JPH03278674A

JPH03278674A - 撮像装置の白圧縮特性及び復元特性の自動調整方法

Info

Publication number: JPH03278674A
Application number: JP2076877A
Authority: JP
Inventors: Masaru Noda; 勝野田; Hiroyasu Otsubo; 宏安大坪
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、撮像装置の白圧縮開始点を自動調整するもの
で、特に、撮像素子出力信号を白圧縮処理して後にディ
ジタル信号に変換し、後段の処理をディジタル処理で行
う撮像装置において有効である。

〔従来の技術〕

撮像装置では、画面全体の平均的な明るさがほぼ一定に
なるようにレンズの絞りを手動又は自動で調整している
。しかし、画面内の一部に特に輝度の高い被写体が入っ
た時にはその部分で撮像素子の出力信号振幅が定格値を
越えるので、定格振幅以上の撮像素子出力信号に対して
白圧縮特性をもたせ、撮像装置の出力信号振幅が定格値
を大幅に越えることのないようにしている。このような
白圧縮特性においては、白圧縮開始点が定格値近傍の所
定値に合致していることが大切であり、これを自動調整
する方法が、特公平１−５３５４６号公報に示されてい
る。

〔発明が解決しようとした課題〕

しかし、上記した従来技術は、複雑な時間関係にある複
数のサンプリングパルスを必要とし、また調整の手順も
複雑であるという問題があった。

また、映像信号に対する処理をディジタル信号の状態で
行う、いわゆるディジタル信号処理方式撮像装置にあっ
ては、主にビット数を削減する目的で、映像信号の所定
振幅以上に対して１７２〜１７４程度の比較的軽度の白
圧縮を施してからＡ／Ｄ変換（アナログ・ディジタル変
換）する場合があるが、前記従来技術では、この観点か
らの配慮がなされていない。

さらに、上記ディジタル信号処理方式撮像装置では、デ
ィジタル処理の段階で上記の白圧縮特性と相補的な伸張
処理をすることにより、直線状に復元することが可能で
あるが、この点についても前記従来技術は配慮していな
い。

本発明の目的は、ディジタル信号処理方式撮像装置にお
いて、Ａ／Ｄ変換段より前段に設置された白圧縮段の白
圧縮開始点を正確かつ簡単に自動調整する方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、ディジタル処理の段階で白圧縮特
性と相補的な伸張処理をすることにより、直線状に復元
されたディジタル信号値を得る方法と、および、上記伸
張処理における伸張開始点と前記白圧縮開始点とを一致
させる自動調整方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、ディジタル信号
処理方式撮像装置において、Ａ／Ｄ変換段より前段に白
圧縮の機能と波高値が白圧縮開始点に一致した参照パル
スを挿入する機能とを持った白圧縮及び参照パルス挿入
回路を配置し、Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号の前記参
照パルス部位のディジタル値をマイコン等のディジタル
演算器に取り込んで所定の基準ディジタル値と比較演算
し、該比較演算の結果を前記白圧縮及び参照パルス挿入
回路の白圧縮開始点制御部にフィードバックし、前記Ａ
／Ｄ変換後のディジタル信号における白圧縮開始点のデ
ィジタル値を前記所定の基準ディジタル値に一致させる
ようにしたものである。

また、白圧縮された信号をディジタル信号処理段におい
て直線特性に復元するために、本発明は、白圧縮特性と
相補的な白伸張特性を有するディジタル補正回路をディ
ジタル信号処理段に備え、前記フィールドバックシステ
ムの併用により、白圧縮開始点を白伸張開始点に一致さ
せるようにしたものである。

さらに、白圧縮された信号をディジタル信号処理段にお
いて直線特性に復元するために、本発明の他の手段は、
白圧縮特性と相補的な白伸張特性を有するディジタル補
正回路をディジタル信号処理段に備え、前記参照パルス
部位のディジタル値をマイコン等のディジタル演算器に
取り込み、該ディジタル演算器の指令により前記ディジ
タル補正回路の白伸張開始点を制御し、該白伸張開始点
を白圧縮開始点に一致させるようにしたものである。

〔作用〕

白圧縮及び参照パルス挿入回路は、撮像素子の出力信号
、またはこれに雑音除去や自動利得制御などの前処理を
施した後の信号を入力信号とし、定格振幅値近傍に選ば
れた白圧縮開始点を越える白側の信号波形部分を数分の
１に圧縮して出力する。また、マイコン等のディジタル
演算器の指令に従い、撮像装置が通常動作している場合
の垂直ブランキング期間か、撮像装置が基準状態にある
場合の特性期間に参照パルスを入力信号に付加。

挿入して出力する。そして、該参照パルスの波高値前記
白圧縮の白圧縮開始点と一致乃至一定の差を有する関係
にあるように相互のバイアス電位が関連付けられていて
、共にマイコンから出力される前記比較演算結果により
制御される。

従って、前記のフィードバックシステムにより、参照パ
ルス部位のディジタル値が基準ディジタル値に一致する
ように自動制御されるから、白圧縮開始点はディジタル
信号において、基準値に自動調整される。

また、白圧縮の復元については、前記ディジタル補正回
路は、白圧縮特性と相補的な白伸張特性を有し、白圧縮
を受けてきた信号に対して圧縮特性を打消すように作用
し、直線で復元したディジタル信号を出力する。白伸張
開始点は、前記の基準ディジタル値に一致させであるか
ら、前記のフィードバックシステムにより参照パルス部
位のディジタル値が基準ディジタル値に一致すると、結
果的に、ディジタル信号での白圧縮開始点が白伸張開始
点に一致する。

さらに他の手段では、参照パルス部位のディジタル値を
元にしてディジタル補正回路の白伸張開始点が決まるか
ら、結果的に、白圧縮開始点と白伸張開始点が一致する
。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図〜第３図により説
明する。

第１図において、１は撮像素子、２はＣＤ５（相関２重
サンプリング）による雑音除去やＡＧＣ（自動利得制御
）等の前処理段、３は白圧縮及び参照パルス挿入回路、
４はＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）、５はディ
ジタル信号処理段、６はＡＤＣ（ディジタル・アナログ
変換器）、７はマイコン、８は参照パルス挿入指令線、
９は白圧縮開始点制御線、１０は映像信号出力線である
。

白圧縮及び参照パルス挿入回路は、参照パルス挿入指令
線８により与えられる指令に基づき、入力信号に参照パ
ルスを挿入する。また、白圧縮開始点制御線９を通して
与えられるディジタルデータまたは直流電位に従って参
照パルスの波高値と白圧縮開始点を同一値に決める。第
２図は、白圧縮及び参照パルス挿入回路の出力信号波形
の一例を示す。これは、白圧縮特性を把握するのに便利
なように、ランプ波形を入力信号とした場合である。入
力信号が白圧縮開始点Ａ（白圧縮を開始する電位）を越
える波形部分で傾きが１／３に圧縮され、Ｃのようにな
って出力される。また、垂直ブランキング期間の一部分
に波高値Ｂの参照パルス１２が挿入されている。白圧縮
開始点Ａと参照パルスの波高値Ｂは、等しくなるよう設
定されている。

この波形をＡＤＣ４によりディジタル信号に変換し、デ
ィジタル信号処理段５でカメラに必要な種々の処理を行
い、その出力信号をＤＡＣ６で再びアナログ信号に戻し
て映像信号出力線１０へ出力する。ディジタル信号処理
段の途中から参照パルス部位のタイミングでそのディジ
タル値をマイコンへ取り込み、マイコンでは、基準ディ
ジタル値と比較演算し、その演算結果を白圧縮開始点制
御線９を通して白圧縮及び参照パルス挿入回路へフィー
ドバックする。マイコンへ取り込んだディジタル値が基
準値より高い場合には、白圧縮開始点を下げるように制
御し、逆の場合は上げるように制御し、これを繰り返し
行うことにより、参照パルス部位のディジタル値は基準
ディジタル値に一致するように収れんし、結果的に、デ
ィジタル信号での白圧縮開始点のディジタル値が所定の
基準ディジタル値に一致するように自動調整され、本発
明の第］の目的が達成される。

第３図は、白圧縮及び参照パルス挿入回路の具体例を示
す。同図において、３１は入力端子、３２は出力端子、
８１は参照パルス挿入指令端子、９１は白圧縮開始点制
御端子である。その他の回路記号については衆知のもの
である。まず、白圧縮の作用は、トランジスタＱ１〜Ｑ
４．直流電流源ＩＩ。

Ｉ１／２、および抵抗Ｒ１，Ｒ２によって得られる。入
力端子３１の電位が白圧縮開始点制御端子９１の電位（
ＶＡ）より低い状態にあるときは、Ｑ３がカットオフし
、Ｂ点の電位は入力端子３１の電位と同じになり、従っ
て、６点にも入力端子３１と同し電位が現われる。入力
端子３１の電位がＶＡより高い状態にあるときは、Ｑ２
がカットオフし、Ｂ点の電位はＶＡに固定される。従っ
て、６点には、入力端子３１の電圧とＢ点の電圧ｖＡと
を抵抗Ｒ１とＲ２で案分した電圧が呪われる。すなわち
、入力信号波形のうち、白圧縮開始点制御端子の電位を
越える部分について、電圧の変化がＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２
）に圧縮される。

次に、参照パルス挿入の作用は、トランジスタＱ５〜Ｑ
ＩＯ，直流電流源Ｉ２．Ｉ２／２．バイアス電源ＶＤに
よって得られる。参照パルス挿入指令端子８１の電位が
バイアス電位ＶＤより低い状態にあるときは、Ｑ７．Ｑ
８．ＱＩＯがカットオフし、出力端子３２には、６点の
映像信号波形に等しい信号出力が得られる。逆に端子８
１の電位がＶＤより高い状態にあるときは、Ｑ５．Ｑ６
．Ｑ９がカットオフし、出力端子３２には、白圧縮開始
点制御端子−の電圧■６に等しい電圧が現われる。前記
したように、マイコン等からの指令により垂直ブランキ
ング期間の一部の期間でハイとなるようなパルスを端子
８１に印加することにより、白圧縮開始点電位に一致し
た波高値の参照パルスを挿入することができる。

次に、本発明の第２の実施例を、第４図と第５図により
説明する。第４図において、５はディジタル信号処理段
で、その中に５１と５２を含む。５１はディジタル補正
回路、５２はその他のディジタル処理回路である。また
、その他の符号については前出のものと同じである。

ディジタル補正口ＩＮｔ５１は、第５図（ロ）に示すよ
うな白伸張特性を有し、白伸張開始点より大きなディジ
タル値入力に対して、変化を拡大するように作用する。

この白伸張特性は、アナログ信号の段階で施された白圧
縮特性（第５図（イ）に図示）を打ち消すような相補的
な特性に予め設定されており、また、白伸張開始点は、
前記マイコンの基準ディジタル値に一致させである。こ
のような構成において、前記第１の実施例と同様により
、参照パルス部位のディジタル値がマイコンの基準ディ
ジタル値に一致するように自動調整されると５結果的に
、ディジタル信号の白圧縮開始点のディジタル値がディ
ジタル補正回路の白伸張開始点のディジタル値に一致し
、直線性が復元されたディジタル信号がディジタル補正
回路の出力に得られる。なお、第５図（ロ）に図示する
ような折線状の白伸張特性は、衆知のディジタル演算に
より容易に実現できるものであり、詳細の説明は省略す
る。また、アナログ回路で処理する白圧縮の特性は、単
純な折線状ではなく、角が丸まった特性を呈することが
あるが、このような特性に相補的な特性を呈する白伸張
特性を得る場合は、一般に知られるルックアップテーブ
ル式のディジタル補正回路とすればよい。

次に本発明の第３の実施例を第６図により説明する。同
図において各符号は前出と同じである。

前記第２の実施例との差異は、白圧縮開始点制御線９に
固定電圧■９を印加していること、及び、マイコンから
ディジタル補正回路５１へ制御をかけていることである
。アナログ・ディジタル変換されたディジタル信号のう
ちの参照パルス部位のディジタル値をマイコンに取り込
み、マイコンでは。

この値を参照してディジタル補正回路の補正定数を算出
して、該補正回路に記憶させる。参照パルスの波高値は
白圧縮開始点に一致しているから、参照パルスのディジ
タル値を基準にして作った補正特性を持つディジタル補
正回路に通すことにより、白圧縮された信号はほぼ完全
に直線特性に復元される。なお、マイコンの補正定数を
算出する一方法は、白圧縮特性の標準値に合わせて予め
標準的な白伸張特性を設定しておき、マイコンに取り込
んだ参照パルスのディジタル値が基準値に対してずれて
いる分だけ上記の白伸張特性を上下にシフトすることで
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、白圧縮開始点と同じ波高値の参照パル
スのディジタル値が基準値に合値するように白圧縮開始
点が自動制御されるので、白圧縮開始点をディジタル値
において所望値に正確に、かつ簡単に自動調整できる効
果がある。

また、上記に加えて、白圧縮特性と相補的な白伸張特性
のディジタル補正ができるので、ディジタル信号の段階
で直線特性に復元できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は第１の実施例の動作を説明する波形図、第３図は白
圧縮及び参照パルス挿入回路の具体例を示す回路図、第
４図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第５図
は第２図の実施例の動作を説明する特性図、第６図は本
発明の第３の実施例を示すブロック図である。１　撮像素ｆ−１２・・・前処理段、３・・・白圧縮及び参照パルス挿入回路。４−・・アナログ・ディジタル変換器、５・・・ディジ
タル信号処理段、６・・・ディジタル・アナログ変換器、７・・・マイコ
ン、８・・・参照パルス挿入指令線、９・・白圧縮開始点制御線、５１・・・ディジタル補正回路。拓〕凶

Claims

【特許請求の範囲】１、ディジタル信号処理方式撮像装置において、アナロ
グ・ディジタル変換段より前段に白圧縮の機能と波高値
が該白圧縮の白圧縮開始点に一致乃至定差の参照パルス
を挿入する機能とを持った白圧縮及び参照パルス挿入回
路を配置し、アナログ・ディジタル変換後のディジタル
信号の前記参照パルス部位のディジタル値をディジタル
演算器に取り込んで所定の基準ディジタル値と比較演算
し、該比較演算の結果を前記白圧縮及び参照パルス挿入
回路へフィードバックして該回路の白圧縮開始点を制御
し、前記アナログディジタル変換後のディジタル信号に
おける白圧縮開始点のディジタル値を前記所定のディジ
タル値に一致乃至定差にせしめる白圧縮特性の自動調整
方法。２、前記白圧縮及び参照パルス挿入回路は、垂直ブラン
キングの期間の一部の期間に参照パルスを挿入すること
を特徴とした請求項１記載の白圧縮特性の自動調整方法
。３、前記白圧縮及び参照パルス挿入回路は、撮像装置が
撮影準備の状態にある特定の期間において参照パルスを
挿入することを特徴とした請求項１記載の白圧縮特性の
自動調整方法。４、ディジタル信号処理方式撮像装置において、アナロ
グ・ディジタル変換段より前段に白圧縮の機能と波高値
が該白圧縮の白圧縮開始点に一致乃至定差の参照パルス
を挿入する機能とを持った白圧縮及び参照パルスを挿入
回路を配置し、アナログ・ディジタル変換段より後段に
前記白圧縮の特性と相補的な白伸張特性を有するディジ
タル補正回路を配置し、アナログ・ディジタル変換段の
ディジタル信号の前記参照パルス部位のディジタル値を
ディジタル演算器に取り込んで前記ディジタル補正回路
の白伸張開始点と等しいかまたはこれと定差のディジタ
ル値と比較演算し、該比較演算の結果を前記白圧縮及び
参照パルス挿入回路へフィードバックして該回路の白圧
縮開始点を制御し、前記アナログ・ディジタル変換後の
ディジタル信号における白圧縮開始点のディジタル値を
前記ディジタル補正回路の白伸張開始点のディジタル値
に一致せしめるようにした白圧縮特性及び復元特性の自
動調整方法。５、ディジタル信号処理方式撮像装置において、アナロ
グ・ディジタル変換段より前段に白圧縮の機能と波高値
が該白圧縮の白圧縮開始点に一致乃至定差の参照パルス
を挿入する機能とを持った白圧縮及び参照パルス挿入回
路を配置し、アナログ・ディジタル変換段より後段に前
記白圧縮の特性を相補的な白伸張特性を有するディジタ
ル補正回路を配置し、アナログ・ディジタル変換後のデ
ィジタル信号の前記参照パルス部位のディジタル値をデ
ィジタル演算器に取り込み、該ディジタル値を参照して
前記ディジタル補正回路の補正定数を算出してこれを該
ディジタル補正回路に記憶させ、該ディジタル補正回路
の白伸張特性を前記白圧縮特性と相補の特性に一致せし
めるようにした白圧縮特性及び復元特性の自動調整方法
。