JP2009038814A - Imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を時系列的に得る撮像系の階調幅が、出力系における階調幅より広い撮像システムに係わり、階調幅を適用的に変換する階調変換曲線の更新を適切に行うことで高画質な出力画像を得る撮像システムに関するものである。 The present invention relates to an imaging system in which the gradation width of an imaging system that obtains images in a time series is wider than the gradation width in the output system, and appropriately updates the gradation conversion curve that appropriately converts the gradation width. The present invention relates to an imaging system that obtains a high-quality output image.
例えば、デジタルビデオカメラにおいては、デジタル系信号処理の桁落ちによる画質劣化を防止するため、最終的な出力画像の階調幅(通常8ビット)に対して、入力および処理系における画像の階調幅をより広く、通常10〜12ビット程度に設定している。この場合、出力系の階調幅に合致するように階調変換を行う必要がある。また、露光量の異なる複数枚の画像を合成することで、より階調幅の広い広ダイナミックレンジ画像を生成する手法も提案されている。この場合も、得られた広ダイナミックレンジ画像を、出力系の階調幅に合致するように階調変換する必要がある。 For example, in a digital video camera, in order to prevent deterioration in image quality due to digit loss in digital signal processing, the gradation width of the image in the input and processing system is set to the gradation width of the final output image (usually 8 bits). More generally, it is set to about 10 to 12 bits. In this case, it is necessary to perform gradation conversion so as to match the gradation width of the output system. There has also been proposed a method of generating a wide dynamic range image with a wider gradation width by combining a plurality of images having different exposure amounts. In this case as well, it is necessary to perform gradation conversion so that the obtained wide dynamic range image matches the gradation width of the output system.
上記の階調変換を行う方法として、従来、標準的なシーンに合わせた固定的なガンマ曲線や、ヒストグラムなどに基づく適用的な階調変換曲線により階調変換を行ったり、あるいは特許文献1に開示されているように、一定時間毎に画像を取り込み、その取り込んだ画像の特定領域(例えば、画像中央)の輝度統計量に基づいて階調変換を行ったりする方法が提案されている。 As a method of performing the above-described gradation conversion, conventionally, gradation conversion is performed using a fixed gamma curve adapted to a standard scene, an applicable gradation conversion curve based on a histogram, or the like. As disclosed, a method has been proposed in which an image is captured at regular intervals, and gradation conversion is performed based on luminance statistics of a specific region (for example, the center of the image) of the captured image.
ところが、階調変換をガンマ変換などで固定的に行う場合には、変化するシーンに応じて適切な階調変換を行うことができず、また階調変換をヒストグラムなどに基づく適用的な階調変換曲線により行う場合には、撮影時のシーン変化に合わせて、適切なタイミングで階調変換曲線を算出しないと、適切な階調変換を行うことができないという問題がある。 However, when the gradation conversion is fixedly performed by gamma conversion or the like, appropriate gradation conversion cannot be performed according to the changing scene, and the gradation conversion is applied based on a histogram or the like. When the conversion curve is used, there is a problem that appropriate gradation conversion cannot be performed unless the gradation conversion curve is calculated at an appropriate timing in accordance with a scene change at the time of shooting.
また、特許文献1に開示されているように、一定時間毎に画像を取り込み、その特定領域の輝度統計量に基づいて階調変換を行う場合には、シーン変化が無く階調変換曲線を算出する必要のない場合でも算出することになるため無駄が多く、また、シーン変化が発生しても、タイミングが合わないと階調変換曲線が算出されないため、シーン変化に応じて適切な階調変換を行うことができないという問題がある。
Further, as disclosed in
さらに、画像中央などの特定領域を設定しているため、それ以外の領域でのシーン変化の検出に対応できないという問題があると共に、定期的に階調変換曲線が更新されるため、画面の安定性を損なうという問題もある。 In addition, since a specific area such as the center of the image is set, there is a problem that it is not possible to cope with detection of scene changes in other areas, and the gradation conversion curve is regularly updated, so the screen is stable. There is also the problem of impairing sex.
また、最近ではネットワークによる動画配信なども行われている。この場合、画像サイズやフレームレートなどが配信の条件により変化するが、上記の従来技術では、画像サイズやフレームレートの変化に対応して階調変換曲線を算出するタイミングを自動的に調整することができないため、適切な階調変換を行うことができないという問題がある。 Recently, video distribution via a network has also been carried out. In this case, the image size, frame rate, etc. will change depending on the delivery conditions. However, the above-described conventional technology automatically adjusts the timing for calculating the gradation conversion curve in response to changes in the image size and frame rate. Therefore, there is a problem that appropriate gradation conversion cannot be performed.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、時系列的に得られる画像の階調幅を変換する階調変換曲線を算出するタイミングを、被写体の画面位置や微小な画面変化に影響されることなく、シーン変化や撮影条件の変化に合わせて自動的に最適に調整でき、常に適切に階調変換できると共に、安定した階調変換画面が得られる撮像システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is that the timing for calculating the gradation conversion curve for converting the gradation width of the image obtained in time series is influenced by the screen position of the subject and the minute screen change. It is an object of the present invention to provide an imaging system that can automatically and optimally adjust according to scene changes and changes in shooting conditions, always perform appropriate gradation conversion, and obtain a stable gradation conversion screen.
上記目的を達成する請求項1に係る撮像システムの発明は、撮像系からの時系列的に連続するMビット階調幅の画像群を、出力系のNビット階調幅(M、Nは自然数でM≧N)の画像群に変換して後段の処理系に出力する撮像システムにおいて、
上記Mビット階調幅の画像群の中から、上記撮像系により単位時間あたりに撮影される画像群の画像サイズとフレーム数とから情報量を求め、上記後段の処理系に対する負荷が増加しないように、上記情報量が増大するに従って長い時間間隔で1枚の画像を選択する選択手段と、
上記選択手段で順次選択された画像間の特性情報の変化を検出する検出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記選択手段により選択された画像の階調変換曲線を算出する算出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記特性情報の変化が検出されたときは上記算出手段で算出された新規の階調変換曲線を用いて、上記特性情報の変化が検出されないときは現在の階調変換曲線を用いて、それぞれ上記Mビット階調幅の画像群を上記Nビット階調幅の画像群に変換する階調変換手段と、を有し、
上記選択手段は、上記検出手段が特定情報の変化によりシーン変化を検出した場合は、時間間隔0で画像を選択する、ことを特徴とするものである。
The invention of the imaging system according to
From the image group having the M-bit gradation width, an information amount is obtained from the image size and the number of frames of the image group photographed per unit time by the imaging system so that the load on the subsequent processing system does not increase. Selecting means for selecting one image at long time intervals as the amount of information increases;
Detecting means for detecting a change in characteristic information between images sequentially selected by the selecting means;
Calculation means for calculating a gradation conversion curve of the image selected by the selection means based on the detection result of the detection means;
Based on the detection result of the detection means, when a change in the characteristic information is detected, a new gradation conversion curve calculated by the calculation means is used. Gradation conversion means for converting the image group having the M-bit gradation width into the image group having the N-bit gradation width, respectively, using the gradation conversion curve of
The selection means is characterized in that an image is selected at a time interval of 0 when the detection means detects a scene change due to a change in specific information.
さらに、上記目的を達成する請求項2に係る撮像システムの発明は、撮像系からの時系列的に連続するMビット階調幅の画像群を、出力系のNビット階調幅(M、Nは自然数でM≧N)の画像群に変換して後段の処理系に出力する撮像システムにおいて、
上記Mビット階調幅の画像群の中から、上記撮像系により単位時間あたりに撮影される画像群の画像サイズとフレーム数とから情報量を求め、上記後段の処理系に対する負荷が増加しないように、上記情報量が増大するに従って長い時間間隔で1枚の画像を選択する選択手段と、
上記選択手段で順次選択された画像間の特性情報の変化を検出する検出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記選択手段により選択された画像の階調変換曲線を選択的に算出する算出手段と、
上記選択手段で選択された画像の特性情報および当該画像に対して上記算出手段で算出された階調変換曲線を組として複数記録する記録手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記特性情報の変化が検出されたときは上記算出手段で算出された新規の階調変換曲線、または上記記録手段に記録されている過去の階調変換曲線を用いて、上記特性情報の変化が検出されないときは現在の階調変換曲線を用いて、それぞれ上記Mビット階調幅の画像群を上記Nビット階調幅の画像群に変換する階調変換手段と、を有し、
上記選択手段は、上記検出手段が特定情報の変化によりシーン変化を検出した場合は、時間間隔0で画像を選択する、ことを特徴とするものである。
Furthermore, the invention of the imaging system according to claim 2 which achieves the above object is characterized in that an image group having continuous M-bit gradation width from the imaging system in an N-bit gradation width (M and N are natural numbers) of the output system. In an imaging system that converts the image group to M ≧ N) and outputs the image group to a subsequent processing system,
From the image group having the M-bit gradation width, an information amount is obtained from the image size and the number of frames of the image group photographed per unit time by the imaging system so that the load on the subsequent processing system does not increase. Selecting means for selecting one image at long time intervals as the amount of information increases;
Detecting means for detecting a change in characteristic information between images sequentially selected by the selecting means;
Calculation means for selectively calculating a gradation conversion curve of the image selected by the selection means based on the detection result of the detection means;
Recording means for recording a plurality of sets of characteristic information of the image selected by the selection means and the gradation conversion curves calculated by the calculation means for the image;
When a change in the characteristic information is detected based on the detection result of the detection means, a new gradation conversion curve calculated by the calculation means or a past gradation conversion recorded in the recording means Tone conversion means for converting the image group having the M-bit gradation width into the image group having the N-bit gradation width using the current gradation conversion curve when no change in the characteristic information is detected using a curve And having
The selection means is characterized in that an image is selected at a time interval of 0 when the detection means detects a scene change due to a change in specific information.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の撮像システムにおいて、
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された画像の平均輝度レベルを算出する輝度算出手段と、
上記輝度算出手段で算出された順次の画像間における平均輝度レベルの変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the imaging system according to
The detecting means is
As the characteristic information, luminance calculation means for calculating an average luminance level of the image selected by the selection means,
Determining means for determining the presence or absence of a scene change based on a change in average brightness level between sequential images calculated by the brightness calculating means;
It is characterized by having.
請求項4に係る発明は、請求項1または2に記載の撮像システムにおいて、
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された順次の2枚の画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段と、
上記動きベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the imaging system according to
The detecting means is
As the characteristic information, a motion vector calculation unit that calculates a motion vector from two sequential images selected by the selection unit;
Determining means for determining the presence or absence of a scene change based on the motion vector calculated by the motion vector calculating means;
It is characterized by having.
請求項5に係る発明は、請求項1または2に記載の撮像システムにおいて、
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された画像からヒストグラムを算出するヒストグラム算出手段と、
上記ヒストグラム算出手段で算出された順次の画像間におけるヒストグラムの変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the imaging system according to
The detecting means is
Histogram calculation means for calculating a histogram from the image selected by the selection means as the characteristic information;
Determining means for determining the presence or absence of a scene change based on a change in histogram between sequential images calculated by the histogram calculating means;
It is characterized by having.
請求項6に係る発明は、請求項2に記載の撮像システムにおいて、
上記検出手段は、
上記選択手段で選択された画像の特性情報と上記記録手段に記録されている複数の特性情報との類似度を算出する類似度算出手段と、
上記類似度算出手段で算出された類似度が所定条件を満たす場合に、当該類似する特性情報と組をなす階調変換曲線を上記記録手段から読み出す読み出し手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the imaging system according to claim 2,
The detecting means is
Similarity calculating means for calculating the similarity between the characteristic information of the image selected by the selecting means and a plurality of characteristic information recorded in the recording means;
When the similarity calculated by the similarity calculating unit satisfies a predetermined condition, a reading unit that reads out from the recording unit a gradation conversion curve that forms a pair with the similar characteristic information;
It is characterized by having.
請求項7に係る発明は、請求項1または2に記載の撮像システムにおいて、
上記検出手段は、
上記特性情報の変化として、上記選択手段で選択された画像の露光条件または合焦条件の撮影条件を検出する撮影条件検出手段と、
上記撮影条件検出手段で検出された順次の画像間における撮影条件の変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 7 is the imaging system according to
The detecting means is
As a change in the characteristic information, a photographing condition detecting unit that detects a photographing condition of an exposure condition or a focusing condition of the image selected by the selecting unit;
Determination means for determining the presence or absence of a scene change based on a change in shooting conditions between sequential images detected by the shooting condition detection means;
It is characterized by having.
請求項1に係る発明によると、選択手段において情報量およびシーン変化に基づいて適切なタイミングで画像が抽出され、その抽出された順次の画像の特性情報の変化が検出手段で検出されたときは、選択手段で抽出された画像に基づいて算出手段で階調変換曲線が算出され、その新たに算出された階調変換曲線を用いて階調変換手段によりMビット階調幅の画像群がNビット階調幅の画像群に変換され、検出手段で特性情報の変化が検出されないときは、階調変換手段において現在使用している階調変換曲線でMビット階調幅の画像群がNビット階調幅の画像群に変換されるので、無駄な計算を省いてシーン変化に合わせて自動的に適切なタイミングで階調変換曲線を設定することができ、したがってシーン変化に対して常に適切に階調変換でき、高品位で安定した階調変換画面を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the selection unit extracts an image at an appropriate timing based on the information amount and the scene change, and when the detection unit detects a change in the characteristic information of the extracted sequential images. The gradation conversion curve is calculated by the calculation means based on the image extracted by the selection means, and an image group having an M-bit gradation width is set to N bits by the gradation conversion means using the newly calculated gradation conversion curve. When converted to an image group of gradation width and no change in the characteristic information is detected by the detection means, the image group of M bit gradation width is N-bit gradation width on the gradation conversion curve currently used in the gradation conversion means. Since it is converted into an image group, a tone conversion curve can be set automatically at an appropriate timing in accordance with a scene change without unnecessary calculation, and accordingly, the tone change is always appropriately performed with respect to the scene change. Can, it is possible to obtain a stable gradation conversion screen with high quality.
請求項2に係る発明によると、選択手段において情報量およびシーン変化に基づいて適切なタイミングで画像が抽出され、その抽出された順次の画像の特性情報の変化が検出手段で検出され、かつ当該画像の特性情報に対応する特性情報が記録手段に記録されていないときは、選択手段で抽出された画像に基づいて算出手段で階調変換曲線が算出されて、その新たに算出された階調変換曲線とそのシーンを特徴付ける当該画像の特性情報とが組として記録手段に記録されると共に、その新たに算出された階調変換曲線を用いて階調変換手段によりMビット階調幅の画像群がNビット階調幅の画像群に変換される。また、検出手段で特性情報の変化が検出され、かつその特性情報に対応する特性情報が記録手段に記録されているときは、記録手段に記録されている特性情報と対応する階調変換曲線を用いて階調変換手段によりMビット階調幅の画像群がNビット階調幅の画像群に変換され、検出手段で特性情報の変化が検出されないときは、算出手段で階調変換曲線を算出することなく、階調変換手段において現在使用している階調変換曲線でMビット階調幅の画像群がNビット階調幅の画像群に変換される。したがって、シーン変化に合わせて自動的に適切なタイミングで階調変換曲線を設定することができると共に、無駄な計算を省いてシーン変化に対して迅速かつ適切に階調変換でき、高品位で安定した階調変換画面を得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the selection unit extracts an image at an appropriate timing based on the information amount and the scene change, the change in the characteristic information of the extracted sequential images is detected by the detection unit, and the When the characteristic information corresponding to the characteristic information of the image is not recorded in the recording means, the gradation conversion curve is calculated by the calculation means based on the image extracted by the selection means, and the newly calculated gradation The conversion curve and the characteristic information of the image that characterizes the scene are recorded as a set in the recording unit, and an image group having an M-bit gradation width is formed by the gradation conversion unit using the newly calculated gradation conversion curve. It is converted into an image group having an N-bit gradation width. Further, when the change of the characteristic information is detected by the detecting means and the characteristic information corresponding to the characteristic information is recorded in the recording means, a gradation conversion curve corresponding to the characteristic information recorded in the recording means is obtained. When the gradation conversion unit converts the image group having the M-bit gradation width into the image group having the N-bit gradation width, and the change of the characteristic information is not detected by the detection unit, the gradation conversion curve is calculated by the calculation unit. Instead, the image group having the M-bit gradation width is converted into the image group having the N-bit gradation width by the gradation conversion curve currently used in the gradation converting means. Therefore, a tone conversion curve can be set automatically at an appropriate timing according to the scene change, and a tone conversion curve can be quickly and appropriately converted to a scene change without unnecessary calculation, and stable with high quality. A gradation conversion screen can be obtained.
請求項3に係る発明によると、選択された画像の輝度値の時系列的な変化からシーン変化を検出するので、少ない演算量および低コストな処理系でシーン変化を検出することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the scene change is detected from the time-series change in the luminance value of the selected image, the scene change can be detected with a small amount of calculation and a low-cost processing system.
請求項4に係る発明によると、動きベクトルの時系列的な変化に基づいてシーン変化を検出するので、主要被写体に重きを置いた階調変換が可能となり、高品位な画像を得ることができる。 According to the invention of claim 4, since a scene change is detected based on a time-series change of a motion vector, gradation conversion with emphasis on the main subject becomes possible, and a high-quality image can be obtained. .
請求項5に係る発明によると、ヒストグラムの時系列的な変化からシーン変化を検出するので、比較的少ない演算量および低コストな処理系でシーン変化を検出することができる。また、暗部や明部を除いた中間の階調に重きを置くことで、シーン変化の検出能を向上することができる。 According to the invention of claim 5, since the scene change is detected from the time-series change of the histogram, the scene change can be detected with a relatively small amount of calculation and a low-cost processing system. Further, by placing emphasis on the intermediate gradation excluding the dark part and the bright part, the scene change detection ability can be improved.
請求項6に係る発明によると、シーン変化が検出された場合には、記録手段に記録されている過去の特性情報との類似性を求め、類似性が高い場合にはその過去の特性情報と組をなして記録されている過去の階調変換曲線を用いて階調変換が行なわれるので、類似するシーンの場合には階調変換曲線を算出する手間を省略することが可能となり、高速処理が可能となる。 According to the invention of claim 6, when a scene change is detected, the similarity with the past characteristic information recorded in the recording means is obtained, and when the similarity is high, the past characteristic information Since gradation conversion is performed using past gradation conversion curves recorded in pairs, it is possible to save the trouble of calculating gradation conversion curves in the case of similar scenes. Is possible.
請求項7に係る発明によると、画像の露光条件または合焦条件の撮影条件の変化に基づいてシーン変化が検出されるので、撮影条件の変化に合わせて自動的に適切なタイミングで階調変換曲線を設定することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since a scene change is detected based on a change in the shooting condition of the image exposure condition or the focusing condition, gradation conversion is automatically performed at an appropriate timing according to the change of the shooting condition. A curve can be set.
以下、本発明による撮像システムの実施の形態について、図1〜図10を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an imaging system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図6は本発明の第1実施の形態を示すもので、図1は撮像システム全体の構成を示すブロック図、図2は図1に示す選択部の一例の構成を示すブロック図、図3は選択部における時間設定用関数の説明図、図4は図1に示す検出部の一例の構成を示すブロック図、図5は図1に示す算出部の一例の構成を示すブロック図、図6は図1に示す階調変換部の一例の構成を示すブロック図である。 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the entire imaging system. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a selection unit shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a time setting function in the selection unit, FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an example of the detection unit illustrated in FIG. 1, and FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an example of the calculation unit illustrated in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an example of the gradation converting unit shown in FIG.
図1に示す撮像システムでは、動画等の映像を、レンズ系100、絞り101、ローパスフィルタ102および単板式のCCD103を有する撮像系で撮影し、この撮像系のCCD103から出力されるアナログ映像信号をA/D変換器104でデジタル信号に変換して、画像用バッファ105を介して測光評価部106、合焦点検出部107および信号処理部109へそれぞれ転送する。
In the imaging system shown in FIG. 1, an image such as a moving image is captured by an imaging system having a
測光評価部106は、絞り101およびCCD103にそれぞれ接続し、合焦点検出部107はAFモータ108に接続する。また、信号処理部109は、階調変換部(階調変換手段)110およびD/A変換器111を経てモニタやビデオレコーダなどの出力部112に接続すると共に、選択部(選択手段)113を経て検出部(検出手段)114および算出部(算出手段)115にそれぞれ接続する。また、階調変換部110には、算出部115および標準階調曲線ROM(標準階調曲線記録手段)116をそれぞれ接続する。
The
上記の測光評価部106、合焦点検出部107、信号処理部109、階調変換部110、出力部112、選択部113、検出部114、算出部115は、さらにマイクロコンピュータなどの制御部117に接続し、制御部117には、さらに電源スイッチ、シャッタボタン、撮影時の各種モードの切り替えを行うためのインターフェースを備えた外部I/F部118を接続する。ここで、制御部117は全体の動作を制御する制御手段を構成する他、初期化検出手段、撮影条件検出手段およびリセット手段も構成する。なお、図1、図2および図4〜図6において、太線の実線で示す信号ラインは映像信号ラインを示し、細線の実線で示す信号ラインは制御信号ラインを示し、破線で示す信号ラインはその他のデータラインを示している。
The
図1に示す撮像システムは、使用者が外部I/F部118を介して画像サイズやフレーム数などの撮影条件を指定し、その後、シャッタボタンを押すことにより撮影を開始する。この撮影開始によりCCD103から得られる映像信号は、A/D変換器104でデジタル信号に変換して画像用バッファ105へ転送して格納する。本実施の形態では、デジタル化された信号の階調幅を例えば12ビットとする。
In the imaging system shown in FIG. 1, the user designates imaging conditions such as the image size and the number of frames via the external I /
画像用バッファ105へ転送された映像信号は、測光評価部106および合焦点検出部107へそれぞれ転送する。測光評価部106では、映像信号から画像中の輝度レベル(露光条件)を算出し、その輝度レベルに基づいて適正露光となるように絞り101やCCD103の電子シャッタ速度などを制御する。また、合焦点検出部107では、映像信号から画像中のエッジ強度(合焦条件)を検出し、そのエッジ強度が最大となるように、すなわち合焦画像が得られるようにAFモータ108を制御する。これら測光評価部106で算出された露光条件、および合焦点検出部107で検出された合焦条件などの撮影時の条件は、制御部117へ転送する。
The video signal transferred to the
信号処理部109では、制御部117の制御のもとに、画像用バッファ105上の単板状態の映像信号を読み込み、その映像信号に基づいて公知の補間処理、ホワイトバランス処理、強調処理などを行って三板状態の映像信号を生成し、その生成した映像信号を選択部113により所定時間間隔で選択して検出部114へ転送する。
The
検出部114では、選択された映像信号(画像)から所定の特性情報を算出し、その算出した特性情報と、前回選択された画像から既に算出されている特性情報とを比較してシーン変化の有無を検出し、その結果を制御部117へ転送する。
The
制御部117では、検出部114からの信号に基づいて、シーン変化が検出された場合には、算出部115において選択部113で選択された画像に基づいて新たな階調変換曲線を算出して階調変換部110へ転送するように制御する。
The
これに対し、シーン変化が検出されなかった場合には、算出部115で新たな階調変換曲線を算出することなく、階調変換部110において現在使用している階調変換曲線の使用を継続させるように制御する。なお、電源投入時などの初期化状況を制御部117が検知した場合は、階調変換部110において標準階調曲線ROM116に格納されている階調変換曲線を読み込むように制御する。
On the other hand, when no scene change is detected, the
階調変換部110では、上記のようにして得られた階調変換曲線に基づいて信号処理部109からの信号を出力系の階調幅に整合するように変換する。本実施の形態では、出力系の階調幅を、例えば8ビットとする。この階調変換部110から出力されるデジタル映像信号は、D/A変換器111でアナログの映像信号に変換して、モニタやビデオレコーダなどの出力部112へ出力する。
The
次に、上記の選択部113、検出部114、算出部115、および階調変換部110の各部の詳細な構成および動作について説明する。
Next, detailed configurations and operations of the respective units of the
図2は、選択部113の一例の構成を示すブロック図である。この選択部113は、時間設定部(時間設定手段)200、関数用ROM201、画像読み込み部202、縮小部(縮小手段)203、縮小画像用バッファ204を有している。時間設定部200は、制御部117、関数用ROM201および画像読み込み部202に接続し、画像読み込み部202は、さらに制御部117、信号処理部109および縮小部203に接続し、縮小部203は、さらに縮小画像用バッファ204に接続し、縮小画像用バッファ204は、さらに検出部114および算出部115にそれぞれ接続する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
時間設定部200には、制御部117を経て測光評価部106、合焦点検出部107、外部I/F部118からの情報を転送する。時間設定部200では、外部I/F部118から得られる画像サイズやフレーム数などの情報に基づいて関数用ROM201に設定された関数から画像を選択する時間間隔を決定する。
Information from the
図3は、関数用ROM201に設定される時間設定用関数の一例を示すものである。この時間設定関数は、後段の処理系に対する負荷が増加しないように、画像サイズまたはフレーム数が大きくなるに従って時間間隔が長く設定されるようになっている。
FIG. 3 shows an example of a time setting function set in the
なお、フレーム数が0の場合は静止画像撮影を意味し、この場合の時間間隔は0となり、全ての画像が選択されることになる。また、時間設定部200は、測光評価部106、合焦点検出部107からの測光、合焦条件が急変した場合にはシーン変化が生じたと判断し、時間間隔を0に設定する。これ以外にも、ホワイトバランス、レンズのズーム位置、カメラの移動などの情報を用いてシーン変化を検出することも可能である。さらに、シーン変化量が所定値を越えて、現在の階調変換曲線では画像が破綻する可能性が高い場合には、新たな階調変換曲線の算出を待たずに標準階調曲線ROM116の階調変換曲線へ切り換えることも可能である。また、上記の時間設定用関数を複数用意して、目的に応じて切り換えるなどの拡張も可能である。
If the number of frames is 0, it means still image shooting. In this case, the time interval is 0, and all images are selected. Also, the
画像読み込み部202は、時間設定部200による制御に基づいて所定の時間間隔で信号処理部109からの信号を読み込んで縮小部203へ転送する。縮小部203は、予め定められた縮小率、例えば1/8等で画像を縮小処理し、縮小画像用バッファ204へ転送して格納する。なお、縮小部203における縮小率は、固定にする必要はなく、可変にしても良い。例えば、縮小画像サイズと選択する時間間隔とから単位時間内の情報量を求め、この情報量が一定値以下になるように縮小率を制御することも可能である。
The
縮小画像用バッファ204は、複数枚の縮小画像を記録できるリング状バッファで、バッファが一杯になると古い画像から上書きするように構成する。この縮小画像用バッファ204内の縮小画像は、検出部114または算出部115へ転送する。
The reduced
図4は、検出部114の一例の構成を示すブロック図である。この検出部114は、輝度算出部(輝度算出手段)300、輝度値用バッファ301、および判断部(判断手段)302を有している。輝度算出部300は、制御部117および選択部113にそれぞれ接続すると共に、輝度値用バッファ301を経て判断部302に接続し、判断部302は、さらに制御部117に接続する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
輝度算出部300は、制御部117による制御に基づいて選択部113から上記の縮小画像を取り込み、縮小画像の平均輝度値を算出する。この平均輝度値は輝度値用バッファ301へ転送して保存する。輝度値用バッファ301は、平均輝度値を記録するリング状バッファで、バッファが一杯になると、古い平均輝度値から上書きするように構成する。
The
判断部302は、輝度値用バッファ301からの平均輝度値の時系列的な変化を監視し、所定の閾値以上の変化が所定回数連続して発生した場合にシーン変化が生じたと判断する。この判断結果は、制御部117へ転送する。
The
図5は、算出部115の一例の構成を示すブロック図である。この算出部115は、輝度算出部(分離手段)400、適正露光抽出部(抽出手段)401、エッジ抽出部(特徴量算出手段)402、ヒストグラム作成部(ヒストグラム作成手段)403、および変換曲線算出部(階調変換曲線算出手段)404を有している。輝度算出部400は、制御部117および選択部113にそれぞれ接続すると共に、適正露光抽出部401を介してエッジ抽出部402に接続し、またヒストグラム作成部403を介して変換曲線算出部404に接続する。適正露光抽出部401は、さらに制御部117に接続し、ヒストグラム作成部403は、さらに適正露光抽出部401およびエッジ抽出部402にそれぞれ接続し、変換曲線算出部404は、さらに制御部117および階調変換部110にそれぞれ接続する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
輝度算出部400は、制御部117による制御のもとに、検出部114でシーン変化が検出された場合に、選択部113からの上記の縮小画像を取り込んで、その輝度を算出する。この輝度算出部400で算出された輝度信号は、適正露光抽出部401で暗部および明部に関する所定の閾値(例えば12ビット階調なら暗部が「128」、明部が「3968」)と比較し、暗部の閾値以上で明部の閾値以下の輝度信号を適性露光域として抽出して、エッジ抽出部402およびヒストグラム作成部403へそれぞれ転送する。
When the scene change is detected by the
エッジ抽出部402では、適正露光抽出部401からの輝度信号に対して公知のエッジ検出を行ない、所定の閾値以上のエッジ強度を有する画素をエッジ部として抽出し、その情報をヒストグラム作成部403へ転送する。
The
ヒストグラム作成部403では、上記の適性露光域の情報とエッジ部の情報とに基づいて、輝度算出部400からの輝度信号の中から、適正露光域内のエッジ部における輝度信号のヒストグラムを作成して変換曲線算出部404へ転送する。
The
変換曲線算出部404では、ヒストグラム作成部403からのヒストグラムを累積することで階調変換曲線を求め、それを階調変換部110へ転送する。
The conversion
図6は、階調変換部110の一例の構成を示すブロック図である。この階調変換部110は、Y/C分離部500、輝度信号バッファ501、色差信号バッファ502、輝度補正部503、階調変換曲線読み込み部(転送手段)504、補正輝度信号バッファ505、色差補正部506、およびY/C合成部507を有している。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
Y/C分離部500は、信号処理部109に接続すると共に、輝度信号バッファ501および色差信号バッファ502にそれぞれ接続する。輝度信号バッファ501は、さらに色差補正部506に接続すると共に、輝度補正部503および補正輝度信号バッファ505を経てY/C合成部507に接続する。色差信号バッファ502は、さらに色差補正部506を経てY/C合成部507に接続する。また、補正輝度信号バッファ505は、さらに色差補正部506に接続し、Y/C合成部507は、さらにD/A変換器111に接続する。さらに、階調変換曲線読み込み部504は、算出部115および標準階調曲線ROM116に接続すると共に、輝度補正部503に接続する。さらに、上記のY/C分離部500、輝度補正部503、階調変換曲線読み込み部504、色差補正部506、およびY/C合成部507は制御部117にそれぞれ接続する。
The Y /
信号処理部109からの映像信号は、Y/C分離部500で輝度信号と色差信号とに分離して、輝度信号を輝度信号バッファ501に、色差信号を色差信号バッファ502にそれぞれ格納する。また、階調変換曲線読み込み部504は、制御部117による制御のもとに、電源投入などの初期化状況が検出された場合には、標準階調曲線ROM116に格納されている標準の階調変換曲線を読み込み、検出部114にてシーン変化が検出された場合には、算出部115からの新規の階調変換曲線を読み込む。
The video signal from the
輝度信号バッファ501に格納された輝度信号は、輝度補正部503および色差補正部506にそれぞれ転送する。輝度補正部503では、輝度信号バッファ501からの輝度信号を、階調変換曲線読み込み部504に読み込まれた所定の階調変換曲線に基づいて出力系の階調幅、本実施の形態では8ビットに変換し、その変換した輝度信号を補正輝度信号バッファ505を経て、Y/C合成部507および色差補正部506にそれぞれ転送する。
The luminance signal stored in the
また、色差信号バッファ502に格納された色差信号は、色差補正部506へ転送する。色差補正部506では、輝度信号バッファ501および補正輝度信号バッファ505からの階調変換前後の輝度信号と色の存在し得る理論限界モデルとに基づいて色差信号を補正する補正係数を算出し、この算出した補正係数により色差信号バッファ502からの色差信号を補正して、その補正された色差信号をY/C合成部507へ転送する。
Further, the color difference signal stored in the color
Y/C合成部507では、補正輝度信号バッファ505からの階調変換後の輝度信号と、色差補正部506からの補正された色差信号とを合成し、その合成された映像信号をD/A変換器111へ転送する。
The Y /
このように、本実施の形態では、時系列的に撮像される画像に対して、選択部113で画像サイズやフレーム数などの撮影条件に適した時間間隔で画像を選択し、その選択された画像の特性に基づいて検出部114でシーン変化の有無を検出し、画像自体あるいはその測光情報や合焦情報からシーン変化が検出された場合には算出部115で新規の階調変換曲線を算出し、シーン変化が検出された場合には算出部115で新たに算出された階調変換曲線を用いて、またシーン変化が検出されない場合には現在の階調変換曲線を用いて階調変換部110で各画像の階調特性を変換するようにしたので、適切なタイミングで階調変換曲線を算出でき、高品位の画像を得ることができる。また、選択された画像からシーン変化を検出する際に、画像を縮小処理するようにしたので、処理系を小規模かつ低コストにできると共に、縮小処理することにより画像の微小変化が吸収されるので安定した画像を得ることができる。しかも、特定領域からではなく、画像全体からシーン変化を検出するようにしたので、被写体位置によることなくシーン変化を検出することができる。また、標準階調曲線を格納する標準階調曲線ROM116を設けたので、初期化状況などにも対応することができる。
As described above, in the present embodiment, with respect to an image captured in time series, the
図7〜図10は本発明の第2実施の形態を示すもので、図7は撮像システム全体の構成を示すブロック図、図8は図7に示す検出部の一例の構成を示すブロック図、図9は図8に示す検出部におけるヒストグラムの類似度性算出を説明するための図、図10は図7に示す記録部の一例の構成を示すブロック図である。 FIGS. 7 to 10 show a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the entire imaging system, and FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the detection unit shown in FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining calculation of histogram similarity in the detection unit shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an example of the recording unit shown in FIG.
本実施の形態の撮像システムは、第1実施の形態における撮像システムにおいて、画像用バッファ105に代えて第1画像用バッファ600、第2画像用バッファ601および合成部(合成手段)602を設けると共に、検出部114、算出部115、制御部117、および階調変換部110にそれぞれ接続して記録部603を付加し、さらに検出部114を第1実施の形態とは異なる構成としたものであり、その他の構成は第1実施の形態と同様であるので、同様の作用を行う構成要素には同一参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
The imaging system according to the present embodiment is different from the imaging system according to the first embodiment in that a
図7において、第1画像用バッファ600および第2画像用バッファ601は、A/D変換器104に接続すると共に、合成部602を経て信号処理部109に接続し、第1画像用バッファ600はさらに測光評価部106および合焦点検出部107に接続する。なお、図7、図8および図10において、太線の実線で示す信号ラインは映像信号ラインを示し、細線の実線で示す信号ラインは制御信号ラインを示し、破線で示す信号ラインはその他のデータラインを示している。
In FIG. 7, the
図7に示す撮像システムは、使用者が外部I/F部118を介して画像サイズやフレーム数などの撮影条件を指定し、その後、シャッタボタンを押すことにより撮影を開始する。この撮影開始によりCCD103から得られる映像信号は、A/D変換器104でデジタル信号に変換し、長時間露光用画像として第1画像用バッファ600へ転送して格納する。本実施の形態では、デジタル化された信号の階調幅を、第1実施の形態と同様に例えば12ビットとする。この第1画像用バッファ600に格納された映像信号は、測光評価部106および合焦点検出部107へそれぞれ転送して、露光条件および合焦条件を算出する。
In the imaging system shown in FIG. 7, the user designates imaging conditions such as the image size and the number of frames via the external I /
次に、測光評価部106で算出された露光条件に対して所定の露光比、例えば1/8となるような露光条件で2枚目の画像を撮影し、その映像信号をA/D変換器104でデジタル信号に変換して、短時間露光画像として第2画像用バッファ601へ転送して格納する。
Next, a second image is taken under an exposure condition that is a predetermined exposure ratio, for example, 1/8 with respect to the exposure condition calculated by the
合成部602では、第1画像用バッファ600に格納された長時間露光画像および第2画像用バッファ601に格納された短時間露光用画像を順に読み込み、まず、長時間露光画像に関して所定の閾値(例えば12ビット階調なら「3890」)以下の領域の信号を適性露光領域として残し、次に、適性露光領域以外の領域に対応する短時間露光画像を読み込み、その露光比を補正して(例えば短時間露光が長時間露光に対して1/8の露光比に設定されている場合には8倍に補正して)、長時間露光の適正露光領域の画像と合成する。この合成部602で合成した映像信号は、信号処理部109へ転送し、ここで第1実施の形態と同様に処理して三板状態の映像信号を生成する。
The
信号処理部109で生成した映像信号は、第1実施の形態と同様に、選択部113において所定時間間隔で選択して検出部114へ転送する。
The video signal generated by the
検出部114では、第1実施の形態と同様に、選択された映像信号(画像)から所定の特性情報を算出して、その算出した特性情報と、前回選択された画像から既に算出されている特性情報とを比較してシーン変化の有無を検出するが、ここでシーン変化が検出された場合には、記録部603に記録されている過去の特性情報を参照して類似する特性情報が記録されているか否かを判断し、それらの結果を制御部117へ転送する。
As in the first embodiment, the
制御部117は、検出部114からの信号に基づいて、シーン変化が検出され、かつ記録部603に類似する特性情報が存在する場合には、その類似する特性情報に対応する階調変換曲線を記録部603から読み込むように階調変換部110を制御する。また、シーン変化が検出され、かつ記録部603に類似する特性情報が存在しない場合には、算出部115において選択部113で選択された画像から新たな階調変換曲線を算出して階調変換部110へ転送するように制御すると同時に、算出部115で算出した新たな階調変換曲線と、検出部114で算出した画像の特性情報とを記録部603へ転送して、両者を組として保存する。
When a scene change is detected based on the signal from the
これに対し、シーン変化が検出されなかった場合には、第1実施の形態と同様に、算出部115で新たな階調変換曲線を算出することなく、現在使用している階調変換曲線の使用を継続するように階調変換部110を制御する。なお、電源投入時などの初期化状況を制御部117が検知した場合は、階調変換部110において標準階調曲線ROM116に格納されている階調変換曲線を読み込むように制御する。
On the other hand, if no scene change is detected, the tone conversion curve of the currently used tone conversion curve is not calculated by the
階調変換部110では、上記のようにして得られた階調変換曲線に基づいて信号処理部109からの信号を出力系の階調幅に整合するように変換する。本実施の形態では、出力系の階調幅を、例えば8ビットとする。この階調変換部110から出力されるデジタル映像信号は、D/A変換器111でアナログの映像信号に変換して、モニタやビデオレコーダなどの出力部112へ出力する。
The
図8は、図7に示した検出部114の一例の構成を示すブロック図である。この検出部114は、ヒストグラム算出部(ヒストグラム算出手段)700、ヒストグラム用バッファ701、判断部(判断手段)702、類似度算出部(類似度算出手段)703、および階調変換曲線指定部(読み出し手段)704を有している。ヒストグラム算出部700、判断部702、類似度算出部703、および階調変換曲線指定部704は、制御部117にそれぞれ接続する。また、ヒストグラム算出部700は、さらに選択部113に接続すると共に、ヒストグラム用バッファ701を介して、記録部603、判断部702、および類似度算出部703にそれぞれ接続する。判断部702は、さらに類似度算出部703に接続し、類似度算出部703は、さらに記録部603および階調変換曲線指定部704に接続し、階調変換曲線指定部704は、さらに記録部603に接続する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
図8に示す検出部114において、ヒストグラム算出部700は、制御部117の制御に基づいて選択部113から縮小画像を取り込み、その縮小画像のヒストグラムを算出する。このヒストグラムは、ヒストグラム用バッファ701へ転送して保存する。ヒストグラム用バッファ701は、ヒストグラムを記録できるリング状バッファで、バッファが一杯になると、古いヒストグラムから上書きするよう構成する。
In the
判断部702は、ヒストグラム用バッファ701からのヒストグラムの形状変化を監視して、所定以上の形状変化が発生し、その状況が所定回数連続した場合にシーン変化が生じたものと判断して、その判断結果を制御部117へ転送する。
The
ここで、シーン変化が生じたと判断された場合には、制御部117により類似度算出部703を制御して、シーン変化が生じたと判断されたヒストグラム用バッファ701上のヒストグラムと記録部603に記録されているヒストグラムとの類似度を求める。
If it is determined that a scene change has occurred, the
図9は、この類似度算出法を説明するための図で、図9(a)はヒストグラム用バッファ701上のヒストグラムと、そのヒストグラムに対する所定の許容範囲、例えば±20%の範囲のヒストグラムとを示しており、図9(b)は記録部603に記録されている比較対象となる過去のヒストグラムを示しており、図9(c)はある階調値に対するヒストグラム用バッファ701上のヒストグラムおよびその許容範囲と、記録部603上の比較対象となる過去のヒストグラムの値とを示している。
FIG. 9 is a diagram for explaining the similarity calculation method. FIG. 9A shows a histogram on the
類似度算出部703では、記録部603上の過去のヒストグラムの値が許容範囲内に含まれるかを階調値を変えながら順次判断する。ここで、許容範囲内に含まれる階調値の総数が全階調値に対して所定の割合以上、例えば70%以上の場合には、両者のヒストグラムは類似度が高いと判断し、それ以外の場合には類似度が低いと判断して、その結果を制御部117へ転送する。なお、上記ヒストグラムの類似度を判断する際に使用する許容範囲は、全階調で一定である必要はなく、例えば暗部や明部では広く、あるいは無視するように設定し、中間調では狭く設定することも可能である。この場合、主要被写体が存在するであろう中間調での判断基準が厳しくなり、より類似度の高い階調変換曲線が選択されることになる。
The
ここで、類似度が高いと判断された場合には、制御部117は階調変換曲線指定部704を制御して、記録部603から上記ヒストグラムと組になっている階調変換曲線を選択し、その情報を制御部117へ転送する。これに対し、記録部603に記録されている全ヒストグラムに対して類似度が低いと判断された場合には、制御部117は算出部115に対して新規の階調変換曲線を算出するように制御する。
If it is determined that the similarity is high, the
図10は、図7に示した記録部603の一例の構成を示すブロック図である。この記録部603は、特性記録部800、階調変換曲線記録部801、監視部(監視手段)802、履歴管理部(履歴管理手段)803、および破棄制御部(破棄手段)804を有している。なお、特性記録部800および階調変換曲線記録部801は、特性記録部・階調変換曲線記録手段を構成している。監視部802、履歴管理部803、および破棄制御部804は、制御部117にそれぞれ接続する。特性記録部800は、検出部114、監視部802および破棄制御部804にそれぞれ接続し、監視部802は、さらに階調変換曲線記録部801および破棄制御部804にそれぞれ接続し、破棄制御部804は、さらに階調変換曲線記録部801および履歴管理部803に接続する。また、階調変換曲線記録部801は、さらに、算出部115、履歴管理部803および階調変換部110にそれぞれ接続する。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図10に示す記録部603において、特性記録部800は検出部114からの画像の特性情報を、階調変換曲線記録部801は算出部115からの階調変換曲線をそれぞれ組として記録する。監視部802は、特性記録部800、階調変換曲線記録部801の残量を監視し、所定残量以下になると制御部117へ通知する。
In the
一方、履歴管理部803は、階調変換曲線記録部801上の階調変換曲線に対して、階調変換部110により読み込まれた回数を履歴情報として管理する。制御部117は、監視部802からの残量が所定残量以下なった場合の通知を受けて破棄制御部804を起動する。破棄制御部804は、履歴管理部803からの履歴情報に基づいて、階調変換部110により読み込まれた回数の最も少ない階調変換曲線を選択すると共に、その階調変換曲線と組となる特性情報を選択し、それらの選択した階調変換曲線および特性情報を階調変換曲線記録部801および特性記録部800からそれぞれ破棄すると共に、履歴管理部803の履歴情報を破棄して、残量を回復させる。
On the other hand, the
このように、本実施の形態では、CCD103の階調幅を超える広ダイナミックレンジの画像群を得、そのシーン変化に基づいて階調変換曲線を算出するようにしたので、白飛びや黒潰れの少ない高品位の出力画像を得ることができる。また、一度算出した画像の特性情報と階調変換曲線とを組にして記録しておき、シーン変化が発生したときは、記録しておいた特性情報との類似度を判断し、類似度が高い場合には、その特性情報と対応して記録しておいた階調変換曲線を用いるようにしたので、無駄な演算を行う必要が無くなりシーン変化に対して迅速に適応することができる。さらに、特性情報および階調変換曲線を記録するにあたり、過去に使用された履歴情報から使用頻度の少ないものを優先的に消去するようにしたので、少ないメモリ量でも効率的に記録することができる。
As described above, in this embodiment, an image group having a wide dynamic range exceeding the gradation width of the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第1実施の形態では、検出部114を輝度値に基づいてシーン変化の有無を検出するように構成したが、第2実施の形態のようにヒストグラムに基づいてシーン変化の有無を検出するように構成したり、あるいは図11に示すように動きベクトルに基づいてシーン変化の有無を検出するように構成することもできる。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the first embodiment, the
すなわち、図11に示す検出部114は、第1画像バッファ310、第2画像バッファ311、動きベクトル算出部(動きベクトル算出手段)312、動きベクトル用バッファ313、および判断部(判断手段)314を有している。動きベクトル算出部312および判断部314は、制御部117にそれぞれ接続し、第1画像バッファ310および第2画像バッファ311は、選択部113にそれぞれ接続すると共に、動きベクトル算出部312にそれぞれ接続する。また、動きベクトル算出部312は、さらに動きベクトル用バッファ313を介して判断部314に接続する。なお、図11において、太線の実線で示す信号ラインは映像信号ラインを示し、細線の実線で示す信号ラインは制御信号ラインを示し、破線で示す信号ラインはその他のデータラインを示している。
That is, the
図11に示す検出部114において、選択部113から時系列的に出力される縮小画像は、第1画像バッファ310および第2画像バッファ311に順次格納し、これら第1画像バッファ310および第2画像バッファ311に格納された時系列的に前後する2枚の縮小画像間で、動きベクトル算出部312において画像を所定のブロックに分割してマッチングを行う公知の動き検出処理によりブロックごとに動きベクトルを検出し、その結果を動きベクトル用バッファ313へ転送して格納する。
In the
判断部314では、動きベクトル用バッファ313から動きベクトル情報を読み出し、所定値以上の動きベクトルが所定数以上のブロックで検出された場合にシーン変化が生じたと判断し、その判断結果を制御部117へ転送する。
The
また、このようにヒストグラムに基づいてシーン変化の有無を検出する場合には、算出部115においてヒストグラムに基づいて階調変換曲線を算出する際に、動きベクトルが検出されたブロックに対応する領域に重み係数を乗算して、その領域に重点的に階調幅を付与するなどの処理も可能である。
Also, when detecting the presence or absence of a scene change based on the histogram in this way, when calculating the gradation conversion curve based on the histogram in the
さらに、検出部114は、上記の輝度値、ヒストグラム、あるいは動きベクトルの他にも、合焦情報の変化などを利用してシーン変化の有無を検出するよう構成することもできる。
Furthermore, the
また、第2実施の形態では、長時間露光画像と、その長時間露光画像から求めた露光条件に対して所定の露光比の短時間露光画像との2枚の画像に基づいて広ダイナミックレンジの画像を生成するようにしたが、この第2実施の形態は、任意の異露光の画像群から広ダイナミックレンジの画像を生成する場合にも有効に適用することができると共に、第1実施の形態と同様に通常の一枚の画像を階調変換する場合にも有効に適用することができる。 In the second embodiment, a wide dynamic range is obtained based on two images, a long exposure image and a short exposure image having a predetermined exposure ratio with respect to the exposure conditions obtained from the long exposure image. Although an image is generated, the second embodiment can be effectively applied to a case where an image having a wide dynamic range is generated from an image group of arbitrary different exposure, and the first embodiment. Similarly to the above, the present invention can be effectively applied to a case where gradation conversion is performed on a normal image.
また、第2実施の形態では、検出部114をヒストグラムに基づいてシーン変化の有無を検出するように構成したが、第1実施の形態のように輝度値に基づいてシーン変化の有無を検出するように構成したり、図11に示したように動きベクトルに基づいてシーン変化の有無を検出するように構成したり、あるいは合焦情報の変化などを利用してシーン変化の有無を検出するよう構成することもできる。
In the second embodiment, the
100 レンズ系
101 絞り
102 ローパスフィルタ
103 CCD
104 A/D変換器
105 画像用バッファ
106 測光評価部
107 合焦点検出部
108 AFモータ
109 信号処理部
110 階調変換部
111 D/A変換器
112 出力部
113 選択部
114 検出部
115 算出部
116 標準階調曲線ROM
117 制御部
118 外部I/F部
600 第1画像用バッファ
601 第2画像用バッファ
602 合成部
603 記録部
100
DESCRIPTION OF SYMBOLS 104 A /
117
Claims (7)
上記Mビット階調幅の画像群の中から、上記撮像系により単位時間あたりに撮影される画像群の画像サイズとフレーム数とから情報量を求め、上記後段の処理系に対する負荷が増加しないように、上記情報量が増大するに従って長い時間間隔で1枚の画像を選択する選択手段と、
上記選択手段で順次選択された画像間の特性情報の変化を検出する検出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記選択手段により選択された画像の階調変換曲線を算出する算出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記特性情報の変化が検出されたときは上記算出手段で算出された新規の階調変換曲線を用いて、上記特性情報の変化が検出されないときは現在の階調変換曲線を用いて、それぞれ上記Mビット階調幅の画像群を上記Nビット階調幅の画像群に変換する階調変換手段と、を有し、
上記選択手段は、上記検出手段が特定情報の変化によりシーン変化を検出した場合は、時間間隔0で画像を選択する、ことを特徴とする撮像システム。 An image group having continuous M-bit gradation width from the imaging system is converted to an output image group having N-bit gradation width (M and N are natural numbers M ≧ N) and output to a subsequent processing system. In the imaging system to
From the image group having the M-bit gradation width, an information amount is obtained from the image size and the number of frames of the image group photographed per unit time by the imaging system so that the load on the subsequent processing system does not increase. Selecting means for selecting one image at long time intervals as the amount of information increases;
Detecting means for detecting a change in characteristic information between images sequentially selected by the selecting means;
Calculation means for calculating a gradation conversion curve of the image selected by the selection means based on the detection result of the detection means;
Based on the detection result of the detection means, when a change in the characteristic information is detected, a new gradation conversion curve calculated by the calculation means is used. Gradation conversion means for converting the image group having the M-bit gradation width into the image group having the N-bit gradation width, respectively, using the gradation conversion curve of
The imaging system according to claim 1, wherein the selection means selects an image at a time interval of 0 when the detection means detects a scene change due to a change in specific information.
上記Mビット階調幅の画像群の中から、上記撮像系により単位時間あたりに撮影される画像群の画像サイズとフレーム数とから情報量を求め、上記後段の処理系に対する負荷が増加しないように、上記情報量が増大するに従って長い時間間隔で1枚の画像を選択する選択手段と、
上記選択手段で順次選択された画像間の特性情報の変化を検出する検出手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記選択手段により選択された画像の階調変換曲線を選択的に算出する算出手段と、
上記選択手段で選択された画像の特性情報および当該画像に対して上記算出手段で算出された階調変換曲線を組として複数記録する記録手段と、
上記検出手段での検出結果に基づいて、上記特性情報の変化が検出されたときは上記算出手段で算出された新規の階調変換曲線、または上記記録手段に記録されている過去の階調変換曲線を用いて、上記特性情報の変化が検出されないときは現在の階調変換曲線を用いて、それぞれ上記Mビット階調幅の画像群を上記Nビット階調幅の画像群に変換する階調変換手段と、を有し、
上記選択手段は、上記検出手段が特定情報の変化によりシーン変化を検出した場合は、時間間隔0で画像を選択する、ことを特徴とする撮像システム。 An image group having continuous M-bit gradation width from the imaging system is converted to an output image group having N-bit gradation width (M and N are natural numbers M ≧ N) and output to a subsequent processing system. In the imaging system to
From the image group having the M-bit gradation width, an information amount is obtained from the image size and the number of frames of the image group photographed per unit time by the imaging system so that the load on the subsequent processing system does not increase. Selecting means for selecting one image at long time intervals as the amount of information increases;
Detecting means for detecting a change in characteristic information between images sequentially selected by the selecting means;
Calculation means for selectively calculating a gradation conversion curve of the image selected by the selection means based on the detection result of the detection means;
A recording unit that records a plurality of sets of characteristic information of the image selected by the selection unit and the gradation conversion curve calculated by the calculation unit for the image;
When a change in the characteristic information is detected based on the detection result of the detection means, a new gradation conversion curve calculated by the calculation means or a past gradation conversion recorded in the recording means Tone conversion means for converting the image group having the M-bit gradation width into the image group having the N-bit gradation width using the current gradation conversion curve when no change in the characteristic information is detected using a curve And having
The imaging system according to claim 1, wherein the selection means selects an image at a time interval of 0 when the detection means detects a scene change due to a change in specific information.
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された画像の平均輝度レベルを算出する輝度算出手段と、
上記輝度算出手段で算出された順次の画像間における平均輝度レベルの変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging system according to claim 1 or 2,
The detecting means is
As the characteristic information, luminance calculation means for calculating an average luminance level of the image selected by the selection means,
Determining means for determining the presence or absence of a scene change based on a change in average brightness level between sequential images calculated by the brightness calculating means;
An imaging system comprising:
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された順次の2枚の画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段と、
上記動きベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging system according to claim 1 or 2,
The detecting means is
A motion vector calculating means for calculating a motion vector from two sequential images selected by the selecting means as the characteristic information;
Determining means for determining the presence or absence of a scene change based on the motion vector calculated by the motion vector calculating means;
An imaging system comprising:
上記検出手段は、
上記特性情報として、上記選択手段で選択された画像からヒストグラムを算出するヒストグラム算出手段と、
上記ヒストグラム算出手段で算出された順次の画像間におけるヒストグラムの変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging system according to claim 1 or 2,
The detecting means is
Histogram calculation means for calculating a histogram from the image selected by the selection means as the characteristic information;
Determining means for determining presence or absence of a scene change based on a change in histogram between sequential images calculated by the histogram calculating means;
An imaging system comprising:
上記検出手段は、
上記選択手段で選択された画像の特性情報と上記記録手段に記録されている複数の特性情報との類似度を算出する類似度算出手段と、
上記類似度算出手段で算出された類似度が所定条件を満たす場合に、当該類似する特性情報と組をなす階調変換曲線を上記記録手段から読み出す読み出し手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging system according to claim 2,
The detecting means is
Similarity calculating means for calculating the similarity between the characteristic information of the image selected by the selecting means and a plurality of characteristic information recorded in the recording means;
When the similarity calculated by the similarity calculating unit satisfies a predetermined condition, a reading unit that reads out from the recording unit a gradation conversion curve that forms a pair with the similar characteristic information;
An imaging system comprising:
上記検出手段は、
上記特性情報の変化として、上記選択手段で選択された画像の露光条件または合焦条件の撮影条件を検出する撮影条件検出手段と、
上記撮影条件検出手段で検出された順次の画像間における撮影条件の変化に基づいてシーン変化の有無を判断する判断手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging system according to claim 1 or 2,
The detecting means is
As a change in the characteristic information, a photographing condition detecting unit that detects a photographing condition of an exposure condition or a focusing condition of the image selected by the selecting unit;
Determination means for determining the presence or absence of a scene change based on a change in shooting conditions between sequential images detected by the shooting condition detection means;
An imaging system comprising:
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KR20140049410A (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-25 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Contrast stabilization method and device based on thermal image motion vector |
-
2008
- 2008-09-12 JP JP2008235004A patent/JP2009038814A/en not_active Withdrawn
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KR20140049410A (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-25 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Contrast stabilization method and device based on thermal image motion vector |
KR102011490B1 (en) * | 2012-10-17 | 2019-08-16 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Contrast Stabilization Method and Device based on Thermal Image Motion Vector |
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