(57)【要約】【課題】撮像領域の一部が明るい画像データについてダイナミックレンジを有効に利用する。【解決手段】カメラ２００と、画像データを取得する画像データ取得手段１０と、画像データの明るさの基準度数分布を算出する基準度数分布算出手段２１と、基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定するとともに、比較度数分布を比較階級ごとに算出する比較度数分布算出手段２２と、基準度数分布の散布度と比較度数分布の散布度とを算出し、算出された散布度に基づいて所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出する分布抽出手段３０と、抽出された度数分布の階級の前記基準階級に対する階級比を算出する階級比算出手段４０と、階級比に基づいてカメラの入射光量を制御するための制御値を算出する制御手段５０を有する制御装置１００とを備えた。【選択図】  図１
2007088619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲を撮像するカメラと、前記カメラの入射光量を制御する制御装置とを備えた車載カメラシステムであって、
前記制御装置は、
前記カメラにより撮像された画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段により取得された画像データについて、予め設定した明るさの基準階級に属する画素数を数え上げ、前記画像データの明るさの基準度数分布を算出する基準度数分布算出手段と、
前記画像データ取得手段により取得された画像データについて、前記基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定するとともに、前記比較階級に属する画素数を数え上げ、前記画像データの明るさの比較度数分布を前記比較階級ごとに算出する比較度数分布算出手段と、
前記基準分布算出手段により算出された明るさの基準度数分布の散布度と、前記比較分布算出手段により算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の散布度とを算出し、算出された散布度に基づいて所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出する分布抽出手段と、
前記分布抽出手段により抽出された度数分布の階級の前記基準階級に対する階級比を算出する階級比算出手段と、
前記階級比算出手段により算出された階級比に基づいて前記カメラの入射光量を制御するための制御値を算出し、算出した制御値を前記カメラに向けて出力する制御手段と、を有する車載カメラシステム。
【請求項２】
前記所定の分布パターンは、所定数以上の画素数が属する階級の幅が所定値以上の分布パターンである請求項１に記載の車載カメラシステム。
【請求項３】
前記分布抽出手段は、前記基準分布算出手段により算出された明るさの基準度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出するとともに、前記比較分布算出手段により算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出し、算出した二乗和のうち最も小さい度数分布を抽出する請求項１に記載の車載カメラシステム。
【請求項４】
前記カメラの入射光量を制御する制御値は、前記カメラの入射時間を制御する値および／または前記カメラの光量を制御する値である請求項１〜３のいずれかに記載の車載カメラシステム。
【請求項５】
カメラにより撮像された車両の周囲の画像データを取得するステップと、
前記取得された画像データについて、予め設定した明るさの基準階級に属する画素数を数え上げ、前記画像データの明るさの基準度数分布を算出するステップと、
前記取得された画像データについて、前記基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定するとともに、前記比較階級に属する画素数を数え上げ、前記画像データの明るさの比較度数分布を前記比較階級ごとに算出するステップと、
前記算出された明るさの基準度数分布の散布度と前記算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の散布度とを算出し、算出された散布度に基づいて所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出するステップと、
前記抽出された度数分布の階級の前記基準階級に対する階級比を算出するステップと、
前記算出された階級比に基づいて前記カメラの入射光量を制御するための制御値を算出し、算出した制御値を前記カメラに向けて出力し、前記カメラの入射光量を制御するステップと、を有し、
前記算出された散布度に基づいて所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出するステップは、前記算出された明るさの基準度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出するとともに、前記算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出し、算出した二乗和のうち最も小さい度数分布を抽出する撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載カメラシステム及び撮像方法に関し、特に、簡易な手法でダイナミックレンジを有効に利用することができる車載カメラシステム及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に撮像データの明るさの調整は光の入射時間及び／又は光量を調節することにより行われる。特許文献１には、露光時間を変えて映像を取得し、最も有効な露光時間の画素情報を利用するテレビジョンカメラが記載されている。
【０００３】
しかしながら、車両の移動により撮像対象が変化する車載カメラにおいて、同じ時点の映像情報を取得するためには露光時間ごとに動作する取得回路を設ける必要があり、回路規模が大きく複雑になるという問題があった。
【特許文献１】特開平２０００−６９３５４号公報
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、以上の課題を鑑みてなされたものであり、複雑かつ大規模な回路を備えることなく、ダイナミックレンジを有効に利用することができる車載カメラシステム及び撮像方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明によれば、カメラにより撮像された車両の周囲の画像データを取得し、取得された画像データについて、予め設定した明るさの基準階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの基準度数分布を算出し、取得された画像データについて、基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定するとともに、比較階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの比較度数分布を比較階級ごとに算出し、算出された明るさの基準度数分布の散布度と算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の散布度とを算出し、算出された散布度に基づいて所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出し、抽出された度数分布の階級の基準階級に対する階級比を算出し、算出された階級比に基づいて前記カメラの入射光量を制御するための制御値を算出し、算出した制御値をカメラに向けて出力し、カメラの入射光量を制御するカメラシステム及びカメラの撮像方法が提供される。
【０００６】
これにより、夜間走行中の車両にその前方からヘッドライトが照射されたような場合など、撮影領域の一部が非常に明るい状態であっても、画面全体が暗くなりすぎることがなく、表示のダイナミックレンジを有効に利用した画質の高い画像を取得し、出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて、本発明に係る実施形態の車載カメラシステム１０００を説明する。図１は本実施形態の車載カメラシステム１０００のブロック構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車載カメラシステム１０００は、カメラ２００と、制御装置１００と、ディスプレイ４００とを備えている。
【０００８】
カメラ２００は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子を備えたデジタルカメラである。本実施形態のカメラ２００は、入射光量調節手段２０１を備える。入射光量調節手段２０１は、後述する制御装置１００側から取得した制御値に基づいて、カメラの入射光量を制御する。この制御値は、カメラの入射時間を制御する値および／または前記カメラの光量を制御する値である。入射光量調節手段２０１は、カメラの入射時間を制御する制御値に基づいてカメラのシャッタースピードを制御する。これとは独立又はこれと共に入射光量調節手段２０１は、カメラの光量を制御する制御値に基づいてカメラの絞り度を制御する。
【０００９】
制御装置１００は、カメラ２００の入射光量を制御する制御値を算出し、これをカメラ２００の入射光量調節手段２０１へ送出する。具体的に、制御装置１００は、画像データ取得手段１０と、分布度数算出手段２０と、分布抽出手段３０と、階級比算出手段４０と、制御手段５０とを有している。具体的に、車載カメラシステム１０００は、画像データに基づいてカメラの入射光量を制御する制御値を算出するプログラムを格納したＲＯＭ(Read Only Memory)等と、このＲＯＭ等に格納されたプログラムを実行することで、制御装置１００として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等と、アクセス可能な記憶手段として機能するＲＡＭ(Random Access Memory)等とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００１０】
「画像データ取得手段１０」は、カメラ２００が撮像した画像データを順次取得し、分布度数算出手段２０へ向けて送出する。
【００１１】
「分布度数算出手段２０」は、基準度数分布算出手段２１と比較度数分布算出手段２２とを有する。分布度算出手段２０は、明度を横軸（階級）、各明度に属する画素数を縦軸（度数）とする度数分布又はヒストグラムを作成する。本実施形態の階級（基準階級及び比較階級を含む）は、明るさの階調変化に対応する。ちなみに、基準度数分布算出手段２１と比較度数分布算出手段２２とは、作成する度数分布（ヒストグラム）の階級に対応する明るさの数値幅が互いに異なる。また、本実施形態の度数は、各階級に属する明るさの光量が検知された、カメラ２００の最小分解能を示す素子数の個数である。
【００１２】
「基準度数分布算出手段２１」は、基準階級取得部２１１を有し、基準階級取得部２１１を介して予め定められた基準階級を取得する。基準階級は明るさを示す値の数値範囲で定義される。基準階級は、画像上の最も明るい領域の明るさと最も暗い領域の明るさとの間を所定段階（例えば２５６段階）で分割して決定しても良いし、任意の数値幅として定義してもよい。基準度数分布算出手段２１は、画像データ取得手段１０により取得された画像データについて、各明るさの基準階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの基準度数分布を算出する。
【００１３】
「比較度数分布算出手段２２」は、比較階級設定部２２１を有し、基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定する。特に限定されないが、本実施形態の比較階級設定部２２１は、予め定義された基準階級の明るさの数値幅に所定数を加算又は引き算した数値幅を比較階級として設定する。設定する比較階級の数は特に限定されず、比較階級設定部２２１は１又は２以上の比較階級を設定することができる。比較度数分布算出手段２２は、画像データ取得手段１０により取得された画像データについて、比較階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの比較度数分布を比較階級ごとに算出する。
【００１４】
「分布抽出手段３０」は散布度算出部３１と抽出部３２とを有する。散布度算出部３１は、基準分布算出手段２１により算出された明るさの基準度数分布の散布度と、比較分布算出手段２２により算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の散布度とを算出する。散布度は、特に限定されないが、度数の散らばり度を示す値である。例えば、標準偏差、分散値などを散布度として定義することができる。
【００１５】
抽出部３２は、算出された散布度に基づいて、基準度数分布と比較度数分布の中から予め設定した「所定の分布パターン」に最も近似した分布パターンを示すものを抽出する。本実施形態において予め定義される「所定のパターン」は、処理される画像データがダイナミックレンジを有効に使える、又は処理される画像データの画質を高品質とすることができるという観点から定義されることが好ましい。本発明の所定の分布パターンは分布が略均等である（分布の曲線がなるだけ平坦となる）ことが好ましい。分布パターンが略均等であるとは、広い階級において度数が観察される（明るさの分布範囲が広い）分布のパターンである。本実施形態の所定の分布パターンは所定数以上の画素数が属する階級の幅が所定値以上のパターンとした。なお、所定数以上の度数が観察される階級の幅の値は、度数が平均的に散らばった分布パターンであると評価できるか否かという観点から定義することが好ましい。
【００１６】
所定の分布パターンと基準度数分布又は比較度数分布とが近似するとは、分布パターンの特徴が共通することをいい、本実施形態では分布パターン、基準度数分布および比較度数分布の散布度に基づいて判断する。所定の分布パターンの散布度と、その散布度の差が最も小さい基準度数分布又は比較度数分布が、所定の分布パターンと最も近似すると判断する。このように、所定の分布パターンが略均等なものと定義されている場合には、この所定の分布パターンと最も近似する基準度数分布又は比較度数分布を抽出することにより、基準度数分布及び比較度数分布のうち、度数の散らばり度が最も均等である度数分布を抽出することができる。
【００１７】
特に限定されないが、本実施形態の散布度算出部３１は二乗和算出機能３１１を備え、抽出部３２は二乗和比較機能３２１を備える。二乗和算出機能３１１は、基準分布算出手段２１により算出された明るさの基準度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出するとともに、比較分布算出手段２２により算出された１又は２以上の明るさの比較度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を散布度として算出する。二乗和比較機能３２１は、散布度算出部３１の二乗和算出機能３１１により算出された二乗和を比較し、これらのうち最も小さい二乗和を示した度数分布（基準度数分布又は比較度数分布）を抽出する。度数分布においては度数の二乗和が小さいほど度数分布は均等となる傾向があるため、本実施形態では二乗和が最も小さい度数分布（基準度数分布又は比較度数分布）を抽出することにより、画素数（度数）が最も均等に散らばった度数分布を抽出することができる。
【００１８】
「階級比算出手段４０」は、分布抽出手段３０により抽出された度数分布の階級の基準階級に対する階級比を算出する。分布抽出手段３０により抽出された度数分布の階級の幅の値を、基準階級の階級の幅の値で除する。抽出された度数分布の階級の幅が基準階級の幅よりも小さい場合は階級比が１よりも小さい値となり、抽出された度数分布の階級の幅が基準階級の幅よりも大きい場合は階級比が１よりも大きい値となる。抽出された度数分布の階級の幅が基準階級のものであれば階級比は１となる。
【００１９】
「制御手段５０」は、階級比算出手段４０により算出された階級比に基づいてカメラ２００の入射光量を制御するために制御値を算出し、算出した制御値をカメラ２００の入射光量調節手段２０１に向けて出力する。本実施形態のカメラ２０１の入射光量を制御する制御値は、シャッタースピードなどのカメラの入射時間を制御する値および／または絞り量などのカメラの光量を制御する値である。本実施形態では、制御前のシャッタースピードなどのカメラの入射時間および／または絞り量などのカメラの光量を制御する値に求めた制御値を乗じる。これにより、制御値が１より小さい場合は入射光量が少なくなるように制御され、以前よりも暗い画素までをより細かく撮像することができ、制御値が１より大きい場合は入射光量が多くなるように制御され、以前よりも明るい暗い画素までをより細かく撮像することができる。制御手段５０の指令により、カメラ２００は制御された入射光量で再度撮像を行い、撮像した画像データを制御装置１００（画像データ取得手段１０）へ送出する。
【００２０】
「ディスプレイ４００」は特に限定されないが、本実施形態のディスプレイは液晶ディスプレイであり、カメラ２００が撮影した画像データを提示する。
【００２１】
図２は車載カメラシステム１０００の動作の概要を示すフローチャート図である。図２に示すように、カメラ２００が車両の周囲を撮像する（Ｓ１０１）。カメラ２００は入射光量の制御値が最新であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。制御値が最新であるか否かの判断手法は特に限定されないが、制御処理のクロック、制御値の書き込みタイミングを示す付記データを参照して判断する。制御値が最新であれば、画像データをディスプレイ４００へ送出する。ディスプレイ４００は処理された画像データを提示する（Ｓ１０６）。一方、制御値が最新のものでない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、制御装置１００はカメラ２００が撮像した画像データに基づいて入射光量の制御値を算出する（Ｓ１０３）。算出された制御値はカメラ２００の入射光量調節手段２０１へ送出される。入射光量調節手段２０１は、算出された制御値を設定する（Ｓ１０４）。カメラ２００は新たな制御値に基づいて車両の周囲の撮像を継続する。
【００２２】
次に、図２のＳ１０３に対応する制御装置１００の処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
画像データ取得手段１０は、カメラ２００から画像データを取得する（Ｓ１００１）。画像データ取得手段１０は取得した画像データを分布度算出手段２０へ送出する。取得した画像データの明るさと画素数の関係を図４の（Ａ）に示した。明るさの階級は１〜２００まで、１ずつの区間となっている。画素数は、１の階級に属するカメラ２００の最小分解能の画素の数である。
【００２４】
基準度数分布算出手段２１は、予め設定した基準階級を取得する。本例の基準階級の明るさの幅値ｎは「１０」である。明るさの単位を１０ずつまとめ、２０区分の階級とした。基準階級基準度数分布算出手段２１は、取得した画像データについて各明るさの基準階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの基準度数分布を算出する（Ｓ１００２）。算出された基準度数分布を図４の（Ｃ）に示した。図４（Ｃ）は、明るさの最小単位が１０ずつに区切られた階級明るさの階級に対する画素数（度数）の分布を示すヒストグラムに対応する。
【００２５】
相前後して、比較度数分布算出手段２２は、基準階級とは異なる１又は２以上の比較階級を設定する（Ｓ１００３）。特に限定されないが、１の基準階級に含まれる明るさの最小単位の幅値ｎに対して、ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３〜ｎ＋ｍの比較階級及び／又はｎ−１，ｎ−２，ｎ−３〜ｎ−ｌの比較階級を設定することが好ましい。本実施形態では１の基準階級に含まれる明るさの最小単位の数ｎ＝１０に対して、１０＋１＝１１の比較階級及び１０−１＝９の比較階級を設定する。比較度数分布算出手段２２は、各比較階級に属する画素数を数え上げ、画像データの明るさの比較度数分布を比較階級ごとに算出する。比較度数が「９」の比較度数分布を図４の（Ｂ）に示し、比較度数が「１１」の比較度数分布を図４（Ｄ）に示した。比較階級が９の比較度数分布では、図４（Ｂ）に示すように、明るさの単位を９ずつまとめ、２０区分目の階級には１７１〜１９９の範囲の明るさが属するようにして、全体で２０区分の階級とした。比較階級が１１の比較度数分布では、図４（Ｄ）に示すように、明るさの単位を１１ずつまとめ、２０区分目の階級は無視し、全体で２０区分の階級とした。分布抽出手段３０の散布度算出部３１は、基準度数分布算出手段２１により算出された基準度数分布の散布度と、比較度数分布手段２２により算出された比較度数の散布度とを算出する（Ｓ１００５）。
【００２６】
分布抽出手段３０の抽出部３２は、基準度数分布及び比較度数分布を、予め定義した所定の分布パターンと対比し（Ｓ１００６）、分布が最も均一な度数分布を抽出する（Ｓ１００７）。
【００２７】
本実施形態では、抽出部３２が散布度算出部３１により算出された散布度（基準度数分布の散布度及び比較度数分布の散布度を含む）に基づいて、基準度数分布と比較度数分布の中から所定の分布パターンに最も近似した分布パターンを示す度数分布を抽出する。本例において予め定義された所定の分布パターンは、画素数（度数）の散らばり度が均一な状態を示すパターンであることが好ましい。特に限定されないが、所定の分布パターンは、所定数以上の画素数が属する階級の幅が所定値以上の分布パターンであることが好ましい。これにより、明るさが広く散らばった、所定の明るさに多くの画素数が偏らない、均等な散らばりを示す分布パターンに近い度数分布を抽出することができる。このように、度数の散らばり度が均等な分布パターン（モデル）に最も近似した度数分布を抽出することにより、度数の散らばり度が最も均等な度数分布を抽出することができる。
【００２８】
次に、階級比算出手段４０は、度数の散らばり度が最も均等な度数分布の階級を取得する（Ｓ１００８）。階級比算出手段４０はＳ１００７で抽出した度数分布の階級について、基準階級に対する階級比を算出する（Ｓ１００９）。
【００２９】
制御手段５０は、階級比算出手段４０により算出された階級比に基づいて、カメラの入射光量を制御するための制御値を算出する（Ｓ１０１０）。具体的には、制御前の入射光量の制御値に階級比を乗じて新たな階級比を算出する。階級比をそのまま乗じてもよいし、階級比と制御値とを関係づける関係式を予め定義しておいてもよい。
【００３０】
例えば、Ｓ１００７で選択された度数分布が図４の（Ａ）である場合、階級比は９／１０（図４（Ｂ）の比較階級／基準階級）となり、Ｓ１００７で選択された度数分布が図４の（Ｃ）である場合（基準度数分布が抽出された場合）、階級比は１０／１０（図４（Ｃ）の基準階級／基準階級）となり、Ｓ１００７で選択された度数分布が図４の（Ｄ）である場合、階級比は１１／１０（図４（Ｄ）の比較階級／基準階級）となる。階級比が９／１０である場合、制御前の制御値に９／１０を乗じることにより、入射光量を１０％減少させ、制御前よりも１０％暗い画素まで撮像することができる。また、階級比が１１／１０である場合、制御前の制御値に１１／１０を乗じることにより、入射光量を１０％増加させ、制御前よりも１０％明るい画素まで撮像することができる。
【００３１】
制御手段５０は階級比算出手段により算出された階級比をカメラ２００の入射光量調節手段２０１へ送出する（Ｓ１０１０）。
【００３２】
図５に散布度を画素数（度数）の二乗和とした場合の処理を示した。図５の処理は基本的に図３に示した処理と共通する。異なる点は、共通するＳ１００１〜Ｓ１００４に続き、散布度算出部３１の二乗和算出機能３１１は、基準度数分布の散布度として基準度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出するとともに、比較度数分布の散布度として比較度数分布の階級ごとに度数（画素数）の二乗和を算出する（Ｓ１０１５）。
【００３３】
抽出部３２は、算出されたすべての二乗和を比較し（Ｓ１０１６）、これらのうち最も小さい度数分布を抽出する（Ｓ１０１７）。図４に示した例であれば、二乗和の最も小さい（Ｃ）が抽出される。その後の処理は、図３のＳ１００８以降と共通するが、本例の（Ｃ）は基準度数分布であるため、階級比は１０／１０＝１となり、制御手段５０は、入射光量の制御値をそのまま保ち、制御前と同じ制御値又は制御値を変化させない旨の指令を入射光量調節手段２０１へ向けて出力する。
【００３４】
次に、比較例と対比しながら本願発明の実施形態の作用及び効果を説明する。
【００３５】
図６及び図７は本願発明のカメラシステム１０００の作用及び効果を説明するための図であり、図８及び図９は比較例のカメラシステムの作用及び効果を説明するための図である。図６及び図８は同じ撮像データに基づいて処理された度数分布を示し、図７及び図９は同じ撮像データに基づいて処理された度数分布を示す。
【００３６】
図６（Ａ）は、車載カメラ２００が夜間などの暗い状態において車両の周囲を撮像した画像データの明るさの度数分布（ヒストグラム）である。横軸は画素の明るさの階級であり、縦軸は各階級に属する画素数（度数）である。図６（Ｂ）は制御装置１００が算出した制御値に基づいて入射光量が制御された状態で撮像された画像データの、明るさの基準階級又は明るさの比較階級に対する画素数（度数）のヒストグラムである。図６（Ｂ）に示すように、本発明の制御後の画像データの度数分布は広い範囲の明るさに分布するとともに、度数の散らばり幅も小さくなっている。これにより、ダイナミックレンジを有効に活用した、暗い部分でも濃淡が鮮明な画像データを提示することができる。
【００３７】
図７（Ａ）は車載カメラ２００が夜間などの暗い状態において、カメラ１００の対向方向（車両前方）から対向車のヘッドライトが自車両に向けて照射された場合に、車両の周囲を撮像した画像データの明るさの度数分布（ヒストグラム）である。横軸は画素の明るさの階級であり、縦軸は各階級に属する画素数（度数）である。図６（Ａ）とは異なり、明るさの明るい部分（横軸右端領域）に対向車ヘッドライトに対応する画素数（度数）のピークが観察される。図７（Ｂ）は制御装置１００が算出した制御値に基づいて入射光量が制御された状態で撮像された画像データの、明るさの基準階級又は明るさの比較階級に対する画素数（度数）のヒストグラムである。図７（Ｂ）に示すように、対向車のヘッドライトが照射された部分は、照射前の明るさＰから明るさの高い領域Ｑへシフトしている。また、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）のヒストグラムに比べて、全体として、度数分布は広い範囲の明るさに分布し、明るさの分布が均一になっている。これにより、ダイナミックレンジが有効に活用され、暗い部分でも濃淡が鮮明な画像データを提示することができる。
【００３８】
図８及び図９には比較例の処理を行なった度数分布を示した。図８及び図９と同じように、横軸は画素の明るさの階級であり、縦軸は各階級に属する画素数（度数）である。
【００３９】
比較例では、取得した画像データについて、画面全体の明るさの平均が一定となるように露光時間を調整した。図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示した度数分布は、画面全体又は一部領域の明るさの平均が一定となるように露光時間を調整して得た画像データの明るさに対する画素数の度数分布である。撮像領域の一部に太陽光が直接照射され、他の一部は建物や他車両の影になっているような映像を車載カメラで撮像した場合、固体撮像素子の露光時間を短くすると被写体については十分な光量が得られず、被写体がモニタ画面上で黒く沈んだ、黒つぶれの状態となってしまう。他方、固体撮像素子の露光時間を長くすると背景の光量が飽和し、モニタ画面上で被写体の背後の部分に白い映像しか写らず白飛び状態となる。比較例では、このような状態を改善するため、画面全体の明るさの平均が一定となるように露光時間を調整する。
【００４０】
図８（Ａ）は、車載カメラ２００が夜間などの暗い状態において車両の周囲を撮像した画像データの明るさの度数分布（ヒストグラム）である。この度数分布は先述した図６（Ａ）に対応する。図８（Ｂ）は画面全体の明るさの平均が一定となるように露光時間を調整して得た画像データの度数分布である。図８（Ｂ）に示すように、本比較例では画面全体の明るさの平均を一定にする処理を行なうため、図８（Ａ）に比べて度数分布の横軸幅（階級）が拡大される。
【００４１】
図９（Ａ）は車載カメラ２００が夜間などの暗い状態において、カメラ１００の対向方向（車両前方）から対向車のヘッドライトが自車両に向けて照射された場合に、車両の周囲を撮像した画像データの明るさの度数分布（ヒストグラム）である。横軸は画素の明るさの階級であり、縦軸は各階級に属する画素数（度数）である。図８（Ａ）とは異なり、明るさの明るい部分（横軸右端領域）に対向車ヘッドライトに対応する画素数（度数）のピークが観察される。これは図７（Ａ）に対応する。図９（Ｂ）は画面全体の明るさの平均が一定となるように露光時間を調整して得た画像データの度数分布である。図９（Ｂ）に示すように、比較例では、全体の明るさを一定に保つように撮影時の入射光量を制御するため、図９（Ｂ）のように暗い側の情報は映像情報を取り込む際に圧縮され、黒つぶれとなってしまう。すなわち、撮像領域の一部に強い光が照射された場合、比較例によっては度数分布の幅を拡大することができずに、ダイナミックレンジを有効に利用することはできない。
【００４２】
以上のとおり、暗い状態において、カメラ１００の対向方向（車両前方）から対向車のヘッドライトが自車両に向けて照射された場合など、全体が暗い領域に一部分だけ明るい領域が生じた場合において、本実施形態は比較例に比べて優れた効果を奏する。つまり、図７（Ｂ）に示すように、本実施形態の処理によれば度数分布は拡大され、結果としてダイナミックレンジが有効に利用された、品質の高い画像を得ることができる。これに対し、図９（Ｂ）に示すように、比較例の処理によっては度数分布を拡大することができず、ダイナミックレンジを有効に活用することができず、品質の低い画像しか得られない。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、撮影領域の一部が非常に明るい状態であっても、画面全体が暗くなりすぎることがなく、表示のダイナミックレンジを有効に利用した画質の高い映像を提示することができる。
【００４４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】車載カメラシステムのブロック構成図である。
【図２】車載カメラシステムの処理の概要を示すフローチャート図である。
【図３】入射光量の制御値を算出する処理手順を示すフローチャート図である。
【図４】図４（Ａ）は取得した画像データの明るさ(階級)と画素数（度数）の関係を示す度数分布、図４（Ｂ）は比較度数分布を示す図、図４（Ｃ）は基準度数分布を示す図、図４（Ｄ）は他の比較度数分布を示す図である。
【図５】画素の二乗和を用いて入射光量の制御値を算出する制御手順を示すフローチャート図である。
【図６】Ａ，Ｂは本実施形態の作用及び効果を説明するための度数分布である。
【図７】Ａ，Ｂは本実施形態の作用及び効果を説明するための他の度数分布である。
【図８】Ａ，Ｂは比較例の処理を説明するための度数分布である。
【図９】Ａ，Ｂは比較例の処理を説明するための他の度数分布である。
【符号の説明】
【００４６】
１００…制御装置
１０・・・画像データ取得手段
２０・・・分布度算出手段
２１・・・基準度数分布算出手段
２２・・・比較度数分布算出手段
３０・・・分布抽出手段
４０・・・階級比算出手段
５０・・・制御手段
２００・・・カメラ
２０１・・・入射光量調節手段
４００・・・ディスプレイ
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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