JP2007027815A - 動画撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、複数の画素からなる撮像素子1移動させるための撮像素子駆動部7と、その複数の画素に含まれる欠陥画素の撮像素子上の位置データが記憶された欠陥位置格納部4bと、撮像画像から撮像時の撮像素子1の位置に応じて動画像再生領域を抽出するデータ抽出部4aと、撮像画像の欠陥画素を、他の位置で撮像素子1により得られた撮像画像の画像データを用いて補完する欠陥補正部4cとを有し、前記欠陥補正部4cにより欠陥画素が補完された動画像再生領域の撮像画像を連続的に出力することにより動画像を形成する。
【選択図】図1
Description
また、撮像素子に発生する画素欠陥のばらつきに関わらず、画像に残存する画素欠陥が限りなく少ない撮像装置を提供することが出来る。これにより、使用者に対し安定して良質な画像を提供することが出来る。
図1は本実施例に係る撮像装置の基本構成を示すブロック図、図2は撮像素子の各画素位置を表す際に用いる座標系のXY軸を示す図、図3は撮像素子を移動した場合の撮像領域と動画再生領域を示す図、図4は撮像素子を移動した場合の欠陥画素の位置を示す図、図5は本実施例に係る撮像装置の動画撮影中に行われる画像取得処理を示すフローチャート、図6はその動画撮影中に行われる画像処理を示すフローチャートである。
同図において、符号1は複数の画素からなる撮像素子、符号2は撮像素子1で得られたアナログ画像信号をデジタル画像信号(デジタル化された画像データ)に変換するA/D変換器、符号3はデジタル化された画像データを一時的に蓄積するキャッシュメモリ、符号4は各種の画像処理を行う信号処理部、符号5は完成した画像データ(例えば動画像データ)を保存するメモリ、符号6は画像データ(例えば動画像データ)を出力するモニタである。
本装置では、動画撮影中に撮像素子1が通常位置と所定位置との間を交互に移動し、通常位置にある撮像素子1での画像取得と所定位置にある撮像素子1での画像取得とが交互に繰り返される。本実施例では、その所定位置を、撮像素子1を通常位置から+X方向へ1画素分移動した位置として説明する。
図3において、実線で囲む領域は、撮像素子移動前(「画素ずらし前」)の撮像素子上の撮像領域を示し、点線で囲む領域は、撮像素子移動後(「画素ずらし後」)の撮像素子上の撮像領域を示している。尚、同図では、撮像素子移動前の撮像素子の位置を通常位置とし、撮像素子移動後の撮像素子の位置を上記の所定位置として示している。このように撮像素子1の移動前後では当然ながら対象物の撮像領域が異なるので、撮像素子1の移動前後における撮像領域の重なり部分(同図斜線部)を動画再生領域として定める。
同図に示したように、本動作において撮像が開始すると、CPU8は、撮像素子1及び撮像素子駆動部7に駆動タイミング信号を送り、次のような所定のフレームレートでの画像取得制御を開始する。
同図に示したように、前述の図5のS1の処理によりキャッシュメモリ3に画像Aの画像データが保存されると、データ抽出部4aは、その画像Aの画像データをキャッシュメモリ3から取得し(S11)、その画像Aの画像データから動画再生領域(図3参照)を抽出する(S12)。
また、本実施例では、通常位置から所定位置への撮像素子1の移動方向を+X方向とした場合を説明したが、それを画素周辺8方向のいずれかの方向とすることも可能である。また、この場合に、予め検出した欠陥画素に対し、近接する欠陥画素の有無を調べ、近接する欠陥画素の重なりが無い方向、又は、それが一番少ない方向に、その移動方向を定めるようにすることも可能である。これにより、どのようなパターンで画素欠陥が発生しても、撮像素子毎に移動方向を最適化することができるので、欠陥画素が残存する可能性(欠陥画素を欠陥画素で補完する可能性)を限りなく少なくすることができる。尚、このようにして撮像素子の移動方向を定める手法については、実施例3にて詳しく説明する。
尚、画素ずらしを行うと、画素と画素の隙間にあたる対象物の部分に対して撮像を行うことが出来るので、画素ずらし前後の画像を取得して合成することにより、あたかも画素数を増倍したような画像を得ることができる。すなわち、より高解像度の画像を得ることができる。
図7は本実施例に係る撮像装置の基本構成を示すブロック図、図8は撮像素子を移動した場合の欠陥画素の位置を示す図、図9は本実施例に係る撮像装置の動画撮影中に行われる画像取得処理を示すフローチャート、図10はその動画撮影中に行われる画像処理を示すフローチャートである。
図7に示したように、図1に示した撮像装置の構成と異なる点は、信号処理部4が画像合成部4dを更に備えた点である。画像合成部4dは、欠陥補正部4cとメモリ5及びモニタ6との間に設けられ、欠陥補正部4cによって補正された複数の画像を合成し、一つの大きな画像(合成画像)を形成する。この合成画像は1フレームとしてメモリ5へ保存、又はモニタ6へ出力される。
本装置では、動画撮影中に撮像素子1が、通常位置と、第1の所定位置と、第2の所定位置と、第3の所定位置との間を順番に移動し、各位置での画像取得が順番に繰り返される。本実施例では、これらの所定位置として、撮像素子1を通常位置から+Y方向へ0.5画素分移動した位置を第1の所定位置とし、撮像素子1を通常位置から+X方向へ1画素分移動した位置を第2の所定位置とし、撮像素子1を+X方向へ1画素分移動し且つ+Y方向へ0.5画素分移動した位置を第3の所定位置として説明する。尚、第2の所定位置は、実施例1で説明した所定位置と同一である。
同図に示したように、本動作において撮像が開始すると、CPU8は、撮像素子1及び撮像素子駆動部7に駆動タイミング信号を送り、次のような所定のフレームレートでの画像取得制御を開始する。
続いて、これまでの間にCPU8が操作部10からの画像取得終了の要求を受け付けたか否かを判定し(S25)、その判定結果がYesの場合には、画像取得終了と判断し、画像取得を終了する。
同図に示したように、前述の図9のS21の処理によりキャッシュメモリ3に画像A及び画像Cの画像データが保存されると、データ抽出部4aは、その画像A及び画像Cの画像データをキャッシュメモリ3から取得し(S31)、その画像A及び画像Cの画像データのそれぞれから動画再生領域を抽出する(S32)。
尚、本実施例では、2つの画像を合成する画素ずらし手法を適用した場合を説明したが、4つ或いは9つの画像を合成するなど他の画素ずらし手法を適用することも可能である。
図11乃至図13は、本実施例の説明に用いる図である。
図11に示したように、図1に示した撮像装置の構成と異なる点は、隣接欠陥計算部11と駆動方向決定部12とを更に備えた点である。隣接欠陥計算部11は、欠陥位置格納部4bに格納されている画素欠陥の位置データから、各欠陥画素に隣接する欠陥画素の数(隣接画素欠陥数)をカウントする。駆動方向決定部12は、隣接欠陥計算部11により得られた隣接画素欠陥数を比較し、その隣接画素欠陥数が最小となる方向に、欠陥補正のために撮像素子1を移動させるための駆動方向を決定する。但し、ここで決定される駆動方向は、撮像素子1を通常位置から駆動させる場合の駆動方向である。例えば、実施例1の場合には通常位置から所定位置へ駆動させる場合の駆動方向であり、実施例2の場合には通常位置から第2の所定位置へ駆動させる場合の駆動方向である。
同図に示したように、隣接欠陥計算部11により隣接画素欠陥の探索を開始すると、まず、欠陥位置格納部4bに格納されているn個の画素欠陥の位置データ{A1〜An}から、1つの画素欠陥の位置データ(比較元欠陥座標)を抽出する(S51)。例えば、ここで比較元欠陥座標としてA1(a,b)が抽出されたとする。
続いて、このA1´に対し、欠陥位置格納部4bに格納されている全ての画素欠陥の位置データ{A1〜An}を比較し(S53)、A1´と一致する位置データがあるか否かを判定する(S54)。ここで、A1´と一致する位置データがあった場合には(S54がYes)、隣接画素欠陥数Nを1つ加算し(S55)、S56へ進む。 尚、Nは、本フロー開始前においてクリアされている(N=0)。一方、A1´と一致する位置データがなかった場合には(S54がNo)、そのままS56へ進む。
次に、図13に示したフローチャートを用いて、駆動方向決定部12による撮像素子1の最適な駆動方向を決定する処理を詳細に説明する。尚、同図のフローは、本処理がカメラキャリブレーション時に行われた場合を示している。
まず、前述のS52における隣接画素欠陥を探索する方向及び座標のずらし量を+X方向へ1画素分(X+1)として、前述の図12に示した処理を行い、この場合の隣接画素欠陥数NをDef1として取得する(S63)。続いて、Def1=0であるか否かを判定し(S64)、Def1=0であれば(S64がYes)、欠陥補正のための撮像素子1の駆動方向及び駆動量を+X方向へ1画素分として決定する(S65)。
尚、本処理は、カメラキャリブレーション時に行われる他、カメラの工場出荷時などにおける初期設定時に行われるものであり、動画撮影時の動作については、実施例1及び実施例2と同様である。
2 A/D変換器
3 キャッシュメモリ
4 信号処理部
5 メモリ
6 モニタ
7 撮像素子駆動部
8 CPU
9 ROM
10 操作部
11 隣接欠陥計算部
12 駆動方向決定部
Claims (8)
- 複数の画素からなる撮像素子と、
前記撮像素子を移動させるための駆動手段と、
前記複数の画素に含まれる欠陥画素の前記撮像素子上の位置データが記憶された欠陥位置記憶手段と、
前記撮像素子により得られた撮像画像から、撮像時の前記撮像素子の位置に応じて動画像再生領域を抽出する画像抽出手段と、
前記撮像素子により得られた撮像画像の欠陥画素を、他の位置で前記撮像素子により得られた撮像画像の画像データを用いて補完する欠陥補正手段と、
を有し、
前記欠陥補正手段により欠陥画素が補完された前記動画像再生領域の撮像画像を連続的に出力することにより動画像を形成する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記連続的に出力される撮像画像は、異なる複数の位置で前記撮像素子により得られた撮像画像を合成した画像である、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記補完のための前記撮像素子の移動方向を、前記複数の画素に含まれる欠陥画素の相互位置関係から決定する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。 - 前記補完のための前記撮像素子の移動方向及び移動量を、前記複数の画素に含まれる欠陥画素の相互位置関係から決定する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。 - 撮像装置のコンピュータに、
複数の画素からなる撮像素子を移動させるための駆動機能と、
前記撮像素子により得られた撮像画像から、撮像時の前記撮像素子の位置に応じて動画像再生領域を抽出する画像抽出機能と、
欠陥位置記憶部に記憶されている、前記複数の画素に含まれる欠陥画素の前記撮像素子上の位置データに基づき、前記撮像素子により得られた撮像画像の欠陥画素を、他の位置で前記撮像素子により得られた撮像画像の画像データを用いて補完する欠陥補正機能と、
前記欠陥補正機能により欠陥画素が補完された前記動画像再生領域の撮像画像を連続的に出力することにより動画像を形成する機能と、
を実現させるための撮像プログラム。 - 前記連続的に出力される撮像画像は、異なる複数の位置で前記撮像素子により得られた撮像画像を合成した画像である、
ことを特徴とする請求項5記載の撮像プログラム。 - 前記補完のための前記撮像素子の移動方向を、前記複数の画素に含まれる欠陥画素の相互位置関係から決定する、
ことを特徴とする請求項5又は6記載の撮像プログラム。 - 前記補完のための前記撮像素子の移動方向及び移動量を、前記複数の画素に含まれる欠陥画素の相互位置関係から決定する、
ことを特徴とする請求項5又は6記載の撮像プログラム。
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