(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の被写体を撮像した撮像信号から輝度信号を生成し、当該輝度信号から輪郭成分を抽出して当該被写体の輪郭部分を強調する輪郭強調輝度信号を出力する撮像装置であって、
前記輪郭成分から正側輪郭成分又は負側輪郭成分の何れか一方の輪郭成分のみを抽出し、抽出された当該一方の輪郭成分を所定の中間調レベルに重畳して得られる輝度信号を前記輪郭強調輝度信号として出力する信号処理部を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記輪郭成分をゲインアップして前記被写体の輪郭部分を強調する輪郭強調回路を有す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】
前記信号処理部は、前記輝度信号と前記中間調レベルとを切り換え可能なガンマ補正回路を有し、当該輝度信号への輪郭成分の重畳と、前記中間調レベルへの前記一方の輪郭成分の重畳とを選択可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像した信号を処理して特殊画像化した撮像信号が得られるようにした撮像装置に関する。詳しくは、撮像した信号を処理してその輪郭部分のみを中間調の背景に重畳して表示することによって、輪郭部分のみを持ったパステル画像を表示できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮像装置の中には撮像した信号を処理してモザイク画像など特殊な画像信号に変換できるようにしたものが知られている。この特殊画像の中で例えば被写体の輪郭部分のみを抽出し、これを中間調の明るさの背景に重畳して表示すると、柔らかなパステル調の画像（以下これをパステル画像という）が得られる。
【０００３】
例えば、図７Ａのような原画像には明暗のある建物が映し出されているが、これを加工して背景は全て中間調レベルで表示し、建物はその輪郭部分のみを抽出してこの背景に重畳すると、同図Ｂのように明暗が取り除かれた単一中間調の背景に建物の輪郭部分が映し出された特殊画像が得られる。背景は中間調であるのでこの特殊画像はパステル調の画像となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
被写体を撮像したとき通常の撮像信号の他に、図７Ｂに示すような特殊画像が得られるようになると、それだけこの撮像装置を遊び感覚で使用できるので便利なものとなる。
【０００５】
従来ではこのような特殊画像のうちモザイク画像を得るようなものは現存するが、図７Ｂに示すようなパステル画像を得る装置は未だ開発されていない。
【０００６】
この発明では特殊画像のうち特にこのパステル画像をも得られるように構成すると共に、最適なパステル画像が得られるようにした撮像装置を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、この発明に係る撮像装置は、任意の被写体を撮像した撮像信号から輝度信号を生成し、この輝度信号から輪郭成分を抽出して被写体の輪郭部分を強調する輝度信号を出力する撮像装置であって、この輪郭成分から正側輪郭成分又は負側輪郭成分の何れか一方の輪郭成分のみを抽出し、抽出された一方の輪郭成分を所定の中間調レベルに重畳して得られた輝度信号を、この被写体の輪郭部分を強調する輝度信号として出力する信号処理部を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る撮像装置によれば、特殊画像変換表示モードが選択されると、撮像信号から生成された輝度信号に代えて所定の中間調レベルが背景レベルとして選択される。さらに輝度信号から水平方向と垂直方向の輪郭成分が抽出され、さらに抽出された輪郭成分のうちこの例では負側の輪郭成分が中間調レベルに加算される。この加算出力が輝度信号として出力され、これに色成分が加えられて最終的なパステル画像となされる。
【０００９】
背景レベルは中間調を表すレベルを使用することで、画像全体がパステル調となる。従って、明暗が取り除かれた単一中間調の背景に被写体の輪郭部分が強調されて映し出されたパステル調の画像を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る撮像装置の一実施態様を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は特殊画像変換処理機能を有するこの発明に係る撮像装置１０の実施の一態様を示す。
【００１２】
同図にあって、被写体１１はレンズ系１２を介してＣＣＤなどの撮像素子１３にて電気信号（撮像信号）に変換される。撮像素子１３の前段に配される色フィルタは図２に示すようなこの例では補色で市松パターンの色フィルタが使用される。
【００１３】
補色市松パターンの色フィルタを使用するときは２段ごとの市松パターンを使用して輝度信号と色信号が形成される。図では最初の２段から同時に読みだされるラインを便宜的にＲライン、次の２段から同時に得られるラインをＢラインとして示してある。
【００１４】
撮像素子１３より出力された撮像信号（Ｒライン信号とＢライン信号）はサンプリングホールド回路およびＡＧＣ回路１４において、サンプリングとディジタル変換時のダイナミックレンジの調整を行うためにＡＧＣがかけられる。その後Ａ／Ｄ変換器１５でディジタル信号に変換される。
【００１５】
ディジタル化された撮像信号は信号処理部２０に供給される。信号処理部２０では最初に欠陥補正回路２１が設けられ、ＣＣＤの欠陥に基づく信号欠陥が前後の画素や上下の画素を利用して補正される。その後遅延素子（遅延ラインでもよい）を有した遅延回路２２に供給されて１Ｈ（１水平周期）遅延された撮像信号Ｈ１Ｄと、２Ｈ遅延された撮像信号Ｈ２Ｄとが出力される。
【００１６】
これら撮像信号Ｓａ（Ｈ１Ｄ、Ｈ２Ｄ）は輝度信号処理回路３０と色信号処理回路２４とに供給され、対応する輝度信号Ｙと色信号Ｃとが生成される。信号処理回路２０はＣＰＵで構成された制御部２５によって管理されたり、信号処理される関係から、図示せずもこの信号処理部２０には内部に具備された複数の処理系に対するインタフェース回路が設けられている。
【００１７】
実施例では、後述するように色信号処理回路２４に設けられたゲイン調整回路（図示はしない）がパステル画像生成時に所定ゲインとなるように調整されるほか、さらに光学系１２に設けられた絞り調整回路２６が制御部２５によって制御される。パステル画像のときには色飽和度を通常時よりも高めに設定するようにすることによってパステル画に近い色が再現できるようにしている。
【００１８】
また、絞り調整回路２６によって通常撮像時よりも絞りを開けるように制御される。これはパステル画像を得るときは被写体を細部まで表示させるよりは、画面の中で占める割合の大きな被写体の輪郭部分が重要な要素となるので、できるだけこの輪郭部分を確実に抽出できるようにするため、通常撮像時では飽和するようなレベルまで、絞りを開けるようにしている。
【００１９】
図３は上述した輝度信号処理回路３０の具体例を示す。端子３１には１Ｈ遅延した撮像信号Ｈ１Ｄが供給され、端子３２には２Ｈ遅延された撮像信号Ｈ２Ｄが供給される。１Ｈ遅延された撮像信号Ｈ１Ｄはディジタルローパスフィルタ３３で帯域制限されることによって画像表示に必要な低域撮像信号Ｓｂが抽出される。この撮像信号Ｓｂが水平方向の輪郭抽出回路（Ｈアパコン）３４に供給されて、画像のうち水平方向に関する輪郭成分Ｐａが抽出される。
【００２０】
同様に１Ｈ遅延の撮像信号Ｈ１Ｄと２Ｈ遅延の撮像信号Ｈ２Ｄが垂直方向の輪郭抽出回路（Ｖアパコン）３５に供給されて垂直方向に関する輪郭成分Ｐｂが抽出される。
【００２１】
これら水平方向と垂直方向に関する輪郭成分Ｐａ，Ｐｂは輪郭強調回路（アパコンエフェクト回路）４０に供給され、通常の輪郭補正モードのときは合成された輪郭成分Ｐｄが出力され、パステル画像モードのときにはゲイン調整された後正側輪郭成分若しくは負側輪郭成分の何れか一方の輪郭成分のみ選択的に取り出される。本例では後述するように負側輪郭成分Ｐｄ′のみが抽出される。
【００２２】
これらの輪郭成分Ｐｄ，Ｐｄ′は低域撮像信号Ｓｂと共にガンマ補正回路５０に供給されてガンマ補正（γ補正）され、ガンマ補正された撮像信号Ｓｃはさらに第２の輪郭補正回路（アパコン）６０に供給されてガンマ補正によって圧縮された白レベル側の輪郭成分を再加算して、白側から黒側までの全領域に亘って一様な輪郭強調特性となるようにしている。この処理には輪郭強調回路４０で生成された輪郭補正信号Ｐｉが使用される。
【００２３】
輪郭成分が再調整された撮像信号Ｓｅは後段のフェーダ６１において白フェーダ若しくは黒フェーダの調整が行われて、輪郭補正など適切な信号処理が施された最終的な輝度信号Ｙが得られる。
【００２４】
図４は上述した輪郭強調回路４０とガンマ補正回路５０の具体例を示すもので、付与回路４０には水平方向と垂直方向に関する輪郭成分Ｐａ，Ｐｂ（図５Ａ，Ｂ）が与えられ、加算器４１でこれら輪郭成分Ｐａ，Ｐｂの加算処理が行われる。加算された輪郭成分Ｐｉは乗算器４２に供給されて端子４３より与えられたゲイン調整信号Ｐｅとの乗算処理が行われる。この乗算処理によるゲインアップは輪郭部分を強調するために行われるもので（図５Ｃ）、この例では輪郭強調のための再調整用の信号Ｐｉとしても利用される。
【００２５】
乗算出力である輪郭成分Ｐｆはオアゲート回路４４とアンドゲート回路４７の双方に供給され、アンドゲート回路４７はオアゲート出力Ｐｈによってそのゲート状態がコントロールされる。
【００２６】
ゲート回路４４と４７は、通常の輪郭強調モードでは輪郭成分Ｐｆそのものが出力され、パステル画像モードのときには負の輪郭成分Ｐｄ′のみが出力されるようにするためのゲート回路である。
【００２７】
そのためにディジタル化された輪郭成分Ｐｆのうち正負の極性を示す最上位ビットＭＳＢがオアゲート回路４４に供給されると共に、端子４５からのモード信号Ｐｃが与えられる。モード信号Ｐｃはパステル画像モードとするか、通常の輪郭強調モードとするかを選択するための信号であって、通常の輪郭強調モードのときはローレベル、パステル画像モードのときはハイレベルであるものとする。
【００２８】
このモード信号Ｐｃはインバータ４６で反転されてからオアゲート回路４４にそのゲート信号として供給される。一方、この例では輪郭成分ＰｆのＭＳＢビットが「０」であるときは輪郭成分Ｐｆが正の成分であり、「１」であるときは負の成分となっている。したがってモード信号Ｐｃ、輪郭成分Ｐｆ、ＰｆのＭＳＢおよびゲート出力Ｐｄ（Ｐｄ′）との関係（真理値）は図６のようになる。
【００２９】
図６の真理値表から明らかなように、通常の輪郭強調モードのときにはゲート入力レベルがハイレベルになるため、ＭＳＢの値に拘わらずオアゲート出力Ｐｈはハイレベルとなる。その結果輪郭成分Ｐｆはそのままアンドゲート回路４７を通過する。これによって正負の輪郭成分Ｐｆ（＝Ｐｄ）が出力される。
【００３０】
これに対して、パステル画像モードが選択されているときは、ＭＳＢビットが「１」のときつまり負の値であるときゲート出力Ｐｈがハイレベルとなるから、そのときの輪郭成分Ｐｆがゲートされる。つまり輪郭成分Ｐｄ′となる。ＭＳＢビットが「０」であるときはゲート出力Ｐｈはローレベルに反転するのでこのときはゲートされず、ゲート回路４７の出力はゼロとなる。
【００３１】
したがってこのゲート処理によって、通常の輪郭強調モードでは正負の輪郭成分Ｐｄが得られ、パステル画像モードでは負成分のみの輪郭成分Ｐｄ′が得られることになる。パステル画像モードで負成分のみ輪郭成分を利用したのは、後述するように背景が単一の中間調レベルであるため、輪郭をより強調するには負側の輪郭成分で背景よりもより一層暗くする必要があるためである。正成分を利用すると、輪郭部分が背景レベル側に近づくため輪郭がぼけてしまうからである。
【００３２】
続いて、ガンマ補正回路５０を図４を再び参照して詳述する。
このガンマ補正回路５０はレベル切り替え用のスイッチ５１と、輪郭成分加算用の加算器５２と、ガンマ特性を付与するためのガンマ補正手段５３とで構成される。スイッチ５１の端子ａ側にはローパス出力である撮像信号Ｓｂそのものが与えられ、端子ｂ側は固定値が与えられる。固定値は画面を一定レベルで映し出すための輝度レベル設定用で、本例では中間調レベルが選ばれる。図５Ｆに示すようにこの例ではＩＲＥ（Institute for Radio Engineers）スケールで、６０ＩＲＥとなる値に設定される。
【００３３】
この値は露光量とも関係し、この例では図１に示した絞り調整回路２６を制御して、パステル画像モードのときには自動露光の基準露光値として、全白を撮像したときに６０ＩＲＥとなるように絞りが調整される。
【００３４】
スイッチ５１はモード信号Ｐｃによって切り換えられるもので、通常の輪郭強調モードのときは端子ａ側が選択され、パステル画像モードのときには端子ｂ側の固定値が選択される。選択された信号に対して輪郭成分Ｐｄ若しくはＰｄ′が加算される。
【００３５】
例えば通常の輪郭強調モードのときには図５Ａ，Ｃに示す撮像信号Ｓｂに対して輪郭成分Ｐｄが加算されるため、加算出力である輪郭強調後の撮像信号Ｓｂは同図Ｄのようになる。
【００３６】
一方、パステル画像モードが選択されたときは固定値（図５Ｆ）が選択されると共に、パステル画像用の輪郭成分Ｐｄ′（同図Ｅ）が加算されるためそのときの撮像信号であるパステル画像信号Ｓｂ′は同図Ｇのような輪郭部のみ輝度レベルが低下した信号となる。したがってこのパステル画像信号Ｓｂ′をモニタすると、中間調レベルの背景に被写体の輪郭のみが映し出されたパステル画像（図７Ｂ）が得られる。これに色信号を加えるとカラーのパステル画像となる。
【００３７】
パステル画像モードのときには色の飽和度も通常よりも高めに設定されることによってより自然なカラーのパステル画像が得られる。飽和度の調整は制御部２５からの制御信号に基づいてパステル画像モードのときのみ色信号処理回路２４のアンプゲインを高めに制御することによって達成される。
【００３８】
上述した例では、背景となる中間調レベルを６０ＩＲＥに設定し、負の成分のみの輪郭成分を利用してパステル画像を形成したが、これとは逆に中間調レベルをより暗く設定し、正の成分のみの輪郭成分を利用してパステル画像を形成することもできる。この場合には被写体の輪郭は黒地に白く映し出されることになる。こうするときは図４に示すスイッチ５１に与える固定値を６０ＩＲＥよりも低く設定すると共に、オアゲート回路４４をナンドゲート回路に変更すればよい。これらを切り替え使用することも可能であり、そのように構成しても回路構成は差ほど複雑化することはない。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る撮像装置では、通常の撮像信号の他に、特殊画像として現存しないパステル画像信号を形成できるようにしたものである。そのため、通常の撮像装置として楽しむことができるほか、明暗が取り除かれた単一中間調の背景に被写体の輪郭部分が映し出されたパステル画のような特殊画像を得ることができるので、お遊び感覚で楽しむことができる。つまりニューフィーチャーを備えた撮像装置を提供できる。
【００４０】
パステル画像を生成する場合にあって、自動露光の基準露光値を全白を撮像したときに所定レベルとなるように制御して、通常よりも明るくしているので、被写体の輪郭を確実に抽出できるようになり、きれいなパステル画像を得ることができる。
【００４１】
さらに特定の輪郭成分を利用してパステル画像を形成したので、被写体の輪郭を鮮明に映し出すことができるようになり、輪郭のはっきりしたパステル画像が得られるなどの特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る撮像装置の一実施態様を示す要部の系統図である。
【図２】色フィルタの一例を示す配置図である。
【図３】輝度信号処理回路の一例を示す系統図である。
【図４】輝度信号処理回路のさらに詳細を示す要部の系統図である。
【図５】パステル画像処理例を示す波形図である。
【図６】パステル画像モードでの真理値表を示す図である。
【図７】通常画像とパステル画像との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・撮像装置、２０・・・信号処理部、２４・・・色信号処理回路、２５・・・制御部、２６・・・絞り調整回路、３０・・・輝度信号処理回路、３４，３５輪郭成分抽出回路、４０・・・輪郭強調回路、４４，４７・・・ゲート回路、５０・・・ガンマ補正回路
【図１】
0003799096.tif 000002
【図２】
0003799096.tif 000003
【図３】
0003799096.tif 000004
【図４】
0003799096.tif 000005
【図５】
0003799096.tif 000006
【図６】
0003799096.tif 000007
【図７】
0003799096.tif 000008