專(zhuān)利名稱(chēng)：成像裝置和處理圖像信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像裝置和處理圖像信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
圖1示出了過(guò)去的成像裝置10的配置。成像裝置10具有成像單元20、信號(hào)處理單元30和輸出單元40。
成像單元20中的圖像采集設(shè)備21由驅(qū)動(dòng)部分22驅(qū)動(dòng)并基于對(duì)象的圖像產(chǎn)生模擬圖像信號(hào)SVa，以向模擬信號(hào)處理部分23提供所產(chǎn)生的圖像信號(hào)SVa。模擬信號(hào)處理部分23執(zhí)行諸如對(duì)圖像信號(hào)SVa降噪之類(lèi)的各種信號(hào)處理，以產(chǎn)生經(jīng)處理的圖像信號(hào)SVb，并向A/D轉(zhuǎn)換器24提供經(jīng)處理的圖像信號(hào)SVb。A/D轉(zhuǎn)換器24接收?qǐng)D像信號(hào)SVb并將它轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)DVa。信號(hào)處理單元30中的色彩控制處理部分31接收數(shù)字圖像信號(hào)Dva，并對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)DVa執(zhí)行諸如色彩再現(xiàn)性(reproductivity)改進(jìn)之類(lèi)的任何處理，以產(chǎn)生色彩受控的圖像信號(hào)DVb。非線性處理部分32接收色彩受控的圖像信號(hào)DVb，并對(duì)圖像信號(hào)DVb執(zhí)行諸如動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理和伽馬處理之類(lèi)的任何處理，以產(chǎn)生經(jīng)非線性處理的圖像信號(hào)DVc。細(xì)節(jié)處理部分33接收經(jīng)非線性處理的圖像信號(hào)DVc，并對(duì)圖像信號(hào)DVc執(zhí)行諸如輪廓(contour)補(bǔ)償之類(lèi)的任何處理，以產(chǎn)生圖像信號(hào)DVd。輸出單元40從信號(hào)處理單元30接收?qǐng)D像信號(hào)DVd，并將它轉(zhuǎn)換成具有對(duì)應(yīng)于圖像顯示設(shè)備和/或圖像記錄設(shè)備的傳輸格式的信號(hào)，以產(chǎn)生輸出信號(hào)DVout。
圖2示出了對(duì)圖像采集設(shè)備21的光輸入強(qiáng)度和從圖像采集設(shè)備21輸出的圖像信號(hào)SVa之間的關(guān)系。在圖像采集單元20內(nèi)使用的圖像采集設(shè)備21，其具有600％或更大的動(dòng)態(tài)范圍，已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用。例如，在輸入光強(qiáng)度為0％處，圖像信號(hào)SVa具有LE(0％)的信號(hào)級(jí)別，而在輸入光強(qiáng)度為600％處，圖像信號(hào)SVa具有LE(600％)的信號(hào)級(jí)別。由此，設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換器24用于維持對(duì)應(yīng)于圖像采集設(shè)備21的600％或更大的動(dòng)態(tài)范圍。然后執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理以便圖像信號(hào)可具有對(duì)應(yīng)于任何帶寬標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)級(jí)別。
圖3示出了拐點(diǎn)補(bǔ)償(Knee compensation)處理，通過(guò)所述處理具有從80％到600％輸入強(qiáng)度的圖像部分被壓縮為具有從80％到109％輸出級(jí)別(白色限制級(jí)別)的圖像部分。在成像裝置10中，執(zhí)行任何伽馬補(bǔ)償以便圖像信號(hào)可對(duì)應(yīng)于在圖像顯示設(shè)備(未示出)中使用的顯示設(shè)備的輸入/輸出屬性。例如，如果使用陰極射線管作為圖像顯示設(shè)備，執(zhí)行非線性處理使得其輸入/輸出屬性可以變得向上凸(convex upwardly)，也就是說(shuō)，在輸入強(qiáng)度為80％或更低的區(qū)域上過(guò)補(bǔ)償。在暗圖像區(qū)域，例如，圖3中示出的區(qū)域GA，其中輸入強(qiáng)度保持在0％到20％的范圍內(nèi)，形成黑色伽馬補(bǔ)償以便能夠豐富地表現(xiàn)出暗圖像區(qū)域中的色調(diào)或者能夠細(xì)致地表現(xiàn)出暗圖像區(qū)域的層次。這種拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償主觀地對(duì)它的圖片質(zhì)量發(fā)揮了很大的影響，從而使它們能夠根據(jù)用戶(hù)的需求而被控制。
日本專(zhuān)利號(hào)2884384和2067650以及日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)H04-319871已經(jīng)分別公開(kāi)了諸如拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償之類(lèi)的非線性處理可以提供具有任何主觀的(subiective)精細(xì)圖片品質(zhì)的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
在拍攝圖像之后執(zhí)行的后期制作處理中，計(jì)算機(jī)或其等同物已經(jīng)能使各種處理以高速簡(jiǎn)單地執(zhí)行，帶有其性能的任何改進(jìn)。圖4描述了用于這種圖像處理的過(guò)程。在步驟ST1，通過(guò)使用圖像采集裝置，拍攝對(duì)象的圖像以生成圖像信號(hào)。記錄媒體存儲(chǔ)由此生成的圖像信號(hào)。在步驟ST2，捕捉圖像信號(hào)。在圖像信號(hào)的捕捉期間，從記錄媒體中讀取并再現(xiàn)所存儲(chǔ)的圖像信號(hào)。后期制作處理裝置(未示出)寫(xiě)入再現(xiàn)的圖像信號(hào)到其存儲(chǔ)器、其硬盤(pán)或類(lèi)似物中。在步驟ST3到ST6，當(dāng)需要時(shí)，在圖像信號(hào)上執(zhí)行諸如剪切編輯、曝光補(bǔ)償和/或色調(diào)校正、色彩調(diào)節(jié)和特殊效果之類(lèi)的任何編輯處理。當(dāng)已經(jīng)執(zhí)行了編輯處理后，在步驟ST7，在記錄媒體上記錄所編輯的圖像信號(hào)或者存儲(chǔ)所編輯的圖像信號(hào)到服務(wù)器或其類(lèi)似物中。
在這種編輯處理中，編輯者經(jīng)常要求在曝光補(bǔ)償和伽馬曲線改變等等方面的增加。由于在此動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理上執(zhí)行信號(hào)，所以從過(guò)去的圖像裝置10輸出的信號(hào)具有少量信息。因此，當(dāng)編輯者要求在曝光補(bǔ)償和伽馬曲線的改變方面的增加時(shí)，如果在從過(guò)去的圖像裝置10中輸出的信號(hào)上執(zhí)行任何后期制作處理，則在后期制作處理后可能會(huì)降低圖像的圖片品質(zhì)。例如，如果在具有已經(jīng)執(zhí)行了拐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域的圖像上執(zhí)行增加色彩色調(diào)的后期制作處理，則在后期制作處理后圖像出現(xiàn)具有降低的色彩色調(diào)品質(zhì)，因?yàn)榫哂幸呀?jīng)對(duì)其執(zhí)行了拐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域的圖像具有少量信息。
在運(yùn)動(dòng)影片工作室等中使用的膠片攝影機(jī)中，以適量曝光拍攝的圖像與具有動(dòng)態(tài)范圍約600％的圖像是相同的，以便可以要求使用圖像采集設(shè)備的圖像裝置具有與膠片攝像機(jī)性能相同的任何性能。這使得由圖像采集裝置拍攝圖像而不執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償、伽馬補(bǔ)償?shù)鹊鹊靡詫?shí)現(xiàn)。在這種情況下，如果執(zhí)行具有任何等同于膠片攝像機(jī)性能的后期制作處理，那么能夠提供具有極好圖片品質(zhì)的圖像，因?yàn)樵谶@個(gè)圖像上沒(méi)有執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償。然而，當(dāng)通過(guò)使用沒(méi)有在其上執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償?shù)男盘?hào)顯示圖像時(shí)，在圖像顯示設(shè)備上顯示的圖像很難表現(xiàn)出亮度或色彩色調(diào)當(dāng)執(zhí)行了拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償時(shí)。當(dāng)使用了其中在圖像上執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償?shù)膱D像采集裝置時(shí)，在其拍攝過(guò)程中也很難檢驗(yàn)在圖像顯示設(shè)備等的顯示器上圖像中的實(shí)時(shí)亮度和色彩色調(diào)。
因此，需要提供一種成像裝置，一種處理圖像信號(hào)的方法和一種程序產(chǎn)品，通過(guò)其可以容易地檢查所拍攝的圖像并且顯著地限制了在隨后執(zhí)行后期制作處理后圖像任何圖片品質(zhì)的降低。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，這里提供一種成像裝置，包括成像單元，其獲取對(duì)象圖像并產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理單元，其對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；第一輸出單元，其基于在信號(hào)處理單元中處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)；信號(hào)產(chǎn)生單元，其產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理單元中執(zhí)行哪種動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的任意處理信息；以及，第二輸出單元，其基于在信號(hào)處理單元中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，這里提供一種處理圖像信號(hào)的方法。該方法包括成像步驟，獲取對(duì)象圖像并產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理步驟，在圖像信號(hào)上執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；第一輸出步驟，基于在信號(hào)處理步驟中處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)；信號(hào)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理步驟中執(zhí)行哪種動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息；以及，第二輸出步驟，基于在信號(hào)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的實(shí)施例，這里提供一種處理圖像信號(hào)的程序產(chǎn)品，其允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述處理圖像信號(hào)的方法。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理，在通過(guò)拍攝對(duì)象產(chǎn)生的圖像信號(hào)上執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償以壓縮對(duì)象的高亮度部分的信號(hào)級(jí)別。作為指示執(zhí)行了哪個(gè)動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息，使用諸如拐點(diǎn)和拐點(diǎn)斜度(slope)之類(lèi)的各種處理信息片(pieces)。當(dāng)使用補(bǔ)償表執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，利用指示使用了哪個(gè)補(bǔ)償表的信息作為處理信息。當(dāng)執(zhí)行任何其他信號(hào)處理時(shí)，利用指示在其他信號(hào)處理中執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理的信息作為處理信息。例如，當(dāng)執(zhí)行伽馬補(bǔ)償、為了改善色彩再現(xiàn)性的色彩調(diào)節(jié)以及為了改善分辨率(discerner)的細(xì)節(jié)處理時(shí)，利用諸如在伽馬補(bǔ)償中使用哪個(gè)虛線近似(approximation)或哪個(gè)補(bǔ)償表、在色彩調(diào)節(jié)中使用哪個(gè)增益調(diào)整或哪個(gè)屏蔽系數(shù)、或者在輪廓(contour)補(bǔ)償中使用哪個(gè)濾波器設(shè)置之類(lèi)的任何信息作為處理信息。
在第二輸出信號(hào)的產(chǎn)生中，不僅添加處理信息還減少第二輸出信號(hào)中的數(shù)據(jù)量。通過(guò)例如收縮圖像信號(hào)的位寬度或提取圖像信號(hào)來(lái)減少第二輸出信號(hào)中的數(shù)據(jù)量，以便可以由第一輸出信號(hào)補(bǔ)充包括少量信息的區(qū)域的信息。還可通過(guò)編碼圖像信號(hào)來(lái)減少第二輸出信號(hào)中的數(shù)據(jù)量。在減少數(shù)據(jù)量方面加權(quán)圖像信號(hào)允許調(diào)整數(shù)據(jù)量，以便可以減少在圖像重要區(qū)域上的數(shù)據(jù)量。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，在通過(guò)拍攝對(duì)象產(chǎn)生的圖像信號(hào)上執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理，然后基于由動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理所處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)。添加指示執(zhí)行哪個(gè)動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息到所產(chǎn)生的圖像信號(hào)，然后基于添加這種處理信息的圖像信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
使用這種第二輸出信號(hào)能夠獲得具有極好圖片品質(zhì)的圖像，即使執(zhí)行了在曝光補(bǔ)償中增加編輯者命令和執(zhí)行伽馬曲線改變這樣的后期制作處理。
使用第二輸出信號(hào)還能夠限制非線性處理的次數(shù)，以便可產(chǎn)生具有極好圖片品質(zhì)的圖像。進(jìn)一步地，使用第一輸出信號(hào)使得在拍攝對(duì)象時(shí)能夠容易地執(zhí)行該對(duì)象圖像的檢查并且在后期制作處理之前能夠容易地設(shè)計(jì)圖像。當(dāng)在后期制作處理中使用了處理信息時(shí)，由于第二輸出信號(hào)包括處理信息，即使當(dāng)使用第二輸出信號(hào)時(shí)，也可能獲得用戶(hù)在拍攝對(duì)象時(shí)所期望的對(duì)象的圖像。
本說(shuō)明書(shū)的總結(jié)部分特別指出并直接請(qǐng)求保護(hù)了本發(fā)明的主題。然而，通過(guò)參考其中相同附圖標(biāo)記指示相同元素的附圖來(lái)閱讀本說(shuō)明書(shū)的其余部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能最好地理解本發(fā)明的組織和操作方法，以及其更多的優(yōu)點(diǎn)和目標(biāo)。


圖1是用于描述作為現(xiàn)有技術(shù)的成像裝置的配置的功能性框圖；圖2是用于示出輸入光強(qiáng)度和圖像信號(hào)SVa之間關(guān)系的圖；圖3是用于描述拐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)膱D；圖4是用于描述圖像處理過(guò)程的流程圖；圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置配置的功能性框圖；圖6是用于描述A/D轉(zhuǎn)換器的操作的圖；圖7是用于描述非線性處理部分的操作的圖；圖8是用于描述位改變部分的操作的圖；圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像裝置配置的功能性框圖；圖10是用于描述加權(quán)位改變部分的操作的圖；圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像裝置配置的功能性框圖；圖12是用于描述提取位改變部分的操作的圖；圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的成像裝置配置的功能性框圖；圖14是用于描述提取和加權(quán)位改變部分的操作的圖；以及圖15是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的成像裝置配置的功能性框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將要參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，不僅可以使用任何現(xiàn)有圖像顯示設(shè)備和任何現(xiàn)有圖像記錄設(shè)備在對(duì)對(duì)象成像時(shí)檢查和記錄對(duì)象的圖像，還可以輸出具有比過(guò)去圖像信號(hào)更寬的動(dòng)態(tài)范圍的圖像信號(hào)。例如，可以在對(duì)其執(zhí)行后期制作(post-production)處理后接著提供具有極好圖片品質(zhì)的圖像。更進(jìn)一步地，即使使用了具備更寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像信號(hào)，也可以通過(guò)確定執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理，來(lái)提供用戶(hù)在對(duì)對(duì)象成像時(shí)所期望的對(duì)象圖像。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置100的配置。成像裝置100具有成像單元120、信號(hào)處理單元130、第一輸出單元140、信號(hào)產(chǎn)生單元150、第二輸出單元160、控制單元170和用戶(hù)接口單元180。
成像單元120中的圖像采集設(shè)備121由互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)元件或電荷耦合器件(CCD)元件制成。圖像采集設(shè)備121由驅(qū)動(dòng)部分122驅(qū)動(dòng)并基于對(duì)象的圖像產(chǎn)生模擬圖像信號(hào)SVa，例如，三原色上的模擬信號(hào)，從而向模擬信號(hào)處理部分123提供所產(chǎn)生的圖像信號(hào)SVa。
模擬信號(hào)處理部分123對(duì)圖像信號(hào)SVa執(zhí)行各種信號(hào)處理，例如對(duì)圖像信號(hào)SVa降噪、已降噪信號(hào)的放大、以及對(duì)放大后的信號(hào)設(shè)置黑色電平(blacklevel)。模擬信號(hào)處理部分123對(duì)圖像信號(hào)SVa執(zhí)行信號(hào)處理以產(chǎn)生圖像信號(hào)SVb，并向A/D轉(zhuǎn)換器124提供經(jīng)處理的圖像信號(hào)SVb。
A/D轉(zhuǎn)換器124接收?qǐng)D像信號(hào)SVb，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)DVa。A/D轉(zhuǎn)換器124向信號(hào)處理單元130和信號(hào)產(chǎn)生單元150提供數(shù)字圖像信號(hào)DVa。
信號(hào)處理單元130中的色彩控制處理部分131接收數(shù)字圖像信號(hào)DVa并對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)DVa執(zhí)行任何處理(例如白平衡調(diào)節(jié)、色調(diào)調(diào)節(jié)和線性矩陣處理)，從而充分地或按用戶(hù)所期望的那樣再現(xiàn)色彩。色彩控制處理部分131對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)DVa執(zhí)行這樣的色彩再現(xiàn)，從而產(chǎn)生色彩受控制的圖像信號(hào)DVb，并向非線性處理部分132提供圖像信號(hào)DVb。非線性處理部分132接收?qǐng)D像信號(hào)DVb，并對(duì)圖像信號(hào)Dvb執(zhí)行用于穩(wěn)定表現(xiàn)的任意處理(例如動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理和伽馬補(bǔ)償)，以產(chǎn)生非線性處理圖像信號(hào)DVc。非線性處理部分132向細(xì)節(jié)處理部分133提供圖像信號(hào)DVc。
細(xì)節(jié)處理部分133接收?qǐng)D像信號(hào)DVc，并對(duì)圖像信號(hào)DVc執(zhí)行任意處理(例如輪廓補(bǔ)償)以產(chǎn)生圖像信號(hào)DVd。細(xì)節(jié)處理部分133向第一輸出單元140提供圖像信號(hào)DVd。第一信號(hào)處理單元130向信號(hào)產(chǎn)生單元150提供指示在信號(hào)處理單元130中執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理的處理信息FP。
第一輸出單元140從信號(hào)處理單元130接收?qǐng)D像信號(hào)DVd，并將其轉(zhuǎn)換成具有對(duì)應(yīng)于圖像顯示設(shè)備和/或圖像記錄設(shè)備的傳輸格式的信號(hào)，以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)DVout。如果使用亮度信號(hào)或色差信號(hào)作為第一輸出信號(hào)DVout，則第一輸出單元140對(duì)其執(zhí)行矩陣操作。
信號(hào)產(chǎn)生單元150向從成像單元120接收到的圖像信號(hào)DVa添加指示在信號(hào)處理單元130中執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理的處理信息FP，從而產(chǎn)生信號(hào)DWa并將其提供給第二輸出單元160。如果第二輸出單元160輸出包含處理信息FP的DWA，那么當(dāng)傳輸路徑?jīng)]有足夠傳輸率時(shí)，很難為每一幀傳輸圖像信號(hào)DVa。然而，這種具有足夠傳輸率的傳輸路徑是昂貴的。在這個(gè)實(shí)施例中，為了防止成像裝置的配置在成本方面的增加，信號(hào)產(chǎn)生單元150對(duì)圖像信號(hào)DVa執(zhí)行任意的減少數(shù)據(jù)量處理。
信號(hào)產(chǎn)生單元150中的位改變部分151對(duì)圖像信號(hào)DVa執(zhí)行這種減少數(shù)據(jù)量處理。位改變部分151收縮了從A/D轉(zhuǎn)換器124接收的圖像信號(hào)DVa的位寬度，并將其改變?yōu)閳D像信號(hào)DVg，圖像信號(hào)DVg具有比從信號(hào)處理單元130輸出的圖像信號(hào)DVd更寬的動(dòng)態(tài)范圍，并且具有比圖像信號(hào)Dva更少的數(shù)據(jù)量。位改變部分151向處理信息添加部分152提供圖像信號(hào)DVg。該處理信息添加部分152向圖像信號(hào)DVg添加處理信息FP，以產(chǎn)生信號(hào)DWa并向第二輸出單元160提供信號(hào)DWa。
第二輸出單元160從信號(hào)產(chǎn)生單元150接收信號(hào)DWa，并將信號(hào)DWa轉(zhuǎn)換成具有對(duì)應(yīng)于用于后期制作處理的裝置的傳輸格式的信號(hào)，從而產(chǎn)生第二輸出信號(hào)DWout。
控制單元170連接到用戶(hù)接口單元180。用戶(hù)接口單元180向控制單元170提供操作信號(hào)PS，例如基于用戶(hù)操作的信號(hào)和從任何外部控制設(shè)備(未示出)接收的信號(hào)。控制單元170基于操作信號(hào)PS產(chǎn)生控制信號(hào)CT，以便成像裝置100可以對(duì)應(yīng)于從用戶(hù)接口單元180接收的操作信號(hào)PS進(jìn)行操作，并向各單元提供控制信號(hào)CT。
盡管如圖5中所示，信號(hào)處理單元130已向信號(hào)產(chǎn)生單元150提供了處理信息FP，但是如果控制單元170在信號(hào)處理單元130中設(shè)置各種信號(hào)處理，控制單元170仍可以向信號(hào)產(chǎn)生單元150提供處理信息FP。如果信號(hào)處理單元130中要執(zhí)行的任何處理是固定的，則信號(hào)產(chǎn)生單元150可預(yù)先存儲(chǔ)指示信號(hào)處理單元130中執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理的處理信息FP。
下面將描述成像裝置100的操作。假設(shè)成像裝置100中的第一輸出單元140使用寬度為10位的分量信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)DVout。還假設(shè)在這種寬度為10位的分量信號(hào)中，也就是寬度為10位的亮度信號(hào)或三原色上的信號(hào)中，黑色電平(0％)被設(shè)為64級(jí)并且白色峰值電平(100％)被設(shè)為940級(jí)。進(jìn)一步假設(shè)色差信號(hào)中的零信號(hào)的級(jí)別被設(shè)為512級(jí)。
如果使用寬度為10位的分量信號(hào)，則A/D轉(zhuǎn)換器124執(zhí)行涉及寬度為14位的A/D轉(zhuǎn)換，以便甚至當(dāng)所接收的圖像信號(hào)SVb大約是600％時(shí)也可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)SVb的數(shù)字圖像信號(hào)DVa。即使當(dāng)其分辨率等于寬度為10位時(shí)執(zhí)行涉及寬度為14位的A/D轉(zhuǎn)換，使用寬度為10位的動(dòng)態(tài)范圍，仍然很難有效地處理具有對(duì)應(yīng)于寬度為14位的信號(hào)級(jí)別的圖像信號(hào)。例如，對(duì)應(yīng)于14位寬度的圖像信號(hào)具有0到16383的信號(hào)級(jí)別，但是如果其分辨率與10位寬度的相等，那么當(dāng)黑色電平被設(shè)為64級(jí)時(shí)其600％被設(shè)為5320級(jí)，這樣便沒(méi)有有效地使用其動(dòng)態(tài)范圍。因此，如果執(zhí)行涉及寬度為14位的A/D轉(zhuǎn)換，那么A/D轉(zhuǎn)換器124可以通過(guò)將其分辨率增強(qiáng)到一個(gè)高的級(jí)別來(lái)有效地利用其動(dòng)態(tài)范圍。例如，如圖6中所示，通過(guò)增強(qiáng)其分辨率，黑色電平(0％)被設(shè)為170級(jí)且白色峰值電平(100％)被設(shè)為2506級(jí)。在這種情況下，對(duì)應(yīng)于14位寬度的圖像信號(hào)的最大級(jí)被設(shè)為16383級(jí)，其對(duì)應(yīng)于697％。這使得圖像信號(hào)的信號(hào)級(jí)別能夠用這樣的動(dòng)態(tài)范圍有效地表現(xiàn)出來(lái)。因此，A/D轉(zhuǎn)換器124將接收到的圖像信號(hào)SVb轉(zhuǎn)換成具有14位寬度的圖像信號(hào)DVa。
信號(hào)處理單元130中的色彩控制處理部分131執(zhí)行任意處理，例如白平衡設(shè)置、線性矩陣處理、色調(diào)調(diào)節(jié)等等。在白平衡設(shè)置中，可以調(diào)節(jié)圖像信號(hào)上的增益以便可以以足夠的色溫表現(xiàn)白色對(duì)象為白色。在線性矩陣處理中，執(zhí)行在圖像信號(hào)和屏蔽系數(shù)之間的矩陣操作來(lái)執(zhí)行色彩控制處理，以便可以增強(qiáng)其色彩再現(xiàn)性。在色調(diào)調(diào)節(jié)中，執(zhí)行色調(diào)辨別，通過(guò)使用色調(diào)辨別的結(jié)果，可以調(diào)節(jié)圖像信號(hào)的增益以便指定色調(diào)區(qū)域的級(jí)別可變?yōu)樗谕募?jí)別。
非線性處理部分132利用從色彩控制處理部分131接收的圖像信號(hào)DVb執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理和伽馬補(bǔ)償。圖7描述了非線性處理部分132的操作以及輸入強(qiáng)度和從非線性處理部分132輸出的圖像信號(hào)DVc的輸出級(jí)別之間的關(guān)系。
當(dāng)輸入強(qiáng)度達(dá)到拐點(diǎn)級(jí)別或以上的一個(gè)點(diǎn)時(shí)，非線性處理部分132執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償作為動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理，并且壓縮信號(hào)的級(jí)別。當(dāng)輸入強(qiáng)度達(dá)到白色限制點(diǎn)(約109％)或以上的一個(gè)點(diǎn)時(shí)，非線性處理部分132還執(zhí)行白色限制處理，通過(guò)該處理將信號(hào)的級(jí)別限制到白色限制點(diǎn)。非線性處理部分132對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理以收縮其位數(shù)寬度，例如，收縮到10位寬度，并產(chǎn)生具有10位寬度的信號(hào)。
圖7示出拐點(diǎn)補(bǔ)償，其中如果將拐點(diǎn)設(shè)置在80％，則白色限制點(diǎn)可被設(shè)為輸入強(qiáng)度為600％。在這種情況下，如果輸入強(qiáng)度是80％，則圖像信號(hào)DVc的輸出級(jí)別指示765級(jí)，并且如果輸入強(qiáng)度是600％或以上，則圖像信號(hào)DVc的輸出級(jí)別指示1023級(jí)。需要注意的是，如果拐點(diǎn)斜率很陡(如果補(bǔ)償量小)，則白色限制點(diǎn)表現(xiàn)為小于600％的輸入強(qiáng)度的點(diǎn)。
非線形處理部分132執(zhí)行對(duì)應(yīng)于用在圖像顯示設(shè)備中顯示設(shè)備的輸入-輸出特征的伽馬補(bǔ)償。非線形處理部分132可以執(zhí)行黑色伽馬補(bǔ)償，以便補(bǔ)償?shù)土炼炔糠值纳{(diào)。在圖7中，示出了可以豐富地表現(xiàn)出在暗圖像部分(舉例來(lái)說(shuō)，輸入強(qiáng)度從0％至20％的區(qū)域GA)的色調(diào)的黑色伽馬補(bǔ)償。
當(dāng)非線性處理部分132執(zhí)行諸如拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償之類(lèi)的非線性處理時(shí)，舉例來(lái)說(shuō)，它使用虛線近似(approximation)或補(bǔ)償表。如果使用虛線近似，當(dāng)虛線點(diǎn)或虛線的傾角改變時(shí)，拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償?shù)奶卣骺梢愿淖儭Ｈ绻褂醚a(bǔ)償表，當(dāng)提前準(zhǔn)備各種類(lèi)型的補(bǔ)償表(例如拐點(diǎn)、拐點(diǎn)斜度、伽馬曲線、黑色伽馬的上限級(jí)等等)時(shí)，執(zhí)行選擇或使用任意一個(gè)補(bǔ)償表的非線形處理。
細(xì)節(jié)處理部分133由線路存儲(chǔ)器和濾波器構(gòu)成。細(xì)節(jié)處理部分133從圖像信號(hào)DVc中提取水平和垂直輪廓部分(potion)并通過(guò)向圖像信號(hào)添加所提取輪廓部分的信號(hào)分量來(lái)執(zhí)行輪廓補(bǔ)償。在這個(gè)輪廓補(bǔ)償中，可以通過(guò)改變?yōu)V波器的特征來(lái)調(diào)節(jié)將要被提取的輪廓部分的頻率分量。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)和添加所提取輪廓部分的信號(hào)級(jí)別來(lái)調(diào)節(jié)輪廓的強(qiáng)度級(jí)別。
第一輸出單元140對(duì)已經(jīng)執(zhí)行了輪廓補(bǔ)償?shù)膱D像信號(hào)DVd執(zhí)行任意輸出處理。例如，如果成像裝置100向圖像顯示設(shè)備和/或圖像記錄設(shè)備輸出亮度信號(hào)和色差信號(hào)，則第一輸出單元140對(duì)圖像信號(hào)DVd執(zhí)行矩陣操作以產(chǎn)生亮度信號(hào)和色差信號(hào)。第一輸出單元140將所產(chǎn)生的亮度信號(hào)和色差信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于傳輸格式的信號(hào)并輸出它們。例如，第一輸出單元140將它們輸出為具備高清晰度串行數(shù)據(jù)接口(HD-SDI)10位單鏈路4:2:2的格式的輸出信號(hào)DVout。
信號(hào)產(chǎn)生單元150中的位改變部分151從A/D轉(zhuǎn)換器124中接收?qǐng)D像信號(hào)DVa，并對(duì)圖像信號(hào)Dva減少數(shù)據(jù)量。位改變部分151改變圖像信號(hào)DVa中的位，以便保留它的動(dòng)態(tài)范圍，上述動(dòng)態(tài)范圍寬于提供給圖像顯示設(shè)備或圖像記錄設(shè)備的輸出信號(hào)DVout的范圍。圖8描述了位改變部分151的操作。例如，位改變部分151從圖像信號(hào)DVa中刪除最低2位以產(chǎn)生具有寬度為12位的圖像信號(hào)DVg。位改變部分151向處理信息添加部分152提供圖像信號(hào)DVg。在圖8中，通過(guò)虛線示出從第一輸出單元140輸出的輸出信號(hào)DVout的動(dòng)態(tài)范圍，以便比較。位改變部分151可以將圖像信號(hào)DVa中的位改變?yōu)榫哂袑挾葹?2位的信號(hào)，其中減半具有寬度為10位的圖像信號(hào)的分辨率以便可以容易地實(shí)現(xiàn)其后期制作過(guò)程。此時(shí)，在圖像信號(hào)DVg中，0％的輸入強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于32級(jí)而928％的輸入強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于4098級(jí)，這是具有寬度為12位的信號(hào)的最大級(jí)。
信號(hào)產(chǎn)生單元150可執(zhí)行位改變，以便從0％到600％的輸入強(qiáng)度可以對(duì)應(yīng)于從0到4098級(jí)的信號(hào)級(jí)別。此時(shí)，其色彩色調(diào)再現(xiàn)性變成大約0.15％/位，從而能夠獲得與具有寬度為10位的信號(hào)相同的色彩色調(diào)再現(xiàn)性，在具有寬度為10位的信號(hào)中，例如，0％的黑色電平被設(shè)為64級(jí)而白色峰值電平被設(shè)為940級(jí)。其色彩色調(diào)再現(xiàn)與對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)那闆r下圖像信號(hào)的壓縮部分相比提高了26倍，從而能夠從80％到600％的輸入強(qiáng)度壓縮到從80％到100％的輸入強(qiáng)度。
處理信息添加部分152將指示在色彩控制處理部分131、非線性處理部分132和細(xì)節(jié)處理部分133中執(zhí)行哪個(gè)信號(hào)處理的處理信息FP，添加到從位改變部分401接收的圖像信號(hào)DVg，以產(chǎn)生信號(hào)DWa。處理信息添加部分152向第二輸出單元160提供信號(hào)DWa。例如，如果在色彩控制處理部分131中執(zhí)行白平衡調(diào)節(jié)、色調(diào)調(diào)節(jié)、線性矩陣處理等等，那么對(duì)其添加涉及白平衡調(diào)節(jié)中怎樣調(diào)節(jié)增益、線性矩陣處理的操作中怎樣使用屏蔽系數(shù)、色調(diào)調(diào)節(jié)中怎樣調(diào)節(jié)增益等等的信息，作為處理信息FP。如果在非線性處理部分132中執(zhí)行了拐點(diǎn)補(bǔ)償或伽馬補(bǔ)償，那么對(duì)其添加涉及拐點(diǎn)補(bǔ)償中使用了哪個(gè)拐點(diǎn)或拐點(diǎn)斜度、拐點(diǎn)補(bǔ)償中使用了哪個(gè)補(bǔ)償表、伽馬補(bǔ)償中使用了哪個(gè)虛線近似或補(bǔ)償表等等的信息，作為處理信息FP。如果在細(xì)節(jié)處理部分133中執(zhí)行了輪廓補(bǔ)償，那么對(duì)其添加涉及濾波器設(shè)置條件、當(dāng)添加指示輪廓組分的信號(hào)時(shí)的增益等等的信息，作為處理信息FP。在圖像信號(hào)的空白時(shí)段(例如，消隱間隔)內(nèi)插入這樣的處理信息FP?？梢圆迦胩幚硇畔P到圖像信號(hào)的區(qū)域中，該區(qū)域中插入了數(shù)字音頻信號(hào)、輔助數(shù)據(jù)等等。
第二輸出單元160從信號(hào)產(chǎn)生單元150接收信號(hào)DWa，并將其轉(zhuǎn)換成具有對(duì)應(yīng)于后期制作處理裝置的傳輸格式的輸出信號(hào)DWout以輸出它。例如，如果使用HD-SDI，那么使用四個(gè)鏈路，因?yàn)閳D像信號(hào)DVg具有12位的寬度。第二輸出單元160可利用網(wǎng)絡(luò)中通信的任何通信標(biāo)準(zhǔn)通信一以10G位/秒或以上的傳輸率通信，標(biāo)準(zhǔn)化因特網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(iSCSI)(用于連接具備外圍設(shè)備的計(jì)算機(jī)等等的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)之一)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、光纖信道在存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間通信SCSI命令。
因此，成像裝置100輸出已經(jīng)被執(zhí)行了動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的輸出信號(hào)Dvout，而且，它輸出輸出信號(hào)DWout，其中將處理信息FP添加至還沒(méi)有執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的圖像信號(hào)。當(dāng)使用輸出信號(hào)DWout時(shí)，即使執(zhí)行了與使用膠片攝像機(jī)相同情況下的任何后期制作處理，成像裝置100也可以提供具有極好圖片品質(zhì)的圖像。例如，如果編輯者要求增加曝光補(bǔ)償和伽馬曲線的改變，則成像裝置100可提供圖片品質(zhì)較少降低的的圖像。因?yàn)槿魏畏蔷€性處理都不施加于輸出信號(hào)DWout，所以與使用輸出信號(hào)DVout執(zhí)行處理的情況相比可以減少非線性處理的次數(shù)，由此能夠提供具有極好圖片品質(zhì)的圖像。由于當(dāng)使用了輸出信號(hào)DWout時(shí)提供了具有較寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像，因此即使圖像包含了具有高亮度的對(duì)象(太陽(yáng)、光線等等)，也可以保持任何色彩色調(diào)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)自然圖像再現(xiàn)。
成像裝置100還輸出被執(zhí)行了動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的輸出信號(hào)Dvout，以便如果使用輸出信號(hào)DVout，可以容易地檢查要拍攝的圖像。如果記錄了輸出信號(hào)DVout，可以容易地在后期制作處理之前確定圖像如何配置。
后期制作處理裝置可以對(duì)圖像的一部分執(zhí)行任意處理，其中不需要按原樣利用輸出信號(hào)DVout進(jìn)行后期制作處理，從而使得可以有效地執(zhí)行編輯處理。
輸出信號(hào)DWout包括處理信息FP，從而如果使用處理信息FP，有可能提供用戶(hù)在拍攝時(shí)所期望的圖像，也就是說(shuō)，即使使用輸出信號(hào)DWout執(zhí)行了后期制作處理，當(dāng)基于處理信息FP執(zhí)行任意信號(hào)處理時(shí)有可能提供具有在拍攝時(shí)的色彩再現(xiàn)或伽馬屬性的圖像。
盡管如此，在上述第一實(shí)施例中，信號(hào)產(chǎn)生單元150中的位改變部分151已經(jīng)通過(guò)從A/D轉(zhuǎn)換器124接收的圖像信號(hào)Dva中刪除最低2位而減少了數(shù)據(jù)量，從而產(chǎn)生具有寬度為12位的圖像信號(hào)DVg，完成均勻地將具備較高輸入強(qiáng)度的圖像與具備較低輸入強(qiáng)度的圖像一樣平等地處理。然而，可以將具備較高輸入強(qiáng)度的圖像以比具有較低輸入強(qiáng)度的圖像更少的權(quán)重來(lái)處理?？梢詫⒕邆漭^低輸入強(qiáng)度的圖像以比具有更高輸入強(qiáng)度的圖像更少的權(quán)重來(lái)處理。例如，如果在現(xiàn)場(chǎng)把人物、建筑物等作為所期望的對(duì)象拍攝，則圖像中拍攝了人物、建筑物等的部分具有比具有更高輸入強(qiáng)度的作為背景拍攝的晴空等圖像部分具備更大的權(quán)重。盡管其被賦予較小權(quán)重，但是這樣的具備所拍攝晴空等的圖像部分仍然不易受到影響。
下面根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例描述成像裝置200，其中通過(guò)加權(quán)在圖像的較小權(quán)重部分減少了大量數(shù)據(jù)。
圖9描述了成像裝置200的配置。在圖9示出的成像裝置200中，相同附圖標(biāo)記指示圖5中示出的成像裝置100的相同元件，其詳細(xì)描述在此省略。
當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生單元150中的加權(quán)位改變部分251通過(guò)將從A/D轉(zhuǎn)換器124接收的具有14位寬度的圖像信號(hào)DVa改變?yōu)榫哂?2位寬度的圖像信號(hào)DVg來(lái)減少數(shù)據(jù)量時(shí)，加權(quán)位改變部分251通過(guò)加杈減少了圖像信號(hào)DVa的數(shù)據(jù)量。圖10描述了加權(quán)位改變部分251的操作。如圖10中所示，加權(quán)位改變部分251使用諸如對(duì)數(shù)函數(shù)、無(wú)理函數(shù)等來(lái)對(duì)圖像信號(hào)DVa加權(quán)，以便當(dāng)輸入強(qiáng)度高時(shí)，與當(dāng)輸入強(qiáng)度低時(shí)其分辨率的情況相比能夠大范圍地降低其分辨率。如果將輸入強(qiáng)度劃分為一些區(qū)域，則可以對(duì)每個(gè)區(qū)域變化分辨率。例如，在輸入強(qiáng)度低于400％的區(qū)域，可以獲得精細(xì)的分辨率，而在輸入強(qiáng)度為400％或以上的區(qū)域，則獲得粗糙的分辨率。在這種情況下，可能會(huì)降低圖像高亮度部分的色彩色調(diào)再現(xiàn)性而提高圖像較頻繁使用部分的色彩色調(diào)再現(xiàn)性。如果執(zhí)行了加權(quán)以便提高重點(diǎn)區(qū)域的分辨率，則可以改善該重要區(qū)域的色彩色調(diào)再現(xiàn)性。
加權(quán)位改變部分251向處理信息添加部分152提供指示在加權(quán)位改變部分251中執(zhí)行哪個(gè)加權(quán)的加權(quán)信息FQa。處理信息添加部分152接收加杈信息FQa并將加權(quán)信息FQa作為處理信息添加到圖像信號(hào)DVg。如果控制單元170通過(guò)加權(quán)位改變部分251控制所述加權(quán)，則控制單元170可向處理信息添加部分152提供加權(quán)信息FQa。
這種加權(quán)抑制了輸入強(qiáng)度的重要部分的圖片品質(zhì)的降低，因?yàn)榧词雇ㄟ^(guò)收縮其位寬度減少了這個(gè)部分的數(shù)據(jù)量，但是所述部分上仍然設(shè)置了更精細(xì)的分辨率。添加加杈信息允許恰當(dāng)?shù)卮_定(如果利用輸出信號(hào)DWout執(zhí)行后期制作處理)輸入強(qiáng)度與輸出信號(hào)DWout如何對(duì)應(yīng)。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像裝置300，其中當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生單元150減少?gòu)腁/D轉(zhuǎn)換器124中接收的圖像信號(hào)DVa的數(shù)據(jù)量時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生單元150產(chǎn)生信號(hào)DWa以便從第一輸出單元140輸出的輸出信號(hào)DVout可以補(bǔ)充任何缺少的信息，從而減少了更多數(shù)據(jù)量。
圖11描述了成像裝置300的配置。在圖11中示出的成像裝置300中，相同附圖標(biāo)記指示圖5中示出的成像裝置100相同的元件，其詳細(xì)描述在此省略。
如果當(dāng)輸入強(qiáng)度高于拐點(diǎn)時(shí)在非線性處理部分132中執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償，則壓縮輸出信號(hào)的級(jí)別以減少其數(shù)據(jù)量。因此非線性處理部分132向信號(hào)產(chǎn)生單元150的提取位改變部分351提供指示拐點(diǎn)、黑色伽馬上限級(jí)別的非線性處理信息FC，其中黑色伽馬上限級(jí)別是圖像暗部上的的伽馬補(bǔ)償。提取位改變部分351基于非線性處理信息FC提取輸入強(qiáng)度高于拐點(diǎn)區(qū)域上的信息，并將所提取的具有寬度為14位的信息改變?yōu)榫哂袑挾葹?2位的信息以減少其數(shù)據(jù)量。
如果在非線性處理部分132中執(zhí)行黑色伽馬補(bǔ)償，則提取位改變部分351基于非線性處理信息FC提取輸入強(qiáng)度達(dá)到黑色伽馬上限級(jí)別區(qū)域上的信息，并將所提取的具有寬度為14位的信息改變?yōu)榫哂袑挾葹?2位的信息以減少其數(shù)據(jù)量。圖12描述了提取位改變部分351的操作。例如，如果拐點(diǎn)被設(shè)為輸入強(qiáng)度是80％并且其黑色伽馬的上限級(jí)別被設(shè)為20％，則除了如圖12中所示的其中獲得了極好色彩色調(diào)再現(xiàn)性的、從20％到80％的區(qū)域上的信息，寬度為14位具有20％或更小強(qiáng)度的信號(hào)和寬度為14位具有80％或更大強(qiáng)度的信號(hào)被轉(zhuǎn)換成具有寬度為12位的信號(hào)，從而減少了其數(shù)據(jù)量。
提取位改變部分351向處理信息添加部分152提供指示如何在提取位改變部分351中提取信息的提取控制信息FQb。處理信息添加部分152接收提取控制信息FQb并將提取控制信息FQb作為處理信息添加到圖像信號(hào)DVg。如果控制單元170在提取位改變部分351中控制提取條件，則控制單元170可以向處理信息添加部分152提供提取控制信息FQb。
因此，僅僅提取其中執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償或黑色伽馬補(bǔ)償?shù)募?jí)別區(qū)域的信號(hào)，這使得從信號(hào)產(chǎn)生單元150輸出的輸出信號(hào)DWa的數(shù)據(jù)量更進(jìn)一步地減少。特別地，如果在所拍攝的圖像中主要包含其中沒(méi)有執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償或黑色伽馬補(bǔ)償?shù)妮斎霃?qiáng)度的部分，則可以減少大量數(shù)據(jù)量。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的成像裝置400，其中執(zhí)行了在成像裝置200中執(zhí)行的處理與在成像裝置300中執(zhí)行的處理的組合。
圖13描述了成像裝置400的配置。在圖13中示出的成像裝置400中，相同附圖標(biāo)記指示圖5中示出的成像裝置100相同的元件，其詳細(xì)描述在此省略。
提取和加權(quán)位改變部分451就像提取位改變部分351一樣基于非線性處理信息FC執(zhí)行提取處理，并且像加權(quán)位改變部分251一樣加權(quán)所提取的信號(hào)以將具有寬度為14位的信號(hào)改變?yōu)榫哂袑挾葹?2位的信號(hào)，從而減少其數(shù)據(jù)量。圖14描述了提取和加權(quán)位改變部分451的操作。例如，如果拐點(diǎn)被設(shè)為輸入強(qiáng)度是80％并且其黑色伽馬的上限級(jí)別被設(shè)為20％，則如圖14中所示，提取輸入強(qiáng)度為20％或更少上的信息和強(qiáng)度為80％或更多上的信息，并且將寬度為14位的所提取信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有寬度為12位以?xún)?nèi)的信號(hào)，以便可以使在輸入強(qiáng)度為20％或更少上信息的分辨率變精細(xì)(fined)，同時(shí)輸入強(qiáng)度為80％或更多上信息的分辨率可能會(huì)逐漸變粗糙，從而減少了其數(shù)據(jù)量。需要注意的是，向處理信息添加部分152提供加權(quán)信息FQa和提取控制信息FQb，其中它們作為處理信息FP被添加到圖像信號(hào)DVg。
因此，可補(bǔ)充在輸出信號(hào)DVout中缺少的信息以便對(duì)較重要的區(qū)域利用精細(xì)的分辨率而對(duì)不太重要的區(qū)域利用粗糙的分辨率。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的成像裝置500，其中壓縮了從位改變部分151中、加權(quán)位改變部分251中、提取位改變部分351中或提取和加權(quán)位改變部分451中輸出的圖像信號(hào)DVg，以便可以更進(jìn)一步地減少其數(shù)據(jù)量。
圖15描述了成像裝置500的配置。在圖15中示出的成像裝置500中，相同附圖標(biāo)記指示圖5中示出的成像裝置100相同的元件，其詳細(xì)描述在此省略。
位改變部分151向信號(hào)壓縮部分551輸出圖像信號(hào)DVg。需要注意的是，加權(quán)位改變部分251、提取位改變部分351或提取和加權(quán)位改變部分451代替位改變部分151可輸出圖像信號(hào)DVg。
如果信號(hào)產(chǎn)生部分150輸出由亮度信號(hào)和色差信號(hào)組成的壓縮信號(hào)，則位改變部分151(加權(quán)位改變部分251、提取位改變部分351或提取和加權(quán)位改變部分451)向編碼部分550提供圖像信號(hào)DVg。編碼部分550使用圖像信號(hào)DVg執(zhí)行矩陣操作以產(chǎn)生亮度信號(hào)Y、色差信號(hào)Cr、Cb。編碼部分550向信號(hào)壓縮部分551提供所產(chǎn)生的信號(hào)。
信號(hào)壓縮部分551壓縮從位改變部分151(加權(quán)位改變部分251、提取位改變部分351或提取和加權(quán)位改變部分451)接收的圖像信號(hào)DVg或在編碼部分550中產(chǎn)生的亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)Cr、Cb。當(dāng)處理這樣的壓縮時(shí)，使用了通過(guò)利用空間相關(guān)(例如，塊編碼)可以刪除冗余的處理，通過(guò)利用時(shí)間相關(guān)(例如，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間編碼)可以刪除冗余的處理，以及通過(guò)利用碼的形態(tài)(例如，Huffman編碼或熵編碼)可以減少數(shù)據(jù)量的處理。信號(hào)壓縮部分551向處理信息添加部分152提供這樣壓縮的編碼信號(hào)DU。
處理信息添加部分152向從信號(hào)壓縮部分551接收的編碼信號(hào)DU添加上述處理信息FP以產(chǎn)生信號(hào)DWa。處理信息添加部分152向第二輸出單元160提供信號(hào)DWa。第二輸出單元160從處理信息添加部分152接收信號(hào)DWa，并將其轉(zhuǎn)換成具有對(duì)應(yīng)于任何后期制作處理裝置的傳輸格式的輸出信號(hào)DWout從而輸出它。
在信號(hào)壓縮部分551中的壓縮處理使得輸出信號(hào)DWout的數(shù)據(jù)量進(jìn)一步減少。如果成像裝置500在以比當(dāng)沒(méi)有執(zhí)行壓縮處理時(shí)更低的傳輸率執(zhí)行通信的情形下連接到后期制作處理裝置，則根據(jù)本實(shí)施例可以向后期制作處理裝置實(shí)時(shí)提供拍攝圖像，從而允許成像裝置500和后期制作處理裝置以低代價(jià)連接。
盡管在上述第一和第五實(shí)施例中已經(jīng)通過(guò)硬件的方式配置了信號(hào)處理單元130、信號(hào)產(chǎn)生單元150、第一和第二輸出單元140、160等等，但是本發(fā)明并不局限于此。它們可通過(guò)軟件的方式配置。如果在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行在通過(guò)拍攝對(duì)象所獲得的圖像信號(hào)DVa上執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的信號(hào)處理步驟、基于信號(hào)處理步驟中處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)的第一輸出步驟、產(chǎn)生包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理步驟中執(zhí)行了哪個(gè)動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息的信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生步驟，以及基于在信號(hào)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的信號(hào)的產(chǎn)生第二輸出信號(hào)的第二輸出步驟，可能會(huì)獲得與通過(guò)硬件配置獲得的效果一樣好的效果。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需求和其他因素可出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和變化，其范圍在附加的權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括成像單元，獲取對(duì)象的圖像并產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理單元，對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；第一輸出單元，基于在信號(hào)處理單元中處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)；信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理單元中執(zhí)行哪種動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息；以及第二輸出單元，基于信號(hào)產(chǎn)生單元中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述信號(hào)處理單元執(zhí)行色彩調(diào)諧處理和細(xì)節(jié)處理中的任何一個(gè)；并且其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元向所述圖像信號(hào)添加指示在所述信號(hào)處理單元中執(zhí)行了色彩調(diào)諧處理和細(xì)節(jié)處理的任何一個(gè)中的哪一個(gè)處理的處理信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述信號(hào)處理單元執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償作為所述動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；并且其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元提取包括對(duì)其執(zhí)行拐點(diǎn)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域的信號(hào)的圖像信號(hào)，并且向所提取的圖像信號(hào)添加處理信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述信號(hào)處理單元在所述圖像的暗部執(zhí)行伽馬補(bǔ)償；并且其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元提取包括其中對(duì)其暗部執(zhí)行伽馬補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域的信號(hào)的圖像信號(hào)，并向所提取的圖像信號(hào)添加指示在伽馬補(bǔ)償中執(zhí)行哪個(gè)處理的處理信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元通過(guò)降低所述圖像信號(hào)的分辨率來(lái)減少它的數(shù)據(jù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的成像裝置，其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元對(duì)所述圖像信號(hào)加權(quán)，并且基于所述加權(quán)調(diào)整所述分辨率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述信號(hào)產(chǎn)生單元執(zhí)行對(duì)圖像信號(hào)的壓縮處理，并向被壓縮的圖像信號(hào)添加處理信息。
8.一種處理圖像信號(hào)的方法，包括成像步驟，獲取對(duì)象的圖像并產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理步驟，對(duì)所述圖像信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；第一輸出步驟，基于在信號(hào)處理步驟中處理的圖像信號(hào)，產(chǎn)生第一輸出信號(hào)；信號(hào)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理步驟中執(zhí)行哪種動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息；以及第二輸出步驟，基于信號(hào)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
9.一種處理圖像信號(hào)的程序產(chǎn)品，所述程序產(chǎn)品允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理圖像信號(hào)的方法，所述方法包括信號(hào)處理步驟，對(duì)通過(guò)獲取對(duì)象圖像所產(chǎn)生的圖像信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；第一輸出步驟，基于在信號(hào)處理步驟中處理的圖像信號(hào)，產(chǎn)生第一輸出信號(hào)；信號(hào)產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理步驟中執(zhí)行哪種動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的處理信息；以及第二輸出步驟，基于信號(hào)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
全文摘要
一種成像裝置，具有成像單元，獲取對(duì)象的圖像并產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理單元，在所述圖像信號(hào)上執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理；以及，第一輸出單元，基于在所述信號(hào)處理單元處理的圖像信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)。所述成像裝置還具有信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括圖像信號(hào)和指示在信號(hào)處理單元中執(zhí)行哪個(gè)動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理的任何處理信息；以及，第二輸出單元，基于在信號(hào)產(chǎn)生單元中產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N9/64GK101079963SQ20071012920
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者森山慎一, 外村雅治 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社