JP5078394B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置及び方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and method.
固体撮像素子によって撮像された画像は、下記の特許文献1に記載されているように明時、暗時を問わず暗電流ムラにより振幅の局所的なひずみであるシェーディングが生じる。
As described in
このシェーディングを補正する手段として、下記の特許文献2に示す方法がある。図1に示すように、固体撮像素子は、垂直オプティカルブラック(以下、オプティカルブラックはOBと略す)部101、水平OB部102及び有効画素部103を有する。この補正方法では、図2のように、撮影毎に垂直OB部101を一定数のOB毎の領域に分割する。そして、図3に示すように、垂直OB部の出力301から領域毎のOB平均値302を算出する。そして、図4に示すように、線形近似で補間処理を行い、シェーディング補正データ401をリアルタイムに取得し、シェーディング補正を行う。
As means for correcting the shading, there is a method shown in
しかしながら、固体撮像素子で撮像した画像にはランダムノイズがある。ランダムノイズは有効画素部103、垂直OB部101及び水平OB部102のいずれにも発生する。よって、領域毎に垂直OB部101の出力の平均値から生成したシェーディング補正データにもランダムノイズの影響が発生する。ランダムノイズが存在する画像のシェーディング補正データの例を、図5を参照しながら説明する。
However, there is random noise in the image captured by the solid-state image sensor. Random noise occurs in any of the
ランダムノイズが重畳された垂直OB部101の出力501により、垂直OB部出力の領域毎の平均値502を算出する。垂直OB部出力の平均値502はランダムノイズの重畳しない理想状態である図3のシェーディングなき領域5、6、7、8、9において、段差が発生する。
Based on the
この段差が発生した垂直OB部出力の平均値502を線形近似してシェーディング補正データを生成した例が図6である。垂直OB部出力の平均値502においてランダムノイズ起因の段差が発生しているため、シェーディング補正データ601は図3のシェーディング変化なき領域5、6、7、8、9において、振幅を持ってしまう。
FIG. 6 shows an example in which shading correction data is generated by linearly approximating the
このランダムノイズの重畳したシェーディング補正データ601をもってシェーディング補正すると、シェーディング補正後の画像も図3のシェーディング変化なき領域5、6、7、8、9にて振幅をもってしまい、画質が劣化してしまう。
When shading correction is performed using the
特に、一様光によるシェーディング補正後の画像においては図3のシェーディング変化なき領域5、6、7、8、9にて発生する振幅が肉眼によって顕著に見えてしまい、画質の劣化が問題になっていた。
In particular, in an image after shading correction by uniform light, the amplitude generated in the
以上のように、シェーディング補正データにランダムノイズが重畳され、そのシェーディング補正データからシェーディング補正を行うことによって画像に段差が発生してしまう問題がある。 As described above, there is a problem that random noise is superimposed on the shading correction data, and a step is generated in the image by performing the shading correction from the shading correction data.
本発明の目的は、毎回の撮影時にリアルタイムでランダムノイズの影響の少ないシェーディング補正データを生成し、環境の変化に対応した高精度のシェーディング補正を可能とすることである。 An object of the present invention is to generate shading correction data that is less affected by random noise in real time at the time of each shooting, and to enable highly accurate shading correction corresponding to environmental changes.
本発明の画像処理装置は、遮光されていない複数の光電変換素子を有する有効画素部及び遮光された複数の光電変換素子を有するオプティカルブラック部を含む固体撮像素子と、前記オプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定部と、前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成部とを有し、前記判定部は、一の領域に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値を演算し、前記一の領域の出力信号の平均値が前記移動平均値に対して閾値の範囲内であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention includes a solid-state imaging device including an effective pixel portion including a plurality of photoelectric conversion elements that are not shielded and an optical black portion including a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements, and a plurality of the optical black portions. A determination unit that divides the image into regions and determines whether there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions, and determines that there is no change in shading between the plurality of regions. A generation unit that generates shading correction data so that the shading correction data of the plurality of regions becomes the same, and the determination unit moves an average value of output signals of the plurality of regions adjacent to one region. When the average value is calculated and the average value of the output signal of the one region is within the threshold range with respect to the moving average value, there is no change in shading. And judging.
また、本発明の画像処理装置は、遮光されていない複数の光電変換素子を有する有効画素部及び遮光された複数の光電変換素子を有するオプティカルブラック部を含む固体撮像素子と、前記オプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定部と、前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成部とを有し、前記判定部は、一の領域の前に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値と、後に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値との差が閾値以下であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする。 The image processing apparatus of the present invention includes a solid-state imaging device including an effective pixel portion having a plurality of photoelectric conversion elements that are not shielded and an optical black portion having a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements, and the optical black portion. A determination unit that divides the image into a plurality of regions and determines whether or not there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions, and there is no change in shading between the plurality of regions. A generation unit that generates shading correction data so that the shading correction data of the plurality of regions become the same when the determination is made, and the determination unit outputs the output signals of the adjacent regions before one region Shading changes when the difference between the moving average value of the average value and the moving average value of the average value of the output signals of the adjacent areas is the threshold value or less And judging the teeth.
毎回の撮影時にリアルタイムでランダムノイズの影響の少ないシェーディング補正データを生成し、環境の変化に対応した高精度のシェーディング補正が可能になる。 Shading correction data with little influence of random noise is generated in real time at every shooting, and highly accurate shading correction corresponding to environmental changes becomes possible.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図13は、本発明の第1の実施形態による画像処理装置の構成例を示す図である。画像処理装置は、固体撮像素子1301、シェーディング補正データ設定部1301、補間処理部1305及びシェーディング補正部1306を有する。シェーディング補正データ設定部1301は、三領域OB出力平均値算出部1302、判定部1303及びOB出力平均値設定部1304を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The image processing apparatus includes a solid-state imaging device 1301, a shading correction data setting unit 1301, an interpolation processing unit 1305, and a shading correction unit 1306. The shading correction data setting unit 1301 includes a three-region OB output average
以下、画像処理装置の画像処理方法を説明する。図1に示すように、固体撮像素子1301は、それぞれが複数の光電変換素子を有する垂直オプティカルブラック部101、水平オプティカルブラック部102及び有効画素部103を有する。以下、垂直オプティカルブラック部101を垂直OB部101といい、水平オプティカルブラック部102を水平OB部102という。光電変換素子は、例えばフォトダイオードであり、光電変換により画像信号を生成する。固体撮像素子1301は、遮光されていない複数の光電変換素子を有する有効画素部103及び遮光された複数の光電変換素子を有するオプティカルブラック部(以下、OB部という)101,102を含む。OB部101及び102内の光電変換素子は、受光部が遮光されているため、オフセットのノイズ成分の画像信号を生成することができる。有効画素部103内の光電変換素子は、被写体に応じた画像信号を生成することができる。
Hereinafter, an image processing method of the image processing apparatus will be described. As illustrated in FIG. 1, the solid-state imaging device 1301 includes a vertical optical
固体撮像素子1301は、図2に示すように、撮影毎に垂直OB部101を一定数のOB毎の領域に分割される。シェーディング補正データ設定部1310は、図3に示すように、垂直OB部101の出力信号301から領域毎の平均値302を算出する。なお、以下、垂直OB部101を複数の領域に分割して処理する場合を例に説明するが、水平OB部102を複数の領域に分割して処理するようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 1301 divides the
図7は、本実施形態によるシェーディング補正データ設定部1310の処理例を示すフローチャートであり、図8は図7を詳細に説明するための図である。シェーディング補正データ設定部1301は、シェーディング補正データ設定を行う。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing example of the shading correction
説明を簡単にするため、シェーディング判定処理に用いる垂直OB部101の出力平均値の移動平均を求める対象の領域数は3とする。
In order to simplify the explanation, the number of areas for which the moving average of the output average values of the
上記のように、画像のOB部を一定数含んだ領域に分割し、領域毎のOB部出力の平均値を算出する。次に、ステップS701にて、シェーディング補正データの設定を開始する。次に、ステップS702にてシェーディング判定処理領域中心DECEIDE_AREA=1と設定する。次に、ステップS703にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=2とする。 As described above, the OB portion of the image is divided into regions including a certain number, and the average value of the OB portion output for each region is calculated. Next, in step S701, setting of shading correction data is started. Next, in step S702, the shading determination processing area center DECEIDE_AREA = 1 is set. Next, in step S703, 1 is added to DECIDE_AREA to set the shading determination processing region center DECIDE_AREA = 2.
そして、ステップS704にて、三領域OB出力平均値算出部1302は、隣接する三領域のOB部出力平均値である3AREA_AVEを算出する。隣接する三領域は図8のようにシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAを中心にした三つの領域であり、隣接する三領域のOB部出力平均値801は3AREA_AVEとして図示される。
In step S704, three-region OB output average
よってシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=2であるため、領域1、2、3のOB部出力が三領域のOB部出力平均値(3AREA_AVE)801の算出の対象となる。
Therefore, since the shading determination processing region center DECIDE_AREA = 2, the OB portion outputs of the
そしてステップS705及びS706にて、判定部1303は、シェーディング変化の有無を判定する。ステップS705にて、判定部1303は、三領域OB部出力平均値801から任意の閾値σ1を減算した値よりもシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEが大きいかを判定する。判定結果が真ならばステップS706にて、判定部1303は、三領域OB部出力平均値801から任意の閾値σ1を加算した値よりもシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEが小さいかを判定する。これは図8ならばDECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEが3AREA_AVE−σ1〜3AREA_AVE+σ1の範囲802内であるかを判定している。
In steps S705 and S706, the
ステップS706の判定結果が真であれば、シェーディングは無いのでステップS707へ進む。ステップS707では、OB出力平均値設定部1304は、DECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEとして、隣接する三領域のOB部出力平均値(3AREA_AVE)801を設定する。つまり、シェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=2のOB部出力平均値AREA_AVEとして、領域1、2、3のOB部出力の平均値801を設定する。
If the determination result in step S706 is true, there is no shading and the process proceeds to step S707. In step S707, the OB output average
ステップS707の処理を終えた後、もしくはステップS705又はS706の判定が偽でありシェーディング変化が有る場合はステップS708にて次に判定を行う領域が存在するかを判断する。この例でシェーディング判定には三領域を使用しているため、DECIDE_AREAが最終領域LAST_AREA-1に等しいかを判断する。 After the processing in step S707 is completed, or if the determination in step S705 or S706 is false and there is a shading change, it is determined in step S708 whether there is an area to be determined next. In this example, since three areas are used for shading determination, it is determined whether DECIDE_AREA is equal to the final area LAST_AREA-1.
このステップS708の判断結果が偽であれば、ステップS703にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心を隣にシフトさせ、ステップS704以降の処理を繰り返す。 If the determination result in step S708 is false, 1 is added to DECIDE_AREA in step S703 to shift the center of the shading determination processing area to the next, and the processes in and after step S704 are repeated.
ステップS708の判断結果が真であれば、ステップS709にてシェーディング補正データの設定を終了する。 If the determination result in step S708 is true, the setting of shading correction data is terminated in step S709.
以上より、シェーディング補正データ設定部1310は、シェーディングある領域にはOB部の出力の平均値を、シェーディング変化なき複数領域間では前記領域間のOB部の出力の平均値を再演算した値をシェーディング変化なき複数領域の平均値とする。その後、図4に示すように、補間処理部1305は、各領域の平均値を線形近似で補間処理してシェーディング補正データ401を生成する。シェーディング補正部1306は、シェーディング補正データ401をリアルタイムに取得し、シェーディング補正を行う。具体的には、シェーディング補正部1306は、有効画素部103の画像信号からシェーディング補正データ401を減算することにより、シェーディング補正を行う。よって、シェーディング変化なき領域のシェーディング補正データ401はOB部の出力の平均値の再演算により扱うOB部の出力の母数が増えてランダムノイズの影響を受けづらくなり、シェーディング補正によって高画質の画像を得ることが可能となる。
As described above, the shading correction
(第2の実施形態)
図9は、本発明の第2の実施形態によるシェーディング補正データ設定部1301の処理例を示すフローチャートであり、図10は図9を詳細に説明するための図である。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a flowchart showing a processing example of the shading correction data setting unit 1301 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining FIG. 9 in detail. Hereinafter, the points of the present embodiment different from the first embodiment will be described.
説明を簡単にするため、シェーディング判定処理に用いる垂直OB部101の出力平均値の移動平均を求める対象の領域数は3とする。
In order to simplify the explanation, the number of areas for which the moving average of the output average values of the
シェーディング補正データ設定部1301は、画像のOB部を一定数含んだ領域に分割し、領域毎のOB部出力の平均値を算出する。次に、ステップS901にてシェーディング補正データの設定を開始する。ステップS902にてシェーディング判定処理領域中心DECEIDE_AREA=2と設定する。次に、ステップS903にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=3とする。 The shading correction data setting unit 1301 divides an OB portion of the image into regions including a certain number, and calculates an average value of the OB portion output for each region. Next, in step S901, setting of shading correction data is started. In step S902, the shading determination processing area center DECEIDE_AREA = 2 is set. In step S903, 1 is added to DECIDE_AREA to set the shading determination processing region center DECIDE_AREA = 3.
そして、ステップS904にて、三領域OB出力平均値算出部1302は、隣接する左三領域のOB部出力平均値であるLEFT_3AREA_AVE1を算出する。隣接する左三領域は図10のようにシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAを含んだ三つの領域であり、隣接する左三領域のOB部出力平均値1001はLEFT_3AREA_AVE1として図示される。
In step S904, three-region OB output average
よってシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=3であるため、領域1、2、3のOB部出力が平均値(LEFT_3AREA_AVE1)1001の算出の対象となる。
Therefore, since the shading determination processing area center DECIDE_AREA = 3, the OB portion output in the
さらに、ステップS905にて、三領域OB出力平均値算出部1302は、隣接する右三領域のOB部出力平均値であるRIGHT_3AREA_AVE1を算出する。隣接する右三領域は図10のようにシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAを含んだ三つの領域であり、隣接する右三領域のOB部出力平均値1002はRIGHT_3AREA_AVE1として図示される。
Further, in step S905, three-region OB output average
よってシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=3であるため、領域3、4、5のOB部出力が平均値(RIGHT_3AREA_AVE1)1002の算出の対象となる。
Therefore, since the shading determination processing area center DECIDE_AREA = 3, the output of the OB part in the
そしてステップS906にて、判定部1303は、シェーディング変化の有無を判定する。ステップS906にて、判定部1303は、左三領域OB部出力平均値LEFT_3AREA_AVE1から右三領域OB部出力平均値RIGHT_3AREA_AVE1を減算した値の絶対値1003が任意の閾値σ2よりも小さいかを判定する。
In step S906, the
これは図10ならば左三領域OB部出力平均値(LEFT_3AREA_AVE1)1001から右三領域OB部出力平均値(RIGHT_3AREA_AVE1)1002を減算した値の絶対値1003として図示される。この絶対値1003が閾値σ2よりも小さいかを判定する。
In FIG. 10, this is illustrated as an
ステップS906の判定結果が真であれば、シェーディング変化は無いのでステップS907に進む。ステップS907では、OB出力平均値設定部1304は、DECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEとして、左三領域OB部出力平均値1001から右三領域OB部出力平均値1002を加算後、2で除算した値を設定する。
If the determination result in step S906 is true, there is no shading change, and the process advances to step S907. In step S907, the OB output average
ステップS907の処理を終えた後、もしくはステップS906の判定が偽でありシェーディング変化が有る場合はステップS908にて次に判定を行う領域が存在するかを判断する。この例でシェーディング判定には右三領域を使用しているため、DECIDE_AREAが最終領域LAST_AREA-2に等しいかを判断する。 After the processing in step S907 is completed, or when the determination in step S906 is false and there is a shading change, it is determined in step S908 whether there is an area to be determined next. In this example, since the right three areas are used for the shading determination, it is determined whether DECIDE_AREA is equal to the final area LAST_AREA-2.
このステップS908の判断結果が偽であれば、ステップS903にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心を隣にシフトさせ、ステップS904以降の処理を繰り返す。 If the determination result in step S908 is false, 1 is added to DECIDE_AREA in step S903 to shift the shading determination processing area center to the next, and the processes in and after step S904 are repeated.
ステップS908の判断結果が真であれば、ステップS909にてシェーディング補正データの設定を終了する。 If the determination result in step S908 is true, the setting of shading correction data is terminated in step S909.
以上より、シェーディング補正データ設定部1310は、シェーディングある領域にはOB部の出力の平均値を、シェーディング変化なき複数領域間では前記領域間のOB部の出力の平均値を再演算した値をシェーディング変化なき複数領域の平均値とする。その後、図4に示すように、補間処理部1305は、各領域の平均値を線形近似で補間処理してシェーディング補正データ401を生成する。シェーディング補正部1306は、シェーディング補正データ401を用いて有効画素部103の画像データをシェーディング補正する。よって、シェーディング変化なき領域のシェーディング補正データ401はOB部の出力の平均値の再演算により扱うOB部の出力の母数が増えてランダムノイズの影響を受けづらくなり、シェーディング補正によって高画質の画像を得ることが可能となる。
As described above, the shading correction
(第3の実施形態)
図11は、本発明の第3の実施形態によるシェーディング補正データ設定部1310の処理例を示すフローチャートであり、図12は図11を詳細に説明するための図である。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a flowchart showing a processing example of the shading correction
説明を簡単にするため、シェーディング判定処理に用いる垂直OB部101の出力平均値の移動平均を求める対象の領域数は3とする。
In order to simplify the explanation, the number of areas for which the moving average of the output average values of the
シェーディング補正データ設定部1310は、画像のOB部出力部を一定数含んだ領域に分割し、領域毎のOB部出力の平均値を算出する。次に、ステップS1101にてシェーディング補正データの設定を開始する。次に、ステップS1102にてシェーディング判定処理領域中心DECEIDE_AREA=3と設定する。次に、ステップS1103にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=4とする。
The shading correction
そして、ステップS1104にて、三領域OB出力平均値算出部1302は、隣接する左三領域のOB部出力平均値であるLEFT_3AREA_AVE2を算出する。隣接する左三領域は図12のようにシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAを含まない三つの領域であり、隣接する左三領域のOB部出力平均値1201はLEFT_3AREA_AVE2として図示される。
In step S1104, three-region OB output average
よってシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=4であるため、領域1、2、3のOB部出力が平均値(LEFT_3AREA_AVE2)1201の算出の対象となる。
Therefore, since the shading determination processing area center DECIDE_AREA = 4, the output of the OB portion in the
さらに、ステップS1105にて、三領域OB出力平均値算出部1302は、隣接する右三領域のOB部出力平均値であるRIGHT_3AREA_AVE2を算出する。隣接する右三領域は図12のようにシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREAを含まない三つの領域であり、隣接する右三領域のOB部出力平均値1202はRIGHT_3AREA_AVE2として図示される。
Further, in step S1105, three-region OB output average
よってシェーディング判定処理領域中心DECIDE_AREA=4であるため、領域5、6、7のOB部出力が平均値(RIGHT_3AREA_AVE2)1202の算出の対象となる。
Therefore, since the shading determination processing area center DECIDE_AREA = 4, the OB portion outputs of the
そしてステップS1106にて、判定部1303は、シェーディング変化の有無を判定する。ステップS1106にて、判定部1303は、左三領域OB部出力平均値1201から右三領域OB部出力平均値1202を減算した値の絶対値1203が任意の閾値σ3よりも小さいかを判定する。
In step S1106, the
これは図12ならば左三領域OB部出力平均値(LEFT_3AREA_AVE2)1201から右三領域OB部出力平均値(RIGHT_3AREA_AVE2)1202を減算した値の絶対値1203として図示される。この絶対値1203が閾値σ3よりも小さいかを判定する。
In FIG. 12, this is shown as an
ステップS1106の判定結果が真であれば、シェーディングは無いのでステップS1107に進む。ステップS1107では、OB出力平均値設定部1304は、DECIDE_AREAのOB部出力平均値AREA_AVEとして、左三領域OB部出力平均値1201から右三領域OB部出力平均値1202を加算後、2で除算した値を設定する。
If the determination result in step S1106 is true, there is no shading and the process proceeds to step S1107. In step S1107, the OB output average
ステップS1107の処理を終えた後、もしくはステップS1106の判定が偽でありシェーディング変化が有る場合はステップS1108にて次に判定を行う領域が存在するかを判断する。この例でシェーディング判定には右三領域を使用しているため、DECIDE_AREAが最終領域LAST_AREA-3に等しいかを判断する。 After the processing in step S1107 is completed, or if the determination in step S1106 is false and there is a shading change, it is determined in step S1108 whether there is an area to be determined next. In this example, since the right three areas are used for the shading determination, it is determined whether DECIDE_AREA is equal to the final area LAST_AREA-3.
このステップS1108の判断結果が偽であれば、ステップS1103にてDECIDE_AREAに1を加算してシェーディング判定処理領域中心を隣にシフトさせ、ステップS1104以降の処理を繰り返す。 If the determination result in step S1108 is false, 1 is added to DECIDE_AREA in step S1103 to shift the shading determination processing area center to the next, and the processes in and after step S1104 are repeated.
ステップS1108の判断結果が真であれば、ステップS1109にてシェーディング補正データの設定を終了する。 If the determination result in step S1108 is true, the setting of shading correction data is terminated in step S1109.
以上より、シェーディング補正データ設定部1310は、シェーディングある領域にはOB部の出力の平均値を、シェーディング変化なき複数領域間では前記領域間のOB部の出力の平均値を再演算した値をシェーディング変化なき複数領域の平均値とする。その後、図4に示すように、補間処理部1305は、各領域の平均値を線形近似で補間処理してシェーディング補正データ401を生成する。シェーディング補正部1306はシェーディング補正データ401を用いて有効画素部103の画像信号をシェーディング補正する。よって、シェーディング変化なき領域のシェーディング補正データ401はOB部の出力の平均値の再演算により扱うOB部の出力の母数が増えてランダムノイズの影響を受けづらくなり、シェーディング補正によって高画質の画像を得ることが可能となる。
As described above, the shading correction
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第1の実施形態と同様の構成のシェーディング補正データの設定方法において、三領域のOB部出力平均値である3AREA_AVEを算出する際に、領域によってOB部出力に重み付け係数をつけてもよい。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated by said embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the setting method of shading correction data having the same configuration as that of the first embodiment, when calculating 3AREA_AVE, which is an OB portion output average value of three regions, a weighting coefficient may be added to the OB portion output depending on the region. .
以上のように、上記実施形態によれば、撮影毎にリアルタイムでシェーディング補正データ設定を行う際に、領域単位のOB部出力平均値からシェーディング変化量を検出する。そして、シェーディング変化なしと判定された領域では他領域のOB部出力もOB部出力平均値の算出に用いて母数を増やし、ランダムノイズがシェーディング補正データに重畳されないようにする。 As described above, according to the above-described embodiment, when the shading correction data is set in real time for each shooting, the shading change amount is detected from the OB portion output average value for each region. Then, in the area determined as having no shading change, the output of the OB part of the other area is also used for calculating the average value of the OB part output to increase the parameter so that random noise is not superimposed on the shading correction data.
具体的には、複数の有効画素と複数のOBとを有する固体撮像素子からの画像のシェーディング補正において、撮影毎にリアルタイムに画像のOBを一定数含んだ領域に分割する。そして、領域毎のOB部出力の平均値からシェーディング変化量を抽出してシェーディング変化の有無の判定を行うシェーディング判定処理を行い、シェーディング変化なき複数領域間のOB部出力から平均値の再演算を行う。そして、その再演算した平均値をシェーディング変化なき複数領域の平均値とし、しかる後に、各領域の平均値を補間することによりシェーディング補正データを生成し、シェーディング補正する。 Specifically, in the shading correction of an image from a solid-state imaging device having a plurality of effective pixels and a plurality of OBs, the image is divided into areas including a certain number of OBs in real time for each shooting. Then, a shading change process is performed in which the shading change amount is extracted from the average value of the OB part output for each area and the presence / absence of the shading change is determined, and the average value is recalculated from the OB part output between the plural areas without shading change. Do. Then, the recalculated average value is used as an average value of a plurality of areas without shading change, and thereafter, shading correction data is generated by interpolating the average value of each area, and shading correction is performed.
以上のように、シェーディング変化ある領域にはOB部の出力の平均値を、シェーディング変化なき複数領域間では前記領域間のOB部の出力の平均値を再演算した値をシェーディング変化なき複数領域の平均値とする。そして、しかる後に、各領域の平均値を補間してシェーディング補正データを生成する。よって、シェーディング変化なき領域のシェーディング補正データはOB部の出力の平均値の再演算により扱うOB部の出力の母数が増えてランダムノイズの影響を受けづらくなり、シェーディング補正によって高画質の画像を得ることが可能となる。 As described above, the average value of the output of the OB portion is calculated for the region where shading changes, and the average value of the output of the OB portion between the regions is recalculated between the plurality of regions without shading change. Average value. After that, shading correction data is generated by interpolating the average value of each region. Therefore, the shading correction data of the area without shading change increases the parameter of the output of the OB part by recalculating the average value of the output of the OB part, and is not easily affected by random noise. Can be obtained.
上記実施形態は、固体撮像素子(CMOSセンサ)1301のOB(オプティカルブラック)信号の補正及び信号処理を行う。具体的には、上記実施形態は、垂直OB部(画素領域の上部もしくは下部に配された領域)101を水平方向に区分し、各領域ごとのOB部平均値を求め、隣り合った領域でOB部平均値が同等ならば、その隣り合う領域を結合して1つの領域として扱う。これにより、水平方向にOB信号のシェーディングが発生した時に、シェーディングの影響を抑制しつつ、ランダムノイズ等が低減された好適な黒信号を得ることが可能となる。 In the above embodiment, the OB (Optical Black) signal of the solid-state imaging device (CMOS sensor) 1301 is corrected and signal processing is performed. Specifically, in the above embodiment, the vertical OB portion (region arranged above or below the pixel region) 101 is divided in the horizontal direction, and the average value of the OB portion for each region is obtained. If the OB portion average values are equal, the adjacent regions are combined and handled as one region. As a result, when shading of the OB signal occurs in the horizontal direction, it is possible to obtain a suitable black signal with reduced random noise and the like while suppressing the influence of shading.
固体撮像素子1301は、遮光されていない複数の光電変換素子を有する有効画素部103及び遮光された複数の光電変換素子を有するOB部101,102を含む。三領域OB出力平均値算出部1302及び判定部1303は、前記OB部101又は102を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値AREA_AVEを基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する。OB出力平均値設定部1304及び補間処理部1305は、前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じなるようにシェーディング補正データを生成する生成部である。シェーディングの変化がないと判定されたときには、前記複数の領域の出力信号の平均値AREA_AVEが同じ値になり、補間処理により、前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになる。
The solid-state imaging device 1301 includes an
第1の実施形態では、三領域OB出力平均値算出部1302は、一の領域に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値を演算する。判定部1303は、前記一の領域の出力信号の平均値AREA_AVEが前記移動平均値に対して閾値の範囲内であるときにはシェーディングの変化なしと判定する。
In the first embodiment, the three-region OB output average
第2及び第3の実施形態では、三領域OB出力平均値算出部1302は、一の領域の前(左)に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値と、後(右)に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値とを演算する。判定部1303は、その2個の移動平均値の差が閾値以下であるときにはシェーディングの変化なしと判定する。
In the second and third embodiments, the three-region OB output average
第2の実施形態では、前記一の領域の前に隣接する複数領域及び後に隣接する複数領域は、前記一の領域を含む領域である。第3の実施形態では、前記一の領域の前に隣接する複数領域及び後に隣接する複数領域は、前記一の領域を含まない領域である。 In the second embodiment, the plurality of regions adjacent to the front of the one region and the plurality of regions adjacent to the rear of the one region are regions including the one region. In the third embodiment, the plurality of regions adjacent to the one region before and the plurality of regions adjacent to the back of the one region do not include the one region.
OB出力平均値設定部1304は、前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域の出力信号の平均値を同じ値に修正する。補間処理部1305は、前記複数の領域の出力信号の平均値を補間することによりシェーディング補正データを生成する。シェーディング補正部1306は、前記シェーディング補正データを用いて前記有効画素部103の出力信号を補正する。
The OB output average
前記OB部は、水平方向に延びる垂直OB部101であり、三領域OB出力平均値算出部1302及び判定部1303は、前記OB部を水平方向の複数の領域に分割する。これにより、シェーディング補正部1306は、水平シェーディングを補正することができる。
The OB unit is a
また、前記OB部は、垂直方向に延びる水平OB部102であり、三領域OB出力平均値算出部1302及び判定部1303は、前記OB部を垂直方向の複数の領域に分割する。これにより、シェーディング補正部1306は、垂直シェーディングを補正することができる。
The OB unit is a
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
101 垂直OB部
102 水平OB部
103 有効画素部
1301 固体撮像素子
1302 三領域OB出力平均値算出部
1303 判定部
1304 OB出力平均値設定部
1305 補間処理部
1306 シェーディング補正部
1310 シェーディング補正データ設定部
101
Claims (10)
前記オプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定部と、
前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成部とを有し、
前記判定部は、一の領域に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値を演算し、前記一の領域の出力信号の平均値が前記移動平均値に対して閾値の範囲内であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする画像処理装置。 A solid-state imaging device including an effective pixel portion having a plurality of photoelectric conversion elements not shielded and an optical black portion having a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements;
A determination unit that divides the optical black portion into a plurality of regions, and determines whether or not there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions;
A generation unit that generates shading correction data so that the shading correction data of the plurality of regions become the same when it is determined that there is no change in shading between the plurality of regions;
The determination unit calculates a moving average value of an average value of output signals of a plurality of regions adjacent to one region, and the average value of the output signal of the one region is within a threshold range with respect to the moving average value. there images processing device shall be the determining means determines that no change of shading when.
前記オプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定部と、
前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成部とを有し、
前記判定部は、一の領域の前に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値と、後に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値との差が閾値以下であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする画像処理装置。 A solid-state imaging device including an effective pixel portion having a plurality of photoelectric conversion elements not shielded and an optical black portion having a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements;
A determination unit that divides the optical black portion into a plurality of regions, and determines whether or not there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions;
A generation unit that generates shading correction data so that the shading correction data of the plurality of regions become the same when it is determined that there is no change in shading between the plurality of regions;
In the determination unit, the difference between the moving average value of the average values of the output signals of a plurality of regions adjacent to one region before and the moving average value of the average value of the output signals of a plurality of regions adjacent to the next region is equal to or less than a threshold value. sometimes shading images processing device shall be the determining means determines that no change of.
前記判定部は、前記オプティカルブラック部を水平方向の複数の領域に分割することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The optical black portion is a vertical optical black portion extending in the horizontal direction,
The determination unit, an image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that dividing the optical black portion into a plurality of regions in the horizontal direction.
前記判定部は、前記オプティカルブラック部を垂直方向の複数の領域に分割することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The optical black portion is a horizontal optical black portion extending in the vertical direction,
The determination unit, an image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that dividing the optical black portion into a plurality of regions in the vertical direction.
遮光された複数の光電変換素子を有するオプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定ステップと、
前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成ステップとを有し、
前記判定ステップでは、一の領域に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値を演算し、前記一の領域の出力信号の平均値が前記移動平均値に対して閾値の範囲内であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method performed by an image processing apparatus,
A determination step of dividing an optical black portion having a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements into a plurality of regions and determining whether there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions. When,
Have a generation step of generating a shading correction data as the shading correction data of said plurality of regions is the same when it is determined that there is no change in shading between said plurality of regions,
In the determination step, a moving average value of average values of output signals of a plurality of regions adjacent to one region is calculated, and the average value of output signals of the one region is within a threshold range with respect to the moving average value. An image processing method characterized by determining that there is no change in shading in some cases.
遮光された複数の光電変換素子を有するオプティカルブラック部を複数の領域に分割し、前記複数の領域の出力信号の平均値を基に前記複数の領域間のシェーディングの変化の有無を判定する判定ステップと、A determination step of dividing an optical black portion having a plurality of light-shielded photoelectric conversion elements into a plurality of regions and determining whether there is a change in shading between the plurality of regions based on an average value of output signals of the plurality of regions. When,
前記複数の領域間のシェーディングの変化がないと判定されたときには前記複数の領域のシェーディング補正データが同じになるようにシェーディング補正データを生成する生成ステップとを有し、A generation step of generating shading correction data so that the shading correction data of the plurality of regions become the same when it is determined that there is no change in shading between the plurality of regions;
前記判定ステップでは、一の領域の前に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値と、後に隣接する複数領域の出力信号の平均値の移動平均値との差が閾値以下であるときにはシェーディングの変化なしと判定することを特徴とする画像処理方法。In the determination step, the difference between the moving average value of the average values of the output signals of the plurality of areas adjacent before one area and the moving average value of the average value of the output signals of the plurality of areas adjacent after the one area is equal to or less than a threshold value. An image processing method characterized in that it is sometimes determined that there is no change in shading.
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