JP7295329B2 - 撮像システム、画像処理プログラム、および画像処理方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、色付き残像を軽減するための技術を提供することを目的とする。
前記色分解光学系は、被写体光を複数の波長域に分光し、複数の色成分の像を形成する。
複数の前記撮像素子は、複数の前記色成分の像をそれぞれ撮像し、映像信号の色成分をそれぞれ生成する。
前記色別露光設定部は、露光期間を複数の前記色成分ごとにそれぞれ設定する。
前記露光制御部は、前記色成分ごとに設定された前記露光期間のうちの最短期間以下の共通期間において、複数の前記撮像素子を略同時に露光制御して映像信号(以下「基準映像信号」という)を得る露光制御αを実施する。さらに、前記露光制御部は、前記色成分ごとの露光期間から前記共通期間を除いた期間で、複数の前記撮像素子をそれぞれ露光制御して映像信号(以下「拡張映像信号」という)を得る露光制御βを実施する。
図1は、実施例1の撮像システム100の構成を示すブロック図である。
露光制御部140は、露光制御αおよび露光制御βを連続的に実施する。
次に、実施例1の動作シーケンスを説明する前に、『色付き残像の問題』について説明する。
図2は、色付き残像の問題を説明する図である。
被写体が静止し、かつカメラブレがなければ、この撮影条件によって、高感度かつ低ノイズでワイドダイナミックレンジの出力映像を得ることが可能になる。
続いて、上述した色付き残像の問題を改善する実施例1の処理について説明する。
図3および図4は、撮像システム100の動作シーケンスを説明する流れ図である。
図5は、撮像システム100の処理の様子を示す説明図である。
以下、図3および図4に示すステップ番号の順に説明する。
・拡張映像信号のR色成分については、露光期間(TR-TR)のために、露光期間はゼロになる。(そのため、撮像素子121Rに対する電子シャッタ制御は行われず、拡張映像信号のR色成分はゼロになる。)
・拡張映像信号のG色成分については、露光期間が(TG-TR)に決定される。
・拡張映像信号のB色成分については、露光期間が(TB-TR)に決定される。
[1]色残像判定部153は、画素単位のレベル差が所定の閾値より大きければ、色ズレ残像の色差が明確で目立つために許容範囲の外と判定する。
[2]色残像判定部153は、レベル差を生じた領域面積(画素の数)が所定の閾値より大きければ、色ズレ残像の面積が大きく目立つために許容範囲の外と判定する。
[3]色残像判定部153は、レベル差を生じた画素の頻度が所定の閾値より大きければ、色ズレ残像の発生箇所が多数で目立つために許容範囲の外と判定する。
[4]色残像判定部153は、レベル値の絶対値の累積値が所定の閾値より大きければ、色ズレ残像が量的に大きくて目立つために許容範囲の外と判定する。
次に、実施例1が奏する効果について説明する。
この露光制御αでは、色成分ごとに設定された露光期間のうちの最短期間以下の共通期間で、複数の撮像素子を一律に露光制御する。その結果、色飽和を軽減しつつ、色付き残像の生じない基準映像信号を得ることが可能になる。
一方、露光制御βでは、色成分ごとの露光期間から共通期間を除いた期間で、複数の撮像素子をそれぞれ露光制御する。その結果、色付き残像を主として含む拡張映像信号を得ることが可能になる。
これら分割露光によって得られる両信号は、色付き残像の出方が異なる信号である。したがって、両信号の差異に基づいて色付き残像を抽出する、抽出した色付き残像を軽減するなどの画像処理が可能になる。
したがって、低残像モードとレンジ拡大モードをフレーム単位に切り替えることによって、色付き残像による映像破綻をフレーム単位に回避しつつ、ワイドダイナミックレンジの映像をフレーム単位に得ることが可能になる。
したがって、低残像モードとレンジ拡大モードをフレーム内の領域単位に切り替えることによって、色付き残像による映像破綻をフレーム内の領域単位に回避しつつ、ワイドダイナミックレンジの映像をフレーム内の領域単位に得ることが可能になる。
上述した色残像判定部153、およびモード切替部154などは、ハードウェアとしてCPU(Central Processing Unit)やメモリなどを備えたコンピュータシステムとして構成してもよい。このハードウェアがコンピュータ可読媒体に記憶された画像処理プログラムを実行することにより、色残像判定部153およびモード切替部154などの各種機能(図3、図4参照)が実現する。このハードウェアの一部または全部については、専用の装置、汎用の機械学習マシン、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、PLD(programmable logic device)などで代替してもよい。
Claims (6)
- 被写体光を複数の波長域に分光し、複数の色成分の像を形成する色分解光学系と、
複数の前記色成分の像をそれぞれ撮像し、映像信号の前記色成分をそれぞれ生成する複数の撮像素子と、
露光期間を複数の前記色成分ごとにそれぞれ設定する色別露光設定部と、
前記色成分ごとに設定された前記露光期間のうちの最短期間以下の共通期間において、複数の前記撮像素子を略同時に露光制御して映像信号(以下「基準映像信号」という)を得る露光制御αと、前記色成分ごとの前記露光期間から前記共通期間を除いた期間で、複数の前記撮像素子をそれぞれ露光制御して映像信号(以下「拡張映像信号」という)を得る露光制御βとを実施する露光制御部と、
前記基準映像信号と前記拡張映像信号とを比較して、色付き残像を判定する色残像判定部と、
前記色残像判定部の判定した前記色付き残像が許容範囲の外であれば前記基準映像信号から出力画像を生成する低残像モードを実施し、前記色付き残像が前記許容範囲の内であれば前記基準映像信号と前記拡張映像信号との合成結果から出力画像を生成するレンジ拡大モードを実施するモード切替部
を備えたことを特徴とする撮像システム。 - 請求項1に記載の撮像システムであって、
前記モード切替部は、前記低残像モードと前記レンジ拡大モードをフレーム単位に切り替える
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項1に記載の撮像システムであって、
前記モード切替部は、前記低残像モードと前記レンジ拡大モードをフレーム内の領域単位に切り替える
ことを特徴とする撮像システム。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の撮像システムであって、
前記色残像判定部は、前記基準映像信号と前記拡張映像信号とを前記色成分ごとに比較して、前記色付き残像を前記色成分ごとに判定し、
前記モード切替部は、前記色成分ごとの前記色付き残像に基づいて、前記低残像モードと前記レンジ拡大モードを前記色成分ごとに切り替える
を備えたことを特徴とする撮像システム。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の撮像システムであって、
前記モード切替部は、前記低残像モードと前記レンジ拡大モードとに応じて前記色成分のゲイン補正を行って、モード切り替えに伴う出力画像のレベル変化を抑制する
ことを特徴とする撮像システム。 - コンピュータシステムを
請求項1~5のいずれか一項に記載の前記色残像判定部、および前記モード切替部として機能させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
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