JP2000013806A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
路規模も大きいという課題があった。 【解決手段】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される所定の画素数の画像信号をA/Dコ
ンバータでA/D変換して画像データとして出力し、固
定長符号化手段で、該画像データを小領域の単位ブロッ
クに細分し、該単位ブロック内の前記画像データの平均
値レベルを求めて固定長符号化し、露出制御手段で、前
記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前記画
像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像データが所
定の輝度レベルとなるように前記撮像装置の露出量を制
御する。
Description
力される画像信号を符号化した符号化データを用いて、
露出制御、ゲイン制御、ホワイトバランス制御を行うデ
ジタルスチルビデオカメラ等の画像処理装置及び画像処
理方法に関するものである。
号を直交変換して符号化する機能を備えたデジタルスチ
ルビデオカメラにおいて、直交変換によって得られる直
流成分データを露出制御に利用する技術が、特開平4−
298170号公報に開示されている。
公報に開示されたデジタルスチルビデオカメラを示す構
成図であり、図において、101は入射光量を空間的に
制限する絞り、102は入射光量を時間的に制限するシ
ャッタ、103は受光した入射光を電気信号に変換する
CCD、104はCCD103から出力される画像信号
の輝度成分とカラー成分を分離して出力するY/C分離
回路、105はCCD103を駆動する駆動信号をCC
D103に供給するCCDドライバ、106はY/C分
離回路104から出力されるアナログ信号形態の輝度信
号とカラー信号をデジタル信号形態の画像データに変換
するA/D変換器、107はA/D変換器106から出
力される画像データを一時的に格納する高速バッファメ
モリ、108は高速バッファメモリ107から画像デー
タを読み出し、1画面分の画像データを複数のブロック
に分割し、各ブロック毎に直交変換して得られた各周波
数情報を量子化して符号化することによりデータ圧縮を
行い、またその逆変換を行うことによってデータ伸長を
行うデータ圧縮・伸長回路、109はデータ圧縮・伸長
回路108でデータ圧縮された画像データを記録する記
録メモリ、110は高速バッファメモリ107から読み
出した画像データをアナログ信号に変換するD/A変換
器、111は上記各構成要素の動作を制御するタイミン
グ信号を上記各構成要素に送信するとともに、データ圧
縮・伸長回路108のデータ圧縮過程における直行変換
後の各ブロックの直流成分データを測光データとして読
み込んで、絞り101及びシャッタ102の動作を制御
する制御信号を出力するシステムコントローラである。
ジタルスチルビデオカメラは、システムコントローラ1
11が、データ圧縮・伸長回路108のデータ圧縮過程
における直交変換後の各ブロックの直流成分データをブ
ロック毎に読み込んで測光データとして使用し、絞り1
01及びシャッタ102の駆動を制御して、撮像する被
写体に対して適正な露出となるよう露出制御を行う。
以上のように構成されているので、符号化方式に直交変
換方式を用いており、リアルタイムに測光データを算出
してかつ符号化するためには、一連の符号化シーケンス
をリアルタイムに処理する必要があるが、直交変換符号
化は可変長符号化方式であるため制御が複雑となり、回
路規模も大きくなるという課題があった。
ゲイン補正を施すために測光データを用いる場合、符号
化データとは別に直流成分を保存するか、再度直流成分
を復号によって生成し直す必要があり、処理手順が増え
るという課題があった。
データに対してゲイン補正を施すための処理を、符号化
データに対して直接施すことができず、一旦復号化処理
を施した後にシーケンシャルに処理する必要があるた
め、高速化が図れないという課題があった。
式であるため、復号化時も符号化データの読み出しのた
めのアドレス計算等の制御が複雑となり、処理速度が低
下したり、回路規模が大きくなってしまうという課題が
あった。
ている撮像素子からの出力画像を単一のカラー信号成分
として符号化すると、カラー変調成分が解像度成分とし
て処理され、符号化による量子化誤差が大きくなり、測
光データの精度が低下するという課題があった。
ている撮像素子からの出力画像のカラー別の感度誤差を
補正するホワイトバランス処理を施すためには、カラー
成分数分の符号化手段が必要となり、回路規模が増大す
るという課題があった。
ロックを選択する場合、条件判定のための処理は符号化
データ自身を用いることができず、符号化の途中のデー
タを別途使用する必要があり、処理手順が増えるという
課題があった。
ブロックを選択する場合、符号化された撮像画像のデジ
タルデータに対してゲイン補正を施すための処理が、可
変長符号化方式であるため、簡易な処理で測光データに
用いるブロックを選択できず、処理が複雑になるという
課題があった。
めになされたもので、簡易な制御と小回路規模で、一連
の符号化シーケンスをリアルタイムに処理できる画像処
理装置を提供することを目的とする。
ータに対してゲイン補正を施すための測光データを符号
化データのみを用いることにより、符号化データとは別
に測光データを保存したり、再度復号処理を施すことな
く簡易な処理で符号化データを用いたゲイン補正処理が
実現できる画像処理装置を提供することを目的とする。
像のデジタルデータに対してゲイン補正を施すための処
理を、符号化データに対して直接施すことで、高速に符
号化データを用いたゲイン補正処理が実現できる画像処
理装置を提供することを目的とする。
データの読み出しのためのアドレス計算等の制御が簡易
となる画像処理装置を提供することを目的とする。
タで構成されている撮像素子からの出力画像に対し、カ
ラー変調成分が解像度成分として処理され、符号化によ
る量子化誤差を抑えて、測光データの精度を向上させた
画像処理装置を提供することを目的とする。
タで構成されている撮像素子からの出力画像のカラー別
の感度誤差を補正するホワイトバランス処理を施すため
に、カラー成分数分の符号化手段を必要とせず、小回路
規模で実現できる画像処理装置を提供することを目的と
する。
ータに用いるブロックを選択する場合、条件判定のため
の処理は符号化データ自身を用いることで処理手順の少
ない画像処理装置を提供することを目的とする。
ータに用いるブロックを選択する場合、符号化された撮
像画像のデジタルデータに対してゲイン補正を施すため
の処理を簡易な処理で測光データに用いるブロックを選
択できる画像処理装置を提供することを目的とする。
装置は、固定長符号化手段により、画像データを小領域
の単位ブロックに細分し、該単位ブロック内の前記画像
データの平均値レベルを求めて固定長符号化し、露出制
御手段により、前記平均値レベルに基づいて前記単位ブ
ロック内の前記画像データ全体の輝度レベルを算出し、
該画像データが所定の輝度レベルとなるように撮像装置
の露出量を制御するものである。
手段が、符号化メモリに格納された平均値レベルを読み
出して、この読み出した平均値レベルに基づいて単位ブ
ロック内の画像データ全体の輝度レベルを算出し、該画
像データが所定の輝度レベルとなるように撮像装置の露
出量を制御するものである。
号化手段が、符号化メモリに格納された固定長符号化デ
ータを読み出し、平均値レベルに基づいてゲイン補正を
行いながら固定長復号化を行うものである。
手段が、固定長復号化手段により復号された画像データ
に対して平均値レベルに基づいてゲイン補正を行うもの
である。
替え手段が、撮像装置から出力される画像信号が複数の
カラー成分を含むものである場合にA/Dコンバータに
よりデジタル変換された画像データの各カラー成分を並
べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロックとして纏
めて固定長符号化手段に出力するものである。
ル補正手段が、平均値レベルに基づいて単位ブロック内
のカラー成分毎の画像データの輝度レベルを算出し、該
輝度レベルが各カラー成分で同一となるように信号レベ
ルを補正するものである。
ル補正手段が符号化メモリに格納された平均値レベルを
読み出して、この読み出した平均値レベルに基づいて単
位ブロック内のカラー成分毎の画像データの輝度レベル
を算出し、該輝度レベルが各カラー成分で同一となるよ
うに信号レベルを補正するものである。
号化手段が、符号化メモリに格納された固定長符号化デ
ータを読み出し、平均値レベルに基づいて単位ブロック
内のカラー成分毎の画像データの輝度レベルを算出し、
該輝度レベルが各カラー成分で同一となるように信号レ
ベルを補正しながら固定長復号化を行うものである。
手段が、固定長復号化手段により復号された画像データ
に対して平均値レベルに基づいて単位ブロック内のカラ
ー成分毎の画像データの輝度レベルを算出し、該輝度レ
ベルが各カラー成分で同一となるように信号レベルを補
正するものである。
が、固定長符号化データの平均値レベルを用いる小領域
のブロック数を選択するものである。
が、固定長符号化データの平均値レベルを用いる小領域
のブロック位置を選択するものである。
が、固定長符号化データの平均値レベルを用いる小領域
のブロックを、前記平均値レベルの値で選択するもので
ある。
タを小領域の単位ブロックに細分し、該単位ブロック内
の前記画像データの平均値レベルを求めて固定長符号化
し、前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の
前記画像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像デー
タが所定の輝度レベルとなるように前記撮像装置の露出
量を制御するものである。
説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
画像処理装置を示す構成図であり、図において、1は複
数色のカラーフィルタを備え画素信号が点順次で出力さ
れるCCD等の単板式撮像素子を有する撮像装置、2は
露出制御のために撮像装置1から出力されたアナログ画
像信号のレベルを増幅する増幅回路やフィルタリング処
理回路等を含むアナログ信号処理回路、3はアナログ信
号処理回路2から出力されるアナログ信号をデジタル信
号に変換するA/Dコンバータ、5はA/Dコンバータ
3から出力されるカラー信号ブロック毎のデジタル画像
データにFBTC(Fixed Block Trun
cation Coding)方式の固定長符号化を行
う固定長符号化回路(固定長符号化手段)、6は固定長
符号化回路5から出力される符号化されたデータを保存
する符号化メモリ、17は露出制御のために撮像装置1
の撮像素子の露光時間を制御する駆動回路(露出制御手
段)、18は固定長符号化回路5から出力される符号化
されたデータを元にアナログ信号処理回路2と駆動回路
17を制御するシステムコントローラ(露出制御手段)
である。
たデータを読み出して固定長復号化する固定長復号化回
路(固定長復号化手段)、9は固定長復号化回路7によ
り復号化された画像データに画素補間、階調補正、γ−
補正等の補正を施す信号処理回路、10は信号処理回路
9により補正された信号を保存するフレームメモリ、1
1はフレームメモリ10に記憶されたデータを読み出し
て2次記憶のためにJPEG(Joint Photo
graphic Experts Group)方式等
の可変長符号化方式により符号化する可変長符号化回
路、12はフレームメモリ10から読み出したデータを
画像として表示するCRT等の表示装置、13はフロッ
ピーディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ等の
2次記憶装置である。
の撮像素子の露光量を制御する一般的なAE(Auto
Exposure)の基本処理は、撮像された画像の
輝度レベルが所定のレベルとなるように撮像条件を設定
することにより行われる。画像の輝度レベルは画像信号
を積分して得られるが、この積分処理をデジタル的に行
うためにはA/D変換された画像データを所定の画素数
分逐次積算処理する必要がある。
は、内部に設けられた撮像素子で被写体の画像を撮像
し、図2に示すカラーフィルタでフィルタリングされた
入射光に対応する画像信号を画素毎に走査線方向に点順
次に出力する。このカラー画像信号はアナログ信号処理
回路2で増幅され、また雑音成分を除去するためにフィ
ルタリングされる。次に、A/Dコンバータ3でデジタ
ル信号に変換され、デジタル画像データとされた画像信
号は、固定長符号化回路5により、図2に示した縦横4
画素、都合16画素からなる単位ブロック毎に固定長符
号化される。単位ブロック内はRGBの3カラー成分が
混在した状態となっており、この状態で固定長符号化が
行われる。
画像信号の強度を階層化(量子化)する量子化レベルを
表す。図3において、Lminは図2に示した16画素
の画像信号強度中の最小値、Lmaxは同じ16画素の
画像信号強度中の最大値、P1は最大値Lmaxと最小
値Lminとの間を8等分した下から8分の1の値、P
2は上から8分の1の値、Q1はLmin以上P1以下
の信号強度の画素の平均値、Q8はLmax以下P2よ
り大きい信号強度の画素の平均値である。
で、Q8−Q1に等しい。L1〜L7は階調幅指標LD
を8等分した値を小さい方から並べたものである。LA
は単位ブロック内の画像データ平均値レベルで(Q1+
Q8)/2に等しい。φijkは画素毎の量子化レベル
を表す。
化手順を示すフローチャートである。以下、このフロー
チャートを参照しながら符号化手順を説明する。まず、
固定長符号化回路5はA/Dコンバータ3でデジタル変
換された単位ブロック内の画像データを読み込む(ステ
ップST1)。次に、読み込んだ4×4画素分の画像デ
ータの信号強度を演算し、以下の各式に従って順次P
1,P2,Q1,Q8,LA,LD,L1〜L3,L5
〜L7の値を求める(ステップST2〜ステップST1
3)。 P1=(Lmax+7Lmin)/8 P2=(7Lmax+Lmin)/8 Q1=Ave(Xmn≦P1) Q8=Ave(Xmn>P2) LA=(Q1+Q8)/2 LD=Q8−Q1 L1=LA−3LD/8 L2=LA−LD/4 L3=LA−LD/8 L5=LA+LD/8 L6=LA+LD/4 L7=LA+3LD/8 なお、Q1の式はLmin以上P1以下の信号強度の画
素の平均値を求めることを意味し、Q8の式はLmax
以下P2より大きい信号強度の画素の平均値を求めるこ
とを意味する。
8,LA,LD,L1〜L3,L5〜L7の値を求めた
後、固定長符号化回路5は、n=1,m=1とおいて
(ステップST14,ST15)、このときのアドレス
(m,n)の画素の信号強度(以後、画素値と称する)
Xmn(すなわち画素値X11)がL1以下であるか否
かを判別する(ステップST16)。
この画素の量子化レベルφijkを2進数の000と設
定する(ステップST17)。次に、mを1だけインク
リメントし(ステップST31)、mが4以下であるか
否かを判別する(ステップST32)。mが4以下であ
る場合は、その画素の画素値を再びL1と比較する(ス
テップST16)。
ンクリメントし(ステップST33)、インクリメント
したnが4以下であるか否かを判別する(ステップST
34)。nが4以下である場合は、その画素の画素値を
再びL1と比較する(ステップST16)。
L2以下であるか否かを判別し(ステップST18)、
画素値XmnがL2以下である場合には、この画素の量
子化レベルφijkを2進数の001と設定する(ステ
ップST19)。次に、mを1だけインクリメントし
(ステップST31)、mが4以下であるか否かを判別
する(ステップST32)。mが4以下である場合は、
その画素の画素値を再びL1と比較する(ステップST
16)。mが4より大きい場合には、nを1だけインク
リメントし(ステップST33)、インクリメントした
nが4以下であるか否かを判別する(ステップST3
4)。nが4以下である場合は、その画素の画素値を再
びL1と比較する(ステップST16)。
2〜L3間、L3〜LA間、LA〜L5間、L5〜L6
間、L6〜L7間のいずれの値を有するかを判別し(ス
テップST16,ST18,ST20,ST22,ST
24,ST26,ST28)、その値に応じてそれぞれ
量子化レベルφijk=000,001,010,01
1,100,101,110,111を当該画素に割り
振る(ステップST17,ST19,ST21,ST2
3,ST25,ST27,ST29)。
画素に量子化レベルを割り振って符号化を終了する。単
位ブロックの符号化データはLA,LD,各画素毎のφ
ijkである。これらの処理は、画面全体に対して単位
ブロック数分繰り返す。
て求める単位ブロック毎の固定長符号化データ中の平均
値レベルLAを積分することにより、少ない演算量で画
像全体の輝度レベルを得ることができる。つまり、平均
値レベルLAは単位ブロック内の16画素の画像信号強
度に平均処理を施した情報量に相当するため、16画素
分の積算処理が予め完了していることになり、積算処理
を1/16に削減することが可能となる。システムコン
トローラ18は、この平均値レベルLAを積算すること
で画像の輝度レベルを算出して、所定の輝度レベルとな
るように駆動回路17とアナログ信号処理回路2の制御
を行う。
定長符号化データを符号化メモリ6に格納する。画像を
再生する際には、符号化メモリ6から格納されている固
定長符号化データを読み出し、固定長復号化回路7で固
定長復号化し、信号処理回路9で画素補間、階調補正、
γ−補正等の補正を施してフレームメモリ10に格納す
る。画像を表示するには、フレームメモリ10から画像
信号を読み出し、表示装置12上に表示する。また、2
次記憶装置13に記憶するには、可変長符号化回路11
で可変長符号化した後、2次記憶装置13に記憶させ
る。
ば、少ない演算量で画像全体の輝度レベルを得ることが
可能となり、容易にリアルタイムの露光制御を行うこと
ができる効果が得られる。
形態2による画像処理装置を示す構成図である。図6に
おいて、図1に示した実施の形態1の構成要素と同一の
構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略する。
態2においては、固定長符号化回路5から出力される固
定長符号化された固定長符号化データは一旦符号化メモ
リ6に格納される。システムコントローラ18は符号化
メモリ6から平均値レベルLAを読み出し、読み出した
平均値レベルLAに基づいて露出制御を行う。システム
コントローラ18の露出制御の方法は実施の形態1と同
様である。
ば、全画面分の符号化データが符号化メモリ6上に格納
されているため、例えばソフトウエア等で柔軟な積算条
件を設定した露出制御が可能となる効果が得られる。
形態3による画像処理装置を示す構成図である。図7に
おいて、図1に示した実施の形態1の構成要素と同一の
構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略する。
図7において、7aはゲイン補正をしながら復号化動作
を行うことのできる固定長復号化回路(固定長復号化手
段)である。
影においては、測光時と撮像時の撮像条件が異なる場合
がある。このような場合、撮像後の画像の輝度レベルを
算出し、所定のレベルとなるように画像データに対しゲ
イン補正処理を施す必要がある。この実施の形態3の画
像処理装置はこのようなゲイン補正を行うものである。
なお、この実施の形態3は、画像データの輝度レベルの
算出も、実施の形態1、実施の形態2と同様に固定長符
号化データの平均値レベルLAにより行う。
態3においても、固定長符号化回路5で固定長符号化さ
れた固定長符号化データは一旦符号化メモリ6に格納さ
れる。
た画像データの輝度レベルをCとすると、ゲイン補正係
数Kは、K=S/Cの式で算出できる。したがって、撮
像装置1で撮像されたすべての画像データに対しゲイン
補正係数Kを乗じることにより、再生する画像の輝度レ
ベルを所定の輝度レベルに合わせることが可能となる。
また、ゲイン補正の演算を復号化時に行うことで演算量
を削減することが可能となる。
演算を行う手順を示したフローチャートである。以下こ
の図8及び図9のフローチャートを参照しながら、固定
長復号化回路7aの復号化手順を説明する。
メモリ6から平均値レベルLA及び階調幅指標LDを読
み出し、ゲイン補正係数Kとともに、固定長復号化回路
7aに出力する。ここで、階調幅指標LDとは、単位ブ
ロック内の階調幅指標で、Q8−Q1に等しい。
ローラ18から入力された平均値レベルLA、階調幅指
標LD及びゲイン補正係数Kに基づいて、予めゲイン補
正係数Kを乗じた復号レベルLEVEL0〜LEVEL
7を求めておく(ステップST81〜ステップST8
8)。
標値nを1に設定し(ステップST89)、続いて横方
向座標値mを1に設定する(ステップST90)。すな
わち、ステップST89及びステップST90の動作に
よってある単位ブロック中の座標値(1,1)のアドレ
スが指定される。
アドレスの量子化レベルφijkがいくつであるかを判
定し(ステップST91,ST93,ST95,ST9
7,ST99,ST101,ST103)、判定した各
量子化レベルφijkに応じてその画素の信号強度Ym
n(座標値(1,1)の画素であるならばY11)とし
て、先にゲイン補正を行った復号レベルLEVEL0〜
LEVEL7の一つを割り当てる(ステップST92,
ST94,ST96,ST98,ST100,ST10
2,ST104,ST105)。
に横方向に画素を1つ移動し(ステップST106)、
同一の手順で画素(2,1)の信号強度を復号化する
(ステップST91〜ST105)。
画素について信号強度を復号化した後(ステップST1
07)、縦方向の座標値を1だけインクリメントし(ス
テップST108)、次の段の画素について同様にして
信号強度を復号化する(ステップST90〜ST10
7)。
ついて信号強度を復号化して(ステップST90〜ST
109)復号化動作を終了する。
ば、例えば、16画素の各信号強度が8つの復号レベル
LEVEL0〜LEVEL7のすべてに分布していた場
合でも、この16画素分の演算を8回に半減することが
可能となり、露出制御の演算量を大幅に削減できる効果
が得られる。
形態4による画像処理装置を示す構成図である。図10
において、図1に示す実施の形態1の構成要素と同一の
構成要素には同一符号を付け、その説明を省略する。図
10において、9aはゲイン補正機能を有する信号処理
回路(信号処理手段)である。
回路7は、符号化メモリ6に格納された固定長符号化デ
ータを読み出し、通常の固定長復号を行い、復号された
画像データを信号処理回路9aに出力する。一方、シス
テムコントローラ18は、符号化メモリ6から平均値レ
ベルLAを読み出し、読み出した平均値レベルLAを信
号処理回路9aに入力する。信号処理回路9aは、各種
信号処理と同時に、平均値レベルLAに基づいてゲイン
補正の演算を行う。
ば、上記実施の形態3の効果の他に、信号処理回路9a
から出力される信号処理後のデータを参照してゲイン補
正の係数を制御することができるという効果が得られ
る。
の形態5による画像処理装置を示す構成図である。図1
1において、図1に示した実施の形態1の構成要素と同
一の構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略す
る。図11において、4はA/Dコンバータ3から出力
されるR,G,Bの各カラー成分を有する画素の出力信
号を並べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロックと
して纏めて出力する画素並べ替え回路(画素並べ替え手
段)、8は固定長復号化回路7により復号化されたデー
タに、画素並べ替え回路4で並べ替えたデータと逆の並
べ替え処理を施して画素信号を走査線方向に読み出した
ときと同一の順序に並べ替える画素逆並べ替え回路、1
8aは固定長符号化されたA/D変換後の画像信号を元
にカラー信号別のレベル補正制御を行うシステムコント
ローラ(信号レベル補正手段)である。
は、被写体の画像を撮像し、図2に示すカラーフィルタ
でフィルタリングされた入射光に対応する画像信号を画
素毎に走査線方向に点順次に出力する。このカラー画像
信号はアナログ信号処理回路2で増幅され、また雑音成
分を除去するためにフィルタリングされる。次に、A/
Dコンバータ3でデジタル信号に変換され、画素並べ替
え回路4に入力される。
い2個のラインバッファの一方で1走査線分の画像デー
タを走査線方向に順次書き込み転送する間に、他方のラ
インバッファから読み出しアドレスを変えながら画像デ
ータを読み出して画素並べ替えを行う。画素並べ替え回
路4で各カラー成分毎に一纏まりとなるように並べ替え
られた画像データは、固定長符号化回路5により固定長
符号化され、固定長符号化データとなる。固定長符号化
データは符号化メモリ6に格納される。
配した撮像素子から出力される画像信号は、各カラーフ
ィルタの分光感度特性差等により、各カラー信号の出力
レベルが異なる特性を示す。例えば、カラーフィルタの
カラー構成がR,G,Bの3色である撮像素子を用いて
無彩色の被写体を撮像した場合、カラー信号別の出力レ
ベルは、本来同じとなるはずであるが、実際はカラーフ
ィルタの分光感度特性差等により、例えば、図12の
(1)に示すように異なる。そこで図12の(2)に示
すように、各カラー信号別の出力レベルを揃えるために
カラー信号別にレベル補正を施すホワイトバランス処理
をシステムコントローラ18aにより行う。システムコ
ントローラ18aの行う処理においては、撮像した画像
データ自身を用いる。これは、一般的な被写体の分光分
布特性がある広い範囲をとれば無彩色になるという原理
に基づいてカラー信号別のレベルを補正するものであ
る。すなわち、カラー信号別にある範囲の画像信号を取
り込んだ場合、カラーフィルタの感度差がなければ、本
来それぞれのカラー信号レベルは同じになるはずであ
り、同じレベルにならない分が感度差として補正処理さ
れる。したがって、ホワイトバランス処理もAE処理と
同様に撮像素子の出力信号の積算値を用いて処理する。
え回路4によって単位ブロック内のカラー信号成分が同
一カラーの信号となるように画素並べ替えを行った後に
固定長符号化回路5で固定長符号化を施すことにより、
カラー信号別に固定長符号化を施すことができ、その結
果カラー信号別に平均値レベルLAを抽出することが可
能となる。例えば、R信号の平均値レベルLAの積算値
をSR、G信号の平均値レベルLAの積算値をSG、B
信号の平均値レベルLAの積算値をSBとし、G信号が
3カラー成分の中で最も感度が良いとすれば、システム
コントローラ18aにより、R信号に対するレベル補正
係数Krを、Kr=SG/SR、B信号に対するレベル
補正係数Kbを、Kb=SG/SBで算出する。そし
て、撮像された画像信号の中のR信号に対してKrを、
B信号に対してKbを乗じることにより、R,G,Bそ
れぞれの信号レベルを揃えることができる。この実施の
形態5では、単位ブロック内のカラー成分が同じとなる
ように画素の並び替えを行う際に、この補正処理を施す
ことでリアルタイムなホワイトバランス処理を実現す
る。なお、レベル補正係数Kr,Kbを算出する際に
は、既に補正された信号に対して時定数を設けて再帰的
に補正処理を行ってもよいし、ホワイトバランス処理を
短時間で完了させるために、無補正の画像信号に対して
レベル補正係数Kr,Kbを算出して、一度で補正を完
了させてもよい。さらに、R信号、G信号、B信号の信
号レベルは必ずしも同一に揃える必要はなく、例えば、
光源の色温度を補正する場合等必要に応じて、レベル差
を設けてもよい。
実施の形態3と基本的には同一であるが、この実施の形
態5においては、画素並べ替えを行った後固定長符号化
を行っているので、画素逆並べ替え回路8において、固
定長復号化回路7により復号化されたデータに、画素並
べ替え回路4で並べ替えたデータと逆の並べ替え処理を
施して画素信号を走査線方向に読み出したときと同一の
順序に並べ替える処理を行う。以後の動作は、実施の形
態1から実施の形態3と同一である。
は、カラー信号別に平均値レベルLAを抽出して、カラ
ー信号別のレベル補正係数の演算量を削減できる効果が
得られる。
の形態6による画像処理装置を示す構成図である。図1
3において、図11に示した実施の形態5の構成要素と
同一の構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略
する。この実施の形態6においては、システムコントロ
ーラ18aは符号化メモリ6に格納された固定長符号化
データを読み出して、色信号別のレベル補正を行う。
態6においては、画素並べ替え回路4で画素並べ替えを
行い、固定長符号化回路5で固定長符号化を行った固定
長符号化データは、一旦符号化メモリ6に格納される。
システムコントローラ18aは、符号化メモリ6に格納
された各カラー信号別の平均値レベルLAを読み出して
ホワイトバランス処理を行う。ホワイトバランスの処理
方法は実施の形態5と同様である。
ば、全画面分の符号化データが符号化メモリ6上に格納
されているため、例えばソフトウエア等で柔軟な積算条
件を設定した処理が可能となる効果が得られる。
の形態7による画像処理装置を示す構成図である。図1
4において、図13に示した実施の形態6の構成要素と
同一の構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略
する。図14において、7bは各カラー信号別にレベル
補正を行いながら復号化動作を行うことのできる固定長
復号化回路(固定長復号化手段)である。
態7においても、画素並べ替え回路4で画素並べ替えを
行い、固定長符号化回路5で固定長符号化された固定長
符号化データは一旦符号化メモリ6に格納される。シス
テムコントローラ18aは、符号化メモリ6から平均値
レベルLAを読み出し、レベル補正係数Kr,Kbとと
もに、固定長復号化回路7bに出力する。固定長復号化
回路7bは、平均値レベルLA、レベル補正係数Kr,
Kbに基づき、カラー信号別にレベル補正を行い、その
後通常の固定長復号化処理を行う。
ば、レベル補正の演算量を削減できる効果が得られる。
の形態8による画像処理装置を示す構成図である。図1
5において、図13に示した実施の形態6の構成要素と
同一の構成要素には同一符号を付けて、その説明を省略
する。図15において、9bは通常の信号処理を行った
後に、各カラー信号別のレベル補正を行う信号処理回路
(信号処理手段)である。
態8においては、固定長復号化回路7が符号化メモリ6
から固定長符号化データを読み出して固定長復号し、画
素逆並べ替え回路8が固定長復号された画像データを走
査線方向に読み出したときと同一の順序に並べ替える。
次に、信号処理回路9bでは、入力された画像データに
対して、画素補間、階調補正、γ−補正等の通常の信号
処理を行った後、カラー信号レベルのレベル補正を行っ
て、フレームメモリ10に出力する。以後の動作は上述
した各実施の形態の動作と同一である。
ば、信号処理後のデータを参照してレベル補正係数を制
御できる効果が得られる。
に変更できる機能を持たせ、演算量の制限あるいは演算
処理時間の制限を行えるようにしてもよい。
画面の周辺等を除外するために、対象とする単位ブロッ
クの位置を任意に設定できる機能を持たせてもよい。
ルの信号や飽和特性が異なる高輝度レベルの信号を使用
しないように、ある範囲の輝度レベルの信号だけを対象
とできるように、対象とする単位ブロックのレベル範囲
を任意に設定できる機能を持たせてもよい。
長符号化手段により、画像データを小領域の単位ブロッ
クに細分し、該単位ブロック内の前記画像データの平均
値レベルを求めて固定長符号化し、露出制御手段によ
り、前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の
前記画像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像デー
タが所定の輝度レベルとなるように撮像装置の露出量を
制御するように構成したので、少ない演算量で画像全体
の輝度レベルを得ることが可能となり、所定の輝度レベ
ルとなるように露出制御を行うことが可能となる効果が
ある。
化メモリに格納された平均値レベルを読み出して、この
読み出した平均値レベルに基づいて単位ブロック内の画
像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像データが所
定の輝度レベルとなるように撮像装置の露出量を制御す
るように構成したので、全画面分の符号化データがメモ
リ上に格納されており、例えばソフトウエア等で柔軟な
積算条件を設定した露出制御が可能となる効果がある。
符号化メモリに格納された固定長符号化データを読み出
し、平均値レベルに基づいてゲイン補正を行いながら固
定長復号化を行うように構成したので、露出制御の演算
量を削減することが可能となる効果がある。
長復号化手段により復号された画像データに対して平均
値レベルに基づいてゲイン補正を行うように構成したの
で、信号処理後のデータと参照して露出制御の影響を比
較できる効果がある。
撮像装置から出力される画像信号が複数のカラー成分を
含むものである場合にA/Dコンバータによりデジタル
変換された画像データの各カラー成分を並べ替えてカラ
ー成分毎に符号化の単位ブロックとして纏めて固定長符
号化手段に出力するように構成したので、カラー変調成
分が解像度情報として認識されることによる量子化誤差
の発生を抑えた状態で固定長符号化が行え、精度の高い
輝度信号レベルを算出して露出制御が可能となるととも
に、少ない演算量でゲイン補正を行うことができる効果
がある。
が、平均値レベルに基づいて単位ブロック内のカラー成
分毎の画像データの輝度レベルを算出し、該輝度レベル
が各カラー成分で同一となるように信号レベルを補正す
るように構成したので、カラー信号別に平均値レベルL
Aを抽出して、カラー信号別のレベル補正係数の演算量
を削減できる効果がある。
符号化メモリに格納された平均値レベルを読み出して、
この読み出した平均値レベルに基づいて単位ブロック内
のカラー成分毎の画像データの輝度レベルを算出し、該
輝度レベルが各カラー成分で同一となるように信号レベ
ルを補正するように構成したので、全画面分の符号化デ
ータがメモリ上に格納されており、例えばソフトウエア
等で柔軟な積算条件を設定したレベル補正が可能となる
効果がある。
符号化メモリに格納された固定長符号化データを読み出
し、平均値レベルに基づいて単位ブロック内のカラー成
分毎の画像データの輝度レベルを算出し、該輝度レベル
が各カラー成分で同一となるように信号レベルを補正し
ながら固定長復号化を行うように構成したので、レベル
補正の演算量を削減することが可能となる効果がある。
長復号化手段により復号された画像データに対して平均
値レベルに基づいて単位ブロック内のカラー成分毎の画
像データの輝度レベルを算出し、該輝度レベルが各カラ
ー成分で同一となるように信号レベルを補正するように
構成したので、信号処理後のデータと参照してレベル補
正の影響を比較できる効果がある。
号化データの平均値レベルを用いる小領域のブロック数
を選択するように構成したので、演算量の制限あるいは
演算処理時間の制限ができる効果がある。
号化データの平均値レベルを用いる小領域のブロック位
置を選択するように構成したので、レンズの特性などで
光量の不足する画面の周辺等を除外したり、測光対象と
する単位ブロックの位置を任意に設定できる効果があ
る。
号化データの平均値レベルを用いる小領域のブロック
を、前記平均値レベルの値で選択するように構成したの
で、ノイズの影響が大きい低輝度レベルの信号や飽和特
性が異なる高輝度レベルの信号を使用しないように、あ
る範囲の輝度レベルの信号だけを対象とするように、対
象とする単位ブロックのレベル範囲を任意に設定できる
効果がある。
単位ブロックに細分し、該単位ブロック内の前記画像デ
ータの平均値レベルを求めて固定長符号化し、前記平均
値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前記画像デー
タ全体の輝度レベルを算出し、該画像データが所定の輝
度レベルとなるように前記撮像装置の露出量を制御する
ように構成したので、少ない演算量で画像全体の輝度レ
ベルを得ることが可能となり、所定の輝度レベルとなる
ように露出制御を行うことが可能となる効果がある。
を示す構成図である。
フィルタを示す図である。
素の画像信号の強度を階層化する量子化レベルを表す図
である。
ートである。
ートである。
を示す構成図である。
を示す構成図である。
イン補正の演算を行う手順を示したフローチャートの一
部である。
イン補正の演算を行う手順を示したフローチャートの残
部である。
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
バランス処理の原理的説明図である。
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
たデジタルスチルビデオカメラを示す構成図である。
え回路(画素並べ替え手段)、5 固定長符号化回路
(固定長符号化手段)、6 符号化メモリ、7,7a,
7b 固定長復号化回路(固定長復号化手段)、9a,
9b 信号処理回路(信号処理手段)、17 駆動回路
(露出制御手段)、18 システムコントローラ(露出
制御手段)、18a システムコントローラ(信号レベ
ル補正手段)。
Claims (13)
- 【請求項1】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される所定の画素数の画像信号をA/D変
換して画像データとして出力するA/Dコンバータと、 該画像データを小領域の単位ブロックに細分し、該単位
ブロック内の前記画像データの平均値レベルを求めて固
定長符号化する固定長符号化手段と、 前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前記
画像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像データが
所定の輝度レベルとなるように前記撮像装置の露出量を
制御する露出制御手段を備えた画像処理装置。 - 【請求項2】 固定長符号化手段で固定長符号化された
固定長符号化データを格納する符号化メモリを更に備
え、 露出制御手段が前記符号化メモリに格納された平均値レ
ベルを読み出して、この読み出した平均値レベルに基づ
いて単位ブロック内の画像データ全体の輝度レベルを算
出し、該画像データが所定の輝度レベルとなるように前
記撮像装置の露出量を制御することを特徴とする請求項
1記載の画像処理装置。 - 【請求項3】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される所定の画素数の画像信号をA/D変
換して画像データとして出力するA/Dコンバータと、 該画像データを小領域の単位ブロックに細分し、該単位
ブロック内の前記画像データの平均値レベルを求めて固
定長符号化する固定長符号化手段と、 該固定長符号化手段で固定長符号化された固定長符号化
データを格納する符号化メモリと、 該符号化メモリに格納された前記固定長符号化データを
読み出し、前記平均値レベルに基づいてゲイン補正を行
いながら固定長復号化を行う固定長復号化手段とを備え
た画像処理装置。 - 【請求項4】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される所定の画素数の画像信号をA/D変
換して画像データとして出力するA/Dコンバータと、 該画像データを小領域の単位ブロックに細分し、該単位
ブロック内の前記画像データの平均値レベルを求めて固
定長符号化する固定長符号化手段と、 該固定長符号化手段で固定長符号化された固定長符号化
データを格納する符号化メモリと、 該符号化メモリに格納された前記固定長符号化データを
読み出し、固定長復号化を行う固定長復号化手段と、 該固定長復号化手段により復号された画像データに対し
て前記平均値レベルに基づいてゲイン補正を行う信号処
理手段を備えた画像処理装置。 - 【請求項5】 撮像装置から出力される画像信号が複数
のカラー成分を含むものである場合にA/Dコンバータ
によりデジタル変換された画像データの各カラー成分を
並べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロックとして
纏めて固定長符号化手段に出力する画素並べ替え手段を
更に備えたことを特徴とする請求項1から請求項4のう
ちのいずれか1項記載の画像処理装置。 - 【請求項6】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される複数のカラー成分を含む所定の画素
数の画像信号をA/D変換して画像データとして出力す
るA/Dコンバータと、 該A/Dコンバータから出力される画像データの各カラ
ー成分を並べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロッ
クとして纏めて出力する画素並べ替え手段と、 該画素並べ替え手段により並べ替えられた画像データを
前記単位ブロック毎に該単位ブロック内の前記画像デー
タの平均値レベルを求めて固定長符号化する固定長符号
化手段と、 前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前記
カラー成分毎に信号レベルを補正する信号レベル補正手
段を備えた画像処理装置。 - 【請求項7】 固定長符号化手段で固定長符号化された
固定長符号化データを格納する符号化メモリを更に備
え、 信号レベル補正手段が前記符号化メモリに格納された平
均値レベルを読み出して、この読み出した平均値レベル
に基づいて単位ブロック内のカラー成分毎の画像データ
の輝度レベルを算出し、該輝度レベルが各カラー成分で
同一となるように信号レベルを補正することを特徴とす
る請求項6記載の画像処理装置。 - 【請求項8】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される複数のカラー成分を含む所定の画素
数の画像信号をA/D変換して画像データとして出力す
るA/Dコンバータと、 該A/Dコンバータから出力される画像データの各カラ
ー成分を並べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロッ
クとして纏めて出力する画素並べ替え手段と、 該画素並べ替え手段により並べ替えられた画像データを
前記単位ブロック毎に該単位ブロック内の前記画像デー
タの平均値レベルを求めて固定長符号化する固定長符号
化手段と、 該固定長符号化手段で固定長符号化された固定長符号化
データを格納する符号化メモリと、 該符号化メモリに格納された前記固定長符号化データを
読み出し、前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロッ
ク内の前記カラー成分毎に信号レベルを補正しながら固
定長復号化を行う固定長復号化手段とを備えた画像処理
装置。 - 【請求項9】 画像を撮像して電気信号に変換する撮像
装置から出力される複数のカラー成分を含む所定の画素
数の画像信号をA/D変換して画像データとして出力す
るA/Dコンバータと、 該A/Dコンバータから出力される画像データの各カラ
ー成分を並べ替えてカラー成分毎に符号化の単位ブロッ
クとして纏めて出力する画素並べ替え手段と、 該画素並べ替え手段により並べ替えられた画像データを
前記単位ブロック毎に該単位ブロック内の前記画像デー
タの平均値レベルを求めて固定長符号化する固定長符号
化手段と、 該固定長符号化手段で固定長符号化された固定長符号化
データを格納する符号化メモリと、 該符号化メモリに格納された前記固定長符号化データを
読み出し、固定長復号化を行う固定長復号化手段と、 該固定長復号化手段により復号された画像データに対し
て前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前
記カラー成分毎に信号レベルを補正する信号処理手段を
備えた画像処理装置。 - 【請求項10】 固定長符号化データの平均値レベルを
用いる小領域のブロック数を選択する選択手段を備えた
請求項1から請求項9のうちのいずれか1項記載の画像
処理装置。 - 【請求項11】 固定長符号化データの平均値レベルを
用いる小領域のブロック位置を選択する選択手段を備え
た請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載の
画像処理装置。 - 【請求項12】 固定長符号化データの平均値レベルを
用いる小領域のブロックを、前記平均値レべルの値で選
択する選択手段を備えた請求項1から請求項10のうち
のいずれか1項記載の画像処理装置。 - 【請求項13】 画像を撮像して静止画像として再生す
る画像処理方法において、 撮像装置から出力される所定の画素数の画像信号をA/
D変換して画像データとするステップと、 該画像データを小領域の単位ブロックに細分し、該単位
ブロック内の前記画像データの平均値レベルを求めて固
定長符号化するステップと、 前記平均値レベルに基づいて前記単位ブロック内の前記
画像データ全体の輝度レベルを算出し、該画像データが
所定の輝度レベルとなるように前記撮像装置の露出量を
制御するステップとを備えた画像処理方法。
Priority Applications (2)
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