(57)【要約】【課題】  単一の撮像装置を用いて、光学特性の異なる複数の画像信号を出力すること。【解決手段】  信号処理ＩＣ１２０は、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０において、画像ＷＰから一部分の範囲の部分画像ＰＰを切り出し、この切り出した部分画像ＰＰの分解能を高めるために、デジタルズームによって分解能を補間し、この分解能の高められた部分画像ＰＰの感度を調整し、さらに、部分画像ＰＰに対してエッジ強調処理を施したうえでアナログ画像信号に変換する画像フィルタ処理を実行する。そして、光学特性の異なったデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレートで同時出力する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の撮像手段の撮影した画像を用いて、光学特性の異なった複数の画像信号を出力するための画像処理を行う画像処理手段を備えた画像処理装置であって、
前記画像処理手段は、
前記撮像手段の撮影した画像から一部分の範囲の画像を切り出す画像切り出し手段と、
前記画像切り出し手段の切り出した部分画像の分解能を高める高分解能手段と、
前記高分解能処理手段によって分解能が高められた部分画像の感度を調整する部分画像感度調整手段と、を備え、
前記撮像手段の撮影した画像の画像信号、及び前記部分画像感度調整手段によって感度が調整された部分画像の部分画像信号を出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、
前記撮像手段の撮影した画像の感度を調整する画像感度調整手段を備え、
前記画像感度調整手段によって感度が調整された画像の画像信号を出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像感度調整手段は、
前記画像の明るさの最大値を大きくする場合、前記撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更し、
前記画像の明るさの最小値を小さくする場合、前記画像信号の出力ゲインを調整し、
前記部分画像感度調整手段は、
前記部分画像の明るさの最大値を大きくする場合、前記撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更し、
前記部分画像の明るさの最小値を小さくする場合、前記部分画像信号の出力ゲインを調整することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更する際、前記画像感度調整手段と前記部分画像感度調整手段とが異なる設定変更の指示値を示す場合、当該各指示値のうち高い値を示す指示値に前記撮像手段のシャッタースピードの設定値を変更するシャッタースピード変更手段を備えることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、
前記部分画像に対してエッジ強調処理を施すエッジ強調手段を備え、
前記エッジ強調手段によってエッジ強調された部分画像の画像信号を出力することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像信号は、車両前方に存在する物体を認識する物体形状認識のアプリケーションに用いられ、
前記部分画像信号は、前記車両前方の視界を確保するアプリケーションに用いられることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記撮像手段の撮影した画像は、デジタル画像信号として出力されるものであって、
前記画像処理手段は、
前記撮像手段の出力するデジタル画像信号を順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたデジタル画像信号を順次読み出して、アナログ画像信号に変換する画像変換手段と、を備え、
前記デジタル画像信号、及び前記部分画像のアナログ部分画像信号を同時に出力することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮像手段の撮影した画像又は前記部分画像、前記画像又は前記部分画像上で移動可能なカーソル、及び当該カーソルの位置する前記画像上の座標位置を表示する表示手段と、
前記カーソルの移動操作を行うためのカーソル操作手段と、
前記カーソルの位置する前記画像上の座標位置を入力する座標位置入力手段と、
前記座標位置入力手段によって入力された座標位置に基づいて、前記撮像手段の撮像範囲を調整する撮像範囲調整手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項の記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記撮像手段の撮影した画像又は前記部分画像、及び前記画像又は前記部分画像上で移動可能なカーソルを表示する表示手段と、
前記カーソルの移動操作を行うものであって、前記画像内の一部分の範囲を特定するためのカーソル操作手段と、
前記カーソル操作手段によって特定された一部分の範囲の画像から、所定の特徴点の座標位置を認識し、この認識した座標位置に基づいて、前記撮像手段の撮像範囲を調整する撮像範囲調整手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、単一のＣＣＤに対して赤外光の波長帯と可視光の波長帯の両方に感度を持たせたＣＣＤカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されているＣＣＤカメラによれば、外来光の波長帯を選択付与する光学フィルタに、赤外線除去効果のない透過部と赤外光をカットする赤外線フィルタ部とを所定比率で分散配置する。
【０００３】
この構成により、可視光と赤外光の外来光は、光学フィルタを通り、透過部を通過した赤外光を含むフィルタ透過光はそれに対応したＣＣＤの各画素のセンサで受けられ、赤外線フィルタ部を通過した赤外線カット光もそれに対応した各画素のセンサで受けられて、それぞれ電気信号に変換され、映像信号出力として取り出される。
【特許文献１】特開平１１−２８９４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、道路上の白線を認識する白線認識や、夜間における車両前方の視界を確保するナイトビュー等の周知の車両用のアプリケーションでは、アプリケーション毎に個別の撮像装置が用いられている。これらの撮像装置は、共に車両前方を撮影するものであるにも係らず、アプリケーションの違い（言い換えれば用途の違い）に伴う光学特性の違いから、アプリケーション毎に用意されている。
【０００５】
一方、上述した、従来技術のＣＣＤカメラは、可視光と赤外光の波長帯の両方に感度を持っていることから、このＣＣＤカメラを採用すれば、上記各アプリケーションにおいてカメラを共用することが可能となり、搭載スペースやコストの面で有利となる。
【０００６】
しかしながら、白線認識とナイトビューとでは、画角、分解能、感度等の光学特性において相反する要求があるため、従来技術のＣＣＤカメラを単に採用するだけでは、アプリケーション毎の要求光学特性に応じた画像信号を出力することができない。
【０００７】
また、白線認識等のアプリケーションでは、撮像装置が車両前方の所定距離範囲を撮像範囲としていることを前提としている。そのため、撮像装置の撮像範囲は、所定の目標範囲に合わせ込まれることが必要となる。このような場合、例えば、撮像装置に対して所定の位置関係となるように所定のパターンを有するターゲットを設置し、そのターゲットのパターンを撮像した画像信号を用いて、撮像装置の撮像範囲をソフト的に調整する技術が従来提案されている。
【０００８】
しかしながら、撮像装置の撮像範囲をソフト的に調整する従来技術の場合、ターゲットの背景が複雑であると、ターゲットの位置の判別が困難となり、撮像範囲を調整することができなくなる。そのため、従来技術で撮像範囲を調整する場合には、背景が一様な場所を選択したり、一様な背景となるように暗幕等を設置したりする必要があった。そのため、作業スペースの確保や作業自体に多くの時間を要していた。
【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、その第１の目的は、単一の撮像装置を用いて、光学特性の異なる複数の画像信号を出力することができる画像処理装置を提案することである。また、その第２の目的は、撮像装置の撮像範囲の調整に要する作業時間を短縮することができる画像処理装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の画像処理装置は、
単一の撮像手段の撮影した画像を用いて、光学特性の異なった複数の画像信号を出力するための画像処理を行う画像処理手段を備えた画像処理装置であって、
画像処理手段は、
撮像手段の撮影した画像から一部分の範囲の画像を切り出す画像切り出し手段と、
画像切り出し手段の切り出した部分画像の分解能を高める高分解能手段と、
高分解能処理手段によって分解能が高められた部分画像の感度を調整する部分画像感度調整手段と、を備え、
撮像手段の撮影した画像の画像信号、及び部分画像感度調整手段によって感度が調整された部分画像の部分画像信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
このように、本発明の画像処理装置は、撮像手段の撮影した画像の画像信号と、高分解能化や感度調整の施された上記画像の部分画像の部分画像信号とを出力する。これにより、単一の撮像手段を用いて、要求光学特性に応じた複数の異なる画像信号を出力することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の画像処理装置によれば、画像処理手段は、撮像手段の撮影した画像の感度を調整する画像感度調整手段を備え、画像感度調整手段によって感度が調整された画像の画像信号を出力することを特徴とする。これにより、撮像手段の撮影する画像の感度は、画像感度調整手段によって調整され、部分画像の感度は、部分画像感度調整手段によって調整されるため、各々の画像の感度を個別に調整することができる。
【００１３】
請求項３に記載の画像処理装置は、
画像感度調整手段は、
画像の明るさの最大値を大きくする場合、撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更し、
画像の明るさの最小値を小さくする場合、画像信号の出力ゲインを調整し、
部分画像感度調整手段は、
部分画像の明るさの最大値を大きくする場合、撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更し、
部分画像の明るさの最小値を小さくする場合、部分画像信号の出力ゲインを調整することを特徴とする。
【００１４】
これにより、画像の明るさの最大値を大きくする場合には、シャッタースピードの設定値を変更することで調整可能となり、画像の明るさの最小値を小さくする場合には、画像毎に出力ゲインが小さくなるように調整することができる。これにより、出力される各画像信号のノイズレベルは、低減される方向で調整されるようになる。
【００１５】
請求項４に記載の画像処理装置は、撮影手段のシャッタースピードの設定値を変更する際、画像感度調整手段と部分画像感度調整手段とが異なる設定変更の指示値を示す場合、当該各指示値のうち高い値を示す指示値に撮像手段のシャッタースピードの設定値を変更するシャッタースピード変更手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
これにより、シャッタースピードとして１つの設定のみ可能な撮像手段を用いた場合であっても、撮像手段の撮影する画像の明るさを高めることが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の画像処理装置によれば、画像処理手段は、部分画像に対してエッジ強調処理を施すエッジ強調手段を備え、エッジ強調手段によってエッジ強調された部分画像の画像信号を出力することを特徴とする。これにより、被写体が鮮明に映し出される部分画像信号を出力することができる。
【００１８】
請求項６に記載の画像処理装置によれば、画像信号は、車両前方に存在する物体を認識する物体形状認識のアプリケーションに用いられ、部分画像信号は、車両前方の視界を確保するアプリケーションに用いられることを特徴とする。
【００１９】
例えば、道路上の白線を認識する白線認識等、車両前方に存在する物体を認識する物体形状認識等のアプリケーションでは、車両前方の道路上の白線を認識するために広角の画像を必要とし、一方、ナイトビュー等の車両の前方の視界を確保するアプリケーションでは、車両から遠方の画像を必要とする。従って、撮像手段の撮影した広角画像の画像信号を白線認識に用い、その画像から切り出した遠方の部分画像の部分画像信号をナイトビューに用いることで、双方のアプリケーションに対応した画角の画像を用いることが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の画像処理装置によれば、
撮像手段の撮影した画像は、デジタル画像信号として出力されるものであって、
画像処理手段は、
撮像手段の出力するデジタル画像信号を順次記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶されたデジタル画像信号を順次読み出して、アナログ画像信号に変換する画像変換手段と、を備え、
デジタル画像信号、及び部分画像のアナログ部分画像信号を同時に出力することを特徴とする。
【００２１】
このように、デジタル画像を記憶する記憶手段を備えることで、アナログ画像に変換するためのデジタル画像を順次読み出すことができる。その結果、デジタル画像信号、及びアナログ部分画像信号を同時に出力することが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の画像処理装置によれば、
撮像手段の撮影した画像又は部分画像、画像又は部分画像上で移動可能なカーソル、及び当該カーソルの位置する画像上の座標位置を表示する表示手段と、
カーソルの移動操作を行うためのカーソル操作手段と、
カーソルの位置する画像上の座標位置を入力する座標位置入力手段と、
座標位置入力手段によって入力された座標位置に基づいて、撮像手段の撮像範囲を調整する撮像範囲調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、作業者は、画像上に映し出されるカーソルを操作して画像上のターゲットの座標位置を読み取り、その読み取った座標位置を入力することで、ターゲットの背景が複雑な場合であっても、背景が一様な場所を選択したり、一様な背景となるように暗幕等を設置したりすることなく、ターゲットの位置を特定することができる。その結果、撮像装置の撮像範囲の調整に要する作業時間を短縮することができる。
【００２４】
請求項９に記載の画像処理装置によれば、
撮像手段の撮影した画像又は部分画像、及び画像又は部分画像上で移動可能なカーソルを表示する表示手段と、
カーソルの移動操作を行うものであって、画像内の一部分の範囲を特定するためのカーソル操作手段と、
カーソル操作手段によって特定された一部分の範囲の画像から、所定の特徴点の座標位置を認識し、この認識した座標位置に基づいて、撮像手段の撮像範囲を調整する撮像範囲調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
これにより、ターゲットの背景が複雑な場合であっても、画像における所定の特徴点（ターゲット）の範囲が特定されるため、従来のように、撮像手段の撮像範囲をソフト的に調整する場合において、ターゲットの位置の判別が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、本実施形態
では、本発明の画像処理装置を備えた車載アプリケーションシステムに関して説明する。この車載アプリケーションシステムは、道路上の白線を認識する白線認識と、車両の前方の視界を確保するナイトビューのアプリケーションを含むものである。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、実施形態による車載アプリケーションシステムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、カメラ１００、画像処理ＥＣＵ２００、制御ＥＣＵ３００、表示器４００ａ〜ｃ、及び調整ツール５００から構成されている。なお、調整ツール５００は、適宜、車内ＬＡＮに接続されるものである。
【００２８】
カメラ１００は、車室内の所定位置、例えばルームミラーの裏側に設置され、車両の進行方向前方の風景を撮像するものである。なお、カメラ１００は、車室内の所定位置に設置されるときに、その撮像範囲が車両の進行方向に対して所定の撮像範囲となるように、その向き等が調整される。この撮像範囲の調整は、調整ツール５００を用いて行われ、その詳細は、第２実施形態で説明する。
【００２９】
また、カメラ１００は、光学特性の異なるデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で同時出力する。
【００３０】
画像処理ＥＣＵ２００は、カメラ１００から出力されたデジタル画像信号（広角）を処理することにより、道路上の白線の位置の認識を行うとともに、その認識した白線位置を車内ＬＡＮに出力する。
【００３１】
さらに、画像処理ＥＣＵ２００は、白線と白線を除く路面部分とのコントラストが適正になるように、カメラ１００のシャータースピード、デジタル画像信号（広角）の出力ゲインの指示値を含むカメラ制御値をカメラ１００に出力する。
【００３２】
画像処理ＥＣＵ２００は、画像インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１０、ＣＰＵ２２０，メモリ２３０、及び通信Ｉ／Ｆ２４０を有する。画像Ｉ／Ｆ２１０は、カメラ１００から出力されるデジタル画像信号（広角）の画素毎の明るさの程度を示す画素値の位置情報等が入力され、その位置情報等をＣＰＵ２２０に伝達する。ＣＰＵ２２０は、画像Ｉ／Ｆ２１０によって伝達される位置情報に基づいて、画像の各ライン毎に出力される画素値が、いずれの画素位置に対応するものかを認識する。そして、認識した画素位置に対応するように、カメラ１００から出力される画素値をメモリ２３０に記憶する。このようにして、メモリ２３０に、カメラ１００から出力されるデジタル画像信号（広角）が保存される。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ２４０は、ＣＰＵ２２０と制御ＥＣＵ３００との間の通信を調整するものである。本実施形態では、ＣＰＵ２２０は、画像信号における白線の位置を認識して、この認識した白線位置を制御ＥＣＵ３００に送信する。
【００３４】
制御ＥＣＵ３００は、車線逸脱警報の制御装置であり、ＣＰＵ２２０から送信された白線位置に基づいて、自車両が車線内から逸脱した（しそう）か否かを判定し、逸脱した（しそう）と判定した場合には、表示器４００ａに対して、警告表示を表示するように指示する。表示器４００ａは、制御ＥＣＵ３００からの指示に応じた画像を表示する。
【００３５】
表示器４００ｂは、白線認識やナイトビュー以外のアプリケーションに用いられる表示器であり、カメラ１００から出力されるデジタル画像信号（広角）を入力して、その画像を表示する。
【００３６】
表示器４００ｃは、例えば、車両のフロントウィンドウ付近に配置されるＨＵＤ（Head Up Display）であり、車両の前方の視界を確保するナイトビューのアプリケーションを構成する。この表示器４００ｃは、ＮＴＳＣ方式に対応したものであり、カメラ１００から出力されるＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を入力し、その望遠画像を表示する。
【００３７】
図２に、カメラ１００の内部構成を示すブロック図である。カメラ１００は、イメージャ１１０、信号処理ＩＣ１２０によって構成される。イメージャ１１０は、ＣＣＤ等の撮像素子で構成され、画像ＷＰのデジタル画像信号をフレーム毎に信号処理ＩＣ１２０へ出力する。このイメージャ１１０は、赤外光の波長帯と可視光の波長帯の両方に感度を有している。
【００３８】
信号処理ＩＣ１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であり、ＲＡＭ（望遠）１３０、ＲＡＭ（広角）１４０、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、アナログ処理フィルタ（広角）１７０の各種機能ブロックを有する。
【００３９】
信号処理ＩＣ１２０は、イメージャ１１０からの画像信号を入力して、光学特性の異なったデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で同時出力するための画像処理を行う。
【００４０】
ＲＡＭ（望遠）１３０、及びＲＡＭ（広角）１４０は、イメージャ１１０からの所定フレーム数に相当するデジタル画像信号を順次格納（記憶）する。このデジタル画像信号は、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０やアナログ処理フィルタ１７０（広角）によって順次読み出され、その読み出された記憶領域にイメージャ１１０からの新たなデジタル画像信号を格納する。
【００４１】
このように、デジタル画像信号を格納（記憶）するＲＡＭ（望遠）１３０、及びＲＡＭ（広角）１４０を備えることで、アナログ画像信号に変換するためのデジタル画像信号を順次読み出すことができる。その結果、信号処理ＩＣ１２０から、デジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で同時出力することが可能となる。
【００４２】
デジタル処理フィルタ１５０は、イメージャ１１０からのデジタル画像信号を入力し、画像ＷＰの感度を調整するものであり、画像処理ＥＣＵ２００からのカメラ制御値に従って、イメージャ１１０のシャータースピード、及びデジタル画像信号（広角）の出力ゲインを調整する。この出力ゲインの調整されたデジタル画像信号（広角）を画像処理ＥＣＵ２００や表示器４００ｂに出力する。
【００４３】
アナログ処理フィルタ（望遠）１６０は、ＲＡＭ（望遠）１３０に格納されたデジタル画像信号を順次読み出し、この画像信号の画像ＷＰから一部分の範囲の部分画像ＰＰを切り出し、この切り出した部分画像ＰＰの分解能を高めるとともに、この分解能の高められた部分画像ＰＰの感度を調整し、さらに、部分画像ＰＰに対してエッジ強調処理を施したうえでアナログ画像信号に変換する画像フィルタ処理を実行する。この画像フィルタ処理の施されたアナログ画像信号（望遠）が表示器４００ｃに出力される。
【００４４】
アナログ処理フィルタ（広角）１７０は、ＲＡＭ（広角）１４０に格納されたデジタル画像信号を順次読み出し、この画像信号の画像ＷＰの感度を調整したうえでアナログ画像信号に変換する。このアナログ画像信号に変換されたアナログ画像信号（広角）が調整ツール５００に出力される。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。道路上の白線を認識する白線認識のアプリケーションと、車両の前方の視界を確保するナイトビューとが同じ車両に搭載される場合、従来は、アプリケーション毎に個別の撮像装置を用いている。これは、共に車両前方を撮影するものであるにも係らず、アプリケーションの違い（言い換えれば用途の違い）に伴う光学特性の違いから、個別の撮像装置を用いている。
【００４６】
一方、イメージャ１１０は、可視光と赤外光の波長帯の両方に感度を持っていることから、このイメージャ１１０を採用すれば、上記各アプリケーションにおいて撮像装置を共用することが可能となり、搭載スペースやコストの面で有利となる。
【００４７】
しかしながら、図３に示すように、白線認識とナイトビューとでは、画角、分解能、感度等の光学特性において相反する要求があるため、単にイメージャ１１０を採用するだけでは、アプリケーション毎の要求光学特性に応じた画像信号を出力することができない。
【００４８】
図３に示すように、画角については、白線認識において広角画像（水平画角５０[度]程度）を必要とする。これは、車両前方に存在する物体を認識する物体形状認識等のアプリケーションにおいて共通なことではあるが、車両が走行する自車線の白線を認識するだけでなく、自車線に隣接する他車線の白線等も検出可能とするために広角の画像を必要とする。また、車両の前方の視界を確保するために用いられるナイトビューにおいては、表示器４００ｃに遠方の画像を表示するために用いるため、望遠画像（水平画角２０[度]程度）を必要とする。
【００４９】
図４は、カメラ１００の最大画角に対するナイトビューの必要画角を示した図である。同図に示すように、白線認識においては、広角画像を必要とするため、水平・垂直画角ともに最大画角の画像を用いる。これに対し、ナイトビューにおいては、望遠画像を必要とするため、最大画角の画像に対してある一部分の範囲の画像を用いることになる。このように、白線認識とナイトビューとで必要な画角が異なっている。
【００５０】
また、図３に示すように、分解能については、白線認識において、カメラ１００の最大画素数（６４８[pxl]程度）に対して最大画角（水平５０[度]程度）であるから１３[pxl／度]程度である。これに対し、ナイトビューにおいては、望遠画像を表示器４００ｃに直接表示するため、表示器４００ｃの水平画素数（５２５[pxl]）と必要な水平画角２０[度]程度とから２６[pxl／度]以上の分解能を備える必要がある。このように、白線認識とナイトビューとで必要な分解能が異なっている。
【００５１】
さらに、図３に示すように、感度については、白線認識では白線に特化した露出制御を施す必要があるのに対し、ナイトビューでは、遠方に着目した露出制御を施す必要がある。このように、白線認識とナイトビューとでは、被写体の違いに伴って、その感度も異なる。
【００５２】
そこで、本実施形態の信号処理ＩＣ１２０では、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、及びアナログ処理フィルタ（広角）１７０の各々において、イメージャ１１０からのデジタル画像信号に対して異なる画像処理を施すことで、光学特性の異なったデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で同時出力するようにした。
【００５３】
すなわち、デジタル処理フィルタ１５０では、上述したように、イメージャ１１０からのデジタル画像信号を入力し、画像ＷＰの感度を調整し、この出力ゲインの調整されたデジタル画像信号（広角）を画像処理ＥＣＵ２００や表示器４００ｂに出力する。これにより、画像ＷＰの感度と部分画像ＰＰの感度の調整を個別に行うことができる。
【００５４】
一方、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０では、上述したように、画像ＷＰから一部分の範囲の部分画像ＰＰを切り出し、この切り出した部分画像ＰＰの分解能を高めるために、デジタルズーム（例えば、単純補間、Bi Linear、Bi Cubic等の周知の手法）によって分解能を補間し、この分解能の高められた部分画像ＰＰの感度を調整し、さらに、部分画像ＰＰに対してエッジ強調処理を施したうえでアナログ画像信号に変換する画像フィルタ処理を実行する。
【００５５】
これにより、単一のイメージャ１１０を用いて、要求光学特性に応じた複数の異なる画像信号を出力することが可能となる。そして、デジタル処理フィルタ１５０から出力される広角の画像ＷＰを白線認識に用い、画像ＷＰから切り出した部分画像ＰＰをナイトビューに用いることで、双方のアプリケーションに対応した画角の画像を用いることが可能となる。
【００５６】
このアナログ処理フィルタ（望遠）１６０では、部分画像ＰＰに対してエッジ強調処理を施している。これにより、被写体が鮮明に映し出される部分画像ＰＰの部分画像信号を出力することができる。その結果、表示器４００ｃにおいて、歩行者等の被写体が鮮明に映し出されるようになる。
【００５７】
また、アナログ処理フィルタ（広角）１７０は、上述したように、画像ＷＰの感度を調整したうえでアナログ画像信号に変換し、この変換したアナログ画像信号（広角）を調整ツール５００に出力する。
【００５８】
ここで、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、アナログ処理フィルタ（広角）１７０における感度調整について説明する。上述したように、デジタル処理フィルタ１５０では、画像処理ＥＣＵ２００からのカメラ制御値に従って、イメージャ１１０のシャータースピード、及びデジタル画像信号（広角）の出力ゲインを調整する。
【００５９】
また、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０では、表示器４００ｃからの指示に従って、イメージャ１１０のシャータースピード、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）の出力ゲインを調整する。また、アナログ処理フィルタ（広角）１７０では、調整ツール５００からの指示に従って、イメージャ１１０のシャータースピード、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）の出力ゲインを調整する。
【００６０】
このように、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、アナログ処理フィルタ（広角）１７０における感度調整においては、イメージャ１１０のシャータースピード、及び各画像信号の出力ゲインを調整することで感度を調整するものであるが、図５（ａ）に示すように、何れにおいても、イメージャ１１０のシャータースピードは、画像の明るさの最大値を大きくする場合に変更し、出力ゲインは、画像の明るさの最小値を小さくする場合に調整する。
【００６１】
これにより、各画像の明るさの最大値を大きくする場合には、シャッタースピードの設定値を変更することで調整可能となり、各画像の明るさの最小値を小さくする場合には、画像毎に出力ゲインが小さくなるように調整することができる。その結果、出力される各画像信号のノイズレベルは、低減される方向で調整されるようになる。
【００６２】
なお、イメージャ１１０のシャータースピードは、１つの設定のみ可能であるため、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、及びアナログ処理フィルタ（広角）１７０から異なる設定変更の指示値を示す場合、どの指示値に決定すべきか判断ができなくなる。
【００６３】
そこで、本実施形態では、当該各指示値のうち高い値を示す指示値にシャッタースピードの設定値を変更する。これにより、シャッタースピードとして１つの設定のみ可能であっても、各画像の明るさを高めることが可能となる。
【００６４】
また、感度を調整する際の別形態として、図５（ｂ）に示すように、飽和レベルや０レベル以下の画像信号の数によって明るさのリニア制御、ノンリニア（対数）制御を切り替えることでも良い。
【００６５】
白線認識は、白線と路面が識別できればよいため、白線と路面との境界に相当するエッジを検出する以外は、画像信号が飽和レベルや０レベル以下になっていてもよい。一方、ナイトビューでは、表示器４００ｃにおいて人等の被写体を映し出すため、画像信号が飽和レベルや０レベル以下になっている場合、白く飛んだり、黒く潰れたりした画像になる。そのため、画像信号が飽和レベルや０レベル以下となる画像の数が多い場合には、リニア制御からノンリニア（対数）制御に切り替えるようにしてもよい。これにより、白く飛んだり、黒く潰れたりした画像にならないようにでき、被写体を鮮明に映し出すことが可能となる。
【００６６】
次に、本実施形態の信号処理ＩＣ１２０の動作について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１０では、イメージャ１１０からデジタル画像信号を取得する。ステップＳ２０では、ＲＡＭ（望遠）１３０、ＲＡＭ（広角）１４０の各々に、デジタル画像信号を格納するとともに、所定フレーム数に相当するデジタル画像信号を読み出す。
【００６７】
ステップＳ３０では、デジタル処理フィルタ１５０、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０、アナログ処理フィルタ（広角）１７０において、上述した処理（画像フィルタ処理）が行われ、ステップＳ４０において、光学特性の異なったデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を同時に出力する。以後、ステップＳ１０〜Ｓ４０の処理を繰り返すことで、所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で各画像信号を同時出力する。
【００６８】
このように、本実施形態の信号処理ＩＣ１２０では、アナログ処理フィルタ（望遠）１６０において、画像ＷＰから一部分の範囲の部分画像ＰＰを切り出し、この切り出した部分画像ＰＰの分解能を高めるために、デジタルズームによって分解能を補間し、この分解能の高められた部分画像ＰＰの感度を調整し、さらに、部分画像ＰＰに対してエッジ強調処理を施したうえでアナログ画像信号に変換する画像フィルタ処理を実行する。そして、光学特性の異なったデジタル画像信号（広角）、ＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（広角）、及びＮＴＳＣ方式のアナログ画像信号（望遠）を所定のフレームレート（例えば３０[fps]）で同時出力する。これにより、単一のイメージャ１１０を用いて、要求光学特性に応じた複数の異なる画像信号を同時出力することが可能となる。
【００６９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。本実施形態では、調整ツール５００を用いて行われる、カメラ１００の撮像範囲の調整について説明する。
【００７０】
本実施形態の車載アプリケーションシステムに含まれる白線認識等のアプリケーションでは、カメラ１００が車両前方の所定距離範囲を撮像範囲としていることを前提としている。そのため、その撮像範囲は、所定の目標範囲に合わせ込まれることが必要となる。このような場合、従来は、例えば、カメラ１００に対して所定の位置関係となるように所定のパターンを有するターゲットを設置し、そのターゲットのパターンを撮像した画像信号を用いて、カメラ１００の撮像範囲をソフト的に調整されている。
【００７１】
しかしながら、この場合、ターゲットの背景が複雑であると、ターゲットの位置の判別が困難となり、撮像範囲を調整することができなくなる。そのため、従来技術で撮像範囲を調整する場合には、背景が一様な場所を選択したり、一様な背景となるように暗幕等を設置したりする必要があった。そのため、作業スペースの確保や作業自体に多くの時間を要していた。
【００７２】
そこで、本実施形態では、カメラ１００に対して所定の位置関係となるように所定のパターンを有するターゲットを設置し、そのターゲットのパターンを撮像した、図７（ａ）に示すアナログ画像信号（広角）を調整ツール５００の表示器に表示し、この表示した画像から作業者がターゲットの中心位置を読み取り、この読み取った中心位置に基づいて撮像範囲を調整する。
【００７３】
以下、本実施形態の調整ツール５００を用いて実行される撮像範囲調整処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップＳ１００では、カメラ１００から出力されるアナログ画像信号（広角）を取得し、図示しない表示器にその画像を表示する。
【００７４】
ステップＳ１１０では、作業者は、画像上で移動可能なカーソルを操作して、画像上のターゲットの中心位置にカーソルを合わせ、そのカーソルの位置する画像上の座標位置を表示器から読み取る。ステップＳ１２０では、その読み取った座標位置を調整ツール５００に入力し、ステップＳ１３０では、その入力された座標位置に基づいて、カメラ１００の撮像範囲の調整を行う。
【００７５】
これにより、作業者は、画像上に映し出されるカーソルを操作して画像上のターゲットの座標位置を読み取り、その読み取った座標位置を入力することで、ターゲットの背景が複雑な場合であっても、背景が一様な場所を選択したり、一様な背景となるように暗幕等を設置したりすることなく、ターゲットの位置を特定することができる。その結果、撮像装置の撮像範囲の調整に要する作業時間を短縮することができる。
【００７６】
（変形例）
本実施形態では、作業者の入力した座標位置に基づいて、カメラ１００の撮像範囲の調整を行うものであるが、例えば、図７（ｂ）に示すように、カーソルを操作して、調整ツール５００の表示器に表示された画像内の一部分の範囲を特定し、この特定した一部分の範囲の画像から、ターゲットの中心の座標位置を自動認識し、この認識した座標位置に基づいて、撮像手段の撮像範囲を調整するようにしてもよい。
【００７７】
これにより、ターゲットの背景が複雑な場合であっても、画像におけるターゲットの範囲が特定されるため、従来のように、撮像装置の撮像範囲をソフト的に調整する場合において、ターゲットの位置の判別が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】車載アプリケーションシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】カメラ１００の機能構成を示すブロック図である。
【図３】ナイトビューと白線認識の要求光学特性を比較した図である。
【図４】カメラ１００の最大画角に対するナイトビューの必要画角を示した図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、露出制御を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係わる、信号処理ＩＣ１２０の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】（ａ）は、ターゲットの中心をカーソルで特定する場合のイメージを示した図であり、（ｂ）は、ターゲットの表示範囲をカーソルで特定する場合のイメージを示した図である。
【図８】第２の実施形態に係わる、撮像範囲調整処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１００  カメラ
１１０  イメージャ
１２０  信号処理ＩＣ
１５０  デジタル処理フィルタ
１６０  アナログ処理フィルタ（望遠）
１７０  アナログ処理フィルタ（広角）
２００  画像処理ＥＣＵ
５００  調整ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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