CN1172523C - 宽阔动态图象信号的电视信号处理装置和方法及电视摄象机 - Google Patents

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Abstract

一种电视信号处理装置，具有：根据适合被摄物图象低亮度区域的亮度的第1图象信号以及适合上述被摄物图象高亮度区域的亮度的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，根据第1图象信号对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出已经白色平衡处理的图象信号的第1调整装置；根据第2图象信号对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出已经白色平衡处理的图象信号的第2调整装置；合成第1和第2调整装置输出的合成装置。

Description

宽阔动态图象信号的电视信号 处理装置和方法及电视摄象机
技术领域
本发明涉及能得到宽阔动态范围的图象信号的电视信号处理装置、电视摄象机以及电视信号处理方法。宽阔动态范围电视摄象机即使在被摄物中混合了亮度不同的图象时，也可以恰当地再现任何一个图象。
背景技术
已往一般的电视摄象装置，由于摄象元件的电荷存储容量的限制，只有约4倍的动态范围。因此，对包含暗淡的室内和明亮的室外的被摄物进行摄影时，由于极明亮(高亮度)的被摄物(室外)和比较暗(低亮度)的被摄物(室内)混在一起，无论对于高亮度被摄物或低亮度被摄物都不能通过控制曝光时间得到适当的电平。设低亮度部分为适当电平时，高亮度部分呈白色(白色饱和)；设高亮度部分为适当电平时，低亮度部分为黑色(黑色饱和)。
近年来，为解决上述问题，如图7所示，开发了一种宽阔动态范围摄象元件，在垂直图象期间以通常的曝光时间存储电荷，在垂直消隐期间以短曝光时间存储电荷，可以取出经通常曝光以适当的电平得到的标准亮度被摄物的标准亮度图象信号(长时间曝光图象信号)V1，以及经短曝光以适当的电平得到的极明亮被摄物的高亮度图象信号(短时间曝光图象信号)V2。如图8所示，又开发了一种双重放大方式，即由放大率不同的放大电路23和放大电路24分别放大来自摄象元件22的图象信号C，取出标准亮度图象信号V1和高亮度图象信号V2。
如图9所示，开发了一种电视摄象装置，对通过这些宽阔动态范围摄象元件和双重放大方式取出的标准亮度图象信号V1和高亮度图象信号V2，分别在乘法电路26、27中乘以由乘法系数运算电路25算出的固定乘法系数L、S后，根据后述的加法(合成)比率R，在合成电路28相加，得到动态范围约64倍的宽阔动态范围图象信号W。
从电视摄象机的摄象元件得到的图象信号进行白色平衡处理、伽马补正处理以及拐点特性补正处理等非线性处理后，输出到外部。用宽阔动态范围电视摄象机，对于一个被摄物可生成2个或2个以上的不同图象信号，适当地合成该多个信号，可得到宽阔动态范围的图象信号输出。如后面的详细说明所述，该多个图象信号可由改变摄象时的曝光条件或增益得到。
本发明解决了在宽阔动态范围电视摄象机的图象信号处理例如白色平衡处理、非线性处理或信号合成处理等的过程中产生的以下各种问题，得到了高质量的显示图象。
输出上述说明的宽阔动态范围图象信号的电视摄象机是从该电视摄象机具有的一个固体摄象元件输出与被摄物低亮度区域适合的曝光条件的长时间曝光图象信号和与高亮度区域适合的曝光条件的短时间曝光图象信号的2个图象信号。该长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号经规定的合成处理后，在图象信号处理电路进行白色平衡处理。
下面用图5说明采用已有技术的电视摄象机的构成。
图中，11是把摄象光变换为电荷，输出与电荷对应的图象信号的固体摄象元件(CCD)。摄象元件11在从电视摄象机10输出的图象信号的1水平扫描期间，对例如在1/2000秒时间进行摄象光曝光得到的短时间曝光图象信号，以及比该短时间曝光图象信号的情况长，例如在约1/60秒时间进行摄象光曝光得到的长时间曝光图象信号，进行时间压缩后，分别输出1水平扫描期间的图象信号。12是对从CCD11输出的图象信号进行取样保持，再放大到所需电平并予以输出的取样保持和自动增益控制电路(CDS和AGC电路)，13是把从CDS和AGC电路来的模拟图象信号变换为数字图象信号的A/D变换器。14是把A/O变换器13的数字图象信号在每个1水平扫描期间分离为该数字图象信号的长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号，并分别在1水平扫描期间进行时间压缩扩展，使其同步并同时分别输出的同步电路。17是输入来自同步电路14的长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号，用规定的合成方法进行保持并对其进行合成的合成处理电路，该合成方法对二个输入信号进行合成处理，例如可以是在该二个信号中，生成具有更适合其中一个的曝光图象信号电平的图象信号电平的合成图象信号。使用该合成处理，例如，用画面内长时间曝光图象信号产生白色饱和的细部不清楚区域，可用短时间曝光图象信号的适当信号电平进行合成，而用短时间曝光图象信号产生黑色饱和的细部不清楚区域，可用长时间曝光图象信号的适当信号电平进行合成。在合成处理电路17中合成的合成图象信号，输入到图象信号处理电路(DSP电路)15。在DSP电路(Digital Signal Processor)15中，对合成图象信号进行规定的图象信号处理，即进行伽马补正和白色平衡调整的处理等。经过图象信号处理的图象信号，从DSP电路15输出到后面部分(未图示)。
图6表示一种白色平衡调整电路的方框图。该白色平衡调整电路由DSP或使各部分功能动作的专用电路的组合来实现。RGB增益处理电路30分别对R(红)、G(绿)、B(兰)各色信号的振幅电平进行增益调整。色差信号变换处理电路31根据R、G、B信号和Y(亮度)信号，生成色差信号R-Y和B-Y。白信号成分检测电路32从色差信号R-Y和B-Y和Y信号中，检测并输出包含在规定的白检测电平界限范围内的白色信号成分。白色平衡控制电路33将R-Y和B-Y分别与白色信号成分相比较，检测白色平衡向哪种颜色偏差到什么程度，并输出表示白色平衡偏差的信号WB(与色温度对应)。增益控制电路34根据偏差信号WB，调整RGB增益处理电路30的R信号和B信号的增益，使WB为零。
图2所示的被摄物同时存在日光灯光线下的室内人物20和窗外太阳光下的景色21的两个。室内是用剖面线(hatching)表示的暗淡画面(低亮度)，窗外的景色21与室内相比是相当明亮的画面(高亮度)。另外，由于室内的光源是日光灯照明，而屋外是太阳光，因此室内和屋外图象的色温度也很不同。
下面说明用已有的宽阔动态范围摄象机进行白色平衡处理时的问题。当用图5所示的已有的宽阔动态范围电视摄象机拍摄图2的被摄物时，得到了室内低亮度图象部分成为适当曝光电平的那样地被拍摄的图象信号，以及屋外亮度图象部分21成为适当曝光电平那样地被拍摄的第二个图象信号。也就是说，通过长时间曝光，得到了低亮度图象部分成为适当电平的拍摄的图象信号；以及通过短时间曝光，得到了高亮度图象部分成为适当电平的拍摄的图象信号。长时间曝光图象信号是在各垂直图象期间从存储在CCD中的电荷信号得到的，短时间曝光图象信号是在各垂直消隐期间从存储在相同的CCD中的电荷信号得到的。
在合成处理电路17中将2个图象信号合成为1个图象信号，在DSP 15中对合成的图象信号进行白色平衡处理时，由于作为白色平衡基准的白电平是根据适合室内图象曝光条件的长时间曝光图象信号成分或适合屋外图象曝光条件的短时间曝光图象信号成分中任一个信号成分决定的，因此仅对一个图象信号成分白色平衡是适合的，而对另一个色温度不同的图象信号来说，白色平衡就不适合了，在监视器上显示的无论是室内图象还是屋外图象的哪一个图象的颜色都是不自然的。另外，当对白色平衡进行处理，以便适合长时间曝光图象信号成分和短时间曝光图象信号成分的中间的色温度时，室内图象和屋外图象的任何一个都再现不自然颜色。
本发明旨在提供能解决上述问题的一种装置，对白色平衡后的标准亮度图象信号和高亮度图象信号的色信号进行规定的合成处理，可以毫无损失并且以最适当的电平得到合成的宽阔动态范围图象信号。
下面对信号合成处理时的问题加以说明。用宽阔动态范围电视摄象机的图象信号，以进行图9所示的已有的信号合成处理的情况为例，进行说明。
这里，对于得到的宽阔动态范围图象信号W，设高亮度图象信号V2占有最大比率的加法比率R为R％，标准亮度图象信号V1的乘法系数为L，高亮度图象信号V2的乘法系数为S，如下式所示，乘法系数L、S为固定系数。
             L＝(100％-R％)/100％
             S＝R％/100％
从上式可见，L+S＝1。这是因为当标准亮度图象信号V1和高亮度图象信号V2分别输入最大输入电平即100％电平时，相加后的信号电平为100％×L+100％×S＝100％，宽阔动态范围图象信号W收纳在100％电平以内。
也就是说，当相加后的信号电平超过100％时，摄象机装置的最后输出限制在100％，100％以上的信号成分成为100％被压缩的白色饱和，宽阔动态范围的图象信号全部取出。
当加法比率R＝50，标准亮度图象信号V1和高亮度图象信号V2以50％：50％相加，即L＝0.5、S＝0.5时，从图13可见，在高亮度图象信号V2的峰值P为比图象信号饱和电平100％小的60％电平时，相加后的宽阔动态范围图象信号W的振幅为100％×L(0.5)+60％×S(0.5)＝80％，不可能振幅到图象信号的饱和电平100％，由于不可能完全有效地利用图象信号的输出电平100％，因此存在低对比度图象的问题。
本发明的目的是提供能解决上述问题的一种宽阔动态范围摄象装置，可以毫无损失并且以最适当的电平得到合成的宽阔动态范围图象信号。
使用2个摄象元件，对一个被摄物生成2个不同图象信号，根据2个图象信号输出宽范围图象信号的电视摄象机，已经由Tsukui于1996年12月31日登记的美国专利第5,589,880号上公开了。将高速快门和低速快门与一个CCD摄象元件组合，生成曝光时间不同的2个图像信号，选择输出适合的图象信号的电视摄象装置已经在JP-A-4-354277号上公开了。用光分裂器将来自被摄物的光分割为光量不同的2个光束，由2个CCD元件接收这些光束，生成2个图象信号的摄象装置已经在美国专利第5,420,635号上公开了。通过从可控制电荷存储时间的摄象元件，生成电荷存储时间相互不同的2个图象信号，对将2个信号分别给与适当加权系数的信号进行合成，可以从暗淡图象到明亮图象得到信号饱和和噪声少的宽阔动态范围的图象信号的摄象装置已经在美国专利第5,455,621号上公开了。
发明内容
本发明的目的是提供用于宽阔动态范围电视摄象机的电视信号处理装置和信号处理方法以及宽阔动态范围电视摄象机，即使光源色温度不同的图象区域混在一个被摄物中，哪一个区域都能适当调整白色平衡，得到颜色再现性优良的图象。
本发明的另一个目的是提供用于宽阔动态范围电视摄象机的电视信号处理装置和信号处理方法以及宽阔动态范围电视摄象机，可以适当合成经白色平衡处理的标准亮度图象信号和高亮度图象信号，在拍摄图象的任何区域都能进行适当的白色平衡处理。
本发明的再一个目的是提供用于宽阔动态范围电视摄象机的电视信号处理装置和信号处理方法以及宽阔动态范围电视摄象机，可以适当合成标准亮度图象信号和高亮度图象信号，无损失而且以最适当电平得到宽阔动态范围的图象信号。
根据本发明的一个方面，提供一种电视信号处理装置，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：根据所述第1图象信号对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第1调整装置；根据所述第2图象信号对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第2调整装置；按规定的比率合成所述第1和第2调整装置的输出的合成装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种生成宽阔动态范围图象信号的电视摄象机，包括：产生在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象的第2图象信号的摄象装置；根据所述第1和第2图象信号生成宽阔动态范围图象信号的信号处理装置；所述信号处理装置，具有：根据所述第1图象信号对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第1调整装置；根据所述第2图象信号对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第2调整装置；按规定的比率合成所述第1和第2调整装置的输出的合成装置。
根据本发明的又一个方面，提供一种电视信号处理方法，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：根据所述第1图象信号，对该第1图象信号的红、绿、兰各色信号进行调整的白色平衡处理步骤；根据所述第2图象信号，对该第2图象信号的红、绿、兰各色信号进行调整的白色平衡处理步骤；对经过所述白色平衡处理的第1和第2图象信号按规定比率进行合成的合成处理步骤。
根据本发明的再一个方面，提供一种电视信号处理方法，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：根据所述第1图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的步骤；根据所述第2图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的步骤；根据所述第1图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第1图象信号色信号成分的第1加权系数的步骤；根据所述第2图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第2图象信号色信号成分的第2加权系数的步骤；将已进行了白色平衡处理的所述第1图象信号的色信号成分乘以所述第1加权系数的步骤；将已进行了白色平衡处理的所述第2图象信号的色信号成分乘以所述第2加权系数的步骤；合成已进行了白色平衡处理的所述第1和第2图象信号的亮度信号的步骤；合成已与所述加权系数相乘的所述第1和第2图象信号的色信号成分的步骤。
本发明的生成宽阔动态范围图象信号的电视摄象机，对于上述本发明的任一个电视信号处理装置，还具有产生适合被摄物图象的低亮度区域亮度的第1图象信号和适合被摄物图象的高亮度区域亮度的第2图象信号的摄象装置。
本发明的电视信号处理方法是涉及上述本发明的电视信号处理装置的图象信号处理的方法。
附图说明
图1是表示本发明的宽阔动态范围电视摄象机实施例的电路构成方框图。
图2是同时包含高亮度区域和低亮度区域的被摄物实景的例子。
图3是长时间曝光图象信号波形的例子。
图4是短时间曝光图象信号波形的例子。
图5是表示已有的宽阔动态范围电视摄像机的电路构成的方框图。
图6是白色平衡调整电路的方框图。
图7是说明从CCD输出长时间曝光图像信号和短时间曝光图象信号的动作的图。
图8是生成标准亮度图象信号和高亮度图象信号的电路的一个例子。
图9是说明已有的信号合成方式的方框图。
图10是说明进行了已有的白色平衡的信号的合成方式的方框图。
图11是说明本发明信号处理电路的实施例的信号合成处理的图。
图12是说明实行了已有的白色平衡的信号的合成处理的图。
图13是说明已有的宽阔动态范围电视摄象机的信号合成处理的图。
图14是本发明信号处理电路实施例的信号合成处理部分的方框图。
图15是本发明信号处理电路实施例中的加权系数的特性图的一个例子。
图16是本发明信号处理电路实施例中的加权系数的特性图的一个例子。
图17是说明本发明信号处理电路实施例中的信号合成处理的图。
图18是本发明信号处理电路实施例中的合成加权系数的特性图的一个例子。
图19是本发明信号处理电路另一个实施例的信号合成处理部分的方框图。
图20是说明本发明信号处理电路的图19实施例的乘法系数电路动作的流程图。
图21是说明本发明信号处理电路的图19实施例的信号合成处理动作的图。
图22是说明本发明信号处理电路的图19实施例的信号合成处理动作的图。
图23是本发明信号处理电路的另一个实施例的信号合成处理部分的方框图。
图24是说明图23的直方图检测电路动作的图。
图25是说明图23的非线性处理电路动作的图。
图26是说明图23的信号处理装置的信号合成处理动作的图。
图27是图23的非线性处理电路的特性图。
图28是图23的非线性处理电路的特性图。
图29是图23的非线性处理电路的特性图。
图30是本发明信号处理电路的又一个实施例的信号合成处理部分的方框图。
图31是说明图30的直方图检测电路动作的图。
图32是说明图30的加法比率运算电路动作的流程图。
图33是说明图30的乘法系数运算电路动作的流程图。
图34是图30的拐点电路的特性图的例子。
图35是图30的拐点电路的特性图的另一个例子。
图36是说明图30的信号处理电路的信号加法处理动作的图。
图37是说明图30的信号处理电路的信号加法处理动作的图。
具体实施方式
下面用图1说明本发明的一个实施例。
图中，1是把摄象光变换为电荷并作为图象信号输出的固体摄象元件(CCD)，特别是在该电视摄象机输出的图象信号的1水平扫描期间，对例如在1/2000秒时间进行摄象光曝光得到的短时间曝光图象信号，以及比该短时间曝光图象信号的情况长，例如在约1/60秒时间进行摄象光曝光得到的长时间曝光图象信号，进行时间压缩，分别输出1水平扫描期间的图象信号。2是对CCD1输出的图象信号进行取样保持，再放大到所需电平并予以输出的取样保持及自动增益控制电路(CDS和AGC电路)。3是把CDS和AGC电路的模拟图象信号变换为数字图象信号的A/D变换器。4是在每个1水平扫描期间将A/D变换器3的数字图象信号分离为该数字图象信号的长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号，分别在1水平扫描期间进行时间压缩扩展，使它们同步并分别同时输出的同步电路。
从同步电路4输出的长时间曝光图象信号输入到图象信号处理电路(DSP电路)5，另一方面，同样从同步电路4输出的短时间曝光图象信号输入到图象信号处理电路(DSP电路)6。DSP电路5和6分别对输入的图象信号进行规定的图象信号处理，例如分别进行伽马补正和白色平衡调整的处理。
在该DSP电路5进行根据输入的长时间曝光图象信号的白色平衡调整，如图2所示，作为更适合长时间曝光图象信号的曝光电平的低亮度区域的图象，当拍摄日光灯照明下的屋内图象时，根据图3所示长时间曝光图象信号的低亮度区域白检测范围的电平信号，进行白色平衡调整，以便把低亮度区域的白色被摄物拍摄成白色。白色平衡调整即使用图6所示的电路也可实施。
图3中，低亮度区域白检测范围的上限电平值要求在规定电平以下，例如在最大图象信号电平的95％以下，在低亮度区域检测范围内不包含高亮度区域的图象信号电平。这样，不会受到高亮度区域图象信号的影响，可时低亮度区域的图象信号进行更恰当的白色平衡调整。
在DSP电路6同样进行输入的短时间曝光图象信号的白色平衡调整，如图2所示，作为更适合短时间曝光图象信号的曝光电平的高亮度区域的图象，当拍摄太阳光下的屋外图象时，根据图4所示短时间曝光图象信号的高亮度区域白检测范围的电平信号，进行白色平衡调整，以便把高亮度区域的白色被摄物拍摄成白色。图4中，高亮度区域白检测范围的下限电平值要求在规定电平以上，例如在最大图象信号电平的5％以上，在高亮度区域检测范围内不包含低亮变区域的图象信号电平。这样，不会受到低亮度区域图象信号的影响，可对高亮度区域的图象信号进行更恰当的白色平衡调整。
7是从DSP电路5和6分别输入长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号，并用规定的合成方法对其进行合成的合成处理电路，其合成方法对二个输入信号进行合成处理，以便例如可以在该二个信号中，生成其中一个更适合曝光图象信号电平的图象信号电平的合成图象信号。通过进行该合成处理，例如，在画面内的长时间曝光图象信号产生白色饱和的细部不清楚区域，可用短时间曝光图象信号的适当信号电平进行合成，同样在短时间曝光图象信号产生黑色饱和的细部不清楚区域，可用长时间曝光图象信号的适当信号电平进行合成。该合成处理电路7合成的合成图象信号输出到后面的装置(图中未示出)。
其结果是用本实施例的电视摄象机，即使在以长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号分别拍摄不同色温度照明下的被摄物时，由于分别对作为低亮度区域图象的长时间曝光图象信号和作为高亮度区域图象的短时间曝光图象信号进行适当的白色平衡处理后再合成，因此作为得到的合成图象信号，例如，低亮度区域的白色被摄物和高亮度区域的白色被摄物都成为以正确的白色拍摄的图象信号。
本发明与上述实施例一样，使用从CCD1得到的长时间曝光图象信号和短时间曝光图象信号，但具有曝光时间不同的二个信号，并不限制得到宽阔动态范围图象信号的方法。例如，如图8所示，使用规定曝光电平的图象信号V1和比该图象信号曝光电平小的电平的曝光电平的图象信号V2，合成宽阔动态范围图象信号，也可得到本发明的效果。另外，图中未示出，本发明的电视摄象机可分别输出曝光电平不同的二个图象信号或一起输出曝光时间不同的二个图象信号，可将这些图象信号输入到配置在本发明电视摄象机后部的图象信号机器中(图中未示出)。
生成曝光条件不同的2个图象信号的方法，除了图7所示的方法以外，还有使用棱镜和半透明镜的光束分割装置，将来自被摄物的光分割为光量不同的2个光束，用2个摄象元件接收这些光束的方法，以及使用快门速度不同的2个摄象元件的方法等。这些方法记载在美国专利第5,589,880号，JP-A-4-354277和JP-A-5-64070中。
使用如上所述的本发明，即使在低亮度区域和高亮度区域同时拍摄光源色温度不同的场景时，由于可对低亮度区域和高亮度区域独立地进行白色平衡处理，所以可实现这样的电视摄象机，即将低亮度区域的长时间曝光图象信号和高亮度区域的短时间曝光图象信号合成得到宽阔动态范围的图象信号，成为在两区域都进行了适当白色平衡调整的彩色复现性优良的图象信号。
参照图10、图11及图12说明合成已进行了白色平衡调整的标准亮度图象信号和高亮度图象信号的信号合成电路。
参照图7和图8，在采用通过宽阔动态范围摄象元件和双重放大方式取出的标准亮度图象信号和高亮度图象信号而得到宽阔动态范围图象信号的情况下，由于低亮度图象和高亮度图象的色温度不同，则如图10所示，标准亮度图象信号的亮度信号Y1和色信号C1在白色平衡电路35进行白色平衡处理，高亮度图象信号的亮度信号Y2和色信号C2在白色平衡电路36进行白色平衡处理。通过白色平衡处理使各图象信号的色温度一致，再经合成电路37和合成电路38将得到的亮度信号Z1、Z2和色信号D1、D2相加，即可开发出具有动态范围约64倍的宽阔动态范围图象信号的亮度信号WY和色信号WC的电视摄象机装置。
白色平衡后的标准亮度图象信号的亮度信号Z1和高亮度图象信号的亮度信号Z2在合成电路37中相加，得到如图11所示的亮度信号WY。同样，标准亮度图象信号的色信号D1和高亮度图象信号的色信号D2在合成电路38中相加，得到如图12所示的色信号WC。这里，假定标准亮度图象信号的色信号D1以色温度a进行白色平衡处理，高亮度图象信号的色信号D2以色温度b进行白色平衡处理，则合成的宽阔动态范围图象信号的色信号WC是将以不同色温度进行白色平衡处理的色信号进行合成，存在白色平衡偏差的问题。
下面，说明解决了上述合成时的问题，并可以无损失地以最适当的白色平衡合成标准亮度图象信号(长时间曝光图象信号)和高亮度图象信号(短时间曝光图象信号)的本发明的图象信号处理方法和该装置实施其方法的实施例。
用图14说明对用通常曝光等以适当电平得到标准亮度被摄物那样被控制的标准亮度图象信号和用短曝光等以适当电平得到极明亮被摄物那样被控制的高亮度图象信号进行加法处理，得到宽阔动态范围图象信号的电视摄象机装置的加法处理部分的构成及动作。
41是将优化的标准亮度图象信号的亮度信号Y1和色信号C1调整为适合被摄物色温度的白色平衡，并输出调整后的亮度信号Z1和色信号D1的白色平衡电路。42是将优化的高亮度图象信号的亮度信号Y2和色信号C2调整为适合该被摄物色温度的白色平衡，并输出调整后的亮度信号Z2和色信号D2的白色平衡电路。43是根据亮度信号Z1的亮度电平，运算用于对色信号D1进行加权处理的加权系数K1的加权系数运算电路。44是根据亮度信号Z2的亮度电平，运算用于对色信号D2进行加权处理的加权系数K2的加权系数运算电路。45是将色信号D1乘以加权系数K1并输出色信号E1的乘法电路，46是将色信号D2乘以加权系数K2并输出色信号E2的乘法电路。47是将调整后的亮度信号Z1和亮度信号Z2相加，并输出成为宽阔动态范围图象信号的亮度信号WY的合成电路，48是将调整后的色信号E1和色信号E2相加，并输出成为宽阔动态范围图象信号的色信号WC的合成电路。
下面对其动作予以说明。
首先，优化的标准亮度图象信号的亮度信号Y1和色信号C1输入到白色平衡电路41，这里，按该被摄物的色温度(这里为a)进行白色平衡调整，输出亮度信号Z1和色信号D1。白色平衡调整后的亮度信号Z1输入到加权系数运算电路43。
如图15所示，加权系数K1在亮度电平从0到i时为1，从i到j时从1逐渐衰减到0，j以上时可从为0的函数算出来。用加权系数运算电路43运算的该加权系数K1和色信号D1输入到乘法电路45，通过E1＝K1×D1的运算，输出经加权处理的色信号E1。
另一方面，优化的高亮度图象信号的亮度信号Y2和色信号C2输入到白色平衡电路42，这里按被摄物的色温度(这里为b)进行白色平衡调整，输出亮度信号Z2和色信号D2。白色平衡调整后的亮度信号Z2输入到加权系数运算电路44。
如图16所示，加权系数K2在亮度电平从0到j时为0，从i到j时从0逐渐增加到1，j以上时可从为1的函数算出来。用加权系数运算电路44运算的该加权系数K2和色信号D2输入到乘法电路46，通过E2＝K2×D2的运算，输出经加权处理的色信号E2。
经白色平衡处理的亮度信号Z1和亮度信号Z2输入到合成电路47，如图11所示进行相加，输出成为宽阔动态范围图象信号的亮度信号WY。
同样，经拐点处理的色信号E1和色信号E2输入到合成电路48，如图17所示进行相加，输出成为宽阔动态范围图象信号的亮度信号WC。
如上所述，根据用如图18所示为同一光量(亮度电平)的i和j间的电平，使作为色信号D1和色信号D2的加权处理系数的加权系数K1、K2交叉的特性，如图17所示，合成后的色信号WC的成分，在以0到i的电平，仅对标准亮度图象信号的色信号E1，也就是仅对根据色温度a处理的信号进行处理。在以i到j的电平，对标准亮度图象信号的色信号E1，渐渐增加高亮度图象信号的色信号E2的比率，进行合成处理。在以j到无限的电平，仅对高亮度图象信号的色信号E2，也就是仅对根据色温度b处理的信号进行处理。
如上所述，把白色平衡的偏差限制在从i到j的最小范围，可顺利地处理色信号E1和色信号E2的合成边界线，得到动态范围宽并具有最适合白色平衡的图象信号。
上述实施例中，将标准亮度被摄物和高亮度被摄物相加，即可无损失并以最适当的白色平衡得到图象信号，取出动态范围宽的图象信号。
下面说明可以无损失并以各信号最适合的电平合成标准亮度图象信号(长时间曝光图象信号)和高亮度图象信号(短时间曝光图象信号)的本发明的图象信号处理方法和其装置以及该方法的实施例。
以下，用图19说明对用通常曝光等以适当电平得到标准亮度被摄物那样被控制的标准亮度图象信号和用短曝光等以适当电平得到极明亮被摄物那样被控制的高亮度图象信号进行加法处理，得到宽阔动态范围图象信号的电视摄象机装置的加法处理部分的构成及动作。
V1是根据标准亮度被摄物成为适合电平的曝光条件取出的标准亮度图象信号；V2是根据高亮度被摄物成为适合电平的曝光条件取出的高亮度图象信号；R是在相加后的宽阔动态范围图象信号W中，控制高亮度图象信号V2所占最大比率的加法比率；P是高亮度图象信号V2的峰值；L是与标准亮度图象信号V1相乘的乘法系数；S是与高亮度图象信号V2相乘的乘法系数；01是标准亮度图象信号V1乘以乘法系数L得到的标准亮度图象信号；02是高亮度图象信号V2乘以乘法系数S得到的高亮度图象信号；W是把标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02相加得到的动态范围宽的宽阔动态范围图象信号。
51是检测高亮度图象信号V2的1场期间峰值P的电路；52是根据加法比率R和峰值P运算标准亮度图象信号V1的乘法系数L和高亮度图象信号V2的乘法系数S的乘法系数运算电路；53是标准亮度图象信号V1乘以乘法系数L并输出标准亮度图象信号01的乘法电路；54是高亮度图象信号V2乘以乘法系数S并输出高亮度图象信号02的乘法电路；55是把标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02相加并输出宽阔动态范围图象信号W的合成电路。
下面说明图19装置的动作。
高亮度图象信号V2输入到峰值检测电路51，输出高亮度图象信号V2的峰值P。加法比率R和峰值P输入到乘法系数运算电路52。
如图20所示，乘法系数运算电路52将图象信号的最大振幅100％减去加法比率R％的值与峰值P进行比较，若100％-R％≥P％，则输出(100％-P％)/100％作为乘法系数L，输出1作为乘法系数S。当100％-R％＜P％时，则输出(100％-R％)/100％作为乘法系数L，输出R％/P％作为乘法系数S。
由乘法系数运算电路52运算的乘法系数L输出到乘法电路53，乘法系数S输入到乘法电路54。在乘法电路53，标准亮度图象信号V1与乘法系数L相乘，输出标准亮度图象信号01。同样，在乘法电路54，高亮度图象信号V2与乘法系数L相乘，输出高亮度图象信号02。
该标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02在合成电路55中相加，输出宽阔动态范围图象信号W。
如上所述，当峰值P等于或小于100％-R％时，如图21所示，高亮度图象信号V2不衰减，乘法系数S为1，对宽阔动态范围图象信号W按P％比率相加。在剩余的100％-P％中，分配通常亮度图象信号V1，使乘法系数L为(100％-P％)/100％，则宽阔动态范围图象信号W一般为100％振幅电平。
另一方面，当峰值P大于100％-R％时，如图22所示，通常亮度图象信号V1的乘法系数L为(100％-R％)/100％，对宽阔动态范围图象信号W按100％-R％比率相加，在剩余的R％中，分配高亮度图象信号V2，使乘法系数S为R％/P％，则宽阔动态范围图象信号W一般为100％振幅。这样，不论高亮度图象信号V2是什么样的振幅电平，宽阔动态范围图象信号W一般为100％的振幅输出。
根据本实施例，通过把标准亮度图象信号和高亮度图象信号相加，即可无损失而且以最适当的电平得到宽阔动态范围图象信号，取出动态范围宽的图象信号。
下面说明可以无损失并以各信号最适合的电平分配合成标准亮度图象信号(长时间曝光图象信号)和高亮度图象信号(短时间曝光图象信号)的本发明的图象信号处理方法和其装置以及该方法的另一个实施例。
用图23说明对用通常曝光等以适当电平得到标准亮度被摄物那样地控制的标准亮度图象信号和用短曝光等以适当电平得到极明亮被摄物那样地控制的高亮度图象信号进行加法处理，得到宽阔动态范围图象信号的电视摄象机装置的加法处理部分的构成和动作。
61是从根据标准亮度被摄物成为适合电平的曝光条件取出的标准亮度图象信号V1中检测直方图信号H1的电路，62是从根据高亮度被摄物成为适合电平的曝光条件取出的高亮度图象信号V2中检测直方图信号H2的电路。63是根据直方图信号H1运算对标准亮度图象信号V1进行非线性处理的非线性系数G1的非线性系数运算电路，64是根据直方图信号HZ运算时高亮度图象信号V2进行非线性处理的非线性系数G2的非线性系数运算电路。65是用非线性系数G1对标准亮度图象信号V1进行非线性处理并输出标准亮度图象信号I1的非线性处理电路，66是用非线性系数G2对高亮度图象信号V2进行非线性处理并输出高亮度图象信号I2的非线性处理电路。67是根据在宽阔动态范围图象信号W中决定高亮度图象信号V2所占最大比率的加法比率R，运算标准亮度图象信号I1的乘法系数L和高亮度图象信号I2的乘法系数S的乘法系数运算电路。68是将标准亮度图象信号I1乘以乘法系数L并输出标准亮度图象信号01的乘法电路，69是将高亮度图象信号I2乘以乘法系数S并输出高亮度图象信号02的乘法电路。60是将标准亮度图象信号01与高亮度图象信号02相加，输出宽阔动态范围图象信号W的合成电路。
下面以非线性处理的伽马处理为例说明该动作。
首先，标准亮度图象信号V1输入到直方图检测电路61，检测标准亮度图象信号V1的直方图值H1。如图24所示，所谓直方图值H1表示在1场标准亮度图像信号V1中，10～40％电平的信号以多少比率包含在信号电平内，也就是说，10～40％电平的象素有多少。这里，检测了对于伽马处理很重要的10％～40％电平的直方图值，但并不限定在这个电平范围。另外，也有从特定范围得到直方图的方法，不仅如此，也可从细直方图的相关性取得。
由直方图检测电路61检测的直方图值H1被输入到非线性系数运算电路63，如图25所示，当直方图值H1比规定值X大时，输出0.3的枷马系数G1，比规定值X小时，输出0.45(标准)的伽马系数G1。也就是说，当在特定电平范围存在的信号部分(总象素数)比规定值多时，控制伽马系数G1使其变小。也就是说，控制伽马系数G1为适当值，使1画面中存在的多个信号电平的部分电平分配变多。
本说明中，如图27所示，伽马系数G1为0.3和0.45两类，但不限于此，作为可多种类选择的图表选择能完成同样的处理。
由非线性系数运算电路63运算的适当值的伽马系数G1，输入到非线性处理电路65，以伽马系数G1对标准亮度图象信号V1进行伽马处理(I1＝V1G1)，如图26所示，输出伽马补正的标准亮度图象信号I1。
如图26所示，在标准亮度图象信号V1为40％电平情况下，G1＝0.45，标准亮度图象信号I1为66％电平，G1＝03，标准亮度图象信号I1为76％。也就是说，伽马系数G1小时，增加向低亮度电平程度的信号分配比率，由此提高对比度。
另一方面，与标准亮度图象信号V1同样，高亮度图象信号V2也输入到直方图检测电路2，检测在高亮度图象信号V2中规定电平范围内的直方图值H2。
由直方图检测电路62检测的直方图值H2被输入到非线性系数运算电路64，运算对应于直方图值H2的适合的伽马系数G2。
由非线性系数运算电路64算出的该伽马系数G2，被输入到非线性处理电路66，以伽马系数G2对高亮度图象信号V2进行伽马处理(I2＝V2G2)，如图26所示，输出适当伽马补正的高亮度图象信号IZ。
乘法系数运算电路67根据输入的加法比率R，计算并输出(100％-R％)/100％作为乘法系数L，计算并输出R％/100％作为乘法系数S。
由乘法系数运算电路67算出的乘法系数L被输入到乘法电路68，乘法系数S被输入到乘法电路69。在乘法电路68，标准亮度图象信号I1和乘法系数L相乘，输出标准亮度图象信号01。同样，在乘法电路69，高亮度图象信号I2和乘法系数S相乘，输出高亮度图象信号02。
相乘后的标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02在合成电路60中相加，输出宽阔动态范围图象信号W。
如上所述，根据图象信号的规定电平范围的直方图，分别改变标准亮度图象信号和高亮度图象信号的伽马处理中的伽马系数，进行加法处理，标准亮度图象信号和高亮度图象信号以最适当的电平分配相加，得到宽阔动态范围图象信号。
在上述实施例中，以伽马处理为例，说明了非线性处理，但本发明并不限于此，如图28所示，将线性处理和伽马处理进行组合，可进行下述条件运算式所示的标准亮度图象信号I1的运算处理。
当V1≤X时，I1＝Y
V1＞X时，I1＝(V1-X)G1+Y
另外，如图29所示，将多个伽马处理进行组合，可进行下述条件运算式所示的标准亮度图象信号I1的运算处理。
当V1≤X时，
I1＝V1G1×(V1×Y/X)
当V1＞X时，
I1＝V1G1×(Y+V1×(100％-Y)/(100％-X)
这里，
V1是输入到图23的非线性系数运算电路65的标准亮度图象信号
H是从非线性系数运算电路65输出的标准亮度图象信号
X及Y是图28、图29的非线性特性的变化点的值
G1是非线性特性的伽马系数中0～1范围的值。
通过各种非线性处理，可以对所要求的电平范围的图象信号增加分配的灰度等级的程度，即可进一步提高标准亮度图象信号的对比度。
如上所述，根据图象信号的规定电平范围的直方图，分别改变标准亮度图象信号和高亮度图象信号非线性处理中的非线性系数，进行加法处理，标准亮度图象信号和高亮度图象信号以最适当的电平分配相加，得到宽阔动态范围的图象信号。
本发明中，根据图象信号的规定电平范围的直方图，分别改变标准亮度图象信号和高亮度图象信号非线性处理中的非线性系数，并进行加法运算，即可无损失而且以最适合的电平得到宽阔动态范围图象信号，取出动态范围宽的图象信号。
下面说明可以无损失并以各信号最适合的电平分配合成标准亮度图象信号(长时间曝光图象信号)和高亮度图象信号(短时间曝光图象信号)的本发明的图象信号处理方法和其装置以及该方法的又一个实施例。
用图30说明对用通常曝光等以适当电平得到标准亮度被摄物那样控制的标准亮度图象信号和用短曝光等以适当电平得到极明亮被摄物那样控制的高亮度图象信号进行加法处理，得到宽阔动态范围图象信号的电视摄象机装置的加法处理部分的构成和动作。
71是从根据高亮度被摄物成为适合电平的曝光条件等取出的高亮度图象信号V2中检测直方图信号H的电路，72是根据直方图信号H运算决定在宽阔动态范围图象信号W中高亮度图象信号V2所占最大比率的加法比率R的加法比率运算电路，73是检测在高亮度图象信号V2的1场期间的峰值P的峰值检测电路。74是根据上述加法比率R、峰值P以及在宽阔动态范围图象信号W中控制标准亮度图象信号V1的拐点K以上电平所占比率的拐点比率Q，运算标准亮度图象信号V1的拐点K、拐点系数L以及高亮度图象信号VZ的乘法系数S的乘法系数运算电路。
75是用拐点K和拐点系数L对标准亮度图象信号V1进行拐点处理并输出标准亮度图象信号01的拐点电路，76是将高亮度图象信号VZ乘以乘法系数S并输出高亮度图象信号02的乘法电路。77是将标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02相加并输出宽阔动态范围图象信号W的合成电路。
下面说明其动作。
首先，高亮度图象信号V2输入到直方图检测电路71，输出高亮度图象信号V2的直方图值H。如图31所示，所谓直方图值H表示为在1场高亮度图象信号V2中，10～40％电平的信号以多少比率包含在信号电平内，也就是说，10～40％电平的象素有多少。这里，检测了对于拐点处理很重要的10％～40％电平的直方图值，但并不限定在这个电平范围。另外，也有从特定范围得到直方图的方法的例子，但不限于这些，也可从细直方图的相关性取得。
由直方图检测电路71检测的直方图值H被输入到加法比率运算电路72，如图32所示，当直方图值H比规定值X大时，输出50％的加法比率R，当比规定值X小时，输出30％的加法比率R。也就是说，当特定电平范围的信号部分(总象素数)比规定值多时，控制加法比率R变大。也就是说，控制加法比率R，使1画面中存在的多个信号电平的部分电平分配变多。在本说明中，加法比率R为30％和50％2种，但不限于此，还有可多种类选择的图表选择也可实现同样的处理。
高亮度图象信号V2被输入到峰值检测电路3，输出高亮度图象信号V2的峰值P。加法比率R和峰值P以及拐点比率Q被输入到乘法系数运算电路74。
如图33的流程图所示，在乘法系数运算电路74，将图象信号最大振幅100％减去加法比率R的值与峰值P进行比较(步骤80)。若100％-R％≥P％，则拐点K为100％-P％-Q％(K为负时，令K＝0)，拐点系数L为Q％/(100％-K％)，乘法系数S为1(步骤81～84)。另外，当100％-R％＜P％时，则拐点K为100％-R％-Q％(K为负时，令K＝0)，乘法系数L为Q％/(100％-K％)，乘法系数S为R％/P％(步骤85～88)。
由乘法系数运算电路74算出的拐点K和拐点系数L被输入到拐点电路75。在拐点电路75，根据拐点K、拐点系数L对标准亮度图象信号V1进行拐点处理，输出标准亮度图象信号01。乘法系数S被输入到乘法电路76，高亮度图象信号V2和乘法系数S在这里相乘，输出高亮度图象信号02。
上述拐点处理在100％-R％≥P％时，按图34所示运算，当100％-R％＜P％时，按图35所示运算。
也就是说，比拐点K低的电平的标准亮度图象信号01，不压缩灰度等级，拐点K以上电平的标准亮度图象信号01，无论在高亮度图象信号V2中输入什么电平的信号，也可以一定的拐点系数L处理。
标准亮度图象信号01和高亮度图象信号02在合成电路77中相加，输出宽阔动态范围图象信号W。
如上所述，在图33、36中，当峰值P比100％-R％小时，高亮度图象信号V2不衰减，使乘法系数S为1，在宽阔动态范围图象信号W中高亮度图象信号02所占比率为P％，在剩余的100％-P％中分配标准亮度图象信号01，而且，比拐点K低的电平的标准亮度图象信号01不压缩灰度等级，由于拐点系数L为Q％/(100％-K％)，则可使宽阔动态范围图象信号W一般为100％振幅。
另一方面，当峰值P比100％-R％大时，如图33、37所示，比拐点K低的电平的标准亮度图象信号V1不压缩灰度等级，由于拐点系数L为Q％/(100％-K％)，则在宽阔动态范围图象信号W中标准亮度图象信号01所占比率固定在100％-R％，在剩余R％中分配高亮度图象信号02，由于乘法系数S为R％/P％，则可使宽阔动态范围图象信号W一般为100％振幅。
如上所述，无论高亮度图象信号是怎样的振幅电平的信号，也可以使宽阔动态范围图象信号一般为100％的振幅输出，而且由于不压缩拐点以下的灰度等级，则能得到以最适当的电平分配使标准亮度图象信号和高亮度图象信号相加的宽阔动态范围图象信号。
本实施例中，根据图象信号的规定电平范围的直方图、峰值，以最适当的电平分配使标准亮度图象信号和高亮度图象信号相加，则可无损失并且以最适当的电平得到宽阔动态范围图象信号，取出动态范围宽的图象信号。

Claims (35)

1、一种电视信号处理装置，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：
根据所述第1图象信号对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第1调整装置；
根据所述第2图象信号对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第2调整装置；
按规定的比率合成所述第1和第2调整装置的输出的合成装置。
2、如权利要求1所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述第1调整装置包含检测所述第1图象信号中的白成分电平的白成分检测装置，该白成分检测装置设定所述第1图象信号的白成分检测范围的上限值为低于最大图象信号电平的值。
3、如权利要求2所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述第2调整装置包含检测所述第2图象信号中的白成分电平的白成分检测装置，该白成分检测装置没定所述第2图象信号的白成分检测范围的下限值在规定的信号电平以上。
4、如权利要求1所述的电视信号处理装置，其特征在于还：包括：
检测所述第2图象信号峰值的装置；
根据检测的所述峰值，决定所述第1和第2图象信号的合成比率的装置；
控制所述合成装置根据确定的所述合成比率，合成所述第1图象信号和第2图象信号的控制装置。
5、如权利要求4所述的电视信号处理装置，其特征在于，若所述宽阔动态范围图象信号内的所述第2图象信号所占的最大比率为R％，相对于所述宽阔动态范围图象信号最大值的所述峰值的比率为P％，所述第1图象信号的合成比率为L，所述第2图象信号的合成比率为S，则决定所述合成比率的装置
当100-R≥P时，
L＝(100-P)/100，设定S＝1
当100-R＜P时，
L＝(100-R)/100，设定S＝R/P。
6、如权利要求5所述的电视信号处理装置，其特征在于，决定所述合成比率的装置具有：
根据所述值R和所述值P，决定所述第1图象信号的合成比率L和所述第2图象信号的合成比率S的运算装置；
将所述运算装置得到的比率L乘以所述第1图象信号的第1乘法装置；
将所述运算装置得到的比率S乘以所述第2图象信号的第2乘法装置。
7、如权利要求1所述的电视信号处理装置，其特征在于还包括：
检测所述第1和第2图象信号各特定信号电平区域的直方图值的装置；
根据检测的所述直方图值，分别进行所述第1和第2图象信号的非线性处理的非线性处理装置；
所述合成装置按规定比率合成已进行了所述非线性处理的第1和第2图象信号。
8、如权利要求7所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述非线性处理装置包含伽马补正装置，可根据所述直方图值变更该伽马补正装置的伽马值。
9、如权利要求8所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述非线性处理装置存储多个不同的伽马值，当所述直方图值大于规定基准值时，使用第1伽马值，当所述直方图值不大于规定基准值时，使用大于所述第1伽马值的第2伽马值。
10、如权利要求8所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述非线性处理装置包含根据多个不同伽马特性的组合分别对所述第1和第2图象信号进行伽马补正处理的伽马补正装置，根据所述直方图值可变更该伽马补正装置各伽马特性的伽马值。
11、如权利要求1所述的电视信号处理装置，其特征在于，还包括：
检测所述第2图象信号的特定信号电平区域的直方图值的装置；
根据检测的所述直方图值，决定所述第1和第2图象信号的合成比率的装置；
检测所述第2图象信号峰值的装置；
根据检测的所述峰值和所述合成比率，进行所述第1图象信号的非线性处理的非线性处理装置；
所述合成装置以决定的合成比率合成已经进行了所述非线性处理的第1图象信号和所述第2图象信号。
12、如权利要求11所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述非线性处理装置包含拐点特性补正装置和伽马补正装置中至少一种，根据所述峰值和所述合成比率，可变更所述拐点特性补正装置的拐点特性和所述伽马补正装置的伽马值中至少一种。
13、如权利要求12所述的电视信号处理装置，其特征在于，若所述宽阔动态范围图象信号内的所述第1信号拐点以上电平所占比率为Q％，所述宽阔动态范围图象信号内的所述第2图象信号所占最大比率为R％，相对于所述宽阔动态范围图象信号的最大值的所述峰值的比率为P％，所述第1信号的拐点系数为L，所述第2图象信号的合成比率为S，则决定所述合成比率的装置
当100-R≥P时，
设定K＝100-P-Q，若K＜0、则令K＝0，
L＝Q/(100-K)
S＝1
当100-R＜P时，
设定K＝100-R-Q，若K＜0、则令K＝0，
L＝Q/(100-K)
S＝R/P
14、如权利要求1所述的电视信号处理装置，其特征在于：
所述第1调整装置是根据所述第1图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的装置；
所述第2调整装置根据所述第2图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的装置，
所述的电视信号处理装置还包括：
根据所述第1图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第1图象信号色信号成分的第1加权系数的装置；
根据所述第2图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第2图象信号色信号成分的第2加权系数的装置；
将所述第1调整装置输出的色信号成分乘以所述第1加权系数的第1乘法装置；
将所述第2调整装置输出的色信号成分乘以所述第2加权系数的第2乘法装置，
所述合成装置包括：
合成所述第1和第2调整装置输出的亮度信号的第1合成装置；
合成所述第1和第2乘法装置输出的色信号成分的第2合成装置。
15、如权利要求14所述的电视信号处理装置，其特征在于，所述第1和第2加权系数具有在所述亮度信号的规定电平范围内逐渐变化的特性，所述第1和第2加权系数是相互的逆特性关系。
16、一种生成宽阔动态范围图象信号的电视摄象机，包括：
产生在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象的第2图象信号的摄象装置；
根据所述第1和第2图象信号生成宽阔动态范围图象信号的信号处理装置；
所述信号处理装置，具有：
根据所述第1图象信号对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第1调整装置；
根据所述第2图象信号对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的图象信号的第2调整装置；
按规定的比率合成所述第1和第2调整装置的输出的合成装置。
17、如权利要求16所述的电视摄象机，其特征在是，还具有输出对同一被摄物以不同曝光条件拍摄得到的所述第1和第2图象信号的摄象装置。
18、如权利要求16所述的电视摄象机，其特征是，所述第1图象信号和第2图象信号是以不同的增益值对拍摄被摄物得到的图象信号进行放大得到的2个图象信号。
19、如权利要求16所述的电视摄象机，其特征在于还包括：
检测所述第2图象信号峰值的装置；
根据检测的所述峰值，决定所述第1和第2图象信号的合成比率的装置；
控制所述合成装置根据确定的所述合成比率，合成所述第1图象信号和第2图象信号的控制装置。
20、如权利要求19所述的电视摄象机，其特征在于，还具有输出对同一被摄物以不同的曝光条件拍摄得到的所述第1和第2图象信号的摄象装置。
21、如权利要求19所述的电视摄象机，其特征在于，还具有以不同的增益值对拍摄被摄物得到的图象信号进行放大，得到所述第1图象信号和第2图象信号的放大电路。
22、如权利要求16所述的电视摄象机，其特征在是，还包括：
检测所述第1和第2图象信号各特定信号电平区域的直方图值的装置；
根据检测的所述直方图值，分别进行所述第1和第2图象信号的非线性处理的非线性处理装置；
所述合成装置按规定比率合成已进行了所述非线性处理的第1和第2图象信号。
23、如权利要求22所述的电视摄象机，其特征在于，还包括输出对同一被摄物以不同的曝光条件拍摄得到的所述第1和第2图象信号的摄象装置。
24、如权利要求22所述的电视摄象机，其特征在于，还包括以不同的增益值对拍摄被摄物得到的图象信号进行放大，得到所述第1图象信号和第2图象信号的放大电路。
25、如权利要求16所述的电视摄象机，其特征在于，还包括：
检测所述第2图象信号的特定信号电平区域的直方图值的装置；
根据检测的所述直方图值，决定所述第1和第2图象信号的合成比率的装置；
检测所述第2图象信号峰值的装置；
根据检测的所述峰值和所述合成比率，进行所述第1图象信号的非线性处理的非线性处理装置；
所述合成装置以决定的合成比率合成已经进行了所述非线性处理的第1图象信号和所述第2图象信号。
26、如权利要求25所述的电视摄象机，其特征在于，具有输出对同一被摄物以不同曝光条件拍摄得到的所述第1和第2图象信号的摄象装置。
27、如权利要求25所述的电视摄象机，其特征在于，具有以不同的增益值对拍摄被摄物得到的图象信号进行放大，得到所述第1图象信号和第2图象信号的放大电路。
28、如权利要求16所述的的电视摄象机，其特征在于：
所述第1调整装置是根据所述第1图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的装置；
所述第2调整装置根据所述第2图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的装置，
所述的电视摄象机还包括：
根据所述第1图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第1图象信号色信号成分的第1加权系数的装置；
根据所述第2图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第2图象信号色信号成分的第2加权系数的装置；
将所述第1调整装置输出的色信号成分乘以所述第1加权系数的第1乘法装置；
将所述第2调整装置输出的色信号成分乘以所述第2加权系数的第2乘法装置，
所述合成装置包括：
合成所述第1和第2调整装置输出的亮度信号的第1合成装置；
合成所述第1和第2乘法装置输出的色信号成分的第2合成装置。
29、如权利要求28所述的电视摄象机，其特征在于，具有输出对同一被摄物以不同的曝光条件拍摄得到的所述第1和第2图象信号的摄象装置。
30、如权利要求28所述的电视摄象机，其特征在于，具有以不同的增益值对拍摄被摄物得到的图象信号进行放大，得到所述第1图象信号和第2图象信号的放大电路。
31、一种电视信号处理方法，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：
根据所述第1图象信号，对该第1图象信号的红、绿、兰各色信号进行调整的白色平衡处理步骤；
根据所述第2图象信号，对该第2图象信号的红、绿、兰各色信号进行调整的白色平衡处理步骤；
对经过所述白色平衡处理的第1和第2图象信号按规定比率进行合成的合成处理步骤。
32、如权利要求31所述的电视信号处理方法，其特征在于还包括：
检测所述第2图象信号峰值的步骤；
根据检测的所述峰值，决定所述第1和第2图象信号合成比率的步骤；
在所述合成处理步骤中，根据所述确定的合成比率，合成所述第1图象信号和第2图象信号。
33、如权利要求31所述的电视信号处理方法，其特征在于还包括：
检测所述第1和第2图象信号的各特定信号电平区域的直方图值的步骤；
根据检测的所述直方图值，分别进行所述第1和第2图象信号的非线性处理的步骤；
在所述合成处理步骤中，按规定比率合成已进行了所述非线性处理的第1和第2图象信号。
34、如权利要求31所述的电视信号处理方法，其特征在于还包括：
检测所述第2图象信号的特定信号电平区域的直方图值的步骤；
根据检测的所述直方图值，决定所述第1和第2图象信号的合成比率的步骤；
检测所述第2图象信号峰值的步骤；
根据检测的所述峰值和所述合成比率，进行所述第1图象信号非线性处理的步骤；
在所述合成处理步骤中，以决定的所述合成比率，合成已经进行了所述非线性处理的第1图象信号和所述第2图象信号。
35、一种电视信号处理方法，根据在规定的曝光条件下拍摄的被摄物图象获得的第1图象信号以及在不同于所述规定的曝光条件下拍摄的所述被摄物图象获得的第2图象信号，生成宽阔动态范围图象信号，包括：
根据所述第1图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第1图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的步骤；
根据所述第2图象信号的色信号成分和亮度信号成分对该第2图象信号进行白色平衡处理，输出经过白色平衡处理的色信号成分和亮度信号成分的步骤；
根据所第1图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第1图象信号色信号成分的第1加权系数的步骤；
根据所述第2图象信号亮度信号成分的电平，决定所述第2图象信号色信号成分的第2加权系数的步骤；
将已进行了白色平衡处理的所述第1图象信号的色信号成分乘以所述第1加权系数的步骤；
将已进行了白色平衡处理的所述第2图象信号的色信号成分乘以所述第2加权系数的步骤；
合成已进行了白色平衡处理的所述第1和第2图象信号的亮度信号的步骤；
合成已与所述加权系数相乘的所述第1和第2图象信号的色信号成分的步骤。
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