[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于能够以低帧速率来成像的摄像机的成像装置，并涉及适用于该成像装置的成像方法。

背景技术

获得符合电视广播格式等的视频信号的摄像机采用1/60秒、1/50秒等的指定帧速率，用于利用成像器来捕捉图像。例如，帧速率为1/60秒的摄像机针对每一帧用于蓄积成像器所接收的成像光的最大时间段(或者，快门时间段)为1/60秒。

当执行用于缩短在一个帧周期内接收成像光的时间段的处理(或者电子快门处理)时，可以以诸如1/100秒、1/1000秒等的高快门速度来捕捉图像。但是，在这种情况下，可能不会允许接收成像光的时间段长于一个帧周期(或者，低快门速度)。

为了实现低于1/60秒的快门速度，可以由成像器接收跨多个帧周期的较长时间段的成像光，随后从成像器读出与成像光相对应的信号。例如，当使用CCD(电荷耦合器件)图像传感器作为成像器时，可以延长通过接收光来在各个像素中蓄积电荷的时间段。例如，当用于每个像素的电子蓄积时间段相当于两个帧周期的和(1/30秒)时，可以读出在1/30秒内蓄积的信号。因此，可以实现蓄积时间段变为2倍的低速率成像。可以间歇地每隔1/30秒(通常帧周期的2倍)地改变这样获得的成像信号。由于延长了电荷蓄积时间段，所以可以实现更高灵敏度的成像。例如，即使在黑暗(例如，夜晚)中也可以捕捉图像。除了上述在帧周期的两倍的时间段内蓄积电荷的示例处理之外，还可以调节在成像器中蓄积电子的时间段，例如，允许延长成像达几十帧的时间段。

日本未审查专利申请公布No.2005-39710公开了这样一种成像装置的示例，该成像装置通过帧相加来执行改变帧速率的处理。

发明内容

但是，如果如上所述地延长在图像传感器的光接收元件中的电子蓄积的时间段，则会导致图像传感器的校正功能的动态范围不足。因此，得到的图像可能会显露图像传感器的固定模式的噪声，或者由于间歇图像(intermittent image)而使得诸如白平衡调节之类的自动控制系统会不足以用于实际应用。其结果是，图像质量会恶化得更加厉害。

例如，来自图像传感器的输出可以在来自图像传感器的成像信号为线性信号的阶段中经历数字同步相加。这里，短语“来自图像传感器的成像信号为线性信号的阶段”指的是直接反映出在经历诸如白平衡调节和γ校正之类的各种图像信号处理之前的图像传感器的输出的信号的阶段。

为了在没有任何修改的情况下对图像传感器的输出进行相加，可能需要用于直接对图像传感器的输出进行相加的帧存储器。但是，从图像传感器输出的成像信号是在通过γ电路、拐点电路等处的非线性处理和增益控制来压缩幅度方向上的字长(word length)之前的信号。因此，可能需要具有大字长的昂贵的存储系统。

在执行诸如γ校正之类的非线性转换之后再对各个帧的信号进行相加的情况下，这种简单的相加可能会导致各个帧的非线性处理参数的对准不佳。因此，很可能会导致恶化的视频信号。

在日本未审查专利申请公布No.2005-39710中描述的处理被配置成使得各个帧的信号在经历了诸如γ校正之类的非线性转换之后再被进行相加。但是，并没有关于在γ校正之后再执行相加的情况下的特性恶化的描述。

本发明解决了以上确定的问题以及与传统方法和装置相关联的其它问题。希望提供这样一种成像装置，即，可以以该成像装置的简化配置来执行高质量低帧速率的成像。

根据本发明的一个实施例，提供了一种成像装置，并且根据本发明的另一个实施例，提供了一种成像方法。从用于将成像光转换成成像信号的图像传感器获得的成像信号被进行非线性校正。经历过非线性校正的成像信号的预定数目的帧被以帧为单位地相加。对非线性校正的校正特性执行控制以适当地限定在执行帧相加的情况下的非线性校正的校正特性和在没有执行帧相加的情况下的非线性校正的校正特性。在这样的控制之下执行非线性校正之后，经过帧相加的成像信号或者没有经过帧相加的成像信号被选择性地输出或记录。

利用上述处理，可以获得在执行了帧相加的情况下和在没有执行帧相加的情况下的经历过诸如γ校正之类的适当非线性校正的成像信号。

根据本发明的上述实施例，可以在执行了帧相加的情况和没有执行帧相加的情况中的每一种情况下适当地控制对成像信号的诸如γ校正之类的非线性校正的特性。因此，可以利用成像装置的简化配置(例如，通过向背景技术的成像装置添加少量电路和控制处理系统)来获得已经经历过γ校正等的高图像质量、低帧速率的成像信号。

附图说明