JP2014007437A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感度の異なる複数の光電変換特性で被写体を撮像する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus that images a subject with a plurality of photoelectric conversion characteristics having different sensitivities.
近年、高ダイナミックレンジ且つ高感度な画像を取得するために感度の異なる複数の光電変換特性で被写体を撮像する撮像装置が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, an imaging apparatus that captures a subject with a plurality of photoelectric conversion characteristics having different sensitivities in order to acquire a high dynamic range and high sensitivity image is known.
例えば、特許文献1には、明暗差が大きな被写体であっても、カメラ出力が飽和することなく、高コントラストな画像を取得することを目的として、入射光量に応じて区切られた複数の領域ごとにことなる入出力特性を持つ撮像手段を備え、映像輝度信号の平均値から画面光量Kを求め、画面光量Kが光量目標値Rと一致するように撮像手段を調整することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a plurality of regions divided according to the amount of incident light for the purpose of obtaining a high-contrast image without saturating the camera output, even for a subject with a large contrast. It is disclosed that the image pickup means having different input / output characteristics is provided, the screen light quantity K is obtained from the average value of the video luminance signal, and the image pickup means is adjusted so that the screen light quantity K matches the light quantity target value R. .
また、特許文献1には、撮像手段の入出力特性の領域の最も低照度側の切り替わり点の光量Qと光量目標値Rとが、R<Qとなるように光量目標値Rを設定することが開示されている。 Further, in Patent Document 1, the light quantity target value R is set so that the light quantity Q and the light quantity target value R at the switching point on the lowest illuminance side in the input / output characteristics region of the imaging unit satisfy R <Q. Is disclosed.
また、特許文献1には、撮像手段から出力された映像輝度信号において、映像輝度信号が0になった画素の総数が所定値(例えば光量検出領域の1%)を上回ったときに黒つぶれであると判定することが開示されている。 Further, in Patent Document 1, blackout is generated when the total number of pixels in which the video luminance signal is 0 exceeds a predetermined value (for example, 1% of the light amount detection area) in the video luminance signal output from the imaging unit. It is disclosed to determine that there is.
しかしながら、特許文献1では、映像輝度信号の平均値に基づき、切り替わり点が制御されているため、被写体の輝度分布によっては、線形領域で撮影される画素数が大きく減少し、高感度で撮像される画素の個数が減少するという課題がある。すなわち、特許文献1では、被写体の輝度分布に応じて、高感度で撮像される画素の個数が変動し、安定して高感度な画像を取得することができないという課題がある。 However, in Patent Document 1, since the switching point is controlled based on the average value of the video luminance signal, depending on the luminance distribution of the subject, the number of pixels captured in the linear region is greatly reduced, and the image is captured with high sensitivity. There is a problem that the number of pixels to be reduced decreases. That is, in Patent Document 1, there is a problem that the number of pixels picked up with high sensitivity varies according to the luminance distribution of the subject, and a high-sensitive image cannot be acquired stably.
また、特許文献1では、高ダイナミックレンジの画像がそのまま出力されてしまうため、低ダイナミックレンジの表示器にて表示するとコントラストの低い画像となって表示されるという課題がある。 Moreover, in patent document 1, since the image of a high dynamic range will be output as it is, there exists a subject that it will display as an image with a low contrast, if it displays with the display of a low dynamic range.
本発明の目的は、高感度の光電変換特性で撮像された画素の累積度数が一定の割合となるように被写体を撮像する撮像装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that picks up an image of a subject so that the cumulative frequency of pixels picked up with high-sensitivity photoelectric conversion characteristics becomes a constant ratio.
(1)本発明による撮像装置は、第1光電変換特性と、前記第1光電変換特性よりも感度の低い第2光電変換特性とで被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像の輝度分布を検出する輝度分布検出部と、前記撮像部の露光時間を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記輝度分布に基づき、前記第1光電変換特性により撮像されている画素の累積度数を検出し、当該累積度数が所定の度数許容範囲を満たすように前記露光時間を制御する。 (1) An imaging device according to the present invention is an imaging unit that images a subject with a first photoelectric conversion characteristic and a second photoelectric conversion characteristic that is less sensitive than the first photoelectric conversion characteristic, and is captured by the imaging unit. A luminance distribution detecting unit that detects a luminance distribution of the image; and a control unit that controls an exposure time of the imaging unit, wherein the control unit is imaged based on the luminance distribution by the first photoelectric conversion characteristic. The cumulative frequency of the pixel is detected, and the exposure time is controlled so that the cumulative frequency satisfies a predetermined frequency allowable range.
この構成によれば、感度が異なる第1、第2光電変換特性(但し、感度は第1光電変換特性>第2光電変換特性)により被写体が撮像され、得られた画像の輝度分布が検出される。そして、検出された輝度分布から高感度である第1光電変換特性に撮像されている画素の累積度数が検出され、その累積度数が所定の度数許容範囲を満たすように露光時間が調整される。 According to this configuration, the subject is imaged by the first and second photoelectric conversion characteristics (however, the sensitivity is the first photoelectric conversion characteristic> the second photoelectric conversion characteristic) having different sensitivities, and the luminance distribution of the obtained image is detected. The Then, the cumulative frequency of the pixels imaged in the first photoelectric conversion characteristic having high sensitivity is detected from the detected luminance distribution, and the exposure time is adjusted so that the cumulative frequency satisfies a predetermined frequency allowable range.
ここで、露光時間を長くすると感度は向上するが、第1光電変換特性により撮像されている画素の累積度数が減少するという特性がある。一方、露光時間を短くすると感度は低下するが、第1光電変換特性により撮像された高感度の画素の累積度数が増大するという特性がある。 Here, when the exposure time is lengthened, the sensitivity is improved, but there is a characteristic that the cumulative frequency of pixels imaged by the first photoelectric conversion characteristic is reduced. On the other hand, when the exposure time is shortened, the sensitivity decreases, but there is a characteristic that the cumulative frequency of highly sensitive pixels imaged by the first photoelectric conversion characteristic increases.
よって、この特性を利用することで、第1光電変換特性で撮像されている画素の画像全体に占める割合を所定範囲内に調整することができ、安定して高感度な画像を得ることができる。 Therefore, by using this characteristic, it is possible to adjust the ratio of the pixels imaged with the first photoelectric conversion characteristic in the entire image within a predetermined range, and it is possible to obtain a stable and highly sensitive image. .
(2)前記第1光電変換特性は線形特性であり、前記第2光電変換特性は対数特性であり、前記線形特性及び対数特性を基準光電変換特性に変換する特性変換部を更に備え、前記輝度分布検出部は、前記基準光電変換特性に変換された画像の輝度分布を検出することが好ましい。 (2) The first photoelectric conversion characteristic is a linear characteristic, the second photoelectric conversion characteristic is a logarithmic characteristic, and further includes a characteristic conversion unit that converts the linear characteristic and the logarithmic characteristic into a reference photoelectric conversion characteristic, Preferably, the distribution detection unit detects a luminance distribution of the image converted into the reference photoelectric conversion characteristic.
この構成によれば、線形領域の画素の累積度数が度数許容範囲になるように露光時間が調整されるため、線形対数特性を持つ画像において、高感度の画像を得ることができる。 According to this configuration, since the exposure time is adjusted so that the cumulative frequency of the pixels in the linear region falls within the allowable frequency range, a highly sensitive image can be obtained in an image having linear logarithmic characteristics.
(3)前記制御部は、前記線形特性と前記対数特性との変曲点の画素値が前記露光時間の制御の前後で一定となるように前記変曲点の画素値を調整することが好ましい。 (3) It is preferable that the control unit adjusts the pixel value of the inflection point so that the pixel value of the inflection point between the linear characteristic and the logarithmic characteristic is constant before and after the control of the exposure time. .
この構成によれば、変曲点の画素値が露光時間の調整の前後で一定にされるため、露光時間の調整の前後で対数領域を維持することができる。 According to this configuration, since the pixel value of the inflection point is made constant before and after the adjustment of the exposure time, the logarithmic region can be maintained before and after the adjustment of the exposure time.
(4)前記撮像部は、多重露光により前記被写体を撮像して前記第1、第2光電変換特性の第1、第2画像を取得し、所定光量以上の画像が前記第2画像となるように前記第1、第2画像を合成する合成部を更に備え、前記輝度分布検出部は、前記合成部により合成された画像の輝度分布を検出することが好ましい。 (4) The imaging unit captures the subject by multiple exposure to acquire the first and second images of the first and second photoelectric conversion characteristics so that an image having a predetermined light amount or more becomes the second image. It is preferable that a synthesis unit for synthesizing the first and second images is further included, and the luminance distribution detection unit detects a luminance distribution of the image synthesized by the synthesis unit.
この構成によれば、多重露光を採用した場合において、高感度の画像を得ることができる。 According to this configuration, a high-sensitivity image can be obtained when multiple exposure is employed.
(5)前記制御部は、前記第1光電変換特性の露光時間の制御に連動させて前記第2光電変換特性の露光時間を制御することが好ましい。 (5) It is preferable that the control unit controls the exposure time of the second photoelectric conversion characteristic in conjunction with the control of the exposure time of the first photoelectric conversion characteristic.
この構成によれば、第1光電変換特性の露光時間の制御に連動させて第2光電変換特性の露光時間が制御されるため、ダイナミックレンジを維持しつつ、高感度の画像を得ることができる。 According to this configuration, since the exposure time of the second photoelectric conversion characteristic is controlled in conjunction with the control of the exposure time of the first photoelectric conversion characteristic, a highly sensitive image can be obtained while maintaining the dynamic range. .
(6)前記制御部は、前記輝度分布検出部により検出された輝度分布に基づき、前記基準光電変換特性に変換された画像の明るさを一定の明るさにするための感度増幅率を算出し、前記感度増幅率で前記画像の感度を増幅する感度増幅部を更に備えることが好ましい。 (6) The control unit calculates a sensitivity amplification factor for making the brightness of the image converted into the reference photoelectric conversion characteristic constant, based on the luminance distribution detected by the luminance distribution detection unit. It is preferable to further include a sensitivity amplifying unit that amplifies the sensitivity of the image with the sensitivity amplification factor.
この構成によれば、画像全体の明るさが一定になるように画像の感度が増幅されるため、全体的に暗い画像や、全体的に明るすぎる画像になることを防止することができる。 According to this configuration, since the sensitivity of the image is amplified so that the brightness of the entire image is constant, it is possible to prevent the overall image from becoming a dark image or an overall image that is too bright.
(7)前記制御部は、前記輝度分布に基づき、変曲点の画素値以下の画素の画素値の平均値を求め、求めた平均値が所定の目標輝度範囲に入るように前記感度増幅率を設定することが好ましい。 (7) The control unit obtains an average value of pixel values of pixels equal to or less than the pixel value of the inflection point based on the luminance distribution, and the sensitivity amplification factor so that the obtained average value falls within a predetermined target luminance range. Is preferably set.
この構成によれば、変曲点の画素値以下の画素の画素値の平均値が所定の目標輝度範囲に入るように感度増幅率が設定されるため、高感度でありながら、明るすぎず又は暗すぎない画像を得ることができる。 According to this configuration, since the sensitivity amplification factor is set so that the average value of the pixel values of the pixels below the pixel value of the inflection point falls within a predetermined target luminance range, it is not too bright while being highly sensitive. An image that is not too dark can be obtained.
(8)前記制御部は、前記輝度分布において所定の制御点を検出し、前記感度制御部により前記感度増幅率で増幅された画像を入力画像とし、前記入力画像の前記制御点における画素値が規定値になるように前記入力画像の入出力特性を変換する変換特性を求め、前記変換特性で前記入力画像の入出力特性を変換する入出力特性変換部を更に備えることが好ましい。 (8) The control unit detects a predetermined control point in the luminance distribution, uses the image amplified by the sensitivity control unit with the sensitivity amplification factor as an input image, and has a pixel value at the control point of the input image. It is preferable to further include an input / output characteristic conversion unit that obtains a conversion characteristic for converting the input / output characteristic of the input image so as to become a specified value and converts the input / output characteristic of the input image by the conversion characteristic.
この構成によれば、制御点の画素値が規定値になるような変換特性が求められ、その変換特性を用いて入力画像の入出力特性が変換されるため、輝度分布に基づいて入力画像の入出力特性を変換することができる。ここで、変換特性としては、例えばダイナミックレンジ圧縮処理に適用される圧縮特性やガンマ補正に適用される階調特性を採用することができる。 According to this configuration, since the conversion characteristic such that the pixel value of the control point becomes the specified value is obtained and the input / output characteristic of the input image is converted using the conversion characteristic, the input image is converted based on the luminance distribution. Input / output characteristics can be converted. Here, as the conversion characteristic, for example, a compression characteristic applied to dynamic range compression processing or a gradation characteristic applied to gamma correction can be employed.
(9)前記制御点は、変曲点の画素値以下の画素の画素値の平均値と、最大画素値とを少なくとも含むことが好ましい。 (9) It is preferable that the control point includes at least an average pixel value of pixels equal to or less than a pixel value of an inflection point and a maximum pixel value.
この構成によれば、変曲点以下の画素の画素値の平均値と最大画素値とが規定値を維持するように入力画像の入出力特性を変換することができる。 According to this configuration, the input / output characteristics of the input image can be converted so that the average value and the maximum pixel value of the pixels below the inflection point maintain the prescribed values.
(10)前記制御部は、前記輝度分布に基づき撮像シーンを判定し、前記撮像シーンが夜間である場合、撮像シーンが昼間である場合よりも前記度数許容範囲を高く設定することが好ましい。 (10) Preferably, the control unit determines an imaging scene based on the luminance distribution, and when the imaging scene is at night, the frequency allowable range is set higher than when the imaging scene is in daytime.
夜間の場合は、輝度分布において暗部側と明部側との両側に画素が多く分布する傾向にある。一方、昼間では、中間域に画素が分布する傾向にある。したがって、昼間を基準に設定された度数許容範囲を用いて夜間の画像の露光時間を制御した場合、画素最大値が撮像部の飽和レベルを超えて画像が飽和するおそれがある。 In the case of nighttime, there is a tendency that many pixels are distributed on both the dark side and the bright side in the luminance distribution. On the other hand, in the daytime, pixels tend to be distributed in the intermediate area. Therefore, when the exposure time of an image at night is controlled using a frequency allowable range set based on daytime, the maximum pixel value may exceed the saturation level of the imaging unit and the image may be saturated.
本構成では、夜間の場合、昼間の場合よりも度数許容範囲が高い側に設定される。これにより、夜間において画像の飽和を防止することができる。 In this configuration, in the case of nighttime, the frequency tolerance is set to a higher side than in the case of daytime. This can prevent image saturation at night.
本発明によれば、第1光電変換特性で撮像されている画素の画像全体に占める割合を所定範囲内に調整することができ、安定して高感度な画像を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to adjust the ratio of the pixels captured with the first photoelectric conversion characteristic to the entire image within a predetermined range, and it is possible to obtain a stable and highly sensitive image.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による撮像装置の全体構成図である。撮像装置は、撮像部101、制御部102、及び画像処理部103を含む。撮像部101は、感度が異なる複数の光電変換特性で被写体を撮像する。実施の形態1では、複数の光電変換特性として線形特性及び対数特性が採用され、撮像部101は線形特性と対数特性とが変曲点で切り替わる線形対数特性を持つ複数の画素で構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The imaging device includes an
制御部102は、例えばCPUと演算用メモリ等で構成され、不図示の記憶部に格納されたプログラムに従って撮像素子を制御するとともに、画像処理部103を制御する。ここで、制御部102は、変曲点を調整するための制御データを撮像部101に出力する。また、制御部102は、画像処理部103から出力される評価データにしたがって、画像処理部103に種々の画像処理を依頼するための制御データを生成し、画像処理部103に出力する。
The
画像処理部103は、撮像部101により撮像された画像データが入力され、制御部102から出力される制御データにしたがって、所定の画像処理を実行する。
The
図2(a)は、撮像部101が備える画素31aの回路図であり、(b)は(a)に示す画素31aが持つ光電変換特性を示したグラフである。
2A is a circuit diagram of the
画素31aは、フォトダイオードPD、転送トランジスタQ1、リセットトランジスタQ2、フローティングディフュージョンFD、出力トランジスタQ3及び選択トランジスタQ4を含む。
The
PVDDとPVSSとは、画素31aの電源電位であり、PVDDは正側の電源電位を示し、PVSSは負側の電源電位を示し、それぞれ、例えば、図略の電源回路により生成される。
PVDD and PVSS are power supply potentials of the
画素31aの読み出しシーケンスは下記のようになる。露光時間においては、図略の垂直走査回路からφRST=Hiにされ、φTX=Loにされ、リセットトランジスタQ2がオン、転送トランジスタQ1がオフされ、フローティングディフュージョンFDがリセットされている。露光時間が終了すると、φRST=Loにされ、リセットトランジスタQ2がオフされる。
The readout sequence of the
次に、φVSEN=Hiにされ、選択トランジスタQ4がオンする。これにより、フローティングディフュージョンFDのリセット状態の電位が、出力トランジスタQ3を介して、画素31aの垂直列毎に共通の垂直信号線31bに、ノイズ信号31nとして出力される。
Next, φVSEN = Hi, and the selection transistor Q4 is turned on. As a result, the potential in the reset state of the floating diffusion FD is output as a
次に、φTX=Hiにされて転送トランジスタQ1がオンする。これにより、PDに光電流Ipが流れてPDで蓄積された電荷がフローティングディフュージョンFDに転送されて蓄積される。ここで、露光時間において、φTXはLoとHiとの中間の中間電位に設定されている。そのため、光量が低い場合は、フローティングディフュージョンFDに蓄積される電荷は線形特性となる。一方、光量が高い場合は、転送トランジスタQ1のサブスレショルド特性により、フローティングディフュージョンFDに蓄積される電荷は対数特性となる。線形特性と対数特性との切り替わり点、即ち変曲点Ptの光量Lptは、転送トランジスタQ1の転送信号φTXの設定によって任意に設定できる。 Next, φTX = Hi is set and the transfer transistor Q1 is turned on. As a result, the photocurrent Ip flows through the PD, and the charge accumulated in the PD is transferred to the floating diffusion FD and accumulated. Here, during the exposure time, φTX is set to an intermediate potential between Lo and Hi. Therefore, when the amount of light is low, the charge accumulated in the floating diffusion FD has a linear characteristic. On the other hand, when the amount of light is high, the charge accumulated in the floating diffusion FD has a logarithmic characteristic due to the subthreshold characteristic of the transfer transistor Q1. The switching point between the linear characteristic and the logarithmic characteristic, that is, the light amount Lpt at the inflection point Pt can be arbitrarily set by setting the transfer signal φTX of the transfer transistor Q1.
次に、φVSEN=Hiにされ、選択トランジスタQ4がオンし、フローティングディフュージョンFDの電位が、出力トランジスタQ3を介して、垂直信号線31bに、画素信号31pとして出力される。
Next, φVSEN = Hi is set, the selection transistor Q4 is turned on, and the potential of the floating diffusion FD is output as the
出力された画素信号31pは、後段の回路、例えばA/D変換部(図略)等によって、相関二重サンプリング(以下、CDSと言う)法を用いて、画素信号31pとノイズ信号31nとの差分がとられ、ノイズがキャンセルされた撮像信号31s(31s=31p−31n)が得られる。
The
そして、再度、φRST=Hiにされて露光時間が開始され、次のフレームの撮像が行われる。 Then, again, φRST = Hi is set, the exposure time is started, and the next frame is imaged.
図2(b)のグラフにおいて、横軸は光量を対数で示し、縦軸は画素値(撮像信号31sに相当)を線形で示す。変曲点Ptでの光量Lptよりも低輝度の状態(A1領域)では、画素値は光量に対して線形に変化しており線形特性を持つ。一方、変曲点Ptの光量Lptよりも高輝度の状態(A2領域)では、画素値は光量に対して対数で変化しており対数特性を持つ。よって、画素31aは変曲点Ptを境に低輝度側が線形特性、高輝度側が対数特性を持つ線形対数特性の光電変換特性を持っていることが分かる。
In the graph of FIG. 2B, the horizontal axis indicates the amount of light in logarithm, and the vertical axis indicates the pixel value (corresponding to the
図4は、撮像部101の露光時間と光電変換特性との関係を示したグラフであり、縦軸は画素値(撮像信号31s)を線形で示し、横軸は光量を対数で示している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the exposure time of the
撮像部101の露光時間を制御することにより、撮像部101の光電変換特性において、線形領域の感度を変化させることができる。具体的には、露光時間が短くなるにつれて、光電変換特性である線形対数特性は401→402→403と変化する。線形対数特性401〜403において、線形領域を401_1〜403_1とすると、線形領域は401_1→402_1→403_1の順で傾きが緩やかになっており、感度が減少しているが、その分、線形領域の光量の範囲が対数領域の光量の範囲に比べて増大し、線形領域の画素数が増大する。なお、線形対数特性401〜403において、対数領域を401_2〜403_2とすると、対数領域401_2〜403_2の傾きは全て一定になっている。
By controlling the exposure time of the
このことから、露光時間を短くすると、線形領域の感度は減少するが、線形領域の光量の範囲が増大し、線形領域の画素数が増大することが分かる。一方、露光時間を長くすると、線形領域の感度は増大するが、線形領域の光量の範囲が減少し、線形領域の画素数が減少することが分かる。したがって、露光時間に応じて線形対数特性の線形領域の画素数を調節することができる。 From this, it can be seen that when the exposure time is shortened, the sensitivity of the linear region decreases, but the light amount range of the linear region increases and the number of pixels in the linear region increases. On the other hand, when the exposure time is increased, the sensitivity in the linear region increases, but the light amount range in the linear region decreases, and the number of pixels in the linear region decreases. Therefore, the number of pixels in the linear region having a linear logarithmic characteristic can be adjusted according to the exposure time.
なお、上記のように読出時間が開始されるとφRST=Loとなり、読出時間が終了すると、φRST=Hiとなって、露光時間が開始される。つまり、露光時間においては、φRST=Hiとなっている。よって、例えば、φRST=Hiの時間を調整することで露光時間を調整することができる。 When the readout time is started as described above, φRST = Lo, and when the readout time ends, φRST = Hi, and the exposure time is started. That is, φRST = Hi in the exposure time. Therefore, for example, the exposure time can be adjusted by adjusting the time of φRST = Hi.
図2(b)に示す変曲点Ptの画素値(変曲点画素値A)は、露光時間における転送信号φTXを設定することで制御できる。すなわち、転送信号φTXがHiに近づくにつれて転送トランジスタQ1のゲートの開度が増大するため、変曲点画素値Aは低下して、領域A1が減少してダイナミックレンジが増大する。一方、転送信号φTXがLoに近づくと転送トランジスタQ1のゲートの開度が減少するため、変曲点画素値Aは増大して、領域A1が増大してダイナミックレンジが減少する。よって、転送信号φTXの電圧レベルを調整することで変曲点画素値Aを調整することができる。 The pixel value (inflection point pixel value A) of the inflection point Pt shown in FIG. 2B can be controlled by setting the transfer signal φTX in the exposure time. That is, as the transfer signal φTX approaches Hi, the opening degree of the gate of the transfer transistor Q1 increases, so that the inflection point pixel value A decreases, the area A1 decreases, and the dynamic range increases. On the other hand, when the transfer signal φTX approaches Lo, the opening degree of the gate of the transfer transistor Q1 decreases, so that the inflection point pixel value A increases, the area A1 increases, and the dynamic range decreases. Therefore, the inflection point pixel value A can be adjusted by adjusting the voltage level of the transfer signal φTX.
これを実現するために、例えば、露光時間と、変曲点画素値Aのレベルを一定にするための転送信号φTXの電圧レベルとの関係を予め規定する関数やLUTを制御部102に予め持たせておき、この関数やLUTを用いて転送信号の電圧レベルを決定させればよい。
In order to realize this, for example, the
図5は、露光時間のみ調整し、変曲点画素値を調整しなかった場合の画素31aの光電変換特性であり、縦軸、横軸は図4と同じである。図5に示すように、露光時間が短くなるにつれて、線形対数特性は、401→402→403と変化している。しかしながら、図5では、変曲点画素値が調整されていないため、線形対数特性は401→402→403と変化するにつれて、変曲点画素値がA1→A2→A3と増大している。このことから、変曲点画素値を調整しない場合、露光時間が短くなるにつれて、変曲点画素値が増大することが分かる。そのため、変曲点画素値を調整しない場合、露光時間が短くなるにつれて、対数領域が減少してしまう。
FIG. 5 shows the photoelectric conversion characteristics of the
一方、図4の例では、露光時間に関わらず、変曲点画素値Aが一定になるように、変曲点Ptが制御されている。これにより、露光時間を短くしても対数領域が維持されている。但し、図5の制御を採用した場合、変曲点画素値を制御する必要がなくなるため、制御の簡便化を図ることができる。したがって、本実施の形態では、図4に示すように、露光時間に関わらず変曲点を一定にする制御を採用してもよいし、図5に示すように、露光時間のみ調整し、変曲点を調整しない制御を採用してもよい。 On the other hand, in the example of FIG. 4, the inflection point Pt is controlled so that the inflection point pixel value A is constant regardless of the exposure time. Thereby, the logarithmic region is maintained even if the exposure time is shortened. However, when the control of FIG. 5 is employed, it is not necessary to control the inflection point pixel value, so that the control can be simplified. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, it is possible to adopt a control for making the inflection point constant regardless of the exposure time, or as shown in FIG. You may employ | adopt control which does not adjust a music point.
図6は、図1に示す画像処理部103の詳細な構成を示すブロック図である。画像処理部103は、特性変換部601、輝度分布検出部602、感度増幅部603、DR(ダイナミックレンジ)圧縮部604(入出力特性変換部の一例)を備えている。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the
特性変換部601は、撮像部101から画像データが入力され、入力された画像データの光電変換特性を線形対数特性から対数特性(基準光電変換特性の一例)に変換し、変曲点Ptを境に切り替わる光電変換特性を1つの光電変換特性に統一させる。なお、特性変換部601は、入力された画像データの光電変換特性を線形対数特性から線形特性に変換して、線形特性に統一してもよい。
The
輝度分布検出部602は、特性変換部601から出力された画像データの輝度分布を検出し、輝度分布を評価データとして、制御部102に出力する。感度増幅部603は、制御部102から出力された感度増幅率を示す制御データDAを用いて、特性変換部601から出力された画像データの感度を増幅する。ここで、感度増幅率としては、画像データの明るさを一定の明るさにするための値が算出される。
The luminance
DR圧縮部604は、制御部102からの制御データDBに基づいて、感度増幅部603から出力された画像データに対してダイナミックレンジ圧縮処理を実行する。
The
図7は、特性変換部601の詳細な構成を示したブロック図である。特性変換部601は、LUT701を含む。図8は、特性変換部601の処理を説明するためのグラフであり、(a)は線形対数特性を対数特性に変換する場合を示し、(b)は線形対数特性を線形特性に変換する場合を示している。なお、図8(a)、(b)において、縦軸は特性変換部601に入力される画素値を示し、横軸は光量を対数で示している。
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of the
特性変換部601には、線形対数特性の画像データが入力される。LUT701は、変換前の線形対数特性の画素値に応じた、変換後の対数特性の画素値を予め記憶している。よって、図8(a)に示すように特性変換部601に入力される線形対数特性の画像データは、LUT701により光量の全範囲において対数特性を持つ画像データに変換される。
The
なお、特性変換部601が線形対数特性の画像データを線形特性の画像データに変換する場合、LUT701に、変換前の線形対数特性の画素値に応じた、変換後の線形特性の画素値を予め記憶させればよい。これにより、図8(b)に示すように、特性変換部601に入力される線形対数特性の画像データは、LUT701により光量の全範囲において線形特性を持つ画像データに変換される。
When the
図9(a)は、輝度分布検出部602の詳細な構成を示すブロック図であり、図9(b)は、輝度分布検出部602が検出する輝度分布の一例を示したグラフである。
FIG. 9A is a block diagram illustrating a detailed configuration of the luminance
輝度分布検出部602は、ヒストグラム検出部901を含む。ヒストグラム検出部901は、特性変換部601からの画像データが入力され、当該画像データのヒストグラムを検出し、評価データを算出する。ヒストグラム検出部901は、入力された画像データにおいて、各画素の画素値(輝度値)の度数を求め、図9(b)に示すような輝度分布を求める。ここで、度数は同じ画素値を持つ画素の数又は画素値が同じ階級に属する画素の数を表す。したがって、ヒストグラム検出部901は、入力された画像データにおいて、同じ画素値を持つ画素の数をカウントする、或いは、各画素を画素値に応じて複数の階級に分類し、各階級の画素の数をカウントすることでヒストグラムを検出する。これにより、図9(b)に示すように、画素値(輝度値)と度数との関係を示す輝度分布が得られる。そして、ヒストグラム検出部901は、求めた輝度分布を評価データとして、制御部102に出力する。
The luminance
図10(a)は、感度増幅部603の詳細な構成を示すブロック図であり、図10(b)は感度増幅部603による処理を説明するグラフである。なお、図10(b)において、縦軸は、感度増幅部603に入力される画像データの画素値を示し、横軸は光量を対数で示している。
FIG. 10A is a block diagram illustrating a detailed configuration of the
感度増幅部603は、加減算部1001を含む。加減算部1001は、制御部102から画像データの感度増幅率が制御データDAとして入力され、この感度増幅率を入力された画像データに加算する又は当該画像データから減算することで、画像データの感度を調整する。
The
図10(b)に示すように、感度増幅率が画像データに加算されると画像データの感度が増大し、感度増幅率が画像データから減算されると画像データの感度が減少する。 As shown in FIG. 10B, the sensitivity of the image data increases when the sensitivity amplification factor is added to the image data, and the sensitivity of the image data decreases when the sensitivity amplification factor is subtracted from the image data.
ここで、感度増幅率を加算又は減算することで画像データの感度が調整されているのは、感度増幅部603に入力される画像データが対数特性だからである。なお、感度増幅部603に線形特性の画像データが入力される場合、感度増幅部603は、感度増幅率を画像データに乗じることで、感度を調節する。
Here, the sensitivity of the image data is adjusted by adding or subtracting the sensitivity amplification factor because the image data input to the
図11は、DR圧縮部604の詳細な構成を示すブロック図である。DR圧縮部604は、照明成分抽出部1201、圧縮部1202、反射率成分抽出部1203、及び合成部1204を備えている。図12(a)は照明成分抽出部1201に入力される入力画像D1201を示し、図12(b)は照明成分抽出部1201から出力される照明成分画像D1202及び圧縮部1202から出力される圧縮画像D1204、図12(c)は反射率成分抽出部1203から出力される反射率成分画像D1203、図12(d)は合成部1204から出力される出力画像D1205の特性を示した図である。なお、図12(a)〜(d)において、縦軸は画素値を示し、横軸は画素の位置、つまり画素アドレスを示している。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the
照明成分抽出部1201は、低周波抽出フィルタを用いて低周波画像である照明成分画像D1202を、入力画像D1201から抽出する。これにより、図12(b)に示すように入力画像D1201から高周波成分が除去された照明成分画像D1202が抽出される。
The illumination
圧縮部1202は、制御データDBとして入力される圧縮特性により照明成分画像D1202を圧縮し、圧縮画像D1204を生成する。これにより、図12(b)に示すように、照明成分画像D1202のダイナミックレンジが圧縮された圧縮画像D1204が得られる。
The
反射率成分抽出部1203は、照明成分画像D1202及び入力画像D1201に基づき、反射率成分画像D1203を抽出する。
The reflectance
ここで、入力画像D1201が対数特性の場合、反射率成分画像D1203は下記の式により算出される。 Here, when the input image D1201 has logarithmic characteristics, the reflectance component image D1203 is calculated by the following equation.
反射率成分画像D1203=入力画像D1201−照明成分画像D1202 Reflectance component image D1203 = input image D1201-illumination component image D1202
一方、入力画像D1201が線形特性の場合、反射率成分画像D1203は下記の式により算出される。 On the other hand, when the input image D1201 has a linear characteristic, the reflectance component image D1203 is calculated by the following equation.
反射率成分画像D1203=入力画像D1201/照明成分画像D1202 Reflectance component image D1203 = input image D1201 / illumination component image D1202
これにより、図12(c)に示すように、入力画像D1201に含まれている高周波成分である反射率成分画像D1203が抽出される。 Thereby, as shown in FIG.12 (c), the reflectance component image D1203 which is a high frequency component contained in the input image D1201 is extracted.
合成部1204は、圧縮画像D1204と反射率成分画像D1203とを合成し、出力画像D1205を生成する。これにより、DR圧縮処理がされた画像データがDR圧縮部604から出力される。
The combining
入力画像D1201が線形特性の場合、出力画像D1205は下記の式で算出される。 When the input image D1201 has a linear characteristic, the output image D1205 is calculated by the following equation.
出力画像D1205×圧縮画像D1204=反射率成分画像D1203 Output image D1205 × compressed image D1204 = reflectance component image D1203
入力画像D1201が対数特性の場合、出力画像D1205は下記の式で算出される。 When the input image D1201 has logarithmic characteristics, the output image D1205 is calculated by the following equation.
出力画像D1205+圧縮画像D1204=反射率成分画像D1203 Output image D1205 + compressed image D1204 = reflectance component image D1203
これにより、図12(d)に示すように、圧縮画像D1204に反射率成分画像D1203が重畳されたような出力画像D1205が生成される。 As a result, as shown in FIG. 12D, an output image D1205 in which the reflectance component image D1203 is superimposed on the compressed image D1204 is generated.
図13は、露光時間と光電変換特性との関係を示すグラフであり、縦軸は画素値を示し、横軸は光量を対数で示している。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the exposure time and the photoelectric conversion characteristics, where the vertical axis indicates the pixel value and the horizontal axis indicates the amount of light in logarithm.
図14は、露光時間と輝度分布との関係の説明図であり、(a)は図13に示す光電変換特性1301の輝度分布であり、(b)は図13に示す光電変換特性1302の輝度分布である。 14A and 14B are explanatory diagrams of the relationship between the exposure time and the luminance distribution. FIG. 14A is the luminance distribution of the photoelectric conversion characteristic 1301 shown in FIG. 13, and FIG. 14B is the luminance of the photoelectric conversion characteristic 1302 shown in FIG. Distribution.
露光時間が長い場合の光電変換特性1301における輝度分布は図14(a)に示すように、変曲点画素値Aに対して低輝度側の画素、すなわち、線形特性の画素の画像データ全体に占める割合が光電変換特性1302の場合に比べて減少している。
As shown in FIG. 14A, the luminance distribution in the photoelectric conversion characteristic 1301 when the exposure time is long is applied to the entire image data of the pixel on the low luminance side with respect to the inflection point pixel value A, that is, the pixel having the linear characteristic. The proportion occupied is reduced compared to the case of the
一方、露光時間が短い場合の光電変換特性1302における輝度分布は図14(b)に示すように、変曲点画素値Aに対して低輝度側の画素、すなわち、線形特性の画素の画像データ全体に占める割合が光電変換特性1301の場合に比べて増大している。 On the other hand, as shown in FIG. 14B, the luminance distribution in the photoelectric conversion characteristic 1302 when the exposure time is short is, as shown in FIG. 14B, image data of pixels on the low luminance side with respect to the inflection point pixel value A, that is, pixels with linear characteristics. The proportion of the total is increased compared to the case of the photoelectric conversion characteristic 1301.
よって、露光時間を減少させると、変曲点画素値A以下の画素の画像データ全体に占める割合を増大させることができる。一方、露光時間を増大させると、変曲点画素値A以下の画素の画像データ全体に占める割合を減少させることができる。 Therefore, when the exposure time is decreased, the ratio of the pixels having the inflection point pixel value A or less to the entire image data can be increased. On the other hand, when the exposure time is increased, it is possible to reduce the ratio of pixels having the inflection point pixel value A or less to the entire image data.
したがって、露光時間を制御することで、線形特性の画素の画像データ全体に占める割合を一定の割合にすることができ、高感度の画像データを得ることができる。 Therefore, by controlling the exposure time, the ratio of pixels having linear characteristics to the entire image data can be made constant, and high-sensitivity image data can be obtained.
図15は、本発明の実施の形態1による撮像装置が露光時間を制御する際の処理を示すフローチャートである。まず、制御部102は、輝度分布検出部602から評価データとして出力された画像データの輝度分布を取得し、この輝度分布において変曲点画素値A以下の画素の累積度数をカウントする(S1501)。
FIG. 15 is a flowchart showing processing when the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention controls the exposure time. First, the
次に、制御部102は、累積度数が、下限値Th1、上限値Th2の所定の度数許容範囲の値を持つか否かを判定する(S1502)。ここで、度数許容範囲としては、画像データの感度を高感度にする範囲を採用することができ、例えば、下限値Th1としては、画像データ全体の画素数の85%の画素数を採用し、上限値Th2としては、画像データ全体の画素数の95%の画素数を採用することができる。但し、下限値Th1、上限値Th2としてはこの値に限定されず、別の値を適宜採用してもよい。
Next, the
次に、制御部102は、累積度数が度数許容範囲内である場合(S1502でYES)、つまり、累積度数が画像データ全体の画素数の85%より大きく、95%未満の値を持つ場合、処理対象の画像データは感度が許容範囲内であるため、露光時間を調整することなく処理を終了する。 Next, when the cumulative frequency is within the frequency allowable range (YES in S1502), that is, when the cumulative frequency has a value that is greater than 85% and less than 95% of the total number of pixels of the image data, Since the sensitivity of the image data to be processed is within the allowable range, the processing is terminated without adjusting the exposure time.
累積度数が下限値Th1以下の場合(S1502でNO且つS1503でYES)、つまり、累積度数が画像データ全体の画素数の85%以下の場合、制御部102は露光時間を短くする(S1506)。これにより、図14(b)に示すように変曲点画素値A以下の画素の画像データ全体に占める割合が増大し、線形特性の画素の占める割合が増大する。
If the cumulative frequency is less than or equal to the lower limit Th1 (NO in S1502 and YES in S1503), that is, if the cumulative frequency is 85% or less of the total number of pixels of the image data, the
一方、累積度数が上限値Th2以上の場合(S1502でNO且つS1503でNO)、制御部102は露光時間を長くする(S1505)。これにより、図14(a)に示すように変曲点画素値A以下の画素の画像データ全体に占める割合が減少し、線形特性の画素の占める割合が減少する。
On the other hand, when the cumulative frequency is equal to or greater than the upper limit value Th2 (NO in S1502 and NO in S1503), the
ここで、撮像部101が動画像を撮像する場合、制御部102は、1フレームの画像データを撮像する都度、露光時間を所定の分解能で少しずつ増減させてゆき、1又は数フレーム後に変曲点画素値A以下の累積度数を度数許容範囲にすればよい。一方、撮像部101が静止画を撮像する場合、制御部102は、プレ露光で得られた輝度分布から変曲点画素値A以下の累積度数を求め、累積度数と度数許容範囲との差に応じて予め定められた増減値で現在の露光時間を増減させ、本露光の撮像を行えばよい。
Here, when the
次に、制御部102は、露光時間を調整することで変化した変曲点画素値Aを調整前の変曲点画素値Aに戻すために変曲点画素値Aを調整する(S1507)。この場合、制御部102は、変曲点画素値Aを一定にするために、露光時間に応じて予め定められた転送信号φTXの電圧レベルを設定し、転送トランジスタQ1のゲートに供給する。これにより、露光時間の調整の前後において、変曲点画素値Aが変化することを防止することができ、対数領域を一定に保つことができる。
Next, the
なお、図15では、変曲点画素値Aを調整したが、調整しなくてもよい。図16は、変曲点画素値を調整しない場合の光電変換特性を示したグラフであり、縦軸、横軸は図13と同じである。 In FIG. 15, the inflection point pixel value A is adjusted, but it is not necessary to adjust it. FIG. 16 is a graph showing photoelectric conversion characteristics when the inflection point pixel value is not adjusted, and the vertical and horizontal axes are the same as those in FIG.
露光時間が短く調整され、光電変換特性1601が光電変換特性1602にシフトしたとする。変曲点画素値Aを調整しない態様を採用した場合、露光時間に応じて変曲点画素値が変動することになる。この場合、制御部102は、変動後の変曲点画素値AAを画像処理部103に通知し、画像処理部103に変曲点画素値AAを認識させ、種々の画像処理を実行させればよい。
It is assumed that the exposure time is adjusted to be short and the photoelectric conversion characteristic 1601 is shifted to the photoelectric conversion characteristic 1602. When an aspect in which the inflection point pixel value A is not adjusted is employed, the inflection point pixel value varies depending on the exposure time. In this case, the
<撮像シーンに応じた撮像制御>
なお、制御部102は、輝度分布から夜間や昼間といった撮像シーンを判別し、撮像シーンに応じて撮像部101の制御を変更してもよい。
<Imaging control according to imaging scene>
Note that the
図20は、夜間と昼間との光量分布の違いを説明する図であり、(a)は夜間における光量分布を示し、(b)は昼間における光量分布を示している。図21は、画像データの光電変換特性を示したグラフであり、縦軸及び横軸は図13と同じである。 FIG. 20 is a diagram for explaining the difference in light quantity distribution between nighttime and daytime. (A) shows the light quantity distribution at night, and (b) shows the light quantity distribution during daytime. FIG. 21 is a graph showing the photoelectric conversion characteristics of image data, and the vertical and horizontal axes are the same as those in FIG.
屋外の撮影において、夜間では暗部側と光源付近の明部側との2箇所で度数が集中する傾向がある。一方、昼間のシーンでは中間域での度数が比較的多く、暗部から明部にかけて度数の変化が少ない傾向がある。 In outdoor shooting, power tends to concentrate at two locations on the dark side and the bright side near the light source at night. On the other hand, in the daytime scene, the frequency in the intermediate range is relatively large, and the change in the frequency tends to be small from the dark part to the bright part.
このことから、昼間のシーンと夜間のシーンとにおいて同じ制御、つまり、光量が0からの累積度数が同じところに変曲点の光量aを設定して撮像した場合、以下の不具合が起こる可能性がある。
Therefore, the same problems may occur in the daytime scene and the nighttime scene, that is, when the inflection point light amount a is set at the same cumulative frequency from the
すなわち、夜間と昼間とにおいて、変曲点の光量aから最高光量d1、d2までの光量範囲Δdが大きく異なるケースが発生する。すなわち、夜間では、暗部側に度数が集中するため、変曲点の光量aが昼間に比べて低いところに設定される。その結果、夜間では、変曲点の光量aから最高光量d1までの光量範囲Δdが昼間に比べて増大する。 That is, there occurs a case where the light amount range Δd from the light amount a at the inflection point to the maximum light amounts d1 and d2 is greatly different between nighttime and daytime. That is, at night, the power is concentrated on the dark side, so that the light amount a at the inflection point is set lower than in the daytime. As a result, at night, the light amount range Δd from the light amount a at the inflection point to the maximum light amount d1 increases compared to the daytime.
一方、昼間では、中間域での度数が比較的多いため、変曲点の光量aが夜間に比べて高いところに設定される。その結果、昼間では変曲点の光量aから最高光量d2までの光量範囲Δdが夜間に比べて減少する。したがって、昼間の光量分布を基準に度数許容範囲を設定すると夜間において、最高光量d1が撮像部101の飽和光量mを超える可能性がある。
On the other hand, since the frequency in the middle region is relatively large during the daytime, the light amount a at the inflection point is set higher than at night. As a result, the light amount range Δd from the light amount a at the inflection point to the maximum light amount d2 is reduced in the daytime compared to that at night. Therefore, if the frequency allowable range is set based on the daytime light amount distribution, the maximum light amount d1 may exceed the saturation light amount m of the
以上の不具合を避けるため、本実施の形態では以下2つの方策を採用する。 In order to avoid the above problems, the following two measures are adopted in the present embodiment.
第1の方策:昼間と夜間とにおいて度数許容範囲を変更して露光時間を設定する。 First strategy: The exposure time is set by changing the frequency tolerance between daytime and nighttime.
第1の方策を採用した場合、制御が複雑になるが、高SN比の画像を撮影すると同時に、画像が飽和せず、白飛びの発生を防止することができる。 When the first measure is adopted, the control is complicated, but at the same time as capturing an image with a high S / N ratio, the image is not saturated and the occurrence of overexposure can be prevented.
第2の方策:夜間の光量分布を基準に最高光量d1が飽和光量m以下となるように度数許容範囲を定め、定めた度数許容範囲を用いて夜間と昼間とで度数許容範囲を変更せずに露光時間を制御する。第2の方策では、夜間の光量分布を基準に度数許容範囲が設定されるため、昼間では、撮像シーンよりも広いダイナミックレンジで被写体が撮像される。その結果、昼間、夜間の双方での画像の飽和を防止することができる。 Second Measure: A frequency allowable range is set so that the maximum light amount d1 is equal to or less than the saturated light amount m on the basis of the nighttime light amount distribution, and the frequency allowable range is not changed between nighttime and daytime using the determined frequency allowable range. The exposure time is controlled. In the second measure, since the frequency allowable range is set based on the light distribution at night, the subject is imaged in the daytime with a wider dynamic range than the imaging scene. As a result, image saturation during both daytime and nighttime can be prevented.
第2の方策を採用した場合、制御は簡単ではあるが、常に飽和をせずに比較的高SNな画像を撮影することができる。 When the second measure is adopted, although control is simple, an image with a relatively high SN can be taken without always being saturated.
第1の方策を採用した場合、例えば予め撮像部101に代表的な昼間、夜間の撮像シーンをそれぞれ撮像させて、昼間、夜間の光量分布を測定する。そして、昼間、夜間のそれぞれの光量分布において、最高光量d2、d1が飽和光量m以下であって最高光量d2、d1にできるだけ近い値をとるように、光量aを設定し、光量a以下の累積度数に基づいて度数許容範囲の下限値及び上限値を設定すればよい。また、第2の方策を採用した場合、第1の方策において夜間の撮像シーンで設定された度数許容範囲を採用すればよい。
When the first measure is adopted, for example, the
<撮像シーンの判別処理>
図22は、撮像シーンの判別処理の説明図であり、(a)はある撮像シーンにおける画像データの輝度分布であり、(b)は別の撮像シーンにおける画像データの輝度分布である。図23は、撮像シーンの判別処理のフローチャートである。
<Imaging scene discrimination processing>
FIG. 22 is an explanatory diagram of the imaging scene discrimination process, where (a) shows the luminance distribution of the image data in one imaging scene, and (b) shows the luminance distribution of the image data in another imaging scene. FIG. 23 is a flowchart of an imaging scene discrimination process.
まず、制御部102は、輝度分布検出部602により検出された輝度分布(評価データ)を取得し、取得した輝度分布からピークを検出する(S2301)。ここで、ピークの検出方法としては、輝度分布を微分し、上に凸であり微分値が0となる箇所をピークとして検出する手法を採用すればよい。図22(a)では、暗部側の画素値がP1のピークPK1と、明部側の画素値がP2のピークPK2とが検出されている。一方、図22(b)では、暗部側の画素値がP1のピークPK1と、明部側の画素値がP3のピークPK3と、中間域の画素値がP2のピークPK2とが検出される。
First, the
次に、制御部102は、ピークを2つ以上検出した場合(S2302でYES)、ピーク同士の画素値の間隔であるピーク間隔を検出する。この場合、制御部102の複数のピークの全ての組の各々についてピーク間隔を検出する。図22(a)では2つのピークが検出されているため、ピークPK1とピークPK2とのピーク間隔が検出される。一方、図22(b)では、3つのピークが検出されているため、ピークPK1〜PK3の全組み合わせのピーク間隔である、ピーク間隔S12、S23、S13の3つのピーク間隔が検出される。
Next, when two or more peaks are detected (YES in S2302), the
次に、ピーク間隔が所定の閾値Ths以上の場合(S2304でYES)、制御部102は撮像シーンを夜間と判定し(S2305)、ピーク間隔が閾値Ths未満の場合(S2304でNO)、制御部102は撮像シーンを昼間と判定する(S2306)。
Next, when the peak interval is equal to or greater than the predetermined threshold Ths (YES in S2304), the
図22(a)の場合、1つのピーク間隔Sが検出されているため、ピーク間隔Sが閾値Ths以上であれば夜間と判定される。図22(b)の場合、3つのピーク間隔S12、S13、S23が検出されているため、それぞれのピーク間隔が閾値Ths以上であるか否かが判定され、1つ、2つ、又は全部のピーク間隔が閾値Ths以上であれば夜間と判定される。なお、ピーク間隔を複数検出した場合、制御部102は、最大のピーク間隔を抽出し、この最大のピーク間隔が閾値Ths以上であれば夜間と判定して処理の簡略化を図ってもよい。
In the case of FIG. 22A, since one peak interval S is detected, if the peak interval S is equal to or greater than the threshold Ths, it is determined that the night. In the case of FIG. 22B, since three peak intervals S12, S13, and S23 are detected, it is determined whether or not each peak interval is equal to or greater than the threshold Ths, and one, two, or all If the peak interval is greater than or equal to the threshold Ths, it is determined that the night. When a plurality of peak intervals are detected, the
一方、2つ以上のピークが検出されない場合(S2302でNO)、制御部102は、撮像シーンを昼間と判定する(S2306)。
On the other hand, when two or more peaks are not detected (NO in S2302), the
このように、夜間においては、暗部側と明部側とにおいて複数のピークが現れる傾向があり、一方、昼間においては、中間域に1つのピークが現れる傾向があるため、ピークの個数やピーク間隔を検出することで、夜間及び昼間を正確に判定することができる。 Thus, at night, there is a tendency for a plurality of peaks to appear on the dark side and on the bright side, while in the daytime, one peak tends to appear in the intermediate region. By detecting, nighttime and daytime can be accurately determined.
<第1の方策>
次に、上述した第1の方策について説明する。図24(a)は夜間における輝度分布の一例を示し、図24(b)は昼間における輝度分布の一例を示している。図25は、本発明の実施の形態1の撮像装置が第1の方策を採用した場合において、露光時間を制御する際の処理を示すフローチャートである。
<First policy>
Next, the first policy described above will be described. FIG. 24A shows an example of the luminance distribution at night, and FIG. 24B shows an example of the luminance distribution at daytime. FIG. 25 is a flowchart showing processing when controlling the exposure time when the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention adopts the first strategy.
S2501は図15のS1501と同じである。S2502において、制御部102は、上記の撮像シーンの判別処理を用いて輝度分布から撮像シーンを判別する。そして、制御部102は、撮像シーンを夜間と判定した場合、下限値Th1、上限値Th2として予め定められた夜間の値を設定し(S2503)、S2504以降の処理を行う。ここで、S2504以降の処理は図15のS2502以降の処理と同じであるため、説明を省略する。
S2501 is the same as S1501 in FIG. In step S2502, the
一方、制御部102は撮像シーンを昼間と判定した場合、下限値Th1、上限値Th2として予め定められた昼間の値を設定し(S2503)、S2504以降の処理を行う。
On the other hand, when determining that the imaging scene is daytime, the
ここで、夜間、昼間のそれぞれの下限値Th1及び上限値Th2を下記のようにおく。 Here, the lower limit value Th1 and the upper limit value Th2 of the nighttime and daytime are set as follows.
夜間:Th1=N1、Th2=N2
昼間:Th1=D1、Th2=D2
Nighttime: Th1 = N1, Th2 = N2
Daytime: Th1 = D1, Th2 = D2
すると、N1、N2、D1、D2とは下記の関係を持つ。 Then, N1, N2, D1, and D2 have the following relationship.
D1<N1、D2<N2 D1 <N1, D2 <N2
つまり、夜間の度数許容範囲を昼間の度数許容範囲よりも大きい側に設定する。これにより、図24(a)、(b)に示すように、夜間における変曲点画素値A1は昼間における変曲点画素値A2よりも高くなり、夜間において懸念される高輝度側での飽和の発生を抑制することができる。 That is, the night frequency tolerance range is set to be larger than the daytime frequency tolerance range. Accordingly, as shown in FIGS. 24A and 24B, the inflection point pixel value A1 at night is higher than the inflection point pixel value A2 at daytime, and saturation on the high luminance side, which is a concern at night, is saturated. Can be suppressed.
<感度増幅率の算出>
次に、感度増幅率の算出処理について説明する。図26は、対数特性に変換された画像データの光電変換特性を示すグラフであり、縦軸は画素値、横軸は光量を対数で示している。図27(a)は図26に示す光電変換特性2601の輝度分布であり、図27(b)は図26に示す光電変換特性2602の輝度分布である。
<Calculation of sensitivity gain>
Next, the sensitivity amplification factor calculation process will be described. FIG. 26 is a graph showing the photoelectric conversion characteristics of image data converted into logarithmic characteristics, where the vertical axis indicates pixel values and the horizontal axis indicates the amount of light in logarithm. FIG. 27A shows the luminance distribution of the photoelectric conversion characteristic 2601 shown in FIG. 26, and FIG. 27B shows the luminance distribution of the photoelectric conversion characteristic 2602 shown in FIG.
本実施の形態では、上述したように画像データの輝度分布において、線形特性の画素の画像データ全体に占める割合が一定範囲内に入るように露光時間が制御されている。しかしながら、これのみを優先して行うと、画像データの全体的な明るさが大きく変化する虞がある。そこで、本実施の形態では、画像データの全体的な明るさが一定の明るさになるように画像データの感度を増幅させている。 In the present embodiment, as described above, the exposure time is controlled so that the ratio of the linear characteristic pixels to the entire image data is within a certain range in the luminance distribution of the image data. However, if priority is given only to this, the overall brightness of the image data may change significantly. Therefore, in the present embodiment, the sensitivity of the image data is amplified so that the overall brightness of the image data is constant.
図26に示すように、感度増幅率が増大すると、光電変換特性が2602→2601と変化する。よって、感度増幅率を増大させることで、図27(a)に示すように変曲点画素値A以下の画素の画素値の平均値Bを増大させることができる。 As shown in FIG. 26, when the sensitivity amplification factor increases, the photoelectric conversion characteristics change from 2602 to 2601. Therefore, by increasing the sensitivity amplification factor, the average value B of the pixel values of the inflection point pixel value A or less can be increased as shown in FIG.
一方、感度増幅率が減少すると、光電変換特性が2601→2602と変化する。よって、感度増幅率を減少させることで、図27(b)に示すように変曲点画素値A以下の画素の画素値の平均値Bを増大させることができる。 On the other hand, when the sensitivity amplification factor decreases, the photoelectric conversion characteristics change from 2601 to 2602. Therefore, by reducing the sensitivity amplification factor, the average value B of the pixel values of the inflection point pixel value A or less can be increased as shown in FIG.
図28は感度制御のフローチャートである。まず、制御部102は、輝度分布検出部602により検出された輝度分布から変曲点画素値A以下の画素の輝度の平均値を求める(S2801)。次に、制御部102は、平均値が目標輝度範囲の下限値Th3より大きく、且つ目標輝度範囲の上限値Th4未満であるかを判定する(S2802)。そして、平均値が下限値Th3以下の場合(S2802でNO且つS2803でYES)、制御部102は、感度増幅率を増大させる(S2805)。一方、平均値が上限値Th4以上である場合(S2802でNO且つS2803でNO)、感度増幅率を減少させる(S2804)。なお、制御部102は、S2804、S2805で算出した感度増幅率を制御データDAとして感度増幅部603に供給し、感度増幅部603は、その制御データDAである感度増幅率で画像データの感度を増幅させる。
FIG. 28 is a flowchart of sensitivity control. First, the
ここで、撮像部101が動画像を撮像する場合、制御部102は、1フレームの画像データを撮像する都度、感度増幅率を所定の分解能で少しずつ増減させてゆき、1又は数フレーム後に平均値を目標輝度範囲にすればよい。一方、撮像部101が静止画を撮像する場合、制御部102は、プレ露光で得られた平均値と目標輝度範囲との差に応じて予め定められた増減値で現在の感度増幅率を増減させ、本露光の画像データの感度を増幅させればよい。
Here, when the
<DR圧縮処理>
次に、DR圧縮処理の詳細について説明する。図29は、圧縮特性を示すグラフであり、縦軸は圧縮部1202に入力される照明成分画像D1202の画像データを示し、横軸は圧縮部1202から出力される圧縮画像D1204の画像データを示している。
<DR compression processing>
Next, details of the DR compression processing will be described. FIG. 29 is a graph illustrating compression characteristics, where the vertical axis represents the image data of the illumination component image D1202 input to the
図30は、輝度分布検出部602により検出された輝度分布を示している。まず、制御部102は、輝度分布検出部602により検出された輝度分布から、平均値B、及び最大画素値Cを検出する。ここで、平均値Bは変曲点画素値A以下の画素の輝度の平均値であり、最大画素値Cは画像データの最大の画素値である。また、変曲点画素値Aは既知である。
FIG. 30 shows the luminance distribution detected by the luminance
次に、制御部102は、検出した変曲点画素値A、平均値B、最大画素値Cを、それぞれ、感度増幅率gで増幅させたときの値が、予め定められた目標となる変曲点画素値A´、平均値B´、及び最大画素値C´となるように圧縮特性fを求める。ここで、制御部102は、例えば、図29に示すグラフ上に、変曲点画素値A、平均値B、最大画素値Cを感度増幅率gで増幅させた値と、変曲点画素値A´、平均値B´、及び最大画素値C´との交点CR1〜CR3をプロットし、交点CR1〜CR3を直線で繋ぐ等の線形補間することで、圧縮特性fを求めればよい。
Next, the
そして、制御部102は算出した圧縮特性fを制御データDBとしてDR圧縮部604に供給する。なお、感度増幅率gは、制御部102により制御データDAとして算出された感度増幅率である。ここで、感度増幅率gで感度増幅させた値を採用するのは、DR圧縮部604に入力される画像データは感度増幅処理後の画像データであるからである。
Then, the
特性変換部601が対数特性に変換する場合、圧縮特性fは下記の条件を満たす。
When the
A´=f(A+g)
B´=f(B+g)
C´=f(C+g)
A '= f (A + g)
B ′ = f (B + g)
C ′ = f (C + g)
特性変換部601が線形特性に変換する場合、圧縮特性fは下記の条件を満たす。
When the
A´=f(A×g)
B´=f(B×g)
C´=f(C×g)
A ′ = f (A × g)
B ′ = f (B × g)
C ′ = f (C × g)
このように、平均値B、最大画素値Cを制御点として圧縮特性fを求めることで、画像データの平均値と最大画素値とを常に同じレベルにすることができる。また、変曲点画素値Aを更に制御点として加えて圧縮特性fを求めることにより、高SN比である線形領域と、高ダイナミックレンジである対数領域とを異なる最適な特性で出力することが可能となる。なお、上記説明では、制御点として変曲点画素値Aを考慮して、圧縮特性fを求めたが、変曲点画素値Aを考慮せずに圧縮特性fを求めてもよい。 In this way, by obtaining the compression characteristic f using the average value B and the maximum pixel value C as control points, the average value and the maximum pixel value of the image data can always be at the same level. Further, by adding the inflection point pixel value A as a control point to obtain the compression characteristic f, it is possible to output the linear region having a high S / N ratio and the logarithmic region having a high dynamic range with different optimum characteristics. It becomes possible. In the above description, the compression characteristic f is obtained in consideration of the inflection point pixel value A as the control point. However, the compression characteristic f may be obtained without considering the inflection point pixel value A.
以上説明したように、本実施の形態による撮像装置によれば、撮影シーンの輝度分布に応じて、露光時間及び変曲点画素値が制御されるため、撮像シーンに関わらず、安定した高SN比の画像データを得ることが可能となる。 As described above, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, the exposure time and the inflection point pixel value are controlled according to the luminance distribution of the photographic scene. Ratio image data can be obtained.
また、変曲点画素値以下の画素の輝度の平均値が目標輝度範囲になるように感度増幅率が算出されて画像データの感度が増幅されるため、撮像シーンによらず安定した出力レベルの画像データを得ることができる。 In addition, since the sensitivity amplification factor is calculated so that the average value of the luminance of pixels below the inflection point pixel value falls within the target luminance range and the sensitivity of the image data is amplified, the output level is stable regardless of the imaging scene. Image data can be obtained.
更に、輝度分布の所定の制御点と感度増幅率とに基づいて圧縮特性が算出されているため、高SN比であると同時に、出力レベルが安定した、飽和の少ない画像データを得ることができる。 Further, since the compression characteristic is calculated based on a predetermined control point of the luminance distribution and the sensitivity amplification factor, it is possible to obtain image data with a high saturation ratio, a stable output level, and low saturation. .
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2による撮像装置について説明する。本実施の形態では画素構成は実施の形態1と同じであり、1フレーム期間中に異なる露光時間で被写体を複数回撮像し、それぞれの露光時間における画像データを出力することで、感度の異なる複数の光電変換特性で被写体を撮像する。なお、本実施の形態において実施の形態1と同じものは同一の符号を付して説明を省く。
(Embodiment 2)
Next, an imaging apparatus according to
図3は、本発明の実施の形態2における画素31aが持つ光電変換特性を示したグラフであり、縦軸は画素値を線形で示し、横軸は光量を線形で示している。
FIG. 3 is a graph showing the photoelectric conversion characteristics of the
図3の例では、1フレーム期間中に3つの露光時間が設定され3種類の画像データが撮像されている。なお、これら3つの画像データの光電変換特性はいずれも線形特性である。これら3つの画像データの光電変換特性は、301→302→303の順で傾きが緩やかになり感度が減少している。これは、301→302→303の順で露光時間が短く設定されているからである。 In the example of FIG. 3, three exposure times are set during one frame period, and three types of image data are captured. Note that the photoelectric conversion characteristics of these three image data are all linear characteristics. The photoelectric conversion characteristics of these three pieces of image data have a gentle slope in the order of 301 → 302 → 303, and the sensitivity is reduced. This is because the exposure time is set shorter in the order of 301 → 302 → 303.
図17(a)は、1フレーム期間中に第1、第2露光時間を設定し、第1、第2画像データを取得した場合のそれぞれの画像データの光電変換特性を示している。図17(b)は図17(a)の第1、第2画像データを合成した合成画像データの光電変換特性を示している。なお、図17(a)、(b)において、縦軸、横軸は図3と同じである。 FIG. 17A shows the photoelectric conversion characteristics of the respective image data when the first and second exposure times are set during one frame period and the first and second image data are acquired. FIG. 17B shows the photoelectric conversion characteristics of the combined image data obtained by combining the first and second image data shown in FIG. 17A and 17B, the vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.
多重露光では、撮像部101において異なる2つ以上の露光時間にて撮像を行い、撮像された画像データを合成することにより高ダイナミックレンジの画像データを撮像する。
In multiple exposure, imaging is performed at two or more different exposure times in the
図17の例では第1、第2露光時間で2回の撮像が行われ、第1露光時間よりも第2露光時間のほうが露光時間が短く設定されている。 In the example of FIG. 17, imaging is performed twice in the first and second exposure times, and the second exposure time is set shorter than the first exposure time.
第1、第2画像データの合成処理は、例えば、所定の変曲点画素値A17以下の領域では第1画像データをそのまま合成画像データとして採用し、変曲点画素値A17より大きい領域では第2画像データにオフセットレベルSSを加えた画像データを合成画像データとして採用することで行われる。ここで、オフセットレベルSSは、光量a17における第1画像データと光量a17における第2画像データとの差分を採用することができる。 The first image data and the second image data are combined, for example, in the area below a predetermined inflection point pixel value A17, the first image data is directly used as the composite image data, and in the area larger than the inflection point pixel value A17. The image data obtained by adding the offset level SS to the two image data is used as the composite image data. Here, as the offset level SS, a difference between the first image data at the light amount a17 and the second image data at the light amount a17 can be adopted.
図33は、本発明の実施の形態2による画像処理部103のブロック図である。本実施の形態では画像処理部103は特性変換部601に代えて合成部3301が設けられている。合成部3301は、上記の合成処理を行う。合成処理以降の処理は実施の形態1と同じであり、変曲点画素値A17が実施の形態1の変曲点画素値Aに相当する。すなわち、輝度分布検出部602は、合成画像データにおける輝度分布を検出し、評価データとして制御部102に供給する。制御部102は、変曲点画素値A17以下の画素の累積度数を検出し、累積度数が所定の度数許容範囲に入るように露光時間を制御する。
FIG. 33 is a block diagram of the
図19は、本発明の実施の形態2による撮像装置が露光時間を制御する際の処理を示すフローチャートである。S1901〜S1903は図15のS1501〜S1503と同じである。
FIG. 19 is a flowchart showing processing when the imaging apparatus according to
変曲点画素値A17以下の画素の累積度数が下限値Th1以下の場合(S1903でYES)、制御部102は、第1露光時間を短くする(S1905)。これにより、第1画像データの感度が減少し、変曲点画素値A17以下の画素の累積度数が増大する。
When the cumulative frequency of the pixels having the inflection point pixel value A17 or less is equal to or less than the lower limit value Th1 (YES in S1903), the
一方、変曲点画素値A17以下の画素の累積度数が上限値Th2以上の場合(S1903でNO)、制御部102は第1露光時間を長くする(S1904)。これにより、第1画像データの感度が増大し、変曲点画素値A17以下の画素の累積度数が減少する。
On the other hand, when the cumulative frequency of pixels having the inflection point pixel value A17 or less is equal to or greater than the upper limit value Th2 (NO in S1903), the
次に、制御部102は、第1露光時間の制御に連動させて、第2露光時間を制御する(S1906)。この場合、制御部102は、例えば、第1露光時間を1.5倍に設定した場合、第2露光時間も1.5倍に設定すればよい。
Next, the
図18は、第1、第2画像データの露光時間が制御される様子を説明するグラフであり、縦軸、横軸は図17と同じである。例えば、第1露光時間がα倍に長くされ第1画像データの光電変換特性が1801→1801´に変化したとする。すると、第2露光時間もα倍にされて第2画像データの光電変換特性は、1802→1802´に変化する。 FIG. 18 is a graph illustrating how the exposure times of the first and second image data are controlled, and the vertical and horizontal axes are the same as those in FIG. For example, it is assumed that the first exposure time is increased α times and the photoelectric conversion characteristic of the first image data changes from 1801 to 1801 ′. Then, the second exposure time is also multiplied by α, and the photoelectric conversion characteristic of the second image data changes from 1802 to 1802 ′.
一方、第1露光時間が1/α倍に短くされ、第1画像データの光電変換特性が1801´→1801に変化したとする。すると、第2露光時間も1/α倍に短くされ、第2画像データの光電変換特性は、1802´→1802に変化する。これにより、ダイナミックレンジを維持すると同時に、高SN比な画像データを得ることができる。 On the other hand, it is assumed that the first exposure time is shortened to 1 / α times, and the photoelectric conversion characteristic of the first image data changes from 1801 ′ to 1801. Then, the second exposure time is also shortened to 1 / α times, and the photoelectric conversion characteristic of the second image data changes from 1802 ′ to 1802. Thereby, it is possible to obtain image data with a high S / N ratio while maintaining the dynamic range.
このように、実施の形態2の撮像装置によれば、多重露光方式を採用した場合においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the imaging apparatus of the second embodiment, even when the multiple exposure method is adopted, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、上記説明では、多重露光として2つの画像データを撮像する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、3つ以上の画像データを撮像してもよい。この場合、露光時間が最大の画像データを第1画像データとし、それ以外の複数の画像データを第2画像データとして、これらの画像データを1枚の画像データに合成すればよい。 In the above description, the case where two image data are captured as multiple exposure has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and three or more image data may be captured. In this case, the image data having the longest exposure time is set as the first image data, and a plurality of other image data is set as the second image data, and these image data may be combined into one piece of image data.
(変形例1)
図31は、実施の形態1、2における画像処理部103の変形例を示すブロック図である。実施の形態1、2では、輝度分布検出部602は、特性変換部601(合成部3301)と感度増幅部603との間に設けられていたが、図31(a)に示すように、感度増幅部603とDR圧縮部604との間に設けてもよい。この場合、感度増幅部603は前フレームの画像データの輝度分布から算出された感度増幅率(制御データDA)を用いて現フレームの画像データの感度を増幅する。そして、輝度分布検出部602は、感度増幅部603により感度が増幅された画像データから輝度分布を検出することになる。
(Modification 1)
FIG. 31 is a block diagram illustrating a modification of the
また、図31(b)に示すように、特性変換部601(合成部3301)と感度増幅部603との間に輝度分布検出部6021を設け、且つ、感度増幅部603とDR圧縮部604との間にも輝度分布検出部6022を設けてもよい。この場合、制御部102は、輝度分布検出部6021により検出された輝度分布を用いて、露光時間及び感度増幅率(制御データDA)を算出し、感度増幅部603に現フレームの画像データの感度を、算出した感度増幅率で増幅させればよい。
Further, as shown in FIG. 31B, a luminance
また、制御部102は、輝度分布検出部6022により検出された輝度分布を用いて圧縮特性f(制御データDB)を求め、DR圧縮部604に現フレームの画像データに対して圧縮処理を行わせればよい。この場合、制御部102は、図29で説明したように、感度増幅率gを用いずに、輝度分布検出部6022から供給された輝度分布から平均値B、及び最大画素値Cを検出し、検出した平均値B及び最大画素値C並びに変曲点画素値Aと、目標とする平均値B´、及び最大画素値C´とを図29に示すグラフにプロットして線形補間することで圧縮特性fを算出すればよい。
Further, the
(変形例2)
実施の形態1,2では、入出力特性変換部の一例としてDR圧縮部604を画像処理部103に設けた。変形例2では、入出力特性部としてDR圧縮部604に代えてガンマ補正部を採用したことを特徴とする。
(Modification 2)
In the first and second embodiments, the
図32は、ガンマ補正部がガンマ補正に使用する階調特性hを示したグラフであり、詳細は図29と同じである。 FIG. 32 is a graph showing the gradation characteristic h used by the gamma correction unit for gamma correction, and the details are the same as FIG.
ガンマ補正部は、表示器の表示特性に適合するように入力された画像データの入出力特性を調整するものであるが、基本的な考え方はDR圧縮部604と同じである。すなわち、ガンマ補正部は、制御部102から階調特性hが制御データDBとして供給され、階調特性hにしたがって、入力された画像データの入出力特性を変換する。
The gamma correction unit adjusts the input / output characteristics of the input image data so as to match the display characteristics of the display, but the basic concept is the same as that of the
ここで、制御部102は、DR圧縮部604と同様、輝度分布において、変曲点画素値Aと、変曲点画素値A以下の画素値の平均値Bと、最大画素値Cとを目標とする変曲点画素値A´、平均値B´、最大画素値C´となるように、階調特性を求める。ここで、制御部102は、階調特性hを求める場合、目標とする変曲点画素値A´、平均値B´、最大画素値C´が階調特性hを求めるうえで適した値となるものを採用すればよい。
Here, similarly to the
101 撮像部
102 制御部
103 画像処理部
601 特性変換部
602 輝度分布検出部
603 感度増幅部
604 DR圧縮部
901 ヒストグラム検出部
1001 加減算部
1201 照明成分抽出部
1202 圧縮部
1203 反射率成分抽出部
1204 合成部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記撮像部で撮像された画像の輝度分布を検出する輝度分布検出部と、
前記撮像部の露光時間を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記輝度分布に基づき、前記第1光電変換特性により撮像されている画素の累積度数を検出し、当該累積度数が所定の度数許容範囲を満たすように前記露光時間を制御する撮像装置。 An imaging unit that images a subject with a first photoelectric conversion characteristic and a second photoelectric conversion characteristic having a lower sensitivity than the first photoelectric conversion characteristic;
A luminance distribution detector that detects a luminance distribution of an image captured by the imaging unit;
A control unit for controlling the exposure time of the imaging unit,
The control unit detects an accumulated frequency of pixels imaged by the first photoelectric conversion characteristic based on the luminance distribution, and controls the exposure time so that the accumulated frequency satisfies a predetermined frequency allowable range. apparatus.
前記第2光電変換特性は対数特性であり、
前記線形特性及び対数特性を基準光電変換特性に変換する特性変換部を更に備え、
前記輝度分布検出部は、前記基準光電変換特性に変換された画像の輝度分布を検出する請求項1記載の撮像装置。 The first photoelectric conversion characteristic is a linear characteristic,
The second photoelectric conversion characteristic is a logarithmic characteristic,
A characteristic converter that converts the linear characteristic and logarithmic characteristic into a reference photoelectric conversion characteristic;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the luminance distribution detection unit detects a luminance distribution of an image converted into the reference photoelectric conversion characteristic.
所定光量以上の画像が前記第2画像となるように前記第1、第2画像を合成する合成部を更に備え、
前記輝度分布検出部は、前記合成部により合成された画像の輝度分布を検出する請求項1記載の撮像装置。 The imaging unit captures the subject by multiple exposure to obtain first and second images of the first and second photoelectric conversion characteristics;
A synthesis unit that synthesizes the first and second images so that an image having a predetermined light quantity or more becomes the second image;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the luminance distribution detection unit detects a luminance distribution of the image synthesized by the synthesis unit.
前記感度増幅率で前記画像の感度を増幅する感度増幅部を更に備える請求項1〜5のいずれかに記載の撮像装置。 The control unit calculates a sensitivity amplification factor for making the brightness of the image converted into the reference photoelectric conversion characteristic constant based on the luminance distribution detected by the luminance distribution detection unit,
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a sensitivity amplification unit that amplifies the sensitivity of the image with the sensitivity amplification factor.
前記変換特性で前記入力画像の入出力特性を変換する入出力特性変換部を更に備える請求項1〜7のいずれかに記載の撮像装置。 The control unit detects a predetermined control point in the luminance distribution, uses the image amplified by the sensitivity control unit with the sensitivity amplification factor as an input image, and sets a pixel value at the control point of the input image to a specified value. To obtain a conversion characteristic for converting the input / output characteristics of the input image,
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an input / output characteristic conversion unit that converts an input / output characteristic of the input image with the conversion characteristic.
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