WO2004012444A1

WO2004012444A1 - 撮像装置

Info

Publication number: WO2004012444A1
Application number: PCT/JP2003/009363
Authority: WO
Inventors: Takeshi Hamasaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2004-02-05
Also published as: US7265785B2; GB2398449A; GB2398449B; GB0407029D0; JP4224996B2; JP2004064192A; US20050062861A1; DE10392156T5

Abstract

低照度撮影においてもS/Nの劣化が少なく、解像感の高い撮像装置を実現する。CCD1と、CCD1の出力信号のゲインを調整するゲイン調整部2と、ゲイン調整部2の出力信号に対して平滑化処理を行うLPF3と、ゲイン調整部2のゲインの大きさに応じて、前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する制御部4aおよび選択部4と、選択部4の出力信号に対して巡回型ノイズ低減処理を施す三次元NR3と、三次元NR3の出力信号の2次元高周波成分を強調する第1マトリクス7,第2マトリクス8,ディテール抽出部9、加算器10とを備え、制御部4aおよび選択部4はゲイン調整部2のゲインが所定の値以下の場合はゲイン調整部2の出力信号を、またゲイン調整部2のゲインが所定の値を超える場合はLPF3の出力信号を、三次元NR6への入力となるよう前記選択を行う撮像装置。

Description

明細技術分野

本発明は、デジタルビデオカメラなどの撮像装置に関するものである ₍ 背景技術

最近、ビデオカメラの小型化おょぴ C CDの多画素化に伴い、 CCD の画素サイズが縮小されてきている。 CCDの画素サイズが小さくなれば、当然の結果として感度が低く、 SZNが悪くなり、特に低照度での画質を確保することが難しくなつてきている。このため、最近のビデオカメラにおいては、ノイズ低減処理が必須になりつつある。 ' 従来の撮像装置の構成について説明する。図 5に従来の撮像装置の一構成例を示す。図 5は RGBそれぞれの信号に対応した 3つの C CDからなる C CD 1を有する 3板カメラの例であり、 C CD 1から γ補正部 5までは RGB 3系統分存在する。ただし、図の簡略化のため、同図において太い矢印は RGB信号を、細い矢印は輝度信号を示すものとする c C C D 1の出力は、ゲイン調整部 2および γ補正部 5において被写体条件に応じた適切なゲイン制御、および適切な階調補正が施される。

ところで、ビデオカメラで撮像した画像は、レンズの特性や CCD 1 を構成する画素数および画素の開口率起因した高周波数成分の劣化により解像感が低下しているので、第 1のマトリクス 7，第 2マトリクス 8 、ディテール抽出部 9および加算器 1 0にて解像感を高める処理を行う c 第 1のマトリクス 7では、下記（数式 1 ) の演算により、 RGB信号から第：！の輝度信号 Yを求める。

(数 1 )

Y= 0. 3 0 R+ 0. 5 9 G+ 0. 1 1 B · · · (数式 1 ) 第 2のマトリクス 8では、（数式 1 ) または（数式 2) の演算により、 RGB信号から第 2の輝度信号 Y' を求める。

(数 2)

Y，二 0. 2 5 R+ 0. 5 0 G+ 0. 2 5 Β . · · (数式 2 )

Υとは別に Y' を求める理由は、 3板カメラにおいて、 G用 C CDを R B用 C CDに対して画素ピッチの 1 Z2だけずらして配置する空間画素ずらし法を用いる場合に、周波数領域で互いに反転した位相を持つ G の折り返し成分と RBの折り返し成分をキャンセルするためである。この場合は、（数式 2) の演算における R G Bの各係数は、 Gが 0. 5、 Rと Bとの係数和が 0. 5になるように設定される。

ディテール抽出部 9では、第 2のマトリタス 8の出力である第 2の輝度信号の 2次元高周波数成分を抽出する。ディテール抽出部 9の内部構成例を図 6に、また各部の信号波形を図 7に示す。ここで、図 7の波形は、垂直または水平方向の変化を示すものであるとする。以下、図 6および図 7を参照しながら説明する。

ラインメモリ 1 1および 1 2では、入力される映像信号を 1 H (H ：水平走査期間、 NT S Cでは約 6 3. 5 μ s e c ) 遅延する。ラインメ 'モリ 1 1の出力はラインメモリ 1 2に入力される。この結果、ラインメモリ 1 1および 1 2の出力は、入力信号を 1 Hおよび 2 H遅延したものとなる。垂直 H P F (H i g h P a s s F i l t e r ) 1 3では、 (数式 3) の演算により、垂直方向の高周波数成分 H vを求める。

(数 3 )

H v = (- 1 + 2 · Η^-Η"²) /4 · . · (数式 3) ここで、 H— ¹は 1 H分の遅延を示す。同様に水平 HP F 14では、（数式 4) の演算により、水平方向の高周波数成分 HHを求める。

(数 4)

HH= (— 1 + 2 · Z -¹— Z-²) Z4 · · · (数式 4)

ここで、 Z一¹は水平 1画素分の遅延を示す。ディテール抽出部 9への入力を図 7 (a) のような信号とすれば、垂直 HP F 1 3および水平 H PF 14の出力は同図（b) のように、高周波数成分を抽出したものとなる。このとき、信号に含まれるノイズは一般的に高い周波数成分を多く含んでいるため、ディテール抽出部 9への入力に含まれているノイズも垂直 HP F 1 3および水平 HP F 14の出力に混入する。

ゲイン調整部 1 5— 1および 1 5— 2では、垂直 H P F 1 3およぴ水平 HPF 14の出力に対してそれぞれ適当なゲインを乗じる。

このとき、ゲイン調整部 1 5— 1および 1 5— 2の出力も、図 7 (b ) のようにノイズを多く含む信号となる。そこで、このような信号にコ了リング部 1 6— 1および 1 6— 2によるコアリング処理を施すことにより、ノイズを除去する。

コアリング部 1 6— 1および 1 6— 2では、ゲイン調整部 1 5— 1おょぴ 1 5— 2の出力に対して、図 8に示すように入力幅が同値 t h以下の部分をゼロにし、同値を超える入力に対しては同値を減算して出力する。これにより、コアリング部 1 6—1および 16— 2の出力波形は同図（c) のようにノイズが除去されたものとなる。

加算部 1 7では、コアリング部 1 6— 1および 16— 2の出力信号を加算し、 2次元高周波数成分を得る。

図 5に戻って、加算部 10では、第 1のマトリクス手段の出力にディテール抽出部 9の出力を加算することで高域成分が補われ、図 7 (d) のようにディテールが強調され、 SZNは多少劣化するが解像感の高い信号が得られる。

次に、 3次元 NR (No i s e R e d u c t i o n) 6では、加算部 10の出力に対して時間方向にフィールド巡回型ノイズ低減処理を施す。ここで、フィールド巡回型ノイズ低減処理について説明する。図 9 は 3次元 NRの一構成例を示すものである。第 1の減算部 1 8では、入力信号からメモリ 19の出力を減算する。

ここで、メモリ 19は I V (V：垂直走査期間、丁3〇では1ノ5 9. 94 s e c ) の遅延を与えるものであるとすると、第 1の減算部 1 8の出力には、連続する 2フィールドの映像信号の差が現れるので、 1 V期間の映像信号の変化分（動き）およびノイズが含まれることになる _c 非線形処理部 20では、第 1の減算部 18の出力からノイズを抽出する。一般的にノイズは信号に比べて振幅が小さいという考えに基づき、図 10に示されるように入力信号の振幅の絶対値が闇値 pより小さい場合は、入力をそのまま出力し、入力信号の振幅の絶対値が闇値 pより大きくなるに従って出力振幅を小さく抑えるという処理を施せば、入力信号からノイズを抽出できる。なお、図 10に示す例では、入力信号の振幅の絶対値が閾値 q ( I q I > I P I ) 以上である場合は、入力を出力しないものとした。

第 2の減算部 21では、入力信号から非線形処理部 20の出力を減算する。この結果、第 2の減算部 21の出力にはノイズが低減された映像信号出力が得られる。

ここで、非線形処理部 20の閥値! とノイズ振幅の関係を述べ'ると、闇値！)以下の振幅を持つノイズは、非線形処理部 20を通過し、第 2の減算部 21で入力信号から減算されるため、ほぼ完全に除去できる。一方、閥値 pを超える振幅を持つノイズは非線形処理部 20で減衰を受けるので、第 2の減算部 21で入力信号から減算しても完全には除去できず、一部または全てが残留することになる。

第 2の減算部 2 1の出力は同時にフィールドメモリ 1 9へも入力され、 1 V後の入力信号との演算に利用される。 3次元 N R 6の出力は、力メラ輝度信号出力となる。

上記従来の撮像装置は、以上のようにしてノイズを低減するようにしている。

しかし、上記構成による撮像装置では、以下のような課題がある。解像感を高めるため、ディテール抽出部 9におけるディテールゲインを大きく、またはコアリング部 1 6— 1および 1 6— 2の同値 t hを小さくすると、加算部 1 0の出力においてノイズ振幅は増大し、 S Z Nが劣化する。

これに対し、 S ZN劣化を 3次元 N R 6で補正しょうとすると、非線形処理部 2 0の同値 pを大きくする必要があるが、同値 pを大きくすると信号の変化分も非線形処理部 2 0の出力に含まれるようになるため、第 2の減算部 2 1の出力は残像劣化が大きくなつてしまうという課題がある。また、コアリング部 1 6— 1および 1 6— 2の同値 t hを大きくすると、 S ZNは改善されるが、振幅の小さいディテールが消失し、全体的にぼんやりした映像になってしま'う。発明の開示

本発明は上記課題を解決するもので、解像感の高さを保ちつつ、 S / N劣化が少ない撮像装置を実現するものである。

上記の目的を達成するために、第 1の本発明は、撮像手段と、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段の出力信号に対して平滑化処理を行う平滑化手段と、

前記ゲイン調整手段のゲインの大きさに応じて、前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、

前記選択手段の出力信号に対して巡回型ノィズ低減処理を施すノィズ低減手段と、

前記ノイズ低減手段の出力信号の 2次元高周波成分を強調するディテール強調手段とを備え、

前記選択手段は、前記ゲイン調整手段のゲインが所定の値以下の場合は前記ゲイン調整手段の出力信号を、また前記ゲイン調整手段のゲインが所定の値を超える場合は前記平滑化手段の出力信号を、前記ノイズ低減手段への入力となるよう前記選択を行う撮像装置である。

また、第 2の本発明は、撮像手段と、

前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段の出力信号に対して平滑化処理を行う平滑化手段と、

前記撮像手段が撮像する環境の照度に応じて前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択手段と、

前記選択手段は、前記環境が高照度の時は前記ゲイン調整手段の出力信号を、また低照度の時は前記平滑化手段の出力信号を、前記ノイズ低減手段への入力となるよう前記選択を行う撮像装置である。また、第 3の本発明は、前記撮像手段は 3つの撮像素子を有し、前記ディテール強調手段は、前記ノイズ低減手段の出力信号に対して互いにパラメータの異なるマトリクス処理を施す第 1および第 2のマトリクス手段と、

前記第 2のマトリクス手段の出力信号から前記 2次元高周波数成分を抽出するディテール抽出手段と、

前記第 1のマトリクス手段の出力信号と前記ディテール抽出手段の出力信号とを加算する加算手段とを有する第 1または第 2の本発明の撮像装置である。

また、第 4の本発明は、前記撮像手段は 1つの撮像素子を有し、前記ディテール強調手段は、前記ノイズ低減手段の出力信号に対してマトリクス処理を施す第 3のマトリクス手段と、

前記第 3のマトリクス手段の出力信号から 2次元高周波数成分を抽出するディテール抽出手段とを有する第 1または第 2の本発明の撮像装置である。

また、第 5の本発明は、前記平滑化手段は低域濾波フィルタ（L P F ) である第 3の本発明の撮像装置である。

また、第 6の本発明は、前記平滑化手段はメディアンフィルタである第 3または第 4の本発明の撮像装置である。

また、第 7の本発明は、前記巡回型ノイズ低減手段は 3次元ノイズリダクシヨン（N R ) である第 3または第 4の本発明の撮像装置である。また、第 8の本発明は、撮像工程と、

前記撮像工程の出力信号のゲインを調整するゲイン調整工程と、前記ゲイン調整工程の出力信号に対して平滑化処理を行う平滑化工程と、

前記ゲイン調整工程のゲインの大きさに応じて、前記ゲイン調整工程による出力信号または前記平滑化工程による出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択工程と、

前記選択工程による出力信号に対して巡回型ノィズ低減処理を施すノィズ低減工程と、

前記ノィズ低減工程による出力信号の 2次元高周波成分を強調するディテール強調工程とを備え、

前記選択工程は、前記ゲイン調整工程のゲインが所定の値以下の場合は前記ゲイン調整工程による出力信号を、また前記ゲイン調整工程のゲィンが所定の値を超える場合は前記平滑化工程による出力信号を、前記ノィズ低減工程への入力となるよう前記選択を行う撮像方法である。また、第 9の本発明は、撮像工程と、

前記撮像工程の出力信号のゲインを調整するゲイン調整工程と、前記ゲイン調整工程の出力信号に対して平滑化処理を行う平滑化工程と、 .

前記撮像手段が撮像する環境の照度に応じて、前記ゲイン調整工程による出力信号または前記平滑化工程による出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択工程と、

前記選択工程は、前記環境が高照度の時は前記ゲイン調整工程による出力信号を、'また低照度の時は前記平滑化工程による出力信号を、前記ノィズ低減工程への入力となるよう前記選択を行う撮像方法である。また、第 1 0の本発明は、第 1の本発明の撮像装置の、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段のゲインの大きさに応じて、前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第 1 1の本発明は、第 2の本発明の撮像装置の、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記撮像手段が撮像する環境の照度に応じて、前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第 1 2の本発明は、第 1 0または第 1 1の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の撮像装置の実施の形態を示すプロック図である。図 2は、同実施の形態における L P F、ディテール抽出手段、およびシステム総合の周波数特性を示す特性図である。

図 3は、本発明の撮像装置におけるディテール抽出手段内部の動作を説明するための模式図である。

図 4は、同実施の形態における選択手段、ディテールゲインの A G C ゲイン連動制御特性を示す特性図である。

図 5は、従来の撮像装置の構成例を示すプロック図である。

図 6は、ディテール抽出手段の構成を示すプロック図である。

図 7は、従来の撮像装置におけるディテール抽出手段内部の動作を説明するための模式図である。

図 8は、コアリング手段の動作を説明するための特性図である。図 9は、巡回型ノイズ低減回路の構成を示すプロック図である。

図.1 0は、巡回型ノイズ低減回路の非線形回路の入出力特性を示す特性図である。

図 1 1は、本発明の撮像装置の実施の形態の他の構成例を示すブロック図である。

(符号の説明）

1 CCD

2 ゲイン制御部

3 L P F

4 選択部

4 a 制御部

6 3次元 NR

7 第 1のマトリクス部

8 第 2のマトリクス部

9 ディテール抽出部

1 0 加算部発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は本発明の実施の形態を示すプロック図である。図 1は 3板カメラの例であり、 3つの C CDから構成される C CD 1から 3次元 NR 6 までは； GB 3系統分存在する。ここでも、図の簡略化のため、同図において太い矢印は RGB信号を、細い矢印は輝度信号を示すものとする。図において、 1は入射される被写体の光学信号を電気信号に変換して出力する本発明の撮像手段の一例である C C D、 2は C C D 1からの出力信号に対してゲイン調整をする本発明のゲイン調整手段の一例であるゲイン調整部、 3はゲイン調整部 2の出力信号に対して平滑化処理を行う本発明の平滑化手段の一例である低減濾波フィルタ（以下、 L P Fと記す）、 4はゲイン調整部 2または L P F 3の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択部、 4 aはゲイン調整部 2が調整するゲインの大きさに基づき選択部 4を制御する制御部である。なお、選択部 4と制御部 4 aは本発明の選択手段を構成する。

5は選択部 4の出力信号に対して階調補正などの T/補正を施す y補正部、 6は γ補正部 5の出力信号に対してフィールド巡回型ノイズ低減処理を施す、本発明の巡回型ノイズ低減手段の一例である 3次元ノイズリダクシヨン回路（以下、 3次元 N Rと記す）である。なお、本実施の形態では /補正部 4の出力信号を 3次元 N R 6でノイズ低減を行う構成としたが、 γ補正部 5は選択部 4と 3次元 N R 6との間に必ず設ける必要はなく、これを省略して、選択部 4の出力信号を 3次元 N R 6に入力する構成としてもよい。

7及ぴ 8は 3次元 N R 6の出力信号に対してマトリクス処理を施す、本発明の第 1及ぴ第 2のマトリクス手段の一例である第 1及び第 2のマトリクス回路（以下、第 1及び第 2のマトリクスと記す）、 9は第 2のマトリクス 8の出力信号から 2次元高周波成分を抽出する、本発明のディテール抽出手段の一例であるディテール抽出部、 1 0は第 1のマトリクス 7の出力信号とディテール抽出部 9の出力信号とを加算する本発明の加算手段の一例である加算部であり、加算部 1 0の出力信号が本装置の出力信号となる。なお、第 1のマトリクス 7，第 2のマトリクス 8，ディテール抽出部 9，加算部 1 0は本発明のディテール強調手段を構成する。

以上のように構成された本実施の形態の撮像装置について、以下その動作について説明するとともに、これにより、本発明の撮像方法の一実施の形態について説明を行う。

CCD 1から出力される RGB信号は、ゲイン調整部 2で被写体条件に応じた信号レベル調整が行われる。 L P F (L ow P a s s F i I t e r ) 3では、 1次元または 2次元 L P F処理が施される。

ここで、 L P F処理について説明する。簡単のために水平方向の L P Fを例にあげて説明する。（数式 5) に示すような伝達関数を持つ L P Fを考えると、その周波数特性は図 2 (a) に示すようなものとなる。

(数 5)

L P F= ( 1 + Z-¹) / 2 .· · · (数式 5)

(数式 5) において Z—¹は水平方向 1画素分の遅延を表し、図 2において ί sは水平または垂直方向のサンプリング周波数を表す。図 2 (a ) から明らかなように、 L P F 3の周波数特性は高周波数成分が大きく減衰するものであるから、信号の高周波数成分、および高周波成分を多く含むノイズは大きく減衰する。一方、信号の中、低周波数成分および中、低周'波数成分を多く含むノイズは減衰することなく L P F 3を通過する。高周波成分のノイズの分だけ信号全体に含まれる全周波数成分のノイズは減衰されていることになるから、 SZNは改善されることになる。ノイズがランダムノイズの場合、 S/N改善度合いは約 3 d Bである。垂直 L P Fの場合は、（数式 5) における画素の遅延量が垂直方向 1画素分になるだけで、全く同様である。

選択部 4では、ゲイン調整部 2の出力信号または L P F 3の出力信号のいずれか一方を選択して出力する。選択部 4の出力は γ捕正部 5で階調捕正され、 3次元 NR 6に入力される。 3次元 N R 6では、 γ補正部 5の出力信号に対してフィールド巡回型ノイズ低減処理が施される。 3次元 N R 6の内部動作は図 9及ぴ図 1 0 で説明した従来の場合と全く同様であるため、詳細な説明は省略するが、ここで前段の L P F 3が 3次元 N R 6に及ぼす影響を考えてみる。前述のように、 L P F 3の出力信号においては、信号の高周波数成分、および高周波成分を多く含むノイズがいずれも振幅が小さくなっているが、被写体条件として低照度の画像を撮像している場合は、他の周波数成分の信号の振幅に比して高周波成分の信号の振幅は小さいことから、 3次元 N R 6内部の非線形処理部 2 0への入力において、入力した信号の全周波数成分の振幅に比するノイズ振幅は小さくなる。

そのため、本来は闇値 ρを超える振幅を持っために残留していたノィズは、 L P F 3を通ることにより同値 ρ以下の振幅になることで、完全に除去できるようになる。その結果、 3次元 N Rの効果は一層高められることになる。

次に、第 1のマトリクス 7では、（数式 1 ) の演算により、 R G Bから第 1の輝度信号 Yを求める。同様に第 2のマトリクス 8では、（数式 2 ) の演算により、 R G Bから第 2の輝度信号 Y ' を求める。 Yとは別に Y ' を求める理由は、従来の場合と同様、空間画素ずらし法を用いる場合に折り返しをキャンセルするためである。

ディテール抽出部 9では、第 2のマトリクス 8の出力から.（数式 3 ) および（数式 4 ) に示す演算によって 2次元高周波数成分を抽出する。周波数特性を図 2 ( b ) に示す。ここで、 f sは水平または垂直のサンプリング周波数である。ディテール抽出部 9の内部構成および動作は図 6及び図 7で説明した従来の場合と全く同じであるため、説明を省略するが、内部信号の状態は異なってくる。ここで、図 3およぴ図 6を参照しながら入力信号の S ZNとディテール抽出処理の関係について説明する。

図 3はディテール抽出部 9内部の信号の波形を示すものである。前述のようにディテール抽出部 9内部のコアリング部 1 6— 1， 1 6— 2では、高周波数成分に含まれるノイズを除去しているが、閥値 t hを超える絶対値を有する振幅のノイズは残留してしまう。しかし、前段の LP F 3で高周波成分のノイズを除去し、 3次元 NR 6で全周波数成分のノィズを抑圧する S/N改善処理を行うと、図 3 (a) に示すように、入力信号に含まれるノイズレベルは図 7 (a) に示すものに比べて小さくなるので、図 3 (b) に示すように、コアリング閥値 t hを、図 7 (b ) に示す例に比してより小さな値に設定することができる。また、ゲイン調整部 1 5— 1， 1 5- 2のディテールゲインをより大きく設定することができ、図 3 (d) に示すように、 SZNをほとんど劣化させずにディテールをより強調することが可能になる。

次に、 L P F 3を通すことによる解像感の劣化の補償について説明する。前述のように、 LPF 3の周波数特性は図 2 (a) のように、ディテール抽出部 9の周波数特性は同図（b) のようになる。さらに、本実施の形態のシステムの総合周波数特性は同図（c) のようになる。ちなみに（c) の特性はディテール抽出部 9内部のゲイン調整部 1 5— 1， 15— 2におけるゲインを 1倍に設定した場合である。同図（c) を見れば明らかなように、 L P F 3によって劣化した周波数特性（図 2 (a ) ) はディテール強調処理によりかなり回復し、映像の解像感が增す。以上の構成を用いて、実際の撮影状況に応じた制御の方法について図 4を用いて説明する。図 4はゲイン調整部 2の AG Cゲインとディテール抽出部 9内のゲイン調整部 1 5— 1及び 1 5— 2のディテールゲインの関係を示すグラフである。図 4に示すように、制御部 4 aは、ゲイン調整部 2の AGCゲインが 0〜3 dB (高照度状態）の時は、元々信号の S Z Nが良いため、選択部 4を制御してゲイン調整部 2の出力信号を選択する。一方、ゲイン調整部 2の AGCゲインが 3 dBを超える（低照度状態）時は、信号の SZNが悪くなるため、選択部 4を制御して L P F 3の出力信号を選択する。それと同時に、劣化する周波数特性を補償するためにディテール抽出部 9内部のゲイン調整部 1 5— 1および 1 5— 2のゲインを上げるように制御する。よって図 4のように、 AGC ゲインが 3 d Bになった時にディテールゲインを大きくすることで、周波数特性の劣化に伴う画質低下を補償することができる。なお、 AGC ゲインが 3 d Bよりも増加する場合は、ノイズレベルも増加してしまうため、ディテールゲインを低下させていくことにより、 AG Cゲインの増加に伴うノイズレベルの増加を防ぐことができる。なお、上記の説明では、制御部 4 aはゲイン調整部 2の AGCゲインに応じて選択の制御を行うものとしたが、制御部 4 aは、 CCD 1から実際の撮影状況における撮像環境の照度を取得し、これに基づいて選択の制御を行うようにしてもよい。

以上のように本実施の形態では、 3次元 NR 6の前に L P F 3を、 3 次元 NR 6の後にディテール抽出部 9を配置することで、 3次元 NR 6 におけるノイズ低減処理の効果を一層高めると同時に、ディテール抽出部 9に入力される信号の S/Nを向上させることにより、ディテール強調処理での S/N劣化を最小限に抑え、その結果、低照度などの悪条件でも解像感を高く保ちつつ、 SZNの良い撮像装置を実現できる。また、低照度条件においても、信号の周波数特性をほとんど劣化させることなく、 SZNを改善することが可能になる。

また、ノイズ低減手段での処理を、 1 V前の信号を参照して演算するフィールド巡回型処理として説明したが、 1 H前の信号を参照して演算するライン巡回型、または 2 V前の信号を参照して演算するフレーム巡回型でも同様に成り立つ。

ライン巡回型の場合は、垂直ディテールの劣化を伴うが、残像劣化は原理的に無く、メモリ容量が 1 H分で済むという特徴があり、フレーム巡回型の場合は被写体の動きに対する残像劣化は多くなり、メモリ容量が 2倍になるが、静止部にて垂直ディテールが劣化しないという特徴を持つ。

また、説明の便宜上、ディテール抽出部 9、 L P F 3の伝達関数を（数式 3 )〜（数式 5 )に示されるものとしたが、この限りではない。

また、本発明の平滑化手段は L P F 3であるとしたが、メディアンフィルタを用いてもよい。要するに、信号の高周波数成分を抑圧できるものであればよい。

また、第 2のマトリクス手段での演算を（数式 2 ) に示されるものとして説明したが、（数式 1 ) に示されるものとしても同様に成り立つ。また、 A G Cゲインが 3 d Bを境に選択部 4を制御するとしたが、 3 d Bである必要はなく、任意の値を境に制御しても良い。

また、上記の実施の形態の撮像装置は、 C C D 1が R、 G、 Bの 3つの撮像素子を有する 3板カメラであるとしたが、 C C D 1が 1つの撮像素子を有する単板カメラとしてもよい。この場合の構成を図 1 1に示す。図 1 1に示すように、この構成例は、本発明の第 3のマトリクス手段の一例である第 3のマトリクス回路と、その出力信号から 2次元高周波成分を抽出するディテール抽出部 2 2を備えており、 L P F 3の代わりにメディアンフィルタ 2 3を用いた。他の構成は図 1と同様である。

また、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の撮像装置の一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであつて、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。また、本発明は、上述した本発明の撮像装置の一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよい。

なお、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の、幾つかの手段を意味し、あるいは、一つの手段の内の、一部の機能を意味するものである。

また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。 .

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。 . また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

また、記録媒体としては、 R O M等が含まれ、伝送媒体としては、ィンターネット等の伝送機構、光，電波，音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、 C P U等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、 O S、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。産業上の利用可能性

以上のように本発明は、低照度などの悪条件でも解像感を高く保ちつつ、 S ZNの良い撮像装置を実現できる。

Claims

m 求の

1 . 撮像手段と、

前記選択手段の出力信号に対し巡回型ノィズ低減処理を施すノィズ低減手段と、

前記ノィズ低減手段の出力信号の 2次元高周波成分を強調するディテール強調手段とを備え、

前記選択手段は、前記ゲイン調整手段のゲインが所定の値以下の場合は前記ゲイン調整手段の出力信号を、また前記ゲイン調整手段のゲインが所定の値を超える場合は前記平滑化手段の出力信号を、前記ノイズ低減手段への入力となるよう前記選択を行う撮像装置。

2 . 前記撮像手段は 3つの撮像素子を有し、

前記ディテール強調手段は、前記ノイズ低減手段の出力信号に対して互いにパラメータの異なるマトリクス処理を施す第 1および第 2のマトリタス手段と、

前記第 1のマトリクス手段の出力信号と前記ディテール抽出手段の出力信号とを加算する加算手段とを有する請求項 1に記載の撮像装置。

3 . 前記平滑化手段は低域濾波フィルタ（L P F ) である請求項 2

4 . 前記平滑化手段はメディアンフィルタである請求項 3に記載の

5 . 前記巡回型ノイズ低減手段は 3次元ノイズリダクション（N R ) である請求項 4に記載の撮像装置。

6 . 請求項 1に記載の撮像装置の、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段のゲインの大きさに応じて、前記ゲイン調整手段の出力信号または前記平滑化手段の出力信号のいずれか一方を選択して出力する選択手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

7 . 請求項 6に記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。