JP2015032912A - Photographing apparatuses and photographing methods - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a method thereof.
デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置は、撮像を行うレンズと、手振れ補正機構を有する光学系を介し、被写体画像をイメージセンサ等からなる撮像素子に結像させ、被写体の撮像画像データを得る。
上述した手振れ補正機構は、デジタルカメラ等において、手振れによる像ブレを防ぐために設けられている。例えば、ジャイロセンサ等のセンサによりデジタルカメラの姿勢変化を検出すると、その手振れによる像ぶれを相殺するように、専用補正光学系、あるいは撮像素子を相対的に位置変動させる。
An imaging apparatus such as a digital camera or a video camera forms a subject image on an imaging element such as an image sensor through a lens that performs imaging and an optical system having a camera shake correction mechanism to obtain captured image data of the subject.
The above-described camera shake correction mechanism is provided to prevent image blur due to camera shake in a digital camera or the like. For example, when a change in posture of the digital camera is detected by a sensor such as a gyro sensor, the position of the dedicated correction optical system or the image sensor is relatively changed so as to cancel image blur due to camera shake.
また、撮像素子では、遮光状態においても、温度によりダークカレント(暗電流)と呼ばれるノイズ信号が発生する。これにより、撮像素子の有効画素領域から読み出された撮像画像データに暗電流による固定パターンノイズが重畳され、黒レベルが上昇するという問題がある。
この場合、撮影画像データにおける被写体画像の色再現の精度が低下することになる。このため、撮像画像データから光を照射しない状態(暗状態)における撮像素子の撮像画像データを減算し、固定パターンノイズの抑制を行っている(例えば、特許文献1参照)。
Further, in the image pickup device, a noise signal called dark current (dark current) is generated due to temperature even in a light-shielded state. As a result, there is a problem in that fixed pattern noise due to dark current is superimposed on the captured image data read from the effective pixel area of the image sensor, and the black level increases.
In this case, the accuracy of color reproduction of the subject image in the captured image data is lowered. For this reason, the captured image data of the image sensor in a state where light is not irradiated (dark state) is subtracted from the captured image data to suppress fixed pattern noise (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、ダークカレントの減算を行う際、被写体画像を撮像した撮像画像データと、暗状態で撮像した撮像画像データとの各々A/D変換を行う際、量子化の過程において、双方におけるダークカレント成分のエネルギに誤差が生じる。このため、ダークカレントの減算を行っても、撮像画像データから十分な固定パターンノイズの除去が行えず、被写体画像を撮像した撮像画像データに固定パターンノイズが残る場合がある。 However, when performing the A / D conversion of the captured image data obtained by capturing the subject image and the captured image data captured in the dark state when performing the subtraction of the dark current, the dark current components in both are obtained during the quantization process. There will be an error in the energy. For this reason, even if dark current subtraction is performed, sufficient fixed pattern noise cannot be removed from the captured image data, and fixed pattern noise may remain in the captured image data obtained by capturing the subject image.
ダークカレント減算処理を行うと、以下のような結果となる。撮像画像の信号強度をIとし、ダークカレントのばらつきをσdとし、ダークカレント減算処理を行った後のばらつきをσd’とする。
(σd’)2=σd2+σd2
σd’=21/2σd
S/N’=I(21/2σd)
このように、ダークカレント減算処理を行うと、撮像画像の固定パターンノイズのエネルギは減少するが、偏差は増大することになる。
When dark current subtraction processing is performed, the following results are obtained. The signal intensity of the captured image is I, the variation in dark current is σd, and the variation after dark current subtraction processing is σd ′.
(Σd ′) 2 = σd 2 + σd 2
σd ′ = 2 1/2 σd
S / N ′ = I (2 1/2 σd)
As described above, when the dark current subtraction process is performed, the energy of the fixed pattern noise of the captured image decreases, but the deviation increases.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダークカレント演算を行うことで撮像画像における固定パターンノイズの低減を行う従来に比較し、より撮像画像における固定パターンノイズの低減を行うことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and further reduces the fixed pattern noise in the captured image as compared to the conventional case in which the fixed pattern noise is reduced in the captured image by performing a dark current calculation. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method capable of performing the above.
本発明の撮像装置は、撮像素子と、複数枚の撮像画像を撮像する撮像制御部と、前記撮像制御部が前記撮像画像を撮像する毎に、結像される被写体画像の撮像領域を、前記撮像素子の撮像面の2次元座標系の撮像可能領域内において、前記撮像画像の座標位置を、順次予め設定された画素数分ずらす防振機構制御部と、複数の前記撮像画像の座標位置を、いずれかの撮像画像の座標位置に合うように前記撮像画像の前記2次元座標系における座標変換を行う座標変換部と、座標変換された複数の前記撮像画像を、重ね合わせることで合成する画像合成部とを有することを特徴とする。 The imaging apparatus of the present invention includes an imaging element, an imaging control unit that captures a plurality of captured images, and an imaging region of a subject image that is formed each time the imaging control unit captures the captured image. An image stabilization mechanism control unit that sequentially shifts the coordinate position of the captured image by a preset number of pixels within a two-dimensional coordinate system imageable area of the imaging surface of the image sensor, and coordinate positions of the plurality of captured images An image that is synthesized by superimposing the coordinate conversion unit that performs coordinate conversion of the captured image in the two-dimensional coordinate system so as to match the coordinate position of any captured image and the plurality of captured images that have undergone coordinate conversion And a combining unit.
本発明の撮像装置は、前記撮像画像の各々に対してダークカレント減算を行うダークカレント演算部をさらに有することを特徴とする。 The imaging apparatus according to the present invention further includes a dark current calculation unit that performs dark current subtraction on each of the captured images.
本発明の撮像装置は、前記防振機構制御部が前記撮像素子に前記被写体画像を結像する結像レンズと前記撮像素子との間に介挿される防振用レンズを移動させ、前記撮像素子の撮像面における前記被写体画像が結像される位置をずらすことを特徴とする。 In the imaging device of the present invention, the image stabilization mechanism control unit moves an image stabilization lens interposed between the imaging lens that forms the subject image on the image sensor and the image sensor, and the image sensor The position where the subject image is formed on the imaging surface is shifted.
本発明の撮像装置は、前記防振機構制御部が、前記撮像素子を移動させ、当該撮像素子の撮像面における前記被写体画像が結像される位置をずらすことを特徴とする。 The image pickup apparatus according to the present invention is characterized in that the image stabilization mechanism control unit moves the image pickup element and shifts a position where the subject image is formed on the image pickup surface of the image pickup element.
本発明の撮像方法は、撮像素子により複数枚の撮像画像を撮像する撮像制御過程と、前記撮像制御過程において、前記撮像画像を撮像する毎に、結像される被写体画像の撮像領域を、前記撮像素子の撮像面の2次元座標系の撮像可能領域内において、前記撮像画像の座標位置を、順次予め設定された画素数分ずらす防振機構制御過程と、複数の前記撮像画像の座標位置を、いずれかの撮像画像の座標位置に合うように前記撮像画像の前記2次元座標系における座標変換を行う座標変換過程と、座標変換された複数の前記撮像画像を、重ね合わせることで合成する画像合成過程とを含むことを特徴とする。 The imaging method of the present invention includes an imaging control process of imaging a plurality of captured images by an imaging element, and an imaging area of a subject image that is formed each time the captured image is captured in the imaging control process. An image stabilization mechanism control process for sequentially shifting the coordinate position of the captured image by a preset number of pixels within the imageable area of the imaging surface of the image sensor on the two-dimensional coordinate system, and coordinate positions of the plurality of captured images. An image that is synthesized by superimposing a coordinate conversion process for performing coordinate conversion of the captured image in the two-dimensional coordinate system so as to match the coordinate position of any captured image and the plurality of captured images that have undergone coordinate conversion And a synthesis process.
この発明によれば、固定パターンノイズをランダムノイズとして低減することができ、合成後の撮像画像におけるS/N比を向上させ、従来例に比較して、より固定パターンノイズの低減を行うことが可能となる。 According to the present invention, the fixed pattern noise can be reduced as random noise, the S / N ratio in the combined captured image can be improved, and the fixed pattern noise can be further reduced as compared with the conventional example. It becomes possible.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による撮像装置の構成例を示す概略ブロック図である。図1において、本実施形態による撮像装置100は、撮像レンズ101、防振機構102、防振レンズ103、撮像素子104、シャッタ機構105、ビューファインダ106及び撮像処理部110から構成されている。撮像処理部110は、撮影パラメータ設定部111、防振機構112、撮像制御部113、座標変換部114、画像合成部115及び記憶部116から構成されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
本実施形態は、デジタルカメラなどの撮像装置に備えられている撮像画像の手振れ防止を行う防振機構を用い、固定パターンノイズをランダムノイズとして抑制する。ここで、本実施形態は、複数枚の写真(撮像画像)を合成して最終的な撮像画像を生成するコンポジット処理を用いている。ここで、合成するそれぞれの撮像画像は、撮像素子104の撮像面に被写体画像が結像される位置が所定の画素数ずらして撮像される。そして、ずらして撮像させた撮像画像の各々の画素の座標変換を行ない、各撮像画像における固定パターンノイズの位置がずれた状態で重ね合わせることにより、固定パターンノイズをランダムノイズとして抑制する。
また、本実施形態においては、通常の手振れ防止と、固定パターンノイズの抑制とのモードの切り替えを、ユーザが任意にモードを図示しない入力手段により行うことが可能である。
In the present embodiment, a fixed pattern noise is suppressed as random noise by using a vibration isolation mechanism that prevents camera shake of a captured image provided in an imaging apparatus such as a digital camera. Here, the present embodiment uses composite processing in which a plurality of photographs (captured images) are combined to generate a final captured image. Here, each of the captured images to be combined is captured by shifting the position where the subject image is formed on the imaging surface of the
In the present embodiment, the user can arbitrarily switch the mode between prevention of normal camera shake and suppression of fixed pattern noise by an input unit (not shown).
撮像レンズ101は、撮像素子104の撮像面(2次元座標系:撮像平面)に対し、被写体画像を結像する。
防振機構102は、防振レンズ103を上記撮像面に対して平行な2次元平面上において駆動し、撮像素子104の撮像面の所定の位置に被写体画像の結像を移動させる。
撮影パラメータ設定部111は、露出設定、撮像レンズ101のF値設定などの被写体を撮像する際に用いるパラメータがユーザの入力などにより設定する。
The
The
The shooting
撮像素子104は、CCD(Charge Coupled Device)あるいはMOS(Metal Oxide Semiconductor)などのイメージセンサで構成され、撮像面に結像される被写体画像を撮像画像として撮像制御部113へ出力する。この撮像素子104の撮像面は、防振機構により被写体の結像位置が移動するため、実際の撮像画像のサイズより大きな領域が撮像画像を生成する撮像可能領域として構成されている。撮像素子104は、撮像画像を含む撮像可能領域全体の撮像データを撮像制御部113に対して出力する。
The
シャッタ機構105は、ユーザがシャッタを押すことにより、シャッタ信号を撮像素子106に対して送信する。
ビューファインダ106は、撮像素子106の撮像面に結像されている被写体画像が表示される。
撮像制御部113は、シャッタ機構105からシャッタ信号が供給されると、撮像素子104から複数の撮像データを時系列に読み込む。また、撮像制御部113は、撮像時に複数の撮像データの各々を読み込む際、それぞの読み込むタイミングにおいて防振機構制御部113に対して防振制御信号を出力する。
防振機構制御部112は、撮像制御部113から防振制御信号が供給されると、撮像素子104の撮像面における撮像画像の位置を、予め設定された画素値分ずらすため、防振機構102に駆動信号を出力する。
The
The
When a shutter signal is supplied from the
When the image stabilization control signal is supplied from the image capturing
図2は、撮像素子104の撮像面において、防振機構制御部112により移動させた撮像画像の位置を示す図である。この図2において、NOは、固定パターンノイズの位置を示している。また、撮像素子104の撮像面1041においては、撮像データを取得する撮像可能領域1042が設定されている。この図2において、一度の撮像処理において、撮像制御部113により例えば6回の撮像データの読み込みが行われる。撮像範囲300は、1回目に読み込まれた撮像データにおける撮像画像の撮像可能領域における位置を示している。同様に、撮像範囲301から撮像範囲305の各々は、それぞれ2回目、3回目、4回目及び5回目に読み込まれた撮像データにおける撮像画像の撮像可能領域における位置を示している。ここでコンポジット処理を行う場合、撮像制御部113は、合成する撮像画像の数により、コンポジット処理でない通常の撮像モードにおける露光時間を除算し、この除算結果を複数枚の撮像画像各々の露光時間とし、順次複数枚の撮像画像の撮像を行う。したがって、コンポジット処理を行った複数枚の撮像における露光時間の合計値は、通常の撮像モードにおける1枚の撮像における露光時間と同様である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the position of the captured image moved by the image stabilization
基準点P1の座標位置Z1は、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)に対し、x軸方向にΔX1、y軸方向にΔY1ずれた(X0+ΔX1,Y0+ΔY1)である。同様に、基準点P2の座標位置Z2は、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)に対し、x軸方向にΔX2、y軸方向にΔY2ずれた(X0+ΔX2,Y0+ΔY2)である。基準点P3の座標位置Z3は、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)に対し、x軸方向にΔX3、y軸方向にΔY3ずれた(X0+ΔX3,Y0+ΔY3)である。基準点P4の座標位置Z4は、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)に対し、x軸方向にΔX4、y軸方向にΔY4ずれた(X0+ΔX4,Y0+ΔY4)である。基準点P5の座標位置Z5は、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)に対し、x軸方向にΔX5、y軸方向にΔY5ずれた(X0+ΔX5,Y0+ΔY5)である。 The coordinate position Z1 of the reference point P1 is (X0 + ΔX1, Y0 + ΔY1) shifted by ΔX1 in the x-axis direction and ΔY1 in the y-axis direction with respect to the coordinate position Z0 (X0, Y0) of the reference point P0. Similarly, the coordinate position Z2 of the reference point P2 is (X0 + ΔX2, Y0 + ΔY2) shifted by ΔX2 in the x-axis direction and ΔY2 in the y-axis direction with respect to the coordinate position Z0 (X0, Y0) of the reference point P0. The coordinate position Z3 of the reference point P3 is (X0 + ΔX3, Y0 + ΔY3) shifted by ΔX3 in the x-axis direction and ΔY3 in the y-axis direction with respect to the coordinate position Z0 (X0, Y0) of the reference point P0. The coordinate position Z4 of the reference point P4 is (X0 + ΔX4, Y0 + ΔY4) shifted from the coordinate position Z0 (X0, Y0) of the reference point P0 by ΔX4 in the x-axis direction and ΔY4 in the y-axis direction. The coordinate position Z5 of the reference point P5 is (X0 + ΔX5, Y0 + ΔY5) shifted by ΔX5 in the x-axis direction and ΔY5 in the y-axis direction with respect to the coordinate position Z0 (X0, Y0) of the reference point P0.
このずらす画素数としてのΔX1からΔX5と、ΔY1からΔY5とは、記憶部115に予め書き込んで記憶させておく。防振機構制御部112は、撮像制御部113から防振制御信号が供給される毎に、記憶部116に設定されているずらす画素数を順番に読み出し、撮像素子104の撮像面において、撮像画像(被写体画像が結像される領域)がこの画素数分ずれる位置に、防振機構102により防振レンズ103を移動させる。
ΔX1 to ΔX5 and ΔY1 to ΔY5 as the number of pixels to be shifted are previously written and stored in the
同様に、撮像範囲301から撮像範囲305の各々は、それぞれ2回目から6回目に読み込まれた画像データにおける撮像画像の位置を示している。この図2において、撮像範囲300は、撮像可能領域の中央に配置されている。撮像範囲300から撮像範囲305の各々は、それぞれ後述する位置合わせのための、基準点P0から基準点P5が設けられている。これらの複数個の画像データは、撮像制御部113により記憶部116に順次書き込まれる。
Similarly, each of the
図3は、記憶部116に書き込まれて記憶されている撮像データにおける撮像画像を示す図である。図3(a)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲300の撮像画像を示している。図3(b)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲301の撮像画像を示している。図3(c)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲302の撮像画像を示している。図3(d)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲303の撮像画像を示している。図3(e)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲304の撮像画像を示している。図3(f)は、撮像可能領域1042の撮像データにおける撮像範囲305の撮像画像を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a captured image in the captured data that is written and stored in the
図3(a)から図3(f)において分かるように、撮像画像の各々における固定パターンノイズの位置は、ずれている。図3(a)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_0で示し、図3(b)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_1で示し、図3(c)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_2で示し、図3(d)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_3で示し、図3(e)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_4で示し、図3(f)における撮像画像における固定パターンノイズはNO_5で示している。 As can be seen from FIG. 3A to FIG. 3F, the position of the fixed pattern noise in each captured image is shifted. The fixed pattern noise in the captured image in FIG. 3A is denoted by NO_0, the fixed pattern noise in the captured image in FIG. 3B is denoted by NO_1, and the fixed pattern noise in the captured image in FIG. 3C is denoted by NO_2. The fixed pattern noise in the captured image in FIG. 3D is denoted by NO_3, the fixed pattern noise in the captured image in FIG. 3E is denoted by NO_4, and the fixed pattern noise in the captured image in FIG. Show.
図1に戻り、座標変換部114は、基準点P0の座標位置に対し、他の基準点P1から基準点P5の各々の座標位置が合うように、記憶部116における撮像範囲300の各画素の座標値からずらした画素数を各々減算し、撮像範囲300の各々の画素の座標値に対し、他の撮像範囲301から撮像範囲305の各々の対応する画素が同一の座標値とする。これにより、座標変換部114は、撮像範囲300の基準点P0に対し、他の撮像範囲301から撮像範囲305の各々の基準点P1から基準点P5までの座標値が同一となる。
Returning to FIG. 1, the coordinate
画像合成部115は、撮像範囲300から撮像範囲305までの撮像画像を、基準点P0から基準点P5の全てが重なるように合成する。ここで、画像合成部115は、撮像範囲300から撮像範囲305の各々の同一座標位置の画素の画像データ(例えば、階調度)を加算する。画像合成部115は、加算結果の画像データを、撮像画像を合成した合成撮像画像の各画素の画像データとし、外部記憶部200に書き込んで記憶させる。
The
図4は、画像合成部115が撮像範囲300から撮像範囲305の各々の撮像画像を合成した際の、固定パターンノイズの状態を示す図である。この図4に示す合成撮像画像において、固定パターンノイズがずらした画素分、撮像範囲300の撮像画像における位置に対して相対的にずれた位置に移動することになる。これにより、複数枚の撮像画像を合成した場合、固定パターンノイズの階調度のエネルギが低下し、撮像画像のS/N比が向上することになる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of fixed pattern noise when the
すなわち、図3におけるN(例えば6)個の撮像画像を重ね合わせて合成した際、N個の撮像画像の合成撮像画像のS/N’比は、ランダムノイズとして、以下のように1個の撮像画像のS/N比から計算されることになる。以下の式において、撮像画像1個あたりの信号強度(例えば、各画素の階調度)をIとし、撮像画像をN個合成した信号強度をI’とし、撮像画像1個あたりのノイズの強度がαであり、N個合成したノイズの強度がα’である。
I’=NI
(α’)2=Nα2
S/N’=I’/α’=N1/2S/N
That is, when N (for example, 6) captured images in FIG. 3 are superimposed and combined, the S / N ′ ratio of the combined captured image of the N captured images is one noise as follows as random noise. It is calculated from the S / N ratio of the captured image. In the following equation, the signal intensity per captured image (for example, the gradation of each pixel) is I, the signal intensity obtained by combining N captured images is I ′, and the noise intensity per captured image is α and the intensity of N synthesized noises is α ′.
I '= NI
(Α ′) 2 = Nα 2
S / N ′ = I ′ / α ′ = N 1/2 S / N
次に、図を用いて本実施形態による撮像装置100の固定パターンノイズ低減の含む撮像の動作を説明する。図5は、本実施形態による撮像装置100による固定パターンノイズ低減の含む撮像の動作例を示すフローチャートである。
以下の説明において、N個、例えば6個の撮像画像を合成することによる固定パターンノイズの低減について説明する。
Next, the imaging operation including the fixed pattern noise reduction of the
In the following description, reduction of fixed pattern noise by combining N captured images, for example, six captured images will be described.
ステップS1:
撮影パラメータ設定部111は、撮像装置がON状態となり、電源が供給されると、ユーザが入力手段により入力するパラメータとして、複数枚の写真を複合するコンポジット撮影を行うに当たり、各撮影のパラメータを設定する。例えば、必要な露光を得るためのシャッタ開放時間を1/N(撮影枚数)とする設定を行う。また、N組のずらす画素数の設定、すなわち、撮影パラメータ設定部111は、記憶部116に順番に対応させてずらす画素数を書き込んで記憶させる。このパラメータは、撮影時に撮像制御部113及び防振機構制御部112の各々が記憶部116から読み込んで、撮像の制御を行う。
また、防振機構制御部112及び撮像制御部113の各々は、それぞれ内部のカウンタをリセットして0とする。
Step S1:
The shooting
In addition, each of the image stabilization
ステップS2:
撮像制御部113は、撮像素子104の撮像面に結像された被写体画像の撮像画像を、ビューファインダ106に対して表示させる。
撮像制御部113は、シャッタ機構105からシャッタ信号が供給されたか否かの判定を一定周期で行う。このとき、撮像制御部113は、シャッタ信号が供給された場合、処理をステップS3へすすめ、一方、シャッタ信号が供給されない場合、処理をステップS2へ戻す。
Step S2:
The
The
ステップS3:
撮像制御部113は、シャッタ信号が検出されると、防振機構制御部112に対して防振制御信号を出力する。
防振機構制御部112は、防振制御信号が撮像制御部113から供給されると、内部のカウンタのカウント数に応じたずらし画素数を、記憶部116から読み込む。例えば、カウント数が0であれば、撮像される撮像画像が撮像範囲300であるためにずらす必要はなく、ずらし画素数は0である。また、カウント数が1であれば、撮像される撮像画像が撮像反い301であるためずらし画素数は(ΔY1,ΔX1)である。さらに、カウントが進みカウント数が5である場合、撮像される撮像画像が撮像範囲305であるためずらし画素数は(ΔY5,ΔX5)である。
Step S3:
When the shutter signal is detected, the
When the image stabilization control signal is supplied from the
そして、防振機構制御部112は、カウント数に応じて読み出したずらす画素数、被写体画像の結像位置、すなわち撮像可能範囲1042内において撮像範囲をずらすため、防振機構102を制御し、防振レンズ103を移動させる。
また、防振機構制御部112は、防振機構102が防振レンズ103を移動させた際、撮像制御部113に対して終了信号を送信する。
The anti-vibration
Further, the image stabilization
ステップS4:
終了信号が供給されると、撮像制御部113は、撮像素子104から撮像データを読み込み、合成に用いる複数枚における1枚の撮像データの撮影処理を行い、処理をステップS5へ進める。
Step S4:
When the end signal is supplied, the
ステップS5:
次に、撮像制御部113は、撮像素子104から読み込んだ撮像データに対し、この撮像データを識別する識別情報、例えば撮影した順番を示す番号を付加する。
そして、撮像制御部113は、識別情報を付加した撮像データを、記憶部116に対して書き込んで記憶させ、撮像終了信号を防振機構制御部112に対して送信し、処理をステップS6へ進める。
Step S5:
Next, the
Then, the
ステップS6:
次に、防振機構制御部112は、撮像終了信号が供給されると、内部のカウンタをインクリメントし(1つ増加させ)、処理をステップS7へ進める。
また、このとき、撮像制御部113は、内部のカウンタをインクリメントする。
Step S6:
Next, when the imaging end signal is supplied, the image stabilization
At this time, the
ステップS7:
撮像制御部113は、内部のカウンタがN(=6)であるか否かの判定を行う。このとき、撮像制御部113は、内部のカウンタのカウント値がNとなった場合、処理をステップS9へ進め、内部のカウンタのカウンタ値がN未満である場合、処理をステップS8へ進める。
Step S7:
The
ステップS8:
防振機構制御部113は、内部のカウンタの計数終了後、防振機構102を制御して、移動させる前の規準位置に戻し、処理をステップS3に進める。
Step S8:
The anti-vibration
ステップS9:
座標変換部114は、撮像範囲301から撮像範囲305の各々の画素の座標位置を、被写体画像における撮像範囲300の対応する画素の座標位置に変換する。
すなわち、座標変換部114は、記憶部116から番号順に、撮像データを読み出し、撮像範囲301から撮像範囲305の各々における全ての画素の座標位置から、それぞれの撮像時に被写体画像の結像位置をずらした画素数を減算し、撮像範囲300の画素の座標位置(基準点P0を含めて)と同一となるように、座標変換を行う。例えば、撮像範囲301の場合、減算する画素数はX軸方向にΔX1、Y軸方向にΔY1である。これにより、撮像範囲301の基準点P1の座標位置Z1(X0+ΔX1,Y0+ΔY1)が座標位置Z1(X0,Y0)となり、基準点P0の座標位置Z0(X0,Y0)と同一となる。これにより、撮像範囲301における各画素の座標位置も、基準点P1に対して相対的に座標変換行われるため、基準点P0に対応する撮像範囲300における各画素の座標位置と同一の座標値となる。
Step S9:
The coordinate
That is, the coordinate
ステップS10:
画像合成部115は、撮像範囲300の各画素の画像データに対し、座標変換後の撮像範囲301から撮像範囲305の各々における撮像範囲300と同一の座標位置の画素の画像データを加算し、撮像範囲300から撮像範囲305の各々の画像の合成を行う。
Step S10:
The
ステップS11:
画像合成部115は、撮像範囲300から撮像範囲305の画像を合成した撮像画像を、合成撮像画像として、外部記憶部200に対して書き込んで記憶させる。
そして、画像合成部115は、処理をステップS2へ進める。
Step S11:
The
Then, the
上述したように、本実施形態によれば、固定パターンノイズをランダムノイズとすることができ、従来に比較して固定パターンノイズの低減を十分に行うことができ、撮像画像のS/N比を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the fixed pattern noise can be random noise, the fixed pattern noise can be sufficiently reduced as compared with the conventional case, and the S / N ratio of the captured image can be reduced. Can be improved.
<第2の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態による撮像装置の構成例を示す概略ブロック図である。図6において、図1の本実施形態による撮像装置100と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。撮像装置100Aは、撮像レンズ101、防振機構102、防振レンズ103、撮像素子104、シャッタ機構105、ビューファインダ106及び撮像処理部110から構成されている。撮像処理部110Aは、撮影パラメータ設定部111、防振機構112、撮像制御部113、座標変換部114、画像合成部115、記憶部116及びダークカレント減算部17から構成されている。第2の実施形態において、第1の実施形態と異なるのは、ダークカレント減算部17が追加された点であり、以下においてこの異なる点のみを説明する。
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the
ダークカレント減算部17は、撮像素子104の撮像面が暗状態における撮像データの各画素の画像データを、被写体画像を撮像素子104の撮像面に結像して撮像した撮像データの各画素の画像データから減算するダークカレント減算処理を行う。
これにより、ダークカレント減算部17は、撮像範囲300から撮像範囲305の各々における固定パターンノイズNO_0から固定パターンノイズNO_5のエネルギを低減する。
そして、第1の実施形態と同様に、画像合成部115がこの低減された固定パターンノイズを有する撮像範囲300から撮像範囲305の各々の画像を合成する。
The dark current subtracting unit 17 forms an image of each pixel of the imaging data obtained by imaging the image data of each pixel of the imaging data when the imaging surface of the
Thereby, the dark current subtraction unit 17 reduces the energy of the fixed pattern noise NO_0 to the fixed pattern noise NO_5 in each of the
Then, as in the first embodiment, the
次に、図7は、本実施形態による撮像装置100Aによる固定パターンノイズ低減の含む撮像の動作例を示すフローチャートである。この図7のフローチャートには、上述したダークカレント減算部117が行うステップS4Aが、ステップS4とステップF5との間に介挿されている。
ステップS4Aにおいては、以下の処理が行われる。撮像が行われた後、撮像制御部113は、撮像素子104の撮像面が暗状態において、暗状態撮像データを撮像素子104から読み込む。
Next, FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an imaging operation including fixed pattern noise reduction by the
In step S4A, the following processing is performed. After the imaging is performed, the
次に、ダークカレント減算部117は、撮像データの各々の画素の画像データから、対応する画素毎に、暗状態撮像データの各々の画素の画像データを減算し、ダークカレント減算処理を行う。そして、ダークカレント減算部117は、撮像制御部113に対してダークカレント減算を行った撮像データを出力する。
撮像制御部113は、ステップS5において、撮像データが供給されると、すでに説明したように、この撮像データに識別情報を付加して、記憶部116に対して書き込んで記憶させ、撮像終了信号を防振機構制御部112に対して送信し、処理をステップS6へ進める。
Next, the dark current subtraction unit 117 subtracts the image data of each pixel of the dark state imaging data for each corresponding pixel from the image data of each pixel of the imaging data, and performs dark current subtraction processing. Then, the dark current subtraction unit 117 outputs imaging data obtained by performing dark current subtraction to the
When the imaging data is supplied in step S5, the
これにより、本実施形態においては、ダークカレント減算を行った後に、固定パターンノイズをランダムノイズとする処理により、固定パターンノイズの低減を行うため、第1の実施形態に比較して、より固定パターンノイズのエネルギを低減することができる。 Thus, in the present embodiment, after performing dark current subtraction, the fixed pattern noise is reduced by the process of making the fixed pattern noise random noise. Therefore, the fixed pattern is more fixed than in the first embodiment. Noise energy can be reduced.
また、第1の実施形態及び第2の実施形態において、防振機構102が移動させるのは、防振レンズ103であったが、防振処理を防振レンズ103で行わない構成を用いてもよい。例えば、撮像素子104を自身の撮像面に対して平行なXY平面上において、X軸及びY軸方向に稼働させる防振機構を有した構成の撮像装置としてもよい。
すなわち、撮像素子104をずらす画素分を平面移動させ、被写体画像が結像される撮像画像の撮像範囲(撮像画像とする領域)を、撮像可能領域の範囲内で移動させるように撮像装置を構成してもよい。他の撮像範囲の座標変換及び撮像画像の合成などの処理については、すでに第1の実施形態及び第2の実施形態において説明した処理を同様である。
In the first and second embodiments, the
That is, the imaging device is configured so that the pixel for shifting the
また、図1における撮像装置100と、図6における撮像装置100Aとの各々の固定パターンノイズ除去の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより固定パターンノイズをランダムノイズとして固定パターンノイズのエネルギを低減させる制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
Also, a program for realizing the fixed pattern noise removal function of each of the
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
100,100A…撮像装置
101…撮像レンズ
102…防振機構
103…防振レンズ
104…撮像素子
105…シャッタ機構
106…ビューファインダ
110,110A…撮像処理部
111…撮影パラメータ設定部
112…防振機構制御部
113…撮像制御部
114…座標変換部
115…画像合成部
116…記憶部
117…ダークカレント減算部
200…外部記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A ...
Claims (5)
複数枚の撮像画像を撮像する撮像制御部と、
前記撮像制御部が前記撮像画像を撮像する毎に、結像される被写体画像の撮像領域を、前記撮像素子の撮像面の2次元座標系の撮像可能領域内において、前記撮像画像の座標位置を、順次予め設定された画素数分ずらす防振機構制御部と、
複数の前記撮像画像の座標位置を、いずれかの撮像画像の座標位置に合うように前記撮像画像の前記2次元座標系における座標変換を行う座標変換部と、
座標変換された複数の前記撮像画像を、重ね合わせることで合成する画像合成部と
を有することを特徴とする撮像装置。 An image sensor;
An imaging control unit that captures a plurality of captured images;
Each time the imaging control unit captures the captured image, the imaging area of the subject image to be formed is set to the coordinate position of the captured image within the imageable area of the two-dimensional coordinate system of the imaging surface of the imaging element. An anti-vibration mechanism control unit that sequentially shifts by a preset number of pixels;
A coordinate conversion unit that performs coordinate conversion in the two-dimensional coordinate system of the captured image so that the coordinate positions of the plurality of captured images match the coordinate positions of any captured image;
An image synthesizing device comprising: an image synthesis unit that synthesizes the plurality of coordinate-transformed captured images by superimposing them.
前記撮像素子に前記被写体画像を結像する結像レンズと前記撮像素子との間に介挿される防振用レンズを移動させ、前記撮像素子の撮像面における前記被写体画像が結像される位置をずらすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 The anti-vibration mechanism control unit moves an anti-vibration lens interposed between the imaging lens that forms the subject image on the imaging element and the imaging element, and the subject image on the imaging surface of the imaging element The imaging apparatus according to claim 1, wherein a position where the image is formed is shifted.
前記撮像素子を移動させ、当該撮像素子の撮像面における前記被写体画像が結像される位置をずらすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image stabilization mechanism control unit moves the image pickup device and shifts a position where the subject image is formed on the image pickup surface of the image pickup device.
前記撮像制御過程において、前記撮像画像を撮像する毎に、結像される被写体画像の撮像領域を、前記撮像素子の撮像面の2次元座標系の撮像可能領域内において、前記撮像画像の座標位置を、順次予め設定された画素数分ずらす防振機構制御過程と、
複数の前記撮像画像の座標位置を、いずれかの撮像画像の座標位置に合うように前記撮像画像の前記2次元座標系における座標変換を行う座標変換過程と、
座標変換された複数の前記撮像画像を、重ね合わせることで合成する画像合成過程と
を含むことを特徴とする撮像方法。 An imaging control process of capturing a plurality of captured images by the imaging element;
In the imaging control process, each time the captured image is captured, the imaging area of the subject image to be formed is set to the coordinate position of the captured image within the imageable area of the two-dimensional coordinate system of the imaging surface of the imaging element. Are sequentially controlled by a predetermined number of pixels, and a vibration isolation mechanism control process,
A coordinate conversion process of performing coordinate conversion in the two-dimensional coordinate system of the captured image so that the coordinate positions of the plurality of captured images match the coordinate position of any captured image;
An image synthesis process comprising: synthesizing a plurality of the coordinated image-captured images by superimposing the images.
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