JP5271201B2 - Image signal processing apparatus and imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of shading correction so as to improve image quality of an image after the correction. <P>SOLUTION: An imaging apparatus includes: a pixel array having an effective area, a first light shielding area, and a second light shielding area on a second side opposite to a first side; a first generation means for generating first reference data corresponding to output signals from first light shielding pixels; a second generating means for generating second reference data corresponding to output signals from second light shielding pixels; a third generating means for generating correction data using either of a first value obtained by averaging the first and second reference data and a second value obtained by linearly interpolating between the first and second reference data; and a correction means for correcting a reference level of output signals from effective pixels using the correction data. The third generation means determines whether to use the first value or the second value (S611, S610) corresponding to photographing conditions (S1) and/or a state of the reference signals output from each of the first and second light shielding pixels (S2). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、画像信号処理装置及び撮像装置に関する。   The present invention relates to an image signal processing device and an imaging device.

デジタルカメラなどの撮像装置には、静止画像や動画像を撮像するためのCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像素子が用いられることがある。この撮像素子では、供給される各種の基準電源電圧の変動などの影響により、複数の画素が行に沿った方向及び列に沿った方向に配列された画素配列における各画素からの出力信号が揺らされることがある。このようなもののうち、画素配列における一行の読み出し時間よりも長い周期の、比較的緩やかな電源変動などに起因する出力信号の揺られは、複数行に渡ってそのレベルが変動していく。このため、出力信号に応じた画像において、垂直方向のシェーディングは横縞状のノイズとなって現れる。更にその中でも比較的変動が早いものは、より細かい横縞状のノイズとなって現れる。   An imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor for capturing a still image or a moving image may be used in an imaging device such as a digital camera. In this image sensor, the output signal from each pixel in a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a direction along a row and a direction along a column is fluctuated due to the influence of fluctuations in various supplied reference power supply voltages. May be. Among these, the level of the fluctuation of the output signal caused by a relatively gradual power fluctuation or the like having a period longer than the readout time of one row in the pixel array varies across a plurality of rows. For this reason, in the image corresponding to the output signal, the shading in the vertical direction appears as horizontal stripe noise. Further, among them, those with relatively fast fluctuations appear as finer horizontal stripe noise.

ところで、これらの電源変動が原因の垂直シェーディングによるノイズは、各撮影ごとに決まったパターンで発生するわけではなく、各撮影ごとに異なった形状となって現れる。このため、予め用意しておいた補正データを使用すると補正の精度が低下するので、撮影と同時に補正を行うか、もしくは、少なくともその撮影画像自体から補正データを作成し、補正しなければならない。また、撮像装置の使い勝手を考えると、その補正の処理時間を多くかけることはできない。   By the way, the noise due to the vertical shading caused by the power supply fluctuation does not occur in a pattern determined for each shooting, but appears in a different shape for each shooting. For this reason, if correction data prepared in advance is used, the accuracy of correction is reduced. Therefore, correction must be performed simultaneously with shooting, or correction data must be created and corrected from at least the shot image itself. Further, considering the usability of the imaging apparatus, it is not possible to spend much time for the correction.

それに対して、このような各撮像毎にその形状が変化する垂直シェーディング成分を、撮像素子内で光学的に遮光された水平オプティカルブラック領域(水平OB領域)の出力値を用いて補正する方法がある。   On the other hand, there is a method of correcting the vertical shading component whose shape changes for each imaging using the output value of the horizontal optical black area (horizontal OB area) optically shielded in the imaging device. is there.

具体的には、画像エンジンなどのデジタル信号処理回路において、水平OB領域の出力に対し、行ごとの平均値を算出し、その算出した補正値を対応する行の有効領域の出力信号から一律に減算する。あるいは、撮像素子の出力信号に対し、アナログ信号処理を行うアナログ信号処理回路の水平OBクランプ回路を用いて、各行の水平OB領域の平均出力値がその行のダークレベルとなるようにレベルシフトしていく。   Specifically, in a digital signal processing circuit such as an image engine, the average value for each row is calculated for the output of the horizontal OB region, and the calculated correction value is uniformly calculated from the output signal of the corresponding region in the effective row. Subtract. Alternatively, by using a horizontal OB clamp circuit of an analog signal processing circuit that performs analog signal processing on the output signal of the image sensor, the level is shifted so that the average output value of the horizontal OB area of each row becomes the dark level of that row. To go.

このように、水平OB領域の出力信号がダークレベルとなるように行毎の出力信号を補正していけば、垂直シェーディング成分が水平方向に一律である場合、垂直シェーディング成分を補正することができる。   In this way, if the output signal for each row is corrected so that the output signal of the horizontal OB region becomes a dark level, the vertical shading component can be corrected when the vertical shading component is uniform in the horizontal direction. .

ところで、水平OB領域の配置としては、読み出し方向の先頭側に相当する一辺に配置されることが多いが、他に、その対向する辺にも水平OB領域を配置する撮像素子もある。画素配列における水平方向の位置によって垂直シェーディング形状が異なる場合、一方の辺の水平OB領域の出力信号をもとに補正を行うよりは、左右両辺の水平OB領域の出力信号をもとに補正を行う方が、その補正効果は大きくなると考えられる。この際、行毎に左右の水平OB領域の出力信号の平均値を用いてその行の有効領域を補正する方法が一般的に用いられる。   By the way, the horizontal OB area is often arranged on one side corresponding to the leading side in the reading direction, but there is also an image sensor in which the horizontal OB area is arranged on the opposite side. When the vertical shading shape differs depending on the horizontal position in the pixel array, the correction is made based on the output signals of the horizontal OB regions on both the left and right sides, rather than performing the correction based on the output signals of the horizontal OB region on one side. It is considered that the correction effect becomes larger when it is performed. At this time, a method of correcting the effective area of the row using the average value of the output signals of the left and right horizontal OB areas for each row is generally used.

上記した背景技術に関連する技術として、特許文献1に記載された技術がある。特許文献1には、CCD撮像チップ3において、エリア部21の上下にOB領域22aを配し、上下のOB領域22aのシェーディング成分を検出することが記載されている。そして、検出されたシェーディング成分に基づいて、エリア部21全体における黒レベルを推定演算し、その黒レベルを画像信号から減算する。これにより、特許文献1によれば、シェーディング成分を較正した画像情報を得ることができるとされている。   As a technique related to the background art described above, there is a technique described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes that in the CCD image pickup chip 3, OB regions 22 a are arranged above and below the area portion 21 to detect shading components in the upper and lower OB regions 22 a. Based on the detected shading component, the black level in the entire area unit 21 is estimated and calculated, and the black level is subtracted from the image signal. Thereby, according to Patent Document 1, it is supposed that image information obtained by calibrating a shading component can be obtained.

特開平06−078224号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-078224

一方、上記した垂直シェーディング補正は、いずれも、撮影条件に関わらず一様な処理で行われている。しかし、垂直シェーディング補正の精度が、水平OB領域の出力信号に含まれるノイズ成分の大きさから影響を受ける度合いは、撮影条件によって異なると考えられる。このため、撮影条件によっては、その行われている垂直シェーディング補正の処理が適切なものとならず、補正後の画像の画質が補正前の画像に比べて悪化する可能性がある。   On the other hand, all of the above-described vertical shading corrections are performed in a uniform process regardless of shooting conditions. However, the degree to which the accuracy of vertical shading correction is affected by the magnitude of the noise component included in the output signal in the horizontal OB region is considered to vary depending on the shooting conditions. For this reason, depending on the shooting conditions, the vertical shading correction process that is being performed may not be appropriate, and the image quality of the corrected image may deteriorate compared to the image before correction.

例えば、入射光量が少なく、感度設定を高感度に設定した場合を考える。この場合、水平OB領域の出力信号が高いゲインで増幅されることに伴い、水平OB領域の出力信号に含まれるノイズ成分も高いゲインで増幅されるため、水平OB領域の出力信号のレベルは、行ごとにばらつく可能性がある。これにより、水平OB領域の出力信号に基づいて生成される各行の基準データのレベルもばらつき、その基準データを用いて補正を行うことで、補正後の画像自体が、行毎にばらついた横縞画像になる可能性がある。   For example, consider a case where the amount of incident light is small and the sensitivity setting is set to high sensitivity. In this case, as the output signal of the horizontal OB region is amplified with a high gain, the noise component included in the output signal of the horizontal OB region is also amplified with a high gain. May vary from line to line. As a result, the level of the reference data of each row generated based on the output signal of the horizontal OB region also varies, and by performing correction using the reference data, the corrected image itself varies from line to line. There is a possibility.

例えば、高温環境下や長秒撮影時など、暗電流が多く発生する条件下での撮影を行う場合を考える。この場合、他の周辺の画素より暗電流を多く発生するいわゆるキズ画素が発生する確率が高くなり、これにより、キズ画素のある行の補正が他の行の補正値とズレた値となり、その補正データを用いて垂直シェーディング補正を行うと、水平OB領域にキズのある行に横線を含む画像を生成してしまう可能性がある。   For example, let us consider a case where shooting is performed under conditions where a large amount of dark current is generated, such as in a high-temperature environment or during long-second shooting. In this case, there is a higher probability that a so-called scratch pixel that generates more dark current than the other surrounding pixels will occur, so that the correction of a row with a scratch pixel becomes a value that deviates from the correction value of another row. When vertical shading correction is performed using correction data, there is a possibility that an image including a horizontal line in a line having a scratch in the horizontal OB area may be generated.

いずれの場合も、水平OB領域が十分大きく、補正データ作成のための平均値に使用する画素数を多く取れるのであれば、平均出力値のばらつきはある程度抑えることが可能である。しかし、水平OB領域をむやみに大きくすることは、チップサイズが拡大し、コストアップ等につながる。このため、水平OB領域の大きさは制限される。特に、上記のように、有効領域の左右に水平OB領域を配置する場合、それぞれの領域の大きさは、1辺のみの場合より更に制約されることになる。   In either case, if the horizontal OB area is sufficiently large and a large number of pixels can be used for the average value for creating correction data, the variation in the average output value can be suppressed to some extent. However, increasing the horizontal OB area unnecessarily increases the chip size and increases costs. For this reason, the size of the horizontal OB area is limited. In particular, as described above, when the horizontal OB areas are arranged on the left and right sides of the effective area, the size of each area is further restricted as compared with the case of only one side.

図7は、各種垂直シェーディング補正の処理内容及びその効果について簡単に説明する図である。図7a)、d)は、画素配列における有効領域の左側のみに水平OB領域を配した場合の垂直シェーディング補正処理及びその効果について説明する図である。図7a)、d)に示す垂直シェーディング補正では、画素配列における左側の水平OB領域の出力に対し、行ごとの平均値を算出する。そして、有効領域の出力信号に対して、算出した補正値を一律に減算する。これにより、図7a)に示すように有効領域における左右で垂直シェーディング成分のレベルが異なる場合、図7d)に示すように、有効領域における水平OB領域に近い画素では、有効に垂直シェーディング成分が低減される。しかし、有効領域における水平OB領域から離れた画素では、シェーディング成分のレベルに対して補正値のレベルが大きくなりすぎて、過補正が行われている。この結果、補正後の画像(図7d)参照)は、補正前の画像(図7a)参照)に比べて、画質が悪化している。   FIG. 7 is a diagram for briefly explaining the processing contents and effects of various vertical shading corrections. FIGS. 7A and 7D are diagrams for explaining the vertical shading correction processing and the effect when the horizontal OB region is arranged only on the left side of the effective region in the pixel array. In the vertical shading correction shown in FIGS. 7a) and d), an average value for each row is calculated for the output of the left horizontal OB region in the pixel array. Then, the calculated correction value is uniformly subtracted from the output signal in the effective area. As a result, when the level of the vertical shading component is different between the left and right in the effective area as shown in FIG. 7a), the vertical shading component is effectively reduced in the pixels close to the horizontal OB area in the effective area as shown in FIG. 7d). Is done. However, in the pixel far from the horizontal OB area in the effective area, the level of the correction value becomes too large with respect to the level of the shading component, and overcorrection is performed. As a result, the image quality of the corrected image (see FIG. 7d) is worse than that of the image before correction (see FIG. 7a).

図7b)、e)は、画素配列における有効領域の左右に水平OB領域を配した場合のある垂直シェーディング補正の処理内容及びその効果について説明する図である。図7b)、e)に示す垂直シェーディング補正では、画素配列における左右の水平OB領域の出力信号に対し、行ごとの平均値をそれぞれの領域ごとに算出する。そして、有効領域の出力信号に対して、算出した2つの平均値をさらに平均した値を行ごとに一律に減算する。   FIGS. 7B) and 7E are diagrams for explaining the processing contents and effects of vertical shading correction in the case where horizontal OB areas are arranged on the left and right sides of the effective area in the pixel array. In the vertical shading correction shown in FIGS. 7B) and 7E), an average value for each row is calculated for each region for the output signals of the left and right horizontal OB regions in the pixel array. Then, a value obtained by further averaging the two calculated average values is uniformly subtracted for each row with respect to the output signal of the effective region.

図7b)に示すように有効領域における左右で垂直シェーディング成分のレベルが異なる場合、図7e)に示すように、補正後の画像の画質が補正前の画像の画質に比べて全体として向上している。すなわち、図7b)、e)に示す補正処理では、図7a)、d)に示す補正処理における過補正が抑制されている。しかし、補正値が行ごとに水平方向に一律であるため、有効領域における補正を行った行では、水平方向の一部にシェーディング成分が除去しきれない画素が存在し、補正残りが生じている。   When the level of the vertical shading component is different between the left and right in the effective area as shown in FIG. 7b), the image quality of the image after correction is improved as a whole compared with the image quality of the image before correction as shown in FIG. 7e). Yes. That is, in the correction processes shown in FIGS. 7b) and e), overcorrection in the correction processes shown in FIGS. 7a) and d) is suppressed. However, since the correction value is uniform in the horizontal direction for each row, in the row in which the correction in the effective area is performed, there are pixels in which the shading component cannot be completely removed in a part of the horizontal direction, and the correction remains. .

図7c)、f)は、画素配列における有効領域の左右に水平OB領域を配した場合の別の垂直シェーディング補正の処理内容及びその効果について説明する図である。図7c)、f)に示す垂直シェーディング補正では、画素配列における左右の水平OB領域の出力信号に対して、行ごとの平均値をそれぞれの領域ごとに算出する。そして、有効領域の出力信号に対して、算出した左右の2つの平均値から有効領域における減算すべき値(シェーディング成分)を補間することにより算出し、その補間した値を水平方向に減算する。   FIGS. 7c) and 7f) are diagrams for explaining processing contents and effects of another vertical shading correction when horizontal OB areas are arranged on the left and right sides of the effective area in the pixel array. In the vertical shading correction shown in FIGS. 7c) and 7f), an average value for each row is calculated for each region with respect to the output signals of the left and right horizontal OB regions in the pixel array. Then, a value (shading component) to be subtracted in the effective area is calculated by interpolating the calculated left and right average values for the output signal in the effective area, and the interpolated value is subtracted in the horizontal direction.

図7c)に示すように有効領域における左右で垂直シェーディング成分のレベルが異なる場合、図7f)に示すように、有効領域における垂直シェーディング成分の補正残りが低減されている。すなわち、図7c)、f)に示す補正処理では、図7b)、e)に示す補正処理における補正残りが抑制されている。   When the level of the vertical shading component is different between the left and right in the effective area as shown in FIG. 7c), the correction residual of the vertical shading component in the effective area is reduced as shown in FIG. 7f). That is, in the correction process shown in FIGS. 7c) and f), the remaining correction in the correction process shown in FIGS. 7b) and e) is suppressed.

ここで、例えば、入射光量が少なく、感度設定を高感度に設定した場合を考える。この場合、水平OB領域の出力信号が高いゲインで増幅されることに伴い、水平OB領域の出力信号に含まれるノイズ成分も高いゲインで増幅されて、左OB基準データと右OB基準データとが生成される。これにより、左OB基準データと右OB基準データとに含まれるノイズ成分が大きくなるので、有効領域における補正された行の全画素では、シェーディング成分のレベルに対して補正値のレベルが大きくなりすぎて、過補正が行われている。この過補正は、撮像装置の感度が高いほど顕著になり、補正後の画像の画質を悪化させる。   Here, for example, consider a case where the amount of incident light is small and the sensitivity setting is set to high sensitivity. In this case, as the output signal of the horizontal OB area is amplified with a high gain, the noise component included in the output signal of the horizontal OB area is also amplified with a high gain, and the left OB reference data and the right OB reference data are obtained. Generated. As a result, the noise component included in the left OB reference data and the right OB reference data is increased, so that the correction value level is too large with respect to the shading component level in all pixels in the corrected row in the effective region. Overcorrection is performed. This overcorrection becomes more prominent as the sensitivity of the imaging device is higher, and deteriorates the image quality of the corrected image.

一方、撮像装置の感度が十分に低ければ、過補正が補正後の画像の画質に与える影響が少ないので、図7c)、f)に示す補正処理により補正後の画像の画質を向上できると考えられる。但し、補正値を算出するのに使用するOB領域の画素数が、図7b)を用いて説明した方法と比べて半分になってしまうため、先に記したノイズ成分による影響を受けやすく、逆に横縞成分を発生させてしまう危険性が上がる。また、各画素毎に補正値を算出しなければならないため、補正に際する演算量が増え、処理時間が多くかかってしまうという問題もある。   On the other hand, if the sensitivity of the imaging device is sufficiently low, the effect of overcorrection on the image quality of the image after correction is small, so the image quality of the image after correction can be improved by the correction processing shown in FIGS. 7c) and f). It is done. However, since the number of pixels in the OB area used to calculate the correction value is halved compared to the method described with reference to FIG. This increases the risk of generating horizontal stripes. In addition, since a correction value must be calculated for each pixel, there is a problem in that the amount of calculation for correction increases and processing time increases.

以上のような理由により、従来の垂直ダークシェーディング補正においては、様々な撮影条件や左右のOB領域の出力信号の状態に対して万能な補正処理がないという問題があった。   For the reasons described above, the conventional vertical dark shading correction has a problem that there is no universal correction processing for various shooting conditions and the state of output signals in the left and right OB areas.

本発明の目的は、シェーディング補正の精度を向上して、補正後の画像の画質を向上することにある。   An object of the present invention is to improve the accuracy of shading correction and improve the image quality of the corrected image.

本発明の1つの側面に係る画像信号処理装置は、光に応じた画像信号をそれぞれ生成する複数の有効画素が配列された有効領域と、前記有効領域に隣接して前記有効領域の第1の側に配置された領域であり基準信号をそれぞれ生成する複数の第1の遮光画素が配列された第1の遮光領域と、前記有効領域に隣接して前記有効領域を挟んで前記第1の遮光領域と反対側に配置された領域であり基準信号をそれぞれ生成する複数の第2の遮光画素が配列された第2の遮光領域とを有する画素配列を有する撮像素子から出力される前記画像信号に所定の補正処理を施す画像信号処理装置であって、前記複数の第1の遮光画素から出力される第1の基準信号に応じて第1の基準データを生成する第1の生成手段と、前記複数の第2の遮光画素から出力される第2の基準信号に応じて第2の基準データを生成する第2の生成手段と、前記第1の基準データ及び前記第2の基準データの平均することで得られる第1の値と、前記第1の基準データ及び前記第2の基準データの間を線形補間することで得られる第2の値とのいずれかを用いて補正データを生成する第3の生成手段と、前記補正データを用いて前記複数の有効画素から出力される画像信号を補正する補正手段と、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する制御手段とを備えたことを特徴とする。   An image signal processing device according to one aspect of the present invention includes an effective area in which a plurality of effective pixels that respectively generate image signals corresponding to light are arranged, and a first of the effective areas adjacent to the effective area. A first light-shielding area in which a plurality of first light-shielding pixels each generating a reference signal are arranged, and the first light-shielding area adjacent to the effective area and sandwiching the effective area The image signal output from the image sensor having a pixel array having a second light-shielding area in which a plurality of second light-shielding pixels are arranged, which is an area disposed on the opposite side of the area and generates a reference signal. An image signal processing device that performs a predetermined correction process, wherein the first generation means generates first reference data in accordance with a first reference signal output from the plurality of first light-shielding pixels; Output from multiple second shading pixels Second generation means for generating second reference data in response to the second reference signal to be generated; a first value obtained by averaging the first reference data and the second reference data; Third generation means for generating correction data using any one of the second value obtained by linear interpolation between the first reference data and the second reference data; and the correction data A correction unit that corrects an image signal output from the plurality of effective pixels, and a third generation unit that uses the first value or the second value to generate the correction data. And a control means for determining.

本発明によれば、シェーディング補正の精度を向上して、補正後の画像の画質を向上することができる。   According to the present invention, the accuracy of shading correction can be improved and the image quality of the corrected image can be improved.

実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment. 実施形態に係る撮像素子の構成を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an image sensor according to an embodiment. 第1の垂直シェーディング補正処理を説明する図。The figure explaining the 1st vertical shading correction process. 第2の垂直シェーディング補正処理を説明する図。The figure explaining the 2nd vertical shading correction process. デジタル信号処理回路の構成を説明する図。2A and 2B illustrate a structure of a digital signal processing circuit. 垂直ダークシェーディング補正処理を示すフローチャート。The flowchart which shows a vertical dark shading correction process. 背景技術を説明する図。The figure explaining background art.

本発明の実施形態に係る撮像装置100の構成を、図1を用いて説明する。101は、レンズおよび絞りからなる光学系である。102は、メカニカルシャッタ(メカシャッタと図示する)である。103は、被写体像を画像信号に変換する撮像素子である。撮像素子103は、後述のように、それぞれ電荷蓄積動作を行う複数の画素を含む。104は、撮像素子103から出力される画像信号に対してアナログ信号処理を行うアナログ信号処理回路である。105は、アナログ信号処理回路104の内部において相関二重サンプリング(CDS)処理を行うCDS回路である。   A configuration of an imaging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An optical system 101 includes a lens and a diaphragm. Reference numeral 102 denotes a mechanical shutter (shown as a mechanical shutter). Reference numeral 103 denotes an image sensor that converts a subject image into an image signal. As will be described later, the image sensor 103 includes a plurality of pixels each performing a charge accumulation operation. Reference numeral 104 denotes an analog signal processing circuit that performs analog signal processing on an image signal output from the image sensor 103. Reference numeral 105 denotes a CDS circuit that performs correlated double sampling (CDS) processing inside the analog signal processing circuit 104.

106は、アナログ信号処理回路104の内部においてアナログ信号を増幅させる信号増幅器である。107は、アナログ信号処理回路104の内部において水平OBクランプを行うクランプ回路である。108は、アナログ信号処理回路104の内部においてアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器である。110は、撮像素子103およびアナログ信号処理回路104を動作させる信号を発生するタイミング信号発生回路である。   Reference numeral 106 denotes a signal amplifier that amplifies an analog signal inside the analog signal processing circuit 104. A clamp circuit 107 performs horizontal OB clamping inside the analog signal processing circuit 104. Reference numeral 108 denotes an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal inside the analog signal processing circuit 104. A timing signal generation circuit 110 generates a signal for operating the image sensor 103 and the analog signal processing circuit 104.

111は、光学系101、メカニカルシャッタ102および撮像素子103の駆動回路である。112は、撮影した画像データに必要なデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路である。113は、信号処理された画像データを記憶する画像メモリである。114は、撮像装置100から取り外し可能な画像記録媒体(記録媒体と図示する)である。115は、信号処理された画像データを画像記録媒体114に記録する記録回路である。   Reference numeral 111 denotes a drive circuit for the optical system 101, the mechanical shutter 102, and the image sensor 103. Reference numeral 112 denotes a digital signal processing circuit that performs digital signal processing necessary for captured image data. Reference numeral 113 denotes an image memory for storing image processed image data. Reference numeral 114 denotes an image recording medium (shown as a recording medium) that is removable from the imaging apparatus 100. Reference numeral 115 denotes a recording circuit for recording the signal-processed image data on the image recording medium 114.

116は、信号処理された画像データを表示する画像表示装置である。117は、画像表示装置116に画像を表示する表示回路である。118は、撮像装置100の各部を全体的に制御するシステム制御部である。119は、システム制御部118で実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータやテーブル等の制御データ、および、キズアドレス等の補正データを記憶しておく第1の記憶部である。第1の記憶部119は、例えば、ROMなどの不揮発性メモリである。   Reference numeral 116 denotes an image display device that displays image data subjected to signal processing. Reference numeral 117 denotes a display circuit that displays an image on the image display device 116. Reference numeral 118 denotes a system control unit that entirely controls each unit of the imaging apparatus 100. 119 stores a program describing a control method executed by the system control unit 118, control data such as parameters and tables used when the program is executed, and correction data such as a scratch address. It is a storage part. The first storage unit 119 is, for example, a nonvolatile memory such as a ROM.

120は、第1の記憶部119に記憶されたプログラム、制御データおよび補正データを転送して記憶しておき、システム制御部118が撮像装置を制御する際に使用する第2の記憶部である。第2の記憶部120は、例えば、RAMなどの揮発性メモリである。また、121は、撮像素子103における画素配列及びその周辺回路の周囲の温度を検出する温度検出回路(温度検出手段)である。122は、撮像素子103における複数の画素のそれぞれが電荷蓄積動作を行う蓄積時間を設定する蓄積時間設定部である。123は、ISO感度(撮影感度)設定などの撮影条件設定や、静止画撮影と動画撮影の切り替えなどを行う、撮影モード設定部(感度設定手段)である。   Reference numeral 120 denotes a second storage unit that transfers and stores the program, control data, and correction data stored in the first storage unit 119 and is used when the system control unit 118 controls the imaging apparatus. . The second storage unit 120 is a volatile memory such as a RAM, for example. Reference numeral 121 denotes a temperature detection circuit (temperature detection means) that detects the temperature around the pixel array in the image sensor 103 and its peripheral circuits. Reference numeral 122 denotes an accumulation time setting unit that sets an accumulation time for each of a plurality of pixels in the image sensor 103 to perform a charge accumulation operation. Reference numeral 123 denotes a shooting mode setting unit (sensitivity setting means) for setting shooting conditions such as ISO sensitivity (shooting sensitivity) setting and switching between still image shooting and moving image shooting.

次に、上述のように構成された撮像装置100を用いた撮影動作について説明する。撮影動作に先立ち、撮像装置100の電源投入時等のシステム制御部118の動作開始時において、第1の記憶部119から必要なプログラム、制御データおよび補正データを第2の記憶部120に転送して記憶しておくものとする。また、これらのプログラムやデータは、システム制御部118が撮像装置100の各部を制御する際に使用する。それとともに、これらのプログラムやデータは、必要に応じて、追加のプログラムやデータを第1の記憶部119から第2の記憶部120に転送したり、システム制御部118が直接第1の記憶部119内のデータを読み出して使用したりするものとする。   Next, a photographing operation using the imaging device 100 configured as described above will be described. Prior to the photographing operation, necessary programs, control data, and correction data are transferred from the first storage unit 119 to the second storage unit 120 when the operation of the system control unit 118 is started, such as when the imaging apparatus 100 is turned on. And remember it. These programs and data are used when the system control unit 118 controls each unit of the imaging apparatus 100. At the same time, these programs and data are transferred as necessary from the first storage unit 119 to the second storage unit 120, or the system control unit 118 directly transmits the first storage unit. The data in 119 is read out and used.

駆動回路111は、システム制御部118から受けた制御信号に応じて、光学系101における絞りとレンズとを駆動する。光学系101は、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子103の撮像面(画素配列)上に形成する。   The drive circuit 111 drives the diaphragm and the lens in the optical system 101 according to the control signal received from the system control unit 118. The optical system 101 forms a subject image set to an appropriate brightness on the imaging surface (pixel array) of the imaging element 103.

また、駆動回路111は、静止画像撮影時において、システム制御部118からの制御信号に応じて、必要な露光時間で撮像素子103を露光/遮光するようにメカニカルシャッタ102を駆動する。このとき、撮像素子103が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ102と電子シャッタ機能とを併用して、必要な露光時間を確保してもよい。   The drive circuit 111 drives the mechanical shutter 102 so as to expose / shield the image sensor 103 with a necessary exposure time in accordance with a control signal from the system control unit 118 at the time of still image shooting. At this time, when the image sensor 103 has an electronic shutter function, the mechanical shutter 102 and the electronic shutter function may be used together to ensure a necessary exposure time.

また、駆動回路111は、動画像撮影時において、システム制御部118からの制御信号に応じて、撮影中常に撮像素子103が露光されるように、メカニカルシャッタ102を開放状態に維持する。撮像素子103は、タイミング信号発生回路110から供給された動作パルスに応じて駆動され、被写体像を光電変換により画像信号に変換してアナログ画像信号として出力する。   Further, the drive circuit 111 maintains the mechanical shutter 102 in an open state so that the image sensor 103 is always exposed during shooting according to a control signal from the system control unit 118 during moving image shooting. The image sensor 103 is driven according to the operation pulse supplied from the timing signal generation circuit 110, converts the subject image into an image signal by photoelectric conversion, and outputs it as an analog image signal.

アナログ信号処理回路104は、タイミング信号発生回路110から供給された動作パルスに応じて、撮像素子103から出力されたアナログ画像信号に対してアナログ信号処理を行う。具体的には、CDS回路105が、アナログ画像信号からクロック同期性ノイズを除去するCDS処理を行って信号増幅器106へ出力する。   The analog signal processing circuit 104 performs analog signal processing on the analog image signal output from the image sensor 103 in accordance with the operation pulse supplied from the timing signal generation circuit 110. Specifically, the CDS circuit 105 performs CDS processing for removing clock synchronization noise from the analog image signal and outputs the result to the signal amplifier 106.

信号増幅器106は、受けた信号に対して、入射光量に応じて設定された増幅率(ゲイン)で増幅しクランプ回路107へ出力する。クランプ回路107は、受けた信号に対して、水平OB領域から出力された基準信号(基準電圧)に応じたクランプ動作を行ってA/D変換器108へ出力する。A/D変換器108は、受けた信号に対してA/D変換処理を行うことにより、デジタル画像信号を生成してデジタル信号処理回路112へ出力する。   The signal amplifier 106 amplifies the received signal with an amplification factor (gain) set according to the amount of incident light, and outputs the amplified signal to the clamp circuit 107. The clamp circuit 107 performs a clamp operation on the received signal in accordance with the reference signal (reference voltage) output from the horizontal OB region, and outputs the clamped signal to the A / D converter 108. The A / D converter 108 performs A / D conversion processing on the received signal, thereby generating a digital image signal and outputting the digital image signal to the digital signal processing circuit 112.

デジタル信号処理回路112は、受けたデジタル画像信号に対して、システム制御部118から受けた制御信号に応じて、各種のデジタル信号処理を行うことにより、画像データを生成する。この各種のデジタル信号処理は、本実施形態に係るデジタル画像信号中の水平OB領域の信号の平均処理による垂直シェーディング補正データ作成及び、その補正データを用いた垂直シェーディング補正処理を含む。   The digital signal processing circuit 112 generates image data by performing various types of digital signal processing on the received digital image signal in accordance with the control signal received from the system control unit 118. The various digital signal processing includes vertical shading correction data generation by averaging the signals in the horizontal OB region in the digital image signal according to the present embodiment, and vertical shading correction processing using the correction data.

また、各種のデジタル信号処理は、デジタル画像信号に対する、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を含む。このとき、画像メモリ113は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりする。デジタル信号処理回路112で信号処理された画像データや画像メモリ113に記憶されている画像データは、記録回路115において画像記録媒体114に適したデータに変換されて画像記録媒体114に記録される。   Various digital signal processing includes image processing such as color conversion, white balance, and gamma correction, resolution conversion processing, image compression processing, and the like for digital image signals. At this time, the image memory 113 temporarily stores a digital image signal during signal processing, or stores image data that is a digital image signal subjected to signal processing. The image data signal-processed by the digital signal processing circuit 112 and the image data stored in the image memory 113 are converted into data suitable for the image recording medium 114 by the recording circuit 115 and recorded on the image recording medium 114.

画像記録媒体114に適したデータは、例えば、階層構造を持つファイルシステムデータである。あるいは、画像データは、デジタル信号処理回路112で解像度変換処理を実施された後、表示回路117において画像表示装置116に適した信号(例えばNTSC方式のアナログ信号等)に変換されて画像表示装置116に表示される。   Data suitable for the image recording medium 114 is, for example, file system data having a hierarchical structure. Alternatively, the image data is subjected to resolution conversion processing by the digital signal processing circuit 112, and then converted into a signal suitable for the image display device 116 (for example, an NTSC analog signal) by the display circuit 117, and the image display device 116. Is displayed.

ここで、デジタル信号処理回路112は、受けたデジタル画像信号に対して、システム制御部118から受けた制御信号に応じて、信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像データとして、画像メモリ113や記録回路115に出力してもよい。   Here, the digital signal processing circuit 112 does not perform signal processing on the received digital image signal according to the control signal received from the system control unit 118, and uses the digital image signal as image data as it is as the image memory 113. Or may be output to the recording circuit 115.

また、デジタル信号処理回路112は、システム制御部118から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データに関する各種の情報を出力してもよい。この各種の情報は、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報、あるいは、それらから抽出された情報を含む。さらに、記録回路115は、システム制御部118から要求があった場合に、画像記録媒体114の種類や空き容量等の情報をシステム制御部118に出力する。   Further, the digital signal processing circuit 112 may output various kinds of information related to digital image signals and image data generated in the signal processing process when requested by the system control unit 118. The various types of information include, for example, information such as the spatial frequency of the image, the average value of the designated area, the data amount of the compressed image, or information extracted from them. Further, the recording circuit 115 outputs information such as the type and free capacity of the image recording medium 114 to the system control unit 118 when requested by the system control unit 118.

さらに、画像記録媒体114に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。記録回路115は、システム制御部118から受けた制御信号に応じて、画像記録媒体114から画像データを読み出す。デジタル信号処理回路112は、システム制御部118から受けた制御信号に応じて、画像データが圧縮画像データであった場合に、画像伸長処理を行い、伸長後の画像データを画像メモリ113に記憶する。画像メモリ113に記憶された画像データは、デジタル信号処理回路112で解像度変換処理を実施された後、表示回路117において画像表示装置116に適した信号に変換されて画像表示装置116に表示(再生)される。   Further, a reproduction operation when image data is recorded on the image recording medium 114 will be described. The recording circuit 115 reads image data from the image recording medium 114 in accordance with a control signal received from the system control unit 118. In response to the control signal received from the system control unit 118, the digital signal processing circuit 112 performs image expansion processing when the image data is compressed image data, and stores the expanded image data in the image memory 113. . The image data stored in the image memory 113 is subjected to resolution conversion processing by the digital signal processing circuit 112, converted to a signal suitable for the image display device 116 by the display circuit 117, and displayed (reproduced) on the image display device 116. )

次に、撮像素子103の構成について、図2を用いて説明する。撮像素子103は、画素配列PAを含む。画素配列PAは、有効領域204、第1の水平OB領域(第1の遮光領域)202、第2の水平OB領域(第2の遮光領域)203、及び垂直OB領域201を有する。有効領域204には、複数の有効画素が行に沿った方向及び列に沿った方向に配列されている。複数の有効画素のそれぞれは、遮光されていない光電変換部を含む。   Next, the configuration of the image sensor 103 will be described with reference to FIG. The image sensor 103 includes a pixel array PA. The pixel array PA includes an effective area 204, a first horizontal OB area (first light shielding area) 202, a second horizontal OB area (second light shielding area) 203, and a vertical OB area 201. In the effective area 204, a plurality of effective pixels are arranged in a direction along a row and a direction along a column. Each of the plurality of effective pixels includes a photoelectric conversion unit that is not shielded from light.

光電変換部は、暗電流成分に応じた電荷を蓄積するとともに、光に応じた電荷を発生させて蓄積する。すなわち、有効画素における光電変換部は、光に応じた画像信号を生成する。光電変換部は、例えば、フォトダイオードである。第1の水平OB領域202は、有効領域204に左側(第1の側)で行に沿った方向に隣接して配置されている。   The photoelectric conversion unit accumulates electric charges according to the dark current component, and generates and accumulates electric charges according to the light. That is, the photoelectric conversion unit in the effective pixel generates an image signal corresponding to light. The photoelectric conversion unit is, for example, a photodiode. The first horizontal OB area 202 is arranged adjacent to the effective area 204 on the left side (first side) in the direction along the row.

第1の水平OB領域202では、複数の第1の遮光画素が行に沿った方向及び列に沿った方向に配列されている。複数の第1の遮光画素のそれぞれは、(アルミニウム等の遮光膜により)遮光された光電変換部を含む。光電変換部は、光をほとんど受けないので、暗電流成分に応じた電荷を蓄積する。すなわち、第1の遮光画素における光電変換部は、基準信号を生成する。なお、第1の遮光画素は、基準信号を生成して出力するように構成されていれば、光電変換部を含まないものであるか、もしくは光電変換部を含んではいるが、その光電変換部で発生した電荷に応じた信号を出力しないよう構成されたものであっても構わない。   In the first horizontal OB region 202, a plurality of first light-shielding pixels are arranged in a direction along a row and a direction along a column. Each of the plurality of first light shielding pixels includes a photoelectric conversion unit that is shielded from light (by a light shielding film such as aluminum). Since the photoelectric conversion unit receives almost no light, it accumulates electric charges according to the dark current component. That is, the photoelectric conversion unit in the first light-shielding pixel generates a reference signal. If the first light-shielding pixel is configured to generate and output a reference signal, the first light-shielding pixel does not include the photoelectric conversion unit or includes the photoelectric conversion unit, but the photoelectric conversion unit It may be configured so as not to output a signal corresponding to the electric charge generated in step 1.

第1の水平OB領域202は、第1の演算領域205を含む。第1の演算領域205は、第1の水平OB領域202の全体もしくは一部で構成される。第1の演算領域205は、本実施形態にかかる垂直シェーディング補正で用いる後述の第1の基準データを作成するのに用いられる領域である。第2の水平OB領域203は、有効領域204に右側(有効領域204を挟んで第1の水平OB領域202と反対側)で行に沿った方向に隣接して配置されている。   The first horizontal OB area 202 includes a first calculation area 205. The first calculation area 205 is configured by the whole or a part of the first horizontal OB area 202. The first calculation area 205 is an area used to create first reference data (to be described later) used in the vertical shading correction according to the present embodiment. The second horizontal OB area 203 is arranged adjacent to the effective area 204 in the direction along the row on the right side (opposite to the first horizontal OB area 202 across the effective area 204).

第2の水平OB領域203では、複数の第2の遮光画素が行に沿った方向及び列に沿った方向に配列されている。複数の第2の遮光画素のそれぞれは、(アルミニウム等の遮光膜により)遮光された光電変換部を含む。光電変換部は、光をほとんど受けないので、暗電流成分に応じた電荷を蓄積する。すなわち、第2の遮光画素における光電変換部は、基準信号を生成する。なお、第2の遮光画素は、基準信号を生成して出力するように構成されていれば、光電変換部を含まないものであるか、もしくは光電変換部を含んではいるが、その光電変換部で発生した電荷に応じた信号を出力しないよう構成されたものであっても構わない。   In the second horizontal OB region 203, a plurality of second light-shielding pixels are arranged in a direction along a row and a direction along a column. Each of the plurality of second light shielding pixels includes a photoelectric conversion unit that is shielded from light (by a light shielding film such as aluminum). Since the photoelectric conversion unit receives almost no light, it accumulates electric charges according to the dark current component. That is, the photoelectric conversion unit in the second light-shielding pixel generates a reference signal. The second light-shielding pixel does not include the photoelectric conversion unit or includes the photoelectric conversion unit as long as the second light-shielding pixel is configured to generate and output a reference signal. It may be configured so as not to output a signal corresponding to the electric charge generated in step 1.

第2の水平OB領域203は、第2の演算領域206を含む。第2の演算領域206は、第2の水平OB領域203の全体もしくは一部で構成される。第2の演算領域206は、本実施形態にかかる垂直シェーディング補正で用いる後述の第2の基準データを作成するのに用いられる領域である。なお、第1の演算領域205及び第2の演算領域206の具体的な使い分けの方法等については、後述の図3で説明する本実施形態の垂直シェーディング補正処理の説明及び、図5で説明する本実施形態のフローチャートの説明の中で言及する。   The second horizontal OB area 203 includes a second calculation area 206. The second calculation area 206 is configured by the whole or a part of the second horizontal OB area 203. The second calculation area 206 is an area used to create second reference data (to be described later) used in the vertical shading correction according to the present embodiment. A specific method for properly using the first calculation area 205 and the second calculation area 206, etc., will be described with reference to the vertical shading correction processing of the present embodiment described later with reference to FIG. 3 and with reference to FIG. This will be referred to in the description of the flowchart of the present embodiment.

垂直OB領域201は、有効領域204に上側(第3の側)で列に沿った方向に隣接している。垂直OB領域201では、複数の第3の遮光画素が行に沿った方向及び列に沿った方向に配列されている。複数の第3の遮光画素のそれぞれは、(アルミニウム等の遮光膜により)遮光された光電変換部を含む。光電変換部は、光をほとんど受けないので、暗電流成分に応じた電荷を蓄積する。すなわち、第3の遮光画素における光電変換部は、基準信号を生成する。なお、第3の遮光画素は、基準信号を生成して出力するように構成されていれば、光電変換部を含まないものであるか、もしくは光電変換部を含んではいるが、その光電変換部で発生した電荷に応じた信号を出力しないよう構成されたものであっても構わない。垂直OB領域201は、水平シェーディング補正で用いる補正データを生成するのに用いられる領域である。   The vertical OB area 201 is adjacent to the effective area 204 in the direction along the column on the upper side (third side). In the vertical OB region 201, a plurality of third light-shielding pixels are arranged in a direction along a row and a direction along a column. Each of the plurality of third light shielding pixels includes a photoelectric conversion unit that is shielded from light (by a light shielding film such as aluminum). Since the photoelectric conversion unit receives almost no light, it accumulates electric charges according to the dark current component. That is, the photoelectric conversion unit in the third light-shielding pixel generates a reference signal. If the third light-shielding pixel is configured to generate and output a reference signal, it does not include the photoelectric conversion unit or includes the photoelectric conversion unit, but the photoelectric conversion unit It may be configured so as not to output a signal corresponding to the electric charge generated in step 1. The vertical OB area 201 is an area used for generating correction data used in horizontal shading correction.

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置における第1の垂直シェーディング補正処理を、図3を用いて説明する。図3を用いて説明する第1の垂直シェーディング補正処理は、2つの水平OB領域から生成される基準データの平均値を用いて補正を行う処理である。   Next, the first vertical shading correction process in the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The first vertical shading correction process described with reference to FIG. 3 is a process for performing correction using an average value of reference data generated from two horizontal OB areas.

図3a)は、図3を用いて説明する垂直シェーディング補正処理において、垂直シェーディング補正を行う元画像である。図3a)では、左右の水平OB領域を用いて行う補正の効果を説明すべく、画素配列における左右でレベルの異なる垂直シェーディング成分を有する画像としている。図3b)、図3c)は、それぞれ、図3a)における第1の演算領域205及び第2の演算領域206のそれぞれから出力された基準信号に対し、行ごとの平均値を算出して生成した基準データである。   FIG. 3A) is an original image on which vertical shading correction is performed in the vertical shading correction processing described with reference to FIG. In FIG. 3 a), in order to explain the effect of correction using the left and right horizontal OB regions, the image has vertical shading components with different levels on the left and right in the pixel array. 3b) and FIG. 3c) are generated by calculating the average value for each row with respect to the reference signal output from each of the first calculation area 205 and the second calculation area 206 in FIG. 3a). Reference data.

図3d)は、図3b)の基準データ(第1の基準データ)と図3c)の基準データ(第2の基準データ)とに対し、行ごとに平均値を算出することにより生成された補正データである。図3e)は、図3a)の元画像に対し、各行の有効領域の出力信号に対して、図3d)の補正データを一律に減算することにより生成された補正後の画像である。以上、一連の手順によって、第1の垂直シェーディング補正処理は行われる。   FIG. 3d) shows a correction generated by calculating an average value for each row of the reference data (first reference data) in FIG. 3b) and the reference data (second reference data) in FIG. 3c). It is data. FIG. 3e) is a corrected image generated by uniformly subtracting the correction data of FIG. 3d) from the output signal of the effective area of each row with respect to the original image of FIG. 3a). As described above, the first vertical shading correction process is performed by a series of procedures.

ここで、水平OB領域が十分大きく、補正データ作成のための平均値に使用する画素数を多く取れるのであれば、平均出力値のばらつきはある程度抑えることが可能である。これにより、垂直シェーディング補正処理の精度が水平OB領域に発生するノイズ成分によって受ける影響を低減できる。しかし、水平OB領域をむやみに大きくすることは、チップサイズが拡大し、コストアップ等につながる。   Here, if the horizontal OB area is sufficiently large and a large number of pixels can be used for the average value for creating correction data, the variation in the average output value can be suppressed to some extent. As a result, it is possible to reduce the influence of the accuracy of vertical shading correction processing due to noise components generated in the horizontal OB region. However, increasing the horizontal OB area unnecessarily increases the chip size and increases costs.

それに対して、第1の垂直シェーディング補正処理では、第1の演算領域205と第2の演算領域206とを足した領域から1つの補正データを生成していることになる。このため、垂直シェーディング補正処理の精度が水平OB領域に発生するノイズ成分によって受ける影響の程度は、仮に水平OB領域の総列数を同じくして、水平OB領域を片方の辺にまとめた場合と同等と考えられる。その結果、水平OB領域が片方にのみある場合と比べて、チップサイズを大きくすることなく、垂直シェーディングの左右差をも低減させることが可能となっている。すなわち、第1の垂直シェーディング補正は、高感度時や高温下などのノイズが発生しやすい撮影条件時において有効な補正処理であるといえる。   On the other hand, in the first vertical shading correction process, one correction data is generated from the area obtained by adding the first calculation area 205 and the second calculation area 206. For this reason, the degree of influence of the accuracy of the vertical shading correction processing on the noise component generated in the horizontal OB area is the same as when the horizontal OB area is combined on one side with the same number of columns in the horizontal OB area. It is considered equivalent. As a result, it is possible to reduce the left-right difference in vertical shading without increasing the chip size as compared with the case where the horizontal OB area is only on one side. That is, it can be said that the first vertical shading correction is an effective correction process at the time of photographing conditions where noise is likely to occur such as high sensitivity and high temperature.

なお、第1の垂直シェーディング補正処理では、補正値が行ごとに水平方向に一律である。このため、図3e)に示すように、有効領域における補正を行った行では、水平方向の一部にシェーディング成分が除去しきれない画素が存在し、補正残りが生じている。このため、有効領域における左右の垂直シェーディング成分のレベル差が大きい状況では、第1の垂直シェーディング補正処理により十分な補正効果が得られない可能性もある。   In the first vertical shading correction process, the correction value is uniform in the horizontal direction for each row. For this reason, as shown in FIG. 3e), in the row in which the correction in the effective region is performed, there is a pixel in which the shading component cannot be completely removed in a part in the horizontal direction, and the correction remains. For this reason, in a situation where the level difference between the left and right vertical shading components in the effective region is large, there is a possibility that a sufficient correction effect cannot be obtained by the first vertical shading correction processing.

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置における第2の垂直シェーディング補正処理を、図4を用いて説明する。図4を用いて説明する第2の垂直シェーディング補正処理は、2つの水平OB領域から生成される基準データを両者の間について線形的に補間することにより補正を行う処理である。   Next, the second vertical shading correction process in the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second vertical shading correction process described with reference to FIG. 4 is a process for correcting the reference data generated from the two horizontal OB regions by linearly interpolating between the two.

図4a)は、図4を用いて説明する垂直シェーディング補正処理において、垂直シェーディング補正を行う元画像である。図4a)では、左右の水平OB領域を用いて行う補正の効果を説明すべく、画素配列における左右でレベルが異なる垂直シェーディングを有する画像としている。図4b)、図4c)は、それぞれ、図4a)における第1の演算領域205及び第2の演算領域206から出力された基準信号に対し、それぞれ、行ごとの平均値を算出して生成した第1の基準データ及び第2の基準データである。   FIG. 4A) is an original image on which vertical shading correction is performed in the vertical shading correction processing described with reference to FIG. In FIG. 4a), in order to explain the effect of correction using the left and right horizontal OB regions, an image having vertical shading with different levels on the left and right in the pixel array is shown. 4b) and FIG. 4c) are respectively generated by calculating the average value for each row for the reference signals output from the first calculation area 205 and the second calculation area 206 in FIG. 4a). First reference data and second reference data.

図4d)は、図4b)、図4c)の基準データに対し、行ごとに線形補間を行い、水平方向に傾斜をもたせた補正画像データである。例えば、図4d)に示す水平アドレスxの列における補正画像データの値(補正データ)は、行毎に
(補正データ)=({(第1の基準データ)×b
+(第2の基準データ)×a}/(a+b)・・・数式1
となる。数式1において、aは、第1の演算領域205の中心から水平アドレスxの画素までの距離であり、bは、第2の演算領域206の中心から水平アドレスxの画素までの距離である。
FIG. 4d) shows corrected image data obtained by performing linear interpolation for each row with respect to the reference data in FIGS. 4b) and 4c) and providing a slope in the horizontal direction. For example, the value (correction data) of the corrected image data in the column of the horizontal address x shown in FIG. 4D is (correction data) = ({(first reference data) × b
+ (Second reference data) × a} / (a + b) Equation 1
It becomes. In Equation 1, a is the distance from the center of the first calculation area 205 to the pixel at the horizontal address x, and b is the distance from the center of the second calculation area 206 to the pixel at the horizontal address x.

図4e)は、図4a)の元画像に対し、有効領域の各行の出力信号に対して、図4d)の補正画像データを各画素ごとに減算することで生成される補正後の画像である。以上、一連の手順によって、第2の垂直シェーディング補正は行われる。   FIG. 4e) is a corrected image generated by subtracting the corrected image data of FIG. 4d) for each pixel from the output signal of each row in the effective area with respect to the original image of FIG. 4a). . As described above, the second vertical shading correction is performed by a series of procedures.

ここで、第2の垂直シェーディング補正処理では、左右のOB領域から生成される基準データの間を水平アドレスに応じて線形的に補間することにより生成された補正値を用いて補正が行われる。このため、基準データに含まれるノイズ成分が少なく、かつ、垂直シェーディングの水平方向の変化が線形に推移されているような状況であれば、図4e)の画像のように、補正残りを含まず、かつ、過補正が目立たない画像を取得できる。   Here, in the second vertical shading correction process, correction is performed using a correction value generated by linearly interpolating between reference data generated from the left and right OB areas according to the horizontal address. For this reason, in a situation where the noise component included in the reference data is small and the change in the horizontal direction of the vertical shading is linearly shifted, the remaining correction is not included as in the image of FIG. In addition, an image in which overcorrection is not noticeable can be acquired.

一方、第2の垂直シェーディング補正処理では、第1の演算領域205と第2の演算領域206とのそれぞれから基準データを生成する。これらの基準データは、第1の垂直シェーディング補正で使用された補正データと比べ、約半分の画素のデータから生成されることになる。その分、これらの基準データは、水平OB領域に発生するノイズ成分によって受ける影響が大きく、大きなノイズ成分の含まれた画像データとなっている可能性がある。すなわち、これら2つの基準データをもとに生成される補正画像データにも、大きなノイズ成分が残り、この補正を行うことで、過補正の目立つ画像を生成してしまう可能性がある。すなわち、第2の垂直シェーディング補正は、ノイズが発生しにくい撮影条件時において有効な補正処理であるといえる。   On the other hand, in the second vertical shading correction process, reference data is generated from each of the first calculation area 205 and the second calculation area 206. These reference data are generated from data of about half of the pixels compared to the correction data used in the first vertical shading correction. Accordingly, the reference data is greatly influenced by noise components generated in the horizontal OB region, and may be image data including a large noise component. In other words, a large noise component remains in the corrected image data generated based on these two reference data, and this correction may generate an image with conspicuous overcorrection. That is, it can be said that the second vertical shading correction is an effective correction process under shooting conditions in which noise hardly occurs.

また、第2の垂直シェーディング補正処理では、補正値が画素の水平アドレスに応じて推移していく。このため、図4e)に示すように、有効領域における左右の垂直シェーディング成分のレベル差が大きい状況であっても、第2の垂直シェーディング補正処理により十分な補正効果を得ることができる。すなわち、第2の垂直シェーディング補正は、画素配列における左右で垂直シェーディング成分が大きく異なっている状態において有効な補正処理であるといえる。   In the second vertical shading correction process, the correction value changes according to the horizontal address of the pixel. For this reason, as shown in FIG. 4e), even when the level difference between the left and right vertical shading components in the effective region is large, a sufficient correction effect can be obtained by the second vertical shading correction processing. That is, the second vertical shading correction can be said to be an effective correction process in a state where the vertical shading components are greatly different on the left and right in the pixel array.

次に、デジタル信号処理回路112(画像信号処理装置)の構成を、図5を用いて説明する。図5を用いて説明するデジタル信号処理回路は、本実施形態における垂直シェーディング補正処理を実現する信号処理回路を有している。デジタル信号処理回路112(図1参照)は、第1のデジタル信号処理部501、垂直シェーディング補正回路502、及び第2のデジタル信号処理部503を含む。第1のデジタル信号処理部501は、アナログ信号処理回路104より出力されたデジタル画像信号を受ける。   Next, the configuration of the digital signal processing circuit 112 (image signal processing apparatus) will be described with reference to FIG. The digital signal processing circuit described with reference to FIG. 5 has a signal processing circuit that realizes vertical shading correction processing in the present embodiment. The digital signal processing circuit 112 (see FIG. 1) includes a first digital signal processing unit 501, a vertical shading correction circuit 502, and a second digital signal processing unit 503. The first digital signal processing unit 501 receives the digital image signal output from the analog signal processing circuit 104.

第1のデジタル信号処理部501は、受けたデジタル画像信号に対し、垂直OB領域201(図2参照)から出力された基準信号を用いることにより、水平シェーディング補正を行い垂直シェーディング補正回路502へ出力する。垂直シェーディング補正回路502は、受けたデジタル画像信号に対し、第1の演算領域205及び第2の演算領域206から出力された基準信号を用いることにより、垂直シェーディング補正を行い第2のデジタル信号処理部503へ出力する。   The first digital signal processing unit 501 performs horizontal shading correction on the received digital image signal by using the reference signal output from the vertical OB area 201 (see FIG. 2), and outputs it to the vertical shading correction circuit 502. To do. The vertical shading correction circuit 502 performs vertical shading correction on the received digital image signal by using the reference signals output from the first calculation area 205 and the second calculation area 206, and performs second digital signal processing. Output to the unit 503.

第2のデジタル信号処理部503は、受けたデジタル画像信号に対し、ガンマ処理やホワイトバランス処理などを行う第2のデジタル信号処理部503によって構成される。ここで、垂直シェーディング補正回路502は、第1のスイッチ504、第2のスイッチ505、第1の生成部506、第2の生成部507、第1の演算部513、第2の演算部514、第3の生成部508、メモリ部509、及び補正部512(補正手段)を含む。   The second digital signal processing unit 503 is configured by a second digital signal processing unit 503 that performs gamma processing, white balance processing, and the like on the received digital image signal. Here, the vertical shading correction circuit 502 includes a first switch 504, a second switch 505, a first generation unit 506, a second generation unit 507, a first calculation unit 513, a second calculation unit 514, A third generation unit 508, a memory unit 509, and a correction unit 512 (correction means) are included.

第1のスイッチ504は、オン/オフすることにより、第1のデジタル信号処理部501と第1の生成部506とを接続/遮断するように構成されている。第2のスイッチ505は、オン/オフすることにより、第1のデジタル信号処理部501と第2の生成部507とを接続/遮断するように構成されている。   The first switch 504 is configured to connect / disconnect the first digital signal processing unit 501 and the first generation unit 506 by turning on / off. The second switch 505 is configured to connect / disconnect the first digital signal processing unit 501 and the second generation unit 507 by turning on / off.

第1の生成部506は、第1の演算部513、第2の演算部514、及び第3の生成部508に接続されている。第2の生成部507は、第1の演算部513、第2の演算部514、及び第3の生成部508に接続されている。第3の生成部508は、第1の生成部506、第2の生成部507、第1の演算部513、第2の演算部514、メモリ部509、及び補正部512に接続されている。補正部512は、第1のデジタル信号処理部501、第3の生成部508、及び第2のデジタル信号処理部503に接続されている。補正部512は、減算器510及び加算器511を含む。   The first generation unit 506 is connected to the first calculation unit 513, the second calculation unit 514, and the third generation unit 508. The second generation unit 507 is connected to the first calculation unit 513, the second calculation unit 514, and the third generation unit 508. The third generation unit 508 is connected to the first generation unit 506, the second generation unit 507, the first calculation unit 513, the second calculation unit 514, the memory unit 509, and the correction unit 512. The correction unit 512 is connected to the first digital signal processing unit 501, the third generation unit 508, and the second digital signal processing unit 503. The correction unit 512 includes a subtracter 510 and an adder 511.

次に、図5を用いて本実施形態における垂直シェーディング補正処理について説明する。なお、図5を用いて説明する本実施形態に係る撮像装置においては、各行の画素の出力順として、第2の水平OB領域203、第1の水平OB領域202、有効領域204の画素の順に出力されるように読み出し駆動されるものとする。第1のデジタル信号処理部501は、アナログ信号処理回路104から出力された画像信号に対して、水平シェーディング補正などの、基本的な各種補正を行う。続けて、垂直シェーディング補正回路502は、第1のデジタル信号処理部501から出力された画像信号に対し、垂直シェーディング補正を行う。   Next, vertical shading correction processing according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the imaging apparatus according to this embodiment described with reference to FIG. 5, the output order of the pixels in each row is the order of the pixels in the second horizontal OB area 203, the first horizontal OB area 202, and the effective area 204. It is assumed that the data is read and driven so as to be output. The first digital signal processing unit 501 performs basic various corrections such as horizontal shading correction on the image signal output from the analog signal processing circuit 104. Subsequently, the vertical shading correction circuit 502 performs vertical shading correction on the image signal output from the first digital signal processing unit 501.

具体的には、第2の水平OB領域203における第2の演算領域206の基準信号が第1のデジタル信号処理部501から出力される期間に、第1のスイッチ504がオフしており、第2のスイッチ505がオンしている。これにより、第2の生成部507(第2の生成手段)は、第2の演算領域206の基準信号を受ける。第2の生成部507は、第2の演算領域206から出力された第2の基準信号に応じて第2の基準データを生成する。第2の生成部507は、例えば、第2の演算領域206における行ごとの基準信号の代表値に応じて第2の基準データを生成して第3の生成部508(第3の生成手段)へ出力する。代表値は、例えば、平均値又は中央値である。   Specifically, the first switch 504 is off during the period in which the reference signal of the second calculation area 206 in the second horizontal OB area 203 is output from the first digital signal processing unit 501, 2 switch 505 is on. Thereby, the second generation unit 507 (second generation means) receives the reference signal of the second calculation area 206. The second generation unit 507 generates second reference data according to the second reference signal output from the second calculation area 206. For example, the second generation unit 507 generates the second reference data according to the representative value of the reference signal for each row in the second calculation area 206, and generates a third generation unit 508 (third generation means). Output to. The representative value is, for example, an average value or a median value.

第1の水平OB領域202における第1の演算領域205の基準信号が第1のデジタル信号処理部501から出力されている期間に、第1のスイッチ504がオンしており、第2のスイッチ505がオフしている。これにより、第1の生成部506(第1の生成手段)は、第1の演算領域205の基準信号を受ける。第1の生成部506は、第1の演算領域205から出力された基準信号に応じて第1の基準データを生成する。第1の生成部506は、例えば、第1の演算領域205における行ごとの第1の基準信号の代表値に応じて第1の基準データを生成して第3の生成部508へ出力する。代表値は、例えば、平均値又は中央値である。   The first switch 504 is on during the period in which the reference signal of the first calculation area 205 in the first horizontal OB area 202 is output from the first digital signal processing unit 501, and the second switch 505 is turned on. Is off. Thereby, the first generation unit 506 (first generation means) receives the reference signal of the first calculation area 205. The first generation unit 506 generates first reference data according to the reference signal output from the first calculation area 205. For example, the first generation unit 506 generates first reference data according to the representative value of the first reference signal for each row in the first calculation region 205 and outputs the first reference data to the third generation unit 508. The representative value is, for example, an average value or a median value.

第3の生成部508は、受けた第1の基準データと第2の基準データとを用いることにより、補正データを生成する。具体的には、第3の生成部508は、第1の基準データ及び第2の基準データを平均することで得られる第1の値と、第1の基準データ及び第2の基準データの間を線形補間することで得られる第2の値とのいずれかを用いることにより、補正データを生成する。すなわち、第3の生成部508は、撮影条件に応じて、補正データを生成するために第1の値と第2の値とのいずれかを用いる。   The third generation unit 508 generates correction data by using the received first reference data and second reference data. Specifically, the third generation unit 508 calculates the interval between the first value obtained by averaging the first reference data and the second reference data, and the first reference data and the second reference data. The correction data is generated by using any one of the second values obtained by linear interpolation. That is, the third generation unit 508 uses either the first value or the second value to generate correction data according to the shooting conditions.

例えば、第3の生成部508は、温度検出回路121により検出された温度が第1の閾値以上である場合、第1の値を用いて補正データを生成し、温度検出回路121により検出された温度が第1の閾値未満である場合、第2の値を用いて補正データを生成する。   For example, when the temperature detected by the temperature detection circuit 121 is equal to or higher than the first threshold, the third generation unit 508 generates correction data using the first value, and is detected by the temperature detection circuit 121. When the temperature is lower than the first threshold, correction data is generated using the second value.

あるいは、例えば、第3の生成部508は、撮影モード設定部123により設定された感度が第2の閾値以上である場合、第1の値を用いて補正データを生成する。第3の生成部508は、撮影モード設定部123により設定された感度が第2の閾値未満である場合、第2の値を用いて補正データを生成する。   Alternatively, for example, when the sensitivity set by the shooting mode setting unit 123 is equal to or higher than the second threshold, the third generation unit 508 generates correction data using the first value. When the sensitivity set by the shooting mode setting unit 123 is less than the second threshold, the third generation unit 508 generates correction data using the second value.

あるいは、例えば、第3の生成部508は、蓄積時間設定部122により設定された、撮像素子103における複数の有効画素のそれぞれが電荷蓄積動作を行う蓄積時間が第3の閾値以上である場合、第1の値を用いて補正データを生成する。第3の生成部508は、蓄積時間設定部122により設定された、撮像素子103における複数の有効画素のそれぞれが電荷蓄積動作を行う蓄積時間が第3の閾値未満である場合、第2の値を用いて補正データを生成する。   Alternatively, for example, the third generation unit 508, when the accumulation time for each of the plurality of effective pixels in the image sensor 103 set by the accumulation time setting unit 122 to perform the charge accumulation operation is equal to or greater than the third threshold value, Correction data is generated using the first value. The third generation unit 508 sets the second value when the accumulation time set by the accumulation time setting unit 122 for each of the plurality of effective pixels in the image sensor 103 to perform the charge accumulation operation is less than the third threshold. Is used to generate correction data.

また、第3の生成部508は、さらに、第1の演算領域205から出力された基準信号と第2の演算領域206から出力された基準信号との状態に応じて、補正データを生成するために第1の値と第2の値とのいずれかを用いる。   The third generation unit 508 further generates correction data according to the state of the reference signal output from the first calculation area 205 and the reference signal output from the second calculation area 206. Either one of the first value and the second value is used.

例えば、第1の演算部513は、第1のスイッチ504がオンした際に、第1の演算領域205から出力された基準信号を第1の生成部506経由で受ける。第1の演算部513は、第2のスイッチ505がオンした際に、第2の演算領域206から出力された基準信号を第2の生成部507経由で受ける。第1の演算部513は、第1の演算領域205から出力された基準信号と第2の演算領域206から出力された基準信号とのばらつきを演算する。第1の演算部513は、その演算結果を第3の生成部508へ出力する。第3の生成部508は、第1の演算部513により演算されたばらつきが第4の閾値以上である場合、第1の値を用いて補正データを生成する。第3の生成部508は、第1の演算部513により演算されたばらつきが第4の閾値未満である場合、第2の値を用いて補正データを生成する。   For example, the first calculation unit 513 receives the reference signal output from the first calculation region 205 via the first generation unit 506 when the first switch 504 is turned on. The first calculation unit 513 receives the reference signal output from the second calculation region 206 via the second generation unit 507 when the second switch 505 is turned on. The first calculation unit 513 calculates a variation between the reference signal output from the first calculation area 205 and the reference signal output from the second calculation area 206. The first calculation unit 513 outputs the calculation result to the third generation unit 508. The third generation unit 508 generates correction data using the first value when the variation calculated by the first calculation unit 513 is greater than or equal to the fourth threshold value. When the variation calculated by the first calculation unit 513 is less than the fourth threshold, the third generation unit 508 generates correction data using the second value.

あるいは、例えば、第2の演算部514は、第1の基準データを第1の生成部506から受け、第2の基準データを第2の生成部507から受ける。第2の演算部514は、第1の基準データと第2の基準データとの相関係数を演算する。第2の演算部514は、その相関係数の情報を第3の生成部508へ出力する。第3の生成部508は、第2の演算部514により演算された相関係数が第5の閾値未満である場合、第1の値を用いて補正データを生成する。第3の生成部508は、第2の演算部514により演算された相関係数が第5の閾値以上である場合、第2の値を用いて補正データを生成する。   Alternatively, for example, the second calculation unit 514 receives first reference data from the first generation unit 506 and receives second reference data from the second generation unit 507. The second calculation unit 514 calculates a correlation coefficient between the first reference data and the second reference data. The second calculation unit 514 outputs the correlation coefficient information to the third generation unit 508. When the correlation coefficient calculated by the second calculation unit 514 is less than the fifth threshold, the third generation unit 508 generates correction data using the first value. The third generation unit 508 generates correction data using the second value when the correlation coefficient calculated by the second calculation unit 514 is greater than or equal to the fifth threshold.

そして、第3の生成部508は、第1の値と第2の値のいずれかを用いて補正データを生成して補正部512へ出力する。なお、第3の生成部508は、生成した補正データの値と、メモリ部509に格納されている、事前に読み出された補正データに関する履歴情報を基に、補正データの値をさらに調整しても良い。   Then, the third generation unit 508 generates correction data using either the first value or the second value and outputs the correction data to the correction unit 512. Note that the third generation unit 508 further adjusts the value of the correction data based on the generated correction data value and the history information regarding the correction data read in advance stored in the memory unit 509. May be.

第3の生成部508は、温度検出回路121、蓄積時間設定部122、撮影モード設定部123などからの情報に基づき、撮影条件や撮影モード設定に応じた適切な値になるように、補正データの値をさらに調整しても良い。第3の生成部508は、補正データの値を生成する際に用いた各種情報を、補正データに関する履歴情報として、メモリ部509に格納する。   Based on information from the temperature detection circuit 121, the accumulation time setting unit 122, the shooting mode setting unit 123, and the like, the third generation unit 508 corrects the correction data so as to have an appropriate value according to shooting conditions and shooting mode settings. The value of may be further adjusted. The third generation unit 508 stores various information used when generating the correction data value in the memory unit 509 as history information regarding the correction data.

有効領域204の画像信号が第1のデジタル信号処理部501から出力されている期間に、補正部512は、補正データを用いることにより、複数の有効画素から出力された画像信号の基準レベル(ダークレベル)を補正する。具体的には、補正部512の減算器510が、有効領域204の画像信号を第1のデジタル信号処理部501から受け、補正データを第3の生成部508から受ける。減算器510は、有効領域204の画像信号から補正データを減算して加算器511へ出力する。加算器511は、補正データが減算された画像信号に所定のオフセット値を加算して、その加算された画像信号を垂直シェーディング補正された画像信号として第2のデジタル信号処理部503へ出力する。   During the period in which the image signal of the effective area 204 is output from the first digital signal processing unit 501, the correction unit 512 uses the correction data, thereby using the reference level (darkness) of the image signal output from the plurality of effective pixels. Level). Specifically, the subtractor 510 of the correction unit 512 receives the image signal of the effective area 204 from the first digital signal processing unit 501 and the correction data from the third generation unit 508. The subtractor 510 subtracts the correction data from the image signal in the effective area 204 and outputs the result to the adder 511. The adder 511 adds a predetermined offset value to the image signal from which the correction data is subtracted, and outputs the added image signal to the second digital signal processing unit 503 as an image signal subjected to vertical shading correction.

次に、本実施形態の垂直シェーディング補正処理の手順について、図6のフローチャートを用いて説明する。図6のフローチャートは、第1の記憶部119に記憶されたプログラムに基づいて、システム制御部118(制御手段)の制御により実行される。システム制御部118は、入力部(図示せず)を介して撮影開始の指示をユーザから受けると、まず、動画撮影、静止画やトリミング領域などの駆動条件及び、感度、絞り値、露光時間などの撮影条件を初期設定する(S601)。システム制御部118は、メカニカルシャッタ102を制御することにより、撮像素子103を露光する露光処理を行う(S602)。   Next, the procedure of the vertical shading correction process of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. The flowchart in FIG. 6 is executed under the control of the system control unit 118 (control means) based on the program stored in the first storage unit 119. When the system control unit 118 receives an instruction to start shooting from the user via an input unit (not shown), first, driving conditions such as moving image shooting, a still image and a trimming region, sensitivity, aperture value, exposure time, etc. Are initially set (S601). The system control unit 118 controls the mechanical shutter 102 to perform an exposure process for exposing the image sensor 103 (S602).

次に、システム制御部118は、撮影条件によって、デジタル信号処理回路112において実行される垂直ダークシェーディング補正の補正データ作成方法の切り替えを行う(S1)。すなわち、システム制御部118は、撮影条件に応じて、補正データを生成するために第1の値と第2の値とのいずれを用いるべきかを決定する。第1の値は、後述の第1の基準データ及び第2の基準データを平均することで得られる値である。第2の値は、第1の基準データ及び第2の基準データの間を線形補間することで得られる値である。   Next, the system control unit 118 switches the correction data creation method of the vertical dark shading correction executed in the digital signal processing circuit 112 according to the shooting conditions (S1). That is, the system control unit 118 determines which of the first value and the second value should be used to generate correction data according to the shooting conditions. The first value is a value obtained by averaging first reference data and second reference data described later. The second value is a value obtained by performing linear interpolation between the first reference data and the second reference data.

具体的には、撮影モード設定部123により設定されている撮影モードを判定する(S603)。設定されている撮影モードがライブビューモードや動画記録モードなどの、高速読み出しを行うモードであると判定した場合、補正データを作成するために第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。設定されている撮影モードが高速読み出しを行うモードでないと判定した場合、補正データを作成するために第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS604に進める。   Specifically, the shooting mode set by the shooting mode setting unit 123 is determined (S603). If it is determined that the set shooting mode is a mode for performing high-speed reading, such as a live view mode or a moving image recording mode, it is determined that the first value should be used to create correction data, and processing To S610. If it is determined that the set shooting mode is not a mode for performing high-speed reading, it is determined that the second value should be used to create correction data, and the process proceeds to S604.

温度検出回路121により検出された撮影環境下の温度が高温であるかどうかを判定する(S604)。温度検出回路121により検出された温度が第1の閾値以上である(高温である)と判定した場合、第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。温度検出回路121により検出された温度が第1の閾値未満である(高温でない)場合、第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS605に進める。   It is determined whether or not the temperature in the shooting environment detected by the temperature detection circuit 121 is high (S604). When it is determined that the temperature detected by the temperature detection circuit 121 is equal to or higher than the first threshold (high temperature), it is determined that the first value should be used, and the process proceeds to S610. When the temperature detected by the temperature detection circuit 121 is lower than the first threshold (not high temperature), it is determined that the second value should be used, and the process proceeds to S605.

蓄積時間設定部122により設定された、撮像素子103における複数の有効画素のそれぞれが電荷蓄積動作を行う蓄積時間が第3の閾値よりも長いかどうか(長秒露光設定であるかどうか)を判定する(S605)。その蓄積時間が第3の閾値以上である場合、第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。   It is determined whether or not the accumulation time for each of the plurality of effective pixels in the image sensor 103 set by the accumulation time setting unit 122 to perform the charge accumulation operation is longer than the third threshold (whether or not the long-second exposure setting is set). (S605). If the accumulation time is greater than or equal to the third threshold, it is determined that the first value should be used, and the process proceeds to S610.

その蓄積時間が第3の閾値未満である場合、第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS606に進める。撮影モード設定部123により設定されたISO感度が第2の閾値よりも高いかどうか(高感度設定であるかどうか)を判定する(S606)。   If the accumulation time is less than the third threshold, it is determined that the second value should be used, and the process proceeds to S606. It is determined whether or not the ISO sensitivity set by the shooting mode setting unit 123 is higher than the second threshold (whether or not the sensitivity setting is high) (S606).

撮影モード設定部123により設定された感度が第2の閾値以上である場合、第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。撮影モード設定部123により設定された感度が第2の閾値未満である場合、第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS607へ進める。   If the sensitivity set by the shooting mode setting unit 123 is greater than or equal to the second threshold, it is determined that the first value should be used, and the process proceeds to S610. If the sensitivity set by the shooting mode setting unit 123 is less than the second threshold, it is determined that the second value should be used, and the process proceeds to S607.

また、システム制御部118は、さらに、第1の演算領域205から出力された基準信号と第2の演算領域206から出力された基準信号との状態に応じて、補正データを生成するために第1の値と第2の値とのいずれを用いるべきかを決定する(S2)。具体的には、第1の演算領域205から出力された基準信号と第2の演算領域206から出力された基準信号との標準偏差σを演算した上で、その値が大きいかどうかを判定する(S607)。   Further, the system control unit 118 further generates the correction data in order to generate correction data according to the state of the reference signal output from the first calculation area 205 and the reference signal output from the second calculation area 206. It is determined which one of the value 1 and the second value should be used (S2). Specifically, after calculating the standard deviation σ between the reference signal output from the first calculation area 205 and the reference signal output from the second calculation area 206, it is determined whether the value is large. (S607).

演算された標準偏差(ばらつき)σが第4の閾値以上である場合、第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。演算された標準偏差(ばらつき)σが第4の閾値未満である場合、第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS608に進める。   If the calculated standard deviation (variation) σ is equal to or greater than the fourth threshold value, it is determined that the first value should be used, and the process proceeds to S610. If the calculated standard deviation (variation) σ is less than the fourth threshold value, it is determined that the second value should be used, and the process proceeds to S608.

S608では、デジタル信号処理回路112が、第1の演算領域205から出力された基準信号に応じて第1の基準データを生成し、第2の演算領域206から出力された基準信号に応じて第2の基準データを生成する。そして、デジタル信号処理回路112は、第1の基準データと第2の基準データとの相関係数を演算する(S608)。   In step S <b> 608, the digital signal processing circuit 112 generates first reference data according to the reference signal output from the first calculation area 205, and the first signal is output according to the reference signal output from the second calculation area 206. 2 reference data is generated. Then, the digital signal processing circuit 112 calculates a correlation coefficient between the first reference data and the second reference data (S608).

続けて、S608で算出した相関係数が第5の閾値よりも大きいかどうかを判定する(S609)。演算された相関係数が第5の閾値未満である場合、第1の値を用いるべきであると決定し、処理をS610に進める。演算された相関係数が第5の閾値以上である場合、第2の値を用いるべきであると決定し、処理をS611に進める。   Subsequently, it is determined whether or not the correlation coefficient calculated in S608 is larger than the fifth threshold (S609). If the calculated correlation coefficient is less than the fifth threshold, it is determined that the first value should be used, and the process proceeds to S610. If the calculated correlation coefficient is equal to or greater than the fifth threshold, it is determined that the second value should be used, and the process proceeds to S611.

S610では、デジタル信号処理回路112が、第1の基準データ及び第2の基準データを平均することで得られる第1の値を用いて、第1の垂直ダークシェーディング補正方式のための垂直画像データ(補正データ)を作成する(図3d)参照)。S611では、デジタル信号処理回路112が、第1の基準データ及び第2の基準データの間を線形補間することで得られる第2の値を用いて、水平方向に傾斜をもたせた補正画像データ(補正データ)を作成する(図4d)参照)。   In S610, the digital signal processing circuit 112 uses the first value obtained by averaging the first reference data and the second reference data, and the vertical image data for the first vertical dark shading correction method. (Correction data) is created (see FIG. 3d). In S611, the digital signal processing circuit 112 uses the second value obtained by linearly interpolating between the first reference data and the second reference data, so that the corrected image data (inclined in the horizontal direction) ( Correction data) is created (see FIG. 4d).

S612では、デジタル信号処理回路112が、S610もしくはS611で生成した補正データを用いて、有効領域に対して、垂直ダークシェーディング補正を行う。S613では、デジタル信号処理回路112が、補正後の画像の画像データを画像メモリ113、記録回路115、もしくは表示回路117に出力し、本撮影を終了する。   In S612, the digital signal processing circuit 112 performs vertical dark shading correction on the effective area using the correction data generated in S610 or S611. In S613, the digital signal processing circuit 112 outputs the image data of the corrected image to the image memory 113, the recording circuit 115, or the display circuit 117, and the main photographing is finished.

以上により、撮影条件や、左右の水平OB領域からの基準信号の状態に適した、より精度の高い垂直ダークシェーディング補正を行う撮像装置を提供することが可能となる。   As described above, it is possible to provide an imaging apparatus that performs higher-precision vertical dark shading correction suitable for shooting conditions and the state of reference signals from the left and right horizontal OB regions.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることはなく、様々な形態をとることが可能である。例えば、図6に示す手順において、露光時間のみで補正処理を決定したり、ISO感度と環境温度との2つの条件から補正処理を決定することも可能であるし、撮影画像の水平OB部の状態のみから補正処理を決定するような構成とすることも可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, It can take various forms. For example, in the procedure shown in FIG. 6, it is possible to determine the correction process based on only the exposure time, or to determine the correction process based on two conditions of ISO sensitivity and environmental temperature. It is also possible to adopt a configuration in which the correction process is determined only from the state.

また同様に、環境温度、撮像時の露光時間、及びISO感度設定以外の撮影環境や撮影条件を判断材料として演算領域を切り替えることも可能である。例えば、液晶モニタを長時間使用した直後の撮影など、高温時、長秒露光時以外でも暗電流が大きくなる条件での撮影において、補正データ生成方法を切り替えることなども可能である。   Similarly, it is also possible to switch the calculation area using the shooting environment and shooting conditions other than the environmental temperature, the exposure time during imaging, and the ISO sensitivity setting as judgment materials. For example, the correction data generation method can be switched in shooting under conditions where the dark current is large even at high temperatures and other than during long-second exposure, such as shooting immediately after using the liquid crystal monitor for a long time.

また、図6に示す手順において、例えば、あらかじめ第1の値及び第2の値の両方を生成しておき、その上で、撮影時の撮影条件や水平OB部の状態の判定結果をもとに、どちらの値を使用して垂直ダークシェーディング補正を行うかを選択してもよい。また、第1及び第2の垂直シェーディング補正処理においては、例えば行毎に2つの水平OB領域の演算領域からの出力信号の平均値又は補間値を算出してもよい。そして、そこから行毎の補正データを算出し、その行の読み出し時に同時に、その行の有効領域の出力信号に対し補正をかけるような構成とすることも可能である。   Further, in the procedure shown in FIG. 6, for example, both the first value and the second value are generated in advance, and then, based on the determination result of the shooting condition at the time of shooting and the state of the horizontal OB portion. Also, which value is used to perform vertical dark shading correction may be selected. Further, in the first and second vertical shading correction processes, for example, an average value or an interpolated value of output signals from the calculation areas of two horizontal OB areas may be calculated for each row. It is also possible to calculate the correction data for each row from there, and at the same time read the row, correct the output signal of the effective area of the row.

Claims (9)

光に応じた画像信号をそれぞれ生成する複数の有効画素が配列された有効領域と、前記有効領域に隣接して前記有効領域の第1の側に配置された領域であり基準信号をそれぞれ生成する複数の第1の遮光画素が配列された第1の遮光領域と、前記有効領域に隣接して前記有効領域を挟んで前記第1の遮光領域と反対側に配置された領域であり基準信号をそれぞれ生成する複数の第2の遮光画素が配列された第2の遮光領域とを有する画素配列を有する撮像素子から出力される前記画像信号に所定の補正処理を施す画像信号処理装置であって、
前記複数の第1の遮光画素から出力される第1の基準信号に応じて第1の基準データを生成する第1の生成手段と、
前記複数の第2の遮光画素から出力される第2の基準信号に応じて第2の基準データを生成する第2の生成手段と、
前記第1の基準データ及び前記第2の基準データ平均することで得られる第1の値と、前記第1の基準データ及び前記第2の基準データの間を線形補間することで得られる第2の値とのいずれかを用いて補正データを生成する第3の生成手段と、
前記補正データを用いて前記複数の有効画素から出力される画像信号を補正する補正手段と、
前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
An effective area in which a plurality of effective pixels each generating an image signal corresponding to light is arranged, and an area arranged on the first side of the effective area adjacent to the effective area, each generating a reference signal A first light-shielding region in which a plurality of first light-shielding pixels are arranged, and a region adjacent to the effective region and disposed on the opposite side of the first light-shielding region with the effective region interposed therebetween. An image signal processing device that performs a predetermined correction process on the image signal output from an image sensor having a pixel array having a second light-shielding region in which a plurality of second light-shielding pixels that are generated are arranged,
First generation means for generating first reference data in response to a first reference signal output from the plurality of first light-shielding pixels;
Second generation means for generating second reference data in response to a second reference signal output from the plurality of second light-shielding pixels;
The obtained by linear interpolation between the first value and the first reference data and the second reference data obtained by averaging the first reference data and the second reference data Third generation means for generating correction data using any one of the values of 2,
Correction means for correcting image signals output from the plurality of effective pixels using the correction data;
Control means for determining whether the third generation means uses the first value or the second value to generate the correction data;
An image signal processing apparatus comprising:
前記制御手段は、撮影条件に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
The control unit determines whether the third generation unit uses the first value or the second value to generate the correction data according to an imaging condition. Item 2. The image signal processing device according to Item 1.
前記制御手段は、前記第1の基準信号及び前記第2の基準信号の状態に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
In accordance with the state of the first reference signal and the second reference signal, the control means uses the first value or the second value to determine whether the third generation means uses the correction data. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether to generate the image signal.
前記画素配列の周辺の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
Temperature detecting means for detecting a temperature around the pixel array;
The control unit determines whether the third generation unit uses the first value or the second value to generate the correction data according to the temperature detected by the temperature detection unit. The image signal processing apparatus according to claim 1.
撮影感度を設定する感度設定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記感度設定手段により設定された撮影感度に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
Sensitivity setting means for setting the shooting sensitivity is further provided,
The control unit determines whether the third generation unit generates the correction data using the first value or the second value according to the photographing sensitivity set by the sensitivity setting unit. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein the determination is performed.
前記複数の有効画素のそれぞれは、電荷蓄積動作を行うことにより画像信号を生成し、
前記制御手段は、前記複数の有効画素のそれぞれが電荷蓄積動作を行う蓄積時間に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
Each of the plurality of effective pixels generates an image signal by performing a charge accumulation operation,
The control means may be configured such that the third generation means uses either the first value or the second value according to an accumulation time during which each of the plurality of effective pixels performs a charge accumulation operation. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether to generate the image signal.
前記制御手段は、前記第1の基準信号と前記第2の基準信号とのばらつきを演算し、前記ばらつきに応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
The control unit calculates a variation between the first reference signal and the second reference signal, and the third generation unit determines whether the first value and the second value are in accordance with the variation. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein which one is used to generate the correction data is determined.
前記制御手段は、前記第1の基準データと前記第2の基準データとの相関係数を演算し、前記相関係数に応じて、前記第3の生成手段が前記第1の値と前記第2の値のいずれを用いて前記補正データを生成するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
The control means calculates a correlation coefficient between the first reference data and the second reference data, and according to the correlation coefficient, the third generation means causes the first value and the first reference data to be calculated. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein which of the two values is used to determine whether to generate the correction data.
撮像素子と、
前記撮像素子から出力される前記画像信号に所定の補正処理を施す請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像信号処理装置と、
を有することを特徴とする撮像装置。
An image sensor;
The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein a predetermined correction process is performed on the image signal output from the image sensor.
An imaging device comprising:
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