JP2015090998A - Imaging apparatus and image correction method - Google Patents

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崇彦 吉田
Takahiko Yoshida
崇彦 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of fast and accurately removing a dark current nonuniformity component even in the case where clamp processing is performed, and an image correction method.SOLUTION: A CCD image sensor 104 stores power of beams inputted via a lens 101 and performs the clamp processing to bring a black level into a constant value. A fixed value removal part 106 subtracts a fixed value from normal photographic image data which are obtained in the state where there is incident light into the CCD image sensor 104, and reference dark black image data which are obtained in the state where there is no incident light. A correction coefficient calculation part 133 calculates a correction coefficient on the basis of a photography condition of the reference dark black image data and a photography condition of the normal photographic image data. A dark current correction part 134 uses the correction coefficient to correct the reference dark black image data after the subtraction of the fixed value and uses the corrected reference dark black image data to perform dark current correction on the normal photographic image data after the subtraction of the fixed value.

Description

本発明は撮像装置及び画像補正方法に関し、特に暗電流に関する画像補正を行う撮像装置及び画像補正方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an image correction method, and more particularly to an imaging apparatus and an image correction method that perform image correction related to dark current.

撮像装置においてイメージセンサー面の温度が不均一の場合、暗電流量が変動してムラが発生する。暗電流量の増減にかかわる主な撮影条件としてISO感度(Gain)、露光時間、筐体(イメージセンサ)温度が挙げられる。暗電流量は、ISO感度(Gain)に比例して増加する。同様に暗電流量は、露光時間に比例して増加する。また暗電流量は、筐体温度の上昇に応じて増加する。筐体温度は、内部の周辺回路の発熱の影響に加えて撮像装置外部の環境温度によっても変化する。   When the temperature of the image sensor surface is not uniform in the imaging apparatus, the dark current amount fluctuates and unevenness occurs. The main shooting conditions related to the increase / decrease in the dark current amount include ISO sensitivity (Gain), exposure time, and housing (image sensor) temperature. The dark current amount increases in proportion to the ISO sensitivity (Gain). Similarly, the dark current amount increases in proportion to the exposure time. Further, the dark current amount increases as the casing temperature increases. The housing temperature varies depending on the environmental temperature outside the imaging apparatus in addition to the influence of heat generation in the internal peripheral circuits.

画像データ内の各領域において発生する暗電流量は一定ではないため、一定値を一律に減算するOB減算処理では暗電流ムラを除去することができない。そのため、通常撮影画像データ(Image Frame)から同じ露光条件で撮影した基準暗黒画像データ(遮光画像データ、Dark Frame)を画素単位で減算するDark Frame減算処理が実行される場合がある。図1にDark Frame減算処理の流れを示すタイミングチャートを示す。 Since the amount of dark current generated in each region in the image data is not constant, dark current unevenness cannot be removed by OB subtraction processing that uniformly subtracts a constant value. For this reason, Dark Frame subtraction processing for subtracting reference dark image data (light-shielded image data, Dark Frame) captured under the same exposure conditions from normal captured image data (Image Frame) in units of pixels may be executed. FIG. 1 is a timing chart showing the flow of Dark Frame subtraction processing.

図1に示すように、Image Frameを取得後に同じ露光条件でDark Frameを取得する。その後にImage FrameからDark Frameを減算することにより、暗電流ムラ成分を除去している。しかしながら、Dark Frame減算処理は、Dark Frameの露光を行う必要があるため、撮影時間が長くなってしまうという問題がある。 As shown in FIG. 1, the Dark Frame is acquired under the same exposure conditions after the Image Frame is acquired. After that, the dark current unevenness component is removed by subtracting the Dark Frame from the Image Frame. However, since the Dark Frame subtraction process needs to perform exposure of the Dark Frame, there is a problem that the photographing time becomes long.

この問題に関連する技術として特許文献1が挙げられる。特許文献1に記載の撮像装置は、基準暗黒画像データ(遮光画像データ)を撮像した際の撮像条件(露光時間、温度、ゲイン)を記憶し、実際の撮影条件と、前述の撮影条件(基準暗黒画像データを撮像した際の撮影条件)を使用して、基準暗黒画像データから補正データを作成する。そして当該撮像装置は、この補正データを用いて実際の撮影画像データを補正する。これにより、毎回の基準暗黒画像データ(遮光画像データ)の撮影を省略し、撮影時間の短縮を実現している。   Patent document 1 is mentioned as a technique relevant to this problem. The imaging device described in Patent Document 1 stores imaging conditions (exposure time, temperature, gain) when imaging reference dark image data (light-shielded image data), and stores actual imaging conditions and the above-described imaging conditions (references). The correction data is created from the reference dark image data using the shooting conditions when shooting the dark image data. The imaging apparatus corrects actual captured image data using the correction data. This eliminates the shooting of the reference dark image data (light-shielded image data) every time, thereby realizing a reduction in shooting time.

特開2010−141583号公報JP 2010-141583 A 特開2011−135377号公報JP 2011-135377 A

一般的な撮像装置において、ダークレベルが一定値に固定されるように撮像素子がクランプ処理を行う。しかしながら特許文献1の技術では、このクランプ処理を考慮することなく補正データを作成している。そのため、特許文献1の方法では、精度良く暗電流ムラ成分を除去することができないという問題がある。   In a general imaging device, the imaging device performs a clamping process so that the dark level is fixed to a constant value. However, in the technique of Patent Document 1, correction data is created without considering this clamping process. Therefore, the method of Patent Document 1 has a problem that the dark current unevenness component cannot be accurately removed.

本発明にかかる撮像装置の一態様は、
レンズを介して入力された光線を蓄電し、黒レベルを一定値にするクランプ処理を行う撮像素子と、
前記撮像素子に入射光が有る状態で得られた通常撮影画像データと、前記撮像素子に入射光が無い状態で得られた基準暗黒画像データと、から固定値を減算する固定値除去部と、
前記基準暗黒画像データの撮影条件と、前記通常撮影画像データの撮影条件と、に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数を用いて前記固定値減算後の前記基準暗黒画像データを補正し、補正後の前記基準暗黒画像データを用いて前記固定値減算後の前記通常撮影画像データに対して暗電流補正を行う暗電流補正部と、
を備える、ものである。
One aspect of the imaging apparatus according to the present invention is:
An image sensor that stores a light beam input through a lens and performs a clamping process to set a black level to a constant value;
A fixed value removal unit that subtracts a fixed value from normal captured image data obtained in a state where incident light is present on the image sensor and reference dark image data obtained in a state where no incident light exists in the image sensor;
A correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the shooting conditions of the reference dark image data and the shooting conditions of the normal shooting image data;
The reference dark image data after the fixed value subtraction is corrected using the correction coefficient, and the dark current correction is performed on the normal photographed image data after the fixed value subtraction using the corrected reference dark image data. A dark current correction unit to be performed;
It is provided.

本発明にかかる画像補正方法の一態様は、
レンズを介して入力された光線を撮像素子を用いて蓄電し、黒レベルを一定値にするクランプ処理を行う撮像ステップと、
前記撮像素子に入射光が有る状態で得られた通常撮影画像データと、前記撮像素子に入射光が無い状態で得られた基準暗黒画像データと、から固定値を減算する固定値除去ステップと、
前記基準暗黒画像データの撮影条件と、前記通常撮影画像データの撮影条件と、に基づいて補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数を用いて前記固定値減算後の前記基準暗黒画像データを補正し、補正後の前記基準暗黒画像データを用いて前記固定値減算後の前記通常撮影画像データに対して暗電流補正を行う暗電流補正ステップと、
を備える、ものである。
One aspect of the image correction method according to the present invention is:
An imaging step of performing a clamping process of storing a light beam input through a lens using an imaging device and setting a black level to a constant value;
A fixed value removal step of subtracting a fixed value from normal captured image data obtained in a state where incident light is present on the image sensor and reference dark image data obtained in a state where no incident light is present in the image sensor;
A correction coefficient calculating step for calculating a correction coefficient based on the shooting condition of the reference dark image data and the shooting condition of the normal shooting image data;
The reference dark image data after the fixed value subtraction is corrected using the correction coefficient, and the dark current correction is performed on the normal photographed image data after the fixed value subtraction using the corrected reference dark image data. Dark current correction step to be performed;
It is provided.

本発明は、クランプ処理が行われた場合であっても高速かつ精度良く暗電流ムラ成分を除去することができる撮像装置及び画像補正方法を提供することができる。   The present invention can provide an imaging apparatus and an image correction method that can remove dark current unevenness components at high speed and with high accuracy even when clamping processing is performed.

一般的なDark Frame減算処理の流れを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the flow of a general Dark Frame subtraction process. 実施の形態1にかかるCCDイメージセンサー104のアクティブエリアの周辺(OBエリア)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a periphery (OB area) of an active area of the CCD image sensor 104 according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる撮像装置100の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 100 according to a first embodiment. 実施の形態1にかかる補正係数算出部133の処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing of a correction coefficient calculation unit 133 according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる暗電流補正部134の処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing of a dark current correction unit 134 according to the first exemplary embodiment.

<実施の形態1> <Embodiment 1>

はじめに本実施の形態にかかる撮像装置100の動作概要について説明する。撮像装置100は、後述する画像メモリ120内に通常撮影画像データであるImage Frameと、Image Frameとは異なる露光条件で取得された基準暗黒画像データであるDark Frameを格納する。Dark Frameとは、遮光状態で撮影された画像データである。このImage FrameとDark Frameの取得の際に一般的なクランプ処理が行われる。撮像装置100は、各フレーム(Image Frame、Dark Frame)に対して、このクランプ処理の影響を除外する減算処理を行う。そして撮像装置100は、各フレームの取得時の撮像条件(ISO感度、露光時間、筐体温度)を用いて補正係数を算出し、Image Frameの暗電流補正を行う。当該処理を式に示すと以下の式(1)となる。また、式(1)内において用いる記号を表(1)に示す。   First, an outline of the operation of the imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described. The image capturing apparatus 100 stores an image frame that is normal captured image data and a dark frame that is reference dark image data acquired under exposure conditions different from the image frame in an image memory 120 described later. The Dark Frame is image data captured in a light-shielded state. A general clamping process is performed when the Image Frame and the Dark Frame are acquired. The imaging apparatus 100 performs a subtraction process that excludes the influence of the clamp process on each frame (Image Frame, Dark Frame). The imaging apparatus 100 calculates a correction coefficient using the imaging conditions (ISO sensitivity, exposure time, and housing temperature) at the time of acquisition of each frame, and performs dark current correction of the Image Frame. The processing is represented by the following formula (1). Further, symbols used in the formula (1) are shown in Table (1).

Figure 2015090998
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Figure 2015090998
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上述のOB(OB’)値の減算により、固定値成分の除去を行っている。なお、OBエリアとは、図2に示すように、CCDイメージセンサー104のアクティブエリアの周辺にあるエリアである。   The fixed value component is removed by the subtraction of the OB (OB ') value described above. The OB area is an area around the active area of the CCD image sensor 104 as shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の詳細について説明する。図3は、本実施の形態にかかる撮像装置1の構成を示すブロック図である。撮像装置100は、レンズ101、絞り102、シャッター103、CCDイメージセンサー104、信号処理部105、固定値除去部106、前処理部107、後処理部108、RGB−YCC変換部109、データ圧縮部110、メモリーカード接続部111、メモリーカード112、画像メモリ120、適正AE算出部131、AWB処理部132、補正係数算出部133、暗電流補正部134、露光制御部141、及びフラッシュ142を備える。   The details of the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 1 according to the present embodiment. The imaging apparatus 100 includes a lens 101, an aperture 102, a shutter 103, a CCD image sensor 104, a signal processing unit 105, a fixed value removal unit 106, a preprocessing unit 107, a post processing unit 108, an RGB-YCC conversion unit 109, and a data compression unit. 110, a memory card connection unit 111, a memory card 112, an image memory 120, an appropriate AE calculation unit 131, an AWB processing unit 132, a correction coefficient calculation unit 133, a dark current correction unit 134, an exposure control unit 141, and a flash 142.

レンズ101、絞り102、シャッター103を通過した光は、CCDイメージセンサー104に結像する。CCDイメージセンサー104は、シャッター103を通過した光を電気信号として蓄える撮像素子である。なおCCDイメージセンサー104は、撮像素子の一例であり、CMOSイメージセンサー等であってもよい。CCDイメージセンサー104は、黒レベルを一定値にするクランプ処理を行う。クランプ処理は、以下の式(2)で表される処理である。また、式(2)内において用いる記号を表(2)に示す。   The light that has passed through the lens 101, the diaphragm 102, and the shutter 103 forms an image on the CCD image sensor 104. The CCD image sensor 104 is an image sensor that stores light that has passed through the shutter 103 as an electrical signal. The CCD image sensor 104 is an example of an image sensor, and may be a CMOS image sensor or the like. The CCD image sensor 104 performs a clamping process for setting the black level to a constant value. The clamping process is a process represented by the following formula (2). Further, symbols used in the formula (2) are shown in Table (2).

Figure 2015090998
Figure 2015090998
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上述の式(2)の意義について説明する。原則としてCCDイメージセンサー104に入力される暗電流(SensorInputのDark Current)と、CCDイメージセンサー104が算出する暗電流(SensorDarkCurrent)は一致する。しかしながら高ISO感度の状態や長い露光時間の元で撮影を行った場合、センサー出力値(SensorOutput)の暗電流(Dark Current)が増加する。例えば露光時間が長い撮影を行った場合、暗電流が非常に多い画像データを取得してしまう。そこで、暗電流の生じている画素の画素値が固定値となるように加算処理を行う。この加算処理により、暗電流の生じている画素の画素値は、固定値(pedestal)となる。これによりCCDイメージセンサー104の出力そのものは、露光時間やISO感度と依存関係のないものとなる。CDDイメージセンサー104は、このクランプ処理後の信号を信号処理部105に入力する。   The significance of the above formula (2) will be described. In principle, the dark current input to the CCD image sensor 104 (SensorInput Dark Current) and the dark current calculated by the CCD image sensor 104 (SensorDarkCurrent) match. However, when photographing is performed under a high ISO sensitivity state or a long exposure time, the dark current (Dark Current) of the sensor output value (SensorOutput) increases. For example, when photographing with a long exposure time is performed, image data with a very large dark current is acquired. Therefore, addition processing is performed so that the pixel value of the pixel in which the dark current is generated becomes a fixed value. By this addition processing, the pixel value of the pixel in which the dark current is generated becomes a fixed value (pedestal). As a result, the output of the CCD image sensor 104 is not dependent on the exposure time or ISO sensitivity. The CDD image sensor 104 inputs the signal after the clamp processing to the signal processing unit 105.

信号処理部105は、CCDイメージセンサー104からの信号に対して色分離処理、A/D変換等を行う。信号処理部105の処理により、Image Frame及びDark Frameに当たるRGB画像信号が生成される。信号処理部105は、上述のように露光時間やISO感度と依存関係のない電気信号に対して上述の処理(例えば色分離処理)を実行する。 The signal processing unit 105 performs color separation processing, A / D conversion, and the like on the signal from the CCD image sensor 104. An RGB image signal corresponding to the Image Frame and the Dark Frame is generated by the processing of the signal processing unit 105. As described above, the signal processing unit 105 performs the above-described processing (for example, color separation processing) on the electrical signal that does not depend on the exposure time or ISO sensitivity.

固定値除去部106は、信号処理部105の出力したImage Frame及びDark Frameから前述の固定値成分を除去する処理を行う。この固定値除去処理は、式(1)におけるOB(OB’)値の減算により実現される。固定値除去部106は、固定値成分の除去後のImage Frame及びDark Frameを画像メモリ120に格納する。Dark Frameとは、遮光状態における撮影により得られる遮光画像データ(基準暗黒画像データ)であり、撮像装置100において原則として1回取得されればよい。Dark Frameが画像メモリ120に格納される際にその撮像条件(筐体温度、ISO感度、露光時間)も合わせて画像メモリ120に格納する。 The fixed value removing unit 106 performs a process of removing the above-described fixed value component from the Image Frame and Dark Frame output from the signal processing unit 105. This fixed value removal processing is realized by subtraction of the OB (OB ′) value in the equation (1). The fixed value removal unit 106 stores the image frame and dark frame after removal of the fixed value component in the image memory 120. Dark Frame is light-shielded image data (reference dark image data) obtained by photographing in a light-shielded state, and may be acquired once by the imaging apparatus 100 in principle. When the Dark Frame is stored in the image memory 120, the imaging conditions (case temperature, ISO sensitivity, exposure time) are also stored in the image memory 120.

前処理部107は、後述する暗電流補正部134による補正後のImage Frameに対して欠陥画素補正、及びシェーディング補正等の処理が施される。また前処理部107は、Image FrameのRGB画像信号に基づいてAE評価値を算出し、算出したAE評価値を適正AE算出部131に供給する。適正AE算出部131は、一般的な手法を用いてAE評価値からAE算出値を求める。実際に撮影が行われる場合、適正AE算出部131が算出したAE算出値に基づいて、露光制御部141は絞り102、シャッター103、CCDイメージセンサー104、及びフラッシュ142を調整する。   The preprocessing unit 107 performs processing such as defective pixel correction and shading correction on the image frame corrected by the dark current correction unit 134 described later. Further, the preprocessing unit 107 calculates an AE evaluation value based on the RGB image signal of Image Frame, and supplies the calculated AE evaluation value to the appropriate AE calculation unit 131. The appropriate AE calculation unit 131 obtains an AE calculated value from the AE evaluation value using a general method. When shooting is actually performed, the exposure control unit 141 adjusts the aperture 102, the shutter 103, the CCD image sensor 104, and the flash 142 based on the AE calculation value calculated by the appropriate AE calculation unit 131.

前処理部107で処理された画像信号は、後処理部108によるホワイトバランス補正処理、ベイヤ色補間(デモザイク)処理、色補正処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、ノイズ低減処理などの種々の画像処理が施される。ここでホワイトバランス補正処理は、後述のAWB処理部132が算出したホワイトバランスゲインを用いればよい。その後、RGB−YCC変換部109において、RGB信号がYCC信号に変換され、データ圧縮部110において、JPEG等の形式で圧縮処理される。そして、インターフェースであるメモリーカード接続部111を介して、メモリーカード112に画像データが記録される。   The image signal processed by the preprocessing unit 107 is subjected to various images such as white balance correction processing, Bayer color interpolation (demosaic) processing, color correction processing, edge enhancement processing, gamma correction processing, and noise reduction processing by the postprocessing unit 108. Processing is performed. Here, the white balance correction process may use the white balance gain calculated by the AWB processing unit 132 described later. Thereafter, the RGB-YCC conversion unit 109 converts the RGB signal into a YCC signal, and the data compression unit 110 performs compression processing in a format such as JPEG. Then, image data is recorded on the memory card 112 via the memory card connection unit 111 which is an interface.

AWB処理部132は、適正AE算出部131が算出したAE算出値とフラッシュ非発光時に撮像された撮像画像データ、フラッシュ発光時に撮像された撮像画像データを用いたホワイトバランス補正処理時に用いられるホワイトバランスゲインを算出する。当該算出方法は例えば特許文献2と同様の手法であれば良い。   The AWB processing unit 132 uses the AE calculation value calculated by the appropriate AE calculation unit 131, the captured image data captured when the flash is not emitted, and the white balance used during the white balance correction process using the captured image data captured when the flash is emitted. Calculate the gain. The calculation method may be the same method as in Patent Document 2, for example.

画像メモリ120は、前処理部107による各種の前処理が施されたRGB信号を記憶する記憶部の一例である。後処理部108は、画像メモリ120が記憶しているRGB信号を読み出し、各種の処理を行う。また画像メモリ120は、Dark Frameとその撮像条件(筐体温度、ISO感度、露光時間)を記憶している。   The image memory 120 is an example of a storage unit that stores RGB signals that have been subjected to various types of preprocessing by the preprocessing unit 107. The post-processing unit 108 reads out the RGB signals stored in the image memory 120 and performs various processes. In addition, the image memory 120 stores a Dark Frame and its imaging conditions (case temperature, ISO sensitivity, exposure time).

なお、図示しないものの撮像装置100は撮像装置100の筐体温度を取得する温度センサー、露光時間を計測するタイマー、等も備えている。   Although not shown, the imaging apparatus 100 includes a temperature sensor that acquires the casing temperature of the imaging apparatus 100, a timer that measures the exposure time, and the like.

補正係数算出部133は、各フレーム(Image Frame、Dark Frame)の撮像条件を用いて補正係数を算出する。以下、補正係数の算出処理の詳細について図4のフローチャートを参照しつつ説明する。   The correction coefficient calculation unit 133 calculates a correction coefficient using the imaging conditions of each frame (Image Frame, Dark Frame). Details of the correction coefficient calculation process will be described below with reference to the flowchart of FIG.

補正係数算出部133は、Image FrameのISO感度とDarkFrameのISO感度を基にISO感度係数GainCoefficientを算出する(S11)。Image FrameのISO感度をTargetSV、Dark FrameのISO感度をCurrentSVとした場合、補正係数算出部133は以下の式(3)を基にISO感度係数GainCoefficientを算出する。なお、式(3)内において用いる記号を表(3)に示す。

Figure 2015090998
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The correction coefficient calculation unit 133 calculates the ISO sensitivity coefficient GainCoefficient based on the ISO sensitivity of the Image Frame and the ISO sensitivity of the DarkFrame (S11). When the ISO sensitivity of the Image Frame is TargetSV and the ISO sensitivity of the Dark Frame is CurrentSV, the correction coefficient calculation unit 133 calculates the ISO sensitivity coefficient GainCoefficient based on the following equation (3). In addition, the symbol used in Formula (3) is shown in Table (3).
Figure 2015090998
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次に補正係数算出部133は、Image Frameの露光時間とDarkFrameの露光時間を基に露光時間係数ExposureCoefficientを算出する(S12)。Image Frameの露光時間をTargetTV、Dark Frameの露光時間をCurrentTVとした場合、補正係数算出部133は以下の式(4)を基に露光時間係数ExposureCoefficientを算出する。なお、式(4)内において用いる記号を表(4)に示す。

Figure 2015090998
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Next, the correction coefficient calculation unit 133 calculates an exposure time coefficient ExposureCoefficient based on the exposure time of the Image Frame and the exposure time of the DarkFrame (S12). When the exposure time of the Image Frame is TargetTV and the exposure time of the Dark Frame is CurrentTV, the correction coefficient calculation unit 133 calculates an exposure time coefficient ExposureCoefficient based on the following equation (4). In addition, the symbol used in Formula (4) is shown in Table (4).
Figure 2015090998
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次に補正係数算出部133は、Image Frameの筐体温度とDarkFrameの筐体温度を基に温度係数TemperatureCoefficientを算出する(S13)。Image Frame取得時の筐体温度をv’、Dark Frame取得時の筐体温度をv、Doubling Temperatureをkdとした場合、補正係数算出部133は以下の式(5)を基に温度係数TemperatureCoefficientを算出する。なお、式(5)内において用いる記号を表(5)に示す。   Next, the correction coefficient calculation unit 133 calculates a temperature coefficient TemperatureCoefficient based on the image frame casing temperature and the dark frame casing temperature (S13). When the housing temperature at the time of acquiring the image frame is v ′, the housing temperature at the time of acquiring the dark frame is v, and the doubling temperature is kd, the correction coefficient calculating unit 133 calculates the temperature coefficient temperature coefficient based on the following equation (5). calculate. In addition, the symbol used in Formula (5) is shown in Table (5).

Figure 2015090998
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補正係数算出部133は、上述のS11〜S13で算出した各係数を基にDark Frameに乗算する補正係数DarkFrameCoefficientを算出する(S14)。補正係数算出部133は、上述のS11〜S13で算出した各係数を乗算すること、すなわち以下の式(6)に従って補正係数DarkFrameCoefficientを算出する。

Figure 2015090998
The correction coefficient calculation unit 133 calculates a correction coefficient DarkFrameCoefficient that is multiplied by the Dark Frame based on the coefficients calculated in S11 to S13 described above (S14). The correction coefficient calculation unit 133 multiplies each coefficient calculated in S11 to S13 described above, that is, calculates the correction coefficient DarkFrameCoefficient according to the following equation (6).
Figure 2015090998

再び図3を参照する。暗電流補正部134は、固定値成分除去後のImage FrameとDark Frameに対し、算出した補正係数を用いて補正処理を行う。暗電流補正部134の処理について図5のフローチャートを参照して説明する。   Refer to FIG. 3 again. The dark current correction unit 134 performs a correction process using the calculated correction coefficient on the Image Frame and Dark Frame after the fixed value component is removed. The processing of the dark current correction unit 134 will be described with reference to the flowchart of FIG.

暗電流補正部134は、固定値成分を除去したImage Frame及びDark Frameを画像メモリ120から読み出す。そして暗電流補正部134は、読み出したDark Frameに対して補正係数算出部133が算出した補正係数DarkFrameCoefficientを乗算する(S21)。乗算前のDark FrameをDark Frame、乗算後のDark FrameをDark Frame’とした場合、暗電流補正部134は以下の式(7)を基にDarkFrame’を算出する。なお、式(7)内において用いる記号を表(6)に示す。   The dark current correction unit 134 reads out the Image Frame and Dark Frame from which the fixed value component has been removed from the image memory 120. Then, the dark current correction unit 134 multiplies the read Dark Frame by the correction coefficient DarkFrameCoefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 133 (S21). When the Dark Frame before multiplication is the Dark Frame and the Dark Frame after multiplication is the Dark Frame ′, the dark current correction unit 134 calculates the Dark Frame ′ based on the following formula (7). In addition, the symbol used in Formula (7) is shown in Table (6).

Figure 2015090998
Figure 2015090998
Figure 2015090998
Figure 2015090998

暗電流補正部134は、固定値成分除去済みのImage Frameから補正係数を適用したDark Frame(上述の式(7)のDark Frame’)を減算する(S22)。減算前のImage FrameをImageFrame、減算後のImage FrameをImageFrame’ とした場合、暗電流補正部134は以下の式(8)を基にImageFrame’を算出する。なお、式(8)内において用いる記号を表(7)に示す。   The dark current correction unit 134 subtracts the Dark Frame (Dark Frame 'in the above equation (7)) to which the correction coefficient is applied from the Image Frame from which the fixed value component has been removed (S22). When the pre-subtraction Image Frame is ImageFrame and the post-subtraction Image Frame is ImageFrame ′, the dark current correction unit 134 calculates ImageFrame ′ based on the following equation (8). In addition, the symbol used in Formula (8) is shown in Table (7).

Figure 2015090998
Figure 2015090998
Figure 2015090998
Figure 2015090998

以上のように撮像装置100は、補正係数を算出し、暗電流に関する補正を行ったImage Frameを任意の処理部(上述の例では前処理部107)に出力する。   As described above, the imaging apparatus 100 calculates the correction coefficient, and outputs the image frame that has been corrected for the dark current to an arbitrary processing unit (the preprocessing unit 107 in the above example).

続いて本実施の形態にかかる撮像装置100の効果について説明する。上述のように本実施の形態にかかる撮像装置1は、Image Frameとは別の露光条件で取得したDark Frameを用いた場合であっても適切な補正を行うことができる。また撮像装置100内においてクランプ処理を行った場合であっても、撮像装置100は、固定値の減算処理を行ったうえで補正処理を行っている。クランプ処理に対応する減算処理を行った後に補正を行っているため、従来技術(例えば特許文献1)よりも高精度な補正を行うことができる。   Next, effects of the imaging device 100 according to the present embodiment will be described. As described above, the imaging apparatus 1 according to the present embodiment can perform appropriate correction even when the Dark Frame acquired under the exposure condition different from the Image Frame is used. Even when the clamping process is performed in the imaging apparatus 100, the imaging apparatus 100 performs a correction process after performing a fixed value subtraction process. Since the correction is performed after the subtraction process corresponding to the clamp process is performed, the correction can be performed with higher accuracy than the conventional technique (for example, Patent Document 1).

Dark Frameの取得は、Image Frameの取得直後に取得するのではなく、予め工場生産ライン等において特定の露光条件(温度、ISO感度、露光時間)でDark Frameを取得しておいてもよい。この場合であっても上述の補正係数の算出によりImage Frameと同露光条件のDark Frameを生成することができる。   The acquisition of the Dark Frame is not performed immediately after the acquisition of the Image Frame, but the Dark Frame may be acquired in advance at specific exposure conditions (temperature, ISO sensitivity, exposure time) in a factory production line or the like. Even in this case, the Dark Frame having the same exposure condition as the Image Frame can be generated by calculating the correction coefficient described above.

さらにDark Frameの露光時間は、Image Frameの露光時間よりも短いことが望ましい。これは、上述の補正係数の算出処理により正確に補正係数を算出できるため、Dark Frameの露光時間を短くすることにより全体の撮影時間を短く保つことができるからである。   Furthermore, it is desirable that the exposure time of the Dark Frame is shorter than the exposure time of the Image Frame. This is because the correction coefficient can be accurately calculated by the above-described correction coefficient calculation process, and therefore the overall photographing time can be kept short by shortening the exposure time of the Dark Frame.

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and those skilled in the art within the scope of the invention of the appended claims. It goes without saying that various modifications, corrections, and combinations that can be made are included.

100 撮像装置
101 レンズ
102 絞り
103 シャッター
104 CCDイメージセンサー
105 信号処理部
106 固定値除去部
107 前処理部
108 後処理部
109 RGB−YCC変換部
110 データ圧縮部
111 メモリーカード接続部
112 メモリーカード
120 画像メモリ
131 適正AE算出部
132 AWB処理部
133 補正係数算出部
134 暗電流補正部
141 露光制御部
142 フラッシュ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging device 101 Lens 102 Diaphragm 103 Shutter 104 CCD image sensor 105 Signal processing part 106 Fixed value removal part 107 Pre-processing part 108 Post-processing part 109 RGB-YCC conversion part 110 Data compression part 111 Memory card connection part 112 Memory card 120 Image Memory 131 Proper AE calculation unit 132 AWB processing unit 133 Correction coefficient calculation unit 134 Dark current correction unit 141 Exposure control unit 142 Flash

Claims (6)

レンズを介して入力された光線を蓄電し、黒レベルを一定値にするクランプ処理を行う撮像素子と、
前記撮像素子に入射光が有る状態で得られた通常撮影画像データと、前記撮像素子に入射光が無い状態で得られた基準暗黒画像データと、から固定値を減算する固定値除去部と、
前記基準暗黒画像データの撮影条件と、前記通常撮影画像データの撮影条件と、に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数を用いて前記固定値減算後の前記基準暗黒画像データを補正し、補正後の前記基準暗黒画像データを用いて前記固定値減算後の前記通常撮影画像データに対して暗電流補正を行う暗電流補正部と、
を備える、撮像装置。
An image sensor that stores a light beam input through a lens and performs a clamping process to set a black level to a constant value;
A fixed value removal unit that subtracts a fixed value from normal captured image data obtained in a state where incident light is present on the image sensor and reference dark image data obtained in a state where no incident light exists in the image sensor;
A correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the shooting conditions of the reference dark image data and the shooting conditions of the normal shooting image data;
The reference dark image data after the fixed value subtraction is corrected using the correction coefficient, and the dark current correction is performed on the normal photographed image data after the fixed value subtraction using the corrected reference dark image data. A dark current correction unit to be performed;
An imaging apparatus comprising:
前記基準暗黒画像データの露光時間は、前記通常撮影画像データの露光時間よりも短い、請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein an exposure time of the reference dark image data is shorter than an exposure time of the normal captured image data. 前記補正係数算出部は、
前記通常撮影画像データの撮影時の露光時間と前記基準暗黒画像データの撮影時の露光時間を基に算出した露光時間係数を算出し、
前記通常撮影画像データの撮影時の筐体温度と前記基準暗黒画像データの撮影時の筐体温度を基に算出した温度係数を算出し、
前記通常撮影画像データの撮影時のISO感度と前記基準暗黒画像データの撮影時のISO感度を基に算出したISO感度係数を算出し、
前記露光時間係数と前記温度係数とISO感度係数を乗算することにより前記補正係数を算出する、
請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
The correction coefficient calculation unit
Calculating an exposure time coefficient calculated based on an exposure time at the time of shooting the normal shot image data and an exposure time at the time of shooting the reference dark image data;
Calculating a temperature coefficient calculated based on the case temperature at the time of shooting the normal image data and the case temperature at the time of shooting the reference dark image data;
An ISO sensitivity coefficient calculated based on the ISO sensitivity at the time of shooting of the normal captured image data and the ISO sensitivity at the time of shooting of the reference dark image data is calculated,
Calculating the correction coefficient by multiplying the exposure time coefficient, the temperature coefficient, and the ISO sensitivity coefficient;
The imaging device according to claim 1 or 2.
レンズを介して入力された光線を撮像素子を用いて蓄電し、黒レベルを一定値にするクランプ処理を行う撮像ステップと、
前記撮像素子に入射光が有る状態で得られた通常撮影画像データと、前記撮像素子に入射光が無い状態で得られた基準暗黒画像データと、から固定値を減算する固定値除去ステップと、
前記基準暗黒画像データの撮影条件と、前記通常撮影画像データの撮影条件と、に基づいて補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数を用いて前記固定値減算後の前記基準暗黒画像データを補正し、補正後の前記基準暗黒画像データを用いて前記固定値減算後の前記通常撮影画像データに対して暗電流補正を行う暗電流補正ステップと、
を備える画像補正方法。
An imaging step of performing a clamping process of storing a light beam input through a lens using an imaging device and setting a black level to a constant value;
A fixed value removal step of subtracting a fixed value from normal captured image data obtained in a state where incident light is present on the image sensor and reference dark image data obtained in a state where no incident light is present in the image sensor;
A correction coefficient calculating step for calculating a correction coefficient based on the shooting condition of the reference dark image data and the shooting condition of the normal shooting image data;
The reference dark image data after the fixed value subtraction is corrected using the correction coefficient, and the dark current correction is performed on the normal photographed image data after the fixed value subtraction using the corrected reference dark image data. Dark current correction step to be performed;
An image correction method comprising:
前記基準暗黒画像データの露光時間は、前記通常撮影画像データの露光時間よりも短い、請求項4に記載の画像補正方法。   The image correction method according to claim 4, wherein an exposure time of the reference dark image data is shorter than an exposure time of the normal captured image data. 前記補正係数算出ステップでは、
前記通常撮影画像データの撮影時の露光時間と前記基準暗黒画像データの撮影時の露光時間を基に算出した露光時間係数を算出し、
前記通常撮影画像データの撮影時の筐体温度と前記基準暗黒画像データの撮影時の筐体温度を基に算出した温度係数を算出し、
前記通常撮影画像データの撮影時のISO感度と前記基準暗黒画像データの撮影時のISO感度を基に算出したISO感度係数を算出し、
前記露光時間係数と前記温度係数とISO感度係数を乗算することにより前記補正係数を算出する、
請求項4または請求項5に記載の画像補正方法。
In the correction coefficient calculation step,
Calculating an exposure time coefficient calculated based on an exposure time at the time of shooting the normal shot image data and an exposure time at the time of shooting the reference dark image data;
Calculating a temperature coefficient calculated based on the case temperature at the time of shooting the normal image data and the case temperature at the time of shooting the reference dark image data;
An ISO sensitivity coefficient calculated based on the ISO sensitivity at the time of shooting of the normal captured image data and the ISO sensitivity at the time of shooting of the reference dark image data is calculated,
Calculating the correction coefficient by multiplying the exposure time coefficient, the temperature coefficient, and the ISO sensitivity coefficient;
The image correction method according to claim 4 or 5.
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