JP3134784B2 - 画像合成回路 - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N9/00—Details of colour television systems
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- H04N9/74—Circuits for processing colour signals for obtaining special effects
- H04N9/76—Circuits for processing colour signals for obtaining special effects for mixing of colour signals
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
- H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
- H04N25/587—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields
- H04N25/589—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields with different integration times, e.g. short and long exposures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラなど
に用いられる画像合成回路に関するものである。
に用いられる画像合成回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】露光量の異なる画像を合成してダイナミ
ックレンジの高い映像信号を得るための画像合成回路が
いくつか提案されている。
ックレンジの高い映像信号を得るための画像合成回路が
いくつか提案されている。
【０００３】以下、従来の画像合成回路について図面を
参照しながら説明する。従来の画像合成回路としては特
開昭６３−３０６７７９号公報があげられる。図１５は
従来の画像合成回路の構成を示す構成図である。図１５
において、１０１ａ、１０１ｂは閾値発生回路、１０２
ａ、１０２ｂは比較回路、１０３は判定回路、１０４は
選択回路である。従来の画像合成回路では、露光量の異
なる画像Slong、Sshortの信号レベルをそれぞれ特定の
閾値レベルTh1、Th2と比較し、それによってどちらかの
信号を選択することによって合成画像信号Smixを得てい
る。
参照しながら説明する。従来の画像合成回路としては特
開昭６３−３０６７７９号公報があげられる。図１５は
従来の画像合成回路の構成を示す構成図である。図１５
において、１０１ａ、１０１ｂは閾値発生回路、１０２
ａ、１０２ｂは比較回路、１０３は判定回路、１０４は
選択回路である。従来の画像合成回路では、露光量の異
なる画像Slong、Sshortの信号レベルをそれぞれ特定の
閾値レベルTh1、Th2と比較し、それによってどちらかの
信号を選択することによって合成画像信号Smixを得てい
る。
【０００４】図１６は従来の画像合成回路の色変調成分
を含む信号を合成した場合の信号波形Slong，Sshort，S
mixを示す波形図である。図１６において、横軸は画素
の位置、縦軸は信号波形の振幅で、原点で明るさゼロで
右に行くほど明るくなっているものとしている。
を含む信号を合成した場合の信号波形Slong，Sshort，S
mixを示す波形図である。図１６において、横軸は画素
の位置、縦軸は信号波形の振幅で、原点で明るさゼロで
右に行くほど明るくなっているものとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、露光量の異なる画像を選択することに
よって合成画像を得ているので、選択回路の変化点にお
いて入射光量に対する出力信号レベルの階調特性に不連
続が生じるという課題がある。
ような構成では、露光量の異なる画像を選択することに
よって合成画像を得ているので、選択回路の変化点にお
いて入射光量に対する出力信号レベルの階調特性に不連
続が生じるという課題がある。
【０００６】また、単一の撮像素子による輝度信号に色
信号が重畳されているような信号を合成する場合には、
色信号の階調特性に不連続が生じるという課題がある。
信号が重畳されているような信号を合成する場合には、
色信号の階調特性に不連続が生じるという課題がある。
【０００７】また、合成した輝度信号成分に対してニー
補正などの非線形な階調補正を施した場合に輝度信号成
分と色信号成分の比が一定値に保てずに色信号の色相が
変化するという課題がある。
補正などの非線形な階調補正を施した場合に輝度信号成
分と色信号成分の比が一定値に保てずに色信号の色相が
変化するという課題がある。
【０００８】また、色信号成分を重畳した信号が飽和し
た場合にも輝度信号成分の非線形な階調の変化が発生
し、色相が変化するとともに、撮像素子上の色フィルタ
の配列によってラインごとの色変調成分の量が異なる場
合には、ライン間で輝度信号レベルに差が生じるという
課題がある。
た場合にも輝度信号成分の非線形な階調の変化が発生
し、色相が変化するとともに、撮像素子上の色フィルタ
の配列によってラインごとの色変調成分の量が異なる場
合には、ライン間で輝度信号レベルに差が生じるという
課題がある。
【０００９】また、輝度信号の階調特性を連続的にする
ために、異なる露光量の信号のゲイン調整によって信号
レベルを合わせる場合には、露光量の比に応じて高輝度
部の信号のS/Nに劣化が生じるという課題がある。
ために、異なる露光量の信号のゲイン調整によって信号
レベルを合わせる場合には、露光量の比に応じて高輝度
部の信号のS/Nに劣化が生じるという課題がある。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するもので、露
光量の異なる輝度信号成分と色信号成分を有する複数の
画像の合成に際し、それぞれの成分の階調再現性が連続
である画像合成回路を提供することを目的とする。
光量の異なる輝度信号成分と色信号成分を有する複数の
画像の合成に際し、それぞれの成分の階調再現性が連続
である画像合成回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、撮像手段により生成される露光量の異なる
複数の画像信号を入力し、前記複数の画像信号を複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、所望の画像
信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記制御
信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分を合
成することを特徴とするものである。
に本発明は、撮像手段により生成される露光量の異なる
複数の画像信号を入力し、前記複数の画像信号を複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、所望の画像
信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記制御
信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分を合
成することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、撮像手段により生成さ
れる露光量の異なる複数の画像信号を入力し、前記複数
の画像信号を複数の輝度信号成分と複数の色信号成分に
分離する色分離回路と、前記複数の画像信号のうち、露
光量の大きい方の輝度信号成分より制御信号を生成する
制御信号生成回路と、前記制御信号に応じて前記複数の
輝度信号成分を合成する輝度信号合成回路と、前記制御
信号に応じて前記複数の色信号成分を合成する色信号合
成回路とで構成され、複数の画像信号を複数の輝度信号
成分と複数の色信号成分に分離し、前記所望の画像信号
より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記制御信号
に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分を独立に
合成処理することによって、輝度信号成分と色信号成分
それぞれ連続的な階調特性を持つ合成処理を施すことが
できるという作用を有する。
れる露光量の異なる複数の画像信号を入力し、前記複数
の画像信号を複数の輝度信号成分と複数の色信号成分に
分離する色分離回路と、前記複数の画像信号のうち、露
光量の大きい方の輝度信号成分より制御信号を生成する
制御信号生成回路と、前記制御信号に応じて前記複数の
輝度信号成分を合成する輝度信号合成回路と、前記制御
信号に応じて前記複数の色信号成分を合成する色信号合
成回路とで構成され、複数の画像信号を複数の輝度信号
成分と複数の色信号成分に分離し、前記所望の画像信号
より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記制御信号
に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分を独立に
合成処理することによって、輝度信号成分と色信号成分
それぞれ連続的な階調特性を持つ合成処理を施すことが
できるという作用を有する。
【００１３】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
態１の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
【００１４】本発明の目的は、複数の画像信号を複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、複数の画像
信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、制御信号
に応じて複数の輝度信号成分と色信号成分を独立に合成
処理することによって、輝度信号成分と色信号成分それ
ぞれに最適な合成処理を施すことである。
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、複数の画像
信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、制御信号
に応じて複数の輝度信号成分と色信号成分を独立に合成
処理することによって、輝度信号成分と色信号成分それ
ぞれに最適な合成処理を施すことである。
【００１５】図１は本発明の実施の形態１の画像合成回
路の構成を表す構成図である。図１において、１は画像
合成回路、２は撮像手段、３は色分離回路、４は制御信
号生成回路、５は輝度信号合成回路、６は色信号合成回
路、７は信号処理回路、８は輝度信号出力端子、９は色
号出力端子、１０ａ〜１０ｃはローパスフィルタ、１１
ａ、１１ｂはバンドパスフィルタ、１２ａ〜１２ｃは減
算器、１３はクリップ回路、１４ａ〜１４ｄは増幅器、
１５ａ、１５ｂは加算器である。
路の構成を表す構成図である。図１において、１は画像
合成回路、２は撮像手段、３は色分離回路、４は制御信
号生成回路、５は輝度信号合成回路、６は色信号合成回
路、７は信号処理回路、８は輝度信号出力端子、９は色
号出力端子、１０ａ〜１０ｃはローパスフィルタ、１１
ａ、１１ｂはバンドパスフィルタ、１２ａ〜１２ｃは減
算器、１３はクリップ回路、１４ａ〜１４ｄは増幅器、
１５ａ、１５ｂは加算器である。
【００１６】撮像手段２からは、露光量の異なる２つの
画像信号SlongとSshortが出力される。撮像手段２の動
作としては、異なる分光特性の色フィルタが２次元状に
配置された画素を有する単一の撮像素子を従来の２倍の
周波数で駆動し、通常の１画面分の撮像期間に２画面の
撮像を行い、一方の画面に対しては電子シャッタ動作に
より露光量を減らし、フィールドメモリを利用した時間
軸補正により信号出力のタイミングを合わせることによ
り露光量の異なる２つの画像信号を得ることができる。
これら２つの画像信号は、民生用ビデオカメラで用いら
れるような一般的な撮像素子上の色フィルタの分光特性
と配置の構成により、輝度信号成分に色信号成分が重畳
された信号の形態で出力される。
画像信号SlongとSshortが出力される。撮像手段２の動
作としては、異なる分光特性の色フィルタが２次元状に
配置された画素を有する単一の撮像素子を従来の２倍の
周波数で駆動し、通常の１画面分の撮像期間に２画面の
撮像を行い、一方の画面に対しては電子シャッタ動作に
より露光量を減らし、フィールドメモリを利用した時間
軸補正により信号出力のタイミングを合わせることによ
り露光量の異なる２つの画像信号を得ることができる。
これら２つの画像信号は、民生用ビデオカメラで用いら
れるような一般的な撮像素子上の色フィルタの分光特性
と配置の構成により、輝度信号成分に色信号成分が重畳
された信号の形態で出力される。
【００１７】画像合成回路１は撮像手段２から出力され
る長時間露光信号Slongと短時間露光信号Sshortをはじ
めに色分離回路３に入力する。色分離回路３では長時間
露光信号Slongをローパスフィルタ１０ａに通し長時間
露光輝度成分Ylongを得、バンドパスフィルタ１１ａに
通し長時間露光色成分Clongを得ている。同様に短時間
露光信号Sshortをローパスフィルタ１０ｂに通し短時間
露光輝度成分Yshortを得、バンドパスフィルタ１１ｂに
通し短時間露光色成分Cshortを得ている。
る長時間露光信号Slongと短時間露光信号Sshortをはじ
めに色分離回路３に入力する。色分離回路３では長時間
露光信号Slongをローパスフィルタ１０ａに通し長時間
露光輝度成分Ylongを得、バンドパスフィルタ１１ａに
通し長時間露光色成分Clongを得ている。同様に短時間
露光信号Sshortをローパスフィルタ１０ｂに通し短時間
露光輝度成分Yshortを得、バンドパスフィルタ１１ｂに
通し短時間露光色成分Cshortを得ている。
【００１８】制御信号生成回路４では、長時間露光信号
Slongを入力し、ローパスフィルタ１０ｃで変調成分を
取り除いた後、減算器１２ｃで一定値constを減算す
る。最後にクリップ回路１３を通すことにより制御信号
Ycont及びCcontを得る。図１におけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
各点の信号波形を図２に示す。図２において、横軸は画
素の位置で、原点で明るさゼロで右に行くほど明るくな
っているものとしている。このような処理により制御信
号生成回路４は、長時間露光信号Slongの輝度信号成分
が一定値const以上の時そのレベルに応じた値を持ち、S
longが飽和すると一定値となるような制御信号を発生す
る。
Slongを入力し、ローパスフィルタ１０ｃで変調成分を
取り除いた後、減算器１２ｃで一定値constを減算す
る。最後にクリップ回路１３を通すことにより制御信号
Ycont及びCcontを得る。図１におけるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
各点の信号波形を図２に示す。図２において、横軸は画
素の位置で、原点で明るさゼロで右に行くほど明るくな
っているものとしている。このような処理により制御信
号生成回路４は、長時間露光信号Slongの輝度信号成分
が一定値const以上の時そのレベルに応じた値を持ち、S
longが飽和すると一定値となるような制御信号を発生す
る。
【００１９】輝度信号合成回路５では、長時間露光輝度
成分Ylongと短時間露光輝度成分Yshortを入力し、増幅
器１４ａでYlongとYshortの信号レベルが同等になるよ
うにYshortを増幅し、Yshort'を得る。次に減算器１２
ａでYshort'からYlongが減算され、その出力が増幅器１
４ｃで制御信号Ycontにより増幅され、最後に加算器１
５ａでYlongと加算され、Ymixとして出力される。Ylon
g，Yshort'，Ycont，Ymixの関係は、Ymix＝Yshort'×Yc
ont＋Ylong×（１−Ycont）で表され、Ycontの特性か
ら、長時間露光輝度成分Ylongのレベルが大きくなる
と、YmixにおけるYshort'の重みが大きくなり、Ylongが
飽和したときにはYmixは完全にYshort'に置き換わるよ
うになっている。図３に輝度信号合成回路５でのYlon
g，Yshort'，Ycont，Ymixの信号波形の関係を示す。図
３において、Ymixは連続的に変化していることがわか
る。
成分Ylongと短時間露光輝度成分Yshortを入力し、増幅
器１４ａでYlongとYshortの信号レベルが同等になるよ
うにYshortを増幅し、Yshort'を得る。次に減算器１２
ａでYshort'からYlongが減算され、その出力が増幅器１
４ｃで制御信号Ycontにより増幅され、最後に加算器１
５ａでYlongと加算され、Ymixとして出力される。Ylon
g，Yshort'，Ycont，Ymixの関係は、Ymix＝Yshort'×Yc
ont＋Ylong×（１−Ycont）で表され、Ycontの特性か
ら、長時間露光輝度成分Ylongのレベルが大きくなる
と、YmixにおけるYshort'の重みが大きくなり、Ylongが
飽和したときにはYmixは完全にYshort'に置き換わるよ
うになっている。図３に輝度信号合成回路５でのYlon
g，Yshort'，Ycont，Ymixの信号波形の関係を示す。図
３において、Ymixは連続的に変化していることがわか
る。
【００２０】色信号合成回路６の動作は、色信号の形態
が変調成分であること以外は輝度信号合成回路と動作が
同じなので、ここでは省略する。図４に色信号合成回路
６でのClong，Cshort'，Ccont，Cmixの信号波形の関係
を示す。図４では変調色信号の変調成分の包絡線を破線
で結んでいる。図４において、Cmixの包絡線は連続的に
変化していることがわかる。
が変調成分であること以外は輝度信号合成回路と動作が
同じなので、ここでは省略する。図４に色信号合成回路
６でのClong，Cshort'，Ccont，Cmixの信号波形の関係
を示す。図４では変調色信号の変調成分の包絡線を破線
で結んでいる。図４において、Cmixの包絡線は連続的に
変化していることがわかる。
【００２１】以上のように合成された輝度信号Ymixと色
信号Cmixは、信号処理回路７によって、ガンマ補正、ア
パーチャ補正、ホワイトバランス、マトリクス処理等の
通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Ｙおよび色
信号Ｃとして輝度信号出力端子８、色信号出力端子９よ
りそれぞれ出力される。
信号Cmixは、信号処理回路７によって、ガンマ補正、ア
パーチャ補正、ホワイトバランス、マトリクス処理等の
通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Ｙおよび色
信号Ｃとして輝度信号出力端子８、色信号出力端子９よ
りそれぞれ出力される。
【００２２】本発明の効果は、複数の画像信号を複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、前記複数の
画像信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記
制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分
を独立に合成処理することによって、輝度信号成分と色
信号成分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を施
すことができるというものである。
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、前記複数の
画像信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記
制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分
を独立に合成処理することによって、輝度信号成分と色
信号成分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を施
すことができるというものである。
【００２３】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
態２の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
【００２４】本発明の目的は、色分離回路で色信号成分
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施した場合でも色信号成分の階調特
性が連続的な合成処理を施すことである。
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施した場合でも色信号成分の階調特
性が連続的な合成処理を施すことである。
【００２５】図５は本発明の実施の形態２の画像合成回
路の構成を表す構成図である。図５において、２１ａ、
２１ｂは規格化回路、２２は階調補正回路である。
路の構成を表す構成図である。図５において、２１ａ、
２１ｂは規格化回路、２２は階調補正回路である。
【００２６】撮像手段２からは、露光量の異なる２つの
画像信号SlongとSshortが出力される。画像合成回路１
は撮像手段２から出力される長時間露光信号Slongと短
時間露光信号Sshortをはじめに色分離回路３に入力す
る。色分離回路３では長時間露光信号Slong、短時間露
光信号Sshortを各々ローパスフィルタ１０ａ、１０ｂ及
びバンドパスフィルタ１１ａ、１１ｂを通すことにより
輝度信号Ylong，Yshortと色信号Clong，Cshortを得てい
る。さらに色分離回路３では、規格化回路２１ａ及び２
１ｂにより色信号を輝度信号で規格化して、規格化色信
号Clong'及びCshort'を得ている。これら規格化色信号
は規格化処理により、同じ色信号の場合には振幅が等し
くなっている。
画像信号SlongとSshortが出力される。画像合成回路１
は撮像手段２から出力される長時間露光信号Slongと短
時間露光信号Sshortをはじめに色分離回路３に入力す
る。色分離回路３では長時間露光信号Slong、短時間露
光信号Sshortを各々ローパスフィルタ１０ａ、１０ｂ及
びバンドパスフィルタ１１ａ、１１ｂを通すことにより
輝度信号Ylong，Yshortと色信号Clong，Cshortを得てい
る。さらに色分離回路３では、規格化回路２１ａ及び２
１ｂにより色信号を輝度信号で規格化して、規格化色信
号Clong'及びCshort'を得ている。これら規格化色信号
は規格化処理により、同じ色信号の場合には振幅が等し
くなっている。
【００２７】制御信号生成回路４及び輝度信号合成回路
５の動作は実施の形態１に準じるのでここでは省略す
る。
５の動作は実施の形態１に準じるのでここでは省略す
る。
【００２８】輝度信号合成回路５では実施の形態１と同
様に長時間露光輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Ysh
ortを合成処理した後、階調補正回路２２で階調特性を
非線形に補正し合成信号Ymixを出力する。色信号合成回
路６では実施の形態１と同様の信号処理の後、輝度信号
合成回路５の出力信号Ymixに応じたゲインを増幅器１４
ｅでかけ合成色信号Cmixを得る。
様に長時間露光輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Ysh
ortを合成処理した後、階調補正回路２２で階調特性を
非線形に補正し合成信号Ymixを出力する。色信号合成回
路６では実施の形態１と同様の信号処理の後、輝度信号
合成回路５の出力信号Ymixに応じたゲインを増幅器１４
ｅでかけ合成色信号Cmixを得る。
【００２９】図６に図５におけるＡ〜Ｇの各部の信号波
形を示す。図６において、Cmixの包絡線はYmixの信号レ
ベルと同様の波形で連続的に変化している。上記の処理
によりYmixとCmixの比は常に一定となり、色信号の階調
特性が連続的となるとともに、色信号の色相が一定とな
る。
形を示す。図６において、Cmixの包絡線はYmixの信号レ
ベルと同様の波形で連続的に変化している。上記の処理
によりYmixとCmixの比は常に一定となり、色信号の階調
特性が連続的となるとともに、色信号の色相が一定とな
る。
【００３０】以上のように合成された輝度信号Ymixと色
信号Cmixは、実施の形態１と同様に信号処理回路７によ
って、通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Ｙお
よび色信号Ｃとして輝度信号出力端子８、色信号出力端
子９よりそれぞれ出力される。
信号Cmixは、実施の形態１と同様に信号処理回路７によ
って、通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Ｙお
よび色信号Ｃとして輝度信号出力端子８、色信号出力端
子９よりそれぞれ出力される。
【００３１】本発明の効果は、色分離回路で色信号成分
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連
続的に変化するとともに色相の変化がないようにできる
というものである。
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連
続的に変化するとともに色相の変化がないようにできる
というものである。
【００３２】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
態３の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
【００３３】本発明の目的は、制御信号生成回路で注目
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、ライン間の輝度信号レベルの差を抑圧し、さ
らに色信号成分の階調特性が連続的な合成処理を施すこ
とである。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、ライン間の輝度信号レベルの差を抑圧し、さ
らに色信号成分の階調特性が連続的な合成処理を施すこ
とである。
【００３４】図７は本発明の実施の形態３の画像合成回
路の制御信号生成回路４の構成を表す構成図である。図
７において、３１は遅延回路、３２は最大値回路であ
る。
路の制御信号生成回路４の構成を表す構成図である。図
７において、３１は遅延回路、３２は最大値回路であ
る。
【００３５】実施の形態３では制御信号生成回路４以外
の回路構成及び動作は実施の形態１に準じるので、ここ
では省略する。
の回路構成及び動作は実施の形態１に準じるので、ここ
では省略する。
【００３６】制御信号生成回路４では、長時間露光信号
Slongを入力し、最大値回路３２で、入力信号と、それ
を遅延回路３１で１画素分遅延した信号とのうちレベル
の高いほうの信号を選択し、減算器１２ｃで一定値cons
tを減算する。最後にクリップ回路１３を通すことによ
り制御信号Ycont及びCcontを得る。図７におけるＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの各点の信号波形を図８に示す。図８におい
て、横軸は画素の位置で、原点で明るさゼロで右に行く
ほど明るくなっているものとしている。このような処理
により制御信号生成回路４は、変調成分を持つ長時間露
光信号Slongの信号レベルが一定値const以上の時そのレ
ベルに応じた値を持ち、変調成分を持つSlongの信号の
うちレベルの高いほうの信号が飽和すると一定値となる
ような制御信号を発生する。
Slongを入力し、最大値回路３２で、入力信号と、それ
を遅延回路３１で１画素分遅延した信号とのうちレベル
の高いほうの信号を選択し、減算器１２ｃで一定値cons
tを減算する。最後にクリップ回路１３を通すことによ
り制御信号Ycont及びCcontを得る。図７におけるＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの各点の信号波形を図８に示す。図８におい
て、横軸は画素の位置で、原点で明るさゼロで右に行く
ほど明るくなっているものとしている。このような処理
により制御信号生成回路４は、変調成分を持つ長時間露
光信号Slongの信号レベルが一定値const以上の時そのレ
ベルに応じた値を持ち、変調成分を持つSlongの信号の
うちレベルの高いほうの信号が飽和すると一定値となる
ような制御信号を発生する。
【００３７】図９にYlong、Yshort、Yshort'、Ymixの波
形を、図１０にClong，Cshort，Cshort'，Cmixの波形を
示す。
形を、図１０にClong，Cshort，Cshort'，Cmixの波形を
示す。
【００３８】輝度信号のレベルは、色変調成分が飽和す
ることによってその影響を受ける。そのため撮像素子の
色フィルタの配列によってラインごとに輝度レベルに差
が生じる可能性があるが、本発明の構成によって色変調
成分が飽和する前に合成処理を施しているので、ライン
ごとの輝度レベルの差は生じない。
ることによってその影響を受ける。そのため撮像素子の
色フィルタの配列によってラインごとに輝度レベルに差
が生じる可能性があるが、本発明の構成によって色変調
成分が飽和する前に合成処理を施しているので、ライン
ごとの輝度レベルの差は生じない。
【００３９】本発明の効果は、制御信号生成回路で注目
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができるというものである。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができるというものである。
【００４０】なお、本発明では遅延回路３１の遅延量を
１画素分としたが、遅延回路を複数持ち、しかもそのう
ちの一つは１ライン分の遅延量を与えることによって、
ラインごとの色変調成分の差に基づくラインごとの制御
信号レベルの差をなくすことができるので、ライン間の
輝度信号レベルの差を完全に抑圧することができる。
１画素分としたが、遅延回路を複数持ち、しかもそのう
ちの一つは１ライン分の遅延量を与えることによって、
ラインごとの色変調成分の差に基づくラインごとの制御
信号レベルの差をなくすことができるので、ライン間の
輝度信号レベルの差を完全に抑圧することができる。
【００４１】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
態４の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
【００４２】本発明の目的は、輝度信号合成回路におけ
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことである。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことである。
【００４３】図１１は本発明の実施の形態４の画像合成
回路の輝度信号合成回路５の構成を表す構成図である。
回路の輝度信号合成回路５の構成を表す構成図である。
【００４４】実施の形態４では輝度信号合成回路５以外
の回路構成及び動作は実施の形態２に準じるので、ここ
では省略する。
の回路構成及び動作は実施の形態２に準じるので、ここ
では省略する。
【００４５】輝度信号合成回路５では入力した輝度信号
Ylong及びYshortを加算器１５ｃで加算し増幅器１４ａ
でゲイン調整することによりYshort'を得る。輝度信号
合成回路５におけるそれ以降の処理は実施の形態１に準
じる。
Ylong及びYshortを加算器１５ｃで加算し増幅器１４ａ
でゲイン調整することによりYshort'を得る。輝度信号
合成回路５におけるそれ以降の処理は実施の形態１に準
じる。
【００４６】図１２に本実施の形態におけるYlong、Ysh
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。実施の形態３におけ
る輝度信号合成回路のように高輝度部の信号Yshort'を
ゲイン調整によって得る場合には、露光量の比に応じた
ゲインを短時間露光輝度信号にかける必要がある。本実
施の形態のように高輝度部の信号Yshort'を長時間露光
輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Yshortの加算によ
って得ることにより、ゲインを最小に抑えることにより
S/N劣化を抑えることができる。
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。実施の形態３におけ
る輝度信号合成回路のように高輝度部の信号Yshort'を
ゲイン調整によって得る場合には、露光量の比に応じた
ゲインを短時間露光輝度信号にかける必要がある。本実
施の形態のように高輝度部の信号Yshort'を長時間露光
輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Yshortの加算によ
って得ることにより、ゲインを最小に抑えることにより
S/N劣化を抑えることができる。
【００４７】本発明の効果は、輝度信号合成回路におけ
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができるというものである。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができるというものである。
【００４８】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態５の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
態５の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
【００４９】本発明の目的は、輝度信号合成回路におけ
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことである。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことである。
【００５０】図１３は本発明の実施の形態５の画像合成
回路の輝度信号合成回路５の構成を表す構成図である。
回路の輝度信号合成回路５の構成を表す構成図である。
【００５１】実施の形態５では輝度信号合成回路５以外
の回路構成及び動作は実施の形態２に準じるので、ここ
では省略する。
の回路構成及び動作は実施の形態２に準じるので、ここ
では省略する。
【００５２】輝度信号合成回路５では入力した輝度信号
Yshortに加算器１５ｃで一定値を加算することによりYs
hort'を得る。輝度信号合成回路５におけるそれ以降の
処理は実施の形態１に準じる。
Yshortに加算器１５ｃで一定値を加算することによりYs
hort'を得る。輝度信号合成回路５におけるそれ以降の
処理は実施の形態１に準じる。
【００５３】図１４に本実施の形態におけるYlong、Ysh
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。本発明の効果は、輝
度信号合成回路における輝度信号の合成に用いる信号の
一つは、露光量の異なる複数の信号に対するオフセット
加算により得ることによって、輝度信号成分の階調特性
が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合成処理を施すこ
とができるというものである。
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。本発明の効果は、輝
度信号合成回路における輝度信号の合成に用いる信号の
一つは、露光量の異なる複数の信号に対するオフセット
加算により得ることによって、輝度信号成分の階調特性
が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合成処理を施すこ
とができるというものである。
【００５４】
【発明の効果】 以上のように本発明によれば、撮像手
段からの輝度信号成分と色信号成分とが重畳された露光
量の異なる複数の画像信号を、複数の輝度信号成分と複
数の色信号成分に分離し、複数の画像信号のうち、露光
量の大きい方の輝度信号成分より制御信号を生成し、制
御信号に応じて複数の輝度信号成分と色信号成分を独立
に合成処理することによって、輝度信号成分と色信号成
分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を施すこと
ができる。
段からの輝度信号成分と色信号成分とが重畳された露光
量の異なる複数の画像信号を、複数の輝度信号成分と複
数の色信号成分に分離し、複数の画像信号のうち、露光
量の大きい方の輝度信号成分より制御信号を生成し、制
御信号に応じて複数の輝度信号成分と色信号成分を独立
に合成処理することによって、輝度信号成分と色信号成
分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を施すこと
ができる。
【００５５】また本発明は、色分離回路で色信号成分を
輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理終
了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝度
信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連続
的に変化するようにできる。
輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理終
了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝度
信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連続
的に変化するようにできる。
【００５６】さらに本発明は、制御信号生成回路で注目
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができる。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができる。
【００５７】さらに本発明は、輝度信号合成回路におけ
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができる。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができる。
【００５８】さらに本発明は、輝度信号合成回路におけ
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことによって、輝度信号
成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合
成処理を施すことができる。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことによって、輝度信号
成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合
成処理を施すことができる。
【図１】本発明の実施の形態１による画像合成回路の構
成を表す構成図
成を表す構成図
【図２】同画像合成回路の制御信号生成回路の各部にお
ける信号波形を示す波形図
ける信号波形を示す波形図
【図３】同画像合成回路の各部における輝度信号成分の
波形を示す波形図
波形を示す波形図
【図４】同画像合成回路の各部における色信号成分の波
形を示す波形図
形を示す波形図
【図５】本発明の実施の形態２の画像合成回路の構成を
表す構成図
表す構成図
【図６】同画像合成回路の各部における色信号成分の波
形を示す波形図
形を示す波形図
【図７】本発明の実施の形態３の画像合成回路の制御信
号生成回路の構成を表す構成図
号生成回路の構成を表す構成図
【図８】同画像合成回路の制御信号生成回路の各部にお
ける信号波形を示す波形図
ける信号波形を示す波形図
【図９】同画像合成回路の各部における輝度信号成分の
波形を示す波形図
波形を示す波形図
【図１０】同画像合成回路の各部における色信号成分の
波形を示す波形図
波形を示す波形図
【図１１】本発明の実施の形態４の画像合成回路の輝度
信号合成回路の構成を表す構成図
信号合成回路の構成を表す構成図
【図１２】同画像合成回路の各部における輝度信号成分
の波形を示す波形図
の波形を示す波形図
【図１３】本発明の実施の形態５の画像合成回路の輝度
信号合成回路の構成を表す構成図
信号合成回路の構成を表す構成図
【図１４】同画像合成回路の各部における輝度信号成分
の波形を示す波形図
の波形を示す波形図
【図１５】従来の画像合成回路の構成を示す構成図
【図１６】従来の画像合成回路の各部の信号を示す波形
図
図
１ 画像合成回路 ２ 撮像手段 ３ 色分離回路 ４ 制御信号生成回路 ５ 輝度信号合成回路 ６ 色信号合成回路 ７ 信号処理回路
フロントページの続き (72)発明者 豊村 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−269009（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−289306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 9/04 - 9/11
Claims (5)
- 【請求項１】 輝度信号成分に色信号成分を変調成分と
して重畳した形態で、露光量の異なる複数の画像信号を
生成する撮像手段の出力を合成する回路であって、 前記撮像手段の出力の複数の画像信号を複数の輝度信号
成分と複数の色信号成分に分離する色分離回路と、前記
複数の画像信号のうち、露光量の大きい方の輝度信号成
分より制御信号を生成する制御信号生成回路と、前記制
御信号に応じて前記複数の輝度信号成分を合成する輝度
信号合成回路と、前記制御信号に応じて前記複数の色信
号成分を合成する色信号合成回路とを備え、 前記輝度信号合成回路及び前記色信号合成回路は、前記
制御信号生成回路から出力される制御信号に応じて、露
光量の異なる複数の信号成分にかかる重みを制御して合
成し、信号成分毎の合成信号を得ることを特徴とする画
像合成回路。 - 【請求項２】 色分離回路は、色信号成分を輝度信号成
分で規格化する規格化回路を有し、色信号合成回路は、
合成処理終了後輝度信号による重み付けを行う重み付け
回路を有することを特徴とする請求項１記載の画像合成
回路。 - 【請求項３】 制御信号生成回路では、注目画素近傍に
おける色信号成分が重畳された信号のうち、最も高いレ
ベルの信号を用いて制御信号を生成することを特徴とす
る請求項１記載の画像合成回路。 - 【請求項４】 輝度信号合成回路は、複数の輝度信号成
分の一方と、複数の輝度信号成分を単純に加算したもの
とを合成することを特徴とする請求項１記載の画像合成
回路。 - 【請求項５】 輝度信号合成回路は、複数の輝度信号成
分の一方と、他方にオフセット加算したものとを合成す
ることを特徴とする請求項１記載の画像合成回路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08205661A JP3134784B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 画像合成回路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=16510600
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| EP (1) | EP0823814B1 (ja) |
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| US6559886B1 (en) * | 1997-12-04 | 2003-05-06 | Victor Company Of Japan, Limited | Video signal processing method and device |
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| US7949182B2 (en) * | 2007-01-25 | 2011-05-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combining differently exposed images of the same object |
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