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JPH0723287A - Imaging device - Google Patents

Imaging device

Info

Publication number
JPH0723287A
JPH0723287A JP5150081A JP15008193A JPH0723287A JP H0723287 A JPH0723287 A JP H0723287A JP 5150081 A JP5150081 A JP 5150081A JP 15008193 A JP15008193 A JP 15008193A JP H0723287 A JPH0723287 A JP H0723287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
correction
gradation correction
image pickup
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5150081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3092397B2 (en
Inventor
Akihiro Tamura
彰浩 田村
Shigeo Sakagami
茂生 阪上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP05150081A priority Critical patent/JP3092397B2/en
Publication of JPH0723287A publication Critical patent/JPH0723287A/en
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Publication of JP3092397B2 publication Critical patent/JP3092397B2/en
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  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 順光から逆光の強い画像に対して階調補正を
行っても、階調がつぶされない、画面全域に渡って階調
表現が豊かな出力画像が得られる撮像装置を提供する。 【構成】 特徴量抽出回路116が入力映像信号から求
めた特徴量で補正特性決定回路117が補正係数を決定
する。この決定した補正係数によって絞り制御と階調補
正を連動させる。絞り制御部は補正係数によって絞りを
補正し高輝度部の白つぶれを防ぎ、更に階調補正回路1
06は補正係数によって階調補正特性を簡単に変化させ
順光から逆光まであらゆる被写体に対して適した階調補
正を行うことで階調表現豊かな出力映像信号を得ること
ができる。
(57) [Summary] [Purpose] Imaging that can obtain an output image with rich gradation expression over the entire screen, even if gradation correction is performed on an image with strong normal light to strong backlight. Provide a device. [Structure] The correction characteristic determination circuit 117 determines a correction coefficient based on the characteristic amount obtained from the input video signal by the characteristic amount extraction circuit 116. The aperture control and the gradation correction are linked by the determined correction coefficient. The iris control unit corrects the iris by a correction coefficient to prevent the high brightness part from being crushed, and the tone correction circuit 1
Reference numeral 06 makes it possible to obtain an output video signal rich in gradation expression by simply changing the gradation correction characteristic by a correction coefficient and performing gradation correction suitable for all subjects from normal light to backlight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は逆光撮影等で主被写体が
階調性のないぼやけた画像になったものを階調補正を行
い階調表現の豊かな画像を得ることができる撮像装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus capable of obtaining an image with a rich gradation expression by performing gradation correction on a blurred main image of a main subject due to backlight photography or the like. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、多くの撮像装置が開発されてい
る。従来の撮像装置としては、例えば特開平1−120
969号公報の撮像装置(第1の従来例)に開示されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, many imaging devices have been developed. As a conventional imaging device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-120
It is disclosed in the imaging device (first conventional example) of Japanese Patent No. 969.

【0003】以下に、第1の従来例の撮像装置について
説明する。図22は同公報に開示されている従来の撮像
装置のブロック図である。図22において、1501は
結像レンズ、1502はアイリス、1503は固体撮像
素子、1504はアンプ、1505は最大値検出回路、
1506は最小値検出回路、1507は平均値検出回
路、1508はアイリス制御回路、1509は減算器、
1510は比較回路、1511は制御電圧発生回路、1
512はDCレベルシフト回路、1513はシフト量演
算回路、1514は加算器である。
The image pickup apparatus of the first conventional example will be described below. FIG. 22 is a block diagram of a conventional image pickup apparatus disclosed in the publication. In FIG. 22, 1501 is an imaging lens, 1502 is an iris, 1503 is a solid-state image sensor, 1504 is an amplifier, 1505 is a maximum value detection circuit,
1506 is a minimum value detection circuit, 1507 is an average value detection circuit, 1508 is an iris control circuit, 1509 is a subtractor,
Reference numeral 1510 is a comparison circuit, 1511 is a control voltage generation circuit, 1
Reference numeral 512 is a DC level shift circuit, 1513 is a shift amount calculation circuit, and 1514 is an adder.

【0004】以上のように構成された第1の従来例の撮
像装置について、以下その動作について説明する。被写
体からの光入力は結像レンズ1501を通り、アイリス
1502でそのパワーを調整され、固体撮像素子150
3上に結像する。この固体撮像素子1503で電気信号
に変換された映像信号はアンプ1504で増幅され、1
フィールド内の最大値、最小値、平均値の各検出回路1
505,1506,1507にそれぞれ入力される。平
均値検出回路1507の出力sは加算器1514を介し
てアイリス制御回路1508に入力し、アイリス制御が
行われる。最大値検出回路1505の出力xと最小値検
出回路1506の出力yとを減算器9で減算して、z=
x−yとし、この値zを比較部1510で比較し、この
値zが予め設定した規定値aより小さい場合は制御電圧
発生回路1511より、アイリス1502を開いてz=
aとなるようにする。逆光被写体において、主被写体と
背景の画質を向上させることができる。
The operation of the image pickup apparatus of the first conventional example constructed as described above will be described below. The light input from the subject passes through the imaging lens 1501 and its power is adjusted by the iris 1502.
Image on 3. The video signal converted into an electric signal by the solid-state image sensor 1503 is amplified by an amplifier 1504, and
Maximum, minimum, and average detection circuits in the field 1
Input to 505, 1506, and 1507, respectively. The output s of the average value detection circuit 1507 is input to the iris control circuit 1508 via the adder 1514, and iris control is performed. The output x of the maximum value detection circuit 1505 and the output y of the minimum value detection circuit 1506 are subtracted by the subtractor 9, and z =
xy, this value z is compared by the comparison unit 1510, and when this value z is smaller than a preset specified value a, the control voltage generation circuit 1511 opens the iris 1502 and z =
to be a. In a backlit subject, the image quality of the main subject and the background can be improved.

【0005】従来の階調補正機能付き撮像装置の別の例
(第2の従来例)としては、特開平2−206282号
公報のガンマ補正装置に開示されている。以下に第2の
従来例の階調補正機能付き撮像装置について説明する。
Another example (second conventional example) of a conventional image pickup device with a gradation correction function is disclosed in a gamma correction device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-206628. The second conventional example of the image pickup apparatus with a gradation correction function will be described below.

【0006】図23は同公報に示されている従来の階調
補正機能付き撮像装置のブロック図である。図23にお
いて、1601は撮像装置、1602は利得制御回路、
1603は減衰制御回路、1604はレベル範囲区分手
段、1605は平均値検出回路、1606は利得制御デ
ータROMである。1607はガンマ補正制御回路であ
る。
FIG. 23 is a block diagram of a conventional image pickup device with a gradation correction function shown in the publication. In FIG. 23, 1601 is an imaging device, 1602 is a gain control circuit,
Reference numeral 1603 is an attenuation control circuit, 1604 is a level range dividing means, 1605 is an average value detection circuit, and 1606 is a gain control data ROM. Reference numeral 1607 is a gamma correction control circuit.

【0007】以上のように構成された第2の従来例の階
調補正機能付き撮像装置について、以下その動作につい
て説明する。撮像装置1601による撮像で得られた映
像信号を、レベル範囲区分手段1604で所定の信号レ
ベル範囲に区分し、平均値検出回路1605で各レベル
範囲の映像信号の平均値または積分値を検出する。利得
制御データROM1606には、各レベル範囲の映像信
号の平均値に応じて、ガンマ補正制御回路1607にお
ける利得もしくは減衰量が設定されている。利得制御回
路1602と減衰制御回路1603において、利得制御
データROMの出力信号に応じて、ガンマ補正特性を制
御することにより、白つぶれや黒つぶれの発生を防止す
ることができる。
The operation of the image pickup apparatus having the gradation correction function of the second conventional example constructed as described above will be described below. The image signal obtained by the image pickup by the image pickup device 1601 is divided into a predetermined signal level range by the level range dividing means 1604, and the average value detection circuit 1605 detects the average value or integrated value of the image signals in each level range. In the gain control data ROM 1606, the gain or the attenuation amount in the gamma correction control circuit 1607 is set according to the average value of the video signal in each level range. In the gain control circuit 1602 and the attenuation control circuit 1603, by controlling the gamma correction characteristic according to the output signal of the gain control data ROM, it is possible to prevent the occurrence of white crushing and black crushing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の第
1の従来例においては、逆光被写体の場合は映像信号の
最大値と最小値の差が大きいので、映像信号の平均値に
アイリスが合うように制御され、低輝度部と高輝度部の
階調がなくなるという問題点を有していた。また、順光
被写体で低輝度から高輝度まで階調があるような被写体
に対しては階調が全体的になくなり不自然な出力画像に
なるという問題点も有していた。
However, in the above-mentioned first conventional example, since the difference between the maximum value and the minimum value of the video signal is large in the case of a backlit subject, the iris should match the average value of the video signal. There is a problem in that the gradation of the low luminance portion and the high luminance portion is controlled and disappears. Further, there is also a problem that the gradation is totally lost and an unnatural output image is obtained for a subject having a gradation from low luminance to high luminance in a normal-light subject.

【0009】また、上記の第2の従来例においては、低
輝度部の利得を上げて黒つぶれを防止し、中輝度部と高
輝度部の減衰量を制御して白つぶれを防止しているの
で、白つぶれは防止できるが、その代わりに高輝度部の
階調がなくなってしまうという問題点を有していた。
Further, in the above-mentioned second conventional example, the gain of the low luminance part is increased to prevent the black crushing, and the attenuation amount of the middle luminance part and the high brightness part is controlled to prevent the white crushing. Therefore, white crushing can be prevented, but instead there is a problem in that the gradation of the high-luminance portion is lost.

【0010】また、上記の従来例においては、順光被写
体から逆光被写体までを階調補正しようとしても、補正
特性を簡単に変えることができないという問題点も有し
ていた。
Further, the above-mentioned conventional example has a problem that even if an attempt is made to correct the gradation from a normal-light subject to a backlight subject, the correction characteristic cannot be easily changed.

【0011】また、上記の従来例においては、動画に対
応していないので、動画を階調補正を行うと安定しない
不自然な出力画像になるという問題点も有していた。
Further, in the above-mentioned conventional example, since it does not support moving images, there is a problem that an unnatural output image which is not stable is obtained when gradation correction is performed on the moving image.

【0012】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光被写体から強い
逆光被写体まで画面全域にわたって階調表現の豊かな出
力画像を得ることができ、動画に対しても自然な階調補
正画像を得ることができる撮像装置を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and can prevent an underexposure or underexposure and provide an output image with rich gradation expression over the entire screen from a normal light subject to a strong backlit subject. It is an object of the present invention to provide an imaging device that can obtain a natural gradation correction image even for a moving image.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の露
光量を制御する露光制御回路と、前記撮像素子の出力映
像信号の最大値を検出する最大値検出回路と、前記撮像
素子の出力映像信号の平均値を検出する平均値検出回路
と、前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平均値
検出回路が検出した平均値を加重係数によって加重平均
する加重平均回路と、前記加重平均回路の出力結果と露
光量目標値を比較する比較回路と、前記比較回路の出力
結果によって前記露光制御回路を制御する制御信号発生
回路と、前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める
特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路が抽出した特徴
量に基づいて補正すべき階調補正特性を決定し補正係数
を出力する補正特性決定回路と、前記補正特性決定回路
が決定した階調補正特性で前記撮像素子の出力映像信号
のそれぞれを補正する階調補正手段とを備えたものであ
る。
In order to achieve this object, an image pickup apparatus of the present invention comprises an image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, and a maximum output video signal of the image pickup device. A maximum value detection circuit for detecting a value, an average value detection circuit for detecting an average value of the output image signal of the image sensor, a maximum value detected by the maximum value detection circuit, and an average value detected by the average value detection circuit A weighted average circuit for weighted averaging by a weighting coefficient, a comparison circuit for comparing an output result of the weighted average circuit with an exposure amount target value, and a control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit according to the output result of the comparison circuit. A feature amount extraction circuit for obtaining a feature amount of an output video signal of the image sensor, and a correction feature for determining a gradation correction characteristic to be corrected based on the feature amount extracted by the feature amount extraction circuit and outputting a correction coefficient. A decision circuit, in which a gradation correcting means for correcting the respective output image signal of the imaging element by the gradation correction characteristic and the correction characteristic determination circuit has determined.

【0014】また、本発明の撮像装置は、撮像素子と、
前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、前記
撮像素子の出力映像信号から輝度信号Yを分離もしくは
合成する輝度信号生成回路と、前記輝度信号の最大値を
検出する最大値検出回路と、前記輝度信号の平均値を検
出する平均値検出回路と、前記最大値検出回路が検出し
た最大値と前記平均値検出回路が検出した平均値を加重
係数によって加重平均する加重平均回路と、前記加重平
均回路の出力結果と露光量目標値を比較する比較回路
と、前記比較回路の出力結果によって前記露光制御回路
を制御する制御信号発生回路と、前記輝度信号のヒスト
グラムを求める特徴量抽出回路と、前記特徴量抽出回路
が求めたヒストグラムに基づいて補正すべき階調補正特
性を決定し補正係数を出力する補正特性決定回路と、前
記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮像
素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手段
とを備えたものである。
The image pickup apparatus of the present invention includes an image pickup element,
An exposure control circuit for controlling the exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal Y from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value detection circuit for detecting the maximum value of the luminance signal. An average value detection circuit that detects an average value of the luminance signal, a weighted average circuit that performs a weighted average of the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by a weighting coefficient, A comparison circuit for comparing the output result of the weighted average circuit and the exposure amount target value, a control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit according to the output result of the comparison circuit, and a feature amount extraction circuit for obtaining a histogram of the luminance signal. A correction characteristic determination circuit that determines a gradation correction characteristic to be corrected based on the histogram obtained by the feature amount extraction circuit and outputs a correction coefficient, and the correction characteristic determination circuit The determined gradation correction characteristics is obtained and a gradation correction means for correcting the respective output video signal of the image sensor.

【0015】また、本発明の撮像装置は、撮像素子と、
前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、前記
撮像素子の出力映像信号の最大値を検出する最大値検出
回路と、前記撮像素子の出力映像信号の平均値を検出す
る平均値検出回路と、前記撮像素子の出力映像信号の最
小値を検出する最小値検出回路と、前記最大値検出回路
が検出した最大値から前記最小値検出回路が検出した最
小値を減算する減算回路と、前記減算回路の出力結果と
規定値を比較する第1の比較回路と、前記最大値検出回
路が検出した最大値と前記平均値検出回路が検出した平
均値を加重係数によって加重平均する加重平均回路と、
前記加重平均回路の出力結果と露光量目標値を比較する
第2の比較回路と、前記第2の比較回路の出力結果によ
って前記露光制御回路を制御する制御信号発生回路と、
前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める特徴量抽
出回路と、前記特徴量抽出回路が抽出した特徴量に基づ
いて補正すべき階調補正特性を決定し補正係数を出力す
る補正特性決定回路と、前記補正特性決定回路が決定し
た階調補正特性で前記撮像素子の出力映像信号のそれぞ
れを補正する階調補正手段という構成を備えたものであ
る。
The image pickup device of the present invention includes an image pickup element,
An exposure control circuit that controls the exposure amount of the image sensor, a maximum value detection circuit that detects the maximum value of the output video signal of the image sensor, and an average value detection circuit that detects the average value of the output video signal of the image sensor. A minimum value detection circuit for detecting the minimum value of the output video signal of the image sensor; a subtraction circuit for subtracting the minimum value detected by the minimum value detection circuit from the maximum value detected by the maximum value detection circuit; A first comparison circuit for comparing the output result of the subtraction circuit with a specified value; and a weighted average circuit for weighted averaging the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by a weighting coefficient. ,
A second comparison circuit for comparing an output result of the weighted average circuit with an exposure amount target value; and a control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit according to the output result of the second comparison circuit,
A feature amount extraction circuit that obtains a feature amount of the output video signal of the image pickup device, and a correction characteristic determination circuit that determines a gradation correction characteristic to be corrected based on the feature amount extracted by the feature amount extraction circuit and outputs a correction coefficient And a gradation correction means for correcting each of the output video signals of the image pickup device with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit.

【0016】また、本発明の撮像装置は、撮像素子と、
前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、前記
撮像素子の出力映像信号から輝度信号を分離もしくは合
成する輝度信号生成回路と、前記輝度信号の最大値を検
出する最大値検出回路と、前記輝度信号の平均値を検出
する平均値検出回路と、前記輝度信号の最小値を検出す
る最小値検出回路と、前記最大値検出回路が検出した最
大値から前記最小値検出回路が検出した最小値を減算す
る減算回路と、前記減算回路の出力結果と規定値を比較
する第1の比較回路と、前記最大値検出回路が検出した
最大値と前記平均値検出回路が検出した平均値を加重係
数によって加重平均する加重平均回路と、前記加重平均
回路の出力結果と露光量目標値を比較する第2の比較回
路と、前記第2の比較回路の出力結果によって前記露光
制御回路を制御する制御信号発生回路と、前記輝度信号
のヒストグラムを求める特徴量抽出回路と、前記特徴量
抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて補正すべき階
調補正特性を決定し補正係数を出力する補正特性決定回
路と、前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で
前記撮像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調
補正手段という構成を備えたものである。
The image pickup device of the present invention includes an image pickup element,
An exposure control circuit for controlling the exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value detection circuit for detecting a maximum value of the luminance signal, An average value detection circuit that detects the average value of the luminance signal, a minimum value detection circuit that detects the minimum value of the luminance signal, and a minimum value that the minimum value detection circuit detects from the maximum value that the maximum value detection circuit detects. A subtraction circuit for subtracting a value, a first comparison circuit for comparing an output result of the subtraction circuit with a specified value, a maximum value detected by the maximum value detection circuit and an average value detected by the average value detection circuit are weighted. A weighted average circuit for weighted averaging by a coefficient, a second comparison circuit for comparing an output result of the weighted average circuit with an exposure amount target value, and an exposure control circuit controlled by an output result of the second comparison circuit. A control signal generation circuit, a characteristic amount extraction circuit for obtaining a histogram of the luminance signal, and a correction characteristic determination circuit for determining a gradation correction characteristic to be corrected based on the histogram obtained by the characteristic amount extraction circuit and outputting a correction coefficient. And a gradation correction means for correcting each of the output video signals of the image pickup device with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit.

【0017】また、本発明の撮像装置の階調補正手段が
入力映像信号から第1の階調補正特性を生成する第1の
階調補正特性回路と、入力映像信号から第2の階調補正
特性を生成する第2の階調補正特性回路と、入力映像信
号の平均値を求める平均値検出回路と、前記平均値と前
記補正特性決定回路が決定した補正係数を加算する加算
器と、前記加算器の出力信号によって第1の階調補正特
性と第2の階調補正特性を加重平均して補正ゲインを出
力する加重平均回路と、前記加重平均回路で求めた補正
ゲインによって前記入力映像信号のそれぞれを補正する
補正手段という構成を備えたものである。
Further, the gradation correction means of the image pickup apparatus of the present invention generates a first gradation correction characteristic from the input video signal, and a first gradation correction characteristic circuit, and a second gradation correction from the input video signal. A second gradation correction characteristic circuit for generating a characteristic; an average value detection circuit for obtaining an average value of the input video signal; an adder for adding the average value and the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit; A weighted average circuit that outputs a correction gain by performing a weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic according to the output signal of the adder, and the input video signal by the correction gain obtained by the weighted average circuit. It is provided with a configuration called a correction means for correcting each of the above.

【0018】[0018]

【作用】本発明の撮像装置は上記した構成により、撮像
素子の出力映像信号から1フィールド内の最大値と平均
値を求める。求めた最大値と平均値を加重平均し、加重
平均の出力結果と露光量目標値が一致するように露光制
御を行う。同時に、特徴量抽出回路が撮像素子の出力映
像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を基に補正
特性決定回路が補正すべき階調補正特性を決定し階調補
正手段が撮像素子の出力映像信号を階調補正する。そし
て決定した階調補正特性にあわせて露光量目標値を変更
し、階調補正に連動した絞り制御を行うことにより、ど
のような入力画像に対しても安定した階調補正画像を得
ることができる。
With the above arrangement, the image pickup apparatus of the present invention obtains the maximum value and average value in one field from the output video signal of the image pickup element. The obtained maximum value and average value are weighted averaged, and exposure control is performed so that the output result of the weighted average and the exposure amount target value match. At the same time, the feature amount extraction circuit extracts the feature amount of the output video signal of the image sensor. The correction characteristic determination circuit determines the gradation correction characteristic to be corrected based on the extracted characteristic amount, and the gradation correction means performs gradation correction on the output video signal of the image sensor. Then, the exposure amount target value is changed according to the determined gradation correction characteristic, and the aperture control linked with the gradation correction is performed, so that a stable gradation correction image can be obtained for any input image. it can.

【0019】また本発明の撮像装置は上記した構成によ
り、撮像素子の出力映像信号から1フィールド内の最大
値と平均値を求める。求めた最大値と平均値を加重平均
し、加重平均の出力結果と露光量目標値が一致するよう
に露光制御を行う。同時に、特徴量抽出回路が撮像素子
の出力映像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を
基に補正特性決定回路が補正すべき階調補正特性を決定
し階調補正手段が撮像素子の出力映像信号を階調補正す
る。そして決定した階調補正特性にあわせて加重平均の
加重係数を変更し、階調補正に連動した露光制御を行う
ことにより、どのような入力画像に対しても安定した階
調補正画像を得ることができる。
Further, the image pickup apparatus of the present invention is configured as described above, and obtains the maximum value and the average value in one field from the output video signal of the image pickup element. The obtained maximum value and average value are weighted averaged, and exposure control is performed so that the output result of the weighted average and the exposure amount target value match. At the same time, the feature amount extraction circuit extracts the feature amount of the output video signal of the image sensor. The correction characteristic determination circuit determines the gradation correction characteristic to be corrected based on the extracted characteristic amount, and the gradation correction means performs gradation correction on the output video signal of the image sensor. By changing the weighting coefficient of the weighted average according to the determined gradation correction characteristic and performing exposure control linked with gradation correction, a stable gradation correction image can be obtained for any input image. You can

【0020】また本発明の撮像装置は上記した構成によ
り、撮像素子の出力映像信号から1フィールド内の最大
値と平均値と最小値を求める。求めた最大値と平均値を
加重平均し、加重平均の出力結果と露光量目標値が一致
するように露光制御を行う。また最大値から最小値を減
算した結果にあわせて露光量目標値を変更し同様に露光
制御を行う。同時に、特徴量抽出回路が撮像素子の出力
映像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を基に補
正特性決定回路が補正すべき階調補正特性を決定し階調
補正手段が撮像素子の出力映像信号を階調補正すること
により、どのような入力画像に対しても安定した階調補
正画像を得ることができる。
Further, the image pickup apparatus of the present invention has the above-mentioned configuration and obtains the maximum value, average value and minimum value in one field from the output video signal of the image pickup element. The obtained maximum value and average value are weighted averaged, and exposure control is performed so that the output result of the weighted average and the exposure amount target value match. Further, the exposure amount target value is changed according to the result obtained by subtracting the minimum value from the maximum value, and the exposure control is similarly performed. At the same time, the feature amount extraction circuit extracts the feature amount of the output video signal of the image sensor. Based on the extracted characteristic amount, the correction characteristic determination circuit determines the gradation correction characteristic to be corrected, and the gradation correction unit corrects the gradation of the output video signal of the image sensor, so that any input image can be corrected. It is possible to obtain a stable gradation correction image.

【0021】また本発明の撮像装置は上記した構成によ
り、撮像素子の出力映像信号から1フィールド内の最大
値と平均値と最小値を求める。求めた最大値と平均値を
加重平均し、加重平均の出力結果と露光量目標値が一致
するように露光制御を行う。また最大値から最小値を減
算した結果にあわせて加重平均の加重係数を変更し同様
に露光制御を行う。同時に特徴量抽出回路が撮像素子の
出力映像信号の特徴量を抽出する。抽出した特徴量を基
に補正特性決定回路が補正すべき階調補正特性を決定し
階調補正手段が撮像素子の出力映像信号を階調補正する
ことにより、どのような入力画像に対しても安定した階
調補正画像を得ることができる。
Further, the image pickup apparatus of the present invention is configured as described above, and obtains the maximum value, average value and minimum value in one field from the output video signal of the image pickup element. The obtained maximum value and average value are weighted averaged, and exposure control is performed so that the output result of the weighted average and the exposure amount target value match. Further, the weighting coefficient of the weighted average is changed according to the result of subtracting the minimum value from the maximum value, and exposure control is performed in the same manner. At the same time, the characteristic amount extraction circuit extracts the characteristic amount of the output video signal of the image sensor. Based on the extracted characteristic amount, the correction characteristic determination circuit determines the gradation correction characteristic to be corrected, and the gradation correction unit corrects the gradation of the output video signal of the image sensor, so that any input image can be corrected. It is possible to obtain a stable gradation correction image.

【0022】また本発明の撮像装置の階調補正回路は上
記した構成により、入力映像信号の平均値Yaを用いて
第1の階調補正特性と第2の階調補正特性を加重平均し
て補正ゲインを求めることにより、近傍の輝度が高けれ
ば輝度を低く補正し、近傍の輝度が低ければ輝度を高く
補正を行い、階調補正ゲインが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな階調補正
画像を得ることができる。
Further, the gradation correction circuit of the image pickup apparatus of the present invention has the above-mentioned configuration, and performs the weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic using the average value Ya of the input video signal. By obtaining the correction gain, the brightness is corrected low if the brightness in the vicinity is high, and the brightness is corrected high if the brightness in the vicinity is low, and the gradation correction is performed so that the contrast is maintained even if the gradation correction gain is small. It is possible to obtain a gradation correction image with rich gradation expression.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明の第1の実施例における撮像
装置の構成を示すブロック図である。図1において、1
01は光学系、102は絞り回路、103は固体撮像素
子、104はアナログ回路、105はアナログ/デジタ
ル変換器(A/D変換器)、106は階調補正回路、1
07は信号処理回路、108はデジタル/アナログ変換
器(D/A変換器)、109はエンコーダ回路、110
は輝度信号生成回路、111は最大値検出回路、112
は平均値検出回路、113は加重平均回路、114は比
較回路、115は絞り駆動回路、116は特徴量抽出回
路、117は補正特性決定回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1
01 is an optical system, 102 is a diaphragm circuit, 103 is a solid-state image sensor, 104 is an analog circuit, 105 is an analog / digital converter (A / D converter), 106 is a gradation correction circuit, 1
Reference numeral 07 is a signal processing circuit, 108 is a digital / analog converter (D / A converter), 109 is an encoder circuit, 110
Is a luminance signal generation circuit, 111 is a maximum value detection circuit, and 112
Is an average value detection circuit, 113 is a weighted average circuit, 114 is a comparison circuit, 115 is an aperture drive circuit, 116 is a feature amount extraction circuit, and 117 is a correction characteristic determination circuit.

【0025】図2は同第1の実施例における階調補正回
路106の内部構成を示すブロック図である。図2にお
いて、201は第1の階調補正特性回路、202は第2
の階調補正特性回路、203は加算器、204は加重平
均回路、205は遅延回路、206は乗算器である。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the gradation correction circuit 106 in the first embodiment. In FIG. 2, 201 is a first gradation correction characteristic circuit, and 202 is a second gradation correction characteristic circuit.
Of the gradation correction characteristic circuit, 203 is an adder, 204 is a weighted average circuit, 205 is a delay circuit, and 206 is a multiplier.

【0026】図3は本発明の実施例における入力映像信
号の1フィールドの画像を示した図である。図3におい
て、301は有効画面を示す。有効画面301のサンプ
ル数は水平H方向に448点、垂直V方向に224点で
ある。図3の(a)は入力映像信号の1フィールドの画
像を示しているが、この画像は窓の前に人物が立ってい
る逆光の度合いが大きい被写体の例である。図3の
(b)は1フィールド有効画面の7×7ブロック分割を
示す図である。図3の(c)は中央重点のブロック分割
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an image of one field of the input video signal in the embodiment of the present invention. In FIG. 3, 301 shows an effective screen. The number of samples of the effective screen 301 is 448 in the horizontal H direction and 224 in the vertical V direction. FIG. 3A shows an image of one field of the input video signal, but this image is an example of a subject in which a person stands in front of a window and has a large degree of backlight. FIG. 3B is a diagram showing 7 × 7 block division of the 1-field effective screen. FIG. 3C is a diagram showing center-weighted block division.

【0027】図4は本発明の実施例における有効画面の
輝度信号のヒストグラムである。図4のaが輝度信号の
ヒストグラムである。図4のbが低輝度画素数、図4の
cが中輝度画素数、図4のdが高輝度画素数である。
FIG. 4 is a histogram of the luminance signal of the effective screen in the embodiment of the present invention. 4A is a histogram of the luminance signal. 4b is the number of low luminance pixels, c of FIG. 4 is the number of medium luminance pixels, and d of FIG. 4 is the number of high luminance pixels.

【0028】図5は本発明の実施例における特徴量抽出
回路116の構成を示すブロック図である。図5におい
て、501は比較回路、502は低輝度画素数用のカウ
ンタ回路、503は中輝度画素数用のカウンタ回路、5
04は高輝度画素数用のカウンタ回路である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the feature quantity extraction circuit 116 in the embodiment of the present invention. 5, reference numeral 501 is a comparison circuit, 502 is a counter circuit for the number of low-luminance pixels, 503 is a counter circuit for the number of medium-luminance pixels, 5
Reference numeral 04 is a counter circuit for the number of high-luminance pixels.

【0029】図6は本発明の実施例における補正特性決
定回路117の内部構成を示すブロック図である。図6
において、601は補正係数テーブルROM、602は
フィルタ回路である。
FIG. 6 is a block diagram showing the internal structure of the correction characteristic determining circuit 117 according to the embodiment of the present invention. Figure 6
In the figure, 601 is a correction coefficient table ROM, and 602 is a filter circuit.

【0030】図7は本発明の実施例における階調補正特
性を示す特性図である。図7において、Y1は第1の階
調補正特性、Y2は第2の階調補正特性である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing gradation correction characteristics in the embodiment of the present invention. In FIG. 7, Y1 is the first gradation correction characteristic, and Y2 is the second gradation correction characteristic.

【0031】以上のように構成された本発明の第1の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the first embodiment of the present invention constructed as above will be described below.

【0032】図1において、まず、光入力は光学系10
1と絞り回路102を通り固体撮像素子103に入力す
る。固体撮像素子103からアナログ回路104が入力
映像信号としてR,G,B信号を取り込む。このR,
G,B信号はアナログ/デジタル変換器105によって
0〜255のデジタルデータに変換される。この0〜2
55のデジタルデータに変換されたR,G,B信号が入
力映像信号として階調補正回路106と輝度信号生成回
路110に供給される。これらの色データはR=G=B
=255のとき白を示し、その値が大きいほど明るいこ
とを示している。このR,G,B信号から輝度信号生成
回路110が輝度信号Yを算出する。入力映像信号の輝
度をYとすると、例えば、 Y=0.30R+0.59G+0.11B ・・・(1) の関係式で求めることができ、やはり0〜255の値に
なる。
In FIG. 1, first, the optical input is the optical system 10.
1 and the diaphragm circuit 102 to input to the solid-state image sensor 103. The analog circuit 104 takes in R, G, and B signals as input video signals from the solid-state image sensor 103. This R,
The G and B signals are converted into digital data of 0 to 255 by the analog / digital converter 105. This 0-2
The R, G, and B signals converted into 55 digital data are supplied to the gradation correction circuit 106 and the luminance signal generation circuit 110 as input video signals. These color data are R = G = B
= 255 indicates white, and a larger value indicates brighter. The luminance signal generation circuit 110 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. When the luminance of the input video signal is Y, it can be obtained by the relational expression of, for example, Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B (1), and the value is also 0 to 255.

【0033】算出した輝度信号Yは最大値検出回路11
1と平均値検出回路112と特徴量抽出回路116に供
給される。まず、算出した輝度信号Yから最大値検出回
路111と平均値検出回路112がそれぞれ1フィール
ドの有効画面の最大値と平均値を検出する。検出した輝
度信号の最大値と平均値を加重平均回路113が加重係
数で加重平均し平均輝度レベルを求める。例えば、 平均輝度レベル={(最大値)×(加重係数)+(最小値)×(100−加重 係数)}/100 ・・・(2) の関係式で平均輝度レベルを求めることができる。
The calculated luminance signal Y is the maximum value detection circuit 11
1 is supplied to the average value detection circuit 112 and the feature amount extraction circuit 116. First, the maximum value detection circuit 111 and the average value detection circuit 112 respectively detect the maximum value and the average value of the effective screen of one field from the calculated luminance signal Y. A weighted average circuit 113 weights and averages the maximum value and the average value of the detected luminance signal with a weighting coefficient to obtain an average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression of average luminance level = {(maximum value) × (weighting coefficient) + (minimum value) × (100−weighting coefficient)} / 100 (2).

【0034】求めた平均輝度レベルを比較回路114が
絞りの目標値と比較し、平均輝度レベルと絞りの目標値
が一致するように絞り駆動回路115が絞り回路102
を駆動することによって絞り制御を行う。
The comparison circuit 114 compares the obtained average luminance level with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 115 causes the aperture circuit 102 to match the average brightness level with the target value of the aperture.
Aperture control is performed by driving.

【0035】また、算出した輝度信号Yから特徴量抽出
回路116が低輝度、中輝度、高輝度の3レベルのヒス
トグラムを求める。このヒストグラムから補正特性決定
回路117が入力映像信号に最適の階調補正特性を決定
し、その階調補正特性を示す補正係数を出力する。この
補正係数によって階調補正回路106では入力映像信号
に最適の階調補正特性で階調補正を行う。この階調補正
されたR,G,B信号を信号処理回路107がアパーチ
ャ処理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタル
R,G,B信号をデジタル/アナログ変換器108がア
ナログR,G,B信号に変換する。最後に、エンコーダ
回路109がこのR,G,B信号をY信号(輝度信号)
とC信号(色信号)の映像信号出力に変換し出力する。
From the calculated luminance signal Y, the feature amount extraction circuit 116 obtains a three-level histogram of low luminance, medium luminance, and high luminance. From this histogram, the correction characteristic determination circuit 117 determines the optimum gradation correction characteristic for the input video signal and outputs the correction coefficient indicating the gradation correction characteristic. With this correction coefficient, the gradation correction circuit 106 performs gradation correction with optimum gradation correction characteristics for the input video signal. The signal processing circuit 107 performs signal processing such as aperture processing on the gradation-corrected R, G, and B signals. A digital / analog converter 108 converts the signal-processed digital R, G, B signals into analog R, G, B signals. Finally, the encoder circuit 109 converts the R, G, B signals into a Y signal (luminance signal).
And C signals (color signals) are converted to video signal outputs and output.

【0036】次に、図2,図3,図4,図5,図6と図
7を用いて本発明の撮像装置の階調補正機能の動作を詳
細に説明する。
Next, the operation of the gradation correction function of the image pickup apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, and 7.

【0037】図5を用いて特徴量抽出回路116の動作
を詳細に説明する。入力された輝度信号Yは比較器50
1で閾値1と閾値2と比較される。輝度信号Yが閾値1
より小さいとき、低輝度カウント信号を出力する。輝度
信号Yが閾値1と閾値2の間のとき、中輝度カウント信
号を出力する。輝度信号Yが閾値2より大きいとき高輝
度カウント信号を出力する。この低輝度カウント信号、
中輝度カウント信号、高輝度カウント信号に従ってカウ
ンタ回路502,503,504が1フィールドの有効
画面について画素数をカウントし、低輝度画素数、中輝
度画素数、高輝度画素数をそれぞれ出力する。例えば、
図3の(a)は入力映像信号の1フィールドの画像を示
しているが、この画像は窓の前に人物が立っている逆光
の度合いが大きい被写体の例である。特徴量抽出回路1
16が、有効画面の1フィールド全域にわたり、例え
ば、図3の(a)の有効画面301の1フィールド画像
448×224ドットについて、低輝度画素数、中輝度
画素数、高輝度画素数の分布を求めると、図4のb,
c,dに示すような輝度ヒストグラムが得られる。この
輝度ヒストグラム(図4のb,c,d)を見るとピーク
が低輝度と高輝度の2箇所にできており、逆光の被写体
であることが推測することができる。
The operation of the feature quantity extraction circuit 116 will be described in detail with reference to FIG. The input luminance signal Y is compared with the comparator 50.
At 1, the thresholds 1 and 2 are compared. Luminance signal Y is threshold 1
When it is smaller, the low brightness count signal is output. When the luminance signal Y is between the threshold 1 and the threshold 2, the medium luminance count signal is output. When the luminance signal Y is larger than the threshold value 2, a high luminance count signal is output. This low brightness count signal,
The counter circuits 502, 503, and 504 count the number of pixels in the effective screen of one field according to the medium-luminance count signal and the high-luminance count signal, and output the low-luminance pixel number, the medium-luminance pixel number, and the high-luminance pixel number, respectively. For example,
FIG. 3A shows an image of one field of the input video signal, but this image is an example of a subject in which a person stands in front of a window and has a large degree of backlight. Feature quantity extraction circuit 1
16 shows the distribution of the number of low-luminance pixels, the number of medium-luminance pixels, and the number of high-luminance pixels for one field image 448 × 224 dots of the effective screen 301 of FIG. When asked, b in FIG.
A luminance histogram as shown in c and d is obtained. Looking at this luminance histogram (b, c, d in FIG. 4), peaks are formed at two locations, low luminance and high luminance, and it can be inferred that the subject is backlit.

【0038】図6を用いて補正特性決定回路117の動
作を詳細に説明する。補正係数テーブルROM601に
は、特徴量抽出回路116から供給される低輝度画素
数、中輝度画素数、高輝度画素数をアドレスとして順光
被写体から逆光被写体に対する階調補正特性の補正係数
や暗い被写体に対する階調補正特性の補正係数等が記憶
されている。よって、特徴量抽出回路116から低輝度
画素数、中輝度画素数、高輝度画素数が補正係数テーブ
ルROM601に入力されると、入力画像に対して1つ
の補正係数が決定する。この補正係数を前フィールドと
の連続性を保てるようにフィルタ回路602でフィルタ
処理を行い補正係数を出力する。
The operation of the correction characteristic determination circuit 117 will be described in detail with reference to FIG. The correction coefficient table ROM 601 uses the low-luminance pixel number, the medium-luminance pixel number, and the high-luminance pixel number supplied from the feature amount extraction circuit 116 as an address to correct the gradation correction characteristic of a normal-light subject to a backlight subject and a dark subject. The correction coefficient and the like of the gradation correction characteristic for are stored. Therefore, when the number of low-luminance pixels, the number of medium-luminance pixels, and the number of high-luminance pixels are input from the feature amount extraction circuit 116 to the correction coefficient table ROM 601, one correction coefficient is determined for the input image. The correction coefficient is filtered by the filter circuit 602 so as to maintain continuity with the previous field, and the correction coefficient is output.

【0039】図2を用いて階調補正回路106の動作を
詳細に説明する。入力された輝度信号Yは第1の階調補
正特性回路201と第2の階調補正特性回路202に供
給される。第1の階調補正特性回路201では、入力輝
度信号Yと第1の階調補正特性で補正されたY1から第
1補正ゲイン(Y1/Y)を出力する。同様に、第2の
階調補正特性回路202からは第2補正ゲイン(Y2/
Y)を出力する。一方、加算器203で輝度信号Yと補
正係数を加算し、X信号を出力する。次に、荷重平均回
路204が第1補正ゲインと第2補正ゲインをX信号を
用いて関係式(3)によって荷重平均し、補正ゲイン
(Y′/Y)を求める。
The operation of the gradation correction circuit 106 will be described in detail with reference to FIG. The input luminance signal Y is supplied to the first gradation correction characteristic circuit 201 and the second gradation correction characteristic circuit 202. The first gradation correction characteristic circuit 201 outputs a first correction gain (Y1 / Y) from the input luminance signal Y and Y1 corrected by the first gradation correction characteristic. Similarly, from the second gradation correction characteristic circuit 202, the second correction gain (Y2 /
Y) is output. On the other hand, the adder 203 adds the luminance signal Y and the correction coefficient and outputs an X signal. Next, the weight averaging circuit 204 weights the first correction gain and the second correction gain by the relational expression (3) using the X signal to obtain the correction gain (Y '/ Y).

【0040】 Y′/Y={(Y1/Y)・(256−X)+(Y2/Y)・X}/256 ・・・(3) 本実施例においては第1補正ゲイン(Y1/Y)を
(4)式で、第2補正ゲイン(Y2/Y)を(5)式で
実施した。
Y ′ / Y = {(Y1 / Y) · (256−X) + (Y2 / Y) · X} / 256 (3) In the present embodiment, the first correction gain (Y1 / Y ) By the equation (4) and the second correction gain (Y2 / Y) by the equation (5).

【0041】 Y1/Y={1/2562・(Y−256)3+256}/Y ・・・(4) Y2/Y=Y/Y ・・・(5) 最後に、R,G,B信号を遅延回路205で補正ゲイン
(Y′/Y)とのタイミングを合わせ、乗算器206で
R,G,B信号と補正ゲイン(Y′/Y)と乗算し、階
調補正されたR′,G′,B′信号を出力する。このよ
うに、補正ゲインをR,G,B信号に共通に用いること
により、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊
かな出力画像を得ることができる。
Y1 / Y = {1/256 2 · (Y-256) 3 +256} / Y (4) Y2 / Y = Y / Y (5) Finally, R, G, B The delay circuit 205 matches the timing of the signal with the correction gain (Y ′ / Y), and the multiplier 206 multiplies the R, G, B signals by the correction gain (Y ′ / Y), and the gradation-corrected R ′ is obtained. , G ', B'signals are output. In this way, by using the correction gain in common for the R, G, and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.

【0042】図7は本実施例における階調補正特性を示
したものである。Y1は第1の階調補正特性、Y2は第
2の階調補正特性である。例えば補正係数が0のとき階
調補正特性は関係式(3)から図7のaになる。同様
に、補正係数が正になると、階調補正特性は図7のcの
ようになる。同様に、補正係数が負になると、階調補正
特性は図7のbのようになる。このように補正係数を変
化させることにより、簡単に階調補正特性を連続的に変
化させることができる。階調補正特性は補正係数を変化
させていくと、低輝度部と中輝度部の補正ゲインが徐々
に大きくなり、最後に全体の補正ゲインが大きくなる。
よって、順光被写体に対しては図7のY2の階調補正特
性で、逆光被写体に対しては図7のaの階調補正特性
で、暗い被写体に対しては図7のY1の階調補正特性で
階調補正することで、あらゆる被写体に対して階調表現
豊かな階調補正を行うことができる。
FIG. 7 shows gradation correction characteristics in this embodiment. Y1 is the first gradation correction characteristic, and Y2 is the second gradation correction characteristic. For example, when the correction coefficient is 0, the gradation correction characteristic becomes a in FIG. 7 from the relational expression (3). Similarly, when the correction coefficient becomes positive, the gradation correction characteristic becomes as shown in c of FIG. Similarly, when the correction coefficient becomes negative, the gradation correction characteristic becomes as shown in b of FIG. By changing the correction coefficient in this way, the gradation correction characteristics can be easily and continuously changed. When the correction coefficient of the gradation correction characteristic is changed, the correction gains of the low-luminance portion and the middle-luminance portion gradually increase, and finally the overall correction gain increases.
Therefore, the gradation correction characteristic of Y2 in FIG. 7 is applied to the normal light subject, the gradation correction characteristic of FIG. 7a is applied to the backlight subject, and the gradation correction characteristic of Y1 in FIG. 7 is applied to the dark subject. By performing gradation correction with the correction characteristic, it is possible to perform gradation correction with rich gradation expression for all subjects.

【0043】一方、補正特性決定回路117が決定した
補正係数によって、加重平均回路113の加重係数を補
正し、階調補正に連動した絞り制御を行う。
On the other hand, the weighting coefficient of the weighted average circuit 113 is corrected by the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit 117, and the aperture control is performed in conjunction with the gradation correction.

【0044】図8は補正係数に対する加重係数の補正値
を示す特性図である。例えば、補正特性決定回路117
が逆光被写体の階調補正特性と判定したときは、図8に
示したように加重平均回路113の加重係数を補正係数
に応じて大きくし、輝度信号の最大値の割合を大きくし
て平均輝度レベルを求めるようにする。絞り駆動回路1
15は絞りの目標値と補正した平均輝度レベルが一致す
るように絞り回路102を駆動するので、平均輝度レベ
ルが大きくなると絞りを閉じる方向に動作する。通常、
絞り駆動回路115は平均輝度レベルに絞りをあわせる
ように絞り回路102を駆動するので、逆光被写体のと
きは平均輝度レベルが小さくなり絞りが開いてしまい、
屋外等の高輝度部は白つぶれしてしまう。従って、加重
係数を補正係数で補正することによって平均輝度レベル
を大きくし、絞りを閉じるようにすることによって白つ
ぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路106によって低輝
度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力することによ
って、逆光被写体に対しても画面全体に階調表現豊かな
映像信号出力を得ることができる。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the correction value of the weighting coefficient with respect to the correction coefficient. For example, the correction characteristic determination circuit 117
When it is determined that the subject has a gradation correction characteristic of a backlight subject, as shown in FIG. 8, the weighting coefficient of the weighted average circuit 113 is increased according to the correction coefficient, and the ratio of the maximum value of the luminance signal is increased to increase the average luminance. Try to find a level. Aperture drive circuit 1
Reference numeral 15 drives the diaphragm circuit 102 so that the target value of the diaphragm and the corrected average brightness level match, so that when the average brightness level becomes large, the diaphragm circuit 102 operates in the direction of closing the diaphragm. Normal,
Since the diaphragm drive circuit 115 drives the diaphragm circuit 102 so as to match the diaphragm with the average brightness level, the average brightness level becomes small and the diaphragm opens when the subject is backlit.
High-brightness areas such as outdoors are crushed in white. Therefore, by correcting the weighting coefficient with the correction coefficient, the average luminance level is increased, and by closing the diaphragm, white crushing is prevented. Further, the gradation correction circuit 106 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that a video signal output rich in gradation expression can be obtained on the entire screen even for a backlit subject.

【0045】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は光学系101と、絞り回路102と、固体撮
像素子103と、アナログ回路104と、アナログ/デ
ジタル変換器(A/D変換器)105と、階調補正回路
106と、信号処理回路107と、デジタル/アナログ
変換器(D/A変換器)108と、エンコーダ回路10
9と、輝度信号生成回路110と、最大値検出回路11
1と、平均値検出回路112と、加重平均回路113
と、比較回路114と、絞り駆動回路115と、特徴量
抽出回路116と、補正特性決定回路117という構成
で、階調補正に連動した絞り制御を行うことによって、
逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対して
階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
As described above, according to this embodiment, the image pickup apparatus of the present invention has an optical system 101, a diaphragm circuit 102, a solid-state image pickup element 103, an analog circuit 104, and an analog / digital converter (A / D). Converter) 105, gradation correction circuit 106, signal processing circuit 107, digital / analog converter (D / A converter) 108, and encoder circuit 10.
9, a luminance signal generation circuit 110, and a maximum value detection circuit 11
1, an average value detection circuit 112, and a weighted average circuit 113
The comparison circuit 114, the diaphragm drive circuit 115, the characteristic amount extraction circuit 116, and the correction characteristic determination circuit 117 perform diaphragm control linked with gradation correction,
It is possible to obtain an output image in which the gradation is not destroyed for all the objects from the backlight object to the normal object and the color balance is good and the gradation expression is rich over the entire area.

【0046】また、本発明の撮像装置の階調補正回路を
第1の階調補正特性回路201と、第2の階調補正特性
回路202と、加算器203と、加重平均回路204
と、遅延回路205と、乗算器206という構成で、補
正係数によって補正ゲインを発生するようにすることに
よって、何種類かの階調補正特性を記憶しておく余分な
ROM等を持たなくて良いので、回路規模も非常に小さ
くすることができる。
The gradation correction circuit of the image pickup apparatus of the present invention is the first gradation correction characteristic circuit 201, the second gradation correction characteristic circuit 202, the adder 203, and the weighted average circuit 204.
By configuring the delay circuit 205 and the multiplier 206 so as to generate the correction gain by the correction coefficient, it is not necessary to have an extra ROM or the like for storing some kinds of gradation correction characteristics. Therefore, the circuit scale can be made very small.

【0047】また補正係数を変えることによって、順
光、逆光被写体の階調補正特性を生成することができる
ので、逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に
対して階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわ
たって階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
By changing the correction coefficient, it is possible to generate the gradation correction characteristics of a forward-lit subject and a backlit subject. It is possible to obtain an output image with rich gradation expression over the entire area.

【0048】また、階調補正特性を連続的に変化させる
ことができるので、動画に対しても自然な階調補正をす
ることができる。
Further, since the gradation correction characteristic can be continuously changed, it is possible to perform natural gradation correction even for a moving image.

【0049】また、入力信号が大きいときは入力信号が
ほぼそのまま出力信号になるように階調補正特性をする
ことによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調
がつぶれていたところをきれいに再現することができ
る。
When the input signal is large, the gradation correction characteristic is set so that the input signal becomes the output signal as it is, so that the gradation of the high-luminance portion is conventionally reproduced by auto knee control and the like can be reproduced clearly. can do.

【0050】図9は本発明の第2の実施例における撮像
装置中の階調補正回路106の内部構成を示すブロック
図である。図2に示した第1の実施例における撮像装置
中の階調補正回路106の内部構成と異なるのは、階調
補正回路106に平均値検出回路(LPF)207を新
たに設けた点である。
FIG. 9 is a block diagram showing the internal structure of the gradation correction circuit 106 in the image pickup apparatus according to the second embodiment of the present invention. The difference from the internal configuration of the gradation correction circuit 106 in the image pickup apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 is that an average value detection circuit (LPF) 207 is newly provided in the gradation correction circuit 106. .

【0051】以下、図9を用いて階調補正回路106の
動作を詳細に説明する。入力された輝度信号Yは第1の
階調補正特性回路201と第2の階調補正特性回路20
2に供給される。第1の階調補正特性回路201では、
入力輝度信号Yと第1の階調補正特性201で補正され
たY1から第1補正ゲイン(Y1/Y)を出力する。同
様に、第2の階調補正特性回路202からは第2の補正
ゲイン(Y2/Y)を出力する。一方、輝度信号Yは平
均値検出回路(LPF)207で輝度平均値Yaを求
め、加算器203で輝度平均値Yaと補正係数を加算
し、X信号を出力する。次に、加重平均回路204が第
1補正ゲインと第2補正ゲインをX信号を用いて関係式
(3)によって加重平均し、補正ゲイン(Y′/Y)を
求める。最後に、R,G,B信号を遅延回路205で補
正ゲイン(Y′/Y)とのタイミングを合わせ、乗算器
206でR,G,B信号と補正ゲイン(Y′/Y)と乗
算し、階調補正されたR′,G′,B′信号を出力す
る。このように、補正ゲインをR,G,B信号に共通に
用いることにより、色バランスがよく全域にわたって階
調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
The operation of the gradation correction circuit 106 will be described in detail below with reference to FIG. The input luminance signal Y has the first gradation correction characteristic circuit 201 and the second gradation correction characteristic circuit 20.
2 is supplied. In the first gradation correction characteristic circuit 201,
A first correction gain (Y1 / Y) is output from the input luminance signal Y and Y1 corrected by the first gradation correction characteristic 201. Similarly, the second gradation correction characteristic circuit 202 outputs a second correction gain (Y2 / Y). On the other hand, for the luminance signal Y, an average value detection circuit (LPF) 207 obtains an average luminance value Ya, an adder 203 adds the average luminance value Ya and a correction coefficient, and outputs an X signal. Next, the weighted average circuit 204 weights and averages the first correction gain and the second correction gain by the relational expression (3) using the X signal to obtain the correction gain (Y ′ / Y). Finally, the R, G, B signals are timed with the correction gain (Y '/ Y) by the delay circuit 205, and the R, G, B signals are multiplied by the correction gain (Y' / Y) by the multiplier 206. , And outputs R ', G', and B'signals whose gradations have been corrected. In this way, by using the correction gain in common for the R, G, and B signals, it is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.

【0052】図10は階調補正特性と入出力特性を示し
たものである。平均値検出回路207で求めた輝度平均
値Yaが注目画素の輝度信号Yと等しいときは図10の
aの階調補正特性で、輝度平均値Yaが注目画素の輝度
信号Yより低いときは図10のbの階調補正特性で、輝
度平均値Yaが注目画素の輝度信号Yより高いときは図
10のcの階調補正特性で、画素単位で適応的に階調補
正特性を変化させて階調補正することによって、補正ゲ
インの傾きが小さくてもコントラストを保つように階調
補正を行い、階調表現豊かな出力信号を得ることができ
る。
FIG. 10 shows gradation correction characteristics and input / output characteristics. When the luminance average value Ya obtained by the average value detection circuit 207 is equal to the luminance signal Y of the pixel of interest, the gradation correction characteristic of FIG. 10A is obtained. When the average luminance value Ya is lower than the luminance signal Y of the pixel of interest, In the tone correction characteristic of 10b, when the average luminance value Ya is higher than the luminance signal Y of the pixel of interest, the tone correction characteristic of c of FIG. By performing the gradation correction, the gradation correction is performed so that the contrast is maintained even if the inclination of the correction gain is small, and an output signal rich in gradation expression can be obtained.

【0053】図11は本発明の第2の実施例における階
調補正回路106の具体的な構成を示すブロック図であ
る。図11において、901は平均値検出回路(LP
F)、902は第1加算器、903はクリップ回路、9
04は第2加算器、905は第1乗算器、906は第3
加算器、907は第1減算器、908は第2乗算器、9
09は第2減算器、910は第4加算器、205は遅延
回路、206は乗算器である。
FIG. 11 is a block diagram showing a specific structure of the gradation correction circuit 106 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 11, 901 is an average value detection circuit (LP
F), 902 is a first adder, 903 is a clipping circuit, 9
04 is the second adder, 905 is the first multiplier, and 906 is the third
An adder, 907 is a first subtractor, 908 is a second multiplier, 9
Reference numeral 09 is a second subtractor, 910 is a fourth adder, 205 is a delay circuit, and 206 is a multiplier.

【0054】以下、図11を用いて階調補正回路106
の動作を詳細に説明する。図11は式(3)、式
(4)、式(5)をそのまま回路化したものである。2
56倍、1/256等はデータのビットシフトで対応し
て、回路の簡略化を図っている。まず、輝度信号Yが入
力されると平均値検出回路901で平均値Yaを求め
る。次に、平均値Yaと補正係数を第1加算器902で
加算する。第1加算器902の出力信号をクリップ回路
903で値「0」と値「255」で上下クリップする。
一方、平均値検出回路901から輝度信号Yを平均値Y
aと遅延を合わせて取り出し、1ビットシフトで2倍し
た輝度信号2Yと輝度信号Yを第2加算器904で加算
して3倍の輝度信号3Yを作る。また、第1乗算器90
5で輝度信号Yを2乗しY2の輝度信号を作る。第1乗
算器905の出力信号に第3加算器906で数値「3」
を加算する。次に、第3加算器906の出力信号から第
2加算器904の出力信号を第1減算器907で減算す
る。次に、クリップ回路903の出力信号を数値「25
6」から第2減算器909で減算する。第2減算器90
9の出力信号と第1減算器907の出力信号を第2乗算
器908で乗算する。最後に、クリップ回路903の出
力信号と第2乗算器908の出力信号を第4加算器91
0で加算し、補正ゲインを求める。一方、入力映像信号
を遅延回路205で遅延させ、この補正ゲインと乗算器
206で乗算し階調補正を行う。
Hereinafter, the gradation correction circuit 106 will be described with reference to FIG.
The operation of will be described in detail. FIG. 11 is a circuit in which the equations (3), (4), and (5) are directly rendered. Two
56 times, 1/256, etc. are dealt with by bit shifting of data to simplify the circuit. First, when the luminance signal Y is input, the average value detection circuit 901 calculates the average value Ya. Next, the average value Ya and the correction coefficient are added by the first adder 902. The output signal of the first adder 902 is vertically clipped by the clipping circuit 903 with the value “0” and the value “255”.
On the other hand, the average value detection circuit 901 outputs the luminance signal Y to the average value Y.
The luminance signal 2Y doubled by 1-bit shift and the luminance signal Y are added by the second adder 904 to obtain a tripled luminance signal 3Y. Also, the first multiplier 90
In step 5, the luminance signal Y is squared to generate a luminance signal Y 2 . The value “3” is output to the output signal of the first multiplier 905 by the third adder 906.
Is added. Next, the output signal of the second adder 904 is subtracted from the output signal of the third adder 906 by the first subtractor 907. Next, the output signal of the clipping circuit 903 is set to the numerical value “25.
6 ”from the second subtracter 909. Second subtractor 90
The output signal of 9 and the output signal of the first subtractor 907 are multiplied by the second multiplier 908. Finally, the output signal of the clipping circuit 903 and the output signal of the second multiplier 908 are combined into a fourth adder 91.
0 is added to obtain a correction gain. On the other hand, the input video signal is delayed by the delay circuit 205, and this correction gain is multiplied by the multiplier 206 to perform gradation correction.

【0055】この補正ゲインは図7及び図10に示す階
調補正特性に従い、補正係数によって補正ゲインを制御
することによって、逆光被写体から順光被写体まであら
ゆる被写体に対して階調がつぶされない、色バランスが
よく全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得るこ
とができる。さらに、輝度平均値Yaによって画素単位
で適応的に階調補正特性を変化させて階調補正すること
によって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号
を得ることができる。
The correction gain is controlled in accordance with the gradation correction characteristics shown in FIGS. 7 and 10 by controlling the correction gain with a correction coefficient, so that the gradation is not destroyed for all objects from the backlit object to the frontlit object. It is possible to obtain an output image that is well balanced and rich in gradation expression over the entire area. Further, the gradation correction characteristic is adaptively changed for each pixel according to the luminance average value Ya to perform the gradation correction, so that the gradation correction is performed so that the contrast is maintained even if the inclination of the correction gain is small, and the gradation expression is performed. A rich output signal can be obtained.

【0056】以上のように本実施例によれば、本発明の
階調補正回路106を第1の階調補正特性回路201
と、第2の階調補正特性回路202と、加算器203
と、加重平均回路204と、遅延回路205と、乗算器
206と、平均値検出回路207という構成で、補正係
数によって補正ゲインを発生するようにすることによっ
て、何種類かの階調補正特性を記憶しておく余分なRO
M等を持たなくて良いので、回路規模も非常に小さくす
ることができる。
As described above, according to this embodiment, the gradation correction circuit 106 of the present invention is used as the first gradation correction characteristic circuit 201.
A second gradation correction characteristic circuit 202 and an adder 203
The weighted averaging circuit 204, the delay circuit 205, the multiplier 206, and the average value detection circuit 207 are used to generate a correction gain by a correction coefficient, so that several kinds of gradation correction characteristics can be obtained. Extra RO to remember
Since it is not necessary to have M or the like, the circuit scale can be made very small.

【0057】また、補正係数を変えることによって、順
光、逆光被写体の階調補正特性を生成することができる
ので、逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に
対して階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわ
たって階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
By changing the correction coefficient, it is possible to generate the gradation correction characteristics of a forward-lit subject and a backlit subject. It is possible to obtain an output image with a good gradation expression over a wide range.

【0058】また、入力信号が大きいときは入力信号が
ほぼそのまま出力信号になるように階調補正特性をする
ことによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調
がつぶれていたところをきれいに再現することができ
る。
Further, when the input signal is large, the gradation correction characteristic is set so that the input signal becomes an output signal as it is, so that the place where the gradation in the high-luminance portion has been destroyed by the conventional auto knee control can be reproduced neatly. can do.

【0059】さらに、輝度平均値Yaによって画素単位
で適応的に階調補正特性を変化させて階調補正すること
によって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号
を得ることができる。
Further, the gradation correction characteristics are adaptively changed in pixel units according to the average luminance value Ya to perform gradation correction, so that gradation correction is performed so that contrast is maintained even if the inclination of the correction gain is small. An output signal rich in gradation expression can be obtained.

【0060】図12は本発明の第3の実施例における撮
像装置の構成を示すブロック図である。図12におい
て、1001は光学系、1002は絞り回路、1003
は固体撮像素子、1004はアナログ回路、1005は
アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)、1006
は階調補正回路、1007は信号処理回路、1008は
デジタル/アナログ変換器(D/A変換器)、1009
はエンコーダ回路、1010は輝度信号生成回路、10
11は最大値検出回路、1012は平均値検出回路、1
013は加重平均回路、1014は比較回路、1015
は絞り駆動回路、1016は特徴量抽出回路、1017
は補正特性決定回路である。
FIG. 12 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, 1001 is an optical system, 1002 is a diaphragm circuit, and 1003.
Is a solid-state image sensor, 1004 is an analog circuit, 1005 is an analog / digital converter (A / D converter), 1006
Is a gradation correction circuit, 1007 is a signal processing circuit, 1008 is a digital / analog converter (D / A converter), 1009
Is an encoder circuit, 1010 is a luminance signal generation circuit, 10
11 is a maximum value detection circuit, 1012 is an average value detection circuit, 1
013 is a weighted average circuit, 1014 is a comparison circuit, 1015
Is a diaphragm drive circuit, 1016 is a feature amount extraction circuit, 1017
Is a correction characteristic determination circuit.

【0061】以上のように構成された本発明の第3の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the third embodiment of the present invention constructed as above will be described below.

【0062】図12において、まず、光入力が光学系1
001と絞り回路1002を通り固体撮像素子1003
に入力する。固体撮像素子1003からアナログ回路1
004が入力映像信号としてR,G,B信号が取り込
む。このR,G,B信号はアナログ/デジタル変換器1
005によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号として輝度信号生成回路10
11と階調補正回路1006に入力される。以下、加重
平均回路1013と比較回路1014以外は第1及び第
2の実施例と全く同様に動作する。すなわち、輝度信号
生成回路1010ではR,G,B信号から輝度信号Yを
算出する。まず、算出した輝度信号Yから最大値検出回
路1011と平均値検出回路1012がそれぞれ1フィ
ールドの有効画面の最大値と平均値を検出する。検出し
た輝度信号の最大値と平均値を加重平均回路1013が
加重係数で加重平均し平均輝度レベルを求める。例え
ば、関係式(2)で平均輝度レベルを求めることができ
る。求めた平均輝度レベルを比較回路1014が絞りの
目標値と比較し、平均輝度レベルと絞りの目標値が一致
するように絞り駆動回路1015が絞り回路1002を
駆動することによって絞り制御を行う。
In FIG. 12, first, the optical input is the optical system 1.
A solid-state image sensor 1003 passing through 001 and the aperture circuit 1002.
To enter. From the solid-state image sensor 1003 to the analog circuit 1
R, G, and B signals are captured by 004 as an input video signal. These R, G and B signals are converted to analog / digital converter 1
It is converted into digital data of 0 to 255 by 005. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are input image signals and the luminance signal generation circuit 10
11 and the gradation correction circuit 1006. Hereinafter, except for the weighted average circuit 1013 and the comparison circuit 1014, the operation is exactly the same as in the first and second embodiments. That is, the luminance signal generation circuit 1010 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. First, the maximum value detection circuit 1011 and the average value detection circuit 1012 respectively detect the maximum value and the average value of the effective screen of one field from the calculated luminance signal Y. The weighted averaging circuit 1013 weights and averages the maximum value and the average value of the detected luminance signal with a weighting coefficient to obtain an average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression (2). The comparison circuit 1014 compares the obtained average brightness level with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 1015 drives the aperture circuit 1002 so that the average brightness level and the target value of the aperture match, thereby performing aperture control.

【0063】また、算出した輝度信号Yを特徴量抽出回
路1016と階調補正回路1007に供給する。特徴量
抽出回路1016では輝度信号Yの低輝度画素数と中輝
度画素数と高輝度画素数を求め、補正特性決定回路10
17に供給する。補正特性決定回路1017では低輝度
画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映像
信号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性の
補正係数を出力する。階調補正回路1006は輝度信号
Yと補正係数から補正ゲインを求める。この補正ゲイン
で入力映像信号の階調補正を行う。この階調補正された
R,G,B信号を信号処理回路1007がアパーチャ処
理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタルR,
G,B信号をデジタル/アナログ変換器1008がアナ
ログR,G,B信号に変換する。最後に、エンコーダ回
路1009がこのR,G,B信号をY信号(輝度信号)
とC信号(色信号)に変換し映像信号出力を出力する。
Further, the calculated luminance signal Y is supplied to the characteristic amount extraction circuit 1016 and the gradation correction circuit 1007. The characteristic amount extraction circuit 1016 obtains the number of low luminance pixels, the number of medium luminance pixels, and the number of high luminance pixels of the luminance signal Y, and the correction characteristic determination circuit 10
Supply to 17. The correction characteristic determination circuit 1017 determines the optimum gradation correction characteristic for the input video signal based on the number of low luminance pixels, the number of medium luminance pixels, and the number of high luminance pixels, and outputs the correction coefficient of the gradation correction characteristic. The gradation correction circuit 1006 obtains a correction gain from the luminance signal Y and the correction coefficient. The gradation of the input video signal is corrected with this correction gain. The signal processing circuit 1007 performs signal processing such as aperture processing on the gradation-corrected R, G, and B signals. This signal processed digital R,
A digital / analog converter 1008 converts the G, B signals into analog R, G, B signals. Finally, the encoder circuit 1009 converts the R, G, B signals into a Y signal (luminance signal).
And C signal (color signal) and output the video signal output.

【0064】一方、第1及び第2の実施例と動作が異な
るのは、補正特性決定回路1017が決定した補正係数
によって、比較回路1014の絞りの目標値を補正し、
階調補正に連動した絞り制御を行うところである。例え
ば、補正特性決定回路1017が逆光被写体の階調補正
特性と判定するときは補正係数が小さくなり、比較回路
1014の絞りの目標値を補正係数に比例させながに小
さくする。絞り駆動回路1015は絞りの目標値と補正
した平均輝度レベルが一致するように絞り回路1002
を駆動するので、絞りの目標値が小さくなると絞りを閉
じる方向に動作する。通常、絞り駆動回路1015は平
均輝度レベルに絞りの目標値をあわせるように絞り回路
1002を駆動するので、逆光被写体のときは平均輝度
レベルが小さくなるので絞りが開いてしまい、屋外等の
高輝度部は白くつぶれてしまう。従って、絞りの目標値
を補正係数で補正し、絞りを閉じるようにすることによ
って白つぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路1006に
よって低輝度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力す
ることによって、逆光被写体に対しても画面全体に階調
表現豊かな映像信号出力を得ることができる。
On the other hand, the operation differs from the first and second embodiments in that the correction target value of the comparison circuit 1014 is corrected by the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit 1017.
This is where aperture control is performed in conjunction with gradation correction. For example, when the correction characteristic determination circuit 1017 determines that it is the gradation correction characteristic of the backlight subject, the correction coefficient becomes small, and the target value of the aperture of the comparison circuit 1014 is made small in proportion to the correction coefficient. The diaphragm driving circuit 1015 adjusts the diaphragm circuit 1002 so that the target value of the diaphragm and the corrected average luminance level match.
Is driven, so that when the target value of the aperture becomes smaller, the aperture operates in the direction of closing the aperture. Normally, the diaphragm drive circuit 1015 drives the diaphragm circuit 1002 so as to match the target value of the diaphragm with the average brightness level. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level decreases, so the diaphragm opens, and high brightness outdoors. The part is crushed white. Therefore, the target value of the aperture is corrected by the correction coefficient so that the aperture is closed to prevent the whitening. Further, the gradation correction circuit 1006 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that a video signal output rich in gradation expression can be obtained on the entire screen even for a backlit subject.

【0065】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1001と、絞り回路1002と、
固体撮像素子1003と、アナログ回路1004と、ア
ナログ−デジタル変換器(A/D変換器)1005と、
階調補正回路1006と、信号処理回路1007と、デ
ジタル/アナログ変換器(D/A変換器)1008と、
エンコーダ回路1009と、輝度信号生成回路1010
と、最大値検出回路1011と、平均値検出回路101
2と、加重平均回路1013と、比較回路1014と、
絞り駆動回路1015と、特徴量抽出回路1016と、
補正特性決定回路1017という構成で、補正特性決定
回路1017が決定した補正係数によって、絞りの目標
値を補正し、階調補正に連動した制御を行うことによっ
て、逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体に対
して階調がつぶされない、色バランスがよく全域にわた
って階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the image pickup apparatus of the present invention includes an optical system 1001, an aperture circuit 1002,
A solid-state image sensor 1003, an analog circuit 1004, an analog-digital converter (A / D converter) 1005,
A gradation correction circuit 1006, a signal processing circuit 1007, a digital / analog converter (D / A converter) 1008,
Encoder circuit 1009 and luminance signal generation circuit 1010
A maximum value detection circuit 1011 and an average value detection circuit 101
2, a weighted average circuit 1013, a comparison circuit 1014,
A diaphragm drive circuit 1015, a feature amount extraction circuit 1016,
With the configuration of the correction characteristic determination circuit 1017, the target value of the aperture is corrected by the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit 1017, and the control linked to the gradation correction is performed, so that all the objects from the backlit subject to the forward-lit subject are captured. On the other hand, it is possible to obtain an output image in which gradation is not crushed, color balance is good, and gradation expression is rich in the entire area.

【0066】図13は本発明の第4の実施例における撮
像装置の構成を示すブロック図である。図13におい
て、1101は光学系、1102は絞り回路、1103
は固体撮像素子、1104はアナログ回路、1105は
アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)、1106
は階調補正回路、1107は信号処理回路、1108は
デジタル/アナログ変換器(D/A変換器)、1109
はエンコーダ回路、1110は輝度信号生成回路、11
11は最大値検出回路、1112は平均値検出回路、1
113は加重平均回路、1114は第2の比較回路、1
115は絞り駆動回路、1116は特徴量抽出回路、1
117は補正特性決定回路、1118は最小値検出回
路、1119は減算器、1120は第1の比較回路であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 13, 1101 is an optical system, 1102 is a diaphragm circuit, and 1103.
Is a solid-state image sensor, 1104 is an analog circuit, 1105 is an analog / digital converter (A / D converter), 1106.
Is a gradation correction circuit, 1107 is a signal processing circuit, 1108 is a digital / analog converter (D / A converter), 1109
Is an encoder circuit, 1110 is a luminance signal generation circuit, 11
11 is a maximum value detection circuit, 1112 is an average value detection circuit, 1
Reference numeral 113 denotes a weighted average circuit, 1114 denotes a second comparison circuit, 1
Reference numeral 115 is a diaphragm drive circuit, 1116 is a feature amount extraction circuit, 1
Reference numeral 117 is a correction characteristic determination circuit, 1118 is a minimum value detection circuit, 1119 is a subtractor, and 1120 is a first comparison circuit.

【0067】以上のように構成された本発明の第4の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the fourth embodiment of the present invention constructed as above will be described below.

【0068】図13において、まず、光入力が光学系1
101と絞り回路1102を通り固体撮像素子1103
に入力する。固体撮像素子1103からアナログ回路1
104が入力映像信号としてR,G,B信号が取り込
む。このR,G,B信号はアナログ/デジタル変換器1
105によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号として輝度信号生成回路11
10と階調補正回路1106に入力される。以下、最小
値検出回路1118と減算器1119以外は第1及び第
2の実施例と同様に動作する。すなわち、輝度生成回路
1110ではR,G,B信号から輝度信号Yを算出す
る。まず、算出した輝度信号Yから最大値検出回路11
11と平均値検出回路1112がそれぞれ1フィールド
の有効画面の最大値と平均値を検出する。検出した輝度
信号の最大値と平均値を加重平均回路1113が加重係
数で加重平均し平均輝度レベルを求める。例えば、関係
式(2)で平均輝度レベルを求めることができる。求め
た平均輝度レベルを第2の比較回路1114が絞りの目
標値と比較し、平均輝度レベルと絞りの目標値が一致す
るように絞り駆動回路1115が絞り回路1102を駆
動することによって絞り制御を行う。
In FIG. 13, first, the optical input is the optical system 1.
A solid-state image sensor 1103 that passes through 101 and the diaphragm circuit 1102.
To enter. From the solid-state image sensor 1103 to the analog circuit 1
The R, G, B signals are captured by the input signal 104. These R, G and B signals are converted to analog / digital converter 1
It is converted into digital data of 0 to 255 by 105. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are luminance signal generation circuits 11 as input video signals.
10 and the gradation correction circuit 1106. Hereinafter, except the minimum value detection circuit 1118 and the subtractor 1119, the operation is the same as in the first and second embodiments. That is, the luminance generation circuit 1110 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. First, the maximum value detection circuit 11 is calculated from the calculated luminance signal Y.
11 and the average value detection circuit 1112 detect the maximum value and the average value of the effective screen of one field, respectively. A weighted average circuit 1113 weights and averages the maximum value and the average value of the detected luminance signal with a weighting coefficient to obtain an average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression (2). The second comparison circuit 1114 compares the obtained average brightness level with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 1115 drives the aperture circuit 1102 so that the average brightness level and the target value of the aperture match, thereby performing aperture control. To do.

【0069】また、算出した輝度信号Yを特徴量抽出回
路1116と階調補正回路1107に供給する。特徴量
抽出回路1116では輝度信号Yの低輝度画素数と中輝
度画素数と高輝度画素数を求め、補正特性決定回路11
17に供給する。補正特性決定回路1117では低輝度
画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映像
信号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性の
補正係数を出力する。階調補正回路1106は輝度信号
Yと補正係数から補正ゲインを求める。この補正ゲイン
で入力映像信号の階調補正を行う。この階調補正された
R,G,B信号を信号処理回路1107がアパーチャ処
理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタルR,
G,B信号をデジタル/アナログ変換器1108がアナ
ログR,G,B信号に変換する。最後に、エンコーダ回
路1109がこのR,G,B信号をY信号(輝度信号)
とC信号(色信号)に変換し映像信号出力を出力する。
Further, the calculated luminance signal Y is supplied to the characteristic amount extraction circuit 1116 and the gradation correction circuit 1107. The characteristic amount extraction circuit 1116 obtains the number of low luminance pixels, the number of medium luminance pixels, and the number of high luminance pixels of the luminance signal Y, and the correction characteristic determination circuit 11
Supply to 17. The correction characteristic determination circuit 1117 determines the optimum gradation correction characteristic for the input video signal based on the number of low luminance pixels, the number of medium luminance pixels, and the number of high luminance pixels, and outputs the correction coefficient of the gradation correction characteristic. The gradation correction circuit 1106 obtains a correction gain from the luminance signal Y and the correction coefficient. The gradation of the input video signal is corrected with this correction gain. The signal processing circuit 1107 performs signal processing such as aperture processing on the gradation-corrected R, G, and B signals. This signal processed digital R,
The digital / analog converter 1108 converts the G, B signals into analog R, G, B signals. Finally, the encoder circuit 1109 converts the R, G, B signals into Y signals (luminance signals).
And C signal (color signal) and output the video signal output.

【0070】一方、第1及び第2の実施例と動作が異な
るのは、輝度生成回路1110が算出した輝度信号Yか
ら最大値検出回路1111と最小値検出回路1118が
それぞれ最大値と最小値を検出する。検出した最大値か
ら最小値を減算器119で減算する。この減算結果を予
め設定された規定値と第1の比較回路1120で比較す
る。この比較結果によって、加重平均回路1113の加
重係数を補正し、階調補正に連動した絞り制御を行うと
ころである。
On the other hand, the operation differs from the first and second embodiments in that the maximum value detection circuit 1111 and the minimum value detection circuit 1118 calculate the maximum value and the minimum value from the brightness signal Y calculated by the brightness generation circuit 1110, respectively. To detect. The subtracter 119 subtracts the minimum value from the detected maximum value. The subtraction result is compared with a preset specified value by the first comparison circuit 1120. Based on this comparison result, the weighting coefficient of the weighted average circuit 1113 is corrected, and the aperture control linked with the gradation correction is being performed.

【0071】図14は最大値と最小値の差分に対する加
重係数の補正値を示す特性図である。例えば、補正特性
決定回路1117が逆光被写体の階調補正特性と判定す
るときは減算結果が大きくなり、図14に示すように加
重平均回路1113の加重係数を減算結果に応じて大き
くし、輝度信号の最大値の割合を大きくして平均輝度レ
ベルを求めるようにする。絞り駆動回路1115は絞り
の目標値と補正した平均輝度レベルが一致するように絞
り回路1102を駆動するので、平均輝度レベルが大き
くなると絞りを閉じる方向に動作する。通常、絞り駆動
回路1115は平均輝度レベルと絞りの目標値をあわせ
るように絞り回路1102を駆動するので、逆光被写体
の時は平均輝度レベルが小さくなるので絞りが開いてし
まい、屋外等の高輝度部は白つぶれしてしまう。従っ
て、加重係数を減算結果で補正することによって平均輝
度レベルを大きくし、絞りを閉じるようにすることによ
って白つぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路1106に
よって低輝度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力す
ることによって、逆光被写体に対しても画面全体に階調
表現豊かな映像信号出力を得ることができる。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the correction value of the weighting coefficient with respect to the difference between the maximum value and the minimum value. For example, when the correction characteristic determination circuit 1117 determines that it is the gradation correction characteristic of the backlight subject, the subtraction result becomes large, and the weighting coefficient of the weighted average circuit 1113 is increased in accordance with the subtraction result as shown in FIG. The ratio of the maximum value of is increased to obtain the average brightness level. Since the diaphragm drive circuit 1115 drives the diaphragm circuit 1102 so that the target value of the diaphragm and the corrected average brightness level match, the diaphragm drive circuit 1115 operates in the direction to close the diaphragm when the average brightness level increases. Normally, the diaphragm drive circuit 1115 drives the diaphragm circuit 1102 so that the average brightness level and the target value of the diaphragm are matched, so that the average brightness level becomes small when the subject is backlit, so the diaphragm opens, and high brightness outdoors. The part is crushed. Therefore, the weighting coefficient is corrected by the subtraction result to increase the average luminance level, and the iris is closed to prevent white crushing. Further, the gradation correction circuit 1106 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0072】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1101と、絞り回路1102と、
固体撮像素子1103と、アナログ回路1104と、ア
ナログ/デジタ変換器(A/D変換器)1105と、階
調補正回路1106と、信号処理回路1107と、デジ
タル−アナログ変換器(D/A変換器)1108と、エ
ンコーダ回路1109と、輝度信号生成回路1110
と、最大値検出回路1111と、平均値検出回路111
2と、加重平均回路1113と、第2の比較回路111
4と、絞り駆動回路1115と、特徴量抽出回路111
6と、補正特性決定回路1117と、最小値検出回路1
118と、減算器1119と、第1の比較回路1120
という構成で、最大値と最小値の減算結果によって、加
重係数を補正し、階調補正に連動した絞り制御を行うこ
とによって、逆光被写体から順光被写体まであらゆる被
写体に対して階調がつぶされない、色バランスがよく全
域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment, the image pickup apparatus of the present invention includes the optical system 1101, the diaphragm circuit 1102,
A solid-state image sensor 1103, an analog circuit 1104, an analog / digital converter (A / D converter) 1105, a gradation correction circuit 1106, a signal processing circuit 1107, and a digital-analog converter (D / A converter). ) 1108, encoder circuit 1109, and luminance signal generation circuit 1110
A maximum value detection circuit 1111 and an average value detection circuit 111
2, the weighted average circuit 1113, and the second comparison circuit 111
4, the diaphragm drive circuit 1115, and the feature amount extraction circuit 111
6, the correction characteristic determination circuit 1117, and the minimum value detection circuit 1
118, the subtractor 1119, and the first comparison circuit 1120.
With this configuration, the weighting coefficient is corrected by the subtraction result of the maximum value and the minimum value, and the aperture control linked to the gradation correction is performed, so that the gradation is not destroyed for all objects from the backlight subject to the forward-illumination subject. It is possible to obtain an output image with good color balance and rich gradation expression over the entire area.

【0073】図15は本発明の第5の実施例における撮
像装置の構成を示すブロック図である。図15におい
て、1201は光学系、1202は絞り回路、1203
は固体撮像素子、1204はアナログ回路、1205は
アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)、1206
は階調補正回路、1207は信号処理回路、1208は
デジタル/アナログ変換器(D/A変換器)、1209
はエンコーダ回路、1210は輝度信号生成回路、12
11は最大値検出回路、1212は平均値検出回路、1
213は加重平均回路、1214は第2の比較回路、1
215は絞り駆動回路、1216は特徴量抽出回路、1
217は補正特性決定回路、1218は最小値検出回
路、1219は減算器、1220は第1の比較回路であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 15, 1201 is an optical system, 1202 is a diaphragm circuit, and 1203.
Is a solid-state image sensor, 1204 is an analog circuit, 1205 is an analog / digital converter (A / D converter), 1206
Is a gradation correction circuit, 1207 is a signal processing circuit, 1208 is a digital / analog converter (D / A converter), 1209
Is an encoder circuit, 1210 is a luminance signal generation circuit, 12
11 is a maximum value detection circuit, 1212 is an average value detection circuit, 1
213 is a weighted average circuit, 1214 is a second comparison circuit, 1
Reference numeral 215 is a diaphragm drive circuit, 1216 is a feature amount extraction circuit, and 1
Reference numeral 217 is a correction characteristic determination circuit, 1218 is a minimum value detection circuit, 1219 is a subtractor, and 1220 is a first comparison circuit.

【0074】以上のように構成された本発明の第5の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the fifth embodiment of the present invention configured as above will be described below.

【0075】図15において、まず、光入力が光学系1
201と絞り回路1202を通り固体撮像素子1203
に入力する。固体撮像素子1203からアナログ回路1
204が入力映像信号としてR,G,B信号が取り込
む。このR,G,B信号はアナログ/デジタル変換器1
205によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号として輝度信号生成回路12
10と階調補正回路1206に入力される。以下、加重
平均回路1213第2の比較回路1214以外は第4の
実施例と同様に動作する。すなわち、輝度信号生成回路
1210ではR,G,B信号から輝度信号Yを算出す
る。まず、算出した輝度信号Yから最大値検出回路12
11と平均値検出回路1212がそれぞれ1フィールド
の有効画面の最大値と平均値を検出する。検出した輝度
信号の最大値と平均値を加重平均回路1213が加重係
数で加重平均し平均輝度レベルを求める。例えば、関係
式(2)で平均輝度レベルを求めることができる。求め
た平均輝度レベルを第2の比較回路1214が絞りの目
標値と比較し、平均輝度レベルと絞りの目標値が一致す
るように絞り駆動回路1215が絞り回路1202を駆
動することによって絞り制御を行う。
In FIG. 15, first, the optical input is the optical system 1.
A solid-state image sensor 1203 passing through 201 and the diaphragm circuit 1202.
To enter. From the solid-state image sensor 1203 to the analog circuit 1
The R, G, B signals are taken in by the input signal 204. These R, G and B signals are converted to analog / digital converter 1
It is converted into digital data of 0 to 255 by 205. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are used as input video signals and the luminance signal generation circuit 12
10 and the gradation correction circuit 1206. Hereinafter, except the weighted average circuit 1213 and the second comparison circuit 1214, the operation is the same as that of the fourth embodiment. That is, the luminance signal generation circuit 1210 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. First, the maximum value detection circuit 12 is calculated from the calculated luminance signal Y.
11 and the average value detection circuit 1212 detect the maximum value and the average value of the effective screen of one field, respectively. A weighted averaging circuit 1213 weights and averages the maximum value and the average value of the detected luminance signal with a weighting coefficient to obtain an average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression (2). The second comparison circuit 1214 compares the obtained average brightness level with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 1215 drives the aperture circuit 1202 so that the average brightness level and the target value of the aperture match, thereby performing aperture control. To do.

【0076】また、算出した輝度信号Yを特徴量抽出回
路1216と階調補正回路1207に供給する。特徴量
抽出回路1216では輝度信号Yの低輝度画素数と中輝
度画素数と高輝度画素数を求め、補正特性決定回路12
17に供給する。補正特性決定回路1217では低輝度
画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を基に、入力映像
信号に最適の階調補正特性を判定して、階調補正特性の
補正係数を出力する。階調補正回路1206は輝度信号
Yと補正係数から補正ゲインを求める。この補正ゲイン
で入力映像信号の階調補正を行う。この階調補正された
R,G,B信号を信号処理回路1207がアパーチャ処
理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタルR,
G,B信号をデジタル/アナログ変換器1208がアナ
ログR,G,B信号に変換する。最後に、エンコーダ回
路1209がこのR,G,B信号をY信号(輝度信号)
とC信号(色信号)に変換し映像信号出力を出力する。
Further, the calculated luminance signal Y is supplied to the characteristic amount extraction circuit 1216 and the gradation correction circuit 1207. The characteristic amount extraction circuit 1216 obtains the number of low luminance pixels, the number of medium luminance pixels, and the number of high luminance pixels of the luminance signal Y, and the correction characteristic determination circuit 12
Supply to 17. The correction characteristic determination circuit 1217 determines the optimum gradation correction characteristic for the input video signal based on the low luminance pixel number, the medium luminance pixel number, and the high luminance pixel number, and outputs the correction coefficient of the gradation correction characteristic. The gradation correction circuit 1206 obtains a correction gain from the luminance signal Y and the correction coefficient. The gradation of the input video signal is corrected with this correction gain. The signal processing circuit 1207 performs signal processing such as aperture processing on the gradation-corrected R, G, and B signals. This signal processed digital R,
The digital / analog converter 1208 converts the G, B signals into analog R, G, B signals. Finally, the encoder circuit 1209 converts the R, G, B signals into Y signals (luminance signals).
And C signal (color signal) and output the video signal output.

【0077】一方、第4の実施例と動作が異なるのは、
輝度生成回路1210が算出した輝度信号Yから最大値
検出回路1211と最小値検出回路1218がそれぞれ
最大値と最小値を検出する。検出した最大値から最小値
を減算器1219で減算する。この減算結果を予め設定
された規定値と第1の比較回路1220が比較する。こ
の比較結果によって、第2の比較回路1214の絞りの
目標値を補正し、階調補正に連動した絞り制御を行うと
ころである。例えば、補正特性決定回路1217が逆光
被写体の階調補正特性と判定するときは減算結果が大き
くなり、第2の比較回路1214の絞りの目標値を減算
結果に反比例させながら小さくする。絞り駆動回路12
15は絞りの目標値と平均輝度レベルが一致するように
絞り回路1202を駆動するので、絞りの目標値が小さ
くなると絞りを閉じる方向に動作する。通常、絞り駆動
回路1215は平均輝度レベルと絞りの目標値をあわせ
るように絞り回路1202を駆動するので、逆光被写体
の時は平均輝度レベルが小さくなり絞りが開いてしま
い、屋外等の高輝度部は白つぶれしてしまう。従って、
絞りの目標値を減算結果で補正し、低輝度部が黒つぶれ
しない程度に絞りを閉じるようにすることによって白つ
ぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路1206によって低
輝度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力することに
よって、逆光被写体に対しても画面全体に階調表現豊か
な映像信号出力を得ることができる。
On the other hand, the operation differs from that of the fourth embodiment in that
The maximum value detection circuit 1211 and the minimum value detection circuit 1218 detect the maximum value and the minimum value from the brightness signal Y calculated by the brightness generation circuit 1210. The subtractor 1219 subtracts the minimum value from the detected maximum value. The first comparison circuit 1220 compares the subtraction result with a preset specified value. Based on this comparison result, the target value of the aperture of the second comparison circuit 1214 is corrected, and the aperture control linked with the gradation correction is being performed. For example, when the correction characteristic determination circuit 1217 determines that it is the gradation correction characteristic of the backlight subject, the subtraction result is large, and the target value of the aperture of the second comparison circuit 1214 is reduced while being inversely proportional to the subtraction result. Aperture drive circuit 12
Reference numeral 15 drives the diaphragm circuit 1202 so that the target value of the diaphragm and the average brightness level coincide with each other. Therefore, when the target value of the diaphragm becomes small, the diaphragm circuit operates in the direction of closing the diaphragm. Normally, the diaphragm drive circuit 1215 drives the diaphragm circuit 1202 so that the average brightness level and the target value of the diaphragm are matched. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level becomes small and the diaphragm is opened, so that the high brightness portion such as outdoors is exposed. Will be crushed in white. Therefore,
Whitening is prevented by correcting the target value of the aperture with the subtraction result and closing the aperture so that the low-luminance portion is not blackened. Further, the gradation correction circuit 1206 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0078】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1201と、絞り回路1202と、
固体撮像素子1203と、アナログ回路1204と、ア
ナログ/デジタル変換器(A/D変換器)1205と、
階調補正回路1206と、信号処理回路1207と、デ
ジタル/アナログ変換器(D/A変換器)1208と、
エンコーダ回路1209と、輝度信号生成回路1210
と、最大値検出回路1211と、平均値検出回路121
2と、加重平均回路1213と、第2の比較回路121
4と、絞り駆動回路1215と、特徴量抽出回路121
6と、補正特性決定回路1217と、最小値検出回路1
218と、減算器1219と、第1の比較回路1220
という構成で、最大値と最小値の減算結果によって、第
2の比較回路1214の絞りの目標値を補正し、階調補
正に連動した絞り制御を行うことによって、逆光被写体
から順光被写体まであらゆる被写体に対して階調がつぶ
されない、色バランスがよく全域にわたって階調表現の
豊かな出力画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the image pickup apparatus of the present invention includes an optical system 1201, an aperture circuit 1202,
A solid-state image sensor 1203, an analog circuit 1204, an analog / digital converter (A / D converter) 1205,
A gradation correction circuit 1206, a signal processing circuit 1207, a digital / analog converter (D / A converter) 1208,
Encoder circuit 1209 and luminance signal generation circuit 1210
A maximum value detection circuit 1211, and an average value detection circuit 121.
2, a weighted average circuit 1213, and a second comparison circuit 121
4, the diaphragm drive circuit 1215, and the feature amount extraction circuit 121
6, the correction characteristic determination circuit 1217, and the minimum value detection circuit 1
218, the subtractor 1219, and the first comparison circuit 1220.
With such a configuration, the target value of the aperture of the second comparison circuit 1214 is corrected according to the subtraction result of the maximum value and the minimum value, and the aperture control linked with the gradation correction is performed, so that the backlight subject and the forward-illuminated subject can be controlled. It is possible to obtain an output image in which gradation is not overwhelmed with respect to the subject, color balance is good, and gradation expression is rich in the entire area.

【0079】図16は本発明の第6の実施例における撮
像装置の具体的構成を示すブロック図である。図16に
おいて、1301は光学系、1302は絞り回路、13
03は固体撮像素子、1304はアナログ回路、130
5はアナログ/デジタル変換器(A/D変換器)、13
06は階調補正回路、1307は信号処理回路、130
8はデジタル/アナログ変換器(D/A変換器)、13
09はエンコーダ回路、1310は輝度信号生成回路、
1311はブロックメモリ回路、1312は特徴量抽出
回路、1313は補正特性決定回路、1314は1チッ
プマイコン、1315は絞り駆動回路である。
FIG. 16 is a block diagram showing the concrete arrangement of the image pickup apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 16, reference numeral 1301 denotes an optical system, 1302 denotes a diaphragm circuit, and 13
03 is a solid-state image sensor, 1304 is an analog circuit, 130
5 is an analog / digital converter (A / D converter), 13
Reference numeral 06 is a gradation correction circuit, 1307 is a signal processing circuit, and 130.
8 is a digital / analog converter (D / A converter), 13
09 is an encoder circuit, 1310 is a luminance signal generation circuit,
Reference numeral 1311 is a block memory circuit, 1312 is a feature amount extraction circuit, 1313 is a correction characteristic determination circuit, 1314 is a one-chip microcomputer, and 1315 is an aperture drive circuit.

【0080】以上のように構成された本発明の第6の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the sixth embodiment of the present invention constructed as above will be described below.

【0081】図16において、まず、光入力が光学系1
301と絞り回路1302を通り固体撮像素子1303
に入力する。固体撮像素子1303からアナログ回路1
304が入力映像信号としてR,G,B信号が取り込
む。このR,G,B信号はアナログ/デジタル変換器1
305によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号として輝度信号生成回路13
10と階調補正回路1306に入力される。輝度信号生
成回路1310ではR,G,B信号から輝度信号Yを算
出する。算出した輝度信号Yはブロックメモリ回路13
13と特徴量抽出回路1311と階調補正回路1306
に入力する。以下、階調補正回路1306と特徴量抽出
回路1311と補正特性決定回路1312は第1及び第
2の実施例と全く同様に動作する。すなわち、特徴量抽
出回路1311は1フィールドの有効画面について低輝
度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を求める。次
に、補正特性決定回路1312が低輝度画素数と中輝度
画素数と高輝度画素数から入力映像信号に最適の補正特
性の補正係数を決定する。決定した補正係数は前フィー
ルドの階調補正特性との連続性が取れるように処理を行
い補正係数を階調補正回路1306に設定する。階調補
正回路1306は第1の階調補正特性と第2の階調補正
特性を入力輝度信号の平均値と補正係数を加算した値で
加重平均を行い補正ゲインを求める。同時にディレイ回
路でR,G,B信号のタイミングを補正ゲインに合わ
せ、R,G,B信号の各々に補正ゲインを乗算し、階調
補正されたR,G,B信号を出力する。この階調補正さ
れたR,G,B信号を信号処理回路1307がアパーチ
ャ処理等の信号処理を行う。この信号処理したデジタル
R,G,B信号をデジタル/アナログ変換器1308が
アナログR,G,B信号に変換する。最後に、エンコー
ダ回路1309がR,G,B信号をY信号(輝度信号)
とC信号(色信号)に変換し映像信号出力として出力す
る。
In FIG. 16, first, the optical input is the optical system 1.
A solid-state image sensor 1303 that passes through 301 and the aperture circuit 1302.
To enter. From the solid-state image sensor 1303 to the analog circuit 1
The R, G, B signals are taken in by the input signal 304. These R, G and B signals are converted to analog / digital converter 1
It is converted by 305 into digital data of 0 to 255. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are input image signals and the luminance signal generation circuit 13
10 and the gradation correction circuit 1306. The luminance signal generation circuit 1310 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. The calculated luminance signal Y is stored in the block memory circuit 13
13, a feature amount extraction circuit 1311, and a gradation correction circuit 1306
To enter. After that, the gradation correction circuit 1306, the characteristic amount extraction circuit 1311, and the correction characteristic determination circuit 1312 operate exactly as in the first and second embodiments. That is, the feature amount extraction circuit 1311 obtains the number of low-luminance pixels, the number of medium-luminance pixels, and the number of high-luminance pixels for the effective screen of one field. Next, the correction characteristic determination circuit 1312 determines the correction coefficient of the optimum correction characteristic for the input video signal from the low luminance pixel number, the medium luminance pixel number, and the high luminance pixel number. The determined correction coefficient is processed so as to have continuity with the gradation correction characteristic of the previous field, and the correction coefficient is set in the gradation correction circuit 1306. The gradation correction circuit 1306 performs a weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic with a value obtained by adding the average value of the input luminance signal and the correction coefficient to obtain a correction gain. At the same time, the delay circuit adjusts the timing of the R, G, B signals to the correction gain, multiplies each of the R, G, B signals by the correction gain, and outputs the R, G, B signals whose gradation has been corrected. The signal processing circuit 1307 performs signal processing such as aperture processing on the gradation-corrected R, G, and B signals. A digital / analog converter 1308 converts the signal-processed digital R, G, B signals into analog R, G, B signals. Finally, the encoder circuit 1309 converts the R, G, B signals into Y signals (luminance signals).
And C signal (color signal) and output as a video signal output.

【0082】一方、第1及び第2の実施例と動作が異な
るのはブロックメモリ回路1313と1チップマイコン
1314の動作である。ブロックメモリ回路1313で
は、図3の(b)に示すように、1フィールドの有効画
面を7×7のブロックに分割し、各ブロックの平均輝度
を求める。求めた各ブロックの平均輝度を1チップマイ
コン1314が読み込む。1チップマイコン1314で
は各ブロックの平均輝度の最大値を求める。また図3の
(c)に示すように、中央ブロックエリア302,30
3を加重平均し中央ブロックの平均輝度を重視した有効
画面全体の平均値を求める。求めた輝度信号の最大値と
平均値を加重係数で加重平均し平均輝度レベルを求め
る。例えば、関係式(2)で平均輝度レベルを求めるこ
とができる。求めた平均輝度レベルを絞りの目標値と比
較し、平均輝度レベルと絞りの目標値が一致するように
絞り駆動回路1315が絞り回路1302を駆動するこ
とによって絞り制御を行う。
On the other hand, the operations different from those of the first and second embodiments are the operations of the block memory circuit 1313 and the one-chip microcomputer 1314. In the block memory circuit 1313, as shown in FIG. 3B, the effective screen of one field is divided into 7 × 7 blocks, and the average luminance of each block is obtained. The one-chip microcomputer 1314 reads the obtained average brightness of each block. The 1-chip microcomputer 1314 finds the maximum value of the average luminance of each block. Further, as shown in FIG. 3C, the central block areas 302, 30
3 is weighted and averaged to obtain the average value of the entire effective screen, which emphasizes the average brightness of the central block. The maximum value and the average value of the obtained luminance signal are weighted and averaged by the weighting coefficient to obtain the average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression (2). The obtained average brightness level is compared with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 1315 drives the aperture circuit 1302 so that the average brightness level and the target value of the aperture match, thereby performing aperture control.

【0083】また、補正特性決定回路1312が決定し
た補正係数を1チップマイコン1314が読み込む。読
み込んだ補正係数によって、加重係数を補正し、階調補
正に連動した絞り制御を行う。例えば、補正特性決定回
路1312が逆光被写体の階調補正特性と判定したとき
は、図8に示すように加重平均の加重係数を補正係数に
応じて大きくし、輝度信号の最大値の割合を大きくして
平均輝度レベルを求めるようにする。絞り駆動回路13
15は絞りの目標値と補正した平均輝度レベルが一致す
るように絞り回路1302を駆動するので、平均輝度レ
ベルが大きくなると絞りを閉じる方向に動作する。通
常、絞り駆動回路1315は平均輝度レベルに絞りをあ
わせるように絞り回路1302を駆動するので、逆光被
写体の時は平均輝度レベルが小さくなり絞りが開いてし
まい、屋外等の高輝度部は白つぶれしてしまう。従っ
て、加重係数を補正係数で補正することによって平均輝
度レベルを大きくし、絞りを開くようにすることによっ
て白つぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路1306によ
って低輝度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力する
ことによって、逆光被写体に対しても画面全体に階調表
現豊かな映像信号出力を得ることができる。
Further, the one-chip microcomputer 1314 reads the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit 1312. The weighting coefficient is corrected by the read correction coefficient, and the aperture control is performed in conjunction with the gradation correction. For example, when the correction characteristic determination circuit 1312 determines that it is the gradation correction characteristic of the backlight subject, the weighting coefficient of the weighted average is increased according to the correction coefficient as shown in FIG. 8, and the ratio of the maximum value of the luminance signal is increased. Then, the average brightness level is obtained. Aperture drive circuit 13
Reference numeral 15 drives the diaphragm circuit 1302 so that the target value of the diaphragm and the corrected average brightness level match, so that when the average brightness level increases, the diaphragm circuit 130 operates in the direction of closing the diaphragm. Normally, the diaphragm drive circuit 1315 drives the diaphragm circuit 1302 so that the diaphragm is adjusted to the average brightness level. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level decreases and the diaphragm opens, and the high-brightness portion such as outdoors is crushed. Resulting in. Therefore, by correcting the weighting coefficient with the correction coefficient, the average luminance level is increased, and by opening the diaphragm, whiteout is prevented. Further, the gradation correction circuit 1306 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0084】あるいは、1チップマイコン1314の別
のプログラム動作を説明すると、補正特性決定回路13
12が決定した補正係数を1チップマイコン1314が
読み込む。読み込んだ補正係数によって、絞りの目標値
を補正し、階調補正に連動した絞り制御を行う。例え
ば、補正特性決定回路1312が逆光被写体の階調補正
特性と判定したときは、絞りの目標値を補正係数に比例
させながら小さくする。絞り駆動回路1315は絞りの
目標値と補正した平均輝度レベルが一致するように絞り
回路1302を駆動するので、絞りの目標値が小さくな
ると絞りを閉じる方向に動作する。通常、絞り駆動回路
1315は平均輝度レベルに絞りをあわせるように絞り
回路1302を駆動するので、逆光被写体の時は平均輝
度レベルが小さくなり絞りが開いてしまい、屋外等の高
輝度部は白つぶれしてしまう。従って、絞りの目標値を
補正係数で補正し絞りを開くようにすることによって白
つぶれを防ぐ。さらに、階調補正回路1306によって
低輝度部を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力すること
によって、逆光被写体に対しても画面全体に階調表現豊
かな映像信号出力を得ることができる。
Alternatively, another program operation of the one-chip microcomputer 1314 will be described. The correction characteristic determination circuit 13
The correction coefficient determined by 12 is read by the one-chip microcomputer 1314. The target value of the aperture is corrected by the read correction coefficient, and the aperture control linked with the gradation correction is performed. For example, when the correction characteristic determination circuit 1312 determines that the gradation correction characteristic of the backlight subject is set, the target value of the aperture is reduced while being proportional to the correction coefficient. Since the diaphragm drive circuit 1315 drives the diaphragm circuit 1302 so that the target value of the diaphragm and the corrected average luminance level match, when the target value of the diaphragm becomes small, the diaphragm drive circuit 1315 operates in the direction to close the diaphragm. Normally, the diaphragm drive circuit 1315 drives the diaphragm circuit 1302 so that the diaphragm is adjusted to the average brightness level. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level decreases and the diaphragm opens, and the high-brightness portion such as outdoors is crushed. Resulting in. Therefore, whitening is prevented by correcting the target value of the aperture with the correction coefficient and opening the aperture. Further, the gradation correction circuit 1306 raises the low-luminance portion and outputs the high-luminance portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0085】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1301、絞り回路1302、固体
撮像素子1303、アナログ回路1304、アナログ/
デジタル変換器(A/D変換器)1305、階調補正回
路1306、信号処理回路1307、デジタル/アナロ
グ変換器(D/A変換器)1308、エンコーダ回路1
309、輝度信号生成回路1310、特徴量抽出回路1
311、補正特性決定回路1312、ブロックメモリ回
路1313、1チップマイコン1314、絞り駆動回路
1315という構成で、補正係数によって絞り制御に連
動した階調補正を行うことにより、逆光被写体から順光
被写体まであらゆる被写体に対して階調がつぶされな
い、色バランスがよく全域にわたって階調表現の豊かな
出力画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the image pickup apparatus of the present invention has an optical system 1301, a diaphragm circuit 1302, a solid-state image pickup device 1303, an analog circuit 1304, an analog / analog circuit.
Digital converter (A / D converter) 1305, gradation correction circuit 1306, signal processing circuit 1307, digital / analog converter (D / A converter) 1308, encoder circuit 1
309, luminance signal generation circuit 1310, feature amount extraction circuit 1
311, a correction characteristic determination circuit 1312, a block memory circuit 1313, a one-chip microcomputer 1314, and an aperture drive circuit 1315 perform gradation correction linked with aperture control by a correction coefficient, so that all subjects from a backlit subject to a forward-illuminated subject can be obtained. It is possible to obtain an output image in which gradation is not overwhelmed with respect to the subject, color balance is good, and gradation expression is rich in the entire area.

【0086】また、入力信号が大きいときは入力信号が
ほぼそのまま出力信号になるように階調補正特性をする
ことによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調
がつぶれていたところをきれいに再現することができ
る。
Further, when the input signal is large, the gradation correction characteristic is set so that the input signal becomes an output signal almost as it is, so that the place where the gradation of the high-brightness portion has been destroyed by the conventional auto knee control can be reproduced clearly. can do.

【0087】さらに、輝度平均値Yaによって画素単位
で適応的に階調補正特性を変化させて階調補正すること
によって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号
を得ることができる。
Further, the gradation correction characteristic is adaptively changed on a pixel-by-pixel basis by the brightness average value Ya to perform the gradation correction, so that the gradation correction is performed so as to maintain the contrast even if the inclination of the correction gain is small. An output signal rich in gradation expression can be obtained.

【0088】また、動画を補正しても自然な階調補正画
像を得ることができる。図17は本発明における第7の
実施例の撮像装置の具体的構成を示すブロック図であ
る。図17において、1401は光学系、1402は絞
り回路、1403は固体撮像素子、1404はアナログ
回路、1405はアナログ/デジタル変換器(A/D変
換器)、1406は階調補正回路、1407は信号処理
回路、1408はデジタル/アナログ変換器(D/A変
換器)、1409はエンコーダ回路、1410は輝度信
号生成回路、1411は特徴量抽出回路、1412は補
正特性決定回路、1413はブロックメモリ回路、14
14は1チップマイコン、1415は絞り駆動回路であ
る。
Further, even if a moving image is corrected, a natural gradation correction image can be obtained. FIG. 17 is a block diagram showing a specific configuration of the image pickup apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 17, 1401 is an optical system, 1402 is a diaphragm circuit, 1403 is a solid-state image sensor, 1404 is an analog circuit, 1405 is an analog / digital converter (A / D converter), 1406 is a gradation correction circuit, and 1407 is a signal. A processing circuit, 1408 is a digital / analog converter (D / A converter), 1409 is an encoder circuit, 1410 is a luminance signal generation circuit, 1411 is a feature amount extraction circuit, 1412 is a correction characteristic determination circuit, 1413 is a block memory circuit, 14
Reference numeral 14 is a one-chip microcomputer, and 1415 is a diaphragm drive circuit.

【0089】以上のように構成された本発明の第7の実
施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image pickup apparatus of the seventh embodiment of the present invention constructed as above will be described below.

【0090】図17において、まず、光入力が光学系1
401と絞り回路1402を通り固体撮像素子1403
に入力する。固体撮像素子1403からアナログ回路1
404が入力映像信号としてR,G,B信号が取り込
む。このR,G,B信号はアナログ/デジタル変換器1
405によって0〜255のデジタルデータに変換され
る。この0〜255のデジタルデータに変換されたR,
G,B信号が入力映像信号として輝度信号生成回路14
10と階調補正回路1406に入力される。輝度信号生
成回路1410ではR,G,B信号から輝度信号Yを算
出する。算出した輝度信号Yはブロックメモリ回路14
13と特徴量抽出回路1411と階調補正回路1406
に入力する。以下、階調補正回路1406と特徴量抽出
回路1411と補正特性決定回路1412は第1及び第
2の実施例と全く同様に動作する。すなわち、特徴量抽
出回路1411は1フィールドの有効画面について低輝
度画素数と中輝度画素数と高輝度画素数を求める。次に
補正特性決定回路1412が低輝度画素数と中輝度画素
数と高輝度画素数から入力映像信号に最適の補正特性の
補正係数を決定する。決定した補正係数は前フィールド
の階調補正特性との連続性が取れるように処理を行い補
正係数を階調補正回路1406に設定する。階調補正回
路1406は第1の階調補正特性と第2の階調補正特性
を入力輝度信号の平均値と補正係数を加算した値で加重
平均を行い補正ゲインを求める。同時に遅延回路でR,
G,B信号のタイミングを補正ゲインに合わせ、R,
G,B信号の各々に補正ゲインを乗算し、階調補正され
たR,G,B信号を出力する。この階調補正されたR,
G,B信号を信号処理回路1407がアパーチャ処理等
の信号処理を行う。この信号処理したデジタルR,G,
B信号をデジタル/アナログ変換器1408がアナログ
R,G,B信号に変換する。最後に、エンコーダ回路1
409がR,G,B信号をY信号(輝度信号)とC信号
(色信号)に変換し映像信号出力として出力する。
In FIG. 17, first, the optical input is the optical system 1
A solid-state image sensor 1403 that passes through 401 and the diaphragm circuit 1402.
To enter. From the solid-state image sensor 1403 to the analog circuit 1
The R, G, B signals are taken in by the input video signal 404. These R, G and B signals are converted to analog / digital converter 1
It is converted into digital data of 0 to 255 by 405. R converted into digital data of 0 to 255,
The G and B signals are input image signals and the luminance signal generation circuit 14
10 and the gradation correction circuit 1406. The luminance signal generation circuit 1410 calculates the luminance signal Y from the R, G, B signals. The calculated luminance signal Y is stored in the block memory circuit 14
13, a feature amount extraction circuit 1411 and a gradation correction circuit 1406
To enter. Hereinafter, the gradation correction circuit 1406, the characteristic amount extraction circuit 1411, and the correction characteristic determination circuit 1412 operate in exactly the same manner as in the first and second embodiments. That is, the feature amount extraction circuit 1411 obtains the number of low-luminance pixels, the number of medium-luminance pixels, and the number of high-luminance pixels for the effective screen of one field. Next, the correction characteristic determination circuit 1412 determines the correction coefficient of the optimum correction characteristic for the input video signal from the low luminance pixel number, the medium luminance pixel number, and the high luminance pixel number. The determined correction coefficient is processed so as to have continuity with the gradation correction characteristic of the previous field, and the correction coefficient is set in the gradation correction circuit 1406. The gradation correction circuit 1406 performs a weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic with a value obtained by adding the average value of the input luminance signal and the correction coefficient to obtain a correction gain. At the same time, R,
Adjust the timing of the G and B signals to the correction gain, and
Each of the G and B signals is multiplied by a correction gain, and the tone-corrected R, G and B signals are output. This gradation corrected R,
The signal processing circuit 1407 performs signal processing such as aperture processing on the G and B signals. This signal processed digital R, G,
The digital / analog converter 1408 converts the B signal into analog R, G, B signals. Finally, encoder circuit 1
409 converts the R, G, B signals into a Y signal (luminance signal) and a C signal (color signal) and outputs them as a video signal output.

【0091】一方、第1の実施例と動作が異なるのはブ
ロックメモリ回路1413と1チップマイコン1414
の動作である。ブロックメモリ回路1413では、図3
の(b)に示すように、1フィールドの有効画面を7×
7のブロックに分割し、各ブロックの平均輝度を求め
る。求めた各ブロックの平均輝度を1チップマイコン1
414が読み込む。1チップマイコン1414では各ブ
ロックの平均輝度の最大値と最小値を求める。また図3
の(c)に示すように、中央ブロックエリア302,3
03を加重平均し中央ブロックの平均輝度を重視した有
効画面全体の平均値を求める。求めた輝度信号の最大値
と平均値を加重係数で加重平均し平均輝度レベルを求め
る。例えば、関係式(2)で平均輝度レベルを求めるこ
とができる。求めた平均輝度レベルを絞りの目標値と比
較し、平均輝度レベルと絞りの目標値が一致するように
絞り駆動回路1415が絞り回路1402を駆動するこ
とによって絞り制御を行う。
On the other hand, the operation differs from that of the first embodiment in that the block memory circuit 1413 and the one-chip microcomputer 1414 are
Is the operation. In the block memory circuit 1413, FIG.
As shown in (b) of, the effective screen of 1 field is 7 ×
It is divided into 7 blocks and the average luminance of each block is obtained. The average brightness of each block obtained is calculated by 1-chip microcomputer 1
414 reads. The one-chip microcomputer 1414 finds the maximum and minimum values of the average brightness of each block. See also FIG.
As shown in (c) of FIG.
03 is weighted and averaged to obtain the average value of the entire effective screen with emphasis on the average brightness of the central block. The maximum value and the average value of the obtained luminance signal are weighted and averaged by the weighting coefficient to obtain the average luminance level. For example, the average luminance level can be calculated by the relational expression (2). The obtained average brightness level is compared with the target value of the aperture, and the aperture drive circuit 1415 drives the aperture circuit 1402 so that the average brightness level and the target value of the aperture match, thereby performing aperture control.

【0092】また、求めた各ブロックの平均輝度の最大
値と最小値の差を求める。この最大値と最小値の差によ
って、加重係数を補正し、階調補正に連動した絞り制御
を行う。例えば、逆光被写体のときは、最大値と最小値
の差が大きくなり、図14に示すように加重係数をこの
最大値と最小値の差分に応じて大きくし、輝度信号の最
大値の割合を大きくして平均輝度レベルを求めるように
する。絞り駆動回路1415は絞りの目標値と補正した
平均輝度レベルが一致するように絞り回路1402を駆
動するので、平均輝度レベルが大きくなると絞りを閉じ
る方向に動作する。通常、絞り駆動回路1415は平均
輝度レベルに絞りをあわせるように絞り回路1402を
駆動するので、逆光被写体のときは平均輝度レベルが小
さくなり絞りが開いてしまい、屋外等の高輝度部は白つ
ぶれしてしまう。従って、加重係数を最大値と最小値の
差で補正することによって平均輝度レベルを大きくし、
絞りを閉じるようにすることによって白つぶれを防ぐ。
また、階調補正回路1406によって低輝度部を持ち上
げ、高輝度部をそのまま出力することによって、逆光被
写体に対しても画面全体に階調表現豊かな映像信号出力
を得ることができる。
Further, the difference between the maximum value and the minimum value of the obtained average luminance of each block is obtained. The weighting coefficient is corrected based on the difference between the maximum value and the minimum value, and the aperture control linked with the gradation correction is performed. For example, in the case of a backlit subject, the difference between the maximum value and the minimum value becomes large, and the weighting coefficient is increased according to the difference between the maximum value and the minimum value as shown in FIG. Increase to obtain the average brightness level. Since the diaphragm drive circuit 1415 drives the diaphragm circuit 1402 so that the target value of the diaphragm and the corrected average brightness level match, the diaphragm drive circuit 1415 operates in the direction to close the diaphragm when the average brightness level increases. Normally, the diaphragm drive circuit 1415 drives the diaphragm circuit 1402 so that the diaphragm is adjusted to the average brightness level. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level becomes small and the diaphragm opens, and the high-brightness portion such as outdoors is crushed. Resulting in. Therefore, the average luminance level is increased by correcting the weighting coefficient with the difference between the maximum value and the minimum value,
Preventing whiteout by closing the aperture.
Further, the gradation correction circuit 1406 raises the low-brightness portion and outputs the high-brightness portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0093】あるいは、1チップマイコン1414の別
のプログラム動作を説明すると、求めた各ブロックの平
均輝度の最大値と最小値の差を求める。この最大値と最
小値の差によって、絞りの目標値を補正し、階調補正に
連動した絞り制御を行う。例えば、逆光被写体のとき
は、最大値と最小値の差が大きくなり、この最大値と最
小値の差に反比例させながら絞りの目標値を小さくす
る。絞り駆動回路1415は絞りの目標値と補正した平
均輝度レベルが一致するように絞り回路1402を駆動
するので、絞りの目標値が小さくなると絞りを閉じる方
向に動作する。通常、絞り駆動回路1415は平均輝度
レベルに絞りをあわせるように絞り回路1402を駆動
するので、逆光被写体の時は平均輝度レベルが小さくな
り絞りが開いてしまい、屋外等の高輝度部は白つぶれし
てしまう。従って、絞りの目標値を最大値と最小値の差
で補正し絞りを閉じるようにすることによって白つぶれ
を防ぐ。また、階調補正回路1406によって低輝度部
を持ち上げ、高輝度部をそのまま出力することによっ
て、逆光被写体に対しても画面全体に階調表現豊かな映
像信号出力を得ることができる。
Alternatively, another program operation of the one-chip microcomputer 1414 will be described. The difference between the maximum value and the minimum value of the calculated average luminance of each block is calculated. The target value of the diaphragm is corrected by the difference between the maximum value and the minimum value, and the diaphragm control is performed in conjunction with the gradation correction. For example, in the case of a backlit subject, the difference between the maximum value and the minimum value becomes large, and the target value of the diaphragm is reduced while making the difference inversely proportional to the difference between the maximum value and the minimum value. Since the diaphragm drive circuit 1415 drives the diaphragm circuit 1402 so that the target value of the diaphragm and the corrected average luminance level match, when the target value of the diaphragm becomes small, the diaphragm driving circuit 1415 operates in the direction to close the diaphragm. Normally, the diaphragm drive circuit 1415 drives the diaphragm circuit 1402 so that the diaphragm is adjusted to the average brightness level. Therefore, when the subject is backlit, the average brightness level becomes small and the diaphragm opens, and the high-brightness portion such as outdoors is crushed. Resulting in. Therefore, whitening is prevented by correcting the target value of the aperture with the difference between the maximum value and the minimum value and closing the aperture. Further, the gradation correction circuit 1406 raises the low-brightness portion and outputs the high-brightness portion as it is, so that it is possible to obtain a video signal output rich in gradation expression on the entire screen even for a backlit subject.

【0094】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1401、絞り回路1402、固体
撮像素子1403、アナログ回路1404、アナログ/
デジタル変換器(A/D変換器)1405、階調補正回
路1406、信号処理回路1407、デジタル/アナロ
グ変換器(D/A変換器)1408、エンコーダ回路1
409、輝度信号生成回路1410、特徴量抽出回路1
411、補正特性決定回路1412、ブロックメモリ回
路1413、1チップマイコン1414、絞り駆動回路
1415という構成で、絞り制御に連動した階調補正を
行うことにより、逆光被写体から順光被写体まであらゆ
る被写体に対して階調がつぶされない、色バランスがよ
く全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得ること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the image pickup apparatus of the present invention has an optical system 1401, an aperture circuit 1402, a solid-state image pickup element 1403, an analog circuit 1404, an analog / analog circuit.
Digital converter (A / D converter) 1405, gradation correction circuit 1406, signal processing circuit 1407, digital / analog converter (D / A converter) 1408, encoder circuit 1
409, luminance signal generation circuit 1410, feature amount extraction circuit 1
411, the correction characteristic determination circuit 1412, the block memory circuit 1413, the one-chip microcomputer 1414, and the diaphragm drive circuit 1415 perform gradation correction linked to the diaphragm control, so that all objects from a backlit subject to a forward-lit subject can be detected. It is possible to obtain an output image in which the gradation is not destroyed and the color balance is good and the gradation expression is rich over the entire area.

【0095】また、入力信号が大きいときは入力信号が
ほぼそのまま出力信号になるように階調補正特性をする
ことによって、従来オートニー制御等で高輝度部の階調
がつぶれていたところをきれいに再現することができ
る。
Further, when the input signal is large, the gradation correction characteristic is set so that the input signal becomes the output signal as it is, so that a place where the gradation of the high-brightness portion has been destroyed by the conventional auto knee control can be reproduced clearly. can do.

【0096】さらに、輝度平均値Yaによって画素単位
で適応的に階調補正特性を変化させて階調補正すること
によって、補正ゲインの傾きが小さくてもコントラスト
を保つように階調補正を行い、階調表現豊かな出力信号
を得ることができる。
Further, the gradation correction characteristic is adaptively changed for each pixel according to the average luminance value Ya to perform the gradation correction, so that the gradation correction is performed so as to maintain the contrast even if the inclination of the correction gain is small. An output signal rich in gradation expression can be obtained.

【0097】また、動画を補正しても自然な階調補正画
像を得ることができる。図18,図19,図20,図2
1は本発明の第8,第9,第10,第11の実施例にお
ける撮像装置の構成を示すブロック図である。図18〜
図21において、1701は光学系、1702は絞り回
路、1703は固体撮像素子、1704はアナログ回
路、1705はアナログ/デジタル変換器(A/D変換
器)、1706は階調補正回路、1707は信号処理回
路、1708はデジタル/アナログ変換器(D/A変換
器)、1709はエンコーダ回路、1710は最大値検
出回路、1711は平均値検出回路、1712は加重平
均回路、1713は比較回路、1714は絞り駆動回
路、1715は特徴量抽出回路、1716は補正特性決
定回路、1717は最小値検出回路、1718は減算器
である。
Further, even if a moving image is corrected, a natural gradation correction image can be obtained. 18, FIG. 19, FIG. 20, and FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the eighth, ninth, tenth, and eleventh embodiments of the present invention. 18-
In FIG. 21, 1701 is an optical system, 1702 is a diaphragm circuit, 1703 is a solid-state image sensor, 1704 is an analog circuit, 1705 is an analog / digital converter (A / D converter), 1706 is a gradation correction circuit, and 1707 is a signal. A processing circuit, 1708 is a digital / analog converter (D / A converter), 1709 is an encoder circuit, 1710 is a maximum value detection circuit, 1711 is an average value detection circuit, 1712 is a weighted average circuit, 1713 is a comparison circuit, and 1714 is A diaphragm drive circuit, 1715 is a feature amount extraction circuit, 1716 is a correction characteristic determination circuit, 1717 is a minimum value detection circuit, and 1718 is a subtractor.

【0098】以上のように構成された本発明の第8〜第
11の実施例の撮像装置について、以下その動作を説明
する。
The operation of the image pickup apparatus of the eighth to eleventh embodiments of the present invention configured as above will be described below.

【0099】第8〜第11の実施例の撮像装置は入力映
像信号が輝度信号と色信号を生成した信号になり輝度生
成回路が削除された以外は第1,第2,第3,第4,第
5の実施例と全く同様に動作する。すなわち、特徴量抽
出回路1715が入力映像信号から求めた特徴量によっ
て補正特性決定回路1716が補正係数を決定し、この
補正係数によって絞り制御を階調補正に連動するように
補正し、同時にこの補正係数によって階調補正回路17
06が最適の階調補正特性を自動的に生成し階調補正を
行う。このように補正係数により絞り制御に連動した階
調補正を行うことによって、簡単な構成で、黒つぶれや
白つぶれを防止し、順光被写体から強い逆光被写体まで
画面全域にわたって階調表現の豊かな出力画像を得るこ
とができる。また、階調補正特性を連動して変化させる
ことができるので、動画に対しても自然な階調補正をす
ることができる。
The image pickup devices of the eighth to eleventh embodiments are the first, second, third and fourth, except that the input video signal is a signal which has generated a luminance signal and a color signal and the luminance generation circuit is eliminated. , Operates exactly as in the fifth embodiment. That is, the correction characteristic determination circuit 1716 determines the correction coefficient based on the characteristic amount obtained from the input image signal by the characteristic amount extraction circuit 1715, and the aperture control is corrected by the correction coefficient so as to be linked with the gradation correction. The gradation correction circuit 17 according to the coefficient
Reference numeral 06 automatically generates the optimum gradation correction characteristic to perform gradation correction. By performing gradation correction linked to aperture control with a correction coefficient in this way, it is possible to prevent blackout and whiteout with a simple configuration, and provide rich gradation expression over the entire screen from normal-light subjects to strong backlight subjects. An output image can be obtained. Moreover, since the gradation correction characteristics can be changed in conjunction with each other, natural gradation correction can be performed on a moving image.

【0100】または、特徴量抽出回路1715が入力映
像信号から求めた特徴量によって補正特性決定回路17
16が最適の階調補正特性を自動的に決定し階調補正回
路1706が階調補正を行う。同時に、減算器1718
が入力映像信号の最大値と最小値からコントラスト差を
求め、このコントラスト差により絞り制御を階調補正に
連動するように補正する。このようにコントラスト差に
より絞り制御に連動した階調補正を行うことによって、
簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光被写
体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって階調表現
の豊かな出力画像を得ることができる。また、階調補正
特性を連続して変化させることができるので、動画に対
しても自然な階調補正をすることができる。
Alternatively, the correction characteristic determination circuit 17 is determined by the characteristic amount obtained from the input video signal by the characteristic amount extraction circuit 1715.
16 automatically determines the optimum gradation correction characteristic, and the gradation correction circuit 1706 performs gradation correction. At the same time, the subtractor 1718
Calculates the contrast difference from the maximum value and the minimum value of the input video signal, and corrects the aperture control by interlocking with the gradation correction based on this contrast difference. In this way, by performing gradation correction linked with aperture control by contrast difference,
With a simple configuration, it is possible to prevent an underexposure and underexposure, and obtain an output image with rich gradation expression over the entire screen from a normal-light subject to a strong backlight subject. In addition, since the gradation correction characteristic can be continuously changed, natural gradation correction can be performed on a moving image.

【0101】以上のように本実施例によれば、本発明の
撮像装置は、光学系1701と、絞り回路1702と、
固体撮像素子1703と、アナログ回路1704と、ア
ナログ/デジタル変換器(A/D変換器)1705と、
階調補正回路1706と、信号処理回路1707と、デ
ジタル/アナログ変換器(D/A変換器)1708と、
エンコーダ回路1709と、最大値検出回路1710
と、平均値検出回路1711と、加重平均回路1712
と、第2の比較回路1713と、絞り駆動回路1714
と、特徴量抽出回路1715と、補正特性決定回路17
16と、最小値検出回路1717と、減算器1718と
いう構成で、階調補正に連動した絞り制御を行うことに
よって、逆光被写体から順光被写体まであらゆる被写体
に対して階調がつぶされない、色バランスがよく全域に
わたって階調表現の豊かな出力画像を得ることができ
る。
As described above, according to this embodiment, the image pickup apparatus of the present invention includes an optical system 1701, an aperture circuit 1702,
A solid-state image sensor 1703, an analog circuit 1704, an analog / digital converter (A / D converter) 1705,
A gradation correction circuit 1706, a signal processing circuit 1707, a digital / analog converter (D / A converter) 1708,
Encoder circuit 1709 and maximum value detection circuit 1710
An average value detection circuit 1711 and a weighted average circuit 1712
A second comparison circuit 1713 and a diaphragm drive circuit 1714.
A characteristic amount extraction circuit 1715 and a correction characteristic determination circuit 17
16, a minimum value detection circuit 1717, and a subtractor 1718 are used to perform aperture control in conjunction with gradation correction so that gradations are not destroyed for any subject from backlight subjects to forward-illumination subjects, and color balance is maintained. It is possible to obtain an output image with a good gradation expression over a wide range.

【0102】なお、本実施例において、固体撮像素子は
1ブロックにして動作説明したが、この固体撮像素子は
1個でも複数個でもかまわない。
In this embodiment, the solid-state image pickup device has been described as one block, but the number of the solid-state image pickup device may be one or plural.

【0103】なお、本実施例において、露光制御回路を
絞り回路で動作説明したが、露光制御回路は固体撮像素
子の電子シャッター等の露光量を制御できるものであれ
ば同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the operation of the exposure control circuit has been described as the diaphragm circuit, but the same effect can be obtained as long as the exposure control circuit can control the exposure amount of the electronic shutter of the solid-state image pickup device. it can.

【0104】なお、本実施例において、入力映像信号に
R,G,B信号を用いたが、R,G,B信号の代わりに
輝度信号、色差信号やコンポジット信号や輝度信号に色
信号を生成した信号を入力映像信号に用いても同様の効
果を得ることができる。
Although the R, G, B signals are used as the input video signals in this embodiment, the luminance signals, the color difference signals, the composite signals, and the luminance signals are generated instead of the R, G, B signals. The same effect can be obtained by using this signal as the input video signal.

【0105】なお、本実施例において、最大値と平均値
の加重平均を行い加重平均の結果が絞りの目標値に一致
する方向に絞り制御を行ったが、最初に最大値と平均値
のそれぞれの目標値との差分結果を求め加重平均を行い
加重平均の結果が小さくなる方向に絞り制御を行っても
同様の効果を得ることができる。このときは補正係数に
より最大値の目標値を補正するようにする。
In the present embodiment, the weighted average of the maximum value and the average value was performed and the aperture control was performed in the direction in which the result of the weighted average coincides with the target value of the aperture. The same effect can be obtained even if the difference result with respect to the target value is calculated, weighted averaging is performed, and aperture control is performed in a direction in which the weighted average result becomes smaller. At this time, the maximum target value is corrected by the correction coefficient.

【0106】なお、本実施例において、階調補正手段は
入力映像信号のそれぞれに補正ゲインを乗算して、快調
補正を行ったが、補正ゲイン(Y′/Y)の代わりに補
正値(Y′−Y)を入力映像信号のそれぞれに加算する
ようにしても、同様の効果を得ることができる。また補
正ゲイン(Y′/Y)を入力映像信号に乗算した結果と
補正値(Y′−Y)を入力映像信号に加算した結果を合
成しても、同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the gradation correction means multiplies each of the input video signals by the correction gain to perform the smooth correction, but instead of the correction gain (Y '/ Y), the correction value (Y The same effect can be obtained by adding'-Y) to each of the input video signals. The same effect can be obtained by combining the result obtained by multiplying the input video signal by the correction gain (Y '/ Y) and the result obtained by adding the correction value (Y'-Y) to the input video signal.

【0107】なお、本実施例において、入力映像信号を
8ビットにアナログ−デジタル変換して説明したが、量
子化ビット数は別の値でも良いし、階調補正回路等の処
理ビット数も量子化ビット数に合わせて構成できる。
In the present embodiment, the input video signal has been described by analog-to-digital conversion into 8 bits, but the quantization bit number may be another value, and the processing bit number of the gradation correction circuit etc. It can be configured according to the number of digitized bits.

【0108】なお、本実施例において、特徴量抽出回路
は、3つの輝度レベルの画素数を出力したが、各レベル
の閾値は異なる値にしても良いし、レベル数も3でなく
ても良い。
In this embodiment, the feature quantity extraction circuit outputs the number of pixels of three brightness levels, but the threshold value of each level may be different, or the number of levels may not be three. .

【0109】なお、本実施例において、特徴量抽出回路
は1水平画素数448画素、224ラインの有効画面に
ついて画素数をカウントしたが、数える画素数が異なっ
ても良いし、画素数を表わす信号ビット数も入力画像の
特徴がわかれば何ビットでもかまわない。
In the present embodiment, the feature quantity extraction circuit counts the number of pixels for an effective screen having one horizontal pixel number of 448 pixels and 224 lines. However, the counted number of pixels may be different, or a signal indicating the number of pixels. The number of bits may be any number as long as the characteristics of the input image are known.

【0110】なお、本実施例において、補正特性決定回
路は輝度ヒストグラムを特徴量として入力画像の判別を
行ったが、輝度ヒストグラムの代わりに他の特徴量、例
えばR,G,B信号のそれぞれのヒストグラムまたはど
れか一つのヒストグラムや画像データの有効画面をブロ
ック分割して各ブロックの輝度信号、RGB信号、色差
信号の最大値、平均値、最小値等を特徴量としたもの
で、画像をクラス分けできるような特徴量であれば、こ
の方法に限るものではない。
In the present embodiment, the correction characteristic determination circuit discriminates the input image by using the luminance histogram as the characteristic amount. However, instead of the luminance histogram, other characteristic amounts, for example, R, G, and B signals, respectively. Histogram or any one of the histogram or the effective screen of image data is divided into blocks, and the luminance signal, RGB signal, maximum value, average value, minimum value, etc. of the color difference signals of each block are used as the characteristic amount, and the image is classified as a class. The method is not limited to this method as long as the feature amount can be divided.

【0111】なお、本実施例において、補正特性決定回
路はROMテーブルを用いたが、ニューラルネットワー
クを用いる方法やファジィ制御を用いる方法やテンプレ
ートマッチングを用いる方法など、画像を判別して階調
補正特性を決定できる方法であれば一つの方法に限るも
のではない。
In this embodiment, the ROM table is used as the correction characteristic determining circuit, but the gradation correction characteristic is determined by discriminating the image, such as the method using the neural network, the method using the fuzzy control, the method using the template matching, or the like. The method is not limited to one as long as it can determine.

【0112】なお、本実施例においては、階調補正回路
の後に信号処理回路を配置したが、逆に配置しても、同
様の効果を得ることができる。
Although the signal processing circuit is arranged after the gradation correction circuit in this embodiment, the same effect can be obtained by arranging the signal processing circuit in reverse.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上のように本発明の撮像装置は、入力
映像信号から求めた特徴量によって補正係数を決定し、
この補正係数によって絞り制御を階調補正に連動するよ
うに補正し、同時にこの補正係数によって最適の階調補
正特性を自動的に決定し階調補正を行う。このように補
正係数により絞り制御に連動した階調補正を行うことに
よって、簡単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、
順光被写体から強い逆光被写体まで画面全域にわたって
階調表現の豊かな出力画像を得ることができる。また、
階調補正特性を連続して変化させることができるので、
動画に対しても自然な階調補正をすることができる。
As described above, the image pickup apparatus of the present invention determines the correction coefficient based on the feature amount obtained from the input video signal,
With this correction coefficient, the aperture control is corrected so as to be linked to the gradation correction, and at the same time, the optimum gradation correction characteristic is automatically determined by this correction coefficient and the gradation correction is performed. In this way, by performing gradation correction linked to aperture control with a correction coefficient, it is possible to prevent blackout and whiteout with a simple configuration,
It is possible to obtain an output image with rich gradation expression over the entire screen from a normal light subject to a strong backlight subject. Also,
Since the gradation correction characteristics can be changed continuously,
Natural gradation correction can be performed on a moving image.

【0114】また本発明の撮像装置は、入力映像信号か
ら求めた特徴量による入力画像の判別によって最適の階
調補正特性を自動的に決定し階調補正を行う。同時に入
力映像信号の最大値と最小値からコントラスト差を求
め、このコントラスト差により絞り制御を階調補正に連
動するように補正する。このようにコントラスト差によ
り絞り制御に連動した階調補正を行うことによって、簡
単な構成で、黒つぶれや白つぶれを防止し、順光被写体
から強い逆光被写体まで画面全域にわたって階調表現の
豊かな出力画像を得ることができる。また、階調補正特
性を連続して変化させることができるので、動画に対し
ても自然な階調補正をすることができる。
Further, the image pickup apparatus of the present invention automatically determines the optimum gradation correction characteristic by performing the gradation correction by discriminating the input image based on the characteristic amount obtained from the input video signal. At the same time, a contrast difference is obtained from the maximum value and the minimum value of the input video signal, and the aperture control is corrected by the contrast difference so as to be linked with the gradation correction. In this way, by performing gradation correction linked to aperture control by contrast difference, it is possible to prevent blackout and whiteout with a simple configuration and to provide rich gradation expression over the entire screen from normal-light subjects to strong backlight subjects. An output image can be obtained. In addition, since the gradation correction characteristic can be continuously changed, natural gradation correction can be performed on a moving image.

【0115】また本発明の撮像装置は、入力映像信号の
平均値Yaを用いて第1の階調補正特性と第2の階調補
正特性を加重平均して補正ゲインを求めることにより、
近傍の輝度が高ければ輝度を低く補正し、近傍の輝度が
低ければ輝度を高く補正を行い、階調補正ゲインが小さ
くてもコントラストを保つように階調補正を行い、階調
表現豊かな階調補正画像を得ることができる。
Further, the image pickup apparatus of the present invention obtains the correction gain by weighted averaging the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic by using the average value Ya of the input video signal.
If the brightness in the vicinity is high, the brightness is corrected low, if the brightness in the vicinity is low, the brightness is corrected high, and the gradation is corrected so that the contrast is maintained even if the gradation correction gain is small. A toned image can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同第1の実施例における階調補正回路106の
内部構成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a gradation correction circuit 106 according to the first embodiment.

【図3】同第1の実施例における入力映像信号の1フィ
ールド画像を示した説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a 1-field image of an input video signal in the first embodiment.

【図4】同第1の実施例における輝度ヒストグラムを示
す説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a luminance histogram in the first embodiment.

【図5】同第1の実施例における特徴量抽出回路116
の内部構成を示すブロック図
FIG. 5 is a characteristic amount extraction circuit 116 according to the first embodiment.
Block diagram showing the internal configuration of the

【図6】同第1の実施例における補正特性決定回路11
7の内部構成を示すブロック図
FIG. 6 is a correction characteristic determination circuit 11 according to the first embodiment.
Block diagram showing the internal configuration of 7.

【図7】本発明の実施例における階調補正特性を示す特
性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a gradation correction characteristic in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例における補正係数及び最大値と
最小値の減算結果に対する補正値を示す特性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a correction coefficient and a correction value for a subtraction result of the maximum value and the minimum value in the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例における撮像装置中の階
調補正回路106の内部構成を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of a gradation correction circuit 106 in an image pickup apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】同第2の実施例における階調補正の入出力特
性を示す特性図
FIG. 10 is a characteristic diagram showing input / output characteristics of gradation correction according to the second embodiment.

【図11】同第2の実施例における階調補正回路106
の詳細な内部構成を示すブロック図
FIG. 11 is a gradation correction circuit according to the second embodiment.
Block diagram showing the detailed internal structure of

【図12】本発明の第3の実施例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 12 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 13 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【図14】同第4の実施例における補正係数及び最大値
と最小値の減算結果に対する補正値を示す特性図
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a correction coefficient and a correction value for a subtraction result of the maximum value and the minimum value in the fourth embodiment.

【図15】本発明の第5の実施例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 15 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6の実施例における撮像装置の具
体的構成を示すブロック図
FIG. 16 is a block diagram showing a specific configuration of an image pickup apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第7の実施例における撮像装置の具
体的構成を示すブロック図
FIG. 17 is a block diagram showing a specific configuration of an image pickup apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第8の実施例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 18 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第9の実施例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 19 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第10の実施例における撮像装置の
構成を示すブロック図
FIG. 20 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to the tenth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第11の実施例における撮像装置の
構成を示すブロック図
FIG. 21 is a block diagram showing the arrangement of an image pickup apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第1の従来例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an image pickup apparatus in a first conventional example of the present invention.

【図23】本発明の第2の従来例における撮像装置の構
成を示すブロック図
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an image pickup apparatus in a second conventional example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 光学系 102 絞り回路 103 固体撮像素子 104 アナログ回路 106 階調補正回路 110 輝度信号生成回路 111 最大値検出回路 112 平均値検出回路 113 加重平均回路 114 第2の比較回路 115 絞り駆動回路 116 特徴量抽出回路 117 補正特性決定回路 201 第1の階調補正特性回路 202 第2の階調補正特性回路 203 加算器 204 加重平均回路 205 遅延回路 206 乗算器 207 LPF 1118,1218 最小値検出回路 1119,1219 減算器 1120,1220 第1の比較回路 Reference Signs List 101 optical system 102 diaphragm circuit 103 solid-state image sensor 104 analog circuit 106 gradation correction circuit 110 luminance signal generation circuit 111 maximum value detection circuit 112 average value detection circuit 113 weighted average circuit 114 second comparison circuit 115 diaphragm drive circuit 116 feature amount Extraction circuit 117 Correction characteristic determination circuit 201 First gradation correction characteristic circuit 202 Second gradation correction characteristic circuit 203 Adder 204 Weighted average circuit 205 Delay circuit 206 Multiplier 207 LPF 1118, 1218 Minimum value detection circuit 1119, 1219 Subtractors 1120 and 1220 First comparison circuit

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最大値を検出する最大値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の平均値を検出する平均値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める特徴量抽
出回路と、 前記特徴量抽出回路が抽出した特徴量に基づいて補正す
べき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正特性
決定回路と、 前記補正係数により加重係数を補正し、補正した加重係
数によって前記最大値検出回路が検出した最大値と前記
平均値検出回路が検出した平均値を加重平均する加重平
均回路と、 前記加重平均回路の出力結果と露光量目標値を比較する
比較回路と、 前記比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出力結果
と露光量目標値が一致するように前記露光制御回路を制
御する制御信号発生回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
1. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a maximum value detection circuit for detecting a maximum value of an output video signal of the image pickup device, and an output video signal of the image pickup device. An average value detection circuit that detects an average value, a characteristic amount extraction circuit that obtains a characteristic amount of the output image signal of the image sensor, and a gradation correction characteristic that should be corrected based on the characteristic amount that the characteristic amount extraction circuit extracts. A correction characteristic determination circuit that determines and outputs a correction coefficient, corrects the weighting coefficient by the correction coefficient, and displays the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by the corrected weighting coefficient. A weighted average circuit for weighted averaging, a comparison circuit for comparing the output result of the weighted average circuit with the exposure amount target value, and the output result of the comparison circuit and the exposure amount target value are the same. A control signal generation circuit that controls the exposure control circuit, and a gradation correction unit that corrects each of the output video signals of the image sensor with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit, An image pickup apparatus, wherein an output video signal whose gradation is corrected by a gradation correction means is obtained.
【請求項2】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最大値を検出する最大値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の平均値を検出する平均値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める特徴量抽
出回路と、 前記特徴量抽出回路が抽出した特徴量に基づいて補正す
べき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正特性
決定回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平均値検出
回路が検出した平均値を加重係数によって加重平均する
加重平均回路と、 前記補正係数により露光量目標値を補正し、補正した露
光量目標値と前記加重平均回路の出力結果を比較する比
較回路と、 前記比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出力結果
と露光量目標値が一致するように前記露光制御回路を制
御する制御信号発生回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
2. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a maximum value detection circuit for detecting a maximum value of an output video signal of the image pickup device, and an output video signal of the image pickup device. An average value detection circuit that detects an average value, a characteristic amount extraction circuit that obtains a characteristic amount of the output image signal of the image sensor, and a gradation correction characteristic that should be corrected based on the characteristic amount that the characteristic amount extraction circuit extracts. A correction characteristic determination circuit that determines and outputs a correction coefficient, a weighted average circuit that performs a weighted average of the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by a weighting coefficient, and the correction coefficient A comparison circuit that corrects the exposure amount target value and compares the corrected exposure amount target value and the output result of the weighted average circuit, and the output result of the comparison circuit is such that the output result of the weighted average circuit and the exposure amount target value are equal. A control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit, and a gradation correction means for correcting each of the output video signals of the image sensor with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit, An image pickup device, characterized in that the gradation-corrected output video signal is obtained by the gradation correction means.
【請求項3】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から輝度信号を分離もしく
は合成する輝度信号発生回路と、 前記輝度信号の最大値を検出する最大値検出回路と、 前記輝度信号の平均値を検出する平均値検出回路と、 前記輝度信号のヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて補
正すべき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正
特性決定回路と、 前記補正係数により加重係数を補正し、補正した加重係
数によって前記最大値検出回路が検出した最大値と前記
平均値検出回路が検出した平均値を加重平均する加重平
均回路と、 前記加重平均回路の出力結果と露光量目標値を比較する
比較回路と、 前記比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出力結果
と露光量目標値が一致するように前記露光制御回路を制
御する制御信号発生回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
3. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value of the luminance signal. A maximum value detection circuit for detecting the average value of the luminance signal, an average value detection circuit for detecting the average value of the luminance signal, a feature amount extraction circuit for obtaining the histogram of the luminance signal, and a correction based on the histogram obtained by the feature amount extraction circuit A correction characteristic determination circuit that determines a gradation correction characteristic to be output and outputs a correction coefficient, a weighting coefficient is corrected by the correction coefficient, and the maximum value and the average value detected by the maximum value detection circuit are corrected by the corrected weighting coefficient. A weighted average circuit for weighted averaging the average value detected by the circuit; a comparison circuit for comparing the output result of the weighted average circuit with the exposure target value; and an output result of the comparison circuit. A control signal generation circuit that controls the exposure control circuit so that the output result of the weighted average circuit and the exposure amount target value match, and the output video signal of the image pickup device with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit. And a gradation correction unit that corrects each of the above, and obtains an output video signal whose gradation is corrected by the gradation correction unit.
【請求項4】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から輝度信号を分離もしく
は合成する輝度信号発生回路と、 前記輝度信号の最大値を検出する最大値検出回路と、 前記輝度信号の平均値を検出する平均値検出回路と、 前記輝度信号のヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて補
正すべき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正
特性決定回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平均値検出
回路が検出した平均値を加重係数によって加重平均する
加重平均回路と、 前記補正係数により露光量目標値を補正し、補正した露
光量目標値と前記加重平均回路の出力結果を比較する比
較回路と、 前記比較器の出力結果で前記加重平均回路の出力結果と
露光量目標値が一致するように前記露光制御回路を制御
する制御信号発生回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
4. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value of the luminance signal. A maximum value detection circuit for detecting the average value of the luminance signal, an average value detection circuit for detecting the average value of the luminance signal, a feature amount extraction circuit for obtaining the histogram of the luminance signal, and a correction based on the histogram obtained by the feature amount extraction circuit A correction characteristic determination circuit that determines a gradation correction characteristic to be output and outputs a correction coefficient, and a weighted average that performs a weighted average of the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by a weighting coefficient. A circuit, a comparison circuit that corrects the exposure target value by the correction coefficient, and compares the corrected exposure target value with the output result of the weighted average circuit, and the output result of the comparator A control signal generation circuit that controls the exposure control circuit so that the output result of the weighted average circuit and the exposure target value match, and the output image of the image pickup device with the gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit. An image pickup apparatus comprising: a gradation correction unit that corrects each of the signals, and obtains the gradation-corrected output video signal from the gradation correction unit.
【請求項5】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最大値を検出する最大値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の平均値を検出する平均値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最小値を検出する最小値
検出回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値から前記最小値検
出回路が検出した最小値を減算する減算回路と、 前記減算回路の出力結果と規定値を比較し補正値を出力
する第1の比較回路と、 前記補正値により加重係数を補正し、補正した加重係数
によって前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平
均値検出回路が検出した平均値を加重平均する加重平均
回路と、 前記加重平均回路の出力結果と露光量目標値を比較する
第2の比較回路と、 前記第2の比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出
力結果と露光量目標値が一致するように前記露光制御回
路を制御する制御信号発生回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める特徴量抽
出回路と、 前記特徴量抽出回路が抽出した特徴量に基づいて補正す
べき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正特性
決定回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
5. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a maximum value detection circuit for detecting a maximum value of an output video signal of the image pickup device, and an output video signal of the image pickup device. An average value detection circuit that detects an average value, a minimum value detection circuit that detects the minimum value of the output video signal of the image sensor, and a minimum value that the minimum value detection circuit detects from the maximum value that the maximum value detection circuit detects. A subtraction circuit for subtracting a value, a first comparison circuit for comparing the output result of the subtraction circuit with a specified value and outputting a correction value, a weighting coefficient is corrected by the correction value, and the maximum value is corrected by the corrected weighting coefficient. A weighted average circuit for weighted averaging the maximum value detected by the detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit; a second comparison circuit for comparing the output result of the weighted average circuit with the exposure target value; Second ratio A control signal generation circuit that controls the exposure control circuit so that the output result of the weighted average circuit and the exposure amount target value match with the output result of the comparison circuit, and a feature amount that obtains the feature amount of the image signal output from the image sensor. An extraction circuit, a correction characteristic determination circuit for determining a gradation correction characteristic to be corrected based on the characteristic amount extracted by the characteristic amount extraction circuit, and outputting a correction coefficient, and a gradation correction characteristic determined by the correction characteristic determination circuit 2. An image pickup apparatus comprising: a gradation correction unit that corrects each of the output video signals of the image pickup device, and obtains the gradation-corrected output video signal from the gradation correction unit.
【請求項6】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最大値を検出する最大値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の平均値を検出する平均値
検出回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の最小値を検出する最小値
検出回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値から前記最小値検
出回路が検出した最小値を減算する減算回路と、 前記減算回路の出力結果と規定値を比較し補正値を出力
する第1の比較回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平均値検出
回路が検出した平均値を加重係数によって加重平均する
加重平均回路と、 前記補正値により露光量目標値を補正し、補正した露光
量目標値と前記加重平均回路の出力結果を比較する第2
の比較回路と、 前記第2の比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出
力結果と露光量目標値が一致するように前記露光制御回
路を制御する制御信号発生回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の特徴量を求める特徴量抽
出回路と、 前記特徴量抽出回路が抽出した特徴量に基づいて補正す
べき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正特性
決定回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
6. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a maximum value detection circuit for detecting a maximum value of an output video signal of the image pickup device, and an output video signal of the image pickup device. An average value detection circuit that detects an average value, a minimum value detection circuit that detects the minimum value of the output video signal of the image sensor, and a minimum value that the minimum value detection circuit detects from the maximum value that the maximum value detection circuit detects. A subtraction circuit that subtracts a value; a first comparison circuit that compares the output result of the subtraction circuit with a specified value and outputs a correction value; a maximum value detected by the maximum value detection circuit and an average value detection circuit A weighted averaging circuit for weighted averaging the averaged values with a weighting coefficient; a second step of correcting the exposure amount target value with the correction value and comparing the corrected exposure amount target value with the output result of the weighted average circuit;
And a control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit so that the output result of the weighted average circuit and the exposure amount target value match the output result of the second comparison circuit, and the output of the image sensor. A characteristic amount extraction circuit for obtaining a characteristic amount of a video signal; a correction characteristic determination circuit for determining a gradation correction characteristic to be corrected based on the characteristic amount extracted by the characteristic amount extraction circuit and outputting a correction coefficient; A gradation correction unit that corrects each of the output video signals of the image pickup device with the gradation correction characteristics determined by the determination circuit, and the gradation-corrected output video signal is obtained by the gradation correction unit. Image pickup device.
【請求項7】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から輝度信号を分離もしく
は合成する輝度信号生成回路と、 前記輝度信号の最大値を検出する最大値検出回路と、 前記輝度信号の平均値を検出する平均値検出回路と、 前記輝度信号の最小値を検出する最小値検出回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値から前記最小値検
出回路が検出した最小値を減算する減算回路と、 前記減算回路の出力結果と規定値を比較し補正値を出力
する第1の比較回路と、 前記補正値により加重係数を補正し、補正した加重係数
によって前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平
均値検出回路が検出した平均値を加重平均する加重平均
回路と、 前記加重平均回路の出力結果と露光量目標値を比較する
第2の比較回路と、 前記第2の比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出
力結果と露光量目標値が一致するように前記露光制御回
路を制御する制御信号発生回路と、 前記輝度信号のヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて補
正すべき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正
特性決定回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
7. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value of the luminance signal. A maximum value detection circuit for detecting, an average value detection circuit for detecting an average value of the luminance signal, a minimum value detection circuit for detecting a minimum value of the luminance signal, and a maximum value detected by the maximum value detection circuit. A subtraction circuit that subtracts the minimum value detected by the minimum value detection circuit, a first comparison circuit that compares the output result of the subtraction circuit with a specified value and outputs a correction value, and a weighting coefficient is corrected by the correction value. A weighted average circuit that performs a weighted average of the maximum value detected by the maximum value detection circuit and the average value detected by the average value detection circuit by a corrected weighting coefficient; and an output result of the weighted average circuit and an exposure amount target value. A second comparison circuit for comparing; a control signal generation circuit for controlling the exposure control circuit so that the output result of the second comparison circuit and the exposure amount target value match the output result of the weighted average circuit; A characteristic amount extraction circuit for obtaining a histogram of a luminance signal, a correction characteristic determination circuit for determining a gradation correction characteristic to be corrected based on the histogram obtained by the characteristic amount extraction circuit, and outputting a correction coefficient, the correction characteristic determination circuit And a gradation correction unit that corrects each of the output video signals of the image pickup device with the gradation correction characteristics determined by the above, and the gradation-corrected output video signal is obtained by the gradation correction unit. Imaging device.
【請求項8】 撮像素子と、 前記撮像素子の露光量を制御する露光制御回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から輝度信号を分離もしく
は合成する輝度信号生成回路と、 前記輝度信号の最大値を検出する最大値検出回路と、 前記輝度信号の平均値を検出する平均値検出回路と、 前記輝度信号の最小値を検出する最小値検出回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値から前記最小値検
出回路が検出した最小値を減算する減算回路と、 前記減算回路の出力結果と規定値を比較し補正値を出力
する第1の比較回路と、 前記最大値検出回路が検出した最大値と前記平均値検出
回路が検出した平均値を加重係数によって加重平均する
加重平均回路と、 前記補正値により露光量目標値を補正し、補正した露光
量目標値と前記加重平均回路の出力結果を比較する第2
の比較回路と、 前記第2の比較回路の出力結果で前記加重平均回路の出
力結果と露光量目標値が一致するように前記露光制御回
路を制御する制御信号発生回路と、 前記輝度信号のヒストグラムを求める特徴量抽出回路
と、 前記特徴量抽出回路が求めたヒストグラムに基づいて補
正すべき階調補正特性を決定し補正係数を出力する補正
特性決定回路と、 前記補正特性決定回路が決定した階調補正特性で前記撮
像素子の出力映像信号のそれぞれを補正する階調補正手
段とを具備し、 前記階調補正手段より階調補正された出力映像信号を得
ることを特徴とする撮像装置。
8. An image pickup device, an exposure control circuit for controlling an exposure amount of the image pickup device, a luminance signal generation circuit for separating or synthesizing a luminance signal from an output video signal of the image pickup device, and a maximum value of the luminance signal. A maximum value detection circuit for detecting, an average value detection circuit for detecting an average value of the luminance signal, a minimum value detection circuit for detecting a minimum value of the luminance signal, and a maximum value detected by the maximum value detection circuit. A subtraction circuit that subtracts the minimum value detected by the minimum value detection circuit, a first comparison circuit that compares the output result of the subtraction circuit with a specified value and outputs a correction value, and a maximum value detected by the maximum value detection circuit Value and the average value detected by the average value detection circuit are weighted and averaged by a weighting coefficient, the exposure amount target value is corrected by the correction value, and the corrected exposure amount target value and the output result of the weighted average circuit are corrected. Second to compare the fruits
And a control signal generation circuit that controls the exposure control circuit so that the output result of the weighted average circuit and the exposure target value match the output result of the second comparison circuit, and a histogram of the brightness signal. A characteristic amount extraction circuit that determines a gradation correction characteristic to be corrected based on the histogram obtained by the characteristic amount extraction circuit, and a correction characteristic determination circuit that outputs a correction coefficient; and a level determined by the correction characteristic determination circuit. An image pickup apparatus comprising: a gradation correction unit that corrects each of the output video signals of the image pickup device with a tone correction characteristic, and obtains the gradation-corrected output video signal from the gradation correction unit.
【請求項9】 撮像素子を1個あるいは複数個にしたこ
とを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7また
は8に記載の撮像装置。
9. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the number of image pickup elements is one or more.
【請求項10】 階調補正手段が撮像素子の出力映像信
号から第1の階調補正特性を生成する第1の階調補正特
性回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から第2の階調補正特性を
生成する第2の階調補正特性回路と、 前記撮像素子の出力映像信号と補正特性決定回路が決定
した補正係数を加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって前記第1の階調補正特性
と前記第2の階調補正特性を加重平均して補正ゲインを
出力する加重平均回路と、 前記加重平均回路で求めた補正ゲインによって前記撮像
素子の出力映像信号のそれぞれを補正する構成にしたこ
とを特徴とする請求項1,2,5または6に記載の撮像
装置。
10. A first gradation correction characteristic circuit in which the gradation correction means generates a first gradation correction characteristic from an output video signal of the image sensor, and a second gradation from the output video signal of the image sensor. A second gradation correction characteristic circuit for generating a correction characteristic; an adder for adding the output video signal of the image sensor and the correction coefficient determined by the correction characteristic determination circuit; and an output signal of the adder for the first gradation correction characteristic circuit. A weighted averaging circuit that outputs a correction gain by performing a weighted average of the gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic, and corrects each of the output video signals of the image sensor by the correction gain obtained by the weighted average circuit. The imaging device according to claim 1, 2, 5, or 6, which has a configuration.
【請求項11】 階調補正手段が撮像素子の出力映像信
号から第1の階調補正特性を生成する第1の階調補正特
性回路と、 前記撮像素子の出力映像信号から第2の階調補正特性を
生成する第2の階調補正特性回路と、 前記撮像素子の出力映像信号の平均値を求める平均値検
出回路と、 前記平均値と前記補正特性決定回路が決定した補正係数
を加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって前記第1の階調補正特性
と前記第2の階調補正特性を加重平均して補正ゲインを
出力する加重平均回路と、 前記加重平均回路で求めた補正ゲインによって前記撮像
素子の出力映像信号のそれぞれを補正する構成にしたこ
とを特徴とする請求項1,2,5または6に記載の撮像
装置。
11. A first gradation correction characteristic circuit, wherein gradation correction means generates a first gradation correction characteristic from an output video signal of the image pickup device, and a second gradation from the output video signal of the image pickup device. A second gradation correction characteristic circuit that generates a correction characteristic, an average value detection circuit that obtains an average value of the output video signal of the image pickup device, and the correction coefficient determined by the average value and the correction characteristic determination circuit are added. An adder, a weighted average circuit that outputs a correction gain by performing a weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic according to the output signal of the adder, and calculates the weighted average circuit. 7. The image pickup apparatus according to claim 1, 2, 5, or 6, wherein each of the output video signals of the image pickup element is corrected by a correction gain.
【請求項12】 加重平均回路が補正係数に比例させ最
大値の加重係数を大きくするように補正し、補正した加
重係数によって最大値と平均値を加重平均するようにし
たことを特徴とする請求項1または3記載の撮像装置。
12. The weighted averaging circuit corrects the weighting coefficient of the maximum value in proportion to the correction coefficient so as to increase the weighted coefficient, and weighted averages the maximum value and the average value by the corrected weighting coefficient. Item 1. The imaging device according to Item 1 or 3.
【請求項13】 比較回路が補正係数に比例させて露光
量目標値を小さくするように補正し、補正した露光量目
標値と加重平均回路の出力結果を比較するようにしたこ
とを特徴とする請求項2または4記載の撮像装置。
13. The comparison circuit corrects the exposure amount target value in proportion to the correction coefficient so as to reduce it, and compares the corrected exposure amount target value with the output result of the weighted average circuit. The imaging device according to claim 2 or 4.
【請求項14】 階調補正手段が輝度信号から第1の階
調補正特性を生成する第1の階調補正特性回路と、 前記輝度信号から第2の階調補正特性を生成する第2の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号と補正特性決定回路が決定した補正係数を
加算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって前記第1の階調補正特性
と前記第2の階調補正特性を加重平均して補正ゲインを
出力する加重平均回路と、 前記加重平均回路で求めた補正ゲインによって前記撮像
素子の出力映像信号のそれぞれを補正する構成にしたこ
とを特徴とする請求項3,4,7または8に記載の撮像
装置。
14. A first gradation correction characteristic circuit in which the gradation correction means generates a first gradation correction characteristic from a luminance signal, and a second gradation correction characteristic circuit in which a second gradation correction characteristic is generated from the luminance signal. A gradation correction characteristic circuit; an adder for adding the correction coefficient determined by the luminance signal and the correction characteristic determination circuit; and an output signal of the adder for the first gradation correction characteristic and the second gradation correction. The weighted average circuit for weighting and averaging the characteristics to output a correction gain, and the correction gain obtained by the weighted average circuit for correcting each of the output video signals of the image sensor. The imaging device according to 4, 7, or 8.
【請求項15】 階調補正手段が輝度信号から第1の階
調補正特性を生成する第1の階調補正特性回路と、 前記輝度信号から第2の階調補正特性を生成する第2の
階調補正特性回路と、 前記輝度信号の平均値を求める平均値検出回路と、 前記平均値と補正特性決定回路が決定した補正係数を加
算する加算器と、 前記加算器の出力信号によって前記第1の階調補正特性
と前記第2の階調補正特性を加重平均して補正ゲインを
出力する加重平均回路と、 前記加重平均回路で求めた補正ゲインによって前記撮像
素子の出力映像信号のそれぞれを補正する構成にしたこ
とを特徴とする請求項3,4,7または8に記載の撮像
装置。
15. A first gradation correction characteristic circuit in which the gradation correction unit generates a first gradation correction characteristic from a luminance signal, and a second gradation correction characteristic circuit in which a second gradation correction characteristic is generated from the luminance signal. A gradation correction characteristic circuit, an average value detection circuit that obtains an average value of the luminance signal, an adder that adds the correction coefficient determined by the average value and the correction characteristic determination circuit, and an output signal of the adder, A weighted average circuit that outputs a correction gain by performing a weighted average of the first gradation correction characteristic and the second gradation correction characteristic, and outputs each of the image signals output from the image sensor by the correction gain obtained by the weighted average circuit. The image pickup apparatus according to claim 3, 4, 7, or 8, wherein the image pickup apparatus is configured to correct.
【請求項16】 加重平均回路が補正値に比例させ最大
値の加重係数を大きくするように補正し、補正した加重
係数によって最大値と平均値を加重平均するようにした
ことを特徴とする請求項5または7に記載の撮像装置。
16. The weighted averaging circuit corrects the weighting coefficient of the maximum value in proportion to the correction value so as to increase the weighted coefficient, and the weighted average of the maximum value and the average value is corrected by the corrected weighting coefficient. Item 5. The imaging device according to item 5 or 7.
【請求項17】 第2の比較回路が補正値に比例させ露
光量目標値を小さくするように補正し、補正した露光量
目標値と加重平均回路の出力結果を比較するようにした
ことを特徴とする請求項6または8に記載の撮像装置。
17. A second comparison circuit corrects the exposure amount target value in proportion to the correction value so as to reduce it, and compares the corrected exposure amount target value with the output result of the weighted average circuit. The imaging device according to claim 6 or 8.
【請求項18】 入力映像信号Yの第1の階調補正特性
Y1がY1={1/a2・(Y−a)3+a}の形態の3
次曲線に従い、 第2の階調補正特性Y2がY2=bYの形態の1次直線
に従うことを特徴とする請求項10,11,14または
15に記載の撮像装置。
18. The third gradation correction characteristic Y1 of the input video signal Y is 3 in the form of Y1 = {1 / a 2 · (Y−a) 3 + a}.
16. The image pickup device according to claim 10, 11, 14 or 15, wherein the second gradation correction characteristic Y2 follows a linear straight line in the form of Y2 = bY according to the following curve.
【請求項19】 階調補正手段が、入力映像信号Yの平
均値Yaを求める平均値検出回路と、前記平均値Yaと
補正係数を加算する第1加算器と、前記第1加算器の出
力信号を値‘0’と前記入力映像信号Yの取り得る最大
値でクリップするクリップ回路と、前記入力映像信号Y
を加算して3倍のYを出力する第2の加算器と、前記入
力映像信号Yを2乗してY2を出力する第1乗算器と、
前記第1乗算器の出力信号に定数を加算する第3加算器
と、前記第3加算器の出力信号から前記第2加算器の出
力信号を減算する第1減算器と、前記クリップ回路の出
力信号を前記入力映像信号Yの取り得る最大値から減算
する第2減算器と、前記第1減算器の出力信号と前記第
2減算器の出力信号を乗算する第2乗算器と、前記クリ
ップ回路の出力信号と前記第2乗算器の出力信号を加算
する第4加算器と、撮像素子の出力映像信号を遅延させ
る遅延回路と、前記第4加算器の出力信号と前記遅延回
路の出力信号を乗算する乗算器という構成にしたことを
特徴とする請求項11または15に記載の撮像装置。
19. A gradation correction means, an average value detection circuit for obtaining an average value Ya of an input video signal Y, a first adder for adding the average value Ya and a correction coefficient, and an output of the first adder. A clip circuit for clipping the signal at a value of "0" and the maximum value that the input video signal Y can take, and the input video signal Y
A second adder for adding 3 to output Y and a first multiplier for squaring the input video signal Y and outputting Y 2 .
A third adder for adding a constant to the output signal of the first multiplier, a first subtractor for subtracting the output signal of the second adder from the output signal of the third adder, and the output of the clip circuit A second subtractor for subtracting a signal from the maximum possible value of the input video signal Y, a second multiplier for multiplying an output signal of the first subtractor and an output signal of the second subtractor, and the clipping circuit A fourth adder for adding the output signal of the second multiplier and the output signal of the second multiplier, a delay circuit for delaying the output video signal of the image sensor, an output signal of the fourth adder and an output signal of the delay circuit. 16. The image pickup apparatus according to claim 11, wherein the image pickup apparatus has a configuration of a multiplier for multiplying.
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