CN1984346A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种摄像装置，该摄像装置使用多台摄像机，可以保持动解像度，而且可以得到动态范围广的图像，可以进行更广范围的拍摄的摄像装置。具有：拍摄范围的一部分互相重合的多个摄像装置；检测由该多个摄像装置拍摄的图像信号的亮度等级的亮度分布检测单元；判定在由该多个摄像装置拍摄的图像信号中，在该互相重合的摄像范围中由该亮度分布检测单元检测的图像信号的亮度等级为适当的区域判定单元；和对于该互相重合的拍摄范围，使用在由该多个摄像单元拍摄的图像信号中，由该区域判定单元所判定的亮度等级为适当的区域的图像信号，对由该多个摄像单元拍摄的图像信号进行合成的合成单元。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像装置。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，例如，有特开2002-135649号公报。在该公报中，作为问题说明了“极力保持各曝光信号的协调，并进行长时间曝光信号和短时间曝光信号的合成”。作为解决方法说明了“利用长时间曝光信号和短时间曝光信号随时切换γ处理回路的特性，进行与各个曝光相适应的处理，进行长时间曝光信号和短时间曝光信号合成”。

另外，作为另一个背景技术，有特开2004-96488号公报。在该公报中，作为问题说明了“减少利用监视规定区域的物体检测单元进行的物体的检测遗漏，即使在明暗差大的物体中，也可以正确地识别其详细情况”。作为解决方法说明了“利用曝光量不同的n台摄像机201，拍摄监视区域，n台摄像机201对拍摄的图像进行立体摄影图像处理，检测进入监视区域的物体。在检测进入监视区域中的物体的情况下，从曝光量不同的n个图像取出曝光量适当的图像部分，合成动态范围广的图像，利用该合成图像识别物体的详细情况。”

作为其他背景技术，还有特开平11-277231号公报。在该公报中，作为问题说明了“容易进行多个摄像装置的光量调整和摄像装置的光轴调整，经常提供容易看见合成多个图像的焊接状况的焊接部分图像的焊接部分监视装置”。作为解决方法说明了“特征为将遮光性高的滤光器24安装在第一摄像装置2上，拍摄焊接焊枪部分，利用第二摄像装置3，感光至亮度比较底的部分，模仿熔融池或坡口部分，从第二摄像装置的画面中去除焊接焊枪部分，显示放入由第一摄像装置取得焊接焊枪部分形成的合成图像的焊接部分监视装置，在该装置中，具有根据电气信号，改变摄像装置2、3的受光量的液晶滤光器23，33或电子快门等光透过量调整构件，用电气方法调整透过光量。”

发明内容

在摄像机或电子静物摄影机中，当从室内拍摄的窗边的人物等逆光时拍摄的情况下，当进行一般的曝光控制时，目的人物变更受钝要对窗外的风景进行适当的曝光。在拍摄这种动态范围大的场景的情况下，进行逆光校正处理，进行目的人物的图像信号不变黑变钝的校正。然而，当进行这种校正时，逆光校正前最优的曝光的室外风景空白地跳过。所谓逆光校正处理是将摄像机的光圈比通常稍微打开点，或者将曝光时间设定得较长，使本来变黑变钝的区域明亮的拍摄曝光处理。另外，在监视录相机等中，在用1台录相机必需同时监视室内和室外二者的情况下，在室内外双方的曝光妥协点进行拍摄。

在拍摄必要上述的广的动态范围的场景的情况下，大多数为逆光拍摄时的亮度分布二极化(或多极化)为低亮度部分/高亮度部分的倾向强，呈现中间的亮度等级的部分的画面占有率低。

这样，在拍摄包含亮度等级大不相同的拍摄对象区域的场景的情况下，具有着眼于亮度分布的多极化，分别对拍摄低亮度的拍摄对象区域的图像信号和拍摄高亮度的拍摄对象区域的图像信号进行不同的曝光控制，将这样控制的各个信号相加，通过进行逆光校正，得到动态范围广的图像的技术。

在特许文献1所述的技术中，对每一个视域切换摄像机的曝光时间，进行对低亮度的拍摄对象适合的长时间曝光和对高亮度的拍摄对象适合的短时间曝光下的拍摄，利用短时间曝光的拍摄信号和长时间曝光的拍摄信号各不相的γ特性，进行γ校正，然后，将这些长时间曝光信号和短时间曝光信号在其时间上组合相加。

然而，如特许文献1所述的技术所述，用一台摄像机对每一个视域进行曝光控制，将各视域中每一个的拍摄图像相加的方法，拍摄信号相加后的图像的帧速率为不进行上述控制的状态的帧速率的一半，这在必需车载摄像机等高帧速率的情况下，产生动解像度低的问题。另外，在用一台摄像机进行长时间曝光，用另一台摄像机进行短时间曝光的多个摄像机拍摄同一视角的情况下，由于视角与一台摄像机相同，不能覆盖大范围的拍摄，因此每个拍摄范围的成本高。

因此要求解决这个问题，如车载摄像机，在拍摄必需动解像度，动态范围广的场景的情况下，可以使用多台摄像机，保持动解像度，而且可得到动态范围广的图像，可以进行更大范围的拍摄的性能。

本发明的目的是要提高摄像装置的性能。

上述目的可利用权利要求范围中所述的发明达到。

利用以下结合附图对本发明的描述可以进一步了解本发明的其他优点和目的。

附图说明

图1为表示本发明的图像信号处理装置的第一实施例的方框图；

图2为表示本发明的图像信号处理装置中的适应例子的图；

图3为表示图像信号处理装置的拍摄图像和合成后的图像的图；

图4为表示图像信号处理装置的拍摄图像和合成后的图像的图；

符号说明

101  摄像装置

102  摄像装置

103  摄像装置

104  摄像装置

105  A/D变换单元

106  A/D变换单元

107  A/D变换单元

108  A/D变换单元

109  图像信号合成处理单元

110  图像信号亮度等级检测单元

111  图像信号亮度等级判定单元

112  存储器

201  汽车

202  中央摄像装置

203  左侧摄像装置

204  右侧摄像装置

205  中央摄像装置的摄像范围

206  左侧摄像装置的摄像范围

207  右侧摄像装置的摄像范围

208  头灯照射范围

209  步行者

210  步行者

211  汽车(对向车)

212  头灯照射范围

301  中央摄像装置的图像信号

302  左侧摄像装置的图像信号

303  右侧摄像装置的图像信号

304  合成图像信号

401  中央摄像装置的图像信号

402  左侧摄像装置的图像信号

403  相对于中央摄像装置曝光控制差别少的右侧摄像装置的图像信号。

404  合成图像信号

具体实施方式

以下利用附图，说明本发明的实施方式。

图1为表示本发明的立体摄影装置的第一实施例的方框图。101～104为一个以上的摄像装置，105～108为A/D变换单元，109为信号合成单元，110为亮度分布检测单元，111为图像区域判定判定单元，112为存储器。

图2为在第一实施例中，表示夜间等有照射车的头灯的对向车的状况的图。

201表示汽车，202～204表示摄像装置，205的双点划线表示拍摄汽车的正面的摄像装置的视角，206的虚线表示拍摄汽车的左正面的摄像装置的视角，207的虚线表示拍摄汽车的右正面的摄像装置的视角，208为灰色涂抹汽车和头灯的照射范围，209，210表示步行者的位置关系，211表示对向车，212表示用灰色涂抹对向车的头灯照射范围。

图3为表示用图2所示状况的车载摄像机的摄像结果的图像合成方法和图像合成结果的图。

301表示拍摄汽车的正面的摄像装置的图像，302表示拍摄汽车的左正面的摄像装置的图像，303表示拍摄汽车的正面的摄像装置的图像，304表示合成301～303的图像的合成图像。另外，各图像的虚线部分表示各摄像装置拍摄的图像的重叠部分。

在图1中，由摄像元件101～104进行光电变换而得到的图像信号输入各个信号合成单元105和亮度等级分布检测单元106中。信号合成单元105可以在从各个摄像装置输入的图像信号的每一个任意区域中进行合成。亮度等级分布检测单元106与信号合成单元同样，利用从各个摄像装置输入的图像信号，检测由各摄像装置拍摄的图面内的亮度分布。

亮度等级判定单元107可以利用由亮度等级分布检测单元106得到的亮度等级分布，判定和检测在由各个摄像元件得到的图像信号中，更容易进行被拍体的识别的适当的曝光部分。

在图2中，在汽车201上有三台摄像装置202～204，各个摄像装置拍摄汽车201的前方，左前方，右前方。摄像装置202拍摄汽车的前方中心方向，用2图的虚线205表示摄像范围。摄像装置203拍摄汽车201的正面左侧，用图2的虚线206表示摄像范围。摄像装置204拍摄汽车201的右侧，用图2的虚线207表示摄像范围。汽车201的头灯的照射范围用虚线208表示。

另外，在汽车201的头灯的照射范围208以外存在的步行者为步行者209，进入同一个头灯的照射范围的步行者为步行者210。在汽车201的对面汽车211中也同样，汽车211的头灯的照射范围用虚线212表示。另外，步行者210在汽车201和汽车211两者的头灯照射范围内存在。

图3中表示由设置在汽车1上的图2中的摄像装置202～204拍摄的图像301～303和合成图像304。

首先，由摄像装置202拍摄的汽车正面的图像，如图像301所示。摄像装置202的视角为由汽车201本身的灯照射的部分和灯不照射的部分构成。由于平均亮度等级为中等程度，因此这个视角的曝光控制的结果在踫上光的地方为曝光稍微过多的曝光控制，在不踫上光的周围为曝光稍微不足的曝光控制。另外，由于步行者210曝光稍微过多，但由汽车的头灯和对向车的头灯造成的发白现象，看不见这点。其次，由摄像装置203拍摄的汽车左正面的图像如图像302。图像302的大部分由头灯不照射的部分构成。由于平均的亮度等级低，该图像302的曝光控制的结果，与图像301比较，头灯部分曝光过多，其他部分曝光适当。另外因为图像302的步行者208曝光适当，可以识别。

另外，由摄像装置204拍摄的汽车在正面的图像如图像303。由于图像303受到对向车的头灯的直射，图像的平均亮度等级高，该视角的曝光控制的结果，与图像301比较，由对向车的头灯，汽车的头灯照射的部分曝光适当，其他部分曝光不足。另外，步行者210与头灯为逆光的位置，但因为图像303的步行者210曝光适当，与图像301的步行者210比较，可以识别图像303的步行者210。

当利用多个图像信号，合成一个合成图像信号时，在由摄像装置202拍摄的图像301和由摄像装置203拍摄的图像302重叠的部分上，利用不与其相同区域的图像302的头灯踫上的部分的图像合成不与图像301的头灯踫上的部分，另外，同样，在由摄像装置202拍摄的图像301和由摄像装置204拍摄的图像303重叠的部分上，利用同样利用与相同区域的图像3的头灯踫上部分的图像合成与图像301的头灯踫上的部分，得到图3的图像304所示的合成图像。

这样，通过生成合成图像，在先前不踫上头灯，暗而看不见的部分，和由于对向车的头灯等发白而看不见的部分等，用人眼难以识别的情况下，利用本实施例可以适当曝光，可以识别步行者209，步行者210等。

其次，在4图中，表示利用与图3相同的设置在图2中的汽车201上的摄像装置202～204拍摄，以与各摄像装置的曝光控制相同的等级进行控制时的图像401～403与合成图像404。

如图4所示，在各个摄像装置中有重叠的部分。利用以相同的等级控制各摄像装置的曝光控制时的合成图像，不能得到动态范围广的图像。

然而，通过各个摄像装置分别与亮度等级相应进行控制，使曝光控制出现差别，可以得到图3的图像304所示的动态范围广的图像。

另外，在对向车或步行者等在拍摄范围内存在的情况下，或者进行控制，以使曝光控制出现差别的情况下，可进行各摄像装置的控制，使得可改变各摄像装置的方向，以使各个摄像装置的重叠部分多，可以增多扩宽动态范围的区域。

另外，也可以将模拟信号从摄像装置输入信号合成单元和亮度分布检测单元中。

根据本发明，可提高摄像装置的性能。

虽然已经说明了根据本发明的几个实施例，但应理解，在不偏离本发明的范围的条件下，所述实施例可以改变和改造。因此，本发明不受所述细节的限制，并覆盖在所附权利要求书范围内的所有这种改变和改造。

Claims (6)

1、一种摄像装置，其特征在于，具有：

多个摄像单元，在多个摄像单元中，至少一个摄像单元的摄像范围的一部分与另一摄像单元的拍摄范围的一部分互相重合的；

亮度分布检测单元，检测由该多个摄像单元拍摄的图像信号的亮度等级；

区域判定单元，对于由该多个摄像单元拍摄的图像信号，判断在该互相重合的摄像范围中由该亮度分布检测单元检测的图像信号的亮度等级为适当的区域；和

合成单元，对于该互相重合的拍摄范围，使用在由该多个摄像单元拍摄的图像信号中，由该区域判定单元所判定的亮度等级为适当的区域的图像信号，对由该多个摄像单元拍摄的图像信号进行合成。

2、如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

所述区域判定单元，在由各个摄像单元拍摄的图像中，利用所述亮度分布检测单元检测互相重合的拍摄范围的亮度等级，在检测的亮度等级比规定的基准等级低的区域上，在来自各个摄像装置的图像信号中选择平均亮度等级高的摄像装置的图像；而且，在比该基准等级高的区域上，在来自各摄像装置的图像信号中选择平均亮度等级低的摄像单元的图像。

3、如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

所述合成单元，在每一个由所述区域判定单元选择区域上，对各个摄像装置所拍摄的图像信号进行合成。

4、如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

所述摄像单元进行控制，以使在各个正在拍摄的画面中的亮度等级不同的情况下，通过各个摄像单元的曝光控制，而使曝光的差别大于通常的曝光控制。

5、如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于：

所述摄像单元，在进行通过各个摄像单元的曝光控制而使曝光的差别变大的控制的情况下，改变各摄像装置的方向，以使各个摄像装置的互相重合的拍摄范围增多。

6、如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：

在拍摄范围内存在相向的车或步行者的情况下，所述摄像单元改变各摄像装置的方向，以使各个摄像装置的互相重合的拍摄范围增多。

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