(57)【要約】【課題】  非線形変換を行うガンマ補正処理を含む画像信号処理装置において、ＡＧＣ等のゲインの増加時のＳ／Ｎ劣化を抑制しようとすると、ゲインを上昇させない場合のダイナミックレンジが犠牲となる。【解決手段】  ガンマ補正回路にて用いられる複数の変換特性関数９０，９２，９４を装置に予め格納する。特性設定回路は露光時間Ｅ、ゲインＧが共に小さい場合に標準特性９０をガンマ補正回路に設定する。Ｅが大きく、Ｇが小さい場合には低信号レベルで傾きを小さく設定した修正特性９２に切り換え、低信号レベルでのノイズレベルの増幅を抑制する。またＧが大きい場合には、特性９２より広い範囲で緩やかな傾きを有する修正特性９４に切り換え、Ｇに比例して大きくなるノイズレベルがガンマ補正回路での階調補正により増幅されることを抑制する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号のゲインを調節するゲイン制御回路と、
ゲイン調節後の画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、
前記ゲインに応じて前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、
を有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像信号処理装置において、
前記特性決定回路は、前記ゲイン制御回路で用いられる前記ゲインが所定の基準値未満の場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準値以上に設定される高ゲイン範囲の場合に、修正変換特性関数を定め、
前記修正変換特性関数は、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有し、かつ前記入力信号レベルの増加と共に前記標準変換特性関数に近づくこと、
を特徴とする画像信号処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像信号処理装置において、
前記低レベル領域は、前記高ゲイン範囲でのゲイン調節後のランダムノイズの信号レベルに応じて定められること、
を特徴とする画像信号処理装置。
【請求項４】
撮像装置にて生成される画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、
前記撮像装置における露光時間に応じて前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、
を有することを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像信号処理装置において、
前記特性決定回路は、前記露光時間が所定の基準値未満の場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準値以上に設定される長露光時間範囲の場合に、修正変換特性関数を定め、
前記修正変換特性関数は、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有し、かつ前記入力信号レベルの増加と共に前記標準変換特性関数に近づくこと、
を特徴とする画像信号処理装置。
【請求項６】
撮像装置にて生成される画像信号のゲインを調節するゲイン制御回路と、
前記画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、
前記撮像装置における露光時間及び前記ゲインに応じて、前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、
を有し、
前記特性決定回路は、所定の基準ゲイン未満の前記ゲインかつ所定の基準露光時間未満の前記露光時間である場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準ゲイン未満の前記ゲインかつ前記基準露光時間以上に設定される長露光時間範囲内の前記露光時間である場合に、第１の修正変換特性関数を定め、前記基準ゲイン以上に設定される高ゲイン範囲内の前記ゲインである場合に、第２の修正変換特性関数を定め、
前記第１の修正変換特性関数及び前記第２の修正変換特性関数は共に、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて少なくとも、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有する一方、前記第１の修正変換特性関数は、前記入力信号レベルの増加と共に、前記第２の修正変換特性関数よりも速く前記標準変換特性関数に近づくこと、
を特徴とする画像信号処理装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の画像信号処理装置において、
前記低レベル領域は、前記長露光時間範囲での前記画像信号のランダムノイズの信号レベルに応じて定められること、
を特徴とする画像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号の階調補正を行う画像信号処理装置に関し、特に非線形特性に基づく階調補正処理におけるノイズの抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置における画質の一つとして階調があり、一般にこれを補正する階調補正回路が設けられる。階調補正回路は所定の変換特性関数に従って、入力された画像信号の信号レベルを変換して出力する。例えば、ガンマ補正回路も階調補正のための回路である。
【０００３】
図３は、変換特性を表す模式的なグラフである。変換特性は一般に非線形であり、変換特性関数の傾きが１より大きい部分では、階調が伸張され（つまり、入力画像信号の変化に対して出力画像信号の変化が相対的に大きい）、反対に傾きが１より小さい部分では階調が圧縮される（つまり、入力画像信号の変化に対して出力画像信号の変化が相対的に小さい）。通常、画素値の分布は入力信号レベルの比較的低い側にピークを有する。この分布に対応して階調特性は、図３の特性曲線１に示されるように、そのピーク位置を含む比較的低い入力信号レベルの範囲に対し急峻な傾きを有する領域（knee領域）が設けられ、一方、比較的高い入力信号レベルの範囲では小さな傾きを設定される。
【０００４】
一方、画像信号の低い入力信号レベルにはランダムノイズや暗電流等に起因するノイズ成分が含まれるため、特性曲線１のように入力信号が０から急峻に立ち上がる変換特性関数では、ノイズ成分の信号レベルが拡大され、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio：ＳＮ比）の劣化が問題となる場合がある。そのような場合には、図３に示す特性曲線２のように、ノイズの信号レベルに応じた０近傍の入力信号レベルの範囲にて傾きを低く抑制し、それに続く入力信号レベルの範囲にてknee領域を設けたＳ字型の変換特性関数（Ｓ字ガンマ特性）が用いられることもある。
【０００５】
図４は、従来の画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。この画像信号処理装置４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサ等の撮像素子６から出力された画像信号に基づいて、輝度信号等を生成して表示装置（図示せず）等へ出力するほか、露光状態を判定して、撮像素子６を駆動する駆動部８を制御する。撮像素子６から画像信号処理部４に入力された画像信号は、アナログ信号処理回路１０での処理後、Ａ／Ｄ変換回路１２にてデジタルデータに変換され、デジタル信号処理回路１４に入力される。アナログ信号処理回路１０には、可変制御されるゲイン（アナログゲイン）で画像信号を増幅するＡＧＣ（Auto Gain Control：自動利得制御）回路２０が設けられる。一方、デジタル信号処理回路１４には、Ａ／Ｄ変換回路１２から出力される画像データに、可変制御されるゲイン（デジタルゲイン）を乗じるＤＧＣ（Digital Gain Control：デジタルゲイン制御）回路２２が設けられる。ＤＧＣ回路２２の出力は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２４を介して、ガンマ補正回路２６に入力される。ガンマ補正回路２６は、図３に示す特性曲線１又は特性曲線２のような非線形の変換特性関数を予め設定され、その固定的に設定された関数に基づいて上述の階調補正処理を行う。また、積分回路２８は、ＤＧＣ回路２２が出力する画像データを１画面単位で積分し、自動露光制御回路３０は、その積分結果に基づいて、駆動部８を制御して露光時間を伸縮させたり、ＡＧＣ回路２０、ＤＧＣ回路２２の各ゲインを調節することによって、画像信号の１画面の平均レベルを所望の水準とするようにフィードバック制御を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被写体が暗い場合には、撮像素子から出力される画像信号のダイナミックレンジが狭くなる。そのような場合、露光時間を延ばしたり、ＡＧＣ、ＤＧＣにて信号を増幅することにより、ダイナミックレンジの確保が図られる。しかし、ＡＧＣ、ＤＧＣのゲインを上げると、画像信号に含まれるランダムノイズ等のノイズまでも増幅される。また露光時間を延ばすと、画像信号に含まれる暗電流のレベルが上昇し、それに起因してノイズレベルが上昇する。そのため、この場合には、図３の特性曲線１のように低信号領域に急峻な階調性を有する変換特性を設定された階調補正回路では、Ｓ／Ｎの劣化が顕著となり得るという問題がある。
【０００７】
その一方で、Ｓ／Ｎ劣化を抑制するために、変換特性関数をＳ字ガンマ特性としたり、knee領域での階調性を抑制した（すなわち傾きを緩和した）特性を設定された階調補正回路では、ゲイン等を上げる必要のない撮像状態（標準状態）で得られた画像信号を入力された場合、多くの画素が分布する入力信号範囲にて階調性が低くなりダイナミックレンジが狭い画像が生成されるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、非線形変換特性による階調補正処理を行う画像信号処理装置において、ノイズ成分による画質劣化を抑制すると共に、ダイナミックレンジを確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像信号処理装置は、画像信号のゲインを調節するゲイン制御回路と、ゲイン調節後の画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、前記ゲインに応じて前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、を有する。本発明によれば、特性決定回路が、階調補正処理に用いられる変換特性関数をゲイン制御に連動して変更する。
【００１０】
他の本発明に係る画像信号処理装置においては、前記特性決定回路が、前記ゲイン制御回路で用いられる前記ゲインが所定の基準値未満の場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準値以上に設定される高ゲイン範囲の場合に、修正変換特性関数を定め、前記修正変換特性関数が、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有し、かつ前記入力信号レベルの増加と共に前記標準変換特性関数に近づく。本発明においては、例えば、基準値以上のゲイン全範囲を高ゲイン範囲として、これに対応して１つの修正変換特性関数を定めることができる。また、基準値以上のゲインに複数の高ゲイン範囲を設定し、それら各々に対応して修正変換特性関数を定めることもできる。
【００１１】
本発明の好適な態様は、前記低レベル領域が、前記高ゲイン範囲でのゲイン調節後のランダムノイズの信号レベルに応じて定められる画像信号処理装置である。
【００１２】
別の本発明に係る画像信号処理装置は、撮像装置にて生成される画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、前記撮像装置における露光時間に応じて前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、を有する。本発明によれば、特性決定回路は、画像信号を生成する際の撮像装置での露光時間を取得し、階調補正処理に用いられる変換特性関数を当該露光時間に連動して変更する。
【００１３】
他の本発明に係る画像信号処理装置においては、前記特性決定回路は、前記露光時間が所定の基準値未満の場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準値以上に設定される長露光時間範囲の場合に、修正変換特性関数を定め、前記修正変換特性関数は、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有し、かつ前記入力信号レベルの増加と共に前記標準変換特性関数に近づく。本発明においては、基準値以上の露光時間全範囲を１つの長露光時間範囲として１つの修正変換特性関数を定めてもよいし、複数の長露光時間範囲を設定してそれぞれに対応する複数の修正変換特性関数を定めてもよい。
【００１４】
さらに他の本発明に係る画像信号処理装置は、撮像装置にて生成される画像信号のゲインを調節するゲイン制御回路と、前記画像信号に対し、非線形の変換特性関数に基づいて信号レベルを変換する階調補正処理を施す階調補正回路と、前記撮像装置における露光時間及び前記ゲインに応じて、前記変換特性関数を決定する特性決定回路と、を有し、前記特性決定回路が、所定の基準ゲイン未満の前記ゲインかつ所定の基準露光時間未満の前記露光時間である場合に、所定の標準変換特性関数を定め、前記基準ゲイン未満の前記ゲインかつ前記基準露光時間以上に設定される長露光時間範囲内の前記露光時間である場合に、第１の修正変換特性関数を定め、前記基準ゲイン以上に設定される高ゲイン範囲内の前記ゲインである場合に、第２の修正変換特性関数を定め、前記第１の修正変換特性関数及び前記第２の修正変換特性関数は共に、入力信号レベルが所定値以下である低レベル領域にて少なくとも、前記標準変換特性関数よりも小さい変化率を有する一方、前記第１の修正変換特性関数が、前記入力信号レベルの増加と共に、前記第２の修正変換特性関数よりも速く前記標準変換特性関数に近づく。
【００１５】
本発明の好適な態様は、前記低レベル領域が、前記長露光時間範囲での前記画像信号のランダムノイズの信号レベルに応じて定められる画像信号処理装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、階調補正処理において、ゲイン制御や撮像装置での露光時間に応じて、異なる変換特性が適用される。そのため、ゲインや露光時間によって変化するノイズ成分に応じた好適な変換特性関数を適用した階調補正処理が行われ、Ｓ／Ｎ特性及びダイナミックレンジの双方を良好とした画像を得ることが可能となる。
【００１７】
特に、ゲインが低い場合や露光時間が短い場合のようにノイズの信号レベルが相対的に小さい場合には、入力信号の低レベル領域にて比較的大きな傾きを有する標準変換特性関数を採用することによって、元のノイズレベルが低いことによりＳ／Ｎの劣化を限定的としつつ、広いダイナミックレンジを得ることができる。その一方、ゲインが高い場合や露光時間が長い場合のようにノイズの信号レベルが相対的に大きい場合には、入力信号の低レベル領域での変換特性関数の傾きを小さく抑制し、かつ前記入力信号レベルの増加と共に前記標準変換特性関数に近づく修正変換特性関数を採用することによって、ノイズの信号レベルの増幅を抑制しつつ、ノイズの少ない比較的高い信号レベルでは変換特性関数を大きな傾きとしてダイナミックレンジを確保することができる。
【００１８】
ここで、ゲインの増加に伴いノイズの信号レベルは基本的に比例して増加するが、露光時間に伴う増加はそれに比べて緩やかである。そこで、ゲインと露光時間との両方が調節され得るときには、ゲインが低く露光時間が長い場合に対応する第１の修正変換特性関数は、傾きを低く抑える信号レベルの範囲をゲインが高い場合に対応する第２の修正変換特性関数に比べて狭くし、またその傾きを抑制する範囲を超えた信号レベル範囲での変換特性関数の立ち上がり方を第２の修正変換特性関数に比べて速くしても、Ｓ／Ｎの劣化が回避される。すなわち、ゲインが低く露光時間が長い場合には第１の修正変換特性関数を適用することにより、Ｓ／Ｎの劣化を抑制しつつ、ダイナミックレンジを好適に確保することができる。このように、標準変換特性関数、第１の修正変換特性関数、及び第２の修正変換特性関数をそれぞれ、ゲイン及び露光時間が共に小さい場合、ゲインが低く露光時間が長い場合、及びゲインが高い場合に使い分けることにより、それぞれの場合に適合した好適な画像信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略の構成を示すブロック図である。図において画像信号処理部５０が本発明の実施形態である画像信号処理装置に相当し、撮像素子５２から出力された画像信号に基づいて、輝度信号等の階調補正された画像データを生成し、表示部（図示せず）等へ出力する。ここでは撮像素子５２は、ＣＣＤイメージセンサである。撮像素子５２から画像信号処理部５０に入力された画像信号Ｙ０（ｔ）は、アナログ信号処理回路６０での処理後、Ａ／Ｄ変換回路６２にてデジタルデータＤ０（ｎ）に変換され、デジタル信号処理回路６４に入力される。また、画像信号処理部５０は、画像信号に基づいて露光状態を判定して、撮像素子５２を駆動する駆動部５４を制御する機能を有する。
【００２０】
アナログ信号処理回路６０は、ＡＧＣ回路７０により自動利得制御を行う他、サンプルホールド等の処理を画像信号Ｙ０（ｔ）に施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ１（ｔ）を生成する。Ａ／Ｄ変換回路６２はアナログ信号処理回路６０から出力される画像信号Ｙ１（ｔ）をデジタルデータに変換して、画像データＤ０（ｎ）を出力する。
【００２１】
デジタル信号処理回路６４はＡ／Ｄ変換回路６２から画像データＤ０（ｎ）を取り込み、各種の処理を行う。ここでは、デジタル信号処理回路６４は、ＤＧＣ回路７２を備え、画像データＤ０（ｎ）にデジタルゲインを乗じて増幅する処理を行う。また、デジタル信号処理回路６４は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）７４を備える。ＬＰＦ７４は撮像素子５２から得られる画像信号から輝度信号成分を取り出すと共に、モアレノイズ、ランダムノイズ、横引きノイズといったノイズ成分を除去、低減する。ＤＧＣ回路７２の出力はＬＰＦ７４に入力され、ＬＰＦ７４にて取り出された輝度信号成分が画像データとしてガンマ補正回路７６に入力される。
【００２２】
ガンマ補正回路７６はＬＰＦ７４からの画像データに対して、非線形変換特性に基づいて信号レベルを変換する処理を行い、画像データＤ１（ｎ）として出力する。本装置においては、ガンマ補正回路７６にて用いられる非線形の変換特性関数は特性設定回路７８により定められる。この点については後述する。
【００２３】
積分回路８０は、ＤＧＣ回路７２が出力する画像データを１画面単位で積分し、自動露光制御回路８２は、その積分結果に基づいて露光時間Ｅを伸縮制御する。駆動部５４は自動露光制御回路８２での露光時間制御の結果を受けて、撮像素子５２での電子シャッタ動作等のタイミングを制御し、目的とする露光時間での撮像動作を実現する。また、自動露光制御回路８２は、積分回路８０での積分結果に基づいて、ＡＧＣ回路７０での画像信号に対するゲイン（アナログゲインＧａ）、及びＤＧＣ回路７２での画像データに乗じられるゲイン（デジタルゲインＧｄ）を制御する。
【００２４】
自動露光制御回路８２はこれら露光時間Ｅ及び２種類のゲインＧａ，Ｇｄを調節することによって、画像信号の１画面の平均レベルを所望の水準とするようにフィードバック制御を行う。例えば、自動露光制御回路８２は、被写体が十分に明るい場合には、各ゲインＧａ，Ｇｄをデフォルト値“１”に設定し、露光時間Ｅだけを増減させて、積分回路８０での画像信号の積分結果Ｉを目標値に近づけるように制御を行う。露光時間Ｅを上限値まで増加させても、積分結果Ｉが目標値を下回る場合には、次に自動露光制御回路８２は露光時間Ｅを上限値に保ったままアナログゲインＧａを増加させて、積分結果Ｉを目標値に近づける制御を行う。アナログゲインＧａを上限値まで増加させても、積分結果Ｉが目標値を下回る場合には、次に自動露光制御回路８２は露光時間Ｅ及びゲインＧａを上限値に保ったままデジタルゲインＧｄを増加させて、積分結果Ｉを目標値に近づける制御を行う。
【００２５】
特性設定回路７８は、自動露光制御回路８２から現在設定されているＥ，Ｇａ，Ｇｄを取得し、それらの値に基づいて、複数の変換特性関数のうちいずれかを選択してガンマ補正回路７６に設定する。
【００２６】
なお、デジタル信号処理回路６４はさらに、色分離、輪郭補正等の他の信号処理を行うことができるが、ここでは説明を省略する。
【００２７】
次に、本装置における階調補正処理について説明する。階調補正処理は上述のように、ガンマ補正回路７６において変換特性関数を用いて入力信号レベルを変換することにより行われる。入力信号レベルと出力信号レベルとの対応関係を示す変換特性関数は、特性設定回路７８が自動露光制御回路８２から得られる露光時間Ｅ、ゲインＧａ，Ｇｄに基づいて決定する。
【００２８】
図２は、本装置に予め用意される複数の変換特性関数の例を示す模式的なグラフである。同図において、横軸が入力信号レベルｘ、縦軸が出力信号レベルｙを表す。変換特性関数９０（ｙ＝Ｆ０（ｘ））は、露光時間Ｅが比較的短い場合に対応した関数を表し、変換特性関数９２（ｙ＝Ｆ１（ｘ））は、露光時間Ｅが比較的長く設定される場合に対応した関数を表し、また、変換特性関数９４（ｙ＝Ｆ２（ｘ））は、２つのゲインＧａ，Ｇｄの積で与えられる合成ゲインＧが比較的大きく設定される場合に対応した関数を表す。例えば、各変換特性関数は、関数の定義域ｘ（すなわち入力信号レベルの取り得る範囲）を複数区間に分割して、各区間を線形関数で近似した形式で装置に記憶される。例えば、特性設定回路７８が、各変換特性関数を近似する線形関数を表すパラメータ（例えば、傾き及び縦軸切片のセット）を各区間毎にテーブル等に予め格納され保持する。
【００２９】
変換特性関数９０は、基本的に入力信号レベルｘ＝０から急峻に、例えば、傾きＦ０’（ｘ）＞１で立ち上がる。傾きＦ０’（ｘ）はｘの増加と共に減少するように設定される。一方、変換特性関数９２，９４はＳ字ガンマ特性であり、ｘが所定値以下である低レベル領域にて、変換特性関数９０に比べて小さい傾きを有し、当該低レベル領域にて出力信号レベルは入力信号レベルに比べて小さい値に変換される。例えば、少なくとも０近傍のｘにて、傾きＦ１’（ｘ）＜１，Ｆ２'（ｘ）＜１である。また、変換特性関数９４と比較して、変換特性関数９２は、ｘの増加と共に速く立ち上がり、標準変換特性関数９０に速く近づく。
【００３０】
特性設定回路７８は、露光時間Ｅと予め設定されている所定の閾値（基準露光時間）ηｅとを比較し、Ｅ＜ηｅであれば、変換特性関数９０をガンマ補正回路７６に設定する。また、Ｅ≧ηｅである場合には、特性設定回路７８はさらに、合成ゲインＧと予め設定されている所定の閾値（基準ゲイン）ηｇとを比較し、Ｇ＜ηｇであれば、変換特性関数９２をガンマ補正回路７６に設定する。一方、Ｅ≧ηｅである場合において、Ｇ≧ηｇであれば、変換特性関数９４をガンマ補正回路７６に設定する。ガンマ補正回路７６への各変換特性関数の設定は、例えば、特性設定回路７８に格納されている各変換特性関数を表すパラメータを読み出して、ガンマ補正回路７６に設定することにより行われる。
【００３１】
ここで、一般に、露光時間が長くなると画像信号に含まれる暗電流成分が増加し、Ｓ／Ｎが劣化する。基準露光時間ηｅは、変換特性関数９０で階調補正した画像のＳ／Ｎが許容範囲内に収まる露光時間内で設定される。
【００３２】
また、変換特性関数９２，９４の低レベル領域にて傾きを小さくするのは、低レベル領域に含まれ得るノイズ成分を大きな出力信号レベルに変換しないようにしてＳ／Ｎを良好に保つためである。よって、変換特性関数９２，９４それぞれにおける傾きを抑制する低レベル領域は、変換特性関数９２，９４それぞれが適用される露光時間Ｅ及びゲインＧでのノイズの大きさに応じて定められ、また、当該低レベル領域での傾きは、許容されるＳ／Ｎに応じて定められる。ここで、ノイズの信号レベルはゲインＧに基本的に比例して増加するので、ガンマ補正回路７６に入力される画像信号は、Ｇ＜ηｇの場合よりもＧ≧ηｇの場合の方がノイズの信号レベルが大きくなり得る。これに対応して、変換特性関数９２は、上述の傾きを抑制する低レベル領域が比較的狭く設定され、それを超える入力信号レベルにて急峻に立ち上がるように設定される。一方、変換特性関数９４では、傾きが広い範囲で抑制され、緩やかに立ち上がるように設定されている。
【００３３】
ここでは、露光時間Ｅ、合成ゲインＧそれぞれについて１つずつ閾値ηｅ，ηｇを設定して、それに対応して標準の変換特性関数９０の他に、２つの修正した変換特性関数９２，９４を用意し、特性設定回路７８がそれらを選択する構成を説明したが、Ｅ，Ｇについての閾値の数を増やして、より多くの変換特性関数から選択する構成としてもよい。例えば、露光時間Ｅの上限値をＬ、アナログゲインＧａの上限値をＭａ、デジタルゲインＧｄの上限値をＭｄとする場合、Ｅ＜ηｅにて適用する標準の変換特性関数９０の他に、Ｅ≧ηｅかつＧ＝１の場合、Ｅ＝Ｌかつ１＜Ｇ≦Ｍ１の場合、Ｅ＝ＬかつＭ１＜Ｇ≦Ｍ１・Ｍ２の場合について、適用される変換特性関数をそれぞれ用意し、特性設定回路７８がＥ，Ｇａ，Ｇｄそれらを選択するようにすることができる。
【００３４】
また、本発明は露光時間Ｅのみを変化させる場合や、ゲインＧのみを変化させる場合にも適用できる。例えば、Ｅ＜ηｅの場合に変換特性関数９０、Ｅ≧ηｅの場合に変換特性関数９２を選択するように構成することができる。また、例えば、Ｇ＜ηｇの場合に変換特性関数９０、Ｇ≧ηｇの場合に変換特性関数９４を選択するように構成することができる。ここで、Ｅを増加させた場合の修正変換特性関数として変換特性関数９２を採用し、Ｇを増加させた場合の修正変換特性関数として変換特性関数９４を採用している。これは、露光時間Ｅの変化に比べてノイズの信号レベルの変化率は小さく、一方、ゲインＧの増加に対して、ノイズの信号レベルは基本的に比例して増加するという相違に応じたものである。すなわち、Ｅがηｅから上限値まで変化する間でのノイズの信号レベルの変化は比較的小さく、一方、ゲインＧが上昇される場合には、ノイズの信号レベルはゲインＧに比例して大きく変化することから、上述のような変換特性関数の設定が好適となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態である画像信号処理装置の構成を示す概略のブロック図である。
【図２】本装置に予め用意される複数の変換特性関数の例を示す模式的なグラフである。
【図３】ガンマ補正回路の変換特性を表す模式的なグラフである。
【図４】従来の画像信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
５０  画像信号処理部、５２  撮像素子、５４  駆動部、６０  アナログ信号処理回路、６２  Ａ／Ｄ変換回路、６４  デジタル信号処理回路、７０  ＡＧＣ回路、７２  ＤＧＣ回路、７４  ＬＰＦ、７６  ガンマ補正回路、７８  特性設定回路、８０  積分回路、８２  自動露光制御回路。
【図１】
2005244559.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005244559.tif 000005
【図４】
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