(57)【要約】【課題】リアルタイムに撮像画像の解析結果を得ることができない光学センサに対しても、撮像画像の画質の最適化のための制御を可能にする。【解決手段】撮像対象を撮像する光学センサへの入射輝度における当該光学センサの撮像画像の鮮鋭度とＳＮ比との関係を示したセンサ画質特性曲線を取得するセンサ画質特性曲線計算部３と、ある画質における鮮鋭度とＳＮ比との関係を示した画質曲線を複数の画質について取得する等画質曲線取得部５と、センサ画質特性曲線と画質曲線とから光学センサの撮像設定条件を決定する撮像設定条件計算部７と、決定された撮像設定条件に基づいて、光学センサの制御パラメータを設定する撮像設定条件出力部８とを備える。【選択図】図１
2015231150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象を撮像する光学センサへの入射輝度における当該光学センサの撮像画像の鮮鋭度とＳＮ比との関係を示したセンサ画質特性曲線を取得するセンサ画質特性曲線計算部と、
ある画質における鮮鋭度とＳＮ比との関係を示した画質曲線を複数の画質について取得する等画質曲線取得部と、
前記センサ画質特性曲線計算部が取得したセンサ画質特性曲線と、前記等画質曲線取得部が取得した画質曲線とから、前記光学センサの撮像設定条件を決定する撮像設定条件計算部と、
前記撮像設定条件計算部が決定した撮像設定条件に基づいて、前記光学センサの制御パラメータを設定する撮像設定条件出力部とを備えた撮像制御装置。
【請求項２】
前記撮像設定条件計算部は、前記センサ画質特性曲線と前記画質曲線との接点における露光量を算出し、
前記撮像設定条件出力部は、前記撮像設定条件計算部が算出した露光量に基づいて前記制御パラメータを設定することを特徴とする請求項１記載の撮像制御装置。
【請求項３】
前記撮像設定条件計算部は、前記センサ画質特性曲線の導関数と前記画質曲線の導関数が一致する条件での露光量を算出し、
前記撮像設定条件出力部は、前記撮像設定条件計算部が算出した露光量に基づいて前記制御パラメータを設定することを特徴とする請求項１記載の撮像制御装置。
【請求項４】
前記撮像設定条件計算部は、前記露光量に最も近似するＴＤＩ段数を算出するＴＤＩ段数計算部を備え、
前記撮像設定条件計算部は、前記ＴＤＩ段数計算部が算出したＴＤＩ段数を前記制御パラメータに設定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の撮像制御装置。
【請求項５】
前記撮像設定条件計算部が算出した露光量が前記光学センサの動作範囲に対して適正か否か判定を行う撮像設定条件判定部と、
前記撮像設定条件判定部において前記露光量が適正でないと判定された場合に、前記露光量の絞り値を再設定する絞り値再設定部とを備え、
前記センサ画質特性曲線計算部は、前記絞り値再設定部が再設定した絞り値での前記センサ画質特性曲線を再取得することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の撮像制御装置。
【請求項６】
前記光学センサの撮像条件に対応した撮像画像の画質特性を示す情報を蓄積したセンサ画質特性データ蓄積部を備え、
前記センサ画質特性曲線計算部は、前記センサ画質特性データ蓄積部を参照し、前記画質特性を示す情報を用いて補間して前記センサ画質特性曲線を取得することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の撮像制御装置。
【請求項７】
複数の画質について鮮鋭度とＳＮ比に対する評価指標を蓄積する画質曲線データ蓄積部を備え、
前記センサ画質特性曲線計算部は、前記画質曲線データ蓄積部を参照し、前記複数の画質における評価指標を用いて前記画質曲線を取得することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の撮像制御装置。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の撮像制御装置と、
前記撮像制御装置が設定した制御パラメータに従って、前記撮像対象を撮像する光学センサとを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
センサ画質特性曲線計算部が、撮像対象を撮像する光学センサへの入射輝度における当該光学センサの撮像画像の鮮鋭度とＳＮ比との関係を示したセンサ画質特性曲線を取得するステップと、
画質特曲線取得部が、ある画質における鮮鋭度とＳＮ比との関係を示した画質曲線を複数の画質について取得するステップと、
撮像設定条件計算部が、前記センサ画質特性曲線および前記画質曲線から前記光学センサの撮像設定条件を決定するステップと、
撮像設定条件出力部が、前記決定された撮像設定条件に基づいて、前記光学センサの制御パラメータを設定するステップとを備えた撮像制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高画質な撮像画像を得るための撮像制御技術に関し、特にあらかじめ被写体の条件を計測することが困難な撮像装置に対する撮像制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサや光学系が一意に決定されている場合、光学センサの撮像条件を調整することにより最適な画質の画像を得ることができる。例えば特許文献１には、撮影して得られた画像データのヒストグラムを生成して輝度分布を取得し、当該輝度分布を解析してＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が適切な画像を得るための補正量を決定する撮像装置が開示されている。
【０００３】
また、高いＳＮＲを有する画像を取得するためには手ぶれなどによる画質劣化が考えられるが、特許文献２には、手ぶれ補正と画素ずらしを同時に行うことにより高品位な画像を得る撮像装置が開示されている。具体的には、手ぶれ補正手段と撮影ズームレンズの焦点距離と被写体像のＥＶ値とから、画像ずらしに必要な時間と手ぶれ補正手段の駆動量とを算出し、さらに前回の算出結果と比較することにより、現在の焦点距離で撮影可能な画素ずらしの回数を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７６１１９号公報
【特許文献２】特開平１０−１９１１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１および特許文献２に記載された技術では、リアルタイムに撮像画像を解析し、補正量を決定する必要がある。しかし、種々の光学センサが存在し、必ずしも全ての光学センサがリアルタイムに撮像画像を解析することができるとは限らない。例えば、衛星搭載の光学センサのように画像データの容量が非常に大きい場合、処理時間が増大し、リアルタイムに撮像画像の解析を行うことが困難であるいう課題があった。また光学センサの構造によっては、撮像画像解析用の処理ボードを搭載することが困難であるという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、リアルタイムに撮像画像の解析結果を得ることができない光学センサに対しても、撮像画像の画質の最適化のための制御を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る撮像制御装置は、撮像対象を撮像する光学センサへの入射輝度における当該光学センサの撮像画像の鮮鋭度とＳＮ比との関係を示したセンサ画質特性曲線を取得するセンサ画質特性曲線計算部と、ある画質における鮮鋭度とＳＮ比との関係を示した画質曲線を複数の画質について取得する等画質曲線取得部と、センサ画質特性曲線計算部が取得したセンサ画質特性曲線と、等画質曲線取得部が取得した画質曲線とから、光学センサの撮像設定条件を決定する撮像設定条件計算部と、撮像設定条件計算部が決定した撮像設定条件に基づいて、光学センサの制御パラメータを設定する撮像設定条件出力部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、リアルタイムに撮影画像を解析して補正量を決定することが困難な光学センサに対しても、撮像画像の画質の最適化のための制御を行ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る撮像制御装置のセンサ画質特性曲線計算部が算出するセンサ画質特性曲線の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る撮像制御装置の等画質曲線取得部が取得する等画質曲線の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る撮像制御装置の撮像設定条件計算部の最適露光量の決定を示す説明図である。
【図６】実施の形態２に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態３に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態３に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態４に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
撮像制御装置１００は、撮像条件取得部１、入射輝度計算部２、センサ画質特性曲線計算部３、センサ画質特性データ蓄積部４、等画質曲線取得部５、画質曲線データ蓄積部６、撮像設定条件計算部７および撮像設定条件出力部８で構成されている。
撮像条件取得部１は、撮像地点の緯度、経度、撮像日時などの条件、および光学センサが位置する緯度、経度、高度などの条件を取得する。入射輝度計算部２は、撮像条件取得部１が取得した撮像地点の条件および光学センサの位置条件から算出される太陽反射光および地表放射光などに基づいて、光学センサへの入射輝度を算出する。
【００１１】
センサ画質特性曲線計算部３は、センサ画質特性データ蓄積部４を参照して入射輝度計算部２が算出した入射輝度における撮影画像の鮮鋭度およびＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を算出し、当該入射輝度における鮮鋭度−ＳＮＲ特性曲線（以下、センサ画質特性曲線と称する）を取得する。センサ画質特性曲線は光学センサの特性により決定されるＳＮＲと鮮鋭度の組み合わせの集合であり、例えば露光時間によってボケ量や雑音量が決定される。撮像画像の鮮鋭度およびＳＮＲは、例えば複数の入射輝度条件における画像解析結果から算出する。鮮鋭度およびＳＮＲの算出は、入射輝度に対する鮮鋭度およびＳＮＲは予めモデル化された近似関数から計算してもよいし、データベース化された複数点の入射輝度における鮮鋭度およびＳＮＲの値を基に補間関数を用いて計算してもよい。
【００１２】
センサ画質特性データ蓄積部４は、複数の撮像条件に応じた光学センサの撮像画像の画質特性を示す情報をデータベース化（例えば、複数点の入射輝度における鮮鋭度およびＳＮＲの値をデータベース化）して蓄積している。また、入射輝度に対する鮮鋭度およびＳＮＲを予めモデル化した近似関数を蓄積させてもよい。
【００１３】
等画質曲線取得部５は、画質曲線データ蓄積部６を参照し、同一画質における鮮鋭度−ＳＮＲ特性曲線（以下、画質曲線と称する）を取得する。ここで、同一画質の画像、すなわち画質が等しい画像とは、同一のものを同程度認識可能な画像を指す。また、画質曲線とは、ＳＮＲと鮮鋭度が変化した際に同程度の画質であると評価されたＳＮＲと鮮鋭度の組み合わせの集合である。例えば、雑音が多くボケの小さい画像と、ボケが大きく雑音の少ない画像を比較した場合に、共にある被写体は認識できるが、ある被写体は認識できないといった視認性および判読性の等しい画像を等画質な画像とする。等画質曲線取得部５は、上述した画質曲線を低画質から高画質にかけて複数の画質について取得するものとする。
【００１４】
画質曲線データ蓄積部６は、低画質から高画質にかけて複数の画質の評価情報を示すデータを蓄積している。評価情報として、例えばあらかじめ定義された予測条件、実測データあるいは評価指標などを用いることができる。
具体的には、後述するＮＩＩＲＳのように画像の定量的な特性（鮮鋭度を示すＲＥＲや、ＳＮＲなど）に基づく画質評価指標を用いても良いし、ユーザが主観的に画質を評価した際に等しい画質と評価される鮮鋭さとＳＮＲの組み合わせの集合を用いても良い。
【００１５】
撮像設定条件計算部７は、等画質曲線取得部５を介して入力された、センサ画質特性曲線計算部３が算出したセンサ画質特性曲線と、等画質曲線取得部５が取得した画質曲線との接点を算出する。センサ画質特性曲線と画質曲線との接点は、当該入射輝度における撮影画像の画質が最も高画質となる点である。そこで、当該接点における露光量を最適露光量として取得する。撮像設定条件出力部８は、撮像設定条件計算部７が取得した最適露光量に基づいて光学センサの露光パラメータを設定し、出力する。
【００１６】
次に、実施の形態１に係る撮像制御装置１００の動作について説明する。
図２は、実施の形態１に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
まず、撮像条件取得部１は、撮像地点の条件および光学センサの条件を取得する（ステップＳＴ１）。入射輝度計算部２は、ステップＳＴ１で取得された撮像地点の条件および光学センサの条件に基づいて、光学センサへの入射輝度を算出する（ステップＳＴ２）。センサ画質特性曲線計算部３は、センサ画質特性データ蓄積部４を参照し、ステップＳＴ２で算出された入射輝度における撮影画像の鮮鋭度およびＳＮＲを算出する（ステップＳＴ３）。
【００１７】
センサ画質特性曲線計算部３は、ステップＳＴ３で算出した鮮鋭度およびＳＮＲからセンサ画質特性曲線を取得する（ステップＳＴ４）。
一般に、光学センサの画質特性は露光量に大きく依存し、露光時間を長くする、あるいは絞りを開放することにより露光量を増加させるとＳＮＲが増大するが、収差やぶれによるボケ量が大きくなり、鮮鋭度が低下する。一方、露光時間短くする、あるいは絞りの開放を縮小することにより露光量を減少させるとボケが小さくなり鮮鋭度が向上するが、ＳＮＲは低下する。センサ画質特性曲線の一例を図３に示すが、光学センサの画質特性の鮮鋭度とＳＮＲの関係は非線形であり、当該関係をグラフ化すると一般に上方に向かって凸形状の曲線が得られる。
なお、図３において曲線ｆ１，ｆ２，ｆ３はそれぞれ異なる入力輝度値に対応したセンサ画質特性曲線であるものとする。
【００１８】
等画質曲線取得部５は、画質曲線データ蓄積部６を参照して各画質の評価情報を取得し、各画質の画質曲線を取得する（ステップＳＴ５）。
画質曲線の取得には、例えばJ．C．Leachtenauerらの提唱するＧＩＱＥ（General Image-Quality Equation、引用文献１参照）が定義する予測ＮＩＩＲＳ（National Image Interpretability Rating Scale）を用いてもよいし、各個人、あるいは各集団における実測データを用いてもよい。ここで、ＮＩＩＲＳとは画像の判読性を評価する指標であり、値が大きいほど画像の判読性が高い画像であるという特徴を有する。
【００１９】
［引用文献１］
J．C．Leachtenauer，et al.，“General Image-Quality Equation：GIQE”，Applied optics，Vol．36，No．32（1997）
【００２０】
画質曲線は、画像のＳＮＲと鮮鋭度が相反する傾向にあり、ＳＮＲが高く鮮鋭度の低い画像と、ＳＮＲが低く鮮鋭度の高い画像とが同程度の画質であるとの特性を示すと予測される。画質曲線の一例を図４に示すが、一般に下方に向かって凸形状の曲線が得られる。当該特性はＧＩＱＥの予測ＮＩＩＲＳとも一致している。図４の例では、曲線ｇ１，ｇ２，ｇ３はそれぞれの画質に対応した曲線であり、曲線ｇ１が３つの中で最も低画質な場合の曲線を示し、曲線ｇ３が３つの中で最も高画質な場合の曲線を示している。なお、曲線は３本に限定されるものではなく適宜変更可能である。撮像設定条件計算部７は、これらの曲線を用いてセンサ画質特性曲線計算部３が取得したセンサ画質特性曲線上の最も高画質な鮮鋭度およびＳＮＲの組み合わせを選択することとなる。
【００２１】
撮像設定条件計算部７は、ステップＳＴ４で取得したセンサ画質特性曲線と、ステップＳＴ５で取得した画質曲線との接点を算出する（ステップＳＴ６）。さらに撮像設定条件計算部７は、ステップＳＴ６で算出した接点の鮮鋭度およびＳＮＲを示す露光量を光学センサの最適露光量として決定する（ステップＳＴ７）。なお、ステップＳＴ６の接点の算出では、画質曲線を例えば図４で示した曲線ｇ３から曲線ｇ１の方向に徐々に画質を変化させることにより最も高画質な画質曲線との接点が得られる。なお、曲線ｇ１から曲線ｇ３の方向に徐々に画質を変化させて接点を得てもよい。撮像設定条件出力部８は、ステップＳＴ７で決定した最適露光量に基づき光学センサの露光パラメータを設定して出力し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。
【００２２】
ステップＳＴ６の接点の算出では、例えば、画質曲線データ蓄積部６からＧＩＱＥversion4のＮＩＩＲＳによる画質曲線を取得すると、以下の式（１）を用いて鮮鋭度−ＳＮＲの画質曲線が導かれる。
2015231150.tif 000003
なお、式（１）においてＲＥＲは鮮鋭度（RER：Relative Edge Response）を示す。その後、鮮鋭度（RER：Relative Edge Response）とＳＮＲとの画質曲線が導かれ、ＮＩＩＲＳ、ＳＮＲ、ＲＥＲをパラメータとしてセンサ画質特性曲線と画質曲線との接点が算出される。
【００２３】
図５は、実施の形態１に係る撮像制御装置の撮像設定条件計算部による最適露光量の決定を示す説明図である。
図５に示すように、センサ画質特性曲線である曲線ｆと画質曲線である曲線ｇとの接点Ｃを算出することにより、当該接点Ｃでの鮮鋭度およびＳＮＲを示す露光量が取得され、光学センサの露光量が決定される。
なお、センサ画質特性曲線が上方に凸形状の曲線であり、画質曲線が下方に凸形状の曲線である場合、２つの曲線の接線の傾きが等しくなる。従って、センサ画質特性曲線と画質曲線に対して導関数を算出し、導関数の値が等しくなるように最適露光量を決定してもよい。
【００２４】
以上のように、実施の形態１によれば、光学センサへの入射輝度における撮像画像の鮮鋭度とＳＮＲとの関係を示したセンサ画質特性曲線を取得するセンサ画質特性曲線計算部３と、同一の画質における鮮鋭度とＳＮＲとの関係を示した画質曲線を取得する等画質曲線取得部５と、センサ画質特性曲線と画質曲線とから光学センサの最適露光量を決定する撮像設定条件計算部７と、最適露光量に対応した露光パラメータを設定して出力する撮像設定条件出力部８とを備えるように構成したので、リアルタイムに撮影画像を解析して補正量を決定することが困難な光学センサに対しても、撮像画像の画質の最適化のための制御を行うことができる。
【００２５】
また、実施の形態１によれば、複数の撮像条件に応じた光学センサの撮像画質をデータベース化して蓄積するセンサ画質特性データ蓄積部４と、複数の画質それぞれの評価情報を示すデータを蓄積する画質曲線データ蓄積部６とを備え、センサ画質特性曲線計算部３がセンサ画質特性データ蓄積部４を参照して光学センサへの入射輝度における撮像画像の鮮鋭度およびＳＮＲを算出してセンサ画質特性曲線を取得し、等画質曲線取得部５が画質曲線データ蓄積部６を参照して同一画質における画質曲線を取得するように構成したので、リアルタイムに撮影画像を改正して補正量を決定することが困難な光学センサに対しても、最適露光量を決定するためのセンサ画質特性曲線および画質曲線を取得することができる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態１では、光学センサへの入射輝度を算出する方法として、撮像地点の条件、および光学センサの位置条件から算出される太陽反射光および地表放射光を用いる例を示したが、その他の算出手法を用いて光学センサへの入射輝度を算出してもよい。
【００２７】
なお、上述した実施の形態１では、撮像条件取得部１および入射輝度計算部２を備える構成を示したが、当該構成を外部の構成とし、外部で算出された光センサへの入射輝度を撮像制御装置１００が取得するように構成してもよい。なお、当該構成は以下で示す実施の形態２から実施の形態４にも適用可能である。
【００２８】
なお、上述した実施の形態１では、撮像センサ画質特性蓄積部４および画質曲線データ蓄積部６を備える構成を示したが、複数の撮像条件に応じた光学センサの撮像画質を示したデータ、および複数の画質それぞれの評価情報を示すデータを外部から取得するように構成してもよい。
【００２９】
実施の形態２．
画像のＳＮ比を向上させるための手段としてＴＤＩ（Time Delay and Integration）方式のイメージセンサが開発されている。ＴＤＩ方式は、電荷転送のタイミングを被写体像の移動タイミングに同期させることでＳＮ比を改善するＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサの読出し方式である。ＴＤＩ方式では複数行のラインセンサ出力を積分するため、同一地点を撮像する画素が時間的に変化するときに、同一地点を撮像する画素の出力を積分することで、実質的に長時間露光した場合と同等の信号量を得ることができる。
【００３０】
ＴＤＩ方式の光学センサでは、露光量を調整するためにＴＤＩ動作に係るラインセンサの本数、つまりＴＤＩ段数を変化させることが行われる。このようにＴＤＩ方式の光学センサでは露光時間を連続的に変化させることができないため、実施の形態１の図３で示したセンサ画質特性曲線が離散的な点として与えられる。そこで、この実施の形態２では、最適な露光量に最も近接するＴＤＩ段数（整数値）を制御パラメータとして選択する構成を示す。
【００３１】
図６は、実施の形態２に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態２の撮像制御装置１００ａは、図１で示した実施の形態１の撮像制御装置１００の撮像設定条件計算部７および撮像設定条件出力部８に替えて、ＴＤＩ段数計算部９を備えた撮像設定条件計算部７ａおよび撮像設定条件出力部８ａを備えている。なお、以下では、実施の形態１に係る撮像制御装置１００の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、以下では、撮像制御装置１００ａがＴＤＩ方式の光学センサの撮像制御を行うものとして説明を行う。
【００３２】
撮像設定条件計算部７ａはＴＤＩ段数計算部９を備える。まず、撮像設定条件計算部７ａは、センサ画質特性曲線計算部３が算出したセンサ画質特性曲線と、等画質曲線取得部５が取得した画質曲線との接点を算出し、当該接点における露光量を最適露光量として取得する。光学センサがＴＤＩ段数による露光量の調整機能を有する場合、露光時間を連続的に変化させることができないため、次にＴＤＩ段数計算部９が、撮像設定条件計算部７ａが取得した最適露光量に最も近接するＴＤＩ段数を算出する。ここで、ＴＤＩ段数計算部９はＴＤＩ段数と露光量とをあらかじめ対応付けたデータを保有しているものとする。撮像設定条件出力部８ａは、ＴＤＩ段数計算部９が算出したＴＤＩ段数を制御パラメータとして出力する。
【００３３】
次に、実施の形態２の撮像制御装置１００ａの動作について説明する。
図７は、実施の形態２に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
また、以下では実施の形態１に係る撮像制御装置１００と同一のステップには図２で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００３４】
ステップＳＴ５において、等画質曲線取得部５が各画質の画質曲線を取得すると、撮像設定条件計算部７ａはステップＳＴ４で取得されたセンサ画質特性曲線と、ステップＳＴ５で取得された画質曲線との接点を算出する（ステップＳＴ６）。さらに撮像設定条件計算部７ａは、ステップＳＴ６で算出した接点の鮮鋭度およびＳＮＲを示す露光量を光学センサの最適露光量として決定する（ステップＳＴ７）。次に、ＴＤＩ段数計算部９は、ステップＳＴ７で決定した最適露光量に最も近い露光量を取るＴＤＩ段数を算出する（ステップＳＴ１１）。撮像設定条件出力部８ａは、ステップＳＴ１１で算出したＴＤＩ段数を光学センサの制御パラメータとして出力し（ステップＳＴ１２）、処理を終了する。
【００３５】
以上のように、この実施の形態２によれば、撮像設定条件計算部７ａが取得した最適露光量に最も近接するＴＤＩ段数を算出するＴＤＩ段数計算部９と、算出したＴＤＩ段数を制御パラメータとして出力する撮像設定条件出力部８ａを備えるように構成したので、露光時間を連続的に変化させることのできないＴＤＩ方式の光学センサを制御対象とする場合であっても、高画質な画像を取得するためのＴＤＩ段数を決定することができる。すなわち、ＴＤＩ方式の光学センサにおいても高画質な画像を取得するための制御パラメータの設定を行うことができ、撮像画像の画質の最適化のための制御を行うことができる。
【００３６】
実施の形態３．
この実施の形態３では、絞り値（以下、Ｆ値と称する）を設定変更可能な光学センサを用いる場合に、当該Ｆ値を変化させることにより最適露光量の探索を行う構成を示す。
図８は、実施の形態３に係る撮像制御装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態３の撮像制御装置１００ｂは、図１で示した実施の形態１の撮像制御装置１００に撮像設定条件判定部１０およびＦ値再設定部１１を追加して設けている。なお、以下では、実施の形態１に係る撮像制御装置１００の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、以下では、撮像制御装置１００ｂがＦ値を設定変更可能な光学センサの撮像制御を行うものとして説明を行う。
【００３７】
撮像設定条件判定部１０は、撮像設定条件計算部７が設定した最適露光量における露光時間が適正であるか否か判定を行う。露光時間が適正か否かの判断は、例えば光学センサの露光時間の下限値および上限値を用い、最適露光量の露光時間が光学センサの露光時間の下限値以上且つ上限値以下であるか否か判定を行う。
【００３８】
Ｆ値再設定部１１は、撮像設定条件判定部１０において、露光時間が適正でないと判定された場合に、Ｆ値の再設定を行う。光学センサのＦ値を変化させることにより露光量に対する画質の前提条件が大きく変化する。従って、あるＦ値の条件下において最適露光量が設定できない場合にもＦ値を変化させることにより、最適露光量が設定可能となる。
Ｆ値の再設定は、例えば、最適露光量の露光時間が下限値未満である場合にはＦ値をより小さい値に設定して絞りを開いて光をより多く取りこむ設定とする。逆に最適露光量の露光時間が上限値より大きい場合にはＦ値をより大きい値に設定して絞りを閉じて光量を落とす設定とする。
【００３９】
次に、実施の形態３の撮像制御装置１００ｂの動作について説明する。
図９は、実施の形態３に係る撮像制御装置の動作を示すフローチャートである。
また、以下では実施の形態１に係る撮像制御装置１００と同一のステップには図２で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
ステップＳＴ７において、撮像設定条件計算部７が光学センサの最適露光量を決定すると、撮像設定条件判定部１０は決定された最適露光量の露光時間が適正範囲内の値である（光学センサの露光時間の下限値以上且つ上限値以下である）か否か判定を行う（ステップＳＴ２１）。最適露光量の露光時間が適正範囲内の値である場合（ステップＳＴ２１；ＹＥＳ）、撮像設定条件出力部８はステップＳＴ７で決定された最適露光量に基づき光学センサの露光パラメータを設定して出力し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。
【００４０】
一方、最適露光量の露光時間が適正範囲内の値でない場合（ステップＳＴ２１；ＮＯ）、Ｆ値再設定部１１は光学センサの新たなＦ値を設定し、センサ画質特性曲線計算部３に出力する（ステップＳＴ２２）。その後フローチャートはステップＳＴ４の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００４１】
以上のように、この実施の形態３によれば、撮像設定条件計算部７が取得した最適露光量の露光時間が適正範囲内の値であるか否か判定を行う撮像設定条件判定部１０と、最適露光量の露光時間が適正範囲内の値でないと判定された場合に光学センサのＦ値を再設定するＦ値再設定部１１を備えるように構成したので、あるＦ値の条件下において適正な最適露光量が得られない場合にも、Ｆ値を再設定することにより適正な最適露光量を得ることができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態３では、実施の形態１で示した撮像制御装置１００に撮像設定条件判定部１０およびＦ値再設定部１１を適用する構成を示したが、実施の形態２で示した撮像制御装置１００ａに適用してもよい。
【００４３】
実施の形態４．
この実施の形態４では、上述した実施の形態１から実施の形態３で示した撮像制御装置の制御動作を撮像装置に適用する構成を示す。
図１０は、実施の形態４に係る撮像装置の構成を示す図である。
撮像装置２００は、撮像レンズ２１、カメラに入射する光量を調整するための絞り機構２２および撮像信号を電気信号に変換する検出器２３を備えた光学センサ２４、検出器２３の変調された撮像信号からリセットノイズを除去し、ベースバンドの撮像信号に変換するＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）２５、Ａ／Ｄ変換部２６、デジタル信号処理部（以下、ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２７、撮像したデータを記憶領域に格納するための撮像データ出力部２８、本撮像装置２００を総括して制御を行うと共に、各種演算を実施する手段として機能するＣＰＵ２９、ＣＰＵ２９からの制御情報を元に撮像レンズ２１に対して駆動信号を出力するレンズ駆動回路３０およびＣＰＵ２９からの制御情報を元に検出器２３に対して駆動信号を出力するタイミングジェネレータ３１で構成されている。
【００４４】
ＣＰＵ２９は一部機能として上述した実施の形態１から実施の形態３で示した撮像制御装置の構成を備えるものとする。具体的には、撮像設定条件出力部８から出力される露光パラメータを検出器２３に対して出力する。検出器２３は入力された露光パラメータに基づいた露光時間を設定値とする。また、実施の形態３で示した撮像制御装置のようにＦ値を変化させる構成を適用する場合には、検出器２３に加えて絞り機構２２に対しても露光パラメータとして設定したＦ値を出力する。
【００４５】
以上のように、この実施の形態４によれば、光学センサ２４に対して露光パラメータを出力するＣＰＵ２９を備えるように構成したので、光学センサ２４が画像のヒストグラムなどをリアルタイムにフィードバックできない場合にも、最適な画質設定で撮像を実行することができる。
【００４６】
上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  撮像条件取得部、２  入射輝度計算部、３  センサ画質特性曲線計算部、４  センサ画質特性データ蓄積部、５  等画質曲線取得部、６  画質曲線データ蓄積部、７，７ａ  撮像設定条件計算部、８，８ａ  撮像設定条件出力部、９  ＴＤＩ段数計算部、１０  撮像設定条件判定部、１１  Ｆ値再設定部、２１  撮像レンズ、２２  絞り機構、２３  光学センサ、２４  光学センサ、２５  ＣＤＳ、２６  Ａ／Ｄ変換部、２７  ＤＳＰ、２８  撮像データ出力部、２９  ＣＰＵ、３０  レンズ駆動回路、３１  タイミングジェネレータ、１００，１００ａ，１００ｂ  撮像制御装置、２００  撮像装置。
【図１】
2015231150.tif 000004
【図２】
2015231150.tif 000005
【図３】
2015231150.tif 000006
【図４】
2015231150.tif 000007
【図５】
2015231150.tif 000008
【図６】
2015231150.tif 000009
【図７】
2015231150.tif 000010
【図８】
2015231150.tif 000011
【図９】
2015231150.tif 000012
【図１０】
2015231150.tif 000013