JP2004135074A - Image pickup device - Google Patents

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JP2004135074A
JP2004135074A JP2002297770A JP2002297770A JP2004135074A JP 2004135074 A JP2004135074 A JP 2004135074A JP 2002297770 A JP2002297770 A JP 2002297770A JP 2002297770 A JP2002297770 A JP 2002297770A JP 2004135074 A JP2004135074 A JP 2004135074A
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Japan
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image
camera
exposure
time
image data
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Pending
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JP2002297770A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Nishino
西野 潤
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously perform short time exposure and long time exposure by using a pair of cameras which are horizontally arranged right and left to an object and to obtain an image of which the cotour line is clear. <P>SOLUTION: An image pickup device is provided with one camera which is arranged in the same direction as the other camera that images the front object at prescribed shutter time and outputs a first image signal and which images the front object and outputs a second image signal, an image deviation correction means correcting a deviation between the first image and the second image, which are outputted from both cameras, and an image synthesis means overlapping and outputting the first image and the second image which are corrected by the image deviation correction means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイナミックレンジを実質的に増大させた電子カメラ(CCDカメラ)を用いた撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の装置の一例としては、1つのCCDカメラで同一物体を短時間露光S1と長時間露光L1との両方で交互に連続的に撮像し(図4参照)、それらの短時間露光S1によって得られた画像と長時間露光L1によって得られた画像とを合成して1つの画像を得ることによって、ダイナミックレンジを拡大するものである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
しかしながら、このような従来の装置にあっては、例えば図5に示すように撮像エリア1を撮像するためにCCDカメラを露光している間に、太陽光線によって照らされたエリア(斜線部分)が符号A1で示される部分から符号A2で示される部分に移動した場合、すなわち1画像の撮像中に太陽光線によって照らされてエリアが、符号A1の部分から符号A2の部分に移動してしまった場合には、太陽光線で照らされた部分A3が、帯状になり、特にダイナミックレンジを広く取れないという問題点があった。
特に露光中に図5に符号A1,A2で示すように照らされる部分が離れてしまい、符号A1で示される部分が照らされている間の短時間露光S1によって撮像された画像と、符号A2で示される部分が照らされている間の長時間露光L1によって撮像された画像とが大きく異なってしまうので、その双方の画像を合成して得られた画像の画質は劣化し、ダイナミックレンジは広がらないという問題点があった。
【0004】
具体的には、日差しの強い木漏れ日の中を走行するような場合には、図5に示すように、符号1で示す撮像エリア、すなわち自動車に乗った乗員の一部分を示すエリアの中を強い日差しが符号A1で示す斜線部分から符号A2で示す斜線部分まで矢印方向に移動することになる。
例えば、木漏れ日の中を自動車が時速100kmで走行したような場合には、CCDカメラのシャッター速度、すなわち露光時間Lが仮に10msと考えると、その露光時間Lの間に、前記強い日差しの当たる部分A1,A2が28cm移動することになり、CCDカメラで撮像された画像の中に強い日差しが当たる部分A1,A2、すなわち短時間露光S1によって図6(A)に示すような楕円形状の白抜け部分(斜線部分)が撮像され、また長時間露光S2によって図6(B)に示すような長円形状の白抜け部分(斜線部分)が撮像され、それらが互いに重ならないので補完ができず、ダイナミックレンジを拡張することを目的とする画像合成等の信号処理ができないという問題点が発生する恐れがあった。
【0005】
この問題を解決する手法として提案されているものは、第1の露光時間>第2の露光時間>…>第nの露光時間の関係を持つ露光時間を設定する露光時間設定手段と、前記露光時間の配置が第1の露光時間・第2の露光時間・…・第nの露光時間・第(n−1)の露光時間・…・第2の露光時間・第1の露光時間となるように上記露光時間設定手段の露光状態を設定する露光時間状態配置手段と、前記(2n−1)個の露光状態により露光されて撮像された画像から合成画像を得る手段とを備え、短い露光時間が、撮像順番から言えば時間的な中間位置に配置されるために、被写体が動く場合、(2n−1)種類の露光時間の最初と最後に一番長い露光時間が配置され、また中央に一番短い露光時間が配置されるのでバランスの取れた画像を得ることができる(特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特許第3040379号公報
【特許文献2】
特開平6−225217号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この手法による画像は、写真として自然なものにしようとするものであるために周囲がぼけて犠牲になっても中央が鮮明になることによって効果を発揮するものであり、被写体のはっきりした輪郭線が欲しい場合には、依然として長時間露光のダイナミックレンジを補えるものではない。
【0008】
そこで、この発明は、車室内の物体の位置を検出するために、物体に向けて左右に水平配置された一対のカメラを用い、短時間露光と長時間露光を同時に行い、輪郭線のはっきりした画像を得ることを目的とするものである。
【0009】
具体的には、一方のCCDカメラが短時間露光を、例えば4〜6回連続して行中の間に他方のCCDカメラが長時間露光を1回行い、それが終了すると反対に他方のCCDカメラが同一回数短時間露光を連続して行い、一方のCCDカメラが長時間露光を1回行うものである。
【0010】
そして、それによって選られた画像のダイナミックレンジを拡大し、撮像された乗員等の物体の輪郭の画像を鮮明に得ようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る撮像装置は、所定のシャッター時間で前方物体を撮像して第1画像信号を出力する一方のカメラと、該一方のカメラと同一方向に向けられて配置され、その一方のカメラよりも小さいシャッター時間で前記前方物体を撮像して第2画像信号を出力する他方のカメラと、該双方のカメラから出力される第1画像と第2画像との間のずれを修正する画像ずれ修正手段と、該画像ずれ修正手段で修正された第1画像と第2画像とを重ね合わせて合成し、その合成画像を出力する画像合成手段とを備えたものである。
【0012】
また、前記一方のカメラが1回シャッター操作される間に他方のカメラを複数回シャッター操作し、それによって得られた複数画像を構成する画素のうち、同一画素同士を互いに比較し、一番明るい画素の明るさデータを選択して、1画像に形成することによって、さらに高速に移動する日差しなどの影響を受けない合成画像が得られ、ダイナミックレンジをさらに改善できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に述べるこの発明は、一方のCCDカメラが短時間露光中の時は他方のCCDカメラが長時間露光を行い、他方のCCDカメラが短時間露光中の時は一方のCCDカメラが長時間露光を行う。しかも、その長時間露光中における短時間露光は数回連続して行うことに特徴がある。
【0014】
実施の形態1.
次に実施の形態を図1及び図2に基づいて以下に説明する。
10は撮像対象である被写体で、例えば車両内助手席に着座している物体で、ここでは人間である。11,12は車両のルームミラーの取り付け部に助手席方向に向けて取り付けられ、同一撮像方向にセットされた左側及び右側CCDカメラで、後述のタイミング発生手段13から供給されるパルス(図2のS3参照)がハイレベルの時は、左側CCDカメラ11が短時間露光を行い、右側CCDカメラ12が長時間露光を行なう。また、左側及び右側CCDカメラ11,12で撮像された画像データは、それぞれに対応して接続された第1左画像記憶手段14又は第1右画像記憶手段15のそれぞれに掃き出され、記憶せしめ、その後に掃き出し及び記憶が終了すると、その終了タイミングでリセットされる。
【0015】
タイミング発生手段13は、出力ラインS1から短時間露光用のパルスP1(図2S1,S2の狭い幅のパルスP1〜P4参照)を複数個連続して出力した後に長時間露光用のパルスL1を左側CCDカメラ11に供給し、また出力ラインS2から長時間露光用のパルスL2(図2S1,S2の広い幅のパルスL1〜L4参照)を出力した後に短時間露光用のパルスP2を複数個連続して右側CCDカメラ12に供給する。
なお、パルスP1〜P4は同一パルスでまたパルスL1〜L4も同一パルスである。
【0016】
また、タイミング発生手段13は、出力ラインS3から後述の第1画像合成手段16、第2画像合成手段17、スイッチ手段20及び距離検出手段24のそれぞれに図2のS3で示す制御信号(左側及び右側CCDカメラ11,12の選択状況を示す信号)を供給する。
【0017】
なお、出力ラインS1,S2に出力されるパルスのモードは位相が、図2のS1,S2に示すように180度異なっている。すなわち、前記出力ラインS1に短時間露光用のパルスP1,P2が出力されているときには、前記出力ラインS2には長時間露光用のパルスL2が、また前記出力ラインS1に長時間露光用のパルスL1が出力されているときには、前記出力ラインS2には短時間露光用のパルスP2,P4が出力されている。
第1左画像記憶手段14及び第1右画像記憶手段15は、前記左側CCDカメラ11及び右側CCDカメラ12のうち対応する方から画像データが供給されるとき、それを一時的に記憶し、それぞれから適宜第1及び第2画像合成手段16,17に供給される。
【0018】
第1画像合成手段16は、タイミング発生手段13の出力ラインS3から供給される制御信号がハイレベルのときには第1左画像記憶手段14から供給される短時間露光によって得られる画像の合成を行い、ダイナミックレンジ拡大手段19に供給する。また、制御信号がローレベルのときには第1左画像記憶手段14から供給される長時間露光によって得られる画像を加工せずにダイナミックレンジ拡大手段19に供給する。
【0019】
第2画像合成手段17は、逆に、タイミング発生手段13の出力ラインS3から供給される制御信号がローレベルのときには第1右画像記憶手段15から供給される短時間露光によって得られる画像の合成を行い、画像ずらし手段18に供給する。また、制御信号がハイレベルのときには第1右画像記憶手段15から供給される長時間露光によって得られる画像を加工せずに画像ずらし手段18に供給する。
【0020】
なお、第1及び第2画像合成手段16,17における画像の合成は、図3に模式図的に示した図に基づいて以下に説明する。なお、画像合成に関して第1及び第2画像合成手段16,17は、実質同一機能を有するものであるので第1画像合成手段16を例にとって説明する。
【0021】
第1画像合成手段16は、第1左画像記憶手段14から供給される4つの画像データ(図3(A)〜(D)参照)を合成するに当たり、単純な加算や平均だと、4つの画像データの同一部分が明るいと、その明るい部分ばかりが明るくなり、そうでない部分は暗くなるという問題が生じるため、4つの各画像(図3(A)〜(D)参照)の同じ画素同士の明るさ、換言すると、画像データをXY座標で考えた場合には同一座標同士の明るさを比較して、明るさを示す値の大きい(明るい)方を採用するという形で合成する。
【0022】
具体的には、図3に示す模式図(A)〜(D)において説明する。
たとえば、第1左画像記憶手段14から供給される4つの画像の各画素の明るさを示す値(数値が大きい程明るい)が図に与えられているような場合を想定すると、各画像データにおけるXY座標の明るさは次のようである。
座標(1,1)の明るさは、画像データAは「6」、画像データBは「4」、画像データCは「6」、画像データDは「6」であるので、合成後の画像データEの明るさは「6」である。
座標(2,1)の明るさは、画像データAは「8」、画像データBは「8」、画像データCは「8」、画像データDは「6」であるので、合成後の画像データEの明るさは「8」である。
以後同様にして短時間露光における合成画像が作られる。
【0023】
次に、符号18で示される画像ずらし手段は、前記第1画像合成手段16に対する前記第2画像合成手段17の画像データの左右方向へのずれ量を後述の距離検出手段24からの、双方のCCDカメラ11,12の画像データのずれ量から三角測量の原理を用いて算出された距離に基づいた指示、すなわち前回の画像データに基づいて後述の距離検出手段24で算出された距離に応じたずれ量に従って補正し、一致せしめる。
【0024】
ダイナミックレンジ拡大手段19は、前記第1画像合成手段16に対して前記画像ずらし手段18を介して供給される前記第2画像合成手段17からの画像データを重ねあわせて合成する。
なお、この画像合成に当たっては、前記第1画像合成手段16及び画像ずらし手段18の双方から供給される画像データを構成する各画素の明るさを示す値を各画素毎に単純平均して合成画像の各画素を求め、その合成した画像データを、図示されない外部回路、例えば画像データの中から人の頭等の輪郭を抽出するための演算回路に対して出力する。
【0025】
20はスイッチ手段で、前記タイミング発生手段13から供給される制御信号(図2のS3参照)がハイレベルである場合には接点間を破線の如く接続してダイナミックレンジ拡大手段19からの出力を第2左画像記憶手段22に供給して記憶せしめる。
またローレベルである場合には接点間を実線の如く接続してダイナミックレンジ拡大手段19からの出力を第2右画像記憶手段21に供給して記憶せしめる。
【0026】
23は画像ずれ戻し手段で、第2右画像記憶手段21から供給される画像データを、距離検出手段24から供給される、画像ずれ量を示す信号を制御信号として入力し、その制御信号の非供給状態から供給状態への切り替えタイミングに合わせて、前記画像ずらし手段18でずらしたずれ量分だけ元に戻して距離検出手段24に供給する。
【0027】
24は距離検出手段で、第2左画像記憶手段22から供給される左側CCDカメラ11で撮像された最新の画像データと、画像ずれ戻し手段23から供給される右側CCDカメラ12で撮像された最新の画像データとに基づいて、双方の画像データの左右方向へのずれ量、すなわち撮像された対象物体までの距離を算出し、前記図示されない外部回路へ出力すると共に、その算出されたずれ量を次回の画像合成のために画像ずらし手段18に供給し、そのずらした画像データを元に戻すために画像ずれ戻し手段23に供給する。
【0028】
次に、上記構成による作動を以下に説明する。
(図2の区間T1のとき)
タイミング発生回路13の出力ラインS1に短いパルスP1が4つ連続的に出力され、それに基づいて左側CCDカメラ11は、4回の短時間露光を行い、4回分の画像データを第1左画像記憶手段14に記憶せしめる。
【0029】
また、右側CCDカメラ12にはタイミング発生手段13から信号ラインS2に1つの長いパルスL1が出力されるので、それに基づいて右側CCDカメラ12は長時間露光を行い、その長時間露光の画像データは第1右画像記憶手段15に記憶せしめる。
【0030】
また、このときタイミング発生手段13から信号ラインS3にハイレベルな制御信号が供給されているので、第1画像合成手段16は、第1左画像記憶手段14に記憶されている4つの短時間露光で作成された画像データの各画素について同一座標同士で比較し、その比較した同一座標の画素の明るさのうち一番明るい画素をその座標での画素の真の明るさと判断し、短時間露光による画像データの合成を行う一方で、第2画像合成手段17は、第1右画像記憶手段15に記憶された1つの画像データをそのまま画像ずらし手段18に供給し、その画像データを距離検出手段24から供給されるずらし量に従って左右方向にずらす。
【0031】
その結果、ダイナミックレンジ拡大手段19は、第1画像合成手段16及び画像ずらし手段18から画像データが供給されるので、その第1画像合成手段16及び画像ずらし手段18のそれぞれから供給される画像データを合成して、スイッチ手段20に供給すると共に、前記図示されない外部回路に供給する。
【0032】
この時、タイミング発生手段13からのハイレベルな制御信号によってスイッチ手段20に供給されているので、スイッチ手段20の接点は実線で示されているように接続されており、ダイナミックレンジ拡大手段19で合成された画像データは第2右画像記憶手段21に記憶され、画像ずれ戻し手段23で画像データが左側CCDカメラ11からの画像データに合わされる前のずれ操作が行なわれる前の、ずらされていない画像データに戻され、距離検出手段24に供給され、距離検出手段24は、前記合成された画像との間のずれ量に基づいて物体10までの距離が算出され画像ずらし手段18及び画像ずれ戻し手段23に出力されると共に,前記図示されない外部回路に出力される。
【0033】
(図2の区間T2のとき)
(図2の区間T1のとき)とは逆に、タイミング発生回路13の出力ラインS2に短いパルスP2,P4が4つ連続的に出力され、また右側CCDカメラ12にはタイミング発生手段13の信号ラインS1に1つの長いパルスL1が出力されるので、それに基づいて左側CCDカメラ11は長時間露光を行い、右側CCDカメラ12は短時間露光を4回連続して行う。その結果、ダイナミックレンジ拡大手段19は、第1画像合成手段16から供給される画像データに、画像ずらし手段18から供給される画像データを合成して、スイッチ手段20に供給する。この時、スイッチ手段20の接点は破線で示されているように接続されており、第2左画像記憶手段22に記憶される。
【0034】
その結果、距離検出手段24は、第2右画像記憶手段21に記憶されている画像をずらす前の元の状態の画像と、第2左画像記憶手段22に記憶された画像データとの左右方向の画像のずれ量を算出して次回のずれ量として画像ずらし手段18及び画像ずれ戻し手段23に供給すると共に、そのずれ量に基づいて物体10までの距離を算出し、図示されない外部回路に出力する。
【0035】
【発明の効果】
この発明に係る撮像装置によれば、このように、短時間露光と長時間露光が同時にかつ、長時間露光中に短時間露光を常に行っているので、高速な日差しの変化にも対応可能になり、得られる画像の輪郭線をハッキリ撮像することができる。
また、短時間露光と長時間露光を同時に行うにあたり、1つのカメラに複数の撮像素子を必要としないという効果が得られる。
また、短時間露光を複数回にすることによって撮像される画像の品質を向上できる。またさらには、短時間露光による複数画像を合成するときには、一番明るい画素の明るさを有する画素を選択して、1画像に合成することによって画像の白抜けの度合いを低減でき、画像のダイナミックレンジを改善できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施の形態1を示す回路ブロック説明図である。
【図2】図1における回路ブロックを説明するためのタイミングチャートである。
【図3】本発明の要部をなす画像合成の仕方を説明する説明図である。
【図4】従来例を説明するためのタイミングチャートである。
【図5】従来の問題点を説明するための説明図である。
【図6】従来の問題点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
10 被写体(物体)
11 左側CCDカメラ
12 右側CCDカメラ
13 タイミング発生手段
14 第1左画像記憶手段
15 第1右画像記憶手段
16 第1画像合成手段
17 第2画像合成手段
18 画像ずらし手段
19 ダイナミックレンジ拡大手段
20 スイッチ手段
21 第2右画像記憶手段
22 第2左画像記憶手段
23 画像ずれ戻し手段
24 距離検出手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus using an electronic camera (CCD camera) having a dynamic range substantially increased.
[0002]
[Prior art]
As one example of this type of conventional apparatus, one CCD camera alternately and continuously captures images of the same object with both short-time exposure S1 and long-time exposure L1 (see FIG. 4). The dynamic range is expanded by synthesizing the image obtained by S1 and the image obtained by long-time exposure L1 to obtain one image (for example, see Patent Document 1).
[0003]
However, in such a conventional apparatus, an area (shaded area) illuminated by sunlight is exposed while a CCD camera is exposed to image the imaging area 1 as shown in FIG. 5, for example. When moving from the portion indicated by the symbol A1 to the portion indicated by the symbol A2, that is, when the area is illuminated by the sun rays during the imaging of one image and moves from the portion indicated by the symbol A1 to the portion indicated by the symbol A2 Has a problem that the portion A3 illuminated by the sunlight is band-shaped, so that a particularly wide dynamic range cannot be obtained.
Particularly, during the exposure, the illuminated portions are separated as indicated by reference numerals A1 and A2 in FIG. 5, and the image captured by the short-time exposure S1 while the portion indicated by the reference numeral A1 is illuminated; Since the image taken by the long-time exposure L1 while the portion shown is illuminated is significantly different from the image taken, the image quality of the image obtained by combining the two images deteriorates, and the dynamic range does not widen. There was a problem.
[0004]
More specifically, in a case where the vehicle travels in a sunlight-blind sunlight, as shown in FIG. 5, the image pickup area denoted by reference numeral 1, that is, the area indicating a part of the occupant in the car, has strong sunlight. Moves in the direction of the arrow from the hatched portion indicated by reference numeral A1 to the hatched portion indicated by reference numeral A2.
For example, in the case where a car travels at 100 km / h during a sunshine day, assuming that the shutter speed of the CCD camera, that is, the exposure time L is 10 ms, the portion where the strong sunlight falls during the exposure time L A1 and A2 move by 28 cm, and the portions A1 and A2 where strong sunlight shines in the image picked up by the CCD camera, that is, oval white spots as shown in FIG. A portion (hatched portion) is imaged, and an oval white portion (hatched portion) as shown in FIG. 6 (B) is imaged by the long-time exposure S2, and they cannot be complemented because they do not overlap with each other. There is a possibility that a problem may occur in that signal processing such as image synthesis for the purpose of extending the dynamic range cannot be performed.
[0005]
As a method for solving this problem, an exposure time setting means for setting an exposure time having a relationship of first exposure time> second exposure time >>...> nth exposure time; The time arrangement is such that the first exposure time, the second exposure time,..., The nth exposure time, the (n−1) th exposure time,..., The second exposure time, and the first exposure time. An exposure time state arranging means for setting an exposure state of the exposure time setting means; and a means for obtaining a composite image from images exposed and photographed by the (2n-1) exposure states. However, when the subject moves because it is located at a temporally intermediate position in terms of the imaging order, the longest exposure time is placed at the beginning and end of the (2n-1) types of exposure times, and in the center Because the shortest exposure time is set, a balanced image Can Rukoto (see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3040379 [Patent Document 2]
JP-A-6-225217
[Problems to be solved by the invention]
However, the image obtained by this method is intended to be natural as a photograph, so that even if the surroundings are blurred and sacrificed, the effect is achieved by clearing the center, so that the subject is clear. If a contour line is desired, it still cannot compensate for the dynamic range of long-time exposure.
[0008]
Therefore, the present invention uses a pair of cameras horizontally arranged on the left and right toward the object to detect the position of the object in the vehicle interior, performs short-time exposure and long-time exposure simultaneously, and makes the outline clear. The purpose is to obtain an image.
[0009]
Specifically, one CCD camera performs short-time exposure, for example, the other CCD camera performs one long-time exposure during a continuous line, for example, 4 to 6 times. Short-time exposure is continuously performed the same number of times, and one CCD camera performs long-time exposure once.
[0010]
Then, the dynamic range of the selected image is expanded, and the image of the contour of the object such as the occupant is clearly obtained.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An imaging device according to the present invention is arranged such that one camera that images a front object at a predetermined shutter time and outputs a first image signal and is oriented in the same direction as the one camera, Image shift correction that corrects a shift between the other camera that outputs the second image signal by capturing the front object with a short shutter time and that outputs the second image signal. And an image synthesizing means for superimposing and synthesizing the first image and the second image corrected by the image shift correcting means, and outputting the synthesized image.
[0012]
In addition, the shutter operation of the other camera is performed a plurality of times while the one camera is operated once, and the same pixels are compared with each other among the pixels constituting the plurality of images obtained thereby, and the brightest image is obtained. By selecting the brightness data of the pixels and forming them into one image, it is possible to obtain a synthesized image that is not affected by the sunshine or the like moving at a higher speed, and the dynamic range can be further improved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the invention described below, when one CCD camera is performing short-time exposure, the other CCD camera performs long-time exposure, and when the other CCD camera is performing short-time exposure, one CCD camera performs long-time exposure. I do. In addition, it is characterized in that the short-time exposure during the long-time exposure is performed several times continuously.
[0014]
Embodiment 1 FIG.
Next, an embodiment will be described below with reference to FIGS.
Reference numeral 10 denotes a subject to be imaged, for example, an object sitting on a passenger seat in a vehicle, which is a human here. Numerals 11 and 12 denote left and right CCD cameras which are attached to the mounting portion of the rearview mirror of the vehicle toward the passenger seat and are set in the same imaging direction. When S3) is at the high level, the left CCD camera 11 performs short-time exposure, and the right CCD camera 12 performs long-time exposure. Further, the image data picked up by the left and right CCD cameras 11 and 12 are swept out and stored in the first left image storage means 14 or the first right image storage means 15 respectively connected thereto. After that, when the sweeping out and the storing are completed, it is reset at the end timing.
[0015]
The timing generating unit 13 outputs a plurality of pulses P1 for short-time exposure (see narrow pulses P1 to P4 in S1 and S2 in FIG. 2) continuously from the output line S1, and then outputs the pulse L1 for long-time exposure to the left. A plurality of pulses P2 for short-time exposure are supplied to the CCD camera 11, and after a pulse L2 for long-time exposure (see pulses L1 to L4 having a wide width in FIGS. To the right CCD camera 12.
The pulses P1 to P4 are the same pulse, and the pulses L1 to L4 are also the same pulse.
[0016]
In addition, the timing generation unit 13 sends control signals (left side and left side) indicated by S3 in FIG. (A signal indicating the selection status of the right CCD cameras 11 and 12).
[0017]
The modes of the pulses output to the output lines S1 and S2 are different in phase by 180 degrees as shown in S1 and S2 in FIG. That is, when pulses P1 and P2 for short-time exposure are output to the output line S1, a pulse L2 for long-time exposure is output to the output line S2, and a pulse for long-time exposure is output to the output line S1. When L1 is output, pulses P2 and P4 for short-time exposure are output to the output line S2.
The first left image storage means 14 and the first right image storage means 15 temporarily store image data when supplied from the corresponding one of the left CCD camera 11 and the right CCD camera 12, respectively. Are supplied to the first and second image synthesizing means 16 and 17 as appropriate.
[0018]
When the control signal supplied from the output line S3 of the timing generating unit 13 is at a high level, the first image synthesizing unit 16 synthesizes an image obtained by short-time exposure supplied from the first left image storage unit 14. It is supplied to the dynamic range expanding means 19. When the control signal is at the low level, the image obtained by the long-time exposure supplied from the first left image storage unit 14 is supplied to the dynamic range expansion unit 19 without processing.
[0019]
On the other hand, when the control signal supplied from the output line S3 of the timing generating unit 13 is at a low level, the second image synthesizing unit 17 synthesizes an image obtained by the short-time exposure supplied from the first right image storage unit 15. And supplies it to the image shifting means 18. When the control signal is at a high level, the image obtained by the long-time exposure supplied from the first right image storage unit 15 is supplied to the image shift unit 18 without processing.
[0020]
The combination of the images in the first and second image combining means 16 and 17 will be described below based on the diagram schematically shown in FIG. Note that the first and second image synthesizing units 16 and 17 have substantially the same function with respect to image synthesizing, so the first image synthesizing unit 16 will be described as an example.
[0021]
In synthesizing the four image data (see FIGS. 3A to 3D) supplied from the first left image storage unit 14, the first image synthesizing unit 16 may generate four images by simple addition or averaging. If the same part of the image data is bright, only the bright part becomes bright and the other part becomes dark. Therefore, the same pixel of each of the four images (see FIGS. 3A to 3D) is used. When the brightness, in other words, the image data is considered as XY coordinates, the brightnesses of the same coordinates are compared, and the image is synthesized in such a manner that the larger (brighter) value indicating the brightness is adopted.
[0022]
Specifically, this will be described with reference to schematic diagrams (A) to (D) shown in FIG.
For example, assuming that a value indicating the brightness of each pixel of the four images supplied from the first left image storage unit 14 (the larger the numerical value, the brighter) is given in the figure, the The brightness of the XY coordinates is as follows.
The brightness of the coordinates (1, 1) is "6" for the image data A, "4" for the image data B, "6" for the image data C, and "6" for the image data D. The brightness of the data E is “6”.
The brightness of the coordinates (2, 1) is “8” for the image data A, “8” for the image data B, “8” for the image data C, and “6” for the image data D. The brightness of the data E is “8”.
Thereafter, a composite image in the short-time exposure is similarly formed.
[0023]
Next, the image shifting means indicated by reference numeral 18 calculates the amount of shift of the image data of the second image synthesizing means 17 in the left-right direction with respect to the first image synthesizing means 16 from both distance detecting means 24 described later. An instruction based on the distance calculated using the principle of triangulation from the deviation amount of the image data of the CCD cameras 11 and 12, that is, in accordance with the distance calculated by the distance detecting means 24 described later based on the previous image data. Correct according to the amount of deviation and make them coincide.
[0024]
The dynamic range enlarging unit 19 superimposes and synthesizes the first image synthesizing unit 16 with the image data from the second image synthesizing unit 17 supplied via the image shifting unit 18.
In this image synthesis, a value indicating the brightness of each pixel constituting the image data supplied from both the first image synthesis means 16 and the image shift means 18 is simply averaged for each pixel, and the synthesized image is synthesized. And outputs the synthesized image data to an external circuit (not shown), for example, an arithmetic circuit for extracting a contour of a human head or the like from the image data.
[0025]
Reference numeral 20 denotes a switch, and when the control signal (see S3 in FIG. 2) supplied from the timing generator 13 is at a high level, the contacts are connected as indicated by a broken line to output the output from the dynamic range expander 19. It is supplied to and stored in the second left image storage means 22.
If it is at the low level, the contacts are connected as indicated by a solid line, and the output from the dynamic range expansion means 19 is supplied to the second right image storage means 21 for storage.
[0026]
Reference numeral 23 denotes an image shift return unit which inputs image data supplied from the second right image storage unit 21 as a control signal, which is a signal indicating the amount of image shift supplied from the distance detection unit 24, and outputs a control signal. In accordance with the switching timing from the supply state to the supply state, the image data is returned by the amount of displacement shifted by the image shifting means 18 to the distance detection means 24.
[0027]
Numeral 24 denotes a distance detecting means, which is the latest image data picked up by the left CCD camera 11 supplied from the second left image storing means 22 and the latest image data picked up by the right CCD camera 12 supplied from the image shift returning means 23. Based on the image data of, the amount of shift of both image data in the left and right direction, that is, the distance to the imaged target object is calculated, and output to the external circuit (not shown), and the calculated amount of shift is calculated. The image data is supplied to the image shift unit 18 for the next image synthesis, and is supplied to the image shift return unit 23 to restore the shifted image data.
[0028]
Next, the operation of the above configuration will be described below.
(At time T1 in FIG. 2)
Four short pulses P1 are continuously output to the output line S1 of the timing generation circuit 13, and the left CCD camera 11 performs four short exposures based on the short pulses P1 and stores the image data for four times in the first left image. It is stored in the means 14.
[0029]
Further, since one long pulse L1 is output to the signal line S2 from the timing generation means 13 to the right CCD camera 12, the right CCD camera 12 performs long-time exposure based thereon, and the image data of the long-time exposure is It is stored in the first right image storage means 15.
[0030]
At this time, since the high-level control signal is supplied to the signal line S3 from the timing generating unit 13, the first image synthesizing unit 16 executes the four short-time exposures stored in the first left image storing unit 14. The same coordinates are compared for each pixel of the image data created in step, and the brightest pixel among the compared pixels having the same coordinates is determined to be the true brightness of the pixel at that coordinate, and the short-time exposure is performed. The second image synthesizing unit 17 supplies one image data stored in the first right image storing unit 15 to the image shifting unit 18 as it is, and converts the image data into the distance detecting unit. The shift is performed in the left-right direction according to the shift amount supplied from 24.
[0031]
As a result, the dynamic range enlarging unit 19 receives the image data from the first image synthesizing unit 16 and the image shifting unit 18, and the image data supplied from each of the first image synthesizing unit 16 and the image shifting unit 18. Are combined and supplied to the switch means 20 and to the external circuit (not shown).
[0032]
At this time, since the high-level control signal from the timing generation means 13 is supplied to the switch means 20, the contacts of the switch means 20 are connected as shown by the solid lines. The combined image data is stored in the second right image storage means 21 and is shifted before the image data is matched with the image data from the left CCD camera 11 by the image shift return means 23 before the shift operation is performed. The image data is returned to the image data which is not present and supplied to the distance detecting means 24. The distance detecting means 24 calculates the distance to the object 10 based on the amount of deviation from the synthesized image, The signal is output to the return means 23 and to the external circuit (not shown).
[0033]
(At time T2 in FIG. 2)
Contrary to (in the section T1 in FIG. 2), four short pulses P2 and P4 are continuously output to the output line S2 of the timing generation circuit 13, and the signal of the timing generation means 13 is output to the right CCD camera 12. Since one long pulse L1 is output to the line S1, the left CCD camera 11 performs long-time exposure based on the output, and the right CCD camera 12 performs four short-time exposures continuously. As a result, the dynamic range expanding unit 19 combines the image data supplied from the first image combining unit 16 with the image data supplied from the image shifting unit 18 and supplies the combined image data to the switch unit 20. At this time, the contacts of the switch means 20 are connected as shown by the broken lines, and are stored in the second left image storage means 22.
[0034]
As a result, the distance detection unit 24 determines whether the image stored in the second right image storage unit 21 is in the original state before shifting the image and the image data stored in the second left image storage unit 22 in the left-right direction. Is calculated and supplied to the image shifter 18 and the image shifter 23 as the next shift, and the distance to the object 10 is calculated based on the shift and output to an external circuit (not shown). I do.
[0035]
【The invention's effect】
According to the imaging apparatus of the present invention, since the short-time exposure and the long-time exposure are performed simultaneously and the short-time exposure is always performed during the long-time exposure, it is possible to respond to a fast change in sunlight. That is, it is possible to clearly capture the outline of the obtained image.
Further, when performing the short-time exposure and the long-time exposure simultaneously, there is obtained an effect that one camera does not require a plurality of image pickup devices.
In addition, the quality of the captured image can be improved by performing the short-time exposure a plurality of times. Furthermore, when synthesizing a plurality of images by short-time exposure, the degree of white spots in the image can be reduced by selecting the pixel having the brightness of the brightest pixel and synthesizing it into one image. The effect that the range can be improved is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining a circuit block in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method of synthesizing an image, which is a main part of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart for explaining a conventional example.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a conventional problem.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a conventional problem.
[Explanation of symbols]
10 subject (object)
11 Left CCD camera 12 Right CCD camera 13 Timing generation means 14 First left image storage means 15 First right image storage means 16 First image synthesis means 17 Second image synthesis means 18 Image shift means 19 Dynamic range enlargement means 20 Switch means 21 second right image storage means 22 second left image storage means 23 image shift return means 24 distance detection means

Claims (3)

所定のシャッター時間で前方物体を撮像して第1画像信号を出力する一方のカメラと、
該一方のカメラと同一方向に向けられて配置され、その一方のカメラよりも小さいシャッター時間で前記前方物体を撮像して第2画像信号を出力する他方のカメラと、
該双方のカメラから出力される第1画像と第2画像との間のずれを修正する画像ずれ修正手段と、
該画像ずれ修正手段で修正された第1画像と第2画像とを重ね合わせて合成し、その合成画像を出力する画像合成手段と
を備えた撮像装置。
One camera that images a front object at a predetermined shutter time and outputs a first image signal;
The other camera arranged in the same direction as the one camera and imaging the front object with a shorter shutter time than the one camera and outputting a second image signal;
Image shift correcting means for correcting a shift between the first image and the second image output from both cameras;
An image pickup apparatus comprising: an image synthesizing unit that superimposes and synthesizes the first image and the second image corrected by the image shift correcting unit and outputs the synthesized image.
前記一方のカメラが1回シャッター操作される間に他方のカメラは、複数回シャッター操作されることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the shutter operation of the other camera is performed a plurality of times while the shutter operation of the one camera is performed once. 前記他方のカメラが撮像した複数画像は、それぞれの画像を構成する画素のうち、同一画素同士を互いに比較し、一番明るい画素の明るさデータを選択して、1画像に形成してなることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。The plurality of images captured by the other camera are formed by comparing the same pixels among the pixels constituting each image with each other, selecting the brightness data of the brightest pixel, and forming one image. The imaging device according to claim 2, wherein:
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