JPH06269009A - Color wide dynamic range camera - Google Patents

Color wide dynamic range camera

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JPH06269009A
JPH06269009A JP5056379A JP5637993A JPH06269009A JP H06269009 A JPH06269009 A JP H06269009A JP 5056379 A JP5056379 A JP 5056379A JP 5637993 A JP5637993 A JP 5637993A JP H06269009 A JPH06269009 A JP H06269009A
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JP
Japan
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color
dynamic range
wide dynamic
chromatic
component
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Application number
JP5056379A
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Japanese (ja)
Inventor
Jinosaar Ran
ジノサール ラン
Jinati Ophra
ジナティ オフラ
Solek Noam
ソレク ノアム
Jinosaaru Tamar
ジノサアル タマル
Y Zevi Iehoshua
ワイ. ゼエヴィ イェホシュア
J Kurigler Daniel
ジェイ. クリグラー ダニエル
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ISIGHT Inc
Original Assignee
ISIGHT Inc
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Abstract

PURPOSE: To improve the picture quality of video images by acquiring plural color video images of scenes of different exposure levels and processing the components of the color video images to generate a synthetic image including the emphasized details. CONSTITUTION: A color wide dynamic range camera 300 generally consists of a two-dimensional sensor array. However, a color camera 104 that can contain a linear sensor array sends the individual red, green and blue components to the monochromatic dynamic range systems 1021 to 1023 respectively. Then these components are individually processed as if they were the monochromatic signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0002】本発明はビデオイメージ、特にカラービデ
オ画像の高画質化を提供するための装置と技術に関する
ものである。
The present invention relates to apparatus and techniques for providing enhanced video images, especially color video images.

【0003】[0003]

【従来の技術】[Prior art]

【0004】現在まで各種のビデオ画質向上装置と技術
が提案されている。ビデオ信号のDCレベルの減算によ
ってビデオ信号のダイナミックレンジを減らすために、
特に、ビデオ信号に自動利得制御(AGC)技術が使わ
れてきた。このような技術は、線形AGCが画素毎にビ
デオ画像に適用される、米国特許第4,719,350
号に記載されている。この技術は走査方向に平行な線に
よって境界が定められる無地の領域にしか適用できな
い。
To date, various video image quality improving devices and technologies have been proposed. In order to reduce the dynamic range of the video signal by subtracting the DC level of the video signal,
In particular, automatic gain control (AGC) technology has been used for video signals. Such a technique is described in US Pat. No. 4,719,350, in which linear AGC is applied to the video image pixel by pixel.
No. This technique is only applicable to plain areas bounded by lines parallel to the scan direction.

【0005】一般的に言って、自動利得制御はビデオ処
理に於いてはフレーム間ベースでしか使用されず、フレ
ーム内ベースでは使用されない。
Generally speaking, automatic gain control is only used in video processing on an interframe basis, not an intraframe basis.

【0006】さらに、Stockhamの「視覚モデル
の脈絡に於ける画像処理」、IEEE会議録60巻(7
号)、1972年7月、828−842ページ、及びX
ie,Stockhamの「明るさ知覚の3つの法則と
2つの視覚モデルの統一に向けて」、IEEE トラン
スシステム、人工頭脳学19巻(2号)、1989年3
月/4月、379−382ページ(Gonzalezの
「デジタル画像処理」、第2版、Addison−We
sley,185−186ページも併せて参照)に記載
のごとく、本書の図3に示した同形フィルタが白黒画像
の画質向上のために使用されている。入力の対数は対数
モジュール501で計算される。対数モジュール501
の出力は、線形あるいは非線形で、低周波数を減らし、
高周波数を増幅する傾向のある周波数依存利得を有する
フィルタ502によって受信される。フィルタ502の
出力は指数(または逆対数)モジュール503によって
受信される。この手法は照明成分と反射率成分を分割す
るものである。画像の照明成分は一般に空間的変動が遅
いのに対し、反射率成分は、特にまったく類似していな
い対象の継目に於いて、急激に変化する傾向がある。し
たがって、同形フィルタは低周波数を犠牲にして細部を
強調する傾向がある。画像の高空間周波数(細部)が2
倍に強化され、DC成分が元の値の2分の1に減衰され
るのがこのような方法に典型的な結果である。
[0006] Furthermore, Stockham's "Image Processing in the Context of Visual Model", IEEE Proceedings Volume 60 (7)
No.), July 1972, pages 828-842, and X.
IE, Stockham, “Toward the unification of the three laws of brightness perception and two visual models”, IEEE Trans System, Artificial Brain Science 19 (2), March 1989.
Mon / April pp. 379-382 (Gonzalez's "Digital Image Processing", Second Edition, Addison-We
Sley, pp. 185-186), the isomorphic filter shown in FIG. 3 of this document is used to improve the quality of black and white images. The logarithm of the input is calculated by the logarithmic module 501. Logarithmic module 501
Output is linear or non-linear, reducing low frequencies,
Received by the filter 502, which has a frequency dependent gain that tends to amplify high frequencies. The output of filter 502 is received by exponential (or antilogarithm) module 503. This method divides the illumination component and the reflectance component. The illumination component of an image generally has a slow spatial variation, whereas the reflectance component tends to change rapidly, especially at seams of dissimilar objects. Therefore, isomorphic filters tend to emphasize details at the expense of low frequencies. High spatial frequency (detail) of image is 2
A typical result of such a method is a two-fold enhancement and a DC component attenuated by half the original value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0008】本発明は上述の先行技術の装置と技術の制
限を克服するようなカラー画像用の改良されたビデオ画
質向上装置を提供しようとするものである。
The present invention seeks to provide an improved video quality enhancing apparatus for color images which overcomes the limitations of the prior art apparatus and techniques described above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0010】本発明の課題を解決するための手段は、下
記のとおりである。
Means for solving the problems of the present invention are as follows.

【0011】第1に、カラーワイドダイナミックレンジ
ビデオ撮像装置に於いて、異なる露出レベルで1つのシ
ーンの複数個のカラービデオ画像を提供するためのセン
サ手段と;各々のカラービデオ画像を成分に分割する手
段と;前記複数個のカラービデオ画像の各々の前記成分
の少なくとも1つに対して処理することによって前記複
数個のカラービデオ画像の各々の前記成分から画像情報
を含む合成カラービデオ画像を生成するために前記複数
個のカラービデオ画像の各々の前記成分を処理する手
段;を有する装置。
First, in a color wide dynamic range video imager, sensor means for providing a plurality of color video images of a scene at different exposure levels; dividing each color video image into components. Generating a composite color video image containing image information from the components of each of the plurality of color video images by processing at least one of the components of each of the plurality of color video images. Means for processing the component of each of the plurality of color video images to obtain.

【0012】第2に、前記第1に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ画像装置に於いて、前記処理の
ための手段が前記複数個のカラービデオ画像の各々を1
つのアクロマチック成分と2つのクロマチック成分に変
換するための第1の手段と;1つの処理済みアクロマチ
ック成分と2つの処理済みクロマチック成分をそれによ
って発生する前記アクロマチック成分とクロマチック成
分の各々のための近隣処理手段と;前記処理済みアクロ
マチック及びクロマチック成分を前記複数個のビデオ画
像の各々の少なくとも3つのクロマチック出力成分に変
換するための第2の手段とを有する装置。
Secondly, in the color wide dynamic range video image apparatus according to the first aspect, the means for processing processes each one of the plurality of color video images.
First means for converting one achromatic component and two chromatic components; for each of said achromatic and chromatic components thereby generating one treated achromatic component and two treated chromatic components Apparatus for converting the processed achromatic and chromatic components into at least three chromatic output components of each of the plurality of video images.

【0013】第3に、前記第2に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ画像装置に於いて、前記変換の
ための第1の手段が第1の行列乗算器を使用し、変換の
ための第2の手段が行列乗算器を使用し、前記第2の行
列乗算器が前記第1の行列乗算器の逆である装置。
Thirdly, in the color wide dynamic range video image device according to the second aspect, the first means for the transformation uses the first matrix multiplier and the second means for the transformation is used. The means of using a matrix multiplier, the second matrix multiplier being the inverse of the first matrix multiplier.

【0014】第4に、前記第3に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ画像装置に於いて、前記第1の
行列乗算器が、要素が0.2684、0.6749と
0.0567である第1列と;要素が0.6762、−
0.5766と−0.0997である第2列と;要素が
0.1604、0.2434と−0.4038である第
3列;から成ることを特徴とする装置。
Fourth, in the color wide dynamic range video image device described in the third, the first matrix multiplier has first and second elements of 0.2684, 0.6749 and 0.0567. Column and; element is 0.6762,-
A device comprising a second row of 0.5766 and -0.0997; a third row of elements 0.1604, 0.2434 and -0.4038;

【0015】第5に、前記第2に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ装置に於いて、前記複数個のビ
デオ画像の各々を処理するための前記手段の1つと;前
記処理手段の各々の出力を合成するための加算器手段と
を有する装置。
Fifth, in the color wide dynamic range video system of the second aspect, one of the means for processing each of the plurality of video images; and an output of each of the processing means. Apparatus having adder means for combining.

【0016】第6に、前記第5に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ装置に於いて、更に前記装置の
出力を向上させるためのヒストグラム手段を備えた装
置。
Sixth, in the color wide dynamic range video apparatus according to the fifth aspect, an apparatus further comprising a histogram means for improving the output of the apparatus.

【0017】第7に、前記第1に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ画像装置に於いて、前記処理の
ための手段が前記複数個のカラービデオ画像の各々を1
つのアクロマチック成分と2つのクロマチック成分に変
換するための第1の手段と;1つの処理済みアクロマチ
ック成分をそれによって発生する前記アクロマチック成
分ための近隣処理手段と;利得を前記クロマチック成分
に適用し、それによって増幅されたクロマチック成分を
発生するための利得乗算手段と;前記処理済みアクロマ
チックと前記増幅されたクロマチック成分を前記複数個
のビデオ画像の各々の少なくとも3つのクロマチック出
力成分に変換するための第2の手段とから成る装置。
Seventh, in the color wide dynamic range video image device according to the first aspect, the means for processing processes one of each of the plurality of color video images.
First means for converting one achromatic component and two chromatic components; neighbor processing means for said achromatic component thereby generating one processed achromatic component; and applying a gain to said chromatic component Gain multiplying means for generating an amplified chromatic component, and converting the processed achromatic and the amplified chromatic component into at least three chromatic output components of each of the plurality of video images. A second means for:

【0018】第8に、前記第7に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ装置に於いて、前記利得乗算手
段がルックアップテーブルを備えていることを特徴とす
る装置。
Eighth, in the color wide dynamic range video apparatus described in the seventh, the gain multiplication means comprises a look-up table.

【0019】第9に、前記第7に記載のカラーワイドダ
イナミックレンジビデオ装置に於いて、前記複数個のビ
デオ画像の各々のための前記処理手段と;さらに前記処
理手段の各々の出力を合成するための加算器手段を有す
る装置。
Ninth, in the color wide dynamic range video system of the seventh aspect, the processing means for each of the plurality of video images; and the output of each of the processing means are combined. Apparatus having adder means for the.

【0020】第10に、前記第9に記載のカラーワイド
ダイナミックレンジビデオ装置に於いて、前記装置の出
力を向上するためのさらにヒストグラム手段を備えてい
る装置。
Tenth, the color wide dynamic range video apparatus of the ninth aspect, further comprising histogram means for improving the output of the apparatus.

【0021】第11に、前記第1に記載のカラーワイド
ダイナミックレンジビデオ撮像装置に於いて、前記複数
個のカラービデオ画像の各々の前記成分がクロマチック
であることを特徴とする装置。
Eleventh, in the color wide dynamic range video imager according to the first aspect, the component of each of the plurality of color video images is chromatic.

【0022】第12に、前記第11に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理
手段が前記クロマチック成分の各々を受信し、そこから
強度信号を発生する手段と;前記強度信号を処理する手
段と;前記処理した強度信号を前記クロマチック成分に
合成する手段と;前記クロマチック成分の各々について
前の情報を記憶するメモリ手段と;前記クロマチック成
分の各々について前記前の情報を前記クロマチック成分
に合成する手段と、前記クロマチック成分を変換する出
力ルックアップテーブル手段を有することを特徴とする
カメラ。
Twelfthly, in the color wide dynamic range video camera described in the eleventh aspect, the processing means receives each of the chromatic components and generates an intensity signal therefrom; Means for processing; means for synthesizing the processed intensity signal into the chromatic component; memory means for storing previous information for each of the chromatic components; and the chromatic component for the previous information for each of the chromatic components. And a means for synthesizing the chromatic components and an output lookup table means for converting the chromatic component.

【0023】第13に、前記第12に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記メモ
リ手段の出力を受信する第2の処理手段をさらに備えて
いるカメラ。
Thirteenth, the color wide dynamic range video camera according to the twelfth aspect, further comprising second processing means for receiving the output of the memory means.

【0024】第14に、前記第12に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理
手段がさらに前記処理済み強度信号を前記クロマチック
成分に合成する前記手段と前記メモリ手段の間に露出依
存ルックアップテーブルを備えていることを特徴とする
カメラ。
Fourteenth, in the color wide dynamic range video camera described in the twelfth, the processing means further exposes between the means for synthesizing the processed intensity signal into the chromatic component and the memory means. A camera characterized by having a dependent lookup table.

【0025】第15に、前記第14に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理
手段がさらにより高い露出レベルで取られた画像からの
前記強度信号に適用される非線形ルックアップテーブル
を備えていることを特徴とするカメラ。
Fifteenth, in the color wide dynamic range video camera of the fourteenth aspect, the processing means applies a non-linear look-up table to the intensity signal from the image taken at an even higher exposure level. A camera characterized by being equipped with.

【0026】第16に、前記第15に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、露出が異
なるフィールドで取られ、その後合成されることを特徴
とするカメラ。
Sixteenth, in the color wide dynamic range video camera described in the fifteenth, the exposures are taken in different fields and then combined.

【0027】第17に、前記第16に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記ルッ
クアップテーブル手段がガンマ補正手段とヒストグラム
補正手段を備えていることを特徴とするカメラ。
Seventeenth, the color wide dynamic range video camera described in the sixteenth, wherein the look-up table means includes a gamma correction means and a histogram correction means.

【0028】第18に、前記第11に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理
手段がさらに前記複数個のカラービデオ画像の各々につ
いて、前記3つのクロマチック成分からの輝度成分を計
算する手段と;前記輝度成分から畳込み輝度成分を計算
する手段と;少なくとも前記輝度成分から重み付け係数
を計算する手段と;前記3つのクロマチック成分に前記
重み付け係数を乗じる手段:とから成ることを特徴とす
るカメラ。
Eighteenth, in the color wide dynamic range video camera described in the eleventh aspect, the processing means further calculates a luminance component from the three chromatic components for each of the plurality of color video images. Means for calculating a convolutional luminance component from the luminance component; means for calculating a weighting coefficient from at least the luminance component; means for multiplying the three chromatic components by the weighting coefficient: And the camera.

【0029】第19に、前記第18に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記計算
手段が前記畳込み輝度成分を前記輝度成分で割ることを
特徴とするカメラ。
Nineteenth, in the color wide dynamic range video camera described in the eighteenth, the calculating means divides the convolutional luminance component by the luminance component.

【0030】第20に、前記第11に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理
手段がさらに前記複数個のカラービデオ画像の各々につ
いて、前記クロマチック成分から輝度成分を計算する手
段と;正規化クロマチック信号を発生するために前記ク
ロマチック成分を前記輝度成分で割る手段と;前記複数
個のカラービデオ画像の各々の少なくとも前記輝度成分
から重み付け係数を計算するための手段と;前記重み付
け係数に前記正規化クロマチック成分を乗じる手段:を
有することを特徴とするカメラ。
Twentyth, in the color wide dynamic range video camera described in the eleventh aspect, the processing means further calculates a luminance component from the chromatic component for each of the plurality of color video images. Means for dividing said chromatic component by said luminance component to generate a normalized chromatic signal; means for calculating a weighting factor from at least said luminance component of each of said plurality of color video images; said weighting factor A means for multiplying the normalized chromatic component by:

【0031】第21に、前記第20に記載のカラーワイ
ドダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記さら
に前記複数個のカラービデオ画像の各々からの前記処理
済み輝度成分を加算し、そこからの出力に前記合成カラ
ービデオ画像を乗じる手段を備えているカメラ。
Twenty-first, in the color wide dynamic range video camera according to the twentieth, the processed luminance components from each of the plurality of color video images are added and an output from the sum is obtained. A camera comprising means for multiplying the composite color video image.

【0032】第22に、前記第1に記載のカラーワイド
ダイナミックレンジビデオカメラに於いて、前記センサ
手段が2次元センサアレイから成ることを特徴とするカ
メラ。
Twenty-second, in the color wide dynamic range video camera described in the first, the sensor means comprises a two-dimensional sensor array.

【0033】第23に、前記第1に記載のカラーワイド
ダイナミックレンジビデオカメラに於いて前記センサ手
段が線形センサアレイから成ることを特徴とするカメ
ラ。
Twenty-third, in the color wide dynamic range video camera described in the first, the sensor means comprises a linear sensor array.

【0034】したがって、本発明の好ましい実施例に従
うと、各々のカラー画像が少なくとも3つの異なる成分
に分離された、異なる露出レベルでのあるシーンの複数
個のビデオカラー画像を提供する手段と、複数個のカラ
ービデオ画像からの画像情報を含み、その中の局所領域
の強調された細部を含む合成カラービデオ画像を生成す
るために複数個のカラー画像の成分を処理する手段を有
するビデオ撮像装置が提供される。
Therefore, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, means for providing a plurality of video color images of a scene at different exposure levels, each color image being separated into at least three different components; A video imaging device having means for processing a plurality of color image components to produce a composite color video image containing image information from the individual color video images and including enhanced details of local areas therein. Provided.

【0035】さらに本発明の好ましい実施例に従うと、
複数個のビデオ画像を処理する装置は合成ビデオ画像の
一部のダイナミックレンジを局所的に強調させる装置を
備えている。
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention,
A device for processing a plurality of video images comprises a device for locally enhancing the dynamic range of a portion of a composite video image.

【0036】またさらに、本発明の好ましい実施例にし
たがうと、複数個のカラービデオ画像を処理する装置は
合成ビデオ画像内に境界指示情報を保存する装置を備え
ている。
Still further in accordance with a preferred embodiment of the present invention an apparatus for processing a plurality of color video images comprises an apparatus for storing boundary pointing information within the composite video image.

【0037】さらに本発明の好ましい実施例によれば、
複数個のカラービデオ画像を処理する装置は複数個のカ
ラービデオ画像の成分に近隣変形を適用する装置を備え
ている。
Further in accordance with a preferred embodiment of the present invention,
A device for processing a plurality of color video images comprises a device for applying neighborhood transformations to the components of a plurality of color video images.

【0038】またさらに、本発明の好ましい実施例に従
うと、各々の画像が少なくとも3つの成分から成る、異
なる露出レベルであるシーンの複数個のビデオ画像を提
供する手段と、複数個のビデオ画像からの画像情報を含
み、その中の局所領域の強調された細部を含む合成ビデ
オ画像を生成するために複数個のビデオ画像を処理する
手段とから成るビデオ画質向上装置が提供される。
Still further in accordance with a preferred embodiment of the present invention, means for providing a plurality of video images of a scene with different exposure levels, each image comprising at least three components; Video image enhancement device comprising a plurality of video images to produce a composite video image containing the image information of, and the enhanced details of local areas therein.

【0039】またさらに、本発明の好ましい実施例によ
れば、処理装置はヒストグラム等化装置などの画質向上
装置を備えることができる。
Still further in accordance with a preferred embodiment of the present invention the processing device may include an image quality enhancement device such as a histogram equalizer.

【0040】[0040]

【実施例】【Example】

【0041】以下、図面を参照しながら本発明の装置の
一実施例について説明する。
An embodiment of the device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0042】図1は、モノクロワイドダイナミックレン
ジカメラの概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a monochrome wide dynamic range camera.

【0043】図1中、10はカメラ、12はカメラタイ
ミング、14はA/D、16は入力LUT、17は露出
セレクタ、18はホストCPU、20はNTP、22は
タイミング制御、24は合成器、26はフレームバッフ
ァ、28は出力LUT、30はRTヒストグラムイコラ
イザ、32はフレームメモリ、34はフレームメモリL
UT、36はビデオ発生器、37は同期発生器、38は
ビデオモニタ、を示している。
In FIG. 1, 10 is a camera, 12 is a camera timing, 14 is an A / D, 16 is an input LUT, 17 is an exposure selector, 18 is a host CPU, 20 is NTP, 22 is timing control, and 24 is a synthesizer. , 26 is a frame buffer, 28 is an output LUT, 30 is an RT histogram equalizer, 32 is a frame memory, and 34 is a frame memory L.
UT, 36 is a video generator, 37 is a sync generator, and 38 is a video monitor.

【0044】図2は、図1の回路の一部を形成する露出
セレクタの概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an exposure selector forming part of the circuit of FIG.

【0045】図2中、14はA/D、16は入力LU
T、18はホストCPU、22はタイミング制御、20
6はカウンタ、208はN番目を示している。
In FIG. 2, 14 is an A / D and 16 is an input LU.
T, 18 are host CPUs, 22 is timing control, 20
6 is a counter and 208 is the Nth.

【0046】図3は、先行技術の同形フィルタの概略図
である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a prior art isomorphic filter.

【0047】図3中、501は対数、502はフィル
タ、503は露出を示している。
In FIG. 3, reference numeral 501 is a logarithm, 502 is a filter, and 503 is exposure.

【0048】図4は、カラーワイドダイナミックレンジ
カメラの第1の実施例である。
FIG. 4 shows a first embodiment of a color wide dynamic range camera.

【0049】図4中、104はカラーカメラ、102は
WDRシステムを示している。
In FIG. 4, 104 is a color camera and 102 is a WDR system.

【0050】図5は、先行技術のフォーゲラス(Fauger
as)のアルゴリスムである。
FIG. 5 shows the prior art Fauger.
as) algorithm.

【0051】図6は、後続のすべての実施態様、特に図
7、8、12、13及び14に示したものの並列チャン
ネルに代わることのできる、要求された複数個の露出レ
ベルを獲得するための単検出器の使用を示す概略図であ
る。
FIG. 6 is for obtaining the required plurality of exposure levels which can replace the parallel channels of all subsequent embodiments, especially those shown in FIGS. 7, 8, 12, 13 and 14. FIG. 6 is a schematic diagram showing the use of a single detector.

【0052】図6中、119はメモリバッファ、121
はセレクタ、120は長露出、短露出を示している。
In FIG. 6, 119 is a memory buffer and 121
Indicates a selector, and 120 indicates long exposure and short exposure.

【0053】図7は、各露出レベルにそれぞれ対応する
2個の別個の分岐を示すカラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第2の実施例の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a second embodiment of a color wide dynamic range camera showing two separate branches, one for each exposure level.

【0054】図7中、120は長露出、短露出、126
はヒストグラムを示している。
In FIG. 7, reference numeral 120 denotes long exposure, short exposure, and 126.
Indicates a histogram.

【0055】図8は、カラーワイドダイナミックレンジ
カメラの第3の実施例の概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a third embodiment of a color wide dynamic range camera.

【0056】図8中、120は長露出、短露出を示して
いる。
In FIG. 8, reference numeral 120 indicates long exposure and short exposure.

【0057】図9は、カラーワイドダイナミックレンジ
カメラの第4の実施例の概略図である。
FIG. 9 is a schematic view of the fourth embodiment of the color wide dynamic range camera.

【0058】図9中、300は短/長露出で撮影した画
像、132は(A+−利得*A)/利得、134はRメ
モリ、136はGメモリ、138はBメモリ、140は
出力LUTを示している。
In FIG. 9, 300 is an image taken with short / long exposure, 132 is (A + -gain * A) / gain, 134 is R memory, 136 is G memory, 138 is B memory, and 140 is an output LUT. Is shown.

【0059】図10は、カラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第5の実施例の概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of the fifth embodiment of the color wide dynamic range camera.

【0060】図10中、300は短/長露出で撮影した
画像、132は(A+−利得*A)/利得、134はR
メモリ、136はGメモリ、138はBメモリ、140
は出力LUT、142はLUT1(長露出)、LUT2
(短露出)を示している。
In FIG. 10, 300 is an image photographed with short / long exposure, 132 is (A + -gain * A) / gain, and 134 is R.
Memory, 136 is G memory, 138 is B memory, 140
Is an output LUT, 142 is LUT1 (long exposure), LUT2
(Short exposure) is shown.

【0061】図11は、カラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第6の実施例の概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of a sixth embodiment of a color wide dynamic range camera.

【0062】図11中、300は短/長露出で撮影した
画像、132は(A+−利得*A)/利得、134はR
メモリ、135は畳込み、136はGメモリ、137は
畳込み、138はBメモリ、139は畳込み、140は
出力LUT、142はLUT1(長露出)、LUT2
(短露出)を示している。
In FIG. 11, 300 is an image taken with short / long exposure, 132 is (A + -gain * A) / gain, and 134 is R.
Memory, 135 convolution, 136 G memory, 137 convolution, 138 B memory, 139 convolution, 140 output LUT, 142 LUT1 (long exposure), LUT2
(Short exposure) is shown.

【0063】図12は、カラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第7の実施例の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of the seventh embodiment of the color wide dynamic range camera.

【0064】図13は、カラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第7の実施例の第1の変更例の概略図であ
る。
FIG. 13 is a schematic diagram of a first modification of the seventh embodiment of the color wide dynamic range camera.

【0065】図14は、カラーワイドダイナミックレン
ジカメラの第7の実施例の第2の変更例の概略図であ
る。
FIG. 14 is a schematic diagram of a second modification of the seventh embodiment of the color wide dynamic range camera.

【0066】多数の図に於いて同じ要素に同じ参照番号
がつけられた図面を詳しく参照すると、図1は、本出願
のモノクロワイドレンジダイナミックシステムであるこ
とが判る。モノクロワイドダイナミックレンジカメラ1
00はCCD、CID、光ダイオードアレイ等外部供給
制御パルスによって露出時間を変えることを可能にする
か、あるいはその他の形式の外部露出制御を可能にする
いずれかの形式の可視または非可視光線センサで構成さ
れるカメラ10を備えている。カメラ10以外のモノク
ロワイドダイナミックレンジカメラ100の追加構成部
品は今後まとめてモノクロワイドダイナミックレンジシ
ステム102と称するものとする。
With particular reference to the drawings in which the same elements are numbered the same in a number of figures, it can be seen that FIG. 1 is a monochrome wide range dynamic system of the present application. Monochrome wide dynamic range camera 1
00 is a visible or invisible light sensor of any type that enables the exposure time to be changed by an externally supplied control pulse such as CCD, CID, photodiode array or other type of external exposure control. The camera 10 is provided. Additional components of the monochrome wide dynamic range camera 100 other than the camera 10 will be collectively referred to as a monochrome wide dynamic range system 102 hereinafter.

【0067】モノクロワイドダイナミックレンジシステ
ム102はさらにカメラ10にタイミングパルスを提供
するカメラタイミング回路12を備えている。タイミン
グ回路12は通常のクロック、カウンタと周波数分割器
を備えることができる。カメラ10に供給されたタイミ
ングパルスは選択できる持続時間を変更するためにセン
サアレイ内への電荷の光電気蓄積を開始させると同時
に、望ましくはカメラ10に内蔵されたプリアンプ回路
を介して感知することによって発生した信号電流のA/
D変換器14への読出しを制御する働きもする。電荷の
光電気蓄積の制御は光入力を制御するための電子シャッ
タなどのシャッタの操作によるか、あるいはセンサアレ
イの積分時間の制御によって、一般に2つの仕方で実現
される。
The monochrome wide dynamic range system 102 further includes a camera timing circuit 12 that provides timing pulses to the camera 10. The timing circuit 12 can include a conventional clock, counter and frequency divider. The timing pulse supplied to the camera 10 initiates photo-electrical accumulation of charge in the sensor array to change the selectable duration while at the same time sensing, preferably via a preamplifier circuit built into the camera 10. Of the signal current generated by
It also serves to control the reading to the D converter 14. The control of photo-electrical storage of charge is generally accomplished in two ways, either by operating a shutter, such as an electronic shutter to control the light input, or by controlling the integration time of the sensor array.

【0068】A/D変換器14からのデジタル化ビデオ
データは、ルックアップテーブル(LUT)16と露出
セレクタ17という2つのシステムに並列して供給され
る。露出セレクタは図2に示された通りで、並列に配置
され、ANDゲート204に出力する第1と第2の比較
器200と202を備えている。比較器200は0−2
55の8ビットレンジでA/D変換器14からの信号
を、20の信号レベルのような、低いしきい値レベルI
(L)と比較する。比較器202はA/D変換器14か
らの信号を、235の信号レベルのような高いしきい値
レベルI(H)と比較する。信号が20を上回り、23
5未満であるとき、2つの比較器はともに論理「真」信
号を発生し、この信号はANDゲート204によって論
理積が出される。
The digitized video data from the A / D converter 14 is supplied in parallel to two systems, a look-up table (LUT) 16 and an exposure selector 17. The exposure selector is arranged in parallel as shown in FIG. 2 and comprises first and second comparators 200 and 202 which output to an AND gate 204. Comparator 200 is 0-2
The signal from the A / D converter 14 in the 8-bit range of 55 is set to a low threshold level I such as the signal level of 20.
Compare with (L). Comparator 202 compares the signal from A / D converter 14 to a high threshold level I (H), such as the signal level at 235. The traffic light is above 20, 23
When less than 5, the two comparators together generate a logical "true" signal, which is ANDed by AND gate 204.

【0069】ANDゲート204の出力はカウンタ20
6に出力され、ANDゲート204が2つの「真」信号
を受信したときにカウンタは増分する。
The output of the AND gate 204 is the counter 20.
6 and the counter is incremented when AND gate 204 receives two "true" signals.

【0070】カウンタ206は各々のフレームの始めに
リセットされる。現フレームの画像がほぼ飽和している
とき、すなわち多数の画素が白(例えば、255あるい
はそれに近いデジタル値を有する)であるとき、フレー
ムの終わりのカウンタの値は非常に低い数字になる。画
像がほぼカットオフされたとき、すなわち多数の画素が
黒(すなわち、デジタル値が20以下)であるときにも
同じ様になる。逆に、ある程度の値のばらつきを有する
「正規の」画像の場合、画素の大多数は20から235
の値を持つ。この様な画像のフレームの場合、各々のフ
レームの終わりのカウンタ206の値は大きな数字にな
る。
The counter 206 is reset at the beginning of each frame. When the image in the current frame is nearly saturated, i.e. when many pixels are white (e.g. having a digital value of 255 or close to it), the counter value at the end of the frame will be a very low number. The same is true when the image is almost cut off, that is, when many pixels are black (that is, the digital value is 20 or less). Conversely, for a “normal” image with some value variation, the majority of pixels are between 20 and 235.
With the value of. In the case of such an image frame, the value of the counter 206 at the end of each frame becomes a large number.

【0071】カウンタ206の出力は比較器208に供
給される。各々のフレームの終わりに、カウンタ206
の出力が比較器208によってしきい値N(th)と比
較される。このしきい値はフレームの画像が、ほぼ飽和
しているかカットオフされた画像に対して、「正規」の
ものであるか否かを判定するために選択される。カウン
タ206の出力の値がN(th)よりも高いとき、比較
器208の値は論理「真」である。この出力がタイミン
グ制御回路22とホストCPU18(図1)の両方に供
給される。
The output of the counter 206 is supplied to the comparator 208. At the end of each frame, counter 206
Is compared with a threshold N (th) by a comparator 208. This threshold is selected to determine if the image of the frame is "normal" for images that are nearly saturated or cut off. When the output value of the counter 206 is higher than N (th), the value of the comparator 208 is logical “true”. This output is supplied to both the timing control circuit 22 and the host CPU 18 (FIG. 1).

【0072】ある露出レベルに於ける特定のフレームが
異なる露出レベルの複数個のフレームと結合されるべき
か否かの測定及び決定は少なくとも2つの仕方で実行す
ることができる。
Measuring and determining whether a particular frame at an exposure level should be combined with multiple frames at different exposure levels can be performed in at least two ways.

【0073】モノクロワイドダイナミックレンジカメラ
100の1つの実施例によれば、測定はホストCPU1
8によって決定される比較的散発的なベースで行なうこ
とができる。この様な場合、システムが可能な露出の全
領域を網羅する完全な一連の露出が実行される。各露出
の終わりに、比較器208の出力がホストCPU18に
よって受信される。
According to one embodiment of the monochrome wide dynamic range camera 100, the measurement is performed by the host CPU1.
It can be done on a relatively sporadic basis determined by 8. In such a case, a complete series of exposures is performed that covers the full range of exposures the system is capable of. At the end of each exposure, the output of comparator 208 is received by host CPU 18.

【0074】ホストCPUはパラメータI(L)、I
(H)とN(th)を制御し、これらを自由に修正する
ことができる。収集された情報はホストCPU18が次
の測定までどの露出を取るか、即ち使用するかを決定す
るのを支援する。モノクロワイドダイナミックレンジカ
メラ100の他の実施例について、手短に言えば、モノ
クロワイドダイナミックレンジカメラは、1つは長い露
出、1つは短い露出、そして恐らくは中間の露出の2つ
以上の露出を行なうことによって動作する。各々の画像
は、例えば、中心点に於ける1+イプシロン(ここでε
は0と1の間であり、一般的にはほぼ0.2に等しい)
と、残り8個の周辺部の点のマイナス8分の1(−1/
8、他の等価の公式では−1に正規化することもでき
る)とから成る3×3の開核によって畳込まれる。畳込
まれた画像は次に画素毎に加算される。その結果を、例
えば、ヒストグラム変形を含めて、さらに処理すること
もできる。
The host CPU uses the parameters I (L), I
(H) and N (th) can be controlled and these can be freely modified. The information collected assists the host CPU 18 in determining which exposure to take or use until the next measurement. For another embodiment of the monochrome wide dynamic range camera 100, briefly, the monochrome wide dynamic range camera provides two or more exposures, one long exposure, one short exposure, and perhaps an intermediate exposure. It works by Each image is, for example, 1 + epsilon (where ε
Is between 0 and 1 and is generally equal to approximately 0.2)
And minus 1/8 of the remaining 8 peripheral points (-1 /
8, which in other equivalent formulas can also be normalized to -1) and The convolved images are then added pixel by pixel. The results can be further processed, including, for example, histogram transformations.

【0075】カラーワイドダイナミックレンジカメラ3
00の第1の実施例は図4に示されている。一般的に2
次元センサアレイから成るが、線形センサアレイを備え
ることもできるカラーカメラ104が別個の赤、緑、青
の成分を、それぞれ、モノクロワイドダイナミックレン
ジシステム1021、1022、1023 に送信する。各
々の成分は、それがモノクロ信号であるかのように、別
個に処理される。しかしながら、この実施例は計算集約
的であり、出力カラーに歪が生じる。
Color wide dynamic range camera 3
A first embodiment of 00 is shown in FIG. Generally 2
A color camera 104, which consists of a dimensional sensor array, but may also include a linear sensor array, sends separate red, green, and blue components to the monochrome wide dynamic range systems 102 1 , 102 2 , 102 3 , respectively. Each component is processed separately as if it were a monochrome signal. However, this embodiment is computationally intensive and produces distortion in the output color.

【0076】図5は対数が適用され、赤、緑、青の信号
がアクロマチック(A)及びクロマチック(C1、C
2)信号(カラーテレビジョンのY、I及びQ信号にそ
れぞれ類似)に変形されるFaugerasが開発した
先行技術のカラープロセスまたはアルゴリスム(参照:
Faugeras、博士論文、ユタ大学、Comput
er Science 1976、併せて参照:Fau
geras,”Color Model and Pe
rception”、IEEE Transactio
ns ASSP、1979年8月)を示す。それに続い
て、高域フィルタその他のフィルタをこれら3つの成分
各々に、別個に適用し、逆変形と指数化によって図5に
示したように修正Rout,Gout とBout信号が再生され
る。図5はR−G−B信号をL−M−S信号に変換する
変換モジュール106を示している。対数変換モジュー
ル108とP変換モジュール110はL−M−S信号を
FaugerasのA−C1−C2信号に変換する。フ
ィルタ1121 、1122 、1123 はA−C1−C2
信号にそれぞれ適用されて、A+−C1+−C2+を発生す
る。フィルタ1121 は、特に、高域フィルタであるこ
とが望ましい。P−逆モジュール114、指数モジュー
ル116及びU−逆モジュール118は、A+−C1+
C2+をRout−Gout−Boutに変換する。
In FIG. 5, the logarithm is applied, and the red, green and blue signals are achromatic (A) and chromatic (C1, C).
2) A prior art color process or algorithm developed by Faugeras that is transformed into a signal (similar to Y, I and Q signals in color television respectively).
Faugeras, PhD Thesis, University of Utah, Comput
er Science 1976, see also: Fau.
geras, "Color Model and Pe"
rception ”, IEEE Transactio
ns ASSP, August 1979). Subsequently, a high pass filter or other filter is applied to each of these three components separately, and the modified R out , G out and B out signals are reproduced by inverse transformation and indexing as shown in FIG. . FIG. 5 shows a conversion module 106 for converting an R-G-B signal into an L-M-S signal. The logarithmic conversion module 108 and the P conversion module 110 convert the LMS signal into the Faugeras A-C1-C2 signal. Filters 112 1 , 112 2 , 112 3 are A-C1-C2
It is applied to each of the signals to generate A + -C1 + -C2 + . The filter 112 1 is particularly preferably a high pass filter. The P-inverse module 114, the exponent module 116 and the U-inverse module 118 are A + -C1 + -
C2 + is converted to R out -G out -B out.

【0077】前述のFaugerasの博士論文にみる
ごとく、
As seen in the above-mentioned Ph.D. dissertation of Faugeras,

【0078】[0078]

【数式1】 [Formula 1]

【0079】[0079]

【数式2】 [Formula 2]

【0080】U-1とP-1 は標準的な行列代数手法で導
かれた逆行列に対応する。
U -1 and P -1 correspond to the inverse matrix derived by the standard matrix algebra method.

【0081】カラーワイドダイナミックレンジカメラ3
00の第2の実施例は図7に示した通りである。この実
施例は対数モジュール108と指数モジュール116を
取り除いて、U変換モジュール106とP変換モジュー
ル110を、入力行列にUとPの行列代数積Mを乗じる
単一のM変換モジュールに合成する。
Color wide dynamic range camera 3
The second example of 00 is as shown in FIG. This embodiment removes the logarithmic module 108 and the exponential module 116 and combines the U conversion module 106 and the P conversion module 110 into a single M conversion module that multiplies the input matrix by the matrix algebraic product M of U and P.

【0082】[0082]

【数式3】 [Formula 3]

【0083】同様にM−逆モジュール124は入力行列
に、前述のM行列の、もちろん、逆である行列M-1
乗じる。ここで行列M-1 の第1列がすべて1であるこ
とに注意してほしい。
Similarly, the M-inverse module 124 multiplies the input matrix by the matrix M -1 , which is, of course, the inverse of the M matrix described above. Note that the first column of the matrix M -1 is all 1's.

【0084】近隣処理モジュール1221、1222、1
223 は一般的に畳込み開核を含んでいるが、その開該
はすべて中央の要素が1+イプシロン(ε)で、8個の
周辺部の要素がマイナス8分の1(−1/8)に等しい
前述の3×3の行列であることが望ましい。
Neighbor processing modules 122 1 , 122 2 , 1
22 3 generally contains convolutional open nuclei, which are all central elements 1 + epsilon (ε) and eight peripheral elements minus 1/8 (-1/8). ) Is preferably the aforementioned 3 × 3 matrix.

【0085】さらに、この処理が2つ以上の別個の露出
に適用され、結果は加算器1251、1252 、1253
によって画素毎に一緒に加算される。ついで、ヒスト
グラム変換モジュール126またはその他の演算を適用
することができる。一緒に同期され、異なる露出レベル
に設定された多数の、照準合わせ検出器から、あるいは
図6に示したごとく、露出レベルがフレーム毎に、フィ
ールド毎に変化する、あるいは線形アレイの場合は走査
線毎に変化する、単一の検出器から複数個の露出を取る
ことができる。単一検出器の場合は、入力メモリ緩衝が
バッファ119によって提供されるので、その出力は図
7の2つの入力チャンネル(図8、12、13、14も
併せて参照)に適切な短い露出と長い露出が提供される
ようにセレクタ121によって選択される。「検出器」
という用語は適切なカラーフィルタと組み合わされた単
一のCCDその他のセンサアレイまたは各々のセンサア
レイが別個のカラー成分を検出するようにビーム分割プ
リズム上に整列された2つまたは3つのアレイのグルー
プを指している。光学フィルタとビーム分割プリズムに
よるカラー成分分割法は当業者には周知である。本出願
に記載した図及び好ましい実施例はRGBカラ−成分を
入力及び出力としているが、Y/CR/CB、Y/C、シ
アン/マゼンタ/黄/緑の補色モザイクまたはその他の
色彩表現もまったく同じように使用することができる。
Furthermore, this process is applied to two or more separate exposures and the results are adders 125 1 , 125 2 , 125 3.
Are added together for each pixel. The histogram transform module 126 or other operation can then be applied. From multiple aiming detectors synchronized together and set to different exposure levels, or as shown in FIG. 6, the exposure level varies from frame to frame, field to field, or scan lines for linear arrays. Multiple exposures can be taken from a single detector, which varies from time to time. In the case of a single detector, the input memory buffer is provided by the buffer 119 so that its output has a suitable short exposure for the two input channels of FIG. 7 (see also FIGS. 8, 12, 13, and 14). Selected by selector 121 to provide a long exposure. "Detector"
The term single CCD or other sensor array combined with appropriate color filters or groups of two or three arrays aligned on a beam splitting prism such that each sensor array detects a distinct color component. Pointing to. Color component division methods using optical filters and beam splitting prisms are well known to those skilled in the art. Figures and preferred embodiment described in this application is RGB color - but as the input and output components, Y / C R / C B , Y / C, Cyan / Magenta / Yellow / green complementary mosaic or other color expression Can be used in exactly the same way.

【0086】カラーワイドダイナミックレンジカメラ3
00の第3の実施例は図8に示した通りである。図7に
示した実施態様と異なり、ダイナミックレンジの縮減は
クロマチック成分に点変換(例えば、画素毎に適用され
るルックアップテーブルまたは固定利得)を適用してい
る間だけアクロマチック信号成分(A)の畳込みを行な
うことによって達成される。もっと具体的に言うと、図
7の近隣処理モジュール1222 、1223 は、一般に
1.0から1.5の間の倍数(互いに異なることもある
し、すべて同じでも良い)を使用する固定利得オペレー
タモジュール1231 、1232 、1233 、1234
によって置き換えられている。乗算の値が高いほど、一
般にカラー飽和は深くなる。
Color wide dynamic range camera 3
The third embodiment of No. 00 is as shown in FIG. Unlike the embodiment shown in FIG. 7, dynamic range reduction is achieved only by applying a point transform to the chromatic component (eg, a look-up table or fixed gain applied per pixel) to the achromatic signal component (A). This is accomplished by performing a convolution of More specifically, the neighbor processing modules 122 2 , 122 3 of FIG. 7 typically use fixed gains using multiples between 1.0 and 1.5 (which may be different from each other or all the same). Operator modules 123 1 , 123 2 , 123 3 , 123 4
Has been replaced by. The higher the value of the multiplication, the generally deeper the color saturation.

【0087】ルックアップテーブル128の可能なプロ
グラミングによって、出力画像のコントラスト領域を拡
大するヒストグラムスケーリングに備えることができ
る。代替プログラミングによって、例えば、画像の暗い
部分を強調する目的で、ビデオシステムでは周知のガン
マ補正を提供することもできる:
The possible programming of the look-up table 128 allows for histogram scaling to expand the contrast area of the output image. Alternative programming can also provide gamma correction, which is well known in video systems, for the purpose of enhancing dark areas in an image, for example:

【0088】Iout=kgamma * Iin gamma I out = k gamma * I in gamma

【0089】この式で、例えば、ガンマは0.7にほぼ
等しく、kgamma は5.0〜11.0の範囲内にある。
In this equation, for example, gamma is approximately equal to 0.7 and k gamma is in the range 5.0 to 11.0.

【0090】カラーワイドダイナミックレンジカメラ3
00の第4の実施例は本発明の第3の実施例の簡易ハー
ドウェア版である。下記の導出は行列乗算M-1に関する
もので、<Rout、Gout、Bout>は1つのチャンネル
だけを考慮し、出力ルックアップテーブルは無視してい
る。
Color wide dynamic range camera 3
The fourth embodiment of 00 is a simplified hardware version of the third embodiment of the present invention. The derivations below relate to the matrix multiplication M −1 , where <R out , G out , B out > considers only one channel, ignoring the output look-up table.

【0091】[0091]

【数式4】 [Formula 4]

【0092】次に、上記の公式が実施された図9に於
て、画像または画像のセットは赤、緑と青の成分に分割
される。乗算器/加算器ブロック130はNiblac
kの公式(Niblack著「画像処理序論」、59−
60ページ参照)、すなわちA=0.3*R+0.6*
G+0.1*Bを使用して、アクロマチック強さの関数
を計算する。近隣処理ブロック132は中心要素が(1
+ε−利得)/利得に等しく、残りの要素が−1/(8
*利得)に等しい3×3の開核を用いて式(A+−利得
*A)/利得を実行する。出願人は、εは0.2と0.
4の間でなけばならず、利得の有益な領域は1.0と
1.35の間であることを経験的に見いだした。近隣処
理ブロック132の出力は加算器1331、1332、1
333 によってそれぞれR−G−B信号に吸収される。
Next, in FIG. 9 where the above formula has been implemented, the image or set of images is divided into red, green and blue components. The multiplier / adder block 130 is Niblac
k's formula ("Introduction to Image Processing" by Niblack, 59-
(See page 60), that is, A = 0.3 * R + 0.6 *
Calculate the function of achromatic strength using G + 0.1 * B. In the neighborhood processing block 132, the central element is (1
+ Ε−gain) / gain, and the remaining elements are −1 / (8
* Perform equation (A + -gain * A) / gain with a 3x3 open nucleus equal to (gain). Applicants have found that ε is 0.2 and 0.
We have empirically found that the useful region of gain must be between 1.0 and 1.35. The output of the neighborhood processing block 132 is the adders 133 1 , 133 2 , 1
Each of these signals is absorbed by the R.G.B. signal by 33 3 .

【0093】メモリブロック134、136、138
は、次のフレームとの総和を出すために、フレーム毎に
それぞれR、G、B信号を記憶する。
Memory blocks 134, 136, 138
Stores the R, G, and B signals for each frame in order to obtain the summation with the next frame.

【0094】出力ルックアップテーブル140は関数: Iout=k*(Iin * 利得)gamma を実行し、それによって上述の公式に要求される「利
得」による乗算を含めることができる。ガンマは0.7
におよそ等しく、kは5と10の間である。
The output lookup table 140 implements the function: I out = k * (I in * gain) gamma , which may include multiplication by the “gain” required by the above formula. Gamma is 0.7
Is approximately equal to and k is between 5 and 10.

【0095】図10に示したカラーワイドダイナミック
レンジカメラ300の第5の実施例は画像の明るい領域
で前述の実施例よりも高いダイナミックレンジ(幅の広
いヒストグラム)を実現する。この実施例は、短い露出
と長い露出の画像のための異なる補正ルックアップテー
ブルを適用することによって達成される。
The fifth embodiment of the color wide dynamic range camera 300 shown in FIG. 10 realizes a higher dynamic range (wider histogram) in the bright area of the image than that of the previous embodiments. This embodiment is accomplished by applying different correction look-up tables for short and long exposure images.

【0096】図10の要素125、130、132、13
3、134、136、138、140は、図9に示した対応
する番号の要素とほぼ同じである。しかしながら、近隣
処理ブロック132と画像のR、G、B成分の交点の下流
に露出依存ルックアップテーブル142がつけ加えられ
ている。露出依存ルックアップテーブル142は長露出
画像に作用する第1のルックアップテーブル(LUT
1)を備えている。LUT1(I)によって実行される
典型的な関数は、LUT1(I)=5*I0.6 である。
同様に、露出依存ルックアップテーブル142は短露出
画像に作用する第2のルックアップテーブル(LUT
2)も備えている。LUT2によって実行される典型的
な関数はLUT(I)=I1.1である。露出依存ルック
アップテーブル142の使用はそれによって明るい領域
のダイナミックレンジ(ヒストグラム)を強調し、その
ことによってコントラストを改善し、長露出フレームか
らの背景DCレベルの追加による明るい領域内のカラー
の飽和の損失を補正する。さらに、LUT1とLUT2
は利得係数を含めるように修正することが可能で、それ
によって近隣処理ブロック132の3×3畳込み開核を
簡略にして、1つの中心要素イプシロン(ε)とマイナ
ス8分の1(−1/8)の8つの周辺要素を含めること
もできる。
Elements 125, 130, 132, 13 of FIG.
3, 134, 136, 138, 140 are substantially the same as the correspondingly numbered elements shown in FIG. However, an exposure dependent lookup table 142 has been added downstream of the intersection of the neighborhood processing block 132 and the R, G, B components of the image. The exposure-dependent look-up table 142 is a first look-up table (LUT) that operates on a long-exposure image.
1) is provided. A typical function performed by LUT1 (I) is LUT1 (I) = 5 * I 0.6 .
Similarly, the exposure-dependent look-up table 142 is a second look-up table (LUT) that operates on short-exposure images.
It also has 2). A typical function performed by LUT2 is LUT (I) = I 1.1 . The use of the exposure dependent look-up table 142 thereby enhances the dynamic range (histogram) of bright areas, thereby improving contrast and adding saturation of the color in bright areas by adding background DC levels from long exposure frames. Correct the loss. In addition, LUT1 and LUT2
Can be modified to include a gain factor, thereby simplifying the 3 × 3 convolution open core of the neighborhood processing block 132 with one central element epsilon (ε) and minus one eighth (−1). It is also possible to include eight peripheral elements of / 8).

【0097】したがって出力LUTは(「図示されてい
ない」表示モニターによって)必要ならば定数で乗算し
最終ヒストグラムだけを拡張する。
Therefore, the output LUT is multiplied by a constant (by the display monitor "not shown") if necessary to expand only the final histogram.

【0098】その関数は出力: LUT(I)=最小(限界、255/最大(R95,G
95,B95)*I) でのヒストグラムを見ることによって自動的に決定され
る。
The function outputs: LUT (I) = minimum (limit, 255 / max (R95, G
95, B95) * I) automatically determined by looking at the histogram.

【0099】この式で、R95、G95、B95は赤、
緑、青の画素の95%がそれぞれ越えない値である。限
界はモニターに表示可能な最高の値で、画素あたり8ビ
ットのモニターでは通常200と255の間である。
In this formula, R95, G95, and B95 are red,
95% of the green and blue pixels do not exceed the respective values. The limit is the highest value that can be displayed on the monitor, which is typically between 200 and 255 on an 8-bit per pixel monitor.

【0100】これに代わる有益なLUT関数は: LUT(I)=最小(限界、限界/最大(R95,G9
5,B95)*I) である。
An alternative useful LUT function is: LUT (I) = minimum (limit, limit / max (R95, G9
5, B95) * I).

【0101】これらのLUT関数は代表的な例であり、
他の関数も同じように選択することができる。3つのパ
ラメータ−−鋭さの係数イプシロン(ε)とコントラス
トと明るさ(出力ヒストグラム係数)−−はシステムの
使用者が変えることができる。コントラストと明るさ係
数は、システムを「ホワイトバランス」するために3つ
のカラー成分の各々について異なる値に設定することが
できる。
These LUT functions are typical examples,
Other functions can be selected as well. The three parameters--the sharpness coefficient epsilon (ε) and the contrast and brightness (output histogram coefficient)-can be changed by the user of the system. The contrast and brightness factor can be set to different values for each of the three color components to "white balance" the system.

【0102】しかしながら、これまで述べた実施態様に
は次のような欠陥がある:
However, the embodiments described thus far have the following drawbacks:

【0103】1.画像の明るい領域については狭いダイ
ナミックレンジが生成される。これらの領域内では、長
露出または開放絞り(あるいは高い露出レベルで)のフ
レームは飽和するか、信号が非常に高く、比較的均一に
なる。処理後、開放絞りによるフレーム内のこれらの領
域は均一信号レベルになる。合成された画像内で、この
均一な、又はDC、信号は画像の白の量を増やすが、細
部はつけ加えない。
1. A narrow dynamic range is generated for bright areas of the image. Within these regions, frames with long exposures or open apertures (or at high exposure levels) are saturated or the signal is very high and relatively uniform. After processing, these areas in the frame with the open aperture will have uniform signal levels. Within the combined image, this uniform, or DC, signal increases the amount of white in the image, but does not add detail.

【0104】2.画像内の移動する対象は「運動アーテ
ィファクト」を生み出す。これは、合成されたときの2
つのフレームの間の顕著な変位で、二重輪郭や、にじみ
などの影響の原因になる。
2. Moving objects in the image produce "movement artifacts." This is 2 when combined
Significant displacement between two frames causing double contours and bleeding effects.

【0105】3.ガンマ補正テーブル内にデジタルノイ
ズが生じる。ガンマ補正関数の傾きが1より大きくなる
とき(45度より急)、隣接する画素値との段差が大き
くなる。したがって、ほとんど目だたない小さな値の差
が大きな段差の出現を招いたり、より急な差に変換され
るので、境界が出現する。
3. Digital noise occurs in the gamma correction table. When the slope of the gamma correction function is larger than 1 (abrupt than 45 degrees), the step between adjacent pixel values becomes large. Therefore, a small difference that is almost inconspicuous leads to the appearance of a large step or is converted into a steeper difference, so that a boundary appears.

【0106】これらの欠点は、図11のカラーワイドダ
イナミックレンジカメラ300の第6の実施例に示した
ような下記の修正によって補正される。図11には図1
0の構成部品に対応するいくつかの構成部品が含まれて
いる他に下記の追加要素も含まれている。
These drawbacks are corrected by the following modification as shown in the sixth embodiment of the color wide dynamic range camera 300 of FIG. In FIG. 11, FIG.
In addition to including some components corresponding to 0 components, the following additional elements are also included.

【0107】1.近隣処理ブロック132による畳込み
の前に、非線形ルックアップテーブルがLUT−A 1
31による開放絞りフレームだけのA信号に適用され
る。
1. Prior to the convolution by the neighborhood processing block 132, the non-linear look-up table is LUT-A 1
31 applies to the A signal of the open aperture frame only.

【0108】役にたつ関数は: LUT(A)=(A1.8/2561.8)*256 で、後に続く畳込みによって、いっそう強く減衰される
ように高い強度を強調する。
The useful functions are: LUT (A) = (A 1.8 / 256 1.8 ) * 256, which emphasizes high intensities such that they are more strongly attenuated by the subsequent convolution.

【0109】このように、画像内のより明るい領域の空
間的平均は先に述べた実施例よりも低いDC白化レベル
を持つ傾向がある。
Thus, the spatial average of the brighter areas in the image tends to have a lower DC whitening level than the previously described embodiments.

【0110】2.運動アーティファクトに対処するため
に、フィールドモードが導入され、それによって2つの
フレ−ムではなく、2つの異なる絞り(または露出レベ
ル)で2つのフィールドが獲得され、合成される。フィ
ールド速度は飛越し走査カメラ内のフレーム速度の2倍
であるから、対象はフレームの間を移動するときに比べ
フィールドの間のわずか半分しか移動しないので、合成
された結果に含まれる運動アーティファクトの数と程度
は大幅に減る。
2. To address motion artifacts, a field mode is introduced whereby two fields are captured and combined at two different apertures (or exposure levels) instead of two frames. Since the field velocity is twice as fast as the frame velocity in the interlaced scanning camera, the subject moves only half as much as between fields as it does when moving between frames, so the motion artifacts contained in the synthesized result are The number and degree are greatly reduced.

【0111】しかしながら、2つのフィールドは飛越し
走査されるので、フィールドに含まれる画素は同じでは
ない。したがって合成アルゴリスムは、同じ画素の対で
はなく、近隣画素の対を合成する。このため解像度があ
る程度失われる。この実施例に於て、この影響は、前の
フィールドを記憶するフレームメモリブロック134、
136、138の後ろに付加されたモジュール135、
137、139によって畳込みの形で実現された、低域
フィルタ手段によって一般に補正される。メモリ画像上
の近隣操作によって画像の直接パスと遅延パス(メモリ
経由)の異なる処理が可能になる。別案として、畳込み
器132の開核は空間フィルタリング機能を含むように
修正することができる、そうすれば畳込み器135、1
37、139は不用になる。
However, since the two fields are interlaced and scanned, the pixels included in the fields are not the same. Therefore, the synthesis algorithm synthesizes pairs of neighboring pixels rather than pairs of the same pixels. Therefore, the resolution is lost to some extent. In this embodiment, this effect is due to the frame memory block 134 storing the previous field,
Module 135 added after 136, 138,
137, 139, implemented in the form of a convolution, generally corrected by low-pass filter means. Neighbor operations on memory images allow different processing of the image's direct and delayed paths (via memory). Alternatively, the open core of convolver 132 can be modified to include spatial filtering functionality, so that convolvers 135, 1
37 and 139 are unnecessary.

【0112】この空間フィルター法はフレームモードに
おける運動アーティファクトを低減する上でも有効に使
用できる。
This spatial filter method can also be effectively used in reducing motion artifacts in the frame mode.

【0113】3.出力LUT140はガンマ補正とヒス
トグラム補正に使用される。出力LUT140のデジタ
ルノイズを除去するために、前述の数学的に計算した補
正の代わりに、シグモイド(S字形)曲線を使用するこ
ともできる。これによって問題のある領域のガンマ補正
関数の傾きを減らすことができる。
3. The output LUT 140 is used for gamma correction and histogram correction. A sigmoid curve may be used instead of the mathematically calculated correction described above to remove digital noise in the output LUT 140. This can reduce the slope of the gamma correction function in the problem area.

【0114】加法アルゴリスムに基づく、これまで述べ
た実施例はハイコントラストカラー画像を捕獲し、再生
するという所望の結果を達成するが、これらの実施例は
絵の中の飽和領域の中と周囲に異常な、不自然な色彩効
果と歪を発生する傾向がある。絵の中の真の色彩の視覚
感覚を維持するために、R、G、Bの絶対値が変わって
もR/GとB/Gの比を元の値に維持する必要がある。
加法アルゴリスムを含むこれまで述べた実施例はこれら
の比を全ての場合に維持することはできなかった。
While the embodiments described so far, which are based on the additive algorithm, achieve the desired result of capturing and reproducing high contrast color images, they do so in and around saturated areas in the picture. Tends to produce unusual, unnatural color effects and distortion. In order to maintain the visual sensation of true color in the picture, it is necessary to maintain the ratio of R / G and B / G to the original value even if the absolute values of R, G, and B change.
The examples described so far, including the additive algorithm, were not able to maintain these ratios in all cases.

【0115】加法アルゴリスムの上述の欠陥を回避する
ために、図12に示した第7の実施例には乗算アルゴリ
スムが導入された。前述の実施例の加法アルゴリスム
(その場合、例えば、畳込みの結果、(A+−利得*
A)/利得、は元のR、GとBの値に加算された)と異
なり、図12の乗算アルゴリスムは元のカラー成分比を
維持するために、R−G−Bカラー成分に輝度(アクロ
マチック)信号の関数を乗じる。輝度関数は、当該画素
に於ける情報担持露出に大きな重みをつけるために、2
つの露出(これら2つの露出は2つの個別の検出器また
は図6に示した単一の切り替え検出器配置によって獲得
できる)の和を求める前にその各露出の各々の画素に於
けるR−G−Bクロマチック値に重みをつけるように選
択される。もっと具体的には、図12に示したごとく、
ブロック143、144は各々の2つの露出レベルから
の入力R−G−B信号から、それぞれ輝度値Y1、Y2
計算する。次に輝度値は、境界強調輝度値Y1 +、Y2 +
得るために近隣処理(NP)ブロック146、148
(先の実施例のブロック132に類似)によって畳込ま
れる。近隣処理(NP)ブロックの目的は、境界情報が
豊富な(Y+ がYとかなり異なる)特定の露出内の画像
の部分により大きな重みを与え、本質的に境界情報が少
ない(Y+ がYに類似)飽和またはカットオフ領域を抑
えることである。重み付け係数は、畳込み輝度値Y1 +
2 +を、それぞれ分割ブロック150、152によって
非畳込み輝度値Y1、Y2で割ることによって続いて計算
される。その結果得られた重み付け係数Y1 +/Y1、Y2
+/Y2は乗算ブロック154、156によって各々の露
出毎に各々のカラー成分が乗じられる。そこから生じた
画像は所望の合成出力を得るためにブロック158によ
って合成される。
In order to avoid the above-mentioned deficiencies of the additive algorithm, a multiplication algorithm was introduced in the seventh embodiment shown in FIG. The additive algorithm of the previous embodiment (in which case, for example, the result of the convolution, (A + -gain *
A) / gain, which is added to the original R, G, and B values), the multiplying algorithm of FIG. 12 maintains luminance ( Multiply a function of the achromatic signal. The brightness function is set to 2 in order to give a large weight to the information-bearing exposure at the pixel.
R-G at each pixel of each exposure before summing the two exposures (these two exposures can be obtained by two individual detectors or a single switched detector arrangement shown in FIG. 6) Selected to weight the B chromatic values. More specifically, as shown in FIG.
Blocks 143 and 144 calculate luminance values Y 1 and Y 2 , respectively, from the input RGB signals from each of the two exposure levels. The intensity values are then processed by the Neighbor Processing (NP) blocks 146, 148 to obtain the boundary enhancement intensity values Y 1 + , Y 2 +.
(Similar to block 132 of the previous example). The purpose of the Neighbor Processing (NP) block is to give more weight to the part of the image within a particular exposure that is rich in boundary information (Y + is significantly different from Y) and is essentially boundary information-less (Y + is Y. (Similar to)) to suppress the saturation or cutoff region. The weighting coefficient is the convolution brightness value Y 1 + ,
It is subsequently calculated by dividing Y 2 + by the unconvoluted luminance values Y 1 , Y 2 by the respective split blocks 150, 152. The resulting weighting coefficients Y 1 + / Y 1 , Y 2
+ / Y 2 is multiplied by each color component for each exposure by multiplying blocks 154, 156. The resulting image is composited by block 158 to obtain the desired composite output.

【0116】カラー成分に重みをつけるための別の方式
を図13に示した。2つの強度チャンネルは、前と同じ
ように処理される。2つの予め計算された重み付け関数
(画素毎に1.0まで加算される)はブロック160に
よって、例えば、ルックアップテーブルなどの手段で提
供される。6つのカラーチャンネルは、最初に対応する
強度によって分割、あるいは正規化され、ついでブロッ
ク154、156によってW1 とW2 で重みを付けら
れ、ついでブロック158によって一緒に加算され、最
後にブロック164によってY+ が乗じられる(Y+
ブロック146、148からの2つの畳込み強度を加算
する加算器162によって計算される)。対応する強度
によるクロマチック信号の基準化の目的は、出力画像内
に所望の強度関係を維持するために、生じたカラーにY
+ を乗じることを可能にすることである。
Another method for weighting the color components is shown in FIG. The two intensity channels are treated as before. Two pre-computed weighting functions (added to 1.0 for each pixel) are provided by block 160, for example by means of a look-up table or the like. The six color channels are first divided or normalized by the corresponding intensities, then weighted with W 1 and W 2 by blocks 154 and 156, then added together by block 158 and finally by block 164. Y + is multiplied by (Y + is calculated by an adder 162 for adding two convolution intensity from the block 146, 148). The purpose of normalizing the chromatic signal by the corresponding intensities is to maintain the desired intensity relationship in the output image by adding Y to the resulting colors.
It is possible to multiply by + .

【0117】図14は、幾分効率の高い、提案されたア
ーキテクチュアの修正版を示している。Y+ にR、G、
Bを乗じる代わりに(3つの積)、W1 とW2 にそれぞ
れブロック168と170によってY+ を乗じて、1つ
の乗算を節約する。
FIG. 14 shows a modified version of the proposed architecture, which is somewhat more efficient. R + G for Y +
Instead of multiplying by B (3 products), W 1 and W 2 are multiplied by Y + by blocks 168 and 170, respectively, to save one multiplication.

【0118】この様にして、前述の本発明の目的と長所
はいちばん効果的に達成される。本出願では本発明の好
ましい実施例を開示し、記載したが、本発明は決してそ
れに限定されるものではなく、本発明の範囲は付属の特
許請求の範囲によって決定されるものとする。
In this way, the above-mentioned objects and advantages of the present invention are most effectively achieved. While the present application discloses and describes preferred embodiments of the present invention, it is not intended that the invention be limited thereto, and the scope of the invention should be determined by the appended claims.

【0119】[0119]

【発明の効果】【The invention's effect】

【0120】本発明によれば、ビデオイメージ、特にカ
ラービデオ画像の高画質化を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to improve the image quality of a video image, especially a color video image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】モノクロワイドダイナミックレンジカメラの概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a monochrome wide dynamic range camera.

【図2】図1の回路の一部を形成する露出セレクタの概
略図である。
2 is a schematic diagram of an exposure selector forming part of the circuit of FIG. 1. FIG.

【図3】先行技術の同形フィルタの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a prior art isomorphic filter.

【図4】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第1
の実施例である。
FIG. 4 is the first color wide dynamic range camera.
It is an example of.

【図5】先行技術のフォーゲラス(Faugeras)
のアルゴリスムである。
FIG. 5 Prior Art Faugeras
It is an algorithm.

【図6】すべての実施態様、特に図7、8、12、13
及び14に示したものの並列チャンネルに代わることの
できる、要求された複数個の露出レベルを獲得するため
の単検出器の使用を示す概略図である。
FIG. 6 All embodiments, in particular FIGS. 7, 8, 12, 13
15 is a schematic diagram showing the use of a single detector to obtain the required multiple exposure levels, which can replace the parallel channels of those shown in FIGS.

【図7】各露出レベルにそれぞれ対応する2個の別個の
分岐を示すカラーワイドダイナミックレンジカメラの第
2の実施例の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a second embodiment of a color wide dynamic range camera showing two separate branches, one for each exposure level.

【図8】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第3
の実施例の概略図である。
[FIG. 8] Third color wide dynamic range camera
It is a schematic diagram of an example of.

【図9】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第4
の実施例の概略図である。
FIG. 9 is a fourth color wide dynamic range camera.
It is a schematic diagram of an example of.

【図10】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第
5の実施例の概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of a fifth embodiment of a color wide dynamic range camera.

【図11】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第
6の実施例の概略図である。
FIG. 11 is a schematic view of a sixth embodiment of a color wide dynamic range camera.

【図12】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第
7の実施例の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of a seventh embodiment of a color wide dynamic range camera.

【図13】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第
7の実施例の第1の変更例の概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a first modification of the seventh embodiment of the color wide dynamic range camera.

【図14】カラーワイドダイナミックレンジカメラの第
7の実施例の第2の変更例の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a second modification of the seventh embodiment of the color wide dynamic range camera.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 カメラ 12 カメラタイミング 14 A/D 16 入力LUT 17 露出セレクタ 18 ホストCPU 20 NTP 22 タイミング制御 24 合成器 26 フレームバッファ 28 出力LUT 30 RTヒストグラムイコライザ 32 フレームメモリ 34 フレームメモリLUT 36 ビデオ発生器 37 同期発生器 38 ビデオモニタ 102 WDRシステム 104 カラーカメラ 119 メモリバッファ 120 (長露出)、(短露出) 121 セレクタ 126 ヒストグラム 132 (A+−利得*A)/利得 134 Rメモリ 135 畳込み 136 Gメモリ 137 畳込み 138 Bメモリ 139 畳込み 140 出力LUT 142 LUT1(長露出)、LUT2(短露出) 206 カウンタ 208 N番目 300 短/長露出で撮影した画像 501 対数 502 フィルタ 503 露出10 camera 12 camera timing 14 A / D 16 input LUT 17 exposure selector 18 host CPU 20 NTP 22 timing control 24 synthesizer 26 frame buffer 28 output LUT 30 RT histogram equalizer 32 frame memory 34 frame memory LUT 36 video generator 37 synchronization generation 38 Video Monitor 102 WDR System 104 Color Camera 119 Memory Buffer 120 (Long Exposure), (Short Exposure) 121 Selector 126 Histogram 132 (A + -Gain * A) / Gain 134 R Memory 135 Convolution 136 G Memory 137 Convolution 138 B memory 139 convolution 140 output LUT 142 LUT1 (long exposure), LUT2 (short exposure) 206 counter 208 Nth 300 image taken with short / long exposure 5 01 Logarithm 502 Filter 503 Exposure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノアム ソレク イスラエル,キリャット ハロシェット (番地なし) (72)発明者 タマル ジノサアル イスラエル,ハイファ,フィッチマン ス トリート 20 (72)発明者 イェホシュア ワイ. ゼエヴィ イスラエル,ハイファ,アレクサンダー ヤンナイ ストリート 48 (72)発明者 ダニエル ジェイ. クリグラー イスラエル,モシャヴ ジッポリ(番地な し) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Noam Solek Israel, Kiryat Harochette (no address) (72) Inventor Tamar Jinosaar Israel, Haifa, Fitchmans Treat 20 (72) Inventor Yehoshua Wai. Zeevi Israel, Haifa, Alexander Yannai Street 48 (72) Inventor Daniel Jay. Crigler Israel Moshav Zippoli (No house number)

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラーワイドダイナミックレンジビデオ
撮像装置に於いて、異なる露出レベルで1つのシーンの
複数個のカラービデオ画像を提供するためのセンサ手段
と;各々のカラービデオ画像を成分に分割する手段と;
前記複数個のカラービデオ画像の各々の前記成分の少な
くとも1つに対して処理することによって前記複数個の
カラービデオ画像の各々の前記成分から画像情報を含む
合成カラービデオ画像を生成するために前記複数個のカ
ラービデオ画像の各々の前記成分を処理する手段;を有
する装置。
1. In a color wide dynamic range video imager, sensor means for providing a plurality of color video images of a scene at different exposure levels; and means for dividing each color video image into components. When;
Processing the at least one of the components of each of the plurality of color video images to produce a composite color video image containing image information from the components of each of the plurality of color video images. Means for processing said component of each of a plurality of color video images.
【請求項2】 請求項1に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ画像装置に於いて、前記処理のための
手段が前記複数個のカラービデオ画像の各々を1つのア
クロマチック成分と2つのクロマチック成分に変換する
ための第1の手段と;1つの処理済みアクロマチック成
分と2つの処理済みクロマチック成分をそれによって発
生する前記アクロマチック成分とクロマチック成分の各
々のための近隣処理手段と;前記処理済みアクロマチッ
ク及びクロマチック成分を前記複数個のビデオ画像の各
々の少なくとも3つのクロマチック出力成分に変換する
ための第2の手段とを有する装置。
2. The color wide dynamic range video imager of claim 1, wherein the means for processing divides each of the plurality of color video images into an achromatic component and two chromatic components. First means for converting; a neighboring processing means for each of the achromatic and chromatic components thereby generating one treated achromatic component and two treated chromatic components; Second means for converting the chromatic and chromatic components into at least three chromatic output components of each of said plurality of video images.
【請求項3】 請求項2に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ画像装置に於いて、前記変換のための
第1の手段が第1の行列乗算器を使用し、変換のための
第2の手段が行列乗算器を使用し、前記第2の行列乗算
器が前記第1の行列乗算器の逆である装置。
3. The color wide dynamic range video imager of claim 2, wherein the first means for converting uses a first matrix multiplier and the second means for converting. Using a matrix multiplier, wherein the second matrix multiplier is the inverse of the first matrix multiplier.
【請求項4】 請求項3に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ画像装置に於いて、前記第1の行列乗
算器が、 要素が0.2684、0.6749と0.0567であ
る第1列と;要素が0.6762、−0.5766と−
0.0997である第2列と;要素が0.1604、
0.2434と−0.4038である第3列;から成る
ことを特徴とする装置。
4. The color wide dynamic range video imager of claim 3, wherein the first matrix multiplier comprises a first column whose elements are 0.2684, 0.6749 and 0.0567. The elements are 0.6762, -0.5766 and-
The second column is 0.0997; the element is 0.1604,
A third column which is 0.2434 and -0.4038;
【請求項5】 請求項2に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ装置に於いて、前記複数個のビデオ画
像の各々を処理するための前記手段の1つと;前記処理
手段の各々の出力を合成するための加算器手段とを有す
る装置。
5. A color wide dynamic range video apparatus according to claim 2, wherein one of said means for processing each of said plurality of video images; and an output of each of said processing means is combined. And an adder means for the device.
【請求項6】 請求項5に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ装置に於いて、さらに前記装置の出力
を向上させるためのヒストグラム手段を備えた装置。
6. The color wide dynamic range video device of claim 5, further comprising a histogram means for enhancing the output of the device.
【請求項7】 請求項1に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ画像装置に於いて、前記処理のための
手段が前記複数個のカラービデオ画像の各々を1つのア
クロマチック成分と2つのクロマチック成分に変換する
ための第1の手段と;1つの処理済みアクロマチック成
分をそれによって発生する前記アクロマチック成分ため
の近隣処理手段と;利得を前記クロマチック成分に適用
し、それによって増幅されたクロマチック成分を発生す
るための利得乗算手段と;前記処理済みアクロマチック
と前記増幅されたクロマチック成分を前記複数個のビデ
オ画像の各々の少なくとも3つのクロマチック出力成分
に変換するための第2の手段とから成る装置。
7. The color wide dynamic range video imager of claim 1, wherein the means for processing divides each of the plurality of color video images into an achromatic component and two chromatic components. First means for transforming; neighborhood processing means for said achromatic component thereby generating one processed achromatic component; and applying a gain to said chromatic component, thereby amplifying the chromatic component. Apparatus for generating gain multiplication means; and second means for converting the processed achromatic and amplified chromatic components into at least three chromatic output components of each of the plurality of video images. .
【請求項8】 請求項7に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ装置に於いて、前記利得乗算手段がル
ックアップテーブルを備えていることを特徴とする装
置。
8. The color wide dynamic range video device of claim 7, wherein the gain multiplication means comprises a look-up table.
【請求項9】 請求項7に記載のカラーワイドダイナミ
ックレンジビデオ装置に於いて、前記複数個のビデオ画
像の各々のための前記処理手段と;さらに前記処理手段
の各々の出力を合成するための加算器手段を有する装
置。
9. The color wide dynamic range video apparatus of claim 7, further comprising: the processing means for each of the plurality of video images; and further combining the outputs of each of the processing means. An apparatus having adder means.
【請求項10】 請求項9に記載のカラーワイドダイナ
ミックレンジビデオ装置に於いて、前記装置の出力を向
上するためのさらにヒストグラム手段を備えている装
置。
10. The color wide dynamic range video device of claim 9 further comprising histogram means for enhancing the output of the device.
【請求項11】 請求項1に記載のカラーワイドダイナ
ミックレンジビデオ撮像装置に於いて、前記複数個のカ
ラービデオ画像の各々の前記成分がクロマチックである
ことを特徴とする装置。
11. The color wide dynamic range video imager of claim 1, wherein the component of each of the plurality of color video images is chromatic.
【請求項12】 請求項11に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理手段が
前記クロマチック成分の各々を受信し、そこから強度信
号を発生する手段と;前記強度信号を処理する手段と;
前記処理した強度信号を前記クロマチック成分に合成す
る手段と;前記クロマチック成分の各々について前の情
報を記憶するメモリ手段と;前記クロマチック成分の各
々について前記前の情報を前記クロマチック成分に合成
する手段と、前記クロマチック成分を変換する出力ルッ
クアップテーブル手段を有することを特徴とするカメ
ラ。
12. A color wide dynamic range video camera according to claim 11, wherein said processing means receives each of said chromatic components and produces an intensity signal therefrom; Means;
Means for synthesizing the processed intensity signal into the chromatic component; memory means for storing previous information for each of the chromatic components; means for synthesizing the previous information for each of the chromatic components into the chromatic component A camera having output look-up table means for converting the chromatic component.
【請求項13】 請求項12に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記メモリ手段
の出力を受信する第2の処理手段をさらに備えているカ
メラ。
13. The color wide dynamic range video camera of claim 12, further comprising second processing means for receiving the output of the memory means.
【請求項14】 請求項12に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理手段が
さらに前記処理済み強度信号を前記クロマチック成分に
合成する前記手段と前記メモリ手段の間に露出依存ルッ
クアップテーブルを備えていることを特徴とするカメ
ラ。
14. A color wide dynamic range video camera according to claim 12, wherein said processing means further comprises an exposure dependent look between said means for combining said processed intensity signal into said chromatic component and said memory means. A camera characterized by having an up table.
【請求項15】 請求項14に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理手段が
さらにより高い露出レベルで取られた画像からの前記強
度信号に適用される非線形ルックアップテーブルを備え
ていることを特徴とするカメラ。
15. The color wide dynamic range video camera of claim 14, wherein the processing means comprises a non-linear look-up table applied to the intensity signal from an image taken at an even higher exposure level. A camera characterized by being.
【請求項16】 請求項15に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、露出が異なるフ
ィールドで取られ、その後合成されることを特徴とする
カメラ。
16. The color wide dynamic range video camera of claim 15, wherein the exposures are taken in different fields and then combined.
【請求項17】 請求項16に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記ルックアッ
プテーブル手段がガンマ補正手段とヒストグラム補正手
段を備えていることを特徴とするカメラ。
17. The color wide dynamic range video camera according to claim 16, wherein the look-up table means includes a gamma correction means and a histogram correction means.
【請求項18】 請求項11に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理手段が
さらに前記複数個のカラービデオ画像の各々について、 前記3つのクロマチック成分からの輝度成分を計算する
手段と;前記輝度成分から畳込み輝度成分を計算する手
段と;少なくとも前記輝度成分から重み付け係数を計算
する手段と;前記3つのクロマチック成分に前記重み付
け係数を乗じる手段:とから成ることを特徴とするカメ
ラ。
18. The color wide dynamic range video camera of claim 11, wherein the processing means further calculates, for each of the plurality of color video images, a luminance component from the three chromatic components. Means for calculating a convolutional luminance component from the luminance component; means for calculating a weighting coefficient from at least the luminance component; means for multiplying the three chromatic components by the weighting coefficient: camera.
【請求項19】 請求項18に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記計算手段が
前記畳込み輝度成分を前記輝度成分で割ることを特徴と
するカメラ。
19. The color wide dynamic range video camera of claim 18, wherein the calculating means divides the convolutional luminance component by the luminance component.
【請求項20】 請求項11に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記処理手段が
さらに前記複数個のカラービデオ画像の各々について、 前記クロマチック成分から輝度成分を計算する手段と;
正規化クロマチック信号を発生するために前記クロマチ
ック成分を前記輝度成分で割る手段と;前記複数個のカ
ラービデオ画像の各々の少なくとも前記輝度成分から重
み付け係数を計算するための手段と;前記重み付け係数
に前記正規化クロマチック成分を乗じる手段:を有する
ことを特徴とするカメラ。
20. The color wide dynamic range video camera according to claim 11, wherein the processing means further calculates a luminance component from the chromatic component for each of the plurality of color video images;
Means for dividing the chromatic component by the luminance component to generate a normalized chromatic signal; means for calculating a weighting factor from at least the luminance component of each of the plurality of color video images; A camera comprising: means for multiplying the normalized chromatic component.
【請求項21】 請求項20に記載のカラーワイドダイ
ナミックレンジビデオカメラに於いて、前記さらに前記
複数個のカラービデオ画像の各々からの前記処理済み輝
度成分を加算し、そこからの出力に前記合成カラービデ
オ画像を乗じる手段を備えているカメラ。
21. The color wide dynamic range video camera of claim 20, wherein the processed luminance components from each of the plurality of color video images are added and the output from the composite is combined. A camera equipped with means for multiplying color video images.
【請求項22】 請求項1に記載のカラーワイドダイナ
ミックレンジビデオカメラに於いて、前記センサ手段が
2次元センサアレイから成ることを特徴とするカメラ。
22. The color wide dynamic range video camera of claim 1, wherein said sensor means comprises a two-dimensional sensor array.
【請求項23】 請求項1に記載のカラーワイドダイナ
ミックレンジビデオカメラに於いて、前記センサ手段が
線形センサアレイから成ることを特徴とするカメラ。
23. The color wide dynamic range video camera of claim 1, wherein the sensor means comprises a linear sensor array.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6078357A (en) * 1996-08-05 2000-06-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image mixing circuit
CN115297257A (en) * 2020-06-28 2022-11-04 杭州海康威视数字技术股份有限公司 Method, device and equipment for acquiring multiple paths of video streams

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