JP4114752B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
この発明は、電荷蓄積時間の制御部と、ゲイン制御部の両方を用いて異常判定を行うことで、被写体に応じて行っている適正な露出制御を中断することなく、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置に関する。また、非線形な入出力特性を有する撮像装置においても、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置に関する。 The present invention performs an abnormality determination using both the charge accumulation time control unit and the gain control unit, so that the appropriate exposure control performed according to the subject is accurately interrupted without interruption. The present invention relates to an imaging apparatus capable of performing abnormality determination. The present invention also relates to an imaging apparatus that can accurately determine an abnormality of an exposure control unit even in an imaging apparatus having nonlinear input / output characteristics.
一般に、撮像装置において、最終映像信号を決定するための露出制御は、受光素子の電荷蓄積時間の制御、または光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御(増幅)によって行われる。従って、この露出制御が異常であった場合には、適正な画像出力が得られない。 In general, in an imaging apparatus, exposure control for determining a final video signal is performed by controlling the charge accumulation time of a light receiving element, or by gain control (amplification) for a photoelectrically converted analog video signal. Therefore, when this exposure control is abnormal, an appropriate image output cannot be obtained.
このような露出の異常を解決するために、撮像手段で得られる画面のうち所定領域を選択する選択手段と、所定領域の輝度を検出する輝度検出手段と、所定領域の輝度と予め定められた目標輝度とに基づき所定領域の輝度が目標輝度となるようアイリスあるいはシャッタ速度を調節する露出制御手段とを備える装置がある(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such an abnormal exposure, a selection means for selecting a predetermined area from a screen obtained by the imaging means, a luminance detection means for detecting the luminance of the predetermined area, and the luminance of the predetermined area are predetermined. There is an apparatus that includes an exposure control unit that adjusts the iris or shutter speed so that the luminance of a predetermined area becomes the target luminance based on the target luminance (see, for example, Patent Document 1).
従来の撮像装置では、アイリスまたはシャッタ速度を調節し、露出量を増大あるいは減少させることによって露出の異常を判定するために、撮影のために被写体に応じて行う露出制御を一時的に中断する必要があった。具体的には、被写体に応じて最適化されたシャッタ速度による画像出力を得る処理以外に、露出制御を一時的に中断してシャッタ速度が最速及び最遅の場合の画像出力を取得し、これらの画像出力における平均輝度がシャッタ速度に対応しているかを判定していた。
このため、従来の撮像装置においては、撮影用の露出制御処理を一時的に中断するか、撮影用の露出制御処理を行っていないときに露出制御の異常判定を行わなければならないという課題があった。
In conventional imaging devices, it is necessary to temporarily interrupt exposure control according to the subject for shooting in order to determine an exposure abnormality by adjusting the iris or shutter speed and increasing or decreasing the exposure amount. was there. Specifically, in addition to the process of obtaining the image output at the shutter speed optimized according to the subject, the exposure control is temporarily interrupted to obtain the image output when the shutter speed is the fastest and the slowest. It was determined whether the average luminance in the image output corresponds to the shutter speed.
For this reason, the conventional imaging apparatus has a problem that the exposure control process for shooting must be temporarily interrupted, or the exposure control abnormality determination must be performed when the exposure control process for shooting is not performed. It was.
また、撮像範囲全域において少なくともひとつの特性切替点をもつ非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においては、露出量を現在値よりも増大あるいは減少させても、露出量の増大あるいは減少に応じた出力が得られないという課題があった。 In addition, in an imaging device that captures images with nonlinear input / output characteristics having at least one characteristic switching point in the entire imaging range, even if the exposure amount is increased or decreased from the current value, the exposure amount is increased or decreased. There was a problem that output could not be obtained.
また、露出制御は受光素子の電荷蓄積時間の制御、または光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御(増幅)によって行われるため、ゲイン制御部の異常判定を行う必要がある。特に、撮像範囲全域において特性切替点をもたない非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においては、電荷蓄積時間の制御は行わず、光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御(増幅)によって行われるため、ゲイン制御部の異常判定は必須となる。 Further, since exposure control is performed by controlling the charge accumulation time of the light receiving element or by gain control (amplification) with respect to the analog video signal subjected to photoelectric conversion, it is necessary to determine whether the gain control unit is abnormal. In particular, in an imaging apparatus that captures images with nonlinear input / output characteristics that do not have a characteristic switching point over the entire imaging range, the charge accumulation time is not controlled, and gain control (amplification) is performed on an analog video signal that has been photoelectrically converted. Therefore, the abnormality determination of the gain control unit is essential.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、シャッタ速度によって決まる電荷蓄積時間の制御部と、ゲイン制御部の両方を用いて異常判定を行うことで、被写体に応じて行っている適正な露出制御を中断することなく、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and performs an abnormality determination using both the charge accumulation time control unit determined by the shutter speed and the gain control unit, so that it can respond to the subject. It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus capable of accurately determining an abnormality of an exposure control unit without interrupting proper exposure control performed in this manner.
また、撮像範囲全域において少なくとも1つ以上の特性切替点をもつ非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においても、その特性切替点で区切られる各特性領域毎に異常判定を行うことで、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。 In addition, even in an imaging device that captures an image with a nonlinear input / output characteristic having at least one characteristic switching point in the entire imaging range, it is possible to accurately determine the abnormality for each characteristic region delimited by the characteristic switching point. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of performing an abnormality determination of an exposure control unit.
さらに、ゲイン制御部の異常判定を行うことで、撮像範囲全域において特性切替点をもたない非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においても、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。 Furthermore, by determining the abnormality of the gain control unit, it is possible to accurately determine the abnormality of the exposure control unit even in an imaging apparatus that captures images with nonlinear input / output characteristics that do not have characteristic switching points over the entire imaging range. An object is to provide an imaging device.
この発明の撮像装置は、被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、異常判定部は、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定する。
The imaging device of the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from a subject,
A signal processing unit that performs control processing of a time for accumulating charges in the photoelectric conversion unit and a gain to be given to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an exposure or gain abnormality of the image output processed by the signal processing unit, the photoelectric conversion unit has a linear output signal characteristic with respect to the incident light intensity, and the abnormality determination unit includes: For the variables m and n having a relationship of m × n = 1, the image output obtained by the accumulation time C and the gain G is compared with the image output obtained by the n times accumulation time Cn and the m times gain Gm. Thus, an abnormality in exposure or gain is determined.
この発明の撮像装置は、被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、異常判定部は、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定するので、被写体に応じて最適制御された蓄積時間(シャッタ速度)及びゲインによって得られる画像出力を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速、最適及び最遅の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
The imaging device of the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from a subject,
A signal processing unit that performs control processing of a time for accumulating charges in the photoelectric conversion unit and a gain to be given to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an exposure or gain abnormality of the image output processed by the signal processing unit, the photoelectric conversion unit has a linear output signal characteristic with respect to the incident light intensity, and the abnormality determination unit includes: For the variables m and n having a relationship of m × n = 1, the image output obtained by the accumulation time C and the gain G is compared with the image output obtained by the n times accumulation time Cn and the m times gain Gm. Thus, since an abnormality in exposure or gain is determined, it is possible to determine an abnormality in exposure using an image output obtained by an accumulation time (shutter speed) and gain optimally controlled according to the subject. In a system that recognizes a white line, when comparing the image output when the shutter speed is the fastest, optimal, and slowest as in the past, the white line and the road surface become an image with a white line. It does not occur inconvenience can not be detected. Further, in the white line recognition system using the imaging apparatus of the present invention, it is not necessary to temporarily stop the white line recognition process for detecting an exposure abnormality.
実施の形態1.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1に係る撮像装置について説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図2は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の車輌への取付例を概念的に示す図である。
図3は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置で撮影した映像例を示す図である。
図4は、撮像装置における最適な蓄積時間(シャッタ速度)における画像出力、蓄積時間が最長(シャッタ速度が最遅)における画像出力、及び、蓄積時間が最短(シャッタ速度が最速における)画像出力例を示す図である。
図5aは、この発明の実施の形態1に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
図5bは、この発明の実施の形態1に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
図6は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性(像面照度に対する信号レベルの特性)を示す図である。
Hereinafter, an imaging apparatus according to
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an imaging apparatus according to
FIG. 2 is a diagram conceptually showing an example of attachment of the image pickup apparatus according to
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image taken by the imaging apparatus according to
FIG. 4 shows an example of image output at an optimum accumulation time (shutter speed) in the image pickup apparatus, image output at the longest accumulation time (the shutter speed is slowest), and image output at the shortest accumulation time (the shutter speed is the fastest). FIG.
FIG. 5a is a flowchart showing a process including an exposure control abnormality determination process in the imaging apparatus according to
FIG. 5b is a flowchart showing a process including an exposure control abnormality determination process in the imaging apparatus according to
FIG. 6 is a diagram showing input / output characteristics (signal level characteristics with respect to image plane illuminance) of the image sensor used in the imaging apparatus according to
図1に示すように、撮像装置100は、例えばフォトダイオード等で構成される光電変換部201と、光電変換部201の出力信号を処理するアナログ信号処理部202と、アナログ信号処理部202の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換部206と、A/D変換部206の出力信号を画像データとして格納する画像メモリ207と、画像メモリ207に接続されたCPU208とを備える。
As illustrated in FIG. 1, the
ここで、光電変換部201、アナログ信号処理部202及びA/D変換部206は、撮像素子を構成する。なお、撮像素子は、必ずしもA/D変換部206を含む必要はない。
このような構成の撮像装置100は、被写体を撮像範囲全域において撮像素子の単一の線形な入出力特性を用いて撮像する。
Here, the
The
光電変換部201は、被写体の反射光あるいは発光を受光する受光素子(図示せず)を有し、この受光素子の出力信号を光量に応じた電圧のアナログ映像信号に変換する。すなわち、被写体の輝度は、光電変換部201において電圧信号に変換され、アナログ信号処理部202に入力される。
The
アナログ信号処理部202は、光電変換部201での電荷蓄積時間を制御する蓄積時間制御部203、及び、光電変換部201から出力されるアナログ信号の増幅を行うゲイン制御部204を含む露出制御部205を備え、さらにCDS回路、γ補正回路等も備える。
The analog
アナログ信号処理部202は、光電変換部201から出力されるアナログ映像信号を処理し、処理後の映像信号成分をA/D変換部206に伝送する。
A/D変換部206に入力されたアナログ映像信号は、A/D変換部206でデジタル映像信号に変換され、画像データとして画像メモリ207内に格納される。さらに、画像メモリ207に記憶された画像データには、CPU208によって画像処理が施される。
The analog
The analog video signal input to the A /
アナログ信号処理部202内の露出制御部205では、例えば、画像データに含まれる所定領域内の平均輝度が目標値となるように、電荷蓄積時間及びゲインのフィードバック制御を行い、被写体に応じた蓄積時間及びゲインを設定する。
For example, the
この発明の実施の形態1に係る撮像装置では、フィードバック制御部(図示せず)、及び、アナログ信号処理部202によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部209をCPU208内に配設し、露出制御部205を制御するのに必要な電荷蓄積時間及びゲインの設定をCPU208から露出制御部205に設定できるように構成している。
In the imaging apparatus according to
なお、以下では、単に露出の制御、あるいは、露出と記した場合に、特に断らない限り、露出だけではなくゲインも含むものとする。従って、露出の制御あるいは異常と記した場合は、ゲインの制御あるいは異常も含むものとする。
また、画像データの平均輝度を算出する所定領域は、図3に示すRで囲まれる領域(R領域)とする。R領域内の平均輝度は、アナログ映像信号処理後の映像信号成分、またはA/D変換後のデジタル映像信号のいずれかを用いて算出すればよい。
In the following, when it is simply described as exposure control or exposure, it includes not only exposure but also gain unless otherwise specified. Therefore, reference to exposure control or abnormality includes gain control or abnormality.
The predetermined area for calculating the average luminance of the image data is an area surrounded by R (R area) shown in FIG. The average luminance in the R region may be calculated using either the video signal component after the analog video signal processing or the digital video signal after A / D conversion.
なお、実施の形態1では、デジタル映像信号を用いて露出異常判定を行うべく、A/D変換の後段にあるCPU208内に異常判定部209を配設したが、アナログ信号処理後の映像信号を用いて行うように、A/D変換の前段に配設してもよい。
また、実施の形態1では、CPU208により、各種画像処理を行うこととしたが、別途、画像処理専用のブロックを設けてもよい。
In the first embodiment, the
In the first embodiment, the
また、実施の形態1では、図2に示すように、撮像装置100は、車輌における車室内の後方確認ミラー付近に配設され、前方の道路画像を撮像するように構成されている。これにより、図3に示すように、撮像装置100は、路面の白線を含む画像出力Jiを撮像し、撮像装置100内のCPU208は、撮像された白線を認識するものとする。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
図4は、現在設定されている蓄積時間(シャッタ速度)で得られる画像出力J1、最長の蓄積時間(最遅のシャッタ速度)で得られる画像出力J2、および、最短の蓄積時間(最速のシャッタ速度)で得られる画像出力J3を示す図である。
この図4に示すように、露出制御が正常に行われている場合は、蓄積時間が長くなる(
シャッタ速度が遅くなる)につれ、画像の輝度があがる。すなわち、画像の輝度は、画像出力J3<画像出力J1<画像出力J2となる。
FIG. 4 shows an image output J1 obtained at the currently set accumulation time (shutter speed), an image output J2 obtained at the longest accumulation time (latest shutter speed), and the shortest accumulation time (fastest shutter). It is a figure which shows image output J3 obtained by (speed).
As shown in FIG. 4, when the exposure control is normally performed, the accumulation time becomes long (
As the shutter speed decreases), the brightness of the image increases. That is, the luminance of the image is image output J3 <image output J1 <image output J2.
図5aは、露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS400では、被写体に応じて露出を制御するために用いる画像データの平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)を取得する。S401は、撮像装置で実施する画像処理を実施するステップ、S402は異常判定中であるかどうかを判定するステップ。S402で異常判定中でないと判断された場合には、S403へ進行し、異常判定処理を実施するかしないかの判定を行う。異常判定をしない場合にはS404へ進行し、S400で得た輝度Bを基に、被写体に応じた露出制御を実施する。異常判定を行う場合には、S405へ進行し、異常判定処理を開始する。S404、S405処理後は、S400へ戻り、ステップを繰り返す。S403で異常判定処理を開始した場合には、続く処理でのS402では、異常判定中であると判断されるため、S405へ進行し、異常判定処理を継続する。異常判定処理は、S405で異常判定処理が終了するまで、繰り返される。
FIG. 5A is a flowchart illustrating an outline of processing of an example of an imaging apparatus including processing for determining abnormality in exposure control.
In step S400, the average brightness B (for example, the average brightness in the region R) of the image data used for controlling the exposure according to the subject is acquired. S401 is a step of performing image processing performed by the imaging apparatus, and S402 is a step of determining whether abnormality determination is being performed. If it is determined in S402 that the abnormality determination is not being performed, the process proceeds to S403 to determine whether or not to perform the abnormality determination process. If no abnormality determination is made, the process proceeds to S404, and exposure control corresponding to the subject is performed based on the luminance B obtained in S400. When performing abnormality determination, it progresses to S405 and starts abnormality determination processing. After S404 and S405, the process returns to S400 and repeats the steps. If the abnormality determination process is started in S403, it is determined in S402 in the subsequent process that the abnormality determination is being performed, and thus the process proceeds to S405 and the abnormality determination process is continued. The abnormality determination process is repeated until the abnormality determination process ends in S405.
以降は、異常判定処理を開始した後の処理を図5bに沿って説明する。
図5bは、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS501では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C1を設定する。蓄積時間とは、撮像素子が被写体からの受光により電荷を蓄積する時間のことであり、シャッタ速度に反比例する。
ステップS502では、被写体に応じて最適制御されたゲインG1を設定する。
(この時、露出制御は安定しているものとする。)
Hereinafter, the process after the abnormality determination process is started will be described with reference to FIG.
FIG. 5B is a flowchart illustrating an outline of an example of processing for determining an abnormality in exposure control performed by the imaging apparatus.
In step S501, the storage time C1 optimally controlled according to the subject is set. The accumulation time is a time during which the image sensor accumulates charges by receiving light from the subject, and is inversely proportional to the shutter speed.
In step S502, the optimally controlled gain G1 is set according to the subject.
(At this time, exposure control is assumed to be stable.)
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、CPU208がフィードバック制御を行うことによって行われる。
ステップS503では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C1及びゲインG1の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB1として記憶する。すなわち、図4に示す画像出力J1の領域R内の平均輝度を記憶する。
For example, in the optimum control of the accumulation time and gain for obtaining the optimum image of the subject, the
In step S503, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) in the case of the accumulation time C1 and the gain G1 optimally controlled according to the subject is stored as B1. That is, the average luminance in the region R of the image output J1 shown in FIG. 4 is stored.
ステップS504では、ステップS501で被写体に応じて最適制御された蓄積時間C1のn倍の蓄積時間C1nを設定する。
ステップS505では、ステップS502で被写体に応じて最適制御されたゲインG1のm倍のゲインG1mを設定する。
その後、ステップS404へ戻り、蓄積時間がC1n及びゲインがG1mの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、S402からS506へ進行するため、ステップS506では、蓄積時間がC1n及びゲインがG1mの場合の平均輝度BをB2とする。
In step S504, an accumulation time C1n that is n times the accumulation time C1 optimally controlled in accordance with the subject in step S501 is set.
In step S505, a gain G1m that is m times the gain G1 optimally controlled in accordance with the subject in step S502 is set.
Thereafter, the process returns to step S404, and the average luminance when the accumulation time is C1n and the gain is G1m is acquired. Since the process proceeds from S402 to S506 during the abnormality determination, in step S506, the average luminance B when the accumulation time is C1n and the gain is G1m is set to B2.
なお、ステップS505においては、この実施の形態1では、C1×G1=(C1×n)×(G1×m)=C1n×G1mとなるように蓄積時間及びゲインを設定する。すなわち、線形な特性をもつ撮像素子においては、n×m=1となる(n、mはこの関係を満たす任意の定数)。このため、蓄積時間及びゲインを含めた最終映像信号が、被写体に応じて最適制御された蓄積時間及びゲインを用いた場合と同一となるように設定する。 In step S505, in the first embodiment, the accumulation time and the gain are set such that C1 × G1 = (C1 × n) × (G1 × m) = C1n × G1m. That is, in an image sensor having linear characteristics, n × m = 1 (n and m are arbitrary constants satisfying this relationship). For this reason, the final video signal including the accumulation time and the gain is set to be the same as when the accumulation time and the gain optimally controlled according to the subject are used.
ここで、図6において、入出力特性601は蓄積時間がC1nでゲインがG1mの場合の撮像素子の入出力特性を示す。同様に、入出力特性602は蓄積時間がC1でゲインがG1の場合の入出力特性を示す。入出力特性603は蓄積時間がC1nでゲインがG1の場合の入出力特性を示す。入出力特性602は、被写体に応じて露出を最適に制御した場合の入出力特性である。
Here, in FIG. 6, an input /
すなわち、ステップS503で取得する輝度B1は、入出力特性602によって得られるものである。
入出力特性603は、入出力特性602の蓄積時間をn倍した場合に得られる特性であり、入出力特性601は、入出力特性603のゲインをm倍した場合に得られる入出力特性である。
実施の形態1では、n×m=1とするため、露出制御が正常に行われていれば、蓄積時間がC1nでゲインがG1mの場合の出力は、入出力特性602と同一の特性を示すはずである。
That is, the brightness B1 acquired in step S503 is obtained by the input /
The input /
In the first embodiment, since n × m = 1, if the exposure control is performed normally, the output when the accumulation time is C1n and the gain is G1m shows the same characteristics as the input /
ステップS507では、露出異常判定を行うために、平均輝度B1と平均輝度B2を比較し、これらの値の差が所定範囲内であるか否かを判定する。
具体的には、ステップS507では、例えば下式が成立するか否かで判定を行う。
B1とB2の比:Db=B1/B2>k1、または、Db=B1/B2<k2
ここで、定数K1、k2は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、n×m=1であるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度B1と平均輝度B2は、ほぼ同一の値となる。
In step S507, the average brightness B1 and the average brightness B2 are compared to determine whether or not the difference between these values is within a predetermined range in order to perform the exposure abnormality determination.
Specifically, in step S507, the determination is made based on, for example, whether or not the following expression holds.
B1 to B2 ratio: Db = B1 / B2> k1 or Db = B1 / B2 <k2
Here, the constants K1 and k2 are thresholds that can be arbitrarily set.
Here, since n × m = 1, if the exposure control is normally performed, the average luminance B1 and the average luminance B2 have substantially the same value.
従って、例えば、ゲインを40段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度B1と平均輝度B2との間に3段階以上のゲインの差が生じた場合に、平均輝度B1と平均輝度B2とに所定値以上の差があると判定すればよい。
この場合、「ゲインの3段階の差がある状態」=「ゲインが1.3倍になっている状態」とすれば、上式の閾値k1及びk2を、k1=1.3、k2=0.77(1/1.3)に設定することができる。
Therefore, for example, in the case of an image sensor in which the gain can be set in 40 levels, when a gain difference of 3 levels or more occurs between the average brightness B1 and the average brightness B2, the average brightness B1 and the average brightness B2 are obtained. What is necessary is just to determine with a difference more than a predetermined value.
In this case, if “a state in which there is a difference in three stages of gain” = “a state in which the gain is 1.3 times”, the threshold values k1 and k2 in the above equation are set as k1 = 1.3 and k2 = 0. .77 (1 / 1.3).
なお、ここでは、ゲインに3段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準(ゲインの差)はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式を用いて比較を行ってもよい。
すなわち、例えば、平均輝度B1と平均輝度B2の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、ゲインではなく、露出時間の段階数の差で平均輝度B1と平均輝度B2の差を判定するように構成してもよい。
Here, the case where it is determined that the exposure is abnormal when a difference of three or more levels occurs in the gain has been described. However, the determination criterion (gain difference) is not limited to this, and other comparison arithmetic expressions are appropriately used. A comparison may be made using.
That is, for example, the comparison may be performed based on the difference between the average luminances instead of the comparison based on the ratio between the average luminance B1 and the average luminance B2.
Moreover, you may comprise so that the difference of average brightness | luminance B1 and average brightness | luminance B2 may be determined with the difference of the stage number of exposure time instead of a gain.
ステップS507において、平均輝度B1と平均輝度B2の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップS507において、平均輝度B1と平均輝度B2との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップS508に進行する。
続くステップS508では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップS508では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
If it is determined in step S507 that the difference between the average luminance B1 and the average luminance B2 is less than the predetermined value, it is determined that the exposure control is normally performed, and the abnormality determination ends.
On the other hand, if it is determined in step S507 that the difference between the average luminance B1 and the average luminance B2 is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the exposure control is abnormal, and the flow proceeds to step S508.
In the subsequent step S508, a warning that the exposure is abnormal is issued to the user of the imaging apparatus.
In step S508, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
以上、本発明の撮像装置によれば、被写体に応じて最適制御された蓄積時間(シャッタ速度)及びゲインによって得られる画像出力(図4の画像出力J1に相当)を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速(蓄積時間が最短)、最適及び最遅(最長)(の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。 As described above, according to the imaging apparatus of the present invention, it is determined whether or not the exposure is abnormal using the image output (corresponding to the image output J1 in FIG. 4) obtained by the accumulation time (shutter speed) and gain optimally controlled according to the subject. In a system that recognizes a white line on the road surface, when comparing the image output when the shutter speed is the fastest (accumulation time is shortest), optimal and slowest (longest) (as in the past). The white line and the road surface are overexposed, and the white line cannot be detected, and the white line recognition system using the conventional imaging device does not detect the white line in order to detect the exposure abnormality. Although it was necessary to temporarily stop, in the white line recognition system using the imaging apparatus of the present invention, it is not necessary to pause the white line recognition process for detecting the exposure abnormality.
なお、実施の形態1では、システム動作中に露出異常判定を行うこととしたが、例えば、システムの電源オン時、または、この撮像装置が車輌に搭載されて路面の走行車線認識用に用いられる場合は、車輌がアクセサリーモードになったとき、イグニッションがオンにされたとき、あるいは、撮像装置の電源が投入された直後に異常判定部が異常判定処理を実行するように構成してもよいし、あるいは、車輌の速度が所定以下である場合に異常判定部が異常判定処理を実行するように構成してもよい。
また、ここでは、撮像装置を車輌に搭載する白線認識システムに適用する場合について説明したが、本発明の撮像装置の適用範囲は、このようなシステムに限定されるものではなく、他のシステムにも適用可能である。
これらは以下で説明する実施の形態2ないし8に係る撮像装置ついても同様である。
In the first embodiment, the exposure abnormality determination is performed during the system operation. For example, when the system is turned on, or this imaging device is mounted on a vehicle and used for recognition of a traveling lane on the road surface. In this case, the abnormality determination unit may be configured to execute the abnormality determination process when the vehicle enters the accessory mode, when the ignition is turned on, or immediately after the imaging device is turned on. Alternatively, the abnormality determination unit may be configured to execute the abnormality determination process when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value.
In addition, here, the case where the imaging device is applied to a white line recognition system mounted on a vehicle has been described, but the application range of the imaging device of the present invention is not limited to such a system, and is applicable to other systems. Is also applicable.
The same applies to the imaging apparatuses according to
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態2に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態2に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
但し、本実施の形態では、被写体に応じた最適な露出制御を利用するものではないため、異常判定中はS401で示す画像処理は実施しないものとする。
図7は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置における露出制御の異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
図8は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性(像面照度に対する信号レベルの特性)を示す図である。
Hereinafter, an image pickup apparatus according to
The configuration of the imaging apparatus according to
The outline of an example of the imaging apparatus including the exposure control abnormality determination process according to the second embodiment of the present invention conforms to the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to the first embodiment.
However, in the present embodiment, since the optimum exposure control according to the subject is not used, the image processing shown in S401 is not performed during the abnormality determination.
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of exposure control abnormality determination processing in the imaging apparatus according to
FIG. 8 is a diagram showing input / output characteristics (signal level characteristics with respect to image plane illuminance) of the image sensor used in the imaging apparatus according to
図7において、ステップS701では、蓄積時間基準C2を最も短い蓄積時間に選定する。
ステップS702では、ゲイン基準G2を最も小さい値に選定する。
ステップS703では、異常判定の対象となる蓄積時間C2xを設定する。ここではC2xを最も長い蓄積時間に設定する。またS710でゲインをG2に設定する。
その後、ステップS400へ戻り、蓄積時間がC2x及びゲインがG2の場合の平均輝度を取得する。異常判定中はS402からS712へ進行するため、B3が記憶済みか否かを判定し、B3が記憶済でなければ、ステップS704で、蓄積時間がC2x及びゲインがG2の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB3として記憶する。
In FIG. 7, in step S701, the accumulation time reference C2 is selected as the shortest accumulation time.
In step S702, the gain reference G2 is selected to be the smallest value.
In step S703, an accumulation time C2x that is a target of abnormality determination is set. Here, C2x is set to the longest accumulation time. In S710, the gain is set to G2.
Thereafter, the process returns to step S400, and the average luminance when the accumulation time is C2x and the gain is G2 is acquired. Since the process proceeds from S402 to S712 during the abnormality determination, it is determined whether or not B3 has been stored. If B3 has not been stored, in step S704, the average brightness B (when the accumulation time is C2x and the gain is G2). For example, the average luminance in the region R) is stored as B3.
ステップS711では、蓄積時間基準C2を設定する。
ステップS705では、異常判定の対象となるゲインG2yを設定する。ここではG2yがG2y=(C2x/C2)×G2を満たす値に設定する。
その後、ステップS404へ戻り、蓄積時間がC2及びゲインがG2yの場合の平均輝度を取得する。異常判定中はS402からS712へ進行するため、B3が記憶済みか否かを判定し、B3が記憶済であれば、ステップS706で、蓄積時間がC2でゲインがG2yの場合の画像出力における平均輝度BをB4とする。
In step S711, an accumulation time reference C2 is set.
In step S705, a gain G2y that is a target of abnormality determination is set. Here, G2y is set to a value satisfying G2y = (C2x / C2) × G2.
Thereafter, the process returns to step S404, and the average luminance when the accumulation time is C2 and the gain is G2y is acquired. Since the process proceeds from S402 to S712 during the abnormality determination, it is determined whether or not B3 has been stored. If B3 has been stored, the average in the image output when the accumulation time is C2 and the gain is G2y in step S706. The luminance B is B4.
図8において、入出力特性604は、蓄積時間がC2でゲインがG2の場合の撮像素子の入出力特性である。入出力特性605は、蓄積時間がC2xでゲインがG2の場合の入出力特性である。入出力特性606は、蓄積時間がC2でゲインがG2yの場合の入出力特性である。
In FIG. 8, an input /
ステップS704で取得する平均輝度B3は、入出力特性605によるものである。
ステップS706で取得する平均輝度B4は、入出力特性606によるものである。
上述のように、この発明の実施の形態2に係る撮像装置では、G2yはG2y=(C2x/C)×Gとするため、入出力特性803の場合の出力は、入出力特性605と同一の特性を示す。
The average luminance B3 acquired in step S704 is due to the input /
The average luminance B4 acquired in step S706 is due to the input /
As described above, in the imaging apparatus according to
ステップS707では、下式が成立するか否かで露出の異常判定を行う。
B3とB4の比:Db=B3/B4>k1、または、Db=B3/B4<k2
ここで、定数K1、k2は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、G2y=(C2x/C)×Gであるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度B3と平均輝度B4は、ほぼ同一の値となるはずである。
In step S707, exposure abnormality determination is performed based on whether or not the following expression is satisfied.
B3 to B4 ratio: Db = B3 / B4> k1, or Db = B3 / B4 <k2
Here, the constants K1 and k2 are thresholds that can be arbitrarily set.
Here, since G2y = (C2x / C) × G, if the exposure control is normally performed, the average luminance B3 and the average luminance B4 should be almost the same value.
従って、例えば、ゲインを40段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度B1と平均輝度B2との間に3段階以上のゲインの差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
この場合、「ゲインの3段階の差」=「ゲインが1.3倍」とすれば、上式の閾値k1及びk2を、k1=1.3、k2=0.77(1/1.3)に設定することができる。
Therefore, for example, if the image sensor can set the gain in 40 steps, it can be set so that an abnormality in exposure is determined when a gain difference of 3 steps or more occurs between the average luminance B1 and the average luminance B2. .
In this case, if “difference in three stages of gain” = “gain is 1.3 times”, the threshold values k1 and k2 in the above equation are set to k1 = 1.3, k2 = 0.77 (1 / 1.3 ) Can be set.
なお、ここでは、ゲインに3段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準(ゲインの差)はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式で行ってもよい。
例えば、平均輝度B3と平均輝度B4の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、ゲインではなく、露出時間の段階数の差で平均輝度B1と平均輝度B2の差を判定するように構成してもよい。
Here, the case where it is determined that the exposure is abnormal when a difference of three or more levels occurs in the gain has been described. However, the determination criterion (gain difference) is not limited to this, and other comparison arithmetic expressions are appropriately used. You may go on.
For example, the comparison may be performed based on the difference between the average luminances instead of the comparison based on the ratio between the average luminance B3 and the average luminance B4.
Moreover, you may comprise so that the difference of average brightness | luminance B1 and average brightness | luminance B2 may be determined with the difference of the stage number of exposure time instead of a gain.
ステップS707において、平均輝度B3と平均輝度B4の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップS707において、平均輝度B3と平均輝度B4との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップS708に進行する。
続くステップS708では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップS708では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S707, when it is determined that the difference between the average luminance B3 and the average luminance B4 is less than the predetermined value, it is determined that the exposure control is normally performed, and the abnormality determination ends.
On the other hand, if it is determined in step S707 that the difference between the average luminance B3 and the average luminance B4 is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the exposure control is abnormal, and the flow proceeds to step S708.
In a subsequent step S708, a warning that the exposure is abnormal is issued to the user of the imaging apparatus.
In step S708, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
以上、この発明の実施の形態2に係る撮像装置では、実施の形態1のように被写体に応じて最適制御されたゲイン及び蓄積時間を用いるのではなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行うことができる。
すなわち、C2x及びG2yを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
As described above, in the imaging device according to
That is, by setting C2x and G2y to arbitrary values, it is possible to perform abnormality determination at a plurality of points or a plurality of times in succession, and the accuracy of abnormality determination can be improved.
また、実施の形態2では、G2yはGy=(C2x/C)×Gとなるよう設定したが、定数Lを用いた重み付けを行い、G2y=L×((C2x/C)×G)と設定して露出の異常判定を行ってもよい。
但し、その場合は、B3またはB4をLの値に応じて換算し異常を判定するか、または、閾値k1、k2をLの値に応じて設定する必要がある。
In the second embodiment, G2y is set to be Gy = (C2x / C) × G. However, weighting using a constant L is performed and G2y = L × ((C2x / C) × G) is set. Then, the exposure abnormality determination may be performed.
However, in that case, it is necessary to convert B3 or B4 according to the value of L and determine abnormality, or to set the thresholds k1 and k2 according to the value of L.
また、本発明の実施の形態2に係る撮像装置によれば、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインを必要としないので、この撮像装置を用いた白線認識システムの電源オン時、または、このようなシステムを搭載した車輌のイグニッション・オン時や車速が所定以下のような白線認識等のシステム動作が行われない状況でも露出の異常判定をすることが可能になる。
また、単なるカメラ等の白線認識処理を行わない撮像装置においては、露出異常判定中である旨をユーザに伝え、任意のタイミングで露出異常判定を行うことが可能になる。
Further, according to the imaging apparatus according to
In addition, in an imaging apparatus that does not perform white line recognition processing, such as a camera, it is possible to notify the user that exposure abnormality determination is being performed and to perform exposure abnormality determination at an arbitrary timing.
実施の形態3.
実施の形態1、2では、線形な入出力特性をもつ撮像素子を有する撮像装置について説明したが、非線形な入出力特性をもつ撮像素子を用いる撮像装置に対して本発明を適用することもできる。
Embodiment 3 FIG.
In
図9は、この発明の実施の形態3にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性(像面照度に対する信号レベルの特性)を方対数グラフに表した図である。
図9において、非線形な入出力特性をもつ撮像素子は、低照度の場合の入射光−出力特性がリニアとなるリニア特性部801と、高照度の場合の入射光−出力特性が対数特性となる対数特性部802とを有する。変曲点803はこの撮像装置の入出力特性の切替点であり、その信号レベルはCHBである。
なお、ここでは、非線形な入出力特性をもつ撮像装置として、図9の特性を有する場合を例にとって説明するが、非線形な入出力特性を実現する方式は種々存在するので、図9の特性のみに限られるものではない。
FIG. 9 is a graph representing the input / output characteristics (signal level characteristics with respect to image plane illuminance) of the image sensor used in the imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 9, an imaging element having nonlinear input / output characteristics has a linear
Here, the case where the imaging apparatus having nonlinear input / output characteristics has the characteristics shown in FIG. 9 will be described as an example. However, since there are various methods for realizing nonlinear input / output characteristics, only the characteristics shown in FIG. It is not limited to.
以下、非線形な入出力特性をもつ撮像素子を用いたこの発明の実施の形態3に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態3に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態3に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
また、この発明の実施の形態3に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容は基本的に実施の形態1の処理内容(図5b参照)に準ずるが、各ステップにおける設定値や判定手法は異なる。
Hereinafter, an image pickup apparatus according to Embodiment 3 of the present invention using an image pickup element having nonlinear input / output characteristics will be described.
The configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is in accordance with the configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 1 (see FIG. 1).
The outline of the process of an example of the imaging apparatus including the exposure determination abnormality determination process according to the third embodiment of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to the first embodiment.
The processing content of the exposure control abnormality determination applied to the imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention basically conforms to the processing content of Embodiment 1 (see FIG. 5b). The judgment method is different.
図10は、この発明の実施の形態3に係る撮像装置における露出制御の異常判定の一例の処理の概要内容を示すフローチャートである。
図11は、この発明の実施の形態3に係る露出異常判定における入出力特性変換の原理を示す図である。
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of processing of an example of exposure control abnormality determination in the imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing the principle of input / output characteristic conversion in exposure abnormality determination according to Embodiment 3 of the present invention.
ステップS1001では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C3を設定する。
ステップS1002では、被写体に応じて最適制御されたゲインG3を設定する
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、CPU208がフィードバック制御を行うことによって行われる。
In step S1001, an accumulation time C3 that is optimally controlled according to the subject is set.
In step S1002, the optimally controlled gain G3 is set according to the subject. For example, the optimum control of the accumulation time and gain for obtaining the optimal image of the subject is set with a preset target value for image output. The image output obtained by the accumulation time and the gain is compared, and the
ステップS1003では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C3及びゲインG3の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB5として取得する。すなわち、図4に示す画像出力J1の領域R内の平均輝度を取得する。 In step S1003, the average brightness B (for example, the average brightness in the region R) in the case of the accumulation time C3 and gain G3 optimally controlled according to the subject is acquired as B5. That is, the average luminance in the region R of the image output J1 shown in FIG. 4 is acquired.
ステップS1004では、取得した平均輝度B5が切替点の信号レベルCHBより大きいか否か判定する。
平均輝度B5が切替点の信号レベルCHBより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性802であると判定し、フローはステップS1005に進行する。
ステップS1005では、入出力特性802用の変換関数を用いる。変換については後述する。
In step S1004, it is determined whether the acquired average luminance B5 is greater than the signal level CHB at the switching point.
If the average luminance B5 is greater than the signal level CHB at the switching point, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1005, a conversion function for the input /
一方、ステップS1004において、平均輝度B5が切替点の信号レベルCHBより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性801であると判定し、フローはステップS1006に進行する。
ステップS1006では、入出力特性801用の変換関数を用いる。変換については後述する。
ステップS1015では、変換後の平均輝度をB5‘として記憶する。
On the other hand, if the average luminance B5 is smaller than the signal level CHB at the switching point in step S1004, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1006, a conversion function for the input /
In step S1015, the converted average luminance is stored as B5 ′.
ステップS1007では、ステップS1001で被写体に応じて最適制御された蓄積時間C3のn倍の蓄積時間C3nを設定する。
ステップS1008では、ステップS1001で被写体に応じて最適制御されたゲインG3のm倍のゲインG3mを設定する。
なお、ステップS1008においては、実施の形態1と同様に、C3×G3=(C3×n)×(G3×m)=C3n×G3mとなるように蓄積時間及びゲインを設定する。すなわち、線形な特性をもつ撮像素子においては、n×m=1となる(n、mはこの関係を満たす任意の定数)。
その後、ステップS400へ戻り、蓄積時間がC3n及びゲインがG3mの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、S402からS1009へ進行するため、ステップS1009では、蓄積時間がC3n及びゲインがG3mの場合の平均輝度BをB6として取得する。
その後、ステップS400へ戻り、蓄積時間がC1n及びゲインがG1mの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、S402からS506へ進行するため、ステップS506では、蓄積時間がC1n及びゲインがG1mの場合の平均輝度BをB2とする。
In step S1007, an accumulation time C3n that is n times the accumulation time C3 optimally controlled according to the subject in step S1001 is set.
In step S1008, a gain G3m that is m times the gain G3 optimally controlled in accordance with the subject in step S1001 is set.
In step S1008, as in the first embodiment, the accumulation time and gain are set such that C3 × G3 = (C3 × n) × (G3 × m) = C3n × G3m. That is, in an image sensor having linear characteristics, n × m = 1 (n and m are arbitrary constants satisfying this relationship).
Thereafter, the process returns to step S400, and the average luminance when the accumulation time is C3n and the gain is G3m is acquired. Since the process proceeds from S402 to S1009 during the abnormality determination, in step S1009, the average luminance B when the accumulation time is C3n and the gain is G3m is acquired as B6.
Thereafter, the process returns to step S400, and the average luminance when the accumulation time is C1n and the gain is G1m is acquired. Since the process proceeds from S402 to S506 during the abnormality determination, in step S506, the average luminance B when the accumulation time is C1n and the gain is G1m is set to B2.
次に、ステップS1010では、ステップS1005と同様に、平均輝度B6が切替点803の信号レベルCHBより大きいか否かを判定する。
平均輝度B6が切替点803の信号レベルCHBより大きければ、その入出力特性は入出力特性802であると判定し、フローはステップS1011に進行する。
ステップS1011では、入出力特性802用の変換関数を用いる。変換処理については後述する。
Next, in step S1010, as in step S1005, it is determined whether or not the average luminance B6 is greater than the signal level CHB at the
If the average luminance B6 is greater than the signal level CHB at the
In step S1011, a conversion function for the input /
一方、ステップS1010において、平均輝度B6が切替点803の信号レベルCHBより小さいとした場合は、その入出力特性は入出力特性801であると判定し、フローはステップS1012に進行する。
ステップS1012では、入出力特性801用の変換関数を用いる。変換処理については後述する。
ステップS1016では、変換後の平均輝度をB6‘とする。
On the other hand, if it is determined in step S1010 that the average luminance B6 is smaller than the signal level CHB at the
In step S1012, a conversion function for the input /
In step S1016, the average luminance after conversion is set to B6 ′.
上述したステップS1006、ステップS1007、ステップS1011およびステップS1012における変換処理について説明する。
これらのステップにおける処理は、非線形な入出力特性801及び入出力特性802が入力に対して、線形な入出力特性となるように変換する処理である。
例えば、入出力特性が、像面照度E[lx]、A/D変換後のデジタル映像信号B[LSB](輝度B5、B6も本実施の形態では、デジタル映像信号の所定領域の平均値である)、蓄積時間C3n[s]、ゲインG3m、撮像素子の感度S[LSB/lx・s]であるとき、入出力特性801は、例えば、下式で表される。
B=E×C3n×G3m×S
The conversion process in step S1006, step S1007, step S1011 and step S1012 described above will be described.
The processing in these steps is processing for converting the nonlinear input /
For example, the input / output characteristics are image plane illuminance E [lx], digital video signal B [LSB] after A / D conversion (luminances B5 and B6 are also average values in a predetermined area of the digital video signal in this embodiment. When there is an accumulation time C3n [s], a gain G3m, and an image sensor sensitivity S [LSB / lx · s], the input /
B = E × C3n × G3m × S
また、入出力特性802は、例えば、下式で表される。
B=(CHB+K×log(E×C3n×S−CHB))×G3m
Bを上式で変換した後の出力をB’とするとき、本実施の形態では、ステップS1007とステップS1012で用いる入出力特性801は線形領域の特性であるため、特性801の変換式は、下式とする。
B’=B
また、ステップS1006とステップS1011で用いる入出力特性802は非線形領域の特性であるため、下式とする。
B’=(10^(((B/G3m)−CHB)/K)+CHB)×G3m
The input /
B = (CHB + K × log (E × C3n × S-CHB)) × G3m
When the output after B is converted by the above equation is B ′, in this embodiment, since the input /
B '= B
Further, since the input /
B ′ = (10 ^ (((B / G3m) −CHB) / K) + CHB) × G3m
これにより、変換後の入出力特性は、方対数グラフで表す図11の入出力特性804に示すように、入出力特性801から連続的に入力に対して線形な出力特性を有するものとなる。
従い、実施の形態1と同様、蓄積時間及びゲインを含めた最終映像信号が、被写体に応じて最適制御された蓄積時間及びゲインを用いた場合と同一となる。
As a result, the input / output characteristics after conversion have output characteristics that are continuously linear from the input /
Accordingly, as in the first embodiment, the final video signal including the accumulation time and the gain is the same as when the accumulation time and the gain optimally controlled according to the subject are used.
ステップS1013での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、変換後の平均輝度B5‘及び平均輝度B6’を用いて行う。
平均輝度B5’とB6’の比較自体は、実施の形態1における比較処理に準ずる。
B5’とB6’の比:Db=B5’/B6’>k1、または、Db=B5’/B6’<k2
ここで、定数K1、k2は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、C3×G3=(C3×n)×(G3×m)=C3n×G3mであるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度B5’と平均輝度B6’は、ほぼ同一の値となるはずである。
The exposure control abnormality determination based on the luminance comparison in step S1013 is performed using the converted average luminance B5 ′ and average luminance B6 ′.
The comparison itself between the average luminances B5 ′ and B6 ′ is in accordance with the comparison process in the first embodiment.
B5 ′ to B6 ′ ratio: Db = B5 ′ / B6 ′> k1, or Db = B5 ′ / B6 ′ <k2
Here, the constants K1 and k2 are thresholds that can be arbitrarily set.
Here, since C3 × G3 = (C3 × n) × (G3 × m) = C3n × G3m, if exposure control is performed normally, the average luminance B5 ′ and the average luminance B6 ′ are It should be almost the same value.
従って、例えば、ゲインを40段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度B1と平均輝度B2との間に3段階以上のゲインの差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
この場合、「ゲインの3段階の差」=「ゲインが1.3倍」とすれば、上式の閾値k1及びk2を、k1=1.3、k2=0.77(1/1.3)に設定することができる。
Therefore, for example, if the image sensor can set the gain in 40 steps, it can be set so that an abnormality in exposure is determined when a gain difference of 3 steps or more occurs between the average luminance B1 and the average luminance B2. .
In this case, if “difference in three stages of gain” = “gain is 1.3 times”, the threshold values k1 and k2 in the above equation are set to k1 = 1.3, k2 = 0.77 (1 / 1.3 ) Can be set.
なお、ここでは、ゲインに3段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準(ゲインの差)はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式で行ってもよい。
例えば、平均輝度B5’と平均輝度B6’の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、露出時間の段階数の差で異常を判定するように構成してもよい。
Here, the case where it is determined that the exposure is abnormal when a difference of three or more levels occurs in the gain has been described. However, the determination criterion (gain difference) is not limited to this, and other comparison arithmetic expressions are appropriately used. You may go on.
For example, not the comparison based on the ratio between the average luminance B5 ′ and the average luminance B6 ′, but the comparison may be performed based on the difference between the average luminances.
Moreover, you may comprise so that abnormality may be determined by the difference in the number of steps of exposure time.
ステップS1013において、平均輝度B5’と平均輝度B6’の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップS1013において、平均輝度B5’と平均輝度B6’との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップS1014に進行する。
In step S1013, when it is determined that the difference between the average luminance B5 ′ and the average luminance B6 ′ is less than the predetermined value, it is determined that the exposure control is normally performed, and the abnormality determination ends.
On the other hand, if it is determined in step S1013 that the difference between the average luminance B5 ′ and the average luminance B6 ′ is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the exposure control is abnormal, and the flow proceeds to step S1014.
ステップS1014では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS1014では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S1014, when it is determined that the exposure is abnormal, an abnormality is reported to the user.
In step S1014, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
以上、本発明の実施の形態3に係る撮像装置によれば、被写体に応じて最適制御された蓄積時間(シャッタ速度)及びゲインによって得られる画像出力(図4の画像出力J1に相当)を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速(蓄積時間が最短)、最適及び最遅(最長)(の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。 As described above, according to the imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, the image output (corresponding to the image output J1 in FIG. 4) obtained by the accumulation time (shutter speed) and gain optimally controlled according to the subject is used. Therefore, in a system that recognizes the white line on the road surface, the image with the fastest shutter speed (shortest accumulation time), optimum and slowest (longest) (as in the past) is used. When comparing the output, the white line and the road surface are overexposed, and there is no problem that the white line cannot be detected.In addition, in the white line recognition system using the conventional imaging device, in order to detect an abnormal exposure Although it is necessary to pause processing such as white line recognition, in the white line recognition system using the imaging apparatus of the present invention, there is no need to pause white line recognition processing for detecting an exposure abnormality.
また、実施の形態2に示すものと同様に、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインでなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行ってもよい。蓄積時間及びゲインを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
特に、システムの電源オン時、または車輌に搭載する場合においてはイグニッション・オン時や車速が所定以下で白線認識等のシステム動作が行われないような状況でも露出の異常判定をすることができる。
Further, as in the second embodiment, the exposure abnormality determination may be performed using an arbitrary accumulation time and gain instead of the image accumulation time and gain optimized according to the subject. By setting the accumulation time and the gain to arbitrary values, it is possible to perform abnormality determination at a plurality of points or a plurality of times in succession, and the accuracy of abnormality determination can be improved.
In particular, when the system is turned on or mounted in a vehicle, it is possible to determine the exposure abnormality even when the ignition is turned on or even when the vehicle speed is below a predetermined level and the system operation such as white line recognition is not performed.
なお、実施の形態3では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが1種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。 In the third embodiment, there is one input / output characteristic switching point and the input / output characteristic includes one type each of the linear region and the nonlinear region. Any number of linear regions or non-linear regions can be processed in the same manner. Similarly, for an image sensor having non-linear input / output characteristics without a switching point, the input / output characteristics are linear. By using the conversion formula, the exposure abnormality determination unit shown in the present embodiment can be used.
実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態4に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態4に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
図12は、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
また、この発明の実施の形態4に係る撮像装置は、実施の形態3に係る撮像素子と同様に図9に示す入出力特性を有する。
Hereinafter, an image pickup apparatus according to
The configuration of the imaging apparatus according to
The outline of an example of the imaging apparatus including the exposure control abnormality determination process according to the fourth embodiment of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an outline of an example of processing for determining abnormality in exposure control performed by the imaging apparatus.
Further, the imaging apparatus according to
図12は、この発明の実施の形態4に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing processing details of exposure control abnormality determination in the imaging apparatus according to
ステップS1201では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C4を設定する。
ステップS1202では、被写体に応じて最適制御されたゲインG4を設定する。
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、CPU208がフィードバック制御を行うことによって行われる。
In step S1201, an accumulation time C4 that is optimally controlled according to the subject is set.
In step S1202, a gain G4 optimally controlled according to the subject is set.
For example, in the optimum control of the accumulation time and gain for obtaining the optimum image of the subject, the
ステップS1203では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間C4及びゲインG4の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB7として取得する。すなわち、図4に示す画像出力J1の領域R内の平均輝度を取得する。 In step S1203, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) in the case of the accumulation time C4 and gain G4 optimally controlled according to the subject is acquired as B7. That is, the average luminance in the region R of the image output J1 shown in FIG. 4 is acquired.
ステップS1204では、取得した平均輝度B7が切替点の信号レベルCHBより大きいか否か判定する。
平均輝度B7が切替点の信号レベルCHBより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性802であると判定し、フローはステップS1205に進行する。
ステップS1205では、入出力特性802用の変換関数を用いる。変換については実施の形態3と同様とする。
In step S1204, it is determined whether or not the acquired average luminance B7 is greater than the signal level CHB at the switching point.
If the average luminance B7 is larger than the signal level CHB at the switching point, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1205, a conversion function for the input /
一方、ステップS1204において、平均輝度B7が切替点の信号レベルCHBより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性801であると判定し、フローはステップS1206に進行する。
ステップS1206では、入出力特性801用の変換関数を用いる。変換については実施の形態3と同様とする。
ステップS1215では、変換後の平均輝度をB7‘として記憶する。
On the other hand, if the average luminance B7 is smaller than the signal level CHB at the switching point in step S1204, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1206, a conversion function for the input /
In step S1215, the converted average luminance is stored as B7 ′.
ステップS1207では、ステップS1201で被写体に応じて最適制御された蓄積時間C4とは異なる任意の蓄積時間Cを設定する。ゲインはここではG4のままとし、特に指定する必要はない。
ステップS1207で、任意の蓄積時間C設定後は、S400→S402→S1216→S1217のステップを繰り返し、ゲインのみを用いた露出制御を行うものとする。ゲインGは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップS1209で、平均輝度BをB8として取得する。
In step S1207, an arbitrary accumulation time C different from the accumulation time C4 optimally controlled according to the subject in step S1201 is set. Here, the gain remains G4 and need not be specified.
After the arbitrary accumulation time C is set in step S1207, the steps of S400 → S402 → S1216 → S1217 are repeated to perform exposure control using only gain. The gain G is a value obtained as a result of exposure control, and varies depending on the situation. Here, the exposure control is performed for a predetermined time when the exposure control is stabilized or considered to be stable.
After the predetermined time has elapsed, in step S1209, the average luminance B is acquired as B8.
次に、ステップS1210では、ステップS1204と同様に、平均輝度B8が切替点803の信号レベルCHBより大きいか否かを判定する。
Next, in step S1210, as in step S1204, it is determined whether or not the average luminance B8 is greater than the signal level CHB at the
平均輝度B8が切替点803の信号レベルCHBより大きければ、その入出力特性は入出力特性802であると判定し、フローはステップS1211に進行する。
ステップS1211では、入出力特性802用の変換関数を用いる。変換処理については実施の形態3と同様とする。
If the average luminance B8 is greater than the signal level CHB at the
In step S1211, a conversion function for the input /
一方、ステップS1210において、平均輝度B8が切替点の信号レベルCHBより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性801であると判定し、フローはステップS1212に進行する。
ステップS1212では、入出力特性801用の変換関数を用いる。変換については実施の形態3と同様とする。
ステップS1218では、変換後の輝度B8をB8‘とする。
On the other hand, if the average luminance B8 is smaller than the signal level CHB at the switching point in step S1210, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1212, a conversion function for the input /
In step S1218, the converted luminance B8 is set to B8 ′.
ステップS1213での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、変換後の平均輝度B7‘及び平均輝度B8’を用いて行う。
平均輝度B7’とB8’はいずれも最適露出制御を行って得られた画像出力である。すなわち、本実施の形態では、最適露出制御は、画像出力が予め設定した目標値となるよう制御されるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度B7‘と平均輝度B8’は、ほぼ同一の値となるはずである。
The exposure control abnormality determination based on the luminance comparison in step S1213 is performed using the converted average luminance B7 ′ and average luminance B8 ′.
The average luminances B7 ′ and B8 ′ are both image outputs obtained by performing optimal exposure control. That is, in the present embodiment, the optimal exposure control is controlled so that the image output becomes a preset target value. Therefore, if the exposure control is normally performed, the average brightness B7 ′ and the average brightness B8 ′ are Should be almost the same value.
従って、例えば、平均輝度7‘と平均輝度8’を比較し、20[LSB]以上差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。この際、平均輝度8‘を得るためのゲインのみの露出制御が最適でない可能性が高く、蓄積時間ではなく、ゲインの異常と判定する。 Therefore, for example, the average brightness 7 'and the average brightness 8' are compared, and when there is a difference of 20 [LSB] or more, an abnormality in exposure can be determined. At this time, there is a high possibility that the exposure control using only the gain for obtaining the average luminance of 8 'is not optimal, and it is determined that the gain is abnormal rather than the accumulation time.
また、最適露出制御では、予め目標値を設定しているため、平均輝度8‘と目標値
との差が所定以上である場合に、異常であると判定してもよい。
In the optimum exposure control, since a target value is set in advance, when the difference between the
また、ステップS1207において、蓄積時間を最適露出制御の蓄積時間C4とは異なる任意の値Cに固定したが、ゲインを最適露出制御のゲインG4と異なる任意の値Gに固定してもよい。その場合は、ゲインではなく、蓄積時間のみの最適露出制御を行うこととなり、蓄積時間の異常を判定することができる。 In step S1207, the accumulation time is fixed to an arbitrary value C different from the optimum exposure control accumulation time C4. However, the gain may be fixed to an arbitrary value G different from the optimum exposure control gain G4. In such a case, the optimum exposure control is performed only for the accumulation time, not for the gain, and an abnormality in the accumulation time can be determined.
ステップS1213で露出制御は正常に行われていると判定された場合には、異常判定は終了する。
一方、ステップS1213において、露出制御が異常であると判定した場合には、フローはステップS1214に進行する。
If it is determined in step S1213 that the exposure control is normally performed, the abnormality determination ends.
On the other hand, if it is determined in step S1213 that the exposure control is abnormal, the flow proceeds to step S1214.
ステップS1214では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS1214では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S1214, when it is determined that the exposure is abnormal, an abnormality is reported to the user.
In step S1214, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
以上、本発明の実施の形態4に係る撮像装置によれば、被写体に応じた最適制御を継続しつつ得られる画像出力(図4の画像出力J1に相当)を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速(蓄積時間が最短)、最適及び最遅(最長)(の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
さらに、実施の形態1〜3では、異常判定の蓄積時間及びゲインを固定値で設定しているため、ゲイン(蓄積時間)の1ステップのばらつきが大きい場合等は、異常であるのかばらつきであるのか判定が困難となる。一般的に、蓄積時間の値は、ゲインに比べばらつきが非常に小さいため、本実施の形態では、蓄積時間またはゲインの一方を固定にした状態で、露出制御を行うため、ゲイン(蓄積時間)のばらつきを吸収した状態で異常判定が可能となる。
As described above, according to the imaging apparatus according to
Furthermore, in
なお、実施の形態4では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが1種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。 In the fourth embodiment, there is one input / output characteristic switching point, and the input / output characteristic includes one type of linear region and nonlinear region. However, the number of input / output characteristic switching points, Any number of linear regions or non-linear regions can be processed in the same manner. Similarly, for an image sensor having non-linear input / output characteristics without a switching point, the input / output characteristics are linear. By using the conversion formula, the exposure abnormality determination unit shown in the present embodiment can be used.
実施の形態5.
以下、この発明の実施の形態5に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態5に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態5に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
図13は、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
Embodiment 5. FIG.
Hereinafter, an imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
The configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention is similar to the configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 1 (see FIG. 1).
The outline of the processing of an example of the imaging device including the processing for determining the abnormality of exposure control according to the fifth embodiment of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging device according to the first embodiment.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an outline of an example of processing for determining abnormality of exposure control performed by the imaging apparatus.
図13は、この発明の実施の形態5に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
図13に示すように、ステップS1402では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間とは異なる任意の蓄積時間C5を設定する。ゲインはここでは、特に指定する必要はない。
ステップS1402で、任意の蓄積時間C設定後は、S400→S402→S1403→S1404→S1405のステップを繰り返し、ゲインのみを用いた露出制御を行うものとする。ゲインGは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップS1406で、平均輝度BをB9として取得する。
FIG. 13 is a flowchart showing processing details of exposure control abnormality determination in the imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
As shown in FIG. 13, in step S1402, an arbitrary accumulation time C5 different from the accumulation time optimally controlled according to the subject is set. The gain need not be specified here.
After the arbitrary accumulation time C is set in step S1402, the steps of S400 → S402 → S1403 → S1404 → S1405 are repeated to perform exposure control using only gain. The gain G is a value obtained as a result of exposure control, and varies depending on the situation. Here, the exposure control is performed for a predetermined time when the exposure control is stabilized or considered to be stable.
After the predetermined time has elapsed, the average luminance B is acquired as B9 in step S1406.
ステップS1409では、取得した平均輝度B9が、切替点CHの信号レベルCHBより大きいか否かを判定する。
平均輝度B9が切替点の信号レベルCHBより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性802であると判定し、フローはステップS1410に進行する。
ステップS1410では、入出力特性802用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態3と同様とする。
In step S1409, it is determined whether or not the acquired average luminance B9 is higher than the signal level CHB of the switching point CH.
If the average luminance B9 is greater than the signal level CHB at the switching point, it is determined that the input / output characteristics are the input /
In step S1410, conversion processing is performed using a conversion function for the input /
一方、ステップS1409において、平均輝度B9が切替点の信号レベルCHBより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性801であると判定し、フローはステップS1411に進行する。
ステップS1411では、入出力特性801用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態3と同様とする。
ステップ1412では、変換後の輝度B9をB9‘として記憶する。
On the other hand, if the average luminance B9 is smaller than the signal level CHB at the switching point in step S1409, it is determined that the input / output characteristic is the input /
In step S1411, conversion processing is performed using a conversion function for the input /
In
図13に示すように、ステップS1413では、ゲインをG5に設定する。蓄積時間はここでは任意の値Cとし、特に指定する必要はない。
ステップS1413で、任意のゲインG5設定後は、S400→S402→S1403→S1414→S1415のステップを繰り返し、蓄積時間のみを用いた露出制御を行うものとする。蓄積時間Cは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップS1416で、平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB10として取得する。
次に、ステップS1417では、平均輝度B10が切替点803の信号レベルCHBより大きいか否かを判定する。
平均輝度B10が切替点803の信号レベルより大きいと判定した場合は、その入出力特性は802であると判定し、フローはステップS1418に進行する。
ステップS1418では、802用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態3と同様とする。
As shown in FIG. 13, in step S1413, the gain is set to G5. Here, the accumulation time is an arbitrary value C and does not need to be specified.
After the arbitrary gain G5 is set in step S1413, the steps of S400, S402, S1403, S1414, and S1415 are repeated to perform exposure control using only the accumulation time. The accumulation time C is a value obtained as a result of exposure control, and varies depending on the situation. Here, the exposure control is performed for a predetermined time when the exposure control is stabilized or considered to be stable.
After the predetermined time has elapsed, in step S1416, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) is acquired as B10.
Next, in step S1417, it is determined whether or not the average luminance B10 is greater than the signal level CHB at the
If it is determined that the average brightness B10 is greater than the signal level at the
In step S1418, conversion processing is performed using a conversion function for 802. The conversion process is the same as in the third embodiment.
一方、ステップS1417において、平均輝度B10が切替点の信号レベルCHBより小さいと判定した場合は、その入出力特性は801であると判定し、フローはステップS1419に進行する。
ステップS1419では、入出力特性801用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態3と同様とする。
ステップ1420では、変換後の輝度B10をB10‘とする。
On the other hand, if it is determined in step S1417 that the average luminance B10 is lower than the signal level CHB at the switching point, it is determined that the input / output characteristic is 801, and the flow proceeds to step S1419.
In step S1419, conversion processing is performed using a conversion function for the input /
In
ステップS1420の後には、図13に示すステップS1421以下が行われる。
ステップS1421での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、実施の形態4と同様とし、本実施の形態では、変換後の平均輝度B9‘及び平均輝度B10’を用いて行う。
平均輝度B9’とB10’はいずれも最適露出制御を行って得られた画像出力である。すなわち、本実施の形態では、最適露出制御は、画像出力が予め設定した目標値となるよう制御されるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度B9‘と平均輝度B10’は、ほぼ同一の値となるはずである。
After step S1420, step S1421 and subsequent steps shown in FIG. 13 are performed.
The exposure control abnormality determination based on the luminance comparison in step S1421 is performed in the same manner as in the fourth embodiment, and in this embodiment, the average luminance B9 ′ and the average luminance B10 ′ after conversion are used.
The average luminances B9 ′ and B10 ′ are both image outputs obtained by performing optimal exposure control. That is, in the present embodiment, the optimal exposure control is controlled so that the image output becomes a preset target value. Therefore, if the exposure control is normally performed, the average brightness B9 ′ and the average brightness B10 ′ are Should be almost the same value.
従って、例えば、平均輝度9‘と平均輝度10’を比較し、20[LSB]以上差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
また、最適露出制御では、予め目標値を設定しているため、平均輝度9‘または平均輝度10’と目標値との差が所定以上である場合に、異常であると判定してもよい。
Therefore, for example, the average brightness 9 ′ and the average brightness 10 ′ can be compared, and when there is a difference of 20 [LSB] or more, an abnormality in exposure can be determined.
In the optimum exposure control, since the target value is set in advance, when the difference between the average luminance 9 ′ or the average luminance 10 ′ and the target value is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that there is an abnormality.
ステップS1421において、平均輝度B9’と平均輝度B10’の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップS1421において、平均輝度B9’と平均輝度B10’との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップS1422に進行する。
If it is determined in step S1421 that the difference between the average luminance B9 ′ and the average luminance B10 ′ is less than the predetermined value, it is determined that the exposure control is normally performed, and the abnormality determination ends.
On the other hand, if it is determined in step S1421 that the difference between the average luminance B9 ′ and the average luminance B10 ′ is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the exposure control is abnormal, and the flow proceeds to step S1422.
ステップS1422では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS1422では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S1422, if it is determined that the exposure is abnormal, the user is notified of the abnormality.
Although the warning is issued in step S1422, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
以上、本発明の実施の形態5に係る撮像装置によれば、被写体に応じた最適制御を継続しつつ得られる画像出力(図4の画像出力J1に相当)を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速(蓄積時間が最短)、最適及び最遅(最長)(の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
さらに、実施の形態1〜3では、異常判定の蓄積時間及びゲインを固定値で設定しているため、ゲイン(蓄積時間)の1ステップのばらつきが大きい場合等は、異常であるのかばらつきであるのか判定が困難となる。本実施の形態では、蓄積時間またはゲインの一方を固定にした状態で、露出制御を行うため、ゲイン(蓄積時間)のばらつきを吸収した状態で異常判定が可能となる。
As described above, according to the imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, the abnormality of exposure is determined using the image output (corresponding to the image output J1 in FIG. 4) obtained while continuing the optimum control according to the subject. Therefore, in a system that recognizes a white line on the road surface, when comparing the image output when the shutter speed is the fastest (accumulation time is the shortest), the optimum and the slowest (the longest) as in the past, The white line and the road surface are overexposed, and there is no inconvenience that the white line cannot be detected.In the white line recognition system using the conventional imaging device, processing such as white line recognition is temporarily performed in order to detect the exposure abnormality. Although it was necessary to stop, in the white line recognition system using the image pickup apparatus of the present invention, it is not necessary to temporarily stop the white line recognition process for detecting the exposure abnormality.
Furthermore, in
なお、実施の形態5では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが1種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。 In the fifth embodiment, the case where there is one input / output characteristic switching point and the input / output characteristic includes one type each of the linear region and the nonlinear region is described. Any number of linear regions or non-linear regions can be processed in the same manner. Similarly, for an image sensor having non-linear input / output characteristics without a switching point, the input / output characteristics are linear. By using the conversion formula, the exposure abnormality determination unit shown in the present embodiment can be used.
実施の形態6.
実施の形態6においては、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像装置の場合について説明する。
図14は、この発明の実施の形態6にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性(像面照度に対する信号レベルの特性)を表す図である。
図14に示すように、実施の形態6における撮像装置は、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性であり、低照度の場合の入射光−出力特性が線形な線形特性部1601と、高照度の場合の入射光−出力特性が非線形な第1非線形特性部1602と、さらに高照度の場合の入射光−出力特性が非線形な第2非線形特性部1603とを有する。
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, a case of an imaging device having a nonlinear input / output characteristic having a plurality of switching points will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating input / output characteristics (signal level characteristics with respect to image plane illuminance) of an image sensor used in an imaging apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
As shown in FIG. 14, the imaging apparatus according to the sixth embodiment has a nonlinear input / output characteristic having a plurality of switching points, a linear characteristic unit 1601 having a linear incident light-output characteristic in the case of low illuminance, and a high The first non-linear characteristic unit 1602 has a nonlinear incident light-output characteristic in the case of illuminance, and the second non-linear characteristic unit 1603 has a non-linear incident light-output characteristic in the case of high illuminance.
CH1及びCH2はこの撮像装置の入出力特性の切替点であり、その信号レベルはそれぞれCHB1、CHB2である。
また、ここで信号レベルの開始点をCH0、終了点をCH3とする。
なお、ここでは、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像装置として、図14の特性を有する場合を例にとって説明するが、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を実現する方式は種々存在するので、図14の特性のみに限られるものではない。
CH1 and CH2 are switching points of the input / output characteristics of this imaging apparatus, and the signal levels thereof are CHB1 and CHB2, respectively.
Here, the signal level start point is CH0 and the end point is CH3.
Here, as an example of an imaging apparatus having nonlinear input / output characteristics having a plurality of switching points, the case of having the characteristics of FIG. 14 will be described as an example, but a method for realizing nonlinear input / output characteristics having a plurality of switching points Since there are various types, there is no limitation to the characteristics shown in FIG.
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像素子を用いたこの発明の実施の形態6に係る撮像装置ついて説明する。
この発明の実施の形態6に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態6に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
図15は、この発明の実施の形態6に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
Hereinafter, an image pickup apparatus according to Embodiment 6 of the present invention using an image pickup element having a nonlinear input / output characteristic having a plurality of switching points will be described.
The configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 6 of the present invention is similar to the configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 1 (see FIG. 1).
An outline of processing of an example of an imaging apparatus including processing for determining abnormality in exposure control according to Embodiment 6 of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to
FIG. 15 is a flowchart showing processing details of exposure control abnormality determination applied to the imaging apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
図15において、ステップS1703では、入出力特性に複数の切替点をもつ撮像装置において、異常判定を行うための入出力特性区間を決定するための第一切替点CHjを設定する。(jは、切替点数をnとするとき、0〜n−1の自然数)ここでは、図14に示す区間の開始点CH1に設定する。 In FIG. 15, in step S1703, a first switching point CHj for determining an input / output characteristic section for performing abnormality determination is set in an imaging apparatus having a plurality of switching points for input / output characteristics. (J is a natural number from 0 to n-1 where n is the number of switching points) Here, it is set to the start point CH1 of the section shown in FIG.
ステップS1704では、第二切替点CHj+1を設定する。ここでは、図14に示す区間の終了点CH2に設定する。
ステップS1705では、ステップS1703及びステップS1704で設定した異常判定区間の範囲内に露出制御の目標値を設定する。ここでは、図14に示すTGTとする。
ステップS1705で、露出制御の目標値TGT設定後は、S400→S402→S1706→S1707のステップを繰り返し、露出制御を行うものとする。蓄積時間C6、ゲインG6は露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップS1710で、平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB11として取得する。
In step S1704, a second switching point CHj + 1 is set. Here, the end point CH2 of the section shown in FIG. 14 is set.
In step S1705, a target value for exposure control is set within the range of the abnormality determination section set in steps S1703 and S1704. Here, it is TGT shown in FIG.
After the target value TGT for exposure control is set in step S1705, the steps of S400 → S402 → S1706 → S1707 are repeated to perform exposure control. The accumulation time C6 and the gain G6 are values obtained as a result of exposure control, and differ depending on the situation. Here, the exposure control is performed for a predetermined time when the exposure control is stabilized or considered to be stable.
After the predetermined time has elapsed, in step S1710, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) is acquired as B11.
ステップS1711、S1712では、平均輝度B11がステップS1703、S1704で設定された切替点CHj〜CHj+1の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲内であるか否かを判定する。
平均輝度B11が切替点の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲内であれば、その入出力特性はH0j+1であると判定し、H0j+1用の変換関数を用いる。
ステップS1714では、変換後の輝度B11をB11‘として記憶する。
一方、平均輝度B11が切替点CHj〜CHj+1の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、処理を終了する。
この場合、TGTを切替点CHj〜CHj+1の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲内に設定しているにも関わらず、所定時間経過しても平均輝度B11が替点CHj〜CHBj+1の範囲内に入らない場合は、異常と判定する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
In steps S1711, S1712, it is determined whether or not the average luminance B11 is within the range of the signal levels CHBj to CHBj + 1 of the switching points CHj to CHj + 1 set in steps S1703 and S1704.
If the average luminance B11 is within the range of the signal level CHBj to CHBj + 1 at the switching point, it is determined that the input / output characteristics are H0j + 1, and a conversion function for H0j + 1 is used.
In step S1714, the converted luminance B11 is stored as B11 ′.
On the other hand, if the average luminance B11 is out of the range of the signal levels CHBj to CHBj + 1 of the switching points CHj to
In this case, although the TGT is set within the range of the signal levels CHBj to CHBj + 1 of the switching points CHj to
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
ステップS1715では、ステップS1708で被写体に応じて最適制御された蓄積時間C6のn倍の蓄積時間C6nを設定する。
ステップS1716では、ステップS1709で被写体に応じて最適制御されたゲインG6のm倍のゲインG6mを設定する。
ステップS1718では、蓄積時間がC6n及びゲインがG6mの場合の平均輝度BをB12として取得する。
次に、ステップS1719、S1720では、平均輝度B12がステップS1703で設定された切替点CHj〜CHj+1の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲内であるか否かを判定する。
In step S1715, an accumulation time C6n that is n times the accumulation time C6 optimally controlled in accordance with the subject in step S1708 is set.
In step S1716, a gain G6m that is m times the gain G6 optimally controlled in accordance with the subject in step S1709 is set.
In step S1718, the average luminance B when the accumulation time is C6n and the gain is G6m is acquired as B12.
Next, in steps S1719 and S1720, it is determined whether or not the average luminance B12 is within the range of the signal levels CHBj to CHBj + 1 of the switching points CHj to CHj + 1 set in step S1703.
平均輝度B12が切替点の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲内であれば、その入出力特性はH0j+1であると判定し、フローはステップS1721に進行する。
ステップS1721では、H0j+1用の変換関数を用いて変換処理を行う。この変換処理は、実施の形態3のステップS1006、S1007、S1011及びS1012における変換処理に準ずる処理である。
これにより、変換後の入出力特性は、実施の形態3の場合と同様に、入力に対し単一の連続的な入出力特性をもつものとなる。
ステップS1722では、変換後の輝度B12をB12‘とする。
If average luminance B12 is within the range of signal level CHBj to CHBj + 1 at the switching point, it is determined that the input / output characteristics are H0j + 1, and the flow proceeds to step S1721.
In step S1721, the conversion process is performed using the conversion function for H0j + 1. This conversion process is a process similar to the conversion process in steps S1006, S1007, S1011 and S1012 of the third embodiment.
As a result, the converted input / output characteristics have a single continuous input / output characteristic with respect to the input, as in the third embodiment.
In step S1722, the converted luminance B12 is set to B12 ′.
ステップS1724での平均輝度の比較は、変換後の輝度B11‘及びB12’を用いて行う。
ステップS1724での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップS1725に進行する。
露出が正常であると判定した場合には、S1726へ進行し、異常判定は終了する。
The comparison of the average luminance in step S1724 is performed using the converted luminances B11 ′ and B12 ′.
When it is determined that the exposure is abnormal as a result of the comparison of the average luminance in step S1724, the flow proceeds to step S1725.
If it is determined that the exposure is normal, the process proceeds to S1726, and the abnormality determination ends.
ステップS1725では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS1725では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S1725, when it is determined that the exposure is abnormal, an abnormality is reported to the user.
In step S1725, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
一方、ステップS1719、S1720おいて、平均輝度B12が切替点CHj〜CHj+1の信号レベルCHBj〜CHBj+1の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、S1723へ進行する。この場合、所定時間経過しても平均輝度12が替点CHj〜CHBj+1の範囲内に入らない場合は、異常と判断する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
On the other hand, if the average luminance B12 is outside the range of the signal levels CHBj to CHBj + 1 of the switching points CHj to CHj + 1 in steps S1719 and S1720, it is determined that the area is outside the abnormality determination section, and the process proceeds to S1723. In this case, if the average luminance 12 does not fall within the range of the replacement points CHj to CHBj + 1 even after a predetermined time has elapsed, it is determined that there is an abnormality.
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
なお、ステップS1703及びステップS1704で設定する切替点を固定とし、常に同一の1区間における露出異常の判定を行うように構成してもよい。
また、時間的に区間を切り替えながら、入出力特性の全範囲における露出の異常判定を行うよう構成してもよい。
また、実施の形態2に示すものと同様に、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインでなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行ってもよい。蓄積時間及びゲインを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
特に、システムの電源オン時、または車輌に搭載する場合においてはイグニッション・オン時や車速が所定以下で白線認識等のシステム動作が行われないような状況でも露出の異常判定をすることができる。
Note that the switching point set in step S1703 and step S1704 may be fixed, and the exposure abnormality in the same one section may always be determined.
Further, it may be configured to perform the exposure abnormality determination in the entire range of the input / output characteristics while switching the sections in time.
Further, as in the second embodiment, the exposure abnormality determination may be performed using an arbitrary accumulation time and gain instead of the image accumulation time and gain optimized according to the subject. By setting the accumulation time and the gain to arbitrary values, it is possible to perform abnormality determination at a plurality of points or a plurality of times in succession, and the accuracy of abnormality determination can be improved.
In particular, when the system is turned on or mounted in a vehicle, it is possible to determine the exposure abnormality even when the ignition is turned on or even when the vehicle speed is below a predetermined level and the system operation such as white line recognition is not performed.
以上、この発明の実施の形態6に係る撮像装置によれば、異常判定を行う入出力特性の区間を限定することで、1回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止させる時間等を削減することができる。 As described above, according to the imaging apparatus according to Embodiment 6 of the present invention, by limiting the input / output characteristic section in which abnormality determination is performed, the time for stopping the system operation by shortening one abnormality determination operation is reduced. Can be reduced.
また、ステップS1703及びステップS1704で設定する異常判定区間を、露出制御の本来の目標値を含む区間に限定する場合には、ステップS1705を省略でき、その被写体全体を最適に撮像できる状態で、異常判定が可能となる。最適制御とは、道路の白線認識システムに用いる撮像装置の場合は、画像の中で路面の明るさが最適値になる露出の値をいう。
さらに処理を簡略化する場合には、ステップS1713及びステップS1721における入出力特性の変換処理も省略し、単に平均輝度B11及び平均輝度B12を比較することによって異常検知するように構成してもよい。
Further, when the abnormality determination section set in step S1703 and step S1704 is limited to a section including the original target value of exposure control, step S1705 can be omitted, and the entire subject can be imaged optimally. Judgment is possible. In the case of an image pickup apparatus used in a road white line recognition system, the optimum control means an exposure value at which the road surface brightness is an optimum value in the image.
When the processing is further simplified, the input / output characteristic conversion processing in steps S1713 and S1721 may be omitted, and the abnormality may be detected by simply comparing the average luminance B11 and the average luminance B12.
また、線形な入出力特性と非線形な入出力特性をあわせもつ撮像装置においては、ステップS1703及びステップS1704で設定する異常判定区間を線形な入出力特性をもつ区間に限定すれば、ステップS1713及びステップS1721での変換処理を省略して、簡略化したフローによって露出の異常を検知することもできる。
また、異常判定については、S1711、S1712またはS1719、S1720において、輝度Bが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、S1717またはS1723にて異常またはERR判定としたが、
実施の形態4、5同様に、輝度Bの区間判定を行い、輝度Bの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。
In an imaging device having both linear input / output characteristics and nonlinear input / output characteristics, if the abnormality determination section set in steps S1703 and S1704 is limited to sections having linear input / output characteristics, step S1713 and step S1713 are performed. The conversion process in S1721 can be omitted, and an abnormal exposure can be detected by a simplified flow.
As for the abnormality determination, in S1711, S1712 or S1719, S1720, the luminance B is set as a determination target only within the set section, and for those outside the set section, the abnormality or ERR determination is performed in S1717 or S1723. ,
Similarly to the fourth and fifth embodiments, the section of the luminance B may be determined, converted with characteristics according to the section of the luminance B, and determined by comparison with the target value.
実施の形態7.
実施の形態7に係る撮像装置では、撮像素子の入出力特性における複数の区間に対して一度に異常判定を行う。これは、実施の形態6に係る撮像装置は、撮像素子の入出力特性の特定の一区間において露出制御の異常判定を行う、あるいは、時間的に判定対象の区間を切り替えて入出力特性の全範囲について露出制御の異常判定を行うのに対して、撮像素子の入出力特性の複数の区間に対して一度に露出制御の異常判定を行うものである。
Embodiment 7 FIG.
In the imaging apparatus according to Embodiment 7, the abnormality determination is performed at once for a plurality of sections in the input / output characteristics of the imaging element. This is because the imaging apparatus according to the sixth embodiment performs an exposure control abnormality determination in one specific section of the input / output characteristics of the image sensor, or switches the determination target section in terms of time to change all of the input / output characteristics. In contrast to performing an exposure control abnormality determination for a range, an exposure control abnormality determination is performed at once for a plurality of sections of input / output characteristics of the image sensor.
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を有する撮像素子を用いた撮像装置における露出異常判定処理について説明する。
この発明の実施の形態7に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態7に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
図16は、この発明の実施の形態7に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
Hereinafter, an exposure abnormality determination process in an imaging apparatus using an imaging element having a plurality of switching points and having nonlinear input / output characteristics will be described.
The configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 7 of the present invention is similar to the configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 1 (see FIG. 1).
The outline of an example of the imaging apparatus including the exposure control abnormality determination process according to the seventh embodiment of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to the first embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing processing details of exposure control abnormality determination applied to an imaging apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.
ステップS1903からS1923の処理内容は、実施の形態6におけるステップS1703からS1723における処理内容に準ずる。
図16において、ステップS1902では、異常判定対象区間を設定するためのiを初期化する。ステップS1903では、入出力特性に複数の切替点を有する撮像装置において、撮像素子の露出制御の異常判定を行うために、異常判定の対象となる入出力特性の区間の開始点である第一切替点CHiを設定する。テップS1904では、所定の区間の終了点である第二切替点CHi+1を設定する。(iは切替点数nとするとき、0〜n−1の自然数)
ステップS1905では、ステップS1903及びステップS1904で設定した異常判定区間の範囲内に露出制御の目標値TGTi+1を設定する。
The processing contents in steps S1903 to S1923 are in accordance with the processing contents in steps S1703 to S1723 in the sixth embodiment.
In FIG. 16, in step S1902, i for setting the abnormality determination target section is initialized. In step S1903, in an imaging apparatus having a plurality of switching points in the input / output characteristics, the first switching that is the start point of the section of the input / output characteristics to be subjected to abnormality determination is performed in order to perform abnormality determination of the exposure control of the image sensor. Set point CHi. In step S1904, a second switching point CHi + 1 that is the end point of the predetermined section is set. (I is a natural number from 0 to n-1 where n is the number of switching points)
In step S1905, the target value TGTi + 1 for exposure control is set within the range of the abnormality determination section set in steps S1903 and S1904.
ステップS1905で、露出制御の目標値TGT設定後は、S400→S402→S1906→S1907のステップを繰り返し、露出制御を行うものとする。蓄積時間C7i、ゲインG7iは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップS1910で、平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB13iとして取得する。
After the target value TGT for exposure control is set in step S1905, the steps of S400 → S402 → S1906 → S1907 are repeated to perform exposure control. The accumulation time C7i and the gain G7i are values obtained as a result of exposure control, and differ depending on the situation. Here, the exposure control is performed for a predetermined time when the exposure control is stabilized or considered to be stable.
After the predetermined time has elapsed, in step S1910, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) is acquired as B13i.
ステップS1911、S1912では、平均輝度B13iがステップS1903、S1904で設定された切替点CHi〜CHi+1の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲内であるか否かを判定する。
平均輝度B13iが切替点の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲内であれば、その入出力特性はH0i+1であると判定し、H0i+1用の変換関数を用いる。
ステップS1914では、変換後の輝度B13iをB13i‘として記憶する。
一方、平均輝度B13iが切替点CHi〜CHi+1の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、処理を終了する。
この場合、TGTi+1を切替点CHi〜CHi+1の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲内に設定しているにも関わらず、所定時間経過しても平均輝度B13iが替点CHi〜CHBi+1の範囲内に入らない場合は、異常と判定する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
In steps S1911, S1912, it is determined whether or not the average luminance B13i is within the range of the signal levels CHBi to CHBi + 1 of the switching points CHi to CHi + 1 set in steps S1903 and S1904.
If the average luminance B13i is within the signal level CHBi to CHBi + 1 at the switching point, it is determined that the input / output characteristics are H0i + 1, and a conversion function for H0i + 1 is used.
In step S1914, the converted luminance B13i is stored as B13i ′.
On the other hand, if the average luminance B13i is outside the range of the signal levels CHBi to CHBi + 1 of the switching points CHi to
In this case, although the TGTi + 1 is set within the range of the signal levels CHBi to CHBi + 1 of the switching points CHi to
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
ステップS1915では、ステップS1908で被写体に応じて最適制御された蓄積時間C7iのn倍の蓄積時間C7inを設定する。
ステップS1916では、ステップS1909で被写体に応じて最適制御されたゲインG7iのm倍のゲインG7imを設定する。
ステップS1918では、蓄積時間がC7in及びゲインがG7imの場合の平均輝度BをB14として取得する。
次に、ステップS1919、S1920では、平均輝度B14がステップS1903で設定された切替点CHi〜CHi+1の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲内であるか否かを判定する。
In step S1915, an accumulation time C7in that is n times the accumulation time C7i optimally controlled in accordance with the subject in step S1908 is set.
In step S1916, a gain G7im that is m times the gain G7i optimally controlled in accordance with the subject in step S1909 is set.
In step S1918, the average luminance B when the accumulation time is C7in and the gain is G7im is acquired as B14.
Next, in steps S1919 and S1920, it is determined whether or not the average luminance B14 is within the range of the signal levels CHBi to CHBi + 1 of the switching points CHi to CHi + 1 set in step S1903.
平均輝度B14が切替点の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲内であれば、その入出力特性はH0i+1であると判定し、フローはステップS1921に進行する。
ステップS1921では、H0i+1用の変換関数を用いて変換処理を行う。この変換処理は、実施の形態3のステップS1006、S1007、S1011及びS1012における変換処理に準ずる処理である。
これにより、変換後の入出力特性は、実施の形態3の場合と同様に、入力に対し単一の連続的な入出力特性をもつものとなる。
ステップS1922では、変換後の輝度B14をB14‘とする。
If average luminance B14 is within the range of signal level CHBi to CHBi + 1 at the switching point, it is determined that the input / output characteristic is H0i + 1, and the flow proceeds to step S1921.
In step S1921, the conversion process is performed using the conversion function for H0i + 1. This conversion process is a process similar to the conversion process in steps S1006, S1007, S1011 and S1012 of the third embodiment.
As a result, the converted input / output characteristics have a single continuous input / output characteristic with respect to the input, as in the third embodiment.
In step S1922, the converted luminance B14 is set to B14 ′.
ステップS1924での平均輝度の比較は、変換後の輝度B13‘及びB14’を用いて行う。
ステップS1924での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップS1925に進行し、以降の異常判定処理は行わず、異常判定を終了する。但し、この際、露出制御の目標値TGTは本来の目標値へ再設定しておくものとする。
露出が正常であると判定した場合には、S1926へ進行する。
The comparison of the average luminance in step S1924 is performed using the converted luminances B13 ′ and B14 ′.
As a result of the comparison of the average luminance in step S1924, when it is determined that the exposure is abnormal, the flow proceeds to step S1925, and the abnormality determination is terminated without performing the subsequent abnormality determination processing. However, at this time, the target value TGT for exposure control is reset to the original target value.
If it is determined that the exposure is normal, the process proceeds to S1926.
ステップS1925では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS1925では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S1925, when it is determined that the exposure is abnormal, an abnormality is reported to the user.
Although a warning is issued in step S1925, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped at the same time.
一方、ステップS1919、S1920おいて、平均輝度B14が切替点CHi〜CHi+1の信号レベルCHBi〜CHBi+1の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、S1923へ進行する。この場合、所定時間経過しても平均輝度14が替点CHi〜CHBi+1の範囲内に入らない場合は、異常と判断する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
On the other hand, if the average luminance B14 is outside the range of the signal levels CHBi to CHBi + 1 of the switching points CHi to CHi + 1 in steps S1919 and S1920, it is determined that the area is outside the abnormality determination section, and the process proceeds to S1923. In this case, if the
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
ステップS1926では、異常判定区間の開始切替点を示すiが、n−1より大きいか否かを判定する。
大きい場合は、すべての特性区間の異常判定を行ったものとし、S1928へ進行する。小さい場合は、次の特性区間の異常判定を行うため、i=i+1とし、S1903へ戻る。
このように平均輝度B13iとB14iを比較する処理は、すべての入出力特性区間に対して行う。
In step S1926, it is determined whether i indicating the start switching point of the abnormality determination section is greater than n-1.
If it is larger, it is assumed that abnormality determination has been performed for all the characteristic sections, and the process proceeds to S1928. If it is smaller, i = i + 1 is set in order to determine abnormality in the next characteristic section, and the process returns to S1903.
In this way, the process of comparing the average luminances B13i and B14i is performed for all input / output characteristic sections.
以上、本発明の実施の形態7に係る撮像装置によれば、入出力特性に切替点が複数存在する撮像素子を有する場合でも、その入出力特性全体における露出制御の異常の有無を判定することができる。また、異常判定を行う入出力特性の区間を時間的に切り替えることで、1回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止する時間等を削減できる。 As described above, according to the imaging apparatus according to Embodiment 7 of the present invention, even when an imaging element having a plurality of switching points exists in the input / output characteristics, it is determined whether there is an abnormality in exposure control in the entire input / output characteristics. Can do. In addition, by switching the input / output characteristic interval for performing the abnormality determination in time, one abnormality determination operation can be shortened, and the time for stopping the system operation can be reduced.
また、異常判定については、S1911、S1912またはS1919、S1920において、輝度Bが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、S1717またはS1723にて異常またはERR判定としたが、実施の形態4、5同様に、輝度Bの区間判定を行い、輝度Bの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。 As for the abnormality determination, in S1911, S1912 or S1919, S1920, the luminance B is set as the determination target only in the set section, and for those outside the set section, the abnormality or ERR determination is made in S1717 or S1723. Similarly to the fourth and fifth embodiments, the determination of the section of the luminance B may be performed, the characteristic may be converted according to the section of the luminance B, and the determination may be made by comparison with the target value.
実施の形態8.
実施の形態8に係る撮像装置では、撮像素子の入出力特性における複数の区間に対して一度に異常判定を行う。これは、実施の形態6に係る撮像装置は、撮像素子の入出力特性の特定の一区間において露出制御の異常判定を行う、あるいは、時間的に判定対象の区間を切り替えて入出力特性の全範囲について露出制御の異常判定を行うのに対して、撮像素子の入出力特性の複数の区間に対して一度に露出制御の異常判定を行うものである。
In the imaging device according to
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を有する撮像素子を用いた撮像装置における露出異常判定処理について説明する。
この発明の実施の形態8に係る撮像装置の構成は、実施の形態1に係る撮像装置の構成(図1参照)に準ずる。
この発明の実施の形態8に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態1に係る撮像装置のフローチャート(図5a参照)に準ずる。
図17は、この発明の実施の形態8に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
Hereinafter, an exposure abnormality determination process in an imaging apparatus using an imaging element having a plurality of switching points and having nonlinear input / output characteristics will be described.
The configuration of the imaging apparatus according to
The outline of the process of an example of the imaging apparatus including the process for determining the abnormality in exposure control according to the eighth embodiment of the present invention is in accordance with the flowchart (see FIG. 5A) of the imaging apparatus according to the first embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing processing details of exposure control abnormality determination applied to the imaging apparatus according to
図17において、ステップS2001では、判定対象区間を設定するためのiを初期化する。
ステップS2002では、蓄積時間基準C9を最も短い蓄積時間に選定する。
ステップS2003では、ゲイン基準G9を最も小さい値に選定する。
ステップS2004では、異常判定の対象となる蓄積時間C2xiを設定する。ここではC2xiは、異常判定区間CHi〜CHi+1を対象とするときに予め設定した係数xiをC2にかけた値とする。(xiは、連続する実数としてもよい。)
また、S2005でゲインをG9に設定する。
その後、ステップS404へ戻り、蓄積時間がC9xi及びゲインがG9の場合の平均輝度を取得する。異常判定中はS402からS2006へ進行するため、B17iが記憶済みか否かを判定し、B17iが記憶済でなければ、ステップS2007で、蓄積時間がC9xi及びゲインがG9の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB17iとして取得する。
In FIG. 17, in step S2001, i for setting the determination target section is initialized.
In step S2002, the accumulation time reference C9 is selected as the shortest accumulation time.
In step S2003, the gain reference G9 is selected to be the smallest value.
In step S2004, an accumulation time C2xi that is a target of abnormality determination is set. Here, C2xi is a value obtained by multiplying C2 by a preset coefficient xi when the abnormality determination sections CHi to CHi + 1 are targeted. (Xi may be a continuous real number.)
In S2005, the gain is set to G9.
Thereafter, the process returns to step S404, and the average luminance when the accumulation time is C9xi and the gain is G9 is acquired. Since the process proceeds from S402 to S2006 during the abnormality determination, it is determined whether or not B17i has been stored. If B17i has not been stored, in step S2007, the average brightness B (when the accumulation time is C9xi and the gain is G9). For example, the average luminance in the region R) is acquired as B17i.
続く、ステップS2009では、B17iが切替点CH0〜CHnの信号レベルCHB0〜CHBnと比較し、B17iがいずれの区間の値であるかを判定する。
S2004では、xiを予め設定した値とするため、B17iがいずれの区間の値であるかを判定するためのステップS2009は、全区間でなく想定される範囲内に絞ってもよい。
区間が判定された後は、ステップS2010において、判定された第一切替点CHi及び第二切替点CHi+1で確定される区間の変換関数H0i+1を用いて、入出力特性の変換処理を行う。
なお、B17iがCHB0より小さい場合、もしくはCHBnより大きい場合は、撮像素子の入出力特性区間をはずれるものとし、S2019へ進行する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
ステップS2011では、変換後の輝度B17iをB17i‘として記憶する。
In step S2009, B17i is compared with the signal levels CHB0 to CHBn of the switching points CH0 to CHn to determine which section the value of B17i is.
In S2004, since xi is set to a preset value, step S2009 for determining which section B17i is in may be limited to an expected range instead of the entire section.
After the section is determined, in step S2010, input / output characteristic conversion processing is performed using the conversion function H0i + 1 of the section determined at the determined first switching point CHi and second switching
If B17i is smaller than CHB0 or larger than CHBn, the input / output characteristic section of the image sensor is assumed to be off, and the process proceeds to S2019.
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
In step S2011, the converted luminance B17i is stored as B17i ′.
ステップS2012では、蓄積時間基準C9を設定する。
ステップS2013では、異常判定の対象となるゲインG9yiを設定する。ここではG9yiがG9yi=(C9xi/C9)×G9を満たす値に設定する。
その後、ステップS404へ戻り、蓄積時間がC9及びゲインがG9yiの場合の平均輝度を取得する。異常判定中はS402からS2006へ進行するため、B17iが記憶済みか否かを判定し、B17iが記憶済であれば、ステップS2014で、蓄積時間がC9でゲインがG9yiの場合の画像出力における平均輝度BをB18iとする。
In step S2012, an accumulation time reference C9 is set.
In step S2013, a gain G9yi that is a target of abnormality determination is set. Here, G9yi is set to a value satisfying G9yi = (C9xi / C9) × G9.
Thereafter, the process returns to step S404, and the average luminance when the accumulation time is C9 and the gain is G9yi is acquired. Since the process proceeds from S402 to S2006 during the abnormality determination, it is determined whether or not B17i has been stored. If B17i has been stored, in step S2014, the average in image output when the accumulation time is C9 and the gain is G9yi The brightness B is set to B18i.
続く、ステップS2015では、B17iが切替点CH0〜CHnの信号レベルCHB0〜CHBnと比較し、B18iがいずれの区間の値であるかを判定する。
S2004では、xiを予め設定した値とするため、B18iがいずれの区間の値であるかを判定するためのステップS2015は、S2009同様、全区間でなく想定される範囲内に絞ってもよい。
区間が判定された後は、ステップS2016において、判定された第一切替点CHi及び第二切替点CHi+1で確定される区間の変換関数H0i+1を用いて、入出力特性の変換処理を行う。
なお、B18iがCHB0より小さい場合、もしくはCHBnより大きい場合は、撮像素子の入出力特性区間をはずれるものとし、S2019へ進行する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ERRとし、S400から再度開始してもよい。
ステップS2017では、変換後の輝度B18iをB18i‘とする。
In step S2015, B17i is compared with the signal levels CHB0 to CHBn of the switching points CH0 to CHn, and it is determined in which section the value B18i is.
In S2004, in order to set xi to a preset value, step S2015 for determining which section B18i is in may be narrowed down to an expected range instead of the entire section as in S2009.
After the section is determined, in step S2016, input / output characteristic conversion processing is performed using the conversion function H0i + 1 of the section determined at the determined first switching point CHi and second switching
If B18i is smaller than CHB0 or larger than CHBn, the input / output characteristic section of the image sensor is assumed to be off, and the process proceeds to S2019.
Further, when it is not determined that there is an abnormality, the abnormality determination ERR may be set and the process may be restarted from S400.
In step S2017, the converted luminance B18i is set to B18i ′.
ステップS2018での平均輝度の比較は、変換後の輝度B17i‘及びB18i’を用いて行う。
ステップS2018での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップS2019に進行し、以降の異常判定処理は行わず、異常判定を終了する。
露出が正常であると判定した場合には、S2020へ進行する。
The comparison of the average luminance in step S2018 is performed using the converted luminances B17i ′ and B18i ′.
As a result of the comparison of the average luminance in step S2018, when it is determined that the exposure is abnormal, the flow proceeds to step S2019, and the abnormality determination is terminated without performing the subsequent abnormality determination processing.
If it is determined that the exposure is normal, the process proceeds to S2020.
ステップS2019では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップS2019では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
In step S2019, when it is determined that the exposure is abnormal, the user is notified of the abnormality.
In step S2019, a warning is issued. However, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped.
ステップS2020では、異常判定区間の開始切替点を示すiが、n−1より大きいか否かを判定する。(xiが、連続する実数の場合は、輝度B17iまたは18iの値により、全区間の判定が終了したか否かを判定してもよい。)
大きい場合は、すべての特性区間の異常判定を行ったものとし、S2022へ進行する。小さい場合は、次の特性区間の異常判定を行うため、i=i+1とし、S2004へ戻る。
このように平均輝度B17i‘とB18i’を比較する処理は、すべての入出力特性区間に対して行う。
In step S2020, it is determined whether i indicating the start switching point of the abnormality determination section is greater than n-1. (When xi is a continuous real number, it may be determined whether or not the determination of all the sections has been completed based on the value of the luminance B17i or 18i.)
If it is larger, it is assumed that abnormality determination has been performed for all characteristic sections, and the process proceeds to S2022. If it is smaller, i = i + 1 is set in order to determine abnormality in the next characteristic section, and the process returns to S2004.
Thus, the process of comparing the average luminances B17i ′ and B18i ′ is performed for all the input / output characteristic sections.
以上、本発明の実施の形態8に係る撮像装置によれば、入出力特性に切替点が複数存在する撮像素子を有する場合でも、その入出力特性全体における露出制御の異常の有無を判定することができる。また、異常判定を行う入出力特性の区間を時間的に切り替えることで、1回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止する時間等を削減できる。
As described above, according to the imaging apparatus according to
また、異常判定については、S1911、S1912またはS1919、S1920において、輝度Bが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、S1717またはS1723にて異常またはERR判定としたが、実施の形態4、5同様に、輝度Bの区間判定を行い、輝度Bの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。 As for the abnormality determination, in S1911, S1912 or S1919, S1920, the luminance B is set as the determination target only in the set section, and for those outside the set section, the abnormality or ERR determination is made in S1717 or S1723. Similarly to the fourth and fifth embodiments, the determination of the section of the luminance B may be performed, the characteristic may be converted according to the section of the luminance B, and the determination may be made by comparison with the target value.
実施の形態9.
実施の形態9では、撮像素子の入出力特性が切替点を持たない非線形な入出力特性である撮像装置における露出制御の異常を判定する形態について説明する。
図18は、この発明の実施の形態9にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性(像面照度に対する信号レベルの特性)を表す図である。
Embodiment 9 FIG.
In the ninth embodiment, a description will be given of a mode of determining an abnormality in exposure control in an imaging apparatus in which the input / output characteristics of the imaging element are nonlinear input / output characteristics having no switching points.
FIG. 18 is a diagram illustrating input / output characteristics (signal level characteristics with respect to image plane illuminance) of an imaging element used in an imaging apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
図18に示すように、切替点をもたない非線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性E01は、線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性E02、切替点をもつ非線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性E03と比較して、直線で表される特性をもつ。但し、図18における横軸(像面照度)は、対数表示である。
本実施の形態における切替点を持たない非線形な入出力特性を有する撮像素子は、蓄積時間の調節機能は持たないものとする。
As shown in FIG. 18, the characteristic E01 of the imaging device having non-linear input / output characteristics having no switching point includes the characteristic E02 of the imaging device having linear input / output characteristics, and the nonlinear input / output characteristics having the switching point. Compared with the characteristic E03 of the image pickup apparatus, it has a characteristic represented by a straight line. However, the horizontal axis (image plane illuminance) in FIG. 18 is logarithmic display.
It is assumed that the imaging element having non-linear input / output characteristics that does not have a switching point in this embodiment does not have an accumulation time adjustment function.
以下、この発明の実施の形態9について説明する。
図19は、この発明の実施の形態9に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図20は、この発明の実施の形態9に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要示すフローチャートである。
The ninth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 19 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 20 is a flowchart showing an overview of processing of an example of an imaging apparatus including processing for determining abnormality in exposure control according to Embodiment 9 of the present invention.
図19に示す本発明の実施の形態9に係る撮像装置の構成は、図1に示す実施の形態1に係る撮像装置から蓄積時間制御部204および露出制御部205を取り除いたものである。
蓄積時間の制御を行わないこと以外は基本的に同一の構成である。
The configuration of the imaging apparatus according to Embodiment 9 of the present invention shown in FIG. 19 is obtained by removing the accumulation
The configuration is basically the same except that the accumulation time is not controlled.
アナログ信号処理部202内のゲイン制御部204では、例えば、画像データの所定領域内の平均輝度が目標値となるようにゲインを制御し、フィードバック制御を実施した結果が反映することで、被写体に応じたゲインを設定する。
この実施の形態9では、フィードバック制御部(図示せず)及びゲイン異常判定部210は、CPU208内に配設し、ゲイン制御部204を制御するのに必要なゲインの設定は、CPU208からゲイン制御部204に伝達できる構成である。
また、画像データの平均輝度を算出する所定領域は、図3に示すRで囲まれる領域とする。R領域内の平均輝度の算出は、アナログ映像信号処理後の映像信号成分、またはA/D変換後のデジタル映像信号のいずれを用いて行ってもよい。
In the
In the ninth embodiment, the feedback control unit (not shown) and the gain
The predetermined area for calculating the average brightness of the image data is an area surrounded by R shown in FIG. The average luminance in the R region may be calculated using either a video signal component after analog video signal processing or a digital video signal after A / D conversion.
なお、実施の形態9では、デジタル映像信号を用いてゲインの異常制御の判定を行うべく、A/D変換の後段のCPU208内にゲイン異常判定部210を配設したが、アナログ信号処理後の映像信号を用いてゲイン異常判定を行ってもよい。この場合は、A/D変換部206の前段にゲイン異常判定部210を配設すればよい。また、ここでは、CPU208が各種画像処理を行う形態について説明したが、CPU208とは別に画像処理専用のブロックを設けてもよい。
In the ninth embodiment, the gain
図20において、ステップS2301では、被写体に応じて最適制御されたゲインG8を設定する。
ステップS2302では、ゲインがG8の場合の平均輝度B(例えば、領域R内の平均輝度)をB15として取得する。
ステップS2303では、図18に示す撮像素子の入出力特性のE01用の変換関数を用いて平均輝度B15をB15’に変換する。
ステップS2309では、変換後の輝度B15をB15‘として記憶する。
In FIG. 20, in step S2301, a gain G8 optimally controlled according to the subject is set.
In step S2302, the average luminance B (for example, the average luminance in the region R) when the gain is G8 is acquired as B15.
In step S2303, the average luminance B15 is converted to B15 ′ using the conversion function for E01 of the input / output characteristics of the image sensor shown in FIG.
In step S2309, the converted luminance B15 is stored as B15 ′.
ステップS2304では、異常判定の対象となるゲインG8yを設定する。
ステップS2305では、ゲインがG8yの場合の平均輝度BをB16として取得する。
ステップS2306では、ステップS2303と同様に、E01用の変換関数を用いて平均輝度B16をB16’に変換する。
ステップS2303およびステップS2306における平均輝度の変換は、例えば、E01の特性が入力に対し、線形な入出力特性となるように変換する。
ステップS2310では、変換後の輝度B16をB16‘とする。
In step S2304, a gain G8y that is a target of abnormality determination is set.
In step S2305, the average luminance B when the gain is G8y is acquired as B16.
In step S2306, similar to step S2303, the average luminance B16 is converted to B16 ′ using the conversion function for E01.
The average luminance is converted in step S2303 and step S2306, for example, so that the characteristic E01 becomes a linear input / output characteristic with respect to the input.
In step S2310, the converted luminance B16 is set to B16 ′.
ここで、例えば、入出力特性が、像面照度E[lx]、A/D変換後のデジタル映像信号B[LSB](輝度B15、B16も本実施の形態では、デジタル映像信号の所定領域の平均値)、ゲインG8y、撮像素子の感度S[LSB/lx・s]とするとき、特性E01は、例えば、下式で表される。
B=K×log(E×S)×G8y(Kは任意の定数)
Bを変換した後の出力をB’とするとき、この実施の形態9では、特性E01の変換式は、下式とする。
B’=(10^(B/(G8y×K))
これにより、変換後の入出力特性は、図20のE02に示すように、入力に対し単一の入出力特性をもつものとなる。
Here, for example, the input / output characteristics are image plane illuminance E [lx], A / D-converted digital video signal B [LSB] (luminances B15 and B16 are also specified in a predetermined region of the digital video signal in this embodiment. When the average value), the gain G8y, and the sensitivity S [LSB / lx · s] of the image sensor, the characteristic E01 is expressed by the following equation, for example.
B = K × log (E × S) × G8y (K is an arbitrary constant)
In the ninth embodiment, when the output after converting B is B ′, the conversion equation of the characteristic E01 is the following equation.
B ′ = (10 ^ (B / (G8y × K))
As a result, the input / output characteristics after conversion have a single input / output characteristic with respect to the input, as indicated by E02 in FIG.
従って、S2307で変換後の平均輝度B15’とB16’を比較してゲインの異常判定を行う際には、例えば、下式を満たす場合に異常であると判定する。
ここでは、比を用いて平均輝度B15’とB16’の比較を行ったが、比較方法は比に基づく方法に限定されるものではなく、平均輝度B15とB16の差を用いて比較してもよく、その他の演算式で比較を行ってもよい。
Db=B15’/B16’>G/Gm×k
または、Db=B16’/B15’>Gm/G×k(k>1)
Therefore, when determining the gain abnormality by comparing the average luminances B15 ′ and B16 ′ after conversion in S2307, for example, it is determined that there is an abnormality when the following equation is satisfied.
Here, the average luminances B15 ′ and B16 ′ are compared using the ratio, but the comparison method is not limited to the method based on the ratio, and even if the comparison is performed using the difference between the average luminances B15 and B16. Of course, the comparison may be made using other arithmetic expressions.
Db = B15 ′ / B16 ′> G / Gm × k
Or, Db = B16 ′ / B15 ′> Gm / G × k (k> 1)
ステップS2308では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップS2308では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
また、本実施の形態でG8は、被写体に応じた最適なゲインとしたが、任意のゲインを設定してもよい。
In step S2308, a warning that the exposure is abnormal is issued to the user of the imaging apparatus.
Although a warning is issued in step S2308, the operation of the white line recognition system using such an imaging apparatus may be stopped at the same time.
In this embodiment, G8 is an optimum gain according to the subject, but an arbitrary gain may be set.
以上、本発明の実施の形態9に係る撮像装置によれば、蓄積時間の制御を行わず、ゲイン制御のみを行う撮像装置においても、実施の形態1ないし7の撮像装置と同様に、露出量を増大あるいは減少させることによって露出の異常を判定するために、撮影のために被写体に応じて行う露出制御を一時的に中断することなく、ゲイン制御の異常を判定することができる。 As described above, according to the imaging device according to the ninth embodiment of the present invention, the exposure amount can be obtained in the imaging device that performs only gain control without controlling the accumulation time, as in the imaging devices in the first to seventh embodiments. In order to determine an abnormality in exposure by increasing or decreasing the value, it is possible to determine an abnormality in gain control without temporarily interrupting the exposure control performed according to the subject for photographing.
100、100A 撮像装置、201 光電変換部、202 アナログ信号処理部、203 ゲイン制御部、204 蓄積時間制御部、205 露出制御部、206 A/D変換部、207 画像メモリ、208 CPU、209 異常判定部、210 ゲイン異常判定部。 100, 100A imaging device, 201 photoelectric conversion unit, 202 analog signal processing unit, 203 gain control unit, 204 accumulation time control unit, 205 exposure control unit, 206 A / D conversion unit, 207 image memory, 208 CPU, 209 abnormality determination Part, 210 Gain abnormality determination part.
Claims (21)
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、前記異常判定部は、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit, and the photoelectric conversion unit has an output signal characteristic linear with respect to an incident light intensity, and the abnormality determination The unit outputs an image output obtained by an accumulation time C and a gain G with respect to variables m and n having a relationship of m × n = 1, and an image output obtained by an n-times accumulation time Cn and an m-times gain Gm. An imaging device characterized by determining an abnormality in exposure or gain by comparing.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間C及びゲインGによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has an output signal characteristic linear with respect to incident light intensity,
The abnormality determination unit is configured so that the signal processing unit applies the image output obtained by the accumulation time C and the gain G appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit and the gain is fixed to a predetermined value to the subject by the signal processing unit. An image output obtained by an appropriately controlled accumulation time, or an image output obtained by a gain appropriately controlled by the signal processing unit in a state where the accumulation time is fixed to a predetermined value; An imaging device characterized by determining an abnormality in exposure or gain by comparing.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has an output signal characteristic linear with respect to incident light intensity,
In the state where the abnormality determination unit fixes the gain to a predetermined value, the image output obtained by the accumulation time appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit, and the accumulation time fixed to a predetermined value, An imaging apparatus, wherein an abnormality in exposure or gain is determined by comparing an image output obtained with a gain appropriately controlled according to a subject by the signal processing unit.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性を変換して線形な特性に変換し、変換後の特性において、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit, and the photoelectric conversion unit has an output signal characteristic that is nonlinear with respect to incident light intensity, and the abnormality determination The unit converts the nonlinear output signal characteristic into a linear characteristic, and obtains the variable m and n having a relationship of m × n = 1 by the accumulation time C and the gain G in the characteristic after the conversion. An image pickup apparatus that determines an abnormality in exposure or gain by comparing an image output to be obtained and an image output obtained by an n times accumulation time Cn and an m times gain Gm.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間C及びゲインGによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has an output signal characteristic that is nonlinear with respect to incident light intensity,
The abnormality determining unit converts the non-linear output signal characteristic section into a linear characteristic, and the obtained characteristic is obtained by the accumulation time C and the gain G appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit. With the image output and the gain fixed to a predetermined value, the image output obtained by the accumulation time appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit, or the accumulation time fixed to a predetermined value, An imaging apparatus characterized by determining an exposure or gain abnormality by comparing an image output obtained by a gain appropriately controlled according to a subject by a signal processing unit.
記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating charges in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has an output signal characteristic that is nonlinear with respect to incident light intensity,
The abnormality determining unit converts the nonlinear output signal characteristic section into a linear characteristic, and is appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit in a state where the gain is fixed to a predetermined value in the converted characteristic. By comparing the image output obtained by the accumulation time with the image output obtained by the gain appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit in a state where the accumulation time is fixed to a predetermined value, exposure or An imaging apparatus characterized by determining an abnormality in gain.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記線形な出力信号特性のいずれかの区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has input / output characteristics divided into a plurality of linear sections by a plurality of switching points,
The abnormality determination unit converts any section of the linear output signal characteristic into a standard linear characteristic, and accumulates variables m and n having a relationship of m × n = 1 in the characteristic after conversion. An image pickup characterized by determining an exposure or gain abnormality by comparing an image output obtained by time C and gain G with an image output obtained by n times accumulation time Cn and m times gain Gm. apparatus.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間C及びゲインGによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit for determining an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has input / output characteristics divided into a plurality of linear sections by a plurality of switching points,
The abnormality determination unit converts the non-linear nonlinear output signal characteristic section into a standard linear characteristic, and in the converted characteristic, the accumulation time C and the gain appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit With the image output obtained by G and the gain fixed to a predetermined value, the image output obtained by the accumulation time appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit, or the accumulation time is fixed to the predetermined value An imaging apparatus characterized by determining an exposure or gain abnormality by comparing an image output obtained by a gain appropriately controlled according to a subject by the signal processing unit in a state.
記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating charges in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has input / output characteristics divided into a plurality of linear sections by a plurality of switching points,
The abnormality determining unit converts the non-linear nonlinear output signal characteristic section into a standard linear characteristic, and in the characteristic after conversion, the gain is fixed to a predetermined value according to the subject by the signal processing unit. Comparing the image output obtained by appropriately controlled accumulation time with the image output obtained by appropriately controlled gain according to the subject by the signal processing unit with the accumulation time fixed at a predetermined value. To determine an abnormality in exposure or gain.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の非線形な区間に区分される入出力特性を有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性のいずれかの区間を対数変換して線形な特性に変換し、変換後の区間において、m×n=1の関係を有する変数m、nに対し、蓄積時間CとゲインGによって得られる画像出力と、n倍の蓄積時間Cnとm倍のゲインGmとによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an exposure or gain abnormality of the image output processed by the signal processing unit, and the photoelectric conversion unit has input / output characteristics that are divided into a plurality of nonlinear sections by a plurality of switching points. The abnormality determination unit logarithmically transforms any section of the nonlinear output signal characteristic into a linear characteristic, and a variable m having a relationship of m × n = 1 in the section after conversion, By comparing the image output obtained by the accumulation time C and the gain G with respect to n and the image output obtained by the n-times accumulation time Cn and the m-times gain Gm, an abnormality in exposure or gain is determined. An imaging apparatus characterized by that.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の非線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間C及びゲインGによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has input / output characteristics divided into a plurality of nonlinear sections by a plurality of switching points,
The abnormality determination unit converts the non-linear nonlinear output signal characteristic section into a standard linear characteristic, and in the converted characteristic, the accumulation time C and the gain appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit With the image output obtained by G and the gain fixed to a predetermined value, the image output obtained by the accumulation time appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit, or the accumulation time is fixed to the predetermined value An imaging apparatus characterized by determining an exposure or gain abnormality by comparing an image output obtained by a gain appropriately controlled according to a subject by the signal processing unit in a state.
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、
ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit that performs control processing on a time for accumulating electric charge in the photoelectric conversion unit and a gain applied to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an exposure or gain abnormality of the image output processed by the signal processing unit, and converts the nonlinear non-linear output signal characteristic section into a standard linear characteristic. ,
An image output obtained by an accumulation time appropriately controlled according to the subject by the signal processing unit with the gain fixed at a predetermined value, and an object output by the signal processing unit with the accumulation time fixed at a predetermined value. An imaging apparatus characterized by determining an abnormality in exposure or gain by comparing with an image output obtained with a gain controlled appropriately according to the above.
前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力特性信号を有し、
前記異常判定部は、ゲインGによって得られる画像出力と、ゲインGのm倍のゲインGmによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light received from the subject;
A signal processing unit for controlling and processing a gain to be given to the output of the photoelectric conversion unit;
An abnormality determination unit that determines an abnormality in exposure or gain of the image output processed by the signal processing unit,
The photoelectric conversion unit has an output characteristic signal that is nonlinear with respect to incident light intensity,
The abnormality determination unit determines an abnormality in exposure or gain by comparing an image output obtained by a gain G and an image output obtained by a gain Gm that is m times the gain G. .
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