と同様な構成として、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０８および加算器２０９を備える。ＬＰＦ２０７の出力に加算器２０９の一方の入力と、ＨＰＦ２０８が接続されている。また、ＬＰＦ２０７の入力は、図８のＡ／Ｄコンバータ２０５の出力に接続されている。
【００２７】
ＨＰＦ２０８の出力と、加算器２０９の他方の入力との間に、ゲイン（Ｇａ）調整回路１１が接続されている。ゲイン調整回路１１は、ＨＰＦ２０８から出力される輝度信号のゲインを調整する回路である。
ゲイン調整回路１１は、ゲイン調整の有効／無効を制御するときの制御入力端子を備え、制御入力端子に近傍マスク回路１２が接続されている。近傍マスク回路１２は、時間伸長回路１３を内蔵する。この近傍マスク回路１２の機能および動作の詳細は後述する。
なお、近傍マスク回路１２の機能をゲイン調整回路１１内に持たせることもできるが、本実施形態では、その機能をゲイン調整回路１１の外部に持たせている。
【００２８】
色信号処理部２０は、ライン間同時化処理回路２１、ＹＣ分離回路２２、ＲＧＢ原色分離回路２３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路２４、リニアマトリックス（ＬＮＭＡＴ）回路２５、ＬＰＦ２６、色相変化検出回路２７およびスライサ（スライス回路）２８を有する。
以下、輝度信号処理部１０内のＬＰＦ２０７を「第１のＬＰＦ」と称し、色信号処理部２０内に本実施形態で新たに設けているＬＰＦ２６を「第２のＬＰＦ」と称する。
【００２９】
ライン間同時化処理回路２１の入力が、図８のＡ／Ｄコンバータ２０５の出力に接続され、ライン間同時化処理回路２１の出力に、ＹＣ分離回路２２、ＲＧＢ原色分離回路２３、ホワイトバランス回路２４およびリニアマトリックス回路２５が、この順で縦続接続されている。
【００３０】
ライン間同時化処理回路２１は、後段のＹＣ分離回路２２での演算をするために映像信号を画素単位で同時化し、また並び替え処理（デシメーションフィルタ処理）を行っている。
【００３１】
図２に、画素信号の符号と、撮像素子２０３（たとえばＣＣＤ）の画素配列との関係を示す。
ＣＣＤの画素配列は、その色フィルタ配列に応じて、たとえば２×２の画素からなる画素ユニット内で色配列が決められている。画素ユニット内の色配列は種々あるが、たとえばマゼンダ、シアン、イエロー、グリーン等で、この４色で１画素ユニット内の色配列が決められている。ここでは１画素ユニット内で、画素信号Ｓ１ＲとＳ２Ｒに対応した画素がライン（水平方向）に並び、画素信号Ｓ１ＢとＳ２Ｂに対応した画素が隣接ラインに並び、これを縦横に繰り返してＣＣＤの色配列と、色配列に対する画素信号が決められている。
ライン間同時化処理回路２１からは、この４種類の画素信号が、画素ユニットごとに並列に（水平方向）送出され、ＹＣ分離回路２２に送られる。
【００３２】
ＹＣ分離回路２２は、入力した４種類の画素信号Ｓ１Ｒ,Ｓ２Ｒ,Ｓ１Ｂ,Ｓ２Ｂから輝度成分（Ｙ）と色差成分（Ｃ、以下では「クロマ成分」という）とを分離する。
ＹＣ分離後の信号として、たとえば次式に示す信号を例示できる。
【００３３】
［数１］
ＹＲ＝Ｓ１Ｒ＋Ｓ２Ｒ…(1-1)
ＹＢ＝Ｓ１Ｂ＋Ｓ２Ｂ…(1-2)
ＣＲ＝Ｓ１Ｒ−Ｓ２Ｒ…(1-3)
ＣＢ＝Ｓ２Ｂ−Ｓ１Ｂ…(1-4)
【００３４】
ＲＧＢ原色分離回路２３は、輝度（Ｙ）成分とクロマ（Ｃ）成分の各信号から、Ｒ,Ｇ,Ｂの原色信号（ＲＧＢ信号）を、所定の計算式にしたがって生成する回路である。
【００３５】
ホワイトバランス回路２４は、ＲＧＢ信号に対し、ホワイトバランス処理を実行する回路である。
また、リニアマトリックス回路２５は、ホワイトバランス後のＲＧＢ信号に対しマトリックス処理を実行し、色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙを生成する。
【００３６】
第２のＬＰＦ２６を設けたことは本実施形態の特徴の一つであり、第２のＬＰＦ２６は、色信号、たとえばホワイトバランス後の原色信号（ＲＧＢ信号）またはマトリックス処理後の色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙから所定の画像周波数以上の高周波成分を除去する平滑化回路である。第２のＬＰＦ２６は、たとえば、入力を複数段遅延させ、各段の出力に、それぞれ固有の係数を乗じた後加算するディジタルフィルタにより構成される。
以下、第２のＬＰＦ２６に入力される信号Ｓ２５は、マトリックス処理後の色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙである場合について説明する。
【００３７】
色相変化検出回路２７は、第２のＬＰＦ２６により平滑化された色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙ（Ｓ２６）を入力し、色相変化を検出する回路である。色相変化検出回路２７から出力される信号（色相変化検出信号Ｓ２７）は、入力された色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙが平滑化された信号（Ｓ２６）のレベルに段差がある場合、その段差を色相変化点とし、色相変化点を立ち上がりまたは立ち下がりタイミングとする所定時間幅のパルス信号である。このパルス信号は「色相変化検出信号Ｓ２７」と称され、そのパルス高さが色相変化量、すなわち検出された段差レベルを示す。
【００３８】
図３は、色相変化検出回路２７の一構成例を示すブロック図である。
色相変化検出回路２７は、それぞれ縦続接続された３対の差分演算部と絶対値演算部とを備える。第１差分演算部３１−１と第１絶対値演算部３２−１とが縦続接続され、第２差分演算部３１−２と第２絶対値演算部３２−２とが縦続接続され、第３差分演算部３１−３と第３絶対値演算部３２−３とが縦続接続されている。第１〜第３絶対値演算部３２−１,３２−２,３２−３の出力が、最大値選択部（ＭＡＸ）３３の入力に接続されている。
【００３９】
第１差分演算部３１−１は、入力されるＬＰＦ出力信号（平滑化後の色差信号Ｓ２６：図１）の時間軸上で両隣（中心−左隣）の画素の信号間で差分を演算する回路である。同様に、第２差分演算部３１−２は、入力されるＬＰＦ出力信号で他の両隣（中心−右隣）の画素信号間で差分を演算する回路である。また、第３差分演算部３１−３は、入力されるＬＰＦ出力信号で画素トリオの両端（左隣−右隣）の画素信号間で差分を演算する回路である。
第１〜第３絶対値演算部３２−１,３２−２,３２−３は、第１〜第３差分演算部３１−１,３１−２,３１−３からの演算結果を、それぞれ絶対値化する回路である。
最大値選択部３３は、第１〜第３絶対値演算部３２−１,３２−２,３２−３からの演算結果を入力し、その中から最大値（ＭＡＸ）を選択し、色相変化検出信号Ｓ２７（図１参照）として、つぎのスライサ２８に出力する回路である。
【００４０】
なお、ここで説明した色相変化検出回路２７は、単なる一具体例に過ぎず、その構成についてはこれに限定されるものではない。
【００４１】
スライサ２８は、たとえば図４に示すスライス処理を実行する回路である。図４において、（Ａ）は入力波形、（Ｂ）は出力波形を示す。
スライス処理は、所定のローレベルと所定のハイレベルが繰り返される信号波形において、たとえばローレベルから若干ハイレベル寄りにスライスレベルを規定し、スライスレベルにローレベルを固定する処理である。
【００４２】
スライス処理は、図１の第２のＬＰＦ２６等で通常用いられる多段フィルタではローレベルにノイズが乗りやすいといった事情がある場合に設けられる任意の処理である。したがって、図１においてスライサ２８を省略することも可能である。
また、スライス処理と同様な効果を得るために、図３の最大値選択部３３の出力段を、所定のローレベルより若干高い閾値と比較し、その閾値を超えるステップ信号を出力し、しきい値より低いノイズレベルは、一定の閾値に置き換えるように構成してもよい。
【００４３】
図５は、図１に示す近傍マスクのための時間伸長回路１３の回路図である。
図５に例示する時間伸長回路１３は、４つの遅延デバイス、たとえば４つのＤ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）４１−１,４１−２,４１−３,４１−４と、４つの加算器４２−１,４２−２,４２−３,４２−４とを有する。各Ｄ型フリップフロップ４１−１,４１−２,４１−３,４１−４のクロック入力にクロック信号ｃｌｋが印加され、入力信号がクロック信号ｃｌｋのタイミングで遅延される。遅延後のＤ型フリップフロップ４１−１,４１−２,４１−３,４１−４の出力が、それぞれ対応する加算器４２−１,４２−２,４２−３,４２−４で順次加算され、ここでは入力信号の５倍のパルス時間幅（パルス持続時間）を有する出力信号が最終段の加算器４２−４から出力される。
【００４４】
つぎに、上記構成のビデオカメラ１の動作を説明する。なお、この動作説明では、上記図１〜図５のほかに、図８も適宜参照する。
【００４５】
図８のレンズ２０１より入射した被写体像は、光学フィルタ２０２を通り撮像素子２０３の撮像面上に結像する。撮像素子２０３において光電変換により得られた映像信号は、アンプ２０４を通り、また、必要ならノイズ除去等を行った後、Ａ／Ｄコンバータ２０５によってディジタル信号に変換される。
【００４６】
Ａ／Ｄコンバータ２０５の出力は、図１の第１のＬＰＦ２０７と、ライン間同時化処理回路２１とに入力される。
【００４７】
第１のＬＰＦ２０７は、ローパスフィルタ処理によって映像信号の輝度成分を抽出する。映像信号の輝度成分（輝度信号）は、加算器２０９とＨＰＦ２０８に入力される。
【００４８】
ＨＰＦ２０８の出力信号Ｓ２０８は、輝度信号の低周波成分が除去され、あるいは、十分抑圧された信号であり、高域アパチャコントロール信号（以下、高域アパコン信号）と称される。ここでは「ＨＰＦ出力信号Ｓ２０８」と称する。
【００４９】
ＨＰＦ出力信号Ｓ２０８はゲイン調整回路１１に送られ、ゲイン（Ｇａ）が調整される。
ゲイン調整では、ＨＰＦ出力信号Ｓ２０８の輝度レベルに応じてゲイン（Ｇａ）が選択または生成される。ゲイン調整は、回路的手段により達成してもよいし、メモリにルックアップテーブルとしてゲインを保存しておき、ＣＰＵ等の制御により適切なゲインを読み出してもよい。このようなゲイン調整は、高域アパコン信号の重み付けとも称される。
【００５０】
ゲイン調整後の信号Ｓ１１は、第１のＬＰＦ２０７からの輝度信号Ｓ２０７と、加算器２０９で加算される。
加算器２０９からの輝度信号を、図８のガンマ補正回路２１０に入力し、ガンマ補正処理を行う。ガンマ補正回路２１０からの信号に、同期信号付加回路２１１によって同期信号が加算される。その後、輝度信号はＤ／Ａコンバータ２１２によってアナログ信号に変換され、たとえば、ＮＴＳＣ(National Television System Committee）標準の輝度信号となる。
【００５１】
つぎに、図１の色信号処理部２０の動作と、色信号処理部２０から出力される色相変化検出信号に基づく、ゲイン調整回路１１のゲイン調整の無効化（マスク処理）について説明する。
【００５２】
図８のＡ／Ｄコンバータ２０５からの映像信号が、図１のライン間同時化処理回路２１に入力されると、ここで、後段のＹＣ分離回路２２での演算をするために画素信号の同時化と、並び替え処理（デシメーションフィルタ処理）が実行される。
ＹＣ分離回路２２では、前述した式(1-1)〜(1-4)等に示すように、隣接画素信号の加減算により輝度成分ＹＲ,ＹＢ、クロマ成分ＣＲ,ＣＢの分離が行われる。
ＲＧＢ原色分離回路２３は、輝度成分ＹＲ,ＹＢ、クロマ成分ＣＲ,ＣＢを入力し、撮像部（たとえばＣＣＤ）の分光特性に対して最適化されたマトリックス定数による演算が行われ、入力信号がＲ,Ｇ,Ｂの色ごとの信号（ＲＧＢ信号）に原色分離される。
原色分離による得られたＲＧＢ信号は、次段のホワイトバランス回路２４に送られ、所定の色温度に対応してＲＧＢごとの利得が調整され、ホワイトバランスがとられる。
その後、ホワイトバランス後のＲＧＢ信号に対し、リニアマトリックス演算が行われ、その結果、色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙ信号（Ｓ２５）が得られる。
【００５３】
以後は、本実施形態の特徴部分の動作に関するため、波形図面を用いて説明する。
図６（Ａ）に、第２のＬＰＦ２６に入力される色差信号、すなわちＬＰＦ前の色差信号Ｓ２５の波形図を示す。図６（Ｂ）に第２のＬＰＦ２６から出力されるＬＰＦ後の色差信号Ｓ２６の波形図を示す。また、図６（Ｃ−１）〜図６（Ｃ−３）に、色相変化検出回路２７から出力される色相変化検出信号Ｓ２７の波形図を示す。
なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ−３）の波形図は、図１０（Ａ）と同様、１画面内で「青」から「赤」に一度だけ色相が変化する場合に関する。
【００５４】
図６（Ａ）に示すように、第２のＬＰＦ２６に入力される色差信号Ｓ２５は、画素のピッチに対応した周波数（サンプリング周波数）で色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙとが交互に繰り返される信号である。「青」の画面領域では色差信号Ｂ−Ｙが色差信号Ｒ−Ｙより信号レベルとして高い。逆に、「赤」の画面領域では色差信号Ｒ−Ｙが色差信号Ｂ−Ｙより信号レベルとして高い。この図６（Ａ）の色差信号Ｒ−Ｙ,Ｂ−Ｙが、図３に示す色相変化検出回路２７に入力される。
【００５５】
このような波形の色差信号Ｓ２５は第２のＬＰＦ２６に送られ、そこで、図６（Ｂ）に示すように高周波成分が除去、または、十分に減衰された信号Ｓ２６となる。より詳細には、色差信号Ｓ２５は、第２のＬＰＦ２６において、画素ピッチに対応しクロマキャリアを含むサンプリング周波数成分と、サンプリング周波数より低いが、画像周波数としては比較的高い色相変化の周波数成分とが除去、または、十分に減衰される。ここで、比較的高い色相変化とは、たとえば「青ライン」と「赤ライン」が平行ストライプ状に短い周期で繰り返されるような画像部分の色差変化を例示できる。
【００５６】
信号Ｓ２６は色相変化検出回路２７に送られ、その段差部分が色相変化点として検出される。また、段差のレベル差が色相変化量として検出される。
図３に示す構成の色相変化検出回路２７は、隣接した画素信号との差分を計算し、さらに水平画素トリオの両端に位置する画素信号同士の差分も計算する。この３通りの差分に対して各々絶対値化処理をした後、３つの絶対値から最大値を取得する。
【００５７】
色相変化検出回路２７は、たとえば図６（Ｃ−１）,（Ｃ−２）,（Ｃ−３）の何れかのタイミングを有するパルス信号を色相変化検出信号Ｓ２７として生成する。図６（Ｃ−１）は色相変化点をパルスの立ち下りタイミングとし、図６（Ｃ−２）は色相変化点をパルスの立ち上がりタイミングとし、図６（Ｃ−３）は、色相変化点がパルス中央となるように半画素ピッチ分ずらしている。
なお、後述する時間伸長でマスク信号を生成する場合、図６（Ｃ−１）のように、色相変化点より１又は数画素分位相を早めたパルス信号とすることが望ましい。とくに図５の回路を用いて出力信号（マスク信号）を入力信号のパルス幅の５倍とする場合は、色相変化点より２〜３画素分、位相を早めることが望ましい。
このように、色相変化検出信号Ｓ２７の位相調整を時間伸長回路１３の構成に対応して決めることが望ましい。
【００５８】
色相変化検出信号Ｓ２７は、図５の時間伸長回路１３に入力され、５倍のパルス幅の出力信号（マスク信号Ｓ１２）に変換される。
マスク信号Ｓ１２は、図４のスライス処理後に、図１のゲイン調整回路１１でゲイン調整を無効化するか否かを決める信号である。つまり、マスク信号Ｓ１２がハイレベルの間は、ゲイン調整回路１１が予め設定されているゲイン（Ｇａ）を強制的に「０」とし、マスク信号Ｓ１２がローレベルの間は、ゲイン調整回路１１は予め設定されているゲイン（Ｇａ）による調整を実行する。
【００５９】
図７は、ゲイン調整回路１１に予め設定されている、色相変化検出信号のレベル（色相変化信号レベル）と、ＨＰＦ出力信号（高域アパコン信号）に乗ずるゲインと、の関係を示すグラフである。
被写体が単色であれば、色相変化量は０のため、ゲインは最大値「１.０」が出力され、図１に示す第１のＬＰＦ２０７の出力はスルー処理される。色相変化量が大きくなるほど、高域アパコン信号の強調により不自然なリンギング現象が目立つ。したがって、色相変化信号の増大に対して高域アパコン信号のゲインを直線的に低減させる処理を行っている。
なお、この関係は図７に限定されるものではなく、種々設定可能である。
【００６０】
本実施形態では、色信号の低周波領域での色相変化（色段差）を検出することができ、この色相変化量に応じて、いわゆるアパコンゲインを乗じない無効処理を施す。
その結果、図１のＨＰＦ２０８の出力をサプレスすることにより、色相変化点において発生するリンギングノイズの抑制が可能となる。
【００６１】
また、強調したい高周波領域については第２のＬＰＦ２６により、予め減衰させてから色相変化検出回路２７に送ることができる。
このため、画素信号差分値が段差閾値を超えないような制御が可能となる。したがって、高域での色段差は検出されず、図１のＨＰＦ２０８出力（高域アパコン信号）がスルー処理され、効果的に高域アパコン信号を抽出することができる。
また、もともと色相変化が大きいところは増幅する必要がないため、増幅効果を弱めることにより、ノイズ低減の効果にも繋がる。
【００６２】
近傍マスク回路１２がない場合、色相変化信号のレベルが高いときは、ＨＰＦ２０８により、色相変化の境界近傍にリンギングが発生してしまう。
【００６３】
本実施形態では、色相変化点の周辺領域にまたがってノイズが発生することに着目し、近傍マスク回路１２内を設けている。近傍マスク回路１２は、色相変化点に対して周辺画素についてもＨＰＦ出力を減衰させるために、色相変化点の水平方向の数画素についても色相変化点と同レベルの色相変化信号を生成させる。
近傍マスクの仕方としては時間伸長に限定されるものではない。ただし、本実施形態のように時間伸長回路１３を用いると簡素な回路構成で近傍マスクのための信号が容易に生成できる。
【００６４】
以上の説明では、色相変化検出回路２７（図１参照）により色相差を検出して、その結果に基づいてゲイン調整の無効化を行っている。
たとえば、色相差がある色部分で色の彩度が高い場合に、より画質への影響が大きいことから、色相変化検出回路２７に加えて、彩度検出のための回路を付加することもできる。そして、色相変化と彩度の検出結果に応じて上記無効化を行うか否かを決めるようにしてもよい。
このように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る映像信号処理装置の要部を示すブロック図である。
【図２】画素信号の符号と、撮像素子の画素配列との関係を示す図である。
【図３】色相変化検出回路のブロック図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）はスライス前後の波形図である。
【図５】時間伸長回路の回路図である。
【図６】（Ａ）はＬＰＦ前の色差信号、（Ｂ）はＬＰＦ後の色差信号（色段差信号）、（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）は色相変化検出信号の、各波形図である。
【図７】色相変化信号レベルとゲインとの関係を示すグラフである。
【図８】先行技術のビデオカメラのブロック図である。
【図９】先行技術の映像信号処理回路のブロック図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は画像周波数が低い画面例でノイズ発生箇所を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…ビデオカメラ、１０…輝度信号処理部、１１…ゲイン調整回路、１２…近傍マスク回路、１３…時間伸長回路、２１…ライン間同時化処理回路、２２…ＹＣ分離回路、２３…ＲＧＢ原色分離回路、２４…ホワイトバランス回路、２５…リニアマトリックス回路、２６…第２のＬＰＦ、２７…色相変化検出回路、２８…スライサ、Ｇａ…ゲイン、Ｓ１１…ゲイン調整後の信号、Ｓ１２…マスク信号、Ｓ２５…色差信号、Ｓ２７…色相変化検出信号、Ｓ２０７…輝度信号
【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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