JP3869502B2 - Imaging method and CCD camera - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品の外観検査などのFA(自動化工場)におけるマシンビジョンや道路の渋滞状況の自動監視などの自然光を用いて画像処理をする場合に用いられる撮像方法およびCCDカメラに関する。さらに詳しくは、被写体の場所(部分)によって明るさが異なっても全体として鮮明な画像が得られる広ダイナミックな撮像方法およびCCDカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
FAにおけるマシンビジョンなどにおいて、画像認識により部品や製品の外観検査を行う場合、たとえば窓際や出入り口に近いところでは、太陽の入射光などにより被写体の明るさが場所によって異なる。また、トンネルの入口や出口では、明るい部分(高輝度の被写体)と暗い部分(低輝度の被写体)とが混在する。このような場合、CCDカメラによる認識画像は図5(a)に示されるように、明るい所Aは白っぽく表示され、暗い所Cは黒っぽくなり、たとえシャッタースピードを調整しても全体として鮮明な画像が得られず、正確な画像処理をすることができない。なお、Bは明るさが適当なところを示す。
【0003】
このような問題を解決するため、たとえば山田らによる「広ダイナミックレンジ視覚による照明変動に強い部品位置決め」(1995年11月1〜2日に工学院大学にて開催の第7回「外観検査の自動化」ワークショップ、27〜32頁)に、シャッタカメラを使用し、同一物体についてシャッタ速度が異なる2以上の画像をとり、合成し直す方法が開示されている。すなわち、図5(b)に示されるような、シャッタ速度が遅い画像Pと、図5(c)に示されるような、シャッタ速度が早い画像Qの2つの画像をまず読み込み、両者の鮮明な部分を合成する方法である。
【0004】
また、画像センシング技術研究会主催の第2回画像センシングシンポジウム論文集、E−1「広ダイナミックレンジカメラ」(1996年6月発行、151〜154頁)には、非破壊読出し機能により、露光時間の異なる2つの画像をそれぞれフィールドレートで読み出し、その両方を合成して線形な映像信号を得る方法が開示されている。すなわち、図6に示されるように、各ホトセンサから1フィールド期間(1/60秒)中の最初の16Hの時間で非破壊で引き出した短い露光時間の信号と、1フィールド期間の終りに引き出した長い露光時間のデータとをそれぞれ信号処理部に転送し、合成するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述のシャッタ速度が異なる画像を合成する方法は、それぞれの画像を得たフレームが異なるため時間差があり、移動物体を画像認識する場合には適さない。さらに1画面を作成するのに2フレーム以上の時間が必要となり、最終的な画像を得るのに時間が長くかかるという問題がある。
【0006】
また、前述の露光時間が異なる2つの画像を読み出す方法では、同じフレームでのデータであるため、時間的ずれは小さくなるが、フィールド期間をたとえば1/60秒とし、露光時間を短くした画像は、その最初のたとえば1/16程度で露光されるため、全体の時間で露光した画像と、短い時間で露光した画像とでは、その画像を認識する時間に最大1/60×15/16=0.016秒程度の時間のずれが生じる。そのため、高速の自動車などの撮像では、画像のずれが生じ、違和感を拭い切れない。
【0007】
本発明はこのような問題を解決し、高速移動の被写体で、明部(高輝度部分)と暗部(低輝度部分)とが混在する被写体の画像が、最適な露光で、かつ、ブレの少ない画像が得られる撮像方法およびCCDカメラを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像方法は、マトリクス状に配列された各ホトセンサにより受光して発生する電荷を転送することにより映像信号を得る撮像方法であって、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから3回電荷を引き出し、最初と最後の引出しによる信号の和と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせるものである。その結果、短い露光時間の信号を長い露光時間の平均的中間部にもっていくことができ、両者間の違和感が少なくなる。
【0009】
本発明による撮像方法の他の形態は、マトリクス状に配列された各ホトセンサにより受光して発生する電荷を転送することにより映像信号を得る撮像方法であって、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから4回電荷を引き出し、2回目の電荷の引出しを1フィールド期間の中心部で行い、1回目の引出しによる信号と3回目の引出しによる信号の和と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせることができるし、また、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから3回電荷を引き出し、2回目の電荷の引き出しが1フィールド期間の中間部を挟む期間のデータになるように行い、2回目の引出しによる信号と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせることもできる。
【0010】
本発明によるCCDカメラは、ホトセンサがマトリクス状に配列されたセンサ群と、各ホトセンサから1フィールド期間中に少なくとも3回に分けて電荷引き出し、信号処理部に転送する電荷転送部と、前記信号処理部で、前記少なくとも3回に分けて引き出され、前記1フィールド期間の中間部の両側で引き出される電荷の和による信号と1フィールド期間の全体による信号のいずれかの信号と基準信号とを比較するコンパレータと、該コンパレータの出力により前記和による信号か全体による信号のいずれかを選択するスイッチング回路とを有している。
【0011】
また、ホトセンサがマトリクス状に配列されたセンサ群と、各ホトセンサから1フィールド期間中に少なくとも3回に分けて電荷を引き出し、信号処理部に転送する電荷転送部と、前記信号処理部で、前記少なくとも3回に分けて引き出され、前記1フィールド期間の中間部を跨ぐ時間に引き出される電荷による信号と1フィールド期間の全体による信号のいずれかの信号と基準信号とを比較するコンパレータと、該コンパレータの出力により前記中間部を跨ぐ時間に引き出される電荷による信号か全体による信号のいずれかを選択するスイッチング回路とを有するように構成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の撮像方法およびCCDカメラについて説明をする。
【0013】
図1は本発明のCCDカメラの一実施形態を示す図である。図1において、11はたとえばホトダイオードなどからなるホトセンサで、マトリクス状に配列されて各画素を構成している。12a、12b、12cはホトセンサ11により受像した信号の電荷を1フィールド内の一定時間t1 、t2 、t3 後にそれぞれ引き出すことを模式化して示したトランスファゲートで、引き出された電荷は3倍の速度で垂直方向の電荷転送部14および水平方向の電荷転送部15を転送されて信号処理部20に送られる。すなわち、本発明では1つの画素を構成する1つのホトセンサ11から1フィールド期間内に少なくとも3回電荷が引き出され、最後の引出しの際に蓄積された電荷をリセットし、つぎのフィールドでの電荷蓄積を始めるものである。
【0014】
この電荷引出しのタイミングを図2を参照しながら説明する。図2は1つのホトセンサ11により1フィールド期間中に蓄積される電荷量の変化を示す図で、横軸は1フィールドの時間で、たとえば1/60秒、縦軸はホトセンサ11に蓄積される電荷量を示している。図2で、E、F、Gがそれぞれ前述のホトセンサ11から電荷を引き出す時間で、前述の一定時間t1 、t2 、t3 はそれぞれOE、OF、OGの時間を示す。時間t1 は被写体の明るい(高輝度)部分と暗い(低輝度)部分との輝度の差により、被写体の明るい部分を暗い部分の何分の1にするかにより決定されるが、たとえば前述の明るい部分の露光時間を暗い部分を露光する全体の時間(1フィールドの時間)の1/16にする場合には、さらにその半分になるように設定される。
【0015】
最後に電荷を引き出す時間t3 は、1フィールドの最後の時間であるが、2回目の電荷を引き出す時間t2 は、図2に示される例ではt3 −t1 になっている。すなわち、本発明では明るい部分の露光時間をフィールドの最初にまとめて露光するのではなくて、フィールド期間中の最初と最後に半分づつに別けて露光し、その両方の露光による電荷の量を合算するものである。その結果、1フィールド中に被写体が移動していても、1フィールド中の最初と最後との平均的な位置として認識され、被写体の明るい部分と暗い部分との位置ずれを緩和することができる。
【0016】
信号処理部20では、各時間ごとに蓄積された電荷が転送され、時間t3 で引き出された電荷が暗い被写体部分の信号として第1の信号ライン21に、演算部29で演算されるt3 −t2 +t1 の時間で引き出されて転送された電荷が明るい被写体部分の信号として第2の信号ライン22に送られ、増幅器23a、23bでそれぞれ増幅される。ついで、水平方向電荷転送部15で電荷を転送させるクロック信号を分周したクロック信号発生器28からのクロック信号によりサンプルホールド回路24a、24bでそれぞれ時間t3 で引き出された信号およびt3 −t2 +t1 の時間で引き出された信号とを分離する。分離された信号のうち、たとえば第1の信号ライン21からの信号の一部を分岐し、基準信号とコンパレータ25により比較し、転送されている信号が正常な明るさか否かを判断する。コンパレータ25で比較した信号が正常であれば第1の信号ライン21の信号を、正常でなければ第2の信号ライン22の信号を、たとえばマルチプレクサからなるスイッチング回路27により選択し、出力する。なお、コンパレータ25は第2の信号ライン22の信号と比較してもよい。
【0017】
第2の信号ライン22の信号はキャリブレーション用増幅器26により増幅され、感度が低くならない状態に戻し、第1の信号ラインの信号とレベルを合わせている。このキャリブレーション用増幅器26はあらかじめ分かっている露光時間の短縮分を補正をしておけば増幅器を用いる必要はないが、増幅器でプログラマブルにしておくことにより正確に調整をすることができる。
【0018】
以上の構成にすることにより、センサが設けられた各画素ごとに信号レベルを比較し、鮮明な画像の信号を選択して画像データとして用いることができるので、1つの画面に明るすぎる部分と暗すぎる部分とがある被写体を写す場合でも全体として鮮明な画像を得ることができる。しかも明るい部分を露光する時間がフィールド期間中に分割して設けられており、それぞれの露光により得られる電荷量を合算しているため、被写体が移動していても1フィールド期間中の中間的な位置として認識され、暗い部分の撮像信号との違和感がない。たとえば図3(a)に示されるような明るい部分Lと暗い部分Dとがあり、幅Wの移動する被写体を撮像する場合、図3(b)に示されるように、暗い部分Dはフィールド期間中撮像しているため、1フィールド期間で移動する被写体が重なる部分では像が明るく見え、その両端部ではボケて暗くなる(暗い部分に斜線が施してある)が、1フィールド期間の全体で像を認識することができる。一方、明るい部分Lは1フィールドの期間(t3 )の初めと終りの部分で、それぞれt1 およびt3 −t2 の時間像が表れ、それらの像は同様に中心部で明るく両端部で暗くボケるが、もともと被写体が明るく露光時間が短いため、ボケる部分は少ない。この2つの像の間隔は被写体の幅Wと被写体の相対的移動スピードによって異なり、相互に重なり合う場合もある。2つの像が重なり合えば一層フィールド期間内に一体的に認識されるが、重なり合わなくても短時間で再度像を認識することができ、一体的に見える。その結果、明るさを暗い被写体部分とマッチングさせた一体的な像として認識される。これに対して、明るい部分を1フィールド期間の最初の部分だけで時間t5 の間撮像する従来の2分割の方式では、図3(c)に示されるように、暗い部分はフィールド期間の全体で認識されるのに対し、明るい部分はフィールド期間の最初だけで認識されるため、明るさはマッチングしても明るい部分の形状が飛んで見える違和感が生じる。本発明ではこのような違和感を解消できる。
【0019】
図1に示される例では、t1 およびt2 における電荷の引出しを行い、短い露光時間のときt1 の電荷とt3 の電荷との和を用い、長い露光時間のときt1 の電荷とt2 の電荷とt3 の電荷との和を用いている
【0020】
図4は電荷引出しのタイミングの他の例を示す図である。図4()は1フィールド期間の中間部Mの部分にt2 −t1 が、短くする露光時間(前述の例ではフィールド期間(例えば1/60秒)の1/16)になるようにt1 、t2 を設定し、フィールド期間の終りにt3 を設定するものである。そうすることにより、露光時間の短い明るい被写体部分と、露光時間の長い暗い被写体部分との撮像データの中心時間が等しくなり、両者間の違和感が少なくなる。
【0021】
図4()は電荷の引出しを4回で行う例である。すなわち図2に示される例で、時間t2 とt3 の引き出す時間を1フィールド期間の中心部Mにもってきて、1フィールド期間の終りの電荷をt4 で引き出す例である。このように、4回の電荷引出しを行うことにより、明るい被写体部分の撮像データを任意の部分のデータの和として利用することができる。この場合、CCDを4個設け、4倍速レートで読み出すことになる。なお、前述の例も含め、読出しレートを大きくすることに代えて、CCDによる電荷転送部(図1の14)の数を増やすこともできる。また、電荷引出しの数を4回よりさらに増やすことにより、露光時間の短いデータをさらに細分化でき、露光時間の長いデータとの違和感を一層緩和することができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、各ホトセンサからの電荷の引出しを3回以上で行っているため、短い露光時間のデータを1フィールド期間の中心部のデータまたは2か所以上のデータの和として得ることができる。そのため、長い露光時間のデータによる画像との差が少なく、高速移動する被写体の画像でも違和感の少ない広ダイナミックレンジの画像が得られる。
【0023】
その結果、トンネルの出入口での車両の監視や、逆光状態での移動物体の撮像でも鮮明な画像を得ることができ、車両の自動監視などに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCCDカメラの一実施形態の構成図である。
【図2】本発明のCCDカメラの電荷引出しのタイミングを説明する図である。
【図3】本発明のCCDカメラによる明るい被写体の部分と暗い被写体の部分との像の現れ方を説明する図である。
【図4】本発明のCCDカメラの電荷引出しのタイミングの他の例の説明図である。
【図5】従来の明るさが異なる被写体の画像の説明図である。
【図6】従来の2回の電荷引出しによる短い露光時間と長い露光時間を得る例の電荷引出しのタイミングの説明図である。
【符号の説明】
11 ホトセンサ
14 電荷転送部
15 電荷転送部
20 信号処理部
25 コンパレータ
27 スイッチング回路
29 演算部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging method and a CCD camera used when image processing is performed using natural light such as machine vision in FA (automated factory) such as visual inspection of electronic parts and automatic monitoring of traffic congestion on a road. More specifically, the present invention relates to a wide dynamic imaging method and a CCD camera that can obtain a clear image as a whole even if the brightness varies depending on the location (part) of the subject.
[0002]
[Prior art]
When performing an appearance inspection of parts or products by image recognition in machine vision or the like in FA, for example, near a window or near an entrance, the brightness of a subject varies depending on the location due to incident light from the sun. Also, at the entrance and exit of the tunnel, a bright part (high brightness subject) and a dark part (low brightness subject) are mixed. In such a case, as shown in FIG. 5A, the bright image A is displayed whitish and the dark image C becomes dark, and even if the shutter speed is adjusted, the image recognized by the CCD camera is clear as a whole. Cannot be obtained and accurate image processing cannot be performed. B indicates that the brightness is appropriate.
[0003]
In order to solve such a problem, for example, Yamada et al., “Positioning of parts resistant to lighting fluctuations by wide dynamic range vision” (7th “Appearance Inspection” held at Kogakuin University on November 1-2, 1995) (Automation Workshop, pages 27-32) discloses a method of using a shutter camera and taking two or more images of the same object with different shutter speeds and recombining them. That is, two images, an image P having a slow shutter speed as shown in FIG. 5B and an image Q having a fast shutter speed as shown in FIG. A method of synthesizing parts.
[0004]
In addition, the E-1 “Wide Dynamic Range Camera” (issued June 1996, pp. 151 to 154), the second image sensing symposium sponsored by the Image Sensing Technology Study Group, has a non-destructive readout function, and exposure time A method is disclosed in which two different images are read out at a field rate and combined to obtain a linear video signal. That is, as shown in FIG. 6, a signal of a short exposure time drawn nondestructively in the first 16H time in one field period (1/60 seconds) from each photosensor and at the end of one field period. Data with a long exposure time is transferred to the signal processing unit and synthesized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described method of synthesizing images with different shutter speeds is not suitable for recognizing a moving object because there is a time difference because the frames from which the images are obtained differ. Furthermore, it takes two or more frames to create one screen, and there is a problem that it takes a long time to obtain a final image.
[0006]
In the above-described method of reading two images with different exposure times, since the data is in the same frame, the time lag is small, but an image with a field period of, for example, 1/60 seconds and a short exposure time is Since the exposure is performed at about 1/16 of the first time, for an image exposed in the entire time and an image exposed in a short time, the maximum time is 1/60 × 15/16 = 0 in the time for recognizing the image. A time lag of about .016 seconds occurs. Therefore, in high-speed imaging such as an automobile, image shift occurs and the sense of incongruity cannot be wiped off.
[0007]
The present invention solves such a problem, and an image of a subject in which a bright portion (high luminance portion) and a dark portion (low luminance portion) are mixed in a high-speed moving subject is optimally exposed and has less blur. An object is to provide an imaging method and a CCD camera that can obtain an image.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Imaging method of the present invention is an imaging method for obtaining an image signal by transferring charges produced by received by each photosensor arranged in a matrix, wherein each photosensor or found 3 times charge during one field period the drawer, to create a sum of the signals by the first and last drawer, and one entire field signal, to employ either signal a signal of a normal person is compared with a reference signal of the two signals Rukoto Thus, the exposure time varies depending on the pixel. As a result, a signal with a short exposure time can be brought to the average middle part of the long exposure time, and the sense of incongruity between the two is reduced.
[0009]
Another embodiment of the imaging method according to the present invention is an imaging method for obtaining a video signal by transferring charges generated by receiving light by each photosensor arranged in a matrix, from each photosensor during one field period. The fourth charge is extracted, the second charge is extracted at the center of one field period, and the sum of the signal from the first extraction, the signal from the third extraction, and the signal of the entire field are created. By adopting the normal signal by comparing one of the two signals with the reference signal, the exposure time can be made different depending on the pixel. The second charge extraction is performed so that the second charge extraction becomes data in a period sandwiching the middle part of the one field period. Create a Rudo overall signal, by one of the signals of the two signals is compared with a reference signal to adopt a normal person signal, it is also possible to vary the exposure time by pixels.
[0010]
CCD camera according to the present invention, the photosensor and the sensor group arranged in a matrix, and a charge transfer section to draw out the charge is divided into at least three times during one field period from the photosensor, and transfers the signal processing unit, The signal processing unit extracts at least three times and is a signal based on the sum of the charges extracted on both sides of the intermediate part of the one field period or a signal based on the entire one field period and a reference signal a comparator for comparing, that has a switching circuit for selecting either of a signal by the whole or signal by the sum by the output of the comparator.
[0011]
A sensor group in which photosensors are arranged in a matrix; a charge transfer unit that extracts charges from each photosensor at least three times during one field period and transfers the charges to a signal processing unit; and the signal processing unit, A comparator for comparing a reference signal with a signal derived from electric charges drawn at least three times and drawn during a time spanning an intermediate portion of the one field period and a signal derived from the entire one field period; and the comparator And a switching circuit that selects either a signal based on charges drawn during the time spanning the intermediate portion or a signal based on the whole .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an imaging method and a CCD camera of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CCD camera of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a photosensor made of, for example, a photodiode, which is arranged in a matrix to constitute each pixel. Reference numerals 12a, 12b and 12c are transfer gates schematically showing that the charge of the signal received by the photosensor 11 is extracted after a predetermined time t 1 , t 2 and t 3 in one field. The extracted charge is tripled. The charge transfer unit 14 in the vertical direction and the charge transfer unit 15 in the horizontal direction are transferred at a speed of 1 to the signal processing unit 20. That is, at least 3 times the charge is issued can pull in the present invention from one photosensor 11 constituting one pixel in one field period, and resetting the charge accumulated during the last drawer, at the next field It is what starts charge accumulation.
[0014]
The charge extraction timing will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a change in the amount of charge accumulated in one field period by one photosensor 11. The horizontal axis is the time of one field, for example, 1/60 seconds, and the vertical axis is the charge accumulated in the photosensor 11. Indicates the amount. In FIG. 2, E, F, and G are times for drawing out charges from the above-described photosensor 11, and the above-mentioned fixed times t 1 , t 2 , and t 3 indicate the times of OE, OF, and OG, respectively. The time t 1 is determined by the difference in luminance between the bright (high luminance) portion and the dark (low luminance) portion of the subject, and is determined by a fraction of the dark portion of the subject. When the exposure time for the bright part is set to 1/16 of the total time for exposing the dark part (time for one field), the exposure time is set to be half that time.
[0015]
Finally, the time t 3 for extracting the charge is the last time of one field, but the time t 2 for extracting the second charge is t 3 -t 1 in the example shown in FIG. That is, in the present invention, the exposure time of the bright portion is not exposed at the beginning of the field, but is exposed separately in half at the beginning and the end of the field period, and the amount of charge due to both exposures is added up. To do. As a result, even if the subject moves in one field, it is recognized as the average position of the first and last in one field, and the positional deviation between the bright part and the dark part of the subject can be reduced.
[0016]
The signal processing unit 20, charges accumulated in each time is transferred to the first signal line 21 as a signal of a dark object portion is the charge drawn at time t 3, t 3 calculated by the calculation unit 29 The charges extracted and transferred at the time of -t 2 + t 1 are sent to the second signal line 22 as a signal of the bright subject portion, and are amplified by the amplifiers 23a and 23b, respectively. Then, the sample-and-hold circuit 24a, the signal drawn at each time t 3 at 24b and t 3 -t by the clock signal from the clock signal generator 28 to a clock signal by dividing for transferring charges in the horizontal direction charge transfer section 15 The signal extracted at time 2 + t 1 is separated. Among the separated signals, for example, a part of the signal from the first signal line 21 is branched and compared with the reference signal by the comparator 25 to determine whether or not the transferred signal has normal brightness. If the signal compared by the comparator 25 is normal, the signal on the first signal line 21 is selected by the switching circuit 27 composed of a multiplexer, for example, and the signal on the second signal line 22 is selected and output. Note that the comparator 25 may compare with the signal of the second signal line 22.
[0017]
The signal of the second signal line 22 is amplified by the calibration amplifier 26 and returned to a state where the sensitivity is not lowered, and the level is matched with the signal of the first signal line. This calibration amplifier 26 does not need to be used if the shortening of the exposure time known in advance is corrected, but can be adjusted accurately by making it programmable by the amplifier.
[0018]
With the above configuration, signal levels can be compared for each pixel provided with a sensor, and a clear image signal can be selected and used as image data. A clear image as a whole can be obtained even when a subject with too much part is photographed. In addition, the exposure time for the bright part is divided during the field period, and the charge amount obtained by each exposure is added, so even if the subject is moving, an intermediate period in one field period is obtained. It is recognized as a position, and there is no sense of incongruity with the dark image signal. For example, when there is a bright part L and a dark part D as shown in FIG. 3A and an object moving with a width W is imaged, as shown in FIG. 3B, the dark part D is a field period. Since the middle image is taken, the image looks bright at the part where the moving objects overlap in one field period, and the two ends are blurred and dark (the dark part is shaded). Can be recognized. On the other hand, the bright portion L is the beginning and end of one field period (t 3 ), and time images of t 1 and t 3 -t 2 respectively appear, and these images are similarly bright at the center and at both ends. Although it is darkly blurred, the subject is originally bright and the exposure time is short, so there are few areas that are blurred. The interval between the two images differs depending on the width W of the subject and the relative movement speed of the subject, and may overlap each other. If the two images overlap, they are recognized as one unit within the field period, but even if they do not overlap, the images can be recognized again in a short time and appear as one unit. As a result, it is recognized as an integral image in which the brightness is matched with the dark subject portion. On the other hand, in the conventional two-division method in which the bright part is imaged for the time t 5 only by the first part of one field period, as shown in FIG. 3C, the dark part is the entire field period. On the other hand, since the bright part is recognized only at the beginning of the field period, there is a sense of incongruity that the shape of the bright part appears flying even if the brightness matches. In the present invention, such a sense of incongruity can be eliminated.
[0019]
In the example shown in FIG. 1, performs a drawer of charge in t 1 and t 2, using the sum of t 1 of the charge and t 3 of the charge when a short exposure time, the t 1 when the long exposure time charges and and using the sum of the charge of the charge and t 3 of t 2.
[0020]
FIG. 4 is a diagram showing another example of the timing of charge extraction . In FIG. 4B , t 2 -t 1 becomes an exposure time to be shortened (in the above example, 1/16 of the field period (for example, 1/60 second)) in the middle portion M of one field period. t 1 and t 2 are set, and t 3 is set at the end of the field period. By doing so, the center times of the imaging data of the bright subject portion having a short exposure time and the dark subject portion having a long exposure time are equalized, and the sense of incongruity between the two is reduced.
[0021]
4 (a) is an example of performing four times the drawer charge. That is, in the example shown in FIG. 2, the time for extracting the times t 2 and t 3 is brought to the center M of one field period, and the charge at the end of one field period is extracted at t 4 . As described above, by performing the charge extraction four times, the imaging data of the bright subject portion can be used as the sum of the data of an arbitrary portion. In this case, four CCDs are provided and read out at a quadruple speed rate. In addition to the above-described example, the number of charge transfer units (14 in FIG. 1) by CCD can be increased instead of increasing the reading rate. Further, by further increasing the number of charge extractions from four, data with a short exposure time can be further subdivided, and the sense of incongruity with data with a long exposure time can be further alleviated.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the charge extraction from each photosensor is performed three times or more, the short exposure time data can be obtained as the data of the central portion of one field period or the sum of data of two or more locations. it can. For this reason, an image with a wide dynamic range with little discomfort can be obtained even with an image of a subject moving at high speed with little difference from an image based on data of a long exposure time.
[0023]
As a result, a clear image can be obtained even when the vehicle is monitored at the entrance of the tunnel or when a moving object is imaged in the backlight state, and can be effectively used for automatic monitoring of the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a CCD camera of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a charge extraction timing of the CCD camera of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating how images of a bright subject portion and a dark subject portion appear by the CCD camera of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of another example of charge extraction timing of the CCD camera of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional image of subjects with different brightness.
FIG. 6 is an explanatory diagram of charge extraction timing in an example of obtaining a short exposure time and a long exposure time by two conventional charge extractions.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Photosensor 14 Charge transfer part 15 Charge transfer part 20 Signal processing part 25 Comparator 27 Switching circuit 29 Calculation part

Claims (5)

マトリクス状に配列された各ホトセンサにより受光して発生する電荷を転送することにより映像信号を得る撮像方法であって、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから3回電荷を引き出し、最初と最後の引出しによる信号の和と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせる撮像方法。An imaging method for obtaining an image signal by transferring charges produced by received by each photosensor arranged in a matrix form, drawn out the respective photosensor or found 3 times charge during one field period, the first and last the sum of the signals by the drawer, to create a one-field total signal by Rukoto to employ either signal a signal of a normal person is compared with a reference signal of the two signals, the exposure time by pixels Different imaging methods. マトリクス状に配列された各ホトセンサにより受光して発生する電荷を転送することにより映像信号を得る撮像方法であって、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから4回電荷を引き出し、2回目の電荷の引出しを1フィールド期間の中心部で行い、1回目の引出しによる信号と3回目の引出しによる信号の和と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせる撮像方法。 An imaging method for obtaining a video signal by transferring charges generated by receiving light by each photosensor arranged in a matrix, wherein the charges are extracted four times from each of the photosensors during one field period. The drawer is performed at the center of one field period, and the sum of the signal from the first drawer and the signal from the third drawer and the signal of the entire field are created, and either of the two signals is used as a reference signal. An imaging method in which the exposure time differs depending on the pixels by adopting the signal that is normal compared to . マトリクス状に配列された各ホトセンサにより受光して発生する電荷を転送することにより映像信号を得る撮像方法であって、1フィールド期間中に前記各ホトセンサから3回電荷を引き出し、2回目の電荷の引き出しが1フィールド期間の中間部を挟む期間のデータになるように行い、2回目の引出しによる信号と、1フィールド全体の信号とを作成し、該2つの信号のいずれかの信号を基準信号と比較して正常な方の信号を採用することにより、画素により露光時間を異ならせる撮像方法。 An imaging method for obtaining a video signal by transferring charges generated by receiving light received by each photosensor arranged in a matrix, wherein the charges are extracted three times from each of the photosensors during one field period. The extraction is performed so that the data is in a period sandwiching the middle part of one field period, and a signal from the second extraction and a signal for the entire one field are generated, and one of the two signals is used as a reference signal. An imaging method in which the exposure time varies depending on the pixels by adopting the signal of the normal one in comparison . ホトセンサがマトリクス状に配列されたセンサ群と、各ホトセンサから1フィールド期間中に少なくとも3回に分けて電荷引き出し、信号処理部に転送する電荷転送部と、前記信号処理部で、前記少なくとも3回に分けて引き出され、前記1フィールド期間の中間部の両側で引き出される電荷の和による信号と1フィールド期間の全体による信号のいずれかの信号と基準信号とを比較するコンパレータと、該コンパレータの出力により前記和による信号か全体による信号のいずれかを選択するスイッチング回路とを有してなるCCDカメラ。Photosensor and the group sensors arranged in a matrix, and pull out the charge is divided into at least three times during one field period from the photosensor, a charge transfer unit that transfers the signal processing section, by the signal processing unit, wherein A comparator for comparing a reference signal with a signal derived from at least three times and extracted from both sides of the middle portion of the one field period and a signal of one of the signals of the entire one field period and the reference signal; CCD camera ing and a switching circuit for selecting either of a signal by the whole or signal by the sum by the comparator output. ホトセンサがマトリクス状に配列されたセンサ群と、各ホトセンサから1フィールド期間中に少なくとも3回に分けて電荷を引き出し、信号処理部に転送する電荷転送部と、前記信号処理部で、前記少なくとも3回に分けて引き出され、前記1フィールド期間の中間部を跨ぐ時間に引き出される電荷による信号と1フィールド期間の全体による信号のいずれかの信号と基準信号とを比較するコンパレータと、該コンパレータの出力により前記中間部を跨ぐ時間に引き出される電荷による信号か全体による信号のいずれかを選択するスイッチング回路とを有してなるCCDカメラ。 A group of sensors in which photosensors are arranged in a matrix, a charge transfer unit that extracts charges from each photosensor at least three times during one field period, and transfers them to a signal processing unit. A comparator for comparing a reference signal with a signal derived from electric charges drawn at a time that extends in the middle of the one field period and a signal derived from the entire one field period, and an output of the comparator switching circuit and a CCD camera ing a for selecting one of the signal by the whole or a signal due to charge drawn in time across the intermediate portion by.
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