JP5454572B2 - 画像入力装置 - Google Patents
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Description
被写体像を撮像し、それに応じてカラー画像信号を出力する複数の画素を備えた撮像手段と、
前記撮像手段が出力したカラー画像信号を画像処理する処理手段と、
前記撮像手段のいずれかの画素が飽和したことを検出する検出手段と、を有し、
前記撮像手段が第1の露光時間で撮像を行ったときに、前記検出手段が、いずれかの画素が飽和したことを検出したときは、前記撮像手段は、前記第1の露光時間より短い第2の露光時間で撮像を行い、前記処理手段は、前記第2の露光時間の撮像により得られたカラー画像信号を用いて、前記第1の露光時間で撮像を行ったときに飽和した飽和画素から出力されたカラー画像信号を補正し、
前記撮像手段が撮像を行ったときに、いずれの画素も飽和しないように前記第2の露光時間が決定され、前記第2の露光時間で撮像を行ったとき、全ての画素のうち所定値以上の輝度を有する信号を出力した画素を高輝度画素とし、前記処理手段は、前記撮像手段が第1の露光時間で撮像を行ったときに飽和した飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分に基づき補正し、
前記処理手段は、一部の前記飽和画素の画面上の位置と、前記高輝度画素の画面上の位置とが重なっていない場合、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分に基づき、重なっていない一部の前記飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を補正することを特徴とする。
Cr’2(x,y)=Cr1(x,y)×Y2(x,y)/Y1(x、y)・・(2)
但し、(x、y)は撮像素子の撮像面上の座標を表す。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、第1の実施の形態に係る画像入力装置MGの概略図である。かかる画像入力装置MGは、車載カメラに用いることができるが、用途はそれに限られず、例えば監視カメラであっても良い。画像入力装置MGは、レンズ101、撮像手段である撮像素子102(A/D変換部を含む),画像取得回路103、撮像枚数カウント回路104,露光量算出回路105、露光量制御回路106,検出手段である飽和/高輝度領域検出回路107,処理手段である飽和領域色補正回路108を備えている。
Y=0.3R+0.59G+0.11B
Cb=−0.17R−0.33G+0.5B
Cr=0.5R−0.42G−0.08B
ここで、撮像面上x行y列に配置された画素の座標を(x、y)で表したとき、画像Img1の高輝度画素の1つである画素I1(x,y)の輝度信号はY1(x,y)、色度信号はCb1(x,y)、Cr1(x,y)とする。一方、画像Img2(又は画像Img0)の飽和画素において、同じ座標を持つ画素I2(x、y)がある場合、画素I2(x,y)の輝度信号はY2(x,y)、色度信号はCb2(x,y)、Cr2(x,y)であるが、信号値が飽和してしまっているため、各色成分の値がともに最大値になり、色度信号Cb2(x,y)、Cr2(x,y)が0に近い値になっている。そこで、画像Img2(又は画像Img0)の画素I2(x,y)の新しい色度を以下の式で算出する。
Cr’2(x,y)=Cr1(x,y)×Y2(x,y)/Y1(x、y)・・(2)
ここで、図3(a)に示す画像Img2(又は画像Img0)と、図3(b)に示す画像Img1とは、撮像上で被写体の位置が若干ずれることが多い。しかるに、図3(a)にハッチングで示すように、画像Img1の高輝度画素と同じ座標を持つ画像Img2(又は画像Img0)の飽和画素PX1(重合飽和画素という)の色度信号は、(1)、(2)式に基づいて、画像Img1の高輝度画素からの信号を、更に高輝度画素の輝度信号と飽和画素の輝度信号の比で増大することによって補正することができる。
(第2の実施の形態)
図5は、第2の実施の形態に係る画像入力装置MGの概略図である。画像入力装置MGは、レンズ101、撮像手段である撮像素子102(A/D変換部を含む),画像取得回路103、検出手段である飽和領域検出回路111,フレア領域検出回路112、処理手段である飽和領域色補正回路113を含む。撮像素子102,画像取得回路103は、上述した実施の形態と同様である。又、飽和画素の検出は、上述した処理と同様に行うことができる。
(第3の実施の形態)
図7は、第3の実施の形態に係る画像入力装置MGの概略図である。画像入力装置MGは、レンズ101、撮像手段である撮像素子102(A/D変換部を含む),画像取得回路103、検出手段である信号機検出回路114及び点灯信号検出回路115、信号位置検出回路116,処理手段である信号色推定回路117及び信号色付与回路118を含む。撮像素子102,画像取得回路103は、上述した実施の形態と同様である。又、飽和画素の検出は、上述した処理と同様に行うことができる。
102 撮像素子
103 画像取得回路
104 撮像枚数カウント回路
105 露光量算出回路
106 露光量制御回路
107 飽和/高輝度領域検出回路
108 飽和領域色補正回路
111 飽和領域検出回路
112 フレア領域検出回路
113 飽和領域色補正回路
114 信号機検出回路
115 点灯信号検出回路
116 信号位置検出回路
117 信号色推定回路
118 信号色付与回路
BL ブレーキランプ
FL フレア光
MG 画像入力装置
O 原点
P 点
PX1 重合飽和画素
PX2 非重合飽和画素
PX3 高輝度画素
RR 赤色領域
SR 赤信号
VH 自動車
WR 白色領域
Claims (6)
- 被写体像を撮像し、それに応じてカラー画像信号を出力する複数の画素を備えた撮像手段と、
前記撮像手段が出力したカラー画像信号を画像処理する処理手段と、
前記撮像手段のいずれかの画素が飽和したことを検出する検出手段と、を有し、
前記撮像手段が第1の露光時間で撮像を行ったときに、前記検出手段が、いずれかの画素が飽和したことを検出したときは、前記撮像手段は、前記第1の露光時間より短い第2の露光時間で撮像を行い、前記処理手段は、前記第2の露光時間の撮像により得られたカラー画像信号を用いて、前記第1の露光時間で撮像を行ったときに飽和した飽和画素から出力されたカラー画像信号を補正し、
前記撮像手段が撮像を行ったときに、いずれの画素も飽和しないように前記第2の露光時間が決定され、前記第2の露光時間で撮像を行ったとき、全ての画素のうち所定値以上の輝度を有する信号を出力した画素を高輝度画素とし、前記処理手段は、前記撮像手段が第1の露光時間で撮像を行ったときに飽和した飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分に基づき補正し、
前記処理手段は、一部の前記飽和画素の画面上の位置と、前記高輝度画素の画面上の位置とが重なっていない場合、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分に基づき、重なっていない一部の前記飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を補正することを特徴とする画像入力装置。 - 前記処理手段は、前記飽和画素の画面上の位置と、前記高輝度画素の画面上の位置とが重なっている場合、前記飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を、重なっている前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分に基づき補正することを特徴とする請求項1に記載の画像入力装置。
- 前記処理手段は、前記高輝度画素が複数ある時は、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分の平均値に基づき、重なっていない一部の前記飽和画素から出力されたカラー画像信号の少なくとも1つの成分を補正することを特徴とする請求項1または2に記載の画像入力装置。
- 前記処理手段は、前記高輝度画素から出力されたカラー画像信号中の輝度信号をY1(x、y)、色度信号をCb1(x、y)、Cr1(x、y)とし、前記飽和画素から出力されたカラー画像信号中の輝度信号をY2(x、y)、色度信号をCb2(x、y)、Cr2(x、y)としたときに、以下の式に基づいて補正された色度信号Cb2’(x、y)、Cr2’(x、y)を、前記飽和画素から出力されたカラー画像信号中の色度信号と置き換えるように補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像入力装置。
Cb’2(x,y)=Cb1(x,y)×Y2(x、y)/Y1(x,y)・・(1)
Cr’2(x,y)=Cr1(x,y)×Y2(x,y)/Y1(x、y)・・(2)
但し、(x、y)は撮像素子の撮像面上の座標を表す。 - 前記第1の露光時間に対して、露光時間を漸次短くしながら複数回の撮像を行い、いずれの画素も飽和しなくなった露光時間を、前記第2の露光時間として決定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像入力装置。
- 前記第1の露光時間で所定回数の撮像を行った後、前記第2の露光時間で撮像を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像入力装置。
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