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公開番号2024154438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068170
出願日2023-04-19
発明の名称撮像装置、撮像装置のWDR画像情報生成方法、WDR画像情報生成プログラム、及び記録媒体
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類H04N 23/741 20230101AFI20241024BHJP(電気通信技術)
要約【課題】WDR画像の生成に際して演算処理速度が長い。
【解決手段】
本開示に係る撮像装置100は、被写体を撮像し、長時間露光画像と短時間露光画像をフレーム単位で交互に出力する撮像ユニットと、撮像ユニットをパン回転軸を起点にパン旋回方向に旋回させるパン方向旋回機構部60とを備え、WDR画像生成部81が、撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得、当該得た隣接するフレームの撮影時間と当該得た隣接するフレームの撮影時間におけるパン方向旋回機構部70における旋回速度により、当該得た隣接するフレームの先の画像情報の、後の画像情報に対する移動量を算出し、先の画像情報又は後の画像情報の一方の画像情報を移動量に応じて補正し、補正した一方の画像情報と先の画像情報又は後の画像情報の他方の画像情報からWDR画像を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被写体を撮像し、長時間露光画像と短時間露光画像をフレーム単位で交互に出力する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットをパン回転軸を起点にパン旋回方向に旋回させるパン方向旋回機構部と、
前記撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得、当該得た隣接するフレームの撮影時間と当該得た隣接するフレームの撮影時間における前記パン方向旋回機構部における旋回速度により、当該得た隣接するフレームの先の画像情報の、後の画像情報に対する移動量を算出し、前記先の画像情報又は前記後の画像情報の一方の画像情報を前記移動量に応じて補正し、補正した前記一方の画像情報と前記先の画像情報又は前記後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成するＷＤＲ画像生成部と、
を備える撮像装置。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記当該得た隣接するフレームの撮影時間は当該得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻から撮影終了時点の時刻までの時間であり、
前記パン方向旋回機構部における旋回速度は当該得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻での前記パン方向旋回機構部における旋回速度と撮影終了時点の時刻での前記パン方向旋回機構部における旋回速度との平均旋回速度であり、
前記移動量は前記撮影時間と前記平均旋回速度を乗算した値である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ＷＤＲ画像生成部は、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する長時間露光画像情報記憶部と、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する短時間露光画像情報記憶部と、
前記移動量を演算する移動量演算部と、
前記移動量演算部により演算された前記移動量を用いて、前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の一方の画像情報を補正する画像情報補正部と、
前記画像情報補正部により補正された一方の画像情報と前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の他方の画像情報を合成してＷＤＲ画像情報を生成する画像合成部と、
を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像ユニットをチルト回転軸を起点にチルト旋回方向に旋回させるチルト方向旋回機構部を備え、
前記ＷＤＲ画像生成部は、さらに、
前記撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得た隣接するフレームの撮影時間と当該得た隣接するフレームの撮影時間における前記チルト方向旋回機構部におけるチルト旋回速度により、当該得た隣接するフレームの先の画像情報の、後の画像情報に対するチルト方向の移動量を算出し、前記先の画像情報又は前記後の画像情報の一方の画像情報を前記チルト方向の移動量に応じて補正し、補正した前記一方の画像情報と前記先の画像情報又は前記後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記当該得た隣接するフレームの撮影時間は当該得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻から撮影終了時点の時刻までの時間であり、
前記チルト方向旋回機構部における旋回速度は当該得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻での前記チルト方向旋回機構部における旋回速度と撮影終了時点の時刻での前記チルト方向旋回機構部における旋回速度との平均旋回速度であり、
前記チルト方向の移動量は前記撮影時間と前記平均旋回速度を乗算した値である、
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体を撮像し、長時間露光画像と短時間露光画像をフレーム単位で交互に出力する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットをチルト回転軸を起点にチルト旋回方向に旋回させるチルト方向旋回機構部と、
前記撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得、当該得た隣接するフレームの撮影時間と当該得た隣接するフレームの撮影時間における前記チルト方向旋回機構部における旋回速度により、当該得た隣接するフレームの先の画像情報の、後の画像情報に対する移動量を算出し、前記先の画像情報又は前記後の画像情報の一方の画像情報を前記移動量に応じて補正し、補正した前記一方の画像情報と前記先の画像情報又は前記後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成するＷＤＲ画像生成部と、
を備える撮像装置。
【請求項７】
前記ＷＤＲ画像生成部は、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する長時間露光画像情報記憶部と、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する短時間露光画像情報記憶部と、
前記移動量を演算する移動量演算部と、
前記移動量演算部により演算された前記移動量を用いて、前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の一方の画像情報を補正する画像情報補正部と、
前記画像情報補正部により補正された一方の画像情報と前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の他方の画像情報を合成してＷＤＲ画像情報を生成する画像合成部と、
を備える請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ＷＤＲ画像生成部は、さらに、
前記撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻におけるズームレンズ倍率と撮影開始時点の時刻におけるズームレンズ倍率からズームレンズ倍率の相対比である相対値を算出し、前記先の画像情報又は前記後の画像情報の一方の画像情報を相対値に応じて補正し、補正した前記一方の画像情報と前記先の画像情報又は前記後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成する、
請求項１から請求項３、又は請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
被写体を撮像し、長時間露光画像と短時間露光画像をフレーム単位で交互に出力する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得た隣接するフレームの撮影開始時点の時刻におけるズームレンズ倍率と撮影開始時点の時刻におけるズームレンズ倍率からズームレンズ倍率の相対比である相対値を算出し、前記先の画像情報又は前記後の画像情報の一方の画像情報を相対値に応じて補正し、補正した前記一方の画像情報と前記先の画像情報又は前記後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成するＷＤＲ画像生成部と、
を備える撮像装置。
【請求項１０】
前記ＷＤＲ画像生成部は、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する長時間露光画像情報記憶部と、
前記撮像ユニットからのフレーム単位での長時間露光画像情報を記憶する短時間露光画像情報記憶部と、
前記相対値を演算する相対値演算部と、
前記相対値演算部により演算された前記相対値を用いて、前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の一方の画像情報を補正する画像情報補正部と、
前記画像情報補正部により補正された一方の画像情報と前記長時間露光画像情報記憶部に記憶された長時間露光画像情報又は前記短時間露光画像情報記憶部に記憶された短時間露光画像情報の他方の画像情報を合成してＷＤＲ画像情報を生成する画像合成部と、
を備える請求項９に記載の撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
パン・チルト・ズーム・ローテーション・フォーカス機能などを有する監視カメラ、又はネットワークカメラの撮像装置が特許文献１に示されている。
特許文献１に示された撮像装置は、短時間露光画像のフレームデータと長時間露光画像のフレームデータを合成してＷＤＲ（Wide Dynamic Range、ワイドダイナミックレンジ）画像を生成する処理を実行する時分割画像取得モードから、短時間露光領域と長時間露光領域を有するフレームデータが混在する単一フレーム内の短時間露光領域を用いて補間処理により生成した短時間露光フレームデータと単一フレーム内の長時間露光領域を用いて補間処理により生成した長時間露光フレームデータを合成してＷＤＲ画像を生成する処理を実行する空間分割画像取得モードへの切り替えは動き量を用い、空間分割画像取得モードから時分割画像取得モードへの切り替えはブレ量を用いる撮像装置である。
すなわち、特許文献１に示された撮像装置は、撮像装置の変化量が小さい時には被写体動き情報の検出に動き量（動きベクトル）を用い、変化量が大きい時には被写体動き情報の検出にブレ量（動きボケ）を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２２４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された撮像装置は、時分割画像取得モードと空間分割画像取得モードとの切り替えを、動き量（動きベクトル）及びブレ量（動きボケ）を用いているため、動き量及びブレ量の算出のために比較的演算量の多い画像処理を行う必要があり、画像取得モードの切り替え制御を行うメイン制御部などが大容量化になるとともに、画像処理の処理速度に課題があった。
【０００５】
本開示は、上記した点に鑑みてなされたものであり、演算処理速度が短く、精度の高い短時間露光画像のフレームデータと長時間露光画像のフレームデータを合成したＷＤＲ（Wide Dynamic Range、ワイドダイナミックレンジ）画像が得られる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る撮像装置は、被写体を撮像し、長時間露光画像と短時間露光画像をフレーム単位で交互に出力する撮像ユニットと、撮像ユニットをパン回転軸を起点にパン旋回方向に旋回させるパン方向旋回機構部と、撮像ユニットからの隣接するフレーム単位での長時間露光画像情報と短時間露光画像情報を得、当該得た隣接するフレームの撮影時間と当該得た隣接するフレームの撮影時間におけるパン方向旋回機構部における旋回速度により、当該得た隣接するフレームの先の画像情報の、後の画像情報に対する移動量を算出し、先の画像情報又は後の画像情報の一方の画像情報を移動量に応じて補正し、補正した一方の画像情報と先の画像情報又は後の画像情報の他方の画像情報からＷＤＲ画像を生成するＷＤＲ画像生成部と、を備える
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、パン方向の旋回部における旋回運動による画像ずれによる画質の劣化を低減し、短い演算処理時間により、高精度かつ容易に補正したＷＤＲ画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る撮像装置を組み込んだカメラ制御システムを示すブロック図である。
実施の形態１に係る撮像装置の内部構造を示した概略断面図である。
実施の形態１に係る撮像装置を備える撮像システムを示す構成図である。
実施の形態１に係る撮像装置における旋回機構部の速度制御の一例を示すグラフである。
実施の形態１に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部のハード構成を示す構成図である。
実施の形態１に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部を示すブロック図である。
実施の形態１に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態２に係る撮像装置を組み込んだカメラ制御システムを示すブロック図である。
実施の形態２に係る撮像装置の内部構造を示した概略断面図である。
実施の形態２に係る撮像装置を備える撮像システムを示す構成図である。
実施の形態２に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態３に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部を示すブロック図である。
実施の形態３に係る撮像装置におけるＷＤＲ画像生成部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
実施の形態１に係る撮像装置１００を図１から図７に基づいて説明する。
実施の形態１に係る撮像装置１００は、遠隔操作によりパン（左右）方向を旋回させる旋回部を備える、例えば、監視カメラ等のパン方向に旋回する旋回部とズーム機能を搭載したＰＺカメラである。
実施の形態１に係る撮像装置１００は、図３に示すように、映像表示装置（以下、表示装置と略称する）２００とにより撮像システム、つまり、監視装置を構成する。
【００１０】
実施の形態１に係る撮像装置１００は、所定画角の動画像を撮像し、撮像した動画像を基にＷＤＲ（Wide Dynamic Range、ワイドダイナミックレンジ）画像（以下、ＷＤＲ画像という）生成し、ＷＤＲ画像による動画像データを表示装置２００に送信する。
表示装置２００は一般に知られている液晶ディスプレイなどが用いられる。また、表示装置２００としてノートＰＣ又はタブレット型端末における表示装置であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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