拍摄装置以及拍摄方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拍摄装置以及拍摄方法。
【背景技术】
[0002]已知一种积雪测量装置，其利用投光器将束状光线投射至被测量雪面上，利用受光器内的光检测器对来自雪面的反射光进行受光评价而测量积雪的深度(参照专利文献I)。在专利文献I的积雪测量装置中，投射调制后的光，基于调制频率对由光检测器内的受光元件受光得到的光进行同步检波。由此，从来自雪面的反射光之中仅提取所投射的光的成分，减轻干扰光的影响。
[0003]专利文献1:日本特开昭58 - 87486号公报
【发明内容】
[0004]然而，在受光元件的受光感光度特性中，通常在高亮度侧或者低亮度侧包含有低感光度区域。因此，例如在所拍摄的图像内包含有向阳的区域以及背光的区域的情况下，在同步检波图像内对比度的波动变大，无法得到在图像整体中对比度稳定的同步检波图像。
[0005]本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够生成在图像整体中对比度稳定的同步检波图像的拍摄装置以及拍摄方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的拍摄装置从在投光状态下所拍摄出的图像的输出值，减去在未投光状态下所拍摄出的图像的输出值，求出同步检波图像，生成曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像，在曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的相同位置的像素之中，从除了输出值为最低的像素以外的其他像素之中选择大于或等于I个像素，利用选择出的大于或等于I个像素生成同步检波图像。
【附图说明】
[0007]图1是表示本发明的实施方式所涉及的拍摄装置的结构的框图。
[0008]图2是为了在一个检波周期内得到曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像而表;^针对每个帧的曝光条件的一个例子的表。
[0009]图3是表示入射至拍摄部12的受光元件的光的亮度(受光量)和拍摄部12的输出值之间的关系的曲线。
[0010]图4是表示分别与图2所示出的帧I?3相当的亮度图像FGl?FG3、图2的同步检波图像KGl?KG3、以及同步检波图像SYKG的一个例子的图。
[0011]图5是表示利用了图1的拍摄装置I的本发明的实施方式所涉及的拍摄方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012]<拍摄装置>
[0013]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。参照图1，说明本发明的实施方式所涉及的拍摄装置I的结构。拍摄装置I例如设置于车辆等移动体上，如图1所示，具备投光部11、拍摄部12、同步检波处理部13、曝光控制部14、图像生成部15、图像信息存储部16、参照信号生成部17以及图像输出部18。
[0014]拍摄部12利用输出值与受光量相对应地以像素为单位进行变化的CMOS传感器、CCD传感器等半导体元件(受光元件)而拍摄图像。拍摄部12例如拍摄位于路面上的白线等拍摄对象P的图像。
[0015]投光部11与由拍摄部12进行的拍摄同步地向拍摄部12拍摄图像的区域进行投光。即，投光部11与拍摄定时同步地向拍摄对象P照射光。投光部11基于由参照信号生成部17所生成的参照信号，将强度调制后的光向拍摄对象P投射。
[0016]参照信号生成部17例如生成由正弦波构成的参照信号，根据参照信号生成PWM信号等同步脉冲信号。所生成的同步脉冲信号经由曝光控制部14传送至投光部11以及拍摄部12。投光部11与接收到的同步脉冲信号的接收定时同步地进行投光。拍摄部12与接收到的同步脉冲信号的接收定时同步地拍摄图像。
[0017]曝光控制部14控制拍摄部12的拍摄定时、投光部11的投光定时、以及拍摄部12及投光部11的曝光条件。具体而言，曝光控制部14对拍摄部12的曝光时间以及拍摄部12所具备的镜头的光圈值中的至少一方进行控制，而作为拍摄部12的曝光条件。曝光控制部14对投光部11的投光量以及投光时间中的至少一方进行控制，而作为投光部11的曝光条件。曝光控制部14控制拍摄部12的拍摄定时以及投光部11的投光定时，以使得不仅在投光部11正在投光的状态下拍摄部12拍摄图像，在投光部11不投光的状态下拍摄部12也拍摄图像。曝光控制部14控制拍摄部12以及投光部11，以获得曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像。
[0018]图像信息存储部16暂时存储由拍摄部12拍摄出的图像的电子数据，读出所存储的一个检波周期内的图像数据并向同步检波处理部13传送。
[0019]同步检波处理部13基于一个检波周期内的图像数据、以及由参照信号生成部17输出的参照信号，进行同步检波处理，生成在一个检波周期内曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像。具体而言，同步检波处理部13从在投光部11正在投光的状态下所拍摄出的图像的输出值，减去在投光部11不投光的状态下所拍摄出的图像的输出值，求出同步检波图像。
[0020]图像生成部15在曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的相同位置的像素中，从除了输出值为最低的像素以外的其他像素之中选择大于或等于I个像素，利用所选择的大于或等于I个像素生成I个同步检波图像。在从除了输出值为最低的像素以外的其他像素之中选择了 I个像素的情况下，将选择出的像素按照各像素的位置进行排列，由此能够生成同步检波图像。例如，图像生成部15在曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的相同位置的像素之中，选择输出值为最高的像素，将选择出的像素按照各像素的位置进行排列，由此能够生成同步检波图像。
[0021]这里，图像生成部15所选择的像素不仅指拍摄部12所具备的受光元件的像元点以及拍摄部12所拍摄出的图像的像元点，还包含将相邻的多个像元点汇集而成的像素块。即，图像生成部15在曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的相同位置的像元点之中，从除了输出值为最低的像元点以外的其他像元点之中选择大于或等于I个像元点，利用选择出的大于或等于I个像元点生成同步检波图像。或者，图像生成部15在曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的相同位置的像素块之中，从除了输出值为最低的像素块以外的其他像素块之中，选择大于或等于I个像素块，利用选择出的大于或等于I个像素块，生成同步检波图像。像素块的输出值只要是构成像素块的各像元点的输出值的平均值即可。
[0022]图像输出部18将由图像生成部15所生成的同步检波图像向下位的系统输出。
[0023]〈曝光控制〉
[0024]下面，参照图2，对曝光控制部14控制拍摄部12以及投光部11，以使得在一个检波周期内获得曝光条件不同的大于或等于2个同步检波图像的方法进行说明。图2的“帧编号”是对在一个检波周期内所拍摄的帧进行表示的识别编号。此外，“帧”由拍摄定时连续的大于或等于I个图像构成。“曝光时间”是将在各帧中受光元件穿过镜头而受光的时间、即曝光时间标准化地示出。即，在将帧I的曝光时间设为I的情况下，帧2的曝光时间是1/2，帧3的曝光时间是1/4。“投光强度峰值”是将与各帧的拍摄同步地从投光部11投射的投光量标准化地示出。即，在将帧I的投光量设为I的情况下，帧2的投光量是2，帧3的投光量是4。
[0025]在帧I中，拍摄部12以曝光时间⑴对由投光部11投射的光(投光量I)进行受光的情况下，拍摄部12的曝光量是1X1 = 1。在帧2中，拍摄部12以曝光时间⑵对由投光部11投射的光(投光量1/2)进行受光的情况下，拍摄部12的曝光量是1/2X2 = I。在帧3中，拍摄部12以曝光时间(4)对由投光部11投射的光(投光量1/4)进行受光的情况下，拍摄部12的曝光量是1/4X4 = 1这样，曝光控制部14控制拍摄部12以及投光部11的曝光条件，以使得在帧I?3中，拍摄部12与由投光部11投射的光对应的曝光量处于恒定。曝光控制部14在帧4?6中也以同样的方式，控制拍摄部12以及投光部11的曝光条件。曝光控制部14能够取代拍摄部12的曝光时间而控制镜头的光圈值来作为拍摄部12的曝光条件。取代延长曝光时间而减小光圈值即可。另外，曝光控制部14能够取代投光部11的投光量而控制投光部11的投光时间来作为投光部11的曝光条件。取代增加投光部11的投光量而延长投光时间即可。
[0026]帧4?6的曝光时间以及投光量与帧I?3分别相同。帧7?9的曝光时间也与帧I?3分别相同。但是，帧7?9的投光量均是零。即，帧7?9与在投光部11不投光的状态下拍摄部12所拍摄出的图像相当。
[0027]同步检波处理部13从在投光部11正在投光的状态下所拍摄出的帧I?6的输出值，减去在投光部11不投光的状态下所拍摄出的帧7?9的输出值，求出同步检波图像KGl?KG3。例如，从将在投光状态下所拍摄出的帧I以及帧4的输出值平均后的帧，减去与帧I以及帧4曝光时间相等的帧7的输出值。由此，在来自拍摄对象P的反射光之中，仅提取所投射的光的成分，生成减少了环境光的影响后的同步检波图像。同样地，从将帧2以及帧5的输出值平均后的帧，减去与帧2以及帧5曝光时间相等的帧8的输出值。并且，从将帧3以及帧6的输出值平均后的帧，减去与帧3以及帧6曝光时间相等的帧9的输出值。这样，曝光控