JP4118864B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明はCCDイメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に関しており、より具体的には、画素単位の画像データの算出結果を基にγ補正処理を行う撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a CCD image sensor, and more specifically to an imaging apparatus that performs γ correction processing based on a calculation result of image data in units of pixels.
一般的に、画像の階調特性はどの被写体に対しても一様とせず、被写体毎に階調特性を調整することが画質を向上させる上で望ましいと言える。例えば、曇天の屋外や室内においては、被写体の明部と暗部との輝度差が小さいため、コントラストを強調するためにγ係数を大きくする(増幅率を1に近づける)ことが望ましい。反対に、晴天における被写体については、本来コントラストが強いために、コントラストを低下させるべくγ係数を小さくすることが望ましく、結果としてダイナミックレンジの拡張にも寄与することになる。 Generally, the gradation characteristics of an image are not uniform for any subject, and it can be said that adjusting the gradation characteristics for each subject is desirable for improving the image quality. For example, in a cloudy outdoors or indoors, the luminance difference between the bright and dark parts of the subject is small, so it is desirable to increase the γ coefficient (to make the amplification factor close to 1) in order to enhance the contrast. On the contrary, since the contrast is originally strong for a subject in fine weather, it is desirable to reduce the γ coefficient so as to reduce the contrast, and as a result, it contributes to the expansion of the dynamic range.
例えば、下記特許文献1は、被写体の複数箇所を測光し、最大値と最小値の光量差に応じて階調変換を行うことを提案している。
For example,
又、下記特許文献2は、画像を複数領域に分割して、注目エリアの平均輝度を変数として、例えば指数関数や1次関数等の単調減少関数を参照してγ補正後の期待輝度を求めてγ補正を行うことを提案している。
Further,
しかしながら、上記特許文献1の公報では、γ係数を決定する際に測光素子を用いる必要があり、検出精度を向上させるために測光領域数を増やすと、その分だけ測光素子も増加することになり、回路規模が大きくなると言う問題点がある。加えて、測光による輝度値しかみていないため、例えば本来ダイナミックレンジが狭い室内画像において、一部の測光領域にのみ照明光が映る様な被写体の場合に、照明光部を高輝度とみなし、光量差を一定値より大きいと判定することで、γ補正の選択を誤る可能性がある。
However, in the publication of the above-mentioned
又、上記特許文献2の公報については、期待輝度値が、基となる画像の評価輝度値の2次関数となり、γ係数を決定するまでのプロセスにおけるCPUの演算量が増加すると言う問題点がある。しかも、上記特許文献2は中央領域及び周辺領域の平均輝度値のみをパラメータとしているため、ダイナミックレンジの狭い画像の一部に照明等の高輝度部がある場合に上記特許文献1と同様にγ補正の選択を誤る可能性があり、反対に晴天時の被写体において画面の各分割領域中に明部と暗部が同等な割合で分布している場合にも、本来ダイナミックレンジの広い画像ではあっても平均値を算出したときには差異が発生せず、結果としてγ補正の選択を誤る可能性がある。
Further, the publication of the above-mentioned
この発明は、上述した様な問題点に鑑み成されたものであり、その目的とするところは、撮像装置において、γ補正の選択を誤ること無く最適なγ補正を実現してコントラストの改善を図ると共に、γ係数選定に際してCPUの演算処理の負担を軽減して短時間での演算処理を可能とする点にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize an optimum γ correction without making a mistake in selecting a γ correction in an imaging apparatus, thereby improving contrast. In addition, it is possible to reduce the processing load of the CPU when selecting the γ coefficient and to enable the calculation processing in a short time.
本発明の主題に係る撮像装置は、1画面分のR、G、B画素単位の画像データに基づき電荷蓄積時間を算出する電荷蓄積時間算出部と、1画面を所定数の領域に分割し、前記R、G、B画素単位の画像データに基づき各領域における平均輝度値を算出する平均輝度値算出部と、前記各領域の平均輝度値に基づき特徴値を算出する特徴値算出部と、前記特徴値算出部の算出結果及び前記電荷蓄積時間に基づきγ係数を選定するγ係数選定手段と、前記γ係数選定手段により決定したγ係数を基に前記画像データに対してγ補正を行うγ補正部と、前記γ係数選定手段により決定したγ係数に応じて露出を制御する露出制御部とを備えることを特徴とする。 An imaging apparatus according to the subject of the present invention divides one screen into a predetermined number of regions, a charge storage time calculation unit that calculates a charge storage time based on image data of R, G, and B pixel units for one screen, An average luminance value calculating unit that calculates an average luminance value in each region based on the image data in R, G, and B pixel units; a feature value calculating unit that calculates a characteristic value based on the average luminance value in each region; Γ coefficient selection means for selecting a γ coefficient based on the calculation result of the feature value calculation unit and the charge accumulation time, and γ correction for performing γ correction on the image data based on the γ coefficient determined by the γ coefficient selection means And an exposure control unit that controls exposure according to the γ coefficient determined by the γ coefficient selecting means.
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。 Hereinafter, various embodiments of the subject of the present invention will be described in detail along with the effects and advantages thereof with reference to the accompanying drawings.
本発明の主題によれば、被写体のダイナミックレンジを高精度で検出して最適なγ補正を実施することによりコントラスト改善を図ることが出来ると共に、γ係数選定に当たってはCPUの演算処理の負担を軽減して短時間での演算処理を可能とする撮像装置を提供することが出来る。 According to the subject matter of the present invention, contrast can be improved by detecting the dynamic range of a subject with high accuracy and performing optimum γ correction, and reducing the calculation processing load of the CPU when selecting a γ coefficient. Thus, it is possible to provide an imaging apparatus that can perform arithmetic processing in a short time.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における撮像装置の基本構成を示すブロック図である。同図において、CCD等の固体撮像素子2は、レンズ1を通して入射した被写体像を光電変換する。アナログ信号処理部3は、固体撮像素子2の出力信号に対して、相関二重サンプリング処理(CDS)及び自動信号増幅処理(AGC)を実施する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment. In the figure, a solid-
A/D変換部4は、アナログ信号処理部3の出力信号を、R、G、Bの3色に分離されたデジタルデータに変換し、その後、ダイナミックレンジ変換部5は、γ補正に必要なγ係数の選定を行った上で、画像データに対してγ補正を実行する。特に、ダイナミックレンジ変換部5のCPU7は、本実施の形態の中核部を成す部分に該当し、γ係数LUT部8に記憶(設定)されている複数のγ係数の候補値の内で、γ補正に必要なγ係数の選定を行う算出部である。又、ダイナミックレンジ変換部5の信号処理部6は、CPU7によって選定されてγ係数LUT部8から読み出された、決定されたγ係数(γカーブ)に基づき、γ補正を行う部分を含む。
The A /
図2は、図1のダイナミックレンジ変換部5の詳細な構成例を示すブロック図である。図2において、信号処理部6内におけるR、G、B画素データ読み出し部9は、A/D変換された画像データから、1画像分の全ての画素について10ビット精度の信号レベルを読み出し、読み出された10ビット精度の画像データを後述する各部10,11,12へ出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example of the
この信号を受けて、CPU7内における領域別平均輝度値算出部11は、後述する図5に示される様に、1画像を16分割した場合の各領域(各分割領域)の平均輝度値を、8ビット精度の信号に変換した上で、算出する。
Upon receiving this signal, the area-specific average luminance value calculation unit 11 in the
特徴値算出部13は、領域別平均輝度値算出部11が出力する領域毎の平均輝度値に基づいて、(1)最大値及び最小値と、(2)上記最大値と上記最小値との差分値(第二の数値に該当)と、(3)各分割領域の平均輝度値を全分割領域について積算した結果を分割領域数で除算して得られる平均輝度値の平均値(m)を各領域の平均輝度値から減算して絶対値をとったものを全分割領域について積算を行った後、分割領域数で除算した第一の数値(σ)を、算出する。ここで、算出された上記(1)、(2)及び(3)の値は、「特徴値」と称される。 Based on the average luminance value for each region output by the region-specific average luminance value calculating unit 11, the feature value calculating unit 13 calculates (1) the maximum value and the minimum value, and (2) the maximum value and the minimum value. The difference value (corresponding to the second numerical value) and (3) the average value (m) of the average luminance values obtained by dividing the average luminance value of each divided region for all the divided regions by the number of divided regions An absolute value obtained by subtracting from the average luminance value of each area is integrated for all the divided areas, and then a first numerical value (σ) divided by the number of divided areas is calculated. Here, the calculated values of (1), (2), and (3) are referred to as “feature values”.
又、読み出された10ビット精度の画像データを受けて、電荷蓄積時間算出部12は電荷蓄積時間を算出し、その算出結果をγ係数選定部14に出力する。
Further, upon receiving the read 10-bit precision image data, the charge accumulation
その後、特徴値算出値13の算出結果及び電荷蓄積時間算出部12にて算出された電荷蓄積時間の両データに基づいて、γ係数選定部14は、被写体のコントラスト改善に最適であるγ係数の選定を行う。ここで、γ係数LUT部8(ルックアップテーブル(LUT)はメモリ等の記憶装置に格納されているテーブルデータに該当する)には、予め所定数のγカーブが用意されている。そこで、γ係数選定部14は、同部14において選定したγ係数に相当する設定値をγ係数LUT部8より読み込み、読み出した設定値(γカーブのデータ)を信号処理部6内のγ補正部10に出力することで、γ補正部10は、R、G、B画素データに対してγ補正を実行する。
Thereafter, based on both the calculation result of the feature value calculation value 13 and the data of the charge accumulation time calculated by the charge accumulation
尚、γ係数選定部14とγ係数LUT部8とから成る構成部分を「γ係数選定手段」と総称することにする。
Note that the constituent parts composed of the γ
また、γ係数が0に近い(小さい)ほど画像全体の輝度は上がり、γ係数が1に近い(大きい)ほど画像全体の輝度は下がるため、露出制御部15ではγ係数選定部14で選定したγ係数に応じて動的に露出制御を行い、平均画像輝度レベル(APL:Average Picture Level)をγ係数に応じて図7のごとく変更する。所望のAPLへの変更は、露出制御部15からタイミング発生部16に対して出力される電荷排出のための駆動パルス数によって電荷蓄積時間を制御することにより実現する。APLを上げるためには電荷蓄積時間を長く、APLを下げるためには電荷蓄積時間を短くするよう電荷排出のための駆動パルス数の制御を行う。
Further, since the luminance of the entire image increases as the γ coefficient is closer to 0 (smaller) and the luminance of the entire image decreases as the γ coefficient is closer to 1 (larger), the
ここで、γ係数について述べる。本実施の形態では、図3に示す様に、γ係数として、γ=0.45、γ=0.60、γ=0.75の3種類を用意している。図3について説明すると、x軸方向が入力(10ビット)であり、y軸方向が出力(8ビット)となっており、入力xと出力yとの間には、次の式(1)で与えられる関係が成立する。 Here, the γ coefficient will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, three types of γ coefficients of γ = 0.45, γ = 0.60, and γ = 0.75 are prepared. Referring to FIG. 3, the x-axis direction is input (10 bits), the y-axis direction is output (8 bits), and the following equation (1) is used between the input x and the output y. The given relationship is established.
式(1)に於いて、γ係数が1に近い(大きい)程に画像のコントラストが強くなり、逆に、γ係数が0に近い(小さい)程にコントラストが弱くなる。そのため、被写体が屋内にある等してダイナミックレンジが狭い画像に対しては、γ係数の値を大きく設定してコントラストを強くした方がより好ましい画質となる。反対に、被写体が晴天の屋外にある場合などダイナミックレンジが広い画像に対しては、γ係数の値を小さく設定することで、白飛びや黒潰れを低減してダイナミックレンジの広さを維持した画像となり、より好ましい画質となる。 In equation (1), the closer the γ coefficient is to 1 (larger), the stronger the contrast of the image. Conversely, the closer the γ coefficient is to 0 (smaller), the weaker the contrast. Therefore, for an image with a narrow dynamic range, such as when the subject is indoors, it is more preferable to set a larger value of the γ coefficient to increase the contrast. Conversely, for images with a wide dynamic range, such as when the subject is outdoors on a clear sky, by setting the γ coefficient to a small value, whiteout and blackout are reduced, and the wide dynamic range is maintained. An image is obtained, and a more preferable image quality is obtained.
次に、γ係数を選定するまでのプロセスの詳細について、図4のフローチャートを用いて説明する。 Next, details of the process up to selecting the γ coefficient will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、ステップS1は、図2の領域別平均輝度値算出部11に於ける処理である。ステップS1では、同部11は、1画面を16個の領域に分割し、領域毎に平均輝度値を算出する。平均輝度値の算出にあたっては、以下の式(2)の様に人間の視感特性に準じた計算式を用いることも出来るが、輝度においてはG画素が支配的であることと、CPUの演算処理の軽減と平均値算出時間の短縮化を図る観点から、本実施の形態では、同部11は、式(3)の如く、G画素のみを用いて平均輝度値を算出している。 First, step S1 is processing in the area-specific average luminance value calculation unit 11 of FIG. In step S1, the same unit 11 divides one screen into 16 areas and calculates an average luminance value for each area. In calculating the average luminance value, a calculation formula according to human visual characteristics can be used as in the following formula (2). However, in terms of luminance, the G pixel is dominant and the CPU calculation is performed. From the viewpoint of reducing processing and shortening the average value calculation time, in the present embodiment, the same unit 11 calculates an average luminance value using only G pixels as shown in Equation (3).
例えば、図5に示す画像において、領域13における平均輝度値を算出するためには、同部11は、領域13内の全てのG画素データを積算した上で、当該積算結果を領域13内のG画素数で除算することにより、分割領域13の平均輝度値を求める。 For example, in the image shown in FIG. 5, in order to calculate the average luminance value in the region 13, the same unit 11 integrates all the G pixel data in the region 13 and then calculates the integration result in the region 13. By dividing by the number of G pixels, the average luminance value of the divided region 13 is obtained.
同部11は、同様に、他の領域についても順次平均輝度値を算出する。図5を画像の出力イメージとみなすと、最上位ライン左上のG画素から右方向へと画素データを読み出し、1ライン分のG画素の読み出しが終了すると一つ下のラインのG画素について同様の読み出しを行うという動作を繰り返し、最終的に最下位ラインまでのG画素データを読み出す。 Similarly, the unit 11 sequentially calculates average luminance values for other regions. If FIG. 5 is regarded as an output image of an image, pixel data is read in the right direction from the G pixel at the upper left of the uppermost line, and when reading of the G pixel for one line is completed, the same applies to the G pixel at the next lower line. The operation of reading is repeated, and finally G pixel data up to the lowest line is read.
この様に、同部11がG画素のみを用いて平均輝度値を算出することで、既述した通り、CPUの演算処理の軽減化と平均値算出時間の短縮化を図ることが出来る。 In this way, by calculating the average luminance value using only the G pixel, the same unit 11 can reduce the arithmetic processing of the CPU and shorten the average value calculation time as described above.
各領域の平均輝度値算出のタイミングは、図6に示す通りとなる。任意の垂直同期信号(VD)期間において、先ず領域13〜16のG画素データについて平均輝度値を算出すると、次は領域9〜12におけるG画素データについて平均輝度値を算出し、領域5〜8、領域1〜4についても順次G画素の平均輝度値を算出し、全領域について平均輝度値が算出されると、これらの平均輝度値を基に、ブランキング期間において特徴値を算出する。
The timing of calculating the average luminance value of each area is as shown in FIG. In an arbitrary vertical synchronizing signal (VD) period, first, an average luminance value is calculated for the G pixel data in the regions 13 to 16, and then an average luminance value is calculated for the G pixel data in the
図4のステップS2では、図2の特徴値算出部13は、16個の平均輝度値を基に、これらの平均輝度値の最大値と最小値とを求めた上で、当該最大値と当該最小値との差分値(第二の数値)を算出すると共に、既述した第一の数値を算出して、これらの特徴値データをγ係数選定部14へ出力する。又、特徴値データの算出と並行して、図2の電荷蓄積時間算出部12は電荷蓄積時間を算出して、当該結果をγ係数選定部14へ出力する。
In step S2 of FIG. 4, the feature value calculation unit 13 of FIG. 2 calculates the maximum value and the minimum value of these average luminance values based on the 16 average luminance values, and then calculates the maximum value and the A difference value (second numerical value) from the minimum value is calculated, the first numerical value described above is calculated, and these feature value data are output to the γ
図4のステップS3以降の各ステップは、図2のγ係数選定部14に於ける動作である。先ずステップS3では、同部14は、電荷蓄積時間を第1所定値Aと比較し、比較結果に応じて以降のフローを切り替える。例えば、第1所定値Aを1/60秒として、電荷蓄積時間がこれより短時間である場合には、被写体が晴天時の屋外や日陰にある場合と判断し、同部14は、ステップS4に進み、以降、画像の白飛びや黒潰れを低減する様なγ補正を行う。
Each step after step S3 in FIG. 4 is an operation in the γ
これに対して、電荷蓄積時間が1/60秒より長時間又は同時間である場合には、被写体が屋内もしくは曇天時の日陰にある場合であり、このときはダイナミックレンジが狭いと判断し、同部14は、以降のフローにおいて、コントラスト感を向上するγ補正を行う。具体的には、同部14は、ステップS2に於いて算出された最大値と最小値との差分値(α)の値に応じて、ステップS8に於いて、フローを切換えることによりγ係数を決定する。例えば、条件H(100<α<150の場合)では同部14はγ=0.60を適用し、条件I(0<α≦100の場合)では、条件Hよりもダイナミックレンジが狭く、コントラスト感が低い画像であると判断して、同部14はγ=0.75を適用してコントラスト感を上げる様に設定する。
On the other hand, when the charge accumulation time is longer than 1/60 seconds or the same time, it is a case where the subject is indoors or in the shade when it is cloudy, and at this time, it is determined that the dynamic range is narrow, The
ステップS3に於いて電荷蓄積時間が1/60秒より短い場合には、γ係数選定部14はステップS4に進む。ステップS4では、同部14は、16箇所の領域に対して、被写体の最高輝度部が周囲の12箇所の領域に存在するか、あるいは中央4箇所の領域に存在するかを選別する。
If the charge accumulation time is shorter than 1/60 seconds in step S3, the γ
例えば、背景に空が写る画像においては、最高輝度部が周囲の12箇所の領域に存在する場合が多い。そのため、最高輝度値領域が画像中央部にあるか否かにより、同部14は以降のフローを切り替える。
For example, in an image in which the sky appears in the background, the highest luminance part often exists in 12 surrounding areas. Therefore, the
ステップS4に於いてNOである場合、すなわち最高輝度値領域が画像中央部ではなくて周囲の領域にある場合は最もダイナミックレンジが広い画像であると判断して、同部14はステップS6に進む。
If NO in step S4, that is, if the highest luminance value area is not in the center of the image but in the surrounding area, it is determined that the image has the widest dynamic range, and the
逆にステップS4に於いてYESである場合、すなわち最高輝度値領域が画像中央部にある場合には、画像の周囲に空が写っていない、または画面全面に渡って空しか写っていない、被写体が日陰にある、空は写っているが反射率の高い被写体が画面中央部に存在する等が考えられる。そこで、ステップS4に於いてYESの場合には、同部14はステップS5に移行する。
On the other hand, if YES in step S4, that is, if the maximum luminance value area is in the center of the image, the sky is not reflected around the image, or only the sky is captured over the entire screen. May be in the shade, the sky is reflected, but a highly reflective subject is present in the center of the screen. Therefore, if YES in step S4, the
ステップS5では、γ係数選定部14は、16箇所の領域の平均輝度値を基に算出された前述の第一の数値σと、第2所定値Bとの比較を行う。ここで、第一の数値σが第2所定値Bと等しいか又は第2所定値Bよりも小さい場合とは、ダイナミックレンジが狭く平坦な画像の場合であり、例えば被写体が日陰にある場合や晴天の屋外であっても建物の壁を画面一面に撮像した場合などに相当する。これに対して、第一の数値σが第2所定値Bよりも大きい場合は、周囲に空などの高輝度の被写体がないが明部と暗部が混在した、ダイナミックレンジの広い画像であると、判断する。
In step S <b> 5, the γ
各領域の平均輝度値における最大値と最小値とから算出した差分値(第二の数値)のみだけでなく、第一の数値の如く偏差量を規定する値を用いることで、被写体のダイナミックレンジ特性を高精度で判定することが出来る。 By using not only the difference value (second numerical value) calculated from the maximum value and the minimum value in the average luminance value of each area, but also a value that defines the deviation amount such as the first numerical value, the dynamic range of the subject Characteristics can be determined with high accuracy.
本実施の形態では、偏差量を規定する第一の数値として、平均偏差(mean deviation:md)を用いる。平均偏差mdの算出式は、次の式(4)の通りである。 In this embodiment, an average deviation (mean deviation: md) is used as the first numerical value that defines the deviation amount. The calculation formula of the average deviation md is as the following formula (4).
平均偏差式を用いる利点としては、標準偏差式(表記せず)と異なり、xiの2乗の項や平方根を含まないため、演算処理の負担が小さいことが、挙げられる。 The advantage of using the average deviation formula is that, unlike the standard deviation formula (not shown), it does not include the square term or square root of xi, and therefore, the calculation processing load is small.
ステップS5の第2所定値Bを例えば20に設定し、算出した第一の数値σ(平均偏差mdと同値)との大小を比較する。第一の数値σが20より大きい場合にはγ係数選定部14はステップ6へ移行する。逆に、第一の数値σが20より小さいか等しい場合には、同部14はステップ7へ移行する。
The second predetermined value B in step S5 is set to 20, for example, and the magnitude is compared with the calculated first numerical value σ (the same value as the average deviation md). If the first numerical value σ is greater than 20, the γ
ステップS6では、例えばステップS2に於いて算出した最大値と最小値との差分値(第二の数値α)が条件C(150<α<255)の場合には、最もダイナミックレンジが広い被写体であると判断して、同部14はγ=0.45(γ1に相当)を適用する。差分値(α)が条件D(100<α≦150)の場合には同部14はγ=0.60(γ2に相当)を適用し、差分値(α)が条件E(0<α≦100)の場合には同部14はγ=0.75(γ3に相当)を適用する。
In step S6, for example, when the difference value (second numerical value α) between the maximum value and the minimum value calculated in step S2 is the condition C (150 <α <255), the subject having the widest dynamic range is selected. Since it is determined that there is, the
同様に、ステップS7では、例えばステップS2において算出した最大値と最小値との差分値(α)が条件F(100<α<150)の場合には同部14はγ=0.60を適用し、差分値(α)が条件G(0<α≦100)の場合には同部14はγ=0.75を適用する。
Similarly, in step S7, for example, when the difference value (α) between the maximum value and the minimum value calculated in step S2 is a condition F (100 <α <150), the
尚、本実施の形態の上記記載例に於いては、γ係数LUT部8内に用意したテーブル数はγ=0.45、γ=0.60、及びγ=0.75の3通り分であるが、γカーブはより多く用意しても良い(テーブル数は任意)。
In the above described example of the present embodiment, the number of tables prepared in the γ
更に、分割領域数についても、本実施の形態の1例では16箇所としたが、16箇所に限られるものではなく、分割領域数を任意に設定しても問題なきことは自明である。 Furthermore, although the number of divided areas is set to 16 in one example of the present embodiment, the number of divided areas is not limited to 16, and it is obvious that there is no problem even if the number of divided areas is arbitrarily set.
以上のように、本実施の形態における撮像装置においては、被写体のダイナミックレンジを高精度で検出して最適なγ補正を実施することが出来、これによりコントラスト改善を図ると共に、γ係数選定にあたってはCPUの演算処理の負担を軽減して短時間での演算処理を可能とする撮像装置を提供することが可能である。 As described above, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the dynamic range of the subject can be detected with high accuracy and the optimum γ correction can be performed, thereby improving the contrast and selecting the γ coefficient. It is possible to provide an imaging apparatus that can reduce the burden of arithmetic processing on the CPU and perform arithmetic processing in a short time.
(変形例)
尚、本実施の形態では各領域における平均輝度値を用いているが、CPUの演算処理の負荷の増加分を許容出来るのであれば、平均値ではなくて、中央値(median)を用いることも可能である。ここで、「中央値」とは、各分割領域のR、G、B画素単位の画像データを降順あるいは昇順に並び替えたときの中央輝度値である。
(Modification)
In this embodiment, the average luminance value in each area is used. However, if the increase in the CPU processing load can be allowed, the median value (median) may be used instead of the average value. Is possible. Here, the “median value” is a median luminance value when image data of R, G, and B pixel units of each divided region is rearranged in descending order or ascending order.
この様に、平均輝度値に代えて中央値を用いることで、欠陥画素の持つ異常値の影響を無視することが出来ると言う利点がある。 In this way, there is an advantage that the influence of the abnormal value of the defective pixel can be ignored by using the median value instead of the average luminance value.
(付記)
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
(Appendix)
While the embodiments of the present invention have been disclosed and described in detail above, the above description exemplifies aspects to which the present invention can be applied, and the present invention is not limited thereto. In other words, various modifications and variations to the described aspects can be considered without departing from the scope of the present invention.
本発明に係る撮像装置は、例えば、カメラ機能を備えた携帯電話や、デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラや、携帯情報端末(PDA)等の機器に適用可能である。 The imaging apparatus according to the present invention can be applied to devices such as a mobile phone having a camera function, a digital still camera, a digital video camera, and a personal digital assistant (PDA).
1 レンズ、2 固体撮像素子(CCD)、3 アナログ信号処理部、4 A/D変換部、5 ダイナミックレンジ変換部、6 信号処理部、7 CPU、8 γ係数LUT部、9 RGB画素データ読み出し部、10 γ補正部、11 領域別平均輝度値算出部、12 電荷蓄積時間算出部、13 特徴値算出部、14 γ係数選定部、15 露出制御部、16 タイミング発生部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
1画面を所定数の領域に分割し、前記R、G、B画素単位の画像データに基づき各領域における平均輝度値を算出する平均輝度値算出部と、
前記各領域の平均輝度値に基づき特徴値を算出する特徴値算出部と、
前記特徴値算出部の算出結果及び前記電荷蓄積時間に基づきγ係数を選定するγ係数選定手段と、
前記γ係数選定手段により決定したγ係数を基に前記画像データに対してγ補正を行うγ補正部と、
前記γ係数選定手段により決定したγ係数に応じて露出を制御する露出制御部とを備えることを特徴とする、
撮像装置。 A charge accumulation time calculation unit for calculating a charge accumulation time based on image data in units of R, G, and B pixels for one screen;
An average luminance value calculating unit that divides one screen into a predetermined number of regions and calculates an average luminance value in each region based on the image data in units of R, G, and B pixels;
A feature value calculation unit that calculates a feature value based on an average luminance value of each region;
Γ coefficient selection means for selecting a γ coefficient based on the calculation result of the feature value calculation unit and the charge accumulation time;
A γ correction unit that performs γ correction on the image data based on the γ coefficient determined by the γ coefficient selection unit;
An exposure control unit that controls exposure according to the γ coefficient determined by the γ coefficient selecting means,
Imaging device.
前記特徴値とは、
分割領域数を母数とする前記各分割領域の平均輝度値から選出した最大値及び最小値と、
前記最大値と前記最小値との差分値と、
前記各分割領域の平均輝度値を全分割領域について積算した結果を前記分割領域数で除算して得られる平均輝度値の平均値を前記各分割領域の平均輝度値から減算して絶対値をとったものを全分割領域について積算を行った後、前記分割領域数で除算して算出した第一の数値とであることを特徴とする、
撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The characteristic value is
The maximum value and the minimum value selected from the average luminance value of each of the divided areas with the number of divided areas as a parameter,
A difference value between the maximum value and the minimum value;
The absolute value is obtained by subtracting the average value of the average luminance values obtained by dividing the average luminance value of each divided region over all the divided regions by the number of divided regions from the average luminance value of each divided region. The first numerical value calculated by dividing the total number of divided areas and then dividing by the number of divided areas,
Imaging device.
前記γ係数選定手段は、前記γ係数の値として、γ1、γ2、γ3の3種類を有しており、
前記γ1、γ2及びγ3の間には0<γ1<γ2<γ3<1の関係が成立しており、
前記特徴値算出部において算出された前記各分割領域における平均輝度値の最大値と最小値の差分値を第二の数値と定義するとき、
前記γ係数選定手段は、
前記電荷蓄積時間を第1所定値と比較し、前記電荷蓄積時間≧前記第1所定値である場合には前記第二の数値に応じて前記γ2と前記γ3の何れかを前記γ補正部に与える前記γ係数として選定し、他方、前記電荷蓄積時間<前記第1所定値の場合には前記各分割領域の平均輝度値の最大値が画像中央部に位置するか、それとも画像周辺部に位置するかを判定し、前記各分割領域の平均輝度値の最大値が前記画像周辺部に位置する場合には前記第二の数値に応じて前記γ1、γ2及びγ3の内の何れかを前記γ補正部に与える前記γ係数として選定し、前記各分割領域の平均輝度値の最大値が画像中央部に位置する場合には前記第一の数値を第2所定値と比較し、前記第一の数値>前記第2所定値の場合には前記第二の数値に応じて前記γ1、γ2及びγ3の内の何れかを前記γ補正部に与える前記γ係数として選定し、前記第一の数値≦前記第2所定値の場合には前記第二の数値に応じて前記γ2と前記γ3の何れかを前記γ補正部に与える前記γ係数として選定することを特徴とする、
撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2,
The γ coefficient selecting means has three types of γ1, γ2, and γ3 as values of the γ coefficient.
A relationship of 0 <γ1 <γ2 <γ3 <1 is established between γ1, γ2, and γ3,
When defining the difference value between the maximum value and the minimum value of the average luminance value in each of the divided areas calculated in the feature value calculation unit as a second numerical value,
The γ coefficient selection means includes:
The charge accumulation time is compared with a first predetermined value, and when the charge accumulation time ≧ the first predetermined value, either γ2 or γ3 is given to the γ correction unit according to the second numerical value. On the other hand, if the charge accumulation time is less than the first predetermined value, the maximum value of the average luminance value of each of the divided regions is located at the center of the image or at the periphery of the image When the maximum value of the average luminance value of each of the divided areas is located in the peripheral portion of the image, any one of γ1, γ2, and γ3 is selected according to the second numerical value. When the maximum value of the average luminance value of each divided region is located at the center of the image, the first numerical value is compared with a second predetermined value. If numerical value> the second predetermined value, the values γ1, γ2, and And γ3 is selected as the γ coefficient to be given to the γ correction unit, and when γ2 and γ3 are in accordance with the second numerical value when the first numerical value ≦ the second predetermined value, Any one is selected as the γ coefficient given to the γ correction unit,
Imaging device.
前記平均輝度値算出部は、R、G、B3種類の画素全てではなく、G画素のみを用いて前記各分割領域の平均輝度値を算出することを特徴とする、
撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The average luminance value calculating unit calculates an average luminance value of each of the divided regions using only G pixels instead of all of R, G, and B types of pixels.
Imaging device.
前記平均輝度値算出部は、前記各分割領域の平均輝度値ではなくて、前記各分割領域の前記R、G、B画素単位の画像データを降順あるいは昇順に並び替えたときの中央輝度値を用いることを特徴とする、
撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The average luminance value calculation unit is not the average luminance value of each divided region, but the central luminance value when the image data of each R, G, B pixel unit of each divided region is rearranged in descending order or ascending order. It is characterized by using
Imaging device.
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