JP2016054366A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method.
撮像画像の画質向上を図るために有効画素数を増加させる方法として、撮像エリアを、左右もしくは上下に、2つ以上に分割して読み出すCCD(CHARGE COUPLED DEVICE)イメージセンサが搭載される撮像装置がある。複数の撮像エリアは、をそれぞれ異なる出力回路を用いて出力するが、出力回路ごとにアンプ特性が異なるので、撮影した複数の分割画像には、オフセット、リニアリティ、感度およびダークノイズなどの特性に差異が生じてしまう。また、これらの分割画像を合成した1画面の撮影画像は、分割ラインが線状に目立ち、分割ラインの左右で色味やノイズ感が異なるなどの不具合が生じる。 As a method for increasing the number of effective pixels in order to improve the image quality of a captured image, there is an imaging device equipped with a CCD (CHARGE COUPLED DEVICE) image sensor that reads an imaging area by dividing it into two or more, left and right or up and down. is there. Multiple imaging areas are output using different output circuits, but the amplifier characteristics are different for each output circuit, so there are differences in characteristics such as offset, linearity, sensitivity, dark noise, etc. Will occur. In addition, in the one-screen captured image obtained by combining these divided images, the division lines are conspicuous in a linear shape, and problems such as differences in color and noise between the left and right of the division lines occur.
このような段差を補正するため、撮像エリアを水平方向に複数に分割して得られる分割撮像エリアと、分割撮像エリアの水平方向に設けられたOBエリア(以下、「垂直OBエリア」と称する。)を有する場合、撮像素子の基準信号であるOB(OPTICAL BLACK)のレベル信号の大きさを左右のOBエリアから取得し、その差分から補正する方法が一般的である。 In order to correct such a step, a divided imaging area obtained by dividing the imaging area into a plurality of parts in the horizontal direction and an OB area (hereinafter referred to as a “vertical OB area”) provided in the horizontal direction of the divided imaging area. ), The size of the level signal of OB (OPTICAL BLACK), which is the reference signal of the image sensor, is generally acquired from the left and right OB areas, and is corrected from the difference.
本技術分野の背景技術として、特開2009-284424号公報(特許文献1)では、左右に分割された撮像エリアをもち、その上部に左右に分割されたOBエリア(以下、「垂直OBエリア」と称する。)を備えた撮像装置が開示されている。この公報には、「異なる暗電流特性を有する複数の領域から構成された有効画素部42,44と有効画素部42,44の周囲に配置されたVOB部43,45とを有する撮像素子40と、複数の領域の暗電流差とVOB部43,45の暗電流との相関関係を予め記憶する記憶部26と、撮影時にVOB部43,45の暗電流を検波する検波部14と、記憶部26に記憶された相関関係に基づいて、撮影時に検波されたVOB部43,45の暗電流から撮影時における複数の領域の暗電流差を求める制御部22と、求めた暗電流差に基づいて、有効画素領域42,44から得られる映像信号を補正する補正処理部14と、を備える。」と記載されている。
As background art of this technical field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-284424 (Patent Document 1) has an imaging area divided into left and right, and an OB area divided into left and right (hereinafter, “vertical OB area”). An imaging device including the above is disclosed. In this publication, “an image pickup device 40 having effective pixel portions 42 and 44 composed of a plurality of regions having different dark current characteristics and VOB portions 43 and 45 arranged around the effective pixel portions 42 and 44, and A storage unit 26 that stores in advance the correlation between the dark current differences of the plurality of regions and the dark currents of the VOB units 43 and 45; a detection unit 14 that detects the dark currents of the VOB units 43 and 45 at the time of shooting; 26, based on the dark current difference obtained by the control unit 22 for obtaining a dark current difference of a plurality of regions at the time of photographing from the dark current of the VOB units 43 and 45 detected at the time of photographing based on the correlation stored in The correction processing unit 14 corrects the video signal obtained from the effective pixel regions 42 and 44. ”.
しかし、遮光時のレベル信号の差を撮影時に使用しようとしても、OBエリアのレベル信号が映像により変化するため、遮光時のレベル信号の差を用いると必ずしも最適な補正にはならない。そのため、OBエリアのレベル信号を、リアルタイムで取得することが望ましい。更に、垂直OBエリアが設けられている場合には、左右のOBエリアの境界に近い、すなわち垂直OBエリアの中央付近のレベル信号を取得することが望ましい。そうすることで、撮像エリアの境界のレベル信号の差を適切な値で補正することできる。 However, even if an attempt is made to use the difference in level signal at the time of light shielding at the time of shooting, the level signal in the OB area varies depending on the video, and therefore the use of the difference in level signal at the time of light shielding is not necessarily an optimal correction. Therefore, it is desirable to acquire the level signal of the OB area in real time. Furthermore, when a vertical OB area is provided, it is desirable to obtain a level signal near the boundary between the left and right OB areas, that is, near the center of the vertical OB area. By doing so, it is possible to correct the level signal difference at the boundary of the imaging area with an appropriate value.
ところで、CCDイメージセンサを用いたカメラでは、周囲より極端に明るい被写体を撮影した際、撮像エリアが白飛びする現象(スミア)が起こる場合がある。スミアは、撮像エリアに対して垂直に、被写体の発光部とほぼ同じ幅の直線状に発生する。そのため、OBエリアが垂直に設けられている場合、OBエリアにも影響が生じ、OBエリアのレベル信号を的確に捉えることができなくなる。その結果、左右の輝度段差補正や黒レベル補正を適切に行うことができなくなる。 By the way, in a camera using a CCD image sensor, when a subject extremely brighter than the surroundings is photographed, a phenomenon (smear) in which an imaging area is blown out may occur. The smear occurs in a straight line having a width substantially the same as that of the light emitting portion of the subject, perpendicular to the imaging area. Therefore, when the OB area is provided vertically, the OB area is also affected, and the level signal of the OB area cannot be accurately captured. As a result, right and left luminance level correction and black level correction cannot be appropriately performed.
そこで、本発明は、垂直OBエリアを持つCCDイメージセンサを用いた撮像装置において、スミア等の発生により撮像エリアに高輝度の領域が発生した場合であっても、適切な黒レベル補正を行うことを目的とする。 Therefore, the present invention performs an appropriate black level correction even in the case where a high-luminance area is generated in the imaging area due to the occurrence of smear or the like in an imaging apparatus using a CCD image sensor having a vertical OB area. With the goal.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、請求項1を特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. If one example is given, the present invention is characterized in that.
本発明は、垂直OBエリアを持つCCDイメージセンサを用いた撮像装置において、スミア等の発生により撮像エリアに高輝度の領域が発生した場合であっても、適切な黒レベル補正を行うことができる。
According to the present invention, in an imaging apparatus using a CCD image sensor having a vertical OB area, appropriate black level correction can be performed even when a high-luminance area is generated in the imaging area due to the occurrence of smear or the like. .
以下の実施例を、図面を用いて説明する。
The following examples will be described with reference to the drawings.
本実施例では、本発明を実現するための監視システムの例と、補正のためのアルゴリズムを説明する。 In the present embodiment, an example of a monitoring system for realizing the present invention and an algorithm for correction will be described.
図1は、本実施の形態による撮像装置の全体構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment.
撮像装置は、レンズ1、OBエリアL(2L)、OBエリアR(2R)、撮像エリアL(3L)、撮像エリアR(3R)、出力アンプL(4L)、出力アンプR(4R)、CDS(Correlated Double Sample)/AD(Analog Digital)変換部L(5L)、CDS/AD変換部R(5R)、アイリス(絞り)6、アイリス制御部7、マイコン制御部8、モニタ表示部12、記録装置13、画像LSI14、固体撮像素子15から構成される。画像LSI1には、画像合成部9、各種画像処理部10、映像出力処理部11、黒レベル補正回路16から構成される。 The imaging device includes a lens 1, an OB area L (2L), an OB area R (2R), an imaging area L (3L), an imaging area R (3R), an output amplifier L (4L), an output amplifier R (4R), and a CDS. (Correlated Double Sample) / AD (Analog Digital) conversion unit L (5L), CDS / AD conversion unit R (5R), iris (aperture) 6, iris control unit 7, microcomputer control unit 8, monitor display unit 12, recording The apparatus 13 includes an image LSI 14 and a solid-state image sensor 15. The image LSI 1 includes an image composition unit 9, various image processing units 10, a video output processing unit 11, and a black level correction circuit 16.
まず、撮影及び記録時の動作及び信号の流れを説明する。図1中のレンズ1から取り込まれる外部光はアイリス6を経て、固体撮像素子15に照射される。固体撮像素子15は、分割されたOBエリアL(2L)およびOBエリアR(2R)、撮像エリアL(3L)および撮像エリアR(3R)からなる。OBエリアL(2L)および撮像エリアL(2L)において照射された光学映像は、出力アンプL(4L)に出力される。同様に、OBエリアR(2R)および撮像エリアR(3R)において照射された光学映像は、出力アンプR(4R)に出力される。そして、それぞれの光学映像は、出力アンプL(4L)を介してアナログ信号としてCDS/AD変換部L(5L)に、出力アンプR(4R)を介してCDS/AD変換部R(5R)にそれぞれ入力され、相関二重サンプリング・アナログ−デジタル変換された後出力される。CDS/AD変換部L(5L)、CDS/AD変換部R(5R)から出力された映像信号は、黒レベル補正回路16で、左右の黒レベルが補正される。そして、補正された映像信号は、画像合成部9に出力され、ひとつの出力信号へ変換され、各種画像処理部10によって輪郭補正、ホワイトバランス調整、ノイズ除去などを行い、映像出力処理部11により出力先に適した映像信号へと変換される。モニタ表示部12には、表示用映像信号として、記録装置13には記録用映像信号として出力され、表示や記録処理が行われる。また、マイコン制御部8からの、アイリス駆動命令によって、アイリス制御部7で、アイリス駆動信号によって、アイリス6の制御を行う。 First, the operation and signal flow during shooting and recording will be described. External light taken in from the lens 1 in FIG. The solid-state imaging device 15 includes an OB area L (2L) and an OB area R (2R), an imaging area L (3L), and an imaging area R (3R). Optical images irradiated in the OB area L (2L) and the imaging area L (2L) are output to the output amplifier L (4L). Similarly, the optical images irradiated in the OB area R (2R) and the imaging area R (3R) are output to the output amplifier R (4R). Each optical image is output as an analog signal to the CDS / AD converter L (5L) via the output amplifier L (4L) and to the CDS / AD converter R (5R) via the output amplifier R (4R). Respectively input, correlated double sampling, analog-digital conversion and output. The black level correction circuit 16 corrects the left and right black levels of the video signals output from the CDS / AD conversion unit L (5L) and the CDS / AD conversion unit R (5R). The corrected video signal is output to the image synthesizing unit 9 and converted into one output signal. The various image processing units 10 perform contour correction, white balance adjustment, noise removal, and the like, and the video output processing unit 11 It is converted into a video signal suitable for the output destination. The video signal for display is output to the monitor display unit 12 and the video signal for recording is output to the recording device 13 for display and recording processing. Further, the iris control unit 7 controls the iris 6 by the iris drive signal in accordance with the iris drive command from the microcomputer control unit 8.
図2に、本実施例における黒レベル補正回路16の詳細と、信号の流れを示す。 FIG. 2 shows details of the black level correction circuit 16 and the signal flow in this embodiment.
黒レベル補正回路16は、レベル検波部L(19L)、レベル検波部R(19R)、スミア判定部22、黒レベル算出部20、記憶部24、補正値算出部23、段差補正部25、黒レベル補正部26から構成される。 The black level correction circuit 16 includes a level detection unit L (19L), a level detection unit R (19R), a smear determination unit 22, a black level calculation unit 20, a storage unit 24, a correction value calculation unit 23, a step correction unit 25, black The level correction unit 26 is configured.
ここで、左右の垂直OBエリアを任意の数nに分割した検波エリアのレベル信号の平均値に基づいて段差補正および黒レベル補正を行うが、分割した垂直OBエリアについて図3を用いて説明する。 Here, the step correction and the black level correction are performed based on the average value of the level signal of the detection area obtained by dividing the left and right vertical OB areas into an arbitrary number n. The divided vertical OB areas will be described with reference to FIG. .
本実施例では、レベル検波部L(19L)およびレベル検波部R(19R)は、それぞれOBエリアL(2L)およびOBエリアR(2R)を、それぞれ任意の同数の領域に分割した構成を採用する。OBエリアL(2L)およびOBエリアR(2R)をそれぞれn個の領域に分割した場合、OBエリアL(2L)において、垂直OBエリアの中央付近の検波エリアから順次OBエリアL1〜OBエリアLnと称することとする。そして、それぞれの検波エリアのレベル信号を、レベル信号XL1〜レベル信号XLnとする。OBエリアR(2R)においても同様である。 In the present embodiment, the level detection unit L (19L) and the level detection unit R (19R) adopt a configuration in which the OB area L (2L) and the OB area R (2R) are each divided into arbitrary equal numbers of regions. To do. When the OB area L (2L) and the OB area R (2R) are each divided into n regions, in the OB area L (2L), the OB area L1 to the OB area Ln are sequentially detected from the detection area near the center of the vertical OB area. It shall be called. The level signals of the respective detection areas are set as level signal XL1 to level signal XLn. The same applies to the OB area R (2R).
図3は、レベル検波部L(19L)およびレベル検波部R(19R)をそれぞれ5つの領域に分けた場合であって、左右の5つの領域をそれぞれ検波エリアL1〜L5、検波エリアR1〜R5とする。 FIG. 3 shows a case where the level detection section L (19L) and the level detection section R (19R) are each divided into five areas, and the five areas on the left and right are detected areas L1 to L5 and detection areas R1 to R5, respectively. And
図2に戻り、レベル検出部L(19L)およびレベル検出部R(19R)では、カメラ起動時のアイリス6の閉じた状態で、検出エリアL(52)および検出エリアR(51)から、画素毎にそれぞれレベル信号XLおよびレベル信号XRを取得する。取得されたレベル信号XLおよびレベル信号XRは、黒レベル算出部20に出力される。黒レベル算出部20では、取得されたレベル信号XLおよびレベル信号XRに基づいて、左右の検出エリア51および52におけるレベル信号の平均値AL0、AR0を算出する。この平均値A0L、A0Rは、記憶部24に格納される。 Returning to FIG. 2, in the level detection unit L (19L) and the level detection unit R (19R), pixels are detected from the detection area L (52) and the detection area R (51) with the iris 6 closed when the camera is activated. The level signal XL and the level signal XR are acquired for each time. The acquired level signal XL and level signal XR are output to the black level calculation unit 20. The black level calculation unit 20 calculates average values AL0 and AR0 of the level signals in the left and right detection areas 51 and 52 based on the acquired level signal XL and level signal XR. The average values A0L and A0R are stored in the storage unit 24.
また、レベル検出部L(19L)およびレベル検出部R(19R)では、検波エリア17および18を任意の数nに分割した、それぞれの検波エリアにおけるレベル信号XLn、XRnを取得する。 Further, the level detection unit L (19L) and the level detection unit R (19R) acquire level signals XLn and XRn in the respective detection areas obtained by dividing the detection areas 17 and 18 into an arbitrary number n.
取得したレベル信号XLn、XRnは、スミア判定部22に出力され、スミアの発生の有無を判定する。そして、スミアがないと判断された検波エリアL(17)、検波エリアR(18)の平均のレベル信号L(AL)、レベル信号R(AR)を取得し、補正値算出部23に出力する。 The acquired level signals XLn and XRn are output to the smear determining unit 22 to determine whether smear has occurred. Then, average level signal L (AL) and level signal R (AR) of detection area L (17) and detection area R (18) determined not to have smear are acquired and output to correction value calculation unit 23. .
ここで、検波エリアL(17)および検波エリアR(18)のいずれかにおいて、全検波エリアでスミアありの場合、スミア判定部22では、スミア検波フラグ37を1にして、このフラグを補正値算出部23および黒レベル補正部26に出力する。 Here, in any one of the detection areas L (17) and R (18), if there is smear in all detection areas, the smear determination unit 22 sets the smear detection flag 37 to 1 and sets this flag as a correction value. The result is output to the calculation unit 23 and the black level correction unit 26.
補正値算出部23では、このスミア検波フラグ37を判定し、1であった場合、前回使用した信号レベルZL、ZRを記憶部24より呼び出し、(ZL−ZR)により差分値31を算出する。このとき演算に使用したレベル信号AL、ARを記憶部24に格納するため、それぞれのレベル信号の値をZL、ZRに変換して記憶部24に格納する。この値は、補正値算出部23で差分値31が書き換えられるたびに更新する。 The correction value calculation unit 23 determines the smear detection flag 37, and when it is 1, the previously used signal levels ZL and ZR are called from the storage unit 24, and the difference value 31 is calculated by (ZL-ZR). At this time, in order to store the level signals AL and AR used in the calculation in the storage unit 24, the values of the respective level signals are converted into ZL and ZR and stored in the storage unit 24. This value is updated every time the difference value 31 is rewritten by the correction value calculation unit 23.
段差補正部25では、算出した補正値31を受け、左右の輝度段差を補正する。具体的には、左の撮像エリア3Lのレベル信号35および輝度段差補正された右の撮像エリア3Rのレベル信号32が出力される。段差補正部25における補正処理の詳細は、図5を用いながら後述する。 The step correction unit 25 receives the calculated correction value 31 and corrects the left and right luminance steps. Specifically, the level signal 35 of the left imaging area 3L and the level signal 32 of the right imaging area 3R corrected for the luminance step are output. Details of the correction processing in the step correction unit 25 will be described later with reference to FIG.
次に、段差補正部25から出力された、レベル信号35およびレベル信号32は、黒レベル補正部26に出力される。黒レベル補正部26では、左の撮像エリア3Lのレベル信号35および右の撮像エリアのレベル信号32から、スミアが存在しないと判定されたレベル信号L(AL)をそれぞれ減算することにより、輝度段差の補正を行う。詳細は、図6を用いながら後述する。 Next, the level signal 35 and the level signal 32 output from the step correction unit 25 are output to the black level correction unit 26. The black level correction unit 26 subtracts the level signal L (AL) determined to have no smear from the level signal 35 of the left imaging area 3L and the level signal 32 of the right imaging area, thereby obtaining a luminance step. Perform the correction. Details will be described later with reference to FIG.
以下、スミア判定部22、段差補正部25および黒レベル補正部26について、図面を用いながら説明する。 Hereinafter, the smear determination unit 22, the step correction unit 25, and the black level correction unit 26 will be described with reference to the drawings.
図4に、スミア判定部22の詳細と、信号の流れを示す。 FIG. 4 shows details of the smear determination unit 22 and a signal flow.
スミア判定部22は、平均値算出部L(40L)、平均値算出部R(40R)、差分算出部L(41L)、差分算出部R(41R)、差分判定部L(42L)、差分判定部R(42R)、状態比較部L(43L)、状態比較部R(43R)、全エリアスミア判定部(44)から構成される。 The smear determination unit 22 includes an average value calculation unit L (40L), an average value calculation unit R (40R), a difference calculation unit L (41L), a difference calculation unit R (41R), a difference determination unit L (42L), and a difference determination It comprises a part R (42R), a state comparison part L (43L), a state comparison part R (43R), and an all area smear determination part (44).
スミア判定部22では、まず、平均値算出部L(40L)、平均値算出部R(40R)で左右の検波エリア(XL1〜XLn、XR1〜XRn)の全画素のレベル信号が入力される。そして、XL1〜XLn、XR1〜XRnに基づいて、各検波エリア毎にレベル信号の平均値ALn、ARnを算出する。 In the smear determination unit 22, first, level signals of all pixels in the left and right detection areas (XL1 to XLn, XR1 to XRn) are input by the average value calculation unit L (40L) and the average value calculation unit R (40R). Based on XL1 to XLn and XR1 to XRn, average values ALn and ARn of level signals are calculated for each detection area.
差分算出部L(41L)および差分算出部R(41R)では、それぞれ、ALnと前回取得したZLとの差分値YLn、ARnと前回取得したZRとの差分値YRnを求める。 The difference calculation unit L (41L) and the difference calculation unit R (41R) obtain the difference value YLn between ALn and the previously acquired ZL, and the difference value YRn between ARn and the previously acquired ZR, respectively.
また、ALnと起動時に取得したレベル信号A0Lとの差分値Y0Ln、ARnと起動時に取得したレベル信号A0Rとの差分値Y0Rnを算出する。これらの算出結果を、それぞれ差分判定部L(42L)および差分判定部R(42R)に出力する。 Further, a difference value Y0Ln between ALn and the level signal A0L acquired at the time of activation, and a difference value Y0Rn between ARn and the level signal A0R acquired at the time of activation are calculated. These calculation results are output to the difference determination unit L (42L) and the difference determination unit R (42R), respectively.
差分判定部L(42L)では、差分値YLnが閾値D1以下か、また、差分値Y0Lnが閾値D2以下であるかどうか判定する。その判定結果はSLnとして状態比較部L(43L)に出力される。同様に、差分判定部R(42R)では、差分値YRnが閾値D1以下か、また、Y0RnがD2以下であるかどうか判定する。その判定結果はSRnとして状態比較部L(43L)に出力される。 The difference determination unit L (42L) determines whether the difference value YLn is equal to or less than the threshold value D1, and whether the difference value Y0Ln is equal to or less than the threshold value D2. The determination result is output to the state comparison unit L (43L) as SLn. Similarly, the difference determination unit R (42R) determines whether the difference value YRn is equal to or less than the threshold value D1, and whether Y0Rn is equal to or less than D2. The determination result is output as SRn to the state comparison unit L (43L).
差分値YLn、YRnが何れも閾値D1以下であって、Y0Ln、Y0Rmの何れも閾値D2以下である場合には、スミアが存在しないと判定する。一方で、いずれかが閾値以上であるとスミアであると判定する。ここで、差分値YLnおよび差分値YRnに基づいてスミア判定を行うことにより、差分値Y0Lnおよび差分値Y0Rnに基づいてスミア判定を行う場合と比較して、リアルタイムにスミア判定を行うことができる。 When the difference values YLn and YRn are both equal to or less than the threshold value D1 and both Y0Ln and Y0Rm are equal to or less than the threshold value D2, it is determined that there is no smear. On the other hand, if any of them is greater than or equal to the threshold, it is determined that smear is present. Here, by performing the smear determination based on the difference value YLn and the difference value YRn, the smear determination can be performed in real time as compared with the case of performing the smear determination based on the difference value Y0Ln and the difference value Y0Rn.
次に、判定結果SLnおよびSRnに基づいて、状態比較部L(43L)および状態比較部R(43R)において、各エリアにスミアがあるかないかの判定を行う。そして、スミアがないと判定された検波エリアにおけるレベル信号を、それぞれAL、ARとして補正値算出部23に出力する。各エリアにおけるスミアの有無情報は、全エリアスミア判定部(44)に送られ、左の検波エリア、又は、右の検波エリアがすべてスミアありと判定されたら、スミア検波フラグ37を1にして、補正値算出分23に送る。 Next, based on the determination results SLn and SRn, the state comparison unit L (43L) and the state comparison unit R (43R) determine whether there is smear in each area. Then, the level signals in the detection area determined to have no smear are output to the correction value calculation unit 23 as AL and AR, respectively. The smear presence / absence information in each area is sent to the all-area smear determination unit (44), and when it is determined that all of the left detection area or the right detection area are smeared, the smear detection flag 37 is set to 1. This is sent to the correction value calculation part 23.
図5に、段差補正部25についての詳細を示す。 FIG. 5 shows details of the step correction unit 25.
段差補正部25には、差分値31と、左の映像エリア3Lから得られたレベル信号35および右の映像エリア3Rから得られたレベル信号36が入力される。段差補正部25に設けられた加算器では、差分値31およびレベル信号36が加算され、段差補正処理が施された右の撮像エリアのレベル信号32を出力する。左の影像エリア3Lからのレベル信号35は、加算器に入力されることなく通過する。この構成により、右の撮像エリア3Rのレベル信号36を、左の撮像エリア3Lのレベル信号35の輝度に合わせたレベル信号32を得ることができ、左右の信号レベル差を抑えることができる。なお、左の撮像エリア3Lのレベル信号35を、右の撮像エリア3Rのレベル信号36に合わせるように、同様にレベル信号の処理を行うことも可能である。 The difference value 31, the level signal 35 obtained from the left video area 3L, and the level signal 36 obtained from the right video area 3R are input to the step correction unit 25. The adder provided in the step correction unit 25 adds the difference value 31 and the level signal 36, and outputs a level signal 32 of the right imaging area on which the step correction process has been performed. The level signal 35 from the left image area 3L passes through without being input to the adder. With this configuration, it is possible to obtain the level signal 32 in which the level signal 36 of the right imaging area 3R matches the luminance of the level signal 35 of the left imaging area 3L, and the difference between the left and right signal levels can be suppressed. It should be noted that the level signal can be similarly processed so that the level signal 35 of the left imaging area 3L matches the level signal 36 of the right imaging area 3R.
図6に、黒レベル補正部26についての詳細を示す。 FIG. 6 shows details of the black level correction unit 26.
黒レベル補正部26は、黒レベル補正値算出部27、黒レベル補正部L(28L)、黒レベル補正部R(28R)から構成される。黒レベル補正部26は、段差補正部25で補正された右の撮像エリアのレベル信号32と、左の撮像エリアのレベル信号35が入力され、それぞれ黒レベル補正部L(28L)および黒レベル補正部R(28R)に入力される。 The black level correction unit 26 includes a black level correction value calculation unit 27, a black level correction unit L (28L), and a black level correction unit R (28R). The black level correction unit 26 receives the level signal 32 of the right imaging area corrected by the step correction unit 25 and the level signal 35 of the left imaging area, and receives the black level correction unit L (28L) and the black level correction, respectively. Input to the part R (28R).
黒レベル補正値算出部27には、スミア検波フラグ37が入力されるが、スミア検波フラグ37が0(スミア無し)であった場合、レベル信号ALを入力するとともに黒レベル補正部L(28L)、黒レベル補正部R(28R)に出力する。そして、左の撮像エリア3Lのレベル信号35および右の撮像エリアのレベル信号32から、スミアが存在しないと判定されたレベル信号L(AL)をそれぞれ減算することにより、黒レベルの補正を行う。なお、右の撮像エリア3Rのレベル信号36を、左の撮像エリア3Lのレベル信号35に合わせるようにする場合には、ALの代わりにARをそれぞれのレベル信号から減算してレベル信号の処理を行うことも可能である。 The smear detection flag 37 is input to the black level correction value calculation unit 27. If the smear detection flag 37 is 0 (no smear), the level signal AL is input and the black level correction unit L (28L). To the black level correction unit R (28R). Then, the black level is corrected by subtracting the level signal L (AL) determined that there is no smear from the level signal 35 of the left imaging area 3L and the level signal 32 of the right imaging area. When the level signal 36 of the right imaging area 3R is matched with the level signal 35 of the left imaging area 3L, the level signal is processed by subtracting AR from each level signal instead of AL. It is also possible to do this.
一方、スミア検波フラグ37が1(スミア有り)の場合には、左右どちらか、もしくは両方の検波エリアすべてがスミアであると判断されているため、現在のレベル信号は適切な値になっていない。そのため、記憶部24で保持しておいた、ZLを平均値として、黒レベル補正部L(28L)、黒レベル補正部R(28R)に出力する。黒レベル補正部L(28L)では、段差補正部25から出てきたレベル信号35からZLを減算する。黒レベル補正部R(28R)では、段差補正部25から出てきたレベル信号32からZLを減算する。 On the other hand, when the smear detection flag 37 is 1 (smear is present), it is determined that one of the left and right or both detection areas is all smear, and the current level signal is not an appropriate value. . Therefore, ZL held in the storage unit 24 is output as an average value to the black level correction unit L (28L) and the black level correction unit R (28R). In the black level correction unit L (28L), ZL is subtracted from the level signal 35 output from the level difference correction unit 25. In the black level correction unit R (28R), ZL is subtracted from the level signal 32 output from the step correction unit 25.
図7は、本実施の形態による補正方法を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a correction method according to this embodiment.
ここでは、左右の検波エリアをそれぞれ5分割した場合を例に説明する。 Here, a case where the left and right detection areas are each divided into five will be described as an example.
まず初めに、レベル検出部L(19L)およびレベル検出部R(19R)において、カメラ起動時のアイリス6の閉じた状態で、検出エリアL(52)および検出エリアR(51)から、画素毎にそれぞれレベル信号XLおよびレベル信号XRを取得する。取得されたレベル信号XLおよびレベル信号XRは、黒レベル算出部20に出力され、黒レベル算出部20では、レベル信号XLおよびレベル信号XRに基づいて、左右の検出エリア51および52の各々でレベル信号の平均値AL0、AR0を算出・取得する(SP1)。 First, in the level detection unit L (19L) and the level detection unit R (19R), each pixel is detected from the detection area L (52) and the detection area R (51) with the iris 6 closed when the camera is activated. Respectively, the level signal XL and the level signal XR are obtained. The acquired level signal XL and level signal XR are output to the black level calculation unit 20, and the black level calculation unit 20 determines the level in each of the left and right detection areas 51 and 52 based on the level signal XL and the level signal XR. Average values AL0 and AR0 of the signal are calculated and acquired (SP1).
次に、レベル検出部Lにおいて、検波エリアL1〜L5の各領域ごとに、レベル信号の平均値AL1〜AL5を取得する(SP2)。 Next, the level detection unit L acquires average values AL1 to AL5 of the level signal for each of the detection areas L1 to L5 (SP2).
同様に、レベル検出部Rにおいて、検波エリアR1〜R5の各領域ごとに、レベル信号の平均値AR1〜AR5を取得する(SP2‘)。 Similarly, the level detection unit R acquires average values AR1 to AR5 of the level signal for each of the detection areas R1 to R5 (SP2 ′).
次に、スミア判定部における差分算出部Lにおいて、平均値AL1〜AL5と前回補正に利用した平均値ZLとの差分値である、YL1〜YL5を取得する。(SP3)。 Next, the difference calculation unit L in the smear determination unit acquires YL1 to YL5, which are difference values between the average values AL1 to AL5 and the average value ZL used for the previous correction. (SP3).
同様に、スミア判定部における差分算出部Rにおいて、平均値AR1〜AR5と前回補正に利用した平均値ZRとの差分値である、YR1〜YR5を取得する。(SP3’)。 Similarly, the difference calculation unit R in the smear determination unit acquires YR1 to YR5, which are difference values between the average values AR1 to AR5 and the average value ZR used for the previous correction. (SP3 ').
さらに、スミア判定部における差分算出部Lにおいて、AL1〜AL5と平均値A0Lとの差分値Y0L1〜Y0L5を取得する。(SP4)。 Further, the difference calculation unit L in the smear determination unit acquires difference values Y0L1 to Y0L5 between AL1 to AL5 and the average value A0L. (SP4).
同様に、スミア判定部における差分算出部Rにおいて、AR1〜AR5を平均値A0Rとの差分値Y0R1〜Y0R5を取得する。(SP4’)。 Similarly, the difference calculation unit R in the smear determination unit acquires difference values Y0R1 to Y0R5 from AR1 to AR5 and the average value A0R. (SP4 ').
次に、差分判定部L、差分判定部Rにおいて、各検波エリアL、検波エリアRにスミアがあるか否かを判定する。例えば、検波エリアL1において、差分値YL1が閾値DL1以下、差分値Y0L1が閾値DL2以下であったら、検波エリアL1はスミアがないと判定する。同様に、検波エリアL2〜L5の差分値もそれぞれ閾値DL1、DL2以上であるか判定し、状態フラグSL1〜SL5として記憶部24に保持しておく。そして、状態比較部L(43L)において、状態フラグSL1〜SL5に基づいてスミアの有無を判定し、スミア無しの場合0、スミア有りの場合1とする(SP5)。 Next, the difference determination unit L and the difference determination unit R determine whether each detection area L and detection area R has a smear. For example, in the detection area L1, if the difference value YL1 is less than or equal to the threshold value DL1 and the difference value Y0L1 is less than or equal to the threshold value DL2, it is determined that the detection area L1 has no smear. Similarly, it is determined whether the difference values of the detection areas L2 to L5 are equal to or greater than the threshold values DL1 and DL2, respectively, and are stored in the storage unit 24 as state flags SL1 to SL5. Then, in the state comparison unit L (43L), the presence or absence of smear is determined based on the state flags SL1 to SL5, and is set to 0 when there is no smear and 1 when there is smear (SP5).
同様に、各領域ごとに、スミア有、無を判定し、スミアの有無をフラグとして、検波エリアR1〜R5の状態フラグSR1〜SR5として保持しておく(SP5’)。 Similarly, for each area, it is determined whether smear is present or not, and the presence or absence of smear is used as a flag, and is held as the status flags SR1 to SR5 of the detection areas R1 to R5 (SP5 ').
次に、状態比較部Lにおいて、SL1=0であるかの判定を行う。検波エリアL1がスミアなしの場合、検波エリアL1を用いて補正処理を行うことに決定する。もし、検波エリアL1がスミアありの場合、SL2=0であるかの判定を行う。検波エリアL2がスミアなしの場合、検波エリアL2を用いて補正処理を行うことに決定する。同様に、スミアがある場合、垂直OBエリアの中央付近から順次検波エリア移動させていき、検波エリアの決定を行う。これは中央付近の検波エリアの方が、信頼性が高いからである(SP6)。
右の検波エリアについても、同様に検波エリアを決定する(SP6’)。
Next, the state comparison unit L determines whether SL1 = 0. When the detection area L1 is not smeared, it is determined that correction processing is performed using the detection area L1. If the detection area L1 is smeared, it is determined whether SL2 = 0. When the detection area L2 has no smear, it is determined to perform correction processing using the detection area L2. Similarly, when there is a smear, the detection area is sequentially moved from near the center of the vertical OB area to determine the detection area. This is because the detection area near the center is more reliable (SP6).
The detection area is similarly determined for the right detection area (SP6 ′).
なお、上述では、まず各検波エリアの全てにおいてスミアの有無を判定した後に(S5、S5’)、垂直OBエリアの中央付近から順に、スミアの有無に基づいて補正に用いる検波エリアを決定している(S6、S6’)。しかしながら、中央付近の検波エリアのスミアの有無の判定を行う毎に、補正に用いる検波エリアの決定を行ってもよい。すなわち、中央付近からスミア判定を行い、スミアがないと判定される検波エリアが存在する場合には、当該検波エリアを補正処理を行う検波エリアとして決定し、その他の検波エリアのスミアの有無の判定や、検波エリアの決定は行わないようにしてもよい。 In the above description, after determining the presence or absence of smear in all the detection areas (S5, S5 ′), the detection areas used for correction are determined based on the presence or absence of smear in order from the vicinity of the center of the vertical OB area. (S6, S6 ′). However, the detection area used for correction may be determined every time the presence or absence of smear in the detection area near the center is determined. In other words, if smear is determined from near the center and there is a detection area where it is determined that there is no smear, the detection area is determined as a detection area to be corrected, and the presence or absence of smear in other detection areas is determined. Alternatively, the detection area may not be determined.
左右の検波エリアが決まった後、全エリアスミア判定部44において、左右の検波エリアのどこにもスミアがないかを判定する(SP7)。 After the left and right detection areas are determined, the all-area smear determination unit 44 determines where there is no smear anywhere in the left and right detection areas (SP7).
全エリアスミア判定部44において、左右の検波エリアの何れにもスミアがない場合(SP7のYES)、決定した検波エリアのレベル信号L(AL)をZL、レベル信号R(AR)をZRとして記憶部24に格納する(SP8)。左右の検波エリアの何れにもスミアがない場合には、垂直OBエリアにおいては中央付近の検波エリアを補正するのが信頼性が高いため、検波エリアは、検波エリアL1,R1であることが望ましい。 In the all-area smear determining unit 44, when there is no smear in any of the left and right detection areas (YES in SP7), the level signal L (AL) of the determined detection area is stored as ZL and the level signal R (AR) is stored as ZR. Stored in the unit 24 (SP8). When there is no smear in any of the left and right detection areas, it is highly reliable to correct the detection area near the center in the vertical OB area, and therefore the detection areas are preferably the detection areas L1 and R1. .
そして、これら決定した検波エリアのレベル信号を用いて、上述したように段差補正部において段差補正を行い(SP9)、その後黒レベル補正部で黒レベル補正を行う(SP10)。 Then, using the level signals of the determined detection areas, the level difference correction unit performs level difference correction as described above (SP9), and then the black level correction unit performs black level correction (SP10).
一方、左右どちらかまたは何れの検波エリアが、すべてスミアである場合(SP7のNO)、前回使用したレベル信号ZL、ZRを用いて、差分値を算出し、段差補正(SP11)と、黒レベル補正を行う(SP12)。 On the other hand, if either the left or right detection area is smear (SP7 NO), the difference value is calculated using the level signals ZL and ZR used last time, the step correction (SP11), and the black level. Correction is performed (SP12).
以上のように、本実施例においては、検波エリアスミアの有無を確認して、スミアのない場所に検波エリアを移動することで、信頼性の高いレベル信号を取得することができるため、できるだけ正確な補正を行えるようになる。
As described above, in this embodiment, it is possible to obtain a highly reliable level signal by checking the presence or absence of detection area smear and moving the detection area to a place without smear. Correction can be performed.
1…レンズ
2L…OBエリアL
2R…OBエリアR
3L…撮像エリアL
3R…撮像エリアR
4L…出力アンプL
4R…出力アンプR
5L…CDS/AD変換L
5R…CDS/AD変換R
6…アイリス
7…アイリス制御部
8…マイコン制御部
9…画像合成部
10…各種画像処理部
11…映像出力処理部
12…モニタ表示部
13…記録装置
14…画像処理LSI
1 ... Lens 2L ... OB area L
2R ... OB area R
3L ... Imaging area L
3R: Imaging area R
4L ... Output amplifier L
4R: Output amplifier R
5L ... CDS / AD conversion L
5R ... CDS / AD conversion R
6 ... Iris 7 ... Iris control unit 8 ... Microcomputer control unit 9 ... Image composition unit 10 ... Various image processing units 11 ... Video output processing unit 12 ... Monitor display unit 13 ... Recording device 14 ... Image processing LSI
Claims (6)
前記垂直OBエリアは、水平方向に複数に分割して得られる複数の検波エリアを有し、各検波エリアの信号レベルに基づいて検波エリアにスミアが存在するか否かを判定するスミア判定部と、
前記スミア判定部においてスミアが存在しないと判定された検波エリアのレベル信号を、前記分割撮像エリアのレベル信号から減算する黒レベル補正部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
In an imaging apparatus having a divided imaging area obtained by dividing an imaging area into a plurality of horizontal directions, and a vertical OB area that is an OB area provided in the horizontal direction for each of the divided imaging areas.
The vertical OB area has a plurality of detection areas obtained by dividing into a plurality of areas in the horizontal direction, and a smear determination unit that determines whether smear exists in the detection areas based on the signal level of each detection area; ,
A black level correction unit that subtracts the level signal of the detection area determined as having no smear in the smear determination unit from the level signal of the divided imaging area;
An imaging device comprising:
前記複数の検波エリアについて、各検波エリアの信号レベルを取得するレベル検出部を有し、
前記レベル検出部は、前記各検波エリアのうち、前記複数の検波エリアが接する側に位置する検波エリアから順に信号レベルを取得し、
前記スミア判定部は、前記取得した信号レベルに基づいて、前記複数の検波エリアが接する側に位置する検波エリアから順にスミア判定を行うことを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
For the plurality of detection areas, a level detection unit that acquires a signal level of each detection area,
The level detection unit sequentially acquires a signal level from a detection area located on a side where the plurality of detection areas are in contact with each other,
The said smear determination part performs a smear determination in an order from the detection area located in the side which the said several detection area touches based on the said acquired signal level.
前記スミア判定部は、過去に取得したスミアが存在しないと判断された検波エリアの信号レベルと、判定しようとしている検波エリアの信号レベルとの差分に基づいて、前記判定しようとする検波エリアにスミアが存在するか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 2,
The smear determining unit is configured to detect smear in the detection area to be determined based on a difference between the signal level of the detection area in which it is determined that there is no smear acquired in the past and the signal level of the detection area to be determined. It is determined whether or not there is an image pickup apparatus.
前記スミア判定部は、判定しようとしている検波エリアの信号レベルと、
前記撮像装置のアイリスを閉じた状態における前記検波エリアが設けられている前記分割撮像エリアの信号レベルとの差分に基づいて、前記判定しようとする検波エリアにスミアが存在するか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 3.
The smear determination unit is configured to determine a signal level of a detection area to be determined,
It is determined whether smear exists in the detection area to be determined based on a difference from the signal level of the divided imaging area in which the detection area is provided in a state where the iris of the imaging apparatus is closed. An imaging apparatus characterized by that.
前記分割撮像エリアの信号レベルから、前記スミア判定部においてスミアが存在しないと判定された検波エリアのレベル信号を、減算することにより輝度の補正を行う段差補正部を有することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An image pickup apparatus comprising: a step correction unit that corrects luminance by subtracting a level signal of a detection area determined as having no smear in the smear determination unit from the signal level of the divided imaging area. .
スミアが存在しないと判定された検波エリアのレベル信号を、前記分割撮像エリアのレベル信号から減算することを特徴とする撮像方法。 For each divided imaging area obtained by dividing the imaging area into a plurality of parts in the horizontal direction, the vertical OB area, which is an OB area provided in the horizontal direction, has a plurality of detection areas obtained by dividing the imaging area into parts in the horizontal direction. And determining whether smear exists in the detection area based on the signal level of each detection area,
An imaging method comprising: subtracting a level signal of a detection area determined to have no smear from a level signal of the divided imaging area.
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CN110412060A (en) * | 2019-08-05 | 2019-11-05 | 重庆大学 | A kind of CT scan full frame CCD type x-ray detector smear bearing calibration |
-
2014
- 2014-09-03 JP JP2014178654A patent/JP2016054366A/en active Pending
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