JP3743571B2 - シェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法に係り、特にＣＣＤ等の固体撮像素子から電圧信号として出力されるシェーディングデータの取得方法並びにシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤから出力される電圧信号をシェーディングデータとして取得し、このシェーディングデータを補正することによりＣＣＤの感度のばらつきや光源光量のむらを補正するシェーディング補正方法について、特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報、特開昭６３−３８３６８号公報、特開平３−６４２５８号公報等に開示されている。
【０００３】
前記特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報には、シェーディングデータの２点を測定して仮の黒点を算出し、この黒点を所定量オフセットすると共にゲインさせてシェーディング補正を行うシェーディング補正方法が開示されている。
【０００４】
前記特開平３−６４２５８号公報には、シェーディングデータから算出した黒点をゲインさせるシェーディング補正方法が開示されている。
【０００５】
前記特開昭６３−３８３６８号公報には、シェーディング補正前データの情報量と同じ情報量のシェーディング補正データを生成してシェーディング補正を行うシェーディング補正方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現像済みスチル写真フイルムのコマ画像を光源により照明し、この透過画像をＣＣＤによって読み取るフイルムスキャナで、前述したシェーディング補正を行おうとすると、前記写真フイルムがフイルムスキャナに装着されていない状態でＣＣＤが光源の照明光を受光するので、ＣＣＤの受光量が飽和点に達してしまい、シェーディングデータを取得することができなくなるという欠点がある。
【０００７】
このような不具合を防止する為に、シェーディングデータの取得時に光源の光量を暗くしてＣＣＤの受光量を飽和点以下に低減することが考えられる。しかし、この方法では、例えば光源として蛍光灯を使用すると、蛍光灯自体のシェーディング波形が変わり、シェーディングデータのシェーディング波形が変形してしまうので、正確なシェーディングデータを取得できず、これにより、シェーディング補正を正確に行うことができないという欠点がある。また、光量可変のインバータが必要となり、回路が複雑になると共に、光量を可変した場合、その安定に時間を要する。
【０００８】
一方、前述した特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報記載のシェーディング補正方法は、２点の測定が必要なので、シーケンスが複雑になると共に回路規模も大きくなるという欠点がある。また、光量可変のインベータが必要となり、回路が複雑になるとともに、光量を可変した場合、その安定に時間を要する。
【０００９】
また、前記特開平３−６４２５８号公報記載のシェーディング補正方法は、ゲインのみによる補正なので、補正目標値からの誤差が大きくなるという欠点がある。
【００１０】
更に、特開昭６３−３８３６８号公報記載のシェーディング補正方法は、例えばシェーディング補正前データの情報量を１０ｂｉｔとすると、シェーディング補正データの情報量も１０ｂｉｔ必要となるので、シェーディングメモリの容量や演算回路の回路規模が大きくなるという欠点がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、シェーディング補正前データを小規模回路で補正することができるシェーディング補正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、現像済みスチル写真フイルムのコマ画像を光源によって照明し、その透過画像を固体撮像素子で読み取るフイルムスキャナに於いて、前記コマ画像の読み取り前に前記固体撮像素子の受光面に前記光源からの照明光を照射し、該固体撮像素子の各受光部から電圧信号として出力されるシェーディングデータを電気的に均一に補正するシェーディング補正データの生成方法であって、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、前記固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、前記シェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
請求項１記載の発明は、シェーディング補正データの生成に係る発明で、固体撮像素子から出力される電圧信号をシェーディングデータとし、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出するようにした。
【００１５】
また、本発明は、例えば、固体撮像素子の出力をＡ／Ｄ変換した情報量が１０ｂｉｔであったとしても、ネガベースのシェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値と最小値との比は、最大１．５程度なので、例えばｎ＝９としてこれを前記式に代入すると、
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
＝（Ｄmax ／Ｄ−１）×２n ＜（１．５−１）×５１２
となる。
【００１６】
これにより、ＤS の情報量は、最大でも２５５あれば充分なので、ＤS の情報量を８ｂｉｔに設定することができる。
【００１７】
従って、本発明では、シェーディングメモリの容量を小さくすることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、シェーディング補正方法に係るもので、固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、請求項１記載のシェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出するようにした。
【００１９】
即ち、本発明は、例えばＤinが１０ｂｉｔであれば、ＤS を８ｂｉｔ、ｎを９に設定しても、Ｄout のビット精度をＤinと同等に維持することができ、しかもシェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【００２０】
【実施例】
以下添付図面に従って本発明に係るシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法の好ましい実施例について詳説する。
【００２１】
図１は、本発明に係るシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法が適用されたフイルムスキャナの実施例を示す要部ブロック図である。
【００２２】
前記フイルムスキャナは、写真フイルムＦを搬送するフイルム駆動装置１０、照明用の光源（蛍光灯）１２、撮影レンズ１４、ＣＣＤラインセンサ１６、アナログアンプ１８、Ａ／Ｄコンバータ２０、シェーディング補正回路２２、画像信号処理回路２４、及び中央処理装置（ＣＰＵ）２６等を備えている。
【００２３】
フイルム駆動装置１０は、フイルムカートリッジ２８のスプール軸３０と係合し、そのスプール軸３０を正転／逆転駆動するフイルム供給部と、このフイルム供給部から送り出される写真フイルムＦを巻き取るフイルム巻取部と、フイルム搬送路に配設され、写真フイルムＦをモータによって駆動されるキャプスタン３２とピンチローラ３４とで挟持して写真フイルムＦを所望の速度で搬送する手段とから構成されている。前記フイルム供給部は、フイルムカートリッジ２８のスプール軸３０を図中で反時計回り方向に駆動し、フイルム先端がフイルム巻取部によって巻き取られるまでフイルムカートリッジ２８から写真フイルムＦを送り出すようにしている。また、フイルム駆動装置１０は、前記ＣＰＵ２６によってフイルム搬送速度が制御されている。
【００２４】
前記蛍光灯１２は、フイルムカートリッジ２８内から引き出される現像済みのフイルムＦを赤外カットフィルタ３６を介して照明する。フイルムＦを透過した透過光は、撮影レンズ１４を介してＣＣＤラインセンサ１６の受光面に結像される。
【００２５】
前記ＣＣＤラインセンサ１６は、フイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素の受光部が配設されており、ＣＣＤラインセンサ１６の受光面に結像された画像光はＲ，Ｇ，Ｂフイルタが設けられた各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換される。このようにして蓄積されたＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路３８から１ライン周期のリードゲートパルスが加えられると、シフトレジスタに転送されたのち、レジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力される。また、ＣＣＤラインセンサ１６は、各受光部に隣接してシャッターゲート、及びシャッタードレインが設けられており、このシャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積された電荷をシャッタードレインに掃き出すことができる。即ち、このＣＣＤラインセンサ１６は、ＣＣＤ駆動回路３８から加えられるシャッターゲートパルスに応じて受光部に蓄積した電荷を制御することができる、いわゆる電子シャッター機能を有している。前記ＣＣＤ駆動回路３８はＣＰＵ２６によって駆動制御され、ＣＣＤラインセンサ１６のシャッター量可変範囲を１０％〜１００％に制御している。
【００２６】
一方、ＣＣＤラインセンサ１６から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、ＣＤＳクランプ４０によって保持されてアナログアンプ１８に加えられる。アナログアンプ１８に加えられたＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、ＣＰＵ２６からのゲイン制御信号によってゲインが制御される。
【００２７】
アナログアンプ１８から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０によってＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換されたのち、ａ端子に接続されたスイッチ４２を介してシェーディング補正回路２２に出力される。ここで、前記Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、シェーディングメモリ４４に記録された後述するシェーディング補正データによってＲ，Ｇ，Ｂ毎にシェーディング補正される。そして、シェーディング補正されたＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、画像信号処理回路２４に出力されて画像処理されたのち、Ｄ／Ａコンバータ４６でＲ，Ｇ，Ｂアナログ信号に変換され、そして、エンコーダ４８によってＮＴＳＣ方式の映像信号に変換されて図示しないモニタＴＶに出力される。
【００２８】
次に、前記の如く構成されたフイルムスキャナのシェーディングデータの取得方法について説明する。
【００２９】
先ず、第１のシェーディングデータの取得方法は、フイルムカートリッジ２８の装着前に蛍光灯１２を完全点灯させると共に、スイッチ４２をｂ端子に切り換える。そして、この蛍光灯１２の光量を変化させずに、即ち、コマ画像への照射光量と同じ光量下に於いて、ＣＣＤラインセンサ１６の電子シャッタ、又はＣＣＤラインセンサ１６に加えられる１ライン周期のリードゲートパルスをＣＰＵ２６により制御して、ＣＣＤラインセンサ１６の受光量をＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下に低減する。そして、このＣＣＤラインセンサ１６から出力されるＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号をシェーディングデータとして取得して、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３０】
これにより、第１のシェーディングデータの取得方法によれば、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３１】
次に、第２のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、フイルムカートリッジ２８の装着前に蛍光灯１２を完全点灯させると共に、スイッチ４２をｂ端子に切り換える。そして、この蛍光灯１２の光量を変化させずに、ＣＣＤラインセンサ１６の受光量を該ＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下に低減する図示しないフイルタを蛍光灯１２とＣＣＤラインセンサ１６との間に介在させ、このＣＣＤラインセンサ１６から出力される前記フイルタの透過光の電圧信号をシェーディングデータとして取得して、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３２】
これにより、第２のシェーディングデータの取得方法でも、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。この第２のシェーディングデータの取得作業は、フイルムスキャナの工場出荷前に行う。
【００３３】
次いで、第３のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、蛍光灯１２を完全点灯させると共にスイッチ４２をｂ端子に切り換えて、フイルムカートリッジ２８を装着する。次に、フイルムカートリッジ２８から写真フイルムＦを所定量引き出して、写真フイルムＦのネガベースを透過した透過光をＣＣＤラインセンサ１６で読み取る。そして、このＣＣＤラインセンサ１６から出力されるネガベースの透過光の電圧信号をシェーディングデータとして取得し、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３４】
即ち、第３のシェーディングデータの取得方法は、ＣＣＤラインセンサ１６で受光する蛍光灯１２の光量を、ネガベースを透過させて半分程度に低減したので、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３５】
次に、第４のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を図２に示すグラフに基づいて予め設定する。図２の横軸には蛍光灯１２でネガを照射した時のネガの透過率を示し、縦軸にはネガの透過率に対するＣＣＤラインセンサ１６の出力電圧を示している。ここで、前記ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、ネガの透過光の最大透過率τmax と最小透過率τmin との中央値近傍の透過光量（（τmax ＋τmin ）／２）となるように予め設定する。そして、設定された前記露光量に於いて写真フイルムのネガベースをＣＣＤラインセンサ１６で撮像し、このＣＣＤラインセンサ１６から出力される電圧信号をシェーディングデータとして取得する。
【００３６】
ここで、例えばネガ１コマのＤレンジを１．３とすると、（τmax ／τmin ）の値はおおよそ２０程度であり、従って、（（τmax ＋τmin ）／２）の値はτmax の５２．５％となる。これにより、τmax の時にＣＣＤラインセンサ１６の露光量を飽和点の８０％に設定すれば、ＣＣＤラインセンサ１６の電子シャッタの開放率を４２％に設定することで、蛍光灯１２の光量を変化させずに前記飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３７】
本実施例では、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、前述したようにネガを透過した透過光の最大透過率と最小透過率との中央値近傍に設定したので、最大透過率の点を測定して補正値を設定するよりも、補正目標値からの誤差を小さくすることができる。従って、本実施例では、シェーディングデータの１点のみの測定で補正目標値からの誤差を低減することができる。
【００３８】
次に、シェーディング補正データの生成方法について説明する。先ず、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、ネガを透過した透過光の最大透過率と最小透過率との中央値近傍に予め設定する。そして、設定された露光量に於いて写真フイルムのネガベースをＣＣＤラインセンサ１６で撮像し、該ＣＣＤラインセンサ１６から出力される電圧信号をシェーディングデータＤとして取得する。
【００３９】
そして、前記シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n …（１）
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出する。
【００４０】
また、本実施例では、例えばＣＣＤラインセンサ１６の出力をＡ／Ｄ変換した情報量が１０ｂｉｔであったとしても、ネガベースのシェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値と最小値との比は、最大１．５程度なので、例えばｎ＝９としてこれを前記（１）式に代入すると、
となる。
【００４１】
これにより、ＤS の情報量は、最大でも２５５あれば充分なので、ＤS の情報量を８ｂｉｔに設定することができる。
【００４２】
従って、本実施例では、シェーディングメモリ４４の容量を小さくすることができる。
【００４３】
次に、シェーディング補正方法について図３を参照しながら説明する。図３にはシェーディング補正回路２２のブロック図が示され、このシェーディング補正回路２２は乗算器５０、シフトレジスタ５２、加算器５４、遅延回路５６から構成される。同図に基づいてシェーディング補正方法を説明すれば、ＣＣＤラインセンサ１６（Ａ／Ｄコンバータ２０）から出力されるシェーディング補正前データＤin（１０ｂｉｔ）と、シェーディングメモリ４４から出力されるシェーディング補正データＤS （８ｂｉｔ）とは、乗算器５０によって乗算されて１８ｂｉｔのデータがシフトレジスタ５２に出力される。シフトレジスタ５２は、前記１８ｂｉｔのデータを９ｂｉｔシフト（５１２で除算）し、９ｂｉｔのデータを加算器５４に出力する。加算器５４は、前記９ｂｉｔのデータと、遅延回路５６を介して入力される１０ｂｉｔのデータとを加算する。これにより、シェーディング補正回路２２から画像信号処理回路２４に１０ｂｉｔのシェーディング補正後データＤout が出力される。
【００４４】
即ち、本実施例によれば、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n …（２）
によって算出している。
【００４５】
従って、本実施例では、１０ｂｉｔのシェーディング補正前データＤinを、８ｂｉｔのシェーディング補正データで補正できるので、シェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【００４６】
また、前記（２）式のＤS に前記（１）式のＤS を代入すると、
Ｄout ＝Ｄin×Ｄmax ／Ｄ …（３）
となる。従って、シェーディング補正後データＤout はシェーディングデータＤの逆数となる点において、前記（２）式は、従来のシェーディング補正と同じシーケンスを行うことを意味している。
【００４７】
本実施例では、固体撮像素子としてＣＣＤラインセンサ１６を使用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＣＣＤエリアセンサに適用しても良い。
【００４８】
【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データの生成方法によれば、固体撮像素子から出力される電圧信号をシェーディングデータとし、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出するようにしたので、シェーディングメモリの容量を小さくすることができる。
【００４９】
更に、本発明に係るシェーディング補正方法によれば、固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、シェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出するようにしたので、シェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシェーディング補正データの生成方法、並びにシェーディング補正方法が適用されたフイルムスキャナの実施例を示すブロック図
【図２】ネガ透過率とラインセンサからの出力電圧との関係を示す説明図
【図３】シェーディング補正回路の実施例を示すブロック図
【符号の説明】
１２…蛍光灯
１６…ＣＣＤラインセンサ
２２…シェーディング補正回路
２４…画像信号処理回路
２６…ＣＰＵ
４４…シェーディングメモリ
【産業上の利用分野】
本発明はシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法に係り、特にＣＣＤ等の固体撮像素子から電圧信号として出力されるシェーディングデータの取得方法並びにシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤから出力される電圧信号をシェーディングデータとして取得し、このシェーディングデータを補正することによりＣＣＤの感度のばらつきや光源光量のむらを補正するシェーディング補正方法について、特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報、特開昭６３−３８３６８号公報、特開平３−６４２５８号公報等に開示されている。
【０００３】
前記特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報には、シェーディングデータの２点を測定して仮の黒点を算出し、この黒点を所定量オフセットすると共にゲインさせてシェーディング補正を行うシェーディング補正方法が開示されている。
【０００４】
前記特開平３−６４２５８号公報には、シェーディングデータから算出した黒点をゲインさせるシェーディング補正方法が開示されている。
【０００５】
前記特開昭６３−３８３６８号公報には、シェーディング補正前データの情報量と同じ情報量のシェーディング補正データを生成してシェーディング補正を行うシェーディング補正方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現像済みスチル写真フイルムのコマ画像を光源により照明し、この透過画像をＣＣＤによって読み取るフイルムスキャナで、前述したシェーディング補正を行おうとすると、前記写真フイルムがフイルムスキャナに装着されていない状態でＣＣＤが光源の照明光を受光するので、ＣＣＤの受光量が飽和点に達してしまい、シェーディングデータを取得することができなくなるという欠点がある。
【０００７】
このような不具合を防止する為に、シェーディングデータの取得時に光源の光量を暗くしてＣＣＤの受光量を飽和点以下に低減することが考えられる。しかし、この方法では、例えば光源として蛍光灯を使用すると、蛍光灯自体のシェーディング波形が変わり、シェーディングデータのシェーディング波形が変形してしまうので、正確なシェーディングデータを取得できず、これにより、シェーディング補正を正確に行うことができないという欠点がある。また、光量可変のインバータが必要となり、回路が複雑になると共に、光量を可変した場合、その安定に時間を要する。
【０００８】
一方、前述した特開昭６３−６２４７３号公報、特開昭６２−２０２６５３号公報記載のシェーディング補正方法は、２点の測定が必要なので、シーケンスが複雑になると共に回路規模も大きくなるという欠点がある。また、光量可変のインベータが必要となり、回路が複雑になるとともに、光量を可変した場合、その安定に時間を要する。
【０００９】
また、前記特開平３−６４２５８号公報記載のシェーディング補正方法は、ゲインのみによる補正なので、補正目標値からの誤差が大きくなるという欠点がある。
【００１０】
更に、特開昭６３−３８３６８号公報記載のシェーディング補正方法は、例えばシェーディング補正前データの情報量を１０ｂｉｔとすると、シェーディング補正データの情報量も１０ｂｉｔ必要となるので、シェーディングメモリの容量や演算回路の回路規模が大きくなるという欠点がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、シェーディング補正前データを小規模回路で補正することができるシェーディング補正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、現像済みスチル写真フイルムのコマ画像を光源によって照明し、その透過画像を固体撮像素子で読み取るフイルムスキャナに於いて、前記コマ画像の読み取り前に前記固体撮像素子の受光面に前記光源からの照明光を照射し、該固体撮像素子の各受光部から電圧信号として出力されるシェーディングデータを電気的に均一に補正するシェーディング補正データの生成方法であって、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、前記固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、前記シェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
請求項１記載の発明は、シェーディング補正データの生成に係る発明で、固体撮像素子から出力される電圧信号をシェーディングデータとし、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出するようにした。
【００１５】
また、本発明は、例えば、固体撮像素子の出力をＡ／Ｄ変換した情報量が１０ｂｉｔであったとしても、ネガベースのシェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値と最小値との比は、最大１．５程度なので、例えばｎ＝９としてこれを前記式に代入すると、
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
＝（Ｄmax ／Ｄ−１）×２n ＜（１．５−１）×５１２
となる。
【００１６】
これにより、ＤS の情報量は、最大でも２５５あれば充分なので、ＤS の情報量を８ｂｉｔに設定することができる。
【００１７】
従って、本発明では、シェーディングメモリの容量を小さくすることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、シェーディング補正方法に係るもので、固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、請求項１記載のシェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出するようにした。
【００１９】
即ち、本発明は、例えばＤinが１０ｂｉｔであれば、ＤS を８ｂｉｔ、ｎを９に設定しても、Ｄout のビット精度をＤinと同等に維持することができ、しかもシェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【００２０】
【実施例】
以下添付図面に従って本発明に係るシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法の好ましい実施例について詳説する。
【００２１】
図１は、本発明に係るシェーディング補正データの生成方法及びシェーディング補正方法が適用されたフイルムスキャナの実施例を示す要部ブロック図である。
【００２２】
前記フイルムスキャナは、写真フイルムＦを搬送するフイルム駆動装置１０、照明用の光源（蛍光灯）１２、撮影レンズ１４、ＣＣＤラインセンサ１６、アナログアンプ１８、Ａ／Ｄコンバータ２０、シェーディング補正回路２２、画像信号処理回路２４、及び中央処理装置（ＣＰＵ）２６等を備えている。
【００２３】
フイルム駆動装置１０は、フイルムカートリッジ２８のスプール軸３０と係合し、そのスプール軸３０を正転／逆転駆動するフイルム供給部と、このフイルム供給部から送り出される写真フイルムＦを巻き取るフイルム巻取部と、フイルム搬送路に配設され、写真フイルムＦをモータによって駆動されるキャプスタン３２とピンチローラ３４とで挟持して写真フイルムＦを所望の速度で搬送する手段とから構成されている。前記フイルム供給部は、フイルムカートリッジ２８のスプール軸３０を図中で反時計回り方向に駆動し、フイルム先端がフイルム巻取部によって巻き取られるまでフイルムカートリッジ２８から写真フイルムＦを送り出すようにしている。また、フイルム駆動装置１０は、前記ＣＰＵ２６によってフイルム搬送速度が制御されている。
【００２４】
前記蛍光灯１２は、フイルムカートリッジ２８内から引き出される現像済みのフイルムＦを赤外カットフィルタ３６を介して照明する。フイルムＦを透過した透過光は、撮影レンズ１４を介してＣＣＤラインセンサ１６の受光面に結像される。
【００２５】
前記ＣＣＤラインセンサ１６は、フイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素の受光部が配設されており、ＣＣＤラインセンサ１６の受光面に結像された画像光はＲ，Ｇ，Ｂフイルタが設けられた各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換される。このようにして蓄積されたＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路３８から１ライン周期のリードゲートパルスが加えられると、シフトレジスタに転送されたのち、レジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力される。また、ＣＣＤラインセンサ１６は、各受光部に隣接してシャッターゲート、及びシャッタードレインが設けられており、このシャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積された電荷をシャッタードレインに掃き出すことができる。即ち、このＣＣＤラインセンサ１６は、ＣＣＤ駆動回路３８から加えられるシャッターゲートパルスに応じて受光部に蓄積した電荷を制御することができる、いわゆる電子シャッター機能を有している。前記ＣＣＤ駆動回路３８はＣＰＵ２６によって駆動制御され、ＣＣＤラインセンサ１６のシャッター量可変範囲を１０％〜１００％に制御している。
【００２６】
一方、ＣＣＤラインセンサ１６から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、ＣＤＳクランプ４０によって保持されてアナログアンプ１８に加えられる。アナログアンプ１８に加えられたＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、ＣＰＵ２６からのゲイン制御信号によってゲインが制御される。
【００２７】
アナログアンプ１８から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの電圧信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０によってＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換されたのち、ａ端子に接続されたスイッチ４２を介してシェーディング補正回路２２に出力される。ここで、前記Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、シェーディングメモリ４４に記録された後述するシェーディング補正データによってＲ，Ｇ，Ｂ毎にシェーディング補正される。そして、シェーディング補正されたＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、画像信号処理回路２４に出力されて画像処理されたのち、Ｄ／Ａコンバータ４６でＲ，Ｇ，Ｂアナログ信号に変換され、そして、エンコーダ４８によってＮＴＳＣ方式の映像信号に変換されて図示しないモニタＴＶに出力される。
【００２８】
次に、前記の如く構成されたフイルムスキャナのシェーディングデータの取得方法について説明する。
【００２９】
先ず、第１のシェーディングデータの取得方法は、フイルムカートリッジ２８の装着前に蛍光灯１２を完全点灯させると共に、スイッチ４２をｂ端子に切り換える。そして、この蛍光灯１２の光量を変化させずに、即ち、コマ画像への照射光量と同じ光量下に於いて、ＣＣＤラインセンサ１６の電子シャッタ、又はＣＣＤラインセンサ１６に加えられる１ライン周期のリードゲートパルスをＣＰＵ２６により制御して、ＣＣＤラインセンサ１６の受光量をＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下に低減する。そして、このＣＣＤラインセンサ１６から出力されるＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号をシェーディングデータとして取得して、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３０】
これにより、第１のシェーディングデータの取得方法によれば、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３１】
次に、第２のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、フイルムカートリッジ２８の装着前に蛍光灯１２を完全点灯させると共に、スイッチ４２をｂ端子に切り換える。そして、この蛍光灯１２の光量を変化させずに、ＣＣＤラインセンサ１６の受光量を該ＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下に低減する図示しないフイルタを蛍光灯１２とＣＣＤラインセンサ１６との間に介在させ、このＣＣＤラインセンサ１６から出力される前記フイルタの透過光の電圧信号をシェーディングデータとして取得して、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３２】
これにより、第２のシェーディングデータの取得方法でも、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。この第２のシェーディングデータの取得作業は、フイルムスキャナの工場出荷前に行う。
【００３３】
次いで、第３のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、蛍光灯１２を完全点灯させると共にスイッチ４２をｂ端子に切り換えて、フイルムカートリッジ２８を装着する。次に、フイルムカートリッジ２８から写真フイルムＦを所定量引き出して、写真フイルムＦのネガベースを透過した透過光をＣＣＤラインセンサ１６で読み取る。そして、このＣＣＤラインセンサ１６から出力されるネガベースの透過光の電圧信号をシェーディングデータとして取得し、シェーディングメモリ４４に記録する。
【００３４】
即ち、第３のシェーディングデータの取得方法は、ＣＣＤラインセンサ１６で受光する蛍光灯１２の光量を、ネガベースを透過させて半分程度に低減したので、蛍光灯１２の光量を変化させずにＣＣＤラインセンサ１６の飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３５】
次に、第４のシェーディングデータの取得方法について説明する。先ず、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を図２に示すグラフに基づいて予め設定する。図２の横軸には蛍光灯１２でネガを照射した時のネガの透過率を示し、縦軸にはネガの透過率に対するＣＣＤラインセンサ１６の出力電圧を示している。ここで、前記ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、ネガの透過光の最大透過率τmax と最小透過率τmin との中央値近傍の透過光量（（τmax ＋τmin ）／２）となるように予め設定する。そして、設定された前記露光量に於いて写真フイルムのネガベースをＣＣＤラインセンサ１６で撮像し、このＣＣＤラインセンサ１６から出力される電圧信号をシェーディングデータとして取得する。
【００３６】
ここで、例えばネガ１コマのＤレンジを１．３とすると、（τmax ／τmin ）の値はおおよそ２０程度であり、従って、（（τmax ＋τmin ）／２）の値はτmax の５２．５％となる。これにより、τmax の時にＣＣＤラインセンサ１６の露光量を飽和点の８０％に設定すれば、ＣＣＤラインセンサ１６の電子シャッタの開放率を４２％に設定することで、蛍光灯１２の光量を変化させずに前記飽和点以下でシェーディングデータを取得することができる。
【００３７】
本実施例では、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、前述したようにネガを透過した透過光の最大透過率と最小透過率との中央値近傍に設定したので、最大透過率の点を測定して補正値を設定するよりも、補正目標値からの誤差を小さくすることができる。従って、本実施例では、シェーディングデータの１点のみの測定で補正目標値からの誤差を低減することができる。
【００３８】
次に、シェーディング補正データの生成方法について説明する。先ず、ＣＣＤラインセンサ１６の露光量を、ネガを透過した透過光の最大透過率と最小透過率との中央値近傍に予め設定する。そして、設定された露光量に於いて写真フイルムのネガベースをＣＣＤラインセンサ１６で撮像し、該ＣＣＤラインセンサ１６から出力される電圧信号をシェーディングデータＤとして取得する。
【００３９】
そして、前記シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n …（１）
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出する。
【００４０】
また、本実施例では、例えばＣＣＤラインセンサ１６の出力をＡ／Ｄ変換した情報量が１０ｂｉｔであったとしても、ネガベースのシェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値と最小値との比は、最大１．５程度なので、例えばｎ＝９としてこれを前記（１）式に代入すると、
【００４１】
これにより、ＤS の情報量は、最大でも２５５あれば充分なので、ＤS の情報量を８ｂｉｔに設定することができる。
【００４２】
従って、本実施例では、シェーディングメモリ４４の容量を小さくすることができる。
【００４３】
次に、シェーディング補正方法について図３を参照しながら説明する。図３にはシェーディング補正回路２２のブロック図が示され、このシェーディング補正回路２２は乗算器５０、シフトレジスタ５２、加算器５４、遅延回路５６から構成される。同図に基づいてシェーディング補正方法を説明すれば、ＣＣＤラインセンサ１６（Ａ／Ｄコンバータ２０）から出力されるシェーディング補正前データＤin（１０ｂｉｔ）と、シェーディングメモリ４４から出力されるシェーディング補正データＤS （８ｂｉｔ）とは、乗算器５０によって乗算されて１８ｂｉｔのデータがシフトレジスタ５２に出力される。シフトレジスタ５２は、前記１８ｂｉｔのデータを９ｂｉｔシフト（５１２で除算）し、９ｂｉｔのデータを加算器５４に出力する。加算器５４は、前記９ｂｉｔのデータと、遅延回路５６を介して入力される１０ｂｉｔのデータとを加算する。これにより、シェーディング補正回路２２から画像信号処理回路２４に１０ｂｉｔのシェーディング補正後データＤout が出力される。
【００４４】
即ち、本実施例によれば、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n …（２）
によって算出している。
【００４５】
従って、本実施例では、１０ｂｉｔのシェーディング補正前データＤinを、８ｂｉｔのシェーディング補正データで補正できるので、シェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【００４６】
また、前記（２）式のＤS に前記（１）式のＤS を代入すると、
Ｄout ＝Ｄin×Ｄmax ／Ｄ …（３）
となる。従って、シェーディング補正後データＤout はシェーディングデータＤの逆数となる点において、前記（２）式は、従来のシェーディング補正と同じシーケンスを行うことを意味している。
【００４７】
本実施例では、固体撮像素子としてＣＣＤラインセンサ１６を使用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＣＣＤエリアセンサに適用しても良い。
【００４８】
【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データの生成方法によれば、固体撮像素子から出力される電圧信号をシェーディングデータとし、該シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出するようにしたので、シェーディングメモリの容量を小さくすることができる。
【００４９】
更に、本発明に係るシェーディング補正方法によれば、固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、シェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出するようにしたので、シェーディング補正回路を小規模で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシェーディング補正データの生成方法、並びにシェーディング補正方法が適用されたフイルムスキャナの実施例を示すブロック図
【図２】ネガ透過率とラインセンサからの出力電圧との関係を示す説明図
【図３】シェーディング補正回路の実施例を示すブロック図
【符号の説明】
１２…蛍光灯
１６…ＣＣＤラインセンサ
２２…シェーディング補正回路
２４…画像信号処理回路
２６…ＣＰＵ
４４…シェーディングメモリ
Claims (2)
- 現像済みスチル写真フイルムのコマ画像を光源によって照明し、その透過画像を固体撮像素子で読み取るフイルムスキャナにおいて、前記コマ画像の読み取り前に前記固体撮像素子の受光面に前記光源からの照明光を照射し、該固体撮像素子の各受光部から電圧信号として出力されるシェーディングデータを電気的に均一に補正するシェーディング補正データの生成方法であって、
シェーディングデータＤからシェーディング補正データＤS を、次式
ＤS ＝Ｄmax ×２n ／Ｄ−２n
Ｄmax ：シェーディングデータの電圧信号の全画素中の最大値
ｎ ：シェーディング補正データＤS のビット数より大きな自然数
によって算出することを特徴とするシェーディング補正データの生成方法。 - 前記固体撮像素子から出力されるシェーディング補正前データＤinと、前記シェーディング補正データＤS とに基づいて、シェーディング補正後のデータＤout を、次式
Ｄout ＝Ｄin＋Ｄin×ＤS ／２n
によって算出することを特徴とする請求項１記載のシェーディング補正データを用いたシェーディング補正方法。
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