JP2010166429A - Device for controlling exposure to light - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device for controlling exposure to light enabling an electronic camera or the like having an electronic shutter to capture an image whose proper luminance is maintained, while elaborately controlling the exposure to light upon capturing the image by imaging an object by the electronic camera or the like. <P>SOLUTION: An average level is calculated for video signals for one screen of a two-dimensional image imaged using an electronic shutter, to which an exposure time is set in units of steps according to a limitation on set resolution, and this average level is compared with a preset reference level of luminance to calculate its deviation. When deriving the exposure time to be set to the electronic shutter next time, the next exposure time determined by narrowing down from the present exposure time so as to further reduce the deviation is rounded in units of steps for the set resolution and set it to the electronic shutter. At the same time, regarding an exposure time less than the rounded set resolution, a video gain is calculated for correcting this, and video signals in the captured image are corrected by applying the video gain thereto. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光制御装置に係り、特に、電子シャッターを用いて対象を撮像する際に、良好な輝度レベルの画像を維持できるよう制御する感光制御装置に関する。   The present invention relates to a photosensitive control device, and more particularly, to a photosensitive control device that performs control so that an image having a favorable luminance level can be maintained when an object is imaged using an electronic shutter.

従来より、電子カメラ等においては、撮像素子として、例えば画素が2次元に配列されたCCD等の電荷蓄積型の素子を用い、また、シャッターとして、その電荷蓄積時間、すなわち感光時間を電子的に制御可能な電子シャッターを用いて、取得した画像として撮像素子から出力されるビデオ信号のレベルが所定の範囲に安定化するように電子シャッターの感光時間を制御する手法がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electronic camera or the like, a charge storage type element such as a CCD in which pixels are two-dimensionally arranged is used as an image sensor, and the charge storage time, that is, the photosensitive time is electronically used as a shutter. There is a method of controlling the exposure time of the electronic shutter using a controllable electronic shutter so that the level of the video signal output from the image sensor as an acquired image is stabilized within a predetermined range.

このような、画素が2次元に配列された撮像素子とともに用いられる電子シャッターは、撮像素子の1フレーム分の画像の取得周期に相当する垂直同期信号から所定の時間経過後に発生する読み出し開始のタイミング信号の後、1ライン分の周期に相当する水平同期信号の周期で撮像素子に蓄積された電荷を順次消去する。このため、電子シャッターに設定される感光時間の分解能は、この水平同期信号の周期となるものがほとんどであり、この分解能が感光時間設定時の最小単位となり、また感光時間の最小値にもなる。   Such an electronic shutter used together with an image pickup device in which pixels are two-dimensionally arranged is a read start timing generated after a predetermined time has elapsed from a vertical synchronization signal corresponding to an image acquisition period for one frame of the image pickup device. After the signal, the charges accumulated in the image sensor are sequentially erased at the period of the horizontal synchronizing signal corresponding to the period of one line. For this reason, the resolution of the exposure time set for the electronic shutter is almost the period of the horizontal synchronizing signal, and this resolution is the minimum unit for setting the exposure time and also the minimum value of the exposure time. .

従って、電子シャッターに設定される感光時間には、分解能に起因する誤差を含む場合がある。すなわち、最適値をそのまま電子シャッターに設定できるわけではなく、設定に際しては、この最適値は、分解能を考慮した階段状のステップ値に丸め込まれた上で設定される。また、丸め込まずに最適値が設定されたとしても、実際の感光時間は、分解能によって制約される。   Therefore, the exposure time set for the electronic shutter may include an error due to resolution. In other words, the optimum value cannot be set as it is in the electronic shutter, and the optimum value is set after being rounded to a stepped step value considering the resolution. Even if the optimum value is set without rounding, the actual exposure time is limited by the resolution.

なお、特許文献1には、電子シャッターとメカニカルシャッターとを有する撮像装置の露光誤差を補正する手法が開示されている。   Patent Document 1 discloses a method for correcting an exposure error of an imaging apparatus having an electronic shutter and a mechanical shutter.

特開2000−98449号公報(第7ページ、図2)JP 2000-98449 A (page 7, FIG. 2)

上記したように、電子シャッターに対して感光時間を設定する際には、その分解能による制約のため、丸め込まれて設定されるとともに、最小の感光時間も制約される。従って、分解能未満となるようなきめ細かな単位での感光制御が難しく、特に、入射光量の多い場合、すなわち感光時間が短い領域においては感光時間の制御が円滑なものとはならずに粗いものとなって、入射光量のわずかな変化に対しても、画像の輝度がフレーム間で大きく変化していた。   As described above, when the exposure time is set for the electronic shutter, the exposure time is set by being rounded down due to the limitation of the resolution, and the minimum exposure time is also limited. Therefore, it is difficult to control the photosensitivity in such a fine unit as to be less than the resolution. Thus, even with a slight change in the amount of incident light, the luminance of the image changed greatly between frames.

さらに、最適値が階段状の設定値の中間付近に位置する場合などは、設定値が隣接するステップ値の間をふらつくことによって、取得した画像のフレーム間でいわゆるフリッカと呼ばれる輝度のちらつきが発生するなど、取得された画像の品質が必ずしも十分ではなかった。特に、このように輝度が不安定な画像では、例えば後段において対象物や目標物の視認、抽出等を行う際にも支障をきたすおそれがあった。   Furthermore, when the optimum value is located near the middle of the stepped set value, flickering of brightness called so-called flicker occurs between the frames of the acquired image by causing the set value to fluctuate between adjacent step values. The quality of the acquired image was not always sufficient. In particular, in such an image with unstable luminance, for example, there is a risk of hindering the visual recognition or extraction of the target or target in the subsequent stage.

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、電子シャッターを備えた電子カメラ等により対象を撮像しその画像を取得する際に、きめ細かに感光制御を行いつつ、適正な輝度が維持された画像を取得する感光制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when an object is captured by an electronic camera or the like equipped with an electronic shutter and the image is acquired, an appropriate brightness is maintained while finely controlling the sensitivity. It is an object of the present invention to obtain a photosensitive control device that acquires a processed image.

上記目的を達成するために、本発明の感光制御装置は、所定のステップ単位で設定される感光時間に基づき電子シャッターを動作させて2次元の画像を取得する撮像手段と、設定されるビデオゲインに基づき撮像手段からのビデオ信号のレベルを制御するレベル制御手段と、取得した前記2次元の画像1画面分のレベル制御後のビデオ信号の平均レベルを算出するとともに、この平均レベルとあらかじめ設定された基準レベルとの偏差を得るレベル偏差算出手段と、前記偏差に基づいて前記電子シャッターに適用する次回の感光時間の算出値を求めこれを前記所定のステップ単位に丸め込み後、感光時間の設定値として前記電子シャッターに設定するとともに、これら求めた次回の感光時間の算出値と感光時間の設定値との比に基づき前記レベル制御手段に適用する次回のビデオゲインを算出し、前記レベル制御手段に設定する制御値設定手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a photosensitive control device of the present invention includes an imaging unit that operates a electronic shutter based on a photosensitive time set in a predetermined step unit to acquire a two-dimensional image, and a set video gain. And a level control means for controlling the level of the video signal from the imaging means, and an average level of the obtained video signal after level control for one screen of the obtained two-dimensional image, and this average level is preset. Level deviation calculating means for obtaining a deviation from the reference level, and calculating a calculated value of the next exposure time to be applied to the electronic shutter based on the deviation and rounding the calculated value to the predetermined step unit; Is set for the electronic shutter, and based on the ratio between the calculated calculated value of the next exposure time and the set value of the exposure time. Calculating a next video gain applied to Le control means, characterized in that a control value setting means for setting the level control means.

また、前記レベル偏差算出手段においてビデオ信号の平均レベルを算出する際は、前記取得した2次元の画像1画面分の中に存在する撮像対象目標を含むこの画面内の所定の領域を対象にして算出することを特徴とする。   Further, when the average level of the video signal is calculated by the level deviation calculating means, a predetermined region in the screen including the imaging target that exists in one screen of the acquired two-dimensional image is targeted. It is characterized by calculating.

本発明によれば、電子シャッターを備えた電子カメラ等により対象を撮像しその画像を取得する際に、きめ細かに感光制御を行いつつ、適正な輝度が維持された画像を取得できる感光制御装置を得ることができる。   According to the present invention, there is provided a photosensitive control device capable of acquiring an image with appropriate brightness maintained while finely performing photosensitive control when an object is captured by an electronic camera or the like equipped with an electronic shutter and the image is acquired. Obtainable.

本発明に係る感光制御装置の第1の実施例の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a photosensitive control device according to the present invention. 図1に例示した感光制御装置の動作を説明するためのフローチャート。2 is a flowchart for explaining the operation of the photosensitive control apparatus illustrated in FIG. 1. 本発明に係る感光制御装置の第2の実施例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 2nd Example of the photosensitive control apparatus which concerns on this invention. 図3に例示した感光制御装置の動作を説明するためのフローチャート。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the photosensitive control apparatus illustrated in FIG. 3. FIG.

以下に、本発明に係る感光制御装置を実施するための最良の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。   The best mode for carrying out the photosensitive control device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明に係る感光制御装置の第1の実施例の構成を示すブロック図である。図1に例示したように、この感光制御装置は、撮像部10、レベル制御部20、レベル偏差算出部30、基準値40、及び設定値算出部50から構成されている。撮像部10は、例えば画素が2次元に配列されたCCD等の電荷蓄積型の撮像素子11と、感光時間としてこの撮像素子11の電荷蓄積時間を所定のステップ単位で電子的に制御する電子シャッター12とを備えており、2次元の画像を取得してそのビデオ信号Vrawをレベル制御部20に送出する。電子シャッター12の感光時間の1ステップは、感光時間の分解能に相当する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a photosensitive control device according to the present invention. As illustrated in FIG. 1, the photosensitive control device includes an imaging unit 10, a level control unit 20, a level deviation calculation unit 30, a reference value 40, and a set value calculation unit 50. The imaging unit 10 includes, for example, a charge storage type imaging device 11 such as a CCD in which pixels are two-dimensionally arranged, and an electronic shutter that electronically controls the charge storage time of the imaging device 11 as a photosensitive time in predetermined step units. 12 for obtaining a two-dimensional image and sending the video signal Vraw to the level control unit 20. One step of the exposure time of the electronic shutter 12 corresponds to the resolution of the exposure time.

レベル制御部20は、式(1)に示すように、後述する設定値算出部50によって設定されるビデオゲインGに基づいて、撮像部10からのビデオ信号Vrawのレベルを制御し、補正ビデオ信号Vとして送出する。

Figure 2010166429
As shown in Expression (1), the level control unit 20 controls the level of the video signal Vraw from the imaging unit 10 based on the video gain G set by the setting value calculation unit 50 to be described later, thereby correcting the corrected video signal. Send as V.
Figure 2010166429

レベル偏差算出部30は、レベル制御部20から出力される補正ビデオ信号の1画面分についてその平均レベルVμを算出し、これをあらかじめ基準値40に設定された輝度の基準レベルVrefと比較して、その差異としての偏差Vεを式(2)のように算出する。

Figure 2010166429
The level deviation calculation unit 30 calculates the average level Vμ for one screen of the corrected video signal output from the level control unit 20, and compares this with the luminance reference level Vref set to the reference value 40 in advance. Then, the deviation Vε as the difference is calculated as shown in Equation (2).
Figure 2010166429

ここに、レベル偏差算出部30は、平均レベル算出部31、及び偏差算出部32を有している。平均レベル算出部31は、レベル制御部20からの補正ビデオ信号Vの1画面分の平均レベルVμを算出し、偏差算出部32に送出する。偏差算出部32は、この平均レベルVμと基準値40に設定された輝度の基準レベルVrefとの偏差Vεを式(2)従って算出し、設定値算出部50に送出する。   Here, the level deviation calculation unit 30 includes an average level calculation unit 31 and a deviation calculation unit 32. The average level calculation unit 31 calculates an average level Vμ for one screen of the corrected video signal V from the level control unit 20 and sends it to the deviation calculation unit 32. The deviation calculating unit 32 calculates a deviation Vε between the average level Vμ and the reference level Vref of the luminance set to the reference value 40 according to the equation (2), and sends it to the set value calculating unit 50.

設定値算出部50は、レベル偏差算出部30からの偏差Vεに基づいて、電子シャッター12に対する感光時間を算出し設定するとともに、電子シャッター12に感光時間を設定する際に丸め込まれた感光時間を補間するように、レベル制御部20に対するビデオゲインを算出し設定する。ここに、設定値算出部50は、感光時間算出部51、及びビデオゲイン算出部52を備えている。感光時間算出部51は、本実施例では、式(3)に示したように、今回(n)電子シャッター12に設定した感光時間の設定値τapp(後述する丸め込み後の感光時間)から、偏差Vεに基づき、このVεと制御利得としての定数kを乗じた値に相当する比率分の時間を減じて、次回の感光時間の算出値τn+1calcを求めている。

Figure 2010166429
The set value calculation unit 50 calculates and sets the exposure time for the electronic shutter 12 based on the deviation Vε from the level deviation calculation unit 30 and sets the exposure time rounded when setting the exposure time for the electronic shutter 12. The video gain for the level control unit 20 is calculated and set so as to be interpolated. Here, the set value calculation unit 50 includes a photosensitive time calculation unit 51 and a video gain calculation unit 52. In this embodiment, the exposure time calculation unit 51, as shown in the equation (3), from the set value τ n app (the exposure time after rounding described later) of the exposure time (n) set for the electronic shutter 12 this time (n). Based on the deviation Vε, a time corresponding to a value corresponding to a value obtained by multiplying Vε and a constant k as a control gain is reduced to obtain a calculated value τ n + 1 calc of the next exposure time.
Figure 2010166429

ここに、制御利得kは、制御系における応答時間の時定数に相当する定数である。なお、1次の制御系としては、制御定数を定数Kとして、例えば、τn+1=τ−K・Vεのようにすることが一般的であるが、本発明では、感光時間の長短の全範囲にわたって制御の応答性をムラなく一定とさせるために、今回(n)の感光時間が長いときは次回(n+1)の感光時間をより長く変更するよう、また、今回の感光時間が短いときは次回の感光時間をより短く変更するよう、制御定数を今回(n)の感光時間の設定値に関連づけて算出している。 Here, the control gain k is a constant corresponding to the time constant of the response time in the control system. As a primary control system, the control constant is generally a constant K, for example, τ n + 1 = τ n −K · Vε. However, in the present invention, the entire exposure time is short and long. In order to make the control responsiveness uniform over the range, when the current (n) exposure time is long, the next (n + 1) exposure time is changed longer, and when the current exposure time is short The control constant is calculated in association with the set value of the current exposure time (n) so that the next exposure time is changed to be shorter.

そして、求めた次回の感光時間の算出値τn+1calcを、式(4)に示したように、丸め込み関数fを用いて電子シャッター12の分解能に相当するステップ単位に丸め込み、感光時間の設定値τn+1appとして電子シャッター12に送出する。丸め込み関fとしては、例えば、ステップ単位への切り上げ、切り捨て、四捨五入等を適用することができる。

Figure 2010166429
Then, the calculated value τ n + 1 calc of the next exposure time obtained is rounded to a step unit corresponding to the resolution of the electronic shutter 12 using the rounding function f as shown in the equation (4), and the set value of the exposure time is set. It is sent to the electronic shutter 12 as τ n + 1 app. As the rounding function f, for example, rounding up to the step unit, rounding down, rounding off, etc. can be applied.
Figure 2010166429

また、ビデオゲイン算出部52は、感光時間算出部51で丸め込まれた感光時間分を補間するように、感光時間算出部51で毎回求める感光時間の算出値τcalcと感光時間の設定値τappとの比を式(5)に従って算出し、これをビデオ信号Vrawに乗ずるビデオゲインGとしてレベル制御部20に送出する。

Figure 2010166429
Further, the video gain calculation unit 52 calculates the exposure time calculated value τcalc and the exposure time set value τapp obtained each time by the exposure time calculation unit 51 so as to interpolate the exposure time rounded by the exposure time calculation unit 51. The ratio is calculated according to the equation (5), and this is sent to the level control unit 20 as the video gain G multiplied by the video signal Vraw.
Figure 2010166429

次に、前出の図1、及び図2のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例の感光制御装置の動作について説明する。図2は、図1に例示した感光制御装置の第1の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。   Next, the operation of the photosensitive control apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIG. 1 and FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment of the photosensitive control apparatus illustrated in FIG.

動作の開始に先立ち、基準値40への輝度の基準レベルVrefの設定、電子シャッター12への感光時間τappの初期設定、及びレベル制御部20へのビデオゲインGの初期設定を含む、装置内の各種の初期設定を行う(ST21)。これら初期設定に継いで装置動作が開始されると、撮像対象からの入射光は撮像部10の撮像素子11に入力され、電子シャッター12に今回(n)設定された感光時間τappに基づきこの撮像素子11が感光した光量分に対応するビデオ信号Vrawが、レベル制御部20に送出される(ST22)。レベル制御部20では、式(1)に従って、このビデオ信号Vrawに今回(n)設定されたビデオゲインGを乗じて補正ビデオ信号Vを得る。このビデオゲインGは、上述したように、電子シャッター12に感光時間を設定する際に丸め込まれた感光時間分など、感光時間設定時に追い込みきれなかった制御量に起因してビデオ信号に含まれる輝度の基準レベルからの偏差を補間するように補正するものである。この補正ビデオ信号Vは、レベル制御部20からレベル偏差算出部30に送出されるとともに、より基準レベルに合致した適正な輝度レベルに補正されたビデオ信号として、例えば後段の機器等に供される(ST23)。 Prior to the start of the operation, in the apparatus, including setting of the luminance reference level Vref to the reference value 40, initial setting of the exposure time τapp to the electronic shutter 12, and initial setting of the video gain G to the level control unit 20. Various initial settings are made (ST21). When the apparatus operation is started following these initial settings, incident light from the imaging target is input to the imaging device 11 of the imaging unit 10 and based on the photosensitive time τ n app set this time (n) in the electronic shutter 12. A video signal Vraw corresponding to the amount of light received by the image sensor 11 is sent to the level controller 20 (ST22). The level control unit 20 obtains a corrected video signal V by multiplying the video signal Vraw by the video gain G set this time (n) according to the equation (1). As described above, this video gain G is the luminance included in the video signal due to the control amount that could not be driven when the exposure time was set, such as the exposure time rounded when the exposure time was set for the electronic shutter 12. The deviation from the reference level is corrected so as to be interpolated. The corrected video signal V is sent from the level control unit 20 to the level deviation calculation unit 30 and is also used as a video signal corrected to an appropriate luminance level that more matches the reference level, for example, for a subsequent device. (ST23).

次いで、レベル偏差算出部30では、内部の平均レベル算出部31においてレベル制御部20からの補正ビデオ信号Vの1画面分の平均レベルVμが算出され、偏差算出部32に送られる。平均レベルVμの算出にあたっては、例えば1画面分の全画素の輝度レベルの平均値を算出するといった手法が適用できる(ST24)。偏差算出部32では、式(2)に従って平均レベルVμと基準値40に設定された輝度の基準レベルVrefとの偏差Vεが算出され、設定値算出部50に送出される(ST25)。   Next, in the level deviation calculation unit 30, the average level Vμ for one screen of the corrected video signal V from the level control unit 20 is calculated in the internal average level calculation unit 31 and sent to the deviation calculation unit 32. In calculating the average level Vμ, for example, a method of calculating an average value of luminance levels of all pixels for one screen can be applied (ST24). The deviation calculation unit 32 calculates a deviation Vε between the average level Vμ and the reference level Vref of the luminance set to the reference value 40 according to the equation (2), and sends it to the set value calculation unit 50 (ST25).

次いで、設定値算出部50では、この今回(n)の偏差Vεに基づいて、次回(n+1)に電子シャッター12に設定する感光時間、及びレベル制御部20に設定するビデオゲインを求める。まず、感光時間算出部51では、偏差算出部32からの偏差Vεに基づき、次回(n+1)はこの偏差Vεがより少なくなるよう、今回(n)の感光時間の設定値τappから式(3)に従って次回(n+1)の感光時間の算出値τn+1calcを求める。そして、式(4)に従って、この算出値τn+1calcに丸め込み関数fを適用し、次回(n+1)の感光時間の設定値τn+1appを求める。このようにして求まった感光時間は、電子シャッター12に対する次回(n+1)の感光時間の設定値として、電子シャッター12に送出される(ST26)。 Next, the set value calculation unit 50 obtains the photosensitive time set for the electronic shutter 12 next time (n + 1) and the video gain set for the level control unit 20 based on the deviation Vε of this time (n). First, in the exposure time calculation unit 51, based on the deviation Vε from the deviation calculation unit 32, the next time (n + 1) is calculated from the set value τ n app of the current (n) exposure time so that the deviation Vε becomes smaller. The calculated value τ n + 1 calc of the next (n + 1) exposure time is obtained according to 3). Then, the rounding function f is applied to the calculated value τ n + 1 calc according to the equation (4) to obtain the next (n + 1) exposure time setting value τ n + 1 app. The exposure time obtained in this way is sent to the electronic shutter 12 as the set value of the next (n + 1) exposure time for the electronic shutter 12 (ST26).

一方、ビデオゲイン算出部52では、感光時間算出部51で求めた、それぞれ次回の感光時間の算出値τn+1calcと感光時間の設定値τn+1appとの比を、式(5)に従って求め、ビデオゲインGを算出する。このビデオゲインGは、すでに述べたように、電子シャッター12の感光時間の設定時における丸め込み分、すなわち分解能未満の感光時間分に起因するビデオ信号Vrefのレベルの偏差を補正するものである。そして、算出されたビデオゲインGは、次回(n+1)のビデオゲインとしてレベル制御部20に送出される(ST27)。この後は、動作の終了が指示されるまで、上述したST22のステップからの動作を繰り返す(ST28)。 On the other hand, the video gain calculation unit 52 calculates the ratio between the calculated value τ n + 1 calc for the next exposure time and the set value τ n + 1 app for the next exposure time obtained by the exposure time calculation unit 51 according to the equation (5). The video gain G is calculated. As described above, the video gain G is used to correct the deviation of the level of the video signal Vref caused by the rounding when the exposure time of the electronic shutter 12 is set, that is, the exposure time less than the resolution. Then, the calculated video gain G is sent to the level control unit 20 as the next (n + 1) video gain (ST27). Thereafter, the operation from step ST22 described above is repeated until the end of the operation is instructed (ST28).

以上説明したように、本実施例においては、設定分解能の制約によりステップ単位で感光時間が設定される電子シャッターを用いて撮像した2次元画像の1画面分のビデオ信号の平均レベルを求め、これをあらかじめ設定された輝度の基準レベルと比較してその偏差を算出している。そして、次回電子シャッターに設定する感光時間を導出するにあたって、今回の感光時間からこの偏差がより少なくなるように追い込んで求めた次回の感光時間を、設定分解能のステップ単位に丸め込んで電子シャッターに設定するとともに、丸め込まれた設定分解能未満の感光時間分についてはこれを補正するためのビデオゲインを算出し、取得した画像のビデオ信号に対してこのビデオゲインを適用している。   As described above, in this embodiment, the average level of the video signal for one screen of a two-dimensional image captured using an electronic shutter in which the photosensitive time is set in units of steps due to the setting resolution is determined. Is compared with a preset reference level of brightness to calculate the deviation. Then, when deriving the exposure time to be set for the next electronic shutter, the next exposure time, which is calculated by reducing the deviation from the current exposure time, is rounded to the set resolution step unit and set to the electronic shutter. In addition, a video gain for correcting the exposure time less than the rounded setting resolution is calculated, and this video gain is applied to the video signal of the acquired image.

従って、感光時間の分解能未満分についてもきめ細かく制御を行って、基準の輝度レベルとの偏差がより少ない、適正な輝度が維持された画像を継続して取得することができる。特に、電子シャッターの感光時間の分解能に近いような短い感光時間で撮像する場合においても、きめ細かな感光制御を行いつつ良好な品質の画像を取得することができる。   Accordingly, it is possible to finely control the exposure time less than the resolution, and continuously obtain an image with a proper brightness maintained with a smaller deviation from the reference brightness level. In particular, even when imaging is performed with a short exposure time that is close to the resolution of the exposure time of the electronic shutter, it is possible to acquire an image with good quality while performing fine exposure control.

図3は、本発明に係る感光制御装置の第2の実施例の構成を示すブロック図である。また、図4は、この感光制御装置の第2の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。この第2の実施例について、図1及び図2に示した第1の実施例の各部と同一の部分は同一の符号で示し、その説明は省略する。この第2の実施例が第1の実施例と異なる点は、取得した画像の平均レベルを算出する際に、第1の実施例では1画面全体を対象にして算出したのに対し、第2の実施例においては、この画像内に存在する撮像対象の目標を検出してこの目標を含む周辺領域を対象に算出するようにした点である。以下、前出の図1及び図2、ならびに図3及び図4を参照して、その相違点のみを説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the photosensitive control apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment of the photosensitive control device. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that when calculating the average level of the acquired images, the first embodiment calculates the entire level of one screen. In this embodiment, the target of the imaging target existing in the image is detected and the peripheral area including the target is calculated as the target. Only the differences will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS.

図3に例示したように、この感光制御装置は、撮像部10、レベル制御部20、領域特定部60、レベル編纂算出部70、基準値40、及び設定値算出部50から構成されている。撮像部10、レベル制御部20、基準値40、及び設定値算出部50は、第1の実施例と同様に構成される。領域特定部60は、レベル制御部20から出力される補正ビデオ信号の1画面分から、撮像対象の目標の有無を検出するとともに、この検出した目標を含む画面内の所定の領域を補正ビデオ信号の平均レベルの算出対象領域として特定し、レベル偏差算出部70に通知する。目標の検出にあたっては、例えば、補正ビデオ信号のレベルやレベル変化等により判定する手法等が適用できる。また、対象の領域としては、目標を中心として半径が所定画素数分の円形の領域や、方形の領域等、種々の幾何学形状をあらかじめ設定しこれを適用できる。   As illustrated in FIG. 3, the photosensitive control device includes an imaging unit 10, a level control unit 20, an area specifying unit 60, a level compilation calculation unit 70, a reference value 40, and a set value calculation unit 50. The imaging unit 10, the level control unit 20, the reference value 40, and the set value calculation unit 50 are configured in the same manner as in the first embodiment. The area specifying unit 60 detects the presence / absence of a target to be imaged from one screen of the corrected video signal output from the level control unit 20, and determines a predetermined area in the screen including the detected target as the corrected video signal. The average level calculation target area is specified and notified to the level deviation calculation unit 70. In detecting the target, for example, a method of determining based on the level or level change of the corrected video signal can be applied. As the target area, various geometric shapes such as a circular area having a radius of a predetermined number of pixels centered on the target and a rectangular area can be set in advance and applied.

レベル偏差算出部70は、この領域特定部60からの通知に基づき、内部の平均レベル算出部71においてレベル制御部20から出力される補正ビデオ信号の1画面中の特定の領域についてその平均レベルVμを算出するとともに、偏差算出部32において、この算出結果を基準値40に設定された輝度の基準レベルVrefと比較してその差異としての偏差Vεを算出し、設定値算出部50に送出する。   Based on the notification from the region specifying unit 60, the level deviation calculating unit 70 determines the average level Vμ for a specific region in one screen of the corrected video signal output from the level control unit 20 in the internal average level calculating unit 71. In addition, the deviation calculation unit 32 compares the calculation result with the luminance reference level Vref set to the reference value 40 to calculate a difference Vε as the difference, and sends it to the set value calculation unit 50.

次に、図4のフローチャートを参照して、この感光制御装置の動作について説明する。まず、第1の実施例と同様に、撮像部10により撮像対象の画像が取得され、レベル制御部20でレベル制御された補正ビデオ信号Vが領域特定部60に送られる(ST21〜ST23)。次いで、領域特定部60では、この補正ビデオ信号Vの1画面分の中から撮像対象の目標の有無を判定し、目標を検出した場合には、その画面上の位置に基づいて、平均レベルの算出対象とする目標周辺の領域を特定する。特定された対象領域は、レベル偏差算出部70内の平均レベル算出部71に通知される(ST41)。   Next, the operation of this photosensitive control device will be described with reference to the flowchart of FIG. First, similarly to the first embodiment, an image to be imaged is acquired by the imaging unit 10, and the corrected video signal V whose level is controlled by the level control unit 20 is sent to the region specifying unit 60 (ST21 to ST23). Next, the area specifying unit 60 determines the presence / absence of a target to be imaged from one screen of the corrected video signal V, and when the target is detected, the average level is determined based on the position on the screen. An area around the target to be calculated is specified. The identified target area is notified to the average level calculation unit 71 in the level deviation calculation unit 70 (ST41).

次いで、平均レベル算出部71では、レベル制御部20からの補正ビデオ信号の1画面の中から、領域特定部60からの通知に従って対象領域の信号を抽出し、その平均レベルVμを算出する。算出された平均レベルVμは偏差算出部32に送出される(ST42)。以降、第1の実施例と同様に、偏差算出部32で基準値40との偏差が算出され、さらにこの偏差に基づいて設定値算出部50から次回の感光時間、及びビデオゲインが各部に送出される(ST25〜ST28)。   Next, the average level calculation unit 71 extracts the signal of the target region from one screen of the corrected video signal from the level control unit 20 in accordance with the notification from the region specifying unit 60, and calculates the average level Vμ. The calculated average level Vμ is sent to the deviation calculator 32 (ST42). Thereafter, as in the first embodiment, the deviation calculation unit 32 calculates a deviation from the reference value 40, and the set value calculation unit 50 sends the next exposure time and video gain to each unit based on this deviation. (ST25 to ST28).

以上説明したように、本実施例においては、取得した画像の平均レベルを算出する際に、この画像内に存在する撮像対象の目標を検出してこの目標を含む周辺領域を対象に算出している。これにより、第1の実施例における効果に加え、特に撮像対象の目標を鮮明にして、より確実かつ容易に視認することができる。   As described above, in this embodiment, when calculating the average level of the acquired image, the target of the imaging target existing in the image is detected and the peripheral region including the target is calculated. Yes. Thereby, in addition to the effect in the first embodiment, the target to be imaged can be made clear and can be visually recognized more reliably and easily.

なお、本発明は、上記した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

10 撮像部
11 撮像素子
12 電子シャッター
20レベル制御部
30、70 レベル偏差算出部
31、71 平均レベル算出部
40 基準値
50 設定値算出部
51 感光時間算出部
52 ビデオゲイン算出部
60 領域特定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pick-up part 11 Image pick-up element 12 Electronic shutter 20 Level control part 30, 70 Level deviation calculation part 31, 71 Average level calculation part 40 Reference value 50 Setting value calculation part 51 Photosensitive time calculation part 52 Video gain calculation part 60 Area | region specific part

Claims (3)

所定のステップ単位で設定される感光時間に基づき電子シャッターを動作させて2次元の画像を取得する撮像手段と、
設定されるビデオゲインに基づき撮像手段からのビデオ信号のレベルを制御するレベル制御手段と、
取得した前記2次元の画像1画面分のレベル制御後のビデオ信号の平均レベルを算出するとともに、この平均レベルとあらかじめ設定された基準レベルとの偏差を得るレベル偏差算出手段と、
前記偏差に基づいて前記電子シャッターに適用する次回の感光時間の算出値を求めこれを前記所定のステップ単位に丸め込み後、感光時間の設定値として前記電子シャッターに設定するとともに、これら求めた次回の感光時間の算出値と感光時間の設定値との比に基づき前記レベル制御手段に適用する次回のビデオゲインを算出し、前記レベル制御手段に設定する制御値設定手段とを有することを特徴とする感光制御装置。
An image pickup means for obtaining a two-dimensional image by operating an electronic shutter based on a photosensitive time set in predetermined step units;
Level control means for controlling the level of the video signal from the imaging means based on the set video gain;
Level deviation calculating means for calculating an average level of the video signal after level control for the obtained one-dimensional image of the two-dimensional image and obtaining a deviation between the average level and a preset reference level;
Based on the deviation, a calculated value of the next exposure time to be applied to the electronic shutter is obtained, rounded to the predetermined step unit, and then set to the electronic shutter as a set value of the exposure time. Control value setting means for calculating the next video gain to be applied to the level control means based on a ratio between the calculated value of the exposure time and the set value of the exposure time, and setting the level control means. Photosensitive control device.
前記制御値設定手段において求める次回の感光時間の算出値は、前記電子シャッターに今回設定した前記丸め込み後の感光時間の設定値から、前記偏差算出手段からの偏差に制御利得としての定数を乗じた値に相当する比率分の時間を減じて算出することを特徴とする請求項1に記載の感光制御装置   The calculated value of the next exposure time obtained by the control value setting means is obtained by multiplying the deviation from the deviation calculation means by a constant as a control gain from the set value of the rounded exposure time set for the electronic shutter. 2. The photosensitive control device according to claim 1, wherein the time is calculated by subtracting a time corresponding to a ratio corresponding to the value. 前記レベル偏差算出手段においてビデオ信号の平均レベルを算出する際は、前記取得した2次元の画像1画面分の中に存在する撮像対象目標を含むこの画面内の所定の領域を対象にして算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の感光制御装置。   When the average level of the video signal is calculated by the level deviation calculating means, it is calculated for a predetermined area in this screen including the imaging target that exists in one screen of the acquired two-dimensional image. The photosensitive control device according to claim 1 or 2, wherein
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