JPH06284336A - 画像信号の非線形変換方法、装置及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents
画像信号の非線形変換方法、装置及びそれを備えた撮像装置Info
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- JPH06284336A JPH06284336A JP5090886A JP9088693A JPH06284336A JP H06284336 A JPH06284336 A JP H06284336A JP 5090886 A JP5090886 A JP 5090886A JP 9088693 A JP9088693 A JP 9088693A JP H06284336 A JPH06284336 A JP H06284336A
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 6
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 逆光状態の被写体や輝度差の少ない被写体を
撮影した場合にも、適度の階調が得られるようにする。 【構成】 ローパスフィルタ7から出力された輝度信号
を、可変非線形変換回路14によりレベル変換する。マ
イコン11は、検波回路10の出力信号のレベルごとに
面積積分して、入力信号レベル対面積の分布関数を作成
し、この分布関数から、階調が必要なレベルと不要なレ
ベルとを判断し、可変非線形変換回路14のレベル変換
特性を決定する。例えば、逆光の場合は、低輝度部分を
持ち上げる。
撮影した場合にも、適度の階調が得られるようにする。 【構成】 ローパスフィルタ7から出力された輝度信号
を、可変非線形変換回路14によりレベル変換する。マ
イコン11は、検波回路10の出力信号のレベルごとに
面積積分して、入力信号レベル対面積の分布関数を作成
し、この分布関数から、階調が必要なレベルと不要なレ
ベルとを判断し、可変非線形変換回路14のレベル変換
特性を決定する。例えば、逆光の場合は、低輝度部分を
持ち上げる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ等の映像
機器における輝度信号処理に好適な画像信号の非線形変
換方法及び装置に関するものである。
機器における輝度信号処理に好適な画像信号の非線形変
換方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、テレビカメラの信号処理系とし
て、図4のように構成されたものがあった。同図におい
て、被写体(図示せず)の像は、レンズ(図示せず)に
より収束され、アイリス1を通って、CCD撮像素子2
へ結像される。そして、ここで、電気信号に変換され、
CDS回路3によりノイズ除去等が行われ、AGC回路
4によりレベルが調整され、A/D変換回路5によりデ
ィジタル信号に変換される。
て、図4のように構成されたものがあった。同図におい
て、被写体(図示せず)の像は、レンズ(図示せず)に
より収束され、アイリス1を通って、CCD撮像素子2
へ結像される。そして、ここで、電気信号に変換され、
CDS回路3によりノイズ除去等が行われ、AGC回路
4によりレベルが調整され、A/D変換回路5によりデ
ィジタル信号に変換される。
【0003】A/D変換回路5の出力信号は、色分離回
路6により、Y,R,G,信号に分離され、原色分離マ
トリックス回路(図示せず、以下同じ)、ホワイトバラ
ンス調整回路、ガンマ補正回路、マトリックス回路等に
より色差信号とされる。
路6により、Y,R,G,信号に分離され、原色分離マ
トリックス回路(図示せず、以下同じ)、ホワイトバラ
ンス調整回路、ガンマ補正回路、マトリックス回路等に
より色差信号とされる。
【0004】また、Y信号は、ローパスフィルタ7によ
り、色信号成分等の不要な成分が除去され、ニー回路8
により、ダイナミックレンジを圧縮するための白圧縮が
行われ、ガンマ補正回路9により、テレビ受信機のCR
Tの電気−光変換特性の非線形性を補正するためのガン
マ補正が行われる。ローパスフィルタ7の出力は、検波
回路10へも供給され、その出力信号がマイコン11へ
供給される。マイコン11は、検波回路10の出力に基
づいて、アイリス1及びAGC回路4を制御するデータ
を作成し、それぞれD/A変換器12,13によりアナ
ログ信号に変換して、アイリス1及びAGC回路4へ供
給する。また、図示していないが、CCD2を利用した
電子シャッタのスピードを制御するように構成すること
もできる。さらに、CCD2とは別にシャッタ機構を設
けることもできる。
り、色信号成分等の不要な成分が除去され、ニー回路8
により、ダイナミックレンジを圧縮するための白圧縮が
行われ、ガンマ補正回路9により、テレビ受信機のCR
Tの電気−光変換特性の非線形性を補正するためのガン
マ補正が行われる。ローパスフィルタ7の出力は、検波
回路10へも供給され、その出力信号がマイコン11へ
供給される。マイコン11は、検波回路10の出力に基
づいて、アイリス1及びAGC回路4を制御するデータ
を作成し、それぞれD/A変換器12,13によりアナ
ログ信号に変換して、アイリス1及びAGC回路4へ供
給する。また、図示していないが、CCD2を利用した
電子シャッタのスピードを制御するように構成すること
もできる。さらに、CCD2とは別にシャッタ機構を設
けることもできる。
【0005】以上のように構成されたテレビカメラにお
いて、被写体の入力輝度レベルに対する出力輝度レベル
の調整手段は、光学系を含めると、アイリス1、シャッ
タ、AGC回路4、ニー回路8及びガンマ補正回路9で
ある。この中で、アイリス1、シャッタ、及びAGC回
路4は、被写体の輝度が高い場合は、アイリス1を絞
り、シャッタスピードを速くし、さらにAGC回路4の
ゲインを調整する。逆に、被写体の輝度が低い場合は、
アイリス1を開き、シャッタスピードを遅くし、さらに
AGC回路4のゲインを調整する。これらの場合、各部
は、入力輝度レベルに対して出力輝度レベルを可変でか
つ線形に変換する作用を持っている。一方、ニー回路8
及びガンマ補正回路9は、入力輝度レベルに対する出力
輝度レベルを、固定で非線形に変換する作用を持ってい
る。
いて、被写体の入力輝度レベルに対する出力輝度レベル
の調整手段は、光学系を含めると、アイリス1、シャッ
タ、AGC回路4、ニー回路8及びガンマ補正回路9で
ある。この中で、アイリス1、シャッタ、及びAGC回
路4は、被写体の輝度が高い場合は、アイリス1を絞
り、シャッタスピードを速くし、さらにAGC回路4の
ゲインを調整する。逆に、被写体の輝度が低い場合は、
アイリス1を開き、シャッタスピードを遅くし、さらに
AGC回路4のゲインを調整する。これらの場合、各部
は、入力輝度レベルに対して出力輝度レベルを可変でか
つ線形に変換する作用を持っている。一方、ニー回路8
及びガンマ補正回路9は、入力輝度レベルに対する出力
輝度レベルを、固定で非線形に変換する作用を持ってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたテレビカメラにおいて、信号処理系のダ
イナミックレンジには限りがあるので、例えば、逆光で
人物等を撮像した場合、輝度信号のレベルが大小に2極
化してしまうため、階調を得ることができないという問
題点があった。また、輝度差の少ない被写体を撮像した
場合にも、階調を得ることができないという問題点があ
った。
うに構成されたテレビカメラにおいて、信号処理系のダ
イナミックレンジには限りがあるので、例えば、逆光で
人物等を撮像した場合、輝度信号のレベルが大小に2極
化してしまうため、階調を得ることができないという問
題点があった。また、輝度差の少ない被写体を撮像した
場合にも、階調を得ることができないという問題点があ
った。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、逆光で被写体を撮影した場合や輝
度差の少ない被写体を撮影した場合にも、適度の階調が
得られるようにした画像信号の非線形変換方法及び装置
を提供することを目的とする。
めになされたもので、逆光で被写体を撮影した場合や輝
度差の少ない被写体を撮影した場合にも、適度の階調が
得られるようにした画像信号の非線形変換方法及び装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、画像信号の非線形変換方法において、
入力画像信号レベルごとに画面内で面積積分を行うこと
により、入力画像信号レベル対面積の分布関数を作成
し、この分布関数に基づいて、前記入力画像信号を非線
形でかつ可変に変換するものである。
めに、本発明は、画像信号の非線形変換方法において、
入力画像信号レベルごとに画面内で面積積分を行うこと
により、入力画像信号レベル対面積の分布関数を作成
し、この分布関数に基づいて、前記入力画像信号を非線
形でかつ可変に変換するものである。
【0009】また、本発明は、画像信号の非線形変換装
置において、入力画像信号レベルごとにを画面内で面積
積分を行うことにより、入力画像信号レベル対面積の分
布関数を作成する手段と、この手段の出力に基づいて、
前記入力画像信号を非線形でかつ可変に変換する手段と
を備えるものである。前記本発明の装置は、テレビカメ
ラ等の撮像装置に設けることができる。
置において、入力画像信号レベルごとにを画面内で面積
積分を行うことにより、入力画像信号レベル対面積の分
布関数を作成する手段と、この手段の出力に基づいて、
前記入力画像信号を非線形でかつ可変に変換する手段と
を備えるものである。前記本発明の装置は、テレビカメ
ラ等の撮像装置に設けることができる。
【0010】
【作用】本発明によれば、入力画像信号レベルごとに分
布関数を作成し、この分布関数から、どの信号レベルに
対して階調が必要であり、どの信号レベルに対して階調
が必要でないかを判断し、それに基づいて可変非線形変
換特性を設定する。
布関数を作成し、この分布関数から、どの信号レベルに
対して階調が必要であり、どの信号レベルに対して階調
が必要でないかを判断し、それに基づいて可変非線形変
換特性を設定する。
【0011】例えば、逆光で被写体を撮影した場合の画
像信号のように、レベルが大小に2局化した画像信号の
場合、逆光によりつぶれてしまう低輝度部分のレベルを
持ち上げて、階調を持たせている。
像信号のように、レベルが大小に2局化した画像信号の
場合、逆光によりつぶれてしまう低輝度部分のレベルを
持ち上げて、階調を持たせている。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例による映
像信号の非線形変換装置を備えたテレビカメラの構成を
示すブロック図である。ここで、図4と対応する部分に
は、同一の番号が付してある。
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例による映
像信号の非線形変換装置を備えたテレビカメラの構成を
示すブロック図である。ここで、図4と対応する部分に
は、同一の番号が付してある。
【0013】図1と図4とを比較すれば明らかなよう
に、本実施例の特徴は、ローパスフィルタ7の出力を可
変非線形変換回路により非線形変換する点にある。可変
非線形変換回路14は、マイコン11により制御され
る。マイコン11は、検波回路10の出力に基づいて、
この制御信号を作成する。以下、この制御信号の作成方
法の一例を説明する。
に、本実施例の特徴は、ローパスフィルタ7の出力を可
変非線形変換回路により非線形変換する点にある。可変
非線形変換回路14は、マイコン11により制御され
る。マイコン11は、検波回路10の出力に基づいて、
この制御信号を作成する。以下、この制御信号の作成方
法の一例を説明する。
【0014】図2は、被写体を撮像した輝度信号の分布
関数及びそれに対応する非線形変換特性を示す図であ
る。分布関数は、横軸が入力信号レベル、縦軸がそのレ
ベルの信号が画面中で占める面積である。また、非線形
変換特性は、横軸が入力信号レベル、縦軸が出力信号レ
ベルである。マイコン11は、検波回路10の出力信号
のレベルごとに面積積分して、分布関数を計算し、この
分布関数から、どの信号レベルに対して階調が必要であ
り、どの信号レベルに対して階調が必要でないかを判断
し、それに基づいて可変非線形変換特性を設定する。
関数及びそれに対応する非線形変換特性を示す図であ
る。分布関数は、横軸が入力信号レベル、縦軸がそのレ
ベルの信号が画面中で占める面積である。また、非線形
変換特性は、横軸が入力信号レベル、縦軸が出力信号レ
ベルである。マイコン11は、検波回路10の出力信号
のレベルごとに面積積分して、分布関数を計算し、この
分布関数から、どの信号レベルに対して階調が必要であ
り、どの信号レベルに対して階調が必要でないかを判断
し、それに基づいて可変非線形変換特性を設定する。
【0015】まず、分布関数を作成するために、マイコ
ン11は、検波回路10の出力信号から、画面を、例え
ば水平方向5個、垂直方向5個の25個に分割した領域
ごとに、平均輝度レベルを算出する。そして、25個の
領域の平均輝度レベルごとに加算し、図2(a),
(c),(e)に示されているような、分布関数を作成
する。図2(a)は、逆光で被写体を撮影した場合の分
布関数であって、入力信号レベルの小さい部分と大きい
部分が多いことが分かる。また、図2(c)は、輝度差
の少ない絵柄の被写体を撮影した場合の分布関数であっ
て、中輝度の部分が多いことが分かる。さらに、図2
(c)は、結婚式で花嫁を撮影した場合の分布関数であ
って、白の衣装に対応して高輝度の部分が多いことが分
かる。
ン11は、検波回路10の出力信号から、画面を、例え
ば水平方向5個、垂直方向5個の25個に分割した領域
ごとに、平均輝度レベルを算出する。そして、25個の
領域の平均輝度レベルごとに加算し、図2(a),
(c),(e)に示されているような、分布関数を作成
する。図2(a)は、逆光で被写体を撮影した場合の分
布関数であって、入力信号レベルの小さい部分と大きい
部分が多いことが分かる。また、図2(c)は、輝度差
の少ない絵柄の被写体を撮影した場合の分布関数であっ
て、中輝度の部分が多いことが分かる。さらに、図2
(c)は、結婚式で花嫁を撮影した場合の分布関数であ
って、白の衣装に対応して高輝度の部分が多いことが分
かる。
【0016】そして、図2(a),(c),(e)に示
されているような分布関数に対して、それぞれ図2
(b),(d),(f)に示されているように非線形変
換特性を設定する。図2(b)は、図3(a)に対する
非線形変換特性であって、逆光によりつぶれてしまう低
輝度部分のレベルを持ち上げて、階調を持たせている。
同様に、図2(c)に対する非線形変換特性である図2
(d)では、中輝度部分のレベルを伸張して、階調を持
たせており、図2(e)に対する非線形変換特性である
図2(f)では、高輝度部分のレベルを伸張して、階調
を持たせている。
されているような分布関数に対して、それぞれ図2
(b),(d),(f)に示されているように非線形変
換特性を設定する。図2(b)は、図3(a)に対する
非線形変換特性であって、逆光によりつぶれてしまう低
輝度部分のレベルを持ち上げて、階調を持たせている。
同様に、図2(c)に対する非線形変換特性である図2
(d)では、中輝度部分のレベルを伸張して、階調を持
たせており、図2(e)に対する非線形変換特性である
図2(f)では、高輝度部分のレベルを伸張して、階調
を持たせている。
【0017】図3は、可変非変形変換回路の具体的構成
の一例を示すブロック図である。この図において、9
1,95はスイッチング回路、92〜94は非線形変換
特性を記憶しているルックアップテーブルメモリである
ROM、96はアンプ、97は加算器である。ROM9
2〜94には、それぞれ、例えば、図2(b),
(d),(e)に示されている非線形変換特性の点線
(ゲイン1)と実線との差に相当するデータ(したがっ
て、点線と実線が重なっている入力信号レベルに対して
は0)が記憶されている。スイッング回路91,95に
は、マイコン11のCPU(図示せず)からスイッチン
グ制御信号が供給され、アンプ96には、ゲイン制御信
号が供給されている。
の一例を示すブロック図である。この図において、9
1,95はスイッチング回路、92〜94は非線形変換
特性を記憶しているルックアップテーブルメモリである
ROM、96はアンプ、97は加算器である。ROM9
2〜94には、それぞれ、例えば、図2(b),
(d),(e)に示されている非線形変換特性の点線
(ゲイン1)と実線との差に相当するデータ(したがっ
て、点線と実線が重なっている入力信号レベルに対して
は0)が記憶されている。スイッング回路91,95に
は、マイコン11のCPU(図示せず)からスイッチン
グ制御信号が供給され、アンプ96には、ゲイン制御信
号が供給されている。
【0018】次に、この回路の動作を説明する。入力信
号は、スイッチング回路91を通って、ROM92〜9
4へ選択的に入力される。スイッチング回路91の選択
は、マイコン11が検波回路10の出力信号を基づいて
作成した分布関数を参照し、最適の非線形変換特性を記
憶してあるROMへ入力されるように制御される。例え
ば、作成した分布関数が、図2(a)の分布関数に最も
類似していれば、図2(b)の非線形変換特性を記憶し
てあるROMへ入力されるように制御される。ROMの
出力信号は、点線と実線との差に相当するデータとなっ
て、スイッチング回路95へ入力される。スイッチング
回路95は、スイッチング回路91と連動して切換えら
れる。アンプ96のゲインは、所定の期間(例、2〜3
秒)内に、例えば0から1へと変化するように制御され
る。この結果、この非線形変換回路の特性は、前記所定
の期間内に、例えば、図(b)の点線の特性から実線の
特性へと徐々に変化することになる。これにより、シー
ンが切り換わった時に、徐々に非線形変換特性を変化さ
せることができるので、再生画像の階調特性を滑らかに
切り換えることができる。
号は、スイッチング回路91を通って、ROM92〜9
4へ選択的に入力される。スイッチング回路91の選択
は、マイコン11が検波回路10の出力信号を基づいて
作成した分布関数を参照し、最適の非線形変換特性を記
憶してあるROMへ入力されるように制御される。例え
ば、作成した分布関数が、図2(a)の分布関数に最も
類似していれば、図2(b)の非線形変換特性を記憶し
てあるROMへ入力されるように制御される。ROMの
出力信号は、点線と実線との差に相当するデータとなっ
て、スイッチング回路95へ入力される。スイッチング
回路95は、スイッチング回路91と連動して切換えら
れる。アンプ96のゲインは、所定の期間(例、2〜3
秒)内に、例えば0から1へと変化するように制御され
る。この結果、この非線形変換回路の特性は、前記所定
の期間内に、例えば、図(b)の点線の特性から実線の
特性へと徐々に変化することになる。これにより、シー
ンが切り換わった時に、徐々に非線形変換特性を変化さ
せることができるので、再生画像の階調特性を滑らかに
切り換えることができる。
【0019】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、それらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
ものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、それらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【0020】例えば、前記実施例は、それぞれ異なる非
線形変換特性を記憶している3個のROMを備えている
が、ROMの個数を多くすれば、様々の条件の被写体を
撮影した場合の入力信号に対して、より適切な非線形変
換を行うことができる。また、前記実施例は、アンプ9
6を用いて、非線形変換特性を徐々に変化させている
が、ROMの容量に余裕があれば、非線形変換特性が少
しずつ異なるルックアップテーブルを作成し、これを切
換えることにより非線形変換特性を徐々に変化させても
よい。さらに、非線形変換特性の記憶手段は、EEPR
OMでもよい。
線形変換特性を記憶している3個のROMを備えている
が、ROMの個数を多くすれば、様々の条件の被写体を
撮影した場合の入力信号に対して、より適切な非線形変
換を行うことができる。また、前記実施例は、アンプ9
6を用いて、非線形変換特性を徐々に変化させている
が、ROMの容量に余裕があれば、非線形変換特性が少
しずつ異なるルックアップテーブルを作成し、これを切
換えることにより非線形変換特性を徐々に変化させても
よい。さらに、非線形変換特性の記憶手段は、EEPR
OMでもよい。
【0021】また、前記実施例は、非線形変換回路をニ
ー回路の前段に設けているが、ガンマ補正回路の前段又
は後段に設けてもよい。また、輝度情報を処理する装置
であれば、テレビカメラ以外の撮像装置、テレビジョン
受信機等の映像再生装置に適用することもできる。
ー回路の前段に設けているが、ガンマ補正回路の前段又
は後段に設けてもよい。また、輝度情報を処理する装置
であれば、テレビカメラ以外の撮像装置、テレビジョン
受信機等の映像再生装置に適用することもできる。
【0022】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、入力画像信号の信号レベル対面積の分布関数に
基づいて、この入力画像信号の非線形変換を行うので、
逆光で被写体を撮影した場合や輝度差の少ない被写体を
撮影した画像信号に対して、適度の階調を与えることが
できる。
よれば、入力画像信号の信号レベル対面積の分布関数に
基づいて、この入力画像信号の非線形変換を行うので、
逆光で被写体を撮影した場合や輝度差の少ない被写体を
撮影した画像信号に対して、適度の階調を与えることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による映像信号の非線形変換装
置を備えたテレビカメラの構成を示すブロック図であ
る。
置を備えたテレビカメラの構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の実施例における輝度信号の分布関数及
びそれに対応する非線形変換特性を示す図である。
びそれに対応する非線形変換特性を示す図である。
【図3】非変形変換回路の具体的構成の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図4】従来のテレビカメラの構成を示す図である。
11…マイコン、14…可変非線形変換回路、92〜9
4…ROM
4…ROM
Claims (3)
- 【請求項1】 入力画像信号レベルごとにを画面内で面
積積分を行うことにより、入力画像信号レベル対面積の
分布関数を作成し、 この分布関数に基づいて、前記入力画像信号を非線形で
かつ可変に変換することを特徴とする画像信号の非線形
変換方法。 - 【請求項2】 入力画像信号レベルごとにを画面内で面
積積分を行うことにより、入力画像信号レベル対面積の
分布関数を作成する手段と、 該手段の出力に基づいて、前記入力画像信号を非線形で
かつ可変に変換する手段とを備えることを特徴とする画
像信号の非線形変換装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の非線形変換装置を備えた
撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5090886A JPH06284336A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 画像信号の非線形変換方法、装置及びそれを備えた撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5090886A JPH06284336A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 画像信号の非線形変換方法、装置及びそれを備えた撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06284336A true JPH06284336A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14010919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5090886A Pending JPH06284336A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 画像信号の非線形変換方法、装置及びそれを備えた撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06284336A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0775115A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-17 | Nec Corp | カラー撮像装置 |
JP2008166963A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Noritsu Koki Co Ltd | 画像濃度補正方法とこの方法を実施する画像処理ユニット |
KR20100095235A (ko) * | 2009-02-20 | 2010-08-30 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영장치, 그 제어방법 및 이를 실행하기 위한 프로그램을 저장한 기록매체 |
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1993
- 1993-03-25 JP JP5090886A patent/JPH06284336A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0775115A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-17 | Nec Corp | カラー撮像装置 |
JP2008166963A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Noritsu Koki Co Ltd | 画像濃度補正方法とこの方法を実施する画像処理ユニット |
KR20100095235A (ko) * | 2009-02-20 | 2010-08-30 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영장치, 그 제어방법 및 이를 실행하기 위한 프로그램을 저장한 기록매체 |
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