JP2012156805A - High-speed photographing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は高速の現象を撮影するための高速度撮影システムに関し、さらに詳しくは、放電、燃焼といった光の放出や光の吸収を伴う高速の現象を撮影するのに好適な高速度撮影システムに関する。 The present invention relates to a high-speed photographing system for photographing a high-speed phenomenon, and more particularly to a high-speed photographing system suitable for photographing a high-speed phenomenon accompanied by light emission and light absorption such as discharge and combustion.
爆発、破壊、燃焼、衝突、放電、或いは物体の高速移動といった、通常のビデオカメラでは捉えることが困難であるような高速の現象を連続的に撮影するために、専用の高速ビデオカメラが開発されている。例えば非特許文献1、2に記載の高速度ビデオカメラは、画素周辺記録型撮像素子(IS−CCD=image storage-CCD)と呼ばれる特殊な構造の撮像素子を搭載しており、最高で100万フレーム/秒(1Mfps)もの極めて高速度の撮影が可能である。 A dedicated high-speed video camera has been developed to continuously capture high-speed phenomena that are difficult to capture with normal video cameras, such as explosion, destruction, combustion, collision, discharge, or high-speed movement of objects. ing. For example, the high-speed video cameras described in Non-Patent Documents 1 and 2 are equipped with an image sensor having a special structure called a pixel peripheral recording type image sensor (IS-CCD = image storage-CCD). High-speed shooting at 1 frame per second (1Mfps) is possible.
一般に、CCDやCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子を用いたビデオカメラでは、撮像素子から出力される信号を増幅する増幅器のゲインを被写体の明るさに応じて自動的に調整する自動ゲイン調整(オートゲインコントロール:AGC)を利用することで、或いは、フィルムカメラと同様に、各フレームの露光量を調整する自動露出(オートエクスポーズ:AE)機能により絞りやシャッタ速度を調節することで、常に適切な露光が得られるような制御がなされている(特許文献1参照)。AGC、AEいずれの手法でも、光量の計測結果に基づく演算処理を実行し、その処理結果に応じてゲインや絞りなどを調整する必要があるため、処理速度には限界があり、上記のような1Mfpsもの超高速の撮影速度には対応できない。 In general, in a video camera using a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS image sensor, an automatic gain adjustment (automatic adjustment) that automatically adjusts the gain of an amplifier that amplifies a signal output from the imaging device according to the brightness of the subject. Gain control: AGC), or just like a film camera, or by adjusting the aperture and shutter speed with an automatic exposure (auto exposure: AE) function that adjusts the exposure amount of each frame. Control is performed to obtain a proper exposure (see Patent Document 1). In both methods of AGC and AE, it is necessary to perform arithmetic processing based on the measurement result of the light amount, and to adjust the gain, the diaphragm, etc. according to the processing result. It can not cope with the super high-speed shooting speed of 1Mfps.
そのため、上記高速度ビデオカメラで明るさの時間的変化が大きな現象を撮影すると、明るすぎるフレームでは露出オーバーとなり易く、逆に暗いフレームでは露出が不足して画像全体が真っ黒になり易い。また、明るいフレームに露出を合わせると、殆どのフレームで画像が暗すぎて十分な観測ができないということが起こり得る。 For this reason, when shooting a phenomenon in which the temporal change of brightness is large with the high-speed video camera, overexposure is likely to occur in a frame that is too bright, and conversely, exposure is insufficient in a dark frame and the entire image tends to be black. If the exposure is adjusted to a bright frame, the image may be too dark in most frames and sufficient observation cannot be performed.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高速撮影時に被写体の明るさが大きく変化する場合にも、画像信号の飽和や露光不足の発生を防止し、被写体の変化の状態を確実に観測できるような良好な動画像を取得できる高速度撮影システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to prevent image signal saturation and underexposure even when the brightness of a subject changes greatly during high-speed shooting. Another object of the present invention is to provide a high-speed photographing system that can acquire a good moving image that can reliably observe the state of change of a subject.
上記課題を解決するために成された本発明に係る高速度撮影システムは、
a)撮像素子、該撮像素子で得られる画像信号を増幅する増幅器、増幅された画像信号をデジタル化するA/D変換器、及び、デジタル化された画像信号を処理して画像を再構成する信号処理部、を含む撮像手段と、
b)被写体の明るさの時間的変化を予め計測する計測手段と、
c)前記計測手段により計測された明るさの時間的変化情報に基づいて、前記被写体の撮影時に再構成画像の露出条件が適正になる又は適正範囲に入るように露光時間の時間的変化及び/又は前記増幅器以降の段階におけるアナログ的若しくはデジタル的なゲインの時間的変化を求め、この時間的変化に基づくタイムテーブルを作成して記憶するタイムテーブル作成手段と、
d)前記被写体を実際に撮影する際に、前記タイムテーブル作成手段により作成・記憶されているタイムテーブルに従って露光時間とゲインとの両方又は一方を変化させるように前記撮像手段を制御する撮影制御手段と、
を備えることを特徴としている。
The high-speed photographing system according to the present invention made to solve the above problems is
a) Image sensor, amplifier for amplifying the image signal obtained by the image sensor, A / D converter for digitizing the amplified image signal, and processing the digitized image signal to reconstruct the image An imaging means including a signal processing unit;
b) a measuring means for measuring a temporal change in the brightness of the subject in advance;
c) Based on the temporal change information of the brightness measured by the measuring means, the temporal change of the exposure time and / or the exposure condition of the reconstructed image at the time of photographing the subject is appropriate or within the appropriate range. Or a time table creating means for obtaining a time change of an analog or digital gain in a stage after the amplifier and creating and storing a time table based on the time change;
d) Shooting control means for controlling the imaging means so as to change both or one of exposure time and gain according to the time table created and stored by the time table creating means when actually shooting the subject. When,
It is characterized by having.
ここでは、被写体は明るさの時間的変化の再現性が高い現象であり、例えば放電現象やプラズマ現象などである。また、被写体はそれ自体が光を放出するものでなく、照射される光の吸収度合や反射度合などが変化することで撮像手段から見たときの明るさが変化するものであってもよいことは当然である。 Here, the subject is a phenomenon in which the reproducibility of the temporal change in brightness is high, such as a discharge phenomenon or a plasma phenomenon. Also, the subject itself does not emit light, and the brightness when viewed from the imaging means may be changed by changing the degree of absorption or reflection of the irradiated light. Is natural.
本発明に係る高速度撮影システムにおいて、計測手段は、例えば外部から与えられるトリガ信号を契機として生起する現象を被写体として、該被写体から到来する光の強度(光量)の時間的変化を上記トリガ信号の発生タイミングを基準として計測する。タイムテーブル作成手段は、計測された光強度の時間的変化に基づき、例えば各フレームにおいて再構成画像の露出条件が所定の適正範囲に入るように、例えば光強度が弱いフレームに対しては露光時間を長く、逆に光強度が強すぎるフレームに対しては露光時間を短くするように、露光時間の時間的変化を設定する。露光時間を短くすれば光強度が強くても撮像素子での信号飽和が起こりにくく、露光時間を長くすれば光強度が弱くても撮像素子での検出感度を上げることができる。ただし、撮影のフレームレートが決まっていれば露光時間には上限がある。そこで、露光時間を最大限長くしても光量が不足する場合には、さらにゲインを上げることによって露出の不足を補うようにすればよい。 In the high-speed imaging system according to the present invention, the measurement means uses, for example, a phenomenon that occurs when triggered by an external trigger signal as a subject, and changes the temporal change in intensity (light quantity) of light coming from the subject as the trigger signal. Measured based on the occurrence timing. Based on the temporal change of the measured light intensity, the time table creation means, for example, the exposure time for a frame with low light intensity so that the exposure condition of the reconstructed image falls within a predetermined appropriate range in each frame, for example. On the contrary, the temporal change of the exposure time is set so as to shorten the exposure time for a frame in which the light intensity is too strong. If the exposure time is shortened, signal saturation at the image sensor is unlikely to occur even if the light intensity is high, and if the exposure time is lengthened, the detection sensitivity at the image sensor can be increased even if the light intensity is weak. However, there is an upper limit on the exposure time if the frame rate of shooting is determined. Therefore, if the amount of light is insufficient even if the exposure time is maximized, the lack of exposure may be compensated by further increasing the gain.
なお、ここでいう「再構成画像の露出条件が適正」である状態とは、再構成された画像上で、被写体つまり目的とする現象の生起の観測が十分に行えるような明るさとなる状態のことである。具体的には、被写体が明るい場合には露出オーバーとならない、つまりは画面全体が白っぽくなって被写体とその周囲との区別がつかないことがないような状態であり、逆に被写体が暗い場合には露出アンダーとならない、つまりは画面全体が黒っぽくなって被写体とその周囲との区別がつかないことがないような状態、である。 Note that the state in which the exposure condition of the reconstructed image is appropriate is a state in which the subject is bright enough to observe the occurrence of the subject, that is, the target phenomenon, on the reconstructed image. That is. Specifically, when the subject is bright, it is not overexposed, that is, the entire screen is whitish and the subject and its surroundings cannot be distinguished, and conversely, the subject is dark Is underexposed, that is, the entire screen is darkened and the subject and its surroundings cannot be distinguished.
タイムテーブル作成手段は、露光時間やゲインの時間的変化が求まったならば、それに基づき、トリガ信号の発生タイミングを基準とした露光時間やゲインのタイムテーブルを作成して記憶する。ここまでの作業・処理は実際の撮影前に行っておく。 When the time change of the exposure time and the gain is obtained, the time table creation means creates and stores a time table of the exposure time and gain based on the generation timing of the trigger signal. The work and processing so far are performed before actual shooting.
明るさの時間的変化を事前に計測した現象を再び生起させて実際に撮影する際には、撮影制御手段は、上述したように作成・記憶されているタイムテーブルに従って、トリガ信号の生成タイミング時点から露光時間とゲインとの両方又は一方を変化させるように撮像手段を制御する。具体的には、露光時間の制御は撮像素子の電子シャッタの開閉時間の制御により行うことができる。また、ゲインの制御は、増幅器の段階でアナログ的に行う場合と、A/D変換器又は信号処理部の段階でデジタル的に行う場合とがあり得る。 When re-occurring the phenomenon of measuring the temporal change in brightness again and actually shooting, the shooting control means generates the trigger signal generation timing according to the time table created and stored as described above. The imaging means is controlled so as to change either or both of the exposure time and the gain. Specifically, the exposure time can be controlled by controlling the opening / closing time of the electronic shutter of the image sensor. In addition, gain control can be performed in an analog manner at the stage of an amplifier or digitally performed at a stage of an A / D converter or a signal processing unit.
本発明に係る高速度撮影システムでは、複数のフレーム単位で露光時間やゲインを変化させるようにしてもよいが、観測対象の現象によっては連続するフレーム間で明るさが急激に変化する場合もある。そこで、本発明に係る高速度撮影システムの好ましい態様として、前記計測手段は撮影時のフレームレートにおいて各フレームで少なくとも1回被写体の明るさを計測し、前記タイムテーブル作成手段は、前記被写体を撮影する際に露出条件が適正範囲に入るように、フレーム毎に露光時間及び/又はゲインを求めてタイムテーブルを作成する構成とするとよい。これにより、明るさが急激に変化するような被写体に対しても良好な画像を得ることができ、観測者は目的とする現象をより的確に把握することができるようになる。 In the high-speed imaging system according to the present invention, the exposure time and gain may be changed in units of a plurality of frames, but depending on the phenomenon to be observed, the brightness may change abruptly between successive frames. . Therefore, as a preferred aspect of the high-speed photographing system according to the present invention, the measuring unit measures the brightness of the subject at least once in each frame at the frame rate at the time of photographing, and the time table creating unit photographs the subject. In this case, the time table may be created by obtaining the exposure time and / or gain for each frame so that the exposure condition falls within the appropriate range. As a result, a good image can be obtained even for a subject whose brightness changes abruptly, and the observer can grasp the target phenomenon more accurately.
また、本発明に係る高速度撮影システムの一態様として、前記計測手段は、光検出器として前記撮像素子を用いて画素毎に明るさの時間的変化を計測し、前記タイムテーブル作成手段は画素毎に露光時間の時間的変化及び/又はゲインの時間的変化を表すタイムテーブルを作成し、前記撮影制御手段は該タイムテーブルに従って画素毎に露光時間とゲインとの両方又は一方を変化させるように前記撮像手段を制御する構成としてもよい。この構成によれば、例えばほぼ同時に生じる複数の現象を撮影するような場合でも、各現象の生起に伴う明るさの変化にそれぞれ対応して各現象を適切に捉え得るような良好な画像を取得することができる。 Further, as one aspect of the high-speed imaging system according to the present invention, the measurement unit measures a temporal change in brightness for each pixel using the imaging element as a photodetector, and the time table creation unit includes the pixel A time table that represents a temporal change in exposure time and / or a temporal change in gain is created for each time, and the imaging control means changes both or one of the exposure time and gain for each pixel according to the time table. It is good also as a structure which controls the said imaging means. According to this configuration, even when shooting a plurality of phenomena that occur almost simultaneously, for example, a good image can be obtained so that each phenomenon can be properly captured in response to a change in brightness associated with the occurrence of each phenomenon. can do.
本発明に係る高速度撮影システムによれば、被写体の明るさが時間的に変化する場合でもその変化に応じて適正な露出条件が設定されるので、露出オーバーや露出アンダーが起こりにくく、被写体を確実に捉えた良好な画像を取得することができる。それにより、きわめて高速の現象も的確に観測することが可能となる。 According to the high-speed photographing system according to the present invention, even when the brightness of the subject changes with time, an appropriate exposure condition is set according to the change. It is possible to acquire a good image captured with certainty. This makes it possible to accurately observe extremely high speed phenomena.
本発明に係る高速度撮影システムの一実施例について添付図面を参照して説明する。図1は本実施例の高速度撮影システムの要部の構成図である。 An embodiment of a high-speed photographing system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the high-speed photographing system of this embodiment.
本実施例の高速度撮影システム1は、被写体10に対する高速撮影を行う高速度ビデオカメラ2と、被写体10から到来する光を検出するフォトダイオード等の光センサ3と、コンピュータを中心に構成される制御装置4と、を含む。高速度ビデオカメラ2は、例えば非特許文献1、2等に記載のビデオカメラであり、撮像素子21、増幅器22、画像処理部23、撮影制御部24、撮影条件タイムテーブル記憶部25などを含む。撮像素子21は素子自体に100フレーム以上の画像信号記憶部が内蔵された例えば画素周辺記録型撮像素子等の超高速撮影対応の素子であり、これにより、この高速度ビデオカメラ2は1Mfpsものフレームレートで100フレーム程度以上の連続撮影が可能である。
The high-speed shooting system 1 according to the present embodiment is mainly configured by a high-speed video camera 2 that performs high-speed shooting with respect to a
また、光センサ3による検出信号が入力される制御装置4は、特徴的な機能ブロックとして、光量変化取得部41、適正露光時間・ゲイン演算部42、撮影条件タイムテーブル作成部43などを含む。本実施例の構成では、光センサ3及び光量変化取得部41が本発明における計測手段に相当し、適正露光時間・ゲイン演算部42及び撮影条件タイムテーブル作成部43が本発明におけるタイムテーブル作成手段に相当し、撮影制御部24が本発明における撮影制御手段に相当する。
The
次に、本実施例の高速度撮影システムの動作について説明する。ここでは、被写体10は例えば放電、プラズマ発光など、撮影対象である現象に伴う明るさの時間的変化の再現性が高く、且つトリガ信号を契機として生起する現象である。
このシステムを用いて被写体10を撮影する際には事前に、被写体10の明るさの時間的変化を計測し、その計測結果に基づいて制御用のデータを作成しておく。即ち、トリガ信号を契機として撮影対象の現象を生起させ、制御装置4の光量変化取得部41はそのときの被写体10から到来する光量の時間的変化を光センサ3により検出して記録する。このとき、光量変化取得部41は撮影のフレームレートに応じて、各フレームで少なくとも1回光量値が得られるように光センサ3による検出信号をサンプリングする。これにより、フレーム単位での露出調整が可能となる。図2(a)は記録される光量の時間的変化の一例である。
Next, the operation of the high-speed photographing system of this embodiment will be described. Here, the subject 10 is a phenomenon that is highly reproducible in the temporal change in brightness associated with a phenomenon to be photographed, such as electric discharge or plasma emission, and occurs when triggered by a trigger signal.
When photographing the subject 10 using this system, the temporal change in the brightness of the subject 10 is measured in advance, and control data is created based on the measurement result. That is, the phenomenon of the object to be photographed is triggered by the trigger signal, and the light amount
制御装置4において適正露光時間・ゲイン演算部42は、記録された光量の時間的変化のデータに基づいて、撮影時のフレーム毎の適正な露光時間及びゲインを計算する。撮像素子21においては、図3に示すように、1フレームの画像を構成するための光電荷を蓄積する動作と、その蓄積した光電荷による画像信号を転送する動作とが繰り返されるが、その光電荷蓄積期間が露光時間である。フレームの繰り返し周期、つまり1フレーム期間の長さはフレームレートで決まるが、露光時間は撮像素子21に内蔵された電子シャッタの開閉により調整可能である。一方、ここではゲインは増幅器22の増幅率であるが、画像処理部23に含まれるA/D変換器のゲインやデータ処理段でのゲインとしてもよい。
In the
撮像素子21において信号飽和が起こるような光量上限値は既知であるから、適正露光時間・ゲイン演算部42は、光量が大きい場合には撮像素子21で信号飽和が起こらないように露光時間を短くし、他方、光量が不足している場合には露光時間をできるだけ長くするように、フレーム毎の光量に応じた露光時間を求める。全ての光量値に対して露光時間をきめ細かく調整しても構わないが、撮影後に再現される画像上で露出条件が或る適正範囲に収まれば十分であるから、必ずしも全ての光量値に対して露光時間をきめ細かく調整する必要はない。そこで、例えば光量が所定範囲である場合には露光時間を所定値に固定し、光量がその所定範囲を上回っていた場合には、その上回り量に応じて露光時間を所定値から短くし、光量がその所定範囲を下回っていた場合には、その下回り量に応じて露光時間を所定値から長くしてもよい。
Since the upper limit of the amount of light that causes signal saturation in the
ただし、露光時間の最小値に制約はないが、露光時間の最大値には1フレーム期間が決まっていることによる制約がある。そこで、露光時間を最大限長くしても光量が不足する場合には、ゲインを上げることにより露出が適正範囲に入るようにする。これにより、例えば図2(a)に示した被写体10の光量の時間的変化に対して図2(b)に示すような露光時間及びゲインの時間的変化が求まる。 However, the minimum value of the exposure time is not limited, but the maximum value of the exposure time is limited because one frame period is determined. Therefore, if the amount of light is insufficient even if the exposure time is maximized, the exposure is set within the appropriate range by increasing the gain. Thereby, for example, a temporal change in exposure time and gain as shown in FIG. 2B is obtained with respect to a temporal change in the amount of light of the subject 10 shown in FIG.
撮影条件タイムテーブル作成部43は、上記のような露光時間の時間的変化及びゲインの時間的変化に基づいて、トリガ信号入力時点を基準とした各フレームの撮影条件を規定する撮影条件タイムテーブルを作成する。この撮影条件タイムテーブルには、フレーム毎の露光時間、ゲイン以外の、撮影に関する様々なパラメータを含むようにすることができる。
The imaging condition time
上記撮影条件タイムテーブルは撮影前の適宜の時点で制御装置4から高速度ビデオカメラ2に転送され、撮影条件タイムテーブル記憶部25に格納される。様々な現象の被写体10について予め光量を計測して撮影条件タイムテーブルを作成し、制御装置4の内部に保持しておくこともでき、それら被写体10のうちの一つを実際に撮影する前に、該被写体10に対応した撮影条件タイムテーブルを選択して制御装置4から高速度ビデオカメラ2に読み込むようにしておけば、撮影をスムーズに行うことができる。
The shooting condition time table is transferred from the
実際に高速度撮影を行う際には、高速度ビデオカメラ2において撮影制御部24は撮影条件タイムテーブル記憶部25から撮影条件タイムテーブルを読み出し、トリガ信号入力時点から開始される撮影時間中の各フレームの撮影条件、即ち露光時間やゲインなどが撮影条件タイムテーブルに従ったものとなるように撮影プログラムを作成する。そして、トリガ信号の入力を受けて撮影制御部24は、上記撮影プログラムに従った撮影を行うように撮像素子21、増幅器22、及び画像処理部23をそれぞれ制御し、撮影を実行する。
When actually performing high-speed shooting, in the high-speed video camera 2, the shooting control unit 24 reads the shooting condition time table from the shooting condition time table storage unit 25, and each shooting time starts from the trigger signal input time. A shooting program is created so that the frame shooting conditions, that is, the exposure time, gain, and the like are in accordance with the shooting condition time table. In response to the input of the trigger signal, the imaging control unit 24 controls the
上述した事前の明るさの時間的変化計測時と同様に、トリガ信号を契機として撮影対象の現象は生起するから、これを被写体10として高速度ビデオカメラ2は撮影を実行する。トリガ信号が入力された時点以降の露光時間やゲインは、再現される画像の露出条件が適正範囲に入るように、被写体10の明るさの時間的変化に応じて変化する。 Similar to the above-described measurement of the temporal change in brightness, the phenomenon of the subject to be photographed is triggered by the trigger signal, and the high-speed video camera 2 performs photographing using this as the subject 10. The exposure time and gain after the trigger signal is input change in accordance with the temporal change in the brightness of the subject 10 so that the exposure condition of the reproduced image falls within the appropriate range.
ただし、撮像素子21は、撮影制御部24から撮影終了の指示が与えられるまで、決まった記憶容量である画像信号記憶部に繰り返し画像信号を上書きすることができる。したがって、トリガ信号が入力された時点から画像信号記憶部の記憶容量に相当する所定フレーム数の画像が得られた時点で撮影を終了すれば、トリガ信号入力時点を起点とした所定フレーム数分の動画像を得ることができるし、それよりも遅れて撮影を終了すれば、トリガ信号入力時点からではなく、それよりも適宜遅れた時点を起点とした所定フレーム数分の動画像を得ることができる。いずれにしても、撮影条件タイムテーブル中に撮影条件が規定された時間内であれば、被写体10の明るさの変化に拘わらず適正な露出条件となるようにすることができる。
However, the
上記実施例では、被写体10の明るさの変化を計測するために光センサ3を用いていたが、この場合に計測される明るさは被写体10全体の平均的な明るさである。そのため、例えば、僅かに異なるタイミングで光を放出する複数の物体を同時に撮影する場合には、先に発光した一つの物体からの光量に合わせて画像全体の露光時間を短くしてしまうと、未だ十分に発光していない他の物体が暗くなりすぎて見えないようなことがあり得る。そこで、こうした問題を解決するには、撮影する画像を複数の小領域に分割し、その小領域毎に明るさの時間的変化を計測し、その計測結果に基づき、上記小領域に対応する画素毎に露光時間やゲインの時間的変化を定めるようにするとよい。
In the above embodiment, the
具体的には、上記実施例の高速度撮影システムにおいて、光センサ30を用いる代わりに、露光時間やゲインが一定である所定条件の下で高速度ビデオカメラ2により被写体10をテスト撮影する。制御装置4は、そのテスト撮影により実際に取得された画像信号に基づいて画素毎に輝度の時間的変化を求め、画素毎に露出条件が適正になるような露光時間及びゲインを求め、撮影条件タイムテーブルを作成する。実際に被写体10を撮影する際には、撮影制御部24は撮像素子21の画素毎に露光時間を調整し、また各画素で得られた画像信号毎に増幅器22のゲインを調整する。これにより、画素毎に露出条件が適切になり、上述したように複数の物体を同時に撮影する場合でもそれぞれの物体の発光輝度に応じた良好な画像を得ることができる。
Specifically, in the high-speed shooting system of the above embodiment, instead of using the optical sensor 30, the subject 10 is test-shot with the high-speed video camera 2 under a predetermined condition where the exposure time and gain are constant. The
なお、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜修正、変形、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。 It should be noted that the above embodiment is an example of the present invention, and it is a matter of course that modifications, changes, and additions are appropriately included in the scope of the claims of the present application within the scope of the present invention.
1…高速度撮影システム
10…被写体
2…高速度ビデオカメラ
21…撮像素子
22…増幅器
23…画像処理部
24…撮影制御部
25…撮影条件タイムテーブル記憶部
3…光センサ
4…制御装置
41…光量変化取得部
42…適正露光時間・ゲイン演算部
43…撮影条件タイムテーブル作成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High-
Claims (3)
b)被写体の明るさの時間的変化を予め計測する計測手段と、
c)前記計測手段により計測された明るさの時間的変化情報に基づいて、前記被写体の撮影時に再構成画像の露出条件が適正になる又は適正範囲に入るように露光時間の時間的変化及び/又は前記増幅器以降の段階におけるアナログ的若しくはデジタル的なゲインの時間的変化を求め、この時間的変化に基づくタイムテーブルを作成して記憶するタイムテーブル作成手段と、
d)前記被写体を実際に撮影する際に、前記タイムテーブル作成手段により作成・記憶されているタイムテーブルに従って露光時間とゲインとの両方又は一方を変化させるように前記撮像手段を制御する撮影制御手段と、
を備えることを特徴とする高速度撮影システム。 a) Image sensor, amplifier for amplifying the image signal obtained by the image sensor, A / D converter for digitizing the amplified image signal, and processing the digitized image signal to reconstruct the image An imaging means including a signal processing unit;
b) a measuring means for measuring a temporal change in the brightness of the subject in advance;
c) Based on the temporal change information of the brightness measured by the measuring means, the temporal change of the exposure time and / or the exposure condition of the reconstructed image at the time of photographing the subject is appropriate or within the appropriate range. Or a time table creating means for obtaining a time change of an analog or digital gain in a stage after the amplifier and creating and storing a time table based on the time change;
d) Shooting control means for controlling the imaging means so as to change both or one of exposure time and gain according to the time table created and stored by the time table creating means when actually shooting the subject. When,
A high-speed photographing system comprising:
前記計測手段は撮影時のフレームレートにおいて各フレームで少なくとも1回被写体の明るさを計測し、前記タイムテーブル作成手段は、前記被写体を撮影する際に露出条件が適正範囲に入るように、フレーム毎に露光時間及び/又はゲインを求めてタイムテーブルを作成することを特徴とする高速度撮影システム。 The high-speed imaging system according to claim 1,
The measuring means measures the brightness of the subject at least once in each frame at the frame rate at the time of shooting, and the time table creating means is configured to make the exposure condition within an appropriate range when shooting the subject. A high-speed photographing system characterized in that a time table is created by obtaining an exposure time and / or gain.
前記計測手段は、光検出器として前記撮像素子を用いて画素毎に明るさの時間的変化を計測し、前記タイムテーブル作成手段は画素毎に露光時間の時間的変化及び/又はゲインの時間的変化を表すタイムテーブルを作成し、前記撮影制御手段は該タイムテーブルに従って画素毎に露光時間とゲインとの両方又は一方を変化させるように前記撮像手段を制御することを特徴とする高速度撮影システム。 The high-speed imaging system according to claim 1 or 2,
The measuring means measures a temporal change in brightness for each pixel using the imaging device as a photodetector, and the time table creating means is a temporal change in exposure time and / or a temporal change in gain for each pixel. A high-speed imaging system characterized in that a time table representing a change is created, and the imaging control unit controls the imaging unit to change either or both of an exposure time and a gain for each pixel according to the time table. .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012186572A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Automatic image brightness correction device and high-speed imaging device having the same |
JP2017153968A (en) * | 2015-07-13 | 2017-09-07 | ソニー株式会社 | Medical observation device, method for operating medical observation device, endoscope system, and surgical microscope system |
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2011
- 2011-01-26 JP JP2011014297A patent/JP2012156805A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012186572A (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Automatic image brightness correction device and high-speed imaging device having the same |
JP2017153968A (en) * | 2015-07-13 | 2017-09-07 | ソニー株式会社 | Medical observation device, method for operating medical observation device, endoscope system, and surgical microscope system |
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