JP5975642B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る実施の形態1の撮像装置1の構成を概略的に示す機能ブロック図である。この撮像装置1は、撮像部10と画像処理部(画像処理装置)20とで構成されている。
次に、本発明に係る実施の形態2について説明する。図13は、実施の形態2の撮像装置2の構成を概略的に示す機能ブロック図である。本実施の形態の撮像装置2の構成は、画像処理部20Bの構成の一部を除いて実施の形態1の撮像装置1の構成と同じである。
<Ymax>=(YSmax×α+YLmax×β)/2 ・・・(5)
<Ymin>=(YSmin×α+YLmin×β)/2 ・・・(8)
次に、本発明に係る実施の形態3について説明する。図18は、実施の形態3の撮像装置3の構成を概略的に示す機能ブロック図である。本実施の形態の画像処理部20Cの構成は、ヒストグラム計測部23Cと撮像制御部24Cと度数分布合成部36とを除いて、上記実施の形態2の画像処理部20Bの構成と同じである。
Yu100=MAX{Yu100(i,j)}(i=0〜N−1,j=0〜M−1)
Yu50=MAX{Yu50(i,j)}(i=0〜N−1,j=0〜M−1)
Yu25=MAX{Yu25(i,j)}(i=0〜N−1,j=0〜M−1)
次に、本発明に係る実施の形態4について説明する。本実施の形態の撮像装置の構成は、階調圧縮部の構成の一部を除いて、実施の形態1の撮像装置の構成と同じである。このため、図1を参照しつつ本実施の形態の階調圧縮処理について説明する。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記実施の形態1〜4は、2枚のディジタル画像(高露光画像と低露光画像)を用いて合成画像を生成するものであったが、これに限定されるものではない。3枚以上のN枚(Nは3以上の整数)のディジタル画像から合成画像を生成するように構成を適宜変更することも可能である。
Claims (8)
- 撮像部で撮像された画像を表す画像信号を処理する画像処理装置であって、
前記画像信号の輝度ヒストグラムを計測する露光制御用ヒストグラム計測部と、
前記撮像部に対する複数の露光条件の候補と輝度ヒストグラムとの間の対応関係が予め記憶されている露光条件テーブルと、
前記撮像部により第1の露光量で撮像された高露光画像を表す高露光画像信号と前記撮像部により前記第1の露光量よりも低い第2の露光量で撮像された低露光画像を表す低露光画像信号とを合成して、前記高露光画像信号及び前記低露光画像信号の階調数よりも高い階調数の合成画像信号を生成する画像合成部と、
入力階調レベルと出力階調レベルとの対応関係を定める階調変換特性を有し、該階調変換特性に基づいて、入力された前記合成画像信号の階調数を圧縮する階調圧縮部と、
前記合成画像信号の平均輝度値を制御パラメータとして算出するパラメータ算出部と、
前記撮像部の露光条件を制御する撮像制御部と
を備え、
前記露光制御用ヒストグラム計測部は、前記低露光画像の第1の輝度ヒストグラムと前記高露光画像の第2の輝度ヒストグラムとを計測し、
前記撮像制御部は、前記露光条件テーブルを参照して前記複数の露光条件の候補の中から前記露光制御用ヒストグラム計測部で計測された当該輝度ヒストグラムに対応する露光条件を選択するとともに、当該選択された露光条件を前記撮像部に設定し、
前記階調圧縮部は、前記第1及び第2の輝度ヒストグラムに基づいて前記合成画像信号で表される合成画像の実効ダイナミックレンジを検出し、前記実効ダイナミックレンジに対応する出力階調レベル範囲が拡大するように前記階調変換特性を変化させる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、前記階調圧縮部は、前記撮像部の露光条件の切り替えに応じて前記合成画像の明るさが低減したときは、前記階調変換特性の出力階調レベルを増大させ、前記撮像部の露光条件の切り替えに応じて前記合成画像の明るさが増大したときは、前記階調変換特性の出力階調レベルを低下させることを特徴とする画像処理装置。
- 請求項1又は2に記載の画像処理装置であって、
前記階調圧縮部は、前記第1の輝度ヒストグラムに基づいて前記低露光画像の実効ダイナミックレンジを検出するとともに前記第2の輝度ヒストグラムに基づいて前記高露光画像の実効ダイナミックレンジを検出し、前記低露光画像の実効ダイナミックレンジに対応する階調レベル範囲の上限値と前記高露光画像の実効ダイナミックレンジに対応する階調レベル範囲の上限値との平均値を前記合成画像の実効ダイナミックレンジの上限値とすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
前記画像合成部は、
前記低露光画像信号及び前記高露光画像信号の輝度成分にそれぞれ重み係数を乗算して第1及び第2の重み付き輝度成分を生成する重み係数乗算部と、
前記第1及び第2の重み付き輝度成分を加算する加算部と、
前記加算部の出力信号に応じて前記低露光画像信号及び前記高露光画像信号にそれぞれ割り当てるべき第1及び第2の合成比率を決定する合成比率算出部と、
前記低露光画像信号及び前記高露光画像信号に前記第1及び第2の合成比率をそれぞれ乗算して第1及び第2の乗算信号を生成する合成比率乗算部と、
前記第1及び第2の乗算信号を加算して前記合成画像信号を生成する合成処理部と
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
前記露光制御用ヒストグラム計測部は、前記画像信号で表される入力画像の1フレーム分を複数の領域画像に分割し、前記複数の領域画像それぞれの複数の輝度ヒストグラムを前記画像信号の輝度ヒストグラムとして計測し、
前記撮像制御部は、前記露光制御用ヒストグラム計測部で計測された当該複数の輝度ヒストグラムの特徴を表すパラメータを前記領域画像毎に算出し、前記パラメータに基づいて、前記複数の露光条件の候補の中から一の露光条件を選択するための指標値を算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
前記撮像制御部は、前記高露光画像と前記低露光画像とを前記撮像部に交互に撮像させ、
前記画像合成部は、前記高露光画像と前記低露光画像との組が撮像される度に前記合成画像信号を生成し、
前記階調圧縮部は、前記制御パラメータの現在値を前記制御パラメータの前回値から一定範囲内に制限する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像を表す画像信号の輝度ヒストグラムを計測する露光制御用ヒストグラム計測部と、
前記撮像部に対する複数の露光条件の候補と輝度ヒストグラムの複数の頻度分布との間の対応関係が記憶されている露光条件テーブルと、
前記撮像部により第1の露光量で撮像された高露光画像を表す高露光画像信号と前記撮像部により前記第1の露光量よりも低い第2の露光量で撮像された低露光画像を表す低露光画像信号とを合成して、前記高露光画像信号及び前記低露光画像信号の階調数よりも高い階調数の合成画像信号を生成する画像合成部と、
入力階調レベルと出力階調レベルとの対応関係を定める階調変換特性を有し、該階調変換特性に基づいて、入力された前記合成画像信号の階調数を圧縮する階調圧縮部と、
前記合成画像信号の平均輝度値を制御パラメータとして算出するパラメータ算出部と、
前記撮像部の露光条件を制御する撮像制御部と
を備え、
前記露光制御用ヒストグラム計測部は、前記低露光画像の第1の輝度ヒストグラムと前記高露光画像の第2の輝度ヒストグラムとを計測し、
前記撮像制御部は、前記露光条件テーブルを参照して前記複数の露光条件の候補の中から前記露光制御用ヒストグラム計測部で計測された当該輝度ヒストグラムに対応する露光条件を選択するとともに、当該選択された露光条件を前記撮像部に設定し、
前記階調圧縮部は、前記第1及び第2の輝度ヒストグラムに基づいて前記合成画像信号で表される合成画像の実効ダイナミックレンジを検出し、前記実効ダイナミックレンジに対応する出力階調レベル範囲が拡大するように前記階調変換特性を変化させる
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮像部で撮像された画像を表す画像信号を処理する画像処理方法であって、
前記画像信号の輝度ヒストグラムを計測するステップと、
前記撮像部により第1の露光量で撮像された高露光画像を表す高露光画像信号と前記撮像部により前記第1の露光量よりも低い第2の露光量で撮像された低露光画像を表す低露光画像信号とを合成して、前記高露光画像信号及び前記低露光画像信号の階調数よりも高い階調数の合成画像信号を生成するステップと、
前記合成画像信号を入力とし、入力階調レベルと出力階調レベルとの対応関係を定める階調変換特性に基づいて前記合成画像信号の階調数を圧縮するステップと、
前記合成画像信号の平均輝度値を制御パラメータとして算出するステップと、
前記低露光画像の第1の輝度ヒストグラムと前記高露光画像の第2の輝度ヒストグラムとを計測するステップと、
前記撮像部に対する複数の露光条件の候補と輝度ヒストグラムの複数の頻度分布との間の対応関係が記憶されている露光条件テーブルを参照して、前記複数の露光条件の候補の中から前記計測された前記画像信号の前記輝度ヒストグラムに対応する露光条件を選択するステップと、
当該選択された露光条件を前記撮像部に設定するステップと、
前記第1及び第2の輝度ヒストグラムに基づいて前記合成画像信号で表される合成画像の実効ダイナミックレンジを検出し、前記実効ダイナミックレンジに対応する出力階調レベル範囲が拡大するように前記階調変換特性を変化させるステップと
を備えることを特徴とする画像処理方法。
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