JP2000209506A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents
撮像装置および撮像方法Info
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Abstract
ズの補正を施すことができるようにし、これによりさら
なる画質の向上を図る。 【解決手段】露光時間をTとした撮影を行った場合、そ
の後にシャッタ11を閉じ、同時間TだけCCD12の
データを累積的に読み取ってこれを黒レベル基準データ
とする。全画素につき得られた黒レベル基準データに対
して所定のしきい値との比較を行い、しきい値以上の画
素を白キズとしてその位置を記憶部5に記憶する。また
しきい値以下の画素については当該画素に係わる撮像デ
ータと黒レベル基準データとの差分を取り、暗電流補正
を施す。この処理を各画素ごとに実行し、全画素に対す
るこの処理の完了ののち、白キズ画素につき周囲の画素
から補間することで白キズ部分を取り除くようにした。
Description
oupled Device)やCMOSセンサなどの撮像素子を用
いた撮像装置および撮像方法に関し、さらに詳しくは長
時間露光撮影の際の画質の改善に関する。
される、銀塩フィルムを必要としない撮像装置が広く普
及している。この種のカメラを用いれば、現像、焼き付
けの手間無しに、撮影した画像をその場で見ることがで
き、また画像を電子的、磁気的に各種メディアに記憶で
きるようになるので、便利である。
像素子としてのCCDやCMOSセンサがキーデバイス
となる。以下、CCDを例に採り説明する。CCDに
は、暗電流によるノイズや、光/電変換時の不具合によ
る白キズなどの、画像を劣化させる要因があるため、こ
れらを解決して質の高い画像を得るために様々な工夫が
凝らされている。
は、暗電流補正に係わるオプティカルブラック段差を補
正できるようにするとともに、黒レベルメモリの容量を
1フレーム分とすることで、白キズなどの補正も可能と
した技術が開示されている。
は、遮光状態での撮像素子の画像データをゼロ基準とし
て、本撮影の画像データをクランプすることで、ノイズ
の少ない画像を得ることを可能とする技術が開示されて
いる。
は、白キズの検出と補間という一連の処理を自動的に行
うことで、短時間で精度の高い白キズ補正を行うことを
可能とする技術が開示されている。
では、いずれも露光時間が比較的短いか、または特定の
露光時間での撮影時における画像の劣化を補う技術が開
示されているが、例えば暗闇での撮影などのように、露
光時間が比較的長時間に渡る場合がある。このような長
時間露光撮影時には、特有の画像劣化要因があり、この
ことをも考慮した画像劣化補正方式は未だ知られていな
い。
その目的は、長時間露光撮影時にも暗電流の補正および
白キズの補正を施すことができ、これによりさらなる画
質の向上を図った撮像装置および撮像方法を提供するこ
とにある。
に本発明にかかる撮像装置は、複数の光感応素子を配列
し、前記各光感応素子で光量に応じて蓄積された電化を
転送出力することで映像信号を生成する複数画素の撮像
手段と、前記映像信号をディジタルデータに変換するア
ナログ/ディジタル変換手段と、前記撮像手段への入射
光を遮蔽するシャッタと、設定された露光時間だけ前記
シャッタを開き、それ以外は前記シャッタを閉じて光遮
蔽状態とするシャッタ制御手段と、前記シャッタが開か
れている状態での前記撮像手段による撮像データと前記
光遮蔽状態における前記露光時間に相当する分の前記撮
像手段からの黒レベル基準データとを前記画素単位で記
憶する記憶手段と、前記黒レベル基準データに含まれる
白キズを検出し、その位置を保存する白キズ検出手段
と、前記撮像データと前記黒レベル基準データとの差分
処理を前記画素単位で行い、前記撮像データから暗電流
成分を除去した中間補正画像を生成する暗電流補正手段
と、前記保存された白キズの位置を参照して、前記中間
補正画像に含まれる前記白キズに対して補間処理を施す
ことで最終補正画像を生成する白キズ補間手段とを具備
することを特徴とする。
ば露光時間をTとした撮影が行われると、シャッタを閉
じた状態での同時間Tだけの黒レベル基準データが取得
される。この黒レベル基準データは、撮像データと共に
画素単位で半導体メモリなどに記憶される。
ータとの差分が画素ごとに取られ、これが全ての画素に
つき実行されて中間補正画像が生成される。この中間補
正画像は、元の画像に暗電流補正のみを施した状態の画
像であり、白キズは依然として残っている。
識、保存されているので、これをもとに中間補正画像に
対して白キズ補間処理が行なわれ、最終的に白キズのな
い最終補正画像が生成される。
補正と白キズ補正とを施した画像を得られる。しかも上
記構成では、撮影を行う度に、同じ露光時間分だけの黒
レベル基準データを取得するようにしている。すなわち
暗電流による電荷は、露光時間が長いほどに累積的に蓄
積され、黒レベルもそれにつれて上昇する。これは、露
光時間に応じて黒レベルが変動することを意味するが、
本構成ではこれに対処でき、いかなる露光時間において
も完全なる黒レベル補正を行えるものとなっている。
単位で行っている。すなわち従来では、黒基準レベルを
全画素につき平均した値を求め、この値を各画素の撮像
レベルから減算することで黒レベル補正を行っていた。
しかしながらこのやり方では、光感応素子の特性のばら
つきによる黒基準レベルの違いに対応できないのは明ら
かで、ある画素では暗電流成分(黒レベル成分)が残っ
ていたり、また他の画素では必要以上にレベルが下がっ
たりといった不具合が起こり得る。上記構成ではこのこ
とが避けられ、質の高い黒レベル補正を行えるものとな
っている。なお、光感応素子の特性のばらつきによる黒
基準レベルの違いは、長時間露光撮影時に特に顕著にな
るため、本構成は長時間露光撮影時において特に有効な
ものとなっている。
得られた中間補正画像に対して白キズ補間処理を行って
いるので、さらに質の高い画像を得られる。また撮影し
た画像ごとに白キズの位置を求めるようにしているの
で、長時間露光撮影時に後発的に生じる白キズ(発生箇
所がばらつくことが多い)をも除去することが可能とな
る。
装置における撮像方法にあって、前記撮像手段に対し、
設定された露光時間だけ入射光を与える第1のステップ
と、前記入射光が与えられている状態での前記撮像手段
による撮像データを取得すると共に、前記撮像手段への
入射光を遮蔽した状態における前記露光時間に相当する
分の前記撮像手段からの黒レベル基準データを取得する
第2のステップと、前記黒レベル基準データに含まれる
白キズを検出し、その位置を保存する第3のステップ
と、前記撮像データと前記黒レベル基準データとの差分
処理を前記画素単位で行い、前記撮像データから暗電流
成分を除去した中間補正画像を生成する第4のステップ
と、前記第3のステップで保存された白キズの位置を参
照して、前記中間補正画像に含まれる前記白キズに対し
て補間処理を施すことで最終補正画像を生成する第5の
ステップとを具備することを特徴とする。
果を得ることができる。
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係わる撮
像装置の実施の形態を示すブロック図である。すなわち
この撮像装置は、被写体を撮影してその画像をディジタ
ルデータに変換する撮像部1と、シャッター速度、絞り
の調整などを入力するための操作部2と、ディジタル画
像に対する処理を行う処理部3とを備えている。
CCD12と、アナログ/ディジタル変換器(A/D)
13とを備えている。シャッタ11、CCD12、アナ
ログ/ディジタル変換器(A/D)13に対する各種制
御は、処理部3における制御部4からの指令に基づき行
なわれる。
したもので、前記各光感応素子で光量に応じて蓄積され
た電化を転送出力することで映像信号を生成する。近年
では、100万画素程度のものが提供されている。
えている。このうち記憶部5は、記憶領域5a〜5eを
有し、これらの記憶領域におのおの( )内に示したデ
ータを記憶している。このうち(撮像データ)は、撮像
画像をディジタル変換したままの生のデータであり、
(5a−5b)は、CCD12における各画素につき撮
像データから黒レベル基準データを減算したデータであ
る。なお、(黒レベル基準データ)、(白キズ位置)、
(修正画像)の意味するところは後述する。
間だけシャッタ11を開くなどの、画像撮影に係わる既
知の処理手段に加えて黒レベル基準データ取得手段4a
と、白キズ検出手段4bと、暗電流補正手段4cと、白
キズ補正手段4dとを備えている。このうち黒レベル基
準データ取得手段4aは、露光時間をTとする(Tは任
意の時間)撮影が行われた場合に、シャッタ11が閉じ
られた光遮蔽状態にて、同時間Tに相当するCCD12
からの黒レベル基準データを取得して、これを記憶部5
に記憶する。白キズ検出手段4bは、上記取得された画
素単位での黒レベル基準データに対して、その強度レベ
ルと、予め設定されたしきい値レベルとの比較を画素ご
とに行い、このしきい値レベルを超える強度レベルの画
素を白キズとして検出し、その位置を記憶部5に記憶す
る。
れた撮像データ(記憶領域5aに記憶)と、黒レベル基
準データ(記憶領域5bに記憶)との差分処理を画素単
位で行い、撮像データから暗電流成分を除去した中間補
正画像を生成してこれを記憶部5の記憶領域5dに記憶
する。白キズ補正手段4dは、上記記憶された白キズの
位置を参照して、中間補正画像に含まれる白キズに対し
て補間処理を施し、修正画像(最終補正画像)を生成す
る。この修正画像は記憶領域5eに記憶される。
の処理手順を示す図2のフローチャートを参照して説明
する。まず、撮影者の所望の露光時間Tがセットされた
状態でシャッタボタン(操作部2中:図示せず)が押さ
れると、制御部4はステップS1にてシャッタ11を時
間Tだけ開き、画像を撮影する。続くステップS2で、
制御部4は、上記撮像した画像を変換したディジタルデ
ータを記憶領域5aに記憶する。
の基準となるデータを取得する。すなわち制御部4は、
このステップでシャッタ11を閉じた状態でCCD12
の各素子に対する読み取りを行う。この読み取りステッ
プは、上記露光時間Tなる期間に渡って行なわれ、これ
により露光時間Tに対応する画素単位での黒レベル基準
データを取得できる。この黒レベル基準データは、ステ
ップS4で記憶領域5bに記憶される。
て、上記黒レベル基準データ(記憶領域5b)に対し
て、全画素にわたりしきい値レベルとの比較を行う。こ
のしきい値は任意に設定されるもので、画素の強度レベ
ルが該しきい値レベルを超えているか否かで、当該画素
が白キズである/白キズでないの判定がなされる。この
ステップS5でしきい値を超えている旨が判定される
(Yes)と、制御部4はステップS6に移行して当該
画素の位置を記憶領域5cに記憶し、ステップS8に移
る。
ない旨が判定される(No)と、制御部4はステップS
7に移行して、当該画素につき暗電流補正を行う。すな
わちこのステップS7では、記憶領域5aに記憶された
撮像データと、黒レベル基準データとの差分が取られ
る。この差分データがすなわち暗電流補正データであ
り、これを記憶領域5dに記憶したのち制御部4はステ
ップS8に移る。なお、この暗電流補正データには白キ
ズ部分が依然含まれている。
処理が完了したと判定されるまで上記処理は繰り返さ
れ、完了すると制御部4はステップS9に移行する。こ
のステップS9では、制御部4は白キズの補正を行う。
すなわち、記憶領域5cに記憶された白キズの位置にあ
る画素につき、その周辺にある(白キズでない)画素を
もとに補間処理を行う。例えば周辺画素の色がすべて緑
色ならば、当該白キズも緑色(あるいはそれに近い色)
に補正されることになる。最後のステップS10で、制
御部4は、以上のような処理を経て最終的に得られた画
像データ(修正画像)を記憶領域5eに記憶する。
とした撮影を行った場合、その後にシャッタ11を閉
じ、同時間TだけCCD12のデータを累積的に読み取
ってこれを黒レベル基準データとする。全画素につき得
られた黒レベル基準データに対して所定のしきい値との
比較を行い、しきい値以上の画素を白キズとしてその位
置を記憶部5に記憶する。またしきい値以下の画素につ
いては当該画素に係わる撮像データと黒レベル基準デー
タとの差分を取り、暗電流補正を施す。この処理を各画
素ごとに実行し、全画素に対するこの処理の完了のの
ち、白キズ画素につき周囲の画素から補間することで白
キズ部分を取り除くようにしている。
任意の露光時間において完全なる(過不足のない暗電流
の減算)黒レベル補正を行えるものとなっている。この
ことは特に長時間露光撮影時において顕著な効果とな
り、質の高い画像補正を行えるようになる。また上記構
成では、個々の撮影画像ごとに、黒レベル成分の取得と
白キズの検出を行っており、このことによっても画像補
正の質を高められる。
るものではない。例えば上記実施形態ではCCDを例と
した説明を行ったが、CMOSセンサを使用する撮像装
置にあっても同様の議論を行える。また上記実施形態に
おいて、記憶部5における記憶領域の構成は上記の限り
ではない。例えば中間補正画像の算出後は黒レベル基準
データはもはや不要となるので、中間補正画像を記憶領
域5bに上書きで記憶させるようにしても良い。このよ
うにすることでメモリ領域を減らすことができ、ひいて
は装置の小型、軽量化を図れる。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができ
る。
時間露光撮影時にも暗電流の補正および白キズの補正を
施すことができるようになり、これによりさらなる画質
の向上を図ることが可能となる。
ブロック構成図。
ーチャート。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の光感応素子を配列し、前記各光感
応素子で光量に応じて蓄積された電化を転送出力するこ
とで映像信号を生成する複数画素の撮像手段と、 前記映像信号をディジタルデータに変換するアナログ/
ディジタル変換手段と、 前記撮像手段への入射光を遮蔽するシャッタと、 設定された露光時間だけ前記シャッタを開き、それ以外
は前記シャッタを閉じて光遮蔽状態とするシャッタ制御
手段と、 前記シャッタが開かれている状態での前記撮像手段によ
る撮像データと、前記光遮蔽状態における前記露光時間
に相当する分の前記撮像手段からの黒レベル基準データ
とを、前記画素単位で記憶する記憶手段と、 前記黒レベル基準データに含まれる白キズを検出し、そ
の位置を保存する白キズ検出手段と、 前記撮像データと前記黒レベル基準データとの差分処理
を前記画素単位で行い、前記撮像データから暗電流成分
を除去した中間補正画像を生成する暗電流補正手段と、 前記保存された白キズの位置を参照して、前記中間補正
画像に含まれる前記白キズに対して補間処理を施すこと
で最終補正画像を生成する白キズ補間手段とを具備する
ことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 前記白キズ検出手段は、前記黒レベル基
準データの強度レベルと予め設定されたしきい値レベル
との比較を画素ごとに行い、このしきい値レベルを超え
る強度レベルを有する画素を白キズとして検出すること
を特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 【請求項3】 複数の光感応素子を配列し、前記各光感
応素子で光量に応じて蓄積された電化を転送出力するこ
とで映像信号を生成する複数画素の撮像手段を有する撮
像装置における撮像方法において、 前記撮像手段に対し、設定された露光時間だけ入射光を
与える第1のステップと、 前記入射光が与えられている状態での前記撮像手段によ
る撮像データを取得すると共に、前記撮像手段への入射
光を遮蔽した状態における前記露光時間に相当する分の
前記撮像手段からの黒レベル基準データを取得する第2
のステップと、 前記黒レベル基準データに含まれる白キズを検出し、そ
の位置を保存する第3のステップと、 前記撮像データと前記黒レベル基準データとの差分処理
を前記画素単位で行い、前記撮像データから暗電流成分
を除去した中間補正画像を生成する第4のステップと、 前記第3のステップで保存された白キズの位置を参照し
て、前記中間補正画像に含まれる前記白キズに対して補
間処理を施すことで最終補正画像を生成する第5のステ
ップとを具備することを特徴とする撮像方法。 - 【請求項4】 前記第3のステップは、前記黒レベル基
準データの強度レベルと、予め設定されたしきい値レベ
ルとの比較を画素ごとに行い、このしきい値レベルを超
える強度レベルを有する画素を白キズとして検出するス
テップであることを特徴とする請求項3に記載の撮像方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11007583A JP2000209506A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 撮像装置および撮像方法 |
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JP11007583A JP2000209506A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 撮像装置および撮像方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000209506A true JP2000209506A (ja) | 2000-07-28 |
JP2000209506A5 JP2000209506A5 (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=11669843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11007583A Pending JP2000209506A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 撮像装置および撮像方法 |
Country Status (1)
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