JP2002223388A - Device and method for controlling iris and television camera - Google Patents

Device and method for controlling iris and television camera

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JP2002223388A
JP2002223388A JP2001356708A JP2001356708A JP2002223388A JP 2002223388 A JP2002223388 A JP 2002223388A JP 2001356708 A JP2001356708 A JP 2001356708A JP 2001356708 A JP2001356708 A JP 2001356708A JP 2002223388 A JP2002223388 A JP 2002223388A
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long
exposure video
area
exposure
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JP2001356708A
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Akira Fukushima
明 福島
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wide and dynamic range video signal with an enhanced hierarchical reproduction ability in a wide dynamic range television camera which uses an auto-iris lens for inputting video signal and controlling an iris. SOLUTION: A long-time exposure video signal component between long-time and short-time exposure video signals which are outputted from a solid-state imaging device by time division is divided into optional areas. The area with the minimum luminance level is detected from the divided areas and the long- time exposure video signal of the area except the detected area is weighted to reduce a signal level. Then the iris of the auto-iris lens is controlled in accordance with the weighted long-time exposure video signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、より広ダイナミッ
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、撮像された映像信号に応じて撮像光を
集光するためのオートアイリスレンズの絞りを制御する
テレビジョンカメラの絞り制御装置、方法およびそれを
用いたテレビジョンカメラに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a television camera for obtaining a video signal having a wider dynamic range, and more particularly, to a diaphragm of an auto iris lens for condensing imaging light in accordance with a captured video signal. The present invention relates to an apparatus and a method for controlling the aperture of a television camera for controlling the camera, and a television camera using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、長時間露光の撮像光が光電変換さ
れて得られた長時間露光映像信号(長露光映像信号)と
短時間露光の前記撮像光が光電変換されて得られた短時
間露光映像信号(短露光映像信号)とを時分割出力可能
な固体撮像素子を用いて、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がある。このテレビジョ
ンカメラに使用する自動絞り制御付きレンズ、すなわ
ち、オートアイリスレンズとしては、DC電圧制御方
式、例えば、ガルバノメータ方式のオートアイリスレン
ズが実現されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a long-time exposure video signal (long-exposure video signal) obtained by photoelectrically converting long-time exposure imaging light and a short-time exposure signal obtained by photoelectrically converting the short-time exposure imaging light. There is a television camera that obtains a video signal with a wide dynamic range by using a solid-state imaging device that can output an exposure video signal (short exposure video signal) in a time-division manner. As a lens with an automatic iris control used in this television camera, that is, an auto iris lens, a DC voltage control method, for example, a galvanometer type auto iris lens is realized.

【0003】以下、映像信号を入力して絞りが制御され
る方式のオートアイリスレンズを使用した場合の、従来
の広ダイナミックテレビジョンカメラの構成を示す図1
を用いて、その従来の技術を説明する。この図におい
て、被写体からの撮像光は、オートアイリスレンズ17
で集光され固体撮像素子(CCD)18へ入射される。
CCD18は、例えば、1/2000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交互に
出力する。ここで、例えば、1水平走査期間内に、時間
圧縮された1水平走査分の長時間露光映像信号と、同じ
く1水平走査分の短時間露光映像信号とが出力される。
CCD18から出力された映像信号は、CDS(相関二
重サンプリング)回路19でサンプルホールドされ、そ
のサンプルホールドされた信号はAGC(自動利得制
御)回路20で所定のレベルの信号となるように自動利
得制御される。さらに、自動利得制御された映像信号は
A/D変換器21でアナログ映像信号からデジタル映像
信号に変換される。
FIG. 1 shows a configuration of a conventional wide dynamic television camera in the case where an auto iris lens of a type in which an aperture is controlled by inputting a video signal is used.
The conventional technology will be described with reference to FIG. In this figure, the image pickup light from the subject is
And is incident on a solid-state imaging device (CCD) 18.
The CCD 18 is, for example, a short-time exposure video signal obtained by exposing the imaging light for 1/2000 seconds, and exposing the imaging light for a time longer than that of the short-time exposure video signal, for example, about 1/60 second. And the long-time exposure video signal obtained as a result. Here, for example, a long-exposure video signal for one horizontal scan and a short-exposure video signal for one horizontal scan are output within one horizontal scan period.
The video signal output from the CCD 18 is sampled and held by a CDS (correlated double sampling) circuit 19, and the sampled and held signal is automatically gained by an AGC (automatic gain control) circuit 20 so that the signal has a predetermined level. Controlled. Further, the video signal subjected to the automatic gain control is converted from an analog video signal into a digital video signal by the A / D converter 21.

【0004】CDS回路19でサンプルホールドされた
映像信号は、さらに、アイリス制御信号としてオートア
イリスレンズ17に入力され、オートアイリスレンズ1
7は入力されたアイリス制御信号に応じて絞り制御を行
う。
[0006] The video signal sampled and held by the CDS circuit 19 is further input to an auto iris lens 17 as an iris control signal.
Reference numeral 7 performs aperture control according to the input iris control signal.

【0005】一方、A/D変換器21から出力されたデ
ジタル映像信号は、同期化回路22へ入力され、そこで
長時間露光映像信号と短時間露光映像信号とに分離さ
れ、1水平走査期間の長さの信号にそれぞれ時間伸張さ
れる。そして、それら時間伸張された長時間露光映像信
号と短時間露光映像信号とがそれぞれ同時に出力される
ようにして、同期化される。
On the other hand, the digital video signal output from the A / D converter 21 is input to a synchronization circuit 22, where it is separated into a long-exposure video signal and a short-exposure video signal. Each signal is lengthened in time. The time-expanded long-exposure video signal and the short-exposure video signal are synchronized so that they are simultaneously output.

【0006】同期化回路22で同期化された長時間露光
映像信号は合成回路31へ入力され、そこでそれら信号
が合成され、該合成されて得られた映像信号が映像信号
処理回路32へ入力される。映像信号処理回路32は、
入力された映像信号に所定の映像信号処理、例えば、ガ
ンマ補正、エンハンサ処理やホワイトバランス処理など
を施し、後段(図示せず)へ出力される。
[0006] The long-time exposure video signal synchronized by the synchronization circuit 22 is input to a synthesizing circuit 31, where these signals are synthesized, and the synthesized video signal is input to a video signal processing circuit 32. You. The video signal processing circuit 32
The input video signal is subjected to predetermined video signal processing, for example, gamma correction, enhancer processing, white balance processing, and the like, and output to a subsequent stage (not shown).

【0007】マイクロコンピュータ(CPU)33は、
AGC回路20、映像信号処理回路32および合成回路
31の動作の制御を行い、例えば、自動利得制御処理、
ホワイトバランス処理、合成処理等の制御を行うための
ソフトウェアを内蔵する。
[0007] The microcomputer (CPU) 33
It controls the operations of the AGC circuit 20, the video signal processing circuit 32, and the synthesizing circuit 31, and performs, for example, automatic gain control processing.
Built-in software for controlling white balance processing, synthesis processing, etc.

【0008】一方、図2に示すように構成したテレビジ
ョンカメラが本願出願人より提案されている、図2の構
成においては、同期化回路22で同期化された長時間露
光映像信号は長露光用映像信号処理回路23へ入力さ
れ、同様に短時間露光映像信号は短露光用映像信号処理
回路24へ入力される。これら長露光用映像信号処理回
路23および短露光用映像信号処理回路24は、入力さ
れた各映像信号にそれぞれ所定の映像信号処理を施し、
例えば、ガンマ補正、エンハンサ処理やホワイトバラン
ス処理などを施す。
On the other hand, a television camera configured as shown in FIG. 2 has been proposed by the present applicant. In the configuration of FIG. 2, a long-exposure video signal synchronized by the synchronization circuit 22 is a long exposure video signal. Similarly, the short-time exposure video signal is input to the short-exposure video signal processing circuit 24. The long-exposure video signal processing circuit 23 and the short-exposure video signal processing circuit 24 perform predetermined video signal processing on the input video signals, respectively.
For example, gamma correction, enhancer processing, white balance processing, and the like are performed.

【0009】長露光用映像信号処理回路23および短露
光用映像信号処理回路24によってそれぞれ所定の映像
信号処理を施された長時間露光映像信号と短時間露光映
像信号とは、共に、合成・階調補正処理回路25へ入力
され、そこでそれらが映像信号のダイナミックレンジを
より広くするための合成方法を用いて合成され、該合成
されて得られた映像信号が階調補正処理されて広ダイナ
ミックレンジ映像信号となる。そして、その広ダイナミ
ックレンジ映像信号が後段(図示せず)へ出力される。
The long-exposure video signal and the short-exposure video signal which have been subjected to predetermined video signal processing by the long-exposure video signal processing circuit 23 and the short-exposure video signal processing circuit 24 are both synthesized and processed. Input to a tone correction processing circuit 25, where they are combined using a combining method for expanding the dynamic range of the video signal, and the combined video signal is subjected to gradation correction processing to obtain a wide dynamic range. It becomes a video signal. Then, the wide dynamic range video signal is output to a subsequent stage (not shown).

【0010】マイクロコンピュータ(CPU)26は、
AGC回路20、長露光用映像信号処理回路23、短露
光用映像信号処理回路24および合成・階調補正処理回
路25の動作の制御を行い、例えば、自動利得制御処
理、ホワイトバランス処理、合成処理等の制御を行うた
めのソフトウェアを内蔵する。
The microcomputer (CPU) 26 comprises:
The AGC circuit 20 controls the operations of the AGC circuit 20, the long exposure video signal processing circuit 23, the short exposure video signal processing circuit 24, and the synthesizing / gradation correction processing circuit 25. For example, automatic gain control processing, white balance processing, and synthesizing processing It has software for performing such controls.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ここで、長時間露光映
像信号と短時間露光映像信号とを時分割出力できる固体
撮像素子を用いた、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のオートアイリスレンズの絞り
制御としては、撮像する被写体の内の低輝度領域に合わ
せた絞り制御とすることが考えられる。例えば、図4に
例示するように、網点を施した領域で示す低輝度領域
(例えば、蛍光灯照明下の人物がいる暗い屋内)の被写
体と、網点のない領域で示す高輝度領域(例えば、太陽
光下のより明るい屋外)の被写体とを撮像する場合につ
いて説明する。この場合、上記の合成回路31及び合成
・階調補正処理回路25における映像信号のダイナミッ
クレンジをより広くするための合成方法としては、例え
ば、低輝度領域については長時間露光映像信号を選択
し、高輝度領域については短時間露光映像信号を選択
し、これら選択された映像信号を合成する。
Here, an auto iris lens of a television camera for obtaining a video signal of a wide dynamic range using a solid-state imaging device capable of time-divisionally outputting a long-exposure video signal and a short-exposure video signal. It is conceivable to perform aperture control according to a low-luminance area of a subject to be imaged. For example, as illustrated in FIG. 4, a subject in a low-luminance area (for example, a dark indoor where a person under fluorescent lighting is present) indicated by a halftone area and a high-luminance area (an area without halftone dots) For example, a case will be described in which an image of a brighter subject under sunlight is captured. In this case, as a synthesizing method for expanding the dynamic range of the video signal in the synthesizing circuit 31 and the synthesizing / gradation correction processing circuit 25, for example, a long-exposure video signal is selected for a low luminance area, For the high luminance area, short-time exposure video signals are selected, and these selected video signals are synthesized.

【0012】ところで、テレビジョンカメラのオートア
イリスレンズの絞り値が、屋内の被写体だけに合うよう
に制御されるのであれば、CCD18から出力される映
像信号の内、屋内に露光条件のあった長時間露光映像信
号が得られると同時に、短露光映像信号のための露光時
間を制御することで、ほぼ屋外に露光条件のあった短時
間露光映像信号が出力される。そして、これら信号を合
成すると、屋内と屋外の被写体に対して同様に良好に階
調が再現された広ダイナミックレンジ映像信号が得られ
ることになる。
By the way, if the aperture value of the auto iris lens of the television camera is controlled so as to be suitable only for the indoor subject, the video signal output from the CCD 18 may be used for a long time under indoor exposure conditions. By controlling the exposure time for the short-exposure video signal at the same time as obtaining the exposure video signal, a short-exposure video signal with exposure conditions is output almost outdoors. Then, when these signals are combined, a wide dynamic range video signal in which gradations are similarly well reproduced for indoor and outdoor subjects can be obtained.

【0013】しかしながら、上記の図1、図2の構成の
場合、オートアイリスレンズ17の絞り制御を行うアイ
リス制御信号は、長時間露光映像信号と短時間露光映像
信号とが混在した信号に基づき作成されている。このよ
うな混在した信号に基づき作成されたアイリス制御信号
によっては、屋内の被写体だけに合うように絞りを制御
することが不可能となる。そのため、オートアイリスレ
ンズ内部でこのようなアイリス制御信号を平均検波処理
する場合に、図4に示すような被写体を撮像すると、絞
り値は屋外(高輝度領域)の被写体にも、より合うよう
にされた値になる。
However, in the case of the configurations shown in FIGS. 1 and 2, the iris control signal for controlling the aperture of the auto iris lens 17 is created based on a signal in which a long exposure video signal and a short exposure video signal are mixed. ing. With the iris control signal generated based on such mixed signals, it becomes impossible to control the aperture so as to suit only the indoor subject. Therefore, in the case where such an iris control signal is subjected to average detection processing inside the auto iris lens, if an image of a subject as shown in FIG. 4 is taken, the aperture value is set to be more suitable for a subject outdoors (high-luminance area). Value.

【0014】このとき、合成後の出力映像信号として
は、屋外(高輝度領域)の被写体については、より階調
再現が増したものとなるが、屋内(低輝度領域)の被写
体については黒つぶれを起こした映像信号が得られてし
まう恐れがあり、そのため、もし黒つぶれを起こした映
像信号となってしまった場合には、適正な広ダイナミッ
クレンジ映像信号が得られないという欠点がある。
At this time, as an output video signal after the synthesis, an object in the outdoors (high luminance area) has a higher tone reproduction, while a subject in the indoor (low luminance area) is blackened. There is a danger that a video signal that has caused the blackout may be obtained. Therefore, if the video signal has a blackout condition, there is a disadvantage that an appropriate wide dynamic range video signal cannot be obtained.

【0015】本発明の目的は、この欠点を除去しうる、
テレビジョンカメラの絞り制御装置、方法及びそれを用
いたテレビジョンカメラを提供することである。本発明
の別の目的は、入力された映像信号を平均検波処理した
信号に基づいてアイリス制御を行うオートアイリスレン
ズを用い、上述のような屋内(低輝度領域)の被写体と
屋外(高輝度領域)の被写体とが混在して撮像されるよ
うな撮像時においても、そのオートアイリスレンズの絞
り制御が低輝度領域により合うような制御が施こされ、
それにより屋内と屋外の被写体がともに良好に階調再現
されることが可能な広ダイナミックレンジ映像信号を得
ることができるテレビジョンカメラの絞り制御装置、方
法及びそれを用いたテレビジョンカメラを提供すること
である。
It is an object of the present invention to obviate this disadvantage.
An object of the present invention is to provide an aperture control device and method for a television camera and a television camera using the same. Another object of the present invention is to use an auto iris lens for performing iris control based on a signal obtained by performing an average detection process on an input video signal, and to use the indoor (low luminance area) subject and the outdoor (high luminance area) as described above. Even at the time of imaging in which the subject is mixed and imaged, control is performed such that the aperture control of the auto iris lens is more suitable for the low luminance area,
Provided are an aperture control device and method for a television camera capable of obtaining a wide dynamic range video signal that enables good gradation reproduction of both indoor and outdoor subjects, and a television camera using the same. That is.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、テレビジョンカメラの絞り制御装置に
おいて、被写体を長時間露光する撮像光から得た長露光
映像信号と前記被写体を短時間露光する撮像光から得た
短露光映像信号とを時分割出力する固体撮像素子と、前
記長露光映像信号の撮像画面を所定の複数領域に分割す
る分割部と、前記長露光映像信号の輝度レベルがそれぞ
れ異なった第1の領域と第2の領域とを検出する検出部
と、前記第1の領域と第2の領域の長露光映像信号に対
してそれぞれ異なった重み付けを施す重み付け部と、前
記固体撮像素子へ供給される撮像光が通過するレンズの
絞りを、前記重み付けされた長露光映像信号に応じて制
御する制御部とを有するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a diaphragm control device for a television camera, comprising: a long-exposure video signal obtained from imaging light for exposing a subject for a long time; A solid-state image sensor for time-divisionally outputting a short-exposure video signal obtained from imaging light for short-time exposure, a dividing unit for dividing an imaging screen of the long-exposure video signal into a plurality of predetermined regions, A detection unit that detects a first region and a second region having different luminance levels, and a weighting unit that applies different weights to the long-exposure video signals of the first region and the second region, respectively. A control unit that controls a diaphragm of a lens through which imaging light supplied to the solid-state imaging device passes according to the weighted long exposure video signal.

【0017】本発明は、前記第1領域が長露光映像信号
の平均輝度レベルが最小となる領域であるとしてもよ
く、また、前記重み付け部が、前記第2領域の長露光映
像信号の映像信号レベルを減少させる重み付けを施すと
してもよい。また、前記重み付け部が、前記第2領域の
長露光映像信号よりも前記第1領域の長露光映像信号の
レベルの減少率のほうが大きくなるよう所定の重み付け
を施すものでもよく、前記制御部が、前記重み付けされ
た長露光映像信号を、前記固体撮像素子からの映像信号
に同期するように前記レンズへ供給するとしてもよい。
In the present invention, the first area may be an area in which the average luminance level of the long exposure video signal is minimum, and the weighting unit may be configured to output the video signal of the long exposure video signal in the second area. Weighting to decrease the level may be applied. Further, the weighting unit may perform predetermined weighting such that a reduction rate of a level of the long exposure video signal of the first region is larger than a long exposure video signal of the second region. The weighted long exposure video signal may be supplied to the lens in synchronization with the video signal from the solid-state imaging device.

【0018】また、本発明は、上述の課題を解決するた
めに、テレビジョンカメラにおいて、絞りを備えるレン
ズ部と、前記レンズを通して被写体からの撮像光が与え
られて、前記被写体を長時間露光する撮像光から得た長
露光映像信号と前記被写体を短時間露光する撮像光から
得た長露光映像信号とを時分割出力する固体撮像素子
と、前記長露光映像信号の撮像画面を所定の複数領域に
分割する分割部と、前記長露光映像信号の輝度レベルが
それぞれ異なった第1の領域と第2の領域とを検出する
検出部と、前記第1の領域と第2の領域の長露光映像信
号に対してそれぞれ異なった重み付けを施す重み付け部
と、前記長露光映像信号と前記短露光映像信号とを合成
する合成部と、前記重み付けされた長露光映像信号に応
じて前記レンズの絞りを制御する制御部とを有するもの
である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a television camera, comprising: a lens unit having an aperture; and imaging light from a subject being given through the lens to expose the subject for a long time. A solid-state image sensor that outputs a long-exposure video signal obtained from imaging light and a long-exposure video signal obtained from imaging light that exposes the subject for a short time in a time-division manner; A detector for detecting a first area and a second area having different luminance levels of the long exposure video signal, and a long exposure video for the first area and the second area, respectively. A weighting unit for applying different weights to the signals, a combining unit for combining the long exposure video signal and the short exposure video signal, and a diaphragm for the lens according to the weighted long exposure video signal. In which a control unit for controlling.

【0019】本発明は、さらに、前記重み付け部が、前
記第2領域の長露光映像信号の映像信号レベルを減少さ
せる重み付けを施すとしてもよく、また、前記合成部
が、前記第1の領域に対しては前記長露光映像信号を選
択し、前記第2の領域に対しては前記短露光映像信号を
選択し、かつ、前記長露光映像信号と前記短露光映像信
号とを合成するとしてもよい。
In the present invention, the weighting section may further perform weighting to reduce a video signal level of a long exposure video signal of the second area, and the combining section may apply a weight to the first area. The long exposure video signal may be selected, the short exposure video signal may be selected for the second region, and the long exposure video signal and the short exposure video signal may be combined. .

【0020】本発明は、さらに、上述の課題を解決する
ために、テレビジョンカメラの絞り制御方法において、
被写体を長時間露光する撮像光から得た長露光映像信号
と前記被写体を短時間露光する撮像光から得た長露光映
像信号とを時分割出力し、前記長露光映像信号の撮像画
面を所定の複数領域に分割し、前記長露光映像信号の輝
度レベルがそれぞれ異なった第1の領域と第2の領域と
を検出し、前記第1の領域と第2の領域の長露光映像信
号に対してそれぞれ異なった重み付けを施し、前記テレ
ビジョンカメラの固体撮像素子へ供給される撮像光が通
過するレンズの絞りを、前記重み付けされた長露光映像
信号に応じて制御するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an aperture control method for a television camera.
A long-exposure video signal obtained from the imaging light for exposing the subject for a long time and a long-exposure video signal obtained from the imaging light for short-time exposure of the subject are output in a time-division manner. Dividing into a plurality of regions, detecting a first region and a second region having different luminance levels of the long exposure video signal, and detecting the first region and the second region with respect to the long exposure video signal. Different weights are applied, and the aperture of the lens through which the imaging light supplied to the solid-state imaging device of the television camera passes is controlled in accordance with the weighted long exposure video signal.

【0021】さらに、本発明は、前記第1領域の前記長
露光映像信号の輝度レベルが最小であるとしてもよい。
また、前記重み付けを施すステップが、前記第2領域の
長露光映像信号の映像信号レベルをより減少させるもの
であるとしてもよく、また前記重み付けを施すステップ
が、前記第2領域の長露光映像信号よりも前記第1領域
の長露光映像信号のレベルの減少率のほうが大きくなる
よう所定の重み付けを施すものであってもよい。
Further, according to the present invention, the luminance level of the long exposure video signal in the first area may be minimum.
Further, the weighting step may further reduce a video signal level of the long exposure video signal of the second area, and the weighting step may include a long exposure video signal of the second area. The predetermined weighting may be performed so that the rate of decrease in the level of the long-exposure video signal in the first area is greater than that in the first area.

【0022】さらに本発明は、前記絞りを制御するステ
ップが、前記重み付けされた長露光映像信号を、前記固
体撮像素子からの映像信号に同期するように前記レンズ
へ供給するものであってもよい。
In the present invention, the step of controlling the aperture may supply the weighted long-exposure video signal to the lens in synchronization with a video signal from the solid-state imaging device. .

【0023】また、本発明は、上記の課題を解決するた
めに、長時間露光した撮像光を光電変換して得た長時間
露光映像信号と、短時間露光した前記撮像光を光電変換
して得た短時間露光映像信号とを時分割出力する固体撮
像素子と、前記撮像光を集光するレンズの絞りを前記映
像信号に応じて制御する制御手段とを有するテレビジョ
ンカメラにおいて、前記長時間露光映像信号を所定の複
数領域ごとに分割する手段と、前記複数領域のうち長時
間露光映像信号の輝度レベルが最小となる第1領域を検
出する手段と、前記検出された第1領域の外の領域の長
時間露光映像信号に所定の重み付けを施す手段とを有
し、前記制御手段は前記重み付けされた長時間露光映像
信号に応じて前記レンズの絞り制御を行うものである。
According to another aspect of the present invention, a long-exposure video signal obtained by photoelectrically converting imaging light subjected to long exposure and a photoelectric conversion of the imaging light subjected to short exposure are provided. A television camera comprising: a solid-state imaging device that outputs the obtained short-time exposure video signal in a time-division manner; and a control unit that controls a diaphragm of a lens that focuses the imaging light in accordance with the video signal. Means for dividing the exposure video signal for each of a plurality of predetermined areas; means for detecting a first area of the plurality of areas in which the luminance level of the long-time exposure video signal is minimum; Means for applying a predetermined weight to the long-time exposure video signal in the area (a), wherein the control means controls the aperture of the lens according to the weighted long-time exposure video signal.

【0024】さらに本発明は、前記輝度レベルが、前記
分割された領域の長時間露光映像信号の平均輝度レベル
であるとしてもよい。
Further, in the present invention, the luminance level may be an average luminance level of a long-time exposure video signal of the divided area.

【0025】さらに本発明は、前記重み付けを施す手段
が、前記検出された領域の映像信号レベル増幅率よりも
前記第1領域の外の領域の増幅率が低くなるように、前
記第1領域の外の領域の長時間露光映像信号に所定の重
み付けを施すとしてもよい。
Further, in the present invention, the weighting means may be arranged so that the gain of the first area is lower than the gain of the video signal level of the detected area. A predetermined weight may be applied to the long-time exposure video signal in the outer region.

【0026】このように構成した本発明によれば、屋内
(低輝度領域)の被写体と野外(高輝度領域)の被写体
とが混在するような、輝度レベル差が異なる2つの被写
体を同時に撮像したとしても、オートアイリスレ名図の
絞り制御が低輝度領域により合うようにオートアイリス
制御可能なため、屋内、屋外ともに階調再現能力がまし
た広ダイナミックレンジ映像信号を得るテレビジョンカ
メラを実現することができる。
According to the present invention configured as described above, two subjects having different luminance level differences, such as a mixture of an indoor (low luminance region) subject and an outdoor (high luminance region) subject, are simultaneously imaged. However, since it is possible to control the auto iris so that the aperture control of the auto iris diagram matches the low brightness area, it is possible to realize a television camera that has a wide dynamic range video signal with gradation reproduction capability indoors and outdoors. it can.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図3を用いて説明する。この図において、被写体か
らの撮像光はオートアイリスレンズ1で集光され固体撮
像素子(CCD)2へ入射される。CCD2は、例え
ば、1/2000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
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交互に出力する。ここで、
例えば、1水平走査期間内に、時間圧縮された1水平走
査分の長時間露光映像信号と、同じく1水平走査分の短
時間露光映像信号とが出力される。CCD2から出力さ
れた映像信号は、CDS回路3でサンプルホールドさ
れ、そのサンプルホールドされた信号はAGC回路4で
所定のレベルの信号となるように自動利得制御される。
さらに、自動利得制御された映像信号はA/D変換器5
でアナログ映像信号からデジタル映像信号に変換され
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this figure, imaging light from a subject is condensed by an auto iris lens 1 and is incident on a solid-state imaging device (CCD) 2. For example, the CCD 2 exposes the short-time exposure video signal obtained by exposing the imaging light for 1/2000 second and the imaging light for about 1/60 second longer than the case of the short-time exposure video signal. And the long-time exposure video signal obtained as a result. here,
For example, within one horizontal scanning period, a time-compressed long exposure video signal for one horizontal scan and a short exposure video signal for one horizontal scan are output. The video signal output from the CCD 2 is sampled and held by the CDS circuit 3, and the sampled and held signal is subjected to automatic gain control by the AGC circuit 4 so that the signal has a predetermined level.
Further, the video signal subjected to the automatic gain control is supplied to the A / D converter 5.
Is converted from an analog video signal to a digital video signal.

【0028】A/D変換器5から出力されたデジタル映
像信号は、同期化回路6へ入力され、そこで長時間露光
映像信号と短時間露光映像信号とに分離され、1水平走
査期間の長さの信号にそれぞれ時間伸張される。そし
て、それら時間伸張された長時間露光映像信号と短時間
露光映像信号とがそれぞれ同時に出力されるようにし
て、同期化される。
The digital video signal output from the A / D converter 5 is input to a synchronization circuit 6, where it is separated into a long-exposure video signal and a short-exposure video signal. Are respectively time-expanded. The time-expanded long-exposure video signal and the short-exposure video signal are synchronized so that they are simultaneously output.

【0029】同期化回路6で同期化された長時間露光映
像信号は長露光用映像信号処理回路7へ入力され、一
方、同じく同期化回路6で同期化された短時間露光映像
信号は短露光用映像信号処理回路8へ入力される。これ
ら長露光用映像信号処理回路7および短露光用映像信号
処理回路8は、入力された各映像信号にそれぞれ所定の
映像信号処理を施し、例えば、ガンマ補正、エンハンサ
処理やホワイトバランス処理などを施す。
The long exposure video signal synchronized by the synchronization circuit 6 is input to the long exposure video signal processing circuit 7, while the short exposure video signal also synchronized by the synchronization circuit 6 is short exposure video signal. To the video signal processing circuit 8. The long-exposure video signal processing circuit 7 and the short-exposure video signal processing circuit 8 perform predetermined video signal processing on the input video signals, for example, perform gamma correction, enhancer processing, white balance processing, and the like. .

【0030】長露光用映像信号処理回路7および短露光
用映像信号処理回路8によってそれぞれ所定の映像信号
処理を施された長時間露光映像信号と短時間露光映像信
号とは、共に、合成・階調補正処理回路9へ入力され、
そこでそれらが合成され、該合成されて得られた映像信
号が階調補正処理されて広ダイナミックレンジ映像信号
となる。合成・階調補正処理回路9においては、撮像す
る被写体の内の低輝度領域については長時間露光映像信
号を選択し、高輝度領域については短時間露光映像信号
を選択して、これら選択された長時間、短時間露光映像
信号を合成する。このような映像信号の合成方法として
は、例えば、本願出願人による特願平11−15979
1号公報に開示されている方法を用いて良い。そして、
このように合成された広ダイナミックレンジ映像信号が
後段(図示せず)へ出力される。
The long-exposure video signal and the short-exposure video signal which have been subjected to predetermined video signal processing by the long-exposure video signal processing circuit 7 and the short-exposure video signal processing circuit 8, respectively, are combined and processed. Input to the tone correction processing circuit 9,
Therefore, they are combined, and the combined video signal is subjected to gradation correction processing to become a wide dynamic range video signal. The synthesis / gradation correction processing circuit 9 selects a long-exposure video signal for a low-luminance area of the subject to be imaged, and selects a short-exposure video signal for a high-luminance area. A long-time and short-time exposure video signal is synthesized. As a method of synthesizing such a video signal, for example, Japanese Patent Application No. 11-15979 filed by the present applicant has been proposed.
The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1 may be used. And
The wide dynamic range video signal thus synthesized is output to a subsequent stage (not shown).

【0031】マイクロコンピュータ(CPU)10はA
GC回路4、長露光用映像信号処理回路7、短露光用映
像信号処理回路8および合成・階調補正処理回路9の動
作の制御を施すものであり、例えば自動利得制御処理、
ホワイトバランス処理、合成処理等の制御を行うための
ソフトウェアを内蔵し、そのソフトウェアによる処理に
応じて上記制御を行うための制御信号を出力する。
The microcomputer (CPU) 10 is A
It controls the operations of the GC circuit 4, the long exposure video signal processing circuit 7, the short exposure video signal processing circuit 8, and the synthesis / gradation correction processing circuit 9. For example, an automatic gain control process,
Software for controlling white balance processing, synthesis processing, and the like is built in, and a control signal for performing the above-described control is output in accordance with processing by the software.

【0032】CCD2から出力された映像信号は、上述
のようにCDS回路3に入力する一方、さらに、オート
アイリスレンズ1の絞りを制御するアイリス制御信号を
生成するためのCDS回路11に入力される。CDS回
路11に入力された映像信号は、そこでサンプルホール
ドされ、A/D変換器12でアナログ映像信号からデジ
タル映像信号に変換される。
The video signal output from the CCD 2 is input to the CDS circuit 3 as described above, and is further input to the CDS circuit 11 for generating an iris control signal for controlling the aperture of the auto iris lens 1. The video signal input to the CDS circuit 11 is sampled and held there, and is converted from an analog video signal to a digital video signal by the A / D converter 12.

【0033】ここで、このテレビジョンカメラにおいて
は、所定の輝度レベル以下の暗い被写体を撮像したとき
に、長露光映像信号処理回路7からの長露光映像信号が
所定のレベルより低いことをCPU10が検知すると、
CPU10は、CDS回路11に入力されサンプルホー
ルドされた映像信号については自動利得制御による信号
増幅は実施していない。その結果、オートアイリスレン
ズ1の絞りを開放に保つようにできる。そうすること
で、所定の輝度レベル以下の暗い被写体を撮像したとき
に、自動利得制御による信号増幅を行った場合に発生す
る恐れのある、オートアイリスレンズ1の絞り制御とそ
の自動利得制御とによるハウンチング動作が、上述の自
動利得制御を行わないことで、発生しないようにてき
る。
In this television camera, the CPU 10 determines that the long exposure video signal from the long exposure video signal processing circuit 7 is lower than the predetermined level when an image of a dark subject having a predetermined brightness level or less is picked up. When detected,
The CPU 10 does not perform signal amplification by automatic gain control on the video signal input to the CDS circuit 11 and sampled and held. As a result, the aperture of the auto iris lens 1 can be kept open. By doing so, when capturing a dark subject having a brightness level equal to or less than a predetermined luminance level, the aperture control of the auto iris lens 1 and the hunting by the automatic gain control, which may occur when the signal is amplified by the automatic gain control. The operation is prevented from occurring by not performing the automatic gain control described above.

【0034】そして、A/D変換器12からのデジタル
映像信号は、同期化回路13へ入力され、そこで長時間
露光映像信号が分離され、1水平走査期間の長さの信号
に時間伸張され、さらに、その時間伸張された長時間露
光映像信号が出力される。なお、この同期化回路13か
ら出力される長時間露光映像信号は、上述の同期化回路
6から出力される映像信号と同期化されて出力されると
してもよい。
The digital video signal from the A / D converter 12 is input to the synchronization circuit 13, where the long-exposure video signal is separated and time-expanded to a signal of one horizontal scanning period. Further, a long-exposure video signal that is extended for the time is output. The long-time exposure video signal output from the synchronization circuit 13 may be output in synchronization with the video signal output from the synchronization circuit 6 described above.

【0035】同期化回路13から出力された長時間露光
映像信号は、重み付け回路14へ入力される。重み付け
回路14では、その動作の詳細は後述するが、入力され
た長時間露光映像信号の、撮像する被写体の高輝度領域
に対応する部分と被写体の低輝度領域に対応する部分と
で異なる重み付けを行うことで、その長時間露光映像信
号の信号レベルを補正する。重み付け回路14でこのよ
うに信号レベルが補正された長時間露光映像信号は、D
/A変換器15でデジタル映像信号からアナログ映像信
号に変換され、オートアイリスレンズ1を制御するアイ
リス制御信号として出力され、そのアイリス制御信号に
よって、オートアイリスレンズ1の絞りが制御される。
なお、アイリス制御信号を短時間露光映像信号ではなく
長時間露光映像信号に基づき生成するのは、長時間露光
映像信号に基づき生成した方が被写体の高輝度領域の映
像信号レベルをより抑圧して、高輝度及び低輝度領域の
被写体についてより階調再現性が向上できるからであ
る。
The long-time exposure video signal output from the synchronization circuit 13 is input to the weighting circuit 14. In the weighting circuit 14, the details of the operation will be described later, but different weights are applied to the portion corresponding to the high-brightness region of the subject to be imaged and the portion corresponding to the low-brightness region of the subject of the input long-exposure video signal. By doing so, the signal level of the long exposure video signal is corrected. The long-time exposure video signal whose signal level has been corrected by the weighting circuit 14 is D
The digital video signal is converted into an analog video signal by the / A converter 15 and output as an iris control signal for controlling the auto iris lens 1. The iris of the auto iris lens 1 is controlled by the iris control signal.
It should be noted that the reason why the iris control signal is generated based on the long-exposure video signal instead of the short-exposure video signal is that the iris control signal is generated based on the long-exposure video signal in order to further suppress the video signal level in the high luminance area of the subject. This is because the gradation reproducibility can be further improved for the objects in the high luminance and low luminance regions.

【0036】ここで、重み付け回路14の動作とその動
作のCPU10による制御について詳述する。まず、上
述の同期化回路6から出力された長時間露光映像信号が
長時間露光用映像信号処理回路7へ入力されるととも
に、領域分割処理回路16へも入力される。領域分割処
理回路16では、撮像画面を複数の所定領域に分割し、
分割された各領域毎にその領域に対応する全ての映像信
号の平均輝度値データを算出する。本実施例において
は、図5に一例を示すように5つの領域に分割されて処
理されるものとする。なお、撮像画面の分割方法として
は、3つ以上の複数領域に分割すれば良く、好ましく
は、4つ以上の複数領域に分割する。
Here, the operation of the weighting circuit 14 and the control of the operation by the CPU 10 will be described in detail. First, the long-exposure video signal output from the synchronization circuit 6 is input to the long-exposure video signal processing circuit 7 and also to the region division processing circuit 16. In the area division processing circuit 16, the imaging screen is divided into a plurality of predetermined areas,
The average luminance value data of all the video signals corresponding to each of the divided areas is calculated. In the present embodiment, it is assumed that the image data is divided into five regions and processed as shown in an example in FIG. As a method for dividing the imaging screen, it is sufficient to divide the image into three or more regions, and preferably, into four or more regions.

【0037】それら算出された領域毎の平均輝度値デー
タは、CPU10に入力される。図8はCPU10によ
る処理動作例を説明するフローチャートである。CPU
10では、領域分割処理回路16からの5つの領域の平
均輝度値データをとり込み(ステップ100)、5つの
領域の中で一番低い平均輝度値データを有する領域、即
ち、一番暗い平均輝度値の領域(以下、低輝度領域と称
す)を検出する(ステップ101)。CPU10は、こ
の検出結果をもとに、その検出された一番暗い領域を除
いた他の全ての領域(以下、高輝度領域と称す)の映像
信号レベルが現在のレベルより減少するよう、同期化回
路13から出力された長時間露光映像信号に重み付けを
行うためのパラメータまたは重み付け信号Wを設定し、
重み付け回路14へ出力する(ステップ102)。
The calculated average luminance value data for each area is input to the CPU 10. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a processing operation by the CPU 10. CPU
At 10, the average luminance value data of the five regions from the region division processing circuit 16 is fetched (step 100), and the region having the lowest average luminance value data among the five regions, that is, the darkest average luminance A value area (hereinafter, referred to as a low luminance area) is detected (step 101). Based on the detection result, the CPU 10 performs synchronization so that the video signal levels of all other areas (hereinafter, referred to as high-luminance areas) except the detected darkest area become lower than the current level. A parameter or weighting signal W for weighting the long-time exposure video signal output from the conversion circuit 13;
Output to the weighting circuit 14 (step 102).

【0038】ここで、高輝度領域に対応する長時間露光
映像信号への重み付けは、高輝度領域の映像信号の平均
輝度値が、低輝度領域の映像信号の平均輝度値とほぼ同
じ値(第1所望値)になるように設定して良い。また
は、低輝度領域にある被写体が黒つぶれを起こさない程
度であれば、高輝度領域の映像信号の平均輝度値が低輝
度領域の映像信号の平均輝度値より多少大きい値(第2
所望値)となるような重み付けを設定するようにしても
よい。
Here, the weighting of the long-time exposure video signal corresponding to the high-luminance area is such that the average luminance value of the video signal in the high-luminance area is substantially the same as the average luminance value of the video signal in the low-luminance area (the second luminance value). (1 desired value). Alternatively, if the subject in the low-luminance area does not cause blackout, the average luminance value of the video signal in the high-luminance area is slightly larger than the average luminance value of the video signal in the low-luminance area (second
(A desired value) may be set.

【0039】または、低輝度領域の映像信号レベルの減
少率よりも高輝度領域の映像信号レベルの減少率の方が
大きくなるように、低輝度領域と高輝度の長時間露光映
像信号に対して所定の重み付けを施す様にしても良い。
Alternatively, the low-luminance area and the high-luminance long-time exposure video signal are so adjusted that the reduction rate of the video signal level in the high-luminance area is greater than the reduction rate of the video signal level in the low-luminance area. A predetermined weight may be applied.

【0040】このような重み付けの設定(即ち、パラメ
ータまたは重み付け信号Wの設定値)は、高輝度領域の
映像信号の平均輝度値が上記の第1又は第2の所望値に
なるよう徐々にフィードバック制御するようにして良
い。または、CPU10内のメモリ(例えば、RAM)
にテーブルを設け、該テーブルに、高輝度領域の映像信
号の平均輝度値と、低輝度領域の映像信号の平均輝度値
とに応じた上記の第1又は第2の所望値に対応するパラ
メータまたは重み付け信号Wのレベルを予め書き込んで
おき、高輝度領域の映像信号の平均輝度値と、低輝度領
域の映像信号の平均輝度値とに応じてパラメータまたは
重み付け信号のレベルを読出して出力するようにしても
良い。上記ステップ101乃至ステップ103は映像信
号の各フレーム毎に行なってもよく、または複数フレー
ム毎に行うようにしても良い。
The setting of the weighting (that is, the setting value of the parameter or the weighting signal W) is performed gradually so that the average luminance value of the video signal in the high luminance area becomes the first or second desired value. You may control it. Alternatively, a memory (for example, RAM) in the CPU 10
A table corresponding to the first or second desired value according to the average luminance value of the video signal in the high luminance area and the average luminance value of the video signal in the low luminance area, The level of the weighting signal W is written in advance, and the level of the parameter or the weighting signal is read and output according to the average luminance value of the video signal in the high luminance area and the average luminance value of the video signal in the low luminance area. May be. The above steps 101 to 103 may be performed for each frame of the video signal, or may be performed for a plurality of frames.

【0041】そのように重み付けを施すようにするため
のパラメータまたは重み付け信号WがCPU10から重
み付け回路14へ出力される。重み付け回路14では、
そのパラメータまたは重み付け信号Wを入力し、その入
力したパラメータまたは重み付け信号Wに応じて、同期
化回路13から入力された長時間露光映像信号の、撮像
する被写体の高揮度領域に対応する部分と被写体の低輝
度領域に対応する部分とで異なる重み付けを行ない、高
輝度領域の映像信号レベルが現在のレベルより減少する
ように補正されたアイリス制御信号が得られる。
A parameter or a weighting signal W for performing such weighting is output from the CPU 10 to the weighting circuit 14. In the weighting circuit 14,
The parameter or weighting signal W is input, and the long exposure video signal input from the synchronization circuit 13 in accordance with the input parameter or weighting signal W corresponds to the portion corresponding to the high volatility region of the subject to be imaged. An iris control signal corrected so that the video signal level in the high-brightness area is reduced from the current level by performing different weighting on the portion corresponding to the low-brightness area of the subject.

【0042】以下、その映像信号信号レベルの補正の方
法について図4、図5、図6、図7を用いて説明する。
ここでは、CPU10から重み付け信号Wが出力される
場合について説明し、重み付け信号Wの具体例を説明す
る。
Hereinafter, a method of correcting the video signal signal level will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6, and 7. FIG.
Here, the case where the weight signal W is output from the CPU 10 will be described, and a specific example of the weight signal W will be described.

【0043】図4の例では、高輝度領域が図5の領域3
に対応し、低輝度領域が図5の他の頒域1,2,4,5
に対応する。従って、長時間露光映像信号の、領域3に
対応する部分と領域1,2,4,5に対応する部分とで
異なる重み付けを行い、具体的には領域3の映像信号レ
ベルが現在のレベルより減少するように重み付けを行
う。従って、図5において、垂直走査領域Va1では頒
域2,3を含んでおり、該領域Va1の水平走査線L1
に対応する重み付け信号W1は、図6の(A)に示すよ
うに、領域2に対応する部分と領域3に対応する部分と
で異なるレベル、例えば、領域2に対応する部分はロー
レベル、領域3に対応する部分はハイレベルとなるよう
にする。同様に、垂直走査領域Va2では領域1,2,
3を含んでおり、該領域Va2における水平走査線L2
に対応する重み付け信号W2は、図6の(B)に示すよ
うに、領域2と領域1に対応する部分はローレベル、領
域3に対応する部分はハイレベルとなるようにする。一
方、垂直走査領域Va3及びVa4ではいずれも領域3
を含んでおらず、それぞれ領域1,4,5及び領域4,
5のみで構成されている。従って、垂直走査領域Va3
及びVa4における水平走査線L3,L4に対応する重
み付け信号W3,W4は、それぞれ、図6の(C)に示
すように、全てローレベルとなるようにする。
In the example of FIG. 4, the high luminance area is the area 3 of FIG.
, And the low-luminance area corresponds to the other distributions 1, 2, 4, 5 in FIG.
Corresponding to Therefore, different weights are applied to the portion corresponding to the region 3 and the portions corresponding to the regions 1, 2, 4, and 5 of the long-exposure video signal, and specifically, the video signal level of the region 3 becomes higher than the current level. Weighting is performed so as to decrease. Therefore, in FIG. 5, the vertical scanning area Va1 includes the distribution areas 2 and 3, and the horizontal scanning line L1 of the area Va1 is included.
As shown in FIG. 6A, the weighting signal W1 corresponding to the region 2 has a different level between the portion corresponding to the region 2 and the portion corresponding to the region 3; The portion corresponding to 3 is set to a high level. Similarly, in the vertical scanning area Va2, the areas 1, 2, 2
3 and the horizontal scanning line L2 in the area Va2.
As shown in FIG. 6B, the weighting signal W2 corresponding to the area 2 and the area 1 has a low level, and the area corresponding to the area 3 has a high level. On the other hand, in the vertical scanning areas Va3 and Va4,
, And regions 1, 4, 5 and 4,
5 only. Therefore, the vertical scanning area Va3
And the weighting signals W3 and W4 corresponding to the horizontal scanning lines L3 and L4 in Va4 are all set to the low level as shown in FIG.

【0044】これら、重み付け信号は、同期化回路13
から出力された長時間露光映像信号に同期して出力され
る。
These weighting signals are supplied to the synchronization circuit 13
Are output in synchronization with the long-time exposure video signal output from.

【0045】図7は、各垂直走査領域Va1乃至Va4
における、重み付け信号W1乃至W4の信号レベルとア
イリス制御信号の信号レベルとの対応関係を示す図であ
る。
FIG. 7 shows each vertical scanning area Va1 to Va4.
5 is a diagram showing a correspondence relationship between signal levels of weighting signals W1 to W4 and a signal level of an iris control signal in FIG.

【0046】図7の(A)と(B)は、それぞれ、垂直
走査領域Va1における重み付け信号W1と該信号W1
に従って重み付けされたアイリス制御信号I1の波形を
示す。図7の(B)において、実線100で表された重
み付け前のアイリス制御信号(同期化回路13から出力
された長時間露光映像信号)の波形としては、信号レベ
ルの平均輝度値が一番暗い領域(低輝度領域)A(図5
の領域2に対応)と、その領域以外の領域(高輝度領
域)B(図5の領域3に対応)とからなる。上記したよ
うに、この例では、領域Aは屋内の被写体を撮影した低
輝度領域に相当し、領域Bは屋外の被写体を撮影した高
輝度領域に相当する。
FIGS. 7A and 7B show the weighting signal W1 and the signal W1 in the vertical scanning area Va1, respectively.
5 shows a waveform of the iris control signal I1 weighted according to the following equation. In FIG. 7B, the waveform of the unweighted iris control signal (the long-time exposure video signal output from the synchronization circuit 13) represented by the solid line 100 has the darkest average luminance value of the signal level. Region (low-luminance region) A (FIG. 5)
Region 2) and a region (high-luminance region) B (corresponding to region 3 in FIG. 5) other than that region. As described above, in this example, the area A corresponds to a low-luminance area where an indoor subject is photographed, and the area B corresponds to a high-luminance area where an outdoor subject is photographed.

【0047】ここで、上述のような重み付け信号W1の
レベルに対応して、アイリス制御信号のレベルが制御さ
れる。具体的には、重み付け信号W1がローレベルの間
(図5の領域2に対応)はそれに対応して領域Aのアイ
リス制御信号のレベルは変更されないが、重み付け信号
W1がハイレベルの間(図5の領域3に対応)はそれに
対応して領域Bのアイリス制御信号のレベルが現在のレ
ベルより減少され、点線101で示すような波形にな
る。
Here, the level of the iris control signal is controlled in accordance with the level of the weighting signal W1 as described above. Specifically, while the weighting signal W1 is at the low level (corresponding to the area 2 in FIG. 5), the level of the iris control signal in the area A is not changed correspondingly, but while the weighting signal W1 is at the high level (see FIG. 5). 5 (corresponding to region 3), the level of the iris control signal in region B is correspondingly reduced from the current level, resulting in a waveform as indicated by a dotted line 101.

【0048】重み付け処理が施されることにより得られ
た、点線101で表された重み付け後のアイリス制御信
号波形は、上述の実線100の領域Bの信号レベルに比
べ、点線101の領域B'の信号レベルの平均輝度値が
より小さくなるようにされる。こうして得られたアイリ
ス制御信号I1は、CCD2から出力される、例えば、
次のフレーム(複数フレーム後のフレームとしても良
い)の映像信号に同期してレンズ1を制御するようなタ
イミングでD/A変換器15から出力されてレンズ1に
与えられる。
The weighted iris control signal waveform represented by the dotted line 101 obtained by performing the weighting process is compared with the signal level of the region B indicated by the solid line 100 in the region B ′ indicated by the dotted line 101. The average luminance value of the signal level is made smaller. The iris control signal I1 thus obtained is output from the CCD 2, for example,
It is output from the D / A converter 15 and given to the lens 1 at such a timing as to control the lens 1 in synchronization with the video signal of the next frame (or a frame after a plurality of frames).

【0049】図7の(C)と(D)は、それぞれ、垂直
走査領域Va2における重み付け信号W2と該信号W2
に従って重み付けされたアイリス制御信号I2の波形を
示す。重み付け信号W2がローレベルの間(図5の領域
2、領域1に対応)はそれに対応して領域Cのアイリス
制御信号I2のレベルは変更されないが、重み付け信号
W2がハイレベルの間(図5の領域3に対応)はそれに
対応して領域Dのアイリス制御信号I2のレベルが現在
のレベルより減少され、点線103で示すような波形に
なる。なお、実線102は重み付け前のアイリス制御信
号波形を示す。
FIGS. 7C and 7D show the weighting signal W2 and the signal W2 in the vertical scanning area Va2, respectively.
Shows the waveform of the iris control signal I2 weighted according to While the weighting signal W2 is at the low level (corresponding to the areas 2 and 1 in FIG. 5), the level of the iris control signal I2 in the area C is not changed correspondingly, but while the weighting signal W2 is at the high level (FIG. (Corresponding to the area 3 of FIG. 3)), the level of the iris control signal I2 in the area D is reduced from the current level, and the waveform becomes as shown by the dotted line 103. Note that a solid line 102 shows an iris control signal waveform before weighting.

【0050】図7の(E)と(F)は、それぞれ、重直
走査領域Va3における重み付け信号W3と該信号W3
に従って重み付けされたアイリス制御信号I3の波形を
示す。重み付け信号W3は全体にローレベルのままであ
り(図5の領域4、領域1、領域5に対応)それに対応
して全領域Eのアイリス制御信号I3のレベルは変更さ
れない。従って、重み付け前及び後のアイリス制御信号
I3のレベルは実線104、点線105で示すような同
一波形になる。同様に、図7の(E)と(F)は、それ
ぞれ、重直走査頒域Va4における重み付け信号W4と
該信号W4に従って重み付けされたアイリス制御信号I
4の波形を示す。重み付け信号W4は信号W3と同様に
全体にローレベルのままであり(図5の領域4、領域5
に対応)それに対応して全領域Eのアイリス制御信号I
4のレベルは変更されない。従って、重み付け前及び後
のアイリス制御信号I4のレベルは実線104、点線1
05で示すような同一波形になる。
FIGS. 7E and 7F show the weighting signal W3 and the signal W3 in the overlapping direct scanning area Va3, respectively.
Shows the waveform of the iris control signal I3 weighted according to The weighting signal W3 remains at the low level as a whole (corresponding to the regions 4, 1, and 5 in FIG. 5), and the level of the iris control signal I3 in the entire region E is not changed correspondingly. Accordingly, the levels of the iris control signal I3 before and after the weighting have the same waveform as shown by the solid line 104 and the dotted line 105. Similarly, (E) and (F) of FIG. 7 respectively show the weighted signal W4 in the double direct scan distribution area Va4 and the iris control signal I weighted according to the signal W4.
4 shows the waveform of FIG. The weighting signal W4 remains at the low level as in the case of the signal W3 (regions 4 and 5 in FIG. 5).
Corresponding to the iris control signal I of the entire area E.
Level 4 remains unchanged. Therefore, the level of the iris control signal I4 before and after weighting is indicated by a solid line 104 and a dotted line 1
The same waveform as shown by 05 is obtained.

【0051】なお、アイリス制御信号は、CCD2から
出力される、複数フレーム後のフレームの映像信号に同
期してレンズ1を制御するようなタイミングでD/A変
換器15から出力されるようにしても良く、この場合は
アイリス制御の応答性を遅くできる。
The iris control signal is output from the D / A converter 15 at such a timing as to control the lens 1 in synchronization with the video signal of a frame after a plurality of frames output from the CCD 2. In this case, the response of the iris control can be slowed.

【0052】このように重み付けをすることで、重み付
けされた点線101のアイリス制御信号によっては、オ
ートアイリスレンズ1の絞り制御について、低輝度領域
の被写体からの撮像光により適した絞り制御を行うこと
が可能となる。
By weighting in this manner, depending on the weighted iris control signal of the dotted line 101, the aperture control of the auto iris lens 1 can be controlled more appropriately for the imaging light from the subject in the low luminance area. It becomes possible.

【0053】なお、上述の説明では、重み付け信号W
(W1〜W4)は、ハイレベルとローレベルの2値の信
号として説明したが、この重み付け信号Wの値は各領域
の平均輝度値に応じた値としてよく、その場合は、2値
より多い多値の信号としてよい。そして、平均輝度値が
最小となる領域を除いた領域のアイリス制御信号が、そ
れぞれ対応する重み付け信号の値に応じた重み付けが施
される。
In the above description, the weighting signal W
(W1 to W4) have been described as binary signals of a high level and a low level. However, the value of the weighting signal W may be a value corresponding to the average luminance value of each area, and in this case, there are more than two values. It may be a multi-valued signal. Then, the iris control signals in the region excluding the region where the average luminance value is the smallest are weighted according to the values of the corresponding weighting signals.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
屋内(低輝度領域)の被写体と屋外(高輝度領域)の被
写体とが混在するような、輝度レベル差が異なる2つの
被写体を同時に撮像したとしても、オートアイリスレン
ズの絞り制御が低輝度領域により合うようにオートアイ
リス制御可能なため、屋内、屋外ともに階調再現能力が
増した広ダイナミックレンジ映像信号を得るテレビジョ
ンカメラを実現することができる。
As described above, according to the present invention,
Even if two subjects having different luminance level differences, such as a mixture of an indoor (low-luminance region) subject and an outdoor (high-luminance region) subject, are imaged simultaneously, the aperture control of the auto iris lens is more suitable for the low-luminance region. Since the auto iris control can be performed as described above, it is possible to realize a television camera that obtains a wide dynamic range video signal with enhanced tone reproduction capability both indoors and outdoors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来の技術によるテレビジョンカメラの構成
例を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a television camera according to a conventional technique.

【図2】 本発明の関連技術によるテレビジョンカメラ
の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a television camera according to a related technique of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例によるテレビジョンカメラ
の構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a television camera according to one embodiment of the present invention.

【図4】 テレビジョンカメラで撮像される被写体の一
例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a subject imaged by a television camera.

【図5】 本発明に係わる、撮像画面を複数の領域に分
割した例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which an imaging screen is divided into a plurality of regions according to the present invention.

【図6】 図5の撮像画面の領域に対応した重み付け信
号波形の例を示す図。
FIG. 6 is a view showing an example of a weighting signal waveform corresponding to an area of the imaging screen in FIG. 5;

【図7】 図5の撮像画面の領域に対応した重み付け信
号とアイリス制御信号の例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a weighting signal and an iris control signal corresponding to an area of the imaging screen in FIG. 5;

【図8】 本発明の一実施例におけるテレビジョンカメ
ラ内のCPUの制御動作例を示すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a control operation example of a CPU in the television camera according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:オートアイリスレンズ、 2:固体撮像素子(CC
D)、 3,11:CDS(相関二重サンプリング)回
路、 4:AGC(自動利得制御)回路、 5,12:
A/D変換器、 6,13:同期化回路、 7:長露光
用映像信号処理回路、 8:短露光用映像信号処理回
路、 9:合成・階調補正処理回路、 10:マイクロ
コンピュータ(CPU)、 14:重み付け回路、 1
5:D/A変換器、 16:領域分割処理回路。
1: Auto iris lens 2: Solid-state image sensor (CC
D), 3,11: CDS (correlated double sampling) circuit, 4: AGC (automatic gain control) circuit, 5, 12:
A / D converter, 6, 13: synchronization circuit, 7: video signal processing circuit for long exposure, 8: video signal processing circuit for short exposure, 9: synthesis / gradation correction processing circuit, 10: microcomputer (CPU ), 14: weighting circuit, 1
5: D / A converter, 16: area division processing circuit.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テレビジョンカメラの絞り制御装置にお
いて、被写体を長時間露光する撮像光から得た長露光映
像信号と前記被写体を短時間露光する撮像光から得た短
露光映像信号とを時分割出力する固体撮像素子と、前記
長露光映像信号の撮像画面を所定の複数領域に分割する
分割部と、前記長露光映像信号の輝度レベルがそれぞれ
異なった第1の領域と第2の領域とを検出する検出部
と、前記第1の領域と第2の領域の長露光映像信号に対
してそれぞれ異なった重み付けを施す重み付け部と、前
記固体撮像素子へ供給される撮像光が通過するレンズの
絞りを、前記重み付けされた長露光映像信号に応じて制
御する制御部とを有することを特徴とする絞り制御装
置。
1. An aperture control device for a television camera, in which a long exposure video signal obtained from imaging light for exposing a subject for a long time and a short exposure video signal obtained from imaging light for exposing the subject for a short time are time-divided. A solid-state imaging device to be output, a division unit for dividing the imaging screen of the long exposure video signal into a plurality of predetermined regions, and a first region and a second region having different luminance levels of the long exposure video signal. A detecting unit for detecting, a weighting unit for applying different weights to the long-exposure video signals of the first area and the second area, and an aperture of a lens through which imaging light supplied to the solid-state imaging device passes And a control unit for controlling the weighting according to the weighted long exposure video signal.
【請求項2】 請求項1に記載の絞り制御装置におい
て、前記第1領域は長露光映像信号の平均輝度レベルが
最小となる領域であることを特徴とする絞り制御装置。
2. The aperture control device according to claim 1, wherein the first area is an area where the average luminance level of the long exposure video signal is minimum.
【請求項3】 請求項1に記載の絞り制御装置におい
て、前記重み付け部は、前記第2領域の長露光映像信号
の映像信号レベルを減少させる重み付けを施すことを特
徴とする絞り制御装置。
3. The aperture control device according to claim 1, wherein the weighting section performs weighting to reduce a video signal level of a long exposure video signal of the second area.
【請求項4】 請求項1に記載の絞り制御装置におい
て、前記重み付け部は、前記第2領域の長露光映像信号
よりも前記第1領域の長露光映像信号のレベルの減少率
のほうが大きくなるよう所定の重み付けを施すことを特
徴とする絞り制御装置。
4. The aperture control device according to claim 1, wherein the weighting section has a rate of decrease in the level of the long-exposure video signal of the first area larger than that of the long-exposure video signal of the second area. Aperture control device characterized in that predetermined weighting is applied.
【請求項5】 請求項1に記載の絞り制御装置におい
て、前記制御部は、前記重み付けされた長露光映像信号
を、前記固体撮像素子からの映像信号に同期するように
前記レンズへ供給することを特徴とする絞り制御装置。
5. The aperture control device according to claim 1, wherein the control unit supplies the weighted long exposure video signal to the lens in synchronization with a video signal from the solid-state imaging device. An aperture control device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 テレビジョンカメラにおいて、絞りを備
えるレンズ部と、前記レンズを通して被写体からの撮像
光が与えられて、前記被写体を長時間露光する撮像光か
ら得た長露光映像信号と前記被写体を短時間露光する撮
像光から得た長露光映像信号とを時分割出力する固体撮
像素子と、前記長露光映像信号の撮像画面を所定の複数
領域に分割する分割部と、前記長露光映像信号の輝度レ
ベルがそれぞれ異なった第1の領域と第2の領域とを検
出する検出部と、前記第1の領域と第2の領域の長露光
映像信号に対してそれぞれ異なった重み付けを施す重み
付け部と、前記長露光映像信号と前記短露光映像信号と
を合成する合成部と、前記重み付けされた長露光映像信
号に応じて前記レンズの絞りを制御する制御部とを有す
ることを特徴とするテレビジョンカメラ。
6. A television camera, comprising: a lens unit having an aperture; and imaging light from a subject given through the lens, and a long-exposure video signal obtained from imaging light for exposing the subject for a long time. A solid-state image sensor for time-divisionally outputting a long-exposure video signal obtained from imaging light for short-time exposure, a dividing unit for dividing an imaging screen of the long-exposure video signal into a plurality of predetermined regions, A detection unit that detects a first region and a second region having different luminance levels, and a weighting unit that applies different weights to the long-exposure video signals of the first region and the second region, respectively. A synthesizing unit for synthesizing the long-exposure video signal and the short-exposure video signal, and a control unit for controlling the aperture of the lens according to the weighted long-exposure video signal. Television camera.
【請求項7】 請求項6に記載のテレビジョンカメラに
おいて、前記重み付け部は、前記第2領域の長露光映像
信号の映像信号レベルを減少させる重み付けを施すこと
を特徴とするテレビジョンカメラ。
7. The television camera according to claim 6, wherein the weighting section performs weighting to reduce a video signal level of the long-exposure video signal of the second area.
【請求項8】 請求項6に記載のテレビジョンカメラに
おいて、前記合成部は、前記第1の領域に対しては前記
長露光映像信号を選択し、前記第2の領域に対しては前
記短露光映像信号を選択し、かつ、前記長露光映像信号
と前記短露光映像信号とを合成することを特徴とするテ
レビジョンカメラ。
8. The television camera according to claim 6, wherein the synthesizing unit selects the long-exposure video signal for the first area and the short-exposure video signal for the second area. A television camera, wherein an exposure video signal is selected, and the long exposure video signal and the short exposure video signal are combined.
【請求項9】 テレビジョンカメラの絞り制御方法にお
いて、被写体を長時間露光する撮像光から得た長露光映
像信号と前記被写体を短時間露光する撮像光から得た長
露光映像信号とを時分割出力し、前記長露光映像信号の
撮像画面を所定の複数領域に分割し、前記長露光映像信
号の輝度レベルがそれぞれ異なった第1の領域と第2の
領域とを検出し、前記第1の領域と第2の領域の長露光
映像信号に対してそれぞれ異なった重み付けを施し、前
記テレビジョンカメラの固体撮像素子へ供給される撮像
光が通過するレンズの絞りを、前記重み付けされた長露
光映像信号に応じて制御することを特徴とする絞り制御
方法。
9. A method for controlling an aperture of a television camera, wherein a long exposure video signal obtained from imaging light for exposing a subject for a long time and a long exposure video signal obtained from imaging light for exposing the subject for a short time are time-divided. Outputting the long-exposure video signal, dividing the imaging screen into a plurality of predetermined areas, detecting a first area and a second area having different luminance levels of the long-exposure video signal, respectively, Different weights are applied to the long-exposure image signals of the area and the second area, and the aperture of a lens through which imaging light supplied to the solid-state imaging device of the television camera passes is changed to the weighted long-exposure image signal. An aperture control method characterized by performing control in accordance with a signal.
【請求項10】 請求項9に記載の絞り制御方法におい
て、前記第1領域の前記長露光映像信号の輝度レベルが
最小であることを特徴とする絞り制御方法。
10. The aperture control method according to claim 9, wherein the luminance level of the long exposure video signal in the first area is minimum.
【請求項11】 請求項9に記載の絞り制御方法におい
て、前記重み付けを施すステップは、前記第2領域の長
露光映像信号の映像信号レベルをより減少させるもので
あることを特徴とする絞り制御方法。
11. The aperture control method according to claim 9, wherein said weighting step further reduces a video signal level of a long exposure video signal of said second area. Method.
【請求項12】 請求項9に記載の絞り制御方法におい
て、前記重み付けを施すステップは、前記第2領域の長
露光映像信号よりも前記第1領域の長露光映像信号のレ
ベルの減少率のほうが大きくなるよう所定の重み付けを
施すものであることを特徴とする絞り制御方法。
12. The aperture control method according to claim 9, wherein the step of weighting is performed such that a rate of decrease in the level of the long-exposure video signal in the first area is higher than that in the second area. An aperture control method, wherein a predetermined weight is applied so as to increase the aperture.
【請求項13】 請求項9に記載の絞り制御方法におい
て、前記絞りを制御するステップは、前記重み付けされ
た長露光映像信号を、前記固体撮像素子からの映像信号
に同期するように前記レンズへ供給するものであること
を特徴とする絞り制御方法。
13. The aperture control method according to claim 9, wherein the step of controlling the aperture includes transmitting the weighted long-exposure video signal to the lens so as to synchronize with the video signal from the solid-state imaging device. An aperture control method characterized in that the aperture is supplied.
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WO2019216072A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-14 富士フイルム株式会社 Image processing device, image processing method, and program

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