[发明专利]成像装置、成像方法及程序

说明书

相关申请

本申请要求2010年5月31日在日本提交的日本专利申请No.2010-125195的权益，通过引用将其内容合并于此。

技术领域

本发明涉及使具有视差的曝光量不同的多个图像成像的成像装置，特别地，涉及具有测量到对象的距离和生成由多个图像合成的宽动态范围图像的功能的成像装置。

背景技术

近年来，数码照相机的使用在以监视照相机、车载照相机等为代表的诸如安全、基础设施和保险的广泛应用中快速增长。与普通家用数码照相机的性能需求(例如，高图像质量和高分辨率)不同，在这些应用中的使用需要：例如，宽动态范围，用于在任何环境下使对象可靠地成像而不丢失阴影和高亮细节；以及为了传感(sensing)的目的，测量到对象的距离的测距功能。

生成宽动态范围图像的常见方式是将以不同曝光量拍摄的多个图像合成，并且之前已经提出了多种技术。利用具有视差的多个图像来测量到图像中的对象的距离的常见技术是在图像之间对对象执行匹配并且将三角测量的原理应用于对象在每个图像中的成像位置。之前也已经提出了用于在图像之间进行匹配的多种方法。

因此，已经独立地提出了各种用于生成宽动态范围图像和测量距离的技术，也已经提出了用于依据具有视差的曝光量不同的多个图像执行宽动态范围图像的生成和距离的测量的技术。例如，专利文件1中所描述的成像装置具有使具有视差的曝光量相同的多个图像以及没有视差的曝光量不同的多个图像成像的单元。该成像装置依据前者图像来测量到对象的距离并依据后者图像生成宽动态范围图像，从而提供距离信息和宽动态范围图像两者。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本专利国内公表公报特表No.2003-18617

发明内容

本发明要解决的问题

然而，传统的技术需要具有视差的曝光量相同的两个图像来测量到对象的距离，需要没有视差的曝光量不同的两个图像来生成宽动态范围图像，所以总共需要至少4个图像。

假设图像由普通的立体照相机(stereo camera)拍摄，该立体照相机能够在一帧画面中拍摄具有视差的曝光量相同的两个图像，所以将以曝光量n在给定的时间在第t帧内拍摄图像，并且以曝光量m在下一个第(t+1)帧内拍摄图像。然后可以依据在同一帧内所拍摄的两个图像来确定距离信息。然而，宽动态范围图像的生成需要将第t帧内所拍摄的图像与第(t+1)帧内所拍摄的图像合成，所以在要合成的两个图像之间存在成像中的时滞。在对象移动的场景中，将存在由于移动而造成发生模糊图像的问题。

在使用能够在一帧画面中拍摄具有视差的曝光量不同的两个图像的立体照相机的情况下，将在给定时间，在第t帧内，由照相机A以曝光量n拍摄图像并由照相机B以曝光量m拍摄图像，并且在第(t+1)帧内，由照相机A以曝光量m拍摄图像并由照相机B以曝光量n拍摄图像。然后，可以依据在同一帧中拍摄的两个图像来生成宽动态范围图像。然而，利用在不同帧中拍摄的图像来执行距离测量，因此在成像中存在时滞。在对象移动的场景中，将存在无法正确计算到对象的距离的问题，因为该对象在帧之间移动。

为了解决传统问题而作出的本发明的目的在于，提供一种同时执行宽动态范围图像的生成和到对象的距离的测量的成像装置和成像方法。

解决问题的手段

本发明的成像装置包括：成像单元，利用多个成像器件以不同曝光量进行成像，以生成具有视差的曝光量不同的图像；图像亮度调节单元，基于用于使每个图像成像的曝光量，调节由成像单元所成像的多个图像的亮度；匹配单元，使用经亮度调节的具有视差的多个图像来执行图像之间的匹配，并且确定指定具有视差的图像之间彼此对应的区域的匹配信息；距离计算单元，基于关于构成给定对象的图像的区域的匹配信息，确定到给定对象的距离；位置修正单元，基于匹配信息，修正具有视差的图像中的位置，以便从具有视差的图像中消除视差；以及宽动态范围图像生成单元，将经位置修正单元修正了位置的曝光量不同的多个图像进行合成，从而生成具有比成像单元所成像的图像更宽的动态范围的图像。

本发明的优点

本发明具有主要优势在于，能够同时执行宽动态范围图像的生成和到对象的距离的测量。

如下所述，存在本发明的其他方面。因此，本发明的公开意在提供本发明的部分方面，而并非意在限制这里所描述和要求的本发明的范围。

附图说明

图1是示出本发明实施例的成像装置的示意性结构的框图；

图2示出本发明实施例的通常的曝光量控制；