JPH06276413A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スローシャッター中の画像ぶれによる画質劣
化を少なくすることを目的とする。 【構成】 動き検出回路１９０、アパーチャ補正用エン
ハンサ１２０およびエンハンサ制御回路２１０を設け、
上記動き検出回路１９０から供給される動き情報を使用
して上記アパーチャ補正用エンハンサ１２０の動作を制
御することにより、シャッター速度が遅いほど、および
相対的な位置ずれ量が大きいほどエンハンス量を増やす
ように利得を制御できるようにして、被写体の形状とし
て元々なまっているエッジと、画像ぶれによりなまって
しまったエッジとを区別して、各々のエッジに対して適
切なエンハンスを施すことができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に係わり、例え
ば、シャッター速度可変の撮像素子、撮像装置と被写体
の相対的な位置ずれを検出する画像ぶれ検出機能、及び
画質向上のためのエンハンサ（アパーチャ補正）を有す
る撮像装置に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、アパーチャ補正を行うため
に撮像装置に組み込まれるエンハンサは、画像信号を２
階微分して空間的な高周波成分を抽出し、元の画像に付
加することにより輪郭部を強調して画質の向上を図るも
のである。

【０００３】図３は、垂直方向のエンハンサ（垂直アパ
ーチャ補正）の典型的な回路構成を示している。図３に
おいて、映像信号入力端子３００から入力した映像信号
は、２個の１ライン遅延線（ラインメモリ）３１０、３
２０に与えられる。そして、これらの１ライン遅延線３
１０、３２０の働きにより、現ラインｇ_i 、１ライン時
間前のラインｇ_i-1 、２ライン時間前のラインｇ_i-2 の
３ラインに対する演算が可能となる。

【０００４】現ラインｇ_i と２ライン時間前のラインｇ
_i-2 とが加算器３３０で加算され、係数器３４０でビッ
トシフト等により１／２倍される。そして、上記演算結
果を減算器３５０において１ライン時間前のラインｇ
_i-1 から減算すれば、演算過程は、 ｇ_i-1 −（ｇ_i ＋ｇ_i-2 ）／２ …（１式） と表される。したがって、１ライン時間前のラインｇ
_i-1 を基準として、上下のラインをそれぞれ−１／２
倍、上記基準ラインｇ_i-1 を＋１倍して加算しているこ
とになる。

【０００５】これは、画像信号に対して垂直方向の２階
微分（ラプラシアン）を実施していることになり、輪郭
成分など画像の空間的な高周波成分が抽出される。更
に、上記高周波成分を乗算器３６０において撮像系の特
性で決まる定数α倍され、エンハンス量出力端子３７０
から出力される。

【０００６】また、より高画質を目指す技術が知られて
いる。例えば、画像が非常に暗くＳ／Ｎが悪い場合、逆
に非常に明るい時や、コントラストが非常に高く高周波
成分の強調が不要な場合に、上記定数αを小さくしてエ
ンハンス量を抑制する技術が広く知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
施例では撮像素子のシャッター速度が遅く（すなわち、
スローシャッタ時）、かつその間（すなわち、撮像素子
の電荷蓄積時間中）に撮影者の手ぶれや被写体の移動、
変形等により画像がぶれた場合にも一定の利得でエンハ
ンス量を原信号に付加するため、スローシャッター中の
画像ぶれによる画質劣化が目立つという問題があった。

【０００８】本発明は上述の問題点にかんがみ、スロー
シャッター中の画像ぶれによる画質劣化を少なくするこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、光
電変換を行うための撮像素子を有する撮像装置におい
て、上記撮像素子のシャッター速度、及び上記撮像装置
と被写体との相対的な位置ずれ量に応じてアパーチャ補
正用エンハンサの利得を制御する制御回路を具備してい
る。

【００１０】

【作用】本発明は上記技術手段を有するので、画像の動
き情報を使用して撮像素子のシャッター速度、及び撮像
装置と被写体との相対的な位置ずれ量に応じてエンハン
サの利得を制御することが可能となり、被写体の形状と
してもともとなまったエッジと画像ぶれによりなまって
しまったエッジとを区別して、各々に対して適切なエン
ハンスを施すことを可能にしている。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の撮像装置の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、本発明を適用した撮像装置
の構成ブロック図である。図１において、１０は被写
体、２０は撮影レンズ、３０は撮像素子であり、例えば
２次元ＣＣＤにより構成されている。次いで、４０は２
次元ＣＣＤのような撮像素子からの出力信号を保持する
サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路である。

【００１２】また、５０はオートゲインコントロール
（ＡＧＣ）回路、６０はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）
変換器、７０は画像メモリ、８０はＹ／Ｃ分離回路、９
０は色信号生成回路、１００は色信号のデジタル−アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器、１１０は色信号出力端子であ
る。

【００１３】また、１２０は輝度信号の高周波成分を強
調するエンハンサ、１３０はガンマ補正器、１４０は輝
度信号のデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、１５０
は輝度信号（Ｙ）出力端子である。

【００１４】さらに、１６０はシャッター速度信号の入
力端子、１７０は上記撮像素子３０の駆動回路、１８０
は上記画像メモリ７０の書き込み、読み出し制御回路、
１９０は動き検出回路、２００はメモリ読み出しアドレ
ス制御回路、２１０はエンハンサ利得制御回路である。

【００１５】次に、図１の撮像装置の動作を説明する。
被写体１０の光学像は撮影レンズ２０により撮像素子３
０上に結像され、光電変換される。この撮像素子３０の
露光時間は、外部からシャッター速度入力端子１６０へ
入力されるシャッター速度信号Ｓ１によって決まり、駆
動回路１７０によってシャッター速度、すなわち電荷蓄
積時間、信号出力のタイミング等が制御される。

【００１６】サンプルホールド４０は、撮像素子３０の
出力信号を保持し、引き続くＡＧＣ回路５０が自動的に
信号の利得を制御する。Ａ／Ｄ変換器６０は、ＡＧＣ回
路５０の出力信号をアナログ−デジタル変換する。Ａ／
Ｄ変換器６０によって変換されたデジタル信号は画像メ
モリ７０に記憶される。

【００１７】画像メモリ７０は目的に応じて、例えばフ
ィールドメモリであってもよいし、フレームメモリであ
っても良い。画像メモリ７０の読み込み、書き出しのタ
イミングもまた外部からシャッター速度入力端子１６０
へ入力されるシャッター速度信号Ｓ１によって決まり、
メモリ書き込み、読み出し制御回路１８０により制御さ
れる。

【００１８】動き検出回路１９０は、Ａ／Ｄ変換器６０
の出力であるデジタル信号を処理して、１画面前の画像
と現画像間の相対的な画像ずれ量を検出する。このよう
な動き検出回路は、ＵＳＰ３８９６４０２や特公昭６０
−４６８７８号広報等に記載の時空間勾配法に基づく回
路で構成しても良い。また、尾上守夫氏らにより情報処
理Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．７，ｐ．６３４〜６４０Ｊｕｌ
ｙ（１９７６）で詳しく論じられているマッチング演算
に基づく回路で構成してもよい。

【００１９】ところで、本実施例では、実時間処理でき
る検出方法である必要がある。すなわち、動き検出回路
１９０で検出された画像のずれ量は、メモリアドレス制
御回路２００とエンハンサ利得制御回路２１０とに入力
される。

【００２０】メモリアドレス制御回路２００は、画像の
ずれ量に応じて画像メモリ１７０から出力する領域の先
頭アドレスを画像メモリ７０に指示し、前画面で出力し
た領域を引き続き現画面からも出力して画像ぶれを補償
するように制御する。この結果、記録ビデオカメラのビ
ューファインダーや記録系等へ出力される出力画像は手
ぶれ等の画像ぶれがない安定した映像となる。

【００２１】画像メモリ７０の出力信号は、Ｙ／Ｃ分離
回路８０で色信号と輝度信号に分離される。色信号は色
信号生成回路９０に与えられ、上記色信号生成回路９０
でＲＧＢなどの正規の色信号に変換される。そして、引
き続くＤ／Ａコンバータ１００でアナログ信号に変換さ
れて色信号出力端子１１０から出力される。

【００２２】一方、輝度信号はエンハンサ１２０に与え
られ、上記エンハンサ１２０において画質向上のために
被写体のエッジなど高周波成分を強調する処理を施され
る。この時、原信号に付加されるエンハンス成分の利得
は上記エンハンサ利得制御回路２１０によって決定され
る。

【００２３】エンハンサ１２０の次段に設けられている
ガンマ補正回路１３０は、ハイライト部分での飽和を防
いでダイナミックレンジを広げるためのものである。以
上の処理を経た輝度信号は、Ｄ／Ａ変換器１４０によっ
てアナログ信号に変換され、輝度信号出力端子１５０か
ら出力される。

【００２４】次に、エンハンサ利得制御回路２１０の動
作原理を説明する。図４および図５は、一定速度で図中
右方向へ移動中のエッジを示している。図４および図５
において、図４（ａ）→図４（ｂ）→図５（ａ）→図５
（ｂ）の順にシャッター速度が遅くなっており、その順
にエッジ部がなまっていく様子を示している。

【００２５】また、図中破線は一定利得でエンハンス処
理した後のエッジを示していて、これらの図から明らか
なように、エッジが鋭いほどにエンハンス量が大きく、
なまるほどにエンハンス量が小さくなっている。そこ
で、エンハンサ利得制御回路２１０内では、シャッター
速度が遅いほど、また、撮像装置と被写体の相対的な位
置ずれ量が大きいほどエンハンス量を増やすように利得
を制御するようにしている。

【００２６】ここで、シャッター速度をΔｔ、撮像装置
と被写体の相対的な位置ずれ量をｖとし、α、βを適当
な定数とすれば、エンハンサの利得Ｇは次式、 Ｇ＝β×ｖ×Δｔ＋α …（２式） で表すことができる。

【００２７】また、シャッター速度Δｔや動き量ｖに適
当な閾値を与えて、例えば、シャッター速度が上記閾値
を越えたら動き量に応じてエンハンサの利得を変える。
逆に動き量が上記閾値を越えたらシャッター速度に応じ
てエンハンサの利得を変えるなど、一方を他方のスイッ
チとして使用してもよい。

【００２８】次に、図２に従って本発明の撮像装置の第
２の実施例を説明する。上記第１の実施例では、画像の
ずれ量を信号処理によって求めたが、外部センサを用い
て撮像装置本体の動き量を検出してもよい。図２から明
らかなように、この第２の実施例の場合は、図１の撮像
装置における動き検出回路１９０がセンサ１９５に置き
換わったものである。

【００２９】なお、このような外部センサとしては、物
体の慣性力を利用して角速度を検出するタイプが良く知
られている。ただし、外部センサを使用する場合には撮
像装置は静止していて、被写体が動いている場合には対
応できない。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上述したように、画像の動き情
報を使用してアパーチャ補正用エンハンサの利得を変え
るように制御するようにしたので、被写体の形状として
元々なまっているエッジと、画像ぶれによりなまってし
まったエッジとを確実に区別して制御することができ
る。したがって、各々のエッジに対して適切なエンハン
スを施すことができ、あらゆる撮影条件下で高画質の画
像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す撮像装置のブロック図
である。

【図２】本発明の他の実施例を示す撮像装置のブロック
図である。

【図３】一般的なアパーチャ補正用エンハンサを示すブ
ロック図である。

【図４】従来のアパーチャ補正用エンハンサの作用を示
す図である。

【図５】従来のアパーチャ補正用エンハンサの作用を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 被写体 ２０ 撮影レンズ ３０ 撮像素子 ４０ サンプルホールド回路 ５０ オートゲインコントロール回路 ６０ アナログ−デジタル変換器 ７０ 画像メモリ ８０ Ｙ／Ｃ分離回路 ９０ 色信号生成回路 １００ デジタル−アナログ回路 １１０ 色信号出力端子 １２０ エンハンサ １３０ ガンマ補正回路 １４０ デジタル−アナログ変換器 １５０ 輝度信号出力端子 １６０ シャッター速度入力端子 １７０ 撮像素子の駆動回路 １８０ 画像メモリの書き込み、読み出しの制御回路 １９０ 動き検出回路 １９５ センサ ２００ メモリアドレス制御回路 ２１０ エンハンサ利得制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換を行う撮像素子を有する撮像装
   置において、 上記撮像素子のシャッター速度、及び上記撮像装置と被
   写体との相対的な位置ずれ量に応じてアパーチャ補正用
   エンハンサの利得を制御する制御回路を設けたことを特
   徴とする撮像装置。