JP2016036187A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce random noise produced in a wide dynamic range image.SOLUTION: A main processing composition part 39 combines three images which are a short-time exposure image, a normal exposure image, and a long-time exposure image generated by imaging an identical subject by an imaging element with different exposure amounts to generate one wide dynamic range image. In photographing, when a sensitivity determination part 35 determines that sensitivity of the imaging element is low sensitivity lower than a threshold, a preprocessing composition part 38 combines a plurality of images generated through plural times of imaging with an exposure amount smaller than that of normal exposure to generate one image for noise reduction, and then outputs the image for noise reduction to the main processing composition part 39 as the short-time exposure image.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数回の撮像により取得した複数枚の画像を合成して1枚の合成画像を得る撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus for obtaining a plurality of one composite image by synthesizing a plurality of images obtained by the imaging.

従来、ダイナミックレンジの広い画像(以下「広ダイナミックレンジ画像」と称す)を生成するために、露光量を変えて撮像した同一被写体の複数の画像を、例えば加算平均による合成をして1枚の合成画像を得る撮像装置が知られている(特許文献1)。 Conventionally, in order to generate a wide dynamic range image (hereinafter referred to as "wide dynamic range image"), a plurality of images of the same subject captured by changing the exposure amount, for example, averaging by synthesis was one with the imaging device is known to obtain a composite image (Patent Document 1). この撮像装置の画像合成手段は、標準より多い露光量で得られた画像データを低輝度側のデータとし、標準の露光量で得られた画像データを高輝度側のデータとし、標準より少ない露光量で得られた画像データを超高輝度側のデータとして、全てもしくは任意の組み合わせで画像データを合成している。 Image synthesizing means of the imaging device, the image data obtained with the standard more exposure to the low brightness side data, the image data obtained in the standard exposure and the high luminance side of the data, standard less exposure the image data obtained in an amount as data of the super high luminance side, and synthesizes the image data in all or any combination.

特開平7−135599号公報 JP-7-135599 discloses

ところで、CCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子は、高出力(低ISO感度)のときに固定パターンノイズが生じやすく、また、低出力(高ISO感度)のときには光ショットノイズ等のランダムノイズが生じやすい。 Incidentally, the image pickup element such as a CCD or CMOS image sensor, fixed pattern noise is likely to occur at high output (low ISO sensitivity), also random noise such as light shot noise at the time of low power (high ISO sensitivity) occurs Cheap. 固定パターンノイズは、ある程度条件が同じであれば値が推測できるノイズであるため、画像処理等で軽減することができるのに対し、ランダムノイズは不特定の位置に発生するため画像処理等での軽減が難しい。 Fixed pattern noise are the noise that can be inferred value if somewhat conditions are the same, whereas it is possible to reduce the image processing or the like, random noise in the image processing or the like for generating an unspecified location mitigation is difficult.

本発明は、上記課題を解決するために、広ダイナミックレンジ画像に生じるランダムノイズを低減するように工夫した撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention, in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide a devise an imaging device so as to reduce random noise generated in the wide dynamic range image.

本発明の一態様では、撮像装置は、第1の露光条件で撮像した画像データと、前記第1の露光条件よりも露光量が少ない第2の露光条件で撮像した画像データとを生成する撮像部と;前記第1の露光条件で撮像された複数の画像データを合成した画像データと、前記第2の露光条件で撮像された複数の画像データを合成した画像データとを合成した合成画像データを生成する画像処理部と;を備える。 In one aspect of the present invention, an imaging apparatus, imaging to generate an image data captured by the first exposure condition, and the image data picked up by the first second exposure condition exposure amount is less than the exposure conditions parts and; the image data obtained by combining a plurality of image data captured by the first exposure condition, the second synthesized image data obtained by synthesizing the image data obtained by combining a plurality of image data captured under the exposure condition It comprises; image processing unit and for generating a. あるいは、撮像装置は、第1の露光条件で撮像した画像データと、前記第1の露光条件よりも露光量が少ない第2の露光条件で撮像した画像データとを生成する撮像部と;前記第2の露光条件で撮像された複数の画像データを合成した画像データと、前記第1の露光条件で撮像された画像データとを合成した合成画像データを生成する画像処理部と;を備え、前記画像処理部は、前記第2の露光条件で撮像された複数の画像データを合成するときの前記複数の画像データの数を、前記撮像部の感度により変更する。 Alternatively, the imaging device includes an image data captured by the first exposure condition, an imaging unit that generates the image data picked up by the first second exposure condition is less exposure than the exposure conditions; the first and image data obtained by combining a plurality of image data captured by the second exposure condition, an image processing unit that generates synthesized image data obtained by synthesizing the image data captured by said first exposure condition; wherein the the image processing section, a number of the plurality of image data when synthesizing a plurality of image data captured by said second exposure condition is changed by the sensitivity of the imaging unit.
本発明の別態様では、撮像装置は、撮像素子の感度を設定する設定手段と;前記撮像素子により同一被写体を異なる露光量で撮像して生成した複数枚の本処理用画像データを合成して1枚の広ダイナミックレンジ画像データを生成する本処理合成手段と;前記設定手段で設定される感度が閾値未満の低感度の場合、前記被写体を標準露光よりも少ない露光量で複数回撮像して生成した複数枚の前処理用画像データを合成して1枚のノイズ軽減用画像データを生成し、前記ノイズ軽減用画像データを前記本処理用画像データのうちの最も露光量が低い露光条件で撮像した画像データとして出力する前処理合成手段と;を備える。 In another aspect of the present invention, an imaging device, setting means and for setting the sensitivity of the image sensor; and combining a plurality of the processing image data generated by imaging the same subject at different exposure amounts by the image pickup device this process combining means and for generating one wide dynamic range image data; if sensitivity is set by the setting means is a low sensitivity below a threshold, the subject multiple times captured with a smaller exposure amount than the standard exposure generated by a plurality of synthesized pre-processing image data to generate image data for alleviating one noise, the noise reduction for the image data in the most amount of exposure is low exposure conditions of the present processing image data It comprises; preprocessing synthesizing means for outputting a captured image data.

前処理合成手段は、前処理用画像データを取得するための撮像回数を、低感度と判定した範囲のうちの低感度程、撮像回数が増えるように、感度に応じて変更するのが望ましい。 Preprocessing synthesis means, the image pickup times for obtaining the pre-processed image data, as the low sensitivity of the range where it is determined that low sensitivity, so that the number of times of imaging is increased, is to change depending on the sensitivity desired.

前処理合成手段としては、前処理用画像データの中から所定条件に基づいて基準画像データを決める決定部と;前記基準画像データを基準として前記前処理用画像データの位置合わせ処理を行う位置合わせ処理手段と;で構成するのが、高画質な画像が得られるため好適である。 Preprocessing The combining means, before based on a predetermined condition from the processing image data determining a reference image data determining section and; alignment for aligning treatment of the pre-processing image data based on the reference image data a processing unit; to composed, are suitable for high-quality image can be obtained.

また、前処理合成手段としては、設定手段で設定される感度が閾値を超える高感度の場合、複数枚の本処理用画像データを構成する、最も露光量が低い露光条件で撮像した短時間露光画像データ、標準の露光条件で撮像した標準露光画像データ、及び最も露光量が高い露光条件で撮像した長時間露光データのそれぞれを、複数枚の前処理用画像データを合成して作るのが、高感度撮影時に生じ易いランダムノイズを軽減することができるため好適である。 As the pretreatment composition means, in the case of high sensitivity where the sensitivity is set by the setting means exceeds a threshold value, constituting the plurality of the processing image data, short exposure taken by the most exposure is low exposure condition image data, the standard exposure image data captured by the standard exposure conditions, and the respective long exposure data captured in the most amount of exposure high exposure conditions, make by combining a plurality of pre-processing image data, is preferred since it is possible to reduce the likely random noise occurs during high-sensitivity shooting.

この場合、短時間露光画像データ用の前処理用画像データを取得するための撮像回数を「A」、前記標準露光画像データ用の前処理用画像データを取得するための撮像回数を「B」、及び前記長時間露光データ用の前処理用画像データを取得するための撮像回数を「C」とすると、A>B>Cの関係を満足するのが望ましい。 In this case, the imaging count for obtaining a pre-processing image data for the short exposure image data "A", the imaging count for obtaining a pre-processing image data for the standard exposure image data "B" , and when the "C" number of times of imaging for obtaining the pre-processed image data for the long exposure data, a> B> it is desirable to satisfy the C relationship.

この場合、前処理合成手段は、前処理用画像データを取得するための撮像回数を、高感度と判定した範囲のうちの高感度程、撮像回数が増えるように、感度に応じて変更するのが好適である。 In this case, the pre-processing combining means, the imaging count for obtaining a pre-processing image data, as the high sensitivity of the range is determined to a high sensitivity, as the number of times of imaging increases, to change in accordance with the sensitivity it is preferred.

本発明では、本処理用画像データのうちの最も露光量が低い露光条件で撮像した画像データを、複数回撮像して得た前処理用画像データを合成して作るので、ランダムノイズを確実に軽減することができる。 In the present invention, the image data captured by the most exposure is low exposure condition of the processing image data, so make by combining the pre-processing image data obtained by imaging a plurality of times, the random noise reliably it can be reduced.

本発明を用いた電子カメラの電気的概略を示すブロック図である。 Is a block diagram showing an electrical schematic of an electronic camera using the present invention. 画像処理回路の詳しい構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a detailed configuration of an image processing circuit. 位置合わせ処理の構成を示すブロック部である。 A block part showing a configuration of a positioning process. 合成撮影モードの動作手順を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing an operation procedure of the combined image capturing mode. 高感度時の動作手順を示すフローチャート図である。 Is a flowchart showing the operation procedure at the time of high sensitivity. 図5で説明した動作手順の続きを示すフローチャート図である。 It is a flowchart showing a continuation of the operation procedure described in FIG. 低感度の範囲における短時間露光画像データの取得枚数を変えた例を示す説明図である。 Is an explanatory diagram showing an example of changing the acquired number of short exposure image data in the range of low sensitivity. 高感度の範囲における短時間露光、標準露光、及び長時間露光との各画像データの取得枚数をそれぞれ変えた例を示す説明図である。 Short exposure in the range of high sensitivity, the standard exposure, and is an explanatory diagram showing an example of changing each acquisition number of the image data of the long exposure.

本発明の撮像装置の一実施形態として電子カメラを説明する。 One embodiment of an imaging apparatus of the present invention illustrating the electronic camera. 電子カメラは、1回のシャッタレリーズに応答して、撮像素子により異なる露光量で撮像して得た複数枚の画像データを合成して1枚の広ダイナミックレンジ画像データを生成する合成撮影モードを有する。 Electronic camera, in response to one shutter release, the combined image capturing mode of generating one wide dynamic range image data by synthesizing the plurality of image data obtained by imaging at different exposure amounts by the image sensor a.

電子カメラ10は、図1に示すうに、レンズ光学系11、絞り12,メカシャッタ13、撮像素子14、AFETG(アナログフロントエンド・タイミングジェネレータ)15、レンズ駆動部16、絞り駆動部17、シャッタ駆動部18、AE・AF回路19、制御部20、操作部21、LCD22、画像処理回路23、RAM24、ROM25、VRAM26、不揮発生メモリ27、メモリスロット28、及び外部メモリ29等で構成される。 Electronic camera 10, sea urchin shown in FIG. 1, a lens optical system 11, a diaphragm 12, a mechanical shutter 13, image pickup device 14, AFETG (analog front end timing generator) 15, a lens driving unit 16, the aperture drive unit 17, a shutter driving unit 18, AE · AF circuit 19, the control unit 20, and operation unit 21, LCD 22, the image processing circuit 23, RAM 24, ROM 25, VRAM 26, non-volatile raw memory 27, a memory slot 28, and the external memory 29 or the like.

レンズ駆動部16は、レンズ光学系11の変倍及び合焦動作を行う。 The lens driving unit 16 performs zooming and focusing operation of the lens optical system 11. 絞り駆動部17は、絞り12を駆動する。 Aperture drive unit 17 drives the aperture 12. シャッタ駆動部18は、メカシャッタ13を駆動する。 Shutter drive unit 18 drives the mechanical shutter 13. 撮像素子14は、レンズ光学系11、及び絞り12を介して結像される被写体像を光電変換するCCDやCMOS等のイメージセンサである。 The imaging device 14, a lens optical system 11, and an image sensor such as a CCD or CMOS for photoelectrically converting an object image formed through the aperture 12.

AFETG15は、TG(タイミングジェネレータ)30、V−driver(垂直駆動部)31、及びAFE(アナログフロントエンド)32で構成される。 AFETG15 is, TG (timing generator) 30, V-driver (vertical driver) 31, and AFE composed (analog front end) 32.

TG30は、V−driver31を介して画像信号の読み出しタイミングを撮像素子14に与える。 TG30 gives the reading timing of the image signal to the image pickup device 14 through the V-driver31. AFE32は、撮像素子14から読み出されるアナログの画像信号のノイズ除去やアナログゲインアップにより増幅を行った後、A/D変換してデジタルの画像データに変換し、変換した画像データをAE・AF回路19と画像処理回路23に出力する。 AFE32 is, after amplified by the noise removal and analog gain-up of the analog image signal read from the image sensor 14, A / D conversion into digital image data, the converted image data AE · AF circuit outputs 19 and the image processing circuit 23.

AE・AF回路19は、画像データのコントラスト情報に基づいてフォーカスを制御するAF(オートフォーカス)情報、及び画像データに基づいて最適なAE(オートエクスポージャ)情報やホワイトバランス情報をそれぞれ取り出して制御部20に送る。 AE · AF circuit 19, AF controlling the focus based on the contrast information of the image data (autofocus) information, and optimal AE (auto exposure) information and control retrieves each white balance information based on the image data and it sends it to the part 20. 制御部20は、AF情報、AE情報、及びホワイトバランス情報に基づいてレンズ駆動部17、絞り駆動部17、及び画像処理回路23等を制御する。 Control unit 20 controls the AF information, AE information, and the lens driving unit 17 based on the white balance information, diaphragm driver 17, and the image processing circuit 23 or the like.

画像処理回路23は、ホワイトバランス処理、圧縮符号化、復号処理、画像合成処理等が含まれる。 The image processing circuit 23, white balance processing, compression coding, decoding processing includes image synthesis processing and the like. VRAM26は、LCD22に表示するための画像メモリである。 VRAM26 is an image memory for displaying on the LCD 22. LCD22には、撮像された画像の表示、カメラの各種設定のメニューや撮影モードの表示が行われる。 The LCD 22, the display of the captured image, the display of menus and shooting mode camera settings are performed.

メモリスロット28には、外部メモリ29が着脱自在に接続される。 The memory slot 28, external memory 29 is detachably connected. 外部メモリ29には、画像処理回路23で生成される圧縮符号化された画像データが保存される。 The external memory 29, compression-coded image data generated by the image processing circuit 23 is stored.

RAM24は、制御部20や画像処理回路23のワークエリアとして使用される。 RAM24 is used as a work area of ​​the control unit 20 and the image processing circuit 23. ROM25には、制御部20が実行するプログラムが格納されている。 The ROM 25, program control unit 20 executes is stored. 不揮発性メモリ27は、電子カメラ10の各種の調整データや、ユーザによって設定された撮影モードや感度(ISO感度)等を格納する。 Nonvolatile memory 27 stores various adjustment data and the electronic camera 10, photographing mode and sensitivity (ISO sensitivity) which is set by the user or the like to store.

制御部20は、ROM25に記憶されているプログラムに従って動作するCPU(中央演算処理部)を中心に構成され、電子カメラ10の各部を制御する。 Control unit 20 is configured around a CPU (central processing unit) that operates according to a program stored in the ROM 25, controls each unit of the electronic camera 10. 例えば、制御部20は、撮像素子14の画像信号を読み出す指示をAFETG15のTG30に与え、撮像素子14から読み出した画像信号を、AFE32を介して画像処理回路23に入力し、画像処理回路23でその時点の撮影モードに対応する処理等を実行した後に、処理済みの画像データを、バス33を介して外部メモリ29に記録するように制御する。 For example, the control unit 20, an instruction to read the image signal from the image sensor 14 provided to TG30 of AFETG15, an image signal read out from the image sensor 14, and input to the image processing circuit 23 via the AFE32, the image processing circuit 23 after executing the processing or the like corresponding to the photographing mode at that time, the processed image data, and controls to record in the external memory 29 via the bus 33.

操作部21は、感度設定部、モード設定部、シャッタボタン、及び電源ボタン等で構成されており、これらは制御部20に操作信号や設定信号を送る。 Operation unit 21, the sensitivity setting unit, the mode setting unit is configured by a shutter button, and the power button or the like, they send an operation signal and the setting signal to the control unit 20. 感度設定部は、撮像素子14の感度(ISO感度)を複数段階に変更するための操作部である。 Sensitivity setting unit, an operation unit for changing the sensitivity of the image sensor 14 (ISO sensitivity) in a plurality of stages. 感度は、予め任意の感度に定められている。 Sensitivity is defined in advance any sensitivity.

制御部20は、AE・AF回路19から被写体輝度情報を得ると、感度と被写体輝度とで決まる適正露出に近づくように、その時点に設定されている感度に対応したプログラム線図に従って標準の露光量(絞り値とシャッター速度値で求まる露光量)を決定する。 Control unit 20 obtains a subject luminance information from the AE · AF circuit 19, the sensitivity and so approach the proper exposure determined by the subject brightness, a standard exposure in accordance with a program diagram corresponding to the sensitivity that is set in the time determining the amount (exposure amount determined by the aperture value and shutter speed value).

モード設定部は、合成撮影モード、通常撮影モード、及び再生モードのうちのいずれか一つを択一的に選択する操作部である。 Mode setting unit, the combined image capturing mode, the normal shooting mode, and an operation unit for selecting alternatively any one of the reproduction mode. 合成撮影モードは、撮像素子14により同一被写体を、異なる露光量で撮像して生成した複数枚の本処理用画像データを合成して1枚の広ダイナミックレンジ画像データを得るモードである。 Composite shooting mode, the same object by the image sensor 14, a mode of obtaining a one wide dynamic range image data by synthesizing a plurality of the processing image data generated by imaging at different exposure amounts.

合成撮影モードの時には、撮像素子14の蓄積時間を可変する電子シャッタと絞り17の組み合わせで露光量を制御する。 When the combined image capturing mode, the exposure quantity is controlled by a combination of the electronic shutter and the aperture 17 for varying the storage time of the image sensor 14. なお、シャッタ速度としては、電子シャッタの代わりに、例えばメカシャッタ13の開閉で決定してもよいし、露光の最初のタイミングを電子シャッタで取り、露光終了をメカシャッタ13で決定してもよい。 As the shutter speed, instead of the electronic shutter, for example may be determined by the opening and closing of the mechanical shutter 13, it takes the first exposure timing by the electronic shutter may determine the end of exposure in mechanical shutter 13.

通常撮影モードは、標準の露出量で撮像素子14により1回撮像して1枚の画像データを生成するモードである。 Normal shooting mode is a mode for generating image data of one sheet by imaging once by the image sensor 14 in the standard exposure quantity. 再生モードは、外部メモリ29に記録した画像データをLCD22に再生するモードである。 Reproduction mode is a mode for reproducing the image data recorded in the external memory 29 to the LCD 22.

制御部20は、図2に示すように、感度判定部35、及びカウンタ36を有する。 Control unit 20, as shown in FIG. 2, having a sensitivity determination unit 35 and the counter 36. 感度判定部35は、撮影時に感度設定部に設定されている設定感度を認識するとともに、認識した感度を予め決められている閾値とを比較して高感度か低感度かを判定する。 Sensitivity determination unit 35 determines recognizes the sensitivity setting that is set in the sensitivity setting unit at the time of shooting is compared with the threshold value are determined the recognized sensitivity in advance whether sensitive or low sensitivity. カウンタ36は、画像データの取り込み回数をカウントする。 Counter 36 counts the acquisition count of the image data. 制御部20は、感度判定部35で判定した感度に応じて、アナログの画像データをAFE32のアナログゲインアップで増幅するときの度合いを変更する。 Control unit 20, depending on the sensitivity determined in the sensitivity determination unit 35 changes the degree of when amplifying the analog image data in the analog gain-up of AFE32.

画像処理回路23は、振分け部37、前処理合成部38、及び本処理合成部39を備えている。 The image processing circuit 23 includes a sorting unit 37, the pre-processing combining unit 38 and the process combining unit 39. 振分け部37は、画像データを前処理合成部38と本処理合成部39に振り分けるものであり、この振り分け処理は、高感度又は低感度の時の前処理用の画像データか本処理用の画像データかに基づいて制御部20により制御される。 Sorting unit 37, which distributes the image data to the preprocessing combining unit 38 and the process combining unit 39, the sorting process is high sensitivity or low sensitivity image data or image for the treatment of pre-processing when the data or be controlled by the control unit 20 based on.

本処理合成部39は、合成撮影モードの時に、異なる露光量で撮像した複数枚の本処理用画像データを合成して1枚の広ダイナミックレンジ画像データを生成する処理を行う。 This process combining unit 39, when the combined image capturing mode, performs a process of generating one wide dynamic range image data and a plurality of combining the process for image data captured at different exposure amounts. 本処理用画像データは、例えば、短時間露光画像データ、標準露光画像データ、及び長時間露光画像データで構成されている。 Image data for the present process, for example, a short exposure image data, the standard exposure image data, and the long time exposure image data. 短時間露光画像データは、撮像素子14により標準より少ない露光量で撮像して生成した画像データである。 Short exposure image data is image data generated by imaging a smaller exposure amount than the standard by the image sensor 14. 標準露光画像データは、撮像素子14により標準の露光量で撮像して生成した画像データである。 Standard exposure image data is image data generated by imaging a standard exposure by the imaging device 14. 長時間露光画像データは、撮像素子14により標準よりも多い露光量で撮像して生成した画像データである。 Long exposure image data is image data generated by imaging at high exposure amount than the standard by the image sensor 14.

前処理合成部38は、合成撮影モードの時に低感度と判定した場合、ランダムノイズを軽減するために、撮像素子14により標準よりも少ない露光量で撮像して生成した複数枚の前処理用画像データを合成して1枚のノイズ軽減用画像データを生成し、ノイズ軽減用画像データを本処理用画像データのうちの短時間露光画像データとして本処理合成部39に出力する。 Preprocessing synthesis unit 38, if it is determined that the low sensitivity when the combined image capturing mode, in order to reduce the random noise, a plurality of pre-processing image generated by imaging with a small amount of exposure than the standard by the image sensor 14 data synthesized to the generated image data for alleviating one noise, and outputs to the processing synthesizing unit 39 the noise reduction image data as a short exposure image data of the processing image data.

また、前処理合成部38は、合成撮影モードの時に高感度と判定した場合、撮像素子14により標準よりも少ない露光量で撮像して生成した複数枚の画像データを1枚の画像データに合成したものを短時間露光画像データとし、また、標準の露光量で撮像して生成した複数枚の画像データを1枚の画像データに合成したものを標準露光画像データとし、さらに、標準よりも多い露光量で撮像して生成した複数枚の画像データを1枚の画像データに合成したものを長時間露光画像データとしてそれぞれ本処理合成部39に出力する。 Also, the pre-processing combining unit 38, when judging that a high sensitivity when the combined image capturing mode, combining a plurality image data generated by imaging a smaller exposure amount than the standard by the image sensor 14 in one image data and the ones with the short exposure image data, also those synthesized a plurality image data generated by imaging a standard amount of exposure to one image data as a standard exposure image data, further, more than a standard each a composite of image data of a plurality generated by imaging with an exposure dose in one image data as a long-time exposure image data and outputs to the processing synthesizing unit 39.

前処理及び本処理合成部38,39は、バッファメモリ40,44、位置合わせ処理41,45、及び画像合成43,47をそれぞれ備えている。 Preprocessing and the process combining unit 38 and 39 includes a buffer memory 40 and 44, the registration process 41, 45, and image synthesizing 43, 47, respectively. バッファメモリ40,44は、複数の画像データを一時的に記憶する。 Buffer memory 40, 44, temporarily stores a plurality of image data. 位置合わせ処理41,45は、各画像データを比較して、各画像データの位置が一致するように座標を修正する処理を行う。 Positioning process 41 and 45 compares the respective image data, performs a process of correcting the coordinate as the position of each image data match. 画像合成43,47は、修正した座標の情報に基づいて各画像データを加算した後に、画像データの枚数で除算する平均化処理を行って1枚の画像データを生成する。 Image combining 43 and 47, after adding the image data on the basis of the corrected coordinate information, by performing the averaging processing and dividing by the number of image data to generate one image data.

位置合わせ処理41,45は、図3に示すように、評価部48、決定部49、及び位置合わせ部50で構成されている。 Positioning process 41 and 45, as shown in FIG. 3, and a evaluation unit 48, determination unit 49 and the positioning unit 50,. 評価部48は、所定の条件、例えば画像データのレベル(明るさ)、コントラスト、及び空間周波数の高周波成分とのうちの少なくとも1つを求めて各画像データを評価する。 Evaluation unit 48, a predetermined condition, for example, the level of the image data (brightness), to evaluate the contrast, and the image data in search of at least one of the high-frequency component of the spatial frequency. この場合、画像データの白黒レベルが飽和レベルに達していない画像データのうちの最も明るい画像データほど、又は最もコントラスト値が高い画像データほど、あるいは最も高周波成分が多い画像データほど評価値を高くする。 In this case, as the brightest image data among the image data black and white level of the image data has not reached the saturation level, or most contrast value is higher image data, or to increase the most higher frequency components are often image data evaluation value .

なお、代わりに、各画像データから主要被写体を検出し、検出した主要被写体の動き量が小さい程評価値を高くする条件や、フォーカス状態、主要被写体の変形度合い等の評価で基準の画像データを決めても良い。 Incidentally, instead, to detect the main object from each image data, conditions and to increase the evaluation value as the motion amount of the main subject detected is small, the focus state, the reference image data in the evaluation of the deformation degree, etc. of the main subject it may be determined.

決定部49は、評価部48で求めた各画像データの評価値に基づいて最も合成に適した画像データを基準画像データとして決定する。 Determining unit 49 determines the image data most suitable for synthesis on the basis of the evaluation values ​​of the respective image data obtained by the evaluation unit 48 as the reference image data. 位置合わせ部50は、基準画像データを基準として残りの画像データに対して座標位置が一致するように位置合わせ処理を行う。 Positioning unit 50 performs positioning processing as coordinate position is matched against the remaining image data to reference image data as a reference. これにより、画像合成43,47で合成される画像データは、画質が向上する。 Thus, the image data which is synthesized in the image synthesizing 43 and 47, the image quality is improved. なお、評価部48で、各画像データの評価をした後に、評価値が予め決めた閾値よりも低い場合には、その画像データを合成に使用しないように選択する処理を行うようにしてもよい。 Incidentally, the evaluation unit 48, after the evaluation of each image data, when the evaluation value is less than the predetermined threshold value may be performed a process of selecting not to use the image data to the synthesis .

次に上記構成の作用を、図4を参照しながら説明する。 Next, operation of the above structure will be described with reference to FIG. 撮像素子14の感度は、初期値、例えばISO感度「400」に予め設定されている。 Sensitivity of the image sensor 14 is previously set to an initial value, for example, ISO sensitivity "400". 撮影者は、広ダイナミックレンジ画像を撮影する場合には、合成撮影モードを選択する。 Photographer, when photographing a wide dynamic range image, selects the combined image capturing mode.

制御部20は、1回のシャッヤレリーズに応答して、その時点の標準露光量を決定し(S−1)、また、その時点の撮影モードを確認し(S−2)、さらに、合成撮影モードの場合には、その時点で設定されている感度が閾値未満か否かを判定する(S−3)。 Control unit 20, in response to the shut ya release once, to determine the standard exposure quantity at that time (S-1), also check the shooting mode at that time (S-2), further, the synthetic when the shooting mode determines whether sensitivity is set at that time or less than the threshold value (S-3). 例えば、設定感度がISO感度「50」で、閾値がISO感度「600」である場合には設定感度が低感度であると判定する。 For example, it is determined set sensitivity at ISO sensitivity "50", and set the sensitivity in case the threshold is ISO sensitivity "600" is low sensitivity.

制御部20は、低感度と判定した場合、標準より少ない露光量、例えば「−1EV」の露光補正をした露光量に設定して撮像素子14で連写的に撮像することで複数枚、例えば5枚の前処理用画像データを取得し(S−4)、振分け部37を制御して5枚の前処理用画像データを前処理合成部38のバッファメモリ40に取り込む。 Control unit 20, when determining the low sensitivity, the plurality by continuous manner captured by the image sensor 14 by setting the standard lesser exposure, for example, the exposure amount of the exposure correction "-1EV", e.g. get the five pre-processing image data (S-4), by controlling the distribution unit 37 takes in the five pretreatment image data in the buffer memory 40 of the preprocessing synthesis unit 38.

前処理合成部38は、制御部20からカウントアップに応答する信号を受け取ることで、バッファメモリ40から5枚の前処理用画像データを順に読み出し、各前処理用画像データについて評価部48で予め決めた条件に基づいて評価を行い、評価結果に基づいて基準の画像データを決定部49で決定し(S−5)、位置合わせ部50で基準の画像データに基づいて残りの画像データに対して位置合わせ処理を行い(S−6)、その後に画像合成43で、基準画像データに対して位置合わせ処理済みの画像データを順に加算平均化処理により合成をして本処理用の短時間露光画像データを生成し(S−7)、短時間露光画像データを本処理合成部39のバッファメモリ44に出力する。 Preprocessing combining unit 38, by receiving a signal response from the control unit 20 to count up, sequentially reads the five pre-processing image data from the buffer memory 40 in advance by the evaluation unit 48 for each pre-processing image data evaluated based on the determined conditions, based on the evaluation results to determine the image data of the reference at the determining unit 49 (S-5), for the remaining image data based on image data of the reference in the alignment unit 50 performs positioning processing Te (S-6), followed by the image synthesizing 43, the image data of the alignment processed with respect to the reference image data by the synthesized by the averaging processing in the order short exposure for the process It generates image data (S-7), and outputs a short time exposure image data in the buffer memory 44 of the processing composition unit 39.

なお、5枚の前処理用画像データを取得する時には、制御部20は、カウンタ36を初期化し(S−8)、カウンタ36で短時間露光での撮像回数をカウントし(S−9)、その撮像回数が予め決められた回数に達したか否かを判定する(S−10)。 Incidentally, when obtaining the five pre-processing image data, the control unit 20, the counter 36 initializes (S-8), counts the number of times of imaging in a short time exposure in the counter 36 (S-9), It determines whether reached the number of times the image capturing number predetermined (S-10).

引き続き制御部20は、標準の露光量に変えて1枚撮像して本処理用の標準露光画像データを生成し(S−11)、振分け部37を制御して標準露光画像データを本処理合成部39のバッファメモリ44に取り込み、引き続き、標準より多い露光量、例えば「+1EV」の露光補正をした露光量に設定して1枚撮像して本処理用の長時間露光画像データを生成し(S−12)、長時間露光画像データをバッファメモリ44に取り込む。 Subsequently the control unit 20, instead of the standard exposure to generate a standard exposure image data for the present process by one imaging (S-11), the process combining standard exposure image data by controlling the distribution unit 37 uptake in the buffer memory 44 parts 39, subsequently, the standard more exposure, to generate a long exposure image data, for example "+ 1EV" exposure correction present process by one imaging is set to the exposure amount of the ( S-12), taking the long-time exposure image data in the buffer memory 44.

本処理合成部39は、短時間露光画像データ、標準露光画像データ、及び長時間露光画像データとの3つの本処理用画像データがバッファメモリ44に取り込まれることに応答して、位置合わせ処理45で前述した位置合わせ処理41と同じ処理を行って基準の画像データを決定し(S−13)、基準の画像データに対して残りの画像データについてそれぞれ位置合わせ処理を行って(S−14)、基準の画像データに対して位置合わせ処理済みの画像データを加算平均化処理により順に合成をして広ダイナミックレンジ画像データを生成し(S−15)、広ダイナミックレンジ画像データを外部メモリ29に記録する。 This process combining unit 39, in response to the short exposure image data, the standard exposure image data, and three of the processing image data of the long exposure image data captured in the buffer memory 44, the positioning process 45 in determining the image data of the reference by performing the same process as the positioning process 41 described above (S-13), the reference image data by performing the positioning processing each of the remaining image data (S-14) , and the combined sequentially by addition averaging processing of image data of the alignment processed with respect to the reference image data to generate a wide dynamic range image data (S-15), a wide dynamic range image data in the external memory 29 Record. 低感度判定での合成撮影モードで得られる広ダイナミックレンジ画像は、白とびや黒つぶれの発生を抑えることに加えて、低感度撮影で生じ易いランダムノイズを低減した画像になる。 Wide dynamic range image obtained by combining image capturing mode in the low-sensitivity determination, in addition to suppressing the occurrence of overexposure or underexposure, the image by reducing the likely random noise generated in the low-sensitivity shooting.

次に、感度判定部35が図4(S―3)の判定において例えば設定感度がISO[800]の場合、設定感度が閾値を超えるため、高感度であると判定する。 Then, when the sensitivity determination unit 35 is, for example, setting sensitivity in the determination of FIG. 4 (S-3) ISO of [800], since the setting sensitivity exceeds the threshold, it is determined that a high sensitivity. この場合、図5に示すように、制御部20は、標準より少ない露光量、例えば「−1EV」の露光補正をした露光量に設定して撮像素子14で連写的に撮像することで複数枚、例えば6枚の前処理用画像データを取得し(S−16)、振分け部37を制御して6枚の前処理用画像データを前処理合成部38のバッファメモリ40に取り込む。 Multiple this case, as shown in FIG. 5, the control unit 20, the standard lesser exposure, for example by continuous manner captured by the image sensor 14 exposed correcting the set exposure amount of "-1EV" Like, for example, to get the six pre-processed image data (S-16), and controls the distribution unit 37 takes in the six pre-processing image data in the buffer memory 40 of the preprocessing synthesis unit 38.

前処理合成部38は、制御部20から短時間露光での撮影回数がカウントアップすることに応答して、バッファメモリ40から6枚の前処理用画像データを順に読み出し、前述した同じ処理を位置合わせ処理41、及び画像合成43で行って(S−17)、本処理用の短時間露光画像データを生成し(S−18)、短時間露光画像データを本処理合成部39のバッファメモリ44に出力する。 Preprocessing synthesis unit 38, in response to the number of shots in a short time exposure from the control unit 20 counts up sequentially reads out the pre-processing image data from the buffer memory 40 of six, it positions the same processing described above performed in conjunction processing 41 and image synthesis 43, (S-17), generates a short exposure image data for the processing (S-18), a buffer memory 44 of the processing synthesizing unit 39 the short exposure image data and outputs it to.

引き続き制御部20は、標準の露光量に設定して撮像素子14で連写的に撮像することで、短時間露光で撮像する枚数よりも少ない複数枚、例えば4枚の前処理用画像データを取得し(S−19)、振分け部37を制御して4枚の前処理用画像データを前処理合成部38のバッファメモリ40に取り込む。 Subsequently the control unit 20, by continuous manner captured by the image sensor 14 is set to the standard exposure, a plurality less than the number of imaging in a short time exposure, for example, the four pre-processing image data obtained (S-19), by controlling the distribution unit 37 takes in the four preprocessed image data in the buffer memory 40 of the preprocessing synthesis unit 38.

前処理合成部38は、制御部20から標準露光での撮影回数がカウントアップすることに応答して、バッファメモリ40から4枚の前処理用画像データを順に読み出し、前述した同じ処理を位置合わせ処理41、及び画像合成43で行って(S−20)、本処理用の標準露光画像データを生成し(S−21)、標準露光画像データを本処理合成部39のバッファメモリ44に出力する。 Preprocessing synthesis unit 38, in response to the number of shots in a standard exposure is counted up from the control unit 20 sequentially reads the four preprocessed image data from the buffer memory 40, positioning the same processing described above performed by processing 41 and image synthesis 43, (S-20), to generate a standard exposure image data for the processing (S-21), and outputs the standard exposure image data in the buffer memory 44 of the processing composition unit 39 .

引き続き制御部20は、図6に示すように、標準よりも多い露光量、例えば「+1EV」の露出補正をした露光量に設定して撮像素子14で連写的に撮像することで、標準露光で撮像する枚数よりも少ない複数枚、例えば2枚の前処理用画像データを取得し(S−22)、振分け部37を制御して2枚の前処理用画像データを前処理合成部38のバッファメモリ40に取り込む。 Subsequently the control unit 20, as shown in FIG. 6, more exposure than the standard, for example "+ 1EV" exposure compensation was set to an exposure amount by continuous manner captured by the image sensor 14, the standard exposure plurality less than the number of imaging in, for example, to get the two preprocessed image data (S-22), a pre-processing image data of two by controlling the distribution unit 37 of the pre-processing combining section 38 taken into the buffer memory 40.

前処理合成部38は、制御部20から標準露光での撮影回数がカウントアップすることに応答して、バッファメモリ40から2枚の前処理用画像データを順に読み出し、前述した同じ処理を位置合わせ処理41、及び画像合成43で行って(S−23)、本処理用の長時間露光画像データを生成し(S−24)、長時間露光画像データを本処理合成部39のバッファメモリ44に出力する。 Preprocessing synthesis unit 38, in response to the number of shots in a standard exposure is counted up from the control unit 20 sequentially reads out the pre-processing image data from the buffer memory 40 of the two alignment the same processing described above performed by processing 41 and image synthesis 43, (S-23), to generate a long exposure image data for the processing (S-24), the long-time exposure image data in the buffer memory 44 of the processing composition unit 39 Output.

そして、図4(S−13〜S−15)で説明したように、本処理合成部39は、3つの本処理用画像データがバッファメモリ44に取り込まれることに応答して、位置合わせ処理45で基準の画像データを決定し(S−25)、基準の画像データに対して残りの画像データについてそれぞれ位置合わせ処理を行って(S−26)、基準の画像データに対して位置合わせ処理済みの画像データを加算平均化処理により順に合成をして広ダイナミックレンジ画像データを生成し(S−27)、広ダイナミックレンジ画像データを外部メモリ29に記録する。 Then, as described with reference to FIG. 4 (S-13~S-15), the process combining unit 39, in response to three of the processing image data is fetched into the buffer memory 44, the positioning process 45 in determining the image data of the reference (S-25), performs positioning processing each of the remaining image data to the reference image data (S-26), positioning the processed with respect to the reference image data image data by the synthesized sequentially by addition averaging process generates a wide dynamic range image data (S-27), to record the wide dynamic range image data in the external memory 29. 高感度判定で生成した広ダイナミックレンジ画像は、白とびや黒つぶれの発生を抑えることに加えて、高感度撮影時に生じ易いランダムノイズを低減した画像になる。 Wide dynamic range image generated by the highly sensitive determination, in addition to suppressing the occurrence of overexposure or underexposure, the image by reducing the likely random noise occurs during high-sensitivity shooting.

なお、制御部20は、広ダイナミックレンジ画像データを記録した後に、バッファメモリ40,44をクリアする制御を行うことが望ましい。 The control unit 20, after recording the wide dynamic range image data, it is desirable to perform control for clearing the buffer memory 40, 44.

また、上記実施形態では、感度に応じて決められた撮影枚数、露出補正値は、前述した数値に限らないことはいうまでもない。 In the above embodiment, the number of shots which is determined according to the sensitivity, exposure compensation value is, of course, not limited to the values ​​described above. 例えば図7に示すように、設定感度が閾値未満の範囲において、設定感度が低感度程、短時間露光画像データの取得枚数を増やすのが好適である。 For example, as shown in FIG. 7, the range setting sensitivity is less than the threshold value, as set sensitivity is low sensitivity, it is preferable to increase the acquisition number of the short exposure image data. また、例えば図8に示すように、設定感度が閾値を超える範囲において設定感度が高感度程、短時間露光、標準露光、及び長時間露光との各画像データの取得枚数をそれぞれ増やすのが好適である。 For example, as shown in FIG. 8, as the high sensitivity setting sensitivity in a range where the sensitivity setting exceeds the threshold value, the short-time exposure, standard exposure, and preferable to increase respectively the acquisition number of the image data of the long exposure it is. なお、短時間露光、標準露光、及び長時間露光との各画像データの取得枚数を順にA、B、Cとすると、A>B>Cの関係を保つように、各画像データの取得枚数を変更するのが好適である。 Incidentally, the short-time exposure, standard exposure, and sequentially A to obtain the number of each image data with the long-time exposure, B, and is C, to maintain the relation of A> B> C, to obtain the number of the image data it is preferable to change.

手動で設定する場合には、操作部にカーソルボタンやOKボタン等の変更操作部を設け、これら操作部を用いて、例えば低感度と判定した時における短時間露光での撮影枚数、及び高感度における短時間露光での撮影枚数、標準露光での撮影枚数、長時間露光での撮影枚数を各々設定すればよい。 When setting manually, the operation unit changes the operation unit such as a cursor button and an OK button provided, the number of shots of using these operating portion, a short time exposure at the time it is determined that such as low sensitivity and high sensitivity number of shots in a short time exposure in the shooting number of the standard exposure can be set respectively the number of shots in the long exposure.

上記実施形態では、短時間露光、標準露光、及び長時間露光との3つの画像データを合成して広ダイナミックレンジ画像を生成しているが、本発明ではこれに限らず、露光の異なる2つの画像データを合成して、又は超低時間露光や超長時間露光の画像データを追加した4つ以上の画像データを合成して広ダイナミックレンジ画像を生成してもよい。 In the above embodiment, the short-time exposure, standard exposure, and long has to generate a synthesized and wide dynamic range image of three image data of the exposure is not limited thereto in the present invention, the exposure of two different by combining the image data, or ultra low time exposure and ultra long four or more image data obtained by adding the image data of the exposure may be generated by synthesizing the wide dynamic range image.

上記実施形態では、低感度と判定した時には、最初に前処理用画像を短時間露光で複数回撮像し、次に標準露光での撮像、最後に長時間露光での撮像の順としているが、本発明ではその順に限らず、例えば逆の順、あるいは最初に標準露光での撮像し、次に短時間露光で複数回撮像、最後に長時間露光での撮像の順にしてもよい。 In the above embodiment, when it is determined that the low-sensitivity first preprocessed image multiple times captured in short exposure, and then imaging of the standard exposure, although the order of imaging in the last long exposure, the present invention is not limited to this order, for example, reverse order or captured in the first standard exposure, a plurality of times imaging then at short exposure may be in the order of imaging in the last long exposure.

また、高感度と判定した時も同様に、短時間露光画像データ用の前処理用画像データを取得するために撮像する期間、標準露光画像データ用の前処理用画像データを取得するための撮像期間、及び長時間露光データ用の前処理用画像データを取得するための撮像期間の順はいずれの順でもよい。 Similarly, when it is determined that the high sensitivity, short period of imaging to obtain a pre-processing image data for exposing the image data, the image pickup for obtaining the pre-processed image data for the standard exposure image data period, and long order of imaging time for obtaining the pre-processed image data for the exposure data may be any order.

上記実施形態では、画像データを取得する毎に位置合わせ処理をして合成しているが、先に全ての撮像を行って画像データをRAMに記録しておき、撮影完了後にRAMから合成対象の画像データを読み出して合成していくように構成してもよい。 In the above embodiment, the synthesized alignment process for each of acquiring image data, may be recorded image data by all the imaging forward to RAM, the RAM after shooting completion of the synthesis target it may be configured to continue to synthesize the image data is read. また、先に全ての撮像を行って画像データをフラッシュメモリ等に記録しておき、予め画像処理ソフトを電子カメラ等にインストールしておき、撮影後にそのソフトを実行して撮像した複数枚の画像データを合成するようにしてもよい。 Further, by performing all of the imaging previously recorded image data in the flash memory or the like advance, have installed beforehand an image processing software in an electronic camera or the like, a plurality captured by executing the software after shooting image data may be synthesized.

さらに、上記実施形態では本発明を電子カメラ10に使用して説明しているが、本発明ではこれに限らず、ビデオカメラやテレビカメラ等に使用することができる。 Furthermore, in the above embodiment is described using the present invention to the electronic camera 10, but not limited thereto in the present invention can be used for video cameras and television camera or the like.

14 撮像素子12 絞り13 メカシャッタ15 AFETG 14 imaging device 12 stop 13 mechanical shutter 15 AFETG
23 画像処理回路38 前処理合成部39 本処理合成部 23 image processing circuit 38 preprocessing combining unit 39 present process combining unit

Claims (1)

  1. 第1の露光条件で撮像した画像データと、前記第1の露光条件よりも露光量が少ない第2の露光条件で撮像した画像データとを生成する撮像部と、 An imaging unit that generates the captured image data, the image data captured by the second exposure condition is less exposure than the first exposure condition at the first exposure condition,
    前記第1の露光条件で撮像された複数の画像データを合成した画像データと、前記第2の露光条件で撮像された複数の画像データを合成した画像データとを合成した合成画像データを生成する画像処理部と、 Generating image data obtained by combining a plurality of image data captured by the first exposure condition, the synthetic composite image data and the image data obtained by combining a plurality of image data captured by the second exposure condition and an image processing unit,
    を備える撮像装置。 Imaging device comprising a.
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