TWI241846B - Photographing device - Google Patents

Description

1241846 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關攝像裝置，詳細而言，係有關在 之最暗部偏離無彩軸之場合，藉由考慮人類對黑之 果’仍能形成等同可見而進行黑平衡控制之攝像裝 【先前技術】 在先前技術，關於黑順應補正，係如日本專利 2 0 0 0 - 1 7 5 0 6 2號公報所揭示，於此，進行關於媒體 顯不裝置、紙等記錄媒體）能輸出之最暗點之黑順 〇 又，關於先前之箝位（C1 a m p )控制電路，如I 所示’係大致由：聚焦來自被拍攝體之影像光之 1 1、將在透鏡系1 1聚焦之影像變換成電氣訊號之 、進行採樣（sampling )以及增益（gain )控制在 被變換之電氣訊號之S/ Η & AGC1 3、將在S/ Η & 被採樣以及增益控制之訊號變換成數位訊號之A/ 器1 4、進行該數位訊號之黑平衡補正之箝位電路 行白平衡補正之白平衡電路1 6、得到色差訊號 g a m m a )補正電路1 7、產生影像訊號之訊號處理· 、從攝像訊號檢波最暗點之特定色抽出電路1 9等 〇 關於由此般構成之攝像裝置之動作，根據第8 之流程圖說明於下。 畫像中 適應效 置。 特開平 (畫像 應補正 _ 7圖 透鏡系 CCD 1 2 CCD 1 2 AGC 1 3 D變換 15、進 之r ( I路18 所構成 圖所示 -4 - 1241846 (2) 首先，不採用被拍攝體之畫像資訊’而在訊號水平， 減去光學黑（OPB; optical black)(在攝像元件物理遮 斷光之黑訊號水平；能輸出之最暗點）之部分，進行箝制 之計算（步驟ST21 )。 接著，以該被計算者，進行箝位電路之控制（步驟 ST22 )。 該控制方法，係作爲其他技術而也被揭示在日本專利 特開2002- 1 1 8 8 5 8號公報。該被揭示者，係在從CCD等 攝像元件之有效畫面外得到黑位準調整用之攝像訊號之目 的下，在該攝像元件設置光學黑領域，對於從該光學黑領 域所得到的攝像訊號使進行黑平衡。 「專利文獻1」日本專利特開2 0 0 0 - 1 7 5 0 6 2號公報（ 第3頁第1圖） 「專利文獻2」日本專利特開2002- 1 1 8 8 5 8號公報（ 第4〜5頁第6圖） 【發明內容】 發明所欲解決之課題 然而，在先前技術已說明之攝像裝置，例如，關於相 機畫像在攝像被拍攝體之場合，畫像之動態範圍爲不用盡 相機能輸出之最暗點時，換言之，不用盡相機之動態範圍 時’即使在被拍攝體之中形成黑，利用攝像狀態，最暗點 係被攝像形成黑色浮動者。又，在如此般時，也有在暗部 雜訊顯著之問題。 -5- (3) 1241846 從而’有鑑於該點，是在考慮人類對黑之順應之，具 有利用黑平衡補正之箝位控制電路之攝像裝置所必須解決 之課題。 用以解決課題之手段 爲解決上述課題，本發明之攝像裝置係形成如下所示 之構成。 (1 ) 一種攝像裝置，係被供給攝像元件所攝像之攝 像訊號，對該攝像訊號施以指定之畫像處理並輸出影像訊 號之攝像裝置，其特徵爲： 在前述攝像訊號之最暗點偏離無彩軸之場合，進行藉 由考慮人類對黑之適應效果之黑適應率而在無彩軸方向加 以補正之黑平衡控制。 (2) —種攝像裝置，其特徵爲具備： 被供給攝像元件所攝像之攝像訊號，箝制該攝像訊號 之黑位準（level)之箝1位（clamp)電路，及 檢測則述攝像訊號之最暗點之最暗點檢出電路，及 被供給在前述箝位電路黑位準被箝制之攝像訊號，進 行該攝像訊號之白平衡（white balance)補正之白平衡電 路，及 被供給在前述白平衡電路被白平衡補正之攝像訊號， 藉此產生影像訊號之訊號處理部； 前述最暗點檢出電路，係對前述攝像訊號之最暗點進 行檢波，進行將該已檢波之最暗點考慮黑適應率後在無彩 -6- (4) 1241846 軸方向加以補正之黑平衡補正，控制前述箝位電路。 (3 )如（2 )之攝像裝置，其中前述攝像元件係 C CD等固態攝像元件，被設置對應於R、G、B各原色。 (4 )如（2 )之攝像裝置，其中作成可以介由圖形使 用者界面（GUI; Graphical User Interface)輸入前述箝 位電路之黑適應率。 發明之效果 根據本發明，即使在畫像中之最暗點偏離無彩軸之場 合，藉由考慮人類對黑之適應效果，仍能形成等同可見而 進行黑平衡控制。 又，能至少具有半導體攝像元件、三原色訊號檢波電 路、最暗點檢出電路、箝位控制電路與白平衡控制電路， 將已檢波之攝像畫像之最暗點加以檢波而進行考慮黑順應 之黑平衡補正，控制箝位電路。 此外，在箝位控制電路，也能作成在圖形使用者界面 (GUI )輸入對黑之順應率，利用黑平衡控制，能形成擴 大攝像裝置之動態範圍。 此外，利用黑平衡控制，能減少最暗點之雜訊。 【實施方式】 以下，就本發明相關之攝像裝置之實施型態，參照圖 面加以說明。 (5) 1241846 〔實施例1〕 本發明之攝像裝置’如弟1圖所不’係大致由：聚焦 來自被拍攝體之影像光之透鏡系11、將通過此透鏡系]1 之影像光利用光電變換變換成電氣訊號之CCD ( Charge Coupled Device;電荷耦合元件）12、該被變換之電氣訊 號進行採樣保存（sample hold)與增益控制（_gain control)之 S/H&AGC13、進行黑平衡補正之箝位電路 1 5、進行白平衡補正之白平衡補正電路1 6、得到色差訊 號之7 ( g a m m a )補正電路1 7、產生影像訊號之訊號處理 電路1 8、及特定色抽出電路1 9所構成。 關於由此般構成之攝像裝置之動作加以說明，首先， 通過聚焦來自被拍攝體之影像光之透鏡系1 1，射入作爲 半導體攝像元件之CCD12。 被射入此 CCD12之影像光利用光電變換被變換成電 氣訊號。該被變換之電氣訊號被輸入S/H&AGC13，在 該S / H& AGC13被採樣及增益控制之訊號，則被輸入A / D變換器1 4。 被輸入此A/ D變換器1 4之訊號係被變換成數位訊 號，利用箝位電路1 5被進行黑平衡補正。 此黑平衡補正，係用以補正隨攝影狀態導致黑色浮動 ，偏離無彩軸之處理。 例如，在第3圖所示之被拍攝體，將黑髮（A點）或服 裝之黑色部分（B點），或光源未照到之黑暗部分（C點 )等之最暗點進行檢波。接著，如第4圖所示，將其已檢 -8 - (6) 1241846 波之最暗點，在原點（γ，B — Y，R— Y ) = ( 〇，〇，〇 ) 方向’亦即無彩軸方向，考慮人類眼睛對黑之順應率之黑 適應率而進行補正。 此際，如第2圖之流程圖所示，在已檢波之最暗點之 亮度水平成爲事先被給予之亮度限度以下之場合，進行根 據考慮該黑順應之黑平衡之補正之箝位控制。此外，在成 爲被給予之亮度限度以上時，進行通常之箝位控制。 其次，關於具體的訊號之處理，進行以下說明。 首先，將A / D變換器1 4後之R G B之訊號變換.成已 考慮人類視覺特性之値之XYZ値。 例如，採用 IEC ( International Electrotechnical C o m m i s s i ο η ;國際電氣標準會議）訂定之色空間之國際規 格之sRGB變換，如以下之（1 )式般將8位元之RGB値 變換爲乘冪次方之補正之RGB値。關於其他之G、B也 以同樣的公式進行變換。 〔數式1〕 R 5RCB=^Sbit/255.0 if R srgb〈 〇‘〇4〇45 then sRGb/12.92 else R=((R^rg8+0-〇55)/1 .055)24 -⑴ 其次，如（2 )式所示，將被非線形變換之RGB値變換成 XYZ 値。 (7)1241846 〔數式2〕 ix、 iR、 Y =A G ,z, B 、/ ⑵ (3 )式般之値被使用以 在此，作爲此矩陣，例如 s R G B變換。 〔數式3〕 「0.4124 0.3576 0.1805、 A= 0.2126 0.7152 0.0722 ——（3) 0.0193 0.1192 0.9505 又，這些從RGB値到XYZ値之變換亦可使用查表（ look up table) 〇 其次，以黑適應率作爲Kadp，形成（4 )式般定義考 慮黑順應之黑。在此，XS，IN，MK YS，IN，MK ZS，IN，MK，係被檢波之最暗點之XYZ値。又，將已考 慮黑適應率之最暗點之XYZ値設爲XS，IN，K YS，IN，K ZS，IN，K 〇 在此，在Kadp = 1.0時，表示黑適應率100%，在已 檢波之被拍攝體之最暗點完全考慮黑順應而進行黑平衡補 正。 又，在Kadp =0·0時，表示黑適應率〇%，此時形成 沒有黑順應，不會進行黑平衡補正。 該黑適應率，係表示人類眼睛對黑之順應率，這是來 自「K . N a k a b a y a s h i、M . D · F a i r c h i 1 d '、A p p e a r a n c e m a t c h -10- (8) 1241846 between hardcopy and softcopy using lightness rescaling with black point adaptation” 、SPIE/IS&T Electronic

Imaging 2002 : Proc. SPIE Vol. 4663、p.21 7-228」的視覺 實驗結果，最適値隨被拍攝體之不同也會不同，但設定給 予大約中央値之0.4〜0.6。 又，在此，K a d p係如第5圖所示，作成在圖形使用 者界面（GUI )使用者能自由輸入黑適應率之方式亦可。

又，採用1 / 3次方方面，係用以在近似人類之色知 覺空間之空間進行計算者，並不限定於此。 〔數式4〕 γ 1,3—γ γ 1/3

AS.IN.K 一卜3如入S.IN.MK

γ K . V

'S.IN.K 一 ^adp 丫 S.1N.MK y >7 1/3 ,、 乙S.IN.K -八adp·乙S.iN.MK --(4) 其次’以在（4 )式被定義之，已考慮黑順應之最暗 點作爲原點進行如（5 )式所示之黑平衡補正變換。

在此’ XS，IN YS，IN ZS，IN，係表示補正前之畫 像資料之XYZ値，又，XS，OUTYS，OUT ZS，OUT，係黑平衡補正後之畫像資料之χγζ値。 -11 - 1241846 Ο) 〔數 5〕 (Xs,out)1/3= (Xs.】n)1/3-(Xs,丨 ν.κ)"3 rx -卜(Xs_!N.K)"3 - (Ys·。，: (Ys.丨N) /3-(丫S.丨NX)"3 rY --(ysmk)〗/3 - (υ/3= * (Zs.in)1/3-(Zs,n.k)1/3 ' rz L 1-(Zsmk)，/3 」 (5) 例如 〔數 YS， 逆變 以及 檢波 從被 的色 又’關於r X、r y、r z係如（6 )式般之式所定義， ’作爲如第6圖所示之單調增加之係數所定義者。 6 ] r X = f ( XSjnsk) r Y = f ( Ys,INsK ) 7 z = f ( Zs,in,k) --( 6 ) 將此般作法所得到之，黑順應後之XS，OUT OUT ZS，OUT 進行（1)式、（2)式、（3)式之 換，回到RGB値。 其次’黑平衡補正後之訊號係被輸入白平衡補正手段 白平衡電路1 6。 再者，在此白平衡電路1 6，例如，R、G、B訊號被 ，將此檢波訊號輸入C P U。接著，在此C P U，例如， 輸入之R、G、B訊號判斷現在被攝影中之被拍攝體 溫度’設定配合該色溫度之白平衡補正手段之控制値 -12- (10) 1241846 利用以上，能進行考慮人類對黑之順應之黑平衡補正 ，補正後，藉由畫像中之最暗點如第4圖所示般，在原點 (Υ、B— Y、R— Y) = (〇、0、〇)之無彩軸方向被進行 補正，結果，具有動態範圍擴大’此外黑位準之雜訊也減 少之效果。 產業上之利用可能性 即使在畫像中之最暗點偏離無彩軸之場合，藉由考慮 人類對黑之適應效果，仍能形成等同可見而進行黑平衡控 制0 【圖式簡單說明】 第1圖係構成本發明之攝像裝置之方塊圖。 第2圖係顯示本發明之攝像裝置之動作之流程圖。 第3圖係顯示本發明之攝像裝置檢測出最暗點之情形 之說明圖。 第4圖係本發明之攝像裝置之黑平衡補正之槪略圖。 第5圖係本發明之攝像裝置之黑適應率之輸入畫面。 第6圖係本發明之攝像裝置之係數γ之具體例。 第7圖係先前技術之攝像裝置之方塊圖。 第8圖係顯示先前技術之動作之流程圖。 【主要元件符號說明】 11 透鏡系 -13- (11) 1241846 12 CCD 13 S/ Η & 14 A/D | 15 箝位電 16 白平衡 17 7補正 18 訊號處 19 特定色

AGC I換器 路 電路 電路 理部 檢出電路

Claims (1)

1241846 ⑴ 十、申請專利範圍 1 · 一種攝像裝置，係被供給攝像元件所攝像之攝像 訊號’對該攝像訊號施以預定之畫像處理並輸出影像訊號 ;其特徵爲： 在述像㊉號之最暗點偏離無彩軸之場合’進行藉 由考慮人類對黑之適應效果之黑適應率而在無彩軸方向加 以補正之黑平衡控制。 2· —種攝像裝置，其特徵爲具備了， 被供給攝像元件所攝像之攝像訊號，箝制該攝像訊號 之黑位準（level )之箝位（clamp )電路，及 檢測前述攝像訊號之最暗點之最暗點檢出電路，及 被供給在前述箝位電路黑位準被箝制之攝像訊號，進 行該攝像訊號之白平衡（white balance)補正之白平衡電 路，及 被供給在前述白平衡電路被白平衡補正之攝像訊號， 藉此產生影像訊號之訊號處理部； 前述最暗點檢出電路，係對前述攝像訊號之最暗點進 行檢波，進行將該已檢波之最暗點考慮黑適應率後在無彩 軸方向加以補正之黑平衡補正，控制前述箝位電路。 3 ·如申請專利範圍第2項之攝像裝置，其中 前述攝像元件係CCD等固態攝像元件，被設置對應 於R、G、B各原色。 4.如申請專利範圍第2項之攝像裝置，其中 作成可以藉由圖形使用者界面（GUI; Graphical Use!· -15- (2) 1241846 Interface)輸入前述箱位電路之黑適應率° 5. —種攝像方法，其特徵爲具備了’ 被供給攝像元件所攝像之攝像訊號，箱制該攝像訊號 之黑位準之過程’及 檢測前述攝像訊號之最暗點之過程’及 在前述箝制過程黑位準被箝制之攝像訊號之進行白平 衡補正之過程，及 藉由在前述白平衡補正過程被白平衡補正之攝像訊號 產生影像訊號之過程； 前述最暗點檢測過程中，係對前述攝像訊號之最暗點 進行檢波，進行該已檢波之最暗點之値乘以黑適應率後在 無彩軸方向加以補正之黑平衡補正，控制前述箝制過程之 箝制。 6 ·如申請專利範圍第5項之攝像方法，其中： 作成可以藉由圖形使用者界面（GUI)輸入前述黑適 應率。 -16-