JP2010200177A - 撮像装置及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本撮影に先立って、被写体に対して撮像素子の受光量を異ならせてプリ撮像することにより複数の予備映像信号を取得する(S12)。続いて、複数の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジ(S14)及びノイズ量又はSN比(S15)を算出し、このダイナミックレンジ及びノイズ量又はSN比に基づいて、本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差を算出する(S16)。そして、算出された受光量差に基づいて本撮影を行うことにより、受光量の異なる複数の本映像信号を取得し、この本映像信号を合成して合成画像を得る。
【選択図】図7
Description
また、特開2002−112108号公報(特許文献2)には、撮影信号の鮮鋭度を強調し、複数の撮影における露光比を検出し、鮮鋭度が強調された複数の撮影信号を露光比に応じて合成する手法が開示されている。
本発明は、撮像素子を備え、被写体を本撮影して複数の本映像信号を取得するとともに、前記本撮影に先立って、前記被写体に対して前記撮像素子の受光量を異ならせてプリ撮像することにより複数の予備映像信号を取得する撮影手段と、前記複数の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジを算出するダイナミックレンジ算出手段と、前記複数の予備映像信号を合成した場合のノイズ量又はSN比を算出するノイズ量算出手段と、前記ダイナミックレンジ及び前記ノイズ量又は前記SN比に基づいて、本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差を算出する受光量差算出手段と、を備えた撮像装置を提供する。
〔第1の実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る撮像装置の概略構成を示したブロック図である。
本実施形態にかかる撮像装置は、図1に示すように、レンズ系100、絞り101、AFモータ102、カラーフィルタ103、CCD104、A/D変換部105、バッファ106、撮影制御部107、画像処理部130、圧縮部113、出力部114、制御部115、外部I/F部116を備えている。
2枚目の予備映像信号に対しても同様に被写体輝度の最大値BISO 2,max及び最小値BISO 2,minを算出する。1枚目及び2枚目の予備映像信号の被写体輝度からダイナミックレンジに相当する輝度範囲ΔBを、以下の数4式に基づいて算出する。
また、以下の数5式のようにデジベル値としてダイナミックレンジDRを算出してもよい。
ノイズ量算出部110は、予備映像信号の特徴量として、ノイズ量を算出し、このノイズ量から信号の強さとノイズの強さの比であるSN比を算出するものであり、図3に示すように、バッファ300、合成比率設定部301、予備合成部302、領域抽出部303、ノイズ量算出部304及び算出部305を備えている。
算出部305はノイズ量算出部304から転送された画素毎のノイズ量を用いて合成信号S´全体のノイズ量を算出する。合成信号全体のノイズ量をNとした場合、ノイズ量Nは以下の数8式により算出される。
さらに、算出されたノイズ量Nに基づいて、以下の数9式により信号の強さとノイズの強さの比であるSN比を算出する。
なお、本実施の形態ではSN比を算出して、後述する受光量差算出部111での演算に用いたが、必ずしもSN比を算出する必要はなく、SN比を算出しない場合にはノイズ量Nを用いて、受光量差算出部においても演算を行えばよい。
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。
図8に示すように、本実施の形態の撮像装置では、その画像処理部130の構成が、上述した第1の実施形態の撮像装置における画像処理部130の構成と異なっている。すなわち、画像処理部130では、変換部120が設けられ、信号処理部108から入力された本映像信号及びプリ映像信号に対して階調変換処理を行い、階調変換処理された映像信号をダイナミックレンジ算出部109、ノイズ量算出部110及び画像合成部112に出力する。
以下、変換部120が設けられた本実施形態にかかる撮像装置における受光量差算出処理の過程について図9のフローチャートを用いて説明する。
107 撮影制御部
108 信号処理部
109 ダイナミックレンジ算出部
110 ノイズ量算出部
111 受光量差算出部
112 画像合成部
115 制御部
120 変換部
130 画像処理部
200 最大信号値算出部
201 最小信号値算出部
202 算出部
301 合成比率設定部
302 予備合成部
303 領域抽出部
304 領域ノイズ量算出部
305 算出部
400 重み付け部
401 算出部
411 面積抽出部
412 重み付け係数算出部
413 処理部
414 近似曲線生成部
415 交点算出部
Claims (11)
- 撮像素子を備え、被写体を本撮影して複数の本映像信号を取得するとともに、前記本撮影に先立って、前記被写体に対して前記撮像素子の受光量を異ならせてプリ撮像することにより複数の予備映像信号を取得する撮影手段と、
前記複数の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジを算出するダイナミックレンジ算出手段と、
前記複数の予備映像信号を合成した場合のノイズ量又はSN比を算出するノイズ量算出手段と、
前記ダイナミックレンジ及び前記ノイズ量又は前記SN比に基づいて、本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差を算出する受光量差算出手段と、
を備えた撮像装置。 - 前記予備映像信号に対して階調変換処理を行う変換手段を備え、
前記ダイナミックレンジ算出手段は、前記変換手段による階調変換後の前記複数枚の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジを算出し、
前記ノイズ量算出手段は、前記変換手段による階調変換後の前記複数枚の予備映像信号を合成した場合のノイズ量又はSN比を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記ダイナミックレンジ算出手段は、
前記複数の予備映像信号に基づいて最大信号値を算出する最大信号値算出手段と、
前記複数の予備映像信号に基づいて最小信号値を算出する最小信号値算出手段と、
を備え、前記最大信号値及び前記最小信号値に基づいて、前記複数の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジを算出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。 - 前記ノイズ量算出手段は、
前記複数の予備映像信号の合成割合である合成比率を設定する合成比率設定手段と、
該合成比率に基づいて前記複数の予備映像信号を合成して合成予備映像信号を生成する予備合成手段と、を備え、
該合成予備映像信号のノイズ量又はSN比を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の撮像装置。 - 前記ノイズ量算出手段は、
前記合成予備映像信号の任意の注目画素を中心とする所定の領域を抽出する領域抽出手段と、
前記領域のノイズ量又はSN比を算出する算出手段と、
前記領域のノイズ量又はSN比に基づいて前記合成予備映像信号のノイズ量又はSN比を算出することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記受光量差算出手段は、
前記ダイナミックレンジ及び前記ノイズ量又は前記SN比の優先度合いを判定するための重み付け処理を行う重み付け手段を備え、
前記重み付け処理に基づいて本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の撮像装置。 - 前記重み付け手段は、
前記予備映像信号又は前記合成予備映像信号のうち明部の面積及び暗部の面積を抽出する面積抽出手段と、
前記明部の面積及び前記暗部の面積に基づいて重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段を備え、
前記ダイナミックレンジ及び前記SN比に前記重み付け係数を乗じることにより重み付け処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 - 前記受光量差算出手段は、
前記重み付け係数を乗じることにより算出された値に基づいて、ダイナミックレンジの受光量差に対する第一近似曲線と、SN比の受光量差に対する第二近似曲線とを生成する近似曲線生成手段と、
該第一近似曲線と第二近似曲線の交点を算出する交点算出手段と、を備え、
前記交点の受光量差を本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差として算出することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記撮影手段は、前記受光量差算出手段により算出された受光量差に基づいて本撮影して複数の本映像信号を取得し、
該複数の本映像信号を合成することにより合成映像信号を生成する画像合成手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の撮像装置。 - 前記映像信号の画素値に基づいて、前記複数の本映像信号の合成割合である重み付け係数を算出する重み付け算出手段を備え、
前記画像合成手段は、前記重み付け係数に基づいて、前記複数の本映像信号を重み付けして合成することにより合成映像信号を生成することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 本撮影に先立って、被写体に対して撮像素子の受光量を異ならせてプリ撮像することにより取得された複数の予備映像信号を入力する予備映像信号入力ステップと、
前記複数の予備映像信号を合成した場合のダイナミックレンジを算出するダイナミックレンジ算出ステップと、
前記複数の予備映像信号を合成した場合のノイズ量又はSN比を算出する特徴量算出ステップと、
前記ダイナミックレンジ及び前記ノイズ量又は前記SN比に基づいて、本撮影時の複数の本映像信号間における前記撮像素子の受光量差を算出する受光量差算出ステップと、
をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
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