JP6753787B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

カメラマンのカメラ操作の負担を軽減するために、輝度レベルが一定になるようにレンズのアイリスを自動的に制御するオートアイリス制御システムの発明が開示されている（例えば、特許文献１）。
従来は、輝度レベルを一定にするための検出エリアを、画面の中心部分で検出する中央重点測光や、画面を複数ブロックに分割する分割測光など、特定の画面エリアに基づいて検出を行っている。近年は、タッチパネル等で被写体中の人物やペットなどを選択し、その対象物の輝度レベルが一定になるようにアイリス制御するようなオートアイリス制御システムの発明が開示されている（例えば、特許文献３）。

一方、テレビジョンカメラは、６色、画素ごとに特定の色相を補正する機能もある（特許文献２参照）。その応用として、スポーツ中継等の、テニスコートの青色やサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい色の特定の色相を検出し、視聴者が着目しやすい色の特定の色相の明るさを一定にする発明が開示されている（例えば、特許文献４）。

しかし、スポーツ中継において、太陽光や照明が支配的なテニスコートの青色やサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい色の特定の色相の明るさを一定にしても、画角や青空や雲等の変化によって屋根下の観客席等の被写体暗部の輝度レベルが変動するため、放送中はずっとオペレータが中継車内でペデスタル（マスターブラック）レベルを動かし続けている。

特開平８−１８１９０７号公報 特開平９−２４７７０１号公報 特開２００９−０１０６９４号公報 特許登録第５９２１７６１号公報

本発明は、スポーツ中継等において、屋根裏又は屋根下の観客席等の特定の色相のテニスコートやフィールド等に比べて暗い被写体の輝度レベルが変動することを防止することを目的とする。

本発明の撮像装置は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を制御する輝度レベル制御手段を有する撮像装置であって、映像信号の所定範囲における所定色調の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、所定範囲で前記検出した輝度レベルと比較して輝度レベルが低い所定色調の暗部周辺の輝度レベルを検出する暗部周辺輝度レベル検出手段と、ペデスタルレベルを調整するペデスタルレベル調整手段とを有し、ペデスタルレベル調整手段は輝度レベル検出手段で検出した輝度レベルに応じて暗部周辺輝度レベルを一定に保つ調整を行うことを特徴とする。
すなわち、本発明は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御する撮像装置において、テニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は日蔭の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動を検出する手段と、ペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させる手段を有し、画角が変化しても青空又は白雲又は夕焼けなど日光（自然光）又は主照明以外の光が変化しても一該映像信号のテニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は日蔭の観客席等の第一の特定の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）輝度レベルが定になるように、該映像信号の屋根裏又は日蔭の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）輝度レベルの変化の反対分にペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させることを特徴とする撮像装置である。

また、本発明の撮像装置は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を制御する輝度レベル制御手段を有する撮像装置であって、映像信号の第１の所定範囲における所定色調の高輝度レベル変動を検出する高輝度レベル変動検出手段と、映像信号の第２の所定範囲における高輝度レベルと比較して輝度レベルの低い所定色調の暗部周辺の輝度レベル変動を検出する暗部周辺輝度レベル変動検出手段と、ペデスタルレベルを調整するペデスタルレベル調整手段とを有し、ペデスタルレベル調整手段は高輝度レベル変動検出手段と暗部周辺輝度レベル変動検出手段の変動が連動した場合には暗部周辺輝度レベルを一定に保つ調整を行うことを特徴とする。
すなわち、本発明は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御する撮像装置において、映像信号の(青空又は雲又は夕焼けなど) 第二の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第二の範囲の）ハイライト輝度レベルの（平均の）変動を検出する手段とテニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は日蔭の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動を検出する手段と、ペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させる手段を有し、該映像信号の(青空又は雲又は夕焼けなど) 第二の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第二の範囲の）ハイライト輝度レベル平均の変動と該(日蔭の観客席等の) 第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動とが連動したら、該暗部輝度レベルの平均が一定になるようにペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させることを特徴とする撮像装置である。

また、本発明の撮像装置は、さらに、映像信号の第３の所定範囲における所定色相の輝度レベルの平均を検出する輝度レベル平均検出手段を有し、輝度レベル制御手段は輝度レベル平均検出手段から出力する輝度レベルを一定になるように制御することが好ましい。または、映像信号の第３の所定範囲における所定色相のＲＧＢレベルのピークを検出するピーク検出手段を有し、ピークレベル制御手段はピーク検出手段から出力するピークレベルを一定になるように制御しても良い。
すなわち、本発明は、上記撮像装置において、テニスコートの青色又はサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を検出する手段と(日陰の観客席又は屋根の裏等の) 視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を検出する手段とを有し、該第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御させることを特徴とする撮像装置である。または、上記撮像装置において、テニスコートの青色又はサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の映像信号の第３の所定範囲における所定色相のＲＧＢレベルのピークを検出するピーク検出手段を有し、該第三の特定の色相領域のＲＧＢレベルのピークレベルを一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御させることを特徴とする撮像装置である。

さらに、本発明の撮像装置は、さらに、設定用メニューや所定色相内の所定色相領域を表示する画像表示部を有し、画像表示部は所定色相内の所定色相領域を選択できることが好ましい。
すなわち、本発明は、上記撮像装置において、ビューファインダやモニタディスプレイ等の設定用メニューや前記特定の色相の内の任意の色相領域を表示する画像表示部を有し、画像表示部で前記特定の色相の内の任意の色相領域を選択することを特徴とする、撮像装置である。

本発明によれば、青空、白雲又は夕焼け等の明るい空の明るさの変化によって日陰の観客席又は屋根の裏等の被写体暗部の輝度レベルが変動することを防止することができる。

本発明の撮像装置の一実施例を示すブロック図である。 本発明の撮像装置の他の一実施例を示すブロック図である。 Ｒ／Ｇ／Ｂの大小関係と対応する色相範囲を示す模式図である。 本発明の一実施例である色調補正部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の色調補正における色相領域の説明図である。 本発明の一実施例の色相領域の概念図である。 本発明の一実施例の原色成分と補色成分と彩度成分の算定原理の説明図である。 本発明の一実施例の明るい空と暗い周辺部判定補正の説明図である。 本発明の一実施例の補正特性図である。 本発明の一実施例のペデスタルレベル補正のフローチャートである。 本発明の一実施例と従来の色調補正における色相領域の説明図である。 本発明の一実施例と従来の色相領域の概念図である。 本発明の一実施例と従来の原色成分と補色成分の算定原理の説明図である。 本発明の一実施例と従来の色相補正特性図である。 本発明の一実施例と従来の６色独立色調補正の動作を示す模式図である。 本発明の一実施例と従来の独立色調補正の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは本発明の撮像装置の一実施例を示すブロック図であり、プリズムと３ケの撮像素子を用いガンマ前マトリクスで空と暗周辺部判定補正部を含む。
図１Ａにおいて、撮像装置は、テレビジョンカメラ３０、レンズ３１、モニタディスプレイ又はビューファインダ等の画像表示部４０で構成されている。

テレビジョンカメラ３０は、プリズム（色分解光学系）部３２、撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ、空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部３５、パラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３７、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３９で構成されている。
空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部３５は、空と暗周辺部判定補正部３８、マトリクス変換部（ＭＡＴＲＩＸ）３６で構成されている。
空と暗周辺部判定補正部３８は、加算部１２，１３，１４、ガンマ補正部３８１、色調補正部３８２で構成されている。
なお、撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)（電荷結合素子）＋ＡＦＥ（アナログフロントエンドプロセッサ）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子である。

図１Ａにおいて、被写体からの入射光はレンズ部３１で結像され、結像された入射光はプリズム（色分解光学系）部３２で赤色光と緑色光および青色光に分解される。
撮像素子部３３Ｒは赤色光をＲ（Ｒｅｄ）信号に光電変換する。撮像素子部３３Ｇは緑色光をＧ（Ｇｒｅｅｎ）信号に光電変換する。撮像素子部３３Ｂは青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）信号に光電変換する。

光電変換されたＲ／Ｇ／Ｂの各信号は、撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３ＢがＣＣＤの場合ではＡＦＥで、撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３ＢがＣＭＯＳ撮像素子の場合では内部で、相関二重サンプリング、ゲイン補正、およびアナログ−デジタル変換を行い、空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部３５に送られ、色調補正、輪郭補正、ガンマ補正、ニー補正等の各種映像信号処理が行われる。

図１Ｂは本発明の撮像装置の他の一実施例を示すブロック図であり、オンチップカラーフィルタ付撮像素子を用いガンマ後マトリクスで空と暗周辺部判定補正部を含む。
図１Ｂにおいて、撮像装置は、テレビジョンカメラ３００、レンズ３１、モニタディスプレイ又はビューファインダ４０で構成されている。

テレビジョンカメラ３００は、プリズム（色分解光学系）部３２、撮像素子部３４、空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部３５０、パラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３７、ＣＰＵ３９で構成されている。
空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部３５０は、空と暗周辺部判定補正部３８０、マトリクス変換部（ＭＡＴＲＩＸ）３６で構成されている。
空と暗周辺部判定補正部３８０は、加算部１２，１３，１４、ガンマ補正部３８１、色調補正部３８２、色分離部３８３で構成されている。
なお、撮像素子部３４は、オンチップカラーフィルタ付ＣＣＤ撮像素子とＡＦＥ又はオンチップカラーフィルタ付ＡＦＥ内蔵のＣＭＯＳ撮像素子である。

図１Ｂにおいて、被写体からの入射光はレンズ部３１で結像され、結像された入射光は撮像素子部３４で、例えば、ＲＧＧＢ信号に光電変換される。
光電変換されたＲＧＧＢ信号は、撮像素子部３４がＣＣＤの場合ではＡＦＥで、撮像素子部３４がＣＭＯＳ撮像素子の場合では内部で、相関二重サンプリング、ゲイン補正、およびアナログ−デジタル変換を行い、色分離部３８３に出力する。
色分離部３８３は、ＲＧＧＢ信号をＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に色分離し、ガンマ補正部３８１に出力する。ガンマ補正部３８１は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に対してガンマ補正を行い、色調補正部３８２等に出力する。色調補正部３８２は、色調補正、輪郭補正、ニー補正等の各種映像信号処理等を行う。

なお、図１Ａと図１Ｂの撮像装置は、出力する映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を制御するものである。
詳細は後述するが、図１Ａと図１Ｂにおいて、明るい空(青空、白雲、夕焼け）と暗い周辺部（日陰の観客席や屋根の裏側）の色相判定と明るい空のピークレベル検出と暗い周辺部のボトムレベル検出とペデスタル（マスターブラック）レベルの補正レベル算出と補正を行う。

空と暗周辺部判定補正機能付信号処理部３５，３５０では各種映像信号処理などが施された後、BT.709の映像信号の出力の
Ｙ＝０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ
Ｐｂ＝０．５３８９（Ｂ−Ｙ）
Ｐｒ＝０．６３５０（Ｒ−Ｙ）
の計算式により、Ｒ／Ｇ／Ｂから輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｐｂ／Ｐｒ）に変換する。そしてパラレル−シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３７でシリアル映像信号に変換され、外部に出力される。

また、BT.709の原色点より広色域のITU/BT.2020での映像信号の出力
Ｙ＝０．２６２７Ｒ＋０．６７８０Ｇ＋０．０５９３Ｂ
Ｐｂ＝０．５３１５（Ｂ−Ｙ）
Ｐｒ＝０．６７８２（Ｒ−Ｙ）
の映像信号出力もある。
さらに、赤緑青の原色の映像信号の出力もある。

ＣＰＵ(Central Processing Unit)３９は、テレビジョンカメラ３０の各部を制御する。また、ビューファインダまたはモニタディスプレイの画像表示部４０は撮像装置の設定用メニューや前記特定の色相の内の任意の色相彩度領域を表示する。

図３は本発明の一実施例である色調補正部の構成を示すブロック図である。
色調補正部３８２は、本発明の一実施例の空と暗周辺部判定と暗周辺部補正算出部の構成を示すブロック図であり、明るい空(青空、白雲、夕焼け）と暗い周辺部（日陰の観客席や屋根の裏側）の色相判定明るい空のピークレベル検出と暗い周辺部のボトムレベル検出とペデスタル（マスターブラック）レベルの補正レベル算出を実現する詳細構成を示すものである。図３の色調補正部は従来同様に各色相に独立の色調補正の構成も含む。

図２にＲ／Ｇ／Ｂの大小関係と対応する色相範囲を示す。なお、ここでは色相を６分割で表示しているが、Ｒ／Ｇ／Ｂの各信号レベルの大小関係をさらに細分化すれば、１２色独立又は１６色独立又は１８色独立又は２４色独立等もっと色相を再分化することも可能である。

ＣＰＵ３９は、ユーザーが設定した任意の色相範囲の情報を空と暗周辺部判定補正機能付き映像信号処理部３５，３５０内の空と暗周辺部判定補正部３８，３８０へ出力する。
空と暗周辺部判定補正機能付き映像信号処理部３５，３５０内の空と暗周辺部判定補正部３８，３８０は、ユーザー設定の色相範囲と一致したエリア情報をＣＰＵ３９へ出力する。

ＣＰＵ３９は、エリア情報に基づき、空と暗周辺部判定補正機能付き映像信号処理部３５内のマトリクス変換部（ＭＡＴＲＩＸ）３６からの輝度信号にゲートをかけ、ユーザーが設定した任意の色相範囲にあるエリアの輝度信号レベルを、ユーザーが設定した任意のレベルになるように、レンズ３１のアイリスまたは撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの増幅度または電子シャッタ等の露光を制御する。なお、設定した色相範囲のエリアが被写体から外れた場合には、色相範囲のエリアが再度被写体に入ってくるまで、アイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光の制御を停止（直前の状態を保持）する。

画像表示部４０は、被写体の映像にメニュー画面を重畳する。ユーザーはメニュー画面を見ながら色相範囲や輝度信号レベルを設定する。
また、ユーザーが設定した色相範囲が目的とする被写体の色に合致しているかを確認できるように、画像表示部４０の被写体映像に重ねて、設定した色相範囲と一致している箇所のエリアにマーカーを表示するようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、ユーザーが設定する任意の色相範囲にある輝度信号レベルが一定になるようにレンズアイリスを制御することにより、テニスコートの青色やサッカーグラウンドの緑色等の明るさを自動的に一定にすることができる。

次に、本発明の動作を図３〜図８を用いて説明する。
図３の色調補正部３８２において、Ｒ−Ｇ演算比較器１は色差信号Ｒ−Ｇの演算及び大小比較を行い、Ｇ−Ｂ演算比較器２は色差信号Ｇ−Ｂの演算及び大小比較を行い、Ｂ−Ｒ演算比較器３は色差信号Ｂ−Ｒの演算及び大小比較を行い、各演算比較結果を色相領域判定部（原色Ｒ，Ｇ，Ｂ、補色Ｙｅ，Ｃｙ，Ｍｇ）４と、彩度成分／原色成分／補色成分判定部５に出力する。

色相領域判定部（原色Ｒ，Ｇ，Ｂ、補色Ｙｅ，Ｃｙ，Ｍｇ）４は、図５に示す色相領域の判定を行なう。
図５は、色相領域の概念図で、中心点から各色方向に向かう直線を基準線として、これにより６個の色相領域に区切ったものである。

また、色相領域判定部４では、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂの信号レベル比較を行ない、図６に示すようにして最大レベル、中間レベル、最小レベルを判定する。そして、この比較判定の過程で、最大レベルと中間レベルのレベル差を求め、これを原色成分量とし、さらに中間レベルと最小レベルのレベル差を求め、これを補色成分量とする。ここで、最大レベルの色が原色に相当し、最小レベルの成分が白成分に相当する。そして、最大レベルの色と最小レベルの色の情報から補色が判定でき、この結果、図４に示すように、原色成分と補色成分を判定することができる。

図６の一例では、最大レベルがＲで、中間レベルはＧになっているので、原色成分はＲで、補色成分はＲとＧの中間の色相であるＹｅ(黄)になる。そして、原色成分量はＲ−Ｇで、補色成分量はＧ−Ｂ、そして最小レベルＢの量が白成分量となる。従って、この図８の場合は、図４の下から２番目に示す結果となる。
色相領域判定部４による色相領域の判定結果は定数選択部６に供給され、判定結果に応じて特定の利得定数が選択され、それが乗算部７，８に供給されることにより、彩度成分／原色成分／補色成分判定部５で算出された原色成分量及び補色成分量にそれぞれ乗算されることにより補正が行なわれる。このため、定数選択部６には、予め領域１から領域６までのそれぞれの色相領域に対応した特定の利得定数が設定してある。

こうして乗算部７，８により利得定数が乗算された原色成分量及び補色成分量は、加算・減算の選択及び映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対する接続選択を行なうためのデータ選択加算部１１に、一方では直接、他方では補数部(−１倍乗算部)９，１０を介して、それぞれ供給される。そして、このデータ選択加算回路１１により加算先が選択された上で加算部１２，１３，１４に供給され、映像信号Ｒ、映像信号Ｇ、映像信号Ｂに加算されることになる。

そこで、いま、映像信号Ｒの色調補正を行なう場合、例えば、彩度方向の補正であれば原色成分量Ｒ−Ｇに特定の定数Ｋｒを乗じてから映像信号Ｒに加算することになる。このとき、定数Ｋｒによる比率が−１倍から１倍の範囲であれば、この補正によっても、中間レベルと最小レベルのレベル差(補色成分量)、及び最小レベルの量(白成分量)は変化しない。

また、信号Ｙｅの彩度方向の補正を行なう場合、補色成分量Ｇ−Ｂに特定の定数Ｋｙを乗じてからＲとＧにそれぞれ加算することになる。このときも、定数Ｋｙによる比率が−１倍から１倍の範囲であれば、この補正によっても、最大レベルと中間レベルのレベル差(原色成分量)、及び最小レベルの量(白成分量)は変化しない。

従って、この場合には、定数Ｋｒ及びＫｙを操作すれば、白バランスを保ちながら原色Ｒと補色Ｙｅの彩度方向の補正を独立して行なうことができる。なお、以上の６色独立色調補正方式では、同様に色度方向の補正も独立に行なえ、さらには入力映像信号が別の色相にある場合も同様に独立補正が可能であるが、詳細な説明は省略する。

図１０は本発明の一実施例と従来の色調補正における色相領域の説明図であり、図１１は本発明の一実施例と従来の色相領域の概念図であり、図１２は本発明の一実施例と従来の原色成分と補色成分の算定原理の説明図であり、図１３は本発明の一実施例と従来の色相補正特性図であり、図１４は本発明の一実施例と従来の６色独立色調補正の動作を示す模式図であり、図１５は本発明の一実施例と従来の独立色調補正の動作を示すフローチャートである。
なお、図１０〜図１５は、特許文献２の特開平９−２４７７０１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に、本発明の一実施例である撮像装置の詳細な動作について、図１Ａ、図１Ｂ、図３、図７、図９、図１５を用いて説明する。
図７は、本発明の一実施例の明るい空と暗い周辺部検出補正の模式図である。
なお、本発明の一実施例として、図１Ａと図１Ｂに明るい空のピークレベル検出と暗い周辺部のボトムレベル検出とペデスタル（マスターブラック）レベルの補正レベル算出補正の機能を有している。
また、図１５は本発明の一実施例と従来の独立色調補正の動作を示すフローチャートであり、図１５の様に色相を判定する。

図３は本発明の一実施例である色調補正部の構成を示すブロック図であり、例えば、明るい空(青空、白雲、夕焼け）と、暗い周辺部（日陰の観客席や屋根の裏側）の色相判定と、明るい空のピークレベル検出と、暗い周辺部のボトムレベル検出と、ペデスタル（マスターブラック）レベルの補正レベル算出補正を実現する詳細構成を示す。図３の色調補正部は従来同様に各色相に独立の色調補正の構成も含む。

図３において、明るい空のピークレベル検出と暗い周辺部のボトムレベル検出とペデスタル（マスターブラック）レベルの補正レベル算出は、ゲート部４１、過大信号削除部４２、ピーク検出部４３、ゲート部１５、過小信号削除部１８、ボトム検出部１９で行われる。
明るい空のピークレベルと暗い周辺部のボトムレベルは図１Ａ又は図１ＢのＣＰＵ３９に送られ、ＣＰＵ３９からはデータ選択加算部１１にペデスタル（マスターブラック）補正レベルが送られている。
なお、ペデスタル補正レベルは図示しないペデスタル（マスターブラック）補正部に送られてペデスタル（マスターブラック）レベルが補正されても良い。

なお、図３において、従来の色温度検出との相違は、４１と１５のゲート部に色相領域判定信号が入力され、判定した色相のＲＧＢ信号からレベルを検出（算出）している。
判定した色相の明るい空(青空、白雲、夕焼け）のＲＧＢ信号は、過大信号削除部４２で過大信号を削除し、ピーク検出部４３でピークレベルを検出する。
判定した色相の暗い周辺部（日陰の観客席や屋根の裏側）のＲＧＢ信号は、過小信号削除部１８で過小信号を削除し、ボトム検出部１９でボトムレベルを検出（算出）している。
判定した色相のＲＧＢ信号からピーク検出部４３でピークレベルを検出し、ＣＰＵ３９が、レンズ３１のアイリスまたは撮像素子部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの増幅度または電子シャッタ等の露光を制御しても良い。

図７は、本発明の一実施例の明るい空と暗い周辺部検出補正の模式図であり、(a)は G映像信号の基準状態であり、テニスコートの明るさ一定にオートアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を制御している。(b)は G映像信号で：明るい空が少し暗くなり暗い周辺がより暗くなると、ペデスタル（マスターブラック）レベルのレベルを補正する。(c) G映像信号であり、明るい空が明るくなり暗い周辺が少し明るくなると、ペデスタル（マスターブラック）のレベルを補正する。(ｄ) はG映像信号であり、明るい空がより明るくなり暗い周辺がより暗くなると、ペデスタル（マスターブラック）のレベルを補正しない。(ｅ)は G映像信号であり、明るい空が少し暗くなり暗い周辺が少し明るくなると、ペデスタル（マスターブラック）レベルを補正しない。

図９は、本発明の一実施例のペデスタルレベル補正のフローチャートである。
図９において、ＣＰＵ９は、補正処理を「開始」から始まり、本発明の一実施例の「明るい空と暗い周辺部検出補正の模式図の図７の明るい空のレベルと暗い周辺のレベルを算出」を実行し（Ｓ９１）、「明るい空のレベルが一定又は上がる」の判定（Ｓ９２）がＹＥＳなら「暗い周辺のレベルが上がる」の判定（Ｓ９３）に行き、ＮＯなら「暗い周辺のレベルが上がる又は一定」の判定（Ｓ９５）に行く。

ＣＰＵ９は、「暗い周辺のレベルが上がる」の判定（Ｓ９３）がＹＥＳなら「ペデスタル（マスターブラック）レベルを上げる」を実行し（Ｓ９４）、ＮＯなら「ペデスタル（マスターブラック）レベルは補正しない」を実行する（Ｓ９６）。
ＣＰＵ９は、「暗い周辺のレベルが上がる又は一定」の判定（Ｓ９５）がＹＥＳなら「ペデスタル（マスターブラック）レベルは補正しない」を実行し（Ｓ９６）、ＮＯなら「ペデスタル（マスターブラック）レベルレベルを下げる」の補正を行う（Ｓ９７）。
ＣＰＵ９は、その後「終了」で補正処理を終了する。

つまり、本発明の実施例の共通概念は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御する撮像装置において、テニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は屋根下の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動を検出する手段と、ペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させる手段を有し、画角が変化しても青空又は雲又は夕焼けなど日光（自然光）又は主照明以外の光が変化しても一該映像信号のテニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は屋根下の観客席等の第一の特定の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）輝度レベルが定になるように、該映像信号の屋根裏又は屋根下の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）輝度レベルの変化の反対分にペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させることを特徴とする撮像装置である。

さらに、本発明の実施例の特定色相ハイライトと特定色相暗部に限定は、映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御する撮像装置において、映像信号の(青空又は雲又は夕焼けなど) 第二の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第二の範囲の）ハイライト輝度レベルの（平均の）変動を検出する手段とテニスコート又はグラウンド又はトラック又はフィールド等に比べて暗い屋根裏又は屋根下の観客席等の第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動を検出する手段と、ペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させる手段を有し、該映像信号の(青空又は雲又は夕焼けなど) 第二の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第二の範囲の）ハイライト輝度レベル平均の変動と該(屋根下の観客席等の) 第一の範囲の（色相と彩度との）色調の被写体の（第一の範囲の）暗部輝度レベルの変動とが連動したら、該暗部輝度レベルの平均が一定になるようにペデスタル（マスターブラック）レベルを変動させることを特徴とする撮像装置である。

さらに、上記撮像装置において、テニスコートの青色又はサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を検出する手段と(屋根下の観客席の椅子等の) 視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を検出する手段とを有し、該第三の特定の色相領域の輝度レベルの平均を一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御させることを特徴とする撮像装置である。または、上記撮像装置において、テニスコートの青色又はサッカーグラウンドの緑色等、視聴者が着目しやすい第三の特定の色相領域の映像信号の第３の所定範囲における所定色相のＲＧＢレベルのピークを検出するピーク検出手段を有し、該第三の特定の色相領域のＲＧＢレベルのピークレベルを一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタ等の露光を自動制御させることを特徴とする撮像装置である。

また、上記撮像装置において、ビューファインダやモニタディスプレイ等の設定用メニューや前記特定の色相の内の任意の色相領域を表示する画像表示部を有し、画像表示部で前記特定の色相の内の任意の色相領域を選択することを特徴とする、撮像装置である。

本発明の実施形態である撮像装置は、青空、白雲又は夕焼け等の明るい空の明るさの変化によって日陰の観客席又は屋根の裏等の被写体暗部の輝度レベルが変動することを防止することができる。

その結果、屋外のテニス中継、屋外の野球中継、ラグビー中継、サッカー中継等のスポーツ中継において、本発明の撮像装置を用いて、暗部一定化のアシスト機能により、安定した映像信号を出力可能となる。また、High Dynamic Range等の監視用途でも安定した映像信号を出力可能となる。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

特定色相の高輝度変動と特定色相の暗部の輝度変動との連動を検出することによって、青空、白雲又は夕焼け等の明るい空の明るさの変化によって日陰の観客席又は屋根の裏等の被写体暗部の輝度レベルが変動することを防止する用途に適用できる。

１，２，３：演算・比較器、４：色相領域判定部、５：彩度成分量／原色成分量／補色成分量判定部、６：定数選択部、７，８：乗算部、９，１０：補数部(−１倍乗算部)、１１：データ選択加算部、１２，１３，１４：加算部、１６：乗算部、３０，３００：テレビジョンカメラ、３１：レンズ、３２：プリズム（色分解光学系）、３３Ｒ，３３Ｇ，３３：撮像素子部、３４：撮像素子部、３５，３５０：空と暗周辺部判定補正機能付映像信号処理部、３６：マトリクス変換部（ＭＡＴＲＩＸ）、３７：パラレル−シリアル変換部、３８，３８０：空と暗周辺部判定補正部、３８１：ガンマ補正部、３８２：色調補正部、３８３：色分離部、３９：ＣＰＵ、４０：画像表示部、４１：ゲート部、４２：過大信号削除部、４３：ピーク検出部、１５：ゲート部、１８：過小信号削除部、１９：ボトム検出部。

Claims (4)

1. 映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタの露光を制御する輝度レベル制御手段を有する撮像装置において、
   前記映像信号の所定範囲における所定色調の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記所定範囲で前記検出した輝度レベルと比較して輝度レベルが低い所定色調の暗部周辺の輝度レベルを検出する暗部周辺輝度レベル検出手段と、ペデスタルレベルを調整するペデスタルレベル調整手段とを有し、
   前記ペデスタルレベル調整手段は、前記輝度レベル検出手段で検出した輝度レベルに応じて前記暗部周辺輝度レベルを一定に保つ調整を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 映像信号の輝度レベルが一定になるようにレンズアイリスまたは増幅度または電子シャッタの露光を制御する輝度レベル制御手段を有する撮像装置において、
   前記映像信号の第１の所定範囲における所定色調の高輝度レベル変動を検出する高輝度レベル変動検出手段と、前記映像信号の第２の所定範囲における前記高輝度レベルと比較して輝度レベルの低い所定色調の暗部周辺の輝度レベル変動を検出する暗部周辺輝度レベル変動検出手段と、ペデスタルレベルを調整するペデスタルレベル調整手段とを有し、
   前記ペデスタルレベル調整手段は、前記高輝度レベル変動検出手段と前記暗部周辺輝度レベル変動検出手段の変動が連動した場合には前記暗部周辺輝度レベルを一定に保つ調整を行うことを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
   さらに、前記映像信号の第３の所定範囲における所定色相の輝度レベルの平均を検出する輝度レベル平均検出手段を有し、
   前記輝度レベル制御手段は、前記輝度レベル平均検出手段から出力する輝度レベルを一定になるように制御すること
   又は、前記映像信号の第３の所定範囲における所定色相のＲＧＢレベルのピークを検出するピーク検出手段を有し、該第三の特定の色相領域のＲＧＢレベルのピークレベルを一定になるよう制御することの
   いずれか一方を特徴とする撮像装置。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の撮像装置において、
   さらに、設定用メニューや所定色相内の所定色相領域を表示する画像表示部を有し、
   前記画像表示部は、前記所定色相内の所定色相領域を選択できることを特徴とする撮像装置。
   

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