JP2002101347A - 画像合成方法及び該画像合成方法を用いた撮像装置 - Google Patents
画像合成方法及び該画像合成方法を用いた撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 時分割で露光時間の異なる画像を得て、これ
らを合成することにより広ダイナミックレンジ画像を得
る画像合成方法において、移動する被写体を撮像した場
合に、合成する画像のズレによって発生する合成画像の
不具合を補正する。 【解決手段】 物体を時分割で露光時間が異なる状態で
撮像して得られる長時間露光画像と短時間露光画像とを
合成することによって広ダイナミックレンジの画像を得
る為のに、短時間露光画像と長時間露光画像の各データ
ー２４、２５の露光比を算出すると共に、該露光比を乗
算した短時間露光画像と長時間露光画像のデーターの差
分を算出し、データの差分が予め設定されたリファレン
スレベルを越えた時には、短時間露光画像と長時間露光
画像とに画像のズレがあると判断して、短時間露光画像
のデーターの代わりに長時間露光画像のデーター、又
は、長時間露光画像のデーター代わりに短時間露光画像
のデーターを、差分の極性に応じて選択的に使用するよ
うにした。
らを合成することにより広ダイナミックレンジ画像を得
る画像合成方法において、移動する被写体を撮像した場
合に、合成する画像のズレによって発生する合成画像の
不具合を補正する。 【解決手段】 物体を時分割で露光時間が異なる状態で
撮像して得られる長時間露光画像と短時間露光画像とを
合成することによって広ダイナミックレンジの画像を得
る為のに、短時間露光画像と長時間露光画像の各データ
ー２４、２５の露光比を算出すると共に、該露光比を乗
算した短時間露光画像と長時間露光画像のデーターの差
分を算出し、データの差分が予め設定されたリファレン
スレベルを越えた時には、短時間露光画像と長時間露光
画像とに画像のズレがあると判断して、短時間露光画像
のデーターの代わりに長時間露光画像のデーター、又
は、長時間露光画像のデーター代わりに短時間露光画像
のデーターを、差分の極性に応じて選択的に使用するよ
うにした。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、複数の画像データ
ーを合成して広ダイナミックレンジの画像を得ることが
できるようにされた撮像装置において、特に、移動する
被写体を撮影した場合の各種不具合を補正するための技
術に関する。
ーを合成して広ダイナミックレンジの画像を得ることが
できるようにされた撮像装置において、特に、移動する
被写体を撮影した場合の各種不具合を補正するための技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオカメラやスチルビデオカメ
ラ等の撮像装置において、広ダイナミックレンジの画像
を得るために、時分割で露光時間の異なる画像を得て、
これらの画像を合成するようにされているものがある。
ラ等の撮像装置において、広ダイナミックレンジの画像
を得るために、時分割で露光時間の異なる画像を得て、
これらの画像を合成するようにされているものがある。
【０００３】上記異なる画像を合成するとは、例えば、
部分的に輝度差の大きい被写体を撮影する際には、輝度
の大きい部分と小さい部分とに露出を合わせた画像をそ
れぞれ撮像して、これらに基づいて広ダイナミックレン
ジの合成画像を作成することである。
部分的に輝度差の大きい被写体を撮影する際には、輝度
の大きい部分と小さい部分とに露出を合わせた画像をそ
れぞれ撮像して、これらに基づいて広ダイナミックレン
ジの合成画像を作成することである。
【０００４】上記合成画像の作成方法は、輝度の大きい
部分に露出を合わせた短時間露光画像と、輝度の小さい
部分に露出を合わせた長時間露光画像との露光時間の比
を算出し、その比を短時間露光画像に乗算した後、撮像
素子の各画素における長時間露光画像のレベルに応じ
て、これら２つの画像の画素データーを部分的に切り替
えるものであった。
部分に露出を合わせた短時間露光画像と、輝度の小さい
部分に露出を合わせた長時間露光画像との露光時間の比
を算出し、その比を短時間露光画像に乗算した後、撮像
素子の各画素における長時間露光画像のレベルに応じ
て、これら２つの画像の画素データーを部分的に切り替
えるものであった。
【０００５】しかしながら、上記２種類の画像の被写体
にズレがあった場合、例えば、撮像素子の或る画素にお
ける長時間露光画像のレベルが、長時間露光画像の画素
データーから短時間露光画像の画素データーに切り替え
る必要がある時に、被写体のズレにより、切り替える先
の短時間露光画像の画素データーが十分なレベルでない
場合には、画像の連続性が乱れて画像に不具合が生じて
しまうという問題があった。また、逆に、或る画素にお
ける長時間露光画像のレベルが切り替えるべきレベルで
はないのに、切り替える先の短時間露光画像の画素デー
ターが既に十分なレベルにある場合には、被写体に残像
が生じてしまうという問題があった。
にズレがあった場合、例えば、撮像素子の或る画素にお
ける長時間露光画像のレベルが、長時間露光画像の画素
データーから短時間露光画像の画素データーに切り替え
る必要がある時に、被写体のズレにより、切り替える先
の短時間露光画像の画素データーが十分なレベルでない
場合には、画像の連続性が乱れて画像に不具合が生じて
しまうという問題があった。また、逆に、或る画素にお
ける長時間露光画像のレベルが切り替えるべきレベルで
はないのに、切り替える先の短時間露光画像の画素デー
ターが既に十分なレベルにある場合には、被写体に残像
が生じてしまうという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、時分割で露光時間の異なる画像を得て、これら
を合成することにより広ダイナミックレンジ画像を得る
画像合成方法において、移動する被写体を撮像した場合
に、合成する画像のズレによって発生する合成画像の不
具合を補正することを課題とする。
に鑑み、時分割で露光時間の異なる画像を得て、これら
を合成することにより広ダイナミックレンジ画像を得る
画像合成方法において、移動する被写体を撮像した場合
に、合成する画像のズレによって発生する合成画像の不
具合を補正することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、物体を時分割で露光時間が異なる状態で
撮像して得られる長時間露光画像と短時間露光画像とを
合成することによって広ダイナミックレンジの画像を得
る為のものであって、短時間露光画像と長時間露光画像
の各データーの露光比を算出すると共に、該露光比を乗
算した短時間露光画像と長時間露光画像のデーターの差
分を算出し、データの差分が予め設定されたリファレン
スレベルを越えた時には、短時間露光画像と長時間露光
画像とに画像のズレがあると判断して、短時間露光画像
のデーターの代わりに長時間露光画像のデーター、又
は、長時間露光画像のデーター代わりに短時間露光画像
のデーターを、差分の極性に応じて選択的に使用するよ
うにしたものである。
に、本発明は、物体を時分割で露光時間が異なる状態で
撮像して得られる長時間露光画像と短時間露光画像とを
合成することによって広ダイナミックレンジの画像を得
る為のものであって、短時間露光画像と長時間露光画像
の各データーの露光比を算出すると共に、該露光比を乗
算した短時間露光画像と長時間露光画像のデーターの差
分を算出し、データの差分が予め設定されたリファレン
スレベルを越えた時には、短時間露光画像と長時間露光
画像とに画像のズレがあると判断して、短時間露光画像
のデーターの代わりに長時間露光画像のデーター、又
は、長時間露光画像のデーター代わりに短時間露光画像
のデーターを、差分の極性に応じて選択的に使用するよ
うにしたものである。
【０００８】従って、移動する被写体を撮像した場合に
生じる残像及び不連続点の発生を解消することが可能に
なる。
生じる残像及び不連続点の発生を解消することが可能に
なる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明画像合成方法及び
該画像合成方法を用いた撮像装置の詳細について、添付
図面を参照して説明する。
該画像合成方法を用いた撮像装置の詳細について、添付
図面を参照して説明する。
【００１０】最初に、本発明との比較のため、従来の画
像合成方法及び該画像合成方法を用いた撮像装置の一例
の構成及び問題点について説明する。
像合成方法及び該画像合成方法を用いた撮像装置の一例
の構成及び問題点について説明する。
【００１１】従来の撮像装置１は、図８のブロック図に
示すように、撮像素子２、信号処理回路３、乗算器４、
比較器５及び画像切り替えスイッチ６等を有し、撮像素
子２の出力は、図示しないタイミング発生器によって図
２(B)の読み出しパルスを印加されて、１フィールド期
間内に２回読み出されるようになっている。
示すように、撮像素子２、信号処理回路３、乗算器４、
比較器５及び画像切り替えスイッチ６等を有し、撮像素
子２の出力は、図示しないタイミング発生器によって図
２(B)の読み出しパルスを印加されて、１フィールド期
間内に２回読み出されるようになっている。
【００１２】上記図２(B)の読み出しパルスの間隔は、
１フィールド期間内を、長時間露光期間及び短時間露光
期間との２つの異なる長さの領域に分けている。これら
２つの異なる長さの領域のうち、長時間露光期間の蓄積
電圧出力を長時間露光画像に、短時間露光期間の蓄積電
圧出力を短時間露光画像にそれぞれ対応させる。
１フィールド期間内を、長時間露光期間及び短時間露光
期間との２つの異なる長さの領域に分けている。これら
２つの異なる長さの領域のうち、長時間露光期間の蓄積
電圧出力を長時間露光画像に、短時間露光期間の蓄積電
圧出力を短時間露光画像にそれぞれ対応させる。
【００１３】従って、撮像素子２からの出力は、図２
(D)に示すように、１水平期間内に露光時間の異なる２
種類の画像が時系列で出力される。この時系列の出力
は、信号処理回路３によって、図２(E)の長時間露光画
像出力と図２(F)の短時間露光画像出力のように同時化
されて出力される。尚、撮像素子２の構成によっては、
最初から同時化された図２(E)の長時間露光画像出力と
図２(F)の短時間露光画像出力とを得ることも可能であ
る。
(D)に示すように、１水平期間内に露光時間の異なる２
種類の画像が時系列で出力される。この時系列の出力
は、信号処理回路３によって、図２(E)の長時間露光画
像出力と図２(F)の短時間露光画像出力のように同時化
されて出力される。尚、撮像素子２の構成によっては、
最初から同時化された図２(E)の長時間露光画像出力と
図２(F)の短時間露光画像出力とを得ることも可能であ
る。
【００１４】上記２種類の画像は、そのままではレベル
が異なるために、最初に乗算器４で、短時間露光画像
を、長時間露光時間と短時間露光時間との比（露光比）
倍する。そして、長時間露光画像中の飽和している画素
部分を短時間露光画像の対応部分に置き換えるために、
飽和している画素を比較器５を用いて検出し、予め決め
ておいた切り替えレベルより大きな画素部分は、短時間
露光画像を整数倍した画素に、画像切り替えスイッチ６
によって置き換えられる。上記入出力の関係は、図９に
示すようになる。尚、上記撮像装置１における画像の合
成方法は、短時間露光画像側にオフセットを加えて長時
間露光画像と加算する方法によっても可能である。
が異なるために、最初に乗算器４で、短時間露光画像
を、長時間露光時間と短時間露光時間との比（露光比）
倍する。そして、長時間露光画像中の飽和している画素
部分を短時間露光画像の対応部分に置き換えるために、
飽和している画素を比較器５を用いて検出し、予め決め
ておいた切り替えレベルより大きな画素部分は、短時間
露光画像を整数倍した画素に、画像切り替えスイッチ６
によって置き換えられる。上記入出力の関係は、図９に
示すようになる。尚、上記撮像装置１における画像の合
成方法は、短時間露光画像側にオフセットを加えて長時
間露光画像と加算する方法によっても可能である。
【００１５】上記撮像装置１における画像合成方法にお
いては、図２(E)の長時間露光画像と図２(F)の短時間露
光画像とは撮像素子２の同じ画素の出力であるが、露光
時刻が図２(B)の読み出しパルスの印加によって制御さ
れて異なっているため、図４に示すように静止している
被写体を撮像して場合には問題はないが、移動している
被写体を撮像した場合には、図５に示すように長時間露
光画像と短時間露光画像の出力との間にズレが生じてし
まう。尚、図５の場合、被写体は、右から左へと移動し
ているものである。
いては、図２(E)の長時間露光画像と図２(F)の短時間露
光画像とは撮像素子２の同じ画素の出力であるが、露光
時刻が図２(B)の読み出しパルスの印加によって制御さ
れて異なっているため、図４に示すように静止している
被写体を撮像して場合には問題はないが、移動している
被写体を撮像した場合には、図５に示すように長時間露
光画像と短時間露光画像の出力との間にズレが生じてし
まう。尚、図５の場合、被写体は、右から左へと移動し
ているものである。
【００１６】図５の１-１′の位置における水平１周期
分の画像出力を見ると、図３(A)及び図３(B)の出力波形
のようになる。また、長時間露光画像が所定の切り替え
レベル以上のであるときの画像の比較出力は、図３(F)
に示す出力波形のようになる。
分の画像出力を見ると、図３(A)及び図３(B)の出力波形
のようになる。また、長時間露光画像が所定の切り替え
レベル以上のであるときの画像の比較出力は、図３(F)
に示す出力波形のようになる。
【００１７】上記長時間露光画像及び短時間露光画像の
比較出力によって、画像切り替えスイッチ６による長時
間露光画像と短時間露光画像との切り替えを行うと、図
３(D)に示す画像出力が得られる。この図３（D)の画像
出力においては、露光時刻の差によって移動している被
写体に生じた画像のズレが、図７の合成画像に示すよう
に、被写体の左側では不連続点として、右側では残像と
して現れるようになる。
比較出力によって、画像切り替えスイッチ６による長時
間露光画像と短時間露光画像との切り替えを行うと、図
３(D)に示す画像出力が得られる。この図３（D)の画像
出力においては、露光時刻の差によって移動している被
写体に生じた画像のズレが、図７の合成画像に示すよう
に、被写体の左側では不連続点として、右側では残像と
して現れるようになる。
【００１８】従って、従来の撮像装置１による合成画像
においては、被写体の左側に不連続点による白いエッジ
が発生し、右側の残像によって被写体の大きさも本来の
大きさよりも大きくなってしまう。尚、被写体の明るさ
と移動する方向によってそれぞれの不具合が何処に発生
するかは異なる。
においては、被写体の左側に不連続点による白いエッジ
が発生し、右側の残像によって被写体の大きさも本来の
大きさよりも大きくなってしまう。尚、被写体の明るさ
と移動する方向によってそれぞれの不具合が何処に発生
するかは異なる。
【００１９】次に、上記撮像装置１における不具合を解
消するために為された、本発明の画像合成方法及び該画
像合成方法について説明する。
消するために為された、本発明の画像合成方法及び該画
像合成方法について説明する。
【００２０】即ち、本発明画像合成方法は、時分割で露
光時間の異なる複数の画像を得て、これらの画像を合成
することによって広ダイナミックレンジの画像を得るた
めに、移動する被写体を撮影した場合に、それぞれの画
像の露光時刻が異なるために生じた被写体画像のズレに
よる不具合を、画像のズレの部分を検出することによっ
て補正するようにしたことを特徴とするものであって、
短時間露光画像と長時間露光画像の各データーの露光比
を算出すると共に、該露光比を乗算した短時間露光画像
と長時間露光画像のデーターの差分を算出し、データの
差分が予め設定されたリファレンスレベルを越えた時に
は、短時間露光画像と長時間露光画像とに画像のズレが
あると判断して、短時間露光画像のデーターの代わりに
長時間露光画像のデーター、又は、長時間露光画像のデ
ーター代わりに短時間露光画像のデーターを、差分の極
性に応じて選択的に使用するようにしたものである。
光時間の異なる複数の画像を得て、これらの画像を合成
することによって広ダイナミックレンジの画像を得るた
めに、移動する被写体を撮影した場合に、それぞれの画
像の露光時刻が異なるために生じた被写体画像のズレに
よる不具合を、画像のズレの部分を検出することによっ
て補正するようにしたことを特徴とするものであって、
短時間露光画像と長時間露光画像の各データーの露光比
を算出すると共に、該露光比を乗算した短時間露光画像
と長時間露光画像のデーターの差分を算出し、データの
差分が予め設定されたリファレンスレベルを越えた時に
は、短時間露光画像と長時間露光画像とに画像のズレが
あると判断して、短時間露光画像のデーターの代わりに
長時間露光画像のデーター、又は、長時間露光画像のデ
ーター代わりに短時間露光画像のデーターを、差分の極
性に応じて選択的に使用するようにしたものである。
【００２１】換言すれば、同じ位置の画素の露光比を乗
算した短時間露光画像と長時間露光画像とのデーターの
差分を取り、その差分が予め設定されたリファレンスレ
ベルを超えた場合には、画像にズレがあると判断し、上
記差分の極性に応じて、短時間露光画像の代わりに長時
間露光画像を、又は、その逆に長時間露光画像の代わり
に短時間露光画像を使用することによって、２つの画像
の被写体のズレによって生じる画像の不連続性や被写体
の残像を補正し、画像の不具合の発生を抑えるようにし
たものである。
算した短時間露光画像と長時間露光画像とのデーターの
差分を取り、その差分が予め設定されたリファレンスレ
ベルを超えた場合には、画像にズレがあると判断し、上
記差分の極性に応じて、短時間露光画像の代わりに長時
間露光画像を、又は、その逆に長時間露光画像の代わり
に短時間露光画像を使用することによって、２つの画像
の被写体のズレによって生じる画像の不連続性や被写体
の残像を補正し、画像の不具合の発生を抑えるようにし
たものである。
【００２２】また、上記画像合成方法を用いた撮像装置
１０は、図１に示すように、撮像素子１１と、撮像素子
１１に読み出しパルスを印加するタイミング発生器１２
と、信号処理回路１３と、差分の極性に応じて短時間露
光画像と長時間露光画像との対応するデーターを適宜切
り替える画像切り替えスイッチ（画像切り替え手段）１
４と、短時間露光画像と長時間露光画像との露光比を短
時間露光画像に乗算する乗算器（乗算手段）１５と、乗
算器１５によって露光比が乗算された短時間露光画像と
長時間露光画像とのデータの差分を算出する減算器（減
算手段）１６と、切り替えレベル以上の長時間露光画像
データーの検出を行う第１の比較器（第１の比較手段）
１７、減算器からのデーターから予め設定されていたリ
ファレンスレベルよりも大きいレベルを有する画素を検
出する第２の比較器（第２の比較手段）１８、減算器か
らのデーターから減算結果が正のデーターの検出を行う
第３の比較器（第３の比較手段）１９、第１の比較器１
７及び第２の比較器１８の出力データーの論理和を出力
する第１の論理回路（ＯＲ回路）２０及び第１の論理回
路２０と第３の比較器１９との出力データーの論理積を
出力する第２の論理回路（ＡＮＤ回路）２１とを有する
ものであり、上記第２の論理回路２１の出力を画像切り
替えスイッチ１４の制御信号２２として使用して、短時
間露光画像と長時間露光画像のデーターを画素毎に選択
的に使用して合成画像を作成するものである。
１０は、図１に示すように、撮像素子１１と、撮像素子
１１に読み出しパルスを印加するタイミング発生器１２
と、信号処理回路１３と、差分の極性に応じて短時間露
光画像と長時間露光画像との対応するデーターを適宜切
り替える画像切り替えスイッチ（画像切り替え手段）１
４と、短時間露光画像と長時間露光画像との露光比を短
時間露光画像に乗算する乗算器（乗算手段）１５と、乗
算器１５によって露光比が乗算された短時間露光画像と
長時間露光画像とのデータの差分を算出する減算器（減
算手段）１６と、切り替えレベル以上の長時間露光画像
データーの検出を行う第１の比較器（第１の比較手段）
１７、減算器からのデーターから予め設定されていたリ
ファレンスレベルよりも大きいレベルを有する画素を検
出する第２の比較器（第２の比較手段）１８、減算器か
らのデーターから減算結果が正のデーターの検出を行う
第３の比較器（第３の比較手段）１９、第１の比較器１
７及び第２の比較器１８の出力データーの論理和を出力
する第１の論理回路（ＯＲ回路）２０及び第１の論理回
路２０と第３の比較器１９との出力データーの論理積を
出力する第２の論理回路（ＡＮＤ回路）２１とを有する
ものであり、上記第２の論理回路２１の出力を画像切り
替えスイッチ１４の制御信号２２として使用して、短時
間露光画像と長時間露光画像のデーターを画素毎に選択
的に使用して合成画像を作成するものである。
【００２３】前記撮像装置１の場合と同様に、撮像素子
１１の出力は、上記タイミング発生器１２から、図２
(B)に示すような読み出しパルス２３を印加されること
によって、１フィールド期間内に２回読み出されるよう
になっている。
１１の出力は、上記タイミング発生器１２から、図２
(B)に示すような読み出しパルス２３を印加されること
によって、１フィールド期間内に２回読み出されるよう
になっている。
【００２４】また、同様に、読み出しパルス２３の間隔
は、１フィールド期間内を、長時間露光期間及び短時間
露光期間との２つの異なる長さの領域に分けるようにな
っている。これら２つの異なる長さの領域のうち、長時
間露光期間の蓄積電圧出力を長時間露光画像データー２
４に、短時間露光期間の蓄積電圧出力を短時間露光画像
データー２５にそれぞれ対応させる。
は、１フィールド期間内を、長時間露光期間及び短時間
露光期間との２つの異なる長さの領域に分けるようにな
っている。これら２つの異なる長さの領域のうち、長時
間露光期間の蓄積電圧出力を長時間露光画像データー２
４に、短時間露光期間の蓄積電圧出力を短時間露光画像
データー２５にそれぞれ対応させる。
【００２５】従って、撮像素子１１からの出力は、図２
(D)に示すように、１水平期間内に露光時間の異なる２
種類の画像のデータが時系列で出力される。この時系列
の出力は、信号処理回路１３によって、図２(E)の長時
間露光画像データー２４と図２(F)の短時間露光画像デ
ーター２５のように同時化されて出力される。尚、撮像
素子１１の構成によっては、最初から同時化された長時
間露光画像データー２４と短時間露光画像出力データー
２５とを得ることも可能である。
(D)に示すように、１水平期間内に露光時間の異なる２
種類の画像のデータが時系列で出力される。この時系列
の出力は、信号処理回路１３によって、図２(E)の長時
間露光画像データー２４と図２(F)の短時間露光画像デ
ーター２５のように同時化されて出力される。尚、撮像
素子１１の構成によっては、最初から同時化された長時
間露光画像データー２４と短時間露光画像出力データー
２５とを得ることも可能である。
【００２６】次に、予め、図示しない適宜な手段によっ
て長時間露光画像と短時間露光画像の各データーの露光
比を算出しておき、乗算器１５によって短時間露光画像
のデーター２５を露光比倍し、この露光比倍された乗算
器１５からの出力データー２６から長時間露光画像デー
ター２４を減算器１６によって減算する。この減算器１
５からの出力データー２７は、図３(C)に示す減算結果
のデーターとなる。
て長時間露光画像と短時間露光画像の各データーの露光
比を算出しておき、乗算器１５によって短時間露光画像
のデーター２５を露光比倍し、この露光比倍された乗算
器１５からの出力データー２６から長時間露光画像デー
ター２４を減算器１６によって減算する。この減算器１
５からの出力データー２７は、図３(C)に示す減算結果
のデーターとなる。
【００２７】また、第１の比較器１７によって、長時間
露光画像データー２４のうち、予め設定されている切り
替えレベル以上もののみを検出する。この検出データー
が、図１及び図３(F)に示す第１の比較器１７からの出
力データー２８である。尚、上記切り替えレベルとは、
長時間露光画像と短時間露光画像とのデーターを切り替
えるポイントとなる特定の長時間露光画像の出力レベル
である。
露光画像データー２４のうち、予め設定されている切り
替えレベル以上もののみを検出する。この検出データー
が、図１及び図３(F)に示す第１の比較器１７からの出
力データー２８である。尚、上記切り替えレベルとは、
長時間露光画像と短時間露光画像とのデーターを切り替
えるポイントとなる特定の長時間露光画像の出力レベル
である。
【００２８】そして、第２の比較器１８によって予め設
定されていたリファレンスレベルよりも大きいレベルを
有する画素を検出する。該リファレンスレベルは、例え
ば、第１の比較器１６で使用される切り替えレベルに、
前記露光比を乗算したものが用いられる。この結果が、
図１に示す第２の比較器の１８からの出力データー２
９、即ち、図３(G)に示す露光比倍した短時間露光画像
と長時間露光画像との差分がリファレンスレベル以上で
ある画素の出力を示す波形である。
定されていたリファレンスレベルよりも大きいレベルを
有する画素を検出する。該リファレンスレベルは、例え
ば、第１の比較器１６で使用される切り替えレベルに、
前記露光比を乗算したものが用いられる。この結果が、
図１に示す第２の比較器の１８からの出力データー２
９、即ち、図３(G)に示す露光比倍した短時間露光画像
と長時間露光画像との差分がリファレンスレベル以上で
ある画素の出力を示す波形である。
【００２９】ところで、上記第２の比較器１８の出力デ
ータ２９、即ち、比較出力２９が１である画素は、短時
間露光画像に十分な出力レベルがあることになる。この
出力データー２９と、第１の比較器１６によって求めら
れた図３(F)の長時間露光画像の切り替えレベル以上の
画素の出力データー２８との論理和を、図１に示すＯＲ
回路２０によって算出する。このＯＲ回路２０の出力デ
ーター３０は、図３(H)に示す論理和出力を示す波形と
なる。この論理和出力データー３０を使用することによ
って、長時間露光画像データー２４が前記切り替えレベ
ル以下であっても、短時間露光画像データー２５に十分
な出力がある場合には短時間露光画像データー２５が使
用されることになって、残像現象が補正されることにな
る。
ータ２９、即ち、比較出力２９が１である画素は、短時
間露光画像に十分な出力レベルがあることになる。この
出力データー２９と、第１の比較器１６によって求めら
れた図３(F)の長時間露光画像の切り替えレベル以上の
画素の出力データー２８との論理和を、図１に示すＯＲ
回路２０によって算出する。このＯＲ回路２０の出力デ
ーター３０は、図３(H)に示す論理和出力を示す波形と
なる。この論理和出力データー３０を使用することによ
って、長時間露光画像データー２４が前記切り替えレベ
ル以下であっても、短時間露光画像データー２５に十分
な出力がある場合には短時間露光画像データー２５が使
用されることになって、残像現象が補正されることにな
る。
【００３０】第３の比較器１９によって、減算器１６で
の減算結果が正である画素が検出される。この第３の比
較器１９の出力データー３１が、図３(I)に示す波形の
ようになる。比較出力３１が０である画素は、長時間露
光画像データー２４が切り替えレベル以上であっても、
短時間露光画像データー２５が十分なレベルにない画素
である。
の減算結果が正である画素が検出される。この第３の比
較器１９の出力データー３１が、図３(I)に示す波形の
ようになる。比較出力３１が０である画素は、長時間露
光画像データー２４が切り替えレベル以上であっても、
短時間露光画像データー２５が十分なレベルにない画素
である。
【００３１】そして、上記第３の比較器１９の出力デー
ター３１と、上記図３(H)に示すＯＲ回路２０の出力デ
ーター３０の論理積を図１に示すＡＮＤ回路２１によっ
て算出する。このＡＮＤ回路２１の論理積出力データー
は、図３(J)に示す波形のデーター、即ち、前記本発明
における画像切り替えスイッチ１４の切り替え動作を制
御するための制御信号２２の出力波形となる。
ター３１と、上記図３(H)に示すＯＲ回路２０の出力デ
ーター３０の論理積を図１に示すＡＮＤ回路２１によっ
て算出する。このＡＮＤ回路２１の論理積出力データー
は、図３(J)に示す波形のデーター、即ち、前記本発明
における画像切り替えスイッチ１４の切り替え動作を制
御するための制御信号２２の出力波形となる。
【００３２】上記制御信号２２を使用することにより、
長時間露光画像データー２４が切り替えレベル以上であ
っても短時間露光画像データー２５が十分なレベルにな
い画素は、長時間露光画像が使用されることになり、画
像の不連続点が補正されることになる。
長時間露光画像データー２４が切り替えレベル以上であ
っても短時間露光画像データー２５が十分なレベルにな
い画素は、長時間露光画像が使用されることになり、画
像の不連続点が補正されることになる。
【００３３】以上の方法で求めた制御信号２２を、図１
に示す画像切り替えスイッチ１４の入力として使用し
て、合成した画像出力は、図３(E)に示すようになる。
この図３(E)に示す合成画像は、図３(D)に示す従来技術
における合成画像の出力波形と比較すると、不連続点及
び残像成分が除去（補正）された波形となっているのが
分かる。従って、本発明における合成画像は、図６に示
すようになって、被写体の左側の不連続点であるエッジ
や右側の残像が無くなった画像となる。
に示す画像切り替えスイッチ１４の入力として使用し
て、合成した画像出力は、図３(E)に示すようになる。
この図３(E)に示す合成画像は、図３(D)に示す従来技術
における合成画像の出力波形と比較すると、不連続点及
び残像成分が除去（補正）された波形となっているのが
分かる。従って、本発明における合成画像は、図６に示
すようになって、被写体の左側の不連続点であるエッジ
や右側の残像が無くなった画像となる。
【００３４】また、上記した画像の切り替えを画像切り
替えスイッチ１９等を用いて特定のレベルで切り替える
ようにする方法の代わりに、画像レベルに応じて徐々に
長時間露光画像と短時間露光画像との合成比を変えてい
き方法も考えられる。この方法においても、上記方法と
同じ手法が適用することができる。
替えスイッチ１９等を用いて特定のレベルで切り替える
ようにする方法の代わりに、画像レベルに応じて徐々に
長時間露光画像と短時間露光画像との合成比を変えてい
き方法も考えられる。この方法においても、上記方法と
同じ手法が適用することができる。
【００３５】更に、本発明は、上記のような移動してい
る被写体に対して以外にも、フレア等の工学的な原因で
生じた長時間露光画像と短時間露光画像とのズレに対し
ても有効である。
る被写体に対して以外にも、フレア等の工学的な原因で
生じた長時間露光画像と短時間露光画像とのズレに対し
ても有効である。
【００３６】以上に記載したように、本発明は、同じ位
置の画素の露光比を乗算した短時間露光画像と長時間露
光画像とのデーターの差分を取り、その差分が予め設定
されたリファレンスレベルを超えた場合には、画像にズ
レがあると判断し、上記差分の極性に応じて、短時間露
光画像の代わりに長時間露光画像を、又は、その逆に長
時間露光画像の代わりに短時間露光画像を使用すること
によって、２つの画像の被写体のズレによって生じる画
像の不連続性や被写体の残像を補正し、画像の不具合の
発生を抑えるようにしたものであるので、従来の画像合
成方法に比べて、不連続点や残像が無くなって、合成画
像の出力品質を向上させることが可能である。
置の画素の露光比を乗算した短時間露光画像と長時間露
光画像とのデーターの差分を取り、その差分が予め設定
されたリファレンスレベルを超えた場合には、画像にズ
レがあると判断し、上記差分の極性に応じて、短時間露
光画像の代わりに長時間露光画像を、又は、その逆に長
時間露光画像の代わりに短時間露光画像を使用すること
によって、２つの画像の被写体のズレによって生じる画
像の不連続性や被写体の残像を補正し、画像の不具合の
発生を抑えるようにしたものであるので、従来の画像合
成方法に比べて、不連続点や残像が無くなって、合成画
像の出力品質を向上させることが可能である。
【００３７】従って、本発明の撮像装置を、例えば、監
視カメラに適用した場合においては、従来の画像合成を
行う撮像装置を監視カメラに用いた場合に発生してい
た、不連続点での画像の判別の困難さ及び残像部分での
画像の欠落という問題点が発生し難くなって、監視制度
を向上させることが可能になる。
視カメラに適用した場合においては、従来の画像合成を
行う撮像装置を監視カメラに用いた場合に発生してい
た、不連続点での画像の判別の困難さ及び残像部分での
画像の欠落という問題点が発生し難くなって、監視制度
を向上させることが可能になる。
【００３８】また、画像に連続性が生まれるため、後に
画像処理回路を用いてデーター処理を行う場合に、不連
続点が画像検出等で誤った出力を発生させたり、残像に
よって正しい被写体の大きさが得られなくなるといった
不具合を解消させることが可能になる。
画像処理回路を用いてデーター処理を行う場合に、不連
続点が画像検出等で誤った出力を発生させたり、残像に
よって正しい被写体の大きさが得られなくなるといった
不具合を解消させることが可能になる。
【００３９】更に、２種類の画像を動きの検出等を用い
て補正する方法に比べて、フィールドメモリーが不要と
なる等、不要な回路の増加を抑制することができ、格段
に小さな回路で顕著な効果を得ることが可能となる。
て補正する方法に比べて、フィールドメモリーが不要と
なる等、不要な回路の増加を抑制することができ、格段
に小さな回路で顕著な効果を得ることが可能となる。
【００４０】更にまた、露光時刻の近い２つの画像の補
正を行うことができるので、本発明画像合成方法を多段
的に適用することによって、１フィールド内に複数の露
光時間が異なる画像出力が得られるようにしたシステム
においても、容易に不連続点や残像等の不具合の補正さ
れた合成画像を得るようにすることが可能になる。
正を行うことができるので、本発明画像合成方法を多段
的に適用することによって、１フィールド内に複数の露
光時間が異なる画像出力が得られるようにしたシステム
においても、容易に不連続点や残像等の不具合の補正さ
れた合成画像を得るようにすることが可能になる。
【００４１】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明画像合成方法
は、物体を時分割で露光時間が異なる状態で撮像して得
られる長時間露光画像と短時間露光画像とを合成するこ
とによって広ダイナミックレンジの画像を得るものであ
って、短時間露光画像と長時間露光画像の各データーの
露光比を算出すると共に、該露光比を乗算した短時間露
光画像と長時間露光画像のデーターの差分を算出し、デ
ータの差分が予め設定されたリファレンスレベルを越え
た時には、短時間露光画像と長時間露光画像とに画像の
ズレがあると判断して、短時間露光画像のデーターの代
わりに長時間露光画像のデーター、又は、長時間露光画
像のデーター代わりに短時間露光画像のデーターを、差
分の極性に応じて選択的に使用するようにしたので、不
連続点や残像の発生が無くなるので、合成画像の出力品
質を向上させることができる。
は、物体を時分割で露光時間が異なる状態で撮像して得
られる長時間露光画像と短時間露光画像とを合成するこ
とによって広ダイナミックレンジの画像を得るものであ
って、短時間露光画像と長時間露光画像の各データーの
露光比を算出すると共に、該露光比を乗算した短時間露
光画像と長時間露光画像のデーターの差分を算出し、デ
ータの差分が予め設定されたリファレンスレベルを越え
た時には、短時間露光画像と長時間露光画像とに画像の
ズレがあると判断して、短時間露光画像のデーターの代
わりに長時間露光画像のデーター、又は、長時間露光画
像のデーター代わりに短時間露光画像のデーターを、差
分の極性に応じて選択的に使用するようにしたので、不
連続点や残像の発生が無くなるので、合成画像の出力品
質を向上させることができる。
【００４３】また、本発明撮像装置は、撮像素子と、信
号処理回路１２と、差分の極性に応じて短時間露光画像
と長時間露光画像との対応するデーターを適宜切り替え
る画像切り替え手段と、短時間露光画像と長時間露光画
像との露光比を短時間露光画像に乗算する乗算手段と、
該乗算手段によって露光比が乗算された短時間露光画像
と長時間露光画像とのデータの差分を算出する減算手段
と、切り替えレベル以上の長時間露光画像データーの検
出を行う第１の比較手段、減算器からのデーターから予
め設定されていたリファレンスレベルよりも大きいレベ
ルを有する画素を検出する第２の比較手段、減算器から
のデーターから減算結果が正のデーターの検出を行う第
３の比較手段、上記第１の比較手段及び第２の比較手段
の出力データーの論理和を出力する第１の論理回路及び
該第１の論理回路と第３の比較器との出力データーの論
理積を出力する第２の論理回路とを有し、第２の論理回
路の出力を画像切り替え手段の制御信号として使用し
て、短時間露光画像と長時間露光画像のデーターを画素
毎に選択的に使用して合成画像を作成するようにしたの
で、合成画像のズレによる不具合の解消、特に、移動す
る被写体を撮像した場合に生じる残像及び不連続点の発
生を解消することが可能となって、合成画像の出力品質
を向上させることができる。
号処理回路１２と、差分の極性に応じて短時間露光画像
と長時間露光画像との対応するデーターを適宜切り替え
る画像切り替え手段と、短時間露光画像と長時間露光画
像との露光比を短時間露光画像に乗算する乗算手段と、
該乗算手段によって露光比が乗算された短時間露光画像
と長時間露光画像とのデータの差分を算出する減算手段
と、切り替えレベル以上の長時間露光画像データーの検
出を行う第１の比較手段、減算器からのデーターから予
め設定されていたリファレンスレベルよりも大きいレベ
ルを有する画素を検出する第２の比較手段、減算器から
のデーターから減算結果が正のデーターの検出を行う第
３の比較手段、上記第１の比較手段及び第２の比較手段
の出力データーの論理和を出力する第１の論理回路及び
該第１の論理回路と第３の比較器との出力データーの論
理積を出力する第２の論理回路とを有し、第２の論理回
路の出力を画像切り替え手段の制御信号として使用し
て、短時間露光画像と長時間露光画像のデーターを画素
毎に選択的に使用して合成画像を作成するようにしたの
で、合成画像のズレによる不具合の解消、特に、移動す
る被写体を撮像した場合に生じる残像及び不連続点の発
生を解消することが可能となって、合成画像の出力品質
を向上させることができる。
【図１】図２乃至図６と共に本発明の実施の形態を示す
ものであり、本図は撮像装置の要部の構成を概略的に示
すブロック図である。
ものであり、本図は撮像装置の要部の構成を概略的に示
すブロック図である。
【図２】撮像素子からの各種出力、撮像素子からの画像
の出力を制御する読み出しパルス、長時間露光画像デー
ター及び短時間画像データー等の波形を示す図である。
の出力を制御する読み出しパルス、長時間露光画像デー
ター及び短時間画像データー等の波形を示す図である。
【図３】長時間露光画像データー及び短時間露光画像デ
ーターを基に、各種処理を施したデーターの波形を示す
図である。
ーターを基に、各種処理を施したデーターの波形を示す
図である。
【図４】静止した状態の被写体を撮影した画像を示す図
である。
である。
【図５】右から左へと移動している被写体を時分割で露
光時間を異ならせて撮像した長時間露光画像及び短時間
露光画像を重ねて示す図である。
光時間を異ならせて撮像した長時間露光画像及び短時間
露光画像を重ねて示す図である。
【図６】本発明における合成画像を示す図である。
【図７】図８及び図９と共に、本発明との比較のために
示す従来の画像合成方法及び撮像装置を示すものであ
り、本図は、合成画像を示す図である。
示す従来の画像合成方法及び撮像装置を示すものであ
り、本図は、合成画像を示す図である。
【図８】撮像装置の一例の構成を概略的に示す図であ
る。
る。
【図９】画像合成時における長時間露光画像及び短時間
露光画像の入出力の関係を示す図である。
露光画像の入出力の関係を示す図である。
１０…撮像装置、１１…撮像素子、１３…信号処理回
路、１４…画像切り替え手段、１５…乗算手段、１６…
減算手段、１７…第１の比較手段、１８…第２の比較手
段、１９…第３の比較手段、２０…第１の論理回路、２
１…第２の論理回路、２２…制御信号、２４…長時間露
光画像データー、２５…短時間露光画像データー
路、１４…画像切り替え手段、１５…乗算手段、１６…
減算手段、１７…第１の比較手段、１８…第２の比較手
段、１９…第３の比較手段、２０…第１の論理回路、２
１…第２の論理回路、２２…制御信号、２４…長時間露
光画像データー、２５…短時間露光画像データー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE01 CE08 CE11 CH18 5C022 AA11 AB17 AB68 5C024 BX01 CX47 CX54 HX29 HX30 HX50 5C076 AA11 AA19 BA01 BA06
Claims (2)
- 【請求項１】 物体を時分割で露光時間が異なる状態で
撮像して得られる長時間露光画像と短時間露光画像とを
合成することによって広ダイナミックレンジの画像を得
る画像合成方法であって、 上記短時間露光画像と長時間露光画像の各データーの露
光比を算出すると共に、該露光比を乗算した短時間露光
画像と長時間露光画像のデーターの差分を算出し、 上記データの差分が予め設定されたリファレンスレベル
を越えた時には、短時間露光画像と長時間露光画像とに
画像のズレがあると判断して、短時間露光画像のデータ
ーの代わりに長時間露光画像のデーター、又は、長時間
露光画像のデーター代わりに短時間露光画像のデーター
を、差分の極性に応じて選択的に使用するようにしたこ
とを特徴とする画像合成方法。 - 【請求項２】 撮像素子と、信号処理回路と、差分の極
性に応じて短時間露光画像と長時間露光画像との対応す
るデーターを適宜切り替える画像切り替え手段と、短時
間露光画像と長時間露光画像との露光比を短時間露光画
像に乗算する乗算手段と、該乗算手段によって露光比が
乗算された短時間露光画像と長時間露光画像とのデータ
の差分を算出する減算手段と、切り替えレベル以上の長
時間露光画像データーの検出を行う第１の比較手段、減
算器からのデーターから予め設定されていたリファレン
スレベルよりも大きいレベルを有する画素を検出する第
２の比較手段、減算器からのデーターから減算結果が正
のデーターの検出を行う第３の比較手段、上記第１の比
較手段及び第２の比較手段の出力データーの論理和を出
力する第１の論理回路及び該第１の論理回路と第３の比
較器との出力データーの論理積を出力する第２の論理回
路とを有し、 上記第２の論理回路の出力を画像切り替え手段の制御信
号として使用して、短時間露光画像と長時間露光画像の
データーを画素毎に選択的に使用して合成画像を作成す
るようにしたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000287321A JP4399693B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000287321A JP4399693B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002101347A true JP2002101347A (ja) | 2002-04-05 |
| JP4399693B2 JP4399693B2 (ja) | 2010-01-20 |
Family
ID=18771088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000287321A Expired - Fee Related JP4399693B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 撮像装置 |
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