JP2010136224A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and imaging method, capable of capturing an image of proper exposure even if lightness of a photographing scene is rapidly changed. <P>SOLUTION: An imaging apparatus includes: a photographing section 120 for sequentially outputting image data for each frame; an exposure condition setting section 160 for sequentially setting image data of continuous at least three frames output sequentially as a set of images, setting photographing of at least one frame in the set of images to a first exposure condition and setting photographing of other at least two frames in the set of images to a second exposure condition; and an exposure amount detecting section 140 for detecting an exposure amount of first image data photographed under the first exposure condition and output and an exposure amount of second image data photographed under the second exposure condition and output. When setting the first and second exposure conditions for any optional one set of images, the exposure condition setting section sets the first and second exposure conditions in accordance with the exposure amounts of first and second image data in one set of images preceding by one or more sets. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置及び撮像方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method.

撮像装置が撮影する被写体(撮影シーン)は、ダイナミックレンジ(被写体の最も明るい部分と最も暗い部分の比率)が広い場合がある。このとき、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に設けられた撮像素子が許容できるダイナミックレンジが狭いと、ダイナックレンジが広い被写体をそのまま撮影することができない。このとき、適正な露出にならないため、撮影された画像は、暗部が黒くつぶれたり、明部が白く飛んだりする。   A subject (shooting scene) photographed by the imaging apparatus may have a wide dynamic range (ratio of the brightest part to the darkest part of the subject). At this time, if the dynamic range allowable by the image sensor provided in the imaging device such as a digital still camera or a video camera is narrow, a subject having a wide dynamic range cannot be photographed as it is. At this time, since the exposure is not appropriate, the dark part of the photographed image is crushed black or the bright part is white.

そこで、1度の撮影で多重露光をすることによって、1枚のダイナミックレンジの広い画像を撮影する技術が開示されている。例えば、特許文献1には、高輝度部の撮影と低輝度部の撮影という2回の撮影をする撮像装置が開示されており、当該撮像装置は、高輝度部と低輝度部で異なる露光条件で撮影を行う。   In view of this, there has been disclosed a technique for photographing one image with a wide dynamic range by performing multiple exposure in one photographing. For example, Patent Document 1 discloses an imaging device that performs two shootings, that is, shooting of a high-luminance portion and shooting of a low-luminance portion. The imaging device has different exposure conditions for the high-luminance portion and the low-luminance portion. Shoot with.

また、特許文献2の技術は、本撮影の前に複数の露光条件によって被写体のダイナミックレンジに関する情報を合成し、合成した情報の輝度のヒストグラムから高輝度部と低輝度部にあるピークを検出する。そして、高輝度部と低輝度部にそれぞれに適した露光条件が設定されて本撮影が行われる。更に、特許文献3には、N回目以前の撮影結果からN+1回目の撮影の露光条件候補を決定する技術が開示されている。   Further, the technique of Patent Document 2 combines information on the dynamic range of a subject under a plurality of exposure conditions before actual photographing, and detects peaks in a high luminance part and a low luminance part from a luminance histogram of the combined information. . Then, an exposure condition suitable for each of the high luminance part and the low luminance part is set, and the main photographing is performed. Further, Patent Document 3 discloses a technique for determining exposure condition candidates for the (N + 1) -th shooting from the shooting results before the N-th shooting.

特開平7−298142号公報JP 7-298142 A 特開2002−135648号公報JP 2002-135648 A 特開2006−333229号公報JP 2006-333229 A

しかし、従来の多重露光を使用した技術を用いたとしても、撮影シーンの明るさが急激に変化した場合、例えば、室内の撮影を行っていて窓から日光が急に室内に射した場合等では、撮像装置の露光条件が最適な値に追従するまで時間がかかった。即ち、撮像装置が最適な露光条件を検出するために、絞りやシャッターなどを少しずつ変化させる必要がある。その結果、撮影シーンの明るさが急激に変化すると、しばらくの間、露出オーバーで画像が白くなったり、露出アンダーで画像が黒くつぶれたりするという問題があった。   However, even if the technology using conventional multiple exposure is used, when the brightness of the shooting scene changes suddenly, for example, when shooting indoors and sunlight suddenly enters the room It took time until the exposure conditions of the imaging apparatus followed the optimum value. In other words, in order for the imaging apparatus to detect optimal exposure conditions, it is necessary to change the aperture, shutter, and the like little by little. As a result, when the brightness of the shooting scene changes abruptly, there has been a problem that the image becomes white for a while and the image becomes black when the exposure is under exposure.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、撮影シーンの明るさが急激に変化した場合でも、露光が適正な画像を取得することが可能な、新規かつ改良された撮像装置及び撮像方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain an image with appropriate exposure even when the brightness of a shooting scene changes abruptly. It is another object of the present invention to provide a new and improved imaging apparatus and imaging method.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、時間軸方向に1フレーム毎に撮影を行い1フレーム毎の画像データを順次出力する撮影部と、順次出力された連続する少なくとも3フレームの画像データを1組の画像セットとして順次設定し、1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件に設定し、1組の画像セットのうち他の少なくとも2フレームの撮影を第1の露光条件と異なる第2の露光条件に設定する露光条件設定部と、第1の露光条件で撮影され出力された第1の画像データの露光量と、第2の露光条件で撮影され出力された第2の画像データの露光量を検出する露光量検出部を有し、露光条件設定部は、任意の1組の画像セットの第1の露光条件及び第2の露光条件を設定する際、1又は複数前の1組の画像セットにおいて検出された第1の画像データの露光量と第2の画像データの露光量に応じて、第1の露光条件及び第2の露光条件を設定する撮像装置が提供される。   In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, an imaging unit that performs imaging for each frame in the time axis direction and sequentially outputs image data for each frame, and at least three consecutive outputs that are sequentially output. The frame image data is sequentially set as one image set, at least one frame of the one image set is set as the first exposure condition, and at least two other frames of the one image set are set. An exposure condition setting unit that sets shooting to a second exposure condition that is different from the first exposure condition, an exposure amount of the first image data that is shot and output under the first exposure condition, and a second exposure condition An exposure amount detection unit that detects the exposure amount of the captured and output second image data is provided, and the exposure condition setting unit determines the first exposure condition and the second exposure condition of an arbitrary set of images. One or more when setting There is provided an imaging apparatus for setting the first exposure condition and the second exposure condition in accordance with the exposure amount of the first image data and the exposure amount of the second image data detected in the one image set. The

上記検出された露光量に応じて、1組の画像セットのうち少なくとも2フレームの画像データを合成して1フレームの合成画像データを生成し、1組の画像セットから1つの合成画像データを出力する画像合成部を更に有してもよい。   According to the detected exposure amount, at least two frames of the image set of one set are combined to generate one frame of combined image data, and one combined image data is output from the one set of images. You may further have an image composition part to perform.

上記検出された露光量に応じて、1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの画像データを選択し、選択された1フレームの画像データに基づいた1つの画像データを出力する画像選択部を更に有してもよい。   An image selection unit that selects at least one frame of image data from one set of image sets according to the detected exposure amount and outputs one image data based on the selected one frame of image data. You may have.

上記露光条件設定部は、第2の露光条件に設定する少なくとも2フレームの撮影のうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件より露光量が多い第3の露光条件に設定し、他の少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件より露光量が少ない第4の露光条件に設定してもよい。   The exposure condition setting unit sets shooting of at least one frame out of shooting of at least two frames set as the second exposure condition to a third exposure condition having an exposure amount larger than that of the first exposure condition, The photographing of one frame may be set to a fourth exposure condition where the exposure amount is smaller than the first exposure condition.

上記第3の露光条件及び第4の露光条件は、第1の露光条件に応じて決定されてもよい。   The third exposure condition and the fourth exposure condition may be determined according to the first exposure condition.

上記1組の画像セットのうち第1の露光条件に設定するフレームの撮影が複数のフレームであるとき、それぞれのフレームに設定される第1の露光条件はそれぞれ異なってもよい。   When a plurality of frames are captured for the frame set as the first exposure condition in the one image set, the first exposure condition set for each frame may be different.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、時間軸方向に1フレーム毎に撮影を行い1フレーム毎の画像データを順次出力するステップと、順次出力された連続する少なくとも3フレームの画像データを1組の画像セットとして順次設定するステップと、1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件に設定し、1組の画像セットのうち他の少なくとも2フレームの撮影を第1の露光条件と異なる第2の露光条件に設定するステップと、第1の露光条件で撮影され出力された第1の画像データの露光量と、第2の露光条件で撮影され出力された第2の画像データの露光量を検出するステップを有し、任意の1組の画像セットの第1の露光条件及び第2の露光条件を設定するステップは、1又は複数前の1組の画像セットにおいて検出された第1の画像データの露光量と第2の画像データの露光量に応じて、第1の露光条件及び第2の露光条件を設定する撮像方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a step of photographing every frame in the time axis direction and sequentially outputting image data for each frame, and sequentially output sequentially The step of sequentially setting at least three frames of image data as one set of images, the shooting of at least one frame of one set of images as a first exposure condition, and the other of one set of images Setting a second exposure condition different from the first exposure condition for photographing at least two frames, an exposure amount of the first image data photographed and output under the first exposure condition, and a second exposure condition The step of detecting the exposure amount of the second image data photographed and output in step 1, and the step of setting the first exposure condition and the second exposure condition of an arbitrary set of images is one or more. There is provided an imaging method for setting the first exposure condition and the second exposure condition in accordance with the exposure amount of the first image data and the exposure amount of the second image data detected in the one image set. The

上記検出された露光量に応じて、1組の画像セットのうち少なくとも2フレームの画像データを合成して1フレームの合成画像データを生成するステップと、1組の画像セットから1つの合成画像データを出力するステップを更に有してもよい。   In accordance with the detected exposure amount, a step of generating image data of one frame by combining image data of at least two frames of a set of image sets, and one composite image data from the set of image sets May be further included.

本発明によれば、撮影シーンの明るさが急激に変化した場合でも、露光が適正な画像を取得することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an image with appropriate exposure even when the brightness of a shooting scene changes abruptly.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、説明は、以下の順序で行う。
1.第1の実施形態
[第1の実施形態の構成]
[制御部113の構成]
[第1の実施形態の動作]
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. The description will be given in the following order.
1. First Embodiment [Configuration of First Embodiment]
[Configuration of Control Unit 113]
[Operation of First Embodiment]

<1.第1の実施形態>
[第1の実施形態の構成]
本実施形態の撮像装置100は、例えば、撮像レンズ114が交換可能、又は交換不可能双方におけるデジタルスチルカメラに限られない。撮像装置100は、ビデオカメラ、カムコーダ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)などの撮像機能を持つ装置に適用可能である。また、パーソナルコンピュータなどに接続されるテレビ電話用又はゲームソフト用などの小型カメラによる撮像信号を処理する処理装置や記録装置にも本実施形態の撮像装置100を適用することができる。
<1. First Embodiment>
[Configuration of First Embodiment]
The imaging apparatus 100 according to the present embodiment is not limited to a digital still camera in which the imaging lens 114 is replaceable or not interchangeable. The imaging apparatus 100 can be applied to an apparatus having an imaging function such as a video camera, a camcorder, a mobile phone, or a PDA (Personal Digital Assistants). In addition, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment can be applied to a processing apparatus or a recording apparatus that processes an imaging signal from a small camera such as a videophone or game software connected to a personal computer or the like.

また、後述する撮像装置100の各処理機能は、ハードウェアでもソフトウェアでも実装可能である。また、本明細書で記載する画像処理は、撮像装置100の信号処理における入力データ(RAWデータ)のうちR,G,Bに対する処理である。以下、本実施形態ではベイヤ配列のRAWデータを採用する場合について説明する。   In addition, each processing function of the imaging apparatus 100 described later can be implemented by hardware or software. Further, the image processing described in this specification is processing for R, G, and B of input data (RAW data) in signal processing of the imaging apparatus 100. Hereinafter, in the present embodiment, a case where Bayer array RAW data is employed will be described.

まず、本実施形態に係る撮像装置100の構成を説明する。図1は、本実施形態に係る撮像装置100を示すブロック図である。   First, the configuration of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating an imaging apparatus 100 according to the present embodiment.

図1に示す撮像装置100は、記憶媒体に映像データを記録可能なビデオカメラである。
撮像装置100は、例えば、イメージセンサ101と、前処理部102と、カメラ信号処理部103と、変換処理部104と、圧縮・伸張部105と、メモリ制御部106と、メモリ107と、表示処理部108と、圧縮・伸張部109と、記録デバイス制御部110と、記録デバイス111と、表示部112と、制御部113と、撮像レンズ114などを備えている。
An imaging apparatus 100 shown in FIG. 1 is a video camera capable of recording video data on a storage medium.
The imaging apparatus 100 includes, for example, an image sensor 101, a preprocessing unit 102, a camera signal processing unit 103, a conversion processing unit 104, a compression / decompression unit 105, a memory control unit 106, a memory 107, and display processing. Unit 108, compression / decompression unit 109, recording device control unit 110, recording device 111, display unit 112, control unit 113, imaging lens 114, and the like.

撮像レンズ114は、被写体からの入射光を集光させ、後述のイメージセンサ101に被写体像を結像させるレンズ群である。   The imaging lens 114 is a lens group that collects incident light from a subject and forms a subject image on an image sensor 101 described later.

イメージセンサ101は、光学系(例えば、撮像レンズ114、赤外線除去フィルタ、光学的ローパスフィルタ等を含む。)を介して取り込まれた被写体からの入射光を光電変換によって電気信号に変換する。イメージセンサ101は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の撮像素子が用いられる。CMOS型撮像素子の場合、フォトダイオード、行・列選択MOSトランジスタ、信号線等が2次元状に配列され、垂直走査回路、水平走査回路、ノイズ除去回路、タイミング発生回路等が形成される。なお、イメージセンサ101として、CCD(Charge Coupled Device)を使用してもよい。   The image sensor 101 converts incident light from a subject captured via an optical system (for example, including an imaging lens 114, an infrared filter, an optical low-pass filter, etc.) into an electrical signal by photoelectric conversion. For example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor is used as the image sensor 101. In the case of a CMOS image sensor, photodiodes, row / column selection MOS transistors, signal lines and the like are two-dimensionally arranged to form a vertical scanning circuit, a horizontal scanning circuit, a noise removal circuit, a timing generation circuit, and the like. Note that a CCD (Charge Coupled Device) may be used as the image sensor 101.

また、イメージセンサ101は、例えば、30fps(フィールド/秒)のフレームレートで信号を読み出す。イメージセンサ101は、30fps以上のフレームレート、例えば通常レートの4倍の120fpsで高速に信号を読み出してもよい。イメージセンサ101は、CDS(Correlated Double Sampling)及びA/Dコンバータを内蔵し、イメージセンサ101から撮像データが出力される。   Further, the image sensor 101 reads out a signal at a frame rate of 30 fps (field / second), for example. The image sensor 101 may read a signal at a high speed at a frame rate of 30 fps or higher, for example, 120 fps, which is four times the normal rate. The image sensor 101 includes a CDS (Correlated Double Sampling) and an A / D converter, and imaging data is output from the image sensor 101.

前処理部102は、イメージセンサ101から出力された撮像データに対して、シェーディング補正等の光学的な補正処理を行ってディジタル画像信号を出力する。   The preprocessing unit 102 performs optical correction processing such as shading correction on the imaging data output from the image sensor 101 and outputs a digital image signal.

カメラ信号処理部103は、前処理部102からの撮像データに対して、同時化処理、ホワイトバランス補正、アパーチャ補正、ガンマ補正、YC生成等のカメラ信号処理を施す。   The camera signal processing unit 103 performs camera signal processing such as synchronization processing, white balance correction, aperture correction, gamma correction, and YC generation on the imaging data from the preprocessing unit 102.

変換処理部104は、カメラ信号処理部103から受け取った画像信号を表示部112の表示に適合したフレームレート及び画面サイズに変換するための表示間引きとサイズ調整とを行う。なお、表示間引きは表示処理部108に出力するとき行う。表示間引きとは、撮像装置100が高速撮像モードのときに、画像を映し出す表示装置の表示規格で規定されている単位時間当たりのフィールド数(例えば30fps)に合うように、フィールドを間引くことである。   The conversion processing unit 104 performs display thinning and size adjustment for converting the image signal received from the camera signal processing unit 103 into a frame rate and a screen size suitable for display on the display unit 112. Note that display thinning is performed when output to the display processing unit 108. The display thinning is to thin out the fields so as to match the number of fields per unit time (for example, 30 fps) defined in the display standard of the display device that displays an image when the imaging device 100 is in the high-speed imaging mode. .

圧縮・伸張部105は、変換処理部104からの撮像データに対して、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)規格などの静止画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、メモリ制御部106から供給された静止画像の符号化データに対して伸張復号化処理を行う。メモリ制御部106は、メモリ107に対する画像データの書き込み及び読み込みを制御する。メモリ107は、メモリ制御部106から受け取った画像データを一時的に保存するFIFO(First In First Out)方式のバッファメモリである。メモリ107は、例えば、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)などである。   The compression / decompression unit 105 performs compression coding processing on the captured image data from the conversion processing unit 104 using a still image coding method such as JPEG (Joint Photographic Experts Group) standard. Further, decompression decoding processing is performed on the encoded data of the still image supplied from the memory control unit 106. The memory control unit 106 controls writing and reading of image data with respect to the memory 107. A memory 107 is a FIFO (First In First Out) buffer memory that temporarily stores image data received from the memory control unit 106. The memory 107 is, for example, an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory).

表示処理部108は、変換処理部104又は圧縮・伸張部109から受け取った画像信号から、表示部112に表示させるための画像信号を生成して、画像信号を表示部112に送り、画像を表示させる。表示部112は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)からなり、撮像中のカメラスルー画像や記録デバイス111に記録されたデータの画像などを表示する。   The display processing unit 108 generates an image signal to be displayed on the display unit 112 from the image signal received from the conversion processing unit 104 or the compression / decompression unit 109, sends the image signal to the display unit 112, and displays the image. Let The display unit 112 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), and displays a camera-through image being captured, an image of data recorded in the recording device 111, and the like.

圧縮・伸張部109は、変換処理部104から受け取った画像データに対して、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)などの動画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、記録デバイス111から供給された動画の符号化データに対して伸張復号化処理を行い、表示処理部108に出力する。表示部112は、表示処理部108から受け取った動画を表示する。   The compression / decompression unit 109 performs compression coding processing on the image data received from the conversion processing unit 104 using a moving image coding method such as MPEG (Moving Picture Experts Group). Further, decompression decoding processing is performed on the encoded data of the moving image supplied from the recording device 111 and output to the display processing unit 108. The display unit 112 displays the moving image received from the display processing unit 108.

制御部113は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。制御部113は、ROMなどに記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置100の各構成要素を統括的に制御する。   The control unit 113 is, for example, a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 113 comprehensively controls each component of the imaging apparatus 100 by executing a program stored in a ROM or the like.

[制御部113の構成]
次に、図2を参照して、本実施形態の撮像装置100における制御部113について説明する。図2は、本実施形態に係る撮像装置100の一部の構成を示すブロック図である。
[Configuration of Control Unit 113]
Next, the control unit 113 in the imaging apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a partial configuration of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment.

本実施形態の撮像装置100の制御部113は、例えば図2に示すように、画像保存部130と、画像合成部140と、画像処理部150と、露光条件設定部160等を有する。制御部113は、画像撮像部120から画像情報を受ける。画像撮像部120は、上述したイメージセンサ101、前処理部102、カメラ信号処理部103からなる機能ブロックである。画像撮像部120は撮影部の一例である。   The control unit 113 of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment includes, for example, an image storage unit 130, an image composition unit 140, an image processing unit 150, an exposure condition setting unit 160, and the like as illustrated in FIG. The control unit 113 receives image information from the image capturing unit 120. The image capturing unit 120 is a functional block including the above-described image sensor 101, pre-processing unit 102, and camera signal processing unit 103. The image capturing unit 120 is an example of a photographing unit.

画像保存部130は、画像撮像部120から受けた画像情報を一時的に保存する。画像合成部140は、画像保存部130から受けた複数枚分の画像情報を合成する。画像処理部150は、画像情報を表示可能な信号や圧縮や記録可能な信号に変換して、変換後の信号を変換処理部104、圧縮・伸張部105、メモリ制御部106、表示処理部108、圧縮・伸張部109などに送る。   The image storage unit 130 temporarily stores the image information received from the image capturing unit 120. The image composition unit 140 synthesizes image information for a plurality of sheets received from the image storage unit 130. The image processing unit 150 converts image information into a displayable signal or a signal that can be compressed or recorded, and the converted signal is converted into a conversion processing unit 104, a compression / decompression unit 105, a memory control unit 106, and a display processing unit 108. And sent to the compression / decompression unit 109 and the like.

露光条件設定部160は、順次出力された連続する少なくとも3フレームの画像データを1組の画像セットとして順次設定する。また、露光条件設定部160は、1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件に設定し、1組の画像セットのうち他の少なくとも2フレームの撮影を第1の露光条件と異なる第2の露光条件に設定する。   The exposure condition setting unit 160 sequentially sets image data of at least three consecutive frames that are sequentially output as one image set. Further, the exposure condition setting unit 160 sets at least one frame of the set of image sets as the first exposure condition, and sets at least the other two frames of the set of image sets as the first exposure. A second exposure condition different from the condition is set.

また、露光条件設定部160は、任意の1組の画像セットの第1の露光条件及び第2の露光条件を設定する際、1又は複数前の1組の画像セットにおいて検出された第1の画像データの露光量と第2の画像データの露光量に応じて、第1の露光条件及び第2の露光条件を設定する   Further, the exposure condition setting unit 160 sets the first exposure condition and the second exposure condition of an arbitrary set of image sets, and the first detected in one or a plurality of previous sets of images. The first exposure condition and the second exposure condition are set according to the exposure amount of the image data and the exposure amount of the second image data.

露光条件設定部160は、第2の露光条件に設定する少なくとも2フレームの撮影のうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件より露光量が多い第3の露光条件に設定する。また、露光条件設定部160は、他の少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件より露光量が少ない第4の露光条件に設定してもよい。また、上記第3の露光条件及び第4の露光条件は、第1の露光条件に応じて決定されてもよい。上記1組の画像セットのうち第1の露光条件に設定するフレームの撮影が複数のフレームであるときは、それぞれのフレームに設定される第1の露光条件はそれぞれ異なってもよい。   The exposure condition setting unit 160 sets the shooting of at least one frame out of the shooting of at least two frames set as the second exposure condition to the third exposure condition having a larger exposure amount than the first exposure condition. Further, the exposure condition setting unit 160 may set the shooting of at least one other frame to a fourth exposure condition that has a smaller exposure amount than the first exposure condition. Further, the third exposure condition and the fourth exposure condition may be determined according to the first exposure condition. When a plurality of frames are captured for the frame set as the first exposure condition in the one set of images, the first exposure condition set for each frame may be different.

画像合成部140は、露光量検出部の一例であり、第1の露光条件で撮影され出力された第1の画像データの露光量と、第2の露光条件で撮影され出力された第2の画像データの露光量を検出する。また、画像合成部140は、画像選択部の一例である画像選択処理部144を有している。画像選択処理部144は、上記検出された露光量に応じて、1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの画像データを選択し、選択された1フレームの画像データに基づいた1つの画像データを出力する。なお、画像合成部140は、検出された露光量に応じて、1組の画像セットのうち少なくとも2フレームの画像データを合成して1フレームの合成画像データを生成し、1組の画像セットから1つの合成画像データを出力してもよい。時間軸方向に連続した複数の画像セットにおいて、1組の画像セットから画像データ又は合成画像データが1つずつ出力されることで、動画像を形成することができる。   The image composition unit 140 is an example of an exposure amount detection unit. The exposure amount of the first image data photographed and output under the first exposure condition and the second image photographed and output under the second exposure condition. The exposure amount of image data is detected. The image composition unit 140 includes an image selection processing unit 144 that is an example of an image selection unit. The image selection processing unit 144 selects at least one frame of image data from one image set according to the detected exposure amount, and selects one image data based on the selected one frame of image data. Output. The image composition unit 140 synthesizes image data of at least two frames of one set of image sets according to the detected exposure amount to generate one frame of composite image data, and generates one set of image data from the set of image sets. One piece of composite image data may be output. In a plurality of image sets continuous in the time axis direction, moving image can be formed by outputting image data or synthesized image data one by one from one set of images.

[第1の実施形態の動作]
次に、図2を参照して、本実施形態の撮像装置100の動作について説明する。
まず、画像撮像部120は、N枚のフレーム(N>2)の画像データを1組の画像セット内に順次、出力する。1組の画像セットに出力されるフレーム数Nは、露光条件設定部160において設定される。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, the image capturing unit 120 sequentially outputs image data of N frames (N> 2) in one image set. The number N of frames output to one image set is set in the exposure condition setting unit 160.

順次出力された複数枚分の画像情報は、一旦、後段の画像保存部130に送られ、保存される。そして、N枚分の画像情報又は画素情報が揃った段階で、画像情報が画像合成部140に出力される。画像合成部140は、画像保存部130から送られてきたN枚の画像情報を解析して、ダイナミックレンジが広い画像を作成し、後段の画像処理部150へ送る。同時に、画像合成部140は、N枚の画像の撮影状態などを露光条件設定部160に送る。露光条件設定部160は、N枚の画像の撮影状態などに基づいて、新たな露光条件を設定する。   The sequentially output image information for a plurality of sheets is once sent to the subsequent image storage unit 130 and stored therein. Then, when N pieces of image information or pixel information are prepared, the image information is output to the image composition unit 140. The image composition unit 140 analyzes the N pieces of image information sent from the image storage unit 130, creates an image with a wide dynamic range, and sends the image to the subsequent image processing unit 150. At the same time, the image composition unit 140 sends the shooting state of N images to the exposure condition setting unit 160. The exposure condition setting unit 160 sets new exposure conditions based on the shooting state of N images.

以下では、本実施形態の撮像装置100を用いて、N枚(N>2)以上の多重露光を行う撮像装置100における露光条件の設定法について記述する。実施例としてN=4の場合について説明する。図4〜図9は、イメージセンサ101上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。   Hereinafter, a method for setting exposure conditions in the imaging apparatus 100 that performs multiple exposures of N (N> 2) or more using the imaging apparatus 100 of the present embodiment will be described. As an example, a case where N = 4 will be described. 4 to 9 are graphs showing temporal changes in the exposure amount at a certain point on the image sensor 101.

通常の撮影シーンにおいては、1枚か2枚の画像があれば、撮影シーンのダイナミックレンジをすべて再現できる。そこで、イメージセンサ101のダイナミックレンジが狭い場合は、本実施形態を適用して、図4のように、4枚のフレームを1組の画像セットとして、それぞれのフレームに所定のシャッタースピードを設定しておく。   In a normal shooting scene, if there are one or two images, the entire dynamic range of the shooting scene can be reproduced. Therefore, when the dynamic range of the image sensor 101 is narrow, this embodiment is applied, and as shown in FIG. 4, a set of four frames is used as a set of images, and a predetermined shutter speed is set for each frame. Keep it.

図4は、具体例として、画像撮像部120が120fpsで画像を取得した後、画像合成部140が30fpsで合成画像を出力する場合のイメージセンサ101の露光量の時間変化を示している。   As a specific example, FIG. 4 shows a temporal change in the exposure amount of the image sensor 101 when the image capturing unit 120 acquires an image at 120 fps and then the image composition unit 140 outputs a composite image at 30 fps.

1つの撮影シーンを撮影するのに4枚の画像を用いるので、それぞれの画像撮影の際の各フレームを時間順にS1,S2,S3,S4とする。ここでは、S2,S3を通常の撮影シーン撮影用の露光条件として設定しておく。そして、S1は撮影シーンが急激に明るくなった場合、S4は撮影シーンが急激に暗くなった場合に対応するための露光条件として設定する。そのため、S1はS2,S3よりもシャッタースピードが短く、S4はS2,S3よりもシャッタースピードが長い。   Since four images are used to shoot one shooting scene, each frame at the time of shooting each image is set to S1, S2, S3, and S4 in time order. Here, S2 and S3 are set as exposure conditions for normal shooting scene shooting. Then, S1 is set as an exposure condition to cope with a case where the shooting scene is suddenly brightened, and S4 is a case where the shooting scene is suddenly darkened. Therefore, S1 has a shorter shutter speed than S2 and S3, and S4 has a longer shutter speed than S2 and S3.

図4は、通常の撮影シーンを撮影している場合の例を示す。この場合、S2,S3は通常の撮影シーンを撮影するための適切な露光条件であるため、適度な露光量が得られている。一方、S1は明るい撮影シーン用の露光条件であるため、露光量が少なくなっている。また、S4は暗い撮影シーン用の露光条件であるため、露光量が飽和してしまっている。   FIG. 4 shows an example of shooting a normal shooting scene. In this case, since S2 and S3 are appropriate exposure conditions for shooting a normal shooting scene, an appropriate exposure amount is obtained. On the other hand, since S1 is an exposure condition for a bright shooting scene, the exposure amount is small. Further, since S4 is an exposure condition for a dark shooting scene, the exposure amount is saturated.

ここで、撮影シーンのダイナミックレンジが狭い場合は、1枚の画像で撮影シーンのダイナミックレンジをすべて再現できる。このような場合は、S2とS3は同じシャッタースピードでよい。この場合、2枚の画像はまったく同じ撮影シーンが撮影されているので、2枚の画像を重ね合わせることで、S/Nの向上を図ることができる。即ち、画像内でノイズはランダムに発生するため、複数枚の画像を重ね合わせることでノイズを低減することができる。   Here, when the dynamic range of the shooting scene is narrow, the entire dynamic range of the shooting scene can be reproduced with one image. In such a case, S2 and S3 may have the same shutter speed. In this case, since exactly the same shooting scene is shot for the two images, S / N can be improved by superimposing the two images. That is, since noise is randomly generated in the image, the noise can be reduced by superimposing a plurality of images.

通常の撮影シーンを撮影しているとき、撮影シーンが急に明るくなった場合は、露光条件を明るさに合わせて急に変化させることはできない。そのため、各画像の露光量は、例えば図5に示すようにS2〜S4はすべて飽和してしまう。しかし、S1はS2,S3よりもシャッタースピードが短い。そのため、S1では適切な露光量で撮影をすることができる。従って、1組の画像セットから出力する画像データとしては、S1の情報を選択すれば、適正な露光がされた画像が出力されるため問題がない。   When shooting a normal shooting scene, if the shooting scene suddenly becomes bright, the exposure condition cannot be changed suddenly according to the brightness. Therefore, for example, as shown in FIG. 5, the exposure amount of each image is saturated in S2 to S4. However, S1 has a shorter shutter speed than S2 and S3. Therefore, it is possible to take a picture with an appropriate exposure amount in S1. Accordingly, as image data output from one image set, if the information of S1 is selected, there is no problem because an appropriately exposed image is output.

反対に、通常の撮影シーンを撮影しているとき、撮影シーンが急に暗くなった場合も、露光条件を明るさに合わせて急に変化させることはできない。そのため、各画像の露光量は、例えば図6に示すようにS1〜S3は露光が不足してしまう。しかし、S4はS2,S3よりもシャッタースピードが長い。そのため、S4では適切な露光量で撮影をすることができる。従って、1組の画像セットから出力する画像データとしては、S4の情報を選択すれば、適正な露光がされた画像が出力されるため問題がない。   Conversely, when shooting a normal shooting scene, even if the shooting scene suddenly becomes dark, the exposure condition cannot be changed suddenly according to the brightness. Therefore, as for the exposure amount of each image, for example, as shown in FIG. However, the shutter speed of S4 is longer than that of S2 and S3. Therefore, it is possible to take a picture with an appropriate exposure amount in S4. Accordingly, as the image data output from one image set, if the information in S4 is selected, there is no problem because an appropriately exposed image is output.

また、図4で示した場合と異なり、通常の撮影シーンのダイナミックレンジが1枚の画像で納まらなくなった場合には、図7に示すように、S2とS3のシャッタースピードを微調整して、いずれか一方を他方より長くしたり短くしたりする。これにより、S2とS3のシャッタースピードを同一にする場合より、撮影シーンのダイナミックレンジを広くカバーできるようになる。   Also, unlike the case shown in FIG. 4, when the dynamic range of the normal shooting scene cannot be accommodated by one image, the shutter speeds of S2 and S3 are finely adjusted as shown in FIG. Either one is made longer or shorter than the other. This makes it possible to cover a wider dynamic range of the shooting scene than when the shutter speeds of S2 and S3 are the same.

なお、この場合、S2,S3の画像が近いシャッタースピードで撮影された場合は、両方の画像で適切な露光状態で撮影されている画素については、重ね合わせによってS/Nの向上を図ってもよい。   In this case, if the images of S2 and S3 are taken at close shutter speeds, the S / N can be improved by superimposing pixels that are taken in an appropriate exposure state in both images. Good.

撮影シーンのダイナミックレンジがさらに広がった場合は、図8のように、S1からS3までの3枚のフレームを用いて撮影シーンを撮影してもよい。そして、S1からS3よりシャッタースピードが長いS4を用いて、撮影シーンが急に暗くなった場合へ備える。逆に、S2からS4までの3枚のフレームを用いて撮影シーンを撮影してもよい。そして、S2からS4よりシャッタースピードが短いS1を用いて、撮影シーンが急に明るくなった場合へ備える。S1からS3までの3枚のフレームを用いるか、S2からS4までの3枚のフレームを用いるかは、撮影シーンが全体的に明るいのか又は暗いのかを判定することで2つの方法を選択できる。   When the dynamic range of the shooting scene further expands, the shooting scene may be shot using three frames S1 to S3 as shown in FIG. Then, using S4 whose shutter speed is longer than S1 to S3, a case where the shooting scene suddenly becomes dark is prepared. Conversely, the shooting scene may be shot using three frames from S2 to S4. Then, using S1, which has a shutter speed shorter than S2 to S4, prepares for a case where the shooting scene suddenly becomes brighter. Whether to use the three frames from S1 to S3 or the three frames from S2 to S4 can select two methods by determining whether the photographic scene is entirely bright or dark.

図8に示した例よりも更にダイナミックレンジが広がった場合は、S1からS4の4枚のフレームを用いて撮影シーンを撮影すればよい。   When the dynamic range is further expanded as compared with the example shown in FIG. 8, the photographing scene may be photographed using four frames S1 to S4.

ここで、撮影シーンが、イメージセンサ101のダイナミックレンジの上限又は下限付近に画像の明るさが集中した場合の処理について説明する。ここでは、撮影シーンがイメージセンサ101のダイナミックレンジの下限付近に画像の明るさが集中した場合、つまり、画像全体が暗くなった場合についての説明を図9に示す。撮影シーンが暗くなった場合は、S2からS4までを同じシャッタースピードに設定する。そして、S2からS4までで得られたフレームを重ね合わせることで、S/Nの向上を図った1枚の画像を得ることができる。S2からS4以外のS1は撮影シーンが急激に明るくなった場合の備えとしての露光条件を設定しておく。撮影シーンが急激に明るくなると、S2〜S4は飽和してしまうが、S1が適切な露光となるため、1組の画像セットから適切な1枚の画像を得ることができる。   Here, processing when the brightness of an image is concentrated near the upper limit or lower limit of the dynamic range of the image sensor 101 will be described. Here, FIG. 9 illustrates the case where the brightness of the image is concentrated near the lower limit of the dynamic range of the image sensor 101, that is, the case where the entire image becomes dark. When the shooting scene becomes dark, S2 to S4 are set to the same shutter speed. Then, by superimposing the frames obtained in S2 to S4, it is possible to obtain a single image with improved S / N. In S1 other than S2 to S4, an exposure condition is set as a preparation for a case where the shooting scene is rapidly brightened. When the shooting scene is rapidly brightened, S2 to S4 are saturated. However, since S1 is appropriate exposure, one appropriate image can be obtained from one image set.

一方、図示しないが、撮影シーンが明るくなった場合は、S1からS3までを同じシャッタースピードに設定する。そして、S1からS3までで得られたフレームを重ね合わせることで、S/Nの向上を図った1枚の画像を得ることができる。S1からS3以外のS4は撮影シーンが急激に暗くなった場合の備えとしての露光条件を設定しておく。撮影シーンが急激に暗くなると、S1〜S3は露光不足になってしまうが、S4が適切な露光となるため、1組の画像セットから適切な1枚の画像を得ることができる。   On the other hand, although not shown, when the shooting scene becomes bright, S1 to S3 are set to the same shutter speed. Then, by superimposing the frames obtained from S1 to S3, it is possible to obtain a single image with improved S / N. In S4 other than S1 to S3, an exposure condition is prepared as a preparation for a case where the shooting scene is suddenly darkened. When the shooting scene becomes dark rapidly, S1 to S3 are underexposed. However, since S4 is an appropriate exposure, an appropriate image can be obtained from a set of images.

次に、S1とS4の設定例について述べる。S1とS4には、撮影シーンの明暗の急激な変化に対応する露光条件が設定される。これにより、撮影シーンにおいて明暗の急激な変化があった場合でも、露光が適切な画像を撮影できる。   Next, setting examples of S1 and S4 will be described. In S1 and S4, an exposure condition corresponding to a sudden change in brightness of the shooting scene is set. Thereby, even when there is a sharp change in brightness in the shooting scene, an image with appropriate exposure can be shot.

S1は明るい画像に対応するため設定される。従って、例えば撮像装置100で設定できるもっとも短いシャッタースピードに設定する方法がある。しかし、撮影シーンによっては明るさの上限が既知である場合がある。そこで、明るさの上限値に対応した露光条件を手動で設定してもよい。また、適切な露光条件を基準として、S1のシャッタースピードは適切な露光条件のシャッタースピードの1/X倍(X>1)というパラメータ(例えばXは固定値で、X=10等の値)をあらかじめ与えておいてもよい。   S1 is set to correspond to a bright image. Therefore, for example, there is a method of setting the shortest shutter speed that can be set by the imaging apparatus 100. However, the upper limit of brightness may be known depending on the shooting scene. Therefore, the exposure condition corresponding to the upper limit value of brightness may be set manually. On the basis of appropriate exposure conditions, the shutter speed of S1 is set to a parameter 1 / X times (X> 1) the shutter speed of the appropriate exposure conditions (for example, X is a fixed value and X = 10 or the like) It may be given in advance.

S4についても同様に、撮像装置100で設定できるもっとも長いシャッタースピードに設定してもよい。また、露光条件を手動で予め与えておいてもよい。あるいは、適切な露光条件を基準として、S4のシャッタースピードは適切な露光条件のY倍(Y>1)というパラメータ(例えばYは固定値で、Y=10等の値)を予め与えておいてもよい。   Similarly, S4 may be set to the longest shutter speed that can be set by the imaging apparatus 100. Further, the exposure conditions may be manually given in advance. Alternatively, on the basis of an appropriate exposure condition, a parameter (for example, Y is a fixed value and a value such as Y = 10) that is Y times the appropriate exposure condition (Y> 1) is given in advance as the shutter speed in S4. Also good.

次に、実際に撮影シーンの明暗が急激に変化した場合の撮像装置100の処理動作について述べる。   Next, the processing operation of the imaging apparatus 100 when the brightness of the photographic scene has changed suddenly will be described.

一例として、撮影シーン急激に暗くなった場合について説明する。通常の撮影シーンを撮影しているときに、撮影シーンが急激に暗くなると、それまで適切であったS2及びS3の画像は暗くなりすぎて露光が不足し破綻する。一方、撮影シーンが急激に暗くなった場合、S4が適切な露光になるので、S4による画像を採用することで見やすい撮影シーンを撮影できる。   As an example, a case will be described in which the shooting scene suddenly becomes dark. When a normal shooting scene is shot, if the shooting scene suddenly becomes dark, the images of S2 and S3 that have been suitable until then become too dark, resulting in insufficient exposure and failure. On the other hand, when the shooting scene becomes dark suddenly, S4 is an appropriate exposure, so that an easy-to-view shooting scene can be shot by adopting the image of S4.

そして、次回の画像撮影時には、S2,S3を、撮影シーンが暗くなったときのS4に近い値に設定する。また、次回の画像撮影時のS4は、さらに長いシャッタースピードに変更する。   In the next image shooting, S2 and S3 are set to values close to S4 when the shooting scene becomes dark. In S4 at the next image shooting, the shutter speed is changed to a longer shutter speed.

次に、シャッタースピードの変更方法について、S1〜S4の画像合成方法の例と合わせて図2と図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る撮像装置100の一部の構成を示すブロック図である。   Next, a method for changing the shutter speed will be described with reference to FIGS. 2 and 3 together with examples of the image composition method of S1 to S4. FIG. 3 is a block diagram illustrating a partial configuration of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment.

まず、図2に示すように画像撮像部120で取得された画像は、一旦、画像保存部130に蓄積される。これは、1組の画像セットに含まれる異なるシャッタースピードで撮影された4枚の画像の画像情報を同時に使用できるようにするためである。   First, as shown in FIG. 2, the image acquired by the image capturing unit 120 is temporarily stored in the image storage unit 130. This is to make it possible to simultaneously use image information of four images captured at different shutter speeds included in one image set.

そして、4枚分の画像情報が揃ったら、それらの画像情報は画像合成部140に送られる。画像合成部140では、図3に示される画像係数補正処理部142が、異なるシャッタースピードで撮影されたS1〜S4の画像に対して、シャッタースピードを逆数にして得られる係数に基づいて係数補正をする。当該係数は、例えば、シャッタースピードが短いものは値が大きくなり、シャッタースピードが長いものは値が小さくなる。このような係数が各画像の画素情報にかけられて補正される。画像係数補正処理部142は、補正された画像情報を画像選択処理部144に送られる。   Then, when the image information for four sheets is prepared, the image information is sent to the image composition unit 140. In the image composition unit 140, the image coefficient correction processing unit 142 shown in FIG. 3 performs coefficient correction on the images of S1 to S4 taken at different shutter speeds based on coefficients obtained by reversing the shutter speed. To do. For example, the coefficient is large when the shutter speed is short, and is small when the shutter speed is long. Such a coefficient is applied to the pixel information of each image to be corrected. The image coefficient correction processing unit 142 sends the corrected image information to the image selection processing unit 144.

次に、画像選択処理部144が、補正された4つの画像情報の値から適切な露光量を持つ1又は複数の画像情報を選択する。そして、画像選択処理部144は、選択した画像情報を画像処理部150へ出力する。ここで、複数個の画像情報が選択された場合は、その画像情報の値に対して平均処理などを施すことによって、画像選択処理部144が1つの値を出力する。なお、画像に付加されているノイズがランダムであるならば、平均処理を行うことで画像S/Nが改善される。   Next, the image selection processing unit 144 selects one or more pieces of image information having an appropriate exposure amount from the corrected four image information values. Then, the image selection processing unit 144 outputs the selected image information to the image processing unit 150. Here, when a plurality of pieces of image information are selected, the image selection processing unit 144 outputs one value by performing an averaging process on the value of the image information. If the noise added to the image is random, the image S / N can be improved by performing an averaging process.

一方で、画像情報蓄積処理部146は、入力された4つの画像情報に関する露光関連情報を蓄積する。露光関連情報とは、例えば、次のようなものが考えられる。(1)画像選択処理部144においてS1〜S4のどれが選択されたか、(2)S1〜S4それぞれが有する値の分布等である。露光関連情報は、図2の露光条件設定部160に送られ、露光条件設定部160で使用される。   On the other hand, the image information accumulation processing unit 146 accumulates exposure related information regarding the four pieces of input image information. As the exposure related information, for example, the following can be considered. (1) Which of S1 to S4 is selected in the image selection processing unit 144, (2) Distribution of values of each of S1 to S4, and the like. The exposure related information is sent to the exposure condition setting unit 160 in FIG.

露光条件設定部160は、以後の1組の画像セットで使用されるS1〜S4のシャッタースピード(露光条件)を設定する。まず、(1)画像選択処理部144においてS1〜S4のどれが選択されたかによって、最も多く選択されたシャッタースピードを次回からの最適な露光条件として設定し、S2又はS3に配置する。そして、S1,S4を上述したような設定手段で決定する。また、(2)S1〜S4それぞれが有する値の分布を用いて、シャッタースピードの微調整を行う。例えば、S2の値の分布が暗い側に偏っていれば、S2のシャッタースピードを長くする。その時に、S2の明るい側が飽和すると予想されれば、S3のシャッター維持、あるいは短くすることで対応する。   The exposure condition setting unit 160 sets the shutter speeds (exposure conditions) of S1 to S4 used in the subsequent one image set. First, (1) depending on which of S1 to S4 is selected in the image selection processing unit 144, the most frequently selected shutter speed is set as the optimum exposure condition from the next time, and is arranged in S2 or S3. Then, S1 and S4 are determined by the setting means as described above. Also, (2) fine adjustment of the shutter speed is performed using the distribution of values of each of S1 to S4. For example, if the distribution of S2 values is biased toward the dark side, the shutter speed of S2 is increased. At that time, if the bright side of S2 is expected to be saturated, it can be dealt with by maintaining or shortening the shutter of S3.

なお、図4〜図9におけるS1〜S4の露光は、時間軸方向にシャッタースピードの短い順に表示したが、これらの序列に依存性はない。但し、S/Nの向上という観点から言えば、重ね合わせる2枚の画像(例えば1組の画像セット内のフレーム数N=4の場合)は、時間差が無い方がよいので隣接して配置することが望ましい。   In addition, although the exposure of S1-S4 in FIGS. 4-9 was displayed in order with the short shutter speed in the time-axis direction, there is no dependence on these order. However, from the viewpoint of improving the S / N, the two images to be superimposed (for example, when the number of frames N in one image set is N = 4) should be adjacent to each other because it is better that there is no time difference. It is desirable.

上述した実施形態では、1組の画像セット内のフレーム数N=4である場合について主に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。
例えば、1組の画像セット内のフレーム数N=3のときは、適切な露光条件で撮像できる画像を1枚(1フレーム)にする。そして、その他の2つのフレームの露光条件は、シャッタースピードを適切な露光条件に比べて長くしたり短くしたりする。その結果、S/Nの向上は図れないが、明暗の急激な変化には対応できる。
In the above-described embodiment, the case where the number N of frames in one image set is N has been mainly described, but the present invention is not limited to such an example.
For example, when the number of frames in one image set is N = 3, one image (one frame) can be captured under appropriate exposure conditions. The exposure conditions for the other two frames are such that the shutter speed is made longer or shorter than the appropriate exposure conditions. As a result, although the S / N cannot be improved, it can cope with a rapid change in brightness.

また、1組の画像セット内のフレーム数N>4の場合は、適切な露光条件で撮像する画像をN−2枚にすれば、更なるS/Nの向上を図ることができる。   Further, when the number of frames N> 4 in one set of images is set to N-2 images to be captured under appropriate exposure conditions, further improvement in S / N can be achieved.

以上、本実施形態によれば、連続した画像セットの出力が行われるとき、1組の画像セットにおいて3フレーム以上の多重露光を行う。それぞれフレームの露光条件を撮影シーンに応じて設定することで、撮影シーンの明るさが急激に変化した場合でも、瞬時に露光量の調整を図ることができる。また、互いにシャッタースピードが近いフレームの画像同士を重ね合わせることで、S/Nの向上を図ることもできる。   As described above, according to the present embodiment, when continuous image sets are output, multiple exposures of three or more frames are performed in one image set. By setting the exposure condition of each frame according to the shooting scene, even when the brightness of the shooting scene changes abruptly, the exposure amount can be adjusted instantaneously. In addition, S / N can be improved by superimposing images of frames with close shutter speeds.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態に係る撮像装置の一部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of imaging device which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る撮像装置の一部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of imaging device which concerns on the same embodiment. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor. イメージセンサ上のある1点の露光量の時間的変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the exposure amount of a certain point on an image sensor.

符号の説明Explanation of symbols

100 撮像装置
101 イメージセンサ
102 前処理部
103 カメラ信号処理部
104 変換処理部
105、109 圧縮・伸張部
106 メモリ制御部
107 メモリ
108 表示処理部
110 記録デバイス制御部
111 記録デバイス
112 表示部
113 制御部
114 撮像レンズ
120 画像撮像部
130 画像保存部
140 画像合成部
142 画像係数補正処理部
144 画像選択処理部
146 画像情報蓄積処理部
150 画像処理部
160 露光条件設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging device 101 Image sensor 102 Pre-processing part 103 Camera signal processing part 104 Conversion processing part 105,109 Compression / decompression part 106 Memory control part 107 Memory 108 Display processing part 110 Recording device control part 111 Recording device 112 Display part 113 Control part DESCRIPTION OF SYMBOLS 114 Imaging lens 120 Image pick-up part 130 Image preservation | save part 140 Image composition part 142 Image coefficient correction process part 144 Image selection process part 146 Image information storage process part 150 Image processing part 160 Exposure condition setting part

Claims (8)

時間軸方向に1フレーム毎に撮影を行い1フレーム毎の画像データを順次出力する撮影部と、
前記順次出力された連続する少なくとも3フレームの画像データを1組の画像セットとして順次設定し、前記1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件に設定し、前記1組の画像セットのうち他の少なくとも2フレームの撮影を前記第1の露光条件と異なる第2の露光条件に設定する露光条件設定部と、
前記第1の露光条件で撮影され出力された第1の画像データの露光量と、前記第2の露光条件で撮影され出力された第2の画像データの露光量を検出する露光量検出部と、
を有し、
前記露光条件設定部は、任意の前記1組の画像セットの前記第1の露光条件及び前記第2の露光条件を設定する際、1又は複数前の前記1組の画像セットにおいて検出された前記第1の画像データの露光量と前記第2の画像データの露光量に応じて、前記第1の露光条件及び前記第2の露光条件を設定する、撮像装置。
An imaging unit that performs imaging for each frame in the time axis direction and sequentially outputs image data for each frame;
The sequentially output image data of at least three frames that are sequentially output are sequentially set as one set of images, and at least one frame of the one set of images is set as a first exposure condition, and the one set of images is set. An exposure condition setting unit that sets a second exposure condition different from the first exposure condition for photographing at least two other frames of the image set;
An exposure amount detector for detecting an exposure amount of the first image data photographed and output under the first exposure condition, and an exposure amount of the second image data photographed and output under the second exposure condition; ,
Have
The exposure condition setting unit detects the one or a plurality of previous image sets detected when setting the first exposure condition and the second exposure condition of any one set of image sets. An imaging apparatus that sets the first exposure condition and the second exposure condition according to an exposure amount of the first image data and an exposure amount of the second image data.
前記検出された露光量に応じて、前記1組の画像セットのうち少なくとも2フレームの画像データを合成して1フレームの合成画像データを生成し、前記1組の画像セットから1つの前記合成画像データを出力する画像合成部を更に有する、請求項1に記載の撮像装置。   According to the detected exposure amount, at least two frames of the one set of image sets are combined to generate one frame of combined image data, and one combined image is generated from the one set of images. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an image composition unit that outputs data. 前記検出された露光量に応じて、前記1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの画像データを選択し、選択された1フレームの画像データに基づいた1つの画像データを出力する画像選択部を更に有する、請求項1に記載の撮像装置。   An image selection unit that selects at least one frame of image data from the one set of images according to the detected exposure amount and outputs one image data based on the selected one frame of image data. The imaging device according to claim 1, further comprising: 前記露光条件設定部は、前記第2の露光条件に設定する少なくとも2フレームの撮影のうち少なくとも1フレームの撮影を前記第1の露光条件より露光量が多い第3の露光条件に設定し、他の少なくとも1フレームの撮影を前記第1の露光条件より露光量が少ない第4の露光条件に設定する、請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置。   The exposure condition setting unit sets at least one frame shooting out of at least two frames shooting set as the second exposure condition to a third exposure condition having an exposure amount larger than the first exposure condition, The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the photographing of at least one frame is set to a fourth exposure condition having an exposure amount smaller than that of the first exposure condition. 前記第3の露光条件及び前記第4の露光条件は、前記第1の露光条件に応じて決定される、請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the third exposure condition and the fourth exposure condition are determined according to the first exposure condition. 前記1組の画像セットのうち前記第1の露光条件に設定するフレームの撮影が複数のフレームであるとき、それぞれの前記フレームに設定される前記第1の露光条件はそれぞれ異なる、請求項1〜5のいずれかに記載の撮像装置。   The first exposure condition set for each of the frames is different when shooting of a frame set for the first exposure condition in the one set of images is a plurality of frames. The imaging device according to any one of 5. 時間軸方向に1フレーム毎に撮影を行い1フレーム毎の画像データを順次出力するステップと、
前記順次出力された連続する少なくとも3フレームの画像データを1組の画像セットとして順次設定するステップと、
前記1組の画像セットのうち少なくとも1フレームの撮影を第1の露光条件に設定し、前記1組の画像セットのうち他の少なくとも2フレームの撮影を前記第1の露光条件と異なる第2の露光条件に設定するステップと、
前記第1の露光条件で撮影され出力された第1の画像データの露光量と、前記第2の露光条件で撮影され出力された第2の画像データの露光量を検出するステップと、
を有し、
任意の前記1組の画像セットの前記第1の露光条件及び前記第2の露光条件を設定するステップは、1又は複数前の前記1組の画像セットにおいて検出された前記第1の画像データの露光量と前記第2の画像データの露光量に応じて、前記第1の露光条件及び前記第2の露光条件を設定する、撮像方法。
Photographing every frame in the time axis direction and sequentially outputting image data for each frame;
Sequentially setting the sequentially output image data of at least three frames as a set of images;
Shooting of at least one frame of the one set of images is set as a first exposure condition, and shooting of at least two other frames of the one set of images is different from the first exposure condition. A step for setting exposure conditions;
Detecting the exposure amount of the first image data photographed and output under the first exposure condition, and the exposure amount of the second image data photographed and output under the second exposure condition;
Have
The step of setting the first exposure condition and the second exposure condition of any one set of image sets includes the step of setting the first image data detected in one or a plurality of previous image sets. An imaging method, wherein the first exposure condition and the second exposure condition are set according to an exposure amount and an exposure amount of the second image data.
前記検出された露光量に応じて、前記1組の画像セットのうち少なくとも2フレームの画像データを合成して1フレームの合成画像データを生成するステップと、
前記1組の画像セットから1つの前記合成画像データを出力するステップと、
を更に有する、請求項7に記載の撮像方法。
Generating at least two frames of image data of the one set of images to generate one frame of combined image data according to the detected exposure amount;
Outputting one piece of the composite image data from the one set of images;
The imaging method according to claim 7, further comprising:
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