JP2004032583A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004032583A JP2004032583A JP2002189045A JP2002189045A JP2004032583A JP 2004032583 A JP2004032583 A JP 2004032583A JP 2002189045 A JP2002189045 A JP 2002189045A JP 2002189045 A JP2002189045 A JP 2002189045A JP 2004032583 A JP2004032583 A JP 2004032583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- image pickup
- key
- pickup device
- time exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】通常のテレビジョン信号の1フィールド期間に2枚の画像に対応する映像信号を、撮像素子2より読み出し、その2枚の画像で撮像素子2に与える電子シャッタの量を切り換えることにより、長時間露光信号S1Aと短時間露光信号S1Bを得る。高輝度部分と低輝度部分を切り分けるキー信号が、長時間露光信号から生成され、長時間露光信号と短時間露光信号の混合比Kを、キー信号に応じて変化させながら、加算器12により加算する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に同一被写体を受光量を変化させて撮像することができる撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮像素子の走査を通常の2倍の速度で行い、交互に露光時間を変えて明部用の短時間露光信号と、暗部用の長時間露光信号を得、同一の撮像素子から得られた長時間露光信号を増幅し、ガンマ補正を行うことで暗部の階調を出すとともに、明部をいわゆるハイライトの状態にしておき、このハイライトの部分をある一定のレベルで検出し、ハイライトの信号の上に明部の短時間露光信号を付け足し、広ダイナミックレンジの映像を得る方法が知られている(特開2001−16499号公報)。
【0003】
図5は、この公報に示された撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、レンズ101と、CCD撮像素子102と、露光時間切換スイッチ103と、タイミングジェネレータ104と、AGC回路105と、A/D変換器106と、カメラ信号生成回路107と、ガンマ補正切換スイッチ108と、ガンマ補正回路109と、メモリ回路110と、加算器111,112と、D/A変換器113とを備えている。
【0004】
露光時間切換スイッチ103の切換により、長時間露光と短時間露光が交互に切り換えられる。撮像素子102から出力される撮像信号は、AGC回路106でゲイン調整が行われ、A/D変換部106でディジタル信号に変換される。カメラ信号生成回路107で、輝度信号と色差信号に分離される。ガンマ補正切換スイッチ108が露光時間切換スイッチ103と同期して切り換えられ、ガンマ特性A及びガンマ特性Bの一方が選択される。ガンマ補正回路109は、ガンマ補正切換スイッチ108の設定に応じた特性のガンマ補正を行う。
【0005】
メモリ回路110から短時間露光信号が出力されるときは、加算器111によりオフセットが加算され、加算器111の出力信号は、加算器112によりガンマ補正回路109の出力信号に加算される。そして、D/A変換器113によりアナログ信号に変換されて出力される。
【0006】
図5の撮像装置では、図6に示す長時間時間露光信号S11A及び短時間露光信号S11Bが撮像素子から出力され、ガンマ補正回路109の出力信号は、それぞれ信号S12A及びS12Bの斜線部のようになる。その結果、加算器112の出力信号は、S13のようになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、出力映像信号のダイナミックレンジ内にカメラで撮像した広ダイナミックレンジ映像を圧縮しておさめたに過ぎないため、これを表示するモニタ等で実際に見ると、良好なコントラストを得ることが困難であった。
【0008】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、広ダイナミックレンジで良好なコントラストを持った映像信号を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、前記撮像素子から出力される映像信号からキー信号を生成するキー信号生成手段と、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明は、撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、前記撮像素子から出力される映像信号からキー信号を生成するキー信号生成手段と、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて混合比を変えながら加算する加算手段とを備えることを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明は、撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、前記撮像素子から出力される映像信号を二値化する二値化手段と、前記二値化手段で二値化された二値信号の高周波帯域を制限してキー信号を生成する帯域制限手段と、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて混合比を変えながら加算する加算手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の構成を示す図である。この撮像装置は、レンズ1と、撮像素子2と、駆動信号発生回路3と、AGC回路4と、A/D変換器5と、スイッチ6と、メモリ回路7及び9と、可変利得増幅回路8及び10と、キー信号発生及び制御回路11と、加算器12と、信号処理回路13と、D/A変換器14とを備えている。
【0013】
レンズ1により、撮像素子2の受光面に結像した被写体映像は、通常のテレビジョン信号の2倍の速度で、光電変換されAGC回路4へ送られ、所定のゲインを与えられた後にA/D変換器5でディジタル信号へ変換される。
つまりこの場合、通常のテレビジョン信号の1フィールド期間に2枚の画像に対応する映像信号を、撮像素子2より読み出し、その2枚の画像に対応して撮像素子2に与える電子シャッタの露光時間を切り換える。これにより、撮像素子2から出力される信号量を長時間露光および短時間露光とに順次切り換えることが出来る。電子シャッタとは駆動信号発生回路3から供給する撮像素子2の駆動パルスを切り換えることで、撮像素子2の光電変換量を電子的にコントロールする機能である。
【0014】
長時間露光時、撮像素子2から出力される信号量は、入射量が少ないときは直線的であるが、入射量がある一定レベルを越えると飽和する。これに対し短時間露光の信号量は全体に直線的であるが入射光量が少ない領域だとノイズが多くなる。
【0015】
スイッチ6は、駆動信号発生回路3における駆動パルスの切換と同期して、切り換えられ、長時間露光信号はメモリ7に格納され、短時間露光信号はメモリ9に格納される。増幅回路8及び10のゲインは、キー信号発生及び制御回路11から供給されるキー信号によって制御される。加算器12で増幅回路8及び10の出力信号S2AとS2Bが加算され、信号処理回路13で輝度信号と色信号の分離、及びガンマ補正が行われる。信号処理回路13の出力信号S3は、D/A変換器14によりアナログ信号に変換され、テレビジョン信号として出力される。
【0016】
従来の広ダイナミックレンジカメラでは、長時間露光信号と短時間露光信号を、それぞれレベルを下げた上で加算する処理が行われる。したがって、それぞれの信号のダイナミックレンジは圧縮されるので、出力される画像は、撮像素子としてのダイナミックレンジは広いものの、コントラストに乏しく、視覚上その効果を十分に享受できない。そこで本発明では、長時間露光によって飽和し、コントラストを失った部分に、キーイングを用いて短時間露光の画像を埋め込むことで、それぞれの信号のレベルを下げずに加算するので良好なコントラストを得られる。
【0017】
まず、長時間露光時の信号を一部を抜き取られる信号(「キーソース」と呼ぶ)とし、短時間露光の信号を抜き取った所に埋め込む信号(「キーフィル」と呼ぶ)とし、また長時間露光時の信号を抜き取りのコントロールを行う信号(キー信号)とする。
【0018】
一方、キーイングではキー信号がある値を越えるか否かによってキーソースとキーフィルを単純に切り換える。この方法の問題点として、しきい値付近で映像レベルの微小変化によってキー信号が常に変動し、その結果合成画の継ぎ目付近にノイズが乗ったようになってしまう場合がある。
【0019】
そこで第2の発明ではキー信号のレベルによってキーソースとキーフィルの混合比を連続的に変える方法をとる。すなわちキーソース用及びキーフィル用に可変利得増幅回路(乗算器)8及び10を設け、そのゲインをキー信号のレベルに応じて変化させて合成する。
【0020】
このときキーソース用の増幅回路8のゲインをK(≦1)とすると、キーフィル用の増幅回路10のゲインは(1−K)である。従って合成された出力信号のレベルOUTは、キーソースのレベルをAとし、キーフィルのレベルをBとすると、
OUT=K・A+(1−K)・B (1)
となる。
【0021】
そして、ゲインKは、キー信号、すなわち長時間露光信号のレベルが所定レベルLTH1以下のときは「1」であり、所定レベルLTH1を超えると、キー信号のレベルが高くなるほどゲインKは小さくなるように設定され、キー信号(長時間露光信号)が飽和したとき、ゲインKは「0」となる。
【0022】
図2は、図1の撮像装置の動作を説明するため、映像信号をある水平期間で表した波形図である。メモリ回路7から出力される長時間露光信号S1Aは、増幅回路8により、信号S2Aのようになる。また、メモリ回路9から出力される短時間露光信号S1Bは、増幅回路10により、信号S2Bにようになる。そしてこれらの信号S2AとS2Bとを加算することにより、広ダイナミックレンジでかつコントラストに富んだ信号S3が得られる。図2の期間TTRにおいて、ゲインKが徐々に減少し、長時間露光信号と短時間露光信号の比率を変化させながら両者が混合される。
【0023】
なお、図1に示した例では、乗算器(可変ゲイン増幅回路)を2つ用いているが、上記式(1)は下記式のように変形できるので、乗算器1つで構成することもできる。
OUT=K・(A−B)+B
【0024】
(第2の実施形態)
図3は、第3の発明にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、図1に示す撮像装置において、キー信号発生及び制御回路11を削除し、遅延回路21,22、2値化回路23、及びローパスフィルタ24,25を追加したものである。
【0025】
2値化回路23は、図4に示すように、長時間露光信号S1、すなわちキーソースを所定閾値LTH2で2値化し、二値信号S2,S2Iを生成する。二値信号S2Iは、二値信号S2の極性を反転させたものである。ローパフフィルタ24,25は、それぞれ二値信号S2,S2Iをなまらせたキー信号S3,S3Iを出力し、可変ゲイン増幅回路10及び8に供給する。遅延回路21,22は、キーソース及びキーフィルを、キー信号S3,S3Iのタイミングに合わせるために挿入されている。加算器12の出力は、図4に示す信号S5のようになる。
【0026】
この構成によれば、変極点(キー信号S3,S3Iの立ち上り及び立ち下がり部分)のみが、長時間露光信号と短時間露光信号の合成状態となり、なめらかな接合を行うことができる。
【0027】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項1に記載の発明によれば、撮像素子から出力される映像信号から高輝度部分と低輝度部分を切り分けるキー信号が生成され、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号が、前記キー信号に応じて切り換えられるので、低輝度部分で受光量の多い映像信号を選択し、高輝度部分で受光量の少ない映像信号を選択することにより、広ダイナミックレンジで良好なコントラストを持った映像信号を得ることができる。
【0028】
請求項2に記載の発明によれば、撮像素子から出力される映像信号から高輝度部分と低輝度部分を切り分けるキー信号が生成され、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号が、前記キー信号に応じて混合比を変えながら加算される。低輝度部分で受光量の多い映像信号の割合を大きくし、高輝度部分で受光量の少ない映像信号の割合を大きくすることにより、広ダイナミックレンジで良好なコントラストを持った映像信号を得ることができる。さらにキー信号が変化する期間で受光量の多い映像信号と、受光量の少ない映像信号とを、キー信号に応じて混合比を変えながら加算することにより、低輝度部分から高輝度部分への、またはその逆の変化を滑らかにすることができる。
【0029】
請求項3に記載の発明によれば、撮像素子から出力される映像信号を二値化し、その後帯域制限手段で切り替わり部をなまらせてキー信号を生成し、キー信号のレベルに応じた混合比で、同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を加算する。映像信号をいったん二値化してからなまらせてキー信号を生成するため、複数枚の映像を加算する領域を狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の装置の動作を説明するための波形図である。
【図3】本発明の第2の実施形態にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図4】図2の装置の動作を説明するための波形図である。
【図5】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図6】図5の装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 レンズ
2 撮像素子
4 AGC回路
5 A/D変換器
6 スイッチ
7,9 メモリ回路
8,10 ゲイン可変増幅回路(切換手段、加算手段)
11 キー信号発生及び制御回路(キー信号生成手段)
12 加算器(加算手段)
23 二値化回路(二値化手段)
24,25 ローパスフィルタ(帯域制限手段)
Claims (3)
- 撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、
前記撮像素子から出力される映像信号からキー信号を生成するキー信号生成手段と、
同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて切り換える切換手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、
前記撮像素子から出力される映像信号からキー信号を生成するキー信号生成手段と、
同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて混合比を変えながら加算する加算手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 撮像素子と、該撮像素子の受光量を可変する受光量可変手段とを具備した撮像装置において、
前記撮像素子から出力される映像信号を二値化する二値化手段と、
前記二値化手段で二値化された二値信号の高周波帯域を制限してキー信号を生成する帯域制限手段と、
同一被写体を受光量を変化させて撮像した複数枚の映像信号を、前記キー信号に応じて混合比を変えながら加算する加算手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002189045A JP2004032583A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002189045A JP2004032583A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | 撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004032583A true JP2004032583A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31183566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002189045A Pending JP2004032583A (ja) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004032583A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007074023A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
US7868938B2 (en) | 2006-05-11 | 2011-01-11 | Seiko Epson Corporation | Image pickup device and image pickup apparatus |
JP2012075138A (ja) * | 2005-02-04 | 2012-04-12 | Qualcomm Inc | 適応型色彩補間 |
JP2015156616A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、制御プログラム、および記録媒体 |
JP2016540440A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-12-22 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | ピクチャー処理方法、装置 |
-
2002
- 2002-06-28 JP JP2002189045A patent/JP2004032583A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012075138A (ja) * | 2005-02-04 | 2012-04-12 | Qualcomm Inc | 適応型色彩補間 |
JP2007074023A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
JP4704153B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2011-06-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
US7868938B2 (en) | 2006-05-11 | 2011-01-11 | Seiko Epson Corporation | Image pickup device and image pickup apparatus |
JP2015156616A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、制御プログラム、および記録媒体 |
JP2016540440A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-12-22 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | ピクチャー処理方法、装置 |
US10453188B2 (en) | 2014-06-12 | 2019-10-22 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Methods and devices for improving image quality based on synthesized pixel values |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3642245B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
EP0454996B1 (en) | Signal dynamic increase for a multi-function digital CCD camera | |
TWI390971B (zh) | 成像裝置,成像處理方法及成像控制程式 | |
US6278490B1 (en) | Exposure control for an image pickup apparatus that uses an electronic flash | |
JPH07212645A (ja) | テレビジョンカメラ | |
JP2004023605A (ja) | 画像処理装置、カメラ装置、及びその自動露光制御方法 | |
JP2007228451A (ja) | 撮像装置 | |
KR20110132224A (ko) | 화상 처리 장치, 카메라 시스템, 화상 처리 방법, 및 프로그램 | |
JP2012029045A (ja) | 画像合成装置、画像合成方法、及びプログラム | |
JP2722784B2 (ja) | カラー撮像装置 | |
JP2004266347A (ja) | 画像処理装置およびそのプログラムおよびその記録媒体 | |
JP2004032583A (ja) | 撮像装置 | |
JP2009213032A (ja) | ワイド・ダイナミック・レンジ画像生成処理装置 | |
JP2003204450A (ja) | 撮像装置及び映像信号処理方法 | |
JP5146500B2 (ja) | 画像合成装置、画像合成方法、及びプログラム | |
JP3847389B2 (ja) | 撮像装置 | |
JPH11155108A (ja) | 映像信号処理装置と処理方法、それを用いたビデオカメラ | |
JP4175587B2 (ja) | 画像処理装置及びその方法、撮像装置、並びにメモリ媒体 | |
JP2001352552A (ja) | 映像信号処理装置及び映像信号処理方法 | |
JP2007194832A (ja) | 階調補正装置 | |
JP2007036714A (ja) | 撮像装置 | |
JP2010098616A (ja) | 画像処理回路 | |
JPH11155098A (ja) | 信号処理装置および方法 | |
JP2005109579A (ja) | 固体撮像素子を用いた撮像装置 | |
JP2009081526A (ja) | 撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070221 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070605 |