JP6184290B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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    • G06T2207/20208High dynamic range [HDR] image processing

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method.

近年、短時間露光の画像(以下、単に「短露光画像」とも言う。)と長時間露光の画像(以下、単に「長露光画像」とも言う。)を連続して撮影して合成することで、センサが撮影可能なダイナミックレンジを超えたダイナミックレンジを捉えた画像を得るWDR(ワイドダイナミックレンジ)もしくはHDR(ハイダイナミックレンジ)という撮影機能が増えてきている。かかる撮影機能は、逆光の構図など明暗比が非常に大きいシーンでは特に大きな効果がある。   In recent years, a short-exposure image (hereinafter also simply referred to as “short-exposure image”) and a long-exposure image (hereinafter also simply referred to as “long-exposure image”) are continuously photographed and combined. An imaging function called WDR (wide dynamic range) or HDR (high dynamic range) that obtains an image that captures a dynamic range that exceeds the dynamic range that the sensor can shoot is increasing. Such a photographing function is particularly effective in a scene with a very large contrast ratio such as a composition of backlight.

また、近年では、露光設定を3種類あるいはそれ以上に増やして撮影・合成することで広大なダイナミックレンジを捉える例もある。しかし、露光を変えて順次に撮影した画像を1枚に合成するという仕組みから、被写体に動きがあると合成時にずれが生じ、アーティファクトが発生するという問題がある。このアーティファクトを低減させることを目的としたWDR合成手法として、以下のような技術が開示されている。   Further, in recent years, there is an example in which a wide dynamic range is captured by increasing the exposure setting to three types or more and photographing / combining. However, due to the mechanism of combining sequentially photographed images with different exposures, there is a problem in that if the subject moves, a shift occurs during the combining and artifacts occur. The following technique is disclosed as a WDR synthesis method aiming at reducing this artifact.

例えば、画素毎に動きの有無を検出して、動きがある画素については短露光画像を使用し、動きがない画素については短露光画像または長露光画像を使用してWDR合成を行う技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。かかる技術によれば、動きのある物体(以下、「動物体」とも言う。)が合成されることによって生じるぶれを低減した合成画像を生成することが可能となる。   For example, a technique for detecting the presence or absence of motion for each pixel and using a short exposure image for pixels with motion and performing a WDR synthesis using a short exposure image or a long exposure image for pixels without motion is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1). According to such a technique, it is possible to generate a composite image in which blur caused by combining a moving object (hereinafter also referred to as “animal body”) is reduced.

特開2012−231273号公報JP 2012-231273 A

しかしながら、特許文献1に記載された技術によれば、動き領域に対して短露光画像に大きなゲインをかけて明るくしてから合成画像に使用するため、動きオブジェクトがノイジーとなり得る。   However, according to the technique described in Patent Literature 1, a moving object can be noisy because a short-exposure image is brightened by applying a large gain to the motion region and then used for the composite image.

また、特許文献1においては、3枚以上を合成する場合についても言及されており、同様に動き領域で最短の露光画像のみを使用するとされている。かかる構成によれば、特許文献1における実施例のごとく、露光量の差が2倍から4倍程度と小さければ、最短露光画像のノイズも少し増える程度でさほど大きな問題は生じないが、合成可能なダイナミックレンジを拡大しようとして露光量の差を大きくしていくと、最短露光画像のノイズが大幅に増加して大きな問題を生じ得る。   Patent Document 1 also mentions a case where three or more sheets are combined, and similarly, only the shortest exposure image in the motion region is used. According to such a configuration, as in the embodiment in Patent Document 1, if the difference in exposure amount is as small as 2 to 4 times, the noise of the shortest exposure image is slightly increased, but no significant problem occurs. If the difference in exposure amount is increased in an attempt to expand the dynamic range, the noise of the shortest exposure image increases significantly, which may cause a serious problem.

そこで、本発明は、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、ノイズの発生が抑制され、かつ、WDR合成時のアーティファクトが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能な技術を提供する。   Therefore, the present invention provides a technique capable of obtaining a WDR composite image in which noise generation is suppressed and artifacts at the time of WDR composition are suppressed in WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure. To do.

本発明のある実施形態によれば、動き検出結果と使用画像選択結果とに基づいて、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定する判定部と、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、前記動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第1の合成画像を生成する合成部と、を備える画像処理装置が提供される。   According to an embodiment of the present invention, based on the motion detection result and the use image selection result, the determination unit that determines whether or not the motion region and the region that uses the medium exposure image or more overlap, If it is determined that the motion area and the area that uses the middle exposure image or more overlap, the middle exposure image is used for the motion area, and the middle exposure image and the length are used for the non-motion area. An image processing apparatus is provided that includes a combining unit that generates a first combined image using at least one of the exposure images.

かかる構成によれば、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているという条件を満たした場合に、動き領域については中露光画像を使用し、非動き領域については中露光画像と長露光画像を使用したWDR合成が行われる。したがって、かかる構成によれば、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、ノイズの発生が抑制され、かつ、WDR合成時のアーティファクトが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能である。   According to this configuration, when the condition that the motion region and the region using the medium exposure image overlap is satisfied, the medium exposure image is used for the motion region and the medium exposure image is used for the non-motion region. WDR synthesis using a long exposure image is performed. Therefore, according to such a configuration, it is possible to obtain a WDR composite image in which generation of noise is suppressed and artifacts at the time of WDR composition are suppressed in WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure. .

前記判定部は、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域との重複画素数を計測し、前記重複画素数が閾値を超えているか否かを判定することにより前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定してもよい。例えば、閾値は、動き検出の精度に応じて設定されてよい。   The determination unit measures the number of overlapping pixels between the motion region and a region using the middle-exposure image or more, and determines whether the number of overlapping pixels exceeds a threshold, thereby determining the motion region and the middle region. You may determine whether the area | region which uses more than an exposure image overlaps. For example, the threshold value may be set according to the accuracy of motion detection.

前記合成部は、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定された場合、前記使用画像選択結果に従って、短露光画像、中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第2の合成画像を生成してもよい。   When it is determined that the motion area and the area that uses the medium-exposure image or more do not overlap, the synthesizing unit, among the short-exposure image, the medium-exposure image, and the long-exposure image, according to the use image selection result You may produce | generate a 2nd synthesized image using at least any one.

前記合成部は、前記判定部による判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成と前記第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を漸次的に切り換えてもよい。特に、前記合成部は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成から前記第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を漸次的に切り換えてもよい。   The combining unit may gradually switch a method of generating a composite image between the generation of the first composite image and the generation of the second composite image when the determination result by the determination unit changes. Good. In particular, when the determination result changes so as to indicate that at least the motion region and the region using the medium exposure image or more do not overlap, the combining unit starts generating the first combined image. The method of generating the composite image may be gradually switched to the generation of the second composite image.

また、前記合成部は、前記判定部による判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成と前記第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機してもよい。特に、前記合成部は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成から前記第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機してもよい。   In addition, when the determination result by the determination unit changes, the combining unit is predetermined before switching the method of generating a composite image between the generation of the first composite image and the generation of the second composite image. You may wait for the time. In particular, when the determination result changes so as to indicate that at least the motion region and the region using the medium exposure image or more do not overlap, the combining unit starts generating the first combined image. You may wait for a predetermined time before switching the method of generating the composite image to the generation of the second composite image.

かかる構成によれば、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域内で一旦止まって再び動いたり、該領域の境界で侵入・脱出を繰り返したりするような状況が発生しても、合成手法の急激な変化が起きず、見やすい動画像が得られる。   According to such a configuration, even if a situation occurs in which a moving object temporarily stops and moves again within an area that uses a medium-exposure image or more, or repeats intrusion / escape at the boundary of the area, An abrupt change does not occur and an easy-to-view moving image is obtained.

また、本発明の別の実施形態によれば、動き検出結果と使用画像選択結果とに基づいて、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定するステップと、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、前記動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第1の合成画像を生成するステップと、を含む、画像処理方法が提供される。   According to another embodiment of the present invention, based on the motion detection result and the use image selection result, the step of determining whether or not the motion region and the region using the middle exposure image or more overlap. When it is determined that the motion region and the region using the middle exposure image or more overlap, the middle exposure image is used for the motion region, and the middle exposure image is used for the non-motion region. And generating a first composite image using at least one of the long exposure image and a long exposure image.

かかる方法によれば、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているという条件を満たした場合に、動き領域については中露光画像を使用し、非動き領域については中露光画像と長露光画像を使用したWDR合成が行われる。したがって、かかる構成によれば、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、ノイズの発生が抑制され、かつ、WDR合成時のアーティファクトが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能である。   According to this method, when the condition that the motion region and the region using the medium exposure image overlap is satisfied, the medium exposure image is used for the motion region and the medium exposure image is used for the non-motion region. WDR synthesis using a long exposure image is performed. Therefore, according to such a configuration, it is possible to obtain a WDR composite image in which generation of noise is suppressed and artifacts at the time of WDR composition are suppressed in WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure. .

以上説明したように、本発明によれば、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、WDR合成時のアーティファクトが抑制され、かつ、動き領域に生じるアーティファクトが抑制したWDR合成画像を得ることが可能である。   As described above, according to the present invention, in a WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure, a WDR composite image in which artifacts at the time of WDR composition are suppressed and artifacts generated in a motion region are suppressed is obtained. It is possible.

一般的なWDR合成技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a general WDR synthetic | combination technique. 本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the image processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る判定部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the determination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る判定部の動作の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of operation | movement of the determination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るWDR合成部の動作の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of operation | movement of the WDR synthetic | combination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置による処理結果の例を詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the example of the process result by the image processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置による使用画像の時間変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time change of the use image by the image processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。   In the present specification and drawings, a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration may be distinguished by attaching different alphabets after the same reference numeral. However, when it is not necessary to particularly distinguish each of a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given.

(一般的なWDR合成技術)
まず、一般的なWDR合成技術(例えば、上記の特許文献1に記載されたWDR合成技術)について説明する。図1は、一般的なWDR合成技術を説明するための図である。図1を参照すると、一般的なWDR合成技術における、短露光画像、長露光画像、動き検出結果、使用画像選択結果、合成画像(2枚)および合成画像(3枚)それぞれの例が示されている。図1に示した「短露光画像」および「長露光画像」それぞれは、日中の明るい屋外が見える窓を背景にして屋内を撮影して得られた画像である。
(General WDR synthesis technology)
First, a general WDR synthesis technique (for example, the WDR synthesis technique described in Patent Document 1 above) will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a general WDR synthesis technique. Referring to FIG. 1, examples of a short exposure image, a long exposure image, a motion detection result, a use image selection result, a composite image (2 images), and a composite image (3 images) in a general WDR composition technique are shown. ing. Each of the “short exposure image” and the “long exposure image” shown in FIG. 1 is an image obtained by photographing the indoors against a background of a bright outdoor daylight.

「短露光画像」においては、窓の外の風景が適正露光で撮影されているが、室内および室内の動きオブジェクトは露光量が不足して暗く撮影されている。一方、「長露光画像」においては、室内および室内の動きオブジェクトが適正露光で撮影されているが、窓の外の風景は飽和してしまい見えなくなっている。手前に映っている人物は左に向かって移動している。   In the “short exposure image”, the scenery outside the window is shot with appropriate exposure, but the indoor and indoor moving objects are shot dark with insufficient exposure. On the other hand, in the “long exposure image”, the room and the moving object in the room are photographed with appropriate exposure, but the scenery outside the window is saturated and cannot be seen. The person in the foreground is moving toward the left.

また、図1に示したような「動き検出結果」が得られたとする。「動き検出結果」を参照すると、動きオブジェクトをカバーするように検出された動き領域が白い領域として表されており、非動き領域が黒い領域として表されている。ここで、動き領域に対して使用画像として短露光画像を選択するようにすれば、図1に示したような「使用画像選択結果」が得られる。図1に示した「使用画像選択結果」に基づいて「短露光画像」と「長露光画像」とを合成すると、図1に示した「合成画像(2枚)」のような二重像のない合成画像が得られる。   Further, it is assumed that a “motion detection result” as shown in FIG. 1 is obtained. Referring to the “motion detection result”, the motion area detected so as to cover the moving object is represented as a white area, and the non-motion area is represented as a black area. Here, if the short exposure image is selected as the use image for the motion region, the “use image selection result” as shown in FIG. 1 is obtained. When the “short exposure image” and the “long exposure image” are synthesized based on the “use image selection result” shown in FIG. 1, a double image like “composite image (two images)” shown in FIG. No composite image is obtained.

しかし、「合成画像(2枚)」に示されるように、特許文献1に記載された技術によれば、動き領域に対して短露光画像に大きなゲインをかけて明るくしてから合成画像に使用するため、動きオブジェクトがノイジーとなり得る。   However, as shown in “Composite image (2 images)”, according to the technique described in Patent Document 1, a short-exposure image is brightened by applying a large gain to the motion region and then used for the composite image. Therefore, the moving object can be noisy.

また、特許文献1においては、3枚以上を合成する場合についても言及されており、同様に動き領域で最短の露光画像のみを使用するとされている。かかる構成によれば、特許文献1における実施例のごとく、露光量の差が2倍から4倍程度と小さければ、最短露光画像のノイズも少し増える程度でさほど大きな問題は生じないが、合成可能なダイナミックレンジを拡大しようとして露光量の差を大きくしていくと、最短露光画像のノイズが大幅に増加して大きな問題を生じ得る。   Patent Document 1 also mentions a case where three or more sheets are combined, and similarly, only the shortest exposure image in the motion region is used. According to such a configuration, as in the embodiment in Patent Document 1, if the difference in exposure amount is as small as 2 to 4 times, the noise of the shortest exposure image is slightly increased, but no significant problem occurs. If the difference in exposure amount is increased in an attempt to expand the dynamic range, the noise of the shortest exposure image increases significantly, which may cause a serious problem.

例えば、露光時間1/60秒で長露光画像、露光時間1/480秒で中露光画像、露光時間1/3840秒で短露光画像を撮像する場合のように、露光量を8倍ずつ変えて撮影・合成して広大なダイナミックレンジをカバーするWDRを想定する。かかるWDRにおいては、1/3840秒という非常に短いシャッタータイムの短露光画像が用いられるため、中露光画像でも飽和してしまうような超高輝度領域を撮影可能になる。   For example, when the exposure time is 1/60 seconds, a long exposure image, an exposure time of 1/480 seconds is taken as a medium exposure image, and an exposure time of 1/3840 seconds is taken as a short exposure image, the exposure amount is changed by 8 times. A WDR that covers a vast dynamic range by taking and combining images is assumed. In such WDR, since a short exposure image with a very short shutter time of 1/3840 seconds is used, it is possible to photograph an ultra-high brightness region that would be saturated even in a middle exposure image.

しかし、かかるWDRを特許文献1に記載された技術に適用した場合を想定すると、短露光画像における動き領域は、1/3840秒という非常に短いシャッタータイムによって非常に暗く撮影されている。そのため、この動き領域を非常に大きなゲインで増幅して合成画像に使用することになり、細部が認識不可能なほどノイズにまみれた合成画像が生成されてしまい、このようにして生成された合成画像は実用に向かない。図1に示した「合成画像(3枚)」は、窓の領域が1/3840秒の短露光でようやく撮影可能になるほどの非常に高い輝度を持っていると仮定した場合に、長露光画像、中露光画像および短露光画像を合成して得られた結果の例を示している。   However, assuming that such WDR is applied to the technique described in Patent Document 1, the motion region in the short exposure image is taken very dark with a very short shutter time of 1/3840 seconds. For this reason, this motion region is amplified with a very large gain and used in a composite image, and a composite image that is covered with noise is generated so that details cannot be recognized. Images are not practical. The “composite image (three images)” shown in FIG. 1 is a long-exposure image when it is assumed that the window area has such a high brightness that it can finally be photographed with a short exposure of 1/3840 seconds. The example of the result obtained by synthesize | combining a medium exposure image and a short exposure image is shown.

そこで、本明細書においては、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、ノイズの発生が抑制され、かつ、WDR合成時のアーティファクトが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能な技術を提案する。なお、本明細書においては、異なる露光量で撮影されたN(Nは3以上の自然数)枚の画像の例として、露光量の少ない順に短露光画像、中露光画像および長露光画像の3つの画像を撮影する例を主に説明する。しかし、後に説明するように、4枚以上の画像を撮影する場合にも本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1は適用可能である。   Therefore, in the present specification, in WDR in which shooting and synthesis are performed with three or more types of exposure, it is possible to obtain a WDR synthesized image in which noise generation is suppressed and artifacts during WDR synthesis are suppressed. Propose. In the present specification, as an example of N (N is a natural number of 3 or more) images photographed with different exposure amounts, three images of a short exposure image, a middle exposure image, and a long exposure image are arranged in order of increasing exposure amount. An example of taking an image will be mainly described. However, as will be described later, the image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention can also be applied when four or more images are captured.

まず、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1の機能構成について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1の機能構成を示す図である。図2に示すように、画像処理装置1は、センサ10、短露光画像メモリ21、中露光画像メモリ22、長露光画像メモリ23、使用画像選択部30、動き検出部40、判定部50、WDR合成部60および階調圧縮部80を備える。以下、画像処理装置1が備える各機能ブロックの機能について順次詳細に説明する。   First, the functional configuration of the image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the image processing apparatus 1 includes a sensor 10, a short exposure image memory 21, a medium exposure image memory 22, a long exposure image memory 23, a use image selection unit 30, a motion detection unit 40, a determination unit 50, a WDR. A synthesis unit 60 and a gradation compression unit 80 are provided. Hereinafter, the function of each functional block included in the image processing apparatus 1 will be described in detail sequentially.

画像処理装置1は、センサ10の露光設定を変えて3枚の画像を連続撮影するが、ここでは短露光撮影を先に行い、その次に中露光撮影を行い、その次に長露光撮影を行うものとする。短露光撮影された短露光画像は短露光画像メモリ21に書き込まれる。画像処理装置1は、短露光撮影が終了したら露光設定を変え、中露光撮影を行う。中露光撮影された中露光画像は中露光画像メモリ22に書き込まれる。画像処理装置1は、中露光撮影が終了したら露光設定を変え、長露光撮影を行う。長露光撮影された長露光画像は長露光画像メモリ23に書き込まれる。   The image processing apparatus 1 changes the exposure setting of the sensor 10 and continuously shoots three images. Here, the short exposure shooting is performed first, followed by the medium exposure shooting, and then the long exposure shooting. Assumed to be performed. The short exposure image taken by the short exposure is written in the short exposure image memory 21. When the short exposure shooting is completed, the image processing apparatus 1 changes the exposure setting and performs medium exposure shooting. The middle exposure image taken by the middle exposure is written in the middle exposure image memory 22. The image processing apparatus 1 changes the exposure setting when the medium exposure shooting is completed, and performs the long exposure shooting. The long exposure image taken by the long exposure is written in the long exposure image memory 23.

図2に示した例では、画像処理装置1は、長露光画像、中露光画像および短露光画像を出力するための共通の系統を1つ有し、センサ10が長露光画像と中露光画像と短露光画像とを時分割で出力することとしたが、長露光画像と中露光画像と短露光画像とが同時に出力されてもよい。かかる場合、画像処理装置1は、センサ10から長露光画像を出力するための系統と中露光画像を出力するための系統と短露光画像を出力するための系統との3つの系統を有すればよい。それぞれのシャッタータイムは、例えば、撮影対象のダイナミックレンジやセンサ仕様などによって決まる。   In the example illustrated in FIG. 2, the image processing apparatus 1 has one common system for outputting a long exposure image, a medium exposure image, and a short exposure image, and the sensor 10 includes a long exposure image and a medium exposure image. Although the short exposure image is output in a time division manner, the long exposure image, the medium exposure image, and the short exposure image may be output simultaneously. In such a case, if the image processing apparatus 1 has three systems, a system for outputting a long exposure image from the sensor 10, a system for outputting a medium exposure image, and a system for outputting a short exposure image. Good. Each shutter time is determined by, for example, a dynamic range of a subject to be imaged, a sensor specification, and the like.

なお、短露光画像、中露光画像および長露光画像それぞれの読み出し動作は、ハードウェア実装の場合にはシステムをどう組むかによって変わり得る。例えば、短露光画像、中露光画像および長露光画像それぞれは、一旦DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリに格納された後、合成時に再度読み出されるような構成でもよい。   Note that the readout operation for each of the short-exposure image, the medium-exposure image, and the long-exposure image can vary depending on how the system is assembled in the case of hardware implementation. For example, each of the short-exposure image, the medium-exposure image, and the long-exposure image may be stored once in a memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and then read again at the time of synthesis.

ここで、本発明の第1の実施形態においては、短露光画像、中露光画像および長露光画像という用語を使用するが、これらの用語は、撮影された3つの画像それぞれの絶対的な露光時間を限定するものではない。したがって、露光時間の異なる3つの画像が撮影された場合に、当該3つの画像のうち、露光時間が短い順に、短露光画像、中露光画像および長露光画像と名付けられる。   Here, in the first embodiment of the present invention, the terms short-exposure image, medium-exposure image, and long-exposure image are used, and these terms indicate the absolute exposure time of each of the three captured images. It is not intended to limit. Therefore, when three images with different exposure times are taken, the three images are named as a short exposure image, a medium exposure image, and a long exposure image in order of increasing exposure time.

センサ10は、外部からの光を撮像素子の受光平面に結像させ、結像された光を電荷量に光電変換し、当該電荷量を電気信号に変換するイメージセンサにより構成される。イメージセンサの種類は特に限定されず、例えば、CCD(Charge Coupled Device)であってもよいし、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)であってもよい。   The sensor 10 is configured by an image sensor that forms an image of light from the outside on the light receiving plane of the image sensor, photoelectrically converts the imaged light into a charge amount, and converts the charge amount into an electric signal. The type of the image sensor is not particularly limited, and may be, for example, a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

使用画像選択部30は、短露光画像メモリ21から読み出した短露光画像と、中露光画像メモリ22から読み出した中露光画像と、長露光画像メモリ23から読み出した長露光画像とを参照する。そして、使用画像選択部30は、短露光画像、中露光画像および長露光画像それぞれの飽和状態や動きなどを検出して、短露光画像と中露光画像と長露光画像とのいずれかを使用画像として選択するための使用画像選択結果を生成する。短露光画像と中露光画像と長露光画像とのいずれかを選択するアルゴリズムとしては様々なアルゴリズムが想定される。   The use image selection unit 30 refers to the short exposure image read from the short exposure image memory 21, the medium exposure image read from the medium exposure image memory 22, and the long exposure image read from the long exposure image memory 23. Then, the use image selection unit 30 detects the saturation state or movement of each of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image, and uses any of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image. The use image selection result for selecting as is generated. As an algorithm for selecting one of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image, various algorithms are assumed.

例えば、長露光画像において飽和してしまった領域は中露光画像においては飽和していない可能性が高いため、当該領域の使用画像としては中露光画像を選択すればよい。しかし、当該領域が中露光画像においても飽和している場合には当該領域の使用画像として短露光画像を選択してもよい。しかし、この処理だけでは、大きな動きがある領域では輪郭が二重になるなどといったアーティファクトが発生し得る。そのため、動きを検出して輪郭が二重になる現象を低減する処理を行ってもよい。   For example, since a region that has been saturated in the long exposure image is highly likely not to be saturated in the medium exposure image, the medium exposure image may be selected as the use image of the region. However, when the area is saturated even in the medium exposure image, the short exposure image may be selected as the use image of the area. However, with this process alone, artifacts such as a double outline may occur in an area where there is a large movement. Therefore, a process of detecting a motion and reducing a phenomenon that the contour becomes double may be performed.

なお、使用画像選択結果は、短露光画像、中露光画像および長露光画像のいずれか1つを画素毎に選択するためのデータの集合であってもよい。また、使用画像選択結果は、短露光画像、中露光画像および長露光画像それぞれをどの程度の比率で混合するかを画素毎に示す混合比率の集合であってもよい。例えば、使用画像選択結果は、短露光画像、中露光画像および長露光画像の隣り合う2枚を選択するためのデータとそれらをどの程度の比率で混合するかを示す混合比率との組み合わせの集合であってもよい。混合比率を算出するアルゴリズムも特に限定されない。   The use image selection result may be a set of data for selecting one of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image for each pixel. In addition, the use image selection result may be a set of mixing ratios for each pixel indicating at what ratio each short exposure image, medium exposure image, and long exposure image are mixed. For example, the use image selection result is a set of combinations of data for selecting two adjacent images of a short exposure image, a medium exposure image, and a long exposure image and a mixing ratio indicating how much they are mixed. It may be. The algorithm for calculating the mixing ratio is not particularly limited.

動き検出部40は、動きを検出する。動きの検出手法は特に限定されないが、複数枚の長露光画像の差分から動きを検出する手法であってもよいし、複数枚の中露光画像の差分から動きを検出する手法であってもよいし、複数枚の短露光画像の差分から動きを検出する手法であってもよい。あるいは、動きの検出手法は、長露光画像と中露光画像との差分から動きを検出する手法であってもよいし、中露光画像と短露光画像との差分から動きを検出する手法であってもよい。露光量の異なる複数の画像から動きを検出する場合には、いずれかの画像に対して露光比に応じたゲインを乗じて正規化した上で差分を算出するのがよい。   The motion detector 40 detects motion. The method for detecting motion is not particularly limited, but may be a method for detecting motion from the difference between a plurality of long-exposure images, or a method for detecting motion from the difference between a plurality of medium-exposure images. Alternatively, a technique of detecting motion from the difference between a plurality of short-exposure images may be used. Alternatively, the motion detection method may be a method of detecting motion from the difference between the long exposure image and the medium exposure image, or a method of detecting motion from the difference between the medium exposure image and the short exposure image. Also good. When detecting motion from a plurality of images having different exposure amounts, it is preferable to calculate the difference after normalizing one of the images by a gain corresponding to the exposure ratio.

あるいは、動きの検出手法は、長露光画像および中露光画像の差分から検出された第1の動きと中露光画像および短露光画像との差分から検出された第2の動きとを統合して動きを検出する手法であってもよい。第1の動きと第2の動きとの統合は、どのようになされてもよいが、例えば、第1の動きと第2の動きとのうちで、より大きい動きを採用することによって第1の動きと第2の動きとの統合がなされてもよい。   Alternatively, the motion detection method integrates the first motion detected from the difference between the long exposure image and the medium exposure image and the second motion detected from the difference between the medium exposure image and the short exposure image. It may be a technique for detecting. The integration of the first movement and the second movement may be performed in any way, for example, by adopting a larger movement among the first movement and the second movement. An integration of the movement and the second movement may be made.

さらに、動き検出部40は、検出した動きに基づいて動き領域と非動き領域とを検出して動き検出情報を得る。例えば、動き領域は、動きが閾値よりも大きい領域であり、非動き領域は、動きが閾値よりも小さい領域である。動きが閾値と同一の領域はいずれの領域として検出されてもよい。   Furthermore, the motion detection unit 40 detects a motion region and a non-motion region based on the detected motion to obtain motion detection information. For example, the motion region is a region where the motion is larger than the threshold, and the non-motion region is a region where the motion is smaller than the threshold. An area where the motion is the same as the threshold may be detected as any area.

判定部50は、動き検出部40からの動き検出結果と使用画像選択部30からの使用画像選択結果とに基づいて、動き検出部40によって検出された動き領域と使用画像選択結果における中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定する。中露光画像以上は、中露光画像以上に明るい領域を捉え得る画像(中露光以下の露光量によって撮像された画像)に相当し得る。例えば、判定部50は、動き領域と中露光画像以上を使用する領域との重複画素数を計測し、重複画素数が閾値を超えているか否かを判定することにより動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定すればよい。かかる場合、閾値は、動き検出の精度に応じて設定されてよい。   Based on the motion detection result from the motion detection unit 40 and the use image selection result from the use image selection unit 30, the determination unit 50 performs the middle exposure image in the motion region detected by the motion detection unit 40 and the use image selection result. It is determined whether or not the area where the above is used overlaps. The medium exposure image or higher can correspond to an image that can capture a brighter area than the middle exposure image (an image captured with an exposure amount equal to or lower than the middle exposure). For example, the determination unit 50 measures the number of overlapping pixels between the moving region and the region using the middle exposure image or more, and determines whether the number of overlapping pixels exceeds the threshold, thereby determining whether the moving region and the middle exposure image or more. What is necessary is just to determine whether the area | region which uses is overlapped. In such a case, the threshold value may be set according to the accuracy of motion detection.

ここで、判定部50が有する機能について、図3および図4を参照しながらさらに詳細に説明する。図3は、本発明の第1の実施形態に係る判定部50の詳細構成例を示す図である。図3に示すように、判定部50は、比較判定部51とカウンタ52と重複判定部53とを有している。また、図4は、本発明の第1の実施形態に係る判定部50の動作の流れの例を示すフローチャートである。   Here, the function of the determination unit 50 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the determination unit 50 according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 3, the determination unit 50 includes a comparison determination unit 51, a counter 52, and an overlap determination unit 53. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation flow of the determination unit 50 according to the first embodiment of the present invention.

まず、図4に示すように、比較判定部51は、対象の画素が、動き領域内の画素であり、かつ、中露光画像以上を使用する領域内の画素であるか否かを判定する(ステップS11)。比較判定部51は、対象の画素が、動き領域内の画素であり、かつ、中露光画像以上を使用する領域内の画素であると判定した場合には、カウンタ52を加算する(ステップS12)。一方、比較判定部51は、対象の画素が、非動き領域内の画素であるか、または、中露光画像以上を使用する領域内ではない画素である場合には、カウンタ52を加算しない。   First, as shown in FIG. 4, the comparison / determination unit 51 determines whether or not the target pixel is a pixel in a motion area and a pixel in an area using a medium exposure image or more ( Step S11). When the comparison determination unit 51 determines that the target pixel is a pixel in the motion region and a pixel in the region using the middle exposure image or more, the counter 52 is added (step S12). . On the other hand, the comparison / determination unit 51 does not add the counter 52 when the target pixel is a pixel in the non-motion region or a pixel that is not in the region using the medium exposure image or more.

比較判定部51は、全画素についての判定が終了していない場合には(ステップS13で「No」)、ステップS11に戻る。一方、全画素についての判定が終了した場合には(ステップS13で「Yes」)、動き領域と短露光画像使用領域との重複画素数の計測が終了するため、重複判定部53は、重複画素数が閾値を超えているか否かを判定する(ステップS14)。   If the determination for all the pixels has not been completed (“No” in step S13), the comparison determination unit 51 returns to step S11. On the other hand, when the determination for all the pixels is completed (“Yes” in step S13), since the measurement of the number of overlapping pixels between the motion region and the short exposure image using region ends, the overlapping determination unit 53 It is determined whether or not the number exceeds a threshold value (step S14).

重複判定部53は、重複画素数が閾値を超えている場合には(ステップS14で「Yes」)、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定する(ステップS15)。一方、重複判定部53は、重複画素数が閾値を超えていない場合には(ステップS14で「No」)、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定する(ステップS16)。   If the number of overlapping pixels exceeds the threshold (“Yes” in step S14), the overlap determining unit 53 determines that the motion region and the region using the middle exposure image or more overlap (step S15). ). On the other hand, when the number of overlapping pixels does not exceed the threshold value (“No” in step S14), the overlap determination unit 53 determines that the motion region and the region using the middle exposure image or more do not overlap ( Step S16).

WDR合成部60は、動き検出部40からの動き検出結果と使用画像選択部30からの使用画像選択結果と判定部50からの判定結果とを受け、当該動き検出結果と当該使用画像選択結果と当該判定結果とに基づいて短露光画像と中露光画像と長露光画像とを合成することによりWDR画像を生成する。具体的には、WDR合成部60は、判定部50によって動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては使用画像選択結果に従って中露光画像と長露光画像を使用して第1の合成画像を生成する。   The WDR synthesis unit 60 receives the motion detection result from the motion detection unit 40, the use image selection result from the use image selection unit 30, and the determination result from the determination unit 50, and the motion detection result and the use image selection result A WDR image is generated by combining the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image based on the determination result. Specifically, when the determination unit 50 determines that the motion region and the region using the medium exposure image or more overlap, the WDR synthesis unit 60 uses the medium exposure image for the motion region. For the non-motion region, the first composite image is generated using the medium exposure image and the long exposure image according to the use image selection result.

かかる構成によれば、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているという条件を満たした場合に、動き領域については中露光画像を使用し、非動き領域については中露光画像と長露光画像を使用したWDR合成が行われる。したがって、かかる構成によれば、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、WDR合成時のアーティファクトが抑制され、かつ、動き領域に対して無条件に短露光画像が使用される場合と比較してノイズが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能である。   According to this configuration, when the condition that the motion region and the region using the medium exposure image overlap is satisfied, the medium exposure image is used for the motion region and the medium exposure image is used for the non-motion region. WDR synthesis using a long exposure image is performed. Therefore, according to such a configuration, in WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure, artifacts during WDR composition are suppressed, and a short-exposure image is used unconditionally with respect to a motion region In comparison, it is possible to obtain a WDR composite image in which noise is suppressed.

なお、WDR合成部60は、判定部50によって動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定された場合には、どのようにして合成を行ってもよいが、例えば、使用画像選択結果に従って、短露光画像と中露光画像と長露光画像とを使用して第2の合成画像を生成すればよい。   Note that the WDR synthesis unit 60 may perform synthesis when the determination unit 50 determines that the motion region and the region using the middle exposure image or more do not overlap. According to the use image selection result, the second composite image may be generated using the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image.

WDR合成部60による合成手法は特に限定されない。例えば、WDR合成部60は、使用画像選択結果が、短露光画像、中露光画像および長露光画像のいずれか1つを画素毎に選択するためのデータの集合である場合には、当該データに基づいて短露光画像、中露光画像および長露光画像のいずれか1つを使用して第2の合成画像を生成すればよい。   The combining method by the WDR combining unit 60 is not particularly limited. For example, if the use image selection result is a set of data for selecting any one of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image for each pixel, the WDR synthesis unit 60 adds the data to the data. Based on this, the second composite image may be generated using any one of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image.

あるいは、WDR合成部60は、使用画像選択結果は、短露光画像、中露光画像および長露光画像それぞれをどの程度の比率で混合するかを画素毎に示す混合比率の集合である場合には、それぞれの混合比率に基づいて、短露光画像、中露光画像および長露光画像を混合して第2の合成画像を生成すればよい。   Alternatively, the WDR synthesis unit 60, when the use image selection result is a set of mixing ratios for each pixel indicating how much the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image are mixed, Based on each mixing ratio, the second exposure image may be generated by mixing the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image.

また、WDR合成部60は、使用画像選択結果が、短露光画像、中露光画像および長露光画像の隣り合う2枚を選択するためのデータとそれらをどの程度の比率で混合するかを示す混合比率との組み合わせの集合である場合には、当該データに従って選択される2枚の画像とそれぞれの混合比率に基づいて、2枚の画像を混合して第2の合成画像を生成すればよい。   In addition, the WDR synthesis unit 60 uses the result of selecting the use image to indicate data for selecting two adjacent images of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image and the ratio of mixing the data. In the case of a set of combinations with ratios, a second composite image may be generated by mixing two images based on the two images selected according to the data and the respective mixing ratios.

WDR合成部60が有する機能について、図5を参照しながらさらに詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態に係るWDR合成部60の動作の流れの例を示すフローチャートである。まず、図5に示すように、WDR合成部60は、判定部50によって動き領域と中露光画像を使用する領域とが重複していないと判定された場合(ステップS21で「No」)、対象の画素について使用画像選択結果に従って、短露光画像、中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して(ステップS22)、WDR合成を行う(ステップS26)。   The functions of the WDR synthesis unit 60 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of an operation flow of the WDR synthesis unit 60 according to the first embodiment of the present invention. First, as illustrated in FIG. 5, when the determination unit 50 determines that the motion region and the region that uses the middle exposure image do not overlap (see “No” in step S21), the WDR synthesis unit 60 In accordance with the use image selection result for the pixels, at least one of the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image is used (step S22), and WDR composition is performed (step S26).

一方、WDR合成部60は、判定部50によって動き領域と中露光画像を使用する領域とが重複していると判定された場合(ステップS21で「Yes」)、対象の画素が動き領域内の画素であるか否かを判定する。WDR合成部60は、対象の画素が動き領域内の画素ではないと判定した場合には(ステップS23で「No」)、対象の画素について中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して(ステップS24)、WDR合成を行う(ステップS26)。   On the other hand, when it is determined by the determination unit 50 that the motion region and the region using the medium exposure image are overlapped (“Yes” in step S21), the WDR synthesis unit 60 determines that the target pixel is within the motion region. It is determined whether or not it is a pixel. When the WDR synthesis unit 60 determines that the target pixel is not a pixel in the motion region (“No” in step S23), at least one of the medium exposure image and the long exposure image for the target pixel. Is used (step S24) to perform WDR synthesis (step S26).

より具体的には、WDR合成部60は、対象の画素が動き領域内の画素ではないと判定した場合には、対象の画素について使用画像の上限を中露光画像に制限すればよい。その結果、中露光画像以上を使用する領域については、中露光画像がWDR合成に使用され、中露光画像未満を使用する領域については、使用画像選択結果に従った使用画像がWDR合成に使用される。   More specifically, when the WDR synthesis unit 60 determines that the target pixel is not a pixel in the motion region, the upper limit of the used image may be limited to the middle exposure image for the target pixel. As a result, for areas that use medium-exposure images or more, medium-exposure images are used for WDR composition, and for areas that use less than medium-exposure images, use images according to the use-image selection result are used for WDR composition. The

一方、WDR合成部60は、対象の画素が動き領域内の画素であると判定した場合には(ステップS23で「Yes」)、中露光画像を使用して(ステップS25)、WDR合成を行う(ステップS26)。WDR合成部60は、全画素についての合成が終了していない場合には(ステップS27で「No」)、ステップS21に戻る。一方、WDR合成部60は、全画素についての合成が終了した場合には(ステップS27で「Yes」)、WDR合成を終了する。   On the other hand, when the WDR composition unit 60 determines that the target pixel is a pixel in the motion region (“Yes” in step S23), the WDR composition is performed using the medium exposure image (step S25). (Step S26). If the synthesis for all the pixels has not been completed ("No" in step S27), the WDR synthesis unit 60 returns to step S21. On the other hand, when the synthesis for all the pixels is completed (“Yes” in step S27), the WDR synthesis unit 60 finishes the WDR synthesis.

階調圧縮部80は、ダイナミックレンジの広い画像信号のビットレンジを所定のビットレンジに収めるための圧縮処理と人間の目で見た情景に近づけるような階調補正とを、WDR合成部60により生成されたWDR画像に対して行う。当該圧縮処理と当該階調補正とは、同時に行われてもよいし、異なるタイミングにおいて行われてもよい。   The gradation compression unit 80 uses the WDR synthesis unit 60 to perform compression processing for bringing the bit range of an image signal having a wide dynamic range into a predetermined bit range and gradation correction that approximates a scene viewed by human eyes. This is performed on the generated WDR image. The compression process and the gradation correction may be performed simultaneously or at different timings.

階調圧縮部80の後段は、例えば、ベイヤーデータからRGBプレーンを生成するデモザイク部、輪郭強調部、カラーマネージメントなどを含む画像処理エンジンに接続される。そのため、階調圧縮部80からの出力信号のデータ量は、例えば、画像処理エンジンへの入力データのサイズに適合するように(例えば、12bit程度に)調整されるのが好ましい。単純にデータサイズを低下させるだけでは暗い画像に変換されてしまうため、人間の視覚特性に近づくように高輝度側が強く圧縮されるとよい。   The subsequent stage of the gradation compression unit 80 is connected to an image processing engine including, for example, a demosaic unit that generates an RGB plane from Bayer data, a contour enhancement unit, and color management. For this reason, it is preferable that the data amount of the output signal from the gradation compression unit 80 is adjusted so as to match the size of the input data to the image processing engine (for example, about 12 bits). If the data size is simply reduced, the image is converted into a dark image. Therefore, it is preferable that the high luminance side is strongly compressed so as to approximate human visual characteristics.

続いて、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1による処理結果の例を詳細に説明する。図6は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1による処理結果の例を詳細に説明するための図であり、本発明の第1の実施形態における、使用画像選択結果(3枚)、合成画像(3枚)、使用画像選択結果(2枚・侵入時)、合成画像(2枚・侵入時)、使用画像選択結果(2枚・移動後)および合成画像(2枚・移動後)それぞれの例を示す図である。   Subsequently, an example of a processing result by the image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 6 is a diagram for explaining in detail an example of a processing result by the image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, the use image selection result (3 Sheet), composite image (3 sheets), use image selection result (2 sheets / intrusion), composite image (2 sheets / intrusion), use image selection result (2 sheets / after movement) and composite image (2 sheets / It is a figure which shows each example after a movement.

図6の「使用画像選択結果(3枚)」「使用画像選択結果(2枚・侵入時)」および「使用画像選択結果(2枚・移動後)」においては、白い領域が短露光画像を使用する領域として示され、灰色の領域が中露光画像を使用する領域として示され、黒い領域が長露光画像を使用する領域として示されている。まず、「使用画像選択結果(3枚)」を参照すると、窓が存在する領域の使用画像として短露光画像が選択されており、その周縁部の使用画像として中露光画像が選択されており、壁が存在する領域の使用画像として長露光画像が選択されている。   In “Used image selection result (3 images)”, “Used image selection result (2 images / during entry)” and “Used image selection result (2 images / after movement)” in FIG. The region used is shown, the gray region is shown as the region using the medium exposure image, and the black region is shown as the region using the long exposure image. First, referring to “use image selection result (3 images)”, a short exposure image is selected as a use image of an area where a window exists, and a medium exposure image is selected as a use image of the peripheral portion. A long exposure image is selected as a use image of a region where a wall exists.

動きオブジェクトが画面内に侵入する前の状態においては、「使用画像選択結果(3枚)」に従って、短露光画像と中露光画像と長露光画像とを使用した「合成画像(3枚)」が生成される。「合成画像(3枚)」を参照すると、動きオブジェクト(この例では、人物が存在する領域)が画面内に侵入する前の状態においては、窓が存在する領域も飽和せずに見えている。   In a state before the moving object enters the screen, a “composite image (3 images)” using the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image is displayed according to the “use image selection result (3 images)”. Generated. Referring to “synthesized image (3 images)”, the area where the window exists is not saturated before the moving object (in this example, the area where the person exists) enters the screen. .

動きオブジェクトが画面内に侵入したときの使用画像選択結果の例を「使用画像選択結果(2枚・侵入時)」に示す。「使用画像選択結果(2枚・侵入時)」を参照すると、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域と重なっているため、動き領域に対して中露光画像が使用され、画面全体の使用画像も中露光画像以下(この例では、中露光画像および長露光画像)に制限されている。このようにして合成が行われると、「合成画像(2枚・侵入時)」が生成される。   An example of the use image selection result when the moving object enters the screen is shown in “Use image selection result (two images / when entering)”. Referring to “Used image selection result (2 images / intrusion)”, since the moving object overlaps the area that uses the medium exposure image or more, the medium exposure image is used for the movement area, and the entire screen is used. The image is also limited to a middle exposure image or less (in this example, a middle exposure image and a long exposure image). When the composition is performed in this way, a “composite image (two images / when entering)” is generated.

「合成画像(2枚・侵入時)」を参照すると、窓が存在する領域に対しては、使用画像選択結果においては短露光画像が使用されるべきであるが、実際には中露光画像が使用されるため、飽和が起きて背景が消えてしまう。その代わりに、動きオブジェクトは、少しノイズが増える程度で十分視認でき、動きアーティファクトも発生しないというメリットを得ることができる。この状況は、動きオブジェクトが中露光画像使用領域および短露光画像使用領域の少なくともいずれか一方と重なっている間は維持される。   Referring to “Composite image (2 images / intrusion)”, for a region where a window exists, a short exposure image should be used in the use image selection result. Because it is used, saturation occurs and the background disappears. Instead, the moving object can be sufficiently visually recognized with a slight increase in noise, and can have the advantage that no moving artifacts occur. This situation is maintained while the moving object overlaps at least one of the medium exposure image use area and the short exposure image use area.

動きオブジェクトが画面内を移動したときの使用画像選択結果の例を「使用画像選択結果(2枚・移動後)」に示す。「使用画像選択結果(2枚・移動後)」を参照すると、動きオブジェクトが移動されているが、相変わらず中露光画像以上を使用する領域と重なっているため、動き領域に対して中露光画像が使用され、画面全体の使用画像も中露光画像以下(この例では、中露光画像および長露光画像)に制限される。このようにして合成が行われると、「合成画像(2枚・移動後)」が生成される。動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域から脱出すると、動きオブジェクトが画面内に侵入する前の状態に戻る。   An example of the use image selection result when the moving object moves in the screen is shown in “Use image selection result (two images after movement)”. Referring to “Used image selection result (2 images / after movement)”, the moving object is moved, but it still overlaps the area that uses more than the middle exposure image. The used image of the entire screen is also limited to the middle exposure image or less (in this example, the middle exposure image and the long exposure image). When the composition is performed in this way, a “composite image (two images after movement)” is generated. When the moving object escapes from the area where the medium exposure image or more is used, the state before the moving object enters the screen is restored.

本発明の実施形態によるWDR合成手法は、一般的なWDR合成手法と比較して、短露光画像使用領域における飽和を一時的に許容する代わりに、動きオブジェクトが存在する領域において発生するノイズを低減し、動きアーティファクトの発生も抑制することが可能である。まず、本発明の実施形態によるWDR合成手法によれば、短露光画像使用領域における飽和は動きオブジェクトが該領域を通過する時だけに限定され得ることがメリットとして挙げられる。また、一般的には動きのない短露光画像使用領域よりも動きオブジェクトの方が注目されやすいため、動きのない背景が一時的に飽和したとしても実際のデメリットは小さく、動きオブジェクが存在する領域において大きなノイズを発生させない方が合理的であると考えられる。これらの理由により、本発明の実施形態によるWDR合成手法は、3フレーム以上を合成するWDRの制御方法として有効な手法であると言える。   The WDR synthesis method according to the embodiment of the present invention reduces noise generated in a region where a moving object exists, instead of temporarily allowing saturation in a short-exposure image usage region, as compared with a general WDR synthesis method. In addition, the occurrence of motion artifacts can be suppressed. First, according to the WDR composition method according to the embodiment of the present invention, it is an advantage that the saturation in the short-exposure image use area can be limited only when the moving object passes through the area. Also, since moving objects are generally more noticeable than short-exposure image usage areas that do not move, even if the background without movement temporarily saturates, the actual disadvantages are small, and areas where moving objects exist It is considered reasonable not to generate large noise in For these reasons, it can be said that the WDR combining method according to the embodiment of the present invention is an effective method as a WDR control method for combining three or more frames.

(第2の実施形態)
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域と重なっているか否かで合成手法を切り替える第1の実施形態に係るWDR合成技術を動画像に対して適用した場合、1つの問題が発生し得る。例えば、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域内で一旦止まって再び動く場合や、該領域の境界で侵入・脱出を繰り返すような場合において、背景が見えたり飽和したりを頻繁に繰り返して見にくい動画像となってしまう現象が生じ得る。
(Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. When the WDR synthesis technique according to the first embodiment that switches the synthesis method depending on whether or not the moving object overlaps the area that uses the medium exposure image or more, one problem may occur. For example, when a moving object stops and moves again in an area that uses a medium-exposure image or more, or when it repeatedly enters and exits at the boundary of the area, the background is visible or saturated frequently. There may be a phenomenon that a moving image is difficult to see.

そこで、本発明の第2の実施形態においては、時間方向に漸次的に変化するような仕組みを作ってこの現象を緩和する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置1による使用画像の時間変化の例を示す図である。例えば、図7に示したように、WDR合成部60は、使用画像の上限と、動き領域に対して割り当てられる使用画像の下限とを時間方向で制御することで上記の現象を緩和することが可能である。   Therefore, in the second embodiment of the present invention, this phenomenon is mitigated by creating a mechanism that gradually changes in the time direction. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of temporal change of a used image by the image processing apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. For example, as illustrated in FIG. 7, the WDR synthesis unit 60 can alleviate the above phenomenon by controlling the upper limit of the used image and the lower limit of the used image assigned to the motion region in the time direction. Is possible.

まず、動きオブジェクトが画面内に侵入する前の状態においては(図6の「合成画像(3枚)」参照)、使用画像の上限と、動き領域に対して割り当てられる使用画像の下限とのいずれにも制限がかかっていない。動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域に侵入すると、動き領域に対して割り当てられる使用画像の下限が中露光画像に設定される。これによって動き領域に対して中露光画像が割り当てられる。また、画面全体の使用画像の上限が中露光画像に設定される。図7に示すように、侵入が検出されたフレームにおける重複判定の結果を次のフレームでの合成時に用いることによって、このような設定がなされてもよい。   First, in a state before the moving object enters the screen (see “Composite image (3 images)” in FIG. 6), either the upper limit of the used image or the lower limit of the used image assigned to the motion area is selected. There are no restrictions. When the moving object enters an area using the medium exposure image or more, the lower limit of the use image allocated to the movement area is set to the medium exposure image. As a result, the middle exposure image is assigned to the motion region. Further, the upper limit of the used image of the entire screen is set to the middle exposure image. As shown in FIG. 7, such a setting may be made by using the result of the overlap determination in the frame in which intrusion is detected at the time of synthesis in the next frame.

ここで、WDR合成部60は、「重複」と「非重複」との間で判定結果が変化した場合、上記の第1の合成画像の生成と上記の第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を切り換えるが、切り換えの前に所定の時間待機するとよい。特に、WDR合成部60は、少なくとも「重複」から「非重複」に判定結果が変化した場合、切り換えの前に所定の時間待機するとよい。   Here, when the determination result changes between “overlapping” and “non-overlapping”, the WDR synthesizing unit 60 performs the interval between the generation of the first synthesized image and the generation of the second synthesized image. The method of generating the composite image is switched at, but it is preferable to wait for a predetermined time before switching. In particular, the WDR synthesis unit 60 may wait for a predetermined time before switching when the determination result changes at least from “overlap” to “non-overlap”.

具体的には、図7に示すように、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域から脱出しても、「WAIT」時間だけ制限状態を維持させるとよい。例えば、脱出時点からのフレーム数をカウントして、それが「WAIT」時間に相当するフレーム数に達するまで、制限状態を維持させればよい。   Specifically, as shown in FIG. 7, even if the moving object escapes from the area where the middle exposure image or more is used, the limited state may be maintained for the “WAIT” time. For example, the number of frames from the time of exit may be counted and the restricted state may be maintained until it reaches the number of frames corresponding to the “WAIT” time.

また、WDR合成部60は、「重複」と「非重複」との間で判定結果が変化した場合、上記の第1の合成画像の生成と上記の第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を漸次的に切り換えるとよい。特に、WDR合成部60は、少なくとも「重複」から「非重複」に判定結果が変化した場合、上記の第1の合成画像の生成から上記の第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を漸次的に切り換えるとよい。   In addition, when the determination result changes between “overlapping” and “non-overlapping”, the WDR combining unit 60 generates between the generation of the first combined image and the generation of the second combined image. It is preferable to gradually switch the method of generating the composite image. In particular, when the determination result changes at least from “overlapping” to “non-overlapping”, the WDR combining unit 60 generates a combined image from the generation of the first combined image to the generation of the second combined image. It is good to switch the method gradually.

具体的には、図7に示すように、使用画像の上限と動き領域に対して割り当てられる使用画像の下限とを漸次的に戻していくとよい。例えば、戻るスピードは、図7の「SLOPE」に示すように、画像同士の混合に用いられるαブレンド比率の1フレーム当たりの増減量によって決定され得る。   Specifically, as shown in FIG. 7, the upper limit of the used image and the lower limit of the used image assigned to the motion region may be gradually returned. For example, as shown in “SLOPE” in FIG. 7, the return speed can be determined by the amount of increase / decrease per frame of the α blend ratio used for mixing the images.

使用画像の上限が短露光画像以上になったら漸次的処理は終了されてよい。動き領域に割り当てられる使用画像の下限も使用画像の上限と同様に制御されてよい。なお、「WAIT」や「SLOPE」の動作期間中に侵入が発生した場合は、状態をリセットして侵入直後の状態に戻してもよい。以上に示したような手法によって、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域内で一旦止まって再び動いたり、該領域の境界で侵入・脱出を繰り返したりするような状況が発生しても、合成手法の急激な変化が起きず、見やすい動画像が得られる。   The gradual processing may be terminated when the upper limit of the use image becomes equal to or greater than the short exposure image. The lower limit of the used image assigned to the motion area may be controlled in the same manner as the upper limit of the used image. If an intrusion occurs during the operation period of “WAIT” or “SLOPE”, the state may be reset to return to the state immediately after the intrusion. Even if a situation where the moving object stops once in the area using the medium exposure image or more and moves again or repeats intrusion / escape at the boundary of the area by the method as described above, An abrupt change in the composition method does not occur, and an easy-to-view moving image is obtained.

以上、本発明の第1の実施形態および第2の実施形態について説明した。本発明の第1実施形態によれば、動き検出結果と使用画像選択結果とに基づいて、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定する判定部50と、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第1の合成画像を生成するWDR合成部60と、を備える画像処理装置1が提供される。   Heretofore, the first embodiment and the second embodiment of the present invention have been described. According to the first embodiment of the present invention, based on the motion detection result and the use image selection result, the determination unit 50 that determines whether or not the motion region and the region using the medium exposure image or more overlap. When it is determined that the motion region and the region using the medium exposure image or more overlap, the medium exposure image is used for the motion region, and the medium exposure image and the long exposure are used for the non-motion region. There is provided an image processing apparatus 1 including a WDR synthesis unit 60 that generates a first synthesized image using at least one of images.

かかる構成によれば、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているという条件を満たした場合に、動き領域については中露光画像を使用し、非動き領域については中露光画像と長露光画像を使用したWDR合成が行われる。したがって、かかる構成によれば、3種類以上の露光で撮影および合成を行うWDRにおいて、ノイズの発生が抑制され、かつ、WDR合成時のアーティファクトが抑制されたWDR合成画像を得ることが可能である。   According to this configuration, when the condition that the motion region and the region using the medium exposure image overlap is satisfied, the medium exposure image is used for the motion region and the medium exposure image is used for the non-motion region. WDR synthesis using a long exposure image is performed. Therefore, according to such a configuration, it is possible to obtain a WDR composite image in which generation of noise is suppressed and artifacts at the time of WDR composition are suppressed in WDR in which shooting and composition are performed with three or more types of exposure. .

一方、WDR合成部60は、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定された場合、使用画像選択結果に従って、短露光画像、中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第2の合成画像を生成すればよい。   On the other hand, if it is determined that the motion region and the region that uses the medium exposure image or more do not overlap, the WDR synthesis unit 60 selects the short exposure image, the medium exposure image, and the long exposure image according to the use image selection result. What is necessary is just to produce | generate a 2nd synthesized image using at least any one.

また、本発明の第2実施形態において、WDR合成部60は、判定部50による判定結果が変化した場合、第1の合成画像の生成と第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を漸次的に切り換える。特に、前記合成部は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成から前記第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を漸次的に切り換えてもよい。   In the second embodiment of the present invention, when the determination result by the determination unit 50 is changed, the WDR synthesis unit 60 generates a composite image between the generation of the first composite image and the generation of the second composite image. The generation method is gradually switched. In particular, when the determination result changes so as to indicate that at least the motion region and the region using the medium exposure image or more do not overlap, the combining unit starts generating the first combined image. The method of generating the composite image may be gradually switched to the generation of the second composite image.

かかる構成によれば、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域内で一旦止まって再び動いたり、該領域の境界で侵入・脱出を繰り返したりするような状況が発生しても、合成手法の急激な変化が起きず、見やすい動画像が得られる。   According to such a configuration, even if a situation occurs in which a moving object temporarily stops and moves again within an area that uses a medium-exposure image or more, or repeats intrusion / escape at the boundary of the area, An abrupt change does not occur and an easy-to-view moving image is obtained.

また、WDR合成部60は、判定部50による判定結果が変化した場合、第1の合成画像の生成と第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機してもよい。特に、WDR合成部60は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、上記の第1の合成画像の生成から上記の第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機してもよい。   In addition, when the determination result by the determination unit 50 changes, the WDR synthesis unit 60 performs a predetermined process before switching the method of generating the composite image between the generation of the first composite image and the generation of the second composite image. You may wait for hours. In particular, the WDR composition unit 60 generates the first composite image when the determination result changes so as to indicate that at least the motion region and the region using the medium exposure image or more do not overlap. From this time on, a predetermined time may be waited before switching the method of generating the composite image to the generation of the second composite image.

かかる構成によれば、動きオブジェクトが中露光画像以上を使用する領域内で一旦止まって再び動いたり、該領域の境界で侵入・脱出を繰り返したりするような状況が発生しても、合成手法の急激な変化が起きず、見やすい動画像が得られる。   According to such a configuration, even if a situation occurs in which a moving object temporarily stops and moves again within an area that uses a medium-exposure image or more, or repeats intrusion / escape at the boundary of the area, An abrupt change does not occur and an easy-to-view moving image is obtained.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

例えば、本明細書においては、異なる露光量で撮影されたN(Nは3以上の自然数)枚の画像の例として、露光量の少ない順に短露光画像、中露光画像および長露光画像の3つの画像を撮影する例を主に説明した。しかし、既に述べたように、4枚以上の画像を撮影する場合にも本発明の実施形態に係る画像処理装置1は適用可能である。例えば、4枚の画像を撮影する場合、中露光画像が2種類存在する。この2種類の中露光画像のうちどちらの画像を動き領域において使用して使用画像の上限とするかは、予め選択しておけばよい。例えば、動きオブジェクトに生じるノイズ量や、短露光画像が使用されないことによって発生する飽和の程度などに基づいて選択されればよい。   For example, in this specification, as an example of N (N is a natural number of 3 or more) images photographed with different exposure amounts, three images of a short exposure image, a middle exposure image, and a long exposure image are arranged in order of increasing exposure amount. An example of taking an image has been mainly described. However, as already described, the image processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention can be applied even when four or more images are captured. For example, when shooting four images, there are two types of medium exposure images. Which of the two types of medium-exposure images is used in the motion region to be the upper limit of the used image may be selected in advance. For example, the selection may be made based on the amount of noise generated in the moving object, the degree of saturation generated when the short exposure image is not used, or the like.

続いて、以下の特許文献2ないし特許文献4に記載された手法に関する説明とその問題点について説明する。   Next, explanation will be given on the method described in Patent Document 2 to Patent Document 4 below and its problems.

特許文献2(特開2011−205546号公報)には、露光アンダーと露光オーバーを繰り返しながら、露光比を複数種類の間で変更して撮影し、得られた複数枚の画像群から、被写体のダイナミックレンジに合う2枚の画像を選んで合成する技術が開示されている。特許文献2においては、露光比を6種類の間で変更している。かかる技術によれば、常に時間的に隣り合う2枚を合成に用いるので、合成時の動きぶれを抑えることができ、被写体が超高輝度の物体を含んでいても、適切な露光比設定と適切な2枚の画像選択をすれば、合成可能である。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-205546), while repeating underexposure and overexposure, the exposure ratio is changed between a plurality of types and images are taken. A technique for selecting and synthesizing two images suitable for a dynamic range is disclosed. In Patent Document 2, the exposure ratio is changed between six types. According to such a technique, since two images that are temporally adjacent to each other are always used for composition, it is possible to suppress motion blur at the time of composition, and even if the subject includes an extremely bright object, an appropriate exposure ratio setting is possible. If two appropriate images are selected, they can be combined.

しかし、特許文献2に記載された技術においては、時間的に隣り合う2枚を合成に用いるので、合成時の動きぶれを抑えることができるが、合成に用いる画像が2枚であっても合成時の動きぶれは発生してしまう。また、特許文献2に記載された技術においては、露光比の異なる画像を多く用意しなければならないため、合成結果として動画を得ようとするとフレームレートが著しく低下してしまうという問題が生じ得る。   However, in the technique described in Patent Document 2, since two temporally adjacent sheets are used for composition, motion blur at the time of composition can be suppressed, but composition is possible even if two images are used for composition. The movement of time will occur. In the technique described in Patent Document 2, since many images with different exposure ratios must be prepared, there is a problem that the frame rate is significantly reduced when a moving image is obtained as a synthesis result.

特許文献3(特開2008−160881号公報)には、短い単位露光時間で画像を連続撮影し、得られた単位画像を加算して長露光画像を生成する技術が開示されている。かかる技術によれば、短露光画像を長露光画像生成の中心の時刻に撮影された単位画像とすれば、位置ずれがほとんどない合成画像を生成可能である。   Japanese Patent Laid-Open No. 2008-160881 discloses a technique for continuously capturing images with a short unit exposure time and adding the obtained unit images to generate a long exposure image. According to such a technique, if the short-exposure image is a unit image photographed at the center time of long-exposure image generation, a composite image with almost no displacement can be generated.

しかし、特許文献3に記載された技術においては、単位露光時間をあまりにも短くすると、撮影データの転送スピードが間に合わなくなったり、転送時の消費電力・発熱が非常に大きくなったりすると考えられる。したがって、単位露光時間はあまり小さくできため、高輝度を撮影する性能があまり高められない。   However, in the technique described in Patent Document 3, it is considered that if the unit exposure time is too short, the transfer speed of the photographic data will not be in time, and the power consumption and heat generation during transfer will become very large. Therefore, the unit exposure time can be made very small, so that the performance of photographing high luminance cannot be improved so much.

また、特許文献3に記載された技術においては、位置ずれがないことはメリットではあるが、背景と物体で輝度差が大きい状況でその動物体を撮影した場合、長露光画像には動きぼけが生じて物体が大きく撮影されるのに対して、短露光画像は動きぼけがないので物体は小さく撮影される。この状況で合成を行うと、物体の周囲に「もや」のような影が発生して、不自然な画像になると思われる。   In addition, in the technique described in Patent Document 3, it is an advantage that there is no positional deviation, but when the moving object is photographed in a situation where the luminance difference between the background and the object is large, motion blur is present in the long-exposure image. As a result, the object is photographed large, while the short-exposure image has no motion blur, so the object is photographed small. If composition is performed in this situation, a shadow such as “haze” will appear around the object, which may result in an unnatural image.

特許文献4(特願2013−173699)には、上記の特許文献1に記載された技術において動きオブジェクトがノイジーとなり得るという問題を解決するための手法として、動きオブジェクトのみに有効となるノイズリダクションを適用する手法が本願の発明者によって提案された。しかし、1/3840秒というような超短露光画像のノイズを十分に消すことはできないため、かかる手法を使っても問題は解決されない。   In Patent Document 4 (Japanese Patent Application No. 2013-173699), as a technique for solving the problem that a moving object can be noisy in the technique described in Patent Document 1, noise reduction effective only for a moving object is disclosed. The method of applying was proposed by the inventors of the present application. However, since the noise of an ultrashort exposure image such as 1/3840 second cannot be sufficiently eliminated, the problem is not solved even if such a method is used.

1 画像処理装置
10 センサ
21 短露光画像メモリ
22 中露光画像メモリ
23 長露光画像メモリ
30 使用画像選択部
40 検出部
50 判定部
51 比較判定部
52 カウンタ
53 重複判定部
60 WDR合成部(合成部)
80 階調圧縮部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image processing apparatus 10 Sensor 21 Short exposure image memory 22 Medium exposure image memory 23 Long exposure image memory 30 Use image selection part 40 Detection part 50 Determination part 51 Comparison determination part 52 Counter 53 Overlapping determination part 60 WDR composition part (composition part)
80 gradation compression unit

Claims (7)

動き検出結果と使用画像選択結果とに基づいて、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定する判定部と、
前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、前記動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第1の合成画像を生成する合成部と、
を備え、
前記合成部は、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定された場合、前記使用画像選択結果に従って、短露光画像、中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第2の合成画像を生成する、
画像処理装置。
A determination unit that determines whether or not the motion region and the region using the medium exposure image or more overlap based on the motion detection result and the use image selection result;
When it is determined that the motion region and the region using the middle exposure image or more overlap, the middle exposure image is used for the motion region, and the middle exposure image and the non-motion region are used. A combining unit that generates a first combined image using at least one of the long exposure images;
Bei to give a,
When it is determined that the motion area and the area that uses the medium-exposure image or more do not overlap, the synthesizing unit, among the short-exposure image, the medium-exposure image, and the long-exposure image, according to the use image selection result Generating a second composite image using at least one of the following:
Image processing device.
前記判定部は、前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域との重複画素数を計測し、前記重複画素数が閾値を超えているか否かを判定することにより前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定する、
請求項1に記載の画像処理装置。
The determination unit measures the number of overlapping pixels between the motion region and a region using the middle-exposure image or more, and determines whether the number of overlapping pixels exceeds a threshold, thereby determining the motion region and the middle region. Determine whether the area that uses more than the exposure image overlaps,
The image processing apparatus according to claim 1.
前記合成部は、前記判定部による判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成と前記第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を漸次的に切り換える、
請求項に記載の画像処理装置。
The combining unit gradually switches a method of generating a composite image between the generation of the first composite image and the generation of the second composite image when the determination result by the determination unit changes;
The image processing apparatus according to claim 1 .
前記合成部は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成から前記第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を漸次的に切り換える、
請求項に記載の画像処理装置。
When the determination result changes so as to indicate that at least the moving region and the region using the middle-exposure image or more do not overlap, the synthesizing unit starts from the generation of the first synthesized image to the second Gradually switch the method of generating the composite image to the generation of the composite image of
The image processing apparatus according to claim 3 .
前記合成部は、前記判定部による判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成と前記第2の合成画像の生成との間で合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機する、
請求項に記載の画像処理装置。
When the determination result by the determination unit changes, the combining unit performs a predetermined time before switching the method of generating the combined image between the generation of the first combined image and the generation of the second combined image. stand by,
The image processing apparatus according to claim 1 .
前記合成部は、少なくとも前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していない旨を示すように前記判定結果が変化した場合、前記第1の合成画像の生成から前記第2の合成画像の生成に合成画像の生成の手法を切り換える前に所定の時間待機する、
請求項に記載の画像処理装置。
When the determination result changes so as to indicate that at least the moving region and the region using the middle-exposure image or more do not overlap, the synthesizing unit starts from the generation of the first synthesized image to the second Waiting for a predetermined time before switching the method of generating a composite image to generating a composite image of
The image processing apparatus according to claim 5 .
動き検出結果と使用画像選択結果とに基づいて、動き領域と中露光画像以上を使用する領域とが重複しているか否かを判定するステップと、
前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していると判定された場合、前記動き領域に対しては中露光画像を使用し、非動き領域に対しては中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第1の合成画像を生成するステップと、
を含み、
前記動き領域と前記中露光画像以上を使用する領域とが重複していないと判定された場合、前記使用画像選択結果に従って、短露光画像、中露光画像および長露光画像のうち少なくともいずれか一つを使用して第2の合成画像を生成するステップを含む、
画像処理方法。
Determining whether the motion region and the region using the medium exposure image or more overlap based on the motion detection result and the use image selection result;
When it is determined that the motion region and the region using the middle exposure image or more overlap, the middle exposure image is used for the motion region, and the middle exposure image and the non-motion region are used. Generating a first composite image using at least one of the long exposure images;
Only including,
When it is determined that the motion area and the area that uses the medium exposure image or more do not overlap, at least one of a short exposure image, a medium exposure image, and a long exposure image is determined according to the use image selection result. Generating a second composite image using
Image processing method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11379997B2 (en) 2019-11-01 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image devices including image sensors and image signal processors, and operation methods of image sensors

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6887853B2 (en) * 2017-04-03 2021-06-16 キヤノン株式会社 Imaging device, its control method, program
US10554902B2 (en) 2018-05-01 2020-02-04 Hanwha Techwin Co., Ltd. Apparatus and method for processing images
KR102485885B1 (en) * 2018-06-07 2023-01-09 돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션 Generating an HDR image from a single-shot HDR color image sensor
CN109040524B (en) * 2018-08-16 2021-06-29 Oppo广东移动通信有限公司 Artifact eliminating method and device, storage medium and terminal
JP6726324B1 (en) * 2019-01-17 2020-07-22 オリンパス株式会社 Imaging device, image synthesizing method, and image synthesizing program
CN109993722B (en) * 2019-04-09 2023-04-18 Oppo广东移动通信有限公司 Image processing method, image processing device, storage medium and electronic equipment
CN110198419A (en) * 2019-06-28 2019-09-03 Oppo广东移动通信有限公司 Image processing method, device, storage medium and electronic equipment
CN110266954B (en) * 2019-06-28 2021-04-13 Oppo广东移动通信有限公司 Image processing method, image processing device, storage medium and electronic equipment
CN110198417A (en) * 2019-06-28 2019-09-03 Oppo广东移动通信有限公司 Image processing method, device, storage medium and electronic equipment
WO2021101037A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for dynamic selection of reference image frame
CN113824873B (en) * 2021-08-04 2022-11-15 荣耀终端有限公司 Image processing method and related electronic equipment
CN115278097A (en) * 2022-06-24 2022-11-01 维沃移动通信有限公司 Image generation method, image generation device, electronic device, and medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004254151A (en) * 2003-02-21 2004-09-09 Fuji Film Microdevices Co Ltd Imaging unit and imaging method
JP4715853B2 (en) 2008-02-12 2011-07-06 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and imaging method
JP5445235B2 (en) * 2010-03-09 2014-03-19 ソニー株式会社 Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2011205546A (en) 2010-03-26 2011-10-13 Panasonic Corp Photographing apparatus, image compositing method, and image compositing program
JP5682434B2 (en) 2011-04-26 2015-03-11 株式会社ニコン Imaging device
JP5896788B2 (en) * 2012-03-07 2016-03-30 キヤノン株式会社 Image composition apparatus and image composition method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11379997B2 (en) 2019-11-01 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image devices including image sensors and image signal processors, and operation methods of image sensors

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