JP2009025078A5 - - Google Patents

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シェーディング補正用均一光源の輝度ムラ計測法Measurement method of luminance unevenness of uniform light source for shading correction

本発明は、画像処理等に使用されるカメラに適用されるレンズで、基本的に画像取り込みに縮小系や拡大系のように検出角度を有する場合を条件とするものであり、レンズの球面収差により発生する輝度の明暗のレベルが逆湾曲状を為す歪み(以後、シェーディングと称する。)から画像計測等の高精度化のために適用する画像処理装置のシェーディングを補正するために適用するシェーディング補正用データ、および、シェーディング補正用装置作成の計測方式に関する。        The present invention is a lens applied to a camera used for image processing and the like, and is basically based on the condition that the image capturing has a detection angle like a reduction system or an enlargement system, and the spherical aberration of the lens. Shading correction applied to correct shading of an image processing apparatus applied to improve the accuracy of image measurement, etc., from distortion (hereinafter referred to as shading) in which the brightness level of the brightness caused by the curve is inversely curved. Data and a measurement method for creating a shading correction device.

従来の画像処理装置のシェーディングの補正のデータ作成には正対する位置で計測を行った均一光源、あるいは、積分球を対象として均一度を保証する手法で補正値を抽出している。        To create shading correction data in a conventional image processing apparatus, correction values are extracted by a uniform light source measured at a directly facing position or a method for guaranteeing uniformity for an integrating sphere.

0002で説明する均一光源の方式以外として、既に、特許文献1で説明特許申請をした構造、あるいは、適用方法を用いてシェーディングの補正を行い画像処理に適用させる方法を説明している。
特願2006−243533
As a method other than the uniform light source method described in 0002, a structure for which a patent application has already been filed in Patent Document 1 or a method of applying shading correction using an application method and applying it to image processing has been described.
Japanese Patent Application No. 2006-243533

画像処理に適用するための画像取り込み用レンズの特性が、縮小系や拡大系などの並行な光束の取り込み以外の場合を基本としてシェーディングと称するレンズの球面収差により発生する輝度の歪み、即ち、レンズ芯付近が最大の明るさとなり周辺へ至るに従い暗くなる状況を補正するために適用される。このシェーディング補正は、実際の画像処理に適用する条件でのレンズの設定と同様で距離と画角の同一性が重要点であり、距離と画角を同一にすることが前提であったが、この条件での対応には、検出角度という別のファクターを無視することはできない。        Luminance distortion caused by the spherical aberration of the lens called shading based on the case where the characteristics of the image capturing lens to be applied to image processing are other than parallel beam capturing such as a reduction system and an enlargement system, that is, the lens It is applied to correct the situation where the vicinity of the core becomes the maximum brightness and becomes darker as it reaches the periphery. This shading correction is the same as the lens setting under the conditions applied to actual image processing, and the same distance and angle of view are important points, and it was assumed that the distance and angle of view were the same. To deal with this condition, another factor of detection angle cannot be ignored.

シェーディング補正に適用される均一光源の計測においては、均一光源を参照することはレンズを通過することによる影響をも受けていることも原因の1つであることから、高精度計測にはレンズの特性を計測することが重要となる。 In the measurement of uniform light source applied to shading correction, referencing the uniform light source is also one of the causes because it is affected by passing through the lens. It is important to measure the characteristics.

本発明の対象は、均一光源の輝度検出に際して全画素が正対することは基本的には有り得ないものであり、レンズの芯以外は対応画素ごとに変化をするレンズによる検出角度を無視することができない。また、レンズ個体での異差があることから、基本的に計測に適用される装置を適用することが前提となる。        The object of the present invention is that it is basically impossible for all pixels to face each other when detecting the luminance of a uniform light source, and the detection angle by a lens that changes for each corresponding pixel other than the center of the lens can be ignored. Can not. In addition, since there is a difference between individual lenses, it is assumed that an apparatus that is basically applied to measurement is applied.

適応される均一光源が、レンズの特性から発生することが要因である均一光源が同心円状に逆樽型のレベル変化を推移することが確認できるような理想的な均一度をもつ方式である場合には、前処理であるシェーディング補正処理には、必ずしも、全画素を対象とすることは処理時間の問題ばかりではなく、光源のもつ光束の揺らぎ等の特性上の状況からも、また、処理に適用される光源のフィルターの特性からも面精度に充分な精度を期待できないこともあるために、基本計測画角のレンズの芯となる画素を基軸とする線分として、縦横の線分や対角線、あるいは、縦横の線の間に45度で引く線分、また、これらの線分の周辺画素を包括して処理を行い線分のデータとする、さらに、これらの線分を複数適応した位置に対応する画素の取り込みデータを基本として面データに展開する方法の適用も可能であり、計測結果として処理に適用されない計測対象目的データから不要画素成分を除外する目的にも合致する。        When the uniform light source to be applied is a system with ideal uniformity that can confirm that the uniform light source, which is caused by the characteristics of the lens, changes the level change of the inverted barrel shape concentrically In the shading correction process, which is a pre-process, it is not always necessary to target all pixels. This is not only due to the problem of processing time, but also due to characteristics such as fluctuations in the luminous flux of the light source. Due to the characteristics of the filter of the applied light source, it may not be possible to expect sufficient surface accuracy, so vertical and horizontal lines and diagonal lines are used as the line segment based on the pixel that is the core of the lens of the basic measurement angle of view. Alternatively, a line segment drawn at 45 degrees between vertical and horizontal lines, and processing is performed by comprehensively processing the peripheral pixels of these line segments to obtain line segment data, and a position where a plurality of these line segments are adapted Of pixels corresponding to Application of the method for deploying write data to the surface data as a base is also possible, even to meet the exclude purposes unnecessary pixel components from the measurement target object data that do not apply to the processing as a measurement result.

シェーディング補正に適用する均一光源のムラ計測において、0007で説明する計測対象線分を利用する方式で、レンズの芯を通過する縦横の線を境として4つの象限画角として分割をし、おのおのの象限でこれらの線分によるデータを利用してレンズの芯に相当する画素のデータに対応しておのおのの象限ごとにムラ値計測を行い最終的に4象限のデータを利用して総合ムラ値とするもの。        In the measurement of unevenness of a uniform light source applied to shading correction, the measurement target line segment described in 0007 is used and divided into four quadrant angles with the vertical and horizontal lines passing through the center of the lens as boundaries. Using the data of these line segments in the quadrant, the mura value is measured for each quadrant corresponding to the pixel data corresponding to the lens core, and finally the data in the four quadrants is used to determine the total mura value. What to do.

均一光源のムラ検出に関し、0007で説明する4象限に分割して線分に対応する画素から検出されたデータと共に、各象限ごとに、象限の中点を軸に180度回転させて同様に線分に対応する画素から検出されたデータの比較を、回転させて得たデータ、あるいは、0008で抽出された象限データの何れかを逆位置として揃えて比較処理を行い象限でのムラエータとし、最終的に全象限のデータを用い均一光源のムラとする。        Regarding the detection of unevenness of the uniform light source, together with the data detected from the pixels corresponding to the line segments divided into the four quadrants described in 0007, the line is similarly rotated by rotating 180 degrees around the midpoint of the quadrant for each quadrant. Comparing the data detected from the pixels corresponding to the minute, either the data obtained by rotating or the quadrant data extracted in 0008 is aligned as the reverse position and the comparison process is performed to make the murarator in the quadrant. In general, the data of all quadrants is used to make the unevenness of the uniform light source.

最終目的であるシェーディングの是正には、レンズのシェーディング特性を検出することにあり、さらには、この特性を用いて均一光源の均一度の補正を行う目的にも活用が可能となるために、シェーディング補正処理の物理的条件から、均一光源を取り除き、同じ位置を、レンズに正対して2次元に移動でき、さらに、レンズ、あるいは、画素に対向できる機構を備え、全画素、あるいは、0007で適応する線分に相当する位置合わせ、あるいは、方向合わせを対象となる画素の輝度レベルが最大値となるように自動的に微調整を行う構造を備え、目的の画素データを抽出してレンズを透過することによる画素位置に対する輝度の減衰率を抽出するもので、このデータを全画素を対象とする検出データ、あるいは、0007で指定する線分による検出画素データと比較演算を行い、均一光源のムラの補正値とし以後のシェーディング補正への均一光源の適用に対する。        The final purpose of shading correction is to detect the shading characteristics of the lens. Furthermore, this characteristic can be used to correct the uniformity of the uniform light source. Eliminates the uniform light source from the physical conditions of the correction process, and can move the same position two-dimensionally in front of the lens. In addition, it has a mechanism that can face the lens or pixel, and can be applied to all pixels or 0007. It is equipped with a structure that automatically performs fine adjustment so that the brightness level of the target pixel for alignment or direction alignment corresponding to the line segment to be maximized, and the target pixel data is extracted and transmitted through the lens. The luminance attenuation rate with respect to the pixel position is extracted, and this data is detected data for all pixels or a line designated by 0007. Detection pixel data and performs a comparison operation, for the application of uniform light source to the correction value and then after shading correction of unevenness of the uniform light source according to.

画像計測を含む、画像処理の高精度計測を可能とする手法に対応する為のシェーディング補正処理に適用する均一光源を運用者側で作成し調整をすることが可能となったことから容易に画像処理の精度維持が確立できるようになったために、安価で高速画像処理が可能となった。        It is easy to create and adjust a uniform light source that can be applied to shading correction processing to support techniques that enable high-precision measurement of image processing, including image measurement. Since maintenance of processing accuracy can be established, it has become possible to perform high-speed image processing at low cost.

当発明の、計測方式の説明を実施例を図示して説明する。        The measurement method of the present invention will be described with reference to examples.

当発明を、シェーディング特性の傾向抽出のための方式として適用する状況を図示しながら説明する。        A situation in which the present invention is applied as a method for extracting a tendency of shading characteristics will be described with reference to the drawings.

図1は、均一光源を参照した際の中央付近でレンズの芯に相当する基本計測画角の画像の走査線、あるいは、横軸の輝度レベルの推移を代表として示すものであり、1本は水平線であり均一を示すものであり、この線は、シェーディング補正を施した後のものである。一方、中央付近が最大の輝度を示している線があるが、この線は基本的には逆婉型の傾向が見てとれるものと判断ができレンズを通過した影響が顕著に出ている。さらに、図2で図示する基本計測画角をレンズの芯を境として4等分し4象限に分割しそれぞれに対しての特徴を抽出する方法を示す。2−1、2−2、2−3、および、2−4は、4象限に分割した小割画角を示し2−5は4象限に分割をした面積と同等な小割画角でありその中心をレンズの芯の位置に指定したものである。2−5は一番変化が少ない部分である可能性があることから、この部分を均一とみなして4象限との比較を行うもので、予め、2−5を参照してシェーディング補正を施して補正値を抽出する。この補正値を4象限に適応しておのおのの象限でのおのおのの画素のデータを抽出する。図3は、周辺画素を包括する処理を行う際の小割画角の状況を示すものであり、図4は図3のレンズの芯の位置と小割画角との関係を示すものである。この用法としては、シェーディング補正におけるカーネル設定や、線分に対する周辺画素の枠の設定などがある。図5は、全画素を対象とする計測値では煩雑となることから、均一光源がレンズの芯を中心として同心円を描くように輝度レベルが減少することが認められる構造である場合の条件のもと、代表的計測点として、基本計測画角で引いた対角線に関わる画素のみを対象とした内容で説明するが、この対象を、レンズの芯から引いた縦横の線分やこの縦横に引いた線分から45度に引く線分なども対象とすることが可能であり、図3、および、図4で説明するように、線分に対しての周辺画素を包括して処理をする条件もある。シェーディング補正を施して均一と設定された状況の2−5に対する2−1や2−2、2−3、および、2−4がどのように検出されるかで相対比が得られる。図5の小割画角の代表として2−1を示す。5−1は、レンズの芯であり基本計測画角の中心部であり、5−2は基本計測画角の周辺部になる。図6は、この5−1から5−2で検出された画素の輝度レベルの状況を説明するグラフである。図5の位置のレンズの芯にあたる5−1の中央部から5−2の周辺部に至る状況であるが、5−2の周辺部へ輝度レベルが減少してゆく状況が示されている。この状況を4象限全部の輝度レベルを抽出することでレンズの芯から基本計測画角の4隅に至る状況が把握できる。        FIG. 1 shows a transition of a scanning line of an image of a basic measurement angle of view corresponding to the center of a lens near the center when a uniform light source is referred to, or a transition of a luminance level on the horizontal axis. It is a horizontal line and shows uniformity, and this line is after shading correction. On the other hand, there is a line that shows the maximum luminance near the center, but it can be judged that this line basically shows a tendency of upside-down type, and the influence of passing through the lens is prominent. Furthermore, the basic measurement angle of view shown in FIG. 2 is divided into four equal parts with the lens core as a boundary, and divided into four quadrants, and a feature is extracted for each. 2-1, 2-2, 2-3, and 2-4 indicate the split angle of view divided into four quadrants, and 2-5 indicates a split angle of view equivalent to the area divided into four quadrants. The center is designated as the position of the lens core. Since 2-5 may be the part with the least change, this part is regarded as uniform and compared with the four quadrants. Shading correction is performed in advance with reference to 2-5. A correction value is extracted. Data of each pixel in each quadrant is extracted by applying this correction value to four quadrants. FIG. 3 shows the state of the small angle of view when performing processing that includes peripheral pixels, and FIG. 4 shows the relationship between the position of the lens core of FIG. 3 and the small angle of view. . This usage includes kernel setting in shading correction and setting of a frame of peripheral pixels for a line segment. In FIG. 5, since the measurement values for all pixels are complicated, the condition in the case where the luminance level is recognized to decrease so that the uniform light source draws a concentric circle around the center of the lens is shown. And, as a representative measurement point, I will explain with the content only for pixels related to the diagonal line drawn with the basic measurement angle of view, but this object was drawn in the vertical and horizontal line segments drawn from the lens core and this vertical and horizontal It is also possible to target a line segment drawn at 45 degrees from the line segment, and there are also conditions for comprehensive processing of peripheral pixels for the line segment, as described in FIGS. 3 and 4. . A relative ratio is obtained by how 2-1, 2-2, 2-3, and 2-4 are detected with respect to 2-5 in a situation set to be uniform by performing shading correction. 2-1 is shown as a representative of the small angle of view in FIG. Reference numeral 5-1 denotes a lens core, which is a central part of the basic measurement field angle, and 5-2 is a peripheral part of the basic measurement field angle. FIG. 6 is a graph for explaining the situation of the luminance level of the pixels detected in 5-1 to 5-2. FIG. 5 shows the situation from the central part of 5-1 which is the core of the lens at the position of FIG. 5 to the peripheral part of 5-2, and the situation where the luminance level decreases to the peripheral part of 5-2. By extracting the brightness levels in all four quadrants of this situation, it is possible to grasp the situation from the lens core to the four corners of the basic measurement angle of view.

当発明を、光源補正係数を抽出して光源のムラをデータ上で補正するための全画素を対象とする補正係数作成の方法を図示しながら説明する。        The present invention will be described with reference to a method of creating a correction coefficient for all pixels for extracting a light source correction coefficient and correcting light source unevenness on data.

0007で示した4象限に分割して処理を行う手法を用い、おのおのの象限のデータを抽出しておき、さらに、図7で説明する手法で同様にデータを抽出する。図7は、例として2−1の小割画角を示すが他の3象限の小割画角も同様に処理を行う。斜線の小割画角が対象とするものであり、7−1のように小割画角の中点を境として180度回転をさせて同様に計測を行う。この場合には、レンズの芯にあたる画素が周辺部に相当する位置となり、レンズの同じ位置を使用して逆の条件とすることになる。図8は、図7の手法により抽出された2−1を代表とする輝度レベルのグラフである。8−1は基本計測画角での輝度のグラフであり、8−2は、図7で抽出された輝度のグラフが均一度が高い場合を示す。8−3は、実際に抽出された輝度のグラフがこのような状況にあった場合を想定したものである。この場合の偏差は、8−1と8−3を比較対照することになるが、8−3は左右逆に置き換えて、あるいは、8−1を逆に置き換えて相関の比を算出することで変さを求めることになる。同様に、他の象限においても処理を行うことで全体の状態が把握できる。これは、図9で説明するレンズと均一光源などの撮像対象の関係を示すものであり、撮像に際して9−1レンズと撮像対象の関係は、均一光源が正対して計測した場合に均一度が高いと評価をされたものについては、レンズの芯では9−2正対する光束では最大の輝度レベルを示すものと想定できるが、9−3のように画角の周辺部では正対した輝度レベルより低くなり、9−2から9−3に至る間では周辺に至るに従い輝度レベルが減少してゆくことになることを示している。この手法を別の線分であるレンズの芯を通過する縦横の線分やこの縦横の線分に対し45度の線分、あるいは、線分の周辺画素を包括する画素による輝度データにも適用することで、同心円を描くことから基本計測画角の全画素に対応する補正値に展開することも可能となる。        Data for each quadrant is extracted using the method of processing divided into four quadrants indicated by 0007, and data is similarly extracted by the method described in FIG. FIG. 7 shows a sub-view angle of 2-1 as an example, but the same processing is performed for the sub-view angles of the other three quadrants. The oblique angle of view is the target, and the same measurement is performed by rotating 180 degrees around the midpoint of the angle of view as shown in 7-1. In this case, the pixel corresponding to the core of the lens is a position corresponding to the peripheral portion, and the same condition of the lens is used and the conditions are reversed. FIG. 8 is a graph of luminance levels represented by 2-1 extracted by the method of FIG. 8-1 is a luminance graph at the basic measurement angle of view, and 8-2 shows a case where the luminance graph extracted in FIG. 7 has high uniformity. 8-3 assumes a case where the actually extracted luminance graph is in such a situation. The deviation in this case is to compare and contrast 8-1 and 8-3, but 8-3 is reversed to the left or right, or 8-1 is reversed to calculate the correlation ratio. We will seek change. Similarly, the overall state can be grasped by performing processing in other quadrants. This shows the relationship between the lens described in FIG. 9 and the imaging target such as the uniform light source. In the imaging, the relationship between the lens 9-1 and the imaging target shows that the uniformity is measured when the uniform light source measures directly. For those evaluated to be high, it can be assumed that the center of the lens shows the maximum brightness level with the light beam facing 9-2, but the brightness level at the periphery of the angle of view as in 9-3. This indicates that the luminance level decreases from 9-2 to 9-3 as it reaches the periphery. This method is also applied to brightness data from vertical and horizontal line segments that pass through the core of the lens, which is another line segment, a 45-degree line segment to this vertical and horizontal line segment, or pixels that encompass the surrounding pixels of the line segment. Thus, since the concentric circles are drawn, it is possible to develop the correction values corresponding to all the pixels of the basic measurement angle of view.

当発明の骨子である、レンズの球面収差による輝度レベルを直接検出し、シェーディング補正値としての適応や均一光源に対する補正に適用する手法を説明する。        A technique of directly detecting the luminance level due to the spherical aberration of the lens, which is the gist of the present invention, and applying it to adaptation as a shading correction value or correction for a uniform light source will be described.

図9で説明する、カメラに取り付けられたレンズに正対する撮像対象である均一光源を取り外し、同位置に均一光源の面と同等の機械的走査が可能な2次元駆動の機構と、首振りを目的とする機構を備え、この首振りを目的とする機構に長時間輝度値が安定する点光源(以後、標準光源と称する。)を備える。この標準光源の発光位置が、均一光源と同位置となるように設定させるもので、これらの機構には駆動装置を備えている。この際、レンズの設定は、実際の画像処理に適用する距離と画角に設定されており、均一光源に正対する方向に固定するものである。この用法以外の目的では、図10のようにレンズを標準光源に向けることで取り込み角度による減衰率の検出が可能となる。図11は、代表例として、対角線上にある画素に対応するデータ収集を行わせることを説明するものであるが、他にも0007で説明する線分などがその対象となる。この線分に対して、予め、画素に対する位置と適応角度を求めておき、画素に対する位置は均一光源の面と同様に展開が可能な位置に2次元駆動の機構を用いて移動し、さらに、同様に画素に対応する検出角度に首振りを目的とする機構を用い光源を照射する。図12では、12−1の対象画素として描いているが、実際の対象画素として検出されるデータを配置する基本計測画角のアドレスを示す。一方、図13の13−1カーネルによる検出は同様の対応ではあるが、1画素中央に向かった画素を参考として描いており、その周辺である3画素x3画素を代表として示している、基本的には、対象画素が最大輝度レベルとなるように首振り位置を自動的に駆動させる構造をもつものであり、その際検出した輝度レベルを基本計測画角のアドレスに保持する機能を備えたものである。図14で図示する14−1標準光源位置Aは、図示状況では均一光源の面からずれた位置にあるが、実際の位置としては、均一光源の面と同一にあることが条件となる。ただし、14−2標準光源位置Bの値と、14−1で図示するように正対する位置で距離を離して同輝度レベルになる距離で減衰率を求める方式もある。この方式で抽出された輝度データは、均一光源の同じアドレスの画素の値と比較をして均一光源の補正値に適応することが可能であり、さらには、多数の線分のデータを利用し、相関でのデータを作成することで面のデータに展開をすることも可能である。このデータは、シェーディング補正の値としても適用が可能である。        A two-dimensional drive mechanism capable of mechanical scanning equivalent to the surface of the uniform light source is removed at the same position, and the head is swung. The target mechanism is provided with a point light source (hereinafter referred to as a standard light source) whose luminance value is stable for a long time. The light emission position of the standard light source is set so as to be the same position as the uniform light source, and these mechanisms are provided with a driving device. At this time, the setting of the lens is set to a distance and an angle of view applied to actual image processing, and is fixed in a direction facing the uniform light source. For purposes other than this usage, it is possible to detect the attenuation rate based on the capture angle by directing the lens toward the standard light source as shown in FIG. FIG. 11 illustrates, as a representative example, that data collection corresponding to pixels on a diagonal line is performed, but the line segment described in 0007 is another target. With respect to this line segment, a position and an adaptive angle with respect to the pixel are obtained in advance, and the position with respect to the pixel moves to a position where it can be developed in the same manner as the surface of the uniform light source, using a two-dimensional drive mechanism, Similarly, a light source is irradiated at a detection angle corresponding to a pixel using a mechanism for swinging. In FIG. 12, although drawn as the target pixel of 12-1, the address of the basic measurement angle of view where the data detected as the actual target pixel is arranged is shown. On the other hand, although the detection by the 13-1 kernel in FIG. 13 has the same correspondence, the pixel toward the center of one pixel is drawn for reference, and the surrounding 3 pixels × 3 pixels are shown as a representative. Has a structure that automatically drives the swing position so that the target pixel has the maximum luminance level, and has a function to hold the detected luminance level at the address of the basic measurement angle of view. It is. The 14-1 standard light source position A illustrated in FIG. 14 is in a position shifted from the surface of the uniform light source in the illustrated state, but the actual position is required to be the same as the surface of the uniform light source. However, there is also a method in which the attenuation rate is obtained from the value of the 14-2 standard light source position B and the distance at the same brightness level by separating the distance at the directly facing position as illustrated in 14-1. Luminance data extracted by this method can be applied to the correction value of the uniform light source by comparing with the pixel value of the same address of the uniform light source. It is also possible to develop the plane data by creating correlation data. This data can also be applied as a shading correction value.

従来では、均一光源を参照してレンズの補正を行う際の指針がなかったが、均一光源が均一である状態を示すための手法を示したために、均一光源の精度を表示することが可能となった。それぞれの条件に合致するデータ作成により条件設定に対するデータを比較して対処ができることと、画像計測等の高精度を必要とする場合の補正値作成には重要な意味となった。        Conventionally, there was no guideline for correcting the lens with reference to the uniform light source, but since a method for indicating a state where the uniform light source is uniform is shown, it is possible to display the accuracy of the uniform light source. became. It became important for the creation of correction values when high accuracy such as image measurement is required, because the data for the condition setting can be compared and dealt with by creating data that matches each condition.

基本計測画角での信号を示すもので、画角の横線(水平線)の中央の線のシェーデイング補正処理前と処理後を表示している。It shows the signal at the basic measurement angle of view, and displays before and after the shading correction processing of the center line of the horizontal line (horizontal line) of the angle of view. 基本計測画角に対する小割画画を説明する図。The figure explaining the subdivision picture with respect to a basic measurement angle of view. 小割画角の基本計測画画内での助長部を示す図。The figure which shows the promotion part in the basic measurement image of a small angle of view. 小割画角の助長部の中心部分の考え方を示す図。The figure which shows the way of thinking of the center part of the promotion part of a small angle of view. 基本計測画角の代表小割画画に対して引かれる対角線の状態を示す図。The figure which shows the state of the diagonal line drawn with respect to the representative small drawing of a basic measurement view angle. 図5で発生する信号を表示した図。The figure which displayed the signal generated in FIG. 小割画角の中点を180度回転させる状況を示す図。The figure which shows the condition which rotates the midpoint of a small angle of view by 180 degree | times. 小割画角と、回転後の計測小割画角の対角線上の信号を示す図。The figure which shows the signal on the diagonal of a small split angle of view and the measurement small split angle of view after rotation. カメラレンズと均一光源の検出角度の状況を示す図。The figure which shows the condition of the detection angle of a camera lens and a uniform light source. カメラとレンズを、計測点である角部へ向けた図。The figure which turned the camera and the lens to the corner | angular part which is a measurement point. 基本計測画角で、対角線を引いた図。The figure which drawn the diagonal line at the basic measurement angle of view. 角部の計測点で、対象画素の位置を示す図。The figure which shows the position of an object pixel in the measurement point of a corner | angular part. 角部の計測カーネルの位置を示す図。The figure which shows the position of the measurement kernel of a corner | angular part. 計測対象を均一光源から、標準光源に変えて計測する相対関係を示す図。The figure which shows the relative relationship which changes and changes a measuring object into a standard light source from a uniform light source.

2−1 小割画角を示す枠。
2−2 小割画角を示す枠。
2−3 小割画角を示す枠。
2−4 小割画角を示す枠。
2−5 シェーデイング補正係数抽出対象の小割画角を示す枠。
3−1 のび分である、助長部を包括する小割画角を示す。
3−5 のび分である助長部を中央の部分を中心として示す。
4−1 のび分である助長部を示す。
5−1 基本計測画角の中心部に相当することを示す。
5−2 基本計測画角の角部に相当する周辺部を示す。
6−1 図5の、5−1から5−2で検出した輝度レベルのグラフを示す。
7−1 小割画角の中心で、基本計測画角を180度回転させることを示す図。
8−1 図7で発生した輝度レベルのグラフ。
8−2 小割画角を180度回転して計測をした際の輝度レベルのグラフで均一光源が均一である場合を示す図。
8−3 小割画角を180度回転して計測をした際の実際の輝度レベルのグラフ示す。
9−1 計測のためのレンズの位置と方向を示す図。
9−2 均一光源に正対をしていることを示す図。
9−3 周辺部での均一光源に正対する光束を示す図。
9−4 周辺部からレンズに向かう光束を示す図。
10−1 レンズを周辺部へ向ける図。
12−1 検出対象となる角部と画素の位置を示す図。
13−1 検出対象となる角部と計測カーネルの位置を示す図。
14−1 カメラのレンズが、均一光源に対して正対していることを示す。
14−2 均一光源の代りに、正対位置に標準光源を配置した図。
14−3 均一光源の代りに、周辺部に標準光源を配置対象画素、あるいは、カーネルの中央に方向を向けた図。
2-1 A frame showing the split angle of view.
2-2 A frame showing the small angle of view.
2-3 A frame showing the split angle of view.
2-4 A frame showing the split angle of view.
2-5 A frame indicating a small angle of view from which a shading correction coefficient is to be extracted.
3-1 shows the split angle of view encompassing the assisted part, which is a part of 3-1.
The promotion part which is 3-5 spread is shown centering on the center part.
4-1 The promotion part which is a part of the spread is shown.
5-1 This corresponds to the center of the basic measurement angle of view.
5-2 The peripheral part corresponding to the corner of the basic measurement angle of view is shown.
6-1 The graph of the luminance level detected from 5-1 to 5-2 in FIG. 5 is shown.
7-1 A diagram showing that the basic measurement angle of view is rotated by 180 degrees at the center of the small angle of view.
8-1 A graph of the luminance level generated in FIG.
8-2 A diagram showing a case where a uniform light source is uniform in a graph of a luminance level when measurement is performed by rotating a small angle of view by 180 degrees.
8-3 A graph showing an actual luminance level when measurement is performed by rotating the small angle of view by 180 degrees.
9-1 A diagram showing the position and direction of a lens for measurement.
9-2 is a diagram showing that a uniform light source is directly facing.
9-3 A diagram showing a light beam directly facing a uniform light source in the peripheral portion.
FIG. 9-4 is a diagram showing a light beam traveling from the periphery to the lens.
10-1 A view of directing the lens toward the periphery.
12-1 The figure which shows the corner | angular part used as a detection target, and the position of a pixel.
13-1 The figure which shows the corner | angular part used as a detection target, and the position of a measurement kernel.
14-1 The lens of the camera is facing the uniform light source.
14-2 A diagram in which a standard light source is arranged at a directly facing position instead of a uniform light source.
14-3 A diagram in which a standard light source is arranged in the peripheral portion instead of a uniform light source, and a direction is directed to the center of the pixel to be arranged or the kernel.

Claims (3)

縮小系、あるいは、拡大系の特性をもつレンズが画像取り込み装置であるカメラ等に適用される画像処理装置において、レンズの球面収差により発生する輝度の明暗のレベルが逆湾曲状をなす歪み(以後、シェーディングと称する。)の補正に適用される均一光源の計測データとしては、基本計測画角として対応する取り込み画像全体において基本的な状況は中央に相当する画素、あるいは、レンズの芯(以後、双方をレンズの芯と称する。)に相当する画素を中点として順次同心円状に輝度レベルが減少する取り込みデータとなる状況が理論的に正しい均一光源であり、レンズの芯における画素の輝度レベルに対するおのおのの画素の輝度レベルとの相関比をシェーディングの補正値として算出しその逆数を補正のために適用されるが、これは均一光源のムラに対しレンズの球面収差による偏差を包括したムラの計測値でもある。しかしながら、全画素を対象とする場合では余りに多くの画素に対する計測値の処理は煩雑となることと、処理に対する不安定要素が発生する可能性が多いためにこれを回避する必然性もあることから、前提条件として、均一光源の構造上輝度のレベルがレンズの芯を中点として同心円状に逆湾曲状をなすことが確認される場合には、レンズの芯を通過する縦横の線を境として4つの象限画角として分割をし、おのおのの象限で基本計測画角の縦横の線分や対角線、あるいは、レンズの芯から引く縦横の線の1/2の角度に相当する45度の線に配置される画素のデータを、また、これらの線分に対して付近の画素の平均値等を加味した処理を行う方式を適用すること、さらには、それらの複数の条件によるデータを利用してレンズの芯に相当する画素のデータに対応しておのおのの象限ごとにムラ値計測を行い最終的に4象限のデータを利用して総合ムラ値とする機能を備えた均一光源輝度ムラ計測法 In an image processing apparatus in which a lens having characteristics of a reduction system or an enlargement system is applied to a camera or the like that is an image capturing device, the brightness level of brightness caused by the spherical aberration of the lens is a distortion (hereinafter referred to as a curved shape). As the measurement data of the uniform light source applied to the correction of the shading), the basic situation in the entire captured image corresponding to the basic measurement angle of view is the pixel corresponding to the center, or the lens core (hereinafter, Both are referred to as the lens core.) The situation where the luminance level decreases in a concentric manner with the pixel corresponding to the center point as the midpoint is a theoretically correct uniform light source, and it corresponds to the luminance level of the pixel at the lens core. The correlation with the luminance level of each pixel is calculated as a shading correction value, and its inverse is applied for correction. Is also a measurement of unevenness inclusive of deviation due to the spherical aberration of the lens with respect to the unevenness of the uniform light source. However, since processing of measurement values for too many pixels becomes complicated in the case of targeting all pixels, and there is a possibility that unstable elements for processing often occur, there is a necessity to avoid this, As a precondition, when it is confirmed that the level of luminance in the structure of the uniform light source is concentrically reversely curved with the center of the lens as the midpoint, the vertical and horizontal lines passing through the center of the lens are used as the boundary. Divided into two quadrant angles and placed in 45 degree lines corresponding to the vertical and horizontal lines and diagonal lines of the basic measurement angle of view or half of the vertical and horizontal lines drawn from the center of the lens in each quadrant Applying a method for processing the data of the pixel to be processed and taking into account the average value of neighboring pixels for these line segments, and further using the data based on the plurality of conditions for the lens Phase to the core of Uniform light source luminance unevenness measurement method having a function of an overall non-uniformity value by utilizing the final four quadrant data subjected to uneven metering per each quadrant corresponding to the data of a pixel to be 請求項1で説明する、4象限に分割して計測を行い全画素、あるいは、種々の線分で輝度ムラを抽出する手法を施し抽出したデータに対し、それぞれの象限ごとの象限中央を回転の中心として180度回転させた状況で同様の計測を行うものであり、この目的は、同じレンズを使用して、レンズの芯部と周辺部、あるいは、角部を反転させてデータ抽出を行うもので、抽出した2種のデータについては、周辺部とレンズの芯の値をそろえて比較演算を行い均一光源の取り込みムラ率を抽出する機能を備えた均一光源の輝度ムラ計測法。 The measurement is performed by dividing the image into four quadrants as described in claim 1 and extracting the luminance unevenness in all pixels or various line segments, and the quadrant center for each quadrant is rotated for the extracted data. The same measurement is performed in a state rotated 180 degrees as the center, and the purpose is to extract data by using the same lens and inverting the core and peripheral or corners of the lens. Thus, the brightness unevenness measurement method for a uniform light source having a function of aligning the peripheral portion and the lens core values and extracting the uniform light source capture unevenness rate for the two types of extracted data. シェーディング補正値の根幹である、レンズのみの透過ムラ値を検出する計測方式として、あるいは、このデータを請求項1で説明するシェーディング補正値データを補正することで均一光源の均一度の補正値を抽出する機能とするものとしても利用するものであり、その構造は、シェーディング補正処理を施す設定条件であるレンズと均一光源の距離と画角寸法の関係を維持し、その均一光源を取り除いた同位置に機械的に位置、および、照射角度を変更できる構造を備えた機構を備えた上でこの機構に長時間安定をする点光源(以後、標準光源と称する。)を取り付け、予め検出を必要とする画素に相当する位置と照射角度を指定し、その位置と照射角度に標準光源を移動させるものであるが、微調整として、当該画素の検出輝度レベルが最大となるように双方の機構を移動させてその値を保持する機能を備え、全画素、あるいは、請求項1、および、請求項2で説明する線分による計測位置の輝度データを抽出しシェーディング補正値として、あるいは、均一光源のムラ値抽出を目的とする機能を備えた均一光源の輝度ム計測法。 As a measurement method for detecting the transmission unevenness value of only the lens, which is the basis of the shading correction value, or by correcting the shading correction value data described in claim 1 for this data, the correction value for the uniformity of the uniform light source is obtained. It is also used as an extraction function, and its structure maintains the relationship between the distance between the lens and uniform light source, which is the setting condition for performing shading correction processing, and the angle of view, and the same light source with the uniform light source removed. A point light source (hereinafter referred to as a standard light source) that is stable for a long time is mounted on the mechanism with a mechanism that can change the position and irradiation angle mechanically at the position, and detection is required in advance. The position and irradiation angle corresponding to the pixel to be specified are specified, and the standard light source is moved to that position and irradiation angle. It has a function of moving both mechanisms so as to maximize the value and holding the value, and extracts the luminance data of the measurement position of all pixels or the line segments described in claim 1 and claim 2 and shading. A method for measuring the brightness of a uniform light source, which has a function for the purpose of extracting unevenness values of the uniform light source as a correction value.
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