JP2001016499A - 広ダイナミックレンジ撮像装置 - Google Patents
広ダイナミックレンジ撮像装置Info
- Publication number
- JP2001016499A JP2001016499A JP11182899A JP18289999A JP2001016499A JP 2001016499 A JP2001016499 A JP 2001016499A JP 11182899 A JP11182899 A JP 11182899A JP 18289999 A JP18289999 A JP 18289999A JP 2001016499 A JP2001016499 A JP 2001016499A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- video signal
- output
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- Pending
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- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】現行の映像信号処理回路の前段に、長時間露光
信号と短時間露光信号の前処理部すなわちＹ／Ｃ分離回
路を別々に持ち、さらに双方の映像信号の合成部を新た
に設ける必要が有り、回路規模が増大する。 【解決手段】現行カメラに用いられているガンマ処理回
路の特性を、長時間露光信号と短時間露光信号で随時切
替え、各々の露光に適した処理を行い、長時間露光信号
と短時間露光信号の合成を行う。
信号と短時間露光信号の前処理部すなわちＹ／Ｃ分離回
路を別々に持ち、さらに双方の映像信号の合成部を新た
に設ける必要が有り、回路規模が増大する。 【解決手段】現行カメラに用いられているガンマ処理回
路の特性を、長時間露光信号と短時間露光信号で随時切
替え、各々の露光に適した処理を行い、長時間露光信号
と短時間露光信号の合成を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオカメラならび
に電子スチルカメラなどの撮像装置における信号処理技
術に関する。
に電子スチルカメラなどの撮像装置における信号処理技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラや電子スチルカメラにおい
て、室内から撮影する窓辺の人物など、逆光時の撮影の
場合、一般的な露光制御を行うと、目的の人物が黒く潰
れ、窓の外の風景に適切な露光が行われる。このような
シーンを撮影する場合には、逆光補正処理を行い、目的
の人物の映像信号が黒く潰れないような補正を行ってい
た。しかしながら、この場合、逆光補正前に最適な露光
であった室外の風景は白く飛んでしまう。逆光補正処理
とは、カメラの絞りを通常より開き気味にするか、露光
時間を長めに設定し、本来黒く潰れてしまう領域を明る
く撮影する露光処理である。また、監視カメラなどにお
いても、1台のカメラで室内と室外の両方を同時に監視
する必要がある場合、室内外双方の露光の妥協点で撮影
を行っていた。
て、室内から撮影する窓辺の人物など、逆光時の撮影の
場合、一般的な露光制御を行うと、目的の人物が黒く潰
れ、窓の外の風景に適切な露光が行われる。このような
シーンを撮影する場合には、逆光補正処理を行い、目的
の人物の映像信号が黒く潰れないような補正を行ってい
た。しかしながら、この場合、逆光補正前に最適な露光
であった室外の風景は白く飛んでしまう。逆光補正処理
とは、カメラの絞りを通常より開き気味にするか、露光
時間を長めに設定し、本来黒く潰れてしまう領域を明る
く撮影する露光処理である。また、監視カメラなどにお
いても、1台のカメラで室内と室外の両方を同時に監視
する必要がある場合、室内外双方の露光の妥協点で撮影
を行っていた。
【０００３】上記のような広いダイナミックレンジを必
要とするシーンを撮影する場合、従来は「映像メディア
学会技術報告ＶＯＬ．２２，ＮＯ．３ Ｐ．１〜６」記
載のように、屋内画像に適した長時間露光と屋外露光に
適した短時間露光を連続で行い、長時間露光信号、短時
間露光信号それぞれ別々にＹ／Ｃ分離を行い、生成した
各々の信号を加算した後に現行の信号処理を行う。これ
により屋内画像は長時間露光のＳ／Ｎの良い部分を用
い、長時間露光で白飛びしてしまう屋外領域を短時間露
光の画像で合成でき、屋内から屋外までの階調を実現し
ていた。
要とするシーンを撮影する場合、従来は「映像メディア
学会技術報告ＶＯＬ．２２，ＮＯ．３ Ｐ．１〜６」記
載のように、屋内画像に適した長時間露光と屋外露光に
適した短時間露光を連続で行い、長時間露光信号、短時
間露光信号それぞれ別々にＹ／Ｃ分離を行い、生成した
各々の信号を加算した後に現行の信号処理を行う。これ
により屋内画像は長時間露光のＳ／Ｎの良い部分を用
い、長時間露光で白飛びしてしまう屋外領域を短時間露
光の画像で合成でき、屋内から屋外までの階調を実現し
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記技術においては、
現行の映像信号処理回路の前段に、長時間露光信号と短
時間露光信号の前処理部すなわちＹ／Ｃ分離回路を別々
に持ち、さらに双方の映像信号の合成部を新たに設ける
必要が有り、回路規模が増大する問題が有った。
現行の映像信号処理回路の前段に、長時間露光信号と短
時間露光信号の前処理部すなわちＹ／Ｃ分離回路を別々
に持ち、さらに双方の映像信号の合成部を新たに設ける
必要が有り、回路規模が増大する問題が有った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、現行カメラ
に用いられているガンマ処理回路の特性を、長時間露光
信号と短時間露光信号で随時切替え、各々の露光に適し
た処理を行う事で、追加回路無しで長時間露光信号と短
時間露光信号の合成を行う事が可能になる。
に用いられているガンマ処理回路の特性を、長時間露光
信号と短時間露光信号で随時切替え、各々の露光に適し
た処理を行う事で、追加回路無しで長時間露光信号と短
時間露光信号の合成を行う事が可能になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜４を用
いて説明する。図１は本発明を実現するためのブロック
図であり、１０１はレンズ、１０２はＣＣＤ撮像素子、
１０３はタイミングジェネレータ、１０４はＡＧＣ回
路、１０５はＡ／Ｄ変換器、１０６はカメラ信号処理回
路、１０７はガンマ補正回路、１０８はメモリ回路、１
０９はＤ／Ａ変換回路、１１０はガンマ特性切替えスイ
ッチである。また、図２〜４は図１で示すカメラの各ブ
ロックにおける信号の状態および特性をグラフで示した
ものである。
いて説明する。図１は本発明を実現するためのブロック
図であり、１０１はレンズ、１０２はＣＣＤ撮像素子、
１０３はタイミングジェネレータ、１０４はＡＧＣ回
路、１０５はＡ／Ｄ変換器、１０６はカメラ信号処理回
路、１０７はガンマ補正回路、１０８はメモリ回路、１
０９はＤ／Ａ変換回路、１１０はガンマ特性切替えスイ
ッチである。また、図２〜４は図１で示すカメラの各ブ
ロックにおける信号の状態および特性をグラフで示した
ものである。
【０００７】レンズ１０１でＣＣＤ撮像素子１０２の受
光面に結像した被写体画像は、光電変換されＡＧＣ回路
１０４へ送られ、所定のゲインを与えられた後にＡ／Ｄ
変換器１０５でデジタル信号へ変換される。デジタル変
換された映像信号はカメラ信号処理回路１０６におい
て、輝度信号と色差信号へと分離される。
光面に結像した被写体画像は、光電変換されＡＧＣ回路
１０４へ送られ、所定のゲインを与えられた後にＡ／Ｄ
変換器１０５でデジタル信号へ変換される。デジタル変
換された映像信号はカメラ信号処理回路１０６におい
て、輝度信号と色差信号へと分離される。
【０００８】ここで、図２（ａ）に示すように、１フィ
ールド単位でＣＣＤ撮像素子１０２へ与える電子シャッ
タの量を切替えることで、同図（ｂ）の如くＣＣＤ撮像
素子１０２から出力する信号量を、長時間露光および短
時間露光と順次切替えることが出来る。電子シャッタと
は、タイミングジェネレータ１０３から供給するＣＣＤ
撮像素子１０２の駆動パルスを切替えることで、撮像素
子の光電変換量を電子的にコントロールする機能であ
る。
ールド単位でＣＣＤ撮像素子１０２へ与える電子シャッ
タの量を切替えることで、同図（ｂ）の如くＣＣＤ撮像
素子１０２から出力する信号量を、長時間露光および短
時間露光と順次切替えることが出来る。電子シャッタと
は、タイミングジェネレータ１０３から供給するＣＣＤ
撮像素子１０２の駆動パルスを切替えることで、撮像素
子の光電変換量を電子的にコントロールする機能であ
る。
【０００９】長時間露光時、ＣＣＤ撮像素子１０２から
出力される信号量は、図４（ａ）の実線に示すように、
入射光量が低い時は直線的であるが、入射光量がある一
定レベルを超えると、飽和する。これに対して、短時間
露光時の信号量は、図４（ａ）の一点破線に示すように
入射光量が多い場合にも直線的な特性を示す反面、入射
光量が少ない領域ではノイズが多くなる。
出力される信号量は、図４（ａ）の実線に示すように、
入射光量が低い時は直線的であるが、入射光量がある一
定レベルを超えると、飽和する。これに対して、短時間
露光時の信号量は、図４（ａ）の一点破線に示すように
入射光量が多い場合にも直線的な特性を示す反面、入射
光量が少ない領域ではノイズが多くなる。
【００１０】電子シャッタにより順次切替えられた映像
信号は、ガンマ補正回路１０７で非線型変換処理を施さ
れる。この時、ガンマ補正回路１０７で施される変換特
性を切替えスイッチ１１０で図２（ｃ）に示すように切
替える。
信号は、ガンマ補正回路１０７で非線型変換処理を施さ
れる。この時、ガンマ補正回路１０７で施される変換特
性を切替えスイッチ１１０で図２（ｃ）に示すように切
替える。
【００１１】ガンマ特性切替えスイッチ１１０で切替え
る２つの特性は各々、図３で示すカーブを持っており、
これにより、長時間露光時の映像信号は、ＣＣＤ撮像素
子１０２の飽和領域をガンマ特性Ａで押え込み、図４
（ｂ）の実線で示すようになる。また短時間露光時の映
像信号はフラットなガンマ特性Ｂで増幅され、図４
（ｂ）の一点破線示すようになる。これら映像信号のを
タイミングを図２（ｄ）に示す。
る２つの特性は各々、図３で示すカーブを持っており、
これにより、長時間露光時の映像信号は、ＣＣＤ撮像素
子１０２の飽和領域をガンマ特性Ａで押え込み、図４
（ｂ）の実線で示すようになる。また短時間露光時の映
像信号はフラットなガンマ特性Ｂで増幅され、図４
（ｂ）の一点破線示すようになる。これら映像信号のを
タイミングを図２（ｄ）に示す。
【００１２】ガンマ補正回路１０７で補正された長時間
露光信号と短時間露光信号はメモリ回路１０８に記憶さ
れ、その後、信号量の少ない短時間露光信号にオフセッ
ト値を加えた後に加算する。加算後の信号量を図４
（ｃ）の２点破線で示す。
露光信号と短時間露光信号はメモリ回路１０８に記憶さ
れ、その後、信号量の少ない短時間露光信号にオフセッ
ト値を加えた後に加算する。加算後の信号量を図４
（ｃ）の２点破線で示す。
【００１３】加算された映像信号は、Ｄ／Ａ変換回路１
０９でアナログ変換され、アナログＴＶ信号となる。
０９でアナログ変換され、アナログＴＶ信号となる。
【００１４】以上により、屋内と屋外を同時に撮影する
など、広いダイナミックレンジを必要とする場合におい
て、長時間露光と短時間露光を順次切替え、各々の映像
信号に施すガンマ補正の特性を切替えることで、比較的
暗い室内の映像信号は長時間露光部のノイズの少ない領
域を用い、長時間露光で飽和してしまう屋外の映像信号
を短時間露光で補うことで、現行のカメラ信号処理回路
から大幅に回路を追加すること無く、ダイナミックレン
ジの拡大が実現できる。
など、広いダイナミックレンジを必要とする場合におい
て、長時間露光と短時間露光を順次切替え、各々の映像
信号に施すガンマ補正の特性を切替えることで、比較的
暗い室内の映像信号は長時間露光部のノイズの少ない領
域を用い、長時間露光で飽和してしまう屋外の映像信号
を短時間露光で補うことで、現行のカメラ信号処理回路
から大幅に回路を追加すること無く、ダイナミックレン
ジの拡大が実現できる。
【００１５】また、本実施例においては、長時間露光と
短時間露光を出力するタイミングをフィールド単位で切
替えて説明をしているが、ＣＣＤ撮像素子１０２の構成
を変えることで、これを水平同期単位で切替えて出力さ
せても同一の回路で同様の効果を得ることが可能であ
る。
短時間露光を出力するタイミングをフィールド単位で切
替えて説明をしているが、ＣＣＤ撮像素子１０２の構成
を変えることで、これを水平同期単位で切替えて出力さ
せても同一の回路で同様の効果を得ることが可能であ
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、現行カメラ信号処理に回
路追加無しで、ダイナミックレンジを拡大した映像信号
を生成することが出来る。
路追加無しで、ダイナミックレンジを拡大した映像信号
を生成することが出来る。
【図１】本発明の実施例を示した撮像装置のブロック
図。
図。
【図２】図１の各ブロックにおけるパルスタイミング
図。
図。
【図３】図１の切替えスイッチ１１０における入出力特
性図。
性図。
【図４】図１の各ブロックにおける入出力特性図。
１０１…レンズ、１０２…ＣＣＤ撮像素子、１０３…タ
イミングジェネレータ、１０４…ＡＧＣ回路、１０５…
Ａ／Ｄ変換回路、１０６…信号処理回路、１０７…ガン
マ変換回路、１０８…メモリ、１０９…Ｄ／Ａ変換回
路、１１０…ガンマ特性切替えスイッチ。
イミングジェネレータ、１０４…ＡＧＣ回路、１０５…
Ａ／Ｄ変換回路、１０６…信号処理回路、１０７…ガン
マ変換回路、１０８…メモリ、１０９…Ｄ／Ａ変換回
路、１１０…ガンマ特性切替えスイッチ。
フロントページの続き (72)発明者 西沢 明仁 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 西村 龍志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 5C022 AA00 AA11 AA13 AB19 AB20 AB68 AC42 5C065 AA01 AA03 BB12 BB48 CC01 DD02 GG27 GG30 HH04 5C066 AA01 AA11 CA07 EC01 EC05 GA04 HA02 JA01 KE07
Claims (4)
- 【請求項１】撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変す
る絞り制御回路と、該撮像素子から出力される映像信号
を非線型に増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅した
映像信号を記憶するメモリ回路からなる撮像装置におい
て、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の
映像信号に、それぞれ異なる非線型処理を行い、別々に
メモリに記憶した後に、加算して出力することを特徴と
する広ダイナミックレンジ撮像装置。 - 【請求項２】撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変す
る絞り制御回路と、該撮像素子から出力される映像信号
を非線型に増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅した
映像信号を記憶するメモリ回路からなる撮像装置におい
て、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の
映像信号に、それぞれ異なる非線型処理を行い、別々に
メモリに記憶した後に、任意に切替えて出力することを
特徴とする広ダイナミックレンジ撮像装置。 - 【請求項３】撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変す
る絞り制御回路と、該撮像素子から出力される映像信号
から輝度信号と色差信号を生成するマトリクス回路と、
該マトリクス回路で生成した輝度信号と色差信号を非線
型に増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅した映像信
号を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の出力信号と
該増幅回路の出力信号を加算する加算回路からなる撮像
装置において、同一被写体を受光量を変化させて撮像し
た２枚の映像信号に、それぞれ異なる非線型増幅を行
い、メモリに記憶した後に、加算して出力することを特
徴とする広ダイナミックレンジ撮像装置。 - 【請求項４】撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変す
る絞り制御回路と、該撮像素子から出力される映像信号
から輝度信号と色差信号を生成するマトリクス回路と、
該マトリクス回路で生成した輝度信号と色差信号を非線
型に増幅する増幅回路と、該増幅回路で増幅した映像信
号を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の出力信号と
該増幅回路の出力信号を加算する加算回路からなる撮像
装置において、同一被写体を受光量を変化させて撮像し
た２枚の映像信号に、それぞれ異なる非線型増幅を行
い、メモリに記憶した後に、任意に切替えて出力するこ
とを特徴とする広ダイナミックレンジ撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11182899A JP2001016499A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 広ダイナミックレンジ撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11182899A JP2001016499A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 広ダイナミックレンジ撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001016499A true JP2001016499A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=16126338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11182899A Pending JP2001016499A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 広ダイナミックレンジ撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001016499A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002305683A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置および撮像プログラムを記録した記録媒体 |
| CN107786814A (zh) * | 2016-08-24 | 2018-03-09 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种基于宽动态的图像处理方法、装置及曝光电路 |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP11182899A patent/JP2001016499A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002305683A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置および撮像プログラムを記録した記録媒体 |
| CN107786814A (zh) * | 2016-08-24 | 2018-03-09 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种基于宽动态的图像处理方法、装置及曝光电路 |
| CN107786814B (zh) * | 2016-08-24 | 2023-08-04 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种基于宽动态的图像处理方法、装置及曝光电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |