JPS63306780A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPS63306780A
JPS63306780A JP62143887A JP14388787A JPS63306780A JP S63306780 A JPS63306780 A JP S63306780A JP 62143887 A JP62143887 A JP 62143887A JP 14388787 A JP14388787 A JP 14388787A JP S63306780 A JPS63306780 A JP S63306780A
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signals
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宏爾 高橋
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輝夫 稗田
Tsutomu Sato
力 佐藤
Toshiyuki Masui
俊之 増井
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Abstract

PURPOSE:To substitute a signal having a part of inappropriate exposure amounts with a signal of a picture element part corresponding to a part obtained by picking up an image with different exposure amount, and to obtain moving pictures with virtually wide dynamic range by accumulating plural video signals of different exposure amounts temporarily. CONSTITUTION:A direct output from an image pickup element 103 is herein called a through image, and signals in the preceding field that are temporarily stored in an image memory 204 are called a memory image or a memory output. Of the through image, the image of a main object at the time of halation is painted black in every odd numbered field, while the background is partial void in every even-numbered field. Since a memory image is made of signals that are delayed for one-field length, a partial void and a black painting are generated in fields other than those of a through image. Hence by suitably combining a through image and a memory image, a partial video that includes no void or black painting can be obtained. That is, in every field, the signals of a through image and a memory image are compared with a prescribed thresh old, making them '1' when larger than the threshold, but '0' when smaller in order to decide on a partial void or black-painting for every picture element.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は実質的にダイナミック・レンジの広い撮像装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an imaging device having a substantially wide dynamic range.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

撮像装置は、カメラ一体形VTRやスチル・ビデオ・カ
メラなどのビデオ・カメラ部として広(使用されている
。撮像管や固体撮像素子を用いるビデオ・カメラは旧来
の銀塩写真システムに比ベダイナミック・レンジが狭く
、従って、逆光時などには白とびゃ黒つぶれ(輝度レベ
ルが著しく高い又は低い部分の俗称)などが発生する。
Imaging devices are widely used as video camera parts such as camera-integrated VTRs and still video cameras. - The range is narrow, so when there is backlight, etc., whites and shadows are crushed (common name for areas where the brightness level is extremely high or low).

従来のビデオ・カメラではこのような場合、手動′又は
逆光補正ボタンの操作により絞りを2絞り分程度開放し
、光量を調節していた。
In conventional video cameras, in such cases, the aperture was opened by about two stops to adjust the amount of light either manually or by operating a backlight correction button.

しかし、このような逆光補正を適切に行った場せでも、
主たる被写体が適正露光量であっても背景で白とびが発
生してしまい、背景が白いだけの画面になってしまう。
However, even if such backlight compensation is performed properly,
Even if the main subject has the proper exposure, overexposure will occur in the background, leaving the screen with only a white background.

つまり、従来装置のように主被写体の露光量が適正にな
るように光量調節するだけでは、撮像装置のダイナミッ
ク・レンジの狭さは解決されない。例えばライン・スキ
ャナなどを用いて静止画像を電気信号に変換する従来の
撮像装置では、同一被写体から得られる露光量の異なる
複数の画面から1つの画面を合成する構成が考えられて
いる。
In other words, the narrow dynamic range of the imaging device cannot be solved by simply adjusting the light amount so that the exposure amount of the main subject is appropriate, as in conventional devices. For example, in a conventional imaging device that converts a still image into an electrical signal using a line scanner or the like, a configuration is considered in which a single screen is synthesized from a plurality of screens obtained from the same subject and each having a different amount of exposure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、この従来の撮像装置は静止画像をその対
象としており、ダイナミック・レンジの広い動画が得ら
れるものではなかった。
However, this conventional imaging device targets still images, and cannot obtain moving images with a wide dynamic range.

このような問題点に鑑み、本発明は、実質的にダイナミ
ック・レンジの広い動画を得ることのできる撮像装置を
提示することを目的とする。
In view of these problems, an object of the present invention is to provide an imaging device that can obtain moving images with a substantially wide dynamic range.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る撮像装置は、撮像手段と、同一被写体の露
光量の異なる複数画面の映像信号を当該撮像手段から出
力させる制御手段と、当該撮像手段から出力される複数
画面の映像信号のい(つかを記憶自在な画像メモリと、
注目画素の信号が不適当と判断される場合に、必要に応
じて当該注目画素に対応する複数の画面の対応信号を選
択又は演算処理し、出力画素信号を生成する演算処理手
段とからなる。
An imaging apparatus according to the present invention includes an imaging means, a control means for outputting video signals of a plurality of screens of the same subject with different exposure amounts from the imaging means, and a control means for outputting video signals of the plurality of screens output from the imaging means. Image memory that can store images freely,
It consists of an arithmetic processing means that selects or processes corresponding signals of a plurality of screens corresponding to the pixel of interest as necessary to generate an output pixel signal when the signal of the pixel of interest is determined to be inappropriate.

〔作用〕[Effect]

露光量の異なる複数の画面の映像信号を撮像手段から出
力させ、その映像信号を画像メモリに一時蓄積すること
により、適切な露光量になっている画素や、不適当な露
光量になっている画素部分を判別できると共に、不適当
な露光量部分を、別の露光量で撮影した映像信号の対応
画素部分の信号で代替できる。従って広い露光量範囲で
適切な画像を得ることができ、実質的に撮像手段のダイ
ナミック・レンジが拡がったことになる。
By outputting video signals from multiple screens with different exposure amounts from the imaging means and temporarily storing the video signals in the image memory, it is possible to detect which pixels have an appropriate exposure amount or which have an inappropriate exposure amount. Not only can the pixel portion be determined, but also a portion with an inappropriate exposure amount can be replaced with a signal from a corresponding pixel portion of a video signal photographed with a different exposure amount. Therefore, an appropriate image can be obtained over a wide exposure range, and the dynamic range of the imaging means is substantially expanded.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図は、カメラ一体形VTRに本発明を適用した場合の
全体構成ブロック図を示す。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the overall configuration when the present invention is applied to a camera-integrated VTR.

第1図において、100はカメラ部、200は処理部、
300は記録部である。カメラ部100において、光学
系101から入射した光線は絞り102により光量制限
され、撮像素子103に結像する。撮像素子103は撮
像管や、MOS、CCDなどの半導体撮像素子からなる
。焦点駆動回路107、絞り駆動回路106及び撮像素
子駆動回路105は、カメラ制御回路108の制御の下
で、それぞれ光学系101、絞り102及び撮像素子1
03を駆動する。カメラ信号処理回路104は通常のビ
デオ・カメラの信号処理回路と同様のγ補正その他の処
理を行う周知回路である。
In FIG. 1, 100 is a camera section, 200 is a processing section,
300 is a recording section. In the camera unit 100, the light beam entering from the optical system 101 is limited in light amount by the aperture 102, and is imaged on the image sensor 103. The image sensor 103 consists of an image sensor, a semiconductor image sensor such as a MOS, or a CCD. The focus drive circuit 107, the aperture drive circuit 106, and the image sensor drive circuit 105 respectively control the optical system 101, the aperture 102, and the image sensor 1 under the control of the camera control circuit 108.
Drive 03. The camera signal processing circuit 104 is a well-known circuit that performs γ correction and other processing similar to the signal processing circuit of a normal video camera.

カメラ部100から出力される映像信号は、処理部20
0のA/D変換器201でディジタル信号に変換され、
演算回路202で後述する画素データの変換を行われ、
D/A変換器203でアナログ信号に戻され、記録部3
00に供給される。
The video signal output from the camera section 100 is processed by the processing section 20.
0 is converted into a digital signal by the A/D converter 201,
The arithmetic circuit 202 performs pixel data conversion, which will be described later.
The D/A converter 203 converts the signal back to an analog signal, and the recording unit 3
00.

204は、演算回路202での演算用の画像メモリであ
り、205はそのアドレッシング回路である。アドレッ
シング回路205はカメラ部100の制御回路108か
らのタイミング信号に応じて画像メモリ204の書込、
読出アドレス制御信号を出力する。
204 is an image memory for calculation in the calculation circuit 202, and 205 is its addressing circuit. The addressing circuit 205 writes data into the image memory 204 in response to a timing signal from the control circuit 108 of the camera unit 100.
Outputs read address control signal.

記録部300では、D/A変換器203からのアナログ
信号が公知の方法でVTRレコーダ301に記録される
In the recording section 300, the analog signal from the D/A converter 203 is recorded on the VTR recorder 301 using a known method.

次に撮像素子103の動作を説明する。第2図はカメラ
部100のより詳細な構成ブロック図であり、第3図は
NTSC信号を例にとった場合に、カメラ部100のタ
イミング・チャートを示す。フィールド・インデックス
(FI)信号は、1フレームを構成する奇(ODD)フ
ィールドと偶(EVEN)フィールドとを区別するため
の信号である*VILJ信号は垂直ブランキング信号で
あり、H(高)の期間が有効画面、L(低)の部分が垂
直ブランキング期間に対応する* Tp*tseは撮像
素子103の電荷蓄積時間制御のための信号であり、例
えばCCD撮像素子の場合には画素出力を垂直転送用C
ODに読み出すためのパルスである。アイリス・ゲート
信号は、後述する自動露出のための基準となる映像信号
として、1/1000秒の蓄積信号か1760秒の蓄積
信号のどちらを用いるかを指定する信号である。
Next, the operation of the image sensor 103 will be explained. FIG. 2 is a more detailed block diagram of the configuration of the camera section 100, and FIG. 3 shows a timing chart of the camera section 100, taking an NTSC signal as an example. The field index (FI) signal is a signal for distinguishing between odd (ODD) and even (EVEN) fields that make up one frame. *VILJ signal is a vertical blanking signal and is a high (H) signal. The period corresponds to the effective screen, and the L (low) part corresponds to the vertical blanking period. C for vertical transfer
This is a pulse for reading out to OD. The iris gate signal is a signal that specifies whether to use a 1/1000 second accumulation signal or a 1760 second accumulation signal as a reference video signal for automatic exposure, which will be described later.

図示例では、垂直ブランキング期間の間に171000
秒の蓄積を行い、次の有効画面期間にその1/10OO
秒蓄積信号を出力する。そして、1/1000秒蓄積期
間の直後の有効画面期間に実質1/60秒の電荷蓄積を
行い、次フィールドの有効画面期間にその1760秒蓄
積信号を出力する。このようにして、各フィールド毎に
、2種類(1/1000秒と1760秒)の光量の信号
が交互に出力される。
In the illustrated example, 171,000 during the vertical blanking period.
1/10OO of the second is accumulated in the next valid screen period.
Outputs second accumulation signal. Then, charge is accumulated for substantially 1/60 second during the effective screen period immediately after the 1/1000 second accumulation period, and the 1760 second accumulation signal is output during the effective screen period of the next field. In this way, two types of light intensity signals (1/1000 seconds and 1760 seconds) are alternately output for each field.

なお、第2図において、20はカメラ信号処理回路10
4からの信号(例えば映像信号)を受けて、露出制御の
ための制御信号を演算する公知のAE制御回路、22は
合焦制御のための制御信号を出力する公知のAFII?
31図1113は垂直ブランキング信号V IILJを
2分周する1/2分周回路である。26.27はサンプ
ル・ホールド回路、28はインバータ、29.30は1
/2分周回路24の出力又はインバータ28によるその
反転信号のどちらでサンプリング・タイミングを決定す
るかを選択するスイッチである。サンプル・ホールド回
路26.27の出力はそれぞれ絞り駆動回路106及び
焦点駆動回路107に印加され、自動露出制御、自動焦
点調節が実行される。
In addition, in FIG. 2, 20 is the camera signal processing circuit 10.
A known AE control circuit receives a signal (for example, a video signal) from 4 and calculates a control signal for exposure control, and 22 is a known AE control circuit that outputs a control signal for focus control.
1113 in FIG. 31 is a 1/2 frequency divider circuit that divides the frequency of the vertical blanking signal VIILJ by two. 26.27 is a sample and hold circuit, 28 is an inverter, 29.30 is 1
This is a switch for selecting which of the output of the /2 frequency divider circuit 24 or its inverted signal by the inverter 28 determines the sampling timing. The outputs of the sample and hold circuits 26 and 27 are applied to the aperture drive circuit 106 and the focus drive circuit 107, respectively, to perform automatic exposure control and automatic focus adjustment.

上記実施例では、1/1000秒と1760秒の組み合
わせであり、約4段(24倍)の光量変化であるので、
例えばCCD撮像素子を用いたカメラの場合、EVEN
フィールドで1760秒の蓄積時間を基準に主被写体に
露出を合わせると、そのEVENフィールドでは背景に
白とびが生じ易いのに対し、4段光量を少なくしたOD
Dフィールドでは主被写体で黒つぶれが発生することが
多い。なお、この例は逆光補正時に背景側に露出を合わ
せた場合を想定したもので、勿論、その場の状況により
1/1000秒以外に設定してもよい。
In the above example, it is a combination of 1/1000 seconds and 1760 seconds, and the light amount changes by about 4 steps (24 times).
For example, in the case of a camera using a CCD image sensor, EVEN
If you adjust the exposure to the main subject based on the accumulation time of 1760 seconds in the field, overexposure tends to occur in the background with that EVEN field, but with OD that reduces the light amount by 4 steps.
In the D field, blackout often occurs on the main subject. Note that this example assumes that the exposure is adjusted to the background side during backlight correction, and of course, it may be set to a value other than 1/1000 seconds depending on the situation.

本発明では、このような、一方のフィールドでの白とび
及び/又は黒つぶれを積極的に利用して、画面の改善を
行う。つまり白とび又は黒つぶれの生じる部分について
は、他のフィールドの対応部分(露出が異なるので黒つ
ぶれ又は白とびは生じていない。)で代替し、両フィー
ルドの信号を合成して最終的な映像信号とする。その基
本的考え方を、第4図を参照して説明する。第4図では
、主被写体を縦長の長方形で模式的に示している。
In the present invention, such overexposure and/or underexposure in one field is actively utilized to improve the screen. In other words, areas where blown-out highlights or blown-out shadows occur are replaced with corresponding areas from other fields (no blown-out highlights or blown-out highlights occur because the exposure is different), and the signals from both fields are combined to create the final image. Signal. The basic idea will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, the main subject is schematically shown as a vertically long rectangle.

第4図でスルー(T)画とは撮像素子103の直接出力
をいい、メモリ(M)画又はメモリ出力とは画像メモリ
204に一旦記憶された直前フィールドの信号をいう、
スルー画ではODDフィールド毎に逆光時の主被写体が
黒つぶれになり、EVENフィールド毎に背景が白とび
になっている。また、メモリ画では、1フイ一ルド期間
遅延した信号からなるので、白とびと黒つぶれはスルー
画とは異なるフィールドで生じている。
In FIG. 4, the through (T) image refers to the direct output of the image sensor 103, and the memory (M) image or memory output refers to the signal of the previous field once stored in the image memory 204.
In the through-the-lens image, the backlit main subject is blown out in shadows in each ODD field, and the background is blown out in highlights in each EVEN field. Furthermore, since the memory image consists of a signal delayed by one field period, blown-out highlights and blown-out shadows occur in a different field from the through-the-lens image.

従って、スルー画とメモリ画とを適切に組み合わせれば
、白とび及び黒つぶれの無い良好な映像が得られること
になる。つまり各フィールド毎にスルー画及びメモリ画
の信号を所定の闇値と比較して、当該闇値より大きけれ
ば1、小さければOとして、画素毎に白とび又は黒つぶ
れを判定する。
Therefore, by appropriately combining the through-the-lens image and the memory image, a good image without blown-out highlights or blown-out shadows can be obtained. That is, for each field, the signals of the through image and the memory image are compared with a predetermined darkness value, and if it is larger than the darkness value, it is set as 1, and if it is smaller, it is set as O, and it is determined whether there is overexposure or underexposure for each pixel.

第6図はその閾値と、画素の輝度値、フィールドとの関
係を示す。第6図(a)の横軸は輝度レベル、縦軸は1
画面中の各輝度レベルの出現頻度を示す。
FIG. 6 shows the relationship between the threshold value, the brightness value of the pixel, and the field. In Figure 6(a), the horizontal axis is the brightness level, and the vertical axis is 1.
Indicates the frequency of appearance of each brightness level on the screen.

第6図(a)に示すように、閾値Thlは黒つぶれを判
定できるように設定され、闇値Th2は、白とびを判定
できるように設定される。即ち、Thl以下が黒つぶれ
であり、閾値Th2以上が白とびと判定される。第6図
(b)は各フィールドと闇値との関係を示す。上記の如
< ODDフィールドとEVENフィールドでは白とび
と黒つぶれが交互するので、その判定用の閾値もフィー
ルド毎に変更する。
As shown in FIG. 6(a), the threshold value Thl is set to allow determination of underexposure, and the darkness value Th2 is set so as to determine overexposure. In other words, an image below Thl is determined to be blown-up shadows, and an image above the threshold Th2 is determined to be blown-out highlights. FIG. 6(b) shows the relationship between each field and the darkness value. As described above, since overexposure and underexposure occur alternately in the ODD field and the EVEN field, the threshold for determining this is also changed for each field.

このようにしてどのフィールドのどの画素部分が黒つぶ
れ又は白とびであるかを判定できるから、その判定結果
を用い、スルー画とメモリ画とで適正な露光量の画素信
号を選択できる。例えば、判定Aと判定Bの論理積をと
り、ODDフィールドでは、論理積が1である画素に対
してはスルー画の信号を選択し、論理積がOである画素
に対してはメモリ画の信号を選択し、EVENフィール
ドではその逆の関係にすることにより、第4図に示すよ
うな選択フラグが得られる。第4図の最下段の絵はその
選択フラグによる合成画像を示す。この図では、主被写
体が等速度運動を行った場合を想定し、時間軸ズレが画
像に及ぼす影響を確認したが、実用上充分な動画になり
うろことが分かる。
In this way, it is possible to determine which pixel portion of which field has a blocked-up shadow or a blown-out highlight, and by using the decision result, it is possible to select a pixel signal with an appropriate exposure amount for the through-the-lens image and the memory image. For example, take the logical product of judgment A and judgment B, and in the ODD field, select the signal of the through image for the pixel whose logical product is 1, and select the signal of the memory image for the pixel whose logical product is 0. By selecting a signal and having the opposite relationship in the EVEN field, a selection flag as shown in FIG. 4 is obtained. The picture at the bottom of FIG. 4 shows a composite image based on the selection flag. In this figure, we assumed that the main subject was moving at a constant speed, and confirmed the effect of time axis shift on the image, but it can be seen that the resulting video is sufficient for practical use.

第5図は処理部200の演算回路202において、上記
閾値Th1.Th2との比較及び選択フラグを形成する
回路部分の詳細な構成ブロック図を示す。
FIG. 5 shows that the threshold value Th1. A detailed configuration block diagram of a circuit portion forming a comparison with Th2 and a selection flag is shown.

Th切換制御信号は、Fl信号などのように、フィール
ド毎に”H”、”L”が反転する信号であり、閾値発生
回路53及びインバータ51を介して第2の闇値発生回
路52に印加される。閾値発生回路52.53はその切
換信号に応じて、第6図(1))の関係の閾値Thl又
は同Th2を発生する。比較回路54.55はそれぞれ
メモリ画、スルー画と閾値発生回路52.53からの閾
値とを比較し、A信号、B信号を出力する。アンド・ゲ
ート56はそのA信号とB信号の論理積をとり、選択フ
ラグ信号を出力する。スイッチ57は当8亥選択フラグ
信号に従って切り換わり、メモリ画又はスルー画の信号
を選択する。
The Th switching control signal is a signal in which "H" and "L" are inverted for each field, like the Fl signal, and is applied to the second dark value generation circuit 52 via the threshold generation circuit 53 and the inverter 51. be done. The threshold value generation circuits 52 and 53 generate the threshold value Thl or Th2 in the relationship shown in FIG. 6(1)) in accordance with the switching signal. Comparison circuits 54 and 55 respectively compare the memory image and the through image with the thresholds from the threshold generation circuits 52 and 53, and output signals A and B. AND gate 56 ANDs the A and B signals and outputs a selection flag signal. The switch 57 is switched according to the current selection flag signal to select the memory image or live image signal.

第7図は階調特性図を示す。同(a)の実線が通常のビ
デオ・カメラの特性図であり、100χまでは入出力が
リニアになっており、それ以上の入力(100〜400
χ)に対してはKNEE特性と呼ばれる傾きの緩い関係
となっている。この変化点をPlとすると、高速シャフ
タ時にはこの変化点がP2の位置に移行する。但しPi
が1/60秒で、P2が2段の露光量変化の1/250
秒であるとする。上述のように、4段の差の場合には、
第7図(d)の(1)と(5)の関係になる。因みに、
第7図(d)の(1)は1760秒、(2)は1/12
5秒、(3)は1/250秒、(4)は11500秒、
(5)は171000秒とした場合の特性図である。傾
きの違う2つの特性から好みのカーブを持つ特性を合成
する。
FIG. 7 shows a gradation characteristic diagram. The solid line in (a) is the characteristic diagram of a normal video camera, and the input/output is linear up to 100χ, and for inputs beyond that (100 to 400
χ), there is a relationship with a gentle slope called the KNEE characteristic. Assuming that this point of change is Pl, this point of change shifts to position P2 during high-speed shuffling. However, Pi
is 1/60 second, and P2 is 1/250 of the 2-step exposure change.
Suppose it is seconds. As mentioned above, in the case of a difference of 4 steps,
The relationship is as shown in (1) and (5) in FIG. 7(d). By the way,
(1) in Figure 7(d) is 1760 seconds, (2) is 1/12
5 seconds, (3) is 1/250 seconds, (4) is 11500 seconds,
(5) is a characteristic diagram when the time is 171000 seconds. Synthesize a characteristic with a desired curve from two characteristics with different slopes.

第7図(b)、 (C)がその合成例である。FIGS. 7(b) and (C) are examples of the synthesis.

具体的に階調特性の合成法を説明する。なお、線形部か
らKNEE特性部への変化点PI(低速シャッタ・スピ
ードの場合)と、P2(高速シャッタ・スピードの場合
)のどちらか一方が100χ点になるように制御する場
合を例にとる。第6図に示したように閾値を設け、画面
の白とび及び黒つぶれを判定するが、その閾値の設定に
より階調特性が変化する。その変化の様子を第7図(b
)に示す。(1)〜(3)の特性は、白とび判定用の閾
値Th2を低い値から順次高い値へ変化させていった場
合に、スイッチ57による画素切換で高速シャフタ側を
選択する位置が高輝度側に変化する様子を示す。
A method of synthesizing gradation characteristics will be specifically explained. Let us take as an example the case where either the change point PI (in the case of low shutter speed) or P2 (in the case of high shutter speed) from the linear part to the KNEE characteristic part is controlled to be the 100χ point. . As shown in FIG. 6, a threshold value is provided to determine overexposure and underexposure on the screen, and the gradation characteristics change depending on the setting of the threshold value. Figure 7 (b) shows the state of the change.
). The characteristics of (1) to (3) are that when the threshold Th2 for overexposure determination is sequentially changed from a low value to a high value, the position where the high-speed shutter side is selected by pixel switching by the switch 57 is high brightness. Shows how it changes to the side.

第5図ではスイッチ57により一方の画素信号を選択し
ているが、対応する2画素のデータを演算処理して目的
の信号を得てもよい。例えば、第7図(b)の特性(2
)を基準として各種の演算方法を選択した場合の特性変
化を第7図(C)に示す。第7図(C)の特性(2)は
第7図(b)の特性(2)と同じである。第7図(C)
の特性+1)は、「白とび」判定がなされた画素のデー
タと、別画面の対応画素のデータとを用い、平均値処理
を行った場合を示す。特性(3)は減算処理を行った場
合を示す。例えば、「白とび」と判定された対応する2
画素のデータをそれぞれDl、Dlとし、処理結果をD
とすると、平均値処理では、D= CDI +Dz )
/2であり、減算処理ではD”Dl  k (Dl  
Di )である。但し、kは設定閾値に応じて変化させ
る。第7図(C)の特性(3)ではkは約1.88であ
る。このような平均値処理や減算処理以外にも、定数加
算、定数減算などの所謂オフセット処理でもよく、また
これらを併用してもよい。
In FIG. 5, one pixel signal is selected by the switch 57, but the data of two corresponding pixels may be processed to obtain the desired signal. For example, the characteristic (2
) is shown in FIG. 7(C) when various calculation methods are selected. Characteristic (2) in FIG. 7(C) is the same as characteristic (2) in FIG. 7(b). Figure 7 (C)
The characteristic +1) indicates the case where average value processing is performed using the data of the pixel for which the "overexposure" determination has been made and the data of the corresponding pixel on another screen. Characteristic (3) shows the case where subtraction processing is performed. For example, the corresponding 2
Let the pixel data be Dl and Dl, respectively, and the processing result is D
Then, in average value processing, D= CDI +Dz)
/2, and in the subtraction process D”Dl k (Dl
Di). However, k is changed according to the set threshold value. In characteristic (3) of FIG. 7(C), k is approximately 1.88. In addition to such average value processing and subtraction processing, so-called offset processing such as constant addition and constant subtraction may be used, or these may be used in combination.

次に、制御回路108の他の詳細例を第8図に示す、マ
スター・クロック発生器40は外部からの基準信号に従
い、制御回路108内部用のマスター・クロックを発生
する。 1/1000シヤツタ用のクロック発生器41
はそのマスター・クロックに従い高速用クロックを発生
し、1760シヤフタ用のクロック発生器42はそのマ
スター・クロックに従い低速用クロックを発生する。ス
イッチ45はフィールド毎に切り換わり、クロック発生
器41及び同42の出力を交互に駆動回路105に印加
する。AE制御信号発生器43は、カメラ信号処理回路
104からの映像信号を基に、絞り制御のためのAE?
#I?B信号を発生する。制御信号保持回路44はその
制御信号を1フイ一ルド間保持する。
Next, another detailed example of the control circuit 108 is shown in FIG. 8. A master clock generator 40 generates a master clock for internal use in the control circuit 108 in accordance with an external reference signal. Clock generator 41 for 1/1000 shutter
generates a high-speed clock according to its master clock, and the clock generator 42 for the 1760 shifter generates a low-speed clock according to its master clock. The switch 45 is switched for each field and alternately applies the outputs of the clock generators 41 and 42 to the drive circuit 105. The AE control signal generator 43 generates AE? for aperture control based on the video signal from the camera signal processing circuit 104.
#I? Generates a B signal. The control signal holding circuit 44 holds the control signal for one field.

スイッチ46は、フィールド毎に切り換わり、AE制御
信号発生器43の出力及び制御信号保持回路44による
保持信号を交互に絞り制御回路106に印加する。切換
信号発生器47は、スイッチ45.46の切換を制御す
る。スイッチ45.46は同期して切り換わる。
The switch 46 is switched for each field, and alternately applies the output of the AE control signal generator 43 and the holding signal from the control signal holding circuit 44 to the aperture control circuit 106. A switching signal generator 47 controls switching of switches 45,46. Switches 45, 46 switch synchronously.

この実施例では、低速用、高速用それぞれにクロック発
生器を設け、そのクロックを、フィールド毎の信号を発
生する切換信号発生器の出力信号により切り換えている
ので、回路構成及び動作が簡単になるという効果があり
、特に動画に適している。
In this embodiment, a clock generator is provided for low speed and high speed, and the clocks are switched by the output signal of a switching signal generator that generates a signal for each field, which simplifies the circuit configuration and operation. This effect is particularly suitable for videos.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、撮像素子のダイナミック・レンジを実質的に広くす
ることができる。具体的には、逆光時においても、主被
写体のみならず背景までも適正露光とするような撮影が
可能になる。更には、主被写体を適正露光にした場合、
背景の写り具合(白とびの程度など)が好みに応じて調
節自在となり、より自然な描写や意図的な作画が可能に
なる。勿論逆に、背景を適正露光にして、主被写体の黒
つぶれの程度を調節することもできる。これらの写り具
合の調節範囲は画素データの演算方法に加え、シャフタ
・スピードの組み合わせにより無数の広範囲の特性を得
ることができる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, the dynamic range of the image sensor can be substantially widened. Specifically, even when backlit, it is possible to take pictures in which not only the main subject but also the background is properly exposed. Furthermore, if the main subject is properly exposed,
The quality of the background (level of overexposure, etc.) can be adjusted to suit your preference, allowing for more natural depictions and intentional drawings. Of course, conversely, it is also possible to set the background to proper exposure and adjust the degree of blackout of the main subject. In addition to the pixel data calculation method, a countless wide range of characteristics can be obtained by combining the shutter speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を用いたカメラ一体形VTR
の構成ブロック図、第2図は第1図のカメラ部の制御回
路108の具体的構成ブロック図、第3図は撮像素子の
動作タイミング・チャート、第4図は本発明による画像
処理の概念図、第5図は第1図の演算回路202の具体
的構成ブロック図、第6図は白とび及び黒つぶれ判定の
闇値の決定法を説明する図、第7図は階調特性図、第8
図は制御回路108の別の構成ブロック図である。 100− カメラ部 200−・・処理部 300−・
・記録部
Figure 1 shows a camera-integrated VTR using an embodiment of the present invention.
2 is a specific configuration block diagram of the control circuit 108 of the camera unit shown in FIG. 1, FIG. 3 is an operation timing chart of the image sensor, and FIG. 4 is a conceptual diagram of image processing according to the present invention. , FIG. 5 is a concrete block diagram of the arithmetic circuit 202 shown in FIG. 8
The figure is another configuration block diagram of the control circuit 108. 100- Camera section 200-... Processing section 300-...
・Recording department

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)撮像手段と、同一被写体の露光量の異なる複数画
面の映像信号を当該撮像手段から出力させる制御手段と
、当該撮像手段から出力される複数画面の映像信号のい
くつかを記憶自在な画像メモリと、注目画素の信号が不
適当と判断される場合に、必要に応じて当該注目画素に
対応する複数の画面の対応信号を選択又は演算処理し、
出力画素信号を生成する演算処理手段とからなることを
特徴とする撮像装置。
(1) An imaging means, a control means for causing the imaging means to output video signals of a plurality of screens with different exposure amounts of the same subject, and an image capable of storing some of the video signals of the plurality of screens output from the imaging means. memory and, if the signal of the pixel of interest is determined to be inappropriate, select or process the corresponding signals of a plurality of screens corresponding to the pixel of interest as necessary;
An imaging device comprising: arithmetic processing means that generates an output pixel signal.
(2)前記制御手段は、前記複数画面の映像信号を当該
撮像手段から所定の期間毎に順に出力させ、前記演算処
理手段は、当該所定の期間内に前記演算処理を行い、出
力画像信号を生成する特許請求の範囲第(1)項に記載
の撮像装置。
(2) The control means sequentially outputs the video signals of the plurality of screens from the imaging means every predetermined period, and the arithmetic processing means performs the arithmetic processing within the predetermined period and outputs the output image signal. An imaging device according to claim (1).
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US08/386,119 US5638118A (en) 1987-06-09 1995-02-09 Image sensing device with diverse storage times used in picture composition
US08/802,279 US5969761A (en) 1987-06-09 1997-02-19 Image sensing device
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818522A (en) * 1995-04-17 1998-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Image pickup apparatus for obtaining a better color image over a wider luminance range

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