JPH07113961B2

JPH07113961B2 - 信号処理装置

Info

Publication number: JPH07113961B2
Application number: JP60172011A
Authority: JP
Inventors: 裕行木村; 宏爾高橋; 一宣漆原; 進松村; 眞勝間; 宏志大村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPS6232577A; US6343137B1

Description

【発明の詳細な説明】〈技術分野〉本発明は撮影により得られた静止画像に対して任意の変
換処理を実行する静止画像処理方法に関する。

〈従来の技術〉映像情報信号に施す変換処理について、光学式でいう
「クロス・スクリーン・フイルター」の効果を例にと
り、以下に説明する。

「クロス・スクリーン・フイルター」とは画面内の高輝
度部分を中心として、放射状の輝線を発生させるもので
ある。

この効果を発生させるための手段として、従来光学的フ
イルターによるものが用いられる。

ここで、特殊効果写真を得る光学フイルターとして表１
に示すようなフイルターが一般的に用いられる。

表１から判る通り、類似した効果の得られるものにスノ
ークロス（６本）、サニークロス（８本）という、放射
状の輝線の数が違うものがある。第２図〜第４図にクロ
ススクリーン、スノークロス、サニークロス各フイルタ
ーの表面のパターンを示す。これらのパターンは、表面
に細かい溝がきざまれたもので、その部分を拡大したの
が第５図である。その回折のパターンを第６図に示す。
このようにして、表面に、きざまれた溝と直交する方向
に輝線が発生する。この輝線は中心が最も輝度が高く、
周辺に向つて徐々に輝度が低下してゆく。

〈発明の解決しようとする問題点〉しかしながら従来の構成では光学的なフィルターを着脱
したりする操作を伴うため操作が煩雑となり操作性が悪
いという欠点があった。

〈問題点を解決するための手段〉上記問題点を解決するために本願の信号処理装置では被
写体像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた原画像中の高輝度部分の信号
を抽出し、該高輝度部分の信号に所定の重み付けをしな
がら所定の方向にずらして加算することにより所定の長
さの輝線を形成する輝線形成手段と、該輝線形成手段により形成された輝線を前記原画像と合
成する合成手段と、を有することにより、前記原画像に対してクロス・スク
リーン・フィルター処理を施すことを特徴とする。

このように構成したことにより従来例における回折フィ
ルターにおける輝線の輝度変化をシミユレーションすれ
ば、電気的に「クロス・スクリーン・フイルター」効果
を出す事が可能になる。

例えば、一画面を512×512画素からなる平面として扱い
その中に第７図に示すような空間フイルターマトリツク
スを構成する。

このマトリツクスの中心に高輝度の画素を配置し、第６
図の様な関数に従つた輝度変化になるように、輝度デー
タを加算する。このようにして、クロススクリーンフイ
ルター効果を電気的に後からつけることが可能となる。

〈実施例〉（入力条件）上記撮影条件としては銀塩カメラ、ビデオカメラ等の撮
影機材の各種撮影パラメータ（シヤツタ速度、絞り値、
焦点距離、ストロボ使用の有無等）と撮影環境（明る
さ、時刻、場所等）である。

又、変換処理条件としては、特殊効果処理としてクロス
スクリーン処理、増感処理、逆光補正処理、流し撮り等
の中からどの処理を選択するかの条件、或はクロススク
リーン処理の中で、スノークロス、サニークロス、通常
のクロスの中からどれを選択するか等の条件である。変
換処理条件は撮影時に指定してするものと、後で指定す
るものがある。

（システムの概要）本実施例のシステム全体のブロツク図を第１図に示す。

図においてIF1は静止画情報ソースであつて銀塩フイル
ムや磁気テープ、デイスク等から得られる。IF2は上述
した撮影条件情報、IF3は前記変換処理条件情報であ
る。

入力装置90は、入力信号を電気信号に変換する装置でソ
ースIF1が磁気媒体であれば、入力装置90は、磁気ヘツ
ドとヘツドアンプさらにA/Dコンバーターなどから構成
される。

ソースIF2がフイルムであれば、90は、いわゆるテレシ
ネ装置とA/Dコンバーターなどから構成される。このよ
うに入力装置90からは、デジタル信号の形で映像情報が
出力される。91はR,G,B、三原色に対応したデジタル画
像メモリである。処理装置（Image Processor）92は、
必要に応じてメモリー91から素材となる画像データを読
み出して処理用メモリとしてのワーク・フアイル93を用
いながら変換処理を行う。変換処理が終了すれば出力装
置94にて、出力形態に応じて出力する。出力形態は、主
に、図示した、CRTデイスプレー98、印刷媒体99、磁気
デイスク100、磁気テープ101等が考えられる。

ところで、この処理装置92を制御するのが、コントロー
ラー97の出力である。そこで、以下に、情報IF2,3を用
いて、処理装置92を制御する流れを示す。

まず、情報IF1,2,3の記録フオーマツトと再生方法の概
念図を第８図に示す。

たとえば、フイルム110に静止映像を記録する場合に
は、映像111を写したそのフイルム端部112に、２値符号
化した条件情報信号を同時に写し込む。

このようなフオーマツトで記録された情報を再生装置11
3〜119にて情報IF1,2,3に復元する。

113,114は光学系（レンズ）で、センサ115,116上にそれ
ぞれ結像する。そのセンサ115,116の出力を読取駆動回
路117,118にて検出する。読取駆動回路117の出力に関し
ては、デコーダ119を通して、もとの２つの情報IF2,IF3
に分離する。

このようにして得た信号のうち、IF1は先の説明のよう
に、入力装置90のA/D変換部、R,G,B分離部等で処理され
メモリ91へと伝達される。

IF2,IF3は入力装置95が第８図の113,115,117,119に相当
する。その後、メモリ96に一旦蓄えて、制御パラメータ
ーのセツトアツプを行う。コントローラー97は処理装置
92の状態に応じた制御パラメーターを適宜出力する。

このように、処理装置92の必要とするパラメータは記録
時に、撮影者によつて、設定され、最低限それだけで、
処理を実行する事が可能である。しかし、必要とあれ
ば、処理時にも変換処理条件のパラメーターの設定、変
更はキーボードなどにより可能である。

（クロススクリーンフイルタ効果の実施例）撮影条件情報IF2と変換処理条件情報IF3を用いて特殊効
果処理を実行する例を、従来例でも説明したクロス・ス
クリーン・フィルタ効果について説明する。

従来の光学フイルタの場合、クロス・スクリーン・フィ
ルタを用いた場合の輝点を中心とした輝度線（クロス・
ビーム）の長さＬは、フイルタへの入射光の、フィルタ
を介した最大回折角θと使用したレンズの焦点距離ｆに
より以下の様に定まる。

Ｌ＝ｆ・tanθ そこで撮影条件として使用したレンズの焦点距離ｆを用
いることにより撮影時に意図したクロス・スクリーン効
果の輝線の長さを実際のクロス・スクリーン処理を行う
際に反映させる。

一方、変換処理条件としてはクロス・スクリーン・フィ
ルタを用いることを指定した情報フラグ、クロス・ビー
ムの本数、処理する輝点の点数などが用いられる。

以下、処理部92が行う処理を第９図〜第11図の制御プロ
グラムを参照して説明する。

まず、入力した静止画像の全ての画素に対して、Ｒ・Ｇ
・Ｂの階調が、それぞれの閾値を越えているかどうか調
べ、Ｒ・Ｇ・Ｂのすべての階調がそれぞれの閾値より大
きい画素に対しては、ワークフアイル93の第１のワーク
画面に値１を、その他の画素に対しては値０を代入す
る。なお、ここの説明では、Ｒ・Ｇ・Ｂのすべての階調
が、それぞれの閾値を越しているかどうかを調べたが、
Ｒ・Ｇ・Ｂの階調をある割合で足し合わせ、その値が特
定の閾値を越しているかどうかで調べて、演算を簡略化
することも可能であるし、もつと簡略化して、例えばグ
リーンＧの階調だけで閾値判定を行なうことも可能であ
る（ステツプS1）。

本来なら、この第１のワーク画面に値１が立つている画
素を輝点であると考えれば良いのだが、非常に明るい光
源があるシーンを撮影した場合、フイルム上で光量が飽
和してしまい、周囲に光がまわりこんでしまうことがあ
る。この結果、輝点は必要以上に大きくなつてしまい、
このままクロス処理を行なうと、得られる光条が太くな
つてしまう。この為、大きすぎる輝点に対してはこれを
小さくする処理が必要となる。

この為に、まず、第１のワーク画面の２値画像に対し
て、ラベリングの処理を行ない、全ての図形（連結して
いる値１の画素の集まり）に番号をつけていく（ステツ
プS2）。次に、全ての図形に対して、面積を求め、面積
がある閾値を越した場合は、その図形を第１のワーク画
面からワークフアイル93の第２のワーク画面に移す（ス
テツプS3）。次に、第２のワーク画面に対して、図形の
収縮処理を行ない、図形の外周の値１の画素を取り除く
（ステツプS5）。収縮処理を行なつた画像を第２のワー
ク画面から第１のワーク画面に移し（ステツプS6）、再
度、全ての図形の面積を求める処理を行ない、全ての図
形の面積が、ある閾値より小さくなるまで、このルーチ
ンをくり返す（ステツプS4）。これによつて、大きすぎ
た輝点が小さくなり、クロス処理を行なつても、光条が
太くなりすぎる問題点を取り除くことができる。なお、
ここの説明では、面積によつて輝点の大きさを判定した
が、図形の最大長などを用いて判断することも可能であ
る。

なお、ここでは、Ｒ・Ｇ・Ｂのすべてが、それぞれの閾
値を越していることを判定した為、白に近い輝点だけを
抽出しているが、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれで輝点を抽出し
て、以下の処理をＲ・Ｇ・Ｂ別に行なえば、単色に近い
輝点のクロス効果を出すことも可能である。

以上により輝点の抽出が終了する。

クロスの演算を行なうには、クロスビームの輝点を中心
とした輝線の本数、所定の基準位相に対する各輝線の回
転位相、前記輝点を中心とした各輝線の長さ、輝度分布
（距離１ごとの輝度の割合い）のパラメーターが必要に
なつてくる。長さＬについては前述のｆ×tanθの演算
を行いパラメータを設定する（ステツプS11）。フイル
ムに写し込まれた情報の中に、長さＬ以外のパラメータ
ーの指示がなされている場合は、その値を用い、指示が
なされていない場合はあらかじめ定められた値（デフオ
ルト値）が用いられる（ステツプS12〜S14）。また、こ
の処理の際に、キーボード等から、新たな値の指示があ
つた場合は、パラメーター値をその値に置き換える（ス
テツプS15,S16）。

次にレツドＲの画面の画素のうち、輝点と判断された画
素のみを、第２のワーク画面に複写する（以下特にこと
わらない限り、ワーク画面と言えば、第２のワーク画面
を指す）（S17）。次に積算を行なつていく為の積算画
面を用意する（S18）。この画面は、積算を行なつてい
つてもオーバーフローしないだけの十分なビツト数を持
つていることが必要である。そして、この積算画面のす
べての画素に値０を入れておく。そして最終的にクロス
ビームを得るために１本ずつ順次形成される輝線の内
の、第何番目の輝線を現在処理中であるかを示すＩを１
にセツトする（S19）。

次に、ワーク画面を、クロスビームを構成する複数の輝
線の、所定の基準位相に対する回転位相を示すパラメー
タで指定された角度を定め（S20）、距離１だけ動か
す。この場合、デジタル画像なので、動かした位置が、
本来の画素の位置とは必ずしも一致しないので、最も近
い画素の位置で近似する。または、本来の画素の位置か
らの距離を基に、補間等の演算を行なつて、画素の値を
定めることも可能である。また、ワーク画面の移動によ
つて、画面からはみ出してしまつた画素に対しては、そ
の画素を消去してしまう、逆に、ワーク画面の移動によ
つて、新たに画面内に入つた画素に対しては、値０を入
れる。この後、ワーク画面の各画素の値に、距離１での
クロスビーム内の輝度分布として与えられた値と掛け合
わせて、積算画面に足す。次に再び距離１だけワーク画
面を移動して、各画素の値に、今度は距離２でのクロス
ビーム内の輝度分布として与えられた値を掛けて、積算
画面に足していく。以降距離が、クロスビームの長さＬ
として指示された値に達するまで、この演算をくり返す
（S21）。

次に、ワーク画面を１度リセツトし、Ｒの画面から再び
輝点の画素だけをワーク画面に複写する（S24）。この
ワーク画面を、今度は、第２のクロスビームの方向に動
かしながら積算画面に値を足していくことをくり返す。
この第２のクロスビームの方向は、第１のクロスビーム
の角度（位相として指示された値）に、360°をクロス
ビームの本数で割つた値を加えれば求めることができ
る。以降、すべての光条に対して、この計算をくり返し
ていく（S22,S23）。

最後に、積算画面の各画素の値を、光条内の輝度分布と
して与えられた値の総和で割れば、レツドＲの光条の形
状を決定することになる（S25）。以上のS17〜S25の処
理をG,Bの画面に対しても行なえば、フルカラーのクロ
スビームの形状が決定することになる。

なお、この説明では、Ｒ・Ｇ・Ｂのすべての画面で同じ
演算を行なつたが、例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂの画面をある割
合いで足し合わせて得られた画面を基に演算を行なつ
て、その結果を、Ｒ・Ｇ・Ｂ全ての画面のクロスビーム
とする方法や、Ｇの画面だけで演算を行なつて、その結
果得られた光条の値をＧだけでなくＲ・Ｂにも用いて、
計算を簡略化することも可能である。

以上の動作により、ワーク画面上にクロスビームだけの
画像が形成される。

最後に、オリジナルの画像と、光条の画像を合成する。
これには、まず、オリジナル画像の輝点以外の領域の平
均輝度と、クロスビームの画像の平均輝度を求め（S31,
S32）、この２つの平均輝度から、（経験的に求められ
た）ある演算式によつて２つの画像の合成の割合を定め
（S33）、この割合で２つの画像を足し合わせれば良い
（S34）。また、もう少し簡単に、あらかじめ定められ
た割合で、２つの画像を足し合わせたり、単純に足し
て、オーバーフローした分を切り捨てるだけの方法も可
能である。

このようにして最終的にクロススクリーンフイルタ処理
された画像が得られる。元の静止オリジナル画像と、処
理された画像の例を添付写真1,2に示す。

（逆光補正の実施例）次に逆光補正を電気的に実行する場合の処理例を説明す
る。

第12図に第１図の処理部92が実行する逆光補正の制御フ
ローチヤートを説明する。

撮影条件情報IF2としては補助光を使用したか否かを示
すストロボ同調フラグを用いる。又、変換処理条件情報
IF3としては撮影時に撮影者が逆光補正をしたいか否か
を示す逆光補正フラグを用いる。ストロボ同調フラグは
ストロボを使用したか否かでカメラで検出記録でき、逆
光補正フラグは一般の銀塩カメラに設けられている逆光
補正ボタンが押されたか否かでカメラで検出記録でき
る。

まず、ステツプS41で、逆光補正フラグが有でかつ、ス
トロボ同調フラグが無いことが検出されると、逆光補正
の為のS42以降の処理に移る。

ステツプS42でメモリ91上の原画の輝度の平均レベルを
求める。そしてこの平均レベルを閾値として、閾値より
明るい部分と暗い部分に分け、明るい部分に０を割当
て、暗い部分に１を割当てて第１のワーク画面上に格納
する（S43）。

S44では一画面に暗部領域が複数箇所存在する場合も有
るので、各暗部領域の面積を求め、面積の大きい順に番
号を割付ける（ラベリング）。

そしてS45でラベリングされた暗部領域毎に平均値を算
出する。そして各暗部領域毎に補正用の輝度の増幅率を
決定する。増幅率ｋは、暗部領域の平均輝度をYd、全画
素の平均輝度をYa、最適な平均輝度をYtとすると、Ya/Y
d又はYt/Ydとして与えられる。求められた増幅率ｋによ
り各暗部領域毎に輝度レベルを増幅し、第２のワーク画
面に格納する（S47）。最後に明部領域と第２のワーク
画面の暗部の領域を合成し、最終画像を得る。

このようにして暗部の輝度を暗部の平均輝度に応じて明
るくすることが可能となる。依つて暗部を一率にゲイン
アツプする訳ではないので、暗部の明るい方が白くとん
でしまうことがなくなり、自然な逆光補正が可能とな
る。

〈他の実施例〉以上はクロス・スクリーン・フィルタ効果及び逆光補正
を例に説明したが、他の特殊効果処理、例えば流し撮
り、露光中ズーミング、トリミング等の処理にも本発明
を適用することが可能である。

〈効果〉以上のごとく本発明によれば、従来光学的に行われてい
たクロス・スクリーン・フィルタ処理を純電気的な処理
により実現することができ操作性が極めて向上する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像処理システムの制御ブロツク
図、第２図，第３図，第４図は夫々各種光学フイルタの
表面のパターン図、第５図は光学フイルタの溝の拡大
図、第６図は光学フイルタの回折分布を示す図、第７図
はクロス・スクリーン処理用の空間フイルタを示す図、
第８図は情報入力部のブロツク図、第９図，第10図，第
11図はクロス・スクリーン処理用の制御フローチヤート
を示す図、第12図は逆光補正用の制御フローチヤートを
示す図である。

フロントページの続き (72)発明者松村進神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者勝間眞神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者大村宏志神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により得られた原画像中の高輝度部分の信号
を抽出し、該高輝度部分の信号に所定の重み付けをしな
がら所定の方向にずらして加算することにより所定の長
さの輝線を形成する輝線形成手段と、該輝線形成手段により形成された輝線を前記原画像と合
成する合成手段と、を有することにより、前記原画像に対してクロス・スク
リーン・フィルター処理を施すことを特徴とする信号処
理装置。