JP2008131475A

JP2008131475A - 撮像装置

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Publication number: JP2008131475A
Application number: JP2006315885A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Onishi; 元大大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】
切り出して得られる画像の雑音レベルを一定値以下にする。
【解決手段】
撮像素子１４は、交付額レンズ１２による被写体の光学像を電気画像信号に変換する。キャプチャ処理装置１６は、撮像素子１４からの画像信号をデジタル画像信号に変換して出力する。画像切出し処理装置１８は、キャプチャ処理装置１６からのキャプチャ画像から、ユーザの指定する切出し範囲の部分画像を切り出す。リサイズ処理装置２０は、画像切出し処理装置１８で切り出された各部分画像の画像サイズを、リサンプリング等により所定の画像サイズに変換する。画像の雑音レベルは、撮像素子１４の利得を向上させると大きくなり、リサイズ処理装置２０のリサイズによっても変化する。装置１８で切り出される全画像を装置２０によりリサイズした後で、雑音レベルが一定値以下になるように、撮像素子１４の利得を規制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子的に撮影方向又は撮影画角を変更可能な撮像装置に関する。

電子的に撮影方向と撮影画角を変更可能な撮像装置として、撮像素子の出力画像の任意の範囲から部分画像を切り出し、所定サイズに変換して出力する撮像装置が知られている。切り出し範囲を制御することで、撮影方向を変更できる。これは、電子的なパン及びチルトに相当する。また、切り出し範囲の大きさを制御することで、撮影画角を変更できる。これは、電子的なズームに相当する。

他方、撮像装置で良好な画像を得るには、露出の制御が必須である。露出の制御には、絞り、シャッタ速度、撮像素子又は後段のアンプの利得が関与する。特許文献１には、撮像手段の利得が大きくなればなるほど、雑音レベルが大きくなることに着目し、極力低い利得を維持したまま、絞りを変化させる技術が記載されている。特許文献２には、シャッタスピードを変化させ、輝度が変化した場合でも適正露出を保ちながら雑音レベルを一定の値以下に保持する技術が記載されている。
特開平０６−０８６１５４号公報特開２００４−３０４２５２号公報

上記切り出し範囲を制御可能な撮像装置は、撮像素子の出力画像から２つ以上の部分画像を切り出すことで、同時に、撮影方向又は撮影画角の異なる複数の画像を得ることができる。

画像サイズの変換を行う場合、その変換のサイズに応じて雑音のレベルが変化する。このため、特許文献１及び２で提案されたような画像サイズによらず利得を固定することを前提とした利得制御を適用すると、切り出し画像の画像サイズによっては、全ての出力画像に対する雑音レベルを一定の値以下に保持することができない。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、このような不都合を軽減又は解消する撮像装置を提示することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、光学像を電気画像信号に変換する撮像手段であって、利得を制御自在な撮像手段と、切出し範囲指定信号に従い、当該撮像手段による撮影画像から当該切出し範囲指定信号で指定される切出し範囲の部分画像を切り出す切出し処理手段と、当該切出し処理手段で切り出される部分画像の、所定画像サイズへの変換後の画像での雑音レベルの許容範囲と、画像サイズ変換比と、当該撮像手段の出力画像における雑音レベルと利得の対応関係とから当該撮像手段の許容最大利得を決定する許容最大利得決定手段と、当該許容最大利得以下の利得に当該撮像手段の当該利得を規制する利得制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、撮像手段の出力画像における雑音レベルと利得の対応関係とから撮像手段の許容最大利得を決定し、その許容最大利得以下の利得に撮像手段の当該利得を規制する。したがって、どの切出し範囲からの画像も、その雑音レベル又は信号対雑音比を所定範囲にすることができ、一定以上の画質を保証できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る撮像システムの概略構成ブロック図であり、図２は、画像切出し処理装置での切り出しとリサイズ処理装置でのリサイズ処理を示すイメージ図である。ただし、本実施例のシステムでは、送信画像ごとの画素値の増幅を行わない。

本実施例では、サーバとなる撮像装置１０とクライアント装置５０とが一体となり、撮像システムを構成する。また、撮像装置１０とクライアント装置５０は、ネットワーク４０を介して画像データ及び各種制御信号のやり取りを行う。

図１において、撮像装置１０は、光学系１２、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）撮像素子１４、キャプチャ処理装置１６、画像切出し処理装置１８、リサイズ処理装置２０、符号化処理装置２２、メモリ２４、通信装置２６、制御装置３０等を具備する。また、これら装置を接続するバス３２を具備し、制御装置３０はカメラパラメータ算出装置２８を具備する。

クライアント装置５０は、画像表示装置５２、視線方向設定装置５４、画角設定装置５６、復号化処理装置５８、メモリ６０、通信装置６２、制御装置６４及びこれらを接続するバス６６を具備する。

撮像装置１０の構成を説明する。光学系１２は光学レンズ、絞り及びシャッタを具備し、制御装置３０が、メモリ２４に格納されている露出制御（ＡＥ）プログラムに従い、絞り又はシャッタスピードを制御する。撮像素子１４の露光時間を調節することで、シャッタに代えることもある。光学系１２は、オートフォーカス機構を具備する。

ＣＣＤ撮像素子１４は、被写体の光学像を電気画像信号に変換する。なお、ＣＣＤ撮像素子１４をＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子に変更してもよい。キャプチャ処理装置１６はＡ／Ｄ変換器も具備し、ＣＣＤ撮像素子１４からの画像信号をデジタル画像信号に変換して出力する。図２の画像８０は、撮像素子１４の出力画像を示す。また、キャプチャ処理装置１６は、撮像素子１４からのデジタル画像信号にカメラで周知の信号処理（例えば、ガンマ補正、色バランス調整、輝度／色分離）等を施す。光学系１２、撮像素子１４、及びキャプチャ処理装置１６が、撮像ユニットを構成する。

画像切出し処理装置１８は、撮像ユニットによる撮影画像、即ちキャプチャ処理装置１６から出力されるキャプチャ画像７０（図２）から、ユーザの指定する切出し範囲７２，７４，７６（図２）の部分画像７８，８０，８２（図２）を切り出す。リサイズ処理装置２０は、画像切出し処理装置１８で切り出された各部分画像７８，８０，８２の画像サイズを、リサンプリング等により所定の画像サイズに変換する。図２の画像８４，８６，８８は、それぞれ部分画像７８，８０，８２をリサイズした後の画像を示す。

また、画像切出し処理装置１８で切り出す部分画像のアスペクト比とリサイズ処理装置２０で生成される画像のアスペクト比は同じであるが、一般的に、画素数が異なる。画像切出し処理装置１８で切り出される画像７８，８０，８２の画像サイズを（Ｘ’ａ，Ｙ’ａ、），（Ｘ’ｂ，Ｙ’ｂ），（Ｘ’ｃ，Ｙ’ｃ）とすると、リサイズ処理装置２０によるリサイズ後の画像の画像サイズは何れも（Ｘ，Ｙ）で同じになる。ただし、Ｘは横方向のピクセル数、Ｙは縦方向のピクセル数を示す。

符号化処理装置２２は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group phase）２、ＭＰＥＧ４、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）又はＪＰＥＧ２０００等の画像圧縮方式で、処理可能である。すなわち、符号化処理装置２２はこれら方式によりリサイズ処理装置２０からのデジタル画像信号を圧縮符号化し、圧縮画像データを生成する。勿論、動画像データにはＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４又はＨ．２６４等の画像圧縮方式を用い、静止画像データにはＪＰＥＧ又はＪＰＥＧ２０００の画像圧縮方式を用いる。

メモリ２４は、制御装置３０のＡＥプログラムを含むプログラムと、固定パラメータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、一時データを記憶する。また、メモリ２４は、制御装置３０のワークメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されている。

通信装置２６は、ＬＡＮ（構内通信網）ケーブルを介してネットワーク４０に接続し、ネットワーク４０を介してクライアント装置５０との間で圧縮画像データを含む種々のデータをやり取りする。ネットワーク４０は、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＷＡＮ（Wide Area Network）等である。

制御装置３０は、撮像装置１０の全体を制御する。制御装置３０に内蔵されるカメラパラメータ算出装置２８は、撮像ユニットのフォーカス、絞り、シャッタスピード及びゲイン等のカメラパラメータを算出する。また、カメラパラメータ算出装置２８は、現在のカメラパラメータをメタデータに置き換え、通信装置２６及びネットワーク４０を介してクライアント装置５０に転送する。

クライアント装置５０の構成を説明する。画像表示装置５２はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等であり、撮像装置１０から送信された動画像データ又は静止画像データの画像を表示できる。視線方向設定装置５４は、撮像装置１０の画像切出し処理装置１８で切り出す範囲を、視線方向（撮影方向）として設定又は指定する装置である。画角設定装置５６は、撮像装置１０の画像切出し処理装置１８で切り出す範囲の大きさを設定又は指定する装置である。視線方向設定装置５４及び画角設定装置５６の設定値は、クライアント装置５０のオペレータが確認できるように、画像表示装置５２に表示される。

復号化処理装置５８は、符号化処理装置２２で圧縮された画像データを伸長する。メモリ６０はＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成され、制御装置６４は、メモリ６０に記憶されるプログラムに従い、クライアント装置５０を制御する。通信装置６６は、ＬＡＮケーブルを介してネットワーク４０に接続し、ネットワーク４０を介して撮像装置１０から画像データを受信し、種々の制御信号を撮像装置１０との間で送受信する。

本実施例で、撮像素子１４の利得を決定する原理を説明する。画像切出し処理装置１８で切り出される画像サイズ（Ｘ’，Ｙ’）は、リサイズ処理装置２０で画像サイズ（Ｘ，Ｙ）に変換される。リサイズ処理装置２０から出力される画像データが符号化処理装置２２で圧縮符号化されて、要求元のクライアント装置５０に送信されるので、リサイズ処理装置２０から出力される画像を送信画像と呼ぶ。

例えば、切り出された画像（リサイズ前の画像）の画像サイズ（Ｘ’，Ｙ’）と送信画像（リサイズ後の画像）の画像サイズ（Ｘ，Ｙ）の変換比を変数ａとすると、次式（１）が得られる。

また、ＣＣＤ撮像素子１４で利得及び温度等を特定値に固定すると、キャプチャ処理装置１６からのキャプチャ画像の雑音レベルｎは、２乗平均を用いて、次式（２）で表わせる。ただし、（ｘ，ｙ）はキャプチャ画像の画素位置、Ｎ（ｘ，ｙ）は理論値との誤差である。

同様に、画像切出し処理装置１８で切り出された画像サイズ（Ｘ’，Ｙ’）の画像の雑音レベルｎ’は、次式（３）で表わせる。ただし、Ｎ’（ｘ、ｙ）は理論値との誤差である。

ここで、変数ａが整数値で、画像サイズの変換が線形補間法（bi-linear interpolation）によって行われるものと仮定すると、Ｎ’（ｘ、ｙ）は次式（４）で表わせる。

数式（３）に数式（４）を代入すると、次式（５）が得られる。

また、Ｎ（ｘ，ｙ）が画素位置に全く依存しないものと仮定すると、数式（５）のＮ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）は、２乗以外の雑音成分同士が互いに打ち消しあうので、近似された次式（６）が得られる。

また、画像サイズ（Ｘ、Ｙ）が変数ａに対して十分大きいものと仮定すると、次式（７）が得られる。

さらに、式（７）に式（２）を代入すると、ｎ’＝ｎ／ａ^２が得られる。また、数式（１）から変数ａを求め、ｎ／ａ^２に代入すると、次式（８）が得られる。

なお、式（８）は、変数ａが整数値でなくても成立し、画像サイズの変換に３次補完法（bi-cubic convolution）のような画質劣化の少ない他の濃度補間アルゴリズムを適用しても成立する。

ここで、画像切出し処理装置１８からの画像上の雑音レベルｎ’は撮像素子１４の利得と温度のいずれかに依存する。例えば温度変化による雑音レベルの変化が無視できるものと仮定すると、画像切出し処理装置１８から得られる最小画像のピクセル数Ｍｉｎ（Ｘ’）は、次式（９）で表わせる。

ただし、ｎ_ｌｉｍは撮像装置１０からクライアント装置５０に送信する画像上で許容できる最大雑音レベル、関数Ｇ（ｇ）はキャプチャ画像における利得と雑音レベルの関係を示す関数、ｇはキャプチャ時の利得である。

また、式（９）で関数Ｇ（ｇ）のインバースをとれば、次式（１０）が得られる。すなわち、式（９）又は（１０）を満たせば、どの送信画像に対しても、雑音レベルがｎ_ｌｉｍ以下になる。したがって、本実施例１では、カメラパラメータ算出装置２８は式（９）又は（１０）を満たすｇを算出し、得られたｇ値に撮像素子１４の利得を制御する。

次に、画角変更時の動作を説明する。図３は、本実施例での画角変更動作のフローチャートであり、図４は、輝度信号に対する各種パラメータの関係を示すグラフである。

まず、クライアント装置５０のユーザが画角設定装置５６で画角を設定する。画角が設定されると、制御装置６４は、画角設定装置５６による画像設定値をメタデータに変換し、通信装置６２及びネットワーク４０を介して撮像装置１０に送信する。撮像装置１０の制御装置３０は、通信装置２６から画角設定値のメタデータを画角変更要求として受信する（Ｓ１）。

画角設定値のメタデータを受信すると（Ｓ１）、カメラパラメータ算出装置２８は、画角変更後の切出し画像の最小画像幅Ｍｉｎ（Ｘ’）を算出する（Ｓ２）。また、式（１０）の最大利得算出式を用いて、全ての送信画像でその雑音レベルが許容最大雑音レベルｎ_ｌｉｍ以下になる最大の利得Ｇ_ｌｉｍを算出する（Ｓ３）。利得Ｇ_ｌｉｍを限界利得と呼ぶ。すなわち、ステップＳ３では、どの送信画像でも雑音レベルが許容最大雑音レベルｎ_ｌｉｍ以下になることを保証する利得を算出する。

現在の画像の明度又はカメラパラメータから入射光の輝度が算出され、入射光の輝度と所定の閾値（Ｅ１）が比較される（Ｓ４）。ステップＳ４で使用される閾値（Ｅ１）は、絞り又はシャッタスピード等の調整により利得ｇをＧ_ｌｉｍ以下に変更できるような輝度値であり、予め算出されている。

現在の輝度値が閾値Ｅ１以上のとき（Ｓ４）、利得を最大利得Ｇ_ｌｉｍを超えない最大値に変更し（Ｓ５）、適正露出値になるように、シャッタスピード及び絞りを変更する（Ｓ６）。他方、現在の輝度値が閾値Ｅ１未満のとき（Ｓ４）、利得をＧ_ｌｉｍ以上の変更可能な最大値に変更する（Ｓ６）。

ステップＳ６，Ｓ８の後、キャプチャ画像からの切出し範囲を、ステップＳ１で受信した画角設定値の合うように変更する（Ｓ７）。

図４乃至図８のグラフを用いて、雑音レベルが許容レベルに収まる様子を説明する。図４は画角変更前の輝度信号に対して利得、透過率及び露光時間との関係を示すグラフであり、図５は画角変更後の輝度信号に対して利得、透過率及び露光時間との関係を示すグラフである。図６は定数ｋによってＧ（ｇ）がＧ（ｇ）＝ｋ・ｇで表される場合のＧ_ｌｉｍの変化を表すグラフである。図７は、Ｍｉｎ（Ｘ’）^２が（Ｇ_ｍｉｎ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）未満の場合の利得変化を表すグラフである。図８はＭｉｎ（Ｘ’）^２が（Ｇ_ｍａｘ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ^ｌｉｍ）より大きい場合の利得変化を表すグラフである。

図４で、Ｅ１は、図３のステップＳ４における閾値Ｅ１を示す。輝度がＥ１未満であるとき（図３のステップＳ４）、絞り及びシャッタスピードとも制御可能な限界の値になって入射光の透過率及び露光時間とも最大になる。したがって、利得が限界利得Ｇ_ｌｉｍを超える範囲で変化することによって適正露出が維持される（図３のステップＳ８）。このとき、式（１０）が満たされないので、一部の送信画像については、雑音レベルが許容雑音レベルを超える状態になっている。

図４で輝度ＥがＥ１以上、Ｅ２未満の場合には、利得は限界利得Ｇ_ｌｉｍで一定になっており、輝度に応じて絞り及びシャッタスピードを制御することで、適正露出が維持される。

また、図４で、輝度がＥ２以上の場合には、絞りとシャッタスピードがともに制御可能な限界の値になって、入射光の透過率と露光時間がともに最小になるので、利得を限界利得Ｇ_ｌｉｍ以下の範囲内で変化させることによって、適正露出を維持する。輝度がＥ２以上の場合、式（１０）が満たされるので、全ての送信画像で雑音レベルが許容雑音レベル以下に収まることが保証される。

図４の状態から画角を変更すると、例えば、限界利得Ｇ_ｌｉｍがＧからＧ’に、輝度閾値Ｅ１がＥ１’に、輝度閾値Ｅ２がＥ２’にそれぞれ変化する。この結果、図５に示すように、透過率はＩからＩ’に線形変化し、露光時間はＳからＳ’に線形変化する。

図６は、定数ｋを使ってＧ（ｇ）＝ｋ・ｇと表記できる場合の、Ｍｉｎ（Ｘ’）^２に対するＧ_ｌｉｍの変化の様子を示す。Ｇ（ｇ）＝ｋ・ｇとすると、式（１０）から式（１１）が得られる。

式１６で示されるように、Ｇ（ｇ）＝ｋ・ｇの場合、ｇはＭｉｎ（Ｘ’）^２に対して線形に変化する。撮像素子１４の利得の下限値をＧ_ｍｉｎとすると、Ｍｉｎ（Ｘ’）^２が｛（Ｇ_ｍｉｎ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）｝未満の場合、Ｇ_ｌｉｍ＜Ｇ_ｍｉｎになる。このとき、図７に示すように、利得ｇが常に限界利得Ｇ_ｌｉｍを上回ることになるため、輝度がＥ１”以上の値であっても、送信画像の雑音レベルが許容雑音レベル以下に収まらなくなることがある。他方、撮像素子１４の利得の上限値をＧ_ｍａｘとすると、Ｍｉｎ（Ｘ’）^２が｛Ｇ_ｍａｘ・Ｘ^２／（ｋ・ｎｌｉｍ）｝より大きい場合、Ｇ_ｌｉｍ＞Ｇ_ｍａｘになる。そして、図８に示すように、利得ｇが常に限界利得Ｇ_ｌｉｍを下回ることになるため、全ての送信画像の雑音レベルが、輝度全域で許容雑音レベル以下に収まることになる。

このように、本実施例では、算出された利得制御範囲で利得を制御するので、全ての送信画像に対して雑音レベル又は信号対雑音比を所定範囲に抑えることができ、出力画像の画質を保証できる。

撮像装置１０とクライアント装置５０がネットワーク４０を介して接続する実施例を説明したが、撮像装置１０とクライアント装置５０が一体になってもよいし、所定のケーブル、例えば専用ケーブルを介して接続してもよい。

撮像装置１０の画像処理及びクライアント装置５０の画像処理には、画像処理専用のハードウエアを利用することができる。また、この処理は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）によるソフトウェア処理でもよく、勿論、複数の画像処理を単一のハードウエア上で実現しても良い。

リサイズ処理装置２０は撮像装置１０に備えられているが、クライアント装置５０に備えてもよい。

本実施例の撮像システムでは、被写体の輝度に応じて送信画像ごとの画素値の増幅を行う。例えば、適正露出の場合はそのまま、暗い場合は適正露出になるように全体の画素値が増幅される。送信画像中の被写体は、画角を変更した場合だけでなく視線方向を変更した場合でも変化する可能性があるので、これらが変更される度に後述の制御が実行される。また、実施例１では、送信画像の雑音レベルを所定値以下に制限したが、実施例２では、送信画像のＳ／Ｎ比を所定値以上に制限する。

送信画像における信号レベルをｓとし、送信画像におけるＳ／Ｎ比をｒとした場合、式（６）から式（１２）が得られる。キャプチャ画像における利得に対する雑音レベルを表す関数Ｇ（ｇ）、送信画像で許容できる最小Ｓ／Ｎ比ｒ_ｌｉｍを用いると、式（１２）から式（１３）が得られ、さらに最小の値を表す関数Ｍｉｎ（）を用いると、式（１４）が得られる。キャプチャ時の利得ｇが、式（１４）又は、式（１４）を変形した式（１５）を満たせば、どの送信画像に対しても、Ｓ／Ｎ比がｒ_ｌｉｍ以上になることを保証する事ができる。なお、信号レベルｓを送信画像の画素値の平均値とした場合、ｓは式（１６）によって算出できる。

図９は、実施例２における画角又は視線方向変更時の動作フローチャートである。ユーザがクライアント装置５０の画角設定装置５６によって画角の変更を指示するか、視線方向設定装置５４によって視線方向の変更を指示したりすると、制御装置６４が、新たな画角又は視線方向の設定値をネットワーク４０を介して撮像装置１０に通知する。撮像装置１０の制御装置３０は、この要求を受信する（Ｓ２１）。

制御装置３０は、画角又は視線方向のいずれかの設定値を受けると（Ｓ２１）、カメラパラメータ算出装置２８の処理を開始させる。カメラパラメータ算出装置２８は、画角又は視線方向を変更した後の送信画像の信号レベルｓと切出し画像の画像幅Ｘ’で表される値ｓ・Ｘ’^２の最小値Ｍｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）を算出する（Ｓ２２）。

さらに、式（１５）で示した最大利得算出式を用いて、全ての送信画像におけるＳ／Ｎ比がｒ_ｌｉｍ以上になることが保証される最大の利得、即ち制限利得Ｇ_ｌｉｍが算出される（Ｓ２３）。

現在の画像の明度とカメラパラメータから入射光の輝度が算出され、閾値との比較が行われる（Ｓ２４）。この閾値は、絞りやシャッタースピードの調整によって利得をＧ_ｌｉｍ以下に変更可能な輝度であり、予め求められた値である。

入射光の輝度が閾値以上であれば（Ｓ２４）、制御装置３０は、撮像素子１４の利得を、Ｇ_ｌｉｍを超えない最大の値に変更し（Ｓ２５）、キャプチャ画像全体に対して適正露出になるようにシャッタスピードと絞り値を調整する（Ｓ２６）。他方、入射光の輝度が閾値未満であれば（Ｓ２４）、制御装置３０は、撮像素子１４の利得をＧ_ｌｉｍ以上の値に変更する（Ｓ２５）。

Ｓ２６又はＳ２８の後、クライアント装置５０からの画角設定値又は視線方向設定値に合わせてキャプチャ画像の切り出し範囲を変更し、変更後の切出し範囲から画像を切り出す（Ｓ２７）。

図１０は、定数ｋによってＧ（ｇ）がＧ（ｇ）＝ｋ・ｇで表される場合の、Ｍｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）に対するＧ_ｌｉｍの変化を表すグラフである。Ｇ（ｇ）＝ｋ・ｇとした場合、数式（１５）から数式（１７）が得られる。

Ｇ（ｇ）＝ｋ・ｇの場合には、ｇはＭｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）に対して線形に変化する。ここで、撮像装置１０の利得の下限値をＧ_ｍｉｎとすると、Ｍｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）が（Ｇ_ｍｉｎ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）未満の場合はＧ_ｌｉｍ＜Ｇ_ｍｉｎになる。このとき、図７に示すように、利得ｇが常にＧ_ｌｉｍを上回ることになるので、輝度がＥ１”以上の値であっても、送信画像のＳ／Ｎ比が許容Ｓ／Ｎ比以上に収まらない場合がある。撮像装置１０の利得の上限値をＧ_ｍａｘとすると、Ｍｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）が（Ｇｍａｘ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）より大きい場合、Ｇ_ｌｉｍ＞Ｇ_ｍａｘになる。そして、図８に示すように、利得ｇが常にＧ_ｌｉｍを下回ることになるので、全ての送信画像のＳ／Ｎ比は輝度全域で許容Ｓ／Ｎ比以上に収まることになる。

このように、本実施例では、切り出し範囲により算出される利得制御範囲で利得と露出を制御するので、全ての送信画像に対して雑音レベルを一定値以下に、及び／又はＳ／Ｎ比を一定値以上に制御でき、出力画像の画質を保証できる。

本発明の実施例１に係る撮像システムの概略構成ブロック図である。画像切出し処理装置での切出し処理とリサイズ処理装置でのリサイズ処理を行うイメージ図である。本実施例に係る画角変更時の動作フローチャートである。画角変更前の輝度信号に対して利得、透過率及び露光時間との関係を示すグラフである。画角変更後の輝度信号に対して利得、透過率及び露光時間との関係を示すグラフである。定数ｋによってＧ（ｇ）がＧ（ｇ）＝ｋ・ｇで表される場合の、Ｍｉｎ（Ｘ’）^２に対するＧ_ｌｉｍの変化を表すグラフである。Ｍｉｎ（Ｘ’）^２が（Ｇｍｉｎ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）未満の場合の利得変化を表すグラフである。Ｍｉｎ（Ｘ’）^２が（Ｇｍａｘ・Ｘ^２）／（ｋ・ｎ_ｌｉｍ）より大きい場合の利得変化を表すグラフである。本実施例に係る画角又は視線方向変更時のフローチャートである。定数ｋによってＧ（ｇ）がＧ（ｇ）＝ｋ・ｇで表される場合の、Ｍｉｎ（ｓ・Ｘ’^２）に対するＧ_ｌｉｍの変化を表すグラフである。

符号の説明

１０撮像装置
１２光学系
１４ＣＣＤ撮像素子
１６キャプチャ処理装置
１８画像切出し処理装置
２０リサイズ処理装置
２２符号化処理装置
２４メモリ
２６通信装置
２８画像パラメータ算出装置
３０制御装置
３２バス
４０ネットワーク
５０クライアント装置
５２画像表示装置
５４視線方向設定装置
５６画角設定装置
５８復号化処理装置
６０メモリ
６２通信装置
６４制御装置
６６バス

Claims

光学像を電気画像信号に変換する撮像手段であって、利得を制御自在な撮像手段と、
切出し範囲指定信号に従い、当該撮像手段による撮影画像から当該切出し範囲指定信号で指定される切出し範囲の部分画像を切り出す切出し処理手段と、
当該切出し処理手段で切り出される部分画像の、所定画像サイズへの変換後の画像での雑音レベルの許容範囲と、画像サイズ変換比と、当該撮像手段の出力画像における雑音レベルと利得の対応関係とから当該撮像手段の許容最大利得を決定する許容最大利得決定手段と、
当該許容最大利得以下の利得に当該撮像手段の当該利得を規制する利得制御手段
とを具備することを特徴とする撮像装置。
当該雑音許容値が、雑音レベルであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
当該雑音許容値が、信号対雑音比であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
更に、当該撮像手段の露光量を規制する露光量規制手段を具備し、
当該利得制御手段が、当該撮像手段の当該利得を規制した状態で、当該露光量制御規制により当該撮像手段の露光量を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。