JPH1051795A - 画像合成回路 - Google Patents
画像合成回路Info
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- JPH1051795A JPH1051795A JP8205661A JP20566196A JPH1051795A JP H1051795 A JPH1051795 A JP H1051795A JP 8205661 A JP8205661 A JP 8205661A JP 20566196 A JP20566196 A JP 20566196A JP H1051795 A JPH1051795 A JP H1051795A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/74—Circuits for processing colour signals for obtaining special effects
- H04N9/76—Circuits for processing colour signals for obtaining special effects for mixing of colour signals
-
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/57—Control of the dynamic range
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- H04N25/587—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields
- H04N25/589—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired sequentially, e.g. using the combination of odd and even image fields with different integration times, e.g. short and long exposures
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Abstract
いて、輝度信号、色信号ともに連続的な階調特性を持た
せることを目的とする。 【解決手段】 複数の画像信号を色分離回路3で複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、制御信号生
成回路4で前記複数の画像信号より画像合成に必要な制
御信号を生成し、輝度信号合成回路5及び色信号合成回
路6で前記制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分と
色信号成分を独立に合成処理する。
Description
に用いられる画像合成回路に関するものである。
ックレンジの高い映像信号を得るための画像合成回路が
いくつか提案されている。
参照しながら説明する。従来の画像合成回路としては特
開昭63−306779号公報があげられる。図15は
従来の画像合成回路の構成を示す構成図である。図15
において、101a、101bは閾値発生回路、102
a、102bは比較回路、103は判定回路、104は
選択回路である。従来の画像合成回路では、露光量の異
なる画像Slong、Sshortの信号レベルをそれぞれ特定の
閾値レベルTh1、Th2と比較し、それによってどちらかの
信号を選択することによって合成画像信号Smixを得てい
る。
を含む信号を合成した場合の信号波形Slong,Sshort,S
mixを示す波形図である。図16において、横軸は画素
の位置、縦軸は信号波形の振幅で、原点で明るさゼロで
右に行くほど明るくなっているものとしている。
ような構成では、露光量の異なる画像を選択することに
よって合成画像を得ているので、選択回路の変化点にお
いて入射光量に対する出力信号レベルの階調特性に不連
続が生じるという課題がある。
信号が重畳されているような信号を合成する場合には、
色信号の階調特性に不連続が生じるという課題がある。
補正などの非線形な階調補正を施した場合に輝度信号成
分と色信号成分の比が一定値に保てずに色信号の色相が
変化するという課題がある。
た場合にも輝度信号成分の非線形な階調の変化が発生
し、色相が変化するとともに、撮像素子上の色フィルタ
の配列によってラインごとの色変調成分の量が異なる場
合には、ライン間で輝度信号レベルに差が生じるという
課題がある。
ために、異なる露光量の信号のゲイン調整によって信号
レベルを合わせる場合には、露光量の比に応じて高輝度
部の信号のS/Nに劣化が生じるという課題がある。
光量の異なる輝度信号成分と色信号成分を有する複数の
画像の合成に際し、それぞれの成分の階調再現性が連続
である画像合成回路を提供することを目的とする。
に本発明は、撮像手段により生成される露光量の異なる
複数の画像信号を入力し、前記複数の画像信号を複数の
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、前記複数の
画像信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記
制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分
を合成することを特徴とするものである。
れる露光量の異なる複数の画像信号を入力し、前記複数
の画像信号を複数の輝度信号成分と複数の色信号成分に
分離する色分離回路と、前記複数の画像信号より画像合
成に必要な制御信号を生成する制御信号生成回路と、前
記制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分を合成する
輝度信号合成回路と、前記制御信号に応じて前記複数の
色信号成分を合成する色信号合成回路とで構成され、複
数の画像信号を複数の輝度信号成分と複数の色信号成分
に分離し、前記複数の画像信号より画像合成に必要な制
御信号を生成し、前記制御信号に応じて前記複数の輝度
信号成分と色信号成分を独立に合成処理することによっ
て、輝度信号成分と色信号成分それぞれ連続的な階調特
性を持つ合成処理を施すことができるという作用を有す
る。
態1の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、複数の画像
信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、制御信号
に応じて複数の輝度信号成分と色信号成分を独立に合成
処理することによって、輝度信号成分と色信号成分それ
ぞれに最適な合成処理を施すことである。
路の構成を表す構成図である。図1において、1は画像
合成回路、2は撮像手段、3は色分離回路、4は制御信
号生成回路、5は輝度信号合成回路、6は色信号合成回
路、7は信号処理回路、8は輝度信号出力端子、9は色
号出力端子、10a〜10cはローパスフィルタ、11
a、11bはバンドパスフィルタ、12a〜12cは減
算器、13はクリップ回路、14a〜14dは増幅器、
15a、15bは加算器である。
画像信号SlongとSshortが出力される。撮像手段2の動
作としては、異なる分光特性の色フィルタが2次元状に
配置された画素を有する単一の撮像素子を従来の2倍の
周波数で駆動し、通常の1画面分の撮像期間に2画面の
撮像を行い、一方の画面に対しては電子シャッタ動作に
より露光量を減らし、フィールドメモリを利用した時間
軸補正により信号出力のタイミングを合わせることによ
り露光量の異なる2つの画像信号を得ることができる。
これら2つの画像信号は、民生用ビデオカメラで用いら
れるような一般的な撮像素子上の色フィルタの分光特性
と配置の構成により、輝度信号成分に色信号成分が重畳
された信号の形態で出力される。
る長時間露光信号Slongと短時間露光信号Sshortをはじ
めに色分離回路3に入力する。色分離回路3では長時間
露光信号Slongをローパスフィルタ10aに通し長時間
露光輝度成分Ylongを得、バンドパスフィルタ11aに
通し長時間露光色成分Clongを得ている。同様に短時間
露光信号Sshortをローパスフィルタ10bに通し短時間
露光輝度成分Yshortを得、バンドパスフィルタ11bに
通し短時間露光色成分Cshortを得ている。
Slongを入力し、ローパスフィルタ10cで変調成分を
取り除いた後、減算器12cで一定値constを減算す
る。最後にクリップ回路13を通すことにより制御信号
Ycont及びCcontを得る。図1におけるA,B,C,Dの
各点の信号波形を図2に示す。図2において、横軸は画
素の位置で、原点で明るさゼロで右に行くほど明るくな
っているものとしている。このような処理により制御信
号生成回路4は、長時間露光信号Slongの輝度信号成分
が一定値const以上の時そのレベルに応じた値を持ち、S
longが飽和すると一定値となるような制御信号を発生す
る。
成分Ylongと短時間露光輝度成分Yshortを入力し、増幅
器14aでYlongとYshortの信号レベルが同等になるよ
うにYshortを増幅し、Yshort'を得る。次に減算器12
aでYlongからYshort'が減算され、その出力が増幅器1
4cで制御信号Ycontにより増幅され、最後に加算器1
5aでYlongと加算され、Ymixとして出力される。Ylon
g,Yshort',Ycont,Ymixの関係は、Ymix=Yshort'×Yc
ont+Ylong×(1−Ycont)で表され、Ycontの特性から、
長時間露光輝度成分Ylongのレベルが大きくなると、Ymi
xにおけるYshort'の重みが大きくなり、Ylongが飽和し
たときにはYmixは完全にYshort'に置き換わるようにな
っている。図3に輝度信号合成回路5でのYlong,Yshor
t',Ycont,Ymixの信号波形の関係を示す。図3におい
て、Ymixは連続的に変化していることがわかる。
が変調成分であること以外は輝度信号合成回路と動作が
同じなので、ここでは省略する。図4に色信号合成回路
6でのClong,Cshort',Ccont,Cmixの信号波形の関係
を示す。図4では変調色信号の変調成分の包絡線を破線
で結んでいる。図4において、Cmixの包絡線は連続的に
変化していることがわかる。
信号Cmixは、信号処理回路7によって、ガンマ補正、ア
パーチャ補正、ホワイトバランス、マトリクス処理等の
通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Yおよび色
信号Cとして輝度信号出力端子8、色信号出力端子9よ
りそれぞれ出力される。
輝度信号成分と複数の色信号成分に分離し、前記複数の
画像信号より画像合成に必要な制御信号を生成し、前記
制御信号に応じて前記複数の輝度信号成分と色信号成分
を独立に合成処理することによって、輝度信号成分と色
信号成分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を施
すことができるというものである。
態2の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施した場合でも色信号成分の階調特
性が連続的な合成処理を施すことである。
路の構成を表す構成図である。図5において、21a、
21bは規格化回路、22は階調補正回路である。
画像信号SlongとSshortが出力される。画像合成回路1
は撮像手段2から出力される長時間露光信号Slongと短
時間露光信号Sshortをはじめに色分離回路3に入力す
る。色分離回路3では長時間露光信号Slong、短時間露
光信号Sshortを各々ローパスフィルタ10a、10b及
びバンドパスフィルタ11a、11bを通すことにより
輝度信号Ylong,Yshortと色信号Clong,Cshortを得てい
る。さらに色分離回路3では、規格化回路21a及び2
1bにより色信号を輝度信号で規格化して、規格化色信
号Clong'及びCshort'を得ている。これら規格化色信号
は規格化処理により、同じ色信号の場合には振幅が等し
くなっている。
5の動作は実施の形態1に準じるのでここでは省略す
る。
様に長時間露光輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Ysh
ortを合成処理した後、階調補正回路22で階調特性を
非線形に補正し合成信号Ymixを出力する。色信号合成回
路6では実施の形態1と同様の信号処理の後、輝度信号
合成回路5の出力信号Ymixに応じたゲインを増幅器14
eでかけ合成色信号Cmixを得る。
形を示す。図6において、Cmixの包絡線はYmixの信号レ
ベルと同様の波形で連続的に変化している。上記の処理
によりYmixとCmixの比は常に一定となり、色信号の階調
特性が連続的となるとともに、色信号の色相が一定とな
る。
信号Cmixは、実施の形態1と同様に信号処理回路7によ
って、通常のカメラの信号処理を施して、輝度信号Yお
よび色信号Cとして輝度信号出力端子8、色信号出力端
子9よりそれぞれ出力される。
を輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理
終了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝
度信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連
続的に変化するとともに色相の変化がないようにできる
というものである。
態3の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、ライン間の輝度信号レベルの差を抑圧し、さ
らに色信号成分の階調特性が連続的な合成処理を施すこ
とである。
路の制御信号生成回路4の構成を表す構成図である。図
7において、31は遅延回路、32は最大値回路であ
る。
の回路構成及び動作は実施の形態1に準じるので、ここ
では省略する。
Slongを入力し、最大値回路32で、入力信号と、それ
を遅延回路31で1画素分遅延した信号とのうちレベル
の高いほうの信号を選択し、減算器12cで一定値cons
tを減算する。最後にクリップ回路13を通すことによ
り制御信号Ycont及びCcontを得る。図7におけるA,
B,C,Dの各点の信号波形を図8に示す。図8におい
て、横軸は画素の位置で、原点で明るさゼロで右に行く
ほど明るくなっているものとしている。このような処理
により制御信号生成回路4は、変調成分を持つ長時間露
光信号Slongの信号レベルが一定値const以上の時そのレ
ベルに応じた値を持ち、変調成分を持つSlongの信号の
うちレベルの高いほうの信号が飽和すると一定値となる
ような制御信号を発生する。
形を、図10にClong,Cshort,Cshort',Cmixの波形を
示す。
ることによってその影響を受ける。そのため撮像素子の
色フィルタの配列によってラインごとに輝度レベルに差
が生じる可能性があるが、本発明の構成によって色変調
成分が飽和する前に合成処理を施しているので、ライン
ごとの輝度レベルの差は生じない。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができるというものである。
1画素分としたが、遅延回路を複数持ち、しかもそのう
ちの一つは1ライン分の遅延量を与えることによって、
ラインごとの色変調成分の差に基づくラインごとの制御
信号レベルの差をなくすことができるので、ライン間の
輝度信号レベルの差を完全に抑圧することができる。
態4の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことである。
回路の輝度信号合成回路5の構成を表す構成図である。
の回路構成及び動作は実施の形態2に準じるので、ここ
では省略する。
Ylong及びYshortを加算器15cで加算し増幅器14a
でゲイン調整することによりYshort'を得る。輝度信号
合成回路5におけるそれ以降の処理は実施の形態1に準
じる。
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。実施の形態3におけ
る輝度信号合成回路のように高輝度部の信号Yshort'を
ゲイン調整によって得る場合には、露光量の比に応じた
ゲインを短時間露光輝度信号にかける必要がある。本実
施の形態のように高輝度部の信号Yshort'を長時間露光
輝度信号Ylongと短時間露光輝度信号Yshortの加算によ
って得ることにより、ゲインを最小に抑えることにより
S/N劣化を抑えることができる。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができるというものである。
態5の画像合成回路について、図面を参照しながら説明
する。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことである。
回路の輝度信号合成回路5の構成を表す構成図である。
の回路構成及び動作は実施の形態2に準じるので、ここ
では省略する。
Yshortに加算器15cで一定値を加算することによりYs
hort'を得る。輝度信号合成回路5におけるそれ以降の
処理は実施の形態1に準じる。
ort、Yshort'、Ymixの波形を示す。本発明の効果は、輝
度信号合成回路における輝度信号の合成に用いる信号の
一つは、露光量の異なる複数の信号に対するオフセット
加算により得ることによって、輝度信号成分の階調特性
が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合成処理を施すこ
とができるというものである。
像信号を複数の輝度信号成分と複数の色信号成分に分離
し、複数の画像信号より画像合成に必要な制御信号を生
成し、制御信号に応じて複数の輝度信号成分と色信号成
分を独立に合成処理することによって、輝度信号成分と
色信号成分それぞれ連続的に階調が変化する合成処理を
施すことができる。
輝度信号成分で規格化し、色信号合成回路で合成処理終
了後輝度信号による重み付けを行うことによって、輝度
信号に階調補正を施しても色信号成分の階調特性が連続
的に変化するようにできる。
画素近傍における色信号成分が重畳された信号のうち、
最も高いレベルの信号を用いて制御信号を生成すること
によって、輝度信号成分、色信号成分の階調特性が連続
的な合成処理を施し、さらにライン間の輝度信号レベル
の差を抑圧することができる。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つを露光量の異なる
複数の信号の単純な加算により得ることによって、輝度
信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さ
い合成処理を施すことができる。
る輝度信号の合成に用いる信号の一つは、露光量の異な
る複数の信号に対するオフセット加算により得ることに
よって、輝度信号成分の階調特性が連続的でかつ、S/N
の劣化の小さい合成処理を施すことによって、輝度信号
成分の階調特性が連続的でかつ、S/Nの劣化の小さい合
成処理を施すことができる。
成を表す構成図
ける信号波形を示す波形図
波形を示す波形図
形を示す波形図
表す構成図
形を示す波形図
号生成回路の構成を表す構成図
ける信号波形を示す波形図
波形を示す波形図
波形を示す波形図
信号合成回路の構成を表す構成図
の波形を示す波形図
信号合成回路の構成を表す構成図
の波形を示す波形図
図
Claims (6)
- 【請求項1】 撮像手段により生成される露光量の異な
る複数の画像信号を入力し、前記複数の画像信号を複数
の輝度信号成分と複数の色信号成分に分離する色分離回
路と、前記複数の画像信号より画像合成に必要な制御信
号を生成する制御信号生成回路と、前記制御信号に応じ
て前記複数の輝度信号成分を合成する輝度信号合成回路
と、前記制御信号に応じて前記複数の色信号成分を合成
する色信号合成回路とで構成される画像合成回路。 - 【請求項2】 輝度信号合成回路及び色信号合成回路
は、 制御信号生成回路から出力される制御信号に応じ
て、露光量の異なる複数の画像の信号レベルにかかる重
みを制御して画像を合成し、単一の合成信号を得ること
を特徴とする請求項1記載の画像合成回路。 - 【請求項3】 撮像手段は、輝度信号成分に色信号成分
を変調成分として重畳した形態の画像信号を生成し、色
分離回路は、色信号成分を輝度信号成分で規格化する規
格化回路を有し、色信号合成回路は、合成処理終了後輝
度信号による重み付けを行う重み付け回路を有すること
を特徴とする請求項1記載の画像合成回路。 - 【請求項4】 撮像手段は、輝度信号成分に色信号成分
を変調成分として重畳した形態の画像信号を生成し、制
御信号生成回路では、注目画素近傍における色信号成分
が重畳された信号のうち、最も高いレベルの信号を用い
て制御信号を生成することを特徴とする請求項1記載の
画像合成回路。 - 【請求項5】 輝度信号合成回路における輝度信号の合
成に用いる信号の一つは、露光量の異なる複数の信号の
単純な加算により得ることを特徴とする請求項1記載の
画像合成回路。 - 【請求項6】 輝度信号合成回路における輝度信号の合
成に用いる信号の一つは、露光量の異なる複数の信号に
対するオフセット加算により得ることを特徴とする請求
項1記載の画像合成回路。
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