JPS6178281A - ビデオカメラのガンマ補正装置 - Google Patents

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 ２　・　　７ 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ィジタル処理
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ック図を
示すものであり、１は各画素に色フィルタをつけた撮像
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（、ＡＧＯ）で振
巾を一定にし、ＭＩＸ回路了でペデスタル（ＰＥＤ）、
同期信号を附加し、テレビ標準信号３　へ−７ 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め大′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。それを改良す仝ため、通常Ω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図すのようにすると、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。

しかしガか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
イナミックレンヂを確保するため、電源電圧を低くでき
力い。すなわち、低消費電力化が困難である。信号処理
をディジタル化する場合、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変換してディジタ
ル信号処理を行う。この場合間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６ベー７ 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っているとき、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
補正装置のブロッ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で十分間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ってい
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１ｏ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だめの
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っている。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１Ｑ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ック
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壕で、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。

ノ　第６図は本発明の第２の実施例を示すディジタルビ
デオカメラのガンマ補正装置のブロック図である。１は
撮像素子、２は前置増ｒｌ＋器、で以−１−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、
ディジタル信号処理を行ガっでいる点である。１１は利
得制御回路、１２はアナログ−ディジタル変換器、１３
は色分離回路、１４は直流信号重畳回路、１５はガンマ
補ＩＦ回路、１６は直流信号除去回路、１７はエンコー
ダ、１８けディジタル、アナログ変換器、１９はマイコ
ン（ＣＰＵ）、２ｏ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１＋は標準レベルにな
っている。色分離回路１３の３原色信号を加算した信号
を積分回路２ｏ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」−記入９　ぺ−７ 力信号が小さいときは、利得制御回路１１の利得を大き
くして、輝度信号の平均値が標準レベルに彦るよう釦制
御している。そのため、撮像素子１の出力信号の振巾が
標準レベルのときけ、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、１
４、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、ディ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、
信号の黒しベルの電位を第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。これはカンマ補正がゆるくな
っており、Ｓ／Ｈ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。ＱＰＵｌ
　９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Ｃ
ＰＵ１９から発生し、除去回路１６で、直？＆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１７
でテレビ標準信号に変換し、ディジタル、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、ディジタル信号の精度
を常に一定にするために、利得制御回路をアナログ−デ
ィ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／Ｈ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１１　べ−７ 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
たときのシ乍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、信号のグイナミソクレンジが
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ッ
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
装置のブロック図、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ィジタル信号処理のガンマ補正装
置のブロック図である。

Claims (3)

【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、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ことを特徴とした
   ビデオカメラのガンマ補正装置。
2. （２）重畳する直流信号と利得制御回路の利得とが比例
   関係にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のビデオカメラのガンマ補正装置。
3. （３）重畳する直流信号と利得制御回路の利得とが非直
   線性の関係にあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のビデオカメラのガンマ補正装置。