JPH10136269A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH10136269A
JPH10136269A JP28247096A JP28247096A JPH10136269A JP H10136269 A JPH10136269 A JP H10136269A JP 28247096 A JP28247096 A JP 28247096A JP 28247096 A JP28247096 A JP 28247096A JP H10136269 A JPH10136269 A JP H10136269A
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JP
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Patent type
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image
exposure
exposure time
imaging
even
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Pending
Application number
JP28247096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Akutagawa
清 芥川
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the image pickup device that extends a dynamic range of an image pickup element and provides an output.
SOLUTION: An image classification section 27 that reads an image from a CCD 23 classifies the image into that of even and odd number of lines. Edge detection sections 37, 39 detect an edge strength of an image of even and odd number of lines, a strength comparison section 41 compares detected edge strength values for each picture element, and a selection section 43 selects the image classified by an image classification section 27 for each of picture elements having a higher edge strength. In this case, an exposure time calculation section 45 calculates an exposure time so that a mean density of the image of even and odd number of lines is a proper mean density stored in advance, a vertical mobile section 13 controls the image-pickup charges reciprocally to be moved in the vertical direction alternately as an exposure process of the CCD 23 and controls an exposure timing of the CCD 23 in response to the exposure time calculated by the exposure time calculation section 45.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CCDカメラのダイナミックレンジを拡大して出力する撮像装置に関する。 The present invention relates to relates to an imaging apparatus which outputs an enlarged dynamic range of the CCD camera.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、ダイナミックレンジを拡大して出力する撮像装置にあっては、露光時間T1で撮像した画像を記憶しておき、次に、露光時間T2で撮像する。 Conventionally, in the imaging device to output the expanded dynamic range, stores the image captured in the exposure time T1, then it is imaged with the exposure time T2. 露光時間T1の画像と露光時間T2の画像を比較して、より鮮明な方の画像を選択して1つの画像とする。 By comparing the image of the image and the exposure time T2 of the exposure time T1, and one image by selecting the clearer towards image.

【0003】例えば、図8に示すように、停車中の車両を撮像する場合において、車両の前側が日影になり後側が日向になる場合や、日向か日影のどちからを適性露光状態となるように露光した場合、他方の画像が露光アンダーや露光オーバとなる。 [0003] For example, as shown in FIG. 8, in a case of imaging the vehicle parked, or if the post becomes the front of the vehicle on the shaded side is in the sun, the throat force the sunny or shaded with proper exposure state when exposed to the other image is underexposed or overexposed. この2つの画像から適性露光部分の画像を選択して合成することで全体が適性露光の画像を得ることができるという利点を有するものである。 Those having the advantage that the whole can be obtained an image of proper exposure by combining selected images suitability exposed portions of the two images.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の撮像装置にあっては、カメラからの1回の画像読み出しには時間がかかるため、撮像対象物またはカメラ自体が移動している場合には、露光時間T1の画像と露光時間T2の画像では撮像画に差異が生じ、その結果、画像上の同じ位置の画像を比較しても時間差に起因して違う被写体を比較する部分が生じる。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional imaging apparatus, since the time for one image reading from the camera takes, when the imaging object or the camera itself is moving, the difference occurs in the imaging field in the image of the image and the exposure time T2 of the exposure time T1, the result, the portion for comparing the object different by also due to the time difference by comparing the image of the same position on the image may occur. この結果、出力画像において、被写体が変形したり、適性露光でない方の画像が選択されたりするといった問題があった。 As a result, in the output image, deformed or the subject, the image of the person who is not a proper exposure has a problem or is selected. 例えば、上記例において車両が前方に移動している場合、図9に示すように、車両が変形して出力される。 For example, when the vehicle in the above example is moving forward, as shown in FIG. 9, the vehicle is outputted deformed. 本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, the object of the present invention to provide an imaging apparatus capable of outputting an enlarged dynamic range of the image pickup device.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、 Means for Solving the Problems The invention according to claim 1,
上記課題を解決するため、1ラインおきに光を透過させて撮像するとともに、撮像時に生じる電荷を副走査方向に移動可能な撮像素子と、該撮像素子から画像を読み出して偶数および奇数ラインの画像に分類する画像分類手段と、該偶数および奇数ラインの画像のエッジ強度を検出する2つのエッジ検出手段と、検出されたエッジ強度値を画素ごとに比較する強度比較手段と、該エッジ強度値が大きい方の画素毎に前記画像分類手段で分類された画像を選択する選択手段と、前記偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値になるように露光時間を算出する露光時間算出手段と、前記撮像素子の露光工程として撮像された電荷を垂直方向に交互に往復移動するように制御するとともに、 To solve the above problem, 1 with every other line in the light is transmitted to imaging, the charge generated at the time of imaging a movable image sensor in the sub-scanning direction, reads an image from the image sensor of the even and odd line image an image classifying means for classifying, the two edge detection means for detecting an edge intensity of the image of the even number and odd lines, and intensity comparing means for comparing the detected edge intensity value for each pixel, the edge strength value selection means for selecting the images classified by the image classifying means for each pixel of the larger, the exposure time so that the proper average density value stored in advance the average density value of the image of the even and odd lines an exposure time calculation means for calculating, and controls so as to reciprocate alternately charges captured as the exposure process of the imaging device in the vertical direction,
該露光時間算出手段で算出された露光時間に応じて前記撮像素子の露光タイミングを制御する垂直移動制御手段とを有することを要旨とする。 And summarized in that with a vertical movement control means for controlling the exposure timing of the imaging device in accordance with the exposure time calculated by the exposure time calculation means.

【0006】請求項2記載の発明は、上記課題を解決するため、前記露光時間算出手段は、偶数および奇数ラインの2つの画像のうちいずれか一方を被写体の暗い部分が適性露光になるように、他方の被写体の明るい部分が適性露光となるように露光時間を算出することを要旨とする。 [0006] According to a second aspect of the invention, to solve the above problem, the exposure time calculation means, so that the two either the dark part of the subject of the image of the even and odd lines is proper exposure , the other bright portion of a subject and summarized in that to calculate the exposure time so that the proper exposure.

【0007】請求項3記載の発明は、上記課題を解決するため、前記垂直移動制御手段における1回の露光工程は、前記撮像素子の透過部分に第1の露光時間に渡って露光させる第1の工程と、前記撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ下方に移動させた後に、前記撮像素子の透過部分の電荷を遮光部分に移動させる一方、遮光部分の電荷を透過部分に移動させた後に、この状態で第2の露光時間に渡って露光させる第2の工程と、前記撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ上方に移動させる第3の工程とを有することを要旨とする。 [0007] The invention of claim 3, wherein, in order to solve the above problems, one exposure process in the vertical movement control means, first exposing over a first exposure time to the transmission portion of the imaging device and step, the entire surface of the charge of the imaging device after moving downward by one line, while moving the charge of the transmission portion of the imaging element in the light-shielding portion, after moving the charge of the light-shielding portion transmitting portion a second step of exposure in this state over the second exposure time, and summarized in that a third step of moving the entire surface of the charge of the image sensing element upwards by one line.

【0008】請求項4記載の発明は、上記課題を解決するため、前記露光時間算出手段は、前記露光工程の繰り返し回数を前記垂直移動制御手段に設定することを要旨とする。 [0008] The invention of claim 4, wherein, in order to solve the above problems, the exposure time calculation means, and summarized in that setting the number of repetitions of the exposure step to the vertical movement control means.

【0009】請求項5記載の発明は、上記課題を解決するため、前記撮像素子は、前記撮像素子の前面に配置されて、前記撮像素子に対して1水平ラインおきに光を遮断するための縞パターンからなるストライプを有することを要旨とする。 [0009] The invention of claim 5, wherein, in order to solve the above problems, the imaging device, the disposed on the front surface of the imaging element, for blocking light in one horizontal line every other said imaging element and summarized in that a stripe consisting of striped pattern.

【0010】 [0010]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、1ラインおきに光を透過させて撮像するとともに、撮像時に生じる電荷を副走査方向に移動可能な撮像素子を用意し、 Effects of the Invention According to the present invention described in claim 1, together with the imaging by transmitting light to every other line, a charge generated at the time of imaging providing a movable image sensor in the sub-scanning direction,
この撮像素子から画像を読み出して画像分類手段で偶数および奇数ラインの画像に分類する。 Reads an image from the image sensor classifies the images of the even and odd lines in the image classifying unit. 次に、偶数および奇数ラインの画像のエッジ強度を2つのエッジ検出手段で検出し、検出されたエッジ強度値を強度比較手段で画素ごとに比較し、このエッジ強度値が大きい方の画素毎に画像分類手段で分類された画像を選択手段で選択する。 Then, the edge intensity of the image of the even and odd lines is detected by the two edge detecting means to compare each pixel the detected edge intensity value at the intensity comparing means, for each pixel having a larger this edge intensity value selecting images classified by the image classifying means selection means. この際に、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値になるように露光時間算出手段で露光時間を算出し、垂直移動制御手段において、撮像素子の露光工程として、撮像された電荷を垂直方向に交互に往復移動するように制御するとともに、露光時間算出手段で算出された露光時間に応じて撮像素子の露光タイミングを制御するようにしているので、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値が予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 At this time, calculates the even and odd lines average exposure time calculation means so that the proper average density value of the density values ​​are stored in advance exposure time of the image, the vertical movement control means, the exposure of the imaging device processes as, and controls so as to reciprocate alternately charges captured in the vertical direction, so so as to control the exposure timing of the imaging device in accordance with the exposure time calculated by the exposure time calculation means, even and it can be proper average density value average density value of the image of the odd-numbered lines is stored in advance, as a result, it is possible to output an enlarged dynamic range of the image pickup device.

【0011】例えば、撮像装置を用いたカメラを車両に設置し、道路を撮影する場合、車両の前方にトンネルがあるときでも、露光時間T1では露光アンダーなトンネル部分と適性露光部分である日向部分が撮像でき、一方、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日影部分が撮像できるので、コントラストが強い適性露光部分を選択でき、トンネルの内外で適性露光の画像を得ることができる。 [0011] For example, to install the camera using an image pickup device to a vehicle, when shooting road, Hinata portion is in also, the exposure time T1 underexposed tunnel portion and suitability exposed portion when the front of the vehicle there is a tunnel There can be captured, whereas, since the exposure time T2 in the exposure over a sunlit portion and suitability exposed portion at a shaded portion can be captured, the contrast can be selected a strong aptitude exposed portion, to obtain an image of the suitability exposure in and out of the tunnel can.

【0012】また、同カメラで前方の車両を撮影する場合、道路および車両の一部が建物の影になったときでも、露光時間T1では露光アンダーな建物の影部分と適性露光部分である車両の一部が撮像でき、一方、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日陰部分が撮像できるので、コントラストが強い適性露光部分を選択でき、車両および道路全体の適性露光の画像を得ることができる。 [0012] In addition, vehicle when photographing the front of the vehicle with the same camera, part of the road and the vehicle even when it becomes the shadow of the building, is a shadow part and aptitude exposed portion of the exposure time T1 exposure under building some can be captured, whereas, since the shade portion is an exposure time T2 in the exposure over a sunlit portion and suitability exposed portions can be imaged, contrast can be selected a strong aptitude exposed portion, of the vehicle and road overall suitability exposure image it is possible to obtain.

【0013】また、請求項2記載の本発明によれば、偶数および奇数ラインの2つの画像のうちいずれか一方を被写体の暗い部分が適性露光になるように、他方の被写体の明るい部分が適性露光となるように露光時間を算出することで、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Further, according to the present invention described in claim 2, the even and one of the two images of the odd line as dark part of the subject is proper exposure, suitability bright portion of the other object by calculating the exposure time so that the exposure can be output to expand the dynamic range of the image pickup device.

【0014】また、請求項3記載の本発明によれば、1 Further, according to the present invention described in claim 3, 1
回の露光工程は、撮像素子の透過部分に第1の露光時間に渡って露光させる第1の工程と、撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ下方に移動させた後に、撮像素子の透過部分の電荷を遮光部分に移動させる一方、遮光部分の電荷を透過部分に移動させた後に、この状態で第2の露光時間に渡って露光させる第2の工程と、撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ上方に移動させる第3の工程とを有することで、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値が予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Times the exposure step, after moving a first step of exposing over a first exposure time to the transmission portion of the image pickup device, the entire surface of the charge of the image pickup element downward line by line, the transmitting portion of the imaging device while moving the charge to the light-shielding portion, after moving the charge of the light-shielding portion transmitting portion, a second step of exposing in this state over the second exposure time, the entire surface of the charge of the image pickup device 1 by and a third step of moving upwardly by line, even and odd average density value of the line image can be proper average density value stored in advance, as a result, the dynamic range of the imaging device it is possible to the expanding output.

【0015】また、請求項4記載の本発明によれば、露光工程の繰り返し回数を垂直移動制御手段に設定することで、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Further, according to the present invention described in claim 4, the number of repetitions of exposure process by setting the vertical movement control means, suitability stored in advance the average density value of the image of the even and odd lines mean it can be the density value, as a result, it is possible to output an enlarged dynamic range of the image pickup device.

【0016】また、請求項5記載の本発明によれば、撮像素子に対して1水平ラインおきに光を遮断するための縞パターンからなるストライプを撮像素子の前面に配置することで、撮像素子に1ラインおきに光を透過させて撮像させることができる。 Further, according to the present invention of claim 5, by arranging the stripe consisting of fringe pattern for blocking the light in one horizontal line every other imaging device in front of the imaging device, the imaging device by transmitting light can be captured in every other line on.

【0017】 [0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings. 図1は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置1のシステム構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a system configuration of an imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 同図において、クロック生成部11は、各部の動作の基準となるクロック信号を生成する。 In the figure, a clock generator 11 generates a clock signal as a reference of the operation of each part. 垂直移動制御部13は、C Vertical movement control unit 13, C
CD23の電荷をストライプ21と垂直な方向に交互に往復移動するように制御するための垂直移動信号を生成する。 The charge of CD23 to generate a vertical movement signal for controlling so as to reciprocate alternately in a direction perpendicular to the stripe 21.

【0018】読出制御部15は、CCD23から撮像後の電荷を読み出すための読出信号を生成する。 The read control unit 15 generates a read signal for reading the charge after imaging from CCD 23.

【0019】CCD駆動部17は、垂直移動制御部13 The CCD driving section 17, vertical movement control unit 13
で生成された垂直移動信号および読出制御部15で生成された読出信号をまとめてCCD23に与えてCCD2 The read signal generated by the vertical movement signal and a read control unit 15 in generated collectively CCD2 given to CCD23
3を駆動する。 3 to drive. レンズ19を通した撮像画像がストライプ21を配置しているCCD23に投影されと、このC When the captured image through the lens 19 is projected on the CCD23 are disposed stripe 21, the C
CD23前面に配置されているストライプ21は、図2 CD23 stripes 21 disposed on the front, FIG. 2
に示すように、水平方向に縞模様を有するもので、遮光部分21aでは光を遮断し、透過部分21bでは光を透過する。 As shown in, those having a striped pattern in the horizontal direction, and blocks light in the light-shielding portion 21a, transmitting light in the transmissive portion 21b. なお、ストライプ21は固定された縞模様なので、例えば写真のフイルム等を用いて容易に構成することができる。 Note that the stripe 21 is so fixed stripes, it can be easily configured by using, for example photographs of the film or the like. このストライプ21の特徴は、縞間隔をC Features of this stripe 21, the fringe spacing C
CD23の1ライン幅と一致させ、光を遮断するための遮光部分21aを奇数ラインに配置する一方、光を透過するための透過部分21bを偶数ラインに配置するようにしたものである。 1 linewidth of CD23 and match, while arranging the light-shielding portion 21a for shielding light to an odd line, in which the transmitting portion 21b for transmitting the light to be arranged in the even lines. こうして、CCD23に対して1水平ラインおきに光を遮断するための縞パターンからなるストライプ21をCCD23の前面に配置することで、 Thus, by arranging the stripe 21 composed of a stripe pattern for blocking the light in one horizontal line every other CCD 23 on the front of the CCD 23,
CCD23に1ラインおきに光を透過させて撮像させることができる。 CCD23 the light is transmitted every other line can be captured.

【0020】図1に戻って、CCD駆動部17から出力される読出信号に応じて、CCD23から出力された画像信号は、アンプ25で増幅された後に、画像分類部2 [0020] Returning to FIG. 1, in response to the read signal output from the CCD driver 17, an image signal output from the CCD23, after being amplified by the amplifier 25, the image classification section 2
7、画像選択部35を経由して出力される。 7, and output via the image selection unit 35. この画像分類部27は、A/D変換部29、画像記憶部31および記憶制御部33から構成される。 The image classification section 27 is composed of the A / D converter 29, the image storage unit 31 and the storage control unit 33. A/D変換部29は、 A / D conversion unit 29,
アンプ25で増幅された画像信号にA/D変換を施して量子化して画像データを出力する。 The amplified image signal by the amplifier 25 is subjected to A / D conversion and outputs the image data by quantizing. 画像記憶部31は、 Image storage unit 31,
A/D変換後の画像データを1ライン分順次に記憶するとともに、1ライン分前の画像データを出力する。 Stores the image data after A / D conversion sequentially one line, and it outputs the image data for one line before. 記憶制御部33は、画像記憶部31にA/D変換後の画像データを順次に1ライン分記憶させ、かつ1ライン分前の画像データを出力させるための制御信号を出力する。 The storage control unit 33, the image storage unit 31 is sequentially one line stores image data after A / D conversion, and outputs a control signal for outputting the image data for one line before.

【0021】画像選択部35は、エッジ検出部37,3 The image selecting section 35, an edge detecting unit 37,3
9、強度比較部41および選択部43から構成される。 9, and a strength comparison unit 41 and selection unit 43.
エッジ検出部37,39は、それぞれ入力される画像データの明るさの変化点を表すエッジを検出して撮像された対象物の輪郭線を検出する。 Edge detector 37, 39 detects the contour of the detected object which is imaged by the edges representing the brightness change point of the input image data, respectively. 強度比較部41は、2つのエッジ検出部37,39から出力されるエッジの強度を比較してエッジ強度の大きい方を選択するための選択信号を出力する。 Strength comparison unit 41 outputs a selection signal for comparing the intensity of the edge that is output from the two edge detection unit 37, 39 for selecting the direction of edge strength greater. 選択部43は、強度比較部41から出力された選択信号に応じてA/D変換直後の画像データ29d、又は画像記憶部31から出力される1ライン分遅延させた画像データ31dを選択して撮像装置1の出力とする。 Selecting unit 43 selects the image data 29d or one line delayed image data 31d was outputted from the image storage unit 31, immediately after the A / D conversion in response to the selection signal output from the intensity comparing unit 41 the output of the image pickup apparatus 1. 露光時間算出部45は、画像分類部27から入力される2つの画像データに基づいてそれぞれの撮像面の平均濃度値を求めてこの値が予め記憶されている適性平均濃度値に近ずくように露光時間を制御する。 Exposure time calculation unit 45 calculates the average density value of each of the imaging surface on the basis of two image data input from the image classification section 27 to the proper average density value the value is stored in advance in the near Nuisance so to control the exposure time.

【0022】次に、図3に示すタイミングチャートを用いて撮像装置1の動作を説明する。 Next, the operation of the imaging apparatus 1 with reference to a timing chart shown in FIG. なお、撮像装置1 The imaging apparatus 1
は、CCD23での撮像、CCD23からの画像データの読み出し及び露光時間の算出等を周期的に繰り返すように自動的に内部制御されているものである。 An imaging in CCD 23, are those automatically internally controlled to periodically repeats the calculation and the like of the read and the exposure time of the image data from the CCD 23. まず、撮像時は図3(イ)に示すように、時刻t0では、CCD First, as the time of imaging is shown in FIG. 3 (b), at time t0, CCD
23における撮像に先立って、CCD23全面の電荷をクリアする。 Prior to imaging at 23, clears the CCD23 entire charge. 次に、時刻t1では、CCD23に一定時間T1の露光を行わさせる。 Next, at time t1, causing performed exposure for a certain period of time T1 to CCD 23. この結果、ストライプ21 As a result, the stripe 21
の透過部分21bに対応する撮像素子に入射光量に応じた電荷が蓄積される。 Charge corresponding to the amount of incident light on the imaging device corresponding to the transmissive portion 21b of is accumulated.

【0023】この露光後に、時刻t2では、垂直移動制御部13はCCD23全面の電荷を1ラインずつ下方に移動させ、CCD23の透過部分21bの電荷をストライプ21の遮光部分21aに移動させる一方、遮光部分21aの電荷を透過部分21bに移動させる。 [0023] After this exposure, at time t2, while the vertical movement control unit 13 which is moved downward by one line charge of CCD23 entire surface to move the charge of the transparent portion 21b of the CCD23 on the light-shielding portion 21a of the stripe 21, the light shielding moving the charge of the portion 21a to the transparent portion 21b. 次に、時刻t3では、この状態で一定時間T2の露光を行わせ、 Next, at time t3, to perform the exposure of the predetermined time T2 in this state,
この露光後に、時刻t4では、CCD23の全面の電荷を1ラインずつ上方に移動させ、初期位置に戻して1回目の露光過程を終了する。 After this exposure, at time t4, it is moved upwardly line by line the entire surface of the charge of the CCD 23, to end the first exposure process is returned to the initial position. 同様に、時刻t5以降では、 In the same way, after time t5,
一定時間T1での露光、垂直方向下方への電荷移動、一定時間T2の露光、垂直方向上方への電荷移動等の繰り返しを一定回数nだけ行う。 Exposure at a predetermined time T1, the charge transfer in the vertical direction downward, the exposure of the predetermined time T2, performs repeating of charge transfer or the like vertically upwards by a certain number of times n.

【0024】なお、露光時間T1はCCD23の物理的特性で達成できる最小値とする。 [0024] The exposure time T1 is the minimum value that can be achieved with physical characteristics of the CCD 23. また、露光時間T1および露光回数nは、露光時間算出部45において算出する。 The exposure time T1 and exposure times n calculates the exposure time calculator 45.

【0025】露光時間算出部45では、前回の露光時間T1およびT2に対応する撮像画それぞれの濃度の平均値I1a,I2aを求め、それらの値が予め得られている適性平均濃度値I1s,I2sに近付くように、それぞれの総露光時間T1a,T2aを算出する。 [0025] In the exposure time calculator 45, the average value of the imaging field each concentration corresponding to the previous exposure time T1 and T2 I1a, seeking I2a, aptitude average density value those values ​​are obtained in advance I1s, I2s so as to approach the respective total exposure time T1a, calculates a T2a. すなわち、濃度の平均値I1a,I2aが適性平均濃度値I1 That is, the average value of the density I1a, I2a suitability average density value I1
s,I2sより大きい場合は、前回の総露光時間T1 s, if I2s greater than, the last of the total exposure time T1
a,T2aより予め設定された時間Δtだけ短くし、この逆の場合は、前回の総露光時間T1a,T2aより露光時間をΔtだけ長くする。 a, short as preset time Delta] t than T2a, in the case of this reverse, lengthening previous total exposure time T1a, the exposure time than T2a only Delta] t.

【0026】ここで、露光時間T1aから、 n=T1a/T1 により撮像回数nを求め、 T2=T2a/n により露光時間T2を求める。 [0026] Here, the exposure time T1a, seeking imaging count n by n = T1a / T1, obtains the exposure time T2 by T2 = T2a / n. なお、適性平均濃度値I It should be noted that the aptitude average concentration value I
1s,I2sは、濃度上限値Imax と下限値Imin により、 I1s=(Imax −Imin )×3/4+Imin I2s=(Imax −Imin )×1/4+Imin から求める。 1s, I2s, due density upper limit value Imax and the lower limit value Imin, obtained from I1s = (Imax -Imin) × 3/4 + Imin I2s = (Imax -Imin) × 1/4 + Imin.

【0027】撮像後は、図3(ロ)に示すように、CC [0027] After imaging, as shown in FIG. 3 (b), CC
D23から各ラインL1〜Liの電荷を順次に読み出し、アンプ25で増幅された画像信号にA/D変換部2 Sequentially reading out the charges of each line L1~Li from D23, it amplified the A / D conversion to an image signal by the amplifier 25 2
9でA/D変換を施して量子化して画像データを出力する。 9 is subjected to A / D conversion and outputs the image data by quantizing. 画像分類部27では、偶数ラインの画像データと奇数ラインの画像データに分類する。 In the image classification section 27 classifies the image data of the image data of the even and odd lines. 詳しくは、CCD2 For more information, CCD2
3上方から順次に読み出す場合は、まず、1ライン目の画像データを読み出して画像記憶部31にライトWして記憶する。 If sequentially read from 3 above, first, the read and stored in the write W in the image storage unit 31 the image data of the first line. 次に、CCD23から2ライン目の画像データを読み出す場合には、画像記憶部31から同じ水平位置の画像データをリードRして読み出すようにする。 Then, when reading the image data of the second line from the CCD23 is the image data of the same horizontal position from the image storage unit 31 to read out the lead R. こうして、奇数番目と偶数番目の各1ラインの画像データを同時に画像選択部35に出力する。 Thus, it outputs the image data of the odd and even the 1 line at the same time the image selection unit 35.

【0028】次に、画像選択部35では、図3(ロ)に示すように、入力される2つの画像データからコントラストの強い画像を、即ち、エッジ強度を比較して大きい方を選択する。 Next, the image selecting unit 35, as shown in FIG. 3 (b), a strong contrast image from the two input image data, i.e., selects a larger one compares the edge intensity. その1つの方法として、入力される2つの画像データに対してそれぞれ微分処理を施して画素毎にその強度の比較を行い、この比較結果に応じて強度が大きい方の入力画素を選択して出力する。 One method is to compare the intensity for each pixel is subjected to differentiation processing respectively the two image data to be input, and selects and outputs the input pixel towards intensity is large in accordance with the comparison result to. 詳しくは、図4に示す画像選択部35の回路構成例、図5に示すタイミングチャートを用いて説明する。 Details will be described with reference circuit configuration example of the image selecting section 35 shown in FIG. 4, a timing chart shown in FIG. 図4において、エッジ検出部37は、クロック生成部11から出力されるクロック信号に同期して1クロック分の画像データを遅延するラッチ51と、A/D変換部29から出力される画像データ29d(入力1)からその1クロック分遅延した画像データを減算する減算器53とから構成される。 4, the edge detection unit 37 includes a latch 51 for delaying the image data of one clock in synchronism with the clock signal output from the clock generating unit 11, image data 29d outputted from the A / D converter 29 composed of (input 1) from the subtractor 53 for subtracting the one clock delayed image data.
同様に、エッジ検出部39は、クロック生成部11から出力されるクロック信号に同期して1クロック分の画像データを遅延するラッチ55と、画像記憶部31から出力される画像データ31d(入力2)からその1クロック分遅延した画像データを減算する減算器57とから構成される。 Similarly, edge detector 39 includes a latch 55 for delaying the image data of one clock in synchronism with the clock signal output from the clock generating unit 11, image data 31d outputted from the image storage unit 31 (input 2 ) from consisting of subtractor 57 for subtracting the one clock delayed image data.

【0029】強度比較部41は、減算器53での減算結果に対してその絶対値を生成する絶対値器59と、減算器57での減算結果に対してその絶対値を生成する絶対値器61と、絶対値器59からの出力値から絶対値器6 The strength comparator 41, an absolute value unit 59 that produces the absolute value for the subtraction result of the subtractor 53, absolute value for generating the absolute value for the subtraction result in the subtracter 57 61 and the absolute value unit from the output value from the 59 absolute value unit 6
1からの出力値を減算してその減算結果の符号ビットを出力する減算器63とから構成される。 By subtracting the output value from 1 consisting of the subtracter 63 for outputting a sign bit of the subtraction result. 選択部43は、 Selection unit 43,
一方にA/D変換部29から出力される画像データ29 Image data 29 output from the A / D converter 29 whereas the
d(入力1)を入力するとともに、他方に画像記憶部3 Inputs the d (input 1), the image storage unit 3 to the other
1から出力される画像データ31d(入力2)を入力し、強度比較部41内の減算器63での減算結果に応じて入力1又は入力2を選択するセレクタ65と、セレクタ65で選択された画像データを1クロック分遅延させて出力するラッチ67とから構成される。 Inputting image data 31d output (input 2) from 1, a selector 65 for selecting an input 1 or input 2 in accordance with the subtraction result in the subtracter 63 in the strength comparison unit 41, selected by the selector 65 composed of a latch 67 for outputting the image data is delayed by one clock. なお、本構成においては、減算器63から出力される符号ビットが正の場合には、セレクタ43からはA/D変換部29から出力される画像データ29d(入力1)が出力される。 In the present configuration, the sign bit output from the subtracter 63 in the case of positive, the selector 43 image data 29d outputted from the A / D converter 29 (input 1) is output.
一方、減算器63から出力される符号ビットが負の場合には、セレクタ43からは画像記憶部31から出力される画像データ31d(入力2)が出力される。 On the other hand, the sign bit output from the subtracter 63 in the case of negative, the selector 43 image data 31d outputted from the image storage unit 31 (input 2) is output.

【0030】即ち、画像選択部35は、同じビット位置上の画像データのエッジ強度を画素ごとに比較してこのエッジ強度値が大きい方の画像データを選択して出力するものである。 [0030] That is, the image selecting section 35 is for the edge intensity of the image data on the same bit position as compared to each pixel and selects and outputs the image data having a larger this edge intensity value. 例えば、図5に示すサイクルjでは、エッジ検出部37,39に入力される2つのj番目の画素データd1j ,d2j と、ラッチ51,55からのj-1 For example, in cycle j shown in FIG. 5, two j-th pixel data d1j that is input to the edge detector 37 and 39, and d2j, j-1 from the latch 51 and 55
番目の画素データd1j-1 ,d2j-1 との差分値を減算器53,57で求め、絶対値器59,61でその絶対値を取り、減算器63で両絶対値間の差分値結果である符号ビットを比較結果として得る。 Th pixel obtains a difference value between data d1j-1, d2j-1 at the subtractor 53, 57, takes its absolute value by an absolute value unit 59 and 61, the subtractor 63 by the difference value results between the two absolute values obtain a certain sign bit as a comparison result.

【0031】例えば、 |d1j −d1j-1 |<|d2j −d2j-1 | のとき結果が負(符号bit=1)となり、入力2の画素データがセレクタ65で選択され、次のクロックの立ち上がりでラッチ67にラッチされて出力される。 [0031] For example, | d1j -d1j-1 | <| d2j -d2j-1 | result is a negative (sign bit = 1) next time, the input 2 of the pixel data is selected by the selector 65, the leading edge of the next clock and output latched in the latch 67 in. 同様にサイクルj+1では、例えば、 |d1j+1 −d1j |>|d2j+1 −d2j | のときd1j+1 が選択されてラッチ67から出力される。 In cycle j + 1 as well, for example, | d1j + 1 -d1j |> | d2j + 1 -d2j | d1j + 1 is selected when it is output from the latch 67.

【0032】この結果、例えば、撮像装置1を用いたカメラを車両に設置し、道路を撮影する場合、図6(a) [0032] As a result, for example, set up a camera using the imaging device 1 in a vehicle, when shooting road, FIGS. 6 (a)
に示すように、車両の前方にトンネルがあるときでも、 As shown in, even when the front of the vehicle there is a tunnel,
図7(b)に示すように、露光時間T1では露光アンダーなトンネル部分と適性露光部分である日向部分が撮像でき、一方、図7(c)に示すように、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日影部分が撮像でき、画像選択部35でコントラストが強い適性露光部分を選択するので、図7(d)に示すように、 Figure 7 (b) as shown in, the exposure can imaging sunlit portion is the time underexposed tunnel portion for T1 and suitability exposed portion, whereas, as shown in FIG. 7 (c), exposure time T2 in overexposure can imaging shaded portion is sunlit portion and suitability exposed portion, the contrast in the image selection unit 35 selects a strong aptitude exposed portion, as shown in FIG. 7 (d),
トンネルの内外で適性露光の画像を得ることができる。 It is possible to obtain an image of proper exposure in and out of the tunnel.
また、同カメラで前方の車両を撮影する場合、図7 Also, when photographing the front of the vehicle in the same camera, 7
(a)に示すように、道路および車両の一部が建物の影になったときでも、図7(b)に示すように、露光時間T1では露光アンダーな建物の影部分と適性露光部分である車両の一部が撮像でき、一方、図7(c)に示すように、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日陰部分が撮像でき、画像選択部35でコントラストが強い適性露光部分を選択するので、図7 (A), the even when the part of the road and the vehicle has become the shadow of a building, as shown in FIG. 7 (b), in the shadow portion and the suitability exposed portion of the exposure time T1 exposure under building be imaged part of a vehicle, whereas, as shown in FIG. 7 (c), over-exposure of sunlit portion the exposure time T2 and the suitability exposed portion in which the shade part can be imaged, contrast strongly with the image selection section 35 since selecting a proper exposure portion, FIG. 7
(d)に示すように、車両および道路全体の適性露光の画像を得ることができる。 (D), the image can be obtained of the vehicle and the road overall suitability exposure.

【0033】このように、1ラインおきに光を透過させてCCD23で撮像するとともに、撮像時に生じる電荷を副走査方向に移動可能なCCD23を用意し、このC [0033] Thus, while imaging at CCD23 by transmitting light to every other line, a charge generated at the time of imaging providing a CCD23 movable in the sub-scanning direction, the C
CD23から画像を読み出して画像分類部27で偶数および奇数ラインの画像に分類する。 It reads out the image classified into the image of the even and odd lines in the image classifying unit 27 from CD23. 次に、偶数および奇数ラインの画像のエッジ強度をエッジ検出部37,39 Then, the edge detecting unit an edge intensity of the image of the even and odd lines 37, 39
で検出し、検出されたエッジ強度値を強度比較部41で画素ごとに比較し、このエッジ強度値が大きい方の画素毎に画像分類部27で分類された画像を選択部43で選択する。 In detecting, comparing for each pixel the detected edge intensity value at the intensity comparison unit 41 selects the classified images in the image classifying unit 27 for each pixel of the larger the edge intensity value at the selector 43. この際に、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値になるように露光時間算出部45で露光時間を算出し、垂直移動制御部13において、CCD23の露光工程として、撮像された電荷を垂直方向に交互に往復移動するように制御するとともに、露光時間算出部45で算出された露光時間に応じてCCD23の露光タイミングを制御するようにしているので、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値が予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、CCD23のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 In this case, to calculate the exposure time in the exposure time calculator 45 so that the proper average density value stored in advance the average density value of the image of the even and odd lines, the vertical movement control unit 13, exposure of CCD23 as a step, and controls so as to reciprocate alternately charges captured in the vertical direction, so so as to control the exposure timing of CCD23 in accordance with the exposure time calculated by the exposure time calculation unit 45, the even and it can be proper average density value average density value of the image of the odd-numbered lines is stored in advance, as a result, it is possible to output an enlarged dynamic range of the CCD 23.

【0034】例えば、撮像装置を用いたカメラを車両に設置し、道路を撮影する場合、車両の前方にトンネルがあるときでも、露光時間T1では露光アンダーなトンネル部分と適性露光部分である日向部分が撮像でき、一方、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日影部分が撮像できるので、コントラストが強い適性露光部分を選択でき、トンネルの内外で適性露光の画像を得ることができる。 [0034] For example, to install the camera using an image pickup device to a vehicle, when shooting road, Hinata portion is in also, the exposure time T1 underexposed tunnel portion and suitability exposed portion when the front of the vehicle there is a tunnel There can be captured, whereas, since the exposure time T2 in the exposure over a sunlit portion and suitability exposed portion at a shaded portion can be captured, the contrast can be selected a strong aptitude exposed portion, to obtain an image of the suitability exposure in and out of the tunnel can.

【0035】また、同カメラで前方の車両を撮影する場合、道路および車両の一部が建物の影になったときでも、露光時間T1では露光アンダーな建物の影部分と適性露光部分である車両の一部が撮像でき、一方、露光時間T2では露光オーバーな日向部分と適性露光部分である日陰部分が撮像できるので、コントラストが強い適性露光部分を選択でき、車両および道路全体の適性露光の画像を得ることができる。 [0035] In addition, when photographing the front of the vehicle with the same camera, even when part of the road and the vehicle has become in the shadow of the building, is a shadow part and aptitude exposed portions of the exposure time T1 in the exposure under-building vehicle some can be captured, whereas, since the shade portion is an exposure time T2 in the exposure over a sunlit portion and suitability exposed portions can be imaged, contrast can be selected a strong aptitude exposed portion, of the vehicle and road overall suitability exposure image it is possible to obtain.

【0036】また、露光時間算出部45は、偶数および奇数ラインの2つの画像のうちいずれか一方を被写体の暗い部分が適性露光になるように、他方の被写体の明るい部分が適性露光となるように露光時間を算出することで、撮像素子のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Further, the exposure time calculator 45, as two one dark portions of the subject in the image of the even and odd lines is proper exposure, so that the bright portion of the other object becomes proper exposure by calculating the exposure time, it is possible to output an enlarged dynamic range of the image pickup device.

【0037】また、垂直移動制御部13における1回の露光工程は、CCD23の透過部分に露光時間T1に渡って露光させ、次に、CCD23の全面の電荷を1ラインずつ下方に移動させた後に、CCD23の透過部分の電荷を遮光部分に移動させる一方、遮光部分の電荷を透過部分に移動させた後に、この状態で露光時間T2に渡って露光させる。 Further, once the exposure process in the vertical movement control unit 13, is exposed over the exposure time T1 in the transmitting portion of the CCD 23, then, after moving downward line by line the entire surface of the charge of the CCD 23 while moving the light shielding portion charges the transmitting portion of the CCD 23, after moving the charge of the light-shielding portion transmitting portion, is exposed over the exposure time T2 in this state. 次に、CCD23の全面の電荷を1ラインずつ上方に移動させることで、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値が予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、CCD23のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Then, by moving upward by one line the entire surface of the charge of the CCD 23, it can be proper average density value average density value of the image of the even and odd lines are stored in advance, as a result, the CCD 23 it can be output to expand the dynamic range.

【0038】また、露光工程の繰り返し回数を垂直移動制御部13に設定することで、偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値にすることができ、この結果、CCD23のダイナミックレンジを拡大して出力することができる。 Further, by setting the number of repetitions of exposure process to the vertical movement control unit 13, it can be proper average density value stored in advance the average density value of the image of the even and odd lines, the result it can be output to expand the dynamic range of the CCD 23. さらに、本発明は、従来のような2つの撮像画像の撮像タイミングのずれをなくすことができる。 Furthermore, the present invention can eliminate the misalignment of the imaging timings as in the prior art two captured images.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施の形態に係る撮像装置1のシステム構成を示す図である。 1 is a diagram showing the system configuration of an imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】CCD23前面に配置されるストライプ21の様子を示す図である。 [Figure 2] CCD23 is a diagram showing a state of a stripe 21 which is disposed on the front surface.

【図3】撮像装置1の動作を説明するためのタイミングチャートである。 3 is a timing chart for explaining the operation of the imaging apparatus 1.

【図4】画像選択部35の回路構成例を示す図である。 4 is a diagram showing a circuit configuration example of the image selection unit 35.

【図5】画像選択部35の動作を説明するためのタイミングチャートである。 5 is a timing chart for explaining the operation of the image selection unit 35.

【図6】CCDカメラのダイナミックレンジが広がったことを示す例である。 6 is an example showing that the dynamic range of the CCD camera is widened.

【図7】CCDカメラのダイナミックレンジが広がったことを示す例である。 7 is an example showing that the dynamic range of the CCD camera is widened.

【図8】従来のCCDカメラの動作を説明するための例である。 8 is an example for explaining the operation of a conventional CCD camera.

【図9】従来のCCDカメラを用いた場合の出力結果を示す例である。 9 is an example showing output results when using a conventional CCD camera.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11 クロック生成部 13 垂直移動制御部 15 読出制御部 17 CCD駆動部 13 垂直移動制御部 19 レンズ 21 ストライプ 23 CCD 25 アンプ 27 画像分類部 29 A/D変換部 31 画像記憶部 33 記憶制御部 35 画像選択部 37,39 エッジ検出部 41 強度比較部 43 選択部 45 露光時間算出部 11 clock generator 13 vertical movement control unit 15 the reading control unit 17 CCD driving section 13 vertical movement control unit 19 lens 21 stripe 23 CCD 25 amplifier 27 image classifying unit 29 A / D converter 31 the image storage unit 33 stores control unit 35 images selecting unit 37, 39 an edge detection unit 41 strength comparison unit 43 selecting unit 45 exposure time calculator

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 1ラインおきに光を透過させて撮像するとともに、撮像時に生じる電荷を副走査方向に移動可能な撮像素子と、 該撮像素子から画像を読み出して偶数および奇数ラインの画像に分類する画像分類手段と、 該偶数および奇数ラインの画像のエッジ強度を検出する2つのエッジ検出手段と、 検出されたエッジ強度値を画素ごとに比較する強度比較手段と、 該エッジ強度値が大きい方の画素毎に前記画像分類手段で分類された画像を選択する選択手段と、 前記偶数および奇数ラインの画像の平均濃度値を予め記憶されている適性平均濃度値になるように露光時間を算出する露光時間算出手段と、 前記撮像素子の露光工程として撮像された電荷を垂直方向に交互に往復移動するように制御するとともに、該露光時間算出手段で算出さ 1. A with imaging by transmitting light to every other line, classifies the charge generated at the time of imaging a movable image sensor in the sub-scanning direction, reads an image from the image sensor to the image of the even and odd lines an image classifying means for, two edge detection means for detecting an edge intensity of the image of the even number and odd lines, and strength comparison means the detected edge intensity values ​​are compared for each pixel, it the edge strength value is greater to the calculating and selecting means for selecting the images classified by the image classifying means for each pixel, the even and odd lines mean density value exposure time so that the proper average density value which is previously stored in the image an exposure time calculation means, and controls so as to reciprocate alternately charges captured as the exposure process of the imaging device in the vertical direction, is calculated by the exposure time calculation means れた露光時間に応じて前記撮像素子の露光タイミングを制御する垂直移動制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。 Imaging device and having a vertical movement control means for controlling the exposure timing of the imaging device in accordance with the exposure time.
  2. 【請求項2】 前記露光時間算出手段は、 偶数および奇数ラインの2つの画像のうちいずれか一方を被写体の暗い部分が適性露光になるように、他方の被写体の明るい部分が適性露光となるように露光時間を算出することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Wherein said exposure time calculation means, so that the two either the dark part of the subject of the image of the even and odd lines is proper exposure, so that the bright portion of the other object becomes proper exposure imaging device according to claim 1, wherein the calculating the exposure time.
  3. 【請求項3】 前記垂直移動制御手段における1回の露光工程は、 前記撮像素子の透過部分に第1の露光時間に渡って露光させる第1の工程と、 前記撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ下方に移動させた後に、前記撮像素子の透過部分の電荷を遮光部分に移動させる一方、遮光部分の電荷を透過部分に移動させた後に、この状態で第2の露光時間に渡って露光させる第2の工程と、 前記撮像素子の全面の電荷を1ラインずつ上方に移動させる第3の工程とを有することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Wherein one exposure process in the vertical movement control means, a first step of exposing over a first exposure time to the transmission portion of the image pickup device, the entire surface of the charge of the imaging device 1 after moving downward by line, while moving the charge of the transmission portion of the imaging element in the light-shielding portion, after moving the charge of the light-shielding portion transmitting portion, in this state over the second exposure time exposure a second step of imaging apparatus according to claim 1, wherein the a third step of moving the entire surface of the charge of the image sensing element upwards by one line.
  4. 【請求項4】 前記露光時間算出手段は、 前記露光工程の繰り返し回数を前記垂直移動制御手段に設定することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Wherein said exposure time calculating means, the image pickup apparatus according to claim 1, wherein the setting the number of repetitions of the exposure step to the vertical movement control means.
  5. 【請求項5】 前記撮像素子は、 前記撮像素子の前面に配置されて、前記撮像素子に対して1水平ラインおきに光を遮断するための縞パターンからなるストライプを有することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Wherein said imaging device, according to the disposed in front of the imaging device, and having a stripe consisting of fringe pattern for blocking the light in one horizontal line every other said imaging element imaging apparatus of claim 1, wherein.
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