JP2004289276A - Television camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、3色分解方式のカラーテレビジョンカメラに係り、特に広いダイナミックレンジが要求される場合に好適なカラーテレビジョンカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョンカメラでガラス板越しに撮影したり、霧がかかった状態で撮影したりすると、被写体が霞んでしまい、形状や色彩に関する情報が曖昧になって、画面全体が白っぽくなってしまう。
【0003】
一方、テレビジョンカメラでは、広いダイナミックレンジを得るため、映像信号の高輝度部分を圧縮処理していることが多いが、この場合、上記の撮影条件のもとで画面全体が白っぽくなったとすると、映像信号のレベルが高輝度方向にシフトしてしまうので、圧縮処理のため階調が低下し、この結果、霞んでいる被写体はコントラストが低下して見え難くなってしまう。
【0004】
また、テレビジョンカメラの場合、出力される映像信号の色情報は、プリズムなどにより分光された3種の光を電気信号に変換した後のレベル差で表現されるため、各映像信号の階調が減少すると、画像の色が薄くなってしまうので、やはり被写体のコントラストが低下し、この結果、更に見え難くなってしまうことになる。
【0005】
ところで、このような場合、従来技術では、フレア補正が適用されていた(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−3569号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、ガラス越し撮影や霧がかかった状態での撮影について配慮がされておらず、このような撮像条件下での画像品質の保持に問題があった。
【0008】
すなわち、従来技術が補正の対象としているのは、あくまでもフレアだけであり、従って、上記した撮像条件のもとでは画像品質の保持に問題が生じてしまうのである。
【0009】
本発明の目的は、ガラス越しや霧がかかった状態で撮影しても被写体が鮮明に撮影できるようにしたテレビジョンカメラを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、映像信号の高輝度部分を圧縮処理してダイナミックレンジの拡大を得るようにしたカラーテレビジョンカメラにおいて、映像信号の赤色成分と緑色成分と青色成分のレベルをそれぞれフレーム期間毎に比較して最大値を示した色成分の映像信号を検出する手段と、前記最大値を示した色成分の映像信号を1フレーム毎に取り込み、1フレーム画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に信号レベルの平均値を演算する手段と、前記各エリア毎の信号レベルの平均値を比較して最低値を検出する手段と、前記最低値を予め設定してある基準値と比較し、前記最低値の前記基準値を越えたレベルを補正信号として検出する手段とを設け、前記映像信号の赤色成分と緑色成分と青色成分のそれぞれから前記補正信号を減算してから前記高輝度部分の圧縮処理を施すようにして達成される。
【0011】
このとき、前記基準値が特定の被写体を撮像しているときの前記最低値により設定されるようにしても、上記目的が達成できる。
【0012】
【発明の実施形態】
以下、本発明によるテレビジョンカメラについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施形態で、ここで、このテレビジョンカメラの基本的な部分はカラー撮像ヘッド1で、これは、色分解光学系(プリズム)と、R(赤)色用とG(緑)色用、それにB(青)色用の各撮像素子を備えている。
【0014】
そして、このカラー撮像ヘッド1から出力された被写体像の赤色成分からなる映像信号R1と緑色成分からなる映像信号G1、それに青色成分からなる映像信号B1は、まず、各々の色信号用の減算回路2、3、4に入力される。
【0015】
そして、これら減算回路2、3、4により補正信号C(後述)が減算され、赤色成分の映像信号R2、緑色成分の映像信号G2、青色成分の映像信号B2となって、図示してないプロセス回路などに供給され、ここで上記したダイナミックレンジ拡大のための高輝度部分圧縮処理などが施されるようになっている。
【0016】
このとき各減算回路2、3、4から出力された映像信号R2、G2、B2は、1フレーム分づつ最大値検出部5に入力され、ここで、まず、映像信号R2、G2、B2のうちで1フレーム期間中に最大のレベル(ピーク値)を持つものが1フレーム毎に映像信号Mとして選択され、これがエリア毎平均値演算部6に、同じく1フレーム単位で供給される。
【0017】
エリア毎平均値演算部6は、映像信号M(映像信号R2、G2、B2の中の何れか)を順次1フレーム分づつ入力し、1フレーム画面を複数個、例えばn個のエリアに分割し、各エリアの中の信号レベルの平均値A(A1〜An)を各エリア毎に演算し、1フレーム分づつ最低値検出部7に供給する。
【0018】
最低値検出部7は、入力された1フレーム分の平均値A(A1〜An)を相互に比較し、その中で一番低いレベルを示しているエリアの信号レベルを検出し、これを最低レベルLとして補正値算出部9の一方の入力に供給する。このとき補正値算出部9の他方の入力には、基準レベル発生部8から予め設定してある所定の基準値Sが供給されている。
【0019】
そこで、最低値検出部7から供給された最低レベルLは、補正値算出部9で基準値Sと比較され、ここで最低レベルLが基準値Sを越えたレベルからなる補正信号C(=L−S)が1フレーム毎に演算され、これが減算回路2、3、4に入力され、この結果、映像信号R1、G1、B1から補正信号Cが減算された映像信号R2、G2、B2が得られることになる。
【0020】
そして、これらの映像信号R2、G2、B2によれば、ガラス越し撮影や霧がかかった状態で運用しても、被写体が白っぽくなることはなく、鮮明な画像を得ることができるのであるが、以下、その理由について説明する。
【0021】
上記したように、高輝度部分を圧縮処理してダイナミックレンジを広くしているテレビジョンカメラでガラス板越しに撮影したり、霧がかかった状態で撮影したとき、被写体のコントラストが低下して見え難くなってしまうのは、画面全体が白っぽくなって映像信号のレベルが高輝度方向にシフトした結果、圧縮処理により階調が抑えられてしまうためである。
【0022】
そこで、このような理由によるコントラストの低下を抑えるためには、画面全体が白っぽくなったことにより現れる映像信号レベルの高輝度方向へのシフトを抑えてやればよい。
【0023】
ここで、上記実施形態において、最低値検出部7から出力される最低レベルLについてみると、これは被写体の一番暗い部分の映像信号レベルに相当するものとみなすことができる。
【0024】
そこで、この最低レベルLを映像信号R1、G1、B1から減算してやれは、映像信号レベルの高輝度方向へのシフト分が除かれるので、コントラストの低下が抑えられる筈であるが、このとき被写体の一番暗い部分の映像信号レベルは、画面全体が白っぽくなっていなくても、或る程度のレベルになる。
【0025】
そこで、上記実施形態では、最低レベルLをそのまま映像信号R1、G1、B1から減算するのではなく、最低レベルLに基準値Sを設定し、最低レベルLが基準値Sを越えたレベルの補正信号Cを減算するようにしたものである。
【0026】
従って、この実施形態によれば、画面全体が白っぽくなった場合、その程度に応じて適切なレベルまで映像信号レベルを下げることができ、コントラスト低下により被写体が見え難くなってしまうのを抑えることができる。
【0027】
次に、本発明の他の実施形態について説明すると、まず、図2は、本発明の第2の実施形態で、図において、時定数回路10は、補正値算出部9から出力される補正信号Cの変化を緩和し、変化が緩和された補正信号Tを減算回路2、3、4に供給する働きをするものであり、その他は、図1の第1の実施形態と同じである。
【0028】
ここで、上記した図1の実施形態では特に説明しなかったが、補正値算出部9から出力される補正信号Cはフレーム期間単位で次々に更新されるので、被写体が変った場合などには補正信号Cが大きくステップ状に変化し、このままでは画像の状態が急激に変化する場合がある。
【0029】
ここで、この図2に示した実施形態によれば、時定数回路10が設けられ、補正信号Cの変化が緩和されているので、補正信号Cが大きくステップ状に変化した場合でも画像が過渡的に変化する虞れをなくすことができる。
【0030】
ところで、以上の図1と図2で説明した実施形態は、何れも減算回路2、3、4の出力である映像信号R2、G2、B2を取り込んで補正信号Cを生成し、減算回路2、3、4の入力に戻すようにしたフィードバック制御方式で本発明を実施したものであるが、本発明はフィードフォワード制御方式により実施してもよい。
【0031】
ここで、図3は、本発明の第3の実施形態で、これは、図1の実施形態をフィードフォワード制御方式で実施したものに相当し、次に図4は本発明の第4の実施形態で、これは、図2の実施形態をフィードフォワード制御方式で実施したものに相当する。
【0032】
従って、これら図3と図4の実施形態は、それぞれ図1と図2の実施形態と構成要素は同じであり、減算回路2、3、4の前でカラー撮像ヘッド1から出力された映像信号R1、G1、B1を取り込んで補正信号Cを生成し、これを減算回路2、3、4の入力に映像信号R1、G1、B1と一緒に入力するようにした点が異なっているだけである。
【0033】
従って、これら図3と図4の実施形態によっても、図1と図2の実施形態と同等の動作が得られ、この結果、同等の作用効果が得られるものであることは明らかであるから、詳しい説明は割愛する。
【0034】
ところで、以上の説明から容易に理解されるように、本発明の実施形態では、基準レベル発生部8から出力される基準値Sをどのように設定するかが大切な要件となる。
【0035】
ここで、この基準値Sの設定については、実際にテレビジョンカメラで撮影しながら適切な画像が得られるように調整してやればよいが、この場合、設定に多少の熟練を要する。
【0036】
ここで、図5は、本発明の第5の実施形態で、これは、最低値検出部7の出力を所定のタイミングでサンプリングし、それを基準レベル発生部8の基準値Sとして設定するように構成したものであり、その他の構成は、図1の実施形態と同じである。
【0037】
このときの所定のタイミングとは、例えばテストパターンを被写体とし、標準的な撮像条件のもとで撮影したときのことで、このときの最低値検出部7の出力を基準値Sとして取り込んで設定することにより、撮像環境に適した設定が容易に得られることになる。
【0038】
ここで、この図5では、図1に適用した場合について説明したが、他の実施形態、すなわち図2と図3、それに図4の実施形態にも同様に適用することができるのは言うまでもない。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス越しや霧がかかった状態で撮影しても鮮明に被写体を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレビジョンカメラの第1の実施形態を示すブロック構成図である。
【図2】本発明によるテレビジョンカメラの第2の実施形態を示すブロック構成図である。
【図3】本発明によるテレビジョンカメラの第3の実施形態を示すブロック構成図である。
【図4】本発明によるテレビジョンカメラの第4の実施形態を示すブロック構成図である。
【図5】本発明によるテレビジョンカメラの第5の実施形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 カラー撮像ヘッド
2、3、4 減算回路
5 最大値検出部
6 エリア毎平均値演算部
7 最低値検出部
8 基準レベル発生部
9 補正値算出部
10 時定数回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color television camera of a three-color separation system, and more particularly to a color television camera suitable when a wide dynamic range is required.
[0002]
[Prior art]
If a photograph is taken through a glass plate by a television camera or when photographing is performed in a fog state, the subject becomes hazy, information on the shape and color becomes ambiguous, and the entire screen becomes whitish.
[0003]
On the other hand, in a television camera, in order to obtain a wide dynamic range, a high-luminance portion of a video signal is often subjected to compression processing. In this case, if the entire screen becomes whitish under the above shooting conditions, Since the level of the video signal is shifted in the direction of high luminance, the gradation is reduced due to the compression processing, and as a result, the blurred object has low contrast and is difficult to see.
[0004]
In the case of a television camera, the color information of an output video signal is expressed as a level difference after converting three types of light separated by a prism or the like into an electric signal. Decreases, the color of the image becomes lighter, so that the contrast of the subject also decreases, and as a result, it becomes more difficult to see.
[0005]
By the way, in such a case, flare correction is applied in the related art (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-3569
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art does not consider photographing through glass or in a state of fog, and has a problem in maintaining image quality under such imaging conditions.
[0008]
That is, the prior art corrects only flare to the last, and therefore, there is a problem in maintaining image quality under the above-described imaging conditions.
[0009]
An object of the present invention is to provide a television camera capable of clearly photographing a subject even when photographing through glass or in a state of fog.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object is to compare the levels of the red, green, and blue components of a video signal for each frame period in a color television camera in which a high-luminance portion of the video signal is compressed to obtain an expanded dynamic range. Means for detecting the video signal of the color component having the maximum value, and capturing the video signal of the color component having the maximum value for each frame, dividing one frame screen into a plurality of areas, and Means for calculating the average value of the signal level, means for comparing the average value of the signal levels for each of the areas to detect the lowest value, and comparing the lowest value with a preset reference value, Means for detecting a level exceeding the minimum reference value as a correction signal, and subtracting the correction signal from each of a red component, a green component, and a blue component of the video signal, It is accomplished as performing compression processing of the luminance portion.
[0011]
At this time, the above object can be achieved even if the reference value is set by the minimum value when a specific subject is imaged.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a television camera according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0013]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. Here, a basic part of the television camera is a color
[0014]
Then, the video signal R1 composed of a red component, the video signal G1 composed of a green component, and the video signal B1 composed of a blue component of the subject image output from the
[0015]
Then, a correction signal C (described later) is subtracted by these
[0016]
At this time, the video signals R2, G2, and B2 output from the
[0017]
The area
[0018]
The lowest
[0019]
Then, the minimum level L supplied from the minimum
[0020]
Then, according to these video signals R2, G2, and B2, the subject does not become whitish and a clear image can be obtained even when photographing through glass or operating in a fog state. Hereinafter, the reason will be described.
[0021]
As described above, when shooting through a glass plate or shooting in a foggy condition with a television camera that widens the dynamic range by compressing the high-brightness part, the contrast of the subject appears to be reduced. The difficulty is caused by the fact that the whole screen becomes whitish and the level of the video signal shifts in the direction of high luminance, so that the gradation is suppressed by the compression processing.
[0022]
Therefore, in order to suppress a decrease in contrast due to such a reason, it is only necessary to suppress a shift of a video signal level in a high luminance direction, which is caused by the entire screen becoming whitish.
[0023]
Here, in the above embodiment, regarding the lowest level L output from the lowest
[0024]
Therefore, subtracting the lowest level L from the video signals R1, G1, and B1 removes the shift of the video signal level in the high-luminance direction, so that the reduction in contrast should be suppressed. The video signal level in the darkest part is at a certain level even if the entire screen is not whitish.
[0025]
Therefore, in the above embodiment, instead of subtracting the lowest level L from the video signals R1, G1, and B1 as it is, a reference value S is set to the lowest level L, and correction of a level at which the lowest level L exceeds the reference value S is performed. The signal C is subtracted.
[0026]
Therefore, according to this embodiment, when the entire screen becomes whitish, the video signal level can be reduced to an appropriate level in accordance with the degree thereof, and it is possible to prevent the subject from being difficult to see due to a decrease in contrast. it can.
[0027]
Next, another embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which a time
[0028]
Here, although not particularly described in the embodiment of FIG. 1 described above, the correction signal C output from the correction
[0029]
Here, according to the embodiment shown in FIG. 2, the time
[0030]
By the way, the embodiments described with reference to FIGS. 1 and 2 each take in the video signals R2, G2, and B2 output from the
[0031]
Here, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 1 implemented by a feedforward control method, and FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In form, this corresponds to an implementation of the embodiment of FIG. 2 in a feed-forward control manner.
[0032]
Accordingly, these embodiments of FIGS. 3 and 4 have the same components as those of the embodiments of FIGS. 1 and 2, respectively, and the video signal output from the
[0033]
Therefore, according to the embodiment of FIGS. 3 and 4, it is apparent that the same operation as the embodiment of FIGS. 1 and 2 can be obtained, and as a result, the same operation and effect can be obtained. Detailed explanation is omitted.
[0034]
By the way, as is easily understood from the above description, in the embodiment of the present invention, how to set the reference value S output from the
[0035]
Here, the setting of the reference value S may be adjusted so as to obtain an appropriate image while actually photographing with a television camera. In this case, however, the setting requires some skill.
[0036]
Here, FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention, in which the output of the minimum
[0037]
The predetermined timing at this time is, for example, when a test pattern is taken as a subject and shooting is performed under standard imaging conditions, and the output of the lowest
[0038]
Here, FIG. 5 describes the case where the present invention is applied to FIG. 1, but it is needless to say that the present invention can be similarly applied to other embodiments, that is, the embodiments of FIGS. 2 and 3 and FIG. .
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a subject can be image | photographed clearly even if it image | photographs through glass or the state which was fog.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a television camera according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the television camera according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the television camera according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the television camera according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the television camera according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
映像信号の赤色成分と緑色成分と青色成分のレベルをそれぞれフレーム期間毎に比較して最大値を示した色成分の映像信号を検出する手段と、
前記最大値を示した色成分の映像信号を1フレーム毎に取り込み、1フレーム画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に信号レベルの平均値を演算する手段と、
前記各エリア毎の信号レベルの平均値を比較して最低値を検出する手段と、
前記最低値を予め設定してある基準値と比較し、前記最低値の前記基準値を越えたレベルを補正信号として検出する手段とを設け、
前記映像信号の赤色成分と緑色成分と青色成分のそれぞれから前記補正信号を減算してから前記高輝度部分の圧縮処理を施すように構成したことを特徴とするテレビジョンカメラ。In a color television camera in which a high-luminance portion of a video signal is compressed to obtain an expanded dynamic range,
Means for comparing the levels of the red component, the green component, and the blue component of the video signal for each frame period to detect a video signal of a color component having a maximum value,
Means for capturing the video signal of the color component having the maximum value for each frame, dividing one frame screen into a plurality of areas, and calculating an average signal level for each area;
Means for comparing the average value of the signal levels for each area to detect the lowest value,
A means for comparing the lowest value with a preset reference value, and detecting a level exceeding the reference value of the lowest value as a correction signal,
A television camera, wherein the correction signal is subtracted from each of a red component, a green component, and a blue component of the video signal, and then the high-luminance portion is compressed.
前記基準値が特定の被写体を撮像しているときの前記最低値により設定されることを特徴とするテレビジョンカメラ。The television camera according to claim 1,
A television camera, wherein the reference value is set by the lowest value when a specific subject is imaged.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003076125A JP2004289276A (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Television camera |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101418185B1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-10 | 금오공과대학교 산학협력단 | System and method for visibility enhancement using fusion of dehazing and retinex |
US8934711B2 (en) | 2012-12-24 | 2015-01-13 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Apparatus and method of processing image |
KR20150101872A (en) | 2014-02-27 | 2015-09-04 | 한화테크윈 주식회사 | Apparatus and method for processing image |
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2003
- 2003-03-19 JP JP2003076125A patent/JP2004289276A/en active Pending
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