JP2004336243A - Correction apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct ununiformity among a plurality of imaging regions in real time by quickly coping with dynamic variations such as a camera-shake or the like of an imaging apparatus. <P>SOLUTION: The correction apparatus is provided with: a plurality of level adjustment means 113, 114 for respectively independently adjusting a level of a plurality of imaging signals outputted from a plurality of output terminals; an output level detection means 116 for detecting an output level of a plurality of the level adjustment means; a camera-shake amount detection means 121 for detecting a camera-shake of the imaging apparatus; and a correction coefficient decision means 117 for deciding a correction coefficient to decrease a level difference of each imaging signal on the basis of a result of detection of the output level detection means, and the correction coefficient decision means 117 gives the decided correction coefficient to the level adjustment means 113, 114 so as to decreasingly adjust the level differences of each imaging signal thereby decreasingly adjusting the level difference of each imaging signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は補正装置に関し、特に、撮像面が複数の領域に分割され、それぞれの領域の撮像信号を増幅する増幅器と、この出力に接続された複数の撮像信号出力端子を備える固体撮像素子からの信号を補正する補正装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術及び半導体技術の進歩により、標準テレビ方式、例えばNTSC方式やPAL方式の動画像信号をディジタル記録する民生用ディジタルビデオ規格が提案されており、その応用として、ディジタルビデオ記録再生装置と撮像装置とを一体化したディジタルビデオカメラが製品化されている。このようなディジタルビデオカメラでは、ディジタル記録という特徴を生かして、静止画記録機能を備えるものがある。
【0003】
また、コンピュータ等と接続するためにディジタルI/Fを具備し、撮影した画像をコンピュータに取り込む機能を有するものもある。さらに、複数の記録媒体を具備し、画像の使用目的に応じて記録媒体を選択できるようになっている装置も実用化されている。
【0004】
このような装置において、記録された画像をテレビに接続して再生する場合は、その画像サイズはディジタルビデオ規格で定められるもの、例えば720x480画素でなんら問題は無いが、ディジタルI/Fを介して他のメディアに画像を転送する場合は、画質上の問題からより多くの画素数が要求される場合がある。
【0005】
撮像素子の多画素化に伴い、撮像素子の全画素の情報を読み出すためにはより高い周波数で撮像素子を駆動する必要があり、全画素の情報を読み出すようにするとS/Nの劣化や消費電力の増大を招く問題があった。
【0006】
そこで、撮像素子の駆動周波数を低く抑えたまま撮像情報のデータレートを上げる方法が考えられている。このような方法の一つとして、撮像面を複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立した電荷転送部、増幅器及び出力端子を持たせ、撮像信号を並列に読み出す方法がある。
【0007】
図9に、上記のような撮像素子を用いた撮像装置の例を示す。図9において、撮像素子900の撮像面は左右の2領域に分割されている。また、901及び902は光電変換及び垂直転送部であり、903及び904は水平転送部、905及び906は増幅器、907及び908は出力端子である。このような構造の撮像素子を用いることにより、撮像素子の駆動周波数に対し2倍のデータレートの撮像情報が得られる利点がある。
【0008】
一方、この方法の欠点として、各領域の増幅器及び外部周辺回路の特性の不均一性により、2つの領域を合成して画像を生成した場合に、領域間のレベル差による境界線が生じるなどの画質劣化が発生する問題があった。
【0009】
これらの不均一性による画質劣化を軽減する方法として、あらかじめ各領域の黒レベル及び標準白レベルを測定して補正係数を求めておき、撮像時にこの補正係数により不均一性の補正を行なう方法が考えられている。
【0010】
図9には、このような補正回路の構成例を示している。不図示の結像光学系により撮像素子900上に結像した被写体像は、撮像素子900により電気信号に変換され、不図示の駆動タイミング発生回路から供給される駆動パルスに応じて出力端子907及び908より出力される。
【0011】
撮像素子900から得られる2系統の画像信号は、アナログ信号処理部909、910によりアナログ信号処理を施された後でAD変換され、黒レベル補正回路911、912及び黒レベル差検出回路913に供給される。黒レベル差検出回路913では、2系統の画像信号から黒レベルの差を検出し補正係数が計算される。
【0012】
この補正係数は、黒レベル補正回路911及び912に供給され、上記補正係数に基づいて黒レベルの差が補正される。上記黒レベルの差の検出には、撮像素子900のオプティカルブラック画素の信号が用いられる。検出と補正値計算は、所定の時期に一度だけ実施し、得られた補正係数をメモリ920に記憶することで、以後の撮影時には検出は行なわずにメモリ920に記憶された補正係数により黒レベル差の補正が行われる。
【0013】
次に、各信号は白レベル補正回路914、915、及び白レベル差検出回路916に供給される。白レベル差検出回路914では、2系統の画像信号から白レベルの差を検出し補正係数が計算される。この補正係数は黒白レベル補正回路914、915に供給され、上記補正係数に基づいて白レベルの差が補正される。
【0014】
白レベルの差の検出には、撮像素子900に標準白レベルが得られるような一様な光を照射し、その時の画像信号が用いられる。検出と補正値計算は、所定の時期に一度だけ実施され、得られた補正係数をメモリ921に記憶することで、以後の撮影時には検出は行なわずにメモリ921に記憶された補正係数を用いて白レベル差の補正が行われる。
【0015】
白レベル補正された信号は、画面合成回路917にて左右の画像が一枚の画像として合成された後、カメラ信号処理回路918にてγ補正処理、輪郭補正処理、色補正処理などを施され、輝度信号及び色差信号として出力端子919より出力される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、標準白画像を撮像するなど、決められた条件の下でしか補正係数が算出されないため、リアルタイム性に欠ける問題があった。このため、撮像装置の手ぶれ等のような動的な変動に迅速に対応することができず、領域間の不均一性を十分に補正しきれない場合があった。
【0017】
本発明は上述の問題点にかんがみてなされたもので、撮像装置の手ぶれ等の動的な変動に迅速に対応できるようにして、複数の撮像領域間の不均一性をリアルタイムに補正できるようにすることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の補正装置は、撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、前記撮像素子を含む撮像装置のぶれ量の検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の補正装置を撮像装置に適用した実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、単板ビデオカメラに本発明を適用した実施の形態を概略的に示す図である。
図1において、100は撮像領域が2分割され、それぞれに出力端子を持つCCDエリアセンサ、101は光電変換部及び垂直転送部、103及び104は水平転送部であり、画面の中心を境にして左右方向に2分割されている。
【0020】
105及び106は信号電荷を増幅する出力アンプであり、107及び108は撮像信号の出力端子である。また、109及び110は相関2重サンプルとAD変換を行なうアナログフロントエンドである。111及び112は黒レベルの検出及び補正手段、113及び114はゲインを調整するゲイン調整手段、115は2系統の画像信号を合成して1枚の画像を生成する画面合成手段である。
【0021】
また、116は2系統間の不均一性を検出するための段差評価値生成手段、117はシステムの制御を行なうマイコン、118はカメラ信号処理手段、119は出力端子、120は書き換え可能な不揮発性メモリである。121は結像光学系に設けられ手ぶれ量検出手段である。
【0022】
前記結像光学系は、被写体像をCCD100上に結像させるためのものであり、マイコン117によりフォーカス及び絞りの制御が行われる。結像光学系によりCCD100上に結像した被写体像は、光電変換部101により電気信号に変換された後、水平転送路103、104により2系統に分割されて出力アンプ105、106に供給される。
本実施の形態及び後述の実施の形態では、ゲイン調整手段113、114、段差評価値生成手段116、及びマイコン117により、2系統間の不均一性を検出し、補正するための補正装置を構成している。
【0023】
次に、上記構成における本実施の形態のビデオカメラの動作について説明する。
不図示の結像光学系によりCCD100上に結像した被写体像は、光電変換部101により電気信号に変換された後、水平転送路103及び104により2系統に分割されて出力アンプ105及び106に供給される。
【0024】
信号電荷は、出力アンプ105及び106で所定のレベルに増幅され、第1の出力端子107及び第2の出力端子108より出力される。以後、第1の出力端子107から得られる撮像信号を左チャンネル信号、第2の出力端子108から得られる撮像信号を右チャンネル信号と呼称することにする。
【0025】
左右2系統の撮像信号は、アナログフロントエンド109、110により相関二重サンプル処理及びAD変換された後、黒レベル検出及び補正手段111,112に供給される。黒レベル検出及び補正手段111,112では、撮像信号のうちダミー信号部分もしくはオプティカルブラック信号部分を用いて、2系統の撮像信号の黒レベルがそれぞれディジタルコードの「0」と一致するように黒レベル補正が行われる。これにより、2系統間のオフセット成分の誤差が除去されることになる。
【0026】
黒レベルが補正された信号は、ゲイン調整手段113、114によりゲイン調整が施される。ゲイン調整時に適用されるゲインはマイコン117より供給される。従来の撮像装置では、低照度環境下での信号量のゲインアップを、アナログ回路により行なっていたが、本実施の形態のように2系統の撮像信号を取り扱う撮像装置では、アナログ回路によるゲイン調整は2系統間の不均一性の要因となりうる。よって、本実施の形態ではゲインの調整はゲイン調整手段113,114を用いてディジタル演算により行なうことで、回路のばらつきや経時変動、温度変動の影響を排除している。
【0027】
また、画像の明るさのためのゲイン調整だけでなく、2系統間のゲイン誤差の補正もここで行なう。一般に、2系統間のゲインの差はCCDエリアセンサ100の出力レベルの大きさに依存する。
【0028】
図3は、2系統間の出力レベルとチャンネル間におけるゲイン差の一例を示した特性図である。図3において、横軸はCCD100の左チャンネル出力レベルであり、縦軸はゲイン調整手段114の入力信号(左チャンネル)とゲイン調整手段113の入力信号(右チャンネル)の信号との比、すなわち2系統間の信号レベルのゲイン差を表している。
【0029】
例えば、ある明るさの被写体を撮像したときのCCD100の左チャンネル出力レベルをL0、右チャンネル出力レベルをL0rightとすると、このときのゲイン差E0は次式(1)で与えられる。
E0 = L0right / L0・・・(1)式
【0030】
この図で示されるように、信号レベルとゲイン差の関係が一定ではないので、ゲインの補正量は固定値ではなく、ゲインアップ量に応じて補正量を可変する必要がある。
【0031】
本実施の形態では、ゲイン調整後の信号に対し基準レベルLrefを設定し、ゲインアップ量にかかわらず常に基準レベルLrefで2系統間のレベル差が0、すなわち各チャンネルの信号が基準レベルLrefに一致するようにゲイン補正を行なう。基準レベルLrefのレベルについては、基準白に対してγ補正後で75%程度のグレーレベルが選ばれる。
【0032】
例えば、CCD100の左チャンネル出力レベルがL0の時に、ゲイン調整手段114の出力レベルが基準レベルLrefになるようなゲインアップ量のとき、左チャンネルのゲイン調整手段114に与えるゲインA0は次式で表せる。
A0 = 基準レベルLref / L0・・・(2)式
【0033】
また、このとき右チャンネルのゲイン調整手段113に与えるゲインA0rightは、ゲイン補正量をC0として、次式で表せる。
A0right = A0 x C0・・・(3)式
そして、C0は次式で求められる。
C0 = 1.0 / E0・・・(4)式
【0034】
同様に、CCD100の左チャンネル出力レベルがL1の時に、ゲイン調整手段114の出力レベルが基準レベルLrefになるようなゲインアップ量のときのゲイン補正量C1は次式で求められる。
C1 = 1.0 / E1・・・(5)式
【0035】
ゲインアップ量に対するゲイン補正量の特性例を図4示す。この補正特性は、CCD100もしくはアナログフロントエンド109、110の部品ごとに異なる。
【0036】
次に、ゲイン補正特性の測定について述べる。
段差評価値生成手段116は、分割領域の境界付近に指定した矩形領域内の画素値を元に画面段差の評価値を算出しマイコン117に出力する。
【0037】
図2に、画面内の矩形領域の例を示す。図2に示すように、2分割された領域201、202の境界近傍に、矩形領域203、204が設定され、この領域内の画素値が画面段差の評価に用いられる。
【0038】
CCD100は、単板でカラー画像を撮像するために、オンチップカラーフィルタが画素部に貼られている。上記オンチップカラーフィルタは、例えば図2の205に示すような配列である。段差評価値生成手段116では、このうちの一色の画素値を選択して領域内で平均値を計算し、これを画面段差の評価値としている。
【0039】
ゲイン補正特性の測定時は、明るさが一様な被写体を撮像し、マイコン117よりゲイン調整手段113及び114に同一のゲイン乗数を設定して行なう。一方の矩形領域203内の画素の平均レベルを左チャンネルのレベルとするとともに、他方の矩形領域204内の画素の平均レベルを右チャンネルのレベルとして、マイコン117に出力する。
【0040】
マイコン117では、左チャンネルのレベルを基準として右チャンネルのゲイン補正量を前述のように算出する。このような測定を、CCD100の出力レベルにおいて所定の間隔で行なうことにより、ゲイン補正特性を生成する。
【0041】
マイコン117は、生成されたゲイン補正特性をEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの書き換え可能な不揮発メモリ120に格納する。ゲイン補正特性の生成は、例えば工場調整時などに実行される。したがって、経時変動や温度変動などの動的な変動に対しては対応できずにゲイン差が誤差として残留する。
【0042】
次に、一般撮影時における残留ゲイン誤差の補正に関して説明する。
図5は、ビデオカメラのぶれ量の検出結果に基づいて、補正係数を決定するとともに、その決定した補正係数をゲイン調整手段に与えてCCDエリアセンサの異なる出力端子から出力された各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なう補正係数決定手段であるマイコン117で実行される残留ゲイン誤差を補正するブロックの構成について示したものである。図5における信号A,B,C,Dは、図1における信号A,B,C,Dに対応しており、符号Aは左チャンネルの段差評価値、符号Bは右チャンネルの段差評価値、符号Cは左チャンネルのゲイン調整値、符号Dは右チャンネルのゲイン調整値である。
【0043】
マイコン117に入力された左チャンネル段差評価値A及び右チャンネル段差評価値Bはゲイン誤差計算手段501に入力され、ゲイン誤差量Eが求められる。ゲイン誤差量Eは次式により得られる。
E = B/A・・・(6)式
【0044】
ゲイン誤差計算手段501で得られるゲイン誤差量Eは、単純に画素レベルの比であり、チャンネル間の不均一性のみならず、被写体そのものが持つレベル差にも影響をうける。したがって、正しいゲイン誤差補正を行なうためには、被写体依存のレベル差成分を排除する必要がある。本実施の形態では、被写体依存のレベル差成分をリミッタ手段502及び積分手段503により排除している。
【0045】
リミッタ手段502の入出力特性を図6に示す。図6の原点はリミッタ入力=リミッタ出力=1.0の点を表す。チャンネル間のレベルの比なので、ゲイン誤差のないときの値は1.0になる。
【0046】
図6に示すように、レベル差の比が閾値THを越える場合には、リミッタ出力は1.0になる。前記閾値THは残留ゲイン誤差量と対応付けて決定される。この処理により、レベル差が大きいものは被写体依存のレベル差とみなされて排除される。
【0047】
図7に、積分手段503の内部構成を示す。入力信号X(0)は、引算手段702において所定時間遅延した信号Y(−1)との差をとった後、係数器703にて係数kが乗ぜられる。係数器703の出力は、加算手段704にて遅延信号に加算され出力となる一方で遅延手段705に供給される。出力信号をY(0)として式で表すと次のようになる。
Y(0) = kX(0) + (1−k)Y(−1) (0 < k < 1) ・・・(7)式
【0048】
遅延時間は、CCDの垂直走査期間と等しい時間である。この処理により、過去1/kフレーム分の誤差量の平均値が得られる。通常、被写体は画角の中で長時間固定されるものではないので、複数のフレームで平均を取ることにより、被写体依存のレベル差成分は相殺され排除される。
【0049】
係数制御手段701には手ぶれ量の情報が入力され、これにより係数器703に与える係数kが制御される。係数制御に関して後述する。
【0050】
以上のような処理により、被写体によるレベル差が排除され、チャンネル間の不均一性に起因するゲイン誤差が抽出される。ゲイン誤差量は、次に補正量制御手段504にて係数が乗ぜられる。この係数は、ゲイン誤差補正ループのフィードバックゲインに相当する。ゲインが大きい場合は、補正能力は高くなるが、誤検出等の外乱に対して不安定になり、ゲインが小さい場合は外乱に対しては安定するが、補正能力は低くなる。
【0051】
補正量制御手段504の出力は、ゲイン補正量計算手段506に供給される。ゲイン補正量計算手段506には、ゲイン補正特性テーブル505の出力も供給される。ゲイン補正特性テーブル505は、既に説明したゲイン補正特性をテーブル化したものであり、図4に例示するように、ゲインアップ量に対応してゲイン補正量が得られるものである。
【0052】
ゲイン補正量計算手段で506では、これら2つの入力信号とゲインアップ量とを掛け合わすことにより、右チャンネルに対するゲイン調整値が実際に計算される。そして、このように計算されたゲイン調整値は、図1に示すゲイン調整手段113に供給される。ゲイン調整手段114には、ゲインアップ量そのものが供給される。
【0053】
ゲイン調整後の信号は画面合成手段115及び段差評価値生成手段116に供給される。画面合成手段115では、2系統の信号を合成し1画面の画像としてカメラ信号処理回路118及びAF評価値生成手段122に出力する。カメラ信号処理回路118ではγ補正、色補正、輪郭補正などの信号処理が為され画像信号として端子119より出力される。
【0054】
前記手ぶれ量検出手段121は、使用者が手持ちで撮影を行なう場合に発生する手ぶれの量を検出するものであり、検出結果はマイコン117に入力される。マイコン117ではその結果に基づいて手ぶれの補正量を算出する。
【0055】
手ぶれ補正量はカメラ信号処理回路118に供給され、カメラ信号処理回路118にて、手ぶれの補正処理が行われる。なお、手ぶれ補正量の算出方法については、本発明において本質的なものではないので詳細な説明を割愛する。
【0056】
先に述べたように、一般撮影画像から左右画面のレベル差を測定する場合、外乱要素として被写体そのものの持つレベル差が挙げられる。つまり、矩形領域203と204でレベル差のある被写体を撮影している場合、そのレベル差は領域間段差と区別がつかないため、誤った補正を行なうことが起こりうる。
【0057】
前述のように、その要因を排除するために時間積分を行っているが、静止物を固定画角で撮影しているような状況では効果が得られない。このような状況に対応するために、本実施形態ではカメラのぶれ量(手ぶれ量)に応じて補正ループの特性の可変制御を行なうようにしている。
【0058】
図8は、手ぶれ量に対する係数制御の特性を示したものであり、図7における係数制御手段701の動作を表している。図8において、横軸は手ぶれ量であり右に行くほどぶれ量が大きくなる。縦軸は出力される係数を表している。図8に示したように、ぶれのない状態での出力係数に対して、ぶれ量が大きくなるにつれて係数値は増加する特性である。
【0059】
ぶれ量が大きいときは矩形領域と被写体の位置関係が大きく変動すると考えられ、その状況では平均化するフレーム数が少なくても被写体要因のレベル差は十分排除可能と考えられる。また反対に、ぶれ量が少ないか、もしくはぶれのない状況では、被写体要因のレベル差の影響を受けやすくなるので、平均化するフレーム数を多くとり、外乱(つまり、被写体そのものの持つレベル差)に対して安定するような制御が行われる。
【0060】
さらに、ぶれが全く検出されず、撮像装置が三脚などに固定されているとみなされる場合には、係数kを0としてレベル差の評価値を使用しないといった動作も考えられる。
【0061】
(本発明の他の実施の形態)
本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても1つの機器からなる装置に適用しても良い。
【0062】
また、上述した実施の形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、記憶媒体から、またはインターネット等の伝送媒体を介して上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0063】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の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自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0064】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態で説明した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることは言うまでもない。
【0065】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの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格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【0066】
本発明の実施態様の例を以下に説明する。
〔実施態様1〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、前記複数の撮像信号のレベル差が小さくするための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、前記決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正装置。
〔実施態様2〕 前記複数の撮像信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段を有し、
前記補正係数決定手段は、前記レベル検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように補正係数を決定することを特徴とする実施態様1に記載の補正装置。
【0067】
〔実施態様3〕 前記出力レベル検出手段は、前記複数の撮像信号のうち、所定の領域を選択するための領域選択手段と、前記領域選択手段により選択された領域内の平均レベルを算出する平均レベル算出手段とを含むことを特徴とする実施態様2に記載の補正装置。
【0068】
〔実施態様4〕 前記出力レベル検出手段は、前記複数の撮像信号のうち、所定の色信号を選択する色信号選択手段を備え、前記色信号選択手段により選択された色信号を用いて検出結果を生成することを特徴とする実施態様2または3に記載の補正装置。
【0069】
〔実施態様5〕 前記補正係数決定手段は、前記出力レベル検出手段から出力される複数の検出結果の中から前記複数の撮像信号間のゲイン誤差を算出するゲイン誤差算出手段と、前記複数の撮像信号中における被写体依存のレベル差成分を排除するための閾値を設定する閾値設定手段と、前記ゲイン誤差算出手段により算出された信号が入力された際に、前記複数の撮像信号間のゲイン誤差が前記閾値設定によって設定された閾値を超えた場合に所定の基準値を出力し、前記閾値を超えない場合には入力されたゲイン誤差をそのまま出力する非線形処理手段とを備え、
前記非線形処理手段の出力信号に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様2〜4の何れか1項に記載の補正装置。
【0070】
〔実施態様6〕 前記補正係数決定手段は、前記出力レベル検出手段の検出結果から評価値を生成する評価値生成手段と、前記評価値生成手段により生成された評価値を複数のフレーム間で平均化する平均化手段と、前記平均化手段によって平均化するフレーム数を設定するフレーム数制御手段とを備え、
前記フレーム数制御手段により設定されたフレーム数分を平均化した評価値に基づいて前記補正係数を決定することを特徴とする実施態様2〜5の何れか1項に記載の補正装置。
【0071】
〔実施態様7〕 前記平均化手段において平均化するフレーム数を前記補正装置のぶれ量に応じて可変制御するフレーム数制御手段を有することを特徴とする実施態様6に記載の補正装置。
【0072】
〔実施態様8〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整処理と、前記複数の撮像信号のレベル差が小さくするための補正係数を決定する補正係数決定処理とを有し、
前記補正係数決定処理は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、前記決定した補正係数を前記レベル調整処理に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正方法。
〔実施態様9〕 前記複数の撮像信号の出力レベルを検出する出力レベル検出処理を有し、
前記補正係数決定処理は、前記レベル検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように補正係数を決定することを特徴とする実施態様8に記載の補正方法。
【0073】
〔実施態様10〕 前記出力レベル検出処理は、前記複数の撮像信号のうち、所定の領域を選択するための領域選択処理と、前記領域選択処理により選択された領域内の平均レベルを算出する平均レベル算出処理とを含むことを特徴とする実施態様9に記載の補正方法。
【0074】
〔実施態様11〕 前記出力レベル検出処理は、前記複数の撮像信号のうち、所定の色信号を選択する色信号選択処理を有し、前記色信号選択処理により選択された色信号を用いて検出結果を生成することを特徴とする実施態様9または10に記載の補正方法。
【0075】
〔実施態様12〕 前記補正係数決定処理は、前記出力レベル検出処理から出力される複数の検出結果の中から前記複数の撮像信号間のゲイン誤差を算出するゲイン誤差算出処理と、前記複数の撮像信号中における被写体依存のレベル差成分を排除するための閾値を設定する閾値設定処理と、前記ゲイン誤差算出処理により算出された信号が入力された際に、前記複数の撮像信号間のゲイン誤差が前記閾値設定によって設定された閾値を超えた場合に所定の基準値を出力し、前記閾値を超えない場合には入力されたゲイン誤差をそのまま出力する非線形処理とを有し、
前記非線形処理の出力信号に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様9〜11の何れか1項に記載の補正方法。
【0076】
〔実施態様13〕 前記補正係数決定処理は、前記出力レベル検出処理の検出結果から評価値を生成する評価値生成処理と、前記評価値生成処理により生成された評価値を複数のフレーム間で平均化する平均化処理と、前記平均化処理によって平均化するフレーム数を設定するフレーム数制御処理とを有し、
前記フレーム数制御処理により設定されたフレーム数分を平均化した評価値に基づいて前記補正係数を決定することを特徴とする実施態様9〜12の何れか1項に記載の補正方法。
【0077】
〔実施態様14〕 前記平均化処理において平均化するフレーム数を前記補正方法のぶれ量に応じて可変制御するフレーム数制御処理を有することを特徴とする実施態様13に記載の補正方法。
【0078】
〔実施態様15〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整処理と、前記複数の撮像信号のレベル差が小さくするための補正係数を決定する補正係数決定処理とを有し、
前記補正係数決定処理は、被写体依存のレベル差成分を補正して前記補正係数を決定するとともに、前記決定した補正係数を前記レベル調整処理に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【0079】
〔実施態様16〕 前記実施態様15に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【0080】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ぶれ量検出結果に基づいて複数の撮像信号のレベルが等しくなるような補正係数を決定し、前記決定した補正係数を用いて複数の撮像信号のレベル差が小さくなるような調整を行なうようにしたので、複数の撮像領域間の不均一性をリアルタイムに補正することができる。
また、本発明の他の特徴によれば、撮像装置のぶれ量に応じて適応的な制御を行なうようにしたので、被写体依存のレベル差成分を効果的に除去することができ、動的な変動が発生した場合にも画像中に現れる段差を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示し、本発明の補正装置を適用したビデオカメラにおける第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】分割画面境界部の矩形領域を示す図である。
【図3】CCD出力レベルとチャンネル間のゲイン差を示す特性図である。
【図4】ゲインアップ量に対するゲイン補正特性を示す図である。
【図5】第1の実施の形態におけるゲイン調整値の計算手順を実行する手段の構成例を示すブロック図である。
【図6】第1の実施の形態におけるリミッタの入出力特性を示す図である。
【図7】第1の実施の形態における積分手段の構成例を示すブロック図である。
【図8】第1の実施の形態における積分手段の係数制御特性を示す特性図である。
【図9】従来例の撮像装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
100 CCDエリアセンサ
101 光電変換部及び垂直転送部
103、104 水平転送部
105、106 出力アンプ
107、108 撮像信号の出力端子
109、110 アナログフロントエンド
111、112 黒レベルの検出及び補正手段
113、114 ゲイン調整手段
115 画面合成手段
116 段差評価値生成手段
117 システムの制御を行なうマイコン
118 カメラ信号処理手段
119 出力端子
120 書き換え可能な不揮発性メモリ
121 手ぶれ量検出手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a correction device, in particular, an imaging surface divided into a plurality of regions, an amplifier for amplifying an imaging signal in each region, and a solid-state imaging device having a plurality of imaging signal output terminals connected to the output. It is suitable for use in a correction device for correcting a signal.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of digital signal processing technology and semiconductor technology, a consumer digital video standard for digitally recording moving picture signals of a standard television system, for example, NTSC system or PAL system, has been proposed. A digital video camera in which a device and an imaging device are integrated has been commercialized. Some of such digital video cameras have a still image recording function by utilizing the feature of digital recording.
[0003]
Further, there is also a digital camera equipped with a digital I / F for connection to a computer or the like, and having a function of taking a captured image into the computer. Further, an apparatus that includes a plurality of recording media and is capable of selecting a recording medium according to the purpose of use of an image has been put to practical use.
[0004]
In such an apparatus, when a recorded image is connected to a television and played back, the image size is determined by the digital video standard, for example, 720 × 480 pixels, and there is no problem. When transferring an image to another medium, a larger number of pixels may be required due to a problem in image quality.
[0005]
With the increase in the number of pixels of the image sensor, it is necessary to drive the image sensor at a higher frequency in order to read information of all pixels of the image sensor. There is a problem that causes an increase in power.
[0006]
Therefore, a method of increasing the data rate of imaging information while keeping the driving frequency of the imaging element low has been considered. As one of such methods, there is a method in which an imaging surface is divided into a plurality of regions, each region has an independent charge transfer unit, an amplifier, and an output terminal, and imaging signals are read out in parallel.
[0007]
FIG. 9 shows an example of an image pickup apparatus using the above image pickup device. In FIG. 9, the imaging surface of the imaging device 900 is divided into left and right two regions. Reference numerals 901 and 902 denote photoelectric conversion and vertical transfer units, 903 and 904 denote horizontal transfer units, 905 and 906 denote amplifiers, and 907 and 908 denote output terminals. The use of the imaging device having such a structure has an advantage that imaging information having a data rate twice as high as the driving frequency of the imaging device can be obtained.
[0008]
On the other hand, a disadvantage of this method is that when an image is generated by combining two regions due to the non-uniformity of the characteristics of the amplifier and the external peripheral circuit in each region, a boundary line occurs due to a level difference between the regions. There is a problem that image quality deteriorates.
[0009]
As a method of reducing the image quality deterioration due to these non-uniformities, there is a method in which a black level and a standard white level of each area are measured in advance to obtain a correction coefficient, and the non-uniformity is corrected by the correction coefficient at the time of imaging. It is considered.
[0010]
FIG. 9 shows a configuration example of such a correction circuit. A subject image formed on the image sensor 900 by an image forming optical system (not shown) is converted into an electric signal by the image sensor 900 and output terminals 907 and 907 are provided in accordance with a drive pulse supplied from a drive timing generating circuit (not shown). 908.
[0011]
The two-system image signals obtained from the image sensor 900 are subjected to analog signal processing by analog signal processing units 909 and 910 and then A / D converted, and supplied to black level correction circuits 911 and 912 and a black level difference detection circuit 913. Is done. The black level difference detection circuit 913 detects a black level difference from the two systems of image signals and calculates a correction coefficient.
[0012]
This correction coefficient is supplied to black level correction circuits 911 and 912, and the difference between the black levels is corrected based on the correction coefficient. The signal of the optical black pixel of the image sensor 900 is used for detecting the difference between the black levels. The detection and the calculation of the correction value are performed only once at a predetermined time, and the obtained correction coefficient is stored in the memory 920, so that the detection is not performed in the subsequent photographing, and the black level is determined by the correction coefficient stored in the memory 920. The difference is corrected.
[0013]
Next, the signals are supplied to white level correction circuits 914 and 915 and a white level difference detection circuit 916. The white level difference detection circuit 914 detects a white level difference from the two systems of image signals and calculates a correction coefficient. The correction coefficient is supplied to black and white level correction circuits 914 and 915, and the difference between the white levels is corrected based on the correction coefficient.
[0014]
For detecting the difference in white level, the image sensor 900 is irradiated with uniform light so as to obtain a standard white level, and an image signal at that time is used. The detection and the calculation of the correction value are performed only once at a predetermined time, and the obtained correction coefficient is stored in the memory 921, so that the detection is not performed in the subsequent photographing and the correction coefficient stored in the memory 921 is used. The correction of the white level difference is performed.
[0015]
The signal subjected to the white level correction is subjected to γ correction processing, contour correction processing, color correction processing and the like in a camera signal processing circuit 918 after the left and right images are synthesized as one image by a screen synthesis circuit 917. , And a luminance signal and a color difference signal from an output terminal 919.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the correction coefficient is calculated only under predetermined conditions, such as when a standard white image is captured, and thus there is a problem that real-time properties are lacking. For this reason, it is not possible to quickly respond to dynamic fluctuations such as camera shake of the imaging apparatus, and it may not be possible to sufficiently correct non-uniformity between regions.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to enable real-time correction of non-uniformity among a plurality of imaging regions by quickly responding to dynamic fluctuations such as camera shake of an imaging device. The purpose is to do.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
A correction device according to the present invention is a correction device that corrects a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging device, wherein a level adjustment unit for adjusting a level of the plurality of imaging signals and the imaging device are provided. Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient for reducing a level difference between the plurality of imaging signals based on a detection result of a blur amount of the imaging apparatus, wherein the correction coefficient determined by the correction coefficient determining means is The signal is supplied to a level adjusting means so that the level difference between the plurality of imaging signals is reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment in which the correction device of the present invention is applied to an imaging device will be described with reference to the accompanying drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment in which the present invention is applied to a single-panel video camera.
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a CCD area sensor in which an imaging area is divided into two, each having an output terminal; 101, a photoelectric conversion unit and a vertical transfer unit; and 103 and 104, a horizontal transfer unit; It is divided into two parts in the horizontal direction.
[0020]
Output amplifiers 105 and 106 amplify signal charges, and 107 and 108 are output terminals for imaging signals. Reference numerals 109 and 110 denote analog front ends for performing correlated double samples and AD conversion. 111 and 112 are black level detecting and correcting means, 113 and 114 are gain adjusting means for adjusting gain, and 115 is a screen synthesizing means for synthesizing two systems of image signals to generate one image.
[0021]
Reference numeral 116 denotes a step evaluation value generating means for detecting non-uniformity between the two systems, 117 a microcomputer for controlling the system, 118 a camera signal processing means, 119 an output terminal, and 120 a rewritable nonvolatile memory. Memory. Reference numeral 121 denotes a camera shake amount detection unit provided in the imaging optical system.
[0022]
The image forming optical system is for forming a subject image on the CCD 100, and the microcomputer 117 controls focus and aperture. A subject image formed on the CCD 100 by the image forming optical system is converted into an electric signal by the photoelectric conversion unit 101, then divided into two systems by horizontal transfer paths 103 and 104, and supplied to output amplifiers 105 and 106. .
In the present embodiment and the embodiments described later, a correction device for detecting and correcting non-uniformity between two systems is configured by the gain adjustment units 113 and 114, the step evaluation value generation unit 116, and the microcomputer 117. are doing.
[0023]
Next, the operation of the video camera of the present embodiment having the above configuration will be described.
A subject image formed on the CCD 100 by an imaging optical system (not shown) is converted into an electric signal by a photoelectric conversion unit 101, then divided into two systems by horizontal transfer paths 103 and 104, and output to output amplifiers 105 and 106. Supplied.
[0024]
The signal charges are amplified to a predetermined level by the output amplifiers 105 and 106, and output from the first output terminal 107 and the second output terminal 108. Hereinafter, the image signal obtained from the first output terminal 107 is referred to as a left channel signal, and the image signal obtained from the second output terminal 108 is referred to as a right channel signal.
[0025]
The left and right imaging signals are subjected to correlated double sampling processing and A / D conversion by analog front ends 109 and 110, and then supplied to black level detection and correction units 111 and 112. The black level detection and correction means 111 and 112 use the dummy signal portion or the optical black signal portion of the image pickup signal so that the black levels of the two systems of image pickup signals coincide with the digital code "0". Correction is performed. Thereby, the error of the offset component between the two systems is removed.
[0026]
The signals whose black levels have been corrected are subjected to gain adjustment by gain adjusting means 113 and 114. The gain applied at the time of gain adjustment is supplied from the microcomputer 117. In the conventional imaging apparatus, the gain of the signal amount in a low illuminance environment is increased by an analog circuit. However, in the imaging apparatus that handles two types of imaging signals as in the present embodiment, the gain adjustment by the analog circuit is performed. Can be a factor of non-uniformity between the two systems. Therefore, in the present embodiment, the gain adjustment is performed by digital operation using the gain adjustment means 113 and 114, thereby eliminating the influence of circuit variation, temporal variation, and temperature variation.
[0027]
In addition, not only gain adjustment for image brightness but also correction of gain error between the two systems is performed here. Generally, the difference in gain between the two systems depends on the magnitude of the output level of the CCD area sensor 100.
[0028]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of an output level between two systems and a gain difference between channels. In FIG. 3, the horizontal axis represents the output level of the left channel of the CCD 100, and the vertical axis represents the ratio of the input signal (left channel) of the gain adjustment unit 114 to the signal of the input signal (right channel) of the gain adjustment unit 113, that is, 2 It represents the gain difference of the signal level between the systems.
[0029]
For example, assuming that the left channel output level of the CCD 100 is L0 and the right channel output level is L0right when an image of a subject of a certain brightness is captured, the gain difference E0 at this time is given by the following equation (1).
E0 = L0right / L0 (1)
As shown in this figure, since the relationship between the signal level and the gain difference is not constant, the correction amount of the gain is not a fixed value, and the correction amount needs to be changed according to the gain-up amount.
[0031]
In this embodiment, the reference level Lref is set for the signal after gain adjustment, and the level difference between the two systems is always 0 at the reference level Lref regardless of the gain-up amount, that is, the signal of each channel is set to the reference level Lref. Gain correction is performed so that they match. As the level of the reference level Lref, a gray level of about 75% is selected after the γ correction for the reference white.
[0032]
For example, when the left channel output level of the CCD 100 is L0 and the gain is increased so that the output level of the gain adjustment unit 114 becomes the reference level Lref, the gain A0 given to the left channel gain adjustment unit 114 can be expressed by the following equation. .
A0 = reference level Lref / L0 (2)
Further, at this time, the gain A0right given to the gain adjustment means 113 of the right channel can be expressed by the following equation, where the gain correction amount is C0.
A0right = A0 × C0 (3) and C0 is obtained by the following equation.
C0 = 1.0 / E0 (4)
Similarly, when the output level of the left channel of the CCD 100 is L1, the gain correction amount C1 when the output level of the gain adjustment unit 114 is a gain-up amount that becomes the reference level Lref is obtained by the following equation.
C1 = 1.0 / E1 (5)
FIG. 4 shows a characteristic example of the gain correction amount with respect to the gain increase amount. This correction characteristic differs for each component of the CCD 100 or the analog front ends 109 and 110.
[0036]
Next, measurement of the gain correction characteristic will be described.
The step evaluation value generation means 116 calculates an evaluation value of the screen step based on the pixel values in the rectangular area specified near the boundary of the divided area, and outputs the evaluation value to the microcomputer 117.
[0037]
FIG. 2 shows an example of a rectangular area in the screen. As shown in FIG. 2, rectangular regions 203 and 204 are set near the boundary between the two divided regions 201 and 202, and the pixel values in these regions are used for evaluating a screen step.
[0038]
The CCD 100 has an on-chip color filter attached to a pixel portion in order to capture a color image on a single plate. The on-chip color filters are arranged, for example, as shown at 205 in FIG. The step evaluation value generation means 116 selects a pixel value of one color among them, calculates an average value in the area, and uses this as an evaluation value of the screen step.
[0039]
At the time of measuring the gain correction characteristic, an image of a subject having a uniform brightness is taken, and the microcomputer 117 sets the same gain multiplier to the gain adjustment means 113 and 114 to perform the measurement. The average level of the pixels in one rectangular area 203 is set to the level of the left channel, and the average level of the pixels in the other rectangular area 204 is set to the level of the right channel and output to the microcomputer 117.
[0040]
The microcomputer 117 calculates the gain correction amount of the right channel based on the level of the left channel as described above. By performing such a measurement at predetermined intervals at the output level of the CCD 100, a gain correction characteristic is generated.
[0041]
The microcomputer 117 stores the generated gain correction characteristic in a rewritable non-volatile memory 120 such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). The generation of the gain correction characteristic is executed, for example, at the time of factory adjustment. Therefore, it cannot respond to dynamic fluctuations such as temporal fluctuations and temperature fluctuations, and the gain difference remains as an error.
[0042]
Next, correction of the residual gain error at the time of general photographing will be described.
FIG. 5 shows a method of determining a correction coefficient based on a result of detection of a blur amount of a video camera, and applying the determined correction coefficient to a gain adjustment unit to obtain a correction coefficient of each imaging signal output from a different output terminal of the CCD area sensor. This shows a configuration of a block for correcting a residual gain error, which is executed by a microcomputer 117 which is a correction coefficient determining means for performing adjustment so as to reduce the level difference. The signals A, B, C, and D in FIG. 5 correspond to the signals A, B, C, and D in FIG. 1, where reference symbol A denotes a left channel step evaluation value, reference sign B denotes a right channel step evaluation value, Symbol C is a left channel gain adjustment value, and symbol D is a right channel gain adjustment value.
[0043]
The left channel step evaluation value A and the right channel step evaluation value B input to the microcomputer 117 are input to the gain error calculation means 501, and the gain error E is obtained. The gain error E is obtained by the following equation.
E = B / A Expression (6)
The gain error amount E obtained by the gain error calculating means 501 is simply a ratio of pixel levels, and is affected not only by non-uniformity between channels but also by a level difference of the subject itself. Therefore, in order to perform correct gain error correction, it is necessary to eliminate a subject-dependent level difference component. In the present embodiment, the subject-dependent level difference component is eliminated by the limiter unit 502 and the integration unit 503.
[0045]
FIG. 6 shows the input / output characteristics of the limiter unit 502. The origin in FIG. 6 represents a point where limiter input = limiter output = 1.0. Since there is a level ratio between channels, the value when there is no gain error is 1.0.
[0046]
As shown in FIG. 6, when the level difference ratio exceeds the threshold value TH, the limiter output becomes 1.0. The threshold value TH is determined in association with the residual gain error amount. As a result of this processing, a level difference that is large is regarded as a subject-dependent level difference and is eliminated.
[0047]
FIG. 7 shows the internal configuration of the integration means 503. After subtracting the input signal X (0) from the signal Y (-1) delayed by a predetermined time in the subtraction means 702, the coefficient k is multiplied by the coefficient unit 703. The output of the coefficient unit 703 is added to the delay signal by the adding means 704 to become an output, while being supplied to the delay means 705. When the output signal is expressed as Y (0), the following expression is obtained.
Y (0) = kX (0) + (1-k) Y (-1) (0 <k <1) Expression (7)
The delay time is a time equal to the vertical scanning period of the CCD. By this processing, an average value of the error amounts for the past 1 / k frames is obtained. Normally, the subject is not fixed for a long time in the angle of view, so by taking an average over a plurality of frames, the level difference component depending on the subject is canceled out and eliminated.
[0049]
Information on the amount of camera shake is input to the coefficient control unit 701, whereby the coefficient k given to the coefficient unit 703 is controlled. The coefficient control will be described later.
[0050]
Through the above processing, the level difference due to the subject is eliminated, and the gain error due to the non-uniformity between the channels is extracted. Next, the gain error amount is multiplied by a coefficient by the correction amount control unit 504. This coefficient corresponds to the feedback gain of the gain error correction loop. When the gain is large, the correction capability is high, but it becomes unstable against disturbances such as erroneous detection, and when the gain is small, it is stable against disturbances, but the correction capability is low.
[0051]
The output of the correction amount control unit 504 is supplied to a gain correction amount calculation unit 506. The output of the gain correction characteristic table 505 is also supplied to the gain correction amount calculation means 506. The gain correction characteristic table 505 is a table in which the gain correction characteristics described above are tabulated, and as shown in FIG. 4, a gain correction amount is obtained corresponding to the gain increase amount.
[0052]
In the gain correction amount calculating means 506, the gain adjustment value for the right channel is actually calculated by multiplying the two input signals by the gain up amount. Then, the gain adjustment value thus calculated is supplied to the gain adjustment means 113 shown in FIG. The gain increasing amount itself is supplied to the gain adjusting means 114.
[0053]
The signal after the gain adjustment is supplied to the screen synthesizing means 115 and the step evaluation value generating means 116. The screen synthesizing unit 115 synthesizes the two-system signals and outputs the synthesized signal to the camera signal processing circuit 118 and the AF evaluation value generating unit 122 as an image of one screen. The camera signal processing circuit 118 performs signal processing such as γ correction, color correction, and contour correction, and outputs the image signal from a terminal 119.
[0054]
The camera shake amount detection means 121 detects the amount of camera shake which occurs when the user performs hand-held imaging, and the detection result is input to the microcomputer 117. The microcomputer 117 calculates a camera shake correction amount based on the result.
[0055]
The camera shake correction amount is supplied to the camera signal processing circuit 118, and the camera signal processing circuit 118 performs a camera shake correction process. Note that the method of calculating the camera shake correction amount is not essential in the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.
[0056]
As described above, when measuring the level difference between the left and right screens from a general captured image, the level difference of the subject itself can be cited as a disturbance element. In other words, when a subject having a level difference is photographed in the rectangular regions 203 and 204, the level difference cannot be distinguished from the step between the regions, and thus erroneous correction may be performed.
[0057]
As described above, time integration is performed to eliminate the cause, but the effect is not obtained in a situation where a stationary object is photographed at a fixed angle of view. In order to cope with such a situation, in the present embodiment, variable control of the characteristics of the correction loop is performed according to the camera shake amount (camera shake amount).
[0058]
FIG. 8 shows the characteristics of the coefficient control for the camera shake amount, and shows the operation of the coefficient control unit 701 in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents the camera shake amount, and the camera shake amount increases toward the right. The vertical axis represents the output coefficient. As shown in FIG. 8, the output coefficient in the state without blur has a characteristic that the coefficient value increases as the blur amount increases.
[0059]
When the amount of blur is large, the positional relationship between the rectangular area and the subject is considered to fluctuate greatly. In such a situation, even if the number of frames to be averaged is small, it is considered that the level difference of the subject factor can be sufficiently eliminated. Conversely, in a situation where the amount of blur is small or there is no blur, the subject is more susceptible to the level difference due to the subject factor. Is controlled so as to be stable.
[0060]
Furthermore, when no blur is detected and the imaging device is considered to be fixed to a tripod or the like, an operation may be considered in which the coefficient k is set to 0 and the evaluation value of the level difference is not used.
[0061]
(Another embodiment of the present invention)
The present invention may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including one device.
[0062]
Further, a transmission medium such as the Internet or the like is transmitted to a computer in an apparatus or a system connected to the various devices so as to operate various devices so as to realize the functions of the above-described embodiments. Also, the present invention provides a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiment through the above-described embodiment, and executes the above-described various devices according to a program stored in a computer (CPU or MPU) of the system or the apparatus. Are included in the scope of the present invention.
[0063]
In this case, the program code itself of the software implements the functions of the above-described embodiment, and the program code itself and a unit for supplying the program code to the computer, for example, the program code is stored. The storage medium described constitutes the present invention. As a storage medium for storing such a program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, and the like can be used.
[0064]
When the computer executes the supplied program code, not only the functions described in the above-described embodiments are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer or another program. It goes without saying that such a program code is also included in the embodiment of the present invention when the functions described in the above embodiment are realized in cooperation with application software or the like.
[0065]
Further, after the supplied program code is stored in a memory provided in a function expansion board of a computer or a function expansion unit connected to the computer, a CPU provided in the function expansion board or the function expansion unit based on the instruction of the program code. The present invention also includes a case in which the functions of the above-described embodiments are implemented by performing some or all of the actual processing.
[0066]
Examples of embodiments of the present invention will be described below.
[Embodiment 1] A correction device for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging element,
Level adjustment means for adjusting the level of the plurality of imaging signals, and a correction coefficient determination means for determining a correction coefficient for reducing the level difference between the plurality of imaging signals,
The correction coefficient determination means corrects the subject-dependent level difference component to determine the correction coefficient, and adjusts the determined correction coefficient to the level adjustment means so as to reduce the level difference between the imaging signals. A correcting device.
[Embodiment 2] An output level detection unit that detects output levels of the plurality of imaging signals,
The correction apparatus according to claim 1, wherein the correction coefficient determination unit determines a correction coefficient based on the level detection result so as to reduce a level difference between the plurality of imaging signals.
[0067]
[Embodiment 3] The output level detecting means includes an area selecting means for selecting a predetermined area from among the plurality of imaging signals, and an average for calculating an average level in the area selected by the area selecting means. The correction device according to the second embodiment, further comprising a level calculation unit.
[0068]
[Embodiment 4] The output level detection unit includes a color signal selection unit that selects a predetermined color signal from among the plurality of imaging signals, and a detection result is obtained by using the color signal selected by the color signal selection unit. The correction device according to the second or third embodiment, wherein the correction device generates
[0069]
[Embodiment 5] The correction coefficient determining unit calculates a gain error between the plurality of imaging signals from among a plurality of detection results output from the output level detecting unit, and the plurality of imaging units. Threshold setting means for setting a threshold for eliminating a subject-dependent level difference component in the signal; and when a signal calculated by the gain error calculation means is input, a gain error between the plurality of imaging signals is reduced. A non-linear processing unit that outputs a predetermined reference value when the threshold value set by the threshold setting is exceeded, and outputs the input gain error as it is when the threshold value is not exceeded,
The correction apparatus according to any one of embodiments 2 to 4, wherein a correction coefficient is determined based on an output signal of the non-linear processing unit.
[0070]
[Embodiment 6] The correction coefficient determination unit includes an evaluation value generation unit configured to generate an evaluation value from a detection result of the output level detection unit, and an evaluation value generated by the evaluation value generation unit averaged over a plurality of frames. Averaging means, and a frame number control means for setting the number of frames to be averaged by the averaging means,
The correction apparatus according to any one of embodiments 2 to 5, wherein the correction coefficient is determined based on an evaluation value obtained by averaging the number of frames set by the frame number control unit.
[0071]
[Seventh Embodiment] The correction apparatus according to the sixth embodiment, further comprising a frame number control unit that variably controls the number of frames to be averaged by the averaging unit in accordance with a shake amount of the correction device.
[0072]
Embodiment 8 A correction method for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging device,
Level adjustment processing for adjusting the levels of the plurality of imaging signals, and a correction coefficient determination processing for determining a correction coefficient for reducing the level difference between the plurality of imaging signals,
The correction coefficient determination processing determines the correction coefficient by correcting a subject-dependent level difference component, and adjusts the determined correction coefficient to the level adjustment processing so as to reduce the level difference of each imaging signal. Correction method.
[Embodiment 9] An output level detection process for detecting output levels of the plurality of imaging signals,
The correction method according to claim 8, wherein the correction coefficient determination processing determines a correction coefficient based on the level detection result such that a level difference between the plurality of imaging signals is reduced.
[0073]
[Embodiment 10] The output level detection processing includes an area selection processing for selecting a predetermined area among the plurality of imaging signals, and an average for calculating an average level in the area selected by the area selection processing. The correction method according to the ninth embodiment, further comprising a level calculation process.
[0074]
[Embodiment 11] The output level detection process includes a color signal selection process of selecting a predetermined color signal from the plurality of imaging signals, and the output level detection process is performed using the color signal selected by the color signal selection process. The correction method according to embodiment 9 or 10, wherein a result is generated.
[0075]
[Embodiment 12] The correction coefficient determination process includes a gain error calculation process of calculating a gain error between the plurality of imaging signals from a plurality of detection results output from the output level detection process; A threshold setting process for setting a threshold for eliminating a subject-dependent level difference component in the signal, and when a signal calculated by the gain error calculation process is input, a gain error between the plurality of imaging signals is reduced. Non-linear processing that outputs a predetermined reference value when the threshold value set by the threshold setting is exceeded, and outputs the input gain error as it is when the threshold value is not exceeded,
The correction method according to any one of embodiments 9 to 11, wherein a correction coefficient is determined based on an output signal of the non-linear processing.
[0076]
[Thirteenth Embodiment] The correction coefficient determination process includes an evaluation value generation process of generating an evaluation value from a detection result of the output level detection process, and an evaluation value generated by the evaluation value generation process averaged over a plurality of frames. Averaging process, and a frame number control process of setting the number of frames to be averaged by the averaging process,
The correction method according to any one of embodiments 9 to 12, wherein the correction coefficient is determined based on an evaluation value obtained by averaging the number of frames set by the frame number control process.
[0077]
[Embodiment 14] The correction method according to embodiment 13, further comprising a frame number control process of variably controlling the number of frames to be averaged in the averaging process according to a blur amount of the correction method.
[0078]
[Embodiment 15] A program for causing a computer to execute a correction method for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging element,
Level adjustment processing for adjusting the levels of the plurality of imaging signals, and a correction coefficient determination processing for determining a correction coefficient for reducing the level difference between the plurality of imaging signals,
The correction coefficient determination processing determines the correction coefficient by correcting a subject-dependent level difference component, and adjusts the determined correction coefficient to the level adjustment processing so as to reduce the level difference of each imaging signal. Computer program for causing a computer to perform the following.
[0079]
[Embodiment 16] A computer-readable recording medium on which the computer program according to Embodiment 15 is recorded.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a correction coefficient such that the levels of a plurality of imaging signals are equal is determined based on a blur amount detection result, and the plurality of imaging signals are determined using the determined correction coefficient. Since the adjustment for reducing the level difference is performed, the non-uniformity between the plurality of imaging regions can be corrected in real time.
According to another feature of the present invention, adaptive control is performed in accordance with the amount of shake of the imaging apparatus, so that a subject-dependent level difference component can be effectively removed, and dynamic Even when a change occurs, a step that appears in an image can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention and showing a configuration of a first embodiment of a video camera to which a correction device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a rectangular area at a boundary of a divided screen.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a CCD output level and a gain difference between channels.
FIG. 4 is a diagram showing a gain correction characteristic with respect to a gain-up amount.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a unit that executes a procedure of calculating a gain adjustment value according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating input / output characteristics of a limiter according to the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of an integration unit according to the first embodiment.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a coefficient control characteristic of an integrating means according to the first embodiment.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a conventional imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 100 CCD area sensor 101 Photoelectric conversion unit and vertical transfer unit 103, 104 Horizontal transfer unit 105, 106 Output amplifier 107, 108 Image signal output terminal 109, 110 Analog front end 111, 112 Black level detection and correction means 113, 114 Gain adjusting means 115 screen synthesizing means 116 step evaluation value generating means 117 microcomputer for controlling the system 118 camera signal processing means 119 output terminal 120 rewritable nonvolatile memory 121 camera shake amount detecting means

Claims (1)

撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、前記撮像素子を含む撮像装置のぶれ量の検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正装置。
A correction device for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of the imaging device,
Level adjustment means for adjusting the levels of the plurality of imaging signals, and a correction coefficient for reducing a level difference between the plurality of imaging signals based on a detection result of a blur amount of an imaging device including the imaging element. Correction coefficient determining means for performing
A correction device, wherein the correction coefficient determined by the correction coefficient determination means is supplied to the level adjustment means so as to perform adjustment so as to reduce the level difference between the plurality of imaging signals.
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