JP4407475B2 - Camera image processing device - Google Patents
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Description
本発明は、低照度又は高照度の環境下において撮影されたカメラ画像の輝度を補正するカメラ画像処理装置に関する。 The present invention relates to a camera image processing apparatus that corrects the luminance of a camera image taken in a low or high illuminance environment.
夜間などの低照度の環境下において撮像された画像を高画質化する従来例として、例えば下記の特許文献1には、連続した複数枚の静止画から1枚の静止画像を合成する技術が提案されている
しかしながら、上記従来例では、複数枚の画像を記憶するメモリが必要であり回路コストが大きいという問題点がある。また、1フレーム以上前のデータと演算を行うので、動画像においてシーンチェンジが起こった場合には、適正な演算結果とならない。 However, the conventional example described above has a problem that a memory for storing a plurality of images is necessary and the circuit cost is high. In addition, since the calculation is performed with data one frame or more before, an appropriate calculation result is not obtained when a scene change occurs in a moving image.
そこで、本発明は、フレーム内の複数の画素値に係数を乗算して画素数を変換する既存の構成を利用して、低照度又は高照度の環境下におけるカメラ画像の輝度を複数枚の画像を用いることなく安価に、かつ動画像においてシーンチェンジが起こった場合にも補正することができるカメラ画像処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention uses an existing configuration in which a plurality of pixel values in a frame are multiplied by a coefficient to convert the number of pixels, and the brightness of a camera image in a low or high illuminance environment is set to a plurality of images. It is an object of the present invention to provide a camera image processing apparatus that can correct a scene change at a low cost without using the camera and also when a scene change occurs in a moving image.
本発明のカメラ画像処理装置は上記目的を達成するために、
撮像部と、
前記撮像部によって撮影した画像の複数の画素を一組とし、前記一組の画素それぞれに所定の係数を乗算して加算することにより補間画素を生成して、画素数を変換する画像処理部と、
前記一組の画素それぞれに乗算する係数の和が1になる第1の係数組と、前記係数の和が1未満の数になる第2の係数組と、前記係数の和が1を超える数になる第3の係数組とを選択的に切り換えて前記画像処理部に前記所定の係数として設定する設定手段とを備え、
前記設定手段には、前記撮像部又は前記画像処理部から前記画像の輝度情報が入力され、
前記設定手段は前記輝度情報に基づいて所定の輝度より明るい画像であるのか所定の輝度より暗い画像であるのかを判断し、暗い画像であると判断した場合に、前記第3の係数組を選択して前記画像処理部に前記所定の係数として設定するよう構成される。
In order to achieve the above object, the camera image processing apparatus of the present invention provides:
An imaging unit;
An image processing unit that sets a plurality of pixels of an image photographed by the imaging unit as a set, generates an interpolation pixel by multiplying each set of pixels by a predetermined coefficient, and adds them, thereby converting the number of pixels; ,
A first coefficient set in which the sum of the coefficients to be multiplied by each of the set of pixels is 1, a second coefficient set in which the sum of the coefficients is a number less than 1, and a number in which the sum of the coefficients is greater than 1 Bei example and setting means for setting as the predetermined coefficient to the image processing section selectively switched and a third coefficient set to be,
The setting unit receives brightness information of the image from the imaging unit or the image processing unit,
The setting means determines whether the image is brighter than the predetermined luminance or darker than the predetermined luminance based on the luminance information, and selects the third coefficient set when determining that the image is darker than the predetermined luminance. The image processing unit is configured to set the predetermined coefficient .
本発明によれば、フレーム内の複数の画素値に係数を乗算して画素数を変換する構成を利用して画素数変換の係数を変更して補正するので、低照度又は高照度の環境下において撮影されたカメラ画像の輝度を複数枚の画像を用いることなく安価に、かつ動画像においてシーンチェンジが起こった場合にも補正することができる。 According to the present invention, the coefficient of pixel number conversion is changed and corrected using a configuration in which a plurality of pixel values in a frame are multiplied by a coefficient to convert the number of pixels. The brightness of the camera image taken in can be corrected at low cost without using a plurality of images and even when a scene change occurs in a moving image.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係るカメラ画像処理装置の一実施の形態を示すブロック図、図2は図1のカメラ画像処理装置の画素数変換を示す説明図、図3は図1のカメラ画像処理装置の係数テーブルを示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an embodiment of a camera image processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing pixel number conversion of the camera image processing apparatus in FIG. 1, and FIG. 3 is a camera image processing apparatus in FIG. It is explanatory drawing which shows the coefficient table.
図1において、CCD1からの画素データを受け取ったCCD入力部(フィルタ、タイミング信号生成回路、CPU・I/F回路、画像処理部3とのI/F回路を含む)2は、画素信号を標準的なデジタルビデオ信号の形式(Y/Cデータ)に変換し、Y/Cデータを画像処理部3に出力する。図1は、Cb、Crをマルチプレクス(MUX)したC信号と、Y信号の2系統の信号でやりとりする場合を示す。このとき、Y信号とC信号を別々に出力しても構わないし、Y/Cマルチプレクス信号としてもよいし、Y、Cb、Crを別々の信号で受け渡しをしても構わない。
In FIG. 1, a CCD input unit (including a filter, a timing signal generation circuit, a CPU / I / F circuit, and an I / F circuit with an image processing unit 3) 2 that receives pixel data from the
画像処理部3では、まずY/Cデータを分離部(DeMUX)30によりY信号、C信号に分離してそれぞれをH方向の画素数変換部31、32によりH(水平)方向に画素数変換(拡大、縮小)を行い、一度ワークメモリ4へ書き込み、さらにそれぞれを読み出してV方向の画素数変換部33、34によりV(垂直)方向の画素数変換を行った後、再度ワークメモリ4に書き込み画面サイズの変換を行う。変換後の画素データは、ワークメモリ4から読み出され、デジタルビデオ信号出力部5においてデジタルビデオ信号に変換され、次いでビデオD/Aコンバータ6によりNTSC/PALなどのTV信号に変換された後モニタ7で表示される。または、ワークメモリ4から読み出した後、コーディング・ブロック8によりMPEGやJPEG、H.264、DVなどの規格に基づいて符号化され、ハードディスク、半導体メモリ、DVD、DVCカセットなどの記録媒体9に記録される。
In the
上記の信号の流れは、それ以外の場合もある。例えば、CCD1からの入力データは分離部(DeMUX)30により分離して直ちにワークメモリ4に記録し、改めてH方向の画素数変換部31、32が読み出しても構わない。また、最初にV方向の画素数変換部33、34がワークメモリ4から読み出して処理を行い、ワークメモリ4に書き込んだ後、H方向の画素数変換部31、32が読み出し、処理後、そのまま、次段の回路にデータを出力してもよい。
The above signal flow may be otherwise. For example, the input data from the
図2は本発明における画素数変換(拡大、縮小)を行う際の一例として補間画素を作る際の説明図である。図2はV方向を拡大するために画素数変換を行う場合であり、図2では、上下3画素、合わせて6画素(ラインn−2、n−1、n、n+1、n+2、n+3)のデータを積和演算して、ある場所の画素(図2ではラインnとn+1の間)を新たに得る場合を示す。この図2では6画素から新たに画素データを作っているが、この処理は、何画素であってもよい。また、この例では、H、Vの2回に分けて行ったが、上下左右斜め方向の画素データから、任意の画素を作ることも可能であり、その場合、H、Vの2回に分けず、1回で済ませる方法もあり得る。図2において、得たい画素のデータは下記の式で得ることを示す。
Y=0.05Y(n-2)+0.10Y(n-1)+0.35Y(n)
+0.35Y(n+1)+0.10Y(n+2)+0.05Y(n+3)
FIG. 2 is an explanatory diagram for creating an interpolation pixel as an example when performing pixel number conversion (enlargement or reduction) in the present invention. FIG. 2 shows a case in which the number of pixels is converted in order to enlarge the V direction. In FIG. A case is shown in which a sum-of-products operation is performed on data to newly obtain a pixel at a certain location (between lines n and n + 1 in FIG. 2). In FIG. 2, pixel data is newly created from 6 pixels, but this process may be any number of pixels. In this example, H and V are divided into two times. However, it is possible to create an arbitrary pixel from pixel data in an oblique direction, and in that case, H and V are divided into two times. Alternatively, there may be a method that can be completed once. In FIG. 2, it is shown that the pixel data to be obtained is obtained by the following equation.
Y = 0.05Y (n-2) + 0.10Y (n-1) + 0.35Y (n)
+ 0.35Y (n + 1) + 0.10Y (n + 2) + 0.05Y (n + 3)
通常、複数の画素からある任意の画素データを作る際には、出来上がりの画素データの輝度成分が、元の絵と同じ程度になるべきとの考えから、それぞれの画素成分にかかる係数の和は1になるようにしている。なお、係数の値は、本発明の回路においては、マイコン(HOST)10から設定可能としている。設定は、係数そのものを設定してもよいし、図3に示すように複数の係数の組み合わせのどれを選ぶかを設定してもよい。また、係数は輝度成分の平均値を変数とした関数を用いて決定してもよい。図3は、あらかじめ複数の係数の組み合わせをテーブルで持っていた場合の、V方向の係数テーブルを示し、「タイプ1」は輝度補正を行わず係数の合計値が1の場合を示し、「タイプ2」は暗くするために係数の合計値が0.6の場合を示し、「タイプ3」は明るくするために係数の合計値が3.0の場合を示す。
Normally, when creating arbitrary pixel data from multiple pixels, the sum of the coefficients for each pixel component is calculated based on the idea that the luminance component of the completed pixel data should be the same as the original picture. It is set to 1. Note that the coefficient value can be set from the microcomputer (HOST) 10 in the circuit of the present invention. For the setting, the coefficient itself may be set, or it may be set which of a plurality of coefficient combinations is selected as shown in FIG. The coefficient may be determined using a function having the average value of the luminance component as a variable. FIG. 3 shows a coefficient table in the V direction when a combination of a plurality of coefficients is previously stored in the table. “
図1のマイコン10は、ユーザにより低照度又は高照度の撮像環境に対応して、「常に感度アップ」、「感度ダウン」、「感度アップ」、「感度アップ機能オフ」が設定可能であり、「感度ダウン」が設定されている場合には図3に示す「タイプ2」、「感度アップ」が設定されている場合には「タイプ3」、「感度アップ機能オフ」が設定されている場合には「タイプ1」の係数をそれぞれ画素数変換部31〜34に設定する。また、マイコン10はCCD入力部2から輝度に関する情報を受けており、「常に感度アップ」が設定されている場合には輝度が明るい画像なのか、暗い画像なのかを判断する。例えばある値よりも画面中の輝度の平均値が低かった場合、所定よりも暗い画像と判断し、「感度アップ」の処理を行う。輝度情報は、画像処理部3から得ても構わない。感度アップの処理は、図3に示す係数テーブルの「タイプ3」を選択することだけであり、特別な処理時間の追加や、回路の大幅な追加をすることなく輝度成分を大きな値に変更することが可能である。例えば、画面サイズの変換を行った後で、画面の輝度成分を変更するには、積和演算を行う乗算器及び加算器が必要であり、大きな回路規模の変更となるが、本発明は既存の画素数変換部31〜34の積和演算回路を用いるので回路規模が大きくなることがない。
The
なお感度アップ/ダウンの処理は、図3に示すテーブルから係数を選択するか、同じく前述のように、輝度信号の平均値などから係数そのものを計算により求めてもよい。例えば、輝度の平均値がある一定量となるように、係数を計算により求めても構わない。 The sensitivity up / down processing may be performed by selecting a coefficient from the table shown in FIG. 3 or by calculating the coefficient itself from the average value of the luminance signal as described above. For example, the coefficient may be obtained by calculation so that the average value of luminance is a certain amount.
本発明によれば、
・既存の画素数変換部31〜34を用いるので、論理回路やメモリをあまり増やさずに、感度アップを図ることができる。
・動画像の場合、シーンチェンジなどが発生しても、1枚のフレーム画像からフィルタ計算で求めているため、通常と同じ処理で演算することができる。
According to the present invention,
Since the existing pixel
In the case of a moving image, even if a scene change occurs, it can be calculated by the same processing as usual because it is obtained by filter calculation from one frame image.
1 CCD
2 CCD入力部
3 画像処理部
4 ワークメモリ
5 デジタルビデオ信号出力部
6 ビデオD/Aコンバータ
7 モニタ
8 コーディング・ブロック
9 記録媒体
10 マイコン
30 分離部(DeMUX)
31〜34 画素数変換部
1 CCD
2
31-34 Pixel number converter
Claims (1)
前記撮像部によって撮影した画像の複数の画素を一組とし、前記一組の画素それぞれに所定の係数を乗算して加算することにより補間画素を生成して、画素数を変換する画像処理部と、
前記一組の画素それぞれに乗算する係数の和が1になる第1の係数組と、前記係数の和が1未満の数になる第2の係数組と、前記係数の和が1を超える数になる第3の係数組とを選択的に切り換えて前記画像処理部に前記所定の係数として設定する設定手段とを備え、
前記設定手段には、前記撮像部又は前記画像処理部から前記画像の輝度情報が入力され、
前記設定手段は前記輝度情報に基づいて所定の輝度より明るい画像であるのか所定の輝度より暗い画像であるのかを判断し、暗い画像であると判断した場合に、前記第3の係数組を選択して前記画像処理部に前記所定の係数として設定するよう構成されたカメラ画像処理装置。 An imaging unit;
An image processing unit that sets a plurality of pixels of an image photographed by the imaging unit as a set, generates an interpolation pixel by multiplying each set of pixels by a predetermined coefficient, and adds them, thereby converting the number of pixels; ,
A first coefficient set in which the sum of the coefficients to be multiplied by each of the set of pixels is 1, a second coefficient set in which the sum of the coefficients is a number less than 1, and a number in which the sum of the coefficients is greater than 1 Bei example and setting means for setting as the predetermined coefficient to the image processing section selectively switched and a third coefficient set to be,
The setting unit receives brightness information of the image from the imaging unit or the image processing unit,
The setting means determines whether the image is brighter than the predetermined luminance or darker than the predetermined luminance based on the luminance information, and selects the third coefficient set when determining that the image is darker than the predetermined luminance. A camera image processing apparatus configured to set the image processing unit as the predetermined coefficient .
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