专利名称：摄像系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于利用CCD照相机等的摄像系统。
背景技术：
以往的摄像系统有如图24所示的系统。图24包括作为摄像装置的CCD 101，作为图像处理部的DSP(Digital Signal Processor)103以及CPU 105。
上述CPU 105和DSP 103通过多路传输电路107连接，向CPU 105输入快门速度设定开关109的信号。快门速度设定开关109，能够分别设定ODD(基数编号)区用的快门速度和EVEN(偶数编号)区用的快门速度。
也就是说，由CPU 105读取快门速度设定开关109的设定状态，并编码输出各区的快门速度设定值。从DSP 103输出图25所示的区脉冲信号，当输出信号为高(high)时，EVEN侧的快门速度设定值的输出、当输出信号为低(low)时，ODD侧的快门速度设定值的输出，由多路传输电路107向DSP 103的快门速度设定输入端子输入。因此，能够利用如图24的摄像系统为每个区设定不同的快门速度。
通常，用CCD相机拍摄时，ODD区与EVEN区的快门速度是相同的自动快门速度时，如图26所示，周围暗的状态中如果有明亮的光源入射，则该光源周围由于光晕而变得看不见。
图26为机动车夜间行驶时，作为红外照射装置的IR灯向前方照射红外光，用车载的CCD相机拍摄的行驶前方的图片。对面车辆的头灯的照明等明亮光源的周围由于光晕而看不清。这是因为，夜间等、周围为暗的情况下即使有强光入射，但全面测光的一般的CCD相机主要根据周围的暗条件来计算曝光条件，因此对于明亮部分控制相对减慢快门速度，造成曝光时间过长。
另一方面，提高快门速度可以抑制光晕，但是存在的问题如图27所示，周围暗处变得更暗，背景完全看不清楚了。
如图28所示，标示等反射物进入摄像范围时也采用同样的控制方法，也存在反射物周围景色变得看不见的问题。
针对这些问题，采取对各区改变快门速度的控制，即所谓的双重曝光控制，对各区设定不同的快门速度。这样，交互输出亮图像和暗图像，亮图像(此时为EVEN区)中能映出很暗的看不见的部分，暗图像(此时为ODD区)中能映出光晕中看不见的部分。
各区图像交互输出，能够在监视器上显示清晰的图像。
但存在的问题是，即使双重曝光控制在EVEN区、ODD区可以获取合适的曝光，但为了进行ON/OFF控制，既根据某阈值是否进行双重曝光控制，CCD相机捕捉到的入射光未必与不断变化的状况相对应。
例如，当自己的车子拐弯，对面车的头灯的强光突然入射时，进行双重曝光控制，对面车过去之后，双重曝光控制马上停止，或者双重曝光差一减小，EVEN区和ODD区就同时开放曝光，如图29所示，图像立刻变得很亮，很不自然，容易产生不舒服的感觉。
专利文献1特公平7-97841号公报
发明内容
本发明要解决的问题点是强光刚入射后的图像变化中有不适的点。
本发明最主要的特征是为了能够输出抑制了不适感的图像，其控制为当摄像装置中有强光入射时，以响应其程度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像，并且，当摄像装置中强光入射消失时，逐渐延长信号存储时间。
本发明的摄像系统，为了实现这样的控制，即当摄像装置中有强光入射时，以响应其程度的信号存储时间连续周期性输出曝光量不同的图像，并且，当摄像装置中强光入射消失时，逐渐延长信号存储时间，当强光入射消失后，迅速停止双重曝光控制，或者规定减小双重曝光差，图像的亮度逐渐变化，能够得到抑制不适感，很自然的图像。
上述图像处理部进行控制，以便在保持时间间隔的同时逐渐延长上述信号存储时间的情况下，可以很好的抑制不适感。
当上述图像处理部以帧数计算上述时间间隔时，能够简单的设定时间间隔，精确且方便的进行控制。
上述摄像装置中有强光入射的状态以规定帧数连续时，上述图像处理部以响应其程度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像，此时可以精确的进行响应强入射光的程度的双重曝光控制。
上述图像处理部，在上述周期性输出的图像的一方抽出周围散布着中亮度的高亮度的群，根据上述中亮度的程度，控制上述周期性输出的图像的另一方的信号存储时间，此时，即使对面车的头灯等的强光入射到摄像装置，也可以去除或者抑制由该强光引起的高亮度的群的周围的波动的向低亮度过渡的区域，即使在该部分有行人等障碍物也可以清晰地捕捉到其图像。
上述图像处理部，对上述图像的一方进行三值化处理，分为高亮度、中亮度、低亮度的属性，根据上述高亮度周围的中亮度的数控制上述另一方的图像的信号存储时间，此时，根据高亮度周围的中亮度的数可以精确捕捉中亮度的程度，更加精确的控制周期性输出的图像的另一方的信号存储时间。
上述图像处理部把上述图像的一方分为多个块，由两个阈值分割各块亮度的平均值，进行上述三值化处理，此时，与关注各像素进行三值化处理的情况相比，处理速度更快。
上述图像处理部把上述图像的一方分为多个块，每个块内由两个阈值将各像素分为高亮度、中亮度、低亮度的属性，各块内以各属性的总数最多的作为该块的属性进行三值化处理，此时，能够关注各像素进行三值化处理，实现更加精确的处理。
上述图像处理部，根据上述高亮度属性周围的中亮度的属性的数的最大数，控制上述另一方的图像的信号存储时间，此时，可以简单的特定光晕，进行迅速的处理。
上述图像处理部，根据上述高亮度属性的数、在该高亮度属性周围检测出的中亮度属性的数以及在高亮度周围理想形成的中亮度属性的数，控制上述另一方的图像的信号存储时间时，可以精确的特定光晕，进行更准确的处理。
上述图像处理部特定上述高亮度的属性，顺次搜索其周围并特定高亮度周围的中亮度，且并相邻高亮度的属性被特定时，顺次结合该高亮度的属性，此时，能够更加准确而迅速的抽出高亮度的群，进行控制。
上述红外光照射装置、摄像装置、以及图像处理装置安装在机动车上，上述红外光照射装置，向上述机动车外侧照射红外光，上述摄像装置拍摄上述机动车的外侧，此时，即使有对面车头灯的照明等导致的光晕，也可以消除或者抑制由强光引起的高亮度的群的周围的波动的向低亮度过渡的领域，该部分即使有行人等障碍物也可以更加清楚的捕捉到。
图1是适用了本发明的摄像系统的机动车的概念图(实施例1)。
图2是摄像装置及图像处理部的框图(实施例1)。
图3是流程图(实施例1)。
图4是在拍摄光源的单纯控制下得到的输出图像图(实施例1)。
图5是表示横贯强光源的大致中心的点线上的浓度变化的图(实施例1)。
图6是在拍摄反射物的单纯控制下得到的输出图像图(实施例1)。
图7是表示横贯大的反射物的点线上的浓度变化的图(实施例1)。
图8是把EVEN区的亮度数据分割为多个块的示意图(实施例1)。
图9是表示根据灰色的比例分割色块的图表(实施例1)。
图10是表示色块分割的概念图(实施例1)。
图11是表示块内搜索顺序的概念图(实施例1)。
图12是搜索强光源外围的原始输出图像图(实施例1)。
图13是用3色表示外围搜索的处理图像图(实施例1)。
图14是表示标准块数和白色块数之间的关系，(a)白色块是1个，(b)白色块是2个，(c)白色块是3个的概念图(实施例1)。
图15是表示光晕检测块数的概念图(实施例1)。
图16是表示反射物和光晕之间的关系的输出图像图(实施例1)。
图17是图16的处理图像图(实施例1)。
图18是表示EVEN区与ODD区曝光差的计算结果的图表(实施例1)。
图19是光晕强度的状态转换图(实施例1)。
图20是表示存在对面车，突然光晕强度增强时的图像变化，(a)STEP 0的输出图像，(b)是在比STEP 0强的光晕强度下连续的EVEN解析图像，(c)STEP 6的输出图像(实施例1)。
图21表示对面车错开后，光线逐渐变弱的图像变化，(a)STEP 6的输出图像，(b)是在与STEP 6相比光晕强度弱的状态下连续的EVEN解析图像，(c)STEP 5的输出图像，(d)STEP 1的输出图像，(e)是在与STEP 1相比光晕强度弱的状态下连续的EVEN区的解析图像，(f)STEP 0的输出图像(实施例1)。
图22是在光晕中能看到障碍物的例子的处理图像图(实施例1)。
图23是表示忽视反射物的亮度，能看到周边的例子的处理图像图(实施例1)。
图24是摄像系统的框图(现有技术例)。
图25是区脉冲的输出图(现有技术例)。
图26是表示由于光晕而导致光源周边看不见的例子的输出图像图(现有技术例)。
图27是表示由于光晕而导致周边看不见的例子的输出图像图(现有技术例)。
图28是表示由于反射物而导致周围看不见的例子的输出图像图(现有技术例)。
图29是画面突然变亮状态的输出图(现有技术例)。
具体实施例方式
通过简单的控制，实现抑制不适感，输出精确图像的目的。
图1～图23表示本发明的实施例1。图1是适用了本发明的实施例1的机动车的概念图，图2是实施例1中摄像系统的框图，图3是实施例1的流程图。
如图1所示，本发明实施例1的摄像系统适用于机动车1，因此，机动车1包括作为红外光照射装置的IR灯3；作为摄像装置的CCD相机5；作为图像处理部的图像处理单元7以及平视显示器(head-updisplay)9。
上述IR灯3，是为了在夜间等暗的场所中可以摄像，用于向机动车1的行驶方向的前方照射红外光的装置。上述CCD相机5拍摄由上述红外光照射的上述机动车1的行驶方向的前方，并转换为电信号。此时的电信号是由上述CCD相机5的感光部的光电二极管转换的。上述图像处理单元7能使上述CCD相机5的信号存储时间以规定的周期变化，能够连续周期性的输出曝光量不同的图像。
上述信号存储时间是各像素的信号存储时间，所谓的使信号存储时间以规定的周期变化是指，通过改变释放各像素中存储的无用电荷的脉冲的次数，最终改变存储时间，即所谓的电子快门动作。另外，连续周期性的输出曝光量不同的图像是指，根据电子快门动作，对ODD区和EVEN区都设定快门速度，将以各自的快门速度读出的各区图像例如每1/60秒连续交互输出。
另外，提高了快门速度的高速快门，暗的部分很难反映，而亮的部分效果很好；降低了快门速度的低速快门，亮的部分饱和溢出，而暗的部分效果很好。
上述图像处理单元7，当有强光入射到上述CCD相机5时，以响应该程度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像。本实施例中，在上述周期性输出的图像的一方中抽出周围散布着中亮度的高亮度的群，根据该中亮度的程度控制上述周期性输出的图像的其他的信号存储时间。
上述CCD相机5以及图像处理单元7如图2所示，包括CCD 5a、AFE 11、DSP 13、RAM 15、CPU 17等。
上述CCD相机5包含上述CCD 5a、AEF 11、DSP 13以及CPU 17的一部分。上述图像处理单元7包含DSP 13的一部分、RAM 15、CPU17。
上述AFE 11是模拟前端，放大上述CCD 5a的输出信号，把模拟信号转换为数字信号。
上述DSP 13是数字信号处理部，进行以下处理生成上述CCD5a、AFE11动作用的时序信号，经由AFE11获取的CCD 5a的信号的γ变换，增强处理，数字信号放大处理等的信号转换、图像信号生成处理。
上述RAM 15是存储器，暂时保存从上述DSP 13输出的EVEN区的图像的亮度(＝浓度)数据。
上述CPU 17进行各种计算，并且通过采用图24所述的同样的结构能够对ODD区和EVEN区各自的快门速度进行控制。也就是说，对于EVEN区，从整体的平均浓度中算出最合适的曝光条件，进行对于上述AFE 11的放大控制，经由DSP 13进行对于CCD 5a的电子快门控制。
下面说明作用。
首先，由上述CPU 17进行快门速度的初始设定，ODD区的快门速度控制信号以及EVEN区的快门速度控制信号被输出至DSP 13。
上述DSP 13生成CCD 5a、AFE 11动作用的时序信号。根据该时序信号的输出，由CCD 5a进行拍摄，以CCD 5a的感光部的光电二极管的全像素处理信号电荷。ODD区侧在感光部的光电二极管全像素中垂直方向上相隔一个基数编号的像素的信号电荷被以设定的快门速度读出。EVEN区侧偶数编号的像素信号电荷被以设定的快门速度读出。
由上述CCD 5a读出的信号电荷由AFE 11放大，并且转换为数字信号，输入DSP 13。在DSP 13中，进行输入信号的γ变换、增强处理、数字信号放大处理等的信号变换、图像信号生成处理。
从上述DSP 13输出的EVEN区图像的亮度数据暂时保存在RAM15中。
上述CPU 17，针对EVEN区，从全体的平均浓度中算出最合适的曝光条件，经由DSP 13进行针对CCD 5a的电子快门控制。
上述CPU 17针对ODD区，通过图3的流程图的曝光切换控制，计算曝光条件。
曝光切换控制开始，步骤1中进行“EVEN区块单位亮度数据读取”的处理。利用该处理，把RAM 15中存储的EVEN区部分的亮度数据分为多个块，算出每个块的平均亮度，转到步骤2。
步骤2中，进行“块单位三值化转换”的处理。通过该处理，针对步骤1中分割的块的平均亮度，利用两个阈值，把各块转换为三值化数据，转到步骤3。
步骤3中，进行“高亮度块检测”的处理。该处理中，从上述各块的三值化数据中检测出高亮度的群，转到步骤4。
步骤4中，进行“高亮度块分组”的处理。该处理中，结合相邻的高亮度部的块(分组)，检测出高亮度部的大小(＝块数)，转到步骤5。
步骤5中，进行“中亮度块检测”的处理。该处理中，抽出具有上述结合的高亮度部的周围的中亮度的散布(＝块数)的组，转到步骤6。
步骤6中，进行“光晕程度计算”处理。该处理中，根据上述高亮度的大小以及中亮度的散布的程度，或者只从中亮度的散布中算出光晕的大小(强度)。根据该计算结果，检测出EVEN区内最大的光晕强度，转到步骤7。
步骤7中，进行“ODD区曝光目标切换”的处理。该处理中，根据上述光晕强度算出相对于EVEN区如何减少ODD区的曝光，处理结束。结束后，转到下一个EVEN区的处理。
根据经过以上步骤算出的曝光条件控制CCD 5a的电子快门、AFF11的AGC增益、DSP 13的数字增益等，使得到的图像的明亮度最合适。
如果上述步骤2中的三值化数据计算不是每块的平均亮度，而是符合在块内占有最多的像素的属性也是有效的。
如上所述，夜间，对面车的头灯的光等强光入射到图1的CCD相机5时，能够不丢失周围的暗部分的图像亮度，抑制强光影响。
这里，通常，机动车所用的摄像系统的CCD相机具有作为图像方式的交替方式。这种图像信号由于由上述EVEN区和ODD区两个区构成，通过两个区在时间性的交互输出，在观察者的眼中成为带有一定分辨率的图像。
上述通常的CCD相机根据EVEN或者ODD中任意一个区中接收的光的平均亮度，计算曝光条件。曝光条件是指计算出用于经由DSP进行CCD电荷释放控制的电子快门速度、AFE的放大率(AGC增益)、以及DSP中的数字放大率，并能够通过分别控制，生成最合适明亮度的图像，输出到TV监视器。
如果求得的曝光条件适用于EVEN区/ODD区中的任意一个，一般的CCD相机，结果是输出两个区具有同样亮度的图像。进行此种控制方法的相机，尤其夜间使用时，暗环境中有强光(例如对面车的头灯)时，曝光条件由全体的亮度平均值决定，因此经常输出强光和其周围过白的图像(也就是光晕)。
上述光晕，如图4所示，强光及其附近不仅过白，而且周围的光呈散乱的状态。以某一特定线(横贯图4中强光中央的点线)上的像素的亮度值来观察，如图5所示。即，示出了强光的中心和它的附近以最高亮度饱和，向周围平缓变暗的倾向。
在这种状态下，图像的饱和部分及其附近，例如存在行人时，相机图像不能将其捕捉而输出。理想的状况下是希望，即便能容许强光的中心(头灯自身)过白饱和，但却不使包含其附近的周边(例如左右头灯之间)饱和，此时如果有行人，能够捕捉成像并输出。
与此相对，图6所示的头灯的光照射到广告牌上发生反射时，与上述同样，以特定线(图6横贯强光的点线)上的像素的亮度值来观察，如图7所示。即，反射体自身成过白饱和的图像，而其周围光晕几乎没有扩展，以亮度数据来看，可以描出陡峭的边缘。此部分如果有行人等障碍物，能够很清楚的捕捉到行人的图像。此时，没有必要如上述光晕的对策，对于EVEN区，抑制ODD区的曝光量，考虑到在夜间被拍摄物体的光量很小，如果确保ODD区与EVEN区同样曝光量充足，会更容易辨认目标障碍物。
本发明的目标为EVEN区进行如图3所示流程图的光晕检测；基于上述新的着眼点进行曝光条件计算；尤其是在夜间使用时，对暗的环境能够输出较亮的图像。关于ODD区，其目标为以EVEN区获得的亮度数据为基础设定曝光差，通过以下方法尽量作成抑制强光影响的图像。
通过合成具有两个不同特征的各区的图像，即使夜间接收强光，也不会引起光晕，而且，输出确保周围部分亮的图像。
这里，与图像数据一起说明，从EVEN区的亮度数据中检测出光晕强度、根据该强度算出曝光条件、输出计算结果的一连串处理。
(块分割)块分割在上述图3的步骤S1进行，把从DSP 13取入RAM 15的EVEN区的亮度数据(例如，以512点×240行构成)如图8所示，分割为多个块(例如，8点×4行作为一块，分割成64×60块)。
(亮度数据的平均值计算)每块的亮度数据平均值计算也在上述图3的步骤S1进行，算出构成各块的全像素(例如8×4像素)的亮度平均值。
(亮度平均值的三值化)亮度平均值三值化在上述图3的步骤S2进行，根据两个阈值把各块的亮度平均值分为三值。例如，各亮度设为8点时，最低亮度变为0，最高亮度变为255。设白阈值为220(以上)，黑阈值为150(以下)，中间以灰色处理，这样可以把各块归为白色、灰色、黑色中的任意一个属性。
例如，按以下方式分割属性。
·当对象像素浓度值≥白阈值时， 白色·当白阈值＞对象像素值浓度≥黑阈值时， 灰色·当对象像素浓度值＜黑阈值时， 黑色该属性分类，可以不按照如前述从各块的亮度平均值中根据两个阈值，分割为三值，而是按照同样的阈值，把每个像素归为三值，将构成一个块的高亮度、中亮度、低亮度的属性的总数最多的属性作为该块的属性来划分。
例如，各像素分为三值的一个块中，根据含灰色的比例把一个块进行白色、灰色、灰色三色分割。如图9所示，灰色比例为50％以上时的块色为灰色，灰色比例未满50％时，为白色或黑色。图10所示的一个块中包含了50％以上的灰色，所以该块的属性为灰色。
或者，不进行块分割，也可以关注各像素，检测出以下的光晕，进行曝光计算。
(分组处理)分组处理，在上述图3的步骤S2、S3、S4中进行。基于被三值化的块属性，按照下面的顺序找到白色的群(具有白色属性的块的集合)。
从上述图8的块(0，0)开始向右方向(X坐标正方向)搜索白色块。到第一行最末块(63，0)为止，如果没有白色块，转向第二行(0，1)。以这样的顺序搜索白色块。
如果找到白色块，对于该白色块周围的8块，如图11所示，从左邻的块开始顺次向右转，搜索白色块。这样可以通过顺次连接相邻的白色块，形成具有白色属性的块的群的外围(外围搜索)。
例如，图12表示搜索强光源的外围的原始输出图像，图13表示以三色表示示出外围检索的处理图像图。图12的强光是头灯的光，如图13所示，外围以灰色块连接。以这样的灰色包围的内部全部具有白色属性，作为一个组。
(光晕检测)光晕检测在上述图3的步骤S5中进行。如前所述，光晕是指，具有接收强光而饱和的中心部，其周围平缓变暗的状态。用三值化的块属性来说，白色块的组的周围包围具有灰色属性的块的状态。
此时，找到白色块组的外围相邻的灰色块，计算其数量。
理想(合乎理论)光晕的情况下，一个白色块组的周围存在如图14所示的灰色块。例如，白色块组由一个白色块构成时，灰色块数为8个；两个白色块时，灰色块为10个；同样3个时，为12个。这些灰色块数，在下述光晕强度的计算方法2中，成为从白色块数计算的标准块数。
(光晕强度)光晕强度在上述图3的步骤S6计算。以上述顺序，从检测出的白色块组及其周围的灰色块算出画面内的光晕的强度(光晕强度)。
作为其方法考虑以下两种1、把与白色块组相邻的灰色的数的最大值作为光晕强度；2、从白色块的大小及其块的光晕的概率算出光晕的强度。
“方法1”求出与每个各白色块组相邻的灰色块数的最大值的方法。
光晕的检测是指算出光源(白色)周围找到的光晕(灰色)的数。白色块组的周围检测出的灰色块的数最多的位置设定为光晕强度。
光晕强度＝与白色相邻的灰色的数(但是，是在一个画面上最多的数)。
如图15所示，一个块上检测出白时，检查与其相邻的全部块，一个块的光晕强度定为“7”。
图16表示为拍摄了反射物和光晕的原图。把图16进行图像处理，三色分割后的处理图像如图17所示。图17中，图像内白色或者其组有很多时，搜索全部的白色块、白色块组的周围，如上所述，在灰色块数最多的位置设定光晕强度。
(搜索结果)在上述图17的图像处理例中，利用方法1进行计算，所得结果如下·大的广告板的周围的灰色数(上段靠中间)0个·左侧小的广告板周围的灰色数(上段靠左)0个···中央的前方的车尾灯周围的灰色数(下段大的群的左邻)2个·右侧街灯周围的灰色数(上段右侧)4个·前方对面车头灯周围的灰色数(下段右端)32个如图17所示，包围下段右端的白色块的最大的组的灰色块数最大，该灰色块数称为光晕强度，表示光晕的大小。
作为例，因为前方对面车的头灯周围的灰色数是32个，所以上述情况的光晕强度是“32”。
“方法2”，从白色块的大小及光晕的概率计算的方法。
从白色块组的周围实际计数的灰色块数，与构成白色块组的白色块数算出的标准的块数(图14中所示的灰色块数)的关系，算出该块是光晕的概率。某白色块组是光晕的概率由下式来计算。
光晕概率(％)＝白色块组周围的灰色块数/标准块数×100光晕概率为与白色块组的大小(＝构成的白色块数)的乘积作为该块组的光晕强度，表示光晕的大小。
计算上述图17的图像处理例，结果如下·大的广告板周围的光晕强度(上段靠中)0/26×100×21＝0·左侧小的广告板周围的光晕强度(上段靠左)0/26×100×7＝0·中间前方车尾灯周围的光晕强度(下段大的群的左邻)2/8×100×1＝25·右侧街灯周围的光晕强度(上段右端)4/18×100×8＝178·前方对面车头灯周围的光晕强度(下段右端)32/37×100×43＝3718这样算出的白色块组的光晕强度中，把最大的作为该场景的光晕强度。
即，由于前方对面车的头灯周围的光晕强度最大，因此上述情况的光晕强度为“3718”。
(曝光条件的计算)曝光条件的计算在上述图3的步骤S7进行。
如上所述求出EVEN区的光晕强度，根据该光晕强度，例如根据图18，求得对于EVEN区的ODD区的曝光差，确定在ODD区的曝光条件，根据该ODD区的曝光条件抑制光晕。
即，如果根据上述方法1，如前所述得到光晕强度例如为STEP(步骤)0的0～5范围时，上述曝光差设为0dB，同样，是STEP 6的31～35范围时，设为-12dB。根据上述方法2时，如上所述得到的光晕强度例如是STEP 0的0～500范围时，上述曝光差设为0dB，同样，如果STEP6的3001～3500范围时，上述曝光差设为-12dB。
根据这样的设定，在STEP 0范围内没有相对于EVEN区的ODD区的曝光差，而STEP 6范围内设ODD区的曝光比EVEN区小12dB。
同样，如前所述所得的光晕强度如果为STEP 0～STEP 10中任意的光晕强度的范围时，对应的右栏的值，设定相对于EVEN区的ODD区的曝光减小。
如上所述，能够实现根据光晕强度进行双重曝光控制，即使如在夜间这样暗的环境下有机动车头灯这样的强光，也不会引起大的光晕，可以得到暗的部分比较亮，亮的部分比较暗的图像。
实际上，为了减少图像的亮度交替的不适感，如图19所示，接受强光时，立即响应的双重曝光控制，随着光逐渐变弱，控制逐渐变长ODD区侧的信号存储时间，图像逐渐变亮。
即，自己的车拐弯，对面的车的头灯的强光突然入射时，立刻进行根据上述光晕强度的双重光晕控制。此时，对面车错过去后，如果立刻返回光晕强度为STEP 0的控制，图像的曝光变化太快，可能会产生不适感。
因此，对面车错过后，随着入射到CCD相机5的光逐渐变弱，如上所述使ODD区侧的图像逐渐变亮，去除或者抑制不适感。
具体的说，自己的车拐弯时，对面车出现，突然光晕强度例如在STEP 6范围，该EVEN区的状态规定帧数连续时，如本实施例中图19所示，连续2帧以上连续时，立即根据STEP 6的控制，减小ODD区侧的曝光。从该控制状态开始对面车错过后，随着光逐渐变弱，在保持时间间隔同时逐渐变长ODD侧的信号存储时间。本实施例中，低于STEP 6的光晕强度的状态是连续3帧以上连续时，转到STEP 5控制。接着，低于STEP 5的光晕强度的状态是连续3帧以上连续时，转到STEP 4控制。如此，直到STEP 0为止使控制缓慢变化，ODD区侧的图像逐渐变亮。这样，图像的曝光变化逐渐进行，能够去除而且抑制不适感。以连续3张以上进行转变是为了简单而且准确的设定图像变化的时间间隔，并抑制输出图像的突然变化而得到更加自然的图像。
图20表示对面车出现，突然光晕强度增强时的图像变化。(a)是STEP 0的输出图像，(b)是与STEP 0相比强的光晕强度下连续的EVEN区的解析图像，(c)是STEP 6的输出图像。
图21表示对面车错过后，光逐渐变弱时的图像变化。(a)是STEP 6的输出图像，(b)是与STEP 6相比光晕强度弱的状态下连续的EVEN区的解析图像，(c)是STEP 5的输出图像，(d)是STEP 1的输出图像，(e)是与STEP 1相比光晕强度弱的状态下连续的EVEN区的解析图像，(f)是STEP 0的输出图像。
图20中，从光晕强度为STEP 0的(a)的状态开始，对面车出现时，突然光晕强度例如进入STEP 6的范围，此状态是如(b)所示连续2帧以上连续时，如(c)所示立即根据STEP 6的控制减小ODD区侧的曝光。
在图21中，如(a)所示，对面车存在时光晕强度例如从STEP 6的状态开始，到对面车错过后，随着光逐渐变弱，如(b)所示，低于STEP6的光晕强度的状态连续3帧以上连续时，如(c)所示，转到STEP 5的控制。接着，低于STEP 5的光晕强度状态连续3帧以上连续时，转到STEP 4的控制。同样，逐渐转到STEP 3、STEP2、STEP 1(d)，最后如(e)所示，低于STEP 1的光晕强度的状态连续3帧以上连续时，如(f)所示转到STEP 0。这样，例如从STEP 6的状态开始到STEP 0为止，使控制缓慢变化，ODD区侧的图像逐渐变亮。
如上所述，可以分别针对直接光和反射光改变曝光控制。即使直接接受头灯等的强光照射，中心部分的白饱和区域周围的缓慢变暗的光晕如图22所示，可以在抑制不适感的同时得到抑制或去除。因此，该部分如果有行人等障碍物时，可以清楚地捕捉到其图像。
而且，自己车的头灯照射到广告板上而反射的反射光时，如图23所示，反射体自身形成白饱和图像，其周围光晕几乎没有扩展，从亮度数据来看，可以描出陡峭的边缘。此部分即使有行人等障碍物，也可以清楚地捕捉到其图像。此时，不必如上述光晕的对策，针对EVEN区而抑制ODD区的曝光量，而是考虑夜间被拍摄物体的亮度小，ODD区也与EVEN区一样，确保充足的曝光量，会更容易识别障碍物。
以上，根据本发明实施例的摄像系统，即使受对面车的头灯等的强光直接照射，通过此方法可以减小光晕，拍摄出周围的行人、障碍物等。即使从标示、白线等接收到反射光，充分开放曝光，可以确保明亮的图像。
上述CCD相机5接受到强光时，以响应其强度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像，并且，入射到CCD相机5的强光消失时，控制信号存储时间逐渐变长，因此强光入射消失后，立刻停止双重曝光控制，或者规定减小双重曝光差，这样可以控制画面的亮度逐渐变化，感觉自然并抑制不适感。
上述图像处理部7保持时间间隔并且控制逐渐变长上述信号存储时间的情况下，可以精确的抑制不适感。
上述图像处理部7，在上述时间间隔以帧数计算时，可以简单的设定时间间隔，能够进行准确且简单的控制。
上述图像处理部7，在上述CCD相机5有强光入射的状态以规定帧数连续时，以根据其程度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像，此时，可以精确的进行响应该光强的双重曝光控制。
上述图像处理部7，可以把上述EVEN区的图像进行三值化处理，分为高亮度的白色、中亮度的灰色、低亮度的黑色三种属性，并根据该白色块组周围的灰色块的个数控制上述ODD区的图像的曝光量。
因此，根据白色块组周围的灰色块的个数可以正确捕捉灰色块的强度，并可以精确进行周期性输出的图像的ODD区的曝光量的控制。
上述图像处理部7，可以把上述图像的EVEN区分为多个块，将各块的亮度平均值根据两个阈值进行分割，进行上述三值化处理。
因此，与关注各像素而进行三值化处理的情况相比，处理速度更快。
上述图像处理部7，可以把上述图像的EVEN区分为多个块，对各块根据两个阈值把各像素分为高亮度的白色、中亮度的灰色、低亮度的黑色的属性，各块内各属性总数最多的作为该块的属性，进行三值化处理。
因此，可以关注各像素而进行三值化处理，进行更精确地处理。
上述图像处理部7，可以根据上述白色块组周围的灰色块数的最大值控制上述ODD区的图像的信号存储时间。
因此，可以简单的特定光晕，进行迅速的处理。
上述图像处理部7可以根据上述白色块组的数和该白色块组周围检测出的灰色块的数以及白色块组周围理想形成的灰色块数，控制上述ODD区图像的信号存储时间。
因此，可以精确的特定光晕，进行更准确地处理。
上述图像处理部7可以特定上述白色块，顺次搜索其周围而特定白色块周围的灰色块，并且特定相邻的白色块后，顺次连接该白色块。
因此，可以迅速准确地抽出白色块的群，进行控制。
本发明的摄像系统把上述IR灯3、CCD相机5以及图像处理单元7安装在机动车上，上述IR灯3可以向上述机动车的前方照射红外光，上述CCD相机5可以拍摄上述机动车的前方。
因此，即使由对面车头灯的照明等产生光晕，也可以抑制或去除强光产生的高亮度群的周围的波动的向低亮度过渡的区域。在这一部分即使有障碍物，也可以清晰地捕捉到其图像。
而且，也可以是以下构成反向设定上述EVEN区和ODD区的关系，求出ODD区的光晕强度，根据该光晕强度，求出相对于ODD区的EVEN区的曝光差，抑制EVEN区中的曝光。
本发明适用于单纯的双重曝光控制等，能够在对面车错过后光线变弱时控制信号存储时间逐渐变长。
在上述ODD区、EVEN区中，通过处理各像素电荷的DSP 13，不是把电荷读出限定为单一的像素的读出，而是读出处理多个像素的群。
上述实施方式中，输出图像用平视显示器9显示，但也可以是用安装在车内等的显示器来显示的结构。而且，是用IR灯3照射机动车行驶方向的前方，也可以是照射后方或者侧方，用CCD相机5拍摄后方或者侧方等的结构。
上述摄像系统，不仅限于机动车，也可以用于二轮车、轮船等其他交通工具，或者从交通工具独立出的摄像系统。
权利要求
1.一种摄像系统，其特征在于，包括红外光照射装置，用于照射红外光；摄像装置，拍摄由上述红外光照射装置照射的场所，并转换为电信号；和图像处理部，能够使上述摄像装置的信号存储时间以规定的周期变化，连续周期性的输出曝光量不同的图像，上述图像处理部进行控制，以便当有强光射入上述摄像装置时，以根据其程度的信号存储时间连续周期性输出曝光量不同的图像，并且，当射入上述摄像装置的入射光消失时，逐渐延长信号存储时间。
2.根据权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部进行控制，以便在保持时间间隔的同时逐渐延长上述信号存储时间。
3.根据权利要求2所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部以帧数计算上述时间间隔。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，当有强光射入上述摄像装置的状态以规定帧数连续时，以根据其程度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，在上述周期性输出的图像的一方，抽出周围散布着中亮度的高亮度的群，根据上述中亮度的程度控制上述周期性输出图像的另一方的信号存储时间，并且，控制以便当入射到上述摄像装置的强光消失时，逐渐延长该另一方的信号存储时间。
6.根据权利要求5所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，对上述图像的一方进行三值化处理，分为高亮度、中亮度、低亮度的属性，根据上述高亮度周围的中亮度的数，控制上述另一方的图像的信号存储时间。
7.根据权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，将上述图像的一方分为多个块，根据两个閾值分割各块的亮度平均值，进行上述三值化处理。
8.根据权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，把上述图像的一方分为多个块，对各块根据两个閾值把各像素分为高亮度、中亮度、低亮度的属性，在各块内把各属性的总数最多的属性作为该块的属性，进行上述三值化处理。
9.根据权利要求6～8的任一项所述的摄像系统，其特征在于，上述图像处理部，根据上述高亮度的属性周围的中亮度属性的数的最大数，控制上述另一方图像的信号存储时间。
10.根据权利要求6～8的任一项所述的摄像系统，其特征在于上述图像处理部，根据上述高亮度属性的数、该高亮度属性的周围检测出的中亮度属性的数以及高亮度的周围理想的形成的中亮度属性的数，控制上述另一方图像的信号存储时间。
11.根据权利要求9或10所述的摄像系统，其特征在于上述图像处理部，在特定上述高亮度的属性、顺次搜索其周围并特定高亮度的周围的中亮度、并且相邻的高亮度的属性被特定时，顺次结合该高亮度的属性。
12.根据权利要求1～11的任一项所述的摄像系统，其特征在于上述红外光照射装置、摄像装置以及图像处理部被安装于机动车；上述红外照射装置向上述机动车的外侧照射红外光；上述摄像装置拍摄上述机动车的外侧。
全文摘要
本发明能够输出抑制了在图像突然变亮时的不适感的图像。其特征在于，包括IR灯，用于照射红外光；CCD相机(5)，拍摄IR灯照射的场所并转换为电信号；图像处理单元(7)，能够使CCD相机(5)的信号存储时间以规定的周期变化，连续周期性的输出曝光量不同的图像。图像处理单元(7)的控制方式为，在CCD相机(5)有强光入射时，以根据其强度的信号存储时间连续周期性的输出曝光量不同的图像，并且，当入射到CCD相机(5)的强光消失时，逐渐延长信号存储时间。
文档编号H04N5/335GK1638437SQ200410104940
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2003年12月25日
发明者河村弘之, 大畑知之, 星野弘典 申请人:耐劳赐株式会社