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JPH0817456B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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Publication number
JPH0817456B2
JPH0817456B2 JP62143887A JP14388787A JPH0817456B2 JP H0817456 B2 JPH0817456 B2 JP H0817456B2 JP 62143887 A JP62143887 A JP 62143887A JP 14388787 A JP14388787 A JP 14388787A JP H0817456 B2 JPH0817456 B2 JP H0817456B2
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JP
Japan
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signal
image
screen
image pickup
circuit
Prior art date
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宏爾 高橋
輝夫 稗田
力 佐藤
俊之 増井
崇史 小林
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US08/386,119 priority patent/US5638118A/en
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Priority to US08/802,279 priority patent/US5969761A/en
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  • Exposure Control For Cameras (AREA)

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。
The present invention relates to an image pickup 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・カメラ部として広く使用されてい
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べダイナミック・レンジが狭
く、従って、逆光時などには白とびや黒つぶれ(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。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。
The image pickup device is widely used as a video camera unit such as a VTR with a built-in camera and a still video camera. A video camera that uses an image pickup tube or a solid-state image sensor has a narrower dynamic range than a conventional silver halide photography system, and therefore, underexposure and underexposure (a common name for parts with extremely high or low brightness levels). And so on. In the conventional video camera, in such a case, the aperture is opened by about 2 apertures manually or by operating the backlight compensation button to adjust the light amount.

しかし、このような逆光補正を適切に行った場合で
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。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。
However, even when such backlight correction is appropriately performed, overexposure occurs in the background even if the main subject has an appropriate exposure amount, and the screen has only a white background. In other words, the narrow dynamic range of the image pickup device cannot be solved only by adjusting the light amount so that the exposure amount of the main subject becomes appropriate as in the conventional device. For example line
In a conventional imaging device that converts a still image into an electric signal using a scanner or the like, a configuration is considered in which one screen is composed from a plurality of screens obtained from the same subject and having different exposure amounts.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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 image pickup apparatus targets a still image and cannot obtain a moving image 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
を指示することを目的とする。
In view of such a problem, it is an object of the present invention to provide an imaging device capable of obtaining a moving image 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、被写体像を電気信号に変換
する撮像手段と、当該撮像手段により同一の被写体を撮
像しながら当該撮像手段の蓄積時間を所定の周期で変化
させることにより同一の被写体について露光量の異なる
複数の画像を連続して撮像し、周期的に出力させる撮像
制御手段と、当該撮像手段から出力される露光量の異な
る複数の画像の内の直前の画像を保持する記憶手段と、
当該記憶手段に保持された画像について画面内の信号の
レベルをそれぞれ所定の基準値と比較することにより適
正レベルか否かを判別し、適正でないと判断された画面
内の信号を別の画面の対応する位置の信号と演算した演
算結果で置換することにより、画面全体の信号のレベル
を適正化した合成画面を当該所定の周期で形成する制御
手段とを有することを特徴とする。
An image pickup apparatus according to the present invention relates to an image pickup unit for converting an image of an object into an electric signal and an image pickup unit for the same subject by changing the accumulation time of the image pickup unit at a predetermined cycle while the image pickup unit picks up the same subject. An imaging control unit that continuously captures a plurality of images with different exposure amounts and outputs the images periodically, and a storage unit that holds the immediately preceding image of the plurality of images with different exposure amounts output from the imaging unit. ,
For the image held in the storage means, the level of the signal in the screen is compared with a predetermined reference value to determine whether the level is appropriate or not, and the signal in the screen determined to be incorrect is displayed on another screen. It is characterized by having a control means for forming a composite screen in which the level of the signal of the entire screen is optimized in the predetermined cycle by replacing the signal at the corresponding position with the calculated result.

〔作用〕[Action]

上記制御手段により、画面の各部を適正な信号レベル
とした合成画面を形成できる。この合成画面は、例え
ば、逆光状態でも白とびなどの無いものになる。これに
より、実質的にダイナミック・レンジが広がる。
By the control means, it is possible to form a composite screen in which each part of the screen has an appropriate signal level. This composite screen has no overexposure even in a backlit state, for example. This substantially widens the dynamic range.

〔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。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of the entire 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1
03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103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 unit, 200 is a processing unit, and 300.
Is a recording unit. In the camera unit 100, the amount of light rays incident from the optical system 101 is limited by the diaphragm 102, and the image pickup device 1
Image on 03. The image pickup device 103 is composed of an image pickup tube and a semiconductor image pickup device such as a MOS or CCD. The focus drive circuit 107, the diaphragm drive circuit 106, and the image pickup device drive circuit 105 are camera control circuits.
Under the control of 108, the optical system 101, the diaphragm 102, and the image sensor 103 are driven, respectively. 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200の
A/D変換器201でディジタル信号に変換され、演算回路20
2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300に供給される。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20
5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。
The video signal output from the camera unit 100 is output by the processing unit 200.
It is converted to a digital signal by the A / D converter 201, and the arithmetic circuit 20
The pixel data conversion described later in 2 is performed, and the D / A converter 203
Is converted back into an analog signal and supplied to the recording unit 300. 204
Is an image memory for calculation in the arithmetic circuit 202, and 205 is its addressing circuit. Addressing circuit 20
Reference numeral 5 outputs a write / read address control signal for the image memory 204 in response to a timing signal from the control circuit 108 of the camera section 100.

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 unit 300, the analog signal from the D / A converter 203 is recorded in the VTR recorder 301 by 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NTS
C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(E
VEN)フィールドとを区別するための信号である。VBLK
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。Tpulse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CCD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1/60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 described. 2 is a more detailed block diagram of the camera section 100, and FIG. 3 is an NTS.
Taking the C signal as an example, the timing of the camera unit 100
A chart is shown. Field index (FI) signals are odd (ODD) fields and even (E)
This is a signal to distinguish it from the VEN) field. V BLK
The signal is a vertical blanking signal, the H (high) period corresponds to the effective screen, and the L (low) portion corresponds to the vertical blanking period. T pulse is a signal for controlling the charge accumulation time of the image sensor 103, and is a pulse for reading pixel output to the vertical transfer CCD in the case of a CCD image sensor, for example. The iris gate signal is a signal that specifies whether to use a 1/1000 second accumulated signal or a 1/60 second accumulated signal as a video signal that serves as a reference 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1/1000秒の
蓄積を行い、次の有効画面期間にその1/1000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1/60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1/60
秒)の光量の信号が交互に出力される。
In the illustrated example, 1/1000 second accumulation is performed during the vertical blanking period, and the 1/1000 second accumulation signal is output during the next effective screen period. Then, the charge is accumulated for substantially 1/60 seconds in the effective screen period immediately after the 1/1000 second accumulation period, and the 1/60 second accumulation signal is output in the effective screen period of the next field. In this way, there are two types (1/1000 seconds and 1/60 seconds) for each field.
Seconds) light intensity signals are output alternately.

なお、第2図において、20はカメラ信号処理回路104
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AF制御回路、24は
垂直ブランキング信号VBLK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 FIG. 2, 20 is a camera signal processing circuit 104.
A known AE control circuit that receives a signal (for example, a video signal) from the controller and calculates a control signal for exposure control, 22 is a known AF control circuit that outputs a control signal for focus control, and 24 is a vertical It is a 1/2 divider circuit that divides the blanking signal V BLK by 2. 26 and 27 are sample and hold circuits, 28 is an inverter, and 29 and 30 are switches for selecting which of the output of the 1/2 frequency divider circuit 24 and its inverted signal from the inverter 28 determines the sampling timing. The outputs of the sample and hold circuits 26 and 27 are applied to the diaphragm drive circuit 106 and the focus drive circuit 107, respectively, and automatic exposure control and automatic focus adjustment are executed.

上記実施例では、1/1000秒と1/60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1/60
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ODD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 embodiment, a combination of 1/1000 sec and 1/60 second, since the light quantity change of about 4 stages (2 4x), for example, a CCD
In the case of a camera using an image sensor, 1/60 in the EVEN field
When the exposure is adjusted to the main subject based on the accumulation time of 2 seconds, overexposure is likely to occur in the background in the EVEN field, whereas black shadow often occurs in the main subject in the ODD field where the four-step light amount is reduced. . It should be noted that this example assumes the case where the exposure is adjusted to the background side at the time of backlight correction, and of course, it may be set to a value other than 1/1000 seconds depending on the situation at the spot.

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。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フィー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。
According to the present invention, such overexposure and / or underexposure in one field is positively utilized to improve the screen. In other words, the portion where whiteout or blackout occurs is replaced by the corresponding portion of another field (blackout or whiteout does not occur because the exposure is different), and the signals of both fields are combined to produce the final image. Signal. The basic idea will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the main subject is schematically shown by a vertically long rectangle. In FIG. 4, a through (T) image means a direct output of the image sensor 103, and a memory (M) image or a memory output means an image memory 204.
The signal of the immediately preceding field once stored in. In the through image, the main subject at the time of backlighting is blacked out in each ODD field, and the background is overexposed in each EVEN field. Also, since the memory image is composed of signals delayed by one field period, overexposure and underexposure occur in a field different from that of the through 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
画の信号を所定の閾値と比較して、当該閾値より大きけ
れば1、小さければ0として、画素毎に白とび又は黒つ
ぶれを判別する。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。第6図(a)に示すように、閾値Th1は黒つぶれを
判定できるように設定され、閾値Th2は、白とびを判定
できるように設定される。即ち、Th1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)は各フィールドと閾値との関係を示す。上記の如
く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。
Therefore, if the through image and the memory image are properly combined, a good image without overexposure and underexposure can be obtained. That is, the signals of the through image and the memory image are compared with a predetermined threshold value for each field, and if the value is larger than the threshold value, the value is set to 1, and if it is smaller than the threshold value, 0 is determined for each pixel. FIG. 6 shows the threshold value and the brightness value of the pixel,
Indicates the relationship with the field. In FIG. 6A, the horizontal axis represents the brightness level and the vertical axis represents the appearance frequency of each brightness level in one screen. As shown in FIG. 6 (a), the threshold value Th1 is set so as to be able to determine blackout, and the threshold value Th2 is set so as to be able to determine whiteout. That is, it is determined that Th1 or less is blackout, and threshold Th2 or more is overexposure. FIG. 6B shows the relationship between each field and the threshold value. As described above, overexposure and underexposure alternate between the ODD field and the EVEN field, so the threshold value for the determination 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、論理席が0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る
ことが分かる。
In this way, it is possible to determine which pixel portion of which field is blackout or overexposure, and thus the determination result can be used to select a pixel signal with an appropriate exposure amount for a through image and a memory image. For example, the logical product of the determination A and the determination B is taken, and in the ODD field, the through image signal is selected for the pixel having the logical product 1, and the memory image is selected for the pixel having the logical seat 0. By selecting a signal and setting it in 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 according to the selection flag. In this figure, the effect of the time axis shift on the image was confirmed on the assumption that the main subject moves at a constant velocity, but it can be seen that the moving image can be practically sufficient.

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。Th切換制御信号は、FI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の閾値発生回路52に印加される。閾値発生回路52,5
3はその切換信号に応じて、第6図(b)の関係の閾値T
h1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は当該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。
FIG. 5 shows the above threshold value in the arithmetic circuit 202 of the processing unit 200.
FIG. 3 is a detailed block diagram showing the configuration of a circuit part for comparing with Th1 and Th2 and forming a selection flag. The Th switching control signal is a signal in which “H” and “L” are inverted for each field like the FI signal, and is applied to the second threshold generation circuit 52 via the threshold generation circuit 53 and the inverter 51. It Threshold generator circuit 52,5
3 is the threshold value T of the relationship in FIG. 6 (b) according to the switching signal.
Generates h1 or Th2. The comparison circuits 54 and 55 compare the memory image and the through image with the threshold values from the threshold value generation circuits 52 and 53, respectively, and output the A signal and the B signal. The AND gate 56 calculates the logical product of the A signal and the B signal and outputs a selection flag signal. The switch 57 switches according to the selection flag signal and selects a signal of a memory image or a through image.

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、100%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%)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P1とすると、高速シャッタ時にはこの
変化点がP2の位置に移行する。但しP1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
1/60秒、(2)は1/125秒、(3)は1/250秒、(4)は
1/500秒、(5)は1/1000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。第7図(b),(c)がその合成例であ
る。
FIG. 7 shows a gradation characteristic diagram. The solid line in (a) is the characteristic diagram of a normal video camera, the input and output are linear up to 100%, and the slope called the KNEE characteristic for inputs higher than that (100 to 400%). Has a loose relationship. If this change point is P1, then this change point moves to the position of P2 during high-speed shuttering. However, it is assumed that P1 is 1/60 second and P2 is 1/250 second of the change of the exposure amount in two steps. As described above, in the case of the difference of 4 steps, the relationships (1) and (5) of FIG. 7D are obtained. By the way, (1) of Fig. 7 (d) is
1/60 seconds, (2) 1/125 seconds, (3) 1/250 seconds, (4)
1/500 seconds, (5) is a characteristic diagram when 1/1000 seconds. A characteristic having a desired curve is synthesized from two characteristics having different inclinations. 7 (b) and 7 (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P1(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100%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ッタ側を選択する位
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 described. As an example, control is performed so that either the change point P1 (for low shutter speed) or P2 (for high shutter speed) from the linear part to the KNEE characteristic part becomes the 100% point. To take. As shown in FIG. 6, a threshold value is set to determine whiteout and blackout on the screen, but gradation characteristics change depending on the setting of the threshold value. The state of the change is shown in FIG. 7 (b). The characteristics (1) to (3) have threshold Th2 for overexposure determination.
When the value is changed from a low value to a high value in sequence, the position where the high-speed shutter side is selected is changed to the high-luminance side by the pixel switching by the switch 57.

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D1,D2とし、処理結果
をDとすると、平均値処理では、D=(D1+D2)/2であ
り、減算処理ではD=D1−k(D1−D2)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 data of two corresponding pixels may be arithmetically processed to obtain a target signal. For example, FIG. 7 (c) shows characteristic changes when various calculation methods are selected based on the characteristic (2) of FIG. 7 (b). The characteristic (2) of FIG. 7 (c) is the same as the characteristic (2) of FIG. 7 (b). Seventh
The characteristic (1) in FIG. 10C shows a case where the average value processing is performed using the data of the pixel for which the “out-of-white highlight” determination has been made and the data of the corresponding pixel on another screen. Characteristic (3) shows the case where the subtraction processing is performed. For example, letting D 1 and D 2 be the data of the corresponding two pixels that are determined to be “whiteout” and the processing result to be D, D = (D 1 + D 2 ) / 2 in the average value processing, In the subtraction process, D = D 1 −k (D 1 −D 2 ). However,
k is changed according to the set threshold. In the characteristic (3) of FIG. 7 (c), k is about 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 together.

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シャッ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、1/60シャ
ッ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制御信号を発生する。制御信号保持回
路44はその制御信号を1フィールド間保持する。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。
Next, another detailed example of the control circuit 108 is shown in FIG. The master clock generator 40 generates a master clock for the control circuit 108 according to an external reference signal. The 1/1000 shutter clock generator 41 generates a high speed clock according to its master clock, and the 1/60 shutter clock generator 42 generates a low speed clock according to its master clock. The switch 45 switches for each field, and alternately applies the outputs of the clock generators 41 and 42 to the drive circuit 105. AE control signal generator 43
Generates an AE control signal for aperture control based on the video signal from the camera signal processing circuit 104. The control signal holding circuit 44 holds the control signal for one field. The switch 46 switches for each field, and the AE control signal generator
The output of 43 and the holding signal from the control signal holding circuit 44 are alternately applied to the aperture control circuit 106. The switching signal generator 47 is
It controls the switching of the switches 45 and 46. The switches 45 and 46 switch in synchronization.

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 each of low speed and high speed, and the clock is switched by the output signal of the switching signal generator that generates a signal for each field, so that the circuit configuration and operation are simplified. The effect is that it is especially suitable for movies.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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
ッタ・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 pickup device can be substantially widened. Specifically, it is possible to take an image such that not only the main subject but also the background is properly exposed even when the subject is backlit. Furthermore, when the main subject is properly exposed, the degree of background reflection (degree of overexposure, etc.) can be adjusted as desired, and more natural depiction and intentional drawing are possible. Of course, conversely, the background can be properly exposed to adjust the degree of blackout of the main subject. The range of adjusting the degree of reflection can obtain a myriad of wide-range characteristics by combining the shutter speed in addition to the pixel data calculation method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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閾値の
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
FIG. 1 is a block diagram of a camera-integrated VTR using an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control circuit of the camera section shown in FIG.
108 is a specific block diagram of the configuration, FIG. 3 is an operation timing chart of the image pickup device, FIG. 4 is a conceptual diagram of image processing according to the present invention, and FIG. 5 is a specific configuration block diagram of the arithmetic circuit 202 of FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of determining a threshold value for determining overexposed areas and underexposed areas, FIG. 7 is a gradation characteristic diagram, and FIG. 8 is another block diagram of the control circuit 108. 100 …… Camera section, 200 …… Processing section, 300 …… Recording section

フロントページの続き (72)発明者 増井 俊之 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 小林 崇史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内Front page continued (72) Inventor Toshiyuki Masui, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc., Tamagawa Plant (72) Takashi Kobayashi, 770, Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被写体像を電気信号に変換する撮像手段
と、 当該撮像手段により同一の被写体を撮像しながら当該撮
像手段の蓄積時間を所定の周期で変化させることにより
同一の被写体について露光量の異なる複数の画像を連続
して撮像し、周期的に出力させる撮像制御手段と、 当該撮像手段から出力される露光量の異なる複数の画像
の内の直前の画像を保持する記憶手段と、 当該記憶手段に保持された画像について画面内の信号の
レベルをそれぞれ所定の基準値と比較することにより適
正レベルか否かを判別し、適正でないと判断された画面
内の信号を別の画面の対応する位置の信号と演算した演
算結果で置換することにより、画面全体の信号のレベル
を適正化した合成画面を当該所定の周期で形成する制御
手段 とを有することを特徴とする撮像装置。
1. An image pickup means for converting a subject image into an electric signal, and an exposure amount of the same subject is changed by changing a storage time of the image pickup means at a predetermined cycle while picking up the same subject by the image pickup means. An imaging control unit that continuously captures a plurality of different images and outputs the images periodically, a storage unit that holds the immediately preceding image of the plurality of images with different exposure amounts output from the imaging unit, and the storage unit. By comparing the level of the signal in the screen of the image held by the means with a predetermined reference value, it is determined whether the level is appropriate or not, and the signal in the screen determined to be incorrect is associated with another screen. And a control means for forming a composite screen in which the signal level of the entire screen is optimized in the predetermined cycle by replacing the position signal with the calculated result. Imaging device.
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