JP2000350220A - テレビジョンカメラ - Google Patents

テレビジョンカメラ

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JP2000350220A
JP2000350220A JP11159791A JP15979199A JP2000350220A JP 2000350220 A JP2000350220 A JP 2000350220A JP 11159791 A JP11159791 A JP 11159791A JP 15979199 A JP15979199 A JP 15979199A JP 2000350220 A JP2000350220 A JP 2000350220A
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level
balance adjustment
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明 福島
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Hitachi Denshi KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間露光映像信号と短時間露光映像信号と
を合成して、広ダイナミックレンジの映像信号を得るテ
レビジョンカメラにおいて、ホワイトバランス調整によ
る色再現性が、より適正となる映像信号を得る。 【解決手段】 長時間露光映像信号に応じて長時間露光
映像信号にホワイトバランス調整を施す手段と、短時間
露光映像信号に応じて短時間露光映像信号にホワイトバ
ランス調整を施す手段と、ホワイトバランス調整を施し
た長時間露光映像信号とホワイトバランス調整を施した
短時間露光映像信号とを合成する手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は広ダイナミックレン
ジ化した映像信号を得るためのテレビジョンカメラに関
し、特に、広ダイナミックレンジ映像信号の映像品質の
改善に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、広ダイナミックレンジ映像信号を
出力をするテレビジョンカメラとしては、そのテレビジ
ョンカメラの有する固体撮像素子から、低輝度エリアに
露光条件が合った長時間露光映像信号と高輝度エリアに
露光条件の合った短時間露光映像信号とが出力されるも
のがある。これら長時間露光映像信号と短時間露光映像
信号とは所定の合成処理が施されてから、映像信号処理
回路にてホワイトバランス処理が施される。
【0003】この従来の技術を用いたテレビジョンカメ
ラの構成について、以下、図5を用いて説明する。この
図において、11は撮像光を電荷に変換して映像信号と
して出力する固体撮像素子(CCD)で、特に、このテ
レビジョンカメラから出力される映像信号の1水平走査
期間に、例えば、1/2,000秒間に撮像光を露光し
て得られた短時間露光映像信号と、その短時間露光映像
信号の場合よりも長い、例えば、約1/60秒間に撮像
光を露光して得られた長時間露光映像信号とを、それぞ
れ1水平走査期間分の映像信号を時間圧縮して出力す
る。12はCCD11から出力された映像信号をサンプ
ルホールドし、さらに所要レベルまで増幅して出力する
サンプルホールドおよび自動利得制御回路(CDS&A
GC回路)、13はCDS&AGC回路からのアナログ
映像信号をデジタル映像信号に変換するA/D変換器で
ある。14は、A/D変換器13からのデジタル映像信
号を、1水平走査期間毎に、そのデジタル映像信号の長
時間露光映像信号と短時間露光映像信号とを分離し、そ
れぞれ1水平走査期間に時間圧縮伸張して、それらを同
期化してそれぞれ同時に出力するようにした同期化回路
である。17は、同期化回路14からの長時間露光映像
信号と短時間露光映像信号とを入力して、所定の合成方
法で持ってそれらを合成するための合成処理回路であ
り、その合成方法としては、例えば、それら二つの信号
のうち、いずれかより適正な露光映像信号レベルとなっ
ている方の映像信号レベルとした合成映像信号を生成す
るように合成処理する。そのように合成処理すること
で、例えば、画面内の長時間露光映像信号では白とびを
おこしてディテールのわからない領域が、短時間露光映
像信号の適正な信号レベルで合成するようにし、また、
短時間露光映像信号では黒つぶれをおこしてディテール
のわからない領域が、短時間露光映像信号の適正な信号
レベルで合成するようにされる。合成処理回路17で合
成された合成映像信号は、映像信号処理回路(DSP回
路)15へ入力される。DSP回路15では、合成映像
信号に所定の映像信号処理が施され、ガンマ補正やホワ
イトバランス調整のための処理などが施される。映像信
号処理が施された映像信号は、DSP回路15から後段
(図示せず)に出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
長時間露光映像信号と短時間露光映像信号とでそれぞれ
異なった色温度の照明下の被写体を撮影した場合には、
以下に述べる不具合が生じる。すなわち、図2に示すよ
うに、長時間露光映像信号でより適正露出レベルとなる
低輝度エリアの映像として蛍光灯照明下の屋内の映像が
撮像され、一方、短時間露光映像信号でより適正露出レ
ベルとなる高輝度エリアの映像として太陽光下の屋外の
映像が撮像されるとした場合に、同一光源下では同色の
被写体であっても、それらがそれぞれ屋内と屋外とで撮
影されると、光源の色温度の違いによってそれぞれ撮像
される色が異なるようになる。そのため、前述の従来技
術では映像信号処理回路でホワイトバランス処理をする
際に、屋内または屋外のどちらの映像にも同じホワイト
バランス調整処理を施すために、それぞれの照明光源の
色温度のどちらにも適正となるホワイトバランス調整を
施すことは不可能であり、例えば、どちらか一方の照明
光源に応じたホワイトバランス調整を施すか、あるい
は、二つの照明光源のいずれにも適正なホワイトバラン
ス調整とならずにそれらの中間の色温度に応じたホワイ
トバランス調整を施すだけとなり、不自然な色再現の画
像になってしまうという欠点がある。
【0005】本発明の目的はこの欠点を除去し、上述の
ような低輝度エリアと高輝度エリアにおける光源の色温
度が異なる映像シーンを同時に撮像しても、両エリアと
もホワイトバランス調整が適正に施すことができ、色再
現の優れた映像を得ることのできるテレビジョンカメラ
を実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、広ダイナミックレンジの映像信号を得
るテレビジョンカメラにおいて、所定露光レベルの第1
映像信号に応じて前記第1映像信号にホワイトバランス
調整を施す第1調整手段と、前記第1映像信号の露光レ
ベルよりも小レベルに制限された露光レベルの第2映像
信号に応じて前記第2映像信号にホワイトバランス調整
を施す第2調整手段とを有するものである。
【0007】また本発明は、上記の課題を解決するため
に、長時間露光映像信号と短時間露光映像信号とを合成
して広ダイナミックレンジの合成映像信号を得るテレビ
ジョンカメラにおいて、前記長時間露光映像信号に応じ
て前記長時間露光映像信号にホワイトバランス調整を施
す第1調整手段と、前記短時間露光映像信号に応じて前
記短時間露光映像信号にホワイトバランス調整を施す第
2調整手段と、前記ホワイトバランス調整を施した前記
長時間露光映像信号と前記ホワイトバランス調整を施し
た前記短時間露光映像信号とを合成する手段とを有する
ものである。さらに本発明は、前記第1調整手段の白検
出範囲の上限のレベル値を、所定のレベル以下とするも
のである。さらに本発明は、前記第2調整手段の白検出
範囲の下限のレベル値を、所定のレベル以上とするもの
である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図1を用いて説明する。この図において、1は撮像
光を電荷に変換して映像信号として出力する固体撮像素
子(CCD)で、特に、このテレビジョンカメラから出
力される映像信号の1水平走査期間に、例えば、1/
2,000秒間に撮像光を露光して得られた短時間露光
映像信号と、その短時間露光映像信号の場合よりも長
い、例えば、約1/60秒間に撮像光を露光して得られ
た長時間露光映像信号とを、それぞれ1水平走査期間分
の映像信号を時間圧縮して出力する。2はCCD1から
出力された映像信号をサンプルホールドし、さらに所要
レベルまで増幅して出力するサンプルホールドおよび自
動利得制御回路(CDS&AGC回路)、3はCDS&
AGC回路からのアナログ映像信号をデジタル映像信号
に変換するA/D変換器である。4は、A/D変換器3
からのデジタル映像信号を、1水平走査期間毎に、その
デジタル映像信号の長時間露光映像信号と短時間露光映
像信号とを分離し、それぞれ1水平走査期間に時間圧縮
伸張して、それらを同期化してそれぞれ同時に出力する
ようにした同期化回路である。
【0009】同期化回路4から出力された長時間露光映
像信号は映像信号処理回路(DSP回路)5へ入力さ
れ、一方、同じく同期化回路4から出力された短時間露
光映像信号は映像信号処理回路(DSP回路)6へ入力
される。これらDSP回路5および6は、入力された映
像信号に所定の映像信号処理をそれぞれ施し、例えば、
ガンマ補正やホワイトバランス調整のための処理などを
それぞれ施す。
【0010】このDSP回路5では、入力された長時間
露光映像信号に応じたホワイトバランス調整が行われ、
図2に示すように長時間露光映像信号でより適正露出レ
ベルとなる低輝度エリアの映像として蛍光灯照明下の屋
内の映像が撮像された場合に、例えば図3に示す長時間
露光映像信号の低輝度エリア白検出範囲のレベルの信号
に応じて、低輝度エリアにある白色の被写体が白色とし
て撮像されるようなホワイトバランス調整が施される。
なお、図3において、低輝度エリア白検出範囲の上限の
レベル値は、所定のレベル以下とすることが望ましく、
例えば、最大映像信号レベルの95パーセント以下と
し、低輝度エリア検出範囲内に高輝度エリアに係わる映
像信号レベルが含まれないようにする。そうすること
で、高輝度エリアに係わる映像信号の影響によらない
で、低輝度エリアに係わる映像信号により適したホワイ
トバランス調整を行うことができる。
【0011】また、DSP回路6では、同様に入力され
た短時間露光映像信号に応じたホワイトバランス調整が
行われ、図2に示すように短時間露光映像信号でより適
正露出レベルとなる高輝度エリアの映像として太陽光下
の屋外の映像が撮像された場合に、例えば図4に示す短
時間露光映像信号の高輝度エリア白検出範囲のレベルの
信号に応じて、高輝度エリアにある白色の被写体が白色
として撮像されるようなホワイトバランス調整が施され
る。なお、図4において、高輝度エリア白検出範囲の下
限のレベル値は、所定のレベル以上とすることが望まし
く、例えば、最大映像信号レベルの5パーセント以上と
し、高輝度エリア検出範囲内に低輝度エリアに係わる映
像信号レベルが含まれないようにする。そうすること
で、低輝度エリアに係わる映像信号の影響によらない
で、高輝度エリアに係わる映像信号により適したホワイ
トバランス調整を行うことができる。
【0012】7は、DSP回路5および6からそれぞれ
長時間露光映像信号と短時間露光映像信号とを入力し
て、所定の合成方法で持ってそれらを合成するための合
成処理回路であり、その合成方法としては、例えば、そ
れら二つの信号のうち、いずれかより適正な露光映像信
号レベルとなっている方の映像信号レベルとした合成映
像信号を生成するように合成処理する。そのように合成
処理することで、例えば、画面内の長時間露光映像信号
では白とびをおこしてディテールのわからない領域が、
短時間露光映像信号の適正な信号レベルで合成するよう
にし、また、短時間露光映像信号では黒つぶれをおこし
てディテールのわからない領域が、短時間露光映像信号
の適正な信号レベルで合成するようにされる。この合成
処理回路7で合成された合成映像信号は、後段(図示せ
ず)へ出力される。
【0013】その結果、本実施例のテレビジョンカメラ
によっては、長時間露光映像信号と短時間露光映像信号
とでそれぞれ異なった色温度の照明下の被写体を撮影し
た場合であっても、低輝度エリアの映像としての長時間
露光映像信号と高輝度エリアの映像としての短時間露光
映像信号とがそれぞれ別個に、それぞれに適したホワイ
トバランス処理が施された後に合成されるため、得られ
た合成映像信号としては、例えば、低輝度エリアの白色
の被写体と高輝度エリアの白色の被写体とが共に白色で
撮像された映像信号になるようにすることができる。
【0014】なお、上述の実施例では、長時間露光映像
信号と短時間露光映像信号とを用いることで、露光時間
の異なる二つの信号でもって高ダイナミックレンジの映
像信号を得る用にしたが、露光時間にこだわることな
く、所定露光レベルの映像信号と、その映像信号の露光
レベルよりも小レベルに制限された露光レベルの映像信
号とを用いることとしても、本発明の奏する効果を得る
ことができる。また、図示していないが、本発明のテレ
ビジョンカメラから、それぞれ露光レベルの異なった二
つの映像信号または露光時間の異なった二つの映像信号
を共に出力する構成とし、本発明のテレビジョンカメラ
の後段に配された映像信号機器にそれら映像信号が入力
されることで、本発明の奏する効果を得る構成としても
よい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
輝度エリアと高輝度エリアとで光源の色温度が異なるシ
ーンを同時に撮像したとしても、低輝度エリアと高輝度
エリアについて独立してホワイトバランス処理をするこ
とが可能になるので、低輝度エリア側の長時間露光映像
信号と高輝度側の短時間露光映像信号とを合成して得た
広ダイナミックレンジの映像信号が、両エリアに共にホ
ワイトバランス調整が適正に施された色再現性の優れた
映像信号となるテレビジョンカメラを実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のテレビジョンカメラのブロ
ック構成を示す図。
【図2】テレビジョンカメラで撮像するシーンの一例を
示す図。
【図3】長時間露光映像信号波形例を示す図。
【図4】短時間露光映像信号波形例を示す図。
【図5】従来の技術によるテレビジョンカメラのブロッ
ク構成例を示す図。
【符号の説明】
1:固体撮像素子(CCD)、 2:サンプルホールド
および自動利得制御回路(CDS&AGC回路)、
3:A/D変換器、 4:同期化回路、 5,6:映像
信号処理回路(DSP回路)、 7:合成処理回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 広ダイナミックレンジの映像信号を得る
    テレビジョンカメラにおいて、 所定露光レベルの第1映像信号に応じて前記第1映像信
    号にホワイトバランス調整を施す第1調整手段と、 前記第1映像信号の露光レベルよりも小レベルに制限さ
    れた露光レベルの第2映像信号に応じて前記第2映像信
    号にホワイトバランス調整を施す第2調整手段とを有す
    ることを特徴とするテレビジョンカメラ。
  2. 【請求項2】 長時間露光映像信号と短時間露光映像信
    号とを合成して広ダイナミックレンジの合成映像信号を
    得るテレビジョンカメラにおいて、 前記長時間露光映像信号に応じて前記長時間露光映像信
    号にホワイトバランス調整を施す第1調整手段と、 前記短時間露光映像信号に応じて前記短時間露光映像信
    号にホワイトバランス調整を施す第2調整手段と、 前記ホワイトバランス調整を施した前記長時間露光映像
    信号と前記ホワイトバランス調整を施した前記短時間露
    光映像信号とを合成する手段とを有することを特徴とす
    るテレビジョンカメラ。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のテレビジョンカメラに
    おいて、前記第1調整手段の白検出範囲の上限のレベル
    値を、所定のレベル以下とすることを特徴とするテレビ
    ジョンカメラ。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載のテレビジョンカメラに
    おいて、前記第2調整手段の白検出範囲の下限のレベル
    値を、所定のレベル以上とすることを特徴とするテレビ
    ジョンカメラ。
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