JP2004289786A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影環境に対応して適切な撮影が行える撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像部２と、その撮像部２から出力される撮影画像を画像処理する画像処理部３とを備えて構成され、画像処理部３が撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行う。これにより、撮影画像における高輝度部の周辺のハレーションを低減することができ、適切な撮影が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、夜間撮影などに好適な撮像装置に関するものである。

従来、撮像装置として、例えば特開平５−５６３４１号公報に記載されるように、撮像光学系を通じて入射される光をＣＣＤで光電変換し出力するものが知られている。この撮像装置は、撮像光学系への透過光量や撮像素子の光蓄積時間を制御するとともに、撮像素子出力のゲインを可変制御するものであって、所定の撮影モードにおいて光蓄積時間の設定を短時間化するためにゲインを増大するように制御し、撮影状況によらず最適な露出制御を実現しようとするものである。
特開平５−５６３４１号公報

しかしながら、このような撮像装置であっても、撮影環境によっては撮影画像にハレーションを生ずるなどの問題点がある。例えば、撮像装置が車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる場合、暗い状況下で走行前方の歩行者などを視認するために撮像出力が高く設定される。しかし、このような設定状態では、対向車のヘッドライトを受けた場合などハレーションの影響が大きく、適切な撮影が行えない。

そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、撮影環境に対応して撮影映像を適切に出力できる撮像装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る撮像装置は、撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段とを備えて構成され、画像処理手段が撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行うことを特徴とする。

この発明によれば、撮影画像における所定の低周波成分を除去することにより、撮影画像における高輝度部の周辺のハレーションを低減することができ、適切な撮影が可能となる。

また本発明に係る撮像装置は、画像処理手段が撮影画像を離散フーリエ変換し、その離散フーリエ変換した画像にて低周波成分の除去を行った後、逆離散フーリエ変換することを特徴とする。

この発明によれば、撮影画像のハレーションを効果的に低減できる。

また本発明に係る撮像装置は、画像処理手段が一次元デジタルフィルタ又は二次元デジタルフィルタを用いることにより低周波成分の除去を行うことを特徴とする。

この発明によれば、低周波除去処理が迅速に行える。

また本発明に係る撮像装置は、撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段とを備えて構成され、画像処理手段が撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行い、その空間フィルタ処理により撮像手段から所定距離以上離れている撮像対象の画素輝度値を所定距離より近くのものより相対的に大きくすることを特徴とする。

また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、空間フィルタ処理により所定距離より近くのものに対し撮像手段から遠くにいくほど画素輝度値を大きくすることを特徴とする。

また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、所定距離における撮像対象の画素領域と撮影画像の全体の画素領域との比に基づいてカットオフ周波数が設定されており、そのカットオフ周波数で空間フィルタ処理を行うことを特徴とする。

これらの発明によれば、撮像手段から所定距離以上離れている撮像対象の画素輝度値を相対的に大きくすることにより、撮影画像において遠方の撮像対象物が強調して表示される。このため、遠方のものの視認性の向上が図れる。

また本発明に係る撮像装置は、撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段とを備えて構成され、画像処理手段が、周囲の環境に応じてカットオフ周波数を設定し、そのカットオフ周波数の空間フィルタにより撮影画像の低周波成分を除去することを特徴とする。

この発明によれば、周囲の環境に応じてカットオフ周波数を設定して撮影画像の低周波成分を除去することにより、撮影画像における高輝度部の周辺のハレーションを低減することができると共に、周囲の環境に応じて撮影画像を適切に表示でき、撮像対象の視認性の向上が図れる。

また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、周囲の環境の明るさに基づいてカットオフ周波数を設定することを特徴とする。また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、周囲の環境が明るいほどカットオフ周波数を高く設定することを特徴とする。

これらの発明によれば、周囲の環境の明るさに基づいてカットオフ周波数を設定することにより、周囲の明るさの影響を抑えて適切な撮影画像の表示が行える。

また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、天候状態に基づいてカットオフ周波数を設定することを特徴とする。また本発明に係る撮像装置は、前述の画像処理手段が、雨天時に晴天時に比べてカットオフ周波数を低く設定することを特徴とする。

この発明によれば、天候状態に基づいてカットオフ周波数を設定することにより、撮影時における天候状態の影響を抑えて適切な撮影画像の表示が行える。

また本発明に係る撮像装置は、車両に搭載され、車両進行方向の撮影に用いられることが好ましい。また、本発明に係る撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられることが好ましい。

本発明によれば、撮影環境に対応して撮影映像を適切に出力することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。

本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、撮像部２及び画像処理部３を備えて構成されている。撮像部２は、撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段として機能するものであり、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラが用いられる。撮像部２には、ＣＣＤが撮像素子として内蔵され、そのＣＣＤの前方には撮影光学系が設置される。

画像処理部３は、撮像部２から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段として機能するものであり、例えば空間フィルタ部４とＤ／Ａ変換部５を備えて構成される。空間フィルタ部４は、撮影信号の空間周波数における所定の低周波成分を除去し、撮影映像における高輝度部の周辺のハレーションを低減する空間フィルタである。Ｄ／Ａ変換部５は、空間フィルタ部４の出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、映像信号として出力する。

図２は空間フィルタ部の空間フィルタ処理の説明図である。

空間フィルタ部４として、例えば離散フーリエ変換処理、低周波除去処理及び逆離散フーリエ変換処理を行うものが用いられる。図２に示すように、離散フーリエ変換処理は、原画像１０を離散フーリエ変換して空間周波数画像２０とする処理である。ここでいう原画像１０は、撮像部２から出力される撮影信号に基づく画像である。図２の原画像１０では、車両のヘッドライト１１の周りにハレーション部分１２が生じている。

空間周波数画像２０は、画像中心部分に周波数ゼロのゼロ成分２１、その周りに低周波成分２２、その周りに中間周波数成分２３、その周りにやや高周波成分２４、さらにその周りに高周波成分２５が配置される。

低周波除去処理は、空間周波数画像２０における低周波成分２２を除去する処理である。この低周波除去処理により、空間周波数画像２０の低周波成分が除去された画像３０が形成される。除去する低周波成分の範囲は、撮影対象における高輝度部のハレーションが十分に低減できるように設定される。

逆離散フーリエ変換処理は、低周波成分の除去された画像３０に対し逆離散フーリエ変換を行い、低周波の空間周波数成分を除去した画像４０を形成する処理である。

この画像４０は、低周波の空間周波数成分を除去することによって、輝度の濃淡が徐々に変化するハレーション部分１２が低減した画像となる。この画像４０において、低周波成分の除去により画像全体の輝度レベルが下がっている場合には、画像全体の輝度レベルを上げることが好ましい。

図３は原画像１０と低周波除去処理後の画像４０における画像信号の説明図である。

図３に示すように、原画像１０の低周波成分を除去すると対向車のヘッドライト部分１１やハレーション部分１２（図２参照）の輝度レベルが激減し、背景の景色部分の輝度レベルも低減する。そして、低周波成分の除去により輝度レベルの低下を回復すべく画像全体の輝度レベルを上げると、対向車のヘッドライトの輝度レベルは抑制され、背景の景色は原画像１０の輝度レベルが保持される。一方、高周波成分である人物１３や道路上の白線１４（図２参照）の輝度レベルは逆に上がって鮮明化する。

図４は本実施形態に係る撮像装置を用いた撮像システムの説明図である。

本図に示すように、撮像システム５０は、車室内に設置され、ガラス５１越しに車外を撮像するシステムであり、例えば車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに適用される。

撮像システム５０は、車外を撮影する撮影手段として撮像装置１が用いられる。撮像装置１は、車室内に設置されており、ガラス５１越しに車外を撮像する。この撮像装置１としては、例えば近赤外光に感度を持つものが用いられる。撮像装置１の撮像部２の撮影光学系に可視光カットフィルタを配置することにより、近赤外成分を中心とした映像撮影が可能となる。なお、ここでいう近赤外光とは、波長７８０〜１５００ｎｍの光を意味する。

撮像装置１の出力側は、システム制御部５２に接続されている。撮像装置１の撮影により得られた映像信号はシステム制御部５２に入力される。システム制御部５２は、システム全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。

撮像システム５０には、近赤外投光器５３が設けられている。近赤外投光器５３は、車両の前方へ近赤外線を投光する投光手段であり、システム制御部５２から信号を受けて投光制御されている。近赤外投光器５３は、例えばヘッドライトのハイ（Ｈｉ）ビーム相当の照射範囲で近赤外光を投射することができるように構成される。

また、撮像システム５０には、表示部５４が設けられている。表示部５４は、撮像装置１の撮影映像を表示する表示手段であり、運転者が撮影映像を視認できるように設けられている。また、撮像システム５０には、本システムのオンオフなどを操作するためのスイッチ群５５が設けられている。

このような撮像システム５０は、車両が夜間に走行している際に、近赤外投光器５３により車両前方に近赤外光を投光する。これにより、車両の前方に近赤外光が照射され、近赤外領域に感度を持つ撮像装置１によって、近赤外光で照らされた車両前方が撮影される。

そして、撮像装置１からシステム制御部５２に映像信号が入力される。システム制御部５２は、映像信号を表示部５４に出力し、表示部５４に映像信号に基づく撮影画像が表示される。撮影画像は近赤外光が照射された状態で表示されるため、車両の運転者が肉眼で車両前方を視認した場合に比べ、歩行者などを検出しやすいものとなり、運転者の前方視認を支援することができる。また、投光する光が近赤外光であるため、対向車の運転における影響は少ない。

また、撮像装置１では、撮影信号の所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行っているため、撮影映像における高輝度部の周辺のハレーションが低減された映像出力が可能となる。これにより、表示部１４には対向車のヘッドライトのハレーションが低減された状態で表示され、歩行者などを容易に視認することができる。

図５に撮像装置１を用いて撮影した撮影画像を示す。

図５の左側の画像は、フィルタ処理なしの原画像１０であり、空間周波数の低周波成分を除去していない画像である。右側の画像は、フィルタ処理後の画像４０であって、低周波除去処理した画像である。

図５上段は対向車のヘッドライトを正面から受けた画像である。図５上段の左右の各画像を見ると、左側の原画像１０におけるヘッドライトのハレーションが右側の画像４０では激減しており、路肩にいる歩行者や道路上の白線が明瞭になっている。

図５中段は雨の日の撮影による画像である。図５中段の左右の各画像を見ると、左側の原画像１０におけるガードレールの反射が右側の画像４０では低減されており、中央に傘を持つ歩行者が視認しやすくなっている。

図５下段は雪の日の撮影による画像である。図５下段の左右の各画像を見ると、左側の原画像１０における雪面の反射が左側の画像４０では激しており、道路上の歩行者が視認しやすくなっている。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮影画像における所定の低周波成分を除去することにより、撮影画像における高輝度部の周辺のハレーションを低減することができ、適切な撮影が行える。

また、離散フーリエ変換した画像にて低周波成分の除去を行った後、逆離散フーリエ変換することにより、撮影画像のハレーションを効果的に低減できる。

また、車両に設置され、車外を撮影する撮像装置として有用である。この場合、撮影環境が大きく変化するが、その撮影環境の変化に対応して適切な撮影が可能となる。特に、視認支援システムの撮影手段として用いた場合、撮影環境の変化が大きい場合でも適切な撮影画像の表示が可能であり、最適である。
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る撮像装置について説明する。

本実施形態に係る撮像装置は、図１に示す第一実施形態の撮像装置１と同様なハード構成を有するものであり、空間フィルタ部４として、離散フーリエ変換など行うものではなく一次元デジタルフィルタ又は二次元デジタルフィルタを用いて撮影画像の空間周波数における低周波成分を除去するものである。

例えば、図６に示すような二次元デジタルフィルタを用いて撮影画像の低周波成分を除去する。また、図７に示すような一次元デジタルフィルタを用いて撮影画像の低周波成分を除去する。図６及び図７のフィルタのタップ数は３であるが、このフィルタのタップ数はできるだけ大きくすることが好ましい。

このような撮像装置であっても、第一実施形態に係る撮像装置と同様に、撮影画像のハレーションを低減することができる。また、画像処理が簡易化できるため、その画像処理が迅速に行える。
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係る撮像装置について説明する。

本実施形態に係る撮像装置は、図１に示す第一実施形態の撮像装置１と同様なハード構成を有するものであるが、空間フィルタ部４がカットオフ周波数の異なる複数の空間フィルタを備えており、撮像部２からカメラシャッタ速度信号を入力しそのカメラシャッタ信号に基づいて最適な空間フィルタを用いて空間フィルタ処理を行う。

撮像部２は、撮影画像信号と共にカメラシャッタ速度信号を空間フィルタ部４に出力するように構成されている。カメラシャッタ速度信号は、ＣＣＤカメラなどの電子シャッタのシャッタ速度に関する信号であり、空間フィルタ部４では撮影の明暗環境を検出する信号をして用いられる。

空間フィルタ部４は、カットオフ周波数として、１０、２０、３０…、Ｎというように複数の異なるカットオフ周波数のフィルタ係数を備え、異なるカットオフ周波数で空間フィルタ処理が行えるようになっている。空間フィルタ部４は、カメラシャッタ速度信号に基づいてフィルタ係数を設定し、撮影環境に最適な空間フィルタ処理を行う。また、空間フィルタ部４は、カメラシャッタ速度が高速であり撮影環境が明るいときほどカットオフ周波数の高い空間フィルタで空間フィルタ処理を行う。

このような本実施形態に係る撮像装置によれば、撮影環境の明暗に応じて適切なカットオフ周波数を選択して空間フィルタ処理を行う。このため、撮影環境に応じた適切な撮影画像の表示が可能となる。

例えば、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに適用する場合、対向車がないときには撮影環境が暗いため、カットオフ周波数の低いフィルタ係数が設定され空間フィルタ処理が行われる。従って、画像処理された撮影画像が明るく表示され、車両の運転者が車両前方を適切に視認することができる。一方、対向車があるときには撮影環境が明るいため、カットオフ周波数の高いフィルタ係数が設定される。従って、画像処理された撮影画像が暗く表示され、対向車のヘッドライトによるハレーションが低減され、車両の運転者が車両前方を適切に視認することができる。

図８は夜間に対向車がある場合の撮影画像、図９は夜間に対向車がない場合の撮影画像の説明図である。

図８の上段の画像は、対向車があるときの夜間道路の撮影画像であり、カットオフ周波数の低い空間フィルタで画像処理したものである。対向車があるため、撮影環境が明るく、対向車のヘッドライトがハレーションを起こしている。このような場合、撮影部２のカメラシャッタ速度は高速状態となっている。そのカメラシャッタ速度信号に基づいてカットオフ周波数の高い空間フィルタを設定することにより、図８の下段に示すように、画像全体が暗く表示され、対向車のヘッドライトのハレーションを抑えた状態で撮影画像を表示することが可能となる。この図８の下段の撮影画像では、道路右端にいる歩行者を明瞭に視認することができる。

図９の上段の画像は、対向車がないときの夜間道路の撮影画像であり、カットオフ周波数の高い空間フィルタで画像処理したものである。対向車がないため、撮影環境が暗くなっている。このような場合、撮影部２のカメラシャッタ速度は低速状態となっている。そのカメラシャッタ速度信号に基づいてカットオフ周波数の低い空間フィルタを設定することにより、図９の下段に示すように、画像全体が明るく表示され、道路前方を明瞭に視認することができる。

また、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮影部２からカメラシャッタ速度信号を利用して撮影環境の明暗を検出することができる。従って、周囲の明るさを検出する外部センサを設けることなく、撮影環境に応じた適切な撮影が可能となる。
（第四実施形態）
次に第四実施形態に係る撮像装置について説明する。

図１０に本実施形態に係る撮像装置の構成概略図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ｃは、図１に示す第一実施形態の撮像装置１とほぼ同様なハード構成を有するものであるが、撮影環境の明暗を検出する照度センサ６１を備えている点で異なっている。また本実施形態に係る撮像装置は、空間フィルタ部４がカットオフ周波数の異なる複数の空間フィルタを備えており、照度センサ６１の検出信号を入力しその検出信号に基づいて最適な空間フィルタを用いて空間フィルタ処理を行う。

照度センサ６１は、撮影環境における明暗の状態を検出するセンサである。この照度センサ６１は、空間フィルタ部４に接続され、空間フィルタ部４に対し検出信号を出力する。空間フィルタ部４は、カットオフ周波数として、１０、２０、３０…、Ｎというように複数の異なるカットオフ周波数のフィルタ係数を備え、異なるカットオフ周波数で空間フィルタ処理が行えるようになっている。空間フィルタ部４は、照度センサ６１の検出信号に基づいてフィルタ係数を設定し、撮影環境に最適な空間フィルタ処理を行う。また、空間フィルタ部４は、撮影環境が明るいときほどカットオフ周波数の高い空間フィルタで空間フィルタ処理を行う。

このような本実施形態に係る撮像装置によれば、上述した第三実施形態に係る撮像装置と同様に、撮影環境の明暗に応じて適切なカットオフ周波数を選択して空間フィルタ処理を行う。このため、撮影環境に応じた適切な撮影画像の表示が可能となる。

また、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮影部２から空間フィルタ部４にカメラシャッタ速度信号を入力する必要がなく画像信号を入力するだけで、撮影環境に応じた適切な撮影が可能となる。
（第五実施形態）
次に第五実施形態に係る撮像装置について説明する。

図１１に本実施形態に係る撮像装置の構成概略図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ｄは、図１に示す第一実施形態の撮像装置１とほぼ同様なハード構成を有するものであるが、天候状態を検出する雨滴センサ６２を備えている点で異なっている。また本実施形態に係る撮像装置は、空間フィルタ部４がカットオフ周波数の異なる複数の空間フィルタを備えており、撮影時における天候状態に応じた空間フィルタを選択して空間フィルタ処理を行うものである。

雨滴センサ６２は、撮影時における天候状態を検出するセンサであり、雨天か否かの検出が可能である。この雨滴センサ６２は、空間フィルタ部４に接続され、空間フィルタ部４に対し検出信号を出力する。空間フィルタ部４は、雨天用のカットオフ周波数の低いフィルタ係数と晴天用のカットオフ周波数の高いフィルタ係数を少なくとも備え、天候状態に応じたカットオフ周波数の空間フィルタを選択し空間フィルタ処理が行えるようになっている。空間フィルタ部４は、雨滴センサ６２の検出信号に基づいてフィルタ係数を設定し、撮影環境に最適な空間フィルタ処理を行う。

このような本実施形態に係る撮像装置によれば、撮影時における天候状態に応じて適切なカットオフ周波数を選択して空間フィルタ処理を行うことにより、撮影環境に応じた適切な撮影画像の表示が可能となる。

図１２は夜間の晴天時における撮影画像、図１３は夜間の雨天時における撮影画像の説明図である。

図１２の上段の画像は、晴天時において雨天用のカットオフ周波数の低い空間フィルタで画像処理した夜間道路の撮影画像である。カットオフ周波数の選択が適切でないため、画像が明るすぎ、対向車のヘッドライトがハレーション気味である。このように晴天時には晴天用のカットオフ周波数の高い空間フィルタを用いて画像処理すると、図１２の下段のように、対向車のヘッドライトのハレーションが抑えられ、道路を明瞭に視認することができる。

図１３の上段の画像は、雨天時において晴天用のカットオフ周波数の高い空間フィルタで画像処理した夜間道路の撮影画像である。カットオフ周波数の選択が適切でないため、画像が暗すぎて道路全体が視認しにくい状態である。これに対し、雨天用のカットオフ周波数の低い空間フィルタを用いて画像処理すると、図１３の下段のように、道路全体が明るく表示され、道路を明瞭に視認することができる。

なお、本実施形態では、雨滴センサ６２で天候状態を検出しているが、車両のワイパーの作動信号に基づいて天候状態を検出してもよい。また、車両外部から送信された天候情報に基づいて天候状態を取得し、その天候状態に基づいてカットオフ周波数を設定してもよい。これらの場合であっても、本実施形態に係る撮像装置と同様な作用効果が得られる。

また、本実施形態では、雨天時か否かで空間フィルタのカットオフ周波数を変更する場合について説明したが、積雪時か否かで空間フィルタのカットオフ周波数を変更してもよい。例えば、積雪状態を取得し、その積雪情報に基づいてカットオフ周波数を設定し、そのカットオフ周波数で空間フィルタ処理を行う。これにより、積雪状態に応じた適切な撮影画像の表示が可能となる。

また、時刻の推移による周囲の明るさに応じてカットオフ周波数を変更してもよい。例えば、時刻情報を取得し、その時刻情報に基づいてカットオフ周波数を設定し、そのカットオフ周波数で空間フィルタ処理を行う。これにより、夕方から夜にかけて徐々に周囲が暗くなる場合に周囲の明るさの変化に応じた適切な撮影画像の表示が可能となる。
（第六実施形態）
次に第六実施形態に係る撮像装置について説明する。

本実施形態に係る撮像装置は、図１に示す第一実施形態の撮像装置１と同様なハード構成を有するものであり、空間フィルタ部４が撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行うと共に、その空間フィルタ処理により撮像手段から所定距離以上離れている撮像対象の画素輝度値を所定距離より近くのものより相対的に大きくするものである。

本実施形態に係る撮像装置において、空間フィルタ部４には、所定距離における撮像目標対象物の画素領域と撮影画像全体の画素領域との比に基づいてカットオフ周波数が設定されている。撮像目標対象物が人物である場合、撮像部２から所定距離にいる人物の画素領域と撮影画像全体の画素領域との比に基づいてカットオフ周波数が設定される。

例えば、図１４に示すように、撮像装置から所定距離の位置にいる人物７１の横方向の画素数がａであり、撮影画像７０の全体の横方向の画素数がｂである場合、それらの画素数の比であるｂ／ａに空間フィルタのカットオフ周波数を設定する。ここでいう所定距離は、撮像装置において遠方の撮影対象物を強調して表示したい場合にその遠方距離に応じて設定される。また、人物７１の画素数ａは、距離が離れるほど小さいものとなる。その場合、カットオフ周波数ｂ／ａは、ａが小さい値となるため、大きな値となる。

このようにカットオフ周波数を設定することにより、所定距離より遠くにいる人物は、所定距離にいる人物より小さく表示されるが、表示サイズの大きいものの画素輝度値が低減されるため、所定距離より遠くにいる人物の画素輝度値が相対的に大きくなり、強調して表示することができる。このため、本実施形態に係る撮像装置を上述した視認支援システムの撮影手段として適用した場合、遠方の人物等を強調して表示できるため、特に有用である。

図１５〜１７に本実施形態に係る撮像装置における空間フィルタ処理前後における画像を示す。図１５の上段は距離４０ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理前の撮影画像であり、図１５の下段は距離４０ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理後の撮影画像である。空間フィルタ処理は、距離４０ｍより遠方の撮影対象物を強調表示するようにカットオフ周波数を設定して行われている。図１５上段と下段の撮影画像において人物がほぼ同様な明るさで表示されている。

図１６の上段は距離１００ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理前の撮影画像であり、図１６の下段は距離１００ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理後の撮影画像である。図１６下段の撮影画像の方が図１６上段の撮影画像に比べて人物の表示が若干明瞭になっている。

図１７の上段は距離１５０ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理前の撮影画像であり、図１７の下段は距離１５０ｍ離れた人物を撮影した際の空間フィルタ処理後の撮影画像である。図１７下段の撮影画像の方が図１７上段の撮影画像に比べて人物の表示が明瞭になっている。

図１８は、距離Ａを基準としてそれより遠方のものを強調して表示するようにカットオフ周波数を設定した場合の空間フィルタ処理前と空間フィルタ処理後における人物距離−画素輝度値との関係を示したグラフである。

図１８において、距離Ａでは、人物の画素輝度値がほぼ同じ値となっている。しかし、距離Ａより遠方に行くと、空間フィルタ処理前の撮影画像では距離が離れるほど画素輝度値が低くなっている。これに対し、空間フィルタ処理後の撮影画像では距離が離れていっても画素輝度値が高く維持されている。従って、空間フィルタ処理後の撮影画像では、距離Ａより遠方の人物が明るく明瞭に表示されており、視認性が向上していることがわかる。また、図１８に示すように、空間フィルタ処理後では、距離Ａより近い距離においては、人物が遠ざかるほど画素輝度値が大きくなっている。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置によれば、撮像装置の撮像部２から所定距離以上離れている撮像対象の画素輝度値を相対的に大きくすることにより、撮影画像において遠方の撮像対象物が強調して表示される。このため、遠方のものの視認性の向上が図れる。特に、車両の夜間走行における運転者の視認を支援する視認支援システムに適用する場合に有用である。

なお、上述した各本実施形態では、車両の夜間走行における運転者の視認を支援する視認支援システムに適用する場合について詳述したが、本発明に係る撮像装置はそのようなものに限られるものではなく、道路の白線認識システムなど他のシステムなどに適用されるものであってもよい。また、車両以外の場所に設置するものに適用してもよい。

本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。 図１の撮像装置における画像処理の説明図である。 図１の撮像装置における画像処理の説明図である。 図１の撮像装置を用いた撮像システムの説明図である。 図１の撮像装置の撮影画像の説明図である。 第二実施形態に係る撮像装置の説明図である。 第二実施形態に係る撮像装置の説明図である。 第三実施形態に係る撮像装置における撮影画像の説明図である。 第三実施形態に係る撮像装置における撮影画像の説明図である。 第四実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。 第五実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。 図１１の撮像装置における撮影画像の説明図である。 図１１の撮像装置における撮影画像の説明図である。 第六実施形態に係る撮像装置のカットオフ周波数設定の説明図である。 第六実施形態に係る撮像装置における撮影画像の説明図である。 第六実施形態に係る撮像装置における撮影画像の説明図である。 第六実施形態に係る撮像装置における撮影画像の説明図である。 第六実施形態に係る撮像装置の撮影画像における人物距離−画素輝度値の関係図である。

符号の説明

１…撮像装置、２…撮像部、３…画像処理部、４…空間フィルタ部、５…Ｄ／Ａ変換部。

Claims (13)

1. 撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段と、
   を備えて構成され、
   前記画像処理手段は、前記撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行うこと、
   を特徴とする撮像装置。
2. 前記画像処理手段は、前記撮影画像を離散フーリエ変換し、その離散フーリエ変換した画像にて低周波成分の除去を行った後、逆離散フーリエ変換することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記画像処理手段は、一次元デジタルフィルタ又は二次元デジタルフィルタを用いることにより前記低周波成分の除去を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段と、
   を備えて構成され、
   前記画像処理手段は、前記撮影画像における所定の低周波成分を除去する空間フィルタ処理を行い、その空間フィルタ処理により前記撮像手段から所定距離以上離れている撮像対象の画素輝度値を前記所定距離より近くのものより相対的に大きくすること、
   を特徴とする撮像装置。
5. 前記画像処理手段は、前記空間フィルタ処理により前記所定距離より近くのものに対し前記撮像手段から遠くにいくほど画素輝度値を大きくすること、
   を特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記画像処理手段は、前記所定距離における前記撮像対象の画素領域と前記撮影画像の全体の画素領域との比に基づいてカットオフ周波数が設定されており、そのカットオフ周波数で前記空間フィルタ処理を行うこと、
   を特徴とする請求項４又は５に記載の撮像装置。
7. 撮像対象からの入射光を受光し光電変換する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される撮影画像を画像処理する画像処理手段と、
   を備えて構成され、
   前記画像処理手段は、周囲の環境に応じてカットオフ周波数を設定し、そのカットオフ周波数の空間フィルタにより前記撮影画像の低周波成分を除去すること、
   を特徴とする撮像装置。
8. 前記画像処理手段は、周囲の環境の明るさに基づいて前記カットオフ周波数を設定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記画像処理手段は、周囲の環境が明るいほど前記カットオフ周波数を高く設定することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記画像処理手段は、天候状態に基づいて前記カットオフ周波数を設定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
11. 前記画像処理手段は、雨天時に晴天時に比べて前記カットオフ周波数を低く設定することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 車両に搭載され、車両進行方向を撮影することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の撮像装置。
13. 車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の撮像装置。

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