JP2001204042A - 信号処理方法およびその装置 - Google Patents
信号処理方法およびその装置Info
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- JP2001204042A JP2001204042A JP2000012279A JP2000012279A JP2001204042A JP 2001204042 A JP2001204042 A JP 2001204042A JP 2000012279 A JP2000012279 A JP 2000012279A JP 2000012279 A JP2000012279 A JP 2000012279A JP 2001204042 A JP2001204042 A JP 2001204042A
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- Processing Of Color Television Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広ダイナミックレンジ映像信号を損失無く、
最適なホワイトバランスで得る信号処理装置の実現を目
的とする。 【解決手段】 標準輝度映像信号と高輝度映像信号を加
算し、広ダイナミックレンジ映像信号を得る場合、上記
標準輝度映像信号と上記高輝度映像信号のそれぞれのホ
ワイトバランスを調整後、上記それぞれ調整された映像
信号の輝度信号同士を所定比率で合成し、上記それぞれ
調整された映像信号の色信号は、互いに逆特性となるニ
ー処理、及び少なくとも一方の上記調整された映像信号
の色信号に所定のレベル補正を施した上で合成するもの
で、広ダイナミックレンジ映像信号が最適なホワイトバ
ランスで、かつ標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境
目に生じる色信号量の不連続性を軽減することができ
る。
最適なホワイトバランスで得る信号処理装置の実現を目
的とする。 【解決手段】 標準輝度映像信号と高輝度映像信号を加
算し、広ダイナミックレンジ映像信号を得る場合、上記
標準輝度映像信号と上記高輝度映像信号のそれぞれのホ
ワイトバランスを調整後、上記それぞれ調整された映像
信号の輝度信号同士を所定比率で合成し、上記それぞれ
調整された映像信号の色信号は、互いに逆特性となるニ
ー処理、及び少なくとも一方の上記調整された映像信号
の色信号に所定のレベル補正を施した上で合成するもの
で、広ダイナミックレンジ映像信号が最適なホワイトバ
ランスで、かつ標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境
目に生じる色信号量の不連続性を軽減することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はダイナミックレンジ
の広い映像信号を得ることのできる信号処理方法および
その装置に関するものである。
の広い映像信号を得ることのできる信号処理方法および
その装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、テレビジョンカメラ装置では、撮
像素子の電荷蓄積容量による制限から約４倍のダイナミ
ックレンジが限界であった。 従って、室内から室外を
撮影する時など、極めて明るい(高輝度)被写体と比較的
暗い(低輝度)被写体が混在するような場面を撮像する場
合、高輝度被写体か低輝度被写体の何れかが適正レベル
で得られるよう露光時間等を制御していたため、低輝度
部分を適正レベルとすると高輝度部分が白とびし、高輝
度部分を適正レベルとすると低輝度部分が黒つぶれして
しまうことになる。近年、上記問題を解決するために、
図９に示すような、垂直映像期間に通常の露光時間で電
荷を蓄積する動作と、垂直ブランキング期間に短い露光
時間で電荷を蓄積する動作を行うことで、通常露光によ
り得られる標準輝度映像信号Ｖ１と短い露光により得ら
れる高輝度映像信号Ｖ２を取り出すことが可能な広ダイ
ナミックレンジ撮像素子が開発されている。 また、図
１０に示すような、撮像素子１２から得られる映像信号
Ｃを、増幅率の異なる増幅回路１３と増幅回路１４でそ
れぞれ増幅することによって、標準輝度映像信号Ｖ１と
高輝度映像信号Ｖ２を取り出すデュアル増幅方式などが
開発されている。図１１に示す様に、これら広ダイナミ
ックレンジ撮像素子やデュアル増幅方式により取り出さ
れた標準輝度映像信号と高輝度映像信号を用いて広ダイ
ナミックレンジ映像信号を得る場合、低輝度被写体と高
輝度被写体の色温度が違うため、標準輝度映像信号の輝
度信号Ｙ１と色信号Ｃ１はホワイトバランス回路１に
て、高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信号Ｃ２はホワ
イトバランス回路２により、それぞれの映像信号の色温
度に合うようにホワイトバランス処理し、これにより得
られた輝度信号Ｚ１，Ｚ２と色信号Ｄ１，Ｄ２を、合成
回路１０と合成回路１１で加算することにより、ダイナ
ミックレンジ約６４倍の広ダイナミックレンジ映像信号
となる輝度信号ＷＹと色信号ＷＣが得られるテレビジョ
ンカメラ装置が開発されている。
像素子の電荷蓄積容量による制限から約４倍のダイナミ
ックレンジが限界であった。 従って、室内から室外を
撮影する時など、極めて明るい(高輝度)被写体と比較的
暗い(低輝度)被写体が混在するような場面を撮像する場
合、高輝度被写体か低輝度被写体の何れかが適正レベル
で得られるよう露光時間等を制御していたため、低輝度
部分を適正レベルとすると高輝度部分が白とびし、高輝
度部分を適正レベルとすると低輝度部分が黒つぶれして
しまうことになる。近年、上記問題を解決するために、
図９に示すような、垂直映像期間に通常の露光時間で電
荷を蓄積する動作と、垂直ブランキング期間に短い露光
時間で電荷を蓄積する動作を行うことで、通常露光によ
り得られる標準輝度映像信号Ｖ１と短い露光により得ら
れる高輝度映像信号Ｖ２を取り出すことが可能な広ダイ
ナミックレンジ撮像素子が開発されている。 また、図
１０に示すような、撮像素子１２から得られる映像信号
Ｃを、増幅率の異なる増幅回路１３と増幅回路１４でそ
れぞれ増幅することによって、標準輝度映像信号Ｖ１と
高輝度映像信号Ｖ２を取り出すデュアル増幅方式などが
開発されている。図１１に示す様に、これら広ダイナミ
ックレンジ撮像素子やデュアル増幅方式により取り出さ
れた標準輝度映像信号と高輝度映像信号を用いて広ダイ
ナミックレンジ映像信号を得る場合、低輝度被写体と高
輝度被写体の色温度が違うため、標準輝度映像信号の輝
度信号Ｙ１と色信号Ｃ１はホワイトバランス回路１に
て、高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信号Ｃ２はホワ
イトバランス回路２により、それぞれの映像信号の色温
度に合うようにホワイトバランス処理し、これにより得
られた輝度信号Ｚ１，Ｚ２と色信号Ｄ１，Ｄ２を、合成
回路１０と合成回路１１で加算することにより、ダイナ
ミックレンジ約６４倍の広ダイナミックレンジ映像信号
となる輝度信号ＷＹと色信号ＷＣが得られるテレビジョ
ンカメラ装置が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記において、ホワイ
トバランス後の標準輝度映像信号の輝度信号Ｚ１と高輝
度映像信号の輝度信号Ｚ２は合成回路１０で加算され、
図７に示す様な輝度信号ＷＹとなる。 同様に標準輝度
映像信号の色信号Ｄ１と高輝度映像信号の色信号Ｄ２は
合成回路１１で加算され、図１２に示す様な色信号ＷＣ
となる。 ここで標準輝度映像信号の色信号Ｄ１は色温
度ａでホワイトバランス処理され、高輝度映像信号の色
信号Ｄ２は色温度ｂでホワイトバランス処理されている
と仮定すると、合成された広ダイナミックレンジ映像信
号の色信号ＷＣは、異なる色温度でホワイトバランス処
理された色信号を合成することになり、ホワイトバラン
スがずれてしまう問題がある。そこで、本出願人は、ホ
ワイトバランスのずれが最小限で合成される様にするた
めに、図１１の従来技術に、ニー係数演算回路６，７と
乗算回路８，９を追加した図１３に示すようなテレビジ
ョンカメラ装置を考案した。この動作は、最適化された
標準輝度映像信号の輝度信号Ｙ１と色信号Ｃ１は、ホワ
イトバランス回路１に入力され、ここで当該被写体の色
温度(ここではａとする)にホワイトバランス調整され、
輝度信号Ｚ１と色信号Ｄ１が出力される。そしてホワイ
トバランス調整後の輝度信号Ｚ１は、ニー係数演算回路
６に入力される。ここで、ニー係数Ｋ１は、例えば、図
４に示すように、輝度レベルが０からｉでは１とし、ｉ
からｊでは１から０に徐々に減衰し、ｊ以上では０とな
る関数により算出される。 ニー係数演算回路６で演算
されたこのニー係数Ｋ１と色信号Ｄ１は乗算回路８に入
力され、Ｆ１＝Ｋ１×Ｄ１の演算により、ニー処理され
た色信号Ｆ１が出力される。
トバランス後の標準輝度映像信号の輝度信号Ｚ１と高輝
度映像信号の輝度信号Ｚ２は合成回路１０で加算され、
図７に示す様な輝度信号ＷＹとなる。 同様に標準輝度
映像信号の色信号Ｄ１と高輝度映像信号の色信号Ｄ２は
合成回路１１で加算され、図１２に示す様な色信号ＷＣ
となる。 ここで標準輝度映像信号の色信号Ｄ１は色温
度ａでホワイトバランス処理され、高輝度映像信号の色
信号Ｄ２は色温度ｂでホワイトバランス処理されている
と仮定すると、合成された広ダイナミックレンジ映像信
号の色信号ＷＣは、異なる色温度でホワイトバランス処
理された色信号を合成することになり、ホワイトバラン
スがずれてしまう問題がある。そこで、本出願人は、ホ
ワイトバランスのずれが最小限で合成される様にするた
めに、図１１の従来技術に、ニー係数演算回路６，７と
乗算回路８，９を追加した図１３に示すようなテレビジ
ョンカメラ装置を考案した。この動作は、最適化された
標準輝度映像信号の輝度信号Ｙ１と色信号Ｃ１は、ホワ
イトバランス回路１に入力され、ここで当該被写体の色
温度(ここではａとする)にホワイトバランス調整され、
輝度信号Ｚ１と色信号Ｄ１が出力される。そしてホワイ
トバランス調整後の輝度信号Ｚ１は、ニー係数演算回路
６に入力される。ここで、ニー係数Ｋ１は、例えば、図
４に示すように、輝度レベルが０からｉでは１とし、ｉ
からｊでは１から０に徐々に減衰し、ｊ以上では０とな
る関数により算出される。 ニー係数演算回路６で演算
されたこのニー係数Ｋ１と色信号Ｄ１は乗算回路８に入
力され、Ｆ１＝Ｋ１×Ｄ１の演算により、ニー処理され
た色信号Ｆ１が出力される。
【０００４】一方、最適化された高輝度映像信号の輝度
信号Ｙ２と色信号Ｃ２は、ホワイトバランス回路２に入
力され、ここで、当該被写体の色温度(ここではｂとす
る)にホワイトバランス調整され、輝度信号Ｚ２と色信
号Ｄ２が出力される。 そしてホワイトバランス調整後
の輝度信号Ｚ２は、ニー係数演算回路７に入力される。
ここで、ニー係数Ｋ２は、例えば、図５に示すように、
輝度レベルが０からｉでは０とし、ｉからｊでは０から
１に徐々に増加し、ｊ以上では１となる関数により算出
される。 ニー係数演算回路７で演算されたこのニー係
数Ｋ２と色信号Ｄ２は乗算回路９に入力され、Ｆ２＝Ｋ
２×Ｄ２の演算により、ニー処理された色信号Ｆ２が出
力される。次に、ホワイトバランス処理された輝度信号
Ｚ１と輝度信号Ｚ２は、合成回路１０に入力され、ここ
で図７に示すように加算され、広ダイナミックレンジ映
像信号となる輝度信号ＷＹが出力される。同様に、ニー
処理された色信号Ｆ１と色信号Ｆ２は、合成回路１１に
入力されここで、図１４に示す様に加算され、広ダイナ
ミックレンジ映像信号となる色信号ＷＣが出力される。
ここで、色信号Ｄ１と色信号Ｄ２のニー処理の係数とな
るニー係数Ｋ１，Ｋ２を、図６に示す様な同一の光量
(輝度レベル)となる、ｉとｊの間のレベルで交差する特
性とすることにより、図１４に示す様に、合成後の色信
号ＷＣの成分が、０からｉのレベルでは、標準輝度映像
信号の色信号Ｅ１だけに、即ち色温度ａに基づき処理さ
れた信号だけになるよう処理される。 そして、ｉから
ｊのレベルでは、標準輝度映像信号の色信号Ｆ１に高輝
度映像信号の色信号Ｆ２が徐々に比率を増して合成され
るよう処理される。 更に、ｊから無限のレベルでは、
高輝度映像信号の色信号Ｆ２だけ、つまり、色温度ｂに
基づき処理された信号だけになるように処理される。こ
れにより、ホワイトバランスのずれを、ｉからｊの最小
範囲に留め、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成される境界
線がスムーズに処理され、ダイナミックレンジが広く、
最適なホワイトバランスとなる映像信号を得ることが可
能になるが、標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境目
に色信号量の不連続性が生じ、不自然となる問題があ
る。
信号Ｙ２と色信号Ｃ２は、ホワイトバランス回路２に入
力され、ここで、当該被写体の色温度(ここではｂとす
る)にホワイトバランス調整され、輝度信号Ｚ２と色信
号Ｄ２が出力される。 そしてホワイトバランス調整後
の輝度信号Ｚ２は、ニー係数演算回路７に入力される。
ここで、ニー係数Ｋ２は、例えば、図５に示すように、
輝度レベルが０からｉでは０とし、ｉからｊでは０から
１に徐々に増加し、ｊ以上では１となる関数により算出
される。 ニー係数演算回路７で演算されたこのニー係
数Ｋ２と色信号Ｄ２は乗算回路９に入力され、Ｆ２＝Ｋ
２×Ｄ２の演算により、ニー処理された色信号Ｆ２が出
力される。次に、ホワイトバランス処理された輝度信号
Ｚ１と輝度信号Ｚ２は、合成回路１０に入力され、ここ
で図７に示すように加算され、広ダイナミックレンジ映
像信号となる輝度信号ＷＹが出力される。同様に、ニー
処理された色信号Ｆ１と色信号Ｆ２は、合成回路１１に
入力されここで、図１４に示す様に加算され、広ダイナ
ミックレンジ映像信号となる色信号ＷＣが出力される。
ここで、色信号Ｄ１と色信号Ｄ２のニー処理の係数とな
るニー係数Ｋ１，Ｋ２を、図６に示す様な同一の光量
(輝度レベル)となる、ｉとｊの間のレベルで交差する特
性とすることにより、図１４に示す様に、合成後の色信
号ＷＣの成分が、０からｉのレベルでは、標準輝度映像
信号の色信号Ｅ１だけに、即ち色温度ａに基づき処理さ
れた信号だけになるよう処理される。 そして、ｉから
ｊのレベルでは、標準輝度映像信号の色信号Ｆ１に高輝
度映像信号の色信号Ｆ２が徐々に比率を増して合成され
るよう処理される。 更に、ｊから無限のレベルでは、
高輝度映像信号の色信号Ｆ２だけ、つまり、色温度ｂに
基づき処理された信号だけになるように処理される。こ
れにより、ホワイトバランスのずれを、ｉからｊの最小
範囲に留め、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成される境界
線がスムーズに処理され、ダイナミックレンジが広く、
最適なホワイトバランスとなる映像信号を得ることが可
能になるが、標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境目
に色信号量の不連続性が生じ、不自然となる問題があ
る。
【０００５】本発明はこれらの問題点を除去し、ホワイ
トバランス後の標準輝度映像信号と高輝度映像信号の色
信号に所定の処理を施し合成することで、加算後の広ダ
イナミックレンジ映像信号を損失無く、かつ、最適なレ
ベルで得ることを特徴とする装置の実現を目的とするも
のである。
トバランス後の標準輝度映像信号と高輝度映像信号の色
信号に所定の処理を施し合成することで、加算後の広ダ
イナミックレンジ映像信号を損失無く、かつ、最適なレ
ベルで得ることを特徴とする装置の実現を目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、異なる露光条件、異なるゲイン制御の少
なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被写体
が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信号
と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるように
して得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレン
ジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号と上記高
輝度映像信号のそれぞれのホワイトバランスを調整後、
上記それぞれ調整された映像信号の輝度信号同士を所定
比率で合成し、上記それぞれ調整された映像信号の色信
号は、互いに逆特性となるニー処理、及び少なくとも一
方の上記調整された映像信号の色信号に所定のレベル補
正を施した上で合成し、広ダイナミックレンジ映像信号
を得る様にしたものである。
達成するため、異なる露光条件、異なるゲイン制御の少
なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被写体
が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信号
と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるように
して得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレン
ジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号と上記高
輝度映像信号のそれぞれのホワイトバランスを調整後、
上記それぞれ調整された映像信号の輝度信号同士を所定
比率で合成し、上記それぞれ調整された映像信号の色信
号は、互いに逆特性となるニー処理、及び少なくとも一
方の上記調整された映像信号の色信号に所定のレベル補
正を施した上で合成し、広ダイナミックレンジ映像信号
を得る様にしたものである。
【０００７】また、異なる露光条件、異なるゲイン制御
の少なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被
写体が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信
号と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるよう
にして得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレ
ンジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号のホワ
イトバランスを調整する手段と、上記高輝度映像信号の
ホワイトバランスを調整する手段と、上記調整された標
準輝度映像信号の輝度信号と上記調整された高輝度映像
信号の輝度信号を合成する手段と、上記調整された標準
輝度映像信号の輝度信号から所定のニー係数を演算し上
記調整された標準輝度映像信号の色信号に乗算する手段
と、上記調整された高輝度映像信号の輝度信号から所定
の補正係数を演算し上記調整された高輝度映像信号の色
信号に乗算して上記調整された高輝度映像信号の色信号
に加算する手段と、上記調整された高輝度映像信号の輝
度信号から所定のニー係数を演算し上記加算された色信
号に乗算する手段と、上記ニー係数を乗算された標準輝
度映像信号の色信号と上記ニー係数を乗算された高輝度
映像信号の色信号を合成する手段とを有する信号処理装
置で、広ダイナミックレンジな映像信号のホワイトバラ
ンスが最適になるようにし、標準輝度映像信号と高輝度
映像信号の境目に生じる色信号量の不連続性を軽減すよ
うにしたものである。
の少なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被
写体が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信
号と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるよう
にして得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレ
ンジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号のホワ
イトバランスを調整する手段と、上記高輝度映像信号の
ホワイトバランスを調整する手段と、上記調整された標
準輝度映像信号の輝度信号と上記調整された高輝度映像
信号の輝度信号を合成する手段と、上記調整された標準
輝度映像信号の輝度信号から所定のニー係数を演算し上
記調整された標準輝度映像信号の色信号に乗算する手段
と、上記調整された高輝度映像信号の輝度信号から所定
の補正係数を演算し上記調整された高輝度映像信号の色
信号に乗算して上記調整された高輝度映像信号の色信号
に加算する手段と、上記調整された高輝度映像信号の輝
度信号から所定のニー係数を演算し上記加算された色信
号に乗算する手段と、上記ニー係数を乗算された標準輝
度映像信号の色信号と上記ニー係数を乗算された高輝度
映像信号の色信号を合成する手段とを有する信号処理装
置で、広ダイナミックレンジな映像信号のホワイトバラ
ンスが最適になるようにし、標準輝度映像信号と高輝度
映像信号の境目に生じる色信号量の不連続性を軽減すよ
うにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例として、
通常露光等によって標準的な明るさの被写体が適正レベ
ルで得られるように制御された標準輝度映像信号と、短
露光等により極めて明るい被写体が適正レベルで得られ
るように制御された高輝度映像信号を加算処理し、広ダ
イナミックレンジ映像信号を得るテレビジョンカメラ装
置における加算処理部分の構成及び動作を図１を用い説
明する。１は最適化された標準輝度映像信号の輝度信号
Ｙ１と色信号Ｃ１を当該被写体の色温度に適したホワイ
トバランスに調整し、調整された輝度信号Ｚ１と色信号
Ｄ１を出力するホワイトバランス回路。 ２は最適化さ
れた高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信号Ｃ２を当該
被写体の色温度に適したホワイトバランスに調整し、調
整された輝度信号Ｚ２と色信号Ｄ２を出力するホワイト
バランス回路。３は輝度信号Ｚ２から色信号Ｄ２に補正
処理を施すための補正係数Ｒを演算する補正係数演算回
路、４は色信号Ｄ２に補正係数Ｒを乗算した補正用の色
信号Ｓを出力する乗算回路、５は色信号Ｄ２と補正用の
色信号Ｓを加算した色信号Ｅ２を出力する加算回路。
６は輝度信号Ｚ１の輝度レベルに基づき色信号Ｄ１にニ
ー処理を施こすためのニー係数Ｋ１を演算するニー係数
演算回路。 ７は輝度信号Ｚ２の輝度レベルに基づき、
色信号Ｅ２にニー処理を施こすためのニー係数Ｋ２を演
算するニー係数演算回路。 ８は色信号Ｄ１にニー係数
Ｋ１を乗算し色信号Ｆ１を出力する乗算回路、９は色信
号Ｅ２にニー係数Ｋ２を乗算し色信号Ｆ２を出力する乗
算回路。 １０は調整された輝度信号Ｚ１と輝度信号Ｚ
２を加算し、広ダイナミックレンジ映像となる輝度信号
ＷＹを出力する合成回路、１１は調整された色信号Ｆ１
と色信号Ｆ２を加算し、広ダイナミックレンジ映像とな
る色信号ＷＣを出力する合成回路である。
通常露光等によって標準的な明るさの被写体が適正レベ
ルで得られるように制御された標準輝度映像信号と、短
露光等により極めて明るい被写体が適正レベルで得られ
るように制御された高輝度映像信号を加算処理し、広ダ
イナミックレンジ映像信号を得るテレビジョンカメラ装
置における加算処理部分の構成及び動作を図１を用い説
明する。１は最適化された標準輝度映像信号の輝度信号
Ｙ１と色信号Ｃ１を当該被写体の色温度に適したホワイ
トバランスに調整し、調整された輝度信号Ｚ１と色信号
Ｄ１を出力するホワイトバランス回路。 ２は最適化さ
れた高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信号Ｃ２を当該
被写体の色温度に適したホワイトバランスに調整し、調
整された輝度信号Ｚ２と色信号Ｄ２を出力するホワイト
バランス回路。３は輝度信号Ｚ２から色信号Ｄ２に補正
処理を施すための補正係数Ｒを演算する補正係数演算回
路、４は色信号Ｄ２に補正係数Ｒを乗算した補正用の色
信号Ｓを出力する乗算回路、５は色信号Ｄ２と補正用の
色信号Ｓを加算した色信号Ｅ２を出力する加算回路。
６は輝度信号Ｚ１の輝度レベルに基づき色信号Ｄ１にニ
ー処理を施こすためのニー係数Ｋ１を演算するニー係数
演算回路。 ７は輝度信号Ｚ２の輝度レベルに基づき、
色信号Ｅ２にニー処理を施こすためのニー係数Ｋ２を演
算するニー係数演算回路。 ８は色信号Ｄ１にニー係数
Ｋ１を乗算し色信号Ｆ１を出力する乗算回路、９は色信
号Ｅ２にニー係数Ｋ２を乗算し色信号Ｆ２を出力する乗
算回路。 １０は調整された輝度信号Ｚ１と輝度信号Ｚ
２を加算し、広ダイナミックレンジ映像となる輝度信号
ＷＹを出力する合成回路、１１は調整された色信号Ｆ１
と色信号Ｆ２を加算し、広ダイナミックレンジ映像とな
る色信号ＷＣを出力する合成回路である。
【０００９】以下、この動作について説明する。まず、
最適化された標準輝度映像信号の輝度信号Ｙ１と色信号
Ｃ１は、ホワイトバランス回路１に入力され、ここで、
当該被写体の色温度(ここではａとする)にホワイトバラ
ンス調整され、輝度信号Ｚ１と色信号Ｄ１が出力され
る。 そしてホワイトバランス調整後の輝度信号Ｚ１
は、ニー係数演算回路６に入力される。ここで、ニー係
数Ｋ１は、例えば、図４に示すように、輝度レベルが０
からｉでは１とし、ｉからｊでは１から０に徐々に減衰
し、ｊ以上では０となる関数により算出される。 ニー
係数演算回路６で演算されたこのニー係数Ｋ１と色信号
Ｄ１は乗算回路８に入力され、Ｆ１＝Ｋ１×Ｄ１の演算
により、ニー処理された色信号Ｆ１が出力される。一
方、最適化された高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信
号Ｃ２は、ホワイトバランス回路２に入力され、被写体
の色温度(ここではｂと仮定する)にホワイトバランス調
整され、輝度信号Ｚ２と色信号Ｄ２が出力される。 そ
してホワイトバランス調整後の輝度信号Ｚ２は、補正係
数演算回路３に入力される。 ここで補正係数Ｒは、図
２に示すように、輝度レベルが０からｎでは、補正係数
Ｒがｍから０になり、輝度レベルｎ以上では、補正係数
が０となる関数で演算される。そして、補正係数演算回
路３で演算された補正係数Ｒと色信号Ｄ２は乗算回路４
に入力され、Ｓ＝Ｒ×Ｄ２の演算が行われ、補正処理す
る為の色信号Ｓが、図３のように出力される。 次に、
該補正処理する為の色信号Ｓと色信号Ｄ２は加算回路５
に入力され、Ｅ２＝Ｓ＋Ｄ２の演算が行われ、補正処理
された色信号Ｅ２が出力される。また、ホワイトバラン
ス調整された輝度信号Ｚ２は、ニー係数演算回路７にも
入力される。 ここでニー係数Ｋ２は、図５に示すよう
に輝度レベルが０からｉでは０とし、ｉからｊでは０か
ら１に徐々に増加し、ｊ以上では１となる関数により算
出される。 ニー係数演算回路７で演算されたこのニー
係数Ｋ２と色信号Ｄ２は乗算回路９に入力され、Ｆ２＝
Ｋ２×Ｅ２の演算により、ニー処理された色信号Ｆ２が
出力される。
最適化された標準輝度映像信号の輝度信号Ｙ１と色信号
Ｃ１は、ホワイトバランス回路１に入力され、ここで、
当該被写体の色温度(ここではａとする)にホワイトバラ
ンス調整され、輝度信号Ｚ１と色信号Ｄ１が出力され
る。 そしてホワイトバランス調整後の輝度信号Ｚ１
は、ニー係数演算回路６に入力される。ここで、ニー係
数Ｋ１は、例えば、図４に示すように、輝度レベルが０
からｉでは１とし、ｉからｊでは１から０に徐々に減衰
し、ｊ以上では０となる関数により算出される。 ニー
係数演算回路６で演算されたこのニー係数Ｋ１と色信号
Ｄ１は乗算回路８に入力され、Ｆ１＝Ｋ１×Ｄ１の演算
により、ニー処理された色信号Ｆ１が出力される。一
方、最適化された高輝度映像信号の輝度信号Ｙ２と色信
号Ｃ２は、ホワイトバランス回路２に入力され、被写体
の色温度(ここではｂと仮定する)にホワイトバランス調
整され、輝度信号Ｚ２と色信号Ｄ２が出力される。 そ
してホワイトバランス調整後の輝度信号Ｚ２は、補正係
数演算回路３に入力される。 ここで補正係数Ｒは、図
２に示すように、輝度レベルが０からｎでは、補正係数
Ｒがｍから０になり、輝度レベルｎ以上では、補正係数
が０となる関数で演算される。そして、補正係数演算回
路３で演算された補正係数Ｒと色信号Ｄ２は乗算回路４
に入力され、Ｓ＝Ｒ×Ｄ２の演算が行われ、補正処理す
る為の色信号Ｓが、図３のように出力される。 次に、
該補正処理する為の色信号Ｓと色信号Ｄ２は加算回路５
に入力され、Ｅ２＝Ｓ＋Ｄ２の演算が行われ、補正処理
された色信号Ｅ２が出力される。また、ホワイトバラン
ス調整された輝度信号Ｚ２は、ニー係数演算回路７にも
入力される。 ここでニー係数Ｋ２は、図５に示すよう
に輝度レベルが０からｉでは０とし、ｉからｊでは０か
ら１に徐々に増加し、ｊ以上では１となる関数により算
出される。 ニー係数演算回路７で演算されたこのニー
係数Ｋ２と色信号Ｄ２は乗算回路９に入力され、Ｆ２＝
Ｋ２×Ｅ２の演算により、ニー処理された色信号Ｆ２が
出力される。
【００１０】一方、ホワイトバランス処理された輝度信
号Ｚ１と輝度信号Ｚ２は、合成回路１０に入力され、前
述の図７に示す様に所定の比率で加算され、広ダイナミ
ックレンジ映像となる輝度信号ＷＹが出力される。同様
に、前述の如くニー処理された色信号Ｆ１と色信号Ｆ２
は、合成回路１１にて加算され、図８に示すように、広
ダイナミックレンジ映像となる色信号ＷＣが出力され
る。即ち、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２を合成する場合、図
８に示す様に、色信号Ｆ１から色信号Ｆ２に移る境目に
おける減衰が最小となるよう、光量ｎ以下のレベルを増
補正してニー処理した色信号Ｆ２と、ニー処理した色信
号Ｆ１を合成する。更に、ニー係数Ｋ１，Ｋ２を図６に
示す様な同一の光量となるｉとｊで交差する特性(逆特
性)で合成する。これにより、合成後の色信号ＷＣの成
分が、光量０からｉのレベルでは、標準輝度映像信号の
色信号Ｆ１だけ、つまり、色温度ａの信号だけになるよ
うに処理され、光量ｉからｊのレベルでは、標準輝度映
像信号の色信号Ｆ１と高輝度映像信号の色信号Ｆ２が最
小の減衰で合成され、光量ｊから無限のレベルでは、高
輝度映像信号の色信号Ｆ２だけ、つまり、色温度ｂの信
号だけになるように処理される。このように、ホワイト
バランスのずれを、ｉからｊの最小範囲に留め、さらに
色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成の境目における色減衰も
最小にして処理することができるため、ダイナミックレ
ンジが広く、最適なホワイトバランスとなる映像信号を
得ることが可能になる。なお、補正係数演算回路３の実
施例において、図２のような線形処理について説明した
が、線形処理だけではなく、非線形処理などを用いて
も、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成される境目の減衰を
最小にすることが可能である。
号Ｚ１と輝度信号Ｚ２は、合成回路１０に入力され、前
述の図７に示す様に所定の比率で加算され、広ダイナミ
ックレンジ映像となる輝度信号ＷＹが出力される。同様
に、前述の如くニー処理された色信号Ｆ１と色信号Ｆ２
は、合成回路１１にて加算され、図８に示すように、広
ダイナミックレンジ映像となる色信号ＷＣが出力され
る。即ち、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２を合成する場合、図
８に示す様に、色信号Ｆ１から色信号Ｆ２に移る境目に
おける減衰が最小となるよう、光量ｎ以下のレベルを増
補正してニー処理した色信号Ｆ２と、ニー処理した色信
号Ｆ１を合成する。更に、ニー係数Ｋ１，Ｋ２を図６に
示す様な同一の光量となるｉとｊで交差する特性(逆特
性)で合成する。これにより、合成後の色信号ＷＣの成
分が、光量０からｉのレベルでは、標準輝度映像信号の
色信号Ｆ１だけ、つまり、色温度ａの信号だけになるよ
うに処理され、光量ｉからｊのレベルでは、標準輝度映
像信号の色信号Ｆ１と高輝度映像信号の色信号Ｆ２が最
小の減衰で合成され、光量ｊから無限のレベルでは、高
輝度映像信号の色信号Ｆ２だけ、つまり、色温度ｂの信
号だけになるように処理される。このように、ホワイト
バランスのずれを、ｉからｊの最小範囲に留め、さらに
色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成の境目における色減衰も
最小にして処理することができるため、ダイナミックレ
ンジが広く、最適なホワイトバランスとなる映像信号を
得ることが可能になる。なお、補正係数演算回路３の実
施例において、図２のような線形処理について説明した
が、線形処理だけではなく、非線形処理などを用いて
も、色信号Ｆ１と色信号Ｆ２の合成される境目の減衰を
最小にすることが可能である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準輝度映像信号と高輝度映像信号の色信号に所定の処
理を施し合成することで、加算後の広ダイナミックレン
ジ映像信号を損失無く、最適なホワイトバランスで、か
つ、標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境目に生じる
色信号量の不連続性を軽減すことができ、ダイナミック
レンジの広い映像信号を取り出すことができる。
標準輝度映像信号と高輝度映像信号の色信号に所定の処
理を施し合成することで、加算後の広ダイナミックレン
ジ映像信号を損失無く、最適なホワイトバランスで、か
つ、標準輝度映像信号と高輝度映像信号の境目に生じる
色信号量の不連続性を軽減すことができ、ダイナミック
レンジの広い映像信号を取り出すことができる。
【図１】本発明の広ダイナミックレンジ撮像装置の加算
処理構成を示すブロック図
処理構成を示すブロック図
【図２】本発明の補正係数演算回路３の動作を示す図
【図３】本発明の色信号Ｅ２の演算処理動作を示す図
【図４】本発明のニー係数演算回路６の演算処理動作を
示す図
示す図
【図５】本発明のニー係数演算回路７の演算処理動作を
示す図
示す図
【図６】本発明のニー係数演算回路６，７の演算処理動
作を重ね合わせて示す図
作を重ね合わせて示す図
【図７】本発明の広ダイナミックレンジ輝度信号の加算
処理動作を示すフローチャート
処理動作を示すフローチャート
【図８】本発明の広ダイナミックレンジ色信号の加算処
理動作を示すフローチャート
理動作を示すフローチャート
【図９】従来の広ダイナミックレンジ撮像装置の動作を
示す図
示す図
【図１０】従来の広ダイナミックレンジ撮像装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図１１】従来の広ダイナミックレンジ撮像装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図１２】従来の広ダイナミックレンジ色信号の加算処
理動作を示すフローチャート
理動作を示すフローチャート
【図１３】改良した広ダイナミックレンジ色信号の加算
処理動作を示すフローチャート
処理動作を示すフローチャート
【図１４】改良した広ダイナミックレンジ撮像装置の構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
１，２：ホワイトバランス回路、３：補正係数演算回
路、４，８，９：乗算回路、５：加算回路、６，７：ニ
ー係数演算回路、１０，１１：合成回路。
路、４，８，９：乗算回路、５：加算回路、６，７：ニ
ー係数演算回路、１０，１１：合成回路。
Claims (3)
- 【請求項１】 異なる露光条件、異なるゲイン制御の少
なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被写体
が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信号
と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるように
して得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレン
ジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号と上記高
輝度映像信号のそれぞれのホワイトバランスを調整後、
上記それぞれ調整された映像信号の輝度信号同士を所定
比率で合成し、上記それぞれ調整された映像信号の色信
号は、互いに逆特性となるニー処理、及び少なくとも一
方の上記調整された映像信号の色信号に所定のレベル補
正を施した上で合成し、広ダイナミックレンジ映像信号
を得ることを特徴とする信号処理方法。 - 【請求項２】 異なる露光条件、異なるゲイン制御の少
なくとも何れか１つによって、標準的な明るさの被写体
が適正レベルとなるようにして得た標準輝度映像信号
と、所定値より明るい被写体が適正レベルとなるように
して得た高輝度映像信号を加算し、広ダイナミックレン
ジ映像信号を得る場合、上記標準輝度映像信号のホワイ
トバランスを調整する手段と、上記高輝度映像信号のホ
ワイトバランスを調整する手段と、上記調整された標準
輝度映像信号の輝度信号と上記調整された高輝度映像信
号の輝度信号を合成する手段と、上記調整された標準輝
度映像信号の輝度信号から所定のニー係数を演算し上記
調整された標準輝度映像信号の色信号に乗算する手段
と、上記調整された高輝度映像信号の輝度信号から所定
の補正係数を演算し上記調整された高輝度映像信号の色
信号に乗算して上記調整された高輝度映像信号の色信号
に加算する手段と、上記調整された高輝度映像信号の輝
度信号から所定のニー係数を演算し上記加算された色信
号に乗算する手段と、上記ニー係数を乗算された標準輝
度映像信号の色信号と上記ニー係数を乗算された高輝度
映像信号の色信号を合成する手段とを有し、広ダイナミ
ックレンジ映像信号を得ることを特徴とする信号処理装
置。 - 【請求項３】 請求項２において、当該信号処理装置を
テレビジョンカメラシステムに適用したことを特徴とす
る信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012279A JP3620823B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 信号処理方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012279A JP3620823B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 信号処理方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001204042A true JP2001204042A (ja) | 2001-07-27 |
| JP3620823B2 JP3620823B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=18540018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000012279A Expired - Fee Related JP3620823B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 信号処理方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3620823B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9030574B2 (en) | 2010-10-27 | 2015-05-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Imaging apparatus capable of correcting white balance based on an output signal amplification gain and white balance gain |
-
2000
- 2000-01-20 JP JP2000012279A patent/JP3620823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9030574B2 (en) | 2010-10-27 | 2015-05-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Imaging apparatus capable of correcting white balance based on an output signal amplification gain and white balance gain |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3620823B2 (ja) | 2005-02-16 |
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