本發(fā)明涉及一種紅外線攝像裝置、圖像處理方法及圖像處理程序。

背景技術(shù)：

例如，已知有一種如熱像儀和夜視鏡等拍攝紅外線圖像的紅外線攝像裝置(例如，參考專利文獻(xiàn)1～3)。

專利文獻(xiàn)1中公開了一種在攝像光學(xué)系統(tǒng)中具有光圈的紅外線攝像裝置。

專利文獻(xiàn)2中公開了一種在拍攝高溫被攝體的情況下，通過將攝像光學(xué)系統(tǒng)中所包含的光圈的開口面積設(shè)為最小而防止成像元件受損的紅外線攝像裝置。

專利文獻(xiàn)3中公開了通過根據(jù)拍攝中的被攝體的溫度中的最高溫度控制光圈而改變測(cè)定溫度范圍的紅外線攝像裝置。

以往技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-080130號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-278036號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開平9-101207號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

專利文獻(xiàn)2中所記載的紅外線攝像裝置中，拍攝高溫被攝體時(shí)，光圈的開口面積被控制為最小，因此到達(dá)成像元件的來自低溫被攝體的紅外線量減少，且無法良好地拍攝低溫被攝體。

專利文獻(xiàn)3中所記載的紅外線攝像裝置中，測(cè)定溫度范圍根據(jù)被攝體的最高溫度而改變，因此在該最高溫度非常高的情況下，對(duì)來自低溫的被攝體的紅外線的靈敏度降低，且無法良好地拍攝低溫被攝體。

專利文獻(xiàn)1中，并未設(shè)想控制光圈的開口面積，且無法提高混合存在低溫被攝體和高溫被攝體的場(chǎng)景中的拍攝質(zhì)量。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高混合存在低溫被攝體和高溫被攝體的場(chǎng)景中的拍攝質(zhì)量的紅外線攝像裝置、圖像處理方法及圖像處理程序。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明的紅外線攝像裝置具備：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度；及圖像處理部，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

本發(fā)明的圖像處理方法為基于紅外線攝像裝置的圖像處理方法，該紅外線攝像裝置具有：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；及溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度，其中，

該圖像處理方法具備：圖像處理步驟，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

本發(fā)明的圖像處理程序?yàn)橛糜谑辜t外線攝像裝置執(zhí)行圖像處理步驟的程序，上述紅外線攝像裝置具有：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；及溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度，上述圖像處理步驟中，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠提高混合存在低溫被攝體和高溫被攝體的場(chǎng)景中的拍攝質(zhì)量的紅外線攝像裝置、圖像處理方法及圖像處理程序。

附圖說明

圖1為表示用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的紅外線攝像裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2為用于說明利用將F值改變?yōu)镕1和F1.4而拍攝得到的兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)的FPN計(jì)算方法的圖。

圖3為表示F值與表示透射光圈2的紅外線量的紅外線透射率α的關(guān)系的圖。

圖4為用于說明圖1所示的紅外線攝像裝置中的FPN計(jì)算動(dòng)作的流程圖。

圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)為表示從成像元件3側(cè)觀察到的光圈2的圖。

圖6為表示F值與從光圈2射出的紅外線量的關(guān)系的圖。

圖7為用于說明FPN計(jì)算方法的變形例的圖。

圖8為表示通過成像元件3拍攝溫度相同的被攝體時(shí)的各紅外線檢測(cè)像素的檢測(cè)靈敏度的圖。

圖9為用于說明從位置“L”或“R”紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的圖。

圖10為表示從成像元件3的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值相對(duì)于被攝體溫度的變化(紅外線檢測(cè)像素的輸出響應(yīng)特性)的圖。

圖11為表示運(yùn)算系數(shù)a的圖。

圖12為表示運(yùn)算系數(shù)b的圖。

圖13為表示兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)的合成結(jié)果的圖。

圖14表示通過圖1的紅外線攝像裝置拍攝的被攝體的一例的圖。

圖15(a)、圖15(b)為表示根據(jù)兩個(gè)值改變光圈2的F值并拍攝圖14的被攝體而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)的圖。

圖16為表示合成攝像圖像數(shù)據(jù)151和攝像圖像數(shù)據(jù)152而得到的合成圖像數(shù)據(jù)155的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1為表示用于對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明的紅外線攝像裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖1所示的紅外線攝像裝置具備成像透鏡1、光圈2、通過成像透鏡1及光圈2而拍攝被攝體的成像元件3、用于檢測(cè)光圈2的溫度的溫度檢測(cè)部4、模擬信號(hào)處理部6、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D轉(zhuǎn)換電路)7、光圈驅(qū)動(dòng)部9及成像元件驅(qū)動(dòng)部10。

成像元件3具有經(jīng)由成像透鏡1及光圈2而聚光且檢測(cè)從被攝體射出的紅外線(通常為波長(zhǎng)8μm～12μm的光)的二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素。成像元件3通過成像元件驅(qū)動(dòng)部10而被驅(qū)動(dòng)。

作為紅外線檢測(cè)像素中所使用的紅外線檢測(cè)元件，例如可舉出熱釋電元件?；蛘撸€可使用連接有產(chǎn)生塞貝克效應(yīng)的熱電偶的熱電堆型、利用基于溫度上升的電阻值的變化的熱輻射計(jì)型等紅外線檢測(cè)元件。

另外，關(guān)于紅外線檢測(cè)元件，并不限定于這些，若能夠檢測(cè)出紅外線，則其種類并無限制。本說明書中，將從成像元件3的所有紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)的集合稱為攝像圖像數(shù)據(jù)。

光圈2配置在比成像元件3更靠被攝體側(cè)，并通過光圈驅(qū)動(dòng)部9控制開口面積。

溫度檢測(cè)部4由配置在光圈2附近的熱敏電阻等溫度傳感器構(gòu)成，并向系統(tǒng)控制部11通知所檢測(cè)出的溫度。

模擬信號(hào)處理部6進(jìn)行模擬信號(hào)處理，該模擬信號(hào)處理包含對(duì)從成像元件3輸出的攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值乘以增益而增幅的增幅處理。

A/D轉(zhuǎn)換電路7將從模擬信號(hào)處理部6輸出的模擬攝像圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

模擬信號(hào)處理部6、A/D轉(zhuǎn)換電路7、光圈驅(qū)動(dòng)部9及成像元件驅(qū)動(dòng)部10通過系統(tǒng)控制部11而被控制。

系統(tǒng)控制部11中輸入有通過操作部14而由用戶發(fā)出的指示信號(hào)。

而且，紅外線攝像裝置的電控系統(tǒng)具備：主存儲(chǔ)器16；存儲(chǔ)器控制部15，連接在主存儲(chǔ)器16；數(shù)字信號(hào)處理部17，進(jìn)行將從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的攝像圖像數(shù)據(jù)改變?yōu)槟軌蛲ㄟ^顯示部23顯示的形式的處理等；FPN計(jì)算部19，計(jì)算通過成像元件3拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包含的FPN；外部存儲(chǔ)器控制部20，與裝卸自如的記錄介質(zhì)21連接；及顯示控制部22，與顯示部23連接。

存儲(chǔ)器控制部15、數(shù)字信號(hào)處理部17、FPN計(jì)算部19、外部存儲(chǔ)器控制部20及顯示控制部22通過控制總線24及數(shù)據(jù)總線25而彼此連接，并通過來自系統(tǒng)控制部11的命令而被控制。

FPN計(jì)算部19根據(jù)在將光圈2的F值設(shè)為第一值的狀態(tài)下通過成像元件3拍攝被攝體而得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)及在將光圈2的F值設(shè)為第二值的狀態(tài)下通過成像元件3拍攝被攝體而得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)和第一值及第二值計(jì)算通過成像元件3拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包含的FPN。

圖2為用于說明第一值為F1，第二值為F1.4時(shí)的FPN的計(jì)算方法的圖。

圖2中，符號(hào)31表示在F值＝F1的狀態(tài)下得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)中的任意坐標(biāo)位置的像素信號(hào)值。符號(hào)32表示在F值＝F1.4的狀態(tài)下得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)中的上述任意坐標(biāo)位置的像素信號(hào)值。

如圖2所示，第一攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值31和第二攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值32分別由FPN成分C_fpn和FPN成分C_fpn以外的信號(hào)成分SG構(gòu)成。

在此，第一攝像圖像數(shù)據(jù)和第二攝像圖像數(shù)據(jù)利用接近時(shí)刻(例如連續(xù)的拍攝)內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)。因此，可認(rèn)為第一攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值31和第二攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值32中所包含的FPN成分C_fpn為完全相同的值。

圖3為表示F值與紅外線透射率α的關(guān)系的圖，該紅外線透射率α表示透射光圈2的紅外線量。圖3中，將透射F值＝F1(光圈2的開口面積為最大的狀態(tài))時(shí)的光圈2的紅外線透射率α設(shè)為“100％”而標(biāo)準(zhǔn)化。

如圖3所示，F(xiàn)值＝F1.4時(shí)，與F值＝F1時(shí)相比，入射于成像元件3的紅外線量變成一半。

即，圖2所示的第二攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值32中所包含的信號(hào)成分SG(以下，還稱為SG(2))成為第一攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值31中所包含的信號(hào)成分SG(以下，還稱為SG(1))乘以F值＝F1.4和F值＝F1中的紅外線透射率α之比(＝0.5)的值。

如此，根據(jù)得到像素信號(hào)值31時(shí)的F值與得到像素信號(hào)值32時(shí)的F值之差，唯一確定像素信號(hào)值31中所包含的信號(hào)成分SG(1)與像素信號(hào)值32中所包含的信號(hào)成分SG(2)的比。

FPN計(jì)算部19根據(jù)F值＝F1.4和F值＝F1中的紅外線透射率α之比(＝0.5)，設(shè)定用于將信號(hào)成分SG(2)設(shè)為與信號(hào)成分SG(1)相同的值的系數(shù)，將所設(shè)定的系數(shù)乘以像素信號(hào)值31和像素信號(hào)值32的至少一方。

例如，當(dāng)像素信號(hào)值31僅乘以系數(shù)時(shí)，將F值＝F1.4和F值＝F1中的紅外線透射率α之比(＝0.5)設(shè)定為系數(shù)。

并且，當(dāng)像素信號(hào)值32僅乘以系數(shù)時(shí)，將F值＝F1.4和F值＝F1中的紅外線透射率α之比(＝0.5)的倒數(shù)(＝2)設(shè)定為系數(shù)。

并且，當(dāng)像素信號(hào)值31和像素信號(hào)值32各自乘以系數(shù)時(shí)，以各自相乘的系數(shù)之比成為F值＝F1.4和F值＝F1中的紅外線透射率α之比(＝0.5)的方式設(shè)定系數(shù)。

例如，將與像素信號(hào)值31相乘的系數(shù)設(shè)定為“1.5”，與像素信號(hào)值32相乘的系數(shù)設(shè)定為“3”。

圖2中示出像素信號(hào)值32乘以系數(shù)(＝2)而得到的像素信號(hào)值33。通過乘以該系數(shù)，像素信號(hào)值31的信號(hào)成分SG與像素信號(hào)值33的信號(hào)成分SG成為相同的值。

從而，F(xiàn)PN計(jì)算部19在乘以該系數(shù)之后，從像素信號(hào)值33減去像素信號(hào)值31，由此能夠計(jì)算FPN成分C_fpn。

另外，當(dāng)像素信號(hào)值31僅乘以系數(shù)時(shí)，從像素信號(hào)值32減去將像素信號(hào)值31乘以0.5倍而得到的像素信號(hào)值，并將減去后的像素信號(hào)值設(shè)為2倍，由此能夠計(jì)算FPN成分C_fpn。

并且，當(dāng)像素信號(hào)值31和像素信號(hào)值32各自乘以系數(shù)時(shí)，從將像素信號(hào)值32乘以3倍而得到的像素信號(hào)值減去將像素信號(hào)值31乘以1.5倍而得到的像素信號(hào)值，并將減去后的像素信號(hào)值除以1.5，由此能夠計(jì)算FPN成分C_fpn。

圖4為用于說明圖1所示的紅外線攝像裝置中的FPN計(jì)算動(dòng)作的流程圖。

圖4所示的處理中，例如，為將通過成像元件3對(duì)被攝體進(jìn)行多次拍攝的而得到的紅外圖像顯示于顯示部23的動(dòng)態(tài)圖像拍攝模式時(shí)隔開恒定間隔(例如10秒一次)進(jìn)行。

并且，動(dòng)態(tài)圖像拍攝模式時(shí)，將光圈2的F值在動(dòng)態(tài)圖像拍攝開始時(shí)預(yù)先通過手動(dòng)操作等設(shè)定為第一值。

首先，若開始進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像拍攝，則從成像元件3隔開恒定間隔輸出的攝像圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)字信號(hào)處理部17而被處理并生成記錄用數(shù)據(jù)。該記錄用數(shù)據(jù)記錄于記錄介質(zhì)21，并且基于該記錄用數(shù)據(jù)的紅外圖像顯示于顯示部23。

數(shù)字信號(hào)處理部17對(duì)攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理包括從攝像圖像數(shù)據(jù)減去記錄在主存儲(chǔ)器16的FPN記錄用區(qū)域的FPN成分C_fpn而校正FPN的處理。

動(dòng)態(tài)圖像拍攝開始時(shí)，在主存儲(chǔ)器16的FPN記錄用區(qū)域中未記錄有FPN成分C_fpn，因此在設(shè)定為動(dòng)態(tài)圖像拍攝模式時(shí)，紅外線攝像裝置首先進(jìn)行以下進(jìn)行說明的處理。

系統(tǒng)控制部11將光圈2的F值維持在作為拍攝條件而設(shè)定的第一值，且在該狀態(tài)下對(duì)成像元件3進(jìn)行成像(步驟S1)。通過該成像而從成像元件3輸出的第一攝像圖像數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)器16(步驟S2)。

接著，系統(tǒng)控制部11將光圈2的F值從第一值變更為第二值，且在該狀態(tài)下對(duì)成像元件3進(jìn)行拍攝(步驟S3)。通過該成像而從成像元件3輸出的第二攝像圖像數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)器16(步驟S4)。

接著，F(xiàn)PN計(jì)算部19獲取暫時(shí)存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器16的第一攝像圖像數(shù)據(jù)及第二攝像圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)所獲取的第一攝像圖像數(shù)據(jù)及第二攝像圖像數(shù)據(jù)和作為獲取第一攝像圖像數(shù)據(jù)時(shí)的F值的第一值及作為獲取第二攝像圖像數(shù)據(jù)時(shí)的F值的第二值計(jì)算FPN成分C_fpn(步驟S5)。

FPN計(jì)算部19在計(jì)算出FPN成分C_fpn時(shí)，將其記錄于主存儲(chǔ)器16中的FPN記錄用區(qū)域。

而且，數(shù)字信號(hào)處理部17從暫時(shí)存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器16的第一攝像圖像數(shù)據(jù)及第二攝像圖像數(shù)據(jù)各自減去在步驟S5中生成的FPN成分C_fpn，從而校正FPN(步驟S6)。

接著，數(shù)字信號(hào)處理部17進(jìn)行對(duì)FPN校正后的第二攝像圖像數(shù)據(jù)乘以增益的處理，以使減少FPN校正后的第二攝像圖像數(shù)據(jù)的亮度與FPN校正后的第一攝像圖像數(shù)據(jù)的亮度之差(步驟S7)。

具體而言，數(shù)字信號(hào)處理部17將與第二值和第一值之差相對(duì)應(yīng)的增益乘以FPN校正后的第二攝像圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)處理部17作為增益處理部而發(fā)揮功能。

例如，若第一值為F1，第二值為F1.4，則數(shù)字信號(hào)處理部17根據(jù)圖2所示的F1與F1.4中的紅外線透射率α的差異，作為增益＝2而將第二攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值乘以2倍。

若第一值為F2，第二值為F1.4，則數(shù)字信號(hào)處理部17根據(jù)圖2所示的F2與F1.4中的紅外線透射率α的差異，作為增益＝0.5而將第二攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值乘以0.5倍。

步驟S7之后，數(shù)字信號(hào)處理部17根據(jù)在步驟S6、步驟7中進(jìn)行處理之后的第一攝像圖像數(shù)據(jù)及第二攝像圖像數(shù)據(jù)生成記錄用數(shù)據(jù)，并將其記錄于記錄介質(zhì)21(步驟S8)。

步驟S8之后，系統(tǒng)控制部11將F值從第二值還原到第一值，并繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像拍攝。

如以上，根據(jù)圖1的紅外線攝像裝置，不中斷動(dòng)態(tài)圖像即能夠以高精度計(jì)算FPN。并且，如以往技術(shù)，在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中不會(huì)定期發(fā)生散焦的拍攝圖像，能夠拍攝高質(zhì)量的動(dòng)態(tài)圖像。

并且，并不關(guān)閉快門或者制作非聚焦?fàn)顟B(tài)，能夠在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中僅通過瞬間關(guān)閉或打開光圈2的動(dòng)作來計(jì)算FPN。因此，能夠減少用于FPN計(jì)算的電力。

并且，根據(jù)圖1的紅外線攝像裝置，第二攝像圖像數(shù)據(jù)的亮度通過增益而被校正，因此在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中記錄于記錄介質(zhì)的記錄用數(shù)據(jù)的亮度變均勻。并且，在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中顯示于顯示部23的圖像的亮度也變均勻。從而，在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中能夠去除通過變更光圈2的F值而產(chǎn)生的畫質(zhì)變動(dòng)而維持動(dòng)態(tài)圖像的質(zhì)量。

另外，若在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中改變光圈的F值，則景深有可能發(fā)生變化。拍攝主要使用于觀賞目的的可見光像的撮像裝置中，根據(jù)景深的變化而畫質(zhì)變動(dòng)明顯，導(dǎo)致給鑒賞動(dòng)態(tài)圖像的利用者帶來不協(xié)調(diào)感。

然而，紅外線攝像裝置中，例如在拍攝平面被攝體的情況下，能夠容許基于景深的變化的畫質(zhì)變動(dòng)。

如此，紅外線攝像裝置中，存在動(dòng)態(tài)圖像拍攝中容許景深的變化的場(chǎng)景，因此上述FPN計(jì)算方法在紅外線攝像裝置中成為有效的方法。

上述FNP計(jì)算方法中，根據(jù)改變F值而獲得的兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)計(jì)算FPN，因此若在該兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容中存在較大的差異，則很難正確計(jì)算FPN。

于是，F(xiàn)PN計(jì)算部19在圖4的步驟S4之后，對(duì)第一攝像圖像數(shù)據(jù)與第二攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并通過周知的運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)處理判定在該兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中是否存在運(yùn)動(dòng)物體部分。FPN計(jì)算部19作為運(yùn)動(dòng)物體判定部而發(fā)揮功能。

當(dāng)判定為存在運(yùn)動(dòng)物體部分時(shí)，F(xiàn)PN計(jì)算部19判斷FPN計(jì)算精度降低，且省略步驟S5的處理。

而且，在步驟S6中，數(shù)字信號(hào)處理部17利用存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器16中的FPN而對(duì)第一攝像圖像數(shù)據(jù)和第二攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行FPN校正，之后，將處理移到步驟S7。

由此，能夠防止存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器16中的FPN被更新為精度較低的FPN，并能夠提高動(dòng)態(tài)圖像質(zhì)量。

另外，由FPN計(jì)算部19進(jìn)行上述FPN計(jì)算處理的時(shí)刻可以為通過溫度檢測(cè)部4檢測(cè)出的溫度的變動(dòng)量成為閾值以上的時(shí)刻。溫度的變動(dòng)量較大時(shí)，認(rèn)為FPN的變化較大，因此該時(shí)刻為有效。

并且，當(dāng)通過FPN計(jì)算部19計(jì)算出的FPN成為閾值以上時(shí)，系統(tǒng)控制部11有效停止連續(xù)拍攝，并冷卻成像元件3。由此，能夠防止畫質(zhì)劣化。

圖1的紅外線攝像裝置具備光圈2，因此入射于成像元件3的紅外線中還包含從光圈2的光圈葉片射出的紅外線。

以上說明中，F(xiàn)PN計(jì)算部19未考慮從高光圈葉片射出的紅外線而進(jìn)行FPN的計(jì)算。以下，為了進(jìn)一步提高FPN的計(jì)算精度，考慮從光圈葉片射出的紅外線而對(duì)計(jì)算FPN的方法進(jìn)行說明。

圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)為表示從成像元件3側(cè)觀察光圈2的圖。圖5(a)表示F值＝F1時(shí)的光圈2的狀態(tài)，圖5(b)表示F值＝F1.4時(shí)的光圈2的狀態(tài)，圖5(c)表示完全關(guān)閉光圈2的狀態(tài)下(設(shè)為F值＝F∞)的光圈2的狀態(tài)。圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)中，符號(hào)2a表示基于成像元件3的拍攝范圍與光圈葉片外周的重復(fù)部分，符號(hào)2b表示光圈葉片的表面，符號(hào)2c表示光圈2的開口。

如圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)所示，從成像元件3側(cè)觀察時(shí)，光圈2的F值發(fā)生變化時(shí)，光圈葉片的露出面積發(fā)生改變。F值＝F∞與F值＝F1.4的比較中，相對(duì)于F值＝F∞時(shí)，在F值＝F1.4時(shí)光圈葉片的露出面積成為約1/2倍。光圈葉片的露出面積表示從成像元件3觀察時(shí)，光圈葉片未被遮擋紅外線的障礙物遮蔽的部分的面積。

從該光圈葉片的露出部分射出紅外線而入射于成像元件3，因此如上所述，通過F值＝F1而得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)成分SG(1)與通過F值＝F1.4而得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)成分SG(2)之比優(yōu)選考慮從光圈2射出的紅外線量。

圖6為表示F值與從光圈2射出的紅外線量的關(guān)系的圖。圖6中，將F值＝F1時(shí)從光圈2射出的紅外線量β設(shè)為“0”，將F值＝F∞時(shí)從光圈2射出的紅外線量設(shè)為“100”而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

如圖6所示，與F值＝F∞時(shí)相比，F(xiàn)值＝F1.4時(shí)，從光圈2射出的紅外線量β成為約1/2倍。另外，圖6的數(shù)據(jù)根據(jù)光圈2的溫度而不同，因此主存儲(chǔ)器16中按每一光圈2的溫度而存儲(chǔ)有圖6所示的數(shù)據(jù)。

并且，根據(jù)從光圈2射出的紅外線量而從成像元件3的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值并不相同，且根據(jù)紅外線檢測(cè)像素的受光面上的位置而不同。

例如，從位于與光圈2的開口部分相對(duì)置的位置的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值變小，但從位于與光圈2的光圈葉片相對(duì)置的位置的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值變大。

圖1的紅外線攝像裝置的主存儲(chǔ)器16按能夠設(shè)定的每一F值預(yù)先存儲(chǔ)有表格數(shù)據(jù)，該表格數(shù)據(jù)中記錄有根據(jù)從光圈2射出的紅外線而從各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值。

并且，與任意F值相對(duì)應(yīng)的表格數(shù)據(jù)按每一光圈2的溫度而存儲(chǔ)多個(gè)。其理由為如下，即若光圈2的溫度不同，則光圈葉片的露出面積即使相同，從光圈2射出的紅外線量也不同。

例如，從通過成像元件3拍攝溫度為已知且溫度分布相同的被攝體而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)的各像素信號(hào)值減去相當(dāng)于該被攝體的溫度的信號(hào)值，由此能夠按紅外線檢測(cè)像素求出與從光圈2射出的紅外線相對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)值。

改變F值來反復(fù)進(jìn)行這種操作，由此能夠求出上述表格數(shù)據(jù)。并且，將F值固定而直接改變光圈2的溫度的同時(shí)反復(fù)進(jìn)行上述操作，由此能夠相對(duì)于相同的F值而生成多個(gè)表格數(shù)據(jù)。

另外，根據(jù)從光圈2射出的紅外線從各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值與光圈2的溫度的4次方和光圈2的露出面積的積成比例。

因此，相對(duì)于任意F值(最小值以外的值)，求出根據(jù)從光圈2射出的紅外線而從各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值，并通過光圈2的溫度和F值對(duì)該像素信號(hào)值進(jìn)行校正，由此也能夠制作上述表格數(shù)據(jù)。

圖7為用于說明FPN計(jì)算方法的變形例的圖。

圖7中示出在F值＝F1的狀態(tài)下得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)中的任意坐標(biāo)位置的像素信號(hào)值41和在F值＝F1.4的狀態(tài)下得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)中的上述任意坐標(biāo)位置的像素信號(hào)值42。

像素信號(hào)值41和像素信號(hào)值42各自所包含的信號(hào)成分SG包含與從被攝體射出的紅外線相對(duì)應(yīng)的信號(hào)成分SG(obj)和從光圈2射出的信號(hào)成分SG(ap)。另外，當(dāng)F值＝F1時(shí)，光圈2的露出面積成為“0”，因此像素信號(hào)值41的信號(hào)成分SG(ap)為“0”。

像素信號(hào)值41的信號(hào)成分SG(obj)與像素信號(hào)值42的信號(hào)成分SG(obj)之比根據(jù)F1和F1.4時(shí)的紅外線透射率α之比而確定，約為“0.5”。并且，像素信號(hào)值41的信號(hào)成分SG(ap)和像素信號(hào)值42的信號(hào)成分SG(ap)為通過上述表格數(shù)據(jù)而已知的值。

FPN計(jì)算部19從與通過溫度檢測(cè)部4檢測(cè)出的光圈2的溫度及F值＝F1的組合相對(duì)應(yīng)的表格數(shù)據(jù)檢索而獲取像素信號(hào)值41的信號(hào)成分SG(ap)。

并且，從與通過溫度檢測(cè)部4檢測(cè)出的光圈2的溫度及F值＝F1.4的組合相對(duì)應(yīng)的表格數(shù)據(jù)檢索而獲取像素信號(hào)值42的信號(hào)成分SG(ap)。

接著，F(xiàn)PN計(jì)算部19設(shè)定系數(shù)，該系數(shù)用于將從像素信號(hào)值41減去上述獲取的信號(hào)成分SG(ap)而得到的像素信號(hào)值41a和從像素信號(hào)值42減去上述獲取的信號(hào)成分SG(ap)而得到的像素信號(hào)值42a設(shè)為相同。

而且，F(xiàn)PN計(jì)算部19將所設(shè)定的系數(shù)與像素信號(hào)值41a和像素信號(hào)值42a的至少一方相乘。相乘后的處理與在圖2中說明的處理相同。

如以上，還考慮根據(jù)F值的改變而從光圈2射出的紅外線量發(fā)生變化的情況來計(jì)算FPN，由此能以更高的高精度計(jì)算FPN，并能夠提高畫質(zhì)。

至此，在成像元件3的受光面的任意位置，將表示從與相同量的紅外線相對(duì)應(yīng)的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的檢測(cè)靈敏度設(shè)為相同而進(jìn)行了說明。但是，實(shí)際上，根據(jù)紅外線檢測(cè)像素的受光面中的位置而紅外線檢測(cè)像素的檢測(cè)靈敏度發(fā)生變化，且在攝像圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生陰影(shading)。

圖8為表示通過成像元件3拍攝溫度相同的被攝體時(shí)的各紅外線檢測(cè)像素的檢測(cè)靈敏度γ的圖。圖8的橫軸表示受光面上的一方向上的位置，并以0表示與攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸相交的位置。

“R”表示在成像元件3的受光面上所設(shè)定的直線即位于通過位置0的紅外線檢測(cè)像素的直線上且位于紅外線檢測(cè)像素中的一端部的紅外線檢測(cè)像素的位置?！癓”表示位于該直線上且位于紅外線檢測(cè)像素中的另一端部的紅外線檢測(cè)像素的位置。

并且，圖8中，以虛線表示F值＝F1時(shí)的檢測(cè)靈敏度γ，并以實(shí)線表示F值＝F1.4時(shí)的檢測(cè)靈敏度γ。圖8中，將位置0的紅外線檢測(cè)像素的檢測(cè)靈敏度γ設(shè)為“100％”而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

如圖8所示，紅外線檢測(cè)像素的檢測(cè)靈敏度γ在受光面的中心成為最高，并隨著接近受光面的端部而下降。并且，檢測(cè)靈敏度γ的下降程度根據(jù)F值而不同。

從而，相對(duì)于從位于受光面的中心的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值，成為圖2所示的關(guān)系，但相對(duì)于從位于受光面的周邊的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值，并不成為圖2所示的關(guān)系。

圖9為用于說明從位置“L”或“R”的紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的圖。

圖9中，符號(hào)31a表示在F值＝F1的狀態(tài)下通過拍攝而得到的像素信號(hào)值。符號(hào)32a表示在F值＝F1.4的狀態(tài)下通過拍攝而得到的像素信號(hào)值。圖9中以虛線示出圖2所示的像素信號(hào)值31、像素信號(hào)值32。

根據(jù)圖2所示的關(guān)系，與像素信號(hào)值31a的信號(hào)成分SG相比，像素信號(hào)值32a的信號(hào)成分SG減少。然而，根據(jù)圖8所示的關(guān)系，與位于受光面的中心的紅外線檢測(cè)像素相比，其減少幅度變小。

從而，優(yōu)選考慮因在該受光面上的位置的差異而引起的第一攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG與第二攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG之比的差異而計(jì)算FPN。

已知圖2所示的關(guān)系、圖6所示的關(guān)系及圖8所示的關(guān)系。因此，F(xiàn)PN計(jì)算部19參考圖2、圖6及圖8所示的數(shù)據(jù)將以下系數(shù)設(shè)定為與在受光面上的紅外線檢測(cè)像素的位置相對(duì)應(yīng)的值，該系數(shù)用于將第一攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG和第二攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG設(shè)為相同。

FPN計(jì)算部19將所設(shè)定的系數(shù)與第一攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG和第二攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG的至少一方相乘。

FPN計(jì)算部19根據(jù)相乘后的第一攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG與第二攝像圖像數(shù)據(jù)的像素信號(hào)值的信號(hào)成分SG之差計(jì)算FPN成分C_fpn。

由此，能夠進(jìn)一步正確計(jì)算FPN，并能夠?qū)崿F(xiàn)畫質(zhì)的提高。

利用數(shù)式對(duì)以上所說明的FPN計(jì)算方法進(jìn)行進(jìn)一步具體的說明。

將攝像圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(x，y)的像素信號(hào)值中的與從被攝體射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)的成分的數(shù)字值設(shè)為S_obj(x，y)。

將攝像圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(x，y)的像素信號(hào)值中的FPN成分的數(shù)字值設(shè)為C_fpn(x，y)。

將任意F值中的圖2所示的紅外線透射率α設(shè)為α(F)。α(F)為存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)器16的數(shù)據(jù)。

將攝像圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(x，y)的像素信號(hào)值中與任意F值及光圈2的溫度為T時(shí)從光圈2射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)值設(shè)為β(x，y，F(xiàn)，T)。β(x，y，F(xiàn)，T)為預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)而求出并記錄于主存儲(chǔ)器16的數(shù)據(jù)。

將任意的F值狀態(tài)下的紅外線檢測(cè)像素的受光面中的坐標(biāo)(x，y)的檢測(cè)靈敏度γ設(shè)為γ(x，y，F(xiàn))。γ(x，y，F(xiàn))為實(shí)驗(yàn)性求出并存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器16的數(shù)據(jù)。

將攝像圖像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(x，y)中的像素信號(hào)值的數(shù)字值設(shè)為Out(x，y)。

如以上設(shè)定時(shí)，Out(x，y)由以下式(1)表示。

[數(shù)式1]

Out(x，y)＝S_obi(x，y)×α(F)×γ(x，y，F(xiàn))+β(x，y，F(xiàn)，Ｔ)+C_fpn(x，y)……(1)

從而，F(xiàn)值＝F1時(shí)的Out(x，y)_F1由以下式(2)表示，F(xiàn)值＝F1.4時(shí)的Out(x，y)_F1.4由以下式(3)表示。

[數(shù)式2]

Out(x，y)_F1＝S_obi(x，y)×α(F1)×γ(x，y，F(xiàn)1)+β(x，y，F(xiàn)1，T)+C_fpn(x，y)……(2)

Out(x，y)_F1.4＝S_obi(x，y)×α(F1.4)×γ(x，y，F(xiàn)1.4)+β(x，y，F(xiàn)1.4，T)+C_fpn(x，y)……(3)

式(2)中，若將兩邊除以α(F1)×γ(x，y，F(xiàn)1)，則能夠變形為以下式(4)。

[數(shù)式3]

式(3)中，若將兩邊除以α(F1.4)×γ(x，y，F(xiàn)1.4)，則能夠變形為以下式(5)。

[數(shù)式4]

若從式(5)減去式(4)，則成為式(6)。

[數(shù)式5]

在式(6)中，若求出C_fpn(x，y)，則成為式(7)。

[數(shù)式6]

式(7)中所有數(shù)值為已知，因此能夠計(jì)算出FPN成分C_fpn(x，y)。

式(7)中的{1/α(F1.4)×γ(x，y，F(xiàn)1.4)}和{1/α(F1)×γ(x，y，F(xiàn)1)}為與F值＝F1和F值＝F1.4之差相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并成為用于將改變F值而獲取的兩個(gè)像素信號(hào)值中所包含的S_obj(x，y)設(shè)為相同的系數(shù)。

式(7)中，將γ(x，y，F(xiàn))設(shè)為“1”，將β(x，y，F(xiàn)，T)設(shè)為“0”的情況下的處理為在圖2中進(jìn)行說明的處理。并且，式(7)中，將γ(x，y，F(xiàn))設(shè)為“1”的情況下的處理為在圖7中進(jìn)行說明的處理。

至此，對(duì)拍攝動(dòng)態(tài)圖像時(shí)的FPN的計(jì)算方法進(jìn)行了說明。以下，對(duì)根據(jù)來自用戶的指示等通過成像元件3對(duì)被攝體進(jìn)行一次拍攝，并對(duì)通過該拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而得到的記錄用數(shù)據(jù)記錄于記錄介質(zhì)21的靜止圖像拍攝模式的動(dòng)作進(jìn)行說明。

靜止圖像拍攝模式中，數(shù)字信號(hào)處理部17對(duì)改變光圈2的F值而獲取的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成而生成一個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該攝像圖像數(shù)據(jù)生成記錄用數(shù)據(jù)而記錄于記錄介質(zhì)21。

圖10為表示從成像元件3的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值相對(duì)于被攝體溫度的變化(紅外線檢測(cè)像素的輸出響應(yīng)特性)的圖。

圖10中，符號(hào)101表示F值＝F1的狀態(tài)下的各紅外線檢測(cè)像素的輸出響應(yīng)特性。符號(hào)102表示F值＝F1.4的狀態(tài)下的各紅外線檢測(cè)像素的輸出響應(yīng)特性。

輸出響應(yīng)特性101和輸出響應(yīng)特性102均表示去除與從光圈2射出的紅外線相對(duì)應(yīng)的信號(hào)成分(上述β(x，y，F(xiàn)，T))的像素信號(hào)值。

F值＝F1的狀態(tài)下，較多的紅外線從被攝體入射于成像元件3。從而，相對(duì)于被攝體溫度的像素信號(hào)值的變化成陡峭。

圖10的例中，在F值＝F1的狀態(tài)下，相對(duì)于20℃以上的被攝體，像素信號(hào)值為飽和。因此，對(duì)于小于20℃的被攝體，能夠在S/N比(信噪比)較高的狀態(tài)下進(jìn)行拍攝，但對(duì)于20℃以上的被攝體，無法正確地進(jìn)行拍攝。

另一方面，在F值＝F1.4的狀態(tài)下，與F值＝F1時(shí)相比，入射于成像元件3的紅外線量減少。從而，相對(duì)于被攝體溫度的像素信號(hào)值的變化變得平緩。

圖10的例中，在F值＝F1.4的狀態(tài)下，相對(duì)于小于80℃的被攝體，像素信號(hào)值不飽和。即，能夠正確地拍攝小于80℃的被攝體像，但對(duì)于小于20℃的被攝體，像素信號(hào)值變小，因此S/N比惡化。

圖10中，將F值＝F1時(shí)的紅外線檢測(cè)像素達(dá)到飽和電平的溫度(＝20℃)稱為飽和溫度。并且，將F值＝F1.4時(shí)的紅外線檢測(cè)像素達(dá)到飽和電平的溫度(＝80℃)稱為飽和溫度。

如此，若改變光圈2的F值，則能夠正確拍攝的被攝體的上限溫度(飽和溫度)發(fā)生變化。

將在設(shè)為F值＝F1的狀態(tài)下得到的坐標(biāo)位置(x，y)的像素信號(hào)值設(shè)為Out(x，y，F(xiàn)1)，將在設(shè)為F值＝F1.4的狀態(tài)下得到的坐標(biāo)位置(x，y)的像素信號(hào)值設(shè)為Out(x，y，F(xiàn)2)。在該設(shè)定的基礎(chǔ)上，數(shù)字信號(hào)處理部17進(jìn)行以下式(8)的運(yùn)算，并生成像素信號(hào)值D(x，y)。

D(x，y)＝{Out(x，y，F(xiàn)1)-β(x，y，F(xiàn)1，T)}×a+{Out(x，y，F(xiàn)1.4)-β(x，y，F(xiàn)1.4，T)}×b……(8)

圖11為表示式(8)的運(yùn)算系數(shù)a的一例的圖。如圖11所示，被攝體溫度小于20℃的范圍時(shí)，運(yùn)算系數(shù)a成為與輸出響應(yīng)特性101成反比例的值。并且，被攝體溫度為20℃以上的范圍時(shí)，運(yùn)算系數(shù)a成為“0”，而與被攝體溫度無關(guān)。被攝體溫度為0℃時(shí)的運(yùn)算系數(shù)a成為圖10中的被攝體溫度＝20℃時(shí)的輸出響應(yīng)特性101的像素信號(hào)值與輸出響應(yīng)特性102的像素信號(hào)值之比，即“0.25”。

圖12為表示式(8)的運(yùn)算系數(shù)b的一例的圖。如圖12所示，運(yùn)算系數(shù)b在被攝體溫度小于20℃的范圍內(nèi)成為與輸出響應(yīng)特性101成比例的值。并且，運(yùn)算系數(shù)b在被攝體溫度為20℃以上的范圍內(nèi)成為“1”，而與被攝體溫度無關(guān)。并且，被攝體溫度為0℃時(shí)的運(yùn)算系數(shù)b成為“0”。

運(yùn)算系數(shù)a為與F值＝F1時(shí)的輸出響應(yīng)特性101(表示被攝體溫度與從所述成像元件的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的關(guān)系的信息)相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

運(yùn)算系數(shù)a為與F值＝F1.4時(shí)的輸出響應(yīng)特性102(表示被攝體溫度與從所述成像元件的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的關(guān)系的信息)相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

進(jìn)行式(8)的運(yùn)算而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)與通過具有以圖13的符號(hào)130表示的輸出響應(yīng)特性的紅外線檢測(cè)像素拍攝被攝體而得到的數(shù)據(jù)成為等效。

以符號(hào)130表示的輸出響應(yīng)特性與圖10的輸出響應(yīng)特性102變得相同。但是，在式(8)的運(yùn)算結(jié)果、被攝體溫度為20℃以下的范圍內(nèi)，被攝體溫度越低，則合成后的像素信號(hào)值D(x，y)中，{Out(x，y，F(xiàn)1)-β(x，y，F(xiàn)1，T)}所占的比例越高。

{Out(x，y，F(xiàn)1)-β(x，y，F(xiàn)1，T)}中，信號(hào)成分相對(duì)變多，與{Out(x，y，F(xiàn)1.4)-β(x，y，F(xiàn)1.4，T)}相比，S/N比更優(yōu)異。從而，通過具有以圖13的符號(hào)130表示的輸出響應(yīng)特性的紅外線檢測(cè)像素拍攝被攝體，由此關(guān)于小于20℃的低溫被攝體，不會(huì)使各像素信號(hào)值飽和，并且與F值＝F1.4時(shí)相比，能夠在進(jìn)一步提高S/N比的狀態(tài)下進(jìn)行拍攝。

并且，關(guān)于20℃以上且小于80℃的溫度范圍的被攝體，不使各像素信號(hào)值飽和即能夠進(jìn)行拍攝。因此，即使在低溫被攝體和高溫被攝體混合存在的場(chǎng)景中，也能夠提高拍攝質(zhì)量。

以上的說明中，按成像元件3中所包含的每一紅外線檢測(cè)像素進(jìn)行通過運(yùn)算系數(shù)a、運(yùn)算系數(shù)b對(duì)改變F值而獲取的多個(gè)像素信號(hào)值進(jìn)行加權(quán)相加的處理，由此生成一個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)。

作為該變形例，數(shù)字信號(hào)處理部17從改變F值而獲取的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)的每一個(gè)減去與從光圈2射出的紅外線相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)處理部17從減去而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)切取非飽和部分，并通過拼接所切取的部分而生成一個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)。

圖14為表示通過圖1的紅外線攝像裝置拍攝的被攝體的一例的圖。圖14中例示包括物體140、物體141、物體142的被攝體。圖14中，物體140和物體141的溫度為相同程度，物體142的溫度比物體140、物體141更高。

圖15(a)、圖15(b)為表示將光圈2的F值改變?yōu)閮蓚€(gè)值而拍攝圖14的被攝體而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)的圖。

圖15(a)例如表示以F值＝F1拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)151。圖15(b)例如表示以F值＝F1.4拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)152。

圖15(a)、圖15(b)中，符號(hào)142a為與圖14的被攝體142相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。符號(hào)140a為與圖14的被攝體140相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。符號(hào)141a為與圖14的被攝體141相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

圖15(a)、圖15(b)的例中，F(xiàn)值＝F1時(shí)的圖像數(shù)據(jù)部分142a的各像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平，但F值＝F1.4時(shí)的圖像數(shù)據(jù)部分142a的各像素信號(hào)值小于飽和電平。

并且，F(xiàn)值＝F1、F值＝F1.4時(shí)，圖像數(shù)據(jù)部分140a、圖像數(shù)據(jù)部分141a的各像素信號(hào)值均小于飽和電平。而且，F(xiàn)值＝F1時(shí)的圖像數(shù)據(jù)部分140a、圖像數(shù)據(jù)部分141a的各像素信號(hào)值電平相比，F(xiàn)值＝F1.4時(shí)的圖像數(shù)據(jù)部分140a、圖像數(shù)據(jù)部分141a的各像素信號(hào)值的電平變小。

圖15(a)、圖15(b)的例中，數(shù)字信號(hào)處理部17根據(jù)攝像圖像數(shù)據(jù)151檢測(cè)像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平的圖像數(shù)據(jù)部分142a，并從攝像圖像數(shù)據(jù)151切取圖像數(shù)據(jù)部分142a以外的部分。

數(shù)字信號(hào)處理部17從該切取的部分的各像素信號(hào)值根據(jù)獲取攝像圖像數(shù)據(jù)151時(shí)的F值及通過溫度檢測(cè)部4檢測(cè)出的光圈2的溫度減去與從光圈2射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)值(上述的β(x，y，F(xiàn)1，T))而生成第一修整數(shù)據(jù)。

接著，數(shù)字信號(hào)處理部17在攝像圖像數(shù)據(jù)152中對(duì)與上述檢測(cè)出的圖像數(shù)據(jù)部分相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)部分的各像素信號(hào)值與飽和電平進(jìn)行比較，判定各像素信號(hào)值是否小于飽和電平。各像素信號(hào)值小于飽和電平時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理部17從攝像圖像數(shù)據(jù)152切取該圖像數(shù)據(jù)部分。

數(shù)字信號(hào)處理部17從該切取的部分的各像素信號(hào)值根據(jù)獲取攝像圖像數(shù)據(jù)152時(shí)的F值及通過溫度檢測(cè)部4檢測(cè)出的光圈2的溫度減去與從光圈2射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)值(上述的β(x，y，F(xiàn)1.4，T))而生成第二修整信息。

而且，數(shù)字信號(hào)處理部17通過拼接第一修整信息和第二修整信息，合成兩個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)151、攝像圖像數(shù)據(jù)152，并生成圖16所示的合成圖像數(shù)據(jù)155。數(shù)字信號(hào)處理部17對(duì)合成圖像數(shù)據(jù)155進(jìn)行處理而得到記錄用數(shù)據(jù)。

如以上，在改變F值而獲取的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中存在包括像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平的物體部分的攝像圖像數(shù)據(jù)(設(shè)為攝像圖像數(shù)據(jù)(1))的情況下，數(shù)字信號(hào)處理部17包括與該物體部分相對(duì)應(yīng)且像素信號(hào)值小于飽和電平的物體部分，并且從多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中確定獲取時(shí)的F值成為最小的攝像圖像數(shù)據(jù)。

而且，數(shù)字信號(hào)處理部17以上述確定的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包括的上述物體部分的數(shù)據(jù)取代攝像圖像數(shù)據(jù)(1)的上述物體部分。由此，即使在低溫被攝體和高溫被攝體混合存在的場(chǎng)景中，也能夠得到正確地拍攝兩者的合成圖像數(shù)據(jù)。

另外，在改變F值而獲取的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中不存在包括像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平的物體部分的攝像圖像數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)字信號(hào)處理部17對(duì)獲取時(shí)的F值成為最小的攝像圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而生成記錄用數(shù)據(jù)即可。

并且，圖15(a)、圖15(b)的例中，對(duì)改變F值而進(jìn)行兩次拍攝的情況進(jìn)行了說明，但也可以改變F值而進(jìn)行3次以上的拍攝。

例如，以F值＝F1得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中飽和的物體部分存在兩處，該兩處之一即使在F值＝F1.4時(shí)也飽和，但可考慮F值＝F2時(shí)并不飽和的情況。

該情況中，將以F值＝F1得到的攝像圖像數(shù)據(jù)的兩處的物體部分取代為以F值＝F1.4得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包括的物體部分和以F值＝F2得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包括的物體部分即可。

另外，靜止圖像拍攝模式中，如上述改變F值而進(jìn)行多次拍攝，因此能夠進(jìn)行利用在該多次拍攝下得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)的前述FPN計(jì)算處理。數(shù)字信號(hào)處理部17從上述合成圖像數(shù)據(jù)減去在該FPN計(jì)算處理中得到的FPN數(shù)據(jù)而對(duì)其進(jìn)行FPN校正即可。

能夠?qū)⒂杀緦?shí)施方式的FPN計(jì)算部19及數(shù)字信號(hào)處理部17進(jìn)行的各步驟作為用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序而提供。這種程序記錄于能夠由計(jì)算機(jī)讀取的非暫時(shí)性(non-transitory)記錄介質(zhì)中。

這種“計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)”例如包括CD-ROM(Compact Disc-ROM)等光學(xué)介質(zhì)、存儲(chǔ)卡等磁記錄介質(zhì)等。并且，這種程序還可通過網(wǎng)絡(luò)下載而提供。

如以上說明，本說明書中公開有以下內(nèi)容。

所公開的紅外線攝像裝置具備：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度；及圖像處理部，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述圖像處理部拼接從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中的包含像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平的物體部分的攝像圖像數(shù)據(jù)的上述物體部分以外的部分減去上述信號(hào)值而得到的部分和從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中確定并包含與上述物體部分相對(duì)應(yīng)且像素信號(hào)值小于飽和電平的物體部分，并且從獲取時(shí)的F值成為最小的攝像圖像數(shù)據(jù)中的上述物體部分減去上述信號(hào)值而得到的部分，并生成上述合成圖像數(shù)據(jù)。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述圖像處理部從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的各像素信號(hào)值減去上述信號(hào)值，對(duì)上述減去后的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的各像素信號(hào)值乘以與表示根據(jù)上述各自的獲取時(shí)的F值確定的被攝體溫度和從上述成像元件的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的關(guān)系的信息相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，通過上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)相加上述相乘后的各像素信號(hào)值而生成上述合成圖像數(shù)據(jù)。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)包含在將上述光圈的F值設(shè)為第一值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)和在將上述光圈的F值設(shè)為第二值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)，所述紅外線攝像裝置還具備固定圖案噪聲計(jì)算部，所述固定圖案噪聲計(jì)算部根據(jù)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)和上述第一值及上述第二值計(jì)算通過上述成像元件拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包含的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述固定圖案噪聲計(jì)算部對(duì)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)各自中位于任意坐標(biāo)位置的兩個(gè)像素信號(hào)值的至少一個(gè)乘以與上述第一值和上述第二值之差相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并利用上述相乘后的上述兩個(gè)像素信號(hào)值的差分計(jì)算上述任意坐標(biāo)位置中的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述固定圖案噪聲計(jì)算部根據(jù)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)、上述第一值及上述第二值和通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的上述光圈的溫度計(jì)算上述固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述固定圖案噪聲計(jì)算部對(duì)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)各自中位于任意坐標(biāo)位置的兩個(gè)像素信號(hào)值的至少一個(gè)乘以與上述第一值和上述第二值之差相對(duì)應(yīng)的系數(shù)及與通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并利用上述相乘后的上述兩個(gè)像素信號(hào)值的差分計(jì)算上述任意坐標(biāo)位置中的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置中，上述固定圖案噪聲計(jì)算部作為上述系數(shù)利用根據(jù)上述紅外線檢測(cè)像素的位置而不同的值。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法為基于紅外線攝像裝置的圖像處理方法，該紅外線攝像裝置具有：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；及溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度，其中，該圖像處理方法具備：圖像處理步驟，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述圖像處理步驟中，拼接從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中的包含像素信號(hào)值達(dá)到飽和電平的物體部分的攝像圖像數(shù)據(jù)的上述物體部分以外的部分減去上述信號(hào)值而得到的部分和從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)中確定并包含與上述物體部分相對(duì)應(yīng)且像素信號(hào)值小于飽和電平的物體部分，并且從獲取時(shí)的F值成為最小的攝像圖像數(shù)據(jù)中的上述物體部分減去上述信號(hào)值而得到的部分，并生成上述合成圖像數(shù)據(jù)。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述圖像處理步驟中，從上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的各像素信號(hào)值減去上述信號(hào)值，對(duì)上述減去后的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的各像素信號(hào)值乘以與表示根據(jù)上述各自的獲取時(shí)的F值確定的被攝體溫度和從上述成像元件的各紅外線檢測(cè)像素輸出的像素信號(hào)值的關(guān)系的信息相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，通過上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)相加上述相乘后的各像素信號(hào)值而生成上述合成圖像數(shù)據(jù)。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)包含在將上述光圈的F值設(shè)為第一值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的第一攝像圖像數(shù)據(jù)和在將上述光圈的F值設(shè)為第二值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的第二攝像圖像數(shù)據(jù)，述圖像處理方法還具備：固定圖案噪聲計(jì)算步驟，根據(jù)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)和上述第一值及上述第二值計(jì)算通過上述成像元件拍攝而得到的攝像圖像數(shù)據(jù)中所包含的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述固定圖案噪聲計(jì)算步驟中，對(duì)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)各自中位于任意坐標(biāo)位置的兩個(gè)像素信號(hào)值的至少一個(gè)乘以與上述第一值和上述第二值之差相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并利用上述相乘后的上述兩個(gè)像素信號(hào)值的差分計(jì)算上述任意坐標(biāo)位置中的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述固定圖案噪聲計(jì)算步驟中，根據(jù)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)、上述第一值及上述第二值和通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的上述光圈的溫度計(jì)算上述固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述固定圖案噪聲計(jì)算步驟中，對(duì)上述第一攝像圖像數(shù)據(jù)及上述第二攝像圖像數(shù)據(jù)各自中位于任意坐標(biāo)位置的兩個(gè)像素信號(hào)值的至少一個(gè)乘以與上述第一值和上述第二值之差相對(duì)應(yīng)的系數(shù)及與通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并利用上述相乘后的上述兩個(gè)像素信號(hào)值的差分計(jì)算上述任意坐標(biāo)位置中的固定圖案噪聲。

所公開的紅外線攝像裝置的圖像處理方法中，上述固定圖案噪聲計(jì)算步驟中，利用根據(jù)上述紅外線檢測(cè)像素的位置而不同的值來作為上述系數(shù)。

所公開的圖像處理程序?yàn)橛糜谑辜t外線攝像裝置執(zhí)行圖像處理步驟的程序，上述紅外線攝像裝置具有：成像元件，包含二維配置的多個(gè)紅外線檢測(cè)像素；光圈，配置在比上述成像元件更靠被攝體側(cè)；及溫度檢測(cè)部，檢測(cè)上述光圈的溫度，上述圖像處理步驟中，從將上述光圈的F值設(shè)為多個(gè)值的狀態(tài)下通過上述成像元件拍攝而得到的多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)各自的至少一部分減去信號(hào)值，并合成上述減去后的上述多個(gè)攝像圖像數(shù)據(jù)而生成合成圖s像數(shù)據(jù)，該信號(hào)值與上述各自的獲取時(shí)的F值及基于通過上述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度的從上述光圈射出的紅外線量相對(duì)應(yīng)。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明尤其在應(yīng)用于車載用相機(jī)等而便利性較高且有效。

將本發(fā)明詳細(xì)地并參考特定實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可施加各種變更和修正是顯而易見的。

本申請(qǐng)主張基于2014年9月30日于日本申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)2014-200076)，并將其內(nèi)容通過參考而并入本說明書中。

符號(hào)說明

2-光圈，3-成像元件，4-溫度檢測(cè)部，11-系統(tǒng)控制部，17-數(shù)字信號(hào)處理部(圖像處理部)，19-FPN計(jì)算部。