(57)【要約】  【課題】  Ｓ／Ｎ劣化や解像度劣化の少ない階調補正を行える映像信号処理装置を提供する。  【解決手段】  映像信号処理装置は、階調特性に基づいて映像信号の階調を補正する階調補正部２２と階調補正部２２を制御するマイコン２８を備える。マイコン２８は、映像信号のヒストグラムの情報に基づいて、階調補正部２２が階調補正に用いる階調特性を、決定する。また、マイコン２８は、階調特性に基づいてノイズ成分を低減するノイズ低減信号を生成し、生成したノイズ低減信号をノイズ低減部２４に入力する。ノイズ低減部２４は、マイコン２８から入力されたノイズ低減信号に基づいて、映像信号のノイズ成分を低減する。【選択図】  図１
2007312331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号の階調を補正する階調補正部と、
前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減部と、
を備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ低減部は、映像信号の輝度信号レベルに応じて、映像信号のノイズ成分を低減することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
映像信号のヒストグラムを算出するヒストグラム算出部を備え、
前記階調補正部は、前記ヒストグラム算出部にて算出された映像信号のヒストグラムの情報に基づいて前記階調特性を決定し、決定された階調特性を用いて映像信号の階調を補正することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記ノイズ低減部は、複数フィールドの映像信号について、前記ヒストグラム算出部にて算出された映像信号のヒストグラムの情報を取得し、取得したヒストグラムの情報に基づいて、前記階調特性を決定することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号の輪郭補正量を制御する輪郭補正量制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、前記輪郭補正量制御部にて輪郭制御に用いる輪郭補正信号のコアリング量を制御するコアリング量制御部を備えたことを特徴とする請求項５に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
映像信号の階調を補正する階調補正ステップと、
前記階調補正ステップにて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減ステップと、
を備えたことを特徴とする映像信号処理方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の映像信号処理装置と、
前記映像信号処理装置にて処理された映像信号により構成される画像を処理する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項９】
映像信号の階調を補正する階調補正ステップと、
前記階調補正ステップにて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減ステップと、
前記階調補正ステップにて階調補正がなされ、かつ前記ノイズ低減ステップにてノイズ成分が低減された映像信号により構成される画像を処理する画像処理ステップと、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子にて撮像した映像信号の処理装置に関する。特に、撮像素子にて撮像した映像信号をディジタル化し、ディジタル化された映像信号に基づいて階調補正を行うビデオカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なディジタル信号処理においては、ビデオカメラ等の階調補正を行うための階調特性として、ＣＲＴの発光特性を基にしたガンマ特性が利用されている。近年では、ディジタル信号処理技術の進展により、ガンマ特性だけでなく、画像全体のヒストグラムを基にした階調補正等により、適切に階調補正を行える映像信号処理装置が知られている。
【０００３】
画面のヒストグラムデータに基づいて階調補正を行う撮像装置が特許文献１に記載されている。
図１２は、特許文献１に記載された撮像装置の構成を示す図である。撮像装置の画像特徴検出部５０は、輝度信号入力Ｙに対するヒストグラムデータと画面平均を算出する。演算部５２は、画像特徴検出部５０にて算出された画面平均値とヒストグラムデータを基準に、階調補正特性を算出する。そして、階調補正部５４は、階調補正特性を用いて、輝度信号に階調補正を施す。色ゲイン生成部５６は、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）に対して、輝度信号が階調補正によって変化した変化量（変化率）を算出し、乗算手段５８が色差信号に変化率を乗算する。乗算手段５８は、Ｒ−Ｙ信号に対しては乗算器６０を使用し、Ｂ−Ｙ信号に対しては乗算器６２を使用して乗算する。
【０００４】
このように、従来の撮像装置は、輝度信号、色差信号ともに階調補正が施された良好な映像信号を得ることができる。
【特許文献１】特開２００５−２１７５７４号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の撮像装置は、低輝度レベルの映像信号の階調特性を大幅に改善するために、階調特性を急峻に変化させるような場合に、映像信号に含まれるノイズ成分も増幅され、Ｓ／Ｎが劣化しやすいという問題がある。また、Ｓ／Ｎを改善するためにディジタルフィルタを介して単純にノイズ低減を図ると画像の解像度が劣化するという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記背景に鑑み、Ｓ／Ｎ劣化や解像度劣化の少ない階調補正を行える映像信号処理装置及び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】
【０００７】
本発明の映像信号処理装置は、映像信号の階調を補正する階調補正部と、前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減部とを備えた構成を有する。
【０００８】
この構成により、階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく映像信号のＳ／Ｎ及び階調特性が良好な映像信号を得ることができることとなる。
【０００９】
本発明の映像信号処理装置において、前記ノイズ低減部は、映像信号の輝度信号レベルに応じて、映像信号のノイズ成分を低減する構成を有する。
【００１０】
この構成により、階調特性の傾きと輝度信号レベルに応じて適切にノイズ低減処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく映像信号のＳ／Ｎ及び階調特性が良好な映像信号を得ることができることとなる。
【００１１】
本発明の映像信号処理装置は、映像信号のヒストグラムを算出するヒストグラム算出部を備え、前記階調補正部は、前記ヒストグラム算出部にて算出された映像信号のヒストグラムの情報に基づいて前記階調特性を決定し、決定された階調特性を用いて映像信号の階調を補正する構成を有する。
【００１２】
この構成により、映像信号のヒストグラムの情報に応じて、階調補正に用いる階調特性を決定するので、補正対象の映像信号に応じて適切な階調補正を行うことができる。
【００１３】
本発明の映像信号処理装置において、前記ノイズ低減部は、複数フィールドの映像信号について、前記ヒストグラム算出部にて算出された映像信号のヒストグラムの情報を取得し、取得したヒストグラムの情報に基づいて、前記階調特性を決定する構成を有する。
【００１４】
この構成により、複数フィールドの映像信号のヒストグラムの情報に応じて、階調補正を用いて階調特性を決定するので、複数の映像信号におけるヒストグラムの傾向に応じて適切な階調補正を行うことができる。
【００１５】
本発明の映像信号処理装置は、前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号の輪郭補正量を制御する輪郭補正量制御部を備えた構成を有する。
【００１６】
この構成により、映像信号のヒストグラムの出現頻度と階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理と輪郭補正処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく映像信号の階調特性が良好でさらに輪郭補正が適切に行われたＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を得ることができる。
【００１７】
本発明の映像信号処理装置は、前記階調補正部にて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、前記輪郭補正量制御部にて輪郭制御に用いる輪郭補正信号のコアリング量を制御するコアリング量制御部を備えた構成を有する。
【００１８】
この構成により、映像信号のヒストグラムの出現頻度と階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理と輪郭補正処理、輪郭補正処理に対するコアリング処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく階調特性が良好でさらに輪郭補正処理、コアリング処理が適切に行われたＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を得ることができる。
【００１９】
本発明の映像信号処理方法は、映像信号の階調を補正する階調補正ステップと、前記階調補正ステップにて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減ステップとを備えた構成を有する。
【００２０】
この構成により、階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく階調特性が良好でＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を得ることができることとなる。
【００２１】
本発明の画像処理システムは、上記の映像信号処理装置と、前記映像信号処理装置にて処理された映像信号により構成される画像を処理する画像処理部とを備えた構成を有する。
【００２２】
この構成により、階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく階調特性が良好でＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を基に精度の高い画像処理ができることとなる。
【００２３】
本発明の画像処理方法は、映像信号の階調を補正する階調補正ステップと、前記階調補正ステップにて階調補正を行うために用いる階調特性の傾きに応じて、映像信号のノイズ成分を低減するノイズ低減ステップと、前記階調補正ステップにて階調補正がなされ、かつ前記ノイズ低減ステップにてノイズ成分が低減された映像信号により構成される画像を処理する画像処理ステップとを備えた構成を有する。
【００２４】
この構成により、階調特性の傾きに応じて適切にノイズ低減処理が行えるため、ノイズ低減処理に起因する解像度劣化も少なく階調特性が良好でＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を基に精度の高い画像処理ができることとなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、急峻に変化する階調特性を用いて階調補正をする場合であっても、Ｓ／Ｎ劣化の少ない解像度の良好な映像信号処理装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態の映像信号処理装置について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。映像信号処理装置は、光を電気信号に変換する撮像素子１０と、撮像素子１０を駆動する撮像素子駆動部１２と、撮像素子１０から出力された映像信号を処理する前処理部１４とを備えている。
【００２７】
前処理部１４は、アナログ映像信号のリセットノイズを除去するＣＤＳ回路と、ノイズ成分が除去されたアナログ映像信号が一定の信号レベルを保持するように振幅調整を行なうＡＧＣ回路と、振幅調整されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換するためにクランプする回路とを有する。
【００２８】
また、映像信号処理装置は、前処理部１４から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６と、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される映像信号ＳＧ１に対してガンマ輝度信号処理や輪郭補正を行う輝度信号処理部１８と、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される映像信号ＳＧ１に対して色差信号（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ）を生成する色差信号処理部２０と、輝度信号処理部１８からの出力信号と色差信号処理部２０からの出力信号に対して階調補正を行う階調補正部２２と、階調補正部２２から出力された信号に対してノイズ低減を行うノイズ低減部２４とを備えている。
【００２９】
輝度信号処理部１８は、Ａ／Ｄ変換器１６から入力されたディジタル信号ＳＧ１に基づいて輝度信号を生成し、輝度信号をヒストグラム算出部２６に入力する機能を有する。ヒストグラム算出部２６は、輝度信号処理部１８から入力された輝度信号に基づいて、ヒストグラムを生成する。ヒストグラム算出部２６は、生成したヒストグラムの情報をマイコン２８に入力する。
【００３０】
マイコン２８は、ヒストグラム算出部２６から入力された映像の輝度のヒストグラムの情報に基づいて、階調補正に用いる階調特性信号ＳＧ２とノイズ低減処理に用いるノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。マイコン２８は、階調特性信号ＳＧ２を階調補正部２２に入力し、ノイズ低減信号ＳＧ３をノイズ低減部２４に入力する。
【００３１】
階調補正部２２は、マイコン２８から入力された階調特性信号ＳＧ２に基づいて階調補正を行う。ノイズ低減部２４は、マイコン２８から入力されたノイズ低減信号ＳＧ３に基づいてディジタルフィルタによりノイズ低減を行う。
【００３２】
ここで、マイコン２８が生成する階調特性信号ＳＧ２について説明する。例えば、マイコン２８は、ヒストグラムの情報に基づいて、撮像された映像が高輝度の映像が多いか、あるいは低輝度の映像が多いか分布を判定し、画像の輝度分布に合わせて階調補正を行うための階調特性信号ＳＧ２を生成する。
【００３３】
図２（ａ）は、比較的暗い被写体を撮像したときに、ヒストグラム算出部２６にて算出されたヒストグラムの例を示す図である。比較的暗い被写体では、図２（ａ）に見られるように、低輝度域に多くの画像データが集中する傾向になる。
【００３４】
図２（ｂ）は、階調補正に用いられるデフォルトの階調特性Ａと、低輝度の階調特性を改善する階調特性Ｂを示す図である。図２（ａ）に示すように、低輝度領域に多くの画像データが集中する傾向の画像の場合には、マイコン２８は画面全体が暗いと判断し、低輝度域の階調を改善する階調特性Ｂの階調特性信号ＳＧ２を生成する。すなわち、マイコン２８は、図２（ｂ）に示すように、デフォルトの階調特性Ａを、低輝度域での階調特性を改善するように低輝度域での変化量が大きい階調特性Ｂに変更する。
【００３５】
マイコン２８は、ヒストグラムに基づいて制御された階調特性Ｂの階調特性信号ＳＧ２を階調補正部２２に入力する。階調補正部２２は、輝度信号処理部１８から出力された輝度信号Ｙの階調を、階調特性Ｂを用いて補正する。従って、図２の階調特性ＡのＹにあたる輝度信号は階調特性ＢのＹ´に変化することになる。階調補正部２２は、階調特性Ａの輝度信号を階調特性Ｂに補正するための輝度変化率αを（１）式により算出する。
α＝Ｙ´／Ｙ  ・・・（１）
この変化率αを、色差信号処理部２０から出力された色差信号に乗算することにより、色相を保持した上で色差信号に対する階調補正を行う。
【００３６】
次に、マイコン２８が生成するノイズ低減信号ＳＧ３について説明する。マイコン２８は、補正後の階調特性において、階調特性の傾きが急峻な領域におけるノイズを低減するように、ノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。
【００３７】
図３（ｂ）は、階調補正に用いる階調特性Ｂを示す図である。図３（ｂ）において、画素Ａ０と画素Ａ１とは隣接する画素である。画素Ａ０と画素Ａ１との間の輝度変化の傾きβは、画素Ａ０における入力Ａおよび出力Ｂ、画素Ａ１における入力Ａ´および出力Ｂ´を用いて、式（２）によって算出できる。
β＝（Ａ´−Ａ）/（Ｂ´−Ｂ）  ・・・（２）
【００３８】
マイコン２８は、この傾きβと所定の閾値とを比較して、傾きβが急峻であるか否かを判定する。傾きβが所定の閾値を超えていれば、隣接する２画素は、輝度の傾きが急峻であると判定される。この場合、マイコン２８は、ノイズ低減部２４にノイズ低減を指示するためのノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。
【００３９】
図４（ａ）は、ノイズ低減部２４の構成の例を示す図である。ノイズ低減部２４は、フリップフロップ４０と、加算器４２と、１／２演算器４４とを含むディジタルフィルタにより構成される。この構成により、ノイズ低減部２４は、階調補正部２２から出力された映像信号のノイズ成分を、隣接画素の輝度信号で平均化し、ノイズ成分の影響を低減した階調特性の良好な映像信号に補正することができる。また、傾きβが所定の閾値に満たなければ、ノイズ低減部２４は、ディジタルフィルタを通過しない映像信号を出力するため、ディジタルフィルタによる解像度の劣化を抑えることができる。
【００４０】
以上の構成により、ディジタルフィルタによる解像度劣化が少なく、階調特性が良好で、かつＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号とすることができる。
【００４１】
図３（ａ）は、階調補正部２２による補正に起因するノイズについて説明するための図である。低輝度域のノイズ成分の多い映像信号を、階調補正部２２によって階調補正すると、図３（ａ）に点線で示す階調特性Ａであった映像信号が、図３（ａ）の実線で示す階調特性Ｂのようにノイズ成分も増幅される場合がある。このとき、階調特性の傾きが大きいほど映像信号に含まれるノイズ成分も大きく増幅されやすい。本実施の形態によれば、ノイズ低減部２４は、ノイズ成分を、図４（ｂ）の点線で示すように低減することができる。
【００４２】
本実施の形態の映像信号処理装置は、マイコン２８が、図３（ｂ）に示すように、階調特性Ｂの階調特性の傾きを算出し、この傾きが急峻な領域の映像信号については、ノイズ低減部２４でディジタルフィルタによってノイズを低減するノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。そして、ノイズ低減部２４は、マイコン２８から入力されたノイズ低減信号ＳＧ３に基づいてノイズを低減する制御を行う。これにより、階調特性の傾きが大きいほど増幅されやすいノイズを低減することにより、階調特性が良好でかつＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号を得ることができる。
【００４３】
なお、ノイズ低減部２４は、輝度信号だけでなく、色差信号に対しても（１＋Ｚ-2）／２等の特性を持つディジタルフィルタを用いて、輝度信号と同じように、ノイズ低減信号ＳＧ３に基づいてディジタルフィルタを制御することにより、ノイズを低減できる。
【００４４】
本実施の形態では、ノイズ低減部２４を階調補正部２２の後段に配置した例について説明したが、ノイズ低減部２４を階調補正部２２の前段に設け、先に映像信号のノイズ成分を低減した後に階調補正を行ってもよい。さらに、マイコン２８は、階調特性についてもヒストグラムだけでなく、輝度信号レベルなどから複数の階調特性を生成してもよい。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の映像信号処理装置は、第１の実施の形態の映像信号処理装置と基本的な構成は同じであるが、第２の実施の形態の映像信号処理装置は、輝度信号処理部１８が輝度信号ＳＧ４をマイコン２８に入力する点が異なる。
【００４６】
マイコン２８は、ヒストグラム算出部２６で生成されたヒストグラムの情報に加え、輝度信号処理部１８から入力された輝度信号レベルを利用して、階調補正部２２及びノイズ低減部２４を制御する信号を生成する。
【００４７】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、第２の実施の形態の映像信号処理装置における階調補正およびノイズ低減について説明するための図である。マイコン２８は、例えば、図６（ａ）に示すように、輝度レベルを低、中、高などに分割する。低輝度領域に多くの画素が存在する場合には、図６（ｂ）に示すように、元映像の階調特性ＡＡを階調特性ＢＢに変更して低輝度域の階調特性を改善する階調特性信号ＳＧ２を生成する。この際、マイコン２８は、階調特性ＢＢの傾きが所定の閾値を超え、かつ輝度信号処理部２２から出力される輝度信号ＳＧ４の輝度レベルが基準以下である場合に、ノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。ノイズ低減部２４は、階調補正部２２から出力された映像信号に含まれるノイズ成分を、ノイズ低減信号ＳＧ３に基づいて、ディジタルフィルタにより低減する。輝度信号レベルが中、高輝度域にある映像信号の場合には、階調特性ＢＢの傾きが急峻であっても、最終的に輝度映像信号Ｙ及び色差信号Ｃに与えるノイズ成分の影響は低いと判断して、ディジタルフィルタを通過しないようにノイズ低減部２４を制御する。
【００４８】
第２の実施の形態の映像信号処理装置は、ディジタルフィルタにより解像度劣化の少なく、階調特性が良好で、かつＳ／Ｎ劣化の少ない映像信号に補正することができる。
【００４９】
なお、ノイズ低減部２４は、輝度信号だけでなく、色差信号に対しても（１＋Ｚ-2）／２等の特性を持つディジタルフィルタにより、輝度信号と同じようにノイズ低減信号ＳＧ３を用いてディジタルフィルタを制御し、ノイズを低減できる。
【００５０】
また、本実施の形態では、ノイズ低減部２４を階調補正部２２の後段に配置した例について説明したが、ノイズ低減部２４を階調補正部２２の前段に設け、先に映像信号のノイズ成分を低減した後に階調補正を行ってもよい。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態における映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態の映像信号処理装置は、第２の実施の形態の映像信号処理装置と基本的な構成は同じであるが、第３の実施の形態の映像信号処理装置は、ヒストグラム算出部２６から出力されたヒストグラムの情報を受けて、複数フィールドの映像信号のヒストグラムの情報を取得するヒストグラム頻度算出部３０を備えている。ヒストグラム頻度算出部３０は、複数フィールドのヒストグラムの情報をマイコン２８に入力する。
【００５２】
マイコン２８は、ヒストグラム頻度算出部３０から入力された複数フィールドのヒストグラムの情報に基づいて、階調補正信号およびノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。マイコン２８は、低輝度域に全画素の８０％が集中するような状況が２０Ｖ（フィールド）連続する場合に、低輝度域の映像が続くと判定して、低輝度域の階調特性を急峻な特性に補正する階調特性信号ＳＧ２を生成する。これにより、階調補正部２２は、階調特性を１Ｖ（フィールド）単位で段階的に変更することができる。また、マイコン２８は、ノイズ低減部２４で映像信号に含まれるノイズ成分をディジタルフィルタにより低減させるように制御するノイズ低減信号ＳＧ３を生成する。
【００５３】
第３の実施の形態の映像信号処理装置は、画像のヒストグラムの出現頻度を基にどの輝度域にどれくらいの割合の画素が何フィールド連続して存在するか否かヒストグラムの出現頻度も考慮した上で、適切に階調特性部２２及びノイズ低減部２４を制御できる。従って、ディジタルフィルタによる解像度劣化が少なく、かつ階調特性が良好で、Ｓ／Ｎ劣化の少ない映像信号に補正することができる。
【００５４】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態における映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。第４の実施の形態の映像信号処理装置は、第３の実施の形態の映像信号処理装置と基本的な構成は同じであるが、第４の実施の形態の映像信号処理装置は、マイコン２８が輪郭補正制御信号ＳＧ５、およびコアリング制御信号ＳＧ６を生成し、輝度信号処理部１８に入力し、輝度信号処理部２２の輪郭補正量およびコアリング量を適切に制御できるように構成されている点が異なる。
【００５５】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、輪郭補正量について説明するための図である。例えば、輝度信号処理部２２から出力される輝度信号ＳＧ４が低輝度域の映像信号であって、階調特性が急峻であるとすると、輝度信号処理部２２内の輪郭補正の影響で、図９（ａ）に示すように、映像信号に含まれるノイズ成分は増幅される傾向にある。マイコン２８は、輝度信号ＳＧ４の輝度レベルが低輝度域の映像信号で、かつマイコン２８で算出する階調特性の傾きβが所定の閾値を超えている場合に、低輝度域の輪郭補正ゲインを、図９（ｂ）に示すように中輝度域や高輝度域の輪郭補正ゲインより下げるように制御する。
【００５６】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、コアリング量について説明するための図である。
図１０（ａ）は、一般的なコアリング特性を示す図である。マイコン２８は、輝度信号ＳＧ４の輝度レベルが低輝度域の映像信号で、かつマイコン２８で算出する階調特性の傾きβが所定の閾値を超えている場合に、図１０（ｂ）に示すようにコアリング量を大きくするように制御する。
【００５７】
以上の構成により、階調特性の影響で映像信号に含まれるノイズ成分が輪郭補正処理の影響で増幅され映像信号のＳ／Ｎが劣化することを低減することができる。従って、階調特性が良好でかつＳ／Ｎ劣化の少ない、適切に輪郭補正された映像信号を生成することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、輝度信号レベルと階調特性の傾きを利用して輪郭補正量およびコアリング量を制御する例を示したが、マイコン２８にて算出する階調特性の傾きのみに基づいて輪郭補正量またはコアリング量をそれぞれ独立に制御してもよい。この構成によっても、映像信号に含まれるノイズ成分の輪郭補正の影響による増幅を低減できる。
【００５９】
（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の第５の実施の形態の画像処理システムの構成を示すブロック図である。第５の実施の形態の画像処理システムは、第４の実施の形態の映像信号処理装置の構成に加え、画像処理部３２を備えている。
【００６０】
第５の実施の形態の画像信号処理装置の画像処理部３２はＳ／Ｎ劣化の少ない階調特性の良好な映像信号に基づいて、画像認識などの画像処理を行うことができる。画像処理システムは、例えば、監視カメラで撮影された映像の映像信号に対し階調補正およびノイズ低減処理を行い、画像処理部にて特定の人物画像を切り出すなどの処理を行う。これにより、人物画像の切出しを適切に行うことができる。また、ファクトリーオートメーション等において、映像による生産管理に適用することも可能である。
【００６１】
第５の実施の形態の画像処理システムは、映像信号に含まれるノイズ成分の輪郭補正の影響による増幅を低減できるので、ノイズ等の影響による画像処理の誤りを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明によれば、階調補正で用いる階調特性の傾きに応じて映像信号に含まれるノイズ成分の影響を軽減しつつ、階調特性の良好な映像信号とすることができるという効果を有し、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー等の撮像素子を用いて映像信号をディジタル化し、それを基に階調特性を改善するようなビデオカメラ等の撮像装置等として有用である。また、低輝度域の映像信号をモニターする機会が多く、かつ低輝度域で階調特性が急峻になりやすい監視カメラ等の映像監視を目的とする映像機器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施の形態の映像信号処理装置を示す図
【図２】（ａ）画像のヒストグラムの様子を示す図（ｂ）階調特性Ａ、階調特性Ｂ及び変化率αを示す図
【図３】（ａ）階調特性Ａを階調特性Ｂにする処理により、ノイズ成分が増幅される様子を示す図（ｂ）階調特性Ｂの傾きβを示す図
【図４】（ａ）ノイズ低減部２４の構成を示す図（ｂ）ノイズ成分を含む映像信号がノイズ低減部２４により、ノイズが低減される様子を示す図
【図５】第２の実施の形態の映像信号処理装置を示す図
【図６】（ａ）低輝度域に集中する画素が多い場合のヒストグラムの様子を示す図（ｂ）階調特性Ａから低輝度域の階調特性を急峻にして改善した階調特性ＢＢを示す図
【図７】第３の実施の形態の映像信号処理装置を示す図
【図８】第４の実施の形態の映像信号処理装置を示す図
【図９】（ａ）輪郭補正の影響でノイズ成分を含む映像信号が増幅される様子を示す図（ｂ）輪郭補正ゲインの制御特性を示す図
【図１０】（ａ）コアリング特性を示す図（ｂ）コアリング量の制御特性を示す図
【図１１】第５の実施の形態の画像信号処理装置を示す図
【図１２】従来の映像信号処理装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００６４】
１０  撮像素子
１２  撮像素子駆動部
１４  前処理部
１６  Ａ／Ｄ変換器
１８  輝度信号処理部
２０  色差信号処理部
２２  階調補正部
２４  ノイズ低減部
２６  ヒストグラム算出部
２８  マイコン
３０  ヒストグラム頻度算出部
３２  画像処理部
４０  フリップフロップ
４２  加算器
４４  １／２演算器
【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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【図１１】
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【図１２】
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