JP3218022B2 - Gradation correction device and gradation correction method for imaging device - Google Patents
Gradation correction device and gradation correction method for imaging deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラなど
の画像の階調を補正する装置とその補正方法とに関し、
特に、被写体の状況に応じて最適な階調補正効果が得ら
れるようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for correcting gradation of an image such as a video camera and a method for correcting the same.
In particular, an optimum gradation correction effect is obtained according to the situation of the subject.
【0002】[0002]
【従来の技術】撮像装置の階調補正装置は、再現画像の
輝度が被写体の輝度と対応するように映像信号を補正す
る。これまで、ダイナミックレンジが小さい受像装置を
有効に使うために、この階調補正には種々の工夫が施さ
れている。2. Description of the Related Art A gradation correcting device of an image pickup device corrects a video signal so that the luminance of a reproduced image corresponds to the luminance of a subject. Until now, in order to effectively use an image receiving apparatus having a small dynamic range, various measures have been taken for this gradation correction.
【0003】階調補正装置を備える従来の撮像装置は、
図5に示すように、露光量が異なる2種類の映像信号を
1フィールド期間内に交互に出力する撮像素子1と、こ
の映像信号を増幅する前処理部2と、アナログ映像信号
をデジタル信号に変換するA/D変換器3と、露光量が
異なる2種類の映像信号の時間軸を揃え、分離して出力
する時間軸変換器4と、この2種類の映像信号を合成す
るレベル合成手段5と、合成画像信号の輝度のヒストグ
ラムを検出するヒストグラムデータ検出手段8と、この
ヒストグラムを基に階調特性を算出するマイクロコンピ
ュータ10と、画面を4つの固定領域に分割し、それぞれ
の領域ごとに設定された階調特性に従って階調補正を行
なう階調補正手段6と、合成画像信号を4つの領域に分
割し合成するための制御パルスを出力する領域分割パル
ス作成手段9と、各領域ごとに階調補正された画像を合
成する領域合成手段7とを具備している。[0003] A conventional image pickup device having a tone correction device is as follows.
As shown in FIG. 5, an image sensor 1 for alternately outputting two types of video signals having different exposure amounts within one field period, a preprocessing unit 2 for amplifying the video signals, and converting an analog video signal into a digital signal. A / D converter 3 for conversion, time axis converter 4 for aligning and separating two types of video signals having different exposure amounts and outputting the separated signals, and level synthesizing means 5 for synthesizing the two types of video signals A histogram data detecting means 8 for detecting a histogram of the luminance of the synthesized image signal; a microcomputer 10 for calculating the gradation characteristics based on the histogram; and a screen divided into four fixed areas. Gradation correction means 6 for performing gradation correction in accordance with the set gradation characteristics, region division pulse generation means 9 for dividing the combined image signal into four regions and outputting control pulses for combination, It has and a region combining unit 7 for synthesizing the gradation-corrected image for each area.
【0004】この装置では、撮像素子1が、水平CCD
の転送を通常の2倍の転送速度で行ない、露光量が長時
間の映像信号と短時間の映像信号との2種類の映像信号
を1フィールド期間内に交互に出力する。出力された映
像信号は、CDS、AGC等の前処理2が施された後、
A/D変換器3でデジタル信号に変換され、時間軸変換
器4により、標準速度で且つ同一タイミングの長時間露
光画像信号(Slong)と短時間露光画像信号(Sshor
t)とに分離され、これらの信号は、レベル合成手段5
により所定の輝度レベルで重み付けされて合成される。In this device, an image pickup device 1 is a horizontal CCD.
Is performed at twice the normal transfer speed, and two types of video signals, a video signal with a long exposure and a video signal with a short exposure, are alternately output within one field period. The output video signal is subjected to pre-processing 2 such as CDS and AGC,
The digital signal is converted into a digital signal by the A / D converter 3, and the long-time exposure image signal (Slong) and the short-time exposure image signal (Sshor) at standard speed and at the same timing are converted by the time axis converter 4.
t) and these signals are separated by the level synthesizing means 5
Are combined at a predetermined luminance level.
【0005】領域分割パルス作成手段9は、固定された
4つの領域に画面分割し合成するための画面分割制御パ
ルスを生成して、ヒストグラムデータ検出手段8と領域
合成手段7とに出力する。[0005] The area dividing pulse creating means 9 generates a screen dividing control pulse for dividing the screen into four fixed areas and synthesizing the same, and outputs the generated pulse to the histogram data detecting means 8 and the area synthesizing means 7.
【0006】ヒストグラムデータ検出手段8は、画面分
割位置制御パルスにより、レベル合成手段5から出力さ
れた合成画像信号(Smix)のヒストグラムを1フィー
ルドごとに1領域ずつ検出し、検出結果をマイクロコン
ピュータ10に出力する。ヒストグラムは、領域中のm×
nポイントの画素において、ある階調レベルを持つ画素
が何個存在しているかを示している。The histogram data detecting means 8 detects the histogram of the composite image signal (Smix) output from the level synthesizing means 5 one region at a time for each field by the screen division position control pulse, and detects the detection result by the microcomputer 10. Output to The histogram is mx
It shows how many pixels having a certain gradation level exist in the n-point pixels.
【0007】マイクロコンピュータ10は、4フィールド
で4領域分のヒストグラムデータを取り込み、例えば、
ヒストグラムの度数が多いレベル程、コントラストが強
調されるような階調特性を各領域ごとに算出し、算出結
果を各領域ごとに対応する階調補正手段6に設定する。The microcomputer 10 takes in histogram data of four regions in four fields, and for example,
A gradation characteristic is calculated for each region such that the higher the frequency of the histogram is, the more the contrast is enhanced, and the calculation result is set in the gradation correction means 6 corresponding to each region.
【0008】階調補正手段6は、A、B、C、Dの各領
域の合成画像信号に対して、マイクロコンピュータ10で
設定された階調特性を実現するように階調補正を行な
い、画像信号Sa、Sb、Sc、Sdを出力する。領域
合成手段7は、この画像信号を画面分割制御パルスで決
まる位置で合成して出力する。The tone correcting means 6 performs tone correction on the composite image signal of each of the areas A, B, C, and D so as to realize the tone characteristics set by the microcomputer 10. The signals Sa, Sb, Sc, and Sd are output. The area synthesizing means 7 synthesizes the image signal at a position determined by the screen division control pulse and outputs the synthesized image signal.
【0009】このように、従来の階調補正装置は、画面
を4つの固定領域に分け、それぞれの領域の画像信号に
対して、その領域で最も相応しい階調補正を施すことに
より、階調補正効果を高めている。As described above, the conventional tone correction device divides the screen into four fixed areas and performs the most appropriate tone correction on the image signal in each area in that area, thereby providing the tone correction. The effect is enhanced.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の階調補
正装置では、階調補正を施す領域の分割位置が固定され
ているため、同一領域内に高輝度から低輝度までの被写
体が存在する被写体条件の場合に、効果的な階調補正が
できないという問題点を有していた。However, in the conventional gradation correction device, since the division position of the region to be subjected to gradation correction is fixed, the subject from high luminance to low luminance exists in the same region. In the case of subject conditions, there is a problem that effective gradation correction cannot be performed.
【0011】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、被写体条件に適応して画面分割位置を制
御することにより、さまざまな被写体に対して最適な階
調再現を行なうことができる階調補正装置とその階調補
正方法とを提供することを目的としている。The present invention solves such a conventional problem. By controlling the screen division position in accordance with the subject conditions, it is possible to perform optimal gradation reproduction for various subjects. It is an object of the present invention to provide a gradation correction device and a gradation correction method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の階調補
正装置では、入力画像の輝度の分布に基づいて、分割す
る領域を変更するように構成している。Therefore, the tone correcting apparatus of the present invention is configured to change the area to be divided on the basis of the luminance distribution of the input image.
【0013】また、本発明の階調補正方法では、入力画
像を複数のブロックに分割して各ブロックの平均輝度を
検出し、この平均輝度の高い高輝度ブロックの分布に基
づいて領域の分割位置を設定している。Further, in the gradation correction method of the present invention, the input image is divided into a plurality of blocks, the average luminance of each block is detected, and the division position of the region is determined based on the distribution of the high luminance blocks having the high average luminance. Is set.
【0014】そのため、画面を被写体条件に適応した領
域に分割し、それぞれの領域の画像に最適の階調補正を
施すことができる。Therefore, it is possible to divide the screen into regions adapted to the conditions of the subject, and to perform optimal gradation correction on the image in each region.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、露光量が異なる2種類の映像信号を1フィールド内
に交互に出力し倍速で撮像する手段と、前記露光量が異
なる2種類の映像信号の時間軸を揃えて出力する手段
と、前記露光量が異なる2種類の映像信号を合成する手
段と、入力画像を水平方向位置および垂直方向位置で4
つの領域に分割し、各領域ごとに階調補正を行ない、各
領域ごとに階調補正された画像を合成して出力する手段
と、前記入力画像の輝度の分布に基づいて、前記水平方
向位置および前記垂直方向位置を変化させて、前記4つ
の領域を変更する手段とを備えたものであり、被写体条
件に適応した画面分割を行なうことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, two types of video signals having different exposure amounts are provided in one field.
Means for alternately outputting images and imaging at double speed,
Means for aligning the time axes of two types of video signals
And a method of synthesizing two types of video signals having different exposure amounts.
Columns and 4 input images at horizontal and vertical positions
Divided into two areas, and tone correction is performed for each area.
Means for synthesizing and outputting an image whose gradation has been corrected for each area
The horizontal direction based on the luminance distribution of the input image.
The vertical position and the vertical position,
Means for changing the area of the image, so that the screen can be divided according to the subject condition.
【0016】請求項2に記載の発明は、入力画像を複数
のブロックに分割し、各ブロックの平均輝度を検出する
検出手段と、検出された各ブロックの平均輝度データか
ら画面分割位置を算出する画面分割位置算出手段とを設
けたものであり、入力画像をブロック化し、高輝度ブロ
ックの分布が1つの領域に含まれるように画面が分割さ
れる。According to a second aspect of the present invention, an input image is divided into a plurality of blocks, a detecting means for detecting an average luminance of each block, and a screen division position is calculated from the detected average luminance data of each block. Screen division position calculation means is provided, the input image is divided into blocks, and the screen is divided so that the distribution of high-luminance blocks is included in one region.
【0017】請求項3に記載の発明は、露光量が異なる
2種類の映像信号を1フィールド内に交互に出力し倍速
で撮像し、前記露光量が異なる2種類の映像信号の時間
軸を揃えて出力し、前記露光量が異なる2種類の映像信
号を合成し、入力画像を水平方向位置および垂直方向位
置で4つの領域に分割し、各領域ごとに階調補正を行な
い、各領域ごとに階調補正された画像を合成して出力す
る階調補正方法において、入力画像を複数のブロックに
分割して各ブロックの平均輝度を検出し、前記平均輝度
の高い高輝度ブロックの分布に基づいて前記水平方向位
置および垂直方向位置を変化させて前記4つの領域を設
定するものであり、画面を被写体条件に適応した領域に
分割し、各領域の画像に対して最適の階調補正を施すこ
とができる。According to the third aspect of the present invention, the exposure amounts are different.
Outputs two types of video signals alternately in one field and doubles speed
Time of two kinds of video signals which are imaged at different exposure amounts
Two types of video signals with different exposure amounts are output with their axes aligned.
Signal, and position the input image horizontally and vertically.
In the gradation correction method of dividing the input image into four regions, performing gradation correction for each region, and combining and outputting the gradation-corrected image for each region, the input image is divided into a plurality of blocks. To detect the average luminance of each block, and based on the distribution of the high luminance blocks having the high average luminance, the horizontal position is detected.
The four regions are set by changing the position and the vertical position . The screen is divided into regions adapted to the subject conditions, and optimal gradation correction can be performed on the image of each region.
【0018】[0018]
【0019】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図4を用いて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0020】本発明の実施形態の階調補正装置を備える
撮像装置は、図1に示すように、露光量が異なる2種類
の映像信号を1フィールド期間内に交互に出力する撮像
素子1と、この映像信号を増幅する前処理部2と、アナ
ログ映像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器3
と、露光量が異なる2種類の映像信号の時間軸を揃え、
分離して出力する時間軸変換器4と、この2種類の映像
信号を合成するレベル合成手段5と、合成画像信号(S
mix)の輝度のヒストグラムを検出するヒストグラムデ
ータ検出手段8と、合成画像信号(Smix)を8×6の
ブロックに分割し各ブロックの平均輝度を検出するブロ
ックデータ検出手段11と、ブロックデータ検出手段11か
ら出力された各ブロックの平均輝度に基づいて画面分割
位置を決め、画面分割した各領域における階調特性を算
出するマイクロコンピュータ10と、各領域ごとに設定さ
れた階調特性に従って各領域の画像の階調補正を行なう
階調補正手段6と、マイクロコンピュータ10が決めた画
面分割位置に従って、合成画像信号の領域を分割し合成
するための制御パルスを出力する領域分割パルス作成手
段9と、各領域ごとに階調補正された画像を合成する領
域合成手段7とを具備している。As shown in FIG. 1, an image pickup apparatus provided with a gradation correction apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image pickup element 1 for alternately outputting two kinds of video signals having different exposure amounts within one field period. A pre-processing unit 2 for amplifying the video signal and an A / D converter 3 for converting an analog video signal into a digital signal
And align the time axes of two types of video signals with different exposure amounts,
A time axis converter 4 for separating and outputting, a level synthesizing means 5 for synthesizing the two types of video signals, and a synthesized image signal (S
histogram data detecting means 8 for detecting a histogram of the luminance of the mixed image, block data detecting means 11 for dividing the composite image signal (Smix) into 8 × 6 blocks, and detecting the average luminance of each block, and block data detecting means. A microcomputer 10 that determines a screen division position based on the average luminance of each block output from 11 and calculates a gradation characteristic in each of the divided regions of the screen, and a microcomputer 10 for each region according to the gradation characteristic set for each region. Gradation correction means 6 for performing gradation correction of an image, area division pulse generation means 9 for outputting a control pulse for dividing and synthesizing an area of a composite image signal according to a screen division position determined by the microcomputer 10, An area synthesizing means 7 for synthesizing an image whose gradation has been corrected for each area is provided.
【0021】この装置において、レベル合成手段5が合
成画像信号(Smix)を出力するまでの動作は、従来の
装置で説明したものと同じである。In this apparatus, the operation until the level synthesizing means 5 outputs the synthesized image signal (Smix) is the same as that described in the conventional apparatus.
【0022】ブロックデータ検出手段11は、図3(a)
に示すように、レベル合成手段5から出力された合成画
像信号(Smix)を水平方向8、垂直方向6の48ブロ
ックに分割し、図3(b)に示すように、各ブロックの
平均輝度データave[i][j]を算出する。The block data detecting means 11 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the synthesized image signal (Smix) output from the level synthesizing means 5 is divided into 48 blocks in the horizontal direction 8 and the vertical direction 6, and as shown in FIG. ave [i] [j] is calculated.
【0023】算出された各ブロックの平均輝度データは
マイクロコンピュータ10に入力し、マイクロコンピュー
タ10は、この各ブロックの平均輝度データから、所定の
輝度レベル以上の領域を他の領域から区分するための分
割位置データを後述する手順で作成する。The calculated average luminance data of each block is input to the microcomputer 10, and the microcomputer 10 uses the average luminance data of each block to classify a region having a predetermined luminance level or higher from other regions. The division position data is created by a procedure described later.
【0024】この分割位置データは、領域が切り換わる
水平方向位置及び垂直方向位置を示すデータであり、図
4(a)に示すように、画面をA、B、C、Dの4つの
領域に分割する場合には、水平方向の分割位置を矢印で
示すHstart、及び垂直方向の分割位置を矢印で示すVs
tartが分割位置データである。なお、このstartは、水
平方向の分割位置データの場合、右方向に移動したと
き、輝度の低い領域から輝度の高い領域に切り換わるこ
とを表しており、また、垂直方向の分割位置データの場
合には、下方向に移動したとき、輝度の低い領域から輝
度の高い領域に切り換わることを表している。図4
(a)では領域Dの輝度が高い。The division position data is data indicating a horizontal position and a vertical position at which an area is switched. As shown in FIG. 4A, the screen is divided into four areas A, B, C, and D. In the case of division, Hstart indicating the horizontal division position by an arrow and Vs indicating the vertical division position by an arrow
tart is division position data. Note that this start indicates that in the case of horizontal division position data, when moving to the right, switching from a low-luminance area to a high-luminance area is performed, and in the case of vertical division position data, Indicates that when moving downward, the area is switched from a low luminance area to a high luminance area. FIG.
In (a), the brightness of the region D is high.
【0025】逆に、輝度の高い領域から輝度の低い領域
に切り換わる場合には、Hend、Vendと表示する。図4
(b)は、画面を輝度の高い領域Dと、それ以外の輝度
の低い領域との2つの領域に分割する場合を示してお
り、このときの水平方向の分割位置データは領域Dの境
界を示すHstartとHend、垂直方向の分割位置データは
VstartとVendとなる。Conversely, when switching from a high brightness area to a low brightness area, Hend and Vend are displayed. FIG.
(B) shows a case where the screen is divided into two regions, a high-luminance region D and another low-luminance region. In this case, the horizontal division position data indicates the boundary of the region D. The indicated Hstart and Hend and the vertical division position data are Vstart and Vend.
【0026】マイクロコンピュータ10で作成された分割
位置データHstart,Hend,Vstart,Vendは領域分割パ
ルス作成手段9に入力する。領域分割パルス作成手段9
は、これを受けて、図4(a)(b)に示すように、H
start及びVstartの分割位置データに対応して0から1
に徐々に変わり、また、Hend及びVendの分割位置デー
タに対応して1から0に徐々に変わる分割パルスHpul
s、Vpulsを発生し、ヒストグラムデータ検出手段8及
び領域合成手段7に出力する。The division position data Hstart, Hend, Vstart, Vend created by the microcomputer 10 are input to the area division pulse creating means 9. Region dividing pulse creating means 9
Receives this, as shown in FIGS. 4A and 4B,
0 to 1 corresponding to division position data of start and Vstart
, And the division pulse Hpul gradually changes from 1 to 0 in accordance with the division position data of Hend and Vend.
s and Vpuls are generated and output to the histogram data detecting means 8 and the area synthesizing means 7.
【0027】ヒストグラムデータ検出手段8は、この分
割パルスにより、合成画像信号(Smix)のヒストグラ
ムデータを1フィールドごとに1領域ずつ検出し、マイ
クロコンピュータ10に出力する。画面を4つの領域に分
割した場合(図4(a))では、マイクロコンピュータ
は、4フィールドで4領域分のヒストグラムデータを取
り込み、4つの領域のそれぞれに対応する最適な階調特
性を算出し、算出結果を対応する階調補正手段6に設定
する。The histogram data detecting means 8 detects the histogram data of the composite image signal (Smix) one region at a time for each field by using the divided pulses, and outputs it to the microcomputer 10. When the screen is divided into four regions (FIG. 4A), the microcomputer fetches the histogram data for four regions in four fields and calculates the optimum gradation characteristics corresponding to each of the four regions. Is set in the corresponding gradation correction means 6.
【0028】階調補正手段6は、入力した合成画像信号
(Smix)に対して、各領域ごとに設定された階調特性
を実現するための階調補正を施し、その処理が済んだ信
号Sa、Sb、Sc、Sdを領域合成手段7に出力する。領
域合成手段7は、この信号Sa、Sb、Sc、Sdを分割パ
ルスに応じて合成し、Soutを出力する。この出力Sout
は(数1)によって与えられる。The gradation correcting means 6 performs gradation correction on the input composite image signal (Smix) for realizing the gradation characteristics set for each area, and processes the processed signal Sa. , Sb, Sc, and Sd are output to the area combining means 7. The area synthesizing means 7 synthesizes the signals Sa, Sb, Sc, and Sd according to the divided pulses, and outputs Sout. This output Sout
Is given by (Equation 1).
【0029】 Sout=(1-Hpuls)・(1-Vpuls)・Sa+Hpuls・(1-Vplus)・Sb +Vpuls・(1-Hplus)・Sc+Hpuls・Vplus・Sd (数1) 分割パルスを分割位置データの位置で緩やかに変化させ
ているのは、それぞれの領域の境界を滑らかに合成する
ためである。Sout = (1-Hpuls) / (1-Vpuls) / Sa + Hpuls / (1-Vplus) / Sb + Vpuls / (1-Hplus) / Sc + Hpuls / Vplus / Sd (Equation 1) Divided pulse Is gradually changed at the position of the division position data in order to smoothly combine the boundaries of the respective regions.
【0030】また、被写体条件によっては高輝度ブロッ
クの分布が中央に孤立する場合がある。そのような場合
は、図4(b)に示すように、4つの領域のうちA、
B、Cを合わせた領域とDの領域とに分け、この2つの
領域のヒストグラムデータから各領域の階調特性を算出
し、中央のD領域とそれ以外の領域との2つに分けた階
調補正を行なう。Further, depending on the subject condition, the distribution of the high-luminance blocks may be isolated at the center. In such a case, as shown in FIG.
B and C are divided into a combined area and a D area. The gradation characteristics of each area are calculated from the histogram data of the two areas, and the divided floor area is divided into a central D area and other areas. Perform key correction.
【0031】このときの合成出力Soutは、合成画像信
号(Smix)に対してD領域に設定された階調補正を施
した信号をSd、D領域以外の領域に設定された階調補
正を施した信号をS’とすると、(数2)によって与え
られる。The combined output Sout at this time is obtained by applying a signal obtained by subjecting the combined image signal (Smix) to gradation correction set in the D region to Sd, and performing gradation correction set in regions other than the D region. Let the signal obtained as S ′ be given by (Equation 2).
【0032】 Sout=(1-Hpuls)・(1-Vpuls)・S'+Hpuls・(1-Vplus)・S' +Vpuls・(1-Hplus)・S'+Hpuls・Vplus・Sd (数2) 次に、各ブロックの平均輝度データから、分割位置デー
タを作成する手順について説明する。Sout = (1-Hpuls) · (1-Vpuls) · S ′ + Hpuls · (1-Vplus) · S ′ + Vpuls · (1-Hplus) · S ′ + Hpuls · Vplus · Sd (Equation 2) Next, a procedure for creating division position data from the average luminance data of each block will be described.
【0033】この分割位置データの作成は、図2のフロ
ーチャートに従って行なわれる。The creation of the division position data is performed according to the flowchart of FIG.
【0034】ステップ1:水平方向のブロックをi=0,1,
2,..,7、垂直方向のブロックをj=0,1,..,5とするとき、
まず、入力される各ブロックの平均輝度データave[i]
[j]をある閾値satと順に比較し、閾値satを超えるブロ
ックを高輝度ブロックとしてflat_sat[i][j]=1のフラグ
を立てる。高輝度ブロックにflag_sat[i][j]として1を
立てた状態を図3(c)に示している。Step 1: i = 0,1,
2, .., 7, and j = 0,1, .., 5 in the vertical block,
First, the average luminance data ave [i] of each input block
[j] is sequentially compared with a certain threshold value sat, and a block exceeding the threshold value sat is set as a high-luminance block, and a flag of flat_sat [i] [j] = 1 is set. FIG. 3C shows a state where flag_sat [i] [j] is set to 1 in the high luminance block.
【0035】ステップ2:次に、このフラグに対して図
3(d)に示す平滑フィルタを使い、移動平滑フィルタ
処理を行なう。このとき、図3(c)のデータにそのま
ま移動平滑フィルタ処理を行なうと、端部(i=0,7,j=0,
5)の情報が失われてしまうので、端部のブロックのフラ
グ値をその外側に配置し、平滑後も水平方向8、垂直方
向6分のflag_sat[i][j]が残るようにする。移動平滑フ
ィルタ処理後の各ブロックのフラグ値は図3(e)のよ
うになる。Step 2: Next, the smoothing filter shown in FIG. 3D is used for this flag to perform a moving smoothing filter process. At this time, if the moving smoothing filter processing is directly performed on the data of FIG. 3C, the end portions (i = 0, 7, j = 0,
Since the information of 5) is lost, the flag value of the block at the end is arranged outside the block so that flag_sat [i] [j] for 8 in the horizontal direction and 6 in the vertical direction remains even after smoothing. The flag value of each block after the moving smoothing filter processing is as shown in FIG.
【0036】ステップ3:この平滑化されたflag_sat
[i][j]を、(数3)(数4)により、水平及び垂直方向
にそれぞれ加算し、加算値Hsum[i],Vsum[j]を求め
る。Step 3: This smoothed flag_sat
[i] [j] are added in the horizontal and vertical directions according to (Equation 3) and (Equation 4) to obtain sums Hsum [i] and Vsum [j].
【0037】 Hsum[i]=Σflag_sat[i][j] (i=0〜7,j=0〜5) (数3) Vsum[j]=Σflag_sat[i][j] (i=0〜7,j=0〜5) (数4) 次に、水平方向の加算値Hsum[i]の平均値、及び垂直方
向の加算値Vsum[i]の平均値を求め、これを、それぞれ
の方向の閾値Hth,Vthとする。Hsum [i] = Σflag_sat [i] [j] (i = 0 to 7, j = 0 to 5) (Equation 3) Vsum [j] = Σflag_sat [i] [j] (i = 0 to 7 , j = 0 to 5) (Equation 4) Next, the average value of the horizontal addition value Hsum [i] and the average value of the vertical addition value Vsum [i] are obtained. The thresholds are set to Hth and Vth.
【0038】ステップ4:次に、この閾値Hth,Vthと
加算値Hsum[i],Vsum[j]とを順に比較し、閾値を超え
る加算値に対してflag_Hsum[i]=1,flag_Vsum[j]=1のフ
ラグ(分割パルス用フラグ)を立てる。これにより高輝
度ブロックが多く含まれるブロックの列にはフラグが立
つことになる。Step 4: Next, the thresholds Hth, Vth and the added values Hsum [i], Vsum [j] are sequentially compared, and flag_Hsum [i] = 1, flag_Vsum [j The flag of] = 1 (split pulse flag) is set. As a result, a flag is set in a column of a block including many high-luminance blocks.
【0039】ステップ5:あまりに小さな領域におい
て、周囲と異なる階調特性で階調補正を行なうと、違和
感のある画像になるため、分割パルス用フラグの変化条
件を規定し、この規定から外れる場合、例えば1ブロッ
クのみに分割パルス用フラグが立つような場合にはフラ
グを下ろす(分割パルス用フラグ整形処理)。Step 5: If tone correction is performed with a tone characteristic different from the surroundings in an extremely small area, an uncomfortable image is obtained. Therefore, the changing condition of the divided pulse flag is defined. For example, when the divided pulse flag is set only in one block, the flag is lowered (divided pulse flag shaping process).
【0040】ステップ6:整形された分割パルス用フラ
グが0から1または1から0に変化する回数により画面
を4つの領域に分割するか、2つの領域に分割するかを
決定し、このフラグが変化する境界を分割位置として分
割位置データを算出する。Step 6: The number of times the shaped divided pulse flag changes from 0 to 1 or 1 to 0 determines whether the screen is divided into four regions or two regions. Dividing position data is calculated using the changing boundary as a dividing position.
【0041】ここでは、水平及び垂直方向の分割パルス
用フラグの変化回数が両方とも1回、または一方だけが
2回までの場合には、画面を4つの領域に分割し、分割
パルス用フラグの変化回数が両方とも2回の場合には、
2つの領域に分割する。これは、変化回数が両方とも1
回または一方だけが2回までの場合は、高輝度ブロック
の分布が画面の4辺のいずれかに接しており、領域を4
つに分割することで効果的な階調補正が掛けられるから
である。また、両方とも2回の場合は高輝度ブロックの
分布が中央に孤立しているという被写体条件であり、4
つの領域に分割するよりも2つの領域に分割する方が、
より自然な階調補正が掛けられるからである。Here, when the number of changes of the horizontal and vertical divided pulse flags is both once or only one is up to two, the screen is divided into four regions, and the divided pulse flag is If both changes are two,
Divide into two regions. This means that both changes are 1
If only one or two times, the distribution of the high-brightness block is in contact with any of the four sides of the screen, and
This is because effective gradation correction can be performed by dividing into two. In addition, in the case of both times, the subject condition is that the distribution of the high-luminance blocks is isolated at the center.
Splitting into two areas is more than splitting into two areas.
This is because more natural gradation correction can be performed.
【0042】また、分割フラグの変化回数が3回以上の
場合は、画面分割の数を4領域としているので、水平、
垂直方向の中心を分割位置にして画面を4つの領域に分
割して階調補正を行なう。When the number of changes of the division flag is three or more, since the number of screen divisions is four,
The screen is divided into four regions with the center in the vertical direction as a dividing position, and gradation correction is performed.
【0043】このように、本発明の階調補正装置は、被
写体条件に適応して画面を複数の領域に自動的に分割
し、各領域ごとに最適な階調補正を施し、この階調補正
が済んだ各領域のデータを合成する。As described above, the gradation correcting apparatus of the present invention automatically divides the screen into a plurality of regions according to the subject conditions, and performs the optimum gradation correction for each region. The data of each area that has been processed is synthesized.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の階調補正装置は、画像の輝度に応じて自動的に画面の
領域を分割し、各領域ごとに最適な階調補正を施してい
る。そのため、様々な被写体に対応して最適な階調補正
効果を得ることができる。As is apparent from the above description, the gradation correcting apparatus of the present invention automatically divides the screen area according to the brightness of the image and performs the optimum gradation correction for each area. ing. Therefore, it is possible to obtain an optimum gradation correction effect corresponding to various subjects.
【0045】また、本発明の階調補正方法は、被写体条
件に適応した画面の領域分割を可能にし、階調補正の効
果を高めることができる。Further, the gradation correction method of the present invention enables the area of the screen to be divided according to the subject conditions, and can enhance the effect of gradation correction.
【図1】本発明の実施形態の階調補正装置を備えた固体
撮像装置の構成図、FIG. 1 is a configuration diagram of a solid-state imaging device including a gradation correction device according to an embodiment of the present invention;
【図2】本発明の階調補正方法を示すフローチャート、FIG. 2 is a flowchart showing a gradation correction method according to the present invention;
【図3】本発明の階調補正方法を説明する概要図であ
り、(a)撮像された入力画像とブロックの位置を表す
図、(b)各ブロックの平均輝度データを表す図、
(c)高輝度ブロックと検出されたブロックを表す図、
(d)平滑フィルタの特性図、(e)平滑後の高輝度フ
ラグから分割位置を算出する方法を表す図、3A and 3B are schematic diagrams illustrating a gradation correction method according to the present invention, in which FIG. 3A illustrates a captured input image and the position of a block, FIG. 3B illustrates average luminance data of each block,
(C) A diagram showing a block detected as a high-luminance block,
(D) a characteristic diagram of a smoothing filter, (e) a diagram showing a method of calculating a division position from a high-luminance flag after smoothing,
【図4】本発明の階調補正装置における画面分割パルス
と各領域の対応関係を示す図であり、(a)画面を4つ
の領域に分割した場合を表す図、(b)画面を2つの領
域に分割した場合を表す図、FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a correspondence relationship between a screen division pulse and each region in the gradation correction device of the present invention, wherein FIG. 4A shows a case where a screen is divided into four regions, and FIG. Diagram showing the case of dividing into regions,
【図5】従来の階調補正装置を備えた固体撮像装置の構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a solid-state imaging device including a conventional tone correction device.
1 撮像素子 2 前処理部 3 A/D変換器 4 時間軸変換器 5 レベル合成手段 6 階調補正手段 7 領域合成手段 8 ヒストグラムデータ検出手段 9 領域分割パルス作成手段 10 マイクロコンピュータ 11 ブロックデータ検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image sensor 2 Pre-processing part 3 A / D converter 4 Time axis converter 5 Level synthesis means 6 Gradation correction means 7 Area synthesis means 8 Histogram data detection means 9 Area division pulse creation means 10 Microcomputer 11 Block data detection means
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−46860(JP,A) 特開 平3−73668(JP,A) 特開 平7−298142(JP,A) 特開 平6−141229(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/407 G06T 5/00 H04N 5/20 H04N 5/222 - 5/247 Continuation of front page (56) References JP-A-8-46860 (JP, A) JP-A-3-73668 (JP, A) JP-A-7-298142 (JP, A) JP-A-6-141229 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 1/407 G06T 5/00 H04N 5/20 H04N 5/222-5/247
Claims (3)
ィールド内に交互に出力し倍速で撮像する手段と、前記
露光量が異なる2種類の映像信号の時間軸を揃えて出力
する手段と、前記露光量が異なる2種類の映像信号を合
成する手段と、入力画像を水平方向位置および垂直方向
位置で4つの領域に分割し、各領域ごとに階調補正を行
ない、各領域ごとに階調補正された画像を合成して出力
する手段と、前記入力画像の輝度の分布に基づいて、前
記水平方向位置および前記垂直方向位置を変化させて、
前記4つの領域を変更する手段とを具備することを特徴
とする階調補正装置。1. An image processing apparatus comprising two types of video signals having different exposure amounts,
Means for alternately outputting images in the field and imaging at double speed;
Outputs two types of video signals with different exposure amounts in time alignment
And two types of video signals having different exposure amounts.
The input image in the horizontal and vertical positions
Divided into four regions at the position, performs tone correction for each area, and means for outputting the synthesized tone-corrected image for each of the areas, based on the distribution of the luminance of the input image, before
By changing the horizontal position and the vertical position,
Means for changing the four areas.
し、各ブロックの平均輝度を検出する検出手段と、検出
された各ブロックの平均輝度データから画面分割位置を
算出する画面分割位置算出手段とを備えることを特徴と
する請求項1に記載の階調補正装置。2. A detecting means for dividing the input image into a plurality of blocks and detecting an average luminance of each block, and a screen dividing position calculating means for calculating a screen dividing position from the detected average luminance data of each block. The gradation correcting apparatus according to claim 1, further comprising:
ィールド内に交互に出力し倍速で撮像し、前記露光量が
異なる2種類の映像信号の時間軸を揃えて出力し、前記
露光量が異なる2種類の映像信号を合成し、入力画像を
水平方向位置および垂直方向位置で4つの領域に分割
し、 各領域ごとに階調補正を行ない、各領域ごとに階調補正
された画像を合成して出力する階調補正方法において、
入力画像を複数のブロックに分割して各ブロックの平均
輝度を検出し、前記平均輝度の高い高輝度ブロックの分
布に基づいて前記水平方向位置および垂直方向位置を変
化させて前記4つの領域を設定することを特徴とする階
調補正方法。3. An image signal comprising two types of video signals having different exposure amounts.
The image is output alternately in the field and imaged at double speed.
The two different types of video signals are output with their time axes aligned,
By combining two types of video signals with different exposures ,
Divided into 4 areas at horizontal and vertical positions
Then, in a tone correction method of performing tone correction for each region and combining and outputting an image corrected for tone for each region,
The input image is divided into a plurality of blocks, the average luminance of each block is detected, and the horizontal position and the vertical position are changed based on the distribution of the high luminance blocks having the high average luminance.
A gradation correction method, wherein the four areas are set in the same manner.
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