JPH04364676A - ビデオカメラ - Google Patents
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- JPH04364676A JPH04364676A JP3140105A JP14010591A JPH04364676A JP H04364676 A JPH04364676 A JP H04364676A JP 3140105 A JP3140105 A JP 3140105A JP 14010591 A JP14010591 A JP 14010591A JP H04364676 A JPH04364676 A JP H04364676A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
TV映像信号を生成するビデオカメラに関し、特に、電
気的撮影像を増幅する自動利得制御(AGC)増幅器の
増幅率を調整するための構成に関する。より特定的には
、画面分割信号に従って画面を分割し、分割画面の所定
のパラメータの評価値からAGC増幅器の利得を調整す
る構成のビデオカメラにおける画面分割信号発生方式に
関する。
の一般的構成を概略的に示す図である。図14において
は個体撮像素子が1個用いられる単板方式のビデオカメ
ラが一例として示される。
影体を反映する入射光を所定の結像面上に結像させるた
めの光学系1と、光学系1の結像面上に配置され、与え
られた入射光情報(光学的撮影像情報)を電気信号に変
換し、撮影像情報を生成するたとえばCCD(電荷結像
素子)からなる撮像素子2を含む。光学系1および撮像
素子2は撮像手段を構成する。
撮影像情報を受けてノイズ低減および直流分再生等の前
処理を行ない色キャリア(色成分)を含む映像信号YA
および光量輝度信号YCを生成する前置処理ブロック3
と、前置処理ブロック3からの映像信号YHから輝度成
分を抽出して所定の処理を施して同期信号等を含む輝度
信号Yを出力する輝度信号処理ブロック4と、前置処理
ブロック3からの映像信号YHから色キャリア(色成分
)を抽出して所望の処理を施してクロマ信号Cを出力す
る色信号処理ブロック5と、輝度信号処理ブロック4か
らの輝度信号Yと色信号処理ブロック5からのクロマ信
号Cとを混合してTV映像信号TVを出力する混合回路
6とを含む。輝度信号処理ブロック4、色信号処理ブロ
ック5および混合器6は映像信号処理ブロックを構成す
る。輝度信号処理ブロック4は、またγ補正後の輝度信
号YHγを発生する。
置データLPIおよび絞り位置データEPIに従って光
学系に含まれるレンズ(フォーカシングレンズおよびズ
ームレンズ:これらについては後述する)を制御するた
めのフォーカシングレンズ駆動信号FLDおよびズーム
レンズ駆動信号ZLDを生成するAF/ズーム制御回路
7と、前置処理ブロック3からの光量輝度信号YCを通
して光学系に含まれる絞りを自動調整するための絞り駆
動信号EDを発生する自動絞り制御回路(以下、単にA
LC回路と称す)8と、ビデオカメラの各種動作に必要
な内部タイミング信号を発生するタイミングパルス発生
器9を含む。AF/ズーム制御回路7はまた、輝度信号
処理ブロック4からのγ補正された輝度信号YHγと光
学系からの絞り位置データEPIとに応答して光学系に
含まれるフォーカシングレンズの位置を自動調整する機
能を備える。
構成の一例を示す図である。図15を参照して、光学系
1は被撮影体を反映する入射光を撮像素子2の表面に形
成された結像面上に結像するためフォーカシングレンズ
11と、撮影者が意図する被写体構図(または画角)を
設定して撮像素子2表面の結像面上に結像させるための
ズームレンズ12と、光学系1の所定位置に配置され、
入射光の光量を調整するための絞り13を含む。このフ
ォーカシングレンズ11の位置を、図1に示すAF/ズ
ーム制御回路7からのフォーカシングレンズ駆動信号F
LDに従って調整することにより、被撮影体までの距離
が変化してもこの被撮影体に対し自動的合焦動作を行な
って結像面を変化させることなく結像させることができ
る。
影像を高倍率で撮影したい場合または高画角で撮影した
い場合に所望の構図で被撮影像を撮像素子2表面の結像
面上に結像させる。そのときまたAF/ズーム制御回路
7(図14参照)は、輝度信号処理ブロック4からのγ
補正後の輝度信号YHγおよび光学系1からの絞り位置
データEPI等に従って撮影像情報のたとえば高域成分
を抽出して正確にズームレンズ12駆動時においても合
焦動作が行なわれているかを判別し、その判別結果に従
ってフォーカシングレンズ11の位置を調整する。
の具体的構成の一例を示す図である。図16を参照して
、前置処理ブロック3は、撮像素子2により光電変換を
経て電気信号に変換された撮影像情報AIを受けてノイ
ズ除去のための相関二重サンプリングおよび直流分再生
のためのクランプ動作を行なうCDS・クランプ回路3
1と、CDS・クランプ回路31からの光量輝度信号Y
Cの振幅調整を行なうための自動利得制御回路(以下、
単にAGC回路と称す)300を含む。AGC回路30
0は、CDS・クランプ回路31からの光量輝度信号Y
Cを増幅するためのAGC増幅器32と、AGC増幅器
32の増幅率を調整するための増幅率制御ブロック30
を含む。増幅率制御ブロック30は、AGC増幅器32
からの映像信号を受け、所定の低域成分のみを通過させ
るローパスフィルタ(LPF)33と、ローパスフィル
タ33からのアナログ信号を所定のサンプリング速度で
サンプリングしてデジタル信号に変換するA/D変換器
34と、A/D変換器34からのデジタル信号に対し、
画面分割信号SDに従って画面分割を行ないたとえばマ
イクロプロセシングユニット(MPU)からなる利得制
御回路37から発生される重みWCを分割画面ごとに付
加する画面分割/重み付け回路35と、画面分割/重み
付け回路35からの重みづけされた信号を各分割画面ご
とに積分する積分器36を含む。利得制御回路37は、
また積分器36からの積分データを評価データとしてA
GC増幅器32の増幅率を調整する。利得制御器37の
別の構成として、積分器36から出力される分割画面情
報が所定の一定値となるようにAGC増幅器32の利得
(増幅率)を制御する構成も用いられている。
信号YCは、入射光量に対応するレベルを有しており、
この光量輝度信号YCに応答してALC回路8は光学系
1に含まれる絞り13を調整し入射光量を最適値に設定
する。AGC増幅器32の増幅率を調整することにより
、撮影像情報の信号振幅が最適値となるように増幅また
は制限される。このAGC増幅器32から色キャリアを
含む映像信号YHが出力される。
クの具体的構成の一例を示す図である。図17を参照し
て、輝度信号処理ブロック4は、前置処理ブロック3か
らの映像信号YHから色キャリアを除去するキャリア除
去回路41と、キャリア除去回路41からの出力信号に
対しγ補正を行なうγ補正回路42と、γ補正回路42
の出力に対しアパーチャ補正を行なうためのアパーチャ
補正回路43と、アパーチャ補正回路43に対し、ホワ
イトクリップ、セットアップ付加および同期信号付加等
を行なって輝度信号Yを生成する輝度信号生成回路44
を含む。
含まれる色キャリア成分を除去し輝度信号成分のみを通
過させる。γ補正回路42は、入射輝度信号YHが入射
光量に対し直線的に変化するようにその入力電圧と出力
電圧との関係を補正する。アパーチャ補正回路43は、
撮像素子2のアパーチャ効果による高域低下を補償する
。輝度信号生成回路44は、輝度信号の最大レベルを所
定値以下に抑えるホワイトクリップ機能と、カラーバー
スト信号の再生レベルを設定するためのセットアップ付
加と水平および垂直同期信号を付加する同期信号付加機
能とを備える。
クの具体的構成の一例を示す図である。図18を参照し
て、色信号処理ブロック5は、前置処理ブロック3から
の映像信号YHから色キャリアを抽出し、この色キャリ
アに含まれる三原色(赤、緑および青)の三原色信号R
,GおよびBを抽出する色分離回路51と、ホワイトバ
ランス制御回路57からの制御信号に応答して、原色信
号R,GおよびBのそれぞれの増幅率を調整して増幅す
るホワイトバランス増幅回路52と、ホワイトバランス
増幅回路52からの原色信号R,GおよびBそれぞれに
対してγ補正を行なうγ補正回路53と、γ補正回路5
3からの三原色信号をマトリクス処理して色差信号B−
YおよびR−Yを生成するマトリクス回路54と、マト
リクス回路54からの色差信号B−Y,R−Yに応答し
て、図14に示すタイミングパルス発生器9から発生さ
れるサブキャリア(図示せず)をこの色差信号で変調す
るとともに同様タイミングパルス発生器9からのカラー
バースト信号CBを付加し、色差信号B−YおよびR−
Yのクロマ変調を行なうクロマ変調回路55と、クロマ
変調回路55からの出力信号を受け、クロマ抑圧処理を
行なってクロマ信号Cを出力する抑圧器56を含む。
回路53からの原色信号レベルに従って再生画像の色バ
ランスが正確に被撮影像の色濃度を反映した色合いとな
るようにホワイトバランス増幅回路52の各色信号に対
する増幅率を制御する。クロマ変調回路55は、マトリ
クス回路54からの色差信号B−YおよびR−Yを同時
化処理した後所望のクロマ信号を生成する。抑圧器56
は、クロマ変調回路55からのクロマ信号の所定の周波
数成分を抑圧し、色信号成分が輝度信号周波数領域に漏
れ込まないようにする。
おける水平および垂直方向の駆動信号および各処理回路
で用いられるタイミングパルス(同期信号、バースト信
号等)を発生する。
AGC増幅器32と、増幅率制御ブロック30を含む。 この増幅率制御ブロック30に含まれる画面分割/重み
づけ回路35の動作に着目する。ここで画面分割とは、
映像信号をTVモニターに映し出したときに、その画面
上を予め定められた規則に基づいて分割するような処理
を、時系列で与えられる映像信号に対して行なうことを
示す。たとえば図19に示すように画面SCRが中央部
の分割画面領域1とこの分割画面領域1を囲む分割画面
領域2に分割される。この図19に示す分割画面構成の
場合、タイミングパルス発生器9からのタイミングパル
ス(垂直基準信号および水平基準信号を含む)に従って
利得制御回路37から、各分割領域に対し画面分割信号
SCDが発生される。すなわち、図19に示す2分割画
面構成の場合、この分割画面領域1,2に応じて画面分
割信号SDが発生され、この画面分割信号SDに応答し
て利得制御回路37から発生される一定の重み係数WC
をA/D変換器34から出力されたデジタル信号に付加
して出力する。図19に示す構成においては、分割画面
領域1に対し重みづけ係数が1、周辺分割画面領域2に
対しては重みづけ係数が0.5の場合が一例として示さ
れる。この図19に示す場合、撮影像に含まれる撮影者
が目的とする被写体は画面中央部に位置すると想定して
いる。
分割画面領域1ないし5の5分割のような多分割構成が
用いられる場合もある。この図20に示す構成の場合、
各分割画面領域1〜5に対し重みづけ係数値が1、0.
7、0.5、0.5、0.3と予め定められており、各
分割領域に対して利得制御回路37から一定の重みづけ
係数WCが発生される。この図20に示す分割画面領域
の場合、複写体に対応する中央分割画面領域1に対する
重みづけ係数WCの値が最も大きく、画面上部の分割画
面領域5は背景画像である可能性が高いとしてその重み
づけ係数WCの値が0.3と小さくされている。
てAGC増幅器32の利得を調整することにより、被写
体の明るさに応じた最適なTV映像信号を導出すること
ができる。
C評価データを生成する上で重要な役割を果たしており
、このAGC評価データの処理によりAGC回路の制御
特性が決定づけられる。
図19A,19B、および図20に示すが、この他にも
種々実用化されている。この分割画面のパターンは各ビ
デオカメラにおいて予め固定的に設定されている。した
がって、このような固定された分割画面に対しては、分
割画面を区別するための分割信号SDは予め定められた
パターンに従って信号を発生するタイミングパルス発生
器等から発生される。
例を示す図である。この図21に示す構成においては、
画面分割用タイミング発生器90から所定のタイミング
で画面分割信号SDが発生される。この場合、一つの分
割画面パターンのみが利用される。画面分割用タイミン
グ発生器90は、図14に示すタイミング発生器9中に
含まれており、基準クロック信号(A/D変換器34に
おけるサンプリング速度を決定する)をカウントし、A
/D変換器34から出力される画像データの画面上の位
置をモニターする。
カウント値が所定値に達すると、画面分割信号SDを発
生する。画面分割信号SDにより、画面分割/重みづけ
回路35は、A/D変換器34から与えられるデジタル
信号(画像データ)がどの分割画面の画素を表現してい
るかを知り、利得制御回路37から画面分割信号SDと
同期して与えられる重みづけ係数WCを与えられたデジ
タル画像データに乗算して積分器36へ与える。したが
って、画面分割/重みづけ回路35からは、画像データ
が画面上水平方向において分割画面単位で重みづけされ
た信号が出力される。利得制御回路37は、各分割領域
ごとに積分器36の出力を図示しない記憶手段にストア
ーし、このストアーされた各分割領域の積分値に従って
AGC増幅器32の出力信号振幅が最適値となるように
AGC増幅器32の増幅率を調整する。
クロコンピュータにより構成されており、重みづけ係数
WCの出力タイミングは、たとえば図示しない経路を介
してタイミング発生器9から与えられる基準クロック信
号をカウントし、そのカウント値に従って分割画面に対
応する重みづけ係数WCを出力する。
づけ係数WCを一定とし、各分割領域の積分値(または
その平均値)を所定の基準値と比較しその差に応じてA
GC増幅器32の利得を調整する方法と、各分割画面領
域の積分値(または平均値)を評価値とし、たとえばフ
ァジィ推論などを行なって重みづけ係数WCの値を変更
するとともにそのときの各分割領域の画像データの積分
値(または平均値)に従ってAGC増幅器32の増幅率
を調整する方法とがある。
もある。たとえば、被写体深度に応じて図19に示す2
分割画面パターンと図20に示す多分割画面パターンと
を切り換える(この切り換えの判断は利得制御回路37
が積分器36の出力を評価して行なう)場合である。画
面分割の切り換えは、例えばオートフォーカスモードに
おいては、焦点評価値、分割領域の輝度情報およびズー
ム情報等を用いて行なわれている。このような複数の分
割画面パターンが用いられる場合、図22に示すような
画面分割信号発生方式が用いられる。図22において、
画面分割信号SDを発生するために、タイミングパルス
発生器9からの水平基準信号HRと垂直基準信号VRを
受けて複数種類(図示の例では3種類)の分割画面パタ
ーンに対応する分割パターン信号A,BおよびCを発生
する画面分割信号発生器91と、利得制御回路37から
の切り換え信号SWに応答して画面分割信号発生器91
の出力を選択して画面分割信号SDを出力する選択回路
92とが設けられる。
固定的かつ静的に分割画面パターンに対応してその発生
タイミングが設定される。利得制御回路37からの切り
換え信号SWにより分割パターン信号A,BおよびCの
うちの一つが選択され、選択された分割画面パターンに
対応する画面分割信号SDが発生される。利得制御回路
37は、分割画面パターン各々に対応して予め重みづけ
係数WCの組を記憶しており、選択された分割画面パタ
ーンに従って重みづけ係数の組から順次重みづけ係数W
Cを選択して出力する。この利得制御回路37からの重
みづけ係数WCは、画面分割信号SDに同期して発生さ
れる。この場合、利得制御回路37は、図示しない経路
を介してタイミング発生器9からの基本クロック信号を
カウントし、そのカウント値から選択された分割画面パ
ターンに対応して出力される重みづけ係数WCの出力タ
イミングを知る。この基本クロック信号としてA/D変
換器34のサンプリング速度を決定するサンプリング信
号が用いられてもよく、また水平基準信号HRおよび垂
直基準信号VRおよびこのサンプリング信号の組み合わ
せが用いられてもよい。
す構成において説明したと同様に、重みづけ係数WCの
値は、一定の場合と積分器出力に応じて調整される場合
とがある。
び制御方式を備えるAGC回路を有するビデオカメラに
おいて以下の条件下での撮像を考察する。
Bの後方に光源OSが配置された場合;この場合、ビデ
オカメラVDCへ光源OSからの光が直接入射し、一方
、被写体OBはこの後部の光源OSからの光を遮断する
。この条件(1)の撮像画面の構成は図24に示すよう
になり、被写体OBは光源OSの光を遮るため少し暗く
なり、一方、背景が光源OSからの光により明るくなる
。このような場合、上述の方法に従ってAGC回路の利
得を調整した場合、分割画面領域は固定されているため
、暗い被写体領域と明るい背景領域(周辺画像領域)と
が同一の分割画面内に存在することになり、この分割画
面領域における画像データの積分器出力が大きくなり、
AGC増幅器32の利得を不必要に低下させる制御が行
なわれる。この結果、撮影者が目的とする被写体像は暗
く沈んでしまい、鮮明な被写体画像を得ることができな
くなってしまう。
暗い場所で被写体OBに対して光源OSからスポット光
が照射され、ビデオカメラVDCへは直接光源OSから
の光が入射しない場合;この場合の撮像画面は図26に
示すように、暗い背景(周囲画像)の中に被写体のみが
明るく照らし出される構成となる。このとき、分割画面
は明るい被写体と暗い背景とを含むため、AGC増幅器
の利得は暗い背景の影響を受けるため不必要に大きくさ
れる。この結果、撮影者が目的とする被写体像が白くと
んでしまう。
のように、撮影者が目的とする被写体像が周囲の撮像条
件により影響を受け、最適な撮映像を得ることができな
くなる問題のことを一般的に「背景引かれ」と呼ぶ。こ
の「背景引かれ」の問題の原因は、ビデオカメラを使用
する条件としては、種々の被写体、種々の被写体周囲条
件、および撮影者の意図を考慮する必要があるのに対し
、ビデオカメラの基本的機能であるAGC回路の特性を
決定づける画面分割方法では、分割画面パターンが一義
的(固定的)に設定されている点にある。すなわち、種
々の被写体を種々の周囲条件のもとで撮影者が目的とす
る画角で撮像する場合に、AGC回路の画面分割対応が
一義的に設定されていると被写体像と周囲像との分離を
適切に行なうことができず、周囲像からの影響を受け被
写体に対する最適な利得制御を実現することができなく
なる場合が生じる。
には、従来では、(1)AGC機能に補助機能として「
逆光補正」機能を付加し、逆光撮像条件下では撮影者に
この「逆光補正」機能を操作させる、(2)自動利得制
御から手動利得制御に切り換えて撮影者自らがビューフ
ァインダーのモニター画像を見ながら微妙な利得制御を
行なう、および(3)撮影者がビデオカメラのAGC機
構が不得手とする画角(または撮像条件)での撮像を行
なわないよう心掛けるなどの方策しかなく、「背景引か
れ」が生じないようにAGC回路の利得を自動的に容易
に調整することができないという問題があった。
いて常に最適な被写体像を得ることのできるビデオカメ
ラを提供することである。
問題が生じることのないビデオカメラを提供することで
ある。
カメラは、光学系を介して与えられる光情報を電気情報
に変換し撮影像情報を生成する撮像手段と、この撮影像
情報を増幅するためのその利得が変更可能な増幅手段と
、画面分割情報に応答してこの増幅手段の出力を分割画
面に分割する分割手段と、分割手段により分割された信
号に所定の演算処理を施し、該処理結果に基づいて上記
増幅手段の利得を調整する調整手段と、上記撮影像情報
から被写体情報を分離・抽出する手段と、この分離・抽
出された被写体情報に従い上記画面分割情報を生成する
手段を備える。
V映像信号を導出する過程で派生される少なくとも映像
信号関連の信号を利用して撮影像を評価する手段を含む
。
影像が被写体像とその周囲像とに分離され、分離された
被写体像に従って画面分割信号が発生される。これによ
り、画面分割信号により規定される分割画面は被写体像
に応じてダイナミックに変更され、一つの分割画面にお
ける被写体像と周囲像との混在に起因する「背景引かれ
」の発生が防止される。
カメラ部の構成を示す機能ブロック図である。図1にお
いて、図14および図16に示すビデオカメラの構成要
素と対応する部分には同一の参照番号が付される。図1
において、この発明によるビデオカメラは、撮像素子2
から出力される撮影像情報から被写体像と周囲像とを分
離して被写体像を抽出し、この抽出された被写体像に従
って画面分割信号SDを生成してAGC回路300に与
える被写体判断ブロック100を含む。被写体判断ブロ
ック100はビデオカメラ内に設けられた前置処理ブロ
ック3、輝度信号処理ブロック4、色信号処理ブロック
5、AF/ズーム制御ブロック7、ALC回路8におけ
る各信号処理段階で得られる各種信号および制御信号を
その入力信号として、被写体が画面構成上のどの部分を
占めるかを判断する。被写体判断ブロック100では、
タイミングパルス発生器9から基準クロック信号CLK
、水平基準パルス信号HRおよび垂直基準パルス信号V
Rが、その内部処理で用いられる各種タイミングパルス
を生成するための基準信号として利用される。
機能的構成を示す図である。図2において、被写体判断
ブロック100は、輝度信号、色信号などの映像信号デ
ータの帯域制限を行なうためのローパスフィルター(L
PF)104a〜104nと、ローパスフィルター10
4a〜104nの出力をデジタル信号に変換するA/D
変換器106a〜106nと、ビデオカメラの各処理ブ
ロックまたは制御ブロックで発生される所望のアナログ
的制御信号をデジタル信号に変換するA/D変換器10
5a〜105mと、A/D変換器106a〜106nか
らのデジタル映像信号のデータ圧縮および画素合成処理
などの前処理を行なう論理ユニット101と、論理ユニ
ット101からの画像データに対し所定の画像処理を施
して画素合成された画面の特徴を抽出する信号処理ユニ
ット102と、信号処理ユニット102からの各特徴デ
ータおよびデジタル的制御信号ならびにA/D変換器1
05a〜105mからの制御信号とを受け、撮影者が目
的とする被写体が画素合成された画面のどの画素に相当
するかを判断しこの判断が結果に従って画面分割信号を
生成する判断ユニット103を含む。このデジタル的制
御信号およびアナログ的制御信号は用いられるビデオカ
メラの構成により次のものが利用可能である。デジタル
的制御信号としては、光学系に含まれるフォーカシング
レンズおよびズームレンズの位置の制御がデジタル的に
行なわれている場合にはこのようなフォーカシング駆動
データFLDおよびズームレンズ駆動データZLD、お
よびズーム情報が考えられる。また、ALC回路8にお
いて絞り位置情報がデジタル的に発生される場合、この
絞り位置情報もまたデジタル的制御信号として用いられ
てもよい。また、光学系のフォーカシングレンズ11お
よびズームレンズ12(図15参照)の位置情報LPI
がデジタル的に発生される場合には、またデジタル的制
御信号として用いられてもよい。またさらに、ALC回
路8からの絞り駆動信号EDがデジタル的に発生される
場合その信号がデジタル的制御信号として用いられても
よい。アナログ的制御信号としては色信号処理ブロック
5において用いられるホワイトバランス調整信号(図1
8のホワイトバランス制御回路57から発生される)が
用いられてもよい。またさらに種々の信号がその処理内
容に応じて用いられてもよい。
置処理ブロック3から出力される映像信号YH、色信号
処理ブロック5において生成される原色信号等が利用可
能である。
量を削減し、被写体判断の処理速度を向上させるためお
よび次段の信号処理ユニットにおける画像処理に対する
前置処理としてデータ圧縮および画素合成処理を実行す
る。
びテクスチャー解析等を行ない撮影像の特徴を抽出する
。用いられる特徴データとしては、エッジデータおよび
領域データ等がある。
ピュータで構成される。A/D変換器105a〜105
m、106a〜106n、論理ユニット101、信号処
理ユニット102、および判断ユニット103の動作タ
イミングを決定するために、タイミング発生器9からの
パルス水平基準パルス信号HR、垂直基準パルス信号V
R、および基本クロック信号CLKを受け、各種タイミ
ング信号を発生する被写体判断ブロック用タイミングパ
ルス発生器110が設けられる。
カメラのカメラ部の構成を具体的に示す図である。図3
において、図1と対応する部分には同一の参照番号が付
される。この図3に示す構成においては、被写体判断ブ
ロック100に対し前置処理ブロック3からの映像信号
YH、色信号処理ブロック5からの原色信号B,Gおよ
びR、前置処理ブロック3に含まれるCDS・クランプ
回路31からの光量輝度信号YCが与えられ、被写体判
断ブロック100は、映像信号に関連する各種信号から
被写体を判断し、画面分割信号SDを発生してAGC回
路300へ与える。
00の具体的構成の一例を示す図である。図14におい
て、被写体判断ブロック100は、光量輝度信号YCの
高域成分を除去する帯域制限を行なうローパスフィルタ
ー214aと、AGC回路からの出力信号(映像信号)
YHの所定の低域成分のみを通過させるローパスフィル
ター214bと、色信号処理ブロック5からの原色処理
された原色信号B,GおよびRの帯域制限を行なうロー
パスフィルター214c,214dおよび214eと、
ローパスフィルター214a〜214eからのアナログ
信号をデジタル信号に変換するA/D変換器215a〜
215eと、A/D変換器215a〜215e出力を受
け、画素合成およびデータ圧縮処理を行なう論理ユニッ
ト201と、論理ユニット201で前処理された画像デ
ータから撮影像の特徴を抽出する信号処理ユニット20
2と、信号処理ユニット202出力を評価データとして
被写体を判断し、この被写体に対応して画面分割信号を
生成する判断ユニット203を含む。
02に対して共通に、論理ユニット201で処理された
映像データおよび論理ユニットが利用する映像データを
保持する映像データ保持メモリ204が設けられ、信号
処理ユニット202と判断ユニット203との間には信
号処理ユニット202が生成したデータを保持する評価
データ保持メモリ205が両者が共用できるように設け
られる。論理ユニット201および映像データ保持メモ
リ204は図3に示す論理ユニット101に対応し、信
号処理ユニット202と映像データ保持メモリ204と
評価データ保持メモリ205が図3に示す信号処理ユニ
ット202に対応し、判断ユニット203と評価データ
保持メモリ205が図3に示す判断ユニット103に対
応する。判断ユニット203はたとえばマイクロコンピ
ュータを用いて構成される。次に動作について説明する
。
ミングパルス発生器110からの基準クロック信号CL
Kに応答して、与えられたアナログ信号をデジタル信号
に変換する。このデジタル信号は論理ユニット201を
介して映像データ保持メモリ204に保持される。映像
データ保持メモリ204は、各入力信号にYC,YH,
B,GおよびRに対応して少なくとも2水平ラインのデ
ータを保持するデータ記憶領域を有しており、さらに論
理ユニット201の処理結果を格納するデータ保持領域
を有している。
モリ201から入力画像データを読み出し、各入力画像
データに対し水平および垂直方向の積分を行ない、該積
分結果データを新たな画素データ(合成画素データ)と
する。この水平および垂直方向の積分は、たとえば図5
に示すようにA/D変換器215(215a〜215e
を総称する)の出力の注目画素Pに対し水平および垂直
方向に隣接する8個の画素データ(合成前の画素データ
)V1〜V4およびH1〜H4を用いデジタル積分(平
均処理)により行なわれる。積分結果の画素データ(す
なわち合成画素データ)P´が画像データとして映像デ
ータ保持メモリ204へ格納される。このとき、A/D
変換器215出力のすべての画素データが1対1対応で
合成画素データに変換されるのではなく、タイミングパ
ルス発生器110からの画素クロック信号PCLKに従
って複数入力画素データ(A/D変換器215の出力)
に対し一つの合成画素データP´が生成されて映像デー
タ保持メモリ204に格納される。
GおよびBに対し、合成画素データを用い色差信号R−
YおよびB−Yを生成し、再び映像データ保持メモリ2
04へ格納する。上述のような色信号R,GおよびBの
色差信号への変換および各入力画素データの積分処理に
よる合成画像データへの変換により、膨大な入力画素デ
ータ(たとえば撮像素子が25万個の個体撮像素子を含
むとき、A/D変換器215が8ビットデジタル信号を
出力する場合、入力画素データとしては1フィールドで
25万×8のデータが少なくとも輝度信号成分(YCお
よびYH)に対しては必要とされる)を大幅に圧縮し削
減したことになる。また、積分処理により、複数の入力
画素データが一つの合成画素データに変換されたため、
画素合成が結果的に行なわれたことになる。ここで、水
平および垂直方向の積分操作においては図5において×
印で示すように注目画素Pの8隣接近傍画素データを用
いその平均値を合成画素データとして用いてもよい。
素データからなる撮影像情報が保持される。信号処理ユ
ニット202は、この映像データ保持メモリ204に保
持された合成画素データを用いて特徴抽出等の処理を行
なう。まず、この信号処理ユニット202は光量輝度信
号YCの合成画素データに対しては、判断ユニット20
3から与えられる所定の基準データと比較し、その基準
データ未満の合成画素(以下、単に画素と称す)のみを
抽出する二値化処理を行なう。判断ユニット203から
与えられる基準データとしては、AGC増幅器32(図
16参照)の最大出力振幅レベルを与える入力データを
用いる。この基準データは、固定データとされてもよく
、またAGC増幅の利得調整に応じて変更を受けてもよ
い。この基準データの変更は、AGC回路300の利得
制御回路37からの出力信号を判断ユニット203へフ
ィードバックする構成としてもよい。
ータに対しては、ある画素に着目し、この着目画素と近
傍画素とのデータの差をもって該注目画素のデータとす
る差分化処理を行なう。この差分化処理としては、単純
に水平方向右隣の画素データとの差および一水平ライン
上の隣接画素データとの差が用いられてもよく、また図
6に示すようにソーベル演算子として知られている1階
差分の演算子を用いて行なってもよく、また図7に示す
ように4近傍ラプラシアンとして知られる2階差分演算
を行なって差分化処理を行なってもよい。ここで図6お
よび図7においては、その中心部の画素データを着目画
素としたときその隣接8画素に対して図に示す係数を乗
算し、その和をとることにより着目画素の抽出データと
する。この差分化処理により信号YHのエッジデータが
抽出される。この信号処理ユニット202における動作
タイミングはタイミングパルス発生器110からのクロ
ック信号CLKと画素クロック信号PCLKに応答して
行なわれている。画素クロック信号PCLKは映像デー
タ保持メモリ204からのデータを読み出して評価デー
タ保持メモリ205へ書き込むタイミングを与え、クロ
ック信号CLKはデータの演算処理速度を決定する。
差分化データは評価データ保持メモリ205へ順次格納
される。
ータ保持メモリ204にストアされた画素データを用い
、色差信号R−YおよびB−Yと信号YHの画素データ
を用いてテクスチャー解析を行なう。このテクスチャー
解析は、たとえば図8に示すように、信号YH、および
色差信号R−YおよびB−Yを座標軸とする三次元空間
においてこの座標空間を予めセル状の領域(領域セル)
に分割し、各画素がこの座標空間上のどの領域セルに含
まれるかを調べ、各画素をこの領域セルごとに分類する
ことである。このテクスチャー解析を行なうことにより
、画像データから領域データへの変換が可能となる。
データ、エッジデータおよび領域データ等の評価データ
は評価データ保持メモリ205へ格納される。そのとき
、評価データ保持メモリ205においては、図9に示す
ように各画素に対して二値データD(x,y)、エッジ
データE(x,y)および領域データF(x,y)が格
納される。ここでx,yは合成画像からなる画面上での
合成画素の位置を示す。判断ユニット203はこの評価
データ保持メモリ205に格納された評価データを用い
、画素ごとに被写体が画面上のどの部分を占めるかを調
べる被写体判断を行なう。
示すフロー図である。以下、この図10を参照して判断
ユニット203の動作について説明する。
、各画素の領域データF(x,y)を調べ、同一領域デ
ータを有する画素のみからなる小領域を形成し、画面を
各々が同一領域データを有する画素からなる複数の小領
域に分割する(ステップS1)。ついで、この複数の小
領域のうち画面上で最も中心に位置する小領域を被写体
領域であると仮定する(ステップS2)。この中心に位
置する小領域の検出は、各小領域の画面上の中心位置(
各画素の座標(x,y)の平均値を求める)を用いて行
なわれてもよく、また、単に予め設定された画面の中心
領域の画素を数多く含む小領域を中心領域と判定しても
よい。
存在するか否かを判定し(ステップS3)、隣接する小
領域がある場合にはその隣接小領域を被写体領域に加え
るべきか否かを判断する。この判断基準としては、小領
域を構成する各画素のエッジデータとその小領域の画面
上の位置データとが用いられる。すなわち、まず図10
のステップS4に示すように隣接小領域のエッジデータ
の特徴を調べる。被写体領域としてステップS2で判定
された小領域に対しては各画素のエッジデータのその小
領域全域にわたる平均値および分散が算出されている。 隣接小領域に対しても同様、そのエッジデータの平均お
よび分散が算出され、この算出された平均および分散が
被写体領域のそれと同じであるか否かが調べられる(ス
テップS5)。被写体領域と同じようなエッジデータの
分布をその隣接小領域が有しない場合、すなわちその平
均および分散が被写体領域のそれと大きく異なる場合に
は、該隣接小領域は被写体領域を構成しないと判断して
排除する(ステップS6)。
素(図11に示す斜線領域の画素)をどの程度含むかを
算出する(ステップS7)。この周辺画素を構成する画
素としては、たとえば画面上の1/4ないし1/5の幅
の周辺領域が周辺部画素として設定される。判断ユニッ
ト203は、各小領域の構成画素の座標(x,y)を調
べ、この隣接小領域に含まれる画素のうち、周辺画素が
いくつ含まれているかを算出する。この小領域全体に含
まれる画素の数と周辺画素の数との比により、画面周辺
部に対する小領域の占める面積比が判別される。この面
積比すなわち周辺画素数の比が小さい場合には、その隣
接する小領域は被写体領域であると判断し、被写体領域
に加え、そうでない場合には被写体領域ではないとして
排除する(ステップS6)。すなわち、隣接小領域を構
成する画素のエッジデータが被写体領域のそれと特徴が
類似しておりかつ画面上の周辺部に位置しない場合には
該隣接小領域が被写体領域に加えられる。
処理を続けて被写体領域を拡大し、さらに被写体領域に
隣接するものの被写体領域を形成しない小領域をすべて
排除すると、図12に示すように被写体領域と判定され
る領域F1が得られる。ステップS5における被写体領
域の判別およびステップS7における面積比の大小の判
別の比較基準には、適当なしきい値が設定され、このし
きい値に対する大小に応じて判断が行なわれる。
る小領域が存在しないと判別された場合、二値データに
基づいて領域の削除が行なわれる(ステップS9)。二
値データD(x,y)がたとえば2進数“1”の画素は
AGC増幅器出力を飽和させる光量輝度信号を持ってい
る。被写体領域F1に含まれる画素の二値データD(x
,y)がたとえば2進数“1”の高輝度画素を示してい
るとき、その画素が被写体領域から排除されて、最終的
に被写体領域F1から高輝度領域F3が排除される。こ
の二値データD(x,y)に従って、高輝度領域F3を
削除するのはAGC回路の利得制御に対し、部分的な高
輝度領域が悪影響を及ぼす可能性が高いためである。
2(図13参照)は、判断ユニット203内の図示しな
いメモリに格納されてもよく、また評価データ保持メモ
リ205の特定の領域に格納されてもよい。この確定さ
れた被写体領域F2は合成画素に対応するため画面上の
画素すなわち撮像素子2から出力される画素と1対1に
対応してはいない。そこで判断ユニット203はこの確
定された被写体領域F2に従って、画素クロック信号P
CLKとクロック信号CLKとに従ってタイミング調整
を行なって、この合成画素からなる被写体領域F2を画
面上の撮像素子2出力が与える被写体像に変換し所定の
タイミングで図13(B)に示すような画面分割信号S
Dを発生する。この画面分割信号SDはAGC回路30
0(図16参照)の画面分割/重みづけ回路35および
利得制御回路37へ与えられる。利得制御回路37はこ
の画面分割信号SDに従って、被写体像とその周辺像と
に対して予め定められたまたは修正された重み係数WC
を画面分割/重みづけ回路35へ与える。これにより、
撮影像において被写体像と周辺像とが分離され、被写体
像に基づいてのみAGC回路300の利得制御が行なわ
れるため、「背景引かれ」などの問題が生じることのな
い撮影像を得ることができる。
Dは被写体領域と周辺像領域とをその2進値“1”と“
0”で表現しているが、これは単にこの被写体領域境界
で単発的に所定期間発生されるタイミングパルス信号で
あってもよい。
示されるようなパルス信号形態を有する場合、利得制御
回路37(図16参照)からは2種類の重みづけ係数W
C(すなわち被写体像領域の重みづけ係数と周辺像画像
に対する重みづけ係数)を同時に画面分割/重みづけ回
路35へ与えておき、画面分割/重みづけ回路35がこ
の画面分割信号SDの“1”、“0”に応じて重みづけ
係数を選択し与えられたデジタル画像データに対応の重
みづけ係数を乗算する構成が用いられてもよい。
る信号YC,YH,B,G,Rのみを用いて被写体像の
分離・抽出が行なわれている。この場合、ズーム情報等
を用いて周辺画素領域の調整が行なわれてもよく(すな
わちたとえば、TELE端では周辺画素領域の幅が狭く
されてもよく)、またホワイトバランス制御信号が用い
られて二値データ生成時の基準データが修正を受けるよ
うに構成されてもよく、また絞り制御信号EDに関連す
る制御信号が用いられて二値データ生成時のデータの修
正が行なわれてもよい。
ズがズーム情報に従って変更されるように構成されても
よい。
て説明したが、これは光撮影像からの光情報に基づいて
TV映像信号を生成する機能を有するものであればよく
、ビデオカメラシステム、またビデオカメラ機能を有す
る複合機器(たとえばカメラ一体型ビデオムービー,監
視装置,防犯カメラ等)であってもよい。
情報から被写体情報を抽出し、この抽出された被写体情
報に従ってダイナミックに画面分割信号を生成するよう
に構成したため、画面分割信号が被写体のみまた周囲像
のみを含む分割画面に対応して発生され、これにより「
背景引かれ」などの問題を排除することができ、種々の
撮影条件下においても常に最適な自動利得制御を実現し
、最適な撮影像を得ることのできるビデオカメラを実現
することができる。
示す機能ブロック図である。
に示す機能ブロック図である。
ラ部の構成を概略的に説明する機能ブロック図である。
に示す機能ブロック図である。
を例示する図である。
化処理の一例を示す図である。
化処理の他の例を示す図である。
スチャー解析を説明するための図である。
各合成画素に付随するデータを示す図である。
図である。
する図である。
形成を例示する図である。
領域およびそれに対応して発生される画面分割信号を例
示する図である。
的に示す機能ブロック図である。
概略的に示す図である。
的に示す図である。
より具体的に示す図である。
り具体的に示す図である。
る分割画面パターンおよびそれに対応する重みづけ係数
を例示する図である。
る画面分割信号発生のための分割画面パターンおよび重
みづけ係数の他の例を示す図である。
分割信号発生のための構成を例示する図である。
分割信号発生のための他の回路構成例を示す図である。
問題点を説明するための図である。
得られる撮影像画面を示す図である。
得制御の問題点を説明するための他の例を示す図である
。
における撮影像画面を示す図である。
器201 論理ユニット 202 信号処理ユニット 203 判断ユニット 204 映像データ保持メモリ 205 評価データ保持メモリ 300 AGC回路
Claims (1)
- 【請求項1】 撮像手段からの撮影像情報からTV映
像信号を生成するビデオカメラであって、前記撮像手段
は光学系を介して与えられる光情報を電気情報に変換し
て前記撮影像情報を生成する手段を含み、前記撮影像情
報を増幅するための増幅手段、前記増幅手段の増幅率は
変更可能であり、画面分割情報に応答して前記増幅手段
の出力を分割画面ごとに分割する分割手段、前記分割手
段により分割された信号に所定の演算処理を施し、該処
理結果に基づいて前記増幅手段の増幅率を調整する調整
手段、前記撮影像情報から被写体情報を分離・抽出する
分離/抽出手段、前記分離/抽出手段は前記撮影像情報
から前記TV映像信号を導出する過程で派生される少な
くとも映像信号関連の信号を利用して、該撮影像を評価
する手段を含み、前記分離/抽出手段により分離・抽出
された被写体情報に従って前記画面分割情報を生成する
手段を備える、ビデオカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3140105A JP2724924B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3140105A JP2724924B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ビデオカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04364676A true JPH04364676A (ja) | 1992-12-17 |
JP2724924B2 JP2724924B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15261056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3140105A Expired - Fee Related JP2724924B2 (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | ビデオカメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2724924B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009038808A (ja) * | 1997-03-31 | 2009-02-19 | Toshiba Lighting & Technology Corp | カラーテレビドアホン装置 |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP3140105A patent/JP2724924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009038808A (ja) * | 1997-03-31 | 2009-02-19 | Toshiba Lighting & Technology Corp | カラーテレビドアホン装置 |
JP4547640B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2010-09-22 | 東芝ライテック株式会社 | カラーテレビドアホン装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2724924B2 (ja) | 1998-03-09 |
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