JP2985818B2 - シェーディング補正方法およびその補正回路 - Google Patents

シェーディング補正方法およびその補正回路

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JP2985818B2 JP9028978A JP2897897A JP2985818B2 JP 2985818 B2 JP2985818 B2 JP 2985818B2 JP 9028978 A JP9028978 A JP 9028978A JP 2897897 A JP2897897 A JP 2897897A JP 2985818 B2 JP2985818 B2 JP 2985818B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンカメ
ラなどの撮像装置におけるシェーディング補正方法およ
びその補正回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、テレビカメラ、ビデオカメラ等
の撮像装置によって撮像される撮像画面は、CCD等の
撮像素子の感度むら、光学系、暗電流の影響などによ
り、明暗のむら、すなわちシェーディングが生じる。こ
のため、このシェーディングを補正する方法およびその
補正回路が従来から種々提案されている。
【0003】シェーディングを補正する方式としては、
アナログシェーディング式と、デジタル式の2方式があ
る。アナログシェーディング補正においては、シェーデ
ィング補正信号として、一般に水平同期信号を基準に定
電流積分回路により形成される水平方向の鋸歯状波信号
およびパラボラ波信号、垂直同期信号を基準に定電流積
分回路より形成される垂直方向の鋸歯状波信号およびパ
ラボラ波信号の組み合わせによる近似補正波形信号が用
いられ、これを映像信号に重畳するようにしている。
【0004】一方、デジタルシェーディング補正におい
ては、入力画像を所定の大きさをもつ小領域に分割し、
各小領域毎のシェーディング補正値を関数波形信号に基
づき算出し、算出された補正値をメモリに格納し、この
補正値を水平、垂直同期信号に同期させて順次読み出
し、映像信号に重畳することにより、各小領域毎にシェ
ーディング補正を行なう。このようなデジタルシェーデ
ィング補正においては、鋸歯状波信号、パラボラ波信号
等の関数波形信号に基づき、各小領域に対応するシェー
ディング補正値を算出、設定することができるため、ア
ナログシェーディング補正に比べて高精度なシェーディ
ング補正を行なうことができ、また回路を小型化できる
利点がある。
【0005】デジタルシェーディング補正において、入
力画像を小領域に分割する方式には、同一の大きさから
なる複数のブロックに分割する方式(特開昭62−14
7872号公報、特開平7−250259号公報参照)
が知られている。しかしながら、画面を同一の小領域に
分割すると、各ブロック毎に補正値が平均化されてしま
うため、画面の端付近では補正の誤差が大きくなるとい
う問題があった。すなわち、撮像素子や光学系により生
じるシェーディングは、画面の輪郭部に強く生じる。そ
のため、画面の中央付近では大まかな精度で、画面の端
の部分では細かな精度で計算される必要があるが、シェ
ーディング補正値の算出において、分割された各ブロッ
クが画面上の各領域で同一であると、全て同一の精度で
算出されるため、画面の中央付近では必要以上に精度が
高く、画面の端では相対的に粗い精度でシェーディング
補正値が算出されてしまい、結果として高精度なシェー
ディング補正を行うことができない。
【0006】そこで、このような問題を解決するため、
画面上の左右端、上下端もしくは左右上下端の領域と中
央の領域とで複数に分割されるブロックの大きさを変化
させてシェーディング補正を行なうようにした画面分割
法およびシェーディング補正装置が提案されている(特
開平7−154675号公報参照)。
【0007】図4にこのような画面分割法の一例を示
す。これは、入力画像を画面中央のブロックB13の大き
さが最大で、四隅部のブロックB1 ,B5 ,B21,B25
が最小になるよう、水平および垂直方向のブロックB1
〜B25のサイズを変化させている。このような画面分割
法においては、画面の中央付近では粗い精度でシェーデ
ィング補正値が算出され、画面の端では相対的に高い精
度でシェーディング補正値が算出されるため、同一の大
きさに分割した場合に比べて高精度なシェーディング補
正が可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮像素
子や光学系により生じるシェーディングを考慮して画面
を大きさの異なる複数のブロックに分割しただけでは、
シェーディングを完全には補正することができないとい
う問題があった。すなわち、シェーディングは電源部に
よって生じるノイズの飛び込みによっても発生するた
め、高精度な補正を行なうためにはこの電源ノイズに起
因するシェーディングも補正する必要がある。電源部か
らのノイズは、画面全体にわたって同じように発生する
のではなく、図5に示すように画面左上が最も多く発生
し、次に右上、左下方向に向かって発生する。そのた
め、撮像素子や光学系により生じるシェーディングに加
えて電源部のノイズに起因するシェーディングが重畳さ
れたような状態では、上記した特開平7−154675
号公報に開示された画面分割法を採った場合、画面左上
方向のシェーディングを補正するには精度が足りず、補
正しきれない。
【0009】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、撮像素
子や光学系により生じるシェーディングに加えて電源部
のノイズに起因するシェーディングをも確実に補正する
ことことができるようにしたシェーディング補正方法お
よびその補正回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に係るシェーディング補正方法は、入力画像を複数個の
ブロックに細分化し、各ブロック毎のデジタルシェーデ
ィング補正を行なうシェーディング補正方法において、
小領域に細分化されるブロックの大きさを、画面四隅部
のうち左上隅が最小で、次に左下隅と右上隅、次に右下
隅の順に大きくし、さらに各隅部から中心に向かって順
次大きくなるように画面位置によって異ならせ、各ブロ
ックより得られた補正データの分布より補正関数を求
め、この求められた補正関数によりシェーディング補正
値を算出し映像信号に重畳することによりシェーディン
グを補正することを特徴とする。また、本発明に係るシ
ェーディング補正回路は、入力画像を複数個のブロック
に細分化し、各ブロック毎のデジタルシェーディング補
正を行なうシェーディング補正回路において、前記入力
画像を、画面四隅部のうち左上隅が最小で、次に左下隅
と右上隅、次に右下隅の順に大きくし、さらに各隅部か
ら中心に向かって順次大きくなるように複数個のブロッ
クに分割し、各ブロックより得られた補正データの分布
より補正関数を算出するCPUと、このCPUによって
算出された補正関数に基づき各ブロック毎のシェーディ
ング補正値を算出する演算回路と、この演算回路からの
シェーディング補正値を記憶するメモリと、このメモリ
に記憶された各ブロックのシェーディング補正値を順次
読み出し映像信号に重畳する手段とを備えたことを特徴
とする。
【0011】本発明においては、小領域に細分化される
ブロックの大きさを、画面四隅部のうち左上隅が最小
で、次に左下隅と右上隅、次に右下隅の順に大きくし、
さらに各隅部から中心に向かって順次大きくなるように
画面位置によって異ならせている。この大きさの変化
は、電源部ノイズによるシェーディングの分布と略対応
している。したがって、電源部のノイズに起因するシェ
ーディング補正を適正に補正することができ、シェーデ
ィング補正の精度を向上させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明による画
面分割を示す模式図である。図1において、撮像画面
は、図5に示した電源ノイズの分布に対応するように小
領域のブロックB1 ,B2,……B36に細分化されてい
る。具体的には、小領域に細分化されるブロックの大き
さを、画面四隅部のうち左上隅が最小で、次に左下隅と
右上隅、次に右下隅の順に大きくし、さらに各隅部から
中心に向かって順次大きくなるように画面位置によって
異ならせている。図においては、水平方向(H方向)、
垂直方向(V方向)にそれぞれ6分割し、画面全体で3
6個のブロックに分割した例を示したが、この分割数に
限定されるものではなく、補正精度に応じて適宜増減す
ることが可能である。
【0013】図2は本発明によるシェーディング補正回
路のブロック図で、1は撮像装置の光学系、2はCCD
等の撮像素子、3はプリアンプ、4はA/D変換器、5
は加算器(または乗算器)、6はローパスフィルタ、7
はCPU、8は第1のメモリ、9は撮像画面を図1に示
した小領域のブロックに分割するためのタイミング信号
を発生するタイミング信号発生回路、10は演算回路、
11は第2のメモリである。
【0014】次に、シェーディング補正回路の動作につ
いて説明する。撮像素子2は光学系1によって撮像面に
集光された画像をビデオ信号(映像信号)に変換する。
このビデオ信号はプリアンプ3によって増幅され、A/
D変換器4によりデジタル信号に変換された後、ローパ
スフィルタ6によって不要な高周波成分が除去され、第
1のメモリ8に格納される。この場合、タイミング信号
発生回路9からのタイミング信号によって図1に示した
小領域からなる各ブロック毎に分割されたデータとして
第1のメモリ8に書き込まれる。この書き込みは、最初
のラインはH方向全てのブロック(B1〜B6)のデータ
を書き込み、V方向は左端のブロック(B1,B7,B1
3,B19,B25,B31)のデータのみ書き込み、また斜
め方向にスキャンすることにより斜め方向のデータ全て
を書き込む。斜め方向のスキャンは、左上隅から右下隅
方向とされる。
【0015】1画面分のデータの書き込みが終了する
と、第1のメモリ8に蓄えられたデータは、次のフィー
ルドにおいてCPU7に順次読み出される。CPU7
は、この読み出されたデータを元に水平(H)、垂直
(V)方向および斜め(HV)方向のシェーディングの
分布を求める。
【0016】図3にこのシェーディングの分布を示す。
図に示すように左上隅において、シェーディングの分布
が最も多く、次に右上隅および左下隅、その次に右下隅
が多く、中央において最も少ない。このようなシェーデ
ィングの分布は、光学系1および撮像素子2によるシェ
ーディング量に電源部ノイズによるシェーディング量が
重畳されたことを示している。
【0017】また、CPU7は、シェーディングの分布
の補正関数を算出し、演算回路10に送る。演算回路1
0は、この補正関数に基づき各ブロック毎のシェーディ
ング補正値を算出し、この求められたシェーディング補
正値を第2のメモリ11の対応する番地に格納する。第
2のメモリ11に格納されたシェーディング補正値は、
入力ビデオ信号が入力される度に読み出されて加算器
(または乗算器)5により入力ビデオ信号に重畳される
ことにより、光学系1、撮像素子2によるシェーディン
グおよび電源部ノイズに起因するシェーディングが補正
される。
【0018】このように、本発明においては、電源部ノ
イズに起因するシェーディングの分布を考慮して、入力
画像を、画面四隅部のうち左上隅が最小で、次に左下隅
と右上隅、次に右下隅の順に大きくし、さらに各隅部か
ら中心に向かって順次大きくなるように複数個のブロッ
クに分割しているので、撮像素子、光学系等による通常
のシェーディングの他に、従来全く考慮されていなかっ
た電源部ノイズに起因するシェーディングをも補正する
ことができるので、シェーディング補正処理の精度を向
上させることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るシェー
ディング補正方法およびその補正回路は、小領域に細分
化されるブロックの大きさを、画面四隅部のうち左上隅
が最小で、次に左下隅と右上隅、次に右下隅の順に大き
くし、さらに各隅部から中心に向かって順次大きくなる
ように画面位置によって異ならせ、各ブロックより得ら
れた補正データの分布より補正関数を求め、この補正関
数によりシェーディング補正値を算出し映像信号に重畳
するようにしたので、撮像素子および光学系によるシェ
ーディングの補正に加えて、従来のシェーディング補正
では補正不可能であった電源部ノイズに起因するシェー
ディングをも確実に補正することができ、シェーディン
グ補正処理の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による画面分割を示す模式図である。
【図2】 本発明に係るシェーディング補正回路のブロ
ック図である。
【図3】 シェーディングの分布を示す図である。
【図4】 従来の画面分割の一例を示す模式図である。
【図5】 電源ノイズの分布を示す図である。
【符号の説明】
1…光学系、2…撮像素子、3…プリアンプ、4…A/
D変換器、5…加算器、6…ローパスフィルタ、7…C
PU、8…第1のメモリ、9…タイミング信号発生回
路、10…演算回路、11…第2のメモリ、B1〜B36
…ブロック。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像を複数個のブロックに細分化
    し、各ブロック毎のデジタルシェーディング補正を行な
    うシェーディング補正方法において、 小領域に細分化されるブロックの大きさを、画面四隅部
    のうち左上隅が最小で、次に左下隅と右上隅、次に右下
    隅の順に大きくし、さらに各隅部から中心に向かって順
    次大きくなるように画面位置によって異ならせ、各ブロ
    ックより得られた補正データの分布より補正関数を求
    め、この求められた補正関数によりシェーディング補正
    値を算出し映像信号に重畳することによりシェーディン
    グを補正することを特徴とするシェーディング補正方
    法。
  2. 【請求項2】 入力画像を複数個のブロックに細分化
    し、各ブロック毎のデジタルシェーディング補正を行な
    うシェーディング補正回路において、 前記入力画像を、画面四隅部のうち左上隅が最小で、次
    に左下隅と右上隅、次に右下隅の順に大きくし、さらに
    各隅部から中心に向かって順次大きくなるように複数個
    のブロックに分割し、各ブロックより得られた補正デー
    タの分布より補正関数を算出するCPUと、このCPU
    によって算出された補正関数に基づき各ブロック毎のシ
    ェーディング補正値を算出する演算回路と、この演算回
    路からのシェーディング補正値を記憶するメモリと、こ
    のメモリに記憶された各ブロックのシェーディング補正
    値を順次読み出し映像信号に重畳する手段とを備えたこ
    とを特徴とするシェーディング補正回路。
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