JP2004236190A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高感度撮影時における撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティを補正することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更する。
【選択図】 図２
【解決手段】カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分野の技術に関しては、例えば図９に示すようなものがあった。
【０００３】
図９は、従来の撮像装置における信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【０００４】
同図を参照して動作を説明すると、レンズ（不図示）を通った被写体は、ＣＣＤ撮像素子７０１に結像される。撮像素子７０１の出力信号はＯＢ（オプティカルブラック）回路７０２において、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色フィルタ毎（Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ）に黒引きが行われた後、ＷＢ回路７０３においてホワイトバランスゲインがかけられる。ＷＢ回路７０３の出力は、色補間回路７０４によって、各色画素毎に補間演算が実施され、さらに色変換回路７０５にて最適な色再現となるように色変換が実施されて色差信号が作成される。その後、色処理回路７０６で、低輝度及び高輝度領域の色消し処理が行われ、Ｃ−ＬＰＦ回路７０７にて帯域圧縮がなされる。
【０００５】
一方、輝度信号系としてのＷＢ回路７０３の出力信号は、輝度信号作成回路７０８において輝度信号Ｙｈとなり、エッジ強調回路７０９によってエッジ強調が実施される。Ｃ−ＬＰＦ回路７０７による帯域圧縮処理後の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）と、エッジ強調回路７０９によるエッジ強調後の輝度信号（Ｙｈ）は、ＲＧＢ変換回路７１０にてＲＧＢ信号になり、γ変換回路７１１によってγ補正が実施される。その後、ＹＵＶ変換回路７１２によってＹＵＶ信号に変換され、後処理回路７１３にて輝度レベル補正や色補正などが実施される。
【０００６】
図１０は、従来のＣＣＤ撮像素子の光−電気信号出力特性を示した簡略図である。
【０００７】
通常、暗電流ノイズや固定パターンノイズを避けるために、なるべく低感度領域をＡ／Ｄ変換し信号値として取り出す。例えば図１０の８−１に示すような低感度領域の部分を撮影感度：ＩＳＯ５０設定として使用している。また、撮影感度：ＩＳＯ４００などの高感度撮影を実施する場合は、図１０の８−２の高感度領域の部分を使用することで、少ない光量で信号値を取り出している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の撮像素子の高画素化による画素サイズの小型化に伴い、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ（線形性）が失われる場合がある。本来、撮像素子は光の強度に比例して電気信号を出力するが、例えば、図１０の高感度領域８−２を拡大した図１１のように、撮像素子の高感度領域にてＧ信号のリニアリティが失われる現象が発生する。このような信号の場合、画像処理すると、低輝度領域の部分が赤みを帯びるといった不具合が発生する。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、高感度撮影時における撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティを補正することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
＜撮像装置の信号処理ブロック構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
この撮像装置の信号処理部の構成は、図９に示した従来の構成において、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５と感度設定部（ユーザーインターフェイス）１０４を設けたものである。すなわち、ＣＣＤ撮像素子１０１とＯＢ回路１０２との間にＯＢ補正ゲイン算出回路１０５を設け、感度設定部１０４の出力をＯＢ補正ゲイン算出回路１０５に入力する構成とした点に特徴がある。撮像感度は、一般に撮像素子からの出力信号の利得（ゲイン）によって設定され、ＩＳＯ感度は、フィルムのＩＳＯ感度に相当するものを、撮像素子からの出力信号の利得（ゲイン）を増減することにより設定している。
【００１４】
本撮像装置による撮影の感度が感度設定部１０４で設定されると、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５において、撮影感度値と、予め保持したＩＳＯ５０とＩＳＯ４００の色評価値の差分値（詳細は後に説明）とを用いて、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色のＯＢゲイン値（ＯＢｇａｉｎＧ１、ＯＢｇａｉｎＲ、ＯＢｇａｉｎＢ、ＯＢｇａｉｎＧ２）が算出される。
【００１５】
ＯＢ回路１０２では、ＣＣＤ撮像素子１０１から出力された画像信号のＯＢ値（黒レベル）を検出し、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５にて設定されたＯＢゲインを前記ＯＢ値（黒レベル）にかけた後、この補正後のＯＢ値（黒レベル）が画像信号から差し引かれる。ＯＢ回路１０２の出力信号は、ＷＢ回路１０３に供給されてＷＢゲイン値が算出され、このＷＢゲイン値が、ＯＢ回路１０２の出力信号である画像信号にかけられる。後の処理は従来処理と同じなので説明を省く。
【００１６】
＜撮像素子のリニアリティ補正＞
次に、本実施形態の撮像素子１０１のリニアリティをＯＢゲインで補正する動作原理について図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００１７】
なお、説明を簡単にするために、図１１に示すようなＧ（グリーン）信号のみリニアリティが失われた場合を考える。この場合、ＣＣＤ出力の低輝度側信号におけるＧ信号のゲインが正常な素子の出力に比べ不足しているため、再生画像のグレー暗部が赤みがかる現象となる。そこで、Ｇ信号から差し引くＯＢ値（黒レベル）に１．０以下のゲイン（ＯＢ補正ゲイン）をかけることで（Ｇ信号にオフセットをはかせる）、低輝度領域のＧ信号の値を大きくする。
【００１８】
以下、上記のＯＢ補正ゲインの算出方法を述べる。
【００１９】
まず、各感度設定でのリニアリティずれ量を算出する（ステップＳ１１）。予め決めた光源下（白色光源）で白色被写体を撮影し、その時の撮像素子１０１の出力信号より色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）を次式より算出する。
【００２０】
Ｃｘ＝（（Ｒ＋Ｇ１）−（Ｂ＋Ｇ２））×１０２４／Ｙｉ
Ｃｙ＝（（Ｒ＋Ｂ）−（Ｇ１＋Ｇ２））×１０２４／Ｙｉ
Ｙｉ＝（Ｒ＋Ｂ＋Ｇ１＋Ｇ２）／４
この色評価値は、予め様々な色温度光源下で撮影した画像より算出され、ｘ軸にＣｘ、ｙ軸にＣｙをプロットしたものを図３（ａ），（ｂ）に示す。図中３０１の直線は、黒体放射の白軌跡に対応し、これを白追従直線と呼ぶ。Ｃｘは光源の色温度の変化方向に対応し、ＣｙはＭｇＧ変化方向に対応する。
【００２１】
図１１のようなＧ信号のリニアリティが失われた撮像素子の場合、ＩＳＯ感度を異ならせてある白色光源を撮影して色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）のプロットすると、図３（ａ），（ｂ）のように色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）が感度毎に分布する。図中のＩＳＯ５０感度時はＣＣＤのリニアリティが保たれているため白追従直線３０１に乗ってくる。また、ＩＳＯ４００感度時はリニアリティのずれにより白追従直線３０１から離れて分布する。ＩＳＯ４００感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙ４００）は、次式で定義される。
【００２２】
ΔＣｙ４００＝ＣｙＩｓｏ５０−ＣｙＩｓｏ４００
同様に、撮影感度時のリニアリティのずれ量は次式で表すことができる。
【００２３】
ΔＣｙ＝ＣｙＩｓｏ５０−ＣｙＩｓｏＣａｐｔｕｒｅ
ＣｙＩｓｏ５０：ＩＳＯ５０感度時のＣｙ値
ＣｙＩｓｏＣａｐｔｕｒｅ：撮影ＩＳＯ時のＣｙ値
リニアリティのずれ量の少ない撮像素子では、図３（ａ）のように各感度毎に色評価値のばらつきが少なく（ΔＣｙの絶対量が小さい）、またずれ量の多い撮像素子では、図３（ｂ）のように各感度毎の色評価値ばらつきが大きい（ΔＣｙの絶対量が大きい）。
【００２４】
各カメラ毎に、例えば、ＩＳＯ５０とＩＳＯ４００感度時の色評価値の差分値（ΔＣｙ４００）を記憶しておく。ＩＳＯ５０からＩＳＯ４００まで撮影可能なカメラの場合、このΔＣｙ４００が撮像素子リニアリティの最大ずれ量となる。また、この色評価値はＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。これは、撮像素子駆動時の基板電位の差により分光感度特性が異なるため、同じ光源下においても、色評価値が異なるためである。
【００２５】
次に、撮影感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ）を次式より算出する（ステップＳ１２）。
【００２６】
ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ＝ΔＣｙ４００×補正ΔＧａｉｎ
各設定感度毎にΔＣｙを記憶するのが好ましいが、カメラ毎に測定する手間を省くために、例えば、ＩＳＯ４００とＩＳＯ５０のＣｙ値の差分値（ΔＣｙ４００）のみを保持し、撮影感度時のΔＣｙ値を、ΔＣｙ４００と、図４のような撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線を用いて算出する。また、撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線もＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００２７】
次に、ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値に対応するＯＢ補正ゲインを算出する（ステップＳ１３）。
【００２８】
撮像信号より算出したＯＢ値（黒レベル）に、各色毎のゲインをかけることによってリニアリティを補正することができる。本実施形態では、低輝度領域におけるＧ信号の値が小さくなっている場合、Ｇ信号のＯＢ値（黒レベル）に１以下の補正ゲインをかけ、Ｇ信号から差し引かれる値を小さくすることでＧ信号の値を補正する。しかしながら、高輝度領域のＧ信号のリニアリティを失うことになるが、高輝度領域は信号レベルが高いため、ＯＢレベルのゲイン設定の影響はさほど画像に影響を及ぼさない。
【００２９】
図５のような、ΔＣｙ量によるＯＢ補正ゲイン値を予め設定しておくことで、撮影感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ量）に対応したＯＢ補正ゲイン（ＯＢ＿Ｇ＿Ｇａｉｎ：本実施形態はＧ信号のみゲインをかける）を算出することが可能となる。また、ΔＣｙ量によるＯＢ補正ゲイン値もＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００３０】
そして、次式により、ステップＳ１３で算出されたＯＢ補正ゲインを各色のＯＢ値（黒レベル）にかけてから画像信号全体の黒引きを実施する（ステップＳ１４）。
【００３１】
ＯＢ＿Ｇ＝ＯＢ＿Ｇ×ＯＢ＿Ｇ＿Ｇａｉｎ
なお、本実施形態では、Ｇ（グリーン）信号のみの補正を例に挙げたが、Ｒ（レッド）信号、Ｂ（ブルー）信号にも同様の処理で補正が可能である。また、本実施形態では、高感度領域での撮像素子出力が小さくなる方向の補正であったが、出力が大きくなる場合には、ＯＢ補正ゲインを１．０より大きくすることで補正可能である。
【００３２】
このように第１実施形態によれば、予め設定した色評価値群を用いて本撮影時のＩＳＯ感度におけるリニアリティずれ量を算出し、その補正に見合ったＯＢ補正ゲイン値を算出しＯＢレベルを各色毎に変えることで撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティを補正しているため、撮影時の設定感度毎に最適なリニアリティ補正を実現することができる。
【００３３】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
本実施形態における撮像装置の信号処理部の構成は、図１に示した第１実施形態の構成において、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１を設け、感度設定部１０４の出力は、第１実施形態のようにＯＢ回路１０２に供給されず、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１に入力され、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１の出力がγ変換回路１１３に供給されるようになっている。
【００３５】
本撮影の感度が感度設定部１０４で設定されると、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１において、撮影感度値と、予め保持したＩＳＯ５０とＩＳＯ４００の色評価値の差分値（詳細は後に説明）とを用いて、各色のγカーブが算出される。
【００３６】
撮像素子１０１の出力信号は、ＯＢ回路１０２において各色フィルタ毎（ＲＧ１Ｇ２Ｂ）に黒引きが施され、ＷＢ回路１０３においてホワイトバランスゲインがかけられる。ＷＢ回路１０３の出力は、色補間回路１０６によって各色画素毎に補間演算が実施され、さらに色変換回路１０７で最適な色再現となるように色変換が実施されて色差信号が作成される。その後、色処理回路１０８において低輝度、高輝度領域の色消し処理が施され、Ｃ−ＬＰＦ回路１０９にて帯域圧縮が行われる。
【００３７】
一方、輝度信号系としてのＷＢ回路１０３の出力信号は輝度信号作成回路１１０にて輝度信号Ｙｈとなり、エッジ強調回路１１１によってエッジ強調が実施される。Ｃ−ＬＰＦ後の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）とエッジ強調後の輝度信号（Ｙｈ）は、ＲＧＢ変換回路１１２でＲＧＢ信号になり、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１で設定された各色毎のγカーブを用いて、γ変換回路１１３によってγ補正が実施され、その後ＹＵＶ変換回路１１４によってＹＵＶ信号に変換され、後処理回路１１５にて輝度レベル補正や色補正などが実施される。
【００３８】
＜撮像素子のリニアリティ補正＞
図７は、第２実施形態に係る、撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【００３９】
撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値の算出（ステップＳ１２）までは第１実施形態と同じ処理であり、その後のリニアリティ補正をγ補正回路２０１，１１３で実施することが第１実施形態と異なる。
【００４０】
まず、上記第１実施形態と同様にステップＳ１１及びステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ２１においてΔＣｙ値に対応するγ補正カーブを予め記憶する。すなわち、ΔＣｙ値に対応する、各色毎のγ補正カーブを記憶しておき、図８のように、Ｇ信号のγカーブの特性を変えることによってリニアリティ補正を実施する。全ての補正値に対応するγカーブを記憶しなくとも、予め数個のカーブを用意し、後は補間演算などでγカーブを算出してもよい。また、各色毎のγ補正カーブもＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００４１】
γカーブの使用例を述べると、例えば撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が０の場合は、リニアリティが保たれているので、図中の６０１のカーブをＲＧＢ共に用いる。撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が１００（例えば最もずれた値）の場合は、図中の６０３のカーブをＧ信号に用いて、Ｒ信号及びＢ信号は６０１のカーブを使用する。さらに撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が５０の場合は、図中の６０２のカーブをＧ信号に用いて、Ｒ信号及びＢ信号は６０１のカーブを使用する。
【００４２】
そして、次のステップＳ２２において、ステップＳ２１で算出されたγカーブを用いて信号処理を実施する。
【００４３】
このように第２実施形態では、予め設定した色評価値群を用いて本撮影時のＩＳＯ感度におけるリニアリティずれ量を算出し、その補正に見合ったγ補正カーブをＲＧＢ各色毎に設定してリニアリティの補正行っている。これにより、撮影時の感度設定に最適な、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ補正を行うことが可能となる。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００４５】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４７】
［実施態様］
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００４８】
＜実施態様１＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、予め前記撮像素子の撮影感度に基づいて記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、前記撮像素子の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００４９】
＜実施態様２＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、前記撮像素子の撮影感度が少なくとも低感度と高感度の各々の場合で予め記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、前記撮像素子の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００５０】
＜実施態様３＞
前記撮像素子の黒レベルは、前記撮像素子から得られる色信号ごとに異なることを特徴とする実施態様１または２に記載の撮像装置。
【００５１】
＜実施態様４＞
少なくとも第１の色成分を含む第１の色信号と第２の色成分を含む第２の色信号とを得られる撮像素子を備えた撮像装置において、前記第１の色信号と、前記第２の色信号の黒レベルを補正するための補正値が異なるとともに、前記撮像装置の第１の撮影感度における前記第１の色信号の黒レベルを補正するための補正値と、前記第２の撮影感度における前記第２の色信号の黒レベルを補正するための補正値とが異なることを特徴とする撮像装置。
【００５２】
＜実施態様５＞
少なくとも第１の色成分と第２の色成分が含まれるカラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、前記第１の色信号には黒レベルの補正を行わず、前記第２の色信号の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００５３】
＜実施態様６＞
前記黒レベルの補正は、補正係数を掛けることによって実現される実施態様１乃至５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【００５４】
＜実施態様７＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５５】
＜実施態様８＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５６】
＜実施態様９＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５７】
＜実施態様１０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００５８】
＜実施態様１１＞
前記黒レベル補正値群は、ＥＶＦモードと静止画モードで異なる設定値とすることを特徴とする実施態様９または１０記載の撮像装置。
【００５９】
＜実施態様１２＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、予め前記撮像素子の撮影感度に基づいて記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、階調補正カーブを制御することを特徴とする撮像装置。
【００６０】
＜実施態様１３＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、前記撮像素子の撮影感度が少なくとも低感度と高感度の各々の場合で予め記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、階調補正カーブを制御することを特徴とする撮像装置。
【００６１】
＜実施態様１４＞
前記階調補正カーブは、前記撮像素子から得られる色信号ごとに制御することを特徴とする実施態様１２または１３に記載の撮像装置。
【００６２】
＜実施態様１５＞
前記階調補正カーブは、前記予め記憶されている色情報とともに前記撮像素子から得られる色信号ごとに記憶していることを特徴とする実施態様１２乃至１４に記載の撮像装置。
【００６３】
＜実施態様１６＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする撮像装置。
【００６４】
＜実施態様１７＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする撮像装置。
【００６５】
＜実施態様１８＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００６６】
＜実施態様１９＞
前記階調補正カーブ群もしくは前記設定パラメータ群は、ＥＶＦモードと静止画モードで異なる設定値とすることを特徴とする実施態様１７または１８記載の撮像装置。
【００６７】
＜実施態様２０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００６８】
＜実施態様２１＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００６９】
＜実施態様２２＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７０】
＜実施態様２３＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７１】
＜実施態様２４＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７２】
＜実施態様２５＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７３】
＜実施態様２６＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７４】
＜実施態様２７＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７５】
＜実施態様２８＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、前記制御プログラムは、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７６】
＜実施態様２９＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７７】
＜実施態様３０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする制御プログラム。
【００７８】
＜実施態様３１＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする制御プログラム。
【００７９】
＜実施態様３２＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする制御プログラム。
【００８０】
＜実施態様３３＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、 少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする制御プログラム。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、撮像素子の色情報に応じて、撮影時の感度設定ごとに最適な、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ補正を行うことが可能となり、高品質な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【図３】各感度による色評価値分布を示す図である。
【図４】撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線を示す図である。
【図５】ΔＣｙ−ＯＢ補正ゲイン直線を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る、撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【図８】ΔＣｙ値に対応するγ補正カーブを示す図である。
【図９】従来の撮像装置における信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】従来のＣＣＤ撮像素子の光−電気信号出力特性を示した簡略図である。
【図１１】図１０の高感度領域８−２を拡大した図である。
【符号の説明】
１０１，７０１ ＣＣＤ撮像素子
１０２，７０２ ＯＢ回路
１０３，７０３ ＷＢ回路
１０４ ＵＩ（感度設定）
１０５ ＯＢ補正ゲイン算出回路
１０６，７０４ 色補間回路
１０７，７０５ 色変換回路
１０８，７０６ 色処理回路
１０９，５０７，７０７ Ｃ−ＬＰＦ回路
１１０，７０８ 輝度信号作成回路
１１１，７０９ エッジ強調回路
１１２，７１０ ＲＧＢ変換回路
１１３，７１１ γ変換回路
１１４，７１２ ＹＵＶ変換回路
１１５，７１３ 後処理回路
２０１ ＲＧＢγカーブ算出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分野の技術に関しては、例えば図９に示すようなものがあった。
【０００３】
図９は、従来の撮像装置における信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【０００４】
同図を参照して動作を説明すると、レンズ（不図示）を通った被写体は、ＣＣＤ撮像素子７０１に結像される。撮像素子７０１の出力信号はＯＢ（オプティカルブラック）回路７０２において、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の各色フィルタ毎（Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ）に黒引きが行われた後、ＷＢ回路７０３においてホワイトバランスゲインがかけられる。ＷＢ回路７０３の出力は、色補間回路７０４によって、各色画素毎に補間演算が実施され、さらに色変換回路７０５にて最適な色再現となるように色変換が実施されて色差信号が作成される。その後、色処理回路７０６で、低輝度及び高輝度領域の色消し処理が行われ、Ｃ−ＬＰＦ回路７０７にて帯域圧縮がなされる。
【０００５】
一方、輝度信号系としてのＷＢ回路７０３の出力信号は、輝度信号作成回路７０８において輝度信号Ｙｈとなり、エッジ強調回路７０９によってエッジ強調が実施される。Ｃ−ＬＰＦ回路７０７による帯域圧縮処理後の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）と、エッジ強調回路７０９によるエッジ強調後の輝度信号（Ｙｈ）は、ＲＧＢ変換回路７１０にてＲＧＢ信号になり、γ変換回路７１１によってγ補正が実施される。その後、ＹＵＶ変換回路７１２によってＹＵＶ信号に変換され、後処理回路７１３にて輝度レベル補正や色補正などが実施される。
【０００６】
図１０は、従来のＣＣＤ撮像素子の光−電気信号出力特性を示した簡略図である。
【０００７】
通常、暗電流ノイズや固定パターンノイズを避けるために、なるべく低感度領域をＡ／Ｄ変換し信号値として取り出す。例えば図１０の８−１に示すような低感度領域の部分を撮影感度：ＩＳＯ５０設定として使用している。また、撮影感度：ＩＳＯ４００などの高感度撮影を実施する場合は、図１０の８−２の高感度領域の部分を使用することで、少ない光量で信号値を取り出している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の撮像素子の高画素化による画素サイズの小型化に伴い、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ（線形性）が失われる場合がある。本来、撮像素子は光の強度に比例して電気信号を出力するが、例えば、図１０の高感度領域８−２を拡大した図１１のように、撮像素子の高感度領域にてＧ信号のリニアリティが失われる現象が発生する。このような信号の場合、画像処理すると、低輝度領域の部分が赤みを帯びるといった不具合が発生する。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、高感度撮影時における撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティを補正することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
＜撮像装置の信号処理ブロック構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
この撮像装置の信号処理部の構成は、図９に示した従来の構成において、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５と感度設定部（ユーザーインターフェイス）１０４を設けたものである。すなわち、ＣＣＤ撮像素子１０１とＯＢ回路１０２との間にＯＢ補正ゲイン算出回路１０５を設け、感度設定部１０４の出力をＯＢ補正ゲイン算出回路１０５に入力する構成とした点に特徴がある。撮像感度は、一般に撮像素子からの出力信号の利得（ゲイン）によって設定され、ＩＳＯ感度は、フィルムのＩＳＯ感度に相当するものを、撮像素子からの出力信号の利得（ゲイン）を増減することにより設定している。
【００１４】
本撮像装置による撮影の感度が感度設定部１０４で設定されると、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５において、撮影感度値と、予め保持したＩＳＯ５０とＩＳＯ４００の色評価値の差分値（詳細は後に説明）とを用いて、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色のＯＢゲイン値（ＯＢｇａｉｎＧ１、ＯＢｇａｉｎＲ、ＯＢｇａｉｎＢ、ＯＢｇａｉｎＧ２）が算出される。
【００１５】
ＯＢ回路１０２では、ＣＣＤ撮像素子１０１から出力された画像信号のＯＢ値（黒レベル）を検出し、ＯＢ補正ゲイン算出回路１０５にて設定されたＯＢゲインを前記ＯＢ値（黒レベル）にかけた後、この補正後のＯＢ値（黒レベル）が画像信号から差し引かれる。ＯＢ回路１０２の出力信号は、ＷＢ回路１０３に供給されてＷＢゲイン値が算出され、このＷＢゲイン値が、ＯＢ回路１０２の出力信号である画像信号にかけられる。後の処理は従来処理と同じなので説明を省く。
【００１６】
＜撮像素子のリニアリティ補正＞
次に、本実施形態の撮像素子１０１のリニアリティをＯＢゲインで補正する動作原理について図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００１７】
なお、説明を簡単にするために、図１１に示すようなＧ（グリーン）信号のみリニアリティが失われた場合を考える。この場合、ＣＣＤ出力の低輝度側信号におけるＧ信号のゲインが正常な素子の出力に比べ不足しているため、再生画像のグレー暗部が赤みがかる現象となる。そこで、Ｇ信号から差し引くＯＢ値（黒レベル）に１．０以下のゲイン（ＯＢ補正ゲイン）をかけることで（Ｇ信号にオフセットをはかせる）、低輝度領域のＧ信号の値を大きくする。
【００１８】
以下、上記のＯＢ補正ゲインの算出方法を述べる。
【００１９】
まず、各感度設定でのリニアリティずれ量を算出する（ステップＳ１１）。予め決めた光源下（白色光源）で白色被写体を撮影し、その時の撮像素子１０１の出力信号より色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）を次式より算出する。
【００２０】
Ｃｘ＝（（Ｒ＋Ｇ１）−（Ｂ＋Ｇ２））×１０２４／Ｙｉ
Ｃｙ＝（（Ｒ＋Ｂ）−（Ｇ１＋Ｇ２））×１０２４／Ｙｉ
Ｙｉ＝（Ｒ＋Ｂ＋Ｇ１＋Ｇ２）／４
この色評価値は、予め様々な色温度光源下で撮影した画像より算出され、ｘ軸にＣｘ、ｙ軸にＣｙをプロットしたものを図３（ａ），（ｂ）に示す。図中３０１の直線は、黒体放射の白軌跡に対応し、これを白追従直線と呼ぶ。Ｃｘは光源の色温度の変化方向に対応し、ＣｙはＭｇＧ変化方向に対応する。
【００２１】
図１１のようなＧ信号のリニアリティが失われた撮像素子の場合、ＩＳＯ感度を異ならせてある白色光源を撮影して色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）のプロットすると、図３（ａ），（ｂ）のように色評価値（Ｃｘ、Ｃｙ）が感度毎に分布する。図中のＩＳＯ５０感度時はＣＣＤのリニアリティが保たれているため白追従直線３０１に乗ってくる。また、ＩＳＯ４００感度時はリニアリティのずれにより白追従直線３０１から離れて分布する。ＩＳＯ４００感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙ４００）は、次式で定義される。
【００２２】
ΔＣｙ４００＝ＣｙＩｓｏ５０−ＣｙＩｓｏ４００
同様に、撮影感度時のリニアリティのずれ量は次式で表すことができる。
【００２３】
ΔＣｙ＝ＣｙＩｓｏ５０−ＣｙＩｓｏＣａｐｔｕｒｅ
ＣｙＩｓｏ５０：ＩＳＯ５０感度時のＣｙ値
ＣｙＩｓｏＣａｐｔｕｒｅ：撮影ＩＳＯ時のＣｙ値
リニアリティのずれ量の少ない撮像素子では、図３（ａ）のように各感度毎に色評価値のばらつきが少なく（ΔＣｙの絶対量が小さい）、またずれ量の多い撮像素子では、図３（ｂ）のように各感度毎の色評価値ばらつきが大きい（ΔＣｙの絶対量が大きい）。
【００２４】
各カメラ毎に、例えば、ＩＳＯ５０とＩＳＯ４００感度時の色評価値の差分値（ΔＣｙ４００）を記憶しておく。ＩＳＯ５０からＩＳＯ４００まで撮影可能なカメラの場合、このΔＣｙ４００が撮像素子リニアリティの最大ずれ量となる。また、この色評価値はＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。これは、撮像素子駆動時の基板電位の差により分光感度特性が異なるため、同じ光源下においても、色評価値が異なるためである。
【００２５】
次に、撮影感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ）を次式より算出する（ステップＳ１２）。
【００２６】
ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ＝ΔＣｙ４００×補正ΔＧａｉｎ
各設定感度毎にΔＣｙを記憶するのが好ましいが、カメラ毎に測定する手間を省くために、例えば、ＩＳＯ４００とＩＳＯ５０のＣｙ値の差分値（ΔＣｙ４００）のみを保持し、撮影感度時のΔＣｙ値を、ΔＣｙ４００と、図４のような撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線を用いて算出する。また、撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線もＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００２７】
次に、ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値に対応するＯＢ補正ゲインを算出する（ステップＳ１３）。
【００２８】
撮像信号より算出したＯＢ値（黒レベル）に、各色毎のゲインをかけることによってリニアリティを補正することができる。本実施形態では、低輝度領域におけるＧ信号の値が小さくなっている場合、Ｇ信号のＯＢ値（黒レベル）に１以下の補正ゲインをかけ、Ｇ信号から差し引かれる値を小さくすることでＧ信号の値を補正する。しかしながら、高輝度領域のＧ信号のリニアリティを失うことになるが、高輝度領域は信号レベルが高いため、ＯＢレベルのゲイン設定の影響はさほど画像に影響を及ぼさない。
【００２９】
図５のような、ΔＣｙ量によるＯＢ補正ゲイン値を予め設定しておくことで、撮影感度時のリニアリティずれ量（ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ量）に対応したＯＢ補正ゲイン（ＯＢ＿Ｇ＿Ｇａｉｎ：本実施形態はＧ信号のみゲインをかける）を算出することが可能となる。また、ΔＣｙ量によるＯＢ補正ゲイン値もＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００３０】
そして、次式により、ステップＳ１３で算出されたＯＢ補正ゲインを各色のＯＢ値（黒レベル）にかけてから画像信号全体の黒引きを実施する（ステップＳ１４）。
【００３１】
ＯＢ＿Ｇ＝ＯＢ＿Ｇ×ＯＢ＿Ｇ＿Ｇａｉｎ
なお、本実施形態では、Ｇ（グリーン）信号のみの補正を例に挙げたが、Ｒ（レッド）信号、Ｂ（ブルー）信号にも同様の処理で補正が可能である。また、本実施形態では、高感度領域での撮像素子出力が小さくなる方向の補正であったが、出力が大きくなる場合には、ＯＢ補正ゲインを１．０より大きくすることで補正可能である。
【００３２】
このように第１実施形態によれば、予め設定した色評価値群を用いて本撮影時のＩＳＯ感度におけるリニアリティずれ量を算出し、その補正に見合ったＯＢ補正ゲイン値を算出しＯＢレベルを各色毎に変えることで撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティを補正しているため、撮影時の設定感度毎に最適なリニアリティ補正を実現することができる。
【００３３】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
本実施形態における撮像装置の信号処理部の構成は、図１に示した第１実施形態の構成において、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１を設け、感度設定部１０４の出力は、第１実施形態のようにＯＢ回路１０２に供給されず、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１に入力され、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１の出力がγ変換回路１１３に供給されるようになっている。
【００３５】
本撮影の感度が感度設定部１０４で設定されると、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１において、撮影感度値と、予め保持したＩＳＯ５０とＩＳＯ４００の色評価値の差分値（詳細は後に説明）とを用いて、各色のγカーブが算出される。
【００３６】
撮像素子１０１の出力信号は、ＯＢ回路１０２において各色フィルタ毎（ＲＧ１Ｇ２Ｂ）に黒引きが施され、ＷＢ回路１０３においてホワイトバランスゲインがかけられる。ＷＢ回路１０３の出力は、色補間回路１０６によって各色画素毎に補間演算が実施され、さらに色変換回路１０７で最適な色再現となるように色変換が実施されて色差信号が作成される。その後、色処理回路１０８において低輝度、高輝度領域の色消し処理が施され、Ｃ−ＬＰＦ回路１０９にて帯域圧縮が行われる。
【００３７】
一方、輝度信号系としてのＷＢ回路１０３の出力信号は輝度信号作成回路１１０にて輝度信号Ｙｈとなり、エッジ強調回路１１１によってエッジ強調が実施される。Ｃ−ＬＰＦ後の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）とエッジ強調後の輝度信号（Ｙｈ）は、ＲＧＢ変換回路１１２でＲＧＢ信号になり、ＲＧＢγカーブ算出回路２０１で設定された各色毎のγカーブを用いて、γ変換回路１１３によってγ補正が実施され、その後ＹＵＶ変換回路１１４によってＹＵＶ信号に変換され、後処理回路１１５にて輝度レベル補正や色補正などが実施される。
【００３８】
＜撮像素子のリニアリティ補正＞
図７は、第２実施形態に係る、撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【００３９】
撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値の算出（ステップＳ１２）までは第１実施形態と同じ処理であり、その後のリニアリティ補正をγ補正回路２０１，１１３で実施することが第１実施形態と異なる。
【００４０】
まず、上記第１実施形態と同様にステップＳ１１及びステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ２１においてΔＣｙ値に対応するγ補正カーブを予め記憶する。すなわち、ΔＣｙ値に対応する、各色毎のγ補正カーブを記憶しておき、図８のように、Ｇ信号のγカーブの特性を変えることによってリニアリティ補正を実施する。全ての補正値に対応するγカーブを記憶しなくとも、予め数個のカーブを用意し、後は補間演算などでγカーブを算出してもよい。また、各色毎のγ補正カーブもＥＶＦモードと静止画モードで別設定として記憶しておく。
【００４１】
γカーブの使用例を述べると、例えば撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が０の場合は、リニアリティが保たれているので、図中の６０１のカーブをＲＧＢ共に用いる。撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が１００（例えば最もずれた値）の場合は、図中の６０３のカーブをＧ信号に用いて、Ｒ信号及びＢ信号は６０１のカーブを使用する。さらに撮影感度時のリニアリティずれ量ΔＣｙＣａｐｔｕｒｅ値が５０の場合は、図中の６０２のカーブをＧ信号に用いて、Ｒ信号及びＢ信号は６０１のカーブを使用する。
【００４２】
そして、次のステップＳ２２において、ステップＳ２１で算出されたγカーブを用いて信号処理を実施する。
【００４３】
このように第２実施形態では、予め設定した色評価値群を用いて本撮影時のＩＳＯ感度におけるリニアリティずれ量を算出し、その補正に見合ったγ補正カーブをＲＧＢ各色毎に設定してリニアリティの補正行っている。これにより、撮影時の感度設定に最適な、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ補正を行うことが可能となる。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００４５】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４７】
［実施態様］
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００４８】
＜実施態様１＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、予め前記撮像素子の撮影感度に基づいて記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、前記撮像素子の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００４９】
＜実施態様２＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、前記撮像素子の撮影感度が少なくとも低感度と高感度の各々の場合で予め記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、前記撮像素子の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００５０】
＜実施態様３＞
前記撮像素子の黒レベルは、前記撮像素子から得られる色信号ごとに異なることを特徴とする実施態様１または２に記載の撮像装置。
【００５１】
＜実施態様４＞
少なくとも第１の色成分を含む第１の色信号と第２の色成分を含む第２の色信号とを得られる撮像素子を備えた撮像装置において、前記第１の色信号と、前記第２の色信号の黒レベルを補正するための補正値が異なるとともに、前記撮像装置の第１の撮影感度における前記第１の色信号の黒レベルを補正するための補正値と、前記第２の撮影感度における前記第２の色信号の黒レベルを補正するための補正値とが異なることを特徴とする撮像装置。
【００５２】
＜実施態様５＞
少なくとも第１の色成分と第２の色成分が含まれるカラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、前記第１の色信号には黒レベルの補正を行わず、前記第２の色信号の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【００５３】
＜実施態様６＞
前記黒レベルの補正は、補正係数を掛けることによって実現される実施態様１乃至５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【００５４】
＜実施態様７＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５５】
＜実施態様８＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５６】
＜実施態様９＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置。
【００５７】
＜実施態様１０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００５８】
＜実施態様１１＞
前記黒レベル補正値群は、ＥＶＦモードと静止画モードで異なる設定値とすることを特徴とする実施態様９または１０記載の撮像装置。
【００５９】
＜実施態様１２＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、予め前記撮像素子の撮影感度に基づいて記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、階調補正カーブを制御することを特徴とする撮像装置。
【００６０】
＜実施態様１３＞
撮像素子を備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度と、前記撮像素子の撮影感度が少なくとも低感度と高感度の各々の場合で予め記憶されている前記撮像素子の色情報に応じて、階調補正カーブを制御することを特徴とする撮像装置。
【００６１】
＜実施態様１４＞
前記階調補正カーブは、前記撮像素子から得られる色信号ごとに制御することを特徴とする実施態様１２または１３に記載の撮像装置。
【００６２】
＜実施態様１５＞
前記階調補正カーブは、前記予め記憶されている色情報とともに前記撮像素子から得られる色信号ごとに記憶していることを特徴とする実施態様１２乃至１４に記載の撮像装置。
【００６３】
＜実施態様１６＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする撮像装置。
【００６４】
＜実施態様１７＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする撮像装置。
【００６５】
＜実施態様１８＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置において、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００６６】
＜実施態様１９＞
前記階調補正カーブ群もしくは前記設定パラメータ群は、ＥＶＦモードと静止画モードで異なる設定値とすることを特徴とする実施態様１７または１８記載の撮像装置。
【００６７】
＜実施態様２０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００６８】
＜実施態様２１＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００６９】
＜実施態様２２＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７０】
＜実施態様２３＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７１】
＜実施態様２４＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７２】
＜実施態様２５＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７３】
＜実施態様２６＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法において、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする撮像装置の信号処理方法。
【００７４】
＜実施態様２７＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、当該撮像装置の撮影感度に応じて、前記撮像素子の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７５】
＜実施態様２８＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、前記制御プログラムは、第１の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値と第２の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値を用いて、第３の撮影感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７６】
＜実施態様２９＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段を備え、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された撮像装置の出力信号値と前記黒レベル補正値群を用いて、任意の感度で撮影された前記撮像素子の出力信号値の黒バランスを変更することを特徴とする制御プログラム。
【００７７】
＜実施態様３０＞
カラーフィルタを有する撮像素子を備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度によって撮影された画像信号の黒レベル補正値群を記憶する黒レベル補正値記憶手段と、少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号より少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、前記本撮影時の色評価値と黒レベル補正値群に基づいて本撮影時の黒レベル補正値を算出する手段とを備えたことを特徴とする制御プログラム。
【００７８】
＜実施態様３１＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、当該撮像装置の撮影感度に応じて、各色の階調補正制御を独立に制御することを特徴とする制御プログラム。
【００７９】
＜実施態様３２＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段を備え、前記撮像装置の撮影感度に応じた各色の階調補正カーブを用いて前記３原色信号を補正することを特徴とする制御プログラム。
【００８０】
＜実施態様３３＞
カラーフィルタを備える撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を３原色信号に変換する信号処理装置と、前記３原色信号を出力装置の特性に合わせた階調に変換する階調補正装置とを備えた撮像装置の信号処理方法を実行するための制御プログラムであって、 少なくとも２種類以上の撮影感度で撮影された画像信号に基づいて、少なくとも２つ以上の色評価値群を作成する色評価値作成手段と、前記色評価値群と本撮影時の設定感度に基づいて、本撮影時の色評価値を算出する手段と、予め少なくとも２種類以上の撮影感度における階調補正カーブ群もしくは設定パラメータ群を記憶する階調補正カーブ記憶手段と、前記本撮影時の色評価値と前記階調補正カーブ群を用いて、任意の撮影感度で撮影された信号値の階調補正カーブを算出する階調補正カーブ算出手段とを備えたことを特徴とする制御プログラム。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、撮像素子の色情報に応じて、撮影時の感度設定ごとに最適な、撮像素子の光−電気信号出力特性のリニアリティ補正を行うことが可能となり、高品質な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【図３】各感度による色評価値分布を示す図である。
【図４】撮影感度−補正ΔＧａｉｎ直線を示す図である。
【図５】ΔＣｙ−ＯＢ補正ゲイン直線を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る、撮像素子のリニアリティ補正を示すフローチャートである。
【図８】ΔＣｙ値に対応するγ補正カーブを示す図である。
【図９】従来の撮像装置における信号処理部の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】従来のＣＣＤ撮像素子の光−電気信号出力特性を示した簡略図である。
【図１１】図１０の高感度領域８−２を拡大した図である。
【符号の説明】
１０１，７０１ ＣＣＤ撮像素子
１０２，７０２ ＯＢ回路
１０３，７０３ ＷＢ回路
１０４ ＵＩ（感度設定）
１０５ ＯＢ補正ゲイン算出回路
１０６，７０４ 色補間回路
１０７，７０５ 色変換回路
１０８，７０６ 色処理回路
１０９，５０７，７０７ Ｃ−ＬＰＦ回路
１１０，７０８ 輝度信号作成回路
１１１，７０９ エッジ強調回路
１１２，７１０ ＲＧＢ変換回路
１１３，７１１ γ変換回路
１１４，７１２ ＹＵＶ変換回路
１１５，７１３ 後処理回路
２０１ ＲＧＢγカーブ算出回路
Claims (1)
- 撮像素子を備えた撮像装置において、
当該撮像装置の撮影感度と、前記撮像素子の色情報に応じて、前記撮像素子の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003024818A JP2004236190A (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003024818A JP2004236190A (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004236190A true JP2004236190A (ja) | 2004-08-19 |
Family
ID=32953257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003024818A Pending JP2004236190A (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004236190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008109493A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | テレビジョンカメラ |
-
2003
- 2003-01-31 JP JP2003024818A patent/JP2004236190A/ja active Pending
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| JP2008109493A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | テレビジョンカメラ |
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