(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面上の対象エリアを設定するための入力手段と、
上記入力手段により設定された上記対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上あるいはしきい値以下となる画素の個数を算出する画素数算出手段と、
上記画素数算出手段で算出された画素の個数に基づき、上記画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しい上記しきい値を決定するしきい値決定手段と、
輝度信号の、上記しきい値決定手段で決定されるしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレアを補正するフレア補正手段と
を備えることを特徴とするビデオカメラのフレア補正装置。
【請求項２】
上記しきい値決定手段は、上記しきい値を黒レベルに近い所定レベル以下に決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのフレア補正装置。
【請求項３】
上記フレア補正手段は、上記輝度信号より上記しきい値を減算する減算器で構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのフレア補正装置。
【請求項４】
画面上の対象エリアを設定する第１の工程と、
上記第１の工程で設定された上記対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上あるいはしきい値以下となる画素の個数を算出する第２の工程と、
上記第２の工程で算出された画素の個数に基づき、上記画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しい上記しきい値を決定する第３の工程と、
輝度信号の、上記第３の工程で決定されるしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレアを補正する第４の工程と
を備えることを特徴とするビデオカメラのフレア補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビデオカメラのフレア補正装置およびフレア補正方法に関する。詳しくは、画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しいしきい値を設定し、輝度信号のしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレア補正をすることによって、画像に適応したフレア補正を可能とし、またレンズ部分のコストアップを伴わずに簡単な回路でフレア補正を可能とするビデオカメラのフレア補正装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラを使用した屋外での撮影の場合、太陽光がビデオカメラのレンズ鏡筒内に乱反射し、輝度信号の黒レベルの浮き上がり（以下、「フレア」という）が発生する場合がある。このようにフレアが発生すると、ビデオカメラの出力ビデオ信号による画像は、いわゆる黒に締まりのない画像となる。
【０００３】
そこで従来、レンズ鏡筒内の乱反射を抑えるために、レンズ鏡筒の内面に反射防止材料を塗布する等の対策を採ることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにレンズ鏡筒の内面に反射防止材料を塗布する等の対策を採るものにあっては、反射防止が万全ではないことと、レンズ部分のコストアップを伴う等の問題点があった。
【０００５】
この発明では、画像に適応したフレア補正を可能とし、またレンズ部分のコストアップを伴わずに簡単な回路でフレア補正を可能とするビデオカメラのフレア補正装置等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るビデオカメラのフレア補正装置は、画面上の対象エリアを設定するための入力手段と、この入力手段により設定された対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上あるいはしきい値以下となる画素の個数を算出する画素数算出手段と、この画素数算出手段で算出された画素の個数に基づき、画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しいしきい値を決定するしきい値決定手段と、輝度信号の、しきい値決定手段で決定されるしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレアを補正するフレア補正手段とを備えるものである。
【０００７】
この発明において、画面上に対象エリアが予め設定される。例えば、画面全体や画面の中央部等が対象エリアとして設定される。この画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上あるはしきい値以下となる画素の個数が算出される。そして、この算出結果に基づき、画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しいしきい値が決定される。このように決定されるしきい値は、輝度信号の黒レベルの浮き上がり量にほぼ対応したものとなる。
【０００８】
そのため、輝度信号の、しきい値決定手段で決定されたしきい値以下のレベル部分が圧縮され、フレアの補正が行われる。例えば、輝度信号よりしきい値を単純に減算することで、フレアの補正が行われる。なお、しきい値を決定するに当たり、そのしきい値を黒レベルに近い所定レベル以下に制限することで、例えば被写体の全体が明るい場合に、輝度信号の黒レベルの浮き上がり量に対応しない誤ったしきい値が設定されることが防止される。
【０００９】
このように、画面上の対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しいしきい値を決定し、輝度信号のしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレアを補正することにより、画像に適応したフレア補正が可能となる。しかも、レンズ鏡筒の内面に反射防止材料を塗布する等してフレアの発生を防止するものでなく、レンズ部分のコストアップを伴わずに簡単な回路でフレア補正が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのビデオカメラ１００の構成を示している。
【００１１】
このビデオカメラ１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するコントローラ１０１を有している。このコントローラ１０１には、ユーザが種々のキー操作を行うためのキー入力部１０２が接続されている。
【００１２】
また、ビデオカメラ１００は、撮像レンズを構成するレンズブロック１０３と、撮像素子としてのＣＣＤ（charge coupled device）固体撮像素子１０４と、この撮像素子１０４より出力される不要なリセット状態の信号を取り除くためのサンプルホールド回路１０５と、このサンプルホールド回路１０５より出力される撮像信号の振幅を一定に保つように制御するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１０６と、このＡＧＣ回路１０６で振幅が制御された撮像信号を処理して輝度信号Ｙ、赤色差信号Ｒ−Ｙ、青色差信号Ｂ−Ｙを得るためのカメラ信号処理回路１０８とを有している。レンズブロック１０３内には、絞り１０７が設けられている。
【００１３】
また、ビデオカメラ１００は、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙのフレアを補正するフレア補正回路１０９と、このフレア補正回路１０９でフレアが補正された輝度信号Ｙｃ並びにカメラ信号処理回路１０８より出力される色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを使用して、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号ＳＶを得るエンコーダ１１０と、このエンコーダ１１０より出力されるビデオ信号ＳＶを出力する出力端子１１１と、このビデオ信号ＳＶによる画像を表示するための電子ビューファインダ１１２とを有している。
【００１４】
また、ビデオカメラ１００は、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙを積分して明るさ評価値としての積分信号ＳＩＴを得る積分回路１１３を有している。この積分回路１１３には、コントローラ１０１より、画面上の対象エリアに対応して例えば“１”となるエリア信号ＳＡＲと、各フィールドの先頭タイミングで発生されるリセット信号ＳＲＥとが供給される。
【００１５】
積分回路１１３では、リセット信号ＳＲＥによって各フィールドの先頭で積分値がリセットされ、エリア信号ＳＡＲが“１”となる期間でカメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙが積分される。そして、この積分回路１１３よりフィールド毎に出力される明るさ評価値としての積分信号ＳＩＴは、コントローラ１０１に供給される。コントローラ１０１は、この積分信号ＳＩＴが所定値となるように、絞り１０７の開口量およびＡＧＣ回路１０６のゲインを制御することで、露出制御をする。
【００１６】
また、ビデオカメラ１００は、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数を算出する画素数算出回路１１４を有している。画素数算出回路１１４は、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙおよびコントローラ１０１より供給されるしきい値ＴＨＲに基づいて、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数を算出する。
【００１７】
図２は、画素数算出回路１１４の構成を示している。この画素数算出回路１１４は、輝度信号Ｙとしきい値ＴＨＲとを比較する比較器１２１と、比較器１２１の出力信号に基づき、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数をカウントするカウンタ１２２と、画面上の対象エリアに対応した複数の画素の個数をカウントするカウンタ１２３とを有している。対象エリアは、ユーザによるキー入力部１０２の操作によって任意に設定される。例えば、画面全体や画面の中央部等が対象エリアとして設定される。
【００１８】
比較器１２１の出力信号は、Ｙ≧ＴＨＲであるときは“１”となり、Ｙ＜ＴＨＲであるときは“０”となる。カウンタ１２２のイネーブル端子ＥＮには比較器１２１の出力信号が供給され、そのクロック端子にはコントローラ１０１より画面上の対象エリアに対応して画素クロック信号ＣＬＫが供給され、さらにそのリセット端子ＲＥにはコントローラ１０１より各フィールドの先頭タイミングで発生されるリセット信号ＳＲＥが供給される。カウンタ１２２は、そのイネーブル端子ＥＮに“１”が供給されるときは、カウントが可能な状態となる。
【００１９】
輝度信号Ｙがしきい値ＴＨＲ以上となるとき、比較器１２１の出力信号は“１”となる。そのため、カウンタ１２２は、各フィールドの先頭のタイミングでリセットされ、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素のカウントをする。したがって、カウンタ１２２のカウント値として、フィールド毎に、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数Ｓthrが得られる。
【００２０】
一方、カウンタ１２３のイネーブル端子ＥＮには常時“１”の信号が供給され、そのクロック端子にはコントローラ１０１より画面上の対象エリアに対応して画素クロック信号ＣＬＫが供給され、さらにそのリセット端子ＲＥにはコントローラ１０１より各フィールドの先頭タイミングで発生されるリセット信号ＳＲＥが供給される。カウンタ１２３は、そのイネーブル端子ＥＮに“１”が供給されるときは、カウントが可能な状態となる。カウンタ１２３は、各フィールドの先頭のタイミングでリセットされ、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のカウントをする。したがって、カウンタ１２３のカウント値として、フィールド毎に、画面上の対象エリアに対応した複数の画素の個数Ｓallが得られる。
【００２１】
コントローラ１０１は、画素数算出回路１１４でフィールド毎に得られる個数Ｓthr，Ｓallに基づき、画面上の対象エリアに対応した輝度信号Ｙの黒側のレベルにほぼ等しく、フレアの補正量となるしきい値ＴＨＲｆを決定する。この場合、コントローラ１０１は、黒レベルに近い所定レベルを上限レベルとして、しきい値ＴＨＲのレベルを順次変化させていくことで、しきい値ＴＨＲｆを決定する。
【００２２】
例えば、図４に示すように、上限レベル以下で、しきい値ＴＨＲをＴＨＲ１，ＴＨＲ２，ＴＨＲ３，ＴＨＲ４のように変化させ、このとき、Ｓall＝４００に対して、ＳthrがＳthr1＝４００，Ｓthr2＝４００，Ｓthr3＝２００，Ｓthr4＝１８０のように得られるとすれば、ＴＨＲｆ＝ＴＨＲ２と決定する。また例えば、図５に示すように、上限レベル以下で、しきい値ＴＨＲをＴＨＲ１，ＴＨＲ２，ＴＨＲ３，ＴＨＲ４のように変化させ、このとき、Ｓall＝４００に対して、ＳthrがＳthr1＝４００，Ｓthr2＝３５０，Ｓthr3＝２００，Ｓthr4＝１８０のように得られるとすれば、ＴＨＲｆ＝（ＴＨＲ２＋ＴＨＲ１）／２と決定するか、あるいはＴＨＲ１〜ＴＨＲ２の間でさらに細かくしきい値ＴＨＲを変化させてＴＨＲｆを決定する。
【００２３】
なお、図２に示す画素数算出回路１１４は個数Ｓthrを得るための比較器１２１およびカウンタ１２２の系を１系統だけ備えるものであるが、この系を複数系統備えることで、しきい値ＴＨＲの複数レベルに対する個数Ｓthrを並列的に得ることが可能となる。また、図２に示す画素数算出回路１１４は個数Ｓallを得るためのカウンタ１２３を備えるものであるが、画面上の対象エリアが固定であって、個数Ｓallが予めわかっている場合にはカウンタ１２３は設けなくてもよい。
【００２４】
図３は、上述したフレア補正回路１０９の構成を示している。コントローラ１０１で決定されるしきい値ＴＨＲｆは、フレア補正回路１０９に補正量として供給される。このフレア補正回路１０９は、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙよりしきい値ＴＨＲｆを減算して、フレア補正された輝度信号Ｙｃを出力する減算器１２４を有して構成されている。
【００２５】
次に、図１に示すビデオカメラ１００の動作を説明する。撮像素子１０４より出力される撮像信号はサンプルホールド回路１０５で不要なリセット状態の信号が取り除かれ、その後にＡＧＣ回路１０６を介してカメラ信号処理回路１０８に供給される。カメラ信号処理回路１０８では、撮像信号が処理されて、輝度信号Ｙ、赤色差信号Ｒ−Ｙおよび青色差信号Ｂ−Ｙが得られる。
【００２６】
ここで、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙは積分回路１１３に供給される。積分回路１１３では画面上の所定の対象エリアに対応した輝度信号Ｙが積分され、この積分回路１１３からはフィールド毎に明るさ評価値としての積分信号ＳＩＴが出力される。この積分信号ＳＩＴはコントローラ１０１に供給され、このコントローラ１０１により、積分信号ＳＩＴが所定値となるように、絞り１０７の開口量およびＡＧＣ回路１０６のゲインが制御され、露出制御が行われる。
【００２７】
また、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙはフレア補正回路１０９に供給されてフレアの補正が行われる。図６Ａは輝度信号Ｙにフレア（黒レベルの浮き上がり）がない場合を示しており、図６Ｂは輝度信号Ｙにフレアが発生している場合を示している。
【００２８】
上述したように、カメラ信号処理回路１０８より出力される輝度信号Ｙは画素数算出回路１１４に供給され、この画素数算出回路１１４より、フィールド毎に、画面上の所定の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数Ｓthrが得られると共に、画面上の所定の対象エリアに対応した複数の画素の個数Ｓallが得られる。コントローラ１０１では、これら個数Ｓthr，Ｓallに基づき、画面上の対象エリアに対応した輝度信号Ｙの黒側のレベルにほぼ等しく、フレアの補正量となるしきい値ＴＨＲｆが決定される。
【００２９】
このしきい値ＴＨＲｆはコントローラ１０１よりフレア補正回路１０９に供給される。そして、輝度信号Ｙよりこのしきい値ＴＨＲｆが減算されて、フレアの補正が行われた輝度信号Ｙｃが得られる（図３参照）。すなわち、フレアが発生している輝度信号Ｙに対して、コントローラ１０１では、図７に示すようにしきい値ＴＨＲｆが決定される。フレア補正回路１０９の入出力特性は、図８に示すように、輝度信号Ｙのしきい値ＴＨＲｆ以下のレベル部分が０となるように圧縮するものである。したがって、フレア補正回路１０９より、図９に示すように、フレア補正された輝度信号Ｙｃが得られる。
【００３０】
また、フレア補正回路１０９でフレア補正された輝度信号Ｙｃと、カメラ信号処理回路１０８より出力される色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙがエンコーダ１１０に供給され、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号ＳＶが形成される。このビデオ信号ＳＶは出力端子１１１に導出される。また、そのビデオ信号ＳＶは電子ビューファインダ１１２に供給され、この電子ビューファインダ１１２にビデオ信号ＳＶによる画像が表示される。
【００３１】
以上説明したように本実施の形態においては、画面上の所定の対象エリアに対応した輝度信号Ｙの黒側のレベルにほぼ等しいしきい値ＴＨＲｆをコントローラ１０１で決定し、フレア補正回路１０９では輝度信号Ｙよりそのしきい値ＴＨＲｆを減算してフレアを補正するものである。この場合、輝度信号Ｙに発生しているフレアの量は画像（被写体）の内容によって異なってくるが、しきい値ＴＨＲｆはフレアの量に対応したレベルに常に決定されるため、画像に適応したフレア補正を行うことができる。
【００３２】
また、コントローラ１０１でしきい値ＴＨＲｆを決定するに当たり、そのしきい値ＴＨＲｆを黒レベルに近い所定レベル（上限レベル）以下に制限するものである。したがって、例えば被写体の全体が明るい場合に、輝度信号Ｙの黒レベルの浮き上がり量に対応しない誤ったしきい値ＴＨＲｆが設定されることを防止できる。
【００３３】
また、従来のようにレンズ鏡筒の内面に反射防止材料を塗布する等してフレアの発生を防止するものでなく、レンズ部分のコストアップを伴わずに、減算器１２４で構成される簡単なフレア補正回路１０９でフレア補正を行うことができる。
【００３４】
なお、上述実施の形態においては、フレア補正回路１０９が図８に示すような入出力特性を持つように構成されているが、このフレア補正回路１０９を図１０に示すような入出力特性を持つように構成してもよい。この場合、フレア補正回路１０９では、輝度信号Ｙのしきい値ＴＨＲｆ以下のレベル部分が１以下、例えば１／２、１／４、１／８等に圧縮される。
【００３５】
フレア補正回路１０９を図１０に示すような入出力特性を持つように構成する場合には、フレア補正によって輝度信号Ｙのしきい値ＴＨＲｆ以下のレベル部分がなくなってしまうわけではないので、例えば図５の例においてＴＨＲｆ＝ＴＨＲ２と決定しても、輝度信号Ｙのしきい値ＴＨＲｆ以下のレベル部分のものも表現できる。したがって、しきい値ＴＨＲｆを大まかに決定しても問題にはならず、しきい値ＴＨＲfの決定が簡単になることが考えられる。さらに、輝度信号Ｙのしきい値ＴＨＲｆ以下のレベル部分に対する圧縮比を、しきい値ＴＨＲｆに係る個数Ｓthrに応じて変更することにより、より細かな補正も可能となる。例えば、しきい値ＴＨＲｆに係る個数Ｓthrが個数Ｓallに近づくにつれて圧縮比を大きくしていくことが考えられる。
【００３６】
また、上述実施の形態において、画素数算出回路１１４では、画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以上となる画素の個数Ｓthrを算出するものであったが、画素数算出回路１１４で画面上の対象エリアに対応した複数の画素のうち、輝度レベルがしきい値以下となる画素の個数Ｓthrを算出し、コントローラ１０１ではその算出結果を使用してしきい値ＴＨＲｆを決定するように構成することもできる。この場合、コントローラ１０１では個数Ｓthrが０または０の近傍となるようにしきい値ＴＨＲｆを決定するものであり、画素数算出回路１１４では画面上の対象エリアに対応した複数の画素の個数Ｓallを算出する必要がなくなり、画素数検出回路１１４の構成を簡単にできる利益がある。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、画面上の対象エリアを設定するための入力手段により対象エリアを設定し、この対象エリアに対応した輝度信号の黒側のレベルにほぼ等しいしきい値を決定し、輝度信号のしきい値以下のレベル部分を圧縮してフレアを補正するものである。これにより、ユーザによって画面全体や画面の中央部等をフレア補正用の対象エリアとして設定できるので、画像に適応したフレア補正を行うことができ、またレンズ部分のコストアップを伴わずに簡単な回路でフレア補正を行うことができる。
【００３８】
また、しきい値を決定するに当たり、そのしきい値を黒レベルに近い所定レベル以下に制限することで、例えば被写体の全体が明るい場合に、輝度信号の黒レベルの浮き上がり量に対応しない誤ったしきい値が設定されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】画素数算出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】フレア補正回路の構成を示すブロック図である。
【図４】フレアの補正量となるしきい値の決定工程を説明するための図である。
【図５】フレアの補正量となるしきい値の決定工程を説明するための図である。
【図６】フレアの発生の様子を示す図である。
【図７】フレア補正前の輝度信号としきい値との関係を示す図である。
【図８】フレア補正回路の入出力特性を示す図である。
【図９】フレア補正後の輝度信号を示す図である。
【図１０】フレア補正回路の他の入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・ビデオカメラ、１０１・・・コントローラ、１０２・・・キー入力部、１０３・・・レンズブロック、１０４・・・ＣＣＤ固体撮像素子、１０５・・・サンプルホールド回路、１０６・・・ＡＧＣ回路、１０７・・・絞り、１０８・・・カメラ信号処理回路、１０９・・・フレア補正回路、１１０・・・エンコーダ、１１１・・・出力端子、１１２・・・電子ビューファインダ、１１３・・・積分回路、１１４・・・画素数算出回路、１２１・・・比較器、１２２，１２３・・・カウンタ、１２４・・・減算器
【図１】
0004161412.tif 000002
【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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