JP2006121386A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus without increase of a noise even if it performs processing of both a shading compensation and an adaptive gamma correction. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes a configuration of dividing a photography image into a plurality of blocks, performing the adaptive gamma correction by detecting the density distribution of each block, detecting the correction condition by the shading compensation by the density distribution of an image peripheral block with large influence of shading, and controlling the amount of the shading compensation so that the noise does not increased beyond a predetermined range. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮像素子からの出力信号のヒストグラムを生成し、該ヒストグラムから適応型ガンマ補正をかけ、かつ光学系および撮像素子の持つシェーディングを補正する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that generates a histogram of an output signal from an imaging device, applies adaptive gamma correction from the histogram, and corrects shading of an optical system and the imaging device.

ヒストグラムを取って適応型ガンマ補正は(特許文献1)などにより提案されているように、被写体像のコントラストが低い場合に於いては、信号処理でコントラストが上がるようなガンマ特性が選択され、被写体像のコントラストが高い場合においては信号処理でコントラストを下げるようなガンマ特性が選択されるものである。   As proposed in (Patent Document 1) and the like, adaptive gamma correction by taking a histogram selects a gamma characteristic that increases the contrast by signal processing when the subject image contrast is low, and the subject When the contrast of the image is high, a gamma characteristic that lowers the contrast by signal processing is selected.

また、特許文献2のように、シェーディング補正をかけた信号に対して、適応型ガンマ補正を行なう提案がなされている。
特開平09−224174号公報 特開2003−304399号公報
In addition, as in Patent Document 2, there is a proposal for performing adaptive gamma correction on a signal subjected to shading correction.
JP 09-224174 A JP 2003-304399 A

しかしながら、光学系および撮像素子を有する撮像装置に於いては、光学系および撮像素子が持つシェーディング(輝度および色のシェーディング)は、低コントラストの被写体において弊害が目立つものであり、前記のような適応型ガンマ補正を行なうと輝度および色のシェーディングがより際立ってしまう。   However, in an imaging apparatus having an optical system and an image sensor, shading (brightness and color shading) possessed by the optical system and the image sensor is conspicuous in low-contrast subjects. When the type gamma correction is performed, shading of brightness and color becomes more conspicuous.

また、光学系および撮像素子の持つシェーディングの補正を行なうことで、前記のような低コントラスト被写体において撮影画像にシェーディングの弊害を低減することは可能であるが、シェーディング補正をかけた箇所では補正係数と適応ガンマ特性の双方によるゲインアップ量が大きくなり、輝度および色のノイズが増大する弊害が発生してしまう。   In addition, by correcting the shading of the optical system and the image sensor, it is possible to reduce the adverse effects of shading on the captured image in the low-contrast subject as described above. As a result, the amount of gain increase due to both the adaptive gamma characteristic and the luminance increases and the noise of the color increases.

本発明に於いては、被写体像のヒストグラムを生成し、該ヒストグラムから適応型ガンマ特性を選択しつつ、輝度および色シェーディングの補正を行なっても、前記の補正がかかった箇所のノイズ増大を引き起こさない撮像装置の提供を目的とする。   In the present invention, even if a histogram of a subject image is generated, and luminance and color shading correction is performed while selecting an adaptive gamma characteristic from the histogram, noise increase is caused at the location where the correction is applied. An object of the present invention is to provide a non-imaging device.

前記目的を達成するために本発明では、撮影画像を複数エリアに分割し、分割エリア毎の濃度分布の検出を行い、全エリアの濃度分布状況から適応型ガンマ特性として適切なるガンマ特性を選択すると共に、光学系および撮像素子の持つシェーディングの影響を受け易い撮影画像の周辺部における複数エリアの濃度分布状況を検出して、所定範囲の濃度と前記選択されたガンマ特性とから、複数エリアにかかる代表的なガンマ補正Gainの検出を行い、一方、光学系および撮像素子の持つシェーディング補正テーブルを設け、前記選択した撮影画像周辺部の複数エリアにかかるシェーディング補正によるGain UP量を検出し、更に、ホワイトバランス補正係数を検出し、前記所定の複数エリアにかかる複数の補正量(ガンマ補正Gain、シェーディング補正Gain、WB補正Gain)を掛け合わせた結果として最大のGain増幅量を算出する。このGain増幅量と予め定めたリミット値とを比較して、各種補正によるGain増幅量がリミット値を越えてしまう場合に於いては、リミット値以内に補正によるGain増幅量が収まるように、シェーディング補正量を抑圧して、この抑圧したシェーディング補正量をもって光学系および撮像素子のシェーディング補正をおこなうことで、各種補正によるノイズの増大を所定範囲内に収めることが出来る。   In order to achieve the above object, in the present invention, a captured image is divided into a plurality of areas, density distribution is detected for each divided area, and an appropriate gamma characteristic is selected as the adaptive gamma characteristic from the density distribution status of all areas. At the same time, the density distribution situation of the plurality of areas in the peripheral part of the captured image that is easily affected by the shading of the optical system and the image sensor is detected, and the plurality of areas are applied from the predetermined range of density and the selected gamma characteristic. A typical gamma correction Gain is detected, while a shading correction table provided in the optical system and the image sensor is provided to detect the Gain UP amount due to the shading correction applied to a plurality of areas around the selected photographed image. A white balance correction coefficient is detected, and a plurality of correction amounts (gamma correction Ga) applied to the predetermined areas. n, and calculates the maximum Gain amplification amount as the shading correction Gain, results WB correction Gain) multiplied by. The gain amplification amount is compared with a predetermined limit value. When the gain amplification amount by various corrections exceeds the limit value, shading is performed so that the gain amplification amount by the correction is within the limit value. By suppressing the correction amount and performing shading correction of the optical system and the image sensor with the suppressed shading correction amount, an increase in noise due to various corrections can be kept within a predetermined range.

なお、さらに説明すれば、本発明の第一の発明について下記のように示す。   Further, the first invention of the present invention will be described as follows.

(1)光学系と光学系を通過した光を電気信号に変換する撮像素子を有し、撮像素子出力の画像信号を複数領域に分割する分割手段と、分割された領域内の撮像素子出力信号の濃度分布を検出する手段と、ガンマ補正手段と、光学系および撮像素子のもつシェーディング特性を補正するシェーディング補正量を記憶する手段とシェーディング補正手段を有し、ガンマ特性と所定領域の濃度分布状況とから記憶されたシェーディング補正量に対する抑圧量を算出する手段を有し、該シェーディング補正量に対し前記で算出された抑圧をかけたシェーディング補正を撮像素子出力信号に対して行なうことを特徴とする撮像装置。   (1) An optical system and an image sensor that converts light that has passed through the optical system into an electric signal, a dividing unit that divides an image signal output from the image sensor into a plurality of areas, and an image sensor output signal in the divided area Means for detecting the density distribution of the image, gamma correction means, means for storing the shading correction amount for correcting the shading characteristics of the optical system and the image sensor, and the shading correction means. Means for calculating a suppression amount with respect to the stored shading correction amount, and performing shading correction on the image sensor output signal by applying the suppression calculated above to the shading correction amount. Imaging device.

本発明に於いては、被写体像のヒストグラムを生成し、該ヒストグラムから適応型ガンマ特性を選択しつつ、輝度および色シェーディングの補正を行なっても、前記の補正がかかった箇所のノイズ増大を引き起こさない撮像装置の提供を目的とする。   In the present invention, even if a histogram of a subject image is generated, and luminance and color shading correction is performed while selecting an adaptive gamma characteristic from the histogram, noise increase is caused at the location where the correction is applied. An object of the present invention is to provide a non-imaging device.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

図1は本発明が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図であり、1はズーム機構およびフォーカス機構を有するレンズおよび該レンズを駆動する機構、2はレンズ1で集光した光の光量を制御する絞り機構、3はレンズ1および絞り機構2を通過した映像を電気信号に変換する複数の色フィルターを有する撮像素子(以下、CCDとする)であり、4はCCDの出力信号よりCCD駆動パルス成分を除去しデジタル信号に変換するところのCDS・AD回路、5はCCD3を駆動させるためのパルス信号を発生させるタイミングジェネレーター(以下、TG)、6はデータバス、7はデジタル信号を記憶するためのメモリである。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital camera to which the present invention is applied. 1 is a lens having a zoom mechanism and a focus mechanism, a mechanism for driving the lens, and 2 is a light collected by the lens 1. An aperture mechanism 3 for controlling the amount of light is an image pickup device (hereinafter referred to as a CCD) having a plurality of color filters for converting an image that has passed through the lens 1 and the aperture mechanism 2 into an electrical signal, and 4 is an output signal from the CCD. A CDS / AD circuit which removes the CCD drive pulse component and converts it into a digital signal, 5 is a timing generator (hereinafter referred to as TG) for generating a pulse signal for driving the CCD 3, 6 is a data bus, and 7 is a digital signal. It is a memory for storing.

8は前記1〜4のレンズからCCD出力にいたる光学に起因あるいはCCDに起因する周辺光量落ちや色シェーディングを補正するシェーディング補正回路である。   Reference numeral 8 denotes a shading correction circuit that corrects a peripheral light amount drop and color shading caused by optics from the lenses 1 to 4 to the CCD output or caused by the CCD.

9はCDS・AD回路4の出力もしくはCDS・AD回路4の出力を記憶したメモリ7の出力信号に対してホワイトバランスをとるために各色毎にゲインを与えるホワイトバランス回路(以下、WB回路とする)である。例えばCCD3が複数色フィルター(R,G,G,B)を有する場合においては、
A’=WB_RR,B’=WB_G ,C’=WB_G ,D’=WB_B
の係数(WB_R,WB_G,WB_G,WB_B)をかけて(Ca’,Cb’,Cc’,Cd’)を出力する。
Reference numeral 9 denotes a white balance circuit (hereinafter referred to as a WB circuit) that gives a gain for each color in order to balance the output of the CDS / AD circuit 4 or the output signal of the memory 7 storing the output of the CDS / AD circuit 4. ). For example, when the CCD 3 has a multi-color filter (R, G 1 , G 2 , B),
A ′ = WB_R * R, B ′ = WB_G 1 * G 1 , C ′ = WB_G 2 * G 2 , D ′ = WB_B * B
Coefficient (WB_R, WB_G 1, WB_G 2 , WB_B) over (Ca ', Cb', Cc ', Cd') outputs a.

10は各色に所定の係数をかけてRGB信号に変換するマトリクス回路(以下、MTXとする)であり、
R1=a1Ca’+b1Cb’+c1Cc’+d1Cd’
G1=a2Ca’+b2Cb’+c2Cc’+d2Cd’
B1=a3Ca’+b3Cb’+c3Cc’+d3Cd’
の式で表され、(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,a3,b3,c3,d3)は係数とする。
Reference numeral 10 denotes a matrix circuit (hereinafter referred to as MTX) that converts each color by applying a predetermined coefficient to an RGB signal.
R1 = a1 * Ca ′ + b1 * Cb ′ + c1 * Cc ′ + d1 * Cd ′
G1 = a2 * Ca ′ + b2 * Cb ′ + c2 * Cc ′ + d2 * Cd ′
B1 = a3 * Ca ′ + b3 * Cb ′ + c3 * Cc ′ + d3 * Cd ′
(A1, b1, c1, d1, a2, b2, c2, d2, a3, b3, c3, d3) are coefficients.

11はMTX出力信号が画像として適切な諧調特性とするためのガンマ回路(以下、γ回路とする)であり、カンマ回路10の出力を(R’,G’,B’)とする。   Reference numeral 11 denotes a gamma circuit (hereinafter referred to as γ circuit) for making the MTX output signal an appropriate gradation characteristic as an image, and the output of the comma circuit 10 is (R ′, G ′, B ′).

12はRGB形であるWB2回路11の出力信号をYUV(輝度・色差信号)形態に変換するRGB to YUV1変換回路であり、
Y=j1R”+k1G”+m1B”,U=j2R”+k2G”+m2B”,V=j3R”+k3G”+m3B” で表されるものとする。
Reference numeral 12 denotes an RGB to YUV1 conversion circuit that converts the output signal of the WB2 circuit 11 of RGB type into a YUV (luminance / color difference signal) form.
Y = j1 * R "+ k1 * G" + m1 * B ", U = j2 * R" + k2 * G "+ m2 * B", V = j3 * R "+ k3 * G" + m3 * B " To do.

13はU信号およびV信号の各々に対しゲインをかけるUV Gain回路であり、
Y’=Y,U’=u1U,V’=v1V で表されるものとする。
13 is a UV Gain circuit that applies a gain to each of the U signal and the V signal.
It is assumed that Y ′ = Y, U ′ = u1 * U, V ′ = v1 * V.

14はUV信号の色相を調整する色相調整回路であり、
Y”=Y’,U”=n1U’+(p1+q1)V’,,V”=(p2+q2)U’+n2V’
で表されるものとする。なお、色相調整係数(n1,p1,q1,n2,p2,q2)の内、
q1はU’>0の場合はq1=0、q2はV’>0の場合はq2=0
となる特性をもたせるものとする。
14 is a hue adjustment circuit for adjusting the hue of the UV signal,
Y ″ = Y ′, U ″ = n1 * U ′ + (p1 + q1) * V ′, V ″ = (p2 + q2) * U ′ + n2 * V ′
It shall be represented by Of the hue adjustment coefficients (n1, p1, q1, n2, p2, q2),
q1 is q1 = 0 when U '> 0, and q2 is q2 = 0 when V'> 0.
It is assumed to have the following characteristics.

15は前記1〜3までの光量を検出するための露出量検出回路であり、前記CCD3の出力信号に対しシェーディング補正回路8によるシェーディング補正を施した後の信号から露光量の検出を行うものである。17は本発明のシステムを制御するコントローラーである。   Reference numeral 15 denotes an exposure amount detection circuit for detecting the light amounts from 1 to 3, which detects the exposure amount from the signal after the shading correction circuit 8 performs the shading correction on the output signal of the CCD 3. is there. Reference numeral 17 denotes a controller for controlling the system of the present invention.

18は9〜14までのプロセスを経た映像信号を圧縮処理するところの圧縮回路であり、19は圧縮処理された映像信号を記録する記録媒体である。また、20は8〜14までのプロセスを経た映像信号を表示する表示手段である。更に、21は本発明のシステムにより画像を撮影操作するためのレリーズボタンである。   Reference numeral 18 denotes a compression circuit that compresses the video signal that has undergone the processes 9 to 14, and 19 denotes a recording medium that records the compressed video signal. Reference numeral 20 denotes display means for displaying a video signal that has undergone the processes 8 to 14. Further, reference numeral 21 denotes a release button for photographing an image by the system of the present invention.

図2は本発明の静止画像撮影時の動作を表したフローチャートであり、該フローチャートに沿って本発明の動作を説明する。
図1レリーズボタン21の操作により、静止画像撮影の操作が行われたところより図2の静止画撮影のフローチャートはスタートし、100にて図1レンズ1のズーム停止位置を検出し、101にて被写体輝度を測光し適切な露出時間および絞り機構2の絞り値を算出し、絞り機構2を該絞り値になるよう制御する。102では被写体距離を測距してレンズ1のフォーカス機構を適切なる位置に移動させる。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation at the time of still image shooting of the present invention, and the operation of the present invention will be described along the flowchart.
The still image shooting flowchart of FIG. 2 starts when the still image shooting operation is performed by operating the release button 21 in FIG. 1. At 100, the zoom stop position of the lens 1 in FIG. The subject brightness is measured, an appropriate exposure time and an aperture value of the aperture mechanism 2 are calculated, and the aperture mechanism 2 is controlled to be the aperture value. In 102, the subject distance is measured and the focus mechanism of the lens 1 is moved to an appropriate position.

続いて103にて前記101で得られた露光時間でCCD3が露光するようTG5の出力する電子シャッター値を設定し、所望の露光時間でCCD3により静止画像を露光する。104ではCCD3に露光された画像を読み出してCCD・AD回路4の処理を受けた後に、データバス6を介してメモリ7に記憶する。   Subsequently, at 103, an electronic shutter value output from the TG 5 is set so that the CCD 3 is exposed for the exposure time obtained in 101, and a still image is exposed by the CCD 3 for a desired exposure time. In 104, the image exposed on the CCD 3 is read out and processed by the CCD / AD circuit 4, and then stored in the memory 7 via the data bus 6.

105にて、メモリ7に記憶された静止画像をWB検出回路15に入力し、該静止画像より被写体の色温度を検出すると共にWB補正量を算出する。   At 105, the still image stored in the memory 7 is input to the WB detection circuit 15, and the color temperature of the subject is detected from the still image and the WB correction amount is calculated.

106では、105で算出したWB補正量をWB回路8に設定するとともに、検出した色温度に応じたMTX係数をMTX回路9に設定する。また、UV Gain回路・色相調整回路に設定する各係数を先に検出した色温度に適正となるような値を算出し、各係数を前記の各回路に設定する。   In 106, the WB correction amount calculated in 105 is set in the WB circuit 8, and the MTX coefficient corresponding to the detected color temperature is set in the MTX circuit 9. In addition, each coefficient set in the UV Gain circuit / hue adjustment circuit is calculated to be appropriate for the previously detected color temperature, and each coefficient is set in each circuit.

107では、前記105で検出および算出された色温度・WB補正量、更に100で検出したズーム位置情報と、101の測光結果(被写体輝度,絞り量,シャッタースピード)より適正画像となるようなシェーディング補正量およびガンマ補正量を算出する。尚、シェーディング補正量およびガンマ補正量の算出方法の詳細については後述する。   In 107, the color temperature / WB correction amount detected and calculated in 105, the zoom position information detected in 100, and the shading so that an appropriate image is obtained from the photometric result (subject brightness, aperture amount, shutter speed) in 101. A correction amount and a gamma correction amount are calculated. Details of the calculation method of the shading correction amount and the gamma correction amount will be described later.

108では前記107で算出されたシェーディング補正量を図1シェーディング補正回路8に設定する。   In 108, the shading correction amount calculated in 107 is set in the shading correction circuit 8 of FIG.

109では前記107で算出されたガンマ補正量を図1γ回路11に設定する。   In 109, the gamma correction amount calculated in 107 is set in the γ circuit 11 of FIG.

110では前記104にてメモリ7に記憶した静止画像データを読み出して、8〜14のプロセスを施して所望の映像データとする。111では、110で得られた映像データを圧縮回路18で圧縮処理を施した後に記録媒体に記録し、表示手段20により映像データを表示する。   At 110, the still image data stored in the memory 7 at 104 is read out and subjected to processes 8 to 14 to obtain desired video data. In 111, the video data obtained in 110 is compressed in the compression circuit 18 and then recorded on the recording medium, and the video data is displayed on the display means 20.

図1の露出量検出回路15は図4[a]に記すように、撮影画面を複数のエリアに分割し、各エリア毎に撮像素子CCD3を構成する色成分(R,G,G,B)の濃度分布(ヒストグラム)を計測する機能を有し、図4[b−1],[c−1],[d−1]に示すようなヒストグラムを全エリア分だけ出力し、図1に示すコントローラー17は、前記の各エリア毎に色成分(R,G1,G2,B)に対して重み係数(3,3,3,1)を掛けて、各エリアの輝度信号のヒストグラムおよび各エリアの平均輝度値(図4における、[b−2],[c−2],[d−2]およびAve_Y[1],…,Ave_Y[x],…,Ave_Y[n])を算出し、各エリアの平均輝度値に対してエリア位置に応じた重みを掛けて露出量とし、該露出量を基に図1に示す絞り2の絞り量およびCCD3の露出時間を制御して、適正な露光量となるよう制御するものとする。 As shown in FIG. 4A, the exposure amount detection circuit 15 in FIG. 1 divides the photographing screen into a plurality of areas, and the color components (R, G 1 , G 2 ,. B) has a function of measuring the density distribution (histogram), and histograms as shown in FIG. 4 [b-1], [c-1], and [d-1] are output for all areas. The controller 17 shown in FIG. 2 multiplies the color components (R, G1, G2, B) for each area by a weighting factor (3, 3, 3, 1), and displays a histogram of luminance signals in each area and each The average luminance value of the area ([b-2], [c-2], [d-2] and Ave_Y [1],..., Ave_Y [x],..., Ave_Y [n] in FIG. 4) is calculated. The exposure value is obtained by multiplying the average luminance value of each area by a weight according to the area position. It is assumed that the aperture amount of the aperture 2 shown in FIG. 1 and the exposure time of the CCD 3 shown in FIG.

露出量検出回路15により前記のような動作を行うとともに、該露出検出回路15の出力である各エリア毎に撮像素子CCD3を構成する色成分(R,G1,G2,B)のヒストグラム(図4[b−1],[c−1],[d−1]に示す)より、図1に示すコントローラー17にて撮影画面全体における色成分(R,G1,G2,B)のヒストグラムを生成し、該撮影画面のヒストグラムより撮影画像のコントラストを判別し(図4[e−2]のような撮影画像全体の輝度ヒストグラムよりコントラストを判別する)、例えば濃度分布が広くかつ平均値が高輝度側に寄っている場合は図5に記すガンマ特性Cのような画像のコントラストを抑えるようなガンマ特性を選択し、逆に撮影画像の濃度分布幅が狭く、かつ低輝度側に寄っているような場合においては、図5に記すガンマ特性Aのような画像のコントラストを上げるようなガンマ特性を選択するように動作することにより、適正コントラストである画像を出力するよう動作する。   The exposure amount detection circuit 15 performs the above-described operation, and a histogram of color components (R, G1, G2, B) constituting the image pickup device CCD3 for each area that is an output of the exposure detection circuit 15 (FIG. 4). [B-1], [c-1], and [d-1]), the controller 17 shown in FIG. 1 generates a histogram of the color components (R, G1, G2, B) in the entire shooting screen. The contrast of the captured image is determined from the histogram of the captured image (contrast is determined from the brightness histogram of the entire captured image as shown in FIG. 4 [e-2]). For example, the density distribution is wide and the average value is higher. 5 is selected such as the gamma characteristic C shown in FIG. 5 that suppresses the contrast of the image, and conversely, the density distribution width of the photographed image is narrow and seems to be closer to the low luminance side. In the case, by operating to select a gamma characteristic as to increase the image contrast, such as a gamma characteristic A referred in Fig. 5, it operates to output an image is proper contrast.

尚、複数のガンマ特性は図1のコントローラー17内にテーブルとして記憶されているものとする。   The plurality of gamma characteristics are stored as a table in the controller 17 of FIG.

前記撮影画像のコントラストからガンマ特性選択とシェーディング補正量決定の流れを説明した図3を用いて、ガンマ特性選択とシェーディング補正係数選択の動作を説明する。図3の213では、適応ガンマ補正テーブルに図5に示したような複数のガンマ特性のテーブルが、図1のコントローラ17内に記憶されており、先に説明したように図1の露出量検出回路15が出力であるヒストグラム(図3における濃度分布情報204)から撮影画像のコントラストが最適となるようなガンマ特性を図3のガンマ選択214にて選択する。   The operation of gamma characteristic selection and shading correction coefficient selection will be described with reference to FIG. 3 which explains the flow of gamma characteristic selection and shading correction amount determination from the contrast of the photographed image. In 213 of FIG. 3, a table of a plurality of gamma characteristics as shown in FIG. 5 is stored in the adaptive gamma correction table in the controller 17 of FIG. 1, and the exposure amount detection of FIG. The gamma characteristic that optimizes the contrast of the photographed image is selected by the gamma selection 214 in FIG. 3 from the histogram (density distribution information 204 in FIG. 3) that is output by the circuit 15.

また、図3における濃度分布情報204から、図4の[a]における分割エリア(1),(2),(3),(4)のような所定位置にあるエリアの濃度情報(図4における[b−1],[d−1]のような色成分毎の濃度情報)を取得し、図3のガンマ補正Max係数抽出215においては各エリア/各色成分毎に平均値と標準偏差を作成し、該各エリア/各色成分毎の平均値±標準偏差の範囲に相当する濃度値をガンマ選択214にて選択されたガンマ特性に当てはめてガンマ補正係数としての最大値を算出する。ここで仮にガンマ補正係数の最大値をΓ_maxとする。   Also, from the density distribution information 204 in FIG. 3, density information of areas at predetermined positions such as the divided areas (1), (2), (3), and (4) in [a] in FIG. 4 (in FIG. 4). Density information for each color component such as [b-1] and [d-1] is acquired, and an average value and a standard deviation are created for each area / color component in the gamma correction Max coefficient extraction 215 of FIG. Then, the maximum value as the gamma correction coefficient is calculated by applying the density value corresponding to the range of the average value ± standard deviation for each area / color component to the gamma characteristic selected by the gamma selection 214. Here, it is assumed that the maximum value of the gamma correction coefficient is Γ_max.

図3の輝度シェーディング_Zoom Position補正テーブル206および色シェーディング_Zoom Position補正テーブル207は、図6の[a],[b],[c],[d]に示すような水平・垂直の画素位置に対する輝度シェーディング補正Gainおよび水平・垂直の画素位置に対するR信号用およびB信号用の色シェーディング補正GainをZoom Positionに応じた分だけテーブルとして図1のコントローラ17内に記憶されていることを意味し、図3のZoom位置情報201よりZoomレンズの位置情報よりZoom位置に応じた輝度シェーディング補正係数および色シェーディング補正係数を出力し、乗算手段208にて選択された輝度シェーディング補正係数と色シェーディングを乗算し、CCDの色成分(R,G1,G2,B)毎のシェーディング補正係数を算出する。   The luminance shading_Zoom Position correction table 206 and the color shading_Zoom Position correction table 207 in FIG. 3 are luminances for horizontal and vertical pixel positions as shown in [a], [b], [c], and [d] in FIG. This means that the shading correction Gain and the color shading correction Gain for the R signal and the B signal for the horizontal and vertical pixel positions are stored in the controller 17 of FIG. 1 as a table corresponding to the Zoom Position. 3 outputs the luminance shading correction coefficient and the color shading correction coefficient corresponding to the zoom position from the zoom lens position information 201, and multiplies the luminance shading correction coefficient selected by the multiplication means 208 and the color shading. Calculates CCD color components (R, G1, G2, B) the shading correction coefficient for each.

例えば選択された輝度シェーディング補正係数を関数ShY[x,y]で表し、色シェーディング補正係数を関数ShR[x,y],ShB[x,y]で表すものとした場合、乗算手段208の出力{ShR_1[x,y],ShG_1[x,y],ShG_1[x,y],ShB_1[x,y]}は
ShR_1[x,y]=ShY[x,y]ShR[x,y];
ShG_1[x,y]=ShG_1[x,y]=ShY[x,y];
ShB_1[x,y]=ShY[x,y]ShB[x,y];
として算出されるものとする。尚、上記のxは水平画素位置、yは垂直画素位置を意味するものとする。
For example, when the selected luminance shading correction coefficient is represented by the function ShY [x, y] and the color shading correction coefficient is represented by the function ShR [x, y], ShB [x, y], the output of the multiplication unit 208 is output. {ShR_1 [x, y], ShG 1 _1 [x, y], ShG 2 _1 [x, y], ShB_1 [x, y]} is ShR_1 [x, y] = ShY [x, y] * ShR [ x, y];
ShG 1 — 1 [x, y] = ShG 2 — 1 [x, y] = ShY [x, y];
ShB_1 [x, y] = ShY [x, y] * ShB [x, y];
Is calculated as follows. The above x means the horizontal pixel position, and y means the vertical pixel position.

図3のaperture情報202は図1の絞り2における絞り量の情報を意味し、絞り量による輝度・色シェーディング量が変化するため、図3の絞り補正係数209では絞り量に応じた補正係数を出力し、乗算手段210にて先に求められたシェーディング補正係数と掛け合わされる。209における絞り補正係数を関数F[x,y]で表すものとした場合、乗算手段210の出力{ShR2[x,y],ShG2[x,y],ShB2[x,y]}は
ShR_2[x,y]=F[x,y]ShR_1[x,y];
ShG_2[x,y]=F[x,y]ShG_1[x,y];
ShB_2[x,y]=F[x,y]ShB_1[x,y];
として表すことが出来る。
The aperture information 202 in FIG. 3 means information on the aperture amount in the aperture 2 in FIG. 1, and the luminance / color shading amount changes depending on the aperture amount. Therefore, the aperture correction coefficient 209 in FIG. The output is multiplied by the shading correction coefficient previously obtained by the multiplication means 210. When the aperture correction coefficient at 209 is expressed by the function F [x, y], the output {ShR2 [x, y], ShG2 [x, y], ShB2 [x, y]} of the multiplication unit 210 is ShR_2 [ x, y] = F [x, y] * ShR_1 [x, y];
ShG_2 [x, y] = F [x, y] * ShG 1 _1 [x, y];
ShB_2 [x, y] = F [x, y] * ShB_1 [x, y];
Can be expressed as

図3シェーディング補正Max係数抽出211では、乗算手段210から出力される色毎のシェーディング補正係数より各色毎の最大値を抽出する。   In the shading correction Max coefficient extraction 211 in FIG. 3, the maximum value for each color is extracted from the shading correction coefficient for each color output from the multiplication unit 210.

この結果を{ShR_2[x,y]_max,ShG_2[x,y]_max,ShB_2[x,y]_max}とする。   This result is set as {ShR_2 [x, y] _max, ShG_2 [x, y] _max, ShB_2 [x, y] _max}.

図3のWB補正係数は、図1のWB検出回路16からの検出結果よりコントローラー17により、WB補正係数を算出した結果を得ることを意味し、ここではWB補正係数を{WB_R,WB_G,WB_G,WB_B}とする。 The WB correction coefficient in FIG. 3 means that the controller 17 obtains the result of calculating the WB correction coefficient from the detection result from the WB detection circuit 16 in FIG. 1, and here, the WB correction coefficient is expressed as {WB_R, WB_G 1 , Let WB_G 2 , WB_B}.

図3の乗算手段216において、シェーディング補正Max係数抽出211とWB補正係数203とガンマ補正Max係数抽出の結果を乗算する。   3 multiplies the results of the shading correction Max coefficient extraction 211, the WB correction coefficient 203, and the gamma correction Max coefficient extraction.

この結果{R_max,G_max,G_max,B_max}は
R_max=WB_RΓ_maxShR_2[x,y]_max;
_max=WB_G Γ_maxShG_2[x,y]_max;
_max=WB_G Γ_maxShG_2[x,y]_max;
B_max=WB_BΓ_maxShB_2[x,y]_max;
の計算式で算出される。
As a result, {R_max, G 1 _max, G 2 _max, B_max} is R_max = WB_R * Γ_max * ShR_2 [x, y] _max;
G 1 _max = WB_G 1 * Γ_max * ShG_2 [x, y] _max;
G 2 _max = WB_G 2 * Γ_max * ShG_2 [x, y] _max;
B_max = WB_B * Γ_max * ShB_2 [x, y] _max;
It is calculated by the following formula.

図3の比較217においては、予め定められた補正係数リミット値205と、上記乗算手段216の出力{R_max,G_max,G_max,B_max}の中の
最大値({R_max,G_max,G_max,B_max}_max)とを比較して、
もし{R_max,G_max,G_max,B_max}_max≦(補正係数リミット値)であるならば、
K=1 ;
もし{R_max,G_max,G_max,B_max}_max>(補正係数リミット値)であるならば、
K=(補正係数リミット値)/{R_max,G_max,G_max,B_max}_max ;
で得られる係数Kを算出する。
In the comparison 217 in FIG. 3, a predetermined correction coefficient limit value 205 and a maximum value ({R_max, G 1 _max) among the outputs {R_max, G 1 _max, G 2 _max, B_max} of the multiplication unit 216. , G 2 _max, B_max} _max),
If {R_max, G 1 _max, G 2 _max, B_max} _max ≦ (correction coefficient limit value),
K = 1;
If {R_max, G 1 _max, G 2 _max, B_max} _max> (correction coefficient limit value),
K = (correction coefficient limit value) / {R_max, G 1 _max, G 2 _max, B_max} _max;
The coefficient K obtained in the above is calculated.

図3のシェーディング補正量の修正218においては、乗算手段210と比較217からの出力を用いて、
最終的なシェーディング補正量{ShRf[x,y],ShGf[x,y],ShGf[x,y],ShBf[x,y]}を
ShRf[x,y]=KShR_2[x,y];
ShGf[x,y]=KShG_2[x,y];
ShGf[x,y]=KShG_2[x,y];
ShBf[x,y]=KShB2[x,y];
の計算により求め、図3のシェーディング補正回路に設定219の段階で、図1のシェーディング補正回路8に上記で得たシェーディング補正量{ShRf[x,y],ShGf[x,y],ShGf[x,y],ShBf[x,y]}を設定する。
In the correction 218 of the shading correction amount in FIG. 3, the outputs from the multiplication unit 210 and the comparison 217 are used.
The final shading correction amount {ShRf [x, y], ShG 1 f [x, y], ShG 2 f [x, y], ShBf [x, y]} is set to ShRf [x, y] = K * ShR_2 [X, y];
ShG 1 f [x, y] = K * ShG_2 [x, y];
ShG 2 f [x, y] = K * ShG_2 [x, y];
ShBf [x, y] = K * ShB2 [x, y];
3 and set in the shading correction circuit of FIG. 3 at the stage of setting 219, the shading correction amount {ShRf [x, y], ShG 1 f [x, y], obtained in the shading correction circuit 8 of FIG. Set ShG 2 f [x, y], ShBf [x, y]}.

本発明のブロック構成図Block diagram of the present invention 本発明のフローチャートFlow chart of the present invention 本発明でのシェーディング補正量を算出する流れを説明したフローチャートThe flowchart explaining the flow which calculates the shading correction amount in the present invention 濃度分布検出を説明した図Diagram explaining concentration distribution detection ガンマ特性を説明した図Illustration explaining the gamma characteristics シェーディング補正の特性を説明した図Diagram explaining the characteristics of shading correction

符号の説明Explanation of symbols

1 レンズ
2 絞り機構
3 撮像素子(CCD)
4 CDS・AD回路
5 タイミングジェネレーター(TG)
6 データバス
7 メモリ
8 シェーディング補正回路
9 ホワイトバランス回路(WB回路)
10 マトリクス回路(MTX)
11 ガンマ回路(γ回路)
12 RGB to YUV1変換回路
13 UV Gain回路
14 色相調整回路
15 露出量検出回路
17 コントローラー
18 圧縮回路
19 記録媒体
20 表示手段
21 レリーズボタン
1 Lens 2 Aperture mechanism 3 Image sensor (CCD)
4 CDS / AD circuit 5 Timing generator (TG)
6 Data bus 7 Memory 8 Shading correction circuit 9 White balance circuit (WB circuit)
10 Matrix circuit (MTX)
11 Gamma circuit (γ circuit)
12 RGB to YUV1 conversion circuit 13 UV Gain circuit 14 Hue adjustment circuit 15 Exposure amount detection circuit 17 Controller 18 Compression circuit 19 Recording medium 20 Display means 21 Release button

Claims (2)

光学系と光学系を通過した光を電気信号に変換する撮像素子を有し、撮像素子出力の画像信号を複数領域に分割する分割手段と、分割された領域内の撮像素子出力信号の濃度分布を検出する手段と、ガンマ補正手段と、光学系および撮像素子のもつシェーディング特性を補正するシェーディング補正量を記憶する手段とシェーディング補正手段を有し、
ガンマ特性と所定領域の濃度分布状況とから記憶されたシェーディング補正量に対する抑圧量を算出する手段を有し、該シェーディング補正量に対し前記で算出された抑圧をかけたシェーディング補正を撮像素子出力信号に対して行なうことを特徴とする撮像装置。
An optical system and an image sensor that converts light that has passed through the optical system into an electrical signal. Detecting means, gamma correction means, means for storing a shading correction amount for correcting shading characteristics of the optical system and the image sensor, and shading correction means,
Means for calculating a suppression amount with respect to the stored shading correction amount from the gamma characteristic and the density distribution state of the predetermined region, and performing the shading correction obtained by applying the above-described suppression to the shading correction amount. An imaging device characterized in that the imaging device is performed.
所定領域の濃度分布より、平均値および標準偏差を算出する手段を有し、平均値と標準偏差とガンマ特性から、前記所定領域における代表ガンマ補正量を算出する手段を有し、ホワイトバランス補正量と前記所定領域の代表ガンマ補正量および所定領域にかかるシェーディング補正量から、各種補正の総合補正量を算出する手段を有し、該総合補正量が所定の範囲内にあるかを判別する手段と、所定の範囲内に収まるように補正量に対する抑圧量を算出する手段を有し、
前記のシェーディング補正量に抑圧量による抑圧をかけることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
A means for calculating an average value and a standard deviation from a density distribution of the predetermined area, a means for calculating a representative gamma correction amount in the predetermined area from the average value, the standard deviation, and a gamma characteristic, and a white balance correction amount; And means for calculating a total correction amount of various corrections from the representative gamma correction amount of the predetermined region and the shading correction amount applied to the predetermined region, and means for determining whether the total correction amount is within a predetermined range; And means for calculating a suppression amount with respect to the correction amount so as to be within a predetermined range,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the shading correction amount is suppressed by a suppression amount.
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