JP2012169851A - Omnidirectional imaging device and imaging condition adjustment method therefor - Google Patents

Omnidirectional imaging device and imaging condition adjustment method therefor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately adjust an imaging condition.SOLUTION: An omnidirectional imaging device includes: a convex mirror 1 having a rotationally symmetric shape; a reference subject part 2a (2b) being a reference subject that is arranged around the top of the convex mirror 1; a lens 3 for forming the image of light from the convex mirror 1 and the reference subject part 2a (2b); an imaging element 4 for converting the light whose image is formed by the lens 3 into image signals; and an adjustment part 53 (63) for adjusting an imaging condition in accordance with an area where the reference subject part 2a (2b) is being imaged between the image signals from the imaging element 4.

Description

本発明は、全方位の画像の同時撮影が可能な全方位撮影装置及びその撮影条件調整方法に関する。   The present invention relates to an omnidirectional photographing apparatus capable of simultaneously photographing omnidirectional images and a photographing condition adjusting method thereof.

全方位の画像を撮影する方法として、魚眼レンズを使用した撮影装置や、回転対称形状の凸面鏡を用いた撮影装置が知られている。後者は、反射面を有する凸面鏡と、その凸面鏡に対向するカメラとを備え、カメラの光軸を中心とした360°の視野範囲からの光をカメラレンズに集光するように構成される(特許文献1参照)。   As a method for photographing an omnidirectional image, a photographing apparatus using a fisheye lens and a photographing apparatus using a rotationally symmetric convex mirror are known. The latter includes a convex mirror having a reflecting surface and a camera facing the convex mirror, and is configured to collect light from a 360 ° field of view centered on the optical axis of the camera onto a camera lens (patent) Reference 1).

ところで、通常のカメラにおいて撮影環境の光源に応じて撮影画像のホワイトバランスを自動的に調整するオートホワイトバランス調整方法が提案されている。例えば、カメラの前面に乳白色の光線を散乱させるフィルタを配し、このフィルタごしに入力される光線の中のR(赤色)成分とB(青色)成分との比率を求め、この値をホワイトバランスデータとする方法(第一のホワイトバランス調整方法)が知られている。また、撮影を行う前にニュートラルグレーの標準反射板を撮影してホワイトバランスデータとして記録しておき、このホワイトバランスデータに基いて撮影画像のホワイトバランスを調整するTTL法(第二のホワイトバランス調整方法)が知られている。   By the way, an auto white balance adjustment method for automatically adjusting the white balance of a photographed image in accordance with the light source of the photographing environment in a normal camera has been proposed. For example, a filter that scatters milky white light rays is arranged in front of the camera, and the ratio of the R (red) component to the B (blue) component in the light rays that are input to the filter is obtained. A method of making balance data (first white balance adjustment method) is known. Also, before shooting, a neutral gray standard reflector is shot and recorded as white balance data, and the TTL method (second white balance adjustment) is used to adjust the white balance of the shot image based on the white balance data. Method) is known.

一方、通常のカメラにおいて適正な露出を自動調整する方法として、撮影された画像の平均輝度レベルを被写体の測光出力として求め、この平均値により適正な露出値(絞り値及び露光時間)を求める方法が一般的に知られている。しかし、この方法では太陽等の光源が撮影領域に存在する場合、注視すべき被写体が暗くなってしまうという問題があった。そこで、領域を分割して注視する被写体領域を推定し、適切な露出調整を行う方法が開示されている(特許文献2参照)。   On the other hand, as a method of automatically adjusting the appropriate exposure in a normal camera, the average luminance level of the photographed image is obtained as the photometric output of the subject, and the appropriate exposure value (aperture value and exposure time) is obtained from the average value. Is generally known. However, this method has a problem that the subject to be watched becomes dark when a light source such as the sun is present in the imaging region. In view of this, there has been disclosed a method of dividing a region and estimating a subject region to be watched and performing appropriate exposure adjustment (see Patent Document 2).

特開平11−174603号公報JP 11-174603 A 特開平3−99585号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-99585

従来のホワイトバランス調整方法には、次のような問題がある。まず、第一のホワイトバランス調整方法では、被写体を照らしている光源の方向が常に一定ではなく、また、周囲の物体の色に左右される等の理由によりホワイトバランスデータの精度に問題があり、完璧なホワイトバランス再生は不可能であった。また、第二のホワイトバランス調整方法では、例えば朝夕の自然光下での撮影時等のように、時間と共に光源の色温度が変化していく状態で撮影を行う場合、標準反射板を撮影して得たホワイトバランスデータは実際にスチル画を撮影したときのリアルタイムのデータではないので、時間的に後から撮影した画像ほどホワイトバランスが狂うという問題があった。特に全方位画像撮影時には、撮影する範囲が広いうえに対象物が明確に決まっていない場合が多いため、ホワイトバランスを自動で調整するのが困難であった。   The conventional white balance adjustment method has the following problems. First, in the first white balance adjustment method, the direction of the light source illuminating the subject is not always constant, and there is a problem in the accuracy of the white balance data because it depends on the color of surrounding objects, etc. Perfect white balance reproduction was impossible. In the second white balance adjustment method, for example, when shooting in a state where the color temperature of the light source changes with time, such as when shooting under natural light in the morning and evening, Since the obtained white balance data is not real-time data when a still image is actually taken, there is a problem that the white balance is more out of order for images taken later in time. In particular, when taking an omnidirectional image, it is difficult to automatically adjust the white balance because the shooting range is wide and the object is often not clearly determined.

一方、従来の露出調整方法には、次のような問題がある。すなわち、全方位撮影装置を用いて日中屋外で撮影する場合は、太陽が直接映りこむことが多いうえに画像全体に占める空の割合が多くなるため、全画素の平均値が比較的高くなりやすい。このような環境で前述した平均値を用いる露出調整を行うと、太陽光や空以外の領域の信号レベルが必要以上に下がってしまい、全体的に暗い画像になる等、適切な露出を得るのが難しい。また、全方位を撮影するために注視する被写体がある領域だけに存在するという状況が少ないため、特許文献2記載の方法でも適切な露出を得るのは困難である。   On the other hand, the conventional exposure adjustment method has the following problems. In other words, when shooting outdoors in the daytime using an omnidirectional imaging device, the sun is often reflected directly and the proportion of the sky in the entire image increases, so the average value of all pixels is relatively high. Cheap. If exposure adjustment using the average value described above is performed in such an environment, the signal level in areas other than sunlight and sky will be unnecessarily lowered, and an appropriate exposure will be obtained such as a dark image overall. Is difficult. In addition, since there are few situations in which a subject to be watched in order to photograph all directions is present only in a certain region, it is difficult to obtain an appropriate exposure even by the method described in Patent Document 2.

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮影条件を適切に調整することのできる全方位撮影装置及びその撮影条件調整方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an omnidirectional photographing apparatus capable of appropriately adjusting photographing conditions and a photographing condition adjusting method thereof.

前記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る全方位撮影装置は、全方位の画像を撮影する装置であって、回転対称形状の凸面鏡(1)と、前記凸面鏡(1)の頂部周辺に配置された基準被写体である基準被写体部(2a,2b)と、前記凸面鏡(1)と前記基準被写体部(2a,2b)からの光を結像させるレンズ(3)と、前記レンズ(3)で結像した光を画像信号に変換する撮像素子(4)と、前記撮像素子(4)からの画像信号のうち前記基準被写体部(2a,2b)が撮影されている領域に応じて撮影条件を調整する調整部(53,63)とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an omnidirectional imaging apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus that captures an omnidirectional image, and includes a rotationally symmetric convex mirror (1) and a top of the convex mirror (1). A reference subject portion (2a, 2b) which is a reference subject disposed in the periphery, a lens (3) for imaging light from the convex mirror (1) and the reference subject portion (2a, 2b), and the lens ( According to the imaging device (4) for converting the light imaged in 3) into an image signal, and the region of the image signal from the imaging device (4) where the reference subject portion (2a, 2b) is photographed And an adjustment unit (53, 63) for adjusting the photographing condition.

前記全方位撮影装置において、前記基準被写体部(2a,2b)は、基準色となる被写体である基準色被写体部(2a)であり、前記撮像素子(4)からの画像信号をRGB画像信号に変換するRGB処理部(51)と、前記RGB処理部(51)からのRGB画像信号のうち前記基準色被写体部(2a)が撮影されている領域からホワイトバランスを検出するホワイトバランス検出部(52)と、前記ホワイトバランス検出部(52)からのホワイトバランスデータに応じて前記RGB処理部(51)からのRGB画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整部(53)とを備えてもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the reference subject portions (2a, 2b) are reference color subject portions (2a) that are subjects serving as reference colors, and the image signal from the image sensor (4) is converted into an RGB image signal. An RGB processing unit (51) for conversion, and a white balance detection unit (52) for detecting white balance from an area where the reference color subject part (2a) is photographed in the RGB image signal from the RGB processing unit (51). ) And a white balance adjustment unit (53) that adjusts the white balance of the RGB image signal from the RGB processing unit (51) according to the white balance data from the white balance detection unit (52). .

前記全方位撮影装置において、前記ホワイトバランス検出部(52)は、前記基準色被写体部(2a)の撮影領域のホワイトバランスの平均値をホワイトバランスデータとしてもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the white balance detection unit (52) may use an average value of white balance in the photographing region of the reference color subject part (2a) as white balance data.

前記全方位撮影装置において、前記ホワイトバランス検出部(52)は、前記基準色被写体部(2a)の撮影領域の各画素のホワイトバランスを前記基準色被写体部(2a)の撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行ってホワイトバランスデータを算出してもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the white balance detection unit (52) calculates the white balance of each pixel in the photographing region of the reference color subject portion (2a) from the center of the photographing region of the reference color subject portion (2a). The white balance data may be calculated by weighting according to the distance.

前記全方位撮影装置において、前記基準被写体部(2a,2b)は、基準露出となる被写体である基準露出被写体部(2b)であり、前記撮像素子(4)からの画像信号を処理する画像処理部(61)と、前記画像処理部(61)からの輝度画像信号のうち前記基準露出被写体部(2b)が撮影されている領域から露出値を検出する露出検出部(62)と、前記露出検出部(62)からの露出値に応じて適正露出になるよう露出調整する露出調整部(63)と、前記露出調整部(63)からの調整信号に応じて露出量を変動させる露出量変動部(64)とを備えてもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the reference subject portion (2a, 2b) is a reference exposure subject portion (2b) that is a subject serving as a reference exposure, and performs image processing for processing an image signal from the image sensor (4). Part (61), an exposure detection part (62) for detecting an exposure value from an area where the reference exposure subject part (2b) is photographed in the luminance image signal from the image processing part (61), and the exposure An exposure adjustment unit (63) that adjusts the exposure so as to obtain an appropriate exposure according to the exposure value from the detection unit (62), and an exposure amount variation that varies the exposure amount according to an adjustment signal from the exposure adjustment unit (63). Part (64).

前記全方位撮影装置において、前記露出検出部(62)は、前記基準露出被写体部(2b)の撮影領域の輝度の平均値を露出値としてもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the exposure detection unit (62) may use an average value of luminance in the photographing region of the reference exposure subject portion (2b) as an exposure value.

前記全方位撮影装置において、前記露出検出部(62)は、前記基準露出被写体部(2b)の撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行って露出値を算出してもよい。   In the omnidirectional photographing apparatus, the exposure detection unit (62) may calculate an exposure value by performing weighting according to a distance from the center of the photographing region of the reference exposure subject part (2b).

前記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る撮影条件調整方法は、全方位の画像を撮影する全方位撮影装置の撮影条件調整方法であって、回転対称形状の凸面鏡(1)の頂部周辺に基準被写体である基準被写体部(2a,2b)を配置し、前記凸面鏡(1)と前記基準被写体部(2a,2b)からの光をレンズ(3)で結像させ、前記レンズ(3)で結像した光を撮像素子(4)で画像信号に変換し、前記撮像素子(4)からの画像信号のうち前記基準色被写体部(2a,2b)が撮影されている領域に応じて撮影条件を調整することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an imaging condition adjustment method according to an embodiment of the present invention is an imaging condition adjustment method for an omnidirectional imaging apparatus that captures an omnidirectional image, and includes a rotationally symmetric convex mirror (1). A reference subject portion (2a, 2b), which is a reference subject, is disposed around the top, and light from the convex mirror (1) and the reference subject portion (2a, 2b) is imaged by a lens (3), and the lens ( The light imaged in 3) is converted into an image signal by the image sensor (4), and the image signal from the image sensor (4) is selected according to the area where the reference color subject portion (2a, 2b) is photographed. And adjusting the shooting conditions.

本発明によれば、凸面鏡の頂部周辺に被写体を配置し、その被写体が撮影されている領域から基準値を検出して撮影条件を調整するようにしているので、撮影条件を適切に調整することのできる全方位撮影装置及びその撮影条件調整方法を提供することが可能である。   According to the present invention, the subject is arranged around the top of the convex mirror, and the photographing condition is adjusted by detecting the reference value from the region where the subject is photographed. Therefore, the photographing condition can be adjusted appropriately. It is possible to provide an omnidirectional photographing apparatus capable of performing the above and a photographing condition adjusting method thereof.

第1実施形態における全方位撮影装置の構成図である。It is a block diagram of the omnidirectional imaging device in 1st Embodiment. 第1実施形態における撮像素子で得られた画像信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image signal obtained with the image pick-up element in 1st Embodiment. 第1実施形態における画像処理部の構成図である。It is a block diagram of the image processing part in 1st Embodiment. 第1実施形態における画像処理部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the image process part in 1st Embodiment. 第2実施形態における全方位撮影装置の構成図である。It is a block diagram of the omnidirectional imaging | photography apparatus in 2nd Embodiment. 第2実施形態における撮像素子で得られた画像信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image signal obtained with the image pick-up element in 2nd Embodiment. 第2実施形態における信号処理部の構成図である。It is a block diagram of the signal processing part in 2nd Embodiment. 第2実施形態における露出調整処理の流れ示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the exposure adjustment process in 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における全方位撮影装置の構成図である。この全方位撮影装置は、全方位の画像を撮影する装置であって、図1に示すように、凸面鏡1と、基準色被写体部2aと、レンズ3と、撮像素子4と、画像処理部50とを備えている。凸面鏡1は、回転対称形状を有する反射鏡である。基準色被写体部2aは、凸面鏡1の頂部周辺に配置された被写体であり、ノーマリーグレー等の無彩色の基準色となる被写体である。レンズ3は、凸面鏡1の頂部と対向する位置に配置され、凸面鏡1と基準色被写体部2aからの光を結像させる。撮像素子4は、レンズ3で結像した像を画像信号に変換して出力する。画像処理部50は、撮像素子4からの画像信号を処理する。周囲360度の被写体からの光線は凸面鏡1によって反射し、レンズ3を介して撮像素子4上に結像するようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an omnidirectional photographing apparatus according to a first embodiment of the present invention. This omnidirectional imaging apparatus is an apparatus that captures omnidirectional images. As shown in FIG. 1, the omnidirectional imaging apparatus is a convex mirror 1, a reference color subject portion 2a, a lens 3, an image sensor 4, and an image processing unit 50. And. The convex mirror 1 is a reflecting mirror having a rotationally symmetric shape. The reference color subject portion 2a is a subject disposed around the top of the convex mirror 1, and is a subject that is an achromatic reference color such as normally gray. The lens 3 is disposed at a position facing the top of the convex mirror 1, and forms an image of light from the convex mirror 1 and the reference color subject portion 2a. The image sensor 4 converts an image formed by the lens 3 into an image signal and outputs the image signal. The image processing unit 50 processes the image signal from the image sensor 4. A light beam from a 360 ° surrounding subject is reflected by the convex mirror 1 and forms an image on the image sensor 4 via the lens 3.

図2は、撮像素子4で得られた画像信号の一例を示す図である。この図に示すように、全方位の被写体の画像6は円環状になり、その中心部分には基準色被写体部2aの画像7aが撮影される。従来は、基準色被写体部2aが無かったため、撮像素子4で得られる画像信号の中心部分は、レンズ3が映り込むために有効な画像が得られず、無効な領域であった。そこで、本実施形態では、この無効領域を活用して適切なホワイトバランス調整を行うこととしている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image signal obtained by the image sensor 4. As shown in this figure, the omnidirectional subject image 6 has an annular shape, and an image 7a of the reference color subject portion 2a is taken at the center thereof. Conventionally, since there is no reference color subject portion 2a, the central portion of the image signal obtained by the image sensor 4 is an invalid region because an effective image cannot be obtained because the lens 3 is reflected. Therefore, in this embodiment, appropriate white balance adjustment is performed using this invalid area.

図3は、画像処理部50の構成図である。この図に示すように、画像処理部50は、RGB処理部51と、ホワイトバランス検出部52と、ホワイトバランス調整部53と、ガンマ処理部54と、色差処理部55とを備えている。RGB処理部51は、撮像素子4からの画像信号をRGB画像信号に変換する。ホワイトバランス調整部53は、RGB処理部51からのRGB画像信号のうち基準色被写体部2aが撮影されている領域からホワイトバランスを検出する。ホワイトバランス調整部53は、ホワイトバランス検出部52からのホワイトバランスデータに応じてRGB処理部51からのRGB画像信号のホワイトバランスを調整する。ガンマ処理部54は、ホワイトバランス調整部53からの画像信号にガンマ処理を行う。色差処理部55は、ガンマ処理部54からの画像信号をY色差信号に変換して出力する。   FIG. 3 is a configuration diagram of the image processing unit 50. As shown in this figure, the image processing unit 50 includes an RGB processing unit 51, a white balance detection unit 52, a white balance adjustment unit 53, a gamma processing unit 54, and a color difference processing unit 55. The RGB processing unit 51 converts the image signal from the image sensor 4 into an RGB image signal. The white balance adjustment unit 53 detects the white balance from the region in which the reference color subject portion 2 a is captured in the RGB image signal from the RGB processing unit 51. The white balance adjustment unit 53 adjusts the white balance of the RGB image signal from the RGB processing unit 51 according to the white balance data from the white balance detection unit 52. The gamma processing unit 54 performs gamma processing on the image signal from the white balance adjustment unit 53. The color difference processing unit 55 converts the image signal from the gamma processing unit 54 into a Y color difference signal and outputs it.

図4は、画像処理部50の動作を示すフローチャートである。以下、この図に従って画像処理部50の構成を更に詳しく説明する。まず、RGB処理部51は、撮像素子4で得られた画像信号が入力されると、その画像信号を撮像素子4の画素配列及び色フィルタ特性に応じてRGB画像信号に変換する(ステップS1)。例えば、撮像素子4が単板ベイヤ配列の場合はベイヤデコードを行い、撮像素子4が補色系の場合は補色フィルタの特性に応じたRGB変換を行う。次に、ホワイトバランス検出部52は、RGB処理部51からの画像信号中の中心部にある基準色被写体部2aが撮像されている部分からホワイトバランスを検出し、ホワイトバランス調整部53に入力する(ステップS2)。ホワイトバランスの検出方法の具体例については後述する。次に、ホワイトバランス調整部53は、ホワイトバランス検出部52により検出されたホワイトバランスデータに応じてRGB処理部51からの画像信号のホワイトバランスを調整する(ステップS3)。ホワイトバランス調整方法は特に限定されるものではない。次に、ガンマ処理部54は、ホワイトバランス調整部53からの画像信号にガンマ処理を行う(ステップS4)。最後に、色差処理部55は、ガンマ処理部54からの画像信号をY色差信号に変換して出力する(ステップS5)。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the image processing unit 50. Hereinafter, the configuration of the image processing unit 50 will be described in more detail with reference to FIG. First, when the image signal obtained by the image sensor 4 is input, the RGB processing unit 51 converts the image signal into an RGB image signal according to the pixel arrangement and the color filter characteristics of the image sensor 4 (step S1). . For example, when the image sensor 4 is a single-plate Bayer array, Bayer decoding is performed, and when the image sensor 4 is a complementary color system, RGB conversion is performed according to the characteristics of the complementary color filter. Next, the white balance detection unit 52 detects the white balance from the portion where the reference color subject portion 2 a at the center of the image signal from the RGB processing unit 51 is imaged and inputs the detected white balance to the white balance adjustment unit 53. (Step S2). A specific example of the white balance detection method will be described later. Next, the white balance adjustment unit 53 adjusts the white balance of the image signal from the RGB processing unit 51 according to the white balance data detected by the white balance detection unit 52 (step S3). The white balance adjustment method is not particularly limited. Next, the gamma processing unit 54 performs gamma processing on the image signal from the white balance adjustment unit 53 (step S4). Finally, the color difference processing unit 55 converts the image signal from the gamma processing unit 54 into a Y color difference signal and outputs it (step S5).

ここで、ホワイトバランス検出方法の具体例について説明する。例えば、ホワイトバランス検出部52は、基準色被写体部2aの撮影領域のホワイトバランスの平均値をホワイトバランスデータとしてもよい。このとき、基準色被写体部2aの撮影領域が無彩色、すなわちR,G,Bが同じ値になるような調整値が必要であるため、G−R、G−Bの比率に応じてホワイトバランスデータを算出する。あるいは、ホワイトバランス検出部52は、基準色被写体部2aの撮影領域の各画素のホワイトバランスを基準色被写体部2aの撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行ってホワイトバランスデータを算出してもよい。例えば、中心部の重みを大きくし周辺部を小さくすれば、周辺部に混入する基準色被写体部2a以外の被写体による影響を少なくすることができる。   Here, a specific example of the white balance detection method will be described. For example, the white balance detection unit 52 may use the average value of the white balance of the shooting area of the reference color subject unit 2a as white balance data. At this time, since the shooting area of the reference color subject portion 2a is achromatic, that is, an adjustment value is required so that R, G, and B have the same value, white balance is set according to the ratio of GR and GB. Calculate the data. Alternatively, the white balance detection unit 52 calculates the white balance data by weighting the white balance of each pixel in the shooting region of the reference color subject portion 2a according to the distance from the center of the shooting region of the reference color subject portion 2a. May be. For example, if the weight of the central portion is increased and the peripheral portion is reduced, the influence of subjects other than the reference color subject portion 2a mixed in the peripheral portion can be reduced.

以上のように、本実施形態によれば、凸面鏡1の頂点周辺に基準色被写体部2aを配置し、画像信号のうち基準色被写体部2aが撮影されている領域からホワイトバランスを検出するようにしているので、ホワイトバランスを適切に調整することができる。すなわち、どのような状況下においても基準となる無彩色の画像がリアルタイムに得られるため、容易にホワイトバランスを調整することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, the reference color subject portion 2a is arranged around the vertex of the convex mirror 1, and the white balance is detected from the area where the reference color subject portion 2a is photographed in the image signal. Therefore, the white balance can be adjusted appropriately. That is, since an achromatic image serving as a reference can be obtained in real time under any circumstances, white balance can be easily adjusted.

(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態における全方位撮影装置の構成図である。この全方位撮影装置は、図5に示すように、凸面鏡1と、基準露出被写体部2bと、レンズ3と、電子シャッター64と、撮像素子4と、信号処理部60とを備えている。凸面鏡1、レンズ3、撮像素子4については第1実施形態と同様である。基準露出被写体部2bは、凸面鏡1の頂部周辺に配置された被写体であり、ノーマリーグレー等の基準露出となる被写体である。電子シャッター64は、露出量を変化させるための露出量変動部である。信号処理部60は、撮像素子4からの画像信号を処理する。周囲360度の被写体からの光線は凸面鏡1によって反射し、レンズ3を介して撮像素子4上に結像するようになっている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a configuration diagram of an omnidirectional photographing apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, this omnidirectional photographing apparatus includes a convex mirror 1, a reference exposed subject portion 2 b, a lens 3, an electronic shutter 64, an image sensor 4, and a signal processing unit 60. The convex mirror 1, the lens 3, and the image sensor 4 are the same as in the first embodiment. The reference exposure subject portion 2b is a subject that is disposed around the top of the convex mirror 1, and is a subject that becomes a standard exposure such as normally gray. The electronic shutter 64 is an exposure amount variation unit for changing the exposure amount. The signal processing unit 60 processes the image signal from the image sensor 4. A light beam from a 360 ° surrounding subject is reflected by the convex mirror 1 and forms an image on the image sensor 4 via the lens 3.

図6は、撮像素子4で得られた画像信号の一例を示す図である。この図に示すように、全方位の被写体の画像6は円環状になり、その中心部分には基準露出被写体部2bの画像7bが撮影される。従来は、基準露出被写体部2bが無かったため、撮像素子4で得られる画像の中心部分は、レンズ3が映り込むために有効な画像が得られず、無効な領域であった。そこで、本実施形態では、この無効領域を活用して適切な露出調整を行うこととしている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image signal obtained by the image sensor 4. As shown in this figure, the image 6 of the omnidirectional subject has an annular shape, and an image 7b of the reference exposure subject portion 2b is taken at the center thereof. Conventionally, since there is no reference exposure subject portion 2b, the central portion of the image obtained by the image sensor 4 is an invalid region because an effective image cannot be obtained because the lens 3 is reflected. Therefore, in the present embodiment, this invalid area is used to perform appropriate exposure adjustment.

図7は、信号処理部60の構成図である。この図に示すように、信号処理部60は、画像処理部61と、露出検出部62と、露出調整部63とを備えている。画像処理部61は、撮像素子4からの画像信号を処理する。具体的には、ベイヤ配列や補色フィルタ等の撮像素子4に応じた信号処理、ガンマ処理、色差処理等の各種画像処理を行って輝度色差信号を出力する。露出検出部62は、画像処理部61からの輝度画像信号のうち基準露出被写体部2bが撮影されている領域から露出値を検出する。露出調整部63は、露出検出部62からの露出値に応じて適正露出になるよう露出調整する。具体的には、電子シャッター64に調整信号を出力するようになっている。電子シャッター64は、露出調整部63からの調整信号に応じて露出量(露出時間)を変動させる。ここでは、露出調整を電子シャッターのみで行っているが、実際には絞りやゲインコントロール等、他の露出変動部を組み合わせて行ってもよい。   FIG. 7 is a configuration diagram of the signal processing unit 60. As shown in this figure, the signal processing unit 60 includes an image processing unit 61, an exposure detection unit 62, and an exposure adjustment unit 63. The image processing unit 61 processes an image signal from the image sensor 4. Specifically, a luminance color difference signal is output by performing various image processing such as signal processing, gamma processing, color difference processing, and the like according to the image sensor 4 such as a Bayer array and a complementary color filter. The exposure detection unit 62 detects an exposure value from a region where the reference exposure subject portion 2b is photographed in the luminance image signal from the image processing unit 61. The exposure adjustment unit 63 adjusts the exposure so as to achieve an appropriate exposure according to the exposure value from the exposure detection unit 62. Specifically, an adjustment signal is output to the electronic shutter 64. The electronic shutter 64 varies the exposure amount (exposure time) according to the adjustment signal from the exposure adjustment unit 63. Here, the exposure adjustment is performed only by the electronic shutter, but in practice, other exposure fluctuation portions such as an aperture and a gain control may be combined.

図8は、本実施形態における露出調整処理の流れ示すフローチャートである。まず、露出検出部62は、画像処理部61から輝度画像信号が入力されると、その輝度画像信号のうち基準露出被写体部2bが撮影されている領域から露出値を検出する(ステップS11)。例えば、基準露出被写体部2bの撮影領域の輝度の平均値を露出値とする。平均値ではなく、基準露出被写体部2bの撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行って露出値を算出する方法も考えられる。次に、露出調整部63は、露出検出部62からの露出値が適正露出か否かを判定する(ステップS12)。例えば、基準露出被写体部2bの輝度の目標値である露出目標値をYtとして予め設定しておき、露出検出部62からの露出値をYaとする。この場合、Ya=Ytであれば、適正露出として処理を終了する。一方、Ya≠Ytであれば、適正露出でないと判定してステップS13に移る。ここでは、Ya=Ytを判定基準としたが、判定基準はこれに限定されるものではない。例えば、目標値にある程度範囲を持たせ、最小目標値をYtmin、最大目標値をYtmaxとし、Ytmin≦Ya≦Ytmaxを満たす場合を適正露出と判定する方法も考えられる。適正露出でないと判定した場合は、露出目標値に近づくように露出調整を行い(ステップS13)、電子シャッター64に調整信号を出力して処理を終了する。例えば、現在の電子シャッター64の露出時間をSc、露出目標値をYt、露出検出部62からの露出値をYaとすると、Sn=Sc+F(Yt,Ya)となるSnを電子シャッター64へ出力する。ここで、F(Yt,Ya)は、露出目標値と露出値で表される関数である。例えば、露出時間と露出値の関係が線形の場合は、F(Yt,Ya)=K×(Yt−Ya)と表される(Kは比例定数)。実際には線形でない場合が多いため、撮像素子4の特性に応じてF(Yt,Ya)を決める必要がある。   FIG. 8 is a flowchart showing the flow of exposure adjustment processing in the present embodiment. First, when the luminance image signal is input from the image processing unit 61, the exposure detection unit 62 detects an exposure value from an area where the reference exposure subject portion 2b is photographed in the luminance image signal (step S11). For example, the average value of the luminance of the shooting area of the reference exposure subject portion 2b is set as the exposure value. A method is also conceivable in which the exposure value is calculated by weighting according to the distance from the center of the photographing area of the reference exposure subject portion 2b instead of the average value. Next, the exposure adjustment unit 63 determines whether or not the exposure value from the exposure detection unit 62 is proper exposure (step S12). For example, the exposure target value that is the target value of the luminance of the reference exposure subject portion 2b is set in advance as Yt, and the exposure value from the exposure detection unit 62 is assumed to be Ya. In this case, if Ya = Yt, the process is terminated with proper exposure. On the other hand, if Ya ≠ Yt, it is determined that the exposure is not appropriate, and the process proceeds to step S13. Here, Ya = Yt is used as the determination criterion, but the determination criterion is not limited to this. For example, a method may be considered in which the target value is given a certain range, the minimum target value is Ytmin, the maximum target value is Ytmax, and Ytmin ≦ Ya ≦ Ytmax is determined as appropriate exposure. If it is determined that the exposure is not appropriate, exposure adjustment is performed so as to approach the exposure target value (step S13), an adjustment signal is output to the electronic shutter 64, and the process ends. For example, if the current exposure time of the electronic shutter 64 is Sc, the exposure target value is Yt, and the exposure value from the exposure detection unit 62 is Ya, Sn that is Sn = Sc + F (Yt, Ya) is output to the electronic shutter 64. . Here, F (Yt, Ya) is a function represented by the exposure target value and the exposure value. For example, when the relationship between the exposure time and the exposure value is linear, it is expressed as F (Yt, Ya) = K × (Yt−Ya) (K is a proportional constant). Actually, in many cases, it is not linear, and it is necessary to determine F (Yt, Ya) according to the characteristics of the image sensor 4.

以上のように、本実施形態によれば、凸面鏡1の頂点周辺に基準露出被写体部2bを配置し、画像信号のうち基準露出被写体部2bが撮影されている領域から露出値を検出するようにしているので、露出値を適切に調整することができる。すなわち、日中屋外での撮影時でも適切な露出調整を行うことが可能である。   As described above, according to the present embodiment, the reference exposure subject portion 2b is arranged around the vertex of the convex mirror 1, and the exposure value is detected from the region where the reference exposure subject portion 2b is photographed in the image signal. Therefore, the exposure value can be adjusted appropriately. That is, it is possible to perform appropriate exposure adjustment even when shooting outdoors during the daytime.

なお、ここでは、ホワイトバランス又は露出を調整する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、凸面鏡1の頂部周辺に被写体を配置し、その被写体が撮影されている領域から何らかの情報を検出して撮影条件を調整する以上、本発明の技術的範囲に含まれる。   In addition, although the case where white balance or exposure was adjusted was demonstrated here, this invention is not limited to this. That is, as long as a subject is arranged around the top of the convex mirror 1 and some information is detected from the region where the subject is photographed to adjust the photographing condition, it is included in the technical scope of the present invention.

1 凸面鏡
2a 基準色被写体部
2b 基準露出被写体部
3 レンズ
4 撮像素子
6 全方位被写体撮影領域
7a 基準色被写体撮影領域
7b 基準露出被写体撮影領域
50 画像処理部
51 RGB処理部
52 ホワイトバランス検出部
53 ホワイトバランス調整部
54 ガンマ処理部
55 色差処理部
60 信号処理部
61 画像処理部
62 露出検出部
63 露出調整部
64 電子シャッター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Convex mirror 2a Reference color subject part 2b Reference exposure subject part 3 Lens 4 Image pick-up element 6 Omni-directional subject imaging area 7a Reference color subject imaging area 7b Reference exposure subject imaging area 50 Image processing part 51 RGB processing part 52 White balance detection part 53 White Balance adjustment unit 54 Gamma processing unit 55 Color difference processing unit 60 Signal processing unit 61 Image processing unit 62 Exposure detection unit 63 Exposure adjustment unit 64 Electronic shutter

Claims (8)

全方位の画像を撮影する全方位撮影装置であって、
回転対称形状の凸面鏡と、
前記凸面鏡の頂部周辺に配置された基準被写体である基準被写体部と、
前記凸面鏡と前記基準被写体部からの光を結像させるレンズと、
前記レンズで結像した光を画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子からの画像信号のうち前記基準被写体部が撮影されている領域に応じて撮影条件を調整する調整部と、
を備えることを特徴とする全方位撮影装置。
An omnidirectional imaging device that captures omnidirectional images,
A rotationally symmetric convex mirror;
A reference subject portion that is a reference subject disposed around the top of the convex mirror;
A lens that forms an image of light from the convex mirror and the reference subject portion;
An image sensor that converts light imaged by the lens into an image signal;
An adjustment unit that adjusts imaging conditions according to an area in which the reference subject portion is imaged in the image signal from the image sensor;
An omnidirectional photographing apparatus comprising:
前記基準被写体部は、基準色となる被写体である基準色被写体部であり、
前記撮像素子からの画像信号をRGB画像信号に変換するRGB処理部と、
前記RGB処理部からのRGB画像信号のうち前記基準色被写体部が撮影されている領域からホワイトバランスを検出するホワイトバランス検出部と、
前記ホワイトバランス検出部からのホワイトバランスデータに応じて前記RGB処理部からのRGB画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の全方位撮影装置。
The reference subject portion is a reference color subject portion that is a subject that becomes a reference color;
An RGB processing unit for converting an image signal from the image sensor into an RGB image signal;
A white balance detection unit that detects white balance from an area in which the reference color subject portion is imaged in the RGB image signal from the RGB processing unit;
A white balance adjustment unit that adjusts the white balance of the RGB image signal from the RGB processing unit in accordance with white balance data from the white balance detection unit;
The omnidirectional imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
前記ホワイトバランス検出部は、前記基準色被写体部の撮影領域のホワイトバランスの平均値をホワイトバランスデータとすることを特徴とする請求項2記載の全方位撮影装置。   3. The omnidirectional imaging apparatus according to claim 2, wherein the white balance detection unit uses, as white balance data, an average value of white balance in a shooting region of the reference color subject portion. 前記ホワイトバランス検出部は、前記基準色被写体部の撮影領域の各画素のホワイトバランスを前記基準色被写体部の撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行ってホワイトバランスデータを算出することを特徴とする請求項2記載の全方位撮影装置。   The white balance detection unit calculates white balance data by weighting the white balance of each pixel in the shooting region of the reference color subject portion according to the distance from the center of the shooting region of the reference color subject portion. The omnidirectional imaging apparatus according to claim 2, characterized in that: 前記基準被写体部は、基準露出となる被写体である基準露出被写体部であり、
前記撮像素子からの画像信号を処理する画像処理部と、
前記画像処理部からの輝度画像信号のうち前記基準露出被写体部が撮影されている領域から露出値を検出する露出検出部と、
前記露出検出部からの露出値に応じて適正露出になるよう露出調整する露出調整部と、
前記露出調整部からの調整信号に応じて露出量を変動させる露出量変動部と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の全方位撮影装置。
The reference subject portion is a reference exposure subject portion that is a subject serving as a reference exposure.
An image processing unit for processing an image signal from the image sensor;
An exposure detection unit that detects an exposure value from an area in which the reference exposure subject portion is captured in the luminance image signal from the image processing unit;
An exposure adjustment unit that adjusts the exposure so as to obtain an appropriate exposure according to an exposure value from the exposure detection unit;
An exposure amount variation unit that varies the exposure amount according to an adjustment signal from the exposure adjustment unit;
The omnidirectional imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
前記露出検出部は、前記基準露出被写体部の撮影領域の輝度の平均値を露出値とすることを特徴とする請求項5記載の全方位撮影装置。   6. The omnidirectional photographing apparatus according to claim 5, wherein the exposure detection unit uses an average value of luminance of a photographing region of the reference exposed subject portion as an exposure value. 前記露出検出部は、前記基準露出被写体部の撮影領域の中心からの距離に応じて重み付けを行って露出値を算出することを特徴とする請求項5記載の全方位撮影装置。   The omnidirectional imaging apparatus according to claim 5, wherein the exposure detection unit calculates an exposure value by performing weighting according to a distance from a center of the imaging region of the reference exposure subject part. 全方位の画像を撮影する全方位撮影装置の撮影条件調整方法であって、
回転対称形状の凸面鏡の頂部周辺に基準被写体である基準被写体部を配置し、
前記凸面鏡と前記基準被写体部からの光をレンズで結像させ、
前記レンズで結像した光を撮像素子で画像信号に変換し、
前記撮像素子からの画像信号のうち前記基準色被写体部が撮影されている領域に応じて撮影条件を調整する
ことを特徴とする全方位撮影装置の撮影条件調整方法。
An imaging condition adjustment method for an omnidirectional imaging device that captures an omnidirectional image,
Place the reference subject part that is the reference subject around the top of the rotationally symmetrical convex mirror,
The light from the convex mirror and the reference subject portion is imaged by a lens,
The light imaged by the lens is converted into an image signal by an image sensor,
An imaging condition adjustment method for an omnidirectional imaging apparatus, characterized in that imaging conditions are adjusted according to a region in which the reference color subject portion is imaged in an image signal from the imaging element.
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