JP2002112277A - 固体撮像装置およびその信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、白バランス、黒バランス、そして、
カラーバランスのとれた画像を再生するための電気信号
を出力することができる固体撮像装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】画像データ抽出器において、固体撮像素子
４２から出力される映像信号より、ＲＧＢ信号が選択出
力されると、画像処理器４４ａ〜４４ｃにおいて、ＲＧ
Ｂ信号それぞれのデータ量が割付処理される。このよう
に割付処理されたＲＧＢ信号が、画像合成器４５で１つ
の映像信号に合成して出力されることで、カラーバラン
スのとれた映像信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光量に対して
自然対数的に変換した電気信号を出力する固体撮像素子
を有する固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、ダイナミックレンジを広く
するために、入射した光量に応じた光電流を発生しうる
感光手段と、光電流を入力するＭＯＳトランジスタと、
このＭＯＳトランジスタをサブスレッショルド電流が流
れうる状態にバイアスするバイアス手段とが備えられる
ことによって、入射光量に対して自然対数的に変換され
た電気信号を出力することができる固体撮像素子を提案
した（特開平３−１９２７６４号公報参照）。このよう
な固体撮像素子を備えた固体撮像装置は、固体撮像素子
が広いダイナミックレンジを有しているため、その輝度
範囲の広い輝度分布を有する被写体を撮像することがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに対数変換動作を行う固体撮像素子のダイナミックレ
ンジが６桁と広いので、図１２のように、この固体撮像
素子１０１と、赤外線カットフィルタ１００と、画像処
理器１０２とからなる固体撮像装置において、画像処理
器１０２の出力ダイナミックレンジに比べて、通常最大
４桁程度の被写体の輝度範囲におけるダイナミックレン
ジが狭くなる。そのため、固体撮像素子１０１で撮像さ
れたとき、被写体の輝度分布のヒストグラムが固体撮像
素子１０１のダイナミックレンジの一部に偏った状態と
なる。

【０００４】よって、画像処理器１０２の出力ダイナミ
ックレンジにおいて、データが無い部分が発生する。即
ち、被写体のダイナミックレンジにおいて最高輝度とな
る値が、画像処理器１０２の出力ダイナミックレンジに
おいて最大値をとらず、薄い灰色として再生されたり、
又、被写体のダイナミックレンジにおいて最低輝度とな
る値が、画像処理器１０２の出力ダイナミックレンジに
おいて最小値をとらず、濃い灰色として再生される。こ
のため、カラーの撮像装置では、カラーバランスがとれ
なくなる恐れがあった。

【０００５】又、固体撮像素子の生産中におけるパーテ
ィクル付着やフォトリソグラフィー工程でのパターン不
良などにより、固体撮像素子内の一部の画素に備えられ
たダイオードなどの光電変換素子が動作せず、このよう
な画素からは常に黒く見えた状態となる電気信号が出力
される。このような画素は、黒キズと呼ばれる。又、固
体撮像素子の生産中における重金属汚染や熱ストレスな
どによる結晶欠陥によって、固体撮像素子内の一部の画
素に備えられたダイオードなどの光電変換素子のリーク
電流が大きくなり、このような画素からは常に白く見え
た状態となる電気信号が出力される。このような画素
は、白キズと呼ばれる。このように黒キズの画素や白キ
ズの画素が存在するため、黒バランスや白バランスがと
れないコントラストの良くない画像が再生される。この
ため、カラーの撮像装置では、やはりカラーバランスが
とれなくなる恐れがあった。

【０００６】このような問題を鑑みて、本発明は、白バ
ランス、黒バランス、そして、カラーバランスのとれた
画像を再生するための電気信号を出力することができる
固体撮像装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の固体撮像装置は、複数の画素及び
複数の色フィルタを備え入射光量に対して自然対数的に
変化する複数種類の色信号を発生する固体撮像素子を備
えた固体撮像装置において、各色信号の出力レベルに対
する頻度を表す出力分布を求める出力分布計測手段と、
該出力分布計測手段で求められた出力分布において頻度
が第１所定値以上となる出力レベルの最小値と頻度が第
２所定値以上となる出力レベルの最大値とを検知する出
力レベル検知手段と、前記最小値がその最小値より小さ
い第１出力レベルに、前記最大値がその最大値より大き
い第２出力レベルにそれぞれ割り付けられた新たな出力
分布となるように各色信号の変換を行う第１変換手段
と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】このような固体撮像装置において、例え
ば、固体撮像素子が赤色、緑色、青色のカラーフィルタ
を有し、ＲＧＢ信号を出力する場合、まず、Ｒ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号のそれぞれについて、輝度値を表すデータ
量（出力レベル）に対する画素数（頻度）を表すヒスト
グラム（出力分布）を求める。そして、その画素数が第
１所定値以上となるデータ量の最小値とその画素数が第
２所定値以上となる最大値が、ＲＧＢ信号のそれぞれに
ついて検知される。そして、検知されたデータ量の最小
値を固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジにおけ
る最小値となる第１出力レベルに、又、検知されたデー
タ量の最大値を固体撮像装置の出力側のダイナミックレ
ンジにおける最大値となる第２出力レベルに、それぞれ
割り付ける。このようにして、被写体を撮像して得られ
るＲＧＢ信号のダイナミックレンジと固体撮像装置の出
力側のダイナミックレンジとを一致させることで、カラ
ーバランス処理を行う。

【０００９】請求項２に記載の固体撮像装置は、請求項
１に記載の固体撮像装置において、前記第１変換手段か
ら出力される各色信号の出力分布において、前記第１出
力レベル近傍でその頻度が第３所定値より小さい低頻度
領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域
における最大出力レベルより大きい出力領域の最小値
が、その最小値より小さい第３出力レベルに割り付けら
れた新たな出力分布となるように各色信号を変換する処
理、及び、前記第２出力レベル近傍でその頻度が第４所
定値より小さい低頻度領域が所定の範囲を越えて存在す
るとき、該低頻度領域における最小出力レベルより小さ
い出力領域の最大値が、その最大値より大きい第４出力
レベルに割り付けられた新たな出力分布となるように各
色信号を変換する処理のうち少なくとも一方を行う第２
変換手段を、さらに備えたことを特徴とする。

【００１０】このような固体撮像装置において、例え
ば、固体撮像素子が赤色、緑色、青色のカラーフィルタ
を有し、ＲＧＢ信号を出力する場合、まず、Ｒ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号のそれぞれについて、輝度値を表すデータ
量に対する画素数を表すヒストグラムを求めて、その画
素数が第１所定値以上となるデータ量の最小値とその画
素数が第２所定値以上となるデータ量の最大値が、ＲＧ
Ｂ信号のそれぞれについて検知される。そして、検知さ
れたデータ量の最小値を固体撮像装置の出力側のダイナ
ミックレンジにおける最小値となる第１出力レベルに、
又、検知されたデータ量の最大値を固体撮像装置の出力
側のダイナミックレンジにおける最大値となる第２出力
レベルに、それぞれ割り付けることで、カラーバランス
処理を行う。

【００１１】このように割り付けられたＲＧＢ信号のデ
ータ量において、前記第１出力レベル近傍で、その画素
数が第３所定値より少ないデータ量の領域となる低頻度
領域が所定の範囲を超えて存在するとき、この低頻度領
域より大きいデータ量で、且つ、第３所定値を超えるデ
ータ量の最小値を第３出力レベルに割り付ける。又、前
記第２出力レベル近傍で、その画素数が第４所定値より
少ないデータ量の領域となる低頻度領域が所定の範囲を
超えて存在するとき、この低頻度領域より小さいデータ
量で、且つ、第４所定値を超えるデータ量の最大値を第
４出力レベルに割り付ける。このように、ＲＧＢ信号そ
れぞれについて、再度、割付処理を行うことで、黒バラ
ンス処理及び白バランス処理を行う。

【００１２】請求項３に記載の固体撮像装置は、請求項
２に記載の固体撮像装置において、前記第３及び第４所
定値が、前記各色信号毎に総画素数の０．１〜１％の画
素数に相当する値であることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の固体撮像装置は、請求項
２又は請求項３の固体撮像装置において、前記第１変換
手段が前記第２変換手段を兼ねることを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の固体撮像装置は、請求項
１〜請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置におい
て、前記第１所定値と前記第２所定値とが等しいことを
特徴とする。

【００１５】請求項６に記載の固体撮像装置は、請求項
１〜請求項５のいずれかに記載の固体撮像装置におい
て、前記第１又は第２変換手段より出力される各色信号
を一つの映像信号に合成する画像合成手段をさらに備え
たことを特徴とする。

【００１６】請求項７に記載の固体撮像装置は、請求項
１〜請求項６のいずれかに記載の固体撮像装置におい
て、前記第１又は第２変換手段から出力される各色信号
を一つの映像信号に合成する画像合成手段と、前記映像
信号に対して、いずれかの色信号の出力分布において、
前記第１出力レベル近傍でその頻度が第３所定値より小
さい低頻度領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該
低頻度領域における最大出力レベルより大きい出力領域
の最小値が、その最小値より小さい第３出力レベルに割
り付けられた新たな出力分布となるように各色信号を変
換する処理、及び、いずれかの色信号の前記第２出力レ
ベル近傍でその頻度が第４所定値より小さい低頻度領域
が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域にお
ける最小出力レベルより小さい出力領域の最大値が、そ
の最大値より大きい第４出力レベルに割り付けられた新
たな出力分布となるように各色信号を変換する処理のう
ち、少なくとも一方の処理を行う第３変換手段と、をさ
らに備えたことを特徴とする。

【００１７】このような固体撮像装置において、例え
ば、固体撮像素子が赤色、緑色、青色のカラーフィルタ
を有し、ＲＧＢ信号を出力する場合、まず、Ｒ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号のそれぞれについて、上述したカラーバラ
ンス処理や黒バランス処理や白バランス処理が行われ
る。そして、このように各処理が施されたＲＧＢ信号
が、画像合成器で映像信号に合成される。そして、この
映像信号に対して、再度、割付処理を行うことで、黒バ
ランス処理及び白バランス処理を行う。

【００１８】請求項８に記載の固体撮像装置は、請求項
７に記載の固体撮像装置において、前記第３及び第４所
定値が、前記固体撮像素子の総画素数の０．１〜１％の
画素数に相当する値であることを特徴とする。

【００１９】請求項９に記載の固体撮像装置は、請求項
７に記載の固体撮像装置において、前記第１及び第２所
定値が、前記各色信号毎に、総画素数の０．１〜１％の
画素数に相当する値であることを特徴とする。

【００２０】請求項１０に記載の信号処理方法は、複数
の画素及び複数の色フィルタを備え入射光量に対して自
然対数的に変化する複数種類の色信号を発生する固体撮
像素子の信号処理方法であって、各色信号の出力に対す
る頻度を表す出力分布を求める段階、該出力分布におい
て頻度が第１所定値以上となる出力レベルの最小値を検
知する段階、前記出力分布において頻度が第２所定値以
上となる出力レベルの最大値を検知する段階、及び、前
記出力の最小値が、その最小値より小さい第１出力レベ
ルに割り付けられ、前記出力の最大値が、その最大値よ
り大きい第２出力レベルに割り付けられた新たな出力分
布となるように各色信号を変換する段階、を含むことを
特徴とする

【００２１】このような信号処理方法において、例え
ば、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを有する固体撮
像素子からＲＧＢ信号を出力する場合、まず、Ｒ信号、
Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれについて、輝度値を表すデー
タ量（出力レベル）に対する画素数（頻度）を表すヒス
トグラム（出力分布）を求める。そして、その画素数が
第１所定値以上となるデータ量の最小値とその画素数が
第２所定値以上となる最大値が、ＲＧＢ信号のそれぞれ
について検知される。そして、検知されたデータ量の最
小値を固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジにお
ける最小値となる第１出力レベルに、又、検知されたデ
ータ量の最大値を固体撮像装置の出力側のダイナミック
レンジにおける最大値となる第２出力レベルに、それぞ
れ割り付ける。このようにして、被写体を撮像して得ら
れるＲＧＢ信号のダイナミックレンジと固体撮像装置の
出力側のダイナミックレンジとを一致させることで、カ
ラーバランス処理を行う。

【００２２】請求項１１に記載の信号処理方法は、請求
項１０に記載の信号処理方法において、前記変換を行っ
た各色信号の出力分布において、前記第１出力レベル近
傍でその頻度が第３所定値より小さい低頻度領域が所定
の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域における最
大出力より大きい出力領域の最小値が、その最小値より
小さい第３出力レベルに割り付けられた新たな出力分布
となるように各色信号を変換する段階、及び、前記変換
を行った各色信号の出力分布において、前記第２出力レ
ベル近傍でその頻度が第４所定値より小さい低頻度領域
が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域にお
ける最小出力より小さい出力領域の最大値が、その最大
値より大きい第４出力レベルに割り付けられた新たな出
力分布となるように各色信号を変換する段階のうち、少
なくとも一方の段階をさらに含むことを特徴とする。

【００２３】このような画像処理方法において、上述の
ように割り付けられたＲＧＢ信号のデータ量に対して、
前記第１出力レベル近傍で、その画素数が第３所定値よ
り少ないデータ量の領域となる低頻度領域が所定の範囲
を超えて存在するとき、この低頻度領域より大きいデー
タ量で、且つ、第３所定値を超えるデータ量の最小値を
第３出力レベルに割り付ける。又、前記第２出力レベル
近傍で、その画素数が第４所定値より少ないデータ量の
領域となる低頻度領域が所定の範囲を超えて存在すると
き、この低頻度領域より小さいデータ量で、且つ、第４
所定値を超えるデータ量の最大値を第４出力レベルに割
り付ける。このように、ＲＧＢ信号それぞれについて、
再度、割付処理を行うことで、黒バランス処理及び白バ
ランス処理を行う。

【００２４】請求項１２に記載の信号処理方法は、請求
項１０又は請求項１１に記載の信号処理方法において、
前記各段階を経て得られた各色信号を一つの映像信号に
合成する段階をさらに含むことを特徴とする。

【００２５】請求項１３に記載の信号処理方法は、請求
項１１に記載の信号処理方法において、前記各段階を経
て得られた各色信号を一つの映像信号に合成する段階を
含むとともに、前記映像信号の出力分布において、前記
第１出力レベル近傍でその頻度が第３所定値より小さい
低頻度領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻
度領域における最大出力より大きい出力領域の最小値
が、その最小値より小さい第３出力レベルに割り付けら
れた新たな出力分布となるように各色信号を変換する段
階、及び、前記映像信号の出力分布において、前記第２
出力レベル近傍でその頻度が第４所定値より小さい低頻
度領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領
域における最小出力より小さい出力領域の最大値が、そ
の最大値より大きい第４出力レベルに割り付けられた新
たな出力分布となるように各色信号を変換する段階のう
ち、少なくとも一方の段階をさらに含むことを特徴とす
る。

【００２６】このような信号処理方法において、上述し
たように、まず、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれに
ついて、上述したカラーバランス処理や黒バランス処理
や白バランス処理が行われる。そして、このように各処
理が施されたＲＧＢ信号が、映像信号に合成される。そ
して、この映像信号に対して、再度、割付処理を行うこ
とで、黒バランス処理及び白バランス処理を行う。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。まず、最初に、以下に説明する各実施形態
の固体撮像装置に設けられる固体撮像素子の一例につい
て説明する。

【００２８】＜固体撮像素子＞ １．固体撮像素子の構成 図１は本発明の固体撮像装置の二次元のＭＯＳ型固体撮
像素子の一部の構成を概略的に示している。同図におい
て、Ｇ11〜Ｇｍｎは行列配置（マトリクス配置）された
画素を示している。２は垂直走査回路であり、行（ライ
ン）４−１、４−２、・・・、４−ｎを順次走査してい
く。３は水平走査回路であり、画素から出力信号線６−
１、６−２、・・・、６−ｍに導出された光電変換信号
を画素ごとに水平方向に順次読み出す。５は電源ライン
である。各画素に対し、上記ライン４−１、４−２・・
・、４−ｎや出力信号線６−１、６−２・・・、６−
ｍ、電源ライン５だけでなく、他のライン（例えば、ク
ロックラインやバイアス供給ライン等）も接続される
が、図１ではこれらについて省略する。

【００２９】出力信号線６−１、６−２、・・・、６−
ｍごとにＮチャネルのＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２が
図示の如く１組ずつ設けられている。出力信号線６−１
を例にとって説明すると、ＭＯＳトランジスタＱ１のゲ
ートは直流電圧線７に接続され、ドレインは出力信号線
６−１に接続され、ソースは直流電圧ＶPS’のライン８
に接続されている。一方、ＭＯＳトランジスタＱ２のド
レインは出力信号線６−１に接続され、ソースは最終的
な信号線９に接続され、ゲートは水平走査回路３に接続
されている。

【００３０】画素Ｇ11〜Ｇｍｎには、後述するように、
それらの画素で発生した光電荷に基づく信号を出力する
ＮチャネルのＭＯＳトランジスタＴ２が設けられてい
る。ＭＯＳトランジスタＴ２と上記ＭＯＳトランジスタ
Ｑ１との接続関係は図２（ａ）のようになる。ここで、
ＭＯＳトランジスタＱ１のソースに接続される直流電圧
ＶPS’と、ＭＯＳトランジスタＴ２のドレインに接続さ
れる直流電圧ＶPD’との関係はＶPD’＞ＶPS’であり、
直流電圧ＶPS’は例えばグランド電圧（接地）である。
この回路構成は上段のＭＯＳトランジスタＴ２のゲート
に信号が入力され、下段のＭＯＳトランジスタＱ１のゲ
ートには直流電圧ＤＣが常時印加される。このため下段
のＭＯＳトランジスタＱ１は抵抗又は定電流源と等価で
あり、図２（ａ）の回路はソースフォロワ型の増幅回路
となっている。この場合、ＭＯＳトランジスタＴ２から
増幅出力されるのは電流であると考えてよい。

【００３１】ＭＯＳトランジスタＱ２は水平走査回路３
によって制御され、スイッチ素子として動作する。尚、
後述するように各画素内にはスイッチ用のＮチャネルの
ＭＯＳトランジスタＴ３も設けられている。このＭＯＳ
トランジスタＴ３も含めて表わすと、図２（ａ）の回路
は正確には図２（ｂ）のようになる。即ち、ＭＯＳトラ
ンジスタＴ３がＭＯＳトランジスタＱ１とＭＯＳトラン
ジスタＴ２との間に挿入されている。ここで、ＭＯＳト
ランジスタＴ３は行の選択を行うものであり、トランジ
スタＱ２は列の選択を行うものである。

【００３２】図２のように構成することにより信号のゲ
インを大きく出力することができる。従って、画素がダ
イナミックレンジ拡大のために感光素子から発生する光
電流を自然対数的に変換しているような場合は、そのま
までは出力信号が小さいが、本増幅回路により充分大き
な信号に増幅されるため、後続の信号処理回路（図示せ
ず）での処理が容易になる。

【００３３】２．画素構成の第１例 図１に示した固体撮像素子の各画素に適用される第１例
について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形
態に使用する固体撮像装置に設けられた画素の構成を示
す回路図である。

【００３４】図３において、ｐｎフォトダイオードＰＤ
が感光部（光電変換部）を形成している。そのフォトダ
イオードＰＤのアノードはＭＯＳトランジスタＴ１のド
レインとゲート、及びＭＯＳトランジスタＴ２のゲート
に接続されている。ＭＯＳトランジスタＴ２のソースは
行選択用のＭＯＳトランジスタのＴ３のドレインに接続
されている。ＭＯＳトランジスタのソースは出力信号線
６（この出力信号線６は図１の６−１、６−２、・・
・、６−ｍに対応する）へ接続されている。尚、ＭＯＳ
トランジスタＴ１〜Ｔ３は、ＮチャネルのＭＯＳトラン
ジスタでバックゲートが接地されている。

【００３５】又、フォトダイオードＰＤのカソードには
直流電圧ＶPDが印加されるようになっている。一方、Ｍ
ＯＳトランジスタＴ１のソースには直流電圧ＶPSが印加
される。ＭＯＳトランジスタＴ２のドレインには直流電
圧ＶPDが入力される。又、ＭＯＳトランジスタＴ３のゲ
ートには信号φＶが入力される。尚、本例において、直
流電圧ＶPS，ＶPDによって、ＭＯＳトランジスタＴ１，
Ｔ２がサブスレッショルド領域で動作するようにバイア
スされる。このように構成される固体撮像素子は、入射
光量に対して自然対数的に変換された電気信号を出力す
る。この固体撮像素子の光電変換動作について、以下に
説明する。

【００３６】図３の回路において、フォトダイオードＰ
Ｄに光が入射すると光電流が発生し、ＭＯＳトランジス
タのサブスレッショルド特性により、前記光電流を自然
対数的に変換した値の電圧がＭＯＳトランジスタＴ１，
Ｔ２のゲートに発生する。よって、前記光電流に対して
自然対数的に比例した値のドレイン電流がＭＯＳトラン
ジスタＴ２を流れようとする。次に、ＭＯＳトランジス
タＴ３のゲートにパルス信号φＶを与えて、ＭＯＳトラ
ンジスタＴ３をＯＮにすると、前記光電流に対して自然
対数的に比例した値のドレイン電流が、ＭＯＳトランジ
スタＴ３を通して出力信号線６に導出される。

【００３７】このとき、ＭＯＳトランジスタＴ２及びＭ
ＯＳトランジスタＱ１（図２）の導通時抵抗とそれらを
流れる電流によって決まるＭＯＳトランジスタＱ１のド
レイン電圧が、信号として出力信号線６に現れる。この
ようにして信号が読み出された後、ＭＯＳトランジスタ
Ｔ３がＯＦＦになる。このような動作を所定の時間間隔
で繰り返すことにより、刻々と変化する被写体像を広い
ダイナミックレンジで連続的に撮像することができる。

【００３８】尚、この固体撮像素子内に設けられた画素
の構成について、図３の構成の画素に限定されるもので
なく、例えば、ＭＯＳトランジスタＴ２の後段に積分回
路や増幅回路を有するような構成や、極性が逆になるＰ
チャネルのＭＯＳトランジスタを用いた回路構成のもの
などでも構わない。

【００３９】このように構成される固体撮像素子は、以
下で説明する各実施形態において、共通のものとなる。
よって、以下に、このような構成の固体撮像素子を有す
る固体撮像装置の実施形態について説明する。

【００４０】このように構成される固体撮像素子１０の
各画素Ｇ11〜Ｇmnの光電変換部分には、赤色、緑色、青
色の３原色のいずれかのカラーフィルタが設けられる。
このように赤色、緑色、青色のカラーフィルタが設けら
れた画素より、それぞれ、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が出
力される。

【００４１】＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形
態について、図面を参照して説明する。図４は、本実施
形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。

【００４２】図４に示す固体撮像装置は、赤外線の入射
を防ぐ赤外線カットフィルタ４１と、固体撮像素子４２
と、固体撮像素子４２から送出される電気信号をＲＧＢ
の各色信号毎に選別する画像データ抽出器４３と、画像
データ抽出器４３で抽出されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号
がそれぞれ入力される画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４
ｃと、画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４ｃで処理された
ＲＧＢ信号を合成して画像再生用の映像信号を生成する
画像合成器４５とを有する。

【００４３】画像データ抽出器４３には、固体撮像素子
４２より出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号よりなる
映像信号が入力される。又、この画像データ抽出器４３
は、固体撮像素子４２より出力されるＲ信号、Ｇ信号及
びＢ信号に同期したクロックが与えられ、Ｒ信号、Ｇ信
号、Ｂ信号をそれぞれ選択して出力する。このように画
像データ抽出器４３より選択出力されたＲ信号、Ｇ信号
及びＢ信号は、それぞれ、画像処理器４４ａ，４４ｂ，
４４ｃに送出される。

【００４４】図５は、画像処理器４４ａの内部構成を示
すブロック図である。図５に示すように、画像処理器４
４ａは、Ｒ信号について輝度値毎の画素数を表すヒスト
グラム（輝度分布に相当する）を計測する輝度分布計測
部５１と、該ヒストグラムにおいて所定の頻度を与える
ときの出力レベルを検知するレベル検知部５２と、レベ
ル検知部５２の検知結果に基づいてヒストグラムの再配
列を行うための演算部５３とを有している。尚、画像処
理器４４ｂ，４４ｃについても、画像処理器４４ａと同
様、図５のような構成となり、画像処理器４４ｂはＧ信
号について、画像処理器４４ｂはＢ信号について、それ
ぞれ処理を施す。

【００４５】この画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４ｃで
は、画像データ抽出器４３より送出されるＲ信号、Ｇ信
号、Ｂ信号それぞれについて、輝度値毎の画素数を表す
ヒストグラム（輝度分布に相当する）を求めて、それぞ
れのヒストグラムに基づいてデータ量の変換を行う。即
ち、固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジをＤｍ
〜ＤＭとすると、求めたヒストグラムにおいて、その画
素数が所定の画素数ｘ１を超える輝度値であって最低と
なる映像信号のデータ量がＤｍに割り付けられるととも
に、その画素数が所定の画素数ｘ２を超える輝度値であ
って最高となる映像信号のデータ量がＤＭに割り付けら
れた新たなヒストグラムとなるようにデータの変換を行
う。尚、この所定の画素数ｘ１，ｘ２は、ＲＧＢ信号そ
れぞれについて、ヒストグラムを求めるために使用され
る全画素数に対して０．１〜１％の割合となる画素数で
ある。画素数ｘ１，ｘ２は同じ値でも良いし、異なる値
でも良い。同じ値であれば処理が簡単になり、異なる値
であればヒストグラムの形状に応じた適切な処理を行う
ことが可能となる。図７では両者が同じ値である（ｘと
する）ものとしている。

【００４６】例えば、図７（ａ）のようなヒストグラム
を描くＲ信号が、画像処理器４４ａに入力されたとき、
所定の画素数ｘを超える本来の輝度分布（Ｄａ〜Ｄｂ）
が認識される。そして、画像処理器４４ａに入力される
際Ｄａ〜Ｄｂの範囲に存在していたＲ信号の輝度分布
が、図７（ｂ）のようにＤｍ〜ＤＭの範囲の輝度分布に
割り付けられるようにデータが変換される。このように
して割り付けられたＲ信号が画像合成器４５に送出され
る。データ変換は、上記の実効的な輝度分布領域（Ｄａ
〜Ｄｂの領域）が、Ｄｍ〜ＤＭの範囲に拡大されるよう
に適宜データを補間しながら行えばよい。

【００４７】即ち、図７（ａ）のようなヒストグラムを
描くとき、所定の画素数ｘ以下となる輝度値を表す、Ｄ
ａより小さいデータ量の分布及びＤｂより大きいデータ
量の分布が除去される。所定の画素数ｘ以下となる輝度
値を表す分布が除去されたヒストグラムを被写体のＲ信
号におけるヒストグラムと見なし、図７（ｂ）のよう
に、その最小値及び最大値がそれぞれＤｍ、ＤＭとなる
ように、そのヒストグラムを表す輝度範囲におけるＲ信
号のデータ量の割付を行う。上記の処理を画像処理器４
４ｂ，４４ｃにおいても行う（図６参照）。

【００４８】このように、画像処理器４４ａ，４４ｂ，
４４ｃにおいて、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号それぞれ
の被写体の輝度範囲にほぼ相当する実効的な輝度範囲
が、固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジと一致
するように、上述したようなＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信
号それぞれのデータ変換が行われると、画像合成器４５
に出力される。このとき、データ変換による割付によっ
て各色信号の実効的な輝度範囲が互いに一致させられる
ため、カラーバランスのとれた信号となる。そして、画
像合成器４５では、画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
のそれぞれから出力されるＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号
を合成して、１枚のカラー画像を再生するための１つの
映像信号を生成する（図６参照）。

【００４９】このような画像処理器４４ａ〜４４ｃでの
ＲＧＢ信号のデータ量の割付処理は、例えば、数フィー
ルド又は数フレームに一度行い、処理を行わないフィー
ルド又はフレームでは、前回割付処理を行ったフィール
ド又はフレームと同様の割付処理を行う。これは、動画
の撮像を行った場合、被写体の輝度分布が急激に変化
し、１／６０秒単位でデータ量の割り付ける範囲を修正
する必要性のある状況がまれであるためである。

【００５０】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態について、図面を参照して説明する。図８は、本実施
形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
尚、本実施形態の固体撮像装置において、図４の固体撮
像装置と同一の目的で使用する部分については同一の符
号を付すとともに、その詳細な説明は省略する。

【００５１】図８に示す固体撮像装置は、第１の実施形
態（図４）の固体撮像装置における画像処理器４４ａ〜
４４ｃの代わりに、画像処理器４４ｘ〜４４ｚが設けら
れる。図９は、画像処理器４４ｘの内部構成を示すブロ
ック図である。図９に示すように、画像処理器４４ｘ
は、図５で説明したのと同様に、輝度分布計測部５１
と、レベル検知部５２と、演算部５３とを有している。
更に、演算部５３によるデータ変換後のデータに基づく
新たなヒストグラムについて再度出力レベルの検知を行
うように、演算部５３の出力が輝度分布計測部５１にフ
ィードバックされるように構成されている。尚、画像処
理器４４ｙ，４４ｚについても、画像処理器４４ｘと同
様、図９のような構成となり、画像処理器４４ｙはＧ信
号について、画像処理器４４ｚはＢ信号について、それ
ぞれ処理を施す。

【００５２】このように構成される固体撮像装置の動作
について、以下に説明する。まず、画像データ抽出器４
３には、固体撮像素子４２より出力されるＲ信号、Ｇ信
号及びＢ信号よりなる映像信号が入力され、Ｒ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号をそれぞれ選択して画像処理器４４ｘ，４
４ｙ，４４ｚに出力する。

【００５３】画像処理器４４ｘ，４４ｙ，４４ｚでは、
まず、画像データ抽出器４３より送出されるＲ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号それぞれについて、第１の実施形態と同様
に、輝度値毎の画素数を表すヒストグラムを求めて、そ
れぞれのヒストグラムに基づいて１度目のデータ量の割
付を行う。

【００５４】１度目の割付が行われる際、例えば、高輝
度部分に白キズの画素からの出力を有する図７（ａ）の
ようなヒストグラムを描くＲ信号が、画像処理器４４ｘ
に入力されたとき、この白キズの画素数が所定の画素数
ｘ以下であれば、白キズによる分布より低輝度側にある
各輝度値において所定の画素数ｘを超える本来の輝度分
布が認識される。そして、画像処理器４４ｘに入力され
る際Ｄａ〜Ｄｂの範囲に存在していたＲ信号の輝度分布
を、図７（ｂ）のようにＤｍ〜ＤＭの範囲の輝度分布に
割り付ける。

【００５５】即ち、図７（ａ）のようなヒストグラムを
描くとき、所定の画素数ｘ以下となる輝度値を表す、Ｄ
ａより小さいデータ量の分布及びＤｂより大きいデータ
量の分布が除去される。所定の画素数ｘ以下となる輝度
値を表す分布が除去されたヒストグラムを被写体のＲ信
号におけるヒストグラムと見なし、図７（ｂ）のよう
に、その最小値及び最大値がそれぞれＤｍ、ＤＭとなる
ように、そのヒストグラムを表す輝度範囲におけるＲ信
号の１度目のデータ量の割付を行う。このような１度目
の割付が、ＲＧＢ信号それぞれに対して、画像処理器４
４ｘ〜４４ｚにて施される。

【００５６】しかしながら、図１０（ａ）のように、こ
の白キズの画素数が所定の画素数ｘ以上である場合、こ
の白キズによる分布を含む輝度分布が被写体の輝度分布
として認識される。そのため、１度目の割付を施したと
き、白キズの画素から出力されるＲ信号のデータ量に相
当するＤｃが、図１０（ｂ）のようにデータ量ＤＭに割
り付けられる。よって、画像処理器４４ｘに入力される
際Ｄａ〜Ｄｃの範囲に存在していたＲ信号の輝度分布
が、１度目の割付によって、図１０（ｂ）のようにＤｍ
〜ＤＭの範囲の輝度分布に割り付けられる。

【００５７】このように、白キズの画素又は黒キズの画
素が所定の画素数より多いとき、画像処理器４４ｘ〜４
４ｚにおいて処理されたＲＧＢ信号のダイナミックレン
ジにおいて、白キズの画素からの信号のデータ量が最大
値に、又は、黒キズの画素からの信号のデータ量が最小
値に割り付けられる。よって、１度目の割付終了後、無
効なデータ量となる領域を有したダイナミックレンジの
信号として、ＲＧＢ信号が２つの分布に分かれたヒスト
グラムを形成することがある。

【００５８】そこで、本実施形態においては、２度目の
割付を行うことにより、この問題を回避している。例え
ば、Ｒ信号が、図１０（ｂ）のように、最大のデータ量
ＤＭ近傍において、無効なデータ量となる領域ＤＡを有
する場合、最大のデータ量ＤＭよりデータ量の小さい領
域Ｄｍ〜Ｄｂの間に形成されるヒストグラムが実際の被
写体より得られるヒストグラムである。

【００５９】そこで、このように実際の被写体より得ら
れるＲＧＢ信号のヒストグラムのダイナミックレンジ
と、固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジを一致
させるために、画像処理器４４ｘ〜４４ｚにおいて、Ｒ
ＧＢ信号それぞれの無効なデータ量となる領域が除去さ
れる。そして、この無効なデータ量となる領域が除去さ
れたヒストグラムの最小のデータ量と最大のデータ量と
がそれぞれ、データ量Ｄｍ，ＤＭに対応するように、Ｒ
ＧＢ信号の２度目のデータ量の割付が施される。即ち、
図１０（ｂ）の無効なデータ量となる領域が除去された
ヒストグラムの最小のデータ量Ｄｍ及び最大のデータ量
Ｄｂがそれぞれ、図１０（ｃ）のように、データ量Ｄ
ｍ，ＤＭとなるように、データ量の割付が施される。

【００６０】このとき、１度目の割付が施されたＲＧＢ
信号によって生成されるそれぞれのヒストグラムにおい
て、最小のデータ量となる位置から所定のデータ量分離
れた位置までに、所定の画素数ｘ以下となるデータ量が
所定の範囲以上続く無効なデータ量となる領域が存在す
る場合、この無効なデータ量となる領域よりもデータ量
が大きい領域において、所定の画素数ｘを超えるデータ
量の最小値を最小のデータ量Ｄｍに割り付ける。又、１
度目の割付が施されたＲＧＢ信号によって生成されるそ
れぞれのヒストグラムにおいて、最大のデータ量となる
位置から所定のデータ量分離れた位置までに、所定の画
素数ｘ以下となるデータ量が所定の範囲以上続く無効な
データ量となる領域が存在する場合、この無効なデータ
量となる領域よりもデータ量が小さい領域において、所
定の画素数ｘを超えるデータ量の最大値を最大のデータ
量ＤＭに割り付ける。尚、この所定の画素数ｘは、映像
信号について、ヒストグラムを求めるために使用される
全画素数に対して０．１〜１％の割合となる画素数であ
る。

【００６１】このようにして、画像処理器４４ｘ〜４４
ｚにおいて、ＲＧＢ信号それぞれのダイナミックレンジ
が、固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジと一致
するように、ＲＧＢ信号に対して２度のデータ変換を施
すことによって、ＲＧＢ信号の階調が調整されて、カラ
ーバランス、白バランス及び黒バランスが施されると、
画像合成器４５に送出される。そして、画像合成器４５
では、画像処理器４４ｘ〜４４ｚのそれぞれから出力さ
れるＲＧＢ信号を合成して、１枚のカラー画像を再生す
るための１つの映像信号を生成する。

【００６２】このような画像処理器４４ｘ〜４４ｚでの
ＲＧＢ信号のデータ量の割付処理は、第１の実施形態と
同様に、数フィールド又は数フレームに一度行うことが
できる。

【００６３】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形
態について、図面を参照して説明する。図１１は、本実
施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
尚、本実施形態の固体撮像装置において、図４の固体撮
像装置と同一の目的で使用する部分については同一の符
号を付すとともに、その詳細な説明は省略する。

【００６４】図１１に示す固体撮像装置は、画像合成器
４５より出力される映像信号のダイナミックレンジの調
整を行う画像調整器４６が更に設けられる。このように
構成される固体撮像装置の動作について、以下に説明す
る。まず、画像データ抽出器４３には、固体撮像素子４
２より出力されるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号よりなる映
像信号が入力され、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号をそれぞれ
選択して画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４ｃに出力す
る。

【００６５】画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４ｃでは、
第１の実施形態（図４）と同様に、画像データ抽出器４
３より送出されるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれにつ
いて、輝度値毎の画素数を表すヒストグラムを求めて、
それぞれのヒストグラムに基づいてデータ量の割付を行
う。このように割り付けられたＲＧＢ信号が画像合成器
４５に送出され、１枚のカラー画像を再生するための１
つの映像信号が生成される。このようにして、それぞれ
のダイナミックレンジが固体撮像装置のダイナミックレ
ンジと一致するように画像処理器４４ａ，４４ｂ，４４
ｃで割付処理が施されたＲＧＢ信号より、１つの映像信
号が生成される。

【００６６】しかしながら、画像合成後も図１０で説明
したのと同様の問題が残ることがある。即ち、白キズの
画素や黒キズの画素が所定の画素数より多いとき、画像
合成器４５からの出力においても無効なデータとなる領
域を含んだ信号となる場合がある。そこで、本実施形態
においては、画像合成器４５から出力信号に対して２度
目のデータ変換を行っている。尚、２度目のデータ変換
は、第２の実施形態で説明したものと同様であるので、
詳細な説明は省略する。

【００６７】このようにして、画像処理器４４ａ〜４４
ｃでカラーバランスが施されたＲＧＢ信号が、画像合成
器４５で１つの映像信号に合成された後、画像調整器４
６で再度割り付けられることによって映像信号の階調が
調整されて、白バランス及び黒バランスが施される。こ
のような画像処理器４４ａ〜４４ｃでのＲＧＢ信号のデ
ータ量の割付処理及び画像調整器４６での映像信号のデ
ータ量の割付処理は、第１の実施形態と同様に、数フィ
ールド又は数フレームに一度行うことができる。

【００６８】尚、本実施形態において、画像処理器にお
いて第１の実施形態のようなデータ量の割付が施された
ＲＧＢ信号を、画像合成器で合成した後、合成された映
像信号を画像調整器において再びデータ量の割付を行う
ようにしたが、画像処理器において第２の実施形態のよ
うな２度のデータ量の割付が施されたＲＧＢ信号を、画
像合成器で合成した後、合成された映像信号を画像調整
器において再びデータ量の割付を行うようにしても構わ
ない。

【００６９】

【発明の効果】本発明によると、固体撮像素子より出力
される色信号の種類毎に、各色信号の実効的な出力分布
領域を固体撮像装置の出力側のダイナミックレンジと一
致させるとともに、各色信号の実効的な出力分布領域を
互いに一致させることができるので、簡単にカラーバラ
ンスをとることができる。又、固体撮像素子より出力さ
れる信号のデータ量に対して、２度以上、割付処理を行
うことによって、白バランス、黒バランス、及びカラー
バランスのとれた映像信号を生成することができるた
め、この映像信号に基づいて、コントラストの良い高精
細な画像を再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置に備えられた固体撮像素
子の内部構成の一例を示すブロック回路図。

【図２】図１の固体撮像素子の一部を示す図。

【図３】図１の固体撮像素子内に設けられた画素の内部
構成の一例を示す回路図。

【図４】第１の実施形態の固体撮像装置の内部構成を示
すブロック図。

【図５】図４の固体撮像装置内の画像処理器の内部構成
を示すブロック図。

【図６】処理動作を説明するためのＲＧＢ信号のヒスト
グラムの一例を示す図。

【図７】Ｒ信号のヒストグラムの一例を示す図。

【図８】第２の実施形態の固体撮像装置の内部構成を示
すブロック図。

【図９】図８の固体撮像装置内の画像処理器の内部構成
を示すブロック図。

【図１０】Ｒ信号のヒストグラムの一例を示す図。

【図１１】第３の実施形態の固体撮像装置の内部構成を
示すブロック図。

【図１２】従来の固体撮像装置の内部構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

４１ 赤外線カットフィルタ ４２ 固体撮像素子 ４３ 画像データ抽出器 ４４ａ〜４４ｃ，４４ｘ〜４４ｚ 画像処理器 ４５ 画像合成器 ４６ 画像調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C024 CX43 EX52 GX03 GY01 HX12 HX20 HX40 5C065 AA01 BB01 BB02 BB03 CC01 DD01 EE05 EE06 GG10 GG16 5C066 AA01 CA07 EA15 EA17 EF03 GA01 KD07 KE02 KM02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素及び複数の色フィルタを備え
   入射光量に対して自然対数的に変化する複数種類の色信
   号を発生する固体撮像素子を備えた固体撮像装置におい
   て、 各色信号の出力レベルに対する頻度を表す出力分布を求
   める出力分布計測手段と、 該出力分布計測手段で求められた出力分布において頻度
   が第１所定値以上となる出力レベルの最小値と頻度が第
   ２所定値以上となる出力レベルの最大値とを検知する出
   力レベル検知手段と、 前記最小値がその最小値より小さい第１出力レベルに、
   前記最大値がその最大値より大きい第２出力レベルにそ
   れぞれ割り付けられた新たな出力分布となるように各色
   信号の変換を行う第１変換手段と、 を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記第１変換手段から出力される各色信
   号の出力分布において、前記第１出力レベル近傍でその
   頻度が第３所定値より小さい低頻度領域が所定の範囲を
   越えて存在するとき、該低頻度領域における最大出力レ
   ベルより大きい出力領域の最小値が、その最小値より小
   さい第３出力レベルに割り付けられた新たな出力分布と
   なるように各色信号を変換する処理、及び、前記第２出
   力レベル近傍でその頻度が第４所定値より小さい低頻度
   領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域
   における最小出力レベルより小さい出力領域の最大値
   が、その最大値より大きい第４出力レベルに割り付けら
   れた新たな出力分布となるように各色信号を変換する処
   理のうち少なくとも一方を行う第２変換手段を、 さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の固体撮
   像装置。
3. 【請求項３】 前記第３及び第４所定値が、前記各色信
   号毎に総画素数の０．１〜１％の画素数に相当する値で
   あることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記第１変換手段が前記第２変換手段を
   兼ねることを特徴とする請求項２又は請求項３の固体撮
   像装置。
5. 【請求項５】 前記第１所定値と前記第２所定値とが等
   しいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに
   記載の固体撮像装置。
6. 【請求項６】 前記第１又は第２変換手段より出力され
   る各色信号を一つの映像信号に合成する画像合成手段を
   さらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のい
   ずれかに記載の固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記第１又は第２変換手段から出力され
   る各色信号を一つの映像信号に合成する画像合成手段
   と、 前記映像信号に対して、いずれかの色信号の出力分布に
   おいて、前記第１出力レベル近傍でその頻度が第３所定
   値より小さい低頻度領域が所定の範囲を越えて存在する
   とき、該低頻度領域における最大出力レベルより大きい
   出力領域の最小値が、その最小値より小さい第３出力レ
   ベルに割り付けられた新たな出力分布となるように各色
   信号を変換する処理、及び、いずれかの色信号の前記第
   ２出力レベル近傍でその頻度が第４所定値より小さい低
   頻度領域が所定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度
   領域における最小出力レベルより小さい出力領域の最大
   値が、その最大値より大きい第４出力レベルに割り付け
   られた新たな出力分布となるように各色信号を変換する
   処理のうち、少なくとも一方の処理を行う第３変換手段
   と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６の
   いずれかに記載の固体撮像装置。
8. 【請求項８】 前記第３及び第４所定値が、前記固体撮
   像素子の総画素数の０．１〜１％の画素数に相当する値
   であることを特徴とする請求項７の固体撮像装置。
9. 【請求項９】 前記第１及び第２所定値が、前記各色信
   号毎に、総画素数の０．１〜１％の画素数に相当する値
   であることを特徴とする請求項７の撮像装置。
10. 【請求項１０】 複数の画素及び複数の色フィルタを備
    え入射光量に対して自然対数的に変化する複数種類の色
    信号を発生する固体撮像素子の信号処理方法であって、 各色信号の出力に対する頻度を表す出力分布を求める段
    階、 該出力分布において頻度が第１所定値以上となる出力レ
    ベルの最小値を検知する段階、 前記出力分布において頻度が第２所定値以上となる出力
    レベルの最大値を検する段階、及び、 前記出力の最小値が、その最小値より小さい第１出力レ
    ベルに割り付けられ、前記出力の最大値が、その最大値
    より大きい第２出力レベルに割り付けられた新たな出力
    分布となるように各色信号を変換する段階、 を含むことを特徴とする信号処理方法。
11. 【請求項１１】 前記変換を行った各色信号の出力分布
    において、前記第１出力レベル近傍でその頻度が第３所
    定値より小さい低頻度領域が所定の範囲を越えて存在す
    るとき、該低頻度領域における最大出力より大きい出力
    領域の最小値が、その最小値より小さい第３出力レベル
    に割り付けられた新たな出力分布となるように各色信号
    を変換する段階、及び、前記変換を行った各色信号の出
    力分布において、前記第２出力レベル近傍でその頻度が
    第４所定値より小さい低頻度領域が所定の範囲を越えて
    存在するとき、該低頻度領域における最小出力より小さ
    い出力領域の最大値が、その最大値より大きい第４出力
    レベルに割り付けられた新たな出力分布となるように各
    色信号を変換する段階のうち、少なくとも一方の段階を
    さらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の信号処
    理方法。
12. 【請求項１２】 前記各段階を経て得られた各色信号を
    一つの映像信号に合成する段階をさらに含むことを特徴
    とする請求項１０又は請求項１１に記載の信号処理方
    法。
13. 【請求項１３】 前記各段階を経て得られた各色信号を
    一つの映像信号に合成する段階を含むとともに、 前記映像信号の出力分布において、前記第１出力レベル
    近傍でその頻度が第３所定値より小さい低頻度領域が所
    定の範囲を越えて存在するとき、該低頻度領域における
    最大出力より大きい出力領域の最小値が、その最小値よ
    り小さい第３出力レベルに割り付けられた新たな出力分
    布となるように各色信号を変換する段階、及び、前記映
    像信号の出力分布において、前記第２出力レベル近傍で
    その頻度が第４所定値より小さい低頻度領域が所定の範
    囲を越えて存在するとき、該低頻度領域における最小出
    力より小さい出力領域の最大値が、その最大値より大き
    い第４出力レベルに割り付けられた新たな出力分布とな
    るように各色信号を変換する段階のうち、少なくとも一
    方の段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記
    載の信号処理方法。