(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価する改善されたおよび/または代替的な方法、偏差分析システム、デジタルカメラ及び記憶媒体を提供するを提供する。【解決手段】偏差分析システムは、イメージセンサによって撮像された画像の画素について、各画素のそれぞれの輝度値および対応する色度値を測定し、対応する測定された色度値を平均化した各輝度レベルに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルに対するそれぞれの平均色度値を決定し、輝度レベルの範囲のそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベルのそれぞれの平均色度値から、事前決定可能な範囲で、色度偏差を示すときに、画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトしていることを決定する。【選択図】図４
2022003768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラの画像センサ（２１）の黒レベルドリフト評価のために偏差分析システム（１）によって実行される方法であって、
前記画像センサ（２１）によって撮影された画像の画素の、少なくとも実質的な部分の各々について、各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値を測定する（１００１）ことと、
輝度レベルごとに対応する測定された色度値を平均化することに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルに対する、それぞれの平均色度値を決定する（１００２）こと、および
連続する輝度レベルの範囲（４）のそれぞれの平均色度値が、（事前決定可能な範囲に）、一定および／または本質的に一定の色度レベルを示す、他の輝度レベル（７）のそれぞれの平均色度値（６）からの、色度偏差（５）を示すときに、前記画像センサ（２１）の黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたことを決定する（１００３）こと、
とを含む方法。
【請求項２】
前記色度偏差（５）は、輝度レベルが減少するにつれて、それぞれの平均色度値の偏差が増加する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記範囲（４）が、最高決定輝度レベル（７１）と比較して低輝度レベルを含み、前記最高決定輝度レベル（７１）の１５パーセントより低い低輝度レベルを含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
理論上の色度偏差は前記画像センサ（２１）の特性および／または画像処理設定を考慮して、それぞれの異なる理論上の黒レベルドリフト（すなわち、真の黒レベルからのオフセット）について前記範囲（４）で予想されるものであり、前記色度偏差（５）を、理論上の輝度レベルをカバーし、および／またはそれに沿って広がる、事前決定された理論上の色度偏差の１つまたはそれ以上の異なる偏差（９）と比較（１００４）することと、
一致する候補（９１）が見つかったとき、前記画像センサ（２１）の黒レベルドリフトが前記マッチング候補（９１）の理論上の黒レベルドリフトに等しいと決定する（１００５）こと、
とをさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記画像センサ（２１）の黒レベル設定を、前記一致する候補（９１）の前記理論上の黒レベルドリフトに基づいて、調整する（１００６）ことをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記黒レベル設定を調整する（１００６）ことは、１つまたはそれ以上のさらなる撮影された画像の色度偏差が、前記一致する候補（９１）と一致するとき、前記一致する候補（９１）の前記理論上の黒レベルドリフトに基づいて、前記黒レベル設定を調整することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
デジタルカメラの画像センサ（２１）の黒レベルドリフト評価のための偏差分析システム（１）であって、
前記画像センサ（２１）によって撮影された画像の画素の、少なくとも実質的な部分の各々について、各画素のそれぞれの輝度値および対応する色度値を測定する（１００１）ための画素測定ユニット（１０１）と、
輝度レベルごとに対応する測定された色度値を平均化することに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルに対する、それぞれの平均色度値を決定する（１００２）ための平均決定ユニット（１０２）と、および
連続する輝度レベルの範囲（４）のそれぞれの平均色度値が、（事前決定可能な範囲に）、一定および／または本質的に一定の色度レベルを示す、他の輝度レベル（７）のそれぞれの平均色度値（６）からの、色度偏差（５）を示すときに、前記画像センサ（２１）の黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたことを決定する（１００３）ための決定ユニット（１０３）と
を含む偏差分析システム。
【請求項８】
前記色度偏差（５）は、輝度レベルの低下に伴い、各平均色度値の偏差が増加することを含む請求項７に記載の偏差分析システム（１）。
【請求項９】
偏差分析システム（１）であって、
前記範囲（４）が、最も高く決定された輝度レベル（７１）と比較して、低い輝度レベルを含み、前記最も高く決定された輝度レベル（７１）の１５％より低い輝度レベルを含む請求項７または８に記載の偏差分析システム。
【請求項１０】
偏差分析システム（１）であって、
理論上の色度偏差は前記画像センサ（２１）の特性および／または画像処理設定を考慮して、それぞれの異なる理論上の黒レベルドリフト（すなわち、真の黒レベルからのオフセット）について前記範囲（４）で予想されるものであり、前記色度偏差（５）を、理論上の輝度レベルをカバーし、および／またはそれに沿って広がる、事前決定された理論上の色度偏差の１つまたはそれ以上の異なる偏差（９）と比較する（１００４）ための偏差比較ユニット（１０４）と、および
一致する候補（９１）が見つかったとき、前記画像センサ（２１）の黒レベルドリフトが前記マッチング候補（９１）の理論上の黒レベルドリフトに等しいと決定する（１００５）ためのドリフト決定ユニット（１０５）と、
をさらに含む請求項７〜９のいずれか１項に記載の偏差分析システム。
【請求項１１】
偏差分析システム（１）であって、
前記一致する候補（９１）の前記理論上の黒レベルドリフトに基づいて、前記画像センサ（２１）の黒レベル設定を調整する（１００６）ためのドリフト調整ユニット（１０６）をさらに含む請求項１０に記載の偏差分析システム。
【請求項１２】
偏差分析システム（１）であって、
前記ドリフト調整ユニット（１０６）は、１つまたはそれ以上のさらなる撮影された画像の色度偏差が、前記一致する候補（９１）と一致するとき、前記マッチング候補（９１）の前記理論上の黒レベルドリフトに基づいて、黒レベル設定を調整するように適合される請求項１１に記載の偏差分析システム。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の偏差分析システム（１）を備えるデジタルカメラ（２）。
【請求項１４】
コンピュータプログラム製品であって、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法のステップを、コンピュータまたはプロセッサに実行させるように構成されたコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを含み、コンピュータ可読媒体または搬送波に格納されたコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラム製品をその上に格納した不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラなどのデジタルカメラを使用することで、−例えば監視目的のために−、オフィス、工業用地、都市の一部、広場、街区、道路等の特定の環境で何が起こっているかを、その場で、および／または後の機会に撮影することが可能である。周囲の画像、すなわちシーンは、何らかの方法で明らかにおよび／または興味を引く可能性がある、前記シーンに関連する洞察および情報を提供するのに役立つ可能性がある。
【０００３】
撮影された画像の画像処理に関して再発する問題は、黒レベルのドリフト、即ち、画像が撮影され得るデジタルカメラの画像センサの黒レベル設定が、誤っている、つまり、真の黒レベルと比較してドリフトしているという事である。このドリフトは、例えば、経時的に発生し、温度変動に関係し、および／またはイメージセンサの特性、および／または耐性に起因し得る。例えば、局所的なトーンマッピングを用いて、画像処理を、更に進めていくと、黒レベルドリフトの問題は、更に重要性があるものとなる。黒レベルエラーは、真の信号上のオフセットであるため、相対的なエラーは、小さな信号、すなわち、暗い領域、および／または黒に近い色の場合に最大となり得る。エラーは画像に適用されるゲインによって増幅され、例えば、ホワイトバランスでは、異なるゲインが適用され、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）、このエラーは、ドリフトが正であるか負であるかに応じて、暗い領域（通常は緑またはマゼンタ）に着色された色調として表示されることがある。
【０００４】
黒レベルドリフトの問題を克服するために、カメラの画像センサの黒レベルエラーを決定し、続いて、それに基づいて画像センサの設定を調整して、おそらく真の黒レベルと相関させることが知られている。しかしながら、黒レベルのドリフトを決定することは、困難であり、複雑、および／または高価であり、従って、依然として課題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本明細書の実施形態の目的は、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフトを改善、および／または代替の方法で評価するためのアプローチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、本明細書に開示される主題によって達成され得る。実施形態は、添付の特許請求の範囲、以下の説明および図面に記載されている。
【０００７】
開示された主題は、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価のための偏差分析システムによって実行される方法に関する。偏差分析システムは、画像センサによって撮像した画像の画素、各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値を測定する。偏差分析システムは、対応する測定された色度値を平均化した各輝度レベルに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルのそれぞれの平均色度値をさらに決定する。さらに、偏差分析システムは、ある範囲の輝度レベルのそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベルのそれぞれの平均色度値から、−事前決定可能な範囲まで−、色度偏差を示している時、画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされていることを決定する。
【０００８】
開示された主題は、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価のための、偏差分析システムに関する。偏差分析システムは、画像センサによって撮影された画像のピクセルに対して、各ピクセルのそれぞれの輝度値および対応する色度値を測定するための、画素測定ユニットを備える−および／または適合される。偏差分析システムは、対応する測定された色度値を平均化した各輝度レベルに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルについてのそれぞれの平均色度値を決定するための平均決定ユニットをさらに備える−および／または適合される。さらに、偏差分析システムは、輝度レベルの範囲のそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベルのそれぞれの平均色度値から、−事前決定可能な範囲まで−、色度偏差を示すときに、画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたことを決定する偏差決定ユニットを備える、および／または適合される。
【０００９】
さらに、開示される主題は、本明細書に記載されるような偏差分析システムを備えるデジタルカメラに関する。
【００１０】
さらに、開示される主題は、コンピュータ可読媒体または搬送波に記憶された、コンピュータまたはプロセッサに、本明細書に記載される偏差分析システムのステップを実行させるように構成されたコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品に関する。
【００１１】
開示される主題は、さらに、前記コンピュータプログラム製品を格納した不揮発性コンピュータ可読記憶媒体に関する。
【００１２】
従って、デジタルカメラの画像センサの設定において、真の黒レベルからオフセットを決定するアプローチが導入される。すなわち、画像センサにより撮影された画像の画素に対して、各画像の輝度値と色度値が測定されるので、撮影された画像の画素ごとに、各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値を導出することができる。さらに、つまり、対応する測定された色度値を平均化した各輝度レベルに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルについて、それぞれの平均色度値が決定されるので、同一の、−および／または本質的に同一の−、測定された輝度値を有する画素について、測定された色度値をグループ化し、それらの色度値を平均化することによって、それぞれの平均色度値を、それぞれの輝度値レベルに対して確定することができる。従って、それぞれの決定された平均色度レベルを、それぞれの輝度レベルにマッピングすることができる。さらに、輝度レベルの範囲のそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベルのそれぞれの平均色度値から、−事前決定可能な範囲まで−、色度値がドリフトしている時、画像センサの黒レベルの設定が真の黒レベルからドリフトされていると判断され、決定された色度偏差を評価することにより、確定されてもよい、−連続した輝度レベルの一部分についての平均色度値が、例えば、本質的に一定の色度レベルを示すことができる−、他の輝度レベルについての平均色度値から十分であると見なされる程度に逸脱している場合には、画像センサが真の黒レベルからオフセットされる誤った黒レベル設定を有すると、確認することができる。すなわち、例えば、ホワイトバランス用途に一般的に使用される既知のグレーワールド原理を前提とすると、十分に異なる表面を有する画像における平均表面色、および／または反射率がグレーであるという根本的な論理において、それぞれの決定された平均色度値は、正しい黒レベルの画像センサ設定に対して、一定であるか、または本質的に一定である、即ち、同一または本質的に同一の色度レベルであると期待され得る。しかし、誤った黒レベル設定では、特に、低輝度レベルのような暗い領域では、グレーワールド原理が無効になることが予想され、ここで開示する概念を用いて、例えば、暗い領域輝度レベルの範囲の、決定された平均色度値が、例えば、より高い輝度レベルのような他の一定の平均色度値から、十分な範囲に逸脱することを確定することによって検出される。
【００１３】
そのため、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフトを評価する改善された、および／または代替的な手法が提供される。
【００１４】
上述の方法の技術的特徴および対応する利点は、以下でさらに詳細に説明される。
【００１５】
特定の特徴および利点を含む、非限定的な実施形態の様々な態様は、以下の詳細な説明および添付の図面から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施形態による例示的な偏差分析システムによって決定された輝度の関数としての例示的な色度の概略図である。
【図２】本開示の実施形態による理論上の色度偏差の異なる候補を例示する概略図である。
【図３】本開示の実施形態による例示的な偏差分析システムを示す概略ブロック図である。
【図４】本開示の実施形態による偏差分析システムによって実行される例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示の非限定的な実施形態を、本開示の現在好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して、より完全に説明する。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。同様の参照符号は、全体を通して同じ要素を参照する。図中のいくつかのボックスの破線は、これらのユニットまたは動作がオプションであり、必須ではないことを示す。
【００１８】
以下では、デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価に関する本明細書の実施形態に基づき、デジタルカメラの画像センサの設定において真の黒レベルからのオフセットを決定するアプローチが開示される。
【００１９】
ここで、図および特に図１を参照すると、開示の実施形態による偏差分析システム１を例示することによって、決定される輝度の関数として色度を例示する概略図が描かれている。例示の目的のために、図１の輝度軸および色度軸は縮尺通りではないことに留意されたい。
【００２０】
偏差分析システム１は、デジタルカメラ２（図３に示す）の画像センサ２１の黒レベルドリフト評価のために適合される。デジタルカメラ２は、任意の、−例えば、既知の−、デジタルカメラ、例えば、デジタルビデオカメラを指すことができる。前記デジタルカメラ２はさらに、一例によれば、例示的な監視システムの一部として、追加の構成要素を備えるデジタルカメラ装置、および／またはネットワークの中に構成されてもよい。更に、デジタルカメラ２の画像センサ２１は、画像撮像のための、任意の、−例えば、既知の−、画像センサであってもよい。前記画像センサ２１は、少なくとも部分的に前記デジタルカメラ２に含まれてもよく、および／または少なくとも部分的にその上に、および／またはそれに関連して提供されてもよい。デジタルカメラ２、および／またはその画像センサ２１が撮影するように適合される場面は、オフィス、工業用地、都市の一部、広場、街区、道路等の任意の場面であってもよい。前記シーンは、さらに、任意選択で、監視対象のシーンであってもよい。さらに、偏差分析システム１は、デジタルカメラ２の中に構成されてもよい。代替的に、偏差分析システム１は、例えば、少なくとも部分的にデジタルカメラ２の外部に、例えば、上述した例示的なデジタルカメラ装置、または監視システムの中に、および／または１つまたはそれ以上のサーバの中に設けることができる。デジタルカメラ２、画像センサ２１、および／または偏差分析システム１は、さらに、ホワイトバランス、局所トーンマッピングなどの画像処理をサポートし、および／またはサポートする部品を備えることができる。
【００２１】
「偏差分析システム」という語句は、「処理システム」、「黒レベルドリフト分析システム」、および／または「画像センサ設定分析システム」を指すことができ、「デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価のための」、および／または「デジタルカメラの画像センサの画像センサ設定評価のための」を指すことができ、さらに、「デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価」という語句は、「少なくとも第１のデジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価」、および／または「１つまたはそれ以上のデジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価」を指すことができ、一例によれば、「監視デジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価」、および／または「監視のためにシーンを撮影するように適合されたデジタルカメラの画像センサの黒レベルドリフト評価」をさらに指すことができる。
【００２２】
偏差分析システム１は、例えば、画素測定ユニット１０１（図３に示す）によって、画像センサ２１によって撮影された画像の画素について、各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値を測定するように適合、および／または構成される。従って、輝度および色度は、撮影された画像のそれぞれの画素について、および／または画素の一部のそれぞれの画素について導出されてもよい。
【００２３】
画像のそれぞれの画素の輝度値および色度値は、例えば、照明条件、天候条件などのような、前記画像が撮影された状況、および／または条件とともに、例えば、その中の人などの、１つまたはそれ以上の物体の特性などの、撮影されたシーンに依存する。更に、画像は、デジタルカメラの画像センサ２１によって、任意の、−例えば既知の−、実現可能な方法で撮影された、−および／または撮影されているものであってもよく、更に、画像は任意の撮影画像を参照することができる。画像の各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値は、任意の、−例えば、既知の−、実現可能な方法で測定、および／また導出出されてもよい。さらに、輝度値、および／または色度値は、任意の、−例えば、既知の−、実行可能な方法で、例えば、一般的に知られているＲＧＢカラーモデルに基づいて定量化されてもよい。
【００２４】
「画像の画素を測定する」という語句は、「画像の画素を導出する、検出する、識別する、および／または決定する」、および／または「少なくとも第１の画像の画素の画素を測定する」、さらに「画像の画素の少なくとも一部をそれぞれ測定する」、および／または「画像の画素の少なくとも一部をそれぞれ測定する」、および／または「画像の画素の少なくとも事前決定可能な部分をそれぞれ測定する」ことを指してもよい。さらに、本開示の「画像センサ」という語句は、「デジタルカメラの画像センサ」と同等であってもよい。さらに、「各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値」という語句は、「各画素のそれぞれの輝度値、および対応する色度値」、および／または「各画素のそれぞれの輝度値および対応する色度値」を指してもよく、さらに「各画素の輝度値、および対応する色度値」を指してもよい。一方、「輝度値」は、一例によれば、「ＲＧＢベースの輝度値」を指してもよく、「色度値」は、一例によれば、「ＲＧＢベースの色度値」、および／または「Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇ、および／またはＲ／Ｂ色度値」を指してもよい。
【００２５】
偏差分析システム１は、例えば、平均決定ユニット１０２（図３に示す）によって、対応する測定された色度値を輝度レベルごとに平均化することに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルのそれぞれの平均色度値を決定するように、適合および／または構成される。従って、同一の、−および／または本質的に同一の−、測定された輝度値を有する画素について測定された色度値をグループ化し、それらの色度値を平均化することによって、それぞれの平均色度値をそれぞれの輝度値レベルについて確定することができる。従って、それぞれの決定された平均色度レベルは、それぞれの輝度レベルにマッピングすることができ、この場合、図１において、輝度レベルの関数として決定された平均色度を含む例示的なプロットグラフ３として示されている。
【００２６】
輝度レベルは、１ユニット、１０ユニット、１０分の１ユニットなどを例示することによって、任意の実行可能な範囲で、互いに異なることがあり、その範囲は、異なる輝度値間でさらに異なることがある。さらに、それぞれの輝度レベルについての色度値の平均化は、それぞれの平均、中央値、および／または加重色度値を計算することなど、任意の実行可能な方法で達成されてもよい。さらに、特定の輝度レベルについて色度値を平均化することは、前記特定の輝度レベル、またはその選択された、および／または事前決定可能な部分について測定されたすべての色度値を平均化することを含んでもよい。
【００２７】
「それぞれの平均色度値を決定する」という語句は、「それぞれの平均色度値を計算すること、および／または導出すること」を指すことができ、「平均色度値」は、「代表的な色度値」を指すことができ、一例によれば、さらに「平均、および／または中央色度値」、および／または「加重平均色度値」を指すことができる。一方、「異なる輝度レベルについて」という語句は、「事前決定可能な範囲まで異なる輝度レベルについて」、「異なる輝度レベルの範囲について」、「異なる輝度レベルの少なくとも一部について」、および／または「異なる輝度レベルの少なくとも事前決定可能な部分について」を指すことができ、「輝度レベル」は「輝度値レベル」を指すことができる。さらに、「異なる輝度レベル」は「それぞれの輝度レベル」、および／または「それぞれの固有の輝度レベル」を指すことができる。一方、「対応する測定された色度値を平均化した各輝度レベルに基づく」という語句は、「対応する測定された測定値の平均、加重平均、平均値、および／または平均値を計算する各輝度レベルに基づく」を指し、「色度値」、「対応する測定された色度値を平均化した複数の異なる輝度レベルのそれぞれに基づく」、および／または「対応する測定された少なくとも一部、および／または少なくとも事前決定可能な部分を平均化した各輝度レベルに基づく」を指すことができる。
【００２８】
図１に例示されるように、偏差分析システム１は、−例えば、偏差決定ユニット１０３（図３に示す）によって−、輝度レベルの範囲４のそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベル７のそれぞれの平均色度値６からの色度偏差５を、−事前決定可能な範囲まで−、画像センサ２１の黒レベル設定が、真の黒レベルからドリフトしていることを決定するように適合、および／または構成される。従って、決定された平均色度値を評価することによって、−連続した輝度レベルの一部分４の平均色度値が、例えば、本質的に一定の色度レベルを示す他の輝度レベル７のための平均色度値６から十分であると見なされる範囲５に偏差している場合に−、画像センサ２１が真の黒レベルからオフセットされた誤った黒レベル設定を有することを、確定することができる。すなわち、例えばホワイトバランスのアプリケーションにおいて一般的に使用されている、十分に異なる表面を有する画像における平均的な表面の色、および／または反射率はグレーであるという基本的な論理の、既知のグレーワールド原理で仮定すると、それぞれに決定された平均色度値は、正しい黒レベルの画像センサ設定に対して、一定であるか、または本質的に一定であり、すなわち、同一または本質的に同一の色度レベルであると期待される。誤った黒レベル設定では、しかしながら、特に、低輝度レベルのような暗い領域では、グレーワールドの原理が無効になることが予想され、ここで開示する概念を用いて、−暗い領域の輝度レベルなどの−、輝度レベルの範囲４の決定された平均色度値が、高輝度レベルなどの、他の輝度レベル７の決定された平均色度値６、−基本的に一定であると予想される−、から十分な程度に逸脱していることを確定することによって検出される。
【００２９】
輝度レベルの範囲４は、測定された輝度レベルのうちの、連続する輝度レベルの任意の部分によって表すことができ、輝度レベルの実現可能な数をさらに含む。任意で、範囲４は、最も高く決定された輝度レベル７１と比較して低い輝度レベル、例えば、最も高く決定された輝度レベル７１の１５％より低い、好ましくは１０％より低い、より好ましくは５パーセントより低い輝度レベルを含んでもよい。従って、上記のような誤った黒レベル設定の場合、グレーワールド原理が、特に低輝度レベルの場合のような暗い領域において無効になることが予想され、ここに開示される概念では、暗い領域の輝度レベルのような輝度レベルの範囲４の、決定された平均色度値が、他の例えば高輝度レベル７の決定された平均色度値６から十分な程度に逸脱５することを確定することによって検出されるので、比較的低輝度レベルの場合、黒レベルのオフセットがより容易に検出される。
【００３０】
色度偏差５は、他の輝度レベル７の決定された平均色度値６と比較して、輝度レベル範囲４の決定された平均色度値の任意の実現可能な異例、および／または例外によって表すことができ、例えば、図１に例示的な方法で示すように、一定の色度レベルから逸脱することによって表すことができる。画像センサ２１の黒レベル設定が、真の黒レベルと比較して、高すぎるように設定された場合、図１に例示したように、色度偏差５は、測定された輝度値の他の輝度レベル７の、平均色度値６、−一定の色度レベルであってもよい−、と比較して、輝度範囲４についてより高い平均色度値によって表すことができる。同様に、逆に、画像センサ２１の黒レベル設定が、真の黒レベルと比較して低すぎるように設定された場合、次いで、色度偏差５は、他の輝度レベル７の平均色度値６と比較して、輝度範囲４についてより低い平均色度値によって表され得る。任意に、色度偏差５は、輝度レベルの低下に伴って、それぞれの平均色度値の偏差を増加させることを含むことができる。従って、図１に例示的に示すように、色度異常５は、輝度レベルが低いほど、大きくなる。
【００３１】
画像センサ２１の黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたことを反映すると考えられるために、色度偏差５が他の輝度レベル７のそれぞれの平均色度値６と異なる程度は、例えば、近々に実行することを考慮して、実行可能および／または関連性があると考えられるものとして、任意に選択されてもよい。前記範囲は、例えば、大きさ、および／または比率で規定されてもよく、例えば、輝度レベルが低くなるにつれて必要とされる偏差が増加するにつれて、輝度レベル毎に更に異なってもよい。さらに、真の黒レベルは、ゼロまたは本質的にゼロなど、近々の実行に適用可能な任意の実現可能な輝度値、および／またはレベルによって表すことができる。画像センサ２１から導出された輝度値がゼロ付近の範囲に及ぶことを回避するために、一般に知られている方法で、画像センサ２１から導出された輝度値は、例えば、ＡＤ変換器の選択を考慮して設定されてもよい、任意のおよび／または意図された事前決定可能なオフセットを伴ってもよいことに留意されたい。例えば、既知の方法で、４０９６の解像度を提供する１２ビットＡＤ変換器を利用する場合、任意のオフセットは、２００の例示的な値に設定されてもよく、一方、既知の方法で１０２４の解像度を提供する１０ビットＡＤ変換器を利用する場合、任意のオフセットは、５０の例示的な値に設定されてもよい。さらに、さらなる輝度値の処理、および／または取り扱いの前に、そのような任意の輝度オフセットは、その値が減算されるなど、補償される必要があり得ることに留意されたい。
【００３２】
「画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトしていると決定する」という語句は、「画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトしていることを識別する」を指すことができ、「それぞれの平均色度値［・・・］が示す」は、「それぞれの平均色度値［・・・］が示す場合、および／または、示すべき場合」を指すことができる。さらに、「輝度レベルの範囲のそれぞれの色度値」は、「輝度レベルの連続する範囲のそれぞれの色度値」を指すことができ、「輝度レベルの範囲」は、「連続する輝度レベルの一部」を指すことができる。「事前決定可能な範囲−色度偏差」という語句は、一方で、「−事前決定可能な範囲−、色度偏差を示す」は、「−事前決定可能な範囲−色度偏差を実証する、および／または反映する」を指し、「−事前決定可能な範囲−と異なる」、および／または「−１つまたはそれ以上の事前決定可能な閾値、および／または基準を超える−と異なる色度偏差を示す」を指す。さらに、「事前決定可能な範囲」という語句は、「事前決定可能な大きさ、および／または割合」を示してもよい。一方、「それぞれの平均色度値からの色度偏差」は、「それぞれの平均色度値と比較した色度偏差」、および／または「それぞれの平均色度値と比較した色度プロファイルの以上」を示してもよい。さらに、「他の輝度レベルのそれぞれの平均色度値からの色度偏差」は、一例によれば、「一定または本質的に一定の平均色度値からの色度偏差」、「他の点で同等または本質的に同等のそれぞれの平均色度値からの色度偏差」を指すことができる。「他の輝度レベルの色度値」、「他のおよび／または残りの輝度レベルのそれぞれの平均色度値からの色度偏差」、および／または、「他の輝度レベルの事前決定可能な他の範囲の輝度レベルのそれぞれの平均色度値からの色度偏差」を指してもよい。さらに、「前記画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトした」という語句は、「前記画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトしている」、「前記画像センサの黒レベル設定が真の黒レベルと比較してオフセットしている、逸脱している、および／または誤っている」、および／または「真の黒レベル」は、「仮定される、および／または想定される真の黒レベル」、および／または「正しい黒レベル」を意味してもよい。さらに、「設定」、および／または「複数の設定」は、本願の明細書全体を通して、「１つまたはそれ以上のパラメータ、および／または構成」を指してもよい。
【００３３】
黒レベルドリフトの決定は、決定された色度偏差５をインプットとして、種々の方法で達成することができる。しかしながら、任意に、本開示の実施形態による、理論上の色度偏差の異なる候補９を例示する概略図である図２に例示されるように、偏差分析システム１は、例えば、偏差比較ユニット１０４（図３に示す）によって、色度偏差５を、画像センサ２１の特性、および／または画像処理設定の観点から、それぞれ異なる理論上の黒レベルドリフトについて、範囲４について予想される事前決定可能な理論上の色度偏差の、１つまたはそれ以上の異なる候補９と比較するように適合、および／または構成されてもよい。偏差分析システム１は、例えば、ドリフト決定ユニット１０５（図３に示す）によって、画像センサ２１の黒レベルのドリフトが、一致する候補９１の理論上の黒レベルのドリフトと等価であることを、一致する候補９１が発見されたときに決定するように適合、および／または構成されてもよい。従って、色度偏差５と、異なる仮想的黒レベルオフセットを表し、反射する異なる仮想的色度偏差をそれぞれ有する事前決定可能な理論上の候補９を比較し、それらの間に一致する候補９１を見つけることによって、画像センサ２１の現在の黒レベルドリフトを、一致９１の仮想的黒レベルオフセットとして識別することができる。
【００３４】
一致する候補９１は、色度偏差５の少なくとも一部と、候補９のうちの１つまたはそれ以上の候補のうちの少なくとも一部、−輝度値範囲４と少なくとも部分的に重なっている−、との比較によって見出すことができる。一致する候補９１は、さらに、前記候補９１が少なくとも事前決定可能な程度まで、色度偏差５と一致するときに、一致するとみなすことができる。異なる候補９のそれぞれの候補は、固有の仮想黒レベルオフセットに基づき、その後、それぞれの候補は、固有の理論上の色度偏差を反映することができる。異なる候補９の異なる理論上の黒レベルオフセットに応じて、それぞれの理論上の色度偏差が互いに逸脱する。それぞれの理論上の色度偏差は、適用可能な、および／または期待される画像センサ２１の特性、および／または画像処理設定に基づいて、および／またはそれらを考慮して、更に決定、および／または計算されてもよい。異なる候補９は、例えば、偏差分析システム１の例示的なデータベースなどに、予め記憶されてもよく、また、そこから支援を受けて検索可能であってもよい。
【００３５】
１つまたはそれ以上の異なる候補９は、任意の数の候補９によって表すことができる。さらに、異なる候補９は、任意の数の理論上の輝度レベル値、−例えば、その下部領域および／または黒色領域に沿った範囲のような−、をカバーする、および／またはそれに沿って延在する理論上の色度偏差を提供するように決定、および／または計算されていてもよい。さらに、異なる候補９のそれぞれの理論上の黒レベルドリフトは、それぞれ、真の黒レベルからの任意の実現可能な異なる仮想オフセット、−例えば、１または２ユニットのオフセットから数十または数百ユニットまでの範囲−、で表されてもよい。図２を例示すると、ここでは一致する候補９１であることが判明した、第１の候補９１に関連する第１の理論上のオフセットは、正の２ユニットオフセットであり、例えば、値２によって表される。同様に、第２の候補９２に関連する例示的な第２の理論上のオフセットは、正の１ユニットオフセットであり、例えば値１によって表され、第３の候補９３に関連する例示的な第３の理論上のオフセットは、負の１ユニットオフセット、例えば値−１によって表される。例示的な第１および第２の候補は、正の仮想オフセットに基づいているので、それらのそれぞれに関連する仮想色度偏差９１、９２は、図２で例示するように、真の黒レベルからのゼロオフセットを表す、一定の色度レベル９０を例示する輝度に依存しない例示的な色度レベルよりも大きい色度値、および／またはレベルを含む。反対に、例示的な第３の候補は、負の仮想オフセットに基づくので、その関連する仮想色度偏差９３は、図２で例示するように、前記一定の色度レベル９０よりも低い色度値、および／またはレベルを含むことができる。
【００３６】
「前記色度偏差を比較する」という語句は、「前記色度偏差の少なくとも一部を比較する」を指し、一方「異なる候補」は「異なるセット」、および／または「異なる、および／または独特な候補」を指すことができる。一方、「事前決定可能な理論上の色度偏差」という語句は、「事前決定可能な、あるいは予め記憶された理論上の色度偏差」、「事前決定された仮想、および／または虚数的色度偏差」、「予め設定された理論上の輝度依存性の色度偏差」を指してもよい。一例によれば、「理論上の色度偏差」という語句は、「理論上の色度プロファイル、モデル、曲線、および／またはプロットされた曲線」を指してもよい。さらに、「前記範囲について予想される理論上の色度偏差」という語句は、「前記範囲について適用可能であり、実行可能であり、および／または予想される理論上の色度偏差」ことを指し、一方で、「理論上の黒レベルドリフトの違い」という語句は、「異なる、および／または独特な理論上の黒レベルオフセット」、「異なる仮想、およびイマジナリ黒レベルドリフト」、および／または「異なる理論上の黒レベルオフセット」を指してもよい。一方、「前記画像センサの特性、および／または画像処理設定を考慮して」という語句は、「前記画像センサの特性、および／または画像センサのそれらに対応する、または本質的に対応する画像処理設定を考慮して」、「前記画像センサの予想される特性、および／または画像処理設定を考慮して」、「前記画像センサの関連する特性、および／または画像処理設定に基づいて」、および／または「前記画像センサの特性、および／または画像処理設定に基づいて」、さらに「画像センサの設定を考慮して」を指してもよい。さらに、「一致する候補が見つかったとき」という語句は、「前記候補の間で一致する候補が見つかったとき」、「一致する候補が見つかったと見なされたとき」、および／または「一致する候補と相関する、一致する、および／または類似する、事前決定可能な程度まで前記色度偏差に基づいて一致する候補が見つかったとき」を指してもよい。「前記画像センサの黒レベルドリフトは、前記一致する候補の理論上の黒レベルドリフトと同等である」という語句は、一方で、「前記画像センサの黒レベルドリフトは、前記一致する候補の理論上の黒レベルドリフトと本質的に等価である、および／またはそれに近い」を指してもよい。
【００３７】
デジタルカメラの画像センサ２１の黒レベル設定の調整は、決定された色度偏差５をインプットとして、前記画像センサ２１の黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたという知識から、種々の方法で達成することができる。しかしながら、任意に、偏差分析システム１は、例えば、ドリフト調整ユニット１０６（図３に示す）によって、一致する候補９１の理論上の黒レベルドリフトに基づいて、画像センサ２１の黒レベル設定を調整するように適合、および／または構成されてもよい。従って、画像センサ２１の現在の、または現在の黒レベルドリフトと等しい、または本質的に等しいと同定されたことに基づいて、発見された一致する候補９１の理論上の黒レベルオフセットが、画像センサの黒レベル設定を、それに応じて調整して、同等の、または本質的に同等の黒レベルを反映させることができる。「黒レベル設定を調整する」という語句は、「黒レベル設定を設定する」ことを指し、「前記一致する候補の前記理論上の黒レベルドリフトに基づく」という語句は、「決定された黒レベルドリフトに基づく」を指してもよい。
【００３８】
さらに、任意選択で、偏差分析システム１は、例えば、ドリフト調整ユニット１０６によって、１つまたはそれ以上のさらなる撮影された画像の色度偏差が一致する候補９１と一致したときに、一致する候補９１の理論上の黒レベルドリフトに基づいて、黒レベル設定を調整するように適合、および／または構成されてもよい。従って、本明細書に記載される、１つまたはそれ以上の追加画像の黒レベルドリフト評価から、画像センサの黒レベル設定を調整する前に、一致する候補９１と一致することが同様に見出され、より強固であると考えられるアプローチが提供される。「１つまたはそれ以上のさらなる撮影画像」という語句は、「前記画像センサによって撮影された１つまたはそれ以上のさらなる画像」、および／または「１つまたはそれ以上のさらなる撮影画像」を指してもよい。
【００３９】
また、図３に示すように、偏差分析システム１は、画素測定ユニット１０１、平均決定ユニット１０２、偏差決定ユニット１０３、任意の偏差比較ユニット１０４、任意のドリフト決定ユニット１０５、および、任意のドリフト調整ユニット１０６を備えていてもよく、その全ては、既に上でより詳細に説明されている。さらに、デジタルカメラの画像センサ２１の黒レベルドリフト評価のための本明細書の実施形態は、本明細書の実施形態の機能、および動作を実行するためのコンピュータプログラムコードと共に、本明細書ではＣＰＵと表記されるプロセッサ１０７などの、１つまたはそれ以上のプロセッサを介して実施することができる。前記プログラムコードは、例えば、偏差分析システム１に読み込まれたときに、本明細書の実施形態を実行するためのコンピュータプログラムコードを搭載したデータキャリアの形態で、コンピュータプログラム製品として提供されてもよい。そのようなキャリアの１つは、ＣＤ  ＲＯＭディスク、光ディスク、ソリッドステートディスク、フラッシュメモリ、および／またはハードドライブの形態であってもよいが、その他のデータキャリアでも実現可能である。さらに、コンピュータプログラムコードは、サーバ上に純粋なプログラムコードとして提供され、偏差分析システム１にダウンロードされてもよい。偏差分析システム１は、１つまたはそれ以上のメモリユニットを備えるメモリ１０８をさらに備えることができる。メモリ１０８は、例えば、情報を記憶し、更に、データ、構成、スケジューリング、およびアプリケーションを格納し、偏差分析システム１において実行されるときに、本明細書の方法を実行するために使用されるように構成されてもよい。例えば、コンピュータプログラムコードは、組み込みプロセッサ１０７のフラッシュメモリ１０８に記憶されたファームウェアに実装されてもよい。さらに、前記ユニット１０１〜１０６、任意のプロセッサ１０７、および／または任意のメモリ１０８は、少なくとも部分的に、デジタルカメラ２に含まれ、関連付けられ、および／または接続されてもよく、および／または、例えば、任意に前記デジタルカメラ２を備える監視システムに接続されてもよい。当業者はまた、上述の前記ユニット１０１〜１０６が、アナログ回路およびデジタル回路の組み合わせ、および／または、例えば、メモリ１０８などのメモリに格納されたソフトウェア、および／またはファームウェアで構成され、プロセッサ１０７などの１つまたはそれ以上のプロセッサによって実行されるときに、本明細書で説明されるように実行する、１つまたはそれ以上のプロセッサを指してもよいことを理解するであろう。これらのプロセッサのうちの、１つまたはそれ以上は、他のデジタルハードウェアと同様に、単一の特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣ、または複数のプロセッサに含まれてもよく、様々なデジタルハードウェアは、個別にパッケージ化されているか、またはシステム−オン−チップ（Ｓｏｃ）に組み立てられているかにかかわらず、いくつかの別々の部品に分散されてもよい。
【００４０】
図４は、本発明の実施形態による偏差分析システム１によって実行される例示的な方法を示す流れ図である。前記方法は、デジタルカメラの画像センサ２１の黒レベルドリフト評価のためのものである。連続的に繰り返すことができるこの例示的な方法は、図１〜３を参照して説明される以下の動作のうちの、１つまたはそれ以上を含む。さらに、動作は任意の適切な順序で、および／または１つまたはそれ以上の動作を同時に、および／または、適用可能な場合、代替の順序で実行してもよい。
【００４１】
動作１００１
動作１００１において、偏差分析システム１は、前記画像センサ２１によって撮像された画像の画素について、−例えば、画素測定ユニット１０１からの支持を得て−、各画素のそれぞれの輝度値および対応する色度値を測定する。
【００４２】
動作１００２
動作１００２において、偏差分析システム１は、−例えば、平均決定ユニット１０２からの支持を得て−、対応する測定された色度値を平均化することに基づいて、測定された輝度値の異なる輝度レベルに対する、それぞれの平均色度値を決定する。
【００４３】
動作１００３
動作１００３において、偏差分析システム１は、−例えば、偏差決定ユニット１０３からの支持を得て−、輝度レベルの範囲４のそれぞれの平均色度値が、他の輝度レベル７のそれぞれの平均色度値６からの、色度偏差５を示すときに、画像センサ２１の黒レベル設定が真の黒レベルからドリフトされたことを決定する。
【００４４】
任意に、色度偏差５は、輝度レベルの低下に伴って、それぞれの平均色度値の偏差を増加させるものであってもよい。
【００４５】
更に任意に、範囲４は、最も高く決定された輝度レベル７１と比較して、１５％より低い輝度レベル、好ましくは１０％より低い輝度レベル、さらに好ましくは最も高く決定された輝度レベル７１の５パーセントよりも低い輝度レベルなど、低い輝度レベルを含んでもよい。
【００４６】
動作１００４
任意選択の動作１００４において、偏差分析システム１は、−例えば、任意選択の偏差比較ユニット１０４からの支持を得て−、色度偏差５を、画像センサ２１の特性、および／または画像処理設定の観点から、それぞれ異なる理論上の黒レベルドリフトについて、範囲４について予想される事前決定可能な理論上の色度偏差の１つまたはそれ以上の異なる候補９と比較する。
【００４７】
動作１００５
任意選択の動作１００４に続く、任意選択の動作１００５において、偏差分析システム１は、−例えば、任意選択のドリフト決定ユニット１０５からの支持を得て−、一致する候補９１が発見されたときに、画像センサ２１の黒レベルのドリフトが、一致する候補９１の理論上の黒レベルのドリフトと同等であることを決定する。
【００４８】
動作１００６
任意選択の動作１００４、および／または任意選択の動作１００５に続く、任意選択の動作１００６において、偏差分析システム１は、−例えば、任意選択のドリフト調整ユニット１０６からの支持を得て−、一致する候補９１の理論上の黒レベルドリフトに基づく画像センサ２１の黒レベル設定を調整する。
【００４９】
任意に、動作１００６の調整は、１つまたはそれ以上のさらなる撮影画像の色度偏差が一致する候補９１と一致する場合に、一致する候補９１の理論上の黒レベルドリフトに基づいて、黒レベル設定を調整することを含んでもよい。
【００５０】
当業者は、本開示が決して上記の好ましい実施形態に限定されないことを理解する。それどころか、添付の特許請求の範囲内で多くの修正および変形が可能である。さらに、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、特定の特徴の寸法は、明確にするために誇張されている場合があることに留意されたい。代わりに、本明細書の実施形態の原理を説明することに重点が置かれる。さらに、特許請求の範囲では、「有する」という語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数を除外しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2022003768000001.pdf