CN1278542C - 摄像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种摄像装置及其控制方法，目的在于进行适应摄像的目的和条件的适当的拖尾修正、而不引起图像质量劣化。该摄像装置是使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置，其特征在于包括：存储与摄像信号一起从上述固体摄像元件输出的拖尾行信号的存储单元；在上述拖尾行信号为预定的限制值以下时选择上述拖尾信号，而在上述预定的限制值以上时选择上述预定的限制值的限制单元；以及根据由上述限制单元选择的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正单元。

Description

摄像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及用固体摄像元件进行摄像的摄像装置及其控制方法。

背景技术

近年来，数字视频电影摄像机(DVC)和数字静止照相机(DSC)普及起来。由于能进行数字化的高像素处理，所以数百万像素尺寸的DSC普及起来。另外，在DVC中具有拍摄静止图像功能的超过100万像素的摄像元件安装机已经商品化。另外，通过数字化，能进行以往难以做到的各种修正。例如，摄像元件的缺陷、噪声修正等这样的修正，现在也能进行了。

另外，由于数字化、摄像元件的多像素化，所以DVC具有静止图像摄影功能，另一方面DSC具有电影功能，两者的功能接近起来。另外，近年来在携带电话中，也附加了静止图像、电影图像取入功能，这些图像输入单元的发展惊人。

其中，也存在过去已解决的问题再次成为大问题的情况。作为这样的问题之一，是拖尾。拖尾是固体摄像元件面世时就存在的问题。众所周知，拖尾是在信号电荷传输过程中进入的光成为伪信号，生成纵线，使图像质量劣化。在拖尾量大的情况下，即使没有强光源，例如即使在亮度大的场所沿上下方向相邻的暗部(例如，上部是天空，下部是山或建筑物这样的极其常见的风景)中，暗部也有闪烁，随着情况的不同，变得发红，图像质量显著下降。这是由于传输高亮度部时入射的光在传输暗部时漏进来，伪信号附加在暗部上而产生的。

作为这样的拖尾对策，历史上，传感器的结构转移到帧传输(FT)CCD的诞生、行间传输(IT)CCD的诞生。而且，此后由于IT-CCD对付拖尾的能力强，所以成为摄像元件的主流。这是由于在FT-CCD中像素同时具有信号蓄积功能和传输功能，与此不同，在IT-CCD中具有功能不同的结构，即只有信号蓄积功能的光电二极管(PD)和只有传输功能的垂直传输CCD(V-CCD)。尽管如此，当初IT-CCD和FT-CCD竞争得之所以势均力敌，是因为即使在IT-CCD中，从PD入射的光进入V-CCD而存在拖尾。为了减少拖尾，不间断地进行着减少从PD向V-CCD漏光的传感器的像素结构的改善，直到现在。

但是，通过连续改善，抑制到实用上没有问题的程度的拖尾最近变大了。这种现象在多像素的DSC的EVF动画、电影动画中特别显著。作为该现象的主要原因，能举出：由于多像素化，传感器的尺寸显著变小，降低了从PD区域向V-CCD区域漏光的防御性，另外，在DCS的情况、EVF动画、电影动画的情况下，从进行像素间插开始至读出时间中的入射光量的大小与DVC用传感器等相比，显著增加等。但是，传感器尺寸小型化即使在DVC中，在附加了静止画取入功能的制品中，也需要像素数超过百万像素的摄像元件。因此，DSC同样存在由于像素的小型化成为必要而引起的拖尾的防御性下降的问题，这些也提高了拖尾对策的必要性。

由于这样的状况(摄像元件的拖尾增加和数字化引起的各种缺点的修正能力的提高)，迄今已知的拖尾修正的实现化的希望增大了。例如，在特开2001-24943号公报中，提出了现在已知的拖尾修正及其问题的对策。

现有的拖尾修正方法是：用级数比纵向的PD多的传输级数使V-CCD工作，只用载于不输出PD信号的空行上的拖尾的信息(拖尾行数据)进行各信号行的拖尾修正。在此情况下，使传输级数为多级，以便空行能达到多行，谋求减少拖尾行数据中包含的噪声。但是，由于拖尾行部分的读出时间增加，所以不能太多。另外，除了增加传输级数的方法以外，有时还对摄像元件的PD上部进行遮光，来制作空行。

在以下的说明中，不区分空行的制作方法的种类。另外，在拖尾行数据或拖尾行信号的情况下，通过平均化作成一行部分的信息化了的拖尾修正用的数据。

对上述现有的拖尾修正方法进行整理说明如下。由于列中的拖尾量在全行中均匀出现，所以在光不入射的空行中，能只输出拖尾分量。这里，从各信号行的信号数据中分别减去该列的拖尾数据，能将所获得的拖尾行信息修正成没有拖尾的图像。这里的修正，是进行下式(1)所示的减法运算。

Sout(i，j)＝Sccd(i，j)-Sm(i)           …(1)

Sout：拖尾修正后的数据

Sccd：拖尾修正前的数据

Sm：拖尾数据

i：水平地址

j：垂直地址

可是，在该修正方法中，拖尾的减法运算部分饱和下降。例如，在10bitAD中使CCD输出为AD。这时，如果拖尾数据的值为50，则1024-50＝974，信号达到饱和。

将该形态示于图7中。图中的实线表示没有拖尾时的输入输出关系，虚线是有拖尾时的列的输入输出，点划线是进行了拖尾修正时的输入输出的关系。这里，拖尾量及其修正时的动态范围的下降部分大小相同。

前面举出的特开2001-24943号公报中指出了该问题。因此，提到了在拖尾修正量高的行中，饱和亮度大的部分呈灰色，变成使人感到不舒服的图像，其情况就是这样。但是，在该提案中，作为其对策，说明了按照下面的式(2)进行的修正方法。

Sout(i，j)＝(Sccd(i，j)-Sm(i))

            ×Sat/(Sat-Sm(i))

Sat：饱和值

而且，如果拖尾量增大，则附加补偿，如果再增大，则没有修正等，从而饱和不下降，修正呈线性。

可是，在该修正中，各列中的增益不同，图像中产生纵线，变成极其糟糕的图像。另外，在拖尾修正后的信号处理中，进行灰度修正，特别是在低亮度时增益增大，所以图像的暗部的纵条纹更突出了。

另外，在该提案中，虽然提出了根据拖尾程度改变增益的方法，和如果变得更高，则不进行修正的方法，但由于同样根据每列的信息进行修正，所以列之间的偏移更大，图像质量出现了新的劣化。

为了防止这样的图像质量的新的劣化，在该提案的实施例中虽然作为不好的最大拖尾值的限幅成为有效方法，但仍旧产生作为该提案中的问题所指出的“当然摄像范围变小了，为了消除斑点性的拖尾，产生了图像总体变暗这样的弊病”的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述的问题而完成的，目的在于提供一种能进行适应摄像的目的和条件的适当的拖尾修正、而不会引起图像质量劣化的摄像装置、摄像方法、以及程序。

另外，目的在于提供一种能进行实施了适当的曝光控制后的拖尾修正、而不会引起图像质量劣化的摄像装置、摄像方法、以及程序。

为了达到上述目的，如果采用本发明的第一方面，则提供一种摄像装置，是使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置，其特征在于包括：存储与摄像信号一起从上述固体摄像元件输出的拖尾行信号的存储单元；在上述拖尾行信号为预定的限制值以下时选择上述拖尾信号，而在上述预定的限制值以上时选择上述预定的限制值的限制单元；以及根据由上述限制单元选择的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正单元。

另外，如果采用本发明的第二方面，则提供一种摄像装置，是使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置，其特征在于包括：根据从上述固体摄像元件输出的摄像信号的拖尾行信号，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正单元；以及根据由上述修正单元进行了修正的摄像信号，进行曝光控制的控制单元。

另外，如果采用本发明的第三方面，则提供一种摄像装置的控制方法，是对使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置进行控制的方法，其特征在于包括：存储与摄像信号一起从上述固体摄像元件输出的拖尾行信号的存储工序；在上述拖尾行信号为预定的限制值以下时选择上述拖尾信号，而在上述预定的限制值以上时选择上述预定的限制值的限制工序；以及根据由上述限制工序选择的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正工序。

另外，如果采用本发明的第四方面，则提供一种摄像方法，是使用固体摄像元件进行摄像的摄像方法，其特征在于包括：根据从上述固体摄像元件输出的摄像信号的拖尾行信号，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正工序；以及根据上述修正工序中修正的摄像信号，进行曝光控制的控制工序。

另外，如果采用本发明的第五方面，则提供一种程序，是执行使用固体摄像元件进行摄像的摄像方法的程序，其特征在于：上述摄像方法包括限制从上述固体摄像元件输出的摄像信号的拖尾行信号值的限制工序；以及根据上述限制工序中被限制的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正工序。

另外，如果采用本发明的第六方面，则提供一种程序，是执行使用固体摄像元件进行摄像的摄像方法的程序，其特征在于：上述摄像方法包括根据从上述固体摄像元件输出的摄像信号的拖尾行信号，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正工序；以及根据上述修正工序中修正的摄像信号，进行曝光控制的控制工序。

附图说明

图1是说明本发明的摄像装置用的框图。

图2是说明第一实施形态的拖尾修正用的图。

图3是说明第一实施形态的拖尾修正用的图。

图4是说明第一实施形态的拖尾修正用的图。

图5是说明第一实施形态的拖尾修正的处理流程用的流程图。

图6是说明第三实施形态的拖尾修正的处理流程用的流程图。

图7是说明现有的拖尾修正用的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

(第一实施形态)

1是使被拍摄体的光学像成像用的透镜，4是将由透镜形成的光学像变换成电信号的固体摄像元件。这里，固体摄像元件4由下列部分构成：图中未示出的呈二维排列的多个光电变换电路；沿列方向传输多个光电变换电路各自的信号电荷的垂直传输电路；传输由垂直传输电路传输的行方向的备个电荷的水平传输电路；以及输出由水平传输电路传输的电荷用的输出放大器。

2是控制通过透镜被输入固体摄像元件中进行成像的光学像的光量用的机械光圈，3是使机械光圈工作用的光圈驱动电路。5是固体摄像元件的驱动用的固体摄像元件驱动电路，通常由作成驱动CCD用的定时的定时发生器(TG)电路、以及将由TG电路作成的定时脉冲变换成驱动固体摄像元件时所必要的电压脉冲的固体摄像元件驱动电路构成。6是进行使固体摄像元件的输出数字化之前的前处理的模拟前端电路，通常由CDS电路(相关双重取样：消除CCD的复位噪声和1/f噪声用的电路)、增益电路、AD变换电路构成。

7是存储通过使固体摄像元件的垂直传输数比受垂直光感应的有效像素部分多而获得的空行的信号用的拖尾行存储器，在有多个空行的情况下，将水平的该地址的数据相加，用相加的行部分除空行，进行平均化，能将随机噪声除去后存储起来。以下，将一个空行的信号、或通过多个空行的平均化处理而被一行化后存储在拖尾行存储器中的信号称为拖尾行信号或拖尾行数据。另外，空行除了传输给上述的固体摄像元件的感应像素部分以上进行制作以外，也有的是通过对感应像素上部进行遮光而设置的遮光行(为了避免混乱，将前者称为空读出行，将后者称为遮光行，但都称为空行)。

8是用任意值对拖尾行信号进行限幅(clip)的拖尾行信号限制电路，从外部设定限制值。9是从由模拟前端6输出的信号的各个行信号减去经由限制电路输出的拖尾行信号的拖尾减法器。通过该电路，能将从包含拖尾分量的模拟前端6的信号中除去了拖尾部分的信号输入到信号处理电路10中。

10是将只除去了拖尾分量的拖尾减法器9的输出信号处理成亮度和颜色(R-Y、B-Y的色差信号、或R、G、B信号)的视频信号的图像信号处理电路。11是进行摄像控制的CPU，作为其功能，包括：控制固体摄像元件的电荷蓄积时间的电子快门控制功能12；通过控制机械光圈值，来控制入射到固体摄像元件中的光量的光圈控制功能13；观测固体摄像元件的输出电平，采用电子快门控制和光圈控制，确保固体摄像装置的入射光量为适当值的AE控制功能14；以及观测拖尾行中的最大值的信息、或模拟前端(AFE)6的信号电平、或它们两者，控制拖尾行信号限制电路8的限制电平的拖尾行信号限制值控制功能15。

这样构成的摄像装置中进行的拖尾修正的基本方法，在现有例中也说明过，是式(1)所示的方法。即从摄像元件的信号中减去拖尾分量。可是，如图7所示，这时的问题是动态范围(饱和)的拖尾电平部分下降。

现在，市场上出售的DSC的拖尾引起的劣化中成问题的，是在DVC等中，在局部的超高亮度的被拍摄体(例如，太阳、夜间的车灯或飞机灯等)上，沿上下有高电平的白条，与这样的程度相比，天空等亮部下面的暗部(建筑物或通常的被拍摄体)，例如闪烁得厉害、变红，在通常亮度区域的范畴内也出现，有闪烁感，成为色平衡(黑平衡)被破坏了的图像。即使只修正这样的使通常区域劣化的拖尾部分，EVF、动画的质量也能与视频相类比。而且，只修正通常区域的拖尾部分时的拖尾电平不那么高。

如果将只修正这样的通常区域的拖尾作为目的，则只确保AFE的输出的全部灰度中的一部分作为预拖尾修正区域即可。例如，AFE的输出为10bit(1024LSB，但以下为了说明的方便，假设为1000LSB)，将其中1/4的250LSB作为拖尾修正区域，在图像信号处理电路10中，使用直至750LSB的信号进行处理。如果灰度不足750LSB，则使用11bitAD或12bitAD即可。如果图像信号处理将750LSB作为饱和电平进行处理，拖尾限制电路8的限制值能设定为250LSB，能修正到250LSB的拖尾。如果直至250LSB进行拖尾修正，则实际使用上成问题的场面相当少。将以上情况示于图2。图2是表示图像信号处理电路10的输入输出关系的图，实线表示没有拖尾修正的情况，点划线表示有拖尾修正的情况。

如果列中的各像素输出一律为250LSB，例如原来的拖尾量为270LSB，则这里发生250LSB以上的拖尾量的列成为剩下20LSB的拖尾量的图像。留下来的是明亮的白条变成了淡白条这样的修正效果。原本发生高电平的拖尾值的地方，是有超高亮度被拍摄体存在的地方，在DVC或广播用摄像机中看到的场面中有这种情况，另外，这种情况很少发生，多少是能容忍的。图3中示出了说明其关系的图。是拖尾修正前的拖尾量和修正后的拖尾量的关系，修正后的拖尾量从修正前的拖尾量超过限制值的地方开始增加，在限制值以下拖尾量为零。

这样，进行拖尾修正，使拖尾修正量为任意的值，实际上能构成可以说没有由拖尾引起的图像质量劣化的摄像装置。

而且，前面在现有例中说过的特开2001-24943号公报中的拖尾最大值的限幅中成问题的“当然摄像范围变小了，为了消除斑点性的拖尾，产生了图像总体变暗这样的弊病”在本发明的摄像装置中不成问题了(它被示于图2中)。

另外，关于特开2001-24943号中的上述指出的画面全部变暗，可以认为包含拖尾修正中的动态范围的下降引起的图像峰值的下降以外的另外的问题。这是基于用包含拖尾分量的信号进行自动曝光控制(AE)的推测。如果根据包含拖尾信号的图像信号进行AE，则能进行拖尾部分进入的图像信号的适当电平化。不进行拖尾修正的图像闪烁得厉害，另外灰度性低也是其起因。而且，如果对直接用未进行拖尾修正的图像信号进行AE而取得的图像信号进行拖尾修正，则拖尾部分减少，总体上可看作只是拖尾部分的信号量下降，变成比正常曝光程度的图像暗的图像(这是从图7读取的)。

另外，在拖尾大的情况下，在现有例的最大拖尾电平的限幅方法中用最大信号电平进行限幅，所以最后图像的输出电平用最大拖尾量决定，最大输出电平越高，用越低的值饱和，所以该情况也是高拖尾时图像以低电平饱和，好象变暗。在本实施形态中，预先将全部灰度的一部分作为拖尾修正区域设定，作为图像的无效灰度，没有现有例中被看作最后图像的饱和下降引起的最后图像质量变暗的现象。另外，由于根据拖尾修正了的信号进行AE，所以不会引起进行拖尾修正时的曝光控制的偏移。因此，进行了拖尾修正的图像成为正常曝光图像。将在后面说明有关该AE的实施形态。

其次，在本发明的摄像装置中，设定拖尾修正用的灰度幅度和与其对应的拖尾信号的限制值，成为作为现有问题的最后图像的灰度劣化、变暗、高拖尾高亮度区的输出电平的下降引起的异常图像的对策，尽管如此，仍然希望有效地使用动态范围。另一方面，灰度性即使多少有些劣化，还有对拖尾要求更强的使用条件。

在本实施形态中，具有在外部设定拖尾修正强度的单元(图中未示出。例如在摄像装置的框体的背面设置设定按钮等)。因此，摄像机的使用者能根据欲拍摄的场面，选择拖尾修正的强度。该拖尾修正的强弱，通过改变拖尾行信号的限制电平进行，拖尾修正强时拖尾行信号的限制电平增高，拖尾修正弱时拖尾行信号的限制电平降低。图4是示出了该情况的图，通过改变限制值，能理解拖尾抑制的差异。图中所示的是：实线表示拖尾修正正常(中)模式、虚线表示拖尾修正弱模式、点划线表示拖尾修正强模式情况下的拖尾修正前后的拖尾量的关系。

这里，在改变拖尾行信号的限制电平的情况下，为了不降低最后图像的修正部的饱和范围，将信号处理电路的有效灰度范围减少，减少量为拖尾行信号的限制值的大小，这意味着摄像机的增益的实质性变化(从图2和以下的说明能理解)。

在上述的10bitA/D的情况下，将拖尾行信号限制电路8的上限为250LSB、图像处理的有效灰度为750LSB作为正常拖尾修正模式。

强拖尾修正模式是这样一种模式，例如，假设拖尾行信号限制电路8的限制值为350LSB、图像处理的有效灰度为650LSB，则摄像机的灵敏度为1.15倍。如果上述的正常情况为ISO 100，则强修正时摄像机自动设定为ISO 115。如果提高灵敏度，则曝光的适宜量不同，所以在强修正模式中，对固体摄像元件的入射光量进行抑制灵敏度增加的方向的控制。这里利用光圈进行该曝光控制。这是因为，如果用电子快门进行控制，则固体摄像元件的每单位时间的入射光量增加，所以拖尾增加。

弱拖尾修正模式是这样一种模式，例如，假设拖尾行信号限制电路8的限制值为150LSB、图像处理的有效灰度为850LSB，则摄像机的灵敏度为0.88倍。在正常情况下如果为ISO100，则摄像机自动设定为ISO 88。如果提高灵敏度，则曝光的适宜量不同，所以在弱拖尾修正模式中，对固体摄像元件的入射光量进行提高灵敏度增加的方向的控制。这里，通过电子快门控制进行该曝光控制。这是因为，如果用电子快门进行控制，则固体摄像元件的每单位时间的入射光量减少，所以能获得拖尾减少的效果。

这里的灵敏度尽管有差异，但实用上，其差异为可以忽略的程度。灵敏度差下的曝光和快门的秒的变化少，可以忽略增益变化部分的噪声的差也是该可以忽略的程度。

这样，灵敏度差、灰度性的差即使超过可忽略的范围，也能设定作为可实现拖尾修正效果的模式的拖尾修正强度大的模式。

例如，假设拖尾行信号限制电路的限制值为500LSB、图像处理的有效灰度为500LSB，则摄像机的灵敏度为1.5倍。一旦达到该程度，噪声的增加能识别达到该情况，灰度性的劣化也接近能识别的程度。另外提高限制值，虽然能识别噪声的增加和灰度性的劣化，但也能提供使拖尾修正强度更高的模式。将噪声、灰度性、拖尾的强度中选择哪一个的选择权提供给使用者。

这样设置外部设定模式的一种方法，在本实施形态中，是根据摄像机的灵敏度(ISO灵敏度)的设定，改变拖尾行信号限制电路8的限制值。

例如，对应于设定上述的ISO100的情况，在设定ISO200时，拖尾行信号限制电路8的限制值为625LSB，图像处理的有效灰度为375LSB。图像信号处理将375LSB作为最大电平，进行图像处理。该处理，在图像处理信号电路10的初级，通过进行拖尾减法运算后的数据×2的增益进行。在通常的ISO灵敏度设定中，在AFE中多半是在模拟状态下×2的系统，但也有进行数字式的增益放大的系统。在本实施形态的情况下，与进行数字增益同等。而且，拖尾修正的强度也同时倍增。

象以往那样，如果是在AFE中进行增益放大的高灵敏度设定，则在高灵敏度的情况下，快门速度变快的频度增加，拖尾量也增大，但在本实施形态中，由于在全部灰度中使拖尾修正区域增加同时进行，所以灵敏度提高时拖尾量增大，同时拖尾修正强度增大，与ISO100程度相同地降低拖尾。另外，为了不使灰度性降低过大，使AFE和数字增益的总灵敏度为ISO200。特别是如果ISO灵敏度提高，则灰度性的下降明显，所以在高灵敏度一侧并用数字增益和模拟增益，灵敏度越高，模拟增益的比率越大。

其次，用图5说明本实施形态的摄像装置中的拖尾修正的处理程序。另外，CPU11通过执行存储在图中未示出的存储器中的修正处理程序，管理、控制本处理程序。

首先，从模拟前端6输入从固体摄像元件读出的摄像信号(S101)，此后，只抽出图像信号中的拖尾分量，被抽出的拖尾行信号被存储在拖尾行存储器7中(S102)。

其次，在限制电路8中，用任意的值限制从拖尾行存储器7输出的拖尾行信号。即，如上所述，由限制值控制功能15和外部设定单元控制限制电路8的限制值。然后，被限制的信号被输入拖尾减法器9中(S103)。

然后，在限制电路9中，从模拟前端6输入的包含拖尾分量的各图像信号的各行的输出信号值，减去被限制的拖尾行信号6的值，处理结束(S104)。

如上所述，根据目的将限制加在拖尾修正用的拖尾行信号中，在现有的拖尾修正中指出的本来的摄像范围变小，为了将光点式的拖尾除去，不会产生图像总体变暗的弊病，能获得良好的输入图像信号。

然后，根据不同的目的，即使灰度性、噪声多少有些劣化，也能选择提高对拖尾的防御能力的使用方法。另外，事实上，虽然增加了由拖尾限制值决定的修正灰度部分的增益，但全部列增加数值同样的增益，也不会产生纵条等图像劣化。

(第二实施形态)

在第一实施形态中，说明了通过选择拖尾抑制的强弱模式，或者通过由ISO设定决定的自动切换，变更拖尾行信号的限制值的例。在本实施形态中，说明检测拖尾电平，改变拖尾限制值，使其适合拖尾电平的情况。

通常的摄像机中，在EVF时、动画时，一边检测被拍摄体的条件，一边进行确保适当曝光的AE工作。而且，如果变成暗被拍摄体，则自动地进行灵敏度放大。与这样的灵敏度的自动模式的工作同样，一边检测拖尾行信号的拖尾最大值(Max值)，一边改变拖尾行信号的限制值。

在用正常灵敏度设定的摄影过程中，检测拖尾行信号的最大值，改变拖尾行信号的限制值。例如，假设最大拖尾量为250LSB，则限制值为250LSB，如果最大拖尾值为200，则限制值为200LSB。与其一致，在图像信号处理电路10中，在限制值为250LSB的情况下，使饱和值为750LSB，在限制值为200LSB的情况下，使饱和值为800LSB。

实际上在图像信号处理电路10的初级进行由限制值决定的饱和减少部分的数字增益，能实现上述情况。

即，因为

Siin(i，j)＝(Sccd(i，j)-Sm(i))

            ×Sat/(Sat-Sm(Max))

Sm(Max)：拖尾行数据的最大值

Siin(i，j)：图像信号处理电路初级输出

这里，必须注意的是，如上所述改变增益，利用增益的增减，改变噪声量。另外，灰度性也变化。因此，有必要进行使噪声的增减和灰度性的变化不显眼的控制。

作为例子，将限制的可变宽度＝增益的变化宽度作为噪声和灰度的变化不显眼的范畴。例如，如果抑制开始的拖尾修正的强弱程度，就不会有实际的危害。但是，在开始的强弱中采用的宽度中，也设想了高亮度被拍摄体，成为比例大的值。由于实际使用中高亮度被拍摄体的进入场面相当少，所以将限制值可变的上限大约作为正常的限制值修正弱的限制值，下限也可以无限制。通常摄影时由于拖尾量少，所以重视灰度性。

使拖尾检测的敏感性平缓一些。不对应于画面每一帧或数帧左右短时间内的拖尾值，而根据某期间的拖尾行信号最大值(Max)的平均值进行控制。取平均的期间是有适当的响应性的期间。

这样，一边检测最大拖尾电平，一边改变限制值，根据实际使用时的拖尾电平，有效地生成灰度性，即，如果通常摄影时的拖尾电平比固定限制值小，则在这样的条件下在最后图像中有效地产生无用的灰度性。拖尾进入高亮度部增多，但这样的高亮度进入的条件是亮度越高频度越小。如果是固定的限制值，在进入了稍高的高亮度部的情况下，限制值被设定为拖尾能被充分修正的值，实际上，需要到此为止的限制值的被拍摄体的频度少成为实际情况。如果将可变限制值的最大值作为固定限制值情况下的设定值，则通常摄影时能进行比固定限制值低的限制值、即比固定限制值时高的灰度性的图像质量摄影，而且，成为具有与固定限制值相同的拖尾修正强度的摄影机。

以上，虽然有检测作为拖尾修正信号的拖尾行信号的最大值、即拖尾最大值的限制值控制，但也采用达到图像信号的电平后改变限制值的方法。是取图像信号的最大值、或根据信号电平的分布判断的任意的电平，作为限制值。这是根据实际图像的信号电平，求出是否可能使达到某种程度的灰度区域适合拖尾修正，对所允许的全部范围采用拖尾修正。

另外，也采用达到拖尾的最大值和信号电平两者后，作成有效性最大的某一限制值的方法。

(第三实施形态)

在本实施形态中，详细说明本发明的摄像装置中的AE控制方法。在上述第一实施形态中，虽然稍微说明过，但在来自包含拖尾部分的图像信号的AE中，将拖尾量加在实际被拍摄体的本来的照度信息中，进行作为与正常曝光相反的曝光不足的控制，成为暗图像。而且，如果进行拖尾修正，则没有由拖尾引起的闪烁感，图像暗的部分更引人注目。

因此，在本发明的摄像装置的AE中，根据拖尾修正后的图像信号来执行。作为AE的模式，通常有：根据画面总体的平均电平进行的平均测光；或者根据画面中央部(实际上比中心部稍微往下)的平均电平、或任意的特定区域的平均电平进行的局部测光等。作为这些AE用的图象数据，最好不包含原来拖尾部分。如果包含拖尾部分，则对原来的被拍摄体断定为只是拖尾部分明亮，只进行拖尾部分不足曝光。

为了除去这样的弊病，本发明的摄像装置的AE使用拖尾修正后进行图像信号处理(灰度处理等)前的减法器9的输出。这样做，由于根据几乎不包括拖尾的信息进行AE，所以能避免由拖尾引起的曝光不足。

另外，虽然有与上述的方法等同的方法，但也能根据限制电路8的输出，而且如果是平均测光，则计算全画面区域的拖尾量，如果是局部测光，则计算局部测光用的区域的拖尾量的积分值(如果是全画面的平均测光，则将拖尾行信号的积分值乘以全部行数，如果是局部测光，则将拖尾行信号的该部分的信号的积分值乘以该部分的行数)，根据从模拟前端6输出的测光范围数据的积分值减去了它的数据来执行。

可是，在减法器的输出中通常几乎没有问题，但由于在减法器9中残留超过拖尾的限制值的分量，所以如果超高亮度物进入被拍摄体，则引起由限制以上的拖尾部分引起的过控制，取得暗图像。

因此，由于AE，根据施加限制之前的拖尾行信号，而且如果是平均测光，则计算全画面区域的拖尾量，如果是局部测光，则计算局部测光用的区域的拖尾量的积分值(如果是全画面的平均测光，则将拖尾行信号的积分值乘以全部行数，如果是局部测光，则将拖尾行信号的该部分的信号的积分值乘以该部分的行数)，根据从模拟前端6输出的测光范围数据的积分值减去了它的数据来做。

其次，用图6说明本实施形态的摄像装置的拖尾修正的处理程序。另外，CPU11通过执行存储在图中未示出的存储器中的修正处理程序，管理、控制本处理程序。

虽然是步骤S201～S204，但这些步骤是进行与第一实施形态的步骤S101～S104相同的处理的步骤，所以这里省略说明。

在步骤S205中，根据从减法电路9输出的修正了的摄像信号，进行曝光控制。即，根据从未进行拖尾修正的信号的任意范围的信号电平的积分值中减去了根据拖尾行信号计算的任意范围的拖尾积分值的不包含拖尾的测光值，控制固体摄像元件的电子快门和该光圈。

这样根据除去了拖尾部分的图像的亮度信息，能获得通过拖尾修正而没有或减少了拖尾、而且适当曝光的图像。

另外，一边检测拖尾行信号的最大值，根据该最大值控制AE控制的方法，是使对拖尾的防御性更有效的方法。主要在固定限制值的情况下使用该方法。

通过使光圈或电子快门工作，能进行AE控制。这时，根据拖尾行信号的最大值，决定使光圈工作、还是改变电子快门的秒。

现在，在过度曝光的情况下，如果拖尾行信号的最大值比限制值小很多，则能获得拖尾修正充分的效果。即，没有修正残留，能完全修正。因此，对拖尾有足够的余力，所以能进行使电子快门短的控制。

反之，在拖尾行信号比限制值大的情况下，拖尾修正不完全，即，产生修正残余，所以不希望增加比它更大的拖尾。在此情况下由光圈进行光量控制。这是因为，如果使电子快门短，就能增加拖尾量。如果采用光圈控制，则不增加拖尾量。实际上，能期待曝光量的变化量部分的拖尾下降，但在光圈控制的情况下，直接加上曝光量变化的拖尾减少部分，但在电子快门控制的情况下，拖尾部分增加的量在曝光量减少的量以上。该增加率在短秒时越发增大。

如上所述，如果拖尾最大值为限制值以上，则光圈优先控制，如果在限制值以下，则电子快门优先，能更有效地提高抗拖尾能力。在此情况下，控制后为了使拖尾最大值不超过限制值，使拖尾最大值比限制值稍低时成为切换电子快门优先和光圈优先的阈值的方法成为安全的使用方法。总之，限制值作为一种基准时没有差别。

如上所述，根据目的，将限制加在拖尾修正用的拖尾行信号中，将除去了拖尾部分的图像信号作为AE用的信息，就没有现有的拖尾修正中指出的“当然摄像范围变小了，为了消除斑点性的拖尾，产生了图像总体变暗这样的弊病”，而且能获得适当曝光的图像。

(其他实施形态)

在上述各实施形态中，虽然以数字摄像机为例说明了本发明，但数字视频电影摄像机或带摄像机的携带终端等其他装置或系统中，也能适用本发明，这是不言而喻的。

另外，不言而喻，也能实现将本发明的处理作为在个人计算机等信息处理装置中执行的软件处理。

即，不言而喻，将存储了实现上述的实施形态的功能的软件的程序码的存储媒体供给系统或装置，该系统或装置的计算机(或CPU或MPU)通过读取并执行存储在存储媒体中的程序码，也能完成本发明。

在此情况下，变成从存储媒体读出的程序码本身实现上述的实施形态的功能，存储了该程序码的存储媒体构成本发明。作为供给程序码用的存储媒体，例如能采用：软(R)盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁盘、非易失性存储卡、ROM。另外，通过执行计算机读出的程序码，不仅能实现上述的实施形态的功能，而且根据该程序码的指示，在该计算机中工作的OS等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述的实施形态的功能，不言而喻也包括这些情况。

另外，从存储媒体读出的程序码被写入被插入计算机中的功能扩展盘或连接在计算机上的功能扩展单元中备有的存储器中后，根据下一个程序码的指示，扩展盘或扩展单元中备有该扩展功能的CPU等进行处理，进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述的实施形态的功能，不言而喻也包括这些情况。

另外，将包括这样的存储媒体的装置配置在网络中，通过网络将存储媒体中存储的程序下载到规定的装置中，通过执行被下载的程序，不言而喻也能实现本发明的上述实施形态的功能。

如上所述，如果采用上述的实施形态，则具有能进行适应于摄像的目的和条件的适当的拖尾修正、而不会引起图像质量的劣化的效果。

另外，如果采用上述的实施形态，则具有能在进行了适当的曝光控制后进行拖尾修正、而不会引起图像质量的劣化的效果。

Claims (9)

1.一种摄像装置，是使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置，其特征在于包括：

存储与摄像信号一起从上述固体摄像元件输出的拖尾行信号的存储单元；

在上述拖尾行信号为预定的限制值以下时选择上述拖尾信号，而在上述预定的限制值以上时选择上述预定的限制值的限制单元；以及

根据由上述限制单元选择的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正单元。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于包括：

把上述摄像信号的灰度的一部分设定成拖尾灰度的灰度设定单元；以及

把上述拖尾灰度设定成上述预定的限制值的限制值设定单元。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：还包括设定拖尾修正强度的修正设定单元，

上述限制单元根据上述修正设定单元的设定，设定上述预定的限制值。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述限制单元根据摄像装置的灵敏度的设定来设定上述预定的限制值。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述限制单元根据拖尾行信号的最大值设定上述预定的限制值。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述限制单元根据上述摄像信号的值设定上述预定的限制值。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述限制单元根据拖尾行信号的最大值和上述摄像信号的值这两者来设定上述预定的限制值。

8.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：还包括根据由上述修正单元修正的摄像信号进行曝光控制的控制单元。

9.一种摄像装置的控制方法，是对使用固体摄像元件进行摄像的摄像装置进行控制的方法，其特征在于包括：

存储与摄像信号一起从上述固体摄像元件输出的拖尾行信号的存储工序；

在上述拖尾行信号为预定的限制值以下时选择上述拖尾信号，而在上述预定的限制值以上时选择上述预定的限制值的限制工序；以及

根据由上述限制工序选择的值，进行上述摄像信号的拖尾修正的修正工序。