KR20020070171A

KR20020070171A - 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는텔레비젼신호처리장치와 그 신호처리장치를 가지는텔레비젼카메라 및 텔레비젼신호처리방법

Info

Publication number: KR20020070171A
Application number: KR1020020029472A
Authority: KR
Inventors: 니시카와히로유키; 후쿠시마아키라
Original assignee: 히다치덴시 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2002-09-05
Also published as: CN1278689A; KR20010007236A; US6747694B1; CN1172523C; KR100363827B1; KR100363826B1

Abstract

본 발명은 텔레비젼신호처리장치로서, 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여, 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하고, 제 1 영상신호에 의거하여 이 제 1 영상신호에 백색밸런스처리를 실시하여 백색밸런스처리된 영상신호를 출력하는 제 1 조정수단과, 제 2 영상신호에 의거하여 이 제 2 영상신호에 백색밸런스처리를 실시하여，백색밸런스처리된 영상신호를 출력하는 제 2 조정수단과, 제 1 과 제 2 조정수단의 출력을 합성하는 합성수단을 가진다. 또한 텔레비젼신호처리장치는 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과, 검출한 상기 피크치에 따라 상기 제 1 과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과, 합성비율에 따른 제 1 영상신호와 제 2 영상신호를 합성(combine)하는 합성수단을 가진다. 또 텔레비젼신호처리장치는 제 1 과 제 2 영상신호의 각각의 특정 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과, 검출한 히스토그램치에 따라 제 1 과 제 2 영상신호의 각각의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과, 비선형처리를 실시한 제 1 과 제 2 영상신호를 소정의 비율로 합성하는 합성수단을 가진다.

Description

넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리장치와 그 신호처리장치를 가지는 텔레비젼카메라 및 텔레비젼신호처리방법{TELEVISION SIGNAL PROCESSOR FOR GENERATING VIDEO SIGNAL OF WIDE DYNAMIC RANGE, TELEVISION CAMERA USING THE SAME, AND METHOD FOR TELEVISION SIGNAL PROCESSING}

본 발명은 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 얻기 위한 텔레비젼신호처리장치와, 텔레비젼카메라 및 텔레비젼신호처리방법에 관한 것이다. 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라는 피사체안에 밝기가 다른 화상이 혼재되어 있어도 어느 화상도 적절하게 재현할 수 있는 연구가 되고 있다.

종래의 일반적인 텔레비젼카메라장치에서는 촬상소자의 전하출적용량에 의한 제한으로 약 4배의 다이내믹레인지가 한계였다. 따라서 어두운 실내와 밝은 실외와의 양쪽을 포함하는 피사체를 촬영할 때등, 매우 밝은(고휘도)피사체(실외)와 비교적 어두운(저휘도)피사체(실내)가 혼재됨으로 고휘도 피사체이거나 저휘도 피사체중 어느 한쪽만이 적정레벨로 얻어지도록 노광시간 등을 제어하지 않을 수 밖에 없었다. 저휘도부분을 적정레벨로 하면 고휘도부분이 뿌옇게 퍼지고 (saturation), 고휘도부분을 적정레벨로 하면 저휘도부분이 검게 뭉게지게 된다.

최근, 상기 문제를 해결하기 위하여 도 7에 나타내는 바와 같은 수직영상기간에 통상의 노광시간으로 전하를 축적하는 동작과, 수직블랭킹기간에 짧은 노광시간으로 전하를 축적하는 동작을 행함으로써, 통상노광에 의하여 표준적인 밝기의 피사체가 적정레벨로 얻어지는 표준휘도영상신호(장시간 노광영상신호)(V1)와 짧은노광에 의하여 매우 밝은 피사체가 적정레벨로 얻어지는 고휘도영상신호(짧은 시간 노광영상신호)(V2)를 인출하는 것이 가능한 넓은 다이내믹레인지 촬상소자가 개발되어 있다. 또 도 8에 나타내는 바와 같은 촬상소자(22)로부터 얻어지는 영상신호(C)를 증폭률이 다른 증폭회로(23)와 증폭회로(24)에서 각각 증폭함으로써, 표준휘도 영상신호(V1)와 고휘도 영상신호(V2)를 인출하는 듀얼증폭방식 등이 개발되어 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이 이들 넓은 다이내믹레인지 촬상소자나 듀얼증폭방식에 의하여 인출된 표준휘도 영상신호(V1)와 고휘도 영상신호(V2)에 후기하는 가산(합성)비율(R)에 의거하여 승산계수 연산회로(25)에서 산출한 고정의 승산계수(L, S)를 승산회로(26, 27)에서 각각 승산한 후, 합성회로(28)에서 가산함으로써 다이내믹레인지 약 64배의 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)가 얻어지는 텔레비젼카메라장치가 개발되어 있다.

텔레비젼카메라의 촬상소자로부터 얻어지는 영상신호는 백색밸런스처리나, 감마보정처리나 가중(knee)특성보정처리 등의 비선형 처리를 실시하여 외부로 출력된다. 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라에서는 1개의 피사체에 대하여 2개 또는 그 이상의 다른 영상신호를 생성하고, 이 복수의 신호를 적절하게 합성하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호출력을 얻는다. 이들 복수의 영상신호는 뒤에 상세하게 설명하는 바와 같이 촬상시의 노광조건을 바꾸거나 또는 게인을 바꾸거나하여 얻어진다.

본 발명은 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라의 영상신호처리, 예를 들어백색밸런스처리, 비선형처리 또는 신호합성처리 등의 과정에서 생기는 이하에 설명하는 바와 같은 모든 문제를 해결하여 고품질의 표시영상을 얻을 수 있게 한다.

이상 설명한 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 출력하는 텔레비젼카메라는, 이 텔레비젼카메라가 가지는 1개의 고체촬상소자로부터 피사체의 저휘도영역에 노광조건이 맞은 장시간 노광영상신호와, 고휘도영역에 노광조건이 맞은 단시간 노광영상신호의 2개의 영상신호가 출력된다. 이들 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호는 소정의 합성처리가 실시되고 나서, 영상신호처리회로에서 백색밸런스처리가 실시된다.

상기 종래의 기술을 이용한 텔레비젼카메라의 구성에 관하여 이하 도 5에 의거하여 설명한다.

상기 도면에 있어서, 11은 촬상광을 전하로 변환하여 전하에 대응한 영상신호를 출력하는 고체촬상소자(CCD)이다. 촬상소자(11)는 이 텔레비젼카메라(10)로부터 출력되는 영상신호의 1수평주사기간에 예를 들어 1/2,000초 동안에 찰상광을 노광하여 얻어진 단시간 노광영상신호와, 이 단시간 노광영상신호의 경우보다도 긴, 예를 들어 약 1/60초 동안에 촬상광을 노광하여 얻어진 장시간 노광영상신호를 각각 1수평주사기간분의 영상신호를 시간압축하여 출력한다. 12는 CCD(11)로부터 출력된 영상신호를 샘플홀드하고, 다시 소요레벨까지 증폭하여 출력하는 샘플홀드 및 자동이득제어회로(CDS & AGC회로), 13은 CDS & AGC회로로부터의 아날로그영상신호를 디지털영상신호로 변환하는 A/D변환기이다. 14는 A/D변환기(13)로부터의 디지털영상신호를 1수평주사기간마다 이 디지털영상신호의 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 분리하고, 각각 1수평주사기간에 시간압축신장하여 이들을 동기화하여 각각 동시에 출력하도록 한 동기화회로이다. 17은 동기화회로(14)로부터의 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 입력하여 소정의 합성방법을 가지고 그것들을 합성하기 위한 합성처리회로이며, 그 합성방법으로서는 예를 들어 이들 2개의 신호중 어느 하나가 더욱 적정한 노광영상 신호레벨로 되어 있는 쪽의 영상신호레벨을 가지는 합성영상신호를 생성하도록 2개의 입력신호를 합성처리한다.

이와 같이 합성처리함으로써 예를 들어 화면내의 장시간 노광영상신호로서는 뿌옇게 퍼짐을 일으켜 디테일을 알 수 없는 영역이 단시간 노광영상신호의 적정한 신호레벨로 합성하도록 하고, 또 단시간 노광영상신호에서는 검게 뭉게짐을 일으켜 디테일을 알 수 없는 영역이, 단시간 노광영상신호의 적정한 신호레벨로 합성하게 된다. 합성처리회로(17)에서 합성된 합성영상신호는 영상신호처리회로(DSP회로) (15)에 입력된다. DSP(digital signal processor)회로(l5)에서는 합성영상신호에 소정의 영상신호처리가 실시되어 감마보정이나 백색밸런스조정을 위한 처리 등이 실시된다. 영상신호처리가 실시된 영상신호는 DSP회로(15)로부터 후단(도시 생략)으로 출력된다.

도 6에 백색밸런스 조정회로의 일례의 블록도를 나타낸다. 이 백색밸런스 조정회로는, DSP나 또는 각 블록의 기능의 동작을 하는 전용회로의 조합에 의하여 실현할 수 있다. RGB 게인처리회로(30)는 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 색신호의 진폭레벨을 각각 개별로 게인조정한다. 색차신호 변환처리회로(31)는 R, G, B신호와 Y(휘도)신호에 의거하여 색차신호(R-Y, B-Y)를 생성한다. 백색신호성분검출회로(32)는 색차신호(R-Y, B-Y)와 Y 신호로부터 소정의 백색검출레벨 프레임의 범위에 포함되는 백색신호성분을 검출하여 출력한다. 백색밸런스 제어회로(33)는 R-Y와 B-Y의 각각의 백색신호성분을 비교하여 백색밸런스가 어느 색의 방향으로 어느 정도 어긋나 있는 지를 검출하고, 백색밸런스의 어긋남을 나타내는 신호 (WB)(색온도와 대응함)를 출력한다. 게인제어회로(34)는 어긋남 신호(WB)에 따라 WB가 영이 되는 방향으로 RGB 게인처리회로(30)의 R 신호와 B 신호의 게인을 조정한다.

도 2에 나타내는 피사체는 형광등 밝기하의 실내의 인물(20)과, 창밖의 태양광하의 경치(21)의 양쪽이 동시에 존재한다. 실내는 해칭(hatching)으로 나타낸 어두운 화면(저휘도)이고, 창밖의 경치(21)는 실내와 비교하여 매우 밝은 화면(고휘도)이다. 또 광원은 실내는 형광등조명이고, 옥외는 태양광이기 때문에 실내와 옥외의 화상에서는 색온도가 매우 다르다.

다음에 종래의 넓은 다이내믹레인지 카메라에서의 백색밸런스처리시의 문제점에 관하여 설명한다. 도 2와 같은 피사체를 도 5에 나타내는 종래의 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라로 촬영하면 실내의 저휘도 화상부분이 적정노광레벨이 되도록 촬상된 영상신호와, 옥외의 고휘도 화상부분(21)이 적정노광레벨이 되도록 촬상된 2개의 영상신호가 얻어진다. 즉 장시간 노광에 의해 저휘도 화상부분이 적정레벨이 되도록 촬상한 영상신호와, 단시간 노광에 의해 고휘도 화상부분이 적정레벨이 되도록 촬상한 영상신호가 얻어진다. 장시간 노광영상신호는, 각 수직영상기간에 CCD에 축적된 전하신호로부터 얻어지고, 단시간 노광영상신호는, 각 수직블랭킹기간에 동일 CCD에 축적된 전하신호로부터 얻어진다.

이들 2개의 영상신호를 합성처리회로(17)에서 합성하여 1개의 영상신호로 하고, 합성된 영상신호를 DSP(15)에서 백색밸런스처리를 하면, 실내화상에 노광조건이 맞은 장시간 노광영상신호성분이나, 옥외화상에 노광조건이 맞은 단시간 노광영상 신호성분중 어느 한쪽의 신호성분에 의거하여 백색밸런스의 기준이 되는 백색레벨이 결정되기 때문에 한쪽의 영상신호성분에 대해서만 백색밸런스가 적정하게 되고, 다른쪽의 색온도가 다른 영상신호성분에 대해서는 백색밸런스가 적정하게 되지 않아 모니터에 표시되는 실내화상 또는 옥외화상중 어느 한쪽의 화상의 색이 부자연스럽게 된다. 또 장시간 노광영상신호성분과 단시간 노광영상신호성분의 중간의 색온도에 적합하도록 백색밸런스를 처리하면 실내화상과 옥외화상의 모두가 부자연스런 색이 재현된다.

본 발명은 이들 문제점을 제거하고, 백색밸런스후의 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호의 색신호에 소정의 처리를 실시하여 합성함으로써 합성된 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 손실없이, 또한 최적의 레벨로 얻는 것을 특징으로 하는 장치의 실현을 목적으로 하는 것이다.

다음에 신호합성처리시의 문제점에 관하여 설명한다. 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라의 영상신호로 도 9에 나타낸 종래의 신호합성처리를 행하는 경우를 예로 들어 설명한다.

여기서 얻어진 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)에 있어서, 고휘도 영상신호 (V2)가 차지하는 최대의 비율인 가산비율(R)을 R%, 표준휘도 영상신호(Vl)의 승산계수를 L, 고휘도 영상신호(V2)의 승산계수를 S라 하면, 승산계수(L, S)는 하기식과 같이 고정의 계수가 된다.

L = (100% - R%)/100%

S = R%/100%

상기식에서 알 수 있는 바와 같이 L + S = l 이다. 이것은 표준휘도 영상신호(Vl)와 고휘도 영상신호(V2)가, 각각 최대의 입력레벨인 100% 레벨이 입력된 경우 에도 가산후의 신호레벨이 100% × L + 100% ×S = 100%가 되어 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)가 100% 레벨이내에 수습되도록 하기 위함이다.

즉, 가산후의 신호레벨이 100%를 넘어서면 카메라장치의 최종출력이 100%로 규제되어 있어 100%이상의 신호성분은 100%로 압축되어 뿌옇게 뭉게져 넓은 다이내믹레인지의 영상신호가 인출되지 않게 되기 때문이다.

여기서 가산비율 R = 50으로 하고, 표준휘도 영상신호(Vl)와 고휘도 영상신호(V2)가 50% : 50%로 가산된다. 즉 L = 0.5, S = 0.5의 경우를 생각하면, 도 13에서 알 수 있는 바와 같이 고휘도 영상신호(V2)의 피크치(P)가 영상신호의 포화레벨 100%보다 작은 60%레벨의 경우, 가산후의 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)의 진폭은 100% ×L(0.5) + 60% ×S(0.5) = 80%가 되어 영상신호의 포화레벨 100%까지 진폭하지 않고, 영상신호의 출력레벨 100%를 풀로 활용할 수 없기 때문에 콘트라스트가 낮은 영상이 되는 문제가 있다.

본 발명은 이들 문제점을 제거하여 합성된 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 손실없이, 또한 최적의 레벨로 얻을 수 있는 넓은 다이내믹레인지 촬상장치의 실현을 목적으로 하는 것이다.

2개의 촬상소자를 사용하여 1개의 피사체에 대하여 2개의 다른 영상신호를 생성하고, 2개의 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 출력하는 텔레비젼카메라에 관해서는 Tsukui에게 주어진 1996년 12월 31일 등록된 미국특허 제5,589,880호에 개시되어 있다. 고속셔터와 저속셔터를 1개의 CCD 촬상소자와 조합하여 노광시간이 다른 2개의 영상신호를 생성하고, 적절한 영상신호를 선택하여 출력하는 텔레비전 카메라장치가 JP-A-4-354277호에 개시되어 있다. 피사체로부터의 광을 광스프리터로 광량이 다른 2개의 빔으로 분할하고, 2개의 CCD 소자로 이들 광빔을 수광하여 2개의 영상신호를 생성하는 방식의 촬상장치가 미국특허 제5,420,635호에 개시되어 있다. 전하축적시간을 제어할 수 있는 촬상소자로부터 전하축적시간이 서로 다른 2개의 영상신호를 생성하고, 2개의 신호의 각각에 적당한 가중계수를 인가한 신호를 합성함으로써 어두운 화상으로부터 밝은 화상까지 신호포화나 노이즈가 적은 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 얻는 촬상장치가 미국특허제5,455,621호에 개시되어 있다.

본 발명의 목적의 하나는 광원의 색온도가 다른 영상영역이 1개의 피사체내에 혼재되어 있더라도, 어느 영역도 백색밸런스가 적정하게 조정되어 색재현성이 뛰어난 영상을 얻을 수 있는 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 위한 텔레비젼신호처리장치와 신호처리방법 및 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 백색밸런스처리된 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상 신호를 적절하게 합성하여 촬영된 영상의 어느 영역도 적절한 백색밸런스처리를 할수 있는 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 위한 텔레비젼신호처리장치와 신호처리방법 및 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 적절하게 합성하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 손실없이, 또한 최적의 레벨로 얻을 수 있는 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 위한 텔레비젼신호처리장치와 신호처리방법 및 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라의 실시예의 회로구성을 나타내는 블록다이어그램,

도 2는 고휘도영역과 저휘도영역을 동시에 포함하는 피사체신(scene)의 일례,

도 3은 장시간 노광영상신호의 파형의 일례,

도 4는 단시간 노광영상신호의 파형의 일례,

도 5는 종래의 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라의 회로구성을 나타내는 블록다이어그램,

도 6은 백색밸런스조정회로의 일례의 블록다이어그램,

도 7은 CCD로부터 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 출력하는 동작을 설명하는 도,

도 8은 표준휘도영상신호와 고휘도영상신호를 생성하는 회로의 일례,

도 9는 종래의 신호합성방식을 설명하는 블록다이어그램,

도 10은 종래의 백색밸런스를 행한 신호의 합성방식을 설명하는 블록다이어그램,

도 11은 본 발명의 신호처리회로의 실시예의 신호합성처리를 설명하기 위한 도,

도 12는 종래의 백색밸런스를 행한 신호의 합성처리를 설명하기 위한 도,

도 13은 종래의 넓은 다이내믹레인지 텔레비젼카메라의 신호합성처리를 설명하기 위한 도,

도 14는 본 발명의 신호처리회로의 실시예의 신호합성처리부분의 블록다이어그램,

도 15는 본 발명의 신호처리회로의 실시예에 있어서의 가중계수의 특성도의 일례,

도 16은 본 발명의 신호처리회로의 실시예에 있어서의 가중계수의 특성도의 일례,

도 17은 본 발명의 신호처리회로의 실시예에 있어서의 신호합성처리를 설명하기 위한 도,

도 18은 본 발명의 신호처리회로의 실시예에 있어서의 합성가중계수의 특성도의 일례,

도 19는 본 발명의 신호처리회로의 다른 실시예의 신호합성처리부분의 블록다이어그램,

도 20은 본 발명의 신호처리회로의 도 19의 실시예의 승산계수회로의 동작을설명하는 플로우차트,

도 21은 본 발명의 신호처리회로의 도 19의 실시예의 신호합성처리의 동작을 설명하는 도,

도 22는 본 발명의 신호처리회로의 도 19의 실시예의 신호합성처리의 동작을 설명하는 도,

도 23은 본 발명의 신호처리회로의 또 다른 실시예의 신호합성처리부분의 블록다이어그램,

도 24는 도 23의 히스토그램검출회로의 동작을 설명하는 도,

도 25는 도 23의 비선형 처리회로의 동작을 설명하는 도,

도 26은 도 23의 신호처리장치의 신호합성처리동작을 설명하는 도,

도 27은 도 23의 비선형 처리회로의 특성도,

도 28은 도 23의 비선형 처리회로의 특성도,

도 29는 도 23의 비선형 처리회로의 특성도,

도 30은 본 발명의 신호처리회로의 또 다른 실시예의 신호합성처리부분의 블록다이어그램,

도 31은 도 30의 히스토그램검출회로의 동작을 설명하는 도,

도 32는 도 30의 가산비율 연산회로의 동작을 설명하는 플로우차트,

도 33은 도 30의 승산계수 연산회로의 동작을 설명하는 플로우차트,

도 34는 도 30의 가중(knee)회로의 특성도의 일례,

도 35는 도 30의 가중회로의 특성도의 다른 예,

도 36은 도 30의 신호처리회로의 신호가산처리의 동작을 설명하는 도,

도 37은 도 30의 신호처리회로의 신호가산처리의 동작을 설명하는 도이다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치는 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하고, 제 1 영상신호에 의거하여 이 제 1 영상신호 백색밸런스처리를 실시하여 백색밸런스처리된 영상신호를 출력하는 제 1 조정수단과, 제 2 영상신호에 의거하여 이 제 2 영상신호에 백색밸런스처리를 실시하여 백색밸런스처리된 영상신호를 출력하는 제 2 조정수단과, 제 1과 제 2 영상신호의 출력을 합성하는 합성수단을 가진다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치는 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 장치로서, 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과, 검출한 상기 피크치에 따라상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과, 합성비율에 따른 제 1 영상신호와 제 2 영상신호를 합성(combine)하는 합성수단을 가진다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치는 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 장치로서, 제 1과 제 2 영상신호 각각의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과, 검출한 히스토그램치에 따라 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과, 비선형처리를 실시한 제 1과 제 2 영상신호를 소정의 비율로 합성(combine)하는 합성수단을 가진다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치는 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제1의 영상 신호와, 상기피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 장치로서, 제 2 영상신호의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과, 검출한 히스토그램치에 따라 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과, 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과, 검출한 피크치와 합성비율에 따라 제 1 영상신호의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과, 비선형처리를 실시한 제 1 영상신호와, 제 2 영상신호를 결정한 합성비율로 합성(combine)하는 합성수단을 가진다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치는 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 장치로서, 제 1 영상신호의 색신호성분과 휘도신호성분에 의거하여 이 제 1 영상 신호에 백색밸런스처리를 실시하여 백색밸런스처리된 색신호성분과 휘도신호성분을 출력하는 제 1 조정수단과, 제 2 영상신호의 색신호성분과 휘도신호성분에 의거하여 이 제 2 영상신호에 백색밸런스처리를 실시하여 백색밸런스처리된 색신호성분과 휘도신호성분을 출력하는 제 2 조정수단과, 제 1 영상신호의 휘도신호성분의 레벨에 따라 제 1 영상신호의 색신호성분의 제 1 가중계수를 결정하는 수단과, 제 2 영상신호의 휘도신호성분의 레벨에 따라 제 2 영상신호의 색신호성분의 제 2 가중계수를 결정하는 수단과, 제 1 조정수단으로부터 출력된 색신호성분에 제 1 가중계수를 승산하는 제 1 승산수단과, 제 2 조정수단으로부터 출력된 색신호성분에 제 2 가중계수를 승산하는 제 2 승산수단과, 제 1과 제 2 조정수단으로부터 출력된 휘도신호끼리를 합성하는 제 1 합성수단과, 제 1과 제 2 승산수단으로부터 출력된 색신호성분끼리를 합성하는 제 2 합성수단과를 가진다.

본 발명에 의한 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼카메라는 상기한 본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치중의 어느 하나에 다시 피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호를 발생하는 촬상수단을 가진다.

본 발명에 의한 텔레비젼신호처리방법은 상기한 본 발명에 의한 텔레비젼신호처리장치에 있어서의 영상신호처리의 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 도 1에 의거하여 설명한다.

상기 도면에 있어서 1은 촬상광을 전하로 변환하여 영상신호로서 출력하는 고체촬상소자(CCD)로서, 특히 이 텔레비젼카메라로부터 출력되는 영상신호의 l 수평주사기간에 예를 들어 1/2,000초 사이에 촬상광을 노광하여 얻어진 단시간 노광영상신호와, 그 단시간 노광영상신호의 경우보다 긴, 예를 들어 대략 1/60초 사이에 촬상광을 노광하여 얻어진 장시간 노광영상신호를 각각 l 수평주사기간분의 영상신호를 시간압축하여 출력한다. 2는 CCD(1)로부터 출력된 영상신호를 샘플홀드하고, 다시 소요레벨까지 증폭하여 출력하는 샘플홀드 및 자동이득제어회로 (CDS&AGC회로), 3은 CDS&AGC 회로로부터의 아날로그영상신호를 디지털영상신호로 변환하는 A/D 변환기이다. 4는 A/D 변환기(3)로부터의 디지털영상신호를 1 수평주사기간마다 이 디지털영상신호의 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 분리하여 각각 1 수평주사기간으로 시간압축신장하여 이것들을 동기화하여 각각 동시에 출력하도록 한 동기화회로이다.

동기화회로(4)로부터 출력된 장시간 노광영상신호는 영상신호처리회로(DSP 회로)(5)에 입력되고, 한편 동일하게 동기화회로(4)로부터 출력된 단시간 노광영상 신호는 영상신호처리회로(DSP회로)(6)에 입력된다. 이들 DSP회로(5, 6)는 입력된 영상신호에 소정의 영상신호처리를 각각 실시하고, 예를 들어 감마보정이나 백색밸런스조정을 위한 처리 등을 각각 실시한다.

이 DSP회로(5)에서는 입력된 장시간 노광영상신호에 따른 백색밸런스조정이 행하여져 도 2에 나타내는 바와 같이 장시간 노광영상신호로 더욱 적정노출레벨이 되는 저휘도영역의 영상으로서 형광등 조명하의 옥내의 영상이 촬상된 경우에 예를들어 도 3에 나타내는 장시간 노광영상신호의 저휘도영역 백색검출범위 레벨의 신호에 따라 저휘도영역에 있는 백색의 피사체가 백색으로서 촬상되는 것 같은 백색밸런스조정이 실시된다. 백색밸런스조정은 도 6에 나타낸 회로에서도 실시할 수 있다.

또한 도 3에 있어서 저휘도영역 백색검출범위의 상한의 레벨치는 소정의 레벨이하로 하는 것이 바람직하고, 예를 들어 최대영상신호레벨의 95%이하로 하여 저휘도영역 검출범위내에 고휘도영역에 관한 영상신호레벨이 포함되지 않도록 한다. 그렇게 함으로써 고휘도영역에 관한 영상신호의 영향에 의하지 않고 저휘도영역에 관한 영상신호에 의해 적합한 백색밸런스조정을 행할 수 있다.

또 DSP회로(6)에서는 마찬가지로 입력된 단시간 노광영상신호에 따른 백색밸런스조정이 행하여져 도 2에 나타내는 바와 같이 단시간 노광영상신호에 따라 더욱 적정노출레벨이 되는 고휘도영역의 영상으로서 태양광하의 옥외의 영상이 촬상된 경우에 예를 들어 도 4에 나타내는 단시간 노광영상신호의 고휘도영역 백색검출범위의 레벨의 신호에 따라 고휘도영역에 있는 백색의 피사체가 백색으로서 촬상되는 것 같은 백색밸런스조정이 실시된다. 또한 도 4에 있어서 고휘도영역 백색검출범위의 하한의 레벨치는 소정의 레벨이상으로 하는 것이 바람직하며, 예를 들어 최대영상 신호레벨의 5%이상으로 하여 고휘도영역 검출범위내에 저휘도영역에 관한 영상신호레벨이 포함되지 않도록 한다. 그렇게 함으로써 저휘도영역에 관한 영상신호의 영향에 의하지 않고, 고휘도영역에 관한 영상신호에 더욱 적합한 백색밸런스조정을 행할 수 있다.

도 7은 DSP회로(5, 6)로부터 각각 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 입력하여 소정의 합성방법으로 그것들을 합성하기 위한 합성처리회로이고, 그 합성방법으로서는 예를 들어 이들 2개의 신호중 어느 하나가 더욱 적정한 노광영상신호레벨이 되어 있는 쪽의 영상신호레벨로 한 합성영상신호를 생성하도록 합성처리한다. 이와 같이 합성처리함으로써 예를 들어 화면내의 장시간 노광영상신호에서는 뿌옇게 퍼짐을 일으켜 디테일을 알 수 없는 영역이 단시간 노광영상신호가 적정한 신호레벨로 합성하도록 하고, 또 단시간 노광영상신호에서는 검게 뭉게짐을 일으켜 디테일을 알 수 없는 영역이 단시간 노광영상신호의 적정한 신호레벨로 합성하게 된다. 이 합성처리회로(7)에서 합성된 합성영상신호는 후단의 장치(도시 생략)에 출력된다.

그 결과 본 실시예의 텔레비젼카메라에 의해서는 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호로 각각 다른 색온도의 조명하의 피사체를 촬영한 경우에도 저휘도영역의 영상으로서의 장시간 노광영상신호와 고휘도영역의 영상으로서의 단시간 노광영상신호가 각각 별개로 각각 적합한 백색밸런스처리가 실시된 후에 합성되기 때문에 얻어진 합성영상신호로서는 예를 들어 저휘도영역의 백색의 피사체와 고휘도영역의 백색의 피사체가 모두 올바른 백색으로 촬상된 영상신호가 되도록 할 수 있다.

또한 본 발명은 상기한 실시예와 같이 CCD(1)로부터 얻어지는 장시간 노광영상신호와 단시간 노광영상신호를 사용함으로써 노광시간이 다른 2개의 신호를 가지고 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 얻는 방법에 제한되지 않는다. 예를 들어도 8에 나타내는 바와 같이 소정노광레벨의 제 1 영상신호(V1)와 이 제 1 영상신호의 노광레벨보다도 작은 레벨로 제한된 노광레벨의 제 2 영상신호(V2)를 사용하여 넓은 다이내믹 영상신호를 합성하여 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 또 도시생략하였으나, 본 발명의 텔레비젼카메라로부터 각각 노광레벨이 다른 2개의 영상신호 또는 노광시간이 다른 2개의 영상신호를 함께 출력하는 구성으로 하고, 본 발명의 텔레비젼카메라의 후단에 배치된 영상신호기기(도시 생략)에 이들 영상신호가 입력되어도 좋다.

또한 노광조건이 다른 2개의 영상신호를 생성하는 방법으로서 도 7에 나타낸 방법외에 프리즘이나 하프미러와 같은 광빔분할장치를 사용하여 피사체로부터의 광을 광량이 다른 2개의 빔으로 분할하고, 2개의 촬상소자로 이들 빔을 수광하는 방법이나, 셔터스피드가 다른 2개의 촬상소자를 사용하는 방법 등이 있다. 이들 방법은 미국특허제5,589,880호와, JP-A-4-354277과, JP-A-5-64070에 기재되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 저휘도영역과 고휘도영역에서 광원의 색온도가 다른 장면을 동시에 촬상하였다 하더라도 저휘도영역과 고휘도영역에 관하여 독립하여 백색밸런스처리를 하는 것이 가능하게 되므로, 저휘도영역측의 장시간 노광영상신호와 고휘도측의 단시간 노광영상신호를 합성하여 얻은 넓은 다이내믹레인지의 영상신호가 양 영역에 함께 백색밸런스조정이 적정하게 실시된 색재현성이 뛰어난 영상신호가 되는 텔레비젼카메라를 실현할 수 있다.

백색밸런스조정을 행한 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 합성하는 신호합성회로의 예를 도 10, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.

도 7과 도 8을 참조하여 설명한 넓은 다이내믹레인지 촬상소자나 듀얼증폭방식에 의하여 인출된 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 사용하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻을 경우, 저휘도화상과 고휘도화상의 색온도가 다르기 때문에 도 10에서 나타내는 바와 같이 표준휘도 영상신호의 휘도신호(Y1)와 색신호 (C1)를 백색밸런스회로(35)에서 백색밸런스처리를 행하여 고휘도 영상신호의 휘도신호(Y2)와 색신호(C2)를 백색밸런스회로(36)에 의하여 백색밸런스처리를 행한다.

각각의 영상신호의 색온도에 맞도록 백색밸런스처리함으로써 얻어진 휘도신호(Z1, Z2)와 색신호(D1, D2)를 합성회로(37)와 합성회로(38)에서 가산함으로써 다이내믹레인지 약 64배의 넓은 다이내믹레인지 영상신호가 되는 휘도신호(WY)와 색신호(WC)가 얻어지는 텔레비젼카메라장치가 개발되어 있다.

상기에 있어서 백색밸런스후의 표준휘도 영상신호의 휘도신호(Z1)와 고휘도 영상신호의 휘도신호(Z2)는 합성회로(37)에서 가산되여 도 11에 나타내는 바와 같은 휘도신호(WY)가 된다. 마찬가지로 표준휘도 영상신호의 색신호(D1)와 고휘도 영상신호의 색신호(D2)는 합성회로(38)에서 가산되고, 도 12에 나타내는 바와 같은 색신호(WC)가 된다. 여기서 표준휘도 영상신호의 색신호(D1)는 색온도(a)로 백색밸런스처리되고, 고휘도 영상신호의 색신호(D2)는 색온도(b)로 백색밸런스처리되어 있다고 가정하면 합성된 넓은 다이내믹레인지 영상신호의 색신호(WC)는 다른 색온도로 백색밸런스처리된 색신호를 합성하게 되어 백색밸런스가 어긋나는 문제가 있다.

다음에 상기한 합성시의 문제점을 해결하고 표준휘도 영상신호(장시간 노광영상신호)와 고휘도 영상신호(단시간 노광영상신호)를 손실없이 최적의 백색밸런스로 합성할 수 있는 본 발명의 영상신호처리방법과 그 장치의 실시 및 그 방법의 실시예를 설명한다.

이하, 통상 노광등에 의하여 표준적인 밝기의 피사체가 적정레벨로 얻어지 도록 제어된 표준휘도 영상신호와, 짧은 노광 등에 의해 매우 밝은 피사체가 적정레벨로 얻어지도록 제어된 고휘도 영상신호를 가산처리하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻는 텔레비젼카메라장치에 있어서의 가산처리부분의 구성 및 동작을 도 14를 이용하여 설명한다.

41은 최적화된 표준휘도 영상신호의 휘도신호(Y1)와 색신호(C1)를 피사체의 색온도에 적합한 백색밸런스에 조정하고, 조정된 휘도신호(Z1)와 색신호 (D1)를 출력하는 백색밸런스회로이다. 42는 최적화된 고휘도 영상신호의 휘도신호 (Y2)와 색신호(C2)를 해당 피사체의 색온도에 적합한 백색밸런스로 조정하고, 조정된 휘도신호(Z2)와 색신호(D2)를 출력하는 백색밸런스회로이다.

43은 휘도신호(Z1)의 휘도레벨에 의거하여 색신호(D1)에 가중처리를 실시하기 위한 가중계수(K1)를 연산하는 가중계수 연산회로이다. 44는 휘도신호(Z2)의 휘도레벨에 의거하여 색신호(D2)에 가중처리를 실시하기 위한 가중계수(K2)를 연산하는 가중계수 연산회로이다. 45는 색신호(D1)에 가중계수(K1)를 승산하여 색신호(E1)를 출력하는 승산회로이고, 46은 색신호(D2)에 가중계수(K2)를 승산하여 색신호(E2)를 출력하는 승산회로이다.

47은 조정된 휘도신호(Z1)와 휘도신호(Z2)를 가산하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호가 되는 휘도신호(WY)를 출력하는 합성회로이고, 48은 조정된 색신호(E1)와 색신호(E2)를 가산하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호가 되는 색신호(WC)를 출력하는 합성회로이다.

이하, 상기 동작에 관하여 설명한다.

먼저, 최적화된 표준휘도 영상신호의 휘도신호(Y1)와 색신호(C1)는 백색밸런스회로(41)에 입력되고, 여기에서 상기 피사체의 색온도(여기서는 a라 함)에 백색밸런스조정되어 휘도신호(Zl)와 색신호(D1)가 출력된다. 그리고 백색밸런스조정후의 휘도신호(Z1)는 가중계수 연산회로(43)에 입력된다.

여기서 가중계수(K1)는 예를 들어 도 15에 나타내는 바와 같이 휘도레벨이 O 내지 i에서는 1로 하고, i 내지 j에서는 1 에서 0으로 서서히 감쇠하고, j이상에서는 0이 되는 함수에 의하여 산출된다. 가중계수 연산회로(43)에서 연산된 이 가중계수(K1)와 색신호(D1)는 승산회로(45)에 입력되어 E1 = K1 ×D1의 연산에 의하여 가중처리된 색신호(E1)가 출력된다.

한편, 최적화된 고휘도 영상신호의 휘도신호(Y2)와 색신호(C2)는 백색밸런스회로(42)에 입력되고, 여기에서 피사체의 색온도(여기서는 b라 함)에 백색밸런스조정되어 휘도신호(Z2)와 색신호(D2)가 출력된다. 그리고 백색밸런스조정후의 휘도신호(Z2)는 가중계수 연산회로(44)에 입력된다.

여기서 가중계수(K2)는 예를 들어 도 16에 나타내는 바와 같이 휘도레벨이 O 내지 i에서는 0으로 하고, i 내지 j에서는 0 에서 1로 서서히 증가하고, j이상에서는 1이 되는 함수에 의하여 산출된다. 가중계수 연산회로(44)에서 연산된 이 가중계수(K2)와 색신호(D2)는 승산회로(46)에 입력되어 E2 = K2 ×D2의 연산에 의하여 가중처리된 색신호(E2)가 출력된다.

다음에 백색밸런스처리된 휘도신호(Z1)와 휘도신호(Z2)는 합성회로(47)에 입력되고, 여기서 도 11에 나타내는 바와 같이 가산되어 넓은 다이내믹레인지 영상신호가 되는 휘도신호(WY)가 출력된다.

마찬가지로 가중처리된 색신호(E1)와 색신호(E2)는, 합성회로(48)에 입력되고, 여기서 도 17에 나타내는 바와 같이 가산되어 넓은 다이내믹레인지 영상이 되는 휘도신호(WC)가 출력된다.

이상 설명한 바와 같이 색신호(D1)와 색신호(D2)의 가중처리의 계수가 되는 가중계수(K1, K2)를 도 18에 나타내는 바와 같은 동일한 광량(휘도레벨)이 된다. i 와 j 사이의 레벨에서 교차하는 특성으로 함으로써, 도 17에 나타내는 바와 같이 합성후의 색신호(WC)의 성분이 0 내지 i의 레벨에서는 표준휘도 영상신호의 색신호(E1)만, 즉 색온도(a)에 의거하여 처리된 신호만이 되도록 처리된다. 그리고 i 내지 j의 레벨에서는 표준휘도 영상신호의 색신호(E1)에 고휘도 영상신호의 색신호(E2)가 서서히 비율을 높혀 합성되도록 처리된다. 또한 i 내지 무한의 레벨에서는 고휘도 영상신호의 색신호(E2)만큼, 즉 색온도(b)에 의거하여 처리된 신호만이 되도록 처리된다.

이상과 같이 백색밸런스의 어긋남이 i 내지 j의 최소범위에 머무르게 하여 색신호(E1)와 색신호(E2)가 합성되는 경계선을 원활하게 처리함으로써 다이내믹레인지가 넓고, 최적의 백색밸런스가 되는 영상신호를 얻는 것이 가능하게 된다.

상기 실시예에 의하면 표준휘도 피사체와 고휘도 피사체를 가산하여 얻어지는 영상신호를 손실없이 또한 최적의 백색밸런스로 얻을 수 있어 다이내믹레인지가 넓은 영상신호를 인출할 수 있다.

다음에 표준휘도 영상신호(장시간 노광영상신호)와 고휘도 영상신호(단시간노광영상신호)를 손실없고 또한 각각의 신호가 최적레벨로 합성할 수 있는 본 발명의 영상신호처리방법과 그 장치와 그 방법의 실시예를 설명한다.

이하, 통상노광 등에 의해 표준적인 밝기의 피사체가 적정레벨로 얻어지도록제어된 표준휘도 영상신호와, 짧은 노광 등에 의해 매우 밝은 피사체가 적정레벨로 얻어지도록 제어된 고휘도 영상신호를 가산처리하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻는 텔레비젼카메라장치에 있어서의 가산처리부분의 구성 및 동작을 도 19를 이용하여 설명한다.

V1은 표준휘도의 피사체가 적정레벨이 되는 노광조건에 의해 인출된 표준휘도 영상신호, V2는 고휘도의 피사체가 적정레벨이 되는 노광조건에 의해 인출된 고휘도 영상신호, R은 가산후의 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)에 있어서 고휘도 영상신호(V2)가 차지하는 최대의 비율을 제어하는 가산비율, P는 고휘도 영상신호 (V2)의 피크치, L은 표준휘도 영상신호(V1)에 승산되는 승산계수, S는 고휘도 영상 신호(V2)에 승산되는 승산계수, Ol은 표준휘도 영상신호(V1)에 승산계수(L)를 승산하여 얻어진 표준휘도 영상신호, O2는 고휘도 영상신호(V2)에 승산계수(S)를 승산하여 얻어진 고휘도 영상신호, W는 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)를 가산하여 얻은 다이내믹레인지가 넓은, 넓은 다이내믹레인지 영상신호이다.

51은 고휘도 영상신호(V2)의 예를 들어 1필드기간에 있어서의 피크치(P)를 검출하는 회로, 52는 가산비율(R)과 피크치(P)로부터 표준휘도 영상신호(V1)의 승산계수(L)와 고휘도 영상신호(V2)의 승산계수(S)를 연산하는 승산계수 연산회로, 53은 표준휘도 영상신호(V1)에 승산계수(L)를 승산하여 표분휘도 영상신호(O1)를 출력하는 승산회로, 54는 고휘도 영상신호(V2)에 승산계수(S)를 승산하여 고휘도 영상신호(O2)를 출력하는 승산회로, 55는 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)를 가산하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)를 출력하는 합성회로이다.

이하 도 19 장치의 동작에 관하여 설명한다.

고휘도 영상신호(V2)는 피크치 검출회로(51)에 입력되어 고휘도 영상신호 (V2)의 피크치(P)가 출력된다. 가산비율(R)과 피크치(P)는 승산계수 연산회로(52)에 입력된다.

승산계수 연산회로(52)는 도 20에 나타내는 바와 같이 영상신호의 최대진폭 100%에서 가산비율 R%를 뺀 값과 피크치(P)를 비교하여 100% - R% ≥P%이면, 승산계수(L)로서 (100% - P%)/100%를, 승산계수(S)로서 1을 출력한다. 또 100% - R% ＜ P%의 경우는 승산계수(L)로서 (100% - R%)/100%를, 승산계수(S)로 하여 R%/P%를 출력한다.

승산계수 연산회로(52)에서 연산된 승산계수(L)는 승산회로(53)에 출력되고, 승산계수(S)는 승산회로(%)에 입력된다. 승산회로(53)에서는 표준휘도 영상신호 (V1)와 승산계수(L)가 승산되어 표준휘도 영상신호(O1)가 출력된다. 마찬가지로 승산회로(54)에서는 고휘도 영상신호(V2)와 승산계수(L)가 승산되어 고휘도 영상신호(O2)가 출력된다.

이 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)는 합성회로(55)에서 가산되어 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)가 출력된다.

이상 설명한 바와 같이 피크치(P)가 100% - R%와 같거나 작은 경우에는 도 21과 같이 고휘도 영상신호(V2)는 감쇠되지 않도록 승산계수(S)를 l로 하여 넓은 다이내믹레인지 영상(W)에 P%의 비율로 가산되도록 한다. 다시 나머지의 100% - P%에 통상휘도 영상신호(V1)가 할당되도록 승산계수(L)를(100% - P%)/100%로 함으로써 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)는 항상 l00%의 진폭레벨이 된다.

한편, 피크치(P)가 100% - R%보다 큰 경우에는 도 22와 같이 통상휘도 영상 신호(V1)의 승산계수(L)를 (l00% - R%)/100%로 하여 넓은 다이내믹레인지 영상(W)에 1OO% - R%의 비율로 가산되도록 고정하고, 나머지의 R%에 고휘도 영상신호(V2)가 할당되도록 승산계수(S)를 R%/P%로 함으로써 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)는 항상 l00%의 진폭이 된다. 이와 같이 고휘도 영상신호(Vl)가 어떠한 진폭레벨이더라도 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)는 항상 100% 진폭의 출력이 된다.

본 실시예에 의하면, 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 가산함으로써 얻어지는 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 손실없고, 또한 최적의 레벨로 얻을 수 있어 다이내믹레인지가 넓은 영상신호를 인출할 수 있다.

다음에 표준휘도 영상신호(장시간 노광영상신호)와 고휘도 영상신호(단시간노광영상신호)를 손실없고, 또한 각각의 신호를 최적레벨 배분으로 합성할 수 있는 본 발명의 영상신호처리방법과 그 장치와 그 방법의 다른 실시예를 설명한다.

이하, 통상노광 등에 의해 표준적인 밝기의 피사체가 적정레벨로 얻어지 도록 제어된 표준휘도 영상신호와, 짧은 노광 등에 의해 매우 밝은 피사체가 적정레벨로 얻어지도록 제어된 고휘도 영상신호를 가산처리하여, 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻는 텔레비젼카메라장치에 있어서의 가산처리부분의 구성 및 동작을 도 23을 이용하여 설명한다.

61은 표준적 휘도의 피사체가 적정레벨이 되는 노광조건에 의해 인출된 표준휘도 영상신호(V1)로부터 히스토그램신호(H1)를 검출하는 회로, 62는 고휘도 피사체가 적정레벨이 되는 노광조건에 의해 인출된 고휘도 영상신호(V2)로부터 히스토그램신호(H2)를 검출하는 회로. 63은 히스토그램신호(H1)로부터 표준휘도 영상신호 (Vl)를 비선형처리하기 위한 비선형계수(Gl)을 연산하는 비선형계수 연산회로, 64는 히스토그램신호(H2)로부터 고휘도 영상신호(V2)를 비선형처리하기 위한 비선형계수(G2)를 연산하는 비선형계수 연산회로이다. 65는 표준휘도 영상신호(Vl)를 비선형계수(G1)로 비선형처리하여 표준휘도 영상신호(I1)를 출력하는 비선형처리회로, 66은 고휘도 영상신호(V2)를 비선형계수(G2)로 비선형처리하여 고휘도 영상신호(I2)를 출력하는 비선형처리회로이다. 67은 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)에있어서 고휘도 영상신호(V2)가 차지하는 최대의 비율을 결정하는 가산비율(R)에 의거하여 표준휘도 영상신호(I1)의 승산계수(L)와 고휘도 영상신호(I2)의 승산계수 (S)를 연산하는 승산계수 연산회로이다. 68은 표준휘도 영상신호(I1)에 승산계수 (L)를 승산하여 표준휘도 영상신호(O1)를 출력하는 승산회로, 69는 고휘도 영상신호(I2)에 승산계수(S)를 승산하여 고휘도 영상신호(O2)를 출력하는 승산회로이다.

60은 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)를 가산하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)를 출력하는 합성회로이다.

이하, 상기 동작에 관하여 비선형처리로서 감마처리의 경우를 예로 하여 설명한다. 먼저 표준휘도 영상신호(Vl)는 히스토그램검출회로(61)에 입력되어 표준휘도 영상신호(Vl)의 히스토그램치(H1)가 검출된다. 여기서 이 히스토그램치(H1)란 도 24에 나타내는 바와 같이, 1 필드의 표준휘도 영상신호(V1)중에 있어 예를 들어 신호레벨이 10∼40% 레벨의 신호가 어느 정도의 비율로 포함되어 있는 지, 즉 10∼40% 레벨의 화소가 몇개 있는 지를 나타내는 것이다. 또한 여기서는 감마처리에서 중요하게 되는 10%∼40% 레벨의 히스토그램치를 검출하였으나, 이 레벨범위에 한정되는 것은 아니다. 또 여기서는 특정한 범위로부터 히스토그램을 얻는 방법을 예로 하고 있으나, 이에 한정되지 않고 미세한 히스토그램의 상관관계로부터도 취득할 수 있다.

다음에 히스토그램검출회로(61)에서 검출된 히스토그램치(H1)는 비선형계수연산회로(63)에 입력되고, 여기서 도 25에 나타내는 바와 같이 히스토그램치(Hl) 가 소정치(X)보다 큰 경우는 예를 들어 0.3의 감마계수(Gl)가 출력되고, 소정치(X)보다 작은 경우는 0.45(표준)의 감마계수(G1)가 출력된다. 즉 특정의 레벨범위에 존재하는 신호부분(총 화소수)이 소정치보다 많아지면 감마계수(G1)가 작아지도록 제어된다. 즉 1 화면중에 많이 존재하는 신호레벨부분의 레벨배분이 많아지도록 감마계수(G1)가 적정치로 제어된다.

또한 본 설명에서는 감마계수(G1)를 도 27에서 나타내는 바와 같이 0.3과0.45의 2종류로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 다종류로부터 선택할 수 있도록 테이블선택으로 하여도 마찬가지의 처리가 된다.

다음에 비선형계수 연산회로(63)에서 연산된 적정치의 감마계수(Gl)는 비선형처리회로(65)에 입력되고, 여기서 표준휘도 영상신호(Vl)에 감마계수(G1)에 의한 감마처리(I1 = V1^G1)가 실시되어 도 26에 나타내는 바와 같이 감마보정된 표분휘도 영상신호(I1)를 출력한다.

여기서 도 26에 나타내는 바와 같이 표준휘도 영상신호(V1)가 40% 레벨의 경우는 G1 = 0.45에서는 표준휘도 영상신호(I1)는 66% 레벨이 되고, Gl = 03에서는 표준휘도 영상신호(I1)는 76%가 된다. 즉 감마계수(Gl)가 작을 수록 저휘도 레벨측의 계조(階調)로 신호가 할당되는 정도가 증가하고, 그에 의하여 콘트라스트가 올라간다.

한편 고휘도 영상신호(V2)도 표준휘도 영상신호(V1)와 마찬가지로 히스토그램검출회로(2)에 입력되고, 여기서 고휘도 영상신호(V2)중에서 소정레벨범위에 있는 히스토그램치(H2)가 검출된다.

히스토그램 검출회로(62)에서 검출된 히스토그램값(H2)는 비선형계수 연산회로(64)에 입력되고, 여기서 히스토그램치(H2)에 따른 적정한 감마계수(G2)가 연산된다.

비선형계수 연산회로(64)에서 연산된 해당 감마계수(G2)는 비선형처리회로 (66)에 입력되고, 여기서 고휘도 영상신호(V2)에 감마계수(G2)에 의한 감마처리(I2 = V2^G2) 가 실시되고, 도 26에 나타내는 바와 같이 적정감마 보정된 고휘도 영상신호(I2)를 출력한다.

다음에 승산계수 연산회로(67)에서는 입력되는 가산비율(R)에 의거하여 승산계수(L)로서(100% - R%)/100%를, 승산계수(S)로서 R%/100%를 산출하여 출력한다.

승산계수 연산회로(67)에서 연산된 승산계수(L)는 승산회로(68)에 입력되고, 승산계수(S)는 승산회로(69)에 입력된다. 승산회로(68)에서 표준휘도 영상신호 (I1)와 승산계수(L)가 승산되어 표준휘도 영상신호(O1)가 출력된다. 마찬가지로 승산회로(69)에서 고휘도 영상신호(I2)와 승산계수(S)가 승산되어 고휘도 영상신호 (O2)가 출력된다.

그리고 승산후의 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)는 합성회로(60)에서 가산되어 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)가 출력된다.

이상 설명한 바와 같이, 영상신호의 소정레벨범위의 히스토그램에 따라 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호의 감마처리에 있어서의 감마계수를 각각 가변하여 가산처리를 행함으로써 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호가 최적의 레벨배분으로 가산된 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻을 수 있다.

이상의 실시예에서는 비선형처리의 설명을 감마처리의 예로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 도 28에 나타내는 바와 같이 선형처리와 감마처리를 조합한 하기의 조건연산식에 나타내는 바와 같은 표준휘도 영상신호 (I1)의 연산처리를 행하도록 하여도 좋다.

V1 ≤X의 경우 ; I1 = Y,

V1 ＞ X의 경우 ; I1 = (V1 - X)^G1+ Y

또 도 29에 나타내는 바와 같이 복수의 감마처리를 조합한 하기의 조건연산식에 나타내는 바와 같은 표준휘도 영상신호(I1)의 연산처리를 행하도록 하여도 좋다.

V1 ≤X의 경우 ; I1 = V1^G1×(V1 ×Y/X)

V1 ＞ X의 경우 ; I1 = V1^G1×(Y + V1 ×(100% - Y)/(100% - X))

여기서

V1은 도 23의 비선형계수 연산회로(65)에 인력되는 표준휘도 영상신호이고.

I1은 비선형계수 연산회로(65)로부터 출력되는 표준휘도 영상신호이며,

X 및 Y는 도 28, 도 29의 비선형특성의 변화점의 값이며,

G1은 비선형특성의 감마계수로 0∼1의 범위의 값이다.

이와 같은 다양한 비선형처리에 의해 소망하는 레벨범위의 영상신호에 대하여 할당되는 계조의 정도를 늘릴 수 있어 표준휘도 영상신호의 콘트라스트를 더욱 올릴 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 영상신호의 소정레벨 범위의 히스토그램에 따라 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호의 비선형처리에 있어서의 비선형계수를 각각 가변하여 가산처리를 행함으로써 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호가 최적의 레벨배분으로 가산된 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면 영상신호의 소정레벨 범위의 히스토그램에 따라 표준휘도영상신호와 고휘도 영상신호의 비선형처리에 있어서의 비선형계수를 각각 가변하여 가산함으로서 얻어지는 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 손실없이 또한 최적의 레벨로 얻을 수 있어 다이내믹레인지의 넓은 영상신호를 인출할 수 있다.

다음에 표준휘도 영상신호(장시간 노광영상신호)와 고휘도 영상신호(단시간노광영상신호)를 손실없이 또한 각각의 신호가 최적레벨배분으로 합성할 수 있는 본 발명의 영상신호처리방법과 그 장치와 그 방법의 또 다른 실시예를 설명한다.

이하, 통상노광 등에 의하여 표준적인 밝기의 피사체가 적정레벨로 얻어지 도록 제어된 표준휘도 영상신호와, 짧은 노광등에 의해 매우 밝은 피사체가 적정레벨로 얻어지도록 제어된 고휘도 영상신호를 가산처리하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻는 텔레비젼카메라장치에 있어서의 가산처리부분의 구성 및 동작을 도 30을 이용하여 설명한다.

7l은 고휘도의 피사체가 적정레벨이 되는 노광조건 등에 의해 인출된 고휘도영상신호(V2)로부터 히스토그램신호(H)를 검출하는 회로, 72는 히스토그램신호(H)로부터 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)에 있어서 고휘도 영상신호(V2)가 차지하는 최대의 비율을 결정하는 가산비율(R)을 연산하는 가산비율 연산회로, 73은 고휘도 영상신호(V2)의 예를 들어 1필드기간에 있어서의 피크치(P)를 검출하는 피크치검출회로이다. 74는 상기 가산비율(R), 피크치(P) 및 넓은 다이내믹레인지 영상신호 (W)중에 표준휘도 영상신호(V1)의 가중포인트(K)이상의 레벨이 차지하는 비율을 제어하는 가중비율(Q)에 의거하여 표준휘도 영상신호(V1)의 가중포인트(K), 가중계수(L) 및 고휘도 영상신호(V2)의 승산계수(S)를 연산하는 승산계수 연산회로이다.

75는 표준휘도 영상신호(V1)를 가중포인트(K)와 가중계수(L)로 가중처리하여 표준휘도 영상신호(O1)를 출력하는 가중회로, 76은 고휘도 양상신호(V2)에 승산계수(S)를 승산하여 고휘도 영상신호(O2)를 출력하는 승산회로. 77은 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)를 가산하여 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)를 출력하는 합성회로이다.

이하, 상기 동작에 관하여 설명한다.

먼저, 고휘도 영상신호(V2)는 히스토그램검출회로(71)에 입력되여 고휘도 영상신호(V2)의 히스토그램치(H)가 출력된다. 여기서 히스토그램치(H)라 함은, 도 31에 나타내는 바와 같이 1필드의 고휘도 영상신호(V2)중에 있어서, 예를 들어 신호레벨이 10 ~ 40%레벨의 신호가 어느 정도의 비율로 포함되어 있는 지, 즉 10 ~ 40%레벨의 화소가 몇개 있는 가를 나타내는 것이다. 또한 여기서는 가중처리에서 중요하게 되는 10 ~ 40%레벨의 히스토그램치를 검출하였으나, 이 레벨범위에 한정되는 것은 아니다. 또 여기서는 특정한 범위로부터 히스토그램을 얻는 방법을 예로 하고 있으나, 이것에 한정되지 않고 미세한 히스토그램의 상관관계로부터도 취득할 수 있다.

히스토그램검출회로(71)에서 검출된 히스토그램치(H)는 가산비율 연산회로 (72)에 입력되고, 여기서 도 32에 나타내는 바와 같이 히스토그램치(H)가 소정치(X)보다 큰 경우는 가산비율(R)을 50%로 하고, 소정치(X)보다 작은 경우는 가산비율(R)을 30%로 하여 출력한다. 즉 특정한 레벨범위의 신호부분(총 화소수)이 소정치보다 많아지면 가산비율(R)이 커지도록 제어된다. 즉 1화면중에 많이 존재하는 신호레벨부분의 레벨배분이 많아지도록 가산비율(R)이 제어된다. 또한 본 설명에서는 가산비율(R)을 30%와 50% 2종류로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 많은 종류로부터 선택할 수 있도록 테이블선택으로 하여도 마찬가지의 처리가 된다.

또 고휘도 영상신호(V2)는 피크치검출회로(3)에 입력되어 고휘도 영상신호 (V2)의 피크치(P)가 출력된다. 그리고 가산비율(R)과 피크치(P) 및 가중비율(Q)은 승산계수 연산회로(74)에 입력된다.

승산계수 연산회로(74)에서는 도 33의 플로우차트에 나타내는 바와 같이 영상신호의 최대진폭 l00%로부터 가산비율(R)을 뺀 값과 피크치(P)를 비교한다.(스텝 80). 100% - R% ≥P% 이면, 가중포인트(K)를 100% - P% -Q%(K가 마이너스인 경우는 K = 0)으로 하고, 가중계수(L)를 Q%/(100% - K%)로 하여 승산계수(S)를 1로 한다(스텝 81 ~ 84). 또 100% - R% < P%의 경우에는 가중포인트(K)를 l00% - R% - Q%(K가 마이너스인 경우는 K = 0)으로 하고, 승산계수(L)를 Q%/(100%-K%)로 하여 승산계수 (S)를 R%/P% 로 하여 출력한다(스텝 85 ~ 88).

승산계수 연산회로(74)에서 연산된 가중포인트(K)와 가중계수(L)는 가중회로(75)에 입력된다. 가중회로(75)에서 표준휘도 영상신호(V1)에 가중포인트(K), 가중계수(L)에 의한 가중처리가 실시되어 표준휘도 영상신호(O1)가 출력된다. 또한 승산계수(S)는 승산회로(76)에 입력되고, 여기서 고휘도 영상신호(V2)와 승산계수(S)가 승산되어 고휘도 영상신호(O2)가 출력된다.

여기서 상기한 가중처리는 l00% - R% ≥P%의 경우는 도 34에 나타내는 바와 같이 연산되고, 100% - R% < P%의 경우는 도 35에 나타내는 바와 같이 연산된다.

즉, 가중포인트(K)보다 낮은 레벨의 표준휘도 영상신호(O1)는 계조를 압축하지 않고 가중포인트(K)이상의 레벨의 표준휘도 영상신호(O1)는 고휘도 영상신호 (V2)에 어떠한 레벨의 신호가 입력되더라도 일정한 가중계수(L)가 되도록 처리된다.

그리고 이들 표준휘도 영상신호(O1)와 고휘도 영상신호(O2)는 합성회로(77)에서 가산되어 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)가 출력된다.

이상 설명한 바와 같이 도 33, 도 36에 나타내는 바와 같이 피크치(P)가 l00% - R%보다 작은 경우는 고휘도 영상신호(V2)가 감쇠하지 않도록 승산계수(S)를 1로 하고, 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)중에서 고휘도 영상신호(O2)가 차지하는 비율을 P%로 하고, 나머지 l00% - P%에 표준휘도 영상신호(O1)가 할당되도록 하며, 또한 가중포인트(K)보다 낮은 레벨의 표준휘도 영상신호(O1)는 계조를 압축하지 않 도록 가중계수(L)를 Q%/(100%-K%)로 함으로써 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)를 항상 l00%의 진폭으로 할 수 있다.

한편, 피크치가 100% - R%보다 큰 경우에도 도 33, 도 37에 나타내는 바와 같이 가중포인트(K)보다 낮은 레벨의 표준휘도 영상신호(V1)는 계조를 압축하지 않도록 가중계수(L)를 Q%/(100%-K%)로 함으로써 넓은 다이내믹레인지 영상(W)중에서 표준휘도 영상신호(O1)가 차지하는 비율을 l00%-R%에 고정하고, 나머지의 R%에 고휘도 영상신호(O2)가 할당되도록 승산계수(S)를 R%/P%로 함으로써 넓은 다이내믹레인지 영상신호(W)를 항상 100%의 진폭으로 할 수 있다.

이상과 같이 고휘도 영상신호가 어떠한 진폭레벨의 신호이더라도 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 항상 l00% 진폭의 출력으로 할 수 있고, 또한 가중포인트이하의 계조를 압축하지 않기 때문에 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 최적의 레벨배분으로 가산한 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 얻을 수 있다.

본 실시예에 의하면, 영상신호의 소정레벨범위의 히스토그램, 피크치에 따라 표준휘도 영상신호와 고휘도 영상신호를 최적의 레벨배분으로 가산하고 있기 때문에 얻어지는 넓은 다이내믹레인지 영상신호를 손실없고, 또한 최적의 레벨로 얻을 수 있어 다이내믹레인지의 넓은 영상신호를 인출할 수 있다.

Claims

피사체 화상의 저휘도 영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도 영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리장치로서,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 피크치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과,

상기 비율에 따른 상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호를 합성(combine)하는 합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호 처리장치.
제 1항에 있어서,

상기 넓은 다이내믹레인지의 영상신호중의 상기 제 2 영상신호가 차지하는 최대의 비율을 R%로 하고, 상기 넓은 다이내믹레인지의 영상신호의 최대치에 대한 상기 피크치의 비율을 P%로 하고, 상기 제 1 영상신호의 합성비율을 L로 하고, 상기 제 2 영상신호의 합성비율을 S라 하면, 상기 합성비율을 결정하는 수단은,

100 - R ≥P의 경우에는,

L = (100-P)/100, S = 1로 설정하고,

100 - R < P의 경우에는,

L = (100-R)/100, S = R/P로 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 2항에 있어서,

상기 합성비율을 결정하는 수단은 상기 값(R)과 상기 값(P)에 의거하여 상기 제 1 영상신호의 합성비율(L)과, 상기 제 2 영상신호의 합성비율(S)을 결정하는 연산수단과,

상기 연산수단에서 얻어진 비율(L)을 상기 제 1 영상신호에 승산하는 제 1 승산수단과,

상기 연산수단에서 얻어진 비율(S)을 상기 제 2 영상신호에 승산하는 제 2 승산수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼카메라로서,

피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호를 발생하는 촬상수단과, 상기 제 1과 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 신호처리장치를 가지고, 상기 신호처리장치는,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 피크치에 따라 상기 제 1과 제 2 신호의 합성비율을 결정하는 수단과,

상기 비율에 다른 상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호를 합성(combine)하는합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 4항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광조건으로 촬영함으로써 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 5항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광시간으로 촬영함으로써 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 4항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 피사체를 촬영하여 얻은 영상신호를 상이한 게인값으로 증폭하여 얻어진 2개의 영상신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리장치로서,

상기 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 특정의 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 히스토그램치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1과 제 2 영상신호를 소정의 비율로 합성(combine)하는 합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 8항에 있어서,

상기 비선형처리수단은 감마보정수단을 포함하고, 상기 히스토그램치에 따라 상기 감마보정수단의 감마치를 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 9항에 있어서,

상기 비선형처리수단은 복수의 다른 감마치를 격납하고 있어 상기 히스토그램값이 소정기준치보다도 큰 경우에는 제 1 감마치를 사용하고 상기 히스토그램치가 소정기준치보다도 크지 않은 경우에는 상기 제 1 감마치보다도 큰 제 2 감마치를 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 9항에 있어서,

상기 비선형처리수단은 상기 제 1과 제 2 영상신호를 각각 복수의 다른 감마특성의 조합에 의하여 감마보정처리하는 감마보정수단을 포함하고, 상기 히스토그램치에 따라 상기 감마보정수단의 각 감마특성의 감마치를 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼카메라로서,

피사체 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호를 발생하는 촬상수단과, 상기 제 1과 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 신호처리장치를 가지며, 상기 신호처리장치는,

상기 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과, 검출한 상기 히스토그램치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1과 제 2 영상신호를 소정의 비율로 합성 (combine)하는 합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 12항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광조건으로 촬영함으로써 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 13항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광시간으로 촬영함으로써 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 12항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 피사체를 촬영하여 얻은 영상신호를 상이한 게인값으로 증폭하여 얻어진 2개의 영상신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
피사체 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리장치로서,

상기 제 2 영상신호의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 히스토그램치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 피크치와 상기 합성비율에 따라 상기 제 1 영상신호의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1 영상신호와, 상기 제 2 영상신호를 결정한 합성비율로 합성(combine)하는 합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 16항에 있어서,

상기 비선형처리수단은 가중특성보정수단과 감마보정수단중의 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 피크치와 상기 합성비율에 따라 상기 가중특성보정수단의 가중특성과 상기 감마보정수단의 감마치중의 적어도 어느 하나를 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
제 17항에 있어서,

상기 넓은 다이내믹레인지의 영상신호중의 상기 제 1 신호의 가중포인트이상의 레벨이 차지하는 비율을 Q%로 하고, 상기 넓은 다이내믹레인지의 영상신호중의 상기 제 2 영상신호가 차지하는 최대의 비율을 R%로 하고, 상기 넓은 다이내믹레인지의 영상신호의 최대치에 대한 상기 피크치의 비율을 P%로 하고, 상기 제 1 신호의 가중계수를 L로 하고, 상기 제 2 영상신호의 합성비율을 S라 하면, 상기 합성비율을 결정하는 수단은,

100 - R ≥P의 경우에는,

K = 100 - P - Q (단, K ＜ 0의 경우에는 K = 0)

L = Q/(100-K),

S = 1

로 설정하고,

100 - R < P의 경우에는,

K = 100 - R - Q (단, K < 0의 경우에는, K = 0),

L = Q/(100-K),

S = R/P

로 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리장치.
넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼카메라로서,

피사체 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호를 발생하는 촬상수단과,

상기 제 1과 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 신호처리장치를 가지고, 상기 신호처리장치는,

상기 제 2 영상신호의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 히스토그램치에 따라, 상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 수단과,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 수단과,

검출한 상기 피크치와 상기 합성비율에 따라 상기 제 1 영상신호의 비선형처리를 행하는 비선형처리수단과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1 영상신호와, 상기 제 2 영상신호를 결정한 합성비율로 합성(combine)하는 합성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 19항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광조건으로 촬영한 것에 의해 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 20항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 동일한 피사체에 대하여 다른 노광시간으로 촬영한 것에 의해 얻어진 신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
제 19항에 있어서,

상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호는 피사체를 촬영하여 얻은 영상신호를 상이한 게인값으로 증폭하여 얻어진 2개의 영상신호인 것을 특징으로 하는 텔레비젼카메라.
피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여, 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리방법으로서,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 스텝과,

검출한 상기 피크치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 스텝과,

상기 비율에 따른 상기 제 1 영상신호와 제 2 영상신호를 합성(combine)하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리방법.
피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체의 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리방법으로서,

상기 제 l과 제 2 영상신호의 각각의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 스텝과,

검출한 상기 히스토그램치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 각각의 비선형처리를 행하는 스텝과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1과 제 2 영상신호를 소정의 비율로 합성 (combine)하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리방법.
피사체의 화상의 저휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 1 영상신호와, 상기 피사체 화상의 고휘도영역의 휘도에 적합하게 한 제 2 영상신호에 의거하여, 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는 텔레비젼신호처리방법으로서,

상기 제 2 영상신호의 특정한 신호레벨영역의 히스토그램치를 검출하는 스텝과,

검출한 상기 히스토그램치에 따라 상기 제 1과 제 2 영상신호의 합성비율을 결정하는 스텝과,

상기 제 2 영상신호의 피크치를 검출하는 스텝과,

검출한 상기 피크치와 상기 합성비율에 따라 상기 제 1 영상신호의 비선형처리를 행하는 스텝과,

상기 비선형처리를 실시한 제 1 영상신호와, 상기 제 2 영상신호를 결정한 합성비율로 합성(combine)하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼신호처리방법.