JP5796423B2

JP5796423B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP5796423B2
Application number: JP2011193796A
Authority: JP
Inventors: 直人朝倉
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: US8848071B2; JP2013055585A; US20130057716A1

Description

本発明は、動画に対して補正処理を行う撮像装置に関する。

従来、動画を撮影する撮像装置において、所定のフレームレートを維持しつつ、画像信号を処理する技術の開発が行われている。動画の画像信号を処理するとき、ハードウエアによる画像処理を全て終了した後ソフトウエアによる画像処理を行う方法が知られている。これにより、メモリ展開処理の回数を最低限に抑えることができ、全体の処理時間が短縮されて、フレームレートを落とさずに画像信号を処理することができる（特許文献１）。

特開２００７−２７４５０４号公報

ハードウエアによる画像処理では、欠陥画素は他の画素の置換によって補正される。しかし、補正対象となる欠陥画素の数が増える撮像素子の感度が高い時には、転写の影響すなわち置換による画像の劣化が顕著に表れる。そこで、本発明は、撮像素子の感度が高い時であっても、高精細な動画像を得ることが可能な撮像装置を提供することを目的としている。

本発明に係る撮像装置は、撮像素子を用いて動画撮影が可能な撮像装置であって、撮像素子により得られる画像に対し、ハードウエアによって画像処理を実行する第１の画像処理手段と、撮像素子により得られる画像に対し、ソフトウエアによって画像処理を実行する第２の画像処理手段と、第１の画像処理手段と第２の画像処理手段の一方を選択的に作動させる画像処理切替手段と、撮像素子が受光する光量を検出する光量検出手段と、光量が小さいほど撮像素子の感度を上昇させる感度調節手段と、画像処理切替手段は、感度が所定値より低いとき第１の画像処理手段を作動させ、感度が所定値より高いとき第２の画像処理手段を作動させることを特徴とする。

また、撮像装置は、感度調節手段によって調節された感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時より低く設定されて適正露出が得られるとき、画像処理切替手段は第２の画像処理手段を作動させても良い。

また、撮像装置は、撮像素子の温度を検出する温度検出手段をさらに備えていることが好ましい。

また、撮像装置は、感度調節手段によって調節された感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時より低く設定されて適正露出が得られ、かつ、温度検出手段によって検出された温度が所定値を超えるとき、画像処理切替手段は第２の画像処理手段を作動させても良い。

また、撮像装置は、温度検出手段によって検出される温度と光量検出手段によって検出される光量とから算出される切替基準値が所定値を超えて、かつ、フレームレートが通常撮影時と同一であるとき、画像処理切替手段は第２の画像処理手段を作動させても良い。

また、第１の画像処理手段及び第２の画像処理手段により実行される画像処理が欠陥画素の補正であることが好ましい。

本発明によれば、撮像素子の感度が高い時であっても、高精細な動画像を得ることが可能な撮像装置を提供することが可能となる。

本発明における実施形態のブロック図である。第１の実施形態のフローチャートである。第２の実施形態のフローチャートである。第３の実施形態のフローチャートである。

以下、本発明における第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るデジタルカメラの電気的な概略図である。撮像素子１０によって生成された画像信号は、電気制御部２０において処理され、画像データ３３がモニタ（図示せず）に出力される。

撮像素子１０にはサーミスタ１１が取りつけられ、これにより撮像素子１０の温度が検出される。露出制御部２１は、撮像素子１０に電気的に接続され、撮像素子１０の感度設定等の制御を行う。温度情報取得部２３は、サーミスタ１１に接続されて撮像素子１０の温度を検出する。切替制御部２５は、後述するように、露出制御部２１及び温度情報取得部２３からの情報に基づいてソフトウエア補正部２７とハードウエア補正部２９の一方を選択的に作動させる（画像処理切替手段）。ソフトウエア補正部２７は、切替制御部２５の切替制御に従い、撮像素子により得られる画像信号に対し、ソフトウエアによって画像処理を実行する（第２の画像処理手段）。ハードウエア補正部２９は、切替制御部２５の切替制御に従い、撮像素子により得られる画像信号に対し、ハードウエアによって画像処理を実行する（第１の画像処理手段）。メモリ３１は、ソフトウエア補正部２７及びハードウエア補正部２９に接続されて、補正後の画像を一時的に記録する。画像データ３３は、メモリ３１に記録された画像信号であり、１フレーム毎に出力される。

本実施形態の作用を図１及び図２を参照して説明する。図２は、以下で詳述するように、感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時、例えば３０フレーム／秒、より低く設定されて適正露出が得られるとき、ソフトウエアによる画像処理によって画素欠陥を補正するフローである。

ステップＳ０１では、動画撮影が開始される。ステップＳ０３では、温度情報取得部２３において、サーミスタ１１によって検出された撮像素子１０の温度が取得される（温度取得手段）。ステップＳ０５では、露出制御部２１において、撮像素子１０の光量が検出されて（光量検出手段）感度が算出され、撮像素子１０に対する感度の調整が行われる（感度調整手段）。

ステップＳ０７では、切替制御部２５において設定される感度が上限値まで高められても適正露出が得られるか否かが判断される。感度の上限値は、露出制御部２１において、予め記録されているデータに基づいて光量から決定される１つの値として定められる。適正露出が得られないと判断されると、ステップＳ０９に進む。ステップＳ０９では、露出制御部２１において、フレームレートが例えば３０／秒から１５／秒へ落とされることにより適正露出が得られる。次に、ステップＳ１３では、ソフトウエア補正部２７において、ソフトウエアによって画像信号の補正が行われて、補正後の画像信号はメモリ３１に一時的に保存される。

これに対し、ステップＳ０７において、設定可能範囲内の感度で適正露出が得られると判断されると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ハードウエア補正部２９において、ハードウエアによって画像信号の補正が行われて、補正後の画像信号はメモリ３１に一時的に保存される。

ステップＳ１１、ステップＳ１３の何れかにおいて画像信号の補正が行われると、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、１フレーム毎に、メモリ３１に蓄積された補正後の画像信号が出力される。ステップＳ１７において、動画撮影を継続すると判断されるとステップＳ０３へ戻り、継続しないと判断されるとステップＳ１９において、動画撮影は終了される。

このように、第１の実施形態では、感度を上限値に設定しても適正露出が得られない場合、フレームレートが落とされることによって適正露出が得られる。さらに、フレームレートが落とされることによって、通常撮影時より多くの画像処理時間が得られるため、ソフトウエアによって画像が補正されることが可能となる。したがって、撮像素子の感度が高い時であっても、高精細な画像が得られる。

第２の実施形態を図３を参照して説明する。なお、第２の実施形態における電気的構成は図１に示す第１の実施形態と同じである。図３において、第１の実施形態と同一の処理には同一の符号が付されている。第１の実施形態との違いは、第１の実施形態に、ステップＳ１０が加えられることである。以下で詳述するように、感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時より低く設定されて適正露出が得られ、かつ、温度情報取得部２３によって検出された温度が所定値を超えるとき、ソフトウエアによる画像処理によって画素欠陥を補正するフローである。

ステップＳ０９においてフレームレートが落とされると、さらに、ステップＳ１０では、切替制御部２５において、撮像素子１０の温度が所定の値を超えているかが判断される。撮像素子１０の温度が所定の値を超えていると判断されると、ステップＳ１３が実行され、撮像素子１０の温度が所定の温度を超えていないと判断されると、ステップＳ１１が実行される。

撮像素子１０の温度が高くなるに従って、欠陥画素は増える傾向にある。つまり、ステップＳ１０において、撮像素子１０の温度が所定の温度を超えると判断されるとき、欠陥画素の数は多い状態である。したがって、画像信号がハードウエアで補正されることによる転写の影響は大きくなるため、画像信号はソフトウエアで補正されることが望ましい。そこで、ステップＳ１０において、撮像素子１０の温度によって補正の方法を判別し、温度が高い状態すなわち欠陥画素が多い状態では、画像信号がソフトウエアによって補正されることにより、鮮明な画像が得られる。

第３の実施形態を図４を参照して説明する。なお、第３の実施形態における電気的構成は図１に示す第１の実施形態と同じである。図４において、第１の実施形態と同一の処理には同一の符号が付されている。第１の実施形態との違いは、ステップＳ０６の処理である。以下で詳述するように、温度と光量とから算出される切替基準値が所定値を超えて、かつ、フレームレートが通常撮影時と同一であるとき、ソフトウエアによる画像処理によって画素欠陥を補正するフローである。

第３の実施形態では、通常撮影時のフレームレートが維持されつつ、ハードウエア又はソフトウエアによって画像信号が処理される。すなわち、画像を処理する能力が高いプロセッサ（図示せず）が備えられる場合に適用可能な実施形態である。

切替基準値は設定感度値の定数（Ａ）倍と撮像素子１０の温度の定数（Ｂ）倍との和と定義される。ステップＳ０６において、切替基準値が定数Ｃよりも大きいと判断されるとき、ステップＳ１３が実行され、切替基準値が定数Ｃよりも小さいと判断されるとき、ステップＳ１１が実行される。

撮像素子１０の温度及び感度が高くなるに従って、欠陥画素は増える傾向にある。つまり、ステップＳ０６において、切替基準値が定数Ｃよりも大きいと判断されるとき、欠陥画素の数は多い状態である。したがって、画像信号がハードウエアで補正されることによる転写の影響は大きくなるため、画像信号はソフトウエアで補正されることが望ましい。そこで、ステップＳ０６において、撮像素子１０の温度及び感度によって補正の方法が選択されて、温度及び感度が高い状態すなわち欠陥画素が多い状態では、画像信号がソフトウエアによって補正されることにより、鮮明な画像が得られる。

なお、フレームレートが落とされたとき、そのフレームレートが一定時間維持されるとともに、露出は感度の調整によって適正化される。このとき、補正の方法の切替えは、この一定時間禁止されても良い。

１０撮像素子
２１露出制御部（光量検出手段、感度調節手段）
２３温度情報取得部（温度検出手段）
２５切替制御部（画像処理切替手段）
２７ソフトウエア補正部（第２の画像処理手段）
２９ハードウエア補正部（第１の画像処理手段）

Claims

撮像素子を用いて動画撮影が可能な撮像装置であって、
前記撮像素子により得られる画像に対し、ハードウエアによって画像処理を実行する第１の画像処理手段と、
前記撮像素子により得られる画像に対し、ソフトウエアによって画像処理を実行する第２の画像処理手段と、
前記第１の画像処理手段と前記第２の画像処理手段の一方を選択的に作動させる画像処理切替手段と、
前記撮像素子が受光する光量を検出する光量検出手段と、
前記光量が小さいほど前記撮像素子の感度を上昇させる感度調節手段と、
前記画像処理切替手段は、前記感度が所定値より低いとき前記第１の画像処理手段を作動させ、前記感度が所定値より高いとき前記第２の画像処理手段を作動させることを特徴とする撮像装置。
前記感度調節手段によって調節された感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時より低く設定されて適正露出が得られるとき、前記画像処理切替手段は前記第２の画像処理手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像素子の温度を検出する温度検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記感度調節手段によって調節された感度が上限値でかつ動画撮影のフレームレートが通常撮影時より低く設定されて適正露出が得られ、かつ、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値を超えるとき、前記画像処理切替手段は前記第２の画像処理手段を作動させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記温度検出手段によって検出される温度と前記光量検出手段によって検出される光量とから算出される切替基準値が所定値を超えて、かつ、フレームレートが通常撮影時と同一であるとき、前記画像処理切替手段は前記第２の画像処理手段を作動させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記第１の画像処理手段及び前記第２の画像処理手段により実行される画像処理が欠陥画素の補正であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。