JP5274686B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態による広ダイナミックレンジ撮像装置の構成の一例を説明するブロック図である。101は撮影シーンの光情報を電気信号に変換する光電変換装置であり、例えばCCDやCMOSイメージセンサなどが具体的に挙げられる。光電変換装置101は、ある露光条件で撮影シーンを撮影することで、撮影シーンの有する輝度のうち、自身の入力ダイナミックレンジに収まる範囲を映像信号に変換する作業を行う。光電変換装置101が出力する画像の映像信号は、フレームメモリ102に一時的に蓄えられた後、露光条件決定手段103と画像合成手段104に出力される。画像合成手段104は、露光条件の異なる複数枚の画像の映像信号から、合成後映像信号を生成する。
露光量×輝度値(204)×輝度−照度変換係数 = 基準値(205)
図4は、本発明の第2の実施形態による撮像装置の撮像方法を説明する図である。本実施形態は、動画撮影時など、経時的にその輝度が変化する被写体を想定しており、例えば明滅する光源や、時々刻々変化する木漏れ日などにより、ピーク401と402の頻度の大小関係が図4(a)及び図4(b)のように頻繁に変化するシーンを想定している。
図5は、本発明の第3の実施形態による撮像装置の撮像方法を説明する図である。ここでは、離れた位置に3つのピークを持つヒストグラムを想定している。本実施形態は、撮影シーンの輝度のダイナミックレンジが第1及び第2の実施形態に比べて格段に広く、2枚の画像を基に合成する手法では数多くの画素が合成後画像上で白飛びもしくは黒沈みしてしまうシーンとなっている。
102 フレームメモリ
103 露光条件決定手段
104 画像合成手段
105 基準値信号線
106 露光条件信号線
201 ヒストグラムのピーク
202 ヒストグラムのピーク
203 ヒストグラムのピーク
204 谷に対応する輝度値
205 基準値に対応する輝度値
301 しきい値
302 谷の領域
303 谷の領域の中心の輝度値
304 谷の領域に属する輝度値
305 谷の領域に属する輝度値
306 しきい値
307 谷の領域に属する輝度値の別な候補
401 ヒストグラムのピーク
402 ヒストグラムのピーク
403 谷間に属する値
501 谷間に属する値
502 谷間に属する値
503 基準値に対応する輝度値
504 基準値に対応する輝度値
Claims (9)
- 第1の露光条件で第1の撮影を行って第1の合成前映像信号を生成し、前記第1の露光条件とは異なる第2の露光条件で第2の撮影を行って第2の合成前映像信号を生成し、前記第1の合成前映像信号と前記第2の合成前映像信号とを合成する撮像装置であって、
前記撮像装置は、
前記第1の撮影と前記第2の撮影に先立って取得した撮影シーンの輝度分布のヒストグラムの谷間の輝度値に基づいて前記第1の露光条件を決定する露光条件決定手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記露光条件決定手段は、前記ヒストグラムの1つの谷間の領域に位置する複数の輝度値のそれぞれに基づいて複数の露光条件候補を決定し、前記複数の露光条件候補を用いてそれぞれ生成される合成後映像信号中の黒沈み又は白飛びしている画素数を、前記ヒストグラムから予測して計数した結果に基づいて前記複数の露光条件候補の中から前記第1の露光条件を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記露光条件決定手段は、前記第1の露光条件を、前記ヒストグラムの谷間の輝度値と前記第1の合成前映像信号の基準値とが対応するように決定することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記基準値を境界として、前記第1の合成前映像信号と前記第2の合成前映像信号とを合成することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記基準値が、前記第1の合成前映像信号の出力ダイナミックレンジの最大値の80%以上100%以下にあることを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
- 前記谷間の輝度値が、所定のしきい値以下の度数に対応する輝度値であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記谷間の輝度値が、前記ヒストグラムを関数と見立てた時に二回微分が負となる領域内の度数に対応する輝度値であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記露光条件が、前記第1の撮影と前記第2の撮影とを行う撮像手段を露光する露光時間であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮影シーンの輝度分布のヒストグラムを取得するステップと、
前記ヒストグラムを基に第1の露光条件と第2の露光条件とを決定する露光条件決定ステップと、
前記第1の露光条件で第1の撮影を行って第1の合成前映像信号を生成し、前記第2の露光条件で第2の撮影を行って第2の合成前映像信号を生成する撮像ステップと、
前記第1の合成前映像信号と前記第2の合成前映像信号とを合成する画像合成ステップとを有し、
前記露光条件決定ステップは、前記ヒストグラムの谷間の輝度値に基づいて前記第1の露光条件を決定する
ことを特徴とする撮像方法。
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