JPH0568913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は民生用等のビデオカメラのガンマ補正
装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ビデオカメラは低電圧駆動またはデイジ
タル処理のため、撮像素子からの出力信号を利得
制御してからいろいろな信号処理がなされる。

以下に従来のビデオカメラのガンマ補正装置に
ついて説明する。

第１図は従来のビデオカメラの信号処理のブロ
ツク図を示すものであり、１は各画素に色フイル
タをつけた撮像素子である。２は１の撮像素子の
出力信号を増巾する前置増巾器（PRE，AMP）
である。３は３原色信号（赤、緑、青）に分離
し、各信号の振巾を一致させる色分離回路であ
る。４は色分離回路３より得る原色信号をガンマ
補正するガンマ補正回路である。５はγ補正され
た３原色信号よりテレビ標準信号に変換するエン
コーダーで、その出力信号を６の利得制御回路
（AGC）で振巾を一定にし、MIX回路７でペデス
タル（PED）、同期信号を附加し、テレビ標準信
号を出力する。ビデオカメラでは、暗い場所で
も、Ｓ／Ｎ良く、撮像できることが最大のセール
スポイントである。通常ガンマ補正すると信号振
巾の大きいときは抑圧され、信号振巾の小さいと
きは伸長され、Ｓ／Ｎが６〜10dB悪くなる。そ
れを改良するため、通常の撮像状態では、ガンマ
補正を正規にして、暗い所を撮像したとき、被写
体のコントラストの範囲がせまいので、ガンマ補
正をゆるくして、Ｓ／Ｎが悪化するのを防止して
いる。

第２図にガンマ補正の入出力特性を示す。ａは
ガンマ補正がないときの特性、ｃは暗い所、すな
わち信号振巾の小さいところからガンマ補正した
特性、ｂは暗い部分ではガンマ補正をなくし、明
るい部分ではガンマ補正した特性である。

このようにガンマ補正を第２図ｂのようにする
と、明るい被写体を撮像したときは、コントラス
ト比が大きいので、ガンマ補正をかけて自然の階
調に、暗い被写体を撮像したときはコントラスト
比が大きくないので、ガンマ補正をゆるくして
も、階調性はそこなわれない。しかもＳ／Ｎは劣
化しない。

しかしながら上記のような構成では、いろいろ
な信号処理をしてから利得制御しているため、信
号処理部のダイナミツクレンヂを確保するため、
電源電圧を低くできない。すなわち、低消費電力
化が困難である。信号処理をデイジタル化する場
合、通常、撮像素子の出力信号を利得制御し、一
定振巾にして、Ａ／Ｄ変換してデイジタル信号処
理を行う。この場合明るい被写体を撮像したとき
と暗い被写体を撮像したときとは同一のガンマ補
正になるので、暗い被写体を撮像したときのＳ／
Ｎは悪くなるという問題点を有していた。

発明の目的 本発明は、撮像素子より得た信号を利得制御し
た後にガンマ補正し、しかも暗い被写体を撮像し
たときのＳ／Ｎの劣化がない、ビデオカメラのガ
ンマ補正装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、撮像素子より得た信号を利得制御す
る回路と利得制御された信号と、前記利得制御回
路の利得により変化する直流信号とを重畳する重
畳回路と、前記重畳信号をガンマ補正するガンマ
補正回路と、ガンマ補正後前記直流信号を除去す
る回路とを備えたビデオカメラのガンマ補正装置
であり、暗い被写体を撮像し、利得制御の利得が
高くなつているとき、利得制御された信号に直流
信号を重畳し、ガンマ補正させる基準レベルを変
化させてガンマ補正をゆるくし、Ｓ／Ｎを劣化を
防止することのできるものである。

実施例の説明 第３図は本発明の実施例におけるビデオカメラ
のガンマ補正装置のブロツク図を示すものであ
る。第３図において、１は撮像素子、２は前置増
巾器、３は色分離回路、４はガンマ補正回路、５
はエンコーダ、６は利得制御回路、７はMIx回路
で、以上は第１図の構成と同様なものである。８
は直流信号を３の色分離回路で色分離された３原
色信号に重畳する回路で９はクランプ回路で８で
重畳された直流信号を除去し、１０は６の利得制
御回路の利得を検出し、直流信号を発生させる補
正信号発生器である。

以上のように構成された本実施例のビデオカメ
ラのガンマ補正装置について、以下その動作を説
明する。

撮像素子１で十分明るい被写体を撮像したと
き、カメラのレンズの絞りで、撮像素子１への入
射光量は制御され、撮像素子１の出力信号の振巾
は標準レベルになつている。そのため利得制御回
路６の利得は標準で、補正信号発生器１０の出力
は０である。第４図ｄにガンマ補正回路の入出力
特性を示す。第４図ａはガンマ＝１のときの入出
力特性である。標準状態では信号の黒レベルは第
４図の基準点Ｐにあり、第４図ｄに示すようなガ
ンマ補正がかけられる。クランプ回路９は、直流
信号重畳回路８で直流値が変化したとき、その変
化分を除去するためのものである。次に暗い被写
体を撮像したとき、カメラのレンズの絞りは開放
になり、しかも撮像素子１の出力信号の振巾は標
準レベル以下になつている。そのため利得制御回
路６の利得は標準よりも大きくなり、補正信号発
生器１０の出力は直流信号を発生する。この直流
信号と色分離回路３で色分離された３原色信号と
重畳し、信号の黒レベルの直流電位が、第４図の
基準点Ｑになる様にする。第４図の特性から明ら
かなように、このときのガンマ補正はゆるやかで
あるので、Ｓ／Ｎの劣化が少ない。

以上のように本実施例によれば、撮像素子の出
力信号を利得制御しているので、それ以後の信号
のダイナミツクレンジが少なくて良いので、電源
電圧を低くできるので、低消費電力化ができる。
補正信号発生器１０の出力の直流信号は、利得制
御回路の利得が大きくなれば、比例して大きくな
るようする。また、利得が標準よりある大きさに
なるまで、補正信号発生器１０の出力は０で、そ
れより利得が大きくなれば、出力の直流信号発生
するようにし、それ以後は比例して大きくなるよ
うにすれば良い。

以下本発明の第２の実施例について、図面を参
照しながら説明する。

第５図は本発明の第２の実施例を示すデイジタ
ルビデオカメラのガンマ補正装置のブロツク図で
ある。１は撮像素子、２は前置増巾器、で以上は
第１図の構成と同様なものである。第３図の構成
と異なるのは、デイジタル信号処理を行なつてい
る点である。１１は利得制御回路、１２はアナロ
グ−デイジタル変換器、１３は色分離回路、１４
は直流信号重畳回路、１５はガンマ補正回路、１
６は直流信号除去回路、１７はエンコーダ、１８
はデイジタルアナログ変換器、１９はマイコン
（CPU）、２０は積分回路である。

上記のように構成された第２の実施例のビデオ
カメラのガンマ補正装置について、以下その動作
を説明する。

撮像素子１で十分明るい被写体を撮像したと
き、カメラのレンズの絞りで、撮像素子１への入
射光量は制御され、１つの撮像素子の出力信号の
振巾は標準レベルになつている。色分離回路１３
の３原色信号を加算した信号を積分回路２０で積
分し、輝度信号の平均値を検出し、その検出信号
をCPU１９に入力し、基準と比較し、基準値よ
り上記入力信号が小さいときは、利得制御回路１
１の利得を大きくして、輝度信号の平均値が標準
レベルになるように制御している。そのため、撮
像素子１の出力信号の振巾が標準レベルのとき
は、利得制御回路１１の利得は標準である。この
とき、重畳回路１４へのCPU１９からの発生さ
れる直流信号は零である。このとき、信号の黒レ
ベルは第４図の基準点Ｐにあり、ガンマ補正回路
１４で第４図ｄのような特性に変換される。除去
回路１６は、１４で重畳された直流信号を除去す
るので、今の場合、CPU１９から除去する信号
は発生していない。除去回路１６の出力をエンコ
ーダ１７でテレビ標準信号に変換後、デイジタル
アナログ変換しアナログ信号に変換される。

次に暗い被写体を撮像したとき、レンズの絞り
は開放となり、２０の積分回路の出力信号は基準
レベルより小さくなるので、CPU１９で、基準
レベルになるまで、利得制御回路１１の利得を大
きくする。それにもとづいて、重畳回路１４用の
直流信号をCPU１９から出力し、信号の黒レベ
ルの電位を第４図の基準点Ｑに移動させる。その
結果ガンマ補正回路１５で基準点をＱとした第４
図ｄの特性に変換される。これはガンマ補正がゆ
るくなつており、Ｓ／Ｎの劣化が少ない。さらに
暗くなると、基準Ｑより矢印の方向に下がるよう
にCPU１９から直流信号を発生させ、重畳回路
１４で重畳する。CPU１９から重畳回路１４へ
の直流信号を発生すると同時に、シフトされた直
流電位を元にもどすため直流信号をCPU１９か
ら発生し、除去回路１６で、直流電位を加算し
て、直流電位を元にもどす。そしてエンコーダ１
７でテレビ標準信号に変換し、デイジタル、アナ
ログ変換器１８でアナログ信号に変換する。

以上のように本実施例によれば、デイジタル信
号の精度を常に一定にするために、利得制御回路
をアナログ−デイジタル変換器の前に設置し、そ
の後ガンマ補正しても、暗い被写体を撮像したと
きのＳ／Ｎの劣化を防止できる。

また、第１の実施例では、ガンマ補正信号後の
シフトされた直流電位を元にもどすため、クラン
プ９で直流信号を復元したが、直流電位を加算し
て元にもどしても良い。

また第２の実施例では除去回路１６は、クラン
プで直流電位を復元しても良い。

発明の効果 本発明のビデオカメラのガンマ補正装置は、撮
像素子より得た信号を利得制御する回路と前記利
得制御回路の利得により変化する直流信号を重畳
し、ガンマ補正の基準電位を変化させることによ
り、Ｓ／Ｎの悪いときは、ガンマ補正の量を減ら
すことにより、暗い被写体を撮像したときのＳ／
Ｎの劣化が防止できる。また、利得制御を信号処
理の初めにするので、信号のダイナミツクレンジ
が確保でき、また電源電圧を低くできるので消費
電力が少ない等、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビデオカメラのガンマ補正装置
のブロツク図、第２図はガンマ補正の入出力特性
図、第３図は本発明の第１の実施例におけるビデ
オカメラのガンマ補正装置のブロツク図、第４図
は本発明のガンマ補正の具体的な入出力特性図、
第５図は本発明の第２の実施例におけるビデオカ
メラのデイジタル信号処理のガンマ補正装置のブ
ロツク図である。 １……撮像素子、６……AGC、８……直流信
号を重畳する重畳回路、４……ガンマ補正回路、
９……クランプ回路、１０……補正信号発生器、
１２……Ａ／Ｄコンバータ、１４……ガンマ補正
回路、１５……ガンマ補正回路、１６……直流信
号除去回路、１９……CPU。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮像素子より得た信号を利得制御する回路
   と、前記利得制御された信号と前記利得制御回路
   の利得により変化する直流信号とを重畳する重畳
   回路と、入力レベルがある所定の値より小さいと
   きは通常のガンマ特性のガンマ補正量より小さ
   く、入力レベルがある所定の値より大きいとき
   は、通常のガンマ特性を有するガンマ回路と、前
   記重畳信号を前記ガンマ回路に入力し、ガンマ補
   正後前記直流信号を除去する回路を備えたことを
   特徴としたビデオカメラのガンマ補正装置。