拍攝裝置以及拍攝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拍攝裝置以及拍攝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種積雪測量裝置，其利用投光器將束狀光線投射至被測量雪面上，利用受光器內(nèi)的光檢測器對來自雪面的反射光進行受光評價而測量積雪的深度(參照專利文獻I)。在專利文獻I的積雪測量裝置中，投射調(diào)制后的光，基于調(diào)制頻率對由光檢測器內(nèi)的受光元件受光得到的光進行同步檢波。由此，從來自雪面的反射光之中僅提取所投射的光的成分，減輕干擾光的影響。
[0003]專利文獻1:日本特開昭58 - 87486號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，在受光元件的受光感光度特性中，通常在高亮度側(cè)或者低亮度側(cè)包含有低感光度區(qū)域。因此，例如在所拍攝的圖像內(nèi)包含有向陽的區(qū)域以及背光的區(qū)域的情況下，在同步檢波圖像內(nèi)對比度的波動變大，無法得到在圖像整體中對比度穩(wěn)定的同步檢波圖像。
[0005]本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠生成在圖像整體中對比度穩(wěn)定的同步檢波圖像的拍攝裝置以及拍攝方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方式所涉及的拍攝裝置從在投光狀態(tài)下所拍攝出的圖像的輸出值，減去在未投光狀態(tài)下所拍攝出的圖像的輸出值，求出同步檢波圖像，生成曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像，在曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的相同位置的像素之中，從除了輸出值為最低的像素以外的其他像素之中選擇大于或等于I個像素，利用選擇出的大于或等于I個像素生成同步檢波圖像。
【附圖說明】
[0007]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的拍攝裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0008]圖2是為了在一個檢波周期內(nèi)得到曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像而表;^針對每個幀的曝光條件的一個例子的表。
[0009]圖3是表示入射至拍攝部12的受光元件的光的亮度(受光量)和拍攝部12的輸出值之間的關(guān)系的曲線。
[0010]圖4是表示分別與圖2所示出的幀I?3相當?shù)牧炼葓D像FGl?FG3、圖2的同步檢波圖像KGl?KG3、以及同步檢波圖像SYKG的一個例子的圖。
[0011]圖5是表示利用了圖1的拍攝裝置I的本發(fā)明的實施方式所涉及的拍攝方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]<拍攝裝置>
[0013]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。參照圖1，說明本發(fā)明的實施方式所涉及的拍攝裝置I的結(jié)構(gòu)。拍攝裝置I例如設(shè)置于車輛等移動體上，如圖1所示，具備投光部11、拍攝部12、同步檢波處理部13、曝光控制部14、圖像生成部15、圖像信息存儲部16、參照信號生成部17以及圖像輸出部18。
[0014]拍攝部12利用輸出值與受光量相對應(yīng)地以像素為單位進行變化的CMOS傳感器、CCD傳感器等半導(dǎo)體元件(受光元件)而拍攝圖像。拍攝部12例如拍攝位于路面上的白線等拍攝對象P的圖像。
[0015]投光部11與由拍攝部12進行的拍攝同步地向拍攝部12拍攝圖像的區(qū)域進行投光。即，投光部11與拍攝定時同步地向拍攝對象P照射光。投光部11基于由參照信號生成部17所生成的參照信號，將強度調(diào)制后的光向拍攝對象P投射。
[0016]參照信號生成部17例如生成由正弦波構(gòu)成的參照信號，根據(jù)參照信號生成PWM信號等同步脈沖信號。所生成的同步脈沖信號經(jīng)由曝光控制部14傳送至投光部11以及拍攝部12。投光部11與接收到的同步脈沖信號的接收定時同步地進行投光。拍攝部12與接收到的同步脈沖信號的接收定時同步地拍攝圖像。
[0017]曝光控制部14控制拍攝部12的拍攝定時、投光部11的投光定時、以及拍攝部12及投光部11的曝光條件。具體而言，曝光控制部14對拍攝部12的曝光時間以及拍攝部12所具備的鏡頭的光圈值中的至少一方進行控制，而作為拍攝部12的曝光條件。曝光控制部14對投光部11的投光量以及投光時間中的至少一方進行控制，而作為投光部11的曝光條件。曝光控制部14控制拍攝部12的拍攝定時以及投光部11的投光定時，以使得不僅在投光部11正在投光的狀態(tài)下拍攝部12拍攝圖像，在投光部11不投光的狀態(tài)下拍攝部12也拍攝圖像。曝光控制部14控制拍攝部12以及投光部11，以獲得曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像。
[0018]圖像信息存儲部16暫時存儲由拍攝部12拍攝出的圖像的電子數(shù)據(jù)，讀出所存儲的一個檢波周期內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)并向同步檢波處理部13傳送。
[0019]同步檢波處理部13基于一個檢波周期內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)、以及由參照信號生成部17輸出的參照信號，進行同步檢波處理，生成在一個檢波周期內(nèi)曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像。具體而言，同步檢波處理部13從在投光部11正在投光的狀態(tài)下所拍攝出的圖像的輸出值，減去在投光部11不投光的狀態(tài)下所拍攝出的圖像的輸出值，求出同步檢波圖像。
[0020]圖像生成部15在曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的相同位置的像素中，從除了輸出值為最低的像素以外的其他像素之中選擇大于或等于I個像素，利用所選擇的大于或等于I個像素生成I個同步檢波圖像。在從除了輸出值為最低的像素以外的其他像素之中選擇了 I個像素的情況下，將選擇出的像素按照各像素的位置進行排列，由此能夠生成同步檢波圖像。例如，圖像生成部15在曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的相同位置的像素之中，選擇輸出值為最高的像素，將選擇出的像素按照各像素的位置進行排列，由此能夠生成同步檢波圖像。
[0021]這里，圖像生成部15所選擇的像素不僅指拍攝部12所具備的受光元件的像元點以及拍攝部12所拍攝出的圖像的像元點，還包含將相鄰的多個像元點匯集而成的像素塊。即，圖像生成部15在曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的相同位置的像元點之中，從除了輸出值為最低的像元點以外的其他像元點之中選擇大于或等于I個像元點，利用選擇出的大于或等于I個像元點生成同步檢波圖像?；蛘?，圖像生成部15在曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的相同位置的像素塊之中，從除了輸出值為最低的像素塊以外的其他像素塊之中，選擇大于或等于I個像素塊，利用選擇出的大于或等于I個像素塊，生成同步檢波圖像。像素塊的輸出值只要是構(gòu)成像素塊的各像元點的輸出值的平均值即可。
[0022]圖像輸出部18將由圖像生成部15所生成的同步檢波圖像向下位的系統(tǒng)輸出。
[0023]〈曝光控制〉
[0024]下面，參照圖2，對曝光控制部14控制拍攝部12以及投光部11，以使得在一個檢波周期內(nèi)獲得曝光條件不同的大于或等于2個同步檢波圖像的方法進行說明。圖2的“幀編號”是對在一個檢波周期內(nèi)所拍攝的幀進行表示的識別編號。此外，“幀”由拍攝定時連續(xù)的大于或等于I個圖像構(gòu)成?！捌毓鈺r間”是將在各幀中受光元件穿過鏡頭而受光的時間、即曝光時間標準化地示出。即，在將幀I的曝光時間設(shè)為I的情況下，幀2的曝光時間是1/2，幀3的曝光時間是1/4?！巴豆鈴姸确逯怠笔菍⑴c各幀的拍攝同步地從投光部11投射的投光量標準化地示出。即，在將幀I的投光量設(shè)為I的情況下，幀2的投光量是2，幀3的投光量是4。
[0025]在幀I中，拍攝部12以曝光時間⑴對由投光部11投射的光(投光量I)進行受光的情況下，拍攝部12的曝光量是1X1 = 1。在幀2中，拍攝部12以曝光時間⑵對由投光部11投射的光(投光量1/2)進行受光的情況下，拍攝部12的曝光量是1/2X2 = I。在幀3中，拍攝部12以曝光時間(4)對由投光部11投射的光(投光量1/4)進行受光的情況下，拍攝部12的曝光量是1/4X4 = 1這樣，曝光控制部14控制拍攝部12以及投光部11的曝光條件，以使得在幀I?3中，拍攝部12與由投光部11投射的光對應(yīng)的曝光量處于恒定。曝光控制部14在幀4?6中也以同樣的方式，控制拍攝部12以及投光部11的曝光條件。曝光控制部14能夠取代拍攝部12的曝光時間而控制鏡頭的光圈值來作為拍攝部12的曝光條件。取代延長曝光時間而減小光圈值即可。另外，曝光控制部14能夠取代投光部11的投光量而控制投光部11的投光時間來作為投光部11的曝光條件。取代增加投光部11的投光量而延長投光時間即可。
[0026]幀4?6的曝光時間以及投光量與幀I?3分別相同。幀7?9的曝光時間也與幀I?3分別相同。但是，幀7?9的投光量均是零。即，幀7?9與在投光部11不投光的狀態(tài)下拍攝部12所拍攝出的圖像相當。
[0027]同步檢波處理部13從在投光部11正在投光的狀態(tài)下所拍攝出的幀I?6的輸出值，減去在投光部11不投光的狀態(tài)下所拍攝出的幀7?9的輸出值，求出同步檢波圖像KGl?KG3。例如，從將在投光狀態(tài)下所拍攝出的幀I以及幀4的輸出值平均后的幀，減去與幀I以及幀4曝光時間相等的幀7的輸出值。由此，在來自拍攝對象P的反射光之中，僅提取所投射的光的成分，生成減少了環(huán)境光的影響后的同步檢波圖像。同樣地，從將幀2以及幀5的輸出值平均后的幀，減去與幀2以及幀5曝光時間相等的幀8的輸出值。并且，從將幀3以及幀6的輸出值平均后的幀，減去與幀3以及幀6曝光時間相等的幀9的輸出值。這樣，曝光控