JP2009071706A5 - - Google Patents

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撮像装置Imaging device

本発明は、撮像装置に関し、より詳しくは、異なる2つのシャッタ速度により被写体の撮像を行うことが可能な撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus capable of imaging a subject at two different shutter speeds.

従来、CCDやCMOSセンサを用いた撮像装置によって明るい被写体から暗い被写体に至るまで撮像しようとすると、撮像装置のダイナミックレンジが狭いため、明るい部分が飽和してしまったり、或いは暗い部分のS/Nが悪くノイズにうずもれてしまって見えなくなる等の欠点があったため、この欠点を解消するために、高速シャッタ画像と低速シャッタ画像の2枚の画像を同じ撮像装置から取り出し、これらを合成することにより、ダイナミックレンジを広げて明るい部分から暗い部分に至るまで、鮮明に撮影できる方法が提案され、実用化されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。 Conventionally, when an image pickup device using a CCD or CMOS sensor is used to pick up an image from a bright subject to a dark subject, the dynamic range of the image pickup device is narrow, so that a bright part is saturated or an S / N of a dark part. However, in order to eliminate this defect, two images of a high-speed shutter image and a low-speed shutter image are taken out from the same imaging device and synthesized. Thus, a method has been proposed and put into practical use that can capture a clear image from a bright part to a dark part by expanding the dynamic range (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、自動車などの車両に搭載したカメラのような撮像装置において、逆光の発生などのいろいろな画像の状態(現象)の発生を検出し、検出結果に応じて報知のような処理をする技術も提案されている(例えば、特許文献3)
特開2007−129631号公開公報(図1、段落[0042]から[0043]) 特開2003−250094号公開公報(図1、段落[0069]から[0071]) 特開2000−207563号公開公報
There is also a technology for detecting the occurrence of various image states (phenomena) such as the occurrence of backlight in an imaging device such as a camera mounted on a vehicle such as an automobile, and performing a process such as notification according to the detection result. Proposed (for example, Patent Document 3)
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-129631 (FIG. 1, paragraphs [0042] to [0043]) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-250094 (FIG. 1, paragraphs [0069] to [0071]) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-207563

上記のような従来技術における撮像装置を自動車のような移動体に搭載する場合、トンネル内、逆光、暗い林間など刻々と動的に撮像を行う環境が変化する。これらの環境では撮像に適したダイナミックレンジは異なるのであるが、従来の撮像装置においてはカメラの撮像条件を可変としていなかったため、環境の変化に応じた適切なダイナミックレンジで撮像し、良好な出力画像を提供することが困難であった。   When the above-described imaging device according to the prior art is mounted on a moving body such as an automobile, the environment in which imaging is dynamically performed changes every moment, such as in a tunnel, backlight, and between dark forests. In these environments, the dynamic range suitable for imaging is different, but in conventional imaging devices, the imaging conditions of the camera were not variable, so images were captured with an appropriate dynamic range according to changes in the environment, and good output was achieved. It was difficult to provide images.

より詳しくは、従来の車載用WDRカメラでは、一般的な車載用カメラで同時に撮像不可能であった「高輝度画像」と「低輝度画像」を2画面加算という技術を用いることにより可能としたが、2画面加算にかかる条件設定を可変としていなかった為、以下のような問題点が発生していた。
(1)昼間の動く被写体が多重画像となり不自然である。
(2)昼間の被写体がよく見えない(低コントラスト)。
(3)トンネル人口直前で、トンネル内を明るく撮像することができない。
(4)トンネル出口付近で、トンネル内側および外側の画像が不自然(低コントラスト、色相不良)である。
(5)逆光時の被写体がよく見えない(低コントラスト)。
(6)夜間の被写体がよく見えない(低コントラスト、色相不良)。
More specifically, with a conventional in-vehicle WDR camera, a high-intensity image and a low-intensity image, which could not be captured simultaneously with a general in-vehicle camera, were made possible by using a technique called 2-screen addition. However, since the condition setting for adding two screens was not variable, the following problems occurred.
(1) A subject moving in the daytime becomes a multiple image and is unnatural.
(2) The subject in the daytime cannot be seen well (low contrast).
(3) Immediately before the tunnel population, the inside of the tunnel cannot be imaged brightly.
(4) Near the tunnel exit, the images inside and outside the tunnel are unnatural (low contrast, poor hue).
(5) The subject cannot be seen well in low light (low contrast).
(6) The night subject cannot be seen well (low contrast, poor hue).

本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、より具体的には、環境を複数に分け、撮像素子から得られる輝度情報を使ってこれら複数の環境を検出し、その検出結果によって撮像装置のカメラ設定パラメータを変更し、環境毎に適したカメラ設定パラメータにより撮像を行うことを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems. More specifically, the environment is divided into a plurality of environments, and the plurality of environments are detected using luminance information obtained from the image sensor, and the detection result is used. An object of the present invention is to change the camera setting parameters of the imaging apparatus and perform imaging using camera setting parameters suitable for each environment.

上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有する。
本発明の第1の態様は、撮像装置として提案される。
この撮像装置は、異なる2つのシャッタ速度により被写体を撮像し、ダイナミックレンジを拡大する機能を有する撮像装置であって、異なる2つのシャッタ速度により被写体の撮像を交互に繰り返し、各シャッタ速度に応じた第1のアナログ画像信号と、第2のアナログ画像信号を出力する撮像手段と、第1のアナログ画像信号及び第2アナログ画像信号のゲインを可変させ、第1のアナログ画像信号及び第2のアナログ画像信号を第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号に変換するアナログ信号処理手段と、
第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号をそれぞれ連続した画像信号である第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号に変換し、第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号を指定された特性変換パラメータ値を用いて特性変換を行い、特性変換を行った第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号を出力するデジタル信号処理手段と、
第1の連続デジタル画像信号及び第2のデジタル連続画像信号を、指定された加算比率で加算して第3のデジタル画像信号を生成し、この第3のデジタル画像信号をアナログ画像信号をアナログ画像信号に変換して出力するデジタル信号処理手段と、第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号の少なくとも一方について、一画面分のデジタル画像信号を複数の単位エリアに分割し、各単位エリアの平均輝度を算出し、算出した平均輝度に基づいて環境状態を判定し、判定した環境状態に応じたカメラ設定データを選択し、選択したカメラ設定データに基づいてアナログ信号処理手段に電子シャッタ信号を出力し、且つデジタル信号処理手段に特性変換パラメータ値と加算比率を指定する値を出力する制御手段とを有することを特徴としている。
As means for solving the above problems, the present invention has the following features.
A first aspect of the present invention is proposed as an imaging apparatus.
This imaging apparatus is an imaging apparatus having a function of capturing a subject at two different shutter speeds and expanding a dynamic range. The imaging apparatus alternately repeats imaging of a subject at two different shutter speeds and corresponds to each shutter speed. Imaging means for outputting a first analog image signal and a second analog image signal, gains of the first analog image signal and the second analog image signal are varied, and the first analog image signal and the second analog image signal are changed. Analog signal processing means for converting the image signal into a first digital image signal and a second digital image signal ;
The first digital image signal and the second digital image signal are converted into a first continuous image signal and a second continuous image signal, which are continuous image signals, respectively, and the first continuous image signal and the second continuous image are converted. Digital signal processing means for performing characteristic conversion using a specified characteristic conversion parameter value and outputting the first continuous image signal and the second continuous image signal subjected to the characteristic conversion;
The first continuous digital image signal and the second digital continuous image signal, to generate a third digital image signals are added by the given addition rate, the third digital image signals analog image analog image signal a digital signal processing means for converting the signal, for at least one of the first digital image signal and the second digital image signal, by dividing the digital image signal of one screen into a plurality of unit areas, the unit areas The average brightness is calculated, the environmental condition is determined based on the calculated average brightness, the camera setting data corresponding to the determined environmental condition is selected, and the electronic shutter signal is sent to the analog signal processing means based on the selected camera setting data. outputs, and characterized by a control means for outputting a value that specifies the characteristic conversion parameter value and the addition ratio to the digital signal processing means It is.

本発明によれば、環境を複数に分け、撮像素子から得られる輝度情報を使ってこれら複数の環境を検出し、その検出結果によって撮像装置のカメラ設定パラメータを変更し、環境毎に適したカメラ設定パラメータにより撮像を行うことが可能となる。 According to the present invention, dividing the environment into a plurality of detecting a plurality of environments with a luminance information obtained from the imaging device, and change the camera setting parameters of the imaging device by the detected result, camera suitable for each environment Imaging can be performed by the setting parameter.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態は、2画面加算方式による広ダイナミックレンジカメラ(以下、WDRカメラ)において、様々な条件に対応して各設定を動的に変更することを可能とする機能(シーンチェンジ機能)を備えた撮像装置(例えば、前方監視用車載カメラ)として提案される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The embodiment of the present invention is a function (scene change function) that enables each setting to be dynamically changed in response to various conditions in a wide dynamic range camera (hereinafter referred to as a WDR camera) using a two-screen addition method. ) Is proposed as an imaging device (for example, a vehicle camera for front monitoring).

[1.撮像装置の構成]
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。以下、本実施の形態にかかる撮像装置の構成例について、図1を参照しながら説明する。
図1に示すように撮像装置100は、主として、本発明の撮像手段に相当する撮像部110と、アナログ信号からデジタル変換への処理などを行う、本発明のアナログ信号処理手段に相当するアナログ信号処理部120と、アナログ信号処理部120から得られたデジタル信号を信号処理する、本発明のデジタル信号処理手段に相当するデジタル信号処理部130と、デジタル信号処理部130によって処理されたデジタル信号に基づき撮像装置100全体の制御を実行する、本発明の制御手段に相当する制御部140とから構成されている。
[1. Configuration of imaging device]
FIG. 1 is a functional block diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a configuration example of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus 100 mainly includes an imaging unit 110 corresponding to the imaging unit of the present invention and an analog signal corresponding to the analog signal processing unit of the present invention that performs processing from analog signal to digital conversion. The processing unit 120, the digital signal obtained from the analog signal processing unit 120, the digital signal processing unit 130 corresponding to the digital signal processing means of the present invention, and the digital signal processed by the digital signal processing unit 130 The control unit 140 is configured to execute control of the entire image pickup apparatus 100 based on the control unit 140 according to the present invention.

デジタル信号処理部130からの出力は、車載液晶ディスプレイ装置などのモニタ装置200に送られる。モニタ装置200は、撮像装置100により出力された画像信号に従って、画像を表示する。   The output from the digital signal processing unit 130 is sent to a monitor device 200 such as an in-vehicle liquid crystal display device. The monitor device 200 displays an image according to the image signal output from the imaging device 100.

撮像装置100は被写体像を撮像部110により撮像し、画像信号(アナログ信号)を生成する。生成されたアナログ画像信号は、アナログ信号処理部120においてアナログ信号からデジタル信号に変換(以下、A/D変換とする)された後、デジタル画像信号として出力される。このデジタル画像信号は、2つに分岐され、一方がデジタル信号処理部130に入力され、信号処理される。デジタル信号処理部130による信号処理後のデジタル画像信号はデジタル信号からアナログ信号に変換(以下、D/A変換とする)され、画像信号出力端子(図略)から出力される。   The imaging apparatus 100 captures a subject image with the imaging unit 110 and generates an image signal (analog signal). The generated analog image signal is converted from an analog signal to a digital signal (hereinafter referred to as A / D conversion) in the analog signal processing unit 120 and then output as a digital image signal. This digital image signal is branched into two, one of which is input to the digital signal processing unit 130 for signal processing. The digital image signal after the signal processing by the digital signal processing unit 130 is converted from a digital signal to an analog signal (hereinafter referred to as D / A conversion) and output from an image signal output terminal (not shown).

また、アナログ信号処理部120から出力された画像信号の他方は、制御部140に入力される。制御部140は制御信号を生成し、撮像部110、アナログ信号処理部120およびデジタル信号処理部130の制御を行う。制御部140のこれらの制御により、撮像装置100は広範囲な輝度差を有する被写体であっても広い輝度領域(広ダイナミックレンジ)を表現可能とした撮像が可能となる。
以下、上記各部の具体的構成例について説明する。
The other of the image signals output from the analog signal processing unit 120 is input to the control unit 140. The control unit 140 generates a control signal and controls the imaging unit 110, the analog signal processing unit 120, and the digital signal processing unit 130. With these controls of the control unit 140, the imaging apparatus 100 can perform imaging capable of expressing a wide luminance region (wide dynamic range) even for a subject having a wide luminance difference.
Hereinafter, specific configuration examples of the above-described units will be described.

[1.1.撮像部]
撮像部110は、被写体からの光を集光する撮像レンズ111と、撮像素子112(例撮像素子カメラ、CMOSセンサなど)とを備える。撮像部110においては、被写体からの光を撮像レンズ111により集光し、被写体の像を撮像素子112の受光面に結像する。撮像素子112の露光条件は、後述する電子シャッタ制御部143によって制御される電子シャッタ速度を調節することにより決定される。撮像素子112は光電変換を行い、画像光量に応じた量の電荷を蓄積する。この蓄積された蓄積電荷の電荷量に応じた画像信号が撮像素子112から出力される。
[1.1. Imaging unit]
The imaging unit 110 includes an imaging lens 111 that collects light from a subject, and an imaging device 112 (eg, an imaging device camera, a CMOS sensor, etc.). In the imaging unit 110, light from the subject is collected by the imaging lens 111 and an image of the subject is formed on the light receiving surface of the imaging element 112. The exposure condition of the image sensor 112 is determined by adjusting an electronic shutter speed controlled by an electronic shutter control unit 143 described later. The image sensor 112 performs photoelectric conversion and accumulates an amount of charge corresponding to the amount of image light. An image signal corresponding to the accumulated charge amount is output from the image sensor 112.

被写体の撮像時において、撮像部110の撮像素子112は、異なる2つのシャッタ速度により撮像を交互に繰り返す。すなわち、低速シャッタ速度と、高速シャッタ速度とで撮像される。撮像素子112から交互に出力される画像信号は、撮像部110から出力され、アナログ信号処理部120に入力される。   When imaging a subject, the image sensor 112 of the imaging unit 110 alternately repeats imaging at two different shutter speeds. That is, imaging is performed at a low shutter speed and a high shutter speed. Image signals that are alternately output from the imaging element 112 are output from the imaging unit 110 and input to the analog signal processing unit 120.

[1.2.アナログ信号処理部]
アナログ信号処理部120は、交互に入力された低速シャッタ速度と、高速シャッタ速度とによって撮像されたアナログ画像信号のゲインの設定を行うAGC回路121と、アナログ信号からデジタル信号への変換を行うA/D変換回路122とを備える。撮像素子112からアナログ信号処理部120に入力されたアナログ画像信号は、AGC回路121と、A/D変換回路122とに順次伝送され、信号処理される。制御部140からの制御信号により、AGC回路121はアナログ画像信号毎にゲインを可変させることができる。
[1.2. Analog signal processor]
The analog signal processing unit 120 sets an AGC circuit 121 that sets the gain of an analog image signal picked up by alternately inputted low-speed shutter speed and high-speed shutter speed, and A performs conversion from an analog signal to a digital signal. / D conversion circuit 122. Analog image signals input from the image sensor 112 to the analog signal processing unit 120 are sequentially transmitted to the AGC circuit 121 and the A / D conversion circuit 122 for signal processing. With the control signal from the control unit 140, the AGC circuit 121 can change the gain for each analog image signal.

A/D変換回路122はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。変換後の画像信号、すなわち、低速シャッタ速度と、高速シャッタ速度とによって撮像されたデジタル画像信号は、アナログ信号処理部120から交互に出力され、デジタル信号処理部130に交互に入力される。   The A / D conversion circuit 122 converts the analog image signal into a digital image signal. The converted image signal, that is, the digital image signal imaged at the low shutter speed and the high shutter speed is alternately output from the analog signal processing unit 120 and is input to the digital signal processing unit 130 alternately.

[1.3.デジタル信号処理部]
デジタル信号処理部130は、WDR信号処理回路131と、カメラ信号処理回路132とを備えている。
[1.3. Digital signal processor]
The digital signal processing unit 130 includes a WDR signal processing circuit 131 and a camera signal processing circuit 132.

[1.3.1.WDR信号処理回路]
図2は、WDR(Wide Dynamic Range)信号処理回路130の具体的構成例を示すブロック図である。
[1.3.1. WDR signal processing circuit]
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of a WDR (Wide Dynamic Range) signal processing circuit 130.

画像信号処理実行部131は、低速シャッタで撮像されたデジタル画像信号を信号処理する低速シャッタ用信号処理部131aと、高速シャッタ速度で撮像されたデジタル画像信号を処理する高速シャッタ用信号処理部131bとを備える。そして、低速シャッタ用信号処理部131aおよび高速シャッタ用信号処理部131bは、各々、メモリ回路と、切換回路と、特性変換回路とを有する。すなわち、低速シャッタ用信号処理部131aは、低速シャッタ用メモリ回路131a1と、低速シャッタ用切換回路131a2と、低速シャッタ用特性変換回路131a3とを有し、一方、高速シャッタ用信号処理部131bは、高速シャッタ用メモリ回路131b1と、高速シャッタ用切換回路131b2と、高速シャッタ用特性変換回路131b3とを有する。   The image signal processing execution unit 131 is a low-speed shutter signal processing unit 131a that processes a digital image signal captured by a low-speed shutter, and a high-speed shutter signal processing unit 131b that processes a digital image signal captured at a high-speed shutter speed. With. Each of the low-speed shutter signal processing unit 131a and the high-speed shutter signal processing unit 131b includes a memory circuit, a switching circuit, and a characteristic conversion circuit. That is, the low-speed shutter signal processing unit 131a includes a low-speed shutter memory circuit 131a1, a low-speed shutter switching circuit 131a2, and a low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3, while the high-speed shutter signal processing unit 131b includes A high-speed shutter memory circuit 131b1, a high-speed shutter switching circuit 131b2, and a high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3 are provided.

電子シャッタ制御部143からはフィールドごとにシャッタ速度の異なる、低速電子シャッタと高速電子シャッタの電子シャッタ信号が撮像素子112に交互に供給されるので、フィールドごとに、低速シャッタ画像信号と高速シャッタ画像信号とが交互に得られる。これらの画像信号は2つの1垂直期間のメモリである低速シャッタ用メモリ回路131a1と、高速用シャッタ用メモリ回路131b1にそれぞれ入力され、低速シャッタ画像信号と高速シャッタ画像信号とに分離される。 Since the electronic shutter control unit 143 alternately supplies the low-speed electronic shutter signal and the high-speed electronic shutter electronic shutter signal having different shutter speeds for each field to the image sensor 112, the low-speed shutter image signal and the high-speed shutter image for each field. Signals are obtained alternately. These image signals are respectively input to a low-speed shutter memory circuit 131a1 and a high-speed shutter memory circuit 131b1 which are memories of one vertical period, and are separated into a low-speed shutter image signal and a high-speed shutter image signal.

低速シャッタ用メモリ回路131a1の入力側と出力側の信号は、低速シャッタ用切換回路131a2へ入力される。同様に、高速シャッタ用メモリ回路131b1の入力側と出力側の信号は、高速シャッタ用切換回路131b2へ入力される。低速シャッタ用切換回路131a2、高速シャッタ用切換回路131b2は、間欠信号であった低速シャッタ画像信号と高速シャッタ画像信号とを、それぞれ連続信号として出力する。つまり、低速シャッタ用切換回路131a2からは連続信号となった低速シャッタ画像信号が得られ、高速シャッタ用切換回路131b2からは連続信号となった高速シャッタ画像信号がそれぞれ得られる。これらの信号は、低速シャッタ用特性変換回路131a3と高速シャッタ用特性変換回路131b3に入力される。低速シャッタ用特性変換回路131a3と高速シャッタ用特性変換回路131b3は、前述の連続信号となった低速シャッタ画像信号及び連続信号となった高速シャッタ画像信号に対して特性変換、たとえば、非線形特性となるガンマ特性を得る特性変換を行う。   Signals on the input side and output side of the low-speed shutter memory circuit 131a1 are input to the low-speed shutter switching circuit 131a2. Similarly, signals on the input side and output side of the high-speed shutter memory circuit 131b1 are input to the high-speed shutter switching circuit 131b2. The low-speed shutter switching circuit 131a2 and the high-speed shutter switching circuit 131b2 each output the low-speed shutter image signal and the high-speed shutter image signal, which are intermittent signals, as continuous signals. That is, the low-speed shutter switching circuit 131a2 obtains a low-speed shutter image signal that is a continuous signal, and the high-speed shutter switching circuit 131b2 obtains a high-speed shutter image signal that is a continuous signal. These signals are input to the low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3 and the high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3. The low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3 and the high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3 perform characteristic conversion on the low-speed shutter image signal that is the continuous signal and the high-speed shutter image signal that is the continuous signal, for example, non-linear characteristics. Performs characteristic conversion to obtain gamma characteristics.

低速シャッタ用特性変換回路131a3と高速シャッタ用特性変換回路131b3は、制御部140、より詳しくはカメラ設定変更部142が生成する低速特性変換制御信号、高速特性変換制御信号に応じて特性変換を行う。低速特性変換制御信号および高速特性変換制御信号は、低速シャッタ撮像された画像と高速シャッタ撮像された画像を合成して、低輝度〜高輝度まで表現された、所謂ダイナミックレンジ拡大画像を構築する際に合成画像の最適化を図るための制御信号である。   The low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3 and the high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3 perform characteristic conversion according to the control unit 140, more specifically, the low-speed characteristic conversion control signal and the high-speed characteristic conversion control signal generated by the camera setting change unit 142. . The low-speed characteristic conversion control signal and the high-speed characteristic conversion control signal are used to construct a so-called dynamic range expansion image in which low-brightness to high-brightness is expressed by combining a low-speed shutter image and a high-speed shutter image. The control signal for optimizing the composite image.

[1.3.2.カメラ信号処理回路]
カメラ信号処理回路132は、WDR信号処理回路131の出力を、モニタ装置200によって画像表示可能な信号に変換して出力する機能を有する。図3に、カメラ信号処理回路132の具体的構成例を示すブロック図を掲げる。図3に示す例においては、カメラ信号処理回路132は加算回路132aと、加算回路132aの出力に接続されたD/A変換回路132bとで構成される。
[1.3.2. Camera signal processing circuit]
The camera signal processing circuit 132 has a function of converting the output of the WDR signal processing circuit 131 into a signal that can be displayed by the monitor device 200 and outputting the signal. FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of the camera signal processing circuit 132. In the example shown in FIG. 3, the camera signal processing circuit 132 includes an addition circuit 132a and a D / A conversion circuit 132b connected to the output of the addition circuit 132a.

低速シャッタ用特性変換回路131a3、高速シャッタ用特性変換回路131b3の出力である特性変換された低速シャッタ画像信号及び特性変換された高速シャッタ画像信号は、カメラ信号処理回路132、より詳しくは加算回路132aに送られる。この加算回路132aは、特性変換された低速シャッタ画像信号と、特性変換された高速シャッタ画像信号とを、制御部140によって指定された加算比率で加算する。加算回路132aは、特性変換された低速シャッタ画像信号による画像と、特性変換された高速シャッタ画像信号とを、制御部140、より詳しくはカメラ設定管理部142によって出力される加算比率制御信号によって指示される加算比率によって加算する。   The low-speed shutter image signal subjected to characteristic conversion and the high-speed shutter image signal subjected to characteristic conversion, which are outputs of the low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3 and the high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3, are supplied to the camera signal processing circuit 132, more specifically, the addition circuit 132a. Sent to. The addition circuit 132a adds the low-speed shutter image signal whose characteristics have been converted and the high-speed shutter image signal whose characteristics have been converted at an addition ratio designated by the control unit 140. The addition circuit 132a instructs the image of the characteristic-converted low-speed shutter image signal and the characteristic-converted high-speed shutter image signal by the addition ratio control signal output by the control unit 140, more specifically, the camera setting management unit 142. Add according to the added ratio.

加算回路132aの出力信号である加算により合成されたデジタル画像信号は、デジタルアナログ(D/A)変換回路132bに入力され、デジタル画像信号からアナログ画像信号に変換され、出力端子132cを介して外部に出力される。 A digital image signal synthesized by addition, which is an output signal of the adder circuit 132a, is input to a digital / analog (D / A) conversion circuit 132b, converted from a digital image signal to an analog image signal, and externally output via an output terminal 132c. Is output.

[1.4.制御部]
次に、図1に戻り、制御部140について説明する制御部140の構成例について説明する。
[1.4. Control unit]
Next, returning to FIG. 1, a configuration example of the control unit 140 that describes the control unit 140 will be described.

制御部140は、A/D変換回路122から出力される画像信号から輝度を算出する測光部141と、測光部141の出力に基づいて、環境状態を検出、判定し、あらかじめ用意されている複数のカメラ設定情報から現在の環境状態に適したカメラ設定データを選択するカメラ設定管理部142と、撮像素子112のシャッタ速度を制御及び駆動させる電子シャッタ制御部143とを備える。   The control unit 140 calculates a luminance from the image signal output from the A / D conversion circuit 122, and detects and determines the environmental state based on the output of the photometry unit 141, and a plurality of pre-prepared A camera setting management unit 142 that selects camera setting data suitable for the current environmental state from the camera setting information, and an electronic shutter control unit 143 that controls and drives the shutter speed of the image sensor 112.

制御部140は、測光部141により低速シャッタ画像信号及び高速シャッタ画像信号から画像信号情報を取得し、取得した画像信号情報に基づき、撮像素子112、WDR信号回路131、カメラ信号処理回路132などを制御する制御信号(低速/高速シャッタ速度制御信号、非線形制御信号、加算比率制御信号など)をカメラ設定管理部142により生成する。カメラ設定管理部142により生成された制御信号のうち、撮像素子112を制御する制御信号は電子シャッタ制御部143に入力され、撮像部110に備えられる撮像素子112の電子シャッタを制御する制御信号を出力する。   The control unit 140 acquires image signal information from the low-speed shutter image signal and the high-speed shutter image signal by the photometry unit 141, and based on the acquired image signal information, the image sensor 112, the WDR signal circuit 131, the camera signal processing circuit 132, and the like. A control signal (low speed / high speed shutter speed control signal, nonlinear control signal, addition ratio control signal, etc.) to be controlled is generated by the camera setting management unit 142. Of the control signals generated by the camera setting management unit 142, a control signal for controlling the image sensor 112 is input to the electronic shutter controller 143, and a control signal for controlling the electronic shutter of the image sensor 112 provided in the image sensor 110 is used. Output.

[1.4.1.測光部]
測光部141は、まず、画像信号情報を取得するために、撮像した1画面分の画像信号を分割する。この実施の形態では、測光部141は、撮像した1画面分(フレームという)の画像信号を、複数のエリア、例えば縦10列横10行からなる100個のエリアに分割し、各エリアの平均輝度を算出する。ここで「平均輝度」とは、各エリアにおける全画素の平均輝度を8ビット(0から255)で正規化した値である。測光部141は、各エリアの平均輝度をカメラ設定管理部142に出力する。
[1.4.1. Metering unit]
First, the photometry unit 141 divides a captured image signal for one screen in order to acquire image signal information. In this embodiment, the photometry unit 141 divides a captured image signal for one screen (referred to as a frame) into a plurality of areas, for example, 100 areas each having 10 rows and 10 rows and an average of each area. Calculate the brightness. Here, the “average luminance” is a value obtained by normalizing the average luminance of all pixels in each area by 8 bits (0 to 255). The photometry unit 141 outputs the average luminance of each area to the camera setting management unit 142.

図4は、100個のエリアに分割された1画面(フレーム)分の画像信号を示した説明図である。図示の例では、1画面分の画像信号400を縦10列横10行からなる100個のエリアに分割し、且つ各エリア内に平均輝度を8ビット(0から255)で正規化した値(以下、「平均輝度値」と呼ぶ)を表示した。例えば、図4中のエリア401の平均輝度値は、「43」である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing image signals for one screen ( one frame) divided into 100 areas. In the example shown in the figure, the image signal 400 for one screen is divided into 100 areas each consisting of 10 columns and 10 rows, and the average luminance in each area is normalized by 8 bits (0 to 255) ( (Hereinafter referred to as “average luminance value”). For example, the average luminance value of the area 401 in FIG. 4 is “43”.

また、平均輝度値は、必ずしも一つのエリア(以下、「単位エリア」と呼ぶ)における平均輝度を示す場合だけでなく、複数のエリア(以下、「集合エリア」と呼ぶ)における平均輝度の平均を表す場合に用いられる。例えば、図4中の集合エリア402は二つの単位エリアで構成される。この二つの単位エリアそれぞれの平均輝度値は「38」と「33」である。この場合、集合エリア402の平均輝度は下記の式により算出される。
(38+33)/2=35.5
なお、集合エリアの平均輝度値を算出するのは、測光部141ではなく、後述するカメラ設定管理部142である。
The average luminance value is not limited to the average luminance in one area (hereinafter referred to as “unit area”), but the average of the average luminance in a plurality of areas (hereinafter referred to as “collection area”). Used to represent. For example, the collective area 402 in FIG. 4 is composed of two unit areas. The average luminance values of the two unit areas are “38” and “33”, respectively. In this case, the average luminance of the gathering area 402 is calculated by the following formula.
(38 + 33) /2=35.5
The average brightness value of the collective area is calculated not by the photometric unit 141 but by the camera setting management unit 142 described later.

[1.4.2.カメラ設定管理部]
カメラ設定管理部142は、測光部142から出力された各単位エリアの平均輝度値に基づいて、あらかじめ用意された複数のカメラ設定データ(パラメータ値のセット)からいずれかを選択し、選択したカメラ設定データに基づいて撮像素子112、WDR信号回路131、カメラ信号処理回路132などを制御する制御信号を生成し、送信する。カメラ設定管理部142は、例えば、CPU、ROM、RAMを備えたマイクロコンピュータ(マイコン回路)である。
[1.4.2. Camera Settings Manager]
The camera setting management unit 142 selects one of a plurality of camera setting data (a set of parameter values) prepared in advance based on the average luminance value of each unit area output from the photometry unit 142, and selects the selected camera Based on the setting data, a control signal for controlling the image sensor 112, the WDR signal circuit 131, the camera signal processing circuit 132, and the like is generated and transmitted. The camera setting management unit 142 is, for example, a microcomputer (microcomputer circuit) including a CPU, a ROM, and a RAM.

図5は、カメラ設定管理部142の構成例を示す機能ブロック図である。図5に示す構成例では、カメラ設定管理部142は、主判定部501と、主判定部501及び測光部141に接続された昼夜判定部502、トンネル中判定部503、トンネル入口検出部504、逆光検出部505と、主判定部501に接続された制御信号生成部507と、制御信号生成部507に接続されたカメラ設定記憶部506とを有している。   FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the camera setting management unit 142. In the configuration example illustrated in FIG. 5, the camera setting management unit 142 includes a main determination unit 501, a day / night determination unit 502 connected to the main determination unit 501 and the photometry unit 141, a tunnel determination unit 503, a tunnel entrance detection unit 504, The backlight detection unit 505 includes a control signal generation unit 507 connected to the main determination unit 501, and a camera setting storage unit 506 connected to the control signal generation unit 507.

なお、ここにいう「接続されている」とは、物理的もしくは電気的につながれていることのみでなく、プログラムやモジュール間でのデータの受け渡しが相互に行われることをも含む意味で用いる。   Note that the term “connected” here is used not only to be physically or electrically connected, but also to include that data is exchanged between programs and modules.

[1.4.2.1.主判定部]
主判定部501は、昼夜判定部502、トンネル中判定部503、トンネル入口検出部504、逆光検出部505からの判定結果もしくは検出結果を受け取り、これに応じてカメラ設定記憶部506に記憶されている複数のカメラ設定データのうちどのカメラ設定データを使用するかを判定し、使用するカメラ設定データに基づいた制御信号を制御信号生成部507に生成させる機能を有する。ここで、「カメラ設定データ」とは、撮像装置100の動作特性を決定する各種パラメータの組み合わせである。各カメラ設定データは、対応する環境状態に適した各種パラメータの設定値が定められた情報である。本実施の形態では、環境状態は4種類定められており、各環境状態に対応したカメラ設定が用意されている。なお、撮像装置100が撮像する被写体周囲の状況を現状環境状態と呼び、制御部140、より詳しくはカメラ設定管理部142が検出した環境状況を認識環境状態と呼ぶこととする。
[1.4.2.1. Main judgment unit]
The main determination unit 501 receives the determination result or detection result from the day / night determination unit 502, the tunnel determination unit 503, the tunnel entrance detection unit 504, and the backlight detection unit 505, and is stored in the camera setting storage unit 506 accordingly. It has a function of determining which camera setting data is to be used among the plurality of camera setting data, and causing the control signal generation unit 507 to generate a control signal based on the camera setting data to be used. Here, “camera setting data” is a combination of various parameters that determine the operating characteristics of the imaging apparatus 100. Each camera setting data is information in which setting values of various parameters suitable for the corresponding environmental state are determined. In the present embodiment, four types of environmental states are defined, and camera settings corresponding to each environmental state are prepared. Note that the situation around the subject imaged by the imaging apparatus 100 is referred to as a current environment state, and the environment state detected by the control unit 140, more specifically, the camera setting management unit 142, is referred to as a recognition environment state.

撮像装置100、より詳しくは制御部140の取り得る認識環境状態は、「昼状態」、「夜状態」、「トンネル状態」、「逆光状態」の4種類である。図6は、本実施の形態におけるある認識環境状態から別の認識環境状態へ遷移する態様を示した遷移図である。   There are four types of recognition environment states that the imaging apparatus 100, more specifically the control unit 140, can take: “day state”, “night state”, “tunnel state”, and “backlight state”. FIG. 6 is a transition diagram showing an aspect of transition from one recognition environment state to another recognition environment state in the present embodiment.

本実施の形態にかかる撮像装置100においては、電源が投入された状態であるカメラ起動状態601から、デフォルトの認識環境状態である昼状態602に遷移する。昼状態602からは、夜状態603、トンネル状態604、逆光状態605のぞれぞれに遷移可能である。また、夜状態603、トンネル状態604、逆光状態605から昼状態602に遷移可能である。また、トンネル状態604から夜状態603へは遷移可能であるが、逆に遷移することは行わない。夜のトンネルにおける撮像は、夜状態603に対応したカメラ設定で行えばよいからである。 In the imaging apparatus 100 according to the present embodiment, a transition is made from a camera activation state 601 that is a power-on state to a daytime state 602 that is a default recognition environment state. From the daytime state 602 , it is possible to transition to a night state 603, a tunnel state 604, and a backlight state 605. In addition, transition from the night state 603, the tunnel state 604, and the backlight state 605 to the day state 602 is possible. In addition, although the transition from the tunnel state 604 to the night state 603 is possible, the transition is not performed in reverse. This is because imaging in the night tunnel may be performed with camera settings corresponding to the night state 603.

また、逆光状態605からトンネル状態604へは遷移可能であるが、逆に遷移することは行わない。トンネル状態604から逆光状態605へ遷移するには、一旦昼状態602を経由して遷移すればよいためである。主判定部501が行う判定動作の詳細については、後述する。 Further, although it is possible to transit from the backlight state 605 to the tunnel state 604, the transition is not performed in reverse. This is because the transition from the tunnel state 604 to the backlight state 605 only needs to transit through the daytime state 602 once. Details of the determination operation performed by the main determination unit 501 will be described later.

[1.4.2.2.昼夜判定部]
昼夜判定部502は、現在の現状環境状態が昼状態602であるのか、夜状態603であるのかを判定し、判定結果を出力する機能を有する。
[1.4.2.2. Day / night judgment part]
The day / night determination unit 502 has a function of determining whether the current current environmental state is the day state 602 or the night state 603 and outputting the determination result.

上記の判定は、10行10列に分割された1画面分の画像情報のうち、上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリアの擬似絶対輝度yに基づいて行う。図7は、昼夜判定部502が擬似絶対輝度yを計算するための集合エリアの例を示した図である。10行10列に分割された1画面分の画像情報700のうち、上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリア701が擬似絶対輝度yを算出するために用いられる。   The above determination is made based on the pseudo absolute luminance y of the collective area composed of 80 unit areas excluding the upper two lines in the image information for one screen divided into 10 rows and 10 columns. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a collection area for the day / night determination unit 502 to calculate the pseudo absolute luminance y. Of the image information 700 for one screen divided into 10 rows and 10 columns, a set area 701 composed of 80 unit areas excluding the upper two lines is used to calculate the pseudo absolute luminance y.

擬似絶対輝度yは、以下の式で求める。
The pseudo absolute luminance y is obtained by the following equation.

上記式(1)において、平均輝度は、集合エリア701内の各単位エリアそれぞれの平均輝度の平均値であり、露光時間は、電子シャッタ制御部143によって制御される撮像素子112における露光時間である。また、AGCゲイン倍率はAGC回路121におけるゲイン倍率である。 In the above formula (1), the average brightness is an average value of the average brightness of each unit area in the collective area 701, and the exposure time is the exposure time in the image sensor 112 controlled by the electronic shutter control unit 143. . The AGC gain magnification is a gain magnification in the AGC circuit 121.

昼夜判定部502は、上記擬似絶対輝度yと比較する2つの閾値を記憶している。図8は、昼夜判定部502が用いる2つの閾値を説明する図である。2つの閾値は、夜状態の成立を判定するための閾値Y1と、昼状態の成立を判定する閾値Y2である。本実施の形態では、Y2=Y1+Δの関係が成立するように定められている。   The day / night determination unit 502 stores two threshold values to be compared with the pseudo absolute luminance y. FIG. 8 is a diagram illustrating two threshold values used by the day / night determination unit 502. The two threshold values are a threshold value Y1 for determining the establishment of the night state and a threshold value Y2 for determining the establishment of the day state. In the present embodiment, it is determined that the relationship of Y2 = Y1 + Δ is established.

昼夜判定部502は、擬似絶対輝度yが閾値Y1未満であれば現在の現状環境状態が夜状態であると判定し、一方、擬似絶対輝度yが閾値Y2を越えれば、現在の現状環境状態が昼状態であると判定する。なお、擬似絶対輝度yがY2≧y≧Y1となる場合には、昼夜判定部502は状態遷移を行わない。つまり、現在の現状環境状態が夜状態の場合は認識環境状態を夜状態のままとし、認識環境状態が昼状態の場合は昼状態のままとする。なお、昼夜判定部502は、いずれの場合も連続するf回(フレーム)の判定において条件を満たした場合、昼状態の成立又は夜状態の成立と判定する。fの値は例えば、900である。   The day / night determination unit 502 determines that the current current environmental state is the night state if the pseudo absolute luminance y is less than the threshold value Y1, while the current current environmental state is determined if the pseudo absolute luminance y exceeds the threshold value Y2. Determined to be in the daytime state. When the pseudo absolute luminance y satisfies Y2 ≧ y ≧ Y1, the day / night determination unit 502 does not perform state transition. That is, when the current current environment state is the night state, the recognition environment state is left at the night state, and when the recognition environment state is the day state, the day state is kept. In any case, the day / night determination unit 502 determines that the day state is established or the night state is established when the condition is satisfied in the f times (frames) of determination. The value of f is 900, for example.

[1.4.2.3.トンネル中判定部]
トンネル中判定部503は、現在環境状態がトンネル状態であるのか否かを判定する機能を有する。上記の判定は、昼夜判定部502の場合と同様に、10行10列に分割された1画面分の画像情報のうち、上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリア701(図7参照)の擬似絶対輝度yに基づいて行う。擬似絶対輝度yの算出方法は、昼夜判定部502の場合と同様である。
[1.4.2.3. Tunnel determination unit]
The in-tunnel determination unit 503 has a function of determining whether or not the current environmental state is a tunnel state. Similar to the case of the day / night determination unit 502, the above-described determination is a collective area 701 composed of 80 unit areas excluding the upper two lines in the image information for one screen divided into 10 rows and 10 columns (see FIG. 7)) based on the pseudo absolute luminance y. The calculation method of the pseudo absolute luminance y is the same as that in the day / night determination unit 502.

より詳しくは、トンネル中判定部503は以下の3種類の判定を行う。
(1) 環境状態が「トンネル状態」として撮像装置100が動作している場合、平均輝度が所定の閾値より高くなった場合「トンネル状態」から「昼状態」に認識環境状態を遷移させる
(2) 後述するトンネル入口検出部504による検出結果がトンネル未検出である場合、認識環境状態が「昼」として撮像装置100が動作しているとき、平均輝度が所定の閾値より低くなった場合「昼状態」から「トンネル状態」に認識環境状態を遷移させる
(3)後述するトンネル入口検出部504による検出結果がトンネル入口検出であった場合、検出されてから一定時間後に平均輝度が所定の閾値より低くならない場合は、トンネル入口検出が誤りであったとして「トンネル状態」から「昼状態」に認識環境状態を遷移させる。
More specifically, the in-tunnel determination unit 503 performs the following three types of determination.
(1) When the imaging apparatus 100 is operating with the environmental state being the “tunnel state”, the recognition environmental state is transitioned from the “tunnel state” to the “daytime state” when the average luminance is higher than a predetermined threshold. When the detection result by the tunnel entrance detection unit 504, which will be described later, is that the tunnel has not been detected, when the imaging apparatus 100 is operating with the recognition environment state being “daytime”, when the average luminance is lower than a predetermined threshold value, “daytime” (3) When the detection result by the tunnel entrance detection unit 504 described later is the tunnel entrance detection, the average luminance is more than a predetermined threshold after a certain time from the detection. If not lowered, the recognition environment state is shifted from the “tunnel state” to the “daytime state” because the tunnel entrance detection is erroneous.

トンネル中判定部503は、上記擬似絶対輝度yと比較する複数の閾値を記憶している。図9は、トンネル中判定部503が、上記(1)の判定の際に用いる2つの閾値を説明する図である。2つの閾値は、昼の場合に現状環境状態がトンネル状態であるか否かを判定するための閾値Y3と、夕方の場合に現状環境状態がトンネル状態であるか否かを判定するための閾値Y4とを用いる。これは、夕方に比べて日中はトンネル出口付近の照度が高いため昼と夕方の双方で同じ閾値を用いてトンネル内であるか否かを判定すると、トンネル出口付近で昼の場合にはトンネル内で認識環境状態が昼状態に遷移してしまうためである。 The in-tunnel determination unit 503 stores a plurality of threshold values to be compared with the pseudo absolute luminance y. FIG. 9 is a diagram illustrating the two threshold values used by the in-tunnel determination unit 503 in the determination of (1) above. The two threshold values are a threshold value Y3 for determining whether the current environmental state is a tunnel state in the daytime and a threshold value for determining whether the current environmental state is the tunnel state in the evening. Y4 is used. This is because the illuminance near the tunnel exit is higher in the daytime than in the evening, so if you decide whether you are inside the tunnel using the same threshold for both daytime and evening, This is because the recognition environment state transitions to the daytime state.

すなわち、トンネル中判定部503は、昼の場合には擬似絶対輝度yと閾値Y3とを比較して、y<Y3であれば現状環境状態が「トンネル状態」であると判定し、逆にy≧Y3であればトンネル内ではない、すなわち「トンネル状態」ではないと判定する。また、トンネル中判定部503は、夕方の場合には擬似絶対輝度yと閾値Y4とを比較して、y<Y4であれば現状環境状態が「トンネル状態」であると判定し、逆にy≧Y4であればトンネル内ではないと判定する。なお、昼であるか夕方であるかは、トンネル中判定部503がトンネル状態を判定する以前の、擬似絶対輝度yの値を利用して判断する。   That is, the determination unit 503 in tunnel compares the pseudo absolute luminance y with the threshold value Y3 in the daytime, and determines that the current environmental state is the “tunnel state” if y <Y3, and conversely y If it is ≧ Y3, it is determined that it is not in the tunnel, that is, not in the “tunnel state”. In the evening, the tunnel determination unit 503 compares the pseudo absolute luminance y with the threshold value Y4, and determines that the current environmental state is the “tunnel state” if y <Y4. If it is ≧ Y4, it is determined that it is not in the tunnel. Whether it is daytime or evening is determined using the value of the pseudo absolute luminance y before the in-tunnel determination unit 503 determines the tunnel state.

また、トンネル中判定部503は、いずれの場合も連続するf回(フレーム)の判定において条件を満たした場合、昼状態の成立と判定する。fの値は例えば、30である。 Further, in any case, the in-tunnel determination unit 503 determines that the daytime state is established when the condition is satisfied in the determination of f times (frames) in succession. The value of f is 30, for example.

上記(2)(3)の判定の場合において、トンネル中判定部503は、同様に平均輝度yと所定の閾値を比較してそれぞれの判定を行うが、使用する所定の閾値はそれぞれ別の独立した閾値を使用してよい。 In the case of the determinations (2) and (3) above, the in-tunnel determination unit 503 similarly makes a determination by comparing the average luminance y with a predetermined threshold value, but the predetermined threshold values to be used are different from each other. Thresholds may be used.

[1.4.2.4.トンネル入口検出部]
トンネル入口検出部504は、画像情報からトンネル入口の存在を検出する機能を有する。トンネル入口検出部504は、トンネル入口付近を撮像して得られる画像情報の輝度特徴からトンネル入口の有無を判定する。図10は、トンネル入口付近の画像であって、時間の経過に伴って変化する連続画像を示す。図10(a)、図10(b)、図10(c)の順に時間が経過し、撮像装置100がトンネル入口に近づいている。図10(a)、図10(b)、図10(c)のそれぞれには、路面部分1000と、路面部分1000上にある半円形のトンネル入口部分1001がある。
[1.4.2.4. Tunnel entrance detector]
The tunnel entrance detection unit 504 has a function of detecting the presence of the tunnel entrance from the image information. The tunnel entrance detection unit 504 determines the presence / absence of a tunnel entrance from the luminance characteristics of image information obtained by imaging the vicinity of the tunnel entrance. FIG. 10 is an image near the tunnel entrance and shows a continuous image that changes over time. The time elapses in the order of FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG. 10C, and the imaging device 100 approaches the tunnel entrance. Each of FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG. 10C includes a road surface portion 1000 and a semicircular tunnel entrance portion 1001 on the road surface portion 1000.

これら図10(a)(b)(c)に示すように、トンネル入口付近の画像には、以下のような特徴が存在する。
(1) トンネル入口部1001は、暗い(輝度の低い)部分として存在し、またトンネル入口部分1001である暗い部分は時間の経過につれて広がっていく。
(2)路面部分1000の明るさ(輝度)は、トンネル入口部1001に比べて明るく、また、路面部分1000の明るさは時間が経過しても保持される。
As shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, the image near the tunnel entrance has the following characteristics.
(1) The tunnel entrance portion 1001 exists as a dark ( low brightness) portion, and the dark portion that is the tunnel entrance portion 1001 spreads over time.
(2) The brightness (brightness) of the road surface portion 1000 is brighter than that of the tunnel entrance portion 1001, and the brightness of the road surface portion 1000 is maintained even if time elapses.

上記(1)(2)の輝度特徴を数値化するため、トンネル入口検出部504はトンネル入口部分1001及び路面部分1000の平均輝度を求める。図11は、100個の単位エリアに分割された1画面分の画像信号であって、撮像装置100がトンネル入口を撮影した画像信号を(模式的に)表示した図である。 In order to quantify the luminance characteristics of (1) and (2) above, the tunnel entrance detection unit 504 obtains the average brightness of the tunnel entrance portion 1001 and the road surface portion 1000. FIG. 11 is a diagram (schematically) displaying an image signal for one screen divided into 100 unit areas and captured by the imaging apparatus 100 at the tunnel entrance.

図11に示すように、トンネル入口輝度特徴を数値化するために、6つの集合リアが設定される。すなわち、トンネル入口部分全体についての集合エリアA(2行2列)、トンネル入口部分左側についての集合エリアB(2行2列)、トンネル入口部分右側についての集合エリアC(2行2列)、トンネル入口部分上半分についての集合エリアE(2行1列)、トンネル入口部分下半分についての集合エリアH(2行1列)、及び路面部分についての集合エリアDである。 As shown in FIG. 11 , six aggregate rears are set in order to quantify the tunnel entrance luminance characteristics. That is, the collective area A for the entire tunnel entrance part (2 rows and 2 columns), the collective area B for the tunnel entrance part left side (2 rows and 2 columns), the collective area C for the tunnel entrance part right side (2 rows and 2 columns), The gathering area E (2 rows and 1 column) for the upper half of the tunnel entrance portion, the gathering area H (2 rows and 1 column) for the lower half of the tunnel entrance portion, and the gathering area D for the road surface portion.

上記各集合エリアの平均輝度を下記のように表わす。
集合エリアAの平均輝度=L(A)
集合エリアBの平均輝度=L(B)
集合エリアCの平均輝度=L(C)
集合エリアDの平均輝度=L(D)
集合エリアEの平均輝度=L(E)
集合エリアHの平均輝度=L(H)
トンネル入口検出部504は、上記の平均輝度を用いて下記の変数x、xを算出する。これら変数は後述する回帰分析による相関関数の変数として用いる。


上記変数xは、路面部分とトンネル内の輝度比を示し、変数xは、トンネル内とトンネル上部の輝度比を示す。
The average brightness of each set area is expressed as follows.
Average brightness of gathering area A = L (A)
Average brightness of gathering area B = L (B)
Average brightness of gathering area C = L (C)
Average brightness of gathering area D = L (D)
Average brightness of gathering area E = L (E)
Average brightness of gathering area H = L (H)
The tunnel entrance detection unit 504 calculates the following variables x 6 and x 8 using the above average luminance. These variables are used as variables of a correlation function by regression analysis described later.


The variable x 6 represents the luminance ratio in road surface portion and the tunnel, the variable x 8 shows a luminance ratio of tunnel and the tunnel top.

複数の「トンネル入口」と「非トンネル入口」を撮影した画像をサンプルデータとして収集する。各サンプルデータについて、それぞれ上記式(2)、式(3)によりx、xを算出し、それぞれ縦軸に をとり、横軸に をとった散布図に描き、「トンネル入口」と「非トンネル入口」の2つに領域に大別できるかを確認する。図12に、「トンネル入口」と「非トンネル入口」を撮影したサンプル画像のデータをプロットした散布図を示す。図中、横軸にxの値をとり、縦軸にxの値をとって、画面情報ごとにプロットした。図12中四角のマーカーで示している点は「トンネル入口」の画像情報、アスタリスクのマーカーで示している点は、「非トンネル入口」の画像情報に対応する。 Collect images of multiple “tunnel entrances” and “non-tunnel entrances” as sample data. For each sample data, x 6 and x 8 are calculated by the above formulas (2) and (3), respectively, and plotted on a scatter plot with x 6 on the vertical axis and x 8 on the horizontal axis. Check whether the area can be broadly divided into “entrance” and “non-tunnel entrance”. FIG. 12 shows a scatter diagram in which data of sample images obtained by photographing “tunnel entrance” and “non-tunnel entrance” are plotted. In the figure, a value of x 8 on the horizontal axis, the vertical axis represents the value of x 6, plotted for each screen information. In FIG. 12 , points indicated by square markers correspond to image information of “tunnel entrance”, and points indicated by asterisk markers correspond to image information of “non-tunnel entrance”.

サンプルデータが散布図により2つの領域に分かれることが確認できたら、2つの領域の境界ライン(図12中の直線1300)に相当する下記関数zを定義する。

上記の式(4)において、固定パラメータであるα、α、α(いずれも重回帰係数)重回帰分析により予め求めておき、記憶しておく。
When it is confirmed that the sample data is divided into two regions by the scatter diagram, the following function z corresponding to the boundary line (straight line 1300 in FIG. 12 ) of the two regions is defined.

In the above formula (4), alpha 1 is a fixed parameter, alpha 2, alpha 3 (both multiple regression coefficients) obtained beforehand by multiple regression analysis and stored.

トンネル入口検出部504は、画面ごとに上記変数x、xの値を算出した後、これらの値及び上記固定パラメータα、α、αを上記式(4)に当てはめて関数zの値を算出する。 The tunnel entrance detector 504 calculates the values of the variables x 6 and x 8 for each screen , and then applies these values and the fixed parameters α 1 , α 2 , and α 3 to the above equation (4) to obtain the function z. Is calculated.

トンネル入口検出部504は、算出した関数zの値に基づいて、トンネル入口を検出したか否かを判定する。より詳しく述べると、トンネル入口検出部504は、算出した関数zの値がz>0である場合は、トンネル検出成功と判定し、トンネル検出が成功であることを示す出力を主判定部501に渡す。一方、算出した関数zの値がz≦0である場合は、トンネル検出失敗(トンネル入口存在せず)と判定し、トンネル検出が非成功であることを示す出力を主判定部501に渡す。 Tunnel entrance detection unit 504, based on the value of the calculated function z, determines whether it has detected the tunnel entrance. More specifically, when the value of the calculated function z is z> 0, the tunnel entrance detection unit 504 determines that the tunnel detection is successful and outputs an output indicating that the tunnel detection is successful to the main determination unit 501. hand over. On the other hand, when the value of the calculated function z is z ≦ 0, it is determined that the tunnel detection has failed (the tunnel entrance does not exist), and an output indicating that the tunnel detection is not successful is passed to the main determination unit 501.

散布図を用いた重回帰分析により固定パラメータα、α、αを決定した後、これらのパラメータ及び変数x、xを使ってトンネル検出ができるかを評価するため、シミュレーションを行った。図13は、具体的に重回帰分析で求めた関数zから、連続するフレームのフレーム毎に関数zの値(判別値)を計算し、その時間変化を表示した図である。図13に示すグラフの横軸は連続するフレーム番号をとり、縦軸は各フレームの関数zの値である。さらに同じグラフ上にトンネル位置とトンネル手前40m、100m、150m、200mのフレーム位置を太線にて表示した。 After determining fixed parameters α 1 , α 2 , α 3 by multiple regression analysis using a scatter diagram, a simulation was performed to evaluate whether tunnel detection can be performed using these parameters and variables x 6 , x 8 It was. FIG. 13 is a diagram in which the value (discriminant value) of the function z is calculated for each successive frame from the function z specifically obtained by the multiple regression analysis, and the time change is displayed. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 13 represents consecutive frame numbers, and the vertical axis represents the value of the function z of each frame . Furthermore, the tunnel position and the frame positions 40m, 100m, 150m and 200m in front of the tunnel are shown in bold lines on the same graph.

図13のグラフにおいて3つのトンネルが存在する。各トンネル入口手前で関数zの値が負(z<0)から正(z>0)に転換し、トンネル検出部504によるトンネル検出が適正に行われていることが確認できる。 There are three tunnels in the graph of FIG . The value of the function z changes from negative (z <0) to positive (z> 0) immediately before each tunnel entrance, and it can be confirmed that tunnel detection by the tunnel detection unit 504 is properly performed.

[1.4.2.5.逆光検出部]
図5に戻り、カメラ設定管理部142の構成要素の一つである逆光検出部505について説明する。逆光検出部505は、画像情報の輝度特徴から現状環境状況が逆光状態であることを検出する機能を有する。
[1.4.2.5. Backlight detection unit]
Returning to FIG. 5, the backlight detection unit 505, which is one of the components of the camera setting management unit 142, will be described. The backlight detection unit 505 has a function of detecting that the current environment state is a backlight state from the luminance characteristics of the image information.

「逆光状態」対応したカメラ設定データを使用した方が良いシーンとは、画面上の太陽に引っ張られて、電子シャッタ速度が高速になり、そのためモニタ装置200に表示される画面が夜ではないのに路面が著しく暗く、空が明るくなってしまうシーンである。同じく空が明るいシーンは逆光状態ではないが海沿いの道路のように周囲が大きく開けている場所を走行する様な場合もあるが、平均輝度ではなく、擬似絶対輝度で比較した場合、逆光シーンの方が一般的に大きな値(明るい)となるそこで次の2つのポイントに着目して、空部と路面部を定義し、空部と路面部のそれぞれの平均輝度から擬似絶対輝度を求め、その2つの要素で重回帰分析を行うことにより逆光状態を検出する。
(1)路面が暗い
(2)空の輝度が飽和していても太陽と通常の空は明るさが違う
A scene where it is better to use the camera setting data corresponding to the “backlight state” means that the electronic shutter speed is increased by being pulled by the sun on the screen, and therefore the screen displayed on the monitor device 200 is not night. In this scene, the road surface is extremely dark and the sky is bright. Similarly sky is a bright scene is not a backlit sometimes like to travel to the location where wide open the surrounding like a sea of road but, instead of the average brightness, when compared with the pseudo-absolute luminance, backlit scene Is generally larger (brighter) . Therefore, paying attention to the following two points, the sky and the road surface are defined, the pseudo absolute brightness is obtained from the average brightness of each of the sky and the road surface, and the multiple regression analysis is performed on the two elements. Detect state.
(1) The road surface is dark (2) Even if the brightness of the sky is saturated, the brightness of the sun and normal sky are different

図14は、逆光検出部505が空部と路面部の擬似絶対輝度を求める領域(集合エリア)の例を示す図である。100個の単位エリアに分割された1画面分の画像情報において、空エリアとして集合エリアA(2行6列)、集合エリアB(2行6列)、集合エリアC(2行6列)が設定されている。集合エリアAの下側一行と集合エリアBの上側一行は重なっており、また集合エリアBの下側一行と集合エリアCの上側一行は重なるように設定されている。また、画面下方中央に路面部の擬似平均輝度を計算するための集合エリアD(2行6列)が設定されている。また、画面上段2列はマスクエリアにされている。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a region (aggregate area) in which the backlight detection unit 505 obtains the pseudo absolute luminance of the sky portion and the road surface portion. In the image information for one screen divided into 100 unit areas, the collection area A (2 rows and 6 columns), the collection area B (2 rows and 6 columns), and the collection area C (2 rows and 6 columns) are empty areas. Is set. The lower row of the collective area A and the upper row of the collective area B overlap, and the lower row of the collective area B and the upper row of the collective area C overlap. In addition, a collective area D (2 rows and 6 columns) for calculating the pseudo average luminance of the road surface portion is set in the lower center of the screen. The upper two rows of the screen are mask areas.

上記各集合エリアの平均輝度を下記のように表わす。
集合エリアAの平均輝度=L(A)
集合エリアBの平均輝度=L(B)
集合エリアCの平均輝度=L(C)
集合エリアDの平均輝度=L(D)
逆光検出部505は、上記の平均輝度を用いて下記の変数x、xを算出する。これら変数は後述する回帰分析による相関関数の変数として用いる。
The average brightness of each set area is expressed as follows.
Average brightness of gathering area A = L (A)
Average brightness of gathering area B = L (B)
Average brightness of gathering area C = L (C)
Average brightness of gathering area D = L (D)
The backlight detection unit 505 calculates the following variables x 4 and x 5 using the above average luminance. These variables are used as variables of a correlation function by regression analysis described later.



上記変数xは、路面部の擬似絶対輝度を示し、変数xは、空部に対応する集合エリアA,B,Cの最大値の擬似絶対輝度を示す。


The variable x 4 indicates the pseudo absolute luminance of the road surface portion, and the variable x 5 indicates the maximum pseudo absolute luminance of the collective areas A, B, and C corresponding to the sky portion.

カメラ設定を「昼状態」として、逆光に相当する情景である「逆光」の情景の画像情報、「フレア」の情景の画像情報、及び逆光でない情景に相当する「昼」の情景を撮影した画像情報をサンプルデータとして収集する。各サンプルデータについて、それぞれ上記式(5)、式(6)によりx、xを算出し、それぞれ縦軸にxをとり、横軸にxをとった散布図に描き、「逆光+フレア」と「昼」の2つの領域に大別できるかを確認する。図15に、「逆光」、「フレア」、「昼」を撮影したサンプル画像のデータをプロットした散布図を示す。図中、横軸にxの値をとり、縦軸にxの値をとって、画面情報ごとにプロットした。図15中、黒いひし形のマーカーで示している点は、「逆光」の画像情報、白抜き四角のマーカーで示している点は「フレア」の画像情報、白抜き三角のマーカーで示している点は、逆光でない情景である「昼」の画像情報に対応する。 Images with a camera setting of “daytime” that captures the image information of the “backlight” scene, which is the scene corresponding to the backlight, the image information of the “flare” scene, and the “daytime” scene, which corresponds to the scene that is not backlit. Collect information as sample data. For each sample data, x 4 and x 5 are calculated by the above formulas (5) and (6), respectively, and plotted on a scatter diagram with x 4 on the vertical axis and x 5 on the horizontal axis. Check if it can be roughly divided into two areas: + flare and daytime. FIG. 15 is a scatter diagram in which data of sample images obtained by photographing “backlight”, “flare”, and “daytime” are plotted. In the figure, a value of x 5 in the horizontal axis, the vertical axis represents the value of x 4, and plotted for each screen information. In FIG. 15 , points indicated by black rhombus markers are “backlight” image information, points indicated by white square markers are points indicated by “flare” image information, and white triangle markers. Corresponds to image information of “daytime”, which is a scene that is not backlit.

サンプルデータが散布図により2つの領域に分かれることが確認できたら、2つの領域の境界ライン(図15中の直線1600)に相当する下記関数wを定義する。
w=α・x+α・x+α …式(7)
上記の式(7)において、固定パラメータであるα、α、α(いずれも重回帰係数)を重回帰分析により予め求めておき、記憶しておく。
When it is confirmed that the sample data is divided into two regions by the scatter diagram, the following function w corresponding to the boundary line between the two regions (straight line 1600 in FIG. 15 ) is defined.
w = α 4 · x 4 + α 5 · x 5 + α 6 (7)
In the above equation (7), α 4 , α 5 , and α 6 (all of which are multiple regression coefficients) that are fixed parameters are obtained in advance by multiple regression analysis and stored.

逆光検出部505は、画面ごとに上記変数x、xの値を算出した後、これら変数の値及び上記固定パラメータα、α、αを上記式(7)に当てはめて関数wの値を算出する。 After calculating the values of the variables x 4 and x 5 for each screen , the backlight detection unit 505 applies the values of these variables and the fixed parameters α 4 , α 5 , and α 6 to the above equation (7) to obtain the function w Is calculated.

逆光検出部505は、算出した関数wの値に基づいて、逆光状態を検出したか否かを判定する。より詳しく述べると、逆光検出部505は、算出した関数wの値がw>0である場合は、現状環境状況が逆光状態であると判定し、逆光状態であることを示す出力を主判定部501に渡す。一方、算出した関数wの値がw≦0である場合は、逆光検出失敗(逆光状態でない状態)と判定し、逆光検出が非成功であることを示す出力を主判定部501に渡す。   The backlight detection unit 505 determines whether a backlight state is detected based on the calculated value of the function w. More specifically, when the value of the calculated function w is w> 0, the backlight detection unit 505 determines that the current environment state is the backlight state, and outputs an output indicating the backlight state as the main determination unit. Pass to 501. On the other hand, when the value of the calculated function w is w ≦ 0, it is determined that the backlight detection has failed (a state that is not the backlight state), and an output indicating that the backlight detection is not successful is passed to the main determination unit 501.

[1.4.2.6.カメラ設定記憶部]
図5に戻り、カメラ設定管理部142の構成要素の説明を続ける。
カメラ設定記憶部506は、4種類の現状環境状態である「昼状態」、「夜状態」、「トンネル状態」、「逆光状態」のそれぞれに対応するカメラ設定を記述したデータ(カメラ設定データと呼ぶ)を記憶する機能を有する。
[1.4.2.6. Camera setting storage section]
Returning to FIG. 5, the description of the components of the camera setting management unit 142 will be continued.
The camera setting storage unit 506 stores data (camera setting data and camera setting data) corresponding to each of four types of current environmental conditions, “daytime state”, “night state”, “tunnel state”, and “backlight state”. Has a function of storing (calling).

図16から図19に、「昼状態」、「夜状態」、「トンネル状態」、「逆光状態」のそれぞれに対応するカメラ設定データのデータ構成例を示す。「昼状態」、「夜状態」、「トンネル状態」、「逆光状態」に対応するこれらカメラ設定データ1700は、低速シャッタ速度及び高速シャッタ速度のそれぞれについて、「収束値」、「マスクエリア」、「エリア数」、「加算比率」、「非線形」の値を記述しているとともに、WDRモードをONにするか否かについても記述している。 19 from FIG. 16, "afternoon state", "Night state", "tunnel state" shows a data configuration example of a camera setting data corresponding to each of the "backlit." These camera setting data 1700 corresponding to the “daytime state”, “night state”, “tunnel state”, and “backlight state” are “convergence value”, “mask area”, In addition to describing the values of “number of areas”, “addition ratio”, and “non-linear”, it also describes whether or not to turn on the WDR mode.

[1.4.2.7.制御信号生成部]
図5に戻り、カメラ設定管理部142の構成要素の説明を続ける。
制御信号生成部507は、主判定部501からの、環境状況を指定する信号に応じて、指定された環境状況に応じたカメラ設定データをカメラ設定記憶部506から読み取り、読み取ったカメラ設定データに基づいて、低速シャッタ用特性変換回路131a3と高速シャッタ用特性変換回路131b3に非線形特性の値を送信し、また、加算回路132aに特性変換された低速シャッタ画像信号による画像と、特性変換された高速シャッタ画像信号とを合成する比率である合成比率を指示する合成比率制御信号を生成し送信するなどを行う。制御信号生成部507が生成する各種制御信号により、撮像装置100は主判定部501の判定した環境状態に応じたカメラ設定に従って、撮像処理を行うことができる。
[1.4.2.7. Control signal generator]
Returning to FIG. 5, the description of the components of the camera setting management unit 142 will be continued.
The control signal generation unit 507 reads the camera setting data corresponding to the specified environmental situation from the camera setting storage unit 506 in accordance with the signal specifying the environmental situation from the main determination unit 501, and converts the camera setting data into the read camera setting data. Based on this, the value of the non-linear characteristic is transmitted to the low-speed shutter characteristic conversion circuit 131a3 and the high-speed shutter characteristic conversion circuit 131b3 , and the characteristic-converted high-speed shutter image signal and the characteristic-converted high-speed shutter image signal generates a synthesis ratio control signal for instructing the combining ratio is a ratio to synthesize a shutter image signal performs like to send. With the various control signals generated by the control signal generation unit 507, the imaging apparatus 100 can perform the imaging process according to the camera settings corresponding to the environmental state determined by the main determination unit 501 .

[1.4.3.電子シャッタ制御
図1に戻り、制御部140の構成要素の説明を再開する。
制御部140の構成要素である電子シャッタ制御143は、カメラ設定管理部142、より詳しくは制御信号生成部507からの制御信号に応じて、低速シャッタ速度と高速シャッタ速度の異なる2つの電子シャッタ速度で撮像素子112の制御を行う。
以上で、撮像装置100の構成例の説明を終了する。
[1.4.3. Electronic shutter control unit ]
Returning to FIG. 1, the description of the components of the control unit 140 is resumed.
The electronic shutter control unit 143 that is a component of the control unit 140 includes two electronic shutters having different low-speed shutter speeds and high-speed shutter speeds according to control signals from the camera setting management unit 142, more specifically, the control signal generation unit 507. The image sensor 112 is controlled at a speed.
Above, description of the structural example of the imaging device 100 is complete | finished.

[2.撮像装置のカメラ設定変更における動作例]
次に、上記構成を有する撮像装置100、より詳しくはカメラ設定管理部142の動作例について、図20から図23を参照しながら説明する。図20から図23は、撮像装置100、より詳しくはカメラ設定管理部142の動作例を示すフローチャートである。
[2. Example of operation when changing camera settings of imaging device]
Next, the imaging apparatus 100 having the above structure, more specifically the operation of the camera setting management unit 142 will be described with reference to FIG. 23 from FIG. 20. 20 to 23 are flowcharts illustrating an example of the operation of the imaging apparatus 100, more specifically, the camera setting management unit 142.

撮像装置100、より詳しくはカメラ設定管理部142は、撮像素子112から得られる画像情報の輝度特徴を使って4つの環境状態である「昼状態」、「夜状態」、「トンネル状態」、及び「逆光状態」を検出し、その検出結果によって、検出した現在環境状態に応じたカメラ設定データを使用して、その環境化において必要なダイナミックレンジを確保し撮像を行うものである。   The imaging apparatus 100, more specifically the camera setting management unit 142, uses the luminance characteristics of the image information obtained from the imaging element 112, which are four environmental states “day state”, “night state”, “tunnel state”, and By detecting the “backlight state” and using the camera setting data corresponding to the detected current environment state based on the detection result, a dynamic range necessary for the environment is secured and imaging is performed.

撮像装置100の電源が投入されると、カメラ設定管理部142、より詳しくは主判定部501は、認識環境状態を示す変数”wdrState"、トンネル検出結果を示す変数"tunnelState"、及び起動状態を示す変数"起動フラグ"を初期値に設定する。カメラ設定管理部142、より詳しくは主判定部501は、これら変数を書き換え可能に記憶している。   When the power of the imaging apparatus 100 is turned on, the camera setting management unit 142, more specifically, the main determination unit 501 displays the variable “wdrState” indicating the recognition environment state, the variable “tunnelState” indicating the tunnel detection result, and the activation state. The variable "start flag" shown is set to the initial value. The camera setting management unit 142, more specifically, the main determination unit 501 stores these variables in a rewritable manner.

上記変数”wdrState"がとり得る値は、「昼状態」を示す「昼」、「夜状態」を示す「夜」、「トンネル状態」を示す「トンネル」、及び「逆光状態」を示す「逆光」の4種類の値のいずれかである。また、変数"tunnelState"がとり得る値は、トンネル入口検出部504がトンネル入口を検出したことを示す「トンネル検出OK」、及びトンネル入口検出部504がトンネル入口を検出しなかったことを示す「トンネル検出NG」の2種類の値のいずれかである。また、変数"起動フラグ"がとり得る値は、起動後所定時間t1を経過したことを示す「true」、及び起動後所定時間t1を経過していないことを示す「false」の2種類の値のいずれかである。   Possible values of the variable “wdrState” are “daytime” indicating “daytime state”, “night” indicating “night state”, “tunnel” indicating “tunnel state”, and “backlighting” indicating “backlight state”. Is one of four types of values. Further, the values that can be taken by the variable “tunnelState” are “tunnel detection OK” indicating that the tunnel entrance detection unit 504 has detected the tunnel entrance, and “no tunnel entrance detection unit 504 has detected the tunnel entrance”. One of two values of “tunnel detection NG”. The variable “activation flag” can take two values, “true” indicating that a predetermined time t1 has elapsed after activation and “false” indicating that the predetermined time t1 has not elapsed since activation. One of them.

さて、カメラ設定管理部142、より詳しくは主判定部501は電源投入後に上記の3変数をデフォルト値である”wdrState"=トンネル、"tunnelState"=トンネル検出OK、"起動フラグ"=「false」にセットする(S10)。   Now, the camera setting management unit 142, more specifically, the main determination unit 501 sets the above three variables to default values “wdrState” = tunnel, “tunnelState” = tunnel detection OK, “start flag” = “false” after power-on. (S10).

次に、カメラ設定管理部142、より詳しくは主判定部501は、記憶している変数”wdrState"の値が「昼」であるか否かを判定する(S20)。変数”wdrState"の値が「昼」である場合は(S20、Yes)、カメラ設定管理部142、より詳しくは主判定部501は、変数"起動フラグ"の値が「false」であるか否かを判定する(S30)。一方、S20において変数”wdrState"の値が「昼」でない場合は(S20、No)、後述するステップS210(図22参照)に移行する。 Next, the camera setting management unit 142, more specifically, the main determination unit 501 determines whether or not the value of the stored variable “wdrState” is “daytime” (S20). When the value of the variable “wdrState” is “daytime” (S20, Yes), the camera setting management unit 142, more specifically, the main determination unit 501, determines whether or not the value of the variable “start flag” is “false”. Is determined (S30). On the other hand, if the value of the variable “wdrState” is not “daytime” in S20 (S20, No), the process proceeds to step S210 (see FIG. 22 ) described later.

ステップS30において変数"起動フラグ"の値が「false」であると判定した場合(S30、Yes)、主判定部501は起動後に計時を開始しているタイマ、或いはカウンタを参照し、起動後所定時間t1が経過しているか否かを判定する(S40)。一方、変数"起動フラグ"の値が「false」ではないと判定した(S30、Yes)場合、主判定部501は後述するステップS60(図20)に移行する。 When it is determined in step S30 that the value of the variable “activation flag” is “false” (S30, Yes), the main determination unit 501 refers to a timer or counter that has started counting after activation, and is predetermined after activation. It is determined whether the time t1 has elapsed (S40). On the other hand, when it is determined that the value of the variable “activation flag” is not “false” (S30, Yes), the main determination unit 501 proceeds to step S60 ( FIG. 20 ) described later.

ステップS40において、起動後所定時間t1が経過していると判定した場合(S40、Yes)、主判定部501は変数"起動フラグ"の値を「true」に書き換えて記憶する(S50)。一方、起動後所定時間t1が経過していないと判定した場合(S40、No)、主判定部501は後述するステップS60に制御を移行する。   If it is determined in step S40 that the predetermined time t1 has elapsed after activation (S40, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “activation flag” to “true” and stores it (S50). On the other hand, when it is determined that the predetermined time t1 has not elapsed after activation (S40, No), the main determination unit 501 shifts the control to step S60 described later.

前述のステップS30、ステップS40の双方において判定結果が「No」である場合、主判定部501は、昼夜判定部502に現状環境状態が「夜状態」であるか否かを判定させる(S60)。昼夜判定部502は、擬似絶対輝度yを夜状態を判定するための閾値Y1と比較して、「夜状態」であるか否かを判定し、判定結果を主判定部501に出力する。昼夜判定部502の判定結果が「夜状態」である場合(S60、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「夜」に書き換えてこれを記憶する(S70)。ステップS70の実行の後、主判定部501は制御を前述のステップS20に戻す。一方、ステップS60の判定において、昼夜判定部502の判定結果が「夜状態」でない場合(S60、No、主判定部501は後述するステップS110(図21参照)に移行する。 When the determination result is “No” in both step S30 and step S40 described above, the main determination unit 501 causes the day / night determination unit 502 to determine whether or not the current environmental state is the “night state” (S60). . The day / night determination unit 502 compares the pseudo absolute luminance y with the threshold value Y1 for determining the night state, determines whether or not it is the “night state”, and outputs the determination result to the main determination unit 501. When the determination result of the day / night determination unit 502 is “night state” (S60, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “night” and stores this (S70). After execution of step S70, the main determination unit 501 returns control to step S20 described above. On the other hand, in the determination of step S60, when the determination result of the day / night determination unit 502 is not “night state” (S60, No, the main determination unit 501 proceeds to step S110 (see FIG. 21 ) described later.

上記ステップS70及び図20中の外部ページ参照3,4,6からの戻りに続いて、主制御部501は、記憶している変数”wdrState"を参照し、この変数に対応したカメラ設定データを使用して各種制御信号を生成するよう制御信号生成部507を制御する(S80)。これにより、昼夜判定部502、トンネル中判定部503、トンネル入口判定部504、逆光検出部505の検出結果に応じて決定された変数”wdrState"の値にしたがってカメラ設定データが選択され、各環境状態に適したカメラ設定データにしたがって各部の制御が行われ、現状環境状態に適したダイナミックレンジの選択等が行われることになる。 Subsequent to step S70 and the return from the external page references 3, 4, and 6 in FIG. 20 , the main control unit 501 refers to the stored variable “wdrState” and stores the camera setting data corresponding to this variable. The control signal generator 507 is controlled so as to generate various control signals by using the control signal (S80). Thereby, the camera setting data is selected according to the value of the variable “wdrState” determined according to the detection results of the day / night determination unit 502, the tunnel determination unit 503, the tunnel entrance determination unit 504, and the backlight detection unit 505. Each part is controlled according to the camera setting data suitable for the state, and a dynamic range suitable for the current environment state is selected.

さて、図21を参照しながらステップ60から移行するステップS110以降の処理について説明する。
ステップS110に制御が移ると、主判定部501はトンネル入口検出部504にトンネル入口検出処理を実行させ、前方にトンネル入口が存在するか否かを判定する(S110)。トンネル入口検出部504は、図11に示す集合エリアAからHの平均輝度に基づいて変数x及びxを算出し、算出した変数x及びxを前述の式(4)に当てはめ関数zの値を求めてトンネル入口の存在を判定し、判定結果を主判定部501に出力する。
Now, with reference to FIG. 21 , the processing after step S110, which shifts from step 60, will be described.
When control is transferred to step S110, the main determination unit 501 causes the tunnel entrance detection unit 504 to execute tunnel entrance detection processing, and determines whether there is a tunnel entrance ahead (S110). The tunnel entrance detection unit 504 calculates the variables x 6 and x 8 based on the average luminance of the collection areas A to H shown in FIG. 11, and applies the calculated variables x 6 and x 8 to the above-described equation (4). The value of z is determined to determine the presence of the tunnel entrance, and the determination result is output to the main determination unit 501.

主判定部501は、トンネル入口検出部504がトンネル入口が存在すると判定した場合(S110、Yes)、主判定部501は変数”wdrState”の値を「トンネル」に書き換え記憶する(S120)。これにより、環境状態「トンネル」に対応するカメラ設定データに基づいて、撮像装置100の各種パラメータが決定され、トンネル内の撮像に適した状態で撮像装置100が動作することとなる。   If the tunnel entrance detection unit 504 determines that the tunnel entrance exists (S110, Yes), the main determination unit 501 rewrites and stores the value of the variable “wdrState” as “tunnel” (S120). Accordingly, various parameters of the imaging apparatus 100 are determined based on the camera setting data corresponding to the environmental state “tunnel”, and the imaging apparatus 100 operates in a state suitable for imaging in the tunnel.

変数”wdrState”の書き換え後、主判定部501は、制御を前述のステップS20(図20参照)に戻す。一方、トンネル入口検出部504の判定結果からトンネル入口が存在しないと判定した場合(S110、No)、主判定部501は、変数”起動フラグ”の現在の値が「true」であるか否かを判定する(S130)。このステップS130において、変数”起動フラグ”の現在の値が「true」であると判定した場合(S130、Yes)、主判定部501は、トンネル中判定部503を用いてトンネル中であるか否かを判定するトンネル中判定処理を実行する(S140)。このトンネル中判定処理では、トンネル中判定部503は所定の閾値と上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリア701(図7参照)の擬似絶対輝度yを比較し、擬似絶対輝度yが所定の閾値より低い場合はトンネル内と判定し、判定結果を主判定部501に出力する。 After rewriting the variable “wdrState”, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S20 (see FIG. 20 ). On the other hand, when it is determined from the determination result of the tunnel entrance detection unit 504 that there is no tunnel entrance (No in S110), the main determination unit 501 determines whether or not the current value of the variable “activation flag” is “true”. Is determined (S130). If it is determined in step S130 that the current value of the variable “activation flag” is “true” (S130, Yes), the main determination unit 501 uses the mid-tunnel determination unit 503 to determine whether the tunnel is in progress. In-tunnel determination processing is executed to determine whether or not (S140). In this in-tunnel determination process, the in-tunnel determination unit 503 compares the pseudo absolute luminance y of the set area 701 (see FIG. 7) composed of 80 unit areas excluding the upper two lines with a predetermined threshold value, and determines the pseudo absolute luminance. If y is lower than a predetermined threshold, it is determined that the tunnel is inside, and the determination result is output to the main determination unit 501.

トンネル中判定部503の判定結果がトンネル内である場合(S140、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「トンネル」に書き換えて記憶し、且つ変数”tunnnelState"の値を「トンネル検出NG」に書き換えて記憶する(S150)。これら変数の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に戻す。 When the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is in the tunnel (S140, Yes), the main determination unit 501 rewrites and stores the value of the variable “wdrState” as “tunnel” and sets the value of the variable “tunnnelState” to “ It is rewritten and stored in “tunnel detection NG” (S150). After rewriting these variables, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ).

ステップS130の判定において変数”起動フラグ”の現在の値が「true」でないと判定した場合(S130、No)、及びステップS140においてトンネル中判定部503の判定結果がトンネル内でないとする場合(S140、No)、主判定部501は逆光検出部505に逆光検出を実行させ、逆光状態であるか否かを判定する(S160)。逆光検出部505は、図14に示す集合エリアAからDそれぞれの平均輝度から、変数x、xを算出し、算出した変数x、xを前述の式(7)に当てはめ、関数wの値を求めてトンネル入口の存在を判定し、判定結果を主判定部501に出力する。 When it is determined in step S130 that the current value of the variable “activation flag” is not “true” (S130, No), and when the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is not within the tunnel in step S140 (S140) , No), the main determination unit 501 causes the backlight detection unit 505 to perform backlight detection and determines whether or not it is in the backlight state (S160). The backlight detection unit 505 calculates the variables x 4 and x 5 from the average luminance of each of the collective areas A to D shown in FIG. 14 , applies the calculated variables x 4 and x 5 to the above equation (7), and sets the function The value of w is determined to determine the presence of the tunnel entrance, and the determination result is output to the main determination unit 501.

ステップS160において、逆光検出部505の判定結果が逆光状態である場合(S160、Yes)、主判定部501は変数”wdrState”の値を「逆光」に書き換え記憶する(S170)。変数”wdrState”の書き換え後、主判定部501は、制御を前述のステップS80(図20参照)に戻す。一方、逆光検出部505の判定結果が逆光状態でないとする場合(S160、No)、主判定部501はなんらの処理を行わずに制御を前述のステップS80(図20参照)に移行する。 In step S160, when the determination result of the backlight detection unit 505 is the backlight state (S160, Yes), the main determination unit 501 rewrites and stores the value of the variable “wdrState” as “backlight” (S170). After rewriting the variable “wdrState”, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ). On the other hand, when the determination result of the backlight detection unit 505 is not the backlight state (S160, No), the main determination unit 501 shifts the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ) without performing any processing.

次に図22を参照しながら前述のステップS20で変数”wdrState”の値が「昼」ではないと判定された場合(図20、S20,No)の処理について説明する。
この場合、主判定部501は、記憶している変数”wdrState"の値が「トンネル」であるか否かを判定する(S210)。変数”wdrState"の値が「トンネル」でない場合は(S210、No)、後述するステップS410(図23参照)に移行する。一方、変数”wdrState"の値が「トンネル」である場合は(S210、Yes)、主判定部501は記憶している変数”tunnelState"の値が「トンネル検出NG」であるか否かを判定する(S220)。変数”tunnelState"の値が「トンネル検出NG」でない場合は(S220、No)、後述するステップS270に移行する。
Next, with reference to FIG. 22 , the processing when it is determined in step S20 that the value of the variable “wdrState” is not “daytime” ( FIG. 20 , S20, No) will be described.
In this case, the main determination unit 501 determines whether or not the value of the stored variable “wdrState” is “tunnel” (S210). If the value of the variable “wdrState” is not “tunnel” (S210, No), the process proceeds to step S410 (see FIG. 23 ) described later. On the other hand, when the value of the variable “wdrState” is “tunnel” (S210, Yes), the main determination unit 501 determines whether or not the value of the stored variable “tunnelState” is “tunnel detection NG”. (S220). When the value of the variable “tunnelState” is not “tunnel detection NG” (S220, No), the process proceeds to step S270 described later.

一方、変数”tunnelState"の値が「トンネル検出NG」である場合は(S220、Yes)、主判定部501は、環境状態を「トンネル状態」から「昼状態」に遷移させるか否かを判定させるため、トンネル出口の検出を行うようトンネル中判定部503を制御する(S230)。これは、トンネル内からトンネル外に出る場合に、環境状態を「トンネル状態」から「昼状態」に遷移させるための処理である。   On the other hand, when the value of the variable “tunnelState” is “tunnel detection NG” (S220, Yes), the main determination unit 501 determines whether or not to transition the environmental state from the “tunnel state” to the “daytime state”. Therefore, the in-tunnel determining unit 503 is controlled to detect the tunnel exit (S230). This is a process for transitioning the environmental state from the “tunnel state” to the “daytime state” when going out of the tunnel from inside the tunnel.

トンネル中判定部503は所定の閾値と上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリア701(図7参照)の擬似絶対輝度yを比較し、擬似絶対輝度yが所定の閾値より高い場合はトンネル出口近傍に接近したと判定し、判定結果を主判定部501に出力する。   The in-tunnel determination unit 503 compares the pseudo absolute luminance y of the set area 701 (see FIG. 7) composed of 80 unit areas excluding the upper two lines with the predetermined threshold, and the pseudo absolute luminance y is higher than the predetermined threshold. In the case, it is determined that the vicinity of the tunnel exit is approached, and the determination result is output to the main determination unit 501.

トンネル中判定部503の判定結果がトンネル出口近傍に接近したとする場合(S230、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「昼」に書き換えて記憶する(S240)。この変数の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に移行させる。 When the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is close to the tunnel exit (S230, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “daytime” and stores it (S240). After the rewriting of the variable is completed, the main determination unit 501 shifts the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ).

一方、ステップS230において、トンネル中判定部503の判定結果がトンネル出口近傍に接近していないとする場合(S230、No)、主判定部501は所定時間t2が経過したか否かを判定する(S250)。所定時間t2が経過したと判定した場合(S250、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「夜」に書き換えて記憶する(S260)。この変数”wdrState"の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS20(図20参照)に戻す。これは一定時間(t2)経過しても「トンネル状態」が終了しない場合は「夜状態」に遷移させるための処理である。一方、ステップS250において、所定時間t2が経過していないと判定した場合(S250、No)、主判定部501はなんらの処理をすることなく制御を前述のステップS80(図20参照)に移す。 On the other hand, in step S230, when the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is not close to the vicinity of the tunnel exit (No in S230), the main determination unit 501 determines whether or not the predetermined time t2 has elapsed ( S250). When it is determined that the predetermined time t2 has elapsed (S250, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “night” and stores it (S260). After completing the rewriting of the variable “wdrState”, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S20 (see FIG. 20 ). This is a process for transitioning to the “night state” if the “tunnel state” does not end even after a certain time (t2) has elapsed. On the other hand, when it is determined in step S250 that the predetermined time t2 has not elapsed (S250, No), the main determination unit 501 moves the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ) without performing any processing.

ここでステップS220の説明に戻る。ステップS220において変数”tunnelState"の値が「トンネル検出NG」でない場合は(S220、No)、主判定部501は、トンネル中判定部503を用いて、現状環境状態が「トンネル状態」であるか否かを判定する(S270)。トンネル中判定部503は所定の閾値と上段2ラインを除いた80個の単位エリアからなる集合エリア701(図7参照)の擬似絶対輝度yを比較し、擬似絶対輝度yが所定の閾値より低い場合はトンネル内と判定し、そうでない場合はトンネル内ではないと判定し、判定結果を主判定部501に出力する。なお、ステップS270における判定では、図9に示すように日中と夕方で異なる閾値Y3、Y4を用いてトンネル内であるか否かを判定する。   Here, the description returns to step S220. If the value of the variable “tunnelState” is not “tunnel detection NG” in step S220 (S220, No), the main determination unit 501 uses the in-tunnel determination unit 503 to determine whether the current environment state is “tunnel state”. It is determined whether or not (S270). The in-tunnel determination unit 503 compares the pseudo absolute luminance y of the aggregate area 701 (see FIG. 7) composed of 80 unit areas excluding the upper two lines, and the pseudo absolute luminance y is lower than the predetermined threshold. If not, it is determined that it is inside the tunnel, and if not, it is determined that it is not inside the tunnel, and the determination result is output to the main determination unit 501. In the determination in step S270, as shown in FIG. 9, it is determined whether or not the vehicle is inside the tunnel using threshold values Y3 and Y4 that are different between daytime and evening.

トンネル中判定部503の判定結果がトンネル内でない場合(S270、No)、主判定部501は後述するステップS300に制御を移す。一方、トンネル中判定部503の判定結果がトンネル内である場合(S270、Yes)、主判定部501はトンネル中判定部503に環境状態を「トンネル状態」から「昼状態」にするか否かを判定させるように、トンネル出口の検出を行うようトンネル中判定部503を制御する(S280)。なお、ステップS280における処理内容は、先に述べたステップS230と同様なので詳細な説明は省略する。   When the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is not in the tunnel (No in S270), the main determination unit 501 shifts control to step S300 described later. On the other hand, when the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is in the tunnel (S270, Yes), the main determination unit 501 determines whether or not the tunnel determination unit 503 changes the environmental state from “tunnel state” to “daytime state”. The in-tunnel determining unit 503 is controlled to detect the tunnel exit (S280). Since the processing content in step S280 is the same as that in step S230 described above, detailed description thereof is omitted.

トンネル中判定部503の判定結果がトンネル出口近傍に接近したとする場合(S280、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「昼」に書き換えて記憶する(S290)。この変数の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS20(図20参照)に戻す。 When the determination result of the in-tunnel determination unit 503 approaches the vicinity of the tunnel exit (S280, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “daytime” and stores it (S290). After completion rewritten for this variable, the main determining section 501 returns control to the aforementioned step S20 (see FIG. 20).

一方、ステップS280において、トンネル中判定部503の判定結果がトンネル出口近傍に接近していないとする場合(S280、No)、主判定部501は所定時間t2が経過したか否かを判定する(S250)。以降の処理は先にステップS250について説明したところと同様なので、ここではその説明は省略する。   On the other hand, in step S280, when the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is not close to the vicinity of the tunnel exit (No in S280), the main determination unit 501 determines whether or not the predetermined time t2 has passed ( S250). Since the subsequent processing is the same as that described above for step S250, the description thereof is omitted here.

ここで、前述のステップS270の説明に戻る。ステップS270においてトンネル中判定部503の判定結果がトンネル内でない場合(S270、No)、主判定部501は所定時間t3が経過したか否かを判定する(S300)。所定時間t3が経過したと判定した場合(S300、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「昼」に書き換えて記憶する(S310)。この変数”wdrState"の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に戻す。 Here, the description returns to step S270 described above. When the determination result of the in-tunnel determining unit 503 is not within the tunnel in step S270 (S270, No), the main determining unit 501 determines whether or not the predetermined time t3 has elapsed (S300). When it is determined that the predetermined time t3 has elapsed (S300, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “daytime” and stores it (S310). After the rewriting of the variable “wdrState” is finished, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ).

次に図23を参照しながら前述のステップS210(図22参照)で変数”wdrState”の値が「トンネル」ではないと判定された場合(図22、S210,No)以降の処理について説明する。 Next, with reference to FIG. 23 , processing after the case where the value of the variable “wdrState” is determined not to be “tunnel” in the above-described step S210 (see FIG. 22 ) (No in FIG. 22 , S210) will be described.

ステップS210において変数”wdrState”の値が「トンネル」ではないと判定された場合、主判定部501は記憶している変数”wdrState"の値が「逆光」であるか否かを判定する(S410)。ステップS410において変数”wdrState"の値が「逆光」でない場合は(S410、No)、主判定部501はなんらの処理を行うことなく前述のステップS80(図20参照)に制御を戻す。一方、ステップS410において変数”wdrState"の値が「逆光」である場合は(S410、Yes)、主判定部501はトンネル入口検出部504にトンネル入口検出処理を実行させ、前方にトンネル入口が存在するか否かを判定する(S420)。このトンネル入口処理検出の内容は前述したステップS110の内容と同様なのでその詳細な説明は省略する。主判定部501は、トンネル入口検出部504の判定結果からトンネル入口が存在すると判定した場合(S420、Yes)、主判定部501は変数”wdrState”の値を「トンネル」に書き換え記憶する(S430)。変数”wdrState”の書き換え後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に移行する。 When it is determined in step S210 that the value of the variable “wdrState” is not “tunnel”, the main determination unit 501 determines whether the value of the stored variable “wdrState” is “backlight” (S410). ). If the value of the variable "wdrState" is not "backlit" in step S410 (S410, No), it returns control to the aforementioned step S80 (see FIG. 20) without performing the main determination unit 501 any processing. On the other hand, when the value of the variable “wdrState” is “backlight” in step S410 (S410, Yes), the main determination unit 501 causes the tunnel entrance detection unit 504 to execute the tunnel entrance detection process, and there is a tunnel entrance ahead. It is determined whether or not to perform (S420). Since the contents of the tunnel entrance process detection are the same as the contents of step S110 described above, a detailed description thereof will be omitted. When the main determination unit 501 determines from the determination result of the tunnel entrance detection unit 504 that a tunnel entrance exists (S420, Yes), the main determination unit 501 rewrites and stores the value of the variable “wdrState” as “tunnel” (S430). ). After rewriting the variable “wdrState”, the main determination unit 501 shifts the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ).

一方、ステップS420において、トンネル入口検出部504の判定結果からトンネル入口が存在しないと判定した場合(S420、No)、主判定部501は、トンネル中判定部503を用いてトンネル中であるか否かを判定するトンネル中判定処理を実行する(S440)。なお、トンネル中判定処理の内容は先に述べたステップS140(図21参照)で行う内容と同様であるため、その内容の詳細な説明は省略する。 On the other hand, if it is determined in step S420 that the tunnel entrance does not exist from the determination result of the tunnel entrance detection unit 504 (S420, No), the main determination unit 501 uses the mid-tunnel determination unit 503 to determine whether or not the tunnel is in the tunnel. In-tunnel determination processing is executed to determine whether or not (S440). Note that the content of the in-tunnel determination process is the same as the content performed in step S140 (see FIG. 21 ) described above, and a detailed description thereof will be omitted.

トンネル中判定部503の判定結果がトンネル内である場合(S440、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「トンネル」に書き換えて記憶し、且つ変数”tunnnelState"の値を「トンネル検出NG」に書き換えて記憶する(S450)。これら変数の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に戻す。 When the determination result of the in-tunnel determination unit 503 is in the tunnel (S440, Yes), the main determination unit 501 rewrites and stores the value of the variable “wdrState” as “tunnel” and sets the value of the variable “tunnnelState” to “ It is rewritten and stored in “tunnel detection NG” (S450). After rewriting these variables, the main determination unit 501 returns the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ).

一方、ステップS440においてトンネル中判定部503の判定結果がトンネル内でないとする場合(S440、No)、主判定部501は所定時間t4が経過したか否かを判定する(S460)。所定時間t4が経過したと判定した場合(S460、Yes)、主判定部501は変数”wdrState"の値を「昼」に書き換えて記憶する(S470)。この変数”wdrState"の書き変え終了後、主判定部501は制御を前述のステップS80(図20参照)に移す。これは一定時間(t3)経過しても「逆光状態」が終了しない場合は「昼状態」に遷移させるための処理である。 On the other hand, when the determination result of the in-tunnel determining unit 503 is not in the tunnel in step S440 (S440, No), the main determining unit 501 determines whether or not the predetermined time t4 has passed (S460). When it is determined that the predetermined time t4 has elapsed (S460, Yes), the main determination unit 501 rewrites the value of the variable “wdrState” to “daytime” and stores it (S470). After the rewriting of the variable “wdrState” is completed, the main determination unit 501 shifts the control to the above-described step S80 (see FIG. 20 ). This is a process for transitioning to the “daytime state” when the “backlight state” does not end even after a lapse of a certain time (t3).

一方、ステップS460において、所定時間t4が経過していないと判定した場合(S460、No)、主判定部501はなんらの処理をすることなく制御を前述のステップS80(図20参照)に戻す。 On the other hand, in step S460, back to when it is determined that the predetermined time t4 has not elapsed (S460, No), (see Fig. 20) step S80 of the aforementioned control without the main judgment unit 501 any processing.

上記処理を実行することにより、撮像素子から得られる輝度情報を使って「昼状態」「夜状態」「トンネル状態」「逆光状態」という環境状態を検出し、その検出結果によって撮像装置のカメラ設定パラメータを変更し、環境状態毎に適したカメラ設定パラメータにより撮像を行うことが可能となる。   By executing the above processing, the environment information such as “daytime”, “nighttime”, “tunnel”, and “backlight” is detected using the luminance information obtained from the image sensor, and the camera settings of the imaging device are set based on the detection result. It is possible to change the parameters and perform imaging with camera setting parameters suitable for each environmental state.

本発明の実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図Functional block diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention WDR信号処理回路の具体的構成例を示すブロック図Block diagram showing a specific configuration example of a WDR signal processing circuit カメラ信号処理回路の具体的構成例を示すブロック図Block diagram showing a specific configuration example of a camera signal processing circuit 100個の単位エリアに分割された1画面(フレーム)分の画像信号を示した説明図Explanatory diagram showing image signals for one screen ( one frame) divided into 100 unit areas カメラ設定管理部の構成例を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a configuration example of the camera setting management unit 本実施の形態におけるある認識環境状態から別の認識環境状態へ遷移する態様を示した遷移図Transition diagram showing an aspect of transition from one recognition environment state to another recognition environment state in the present embodiment 昼夜判定部が擬似絶対輝度yを計算するための集合エリアの例を示した図The figure which showed the example of the collection area for the day / night determination part to calculate the pseudo absolute luminance y 昼夜判定部502が用いる2つの閾値を説明する図The figure explaining two threshold values which the day / night determination part 502 uses トンネル中判定部502が、判定の際に用いる2つの閾値を説明する図The figure explaining the two threshold values used by the mid-tunnel determination unit 502 for determination (a)はトンネル入口付近の画像であって、時間の経過に伴って変化する連続画像を示す図、(b)は(a)に続く画像の図、(c)は(b)に続く画像の図、(A) is an image near the tunnel entrance, showing a continuous image that changes over time, (b) is a diagram of an image following (a), and (c) is an image following (b). Figure of the 撮像装置がトンネル入口を撮影した画像信号を図として表示する図The figure which displays the image signal which the imaging device photographed the tunnel entrance as a figure 「トンネル入口」と「非トンネル入口」を撮影した画像情報をサンプルデータをプロットした散布図Scatter plot with sample data plotted for image information of "tunnel entrance" and "non-tunnel entrance" 重回帰分析で求めた関数zから、連続データのフレーム毎に関数zの値(判別値)を計算し、その時間変化を表示した図Figure showing the time change of function z value (discriminant value) calculated for each frame of continuous data from function z obtained by multiple regression analysis 逆光検出部が空部と路面部の擬似絶対輝度を求める領域(集合エリア)の例を示す図The figure which shows the example of the area | region (gathering area) from which a backlight detection part calculates | requires the pseudo absolute brightness | luminance of a sky part and a road surface part 「逆光」、「フレア」、「昼」を撮影した画像情報をサンプルデータをプロットした散布図Scatter plot with sample data plotted for image information of "Backlight", "Flare" and "Daytime" 「昼状態」に対応するカメラ設定データのデータ構成例を示すAn example of the data structure of camera setting data corresponding to “daytime” 「夜状態」に対応するカメラ設定データのデータ構成例を示すAn example of the data structure of the camera setting data corresponding to “Night state” 「トンネル状態」に対応するカメラ設定データのデータ構成例を示すAn example of the data structure of the camera setting data corresponding to the “tunnel state” is shown. 「逆光状態」に対応するカメラ設定データのデータ構成例を示すAn example of the data structure of the camera setting data corresponding to the “backlight state” 撮像装置、より詳しくはカメラ設定管理部の動作例を示すフローチャートFlow chart showing an operation example of an imaging apparatus, more specifically, a camera setting management unit 撮像装置、より詳しくはカメラ設定管理部の動作例を示すフローチャートFlow chart showing an operation example of an imaging apparatus, more specifically, a camera setting management unit 撮像装置、より詳しくはカメラ設定管理部の動作例を示すフローチャートFlow chart showing an operation example of an imaging apparatus, more specifically, a camera setting management unit 撮像装置、より詳しくはカメラ設定管理部の動作例を示すフローチャートFlow chart showing an operation example of an imaging apparatus, more specifically, a camera setting management unit

1 … 撮像装置
110 … 撮像部
120 … アナログ信号処理部
130 … デジタル信号処理部
140 … 制御部
501 … 主判定部
502 … 昼夜判定部
503 … トンネル中判定部
504 … トンネル入口検出部
505 … 逆光検出部
506 … カメラ設定記憶部
507 … 制御信号生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device 110 ... Imaging part 120 ... Analog signal processing part 130 ... Digital signal processing part 140 ... Control part 501 ... Main judgment part 502 ... Day / night judgment part 503 ... In-tunnel judgment part 504 ... Tunnel entrance detection part 505 ... Backlight detection Unit 506 ... Camera setting storage unit 507 ... Control signal generation unit

Claims (4)

異なる2つのシャッタ速度により被写体を撮像し、ダイナミックレンジを拡大する機能を有する撮像装置であって、
異なる2つのシャッタ速度により被写体の撮像を交互に繰り返し、各シャッタ速度に応じた第1のアナログ画像信号と、第2のアナログ画像信号を出力する撮像手段と、
前記第1のアナログ画像信号及び第2のアナログ画像信号のゲインを可変させ、第1のアナログ画像信号及び第2のアナログ画像信号を第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号に変換するアナログ信号処理手段と、
前記第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル信号をそれぞれ連続した画像信号である第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号に変換し、第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号を指定された特性変換パラメータ値を用いて特性変換を行い、特性変換を行った第1の連続画像信号及び第2の連続画像信号を出力するデジタル信号処理手段と、
前記第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号を、指定された加算比率で加算して第3のデジタル画像信号を生成し、この第3のデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換して出力するデジタル信号処理手段と、
前記第1のデジタル画像信号及び第2のデジタル画像信号の少なくとも一方について、一画面分のデジタル画像信号を複数の単位エリアに分割し、各単位エリアの平均輝度を算出し、算出した平均輝度に基づいて環境状態を判定し、判定した環境状態に応じたカメラ設定データを選択し、選択したカメラ設定データに基づいて前記アナログ信号処理手段に電子シャッタ信号を出力し、且つ前記デジタル信号処理手段に特性変換パラメータ値と加算比率を指定する値を出力する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus having a function of imaging a subject at two different shutter speeds and expanding a dynamic range,
Imaging means for alternately repeating imaging of a subject at two different shutter speeds, and outputting a first analog image signal and a second analog image signal corresponding to each shutter speed;
The gains of the first analog image signal and the second analog image signal are varied, and the first analog image signal and the second analog image signal are converted into the first digital image signal and the second digital image signal. Analog signal processing means;
The first digital image signal and the second digital signal are converted into a first continuous image signal and a second continuous image signal, which are continuous image signals, respectively, and the first continuous image signal and the second continuous image are converted. Digital signal processing means for performing characteristic conversion using a specified characteristic conversion parameter value and outputting the first continuous image signal and the second continuous image signal subjected to characteristic conversion;
The first digital image signal and the second digital image signal are added at a specified addition ratio to generate a third digital image signal, and the third digital image signal is converted into an analog image signal. Digital signal processing means for outputting;
For at least one of the first digital image signal and the second digital image signal, by dividing the digital image signal of one screen into a plurality of unit areas, and calculates an average brightness of the unit areas, to the calculated average brightness An environmental state is determined based on the selected camera setting data according to the determined environmental state, an electronic shutter signal is output to the analog signal processing unit based on the selected camera setting data, and the digital signal processing unit imaging apparatus characterized by a control means for outputting a value that specifies the characteristic conversion parameter value and the addition ratio.
前記制御手段は、トンネル入口部分に相当する複数の単位エリアからなる第1の集合エリアの平均輝度と、路面部分に相当する複数の単位エリアからなる第2の集合エリアの平均輝度と、トンネル入口の画像情報及び非トンネル入口の画像情報を回帰分析することにより得られた定数とを用いる関数に基づいて、トンネル入口部分を検出するトンネル入口検出手段と、
トンネルに対応するカメラ設定データを記憶するカメラ設定記憶手段と、
前記トンネル入口検出手段がトンネル入口を検出した場合、前記カメラ設定記憶手段に記憶された、トンネルに対応するカメラ設定データに応じて前記特性変換パラメータ値を指示する制御信号及び加算比率を指定する値を指示する制御信号を生成する制御信号生成手段と
を有することを特徴とする、請求項1に記載の撮像装置。
The control means includes an average luminance of a first collective area consisting of a plurality of unit areas corresponding to a tunnel entrance portion, an average brightness of a second collective area consisting of a plurality of unit areas corresponding to a road surface portion, and a tunnel entrance based on image information and the image information of the non-tunnel inlet of the function using the obtained constants by regression analysis, and the tunnel inlet detection means for detecting a tunnel inlet portion,
Camera setting storage means for storing camera setting data corresponding to the tunnel ;
When the tunnel entrance detection means detects a tunnel entrance, a value specifying the control signal and the addition ratio indicating the characteristic conversion parameter value according to the camera setting data corresponding to the tunnel stored in the camera setting storage means The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising: a control signal generation unit that generates a control signal that instructs
前記カメラ設定管理手段は
空部分に相当する複数の単位エリアからなる第3の集合エリアの擬似絶対輝度と、路面部分に相当する複数の単位エリアからなる第4の集合エリアの擬似絶対輝度と、逆光の情景に相当する画像情報及び逆光でない情景の画像情報を回帰分析することにより得られた定数とを用いる関数に基づいて、逆光状態を検出する逆光検出手段と、
逆光状態に対応するカメラ設定データを記憶するカメラ設定記憶手段と、
前記逆光検出手段が逆光状態を検出した場合、前記カメラ設定記憶手段に記憶された逆光状態に対応するカメラ設定データに応じて、前記特性変換パラメータ値を指示する制御信号及び加算比率を指定する値を指示する制御信号を生成する制御信号生成手段と
を有することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
The camera setting management means includes a pseudo absolute luminance of a third collective area consisting of a plurality of unit areas corresponding to a sky portion, a pseudo absolute luminance of a fourth collective area consisting of a plurality of unit areas corresponding to a road surface portion, and A backlight detection means for detecting a backlight state based on a function using image information corresponding to a backlight scene and a constant obtained by regression analysis of image information of a scene that is not backlight;
Camera setting storage means for storing camera setting data corresponding to the backlight state;
When the backlight detection unit detects a backlight state, a value specifying a control signal and an addition ratio indicating the characteristic conversion parameter value according to camera setting data corresponding to the backlight state stored in the camera setting storage unit The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a control signal generation unit that generates a control signal that instructs
前記カメラ設定データは、4つの環境状態である昼状態、夜状態、トンネル状態、逆光状態のそれぞれに対応するカメラ設定データを記憶しており、各カメラ設定データは、前記特性変換パラメータ値及び加算比率に加えて、ダイナミックレンジを拡大する機能の実行又は中止、輝度の収束値、測光エリア、マスクエリアの少なくとも一つを指定する情報を記憶していることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれかに記載の撮像装置。   The camera setting data stores camera setting data corresponding to each of the four environmental states of daytime, nighttime, tunneling, and backlighting. Each camera setting data includes the characteristic conversion parameter value and the addition. The information specifying at least one of execution or cancellation of the function for expanding the dynamic range, brightness convergence value, photometric area, and mask area is stored in addition to the ratio. Item 4. The imaging device according to any one of Items 3.
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