JPH07135599A - Image pickup device and its picture processing method - Google Patents

Image pickup device and its picture processing method

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JPH07135599A
JPH07135599A JP5281008A JP28100893A JPH07135599A JP H07135599 A JPH07135599 A JP H07135599A JP 5281008 A JP5281008 A JP 5281008A JP 28100893 A JP28100893 A JP 28100893A JP H07135599 A JPH07135599 A JP H07135599A
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image
image data
data
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image pickup
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Kenichi Kondo
健一 近藤
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a digital picture with excellent S/N, high gradation, large dynamic range and high picture quality by the digital image pickup device. CONSTITUTION:A same object is picked up simultaneously or continuously by changing exposure and resulting picture data are converted into digital data, which are stored in a memory. Then the fluctuation of picture data are corrected to implement picture matching processing (step 11), the gain of the picture data is adjusted to make the levels coincident with each other (step 12). Then the picture data are added to synthesize the pictures (step 13), the resulting picture is converted into R, G, B signals by process processing of a next stage (step 14) and outputted to the monitor as a luminance signal Y and a color difference signal C (step 15).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に低ノイズで、階調
が高く、またダイナミックレンジの大きいデジタル画像
を得ることが可能な撮像装置とその画像処理方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus capable of obtaining a digital image having a low noise, a high gradation and a large dynamic range, and an image processing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、被写体を撮像した画像信号をデジ
タル信号として取り扱うデジタルビデオムービーカメ
ラ,デジタルスチルビデオカメラ等のデジタル式の撮像
装置が実用化されつつある。このような撮像装置では、
固体撮像素子の出力信号はサンプルホールドされた後に
ゲイン調整され、A/D変換回路によりアナログ信号か
らデジタル信号に変換され、メモリに記録される。そし
て、このデジタル信号化された固体撮像素子からの画像
信号は、NTSC/PAL方式の輝度信号と色差信号に
変換処理されるか、あるいはR,G,B信号として処理
され、D/A変換回路にによりアナログ信号に変換され
た後、モニタに出力されるか、あるいはまたデジタル画
像情報としてコンピュータ等に入力される。
2. Description of the Related Art Recently, digital image pickup apparatuses such as digital video movie cameras and digital still video cameras, which handle image signals of a subject as digital signals, have been put into practical use. In such an imaging device,
The output signal of the solid-state image sensor is sample-held, the gain is adjusted, the analog signal is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit, and the signal is recorded in the memory. The image signal from the solid-state image sensor converted into a digital signal is converted into a luminance signal and a color difference signal of the NTSC / PAL system, or processed as R, G, B signals, and a D / A conversion circuit. After being converted into an analog signal by, the signal is output to a monitor or is also input to a computer or the like as digital image information.

【0003】ここで、上記のようなデジタル撮像装置の
階調はA/D変換回路によって決まるが、このA/D変
換回路には現在8bit〜10bitのものが実用化さ
れている。しかし、この程度では被写体の低輝度部での
階調に不充分であり、粗い画質となり、不快感を与え
る。
Here, the gradation of the digital image pickup device as described above is determined by the A / D conversion circuit, and the A / D conversion circuit of 8 bits to 10 bits is currently put into practical use. However, at this level, the gradation in the low-luminance portion of the subject is insufficient, resulting in a rough image quality and giving an unpleasant feeling.

【0004】また、従来の撮像装置では、固体撮像素子
で発生するノイズとA/D変換回路入力までのアナログ
回路系で発生するランダムノイズとが最終画像のS/N
を決定することとなるが、これも低輝度部で目立ち、高
S/Nの良好な画像が得られない。
Further, in the conventional image pickup apparatus, the noise generated in the solid-state image pickup element and the random noise generated in the analog circuit system up to the input of the A / D conversion circuit are S / N of the final image.
However, this is also conspicuous in the low luminance portion, and a good image with high S / N cannot be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のデジタル式の撮
像装置は上記のように構成されており、A/D変換回路
によって階調が決定され、また撮像素子で発生するノイ
ズとアナログ回路で発生するランダムノイズとにより最
終画像のS/Nが決定されるため、低輝度部の画質が劣
化するという問題点があった。
The conventional digital image pickup apparatus is constructed as described above, and the gradation is determined by the A / D conversion circuit, and the noise generated in the image pickup element and the analog circuit are generated. Since the S / N of the final image is determined by the random noise that occurs, there is a problem that the image quality of the low-luminance portion deteriorates.

【0006】そこで、露光量を大きくして撮像し、その
撮像信号をデジタル信号化した後に演算上でゲイン調整
することが考えられるが、この場合従来の撮像装置では
ダイナミックレンジが低いので、高輝度部が飽和してし
まい、高輝度部の情報が失われることになる。
Therefore, it is conceivable that the exposure amount is increased and the image is picked up, the image pickup signal is converted into a digital signal, and then the gain is adjusted by calculation. The parts are saturated, and the information in the high brightness part is lost.

【0007】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、S/Nが良く、高階調で、かつダイナ
ミックレンジの大きい高画質のデジタル画像を得ること
が可能な撮像装置とその画像処理方法を提供することを
目的としている。
The present invention has been made by paying attention to the above problems, and an image pickup apparatus capable of obtaining a high quality digital image having a good S / N, a high gradation and a large dynamic range. And its image processing method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、次
のように構成したものである。
The image pickup device of the present invention is configured as follows.

【0009】(1)露光量を変えて撮像した同一被写体
の複数の画像データをデジタル化する変換手段と、デジ
タル化された各画像データの画像の位置合わせを行う合
致処理手段と、デジタル化された各画像データのレベル
を合わせるレベル調整手段と、レベルを合わせた画像デ
ータを合成する画像合成手段とを備えた。
(1) Conversion means for digitizing a plurality of image data of the same subject imaged with different exposure amounts, matching processing means for aligning the images of the digitized image data, and digitized. A level adjusting means for adjusting the level of each image data and an image combining means for combining the image data of the matched level are provided.

【0010】(2)上記(1)の撮像装置において、レ
ベル調整手段は、画像データの飽和している部分とその
周辺を除外した領域の平均値を比較してレベルを合わせ
るようにした。
(2) In the image pickup apparatus of (1) above, the level adjusting means compares the average value of the saturated portion of the image data with the average value of the area excluding its periphery to match the levels.

【0011】(3)上記(1)の撮像装置において、レ
ベル調整手段は、画像データの輝度変化の少ない領域を
抽出しその領域の平均値を比較してレベルを合わせるよ
うにした。
(3) In the image pickup apparatus of (1) above, the level adjusting means extracts an area of the image data in which the change in luminance is small and compares the average values of the areas to match the levels.

【0012】(4)上記(1)の撮像装置において、レ
ベル調整手段は、画像データの白に近い領域を抽出しそ
の領域の平均値を比較してレベルを合わせるようにし
た。
(4) In the image pickup device of (1), the level adjusting means extracts a region close to white in the image data, compares the average values of the regions, and adjusts the levels.

【0013】(5)上記(1)の撮像装置において、レ
ベル調整手段は、画像データの任意の領域を抽出しその
領域の飽和している部分を除外した領域の平均値を比較
してレベルを合わせるようにした。
(5) In the image pickup apparatus according to (1), the level adjusting means extracts an arbitrary area of the image data, compares the average values of areas excluding the saturated portion of the area, and sets the level. I tried to match it.

【0014】(6)上記(1)ないし(5)何れかの撮
像装置において、画像合成手段は、標準より多い露光量
で得られた画像データを低輝度側のデータとし、標準の
露光量で得られた画像データを高輝度側のデータとし、
標準より少ない露光量で得られた画像データを超高輝度
側のデータとして、全てもしくは任意の組み合わせで画
像データを合成するようにした。
(6) In the image pickup apparatus according to any one of (1) to (5) above, the image synthesizing means sets the image data obtained with the exposure amount larger than the standard as the low-luminance side data, and the standard exposure amount is used. The obtained image data is the data on the high brightness side,
The image data obtained with the exposure amount smaller than the standard is used as the data on the ultra-high brightness side, and the image data is combined in all or in any combination.

【0015】(7)上記(6)の撮像装置において、画
像合成手段は、画像データの組み合わせの切り換わりの
データ値を固定値として画像データを合成するようにし
た。
(7) In the image pickup apparatus according to (6), the image synthesizing means synthesizes the image data with the data value of the changeover of the combination of the image data as a fixed value.

【0016】(8)上記(6)の撮像装置において、画
像合成手段は、画像データの組み合わせの切り換わりの
データ値に、高輝度側のデータと低輝度側のデータの含
有比率が変化可能なある幅を持たせて画像データを合成
するようにした。
(8) In the image pickup device according to the above (6), the image synthesizing means can change the content ratio of the high-luminance side data and the low-luminance side data to the data value for switching the combination of the image data. Image data is composed with a certain width.

【0017】(9)上記(8)の撮像装置において、画
像合成手段は、高輝度側のデータと低輝度側のデータの
含有比率を直線的に変化させて画像を合成するようにし
た。
(9) In the image pickup apparatus according to (8), the image synthesizing means linearly changes the content ratio of the high-luminance side data and the low-luminance side data to synthesize the image.

【0018】(10)上記(8)の撮像装置において、
画像合成手段は、高輝度側のデータと低輝度側のデータ
の含有比率をコサインカーブで変化させて画像を合成す
るようにした。
(10) In the image pickup device according to (8) above,
The image synthesizing means synthesizes the image by changing the content ratio of the high-luminance side data and the low-luminance side data with a cosine curve.

【0019】また、本発明の画像処理方法は、同一被写
体を露光量を変えて同時もしくは連続して撮像して得ら
れた各画像データをデジタルデータに変換し、そのデジ
タル化した画像データに対して画像の位置合わせを行う
とともに、各画像データのレベルを一致させた後、それ
らの画像データを合成するようにしたものである。
Further, the image processing method of the present invention converts the respective image data obtained by simultaneously or continuously capturing the same subject with different exposure amounts into digital data, and converting the digitized image data. In addition to aligning the images, the levels of the image data are matched and then the image data are combined.

【0020】[0020]

【作用】本発明によれば、例えば標準露光の撮影によっ
て得られるデジタル画像と、同時もしくは連続して露光
量を変えて撮像することで得られるデジタル画像との複
数の画像データに対し、画像のぶれ成分を補正するなど
の処理と、露光量を異にして得た複数のデジタル画像の
レベルを一致させるゲイン調整などの処理と、それらの
複数のデジタル画像データを合成する処理とを行うこと
によって、高S/N,高階調でダイナミックレンジの大
きい一つのデジタル画像が得られる。
According to the present invention, for example, a plurality of image data of a digital image obtained by photographing with standard exposure and a digital image obtained by simultaneously or continuously changing the exposure amount of an image, By performing processing such as correcting the blur component, processing such as gain adjustment that matches the levels of multiple digital images obtained with different exposure amounts, and processing that combines these multiple digital image data , A high S / N ratio, a high gradation, and a large digital range can be obtained.

【0021】[0021]

【実施例】図1は本発明の一実施例による撮像装置の構
成を示すブロック図である。図において、1a,1bは
露光量を変えて撮像した同一被写体からの撮像光を光電
変換する固体撮像素子、2はこれらの撮像素子1a,1
bからの複数の画像データをデジタル化するA−D(ア
ナログ−デジタル)変換手段、3はデジタル化された各
画像データに対して画像の位置合わせを行う合致処理手
段と、ここでは各デジタル画像のぶれ分を補正して位置
を合わせる。
1 is a block diagram showing the structure of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1a and 1b are solid-state image pickup devices that photoelectrically convert image pickup light from the same subject imaged with different exposure amounts, and 2 are these image pickup devices 1a and 1b.
AD (analog-digital) conversion means for digitizing a plurality of image data from b, 3 is a matching processing means for aligning the image with respect to each digitized image data, and here, each digital image. Adjust the position by correcting the blur.

【0022】4は上記デジタル化された各画像データの
レベルを合わせるレベル調整手段、5はレベルを合わせ
た画像データを合成して一つのデジタル画像のデータに
する画像合成手段で、ここから出力される画像信号は不
図示のプロセス処理回路にて所定の画像処理が行われ、
R,G,Bの各色信号やY,Cの輝度信号及び色差信号
となって出力される。
Reference numeral 4 is a level adjusting means for adjusting the levels of the digitized image data, and 5 is an image combining means for combining the image data of the matched levels into one digital image data. The image signal to be processed is subjected to predetermined image processing by a process processing circuit (not shown),
The signals are output as R, G, B color signals, Y, C luminance signals, and color difference signals.

【0023】次に、上記撮像装置の動作について説明す
る。図2はその画像処理の過程を示すフローチャートで
ある。
Next, the operation of the image pickup apparatus will be described. FIG. 2 is a flow chart showing the process of the image processing.

【0024】まず、複数条件の露光量での同一被写体の
画像データ(1),(2)を撮像素子1a,1bから同
一時もしくはほぼ同一時にメモリに取り込む。ここで、
同一時にというのは、多板式カメラと同様にプリズム等
で同一被写体像を複数の固体撮像素子に結合させる光学
系を有したカメラの場合であり、この場合に各固体撮像
素子の露光量を異なるようにする手段としては、各固体
撮像素子の蓄積時間を各々異ならせるか、もしくは固体
撮像素子の前面にNDフィルタを入れることでなされ
る。また、ほぼ同一時にというのは、単板式カメラを用
いて短い間隔でかつ異なる露光条件(絞りの開口量,シ
ャッタ秒時を異にする)での連写による画像取り込みが
なされる場合である。
First, the image data (1) and (2) of the same subject under the exposure amounts of a plurality of conditions are taken into the memory from the image pickup devices 1a and 1b at the same time or almost the same time. here,
The same time is the case of a camera having an optical system for combining the same subject image with a plurality of solid-state image pickup elements by a prism or the like as in the multi-plate type camera, and in this case, the exposure amount of each solid-state image pickup element is different. As a means for doing so, the accumulation time of each solid-state image pickup device is made different, or an ND filter is inserted in front of the solid-state image pickup device. Further, "at substantially the same time" means a case where images are captured by continuous shooting using a single-chip camera at short intervals and under different exposure conditions (aperture aperture of shutter, shutter speed are different).

【0025】上記複数の画像データは、固体撮像素子1
a,1bの出力として読み出され、サンプルホールドさ
れた後、ゲイン調整されてA−D変換後に各メモリに記
録される。
The plurality of image data are obtained by the solid-state image pickup device 1.
It is read as outputs a and 1b, sample-held, gain-adjusted, A-D converted, and recorded in each memory.

【0026】上記の画像データ(1)と画像データ
(2)は、A−D変換後にメモリに蓄積された画像デー
タであり、本実施例では、画像データ(1)は標準露光
によって得られたデータ、画像データ(2)は標準露光
の3倍の露光量によって得られたデータで、共に10ビ
ット(bit)のA−D変換回路によってデジタル化さ
れたものである。したがって、おおよそ1024段階の
階調を持つ。
The image data (1) and the image data (2) are image data stored in the memory after A / D conversion, and in this embodiment, the image data (1) was obtained by standard exposure. The data and the image data (2) are data obtained with an exposure amount three times as large as the standard exposure, and both are digitized by a 10-bit (bit) A-D conversion circuit. Therefore, the gradation has approximately 1024 levels.

【0027】なお、実際には10ビット全て画像データ
に使われるわけでなく、いくらかのオフセット分が加わ
るが、ここでは10ビット全てが画像情報となるものと
して説明する。
Although not all 10 bits are actually used for image data but some offset is added, it is assumed here that all 10 bits are image information.

【0028】上記画像データ(1)と画像データ(2)
は、続いて画像合致処理が行われる(ステップ11)。
これは、画像の取り込み手段として多板方式の光学系が
使用された場合には必要としないが、単板方式の場合、
画像データ(1)と画像データ(2)がわずかに時間を
異にして撮影されることから、画像の位置関係がわずか
にぶれる。このことから、画像データ(1)と画像デー
タ(2)のデータを比較して、画像データ(1)の位置
と画像データ(2)の位置が一致するように座標を修正
することが行われる。この処理の方法としては、現在ビ
デオムービーカメラ等で実用化されている“ぶれ防止”
のような方法が採用される。
Image data (1) and image data (2)
Then, the image matching process is performed (step 11).
This is not necessary when a multi-plate optical system is used as an image capturing means, but in the case of a single-plate system,
Since the image data (1) and the image data (2) are photographed at slightly different times, the positional relationship of the images is slightly blurred. From this, the image data (1) and the image data (2) are compared, and the coordinates are corrected so that the position of the image data (1) and the position of the image data (2) match. . As a method of this processing, "blur prevention" that is currently in practical use in video movie cameras, etc.
The following method is adopted.

【0029】次に、2つの画像の位置関係が合わされた
後、画像データ(1)の画像レベルに画像データ(2)
のデータが一致するようにゲイン調整処理が行われる
(ステップ12)。この時、画像データ(1)の露光量
の3倍の露光量で撮影した画像データ(2)を1/3倍
すれば良いのであるが、実際にはカメラの露光量はシス
テムによる誤差、つまり絞り,シャッタ等のメカ的誤
差,測光系のもつ誤差等の誤差分をもつので、実際の画
像データの比較による精度の高いゲイン調整が必要とさ
れる。
Next, after the positional relationships of the two images are matched, the image data (2) is added to the image level of the image data (1).
The gain adjustment processing is performed so that the data of (1) match (step 12). At this time, it suffices to multiply the image data (2) taken with an exposure amount three times the exposure amount of the image data (1) by 1/3, but in reality, the exposure amount of the camera is an error due to the system, that is, Since there are errors such as mechanical errors of the diaphragm and shutter, errors of the photometric system, etc., highly accurate gain adjustment by comparison of actual image data is required.

【0030】上記は比較するデータは飽和部分は除外し
なければならないので、例えば画像データ(2)の10
00段階以下(飽和値である1024よりノイズなどの
影響を完全に受けないで飽和値を確実に除外するよう1
024よりある程度低い値とする)、画像データ(1)
は333段階以下が比較するデータのレベルとなる。
In the above, since the data to be compared must exclude the saturated part, for example, 10 of the image data (2) is used.
00 levels or less (Be sure to exclude the saturation value from the saturation value 1024 without being affected by noise etc. 1
024), image data (1)
The level of data to be compared is 333 or less.

【0031】また、低輝度部でのデータは、ノイズ成分
の影響が大きくなるので、これを除外する必要がある。
本実施例では、下限の段階は画像データ(1)は100
段階、画像データ(2)は300段階としている。通
常、白100%のレベルが飽和の1/3〜1/4に設定
されることから、ゲイン調整に参考にされるレベルは、
白30〜40%以上のレベルをもつ部分で行われる。
Further, since the influence of the noise component becomes large in the data in the low luminance part, it is necessary to exclude this.
In the present embodiment, the lower limit stage is 100 for image data (1).
The stage and the image data (2) are set to 300 stages. Normally, the level of 100% white is set to 1/3 to 1/4 of the saturation, so the level used for gain adjustment is
It is performed in a portion having a white level of 30-40% or more.

【0032】そして、上記のように規定された領域の平
均値を各々の画像においてとり、画像データ(1)の平
均値をA、画像データ(2)の平均値をB、また画像デ
ータ(2)の各画素のデータ値をCとして、A÷B×C
の演算を行い、画像データ(2)のレベルを画像データ
(1)と同じくする。
Then, the average value of the area defined as described above is taken in each image, the average value of the image data (1) is A, the average value of the image data (2) is B, and the image data (2 ), Where C is the data value of each pixel, A ÷ B × C
And the level of the image data (2) is made the same as that of the image data (1).

【0033】ここで、画像データ(1)と画像データ
(2)のゲイン比を計測する他の方法としては、上記の
方法より高精度を得る方法として、画面内の輝度レベル
の変化の少ないなだらかな領域を抽出し、そのレベル変
化の少ない領域だけに限定して各画像の平均値を比較す
る方法をとることができる。
Here, as another method of measuring the gain ratio of the image data (1) and the image data (2), a method of obtaining a higher accuracy than the above method is used. It is possible to adopt a method in which the average value of each image is compared with each other by extracting a specific area and limiting the area to a small area.

【0034】さらに他の方法として、画面中の白に近い
領域を抽出し、その領域のみの平均値を比較しても良
く、この方法にすれば、各色画素(補色の固体撮像素子
を使用していればY,MG,G,Cy、純色であれば
R,G,B)のレベルバランスがとれているので、より
精度を上げることができる。
As yet another method, a region close to white in the screen may be extracted and the average value of only that region may be compared. According to this method, each color pixel (complementary color solid-state image sensor is used). If so, the levels of Y, MG, G, and Cy are balanced, and if the colors are pure, the levels of R, G, and B) are balanced, so that the accuracy can be further improved.

【0035】また、あらかじめ画面中央部あるいは画面
中央上部というように比較領域を決めておき、飽和して
いない限りはあらかじめその決められた領域での平均値
を比較することで、精度は多少低下するが、処理時間を
大幅に短縮することができる。
Further, the comparison area is determined in advance such as the central portion of the screen or the upper portion of the screen, and unless it is saturated, the average values in the determined area are compared in advance, so that the accuracy is slightly lowered. However, the processing time can be significantly reduced.

【0036】上記のように画像合致処理及びゲイン調整
処理が終了すると、画像データ(1)と画像データ
(2)を加算する画像加算処理が行われる(ステップ1
3)。このデータの加算は、画像データ(1)が高輝度
側のデータ、画像データ(2)が低輝度側のデータとし
て使われる。
When the image matching process and the gain adjusting process are completed as described above, the image adding process for adding the image data (1) and the image data (2) is performed (step 1).
3). In the addition of this data, the image data (1) is used as high-luminance side data, and the image data (2) is used as low-luminance side data.

【0037】上記の加算処理方法を示すのが図3であ
る。先のゲイン調整処理で画像データ(2)は、ほぼ1
/3となっているので、画像データ(2)の最高レベル
はほぼ341である。このグラフ(a)のIN(1)に
画像データ(1)の各画素のデータ、(b)のIN
(2)に画像データ(2)の各画像のデータ、またN1
は画像データ(1)の画素のデータにかかる係数、N2
は画像データ(2)の画素のデータにかかる係数であ
る。
FIG. 3 shows the above-mentioned addition processing method. The image data (2) obtained by the above gain adjustment processing is almost 1
Since it is / 3, the maximum level of the image data (2) is almost 341. IN (1) of this graph (a) is the data of each pixel of the image data (1), IN of (b)
The data of each image of the image data (2) in (2), and N1
Is a coefficient for the pixel data of the image data (1), N2
Is a coefficient related to the pixel data of the image data (2).

【0038】そして、上記のグラフ(a),(b)に応
じて、(IN(1)×N1)+(IN(2)×N2)が
計算されて、一つの画像となる。この場合、画像データ
(2)の飽和値341よりやや低い330未満のデータ
は画像データ(2)のデータが使われ、330以上のデ
ータは画像データ(1)のデータが使われる。このよう
にすることで、画像の飽和の1/3以下の部分のS/H
は1/3となり、階調は3倍となり、高品位,高情報の
画像がつくられる。
Then, according to the above graphs (a) and (b), (IN (1) × N1) + (IN (2) × N2) is calculated to form one image. In this case, the data of image data (2) is used for the data less than 330, which is slightly lower than the saturation value 341 of the image data (2), and the data of image data (1) is used for the data of 330 or more. By doing this, the S / H of the portion of 1/3 or less of the saturation of the image is obtained.
Is 1/3, the gradation is tripled, and an image of high quality and high information is created.

【0039】しかし、ここでゲイン調整の誤差分等によ
り、データ値330付近の情報が乱れることから、デー
タ値330前後の値が偽色として表われ、偽似的な色の
帯等が生じる可能性が残る。
However, since the information around the data value 330 is disturbed due to the gain adjustment error or the like, the values around the data value 330 are represented as false colors, and a band of false color may be generated. The sex remains.

【0040】そこで、図4,図5のように画像データ
(1)と(2)の切り換わり部分のデータの幅をもた
せ、画像データ(1)と(2)の情報を含み、その比率
を徐々に変えていくようにすることで有効である。図4
はその含有比率を直線的に変化させ、図5はコサインカ
ーブで変化させたものであるが、N1+N2は常に1で
あることはいうまでもない。このようにすることで、画
像データ(1)と画像データ(2)の切り換わり部での
ゲイン誤差等による影響を減らし、偽画像の発生を抑え
ることができる。
Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the data width of the switching portion between the image data (1) and (2) is given, and the information of the image data (1) and (2) is included, and the ratio thereof is It is effective to gradually change. Figure 4
The content ratio is linearly changed, and FIG. 5 is changed with a cosine curve. Needless to say, N1 + N2 is always 1. By doing so, it is possible to reduce the influence of a gain error or the like at the switching portion between the image data (1) and the image data (2) and suppress the occurrence of false images.

【0041】次に、上記のように合成された画像データ
は、次段のプロセス処理(1)でR,G,B信号に変換
処理されて出力される(ステップ14)。さらに、プロ
セス処理(2)で輝度信号Yと色差信号Cに変換される
(ステップ15)。そして、これらの信号はモニタテレ
ビに入力できるか、あるいはコンピュータに画像データ
として入力される。
Next, the image data synthesized as described above is converted into R, G, B signals in the process process (1) of the next stage and output (step 14). Further, it is converted into a luminance signal Y and a color difference signal C in the process processing (2) (step 15). Then, these signals can be input to the monitor television or input to the computer as image data.

【0042】なお、上記の例では画像データ(1)と画
像データ(2)の切り換わりレベルを、飽和の1/4〜
1/3程度のところにもってきたが、後のプロセス処理
で付けられるガンマカーブのねてくる高輝度部に切り換
わる部をもってきても良く、この場合上述のゲイン誤差
等の影響をより減らすことができる。
In the above example, the switching level of the image data (1) and the image data (2) is set to 1/4 of the saturation level.
Although it came to about 1/3, it is also possible to have a part that switches to the high-brightness part of the gamma curve attached in the later process processing, in which case the effect of the above-mentioned gain error etc. should be further reduced. You can

【0043】そして、以上のような画像処理を行うこと
で、S/Nが良く、高階調で、かつダイナミックレンジ
の大きい高画質のデジタル画像を得ることができる。
By performing the image processing as described above, it is possible to obtain a high quality digital image having a good S / N, a high gradation and a large dynamic range.

【0044】図6は、本発明の他の実施例の動作を示す
フローチャートである。画像データ(1)と画像データ
(2)は上述の実施例の場合と同じである。画像データ
(3)は、標準露光量の1/3の露光で撮影した画像デ
ータである。
FIG. 6 is a flow chart showing the operation of another embodiment of the present invention. The image data (1) and the image data (2) are the same as those in the above-mentioned embodiment. The image data (3) is image data taken with an exposure of 1/3 of the standard exposure amount.

【0045】上記3つの画像データは、画像合致処理
(ステップ11)で位置合わせがなされ、続いて、3つ
の画像のゲイン調整がなされる(ステップ12)。この
時、画像データ(2)はほぼ1/3にされ、画像データ
(3)は3倍にされる。これにより、画像データ(3)
の最大値は3072に拡大する。
The three image data are aligned by the image matching process (step 11), and then the gains of the three images are adjusted (step 12). At this time, the image data (2) is almost ⅓ and the image data (3) is tripled. As a result, the image data (3)
The maximum value of is expanded to 3072.

【0046】次に、画像データ(1)と画像データ
(2)は前述の実施例と同様にして合成され、また画像
データ(3)と画像データ(1)も画像データ(1)と
画像データ(2)の合成と同様の方式で合成される(ス
テップ13)。この場合、画像データ(1)と画像デー
タ(3)の切り換わりレベルは、700から1000段
階の範囲でなされる。
Next, the image data (1) and the image data (2) are combined in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and the image data (3) and the image data (1) are also the image data (1) and the image data. They are combined in the same manner as the combination of (2) (step 13). In this case, the switching level between the image data (1) and the image data (3) is in the range of 700 to 1000.

【0047】このような画像処理を行うことで、出力さ
れるデジタル画像は前述の実施例で出力された画像より
もダイナミックレンジが大幅に拡大する。このため、超
高輝度部の被写体像までも鮮明に写し出され、かつ低輝
度像もノイズが少なく、高情報量をもつ鮮明な画像を実
現することができる。
By carrying out such image processing, the dynamic range of the output digital image is greatly expanded as compared with the image output in the above-mentioned embodiment. Therefore, even a subject image in the ultra-high brightness portion can be clearly projected, and a low-luminance image can be realized with a clear image having a large amount of information with little noise.

【0048】なお、他の実施例として、上記の画像デー
タ(1)と画像データ(3)のみの合成を行っても良
い。この場合、処理方式は前述の各実施例と同様であ
る。また、画像データ(2)と画像データ(3)のみの
合成でも良い。
As another embodiment, only the above image data (1) and image data (3) may be combined. In this case, the processing method is the same as that in each of the above-described embodiments. Alternatively, only the image data (2) and the image data (3) may be combined.

【0049】また、以上の実施例では、標準露光の3倍
と1/3倍の場合で説明したが、例えば4倍と1/4倍
とすれば、さらに高画質の画像を得ることができる。
Further, in the above-mentioned embodiments, the case of 3 times and 1/3 times of the standard exposure has been described, but if it is set to 4 times and 1/4 times, for example, a higher quality image can be obtained. .

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、露光量
を変えて撮像した同一被写体の複数の画像を合成するこ
とで、S/Nの良い、高階調で、かつダイナミックレン
ジの大きい高画質のデジタル画像を得ることができると
いう効果がある。
As described above, according to the present invention, by synthesizing a plurality of images of the same subject imaged with different exposure amounts, the S / N is good, the gradation is high, and the dynamic range is wide. There is an effect that a high quality digital image can be obtained.

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

【図1】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】 一実施例の動作を示すフローチャートFIG. 2 is a flowchart showing the operation of one embodiment.

【図3】 画像加算処理の一例を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of image addition processing.

【図4】 画像加算処理の他の例を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of image addition processing.

【図5】 画像加算処理の他の例を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of image addition processing.

【図6】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 固体撮像素子 2 A−D変換手段 3 合致処理手段 4 レベル調整手段 5 画像合成手段 1a, 1b Solid-state image sensor 2 A-D conversion means 3 Matching processing means 4 Level adjusting means 5 Image combining means

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露光量を変えて撮像した同一被写体の複
数の画像データをデジタル化する変換手段と、デジタル
化された各画像データの画像の位置合わせを行う合致処
理手段と、デジタル化された各画像データのレベルを合
わせるレベル調整手段と、レベルを合わせた画像データ
を合成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする撮
像装置。
1. A conversion means for digitizing a plurality of image data of the same subject imaged with different exposure amounts, a matching processing means for aligning the images of the digitized image data, and a digitized image. An image pickup apparatus comprising: a level adjusting means for adjusting the level of each image data; and an image combining means for combining the image data of the matched level.
【請求項2】 レベル調整手段は、画像データの飽和し
ている部分とその周辺を除外した領域の平均値を比較し
てレベルを合わせることを特徴とする請求項1記載の撮
像装置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the level adjusting means compares the average value of a region excluding a saturated portion of the image data with an area excluding the saturated portion to adjust the level.
【請求項3】 レベル調整手段は、画像データの輝度変
化の少ない領域を抽出しその領域の平均値を比較してレ
ベルを合わせることを特徴とする請求項1記載の撮像装
置。
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the level adjusting means extracts an area of the image data in which the luminance change is small and compares the average values of the areas to adjust the levels.
【請求項4】 レベル調整手段は、画像データの白に近
い領域を抽出しその領域の平均値を比較してレベルを合
わせることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
4. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the level adjusting means extracts a region close to white in the image data, compares the average values of the regions, and adjusts the levels.
【請求項5】 レベル調整手段は、画像データの任意の
領域を抽出しその領域の飽和している部分を除外した領
域の平均値を比較してレベルを合わせることを特徴とす
る請求項1記載の撮像装置。
5. The level adjusting means extracts an arbitrary area of the image data, compares the average values of areas excluding the saturated portion of the area, and adjusts the levels. Imaging device.
【請求項6】 画像合成手段は、標準より多い露光量で
得られた画像データを低輝度側のデータとし、標準の露
光量で得られた画像データを高輝度側のデータとし、標
準より少ない露光量で得られた画像データを超高輝度側
のデータとして、全てもしくは任意の組み合わせで画像
データを合成することを特徴とする請求項1ないし5何
れか記載の撮像装置。
6. The image synthesizing means sets image data obtained with an exposure amount larger than a standard as low-luminance side data, and image data obtained with a standard exposure amount as high-luminance side data, which is less than the standard. 6. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image data obtained by the exposure amount is used as data on the ultra-high brightness side, and the image data is combined in all or in any combination.
【請求項7】 画像合成手段は、画像データの組み合わ
せの切り換わりのデータ値を固定値として画像データを
合成することを特徴とする請求項6記載の撮像装置。
7. The image pickup apparatus according to claim 6, wherein the image synthesizing unit synthesizes the image data by using a data value for switching a combination of the image data as a fixed value.
【請求項8】 画像合成手段は、画像データの組み合わ
せの切り換わりのデータ値に、高輝度側のデータと低輝
度側のデータの含有比率が変化可能なある幅を持たせて
画像データを合成することを特徴とする請求項6記載の
撮像装置。
8. The image synthesizing means synthesizes image data by giving a data value for switching a combination of image data a certain width in which a content ratio of high-luminance data and low-luminance data can be changed. The image pickup apparatus according to claim 6, wherein:
【請求項9】 画像合成手段は、高輝度側のデータと低
輝度側のデータの含有比率を直線的に変化させて画像を
合成することを特徴とする請求項8記載の撮像装置。
9. The image pickup apparatus according to claim 8, wherein the image synthesizing unit synthesizes the image by linearly changing the content ratio of the high-luminance side data and the low-luminance side data.
【請求項10】 画像合成手段は、高輝度側のデータと
低輝度側のデータの含有比率をコサインカーブで変化さ
せて画像を合成することを特徴とする請求項8記載の撮
像装置。
10. The image pickup apparatus according to claim 8, wherein the image synthesizing unit synthesizes the image by changing a content ratio of the high-luminance side data and the low-luminance side data with a cosine curve.
【請求項11】 同一被写体を露光量を変えて同時もし
くは連続して撮像して得られた各画像データをデジタル
データに変換し、そのデジタル化した画像データに対し
て画像の位置合わせを行うとともに、各画像データのレ
ベルを一致させた後、それらの画像データを合成するよ
うにしたことを特徴とする画像処理方法。
11. The image data obtained by simultaneously or continuously capturing the same subject with different exposure amounts is converted into digital data, and the image is aligned with the digitized image data. The image processing method is characterized in that the levels of the image data are matched and then the image data are combined.
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