JP3363477B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP3363477B2 JP3363477B2 JP17775992A JP17775992A JP3363477B2 JP 3363477 B2 JP3363477 B2 JP 3363477B2 JP 17775992 A JP17775992 A JP 17775992A JP 17775992 A JP17775992 A JP 17775992A JP 3363477 B2 JP3363477 B2 JP 3363477B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- aperture
- luminance signal
- gain
- signal
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- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】この発明は，固体電子撮像素子を使用する
スチル・ビデオ・カメラおよびムービ・ビデオ・カメラ
を含む撮像装置に関する。
スチル・ビデオ・カメラおよびムービ・ビデオ・カメラ
を含む撮像装置に関する。
【０００２】
【背景技術】近年，固体電子撮像素子としてＣＣＤセン
サを用いたいわゆるＣＣＤカメラが普及している。そし
て，このＣＣＤカメラの小型化の傾向に伴って，内蔵す
るレンズ，絞りおよびＣＣＤセンサ等の小型化が要求さ
れてきている。
サを用いたいわゆるＣＣＤカメラが普及している。そし
て，このＣＣＤカメラの小型化の傾向に伴って，内蔵す
るレンズ，絞りおよびＣＣＤセンサ等の小型化が要求さ
れてきている。
【０００３】しかし，これらレンズ，絞りおよびＣＣＤ
センサの小型化に伴い，レンズの絞り開口における光の
回折の影響が大きくなり，解像度が低下してしまうとい
う問題が生じてきている。
センサの小型化に伴い，レンズの絞り開口における光の
回折の影響が大きくなり，解像度が低下してしまうとい
う問題が生じてきている。
【０００４】表１は，１／４インチＣＣＤセンサ（有効
画面サイズ3.6mm×2.7mm）における絞り開口値（Ｆナン
バ）と空間周波数特性（モジュレーション・トランスフ
ァ・ファンクション）（以下ＭＴＦという；ＭＴＦ＝Mo
dulation Transfer Function）の関係を示している。表
１においてＳは規格化された空間周波数である。
画面サイズ3.6mm×2.7mm）における絞り開口値（Ｆナン
バ）と空間周波数特性（モジュレーション・トランスフ
ァ・ファンクション）（以下ＭＴＦという；ＭＴＦ＝Mo
dulation Transfer Function）の関係を示している。表
１においてＳは規格化された空間周波数である。
【０００５】
【表１】
【０００６】また，図７は表１をグラフに表わしたもの
である。なお，表１および図７の１／４インチＣＣＤの
設計時の解像度は，1000ＴＶ本（＝185.3 本／mm）であ
る。
である。なお，表１および図７の１／４インチＣＣＤの
設計時の解像度は，1000ＴＶ本（＝185.3 本／mm）であ
る。
【０００７】この表１および図７から分る通り，絞りの
開口値（Ｆナンバ）が大きくなるほど光の回折の影響が
大きくなり，解像度の低下が急激となる。例えば，FNO.
32の絞りでは，解像度が約330 ＴＶ本の位置で絞りの開
口を通過する光量に対するＣＣＤのレスポンスＨ(S) が
ほぼ零になる。
開口値（Ｆナンバ）が大きくなるほど光の回折の影響が
大きくなり，解像度の低下が急激となる。例えば，FNO.
32の絞りでは，解像度が約330 ＴＶ本の位置で絞りの開
口を通過する光量に対するＣＣＤのレスポンスＨ(S) が
ほぼ零になる。
【０００８】
【発明の概要】この発明は，レンズ，絞りおよび固体電
子撮像素子を小型化しても鮮明な画像を撮影できる撮像
装置を提供することを目的とする。
子撮像素子を小型化しても鮮明な画像を撮影できる撮像
装置を提供することを目的とする。
【０００９】この発明による撮像装置は，上記目的を達
成するために，絞りと，絞りの開口を通して入射する光
像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子とを
含む撮像光学系を備えた撮像装置において，上記固体電
子撮像素子から出力される映像信号から輝度信号成分を
抽出する輝度信号抽出回路，上記輝度信号抽出回路から
出力される輝度信号に輪郭強調処理を施す輪郭強調回
路，上記輪郭強調回路の出力信号を増幅する可変ゲイン
増幅回路，上記可変ゲイン増幅回路におけるゲインを，
上記絞りの開口値に応じて絞りの開口値が大きくなるほ
ど大きくして絞りの開口を通過する光量に対する固体電
子撮像素子の周波数レスポンスが上記絞りの開口値にか
かわらずほぼ同じになるように制御するゲイン制御手
段，および上記輝度信号抽出回路から出力される輝度信
号と上記可変ゲイン増幅回路から出力される信号とを合
成する合成回路を備えている。
成するために，絞りと，絞りの開口を通して入射する光
像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子とを
含む撮像光学系を備えた撮像装置において，上記固体電
子撮像素子から出力される映像信号から輝度信号成分を
抽出する輝度信号抽出回路，上記輝度信号抽出回路から
出力される輝度信号に輪郭強調処理を施す輪郭強調回
路，上記輪郭強調回路の出力信号を増幅する可変ゲイン
増幅回路，上記可変ゲイン増幅回路におけるゲインを，
上記絞りの開口値に応じて絞りの開口値が大きくなるほ
ど大きくして絞りの開口を通過する光量に対する固体電
子撮像素子の周波数レスポンスが上記絞りの開口値にか
かわらずほぼ同じになるように制御するゲイン制御手
段，および上記輝度信号抽出回路から出力される輝度信
号と上記可変ゲイン増幅回路から出力される信号とを合
成する合成回路を備えている。
【００１０】上記撮像装置は，可変ゲイン増幅回路のゲ
インがゲイン制御手段によって絞りの開口値が大きくな
るほど大きくなり，絞りの開口を通過する光量に対する
固体電子撮像素子の周波数レスポンスが開口値にかかわ
らずほぼ一定に保たれるように制御される。そして，輝
度信号抽出回路によって映像信号から抽出され，輪郭強
調回路によって輪郭強調処理された輝度信号が上記のよ
うにゲイン制御される可変ゲイン増幅回路によって増幅
される。
インがゲイン制御手段によって絞りの開口値が大きくな
るほど大きくなり，絞りの開口を通過する光量に対する
固体電子撮像素子の周波数レスポンスが開口値にかかわ
らずほぼ一定に保たれるように制御される。そして，輝
度信号抽出回路によって映像信号から抽出され，輪郭強
調回路によって輪郭強調処理された輝度信号が上記のよ
うにゲイン制御される可変ゲイン増幅回路によって増幅
される。
【００１１】従って，絞りにおける光の回折により，固
体電子撮像素子からの映像信号のレベルが低下する場合
でも，その時の絞りの開口値が大きくなるに従って輪郭
強調された輝度信号を増幅するためのゲインを大きくす
ることにより，絞りの開口値に対応した映像信号のレベ
ル低下の補償が可能となる。
体電子撮像素子からの映像信号のレベルが低下する場合
でも，その時の絞りの開口値が大きくなるに従って輪郭
強調された輝度信号を増幅するためのゲインを大きくす
ることにより，絞りの開口値に対応した映像信号のレベ
ル低下の補償が可能となる。
【００１２】この発明の好ましい実施態様においては，
上記ゲイン制御手段が，解像度１ＴＶ本から200 ＴＶ本
前後の範囲において上記周波数レスポンスがほぼ一定に
保たれるように，上記可変ゲイン増幅回路のゲインが制
御される。
上記ゲイン制御手段が，解像度１ＴＶ本から200 ＴＶ本
前後の範囲において上記周波数レスポンスがほぼ一定に
保たれるように，上記可変ゲイン増幅回路のゲインが制
御される。
【００１３】これは，上記のような輪郭強調された輝度
信号を用いたレベル低下補償を，人間が視覚的に最も鮮
鋭感を感じる解像度200 ＴＶ本前後までの範囲において
行えば，最も効果的であるからである。
信号を用いたレベル低下補償を，人間が視覚的に最も鮮
鋭感を感じる解像度200 ＴＶ本前後までの範囲において
行えば，最も効果的であるからである。
【００１４】以上のように，この発明による撮像装置に
よれば，ＣＣＤ等の固体電子撮像素子が小型化して絞り
開口における光の回折の影響が増大して固体電子撮像素
子から出力される映像信号のレベルが低下する場合で
も，絞りの開口値に対応した輪郭強調を行うことによ
り，鮮明な画像の撮影が可能となる。
よれば，ＣＣＤ等の固体電子撮像素子が小型化して絞り
開口における光の回折の影響が増大して固体電子撮像素
子から出力される映像信号のレベルが低下する場合で
も，絞りの開口値に対応した輪郭強調を行うことによ
り，鮮明な画像の撮影が可能となる。
【００１５】
【実施例】以下，この発明を，図面に示す実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。
いてさらに詳細に説明する。
【００１６】図１は，この発明による撮像装置の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【００１７】図１において，撮像光学系10は撮像レンズ
11，絞り12およびＣＣＤセンサ（固体電子撮像素子）13
から構成され，このＣＣＤセンサ13から出力される映像
信号は，前置増幅回路14を介して色分離回路（輝度信号
抽出回路）15に入力される。色分離回路15は映像信号を
輝度信号（Ｙ信号）と色度信号（Ｃ信号）に分離する。
色分離回路15から出力される輝度信号は，輝度信号用ガ
ンマ補正回路16，水平方向輪郭強調回路（輪郭強調回
路）17および垂直方向輪郭強調回路（輪郭強調回路）18
に入力される。
11，絞り12およびＣＣＤセンサ（固体電子撮像素子）13
から構成され，このＣＣＤセンサ13から出力される映像
信号は，前置増幅回路14を介して色分離回路（輝度信号
抽出回路）15に入力される。色分離回路15は映像信号を
輝度信号（Ｙ信号）と色度信号（Ｃ信号）に分離する。
色分離回路15から出力される輝度信号は，輝度信号用ガ
ンマ補正回路16，水平方向輪郭強調回路（輪郭強調回
路）17および垂直方向輪郭強調回路（輪郭強調回路）18
に入力される。
【００１８】水平方向輪郭強調回路17で水平方向輪郭強
調されることにより得られる信号および垂直方向輪郭強
調回路18で垂直方向輪郭強調されることにより得られる
信号は第１合成回路19で互いに加算されて合成される。
この合成信号は可変ゲイン増幅回路（以下ＡＧＣ回路と
いう）20で増幅され．第２合成回路21に与えられる。
調されることにより得られる信号および垂直方向輪郭強
調回路18で垂直方向輪郭強調されることにより得られる
信号は第１合成回路19で互いに加算されて合成される。
この合成信号は可変ゲイン増幅回路（以下ＡＧＣ回路と
いう）20で増幅され．第２合成回路21に与えられる。
【００１９】第２合成回路21では，ＡＧＣ回路20からの
合成信号とガンマ補正回路16でガンマ補正された輝度信
号とが互いに加算されて合成される。
合成信号とガンマ補正回路16でガンマ補正された輝度信
号とが互いに加算されて合成される。
【００２０】また，色分離回路15から出力される色度信
号（Ｃ信号）は，色度信号用ガンマ補正回路22に与えら
れてガンマ補正された後，マトリックス回路23で色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換され変調回路24に入力される。
号（Ｃ信号）は，色度信号用ガンマ補正回路22に与えら
れてガンマ補正された後，マトリックス回路23で色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換され変調回路24に入力される。
【００２１】色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは変調回路24で変
調された後，第３合成回路22に与えられ，この第３合成
回路25で同期信号発生回路（図示せず）から与えられる
同期信号および第２合成回路21から与えられる合成信号
と加算される。変調回路24，第３合成回路25および同期
信号発生回路からＮＴＳＣエンコーダが構成される。そ
して，この第３合成回路25からＮＴＳＣ方式の映像信号
が出力される。
調された後，第３合成回路22に与えられ，この第３合成
回路25で同期信号発生回路（図示せず）から与えられる
同期信号および第２合成回路21から与えられる合成信号
と加算される。変調回路24，第３合成回路25および同期
信号発生回路からＮＴＳＣエンコーダが構成される。そ
して，この第３合成回路25からＮＴＳＣ方式の映像信号
が出力される。
【００２２】ＣＰＵ（ゲイン制御手段）30は，測光素子
33の測光値に基づいて絞りの開口値（Ｆナンバ）を決定
し，撮像光学系10の絞り12を制御するアイリス・コント
ロール回路31に指令信号を出力する。アイリス・コント
ロール回路31は，この指令信号に応答して絞り12の開口
値がＣＰＵ30で設定された値になるように絞り12を制御
する。ＣＰＵ30はまた，設定した開口値に対応するＡＧ
Ｃ回路20のゲインをＬＵＴ（ルック・アップ・テーブ
ル）32から検索してそのゲインとなるようにＡＧＣ回路
20のゲイン制御を行う。
33の測光値に基づいて絞りの開口値（Ｆナンバ）を決定
し，撮像光学系10の絞り12を制御するアイリス・コント
ロール回路31に指令信号を出力する。アイリス・コント
ロール回路31は，この指令信号に応答して絞り12の開口
値がＣＰＵ30で設定された値になるように絞り12を制御
する。ＣＰＵ30はまた，設定した開口値に対応するＡＧ
Ｃ回路20のゲインをＬＵＴ（ルック・アップ・テーブ
ル）32から検索してそのゲインとなるようにＡＧＣ回路
20のゲイン制御を行う。
【００２３】ＬＵＴ32に記憶されるＡＧＣ回路20のゲイ
ンは，以下のように設定される。
ンは，以下のように設定される。
【００２４】図２は，解像度200 ＴＶ本において，ＭＴ
ＦレスポンスＨ(S) 対絞り開口値（Ｆナンバ）の関係を
実測しプロットしたものである。この図２から求められ
る関数の逆数をプロットしたものが図３である。この図
３の横軸は絞りの開口値を，縦軸はＡＧＣ回路20のゲイ
ンを示している。ＬＵＴ32には，図３のような関数から
求められる絞り開口値にそれぞれ対応するゲインを記憶
する。
ＦレスポンスＨ(S) 対絞り開口値（Ｆナンバ）の関係を
実測しプロットしたものである。この図２から求められ
る関数の逆数をプロットしたものが図３である。この図
３の横軸は絞りの開口値を，縦軸はＡＧＣ回路20のゲイ
ンを示している。ＬＵＴ32には，図３のような関数から
求められる絞り開口値にそれぞれ対応するゲインを記憶
する。
【００２５】ここで，上述のように，ゲインの設定を解
像度200 ＴＶ本を基準に行ったのは，人間が視覚的に最
も鮮鋭感を感じるのが解像度200 ＴＶ本前後だからであ
る。
像度200 ＴＶ本を基準に行ったのは，人間が視覚的に最
も鮮鋭感を感じるのが解像度200 ＴＶ本前後だからであ
る。
【００２６】ＡＧＣ回路20では，ＣＰＵ30によって設定
されたゲインにしたがって第１合成回路19から与えられ
る合成された輪郭強調信号の増幅を行う。すなわち，Ａ
ＧＣ回路20から出力される輪郭強調信号βは，図５に示
すように解像度が増加するにしたがって増加し解像度20
0 ＴＶ本付近で最大値をとりその後減少するような大き
さの信号になるとともに，絞り開口値が大きいほどレベ
ルが大きくなる。
されたゲインにしたがって第１合成回路19から与えられ
る合成された輪郭強調信号の増幅を行う。すなわち，Ａ
ＧＣ回路20から出力される輪郭強調信号βは，図５に示
すように解像度が増加するにしたがって増加し解像度20
0 ＴＶ本付近で最大値をとりその後減少するような大き
さの信号になるとともに，絞り開口値が大きいほどレベ
ルが大きくなる。
【００２７】従って，輝度信号用ガンマ補正回路16から
出力される図４に示す特性をもつ輝度信号αと図５に示
す特性をもつＡＧＣ回路20からの輪郭強調信号βとが第
２合成回路21で加算されると，図６に示すように解像度
200 ＴＶ本までは絞り開口値にかかわらず絞りの開口を
通過する光量に対するＣＣＤのレスポンスがほぼ一定の
ＭＴＦ特性を得ることができる。
出力される図４に示す特性をもつ輝度信号αと図５に示
す特性をもつＡＧＣ回路20からの輪郭強調信号βとが第
２合成回路21で加算されると，図６に示すように解像度
200 ＴＶ本までは絞り開口値にかかわらず絞りの開口を
通過する光量に対するＣＣＤのレスポンスがほぼ一定の
ＭＴＦ特性を得ることができる。
【００２８】以上のように，絞り開口値に対応して輪郭
強調信号の増幅を行うことにより，小型の固体電子撮像
素子を用いた場合にも絞りの開口における光の回折の影
響を除くことができる。
強調信号の増幅を行うことにより，小型の固体電子撮像
素子を用いた場合にも絞りの開口における光の回折の影
響を除くことができる。
【００２９】輪郭強調された信号のゲインの制御は，厳
密に解像度200 ＴＶ本で行う必要は無く，解像度200 Ｔ
Ｖ本前後であればよい。さらに言えば，人間が視覚的に
最も鮮鋭度を感じる鮮鋭度付近まで行えばよい。
密に解像度200 ＴＶ本で行う必要は無く，解像度200 Ｔ
Ｖ本前後であればよい。さらに言えば，人間が視覚的に
最も鮮鋭度を感じる鮮鋭度付近まで行えばよい。
【００３０】また，上記実施例は絞り12の開口値がＣＰ
Ｕ30およびアイリス・コントロール回路31によって自動
的に制御される自動露出のＣＣＤカメラについて説明を
行ったが，この発明は絞りの開口値を手動で設定するＣ
ＣＤカメラについても適用できるのは言うまでもない。
絞りの開口値を手動で設定するＣＣＤカメラの場合に
は，設定された絞りの開口値をＣＰＵ30によって検出
し，これに基づいて上述したのと同様な輪郭強調信号の
増幅制御を行う。
Ｕ30およびアイリス・コントロール回路31によって自動
的に制御される自動露出のＣＣＤカメラについて説明を
行ったが，この発明は絞りの開口値を手動で設定するＣ
ＣＤカメラについても適用できるのは言うまでもない。
絞りの開口値を手動で設定するＣＣＤカメラの場合に
は，設定された絞りの開口値をＣＰＵ30によって検出
し，これに基づいて上述したのと同様な輪郭強調信号の
増幅制御を行う。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】１／４インチＣＣＤの解像度200 ＴＶ本におけ
る絞り開口値とＭＴＦレスポンスとの関係を示すグラフ
である。
る絞り開口値とＭＴＦレスポンスとの関係を示すグラフ
である。
【図３】絞り開口値とＡＧＣ回路のゲインとの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】絞り開口値をパラメータとしてガンマ補正され
た輝度信号のレベルの解像度に対する変化を示すグラフ
である。
た輝度信号のレベルの解像度に対する変化を示すグラフ
である。
【図５】増幅後の輪郭強調信号のレベルの解像度に対す
る変化を示すグラフである。
る変化を示すグラフである。
【図６】図４に示す特性をもつ輝度信号と図５に示す特
性をもつ輪郭強調信号とが加算されることにより得られ
る合成信号のＭＴＦ特性を示すグラフである。
性をもつ輪郭強調信号とが加算されることにより得られ
る合成信号のＭＴＦ特性を示すグラフである。
【図７】１／４インチＣＣＤのＭＴＦ特性を示すグラフ
である。
である。
12 絞り
13 ＣＣＤ（固体電子撮像素子）
17 水平方向輪郭強調回路（輪郭強調信号回路）
18 垂直方向輪郭強調回路（輪郭強調回路）
19 第１合成回路
20 ＡＧＣ回路（可変ゲイン増幅回路）
21 第２合成回路
30 ＣＰＵ（ゲイン制御手段）
31 アイリス・コントロール回路
32 ＬＵＴ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/222 - 5/257
G02B 7/11
H04N 9/68
Claims (2)
- 【請求項１】 絞りと，絞りの開口を通して入射する光
像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子とを
含む撮像光学系を備えた撮像装置において， 上記固体電子撮像素子から出力される映像信号から輝度
信号成分を抽出する輝度信号抽出回路， 上記輝度信号抽出回路から出力される輝度信号に輪郭強
調処理を施す輪郭強調回路， 上記輪郭強調回路の出力信号を増幅する可変ゲイン増幅
回路， 上記可変ゲイン増幅回路におけるゲインを，上記絞りの
開口値に応じて絞りの開口値が大きくなるほど大きくし
て絞りの開口を通過する光量に対する固体電子撮像素子
の周波数レスポンスが上記絞りの開口値にかかわらずほ
ぼ同じになるように制御するゲイン制御手段，および上
記輝度信号抽出回路から出力される輝度信号と上記可変
ゲイン増幅回路から出力される信号とを合成する合成回
路， を備えた撮像装置。 - 【請求項２】 上記ゲイン制御手段が，解像度１ＴＶ本
から200 ＴＶ本前後の範囲において上記周波数レスポン
スがほぼ一定に保たれるように，上記可変ゲイン増幅回
路のゲインを制御する請求項１に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17775992A JP3363477B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17775992A JP3363477B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347730A JPH05347730A (ja) | 1993-12-27 |
| JP3363477B2 true JP3363477B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=16036635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17775992A Expired - Lifetime JP3363477B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363477B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153983A1 (ja) | 2008-06-18 | 2009-12-23 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置、撮像装置、方法、およびプログラム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09298683A (ja) * | 1996-04-26 | 1997-11-18 | Sony Corp | 映像信号処理方法及び映像信号処理装置 |
| JP3072988B1 (ja) | 1999-02-22 | 2000-08-07 | オリンパス光学工業株式会社 | 撮像装置 |
| US7170559B2 (en) | 1999-02-25 | 2007-01-30 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus having a beam limiting member |
| JP2002218295A (ja) | 2001-01-18 | 2002-08-02 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| JP4806476B2 (ja) | 2010-01-07 | 2011-11-02 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置、画像生成システム、方法、およびプログラム |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP17775992A patent/JP3363477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153983A1 (ja) | 2008-06-18 | 2009-12-23 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置、撮像装置、方法、およびプログラム |
| EP2312858A1 (en) | 2008-06-18 | 2011-04-20 | Panasonic Corporation | Image processing apparatus, imaging apparatus, image processing method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05347730A (ja) | 1993-12-27 |
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