图像信号处理装置、图像信号处理方法和摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像信号处理装置、图像信号处理方法和摄像装置。
【背景技术】
[0002]作为本发明的【背景技术】，例如有日本特开2010-147969号公报(专利文献I)。该公报中以“提供可对输入图像实施合适的图像校正处理来生成期望的输出图像的图像校正处理电路”为技术目的，公开了这样一种技术，即，“其具有:图像校正部11，对输入图像实施规定的图像校正处理而生成输出图像；运算部12，对所述输入图像的每个场获取亮度直方图，计算其平均亮度值、标准偏差值和中间值中的任两个值或者全部三个值(图1的例子中为平均亮度值ACAVG和标准偏差值ACVRC);和校正控制部13，基于运算部12计算出的所述亮度直方图的平均亮度值、标准偏差值和中间值中的任两个值或全部三个值，判定是否需要对所述输入图像进行图像校正处理以及校正量，进行图像校正部11的控制。”
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2010-147969号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术问题
[0007]上述专利文献I中，在因雾天导致被摄体的灰阶降低的情况下会随之而增大校正强度，因此在雾非常浓、被摄体的灰阶几乎完全损失的场景下仍然要应用校正，不仅几乎无法通过校正来获得增强可见性的效果，而且还存在这样的问题，即，产生噪声成分被增强之弊病，以及因将灰阶少的被摄体拉伸而导致亮度(luminance)阶差变得明显之弊病。在图像校正处理中，对图像的暗部的缺失(即暗部细节损失，暗溢出)和亮部的溢出(即亮部细节损失)应用较大的校正强度的情况下也会产生同样的问题。
[0008]解决问题的技术手段
[0009]用于解决上述目的的本发明之一技术方案如下。本发明的一种图像信号处理装置，包括:图像信号输入部，图像信号被输入到该图像信号输入部；灰阶降低评价部，对来自所述图像信号输入部的所述图像信号中包括的被摄体计算作为评价灰阶降低的程度的评价值的灰阶降低评价值；灰阶溢出评价部，对所述图像信号中包括的被摄体计算作为评价灰阶溢出的程度的评价值的灰阶溢出评价值；图像信号校正部，对输入的所述图像信号进行信号电平校正处理，输出电平校正后的图像信号；和图像信号校正控制部，利用所述灰阶降低评价部输出的所述灰阶降低评价值和所述灰阶溢出评价部输出的所述灰阶溢出评价值这两者，控制所述图像信号校正部执行的图像信号校正处理中的校正强度，其中，所述图像信号校正控制部以在判断为所述灰阶降低评价值小的情况下减小所述校正强度，在判断为所述灰阶溢出评价值大的情况下减小所述校正强度的方式进行控制。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明，通过评价是否需要图像校正以及校正效果的程度(即校正效果的高低)来控制图像校正的校正强度，不仅在无需校正的良好摄影环境下，而且在无法获得校正效果的恶劣摄影环境下也能够防止产生噪声增强等画质降低的情况。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明第一实施例的图像信号处理装置的结构例的示意图。
[0013]图2是表不本发明第一实施例的信号电平校正处理之一例的图。
[0014]图3A是表示本发明第一实施例的灰阶降低评价部103输出的灰阶降低评价值和灰阶溢出评价部104输出的灰阶溢出评价值之一例的图。
[0015]图3B是表示本发明第一实施例的基于灰阶降低评价值的信号电平校正强度参数控制处理之一例的图。
[0016]图3C是表示本发明第一实施例的基于灰阶溢出评价值的信号电平校正强度参数控制处理之一例的图。
[0017]图3D是表示本发明第一实施例的最终的信号电平校正强度参数控制特性之一例的图。
[0018]图3E是表示本发明第一实施例的最终信号电平校正强度参数控制的结果之一例的第一个图。
[0019]图3F是表示本发明第一实施例的最终信号电平校正强度参数控制的结果之一例的第二个图。
[0020]图3G是表示本发明第一实施例的最终信号电平校正强度参数控制的结果之一例的第三个图。
[0021]图4是表示本发明第二实施例的信号电平校正处理之一例的图。
[0022]图5A是表示本发明第二实施例的灰阶降低评价部103输出的灰阶降低评价值和灰阶溢出评价部104输出的灰阶溢出评价值之一例的第一个图。
[0023]图5B是表示本发明第二实施例的基于灰阶降低评价值的信号电平校正强度参数控制处理之一例的图。
[0024]图5C是表示本发明第二实施例的基于灰阶溢出评价值的信号电平校正强度参数控制处理之一例的图。
[0025]图是表示本发明第二实施例的最终的信号电平校正强度参数控制特性之一例的图。
[0026]图5E是表示本发明第二实施例在有雾场景下的信号电平校正强度参数控制之一例的第一个图。
[0027]图5F是表示本发明第二实施例在有雾场景下的信号电平校正强度参数控制的结果之一例的图。
[0028]图6A是表示本发明第二实施例的灰阶降低评价部103输出的灰阶降低评价值和灰阶溢出评价部104输出的灰阶溢出评价值之一例的第二个图。
[0029]图6B是表示本发明第二实施例在有雾场景下的信号电平校正强度参数控制之一例的第二个图。
[0030]图7是表示在有雾场景下的信号电平校正强度参数控制之一例的第二个图。
[0031]图8是表示本发明第三实施例的摄像装置的曝光控制的相关处理流程之一例的图。
【具体实施方式】
[0032]以下利用【附图说明】本发明的实施例。
[0033](实施例1)
[0034]图1是表示本发明第一实施例的图像信号处理装置I的结构例的示意图。在图1中，图像信号处理装置I包括图像信号输入部101、图像信号校正部102、灰阶降低评价部103、灰阶溢出评价部104和图像信号校正控制部105等各处理部。此外，作为上述处理部的硬件基础，图像信号处理装置I例如可具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)110、存储器120、输入输出接口(I/O接口)130，例如可通过CPU 110执行保存在存储器120中的用于实现各处理部的程序，来进行从I/O接口 130输入的图像信号的校正处理。
[0035]在图1所示的图像信号处理装置I中，图像信号输入部101从与视频线连接的采集卡，或者从通过 LAN (Local Area Network，局域网)、USB (Universal Serial Bus，通用串行总线)等连接的摄像设备、影像设备或影像记录介质输入图像信号。或者也可采取这样的方式，即，图像信号输入部101配备镜头、摄像元件和Α/D转换部，通过进行摄像处理来生成图像信号。
[0036]图像信号校正部102基于规定的输入输出特性和校正强度参数，对从图像信号输入部101输入的图像信号的每个像素的信号值也就是信号电平进行校正，生成输出信号。信号电平的校正处理包括对逆光时因曝光不足导致的信号损失(信号溢出)的校正、雾/模糊校正、大动态范围化处理等灰阶校正处理，作为规定的输入输出特性，利用查找表或函数式等准备根据不同用途扩展期望明亮程度(brightness)的信号的特性，例如，在曝光不足时为暗部，在雾/模糊校正时为中间亮度值，在大动态范围场景时为暗部和亮部，通过基于这样的输入输出特性校正信号电平，使得灰阶的扩展变得可能。此外，通过使用由后述的图像信号校正控制部105获取到的校正强度参数来校正上述输入输出特性，能够控制校正的有无和强弱。也可以使得查找表、函数式和校正强度参数能够分别使用多个，以能够按图像的区域或被摄体明亮程度利用不同的输入输出特性进行校正。例如，经预处理将输入的图像信号分离成低频成分和高频成分，将低频成分视作明亮程度信息来判定包含关注像素的被摄体的明亮程度，通过对位于暗部的被摄体和位于亮部的被摄体分别进行不同的信号电平校正处理，能够对各被摄体进行最佳的灰阶校正。此外，也可通过按图像信号中的每个区域利用不同的输入输出特性进行信号电平校正处理，使得能够按图像内的每个被摄体进行最佳的校正。
[0037]灰阶降低评价部103基于从图像信号输入部101输入的图像信号的直方图数据等特征量，评价是否因曝光不足或雾等原因导致发生被摄体的灰阶降低，计算出灰阶降低评价值，将该评价值输出到图像信号校正控制部105。
[0038]灰阶溢出评价部104基于从图像信号输入部101输入的图像信号的直方图数据等特征量，评价曝光不足或雾等的影响是否非常大而使得被摄体的灰阶完全损失(完全溢出)，计算出灰阶溢出(灰度溢出)评价值，将该评价值输出到图像信号校正控制部105。关于灰阶降低评价值和灰阶溢出评价值的计算方法之一例，利用图3详细说明。
[0039]图像信号校正控制部105从灰阶降低评价部103获取灰阶降低评价值，并从灰阶溢出评价部104获取灰阶溢出评价值，根据灰阶降低评价值的大小判断是否需要进行信号电平校正处理，并根据灰阶溢出评价值的大小判断信号电平校正处理是否有效果，在灰阶降低评价值大并且灰阶溢出评价值小的情况下，以增大校正强度的方式控制校正强度参数并将其输出到图像信号校正部102。通过利用该校正强度参数进行信号电平校正处理，使得仅在需要校正并且可获得足够的校正效果的情况下应用校正。由此，在高对比度、无需校正的良好拍摄场景中停止图像校正，并且，反之在即使进行校正也无法获得效果的恶劣拍摄场景中能够抑制因过校正导致发生噪声增强等弊病。
[0040]此外，图1所示的图像信号处理装置I仅着重记载了与本发明直接相关的处