JPH11177853A - 画像補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラで撮像した画像の周辺部画質特性を向
上させるとともに、ＳＮ比を改善し画面全体に渡って補
正を均一に行い画質の改善を行う。 【解決手段】 入力端子１に、カメラ等で撮像された画
像信号で、光学系等により画面周辺部での画質劣化のあ
る入力信号ａを入力する。この入力信号ａを周辺画像歪
み補正回路２に入力する。制御端子３より入力された入
力信号ａの画面の位置に対応した入力信号アドレスｂを
元に、係数発生回路４より補正信号ｃ，ｆを発生させ
る。補正信号ｃは周辺画像歪み補正回路２に入力し、入
力信号アドレスｂに対応した係数により、周辺画像歪み
の補正を行って補正信号ｄを得る。補正信号ｄはＳＮ比
改善回路５で周辺部のＳＮ比が改善された出力信号ｅを
得て出力端子６に出力する。また、補正信号ｆはＳＮ比
改善回路５のＳＮ比制御信号として入力し、入力信号ア
ドレスｂに対応した係数でＳＮ比の改善を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カメラ等で撮像
された画像の光学系に起因する画質改善を行う画像補正
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、カメラで撮像された信号は光
学系歪等により、画像中央部より画像周辺部はコントラ
ストが低下し、周波数特性が低下する。画像周辺部のコ
ントラスト低下や周波数特性低下を補正するには、画像
周辺に行くほど補正を大きくしてやればよい。しかしこ
の場合、画像周辺部の信号利得および高域周波数特性補
正により画像中央部に比べて、補正した画像周辺部はＳ
Ｎ比が劣化し、画質が劣化するという問題点がある。

【０００３】従来の技術について図９に示し説明する。
図９では、入力信号１０１を画像歪み補正回路１０２で
補正する。補正には入力画像に対応した入力信号アドレ
ス１０３を入力とした係数発生回路１０４で補正係数１
０５を発生させ、画像歪み補正回路１０２に入れて補正
レベル等を制御して出力信号１０６を得る。この出力信
号１０６を入力信号としてＳＮ比改善回路１０７でＳＮ
比を改善した最終画像出力１０８を得る。

【０００４】一般には様々なＳＮ比改善回路があるが、
ＳＮ比改善度をアップすると弊害により画像劣化がおき
る場合がある。画像周辺歪み補正回路１０２とＳＮ比改
善回路１０７を組み合わせた場合には、画面周辺部に重
点をおいた設定では画像中央部に画質劣化が生ずる、と
いう問題もあった。また、中央部に重点をおいた場合に
は、本来の目的である画像周辺部のＳＮ比劣化をほんの
少ししか改善できない、という問題もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の画像補
正装置では、画面周辺部に重点をおいた設定では画像中
央部に画質劣化が生じ、中央部に重点をおいた設定では
本来の目的である画像周辺部のＳＮ比劣化をほんの少し
しか改善できない、という問題もあったこの発明は、カ
メラで撮像した画像の周辺部画質特性を向上させるとと
もに、ＳＮ比を改善し画面全体に渡って補正を均一に行
い画質の改善を行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の画像補正装置では、入力画像信号と
その画像の位置を示す情報とを入力し、該入力画像信号
の中心部から水平および垂直方向に離れるに従い補正を
大きくする周辺画像補正手段と、前記入力画像の中心部
から水平および垂直方向に離れるに従い、ノイズ除去レ
ベルを大きくするＳＮ比改善手段と、前記補正手段の周
辺画像の補正特性およびノイズ除去特性を、前記画像の
位置を示す情報に連動させて動作させる手段とからなる
ことを特徴とする。

【０００７】上記した手段により、カメラ等で撮像され
た画像は光学系の歪みのために、画像中央部に比べて画
像周辺部の画質が劣化している。特にコントラスト低
下、周波数特性劣化が大きい。これを補正するために、
周辺画像の利得を補正し、周波数特性を補正するが、入
力画像の位置を示す情報でもって補正係数を作成する。
補正係数は画面中心を原点として水平、垂直方向の座標
を変数としてあらかじめ定めた関数で補正係数を演算算
出する。この演算係数を更にノイズ除去回路のノイズ量
除去レベルを可変することで、画像周辺部の利得・周波
数特性補正でＳＮ比の悪化した画像のＳＮ比を改善する
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の一実施の形態について説明するための回路構成
図である。図１において、入力端子１に入力された入力
信号ａは、カメラ等で撮像された画像信号であり、光学
系等により画面周辺部での画質劣化がある画像である。
この入力信号ａは周辺画像歪み補正回路２に入力する。
一方、制御端子３より入力された入力信号ａの画面の位
置に対応した入力信号アドレスｂを元に、係数発生回路
４より補正信号ｃ，ｆを発生させる。補正信号ｃは周辺
画像歪み補正回路２に入力し、入力信号アドレスｂに対
応した係数により、周辺画像歪みの補正を行って補正信
号ｄを得る。補正信号ｄはＳＮ比改善回路５で周辺部の
ＳＮ比が改善された出力信号ｅを得て出力端子６に出力
する。また、補正信号ｆはＳＮ比改善回路５のＳＮ比制
御信号として入力し、入力信号アドレスｂに対応した係
数でＳＮ比の改善を行う。

【０００９】このように、入力信号アドレスｂは、周辺
画像歪み補正とＳＮ比改善特性を連動することになる。
以下、この点について図２とともに説明する。

【００１０】図２は、図１の動作について説明するため
の説明図である。図には画面のイメージに画像中心部か
ら同心円上のマーカーを示してある。これは原点を中心
とした補正係数値の変化を示すマーカーで、画像中心部
より水平方向Ｈ、垂直方向Ｖに行くに従って補正係数は
大きくなる。利得補正係数例として画像中央部では水
平、垂直ともに利得を１とする。利得補正係数はＨａ，
Ｖａに示すように、水平および垂直方向に座標が進むに
従って利得を高くする。周波数特性補正係数はＨｂ，Ｖ
ｂに示すように、画像中央部で周波数特性補正を０とし
て水平、垂直方向へ座標が進むに従い補正レベルを大き
くする。補正する周波数はこのシステムの最適値に合わ
せればよい。ＮＴＳＣ画像等では例えば３ＭＨｚとかに
するのが一般的である。この補正中心周波数の利得を周
波数特性補正係数で可変するものである。

【００１１】また、ＳＮ比の改善特性も、Ｈｃ，Ｖｃに
示すように画像中心部を基準として水平、垂直方向に座
標が進むに従ってＳＮ比改善率を上げるようにする。こ
れら利得および周波数特性補正係数とＳＮ比改善特性
の、それぞれの特性を水平、垂直座標により連動する。

【００１２】このように、入力画像の位置を示す情報で
もって、周辺画像の利得と周波数特性を、画面中心を原
点として水平、垂直方向の座標を変数としてあらかじめ
定めた関数で演算して算出する。この演算係数を更にノ
イズ除去回路のノイズ量除去レベルを可変することで、
画像周辺部の利得、周波数特性補正でＳＮ比の悪化した
画像のＳＮ比を改善することができる。

【００１３】

【実施例】次に図３の回路構成図を用いて、この発明の
一実施の形態の実施例について説明する。この実施例は
周辺画像歪み補正回路２とＳＮ比改善回路５についてで
あり、図１と同一の機能部分には同一の符号を付して説
明する。

【００１４】図３において、周辺画像歪み補正回路２は
可変利得アンプ２１により構成する。また、ＳＮ比改善
回路５は、高域成分を抽出するＨＰＦ５１、微少レベル
成分をノイズとして抽出する振幅制限器５２、レベル制
御を行う可変利得アンプ５３、それに減算器５４より構
成する。

【００１５】可変利得アンプ２１の利得は、入力信号ア
ドレスｂに基づき係数発生回路４より発生される、図２
のＨａ，Ｖａに示す特性に応じた補正係数ｃ１で利得を
制御して周辺歪み画像の補正を行う。これはコントラス
ト補正に相当する。

【００１６】また、可変利得アンプ２１の出力信号であ
る補正信号ｄは、ＨＰＦ５１で高域成分を抽出し、振幅
制限器５２で微少レベル成分をノイズと抽出し、これを
可変利得アンプ５３に入力する。可変利得アンプ５３で
は入力信号アドレスｂに基づき係数発生回路４より発生
される、図２のＨｃ，Ｖｃに示す特性に応じた補正係数
ｆで利得を制御し、減算器５４に入力する。減算器５４
では、補正信号ｄから可変利得アンプ５３の出力である
ノイズ成分を除去し、出力信号ｅを出力端子６より導出
する。

【００１７】この実施例では、入力画像のアドレスｂに
基づき、係数発生回路４より連動して発生される補正係
数ｃ１，ｆにより、画面全体のコントラストの均一化さ
れるとともに、画像周辺部で悪化した画像のＳＮ比を改
善でき、画面全体の画質の改善が可能となる。

【００１８】なお、この実施例において、ＨＰＦ５１は
水平ＨＰＦでもよく、垂直ＨＰＦでも時間ＨＰＦでもよ
い。また、ＳＮ比改善回路５では、可変利得アンプ５３
の利得制御について述べたが、ＨＰＦ５１のフィルタ特
性を変えても、振幅制限器５２の振幅基準レベルを可変
してもよい。すなわち、可変利得アンプ５３、ＨＰＦ５
１、振幅制限器５２のうち少なくとも１つを制御すれば
よい。

【００１９】図４は、図３の周辺画像歪み補正回路２の
他の実施例である。この実施例は周波数特性を補正した
ものである。すなわち、この周辺画像歪み補正回路２
は、高域成分を抽出するＨＰＦ２２、利得制御を行う可
変利得アンプ２３、加算器２４とから構成する。

【００２０】入力信号ａを加算器２４の一方とＨＰＦ２
２にそれぞれ入力する。ＨＰＦ２２では入力信号ａの高
域成分を抽出する。その高域成分の利得を可変利得アン
プ２３で設定して加算器２４の他方に入力する。可変利
得アンプ２３では図２のＨｂ，Ｖａに示す特性に応じた
補正係数ｃ２により利得を制御し、画像の周波数特性の
補正を行う。

【００２１】この実施例を図３の周辺画像歪み補正回路
２とした場合、係数発生回路４より連動して発生される
補正係数ｃ２，ｆにより、画面全体の周波数特性の均一
化されるとともに、画像周辺部で悪化した画像のＳＮ比
を改善できる。

【００２２】図５は、図３の周辺画像歪み補正回路２の
もう一つの他の実施例である。この実施例は図３と図４
の周辺画像歪み補正回路２を組み合わせたものである。
従って、この実施例では連動して発生される補正係数ｃ
１，ｃ２，ｆにより、画面全体のコントラストおよび周
波数特性が均一化できるとともに、画像周辺部で悪化し
た画像のＳＮ比を改善できる。

【００２３】図６の回路構成は、図３のＳＮ比改善回路
５の他の実施例である。この実施例は巡回型ノイズリダ
クションを構成し、加算器５５、遅延回路５６、可変利
得アンプ５７とからなる。すなわち、周辺画像歪み補正
回路２より出力される補正信号ｄを加算器５５の一方に
入力し、その出力をＳＮ比改善回路５の出力信号ｅとし
て導出するとともに、遅延回路５６を通して遅延し、可
変利得アンプ５７でレベルを設定した後、加算器５５の
他方に入力して補正信号ｄとを加算器５５で加算する。
可変利得アンプ５７は巡回型フィルタの巡回係数に相当
する。従って、可変利得アンプ５７の利得を可変するこ
とにより、巡回型フィルタの巡回係数を変えることがで
きる。つまり、ＳＮ比改善用の補正係数ｆで、この巡回
係数を制御しＳＮ比改善量を制御できる。

【００２４】この実施例を図３のＳＮ比改善回路５とし
た場合、補正係数ｃ１，ｆにより、画面全体のコントラ
ストが均一化されるとともに、画像周辺部で悪化した画
像のＳＮ比改善量を制御できる。なお、この実施例で、
遅延回路５６の遅延時間を約フィールド期間の遅延、約
フレーム期間の遅延等で構成すると、三次元ノイズリダ
クションを実現でき、より確実なＳＮ比改善が可能とな
る。

【００２５】図７の回路構成は、図３のＳＮ比改善回路
５のもう一つの他の実施例である。この実施例では、図
６のＳＮ比改善回路５として動き適応型ノイズリダクシ
ョンを用いたものである。この実施例のＳＮ比改善回路
５は、減算器５７，５８、振幅制限器５９、係数器６
０、動き検出回路６１、それに遅延回路６２より構成す
る。

【００２６】すなわち、周辺画像歪み補正回路２より出
力される補正信号ｄを減算器５７，５８にそれぞれ入力
する。減算器５７からの出力を、ＳＮ比改善回路５の出
力信号ｅとして出力端子６より導出する。さらに出力信
号ｅは遅延回路６２で遅延し、減算器５８で補正信号ｄ
と減算を行って差分信号を得る。この差分信号を振幅制
限器５９で微少レベル成分をノイズとして取り出す。こ
れを係数器６０でレベルを可変して減算器５７で周辺歪
み補正信号ｄから減算しノイズを除去する。

【００２７】一方、減算器５８より出力される差分信号
は、動き検出回路６１でそのレベルによって画像の動き
を検出し、静止画像か動画かを判断する。静止画の場合
は、あらかじめ設定した係数値で係数器６０を動作さ
せ、動画の場合は係数器６０の係数値を下げて動作させ
動きによる残像妨害を低減する。

【００２８】入力画像のアドレスｂに基づき、係数発生
回路４より連動して発生される補正係数ｆは、振幅制限
器５９、係数器６０、動き検出器６１にそれぞれ入力す
る。これにより、振幅制限器５９では画像位置に応じて
微少レベル成分の取り出し量を、係数器６０では画像位
置に応じて出力レベルのレベルを、動き検出回路６１で
は動画の動き量と画像位置、静止画と画像位置に応じて
係数器６０の出力レベルをそれぞれ設定できる。

【００２９】この実施例を図３のＳＮ比改善回路５とし
た場合、補正係数ｃ１，ｆにより、画面全体のコントラ
ストが均一化されるとともに、画像周辺部で悪化した画
像のＳＮ比改善量を画像の動きにも適応させて制御でき
る。なお、この実施例でも、遅延回路６２は図６で説明
したように、遅延時間を約フィールド期間の遅延、約フ
レーム期間の遅延等で構成すると三次元ノイズリダクシ
ョンとなる。

【００３０】図８は、図３のＳＮ比改善回路５のさらに
もう一つの他の実施例について説明するための回路構成
図である。この実施例は、図６と図７のＳＮ比改善回路
５を組み合わせたものである。すなわち、図６と図７の
ＳＮ比改善回路５に、補正信号ｄと補正係数ｆをそれぞ
れ入力し、図６と図７のＳＮ比改善回路５の各出力を混
合器８１に入力し、その出力を出力信号ｅとして出力端
子６に得るようにした。さらに、図７のＳＮ比改善回路
５の動き検出回路６１で検出された結果に基づき、混合
器８１では図６と図７のＳＮ比改善回路５のどちらの出
力を選択するか、図６と図７のＳＮ比改善回路５の出力
の混合比を可変するようにした。

【００３１】周辺歪み補正信号ｄを図６と図７のＳＮ比
改善回路５に入力し、それぞれの出力を混合器８１に入
力する。混合器８１では、図７のＳＮ比改善回路５内の
動き検出回路６１で検出された動き情報を用い、静止画
の場合フレーム（またはフィールド）ノイズリダクショ
ンである図７のＳＮ比改善回路５の出力を、動画の場合
は図６ＳＮ比改善回路５の出力を選択する。動き検出回
路６１が、動画と静止画の中間と判定した場合は、図６
と図７のＳＮ比改善回路５の出力をそれぞれ所定の割合
で混合する。

【００３２】この実施例では、図３のＳＮ比改善回路５
として図６と図７を組み合わせて構成したことにより、
補正係数ｃ１，ｆにより、画面全体のコントラストが均
一化されるとともに、画像周辺部で悪化した画像のＳＮ
比改善量を画像の動きにも適応させて制御できる。さら
に動きの情報に基づき、静止画と動画、それにこの中間
の場合それぞれに適応的に図６と図７のＳＮ比改善回路
５を用い、より細かな画像のＳＮ比改善が可能となる。

【００３３】この発明の実施の形態は、上記した実施例
に限定されるものではなく、図３に対して、図４〜図８
をマトリクス状に組み合わせ、数多くの実施例の実現が
可能である。また、係数発生回路は、入力画像アドレ
ス、座標位置等の情報を得て、これからあらかじめ規定
した関数によりカメラ装置の周辺画像劣化値を近似する
ことで回路をＲＯＭ化することが可能である。より正確
には、カメラ撮像画像から周辺画像歪みの度合いをあら
かじめ測定したデータをＲＯＭ化してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像補
正装置よれば、画像周辺部の補正レベルに合わせて、Ｓ
Ｎ比改善量を制御することで画像中央部および画像周辺
部の劣化を最小限にするとともに、劣化度合いを均一に
押さえることができるので、最良の画質を得ることがで
きる。また、カメラ撮像の際、暗いところでの撮像でＳ
Ｎ比が悪いカメラ画像しか得られないような撮影条件下
でもＳＮ比改善回路があり、ＳＮ比を向上できるのでよ
りよい画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態について説明するため
の回路構成図。

【図２】図１の動作について説明するための説明図。

【図３】この発明の一実施の形態の実施例について説明
するための回路構成図。

【図４】図３の周辺画像歪み補正回路の他の実施例につ
いて説明するための回路構成図。

【図５】図３の周辺画像歪み補正回路のもう一つの他の
実施例について説明するための回路構成図。

【図６】図３のＳＮ比改善回路の他の実施例について説
明するための回路構成図。

【図７】図３のＳＮ比改善回路のもう一つの他の実施例
について説明するための回路構成図。

【図８】図３のＳＮ比改善回路のさらにもう一つの他の
実施例について説明するための回路構成図。

【図９】従来の画像補正について説明するための回路構
成図。

【符号の説明】

１…入力端子、２…周辺画像歪み補正回路、３…制御端
子、４…係数発生回路、５…ＳＮ比改善回路、６…出力
端子。２１，２３，５３…可変利得アンプ、２２，５１
…ＨＰＦ、２４，５５…加算器、５２，５９…振幅制限
器、５４，５７，５８…減算器、６０…係数器、６１…
動き検出回路、６２…遅延回路、８１…混合器。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像信号とその画像の位置を示す情
   報とを入力し、該入力画像信号の中心部から水平および
   垂直方向に離れるに従い補正を大きくする周辺画像補正
   手段と、 前記入力画像の中心部から水平および垂直方向に離れる
   に従い、ノイズ除去レベルを大きくするＳＮ比改善手段
   と、 前記補正手段の周辺画像の補正特性およびノイズ除去特
   性を、前記画像の位置を示す情報に連動させて動作させ
   る手段とからなることを特徴とする画像補正装置。
2. 【請求項２】 前記ＳＮ比改善手段は、前記入力画像信
   号から高域成分を抜き出して、振幅制限した結果に前記
   画像の位置を示す情報に連動して係数を発生させ、該係
   数と振幅制御出力信号を掛け合わせて、前記入力画像信
   号に加算してなることを特徴とする請求項１に記載の画
   像補正装置。
3. 【請求項３】 前記ＳＮ比改善手段は、前記周辺画像補
   正手段の出力と、該出力をＨＰＦ、振幅制限器、利得ア
   ンプを介して得られた信号との差を取ってノイズ除去を
   行うものであり、 前記ＨＰＦのフィルタ特性、前記振幅制限器の制限基準
   レベル、前記利得アンプの利得のうち、少なくとも一つ
   を前記画像の位置を示す情報に連動して発生された係数
   により制御してなることを特徴とする請求項１に記載の
   画像補正装置。
4. 【請求項４】 前記ＳＮ比改善手段は、巡回型ノイズ除
   去フィルタであり、該フィルタの巡回係数を、前記画像
   の位置を示す情報に連動させて動作させることを特徴と
   する請求項１に記載の画像補正装置。
5. 【請求項５】 前記ＳＮ比改善手段は、巡回型ノイズ除
   去フィルタであり、該フィルタの出力と入力信号の差分
   信号を得て、この差分信号を入力信号とする振幅制限器
   の特性を、前記画像の位置を示す情報に連動させて係数
   を発せさて、該係数で制御することを特徴とする請求項
   １に記載の画像補正装置。
6. 【請求項６】 前記ＳＮ比改善手段は、巡回型ノイズ除
   去フィルタであり、該フィルタの出力と入力信号の差分
   信号を得て、この差分信号を入力信号とする動き検出回
   路の判定特性を上記画像の位置を示す情報に連動させて
   係数を発せさて、該係数で制御することを特徴とする請
   求項１に記載の画像補正装置。
7. 【請求項７】 前記画像の位置を示す情報に基づき、水
   平、垂直の画像位置を示すアドレスを生成し、水平、垂
   直方向に正規化した値を変数として、ＥＸＰ関数または
   自乗関数を用いて前記周辺画像補正手段および前記ＳＮ
   比改善手段の特性の可変を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の画像補正装置。