專(zhuān)利名稱(chēng)：成像裝置和成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于能夠以低幀速率來(lái)成像的攝像機(jī)的成像裝置，并涉 及適用于該成像裝置的成像方法。
背景技術(shù)：
獲得符合電視廣播格式等的視頻信號(hào)的攝像機(jī)采用1/60秒、1/50秒等 的指定幀速率，用于利用成像器來(lái)捕捉圖像。例如，幀速率為1/60秒的攝 像機(jī)針對(duì)每一幀用于蓄積成像器所接收的成像光的最大時(shí)間段(或者，快 門(mén)時(shí)間段)為1/60秒。當(dāng)執(zhí)行用于縮短在一個(gè)幀周期內(nèi)接收成像光的時(shí)間段的處理(或者電 子快門(mén)處理)時(shí)，可以以諸如1/100秒、1/1000秒等的高快門(mén)速度來(lái)捕捉 圖像。但是，在這種情況下，可能不會(huì)允許接收成像光的時(shí)間段長(zhǎng)于一個(gè) 幀周期(或者，低快門(mén)速度)。為了實(shí)現(xiàn)低于1/60秒的快門(mén)速度，可以由成像器接收跨多個(gè)幀周期的 較長(zhǎng)時(shí)間段的成像光，隨后從成像器讀出與成像光相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。例如， 當(dāng)使用CCD (電荷耦合器件)圖像傳感器作為成像器時(shí)，可以延長(zhǎng)通過(guò)接 收光來(lái)在各個(gè)像素中蓄積電荷的時(shí)間段。例如，當(dāng)用于每個(gè)像素的電子蓄 積時(shí)間段相當(dāng)于兩個(gè)幀周期的和(1/30秒)時(shí)，可以讀出在1/30秒內(nèi)蓄積 的信號(hào)。因此，可以實(shí)現(xiàn)蓄積時(shí)間段變?yōu)?倍的低速率成像?？梢蚤g歇地 每隔1/30秒(通常幀周期的2倍)地改變這樣獲得的成像信號(hào)。由于延長(zhǎng) 了電荷蓄積時(shí)間段，所以可以實(shí)現(xiàn)更高靈敏度的成像。例如，即使在黑暗 (例如，夜晚)中也可以捕捉圖像。除了上述在幀周期的兩倍的時(shí)間段內(nèi) 蓄積電荷的示例處理之外，還可以調(diào)節(jié)在成像器中蓄積電子的時(shí)間段，例 如，允許延長(zhǎng)成像達(dá)幾十幀的時(shí)間段。日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. 2005-39710公開(kāi)了這樣一種成像裝置的示例，該成像裝置通過(guò)幀相加來(lái)執(zhí)行改變幀速率的處理。 發(fā)明內(nèi)容但是，如果如上所述地延長(zhǎng)在圖像傳感器的光接收元件中的電子蓄積 的時(shí)間段，則會(huì)導(dǎo)致圖像傳感器的校正功能的動(dòng)態(tài)范圍不足。因此，得到 的圖像可能會(huì)顯露圖像傳感器的固定模式的噪聲，或者由于間歇圖像(intermittent image)而使得諸如白平衡調(diào)節(jié)之類(lèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)不足以 用于實(shí)際應(yīng)用。其結(jié)果是，圖像質(zhì)量會(huì)惡化得更加厲害。例如，來(lái)自圖像傳感器的輸出可以在來(lái)自圖像傳感器的成像信號(hào)為線(xiàn) 性信號(hào)的階段中經(jīng)歷數(shù)字同步相加。這里，短語(yǔ)"來(lái)自圖像傳感器的成像 信號(hào)為線(xiàn)性信號(hào)的階段"指的是直接反映出在經(jīng)歷諸如白平衡調(diào)節(jié)和Y校 正之類(lèi)的各種圖像信號(hào)處理之前的圖像傳感器的輸出的信號(hào)的階段。為了在沒(méi)有任何修改的情況下對(duì)圖像傳感器的輸出進(jìn)行相加，可能需 要用于直接對(duì)圖像傳感器的輸出進(jìn)行相加的幀存儲(chǔ)器。但是，從圖像傳感 器輸出的成像信號(hào)是在通過(guò)y電路、拐點(diǎn)電路等處的非線(xiàn)性處理和增益控 制來(lái)壓縮幅度方向上的字長(zhǎng)(word length)之前的信號(hào)。因此，可能需要 具有大字長(zhǎng)的昂貴的存儲(chǔ)系統(tǒng)。在執(zhí)行諸如y校正之類(lèi)的非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換之后再對(duì)各個(gè)幀的信號(hào)進(jìn)行相加 的情況下，這種簡(jiǎn)單的相加可能會(huì)導(dǎo)致各個(gè)幀的非線(xiàn)性處理參數(shù)的對(duì)準(zhǔn)不 佳。因此，很可能會(huì)導(dǎo)致惡化的視頻信號(hào)。在日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公布No.2005-39710中描述的處理被配置成使 得各個(gè)幀的信號(hào)在經(jīng)歷了諸如Y校正之類(lèi)的非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換之后再被進(jìn)行相 加。但是，并沒(méi)有關(guān)于在y校正之后再執(zhí)行相加的情況下的特性惡化的描 述。本發(fā)明解決了以上確定的問(wèn)題以及與傳統(tǒng)方法和裝置相關(guān)聯(lián)的其它問(wèn) 題。希望提供這樣一種成像裝置，S卩，可以以該成像裝置的簡(jiǎn)化配置來(lái)執(zhí) 行高質(zhì)量低幀速率的成像。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種成像裝置，并且根據(jù)本發(fā)明的 另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種成像方法。從用于將成像光轉(zhuǎn)換成成像信號(hào)的圖像傳感器獲得的成像信號(hào)被進(jìn)行非線(xiàn)性校正。經(jīng)歷過(guò)非線(xiàn)性校正的成像 信號(hào)的預(yù)定數(shù)目的幀被以幀為單位地相加。對(duì)非線(xiàn)性校正的校正特性執(zhí)行 控制以適當(dāng)?shù)叵薅ㄔ趫?zhí)行幀相加的情況下的非線(xiàn)性校正的校正特性和在沒(méi) 有執(zhí)行幀相加的情況下的非線(xiàn)性校正的校正特性。在這樣的控制之下執(zhí)行 非線(xiàn)性校正之后，經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào)或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào) 被選擇性地輸出或記錄。
利用上述處理，可以獲得在執(zhí)行了幀相加的情況下和在沒(méi)有執(zhí)行幀相 加的情況下的經(jīng)歷過(guò)諸如Y校正之類(lèi)的適當(dāng)非線(xiàn)性校正的成像信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，可以在執(zhí)行了幀相加的情況和沒(méi)有執(zhí)行幀相加的情況中的每一種情況下適當(dāng)?shù)乜刂茖?duì)成像信號(hào)的諸如y校正之類(lèi)的非線(xiàn)性校正的特性。因此，可以利用成像裝置的簡(jiǎn)化配置(例如，通過(guò)向 背景技術(shù)的成像裝置添加少量電路和控制處理系統(tǒng))來(lái)獲得已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)Y 校正等的高圖像質(zhì)量、低幀速率的成像信號(hào)。


圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的成像裝置的配置示例的框圖； 圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置中的同步相加的示例的電 路圖；圖3A到3D是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置中的成像定時(shí)(三 幀相加)的示例的時(shí)序圖；圖4A和4B是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置中的處理的概況的 時(shí)序圖，其中，圖4A表示理想的處理示例，而圖4B表示本實(shí)施例的處理 示例；圖5A和5B是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、在成像裝置中執(zhí)行四幀相 加的情況下的Y特性的示例的特性圖，其中，圖5A示出了整體特性，而圖 5B示出了圖5A所示的特性圖的一部分的放大示圖；以及圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例、在成像裝置中的處理的示例的流程圖。
具體實(shí)施方式

下文中，將參考圖l到6來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例。
圖1是圖示出作為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)示例的成像裝置的示例配置的 框圖?，F(xiàn)在參考圖1，將描述該成像裝置的配置。通過(guò)透鏡ll來(lái)獲得的成 像光被棱鏡12分成三原色。分離后的各個(gè)顏色的成像光線(xiàn)分別入射在藍(lán)
色、綠色和紅色圖像傳感器13B、 13G和13R的成像表面上。形成各個(gè)彩 色圖像傳感器13B、 13G和13R的成像表面上的圖像的成像光線(xiàn)在各個(gè)圖 像傳感器13B、 13G和13R中被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，之后分別讀出轉(zhuǎn)換所得的 電信號(hào)。從圖像傳感器13B、 13G和13R讀出的電信號(hào)分別被稱(chēng)為成像信號(hào)。
為了簡(jiǎn)化描述，透鏡ll被表示為圖l中的單個(gè)透鏡。但是，實(shí)際上， 透鏡11可以包括多個(gè)透鏡(透鏡組)，并且可以用作變焦透鏡。另外， 在透鏡11的光路中還配置了光圈(iris)， 一種孔徑機(jī)構(gòu)。圖像傳感器 13B、 13G和13R例如可以是CCD圖像傳感器或者CMOS圖像傳感器。
從圖像傳感器13B、 13G和13R讀出的成像信號(hào)被提供給相機(jī)處理單 元30。隨后，成像信號(hào)在相機(jī)處理單元30中經(jīng)歷各種校正處理。校正過(guò) 程包括利用線(xiàn)性信號(hào)處理和非線(xiàn)性信號(hào)處理的校正。
輸入到相機(jī)處理單元30中的成像信號(hào)首先被提供給線(xiàn)性處理單元 31，隨后經(jīng)歷線(xiàn)性信號(hào)處理。線(xiàn)性信號(hào)處理例如可以是對(duì)藍(lán)色、綠色和紅 色成像信號(hào)的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)的白平衡調(diào)節(jié)的校正處理。經(jīng)線(xiàn)性處理單元31 處理之后的成像信號(hào)被提供給非線(xiàn)性處理單元32，從而經(jīng)歷非線(xiàn)性信號(hào)處 理。
在非線(xiàn)性處理單元32中利用非線(xiàn)性信號(hào)處理的校正可以是Y (gamma)校正、拐點(diǎn)校正等。Y校正是基于Y校正曲線(xiàn)、使用非線(xiàn)性I/O 特性來(lái)表示各個(gè)顏色的輝度值的校正處理。拐點(diǎn)校正是在非線(xiàn)性處理單元 32中對(duì)圖像中的明亮部分的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)的非線(xiàn)性校正處理。在非線(xiàn)性處 理單元32中的非線(xiàn)性校正處理按如下所述來(lái)設(shè)定?？梢酝ㄟ^(guò)從稍后將描 述的控制單元25提供的指令、利用不同的校正特性來(lái)分別限定執(zhí)行常規(guī) 成像時(shí)的非線(xiàn)性校正處理和執(zhí)行幀相加時(shí)的非線(xiàn)性校正處理。此外，在幀相加時(shí)，根據(jù)相加的幀的數(shù)目，可以利用進(jìn)一步校正來(lái)限定校正特性。
在非線(xiàn)性處理單元32中經(jīng)過(guò)校正的成像信號(hào)被提供給YC轉(zhuǎn)換單元 33。這里，YC轉(zhuǎn)換單元33將由藍(lán)色、綠色和紅色原色信號(hào)(下文中稱(chēng)為 RGB信號(hào))構(gòu)成的成像信號(hào)轉(zhuǎn)換成包括輝度信號(hào)(下文中稱(chēng)為Y信號(hào)) 和色度信號(hào)(下文中稱(chēng)為C信號(hào))的成像信號(hào)。經(jīng)YC轉(zhuǎn)換單元33轉(zhuǎn)換 之后的成像信號(hào)被從相機(jī)處理單元30輸出。
從相機(jī)處理單元30輸出的成像信號(hào)(Y信號(hào)和C信號(hào))被提供給同 步相加電路14。另外，同步相加電路14與由幀存儲(chǔ)器形成的幀緩沖器24 相連接。當(dāng)以低幀速率來(lái)執(zhí)行成像時(shí)，對(duì)所提供的成像信號(hào)進(jìn)行以幀為單 位的相加。被相加的幀的數(shù)目等可以由控制單元25來(lái)控制。在同步相加 電路14中被相加的成像信號(hào)和沒(méi)有相加的成像信號(hào)被提供給編解碼單元 15。
編解碼單元15執(zhí)行將所提供的成像信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)定格式的視頻信號(hào)的 編解碼處理。然后，轉(zhuǎn)換得到的視頻信號(hào)被提供給記錄電路16，隨后被記 錄在記錄介質(zhì)(存儲(chǔ)介質(zhì))中。適合使用的記錄介質(zhì)可以是各種介質(zhì)中的 任意一種，例如，存儲(chǔ)卡、光盤(pán)和磁帶。
此外，從相機(jī)處理單元30輸出的成像信號(hào)和從同步相加電路14輸出 的成像信號(hào)被提供給選擇器21。因此，在控制單元25的控制之下，由選 擇器21來(lái)選擇將被顯示的成像信號(hào)。例如，當(dāng)顯示在低幀速率成像時(shí)以 低幀速率來(lái)獲得的成像信號(hào)的視頻時(shí)，選擇器21選擇從同步相加電路14 輸出的成像信號(hào)。另一方面，當(dāng)顯示在低幀速率成像期間沒(méi)有以幀為單元 來(lái)相加的成像信號(hào)時(shí)，選擇器21選擇來(lái)自相機(jī)處理單元30的輸出。在常 規(guī)成像時(shí)，所選擇的成像信號(hào)沒(méi)有區(qū)別。
選擇器21所選擇的成像信號(hào)經(jīng)歷由幀速率轉(zhuǎn)換單元22執(zhí)行的用于顯 示或外部輸出的幀速率的轉(zhuǎn)換，之后被顯示在顯示器23上?；蛘?，經(jīng)幀 速率轉(zhuǎn)換單元22轉(zhuǎn)換之后的視頻信號(hào)可以從輸出端子(未示出)輸出。 在幀速率轉(zhuǎn)換單元22中的轉(zhuǎn)換和在顯示器23上的顯示也是在控制單元25 的控制之下執(zhí)行的。當(dāng)在幀速率轉(zhuǎn)換單元22中執(zhí)行幀速率轉(zhuǎn)換時(shí)，使用 幀緩沖器24作為臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)換處理。對(duì)成像裝置的各個(gè)單元進(jìn)行控制的控制單元25從具有操作開(kāi)關(guān)等的操
作單元26接收操作指令。因此，操作單元26的操作導(dǎo)致了對(duì)諸如成像的 開(kāi)始或終止之類(lèi)的成像動(dòng)作的控制。另外，還可以基于操作單元26的操 作來(lái)執(zhí)行成像模式的設(shè)定等。控制單元25還控制在幀緩沖器24中蓄積成 像信號(hào)的動(dòng)作。這里，幀緩沖器24是可以以Y信號(hào)和C信號(hào)的形式來(lái)存 儲(chǔ)成像信號(hào)的存儲(chǔ)器。
現(xiàn)在參考圖2，將描述在使用幀緩沖器24作為用于同步相加的存儲(chǔ)電 路時(shí)的同步相加電路的配置。輸入到輸入端子24a的成像信號(hào)通過(guò)切換開(kāi) 關(guān)24b而被提供給加法器24c。這里，在不對(duì)成像信號(hào)進(jìn)行相加的時(shí)間段 內(nèi)，切換開(kāi)關(guān)24b選擇獲得0 (零)數(shù)據(jù)的端子，而不是相反側(cè)的輸入端 子24a。加法器24c用于對(duì)存儲(chǔ)單元24d的輸出進(jìn)行相加。然后加法器24c 的輸出被提供給存儲(chǔ)單元24d并存儲(chǔ)在其中。隨后，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元24d 中的成像信號(hào)被從輸出端子24e輸出。在圖2所圖示的電路的配置中，存 儲(chǔ)單元24d存儲(chǔ)一個(gè)幀的成像信號(hào)以及所存儲(chǔ)的成像信號(hào)在加法器24c被 與輸入信號(hào)相加的處理針對(duì)每個(gè)幀被同步執(zhí)行。因此，可以順序地對(duì)每個(gè) 幀的信號(hào)進(jìn)行相加。隨后，所需數(shù)目的幀被加到的成像信號(hào)被從輸出端子 24e輸出。為了在幀緩沖器24中執(zhí)行相加，對(duì)在各個(gè)幀中相加的像素的位 置進(jìn)行調(diào)整，從而使其與其它像素相一致。因此，這樣的相加使得各個(gè)像 素位置的輝度值為在與被相加的幀的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)相加所得的 值。
圖3A到3D是圖示出在本示例的成像裝置的同步相加電路14中執(zhí)行 相加處理時(shí)的成像操作的時(shí)序圖。圖3A到3D所示的示例是三個(gè)幀的成像 信號(hào)被相加的示例。圖3A圖示了成像信號(hào)的幀周期。如圖3B到3D所 示，曝光期間的三個(gè)幀的成像信號(hào)被相加，并被提供作為一個(gè)幀的信號(hào)。 具體而言，如圖3D所示，在曝光時(shí)間段為1.1、 1.2和1.3的三個(gè)幀時(shí)間段 期間的圖像傳感器的輸出被加在一起，從而得到在同步相加電路14中經(jīng) 歷三幀相加的幀號(hào)為1的成像信號(hào)。幀號(hào)為1的成像信號(hào)在連續(xù)的三個(gè)幀 時(shí)間段期間被從同步相加電路14輸出。在隨后的曝光時(shí)間段為2.1、 2.2 和2.3的三個(gè)幀時(shí)間段期間的圖像傳感器的輸出被加在一起，從而得到在同步相加電路14中經(jīng)歷三幀相加的幀號(hào)為2的成像信號(hào)。幀號(hào)為2的成像 信號(hào)也在連續(xù)的三個(gè)幀時(shí)間段期間被從同步相加電路14輸出。
因此，通過(guò)三幀相加而得到的成像信號(hào)使得圖像傳感器13B、 13G和 13R中的曝光時(shí)間變?yōu)槌Ｒ?guī)成像時(shí)的圖像信號(hào)的曝光時(shí)間的三倍。因此， 成像的幀速率是常規(guī)成像的三分之一，從而致使得到良好成像，即使在黑 暗中也是如此。在這種情況下，圖像變化的周期也降低到常規(guī)時(shí)的三分之 一。作為三幀相加的示例己描述了圖3所圖示的示例。但是，可選地，被 相加的幀的數(shù)目可以是2個(gè)或更多。例如，如果一個(gè)幀是1/60秒并且執(zhí)行 60幀相加，則可以按每一秒的低幀速率來(lái)執(zhí)行成像。
現(xiàn)在參考圖4A和4B以及隨后的附圖，將描述在本示例的成像裝置中 執(zhí)行的y校正處理。圖4A是圖示出在低幀速率模式下的理想y校正的狀態(tài) 的框圖。圖4B是示出在本示例中在低幀速率模式下的y校正的狀態(tài)的框 圖。
首先，在圖4A中圖示了在低幀速率模式下(即，在利用幀相加來(lái)成 像時(shí))的典型y校正狀態(tài)。來(lái)自成像器1的輸出成像信號(hào)在相加電路3中經(jīng) 歷"k"幀相加("k"是被相加的幀的數(shù)目)。相加輸出在y校正電路2a 中經(jīng)歷非線(xiàn)性校正。如果直接將成像器1的輸出周期設(shè)置成低幀速率，則 相加電路3可以包括在成像器1中。在y校正電路2a中執(zhí)行的校正可以致 使得到經(jīng)適當(dāng)y校正之后的成像信號(hào)Ya。
相反，在本示例的低幀速率模式下的y校正的狀態(tài)下，如圖4B所示， 來(lái)自成像器1的輸出成像信號(hào)在具有適合低幀速率模式下成像的特性的y校 正電路2b中經(jīng)歷y校正，從而獲得經(jīng)y校正后的成像信號(hào)Zb。 y校正后的成 像信號(hào)Zb隨后在相加電路3中經(jīng)歷"k"幀相加("k"是被相加的幀的 數(shù)目)，從而獲得成像信號(hào)Yb。 y校正電路2b相當(dāng)于在圖l所示的成像裝 置的配置中的非線(xiàn)性處理單元32。
接下來(lái)，將參考圖5A和5B所示的特性周來(lái)描述實(shí)際的y特性。圖5A 的y特性Gll圖示了在以4幀相加的低幀速率來(lái)成像時(shí)的成像信號(hào)的最佳y 特性。在圖5A和5B中，橫軸表示從圖像傳感器輸出的成像信號(hào)的彩色輝 度級(jí)別，而縱軸表示在y校正之后的輸出示例。在圖5A中，如果特性Gll的Y增益被定義為1 (一)，則y特性G12、 G13和G14分別是在y增益限制 于2/3、 1/3和0的情況下的示例的特性。在根本沒(méi)有執(zhí)行Y校正的特性G14 的情況下，轉(zhuǎn)換特性被用直線(xiàn)來(lái)表示。特性表示可以隨著其變?yōu)檫m當(dāng)?shù)膟 特性Gll而彎曲。
圖5B是圖5A的特性曲線(xiàn)中的上升部分的附近的放大圖。如圖5B所 示，特性Gll在一點(diǎn)處與其它特性G12、 G13和G14相交。圖5A和5B 所示的Y特性是用SMPTE標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義的Y特性。
應(yīng)當(dāng)注意，圖5A和5B圖示了 4幀相加的示例。但是，校正特性可以 依據(jù)被相加的幀的數(shù)目而變化。
這里，如圖4A所示，例如在幀相加之后執(zhí)行y校正電路2a中的y校 正。成像信號(hào)Ya是通過(guò)對(duì)經(jīng)歷過(guò)幀相加的信號(hào)執(zhí)行適當(dāng)?shù)腨校正而獲得 的。圖4B所示的本示例的配置允許在幀相加之前獲得經(jīng)y校正電路2b (非 線(xiàn)性處理單元32)校正后的信號(hào)Zb。最后才獲得Y校正后的成像信號(hào) Yb。在這種情況下，Ya二Yb。因此，可以用下式來(lái)表示信號(hào)Zb，其中， K表示被相加的幀的數(shù)目，Yl表示Y校正電路2a的傳輸特性，而y2表示y校 正電路2b的傳輸特性。
<formula>formula see original document page 11</formula>.(l)
另一方面，用下式來(lái)表示信號(hào)Ya: <formula>formula see original document page 11</formula> (2) Ya=Yb，因此
<formula>formula see original document page 11</formula>. (3)
因此，根據(jù)式(1)和(3)，可以通過(guò)如下式所示地設(shè)置Y校正電路 2b的傳輸特性來(lái)執(zhí)行正確的Y校正 Y2(X) = (1/K)71 (KX)…(4)
式(4)指示出，在以低幀速率來(lái)成像時(shí)在y校正電路2b (即，非線(xiàn)性 處理單元32)中的Y校正的Y曲線(xiàn)可以通過(guò)改變?cè)诔Ｒ?guī)成像時(shí)的Y曲線(xiàn)的縮 放比例(scale)來(lái)獲得。換而言之，其可以通過(guò)在軸方向上擴(kuò)大或縮小幅 度傳輸特性而縮放得到，從而使得成像裝置可以很容易應(yīng)對(duì)常規(guī)成像和低 速率成像中的每一個(gè)。此外，圖6是描述了通過(guò)控制單元25的控制操作來(lái)執(zhí)行低速率成像時(shí)
的處理示例的流程圖。首先，控制單元25判斷當(dāng)前的成像模式是常規(guī)幀 速率成像還是低幀速率成像(步驟Sll)。這里，在以常規(guī)幀速率來(lái)成像 時(shí)，非線(xiàn)性處理單元32定義了用于常規(guī)成像的y校正曲線(xiàn)(步驟S12)， 并且在不在同步相加電路14中執(zhí)行相加處理的情況下執(zhí)行記錄、顯示等 (步驟S13)。
相反，在以低幀速率來(lái)成像時(shí)，非線(xiàn)性處理單元32定義了用于低幀速 率成像的Y校正曲線(xiàn)(步驟S14)，然后在與被相加的幀的數(shù)目(K)相對(duì) 應(yīng)的相加之后獲得成像信號(hào)(步驟S15)。
選擇常規(guī)幀速率的視頻或者經(jīng)過(guò)幀相加處理的低幀速率視頻(步驟 S16)，用于在顯示器23上顯示視頻。如果選擇了常規(guī)幀速率的視頻，則 選擇器21選擇相機(jī)處理單元30的輸出，然后在顯示器23上顯示基于所選 擇的成像信號(hào)的視頻(步驟S17)。當(dāng)需要顯示常規(guī)幀速率的視頻時(shí)，該 視頻是按常規(guī)幀速率(即，1/60秒等)來(lái)變化的視頻。因此，得到了實(shí)際 的成像狀態(tài)，并且可以快速且正確地執(zhí)行透鏡的焦距調(diào)節(jié)、變焦透鏡的場(chǎng) 角調(diào)節(jié)等。但是，由于還沒(méi)有執(zhí)行幀相加，所以得到的視頻可能較暗。
此外，如果選擇經(jīng)幀相加處理的低幀速率視頻來(lái)用于顯示，則選擇器 21選擇相加之后的輸出，然后在顯示器23上顯示基于所選擇的成像信號(hào) 的視頻(步驟S18)。在顯示以低幀速率來(lái)捕捉的圖像時(shí)，可以對(duì)得到的 視頻的亮度進(jìn)行檢査，原因在于該視頻實(shí)際上是以低幀速率來(lái)拍攝的。但 是，由于低幀速率，使得跟隨在視頻中移動(dòng)的物體的性能可能不足。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置在以低幀速率來(lái)捕捉成像信 號(hào)時(shí)，能夠利用其簡(jiǎn)單的配置來(lái)獲得經(jīng)適當(dāng)Y校正后的圖像信號(hào)，原因在 于Y校正是在幀相加之后執(zhí)行的。換而言之，對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行幀相加的常規(guī) 成像以及在幀相加的情況下的成像中的每種，相機(jī)處理單元30能夠?qū)τ?將要Y校正的適當(dāng)?shù)囊环N通過(guò)改變Y曲線(xiàn)來(lái)應(yīng)對(duì)相加相加，從而利用簡(jiǎn)單的 配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，在本實(shí)施例所應(yīng)用的利用SMPTE標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義的y特 性的情況下，可以通過(guò)僅改變校正時(shí)的幅度特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而利用簡(jiǎn)單配 置來(lái)應(yīng)付。另外，同步相加電路14被配置成通過(guò)利用輝度信號(hào)和色度信號(hào)來(lái)進(jìn)行
處理而執(zhí)行相加，因此可以共用成像裝置中的用于各種圖像處理的其它幀 存儲(chǔ)器，從而可以得到更加簡(jiǎn)單的配置。在圖1所示的成像裝置的配置 中，同步相加電路14與用于幀速率轉(zhuǎn)換的幀存儲(chǔ)器一起共用，因此，可 以更加簡(jiǎn)化成像裝置的配置。
此外，成像裝置被配置成使得在以低幀速率來(lái)執(zhí)行成像時(shí)，選擇器21 可以選擇常規(guī)幀速率的成像信號(hào)或者低幀速率的成像信號(hào)，以作為視頻在
顯示器23上顯示該圖像信號(hào)。因此，即使以低幀速率來(lái)執(zhí)行成像，也可
以檢查以常規(guī)幀速率來(lái)捕捉的視頻。因此，例如，可以快速地確定聚焦透 鏡的聚焦?fàn)顟B(tài)等。另外，通過(guò)顯示利用幀相加來(lái)進(jìn)行處理的視頻，可以簡(jiǎn) 單地檢查利用幀相加來(lái)進(jìn)行比較的視頻的亮度。
此外，在上述實(shí)施例中，已經(jīng)描述了用于執(zhí)行幀相加和以低幀速率來(lái) 進(jìn)行成像的Y校正處理。同樣地，在以低幀速率來(lái)成像時(shí)，可以改變?cè)诔?像裝置中執(zhí)行的任意其它非線(xiàn)性校正過(guò)程的校正特性。例如，在以常規(guī)幀 速率來(lái)成像的情況下和以低幀速率來(lái)成像的情況下，在圖1的相機(jī)處理單
元30中的非線(xiàn)性處理單元32中執(zhí)行的拐點(diǎn)校正的特性可以不同。
此外，在以上描述中已經(jīng)說(shuō)明了以幀為單位的處理示例。但是，可以
以場(chǎng)為單位來(lái)執(zhí)行相同的處理，并且可以獲得相似的效果。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，根
據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和變更。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本發(fā)明包含與2007年4月10日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2007-103241相關(guān)的主題，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1. 一種成像裝置，包括圖像傳感器，用于將通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)而獲得的成像光轉(zhuǎn)換成成像信號(hào)；成像信號(hào)處理單元，用于對(duì)從所述圖像傳感器獲得的成像信號(hào)執(zhí)行非線(xiàn)性校正；幀相加單元，用于將經(jīng)所述成像信號(hào)處理單元處理的成像信號(hào)的預(yù)定數(shù)目的幀以幀為單位進(jìn)行相加；以及控制單元，用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置下述兩種校正特性中的每一種校正特性不在所述幀相加單元中執(zhí)行幀相加的情況下，所述成像信號(hào)處理單元中的所述非線(xiàn)性校正的校正特性；以及在所述幀相加單元中執(zhí)行幀相加的情況下，依據(jù)被相加的幀的數(shù)目，所述成像信號(hào)處理單元中的所述非線(xiàn)性校正的校正特性，其中在所述幀相加單元中經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào)或者沒(méi)有在所述幀相加單元中經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào)被選擇性地輸出或記錄。
2. 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，其中所述非線(xiàn)性校正是Y校正。
3. 如權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中表示在執(zhí)行幀相加的情況下的Y校正特性的Y曲線(xiàn)是依據(jù)被相加幀的數(shù) 目通過(guò)對(duì)表示在不執(zhí)行幀相加的情況下的Y校正特性的Y曲線(xiàn)的幅度特性進(jìn) 行修改獲得的。
4. 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，還包括轉(zhuǎn)換處理單元，用于在所述成像裝置中處理輝度信號(hào)和色度信號(hào)，其中在所述幀相加單元中包括的幀存儲(chǔ)器被所述轉(zhuǎn)換處理單元共用。
5. 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，還包括選擇單元，用于選擇從所述成像信號(hào)處理單元輸出的成像信號(hào)或者通 過(guò)在所述幀相加單元中對(duì)預(yù)定數(shù)目的幀進(jìn)行相加而得到的成像信號(hào)，作為 將被提供給用于顯示所捕捉的圖像的顯示單元的成像信號(hào)。
6. —種成像方法，包括以下步驟對(duì)從圖像傳感器獲得的成像信號(hào)執(zhí)行非線(xiàn)性校正，其中，在所述圖像 傳感器中成像光被轉(zhuǎn)換成成像信號(hào)；將經(jīng)過(guò)所述非線(xiàn)性校正的成像信號(hào)的預(yù)定數(shù)目的幀以幀為單位進(jìn)行相加；執(zhí)行控制以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置下述兩種校正特性中的每一種校正特性不執(zhí) 行幀相加的情況下，所述非線(xiàn)性校正的校正特性；以及執(zhí)行幀相加的情況 下，所述非線(xiàn)性校正的校正特性；以及選擇性地輸出經(jīng)過(guò)所述幀相加的成像信號(hào)或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)所述幀相加的 成像信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了成像裝置和成像方法。成像方法包括以下步驟對(duì)從圖像傳感器獲得的成像信號(hào)執(zhí)行非線(xiàn)性校正，在圖像傳感器中成像光被轉(zhuǎn)換成成像信號(hào)；將經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性校正的成像信號(hào)的預(yù)定數(shù)目的幀以幀為單位進(jìn)行相加；執(zhí)行控制以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置下述兩種校正特性中的每一種校正特性不執(zhí)行幀相加的情況下，所述非線(xiàn)性校正的校正特性，以及執(zhí)行幀相加的情況下，所述非線(xiàn)性校正的校正特性；以及選擇性地輸出經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào)或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)幀相加的成像信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/353GK101287132SQ20081008978
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者龜山隆 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社