專利名稱：具有圖像記錄模式切換功能的攝像機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠切換(switch)圖像記錄模式的攝像機。
背景技術(shù)：
作為具有圖像記錄模式切換功能的攝像機相關(guān)技術(shù)的示例，在JP-A-2001-45512中公開了一種“黑白/彩色切換攝像機”。該攝像機采用CCD作為固態(tài)圖像拾取元件。CCD的靈敏度特性具有圖6所示曲線a顯示的特性。當(dāng)攝像機作為彩色攝像機使用時，由于人眼能夠感覺到可達650nm左右的波長，并且彩色再現(xiàn)性需要被改進，所以，紅外輻射截止(cut)濾波器被安置在CCD前面(front surface)。此時的CCD靈敏度特性由圖6所示的曲線b表示。另一方面，當(dāng)攝像機作為黑白攝像機使用時，由于靈敏度和彩色再現(xiàn)性的改善幾乎不受影響，所以紅外輻射截止濾波器被去除。
這里，例如當(dāng)彩色模式轉(zhuǎn)換為黑白模式(在夜間或假定內(nèi)部照明的亮度下降)時，在根據(jù)亮度值確定圖像記錄模式以后，紅外輻射截止濾波器被去除。此時，如圖6所示，紅外輻射區(qū)(720nm或更高)中的圖像拾取信號也被加入，則靈敏度被暫時提高而增加了圖像拾取信號的亮度值，并且產(chǎn)生所謂的振蕩(hunting)現(xiàn)象，其中圖像記錄模式易于轉(zhuǎn)換為原始彩色(color)模式的一系列操作(彩色模式到黑白模式到彩色模式到...)被重復(fù)。該振蕩現(xiàn)象同樣在黑白模式轉(zhuǎn)換為彩色模式(在黎明或假定內(nèi)部照明的亮度增加)時也產(chǎn)生。在以上公開文獻中公開的黑白/彩色切換攝像機中，當(dāng)黑白模式轉(zhuǎn)換為彩色模式時提供一個亮度電平門限值(在下文中簡稱為Y1)，而當(dāng)彩色模式轉(zhuǎn)換為黑白模式時提供兩個亮度電平門限值(在下文中簡稱為Y2和Y3)，并且上述門限值被分別設(shè)置為滿足Y2大于Y1，Y3大于Y1且Y2不等于Y3的關(guān)系來防止振蕩。
但是，在有關(guān)技術(shù)的黑白/彩色切換攝像機中，由于在黑白模式下記錄圖像的亮度電平根據(jù)照明光等的有無有很大不同，各門限值即Y1、Y2和Y3不能夠輕易地準(zhǔn)確確定，并且振蕩現(xiàn)象不能夠被方便可靠地防止。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明希望解決傳統(tǒng)的問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，能夠可靠地防止切換圖像記錄模式時振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。
按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機包括圖像拾取部分，用于記錄要被記錄或拍攝的物體的圖像；模式確定部分，用于根據(jù)從圖像拾取部分獲得的圖像拾取信號的亮度信號和彩色信號確定圖像記錄模式，和視頻信號輸出部分，用于按照模式確定部分確定的圖像記錄模式，根據(jù)圖像拾取信號輸出彩色視頻信號或黑白視頻信號。通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于圖像拾取信號的光源種類能夠通過使用彩色信號的比率來指定，所以切換圖像記錄模式時能夠被可靠地防止振蕩的產(chǎn)生。
此外，在按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機中，模式確定部分根據(jù)彩色信號判定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成，來確定圖像記錄模式。通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于圖像拾取信號的光源能夠被指定為由近紅外輻射組成，所以當(dāng)近紅外輻射被使用來照明時能夠防止振蕩。
此外，在按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機中，模式確定部分根據(jù)圖像拾取信號三基色彩色信號的比值是否位于預(yù)定范圍內(nèi)來確定圖像記錄模式。通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于圖像拾取信號的光源能夠被指定為由近紅外輻射組成，所以當(dāng)近紅外輻射被使用來照明時能夠防止振蕩。
此外，在按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機中，模式確定部分對每一個通過將圖像拾取屏幕劃分為多個部分獲得的多個塊判定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成，并通過使用其中圖像拾取信號由近紅外輻射形成的塊的數(shù)目來確定圖像記錄模式。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使在局部照明時也能夠防止振蕩。
再此外，在按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機中，模式確定部分通過使用預(yù)置規(guī)定時段的圖像拾取信號來確定圖像記錄模式。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使記錄圖像在規(guī)定時段期間特殊變化時也能夠防止振蕩。
而且，按照本發(fā)明的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機包括能夠任意設(shè)置規(guī)定時段的規(guī)定時段設(shè)置部分。按照這樣的結(jié)構(gòu)，即使記錄圖像在任意規(guī)定時段期間特殊變化時也能夠防止振蕩。


圖1示出按照本發(fā)明實施例的攝像機示意結(jié)構(gòu)的圖；圖2示出CCD圖像拾取元件每種顏色的靈敏度特性的圖；圖3示出可見光下記錄的圖像R/G和B/G被繪制的圖；圖4示出近紅外輻射下記錄的圖像R/G和B/G被繪制的圖；圖5示出按照本發(fā)明實施例確定攝像機圖像記錄模式的處理流程的圖；圖6示出CCD圖像拾取元件靈敏度特性的圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將在下面參考

本發(fā)明的實施例。具有圖像記錄模式切換功能的攝像機在圖1中示出。
在圖1中，CCD圖像拾取元件1包括光電轉(zhuǎn)換部分和電荷轉(zhuǎn)換部分，并且將要被記錄或拍攝的拾取圖像信息輸出為模擬信號。在光電轉(zhuǎn)換部分的光接收面上，對于每個像素，彩色濾波器以規(guī)定順序排列，并且彩色信息被包括在輸出的模擬信號中。模擬信號處理部分2對CCD圖像拾取元件1輸出的信號應(yīng)用規(guī)定的模擬處理(噪聲去除、增益控制、預(yù)拐點處理等)。A/D轉(zhuǎn)換部分3將模擬信號處理部分2的模擬圖像拾取信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
數(shù)字信號處理部分4包括DPS，并且對A/D轉(zhuǎn)換部分3的數(shù)字圖像拾取信號應(yīng)用規(guī)定處理，為每個像素輸出亮度信號和彩色信號。視頻輸出部分5通過使用數(shù)字信號處理部分4的輸出信號產(chǎn)生和輸出彩色視頻信號或黑白視頻信號。產(chǎn)生彩色視頻信號還是產(chǎn)生黑白視頻信號根據(jù)還具有模式確定部分功能的控制部分6的圖像記錄模式信號來確定。
控制部分6控制攝像機的所有操作，包括確定圖像記錄模式的處理，并由作為主體的由規(guī)定程序運行的處理器組成。確定圖像記錄模式的處理將在下面說明。
驅(qū)動部分7用于根據(jù)控制部分6的控制信號驅(qū)動光學(xué)LPF和紅外輻射截止濾波器8。光學(xué)LPF和紅外輻射截止濾波器8在彩色圖像記錄模式時安置在CCD圖像拾取元件1的前面。光學(xué)LPF用于截去記錄圖像的高頻帶并去除假彩色等。紅外輻射截止濾波器用于截去CCD圖像拾取元件1上入射光的紅外輻射成分。
如以上所述構(gòu)成的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機的操作在下面說明。在CCD圖像拾取元件1中獲得的圖像拾取信號經(jīng)模擬信號處理部分2、A/D轉(zhuǎn)換部分3、數(shù)字信號處理部分4和視頻輸出部分5的處理，作為視頻信號輸出。當(dāng)圖像記錄模式是彩色圖像記錄模式時，光學(xué)LPF和紅外輻射截止濾波器8被安置在CCD圖像拾取元件1的前面，并且視頻輸出部分5輸出彩色視頻信號。此外，當(dāng)圖像記錄模式是黑白模式時，光學(xué)LPF和紅外輻射截止濾波器8從CCD圖像拾取元件1的前面去除，并且視頻輸出部分5輸出黑白視頻信號。
現(xiàn)在將說明確定圖像記錄模式的處理。數(shù)字信號處理部分4計算圖像拾取信號的亮度信號和三基色的彩色信號，而不管圖像記錄模式如何，并且將亮度信號和彩色信號輸出給控制部分6?？刂撇糠?根據(jù)圖像拾取信號的亮度信號和彩色信號確定圖像記錄模式。圖像記錄模式基本上由亮度信號確定。即，圖像記錄模式在高亮度時是彩色模式，而圖像記錄模式在低亮度時是黑白模式。在這一點上，即使在高亮度時，當(dāng)圖像拾取信號由近紅外輻射光形成時，圖像記錄模式也需要設(shè)置為黑白模式。
圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成通過分析圖像拾取信號的彩色信號來確定。其原理在下面說明。圖2示出了CCD圖像拾取元件每種顏色的靈敏度特性。如圖2所示，不管顏色的種類如何，CCD圖像拾取元件的靈敏度對于800[nm]左右的長波長基本上相同。雖然圖2示出了補色的示例，但是基色(R(紅)、G(綠)和B(藍(lán)))的示例也顯示了相同的結(jié)果。因此，由于不管其圖像被記錄或拍攝的物體的顏色如何，由近紅外輻射形成的圖像拾取信號的三基色的彩色信號比率基本上恒定，所以組成三基色的彩色信號比率被獲得，從而圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成能夠被確定。詳細(xì)地，當(dāng)分量R和分量G的比率(在下文中簡稱為R/G)基本對應(yīng)分量B和分量G的比率(在下文中簡稱為B/G)時，圖像拾取信號被確定為由近紅外輻射形成。
而且，對于用于確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成的圖像拾取信號的亮度信號和彩色信號，盡管所有圖像拾取屏幕的平均值被簡單地使用，但是圖像拾取屏幕也可以被劃分為多個塊(例如，長6×寬8＝48塊)，并且每個塊的平均亮度信號和平均彩色信號可以用于更精確地確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成。
圖3和4是示出可見光和近紅外輻射的記錄或拍攝圖像的R/G和B/G根據(jù)每個塊的彩色信號被獲得并繪制的圖。從圖3可見，可見光的記錄圖像被不規(guī)則地繪制。另一方面，在近紅外輻射的記錄圖像中，R/G大于0.7并小于1.1，而B/G大于0.8并小于1.2。因此，圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成能夠根據(jù)包括在上述范圍內(nèi)的塊數(shù)目確定。此時，對于其平均亮度不低于規(guī)定值的塊，確定彩色信號的比率是否包括在上述范圍內(nèi)，從而精確地確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成，而不管圖像記錄或拍攝條件例如光的種類或布置，自然光的有無等。由于上述數(shù)值范圍取決于制造者和CCD圖像拾取元件的種類，以及數(shù)字信號處理部分的處理參數(shù)等，所以實際中它們需要針對每種類型的攝像機進行確定。
隨后，圖1所示的確定攝像機圖像記錄模式的處理將參考圖5所示的流程圖來說明。模式確定處理通過使用圖像拾取信號的亮度信號Y和彩色信號R、G和B在預(yù)定時間執(zhí)行。在圖5中，圖像記錄模式被簡單地稱為模式。
在步驟501中，當(dāng)前圖像記錄模式被判定，當(dāng)圖像記錄模式是彩色圖像記錄模式時，步驟502中判定亮度信號Y是否大于預(yù)置門限值Y2。當(dāng)Y不大于Y2時，其圖像被記錄或拍攝的物體的照明度低，從而圖像記錄模式被切換為黑白圖像記錄模式(步驟503)。當(dāng)Y大于Y2時，確定其圖像被記錄或拍攝的物體的照明度充足，并且圖像記錄模式保持彩色圖像記錄模式。
在步驟501中，當(dāng)確定當(dāng)前圖像記錄模式是黑白圖像記錄模式時，在步驟504中判定亮度信號Y是否大于預(yù)置門限值Y1。在這一點上，在門限值Y1和Y2中，Y1被設(shè)置得大于Y2。如上所述設(shè)置門限值的原因是為了避免由于紅外輻射截止濾波器的去除使亮度信號增加從而即使在可見輻射的照明下也可能產(chǎn)生振蕩的現(xiàn)象。但是，Y1可以根據(jù)使用條件而等于Y2，在該情況中，在步驟502中當(dāng)Y小于Y1時，圖像記錄模式被切換為黑白圖像記錄模式。
在步驟504中，當(dāng)Y小于Y1時，其圖像被記錄或拍攝的物體的照明度低。因此，圖像記錄模式保持黑白圖像記錄模式。此外，當(dāng)Y不小于Y1時，彩色信號被分析(步驟505)。彩色信號被分析是為了確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成并且分析R/G和B/G。然后，根據(jù)分析的結(jié)果確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成(步驟506)。
在步驟506中，當(dāng)確定圖像拾取信號由近紅外輻射形成時，圖像記錄模式保持黑白圖像記錄模式。即，圖像拾取信號的大部分亮度信號由近紅外輻射照明形成。這樣，當(dāng)圖像記錄模式直接切換為彩色圖像記錄模式時，亮度突然降低，從而可能產(chǎn)生振蕩。因此，圖像記錄模式保持黑白圖像記錄模式。另一方面，當(dāng)在步驟506中確定圖像拾取信號不是由近紅外輻射形成時，由于其圖像通過可見光被記錄或拍攝的物體的照明度充足，在步驟507中，圖像記錄模式被切換為彩色圖像記錄模式。
因此，當(dāng)圖像記錄模式根據(jù)圖5所示流程圖被確定時，振蕩的產(chǎn)生能夠在切換圖像記錄模式時被可靠地防止，而不用直接識別照明裝置的有無、種類和工作狀態(tài)。
在圖5所示的流程圖中，通過使用整個圖像拾取屏幕的平均值或通過劃分圖像拾取屏幕獲得的塊中的平均值，亮度信號Y是否大于或小于門限值Y1或Y2可以被判定，并且彩色信號可以被分析。
當(dāng)通過使用塊中的平均值判定亮度信號大于還是小于門限值時，對于每個塊，平均亮度和門限值Y1或Y2被進行比較。當(dāng)滿足規(guī)定條件(例如在步驟504中Y不小于Y1)的塊數(shù)目相對所有塊數(shù)目具有規(guī)定的比率或更多(例如70％)時，確定條件滿足。
當(dāng)彩色信號通過使用塊中的平均值被分析時，其中R/G和B/G被包括在規(guī)定范圍中的塊數(shù)目如上所述被分析。然后，圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成根據(jù)其中R/G和B/G被包括在規(guī)定范圍中的塊數(shù)目被確定。用于確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成的塊參考數(shù)目可以考慮是所有圖像拾取屏幕的塊數(shù)目，但是，在局部照明下可能不能進行精確的確定。為了防止這種不便，彩色信號對其中平均亮度信號具有規(guī)定值或更大值的塊進行分析。然后，根據(jù)其中R/G和B/G被包括在規(guī)定范圍中的塊數(shù)目是否滿足相對于其中平均亮度信號具有規(guī)定值或更大值的塊數(shù)目的規(guī)定關(guān)系式(例如塊數(shù)目之間的差為7或更小)，確定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成。當(dāng)通過使用塊中的平均值判定亮度信號大于還是小于門限值并且分析彩色信號時，如上所述，即使有局部照明時也能夠防止振蕩。
在以上說明中，雖然用于確定圖像記錄模式的處理通過使用一幀的圖像拾取信號來執(zhí)行，但是，可以根據(jù)預(yù)定固定時段或使用狀態(tài)，通過還具有規(guī)定時段設(shè)置部分功能的控制部分6，對適當(dāng)確定的規(guī)定時段的多個幀的圖像拾取信號獲得圖像記錄模式，然后，可以在它們相互對應(yīng)時切換模式，以便防止圖像記錄模式由于記錄圖像的特殊變化(例如夜晚圖像記錄時機動車輛前燈的照明，臨時的陰影等)而被切換。在該情況中，圖像的幀數(shù)目(幀數(shù))根據(jù)使用條件來適當(dāng)確定。
當(dāng)圖像記錄模式通過使用多個幀的圖像拾取信號被確定時，即使記錄或拍攝圖像在規(guī)定時段期間(換句話說，確定圖像記錄模式所需的時間)特殊變化時也能夠防止振蕩。
如上所述，按照本發(fā)明，能夠提供具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，其中在切換圖像記錄模式時能夠可靠地防止振蕩的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，能夠切換圖像記錄模式，所述攝像機包括圖像拾取部分，用于記錄要被記錄或拍攝的物體的圖像；模式確定部分，用于根據(jù)從圖像拾取部分獲得的圖像拾取信號的亮度信號和彩色信號確定圖像記錄模式；和視頻信號輸出部分，用于按照模式確定部分確定的圖像記錄模式，根據(jù)圖像拾取信號輸出彩色視頻信號或黑白視頻信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，其特征在于模式確定部分根據(jù)彩色信號判定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成，來確定圖像記錄模式。
3.按照權(quán)利要求2所述的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，其特征在于模式確定部分根據(jù)圖像拾取信號三基色彩色信號的比值是否位于預(yù)置范圍內(nèi)來確定圖像記錄模式。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，其特征在于模式確定部分對每一個通過將圖像拾取屏幕劃分為多個部分獲得的多個塊判定圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成，并通過使用其中圖像拾取信號由近紅外輻射形成的塊的數(shù)目來確定圖像記錄模式。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，其特征在于模式確定部分通過使用預(yù)置規(guī)定時段的圖像拾取信號來確定圖像記錄模式。
6.按照權(quán)利要求5所述的具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，進一步包括能夠任意設(shè)置規(guī)定時段的規(guī)定時段設(shè)置部分。
全文摘要
提供一種具有圖像記錄模式切換功能的攝像機，能夠在切換圖像記錄模式時可靠地防止振蕩的產(chǎn)生。根據(jù)圖像記錄模式，CCD圖像拾取元件(1)獲得的圖像拾取信號經(jīng)模擬信號處理部分(2)、A/D轉(zhuǎn)換部分(3)、數(shù)字信號處理部分(4)和視頻輸出部分(5)的處理，輸出為彩色視頻信號或黑白視頻信號?？刂撇糠?6)控制攝像機的所有操作，包括確定圖像記錄模式的處理。圖像記錄模式根據(jù)亮度信號確定。在高亮度下，圖像記錄模式設(shè)置為彩色圖像記錄模式，在低亮度下，設(shè)置為黑白圖像記錄模式。但即使在高亮度中，當(dāng)圖像拾取信號在近紅外輻射下形成時，圖像記錄模式也被設(shè)置為黑白圖像記錄模式。圖像拾取信號是否由近紅外輻射形成通過分析圖像拾取信號的彩色信號確定。
文檔編號H04N5/225GK1434630SQ0310544
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者高桑誠 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社