JP2013222980A - Image-pickup device and image-pickup method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関し、撮影画像に係る感度を向上させるための画像処理技術に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method, and relates to an image processing technique for improving sensitivity related to a captured image.
近年、CCD等の撮像素子を有する撮像装置は、多画素化が進んでいる。一方で、撮像装置の本体自体は、小型化が進んでいる。撮像装置の小型化に伴って撮像素子も小型化せざるを得ない状況になってきており、多画素化を行うためには撮像素子における画素のサイズを小さくするしかないという現状がある。しかしながら、画素の大きさを縮小すると単位画素あたりの受光量が減少してしまうため、露光時間が長くなったり低照度時のノイズ量が多くなったりと感度が低下してしまう原因となる。監視カメラ等の暗闇を撮影する撮像装置において、低照度での撮影性能は重要な要素であり、低照度時に所望の撮影性能を満たすためにノイズリダクションや画像の縮小処理や画素加算などの技術が浸透してきている。 In recent years, an imaging apparatus having an imaging element such as a CCD has been increased in number of pixels. On the other hand, downsizing of the main body of the imaging device is progressing. With the downsizing of the image pickup apparatus, the image pickup device has to be downsized, and in order to increase the number of pixels, there is a current situation that the size of the pixel in the image pickup device has to be reduced. However, if the pixel size is reduced, the amount of light received per unit pixel is reduced, which causes a decrease in sensitivity when the exposure time is increased or the amount of noise at low illuminance is increased. In imaging devices that shoot darkness, such as surveillance cameras, shooting performance at low illuminance is an important factor, and technologies such as noise reduction, image reduction processing, and pixel addition are required to meet the desired shooting performance at low illuminance. It has penetrated.
例えば、特許文献1には、画像サイズの拡大縮小率に応じてゲインを設定し、撮影画像に係る感度を上げる技術が開示されている。また、特許文献2には、複数段階からなる画素加算のモードを有し、ユーザーの期待する解像度と画質のバランスのとれた画像を得る技術が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a technique for setting a gain according to an image size enlargement / reduction ratio and increasing the sensitivity of a captured image. Patent Document 2 discloses a technique for obtaining an image having a pixel addition mode composed of a plurality of stages and having a balance between resolution and image quality expected by the user.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では画像サイズやノイズレベルに応じてゲインの設定を行っているが、十分な信号対ノイズ比(S/N)は得られない。また、特許文献2に開示された技術では画素加算を用いて感度を向上させているが、多画素の撮像装置で撮影された画像に対して感度を向上させることができても解像度が低下したり、ジャギーが目立ってしまったりといった問題があった。 However, although the technique disclosed in Patent Document 1 sets the gain according to the image size and noise level, a sufficient signal-to-noise ratio (S / N) cannot be obtained. In the technique disclosed in Patent Document 2, the sensitivity is improved by using pixel addition. However, even if the sensitivity can be improved with respect to an image taken by a multi-pixel imaging device, the resolution is lowered. There was a problem that jaggy was conspicuous.
本発明の目的は、撮影された画像の解像度及びS/Nを劣化させずに感度を維持又は向上させることができる撮像装置及び撮像方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of maintaining or improving sensitivity without degrading the resolution and S / N of a captured image.
本発明に係る撮像装置は、被写体からの光を光電変換し画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子から入力される信号のレベルを制御する露出制御手段と、前記撮像素子により得られた撮影画像に対してノイズ低減処理を行う第1の画像処理手段と、設定された拡大縮小比率に応じた補間処理を行い、前記撮像素子により得られた前記撮影画像の拡大縮小を行う第2の画像処理手段とを備え、前記露出制御手段におけるゲインの上限を前記拡大縮小比率に応じて設定するとともに、前記第1の画像処理手段によるノイズ低減処理の強度を前記拡大縮小比率に応じて変更することを特徴とする。 An imaging apparatus according to the present invention is obtained by an imaging device that photoelectrically converts light from a subject to generate an image signal, an exposure control unit that controls a level of a signal input from the imaging device, and the imaging device. First image processing means for performing noise reduction processing on the captured image, and second processing for performing interpolation processing in accordance with the set enlargement / reduction ratio and performing enlargement / reduction of the captured image obtained by the image sensor Image processing means, and sets an upper limit of the gain in the exposure control means according to the enlargement / reduction ratio, and changes the intensity of noise reduction processing by the first image processing means according to the enlargement / reduction ratio. It is characterized by that.
本発明によれば、撮像された画像の拡大縮小比率に応じて、露出制御に係るゲインの上限及びノイズ低減処理の強度を変更することにより、撮像された画像の解像度及びS/Nを劣化させずに感度を維持又は向上させることができる。 According to the present invention, the resolution and S / N of a captured image are degraded by changing the upper limit of the gain related to exposure control and the intensity of noise reduction processing according to the enlargement / reduction ratio of the captured image. Sensitivity can be maintained or improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the imaging apparatus according to the first embodiment.
図1に示す撮像装置において、光学撮像系100は、入射光を結像するための撮像レンズ及び絞りを有する。撮像素子101は、光学撮像系100により撮像面に結像された被写体からの光を光電変換し被写体の画像信号を生成する。CDS(Correlated Double Sampling)回路102は、撮像素子101から読み出された画像信号に含まれるアンプ雑音及びリセット雑音を除去する。AGC(Auto Gain Control)回路103は、入力信号を増幅する。A/D変換回路104は、CDS回路102及びAGC回路103を介して入力される撮像素子101からのアナログの画像信号をアナログデジタル変換(A/D変換)してデジタル画像信号に変換する。
In the imaging apparatus shown in FIG. 1, the
露出制御部105は、露出制御(AE:Auto Exposure)を行う。例えば、露出制御部105は、ゲインとシャッタースピードと絞り値の内から少なくとも1つの値を用いて適正な露出になるように制御し、入力信号のレベルを制御する。また、露出制御部105は、露出がアンダー(光量が不足)であるか、オーバー(光量が過多)であるかも判定する。最大ゲイン設定部106は、画像サイズ判定部108で判定された出力画像サイズ、言い換えれば画像の拡大縮小比率に応じて、露出制御で用いるゲインの上限である最大ゲインを設定する。
The
ノイズ除去部107は、第1の画像処理手段としてノイズ低減処理を行い撮影画像のノイズを低減する。例えば、ノイズ除去部107は、撮影画像全体から一様にランダムノイズを除去するεフィルタ、及び撮影画像における動きの部分に対してノイズを除去する巡回型フィルタの2つのフィルタで構成される。ノイズ除去部107は、ノイズ除去に係る処理強度の変更が可能である。画像サイズ判定部108は、撮影画像の出力サイズを判定する。
The
画像サイズ変更部109は、第2の画像処理手段として補間処理を行うことにより撮影画像を拡大縮小し、撮影画像を所望の画像サイズの画像にする。画像サイズ変更部109は、撮影画像の拡大縮小比率の変更が可能であり、撮影画像を任意のサイズに拡大縮小することができる。また、画像サイズ変更部109は、撮影画像を拡大縮小する際にLPF(Low Pass Filter)等のフィルタ処理や補間処理でノイズを除去することができる。画像出力部110は、各種の画像処理が施された撮影画像を出力する。なお、画像出力部110は、画像処理が施された撮影画像を本撮像装置外に外部出力してもよい。
The image
図1に示した撮像装置において、撮像素子101から出力されるアナログ画像信号は、CDS回路102及びAGC回路103を介してA/D変換回路104に入力され、A/D変換回路104でデジタル画像信号にA/D変換される。そして、デジタル画像信号は、ノイズ除去部107及び画像サイズ変更部109等により、ノイズを低減するためのノイズ低減処理(NR処理)や、補間処理を用いた拡大縮小処理等の画像処理が施されて、画像出力部110に出力される。本実施形態に係る撮像装置での画像処理では、NR処理における処理強度(NRレベル)が、出力画像サイズやシャッター速度に応じて制御される。また、撮影画像の露出(輝度)に応じて、撮影画像の拡大縮小比率、つまり出力画像サイズが適宜変更される。
In the imaging apparatus illustrated in FIG. 1, an analog image signal output from the
以下に、出力画像サイズに応じた最大ゲインとNR処理の強度(NRレベル)の決定方法について説明する。図2は、第1の実施形態における出力画像サイズに応じた最大ゲイン及びNRレベルの決定方法の例を示すフローチャートである。ここで、本実施形態では、最大ゲイン(1〜3)については数字が大きくなるに従って最大ゲインの値が小さくなり、NRレベル(1〜3)については数字が大きくなるに従ってNR処理の効果が強くなるものとする。つまり、図2に示す例では、最大ゲインの値は、最大ゲイン1が最も大きく、最大ゲイン3が最も小さい。また、NR処理の処理強度は、NRレベル1が最も弱く、NRレベル3が最も強い。 A method for determining the maximum gain and the intensity (NR level) of NR processing according to the output image size will be described below. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method for determining the maximum gain and the NR level according to the output image size in the first embodiment. Here, in this embodiment, the value of the maximum gain decreases as the number increases for the maximum gain (1 to 3), and the effect of the NR processing increases as the number increases for the NR level (1 to 3). Shall be. That is, in the example shown in FIG. 2, the maximum gain value is the largest and the maximum gain 3 is the smallest. The processing strength of NR processing is the weakest at NR level 1 and the strongest at NR level 3.
また、図2に示す例では、出力画像サイズについてはSMALL、MIDDLE、LARGEの3パターンで示した。MIDDLEをフルサイズとして、それを拡大処理するものをLARGE、縮小処理するものをSMALLと表したが、このような形態によらず3パターン以上の画像サイズで分別してもよい。なお、出力画像サイズについては、以降の説明においても同様とする。 In the example shown in FIG. 2, the output image size is shown in three patterns of SMALL, MIDDLE, and LARGE. Although the MIDDLE is set to the full size, the enlargement process is expressed as LARGE, and the reduction process is expressed as SMALL. However, the image may be classified into three or more pattern sizes regardless of the form. The same applies to the output image size in the following description.
まず、画像サイズ判定部108が、出力画像サイズの判定を行う(S101)。判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも小さい場合(S101;SMALL)には、縮小処理においてS/Nが改善するので、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン1を選択する(S102)。このとき、縮小処理によってランダムノイズが平均化されるため、ノイズ除去部107は、NR処理の処理強度として相対的に効果の弱いNRレベル1を選択する(S103)。
First, the image
また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズと同じ場合(S101;MIDDLE)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン2を選択する(S104)。このとき、ノイズ除去部107は、NR処理の処理強度として通常レベルの効果のNRレベル2を選択する(S105)。また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも大きい場合(S101;LARGE)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン3を選択する(S106)。このとき、拡大処理によってノイズが増えるため、ノイズ除去部107は、NR処理の処理強度として相対的に効果の強いNRレベル3を選択する(S107)。
When the output image size is the same as the full size as a result of the determination (S101; MIDDLE), the maximum
以上のようにして、画像の出力サイズに応じて露出制御で用いる最大ゲインを設定し、そのときのノイズ量に応じたNRレベルを適切に選択する。これにより、撮影された画像の解像度の劣化及びS/Nの劣化を最低限に抑えることができるともに、感度が低下するのを抑制することができる。出力画像サイズが小さくなるにともない、感度が向上した画像を得ることができる。 As described above, the maximum gain used in exposure control is set according to the output size of the image, and the NR level corresponding to the amount of noise at that time is appropriately selected. As a result, it is possible to minimize degradation of resolution and S / N degradation of a captured image, and it is possible to suppress a decrease in sensitivity. As the output image size decreases, an image with improved sensitivity can be obtained.
次に、露出制御に係るAEモード及びシャッター速度に応じたNR処理の強度の上限設定手法について説明する。図3は、第1の実施形態におけるAEモード及びシャッター速度に応じたNR処理の強度の上限設定の例を示すフローチャートである。図3に示す例において、シャッター優先AEモードは、シャッター速度を任意に設定して自動で適正な露出にする露出制御のモードの1つである。また、シャッター速度に関しては、シャッター速度が所定の速さ(本実施形態では、30分の1秒とする)よりも遅い場合をスローシャッターとし、シャッター速度が所定の速さよりも速い場合を高速シャッターとする。シャッター速度が高速シャッターであるときは、動きの速い被写体をブレなく撮影することができる。 Next, a method for setting the upper limit of the intensity of NR processing according to the AE mode and the shutter speed related to exposure control will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of setting the upper limit of the intensity of the NR process according to the AE mode and the shutter speed in the first embodiment. In the example shown in FIG. 3, the shutter priority AE mode is one of exposure control modes in which the shutter speed is arbitrarily set to automatically set an appropriate exposure. As for the shutter speed, a slow shutter is used when the shutter speed is slower than a predetermined speed (in this embodiment, 1/30 second), and a high-speed shutter is used when the shutter speed is faster than the predetermined speed. And When the shutter speed is a high-speed shutter, a fast-moving subject can be photographed without blur.
まず、露出制御部105は、露出制御のモードがシャッター優先AEモードであるか否かを判定する(S201)。判定の結果、シャッター優先AEモードである場合で、シャッター速度が高速シャッター時(S202;YES)には、動き被写体の認識性を重視するので、ノイズ除去部107でのNR処理の強度の上限を低くする(S203)。このようにして、シャッター優先AEモードで、かつシャッター速度が高速シャッターのときには、被写体がボケない程度にノイズ除去部107でのNR処理の強度の上限を抑える。
First, the
また、判定の結果、シャッター優先AEモードである場合で、シャッター速度がスローシャッター時(S202;NO)には、静止被写体の検出を重視する目的でノイズ除去部107でのNR処理の強度の上限を高くする(S204)。これは、既に動き被写体が像流れしてしまって、動き被写体の認識が困難であるためである。また、判定の結果、露出制御のモードがシャッター優先AEモードでない場合には、ノイズ除去部107でのNR処理の強度の上限は変化させない。
In addition, as a result of the determination, when the shutter priority AE mode is set and the shutter speed is slow shutter (S202; NO), the upper limit of the strength of the NR processing in the
このように露出制御に係るAEモード及びシャッター速度に応じてNR処理の強度の上限設定を行うことで、動き被写体の検出と静止被写体の検出との優先度を切り分けて画像処理を行うことができ、撮影シーンのニーズに応じた画像を得ることができる。 Thus, by setting the upper limit of the intensity of NR processing according to the AE mode and the shutter speed related to exposure control, it is possible to perform image processing by separating the priority between detection of a moving subject and detection of a stationary subject. The image according to the needs of the shooting scene can be obtained.
次に、出力画像サイズ別に撮影画像の露出(輝度)に応じて、出力画像サイズ(拡大縮小比率)を変更する手法について説明する。図4は、第1の実施形態における撮影画像の露出に応じた画像サイズの決定方法の例を示すフローチャートである。図4に示す例では、画像サイズは、EXTRA SMALL、SMALL、MIDDLE、LARGEの順に大きくなるものとする。 Next, a method for changing the output image size (enlargement / reduction ratio) according to the exposure (luminance) of the captured image for each output image size will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a method for determining an image size according to exposure of a captured image in the first embodiment. In the example shown in FIG. 4, the image size is assumed to increase in the order of EXTRA SMALL, SMALL, MIDDLE, and LARGE.
まず、画像サイズ判定部108が、出力画像サイズの判定を行う(S301)。また、露出制御部105が、撮影画像の露出の判定を行う(S302、S305、S307)。判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも大きい場合で、撮影画像の露出がアンダーであるとき(S301;LARGE、S302;YES)には、感度を上げるために出力画像サイズがフルサイズ相当に縮小される(S303)。言い換えれば、出力画像サイズがフルサイズよりも大きく、かつ撮影画像の輝度が所定の値より小さい場合には、出力画像サイズがフルサイズ相当に縮小される。なお、撮影画像の露出がアンダーでない、すなわち適正露出又は露出がオーバーであるとき(S302;NO)には、出力画像サイズは変更されずフルサイズよりも大きいままである(S304)。
First, the image
また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズ相当の場合で、撮影画像の露出がアンダーであるとき(S301;MIDDLE、S305;YES)には、感度を上げるために出力画像サイズがフルサイズよりも小さく縮小される(S306)。言い換えれば、出力画像サイズがフルサイズ相当で、かつ撮影画像の輝度が所定の値より小さい場合には、出力画像サイズがフルサイズより小さく縮小される。なお、撮影画像の露出がアンダーでないとき(S305;NO)には、出力画像サイズは変更されずフルサイズ相当のままである(S303)。 Further, if the result of determination is that the output image size is equivalent to the full size and the exposure of the captured image is under (S301; MIDDLE, S305; YES), the output image size is larger than the full size in order to increase sensitivity. Is also reduced to a small size (S306). In other words, when the output image size is equivalent to the full size and the luminance of the captured image is smaller than the predetermined value, the output image size is reduced to be smaller than the full size. When the exposure of the captured image is not under (S305; NO), the output image size is not changed and remains equivalent to the full size (S303).
また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも小さい場合で、撮影画像の露出がアンダーであるとき(S301;SMALL、S307;YES)には、感度を上げるために出力画像サイズがさらに小さく縮小される(S308)。言い換えれば、出力画像サイズがフルサイズよりも小さく、かつ撮影画像の輝度が所定の値より小さい場合には、出力画像サイズがさらに小さく縮小される。なお、撮影画像の露出がアンダーでないとき(S307;NO)には、出力画像サイズは変更されない(S306)。 When the output image size is smaller than the full size as a result of the determination and the exposure of the captured image is under (S301; SMALL, S307; YES), the output image size is further reduced to increase sensitivity. The image is reduced (S308). In other words, when the output image size is smaller than the full size and the brightness of the captured image is smaller than the predetermined value, the output image size is further reduced. Note that when the exposure of the captured image is not under (S307; NO), the output image size is not changed (S306).
以上のように、撮影画像の露出がアンダーであるときには、光量が足りず画像全体が暗くなってしまうため、各画像サイズで縮小処理を行うことで、感度を上げることができるとともにS/Nを改善することができる。 As described above, when the captured image is underexposed, the amount of light is insufficient and the entire image becomes dark. Therefore, by performing a reduction process at each image size, sensitivity can be increased and S / N can be reduced. Can be improved.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、第2の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。図5において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to the second embodiment. 5, components having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
第2の実施形態に係る撮像装置は、赤外線カットフィルター(以下、IRCF)挿抜機能を備える。IRCF200は、色再現性を人間の色覚特性に合わせるために撮像素子101へ近赤外領域の光線を通過させない目的で用いられる。IRCF制御部201は、IRCF200の挿抜を制御する。IRCF制御部201による制御によって、光学撮像系100と撮像素子101との間の光路へのIRCF200の挿入及び抜去が行われる。IRCF挿抜判定部202は、現在のIRCF200の挿抜状態を取得し、デイモードであるか、ナイトモードであるかを判定する。最大ゲイン判定部203は、露出制御におけるゲインが最大ゲインであるか否かを判定する。
The imaging apparatus according to the second embodiment has an infrared cut filter (hereinafter referred to as IRCF) insertion / extraction function. The
ここで、第2の実施形態における撮像装置でのデイモード及びナイトモードの使用環境について説明する。監視カメラのように昼夜を問わずに使用される撮像装置においては、日中のような十分照度時にはIRCF制御部201によってIRCF200を光路中に挿入し(デイモード)、カラーの映像又は静止画像の出力を行う。一方、夜間のような低照度時には、ゲインによるノイズの影響から色再現性よりも感度を重視する。その場合には、可視光に加えて近赤外領域の光を利用するため、IRCF制御部201によってIRCF200を光路外に退避させ(ナイトモード)、撮像素子101に可視光及び近赤外光を受光させる。
Here, the use environment of the day mode and the night mode in the imaging apparatus according to the second embodiment will be described. In an imaging device that is used day or night like a surveillance camera, the
第2の実施形態に係る撮像装置での処理は、光学撮像系100と撮像素子101との間の光路に対するIRCF200の挿抜に係る処理以外は、第1の実施形態に係る撮像装置での処理と同様であり、第1の実施形態と同様の効果が得られる。以下では、第2の実施形態に係る撮像装置での画像処理及びIRCF挿抜判定部202を含むIRCF制御部201で実行される処理について説明する。
The processing in the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as the processing in the imaging apparatus according to the first embodiment, except for the processing related to insertion / extraction of the
まず、出力画像サイズ及び撮影モードに応じた最大ゲインの決定方法について説明する。図6は、第2の実施形態における出力画像サイズ及び撮影モードに応じた最大ゲインの決定方法の例を示すフローチャートである。本実施形態では、最大ゲイン(1〜4)については数字が大きくなるに従って最大ゲインの値が小さくなるものとする。つまり、図6に示す例では、最大ゲインの値は、最大ゲイン1、最大ゲイン2、最大ゲイン3、最大ゲイン4の順に小さくなり、最大ゲイン1が最も大きく、最大ゲイン4が最も小さい。 First, a method for determining the maximum gain according to the output image size and the shooting mode will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a method for determining the maximum gain according to the output image size and the shooting mode in the second embodiment. In the present embodiment, the maximum gain (1 to 4) is assumed to decrease as the number increases. That is, in the example shown in FIG. 6, the maximum gain value decreases in the order of maximum gain 1, maximum gain 2, maximum gain 3, and maximum gain 4, with maximum gain 1 being the largest and maximum gain 4 being the smallest.
まず、画像サイズ判定部108が、出力画像サイズの判定を行う(S401)。また、IRCF挿抜判定部202が、現在のIRCF200の状態を基に、撮影モードがデイモードであるか、ナイトモードであるかを判定する(S402、S405、S407)。
First, the image
判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも小さい場合(S401;SMALL)で、撮影モードがデイモードであるとき(S402;NO)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン1を設定する(S403)。一方、撮影モードがナイトモードであるとき(S402;YES)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン2を設定する(S404)。
As a result of the determination, when the output image size is smaller than the full size (S401; SMALL) and when the shooting mode is the day mode (S402; NO), the maximum
また、出力画像サイズがフルサイズ相当の場合(S401;MIDDLE)で、撮影モードがデイモードであるとき(S405;NO)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン2を設定する(S404)。一方、撮影モードがナイトモードであるとき(S405;YES)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン3を設定する(S406)。
When the output image size is equivalent to the full size (S401; MIDDLE) and when the shooting mode is the day mode (S405; NO), the maximum
また、出力画像サイズがフルサイズよりも大きい場合(S401;LARGE)で、撮影モードがデイモードであるとき(S407;NO)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン3を設定する(S406)。一方、撮影モードがナイトモードであるとき(S407;YES)には、最大ゲイン設定部106は、露出制御で用いる最大ゲインとして最大ゲイン4を設定する(S408)。
When the output image size is larger than the full size (S401; LARGE), and when the shooting mode is the day mode (S407; NO), the maximum
以上のようにして、各出力画像サイズ別に、撮影モードがデイモードであるかナイトモードであるかの判別を行って、露出制御で用いる最大ゲインを設定する。これにより、撮影モードがデイモードであるときには、ナイトモードであるときよりも最大ゲインを高く設定することができ、デイモードでの撮影画像の感度を向上させることができる。 As described above, for each output image size, it is determined whether the shooting mode is the day mode or the night mode, and the maximum gain used in the exposure control is set. As a result, when the shooting mode is the day mode, the maximum gain can be set higher than when the shooting mode is the night mode, and the sensitivity of the shot image in the day mode can be improved.
次に、第2の実施形態におけるNR処理の強度(NRレベル)の決定方法について説明する。図7は、第2の実施形態におけるNRレベルの決定方法の例を示すフローチャートである。本実施形態では、NRレベル(1〜5)については数字が大きくなるに従ってNR処理の効果が強くなるものとする。つまり、図7に示す例では、NR処理の処理強度は、NRレベル1、NRレベル2、NRレベル3、NRレベル4、NRレベル5の順に強くなり、NRレベル1が最も弱く、NRレベル5が最も強い。 Next, a method for determining the strength (NR level) of NR processing in the second embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an NR level determination method according to the second embodiment. In the present embodiment, it is assumed that the effect of NR processing increases as the number increases for NR levels (1 to 5). That is, in the example shown in FIG. 7, the processing strength of NR processing increases in the order of NR level 1, NR level 2, NR level 3, NR level 4, and NR level 5, NR level 1 is the weakest, and NR level 5 Is the strongest.
まず、画像サイズ判定部108が、出力画像サイズの判定を行う(S501)。また、最大ゲイン判定部203が、露出制御におけるゲインが最大ゲインであるかの判定を行う(S502、S506、S511)。また、IRCF挿抜判定部202が、撮影モードがデイモードであるか、ナイトモードであるかを判定する(S503、S507、S509、S512)。
First, the image
判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも小さい場合(S501;SMALL)には、ノイズ除去部107は、以下のようにNR処理の処理強度を選択する。露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S502;NO)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S503;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル1を選択する(S504)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S502;NO)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S503;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル2を選択する(S505)。また、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S502;YES)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S507;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル2を選択する(S505)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S502;YES)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S507;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル3を選択する(S508)。
As a result of the determination, when the output image size is smaller than the full size (S501; SMALL), the
また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズ相当の場合(S501;MIDDLE)には、ノイズ除去部107は、以下のようにNR処理の処理強度を選択する。露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S506;NO)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S507;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル2を選択する(S505)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S506;NO)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S507;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル3を選択する(S508)。また、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S506;YES)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S509;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル3を選択する(S508)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S506;YES)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S509;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル4を選択する(S510)。
If the output image size is equivalent to the full size as a result of the determination (S501; MIDDLE), the
また、判定の結果、出力画像サイズがフルサイズよりも大きい場合(S501;LARGE)には、ノイズ除去部107は、以下のようにNR処理の処理強度を選択する。露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S511;NO)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S509;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル3を選択する(S508)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインではなく(S511;NO)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S509;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル4を選択する(S510)。また、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S511;YES)、かつ撮影モードがデイモードであるとき(S512;NO)には、NR処理の処理強度としてNRレベル4を選択する(S510)。一方、露出制御におけるゲインが最大ゲインであり(S511;YES)、かつ撮影モードがナイトモードであるとき(S512;YES)には、NR処理の処理強度としてNRレベル5を選択する(S513)。
If the output image size is larger than the full size as a result of the determination (S501; LARGE), the
以上のようにして、各出力画像サイズ別に、露出制御におけるゲインが最大ゲインであるか否かの判定、及び撮影モードがデイモードであるかナイトモードであるかの判定を行って、NR処理の処理強度を決定する。これにより、撮影された画像の解像度の劣化及びS/Nの劣化を防止できるとともに、感度を向上させることができる。 As described above, for each output image size, it is determined whether the gain in exposure control is the maximum gain, and whether the shooting mode is the day mode or the night mode, and the NR processing is performed. Determine the processing intensity. As a result, it is possible to prevent degradation of resolution and S / N of captured images and improve sensitivity.
(本発明の他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments of the present invention)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
例えば、第1及び第2の実施形態に示した撮像装置における画像処理は、図8に示すようなコンピュータ機能800を有し、そのCPU801により第1及び第2の実施形態での動作が実施される。コンピュータ機能800は、図8に示すように、CPU801と、ROM802と、RAM803とを備える。また、操作部(CONS)809のコントローラ(CONSC)805と、表示部としてのディスプレイ(DISP)810のディスプレイコントローラ(DISPC)806とを備える。さらに、ハードディスク(HD)811、及び各種記憶媒体等の記憶デバイス(STD)812のコントローラ(DCONT)807と、ネットワークインタフェースカード(NIC)808とを備える。それら機能部801、802、803、805、806、807、808は、システムバス804を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
For example, the image processing in the imaging apparatus shown in the first and second embodiments has a
CPU801は、ROM802又はHD811に記憶されたソフトウェア、又はSTD812より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス804に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、CPU801は、前述したような動作を行うための処理プログラムを、ROM802、HD811、又はSTD812から読み出して実行することで、第1及び第2の実施形態での動作を実現するための制御を行う。RAM803は、CPU801の主メモリ又はワークエリア等として機能する。CONSC805は、CONS809からの指示入力を制御する。DISPC806は、DISP810の表示を制御する。DCONT807は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び第1及び第2の実施形態における前記処理プログラム等を記憶するHD811及びSTD812とのアクセスを制御する。NIC808はネットワーク813上の他の装置と双方向にデータをやりとりする。
The
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
101 撮像素子、105 露出制御部、106 最大ゲイン設定部、107 ノイズ除去部、108 画像サイズ判定部、109 画像サイズ変更部、200 赤外線カットフィルター(IRCF)、201 IRCF制御部、202 IRCF挿抜判定部、203 最大ゲイン判定部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記撮像素子から入力される信号のレベルを制御する露出制御手段と、
前記撮像素子により得られた撮影画像に対してノイズ低減処理を行う第1の画像処理手段と、
設定された拡大縮小比率に応じた補間処理を行い、前記撮像素子により得られた前記撮影画像の拡大縮小を行う第2の画像処理手段とを備え、
前記露出制御手段におけるゲインの上限を前記拡大縮小比率に応じて設定するとともに、前記第1の画像処理手段によるノイズ低減処理の強度を前記拡大縮小比率に応じて変更することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that photoelectrically converts light from a subject to generate an image signal;
Exposure control means for controlling the level of a signal input from the image sensor;
First image processing means for performing noise reduction processing on a captured image obtained by the imaging element;
A second image processing unit that performs an interpolation process according to a set enlargement / reduction ratio and enlarges / reduces the captured image obtained by the image sensor;
The upper limit of the gain in the exposure control means is set according to the enlargement / reduction ratio, and the intensity of noise reduction processing by the first image processing means is changed according to the enlargement / reduction ratio. .
前記赤外線カットフィルターを挿入した状態では、前記赤外線カットフィルターを抜去した状態よりも、前記露出制御手段におけるゲインの上限を大きく設定し、
前記赤外線カットフィルターの挿抜状態に応じて、前記第1の画像処理手段によるノイズ低減処理の強度を変更することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の撮像装置。 An infrared cut filter that is inserted into and removed from an optical path through which light from the subject is incident on the image sensor;
In the state where the infrared cut filter is inserted, the upper limit of the gain in the exposure control means is set larger than the state where the infrared cut filter is removed,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the intensity of noise reduction processing by the first image processing unit is changed according to an insertion / extraction state of the infrared cut filter.
前記撮像素子により得られた撮影画像に対してノイズ低減処理を行う第1の画像処理工程と、
設定された拡大縮小比率に応じた補間処理を行い、前記撮像素子により得られた前記撮影画像の拡大縮小を行う第2の画像処理工程とを有し、
前記露出制御工程におけるゲインの上限を前記拡大縮小比率に応じて設定するとともに、前記第1の画像処理工程によるノイズ低減処理の強度を前記拡大縮小比率に応じて変更することを特徴とする撮像方法。 An exposure control process for controlling the level of a signal input from an image sensor that photoelectrically converts light from a subject;
A first image processing step of performing noise reduction processing on a captured image obtained by the imaging element;
A second image processing step of performing an interpolation process according to a set enlargement / reduction ratio and enlarging / reducing the photographed image obtained by the imaging device,
An imaging method comprising: setting an upper limit of gain in the exposure control step according to the enlargement / reduction ratio; and changing an intensity of noise reduction processing by the first image processing step according to the enlargement / reduction ratio. .
前記撮像素子により得られた撮影画像に対してノイズ低減処理を行う第1の画像処理ステップと、
設定された拡大縮小比率に応じた補間処理を行い、前記撮像素子により得られた前記撮影画像の拡大縮小を行う第2の画像処理ステップとをコンピュータに実行させ、
かつ前記露出制御ステップにおけるゲインの上限を前記拡大縮小比率に応じて設定し、前記第1の画像処理ステップでのノイズ低減処理の強度を前記拡大縮小比率に応じて変更することを特徴とするプログラム。 An exposure control step for controlling the level of a signal input from an image sensor that photoelectrically converts light from a subject;
A first image processing step of performing noise reduction processing on a captured image obtained by the imaging element;
Performing an interpolation process according to the set enlargement / reduction ratio, and causing the computer to execute a second image processing step for enlarging / reducing the captured image obtained by the imaging element;
An upper limit of the gain in the exposure control step is set according to the enlargement / reduction ratio, and the intensity of the noise reduction process in the first image processing step is changed according to the enlargement / reduction ratio. .
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