专利名称：图像信号处理装置及图像信号处理方法
技术领域：
本发明涉及例如在数字照相机等中使用的图像信号处理装置，涉及具有动态范围 的扩大功能的图像信号处理装置及图像信号处理方法。
背景技术：
已开发出了对在数字照相机或数字摄像机中使用的例如CXD (ChargeCoupled Device 电荷華禹合元件)或 CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor 互补金属氧 化物半导体)图像传感器的动态范围进行扩大的装置(例如日本特开2008-271368号公 报、日本特开2007-124400号公报)。在日本特开2008-271368号公报中，公开了如下技术在曝光设定模式下的摄像 时，对于根据长时间曝光图像信号和短时间曝光图像信号生成的合成图像，分析亮度信息 例如亮度直方图(频度分布)，并根据该结果控制短时间曝光图像信号的曝光。另一方面，在日本特开2007-124400号公报中，示出了通过光电二极管进行的二 次曝光储存动作和分割读出、以及分割读出信号的线性合成。即，公开了如下技术在1个 水平扫描期间，将曝光时间较长的信号和较短的信号分别进行模拟/数字信号变换而输 出，并将该输出的两个数字信号相加，从而抑制画质的下降而扩大动态范围。上述以往的技术对于长时间曝光图像信号和短时间曝光图像信号的品质并没有 考虑。长时间曝光信号的信号对噪声比(SNR)及量化误差相对地更好。因此，希望进行控 制以使特定的被摄体、例如人的脸那样重要的被摄体包含在长时间曝光图像信号中。但是， 以往没有进行这样的控制。此外，显示图像信号的显示装置的动态范围较窄。因此，在摄像部中，在由显示装 置显示扩展了动态范围的图像信号的情况下，需要缩窄动态范围。所以，利用动态范围的压 缩技术、例如高亮度拐点压缩(kneecompression，也称膝状曲线弯曲压缩)等将扩展的动 态范围压缩。在此情况下，也希望基于脸部那样的重要被摄体的亮度电平使拐点最佳化，但 以往没有考虑这样的控制。因而，希望有能够在抑制重要被摄体的画质劣化的同时将动态 范围扩大的图像信号处理装置及图像信号处理方法。
发明内容
根据本发明的第一技术方案，提供一种图像信号处理装置，包括摄像部，根据基 准读出电压，生成通过不同的曝光时间拍摄的第1图像信号及第2图像信号；合成电路，对 由上述摄像部生成的上述第1图像信号和第2图像信号进行合成；检测部，根据从上述合成 电路输出的合成后的图像信号，检测特定(规定或指定)的被摄体的亮度信息；以及控制部，对上述摄像部的上述基准读出电压进行控制；上述控制部根据由上述检测部检测出的 特定的被摄体的亮度信息，决定第1拐点，并按照上述第1拐点，控制上述基准读出电压。
根据本发明的第二技术方案，提供一种图像信号处理方法，包括如下步骤根据基 准读出电压，拍摄特定的被摄体；通过曝光控制，将上述特定的被摄体的亮度信息设定为目 标亮度信息；以及根据上述目标亮度信息，决定第1拐点，并按照上述第1拐点，控制上述基 准读出电压。 根据本发明的第一技术方案，提供一种图像信号处理方法，包括如下步骤根据基 准读出电压，对通过不同的曝光时间拍摄特定的被摄体而生成的第1图像信号和第2图像 信号进行合成；根据上述合成的图像信号，检测特定的被摄体的亮度信息；通过曝光控制， 将上述特定的被摄体的亮度信息设定为目标亮度信息；根据上述目标亮度信息，决定上述 动态范围的基准读出电压；计算上述决定的基准读出电压下的亮度的直方图；将上述计算 出的直方图累积；以及根据上述累积的直方图和预先设定的选定基准，决定动态范围。
图1是表示本发明的图像信号处理装置的第1实施方式的结构图。图2是表示图1所示的装置的二次曝光动作的一例的图。图3A、图3B、图3C是表示不同的照度的二次曝光动作的例子的图。图4是表示不同的照度下的二次曝光动作的例子的图。图5是表示图1所示的线性合成电路的一例的图。图6是表示中间读出电压与动态范围扩展模式的关系的图。图7是表示第1实施方式的动作的流程图。图8是表示有关第1实施方式的变形例的动作的流程图。图9A、图9B是为了说明图8所示的变形例的动作而表示的图。图10是表示有关本发明的图像信号处理装置的第2实施方式的结构图。图11是表示图10的一部分结构的结构图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(第1实施方式)图1是表示有关本发明的第1实施方式的图像信号处理装置的图，例如表示放大 型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的结构。首先，参照图1对图像信号处理装 置的概略结构进行说明。传感器芯体部11具有像素部12、作为列型噪声消除电路的⑶S13、列型模拟数字 变换器(ADC) 14、闩锁电路15、两个线存储器(MSTS、MSTL) 28-1、28-2等。像素部12将经由透镜17入射的光进行光电变换，生成对应于入射光量的电荷。 在该像素部12中，在未图示的半导体基板上以矩阵状配置有多个单元(像素)。1个单元 PC由4个晶体管(Ta、Tb、Tc、Td)和光电二极管(PD)构成。对各单元分别供给脉冲信号 ADRESn、RESETn、READn。各单元PC的晶体管Tb连接在垂直信号线VLIN上。源极跟随电路 用的负荷晶体管TLM的电流通路的一端连接在垂直信号线VLIN上，另一端接地。
由上述像素部12产生的对应于信号电荷的模拟信号经由⑶S13被供给到ADC14 中，被变换为数字信号而闩锁到闩锁电路15中。闩锁在该闩锁电路15中的数字信号经由 线存储器(MSTS、MSTL)28-l、28-2被依次传送。从线存储器(MSTS、MSTL) 28_1、28_2读出的 例如10位的数字信号SH、SL+SH被供给到线性合成电路31中，由该线性合成电路31进行 合成处理。此外，相邻于像素部12而配置有脉冲选择器电路(选择器)22、信号读出用垂直 寄存器(VR寄存器)20、储存时间控制用垂直寄存器(ES寄存器，长储存时间控制用寄存 器)21、以及储存时间控制用垂直寄存器(WD寄存器，短储存时间控制用寄存器)27。
定时发生器(TG) 19根据从后述的控制部34供给的控制信号CONT或指令CMD生 成脉冲信号 Sl S4、READ、RESET/ADRES/READ、VRR, ESR、TOR。脉冲信号Sl S4被供给到⑶S电路13中。脉冲信号READ (包括后述的中间读 出信号Vm)被供给到脉冲振幅控制电路29中。通过该脉冲振幅控制电路29控制脉冲信号 READ的振幅而生成3值的脉冲信号VREAD，供给到选择器22。脉冲信号RESET/ADRES/READ 也被供给到脉冲选择器电路22。脉冲信号VRR被供给到VR寄存器20，脉冲信号ESR被供 给到ES寄存器21，脉冲信号WDR被供给到WD寄存器27。由寄存器20、21、27选择像素部 12的垂直线，经由脉冲选择器电路22将脉冲信号RESET/ADRES/READ (在图1中用RESETn、 ADRESn, READn代表性地表示)供给到像素部12。在单元PC中，行选择晶体管Ta、放大晶体管Tb的电流通路串联连接在电源VDD与 垂直信号线VLIN间。对于晶体管Ta的门极供给脉冲信号(地址脉冲)ADRESn。复位晶体 管Tc的电流通路连接在电源VDD与晶体管Tb的门极(检测部FD)之间，对该门极供给脉 冲信号(复位脉冲)RESETn。此外，读出晶体管Td的电流通路的一端连接在检测部FD上， 对其门极供给脉冲信号(读出脉冲)READn。在晶体管Td的电流通路的另一端上连接着光 电二极管PD的阴极，该光电二极管PD的阳极接地。进而，对于像素部12从偏压产生电路 (偏压1) 23施加偏压电压VVL。该偏压电压VVL被供给到负荷晶体管TLM的门极。VREF产生电路24响应于主时钟信号MCK，生成AD变换(ADC)用的基准波形。VREF 产生电路24由于在1个水平扫描期间执行两次AD变换，所以产生三角波VREFTL和VREFTS 并供给到ADC14。在上述结构中，例如为了读出垂直信号线VLIN的η线的信号，通过使脉冲信号 ADRESn为“H”电平而使放大用晶体管Tb和负荷用晶体管TLM动作。将由光电二极管PD 光电变换得到的信号电荷储存一定时间，为了在进行读出之前去除检测部FD中的暗电流 等的噪声信号，将脉冲信号RESETn设定为“H”电平，将晶体管Tc导通，将检测部FD设置为 VDD电压=2. SV0由此，对垂直信号线VLIN输出在作为基准的检测部FD中没有信号的状 态的电压(复位电平)。将与该垂直信号线VLIN的复位电平的量对应的电荷经由CDS13供 给到ADC14。接着，将脉冲信号(读出脉冲)READn设为“H”电平，使读出晶体管Td导通，将由 光电二极管PD生成并储存的信号电荷读出到检测部FD。由此，在垂直信号线VLIN中，被 读出检测部FD的电压(信号+复位)电平。通过⑶S13对与该垂直信号线VLIN的信号+ 复位电平对应的电荷进行相关双采样(correlated double sampling)处理而将噪声消除， 并供给到ADC14。在0^13与々0(14之间也可以进行46((3肚0 gain control 自动增益控制)处理。然后，使从VREF产生电路24输出的基准波形的电平增加(使三角波VREF从低电 平变化为高电平)，由ADC14将模拟信号变换为数字信号。根据由VREF产生电路24供给的 三角波VREFTL和VREFTS，在1个水平扫描期间执行两次AD变换动作。三角波例如是10位 (0 1023电平)。将对应于三角波VREFTS和VREFTS的ADC14的输出数据由闩锁电路14 依次保持，向线存储器MSTS、MSTL传送。S卩，由于图1所示的WDR(widedynamic range 大 动态范围)传感器进行二次曝光储存动作，所以检测到作为长时间曝光信号的SL信号(传 感器输出为SL+SH信号)、和作为短时间曝光信号的SH信号，为了使定时匹配而通过线存储 器MSTS、MSTL进行延迟调节。将保持在线存储器MSTS中的信号SH、以及保持在线存储器MSTL中的信号SL+SH 供给到线性合成电路31。在该线性合成电路31中合成的信号SF被供给到图像信号处理电 路32。图像信号处理电路32对输入信号进行一般的各种信号处理，例如“黑点”校正、噪声 除去、解马赛克等，从Bayer形式的信号SF变换为RGB形式的信号SF_RGB。图像信号处理 电路32的一个输出信号被供给到AE检波部33，另一个输出信号被依次供给到动态范围压 缩部(D范围压缩部)35、输出部36。上述AE检波部例如具有周知的YUV (亮度和色差信号)变换部33a及脸部检测部 33b。信号SF_RGB被YUV变换部33a变换为亮度信号⑴和蓝色成分的色差信号⑶及红 色成分的色差信号(V)。脸部检测部33b对亮度信号进行周知的脸部检测处理，输出检测到 的作为重要被摄体的例如脸部分的亮度信息。该亮度信息被供给到控制部34。控制部34例如由微处理器构成，例如具有自动曝光(AE)控制功能、以及中间读出 电压(Vm)的决定功能。即，控制部34基于被供给的脸部的亮度信息进行曝光控制，以成为 目标亮度值、例如650LSB。此外，在曝光控制收敛、脸部分的亮度值已决定的情况下，求出脸 部分为信号SL的拐点，根据该拐点决定Vm值。控制部34输出指令CMD、用于曝光控制的 控制信号C0NT、以及决定的Vm值。将指令CMD、控制信号CONT及Vm值供给到定时发生器 (TG) 19。定时发生器19基于指令CMD、控制信号CONT及Vm值生成上述各种脉冲信号。图2表示上述图像信号处理装置的二次曝光储存动作。参照图2对二次曝光储存 动作进行说明。该动作分为照度较高的高光的情况、照度中等的中光的情况、照度较低的低 光的情况。这里，对代表性的高光的情况的动作进行说明。首先，在时刻t0，将复位脉冲解除而开始曝光(光电变换)。在高光的情况下，将 比设定的中间读出电压(Vm值)大的量的电荷储存到光电二极管中。因此，在时刻tl，比中 间读出电压(Vm值)大的量的电荷量被部分地传送、排出。接着，在从时刻tl到t2的短时间(TH)中再次充电(短时间曝光)。然后，仅对 Vm值以上的电荷量进行部分传送，作为信号SH检测到。接着，在时刻t3，剩余的电荷在时刻t3被完全传送而添加到先检测到的信号SH量 的电荷之上，作为信号SL+SH被检测到。S卩，作为传感器输出，能够得到作为短时间曝光信号的信号SH、和作为长时间曝光 信号与短时间曝光信号的和的信号SL+SH这两个信号。图3(A)、图3(B)、图3(C)分别表示高光、中光、低光下的信号储存的状况。参照图 3，对作为最终想得到的长时间曝光信号与短时间曝光信号的线性合成图像信号即信号SF的计算方法进行说明。如图3 (C)所示，在低光的情况下，在曝光时间内，电荷一次也没有储存到Vm值以 上。因此，最终的合成图像信号SF为信号SL本身。如图3 (B)所示，在中光的情况下，在时刻tl，储存电荷没有成为Vm值以上，所以不 进行排出。因而，合成图像信号SF为信号SL+SH。如图3㈧所示，在高光的情况下，信号SF与信号SH在形状上重合。因此，通过将 作为曝光比率的G = TL/TH(TL:长时间，TH:短时间)乘以信号SH能够得到。即，信号SF 可以通过下式⑴求出。SF = GXSH (1)图4表示由线性合成电路31根据以上的结果而能够得到的信号SF。即，线性合成 电路31将对信号SH乘以作为短时间、长时间曝光比率的G = TL/TH的信号与信号SL+SH比 较，选择较大的信号作为信号SF。因此，线性合成电路31输出动态范围从10位的信号SH、 信号SL+SH扩大到12 14位的信号SF。图5表示线性合成电路31的一例。信号SH被供给到乘法器31a并被供给到加法 器31b的一个输入端。信号SL+SH被供给到加法器31b的另一输入端。乘法器31a将信号 SH进行G倍。该G的值由控制部34根据后述的放大率的模式WDRX4、X8、X16而设定。 乘法器31a的输出信号及加法器31b的输出信号被供给到选择器31d，并且被供给到比较器 31c。比较器31c将乘法器31a的输出信号与加法器31b的输出信号进行比较，根据比较结 果控制选择器31d。选择器31d根据比较器31c的输出信号，选择乘法器31a或加法器31b 的输出信号中的较大的信号。图6表示中间读出电压Vm和动态范围的扩大模式的关系。如上所述，在将信号SL 和信号SL+SH分别由ADC14以10位采样的情况下，如果将Vm值设定为512LSB，将曝光比率 设为TL TH = 8 1，则最大位数为12位，动态范围扩大到4倍(WDRX4)。在同样的条 件下，如果将曝光比率设为16 1、32 1，则如图6所示，最大位数为13位、14位，动态范 围分别扩大至IJ 8倍(WDRX8)、16倍(WDRX 16)。如图6所示，动态范围的扩大率不仅取决于曝光比率G，还取决于Vm值。由图6可 知，为了将扩大率抑制为规定的位数、使动态范围为最大，优选地设定为Vm = 512LSB。图6 所示的Vn值是实际的传感器中的拐点(在表示光量对数据量的曲线图中发生弯折的点)。 由图4也可知，拐点是比Vm值稍高的值。Vm值与拐点Vn值的关系如下式⑵所示，图6所 示的Vn值根据下式求出。<formula>formula see original document page 8</formula>
以下，将这些扩大率的模式设为WDRX 4模式(12位模式)、WDRX 8模式(13位模 式)、WDRX16模式(14位模式)进行说明。但是，本实施方式并不限定于这些扩大率。以往，从扩大率的观点出发而将Vm值优选地设定为512LSB。但是，以往对于长时 间曝光信号(信号SL)和短时间曝光信号(信号SH)的品质并没有考虑。即，关于SNR、量 化误差，信号SL与信号SH相比相对地品质好，希望控制为例如人的脸部那样的重要的被摄 体包含在信号SL中。如图6所示，在Vm = 512LSB的情况下，Vn = 585LSB。因此，假设脸部 的亮度为600LSB附近的情况下，作为重要被摄体的脸部成为信号SH侧，脸部的画质劣化。一般，脸部的亮度是650LSB附近这是在图像上适合的基准。在本实施方式中，将决定该拐点的Vm值根据自动曝光(AE)控制中的重要被摄体的亮度信息反馈来决定。图7表示本实施方式的动作的一例。首先，在图1中，控制部34例如假设设定了 WDRX4模式、以及临时的Vm值，传感器芯体部11输出基于WDRX4模式及Vm值的图像信 号。将从传感器芯体部11输出的信号SH及信号SL+SH供给到线性合成电路31并进行合 成。从线性合成电路31输出的信号SF供给到信号处理电路32。信号处理电路32对信号 SF实施例如“黑点”校正、噪声除去、解马赛克等而从Bayer形式的信号SF变换为RGB形式 的信号SF_RGB。从信号处理电路32输出的信号SF_RGB被供给到AE检波部33。在AE检 波部33中，将信号SF_RGB进行YUV变换，生成亮度信号(Y信号)，利用该亮度信号进行脸 部检测处理(Sll)。但是，在检波的初始阶段，在极端高亮度或极端低亮度的情况下，难以检 测到脸部。因此，首先通过曝光控制使亮度适当化。S卩，将从AE检波部33输出的检测到的亮度信息供给到控制部34。在控制部34 中，基于被供给的亮度信息，进行曝光控制，以成为作为重要被摄体的脸部的目标亮度值、 例如650LSB(ST12、ST13)。S卩，控制部34基于从AE检波部33供给的亮度信息生成控制信 号，供给到定时发生器19。定时发生器19根据控制信号生成各种脉冲信号，供给到传感器 芯体部11。将从传感器芯体部11读出的信号SH、SL+SH以线性合成电路31、图像信号处理 电路32、AE检波部33、控制部34的循环进行处理。
这样，在进行AE控制的结果使作为重要被摄体的脸部的亮度信息收敛为例如 600LSB的情况下，在控制部34中将亮度信息再次变换为RGB。在该RGB例如是R G B =400 600 500LSB的情况下，可以求出它们的最大值G = 600LSB。在G = 600LSB的 情况下，拐点Vn值根据图6而成为Vn = 658。如果Vn决定，则利用式(2)运算Vm值。因 而，在此情况下，决定为Vm= 576。即，如果AE控制收敛、脸部分的亮度值决定，则控制部 34决定脸部分为信号SL的Vm值。该Vm值经由定时发生器19被供给到传感器芯体部11。通过这样与AE控制联动决定Vm值，不会使如脸部那样的重要被摄体的画质劣化， 能够摄影动态范围扩大了的图像。另外，在此情况下，信号SH的压缩率变得比Vm = 512LSB时高。因此，成为信号SH 侧的灰度等级相对地丧失的结果。这表示成为了根据拐点的位置而将信号SL侧作为重点、 还是将信号SH侧作为重点的权衡(tradeoff)关系。换言之，本实施方式根据亮度信息，对 应于摄影场面即作为重要被摄体的脸部而将该权衡关系最佳化。此外，同样有虽然作为重要被摄体的脸部有些暗，但想要摄影想改善高亮度部分 的灰度等级特性的摄影场面，例如想要从室内拍摄窗外的风景，而且想拍摄室内的人的脸 部的情况。在此情况下，将脸的目标亮度值降低到520LSB，并联动地将Vm值降低到448LSB。 通过这样，将脸部分包含在信号SL侧，能够缓和信号SH的压缩率而改善灰度等级特性。当 然，也可以将Vm值进一步降低而使信号SH侧的灰度等级特性改善。上述一系列的动作在将本实施方式应用到例如数字照相机中的情况下、在将快门 半按下的状态或预览动作中执行。接着，在快门动作后，不使重要被摄体的画质劣化，而扩大了动态范围的图像的信 号SF_RGB在图1所示的图像信号处理电路32中被实施例如白平衡、线性矩阵等的信号处 理，并供给到动态范围压缩部35。动态范围压缩部35将如上述那样扩大了动态范围的信 号SF_RGB压缩为对应于未图示的显示装置的较窄的动态范围。即，动态范围压缩部35将信号SF_RGB压缩处理到例如sRGB形式的8位。该压缩处理例如可以采用高亮度拐点压缩 (knee compression)电路、或Retinex处理电路等。这里，也考虑量化误差，通过动态范围 压缩部35将信号SF_RGB压缩到10位，并供给到输出部36。输出部36将压缩后的信号进 行伽玛处理，从10位设为sRGB形式8位而输出。根据上述第1实施方式，基于作为重要被摄体的脸部的亮度信息进行AE控制，在 AE控制收敛的状态下，决定传感器的中间读出电压值Vm值。因此，通过将传感器内的拐点 设定得比Vm值高，能够提高作为重要被摄体的脸部的画质。另外，在AE控制的精度较高、且更高精度地收敛于目标亮度电平的情况下，也可 以不像第1实施方式那样进行反馈控制。在此情况下，由于能够在AE控制前预想正确的Vm 值，所以也可以代替临时Vm值而设定预想Vm值，并进行前馈控制。(变形例)在上述第1实施方式中，对于采用Vm = 448LSB的摄影场面进行了叙述。在此情 况下，由于扩大率超过4倍，所以在WDRX 14位模式中有可能饱和。所以，参照图8对使WDR模式最佳化的方法进行说明。在此情况下，首先将WDR模式设定为最大。这里，WDRX 16模式最大，作为Vm = 512SLB而将动态范围扩大到最大14位。根据扩大了动态范围的图像，与第1实施方式同 样，基于作为重要被摄体的脸部的亮度信息进行AE控制(S21 S23)。在AE控制收敛后，在控制部34中，决定WDRX 16模式下的最佳Vm值(S24)。接着，如图9(a)所示，计算变更了 Vm值之后的亮度的直方图(S25)。将该计算出 的亮度的直方图累积(S26)。根据该累积直方图和预先设定的WDR模式的选定基准、例如 95%，决定数据为一定值以上不饱和的最佳的WDR模式(S27)。在图9(b)所示的例子的情 况下，将WDRX4模式决定为最佳的WDR模式。即，从SNR、压缩率(灰度等级特性)的观点 来看，WDR模式如WDRX 4模式那样越小越优选。因此，如果数据为一定值以上不饱和，则选 择较小的WDR模式。根据上述变形例，在基于作为重要被摄体的脸部的亮度信息决定Vm值之后，根据 亮度信息的累积直方图将WDR模式最佳化。因此，能够防止高亮度侧的白溢出，另一方面能 够将高亮度侧的对比度压缩抑制在最低限度，在白动态范围图像中能够实现高画质化。(第2实施方式)图10、图11是表示第2实施方式的图，对于与第1实施方式相同的部分赋予相同 的标号，仅对不同的部分进行说明。如在第1实施方式中说明那样，在将扩展了动态范围的图像也显示在显示装置上 的情况下，设为位图(BMP)文件等的较窄的范围、例如sRGB8位。因此，需要将扩大了动态 范围的图像有效地压缩。第2实施方式在动态范围的压缩中也使用作为重要被摄体的脸部的亮度信息。 艮口，如图10所示，将从AE检波部38输出的脸部的亮度信息也供给到动态范围压缩部35。图11表示动态范围压缩部35的一例，但并不限定于此。该动态范围压缩部35具 有将RGB信号变换为YUV信号的变换部35a、将从变换部35a供给的亮度信号进行拐点压 缩(knee compression，也称膝状曲线弯曲压缩)的压缩部35b、将从压缩部35b及乘法器 35c、35d供给的亮度信号Y及U信号、V信号变换为RGB信号的变换部35e、和将变换部35e的输出信号饱和处理为10位的饱和处理部35f。数据压缩也与数据扩展同样，拐点的位置是重要的。因此，在第2实施方式中，将 从AE检波部38输出的脸部的亮度信息供给到进行拐点压缩的压缩部35b，压缩部35b基 于作为重要被摄体的脸部的亮度信息，决定拐点并压缩亮度信号。因而，通过在确保脸部信 号的线性的同时将高光部的灰度等级恶化压缩在最低限度，能够生成高画质的动态范围图像。另外，第2实施方式对亮度信号的固定拐点压缩进行了说明，但也可以应用到 Retinex处理电路等的利用视网膜的性质的动态范围压缩中。在此情况下，在照明光的压缩 时进行拐点压缩。因此，也可以将第2实施方式应用到该拐点压缩中，基于照明光决定拐点 而将照明光压缩。本发明的其他优点和变更对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，本发 明并不限定于这里表示和描述的特定细节和优选的实施方式。因而，在不脱离由权利要求 书定义的本发明的技术范围或主旨的情况下能够进行各种 变更。
权利要求
一种图像信号处理装置，其特征在于，包括摄像部，根据基准读出电压，生成通过不同的曝光时间拍摄的第1图像信号及第2图像信号；合成电路，对由上述摄像部生成的上述第1图像信号和第2图像信号进行合成；检测部，根据从上述合成电路输出的合成后的图像信号，检测特定的被摄体的亮度信息；以及控制部，对上述摄像部的上述基准读出电压进行控制，上述控制部根据由上述检测部检测出的特定的被摄体的亮度信息，决定第1拐点，并按照上述第1拐点，控制上述基准读出电压。
2.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于，上述控制部控制上述基准读出电压，并将上述第1拐点设定得比上述特定的被摄体的亮度信息高。
3.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于，上述控制部将扩展位数设定为最大而决定上述基准读出电压的值，并根据上述亮度信 息的直方图的累积值，决定最佳的扩展位数。
4.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于，还包括动态范围压缩部，该动态范围压缩部对从上述合成电路输出的合成后的图像信 号的动态范围进行压缩。
5.如权利要求4所述的图像信号处理装置，其特征在于，上述动态范围压缩部根据从上述检测部输出的上述亮度信息，决定第2拐点。
6.如权利要求5所述的图像信号处理装置，其特征在于， 上述动态范围压缩部包括第1变换部，将RGB信号变换为包含亮度信号的YUV信号；拐点压缩部，根据从上述检测部输出的上述亮度信息，对从上述第1变换部输出的上 述亮度信号进行拐点压缩；以及第2变换部，将从上述拐点压缩部供给的被压缩的亮度信号以及从上述第1变换部供 给的U信号、V信号变换为RGB信号。
7.如权利要求1所述的图像信号处理装置，其特征在于， 上述合成电路包括加法器，将上述第1图像信号和第2图像信号相加；乘法器，对上述第1图像信号乘以表示扩大率的信号；比较器，比较上述加法器的输出信号和上述乘法器的输出信号；以及选择器，根据上述比较器的输出信号，选择上述加法器和上述乘法器的输出信号中的一个。
8.如权利要求7所述的图像信号处理装置，其特征在于，上述选择器选择上述加法器和上述乘法器的输出信号中大的信号。
9.一种图像信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤根据基准读出电压，对通过不同的曝光时间拍摄特定的被摄体而生成的第1图像信号 和第2图像信号进行合成；根据上述合成的图像信号，检测特定的被摄体的亮度信息；通过曝光控制，将上述特定的被摄体的亮度信息设定为目标亮度信息；以及根据上述目标亮度信息，决定第1拐点，并按照上述第1拐点，控制上述基准读出电压。
10.如权利要求9所述的图像信号处理方法，其特征在于， 还包括对上述合成后的图像信号的动态范围进行压缩的步骤。
11.如权利要求10所述的图像信号处理方法，其特征在于， 根据上述检测出的上述亮度信息，决定第2拐点。
12.—种图像信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤 根据基准读出电压，拍摄扩大了动态范围的特定的被摄体；通过曝光控制，将上述特定的被摄体的亮度信息设定为目标亮度信息； 根据上述目标亮度信息，决定上述动态范围的基准读出电压； 计算上述决定的基准读出电压下的亮度的直方图； 将上述计算出的直方图累积；以及根据上述累积的直方图和预先设定的选定基准，决定动态范围。
13.如权利要求12所述的图像信号处理方法，其特征在于， 上述选定基准是选择多个动态范围中小的动态范围。
全文摘要
本发明提供图像信号处理装置及图像信号处理方法，摄像部基于基准读出电压Vm，生成通过不同的曝光时间拍摄的第1图像信号及第2图像信号。合成电路对由摄像部生成的上述第1图像信号和第2图像信号进行合成。检测部根据从合成电路输出的合成后的图像信号，检测特定的被摄体的亮度信息。基于由上述检测部检测到的特定的被摄体的亮度信息，决定第1拐点，并按照上述第1拐点控制上述基准读出电压。
文档编号H04N5/374GK101835002SQ20101012393
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月13日
发明者江川佳孝, 立泽之康 申请人:株式会社东芝