JP2005167831A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影画像を空間フィルタ処理して出力する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus that outputs a captured image after performing spatial filtering.
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。
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場合がある。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。 However, even with such an imaging apparatus, halation may occur in the captured image depending on the shooting environment. For example, when the imaging device is used in a visual assistance system that provides visual assistance to the driver when the vehicle travels at night, the imaging output is set high in order to visually recognize a pedestrian in front of the vehicle under dark conditions. However, in such a setting state, the influence of halation is great, such as when receiving the headlight of an oncoming vehicle, and appropriate photographing cannot be performed.
これに対し、ハレーションを防止するために撮影画像を画像処理して対処することが考えられる。例えば、撮影画像に対し適当なフィルタ処理を施すことにより、ハレーションを低減することができる。 On the other hand, in order to prevent halation, it is conceivable to handle the captured image by image processing. For example, halation can be reduced by applying an appropriate filter process to the photographed image.
しかし、撮影画像をフィルタ処理する際、演算負荷が大きくなり、円滑な映像出力が困難になるという問題点が生ずる。 However, when filtering a photographed image, there is a problem that the calculation load becomes large and smooth video output becomes difficult.
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、画像処理における演算量を低減できる撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of reducing the amount of calculation in image processing.
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、その画像処理手段は、撮影画像をデジタル化して画素を縦横に配列したデジタル画像とし、フィルタ係数の存在しない間引きラインを設けた空間フィルタを用いてデジタル画像を空間フィルタ処理することを特徴とする。 That is, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that receives incident light from an imaging target and performs photoelectric conversion, and an image processing unit that performs image processing on a captured image output from the imaging unit. The processing means is characterized in that the captured image is digitized to form a digital image in which pixels are arranged vertically and horizontally, and the digital image is subjected to spatial filter processing using a spatial filter provided with thinning lines having no filter coefficients.
また本発明に係る撮像装置は、間引きラインが空間フィルタの水平方向に向けて設けられていることを特徴とする。また本発明に係る撮像装置は、間引きラインが空間フィルタの垂直方向に向けて設けられていることを特徴とする。 The imaging apparatus according to the present invention is characterized in that the thinning line is provided in the horizontal direction of the spatial filter. Moreover, the imaging apparatus according to the present invention is characterized in that the thinning line is provided in the vertical direction of the spatial filter.
これらの発明によれば、空間フィルタに間引きラインを設けることにより、空間フィルタ処理を行う際に演算量を低減することができる。従って、空間フィルタ処理を迅速に行える。 According to these inventions, by providing the thinning line in the spatial filter, it is possible to reduce the amount of calculation when performing the spatial filter processing. Therefore, the spatial filter process can be performed quickly.
また本発明に係る撮像装置は、前述の撮像手段がインターレース方式でフィールド画像を順次読み出すものであり、前述の画像処理手段がフィールド画像における空白ラインに間引きラインを対応させた空間フィルタを用いて空間フィルタ処理を行うことを特徴とする。 In the imaging apparatus according to the present invention, the above-described imaging unit sequentially reads out the field image by the interlace method, and the above-described image processing unit uses the spatial filter in which the thinned line corresponds to the blank line in the field image. Filtering is performed.
また本発明に係る撮像装置は、前述の空間フィルタが水平方向に伸びる間引きラインを垂直方向に一ラインおきに設けたことを特徴とする。 The image pickup apparatus according to the present invention is characterized in that the above-described spatial filter is provided with thinning lines extending in the horizontal direction every other line in the vertical direction.
これらの発明によれば、フィールド画像の空白ラインに間引きラインを対応させた空間フィルタを用いて空間フィルタ処理を行うことにより、フィールド画像の空白ラインにおける演算処理を省くことができ、空間フィルタ処理の演算量を低減することができる。 According to these inventions, by performing the spatial filter processing using the spatial filter in which the thinned lines correspond to the blank lines of the field image, it is possible to omit the arithmetic processing on the blank lines of the field image, and The amount of calculation can be reduced.
また本発明に係る撮像装置において、空間フィルタは、撮影画像における所定の低周波成分を除去するものであることが好ましい。また本発明に係る撮像装置は、車両に搭載され、車両進行方向を撮影するものであることが好ましい。 In the imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the spatial filter removes a predetermined low-frequency component in the captured image. Moreover, it is preferable that the imaging device which concerns on this invention is mounted in a vehicle and image | photographs a vehicle advancing direction.
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。 Moreover, it is preferable that the imaging device according to the present invention is used in a visual assistance system that provides visual assistance to the driver when the vehicle travels at night.
本発明によれば、画像処理の演算量を低減できる撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can reduce the computational amount of image processing can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to the first embodiment.
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、CCD2aが撮像素子として内蔵され、そのCCD2aの前方には撮影光学系2bが設置される。
As shown in the figure, the
撮像部2は、例えばインターレース方式によって撮影画像信号を出力するものが用いられる。具体的に説明すると、一つの画像情報(フレーム画像情報)を奇数フィールド画像と遇数フィールド画像に分けて読み出し、各フレーム画像の奇数フィールド、偶数フィールドの画像を順次出力する。奇数フィールド画像はフレーム画像の奇数ラインのみを読み出した画像であり、偶数フィールド画像はフレーム画像の偶数ラインのみを読み出した画像である。
As the
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A/D変換部31、空間フィルタ部32、D/A変換部33を備えて構成される。A/D変換部31は、アナログ信号である撮影信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段である。このA/D変換部31は、例えば、インターレース方式の撮影画像信号において、奇数フィールド、偶数フィールドの各画像を個別にA/D(Analog to Digital)変換を行う。
The
空間フィルタ部32は、デジタル変換した撮影画像を空間フィルタ処理するものである。この空間フィルタ部32は、A/D変換部31によってデジタル変換された奇数フィールド、偶数フィールドの画像について順次空間フィルタ処理を行う。D/A変換部33は、空間フィルタ部32の出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するD/A(Digital to Analog)変換手段である。
The
D/A変換部33は、空間フィルタ部32により空間フィルタ処理された画像をアナログ変換し、映像信号として出力する。例えば、空間フィルタ部32から出力される奇数フィールド画像と偶数フィールド画像を合成してフレーム画像とし、このフレーム画像をアナログ変換して映像信号として出力する。その際、奇数フィールド画像、偶数フィールド画像が空間フィルタ部32から出力されるごとに、その出力されたフィールド画像を出力前に形成したフレーム画像の一部として置き換えて新たなフレーム画像を形成することが好ましい。このようにフレーム画像を形成することにより、フィールド画像の出力毎にフレーム画像の出力が可能であり、撮像装置1から画質低下の少ない映像を迅速に出力することができる。
The D /
図2は、空間フィルタ部で用いられる空間フィルタの説明図である。図3は、デジタル化されたフィールド画像の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of a spatial filter used in the spatial filter unit. FIG. 3 is an explanatory diagram of a digitized field image.
図2に示すように、空間フィルタ部32は、フィルタ係数41の存在しない間引きライン42を設けた空間フィルタ40を用いて、空間フィルタ処理を行う。この空間フィルタ40は、例えば5×5の大きさのフィルタの場合、水平方向の2段目、4段目に間引きライン42が設けられる。間引きライン42には、フィルタ係数41が割り当てられておらず、フィルタ係数41が存在しない状態になっている。このため、5×5の大きさのフィルタであっても、フィルタ係数41が25個でなく15個となる。図2中のA〜Oはフィルタ係数である。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、A/D変換部31によりデジタル変換されたフィールド画像50は、垂直方向に向けて画素一つおきに空白ライン51が存在する。例えば、空白ライン51の画素の輝度値は、ゼロとされ、撮影画像の画像データは割り当てられない。これは、撮像部2から出力される撮影画像がインターレース映像であることに起因するものである。
As shown in FIG. 3, the
次に本実施形態に係る撮像装置の動作について説明する。 Next, the operation of the imaging apparatus according to this embodiment will be described.
図1において、撮像部2により撮影された撮影画像は、インターレース方式で読み出されて、奇数フィールド画像、偶数フィールド画像が順次A/D変換部31に入力される。A/D変換部31は、奇数フィールド画像、偶数フィールド画像を個別にデジタル画像に変換する。そして、そのデジタル画像を空間フィルタ部32に入力する。
In FIG. 1, a captured image captured by the
空間フィルタ部32は、デジタル化された奇数フィールド画像、偶数フィールド画像を個別に空間フィルタ処理する。すなわち、図3に示すように、フィールド画像50の空白ライン52以外の画素に対し空間フィルタ40で順次畳み込み演算を行い、積和演算を繰り返して空間フィルタ処理を行う。
The
このとき、フィールド画像50の空白ライン52に対して演算処理が不要である。そして、空白ライン52に対応して空間フィルタ40に間引きライン42を設けることにより、空間フィルタ処理において演算量を大幅に低減することができる。
At this time, no arithmetic processing is required for the
具体的に説明すると、フィールド画像50がm×nの大きさの画像であり、空間フィルタ40が5×5の大きさのフィルタである場合、空間フィルタ処理における演算量は、((m/2)×n)×(5×3)=7.5(m×n)となる。
More specifically, when the
これに対し、ノンインターレース方式のm×nの大きさの画像に対し、間引きライン42のない通常の5×5の空間フィルタを用いて空間フィルタ処理を行うと、演算量は、(m×n)×(5×5)=25(m×n)となる。
On the other hand, when a spatial filter process is performed on a non-interlaced image of m × n size using a normal 5 × 5 spatial filter without the thinning
このように、本実施形態に係る撮像装置では、ノンインターレース方式の撮影画像に対して通常の空間フィルタを用いて空間フィルタ処理する場合に比べて、演算量を約3分の1に低減することができる。また、二つのフィールド画像で一つのフレーム画像を形成する場合を考えても、演算量を約3分の2に低減することが可能である。 As described above, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the amount of calculation is reduced to about one third as compared with a case where a spatial filter process is performed on a non-interlaced captured image using a normal spatial filter. Can do. Also, considering the case where one frame image is formed with two field images, the amount of calculation can be reduced to about two thirds.
次に本実施形態に係る撮像装置を用いた撮像システムについて説明する。 Next, an imaging system using the imaging apparatus according to the present embodiment will be described.
図4は本実施形態に係る撮像装置を用いた撮影システムの構成概要図である。本図に示すように、撮像システム60は、車室内に設置され、ガラス61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。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an imaging system using the imaging apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, the
撮像システム60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61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。
In the
撮像装置1の出力側は、システム制御部62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62に入力される。システム制御部62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。
The output side of the
撮像システム60には、近赤外投光器63が設けられている。近赤外投光器63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62から信号を受けて投光制御されている。近赤外投光器63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。
The
また、撮像システム60には、表示部64が設けられている。表示部64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60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65が設けられている。
The
このような撮像システム60は、車両が夜間に走行している際に、近赤外投光器63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。
Such an
そして、撮像装置1からシステム制御部62に映像信号が入力される。システム制御部62は、映像信号を表示部64に出力し、表示部64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。
Then, a video signal is input from the
また、この撮像装置1では、撮影画像について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が好ましい。この場合、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した映像の出力が可能となる。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。
Moreover, in this
以上のように、本実施形態に係る撮像装置によれば、フィルタ係数41の存在しない間引きライン42を設けた空間フィルタ40を用いて空間フィルタ処理することにより、空間フィルタ処理を行う際に演算量を低減することができる。従って、空間フィルタ処理を迅速に行える。
As described above, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, the amount of calculation when performing the spatial filter process by performing the spatial filter process using the
また、インターレース方式で読み出されるフィールド画像50を空間フィルタ40で空間フィルタ処理を行う際、空間フィルタ40の間引きライン52をフィールド画像50の空白ライン52に対応させて設けておくことにより、フィールド画像50の空白ライン52における演算処理を省くことができ、空間フィルタ処理の演算量を低減することができ、迅速かつ円滑な画像処理が行える。
Further, when the
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。 Moreover, it is useful as an imaging device that is installed in a vehicle and photographs the outside of the vehicle. In this case, although the shooting environment changes greatly, appropriate shooting can be performed in response to the change in the shooting environment. In particular, when used as a photographing means of a visual assistance system, an appropriate photographed image can be displayed even when the photographing environment changes greatly, which is optimal.
なお、本実施形態に係る撮像装置では、水平方向のみに間引きライン42を設けた空間フィルタ40を用いて画像処理するものについて説明したが、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、図5に示すように、空間フィルタ40aの水平方向と垂直方向の双方に間引きライン42a、42bを設けたものを用いて画像処理を行うものであってもよい。
In the imaging apparatus according to the present embodiment, the image processing is described using the
この場合、5×5の大きさの空間フィルタ40aであれば、m×nのフィールド画像に対する空間フィルタ処理の演算量は、((m/2)×(n/2))×(3×3)=2.3(m×n)となる。このため、ノンインターレース方式のm×nの大きさの画像を間引きライン42のない通常の5×5の空間フィルタで空間フィルタ処理を行う場合に比べて、演算量を約10分の1に低減することができる。また、二つのフィールド画像で一つのフレーム画像を形成する場合を考えても、演算量を約5分の1に低減することが可能である。
In this case, if the
また、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。 Further, in the present embodiment, the case of applying to the visual assistance system that assists the visual recognition of the driver in the night driving of the vehicle has been described in detail, but the imaging device according to the present invention is not limited to such, The present invention may be applied to other systems such as a road white line recognition system. Moreover, you may apply to what is installed in places other than a vehicle.
1…撮像装置、2…撮像部、3…画像処理部、31…A/D変換部、32…空間フィルタ部、33…D/A変換部、40…空間フィルタ、42…間引きライン、50…フィールド画像、52…空白ライン。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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、前記撮影画像をデジタル化して画素を縦横に配列したデジタル画像とし、フィルタ係数の存在しない間引きラインを設けた空間フィルタを用いて前記デジタル画像を空間フィルタ処理すること、
を特徴とする撮像装置。 Imaging means for receiving and photoelectrically converting incident light from an imaging target;
Image processing means for performing image processing on a captured image output from the imaging means;
Configured with
The image processing means digitizes the captured image to form a digital image in which pixels are arranged vertically and horizontally, and spatially filters the digital image using a spatial filter provided with thinning lines having no filter coefficients;
An imaging apparatus characterized by the above.
前記画像処理手段は、前記フィールド画像における空白ラインに前記間引きラインを対応させた前記空間フィルタを用いて、前記空間フィルタ処理を行うこと、
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging means sequentially reads field images in an interlaced manner,
The image processing means performs the spatial filter processing using the spatial filter in which the thinned lines correspond to blank lines in the field image;
The imaging apparatus according to claim 1.
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