JP4394018B2 - シェーディング補正装置、シェーディング補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号のシェーディング補正を行うシェーディング補正装置に関するものである。

従来のシェーディング補正装置における補正方式としては、例えば特許文献１に開示された方法が知られていた。特許文献１に記載された図を図２２、図２３として引用し、従来のシェーディング補正装置について説明する。特許文献１に記載されたシェーディング補正装置は、図２２に示す構成を有する。補正値テーブル２１１ｇは、図２３に示すような１つの画像４１の全画面において水平方向６４画素×垂直方向４８画素の矩形のブロックＢk毎に１つずつの代表的な光量補正データを記憶している。そして、この補正テーブルに記憶された補正値を用いて、周辺光量落ち補正部２１１ｅでシェーディング補正を行う。このシェーディング補正方式によれば、画像を分割するブロック数を多くすれば、その分だけシェーディング補正の精度は向上する。
特開２００１−２７５０２９号公報（第１１−１４頁、第５、９図）

しかしながら、上記したシェーディング補正方式では、分割された全ブロックについて補正値をメモリに記憶するので、実用に際してはある程度ブロック数を抑えてシェーディング補正の精度を犠牲にしなければならないという問題があった。

本発明は、上記背景に鑑み、記憶しておくブロック補正値の情報量を削減すると共に、シェーディング補正の精度を向上できるシェーディング補正装置を提供することを目的とする。

本発明のシェーディング補正装置は、画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値を記憶したブロック補正値記憶部と、ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値に基づいて、ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するブロック補正値算出部と、ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値とブロック補正値算出部にて算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正する輝度値補正部とを備えた構成を有する。

この構成により、ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を計算によって求めるので、あらかじめ全てのブロックのブロック補正値を記憶しておく必要がなく、記憶しておくブロック補正値の情報量を低減できる。また、ブロックごとに異なるブロック補正値を用いてシェーディング補正を行うことができるため、シェーディング補正の精度を高めることができる。

また、本発明のシェーディング補正装置は、ブロック補正値に基づいて、画像を構成する画素の補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部を備え、輝度値補正部は補正ゲイン算出部にて算出された補正ゲインに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正する構成を有する。

この構成により、補正ゲイン算出部がブロック補正値に基づいて画像を構成する画素の補正ゲインを求め、求めた補正ゲインを用いて画素の輝度を補正するので、精度の高いシェーディング補正を行うことができる。

また、本発明のシェーディング補正装置のブロック補正値算出部は、ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値を用いた補間計算により、記憶されていないブロック補正値を算出する構成を有している。

この構成により、記憶されていないブロック補正値を適切に計算することができる。

また、本発明のシェーディング補正装置は、ブロック補正値記憶部に、画面の中でシェーディングの度合いが大きい領域ではシェーディングの度合いが小さい領域より多くのブロック補正値を記憶しておく構成を有している。

この構成により、画面固有のシェーディングの付き方に応じてブロック補正値を記憶しておくので、ブロック補正値の誤差を低減し、精度の高いシェーディング補正を行うことができる。

また、本発明のシェーディング補正装置は、ブロック補正値記憶部に、光軸に関して互いに対称な位置にある複数のブロックについては、そのうちの一部のブロックのブロック補正値を記憶しておく構成を有している。

この構成により、シェーディングが光軸に対して対称に生じる特性を利用して、ブロック補正値を記憶するブロックの数を低減することができる。

また、本発明のシェーディング補正装置のブロック補正値算出部は、ブロック補正値を算出する複数のアルゴリズムを有し、要求される計算時間または補正精度に応じてブロック補正値を求めるアルゴリズムを選択する構成を有している。

この構成により、計算にかかる時間と補正の精度を考慮しながら、状況に合わせて最適な計算方法を選択することができる。

また、本発明のシェーディング補正装置のブロック補正値算出部は、ブロック補正値の計算方法をソフトウェアで設定可能なマイコンである。

この構成により、ブロック補正値の計算方法をソフトウェアで設定可能なマイコンでブロック補正値を算出するので、計算アルゴリズムの追加が容易であると共に、複雑な演算を行うことが可能となる。

本発明のシェーディング補正方法は、画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値をブロック補正値記憶部にあらかじめ記憶しておくステップと、ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値に基づいて、ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するステップと、ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値と計算によって算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正するステップとを備える。

この構成により、本発明のシェーディング補正装置と同様に、記憶しておくブロック補正値の情報量を低減できる。また、本発明のシェーディング補正装置の各種の構成を本発明のシェーディング補正方法に適用することも可能である。

本発明は、ブロック補正値記憶部に一部のブロックのブロック補正値を記憶しておき、記憶されていないブロックのブロック補正値を計算によって求めるので、あらかじめ全てのブロックのブロック補正値を記憶しておく必要がなく、記憶しておくブロック補正値の情報量を低減できるというすぐれた効果を有する。

以下、本発明の実施の形態のシェーディング補正装置を備えたデジタルカメラについて、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態のデジタルカメラを示す図である。デジタルカメラは、光を集光してフォーカス調整を行って被写体を結像するためのレンズ１と、レンズ１で集光された光を電気信号に変換する撮像素子２とを備えている。撮像素子２にて被写体の画像を撮像し、アナログデータを取得する。

デジタルカメラは、撮像素子２の出力信号のノイズ除去およびゲイン調整を行うアナログ前処理部３と、アナログ前処理部３の出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４から出力された映像信号にシェーディング補正を行うシェーディング補正回路５とを備える。シェーディング補正回路５にはシステム１００が接続され、システム１００がシェーディング補正回路５による補正を制御する。

また、デジタルカメラは、シェーディング補正回路５からの出力信号にホワイトバランス制御を行うＷＢ回路６と、ＷＢ回路６からの出力信号にガンマ補正を行うγ補正回路７と、γ補正回路７からの出力信号に輝度信号処理と色差信号処理を行うＹ／Ｃ処理回路８とを備える。

次に、シェーディング補正回路５の構成について説明する。シェーディング補正回路５は、補正対象の画素の座標位置を表すＨＶカウンタ５ａと、ブロックの補正値を記憶するブロック補正値記憶装置５ｂと、ブロック補正値記憶装置５ｂが記憶するブロックの補正値から記憶されていないブロック補正値を補間によって求めるブロック補正値補間部５ｃと、ブロックの補正値から補正対象の画素の補正ゲインを補間して算出する補正ゲイン補間部５ｄと、補正ゲイン補間部５ｄにより算出された補正ゲインをもとにＡ／Ｄ変換器４の出力を補正する信号輝度値補正部５ｅとを備える。

次に、シェーディング補正回路５による補正方式について説明する。シェーディング補正回路５は、一画面を複数のブロックに分割し、分割されたブロック毎にシェーディング補正を行う。

図２は、一画面を水平方向に８ブロック、垂直方向に６ブロック、合計４８個のブロックＢijに分割した例を示す図である。本実施の形態では、図２に示すように、一画面は４８個のブロックに分割される。分割されたそれぞれのブロックに、シェーディング補正を行うための補正値Cijを有する。これらの補正値Cijは、あらかじめシェーディングの付き方を実測することにより求める。本明細書では、各ブロックの補正値をブロック補正値と呼ぶ。

ＨＶカウンタ５ａは、Ａ／Ｄ変換器４より順次出力される信号をカウントし、現在の画素位置を保持する。ＨＶカウンタ５ａからの出力信号は、ブロック補正値記憶装置５ｂ、ブロック補正値補間部５ｃおよび補正ゲイン補間部５ｄに入力される。

ブロック補正値記憶装置５ｂでは、ブロック補正値を記憶する。記憶可能なブロック補正値の個数は、メモリ容量の大きさに応じて異なる。シェーディングの特性に応じて、どのブロックについて補正値を記憶するかを決定する。ここで、ブロック補正値を記憶しておくブロックをどのように決めるかについて説明する。

図３は、ブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図である。図３において、網掛け部分はブロック補正値を記憶するブロックを示し、網掛けのない部分はブロック補正値を記憶しないブロックを示す。シェーディングは、画面中央部分の輝度値が高く、画面端部に行くほど光量落ちが生じる現象である。また、垂直光軸、水平光軸から離れるほど対称性がなくなる特性がある。ブロック補正値として考えた場合には、光軸付近においては、ブロック補正値は小さくかつ光軸に対して対称性を持ち、画面端部に近づくほどブロック補正値は大きくかつ対称性を失う傾向にある。図３では、このようなシェーディングの特性を考慮し、本来のブロック補正値と補間によって得られるブロック補正値との誤差を小さくするように、ブロック補正値を記憶しておくブロックを決めている。

また、垂直光軸に対して対称性が高いシェーディング特性を有する場合、図４に示すように画面左半分のブロック補正値を記憶することとしてもよく、水平光軸に対して対称性が高いシェーディング特性を有する場合、図５に示すように画面上半分のブロック補正値を記憶することとしてもよい。水平光軸、垂直光軸ともに対称性が高い場合には、図６に示すように画面の４分の１のブロック補正値だけを記憶しておくこともできる。この場合には、記憶するブロック補正値の数は１２個となる。

さらに、光軸に対する対称性が高い場合、図３に示すブロック補正値の記憶の仕方と組み合わせることも可能である。例えば、垂直光軸に対して対称性が高い場合には、図７に示すように合計１６個のブロック補正値を記憶すればよく、水平光軸に対して対称性が高い場合は図８に示すように合計１６個のブロック補正値を記憶すればよい。水平光軸および垂直光軸のいずれに対しても対称性が高い場合には、図９に示すように合計８個のブロック補正値を記憶すればよい。この場合、ブロック補正値の記憶に必要とされるメモリ容量は、全ブロックの補正値を記憶するときの６分の１に低減できる。

次に、ブロック補正値補間部５ｃについて説明する。ブロック補正値補間部５ｃでは、ブロック補正値記憶装置５ｂに記憶されたブロック補正値から、記憶されていないブロック補正値を補間計算によって求める。ブロック補正値補間部５ｃは、ブロック補正値記憶装置５ｂがブロック補正値を記憶しているブロックのパターンに応じて、あらかじめ用意された複数の補間方法の中からどれを選択するかシステム１００により制御される。ブロック補正値補間部５ｃは、システム１００の要求に応じて補間計算を行う。以下、ブロック補正値補間部５ｃによって、ブロック補正値記憶装置５ｂに記憶されていないブロック補正値を補間する方法について説明する。

ブロック補正値が記憶されたブロックの分布が、図４、図５、図６に示すような光軸対称性を利用した分布である場合、ブロック補正値を記憶していないブロックについてのブロック補正値を次のように求めることができる。例えば、図４に示すように画面左半分のブロック補正値を記憶している場合、図１０に示すように、画面左半分のブロック補正値を垂直光軸に対称となるように画面右半分のブロックに適用する。図１０および次に示す図１１、図１２において、同じブロック番号は同じ補正値を用いることを示している。例えば、図５に示すように画面上半分のブロックの補正値を記憶している場合、図１１に示すように、画面上半分のブロックの補正値を水平光軸に対称となるように画面下半分のブロックに適用する。例えば、図６に示すように画面左上のブロックの補正値を記憶している場合、図１２に示すように、画面左上のブロックの補正値を水平光軸および垂直光軸に対称となるように画面左上以外のブロックに適用する。

次に、ブロック補正値が記憶されたブロックが図３に示すように分布する場合に、記憶されていないブロック補正値を補間によって求める方法について説明する。

ブロック補正値を記憶しているブロックについては、記憶されたブロック補正値を用いる。ブロック補正値を記憶していないブロックについては、周囲のブロック補正値を補間して求める。ただし、画面中央のＢ２３、Ｂ２４、Ｂ３３、Ｂ３４の４つのブロックは補正値を０とする。一般的に、画面中央付近のシェーディング量は最も小さく、画面中央の４つのブロック補正値は０もしくは０に近い値になるからである。Ｂ０２、Ｂ０５、Ｂ１１、Ｂ１６、Ｂ４１、Ｂ４６、Ｂ５２、Ｂ５５の８つのブロックの補正値は、それぞれのブロックに隣接する周囲のブロック３つあるいは４つの補正値の平均値を自身の補正値として算出する。Ｂ１３、Ｂ１４、Ｂ４３、Ｂ４４の４つのブロックは、隣接する上下２つのブロックの平均値を自身の補正値として算出する。それぞれのブロックの補正値を求める補間計算式は次のようになる。
［数１］
B０２＝（Ｂ０１＋Ｂ０３＋Ｂ１２）／３
B０５＝（Ｂ０４＋Ｂ０６＋Ｂ１５）／３
B１１＝（Ｂ０１＋Ｂ１０＋Ｂ１２＋Ｂ２１）／４
B１６＝（Ｂ０６＋Ｂ１５＋Ｂ１７＋Ｂ２６）／４
B４１＝（Ｂ３１＋Ｂ４０＋Ｂ４２＋Ｂ５１）／４
B４６＝（Ｂ３６＋Ｂ４５＋Ｂ４７＋Ｂ５６）／４
B５２＝（Ｂ４２＋Ｂ５１＋Ｂ５３）／３
B５５＝（Ｂ４５＋Ｂ５４＋Ｂ５６）／３
B１３＝（Ｂ０３＋Ｂ２３）／２
B１４＝（Ｂ０４＋Ｂ２４）／２
B４３＝（Ｂ３３＋Ｂ５３）／２
B４４＝（Ｂ３４＋Ｂ５４）／２

次に、ブロック補正値から各画素の補正ゲインを算出する補正ゲイン補間部５ｄについて説明する。補正ゲイン補間部５ｄは、ブロック補正値記憶装置５ｂが記憶しているブロック補正値と、ブロック補正値補間部５ｃによって算出したブロック補正値とを用いて、二段階の補間計算を行うことにより各画素の補正ゲインを算出する。

図１３は、第一段階の補間計算について説明する図である。まず、図１３に示すように各ブロックＢij内の任意の点Ｈxyの補正ゲインＧ１を、ブロックＢijと隣接する上下左右斜めのうち点Ｈxyからの距離が近い３つのブロックの合計４つのブロックを用いて求める。具体的には、４ブロックの各ブロック補正値を４点線形補間することにより任意の点Ｈxyの補正ゲインＧ１を求める。なお、図１４に示すように、４点線形補間によって補間できない画面の端部Ｅ１については、図１５に示すように２点の線形補間を行って補正ゲインＧ１を求めるか、ブロック補正値をそのまま補正ゲインとする。

図１６は、第一段階の補間計算で求めた補正ゲインＧ１を用いた第二段階の補間計算について説明する図である。図１６において、Ｒａｎｇｅは１ブロックの一辺の長さを示す。任意の点Ｇxyの補正ゲインＧ２は、周囲の１６点について第一段階の補間計算で求めた補正ゲインＧ１を抽出し、その１６点の補正ゲインＧ１を用いて第二段階の補間計算を行う。抽出する１６点は、図１６に示すように、任意の点Ｇxyから垂直方向および水平方向にＲａｎｇｅ／８離れた４点、垂直方向にＲａｎｇｅ／８、水平方向にＲａｎｇｅ×３／８離れた４点、垂直方向にＲａｎｇｅ×３／８、水平方向にＲａｎｇｅ／８離れた４点、垂直方向および水平方向にＲａｎｇｅ×３／８離れた４点の合計１６点である。これら１６点の補正ゲインＧ１の平均値を、任意の点Ｇxyの補正ゲインＧ２とする。この補正ゲインＧ２を点Ｇxyの画素の最終的な補正ゲインとする。なお、図１７に示すように、第二段階の補間を行うことができない画面の端部Ｅ２は、第一段階の補間結果Ｇ１を最終的な補正ゲインとする。補正ゲイン補間部５ｄにおいて算出された画素の補正ゲインは、信号輝度値補正部５ｅにおいて補正に用いられる。

図１８は、信号輝度値補正部５ｅの構成を示す図である。信号輝度値補正部５ｅでは、Ａ／Ｄ変換器４からの出力信号に対し、補正ゲイン補間部５ｄから出力される補正ゲインを乗算器５０１で乗算し、乗算器５０１からの出力信号をビットシフト器５０２にてシフトダウンする。そして、Ａ／Ｄ変換器４からの出力信号とビットシフト器５０２からの出力信号を加算器５０３にて加算することで信号輝度値の補正を行う。

以上、第１の実施の形態のシェーディング補正回路５を備えたデジタルカメラについて説明した。

第１の実施の形態のシェーディング補正回路５によれば、信号輝度値補正部５ｅで用いる補正ゲインの算出を補正ゲイン補間部５ｄで行う際に、ＨＶカウンタ５ａにより補正ゲインの算出に必要なブロック補正値のブロック位置を把握し、ブロック補正値補間部５ｃがブロック補正値記憶装置５ｂが記憶していないブロック補正値を補間計算によって算出する。これにより、全てのブロック補正値を記憶する必要がなくなるので、記憶しておくブロック補正値の情報量を削減することができる。また、メモリ容量を増やさないで、ブロックの分割数を増やし、精度の良いシェーディング補正を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施の形態のシェーディング補正装置を備えたデジタルカメラについて説明する。第２の実施の形態のデジタルカメラは、第１の実施の形態のデジタルカメラと基本的な構成は同じであるが、ブロックの補正値の補間計算をマイコンで行う点が異なる。

図１９は、第２の実施の形態のデジタルカメラの構成を示す図である。第２の実施の形態においては、シェーディング補正に用いるブロック補正値を記憶しておく外部記憶装置９と、ブロック補正値を補間するマイコン１０とを備えている。マイコン１０には、マイコン１０のブロック補正値の補間計算を制御するシステム１００が接続されている。外部記憶装置９は、記憶容量に応じた個数の補正値を記憶している。

以上のように構成された第２の実施の形態のデジタルカメラは、基本的には第１の実施の形態と同様にシェーディング補正を行う。第１の実施の形態と異なる点は、外部記憶装置９に記憶されたブロック補正値から、記憶されていないブロック補正値をマイコン１０が補間計算によって求め、求めたブロック補正値をブロック補正値記憶装置５ｂに送信する点である。すなわち、マイコン１０は、外部記憶装置９が記憶しているブロック補正値を用いて、外部記憶装置９が記憶していないブロック補正値を補間して算出した後、全てのブロック補正値をブロック補正値記憶装置５ｂに送信する。マイコン１０において適用するブロック補正値の補間方法はシステム１００により制御される。

第２の実施の形態では、外部記憶装置９とマイコン１０を設けることにより、外部記憶装置９が記憶していないブロック補正値をマイコン１０によって算出するため、ブロック補正値の補間計算をソフトウェアで設計可能であり、補間計算方法の追加が容易である。また、複雑な演算を行うことができるため、より精度の高いブロック補正値の算出が可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態のシェーディング補正装置は、基本的な構成は第１の実施の形態のシェーディング補正装置と同じであるが、ブロック補正記憶装置５ｂに記憶したブロック補正値が異なる。第１の実施の形態では、ブロック補正値自体を記憶する例について説明したが、第３の実施の形態においては、ブロック補正値を求めるための情報を記憶する点が異なる。

図２０は、第３の実施の形態におけるブロック補正値記憶装置５ｂが記憶する情報について説明する図である。ブロックＢ１０、ブロックＢ４０には、ブロック補正値自体を記憶し、ブロックＢ２０、ブロックＢ３０には、ブロック補正値を求めるための情報を記憶する。具体的には、ブロックＢ２０およびブロックＢ３０のブロック補正値の平均値を記憶しておく。このように、ブロックＢ２０およびブロックＢ３０の平均値を記憶しておくことにより、２つのブロックに対して１つの情報を記憶すればよいので、記憶すべき情報量を低減できる。

この平均値をそのままブロック補正値として用いた場合、水平・垂直光軸上のブロックは完全に対象性を持つことになるが、実際のシェーディングには若干のズレが生じる。第３の実施の形態では、周辺のブロックの補正値の大きさを比較することにより、シェーディングのズレを予測することが可能である。周囲のブロック補正値を考慮して補間計算を行って補間結果が本来のブロック補正値に近づくようにする。ブロック補正値がＢ１０＞Ｂ４０の場合にはＢ２０＞Ｂ３０となるように、ブロック補正値がＢ１０＜Ｂ４０の場合にはＢ２０＜Ｂ３０となるようにブロック補正値を算出する。また、ブロックＢ１０とブロックＢ４０のブロック補正値がほぼ等しい場合には、Ｂ２０＝Ｂ３０となるようにブロック補正値を算出する。

図２１は、第３の実施の形態におけるブロック補正値記憶装置５ｂが記憶したブロック補正値の例を示す図である。ブロック補正値自体を記憶するブロックがブロックＢ００、Ｂ０１、Ｂ０６、Ｂ０７、Ｂ１０、Ｂ１２、Ｂ１５、Ｂ１７、Ｂ４０、Ｂ４２、Ｂ４５、Ｂ４７、Ｂ５０、Ｂ５１、Ｂ５６、Ｂ５７の１６個である。上下に並んだ２つのブロックのブロック補正値の平均値を記憶するのが、ブロックＢ２０とＢ３０の平均値、ブロックＢ２１とＢ３１の平均値、ブロックＢ２２とＢ３２の平均値、ブロックＢ２５とＢ３５の平均値、ブロックＢ２６とＢ３６の平均値、ブロックＢ２７とＢ３７の平均値で６個、左右に並んだ２つのブロックのブロック補正値の平均値を記憶するのが、ブロックＢ０３とＢ０４の平均値、ブロックＢ５３とＢ５４の平均値で２個となる。

図２１に示す情報に基づいて、記憶されていないブロック補正値を補間して求める方法としては、複数の方法が考えられるが、ブロック補正値補間部５ｃは、補間精度や計算時間に応じて最適な補間方法を選択することができる。ここでは、計算速度を優先した補間方法と、補間精度を優先した補間方法について説明する。

計算速度を優先する場合には、上下に並んだ２つのブロック、あるいは左右に並んだ２つのブロックの補正値の平均値をそれぞれの平均値をペアとなっている２つのブロックにそのまま用いる。例えば、記憶しているブロックＢ２０とＢ３０の平均値を、Ｂ２０とＢ３０の両方のブロックの補正値として適用する。なお、例えばブロックＢ１３、Ｂ１４のように、ブロック補正値も平均値も記憶していないブロックについては、隣接する周囲のブロック３つあるいは４つの補正値の平均値を自身の補正値として適用するのは第１の実施の形態の場合と同じである。また、画面中央のＢ２３、Ｂ２４、Ｂ３３、Ｂ３４の４つのブロックの補正値を０とする点も第１の実施の形態の場合と同じである。

次に、補間精度を優先した場合の補間方法について説明する。

補間精度を優先した補間方法では、上下に並んだ２つのブロック、あるいは左右に並んだ２つのブロックの補正値の平均値を記憶しているブロックに関しては、記憶している平均値に周囲のブロックの補正値を加味して新しい補正値を算出し適用する。

以下に、各ブロックの補正値を求めるための補間計算式の例を示す。ここで、式中のｗは周囲のブロックの影響度合を調整するための重み係数であり、本実施の形態においては、ｗ＝０．３とする。また、式中の「平均値」はブロック補正値記憶装置５ｂが記憶している２つのブロックのペアのそれぞれの平均値である。たとえば、Ｂ２０とＢ３０を求める式で用いる平均値とは、Ｂ２０の本来のブロック補正値とＢ３０の本来のブロック補正値との平均値であり、Ｂ０３とＢ０４を求める式で用いる平均値とは、Ｂ０３の本来のブロック補正値とＢ０４の本来のブロック補正値との平均値である。
［数２］
Ｂ２０＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１０−Ｂ４０）／（Ｂ１０＋Ｂ４０）
Ｂ３０＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４０−Ｂ１０）／（Ｂ１０＋Ｂ４０）
Ｂ２１＝平均値＋ｗ×平均値×｛（Ｂ１０＋Ｂ１２）−（Ｂ４０＋Ｂ４２）｝
／｛（Ｂ１０＋Ｂ１２）＋（Ｂ４０＋Ｂ４２）｝
Ｂ３１＝平均値＋ｗ×平均値×｛（Ｂ４０＋Ｂ４２）−（Ｂ１０＋Ｂ１２）｝
／｛（Ｂ１０＋Ｂ１２）＋（Ｂ４０＋Ｂ４２）｝
Ｂ２２＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１２−Ｂ４２）／（Ｂ１２＋Ｂ４２）
Ｂ３２＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４２−Ｂ１２）／（Ｂ１２＋Ｂ４２）
Ｂ２５＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１５−Ｂ４５）／（Ｂ１５＋Ｂ４５）
Ｂ３５＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４５−Ｂ１５）／（Ｂ１５＋Ｂ４５）
Ｂ２６＝平均値＋ｗ×平均値×｛（Ｂ１５＋Ｂ１７）−（Ｂ４５＋Ｂ４７）｝
／｛（Ｂ１５＋Ｂ１７）＋（Ｂ４５＋Ｂ４７）｝
Ｂ３６＝平均値＋ｗ×平均値×｛（Ｂ４５＋Ｂ４７）−（Ｂ１５＋Ｂ１７）｝
／｛（Ｂ１５＋Ｂ１７）＋（Ｂ４５＋Ｂ４７）｝
Ｂ２７＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１７−Ｂ４７）／（Ｂ１７＋Ｂ４７）
Ｂ３７＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４７−Ｂ１７）／（Ｂ１７＋Ｂ４７）
Ｂ０３＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１２−Ｂ１５）／（Ｂ１２＋Ｂ１５）
Ｂ０４＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１５−Ｂ１２）／（Ｂ１２＋Ｂ１５）
Ｂ５３＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４２−Ｂ４５）／（Ｂ４２＋Ｂ４５）
Ｂ５４＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４５−Ｂ４２）／（Ｂ４２＋Ｂ４５）

残りの４つのブロックＢ１３、Ｂ１４、Ｂ４３、Ｂ４４は、次の補間計算式で求める。式中の平均値とは隣接する上下２つのブロック補正値の平均値である。
［数３］
Ｂ１３＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１２−Ｂ１５）／（Ｂ１２＋Ｂ１５）
Ｂ１４＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ１５−Ｂ１２）／（Ｂ１２＋Ｂ１５）
Ｂ４３＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４２−Ｂ４５）／（Ｂ４２＋Ｂ４５）
Ｂ４４＝平均値＋ｗ×平均値×（Ｂ４５−Ｂ４２）／（Ｂ４２＋Ｂ４５）

以上の計算により、縦または横に並んだ２つのブロックの平均値に周囲のブロック補正値を加味して、ブロック補正値を求めることができる。

第３の実施の形態のシェーディング補正装置では、縦または横に並んだ２つのブロックに対して１つの情報（平均値）を記憶しておけばよいので、記憶しておく情報量を低減することができる。また、周囲のブロックの補正値を考慮して補間計算を行っているので、実際のシェーディングのズレを考慮して、補間結果を本来のブロック補正値に近づけることができる。

また、第３の実施の形態のシェーディング補正装置では、演算速度または補間精度に応じて補間方法を選択できるので、状況に応じて適切にブロック補正値を求めることができる。

以上、本発明のシェーディング装置について、実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

上記した実施の形態では、一画面を４８個のブロックに分割する構成を例として説明したが、ブロック分割数は４８個に限定されず、その他の個数に分割することも可能である。

上記した実施の形態では、ブロック補正値記憶装置５ｂにブロック補正値を記憶しておくブロックの分布について図３〜図９、図２１等を例として説明したが、その他の分布でブロック補正値を記憶してもよい。また、それぞれの分布に対するブロック補正値補間部５ｃでの補間計算方法についても説明したが、他の方法で補間計算を行うことも可能である。

また、上記した実施の形態では、補間精度を優先した補間計算において、重み係数ｗの大きさを０．３としたが、この係数の大きさは任意に変更可能である。

また、上記した実施の形態では、デジタルカメラを例として説明したが、シェーディング補正装置は、撮像装置全般に適用することができる。例えば、携帯電話用カメラや、ビデオカメラ等の撮像装置に本発明を適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、記憶しておくブロック補正値の情報量を低減できるというすぐれた効果を有し、映像信号のシェーディング補正を行うシェーディング補正装置等として有用である。

第１の実施の形態のシェーディング補正装置を備えたデジタルカメラの構成を示す図 第１の実施の形態における画面をブロック分割した状態の説明図 第１の実施の形態においてブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において垂直光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において水平光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において水平垂直光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において垂直光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において水平光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において水平垂直光軸対称時にブロック補正値を記憶しておくブロックの分布を示す図 第１の実施の形態において垂直光軸対称時の補正値の補間計算について説明する図 第１の実施の形態において水平光軸対称時の補正値の補間計算について説明する図 第１の実施の形態において水平垂直光軸対称時の補正値の補間計算について説明する図 第一段階の補正ゲインの補間計算について説明する図 第一段階の補正ゲインの補間計算を行えない領域を示す図 第一段階の補正ゲインの補間計算を行えない場合の端部例外処理を示す図 第二段階の補正ゲインの補間計算について説明する図 第二段階の補正ゲインの補間計算を行えない領域を示す図 信号輝度値補正部の構成を示す図 第２の実施の形態のシェーディング補正装置を備えたデジタルカメラの構成を示す図 第３の実施の形態におけるブロック補正値記憶装置が記憶する情報について説明する図 第３の実施の形態におけるブロック補正値記憶装置が記憶する情報を示す図 従来のシェーディング補正装置のブロック図 従来のシェーディング補正装置の画像を複数のブロックに分割した状態の説明図

符号の説明

１ レンズ
２ 撮像素子
３ アナログ前処理部
４ Ａ／Ｄ変換器
５ シェーディング補正回路
５ａ ＨＶカウンタ
５ｂ ブロック補正値記憶装置
５ｃ ブロック補正値補間部
５ｄ 補正ゲイン補間部
５ｅ 信号輝度値補正部
６ ＷＢ回路
７ γ補正回路
８ Ｙ／Ｃ処理回路
９ 外部記憶装置
１０ マイコン
１００ システム
５０１ 乗算器
５０２ ビットシフト器
５０３ 加算器

Claims (4)

1. 画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、前記ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値を記憶したブロック補正値記憶部と、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値を用いた補間計算により、前記ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するブロック補正値算出部と、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値と前記ブロック補正値算出部にて算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正する輝度値補正部と、
   を備えることを特徴とするシェーディング補正装置。
2. 画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、前記ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値を記憶したブロック補正値記憶部と、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値に基づいて、前記ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するブロック補正値算出部と、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値と前記ブロック補正値算出部にて算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正する輝度値補正部と、
   を備え、
   前記ブロック補正値算出部は、ブロック補正値を算出する複数のアルゴリズムを有し、要求される計算時間または補正精度に応じてブロック補正値を求めるアルゴリズムを選択することを特徴とするシェーディング補正装置。
3. 画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、前記ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値をブロック補正値記憶部にあらかじめ記憶しておくステップと、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値を用いた補間計算により、前記ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するステップと、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値と補間計算によって算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正するステップと、
   を備えることを特徴とするシェーディング補正方法。
4. 画面上に表示される画像の補正処理単位となる複数のブロックのうちの一部のブロックについて、前記ブロック内の画像を補正するためのブロック補正値をブロック補正値記憶部にあらかじめ記憶しておくステップと、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値に基づいて、前記ブロック補正値記憶部に記憶されていないブロックのブロック補正値を算出するステップと、
   前記ブロック補正値記憶部に記憶されたブロック補正値と補間計算によって算出されたブロック補正値とに基づいて、画像を構成する画素の輝度値を補正するステップと、
   前記ブロック補正値を算出するステップでは、ブロック補正値を算出する複数のアルゴリズムを有し、要求される計算時間または補正精度に応じてブロック補正値を求めるアルゴリズムを選択することを特徴とするシェーディング補正方法。

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