(57)【要約】【課題】輝度画像情報が小さい場合においても適正な撮像が可能な撮像装置の実現を課題とする。【解決手段】撮像装置は、撮影対象物の像を結像する撮像光学系と、該撮像光学系による前記撮影対象物の像を受光し、１次輝度画像情報：Ｓ０と偏光画像情報とを出力する受光部と、前記１次輝度画像情報：Ｓ０を含む２次輝度画像情報により、前記偏光画像情報を除算して、偏光画像成分を得る偏光画像成分生成部と、前記偏光画像成分を用いる重畳用偏光画像成分を、各ピクセルの輝度の変化として、前記１次輝度画像情報を与える輝度画像情報に重畳して、輝度偏光重畳画像を出力する輝度偏光重畳部とを有し、前記偏光画像成分生成部における除算の除数となる２次輝度画像情報は、前記１次輝度画像情報：Ｓ０を変数として含む関数：ｆ(Ｓ０)であって、該関数：ｆ(Ｓ０)が、１次輝度画像情報：Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において、所定の有限値となるように設定されていることを特徴とする。【選択図】図１
2015046776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物の像を結像する撮像光学系と、
該撮像光学系による前記撮影対象物の像を受光し、１次輝度画像情報：Ｓ０と偏光画像情報とを出力する受光部と、
前記１次輝度画像情報：Ｓ０を含む２次輝度画像情報により、前記偏光画像情報を除算して、偏光画像成分を得る偏光画像成分生成部と、
前記偏光画像成分を用いる重畳用偏光画像成分を、各ピクセルの輝度の変化として、前記１次輝度画像情報を与える輝度画像情報に重畳して、輝度偏光重畳画像情報を出力する輝度偏光重畳部とを有し、
前記偏光画像成分生成部における除算の除数となる２次輝度画像情報は、前記１次輝度画像情報：Ｓ０を含む関数：ｆ(Ｓ０)であって、該関数：ｆ(Ｓ０)は、１次輝度画像情報：Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において、所定の有限値となるように設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
関数：ｆ(Ｓ０)は、ｆ(Ｓ０)≠０で、Ｓ０の単調増加関数であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の撮像装置において、
関数：ｆ(Ｓ０)は、ｃ(≠０)を定数として、ｆ(Ｓ０＋ｃ)であることを特徴とする
撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置において、
偏光画像情報が、偏光度に基づく偏光画像情報であることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置において、
偏光画像情報が、差分偏光度に基づく偏光画像情報であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置において、
輝度偏光重畳部は、重畳用偏光画像成分と輝度画像情報を線形和として重畳することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置において、
輝度偏光重畳部は、重畳用偏光画像成分と輝度画像情報を乗算として重畳することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の撮像装置において、
輝度偏光重畳部は、重畳用偏光画像成分と閾値の大小に応じて、輝度画像情報を変調して出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置において、
受光部から出力される偏光画像情報を１次偏光画像情報とし、該１次偏光画像の画像上の規定範囲の平均値による前記１次偏光画像情報に対する減算もしくは除算により前記１次偏光画像情報におけるオフセットを除去するオフセット除去部を有し、
偏光画像成分生成部は、前記オフセット除去部によりオフセットを除去された前記１次偏光画像情報に対し、２次輝度画像情報による除算を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の撮像装置において、
受光部が、領域分割偏光フィルタを配置された撮像素子部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の撮像装置において、
受光部から得られる１次輝度画像情報：Ｓ０を変数として含み、Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において、所定の有限値となる関数：ｆ(Ｓ０)を予め設定され、前記関数：ｆ(Ｓ０)を２次輝度画像情報として、偏光画像情報を除算する演算を行い、偏光画像成分を生成する偏光画像成分生成部を有することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置および画像処理装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
カメラ等の撮像装置において、撮像素子上に「領域分割した偏光フィルタ」を配置し、ピクセルが取得する光の偏光方向を変えて撮像を行うことが知られている。
【０００３】
このようにして、撮像画像の偏光画像情報を得ることにより、輝度画像情報だけでは判断の付かない物体の判別を行うことができる。
【０００４】
偏光画像情報としては、撮像素子の各画素における「偏光度や差分偏光度」の２次元配列情報が用いられることが多い（特許文献１）。
【０００５】
偏光度あるいは差分偏光度は、撮像素子により直接に得られるものではなく、偏光画像情報を輝度画像情報で除算する演算を実行して得られる量である。
【０００６】
このように、偏光度や差分偏光度は「除算」と言う演算を経て得られるものであるため、分母の輝度画像情報が微小になると、偏光度等は極めて大きな値になる。
【０００７】
このような大きな値は「適正な値」ではなく、ノイズ成分が拡大されたものであり、「ノイズ成分が拡大された偏光度等」を用いると、適正な撮像画像は得られない。
【０００８】
輝度画像情報が小さい場合とは、例えば、夜間撮影の場合や、道路の路面が黒色に近く被写体の反射率が低い場合等である。
【０００９】
このような場合にノイズ成分が拡大されると、適正な撮像が困難になる。  
このような「輝度画像情報」が微小であることに起因するノイズ成分の拡大の問題を扱った先行技術文献は、発明者の知る限りにおいて存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、輝度画像情報が小さい場合においても適正な撮像が可能な撮像装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の撮像装置は、撮影対象物の像を結像する撮像光学系と、該撮像光学系による前記撮影対象物の像を受光し、１次輝度画像情報：Ｓ０と偏光画像情報とを出力する受光部と、前記１次輝度画像情報：Ｓ０を含む２次輝度画像情報により、前記偏光画像情報を除算して、偏光画像成分を得る偏光画像成分生成部と、前記偏光画像成分を用いる重畳用偏光画像成分を、各ピクセルの輝度の変化として、前記１次輝度画像情報を与える輝度画像情報に重畳して、輝度偏光重畳画像情報を出力する輝度偏光重畳部とを有し、前記偏光画像成分生成部における除算の除数となる２次輝度画像情報は、前記１次輝度画像情報：Ｓ０を含む関数：ｆ(Ｓ０)であって、該関数：ｆ(Ｓ０)は、１次輝度画像情報：Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において、所定の有限値となるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の撮像装置は、偏光画像成分を生成する際に、偏光画像情報を除算する２次輝度画像情報が、１次輝度画像情報：Ｓ０が０となっても有限の値に留まる。
【００１３】
従って、偏光画像成分におけるノイズ成分が無制限に拡大されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】物体による反射のモデルを説明するための図である。
【図２】撮像装置の実施の１形態を説明する図である。
【図３（ａ）】ノイズ成分の拡大防止効果を説明するための図である。
【図３（ｂ）】ノイズ成分の拡大防止効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明の実施の形態を説明するのに先立って、先ず、偏光の取り扱いを説明する。
【００１６】
撮像装置は一般に、撮影対象物による反射光を結像させて撮像を行う。
【００１７】
従って、先ず、撮影対象物である物体の反射特性を説明する。
【００１８】
物体表面の反射特性は、双方向反射分布関数（Bi-directional  Reflectance   Distribution  Function  以下「ＢＲＤＦ」と表記する）により表現される。  
物体表面上の「ある点におけるＢＲＤＦ」は入射方向と反射方向の双方向に依存し、照明方向からの入射光の強さに対する、観測方向への反射光の強さの比として定義される。
【００１９】
「偏光現象」を記述する反射モデルは、種々提案されている。
【００２０】
以下では、鏡面反射成分として「Torrance Sparrowモデル」を用い、拡散反射成分として「Lambertモデル」を用いて説明する。
【００２１】
図１は、物体ＯＢによる反射のモデルを説明するための図である。図１において「Ｎ」は物体ＯＢの反射位置における「外向き法線ベクトル」を表す。
【００２２】
「Ｌ」は、前記反射位置から光源へ向かうベクトルで「光源ベクトル」と呼ぶ。「Ｖ」は、前記反射位置から観察位置へ向かうベクトルで「視線方向ベクトル」と呼ぶ。
【００２３】
「Ｈ」は、光源ベクトル：Ｌと視線方向ベクトル：Ｖとの成す角を２等分する方向のベクトルで簡単に「２等分方向ベクトル」と呼ぶ。
【００２４】
これら各ベクトル：Ｎ、Ｌ、Ｖ、Ｈは「同一平面」上に位置する。
【００２５】
この同一平面内で、角：ψ、θＬ、α、θｉ、及びθを、図の如くに定める。
【００２６】
物体ＯＢによる「Ｓ偏光ＢＲＤＦ：ρＳ(ψ，θ)」は、以下のように与えられる。  
ρＳ(ψ，θ)＝ｋＳＲＳ(θｉ)Ｄ＋ｋｄｃｏｓθＬ    （Ａ）
同様に、「Ｐ偏光ＢＲＤＦ：ρＰ(ψ，θ)」は、以下のように与えられる。  
ρＰ(ψ，θ)＝ｋＰＲＰ(θｉ)Ｄ＋ｋｄｃｏｓθＬ    （Ｂ）
式（Ａ）、（Ｂ）における右辺第１項が鏡面反射モデル項(Torrance Sparrowモデル)、第２項が拡散反射モデル項(Lambertモデル)である。
【００２７】
これらの式（Ａ）、（Ｂ）において、「ｋＳ」はＳ偏光の鏡面反射係数、「ｋＰ」はＰ偏光の鏡面反射係数を表し、「ｋｄ」は拡散反射係数を表す。
【００２８】
また、「ＲＳ(θｉ)およびＲＰ(θｉ)」は、それぞれＳ偏光、Ｐ偏光に対する「フレネル反射率」であり、以下の式により与えられる。
【００２９】
ＲＳ(θｉ)＝{(ｎ１ｃｏｓθｉ−ｎ２ｃｏｓθｉ')/(ｎ１ｃｏｓθｉ＋ｎ２ｃｏｓθｉ')}2
ＲＰ(θｉ)＝{(ｎ１ｃｏｓθｉ'−ｎ２ｃｏｓθｉ)/(ｎ１ｃｏｓθｉ'＋ｎ２ｃｏｓθｉ)}2
ここに、ｎ１、ｎ２は、それぞれ空気および物体ＯＢの屈折率である。
【００３０】
また、角：θｉ'は、角：θｉおよび屈折率：ｎ１、ｎ２と以下の関係にある。
【００３１】
ｓｉｎθｉ'＝（ｎ１/ｎ２）ｓｉｎθｉ 
従って、「θｉ'」は、次式で与えられる。  
θｉ'＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ１/ｎ２）ｓｉｎθｉ｝      。
【００３２】
上記フレネル反射率の項により、反射モデルの挙動として偏光依存性が反映される。
【００３３】
上記の式（Ａ）、（Ｂ）における「Ｄ」は、反射位置における微小面積の「法線分布項」である。
【００３４】
法線分布項：Ｄは、以下のように表される。
【００３５】
Ｄ＝ｅｘｐ(−α２/２ａ２)    
ここに、「α」は、右辺の分布関数の中心座標値であり、図２における角度パラメータ：αに対応している。また、「ａ」は分布関数における標準偏差である。
【００３６】
なお、「ａ」は微小面積の「角度分布に関するパラメータ」である。法線分布項：Ｄは、正規分布を表す「ガウス分布」となっている。
【００３７】
次に、偏光情報として「偏光度に基づく偏光情報」と「差分偏光度に基づく偏光情報」を説明する。
【００３８】
「偏光度（Degree of polarization）」は、偏光現象に関する周知のストークスパラメータ：Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を用いて定義される量であり、以下「ＤＯＰ」と略記する。
【００３９】
ＤＯＰは、ストークスパラメータ：Ｓ０〜Ｓ３を用いて、以下の式により定義される。
【００４０】
ＤＯＰ＝｛√（Ｓ１２＋Ｓ２２＋Ｓ３２）｝/Ｓ０                          。
【００４１】
「差分偏光度（Sub−DOP）」は、ストークスパラメータ：Ｓ０、Ｓ１を用いて以下のように定義される量であり、以下「ＳＤＯＰ」と略記する。
【００４２】
ＳＤＯＰ＝Ｓ１/Ｓ０＝{Ｉ(０，φ)−Ｉ(９０，φ)}/{Ｉ(０，φ)＋Ｉ(９０，φ)}
ここに、Ｉ(０，φ)は、軸角度を０度としたときの「偏光フィルタを通した光強度」であり、Ｉ(９０，φ)は軸角度を９０度としたときの偏光子を通した光強度である。
【００４３】
ストークスパラメータ：Ｓ２＝Ｓ３＝０の場合には、以下の関係がなりたつ。  
ＤＯＰ＝｜ＳＤＯＰ｜  
即ち、差分偏光度：ＳＤＯＰは偏光度：ＤＯＰの特殊な場合である。
【００４４】
この明細書では、以下、これらＤＯＰ、ＳＤＯＰに即して偏光情報を説明する。
【００４５】
ＤＯＰおよびＳＤＯＰを定義する上記定義式において、分母（除数）となるストークスパラメータ：Ｓ０で与えられる量を「輝度情報」と呼ぶ。
【００４６】
また、上記定義式における分子：｛√（Ｓ１２＋Ｓ２２＋Ｓ３２）｝を「ＤＯＰに基づく偏光情報」、Ｓ１を「ＳＤＯＰに基づく偏光情報」と呼ぶ。
【００４７】
これらを区別しないときは単に「偏光情報」と呼ぶ。
【００４８】
図２は、撮像装置の実施の１形態を説明するための図である。
【００４９】
図２（ａ）は、撮像装置の基本的な部分を説明するための概念図である。
【００５０】
図２（ａ）において、符号１０で示す部分は「撮像光学系」、符号１１で示す部分は「撮像素子」、符号１４で示す部分は「分離部」、符号１５で示す部分は「生成部」である。
【００５１】
また、符号２０で示す部分は「輝度偏光重畳部」、符号３０で示す部分は「画像処理/画像認識部」である。
【００５２】
これらのうち、撮像光学系１０、撮像素子１１、分離部１４、生成部１５、輝度偏光重畳部２０が「撮像装置」を構成し、撮像素子１１と分離部１４は「受光部」を構成する。
【００５３】
画像処理/画像認識部３０は、撮像装置に組み込まれて撮像装置の一部をなしても良いし、撮像装置とは別体で、撮像装置に適宜に着脱されるものでもよい。
【００５４】
撮像光学系１０は、撮影対象物の像を撮像素子１１に結像する。撮像光学系１０は「１枚のレンズ」として描いているが、勿論、一般には複数枚のレンズ系として構成される。
【００５５】
撮像素子１１を、図２（ｂ）と（ｃ）を参照して説明する。
【００５６】
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、撮像素子１１は、撮像素子部１２と、光学フィルタ１３により構成されている。
【００５７】
撮像素子部１２は、基板ＳＴ上にピクセルが２次元配列したものである。説明中の例では、ピクセルの配列は正方行列配置となっている。
【００５８】
光学フィルタ１３は、偏光フィルタ１３２を、透明基板１３１と充填層１３３で挟持した構成となっている。
【００５９】
図２（ｃ）では、離れたように描かれている光学フィルタ１３と撮像素子部１２とは互いに密着している。
【００６０】
即ち、偏光フィルタ１３２と撮像素子部１２の近接部に充填層１３３が「接着剤」として充填されて両者を一体化している。
【００６１】
偏光フィルタ１３２は、偏光方向の異なる複数種の偏光フィルタ素子を撮像素子１１のピクセルに併せて２次元的に配列してなる所謂「領域分割偏光フィルタ」である。
【００６２】
図２（ｂ）において、隣接する４つのピクセルＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４に対応して、偏光フィルタ素子ＰＯＬ１、ＰＯＬ２、ＰＯＬ３、ＰＯＬ４が重畳されている。
【００６３】
偏光フィルタ１３２に用いられた「偏光フィルタ素子の種類」は、Ｐ偏光を透過させるものと、Ｓ偏光を透過させるものの２種類である。
【００６４】
これら２種の偏光フィルタ素子の一方ＰＯＬ１、ＰＯＬ２は、図２（ｂ）の撮像素子部１２のピクセル配列の縦方向（２次元行列の列方向）を長手方向とする短冊状である。
【００６５】
また、偏光フィルタ素子の他方ＰＯＬ３、ＰＯＬ４は、図２（ｂ）の撮像素子部１２のピクセル配列の横方向（２次元行列の行方向）を長手方向とする短冊状である。
【００６６】
これら２種の「短冊状の偏光フィルタ素子」は、横方向（行方向）へ交互に配列されている。
【００６７】
図２（ｂ）のように、ピクセルＰＣ１とＰＣ２が配列する縦方向には、Ｓ偏光を透過させる偏光フィルタ素子ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が配列されてこれらピクセルに対応する。
【００６８】
また、ピクセルＰＣ３とＰＣ４が配列する縦方向には、Ｐ偏光を透過させる偏光フィルタ素子ＰＯＬ３、ＰＯＬ４が配列してこれらピクセルに対応する。
【００６９】
撮像光学系１０により結像された撮影対象物の像は、偏光フィルタ１３２上に結像し、各偏光フィルタ素子を透過してＰあるいはＳ偏光となって撮像素子部１２に受光される。
【００７０】
このようにして、撮像素子部１２により、ピクセルごとにＰ偏光もしくはＳ偏光の画像が撮像される。
【００７１】
即ち、偏光フィルタ１３２には、Ｐ偏光を透過させる偏光フィルタ素子ＰＯＬ３と、Ｓ偏光を透過させる偏光フィルタ素子ＰＯＬ１が２次元的に配列されている。
【００７２】
そこで、撮像素子部１２の撮像領域を２次元ｘ，ｙ座標で表し、位置：(ｘ，ｙ)のピクセルが受光したＳ、Ｐ偏光の強度をそれぞれ「ＩＳ(ｘ，ｙ)、ＩＰ(ｘ，ｙ)」とする。
【００７３】
これらの強度を用いると、先に示したＳＤＯＰの式：
ＳＤＯＰ＝Ｓ１/Ｓ０＝{Ｉ(０，φ)−Ｉ(９０，φ)}/{Ｉ(０，φ)＋Ｉ(９０，φ)}
は、以下のように表すことができる。
【００７４】
ＳＤＯＰ＝{ＩＳ(ｘ，ｙ)−ＩＰ(ｘ，ｙ)}/{ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)}    （Ｃ）
この式（Ｃ）の、右辺における分母：ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)を「１次輝度画像情報」と呼ぶ。１次輝度画像情報は上記「Ｓ０」である。
【００７５】
また、式（Ｃ）右辺の分子：ＩＳ(ｘ，ｙ)−ＩＰ(ｘ，ｙ)を「偏光画像情報」と呼ぶ。
【００７６】
付言すると、輝度画像情報は、一般的には、以下のように定義される。
【００７７】
輝度画像情報＝{ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)}/２            。
【００７８】
即ち、輝度画像情報は、上記の１次輝度画像情報：Ｓ０の１/２である。
【００７９】
即ち、輝度画像情報が与えられれば、１次輝度画像情報は、輝度画像情報を２倍することで与えられる。このことを「輝度画像情報が１次輝度画像情報を与える」と言う。
【００８０】
上記の如く「１次輝度画像情報：Ｓ０」は、ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)で定義される。
【００８１】
即ち、１次輝度画像情報：Ｓ０は、上に説明した輝度情報が２次元に分布して「ｘ，ｙ画像」として構成されたものである。
【００８２】
同様に、偏光画像情報：ＩＳ(ｘ，ｙ)−ＩＰ(ｘ，ｙ)は、上に説明した偏光情報が２次元に分布して「ｘ，ｙ画像」として構成されたものである。
【００８３】
偏光画像情報：ＩＳ(ｘ，ｙ)−ＩＰ(ｘ，ｙ)は、式（Ｃ）により「ＳＤＯＰ」に基づいて定められるものであるので、これを「ＳＤＯＰに基づく偏光画像情報」と呼ぶ。
【００８４】
図２（ｂ），（ｃ）の撮像素子部１２からは、各ピクセルからの光強度信号：ＩＳ(ｘ，ｙ)、ＩＰ(ｘ，ｙ)が出力される。
【００８５】
出力された光強度信号は、図２（ａ）に示すように、信号ＳＧ１として分離部１４に入力する。
【００８６】
分離部１４は、入力する光強度信号ＳＧ１（＝ＩＳ(ｘ，ｙ)、ＩＰ(ｘ，ｙ)）に基づき、上記「ＳＤＯＰに基づく偏光画像情報」と「１次輝度画像情報」を生成して出力する。
【００８７】
即ち、分離部１４は、入力する光強度信号ＳＧ１を、１次輝度画像情報ＳＧ２(＝Ｓ０)と、ＳＤＯＰに基づく偏光画像情報ＳＧ３とに分離して出力する。
【００８８】
即ち、図２（ａ）の撮像素子１１と分離部１４とは、撮像光学系１０による撮影対象物の像を受光し、１次輝度画像情報：Ｓ０と偏光画像情報とを出力する受光部を構成する。
【００８９】
分離部１４から出力された、１次輝度画像情報ＳＧ２は分岐され、一方は輝度偏光重畳部２０に入力し、他方は生成部１５に入力する。
【００９０】
分離部１４から出力された、ＳＤＯＰに基づく偏光画像情報ＳＧ３は生成部１５に入力する。
【００９１】
生成部１５は「偏光画像成分生成部」であって、１次輝度画像情報：Ｓ０（ＳＧ２）を含む２次輝度画像情報により偏光画像情報ＳＧ３を除算して「偏光画像成分」を得る。
【００９２】
「偏光画像成分生成部」である生成部１５は、１次輝度画像情報ＳＧ２（＝Ｓ０）と偏光画像情報ＳＧ３との入力を受け、偏光画像成分を算出して信号ＳＧ４として出力する。
【００９３】
そして、このようにして得られる「偏光画像成分」を用いる「重畳用偏光画像成分」が「１次輝度画像情報を与える輝度画像情報」に重畳される。
【００９４】
「重畳」については後述する。
【００９５】
生成部１５には、１次輝度画像情報：Ｓ０（＝ＳＧ２）に応じて２次輝度画像情報を算出する関数形：ｆ(Ｘ)が予め設定されている。
【００９６】
即ち、関数形：ｆ(Ｘ)は、１次輝度画像情報：Ｓ０を変数：Ｘとする関数であって、１次輝度画像情報：Ｓ０の入力を受けると、Ｘ＝Ｓ０としてｆ(Ｓ０)が算出される。
【００９７】
このように算出されるｆ(Ｓ０)が「２次輝度画像情報」である。２次輝度画像情報は勿論「ｘ，ｙを変数とする２変数関数」であって２次元画像に対応する。
【００９８】
生成部１５は、信号ＳＧ２として入力する１次輝度画像情報：Ｓ０に基づき２次輝度画像情報：ｆ(Ｓ０)を算出する。
【００９９】
そして、信号ＳＧ３として入力する偏光画像情報：ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)を２次輝度画像情報：ｆ(Ｓ０)で除する除算を行い、その結果を信号ＳＧ４として出力する。
【０１００】
このように出力される信号ＳＧ４により表現される画像が「偏光画像成分」であって、勿論ピクセルの座標：（ｘ、ｙ）の関数である。
【０１０１】
関数：ｆ(Ｘ)は、変数：Ｘである１次輝度画像情報：Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において「所定の有限値」となるように設定されている。
【０１０２】
Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において「所定の有限値」となることが関数：ｆ(Ｘ)の関数形に課せられた条件であり、この条件を満足する限り、任意に設定できる。
【０１０３】
所定の有限値は、Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０のとき、偏光画像成分のノイズ成分の拡大を有効に抑制でき、Ｓ０が十分に大きいときに偏光画像成分が過小にならない値である。
【０１０４】
従って、２次輝度画像情報：ｆ(Ｓ０)は「０または略０のように小さい１次輝度画像情報：Ｓ０」の場合に偏光画像情報に対する除算を行っても結果が過大になることはない。
【０１０５】
すなわち、偏光画像情報に含まれるノイズ成分の拡大を有効に防止できる。
【０１０６】
関数形：ｆ(Ｘ)は、１次輝度画像情報：Ｓ０を変数：Ｘとして用いて２次輝度画像情報：ｆ(Ｓ０)が得られるものであり、この明細書中において関数：ｆ(Ｓ０)と記載される。
【０１０７】
上記条件を満足する関数：ｆ(Ｓ０)として「ｆ(Ｓ０)≠０でＳ０の単調増加関数」は好適なものの１つである。
【０１０８】
このような場合の具体的な例としては、「ｃ」を「正の定数」として、
ｆ(Ｓ０)＝ｌｏｇ(Ｓ０＋１)＋ｃ  
などを挙げることができる。
【０１０９】
あるいはまた、ｃ」を「正の定数」として、
ｆ(Ｓ０)＝Ｓ０＋ｃ  
も好適な例である。
【０１１０】
除算の分子となる偏光画像情報：ＩＳ(ｘ，ｙ)−ＩＰ(ｘ，ｙ)も、分母となる１次輝度画像情報：Ｓ０（＝ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)）もピクセルの座標の関数である。
【０１１１】
また、１次輝度画像情報：Ｓ０がピクセルの座標の関数であることに応じて、２次輝度画像情報：ｆ(Ｓ０)もピクセルの座標の関数である。
【０１１２】
除算：{ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)}/ｆ(Ｓ０)は、分子・分母の対応するピクセルの座標ごとに行われ、算出される偏光画像情報もピクセルの座標(ｘ、ｙ)の関数になる。
【０１１３】
具体的な例は後述することにして、ここで「重畳用偏光画像成分」の「１次輝度画像情報を与える輝度画像情報」への重畳を説明する。
【０１１４】
先ず「１次輝度画像情報を与える輝度画像情報」は、上に説明した例で言えば、前述の「{ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)}/２」であり、１次輝度画像情報：Ｓ０の２倍である。
【０１１５】
この輝度画像情報に重畳されるべき「重畳用偏光画像成分」は、偏光画像成分を用いる
画像成分であり「偏光画像成分そのもの」である場合も、そうでない場合もある。
【０１１６】
「重畳用偏光画像成分が、偏光画像成分そのものではない」場合とは、偏光画像成分に対して「付加的な演算が施される場合」である。
【０１１７】
付加的な演算の例は、後述する。
【０１１８】
「重畳」については、以下の３通りを挙げる。
【０１１９】
輝度画像情報を「Ｉbright(ｘ，ｙ)」と表す。  
重畳される「重畳用偏光画像成分」を「Ｉpor(ｘ，ｙ)」と表す。
【０１２０】
重畳後の画像を「Ｉbright-por(ｘ，ｙ)」で表す。
【０１２１】
重畳の態様の第１は、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)に、重畳用偏光画像成分：ＩPOR(ｘ，ｙ)を、次式の如く「線形和」として重畳する態様である。
【０１２２】
Ｉbright-por(ｘ，ｙ)＝Ｉbright(ｘ，ｙ)＋ｋ・Ｉpor(ｘ，ｙ)      （Ｄ）
重畳の態様の第２は、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)に、重畳用偏光画像成分：ＩPOR(ｘ，ｙ)を、次式の如く「乗算」として重畳する態様である。
【０１２３】
Ｉbright-por(ｘ，ｙ)＝Ｉbright(ｘ，ｙ)×ｋ・Ｉpor(ｘ，ｙ)      （Ｅ）
上記式（Ｄ）、（Ｅ）において、「ｋ」は、重畳の程度を表す定数であり「具体的な重畳の条件に応じて、適宜に設定可能」である。
【０１２４】
線形和演算・積演算は「座標(ｘ、ｙ)が同一のピクセル毎」に行われる。
【０１２５】
重畳の態様の第３は、以下の如きものである。
【０１２６】
Ｉbright-por(ｘ，ｙ)＝ｋ・Ｉbright(ｘ，ｙ)              （Ｆ）
ｋ＝ｋ１    if  Ｉpor(ｘ，ｙ)≧ＴＨ                      （Ｇ）
ｋ＝ｋ２    if  Ｉpor(ｘ，ｙ)＜ＴＨ                      （Ｈ）        。
【０１２７】
即ち、重畳用偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)に対する閾値：ＴＨを設定して、これら両者の大小を、ピクセルごとに判別する。
【０１２８】
そして、Ｉpor(ｘ，ｙ)がＴＨよりも大きいピクセル（上記（Ｇ））については、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)を定数：ｋ１倍する。
【０１２９】
また、Ｉpor(ｘ，ｙ)がＴＨよりも小さいピクセル（上記（Ｈ））については、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)を定数：ｋ２倍する。
【０１３０】
即ち、重畳の第３の態様では、重畳用偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)が直接に、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)に重畳される訳ではない。
【０１３１】
しかし、求める画像：Ｉbright-por(ｘ，ｙ)の算出に、重畳用偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)が、上記判別（Ｇ）、（Ｈ）により加味されているので、この場合も「重畳」と言う。
【０１３２】
重畳の第３の態様の場合、上記（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）から明らかなように、重畳用偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)と閾値：ＴＨの大小に応じて定数：ｋ１、ｋ２が決定される。
【０１３３】
そして「輝度画像情報」は、定数：ｋ１、ｋ２により変調されて出力される。
【０１３４】
上に説明した重畳の３態様のうち、第１および第２の態様（Ｄ）、（Ｅ）では、重畳される重畳用偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)は、各ピクセルの輝度の変化として重畳される。
【０１３５】
また、第３の態様（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）では、求める画像：Ｉbright-por(ｘ，ｙ)は、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)を定数倍するものである。
【０１３６】
従って、上に説明した重畳の３態様で得られる画像：Ｉbright-por(ｘ，ｙ)は「輝度情報の画像」として処理することができる。
【０１３７】
重畳の態様が上記第１の態様であるときは、輝度偏光重畳部２０は、偏光画像情報と輝度画像情報を線形和として重畳する。
【０１３８】
重畳の態様が上記第２の態様であるときは、輝度偏光重畳部２０は、偏光画像情報と輝度画像情報を乗算として重畳する。
【０１３９】
重畳の態様が上記第３の態様であるときは、輝度偏光重畳部２０は、偏光画像情報と閾値の大小に応じて輝度画像情報を変調して出力する
図２（ａ）に示す実施の形態において、分離部１４や生成部１５、輝度偏光重畳部２０は、実体としてはＣＰＵやマイクロコンピュータとして構成される。
【０１４０】
そして、上記（Ｄ）〜（Ｈ）等のアルゴリズムに従うプログラム演算により輝度画像情報と重畳用偏光画像情報の重畳を行う。
【０１４１】
このようにして輝度画像情報と重畳用偏光画像情報を重畳された後、図２（ｂ）に示す出力画像情報ＩＭＯ（上記「Ｉbright-por(ｘ，ｙ)」）として出力される。
【０１４２】
この出力画像情報ＩＭＯが「輝度偏光重畳画像情報」である。
【０１４３】
上記の如く、出力画像情報ＩＭＯは「従来から知られている通常の輝度画像処理」が可能である。
【０１４４】
このように従来の輝度画像処理が可能である出力画像情報ＩＭＯは、図２（ａ）の例では、画像処理/画像認識部３０に入力される。
【０１４５】
画像処理/画像認識部３０は、出力画像情報ＩＭＯの入力を受けて、所望の画像処理や画像認識の処理を行う。
【０１４６】
例えば、図２（ａ）の撮像装置が「車両制御システム用」に車載される場合であれば、画像処理/画像認識部３０により「認識物体の抽出処理」などの処理が行われる。
【０１４７】
そして、その結果を受けた車両制御手段により、例えば、車両のブレーキやハンドル操作のアシストなどの車両制御が行われる。
【０１４８】
出力画像情報ＩＭＯは「従来から行われている輝度画像処理」により画像処理できるので、「偏光画像用に画像処理や画像認識処理を新たに開発」する必要は無い。
【０１４９】
図２の画像処理システムを用いることにより、認識率の向上や、誤検知の低減を図ることが出来る。
【０１５０】
ここで、「重畳の第３の態様」として上に説明した式（Ｆ）〜（Ｈ）による重畳の場合を例にとって、ノイズ成分の拡大の防止を具体的に説明する。
【０１５１】
撮像光学系１０により「夜間の路上状態」を撮像した。この撮像で得られた輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)に対して、式（Ｆ）による重畳を行った。
【０１５２】
このとき、式（Ｇ）、（Ｈ）で閾値：ＴＨと大小を判別される「Ｉpor(ｘ，ｙ)」は、１次輝度画像情報：Ｓ０（＝ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)）を用いた。
【０１５３】
また、式（Ｇ）、（Ｈ）において、ＴＨ＝−∞、ｋ１＝５５００、ｋ２＝０とした。このとき、式（Ｆ）の左辺として得られた画像：Ｉbright-por(ｘ，ｙ)を、図３（ａ）に示す。
【０１５４】
図３（ａ）に示す画像は「夜間画像」であるため、１次輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)は「殆ど０」に近く、このため、偏光画像情報のノイズ成分が著しく拡大されている。
【０１５５】
図３（ａ）のような画像は、実用上の使用には不適である。
【０１５６】
そこで、この発明の場合として、関数：ｆ(Ｓ０)として「Ｓ０＋ｃ」を用いて２次輝度画像情報を求め、式（Ｆ）〜（Ｈ）による重畳を行った。
【０１５７】
即ち、ｆ(Ｓ０)＝{ＩＳ(ｘ，ｙ)＋ＩＰ(ｘ，ｙ)＋ｃ}である。
【０１５８】
具体的には、ＴＨ＝−∞、ｋ１＝５５００、ｋ２＝０、ｃ＝１０００である。
【０１５９】
このようにして式（Ｆ）の左辺として得られた画像：Ｉbright-por(ｘ，ｙ)を、図３（ｂ）に示す。
【０１６０】
「夜間撮影で１次輝度画像情報：Ｓ０が極めて小さい」にも拘わらず、良好で実用的な画像が得られている。
【０１６１】
以下、説明を補足する。
【０１６２】
「撮像光学系と撮像素子」の組み合わせは、図２（ａ）に示すものに限定されない。
【０１６３】
例えば、特許文献１に記載された「複数の偏光方向の偏光子を組み合わせた偏光子プレートを結像レンズの前に配し、回転しつつ撮像を行う構成のもの」でもよい。
【０１６４】
また、２個の撮像光学系の一方に「Ｓ偏光を透過させる偏光フィルタ」、他方に「Ｐ偏光を透過させる偏光フィルタ」を組み合わせたものでもよい。
【０１６５】
即ち、一方のカメラでは「Ｓ偏光情報をもつ画像情報」、他方のカメラでは「Ｐ偏光情報をもつ画像情報」を撮像し、各カメラの画像情報を合わせて偏光画像情報とする。
【０１６６】
このように、種々の撮像部（撮像光学系と撮像素子）で取得される「偏光画像」に対して、上述の画像処理（輝度画像情報と重畳用偏光画像成分の重畳）を実施できる。
【０１６７】
上に説明した偏光フィルタ１３２は、例えば「サブ波長構造（ＳＷＳ）」により構成することができる。
【０１６８】
また上の例では、撮像素子部１２として「モノクロのイメージセンサ」が想定されているが、これに限らず、カラーイメージセンサを用いることもできる。
【０１６９】
上に説明した例では、重畳用偏光画像情報は「偏光画像情報それ自体」である。  
そして偏光画像情報は「差分偏光度（ＳＤＯＰ）に基づく偏光画像情報」である。
【０１７０】
しかし、これに限らず、偏光画像情報は「偏光度（ＤＯＰ）に基づく偏光画像情報」であることもできる。
【０１７１】
以下、重畳用偏光画像成分が「偏光画像成分と異なる場合」の扱いを説明する。
【０１７２】
図１に即して説明したモデルでは、反射光の偏光状態は、物体ＯＢの材質(屈折率、表面状態、内部散乱係数）、光源と物体の角度、物体と観測点の角度を変数として表せる。
【０１７３】
即ち、上記偏光状態は、以下の式（Ｋ）により表すことができる。
【０１７４】
偏光状態＝Ｆ（光源状態、材質、角度）                      （Ｋ）
Ｆは関数であることを表す。
【０１７５】
この式において、各変数は以下のとおりである。
【０１７６】
光源状態＝ψの角度分布  
材質＝ＫＳ、ｋＰ，ｋｄ，ｎ２等  
角度=θ                                。
【０１７７】
式（Ｋ）は、光源状態・材質・角度のうち、どれか２つが決まれば残りの１つが定まる関係となっている。
【０１７８】
図１に即しての説明は「光源状態は不変」であることを前提としている。
【０１７９】
従って「照明状態が不変である室内での撮像により得られる偏光画像」の重畳に対して、上に説明した重畳方法は有効である。
【０１８０】
上に説明した反射モデルでは、物体ＯＢの表面での「正反射によるスペキュラ光」を表す項（Ｒｓ、Ｒｐの項）が偏光状態を特徴付ける重要な量となっている。
【０１８１】
撮影対象物である物体ＯＢに対して、撮像光学系１０と光源が同じ角度にあるような場合には、スペキュラ光は殆ど戻って来ず「偏光情報」は得られない。
【０１８２】
光源の状態をコントロールできない場合、例えば、光源の条件を固定できない車載用途などへの応用を考えた場合には以下の点を考慮することが必要になる。
【０１８３】
「偏光状態」は、式（Ｋ）で示す関係にあるため、照射光を投射しない車載カメラでは、光源状態に依存して「偏光画像情報の持つ偏光情報」が変化する。  
例えば「車載目的の撮像装置」の場合の実使用状況では「順光の場合には撮像される物体の略全てが順光照明を受ける」と考えられる。
【０１８４】
また「逆光の場合には撮像されるものの略全てが逆光照明を受ける」と考えられる。
【０１８５】
この点を考慮すると、種々の物体が撮像された状態において、ＳＤＯＰやＤＯＰなどの偏光情報は「順光と逆光で、平均としては値に偏りが生じる」と考えられる。
【０１８６】
偏光情報におけるこの偏りを「オフセット」と言う。
【０１８７】
このような点を考慮すると、順光と逆光など光源の状態の影響は「画面全体のＳＤＯＰなど偏光画像情報のオフセット」を除去することで略キャンセルできる。
【０１８８】
このように「オフセットを考慮した重畳」を行うことが好ましい。
【０１８９】
重畳を線形和で行う「第１の態様」の場合、オフセットを考慮した重畳の式は、以下の式（Ｍ）の如くになる。
【０１９０】
Ｉbright-por(ｘ，ｙ)    
＝Ｉbright(ｘ，ｙ)＋ｋ［Ｉpor(ｘ，ｙ)−｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝］    （Ｍ）
式（Ｍ）において、Ｉbright(ｘ，ｙ)、Ｉpor(ｘ，ｙ)は、先に説明した式（Ｄ）におけるものと同一である。
【０１９１】
式（Ｍ）の右辺の大括弧内の部分、即ち、
［Ｉpor(ｘ，ｙ)−｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝］
が「重畳用偏光画像成分」を与える。
【０１９２】
大括弧内の第２項、即ち、中括弧内の部分、
｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝
が、偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)の「オフセット」である。
【０１９３】
この「オフセット」は、偏光画像成分における平均値である。
【０１９４】
即ち、撮像素子１１に結像する画像の「Ｘ，Ｙで定まる所定範囲」内における「偏光画像情報を２次輝度画像情報」で除した「偏光画像成分」の平均値である。
【０１９５】
偏光画像情報は「ＳＤＯＰに基づく偏光画像情報」である。
【０１９６】
Ｘ，Ｙで定まる「所定範囲」は、その選び方は一義的ではなく任意性がある。
【０１９７】
例えば「光源の状態の影響を、画面全体を用いて除去」することを考え、Ｘ、Ｙで定まる画像領域を「画面全体から空（そら）の領域を除いた領域」とすることができる。
【０１９８】
このように演算される所定領域における平均が「オフセット」であり、このオフセットを偏光画像情報から減算する。
【０１９９】
このように「オフセットを除去された偏光画像成分」は、重畳用偏光画像成分となって、輝度画像情報：Ｉbright(ｘ，ｙ)に線形和により重畳される。
【０２００】
このとき、式（Ｍ）の右辺第２項の大括弧の前にある係数：ｋが「括弧内の量（重畳用偏光画像成分）に掛け合わされた」ものが加算される。
【０２０１】
係数：ｋは、以下の（Ｍ１）、（Ｍ２）のように定められる。
【０２０２】
ｋ＝ｋ1  if    ｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝≧ＴＨ（順光以外）      （Ｍ１）
ｋ＝ｋ2  if    ｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝＜ＴＨ（順光）          （Ｍ２）  。
【０２０３】
ここで、ｋ１とｋ２は「重畳用偏光画像成分重畳係数」である。  
「ＴＨ」は「閾値」で、「順光状態を認識できる」ように設定する。
【０２０４】
前述の式（Ａ）、（Ｂ）による反射モデル理論では「撮像状況が順光状態に近い」ほどＳＤＯＰ（前述の式（Ｃ）参照）は０に近づく。
【０２０５】
従って、前記「オフセット」も、撮像状況が順光状態に近いほど小さくなる。
【０２０６】
そこで、閾値：ＴＨとオフセットの大小関係を判定し、オフセットが閾値：ＴＨより小さいときは、光源の状態（撮像状況）が順光状態であると判断する。
【０２０７】
また、オフセット量が、閾値：ＴＨより大きいときは、光源の状態が逆光等の「順光状態でない」と判断する。
【０２０８】
そして、これらの判断に従って「重畳用偏光画像成分重畳係数：ｋ」をｋ１、ｋ２に切り換える。
【０２０９】
一般に、ｋ１＜ｋ２であり、例えば「ＴＨ＝−∞、ｋ１＝−３００、ｋ２＝０」のように設定される。
【０２１０】
式（Ｍ）、（Ｍ１）、（Ｍ２）ように、偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)からオフセット：｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝を除去した重畳用偏光画像成分を輝度画像情報に重畳する。
【０２１１】
このようにすれば、輝度画像情報が０もしくは≒０である場合にも、偏光画像情報のノイズ成分が拡大されず、順・逆光の影響を除去した出力画像を得ることができる。
【０２１２】
オフセットを考慮した頂上の別の例として、以下の式（Ｓ）、（Ｍ１）、（Ｍ２）を挙げることができる。
【０２１３】
Ｉbright-por(ｘ，ｙ)    
＝Ｉbright(ｘ，ｙ)・ｋ［Ｉpor(ｘ，ｙ)/｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝］      （Ｓ）
式（Ｓ）において、Ｉbright(ｘ，ｙ)、Ｉpor(ｘ，ｙ)は、先に説明した式（Ｄ）におけるものと同一である。
【０２１４】
式（Ｓ）の右辺の大括弧内の部分、即ち、
［Ｉpor(ｘ，ｙ)/｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝］
が「重畳用偏光画像成分」を与える。
【０２１５】
大括弧内の分母部分、
｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝
は、上記の場合と同じく偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)の「オフセット」である。
【０２１６】
この重畳態様では、偏光画像成分：Ｉpor(ｘ，ｙ)をオフセットで除することにより、オフセットが除去された「重畳用偏光画像成分」となる。
【０２１７】
「重畳用偏光画像成分重畳係数：ｋ」は、前述の式（Ｍ１）、（Ｍ２）に従って、順光以外の状態と順光時とでｋ１、ｋ２に切り換える。
【０２１８】
このようにすれば、輝度画像情報が０もしくは≒０である場合にも、偏光画像情報のノイズ成分を拡大することなく、順・逆光の影響を除去した出力画像を得ることができる。
【０２１９】
上記の如く、オフセットの除去は、偏光画像成分に対するオフセットの減算もしくは除算により行うことができる。
【０２２０】
撮像状況はまた、昼間と夜間でも「光源の状態」が異なる。
【０２２１】
即ち、昼間は太陽光線による照明状態であり、夜間は車のヘッドライトや街灯による照明となっている。  
この点を考慮すると、上述の輝度偏光重畳係数：ｋ１、ｋ２の値は「昼間と夜間で変更する」ことが好ましい。
【０２２２】
昼間と夜間の判別は、ヘッドライトのスイッチのオン・オフの情報や、自動露光調整を行っている場合には、露光量から周囲の明るさを検知して行うことが出来る。  
さらに「直射日光下であるか曇りであるか」など天候によっても、輝度偏光重畳係数：ｋ１、ｋ２の値を切り換えると、さらに良い効果が得られる。  
直射日光下では撮影対象物の照度が高いから、自動露光調整を行っている場合には、その露光量を検知して「直射日光下であるか曇りであるか」を判断出来る。
【０２２３】
また「取得した画像に飽和している領域」がある場合、当該領域に関して「重畳を行わない」ようにｋの値を０にするか、演算不能として一定定数を出力することが好ましい。
【０２２４】
即ち、閾値：ＴＨを適切な定数に設定することにより「偏光情報を用いて検出物体以外の物体」を出力画像から除外することが出来る。  
このようにすると、夜間撮影で１次輝度画像情報：Ｓ０が０または０に近い場合に、偏光画像成分のノイズ成分の拡大を抑制して良好な撮像を行うことができる。
【０２２５】
オフセットの除去は、図２（ａ）に示す実施の形態であれば、例えば、生成部１５と輝度偏光重畳部２０との間に「オフセット除去演算部」を配置して行うことができる。
【０２２６】
このような「オフセット除去演算部」に、偏光画像成分である信号ＳＧ４を入力させ、
式（Ｍ）や（Ｓ）の演算を行わせるようにすれば良い。
【０２２７】
「オフセット除去演算部」にはオフセットを定義｛ΣΣＩpor(ｘ，ｙ)/X・Y｝に従って算出する機能を与えておく。
【０２２８】
そして、算出されたオフセットを用いて式（Ｍ）や（Ｓ）を演算する。
【０２２９】
また、順光時と順光時以外を検出するには、上記の如く、閾値：ＴＨを「順光状態を認識できる」ように設定する。
【０２３０】
そして、閾値：ＴＨとオフセットの大小関係を判定し、オフセットが閾値：ＴＨより小さいときは、光源の状態（撮像状況）が順光状態であると判断する。
【０２３１】
また、オフセット量が、閾値：ＴＨより大きいときは、光源の状態が逆光等の「順光状態でない」と判断する。
【０２３２】
そして、これらの判断に従って、「重畳用偏光画像成分重畳係数：ｋ」をｋ１、ｋ２に切り換える。この切換は、輝度偏光重畳部２０で行うようにすれば良い。
【０２３３】
また、昼間と夜間とで輝度偏光重畳係数を切り換える場合は、ヘッドライトのスイッチのオン・オフの情報や、自動露光調整で調整される露光量を用いる。
【０２３４】
即ち、これらを昼間と夜間を区別する信号として輝度偏光重畳部２０に入力し、輝度偏光重畳係数を切り換えるようにすればよい。
【０２３５】
また「取得した画像に飽和している領域」がある場合、当該領域に関して「重畳を行わない」ようにｋの値を０にするか、演算不能として一定定数を出力することが好ましい。
【０２３６】
即ち、閾値：ＴＨを適切な定数に設定することにより「偏光情報を用いて検出物体以外の物体」を出力画像から除外することが出来る。  
このような操作も輝度偏光重畳部２０に組み入れることができる。
【０２３７】
上に説明したしたように、図２（ａ）に示す撮像装置は、１次偏光画像の画像上の規定範囲の平均値による１次偏光画像情報に対する減算もしくは除算により１次偏光画像情報におけるオフセットを除去する「オフセット除去部」を有することができる。
【０２３８】
そして、偏光画像成分生成部は、オフセット除去部によりオフセットを除去された１次偏光画像情報に対し、２次輝度画像情報による除算を行うことができる。
【０２３９】
また、図２（ａ）の撮像装置における生成部１５は、１次輝度画像情報：Ｓ０の関数：ｆ(Ｓ０)を予め設定され、ｆ(Ｓ０)を２次輝度画像情報として、偏光画像情報を除算する演算を行い、偏光画像成分を生成する偏光画像成分生成部である。
【０２４０】
ｆ(Ｓ０)は、Ｓ０を変数として含み、Ｓ０＝０もしくはＳ０≒０において所定の有限値となる関数である。
【０２４１】
従って、生成部１５は「画像処理装置」を構成する。
【符号の説明】
【０２４２】
１０      撮像光学系  
１１      撮像素子  
１２      撮像素子部  
１３      光学フィルタ  
１３２    偏光フィルタ  
１５      生成部（偏光画像成分生成部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２４３】
【特許文献１】特開２０１１−２９９０３号公報
【図１】
2015046776.tif 000003
【図２】
2015046776.tif 000004
【図３（ａ）】
2015046776.tif 000005
【図３（ｂ）】
2015046776.tif 000006