JP2022107233A - Image sensor, imaging device, and signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、被写体の特徴に応じたHDR(High Dynamic Range)合成を行うためのイメージセンサ、撮像装置、信号処理方法に関する。 The present technology relates to an image sensor, an image pickup device, and a signal processing method for performing HDR (High Dynamic Range) synthesis according to the characteristics of a subject.
露光時間の異なる複数の画像を用いたHDR合成を行うことによりHDR画像信号を得る技術が知られている。このような技術においては、被写体の特徴に応じて露光時間の異なる複数の画像信号のブレンド率を決定する。
例えば、下記の特許文献1においては、動きのある被写体が撮像された画素については動きに強い信号である短露光時間の画素信号を用いるようにブレンド率を決定する。
A technique for obtaining an HDR image signal by performing HDR composition using a plurality of images having different exposure times is known. In such a technique, the blending ratio of a plurality of image signals having different exposure times is determined according to the characteristics of the subject.
For example, in
ところが、動きのある被写体として検出される被写体の中には、周期的に明滅を繰り返す発光体なども含まれている。このような被写体について短露光時間とされた画素信号を用いるようにブレンド率を決定してしまうと、発光体が正常に撮像できないという問題がある。 However, the subject detected as a moving subject includes a light emitting body that repeatedly blinks periodically. If the blending ratio is determined so as to use a pixel signal having a short exposure time for such a subject, there is a problem that the illuminant cannot be imaged normally.
本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、被写体の特徴に応じて適切なブレンド率を決定することを目的とする。 This technique was made in view of the above circumstances, and aims to determine an appropriate blending ratio according to the characteristics of the subject.
本技術に係るイメージセンサは、第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素と前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素とが二次元に配列された画素アレイ部と、第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えたものである。
第1画素と第2の画素の受光感度の違いは、画素における受光面積の違いによるものであってもよいし、露光時間の長さの違いによるものであってもよいし、受光素子の特性の違いによるものであってもよい。また、大局的特徴とは、一まとまりの画素領域において撮像された被写体の特徴とされている。
The image sensor according to the present technology has two pixels, a first pixel in which reading is performed by the first light receiving sensitivity and a second pixel in which reading is performed by a second light receiving sensitivity which is lower than the first light receiving sensitivity. The pixel array unit arranged in a dimension, the first signal output from the first pixel set as the first exposure time, and the second exposure time set to a second exposure time different from the first exposure time. A global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and a plurality of the second pixels as global features based on a second signal output from the pixels, and the global feature detection unit. It is provided with a blend rate determination unit that determines the blend rate of the first signal and the second signal based on the detection result of the feature detection unit.
The difference in the light receiving sensitivity between the first pixel and the second pixel may be due to the difference in the light receiving area in the pixel, the difference in the length of the exposure time, or the characteristics of the light receiving element. It may be due to the difference between. Further, the global feature is a feature of a subject imaged in a set of pixel regions.
上記したイメージセンサにおいて、前記大局的特徴は、時間経過に伴う輝度変化についての特徴とされていてもよい。
時間経過に伴う輝度変化についての特徴を有する被写体としては、例えば、数msecから数十msecの周期で明滅するLED(Light Emitting Diode)などの発光体や、発光体から発せられる光を反射している物体など、輝度変化が起きている被写体を挙げることができる。特に大きな輝度変化が起きている被写体ほど検出されやすい。また、被写体が動きの大きな動被写体である場合においても、大きな輝度変化が検出されやすい。
In the above-mentioned image sensor, the global feature may be a feature regarding a change in luminance with the passage of time.
As a subject having a characteristic of a change in brightness with the passage of time, for example, a light emitting body such as an LED (Light Emitting Diode) that blinks in a cycle of several msec to several tens of msec, or a light emitting body that reflects light emitted from the light emitting body is reflected. It can be mentioned as a subject whose brightness is changing, such as an object. A subject with a particularly large change in brightness is more likely to be detected. Further, even when the subject is a moving subject with a large movement, a large change in brightness is likely to be detected.
上記したイメージセンサにおける前記大局的特徴検出部は、撮像被写体が周期明滅体である度合いを表す尤度を大局的明滅体尤度として算出することにより前記検出を行ってもよい。
これにより、被写体がLEDなどの周期明滅体である場合に大局的明滅体尤度が高く算出される。特に、対象の画素領域の大部分に周期明滅体が撮像されている場合などに大局的明滅体尤度が高くされる。
The global feature detection unit in the image sensor may perform the detection by calculating the likelihood representing the degree to which the imaged subject is a periodic blinking object as the global blinking object likelihood.
As a result, when the subject is a periodic blinking object such as an LED, the global blinking object likelihood is calculated to be high. In particular, the global blinking object likelihood is increased when a periodic blinking object is imaged in most of the target pixel region.
上記したイメージセンサにおける前記大局的特徴検出部は、前記画素領域ごとに前記第1画素の輝度平均値の時間的な変化量を第1画素変化量として算出する処理と、前記画素領域ごとに前記第2画素の輝度平均値の時間的な変化量を第2画素変化量として算出する処理と、前記第1画素変化量と前記第2画素変化量の差分を変化量差分値として算出する処理と、を実行することにより前記検出を行ってもよい。
画素領域ごとの輝度平均値の時間的な変化量である第1画素変化量や第2画素変化量の情報は、画素ごとに算出されるよりもデータ量が少なくされる。同様に、第1画素変化量と第2画素変化量から算出される変化量差分値についてもデータ量が少なくされる。
The global feature detection unit in the image sensor described above includes a process of calculating a temporal change amount of the brightness average value of the first pixel for each pixel region as a first pixel change amount, and the pixel region for each. A process of calculating the temporal change amount of the brightness average value of the second pixel as the second pixel change amount, and a process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as the change amount difference value. , May be performed by executing.
The amount of data for the information on the amount of change in the first pixel and the amount of change in the second pixel, which is the amount of change in the average brightness value for each pixel region over time, is smaller than that calculated for each pixel. Similarly, the amount of data is also reduced for the change amount difference value calculated from the change amount of the first pixel and the change amount of the second pixel.
上記したイメージセンサにおいて、前記大局的明滅体尤度は、前記変化量差分値が大きいほど大きく、前記第2画素変化量が小さいほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、受光感度の高い第1画素の露光時間を受光感度の低い第2画素の露光時間よりも短くした場合に、第1画素の露光時間の全てが周期明滅体における非発光状態に含まれる場合がある。また、そのような場合であっても、第2画素の露光時間の一部は周期明滅体における発光状態に含まれる場合がある。このような場合には、変化量差分値が大きくなる。
更に、第2画素変化量は、露光時間の長い第2画素は発光状態の周期明滅体が写っている可能性が高くなる。特に、周期明滅体の非発光時間よりも露光時間が長い場合には、確実に周期明滅体の発光状態が撮像されていることとなり、第2画素変化量は小さくなる。
In the above-mentioned image sensor, the global blinking object likelihood may be calculated so that the larger the change amount difference value is, the larger the change amount is, and the smaller the second pixel change amount is, the larger is.
For example, when the exposure time of the first pixel having a high light receiving sensitivity is shorter than the exposure time of the second pixel having a low light receiving sensitivity, the entire exposure time of the first pixel is included in the non-emission state in the periodic blinker. There is. Even in such a case, a part of the exposure time of the second pixel may be included in the light emitting state in the periodic blinker. In such a case, the change amount difference value becomes large.
Further, regarding the amount of change in the second pixel, there is a high possibility that the second pixel having a long exposure time shows a periodic blinking object in a light emitting state. In particular, when the exposure time is longer than the non-light emitting time of the periodic blinking body, the light emitting state of the periodic blinking body is surely imaged, and the amount of change in the second pixel becomes small.
上記したイメージセンサにおいては、前記大局的特徴検出部によって検出された前記大局的特徴を用いて画素ごとの特徴を検出する局所的特徴検出部を備えていてもよい。
これにより、画素ごとに被写体の特徴が検出される。
The image sensor described above may include a local feature detection unit that detects features for each pixel using the global features detected by the global feature detection unit.
As a result, the characteristics of the subject are detected for each pixel.
上記したイメージセンサにおける前記局所的特徴検出部は、前記第1画素と前記第2画素の輝度値の差分として算出された画素間差分値と前記大局的明滅体尤度に基づいて画素ごとの明滅体尤度を局所的明滅体尤度として算出してもよい。
画素間差分値や大局的明滅体尤度は、被写体が周期明滅体である度合いを推し量るために用いることができる。
The local feature detection unit in the image sensor described above blinks for each pixel based on the inter-pixel difference value calculated as the difference between the brightness values of the first pixel and the second pixel and the global blinking body likelihood. The body likelihood may be calculated as the local blinking body likelihood.
The pixel-to-pixel difference value and the global blinking object likelihood can be used to estimate the degree to which the subject is a periodic blinking object.
上記したイメージセンサにおける前記局所的明滅体尤度は、前記画素間差分値が大きい画素ほど大きく、前記大局的明滅体尤度が大きい画素ほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値が大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値が大きい被写体であって、且つ、大局的明滅体尤度が高い被写体は、動被写体ではなく周期明滅体である可能性が高い。
The local blinking body likelihood in the image sensor may be calculated so as to be larger for pixels having a larger difference value between pixels and larger for pixels having a larger global blinking body likelihood.
For example, as a subject having a large difference value between pixels, a moving subject, a periodic blinking object, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value and a high global blinking object likelihood is likely to be a periodic blinking object rather than a moving subject.
上記したイメージセンサにおける前記ブレンド率決定部は、前記大局的明滅体尤度が高いほど前記第2信号の比率が高くなるように前記ブレンド率を決定してもよい。
第1画素と第2画素の露光時間の関係によっては、第2画素は第1画素よりも長い露光時間とされる。この場合における第2画素は、発光状態の周期明滅体が撮像されている可能性高い。
The blend rate determination unit in the image sensor may determine the blend rate so that the higher the global blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is.
Depending on the relationship between the exposure times of the first pixel and the second pixel, the second pixel has a longer exposure time than the first pixel. In this case, it is highly possible that the second pixel is an image of a periodic blinker in a light emitting state.
上記したイメージセンサにおける前記ブレンド率決定部は、前記局所的明滅体尤度が高いほど前記第2信号の比率が高くなるように画素ごとに前記ブレンド率を決定してもよい。
第1画素と第2画素の露光時間の関係によっては、第2画素は第1画素よりも長い露光時間とされる。この場合における第2画素は、発光状態の周期明滅体を捉えた状態で生成される可能性が高い。
The blend rate determining unit in the image sensor may determine the blend rate for each pixel so that the higher the local blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is.
Depending on the relationship between the exposure times of the first pixel and the second pixel, the second pixel has a longer exposure time than the first pixel. In this case, the second pixel is likely to be generated in a state of capturing the periodic blinking body in the light emitting state.
上記したイメージセンサにおける前記局所的特徴検出部は、局所的動被写体尤度を算出する処理を実行可能とされ、前記局所的動被写体尤度は、前記画素間差分値が大きい画素ほど大きく、前記大局的明滅体尤度が小さい画素ほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値が大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値が大きい被写体であって、且つ、大局的明滅体尤度が低い被写体は、動被写体である可能性が高い。
The local feature detection unit in the image sensor can execute a process of calculating the local moving subject likelihood, and the local moving subject likelihood is larger as the pixel-to-pixel difference value is larger. It may be calculated so that the pixel with the smaller global blinking likelihood is larger.
For example, as a subject having a large difference value between pixels, a moving subject, a periodic blinking object, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value and a low global blinking likelihood is likely to be a moving subject.
上記したイメージセンサにおける前記大局的特徴検出部は、前記画素領域ごとに前記第1画素の輝度の時間的な変化量を第1画素変化量として算出する処理と、前記画素領域ごとに前記第2画素の輝度の時間的な変化量を第2画素変化量として算出する処理と、前記第1画素変化量と前記第2画素変化量の差分を変化量差分値として算出する処理と、を実行し、撮像被写体が動被写体である度合いを表す大局的動被写体尤度は、前記変化量差分値が小さいほど大きく且つ前記第2画素変化量が大きいほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、受光感度が異なっていても、第1画素と第2画素から出力される第1信号及び第2信号の変化量は被写体が動被写体だった場合に共に大きくなるため、その差分は小さくなることが考えられる。
The global feature detection unit in the image sensor described the process of calculating the temporal change amount of the brightness of the first pixel for each pixel area as the first pixel change amount, and the second pixel area for each pixel area. A process of calculating the temporal change amount of the pixel brightness as the second pixel change amount and a process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as the change amount difference value are executed. The global moving subject likelihood, which indicates the degree to which the imaged subject is a moving subject, may be calculated so as to be larger as the change amount difference value is smaller and larger as the second pixel change amount is larger.
For example, even if the light receiving sensitivities are different, the amount of change in the first signal and the second signal output from the first pixel and the second pixel is large when the subject is a moving subject, so the difference is small. Can be considered.
上記したイメージセンサにおいては、画素ごとの動被写体尤度である局所的動被写体尤度を算出する処理を実行する局所的特徴検出部を備え、前記局所的動被写体尤度は、前記第1画素と前記第2画素の輝度の差分として算出された画素間差分値が大きい画素ほど大きく且つ前記大局的動被写体尤度が大きい画素ほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値が大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値が大きい被写体であって、且つ、局所的動被写体尤度が高い被写体は、周期明滅体ではなく動被写体である可能性が高い。
The image sensor described above includes a local feature detection unit that executes a process of calculating the local moving subject likelihood, which is the moving subject likelihood for each pixel, and the local moving subject likelihood is the first pixel. It may be calculated so that the larger the pixel-to-pixel difference value calculated as the difference in the brightness of the second pixel is larger, and the larger the pixel is, the larger the global moving subject likelihood is.
For example, as a subject having a large difference value between pixels, a moving subject, a periodic blinking object, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value and a high local moving subject likelihood is likely to be a moving subject rather than a periodic blinking object.
上記したイメージセンサにおける前記ブレンド率決定部は、前記大局的動被写体尤度が高いほど前記第1信号の比率が高くなるように前記ブレンド率を決定してもよい。
第1信号は、第2信号よりも短い露光時間を経て得られる信号とされる。従って、第1信号に基づいて生成された画像データは、第2信号に基づいて生成された画像データよりも動被写体のブラーが抑制されたものとなる。
The blend rate determination unit in the image sensor may determine the blend rate so that the higher the global moving subject likelihood, the higher the ratio of the first signal.
The first signal is a signal obtained after an exposure time shorter than that of the second signal. Therefore, the image data generated based on the first signal has less blurring of the moving subject than the image data generated based on the second signal.
上記したイメージセンサにおける前記ブレンド率決定部は、前記局所的動被写体尤度が高いほど前記第1信号の比率が高くなるように画素ごとに前記ブレンド率を決定してもよい。
第1信号は、第2信号よりも短い露光時間を経て得られる信号とされる。従って、第1信号に基づいて生成された画像データは、第2信号に基づいて生成された画像データよりも動被写体のブラーが抑制されたものとなる。
The blend rate determination unit in the image sensor may determine the blend rate for each pixel so that the higher the local moving subject likelihood is, the higher the ratio of the first signal is.
The first signal is a signal obtained after an exposure time shorter than that of the second signal. Therefore, the image data generated based on the first signal has less blurring of the moving subject than the image data generated based on the second signal.
上記したイメージセンサにおいて、前記第1画素と前記第2画素は、受光面積が異なることにより異なる受光感度を有するように構成されていてもよい。
これにより、受光感度の異なる第1画素と第2画素を用いて画素領域ごとの大局的特徴を検出することができる。
In the image sensor described above, the first pixel and the second pixel may be configured to have different light receiving sensitivities due to different light receiving areas.
As a result, it is possible to detect the global feature of each pixel region by using the first pixel and the second pixel having different light receiving sensitivities.
上記したイメージセンサにおいては、前記第1画素の露光時間は前記第2画素の露光時間よりも短くされてもよい。
これにより、例えば、大局的特徴として周期的に明滅する周期明滅体の特徴を検出することが可能となる。
In the image sensor described above, the exposure time of the first pixel may be shorter than the exposure time of the second pixel.
This makes it possible to detect, for example, the characteristic of a periodic blinking body that blinks periodically as a global characteristic.
上記したイメージセンサにおける前記画素アレイ部は、前記第1の受光感度及び前記第2の受光感度の何れとも異なる第3の受光感度によって読み出される第3信号を出力可能とされ、前記大局的特徴検出部は、前記第1信号と前記第2信号の何れか一方の信号と前記第3信号とに基づいて前記第3信号が出力される画素が複数含まれた画素領域について大局的特徴を検出してもよい。
これにより、ブレンド率決定部は三つの画素信号をブレンドするためのブレンド率を決定する。
The pixel array unit in the image sensor described above can output a third signal read by a third light receiving sensitivity that is different from both the first light receiving sensitivity and the second light receiving sensitivity, and the global feature detection can be performed. The unit detects a global feature in a pixel region including a plurality of pixels from which the third signal is output based on one of the first signal and the second signal and the third signal. You may.
As a result, the blend rate determination unit determines the blend rate for blending the three pixel signals.
本技術に係る撮像装置は、光電変換を行うイメージセンサと、被写体からの反射光を前記イメージセンサに集光する光学部材と、を備え、前記イメージセンサは、第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素と前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素とが二次元に配列された画素アレイ部と、
第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えたものである。
The image pickup apparatus according to the present technology includes an image sensor that performs photoelectric conversion and an optical member that collects the reflected light from the subject on the image sensor, and the image sensor reads out by the first light receiving sensitivity. A pixel array unit in which the first pixel to be read and the second pixel to be read by the second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity, are arranged in two dimensions.
The first signal output from the first pixel, which is the first exposure time, and the second signal, which is output from the second pixel, which is the second exposure time different from the first exposure time. Based on the above, the global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel as global features, and the global feature detection unit based on the detection results of the global feature detection unit. It is provided with a blend rate determining unit for determining the blend rate of the first signal and the second signal.
本技術に係る信号処理方法は、第1の露光時間により第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間により前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する処理と、前記大局的特徴の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定する処理と、を備えたものである。
このような撮像装置や信号処理方法によっても上記した各種の作用を得ることができる。
In the signal processing method according to the present technology, the first signal output from the first pixel, which is read out by the first light receiving sensitivity according to the first exposure time, and the second exposure time different from the first exposure time. A plurality of the first pixel and the second pixel are each based on the second signal output from the second pixel in which the reading is performed by the second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity. A process including a process of detecting a feature of a included pixel region as a global feature and a process of determining a blend ratio of the first signal and the second signal based on the detection result of the global feature. Is.
The above-mentioned various actions can also be obtained by such an imaging device and a signal processing method.
以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施の形態を次の順序で説明する。
<1.イメージセンサの構成>
<2.信号処理部の構成と処理内容>
<3.第1の適用例>
<4.第2の適用例>
<5.三つ以上の信号を用いる例>
<6.変形例>
<7.まとめ>
<8.本技術>
Hereinafter, embodiments according to the present technology will be described in the following order with reference to the accompanying drawings.
<1. Image sensor configuration>
<2. Signal processing unit configuration and processing content>
<3. First application example>
<4. Second application example>
<5. Example of using three or more signals>
<6. Modification example>
<7. Summary>
<8. This technology>
<1.イメージセンサの構成>
図1に本技術の実施の形態に係るイメージセンサ1の構成を示す。
イメージセンサ1は、画素アレイ部2と第1読出回路3と第2読出回路4と信号処理部5とを備えて構成されている。
<1. Image sensor configuration>
FIG. 1 shows the configuration of the
The
画素アレイ部2は、画素ユニット6が行方向及び列方向に複数配置されて成る。画素ユニット6は、複数の画素Gを含んで構成されている。画素Gは、光電変換素子を有しており、受光量に応じた電気信号を得る。本実施の形態においては、一つの画素ユニット6に二つの画素Gが含まれている例について説明する。但し、画素ユニット6が三つ以上の画素Gを含んで構成されていてもよい。
The
画素ユニット6の構成例を図2に示す。
画素ユニット6は、受光感度の異なる第1画素G1と第2画素G2を含んで構成されている。
A configuration example of the
The
第1画素G1は、第2画素G2よりも受光面積が大きくされている。また、第1画素G1の露光時間は第2画素G2の露光時間よりも短くされている。一例を挙げると、第1画素G1の露光時間は8msecとされ、第2画素G2の露光時間は11msecとされている。 The first pixel G1 has a larger light receiving area than the second pixel G2. Further, the exposure time of the first pixel G1 is shorter than the exposure time of the second pixel G2. As an example, the exposure time of the first pixel G1 is 8 msec, and the exposure time of the second pixel G2 is 11 msec.
第1画素G1の受光感度は、第2画素G2の受光感度よりも大きくされている。従って、第1画素G1の方が第2画素G2よりも飽和しやすくされている。 The light receiving sensitivity of the first pixel G1 is made higher than the light receiving sensitivity of the second pixel G2. Therefore, the first pixel G1 is more likely to be saturated than the second pixel G2.
第1画素G1及び第2画素G2は、被写体(撮像被写体)によって反射された反射光を受光して光電変換を行い、画素信号として後段に出力する。第1画素G1から出力される画素信号を第1信号S1とし、第2画素G2から出力される画素信号を第2信号S2とする。 The first pixel G1 and the second pixel G2 receive the reflected light reflected by the subject (imaging subject), perform photoelectric conversion, and output it as a pixel signal in the subsequent stage. The pixel signal output from the first pixel G1 is referred to as the first signal S1, and the pixel signal output from the second pixel G2 is referred to as the second signal S2.
なお、以降の説明においては、第1画素G1と第2画素G2の受光感度の違いが受光面積及び露光時間に基づく例を挙げて説明するが、それ以外の場合も考えられる。例えば、第1画素G1と第2画素G2の受光感度の違いが受光面積のみに基づくものであってもよいし、露光時間の長さのみに基づくものであってもよいし、受光素子(PD:Photodiode)の特性の違いのみに基づくものであってもよい。もちろん、これらの複数の要因に基づくものであってもよい。 In the following description, the difference in light receiving sensitivity between the first pixel G1 and the second pixel G2 will be described with reference to an example based on the light receiving area and the exposure time, but other cases may also be considered. For example, the difference in light receiving sensitivity between the first pixel G1 and the second pixel G2 may be based only on the light receiving area, may be based only on the length of the exposure time, or may be based on the light receiving element (PD). : Photodiode) may be based only on the difference in characteristics. Of course, it may be based on these multiple factors.
図1の説明に戻る。
第1読出回路3は、画素アレイ部2の各画素ユニット6に設けられた第1画素G1から第1信号S1を読み出す構成と共に、AD(Analog to Digital)変換やノイズ低減のための信号処理回路等を備えている。第1信号S1は、第1読出回路3を介して信号処理部5に供給される。
Returning to the description of FIG.
The first read circuit 3 is a signal processing circuit for AD (Analog to Digital) conversion and noise reduction, as well as a configuration for reading the first signal S1 from the first pixel G1 provided in each
第2読出回路4は、各画素ユニット6に設けられた第2画素G2から第2信号S2を読み出す構成と共に、AD変換やノイズ低減のための信号処理回路等を備えている。第2信号S2は、第2読出回路4を介して信号処理部5に供給される。
The
信号処理部5は、入力された第1信号S1と第2信号S2を用いて大局的特徴を検出する処理や局所的特徴を検出する処理を行う。
また、信号処理部5は、検出した大局的特徴や局所的特徴を用いて、第1信号S1と第2信号S2のブレンド率を決定し、当該ブレンド率に基づいて第1信号S1と第2信号S2をブレンドすることによりHDR(High Dynamic Range)合成を行う。これにより、信号処理部5からHDR画像信号が出力される。
The
Further, the
大局的特徴とは、例えば複数の画素ユニット6が含まれる矩形領域として設定された画素領域GAごとに検出される被写体の特徴である。具体的には、ある画素領域GAに撮像された被写体が周期的に明滅する発光体である場合には、周期的に明滅する被写体としての特徴が検出される。信号処理部5は、大局的特徴として被写体が周期的に明滅する発光体である度合い(可能性の高さ)を尤度として算出する。
The global feature is a feature of a subject detected for each pixel area GA set as a rectangular area including, for example, a plurality of
以下の例においては、周期的に明滅する被写体を「周期明滅体」と記載する。周期明滅体は、LED(Light Emitting Diode)のように自発光する被写体のみならず、例えば数msecで点消灯を繰り返しているLEDの光を反射している被写体なども含まれる。
信号処理部5は、画素領域GAにおける被写体がどの程度の周期明滅体らしさを示しているかについて「大局的明滅体尤度LFL1」として算出する。即ち、大局的明滅体尤度LFL1は、画素領域GAにおける被写体の周期明滅体の度合いを示す指標値である。画素領域GAに撮像された被写体がLEDであれば大局的明滅体尤度LFL1が高くなる。また、画素領域GAにおける多くの画素ユニット6にLEDが撮像されているほど大局的明滅体尤度LFL1が高くなる。
In the following example, a subject that blinks periodically is referred to as a "periodic blinking body". The periodic blinking body includes not only a subject that emits light by itself such as an LED (Light Emitting Diode) but also a subject that reflects the light of an LED that repeatedly turns on and off in several msec.
The
また、信号処理部5は、画素領域GAごとに被写体が動被写体としての特徴をどの程度有しているかについて「大局的動被写体尤度LFM1」として算出する。即ち、大局的動被写体尤度LFM1は、被写体の動被写体の度合いを示す指標値である。画素領域GAに撮像された被写体が動被写体であれば大局的動被写体尤度LFM1が高くなる。また、画素領域GAにおける多くの画素ユニット6に動被写体が撮像されているほど大局的動被写体尤度LFM1が高くなる。
Further, the
なお、周期明滅体や動被写体の検出は、時間経過に伴って画素領域GAにおいて輝度値が変化している被写体を検出することと言える。即ち、これらの大局的特徴は、時間経過に伴う輝度変化についての特徴と換言できる。 It can be said that the detection of a periodic blinking object or a moving subject detects a subject whose brightness value changes in the pixel region GA with the passage of time. That is, these global features can be rephrased as features regarding the change in brightness with the passage of time.
信号処理部5は、大局的特徴を検出するために複数の画素ユニット6を画素領域GAとして扱う。例えば、図3に示すように二次元に配列された画素ユニット6を図4に示すようにいくつかの矩形領域に区切り、各矩形領域を画素領域GAとして扱う。
例えば、図5に示すように、垂直方向及び水平方向それぞれ三つの画素領域GAに分割した場合には、九つの画素領域GAが設定される。信号処理部5は九つの画素領域GAそれぞれについて大局的特徴の検出を行う。
The
For example, as shown in FIG. 5, when each of the vertical direction and the horizontal direction is divided into three pixel region GAs, nine pixel region GAs are set. The
信号処理部5が検出する局所的特徴とは、画素ユニット6ごとに検出される被写体の特徴である。即ち、画素ユニット6が有する第1画素G1について検出された被写体の特徴は、当該第1画素G1が属する画素ユニット6における被写体の特徴として扱われる。第2画素G2についても同様である。
The local feature detected by the
信号処理部5は、画素ユニット6について検出された周期明滅体としての特徴や動被写体としての特徴を局所的特徴として扱う。また、信号処理部5は、局所的特徴の度合いを示す指標値として、局所的明滅体尤度LFL2や局所的動被写体尤度LFM2を算出する。局所的特徴は大局的特徴等を用いて検出される。
The
<2.信号処理部の構成と処理内容>
信号処理部5の構成例について、図6に示す。信号処理部5は、画素間差分検出部7と大局的特徴検出部8と局所的特徴検出部9とブレンド率決定部10とブレンド部11とを備えている。
<2. Signal processing unit configuration and processing content>
A configuration example of the
画素間差分検出部7は、画素ユニット6ごとに第1画素G1と第2画素G2の輝度の差分を検出し、輝度の差分量を「画素間差分値GD」として算出する。画素間差分値GDは、第1画素G1と第2画素G2の露光時間が異なることにより後段の処理で有効に利用することができる。
画素間差分値GDは、局所的特徴検出部9において被写体が周期明滅体としての特徴を有しているのか或いは動被写体としての特徴を有しているのかを選別するのに利用される。詳しくは後述する。
なお、画素間差分値GDは0~255の256段階などのように少ないビット数で表現することによりデータ量の圧縮が可能である。
The pixel-to-pixel
The inter-pixel difference value GD is used in the local
The amount of data can be compressed by expressing the difference value GD between pixels with a small number of bits such as 256 steps from 0 to 255.
大局的特徴検出部8は、前述したように、画素領域GAに撮像された被写体の特徴を大局的特徴として検出する。具体的には、大局的特徴検出部8は大局的特徴として画素領域GAごとに大局的明滅体尤度LFL1と大局的動被写体尤度LFM1を算出する。なお、画素領域GAによっては、大局的明滅体尤度LFL1のみを算出してもよいし、大局的動被写体尤度LFM1のみを算出してもよい。
本実施の形態においては、大局的明滅体尤度LFL1及び大局的動被写体尤度LFM1を0.0~1.0の範囲の値として算出する。なお、大局的明滅体尤度LFL1及び大局的動被写体尤度LFM1は数値が高いほど対象の画素領域GAに撮像された被写体がより高い特徴を有していることを示している。
As described above, the global
In the present embodiment, the global blinker likelihood LFL1 and the global moving subject likelihood LFM1 are calculated as values in the range of 0.0 to 1.0. The global blinking body likelihood LFL1 and the global moving subject likelihood LFM1 indicate that the higher the numerical value, the higher the feature of the subject imaged in the target pixel region GA.
ここで、大局的特徴検出部8についてのより具体的な構成例を図7に示す。
大局的特徴検出部8は、第1信号S1に係る処理を行う第1輝度算出部21A、領域毎輝度平均値第1算出部22A、第1メモリ23A、領域毎輝度変化第1算出部24Aを備えている。
Here, a more specific configuration example of the global
The global
また、大局的特徴検出部8は、第2信号S2に係る処理を行う第2輝度算出部21B、領域毎輝度平均値第2算出部22B、第2メモリ23B、領域毎輝度変化第2算出部24Bを備えている。
Further, the global
更に、大局的特徴検出部8は、領域毎輝度変化第1算出部24A及び領域毎輝度変化第2算出部24Bから出力される信号を用いて画素領域GAごとの特徴量を算出する領域毎特徴量算出部25を備えている。
Further, the global
第1輝度算出部21Aは、第1信号S1に基づいて第1画素G1ごとの輝度値を算出する。一例を挙げると、画素アレイ部2における各画素ユニット6は、ベイヤー配列のカラーフィルタを有している。具体的には、画素アレイ部2は、図8に例示するように、R(赤)のカラーフィルタを有するR画素としての画素ユニット6Rと、G(緑)のカラーフィルタを有するG画素としての画素ユニット6Gと、B(青)のカラーフィルタを有するB画素としての画素ユニット6Bとを有している。
The first
画素ユニット6Rは、第1画素G1Rと第2画素G2Rを有している。同様に、画素ユニット6Gは、第1画素G1Gと第2画素G2Gを有し、画素ユニット6Bは、第1画素G1Bと第2画素G2Bを有している。
The
第1輝度算出部21Aは、図8に示すような配列とされた画素アレイ部2については、縦横それぞれ二つの画素ユニット6から成る四つの画素ユニット6を一つの画素セットGSとして扱い、画素セットGSごとに第1画素G1についての輝度値L1Sを算出する。例えば、以下の式(1)を用いて画素セットGSについての輝度値L1Sを算出する。
The first
画素セットGSの輝度値L1S=α×L1R+β×L1G+γ×L1B・・・式(1)
但し、
第1画素G1Rの輝度値=L1R
第1画素G1Gの輝度値=L1G
第1画素G1Bの輝度値=L1B
とする。
Luminance value of pixel set GS L1S = α × L1R + β × L1G + γ × L1B ... Equation (1)
however,
Luminance value of first pixel G1R = L1R
Luminance value of first pixel G1G = L1G
Luminance value of first pixel G1B = L1B
And.
係数α、β、γは各種考えられる。例えば、係数α=2、係数β=1、係数γ=2とされる。或いは、係数α=0.4、係数β=0.2、係数γ=0.4とされてもよい。 Various coefficients α, β, and γ can be considered. For example, the coefficient α = 2, the coefficient β = 1, and the coefficient γ = 2. Alternatively, the coefficient α = 0.4, the coefficient β = 0.2, and the coefficient γ = 0.4 may be set.
算出された輝度値L1Sは、一つの画素セットGSにおける第1画素G1についての輝度値であるが、輝度値L1Sを第1画素G1Rの輝度値L1R、第1画素G1Gの輝度値L1G、第1画素G1Bの輝度値L1Bとみなしてもよい。 The calculated luminance value L1S is a luminance value for the first pixel G1 in one pixel set GS, but the luminance value L1S is the luminance value L1R of the first pixel G1R, the luminance value L1G of the first pixel G1G, and the first. It may be regarded as the brightness value L1B of the pixel G1B.
まとめると、第1輝度算出部21Aは、画素ユニット6ごとの輝度値L1R,L1G,L1B、或いは、画素セットGSごとの輝度値L1Sを算出する。
In summary, the first
領域毎輝度平均値第1算出部22Aは、画素領域GAごとに第1画素G1の輝度平均値L1Aを算出する。例えば、画素領域GAにn個の画素セットGSが含まれている場合には、それぞれの画素セットGSについて算出された第1画素G1についての輝度値L1Sを加算してnで除算することにより輝度平均値L1Aを算出する。
The region-specific luminance average value
算出された輝度平均値L1Aは、領域毎輝度変化第1算出部24Aに出力されると共に第1メモリ23Aに記憶される。
The calculated brightness average value L1A is output to the area-by-region brightness change
第1メモリ23Aは、1フレーム前の輝度平均値L1Aを記憶するために設けられている。
領域毎輝度変化第1算出部24Aは、第1メモリ23Aから1フレーム前の輝度平均値L1Aを取得し、領域毎輝度平均値第1算出部22Aから現フレームについての輝度平均値L1Aを取得する。領域毎輝度変化第1算出部24Aは、1フレーム前の輝度平均値L1Aと現フレームの輝度平均値L1Aの差分を算出する。これにより、画素領域GAごとに第1画素G1の輝度変化を第1画素変化量G1Vとして算出する。算出された第1画素変化量G1Vは領域毎特徴量算出部25に出力される。
The
The region-by-region brightness change
第2輝度算出部21B、領域毎輝度平均値第2算出部22B、第2メモリ23B、領域毎輝度変化第2算出部24Bは、第2信号S2に係る処理を行う処理部であり、それぞれ第1輝度算出部21A、領域毎輝度平均値第1算出部22A、第1メモリ23A、領域毎輝度変化第1算出部24Aと同様の処理を行う。
The second
具体的に、第2輝度算出部21Bは、画素セットGSごとに第2画素G2についての輝度値L2Sを算出する。例えば、以下の式(2)を用いて画素セットGSについての輝度値L2Sを算出する。
Specifically, the second
画素セットGSの輝度値L2S=α’×L2R+β’×L2G+γ’×L2B・・・式(2)
但し、
第2画素G2Rの輝度値=L2R
第2画素G2Gの輝度値=L2G
第2画素G2Bの輝度値=L2B
とする。
Luminance value of pixel set GS L2S = α'x L2R + β'x L2G + γ'x L2B ... Equation (2)
however,
Luminance value of second pixel G2R = L2R
Luminance value of second pixel G2G = L2G
Luminance value of second pixel G2B = L2B
And.
係数α’、β’、γ’は、例えば、係数α’=2、係数β’=1、係数γ’=2とされてもよいし、係数α’=0.4、係数β’=0.2、係数γ’=0.4とされてもよい。 The coefficients α', β', and γ'may be, for example, a coefficient α'= 2, a coefficient β'= 1, a coefficient γ'= 2, a coefficient α'= 0.4, and a coefficient β'= 0. .2, the coefficient γ'= 0.4 may be set.
領域毎輝度平均値第2算出部22Bは、画素領域GAごとに第2画素G2の輝度平均値L2Aを算出する。
The
算出された輝度平均値L2Aは、領域毎輝度変化第2算出部24Bに出力されると共に第2メモリ23Bに記憶される。
The calculated brightness average value L2A is output to the region-by-region brightness change
領域毎輝度変化第2算出部24Bは、第2メモリ23Bから1フレーム前の輝度平均値L2Aを取得し、領域毎輝度平均値第2算出部22Bから現フレームについての輝度平均値L2Aを取得する。領域毎輝度変化第2算出部24Bは、1フレーム前の輝度平均値L2Aと現フレームの輝度平均値L2Aの差分を算出する。これにより、画素領域GAごとに第2画素G2の第2画素変化量G2Vを算出する。算出された第2画素変化量G2Vは領域毎特徴量算出部25に出力される。
The region-by-region brightness change
領域毎特徴量算出部25は、第1画素G1についての画素領域GAごとの第1画素変化量G1Vと第2画素G2についての画素領域GAごとの第2画素変化量G2Vを用いて画素領域GAごとの特徴量を算出する。
The feature
具体的には、領域毎特徴量算出部25は、画素領域GAについての第1画素変化量G1Vと第2画素変化量G2Vの差分の絶対値を変化量差分値VD(≧0)として算出する。
そして、領域毎特徴量算出部25は、変化量差分値VDと第2画素変化量G2Vとに基づいて画素領域GAごとの特徴量を算出する。
Specifically, the feature
Then, the feature
例えば、変化量差分値VDが大きいほど且つ第2画素変化量G2Vが小さいほど大局的明滅体尤度LFL1が高くなるように特徴量の算出を行う。 For example, the feature amount is calculated so that the larger the change amount difference value VD and the smaller the second pixel change amount G2V, the higher the global blinker likelihood LFL1.
変化量差分値VDが大きい画素領域GAにおいては、第1画素G1と第2画素G2との何れか一方でのみ被写体の輝度値の変化を捉えることができたことを示している。具体的には、第1画素変化量G1Vは、露光時間の短い第1画素G1から出力される第1信号S1の変化と換言することができる。第1画素G1は露光時間が短いため、被写体が周期明滅体である場合において、1フレーム前のタイミングでは非発光状態のLEDが撮像され、現フレームのタイミングでは発光状態のLEDが撮像される場合がある。この場合には、第1画素G1についての第1画素変化量G1Vは大きくなる。 In the pixel region GA in which the change amount difference value VD is large, it is shown that the change in the brightness value of the subject can be captured only by either one of the first pixel G1 and the second pixel G2. Specifically, the first pixel change amount G1V can be rephrased as a change in the first signal S1 output from the first pixel G1 having a short exposure time. Since the exposure time of the first pixel G1 is short, when the subject is a periodic blinker, the LED in the non-light emitting state is imaged at the timing one frame before, and the LED in the light emitting state is imaged at the timing of the current frame. There is. In this case, the amount of change in the first pixel G1V with respect to the first pixel G1 becomes large.
一方、第2画素変化量G2Vは、露光時間の長い第2画素G2から出力される第2信号S2の変化と換言することができる。第2画素G2は露光時間が長いため、被写体が周期明滅体である場合において、1フレーム前のタイミング及び現フレームのタイミングの双方において発光状態のLEDが撮像される可能性が高い。従って、第2画素変化量G2Vは小さくなる。特に、周期明滅体の非発光時間の長さよりも第2画素G2の露光時間の方が長い場合には、周期明滅体の非発光時間のみが撮像されるフレームが無くなるため、第2画素変化量G2Vは小さい。 On the other hand, the second pixel change amount G2V can be rephrased as a change in the second signal S2 output from the second pixel G2 having a long exposure time. Since the exposure time of the second pixel G2 is long, when the subject is a periodic blinker, there is a high possibility that the LED in the light emitting state is imaged at both the timing one frame before and the timing of the current frame. Therefore, the second pixel change amount G2V becomes small. In particular, when the exposure time of the second pixel G2 is longer than the length of the non-emission time of the periodic blinker, there is no frame in which only the non-emission time of the periodic blinker is imaged, so that the amount of change in the second pixel is changed. G2V is small.
従って、被写体が周期明滅体である場合には、変化量差分値VDは大きくなる。故に、変化量差分値VDが大きく且つ第2画素変化量G2Vが小さい画素領域GAでは、周期明滅体が撮像された可能性が高いと推定できる。 Therefore, when the subject is a periodic blinker, the change amount difference value VD becomes large. Therefore, it can be estimated that there is a high possibility that the periodic blinking body is imaged in the pixel region GA in which the change amount difference value VD is large and the second pixel change amount G2V is small.
なお、領域毎特徴量算出部25が算出する大局的明滅体尤度LFL1には確からしさの強弱がある。
例えば、領域毎特徴量算出部25は、変化量差分値VDが大きくほど、且つ、第2画素変化量G2Vが小さいほど、大局的明滅体尤度LFL1が高くなるように大局的明滅体尤度LFL1を算出する。
It should be noted that the global blinking body likelihood LFL1 calculated by the feature
For example, in the feature
また、領域毎特徴量算出部25は、画素領域GAごとの特徴量として大局的動被写体尤度LFM1を算出する。
Further, the area-by-region feature
例えば、変化量差分値VDが小さいほど且つ第2画素変化量G2Vが大きいほど大局的動被写体尤度LFM1が高くなるように特徴量の算出を行う。 For example, the feature amount is calculated so that the smaller the change amount difference value VD and the larger the second pixel change amount G2V, the higher the global moving subject likelihood LFM1.
第1画素変化量G1V及び第2画素変化量G2Vは、露光時間の差はあれど被写体が動被写体である場合には輝度値の変化量は大きくなる。即ち、第1画素変化量G1V及び第2画素変化量G2Vは共に大きくなるため、変化量差分値VDは小さくなる。 The amount of change in the brightness value of the first pixel change amount G1V and the second pixel change amount G2V is large when the subject is a moving subject, although there is a difference in exposure time. That is, since both the first pixel change amount G1V and the second pixel change amount G2V are large, the change amount difference value VD is small.
従って、変化量差分値VDが小さく且つ第2画素変化量G2Vが大きい画素領域GAでは、動被写体が撮像された可能性が高いと推定できる。 Therefore, it can be estimated that there is a high possibility that a moving subject has been imaged in the pixel region GA in which the change amount difference value VD is small and the second pixel change amount G2V is large.
なお、領域毎特徴量算出部25が算出する大局的動被写体尤度LFM1には確からしさの強弱がある。
例えば、領域毎特徴量算出部25は、変化量差分値VDが小さくほど、且つ、第2画素変化量G2Vが大きいほど、大局的動被写体尤度LFM1が高くなるように大局的動被写体尤度LFM1を算出する。
The global moving subject likelihood LFM1 calculated by the feature
For example, the feature
領域毎特徴量算出部25が算出する大局的明滅体尤度LFL1及び大局的動被写体尤度LFM1は、値の取り得る範囲が0.0~1.0とされる。具体的に図9を参照して説明する。
The global blinking body likelihood LFL1 and the global moving subject likelihood LFM1 calculated by the feature
図9に示すグラフは、変化量差分値VDを横軸とし第2画素変化量G2Vを縦軸として各画素領域GAの大局的特徴を示したものである。
周期明滅体が撮像された画素領域GAについてはグラフの横軸付近の領域AR1内に分布する。また、動被写体が撮影された画素領域GAについてはグラフの縦軸付近の領域AR2に分布する。
The graph shown in FIG. 9 shows the global characteristics of each pixel region GA with the change amount difference value VD as the horizontal axis and the second pixel change amount G2V as the vertical axis.
The pixel region GA in which the periodic blinker is imaged is distributed in the region AR1 near the horizontal axis of the graph. Further, the pixel region GA in which the moving subject is photographed is distributed in the region AR2 near the vertical axis of the graph.
また、大局的明滅体尤度LFL1は、変化量差分値VDが大きい画素領域GAほど、且つ、第2画素変化量G2Vが小さい画素領域GAほど、大局的明滅体尤度LFL1が高くされる。即ち、図9に示すように、領域AR1内に位置するポイントP1の大局的明滅体尤度LFL1は1.0とされ、領域AR1内に位置するポイントP2の大局的明滅体尤度LFL1は0.1とされる。 Further, as for the global blinking body likelihood LFL1, the global blinking body likelihood LFL1 is increased as the pixel region GA having a larger change amount difference value VD and the pixel region GA having a smaller second pixel change amount G2V. That is, as shown in FIG. 9, the global blinker likelihood LFL1 of the point P1 located in the region AR1 is 1.0, and the global blinker likelihood LFL1 of the point P2 located in the region AR1 is 0. It is said to be 0.1.
同様に、大局的動被写体尤度LFM1は、変化量差分値VDが小さい画素領域GAほど、且つ、第2画素変化量G2Vが大きい画素領域GAほど、大局的動被写体尤度LFM1が高くされる。即ち、領域AR2内に位置するポイントP3の大局的動被写体尤度LFM1は1.0とされ、領域AR2内に位置するポイントP4の大局的動被写体尤度LFM1は0.1とされる。 Similarly, as for the global moving subject likelihood LFM1, the larger the pixel region GA having a smaller change amount difference value VD and the larger the pixel region GA having a larger second pixel change amount G2V, the higher the global moving subject likelihood LFM1. That is, the global moving subject likelihood LFM1 of the point P3 located in the region AR2 is 1.0, and the global moving subject likelihood LFM1 of the point P4 located in the region AR2 is 0.1.
なお、変化量差分値VDが大きい画素領域GAほど、且つ、第2画素変化量G2Vが小さい画素領域GAほど、大局的明滅体尤度LFL1が高くするのではなく、領域AR1の中央付近に位置する画素領域GAについての大局的明滅体尤度LFL1を1.0としてもよい。 It should be noted that the pixel region GA having a larger change amount difference value VD and the pixel region GA having a smaller second pixel change amount G2V do not increase the global blinking likelihood LFL1 but are located near the center of the region AR1. The global blinking likelihood LFL1 for the pixel region GA may be 1.0.
同様に、変化量差分値VDが大きい画素領域GAほど、且つ、第2画素変化量G2Vが小さい画素領域GAほど、大局的明滅体尤度LFL1が高くするのではなく、領域AR2の中央付近に位置する画素領域GAについての大局的動被写体尤度LFM1を1.0としてもよい。 Similarly, the pixel region GA having a larger change amount difference value VD and the pixel region GA having a smaller second pixel change amount G2V do not increase the global blinking likelihood LFL1 but are located near the center of the region AR2. The global moving subject likelihood LFM1 for the located pixel region GA may be 1.0.
領域毎特徴量算出部25は、画素領域GAごとの大局的明滅体尤度LFL1及び大局的動被写体尤度LFM1を出力する。
The region-by-region feature
図6の説明に戻る。
局所的特徴検出部9は、画素ユニット6ごとの被写体の特徴を局所的特徴として検出する処理を行う。大局的特徴検出部8が検出した大局的特徴は、画素領域GAについて被写体の特徴を検出したものであり、画素領域GAにおける特定の画素ユニット6については、被写体の特徴が検出された大局的特徴に当てはまらない場合もある。そのような場合において、大局的特徴に基づいてブレンド率を決定してしまうと、特定の画素ユニット6において適切でないブレンドが行われてしまう可能性がある。このような事情に鑑みて局所的特徴検出部9は、画素Gごとに局所的特徴の検出を行う。
Returning to the description of FIG.
The local
具体的には、局所的特徴検出部9は、領域毎特徴量算出部25から出力される大局的明滅体尤度LFL1と画素間差分検出部7から出力される画素間差分値GDを用いて、局所的明滅体尤度LFL2を算出する。また、領域毎特徴量算出部25から出力される大局的動被写体尤度LFM1と画素間差分検出部7から出力される画素間差分値GDを用いて、局所的動被写体尤度LFM2を算出する。
Specifically, the local
先ず、局所的明滅体尤度LFL2の算出について図10を参照して説明する。
図10に示すグラフは、大局的明滅体尤度LFL1を横軸とし、画素間差分値GDを縦軸として、画素ユニット6ごとのデータを表したものである。ここで、縦軸の画素間差分値GDは0.0~1.0の値を取るように正規化したものとされる。
First, the calculation of the local blinker likelihood LFL2 will be described with reference to FIG.
The graph shown in FIG. 10 shows the data for each
局所的特徴検出部9は、ノイズ等による誤判定を防止するために、大局的明滅体尤度LFL1が所定の閾値Th1以上とされ且つ画素間差分値GDが所定の閾値Th2以上とされた領域Ar3にデータがプロットされる画素ユニット6について、被写体が周期明滅体としての特徴を有すると判定し局所的明滅体尤度LFL2を算出する。
In order to prevent erroneous determination due to noise or the like, the local
局所的明滅体尤度LFL2は0.0から1.0までのいずれかの値を取る。例えば、図10に示すように、大局的明滅体尤度LFL1が閾値Th1とされ且つ画素間差分値GDが閾値Th2とされたポイントP5にプロットされる画素ユニット6については局所的明滅体尤度LFL2が0.0として算出される。また、大局的明滅体尤度LFL1及び画素間差分値GDが共に1.0とされたポイントP6にプロットされる画素ユニット6については撮像された被写体が周期明滅体である可能性が非常に高いため局所的明滅体尤度LFL2が1.0として算出される。
The local blinker likelihood LFL2 takes any value from 0.0 to 1.0. For example, as shown in FIG. 10, for the
図10においては、ポイントP5からポイントP6に近づくほど局所的明滅体尤度LFL2が1.0へと近づくようにされる。
なお、領域Ar3以外の領域にデータがプロットされる画素ユニット6についての局所的明滅体尤度LFL2については、値なしとしてもよいし、マイナスの値としてもよいし、0.0としてもよい。
In FIG. 10, the local blinker likelihood LFL2 is set to approach 1.0 as the point P5 approaches the point P6.
The local blinking likelihood LFL2 for the
次に、局所的動被写体尤度LFM2の算出について図11を参照して説明する。
図11に示すグラフは、大局的動被写体尤度LFM1を横軸とし、画素間差分値GDを縦軸として、画素ごとのデータを表したものである。ここで、縦軸の画素間差分値GDは0.0~1.0の値を取るように正規化したものとされる。
Next, the calculation of the local moving subject likelihood LFM2 will be described with reference to FIG.
The graph shown in FIG. 11 shows data for each pixel with the global moving subject likelihood LFM1 as the horizontal axis and the pixel-to-pixel difference value GD as the vertical axis. Here, the difference value GD between pixels on the vertical axis is normalized so as to take a value of 0.0 to 1.0.
局所的特徴検出部9は、ノイズ等による誤判定を防止するために、大局的動被写体尤度LFM1が所定の閾値Th3以上とされ且つ画素間差分値GDが所定の閾値Th4以上とされた領域Ar4にデータがプロットされる画素ユニット6について、被写体が動被写体としての特徴を有すると判定し局所的動被写体尤度LFM2を算出する。
The local
局所的動被写体尤度LFM2は0.0から1.0までのいずれかの値を取る。例えば、図11に示すように、大局的動被写体尤度LFM1が閾値Th3とされ且つ画素間差分値GDが閾値Th4とされたポイントP7にプロットされる画素ユニット6については局所的動被写体尤度LFM2が0.0として算出される。また、大局的動被写体尤度LFM1及び画素間差分値GDが共に1.0とされたポイントP8にプロットされる画素ユニット6については撮像された被写体が動被写体である可能性が非常に高いため局所的動被写体尤度LFM2が1.0として算出される。
The local moving subject likelihood LFM2 takes any value from 0.0 to 1.0. For example, as shown in FIG. 11, the local moving subject likelihood is plotted at the point P7 in which the global moving subject likelihood LFM1 is set to the threshold Th3 and the pixel-to-pixel difference value GD is set to the threshold Th4. LFM2 is calculated as 0.0. Further, with respect to the
図11においては、ポイントP7からポイントP8に近づくほど局所的動被写体尤度LFM2が1.0へと近づくようにされる。
なお、領域Ar4以外の領域にデータがプロットされる画素ユニット6についての局所的動被写体尤度LFM2については、値なしとしてもよいし、マイナスの値としてもよいし、0.0としてもよい。
In FIG. 11, the local moving subject likelihood LFM2 is set to approach 1.0 as the point P7 approaches the point P8.
The local moving subject likelihood LFM2 for the
このようにして、局所的特徴検出部9は、画素領域GAごとに検出された被写体の大局的特徴を画素ユニット6(或いは画素Gごと)の局所的特徴へと落とし込む処理を行う。
In this way, the local
なお、局所的動被写体尤度LFM2は大局的動被写体尤度LFM1を用いずに大局的明滅体尤度LFL1を用いて算出してもよい。
例えば、画素間差分値GDが大きい被写体としては、周期明滅体や動被写体が考えられる。そのような画素領域GAにおいて、大局的明滅体尤度LFL1が大きい場合には、当該画素領域GAに撮像された被写体が周期明滅体である可能性が高い。一方、画素間差分値GDが大きい画素領域GAのうち大局的明滅体尤度LFL1が低い画素領域GAにおいては、撮像された被写体が動被写体である可能性が高い。従って、大局的動被写体尤度LFM1を用いずに画素ユニット6に撮像された被写体が動被写体であることを推定することが可能となる。
The local moving subject likelihood LFM2 may be calculated by using the global blinking body likelihood LFL1 without using the global moving subject likelihood LFM1.
For example, as a subject having a large inter-pixel difference value GD, a periodic blinking object or a moving subject can be considered. In such a pixel region GA, when the global blinking body likelihood LFL1 is large, it is highly possible that the subject imaged in the pixel region GA is a periodic blinking body. On the other hand, in the pixel region GA having a large inter-pixel difference value GD and having a low global blinking likelihood LFL1, there is a high possibility that the captured subject is a moving subject. Therefore, it is possible to estimate that the subject imaged by the
図6の説明に戻る。
ブレンド率決定部10は、第1信号S1と第2信号S2のブレンド率を決定する。特に本実施の形態においては、ブレンド率決定部10は、画素ユニット6ごとの被写体の特徴に応じてブレンド率を決定する。
Returning to the description of FIG.
The blend
そのために、ブレンド率決定部10は、仮ブレンド率ABFを算出する仮ブレンド率算出部12と、仮ブレンド率ABFに補正を加えてブレンド率BFを算出するブレンド率補正部13とを備えている。
Therefore, the blend
仮ブレンド率算出部12は、被写体の特徴を考慮しない状態の仮のブレンド率を仮ブレンド率ABFとして算出する。なお、仮ブレンド率ABF及びブレンド率BFは、第2信号S2のブレンド比率を表し、0.0から1.0までの値を取る。即ち、仮ブレンド率ABF及びブレンド率BFが0.0の場合には第2信号S2を全くブレンドしないことを表し、1.0の場合には第2信号S2のブレンド比率が100%であることを表す。
The temporary blend
仮ブレンド率算出部12には、受光感度の高い第1画素G1から出力される第1信号S1が入力される。仮ブレンド率算出部12は、第1信号S1の飽和度合いに応じて仮ブレンド率ABFを決定する。例えば、図12に示すように、画素Gへの入射光量が所定の閾値Th5を超えるまでは仮ブレンド率ABFが0.0とされる。また、画素Gへの入射光量が所定の閾値Th5以上且つ閾値Th6未満の場合には仮ブレンド率ABFが0.0以上且つ1.0未満とされる。そして、画素Gへの入射光量が所定の閾値Th6を超えた場合には仮ブレンド率ABFが1.0に固定される。即ち、画素Gへの入射光量が閾値Th6を超えた場合には、第1画素G1が飽和していると判定されて第1信号S1のブレンド比率が0%となる。
The first signal S1 output from the first pixel G1 having high light receiving sensitivity is input to the temporary blend
ブレンド率補正部13は、局所的特徴検出部9で算出された局所的明滅体尤度LFL2と局所的動被写体尤度LFM2とを用いて、仮ブレンド率算出部12で算出された仮ブレンド率ABFの補正を行う。
The blend
具体的に、局所的明滅体尤度LFL2が大きい場合には、ブレンド率BFが高くなるように、即ち、第2信号S2のブレンド比率が高くなるように仮ブレンド率ABFを補正する。これは、第2信号S2が相対的に露光時間を長くすることによって得られた信号であり、LEDなどの周期明滅体の発光状態が撮像されている可能性が高いためである。 Specifically, when the local blinker likelihood LFL2 is large, the provisional blend ratio ABF is corrected so that the blend ratio BF becomes high, that is, the blend ratio of the second signal S2 becomes high. This is because the second signal S2 is a signal obtained by relatively lengthening the exposure time, and there is a high possibility that the light emitting state of a periodic blinking object such as an LED is imaged.
また、局所的明滅体尤度LFL2が小さく、且つ、局所的動被写体尤度LFM2が大きい場合には、ブレンド率BFが低くなるように、即ち、第2信号S2の割合が少なくなるように仮ブレンド率ABFを補正する。これは、第1信号S1が相対的に露光時間を短くすることによって得られた信号であり、動被写体についてのブラーが抑えられているためである。 Further, when the local blinking body likelihood LFL2 is small and the local moving subject likelihood LFM2 is large, the blend ratio BF is tentatively reduced, that is, the ratio of the second signal S2 is tentatively reduced. The blend ratio ABF is corrected. This is because the first signal S1 is a signal obtained by relatively shortening the exposure time, and blurring of a moving subject is suppressed.
一例として、局所的明滅体尤度LFL2が所定の値よりも大きい画素Gについては、ブレンド率BFを1.0とすることにより第1信号S1が含まれないようにしてもよい。また、局所的明滅体尤度LFL2が所定の値よりも小さく且つ局所的動被写体尤度LFM2が所定の値よりも大きい場合には、ブレンド率BFを0.0とすることにより第2信号S2が含まれないようにしてもよい。 As an example, for the pixel G whose local blinker likelihood LFL2 is larger than a predetermined value, the first signal S1 may be excluded by setting the blend ratio BF to 1.0. When the local blinking body likelihood LFL2 is smaller than the predetermined value and the local moving subject likelihood LFM2 is larger than the predetermined value, the blend ratio BF is set to 0.0 to set the second signal S2. May not be included.
ブレンド部11は、ブレンド率補正部13によって決定されたブレンド率BFに基づいてブレンド処理を行う。例えば、ブレンド部11はブレンド率BFに基づいたαブレンド処理を行うことによりHDR画像信号を生成する。αブレンドは以下の式(3)によって表すことができる。
The blending
HDR画像信号=(1-α)×S1+α×S2×Gain・・・式(3) HDR image signal = (1-α) × S1 + α × S2 × Gain ... Equation (3)
なお、局所的明滅体尤度LFL2が所定の値よりも小さい場合には、局所的動被写体尤度LFM2の値によらずブレンド率BFを0.0とするような補正、即ち、ブレンド率BFが低くなるような補正を行ってもよい。
When the local blinking body likelihood LFL2 is smaller than a predetermined value, the correction is made so that the blend rate BF is 0.0 regardless of the value of the local moving subject likelihood LFM2, that is, the blend rate BF. May be corrected so that
<3.第1の適用例>
第1の適用例では、上述したイメージセンサ1を撮像装置100に適用した場合について説明する。
<3. First application example>
In the first application example, a case where the above-mentioned
撮像装置100の構成例について図13に示す。なお、図13においては、撮像装置100が備える主要部のみを記載している。 A configuration example of the image pickup apparatus 100 is shown in FIG. In addition, in FIG. 13, only the main part included in the image pickup apparatus 100 is shown.
撮像装置100は、光学レンズ系101と、上述した信号処理部5を備えたイメージセンサ1と、撮像用信号処理部102と、制御部103と、ドライバ部104と、記憶部105と、通信部106と、表示部107とを備えている。
The image pickup apparatus 100 includes an
光学レンズ系101は、ズームレンズやフォーカスレンズなどの各種レンズや絞り機構などから成る。イメージセンサ1が備える画素アレイ部2は、光学レンズ系101を通過した光が入射される。
なお、画素Gごとに設けられるマイクロレンズのように光学レンズ系101の一部がイメージセンサ1に設けられていてもよい。
The
A part of the
撮像用信号処理部102は、イメージセンサ1からHDR合成されたHDR画像信号を受け取り、記録用の画像データを生成するために必要な信号処理や表示部107に画像を表示させるために必要な信号処理などを行う。
The imaging
制御部103は、イメージセンサ1の制御や撮像用信号処理部102の制御を行う。また、ドライバ部104に対する制御信号を送ることにより光学レンズ系101が有する各種レンズや絞り機構などの光学部材を制御する。
The
ドライバ部104は、制御部103から入力された制御信号に基づいて光学レンズ系101が有する光学部材に駆動信号を提供する。これにより、光学部材が駆動される。
The
記憶部105は例えば不揮発性メモリ等からなる。記憶部105には、制御部103が実行する各処理に必要なプログラム等が記憶されている。また、記憶部105には、撮像用信号処理部102によって生成された静止画データや動画データ等の画像データ等が記憶される。
The
記憶部105は、撮像装置100に内蔵されるフラッシュメモリとして構成されていてもよいし、撮像装置100に着脱できるメモリカード(例えば可搬型のフラッシュメモリ)と該メモリカードに対して記憶や読み出しのためのアクセスを行うアクセス部とで構成されていてもよい。また撮像装置100に内蔵されている形態としてHDD(Hard Disk Drive)などとして実現されていてもよい。
The
通信部106は、外部機器とのデータ通信やネットワーク通信を有線や無線で行う。例えば、外部の表示装置、記録装置、再生装置等に対して画像データ(静止画データや動画データ)の送信を行う。
また、通信部106は、インターネット、ホームネットワーク、LAN(Local Area Network)等の各種のネットワークによる通信を行い、ネットワーク上のサーバや端末等との間で各種データの送受信を行うようにしてもよい。
また、通信部106は、画像データを外部機器に出力する出力部として機能してもよい。
The
Further, the
Further, the
表示部107は、記憶部105としての記録媒体から読み出された画像データの再生画像を表示させることが可能である。また、表示部107は、撮像装置100の背面に設けられる背面モニタやファインダモニタなどとして撮像装置100に設けられており、所謂スルー画の表示が可能とされていてもよい。
The
なお、表示部107は撮像装置100に着脱可能な形態とされていてもよい。
The
本実施の形態における撮像用信号処理部102は、第1画素G1から出力される第1信号S1と第2画素G2から出力される第2信号S2が被写体の特徴に応じて適切にブレンドされたHDR画像信号をイメージセンサ1から受け取ることができる。従って、撮像用信号処理部102は、HDR画像信号に基づいて各種の表示処理や加工処理等を行うことにより、LEDなどの周期明滅体が適切に表示されると共に動被写体のブラーが抑制されたHDR画像の表示や画像ファイルの生成を行うことが可能となる。
In the imaging
<4.第2の適用例>
第2の適用例では、表示装置と画像認識処理を行う認識装置に対して上述したイメージセンサ1からHDR画像信号が提供される例について説明する。
このような適用例として、ここでは車載システム200を挙げる。
<4. Second application example>
In the second application example, an example in which the HDR image signal is provided from the
As such an application example, the in-vehicle system 200 will be mentioned here.
車載システム200は、光学レンズ系201と、ドライバ部202と、上述した信号処理部5を備えたイメージセンサ1と、表示装置300と認識装置400とを備えている。
The in-vehicle system 200 includes an
光学レンズ系201は第1の適用例で説明した光学レンズ系101と同様の構成であり、ドライバ部202は第1の適用例で説明したドライバ部104と同様の構成であるため、説明を省く。
Since the
表示装置300は、インパネ等の車室内の所定位置に設けられるモニタ類や計器類及びそれらの表示制御を行う回路等を含んで構成されている。
表示装置300は、表示用信号処理部301、表示用制御部302、記憶部303、通信部304、表示部305等を備えている。
The
The
表示用信号処理部301は、表示部305に画像を表示させるための信号処理を行うものであり、第1の適用例で説明した撮像用信号処理部102と同様の構成とされる。
The display
表示用制御部302は、第1の適用例で説明した制御部103と同様の構成である。また、記憶部303及び通信部304についても第1の適用例で説明した記憶部105及び通信部106と同様の構成とされている。なお、通信部304は、CAN(Controller Area Network)を用いた通信が可能とされている。
The
表示部305は、車室内の所定位置に設けられたモニタ装置などであり、イメージセンサ1で撮像された画像データの表示が可能とされる。これにより、運転者や同乗者はモニタ装置を介して車外の状況を把握することが可能となる。
The
認識装置400は、イメージセンサ1が撮像した車外についての画像データに対して各種の処理を施すことにより被写体の認識処理を行う。認識装置400による被写体の認識結果は先進運転支援システム(ADAS:Advanced Driver-Assistance Systems)に提供される。
ADASは、認識装置400から取得した情報に基づいて衝突被害軽減ブレーキ機能やACC(Adaptive Cruise Control)機能等を実現する。
The
The ADAS realizes a collision damage mitigation braking function, an ACC (Adaptive Cruise Control) function, and the like based on the information acquired from the
認識装置400は、認識用信号処理部401と認識用制御部402と記憶部403と通信部404とを備えている。
The
記憶部403と通信部404は、第1の適用例で説明した記憶部105及び通信部106と同様の構成とされているため、詳述を省く。
Since the
認識用信号処理部401には、イメージセンサ1から撮像画像についてのデータが入力される。例えば、イメージセンサ1から認識用信号処理部401に対して、HDR合成されたHDR画像信号が入力されてもよいし、HDR合成される前の第1信号S1と第2信号S2と画素Gごとの認識結果としての局所的明滅体尤度LFL2及び局所的動被写体尤度LFM2の情報が入力されてもよい。もちろん、これらの情報全てがイメージセンサ1から認識用信号処理部401に入力されてもよい。
Data about the captured image is input from the
認識用信号処理部401は、イメージセンサ1から出力された局所的明滅体尤度LFL2や局所的動被写体尤度LFM2の情報に基づいて、先行車や歩行者や信号機や標識等を認識するための画像認識処理を行う。
具体的には、イメージセンサ1から出力された局所的明滅体尤度LFL2の情報に基づいて、周期明滅体としての信号機やテールランプなどを認識することができ、例えば、先行車を認識することができる。また、イメージセンサ1から出力された局所的動被写体尤度LFM2の情報に基づいて、動被写体としての先行車や歩行者などを認識することができる。
また、これらの画像認識処理は、認識用信号処理部401と認識用制御部402と協働することにより実現してもよい。
The recognition
Specifically, based on the information of the local blinking body likelihood LFL2 output from the
Further, these image recognition processes may be realized by cooperating with the recognition
なお、自車両が走行中である場合には、局所的動被写体尤度LFM2に基づいて被写体を動被写体であると推定できない場合がある。例えば、自車両の走行中においては、動いていない障害物などからも動被写体のような特徴が検出されてしまうためである。そのため、認識用信号処理部401は、自車両の走行速度などを加味して動被写体を画像認識する処理を行ってもよい。
これにより、認識用信号処理部401は、被写体についての画像認識処理を適切に行うことが可能となる。
When the own vehicle is traveling, it may not be possible to estimate the subject as a moving subject based on the local moving subject likelihood LFM2. For example, when the own vehicle is running, a feature such as a moving subject is detected even from an obstacle that is not moving. Therefore, the recognition
As a result, the recognition
認識用制御部402は、例えば、DNN(Deep Neural Network)を用いた画像認識処理を実行することにより、先行車や歩行者等の被写体を認識してもよい。
このようにして得られた認識用信号処理部401及び認識用制御部402による認識結果は、通信部404を介してADASへと出力される。
The
The recognition result obtained by the recognition
このようにして歩行者や先行車などの被写体に関する適切な画像認識処理を行うことにより、車両の走行安全性を向上させることが可能となる。
By performing appropriate image recognition processing on a subject such as a pedestrian or a preceding vehicle in this way, it is possible to improve the running safety of the vehicle.
<5.三つ以上の信号を用いる例>
受光感度の異なる三つ以上の読み出し処理によって得られる3種類以上の画素信号を用いて被写体の特徴検出を行う例について説明する。
<5. Example of using three or more signals>
An example of performing feature detection of a subject using three or more types of pixel signals obtained by three or more readout processes having different light reception sensitivities will be described.
イメージセンサ1は、面積の異なる3種類の画素を備えていてもよいし、図2に示すように面積の異なる2種類の画素を用いて3種類の画素信号を出力可能とされていてもよい。
The
例えば、イメージセンサ1が備える第1画素G1からは受光感度の最も高い画素信号である第1信号S1が出力され、第2画素G2からは受光感度が第1画素G1よりも低い画素信号である第2信号S2が出力される。また、第1画素G1からは、露光時間を第1信号S1及び第2信号S2を出力する場合よりも短くすることにより最も受光感度の低い第3信号S3が出力される。
For example, the first pixel G1 included in the
一例を挙げると、第1画素G1の露光時間を8msecとすることにより第1信号S1が出力される。また、第2画素G2の露光時間を11msecとすることにより第2信号S2が出力される。更に、第1画素G1の露光時間を4msecとすることにより第3信号S3が出力される。 As an example, the first signal S1 is output by setting the exposure time of the first pixel G1 to 8 msec. Further, the second signal S2 is output by setting the exposure time of the second pixel G2 to 11 msec. Further, the third signal S3 is output by setting the exposure time of the first pixel G1 to 4 msec.
図15は、イメージセンサ1から出力される3種類の画素信号を用いて被写体についての特徴を検出する信号処理部5Aの構成例である。なお、図6と同様の構成については、同じ符号を付し適宜説明を省略する。
FIG. 15 is a configuration example of a signal processing unit 5A that detects features of a subject using three types of pixel signals output from the
信号処理部5Aは、第1信号S1及び第2信号S2を用いて大局的特徴検出及び局所的特徴検出を行うために、画素間差分検出部7と大局的特徴検出部8と局所的特徴検出部9とブレンド率決定部10とを備えている。また、図6に示すブレンド部11の代わりに第1ブレンド部11Aを備えている。
The signal processing unit 5A uses the first signal S1 and the second signal S2 to perform global feature detection and local feature detection, so that the inter-pixel
これらの各部は、図6に示す各部と同様の処理を行う処理部であるため、説明を省略する。 Since each of these parts is a processing part that performs the same processing as each part shown in FIG. 6, description thereof will be omitted.
なお、ブレンド率決定部10は、仮ブレンド率算出部12及びブレンド率補正部13を備えている。ブレンド率決定部10は、第1信号S1に対する第2信号S2のブレンドの比率をブレンド率BF1として決定する。
The blend
第1ブレンド部11Aは、ブレンド率決定部10が決定したブレンド率BF1に従って第1信号S1と第2信号S2のαブレンド処理を行うことにより、HDR画像信号を出力する。
The
信号処理部5Aは、第2信号S2及び第3信号S3を用いて大局的特徴検出及び局所的特徴検出を行うために、画素間差分検出部7Aと大局的特徴検出部8Aと局所的特徴検出部9Aとブレンド率決定部10Aとを備えている。
The signal processing unit 5A uses the second signal S2 and the third signal S3 to perform global feature detection and local feature detection, so that the pixel-to-pixel
ブレンド率決定部10Aは、仮ブレンド率算出部12A及びブレンド率補正部13Aを備えている。
The blend
これらの各部は、第1信号S1の代わりに第2信号S2を用い、第2信号S2の代わりに第3信号S3を用いること以外は図6に示す各部と同様の処理を行う処理部である。
但し、ブレンド率決定部10Aは、第1ブレンド部11Aから出力されるHDR画像信号に対する第3信号S3のブレンド比率をブレンド率BF2として決定する。
Each of these parts is a processing part that performs the same processing as each part shown in FIG. 6 except that the second signal S2 is used instead of the first signal S1 and the third signal S3 is used instead of the second signal S2. ..
However, the blend
第2ブレンド部11Bは、ブレンド率決定部10Aが決定したブレンド率BF2に従って第1ブレンド部11Aから出力されるHDR画像信号と第3信号S3のαブレンド処理を行う。
The
このように、3種類以上の画素信号を用いることにより、HDR合成におけるダイナミックレンジを広げることが可能となる。
In this way, by using three or more types of pixel signals, it is possible to widen the dynamic range in HDR composition.
<6.変形例>
ここではいくつかの上述した実施の形態に対する変形例を説明する。
図7に示す大局的特徴検出部8においては、画素領域毎に求めた輝度平均値L1Aと輝度平均値L2Aが記憶される第1メモリ23Aと第2メモリ23Bが設けられている例を説明した。また、それぞれのメモリには1フレーム前の輝度平均値L1A,L2Aが記憶されることにより、後段の領域毎輝度変化第1算出部24A及び領域毎輝度変化第2算出部24Bで第1画素変化量G1V及び第2画素変化量G2Vを算出する例を説明した。
<6. Modification example>
Here, modifications to some of the above-described embodiments will be described.
An example has been described in which the global
本変形例においては、第1メモリ23A及び第2メモリ23Bが2フレーム以上の輝度平均値L1A,L2Aを記憶している。例えば、1フレーム前の輝度平均値L1A,L2Aと、2フレーム前の輝度平均値L1A,L2Aを記憶している。
In this modification, the
そして、領域毎輝度変化第1算出部24A及び領域毎輝度変化第2算出部24Bは、輝度変化の推移を観測する処理を行う。これにより、領域毎輝度変化第1算出部24A及び領域毎輝度変化第2算出部24Bは、周期明滅体の明滅周期を推定することが可能とされる。
Then, the region-by-region luminance change
周期明滅体の明滅周期が推定できれば、周期明滅体の発光状態が確実に撮像可能な露光時間を第2画素G2に対して設定することができる。これにより、LEDなどが確実に撮像されたHDR画像信号を生成することが可能となる。特に、先行車や信号機を認識する処理を後段の処理部で実行する場合に車両の走行安全性を向上させることが可能となり好適である。 If the blinking cycle of the periodic blinking object can be estimated, the exposure time at which the light emitting state of the periodic blinking object can be reliably imaged can be set for the second pixel G2. This makes it possible to generate an HDR image signal in which an LED or the like is reliably captured. In particular, when the process of recognizing the preceding vehicle or the traffic light is executed by the processing unit in the subsequent stage, it is possible to improve the running safety of the vehicle, which is preferable.
その他の変形例として局所的特徴を検出しない例を説明する。
上述した例においては、信号処理部5が大局的特徴検出部8と局所的特徴検出部9の双方を備え、局所的特徴検出部9から出力される局所的明滅体尤度LFL2や局所的動被写体尤度LFM2を用いてブレンド率を決定する場合を説明した。
As another modification, an example in which a local feature is not detected will be described.
In the above example, the
本変形例においては、信号処理部5が大局的特徴検出部8のみを備え、局所的特徴検出部9を備えていない場合について説明する。
In this modification, a case where the
大局的特徴検出部8は、画素アレイ部2に仮想的に設定された画素領域GAごとに被写体の大局的な特徴を検出する。ここで、画素領域GAが十分に小さい領域として設定されていれば、大局的特徴検出部8によって検出される画素領域GAごとの被写体の特徴を用いることにより、所望のHDR画像信号を得るためのブレンド率BFを適切に決定できる場合がある。
The global
この場合には、信号処理部5が図6に示す画素間差分検出部7及び局所的特徴検出部9を備えずに構成されていてもよい。即ち、ブレンド率補正部13は、大局的特徴検出部8から出力される画素領域GAごとの大局的明滅体尤度LFL1及び大局的動被写体尤度LFM1を用いて、画素領域GAごとのブレンド率BFを算出する。
In this case, the
ブレンド部11は、画素領域GAごとのブレンド率BFを用いてHDR合成を行うことによりHDR画像信号を出力する。
これにより、信号処理部5の構成を簡潔にすることができ、処理負担の軽減を図ることが可能となる。
The blending
As a result, the configuration of the
更に他の変形例として、図10に示す閾値Th1,Th2や図11に示す閾値Th3,Th4を可変とすることが考えられる。
これらの閾値は、被写体が誤って周期明滅体であると判定されることや動被写体であると判定されるような誤判定を抑制するために設けられる閾値である。
As yet another modification, it is conceivable to make the thresholds Th1 and Th2 shown in FIG. 10 and the thresholds Th3 and Th4 shown in FIG. 11 variable.
These threshold values are set to suppress erroneous determination that the subject is erroneously determined to be a periodic blinking body or is determined to be a moving subject.
しかし、撮像環境によっては、それでも誤判定が多発してしまう場合がある。具体的には、暗い撮像環境などである。
明度センサの出力に基づいて周囲環境の明るさが一定値以上低いと推定される場合には、閾値Th1,Th2,Th3,Th4の何れかまたは全てを上げることが考えられる。各閾値を上げることにより、図10に示す領域Ar3や図11に示す領域Ar4が狭くなり、被写体についての局所的明滅体尤度LFL2や局所的動被写体尤度LFM2が低めに算出される。
However, depending on the imaging environment, erroneous determinations may still occur frequently. Specifically, it is a dark imaging environment or the like.
When it is estimated that the brightness of the surrounding environment is lower than a certain value based on the output of the brightness sensor, it is conceivable to raise any or all of the threshold values Th1, Th2, Th3, and Th4. By raising each threshold value, the region Ar3 shown in FIG. 10 and the region Ar4 shown in FIG. 11 become narrower, and the local blinking body likelihood LFL2 and the local moving subject likelihood LFM2 for the subject are calculated to be lower.
これにより、上記のような誤判定を抑制することができ、適切なHDR画像信号を生成することが可能となる。 As a result, the above-mentioned erroneous determination can be suppressed, and an appropriate HDR image signal can be generated.
また、他の変形例について説明する。
上述した例では、被写体についての大局的明滅体尤度LFL1や局所的明滅体尤度LFL2が高い場合に第2信号S2の比率が高くなるようにブレンド率を決定する処理について説明した。
ここで、大局的明滅体尤度LFL1や局所的明滅体尤度LFL2が低い場合には、基本的に第1信号S1の比率が高くなるようにブレンド率を決定してもよい。更には、大局的明滅体尤度LFL1や局所的明滅体尤度LFL2が高くない限りは、第2信号S2の比率が0%となるようにブレンド率を決定してもよい。
In addition, another modification will be described.
In the above-mentioned example, the process of determining the blend ratio so that the ratio of the second signal S2 becomes high when the global blinking body likelihood LFL1 or the local blinking body likelihood LFL2 for the subject is high has been described.
Here, when the global blinking body likelihood LFL1 and the local blinking body likelihood LFL2 are low, the blending ratio may be basically determined so that the ratio of the first signal S1 is high. Further, as long as the global blinking body likelihood LFL1 and the local blinking body likelihood LFL2 are not high, the blending ratio may be determined so that the ratio of the second signal S2 is 0%.
これにより、大局的動被写体尤度LFM1や局所的動被写体尤度LFM2が低く算出されてしまい、動被写体が誤って動被写体である可能性が低いと判定されてしまった場合においても、当該被写体についてのブラーの発生を抑制することが可能となる。
As a result, even if the global moving subject likelihood LFM1 and the local moving subject likelihood LFM2 are calculated to be low and it is determined that the moving subject is unlikely to be a moving subject by mistake, the subject is concerned. It is possible to suppress the occurrence of blurring.
<7.まとめ>
これまで説明してきたように、実施の形態におけるイメージセンサ1は、第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素G1と第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素G2とが二次元に配列された画素アレイ部2と、第1の露光時間とされた第1画素G1から出力される第1信号S1と第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた第2画素G2から出力される第2信号S2とに基づいて、第1画素G1と第2画素G2がそれぞれ複数含まれた画素領域GAについての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部8(8A)を備える。また、イメージセンサ1は、大局的特徴検出部8(8A)の検出結果に基づいて第1信号S1と第2信号S2のブレンド率BF(BF1,BF2)を決定するブレンド率決定部10(10A)と、を備える。
第1画素G1と第2画素G2の受光感度の違いは、画素における受光面積の違いによるものであってもよいし、露光時間の長さの違いによるものであってもよいし、受光素子の特性の違いによるものであってもよい。また、大局的特徴とは、一まとまりの画素領域GAにおいて撮像された被写体の特徴とされている。
一まとまりの画素領域GAごとに大局的特徴の検出を行うことにより、画素領域GA毎に第1信号S1と第2信号S2のブレンド率BEを変えることができ、少ない処理負担で適切なHDR合成を行うことが可能となる。
また、画素領域GAごとに露光時間の異なる第1画素G1及び第2画素G2それぞれの信号(第1信号S1,第2信号S2)を用いることで被写体が周期明滅体である場合の大局的特徴や被写体が動被写体である場合の大局的特徴を検出することが可能となる。
更に、多くの被写体は画素アレイ部2においてある程度の範囲をもって撮像される。即ち、一つの画素Gのみで撮像される被写体は少ない。従って、画素領域GAごとに大局的特徴を検出することで、効率的に被写体の特徴を捉えることが可能となる。また、一つの画素Gが故障してしまい正常な画素信号の出力が行えなくなってしまった場合には、当該画素Gから出力される画素信号が例えば周期明滅体としての特徴を備えてしまうことがある。そのような場合には、当該画素Gについての被写体の特徴が誤検出されてしまうことが考えられる。しかし、本構成のように、周囲の複数の画素Gと共に大局的特徴が検出されることで、当該故障した画素Gについて検出される被写体の特徴はほぼ無視されることとなり、誤検出した特徴に基づく不適切なブレンド処理が実行されずに済む。これにより、画素Gに故障が発生した場合であっても適切なブレンド処理を実行することが可能となる。
<7. Summary>
As described above, the
The difference in the light receiving sensitivity between the first pixel G1 and the second pixel G2 may be due to the difference in the light receiving area in the pixel, the difference in the length of the exposure time, or the difference in the light receiving element. It may be due to the difference in characteristics. Further, the global feature is a feature of a subject imaged in a set of pixel region GAs.
By detecting the global features for each group of pixel region GAs, the blend ratio BE of the first signal S1 and the second signal S2 can be changed for each pixel region GA, and appropriate HDR synthesis can be performed with a small processing load. Can be done.
Further, by using the signals of the first pixel G1 and the second pixel G2 (first signal S1, second signal S2) having different exposure times for each pixel region GA, a global feature when the subject is a periodic blinker. It is possible to detect global features when the subject is a moving subject.
Further, many subjects are imaged in the
信号処理部5の説明において示したように、大局的特徴は、時間経過に伴う輝度変化についての特徴とされてもよい。
時間経過に伴う輝度変化についての特徴を有する被写体としては、例えば、数msecから数十msecの周期で明滅するLED(Light Emitting Diode)などの発光体や、発光体から発せられる光を反射している物体など、輝度変化が起きている被写体を挙げることができる。特に大きな輝度変化が起きている被写体ほど検出されやすい。また、被写体が動きの大きな動被写体である場合においても、大きな輝度変化が検出されやすい。
このような被写体を検出することで、第1信号S1と第2信号S2を適切にブレンドすることが可能となり、周期明滅体や動被写体に起因して発生するアーチファクトを抑制することが可能となる。
As shown in the description of the
As a subject having a characteristic of a change in brightness with the passage of time, for example, a light emitting body such as an LED (Light Emitting Diode) that blinks in a cycle of several msec to several tens of msec, or a light emitting body that reflects light emitted from the light emitting body is reflected. It can be mentioned as a subject whose brightness is changing, such as an object. A subject with a particularly large change in brightness is more likely to be detected. Further, even when the subject is a moving subject with a large movement, a large change in brightness is likely to be detected.
By detecting such a subject, it is possible to appropriately blend the first signal S1 and the second signal S2, and it is possible to suppress artifacts generated due to a periodic blinking object or a moving subject. ..
イメージセンサ1における大局的特徴検出部8(8A)は、撮像被写体が周期明滅体である度合いを表す尤度を大局的明滅体尤度LFL1として算出することにより検出を行ってもよい。
これにより、被写体がLEDなどの周期明滅体である場合に大局的明滅体尤度LFL1が高く算出される。特に、対象の画素領域GAの大部分に周期明滅体が撮像されている場合などに大局的明滅体尤度LFL1が高くされる。
また、輝度変化が起きている被写体としては周期明滅体以外にも動被写体などが考えられるが、本構成のように大局的明滅体尤度LFL1を算出することで、被写体が周期明滅体と動被写体のいずれであるのかを区別することが可能となる。
これにより、被写体が周期明滅体と動被写体の何れであるのかに応じてブレンド率BF(BF1,BF2)を変えることが可能となり、被写体に応じた適切なHDR合成が可能となる。
The global feature detection unit 8 (8A) in the
As a result, when the subject is a periodic blinking object such as an LED, the global blinking object likelihood LFL1 is calculated to be high. In particular, the global blinker likelihood LFL1 is increased when a periodic blinker is imaged in most of the target pixel region GA.
In addition to the periodic blinking body, moving subjects can be considered as the subject whose brightness changes, but by calculating the global blinking body likelihood LFL1 as in this configuration, the subject moves with the periodic blinking body. It is possible to distinguish which of the subjects it is.
As a result, the blend ratio BF (BF1, BF2) can be changed according to whether the subject is a periodic blinking body or a moving subject, and appropriate HDR composition according to the subject becomes possible.
図7等を用いて説明したように、イメージセンサ1の大局的特徴検出部8(8A)は、画素領域GAごとに第1画素G1の輝度平均値の時間的な変化量を第1画素変化量G1Vとして算出する処理と、画素領域GAごとに第2画素G2の輝度平均値の時間的な変化量を第2画素変化量G2Vとして算出する処理と、第1画素変化量G1Vと第2画素変化量G2Vの差分を変化量差分値とVDして算出する処理と、を実行することにより前記検出を行ってもよい。
画素領域GAごとの輝度平均値L1A,L2Aの時間的な変化量である第1画素変化量G1Vや第2画素変化量G2Vの情報は、画素Gごとに算出されるよりもデータ量が少なくされる。同様に、第1画素変化量G1Vと第2画素変化量G2Vから算出される変化量差分値VDについてもデータ量が少なくされる。
このような情報を用いることにより、少ない処理負担で大局的特徴を検出することができる。
As described with reference to FIG. 7 and the like, the global feature detection unit 8 (8A) of the
The amount of data for the information of the first pixel change amount G1V and the second pixel change amount G2V, which are the temporal changes in the brightness average values L1A and L2A for each pixel region GA, is smaller than that calculated for each pixel G. To. Similarly, the amount of data is also reduced for the change amount difference value VD calculated from the first pixel change amount G1V and the second pixel change amount G2V.
By using such information, it is possible to detect global features with a small processing load.
図9等を用いて説明したように、イメージセンサ1において、大局的明滅体尤度LFL1は、変化量差分値VDが大きいほど大きく、第2画素変化量G2Vが小さいほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、受光感度の高い第1画素G1の露光時間を受光感度の低い第2画素G2の露光時間よりも短くした場合に、第1画素G1の露光時間の全てが周期明滅体における非発光状態に含まれる場合がある。また、そのような場合であっても、第2画素G2の露光時間の一部は周期明滅体における発光状態に含まれる場合がある。このような場合には、変化量差分値VDが大きくなる。
更に、第2画素変化量G2Vは、露光時間の長い第2画素G2は発光状態の周期明滅体が写っている可能性が高くなる。特に、周期明滅体の非発光時間よりも露光時間が長い場合には、確実に周期明滅体の発光状態が撮像されていることとなり、第2画素変化量G2Vは小さくなる。
従って、変化量差分値VDが大きく且つ第2画素変化量G2Vが小さい場合に大局的明滅体尤度LFL1によって被写体が周期明滅体であることが適切に判定されることで、適切なブレンド率BF(BF1,BF2)を設定することが可能となる。
As described with reference to FIG. 9 and the like, in the
For example, when the exposure time of the first pixel G1 having a high light receiving sensitivity is shorter than the exposure time of the second pixel G2 having a low light receiving sensitivity, all the exposure times of the first pixel G1 are in a non-light emitting state in the periodic blinker. May be included. Even in such a case, a part of the exposure time of the second pixel G2 may be included in the light emitting state in the periodic blinker. In such a case, the change amount difference value VD becomes large.
Further, with respect to the second pixel change amount G2V, there is a high possibility that the second pixel G2 having a long exposure time shows a periodic blinking object in a light emitting state. In particular, when the exposure time is longer than the non-emission time of the periodic blinking object, the light emitting state of the periodic blinking object is surely imaged, and the second pixel change amount G2V becomes small.
Therefore, when the change amount difference value VD is large and the second pixel change amount G2V is small, the global blinking body likelihood LFL1 appropriately determines that the subject is a periodic blinking body, so that an appropriate blend ratio BF is obtained. (BF1, BF2) can be set.
図6等を用いて説明したように、イメージセンサ1においては、大局的特徴検出部8(8A)によって検出された大局的特徴を用いて画素Gごとの特徴を検出する局所的特徴検出部9(9A)を備えていてもよい。
これにより、画素Gごとに被写体の特徴が検出される。
従って、画素Gごとに適切なブレンド率BF(BF1,BF2)が決定され、最適なHDR合成を行うことが可能となる。
As described with reference to FIG. 6 and the like, in the
As a result, the characteristics of the subject are detected for each pixel G.
Therefore, an appropriate blend ratio BF (BF1, BF2) is determined for each pixel G, and optimum HDR synthesis can be performed.
図6や図10等を用いて説明したように、イメージセンサ1の局所的特徴検出部9(9A)は、第1画素G1と第2画素G2の輝度値の差分として算出された画素間差分値GDと大局的明滅体尤度LFL1に基づいて画素Gごとの明滅体尤度を局所的明滅体尤度LFL2として算出してもよい。
画素間差分値GDや大局的明滅体尤度LFL1は、被写体が周期明滅体である度合いを推し量るために用いることができる。
これにより、被写体が周期明滅体であることを検出することができるため、ブレンド率BF(BF1,BF2)を画素Gごとに適切に設定することが可能となる。
As described with reference to FIGS. 6 and 10, the local feature detection unit 9 (9A) of the
The inter-pixel difference value GD and the global blinking object likelihood LFL1 can be used to estimate the degree to which the subject is a periodic blinking object.
As a result, it is possible to detect that the subject is a periodic blinking object, so that the blend ratio BF (BF1, BF2) can be appropriately set for each pixel G.
図10等を用いて説明したように、イメージセンサ1において、局所的明滅体尤度LFL2は、画素間差分値GDが大きい画素Gほど大きく、大局的明滅体尤度LFL1が大きい画素Gほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値GDが大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値GDが大きい被写体であって、且つ、大局的明滅体尤度LFL1が高い被写体は、動被写体ではなく周期明滅体である可能性が高い。
このように、局所的明滅体尤度LFL2は画素Gに撮像された被写体が周期明滅体であることの確からしさを表す指標であるため、局所的明滅体尤度LFL2に基づいてブレンド率BF(BF1,BF2)を画素Gごとに適切に設定することが可能となる。
As described with reference to FIG. 10 and the like, in the
For example, as a subject having a large inter-pixel difference value GD, a moving subject, a periodic blinker, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value GD and having a high global blinking object likelihood LFL1 is likely to be a periodic blinking object rather than a moving subject.
As described above, since the local blinking body likelihood LFL2 is an index indicating the certainty that the subject imaged in the pixel G is a periodic blinking body, the blend ratio BF ( BF1, BF2) can be appropriately set for each pixel G.
変形例において説明したように、イメージセンサ1のブレンド率決定部10(10A)は、大局的明滅体尤度LFL1が高いほど第2信号S2の比率が高くなるようにブレンド率BF(BF1,BF2)を決定してもよい。
第1画素G1と第2画素G2の露光時間の関係によっては、第2画素G2は第1画素G1よりも長い露光時間とされる。この場合における第2画素G2は、発光状態の周期明滅体が撮像されている可能性高い。
従って、第2画素G2から出力される第2信号S2の比率を高めることにより、周期明滅体が発光している状態が撮像された画像データが得られる可能性を高めることができる。
As described in the modified example, the blend rate determination unit 10 (10A) of the
Depending on the relationship between the exposure times of the first pixel G1 and the second pixel G2, the second pixel G2 has a longer exposure time than the first pixel G1. In this case, it is highly possible that the second pixel G2 is imaged with a periodic blinker in a light emitting state.
Therefore, by increasing the ratio of the second signal S2 output from the second pixel G2, it is possible to increase the possibility of obtaining image data in which the periodic blinker is emitting light.
上述したように、イメージセンサ1のブレンド率決定部10(10A)は、局所的明滅体尤度LFL2が高いほど第2信号S2の比率が高くなるように画素Gごとにブレンド率BF(BF1,BF2)を決定してもよい。
上述した例においては、第2画素G2は第1画素G1よりも長い露光時間とされる。この場合における第2画素G2は、発光状態の周期明滅体を捉えた状態で生成される可能性が高い。
画素Gごとの局所的明滅体尤度LFL2の高さに基づいて第2信号S2の比率を高めることにより、周期明滅体が発光している状態が撮像された画像データが得られる可能性を高めることができる。特に、画素Gごとにこのようなブレンド率の決定方法を用いることで、周期明滅体が撮像されていない画素Gに対して周期明滅体が撮像されているかのようにブレンド率が決定されてしまうことが防止されるため、画素Gごとの被写体の特徴に応じた適切なHDR合成が可能となる。
As described above, the blend rate determination unit 10 (10A) of the
In the above example, the second pixel G2 has a longer exposure time than the first pixel G1. In this case, the second pixel G2 is likely to be generated in a state of capturing the periodic blinking body in the light emitting state.
By increasing the ratio of the second signal S2 based on the height of the local blinker likelihood LFL2 for each pixel G, the possibility of obtaining image data in which the periodic blinker is emitting light is increased. be able to. In particular, by using such a method for determining the blend ratio for each pixel G, the blend ratio is determined as if the periodic blinker is imaged for the pixel G in which the periodic blinker is not imaged. Therefore, it is possible to perform appropriate HDR composition according to the characteristics of the subject for each pixel G.
図10等を用いて説明したように、イメージセンサ1の局所的特徴検出部9(9A)は、局所的動被写体尤度LFM2を算出する処理を実行可能とされ、局所的動被写体尤度LFM2は、画素間差分値GDが大きい画素Gほど大きく、大局的明滅体尤度LFL1が小さい画素Gほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値GDが大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値GDが大きい被写体であって、且つ、大局的明滅体尤度LFL1が低い被写体は、動被写体である可能性が高い。
このように、被写体が動被写体であることを適切に検出することで、ブレンド率BF(BF1,BF2)を画素Gごとに適切に設定することが可能となる。また、被写体が動被写体である度合いを表す指標値等を算出しなくてもよいため、処理負担の増大を抑制しつつ適切なブレンド率BF(BF1,BF2)を決定することができる。
As described with reference to FIG. 10 and the like, the local feature detection unit 9 (9A) of the
For example, as a subject having a large inter-pixel difference value GD, a moving subject, a periodic blinker, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value GD and a low global blinking likelihood LFL1 is highly likely to be a moving subject.
By appropriately detecting that the subject is a moving subject in this way, the blend ratio BF (BF1, BF2) can be appropriately set for each pixel G. Further, since it is not necessary to calculate an index value or the like indicating the degree to which the subject is a moving subject, it is possible to determine an appropriate blend ratio BF (BF1, BF2) while suppressing an increase in the processing load.
図7や図9等を用いて説明したように、イメージセンサ1の大局的特徴検出部8(8A)は、画素領域GAごとに第1画素G1の輝度の時間的な変化量を第1画素変化量G1Vとして算出する処理と、画素領域GAごとに第2画素G2の輝度の時間的な変化量を第2画素変化量G2Vとして算出する処理と、第1画素変化量G1Vと第2画素変化量G2Vの差分を変化量差分値VDとして算出する処理と、を実行し、撮像被写体が動被写体である度合いを表す大局的動被写体尤度LFM1は、変化量差分値VDが小さいほど大きく且つ第2画素変化量G2Vが大きいほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、受光感度が異なっていても、第1画素G1と第2画素G2から出力される第1信号S1及び第2信号S2の変化量は被写体が動被写体だった場合に共に大きくなるため、その差分は小さくなることが考えられる。
従って、変化量差分値VDが小さく且つ第2画素変化量G2Vが大きい場合に大局的動被写体尤度LFM1によって被写体が動被写体であることが適切に判定されることで、適切なブレンド率BF(BF1,BF2)を設定することが可能となる。
As described with reference to FIGS. 7 and 9, the global feature detection unit 8 (8A) of the
For example, even if the light receiving sensitivities are different, the amount of change in the first signal S1 and the second signal S2 output from the first pixel G1 and the second pixel G2 is large when the subject is a moving subject. It is possible that the difference will be small.
Therefore, when the change amount difference value VD is small and the second pixel change amount G2V is large, the global moving subject likelihood LFM1 appropriately determines that the subject is a moving subject, so that an appropriate blend ratio BF ( BF1, BF2) can be set.
図6や図11等を用いて説明したように、イメージセンサ1においては、画素Gごとの動被写体尤度である局所的動被写体尤度LFM2を算出する処理を実行する局所的特徴検出部9(9A)を備え、局所的動被写体尤度LFM2は、第1画素G1と第2画素G2の輝度の差分として算出された画素間差分値GDが大きい画素ほど大きく且つ大局的動被写体尤度LFM1が大きい画素ほど大きくなるように算出されてもよい。
例えば、画素間差分値GDが大きい被写体としては、動被写体や周期明滅体などを挙げることができる。これらの被写体のうち、画素間差分値GDが大きい被写体であって、且つ、局所的動被写体尤度LFM2が高い被写体は、周期明滅体ではなく動被写体である可能性が高い。
このように、被写体が動被写体であることを適切に検出することができるため、ブレンド率BF(BF1,BF2)を画素Gごとに適切に設定することが可能となる。
As described with reference to FIGS. 6 and 11, in the
For example, as a subject having a large inter-pixel difference value GD, a moving subject, a periodic blinker, or the like can be mentioned. Among these subjects, a subject having a large inter-pixel difference value GD and a high local moving subject likelihood LFM2 is likely to be a moving subject rather than a periodic blinking object.
In this way, since it is possible to appropriately detect that the subject is a moving subject, it is possible to appropriately set the blend ratio BF (BF1, BF2) for each pixel G.
変形例において説明したように、イメージセンサ1のブレンド率決定部10(10A)は、大局的動被写体尤度LFM1が高いほど第1信号S1の比率が高くなるようにブレンド率BF(BF1,BF2)を決定してもよい。
第1信号S1は、第2信号S2よりも短い露光時間を経て得られる信号とされる。従って、第1信号S1に基づいて生成された画像データは、第2信号S2に基づいて生成された画像データよりも動被写体のブラーが抑制されたものとなる。
従って、第1信号S1の比率を高めてブレンドを行うことにより、動被写体のブラーを抑制した画像データを得ることができる。
As described in the modified example, the blend rate determination unit 10 (10A) of the
The first signal S1 is a signal obtained after an exposure time shorter than that of the second signal S2. Therefore, the image data generated based on the first signal S1 has less blurring of the moving subject than the image data generated based on the second signal S2.
Therefore, by increasing the ratio of the first signal S1 and performing blending, it is possible to obtain image data in which blurring of a moving subject is suppressed.
上述した各例で説明したように、イメージセンサ1のブレンド率決定部10(10A)は、局所的動被写体尤度LFM2が高いほど第1信号S1の比率が高くなるように画素Gごとにブレンド率BF(BF1,BF2)を決定してもよい。
第1信号S1は、第2信号S2よりも短い露光時間を経て得られる信号とされる。従って、第1信号S1に基づいて生成された画像データは、第2信号S2に基づいて生成された画像データよりも動被写体のブラーが抑制されたものとなる。
画素Gごとの局所的動被写体尤度LFM2の高さに基づいて第1信号S1の比率を高めることにより、動被写体のブラーを抑えた画像データを得ることができる。特に、画素Gごとにこのようなブレンド率BF(BF1,BF2)の決定方法を用いることで、動被写体のブラーを抑えつつ、周期明滅体が撮像された他の画素Gについては、第2信号S2の比率を高めることにより周期明滅体の発光状態が撮像された画像データを得ることができる。
As described in each of the above examples, the blend rate determining unit 10 (10A) of the
The first signal S1 is a signal obtained after an exposure time shorter than that of the second signal S2. Therefore, the image data generated based on the first signal S1 has less blurring of the moving subject than the image data generated based on the second signal S2.
By increasing the ratio of the first signal S1 based on the height of the local moving subject likelihood LFM2 for each pixel G, it is possible to obtain image data in which blurring of the moving subject is suppressed. In particular, by using such a method for determining the blend ratio BF (BF1, BF2) for each pixel G, the second signal is obtained for the other pixel G in which the periodic blinker is imaged while suppressing the blurring of the moving subject. By increasing the ratio of S2, it is possible to obtain image data in which the light emitting state of the periodic blinking object is captured.
図2等を用いて説明したように、イメージセンサ1の第1画素G1と第2画素G2は、受光面積が異なることにより異なる受光感度を有するように構成されていてもよい。
これにより、受光感度の異なる第1画素G1と第2画素G2を用いて画素領域GAごとの大局的特徴を検出することができる。
従って、大局的特徴に基づいた適切なブレンド率BF(BF1,BF2)を画素領域GAごとに決定することができる。
As described with reference to FIG. 2 and the like, the first pixel G1 and the second pixel G2 of the
Thereby, the global feature of each pixel region GA can be detected by using the first pixel G1 and the second pixel G2 having different light receiving sensitivities.
Therefore, an appropriate blend ratio BF (BF1, BF2) based on the global characteristics can be determined for each pixel region GA.
図2等を用いて説明したように、イメージセンサ1の第1画素G1の露光時間は第2画素G2の露光時間よりも短くされていてもよい。例えば、第1画素G1の露光時間は8msecとされ、第2画素G2の露光時間は11msecとされる。
これにより、例えば、大局的特徴として周期的に明滅する周期明滅体の特徴を検出することが可能となる。
従って、大局的特徴に基づいてブレンド率BF(BF1,BF2)を適切に決定してHDR合成を行うことが可能となる。
なお、第2画素G2の露光時間は、周期明滅体の明滅周期に基づいて設定されることが望ましい。特に、車載用のイメージセンサ1として用いられるような場合においては、先行車のブレーキランプや信号機などのように周期明滅体としての被写体のターゲットが明確にされているため、適切な露光時間を設定することができる。
As described with reference to FIG. 2 and the like, the exposure time of the first pixel G1 of the
This makes it possible to detect, for example, the characteristic of a periodic blinking body that blinks periodically as a global characteristic.
Therefore, it is possible to appropriately determine the blend ratio BF (BF1, BF2) based on the global characteristics and perform HDR synthesis.
It is desirable that the exposure time of the second pixel G2 is set based on the blinking cycle of the periodic blinking object. In particular, when it is used as an in-
三つ以上の信号を用いる例において図15を参照して説明したように、イメージセンサ1の画素アレイ部2は、第1の受光感度及び第2の受光感度の何れとも異なる第3の受光感度によって読み出される第3信号S3を出力可能とされてもよい。更に、大局的特徴検出部8(8A)は、第1信号S1と第2信号S2の何れか一方の信号と第3信号S3とに基づいて第3信号S3が出力される画素Gが複数含まれた画素領域GAについて大局的特徴を検出してもよい。
これにより、ブレンド率決定部10(10A)は三つの画素信号をブレンドするためのブレンド率を決定する。
従って、HDR合成におけるダイナミックレンジを高めることができる。
As described with reference to FIG. 15 in an example using three or more signals, the
As a result, the blend rate determination unit 10 (10A) determines the blend rate for blending the three pixel signals.
Therefore, the dynamic range in HDR synthesis can be increased.
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
It should be noted that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and other effects may be obtained.
<8.本技術>
(1)
第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素と前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素とが二次元に配列された画素アレイ部と、
第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、
前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えた
イメージセンサ。
(2)
前記大局的特徴は、時間経過に伴う輝度変化についての特徴とされた
上記(1)に記載のイメージセンサ。
(3)
前記大局的特徴検出部は、撮像被写体が周期明滅体である度合いを表す尤度を大局的明滅体尤度として算出することにより前記検出を行う
上記(2)に記載のイメージセンサ。
(4)
前記大局的特徴検出部は、前記画素領域ごとに前記第1画素の輝度平均値の時間的な変化量を第1画素変化量として算出する処理と、前記画素領域ごとに前記第2画素の輝度平均値の時間的な変化量を第2画素変化量として算出する処理と、前記第1画素変化量と前記第2画素変化量の差分を変化量差分値として算出する処理と、を実行することにより前記検出を行う
上記(3)に記載のイメージセンサ。
(5)
前記大局的明滅体尤度は、前記変化量差分値が大きいほど大きく、前記第2画素変化量が小さいほど大きくなるように算出される
上記(4)に記載のイメージセンサ。
(6)
前記大局的特徴検出部によって検出された前記大局的特徴を用いて画素ごとの特徴を検出する局所的特徴検出部を備えた
上記(3)から上記(5)の何れかに記載のイメージセンサ。
(7)
前記局所的特徴検出部は、前記第1画素と前記第2画素の輝度値の差分として算出された画素間差分値と前記大局的明滅体尤度に基づいて画素ごとの明滅体尤度を局所的明滅体尤度として算出する
上記(6)に記載のイメージセンサ。
(8)
前記局所的明滅体尤度は、前記画素間差分値が大きい画素ほど大きく、前記大局的明滅体尤度が大きい画素ほど大きくなるように算出される
上記(7)に記載のイメージセンサ。
(9)
前記ブレンド率決定部は、前記大局的明滅体尤度が高いほど前記第2信号の比率が高くなるように前記ブレンド率を決定する
上記(3)から上記(8)の何れかに記載のイメージセンサ。
(10)
前記ブレンド率決定部は、前記局所的明滅体尤度が高いほど前記第2信号の比率が高くなるように画素ごとに前記ブレンド率を決定する
上記(8)に記載のイメージセンサ。
(11)
前記局所的特徴検出部は、
局所的動被写体尤度を算出する処理を実行可能とされ、
前記局所的動被写体尤度は、前記画素間差分値が大きい画素ほど大きく、前記大局的明滅体尤度が小さい画素ほど大きくなるように算出される
上記(8)または上記(10)の何れかに記載のイメージセンサ。
(12)
前記大局的特徴検出部は、
前記画素領域ごとに前記第1画素の輝度の時間的な変化量を第1画素変化量として算出する処理と、前記画素領域ごとに前記第2画素の輝度の時間的な変化量を第2画素変化量として算出する処理と、前記第1画素変化量と前記第2画素変化量の差分を変化量差分値として算出する処理と、を実行し、
撮像被写体が動被写体である度合いを表す大局的動被写体尤度は、前記変化量差分値が小さいほど大きく且つ前記第2画素変化量が大きいほど大きくなるように算出される
上記(3)から上記(11)の何れかに記載のイメージセンサ。
(13)
画素ごとの動被写体尤度である局所的動被写体尤度を算出する処理を実行する局所的特徴検出部を備え、
前記局所的動被写体尤度は、
前記第1画素と前記第2画素の輝度の差分として算出された画素間差分値が大きい画素ほど大きく且つ前記大局的動被写体尤度が大きい画素ほど大きくなるように算出される
上記(12)に記載のイメージセンサ。
(14)
前記ブレンド率決定部は、前記大局的動被写体尤度が高いほど前記第1信号の比率が高くなるように前記ブレンド率を決定する
上記(12)から上記(13)の何れかに記載のイメージセンサ。
(15)
前記ブレンド率決定部は、前記局所的動被写体尤度が高いほど前記第1信号の比率が高くなるように画素ごとに前記ブレンド率を決定する
上記(13)に記載のイメージセンサ。
(16)
前記第1画素と前記第2画素は、受光面積が異なることにより異なる受光感度を有する
上記(1)から上記(15)の何れかに記載のイメージセンサ。
(17)
前記第1画素の露光時間は前記第2画素の露光時間よりも短くされた
上記(1)から上記(16)の何れかに記載のイメージセンサ。
(18)
前記画素アレイ部は、前記第1の受光感度及び前記第2の受光感度の何れとも異なる第3の受光感度によって読み出される第3信号を出力可能とされ、
前記大局的特徴検出部は、前記第1信号と前記第2信号の何れか一方の信号と前記第3信号とに基づいて前記第3信号が出力される画素が複数含まれた画素領域について大局的特徴を検出する
上記(1)から上記(17)の何れかに記載のイメージセンサ。
(19)
光電変換を行うイメージセンサと、
被写体からの反射光を前記イメージセンサに集光する光学部材と、を備え、
前記イメージセンサは、
第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素と前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素とが二次元に配列された画素アレイ部と、
第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、
前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えた
撮像装置。
(20)
第1の露光時間により第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間により前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する処理と、
前記大局的特徴の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定する処理と、を備えた
信号処理方法。
<8. This technology>
(1)
A pixel array unit in which a first pixel that is read by a first light receiving sensitivity and a second pixel that is read by a second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity, are arranged two-dimensionally. When,
The first signal output from the first pixel, which is the first exposure time, and the second signal, which is output from the second pixel, which is the second exposure time different from the first exposure time. Based on this, a global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel as global features, and a global feature detection unit.
An image sensor including a blend rate determining unit that determines the blending rate of the first signal and the second signal based on the detection result of the global feature detecting unit.
(2)
The image sensor according to (1) above, wherein the global feature is a feature regarding a change in brightness with the passage of time.
(3)
The image sensor according to (2) above, wherein the global feature detection unit performs the detection by calculating the likelihood representing the degree to which the imaged subject is a periodic blinking object as the global blinking object likelihood.
(4)
The global feature detection unit calculates a temporal change amount of the brightness average value of the first pixel for each pixel area as a first pixel change amount, and a brightness of the second pixel for each pixel area. The process of calculating the temporal change amount of the average value as the second pixel change amount and the process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as the change amount difference value are executed. The image sensor according to (3) above, wherein the detection is performed by the above.
(5)
The image sensor according to (4) above, wherein the global blinking body likelihood is calculated so that the larger the change amount difference value is, the larger the change amount is, and the smaller the second pixel change amount is, the larger is is calculated.
(6)
The image sensor according to any one of (3) to (5) above, further comprising a local feature detection unit that detects a feature for each pixel using the global feature detected by the global feature detection unit.
(7)
The local feature detection unit locally determines the blinking object likelihood for each pixel based on the pixel-to-pixel difference value calculated as the difference between the brightness values of the first pixel and the second pixel and the global blinking object likelihood. The image sensor according to (6) above, which is calculated as the target blinking body likelihood.
(8)
The image sensor according to (7) above, wherein the local blinking body likelihood is calculated so that a pixel having a larger difference value between pixels has a larger pixel and a pixel having a larger global blinking body likelihood has a larger value.
(9)
The image according to any one of (3) to (8) above, wherein the blend ratio determining unit determines the blend ratio so that the higher the global blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is. Sensor.
(10)
The image sensor according to (8) above, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate for each pixel so that the higher the local blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is.
(11)
The local feature detection unit
It is possible to execute the process of calculating the local moving subject likelihood.
The local moving subject likelihood is calculated so that the larger the pixel-to-pixel difference value is, the larger the pixel is, and the smaller the global blinking object likelihood is, the larger the pixel is. Either (8) or (10) above. Image sensor described in.
(12)
The global feature detector
The process of calculating the amount of time change in the brightness of the first pixel as the amount of change in the first pixel for each pixel area, and the amount of time change in the brightness of the second pixel for each pixel area are calculated as the amount of change in the second pixel. A process of calculating as a change amount and a process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as a change amount difference value are executed.
The global moving subject likelihood, which indicates the degree to which the imaged subject is a moving subject, is calculated so as to be larger as the change amount difference value is smaller and larger as the second pixel change amount is larger. The image sensor according to any one of (11).
(13)
It is equipped with a local feature detection unit that executes a process to calculate the local moving subject likelihood, which is the moving subject likelihood for each pixel.
The local moving subject likelihood is
It is calculated so that the larger the pixel-to-pixel difference value calculated as the difference in brightness between the first pixel and the second pixel is, and the larger the pixel is, the larger the global moving subject likelihood is. Described image sensor.
(14)
The image according to any one of (12) to (13) above, wherein the blend ratio determining unit determines the blend ratio so that the higher the global moving subject likelihood is, the higher the ratio of the first signal is. Sensor.
(15)
The image sensor according to (13) above, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate for each pixel so that the higher the local moving subject likelihood is, the higher the ratio of the first signal is.
(16)
The image sensor according to any one of (1) to (15) above, wherein the first pixel and the second pixel have different light receiving sensitivities due to different light receiving areas.
(17)
The image sensor according to any one of (1) to (16) above, wherein the exposure time of the first pixel is shorter than the exposure time of the second pixel.
(18)
The pixel array unit is capable of outputting a third signal read by a third light receiving sensitivity that is different from both the first light receiving sensitivity and the second light receiving sensitivity.
The global feature detection unit provides a global view for a pixel region including a plurality of pixels to which the third signal is output based on the signal of either one of the first signal and the second signal and the third signal. The image sensor according to any one of the above (1) to (17).
(19)
An image sensor that performs photoelectric conversion and
An optical member that collects the reflected light from the subject on the image sensor is provided.
The image sensor is
A pixel array unit in which a first pixel that is read by a first light receiving sensitivity and a second pixel that is read by a second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity, are arranged two-dimensionally. When,
The first signal output from the first pixel, which is the first exposure time, and the second signal, which is output from the second pixel, which is the second exposure time different from the first exposure time. Based on this, a global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel as global features, and a global feature detection unit.
An imaging device including a blend rate determining unit that determines the blending rate of the first signal and the second signal based on the detection result of the global feature detecting unit.
(20)
The first signal output from the first pixel, which is read out by the first light receiving sensitivity according to the first exposure time, and the second exposure time, which is different from the first exposure time, are higher than the first light receiving sensitivity. Features of a pixel region containing a plurality of the first pixel and the second pixel based on a second signal output from the second pixel on which reading is performed by a second light receiving sensitivity having a low sensitivity. And the process of detecting as a global feature,
A signal processing method comprising a process of determining a blend ratio of the first signal and the second signal based on a detection result of the global feature.
1 イメージセンサ
2 画素アレイ部
5、5A 信号処理部
8、8A 大局的特徴検出部
9、9A 局所的特徴検出部
10、10A ブレンド率決定部
G 画素
G1 第1画素
G2 第2画素
GA 画素領域
S1 第1信号
S2 第2信号
S3 第3信号
G1V 第1画素変化量
G2V 第2画素変化量
VD 変化量差分値
LFL1 大局的明滅体尤度
LFL2 局所的明滅体尤度
LFM1 大局的動被写体尤度
LFM2 局所的動被写体尤度
GD 画素間差分値
BF、BF1、BF2 ブレンド率
1
Claims (20)
第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、
前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えた
イメージセンサ。 A pixel array unit in which a first pixel that is read by a first light receiving sensitivity and a second pixel that is read by a second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity, are arranged two-dimensionally. When,
The first signal output from the first pixel, which is the first exposure time, and the second signal, which is output from the second pixel, which is the second exposure time different from the first exposure time. Based on this, a global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel as global features, and a global feature detection unit.
An image sensor including a blend rate determining unit that determines the blending rate of the first signal and the second signal based on the detection result of the global feature detecting unit.
請求項1に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 1, wherein the global feature is a feature regarding a change in brightness with the passage of time.
請求項2に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 2, wherein the global feature detection unit performs the detection by calculating the likelihood representing the degree to which the imaged subject is a periodic blinking object as the global blinking object likelihood.
請求項3に記載のイメージセンサ。 The global feature detection unit calculates a temporal change amount of the brightness average value of the first pixel for each pixel region as a first pixel change amount, and a brightness of the second pixel for each pixel region. The process of calculating the temporal change amount of the average value as the second pixel change amount and the process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as the change amount difference value are executed. The image sensor according to claim 3, wherein the detection is performed by the above.
請求項4に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 4, wherein the global blinking body likelihood is calculated so that the larger the change amount difference value is, the larger the change amount is, and the smaller the second pixel change amount is, the larger is is calculated.
請求項3に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 3, further comprising a local feature detection unit that detects a feature for each pixel using the global feature detected by the global feature detection unit.
請求項6に記載のイメージセンサ。 The local feature detection unit locally determines the blinking object likelihood for each pixel based on the pixel-to-pixel difference value calculated as the difference between the brightness values of the first pixel and the second pixel and the global blinking object likelihood. The image sensor according to claim 6, which is calculated as the target blinking body likelihood.
請求項7に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 7, wherein the local blinking body likelihood is calculated so that the pixel having a larger difference value between pixels has a larger pixel, and the pixel having a larger global blinking body likelihood has a larger value.
請求項3に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 3, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate so that the higher the global blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is.
請求項8に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 8, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate for each pixel so that the higher the local blinking likelihood is, the higher the ratio of the second signal is.
局所的動被写体尤度を算出する処理を実行可能とされ、
前記局所的動被写体尤度は、前記画素間差分値が大きい画素ほど大きく、前記大局的明滅体尤度が小さい画素ほど大きくなるように算出される
請求項8に記載のイメージセンサ。 The local feature detection unit
It is possible to execute the process of calculating the local moving subject likelihood.
The image sensor according to claim 8, wherein the local moving subject likelihood is calculated so that the pixel having a larger difference value between pixels has a larger likelihood, and the pixel having a smaller global blinking object likelihood has a higher likelihood.
前記画素領域ごとに前記第1画素の輝度の時間的な変化量を第1画素変化量として算出する処理と、前記画素領域ごとに前記第2画素の輝度の時間的な変化量を第2画素変化量として算出する処理と、前記第1画素変化量と前記第2画素変化量の差分を変化量差分値として算出する処理と、を実行し、
撮像被写体が動被写体である度合いを表す大局的動被写体尤度は、前記変化量差分値が小さいほど大きく且つ前記第2画素変化量が大きいほど大きくなるように算出される
請求項3に記載のイメージセンサ。 The global feature detector
The process of calculating the amount of time change in the brightness of the first pixel as the amount of change in the first pixel for each pixel area, and the amount of time change in the brightness of the second pixel for each pixel area are calculated as the amount of change in the second pixel. A process of calculating as a change amount and a process of calculating the difference between the first pixel change amount and the second pixel change amount as a change amount difference value are executed.
The third aspect of claim 3, wherein the global moving subject likelihood, which indicates the degree to which the imaged subject is a moving subject, is calculated so as to be larger as the change amount difference value is smaller and larger as the second pixel change amount is larger. Image sensor.
前記局所的動被写体尤度は、
前記第1画素と前記第2画素の輝度の差分として算出された画素間差分値が大きい画素ほど大きく且つ前記大局的動被写体尤度が大きい画素ほど大きくなるように算出される
請求項12に記載のイメージセンサ。 It is equipped with a local feature detection unit that executes a process to calculate the local moving subject likelihood, which is the moving subject likelihood for each pixel.
The local moving subject likelihood is
The twelfth claim, which is calculated so that a pixel having a larger pixel-to-pixel difference value calculated as a difference in brightness between the first pixel and the second pixel has a larger pixel-to-pixel difference value and a pixel having a larger global moving subject likelihood becomes larger. Image sensor.
請求項12に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 12, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate so that the higher the global moving subject likelihood is, the higher the ratio of the first signal is.
請求項13に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 13, wherein the blend rate determining unit determines the blend rate for each pixel so that the higher the local moving subject likelihood is, the higher the ratio of the first signal is.
請求項1に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 1, wherein the first pixel and the second pixel have different light receiving sensitivities due to different light receiving areas.
請求項1に記載のイメージセンサ。 The image sensor according to claim 1, wherein the exposure time of the first pixel is shorter than the exposure time of the second pixel.
前記大局的特徴検出部は、前記第1信号と前記第2信号の何れか一方の信号と前記第3信号とに基づいて前記第3信号が出力される画素が複数含まれた画素領域について大局的特徴を検出する
請求項1に記載のイメージセンサ。 The pixel array unit is capable of outputting a third signal read by a third light receiving sensitivity that is different from both the first light receiving sensitivity and the second light receiving sensitivity.
The global feature detection unit provides a global view for a pixel region including a plurality of pixels to which the third signal is output based on the signal of either one of the first signal and the second signal and the third signal. The image sensor according to claim 1, which detects a target feature.
被写体からの反射光を前記イメージセンサに集光する光学部材と、を備え、
前記イメージセンサは、
第1の受光感度による読み出しが行われる第1画素と前記第1の受光感度よりも低い感度である第2の受光感度による読み出しが行われる第2画素とが二次元に配列された画素アレイ部と、
第1の露光時間とされた前記第1画素から出力される第1信号と前記第1の露光時間とは異なる第2の露光時間とされた前記第2画素から出力される第2信号とに基づいて、前記第1画素と前記第2画素がそれぞれ複数含まれた画素領域についての特徴を大局的特徴として検出する大局的特徴検出部と、
前記大局的特徴検出部の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定するブレンド率決定部と、を備えた
撮像装置。 An image sensor that performs photoelectric conversion and
An optical member that collects the reflected light from the subject on the image sensor is provided.
The image sensor is
A pixel array unit in which a first pixel that is read by a first light receiving sensitivity and a second pixel that is read by a second light receiving sensitivity, which is lower than the first light receiving sensitivity, are arranged two-dimensionally. When,
The first signal output from the first pixel, which is the first exposure time, and the second signal, which is output from the second pixel, which is the second exposure time different from the first exposure time. Based on this, a global feature detection unit that detects features of a pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel as global features, and a global feature detection unit.
An imaging device including a blend rate determining unit that determines the blending rate of the first signal and the second signal based on the detection result of the global feature detecting unit.
前記大局的特徴の検出結果に基づいて前記第1信号と前記第2信号のブレンド率を決定する処理と、を備えた
信号処理方法。 The first signal output from the first pixel, which is read out by the first light receiving sensitivity according to the first exposure time, and the second exposure time, which is different from the first exposure time, are higher than the first light receiving sensitivity. Based on the second signal output from the second pixel, which is read out by the second light receiving sensitivity, which is a low sensitivity, the characteristics of the pixel region including a plurality of the first pixel and the second pixel are described. Processing to detect as a global feature and
A signal processing method comprising a process of determining a blend ratio of the first signal and the second signal based on a detection result of the global feature.
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