JPH0574271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ビデオカメラにおける逆光補正回路
に関する。

従来技術と問題点 ビデオカメラによる逆光撮像時においては、通
常のスチルカメラと同じようにレンズ系の絞りを
開くか、またはビジコン等の撮像素子の感度を上
げて、いわゆる逆光補正をする。これによつて、
被写体全体において中間輝度に相当する主要被写
体が明るい撮像画像を得ることができる。

しかしながら、ビデオカメラにおけるビジコン
等、CCD等の撮像素子は、カラーネガフイルム
等に比べてラチチユードが狭い。例えばビジコン
の入出力特性の一例は第１図中に実線で示す通り
であり、通常は、被写体を撮像して低輝度から高
輝度までの所定のラチチユードの全体にわたつて
忠実な階調をお持つ撮像画像を得るように、この
特性の直線部分のみを使用する。一方、上述のよ
うに逆光補正のためにビジコンの感度を上げる
と、第１図中点線で示すように、高輝度部分の特
性が非直線的になる。したがつて、得られる撮像
画像においては、中輝度部分は明るく、かつ忠実
であるにもかかわらず、高輝度部分の濃淡が薄く
なつてしまい、結局全体的には輝度バランスがく
ずれてしまう。このようなことは、ラチチユード
が狭いCCD等のいわゆる固体撮像素子において
も同様に起こる。

発明の目的 そこで本発明の目的は、ビデオカメラにおける
以上のような問題を解消し、逆光撮像時に低輝度
から高輝度までの全体にわたつて忠実な階調を持
つ撮像画像が得られる逆光補正回路を提供するこ
とにある。

発明の構成 本発明は順光用の入出力特性を有する順光用特
性変更回路および入出力特性に比べて中間入力領
域の出力のみが相対的に大きい入出力特性を有す
る少なくとも１つの逆光用特性変更回路を持つ特
性変更手段と、特性変更手段の複数の特性変更回
路の１つを選択して、それに輝度信号を提供する
ための選択手段とを具える。

発明の実施例 第２図は本発明にかかるビデオカメラの一実施
例を示すブロツク図である。同図において、１は
レンズ、２はレンズ１の焦点に配した撮像素子と
してのビジコン、３はビジコン２からの映像信号
を入力して輝度信号Ｙと赤信号Ｒおよび青信号Ｂ
（ただしこれら赤信号Ｒおよび青信号Ｂ図示せず）
とを得る信号分離回路、４は信号分離回路３から
の輝度信号Ｙを入力して、ガンマ補正するガンマ
補正回路、５はガンマ補正回路４からのガンマ補
正された輝度信号Ｙと、赤信号Ｒおよび青信号Ｂ
とを入力して、カラー複合映像信号を得るエンコ
ーダである。

特性変更手段としてのガンマ補正回路４は、順
光下における撮像時に適正にガンマ補正された輝
度信号が得られるようなガンマ値（入出力特性）
を持つ第１補正回路４Ａと、第１補正回路４Ａの
ガンマ値より小さいガンマ値（すなわち、第１補
正回路４Ａの入出力特性に比べて中間入力領域の
出力のみが相対的に大きい入出力特性）を持つ第
２補正回路４Ｂとを有する。２つの補正回路４Ａ
および４Ｂは、半導体スイツチ６によつて択一的
に選択され、選択された補正回路によつて信号分
離回路３からの輝度信号Ｙをガンマ補正してエン
コーダ５に供給する。この半導体スイツチ６は、
後述する比較回路によつて制御される。

７および８は、それらの光軸がレンズ１の光軸
と平行になるように配置されたレンズであつて、
レンズ７は短焦点であり、レンズ８はレンズ７に
比べて長い焦点距離を持つている。

両レンズ７および８の焦点には、同一受光面積
を有する光電変換素子９および１０は各々配置す
る。

したがつて、短焦点のレンズ７の焦点に配置し
た光電変換素子９によつて、ビジコン２によつて
得られた撮像画像の全体の平均輝度を検出するこ
とができ、長焦点のレンズ８の焦点に配置した光
電変換素子１０によつて、ビジコン２によつて得
られた撮像画像の中央部分の平均輝度を検出する
ことができる。

両光電変換素子９および１０の検出出力信号
は、比較回路１１に入力される。比較回路１１
は、同入力信号を後述するようにして比較し、そ
の結果に基づいて、半導体スイツチ６を制御す
る。すなわち、比較回路１１においては、光電変
換素子９からの全体平均輝度検出信号と、光電変
換素子１０からの中央部分平均輝度検出信号とを
比較して、ビジコン２による撮像画像における中
央部分の平均輝度が同画像の全体の平均輝度以上
かまたは中央部分の平均輝度が所定値内において
全体の平均輝度よりも小さいときはガンマ補正回
路４における順光用としての第１補正回路４Ａを
選択するように半導体スイツチ６を制御し、ま
た、中央部分の平均輝度が前記所定値を越えて全
体の平均輝度よりも小さいときはガンマ補正回路
４における逆光用としての第２補正回路４Ｂを選
択するように半導体スイツチ６を制御する。

なお、以上の構成は、ビデオカメラのケーシン
グの所定箇所に設置され、レンズ７およびレンズ
８はレンズ１の近傍に配置される。

このような構成にしたのは、ビジコン２による
撮像画像の中央部分に主要被写体が位置し、その
周りに高輝度被写体が位置するので、逆光撮像状
態であると実質的にみなすことができるからであ
り、しかも、中央部分は中間輝度であるとみなす
ことができるからであつて、ビジコン２による撮
像画像の全体の平均輝度と同画像の中央部分の平
均輝度とを上記説明のように比較することによつ
て、逆光を正確に判断することができる。また、
この判断結果に基づいて、逆光撮像時において、
輝度信号を適切にガンマ補正することによつて、
ビジコン２による撮像画像のうち高輝度部分の明
るさを抑えることができ、しかも中間輝度部分、
すなわち、主要被写体を相対的に明るくすること
ができる。

なお、ビジコン２による撮像画像の全体の平均
輝度と同画像の中央部分の平均輝度とを検出する
手段としては、上記例以外に次のようなものがあ
る。

(1) 第３図に示すように、レンズ７および８の代
りに、同一焦点距離を持つ２つのレンズ２０お
よび２１を配置し、光電変換素子９およに１０
の代りに、受光面積が互いに異なつた２つの光
電変換素子２２および２３を配置する。このよ
うにすることによつて、受光面積の大きい光電
変換素子２２からビジコン２による撮像画像の
全体平均輝度を検出することができ、光電変換
素子２２よりも受光面積の小さい光電変換素子
２３からビジコン２による撮像画像の中央部分
の平均輝度を検出することができる。

(2) 第４図に示すように、レンズ７および８なら
びに光電変換素子９および１０の代りに、エン
コーダ５によつて得られた複合映像信号から、
撮像画像の全体の平均輝度を電子的に検出する
全体平均輝度検出回路２４と撮像画像の中央部
分の平均輝度を電子的に検出する中央部分平均
輝度検出回路２５とを設ける。中央部分平均輝
度検出回路２５は、画像クリツプ回路２５Ａと
この画像クリツプ回路２５Ａからの信号の平均
輝度を検出する平均検出回路２５Ｂとを有す
る。画像クリツプ回路２５Ａは、第５図中、Ａ
で示すような複合映像信号Ｓ１を入力して、そ
の個々の垂直走査期間の中央部分Ｍ１における
各1H中の映像信号（水平走査線にそつた輝度
の変化を示す信号）Ｓ２のうちの中央部分Ｍ２
のみを電気的にとり出す。かくしてとり出した
信号Ｓ３（第５図Ｂにおいて実線で示す）を平
均輝度検出回路２５Ｂに供給し、この回路によ
つて、撮像画像の中央部分の平均輝度を得る。
これを例えば１画面で示せば、第６図に示す通
りであつて、１画面２６中の中央部分２６Ａの
平均輝度が得られる。なお、ALC（Automatic
Level Control）回路の出力信号は、一定であ
るので、これを上述した全体平均輝度検出回路
２４によらずに、比較回路１１に入力する、撮
像画像の全体平均輝度検出信号として使用する
ことができる。

また、上述のような、撮像画像の全体の平均輝
度を同画像の中央部分の平均輝度とを検出して、
両者を比較するということの代りに、例えば、第
４図において、全体平均輝度検出回路２４の代り
に、撮像画像の中央部分（中央部分平均輝度検出
回路２５によつて得られる）の外側部分の平均輝
度を検出する外側部分平均輝度検出回路（この回
路は、前述した中央部分平均輝度検出回路と同様
な画像クリツプ回路とこの画像クリツプ回路から
の信号を入力する平均輝度検出回路とによつて容
易に構成することができる）を設け、この外側部
分平均輝度検出回路からの検出信号と、中央部分
平均輝度検出回路２５からの検出信号とを比較回
路１１に入力し、比較回路１１において、両者を
比較して撮像画像における中央部分の平均輝度が
同画像の外側部分の平均輝度以上かまたは中央部
分の平均輝度が所定値内において外側部分の平均
輝度よりも小さいときはガンマ補正回路４におけ
る順光用としての第１補正回路４Ａを選択するよ
うに半導体スイツチ６を制御し、また、中央部分
の平均輝度が前記所定値を越えて外側部分の平均
輝度よりも小さいときは、ガンマ補正回路４にお
ける逆光用としての第２補正回路４Ｂを選択する
ように半導体スイツチ６を制御することによつて
も、逆光を適切に判断することができる。さらに
また、以上に述べたような光学的、電気的に被写
体（撮像画像）の輝度を検出する手段と、半導体
スイツチとを用いずに、手動スイツチをビデオカ
メラのケーシングの所定箇所に設け、ビデオカメ
ラの操作者が被写体に関して、逆光状態か否かを
判断し、それに応じて手動スイツチを操作してガ
ンマ補正回路４の第１または第２補正回路４Ａま
たは４Ｂを選択することもできる。

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、逆光撮像
時に、低輝度から高輝度までの全体にわたつて、
被写体に忠実な階調を持つ撮像画像を得ることが
できる。選択手段は、輝度検出信号の入力レベル
に応じて、特性変更手段のうちの１つの順光用特
性変更回路または逆光用特性変更回路を選択し、
選択された特性変更回路は、映像信号の輝度を表
わす輝度信号に階調補正を施すので、逆光用特性
変更回路が選択された逆光撮像時には、逆光用の
階調補正が輝度信号に施されるため適切な階調を
持つ撮像画像を得ることができる。この場合、ラ
チチユードが狭い撮像素子にて撮像された映像信
号に対して、特に有効に作用し、適切な階調を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はビジコンの入出力特性の一例を示す
図、第２図は本発明にかかるビデオカメラの一実
施例を示すブロツク図、第３図は本発明にかかる
ビデオカメラの他の実施例の要部を示すブロツク
図、第４図は本発明にかかるビデオカメラのさら
に他の実施例の要部を示すブロツク図、第５図は
本発明による複合映像信号の一態様を示す波形
図、第６図は本発明による撮像画像の一例を示す
図である。 １……レンズ、２……ビジコン、３……信号分
離回路、４……ガンマ補正回路、５……エンコー
ダ、６……半導体スイツチ、７，８，２０，２１
……レンズ、９，１０，２２，２３……光電変換
素子、１１……比較回路、２４……全体平均輝度
検出回路、２５……中央部分平均輝度検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を撮像して得られた被写体像を表わす
   映像信号を入力して、該被写体の撮像時の状態に
   応じて前記映像信号を補正するビデオカメラにお
   ける逆光補正回路において、該回路は、 前記映像信号の輝度を表わす輝度信号の入力レ
   ベルに応じて、該輝度信号の出力レベルを補正す
   る入出力特性を有し、該輝度信号に階調補正を施
   す特性変更手段を含み、 該特性変更手段は、順光用の入出力特性を有す
   る順光用特性変更回路と、前記順光用の入出力特
   性と比べて前記入力レベルの中間領域に対応した
   出力のみが相対的に大きい入出力特性を有する少
   なくとも１つの逆光用特性変更回路とを含む複数
   の特性変更回路を備え、 該回路はさらに、前記被写体の輝度を検出して
   得られた輝度検出信号の入力レベルに応じて前記
   特性変更手段のうち１つの特性変更回路を選択す
   る選択手段を備えることを特徴とするビデオカメ
   ラにおける逆光補正回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記選択手段は、
   前記複数の特性変更回路の１つを手動切替によつ
   て選択可能なスイツチを有することを特徴とする
   ビデオカメラにおける逆光補正回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記選択手段は、 前記被写体における全体の平均輝度および中央
   部分の平均輝度を検出する検出手段と、 該検出手段にて検出された平均輝度に基づいて
   前記特性変更手段のうち１つの特性変更回路を選
   択する制御手段とを備え、 該制御手段はさらに、 該検出手段にて検出された前記全体の平均輝度
   を表わす全体平均輝度検出信号と前記中央部分の
   平均輝度を表わす中央部分平均輝度検出信号とを
   比較して、 前記被写体における前記中央部分の平均輝度が
   前記全体の平均輝度以上かまたは前記中央部分の
   平均輝度が所定値内において前記全体の平均輝度
   よりも小さいときは前記特性変更手段における前
   記順光用特性変更回路を選択し、 前記中央部分の平均輝度が前記所定値を越えて
   前記全体の平均輝度よりも小さいときは前記特性
   変更手段における前記逆光用特性変更回路を選択
   することを特徴とするビデオカメラにおける逆光
   補正回路。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記検出手段は、 焦点距離が互いに異なる２つのレンズ系と、前
   記全体平均輝度検出信号および前記中央部分平均
   輝度検出信号を各々得るように、前記２つのレン
   ズ系の焦点に各々配置した、同一受光面積を持つ
   ２つの受光素子とを有することを特徴とするビデ
   オカメラにおける逆光補正回路。 ５ 特許請求の範囲第３項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記検出手段は、 同一焦点距離を持つ２つのレンズ系と、前記全
   体平均輝度検出信号および前記中央部分平均輝度
   検出信号を各々得るように、前記２つのレンズ系
   の焦点に各々配置した、互いに受光面積が異なる
   ２つの受光素子とを有することを特徴とするビデ
   オカメラにおける逆光補正回路。 ６ 特許請求の範囲第３項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記検出手段は、
   前記被写体における前記全体の平均輝度および中
   央部分の平均輝度を、前記映像信号から、電気的
   に各々検出する２つの回路を有することを特徴と
   するビデオカメラにおける逆光補正回路。 ７ 特許請求の範囲第３項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記検出手段は、
   前記全体平均輝度検出信号を得る自動露出調整手
   段を有することを特徴とするビデオカメラにおけ
   る逆光補正回路。 ８ 特許請求の範囲第１項記載のビデオカメラに
   おける逆光補正回路において、前記選択手段は、 前記被写体における中央部分の平均輝度および
   その外側部分の平均輝度を検出する検出手段と、 該検出手段からの中央部分平均輝度検出信号と
   外側平均輝度検出信号とを比較して、前記被写体
   における前記中央部分の平均輝度が前記外側の平
   均輝度以上かまたは前記中央部分の平均輝度が所
   定値内において前記外側の平均輝度よりも小さい
   ときは前記特性変更手段における前記順光用特性
   変更回路を選択し、前記中央部分の平均輝度が前
   記所定値を越えて前記外側の平均輝度よりも小さ
   いときは前記特性変更手段における前記逆光用特
   性変更回路を選択する制御手段とを有することを
   特徴とするビデオカメラにおける逆光補正回路。