JP2001169177A - ダイナミックレンジ拡大カメラ - Google Patents
ダイナミックレンジ拡大カメラInfo
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Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＣＤカメラのパニング時にもシャッタ時間
の異なる撮像信号（ＳＨＯＲＴ信号及びＬＯＮＧ信号）
の合成処理を良好に施すこと。 【解決手段】 順次走査の順次走査光電変換手段１０が
被写体を撮像すると、信号分離手段１１は長時間露光
（ＬＯＮＧ）信号と短時間露光（ＳＨＯＲＴ）信号とに
分離して出力する。第１，第２の時間伸長手段１２，１
３は、夫々ＬＯＮＧ信号、ＳＨＯＲＴ信号を時間伸長
し、通常時間軸の撮像信号に変換する。信号レベル抑圧
手段１４はＳＨＯＲＴ信号の入出力特性を抑圧し、オフ
セット調整手段１５がオフセットを付加する。信号合成
手段１６は、ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号に対して、
その境界レベルで重み付け加算処理を行う。階調補正手
段１７は合成信号に改めて階調復元処理を施す。
の異なる撮像信号（ＳＨＯＲＴ信号及びＬＯＮＧ信号）
の合成処理を良好に施すこと。 【解決手段】 順次走査の順次走査光電変換手段１０が
被写体を撮像すると、信号分離手段１１は長時間露光
（ＬＯＮＧ）信号と短時間露光（ＳＨＯＲＴ）信号とに
分離して出力する。第１，第２の時間伸長手段１２，１
３は、夫々ＬＯＮＧ信号、ＳＨＯＲＴ信号を時間伸長
し、通常時間軸の撮像信号に変換する。信号レベル抑圧
手段１４はＳＨＯＲＴ信号の入出力特性を抑圧し、オフ
セット調整手段１５がオフセットを付加する。信号合成
手段１６は、ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号に対して、
その境界レベルで重み付け加算処理を行う。階調補正手
段１７は合成信号に改めて階調復元処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像画像の入力輝度
を拡大したダイナミックレンジ拡大カメラに関するもの
である。
を拡大したダイナミックレンジ拡大カメラに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラのダイナミックレンジは光
電変換手段自身のダイナミックレンジで制約を受け、十
分な性能が得られないことがある。そこで同一画像に対
して露光量の異なる映像信号を合成してダイナミックレ
ンジの高い映像信号を得るダイナミックレンジ拡大カメ
ラが提案されている。以下、このようなダイナミックレ
ンジ拡大カメラの従来例について図面を参照しながら説
明する。
電変換手段自身のダイナミックレンジで制約を受け、十
分な性能が得られないことがある。そこで同一画像に対
して露光量の異なる映像信号を合成してダイナミックレ
ンジの高い映像信号を得るダイナミックレンジ拡大カメ
ラが提案されている。以下、このようなダイナミックレ
ンジ拡大カメラの従来例について図面を参照しながら説
明する。
【０００３】図５は従来のダイナミックレンジ拡大カメ
ラの要部構成の一例を示すブロック図である。図５にお
いて光電変換手段４０は被写体を撮像して長時間露光信
号（ＬＯＮＧ信号）と短時間露光信号（ＳＨＯＲＴ信
号）とを出力する。図６に光電変換手段４０の出力信号
と水平同期信号とのタイミング関係を示す。図６（ａ）
は映像の水平同期信号である。光電変換手段４０からは
図６（ｂ）に示すように通常の水平映像信号の出力期間
Ｔの１／２に時間圧縮された倍時間軸の撮像信号、即ち
ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号が１／２Ｔ毎に交互に出
力される。
ラの要部構成の一例を示すブロック図である。図５にお
いて光電変換手段４０は被写体を撮像して長時間露光信
号（ＬＯＮＧ信号）と短時間露光信号（ＳＨＯＲＴ信
号）とを出力する。図６に光電変換手段４０の出力信号
と水平同期信号とのタイミング関係を示す。図６（ａ）
は映像の水平同期信号である。光電変換手段４０からは
図６（ｂ）に示すように通常の水平映像信号の出力期間
Ｔの１／２に時間圧縮された倍時間軸の撮像信号、即ち
ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号が１／２Ｔ毎に交互に出
力される。
【０００４】このような光電変換手段４０の出力信号は
図５の信号分離手段４１に入力される。信号分離手段４
１は倍時間軸のＬＯＮＧ信号と、倍時間軸のＳＨＯＲＴ
信号とを、２系統の信号に分離して出力する。図６
（ｃ）に示すように、第１の時間軸伸長回路４２は倍時
間軸のＬＯＮＧ信号を通常の時間軸に伸長して信号合成
手段４５に与える。また第２の時間軸伸長回路４３は倍
時間軸のＳＨＯＲＴ信号を通常の時間軸に伸長してオフ
セット調整手段４４に与える。
図５の信号分離手段４１に入力される。信号分離手段４
１は倍時間軸のＬＯＮＧ信号と、倍時間軸のＳＨＯＲＴ
信号とを、２系統の信号に分離して出力する。図６
（ｃ）に示すように、第１の時間軸伸長回路４２は倍時
間軸のＬＯＮＧ信号を通常の時間軸に伸長して信号合成
手段４５に与える。また第２の時間軸伸長回路４３は倍
時間軸のＳＨＯＲＴ信号を通常の時間軸に伸長してオフ
セット調整手段４４に与える。
【０００５】図７（ａ）は通常時間軸のＬＯＮＧ信号の
入力信号レベルと出力信号レベルとの関係を示す入出力
特性図である。この入出力特性Ａでは、通常時間軸のＬ
ＯＮＧ信号は所定の入力レベル以上で出力が飽和してい
る。一方、図７（ｂ）は通常時間軸のＳＨＯＲＴ信号の
入力信号レベルと出力信号レベルとの関係を示す入出力
特性図である。この入出力特性Ｂでは、通常時間軸のＳ
ＨＯＲＴ信号は出力レベルは低いが、ＬＯＮＧ信号が飽
和する入力レベル以上でも出力が飽和しない。
入力信号レベルと出力信号レベルとの関係を示す入出力
特性図である。この入出力特性Ａでは、通常時間軸のＬ
ＯＮＧ信号は所定の入力レベル以上で出力が飽和してい
る。一方、図７（ｂ）は通常時間軸のＳＨＯＲＴ信号の
入力信号レベルと出力信号レベルとの関係を示す入出力
特性図である。この入出力特性Ｂでは、通常時間軸のＳ
ＨＯＲＴ信号は出力レベルは低いが、ＬＯＮＧ信号が飽
和する入力レベル以上でも出力が飽和しない。
【０００６】図５のオフセット調整手段４４は通常時間
軸のＳＨＯＲＴ信号に対して直流成分（オフセット）Ｓ
1 を加算し、オフセット付きＳＨＯＲＴを信号合成手段
４５に与える。図７（ｃ）は所定のオフセットＳ1 を加
算した場合のオフセット付きＳＨＯＲＴ信号の入力レベ
ルと出力レベルとの関係を示す入出力特性Ｃである。ま
た信号合成手段４５は、ＬＯＮＧ信号の入出力特性Ａに
対して第１の乗換レベル以上の部分で重み付け処理を行
い、図８（ｄ）の入出力特性Ａ’のように特性を変換す
る。この場合の重み付け処理開始点は、縦軸に示す第１
の乗換レベルＬ L とし、これより増加するＬＯＮＧ信号
に減衰係数を乗算し、ＬＯＮＧ信号の寄与を下げる。ま
た信号合成手段４５は、出力信号レベルが高輝度状態か
ら減少する場合、オフセット調整手段４４のＳＨＯＲＴ
信号の入出力特性Ｃに対して第２の乗換レベル以下の部
分で重み付け処理を行い、図８（ｄ）の入出力特性Ｃ’
のように特性を変換する。この場合図７（ａ）の入出力
特性Ａにおいて、出力レベルの飽和点を第２の乗換レベ
ルＬH とし、これより入力信号レベルが高い状態から低
い状態に減少した場合、ＳＨＯＲＴ信号に減衰係数を乗
算し、ＳＨＯＲＴ信号の寄与を下げる。
軸のＳＨＯＲＴ信号に対して直流成分（オフセット）Ｓ
1 を加算し、オフセット付きＳＨＯＲＴを信号合成手段
４５に与える。図７（ｃ）は所定のオフセットＳ1 を加
算した場合のオフセット付きＳＨＯＲＴ信号の入力レベ
ルと出力レベルとの関係を示す入出力特性Ｃである。ま
た信号合成手段４５は、ＬＯＮＧ信号の入出力特性Ａに
対して第１の乗換レベル以上の部分で重み付け処理を行
い、図８（ｄ）の入出力特性Ａ’のように特性を変換す
る。この場合の重み付け処理開始点は、縦軸に示す第１
の乗換レベルＬ L とし、これより増加するＬＯＮＧ信号
に減衰係数を乗算し、ＬＯＮＧ信号の寄与を下げる。ま
た信号合成手段４５は、出力信号レベルが高輝度状態か
ら減少する場合、オフセット調整手段４４のＳＨＯＲＴ
信号の入出力特性Ｃに対して第２の乗換レベル以下の部
分で重み付け処理を行い、図８（ｄ）の入出力特性Ｃ’
のように特性を変換する。この場合図７（ａ）の入出力
特性Ａにおいて、出力レベルの飽和点を第２の乗換レベ
ルＬH とし、これより入力信号レベルが高い状態から低
い状態に減少した場合、ＳＨＯＲＴ信号に減衰係数を乗
算し、ＳＨＯＲＴ信号の寄与を下げる。
【０００７】このように入力信号レベルが特定の信号レ
ベル範囲内、即ち出力信号レベルに換算して第１の乗換
レベルＬL と第２の乗換レベルＬH との間にあるときに
のみ、重み付け加算により合成処理を行う。この場合、
信号合成手段４５は２つの入出力特性Ａ’及びＣ’を合
成し、図８（ｅ）に示すような入出力特性Ｅに変換す
る。入力信号レベルが０値から増加する場合、ＳＨＯＲ
Ｔ信号の寄与にするか、ＬＯＮＧ信号の寄与にするか
は、図８（ｄ）に示す乗換レベルＬH ，ＬL で決定す
る。図８（ｅ）に示すように、入力信号レベルが０から
増加する場合、ＬＯＮＧ信号は第１の乗換レベルＬL 以
降は合成信号への寄与が減少し、ＳＨＯＲＴ信号に切り
換わっていく。オフセットＳ1 は第１の乗換開始レベル
ＬL より低く設定されている。
ベル範囲内、即ち出力信号レベルに換算して第１の乗換
レベルＬL と第２の乗換レベルＬH との間にあるときに
のみ、重み付け加算により合成処理を行う。この場合、
信号合成手段４５は２つの入出力特性Ａ’及びＣ’を合
成し、図８（ｅ）に示すような入出力特性Ｅに変換す
る。入力信号レベルが０値から増加する場合、ＳＨＯＲ
Ｔ信号の寄与にするか、ＬＯＮＧ信号の寄与にするか
は、図８（ｄ）に示す乗換レベルＬH ，ＬL で決定す
る。図８（ｅ）に示すように、入力信号レベルが０から
増加する場合、ＬＯＮＧ信号は第１の乗換レベルＬL 以
降は合成信号への寄与が減少し、ＳＨＯＲＴ信号に切り
換わっていく。オフセットＳ1 は第１の乗換開始レベル
ＬL より低く設定されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、カメラをパニングした場合、高輝度被写体の
エッジ部に不要なエッジが更に付加されるという問題が
生じる。カメラをパニングした場合の高輝度被写体のエ
ッジ部の状況を図９に示す。光電変換手段４０ではＬＯ
ＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号とは別時刻に露光される。従
ってパニングすると画像のずれが発生する。図９（ａ）
はＳＨＯＲＴ信号で得られた撮像被写体Ｍ S 、ＬＯＮＧ
信号で得られた撮像被写体ＭL の位置が互いに画面上で
ずれている状況を示している。図９（ａ）においてＬＯ
ＮＧ信号の出力レベルが第１の乗換レベルＬL より高く
なると、信号合成手段４５が合成処理（重み付け加算）
を開始する。その結果、合成後の撮像信号は図９（ｂ）
に示すように、一旦レベルが低いＳＨＯＲＴ信号に乗り
換わる現象が生じる。このため画面上で移動する被写体
Ｍのエッジが二重線として表示され、著しい画質劣化が
生じる。
構成では、カメラをパニングした場合、高輝度被写体の
エッジ部に不要なエッジが更に付加されるという問題が
生じる。カメラをパニングした場合の高輝度被写体のエ
ッジ部の状況を図９に示す。光電変換手段４０ではＬＯ
ＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号とは別時刻に露光される。従
ってパニングすると画像のずれが発生する。図９（ａ）
はＳＨＯＲＴ信号で得られた撮像被写体Ｍ S 、ＬＯＮＧ
信号で得られた撮像被写体ＭL の位置が互いに画面上で
ずれている状況を示している。図９（ａ）においてＬＯ
ＮＧ信号の出力レベルが第１の乗換レベルＬL より高く
なると、信号合成手段４５が合成処理（重み付け加算）
を開始する。その結果、合成後の撮像信号は図９（ｂ）
に示すように、一旦レベルが低いＳＨＯＲＴ信号に乗り
換わる現象が生じる。このため画面上で移動する被写体
Ｍのエッジが二重線として表示され、著しい画質劣化が
生じる。
【０００９】本発明は、このような従来のダイナミック
レンジ拡大カメラの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、簡略な回路構成でもって、パニング時にもシャッタ
時間の異なる撮像信号（ＳＨＯＲＴ信号及びＬＯＮＧ信
号）の合成処理を良好に施すことが可能なダイナミック
レンジ拡大カメラを実現することを目的とする。
レンジ拡大カメラの問題点に鑑みてなされたものであっ
て、簡略な回路構成でもって、パニング時にもシャッタ
時間の異なる撮像信号（ＳＨＯＲＴ信号及びＬＯＮＧ信
号）の合成処理を良好に施すことが可能なダイナミック
レンジ拡大カメラを実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、撮像画像に対する長時間露光信号と短時間露光信号
とを通常映像信号の倍の周波数で１／２ライン毎に交互
に出力する順次走査光電変換手段と、前記順次走査光電
変換手段から出力された映像信号を、倍周波数の長時間
露光信号と倍周波数の短時間露光信号とに分離して出力
する信号分離手段と、前記信号分離手段で分離された倍
周波数の長時間露光信号を入力して時間伸長し、通常時
間軸の長時間露光信号に変換する第１の時間伸長手段
と、前記信号分離手段で分離された倍周波数の短時間露
光信号を入力して時間伸長し、通常時間軸の短時間露光
信号に変換する第２の時間伸長手段と、前記第２の時間
伸長手段の出力する通常時間軸の短時間露光信号に対し
て階調特性を抑圧する信号レベル抑圧手段と、前記信号
レベル抑圧手段の出力信号に対して所定のオフセットＳ
を加算するオフセット調整手段と、前記第１の時間伸長
手段の通常時間軸の長時間露光信号、及び前記オフセッ
ト調整手段から出力される通常時間軸の短時間露光信号
を入力し、いずれか一方の露光信号の出力レベルが第１
の乗換レベルＬL及び第２の乗換レベルＬH （ＬH ＞ＬL
）の範囲内にあるときレベル合成処理を施すと共に、
前記露光信号の出力レベルが第１の乗換レベルＬL 及び
第２の乗換レベルＬH の範囲外にあるとき前記第１の時
間伸長手段から出力された通常時間軸の長時間露光信
号、又は前記オフセット調整手段から出力された通常時
間軸の短時間露光信号を切り換えて出力する信号合成手
段と、前記信号合成手段の出力する合成露光信号のう
ち、短時間露光信号成分の階調特性を復元する階調補正
手段と、を具備することを特徴とするものである。
は、撮像画像に対する長時間露光信号と短時間露光信号
とを通常映像信号の倍の周波数で１／２ライン毎に交互
に出力する順次走査光電変換手段と、前記順次走査光電
変換手段から出力された映像信号を、倍周波数の長時間
露光信号と倍周波数の短時間露光信号とに分離して出力
する信号分離手段と、前記信号分離手段で分離された倍
周波数の長時間露光信号を入力して時間伸長し、通常時
間軸の長時間露光信号に変換する第１の時間伸長手段
と、前記信号分離手段で分離された倍周波数の短時間露
光信号を入力して時間伸長し、通常時間軸の短時間露光
信号に変換する第２の時間伸長手段と、前記第２の時間
伸長手段の出力する通常時間軸の短時間露光信号に対し
て階調特性を抑圧する信号レベル抑圧手段と、前記信号
レベル抑圧手段の出力信号に対して所定のオフセットＳ
を加算するオフセット調整手段と、前記第１の時間伸長
手段の通常時間軸の長時間露光信号、及び前記オフセッ
ト調整手段から出力される通常時間軸の短時間露光信号
を入力し、いずれか一方の露光信号の出力レベルが第１
の乗換レベルＬL及び第２の乗換レベルＬH （ＬH ＞ＬL
）の範囲内にあるときレベル合成処理を施すと共に、
前記露光信号の出力レベルが第１の乗換レベルＬL 及び
第２の乗換レベルＬH の範囲外にあるとき前記第１の時
間伸長手段から出力された通常時間軸の長時間露光信
号、又は前記オフセット調整手段から出力された通常時
間軸の短時間露光信号を切り換えて出力する信号合成手
段と、前記信号合成手段の出力する合成露光信号のう
ち、短時間露光信号成分の階調特性を復元する階調補正
手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項２の発明は、請求項１のダイ
ナミックレンジ拡大カメラにおいて、前記オフセット調
整手段にて加算するオフセットＳを、長時間露光信号と
オフセット付き短時間露光信号とが所定の信号レベルに
て同一となるように設定したことを特徴とするものであ
る。
ナミックレンジ拡大カメラにおいて、前記オフセット調
整手段にて加算するオフセットＳを、長時間露光信号と
オフセット付き短時間露光信号とが所定の信号レベルに
て同一となるように設定したことを特徴とするものであ
る。
【００１２】本願の請求項３の発明は、請求項１のダイ
ナミックレンジ拡大カメラにおいて、前記オフセット調
整手段にて加算するオフセットＳとして、信号合成にお
ける第１の乗換レベルＬL より大きいか又は等しく設定
することを特徴とするものである。
ナミックレンジ拡大カメラにおいて、前記オフセット調
整手段にて加算するオフセットＳとして、信号合成にお
ける第１の乗換レベルＬL より大きいか又は等しく設定
することを特徴とするものである。
【００１３】このような構成のダイナミックレンジ拡大
カメラによれば、ＳＨＯＲＴ信号のレベル抑圧手段を設
けることにより所定レベルでの信号乗り換えが可能とな
り、階調特性の復元を行うことによりパニング時に高輝
度部エッジにて不要な二重線が発生せず良好な性能が得
られる。
カメラによれば、ＳＨＯＲＴ信号のレベル抑圧手段を設
けることにより所定レベルでの信号乗り換えが可能とな
り、階調特性の復元を行うことによりパニング時に高輝
度部エッジにて不要な二重線が発生せず良好な性能が得
られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態におけるダイ
ナミックレンジ拡大カメラについて、図面を参照しなが
ら説明する。図１は本実施の形態のダイナミックレンジ
拡大カメラの要部構成を示すブロック図である。図１に
おいて順次走査光電変換手段１０は、順次走査型の撮像
素子であり、素子構造と信号電荷の読み出し方法は、従
来のダイナミックレンジ拡大カメラのものと同様であ
る。順次走査光電変換手段１０は、例えば奇数画素のフ
ォトダイオード（ＰＤ）を用いて第１のタイミングで被
写体を撮像し、長時間露光信号（ＬＯＮＧ信号）を出力
する。また奇数画素のフォトダイオード（ＰＤ）を用い
て第２のタイミングで被写体を撮像し、短時間露光信号
（ＳＨＯＲＴ号）を出力する。映像信号のフレーム周期
をＴV とすると、最初の１／２ＴV の中の特定時間（例
えば１／６０秒）が第１のタイミングとなり、後の１／
２ＴV の中の特定時間（例えば１／１００秒）が第２の
タイミングとして設定される。従って、ＬＯＮＧ信号と
ＳＨＯＲＴ信号の撮像タイミングは少なくとも１／２Ｔ
V の時間ずれることとになる。このように順次走査光電
変換手段１０からは、ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号と
が通常映像信号の倍の周波数で１／２ライン毎に交互に
出力される。
ナミックレンジ拡大カメラについて、図面を参照しなが
ら説明する。図１は本実施の形態のダイナミックレンジ
拡大カメラの要部構成を示すブロック図である。図１に
おいて順次走査光電変換手段１０は、順次走査型の撮像
素子であり、素子構造と信号電荷の読み出し方法は、従
来のダイナミックレンジ拡大カメラのものと同様であ
る。順次走査光電変換手段１０は、例えば奇数画素のフ
ォトダイオード（ＰＤ）を用いて第１のタイミングで被
写体を撮像し、長時間露光信号（ＬＯＮＧ信号）を出力
する。また奇数画素のフォトダイオード（ＰＤ）を用い
て第２のタイミングで被写体を撮像し、短時間露光信号
（ＳＨＯＲＴ号）を出力する。映像信号のフレーム周期
をＴV とすると、最初の１／２ＴV の中の特定時間（例
えば１／６０秒）が第１のタイミングとなり、後の１／
２ＴV の中の特定時間（例えば１／１００秒）が第２の
タイミングとして設定される。従って、ＬＯＮＧ信号と
ＳＨＯＲＴ信号の撮像タイミングは少なくとも１／２Ｔ
V の時間ずれることとになる。このように順次走査光電
変換手段１０からは、ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号と
が通常映像信号の倍の周波数で１／２ライン毎に交互に
出力される。
【００１５】順次走査光電変換手段１０から出力された
撮像信号は信号分離手段１１に入力され、倍時間軸（倍
周波数）のＬＯＮＧ信号と倍時間軸（倍周波数）のＳＨ
ＯＲＴ信号とに分離される。倍時間軸のＬＯＮＧ信号は
第１の時間伸長手段１２に入力されて従来と同様に時間
伸長され、通常時間軸のＬＯＮＧ信号に変換される。こ
のＬＯＮＧ信号は信号合成手段１６に入力される。信号
合成手段１６に入力される通常時間軸のＬＯＮＧ信号の
入出力特性は図２（ａ）のＡのようになる。
撮像信号は信号分離手段１１に入力され、倍時間軸（倍
周波数）のＬＯＮＧ信号と倍時間軸（倍周波数）のＳＨ
ＯＲＴ信号とに分離される。倍時間軸のＬＯＮＧ信号は
第１の時間伸長手段１２に入力されて従来と同様に時間
伸長され、通常時間軸のＬＯＮＧ信号に変換される。こ
のＬＯＮＧ信号は信号合成手段１６に入力される。信号
合成手段１６に入力される通常時間軸のＬＯＮＧ信号の
入出力特性は図２（ａ）のＡのようになる。
【００１６】一方、倍時間軸のＳＨＯＲＴ信号は第２の
時間伸長手段１３に入力されて従来と同様に時間伸長さ
れ、通常時間軸のＳＨＯＲＴ信号に変換される。このＳ
ＨＯＲＴ信号は信号レベル抑圧手段１４に入力される。
信号レベル抑圧手段１４に入力される通常時間軸のＳＨ
ＯＲＴ信号の入出力特性は、図２（ｂ）のＢのようにな
る。信号レベル抑圧手段１４は、入力された通常時間軸
のＳＨＯＲＴ信号に対して階調特性を抑圧し、図２
（ｂ）の入出力特性Ｂ’のように変換する。即ち、入出
力特性Ｂに比べて入出力特性の傾きが抑圧されている。
時間伸長手段１３に入力されて従来と同様に時間伸長さ
れ、通常時間軸のＳＨＯＲＴ信号に変換される。このＳ
ＨＯＲＴ信号は信号レベル抑圧手段１４に入力される。
信号レベル抑圧手段１４に入力される通常時間軸のＳＨ
ＯＲＴ信号の入出力特性は、図２（ｂ）のＢのようにな
る。信号レベル抑圧手段１４は、入力された通常時間軸
のＳＨＯＲＴ信号に対して階調特性を抑圧し、図２
（ｂ）の入出力特性Ｂ’のように変換する。即ち、入出
力特性Ｂに比べて入出力特性の傾きが抑圧されている。
【００１７】次にオフセット調整手段１５は信号レベル
抑圧手段１４からの出力信号に対して、オフセットＳ2
として所定の直流成分を加算し、図２（ｃ）に示す入出
力特性Ｃに変換する。ＳＨＯＲＴ信号にオフセットＳ2
が加算されたオフセット付きＳＨＯＲＴ信号は信号合成
手段１６に与えられる。
抑圧手段１４からの出力信号に対して、オフセットＳ2
として所定の直流成分を加算し、図２（ｃ）に示す入出
力特性Ｃに変換する。ＳＨＯＲＴ信号にオフセットＳ2
が加算されたオフセット付きＳＨＯＲＴ信号は信号合成
手段１６に与えられる。
【００１８】図３（ｄ）に示すように、信号合成手段１
６はオフセットＳ2 を加算したＳＨＯＲＴ信号とＬＯＮ
Ｇ信号とを合成する。本実施の形態では、第１の乗換レ
ベルＬL をオフセットＳ2 のレベルに等しくする。な
お、第２の乗換レベルＬH は図３（ｄ）において、オフ
セット付きＳＨＯＲＴ信号（特性Ｃ）とＬＯＮＧ信号
（特性Ａ）の交叉レベルに設定する。信号合成手段１６
は、ＬＯＮＧ信号の入出力特性Ａに対して第１の乗換レ
ベルＬL 以上の部分で重み付け処理を行い、図３（ｄ）
の一点鎖線で示す入出力特性Ａ’のように特性を変換す
る。この場合の重み付け寸法は、第１の乗換レベルＬL
より増加するＬＯＮＧ信号に減衰係数を乗算し、ＬＯＮ
Ｇ信号の寄与を下げることである。また信号合成手段１
６は、高輝度状態からＳＨＯＲＴ信号の出力レベルが減
少する場合、オフセット調整手段４４のＳＨＯＲＴ信号
の入出力特性Ｃに対して第２の乗換レベル以下ＬH の部
分で重み付け処理を行い、図３（ｄ）の二点鎖線で示す
入出力特性Ｃ’のように特性を変換する。
６はオフセットＳ2 を加算したＳＨＯＲＴ信号とＬＯＮ
Ｇ信号とを合成する。本実施の形態では、第１の乗換レ
ベルＬL をオフセットＳ2 のレベルに等しくする。な
お、第２の乗換レベルＬH は図３（ｄ）において、オフ
セット付きＳＨＯＲＴ信号（特性Ｃ）とＬＯＮＧ信号
（特性Ａ）の交叉レベルに設定する。信号合成手段１６
は、ＬＯＮＧ信号の入出力特性Ａに対して第１の乗換レ
ベルＬL 以上の部分で重み付け処理を行い、図３（ｄ）
の一点鎖線で示す入出力特性Ａ’のように特性を変換す
る。この場合の重み付け寸法は、第１の乗換レベルＬL
より増加するＬＯＮＧ信号に減衰係数を乗算し、ＬＯＮ
Ｇ信号の寄与を下げることである。また信号合成手段１
６は、高輝度状態からＳＨＯＲＴ信号の出力レベルが減
少する場合、オフセット調整手段４４のＳＨＯＲＴ信号
の入出力特性Ｃに対して第２の乗換レベル以下ＬH の部
分で重み付け処理を行い、図３（ｄ）の二点鎖線で示す
入出力特性Ｃ’のように特性を変換する。
【００１９】このように入力信号レベルが、出力信号レ
ベルに換算して第１の乗換レベルＬ L と第２の乗換レベ
ルＬH との間にあるときにみ、信号合成手段１６が重み
付け加算を行う。この場合、信号合成手段１６は２つの
入出力特性Ａ’及びＣ’を合成し、図３（ｅ）に示すよ
うな入出力特性Ｅに変換する。入力信号レベルが０値か
ら増加する場合、ＳＨＯＲＴ信号の寄与にするか、ＬＯ
ＮＧ信号の寄与にするかは、図３（ｄ）に示す乗換レベ
ルＬH ，ＬL で決定する。図３（ｅ）に示すように、入
力信号レベルが増加する場合、ＬＯＮＧ信号は第１の乗
換レベルＬL 以降は合成信号への寄与が減少し、ＳＨＯ
ＲＴ信号に切り換わっていく。
ベルに換算して第１の乗換レベルＬ L と第２の乗換レベ
ルＬH との間にあるときにみ、信号合成手段１６が重み
付け加算を行う。この場合、信号合成手段１６は２つの
入出力特性Ａ’及びＣ’を合成し、図３（ｅ）に示すよ
うな入出力特性Ｅに変換する。入力信号レベルが０値か
ら増加する場合、ＳＨＯＲＴ信号の寄与にするか、ＬＯ
ＮＧ信号の寄与にするかは、図３（ｄ）に示す乗換レベ
ルＬH ，ＬL で決定する。図３（ｅ）に示すように、入
力信号レベルが増加する場合、ＬＯＮＧ信号は第１の乗
換レベルＬL 以降は合成信号への寄与が減少し、ＳＨＯ
ＲＴ信号に切り換わっていく。
【００２０】階調補正手段１７は信号合成手段１６から
出力された撮像信号を入力し、階調補正を行う。図３
（ｆ）に示すように、階調補正手段１７はＳＨＯＲＴ信
号の階調特性Ｅを図２（ｂ）の入出力特性Ｂと同一勾配
にするべく、ＳＨＯＲＴ信号の感度を上昇させ、図３
（ｆ）のＥ’のような特性にする。このように本実施の
形態に示す構成をとることにより、ＬＯＮＧ信号とＳＨ
ＯＲＴ信号とを好ましいレベル関係に設定できる。
出力された撮像信号を入力し、階調補正を行う。図３
（ｆ）に示すように、階調補正手段１７はＳＨＯＲＴ信
号の階調特性Ｅを図２（ｂ）の入出力特性Ｂと同一勾配
にするべく、ＳＨＯＲＴ信号の感度を上昇させ、図３
（ｆ）のＥ’のような特性にする。このように本実施の
形態に示す構成をとることにより、ＬＯＮＧ信号とＳＨ
ＯＲＴ信号とを好ましいレベル関係に設定できる。
【００２１】なお、オフセットＳ2 は図３（ｄ）に示す
ように、ＬＯＮＧ信号の飽和レベルとＳＨＯＲＴ信号が
交点を有するように設定すると良い。その結果、パニン
グ時に乗り換えを行う場合にＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ
信号とのレベル差が減少し、移動エッジに不要な低レベ
ル信号が付加することがない。
ように、ＬＯＮＧ信号の飽和レベルとＳＨＯＲＴ信号が
交点を有するように設定すると良い。その結果、パニン
グ時に乗り換えを行う場合にＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ
信号とのレベル差が減少し、移動エッジに不要な低レベ
ル信号が付加することがない。
【００２２】また、信号レベル抑圧手段１４によるＳＨ
ＯＲＴ信号のレベル抑圧により、ＬＯＮＧ信号の飽和レ
ベルの広い範囲に渡って、ＳＨＯＲＴ信号とＬＯＮＧ信
号の飽和レベルが近づく。
ＯＲＴ信号のレベル抑圧により、ＬＯＮＧ信号の飽和レ
ベルの広い範囲に渡って、ＳＨＯＲＴ信号とＬＯＮＧ信
号の飽和レベルが近づく。
【００２３】また同じく図３（ｄ）に示すように、オフ
セット調整手段１５にて加算される所定のオフセットＳ
2 を、信号合成における第１の乗換レベルＬL より大き
いか、又は等しく設定する方法でもよい。この場合は、
エッジ部にてＬＯＮＧ信号から乗り換えたＳＨＯＲＴ信
号が必ずＬＯＮＧ信号より高い信号レベルとなる。図４
（ｇ）に示すように、第１の乗換レベルＬL よりＳＨＯ
ＲＴ信号のレベルが高く設定されている。この結果、図
４（ｈ）に示すように、低いレベルのＳＨＯＲＴ信号に
乗り換えることによる不要なエッジ二重線を回避でき
る。
セット調整手段１５にて加算される所定のオフセットＳ
2 を、信号合成における第１の乗換レベルＬL より大き
いか、又は等しく設定する方法でもよい。この場合は、
エッジ部にてＬＯＮＧ信号から乗り換えたＳＨＯＲＴ信
号が必ずＬＯＮＧ信号より高い信号レベルとなる。図４
（ｇ）に示すように、第１の乗換レベルＬL よりＳＨＯ
ＲＴ信号のレベルが高く設定されている。この結果、図
４（ｈ）に示すように、低いレベルのＳＨＯＲＴ信号に
乗り換えることによる不要なエッジ二重線を回避でき
る。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、合成信号
のうちＳＨＯＲＴ信号から生成される高輝度部において
ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号とのレベルが揃うため、
パニング時にレベル変動が少なくなる効果が得られる。
このため、撮像被写体のパニング時に低輝度部と高輝度
部との境界に不要な二重線が発生する不自然な現象が無
くなる。
のうちＳＨＯＲＴ信号から生成される高輝度部において
ＬＯＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号とのレベルが揃うため、
パニング時にレベル変動が少なくなる効果が得られる。
このため、撮像被写体のパニング時に低輝度部と高輝度
部との境界に不要な二重線が発生する不自然な現象が無
くなる。
【図１】本発明の実施の形態におけるダイナミックレン
ジ拡大カメラの要部構成を示すブロック図である。
ジ拡大カメラの要部構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態のダイナミックレンジ拡大カメラ
において、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その
１）である。
において、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その
１）である。
【図３】本実施の形態のダイナミックレンジ拡大カメラ
において、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その
２）である。
において、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その
２）である。
【図４】本実施の形態のダイナミックレンジ拡大カメラ
をパニングした際に得られる撮像信号の出力レベル変化
の説明図である。
をパニングした際に得られる撮像信号の出力レベル変化
の説明図である。
【図５】従来のダイナミックレンジ拡大カメラの要部構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図６】ダイナミックレンジ拡大カメラにおいて、ＬＯ
ＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号の出力タイミング図である。
ＮＧ信号とＳＨＯＲＴ信号の出力タイミング図である。
【図７】従来のダイナミックレンジ拡大カメラにおい
て、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その１）で
ある。
て、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その１）で
ある。
【図８】従来のダイナミックレンジ拡大カメラにおい
て、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その２）で
ある。
て、各ブロックの入出力特性を示す特性図（その２）で
ある。
【図９】従来のダイナミックレンジ拡大カメラをパニン
グした際に得られる撮像信号の出力レベル変化の説明図
である。
グした際に得られる撮像信号の出力レベル変化の説明図
である。
１０ 順次走査光電変換手段 １１ 信号分離手段 １２ 第１の時間伸長手段 １３ 第２の時間伸長手段 １４ 信号レベル抑圧手段 １５ オフセット調整手段 １６ 信号合成手段 １７ 階調補正手段
フロントページの続き (72)発明者 山本 靖利 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C022 AB19 AB66 AC42 AC51 AC69 5C024 AA01 CA15 FA01 GA11 HA08 HA10 HA17 HA18
Claims (3)
- 【請求項１】 撮像画像に対する長時間露光信号と短時
間露光信号とを通常映像信号の倍の周波数で１／２ライ
ン毎に交互に出力する順次走査光電変換手段と、 前記順次走査光電変換手段から出力された映像信号を、
倍周波数の長時間露光信号と倍周波数の短時間露光信号
とに分離して出力する信号分離手段と、 前記信号分離手段で分離された倍周波数の長時間露光信
号を入力して時間伸長し、通常時間軸の長時間露光信号
に変換する第１の時間伸長手段と、 前記信号分離手段で分離された倍周波数の短時間露光信
号を入力して時間伸長し、通常時間軸の短時間露光信号
に変換する第２の時間伸長手段と、 前記第２の時間伸長手段の出力する通常時間軸の短時間
露光信号に対して階調特性を抑圧する信号レベル抑圧手
段と、 前記信号レベル抑圧手段の出力信号に対して所定のオフ
セットＳを加算するオフセット調整手段と、 前記第１の時間伸長手段の通常時間軸の長時間露光信
号、及び前記オフセット調整手段から出力される通常時
間軸の短時間露光信号を入力し、いずれか一方の露光信
号の出力レベルが第１の乗換レベルＬL 及び第２の乗換
レベルＬH （ＬH＞ＬL ）の範囲内にあるときレベル合
成処理を施すと共に、前記露光信号の出力レベルが第１
の乗換レベルＬL 及び第２の乗換レベルＬH の範囲外に
あるとき前記第１の時間伸長手段から出力された通常時
間軸の長時間露光信号、又は前記オフセット調整手段か
ら出力された通常時間軸の短時間露光信号を切り換えて
出力する信号合成手段と、 前記信号合成手段の出力する合成露光信号のうち、短時
間露光信号成分の階調特性を復元する階調補正手段と、
を具備することを特徴とするダイナミックレンジ拡大カ
メラ。 - 【請求項２】 前記オフセット調整手段にて加算するオ
フセットＳを、長時間露光信号とオフセット付き短時間
露光信号とが所定の信号レベルにて同一となるように設
定したことを特徴とする請求項１記載のダイナミックレ
ンジ拡大カメラ。 - 【請求項３】 前記オフセット調整手段にて加算するオ
フセットＳとして、信号合成における第１の乗換レベル
ＬL より大きいか又は等しく設定することを特徴とする
請求項１記載のダイナミックレンジ拡大カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34586199A JP2001169177A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ダイナミックレンジ拡大カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34586199A JP2001169177A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ダイナミックレンジ拡大カメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001169177A true JP2001169177A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18379500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34586199A Pending JP2001169177A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ダイナミックレンジ拡大カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001169177A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071077A1 (ja) * | 2003-02-05 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 画像処理装置、画像処理プログラムおよび当該プログラムを記録した記録媒体 |
| KR100672856B1 (ko) | 2005-04-14 | 2007-01-22 | 한국과학기술연구원 | 넓은 다이내믹 레인지를 갖는 카메라 영상신호 처리장치 |
-
1999
- 1999-12-06 JP JP34586199A patent/JP2001169177A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071077A1 (ja) * | 2003-02-05 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 画像処理装置、画像処理プログラムおよび当該プログラムを記録した記録媒体 |
| EP1592235A1 (en) * | 2003-02-05 | 2005-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image processing device, image processing program and program-recorded recording medium |
| CN100355271C (zh) * | 2003-02-05 | 2007-12-12 | 松下电器产业株式会社 | 图像处理装置及其方法 |
| EP1592235A4 (en) * | 2003-02-05 | 2010-02-24 | Panasonic Corp | IMAGE PROCESSING DEVICE, IMAGE PROCESSING PROGRAM AND RECORDING MEDIUM RECORDED ON PROGRAM |
| KR100672856B1 (ko) | 2005-04-14 | 2007-01-22 | 한국과학기술연구원 | 넓은 다이내믹 레인지를 갖는 카메라 영상신호 처리장치 |
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