JP5112238B2

JP5112238B2 - 撮像装置、設定値変更方法およびプログラム

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Publication number: JP5112238B2
Application number: JP2008250267A
Authority: JP
Inventors: 亮介笠原; 哲哉佐々木; 剛丸山; 洋義関口; 雅彦伊藤; 雪李
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP2010081511A; US8305470B2; US20100079622A1

Description

本発明は、撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を変更することができる撮像装置、設定値変更方法およびプログラムに関する。

逆光状態などの暗部で被写体を撮像する場合、ＣＣＤ撮像素子で撮像した撮像画像の明度が不足する。このため、従来の撮像装置では、ＣＣＤ撮像素子から出力される画像信号を増幅するＧＣＡ回路のゲイン量をＡＧＣ回路で増加させるようにゲイン制御して、増加させたゲイン量で画像信号を増幅することにより、明度の高い撮像画像を得ている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２８０７９２８号公報

しかしながら、ＣＣＤ撮像素子等のイメージセンサの出力には一定量のノイズが存在し、撮像画像にノイズが生じる。このため、このようなノイズを低減するために、イメージセンサの出力レベルが一定値以下の場合には、ＡＤＣ回路のゼロ点レベルを調整するブラックレベルコントロールにより、一定値以下のイメージセンサの出力レベルを出力しない方策をとっている。

このため、イメージセンサの出力レベルが一定値以下の場合には、イメージセンサの出力がカットされることにより、一定の照度（以下、「限界感度」という。）以下の環境では、撮像画像が暗くなり全く視認することができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、暗部で被写体を撮像する場合でも限界感度を増加させて高感度な撮像画像を得ることができる撮像装置、設定値変更方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段と、被写体の明度を検出する明度検出手段と、検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更手段と、撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅手段と、を備え、前記設定値変更手段は、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更すること、を特徴とする。

また、本発明にかかる設定値変更方法は、撮像装置で実行される設定値変更方法であって、前記撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段を備え、被写体の明度を検出する明度検出ステップと、検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更ステップと、撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅ステップと、を含み、前記設定値変更ステップは、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更すること、を特徴とする。

また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、被写体を撮像する撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段と、被写体の明度を検出する明度検出手段と、検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更手段と、撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅手段と、して機能させるためのプログラムであって、前記設定値変更手段は、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更する。

本発明によれば、被写体の明度を検出し、検出された明度が所定の閾値以下の場合に、撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を変更することで、暗部で被写体を撮像する場合でも高感度な撮像画像を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる撮像装置、設定値変更方法およびプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる撮像装置の画像処理系の機能的構成を示すブロック図である。

なお、撮像装置は、他に操作部、画像表示部、光学系、シャッター速度制御やレンズの絞り調整などの機械的機構等を備えているが、図１では省略してある。本実施の形態の撮像装置は、例えば、車載カメラ装置として使用することを想定しているが、用途は車載カメラ装置に限定されるものではなく、いかなる撮像装置にも適用することが可能である。

本実施の形態にかかる撮像装置の画像処理系は、図１に示すように、制御部１００と、撮像素子１１０と、ＡＧＣ回路１２０と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、ベイヤー補完部１４０と、倍率色収差補正部１５０と、ＭＴＦ補正部１６０と、歪曲収差補正部１７０と、ガンマ補正部１８０と、ＰＩ変換部１９０とを主に備えている。

撮像素子１１０は、広角で倍率色収差及び歪曲収差の大きい光学系（不図）を用いて撮像された光学像を電気信号（画像信号）に変換するための、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等で構成される。該撮像素子１１０にはベイヤー配列の色フィルタが設けられており、ベイヤー配列のＲＧＢ画像データが、制御部１００から与えられる制御信号（クロック、水平／垂直同期信号等）に基づいて、プログレッシブに順次出力される。

本実施の形態では、撮像素子１１０は、レジスタ１１１を備えており、このレジスタ１１１に、ＢＬＣ設定値が保存されている。ＢＬＣ設定値は、撮像素子１１０から出力されるアナログの画像信号の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値であり、後述する制御部１００のＢＬＣ設定値変更部１０５により書き換え可能な値である。ここで、出力レベルの０点調整を行うことをブラックレベルコントロール（ＢＬＣ）という。

制御部１００は、装置の各部に必要な制御信号（クロック、水平／垂直同期信号、その他）を与えて、該各部の動作をパイプライン的に制御する。制御部１００は、図１に示すように、ＢＬＣ設定値変更部１０５と、明度検出部１０６と、ガンマ特性値変更部１０７とを備えている。

明度検出部１０６は、被写体を撮像した画像データの明度を検出する。具体的には、明度検出部１０６を、ＡＧＣ回路１２０から出力されるゲイン量により明度を検出するように構成することができる。すなわち、撮像素子１１０から出力される画像信（撮像信号）は、Ａ／Ｄ変換器１３０でのＡ／Ｄ変換前にＡＧＣ回路１２０により増幅される。このＡＧＣ回路１２０のゲイン量は画面の要求明度とノイズ量とのトレードオフにより適した値に決定される。すなわち、明度が低下すると、ゲイン量が増加する関係にある。このため、ＡＧＣ回路１２０のゲイン量により、明度を判定することができる。

また、明度検出部１０６を、シャッタースピードやレンズの絞りにより明度を判定するように構成してもよい。ＡＧＣ回路１２０のゲイン量と、撮像素子１１０のシャッタースピード、レンズの絞りを調整することにより、要求する明度の画像データを得ることができる。このため、シャッタースピードやレンズの絞りにより明度を判定することができる。

また、明度検出部１０６を、ＭＴＦ補正部１６０から出力される輝度信号Ｙにより、画面全体の輝度の和や、画像データの画面中心などにある被写体に重みを付けた輝度の和などにより、明度を算出するように構成してもよい。

さらに、照度センサ（不図示）を設け、明度検出部１０６を、この照度センサの出力に基づいて明度を検出するように構成することもできる。

ただし、上記の明度検出の手法は、いずれも一例であり、被写体の明度を検出することができるものであれば、いずれの手法も適用することが可能である。

ＢＬＣ設定値変更部１０５は、明度検出部１０６で検出されて明度が一定の閾値以下である場合に、撮像素子１１０のレジスタ１１１に記憶されているＢＬＣ設定値を変更することにより、撮像素子１１０の限界感度を増加させるものである。

ここで、ＢＬＣ設定値を変更することにより撮像素子１１０の限界感度を増加させる点について説明する。図２−１および図２−２は、光量と撮像素子１１０から出力されるアナログの画像信号の出力レベルとの関係を示すグラフである。図２−１が従来の撮像装置におけるグラフであり、図２−２が本実施の形態の撮像装置におけるグラフである。

従来は、画面の明度が不足している場合には、イメージセンサの出力を向上させるため、ＡＧＣ回路のゲイン量を増加させるゲイン制御により、暗部では明るい撮像画像を得ている。しかしながら、撮像素子の出力レベルには一定量のノイズが存在するため、撮像画面にノイズが生じることを防止するため、ある一定値以下の出力レベルに対しては、Ａ／Ｄコンバータのゼロ点レベルの調整を行って、当該出力レベルをカットしていた。そのため、一定照度（限界感度）以下の撮像環境では全く撮像画像が視認できなくなっていた。

すなわち、図２−１に示すように、従来の撮像装置では、ＡＧＣ回路のゲイン量を制御しているため、ノイズ発生を防止すべく、限界感度を上げることはできない。

しかしながら、多少のノイズは増加しても撮像画像を視認できるようにした方が好ましい場合もある。特に、本実施の形態の撮像装置を車載用カメラとして使用する場合には、撮影環境は車内であるため暗い環境の場合が多く、全く撮像画像が視認できなくなることに比べれば、多少のノイズが発生しても撮像画像を視認することができる方が好ましい。このため、本実施の形態の撮像装置では、撮像素子１１０から出力されるアナログの画像信号の出力レベルのゼロ点を調整するための基準となるＢＬＣ設定値を、明度が一定の閾値以下の場合に変更することより、限界感度を増加させているのである。

ＢＬＣ設定値変更部１０５によるＢＬＣ設定値の変更態様としては、ＢＬＣ設定値が小さくなれば限界感度を増加するようにＢＬＣ設定値が構成されていれば、ＢＬＣ設定値変更部１０５は、明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値を現状の値より小さい値に減少させる。

一方、ＢＬＣ設定値が大きくなれば限界感度を増加するようにＢＬＣ設定値が構成されていれば、ＢＬＣ設定値変更部１０５は、明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値を現状の値より大きい値に減少させる。

また、ＢＬＣ設定値変更部１０５によるＢＬＣ設定値を変更する場合の、明度の一定の閾値は任意に定めることができる。

例えば、撮像素子１１０の感度が３２×である場合に、明度検出部１０６により検出された明度、すなわち撮像画像の平均輝度が、一定の閾値である６０以下の場合に、ＢＬＣ設定値変更部１０５は、ＢＬＣ設定値を撮像素子１１０のレジスタに記憶されている標準値８０から、８８に増加させる等が具体例としてあげられる。

また、この場合、上記の条件を満たさなくなった場合に、ＢＬＣ設定値の変更後の値８８を、標準値８０に戻すようにＢＬＣ設定値変更部１０５を構成してもよい。

図１に戻り、制御部１００のガンマ特性値変更部１０７は、ＢＬＣ設定値変更部１０５によりＢＬＣ設定値が変更された場合、後述するガンマ補正部１８０でガンマ補正に使用するガンマ特性値を変更してガンマ補正部１８０に出力するものである。

本実施の形態のＢＬＣ設定値変更部１０５では、暗い撮像環境において、撮像素子１１０の限界感度を増加させるためにＢＬＣ設定値を変更しているが、ＢＬＣ設定値を使用するＢＬＣ（ブラックレベルコントロール）は撮像素子１１０からの画像信号の出力レベルのゼロ点を調整するものであるため、ＢＬＣ設定値を変更すると撮像画像のガンマ曲線が適正な曲線から変化してしまう。このため、本実施の形態では、ＢＬＣ設定値の変更に応じてガンマ補正部１８０によりガンマ補正を行うため、ガンマ特性値変更部１０７によりガンマ特性値を変更して、ガンマ曲線を適正な曲線に戻している。

具体的には、図３に示すように、ＢＬＣ設定値の変更によりガンマ曲線が実線のように変化する場合に、ガンマ補正部１８０によって点線で示す適正なガンマ曲線にガンマ補正されるように、ガンマ特性値変更部１０７はガンマ特性値を変更する。

図１に戻り、ＡＧＣ回路１２０は、撮像素子１１０から出力されたアナログ信号の画像信号を所定の値に増幅する。ＡＧＣ回路１２０のゲイン量は画面の要求明度とノイズ量とのトレードオフにより適した値に決定される。

Ａ／Ｄ変換器１３０は、ＡＧＣ回路１２０で増幅されたアナログ信号としてのベイヤー配列のＲＧＢ画像信号をデジタル信号（画像データ）に変換してベイヤー補完部１４０に送出する。画像データは、例えばＲＧＢそれぞれ８ビットで構成される。

ベイヤー補完部１４０は、デジタル信号に変換されたベイヤー配列のＲＧＢ画像データを入力して、ＲＧＢ各色独立に、全座標位置の画像データを線形補完によって生成し、倍率色収差補完部１５０に送出する。

図４にベイヤー配列のカラーフィルタを示す。ここで、Ｇ₀は次式により求める。

Ｇ₀＝（Ｇ₂＋Ｇ₄＋Ｇ₆＋Ｇ₈）／４・・・（１）
また、Ｒ₂、Ｒ₄、Ｒ₆、Ｒ₈、Ｒ₀は、次式により求める。

Ｒ₂＝（Ｒ₁＋Ｒ₃）／２・・・（２）
Ｒ₄＝（Ｒ₃＋Ｒ₅）／２・・・（３）
Ｒ₆＝（Ｒ₅＋Ｒ₇）／２・・・（４）
Ｒ₈＝（Ｒ₁＋Ｒ₇）／２・・・（５）
Ｒ₀＝（Ｒ₁＋Ｒ₃＋Ｒ₅＋Ｒ₇）／４・・・（６）

Ｂ₂、Ｂ₄、Ｂ₆、Ｂ₈、Ｂ₀は、上記Ｒ₂、Ｒ₄、Ｒ₆、Ｒ₈、Ｒ₀の場合と同様であるので省略する。

なお、本実施の形態ではベイヤー配列の色フィルタを持つ撮像素子について述べたが、もちろん他のＣＭＹＧ配列や、ＲＧＢ＋Ｉｒ(赤外)配列など他の色フィルタ配列を持つ撮像素子に関しても効果がある。特にこのように４色の色フィルタ配列を持つ撮像素子では、ＲＧＢのように３色のタイプと比較して、倍率色収差補正においてさらに低レイテンシのメモリまたは、４ポートのＲＡＭが必要であり、効果は高い。

図１に戻り、倍率色収差補正部１５０は、ベイヤー補完されたＲ，Ｇ，Ｂ画像データを入力して、所定の多項式等によりＲＧＢ各色成分独立に座標変換（倍率色収差座標変換）を施し、倍率色収差補正されたＲＧＢ画像データを出力する。倍率色収差は各色成分毎に異なるが、大きさは小さい。このため、倍率色収差補正の座標変換には低容量低レイテンシのメモリまたは、低容量で複数のポートを持つメモリ（ＳＲＡＭ等）を使用することができる。

ＭＴＦ補正部１６０は、倍率色収差補正されたＲＧＢ画像データを入力して、ＦＩＲフィルタを用いてＭＴＦ補正処理を施し、ＭＴＦ補正されたＲＧＢ画像データを出力する。

図５は、ＭＴＦ補正部１６０の概略構成を示すブロック図である。変換部１６２は次式によりＲＧＢ画像データをＹＣｂＣｒ画素データに変換する。

Ｙ＝０.２９９Ｒ＋０.５８７Ｇ＋０.１１４Ｂ・・・（７）
Ｃｒ＝０.５００Ｒ−０.４１９Ｇ−０.０８１Ｂ・・・（８）
Ｃｂ＝−０.１６９Ｒ−０.３３２Ｇ＋０.５００Ｂ・・・（９）

ＦＩＲフィルタ（５×５フィルタ）１６４では、ＹＣｂＣｒのうち輝度信号Ｙのみを入力して所定のＭＴＦ補正を行う。図６にＦＩＲフィルタの一例を示す。Ｙ信号のみのフィルタリング（ＭＴＦ補正）を行うことで、色ノイズの増幅を抑えた高画質な画像を得ることができる。なお、Ｙ信号についてフィルタリングを行っているため、ＭＴＦ補正は色倍率補正の後に行われる必要がある。しかしながら、歪曲収差補正後にＭＴＦ補正を行う場合には、後述するように歪曲収差補正では座標変換の変換距離が大きく演算誤差が発生しやすい。その誤差がＭＴＦ補正により増幅され、画質に悪影響を及ぼす事を避けるため、本実施例のようにＭＴＦ補正は倍率色収差補正の後段、歪曲収差補正の前段に設置することが望ましい。

逆変換部１６６は、ＣｂＣｒ信号及びＭＴＦ補正されたＹ信号を入力して、次式により逆変換しＲＧＢ画像データを出力する。

Ｒ＝Ｙ＋１.４０２Ｃｒ・・・（１０）
Ｇ＝Ｙ−０.７１４Ｃｒ−０.３４４Ｃｂ・・・（１１）
Ｂ＝Ｙ＋１.７７２Ｃｂ・・・（１２）

図１に戻り、歪曲収差補正部１７０は、倍率色収差補正及びＭＴＦ補正されたＲＧＢ画像データを入力して、所定の多項式等によりＲＧＢ各色成分共通に座標変換（歪曲収差座標変換）を施し、歪曲収差補正されたＲＧＢ画像データを出力する。歪曲収差は倍色率色収差に比べて大きいが、ＲＧＢ各色成分で一様である。このため、歪曲収差補正での座標変換には、倍率色収差補正用のメモリに比べ、メモリ容量が大ではあるが（最大１画面分）、１ポートで良いため高レイテンシのメモリ（ＤＲＡＭ等）を使用することが可能である。なお、倍率色収差と歪曲収差を同時に補正することもできる。

ガンマ補正部１８０は、歪曲収差補正部１７０から出力されるＲＧＢ画像データを入力して、ＲＧＢそれぞれのルックアップテーブル等を用いて所定のガンマ補正処理を施し、ガンマ補正されたＲＧＢ画像データを出力する。ここで、ガンマ補正部１８０は、ガンマ補正の際に使用するルックアップテーブル等として、上述したガンマ特性値変更部１０７で変更されたガンマ特性値に応じたルックアップテーブル等を用いる。

ガンマ補正部１８０から出力されるＲＧＢ画像データは、走査線順のプログレッシブ信号である。プログレッシブ・インタレース変換部（ＰＩ変換部）１９０は、各ＲＧＢ画像データごとに、ガンマ補正部１８０から出力されるプログレッシブ信号をインタレース信号に変換し、ＮＴＳＣ方式の表示装置（不図）に送出する。

次に、以上のように構成された実施の形態１の撮像装置によるＢＬＣ設定値の変更処理について説明する。図７は、実施の形態１にかかるＢＬＣ設定値の変更処理の手順を示すフローチャートである。

まず、明度検出部１０６は、被写体の画像の明度を検出する（ステップＳ１１）。明度検出の手法については上述したいずれの手法を採用してもよい。次に、ＢＬＣ設定値変更部１０５は、検出された明度が一定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、明度が一定の閾値以下である場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＢＬＣ設定値変更部１０５は、撮像素子１１０のレジスタ１１１に保存されている標準のＢＬＣ設定値を変更する（ステップＳ１３）。これにより、変更後のＢＬＣ設定値により撮像素子１１０からの画像信号の出力レベルのゼロ点調整（ＢＬＣ）が行われ、この結果、撮像素子１１０の限界感度が増加する。

ＢＬＣ設定値の変更を行ったら、ガンマ特性値変更部１０７は、変更後のＢＬＣ設定値に応じてガンマ特性値を変更する（ステップＳ１４）。これにより、ガンマ補正部１８０で画像信号のガンマ補正を行う際に、変更後のガンマ特性値によりガンマ補正され、適正なガンマ曲線が得られることになる。

なお、ステップＳ１２において、明度が一定の閾値より大きい場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理は行われない。

図８、９に実験結果を示す。図８は、ＢＬＣ設定値が標準の８０の場合におけるグレイチャートと輝度との関係であり、図９は、ＢＬＣ設定値を８８に変更した合におけるグレイチャートと輝度との関係である。図８および９において、点線は目標輝度を示し、実線が実測した輝度である。図８と図９を比較するとわかるように、ＢＬＣ設定値が標準値８０の場合に比べて、ＢＬＣ設定値を８８に変更した場合の方が、感度があがり、実測輝度が目標輝度に近い形状となっている。

このように本実施の形態では、被写体の画像の明度を検出し、検出した明度が一定の閾値以下である場合に、撮像素子１１０からの画像信号の出力レベルをゼロ点調整（ＢＬＣ）するためのＢＬＣ設定値を変更しているので、撮像素子１１０の限界感度を上げることができ、これにより、暗部で被写体を撮像する場合でも高感度な撮像画像を得ることができる。

また、本実施の形態では、ＢＬＣ設定値の変更を行った場合には、変更されたＢＬＣ設定値に応じて、ガンマ特性値を変更しているので、変更後のＢＬＣ設定値により撮像素子１１０からの画像信号の出力レベルがゼロ点調整されて、ガンマ曲線が変化する場合でも、適正なガンマ曲線に戻すことができ、これにより、より高品質な撮像画像を得ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１の撮像装置では、検出された被写体の画像の明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値の変更を行っていたが、この実施の形態２の撮像装置では、ＡＧＣ回路１２０に設定されたゲイン量が設定可能な最大ゲイン量である場合で、かつ被写体の画像の明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値の変更を行っている。

図１０は、実施の形態２の撮像装置の画像処理系の機能的構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる撮像装置の画像処理系は、図１０に示すように、制御部１０００と、撮像素子１１０と、ＡＧＣ回路１２０と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、ベイヤー補完部１４０と、倍率色収差補正部１５０と、ＭＴＦ補正部１６０と、歪曲収差補正部１７０と、ガンマ補正部１８０と、ＰＩ変換部１９０とを主に備えている。ここで、撮像素子１１０、ＡＧＣ回路１２０、Ａ／Ｄ変換器１３０、ベイヤー補完部１４０、倍率色収差補正部１５０、ＭＴＦ補正部１６０、歪曲収差補正部１７０、ガンマ補正部１８０、ＰＩ変換部１９０の構成および機能は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

制御部１０００は、実施の形態１と同様に、装置の各部に必要な制御信号（クロック、水平／垂直同期信号、その他）を与えて、該各部の動作をパイプライン的に制御する。本実施の形態の制御部１０００は、図１０に示すように、ＢＬＣ設定値変更部１００５と、明度検出部１０６と、ガンマ特性値変更部１０７とを備えている。ここで、明度検出部１０６、ガンマ特性値変更部１０７の構成および機能は実施の形態１と同様である。

ただし、本実施の形態の明度検出部１０６は、ＡＧＣ回路１２０から出力されるゲイン量により明度を検出するのではなく、シャッタースピードやレンズの絞りにより明度を判定したり、ＭＴＦ補正部１６０から出力される輝度信号Ｙにより、画面全体の輝度の和や、画像データの画面中心などにある被写体に重みを付けた輝度の和などにより、明度を算出したり、照度センサ（不図示）の出力に基づいて明度を検出するように構成している。

本実施の形態のＢＬＣ設定値変更部１００５は、ＡＧＣ回路１２０に設定されたゲイン量がＡＧＣ回路１２０で設定可能な最大ゲイン量である場合で、かつ被写体の画像の明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値を変更している。

ＢＬＣ設定値を変更してゼロ点調整を行うことにより限界感度を上げると、撮像画像にノイズが生じてしまう。このため、本実施の形態では、撮像環境が暗い場合には、まずＡＧＣ回路１２０のゲイン量を増大させることでノイズの少なく、かつ明るい撮像画像を得ることを優先するが、ゲイン量が設定可能な最大ゲイン量に達した場合には、これ以上ゲイン制御を行っても撮像画像を明るくすることができない。このため、ゲイン量が設定可能な最大ゲイン量に達した場合には、被写体の明度を検出して、検出した明度が一定の閾値以下の場合に、ＢＬＣ設定値を変更して撮像素子１１０の限界感度を上げて明るい撮像画像を得ており、必要な場合にのみＢＬＣ設定値を変更して、不要なノイスの増加を防止している。

次に、以上のように構成された実施の形態２の撮像装置によるＢＬＣ設定値の変更処理について説明する。図１１は、実施の形態２にかかるＢＬＣ設定値の変更処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ＢＬＣ設定値変更部１００５は、ＡＧＣ回路１２０からゲイン量を検出する（ステップＳ２１）。そして、ＢＬＣ設定値変更部１００５は、そのゲイン量がＡＧＣ回路１２０に設定可能な最大ゲイン量に達しているか否かを調べる（ステップＳ２２）。ここで、最大ゲイン量は、予め制御部１０００内のメモリ等（不図示）に記憶しておけばよい。

そして、検出したゲイン量が最大ゲイン量に達している場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、明度検出部１０６が、被写体の画像の明度を検出し（ステップＳ２３）、以降のステップＳ２４からＳ２６までの処理は、実施の形態１におけるステップＳ１２からＳ１４までの処理と同様に行われる。

なお、ステップＳ２２において、検出したゲイン量が最大ゲイン量に達していない場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２３からＳ２６までの処理は行われない。

このように本実施の形態では、ＡＧＣ回路１２０に設定されたゲイン量がＡＧＣ回路１２０で設定可能な最大ゲイン量である場合で、かつ被写体の画像の明度が一定閾値以下の場合にＢＬＣ設定値を変更しているので、必要な場合にのみＢＬＣ設定値を変更して限界感度を上げることができ、これにより、撮像画像に生じる不要なノイズの増加を防止することができる。

なお、実施の形態１、２の撮像装置で実行されるＢＬＣ設定値変更プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

実施の形態１、２の撮像装置で実行されるＢＬＣ設定値変更プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、実施の形態１、２の撮像装置で実行されるＢＬＣ設定値変更プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施の形態１、２の撮像装置で実行されるＢＬＣ設定値変更プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

実施の形態１、２の撮像装置で実行されるＢＬＣ設定値変更プログラムは、上述したＢＬＣ設定値変更部１０５，１００５、明度検出部１０６、ガンマ特性値変更部１０７を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからＢＬＣ設定値変更プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、ＢＬＣ設定値変更部１０５，１００５、明度検出部１０６、ガンマ特性値変更部１０７が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

実施の形態１にかかる撮像装置の画像処理系の機能的構成を示すブロック図である。従来の撮像装置における光量と撮像素子１１０から出力されるアナログの画像信号の出力レベルとの関係を示すグラフである。実施の形態１の撮像装置における光量と撮像素子１１０から出力されるアナログの画像信号の出力レベルとの関係を示すグラフである。ガンマ特性値の変更について説明するためのガンマ曲線図である。ベイヤー配列カラーフィルタを示す説明図である。ＭＴＦ補正部の機能的構成を示すブロック図である。ＦＩＲフィルタの一例を示す説明図である。実施の形態１にかかるＢＬＣ設定値の変更処理の手順を示すフローチャートである。ＢＬＣ設定値が標準の８０の場合における実験例を示すグラフである。ＢＬＣ設定値を８８に変更した合における実験例を示すグラフである。実施の形態２の撮像装置の画像処理系の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかるＢＬＣ設定値の変更処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００，１０００制御部
１０５，１００５ＢＬＣ設定値変更部
１０６明度検出部
１０７ガンマ特性値変更部
１１０撮像素子
１２０ＡＧＣ回路
１３０Ａ／Ｄ変換器
１４０ベイヤー補完部
１５０倍率色収差補正部
１６０ＭＴＦ補正部
１７０歪曲収差補正部
１８０ガンマ補正部
１９０ＰＩ変換部

Claims

被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段と、
被写体の明度を検出する明度検出手段と、
検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更手段と、
撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅手段と、を備え、
前記設定値変更手段は、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更すること、
を特徴とする撮像装置。
前記設定値変更手段は、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合であって、かつ前記検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
撮像された被写体の画像に対してガンマ特性値に基づいてガンマ補正するガンマ補正手段と、
前記設定値変更手段により前記設定値が変更された場合に、前記ガンマ特性値を変更する特性値変更手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
撮像装置で実行される設定値変更方法であって、
前記撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段を備え、
被写体の明度を検出する明度検出ステップと、
検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更ステップと、
撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅ステップと、を含み、
前記設定値変更ステップは、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更すること、
を特徴とする設定値変更方法。
コンピュータを、
被写体を撮像する撮像素子の出力レベルの０点調整を行う基準となる設定値を記憶する記憶手段と、
被写体の明度を検出する明度検出手段と、
検出された明度が所定の閾値以下の場合に、前記設定値を変更する設定値変更手段と、
撮像された画像を所定のゲイン量に基づいて増幅する増幅手段と、
して機能させるためのプログラムであって、
前記設定値変更手段は、前記ゲイン量が、設定可能な最大値に達している場合に、前記設定値を変更する、プログラム。