專利名稱：圖像信號(hào)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行圖像信號(hào)的灰度修正的圖像信號(hào)處理裝置，特別涉及根據(jù)非線形特性的灰度修正處理的干擾的控制。
背景技術(shù)：
作為數(shù)碼相機(jī)等攝像裝置的圖像質(zhì)量之一，有灰度，一般設(shè)有修正其的灰度修正電路?；叶刃拚娐钒凑找?guī)定的變換特性函數(shù)，變換所輸入的圖像信號(hào)的信號(hào)電平后輸出。例如，γ修正電路也是灰度修正用的電路。
圖3是表示變換特性的示意性曲線。變換特性一般為非線形，在變換特性曲線中斜率大于1的部分中，灰度被拉長(即，相對于輸入圖像信號(hào)的變化，輸出圖像信號(hào)的變化相對較大)，相反，在斜率小于1的部分，灰度被壓縮(即，相對于輸入圖像信號(hào)的變化，輸出圖像信號(hào)的變化相對較小)。通常，像素值的分布在輸入信號(hào)電平比較低的一側(cè)具有峰值。如圖3的特性曲線所示，對應(yīng)于該分布的灰度特性針對包含其峰值位置的比較低的輸入信號(hào)電平范圍設(shè)定具有陡峭斜率的區(qū)域(Knee區(qū)域)。另一方面，在比較高的輸入信號(hào)電平的范圍內(nèi)設(shè)定小的斜率。
另一方面，由于圖像信號(hào)低的輸入信號(hào)電平內(nèi)包含隨機(jī)干擾或暗電流引起的干擾成分，所以如特性曲線1，有在輸入信號(hào)從0陡峭上升的變換特性函數(shù)中，干擾成分的信號(hào)電平被擴(kuò)大，S/N(Signal to Noise radio信噪比；SN比)劣化成為問題的情況。在這種情況下，如圖3中示出的特性曲線2所示，有時(shí)也利用在干擾的信號(hào)電平相對應(yīng)的0附近的輸入信號(hào)電平的范圍內(nèi)，將斜率抑制為低，在接著的輸入信號(hào)電平的范圍內(nèi)設(shè)置Knee區(qū)域的S字型的變換特性函數(shù)(S字γ特性)。
圖4是表示現(xiàn)有的圖像信號(hào)處理裝置的構(gòu)成的框圖。該圖像信號(hào)處理裝置4是根據(jù)從CCD(Charge Coupled Device電荷耦合元件)圖像傳感器等攝像元件6輸出的圖像信號(hào)，生成亮度信號(hào)并向顯示裝置(省略圖示)等輸出，除此以外，判定曝光狀態(tài)，以控制驅(qū)動(dòng)攝像元件6的驅(qū)動(dòng)部8。從攝像元件6輸入到圖像信號(hào)處理裝置4的圖像信號(hào)在模擬信號(hào)處理電路10中被處理后，在A/D變換電路12中變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，輸入到數(shù)字信號(hào)處理電路14。在模擬信號(hào)處理電路10中，設(shè)有以可變控制的增益(模擬增益)放大圖像信號(hào)的AGC(Auto Gain Control自動(dòng)增益控制)電路20。另一方面，在數(shù)字信號(hào)處理電路14中，設(shè)有在A/D變換電路12所輸出的圖像數(shù)據(jù)上乘以可變控制的增益(數(shù)字增益)的DGC(Digital GainControl數(shù)字增益控制)電路22。DGC電路22的輸出介由低通濾波器(LPF)24，輸入到γ修正電路26。γ修正電路26預(yù)先設(shè)定如圖3所示的特性曲線1或特性曲線2等非線形變換特性函數(shù)，根據(jù)該固定性設(shè)定的函數(shù)，進(jìn)行上述灰度修正處理。另外，積分電路28以一個(gè)畫面為單位，積分DGC電路22所輸出的圖像數(shù)據(jù)，自動(dòng)曝光控制電路30通過根據(jù)其積分結(jié)果來控制驅(qū)動(dòng)部8，伸縮曝光時(shí)間或調(diào)節(jié)AGC電路20、DGC電路22的每一個(gè)增益，從而進(jìn)行反饋控制，以使圖像信號(hào)的一個(gè)畫面的平均電平變?yōu)樗Ｍ乃疁?zhǔn)。
在被拍攝體暗的情況下，從攝像元件輸出的圖像信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍變窄。這種情況下，通過延長曝光時(shí)間或放大AGC、DGC的增益，來謀求確保動(dòng)態(tài)范圍?？墒?，如果提高AGC、DGC的增益，則包含在圖像信號(hào)中的隨機(jī)干擾等干擾也被放大。另外，如果延長曝光時(shí)間，則包含在圖像信號(hào)中的暗電流的電平增大，由此引起的干擾電平也增大。因此，這種情況下，如圖3的特性曲線1所示，在設(shè)定了在低信號(hào)區(qū)域具有陡峭灰度性的變換特性的灰度修正電路中，存在S/N的劣化可能變?yōu)轱@著的問題。
另一方面，在為了抑制S/N劣化，使變換特性函數(shù)變?yōu)镾字型γ特性，或設(shè)定了抑制Knee區(qū)域中的灰度性(即，斜率被緩和的)的特性的灰度修正電路中，在沒有必要提高增益的攝像狀態(tài)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))中獲得的圖像信號(hào)被輸入的情況下，存在生成在很多像素分布的輸入信號(hào)范圍中，灰度性變低，動(dòng)態(tài)范圍窄的圖像的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，其目的在于在一種利用非線形變換特性進(jìn)行灰度修正處理的圖像信號(hào)處理裝置中，抑制由干擾成分引起的圖像質(zhì)量劣化，同時(shí)確保動(dòng)態(tài)范圍。
本發(fā)明的圖像信號(hào)處理裝置，具有調(diào)節(jié)圖像信號(hào)增益的增益控制電路；對增益調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)，實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)來變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述增益，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路。根據(jù)本發(fā)明，特性決定電路將利用于灰度修正處理的變換特性函數(shù)與增益控制聯(lián)動(dòng)并進(jìn)行變更。
在本發(fā)明的其他圖像信號(hào)處理裝置中，所述特性決定電路在所述增益控制電路中所利用的所述增益小于規(guī)定的基準(zhǔn)值的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在設(shè)定為所述基準(zhǔn)值以上的情況下，決定修正變換特性函數(shù)；所述修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域內(nèi)，具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，且與所述輸入信號(hào)電平的增加一起接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。在本發(fā)明中，可以將基準(zhǔn)值以上的增益全范圍作為高增益范圍，對應(yīng)于此來決定修正變換特性函數(shù)。另外，也可以對基準(zhǔn)值以上的增益設(shè)定多個(gè)高增益范圍，對應(yīng)于每一個(gè)，來決定修正變換特性函數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)選形態(tài)是一種圖像信號(hào)處理裝置，其中，所述低電平區(qū)域是根據(jù)所述高增益范圍中的增益調(diào)節(jié)后的隨機(jī)干擾的信號(hào)電平而被決定的。
本發(fā)明的其他圖像信號(hào)處理裝置，具有對攝像裝置所生成的圖像信號(hào)實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)來變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述攝像裝置中的曝光時(shí)間，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路。根據(jù)本發(fā)明，特性決定電路取得圖像信號(hào)生成時(shí)的攝像裝置中的曝光時(shí)間，將利用于灰度修正處理的變換特性函數(shù)與該曝光時(shí)間聯(lián)動(dòng)并進(jìn)行變更。
在本發(fā)明的其他圖像信號(hào)處理裝置中，所述特性決定電路在所述曝光時(shí)間小于規(guī)定的基準(zhǔn)值的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在設(shè)定為所述基準(zhǔn)值以上的長曝光時(shí)間范圍的情況下，決定修正變換特性函數(shù)；所述修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域中，具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，且與所述輸入信號(hào)電平的增加一起接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。在本發(fā)明中，可以將基準(zhǔn)值以上的曝光時(shí)間全范圍作為一個(gè)長曝光時(shí)間范圍，來決定一個(gè)修正變換特性函數(shù)；也可以設(shè)定多個(gè)長曝光時(shí)間范圍，來決定對應(yīng)于每個(gè)的多個(gè)修正變換特性函數(shù)。
本發(fā)明的另一其他圖像信號(hào)處理裝置，具有調(diào)節(jié)攝像裝置中生成的圖像信號(hào)增益的增益控制電路；對所述圖像信號(hào)實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述攝像裝置中的曝光時(shí)間和所述增益，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路。所述特性決定電路在為小于規(guī)定基準(zhǔn)增益的所述增益且為小于規(guī)定的基準(zhǔn)曝光時(shí)間的所述曝光時(shí)間的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在為小于所述基準(zhǔn)增益的所述增益且設(shè)定為所述基準(zhǔn)曝光時(shí)間以上的長曝光時(shí)間范圍內(nèi)的所述曝光時(shí)間的情況下，決定第一修正變換特性函數(shù)；在為設(shè)定為所述基準(zhǔn)增益以上的高增益范圍內(nèi)的所述增益的情況下，決定第二修正變換特性函數(shù)；所述第一修正變換特性函數(shù)和所述第二修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域內(nèi)至少都具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，另一方面，所述第一修正變換特性函數(shù)隨著所述輸入信號(hào)電平的增加，比所述第二修正變換特性函數(shù)更快地接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)選形態(tài)是一種圖像信號(hào)處理裝置，其中根據(jù)所述長曝光時(shí)間范圍中的所述圖像信號(hào)的隨機(jī)干擾的信號(hào)電平來決定所述低電平區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，在灰度修正處理中，根據(jù)增益控制或攝像裝置中的曝光時(shí)間，適用不同的變換特性。因此，可以進(jìn)行采用了根據(jù)增益或曝光時(shí)間而變化的干擾成分相對應(yīng)的優(yōu)選變換特性函數(shù)的灰度修正處理，可以獲得S/N特性和動(dòng)態(tài)范圍雙方良好的圖像成為可能。
特別是在如增益低或曝光時(shí)間短等，干擾的信號(hào)電平相對較小的情況下，通過采用在輸入信號(hào)的低電平區(qū)域中具有比較大的斜率的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)，從而可以限定由原來的干擾電平低所引起的S/N的劣化，且可以獲得寬的動(dòng)態(tài)范圍。另一方面，在增益高或曝光時(shí)間長等，干擾的信號(hào)電平相對較大的情況下，通過采用將輸入信號(hào)低電平區(qū)域中的變換特性函數(shù)斜率抑制為小，且隨著所述輸入信號(hào)電平的增大而接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)的修正變換特性函數(shù)，從而可以一面抑制干擾的信號(hào)電平的放大，一面在干擾少的比較高的信號(hào)電平中，將變換特性函數(shù)作為大的斜率來確保動(dòng)態(tài)范圍。
在這里，隨著增益的增大，干擾的信號(hào)電平基本成正比地增大，但伴隨曝光時(shí)間的增大與此相比是緩慢的。因此，在可以調(diào)節(jié)增益和曝光時(shí)間雙方時(shí)，對應(yīng)于增益低、曝光時(shí)間長的情況的第一修正變換特性函數(shù)，與對應(yīng)于增益高情況的第二修正變換特性函數(shù)相比，將斜率抑制為低的信號(hào)電平范圍變窄，并且，即使超過抑制其斜率的范圍的信號(hào)電平范圍中的變換特性函數(shù)的上升快于第二修正變換特性函數(shù)，也可以避免S/N的劣化。即，在增益低、曝光時(shí)間長的情況下，通過應(yīng)用第一修正變換特性函數(shù)，從而可以一邊抑制S/N的劣化，以便適宜地確保動(dòng)態(tài)范圍。這樣，通過在增益和曝光時(shí)間都小的情況、增益低而曝光時(shí)間長的情況、和增益高的情況下，分別分開使用標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)、第一修正變換特性函數(shù)、第二修正變換特性函數(shù)，從而可以獲得適合于各自情況的適宜圖像信號(hào)。


圖1是表示作為本發(fā)明實(shí)施方式的圖像信號(hào)處理裝置的構(gòu)成的概略框圖。
圖2是表示預(yù)先準(zhǔn)備在本裝置中的多個(gè)變換特性函數(shù)的例子的示意性曲線。
圖3是表示γ修正電路的變換特性的示意性曲線。
圖4是表示現(xiàn)有的圖像信號(hào)處理裝置的構(gòu)成的框圖。
圖中50-圖像信號(hào)處理部，52-攝像元件，54-驅(qū)動(dòng)部，60-模擬信號(hào)處理電路，62-A/D變換電路，64-數(shù)字信號(hào)處理電路，70-AGC電路，72-DGC電路，74-LPF，76-γ修正電路，78-特性設(shè)定電路，80-積分電路，82-自動(dòng)曝光控制電路。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。在圖1中，圖像信號(hào)處理部50相當(dāng)于作為本發(fā)明實(shí)施方式的圖像信號(hào)處理裝置，根據(jù)從攝像元件52輸出的圖像信號(hào)，生成亮度信號(hào)等的被灰度修正的圖像數(shù)據(jù)，向顯示部(省略圖示)輸出。在此，攝像元件52是CCD圖像傳感器。從攝像元件52輸入到圖像信號(hào)處理部50的圖像信號(hào)Y0(t)，經(jīng)過模擬信號(hào)處理電路60的處理后，在A/D變換電路62中變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D0(n)，輸入到數(shù)字信號(hào)處理電路64。圖像信號(hào)處理部50具有根據(jù)圖像信號(hào)判定曝光狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)攝像元件52的驅(qū)動(dòng)部54的功能。
模擬信號(hào)處理電路60除了利用AGC電路70進(jìn)行自動(dòng)增益控制以外，還對圖像信號(hào)Y0(t)實(shí)施取樣保持等處理，生成按照規(guī)定格式的圖像信號(hào)Y1(t)。A/D變換電路62將從模擬信號(hào)處理電路60輸出的圖像信號(hào)Y1(t)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D0(n)。
數(shù)字信號(hào)處理電路64從A/D變換電路62取入圖像數(shù)據(jù)D0(n)并進(jìn)行各種處理。在此，數(shù)字信號(hào)處理電路64具備DGC電路72，進(jìn)行在圖像數(shù)據(jù)D0(n)上乘以數(shù)字增益并放大的處理。另外，數(shù)字信號(hào)處理電路64具備低通濾波器(LPF)74。
LPF74從攝像元件52獲得的圖像信號(hào)中取出亮度信號(hào)成分，同時(shí)除去或減少莫爾條紋干擾、隨機(jī)干擾、橫拉干擾。DGC電路72的輸出向LPF74輸入，在LPF74中取出的亮度信號(hào)成分作為圖像數(shù)據(jù)而被輸入到γ修正電路76。
γ修正電路76對來自LPF74的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行根據(jù)非線形變換特性來變換信號(hào)電平的處理，作為圖像數(shù)據(jù)D1(n)并輸出。在本裝置中，利用于γ修正電路76的非線形變換特性函數(shù)由特性設(shè)定電路78來決定。對于這一點(diǎn)后面要敘述。
積分電路80以一個(gè)畫面為單位積分DGC電路72所輸出的圖像數(shù)據(jù)，自動(dòng)曝光控制電路82根據(jù)其積分結(jié)果伸縮控制曝光時(shí)間E。驅(qū)動(dòng)部54接收自動(dòng)曝光控制電路82中的曝光時(shí)間控制的結(jié)果，控制攝像元件52中的電子快門動(dòng)作等的定時(shí)，實(shí)現(xiàn)作為目的曝光時(shí)間中的攝像動(dòng)作。另外，自動(dòng)曝光控制電路82根據(jù)積分電路80中的積分結(jié)果，控制AGC電路70中的相對于圖像信號(hào)的增益(模擬增益Ga)、和DGC電路72中的乘以圖像數(shù)據(jù)的增益(數(shù)字增益Gd)。
自動(dòng)曝光控制電路82通過調(diào)節(jié)這些曝光時(shí)間E和兩種增益Ga、Gd，從而進(jìn)行反饋控制，以使圖像信號(hào)的一個(gè)畫面的平均電平達(dá)到所希望的水準(zhǔn)。例如，自動(dòng)曝光控制電路82在被拍攝體十分亮的情況下，將各增益Ga、Gd設(shè)定為默認(rèn)值“1”，只增減曝光時(shí)間E，進(jìn)行控制，以使積分電路80中的圖像信號(hào)的積分結(jié)果I接近目標(biāo)值。在即使將曝光時(shí)間E增加到上限值，積分結(jié)果I也低于目標(biāo)值的情況下，接著自動(dòng)曝光控制電路82保持曝光時(shí)間E為上限值的狀態(tài)，增加模擬增益Ga，進(jìn)行使積分結(jié)果I接近目標(biāo)值的控制。在即使模擬增益Ga增加到上限值，積分結(jié)果I也低于目標(biāo)值的情況下，接著自動(dòng)曝光控制電路82保持曝光時(shí)間E和增益Ga為上限值的狀態(tài)，增加數(shù)字增益Gd，進(jìn)行使積分結(jié)果I接近目標(biāo)值的控制。
特性設(shè)定電路78從自動(dòng)曝光控制電路82取得目前正設(shè)定的E、Ga、Gd，根據(jù)這些值選擇多個(gè)變換特性函數(shù)中的任意一個(gè)，并設(shè)定在γ修正電路76中。
另外，數(shù)字信號(hào)處理電路64還可以進(jìn)行顏色分離、輪廓修正等其他的信號(hào)處理，在此，省略其說明。
下面，說明本裝置中的灰度修正處理。如上所述，灰度修正處理是通過在γ修正電路76中，利用變換特性函數(shù)來變換輸入信號(hào)電平而進(jìn)行的。表示輸入信號(hào)電平與輸出信號(hào)電平之間的對應(yīng)關(guān)系的變換特性函數(shù)是特性設(shè)定電路78根據(jù)從自動(dòng)曝光控制電路82獲得的曝光時(shí)間E、增益Ga、Gd來決定的。
圖2是表示預(yù)先準(zhǔn)備在本裝置中的多個(gè)變換特性函數(shù)的例子的示意性曲線。在圖2中，橫軸表示輸入信號(hào)電平x、縱軸表示輸出信號(hào)電平y(tǒng)。變換特性函數(shù)90(y＝F0(x))表示曝光時(shí)間E比較短的情況相對應(yīng)的函數(shù)，變換特性函數(shù)92(y＝F1(x))表示曝光時(shí)間E設(shè)定為比較長的情況相對應(yīng)的函數(shù)，另外，變換特性函數(shù)94(y＝F2(x))表示以兩個(gè)增益Ga、Gd的乘積來提供的合成增益G比較大地設(shè)定的情況相對應(yīng)的函數(shù)。例如，每一個(gè)變換特性函數(shù)將函數(shù)的定義域x(即輸入信號(hào)電平可以取的范圍)分割為多個(gè)區(qū)域，把每一個(gè)區(qū)間以線形函數(shù)近似的形式存儲(chǔ)在裝置中。例如，特性設(shè)定電路78把表示近似每一個(gè)變換特性函數(shù)的線形函數(shù)的參數(shù)(例如，斜率和縱軸切片的集合)，按每一個(gè)區(qū)間，預(yù)先存儲(chǔ)并保持在表格內(nèi)。
變換特性函數(shù)90基本上從所輸入信號(hào)電平x＝0陡峭地，例如以斜率F0′(x)＞1上升。斜率F0′(x)設(shè)定為隨著x的增加而減少。另一方面，變換特性函數(shù)92、94是S字型γ特性，在x為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域中具有小于變換特性函數(shù)90的斜率，在該低電平區(qū)域中，輸出信號(hào)電平變換為小于輸入信號(hào)電平的值。例如，至少在0附近的x處，為斜率F1′(x)＜1、F2′(x)＜1。另外，與變換特性函數(shù)94相比，變換特性函數(shù)92隨著x的增大而迅速上升，迅速接近標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)90。
特性設(shè)定電路78比較曝光時(shí)間E與預(yù)先已經(jīng)設(shè)定的規(guī)定閾值(基準(zhǔn)曝光時(shí)間)ηe，如果E＜ηe，則將變換特性函數(shù)90設(shè)定在γ修正電路76中。另外，在E≥ηe的情況下，特性設(shè)定電路78還比較合成增益G與預(yù)先已經(jīng)設(shè)定的規(guī)定閾值(基準(zhǔn)增益)ηg，如果G＜ηg，則將變換特性函數(shù)92設(shè)定在γ修正電路76中。另一方面，在E≥ηe的情況下，如果G≥ηg，則把變換特性函數(shù)94設(shè)定在γ修正電路76中。向γ修正電路76的每一個(gè)變換特性函數(shù)的設(shè)定，例如，是通過讀出存儲(chǔ)于特性設(shè)定電路78的表示各變換特性函數(shù)的參數(shù)并設(shè)定在γ修正電路76中而進(jìn)行的。
在此，一般地，如果曝光時(shí)間變長，則包含在圖像信號(hào)中的暗電流成分增大，S/N劣化?；鶞?zhǔn)曝光時(shí)間ηe被設(shè)定于在變換特性函數(shù)90中灰度修正過的圖像的S/N收納在允許范圍的曝光時(shí)間內(nèi)。
另外，在變換特性函數(shù)92、94的低電平區(qū)域中減小斜率，是因?yàn)橐园诘碗娖絽^(qū)域中的干擾成分不會(huì)變換為大的輸出信號(hào)電平的方式將S/N保持為良好的緣故。因此，抑制變換特性函數(shù)92、94各自斜率的低電平區(qū)域是根據(jù)變換特性函數(shù)92、94分別適用的曝光時(shí)間E和增益G的干擾大小而被決定的。此外，該低電平區(qū)域中的斜率是根據(jù)允許的S/N而被決定的。在此，因?yàn)楦蓴_的信號(hào)電平基本與增益G成正比地增大，故輸入到γ修正電路76的圖像信號(hào)在G≥ηg情況下，與G＜ηg情況相比，干擾信號(hào)電平可以變大。對應(yīng)于此，變換特性函數(shù)92在抑制上述斜率的低電平區(qū)域被設(shè)定為比較窄，而在超過它的輸入信號(hào)電平中被設(shè)定為陡峭上升。另一方面，在變換特性函數(shù)94中，設(shè)定為斜率在寬的范圍內(nèi)被抑制并緩慢上升。
在此，說明了對曝光時(shí)間E、合成增益G分別設(shè)定一個(gè)閾值ηe、ηg，與此對應(yīng)，除了標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)90以外，還準(zhǔn)備兩個(gè)已經(jīng)修正的變換特性函數(shù)92、94，特性設(shè)定電路78選擇它們的構(gòu)成。但也可以是增加E、G相關(guān)的閾值的數(shù)目，從更多的變換特性函數(shù)中選擇的構(gòu)成。例如可以在設(shè)曝光時(shí)間E的上限值為L、模擬增益Ga的上限值為Ma、數(shù)字增益Gd的上限值為Md的情況下，除了適用于E＜ηe的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)90以外，針對E≥ηe且G＝1的情況、E＝L且1＜G≤M1的情況、E＝L且1＜G≤M1·M2的情況，分別準(zhǔn)備適用的變換特性函數(shù)，特性設(shè)定電路78選擇E、Ga、Gd。
另外，本發(fā)明也可以應(yīng)用在只改變曝光時(shí)間E的情況、只改變增益G的情況。例如，可以構(gòu)成為在E＜ηe的情況下選擇變換特性函數(shù)90；在E≥ηe的情況下選擇變換特性函數(shù)92。此外，例如，也可以構(gòu)成為在G＜ηg的情況下選擇變換特性函數(shù)90；在E≥ηg的情況下選擇變換特性函數(shù)94。在此，作為增大E的情況下的變換特性函數(shù)，采用變換特性函數(shù)92；作為增大G的情況下的變換特性函數(shù)，采用變換特性函數(shù)94。這是為了對應(yīng)于干擾信號(hào)電平變化率比曝光時(shí)間E變化小，另一方面，干擾信號(hào)電平相對于增益G的增大基本成正比地變化的不同點(diǎn)。即，在E從ηe變化為上限值為止期間的干擾信號(hào)電平的變化比較小，另一方面，增益G上升的情況下，因?yàn)楦蓴_信號(hào)電平成正比于增益G地變化，所以如上所述的變換特性函數(shù)的設(shè)定變?yōu)檫m宜的。
權(quán)利要求
1.一種圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，具有調(diào)節(jié)圖像信號(hào)增益的增益控制電路；對增益調(diào)節(jié)后的圖像信號(hào)，實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)來變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述增益，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，所述特性決定電路在所述增益控制電路中所利用的所述增益小于規(guī)定的基準(zhǔn)值的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在設(shè)定為所述基準(zhǔn)值以上的情況下，決定修正變換特性函數(shù)；所述修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域內(nèi)，具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，且與所述輸入信號(hào)電平的增加一起接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，所述低電平區(qū)域是根據(jù)所述高增益范圍中的增益調(diào)節(jié)后的隨機(jī)干擾的信號(hào)電平而被決定的。
4.一種圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，具有對攝像裝置所生成的圖像信號(hào)實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)來變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述攝像裝置中的曝光時(shí)間，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于所述特性決定電路在所述曝光時(shí)間小于規(guī)定的基準(zhǔn)值的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在設(shè)定為所述基準(zhǔn)值以上的長曝光時(shí)間范圍的情況下，決定修正變換特性函數(shù)；所述修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域中，具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，且與所述輸入信號(hào)電平的增加一起接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。
6.一種圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于具有調(diào)節(jié)攝像裝置中生成的圖像信號(hào)增益的增益控制電路；對所述圖像信號(hào)實(shí)施根據(jù)非線形變換特性函數(shù)變換信號(hào)電平的灰度修正處理的灰度修正電路；和根據(jù)所述攝像裝置中的曝光時(shí)間和所述增益，決定所述變換特性函數(shù)的特性決定電路；所述特性決定電路在為小于規(guī)定基準(zhǔn)增益的所述增益且為小于規(guī)定的基準(zhǔn)曝光時(shí)間的所述曝光時(shí)間的情況下，決定規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)；在為小于所述基準(zhǔn)增益的所述增益且設(shè)定為所述基準(zhǔn)曝光時(shí)間以上的長曝光時(shí)間范圍內(nèi)的所述曝光時(shí)間的情況下，決定第一修正變換特性函數(shù)；在為設(shè)定為所述基準(zhǔn)增益以上的高增益范圍內(nèi)的所述增益的情況下，決定第二修正變換特性函數(shù)；所述第一修正變換特性函數(shù)和所述第二修正變換特性函數(shù)在輸入信號(hào)電平為規(guī)定值以下的低電平區(qū)域內(nèi)至少都具有比所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)還小的變化率，另一方面，所述第一修正變換特性函數(shù)隨著所述輸入信號(hào)電平的增加，比所述第二修正變換特性函數(shù)更快地接近所述標(biāo)準(zhǔn)變換特性函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，根據(jù)所述長曝光時(shí)間范圍中的所述圖像信號(hào)的隨機(jī)干擾的信號(hào)電平來決定所述低電平區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明是在裝置內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)利用于γ修正電路的多個(gè)變換特性函數(shù)(90、92、94)。特性設(shè)定電路是在曝光時(shí)間E、增益G都小的情況下，把標(biāo)準(zhǔn)特性(90)設(shè)定在γ修正電路中。在E大而G小的情況下，切換為低信號(hào)電平中將斜率設(shè)定為小的修正特性(92)，來抑制低信號(hào)電平中的干擾電平的放大。另外，在G大的情況下，切換為和特性(92)相比，在寬的范圍具有緩慢斜率的修正特性(94)，以抑制成正比于G而變大的干擾電平由γ修正電路中的灰度修正而引起的放大。
文檔編號(hào)H04N5/243GK1662072SQ20051000404
公開日2005年8月31日 申請日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者高橋達(dá)也, 中井智通 申請人:三洋電機(jī)株式會(huì)社