JP2008278430A - Imaging apparatus, imaging method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置、撮像方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging method, and a program.
露光量の異なる複数のカメラを用いて監視領域を撮影して、監視領域に入る物体を検出した場合には、露光量の異なる複数の画像から、それぞれ露光量の適正な画像部分を取り出してダイナミックレンジの広い画像を合成する装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
上記特許文献1の装置においては、暗い場所で適切な露出を確保すべく露光時間を長く取るためにはフレームレートを低く設定する必要があり、時間についての分解能が低下してしまう。このため、不審者等の行動を適切に記録することができなくなってしまう虞がある。 In the apparatus of Patent Document 1, it is necessary to set the frame rate low in order to take a long exposure time in order to ensure an appropriate exposure in a dark place, and the resolution with respect to time is lowered. For this reason, there is a possibility that the behavior of a suspicious person or the like cannot be recorded appropriately.
そこで本発明は、上記課題を解決することができる撮像装置、撮像方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus, an imaging method, and a program that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態における撮像装置は、一部の期間が他の受光期間と重複する複数の受光期間のそれぞれにおいて、略同一の被写体からの光を受光して、被写体の複数の撮像画像を撮像する撮像部と、複数の撮像画像の画像内容及び複数の受光期間が重複する期間に基づいて、複数の受光期間に含まれる、複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する部分露光画像生成部とを備える。 In order to solve the above-described problem, the imaging apparatus according to the first aspect of the present invention receives light from substantially the same subject in each of a plurality of light receiving periods in which some of the periods overlap with other light receiving periods. And a time shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods based on the imaging unit that captures the plurality of captured images of the subject, and the image content of the plurality of captured images and the period in which the plurality of light receiving periods overlap. A partial exposure image generation unit configured to generate a partial exposure image to be obtained when light from the subject is received during the length period.
撮像部が一部の期間が重複する第1受光期間及び第2受光期間でそれぞれ撮像した第1撮像画像と第2撮像画像との差分画像を生成する差分画像生成部と、第1受光期間のうち、第2受光期間と重複する期間以外の期間で受光した場合に得られるべき部分露光画像を取得する部分露光画像取得部とをさらに備え、部分露光画像生成部は、差分画像生成部が生成した差分画像及び部分露光画像取得部が取得した部分露光画像に基づいて、第2受光期間のうち、第1受光期間と重複する期間以外の期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成してよい。 A difference image generating unit that generates a difference image between the first captured image and the second captured image captured in the first light receiving period and the second light receiving period in which the imaging unit partially overlaps the first light receiving period; A partial exposure image acquisition unit that acquires a partial exposure image to be obtained when light is received in a period other than a period that overlaps the second light reception period, and the partial exposure image generation unit is generated by the difference image generation unit Based on the difference image and the partial exposure image acquired by the partial exposure image acquisition unit, it should be obtained when light from the subject is received during the second light receiving period other than the period overlapping the first light receiving period. A partially exposed image may be generated.
撮像部は、被写体からの光を複数の光に分割するミラー部と、ミラー部によって分割された複数の光をそれぞれ受光する複数の受光部と、複数の受光部のそれぞれに、他の受光部の受光期間と一部の期間を重複させて光を受光させる受光制御部と、複数の受光部が受光した受光量に基づいて、複数の撮像画像を生成する撮像画像生成部とを有してよい。 The imaging unit includes a mirror unit that divides the light from the subject into a plurality of lights, a plurality of light receiving units that respectively receive the plurality of lights divided by the mirror unit, and another light receiving unit A light reception control unit that receives light by overlapping a part of the light reception period and a captured image generation unit that generates a plurality of captured images based on the amount of light received by the plurality of light reception units. Good.
撮像部は、複数の受光素子を有する受光部と、被写体からの光を分散させて複数の受光素子に受光させる光学ローパスフィルタと、光学ローパスフィルタによって分散された光を、複数の受光素子のそれぞれに他の受光素子の受光期間と一部の期間を重複させて受光させる受光制御部と、受光制御部が同じ期間に被写体からの光を受光させた複数の受光素子の受光量に基づいて、当該期間毎に撮像画像を生成する撮像画像生成部とを有してよい。 The imaging unit includes a light receiving unit having a plurality of light receiving elements, an optical low-pass filter that disperses light from a subject and receives the light by the plurality of light receiving elements, and light dispersed by the optical low-pass filter to each of the plurality of light receiving elements. Based on the received light amount of a plurality of light receiving elements that receive light from the subject during the same period, You may have a captured image production | generation part which produces | generates a captured image for every said period.
本発明の第2の形態における撮像方法は、一部の期間が他の受光期間と重複する複数の受光期間のそれぞれにおいて、略同一の被写体からの光を受光して、被写体の複数の撮像画像を撮像する撮像部と、複数の撮像画像の画像内容及び複数の受光期間が重複する期間に基づいて、複数の受光期間に含まれる複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する画像生成部とを備える。 In the imaging method according to the second aspect of the present invention, a plurality of captured images of a subject are received by receiving light from substantially the same subject in each of a plurality of light receiving periods in which some periods overlap with other light receiving periods. Light from the subject during a period of time shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods based on the image capturing unit that captures the image content and the period in which the image contents of the plurality of captured images and the plurality of light receiving periods overlap And an image generation unit that generates a partial exposure image to be obtained when light is received.
本発明の第3の形態によると、撮像装置用のプログラムであって、撮像装置を、一部の期間が他の受光期間と重複する複数の受光期間のそれぞれにおいて、略同一の被写体からの光を受光して、被写体の複数の撮像画像を撮像する撮像部、複数の撮像画像の画像内容及び複数の受光期間が重複する期間に基づいて、複数の受光期間に含まれる複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する画像生成部として機能させる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a program for an imaging apparatus, wherein the imaging apparatus emits light from substantially the same subject in each of a plurality of light receiving periods in which some periods overlap with other light receiving periods. Based on an image pickup unit that picks up a plurality of picked-up images of the subject, the image content of the picked-up images, and a period in which the plurality of light receiving periods overlap, shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods It functions as an image generation unit that generates a partial exposure image to be obtained when light from a subject is received during a period of time.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、暗い場所における不審者等の動きを適切に記録することが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 record a motion of a suspicious person etc. in a dark place appropriately can be provided.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、一実施形態に係る撮像システム100の利用環境の一例を示す。撮像システム100は、複数の撮像部110a及びb(以下、撮像部110と総称する)、画像処理部120、撮像制御部130、表示部140、及び通信回線150を備える。
FIG. 1 shows an example of a usage environment of an
撮像部110aは、被写体180を撮像して得られた撮像画像を、通信回線150を通じて画像処理部120に提供する。撮像部110は、被写体180からの光により複数の撮像画像を撮像して、画像処理部120に供給する。なお、撮像部110は、一部の期間が重複する複数の受光期間のそれぞれで被写体180からの光を受けて、複数の受光期間のそれぞれにおいて撮像画像を生成する。そして、画像処理部120は、撮像部110aが撮像した複数の撮像画像から、当該受光期間より短い受光期間で撮像した場合に得られる複数の部分露光画像を生成して、表示部140に供給する。表示部140は、画像処理装置120が生成した複数の部分露光画像を、一度に閲覧可能な形で同時に表示する。なお、撮像部110a及び画像処理部120は、例えば撮像装置等として一の装置に実装されてよい。
The
なお、撮像部110bの動作は、撮像部110aの動作と略同一であるので説明を省略する。また、表示部140は、撮像部110aが生成した複数の部分画像を表示するのと同様に、撮像部110bが生成した複数の部分露光画像を表示してよい。
Note that the operation of the
なお、画像処理部120は、撮像部110a及びbが撮像した複数の撮像画像の画像内容に基づいて、撮像部110aおよびbによる撮像領域内における動きを検出する。撮像制御部130は、画像処理部120において動きが検出されていない場合には、上記のように受光期間を重複させることなく連続的に撮像させる。そして、撮像制御部130は、画像処理部120において動きが検出された場合に、受光期間を重複させて撮像させてよい。なお、撮像システム100は、監視領域を撮像して得られた撮像画像又は当該撮像画像から生成された部分露光画像によって監視領域を監視する監視システムであってよい。なお、通信回線150は、コンピュータ・ネットワーク等の通信網、バス等の通信路を含む。
Note that the
図2は画像処理部120のブロック構成の一例を示す。画像処理部120は、動き算出部265、動き領域特定部260、差分画像生成部220、動きオブジェクト画像生成部270、動きオブジェクト大きさ特定部275、部分露光画像生成部230、部分露光画像格納部240、部分露光画像取得部250、及びオブジェクト画像合成部280を有する。
FIG. 2 shows an example of a block configuration of the
撮像部110は、一部の期間が他の受光期間と重複する複数の受光期間のそれぞれにおいて、略同一の被写体180からの光を受光して、被写体180の複数の撮像画像を撮像する。そして、部分露光画像生成部230は、複数の撮像画像の画像内容及び複数の受光期間が重複する期間に基づいて、複数の受光期間に含まれる、複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体180からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する。部分露光画像格納部240は、部分露光画像生成部230が生成した部分露光画像を格納する。
The
例えば、差分画像生成部220は、撮像部110が一部の期間が重複する第1受光期間及び第2受光期間でそれぞれ撮像した第1撮像画像と第2撮像画像との差分画像を生成する。そして、部分露光画像取得部250は、第1受光期間のうち、第2受光期間と重複する期間以外の期間で受光した場合に得られるべき部分露光画像を取得する。具体的には、部分露光画像取得部250は、部分露光画像格納部240が格納している部分露光画像の中から、第1受光期間のうち、第2受光期間と重複する期間以外の期間で受光した場合に得られるべき部分露光画像を取得してよい。
For example, the difference image generation unit 220 generates a difference image between a first captured image and a second captured image captured by the
そして、部分露光画像生成部230は、差分画像生成部220が生成した差分画像及び部分露光画像取得部250が取得した部分露光画像に基づいて、第2受光期間のうち、第1受光期間と重複する期間以外の期間に被写体180からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する。具体的には、部分露光画像生成部230は、差分画像生成部220が生成した差分画像と部分露光画像取得部250が取得した部分露光画像との和を、第2受光期間のうち、第1受光期間と重複する期間以外の期間に被写体180からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像として生成する。
The partial exposure
部分露光画像生成部230は、一部の期間が重複する第1受光期間及び第2受光期間で撮像部110がそれぞれ撮像した第1撮像画像及び第2撮像画像の画像内容、並びに第1受光期間と第2受光期間とが重複する期間に基づいて、重複する期間、第1受光期間における重複する期間以外の期間、及び第2受光期間における重複する期間以外の期間の少なくともいずれかにおける部分露光画像を生成する。そして、動き算出部265は、第1撮像画像及び第2撮像画像のそれぞれの画像内容に基づいて、オブジェクトが動く速さを算出する。そして、動きオブジェクト画像生成部270は、動き算出部265が算出した速さでオブジェクトが動く画像を生成する。そして、オブジェクト画像合成部280は、動きオブジェクト画像生成部270が生成した画像を、部分露光画像生成部230が生成した部分露光画像に合成する。そして、動きオブジェクト画像生成部270によってオブジェクトが動く画像が合成された部分露光画像は、表示部140に供給されて表示される。
The partial exposure
なお、動き領域特定部260は、第1撮像画像及び第2撮像画像の画像内容に基づいて、第1撮像画像及び第2撮像画像のそれぞれにおいて動くオブジェクトが存在する領域を特定する。そして、差分画像生成部220は、第1撮像画像及び第2撮像画像において動き領域特定部260が特定した領域のうち、重複する領域の差分画像を生成する。そして、動きオブジェクト大きさ特定部275は、差分画像生成部220が生成した差分画像の画像内容に基づいて、動くオブジェクトの大きさを特定する。
The motion
そして、動きオブジェクト画像生成部270は、動きオブジェクト大きさ特定部275が特定した大きさの動くオブジェクトの画像を生成する。そして、オブジェクト画像合成部280は、動きオブジェクト画像生成部270が生成した画像を、部分露光画像生成部230が生成した部分露光画像に合成する。なお、動きオブジェクト画像生成部270は、動きオブジェクト大きさ特定部275が特定した大きさのオブジェクトが動き算出部265が算出した速さで動くオブジェクトの画像を生成してもよい。
Then, the moving object
このように、画像処理部120は、一部の受光期間を重複させて撮像して得られた撮像画像から複数の画像を生成することができるので、オブジェクトが動く様子を細やかに表現した画像を提供することができる。また、長い受光期間で撮像することができるので、信号のS/N比を向上させることができる。このため、撮像システム100によると、短い受光期間で撮像した場合に比べてより高画質な画像を提供することができる。
As described above, the
図3は、受光期間の一例を示す。図8及び9に関連して説明するように、撮像部110は、受光素子の複数の組のそれぞれに一部の期間を重複させて被写体180からの光を受光させる。例えば、撮像部110は、時刻t1から時刻t4までの期間、受光素子の一の組に被写体180からの光を受光させことによって、撮像画像P301を生成する。そして、撮像部110は、他の受光素子の複数の組に、露光時間(t4−t1)より短い時間幅ΔTだけずらして、被写体180からの光を順次受光させることによって、撮像画像P302、撮像画像P303、及び撮像画像P304を生成する。
FIG. 3 shows an example of the light receiving period. As will be described with reference to FIGS. 8 and 9, the
具体的には、撮像部110は、時刻t1からΔTだけ後の時刻t2から、時刻t4よりΔTだけ後の時刻t5までの期間、受光素子の他の組に受光させて、撮像画像P302を生成する。また、撮像部110は、時刻t2からΔTだけ後の時刻t3から、時刻t5よりΔTだけ後の時刻t6までの期間、受光素子のさらに他の組に受光させて、撮像画像P303を生成する。また、撮像部110は、時刻t3からΔTだけ後の時刻t4から、時刻t6よりΔTだけ後の時刻t7までの期間、受光素子のさらに他の組に受光させて、撮像画像P304を生成する。
Specifically, the
ここで、時刻t1から時刻t2の期間、時刻t2から時刻t3の期間、及び時刻t3から時刻t4の期間を受光期間とした場合に撮像されることが期待される画像をそれぞれp1、p2、及びp3とすると、撮像画像P301はp1、p2、及びp3を足し合わせた画像であるといえる。言い換えると、P301=p1+p2+p3と表すことができる。また、同様にして、時刻t4から時刻t5の期間、時刻t5から時刻t6の期間、及び時刻t6から時刻t7の期間を受光期間とした場合に撮像されることが期待される画像をそれぞれp4、p5、及びp6とすれば、撮像画像P302、P303、及びP304については、P302=p2+p3+p4、P303=p3+p4+p5、P304=p4+p5+p6と表すことができる。 Here, the images that are expected to be captured when the period from time t1 to time t2, the period from time t2 to time t3, and the period from time t3 to time t4 are set as the light receiving period are p1, p2, and If p3, it can be said that the captured image P301 is an image obtained by adding p1, p2, and p3. In other words, it can be expressed as P301 = p1 + p2 + p3. Similarly, images that are expected to be captured when the period from time t4 to time t5, the period from time t5 to time t6, and the period from time t6 to time t7 are set as the light receiving period are p4, Assuming p5 and p6, the captured images P302, P303, and P304 can be expressed as P302 = p2 + p3 + p4, P303 = p3 + p4 + p5, and P304 = p4 + p5 + p6.
ここで、p1、p2、p3、p4、p5、及びp6は、本実施形態における部分露光画像の一例である。部分露光画像生成部230は、撮像画像P301、P302、P303、P304の画像内容及び受光期間t1〜t4、t2〜t5、t3〜t6、及びt4〜t7から、部分露光画像p1、p2、p3、p4、p5、及びp6を生成する。
Here, p1, p2, p3, p4, p5, and p6 are examples of partial exposure images in the present embodiment. The partial exposure
一例としては、部分露光画像取得部250は、部分露光画像p1及びp6を取得する。部分露光画像p1及びp6が既知となると、未知の部分露光画像はp2、p3、p4、及びp5の4つとなる。一方、上記のように撮像画像P301、P302、P303、及びP304に関する4つの式が存在するので、部分露光画像生成部230は、部分露光画像p1、p2、p3、p4、p5、及びp6を生成することができる。例えば、部分露光画像生成部230は、p4=P302−(p2+p3)=P302−P301+p1により、部分露光画像p4を生成することができる。
As an example, the partial exposure
部分露光画像を生成する他の例としては、部分露光画像生成部230は、撮像部110が撮像した撮像画像のそれぞれについて空間周波数成分を算出して、予め定められた空間周波数成分より高い周波数成分を持つ撮像画像を複数の撮像画像の中から特定して、特定した撮像画像から部分露光画像を生成する。
As another example of generating the partial exposure image, the partial exposure
例えば、部分露光画像生成部230は、撮像画像P301、P302、P303、及びP304のうち、より高い空間周波数成分を有する撮像画像を、部分露光画像を生成する撮像画像としてより優先して特定する。ここでは、部分露光画像生成部230が最も高い空間周波数成分を有する撮像画像としてP303を特定したとすると、部分露光画像生成部230は、p3=p4=p5=P303/3とみなす。これにより、部分露光画像生成部230は、p2=P302−p3−p4、p1=P301−p2−p3などのようにして、部分露光画像p1、p2、p3、p4、p5、及びp6を生成することができる。
For example, the partial exposure
なお、より高い空間周波数成分を有する撮像画像とは、空間周波数成分の平均値がより高い撮像画像であってよいし、予め定められた周波数より低い周波数の周波数成分を持つ画像領域の面積がより小さい撮像画像であってもよい。撮像画像中に動くオブジェクトがあれば撮像画像はより低い空間周波数成分を持つことになる。このため、より高い周波数成分を持つ撮像画像は撮像期間中の被写体変化がより小さいことを示すので、そのような撮像画像を部分露光画像の和であると仮定することによって、他の受光期間における部分露光画像をより正確に生成することができる。 The captured image having a higher spatial frequency component may be a captured image having a higher average value of the spatial frequency components, and the area of the image region having a frequency component having a frequency lower than a predetermined frequency is larger. A small captured image may be used. If there is a moving object in the captured image, the captured image has a lower spatial frequency component. For this reason, since a captured image having a higher frequency component indicates that the subject change during the imaging period is smaller, by assuming that such a captured image is the sum of the partial exposure images, A partial exposure image can be generated more accurately.
なお、本図の例では、ずらし時間ΔTの長さを受光時間の1/3の長さとしたが、ずらし時間ΔTの長さは受光時間より短ければよく、本図の例に限るものではない。また、本図の例では、受光期間が開始する時刻を各受光素子の組毎に順次ΔTずつずらすとしたが、ずらし時間ΔTは可変であってもよい。また、本図の例では、受光期間の長さは全ての受光素子の組について同じであるとしたが、少なくとも一の組の受光期間の長さは、他の組の受光期間の長さと異なってもよい。 In the example of this figure, the length of the shift time ΔT is set to 1/3 of the light reception time, but the length of the shift time ΔT only needs to be shorter than the light reception time, and is not limited to the example of this figure. . Further, in the example of this figure, the time at which the light receiving period starts is sequentially shifted by ΔT for each set of light receiving elements, but the shift time ΔT may be variable. In the example of this figure, the length of the light receiving period is the same for all sets of light receiving elements, but the length of the light receiving period of at least one set is different from the length of the light receiving periods of the other sets. May be.
図4は、撮像画像における動くオブジェクトの一例を示す。撮像画像P301には、オブジェクトは、オブジェクト画像400として撮像される位置からオブジェクト画像405として撮像される位置までの範囲にわたって移動している。この場合、動くオブジェクトは、撮像画像P301においてx座標x0からx1までの範囲にわたって撮像される。
FIG. 4 shows an example of a moving object in the captured image. In the captured image P301, the object moves over a range from the position captured as the
一方、撮像画像P302が撮像される間、オブジェクトは、撮像画像P302においてオブジェクト画像402として撮像される位置からオブジェクト画像407として撮像される位置までの範囲にわたって移動している。この場合、動くオブジェクトは、撮像画像P302においてx座標x3からx2までの範囲にわたって撮像される。
On the other hand, while the captured image P302 is captured, the object moves over a range from the position captured as the
この場合、動き領域特定部260は、撮像画像P301及び撮像画像P302から、エッジ抽出等によりオブジェクトの輪郭を抽出する。そして動き領域特定部260は、予め定められた一致度で一致する色又は形状を有するオブジェクトのうち、撮像画像P301と撮像画像P302との間で位置が変化しているオブジェクトを動きオブジェクトとして特定する。そして動き領域特定部260は、当該オブジェクトが含む領域を動き領域として特定する。このように、動き領域特定部260は、複数の撮像画像の画像内容に基づいて、複数の撮像画像のそれぞれにおいて動くオブジェクトが存在する領域を特定する。
In this case, the motion
そして、動き算出部265は、撮像画像P302におけるオブジェクト画像の先端のx座標x2と撮像画像P301におけるオブジェクト画像の先端のx座標x1との差をΔTで除した値を、オブジェクトのx方向の速度として算出する。
Then, the
次に、動きオブジェクト大きさ特定部275が動くオブジェクトの大きさを算出する方法について説明する。差分画像生成部220が生成した撮像画像P302と撮像画像P301との間の差分をとると、動くオブジェクトがオブジェクト画像402として撮像される位置からオブジェクト画像405として撮像される位置までの間を移動している間に撮像されたオブジェクトの画像情報はキャンセルされる。したがって、差分画像には、オブジェクトによる画像の残差は、オブジェクト画像400の位置からオブジェクト画像402の位置までの間、及び、オブジェクト画像405の位置からオブジェクト画像406の位置までの間に表れる。
Next, a method for calculating the size of the moving object by the moving object size specifying unit 275 will be described. When the difference between the captured image P302 and the captured image P301 generated by the difference image generation unit 220 is taken, the moving object moves from the position where it is captured as the
この場合、動きオブジェクト大きさ特定部275は、差分画像生成部220が生成した差分画像において、オブジェクトが動いている方向において、オブジェクトによる画像の残差が存在する先端のx座標x4を特定する。また、動きオブジェクト大きさ特定部275は、撮像画像P302において、動き方向と反対方向における、動くオブジェクトの先端のx座標x3を特定する。そして、動きオブジェクト大きさ特定部275は、x座標x3からx4まで長さLを、オブジェクトのx方向の長さとして特定する。 In this case, the moving object size specifying unit 275 specifies the x coordinate x4 of the tip where the residual of the image due to the object exists in the direction in which the object moves in the difference image generated by the difference image generating unit 220. In addition, the moving object size specifying unit 275 specifies the x coordinate x3 of the tip of the moving object in the direction opposite to the moving direction in the captured image P302. Then, the moving object size specifying unit 275 specifies the length L from the x coordinate x3 to x4 as the length of the object in the x direction.
なお、本図の例では、x方向に動くオブジェクトを例に挙げて、オブジェクトのx方向の大きさ成分及びx方向の速度成分を特定する方法について説明したが、同様にしてy方向についても、大きさ成分及び速度成分を特定することができる。このため、以下の説明においては、説明が複雑にならないよう、x方向に動くオブジェクトに対する各部の動作を説明する。 In the example of this figure, an object that moves in the x direction is taken as an example, and the method of specifying the size component of the object in the x direction and the velocity component in the x direction has been described. Similarly, in the y direction, A magnitude component and a velocity component can be specified. Therefore, in the following description, the operation of each unit with respect to an object moving in the x direction will be described so as not to complicate the description.
図5は、オブジェクト画像合成部280がオブジェクト画像を合成する領域の一例を示す。動きオブジェクト画像生成部270は、動きオブジェクト大きさ特定部275が特定したオブジェクトの長さLのオブジェクト画像を生成する。例えば、動きオブジェクト画像生成部270は、撮像画像P301又はP302におけるオブジェクト領域の中から、長さLを持つ領域を切り出して、切り出した領域をオブジェクト画像として生成してよい。そして、オブジェクト画像合成部280は、動きオブジェクト画像生成部270が生成したオブジェクト画像を、部分露光画像p1における長さLの領域460に配置して、表示部140に出力する。
FIG. 5 shows an example of an area where the object
なお、オブジェクト画像合成部280は、部分露光画像p1においてオブジェクトが位置することが期待される領域の重心位置に、長さLの領域460を設定してよい。具体的には、オブジェクト画像合成部280は、x0とx4の中点に重心を持つ長さLの領域460を設定してよい。
The object
図6は、オブジェクト画像合成部280がオブジェクト画像を合成する領域の他の一例を示す。オブジェクト画像合成部280は、部分露光画像p1においてオブジェクトが存在することが期待される領域660を設定してよい。具体的には、オブジェクト画像合成部280は、部分露光画像p1のx座標におけるx0からx4までの領域に、オブジェクト画像を配置する。なお、動きオブジェクト画像生成部270は、撮像画像P301から、x0からx4までの長さを持つ領域を切り出して、切り出した領域をオブジェクト画像として生成してよい。
FIG. 6 shows another example of a region where the object
図7は、受光期間の他の一例を示す。本図の受光期間は、撮像部110が時刻t1から時刻t2までの受光期間によって撮像画像P300を撮像すること、及び撮像部110が時刻t5から時刻t6までの受光期間によって撮像画像P304を撮像することを除いて、図3で説明した受光期間と同一である。
FIG. 7 shows another example of the light receiving period. In the light receiving period of this figure, the
本図で示すような受光期間によると、p1=P300、p5=P304となる。したがって、部分露光画像生成部230は、図2に説明したP302、P302、及びP303に関する式を解くことによって、部分露光画像p1、p2、p3、p4、p5、及びp5を算出することができる。
According to the light receiving period as shown in the figure, p1 = P300 and p5 = P304. Therefore, the partial exposure
図8は、撮像部110のブロック構成の一例を示す。撮像部110は、複数のミラー部850a−c(以下、ミラー部850と総称する。)、複数の受光部810a−d(以下、受光部810と総称する。)、受光制御部830、撮像画像生成部840、及び通信路820を有する。複数の受光部810は、それぞれ複数の受光素子を有する。複数の受光素子のそれぞれはCCD型素子であってよいし、CMOS型素子であってもよい。
FIG. 8 shows an example of a block configuration of the
ミラー部850は、被写体180からの光を複数の光に分割する。複数の受光部810は、ミラー部850によって分割された複数の光をそれぞれ受光する。具体的には、ミラー部850aは、被写体180からの光を2つに分割する。そして、受光部810aは、ミラー部850aが分割した一方の光を受光する。そして、ミラー部850bは、ミラー部850aが分割した他方の光を、2つに分割する。そして、受光部810bは、ミラー部850bが分割した一方の光を受光する。また、ミラー部850cは、ミラー部850bが分割した他方の光を、2つに分割する。そして、受光部810cは、ミラー部850cが分割した一方の光を受光する。そして、受光部810dは、ミラー部850cが分割した他方の光を受光する。
The mirror unit 850 divides the light from the subject 180 into a plurality of lights. The plurality of light receiving units 810 receive the plurality of lights divided by the mirror unit 850, respectively. Specifically, the
なお、ミラー部850はビームスプリッタであってよい。また、ミラー部850は、ハーフミラーであってよい。また、ミラー部850は、単位時間あたり略同一の光量を受光部810のそれぞれに提供することができる分割比を有してよい。また、ミラー部850の分割比及び受光部810の受光感度は、ミラー部850の分割比及び受光部810の受光感度を合わせた全体的な感度が略同一となるよう調整されてよい。 The mirror unit 850 may be a beam splitter. The mirror unit 850 may be a half mirror. Further, the mirror unit 850 may have a division ratio that can provide each of the light receiving units 810 with substantially the same amount of light per unit time. Further, the division ratio of the mirror unit 850 and the light receiving sensitivity of the light receiving unit 810 may be adjusted so that the overall sensitivity including the division ratio of the mirror unit 850 and the light receiving sensitivity of the light receiving unit 810 is substantially the same.
受光制御部830は、複数の受光部810のそれぞれに、他の受光部810の受光期間と一部の期間を重複させて光を受光させる。例えば、受光制御部830は、図2及び図7に関連して説明したように、受光開始時刻をずらして複数の受光部810のそれぞれに受光させる。そして、撮像画像生成部840は、複数の受光部810のそれぞれが受光した受光量に基づいて、複数の撮像画像を生成する。なお、受光制御部830及び撮像画像生成部840は、バス等の通信路820を通じて、受光部810との間で信号を送受信する。
The light
図9は、撮像部110のブロック構成の他の一例を示す。撮像部110は、複数の受光部910a−d(以下、受光部910と総称する。)、受光制御部930、撮像画像生成部940、光学ローパスフィルタ950、及び通信路920を有する。複数の受光部910は、それぞれ複数の受光素子を有する。受光部910のそれぞれは、複数の受光素子が、例えば一列に配列された受光素子列であってよい。
FIG. 9 shows another example of the block configuration of the
光学ローパスフィルタ950は、被写体180からの光を分散させて、受光部910において受光素子が配列された方向と略直交する方向に、複数の受光部910にわたって受光させる。そして、受光制御部930は、光学ローパスフィルタによって分散された光を、複数の受光部910のそれぞれに他の受光部910の受光期間と一部の期間を重複させて受光させる。例えば、受光制御部930は、図2及び図7に関連して説明したように、受光開始時刻をずらして受光部910のそれぞれに受光させる。そして、撮像画像生成部940は、受光制御部930が同じ期間に被写体180からの光を受光させた受光部910に含まれる複数の受光素子の受光量に基づいて、当該期間毎に撮像画像を生成する。なお、受光制御部930及び撮像画像生成部940は、バス等の通信路820を通じて、受光部810との間で信号を送受信する。
The optical low-
なお、複数の受光素子のそれぞれはCCD型素子であってよいし、CMOS型素子であってもよい。受光素子がCCD型素子である場合には、撮像画像生成部940は、受光部910毎、すなわち、受光素子の列毎に、含まれる複数の受光素子が受光した受光量を読み出してよい。
Each of the plurality of light receiving elements may be a CCD type element or a CMOS type element. When the light receiving element is a CCD type element, the captured
このように、光学ローパスフィルタ950は、被写体180からの光を分散させて複数の受光素子に受光させる。そして、受光制御部930は、光学ローパスフィルタ950によって分散された光を、複数の受光素子のそれぞれに他の受光素子の受光期間と一部の期間を重複させて受光させる。そして、撮像画像生成部940は、受光制御部930が同じ期間に被写体180からの光を受光させた複数の受光素子の受光量に基づいて、当該期間毎に撮像画像を生成する。
Thus, the optical low-
なお、以上の説明では、撮像部110が連続する受光時間にわたって受光することによって撮像画像を生成する場合を例に挙げて説明した。他にも、撮像部110は、断続的に被写体180からの光を受光して得られた受光量に基づいて撮像画像を生成してもよい。他にも、撮像部110は、異なる複数の受光期間のそれぞれから得られた複数の画像を足し合わせて一の撮像画像として生成してもよい。
In the above description, the case where the captured image is generated by receiving light over the continuous light reception time has been described as an example. In addition, the
図10は、撮像システム100のハードウェア構成の一例を示す。撮像システム100は、ホスト・コントローラ1582により相互に接続されるCPU1505、RAM1520、グラフィック・コントローラ1575、及び表示装置1580を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ1584によりホスト・コントローラ1582に接続される通信インターフェイス1530、ハードディスクドライブ1540、及びCD−ROMドライブ1560を有する入出力部と、入出力コントローラ1584に接続されるROM1510、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570を有するレガシー入出力部とを備える。
FIG. 10 shows an example of the hardware configuration of the
ホスト・コントローラ1582は、RAM1520と、高い転送レートでRAM1520をアクセスするCPU1505、及びグラフィック・コントローラ1575とを接続する。CPU1505は、ROM1510、及びRAM1520に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等がRAM1520内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置1580上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ1584は、ホスト・コントローラ1582と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ1540、通信インターフェイス1530、CD−ROMドライブ1560を接続する。ハードディスクドライブ1540は、CPU1505が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス1530は、ネットワーク通信装置1598に接続してプログラムまたはデータを送受信する。CD−ROMドライブ1560は、CD−ROM1595からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540、及び通信インターフェイス1530に提供する。
The input /
また、入出力コントローラ1584には、ROM1510と、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM1510は、撮像システム100が起動時に実行するブート・プログラムや、撮像システム100のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ1550は、フレキシブルディスク1590からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540、及び通信インターフェイス1530に提供する。入出力チップ1570は、フレキシブルディスク・ドライブ1550や、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
The input /
CPU1505が実行するプログラムは、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595、またはICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ1540にインストールされ、RAM1520に読み出されてCPU1505により実行される。
A program executed by the
CPU1505により実行されるプログラムは、撮像システム100を、図1から図9に関連して説明した撮像部110、画像処理部120、撮像制御部130、及び表示部140として機能させる。
The program executed by the
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595の他に、DVDやPD等の光学記録媒体、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムを撮像部110に提供してもよい。
The program shown above may be stored in an external storage medium. As the storage medium, in addition to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 撮像システム
110 撮像装置
120 画像処理部
130 撮像制御部
140 表示部
150 通信回線
180 被写体
220 差分画像生成部
230 部分露光画像生成部
240 部分露光画像格納部
250 部分露光画像取得部
260 動き領域特定部
265 動き算出部
270 動きオブジェクト画像生成部
275 動きオブジェクト大きさ特定部
280 オブジェクト画像合成部
810 受光部
820 通信路
830 受光制御部
840 撮像画像生成部
850 ミラー部
920 通信路
910 受光部
930 受光制御部
940 撮像画像生成部
950 光学ローパスフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記複数の撮像画像の画像内容及び前記複数の受光期間が重複する期間に基づいて、前記複数の受光期間に含まれる、前記複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する部分露光画像生成部と
を備える撮像装置。 In each of a plurality of light receiving periods in which some periods overlap with other light receiving periods, an imaging unit that receives light from substantially the same subject and captures a plurality of captured images of the subject;
Based on the image content of the plurality of captured images and a period in which the plurality of light receiving periods overlap, light from the subject is received during a period of time shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods. An image pickup apparatus comprising: a partial exposure image generation unit configured to generate a partial exposure image to be obtained in the case of.
前記第1受光期間のうち、前記第2受光期間と重複する期間以外の期間で受光した場合に得られるべき部分露光画像を取得する部分露光画像取得部と
をさらに備え、
前記部分露光画像生成部は、前記差分画像生成部が生成した差分画像及び前記部分露光画像取得部が取得した部分露光画像に基づいて、前記第2受光期間のうち、前記第1受光期間と重複する期間以外の期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する
を有する請求項1に記載の撮像装置。 A difference image generation unit that generates a difference image between the first captured image and the second captured image captured in the first light receiving period and the second light receiving period in which the imaging unit overlaps a part of the period;
A partial exposure image acquisition unit that acquires a partial exposure image to be obtained when light is received in a period other than the period that overlaps the second light reception period in the first light reception period;
The partial exposure image generation unit overlaps the first light reception period in the second light reception period based on the difference image generated by the difference image generation unit and the partial exposure image acquired by the partial exposure image acquisition unit. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: generating a partial exposure image to be obtained when light from the subject is received in a period other than the period to be performed.
前記撮像装置は、
前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像のそれぞれの画像内容に基づいて、オブジェクトが動く速さを算出する動き算出部と、
前記動き算出部が算出した速さで前記オブジェクトが動く画像を生成する動きオブジェクト画像生成部と、
前記動きオブジェクト画像生成部が生成した画像を、前記部分露光画像生成部が生成した部分露光画像に合成するオブジェクト画像合成部
をさらに備える請求項1に記載の撮像装置。 The partial exposure image generation unit includes image contents of a first captured image and a second captured image captured by the imaging unit in the first light receiving period and the second light receiving period in which some periods overlap, and the first Based on a period in which one light-receiving period and the second light-receiving period overlap, other than the overlapping period, a period other than the overlapping period in the first light-receiving period, and a period other than the overlapping period in the second light-receiving period Generating a partially exposed image in at least one of the periods;
The imaging device
A motion calculation unit that calculates the speed at which the object moves based on the respective image contents of the first captured image and the second captured image;
A motion object image generation unit that generates an image of the object moving at a speed calculated by the motion calculation unit;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an object image synthesis unit that synthesizes an image generated by the moving object image generation unit with a partial exposure image generated by the partial exposure image generation unit.
前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像において前記動き領域特定部が特定した領域のうち、重複する領域の差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部が生成した差分画像の画像内容に基づいて、前記動くオブジェクトの大きさを特定する動きオブジェクト大きさ特定部と
をさらに備え、
前記動きオブジェクト画像生成部は、前記動きオブジェクト大きさ特定部が特定した大きさのオブジェクトが前記動き算出部が算出した速さで動くオブジェクト画像を生成する
請求項3に記載の撮像装置。 A motion region specifying unit that specifies a region where a moving object exists in each of the first captured image and the second captured image, based on the image contents of the first captured image and the second captured image;
A difference image generating unit that generates a difference image of an overlapping region among the regions specified by the motion region specifying unit in the first captured image and the second captured image;
A moving object size specifying unit for specifying the size of the moving object based on the image content of the difference image generated by the difference image generating unit;
The imaging apparatus according to claim 3, wherein the moving object image generation unit generates an object image in which an object having a size specified by the moving object size specifying unit moves at a speed calculated by the movement calculating unit.
前記撮像装置は、
前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像の画像内容に基づいて、前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像のそれぞれにおいて動くオブジェクトが存在する領域を特定する動き領域特定部と、
前記第1撮像画像及び前記第2撮像画像において前記動き領域特定部が特定した領域のうち、重複する領域の差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部が生成した差分画像の画像内容に基づいて、前記動くオブジェクトの大きさを特定する動きオブジェクト大きさ特定部と、
前記動きオブジェクト大きさ特定部が特定した大きさの前記動くオブジェクトの画像を生成する動きオブジェクト画像生成部と、
前記動きオブジェクト画像生成部が生成した画像を、前記部分露光画像生成部が生成した部分露光画像に合成するオブジェクト画像合成部と
をさらに備える請求項1に記載の撮像装置。 The partial exposure image generation unit includes image contents of a first captured image and a second captured image captured by the imaging unit in the first light receiving period and the second light receiving period in which some periods overlap, and the first Based on a period in which one light-receiving period and the second light-receiving period overlap, other than the overlapping period, a period other than the overlapping period in the first light-receiving period, and a period other than the overlapping period in the second light-receiving period Generating a partially exposed image in at least one of the periods;
The imaging device
A motion region specifying unit for specifying a region where a moving object exists in each of the first captured image and the second captured image based on the image contents of the first captured image and the second captured image;
A difference image generating unit that generates a difference image of an overlapping region among the regions specified by the motion region specifying unit in the first captured image and the second captured image;
A moving object size specifying unit for specifying the size of the moving object based on the image content of the difference image generated by the difference image generating unit;
A moving object image generating unit that generates an image of the moving object having a size specified by the moving object size specifying unit;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: an object image synthesis unit that synthesizes an image generated by the moving object image generation unit with a partial exposure image generated by the partial exposure image generation unit.
被写体からの光を複数の光に分割するミラー部と、
前記ミラー部によって分割された複数の光をそれぞれ受光する複数の受光部と、
前記複数の前記受光部のそれぞれに、他の受光部の受光期間と一部の期間を重複させて光を受光させる受光制御部と、
前記複数の受光部が受光した受光量に基づいて、前記複数の撮像画像を生成する撮像画像生成部と
を有する請求項1に記載の撮像装置。 The imaging unit
A mirror section that divides the light from the subject into a plurality of lights;
A plurality of light receiving portions that respectively receive a plurality of lights divided by the mirror portion;
A light receiving control unit that receives light by overlapping a part of the light receiving period of the other light receiving unit with each of the plurality of light receiving units, and
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a captured image generation unit configured to generate the plurality of captured images based on the amount of light received by the plurality of light receiving units.
複数の受光素子を有する受光部と、
被写体からの光を分散させて前記複数の受光素子に受光させる光学ローパスフィルタと、
前記光学ローパスフィルタによって分散された光を、前記複数の受光素子のそれぞれに他の受光素子の受光期間と一部の期間を重複させて受光させる受光制御部と、
前記受光制御部が同じ期間に被写体からの光を受光させた複数の受光素子の受光量に基づいて、当該期間毎に撮像画像を生成する撮像画像生成部と
を有する請求項1に記載の撮像装置。 The imaging unit
A light receiving section having a plurality of light receiving elements;
An optical low-pass filter that disperses light from a subject and receives the light by the plurality of light receiving elements;
A light receiving control unit configured to receive the light dispersed by the optical low-pass filter by overlapping each of the plurality of light receiving elements with a light receiving period of another light receiving element and a part of the period;
2. The imaging according to claim 1, further comprising: a captured image generation unit configured to generate a captured image for each period based on light reception amounts of a plurality of light receiving elements that receive light from the subject during the same period. apparatus.
前記光学ローパスフィルタは、被写体からの光を分散させて、前記受光素子列において受光素子が配列された方向と略直交する方向に複数の前記受光素子列にわたって受光させ、
前記受光制御部は、前記光学ローパスフィルタによって分散された光を、前記複数の受光素子列のそれぞれに他の受光素子列の受光期間と一部の期間を重複させて受光させ、
前記撮像画像生成部は、前記受光制御部が同じ期間に被写体からの光を受光させた受光素子列に含まれる複数の受光素子の受光量に基づいて、当該期間毎に撮像画像を生成する
請求項7に記載の撮像装置。 The plurality of light receiving elements form a plurality of light receiving element arrays in which a plurality of light receiving elements are respectively arranged,
The optical low-pass filter disperses light from a subject and receives light over the plurality of light receiving element rows in a direction substantially orthogonal to a direction in which the light receiving elements are arranged in the light receiving element row,
The light receiving control unit receives light dispersed by the optical low-pass filter by overlapping each of the plurality of light receiving element arrays with a light receiving period of a part of the other light receiving element arrays,
The captured image generation unit generates a captured image for each period based on the amount of light received by a plurality of light receiving elements included in a light receiving element array in which the light reception control unit receives light from a subject during the same period. Item 8. The imaging device according to Item 7.
前記複数の撮像画像の画像内容及び前記複数の受光期間が重複する期間に基づいて、前記複数の受光期間に含まれる前記複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する画像生成部と
を備える撮像方法。 In each of a plurality of light receiving periods in which some periods overlap with other light receiving periods, an imaging unit that receives light from substantially the same subject and captures a plurality of captured images of the subject;
Based on the image content of the plurality of captured images and the period in which the plurality of light receiving periods overlap, light from the subject is received during a period of time shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods. An imaging method comprising: an image generation unit that generates a partial exposure image to be obtained.
一部の期間が他の受光期間と重複する複数の受光期間のそれぞれにおいて、略同一の被写体からの光を受光して、被写体の複数の撮像画像を撮像する撮像部、
前記複数の撮像画像の画像内容及び前記複数の受光期間が重複する期間に基づいて、前記複数の受光期間に含まれる前記複数の受光期間より短い時間長さの期間に被写体からの光を受光した場合に得られるべき部分露光画像を生成する画像生成部
として機能させるプログラム。 A program for an imaging apparatus, wherein the imaging apparatus is
An imaging unit that receives light from substantially the same subject and captures a plurality of captured images of the subject in each of a plurality of light receiving periods in which some periods overlap with other light receiving periods;
Based on the image content of the plurality of captured images and the period in which the plurality of light receiving periods overlap, light from the subject is received during a period of time shorter than the plurality of light receiving periods included in the plurality of light receiving periods. A program that functions as an image generation unit that generates a partial exposure image to be obtained.
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