JP3201049B2 - 階調補正回路及び撮像装置 - Google Patents
階調補正回路及び撮像装置Info
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- JP3201049B2 JP3201049B2 JP03510593A JP3510593A JP3201049B2 JP 3201049 B2 JP3201049 B2 JP 3201049B2 JP 03510593 A JP03510593 A JP 03510593A JP 3510593 A JP3510593 A JP 3510593A JP 3201049 B2 JP3201049 B2 JP 3201049B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は逆光撮影等で主被写体が
階調性のないぼやけた画像になったものを階調補正を行
い階調表現の豊かな画像を得ることができる階調補正回
路及び撮像装置に関するものである。
階調性のないぼやけた画像になったものを階調補正を行
い階調表現の豊かな画像を得ることができる階調補正回
路及び撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、多くの階調補正回路が開発されて
いる。従来の階調補正回路としては、例えば特開平０２
−１２５５８９号公報撮像装置の画質補正方式に示され
ている。
いる。従来の階調補正回路としては、例えば特開平０２
−１２５５８９号公報撮像装置の画質補正方式に示され
ている。
【０００３】以下に、従来の階調補正回路について説明
する。図１５（ａ）は同特許に示されている従来の階調
補正機能付き撮像装置のブロック図である。図１５
（ａ）において、１５０１は撮像素子、１５０２はマト
リックス回路、１５０３は輝度信号補正回路である。図
１５（ｂ）は輝度信号補正回路の機能ブロック図であ
る。図１５（ｂ）において、１５０４は減衰回路、１５
０５は非線形増幅回路、１５０６は反転回路、１５０７
は輝度入力Ｙと反転回路１５０６の出力信号を加算する
第１加算器、１５０８は輝度入力Ｙと第１加算器の出力
信号を加算する第２の加算器である。図１５（ｃ）は輝
度信号補正回路の信号図である。
する。図１５（ａ）は同特許に示されている従来の階調
補正機能付き撮像装置のブロック図である。図１５
（ａ）において、１５０１は撮像素子、１５０２はマト
リックス回路、１５０３は輝度信号補正回路である。図
１５（ｂ）は輝度信号補正回路の機能ブロック図であ
る。図１５（ｂ）において、１５０４は減衰回路、１５
０５は非線形増幅回路、１５０６は反転回路、１５０７
は輝度入力Ｙと反転回路１５０６の出力信号を加算する
第１加算器、１５０８は輝度入力Ｙと第１加算器の出力
信号を加算する第２の加算器である。図１５（ｃ）は輝
度信号補正回路の信号図である。
【０００４】以上のように構成された従来の階調補正機
能付き撮像装置について、以下その動作について説明す
る。撮像素子１５０１による撮像で得られた色信号から
輝度信号を形成するマトリックス回路１５０２で形成さ
れた輝度信号Ｙを輝度信号補正回路１５０３に供給す
る。輝度信号補正回路１５０３では、まず減衰回路１５
０４で輝度信号Ｙを減衰させＹ１信号を出力する。次に
非線形増幅回路１５０５でＹ１信号を非線形増幅しＹ２
信号を出力する。次に反転回路１５０６でＹ２信号を反
転してＹ３信号を出力する。次に第１加算器１５０７で
輝度信号ＹとＹ３信号を加算しＹ４信号を出力する。最
後に第２の加算器で輝度信号ＹにＹ４信号を加算し、階
調補正された輝度信号Ｙｃを出力する。このように輝度
信号補正回路１５０３で、中間輝度を強調し且つ黒の部
分と白の部分の輝度の変化を抑制しているので、逆光被
写体において、主被写体と背景の画質を向上させること
ができる。
能付き撮像装置について、以下その動作について説明す
る。撮像素子１５０１による撮像で得られた色信号から
輝度信号を形成するマトリックス回路１５０２で形成さ
れた輝度信号Ｙを輝度信号補正回路１５０３に供給す
る。輝度信号補正回路１５０３では、まず減衰回路１５
０４で輝度信号Ｙを減衰させＹ１信号を出力する。次に
非線形増幅回路１５０５でＹ１信号を非線形増幅しＹ２
信号を出力する。次に反転回路１５０６でＹ２信号を反
転してＹ３信号を出力する。次に第１加算器１５０７で
輝度信号ＹとＹ３信号を加算しＹ４信号を出力する。最
後に第２の加算器で輝度信号ＹにＹ４信号を加算し、階
調補正された輝度信号Ｙｃを出力する。このように輝度
信号補正回路１５０３で、中間輝度を強調し且つ黒の部
分と白の部分の輝度の変化を抑制しているので、逆光被
写体において、主被写体と背景の画質を向上させること
ができる。
【０００５】従来の階調補正回路の別の例としては、特
開平０２ー２０６２８２号公報ガンマ補正装置に示され
ている。以下に従来の階調補正回路について説明する。
開平０２ー２０６２８２号公報ガンマ補正装置に示され
ている。以下に従来の階調補正回路について説明する。
【０００６】図１６は同特許に示されている従来の階調
補正機能付き撮像装置のブロック図である。図１６にお
いて、１６０１は撮像装置、１６０２は利得制御回路、
１６０３は減衰制御回路、１６０４はレベル範囲区分手
段、１６０５は平均値検出回路、１６０６は利得制御デ
ータＲＯＭである。１６０７はガンマ補正制御回路であ
る。
補正機能付き撮像装置のブロック図である。図１６にお
いて、１６０１は撮像装置、１６０２は利得制御回路、
１６０３は減衰制御回路、１６０４はレベル範囲区分手
段、１６０５は平均値検出回路、１６０６は利得制御デ
ータＲＯＭである。１６０７はガンマ補正制御回路であ
る。
【０００７】以上のように構成された従来の階調補正機
能付き撮像装置について、以下その動作について説明す
る。撮像装置１６０１による撮像で得られた映像信号
を、レベル範囲区分手段１６０４で所定の信号レベル範
囲に区分し、平均値検出回路１６０５で各レベル範囲の
映像信号の平均値または積分値を検出する。利得制御デ
ータＲＯＭ１６０６には、各レベル範囲の映像信号の平
均値に応じて、ガンマ補正制御回路１６０７における利
得もしくは減衰量が設定されている。利得制御回路１６
０２と減衰制御回路１６０３において、利得制御データ
ＲＯＭの出力信号に応じて、ガンマ補正特性を制御する
ことにより、白つぶれや黒つぶれの発生を防止すること
ができる。
能付き撮像装置について、以下その動作について説明す
る。撮像装置１６０１による撮像で得られた映像信号
を、レベル範囲区分手段１６０４で所定の信号レベル範
囲に区分し、平均値検出回路１６０５で各レベル範囲の
映像信号の平均値または積分値を検出する。利得制御デ
ータＲＯＭ１６０６には、各レベル範囲の映像信号の平
均値に応じて、ガンマ補正制御回路１６０７における利
得もしくは減衰量が設定されている。利得制御回路１６
０２と減衰制御回路１６０３において、利得制御データ
ＲＯＭの出力信号に応じて、ガンマ補正特性を制御する
ことにより、白つぶれや黒つぶれの発生を防止すること
ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の第
１の従来例においては、中間輝度のみを伸張しているの
で、強い逆光補正を行うと中輝度部から高輝度部の間で
階調がなくなるという問題点を有していた。また逆光被
写体に対しては少しは画質を向上させることができる
が、順光被写体や低輝度から高輝度まで階調があるよう
な被写体に対しては階調がつぶれる部分ができたり不自
然な出力画像になるという問題点も有していた。
１の従来例においては、中間輝度のみを伸張しているの
で、強い逆光補正を行うと中輝度部から高輝度部の間で
階調がなくなるという問題点を有していた。また逆光被
写体に対しては少しは画質を向上させることができる
が、順光被写体や低輝度から高輝度まで階調があるよう
な被写体に対しては階調がつぶれる部分ができたり不自
然な出力画像になるという問題点も有していた。
【０００９】また上記の第２の従来例においては、低輝
度部の利得を上げて黒つぶれを防止し、中輝度部と高輝
度部の減衰量を制御して白つぶれを防止しているので、
白つぶれは防止できるが、その代わりに高輝度部の階調
がなくなってしまうという問題点を有していた。また上
記の従来例においては、順光被写体から逆光被写体まで
を階調補正しようとしても、補正特性を簡単に変えるこ
とができないという問題点も有していた。また上記の従
来例においては、動画に対応していないので、動画を階
調補正を行うと安定しない不自然な出力画像になるとい
う問題点も有していた。
度部の利得を上げて黒つぶれを防止し、中輝度部と高輝
度部の減衰量を制御して白つぶれを防止しているので、
白つぶれは防止できるが、その代わりに高輝度部の階調
がなくなってしまうという問題点を有していた。また上
記の従来例においては、順光被写体から逆光被写体まで
を階調補正しようとしても、補正特性を簡単に変えるこ
とができないという問題点も有していた。また上記の従
来例においては、動画に対応していないので、動画を階
調補正を行うと安定しない不自然な出力画像になるとい
う問題点も有していた。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光被写体から強い
逆光被写体まで画面全域にわたって階調表現の豊かな出
力画像を得ることができ、動画を補正しても自然な階調
補正画像を得ることができる階調補正回路を提供するこ
とを目的とする。
で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光被写体から強い
逆光被写体まで画面全域にわたって階調表現の豊かな出
力画像を得ることができ、動画を補正しても自然な階調
補正画像を得ることができる階調補正回路を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の階調補正回路は、入力映像信号の特徴量を求
める特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路が求めた特
徴量に基づいて補正すべき階調補正特性を決定する補正
係数を出力する補正係数決定回路と、前記入力映像信号
と前記補正係数決定回路が決定した補正係数から階調補
正特性の補正ゲインを生成する補正ゲイン生成回路と、
前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手段という構
成を備えたものである。
に本発明の階調補正回路は、入力映像信号の特徴量を求
める特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路が求めた特
徴量に基づいて補正すべき階調補正特性を決定する補正
係数を出力する補正係数決定回路と、前記入力映像信号
と前記補正係数決定回路が決定した補正係数から階調補
正特性の補正ゲインを生成する補正ゲイン生成回路と、
前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手段という構
成を備えたものである。
【００１２】また、本発明の階調補正機能付き撮像装置
は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子から入力映像信
号を取り出すアナログ回路と、前記入力映像信号の特徴
量を求める特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路が求
めた特徴量に基づいて補正すべき階調補正特性を決定す
る補正係数を出力する補正係数決定回路と、前記入力映
像信号と前記補正係数決定回路が決定した補正係数から
階調補正特性の補正ゲインを生成する補正ゲイン生成回
路と、前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで
前記入力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手段と
いう構成を備えたものである。
は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子から入力映像信
号を取り出すアナログ回路と、前記入力映像信号の特徴
量を求める特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路が求
めた特徴量に基づいて補正すべき階調補正特性を決定す
る補正係数を出力する補正係数決定回路と、前記入力映
像信号と前記補正係数決定回路が決定した補正係数から
階調補正特性の補正ゲインを生成する補正ゲイン生成回
路と、前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで
前記入力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手段と
いう構成を備えたものである。
【００１３】また、本発明の階調補正回路及び階調補正
機能付き撮像装置は、補正ゲイン生成回路が入力映像信
号から第１の階調補正特性を求める第１の階調補正特性
回路と、入力映像信号から第２の階調補正特性を求める
第２の階調補正特性回路と、入力映像信号の平均値を求
める平均値検出回路と、前記平均値と前記補正係数を加
算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の
階調補正特性と第２の階調補正特性を加重平均して補正
ゲインを出力する加重平均回路という構成を備えたもの
である。
機能付き撮像装置は、補正ゲイン生成回路が入力映像信
号から第１の階調補正特性を求める第１の階調補正特性
回路と、入力映像信号から第２の階調補正特性を求める
第２の階調補正特性回路と、入力映像信号の平均値を求
める平均値検出回路と、前記平均値と前記補正係数を加
算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の
階調補正特性と第２の階調補正特性を加重平均して補正
ゲインを出力する加重平均回路という構成を備えたもの
である。
【００１４】
【作用】本発明の階調補正回路は上記した構成により、
特徴量抽出回路が入力映像信号の特徴量を抽出する。抽
出した特徴量を基に階調補正係数決定回路が補正すべき
階調補正特性を決定し、入力映像信号を階調補正するこ
とにより、どのような入力画像に対しても安定した階調
補正画像を得ることができる。
特徴量抽出回路が入力映像信号の特徴量を抽出する。抽
出した特徴量を基に階調補正係数決定回路が補正すべき
階調補正特性を決定し、入力映像信号を階調補正するこ
とにより、どのような入力画像に対しても安定した階調
補正画像を得ることができる。
【００１５】また本発明の階調補正機能付き撮像装置は
上記した構成により、固体撮像素子からアナログ回路が
入力映像信号を取り込む。次に、特徴量抽出回路で入力
映像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を基に階
調補正係数決定回路が補正すべき階調補正特性を決定
し、入力映像信号を階調補正することにより、どのよう
な入力画像に対しても安定した階調補正画像を得ること
ができる。
上記した構成により、固体撮像素子からアナログ回路が
入力映像信号を取り込む。次に、特徴量抽出回路で入力
映像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を基に階
調補正係数決定回路が補正すべき階調補正特性を決定
し、入力映像信号を階調補正することにより、どのよう
な入力画像に対しても安定した階調補正画像を得ること
ができる。
【００１６】また本発明の階調補正回路及び階調補正機
能付き撮像装置は上記した構成により、入力映像信号の
平均値Ｙａを用いて第１の階調補正特性と第２の階調補
正特性を加重平均して補正ゲインを求めることにより、
近傍の輝度が高ければ輝度を低く補正し、近傍の輝度が
低ければ輝度を高く補正を行い、階調補正ゲインが小さ
くてもコントラストを保つように階調補正を行い、階調
表現豊かな階調補正画像を得ることができる。
能付き撮像装置は上記した構成により、入力映像信号の
平均値Ｙａを用いて第１の階調補正特性と第２の階調補
正特性を加重平均して補正ゲインを求めることにより、
近傍の輝度が高ければ輝度を低く補正し、近傍の輝度が
低ければ輝度を高く補正を行い、階調補正ゲインが小さ
くてもコントラストを保つように階調補正を行い、階調
表現豊かな階調補正画像を得ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例における階調
補正回路の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１０１はマトリックス回路、１０２は特徴量抽出回
路、１０３は補正係数決定回路、１０４は補正ゲイン生
成回路、１０５は階調補正手段、１０６はディレイ回
路、１０７は乗算器である。図２は本発明の実施例にお
ける階調補正回路を用いたビデオ一体型カメラのブロッ
ク図である。図２において、２０１は固体撮像素子、２
０２はアナログ回路、２０３はアナログ−デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）、２０４は階調補正回路、２０５は
信号処理回路、２０６はデジタル−アナログ変換器（Ｄ
／Ａ変換器）、２０７はエンコーダ回路、２０８はＶＴ
Ｒ回路である。図３（ａ）は本発明の第１の実施例にお
ける補正ゲイン生成回路の機能構成を示すブロック図で
ある。図３において、３０１は第１の階調補正特性回
路、３０２は第２の階調補正特性回路、３０３は加算
器、３０４は加重平均回路、１０４は補正ゲイン生成回
路である。図５は本発明の実施例における入力映像信号
の１フレームの画像を示した図である。５０１は有効画
面を示す。有効画面５０１のサンプル数は水平Ｈ方向に
６４０点、垂直Ｖ方向に４８０点である。図６は本発明
の実施例における有効画面の輝度信号のヒストグラムで
ある。図６ａが輝度信号のヒストグラムである。図６ｂ
が低輝度画素数、図６ｃが中輝度画素数、図６ｄが高輝
度画素数である。図７は本発明の実施例における特徴量
抽出回路の構成を示すブロック図である。図７におい
て、７０１は比較器、７０２は低輝度画素数カウンタ回
路、７０３は中輝度画素数カウンタ回路、７０４は高輝
度画素数カウンタ回路である。図８は本発明の実施例に
おける補正係数決定回路の構成を示すブロック図であ
る。図８において、８０１は補正係数テーブルＲＯＭ、
８０２はフィルタ回路、１０２は補正係数決定回路であ
る。図９は本発明の実施例における階調補正特性を示す
特性図である。図９においてＹ１は第１の階調補正特
性、Ｙ２は第２の階調補正特性である。
補正回路の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１０１はマトリックス回路、１０２は特徴量抽出回
路、１０３は補正係数決定回路、１０４は補正ゲイン生
成回路、１０５は階調補正手段、１０６はディレイ回
路、１０７は乗算器である。図２は本発明の実施例にお
ける階調補正回路を用いたビデオ一体型カメラのブロッ
ク図である。図２において、２０１は固体撮像素子、２
０２はアナログ回路、２０３はアナログ−デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）、２０４は階調補正回路、２０５は
信号処理回路、２０６はデジタル−アナログ変換器（Ｄ
／Ａ変換器）、２０７はエンコーダ回路、２０８はＶＴ
Ｒ回路である。図３（ａ）は本発明の第１の実施例にお
ける補正ゲイン生成回路の機能構成を示すブロック図で
ある。図３において、３０１は第１の階調補正特性回
路、３０２は第２の階調補正特性回路、３０３は加算
器、３０４は加重平均回路、１０４は補正ゲイン生成回
路である。図５は本発明の実施例における入力映像信号
の１フレームの画像を示した図である。５０１は有効画
面を示す。有効画面５０１のサンプル数は水平Ｈ方向に
６４０点、垂直Ｖ方向に４８０点である。図６は本発明
の実施例における有効画面の輝度信号のヒストグラムで
ある。図６ａが輝度信号のヒストグラムである。図６ｂ
が低輝度画素数、図６ｃが中輝度画素数、図６ｄが高輝
度画素数である。図７は本発明の実施例における特徴量
抽出回路の構成を示すブロック図である。図７におい
て、７０１は比較器、７０２は低輝度画素数カウンタ回
路、７０３は中輝度画素数カウンタ回路、７０４は高輝
度画素数カウンタ回路である。図８は本発明の実施例に
おける補正係数決定回路の構成を示すブロック図であ
る。図８において、８０１は補正係数テーブルＲＯＭ、
８０２はフィルタ回路、１０２は補正係数決定回路であ
る。図９は本発明の実施例における階調補正特性を示す
特性図である。図９においてＹ１は第１の階調補正特
性、Ｙ２は第２の階調補正特性である。
【００１９】以上のように構成された本発明の第１の実
施例の階調補正回路を用いたビデオ一体型カメラについ
て、以下その動作を説明する。図２において、まず、固
体撮像素子２０１からアナログ回路２０２が入力映像信
号としてＲ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信
号はアナログ−デジタル変換器２０３によって０〜２５
５のデジタルデータに変換される。この０〜２５５のデ
ジタルデータに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信
号として本発明における階調補正回路２０４に入力され
る。階調補正回路２０４では、入力映像信号に最適の階
調補正特性を判定して、階調補正を行う。この階調補正
されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を信号処理回路２０５がアパーチ
ャ処理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタル
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をデジタル−アナログ変換器２０６がア
ナログＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する。次に、エンコーダ回
路２０７がこのＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ信号（輝度信号）と
Ｃ信号（色信号）に変換する。最後に、ＶＴＲ回路２０
８がビデオテープに記録する。
施例の階調補正回路を用いたビデオ一体型カメラについ
て、以下その動作を説明する。図２において、まず、固
体撮像素子２０１からアナログ回路２０２が入力映像信
号としてＲ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信
号はアナログ−デジタル変換器２０３によって０〜２５
５のデジタルデータに変換される。この０〜２５５のデ
ジタルデータに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信
号として本発明における階調補正回路２０４に入力され
る。階調補正回路２０４では、入力映像信号に最適の階
調補正特性を判定して、階調補正を行う。この階調補正
されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を信号処理回路２０５がアパーチ
ャ処理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタル
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をデジタル−アナログ変換器２０６がア
ナログＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する。次に、エンコーダ回
路２０７がこのＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ信号（輝度信号）と
Ｃ信号（色信号）に変換する。最後に、ＶＴＲ回路２０
８がビデオテープに記録する。
【００２０】次に、図１と図５と図６を用いて本発明の
階調補正回路２０４の動作を詳細説明する。
階調補正回路２０４の動作を詳細説明する。
【００２１】まず、０〜２５５のデジタルデータに変換
されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号として入力され
る。これらの色データはＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５のとき白を
示し、その値が大きいほど明るいことを示している。こ
のＲ，Ｇ，Ｂ信号からマトリックス回路１０１が輝度信
号Ｙを算出する。入力映像信号の輝度をＹとすると、例
えば、 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ … （１） （１）の関係式で求めることができ、やはり０〜２５５
の値になる。
されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号として入力され
る。これらの色データはＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５のとき白を
示し、その値が大きいほど明るいことを示している。こ
のＲ，Ｇ，Ｂ信号からマトリックス回路１０１が輝度信
号Ｙを算出する。入力映像信号の輝度をＹとすると、例
えば、 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ … （１） （１）の関係式で求めることができ、やはり０〜２５５
の値になる。
【００２２】図５は入力映像信号の１フレームの画像を
示しているが、この画像は窓の前に人物が立っている逆
光の度合いが大きい被写体の例である。特徴量抽出回路
１０２が、有効画面の１フレーム全域にわたり、例えば
図５の有効画面５０１の１フレーム画像６４０×４８０
ドットについて、低輝度画素数、中輝度画素数、高輝度
画素数の分布を求めると、図６ｂｃｄに示すような輝度
ヒストグラムが得られる。この輝度ヒストグラム（図６
ｂｃｄ）を見るとピークが低輝度と高輝度の２箇所にで
きており、逆光の被写体であることが推測することがで
きる。このようにして補正係数決定回路１０３が特徴量
抽出回路１０２が抽出した輝度ヒストグラムから入力画
像を補正すべき階調補正特性の補正係数を決定する。次
に補正ゲイン生成回路１０４が輝度信号Ｙと補正係数か
ら、補正後の輝度信号Ｙ’を求め、補正ゲイン（Ｙ’／
Ｙ）を出力する。最後に階調補正手段１０５は、Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号をディレイ回路１０６で補正ゲインとのタイ
ミングを合わせ、乗算器１０７で補正ゲイン（Ｙ’／
Ｙ）と乗算し、階調補正されたＲ’，Ｇ’，Ｂ’信号を
出力する。このように、補正ゲインをＲ，Ｇ，Ｂ信号に
共通に用いることにより、色バランスがよく全域にわた
って階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
示しているが、この画像は窓の前に人物が立っている逆
光の度合いが大きい被写体の例である。特徴量抽出回路
１０２が、有効画面の１フレーム全域にわたり、例えば
図５の有効画面５０１の１フレーム画像６４０×４８０
ドットについて、低輝度画素数、中輝度画素数、高輝度
画素数の分布を求めると、図６ｂｃｄに示すような輝度
ヒストグラムが得られる。この輝度ヒストグラム（図６
ｂｃｄ）を見るとピークが低輝度と高輝度の２箇所にで
きており、逆光の被写体であることが推測することがで
きる。このようにして補正係数決定回路１０３が特徴量
抽出回路１０２が抽出した輝度ヒストグラムから入力画
像を補正すべき階調補正特性の補正係数を決定する。次
に補正ゲイン生成回路１０４が輝度信号Ｙと補正係数か
ら、補正後の輝度信号Ｙ’を求め、補正ゲイン（Ｙ’／
Ｙ）を出力する。最後に階調補正手段１０５は、Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号をディレイ回路１０６で補正ゲインとのタイ
ミングを合わせ、乗算器１０７で補正ゲイン（Ｙ’／
Ｙ）と乗算し、階調補正されたＲ’，Ｇ’，Ｂ’信号を
出力する。このように、補正ゲインをＲ，Ｇ，Ｂ信号に
共通に用いることにより、色バランスがよく全域にわた
って階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
【００２３】図７を用いて特徴量抽出回路の動作を詳細
説明する。入力された輝度信号Ｙは比較器７０１で閾値
１と閾値２と比較される。輝度信号Ｙが閾値１より小さ
いとき、低輝度カウント信号を出力する。輝度信号Ｙが
閾値１と閾値２の間のとき、中輝度カウント信号を出力
する。輝度信号Ｙが閾値２より大きいとき高輝度カウン
ト信号を出力する。この低輝度カウント信号、中輝度カ
ウント信号、高輝度カウント信号に従ってカウンタ回路
７０２，７０３，７０４が１フレームの有効画面につい
て画素数をカウントし、低輝度画素数、中輝度画素数、
高輝度画素数をそれぞれ出力する。
説明する。入力された輝度信号Ｙは比較器７０１で閾値
１と閾値２と比較される。輝度信号Ｙが閾値１より小さ
いとき、低輝度カウント信号を出力する。輝度信号Ｙが
閾値１と閾値２の間のとき、中輝度カウント信号を出力
する。輝度信号Ｙが閾値２より大きいとき高輝度カウン
ト信号を出力する。この低輝度カウント信号、中輝度カ
ウント信号、高輝度カウント信号に従ってカウンタ回路
７０２，７０３，７０４が１フレームの有効画面につい
て画素数をカウントし、低輝度画素数、中輝度画素数、
高輝度画素数をそれぞれ出力する。
【００２４】図８を用いて補正係数決定回路の動作を詳
細説明する。補正係数テーブルＲＯＭ８０１には、特徴
量抽出回路１０２から供給される低輝度画素数、中輝度
画素数、高輝度画素数をアドレスとして順光被写体に対
する補正係数、逆光被写体に対する補正係数、暗い被写
体に対する補正係数等が記憶されている。よって特徴量
抽出回路１０２から低輝度画素数、中輝度画素数、高輝
度画素数が補正係数テーブルＲＯＭ８０１に入力される
と、入力画像に対して１つの補正係数が決定する。この
補正係数を前フレームもしくは前フィールドとの連続性
を保てるようにフィルタ回路８０２でフィルタ処理を行
い補正係数を出力する。
細説明する。補正係数テーブルＲＯＭ８０１には、特徴
量抽出回路１０２から供給される低輝度画素数、中輝度
画素数、高輝度画素数をアドレスとして順光被写体に対
する補正係数、逆光被写体に対する補正係数、暗い被写
体に対する補正係数等が記憶されている。よって特徴量
抽出回路１０２から低輝度画素数、中輝度画素数、高輝
度画素数が補正係数テーブルＲＯＭ８０１に入力される
と、入力画像に対して１つの補正係数が決定する。この
補正係数を前フレームもしくは前フィールドとの連続性
を保てるようにフィルタ回路８０２でフィルタ処理を行
い補正係数を出力する。
【００２５】図３（ａ）を用いて補正ゲイン生成回路１
０４の動作を詳細説明する。入力された輝度信号Ｙは第
１の階調補正特性回路３０１と第２の階調補正特性回路
３０２に供給される。第１の階調補正特性回路３０１で
は、入力輝度信号Ｙと第１の階調補正特性で補正された
Ｙ１から第１補正ゲイン（Ｙ１／Ｙ）を出力する。同様
に第２の階調補正特性回路３０２からは第２補正ゲイン
（Ｙ２／Ｙ）を出力する。一方、加算器３０３で輝度信
号Ｙと補正係数を加算し、Ｘ信号を出力する。最後に、
加重平均回路３０４が第１補正ゲインと第２補正ゲイン
をＸ信号を用いた（２）の関係式によって加重平均し、
補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）を出力する。
０４の動作を詳細説明する。入力された輝度信号Ｙは第
１の階調補正特性回路３０１と第２の階調補正特性回路
３０２に供給される。第１の階調補正特性回路３０１で
は、入力輝度信号Ｙと第１の階調補正特性で補正された
Ｙ１から第１補正ゲイン（Ｙ１／Ｙ）を出力する。同様
に第２の階調補正特性回路３０２からは第２補正ゲイン
（Ｙ２／Ｙ）を出力する。一方、加算器３０３で輝度信
号Ｙと補正係数を加算し、Ｘ信号を出力する。最後に、
加重平均回路３０４が第１補正ゲインと第２補正ゲイン
をＸ信号を用いた（２）の関係式によって加重平均し、
補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）を出力する。
【００２６】 (Y'/Y)={(Y1/Y)・(255-X)+(Y2/Y)・X}/255 … （２） 本実施例においては第１補正ゲイン（Ｙ１／Ｙ）を
（３）式で、第２補正ゲイン（Ｙ２／Ｙ）を（４）式で
実施した。
（３）式で、第２補正ゲイン（Ｙ２／Ｙ）を（４）式で
実施した。
【００２７】 (Y1/Y)={1/2552・(Yー255)3+255}/Y … （３） (Y2/Y)=Y/Y … （４） 図９は本実施例における階調補正特性を示したものであ
る。Ｙ１は第１の階調補正特性、Ｙ２は第２の階調補正
特性である。例えば補正係数が０のとき階調補正特性は
（２）の関係式から図９ａになる。同様に補正係数が正
になると、階調補正特性は図９ｃのようになる。同様に
補正係数が負になると、階調補正特性は図９ｂのように
なる。このように補正係数を変化させることにより、簡
単に階調補正特性を連続的に変化させることができる。
階調補正特性は補正係数を変化させていくと、低輝度部
と中輝度部の補正ゲインが徐々に大きくなり、最後に全
体の補正ゲインが大きくなる。よって順光被写体に対し
ては図９のＹ２の階調補正特性で、逆光被写体に対して
は図９ａの階調補正特性で、暗い被写体に対しては図９
のＹ１の階調補正特性で階調補正することで、あらゆる
被写体に対して階調表現豊かな階調補正を行うことがで
きる。
る。Ｙ１は第１の階調補正特性、Ｙ２は第２の階調補正
特性である。例えば補正係数が０のとき階調補正特性は
（２）の関係式から図９ａになる。同様に補正係数が正
になると、階調補正特性は図９ｃのようになる。同様に
補正係数が負になると、階調補正特性は図９ｂのように
なる。このように補正係数を変化させることにより、簡
単に階調補正特性を連続的に変化させることができる。
階調補正特性は補正係数を変化させていくと、低輝度部
と中輝度部の補正ゲインが徐々に大きくなり、最後に全
体の補正ゲインが大きくなる。よって順光被写体に対し
ては図９のＹ２の階調補正特性で、逆光被写体に対して
は図９ａの階調補正特性で、暗い被写体に対しては図９
のＹ１の階調補正特性で階調補正することで、あらゆる
被写体に対して階調表現豊かな階調補正を行うことがで
きる。
【００２８】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路はマトリックス回路１０１と、特徴量抽出
回路１０２と、補正係数決定回路１０３と、補正ゲイン
生成回路１０４と、階調補正手段１０５という構成で、
逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して
階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
階調補正回路はマトリックス回路１０１と、特徴量抽出
回路１０２と、補正係数決定回路１０３と、補正ゲイン
生成回路１０４と、階調補正手段１０５という構成で、
逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して
階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
【００２９】また、本発明の階調補正回路における補正
ゲイン生成回路１０４を第１の階調補正特性回路と、第
２の階調補正特性回路３０２と、加算器３０３と、加重
平均回路３０４という構成で、補正係数によって補正ゲ
インを発生するようにすることによって、何種類かの階
調補正特性を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて
良いので、回路規模も非常に小さくすることができる。
また、補正係数を変えることによって、順光、逆光被写
体の階調補正特性を生成することができるので、逆光被
写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階調が
つぶされない、色バランスがよく全域にわたって階調表
現の豊かな出力画像を得ることができる。また、階調補
正特性を連続的に変化させることができるので、動画に
対しても自然な階調補正をすることができる。また、入
力信号が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号
になるように階調補正特性をすることによって、従来オ
ートニー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところ
をきれいに再現することができる。
ゲイン生成回路１０４を第１の階調補正特性回路と、第
２の階調補正特性回路３０２と、加算器３０３と、加重
平均回路３０４という構成で、補正係数によって補正ゲ
インを発生するようにすることによって、何種類かの階
調補正特性を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて
良いので、回路規模も非常に小さくすることができる。
また、補正係数を変えることによって、順光、逆光被写
体の階調補正特性を生成することができるので、逆光被
写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階調が
つぶされない、色バランスがよく全域にわたって階調表
現の豊かな出力画像を得ることができる。また、階調補
正特性を連続的に変化させることができるので、動画に
対しても自然な階調補正をすることができる。また、入
力信号が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号
になるように階調補正特性をすることによって、従来オ
ートニー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところ
をきれいに再現することができる。
【００３０】図３（ｂ）は本発明の第２の実施例におけ
る階調補正回路の補正ゲイン生成回路１０４の構成を示
すブロック図である。図３（ａ）に示した第１の実施例
と異なるのは、階調補正ゲイン生成回路１０４に平均値
検出回路（ＬＰＦ）３０５を新たに設けた点である。
る階調補正回路の補正ゲイン生成回路１０４の構成を示
すブロック図である。図３（ａ）に示した第１の実施例
と異なるのは、階調補正ゲイン生成回路１０４に平均値
検出回路（ＬＰＦ）３０５を新たに設けた点である。
【００３１】以下、図３（ｂ）を用いて補正ゲイン生成
回路１０４の動作を詳細に説明する。
回路１０４の動作を詳細に説明する。
【００３２】入力された輝度信号Ｙは第１の階調補正特
性回路３０１と第２の階調補正特性回路３０２に供給さ
れる。第１の階調補正特性回路３０１では、入力輝度信
号Ｙと第１の階調補正特性で補正されたＹ１から第１補
正ゲイン（Ｙ１／Ｙ）を出力する。同様に第２の階調補
正特性回路３０２からは第２補正ゲイン（Ｙ２／Ｙ）を
出力する。一方、輝度信号Ｙは平均値検出回路（ＬＰ
Ｆ）３０５で輝度平均値Ｙａを求め、加算器３０３で輝
度平均値Ｙａと補正係数を加算し、Ｘ信号を出力する。
最後に、加重平均回路３０４が第１補正ゲインと第２補
正ゲインをＸ信号を用いた（２）の関係式によって加重
平均し、補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）を出力する。
性回路３０１と第２の階調補正特性回路３０２に供給さ
れる。第１の階調補正特性回路３０１では、入力輝度信
号Ｙと第１の階調補正特性で補正されたＹ１から第１補
正ゲイン（Ｙ１／Ｙ）を出力する。同様に第２の階調補
正特性回路３０２からは第２補正ゲイン（Ｙ２／Ｙ）を
出力する。一方、輝度信号Ｙは平均値検出回路（ＬＰ
Ｆ）３０５で輝度平均値Ｙａを求め、加算器３０３で輝
度平均値Ｙａと補正係数を加算し、Ｘ信号を出力する。
最後に、加重平均回路３０４が第１補正ゲインと第２補
正ゲインをＸ信号を用いた（２）の関係式によって加重
平均し、補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）を出力する。
【００３３】図１０は階調補正特性と入出力特性を示し
たものである。平均値検出回路３０５で求めた輝度平均
値Ｙａが注目画素の輝度信号Ｙと等しいときは図１０ａ
の階調補正特性で、輝度平均値Ｙａが注目画素の輝度信
号Ｙより低いときは図１０ｂの階調補正特性で、輝度平
均値Ｙａが注目画素の輝度信号Ｙより高いときは図１０
ｃの階調補正特性で、画素単位で適応的に階調補正特性
を変化させて階調補正することによって、補正ゲインの
傾きが小さくてもコントラストを保つように階調補正を
行い、階調表現豊かな出力信号を得ることが出来る。
たものである。平均値検出回路３０５で求めた輝度平均
値Ｙａが注目画素の輝度信号Ｙと等しいときは図１０ａ
の階調補正特性で、輝度平均値Ｙａが注目画素の輝度信
号Ｙより低いときは図１０ｂの階調補正特性で、輝度平
均値Ｙａが注目画素の輝度信号Ｙより高いときは図１０
ｃの階調補正特性で、画素単位で適応的に階調補正特性
を変化させて階調補正することによって、補正ゲインの
傾きが小さくてもコントラストを保つように階調補正を
行い、階調表現豊かな出力信号を得ることが出来る。
【００３４】図４は本発明の第２の実施例における階調
補正回路の補正ゲイン生成回路１０４の具体的な構成を
示すブロック図である。図４において、４０１は平均値
検出回路（ＬＰＦ）、４０２は第１加算器、４０３はク
リップ回路、４０４は第２加算器、４０５は第１乗算
器、４０６は第３加算器、４０７は第１減算器、４０８
は第２乗算器、４０９は第２減算器、４１０は第４加算
器、１０４は補正ゲイン生成回路である。
補正回路の補正ゲイン生成回路１０４の具体的な構成を
示すブロック図である。図４において、４０１は平均値
検出回路（ＬＰＦ）、４０２は第１加算器、４０３はク
リップ回路、４０４は第２加算器、４０５は第１乗算
器、４０６は第３加算器、４０７は第１減算器、４０８
は第２乗算器、４０９は第２減算器、４１０は第４加算
器、１０４は補正ゲイン生成回路である。
【００３５】以下、図４を用いて補正ゲイン生成回路１
０４の動作を詳細に説明する。図４は（２），（３），
（４）式をそのまま回路化したものである。２５５倍、
１／２５５等はデータのビットシフトで対応して、回路
の簡略化を図っている。まず輝度信号Ｙが入力されると
平均値検出回路４０１で平均値Ｙａを求める。次に平均
値Ｙａと補正係数を第１加算器４０２で加算する。第１
加算器の出力信号をクリップ回路４０３で値’０’と
値’２５５’で上下クリップする。一方平均値検出回路
４０１から輝度信号Ｙを平均値Ｙａと遅延を合わせて取
り出し、１ビットシフトで２倍した輝度信号２Ｙと輝度
信号Ｙを第２加算器４０４で加算して３倍の輝度信号３
Ｙを作る。また第１乗算器４０５で輝度信号Ｙを２乗し
Ｙ2の輝度信号を作る。第１乗算器４０５の出力信号に
第３加算器４０６で数値３を加算する。次に第３加算器
４０６の出力信号から第２加算器４０４の出力信号を第
１減算器４０７で減算する。次にクリップ回路４０３の
出力信号を数値２５５から第２減算器４０９で減算す
る。第２減算器４０９の出力信号と第１減算器の出力信
号を第２乗算器４０８で乗算する。最後にクリップ回路
４０３の出力信号と第２乗算器の出力信号を第４加算器
４１０で加算し、補正ゲインとして出力する。この補正
ゲインは図９及び図１０に示す階調補正特性に従い、補
正係数によって補正ゲインを制御することによって、逆
光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階
調がつぶされない、色バランスがよく全域にわたって階
調表現の豊かな出力画像を得ることができる。さらに、
輝度平均値Ｙａによって画素単位で適応的に階調補正特
性を変化させて階調補正することによって、補正ゲイン
の傾きが小さくてもコントラストを保つように階調補正
を行い、階調表現豊かな出力信号を得ることが出来る。
０４の動作を詳細に説明する。図４は（２），（３），
（４）式をそのまま回路化したものである。２５５倍、
１／２５５等はデータのビットシフトで対応して、回路
の簡略化を図っている。まず輝度信号Ｙが入力されると
平均値検出回路４０１で平均値Ｙａを求める。次に平均
値Ｙａと補正係数を第１加算器４０２で加算する。第１
加算器の出力信号をクリップ回路４０３で値’０’と
値’２５５’で上下クリップする。一方平均値検出回路
４０１から輝度信号Ｙを平均値Ｙａと遅延を合わせて取
り出し、１ビットシフトで２倍した輝度信号２Ｙと輝度
信号Ｙを第２加算器４０４で加算して３倍の輝度信号３
Ｙを作る。また第１乗算器４０５で輝度信号Ｙを２乗し
Ｙ2の輝度信号を作る。第１乗算器４０５の出力信号に
第３加算器４０６で数値３を加算する。次に第３加算器
４０６の出力信号から第２加算器４０４の出力信号を第
１減算器４０７で減算する。次にクリップ回路４０３の
出力信号を数値２５５から第２減算器４０９で減算す
る。第２減算器４０９の出力信号と第１減算器の出力信
号を第２乗算器４０８で乗算する。最後にクリップ回路
４０３の出力信号と第２乗算器の出力信号を第４加算器
４１０で加算し、補正ゲインとして出力する。この補正
ゲインは図９及び図１０に示す階調補正特性に従い、補
正係数によって補正ゲインを制御することによって、逆
光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階
調がつぶされない、色バランスがよく全域にわたって階
調表現の豊かな出力画像を得ることができる。さらに、
輝度平均値Ｙａによって画素単位で適応的に階調補正特
性を変化させて階調補正することによって、補正ゲイン
の傾きが小さくてもコントラストを保つように階調補正
を行い、階調表現豊かな出力信号を得ることが出来る。
【００３６】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路における補正ゲイン生成回路１０４を第１
の階調補正特性回路と、第２の階調補正特性回路３０２
と、加算器３０３と、加重平均回路３０４と、平均値検
出回路３０５いう構成で、補正係数によって補正ゲイン
を発生するようにすることによって、何種類かの階調補
正特性を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて良い
ので、回路規模も非常に小さくすることができる。ま
た、補正係数を変えることによって、順光、逆光被写体
の階調補正特性を生成することができるので、逆光被写
体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階調がつ
ぶされない、色バランスがよく全域にわたって階調表現
の豊かな出力画像を得ることができる。また、入力信号
が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号になる
ように階調補正特性をすることによって、従来オートニ
ー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところをきれ
いに再現することができる。さらに、輝度平均値Ｙａに
よって画素単位で適応的に階調補正特性を変化させて階
調補正することによって、補正ゲインの傾きが小さくて
もコントラストを保つように階調補正を行い、階調表現
豊かな出力信号を得ることが出来る。
階調補正回路における補正ゲイン生成回路１０４を第１
の階調補正特性回路と、第２の階調補正特性回路３０２
と、加算器３０３と、加重平均回路３０４と、平均値検
出回路３０５いう構成で、補正係数によって補正ゲイン
を発生するようにすることによって、何種類かの階調補
正特性を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて良い
ので、回路規模も非常に小さくすることができる。ま
た、補正係数を変えることによって、順光、逆光被写体
の階調補正特性を生成することができるので、逆光被写
体から順光被写体まであらゆる被写体に対して階調がつ
ぶされない、色バランスがよく全域にわたって階調表現
の豊かな出力画像を得ることができる。また、入力信号
が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信号になる
ように階調補正特性をすることによって、従来オートニ
ー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたところをきれ
いに再現することができる。さらに、輝度平均値Ｙａに
よって画素単位で適応的に階調補正特性を変化させて階
調補正することによって、補正ゲインの傾きが小さくて
もコントラストを保つように階調補正を行い、階調表現
豊かな出力信号を得ることが出来る。
【００３７】図１１は本発明の第３の実施例における階
調補正機能付き撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。図１１において、１１０１は固体撮像素子、１１０
２はアナログ回路、１１０３はアナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）、１１０４はマトリックス回路、１
１０５は特徴量抽出回路、１１０６は補正係数決定回
路、１１０７は補正ゲイン生成回路、１１０８は階調補
正手段、１１０９は信号処理回路、１１１０はデジタル
-アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）、１１１１はエンコ
ーダ回路である。
調補正機能付き撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。図１１において、１１０１は固体撮像素子、１１０
２はアナログ回路、１１０３はアナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）、１１０４はマトリックス回路、１
１０５は特徴量抽出回路、１１０６は補正係数決定回
路、１１０７は補正ゲイン生成回路、１１０８は階調補
正手段、１１０９は信号処理回路、１１１０はデジタル
-アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）、１１１１はエンコ
ーダ回路である。
【００３８】以上のように構成された本発明の第３の実
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。
【００３９】図１１において、まず、固体撮像素子１１
０１からアナログ回路１１０２が入力映像信号として
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はアナ
ログ−デジタル変換器１１０３によって０〜２５５のデ
ジタルデータに変換される。この０〜２５５のデジタル
データに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号とし
てマトリックス回路１１０４と階調補正手段１１０８に
入力される。以下のマトリックス回路１１０４と特徴量
抽出回路と補正係数決定回路１１０６と補正ゲイン生成
回路１１０７と階調補正手段１１０８の動作は第１及び
第２の実施例の動作と同様である。すなわち、マトリッ
クス回路１１０４ではＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙを
算出する。算出した輝度信号Ｙを特徴量抽出回路１１０
５と補正ゲイン生成回路１１０７に供給する。特徴量抽
出回路１１０５では輝度信号Ｙの低輝度画素数と中輝度
画素数と高輝度画素数を求め、補正係数決定回路１１０
６に供給する。補正係数決定回路１１０６では低輝度画
素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映像信
号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性を決
定する補正係数を出力する。補正ゲイン生成回路１１０
７は輝度信号Ｙと補正係数から補正ゲインを出力する。
そして階調補正手段１１０８が補正ゲインで入力映像信
号の階調補正を行う。この階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信
号を信号処理回路１１０９がアパーチャ処理等の信号処
理を行う。この信号処理したデジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号を
デジタル−アナログ変換器１１１０がアナログＲ，Ｇ，
Ｂ信号に変換する。次に、エンコーダ回路１１１１がこ
のＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ信号（輝度信号）とＣ信号（色信
号）に変換する。最後に、ＶＴＲ回路がビデオテープに
記録する。
０１からアナログ回路１１０２が入力映像信号として
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はアナ
ログ−デジタル変換器１１０３によって０〜２５５のデ
ジタルデータに変換される。この０〜２５５のデジタル
データに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号とし
てマトリックス回路１１０４と階調補正手段１１０８に
入力される。以下のマトリックス回路１１０４と特徴量
抽出回路と補正係数決定回路１１０６と補正ゲイン生成
回路１１０７と階調補正手段１１０８の動作は第１及び
第２の実施例の動作と同様である。すなわち、マトリッ
クス回路１１０４ではＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙを
算出する。算出した輝度信号Ｙを特徴量抽出回路１１０
５と補正ゲイン生成回路１１０７に供給する。特徴量抽
出回路１１０５では輝度信号Ｙの低輝度画素数と中輝度
画素数と高輝度画素数を求め、補正係数決定回路１１０
６に供給する。補正係数決定回路１１０６では低輝度画
素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映像信
号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性を決
定する補正係数を出力する。補正ゲイン生成回路１１０
７は輝度信号Ｙと補正係数から補正ゲインを出力する。
そして階調補正手段１１０８が補正ゲインで入力映像信
号の階調補正を行う。この階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信
号を信号処理回路１１０９がアパーチャ処理等の信号処
理を行う。この信号処理したデジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号を
デジタル−アナログ変換器１１１０がアナログＲ，Ｇ，
Ｂ信号に変換する。次に、エンコーダ回路１１１１がこ
のＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ信号（輝度信号）とＣ信号（色信
号）に変換する。最後に、ＶＴＲ回路がビデオテープに
記録する。
【００４０】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正機能付き撮像装置は、固体撮像素子１１０１
と、アナログ回路１１０２と、アナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）１１０３と、マトリックス回路１１
０４と、特徴量抽出回路１１０５と、補正係数決定回路
１１０６と、補正ゲイン生成回路１１０７と、階調補正
手段１１０８と、信号処理回路１１０９と、デジタル-
アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）１１１０と、エンコー
ダ回路１１１１という構成で、補正係数で簡単に階調補
正特性を変えることができるので、逆光被写体から順光
被写体まであらゆる被写体に対して階調がつぶされな
い、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな
出力画像を得ることができる。
階調補正機能付き撮像装置は、固体撮像素子１１０１
と、アナログ回路１１０２と、アナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）１１０３と、マトリックス回路１１
０４と、特徴量抽出回路１１０５と、補正係数決定回路
１１０６と、補正ゲイン生成回路１１０７と、階調補正
手段１１０８と、信号処理回路１１０９と、デジタル-
アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）１１１０と、エンコー
ダ回路１１１１という構成で、補正係数で簡単に階調補
正特性を変えることができるので、逆光被写体から順光
被写体まであらゆる被写体に対して階調がつぶされな
い、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな
出力画像を得ることができる。
【００４１】図１２は本発明の第３の実施例における階
調補正機能付き撮像装置の具体的構成を示すブロック図
である。図１２において、１２０１は固体撮像素子、１
２０２はアナログ回路、１２０３はアナログ-デジタル
変換器（Ａ／Ｄ変換器）、１２０４は階調補正手段、１
２０５は信号処理回路、１２０６はデジタル-アナログ
変換器、１２０７はエンコーダ回路、１２０８はＶＴＲ
回路、１２０９はヒストグラム作成手段、１２１０は入
力手段、１２１１は補正ゲイン生成手段、１２１２はマ
イコン、１２１３はマイコン１２１２のプログラムと選
択する階調補正特性の特徴を示すテンプレートを格納す
るＲＯＭ、１２１４はヒストグラム作成手段１２０９が
求めた低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を格
納するＲＡＭ、１２１５はバスである。
調補正機能付き撮像装置の具体的構成を示すブロック図
である。図１２において、１２０１は固体撮像素子、１
２０２はアナログ回路、１２０３はアナログ-デジタル
変換器（Ａ／Ｄ変換器）、１２０４は階調補正手段、１
２０５は信号処理回路、１２０６はデジタル-アナログ
変換器、１２０７はエンコーダ回路、１２０８はＶＴＲ
回路、１２０９はヒストグラム作成手段、１２１０は入
力手段、１２１１は補正ゲイン生成手段、１２１２はマ
イコン、１２１３はマイコン１２１２のプログラムと選
択する階調補正特性の特徴を示すテンプレートを格納す
るＲＯＭ、１２１４はヒストグラム作成手段１２０９が
求めた低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を格
納するＲＡＭ、１２１５はバスである。
【００４２】図１３は本発明の第３の実施例における階
調補正特性を決定する手順を示すフローチャートであ
る。
調補正特性を決定する手順を示すフローチャートであ
る。
【００４３】以上のように構成された本発明の第３の実
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。
施例の階調補正機能付き撮像装置について、以下その動
作を説明する。
【００４４】図１２において、まず、固体撮像素子１２
０１からアナログ回路１２０２が入力映像信号として
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はアナ
ログ−デジタル変換器１２０３によって０〜２５５のデ
ジタルデータに変換される。この０〜２５５のデジタル
データに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号とし
てヒストグラム作成手段１２０９と階調補正手段１２０
４に入力される。ヒストグラム作成手段１２０９では
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙを算出し、１フレームの
有効画面について低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度
画素数を求める。
０１からアナログ回路１２０２が入力映像信号として
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が取り込む。このＲ，Ｇ，Ｂ信号はアナ
ログ−デジタル変換器１２０３によって０〜２５５のデ
ジタルデータに変換される。この０〜２５５のデジタル
データに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力映像信号とし
てヒストグラム作成手段１２０９と階調補正手段１２０
４に入力される。ヒストグラム作成手段１２０９では
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙを算出し、１フレームの
有効画面について低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度
画素数を求める。
【００４５】図１３を用いて、マイコン１２１２がテン
プレートマッチング法を用いて階調補正特性を決定する
動作について説明する。まずマイコン１２１２がヒスト
グラム作成手段１２０９が求めた低輝度画素数と中輝度
画素数と高輝度画素数をＲＡＭ１２１４に読み込む。次
に、ＲＯＭ１２１３の中の選択する階調補正特性の入力
画像の特徴を示すテンプレートとＲＡＭ１２１４に読み
込んだ低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数の距
離を求める。次に、距離が最小になる階調補正特性を選
択する。最後に選択した階調補正特性を前フィールドの
階調補正特性との連続性が取れるように処理を行い補正
係数を補正ゲイン生成回路１２１１に設定する。
プレートマッチング法を用いて階調補正特性を決定する
動作について説明する。まずマイコン１２１２がヒスト
グラム作成手段１２０９が求めた低輝度画素数と中輝度
画素数と高輝度画素数をＲＡＭ１２１４に読み込む。次
に、ＲＯＭ１２１３の中の選択する階調補正特性の入力
画像の特徴を示すテンプレートとＲＡＭ１２１４に読み
込んだ低輝度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数の距
離を求める。次に、距離が最小になる階調補正特性を選
択する。最後に選択した階調補正特性を前フィールドの
階調補正特性との連続性が取れるように処理を行い補正
係数を補正ゲイン生成回路１２１１に設定する。
【００４６】補正ゲイン生成回路１２１１は第１の階調
補正特性と第２の階調補正特性を入力輝度信号の平均値
と補正係数を加算した値で加重平均を行い、補正ゲイン
を階調補正手段１２０４に設定する。階調補正手段１２
０４はディレイ回路でＲ，Ｇ，Ｂ信号のタイミングを補
正ゲインに合わせ、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の各々に補正ゲイン
を乗算し、階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を出力する。
この階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を信号処理回路１２
０５がアパーチャ処理等の信号処理を行う。この信号処
理したデジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号をデジタル−アナログ変
換器１２０６がアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する。次
に、エンコーダ回路１２０７がこのＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ
信号（輝度信号）とＣ信号（色信号）に変換する。最後
に、ＶＴＲ回路１２０８がビデオテープに記録する。
補正特性と第２の階調補正特性を入力輝度信号の平均値
と補正係数を加算した値で加重平均を行い、補正ゲイン
を階調補正手段１２０４に設定する。階調補正手段１２
０４はディレイ回路でＲ，Ｇ，Ｂ信号のタイミングを補
正ゲインに合わせ、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の各々に補正ゲイン
を乗算し、階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を出力する。
この階調補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を信号処理回路１２
０５がアパーチャ処理等の信号処理を行う。この信号処
理したデジタルＲ，Ｇ，Ｂ信号をデジタル−アナログ変
換器１２０６がアナログＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換する。次
に、エンコーダ回路１２０７がこのＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ
信号（輝度信号）とＣ信号（色信号）に変換する。最後
に、ＶＴＲ回路１２０８がビデオテープに記録する。
【００４７】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正機能付き撮像装置は、固体撮像素子１２０１
と、アナログ回路１２０２と、アナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）１２０３と、階調補正手段１２０４
と、信号処理回路１２０５と、デジタル-アナログ変換
器（Ｄ／Ａ変換器）１２０６と、エンコーダ回路１２０
７と、ＶＴＲ回路１２０８と、ヒストグラム作成手段１
２０９と、入力手段１２１０と、補正ゲイン生成回路１
２１１と、マイコン１２１２と、ＲＯＭ１２１３と、Ｒ
ＡＭ１２１４という構成で、逆光被写体から順光被写体
まであらゆる被写体に対して階調がつぶされない、色バ
ランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像
を得ることができる。また、入力信号が大きいときは入
力信号がほぼそのまま出力信号になるように階調補正特
性をすることによって、従来オートニー制御等で高輝度
部の階調がつぶれていたところをきれいに再現すること
ができる。さらに、輝度平均値Ｙａによって画素単位で
適応的に階調補正特性を変化させて階調補正することに
よって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラストを
保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号を
得ることが出来る。また、動画を補正しても自然な階調
補正画像を得ることができる。
階調補正機能付き撮像装置は、固体撮像素子１２０１
と、アナログ回路１２０２と、アナログ-デジタル変換
器（Ａ／Ｄ変換器）１２０３と、階調補正手段１２０４
と、信号処理回路１２０５と、デジタル-アナログ変換
器（Ｄ／Ａ変換器）１２０６と、エンコーダ回路１２０
７と、ＶＴＲ回路１２０８と、ヒストグラム作成手段１
２０９と、入力手段１２１０と、補正ゲイン生成回路１
２１１と、マイコン１２１２と、ＲＯＭ１２１３と、Ｒ
ＡＭ１２１４という構成で、逆光被写体から順光被写体
まであらゆる被写体に対して階調がつぶされない、色バ
ランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像
を得ることができる。また、入力信号が大きいときは入
力信号がほぼそのまま出力信号になるように階調補正特
性をすることによって、従来オートニー制御等で高輝度
部の階調がつぶれていたところをきれいに再現すること
ができる。さらに、輝度平均値Ｙａによって画素単位で
適応的に階調補正特性を変化させて階調補正することに
よって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラストを
保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号を
得ることが出来る。また、動画を補正しても自然な階調
補正画像を得ることができる。
【００４８】図１４は本発明における第４の実施例の階
調補正回路の構成を示すブロック図である。図１４にお
いて、１４０１は特徴量抽出回路、１４０２は補正係数
決定回路、１４０３は補正ゲイン生成回路、１４０４は
階調補正手段、１４０５はディレイ回路、１４０６は乗
算器である。図１と異なるのは入力映像信号が輝度信号
と色差信号になったことと、マトリックス回路を削除し
たことである。
調補正回路の構成を示すブロック図である。図１４にお
いて、１４０１は特徴量抽出回路、１４０２は補正係数
決定回路、１４０３は補正ゲイン生成回路、１４０４は
階調補正手段、１４０５はディレイ回路、１４０６は乗
算器である。図１と異なるのは入力映像信号が輝度信号
と色差信号になったことと、マトリックス回路を削除し
たことである。
【００４９】以上のように構成された本発明の第４の実
施例の階調補正回路について、以下その動作を説明す
る。
施例の階調補正回路について、以下その動作を説明す
る。
【００５０】図１４において、本発明の階調補正回路に
輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙが入力される。輝
度信号Ｙが入力されるので輝度信号Ｙを算出するマトリ
ックス回路が不必要になる。本発明の階調補正回路の特
徴量抽出回路１４０１と補正係数決定回路１４０２と補
正ゲイン生成回路１４０３と階調補正手段１４０４の動
作は第１及び第２の実施例のマトリックス回路を除く動
作とまったく同様である。すなわち、入力された輝度信
号Ｙを特徴量抽出回路１４０１と補正ゲイン生成回路１
４０３に供給する。特徴量抽出回路１４０１では１フレ
ームの有効画面における輝度信号Ｙの低輝度画素数と中
輝度画素数と高輝度画素数を求め、補正係数決定回路１
４０２に供給する。補正係数決定回路１４０２では低輝
度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映
像信号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性
を決定する補正係数を出力する。補正ゲイン生成回路１
４０２は輝度信号Ｙの平均値と補正係数から補正ゲイン
を出力する。そして階調補正手段１４０４において入力
映像信号のタイミングをディレイ回路１４０５で合わせ
乗算器１４０６で補正ゲインを乗算し、階調補正された
輝度信号Ｙ’と色差信号（Ｒ−Ｙ）’と（Ｂ−Ｙ）’を
出力する。
輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙが入力される。輝
度信号Ｙが入力されるので輝度信号Ｙを算出するマトリ
ックス回路が不必要になる。本発明の階調補正回路の特
徴量抽出回路１４０１と補正係数決定回路１４０２と補
正ゲイン生成回路１４０３と階調補正手段１４０４の動
作は第１及び第２の実施例のマトリックス回路を除く動
作とまったく同様である。すなわち、入力された輝度信
号Ｙを特徴量抽出回路１４０１と補正ゲイン生成回路１
４０３に供給する。特徴量抽出回路１４０１では１フレ
ームの有効画面における輝度信号Ｙの低輝度画素数と中
輝度画素数と高輝度画素数を求め、補正係数決定回路１
４０２に供給する。補正係数決定回路１４０２では低輝
度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映
像信号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性
を決定する補正係数を出力する。補正ゲイン生成回路１
４０２は輝度信号Ｙの平均値と補正係数から補正ゲイン
を出力する。そして階調補正手段１４０４において入力
映像信号のタイミングをディレイ回路１４０５で合わせ
乗算器１４０６で補正ゲインを乗算し、階調補正された
輝度信号Ｙ’と色差信号（Ｒ−Ｙ）’と（Ｂ−Ｙ）’を
出力する。
【００５１】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路は、特徴量抽出回路１４０１と、補正係数
決定回路１４０２と、補正ゲイン生成回路１４０３と、
階調補正手段１４０４という構成で、補正係数を変える
ことによって、逆光被写体から順光被写体まであらゆる
被写体に対して階調がつぶされない、色バランスがよく
全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることが
できる。
階調補正回路は、特徴量抽出回路１４０１と、補正係数
決定回路１４０２と、補正ゲイン生成回路１４０３と、
階調補正手段１４０４という構成で、補正係数を変える
ことによって、逆光被写体から順光被写体まであらゆる
被写体に対して階調がつぶされない、色バランスがよく
全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることが
できる。
【００５２】また、補正係数によって補正ゲインを発生
するようにすることによって、何種類かの階調補正特性
を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて良いので、
回路規模も非常に小さくすることができる。また、階調
補正特性を連続的に変化させることができるので、動画
に対しても自然な階調補正をすることができる。また、
入力信号が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信
号になるように階調補正特性をすることによって、従来
オートニー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたとこ
ろをきれいに再現することができる。
するようにすることによって、何種類かの階調補正特性
を記憶しておく余分なＲＯＭ等を持たなくて良いので、
回路規模も非常に小さくすることができる。また、階調
補正特性を連続的に変化させることができるので、動画
に対しても自然な階調補正をすることができる。また、
入力信号が大きいときは入力信号がほぼそのまま出力信
号になるように階調補正特性をすることによって、従来
オートニー制御等で高輝度部の階調がつぶれていたとこ
ろをきれいに再現することができる。
【００５３】なお、本実施例において、入力映像信号に
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号や輝度信号、色差信号を用いたが、Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号や輝度信号、色差信号の代わりにコンポジッ
ト信号や輝度信号に色信号を合成した信号を入力映像信
号に用いても同様の効果を得ることができる。
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号や輝度信号、色差信号を用いたが、Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号や輝度信号、色差信号の代わりにコンポジッ
ト信号や輝度信号に色信号を合成した信号を入力映像信
号に用いても同様の効果を得ることができる。
【００５４】なお、本実施例において、階調補正手段は
入力映像信号のそれぞれに補正ゲインを乗算して、階調
補正を行ったが、補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）の代わりに補
正値（Ｙ’−Ｙ）を入力映像信号のそれぞれに加算する
ようにしても、同様の効果を得ることが出来る。
入力映像信号のそれぞれに補正ゲインを乗算して、階調
補正を行ったが、補正ゲイン（Ｙ’／Ｙ）の代わりに補
正値（Ｙ’−Ｙ）を入力映像信号のそれぞれに加算する
ようにしても、同様の効果を得ることが出来る。
【００５５】なお、本実施例において、入力映像信号を
８ビットにアナログ-デジタル変換して説明したが、量
子化ビット数は別の値でも良いし、補正ゲイン生成回路
等の処理ビット数も量子化ビット数に合わせて構成でき
る。
８ビットにアナログ-デジタル変換して説明したが、量
子化ビット数は別の値でも良いし、補正ゲイン生成回路
等の処理ビット数も量子化ビット数に合わせて構成でき
る。
【００５６】なお、本実施例において、ビデオ一体型カ
メラに応用した階調補正回路で説明したので、入力映像
信号を固体撮像素子２０１からアナログ回路２０２が入
力するようにしたが、固体撮像素子２０１とアナログ回
路２０２の代わりに他の媒体、例えばアナログ画像記録
についてはレーザディスク、ビデオテープ及び磁気ディ
スク等、アナログ-デジタル変換後のデジタル記録につ
いてはハードディスク等の磁気ディスクや光ディスク等
に記録したもので、いずれの場合も１フレームあるいは
１フィールドの画像データが階調補正回路３０３に取り
出せるものであれば、この実施例に限るものでない。
メラに応用した階調補正回路で説明したので、入力映像
信号を固体撮像素子２０１からアナログ回路２０２が入
力するようにしたが、固体撮像素子２０１とアナログ回
路２０２の代わりに他の媒体、例えばアナログ画像記録
についてはレーザディスク、ビデオテープ及び磁気ディ
スク等、アナログ-デジタル変換後のデジタル記録につ
いてはハードディスク等の磁気ディスクや光ディスク等
に記録したもので、いずれの場合も１フレームあるいは
１フィールドの画像データが階調補正回路３０３に取り
出せるものであれば、この実施例に限るものでない。
【００５７】なお、本実施例において、特徴量抽出回路
は、３つの輝度レベルの画素数を出力したが、各レベル
の閾値は異なる値にしても良いし、レベル数も３でなく
ても良い。
は、３つの輝度レベルの画素数を出力したが、各レベル
の閾値は異なる値にしても良いし、レベル数も３でなく
ても良い。
【００５８】なお、本実施例において、特徴量抽出回路
は１水平画素数６４０画素、４８０ラインの有効画面に
ついて画素数をカウントしたが、数える画素数が異なっ
ても良いし、画素数を表わす信号ビット数も入力画像の
特徴がわかれば何ビットでもかまわない。
は１水平画素数６４０画素、４８０ラインの有効画面に
ついて画素数をカウントしたが、数える画素数が異なっ
ても良いし、画素数を表わす信号ビット数も入力画像の
特徴がわかれば何ビットでもかまわない。
【００５９】なお、本実施例において、補正係数決定回
路は輝度ヒストグラムを特徴量として入力画像の判別を
行ったが、輝度ヒストグラムの代わりに他の特徴量、例
えばＲ，Ｇ，Ｂ信号のよれぞれのヒストグラムまたはど
れか一つのヒストグラムや画像データの有効画面をブロ
ック分割して各ブロックの輝度信号、ＲＧＢ信号、色差
信号の最大値、平均値、最小値等を特徴量としたもの
で、画像をクラス分けできるような特徴量であれば、こ
の方法に限るものではない。
路は輝度ヒストグラムを特徴量として入力画像の判別を
行ったが、輝度ヒストグラムの代わりに他の特徴量、例
えばＲ，Ｇ，Ｂ信号のよれぞれのヒストグラムまたはど
れか一つのヒストグラムや画像データの有効画面をブロ
ック分割して各ブロックの輝度信号、ＲＧＢ信号、色差
信号の最大値、平均値、最小値等を特徴量としたもの
で、画像をクラス分けできるような特徴量であれば、こ
の方法に限るものではない。
【００６０】なお、本実施例において、補正係数決定回
路はニューラルネットワークを用いる方法やファジイ制
御を用いる方法やテンプレートマッチングを用いる方法
など、画像を判別して階調補正特性を決定できる方法で
あれば一つの方法に限るものではない。
路はニューラルネットワークを用いる方法やファジイ制
御を用いる方法やテンプレートマッチングを用いる方法
など、画像を判別して階調補正特性を決定できる方法で
あれば一つの方法に限るものではない。
【００６１】
【発明の効果】以上のように本発明の階調補正回路は、
入力映像信号から求めた特徴量による入力画像の判別に
よって最適の階調補正特性を自動的に決定することがで
き、簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光
被写体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって階調
表現の豊かな出力画像を得ることができる。また階調補
正特性を連続して変化させることができるので、動画に
対しても自然な階調補正をすることができる。
入力映像信号から求めた特徴量による入力画像の判別に
よって最適の階調補正特性を自動的に決定することがで
き、簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光
被写体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって階調
表現の豊かな出力画像を得ることができる。また階調補
正特性を連続して変化させることができるので、動画に
対しても自然な階調補正をすることができる。
【００６２】また本発明の階調補正機能付き撮像装置
は、入力映像信号から求めた特徴量による入力画像の判
別によって最適の階調補正特性を自動的に決定すること
ができ、簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、
順光被写体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。また階
調補正特性を連続して変化させることができるので、動
画に対しても自然な階調補正をすることができる。
は、入力映像信号から求めた特徴量による入力画像の判
別によって最適の階調補正特性を自動的に決定すること
ができ、簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、
順光被写体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。また階
調補正特性を連続して変化させることができるので、動
画に対しても自然な階調補正をすることができる。
【００６３】また本発明の階調補正回路及び階調補正機
能付き撮像装置は、入力映像信号の平均値Ｙａを用いて
第１の階調補正特性と第２の階調補正特性を加重平均し
て補正ゲインを求めることにより、近傍の輝度が高けれ
ば輝度を低く補正し、近傍の輝度が低ければ輝度を高く
補正を行い、階調補正ゲインが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな階調補正
画像を得ることができる。
能付き撮像装置は、入力映像信号の平均値Ｙａを用いて
第１の階調補正特性と第２の階調補正特性を加重平均し
て補正ゲインを求めることにより、近傍の輝度が高けれ
ば輝度を低く補正し、近傍の輝度が低ければ輝度を高く
補正を行い、階調補正ゲインが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな階調補正
画像を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例における階調補正回路の
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施例における階調補正回路を
用いたビデオ一体型カメラの構成を示すブロック図
用いたビデオ一体型カメラの構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施例における階調補正ゲイン生成回
路を機能構成を示すブロック図
路を機能構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施例における階調補正ゲイン
生成回路を詳細構成を示すブロック図
生成回路を詳細構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施例における入力映像信号の１フレ
ーム画像を示した図
ーム画像を示した図
【図６】本発明の実施例における輝度ヒストグラムを示
す図
す図
【図７】本発明の実施例における特徴量抽出回路の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図８】本発明の実施例における階調補正係数決定回路
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施例における階調補正特性を示す特
性図
性図
【図１０】本発明の実施例におけるす階調補正特性と入
出力特性を示す特性図
出力特性を示す特性図
【図１１】本発明の第３の実施例における階調補正機能
付き撮像装置の機能構成を示すブロック図
付き撮像装置の機能構成を示すブロック図
【図１２】本発明の第３の実施例における階調補正機能
付き撮像装置の具体的構成を示すブロック図
付き撮像装置の具体的構成を示すブロック図
【図１３】本発明の第３の実施例における階調補正係数
決定の手順を示すフローチャート
決定の手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の第４の実施例における階調補正回路
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第１の従来例における階調補正機能
付き撮像装置の構成を示すブロック図及び信号図
付き撮像装置の構成を示すブロック図及び信号図
【図１６】本発明の第２の従来例における階調補正機能
付き撮像装置の構成を示すブロック図
付き撮像装置の構成を示すブロック図
１０１ マトリックス回路 １０２ 特徴量抽出回路 １０３ 補正係数決定回路 １０４ 補正ゲイン生成回路 １０５ 階調補正手段 ２０１ 固体撮像素子 ２０２ アナログ回路 ２０４ 階調補正回路 ３０１ 第１の階調補正特性回路 ３０２ 第２の階調補正特性回路 ３０３，４０２ 加算器 ３０４ 加重平均回路 ３０５，４０１ 平均値検出回路 ４０３ クリップ回路 ４０４，４０６，４１０ 加算器 ４０５，４０８ 乗算器 ４０７，４０９ 減算器 ５０１ 有効画面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/14 - 5/217 H04N 5/243
Claims (16)
- 【請求項１】 入力映像信号を構成する輝度信号Ｙの特
徴量を求める特徴量抽出回路と、 前記特徴量抽出回路が求めた特徴量に基づいて、前記輝
度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性を決定
する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号Ｙと前記補正係数決定回路が決定した補正
係数から階調補正特性に応じた前記入力映像信号の補正
ゲインを生成する補正ゲイン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号を補正する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路とで構成され、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項２】 入力映像信号から輝度信号Ｙを分離もし
くは合成する輝度信号生成回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号生成回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた前記入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイ
ン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号に乗算する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路で構成され、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項３】 入力映像信号であるＲＧＢ信号の輝度信
号Ｙを算出するマトリックス回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記マトリックス回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた前記入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイ
ン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号のそれぞれに乗算する階調補正手段を具備
し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加 重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路とを備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項４】 入力映像信号を構成する輝度信号Ｙの特
徴量を求める特徴量抽出回路と、 前記特徴量抽出回路が求めた特徴量に基づいて、前記輝
度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性を決定
する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号Ｙと前記補正係数決定回路が決定した補正
係数から階調補正特性に応じた前記入力映像信号の補正
ゲインを生成する補正ゲイン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号を補正する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項５】 入力映像信号から輝度信号Ｙを分離もし
くは合成する輝度信号生成回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号生成回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号に乗算する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項６】 入力映像信号であるＲＧＢ信号の輝度信
号Ｙを算出するマトリックス回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記マトリックス回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号のそれぞれに乗算する階調補正手段を具備
し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１ の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項７】 輝度信号Ｙの第１の階調補正特性Ｙ１が
Ｙ１＝｛１／ａ2・（Ｙ−ａ）3＋ａ｝の形態の３次曲線
に従い、第２の階調補正特性Ｙ２がＹ２＝ｂＹの形態の
１次直線に従うことを特徴にする請求項１または請求項
２または請求項３または請求項４または請求項５または
請求項６に記載の階調補正回路。 - 【請求項８】 補正ゲイン生成回路が、輝度信号Ｙの輝
度平均値Ｙａを求める平均値検出回路と、前記輝度平均
値Ｙａと前記輝度信号Yと同じ単位で順光被写体から暗
い被写体に対応して決定される前記補正係数を加算する
第１加算器と、前記第１加算器の出力信号を値’０’と
前記輝度信号Ｙの取り得る最大値でクリップするクリッ
プ回路と、前記輝度信号Ｙを加算して３倍のＹを出力す
る第２の加算器と、前記輝度信号Ｙを２乗してＹ2を出
力する第１乗算器と、前記第１乗算器の出力信号に定数
を加算する第３加算器と、前記第３加算器の出力信号か
ら前記第２加算器の出力信号を減算する第１減算器と、
前記クリップ回路の出力信号を前記入力映像信号Ｙの取
り得る最大値から減算する第２減算器と、前記第１減算
器の出力信号と前記第２減算器の出力信号を乗算する第
２乗算器と、前記クリップ回路の出力信号と前記第２乗
算器の出力信号を加算する第４加算器の構成にしたこと
を特徴とする請求項４または請求項５または請求項６に
記載の階調補正回路。 - 【請求項９】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子から
入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号を構成する輝度信号Ｙの特徴量を求め
る特徴量抽出回路と、 前記特徴量抽出回路が求めた特徴量に基づいて、前記輝
度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性を決定
する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号Ｙと前記補正係数決定回路が決定した補正
係数から階調補正特性に応じた輝度信号Ｙの補正ゲイン
を生成する補正ゲイン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号を補正する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路とを備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正機能付き撮像装置。 - 【請求項１０】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
ら入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号から輝度信号Ｙを分離もしくは合成す
る輝度信号合成回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号合成回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号に乗算する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路とを備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正機能付き撮像装置。 - 【請求項１１】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
ら入力映像信号であるＲＧＢ信号を取り出すアナログ回
路と、 前記入力映像信号であるＲＧＢ信号の輝度信号Ｙを算出
するマトリックス回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づい
て、前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正
特性を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路
と、 前記マトリックス回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号のそれぞれに乗算する階調補正手段を具備
し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記補正係数決定回路が決定した補正係数と前記輝度信
号Ｙを加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して入力映像信号の補正ゲ
インを出力する加重平均回路とを備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正機能付き撮像装置。 - 【請求項１２】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
ら入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号を構成する輝度信号Ｙの特徴量を求め
る特徴量抽出回路と、 前記特徴量抽出回路が求めた特徴量に基づいて、前記輝
度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性を決定
する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号Ｙと前記補正係数決定回路が決定した補正
係数から階調補正特性に応じた輝度信号Ｙの補正ゲイン
を生成する補正ゲイン生成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインで前記入
力映像信号を補正する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項１３】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
ら入力映像信号を取り出すアナログ回路と、 前記入力映像信号から輝度信号Ｙを分離もしくは合成す
る輝度信号合成回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記輝度信号合成回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号に乗算する階調補正手段を具備し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項１４】 固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
ら入力映像信号であるＲＧＢ信号を取り出すアナログ回
路と、 前記入力映像信号であるＲＧＢ信号の輝度信号Ｙを算出
するマトリックス回路と、 前記輝度信号Ｙのヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて、
前記輝度信号Ｙと同じ単位で、補正すべき階調補正特性
を決定する補正係数を出力する補正係数決定回路と、 前記マトリックス回路が算出した輝度信号Ｙと前記補正
係数決定回路が決定した補正係数から階調補正特性に応
じた入力映像信号の補正ゲインを生成する補正ゲイン生
成回路と、 前記補正ゲイン生成回路が生成した補正ゲインを前記入
力映像信号のそれぞれに乗算する階調補正手段を具備
し、前記補正ゲイン生成回路は前記輝度信号Ｙから暗い被写
体を階調補正する第１の階調補正特性を生成する第１の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙから順光被写体を階調補正する第２の階
調補正特性を生成する第２の階調補正特性回路と、 前記輝度信号Ｙ の輝度平均値を求める平均値検出回路
と、 前記輝度平均値と前記補正係数決定回路が決定した前記
補正係数を加算する加算器と、前記加算器の出力信号によって第１の階調補正特性と第
２の階調補正特性を加重平均して前記入力映像信号の画
素単位毎の 補正ゲインを出力する加重平均回路を備え、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする階調補正回路。 - 【請求項１５】 輝度信号Ｙの第１の階調補正特性Ｙ１
がＹ１＝｛１／ａ2・（Ｙ−ａ）3＋ａ｝の形態の３次曲
線に従い、第２の階調補正特性Ｙ２がＹ２＝ｂＹの形態
の１次直線に従うことを特徴にする請求項９または請求
項１０または請求項１１または請求項１２または請求項
１３または請求項１４に記載の階調補正機能付き撮像装
置。 - 【請求項１６】 補正ゲイン生成回路が、輝度信号Ｙの
輝度平均値Ｙａを求める平均値検出回路と、前記輝度平
均値Ｙａと輝度信号Yと同じ単位で順光被写体から暗い
被写体に対応して決定された前記補正係数を加算する第
１加算器と、前記第１加算器の出力信号を値’０’と前
記輝度信号Ｙの取り得る最大値でクリップするクリップ
回路と、前記輝度信号Ｙを加算して３倍のＹを出力する
第２の加算器と、前記輝度信号Ｙを２乗してＹ2を出力
する第１乗算器と、前記第１乗算器の出力信号に定数を
加算する第３加算器と、前記第３加算器の出力信号から
前記第２加算器の出力信号を減算する第１減算器と、前
記クリップ回路の出力信号を前記輝度信号Ｙの取り得る
最大値から減算する第２減算器と、前記第１減算器の出
力信号と前記第２減算器の出力信号を乗算する第２乗算
器と、前記クリップ回路の出力信号と前記第２乗算器の
出力信号を加算する第４加算器の構成にしたことを特徴
とする請求項１２または請求項１３または請求項１４に
記載の階調補正機能付き撮像装置。
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