JP6231284B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
まず、図面を用いて装置の構成を説明する。本実施例に係る撮像装置10は、図1に示すように車両(図示省略)に設置されて、被写体を観測するレンズ系101と、撮像素子102と、信号分離部103と、出力信号線形変換部104と、色信号生成部105aと、輝度信号生成部107と、輝度信号補正部108と、色輝度合成部109と、画像出力部110を備えている。
前記撮像素子102の光電変換特性(以下、入出力特性と呼ぶ)は、図4(a)に示すように複数の入出力特性を備えており、入射光を受光した撮像素子102の各画素に蓄積される電荷のリセットタイミングやリセット電圧を変更することによって、入出力特性を変更することができる。
撮像素子102は、図4(a)または(b)に示す出力電圧信号eを出力する複数の画素を二次元的に備えている。
TT=αXT+βYT+γZT (式1)
次に、信号分離部103によって分離された2つの信号のうち、色信号処理に用いられる信号について、出力信号線形変換部104によって、図6に示すように、入力輝度Iに対して、撮像素子102の出力電圧信号eが線形に変化する予測線形特性612を有すると仮定して、入力輝度Iと出力電圧信号eとが非線形関係にある領域に該当する信号部分を、線形関係をもつ信号になるように線形変換処理(線形化)を行う。
次に、色信号生成部105aで行わる色再現処理について、図8を用いて説明する。
赤外分離部1053aは、第1線形補間処理部1052において得られた前記4つの線形色信号(R0,G0,B0,C0)に対してリニアマトリクスによる赤外分離処理を行う。具体的に赤外分離処理を行うために用いる行列演算を(式2)及び(式3)に示す。
第2色分離部1055(飽和抑制部)は、第1色分離部1051と同様に、線形化出力信号RAW1が入力されて、4つの色信号に分離(信号がない部分は空白0を挿入)されるが、分離前に、飽和信号レベル(12ビットの場合は4095)に対して色信号毎に予め定められたクリップレベルを用いてクリッピングを行う。
R_Thr=Thr×G_Gain/R_Gain (式5)
ここで、G_Gain,R_Gainはそれぞれ、色温度を調整するパラメータであり、緑色の強さを表わすGゲインと、赤色の強さを表わすRゲインである。
B_Thr=Thr×R_Gain/B_Gain (式6)
ここで、B_Gainは、色温度を調整するパラメータであり、青色の強さを表わすBゲインである。
色信号選択部1059は、画素単位で並行して生成される前記2種類の線形補正色信号(赤外分離色信号、赤外未分離色信号)のうち、どちらの線形補正色信号を使用するかを選択するための判定を行う。そのため、まず、飽和領域判定部1058a(色飽和検出部)において、線形化出力信号RAW1に対して、飽和画素、または飽和画素の周辺画素(線形補間で飽和画素の影響を受けている画素)のみを表わす二値信号を生成する。
信号分離部103によって分離された2つの出力信号RAW0のうち、色信号処理に用いない出力信号RAW0は、輝度信号処理に利用される。
以下、RGBCフィルタを備えた撮像素子102から得られた線形補正色信号(R1,G1,B1)と輝度補正信号Y2を用いて、映像信号(R2,G2,B2)を生成する方法について、順を追って説明する。
Yc = 0.299×R1+0.587×G1+0.114×B1 (式8)
Rc = R1/Yc (式9)
Gc = G1/Yc (式10)
Bc = B1/Yc (式11)
R2 = Xc×Y2 (式12)
G2 = Yc×Y2 (式13)
B2 = Zc×Y2 (式14)
Y2 = 0.299×R2+0.587×G2+0.114×B2 (式15)
R1:G1:B1 = R2:G2:B2 (式16)
次に、図11のフローチャートを用いて、実施例1の一連の処理の流れを説明する。
αXT+βYT+γZT−TT=0 (式17)
101 レンズ系
102 撮像素子
103 信号分離部
104 出力信号線形変換部
105a 色信号生成部
107 輝度信号生成部
108 輝度信号補正部
109 色輝度合成部
110 画像出力部
Claims (3)
- 互いに異なる可視光領域の光を選択的に透過して、かつ近赤外光領域において、互いに等しい分光透過率を持つ3種類のフィルタと、可視光領域の分光透過率が前記3種類のフィルタの各々の分光透過率の線形和で表わされて、かつ、近赤外光領域において、前記3種類のフィルタの分光透過率と等しい分光透過率を持つ1種類のフィルタと、からなる複数のフィルタが所定のパターンで配列された複数の画素を備えて、前記複数の画素から、それぞれ、前記画素に入射する入射光の輝度に応じて非線形に変化する第1の出力信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子が入射光の輝度範囲に亘って線形に変化する第2の出力信号を出力すると仮定したときに、前記複数の画素から出力される複数の前記第1の出力信号を、それぞれ、前記第2の出力信号に変換する出力信号線形変換部と、
前記第2の出力信号から、前記複数のフィルタのうち前記複数の画素にそれぞれ配列されたフィルタ以外のフィルタを配列したと仮定したときに前記複数の画素からそれぞれ出力されると予測される複数の色信号を生成する色信号生成部と、
前記複数の色信号の中から、近赤外光成分が分離された複数の赤外分離色信号を生成する赤外分離部と、
前記第1の出力信号から輝度信号を生成する輝度信号生成部と、
前記複数の赤外分離色信号と前記輝度信号とを合成して映像信号を生成する色輝度合成部と、
前記色信号が飽和していることを検出する色飽和検出部と、
飽和が検出された色信号を、予め決められた所定の値に変換するクリッピング処理を行って赤外未分離色信号を出力する飽和抑制部と、を有し、
前記色飽和検出部において、飽和している色信号が検出されたときには、前記色輝度合成部において、前記赤外未分離色信号と前記輝度信号とを合成して前記映像信号を生成して、
前記色飽和検出部において、飽和している色信号が検出されないときには、前記色輝度合成部において、前記赤外分離部から出力される赤外分離色信号と前記輝度信号とを合成して前記映像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 前記赤外分離部は、さらに、赤外分離色信号が生成された後に残る近赤外光成分量を算
出して、
前記飽和抑制部は、前記色飽和検出部の出力、または、前記近赤外光成分量に基づいて飽和画素の発生を判断して、飽和画素が検出されたときに、前記飽和画素の画素値を予め決められた所定の値に変換するクリッピング処理を行って赤外未分離色信号を出力して、
前記色輝度合成部において、前記赤外未分離色信号と前記輝度信号とを合成して前記映像信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記色輝度合成部は、前記赤外分離色信号を前記赤外分離色信号から算出された輝度成分によって正規化した正規化色信号、または前記赤外未分離色信号を前記赤外未分離色信号から算出された輝度成分によって正規化した正規化色信号と、前記輝度信号と、を乗算することによって合成して前記映像信号を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
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