JPH03224368A - Electronic camera - Google Patents

Electronic camera

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JPH03224368A
JPH03224368A JP2031491A JP3149190A JPH03224368A JP H03224368 A JPH03224368 A JP H03224368A JP 2031491 A JP2031491 A JP 2031491A JP 3149190 A JP3149190 A JP 3149190A JP H03224368 A JPH03224368 A JP H03224368A
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signal
solid
dynamic range
state image
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Tatsuo Nagasaki
達夫 長崎
Takeshi Mori
健 森
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To effectively input an object of a high dynamic range by image pickup by repeating pickup of an object and readout of a picture signal by a solid-state image pickup element over plural number of times at a high speed within a period of picture display, accumulating and outputting the picture signals read repetitively from the solid-state image pickup element over the period of picture display. CONSTITUTION:A picture signal read out at a high speed from a solid-state image pickup element 1 is amplified to a prescribed signal level via a preamplifier 2 and subject to clipping processing via a signal processing circuit 3 and digitized sequentially into, e.g. a 12-bit signal at an A/D converter 4. Then the picture signal digitized is stored sequentially in a frame memory 6 for each frame via an adder 5. The adder 5 adds a picture signal stored in the frame memory 6 and a picture signal of a succeeding frame read out sequentially repetitively form the solid-state image pickup element 1 and writes the result again in the frame memory 6 to add and accumulate the picture signal read out repetitively in the frame memory 6.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はダイナミックレンジの広い被写体を効果的に撮
像入力して画像モニタによる画像表示に供することので
きる電子カメラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electronic camera that can effectively image and input a subject with a wide dynamic range and display the image on an image monitor.

[従来の技術] 近時、CCDイメージセンサやMO3O3タイメジセン
サ種々の固体撮像素子が開発され、これらの固体撮像素
子を用いて被写体を電子的に撮像する電子カメラが、例
えばビデオカメラや電子スチルカメラ等として種々開発
されている。この種の電子カメラは、固体撮像素子にて
電子的に撮像入力された被写体像の画像信号(映像信号
)を、所謂ビデオテープやフロッピーディスク等の磁気
記録媒体やICメモリカード等に記録し、これをTV受
像機等の画像モニタによる画像表示に供するものである
[Prior Art] Recently, various solid-state image sensors such as CCD image sensors and MO3O3 time sensors have been developed, and electronic cameras that use these solid-state image sensors to electronically image a subject are, for example, video cameras and electronic still cameras. A variety of methods have been developed. This type of electronic camera records an image signal (video signal) of a subject image electronically captured and input using a solid-state image sensor on a so-called magnetic recording medium such as a videotape or floppy disk, or an IC memory card. This is used for image display on an image monitor such as a TV receiver.

ところで上記TV受像機等の画像モニタにより表示可能
な映像信号に対するダイナミックレンジは高々4.0 
dB程度である。このことから−船釣に固体撮像素子の
撮像能力(ダイナミックレンジ)も50dB程度に定め
られることが多い。
By the way, the dynamic range of a video signal that can be displayed on an image monitor such as a TV receiver is at most 4.0.
It is about dB. For this reason, the imaging capability (dynamic range) of solid-state imaging devices for boat fishing is often set at about 50 dB.

これに比べて上記固体撮像素子(電子カメラ)による撮
像に供される被写体か持つダイナミックレンジは、往々
にして80dB程度にも及ぶことが多々ある。即ち、画
像モニタにより表示可能で、且つ固体撮像素子が撮像人
力可能なダイナミックレンジに比較して、被写体のダイ
ナミックレンジ(信号レベル幅)がこれを大きく上回る
ことが多々ある。
In comparison, the dynamic range of a subject to be imaged by the solid-state image sensor (electronic camera) often reaches about 80 dB. That is, compared to the dynamic range that can be displayed by an image monitor and manually captured by a solid-state imaging device, the dynamic range (signal level width) of the subject often greatly exceeds this.

仮にこのようなダイナミックレンジの広い被写体を上記
固体撮像素子にてそのまま電子的に撮像入力する場合、
信号レベルの高い部分(高輝度部分)で固体撮像素子の
飽和が生じ、所謂白飛びの状態が発生する。逆にこの飽
和を抑えようとすると信号レベルの低い部分(低輝度部
分)か露光不足となり、所謂黒つぶれの状態となること
が否めない。つまり固体撮像素子や画像モニタのダイナ
ミックレンジの範囲内に収まらない信号成分については
、これを撮像入力することができず、また表示すること
もできないと云う問題がある。
If a subject with such a wide dynamic range is to be imaged and input electronically using the above-mentioned solid-state image sensor,
Saturation of the solid-state image sensor occurs in areas where the signal level is high (high brightness areas), resulting in a so-called overexposure condition. On the other hand, if an attempt is made to suppress this saturation, the portions with low signal levels (low brightness portions) will be underexposed, resulting in a so-called blackout condition. In other words, there is a problem in that signal components that do not fall within the dynamic range of the solid-state image sensor or image monitor cannot be imaged and input, nor can they be displayed.

[発明が解決しようとする課題] このように従来にあっては、固体撮像素子のダイナミッ
クレンジより広いダイナミックレンジを持つ被写体が多
々あり、これを上記固体撮像素子にてそのまま電子的に
撮像入力した場合には、高レベル部分または低レベル部
分の被写体情報か損なわれると云う問題があった。つま
り被写体が広いダイナミックレンジを持つにも拘らず、
これを固体撮像素子にて電子的に撮像入力すると、被写
体が持つダイナミックレンジが固体撮像素子や画像モニ
タのダイナミックレンジにより制限され、結局、成る限
られたダイナミックレンジの画像信号(映像信号)しか
得ることができないと云う問題かあった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the past, there were many subjects that had a dynamic range wider than the dynamic range of the solid-state image sensor, and it was possible to electronically capture and input the images directly using the solid-state image sensor. In some cases, there is a problem in that object information in high-level or low-level areas is lost. In other words, even though the subject has a wide dynamic range,
When this is electronically captured and input using a solid-state image sensor, the dynamic range of the subject is limited by the dynamic range of the solid-state image sensor and the image monitor, and in the end, only image signals (video signals) with a limited dynamic range are obtained. There was a problem that I couldn't do it.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、固体撮像素子のダイナミックレ
ンジを越えるダイナミックレンジを持つ被写体を効果的
に撮像入力し、所謂白飛びや黒潰れ等の不具合を生じる
ことなしに画像モニタによる画像表示に供することので
きる実用性の高い電子カメラを提供することにある。
The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to effectively capture and input a subject having a dynamic range that exceeds the dynamic range of a solid-state image sensor, and to eliminate so-called blown-out highlights and blown-out shadows. It is an object of the present invention to provide a highly practical electronic camera that can be used for image display on an image monitor without causing such problems.

[課題を解決するための手段] 本発明は固体撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像入
力して画像モニタによる画像表示に供する電子カメラに
係り、 撮像入力した画像信号を画像表示の周期に比較して高速
度に読み出し可能な固体撮像素子を用い、この固体撮像
素子による被写体の撮像とその画像信号の読み出しとを
前記画像表示の周期内に複数回に亘って高速度に繰り返
し行わせるようにし、このようにして固体撮像素子から
繰り返し読み出される画像信号を前記画像表示の周期に
亘って累積加算して出力するようにしたことを特徴とす
るものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to an electronic camera that electronically captures and inputs images of a subject using a solid-state image sensor and displays the image on an image monitor, and includes the following: A solid-state image sensor that can be read out at a comparatively high speed is used, and imaging of a subject by the solid-state image sensor and readout of the image signal are repeatedly performed at high speed multiple times within the image display cycle. The present invention is characterized in that the image signals repeatedly read out from the solid-state image sensing device in this manner are cumulatively added over the period of image display and output.

また上記累積加算された画像信号のダイナミックレンジ
を圧縮した後に画像モニタに対して出力するようにした
ことを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the dynamic range of the cumulatively added image signal is compressed and then output to an image monitor.

つまり固体撮像素子による被写体の撮像とその画像信号
の読み出しとを高速度に繰り返し行わせることによって
上記固体撮像素子による被写体の露光時間を短くし、こ
れによって高レベルの信号に対する固体撮像素子での飽
和を未然に防ぐ。そしてこの短時間の露光により得られ
る画像信号を高速度に繰り返し読み出して累積加算する
ことでダイナミックレンジの拡大された画像信号を得る
ようにし、実質的に被写体か持つダイナミックレンジを
損なうことのないダイナミックレンジの広い画像信号を
得るようにしたことを特徴とするものである。
In other words, by repeatedly capturing an image of an object using a solid-state image sensor and reading out its image signal at high speed, the exposure time of the object using the solid-state image sensor can be shortened, thereby reducing the saturation of the solid-state image sensor for high-level signals. prevent from happening. The image signals obtained from this short exposure are repeatedly read out at high speed and cumulatively added to obtain an image signal with an expanded dynamic range. It is characterized in that an image signal with a wide range is obtained.

[作 用コ 本発明によれば、固体撮像素子による被写体の露光とそ
の画像信号の読み出しが画像表示の周期内に高速度に繰
り返し行い、これを累積加算するので、個々の画像信号
自体のダイナミックレンジを狭く抑えながらも累積加算
された画像信号のダイナミックレンジをその累積加算回
数分だけ拡大することが可能となる。
[Function] According to the present invention, the exposure of the object by the solid-state image sensor and the readout of its image signals are repeatedly performed at high speed within the image display period, and the results are cumulatively added. While keeping the range narrow, it is possible to expand the dynamic range of cumulatively added image signals by the number of cumulative additions.

この結果、固体撮像素子に比較して広いダイナミックレ
ンジの被写体に対しても、上記固体撮像素子のダイナミ
ックの制限を受けることなしに、これを効果的に撮像入
力したダイナミックレンジの広い画像信号を求めること
が可能となる。
As a result, even for subjects with a wider dynamic range than those of solid-state image sensors, an image signal with a wide dynamic range can be obtained by effectively capturing and inputting the subject without being subject to the dynamic limitations of the solid-state image sensor. becomes possible.

その上で、この広いダイナミックレンジの画像信号を、
画像モニタのダイナミックレンジに合わせてそのダイナ
ミックレンジの圧縮を行い、これを画像表示に供するの
で、所謂白飛びゃ黒潰れ等の不具合を生じることのない
画像表示を行うことが可能となる。
On top of that, this wide dynamic range image signal is
Since the dynamic range is compressed in accordance with the dynamic range of the image monitor and used for image display, it is possible to display images without causing problems such as so-called blown-out highlights and blown-out shadows.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る電子カメ
ラについて説明する。
[Embodiment] Hereinafter, an electronic camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は実施例に係る電子カメラの要部概略構成図で、
■は被写体を電子的に撮像入力する固体撮像素子である
。この固体撮像素子1は、基本的にはマトリックス状に
配列された複数の光電変換部を備え、図示しない撮像制
御部により駆動されて被写体の光量に応じた信号電荷を
上記各光電変換部にそれぞれ発生することでその露光を
行う。
FIG. 1 is a schematic diagram of the main parts of an electronic camera according to an embodiment.
(2) is a solid-state image sensor that electronically captures and inputs an image of a subject. This solid-state image sensor 1 basically includes a plurality of photoelectric conversion sections arranged in a matrix, and is driven by an image pickup control section (not shown) to send signal charges to each of the photoelectric conversion sections according to the amount of light of the subject. The exposure is done by the occurrence.

これらの各光電変換部に生じた信号電荷に相当した画素
信号を順に読み出すことにより、固体撮像素子1にて電
子的に撮像された画像信号が求められる。
By sequentially reading out pixel signals corresponding to signal charges generated in each of these photoelectric conversion sections, an image signal electronically captured by the solid-state image sensor 1 is obtained.

しかしてここでは上記固体撮像素子lとして、電子的に
撮像入力した被写体の画像信号を高速度に読み出し可能
な機能を備えたAMI(増幅型MOSイメージヤ)が用
いられる。そしてこの固体撮像素子1による被写体の撮
像と、その画像信号の読み出しが、画像表示の周期内に
複数回に亘って高速度に繰り返し行われるれるようにな
っている。このようにして固体撮像素子1がら高速度に
読み出される画像信号は、前置増幅器2を介して所定の
信号レベルに増幅された後、信号処理回路3を経てクリ
ッピング処理等が施され、その後、A/D変換器4にて
、例えば12ビツトの信号に逐次ディジタル符号化され
る。
Here, however, as the solid-state imaging device 1, an AMI (amplification type MOS imager) is used which has a function of being able to read out at high speed an image signal of a subject that has been imaged electronically. The imaging of the object by the solid-state imaging device 1 and the reading of the image signal thereof are repeated at high speed multiple times within the image display period. The image signal read out at high speed from the solid-state image sensor 1 in this way is amplified to a predetermined signal level via the preamplifier 2, and then subjected to clipping processing etc. via the signal processing circuit 3. The A/D converter 4 sequentially digitally encodes, for example, a 12-bit signal.

即ち、従来−船釣には、固体撮像素子lによる被写体の
撮像入力は、画像モニタにおける画像表示の周期に対応
して、例えば1フイ一ルド周期(17m5ec)毎にそ
の撮像と画像信号の読み出しが行われるが、ここでは固
体撮像素子1を高速駆動し、上記1フイ一ルド周期内に
、例えば10回に亘ってその撮像と画像信号の読み出し
を高速度に繰り返し行うものとなっている。
That is, in conventional boat fishing, the image input of the object by the solid-state image sensor l is performed by capturing the image and reading out the image signal every one field period (17 m5ec), for example, corresponding to the cycle of image display on the image monitor. Here, the solid-state image sensor 1 is driven at high speed, and the imaging and image signal reading are repeated at high speed, for example, 10 times within the one field period.

このようにして前記固体撮像素子1がら高速度に繰り返
し読み出される画像信号が前述したように逐次ディジタ
ル符号化される。
In this way, the image signals repeatedly read out from the solid-state image sensor 1 at high speed are sequentially digitally encoded as described above.

しかしてディジタル符号化された画像信号は加算器5を
介してフレームメモリ6に順次1フレーム毎に記憶され
る。上記加算器5はこのフレームメモリ6に格納記憶さ
れた画像信号と、前記固体撮像素子lから順次繰り返し
読み出されてくる次の1フレームの画像信号とを加算し
て上記フレームメモリ6に再書き込みすることで、フレ
ームメモリ6上に前述した如く繰り返し読み出される画
像信号を累積加算していくものである。このような画像
信号の累積加算を前述した画像表示の周期に亘って、例
えば1フイ一ルド周期に亘って繰り返し行うことにより
、その画像信号のダイナミックレンジの拡大が図られ、
また画像信号のS/Nの向上か図られる。
The digitally encoded image signal is then sequentially stored in a frame memory 6 frame by frame via an adder 5. The adder 5 adds the image signal stored in the frame memory 6 and the image signal of the next frame which is sequentially and repeatedly read out from the solid-state image sensor 1, and rewrites the result in the frame memory 6. By doing so, the image signals that are repeatedly read out as described above are cumulatively added to the frame memory 6. By repeating such cumulative addition of image signals over the above-mentioned image display period, for example over one field period, the dynamic range of the image signal can be expanded.
Furthermore, it is possible to improve the S/N ratio of the image signal.

即ち、この電子カメラでは前記固体撮像素子1による被
写体の電子的な撮像入力は、前述したように画像表示の
周期(1フイールド)内に複数回(例えば10回)に亘
って繰り返し行われ、個々の被写体露光時間か十分短く
設定されている。しかして固体撮像素子1における被写
体光量に応じた信号電荷の発生量はその露光時間に比例
して増大し、上述した如く露光時間を短く設定した場合
には、被写体のダイナミックレンジが固体撮像素子1が
持つダイナミックレンジよりも十分広い場合であっても
、固体撮像素子lの飽和を招くことのない露光を行うこ
とが可能となる。つまり被写体の高輝度部分か飽和する
ことのない状態でその露光が行われる。但し、露光時間
が短い分たけ、被写体の低輝度部分に対する露光量が不
足することになる。
That is, in this electronic camera, the electronic image capture input of the subject by the solid-state image sensor 1 is repeatedly performed multiple times (for example, 10 times) within the image display period (one field), as described above. The subject exposure time is set to be short enough. Therefore, the amount of signal charges generated in the solid-state image sensor 1 according to the amount of light from the object increases in proportion to the exposure time, and when the exposure time is set short as described above, the dynamic range of the object increases Even if the dynamic range is sufficiently wider than the dynamic range of the solid-state image sensor l, it is possible to perform exposure without causing saturation of the solid-state image sensor l. In other words, exposure is performed without saturating high-brightness areas of the subject. However, since the exposure time is short, the amount of exposure for low-luminance portions of the subject is insufficient.

そしてこのような画像信号を前記画像表示の周期(1フ
イールド)内に複数回に亘って繰り返し累積加算するこ
とで、その画像信号のレベルをその繰り返し回数分だけ
高め、実質的にそのダイナミックレンジの拡大が図られ
る。例えば画像表示の1フイ一ルド周期内にn回に亘っ
て画像信号を繰り返し読み出し、その累積加算を行うこ
とで個々の画像信号のダイナミックレンジに比較して累
積加算された画像信号のダイナミックレンジをn倍に拡
大するものとなっている。
By repeatedly and cumulatively adding such image signals over a plurality of times within the image display period (one field), the level of the image signal is increased by the number of repetitions, and the dynamic range is substantially increased. Expansion is planned. For example, by repeatedly reading image signals n times within one field period of image display and performing cumulative addition, the dynamic range of the cumulatively added image signal can be compared with the dynamic range of each individual image signal. The image is enlarged by n times.

尚、固体撮像素子1による被写体露光時に画像信号に混
入する暗電流等のランダム性の雑音成分は、露光時間の
長さに対して指数的に増大し、例えばその露光時間を(
1/n)に短縮した場合には、第2図に例示するように
その雑音レベルは(1/fW)に低減する。
Note that random noise components such as dark current mixed into the image signal when the solid-state image sensor 1 exposes the object increase exponentially with the length of the exposure time. For example, when the exposure time (
When the noise level is reduced to (1/n), the noise level is reduced to (1/fW) as illustrated in FIG.

具体的には露光時間を(1/10)にした場合、その雑
音レベルは(1/ff1)となり、10dBのS/N改
善効果が期待できる。またこのような雑音成分の前述し
た画像信号の累積加算による増大は、雑音成分自体がラ
ンダム性を有する為、n回の累積加算によってf丁倍と
なるに過ぎない。この結果、n回に亘って累積加算され
た画像信号のS/NはCl/J下)X(1/f1)、つ
まり(1/n)に改善されることになる。
Specifically, when the exposure time is set to (1/10), the noise level becomes (1/ff1), and an S/N improvement effect of 10 dB can be expected. Further, the increase in noise components due to the above-mentioned cumulative addition of image signals is only increased by f times by n times of cumulative addition, since the noise components themselves have randomness. As a result, the S/N of the image signal cumulatively added over n times is improved to Cl/J (lower)X(1/f1), that is, (1/n).

このようにして被写体を電子的に撮像入力する固体撮像
素子lからの画像信号の前述した高速度な繰り返し読み
出しと、フレームメモリ6と加算器5とを用いた画像信
号の累積加算により、固体撮像素子1のダイナミックレ
ンジの範囲内で撮像された画像信号のレベルが高められ
て、そのダイナミックレンジの拡大を図られ、またその
S/Nの改善が図られる。
In this way, solid-state imaging is achieved by the above-mentioned high-speed repeated readout of image signals from the solid-state imaging device 1 that electronically captures and inputs images of the subject, and by the cumulative addition of the image signals using the frame memory 6 and the adder 5. The level of the image signal captured within the dynamic range of the element 1 is increased, the dynamic range is expanded, and the S/N ratio is improved.

換言すれば、固体撮像素子lのダイナミックレンジの範
囲内で撮像入力された画像信号をn回に亘って累積加算
することでそのダイナミックレンジをn倍に拡大し、且
つそのS/Nを(1/n)倍に改善するものとなってい
る。このことは固体撮像素子1のダイナミックレンジに
比較して輝度レベル幅の広い高ダイナミックンジの被写
体を、前述した短時間露光によるダイナミックレンジの
圧縮と、その高速読み出しによる累積加算によるダイナ
ミックレンジの拡大とにより効果的に撮像入力すること
を意味する。この結果、例えば50dBのダイナミック
レンジを持つ固体撮像素子1を効果的に用いて、80d
Bのダイナミックレンジを持つ被写体を撮像入力し、そ
の画像信号のダイナミックレンジを80dBとすること
が可能となる。
In other words, by cumulatively adding image signals inputted within the dynamic range of the solid-state image sensor l over n times, the dynamic range is expanded n times, and the S/N is (1 /n) times. This means that when photographing a high dynamic range subject with a wide brightness level range compared to the dynamic range of the solid-state image sensor 1, the dynamic range can be compressed by short-time exposure as described above, and expanded by cumulative addition through high-speed readout. This means more effective image input. As a result, for example, by effectively using the solid-state image sensor 1 having a dynamic range of 50 dB,
It becomes possible to input an image of a subject having a dynamic range of 80 dB and set the dynamic range of the image signal to 80 dB.

しかもこのような高ダイナミツクレンジの被写体の撮像
人力については、固体撮像素子1の駆動条件を前述した
ように変更し、高速に繰り返し読み出される画像信号を
累積加算する手段を設けるたけで良いので、ハードウェ
ア的には非常に簡単である。従って非常に簡易にして、
効果的に撮像入力する画像信号のダイナミックレンジの
拡大を図ることが可能となる。
Moreover, in order to take an image of such a high dynamic range object, it is sufficient to simply change the driving conditions of the solid-state image sensor 1 as described above and provide a means for accumulatively adding image signals that are repeatedly read out at high speed. In terms of hardware, it is very simple. Therefore, make it very simple,
It becomes possible to effectively expand the dynamic range of the image signal to be imaged and input.

ところで上述した如く累積加算されてダイナミックレン
ジか拡大された画像信号を入力するビデオプロセッサ7
は、上記画像信号からその輝度信号成分Yを分離抽出す
ると共に、上記画像信号をR−G−Bの3原色成分にそ
れぞれ分解する。この輝度信号成分Yを入力するダイナ
ミックレンジ制御回路8は、前記画像信号のダイナミッ
クレンジ(前述した例では80 dB)を画像モニタ(
例えばTV受像機)が持つダイナミックレンジ(例えば
40dB)に圧縮変換する為の圧縮係数を求めるもので
ある。
By the way, as mentioned above, the video processor 7 inputs the image signal whose dynamic range has been expanded by cumulative addition.
separates and extracts the luminance signal component Y from the image signal, and also decomposes the image signal into three primary color components of R, G, and B, respectively. The dynamic range control circuit 8 inputting this luminance signal component Y controls the dynamic range of the image signal (80 dB in the above example) on the image monitor (
For example, a compression coefficient for compression conversion to a dynamic range (for example, 40 dB) possessed by a TV receiver) is determined.

即ち、ダイナミックレンジが40dBLかない画像モニ
タを用いて上述したダイナミックレンジの広い画像信号
を画像表示する場合、そのオフセットを[0]にすると
第3図のAに示すように画像信号の低域40dBLか画
像表示することができず、その高輝度部分は飽和による
白飛びの状態となる。
In other words, when displaying an image signal with a wide dynamic range as described above using an image monitor with a dynamic range of less than 40 dBL, if the offset is set to [0], the low frequency range of the image signal is 40 dBL or less, as shown in A in Figure 3. The image cannot be displayed, and the high-brightness portion becomes blown out due to saturation.

逆にそのオフセットを負に設定し、高輝度部分を画像モ
ニタの最大表示レベルに合わせると、第3図のBに示す
ように画像信号の高域40dBLか画像表示することが
できなくなる。この場合には、画像信号の低輝度レベル
部分が黒潰れの状態となる。
On the other hand, if the offset is set to a negative value and the high-brightness portion is adjusted to the maximum display level of the image monitor, it becomes impossible to display an image at a high range of 40 dBL of the image signal, as shown in FIG. 3B. In this case, the low luminance level portion of the image signal becomes a black-out state.

そこで第3図のCに示すように画像信号のダイナミック
レンジを圧縮し、上述した不具合を解消してその画像信
号が持つダイナミックレンジの全てを画像モニタにて表
示するべく、前記ダイナミックレンジ制御回路8にて画
像信号のダイナミックレンジに応じた圧縮係数を求める
ものとなっている。
Therefore, the dynamic range control circuit 8 compresses the dynamic range of the image signal as shown in C in FIG. The compression coefficient is determined according to the dynamic range of the image signal.

しかしてこの実施例では画像信号(分解された3原色成
分R,G、B)のダイナミックレンジの圧縮を簡易に、
且つ効果的に行うべく、上記3原色成分R,G、Bに分
解された画像信号、および前記輝度信号成分Yをそれぞ
れ対数変換し、その後、ダイナミックレンジ制御が施さ
れた信号を逆対数変換して元の信号形態に復元するよう
に構成されている。
However, in this embodiment, the dynamic range of the image signal (separated three primary color components R, G, B) can be easily compressed.
In order to do this effectively, the image signal separated into the three primary color components R, G, and B and the luminance signal component Y are each subjected to logarithmic transformation, and then the dynamic range controlled signal is subjected to antilogarithmic transformation. and is configured to restore the original signal form.

尚、このダイナミックレンジの制御の手法については、
例えば特開昭63−232591号にて提唱されている
手法をそのまま用いることができる。従ってここでは、
このダイナミックレンジの制御を簡単に説明する。
Regarding the method of controlling this dynamic range,
For example, the method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-232591 can be used as is. Therefore, here:
This dynamic range control will be briefly explained.

即ち、前記ダイナミックレンジ制御回路8は輝度信号成
分Yをログアンプ8aを介して logYに対数変換し
て取り込み、例えば第4図に示すように構成される2次
元フィルタ8bを介してその照度ムラの成分を除去する
。この2次元フィルタ8bは、例えば第4図に示すよう
に平均値回路(AVE)にて求められる輝度信号の平均
的レベルと基準レベルとの誤差に従って、2次元LPF
を介して求められる輝度信号を補正し、これをクリッピ
ングした後に前記輝度信号成分から差し引くことで、そ
の照度ムラの成分を除去するものである。
That is, the dynamic range control circuit 8 takes in the luminance signal component Y by logarithmically converting it into log Y via the log amplifier 8a, and converts the luminance signal component Y into log Y via the two-dimensional filter 8b configured as shown in FIG. Remove ingredients. This two-dimensional filter 8b is a two-dimensional LPF according to the error between the average level of the luminance signal obtained by the average value circuit (AVE) and the reference level, as shown in FIG. 4, for example.
By correcting the brightness signal obtained through the above, clipping it, and subtracting it from the brightness signal component, the uneven illuminance component is removed.

そして上記2次元フィルタ8bを介して照度ムラの成分
が除去された信号を、例えば第5図に示すように構成さ
れたダイナミックレンジ・ゲインコントローラ(DGC
)8cに入力し、その輝度信号成分Yのダイナミックレ
ンジを画像モニタのダイナミックレンジに合わせた出力
 logaY” (但し、αは利得調整係数、βはダイ
ナミック調整係数である)を求めている。
Then, the signal from which the uneven illuminance component has been removed is passed through the two-dimensional filter 8b to a dynamic range gain controller (DGC) configured as shown in FIG.
) 8c, and an output logaY'' (where α is a gain adjustment coefficient and β is a dynamic adjustment coefficient) is obtained by matching the dynamic range of the luminance signal component Y to the dynamic range of the image monitor.

尚、この第5図の点線で囲んで示す回路部分を、例えば
第6図に示すように簡略化して構成しても同様な出力を
得ることができる。このようなlogαYjと前記輝度
信号成分10gYとの比log (αY’ /Y)を加
算器8eにて求めることで、これをどの程度のダイナミ
ックレンジ圧縮を行うかを示す圧縮係数としている。
Note that the same output can be obtained even if the circuit portion shown surrounded by the dotted line in FIG. 5 is simplified and configured as shown in FIG. 6, for example. The ratio log (αY'/Y) between such log αYj and the luminance signal component 10gY is obtained by the adder 8e, and this is used as a compression coefficient indicating the degree of dynamic range compression to be performed.

即ち、このD G C8cは、輝度信号の1画面分(ま
たはその1部分)の標準偏差値が一定となるように帰還
制御するものである。つまり輝度信号の平均値とその利
得基準電圧との誤差増幅値を加算器に帰還することで、
上記輝度信号の平均値が利得基準電圧と等しくなるよう
にその利得を調節し、これによってそのダイナミックレ
ンジを一定化するように構成される。従ってこのように
してダイナミックレンジが一定化されたD G C8c
の出力logαYβと前記輝度信号成分IogYとの比
og (αYβ/Y)を求めれば、その値は前述した如
く撮像入力された画像信号をどの程度に圧縮すれば、そ
のダイナミックレンジを画像モニタのダイナミックレン
ジに合わせることかできるかを示す圧縮係数となること
になる。
That is, this DGC8c performs feedback control so that the standard deviation value of one screen (or one part thereof) of the luminance signal is constant. In other words, by feeding back the amplified error value between the average value of the luminance signal and its gain reference voltage to the adder,
The gain is adjusted so that the average value of the luminance signal is equal to the gain reference voltage, thereby making the dynamic range constant. Therefore, D G C8c with a constant dynamic range in this way
If we calculate the ratio og (αYβ/Y) between the output logαYβ and the luminance signal component IogY, we can calculate the value as described above. This is a compression coefficient that indicates whether or not it can be adjusted to the range.

しかして前記ビデオプロセッサ7にて変換出力された画
像信号の3原色成分R,G、Bはそれぞれログアンプ9
r、  9g、  9bを介して logR、IogG
 。
The three primary color components R, G, and B of the image signal converted and outputted by the video processor 7 are each converted to a log amplifier 9.
logR, IogG via r, 9g, 9b
.

IogBとして対数変換されている。そしてこれらの各
信号1ogR、IogG 、  logBは遅延回路1
0r。
It is logarithmically transformed as IogB. Each of these signals 1ogR, IogG, logB is sent to the delay circuit 1.
0r.

10g、10bを介して加算器11r、11g、 ll
bにそれぞれ与えられ、前記D G C8cで求められ
たダイナミックレンジ圧縮係数log (αY’ /Y
)がそれぞれ加算される。この結果、前記加算器11r
、 l1g、 llbの各出力は、 1ogR+ log(αYβ/Y) −logR(αY
β/Y)ogG+log(αY’ /Y) =  lo
gG (αYB/Y)IogB+log(αY’ /Y
) =  logB ((2Yβ/Y)となり、これを
逆ログアンプ12r、 12g、 12bを介して逆対
数変換し、D/A変換器13r、13g、I3bを介し
てそれぞれ出力される信号は (αYβ/Y)R,(αYβ/Y) G(αYβ/Y)
 B としてそれぞれダイナミックレンジ圧縮された信号成分
となる。
Adders 11r, 11g, ll via 10g, 10b
The dynamic range compression coefficient log (αY' /Y
) are added respectively. As a result, the adder 11r
, l1g, and llb are each output as follows: 1ogR+log(αYβ/Y) −logR(αYβ/Y)
β/Y)ogG+log(αY'/Y) = lo
gG (αYB/Y)IogB+log(αY'/Y
) = logB ((2Yβ/Y), which is then subjected to antilogarithmic transformation via inverse log amplifiers 12r, 12g, and 12b, and the signals output via D/A converters 13r, 13g, and I3b are (αYβ /Y) R, (αYβ/Y) G(αYβ/Y)
B is a signal component whose dynamic range has been compressed.

かくしてこのようなダイナミックレンジの調整手段を用
いてその出力画像信号に対するダイナミックレンジを調
節すれば、前述した如く求められる高ダイナミツクレン
ジの画像信号を効果的に画像モニタのダイナミックレン
ジに適合させることが可能となる。この結果、第3図に
示したようにその画像信号を白飛びや黒潰れを招来する
ことなしに効果的に画像表示することが可能となる。
Thus, by adjusting the dynamic range of the output image signal using such a dynamic range adjusting means, it is possible to effectively match the required high dynamic range image signal to the dynamic range of the image monitor as described above. It becomes possible. As a result, as shown in FIG. 3, it becomes possible to effectively display the image signal without causing blown-out highlights or blown-out shadows.

尚、上述した実施例ではダイナミックレンジ制御回路8
において2次元フィルタリング処理にて照度ムラを除去
し、その上でD G C8cにてダイナミックレンジ調
節された輝度信号を求め、これからダイナミックレンジ
制御の為の圧縮係数を求めるものとしたが、上記2次元
フィルタリング処理による照度ムラの除去だけでもその
輝度信号のダイナミックレンジを成る範囲に抑えること
が可能である。
In addition, in the embodiment described above, the dynamic range control circuit 8
, illuminance unevenness was removed using two-dimensional filtering processing, and then a luminance signal with dynamic range adjustment was obtained using D G C8c, and from this, a compression coefficient for dynamic range control was obtained. It is possible to suppress the dynamic range of the luminance signal within a certain range simply by removing illuminance unevenness through filtering processing.

従ってこのような場合には、例えば第4図に示した2次
元フィルタ8cにおいてその輝度信号レベルを調節する
為のクリップ回路の出力をそのまま前記対数変換された
3原色成分1ogR、logB 。
Therefore, in such a case, for example, in the two-dimensional filter 8c shown in FIG. 4, the output of the clipping circuit for adjusting the luminance signal level is directly converted into the three primary color components 1ogR and logB which are logarithmically converted.

10gGに対する圧縮係数として求め、これを前記加算
器fir、 l1g、 llbに代えて、例えば第7図
に示すような減算器31r、31g、31bにそれぞれ
与えるようにしても良い。つまり被写体の照度ムラを除
去すれば、−船釣にその画像信号のダイナミックレンジ
を40〜50dBに抑えることができるので、2次元フ
ィルタ8cから求められる圧縮係数をそのまま用いても
ある程度効果的にそのダイナミックレンジ調節を行うこ
とができる。またこのようにすれば、前述したD G 
C8c等が不要となる分だけ、その構成の簡素化を図る
ことが可能となる。
It is also possible to obtain the compression coefficient for 10gG and apply it to subtracters 31r, 31g, and 31b, respectively, as shown in FIG. 7, for example, instead of the adders fir, l1g, and llb. In other words, if uneven illumination of the subject is removed, the dynamic range of the image signal can be suppressed to 40 to 50 dB, so even if the compression coefficient obtained from the two-dimensional filter 8c is used as is, it will be effective to some extent. Dynamic range adjustment can be performed. Also, if you do this, the above-mentioned D G
Since the C8c and the like are not required, the configuration can be simplified.

ところで前述した実施例は、画像表示の周期毎に連続的
に被写体を撮像入力して画像表示に供するビデオムービ
ーカメラの例であるが、最近では固体撮像素子lを用い
て静止画を撮像入力する電子スチルカメラも種々開発さ
れている。例えば内視鏡に組み込まれた固体撮像素子に
て連続的に撮像人力される画像をモニタリングしながら
、成る画面を静止画像として取り込み、これをディジタ
ルVTRやディジタルビデオファイル等のマスストレー
ジに蓄積することが行われる。
By the way, the above-mentioned embodiment is an example of a video movie camera that continuously captures and inputs an image of a subject at each image display cycle and displays the image, but recently, still images are captured and input using a solid-state image sensor. Various electronic still cameras have also been developed. For example, while monitoring images that are continuously captured manually using a solid-state image sensor built into an endoscope, the resulting screen is captured as a still image and stored in mass storage such as a digital VTR or digital video file. will be held.

このようなシステムに本発明を適用する場合には、例え
ば第8図に示すように構成すれば良い。
When the present invention is applied to such a system, it may be configured as shown in FIG. 8, for example.

尚、第8図においては前述した第1図と同一部分には同
一符号を付して示しである。
In FIG. 8, the same parts as in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals.

即ち、この実施例の場合には、前記プロセッサ7にて色
差信号(R−Y)、(B−Y)をも同時に求めるように
する。そしてこの色差信号(R−Y)、(B−Y)と輝
度信号Yとを、そのレリーズタイミングに従って1フイ
一ルド分に亘ってメモリ21a、21b、21cにそれ
ぞれ取り込むようにする。
That is, in this embodiment, the processor 7 also obtains the color difference signals (RY) and (B-Y) at the same time. Then, the color difference signals (RY), (B-Y) and the luminance signal Y are respectively taken into the memories 21a, 21b, and 21c over one field according to the release timing.

そしてこれらのメモリ21a、21b、21cにそれぞ
れ取り込まれた各信号成分を並列・直列変換器22を介
して順に読み出し、データ圧縮部23.記録変調部24
を直列に介してデータ圧縮処理と記録変調処理とを施し
、マスストレージ部25に記録するようにする。
Then, each signal component taken into these memories 21a, 21b, and 21c is sequentially read out via the parallel/serial converter 22, and the data compression section 23. Recording modulation section 24
The data is serially subjected to data compression processing and recording modulation processing, and then recorded in the mass storage unit 25.

そしてマスストレージ部25から読み出し再生される画
像信号については、復調部2Bからデータ復号部27を
介して復号再生し、直列・並列変換部28にて前述した
色差信号(R−Y)、(B−Y)と輝度信号Yとにそれ
ぞれ分解する。その上でマトリックス回路29にて前記
色差信号(R−Y)。
The image signal to be read and reproduced from the mass storage section 25 is decoded and reproduced from the demodulation section 2B via the data decoding section 27, and the above-mentioned color difference signal (R-Y), (B -Y) and a luminance signal Y. Thereafter, the matrix circuit 29 outputs the color difference signal (R-Y).

(B−Y)と輝度信号Yとから3原色成分R,G。(B-Y) and the luminance signal Y, three primary color components R and G are obtained.

Bをそれぞれ求めるようにする。Try to find each B.

そしてこのような画像信号の記録再生部を構成してなる
実施例の前述したダイナミックレンジの調整部に対して
は、固体撮像素子1から求められている画像信号を処理
するか、或いはマスストレージ部25から読み出された
画像信号を処理するかを切り替えるスイッチ回路30を
組み込むようにすれば良い。
The above-mentioned dynamic range adjustment section of the embodiment that constitutes such an image signal recording and reproducing section is required to process the image signal required from the solid-state image sensor 1 or to use a mass storage section. It is sufficient to incorporate a switch circuit 30 for switching whether or not to process the image signal read out from 25.

このような実施例によれば、前述した如くして撮像入力
された高ダイナミツクレンジの画像信号を、その輝度信
号Yと色差信号(R−Y)、(B−Y)の形態で品質良
くマスストレージ部25に蓄積保存することができる。
According to such an embodiment, the high dynamic range image signal input as described above is processed with good quality in the form of its luminance signal Y and color difference signals (R-Y) and (B-Y). It can be stored and stored in the mass storage unit 25.

そしてその記録保存した高ダイナミツクレンジの画像信
号を効果的にダイナミックレンジ調節して画像モニタに
よる画像表示に供することが可能となる。
Then, it becomes possible to effectively adjust the dynamic range of the recorded and saved image signal with a high dynamic range and to display the image on an image monitor.

また前述した各実施例では、画像信号のダイナミックレ
ンジを制御する為にその信号を対数変換したが、この対
数変換処理を固体撮像素子1から読み出された信号に対
して個々に施すようにしても良い。
Further, in each of the embodiments described above, the image signal is logarithmically converted in order to control the dynamic range of the image signal, but this logarithmic conversion process is applied to each signal read out from the solid-state image sensor 1. Also good.

即ち、前述した各実施例では画像信号のダイナミックレ
ンジを確保するために画像信号のノイズ分を量子化する
必要があり、その量子化ビット数として12ビット程度
必要とする。然し乍ら、現在実用化されている12ビッ
ト高速動作型の、特にテレビジョン信号レートで動作可
能なA/D変換器は非常に高価である。しかも画像の高
解像度化が進み、その周波数帯域が広くなるに従って、
12ビット程度の量子化精度のA/D変換器では上述し
た画像処理に対応できなくなる虞れがある。
That is, in each of the embodiments described above, it is necessary to quantize the noise component of the image signal in order to ensure the dynamic range of the image signal, and the number of quantization bits is about 12 bits. However, the 12-bit high-speed A/D converters currently in use, especially those capable of operating at television signal rates, are very expensive. Moreover, as images become higher in resolution and their frequency bands become wider,
An A/D converter with a quantization precision of about 12 bits may not be able to handle the above-mentioned image processing.

一方、従来−船釣なディジタル画像処理は、8ビツトを
単位として行われることが多く、従って本発明において
も8ビツトで画像信号処理を施すことが実用上好ましい
On the other hand, conventional digital image processing is often performed in units of 8 bits, and therefore it is practically preferable in the present invention to perform image signal processing in 8 bits.

そこで第9図に示すように固体撮像素子1から高速度に
繰り返し読み出される画像信号をビデオプロセッサ7に
入力し、この時点で輝度信号Yと3原色成分R,G、B
とに変換し、これらの各信号を対数変換する。そしてこ
の対数変換された各信号成分をそれぞれ8ビツトにディ
ジタル符号化した後、これらの各信号成分をそれぞれフ
レームメモリ6a、6b、6g、8rに書き込んでそれ
ぞれ累積加算する。この累積加算により各信号成分のダ
イナミックレンジがそれぞれ拡大される。そしてダイナ
ミックレンジが拡大された各信号成分は、例えば12ビ
ツトのディジタル信号となることから、これらをビット
シフタ14a、14b、14g、]4rを介して8ビツ
トに圧縮し、その上で前述したダイナミ・ツクレンジの
圧縮処理に供するようにする。
Therefore, as shown in FIG. 9, the image signal repeatedly read out from the solid-state image sensor 1 at high speed is input to the video processor 7, and at this point the luminance signal Y and the three primary color components R, G, B
and logarithmically transform each of these signals. After each of the logarithmically transformed signal components is digitally encoded into 8 bits, each of these signal components is written into the frame memories 6a, 6b, 6g, and 8r, respectively, and cumulatively added. This cumulative addition expands the dynamic range of each signal component. Since each signal component whose dynamic range has been expanded becomes, for example, a 12-bit digital signal, these are compressed to 8 bits via bit shifters 14a, 14b, 14g, ]4r, and then the dynamic range described above is compressed to 8 bits. It is used for compression processing of the clean range.

このように信号処理回路を構成すれば、その信号系統の
殆どで8ビツトの信号を取り扱うことが可能となり、既
存の汎用画像処理回路部品(半導体IC等)をそのまま
用いて電子カメラを構築することが可能となる。またA
/D変換器の前段に設けられたログアンプにより雑音成
分が大きく増幅されることになるが、前述したような累
積加算によるS/Nの改善効果が働き、また累積加算さ
れた画像信号をビットシフトするのでその雑音成分を非
常に小さく抑えることが可能となる。この結果、S/H
の良い画像表示を行うことが可能となる。
By configuring the signal processing circuit in this way, it becomes possible to handle 8-bit signals in most of the signal systems, making it possible to construct an electronic camera using existing general-purpose image processing circuit components (semiconductor ICs, etc.) as they are. becomes possible. Also A
Although the noise component is greatly amplified by the log amplifier installed before the /D converter, the S/N improvement effect of the cumulative addition works as described above, and the cumulatively added image signal is converted into bits. Since the signal is shifted, it is possible to suppress the noise component to a very small level. As a result, S/H
This makes it possible to display a good image.

次にA/D変換器の量子化ビット数を低減する為の別の
実施例を以下に示す。この実施例では、例えば前値予測
符号化を採用し、必要な量子化ビット数よりも少ない量
子化数のA/D変換器を用いて画像信号に対する所望と
するディジタル変換が行われる。具体的には3次元配列
の画像データを所定サイズのマトリックス領域にブロッ
ク分けし、これらの各ブロックをそれぞれ3次元の直交
変換(D CT)係数データ化する。そして各ブロック
における原点位置から画像データを予測符号化によりデ
ィジタル変換する。
Next, another embodiment for reducing the number of quantization bits of the A/D converter will be shown below. In this embodiment, for example, prior predictive coding is employed, and desired digital conversion is performed on the image signal using an A/D converter with a smaller number of quantization bits than the required number of quantization bits. Specifically, the three-dimensional array of image data is divided into blocks into matrix regions of a predetermined size, and each of these blocks is converted into three-dimensional orthogonal transform (DCT) coefficient data. Then, the image data is digitally converted by predictive coding from the origin position in each block.

第11図は8ビツトのA/D変換器を用いて12ビツト
のディジタル符号化を実現する、前値予測符号化を採用
したディジタル変換回路の概略構成図である。このディ
ジタル変換回路は、アナログ減算器31を用いて現入力
アナログ信号と、復号回路32にて生成される1データ
前の信号との差を求め、これを予測信号とする。この予
測信号を非線形変換部23にて非線形変換し、その出力
を8ビツト高速動作型のA/D変換器34を用いて高速
度にディジタル変換する。非線形変換部33には、前記
アナログ減算器31にて求められる予測信号が零付近に
集中することから、この零付近の予測信号値を細かくサ
ンプリングするように、例えば第12図に示すような非
線形変換特性が設定される。
FIG. 11 is a schematic diagram of a digital conversion circuit employing previous value predictive coding, which realizes 12-bit digital coding using an 8-bit A/D converter. This digital conversion circuit uses an analog subtracter 31 to find the difference between the current input analog signal and the signal generated by one data previous in the decoding circuit 32, and uses this as a predicted signal. This predicted signal is subjected to non-linear conversion in a non-linear conversion section 23, and the output thereof is converted into a high-speed digital signal using an 8-bit high-speed operation type A/D converter 34. Since the predicted signal obtained by the analog subtracter 31 concentrates around zero, the nonlinear converter 33 uses a nonlinear converter, for example, as shown in FIG. Conversion characteristics are set.

このような非線形変換を施すことにより、アナログ入力
信号(予測信号)は零付近で量子化精度が細かく、その
値か大きくなるに従って量子化精度か粗くなる8ビツト
のディジタル信号の変換される。
By performing such nonlinear conversion, the analog input signal (predicted signal) is converted into an 8-bit digital signal whose quantization accuracy is fine near zero, and whose quantization accuracy becomes coarse as the value increases.

しかして復号回路32は、上記8ビツトのディシタル信
号を前記非線形変換部33とは逆の入出力特性を持つ線
形変換部35を用いて、上記8ビツトのディジタル信号
を線形変換する。この線形変換により、前記8ビツトの
ディジタル信号の量子化精度が均一化される。この線形
変換されたディジタル信号41す信号を入力するディジ
タル加算器36は、上記1データ前に出力された値(前
値)に順次加算され、12ビツトのデータとして出力さ
れる。
The decoding circuit 32 linearly converts the 8-bit digital signal using a linear converter 35 having input/output characteristics opposite to those of the non-linear converter 33. This linear conversion equalizes the quantization precision of the 8-bit digital signal. A digital adder 36 inputting this linearly converted digital signal 41 sequentially adds the data to the value outputted one data before (previous value) and outputs it as 12-bit data.

尚、上記前値は、ディジタル加算器36の出力を遅延回
路37を介して1デ一タ間隔だけ遅延し、係数器38に
てその出力値に所定の係数γを乗じることにより求めら
れる。尚、上記係数γは[1]に近い数値として与えら
れることが多い。また[γ=11としたときには、前記
係数器38は不要である。
The previous value is obtained by delaying the output of the digital adder 36 by one data interval via the delay circuit 37, and multiplying the output value by a predetermined coefficient γ in the coefficient multiplier 38. Note that the coefficient γ is often given as a value close to [1]. Further, when [γ=11], the coefficient multiplier 38 is unnecessary.

この係数器38から出力される前値(1データ前の出力
値)か前記ディジタル加算器36に帰還されることによ
り、この1データ前の出力値に現データタイミングでの
予測値が加算生成されて出力される。同時に上記係数器
38がら出力される前値(1データ前の出力値)は、D
/A変換器39を介してアナログ信号に変換されて前記
アナログ減算器31に与えられる。
By feeding back the previous value (output value of one data previous) output from this coefficient unit 38 to the digital adder 36, a predicted value at the current data timing is added to the output value of one data previous. is output. At the same time, the previous value (output value of one data previous) outputted from the coefficient unit 38 is D
The signal is converted into an analog signal via the /A converter 39 and provided to the analog subtracter 31.

このようにこの第11図に示すディジタル変換回路では
、1データサンプル前のディジタル変換結果をアナログ
変換した信号と、現データタイミングのアナログ入力信
号との差を予測信号とじて求め、この予測信号を非線形
変換した後に8ビツトのA/D変換器24を用いて高速
度にディジタル変換する。そしてこのディジタル変換さ
れた予11値を前記1データサンプル前のディジタル変
換結果に加算することで、所望とする量子化ビット数(
12ビツト)のディジタル信号を得るものとなっている
In this way, the digital conversion circuit shown in FIG. 11 calculates the difference between the signal obtained by analog conversion of the digital conversion result of one data sample before and the analog input signal at the current data timing as a predicted signal, and converts this predicted signal into a predicted signal. After non-linear conversion, an 8-bit A/D converter 24 is used to perform high-speed digital conversion. The desired number of quantization bits (
It is designed to obtain a 12-bit) digital signal.

この結果、高速動作可能で安価な8ビツトの汎用形のA
/D変換器24を効果的に用いて量子化ビット数でのデ
ィジタル変換結果を得ることができ、先に示した各実施
例装置における画像処理を容易に実現することが可能と
なる。
As a result, a general-purpose 8-bit A that can operate at high speed and is inexpensive.
By effectively using the /D converter 24, a digital conversion result with a quantization bit number can be obtained, and image processing in each of the embodiments described above can be easily realized.

尚、ここでは予測符号化をフレーム内の前値予測とした
が、フレーム間予測符号化や3次元予測符号化、更には
前値予測以外の種々の平面予測符号化を適宜採用しても
、上述したように安価な高速動作形の8ビツトA/D変
換器24を用いて、例えば12ビツトのディジタル信号
を得る等、所望とする量子化ビット数のディジタル変換
処理を実現することができる。
In this case, the predictive coding is used as the previous value prediction within a frame, but even if interframe predictive coding, three-dimensional predictive coding, or various planar predictive coding other than the previous value prediction are adopted as appropriate, As described above, by using the inexpensive high-speed 8-bit A/D converter 24, it is possible to realize digital conversion processing with a desired number of quantization bits, such as obtaining a 12-bit digital signal, for example.

尚、本発明は上述した各実施例に限定されるものではな
い。例えば各実施例では画像信号を3原色成分R,G、
Bに変換してダイナミックレンジの調整を行ったが、補
色3成分(イエロー、マゼンタ、シアン)に分解してダ
イナミ・ンクレンジの調整を行うようにすることもてき
る。また色差信号(R−Y)、(B−Y)に対してダイ
ナミックレンジの調節を行うようにしても良い。但し、
この場合には上記色差信号(R−Y)、(B−Y)は正
負の極性を持つので、これを対数変換するログアンプと
しては、例えば第10図に示すような特性を持たせてお
く必要がある。その他、固体撮像素子1からの画像信号
の繰り返し読み出し回数や、ダイナミックレンジの調整
手段等についてはその仕様に応じて種々変形可能であり
、要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to each of the embodiments described above. For example, in each embodiment, the image signal is divided into three primary color components R, G,
Although the dynamic range was adjusted by converting it to B, the dynamic range could also be adjusted by separating it into three complementary color components (yellow, magenta, and cyan). Further, the dynamic range may be adjusted for the color difference signals (R-Y) and (B-Y). however,
In this case, the color difference signals (R-Y) and (B-Y) have positive and negative polarities, so a log amplifier for logarithmically converting these should have characteristics as shown in Figure 10, for example. There is a need. In addition, the number of times the image signal is repeatedly read out from the solid-state image sensor 1, the means for adjusting the dynamic range, etc. can be modified in various ways according to the specifications.In short, the present invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof. It can be implemented.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、非常に簡易にして
効果的に固体撮像素子にて撮像入力される画像信号のダ
イナミックレンジを高くすることができ、高ダイナミツ
クレンジの被写体を効果的に撮像入力することが可能と
なる。しかもそのS/Nの改善効果をも奏することがで
きる等、実用上多大なる効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to very simply and effectively increase the dynamic range of an image signal captured and inputted by a solid-state image sensor, and to achieve a high dynamic range. It becomes possible to effectively image and input the subject. Furthermore, great practical effects can be obtained, such as the ability to improve the S/N ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明に係る電子カメラについて示すもので、第1
図は第1の実施例を示す概略構成図、第2図は画像信号
の累積加算によるS/N改善効果を説明する為の図、第
3図は画像信号のダイナミックレンジと画像モニタのダ
イナミックレンジとの関係を示す図、第4図は実施例で
用いられる2次元フィルタの構成例を示す図、第5図は
実施例で用いられるダイナミックレンジ・ゲインコント
ローラの構成例を示す図、第6図はダイナミックレンジ
やゲインコントローラの変形例を示す要部構成図、第7
図はダイナミックレンジ調整の為の変形例を説明する為
の図である。 また第8図は本発明の第2の実施例を示す概略構成図、
第9図は本発明の第3の実施例を示す概略構成図、第1
0図は第4の実施例で用いられるログアンプの特性を示
す図、第11図はディジタル変換回路の構成例を示す図
、第12図は第11図に示すディジタル変換回路におけ
る非線形変換の特性を示す図である。 ■・・・固体撮像素子(AMI)、2・・・前置増幅器
、3・・・信号処理回路、4・・・A/D変換器、5・
・・加算器、6・・・フレームメモリ、7・・・ビデオ
プロセッサ、訃・・ダイナミックレンジ制御回路、9b
、9g、9r・・・ログアンプ、11b、11g、11
r−・・加算器、12b、 12g、 12r・・逆ロ
グアンプ、 13b、 13g、 13r−D / A
変換器、14a、 14b、 14g、 14r=・・
ビットシフタ、 21a、21b、21c・・・メモリ
、25・・・マスストレージ部、29・・・マトリック
ス回路、31・・・アナログ減算器、33・・・復号回
路、33・・・非線形変換部、34・・・A/D変換器
、35・・・線形変換部、36・・・ディジタル加算器
、37・・・遅延回路、38・・・係数器、39・・・
D/A変換器。
The figure shows an electronic camera according to the present invention.
The figure is a schematic configuration diagram showing the first embodiment, Figure 2 is a diagram for explaining the S/N improvement effect by cumulative addition of image signals, and Figure 3 is a diagram showing the dynamic range of the image signal and the dynamic range of the image monitor. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a two-dimensional filter used in the example, FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the dynamic range/gain controller used in the example, and FIG. 7 is a main part configuration diagram showing a modification example of the dynamic range and gain controller.
The figure is a diagram for explaining a modification example for dynamic range adjustment. Further, FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the third embodiment of the present invention;
Figure 0 shows the characteristics of the log amplifier used in the fourth embodiment, Figure 11 shows the configuration example of the digital conversion circuit, and Figure 12 shows the characteristics of nonlinear conversion in the digital conversion circuit shown in Figure 11. FIG. ■... Solid-state image sensor (AMI), 2... Preamplifier, 3... Signal processing circuit, 4... A/D converter, 5...
... Adder, 6... Frame memory, 7... Video processor, Dynamic range control circuit, 9b
, 9g, 9r...log amplifier, 11b, 11g, 11
r-...Adder, 12b, 12g, 12r...Reverse log amplifier, 13b, 13g, 13r-D/A
Converter, 14a, 14b, 14g, 14r=...
Bit shifter, 21a, 21b, 21c... memory, 25... mass storage unit, 29... matrix circuit, 31... analog subtracter, 33... decoding circuit, 33... nonlinear conversion unit, 34... A/D converter, 35... Linear converter, 36... Digital adder, 37... Delay circuit, 38... Coefficient unit, 39...
D/A converter.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固体撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像して
画像モニタによる画像表示に供する電子カメラにおいて
、 撮像入力した画像信号を画像表示の周期に比較して高速
度に読み出し可能な固体撮像素子と、この固体撮像素子
による被写体の撮像とその画像信号の読み出しとを前記
画像表示の周期内に複数回に亘って高速度に繰り返し行
わせる手段と、この固体撮像素子から繰り返し読み出さ
れる画像信号を前記画像表示の周期に亘って累積加算す
る手段とを具備したことを特徴とする電子カメラ。
(1) In an electronic camera that electronically captures an image of a subject using a solid-state image sensor and displays the image on an image monitor, a solid-state image sensor that can read out the input image signal at a high speed compared to the image display cycle. an element, means for repeatedly performing imaging of a subject by the solid-state imaging device and reading out the image signal thereof at high speed a plurality of times within the image display cycle; and an image signal repeatedly read out from the solid-state imaging device. an electronic camera comprising: means for accumulatively adding over the period of the image display.
(2)撮像入力した画像信号を画像表示の周期に比較し
て高速度に読み出し可能な固体撮像素子と、この固体撮
像素子による被写体の撮像とその画像信号の読み出しと
を前記画像表示の周期内に複数回に亘って高速度に繰り
返し行わせる手段と、この固体撮像素子から繰り返し読
み出される画像信号を前記画像表示の周期に亘って累積
加算する手段と、この累積加算された画像信号のダイナ
ミックレンジを調節して画像モニタに出力する手段とを
具備したことを特徴とする電子カメラ。
(2) A solid-state image sensor capable of reading out an input image signal at a high speed compared to the image display cycle; and a solid-state image sensor capable of reading out an image signal inputted at a high speed compared to the image display cycle; means for accumulatively adding image signals repeatedly read out from the solid-state image sensing device over the period of image display; An electronic camera characterized by comprising means for adjusting and outputting the adjusted image to an image monitor.
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