JP4239738B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は撮像装置に関し、詳しくは、赤外線領域及び紫外線領域に感度を有する撮像素子を用いて、光路内の赤外線カットフィルタ、及び紫外線カットフィルタを配置しないで被写体に赤外線照射及び紫外線照射を与えることによって暗闇でもカラー画像を出力するようにした撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to provide infrared irradiation and ultraviolet irradiation to a subject without using an infrared cut filter and an ultraviolet cut filter in an optical path by using an image sensor having sensitivity in an infrared region and an ultraviolet region. The present invention relates to an imaging device that outputs a color image even in the dark.

従来技術における撮像装置は、暗視状態で撮影する場合に、赤外線カットフィルタを外して赤外線を照射して被写体を撮影するものが存在する。例えば、特開平11―103464号公報に開示されており、これは、レンズの前方に赤外線カットフィルタを配置しない状態で撮影する際に、赤外線の発光系を付加すれば、暗いときでも、鮮明な画像を記録することができるという点に着目し、被写体に対して赤外線を照射するというものである。
この構成は、図10に示すように、被写体からの映像光を収束するレンズ系11と、マイクロコンピュータ23により制御され光路から外れた位置に移動する赤外線カットフィルタ12と、レンズ系11で収束した映像を電気信号に変換するCCD14と、CCD14で変換された電気信号をサンプリング及びゲインコントロールすると共にA/D変換するS/H&AGC及びA/D変換器15と、このデジタル信号の黒バランス補正をするクランプ回路16と、ホワイトバランス補正をする白バランス補正回路17と、色差信号を形成するガンマ補正回路18、信号処理回路19と、マトリクス係数に基づいて最適化をする色再現マトリクス20と、A/D変換された撮像信号から最暗点を検波して黒バランス補正する特定色抽出制御機能及び赤外線の照射の制御、赤外線カットフィルタ12を光路から外れた位置に移動制御、ホワイトバランスの制御等を司るマイクロコンピュータ23とから大略構成されている。
Some imaging devices in the prior art shoot a subject by removing infrared cut filters and irradiating infrared rays when shooting in a night vision state. For example, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-103464, and this is clear when an image is taken without an infrared cut filter disposed in front of the lens and an infrared light emitting system is added, even when it is dark. Focusing on the point that an image can be recorded, the subject is irradiated with infrared rays.
As shown in FIG. 10, this configuration converges with a lens system 11 that converges image light from a subject, an infrared cut filter 12 that is controlled by a microcomputer 23 and moves to a position off the optical path, and a lens system 11. A CCD 14 for converting an image into an electric signal, an S / H & AGC and A / D converter 15 for A / D conversion and sampling / gain control of the electric signal converted by the CCD 14, and black balance correction of the digital signal. A clamp circuit 16, a white balance correction circuit 17 that performs white balance correction, a gamma correction circuit 18 that forms color difference signals, a signal processing circuit 19, a color reproduction matrix 20 that is optimized based on matrix coefficients, and an A / A specific color extraction control function that detects the darkest point from the D-converted image signal and corrects the black balance. Control of micro-infrared radiation, moving controls the infrared cutoff filter 12 at a position off the optical path, and is largely constituted by a microcomputer 23 for controlling the like of the white balance.

このような構成からなる撮像装置の動作について、図11に示すフローチャートを参照して以下説明する。   The operation of the imaging apparatus having such a configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

先ず、暗視モードでないときには、通常の撮影するモードを処理し、制御値を設定する(ステップST21、ST22、ST23)。
ステップST21において、暗視モードであるときには、赤外線カットフィルタ12を解除して、赤外線を被写体に照射する(ステップST24、ST25)。
そして、赤外線が照射されている被写体を撮像してホワイトバランス制御を固定値にして、制御値を設定する(ステップST26、ST23)。
First, when the mode is not the night vision mode, the normal shooting mode is processed and the control values are set (steps ST21, ST22, ST23).
In step ST21, when the night vision mode is selected, the infrared cut filter 12 is released and the subject is irradiated with infrared rays (steps ST24 and ST25).
Then, the subject irradiated with infrared rays is imaged, white balance control is set to a fixed value, and control values are set (steps ST26 and ST23).

このような装置においては、暗視状態で、赤外光を照射して被写体を撮影した場合に、ホワイトバランス制御値が固定され、例えば画面全体が緑味になるような制御を行っていた。   In such an apparatus, when a subject is photographed by irradiating infrared light in a night vision state, control is performed such that the white balance control value is fixed, for example, the entire screen becomes green.

また、特開2001−36916号公報には、暗視状態で被写体を撮影した場合に、カラー画像を出力する手法が開示されている。これは、赤外線照射と、紫外線照射を行って、ルックアップテーブルからカラーを再現するものである。
特開平11−103464号公報(第3頁 第1図) 特開2001−36916号公報(第3頁 第1図)
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-36916 discloses a method for outputting a color image when a subject is photographed in a night vision state. This is to reproduce colors from a look-up table by performing infrared irradiation and ultraviolet irradiation.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-103464 (page 3, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 2001-36916 (page 3, Fig. 1)

しかしながら、従来技術で説明したものは、赤外線照射と紫外線照射を切り替えて、二つの画像においてルックアップテーブルから色を再現しているため処理が重く複雑であり、またホワイトバランス制御及び色再現マトリクス制御及び黒バランス制御について触れられていないため、色再現性が低いという問題がある。
従って、本特許はこれらの課題を解決し、暗視状態で撮影しても、カラー画像で色再現性良く出力することができる撮像装置を提供することを目的としている。
However, what was described in the prior art is heavy and complicated because the colors are reproduced from the lookup table in two images by switching between infrared irradiation and ultraviolet irradiation, and white balance control and color reproduction matrix control are also performed. In addition, since black balance control is not mentioned, there is a problem that color reproducibility is low.
Therefore, the present patent aims to solve these problems and provide an image pickup apparatus capable of outputting a color image with good color reproducibility even when shooting in a night vision state.

上記課題を解決するために、本願発明の撮像装置は、次に示す構成にすることである。   In order to solve the above problems, an imaging apparatus according to the present invention is configured as follows.

(1) 撮像装置は、
赤外線領域と紫外線領域に感度を有する撮像素子を備え、
光路内に配置されている赤外線カットフィルタ及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させて被写体に赤外線照射及び紫外線照射を同時に与えることによって、被写体を撮影して得た撮像信号から色を判定することにより暗闇でのカラー画像を出力するようにしたことである。
(1) The imaging device
It has an image sensor with sensitivity in the infrared region and ultraviolet region,
The color is determined from the imaging signal obtained by photographing the subject by moving the infrared cut filter and ultraviolet cut filter located in the optical path to a position outside the optical path and simultaneously giving the subject infrared irradiation and ultraviolet irradiation. By doing so, a color image in the dark is output.

(2)撮像装置は、被写体に赤外線及び紫外線を同時に照射する照射手段と、前記赤外線及び紫外線を照射された被写体から反射する光を集光するレンズ系と、赤外線をカットする赤外線カットフィルタと、紫外線をカットする紫外線カットフィルタと、前記レンズ系で集光した赤外線領域及び紫外線領域に感度を有する撮像素子と、前記撮像素子で出力される撮像信号から色を判定してカラー画像信号を出力する色判定手段と、を備え、前記照射手段は、暗視カラーモードのときに被写体に対して赤外線及び紫外線を同時に照射すると共に、前記赤外線カットフィルタ及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させるように制御することである。
(3)前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備えたことを特徴とする(2)に記載の撮像装置。
(4)前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備え、該黒バランス補正手段で黒バランス補正された撮像信号をホワイトバランス補正する白バランス補正手段を備えたことを特徴とする(2)に記載の撮像装置。
(5)前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備え、該黒バランス補正手段で黒バランス補正された撮像信号をホワイトバランス補正する白バランス補正手段を備え、該白バランス補正手段により補正された映像信号を色再現マトリクスで最適化する色再現マトリクス補正手段を備えたことを特徴とする(2)に記載の撮像装置。
(6)前記色再現マトリクス補正手段は、紫外線カットフィルタ及び赤外線カットフィルタの配置情報や、赤外線及び紫外線の照射情報から、その状態に適した最適なマトリクス係数が与えられ、該マトリクス係数に基づいて色再現の最適化をすることを特徴とする(5)に記載の撮像装置。
(2) An imaging device includes an irradiating unit that irradiates a subject with infrared rays and ultraviolet rays simultaneously, a lens system that collects light reflected from the subject irradiated with the infrared rays and ultraviolet rays, an infrared cut filter that cuts infrared rays, An ultraviolet cut filter that cuts ultraviolet rays, an image sensor that has sensitivity in the infrared region and the ultraviolet region collected by the lens system, and a color image signal that outputs a color image signal by determining a color from an image signal output from the image sensor A color determination unit, and the irradiation unit irradiates the subject with infrared rays and ultraviolet rays at the same time in the night vision color mode, and moves the infrared cut filter and the ultraviolet cut filter to a position out of the optical path. Is to control.
(3) The color determination means detects the darkest point of the image pickup signal obtained by the image pickup device, and corrects the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. The image pickup apparatus according to (2), further comprising a correcting unit.
(4) The color determination means detects the darkest point of the image pickup signal obtained by the image pickup device, and corrects the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. (2) The image pickup apparatus according to (2), further comprising a white balance correction unit that includes a correction unit and white balance correction is performed on the image pickup signal that has been black balance corrected by the black balance correction unit.
(5) The color determination means detects the darkest point of the image pickup signal obtained by the image pickup device, and corrects the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. A color that includes a correction unit, a white balance correction unit that corrects a white balance of the image signal that has been black balance corrected by the black balance correction unit, and that optimizes the video signal corrected by the white balance correction unit using a color reproduction matrix; (2) The imaging apparatus according to (2), further including a reproduction matrix correction unit.
(6) The color reproduction matrix correction means is provided with an optimum matrix coefficient suitable for the state from the arrangement information of the ultraviolet cut filter and the infrared cut filter and the irradiation information of the infrared ray and the ultraviolet ray, and based on the matrix coefficient The imaging apparatus according to (5), wherein color reproduction is optimized.

赤外線領域及び紫外線領域に感度を有する撮像素子を有し、光路内に配置されている赤外線カットフィルタ及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させて撮影を可能とし、被写体に赤外線照射と紫外線照射を与えることによって暗闇でもカラー画像を出力するようにできる。また、黒バランス制御、白バランス制御、色再現マトリクス制御を行うことによってより色再現性を更に向上させることができる。 It has an image sensor that has sensitivity in the infrared region and the ultraviolet region, and the infrared ray cut filter and ultraviolet ray cut filter arranged in the optical path can be moved to a position off the optical path to enable photographing, and the subject is irradiated with infrared rays and ultraviolet rays. By giving irradiation, a color image can be output even in the dark. Further, color reproducibility can be further improved by performing black balance control, white balance control, and color reproduction matrix control.

以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of an imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の撮像装置は、図1に示すように、被写体からの映像光を収束するレンズ系11と、マイクロコンピュータ23からの制御で光路から外れた位置に移動可能な赤外線カットフィルタ12と、マイクロコンピュータ23からの制御で光路から外れた位置に移動可能な紫外線カットフィルタ13と、レンズ系11を通した映像光を光電変換によって電気信号に変換する半導体撮像素子としてのCCD(Charge Coupled Device;電荷転送素子)14と、この変換された電気信号がサンプルホールド及びゲインコントロールするS/H&AGC及びA/D変換器15と、黒バランス補正をするクランプ回路16と、ホワイトバランス補正をする白バランス補正回路17と、色差信号を生成するガンマ補正回路18と、信号処理回路19と、マトリクス係数に基づいて最適化処理をする色再現マトリクス20と、マイクロコンピュータ23の制御で被写体に対して赤外線を照射する赤外線照射部21と、マイクロコンピュータ23の制御で被写体に対して紫外線を照射する紫外線照射部22と、赤外線照射の制御、紫外線照射の制御、A/D変換された撮像信号から最暗点を検波して黒バランス補正する特定色抽出制御機能及び赤外線の照射の制御、紫外線の照射の制御、白バランスの制御、色再現マトリクスの制御等を司るマイクロコンピュータ23とから大略構成されている。この中で、クランプ回路16、白バランス補正回路17、ガンマ補正回路18、信号処理回路19、色再現マトリクス20で色判定手段を形成する。   As shown in FIG. 1, the imaging apparatus of the present invention includes a lens system 11 that converges image light from a subject, an infrared cut filter 12 that can be moved to a position off the optical path under the control of a microcomputer 23, and a micro An ultraviolet cut filter 13 that can move to a position off the optical path under the control of the computer 23, and a CCD (Charge Coupled Device) as a semiconductor imaging device that converts image light that has passed through the lens system 11 into an electrical signal by photoelectric conversion. Transfer element) 14, an S / H & AGC and A / D converter 15 that controls and holds the gain of the converted electric signal, a clamp circuit 16 that performs black balance correction, and a white balance correction circuit that performs white balance correction 17, a gamma correction circuit 18 that generates a color difference signal, and a signal A processing circuit 19, a color reproduction matrix 20 that performs optimization processing based on the matrix coefficient, an infrared irradiation unit 21 that irradiates the subject with infrared rays under the control of the microcomputer 23, and a subject under the control of the microcomputer 23 An ultraviolet irradiation unit 22 that irradiates ultraviolet rays, control of infrared irradiation, control of ultraviolet irradiation, a specific color extraction control function for detecting the darkest point from an A / D converted image signal and correcting black balance, and infrared irradiation And a microcomputer 23 which controls the control of the ultraviolet rays, the control of the irradiation of ultraviolet rays, the control of the white balance, the control of the color reproduction matrix, and the like. Among them, the clamp circuit 16, the white balance correction circuit 17, the gamma correction circuit 18, the signal processing circuit 19, and the color reproduction matrix 20 form a color determination unit.

このような構成からなる撮像装置の制御について、図2に示すフローチャートを参照して、以下説明する。   Control of the imaging apparatus having such a configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップST11で、暗視カラーモードであるときには、暗視状態において、この暗視状態を感知したときに、マイクロコンピュータ23の制御に基づいて自動的に被写体に赤外線及び紫外線が同時に照射され、また赤外線カットフィルタ12及び紫外線カットフィルタ13が光路内から外される(ステップST14)。
この被写体からの映像光を収束するレンズ系11を通して、CCD14に入射される。このCCD14に入射された映像光は光電変換によって電気信号に変換される。この変換された電気信号がS/H&AGC及びA/D変換器15に入力され、このS/H&AGC及びA/D変換器15でサンプリングおよびゲインコントロールされた信号がA/D変換されてデジタル信号に変換される。
そして、このデジタル信号に変換されて、黒バランス補正がされる(ステップST16)。
この黒バランス補正とは被写体の最暗点が浮き、無彩軸からずれてしまうのを補正して、人間の視覚の黒への順応を考慮してクランプ回路16を制御することである。
特に、ここではR、G、Bの感度を上げるためにゲインが上げられ、赤外線カットフィルタ12及び紫外線カットフィルタ13が光路から外されて撮像されるために、最暗点が無彩軸からはずれている可能性が高く、これを補正するのに有効である。
この制御を行うため、被写体の最暗点を検波する必要があり、これは、A/D変換後の信号がマイクロコンピュータ23に入力され被写体の最暗点が検波され、その最暗点を原点((Y、B−Y、R−Y)=(0、0、0))方向、即ち、無彩軸方向に補正するようにクランプ回路16を制御する。
例えば、図3に示すような被写体において、黒髪(A点)や服装の黒い部分(B点)や、光源が当たらない暗い部分(C点)等の最暗点を検波する。そして、図4に示すように、その検波した最暗点を原点(Y、B−Y、R−Y)=(0、0、0)方向、すなわち無彩軸方向に、人間の目の黒への順応率である黒順応率を考慮して補正することである。
In step ST11, in the night vision color mode, when the night vision state is detected in the night vision state, the subject is automatically irradiated with infrared rays and ultraviolet rays simultaneously under the control of the microcomputer 23. The cut filter 12 and the ultraviolet cut filter 13 are removed from the optical path (step ST14).
The image light from the subject enters the CCD 14 through the lens system 11 that converges the image light. The image light incident on the CCD 14 is converted into an electric signal by photoelectric conversion. The converted electrical signal is input to the S / H & AGC and A / D converter 15, and the signal sampled and gain controlled by the S / H & AGC and A / D converter 15 is A / D converted into a digital signal. Converted.
Then, the digital signal is converted to black balance correction (step ST16).
This black balance correction is to correct the deviation of the darkest point of the subject and shift from the achromatic axis, and to control the clamp circuit 16 in consideration of human adaptation to black.
In particular, the gain is increased here to increase the sensitivity of R, G, and B, and the infrared cut filter 12 and the ultraviolet cut filter 13 are imaged out of the optical path , so that the darkest point deviates from the achromatic axis. It is highly possible that this is effective.
In order to perform this control, it is necessary to detect the darkest point of the subject. This is because the signal after A / D conversion is input to the microcomputer 23, the darkest point of the subject is detected, and the darkest point is the origin. The clamp circuit 16 is controlled so as to correct in the ((Y, BY, RY) = (0, 0, 0)) direction, that is, the achromatic axis direction.
For example, in a subject as shown in FIG. 3, the darkest point such as black hair (point A), a black portion of clothing (point B), or a dark portion (point C) where the light source does not hit is detected. Then, as shown in FIG. 4, the detected darkest point is the black of the human eye in the origin (Y, BY, RY) = (0, 0, 0) direction, that is, the achromatic axis direction. This is to be corrected in consideration of the black adaptation rate, which is the adaptation rate to.

この、具体的な黒バランス補正する処理について、以下詳細に説明する。
先ず、A/D変換器14後のRGBの信号を人間の視覚特性が考慮された値であるXYZ値に変換する。
例えば、IEC(International Electrotechnical Commission;国際電気標準会議)が定める色空間の国際規格であるsRGB変換を用いて次の(1)式のように8ビットのRGB値をべき乗の補正をかけたRGB値に変換する。他のG、Bについても同様の式で変換する。
This specific black balance correction process will be described in detail below.
First, the RGB signals after the A / D converter 14 are converted into XYZ values that are values that take human visual characteristics into consideration.
For example, an RGB value obtained by applying a power correction to an 8-bit RGB value using the sRGB conversion, which is an international standard for a color space defined by IEC (International Electrotechnical Commission), as shown in the following equation (1): Convert to Other G and B are also converted by the same formula.

Figure 0004239738
Figure 0004239738

次に、(2)式に示すように、非線形変換されたRGB値をXYZ値に変換する。   Next, as shown in the equation (2), the RGB value subjected to nonlinear conversion is converted into an XYZ value.

Figure 0004239738
Figure 0004239738

ここで、このマトリクスとして、例えば(3)式のような値がsRGB変換で使用されている。   Here, as this matrix, for example, a value such as the expression (3) is used in the sRGB conversion.

Figure 0004239738
Figure 0004239738

尚、これらのRGB値からXYZ値への変換はルックアップテーブルを用いても良い。   Note that a look-up table may be used for conversion from these RGB values to XYZ values.

次に、黒順応率をKadpとして、(4)式のようにして黒順応を考慮した黒を定義する。ここで、XS,IN,MK YS,IN,MK ZS,IN,MKは、検波された最暗点のXYZ値である。又、黒順応率を加味した最暗点のXYZ値を、XS,IN,K YS,IN,K ZS,IN,Kとする。
ここで、Kadp=1.0としたときには、黒順応率100%を表わしており、検波した被写体の最暗点に完全に黒順応していると考えて黒バランス補正がされる。
又、Kadp=0.0としたときには黒順応率0%を表わしており、このときは黒順応がないとして、黒バランス補正が行われなくなる。
この黒順応率は、人間の目の黒への順応率を表わしており、これは、「K.Nakabayashi、M.D.Fairchild“Appearance match between hardcopy and softcopy using lightness rescaling with black point adaptation、”SPIE/IS&T Electronic Imaging 2002:Proc.SPIE Vol.4663、p.217−228」の視覚実験の結果から、最適な値は被写体にもよるが、ほぼ中央値である0.4〜0.6を与えることとする。
Next, the black adaptation rate is defined as Kadp, and black that takes into account black adaptation is defined as shown in equation (4). Here, XS, IN, MK YS, IN, MK ZS, IN, MK are XYZ values of the detected darkest point. Further, the XYZ values of the darkest point with the black adaptation rate taken into account are XS, IN, KYS, IN, KZS, IN, K.
Here, when Kadp = 1.0, it represents a black adaptation rate of 100%, and black balance correction is performed on the assumption that the black adaptation is completely at the darkest point of the detected subject.
When Kadp = 0.0, the black adaptation rate is 0%. At this time, black balance correction is not performed because there is no black adaptation.
This black adaptation rate represents the adaptation rate of the human eye to black, which is described in “K. / IS & T Electronic Imaging 2002: Proc. SPIE Vol. 4663, p. 217-228, the optimum value depends on the subject, but gives an approximate median of 0.4 to 0.6 I will do it.

尚、ここでKadpは、図5に示すように、GUIでユーザーが黒順応率を自由に入力できるようにしても良い。
なお、、1/3乗を用いているのは、人間の色知覚空間を近似する空間で計算するためのものであって、これに限るわけではない。
Here, as shown in FIG. 5, Kadp may allow the user to freely input the black adaptation rate using a GUI.
Note that the 1/3 power is used for calculation in a space approximating human color perception space, and is not limited to this.

Figure 0004239738
Figure 0004239738

次に、(4)式で定義された、黒順応を考慮した最暗点を元にして(5)式に示すような黒バランス補正変換を行う。
ここで、XS,IN YS,IN ZS,INは、補正前の画像データのXYZ値を表わし、又、XS,OUT YS,OUT ZS,OUTは、黒バランス補正後の画像データのXYZ値である。
Next, black balance correction conversion as shown in equation (5) is performed based on the darkest point defined by equation (4) and considering black adaptation.
Here, XS, IN YS, IN ZS, IN represent XYZ values of the image data before correction, and XS, OUT YS, OUT ZS, OUT are XYZ values of the image data after black balance correction. .

Figure 0004239738
Figure 0004239738

尚、γx、γy、γzについては(6)式のような式で定義し、例えば、図6に示すような単調増加の関数で定義するものとする。   Note that γx, γy, and γz are defined by an equation such as equation (6), for example, a monotonically increasing function as shown in FIG.

Figure 0004239738
Figure 0004239738

このようにして得られた、黒順応後のXS,OUT YS,OUT ZS,OUTを(1)式、(2)式、(3)式の逆変換を行って、RGB値に戻すこととする。   XS, OUT YS, OUT ZS, OUT after black adaptation obtained in this way are converted back to RGB values by performing inverse transformations of Equations (1), (2), and (3). .

図2に戻って、次に、黒バランス補正後の信号は白バランス補正回路17に入力される(ステップST17)。
被写体の白はA/D変換後の信号がマイクロコンピュータ23に入力されて白が検出される。ここで、白の検出方法としては、例えば、図7に示すように、被写体の画像から中輝度積分、高輝度積分、全積分の情報を出して、例えば最大となる面積の積分値を選択するなどして、白を検出するようにする。検出した白の信号を用いて、白バランスの制御値を計算して、白バランス補正回路17にゲイン値を設定する。
Returning to FIG. 2, the signal after the black balance correction is input to the white balance correction circuit 17 (step ST17).
The white of the subject is detected by inputting the signal after A / D conversion to the microcomputer 23. Here, as a white detection method, for example, as shown in FIG. 7, information of medium luminance integration, high luminance integration, and total integration is output from the image of the subject, and for example, the integral value of the maximum area is selected. For example, white is detected. A white balance control value is calculated using the detected white signal, and a gain value is set in the white balance correction circuit 17.

次に、ガンマ補正が行われて、信号処理回路19で色差信号に変換される。その後、色再現マトリクス処理等が行われる(ステップST18)。
この色再現マトリクス処理については、マイクロコンピュータ23から赤外線カットフィルタ12、紫外線カットフィルタ13の配置情報や、赤外線、紫外線の照射情報が与えられ、その状態に適した最適なマトリクス係数が与えられる。
このマトリクス係数については、図8に示すように、予めマクベスチャートやカラーバーなどのカラーチャートで色再現が最適になるようなマトリクス係数を調整処理によって持っており、これによって色再現の補正がされる。具体的に示すと、図8において、マトリクス係数(黒抜きの四角形状の印)はR−YをX軸に、B−YをY軸にした場合に、レッドのR係数、イエローのY係数は左上面に位置し、グリーンのG係数は左下面に位置し、マゼンダのMg係数は左上面に位置し、ブルーのB係数及びシアンのCy係数は右下面に位置する。そして、今回得られた色情報(白抜き四角形状の印)を、図9に示すように、それぞれの色情報(黒抜き四角形状の印)の近傍位置に移動させて最適化を図る。
なお、周囲光が加わったときにでも最適なマトリクスを補間で計算するような仕組みが備わっており、その補正処理を行う。
上記の処理後、信号は映像信号を形成する例えば輝度信号と色差信号に変換されJPEG等の画像に変換される(ステップST13)。
Next, gamma correction is performed, and the signal processing circuit 19 converts it into a color difference signal. Thereafter, color reproduction matrix processing or the like is performed (step ST18).
For this color reproduction matrix processing, arrangement information of the infrared cut filter 12 and ultraviolet cut filter 13 and irradiation information of infrared rays and ultraviolet rays are given from the microcomputer 23, and optimum matrix coefficients suitable for the state are given.
For this matrix coefficient, as shown in FIG. 8, a matrix coefficient that optimizes color reproduction in a color chart such as a Macbeth chart or a color bar is previously obtained by adjustment processing, thereby correcting the color reproduction. The Specifically, in FIG. 8, matrix coefficients (black square marks) are red R coefficients and yellow Y coefficients when RY is the X axis and BY is the Y axis. Is located on the upper left surface, green G coefficient is located on the lower left surface, magenta Mg coefficient is located on the upper left surface, blue B coefficient and cyan Cy coefficient are located on the lower right surface. Then, the color information (white square mark) obtained this time is moved to a position near each color information (black square mark) as shown in FIG. 9 for optimization.
In addition, even when ambient light is added, there is a mechanism for calculating an optimum matrix by interpolation, and the correction process is performed.
After the above processing, the signal is converted into, for example, a luminance signal and a color difference signal forming a video signal and converted into an image such as JPEG (step ST13).

赤外線領域と紫外線領域に感度を有する撮像素子を有し、光路内に配置されている赤外線カットフィルタ、及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させて撮影を可能とし、被写体に赤外線照射と紫外線照射を与えることによって暗闇でもカラー画像を出力するようにでき、更に、黒バランス制御、白バランス制御、色再現マトリクス制御を行うことによって色再現性を更に向上させることができる。 It has an image sensor that has sensitivity in the infrared region and the ultraviolet region, the infrared cut filter arranged in the optical path, and the ultraviolet cut filter are moved to a position off the optical path to enable shooting, and the subject is irradiated with infrared rays. By applying ultraviolet irradiation, a color image can be output even in the dark, and color reproducibility can be further improved by performing black balance control, white balance control, and color reproduction matrix control.

本発明の撮像装置を構成するブロック図である。It is a block diagram which comprises the imaging device of this invention. 同、動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement similarly. 同、最暗点を検出した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the darkest point was detected similarly. 同、黒バランス補正の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of black balance correction. 同、黒順応率の入力画面である。It is an input screen for the black adaptation rate. 同、関数γrの具体例である。This is a specific example of the function γr. 同、白バランスの積分範囲を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the integration range of white balance similarly. 同、色再現マトリクスの最適化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows optimization of a color reproduction matrix similarly. 同、色再現マトリクスの最適化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows optimization of a color reproduction matrix similarly. 従来技術における撮像装置のブック図である。It is a book figure of the imaging device in a prior art. 従来技術における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

11;レンズ系、12;赤外線カットフィルタ、13;紫外線カットフィルタ、14;CCD、15;S/H&AGC・A/D変換器、16;クランプ回路、17;白バランス補正回路、18;ガンマ補正回路、19;信号処理回路、20;色再現マトリクス、21;赤外線照射部、22;紫外線照射部、23;マイクロコンピュータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11; Lens system, 12; Infrared cut filter, 13; Ultraviolet cut filter, 14; CCD, 15; S / H & AGC * A / D converter, 16; Clamp circuit, 17: White balance correction circuit, 18: Gamma correction circuit , 19; signal processing circuit, 20; color reproduction matrix, 21; infrared irradiation unit, 22; ultraviolet irradiation unit, 23;

Claims (6)

赤外線領域と紫外線領域に感度を有する撮像素子を備え、
光路内に配置されている赤外線カットフィルタ及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させて被写体に赤外線照射及び紫外線照射を同時に与えることによって、被写体を撮影して得た撮像信号から色を判定することにより暗闇でのカラー画像を出力するようにしたことを特徴とする撮像装置。
It has an image sensor with sensitivity in the infrared region and ultraviolet region,
The color is determined from the imaging signal obtained by photographing the subject by moving the infrared cut filter and ultraviolet cut filter located in the optical path to a position outside the optical path and simultaneously giving the subject infrared irradiation and ultraviolet irradiation. To output a color image in the dark.
被写体に赤外線及び紫外線を同時に照射する照射手段と、
前記赤外線及び紫外線を照射された被写体から反射する光を集光するレンズ系と、
赤外線をカットする赤外線カットフィルタと、
紫外線をカットする紫外線カットフィルタと、
前記レンズ系で集光した赤外線領域及び紫外線領域に感度を有する撮像素子と、
前記撮像素子で出力される撮像信号から色を判定してカラー画像信号を出力する色判定手段と、を備え、
前記照射手段は、暗視カラーモードのときに被写体に対して赤外線及び紫外線を同時に照射すると共に、前記赤外線カットフィルタ及び紫外線カットフィルタを光路から外れた位置に移動させるように制御することを特徴とする撮像装置。
Irradiating means for simultaneously irradiating the subject with infrared rays and ultraviolet rays;
A lens system for collecting the light reflected from the subject irradiated with infrared rays and ultraviolet rays;
An infrared cut filter for cutting infrared rays;
An ultraviolet cut filter that cuts ultraviolet rays,
An imaging device having sensitivity in an infrared region and an ultraviolet region collected by the lens system;
Color determination means for determining a color from an image pickup signal output by the image pickup device and outputting a color image signal;
The irradiating means irradiates the subject with infrared rays and ultraviolet rays at the same time in the night vision color mode, and controls the infrared cut filter and the ultraviolet cut filter to move to a position out of the optical path. An imaging device.
前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The color determination means includes black balance correction means for detecting the darkest point of the image pickup signal obtained by the image sensor and correcting the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the imaging apparatus is provided. 前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備え、該黒バランス補正手段で黒バランス補正された撮像信号をホワイトバランス補正する白バランス補正手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The color determination means includes black balance correction means for detecting the darkest point of the image pickup signal obtained by the image sensor and correcting the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. The imaging apparatus according to claim 2, further comprising a white balance correction unit that white balance corrects an imaging signal that has been black balance corrected by the black balance correction unit. 前記色判定手段には、前記撮像素子で得られた撮像信号の最暗点を検波し、該検波した最暗点を黒順応率を考慮して無彩軸方向に補正する黒バランス補正手段を備え、該黒バランス補正手段で黒バランス補正された撮像信号をホワイトバランス補正する白バランス補正手段を備え、該白バランス補正手段により補正された映像信号を色再現マトリクスで最適化する色再現マトリクス補正手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The color determination means includes black balance correction means for detecting the darkest point of the image pickup signal obtained by the image sensor and correcting the detected darkest point in the achromatic axis direction in consideration of the black adaptation rate. A color reproduction matrix correction for optimizing the video signal corrected by the white balance correction means with a color reproduction matrix, the white balance correction means for white balance correction of the imaging signal black-balance-corrected by the black balance correction means The imaging apparatus according to claim 2, further comprising means. 前記色再現マトリクス補正手段は、紫外線カットフィルタ及び赤外線カットフィルタの配置情報や、赤外線及び紫外線の照射情報から、その状態に適した最適なマトリクス係数が与えられ、該マトリクス係数に基づいて色再現の最適化をすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。   The color reproduction matrix correction means is provided with an optimum matrix coefficient suitable for the state from the arrangement information of the ultraviolet cut filter and the infrared cut filter and the irradiation information of the infrared ray and the ultraviolet ray, and performs color reproduction based on the matrix coefficient. The imaging apparatus according to claim 5, wherein the imaging apparatus is optimized.
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WO2005101853A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Imaging device
JP2009239323A (en) * 2006-07-27 2009-10-15 Panasonic Corp Video signal processor
JP4961914B2 (en) * 2006-09-08 2012-06-27 ソニー株式会社 Imaging display device and imaging display method
KR20100000671A (en) 2008-06-25 2010-01-06 삼성전자주식회사 Method for image processing
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WO2010081010A2 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 New York University Methods, computer-accessible medium and systems for facilitating dark flash photography
US7889987B2 (en) * 2009-01-15 2011-02-15 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Camera auto UV filter mode
JP5874116B2 (en) 2009-07-30 2016-03-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Image photographing apparatus and image photographing method
KR101038506B1 (en) 2010-11-30 2011-06-01 엘아이지넥스원 주식회사 Infrared imaging apparatus and non-uniformity compensation method thereof
CN107005639B (en) 2014-12-10 2020-04-14 索尼公司 Image pickup apparatus, image pickup method, and image processing apparatus
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