(57)【要約】【課題】動きノイズ低減とランダムノイズ低減とが両立するカメラ装置を提供する。【解決手段】画像撮像部７は撮影範囲の画像を撮像して画像情報を出力する。露光制御部５は画像撮像部７の露光を制御する。投光部３は画像撮像部７の露光に同期して撮影範囲の少なくとも一部に投光する。画像記憶部９は画像撮像部７が出力する画像情報及びこの画像情報の撮像時の投光部３の投光情報を相互に関連付けて記憶する。画像速度算出部１１はフレーム間の画像速度を算出する。画像領域設定部１３は画像上に複数の画像領域を設定する。使用フレーム数設定部１５は画像領域毎に画像速度が速い画像領域ほど同期検波に使用するフレーム数を少なく設定する。領域別同期検波処理部１７は使用フレーム数設定部１５が設定したフレーム数を用いて画像領域別に同期検波処理を行う。画像出力部１９は、領域別に同期検波処理された画像を合成して検波画像として出力する。【選択図】図１
2015170899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影範囲の画像を撮像して画像情報を出力する画像撮像部と、
前記画像撮像部の露光を制御する露光制御部と、
前記画像撮像部の露光に同期して前記撮影範囲の少なくとも一部に投光する投光部と、
前記画像情報及び該画像情報の撮像時の前記投光部の投光情報を相互に関連付けて記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された二つの画像間の画像速度を算出する画像速度算出部と、
前記画像速度に基づいて前記画像上に複数の画像領域を設定する画像領域設定部と、
前記画像領域毎に画像速度が速い画像領域ほど、同期検波に使用するフレーム数を少なく設定する使用フレーム数設定部と、
前記使用フレーム数設定部が設定したフレーム数を用いて前記画像領域別に同期検波処理を行う領域別同期検波処理部と、
前記画像領域別に同期検波処理された画像を合成して出力する画像出力部と、
を備えたことを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記画像領域設定部は、前記画像速度算出部が算出した前記画像速度に応じて、前記複数の画像領域を設定するとともに、前記画像領域毎に前記画像領域内の画像速度の最大値を前記画像領域の画像速度の代表値として設定し、
前記使用フレーム数設定部は、前記代表値に基づいて前記画像領域毎に同期検波に使用するフレーム数を設定することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記画像領域設定部は、前記画像速度算出部が算出した前記画像速度に応じて、前記複数の画像領域を設定するとともに、前記画像領域毎に前記画像領域内の画像速度の平均値を前記画像領域の画像速度の代表値として設定し、
前記使用フレーム数設定部は、前記代表値に基づいて前記画像領域毎に同期検波に使用するフレーム数を設定することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項４】
前記画像領域設定部は、前記画像速度算出部が算出した前記画像速度に応じて、前記複数の画像領域を設定するとともに、前記画像領域毎に前記画像領域内の画像速度の最頻値を前記画像領域の画像速度の代表値として設定し、
前記使用フレーム数設定部は、前記代表値に基づいて前記画像領域毎に同期検波に使用するフレーム数を設定することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項５】
前記使用フレーム数設定部は、
前記画像領域設定部が設定した前記代表値が小さいほど、前記使用フレーム数を多く設定することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載のカメラ装置。
【請求項６】
前記領域別同期検波処理部は、
前記画像領域設定部が設定した各領域において、前記使用フレーム数設定部が設定した使用フレーム数に基づいて同期検波処理を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載して実時間三次元計測に利用可能なカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像対象に周期的に強度変化する照明光を照射し、撮像した複数の画像フレームに対して、照明光の変化に同期した同期検波を行うことにより、背景光の影響やノイズを低減する同期検波技術が知られている（特許文献１、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３４６４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“Smart Image Sensor with High-Speed and High-Sensitivity ID Beacon Detection for Augmented Reality System".Journal of Image Information and Television Engineers,Vol.58,No.6,pp.835-841,Jun.2004,Y.Oike,M.Ikeda,and K.Asada.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、移動体に搭載したカメラで撮影を行うと、撮影した画像には、撮影対象物の相対的な動きによるいわゆる「動きノイズ」と、主として固体撮像デバイスの電荷読出時のノイズや熱雑音に由来する「ランダムノイズ」が含まれることが知られている。
【０００６】
しかしながら上記従来技術によれば、撮影対象物の動きや、カメラから撮影対象物までの距離に関係なく、一定の画像フレーム数を使用して同期検波を行っていた。このため、画像内の動きの遅い領域に合わせて同期検波に使用する画像フレーム数を多くすると、ランダムノイズを低減できるものの、動きの速い領域での動きノイズが増加する。逆に、画像内の動きの速い領域に合わせて同期検波に使用する画像フレーム数を少なくすると、動きノイズを低減できるものの、動きの遅い領域でのランダムノイズの低減度が低下する。このように、従来技術では、同期検波に使用する画像フレーム数を一定としているため、動きノイズの低減と、ランダムノイズの低減とが両立しないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために本発明のカメラ装置は、露光制御部の制御に従って画像撮像部が撮像した画像情報を出力し、画像撮像部の露光に同期して投光部が投光し、画像情報及び投光部の投光情報を相互に関連付けて画像記憶部に記憶する。そして、画像記憶部に記憶した二つの画像間の画面上の速度である画像速度を算出し、画像速度に応じて各画像に複数の画像領域を設定する。さらに、画像領域毎に画像速度が速い画像領域ほど、同期検波に使用するフレーム数を少なく設定し、設定したフレーム数を用いて画像領域別に同期検波処理を行い、画像領域別に同期検波処理された画像を合成して同期検波画像とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動きノイズとランダムノイズとの双方のノイズを低減した同期検波画像が得られるカメラ装置を提供する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】本発明に係るカメラ装置の実施形態の構成を説明する制御ブロック図である。
【図２】同期検波に使用するフレーム数を説明する図である。
【図３】画像速度による画像の領域分割の例と、領域毎に使用するフレーム数の例を説明する図である。
【図４】実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図５】同期検波に使用するフレーム数に対するランダムノイズのノイズ強度と動きノイズのノイズ強度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るカメラ装置の実施形態の構成を説明する制御ブロック図である。図１において、カメラ装置１は、撮影範囲の画像を撮像して画像情報を出力する画像撮像部７と、画像撮像部７の露光を制御する露光制御部５と、画像撮像部７の露光に同期して撮影範囲の少なくとも一部に照射する投光部３とを備える。
【００１１】
また、カメラ装置１は、画像撮像部７が出力する画像情報及びこの画像情報の撮像時の投光部３の投光情報を相互に関連付けて記憶する画像記憶部９を備える。また、カメラ装置１は、画像記憶部９に記憶された二つの画像間の画面上の速度である画像速度を算出する画像速度算出部１１を備える。
【００１２】
また、カメラ装置１は、画像速度算出部１１が算出した画像速度に基づいて画像上に複数の画像領域を設定する画像領域設定部１３と、画像領域毎に画像速度が速い画像領域ほど、同期検波に使用するフレーム数を少なく設定する使用フレーム数設定部１５とを備える。さらに、カメラ装置１は、使用フレーム数設定部１５が設定したフレーム数を用いて画像領域別に同期検波処理を行う領域別同期検波処理部１７と、領域別に同期検波処理された画像を合成して、検波画像として出力する画像出力部１９とを備える。
【００１３】
本実施形態では、カメラ装置１は、車両側方の画像を撮像して出力する場合を説明するが、車両前方の画像或いは車両後方の画像を撮像するカメラ装置へ適用できることは明らかである。投光部３は、車両の側部、例えば、車両のサイドミラー部に設けられ、車両側方の撮影範囲の少なくとも一部を照射する。投光部３が撮影範囲へ照射する光の強度（或いは光量、以下、投光強度と略す）は、露光制御部５から与えられる制御信号により、投光強度が時間経過に従って一定の周期で変化する光である。投光部３が照射する光は、連続光であってもよいし、パルス光であってもよいが、連続光の場合、画像撮像部７が露光していない時間帯にも光を照射するために、光のエネルギー効率が低下する。本実施形態では、画像撮像部７が撮像する各フレームの露光時間に同期したパルス光としている。
【００１４】
投光部３の具体的な光源としては、キセノンランプ、水銀灯、発光ダイオード等が光源として利用可能である。光源の寿命の長さ、光源を駆動する電源の小型軽量化、投光強度の制御性、投光部３全体の車両への搭載の容易性からは、発光ダイオードが好ましい。
【００１５】
図２（ａ）は、画像撮像部７が撮像する動画像の連続する６フレームに相当する期間に投光部３が照射する投光強度の変化が１周期分（Ｔ1 ）に対応する例を示している。図２（ｂ）は、画像撮像部７が撮像する動画像の連続する１２フレームに相当する期間に投光部３が照射する投光強度の変化が２周期分（Ｔ2 ＝２Ｔ1 ）に対応する例を示している。実際には、投光部３の投光強度は、最小値が０なので、正弦波に、この正弦波のピークツーピーク値の１／２の直流分を加算した式（１）に示すような投光強度の波形となる。
【００１６】
投光強度＝Ａ（１＋sin（ωｔ＋α））          …（１）
ただし、ω＝２π／Ｔ1  
同期検波によるランダムノイズの抑制効果は、同期検波に使用するフレーム数を多くするほど高まるが、フレーム数を多くするほど動きノイズが大きくなり、従来の技術では、同期検波に使用するフレーム数を一定としていた。本発明では、画像を複数の領域に分割し、同期検波に使用するフレーム数を分割した画像領域毎に変化させることにより、ランダムノイズと動きノイズの双方を低減した同期検波画像を得ることができる。
【００１７】
画像撮像部７は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の２次元に光電変換素子が配列された半導体撮像素子を用いて、車両側方の画像を撮像して画像情報を出力する画像撮像部である。画像撮像部７は、例えば、車両のサイドミラー部に設けられ、車両側方の画像を撮影可能となっている。
【００１８】
露光制御部５、画像記憶部９、画像速度算出部１１、画像領域設定部１３、使用フレーム数設定部１５、領域別同期検波処理部１７及び画像出力部１９は、図示しないマイクロコンピュータで構成されている。このマイクロコンピュータは、ＣＰＵとプログラムＲＯＭとＲＡＭと入出力インタフェースとを備えている。
【００１９】
そして、露光制御部５、画像記憶部９、画像速度算出部１１、画像領域設定部１３、使用フレーム数設定部１５、領域別同期検波処理部１７及び画像出力部１９の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。尚、比較的低速のプログラムＲＯＭに記憶された制御プログラムは、リセット時に比較的高速のＲＡＭのプログラムエリアに読み出されて実行が開始される。画像記憶部９は、ＲＡＭ内に同期検波に使用するフレーム数より多いフレーム数の画像を記憶するエリアとして確保され、エリアが満杯となると、最も古いフレームが順次新しいフレームの画像情報で上書きされる領域である。
【００２０】
露光制御部５は、画像撮像部７のフレーム毎の露光を制御するとともに、投光部３の投光タイミング及び投光強度、言い換えれば投光時の光量を制御する。さらに、露光制御部５は、画像撮像部７が撮像したフレーム毎の画像情報に対する、そのフレームが撮影されたときの投光部３の投光情報として、例えば、図２に示した投光強度の変化の位相情報をフレーム毎に画像記憶部９へ出力する。
【００２１】
画像記憶部９は、画像撮像部７で撮像されたフレーム毎の画像情報に、露光制御部５が出力した投光情報を関連付けてフレーム毎に順次記憶する。
【００２２】
画像速度算出部１１は、画像撮像部７が撮像した連続した２フレームからなる２枚の画像、或いは連続しない２フレームからなる２枚の画像から、２枚の画像間における画像速度を算出する。画像速度は、移動ベクトル（またはオプティカルフロー）とも呼ばれ、２枚の画像間の各画素の移動量と移動方向を示すもので、各画素毎に二次元の方向と大きさを有する。この移動ベクトルの算出方法は、特開２０１４−１１７９７号公報、特開２００８−９７１２６号公報等により公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
画像領域設定部１３は、移動ベクトルの方向と大きさに従って、画像を複数の領域に分割するとともに、分割した各領域における移動ベクトルの大きさの代表値を画像速度の代表値として算出する。この代表値には、当該領域内の全ての移動ベクトルから、最大値、平均値、中央値、最頻値の何れかを算出することにより求められる。そして、画像速度算出部１１は、画像の領域分割情報と当該領域の画像速度の代表値とを使用フレーム数設定部１５へ出力する。
【００２４】
次に図３を参照して、画像領域設定部１３による画像の領域分割について説明する。図３は、カメラ装置１が車両の右側方を撮像する場合の撮像例を示している。図３には、右下手前から順に、自車両の車体の一部、路面、右側車線を併走する乗用車、中央分離帯のガードレール、中央分離帯の向こう側の対向車線のトラック、トラック及び乗用車の背景が写っている。
【００２５】
ここで、図３の画像を構成する各部の移動ベクトルの大きさ及び方向を考察してみる。移動ベクトルの大きさには、カメラ装置から被写体までの距離と、カメラ装置と被写体との実空間における相対速度が関係している。自車両の車体の一部は、何れのフレームにも同じ位置に同じ部分画像が撮像され、常にカメラ装置と相対速度が０であるので、最も移動ベクトルの大きさが小さい領域となる。次いで、トラック及び乗用車の背景となっている部分は、距離が遠いのでフレーム間で画像の変化が小さく、移動ベクトルも小さいと考えられる。次いで、自車両と併走する乗用車は自車両との相対速度が小さいので、画像上の移動ベクトルは、中程度となる。次いで路面は、自車両の走行速度で後方へ移動するので、画像上の移動ベクトルは大きくなると考えられる。さらに、対向車線を走行するトラックは、路面よりも実空間での相対速度は大きいが、路面よりも距離が遠いので、路面の移動ベクトルの大きさの前後の移動ベクトルの大きさとなる。
【００２６】
このため、例えば、移動ベクトルの大きさを閾値Ｖ１と、閾値Ｖ１より大きい閾値Ｖ２とで区分すると、閾値Ｖ１以下の領域Ａと、閾値Ｖ１を超えて閾値Ｖ２以下の領域Ｂと、閾値Ｖ２を超える領域Ｃの３領域に分割することができる。尚、一つの閾値を用いて、二つの領域に分割したり、３以上の閾値を用いて４つ以上の領域に分割してもよい。
【００２７】
図３に示した画像を移動ベクトルの２つの閾値Ｖ１，Ｖ２で領域分割すると、最も移動ベクトルの大きさが小さい、即ち、画像速度が遅い領域Ａには、自車両の車体の一部と背景が含まれる。次いで、移動ベクトルの大きさが中程度、即ち、画像速度が中の領域Ｂには、併走する乗用車が含まれる。最後に、移動ベクトルの大きさが大きい、即ち、画像速度が速い領域Ｃには、路面と対向車線を走るトラックが含まれると考えられる。
【００２８】
画像領域設定部１３は、このように移動ベクトルの大きさと所定の閾値とを比較して、各フレーム画像をそれぞれ領域Ａ，Ｂ，Ｃの３領域に分割して、領域設定を行う。さらに、画像領域設定部１３は、設定した領域毎に、領域内の移動ベクトルの大きさの代表値を計算する。この代表値の計算は、移動ベクトルの大きさの最大値、同じく平均値、同じく最頻値、同じく中央値の何れかを計算して代表値とする。そして、画像領域設定部１３は、領域設定情報と、画像領域毎の画像速度の代表値を使用フレーム数設定部１５へ出力する。
【００２９】
使用フレーム数設定部１５は、使用フレーム数設定部１５から入力した画像領域毎の画像速度の代表値に基づいて、画像領域毎に同期検波に使用するフレーム数を設定する。例えば、画像速度の代表値を、閾値Ｗ１と閾値Ｗ１より大きい閾値Ｗ２とで３区分する。画像速度の代表値が閾値Ｗ１以下の画像速度が遅い領域Ａには、同期検波に使用するフレーム数として１８を設定する。画像速度の代表値が閾値Ｗ１を超えて閾値Ｗ２以下の領域Ｂには、同期検波に使用するフレーム数として１２を設定する。画像速度の代表値が閾値Ｗ２を超える画像速度が速い領域Ｃには、同期検波に使用するフレーム数として６を設定する。即ち、画像速度の代表値が小さいほど、同期検波に使用するフレーム数を多く設定し、画像速度の代表値が大きいほど、同期検波に使用するフレーム数を少なく設定する。
【００３０】
領域別同期検波処理部１７は、画像領域設定部１３が設定した画像の各領域Ａ，Ｂ，Ｃ別に、使用フレーム数設定部１５が設定したフレーム数を使用して、画像の同期検波処理を行う。画像の同期検波処理そのものは、先行技術文献欄で紹介した特許文献１や非特許文献１等に記載されている周知技術であるので、説明を省略する。
【００３１】
画像出力部１９は、領域別同期検波処理部１７が処理した領域別の同期検波画像を合成して、検波画像として出力する。画像出力部１９による合成は、画像領域設定部１３による領域分割とは逆の操作である。
【００３２】
次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態のカメラ装置１の動作を説明する。図４のフローチャートは、上述したＣＰＵが実行する制御プログラムの概略である。まず、カメラ装置１の電源が投入されると、図示しないリセット動作が行われ、図４のフローチャートの実行が開始される。
【００３３】
まずステップＳ１０２において、画像撮像部７に対して１つのフレームの露光開始を指示する。次いでステップＳ１０４において、投光周期の位相に応じた投光パルスを生成する。この投光パルスは、図２に示したように、例えば、式（１）で示した投光強度に応じてパルス振幅変調（ＰＡＭ）するか、或いは、パルス幅変調（ＰＷＭ）したものとなる。ＰＡＭとＰＷＭのいずれの変調方式をとるかは、投光部３に使用する光源に応じて設定すればよい。一般に、光源がキセノンランプのような放電管であれば、放電管に印加する電圧を変化させるＰＡＭが適し、発光ダイオードのような光源では、電流のパルス幅を変化させるＰＷＭが適している。
【００３４】
次いでステップＳ１０６において、この投光パルスを投光部３へ出力して投光部３から投光し、画像撮像部７の撮影範囲を照射する。次いでステップＳ１０８において、１つのフレームの露光時間が経過するまで待機する。１つのフレームの露光時間が経過すると、ステップＳ１１０へ制御を進める。ステップＳ１１０では、画像撮像部７に対して露光終了を指示する。次いでステップＳ１１２において、ステップＳ１０４で投光パルスを生成したときの投光周期の位相情報を画像記憶部９へ出力する。次いでステップＳ１１４において、画像記憶部９に１フレーム分の画像情報と、この画像情報が撮像されたときの投光周期の位相情報を相互に関連付けて記憶させる。
【００３５】
次いでステップＳ１１６において、画像速度を算出する。画像速度の算出には、例えば、連続する２フレーム間の各画素の移動量と移動方向とを示す移動ベクトルを計算する。      
【００３６】
次いでステップＳ１１８において、同期検波に使用するフレーム数の画像が画像記憶部９に有るか否かを判定する。同期検波に使用するフレーム数の画像がなければ、新たなフレームを取得するためにステップＳ１０２へ戻る。ステップＳ１１８の判定において、同期検波に使用するフレーム数の画像が画像記憶部９に有れば、制御をステップＳ１２０へ進める。
【００３７】
ステップＳ１２０では、画像記憶部９に記憶した画像を読み出す。次いでステップＳ１２２においては、画像速度に基づいて画像の領域分割を行う。例えば、画像速度である移動ベクトルの大きさを、閾値Ｖ１と、閾値Ｖ１より大きい閾値Ｖ２とで区分すると、閾値Ｖ１以下の領域Ａと、閾値Ｖ１を超えて閾値Ｖ２以下の領域Ｂと、閾値Ｖ２を超える領域Ｃの３領域に分割することができる。尚、一つの閾値を用いて、二つの領域に分割したり、３以上の閾値を用いて４以上の領域に分割してもよい。そして、分割した各領域における移動ベクトルの大きさの代表値を当該領域の画像速度の代表値として算出する。この画像速度の代表値は、当該領域内の全ての移動ベクトルから、最大値、平均値、中央値、最頻値の何れかを算出することにより求められる。
【００３８】
次いでステップＳ１２４において、ステップＳ１２２で分割した領域毎に、画像速度の代表値に基づいて同期検波に使用するフレーム数を設定する。例えば、画像速度の代表値を閾値Ｗ１と、閾値Ｗ１より大きい閾値Ｗ２とで区分する。画像速度の代表値が閾値Ｗ１以下の画像速度が遅い領域Ａには、同期検波に使用するフレーム数として１８を設定する。画像速度の代表値が閾値Ｗ１を超えて閾値Ｗ２以下の領域Ｂには、同期検波に使用するフレーム数として１２を設定する。画像速度の代表値が閾値Ｗ２を超える画像速度が速い領域Ｃには、同期検波に使用するフレーム数として６を設定する。即ち、画像速度の代表値が小さいほど、同期検波に使用するフレーム数を多く設定し、画像速度の代表値が大きいほど、同期検波に使用するフレーム数を少なく設定する。
【００３９】
次いでステップＳ１２６において、ステップＳ１２４で設定したフレーム数を使用して、分割した領域別に画像の同期検波処理を行う。次いでステップＳ１２８で全ての領域で同期検波処理が完了したか否かを判定する。完了していなければ、未処理の領域の使用フレーム数を設定するためにステップＳ１２４へ戻る。ステップＳ１２８の判定で完了していれば、ステップＳ１３０へ制御を進める。
【００４０】
ステップＳ１３０においては、領域別に同期検波処理された画像を一つの画像に合成する。次いでステップＳ１３２において、合成された画像を検波画像として出力する。次いでステップＳ１３４において、電源オフか否かを判定し、電源オフであれば、動作を終了する。ステップＳ１３４の判定において、電源オフでなければ、次のフレーム画像を取得するために、ステップＳ１０２へ戻る。
【００４１】
このように、本実施形態では、例えば、図３に示したように、画像速度の代表値が閾値Ｗ１以下の画像速度が遅い領域Ａでは、同期検波に使用するフレーム数を多くし、１８フレームとしている。逆に、画像速度の代表値が閾値Ｗ２を超える画像速度が速い領域Ｃでは、同期検波に使用するフレーム数を少なくし、６フレームとしている。そして、画像速度が閾値Ｗ１を超えて閾値Ｗ２以下の場合、即ち、画像速度の代表値が領域Ａと領域Ｃとの中間の領域Ｂでは、両者の中間のフレーム数である１２フレームとしている。このため、従来例の同期検波に使用するフレーム数を固定した場合に対して、動きノイズとランダムノイズとの双方のノイズを低減した同期検波画像が得られるという効果がある。
【００４２】
また、画像領域毎の画像速度の代表値を当該領域内の移動ベクトルの最大値とすると、当該画像領域内の最も画像速度の大きい部分に合わせて同期検波に使用するフレーム数を設定できる。このため、当該画像領域内の動きノイズ抑制効果を高めることができる。
【００４３】
また、画像領域毎の画像速度の代表値を当該領域内の移動ベクトルの平均値とすると、当該画像領域の画像速度の平均部分に合わせて同期検波に使用するフレーム数を設定できる。このため、当該画像領域内の動きノイズ及びランダムノイズの双方をバランスよく抑制することができる。
【００４４】
また、画像領域毎の画像速度の代表値を当該領域内の移動ベクトルの中央値とすると、当該領域の画像速度の中央部分に合わせて同期検波に使用するフレーム数を設定できる。このため、画像速度の分散が大きい場合でも、当該画像領域内の動きノイズ及びランダムノイズの双方をバランスよく抑制することができる。
【００４５】
さらに、画像領域毎の画像速度の代表値を当該領域内の移動ベクトルの最頻値とすると、当該領域内の画像速度が最も多い画素群に合わせて同期検波に使用するフレーム数を設定できる。このため、当該画像領域内の最も広い部分の動きノイズ及びランダムノイズの双方をバランスよく抑制することができる。
【００４６】
次に、図５を参照して、本実施形態の効果を定量的に説明する。ランダムノイズの強度をＮｒ，動きノイズ強度をＮｍ，同期検波に使用するフレーム数に相当する時間をＴ、画像速度をＶｐとする。
【００４７】
ランダムノイズＮｒは、次の式（２）で示される。即ち、ランダムノイズＮｒは、同期検波に使用するフレーム数に相当する時間Ｔの平方根の逆数に比例する。
【００４８】
Ｎｒ∝１／√Ｔ            …（２）
動きノイズＮｍは、次の式（３）で示される。即ち、動きノイズＮｍは、画像速度（平均値）Ｖｐと同期検波に使用するフレーム数に相当する時間Ｔとの積に比例する。従って、動きノイズＮｍは、画像速度Ｖｐが大きいほど傾きが大きい直線となる。
【００４９】
Ｎｍ∝Ｖｐ・Ｔ            …（３）
例えば、従来例では、画像速度の大きさに係わらず一律に６フレームを使用して同期検波していた。本実施形態では、画像速度の速い領域では、６フレームを使用して同期検波し、画像速度の遅い領域では、１８フレームを使用して同期検波している。これにより、画像速度の遅い領域で、ランダムノイズを従来比約３０％低減することができる。
【００５０】
以上、好ましい実施形態を説明したが、これは本発明を限定するものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて判断されるべきものである。
【符号の説明】
【００５１】
１  カメラ装置
３  投光部
５  露光制御部
７  画像撮像部
９  画像記憶部
１１  画像速度算出部
１３  画像領域設定部
１５  使用フレーム数設定部
１７  領域別同期検波処理部
１９  画像出力部
【図１】
2015170899.tif 000003
【図３】
2015170899.tif 000004
【図４】
2015170899.tif 000005
【図５】
2015170899.tif 000006
【図２】
2015170899.tif 000007