JP5528158B2

JP5528158B2 - 色ずれ補正装置

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Publication number: JP5528158B2
Application number: JP2010044642A
Authority: JP
Inventors: 宗光桑原; 忠明柳; 秀夫小野寺; 誉行山下; 公二三谷; 良平船津; 裕司野尻
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: JP2011182202A

Description

本発明は、色収差やレジストレーションのずれ（レジずれ）による色ずれを補正する色ずれ補正装置に関し、特に、少ない測定ポイントで、簡易に色ずれを補正する色ずれ補正装置に関する。

例えば、テレビカメラ等のレンズでは、色収差と呼ばれる画像歪みが生じる。色収差を補正する処理の一例として、映像（画像）の画面をＭ（Ｍは２以上の値）個のエリアに分割して、各エリアの中心におけるレンズの倍率色収差量（以降、単に、「色収差量」と略して言う。）の測定を行い、各エリア内で一定の補正量（水平方向であるＸ方向と垂直方向であるＹ方向）を与えることが行われている。

特開２００９−２９０８６３号公報特開２００９−１７０９７０号公報特開２００４−１５３３２３号公報特開平０８−２０５１８１号公報特開２００６−１３５８０５号公報特開２００２−３２０２３７号公報

しかしながら、上記のような色収差の補正方法では、測定する色収差量の数が多いため、例えば、映像の画面サイズが大きくなると更に測定する色収差量の数が増えてしまうといった問題や、カメラのアイリス、ズーム、フォーカスのポジションを動かすたびに多数の色収差量を測定し直すことが面倒であるといった問題があった。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、少ない測定ポイントで、簡易に色ずれを補正することができる色ずれ補正装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、撮像装置により撮像される画像に生じる色ずれを補正する色ずれ補正装置において、次のような構成とした。
すなわち、色ずれ検出手段が、前記画像において、画素数より少ない複数の測定ポイントについて、色ずれに対する補正量を検出する。基準補正量検出手段が、前記画像をＭ（Ｍは２以上の値）個のエリアに分割した各エリアについて、前記色ずれ検出手段による検出結果に基づく直線近似を用いて、色ずれに対する基準となる補正量である基準補正量を検出する。画素補正量検出手段が、前記画像の画素について、前記基準補正量検出手段による検出結果に基づく直線近似を用いて、色ずれに対する画素毎の補正量を検出する。
従って、例えば従来と比べて、少ない測定ポイントで、簡易に色ずれを補正することができる。

本発明に係る色ずれ補正装置では、更に、次のような構成とした。
すなわち、変化検出手段が、前記撮像装置のアイリス、ズーム、フォーカスのいずれかのポジションの変化を検出する。そして、前記変化検出手段により変化が検出されるたびに、前記色ずれ検出手段、前記基準補正量検出手段、前記画素補正量検出手段による処理を実行する。
従って、アイリスやズームやフォーカスのポジションが変化するたびに、色ずれに対する補正量を変化させて、ほぼリアルタイムに対応することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る色ずれ補正装置によると、少ない測定ポイントで、簡易に色ずれを補正することができる。

本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示す図である。映像の画面をＭ分割した各エリアに基準補正量を設定した様子の一例を示す図である。色ずれ量の測定ポイントの一例を示す図である。各エリアの基準補正量の導出方法の一例を示す図である。画素毎の補正量の計算方法の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る色ずれ補正方法による処理を実行する手順の一例を示すフローチャートの図である。色ずれ補正部の水平シフト回路の一例を示す図である。各エリアの基準補正量の導出方法の一例を示す図である。色ずれ量の測定ポイントの一例を示す図である。本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示す図である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の色ずれ補正方法の実施形態を概略的に説明する。
［１］測定ポイントにおける補正量の導出
（１）水平方向
（ｉ）映像の画面の測定ポイント（例えば、中央、右端、左端）において、色ずれ量を測定する。色ずれ量は、色収差とレジずれの双方を含む。
（ｉｉ）中央の色ずれ量（＝レジずれ量）から、本来の中央の位置に戻すための補正量、すなわちセンターのずれ量（レジ補正量）が把握される。
（ｉｉｉ）右端と左端の色収差量と、中央のレジずれ量とより、色によってずれている補正量が把握される。
（２）垂直方向
（ｉ）映像の画面の測定ポイント（例えば、上端、下端）において、色ずれ量を測定する。
（ｉｉ）上端と下端の色収差量と、中央のレジずれ量とより、色によってずれている補正量が把握される。

［２］各エリアの基準補正量の導出（図４）
（ｉ）右端と左端の補正量を用いて、これらの間の各エリアの基準補正量を、直線近似により求める。
（ｉｉ）上端と下端の補正量を用いて、これらの間の各エリアの基準補正量を、直線近似により求める。
（ｉｉｉ）これらの結果により、残りの各エリアの基準補正量を、直線近似により求める。

［３］画素毎の補正量の導出
（ｉ）各エリアの基準補正量と隣接するエリアの基準補正量を用いて、画素毎の補正量を直線近似により求める。

図１には、本発明の実施例１に係る撮像装置の構成例を示してある。
本例の撮像装置は、３板カラーテレビジョンカメラであり、交換式レンズ１、分光プリズム２、ＲＧＢのうちのＲに対応した撮像素子（Ｒ）３、ＲＧＢのうちのＧに対応した撮像素子（Ｇ）４、ＲＧＢのうちのＢに対応した撮像素子（Ｂ）５、Ｒに対応したフレームメモリ６、Ｇに対応したフレームメモリ７、Ｂに対応したフレームメモリ８、色ずれ検出部９、色ずれ補正部１０、基準補正量算出部１１、画素毎補正量算出部１２、制御部１３を備えている。

本例の撮像装置における動作の一例を示す。
交換式レンズ１から入射した光が分光プリズム２で色成分毎に分けられて、撮像素子（Ｒ）３、撮像素子（Ｇ）４、撮像素子（Ｂ）５のそれぞれの撮像面に結像した光学像が、それぞれ、電気的な映像信号に変換されて、フレームメモリ６、フレームメモリ７、フレームメモリ８に格納される。
色ずれ検出部９は、フレームメモリ６〜８から映像信号を読み出して、例えば、基準位置（画面の中心。望ましくは倍率色収差のゼロ点）を通る直線上（水平線と垂直線）において、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネル間でのずれ、すなわち色ずれ量を像高（光軸からの距離）毎に検出する。
色ずれ補正部１０は、Ｒ、Ｂチャンネル（場合によってはＧチャンネルも）において別個に、画素毎に変化する画素毎補正量を用いて色ずれ補正を実行する。

基準補正量算出部１１は、映像の画面をＭ（Ｍは２以上の整数）個に等分割したエリア毎に基準補正量（基準補正値）を算出し、保持する。
画素毎補正量算出部１２は、基準補正量算出部１１が算出した基準補正量から、各エリア内の画素毎に、該画素を移動すべき量（画素毎補正量）を求め、色ずれ補正部１０での処理タイミングに合わせて出力する。
制御部１３は、交換式レンズ１のズーム、フォーカス、アイリスのいずれかのポジションを動かした（動かされた）ことを検出すると、色ずれ検出部９に検出動作を指示する。

図２には、映像の画面をＭ個のエリアに等分割して、各エリアの中心に基準補正量を設定した様子の一例を示してある。本例では、Ｍ＝１４４としてあり、水平方向に１６分割し、垂直方向に９分割している。
そして、画面の左上端を始点とする画面の水平方向（右向き）及び垂直方向（下向き）のインデックスをそれぞれｉ、ｊ（いずれも自然数）とすると、水平方向ｉ番目、垂直方向ｊ番目のエリア（以後、エリア（ｉ，ｊ）と表記する）の基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）は、ずれの水平成分Ｘ_ｘ（ｉ，ｊ）と、垂直成分Ｘ_ｙ（ｉ，ｊ）とからなるベクトルで表される。

図３には、色収差量の測定ポイントの一例を示してある。
本例では、測定ポイントを、中央、右端、左端、上端、下端としている。
具体的には、測定ポイントの中央はエリア（８，５）の中心としてあり、右端はエリア（１６，５）の中心としてあり、左端はエリア（１，５）の中心としてあり、上端はエリア（８，１）の中心としてあり、下端はエリア（８，９）の中心としてある。このように、中央、右端、左端は、必ずしも上下方向の正確な中央である必要はなく、中央、上端、下端は、必ずしも左右方向の正確な中央である必要はない。

色ずれ検出部９は、例えば特許文献６に記載の方法や、或いは各測定ポイントに対応するエリアでのチャンネル間の最大相関探索により、これらの測定ポイントのそれぞれにおける色ずれ量を得る。例えばエリア（８，５）における色ずれ量は、水平成分がＨ_８−５，垂直成分がＶ_８−５と表記される。
そして、得られた中央の色ずれ量（（回転と平行移動とからなる）レジずれの平行移動成分に対応する）から各色ずれ量を減算し、右端、左端、上端、下端の補正量を求める。例えば上端の補正量Ｘ_ｒ（８，１）の垂直成分はＶ_８−５−Ｖ_８−１などと求められる。なお、色収差は基本的に像高方向（光軸を中心とする半径方向）成分しか持たないため、左右方向の中央から求めた補正量Ｘ_ｒ（８，１）の水平成分はほぼ０となり、無視しても良い。

図４には、基準補正量算出部１１による各エリアの基準補正量の導出を模式的に示してある。
具体的には、基準補正量算出部１１は、４つの測定ポイントの補正量から、下記の式により各エリアの基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を求める。

上式は、右端と左端の補正量の直線補間式と、上端と下端の補正量の直線補間式を加算したものである。両補間式は、中央の色ずれ量が既にキャンセルされていること、及びそれぞれの成分が水平若しくは垂直成分のみであることから、単なる加算による合成でも、誤差は少ない。（求まる基準補正量Ｘ_ｒは、像高とほぼ同じ方向になる。）
基準補正量算出部１１或いは画素毎補正量算出部１２は、このようにして求めた１６×９個の基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を、次に再計算されるまで保持する。

図５には、画素毎補正量算出部１２による画素毎の補正量の計算方法の一例を示してある。
図５の例では、計算対象の画素として、その水平位置が、エリア（１，１）の中心とエリア（２，１）の中心の間にあり、その垂直位置が、エリア（１，１）の中心と同じ場合を示してある。水平アドレスＨは、画面全体における画素の水平位置を示すグローバルなアドレスで、１〜７８４０の整数であり、垂直アドレスＶは、同様に垂直位置を示すアドレスで、１〜４４１０の整数であり、図５では１≦Ｈ≦９８０、１≦Ｖ≦４９０の範囲を図示している。

そして、エリア（１，１）とエリア（２，１）のそれぞれの中心を結ぶ線上の画素における補正量（画素毎補正量）Ｘ（Ｈ，Ｖ）は、エリア（１，１）の基準補正量Ｘ_ｒ（１，１）とエリア（２，１）の基準補正量Ｘ_ｒ（２，１）の線形補間により求められる。
より一般的には、エリア（ｉ，ｊ）に属する任意の画素の画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）は、その画素がエリアの中央に対してどの位置にあるかに応じ、次の４式のいずれかにより計算される。

ここで、Ａ_Ｈ（ｉ，ｊ）及びＡ_Ｖ（ｉ，ｊ）は、それぞれエリア（ｉ，ｊ）の中心の画素の水平アドレス及び垂直アドレスである。また、Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）やＸ（Ｈ，Ｖ）は、水平及び垂直成分を持つベクトルであり、例えば上記各式の第２項は、水平方向の偏微分係数に、水平方向の画素間距離を乗じたものである。基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）について数１のような補間を行った場合、数２の各式の第２項の垂直成分や第３項の水平成分は０となる。
なお、上式のような内挿により求められない、画面の縁２４５画素の幅の領域では、外挿により補間するか、或いは補間せず基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）をそのまま用いる。
画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）は、１フレーム毎にリアルタイムで基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）から計算してもよく、或いは全画素数分のメモリを備えて一度計算した後はメモリから読み出すようにしても良い。

このようにして求めた画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）は、必ずしも整数にはならない。画素毎補正量算出部１２は求めた補正量を画素単位の値（整数）と、１画素に満たない値（小数）に分離して出力する。整数部はアドレス補正係数、小数部はフィルタ補間係数と呼ぶ。

再び図１に戻り、色ずれ補正部１０は、Ｒ、Ｂチャンネルのそれぞれにおいて、水平シフト回路５１、６１と、第１メモリ５２、６２と、垂直シフト回路５３、６３と、第２メモリ５４、６４とを備えている。水平シフト回路５１、６１は、画素毎補正量算出部１２から与えられる画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）の水平成分に応じた画素移動を１／２^N画素の分解能（精度）で行う（Ｎは１以上の整数であり、本例ではＮ＝３）。第１メモリ５２、６２は、画素の走査方向を水平から垂直に変換するためのフレームメモリである。垂直シフト回路５３、６３は、水平シフト回路５１、６１と同等の構成の回路であり、画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）の垂直成分に応じた画素移動を行う。第２メモリ５４、６４は、画素の走査方向を垂直から水平に戻すためのフレームメモリである。

図７には、本例の色ずれ補正部１０の水平シフト回路５１、６１の一例を示してある。なお、垂直シフト回路５３、６３についても、同様である。
本例の水平シフト回路５１（又は、水平シフト回路６１）は、シフトレジスタ部１０１と、マルチプレクサ部１０２と、係数保持部１０３と、係数乗算部１０４と、平均化部１０５と、から構成されている。
シフトレジスタ部１０１は、１２ビットの画素値が入力されるたびに、１回のシフト動作を行う、１２ビット幅、１６段の直列入力／並列出力型シフトレジスタである。

マルチプレクサ部１０２は、シフトレジスタ部１０１の８段分の出力を、取り出し位置を異ならせて１０通り選択する。１０通りの取り出し位置は、前記１６段の中央の段を中心に、１段ずつずらしたものであり、画素毎補正量算出部１２からのアドレス補正係数（画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）の整数部）により、１０通りの１つが選択される。
係数保持部１０３は、画素毎補正量算出部１２から３ビットのフィルタ補間係数（画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）の小数部）を与えられ、それに応じた８個のタップ係数を出力するメモリである。
係数乗算部１０４は、マルチプレクサ部１０２で選択された８段分の出力と、係数保持部１０３から出力されたタップ係数とを、それぞれ乗算する。
平均化部１０５は、係数乗算部１０４から出力された８個の乗算値を加算し、シフトレジスタに入力された画素値と桁があうように所定値で除算し、所定の上限値を超えないようにするクリップ処理をして、出力する。

図６には、本例の撮像装置における色ずれ補正処理の実行手順を示してある。
まず、ステップＳ１では、制御部１３は、交換式レンズ１に対する操作信号や交換式レンズ１から取得したポジション信号を監視し、撮像装置のカメラのアイリス、ズーム、フォーカスのいずれかのポジションが動かされたか否かを判定する（ステップＳ１）。これらのポジションが変化すると、色収差量も変化する。更には、光軸ずれも色収差量変化の原因となるので、撮像装置に内蔵された加速度センサが所定以上の加速度を検出したかも判定するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１でいずれかのポジションの変化等を検出した場合には、所定の色ずれ補正処理（ステップＳ２〜ステップＳ４）を実行し、画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）を更新する。
その後、ステップＳ５では、色ずれ補正部１０が、画素毎の補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）を用いて画素を移動させて（ステップＳ５）、ステップＳ１の処理へ戻る。一方、いずれかのポジションを動かしたことを検出しなかった場合には、前フレームと同じ画素毎補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）を用いて画素を移動させて（ステップＳ５）、ステップＳ１の処理へ戻る。

所定の色ずれ補正処理では、色ずれ検出部９が測定ポイントの補正量の導出を行い（ステップＳ２）、次いで、基準補正量算出部１１が各エリアの基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）の導出を行い（ステップＳ３）、そして、画素毎補正量算出部１２が画素毎の補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）の導出を行う（ステップＳ４）。

以上のように、本例では、カメラのアイリスやズームやフォーカスのポジションを動かすたびに、本例の色ずれ補正方法による処理を実行する。
従って、本例の色ずれ補正では、少ない測定ポイントで色ずれ量を測定すればよいため、例えば、アイリスやズームやフォーカスを変えるたびに、少ない測定ポイントで色ずれ量を測定し、基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を修正し、画素単位の補正量Ｘ（Ｈ，Ｖ）を求めることで、画像歪みを補正することが容易となる。

具体例として、収差の少ない高級レンズの使用時などに、取り付けマウント誤差等に起因する倍率色収差（のずれ）を線形近似で補正することができ、補正量をほぼリアルタイムで最適化することが可能である。

本発明の実施例２に係る撮像装置を説明する。
本例の撮像装置は、色ずれ検出部９に代えて、補正量の算出方法が異なる色ずれ検出部２９を備え、基準補正量算出部１１に代えて、補間方法が異なる基準補正量算出部２１を備えた、点で実施例１（図１）と異なる。なお、本例の撮像装置の概略的な構成は、図１に示されるものと同様であるため、図示は省略する。
本例の色ずれ検出部２９は、画面の右端、中央、左端、上端、下端の５箇所の測定ポイントで測定された色ずれ量を、単純に向きを逆にして、対応する５つの補正量（基準補正量（ア）〜（オ））を算出する。

図８には、基準補正量算出部２１による各エリアの基準補正量の導出方法を模式的に示してある。
すなわち、右端と中央の補正量を用いて、これらの間の各エリアの基準補正量を、直線近似により求める。また、中央と左端の補正量を用いて、これらの間の各エリアの基準補正量を、直線近似により求める。
上下についても同様に、上端と中央との間、中央と下端との間を直線近似する。

より一般的には、５つの測定ポイントの基準補正量算出部２１は、５つの測定ポイントの補正量から、下記の式により各エリアの基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を求める。

本例によれば、画面中央の測定ポイントに対して点対称でない色収差に対して、実施例１よりも近似精度を高くできる場合がある。

図９には、本発明の実施例３に係る撮像装置における、色ずれ量の測定ポイントを示す図を示してある。
本例の撮像装置は、色ずれ検出部９に代えて、角が光軸位置に来るように選んだＬ字状のエリアで色ずれ量をそれぞれ測定する色ずれ検出部３９を備え、また基準補正量算出部１１に代えて、基準補正量算出部２１を備えた、点で実施例１（図１）と異なる。なお、本例の撮像装置の概略的な構成は、図１に示されるものと同様であるため、図示は省略する。

色ずれ検出部３９は、図９において斜線で示すように、画面中央のエリア（８，５）と、エリア（８，５）の左側にあるエリア（１，５）〜エリア（７，５）と、エリア（８，５）の上側にあるエリア（８，１）〜エリア（８，４）の各エリアおいて、その中心を測定ポイントとして色ずれ量を測定する。そして、各色ずれ量を、単純に向きを逆にして、測定ポイントの補正量（対応する各エリアの基準補正量）とし、基準補正量算出部２１に出力する。

基準補正量算出部２１は、まず、以下の式により、中央のエリア（８，５）で交差する十字状のエリアについて、基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を求める。ただし、測定ポイントの補正量が得られているエリアは、その補正量をそのまま基準補正量とする。

上式は、基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）が、エリア（８，５）を中心に対称であることを利用している。
次に、基準補正量算出部２１は、以下の式により、残りの各エリアについて、基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）を求める。

より高精度を求める場合は、上式の代わりに、以下の式を用いてもよい。この式は、収差の大きさが、像高に関する奇数次のみのべき級数関数で近似できることに基づいている。

基準補正量算出部２１以降の、画素毎補正量算出部等の動作は、上述の実施例１等と同様である。
なお、画面のエリアへの分割数（縦方向又は横方向）が偶数の場合、エリア単位での色ずれ量の測定では、正確に画面の縦中央又は横中央の色ずれ量とはならない。例えば横分割数が１６の場合、８列目のエリア（例えばエリア（８，１））の右半分と９列目のエリア（例えばエリア（９，１））の左半分とからなる１エリア分の領域で色ずれ量を測定し、この量をエリア（８．５，１）の色ずれ量等とする。そして、Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）＝Ｘ_ｒ（ｉ，５）＋Ｘ_ｒ（８．５，ｊ）−Ｘ_ｒ（８．５，５）により残りの各エリアの基準補正量を求めることができる。

本例では、例えば１２箇所で色ずれ量を測定する。ズーム等のポジションが変化した際、１２箇所の色ずれ量が揃うのを待って、色ずれ検出部３９が基準補正量算出部２１に出力したのでは、追従性が悪い。したがって、一例として、像高の大きいエリア（１，５）やエリア（８，１）から優先して測定し、順次、基準補正量算出部２１が保持し出力する基準補正量を更新させる。更には、優先して更新された基準補正量の更新前後の比で以って、未測定のエリアも仮更新してもよい。また、中央のエリア（１，５）の色ずれ量は、０とみなし、測定しなくても良い。本例では、測定ポイントを中央から左端及び中央から上端としたが、それ以外（例えば、中央から右端、中央から下端）でもよいことは明らかである。

本発明の実施例４に係る撮像装置を説明する。
本例の撮像装置は、基準補正量算出部２１に代えて、補間方法が異なる基準補正量算出部３１を備えた点で実施例３と異なる。なお、本例の説明で言及しない部分の構成は、実施例３と同一である。

基準補正量算出部３１は、まず、色ずれ検出部３９から与えられたエリア（１，５）〜エリア（８，５）の補正量（エリアの中心における補正量を示す）から、直線近似により、エリア間の補正量を定義する。すなわち、当初自然数として定義したエリアのインデックスｉ，ｊを小数まで拡張し、以下の式によりエリア間を補間する。また、値が求まっている基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）からレジずれ分を差し引いた（ほぼ色収差のみとなる）基準補正量Ｘ_ｒ ^〜（ｉ，ｊ）も定義しておく。

次に、基準補正量算出部３１は、以下のようにして各エリアの基準補正量Ｘ_ｒ ^〜（ｉ，ｊ）を導出する。
（１）各エリアの中心と中央エリア（エリア（８，５））の中心との距離Ａと、上記補間した補正量Ｘ_ｒ ^〜（ｉ，５）において中心からの距離がＡと等しい位置の補正量Ｃ＝Ｘ_ｒ ^〜（８−Ａ，５）を得る。
（２）この補正量Ｃを水平、垂直の要素に分解する。中央エリアの中心を原点とし、原点からエリア（１，５）の中心へ向かう半直線を基線としたときに、各エリアの中心と原点との線分と基線とがなす角をθ（基線からエリア（８，１）へ回る方向を正にする）とすれば、基準補正量Ｘ_ｒ ^〜の水平成分Ｘ_Ｘ ^〜はＣ^＊ｃｏｓθ、垂直成分Ｘ_Ｙ ^〜はＣ^＊ｓｉｎθで算出できる。
（３）上記を左上の１／４象限にあるエリアについて、算出する。この象限ではｃｏｓθ、ｓｉｎθはともに０以上である。
（４）他の象限については、上記エリアの点対称、もしくは線対称となっているため、それぞれ該当するエリアの補正値を正負逆転するなどして複製する。
（５）色ずれ検出部３９から与えられたエリア（５，１）〜エリア（５，４）の補正量（の垂直成分）と、像高が等しいエリア（４，５）〜エリア（７，５）（の水平成分）の補正値を比較することにより、3板方式に特有のプリズムで生じる垂直位置依存の色ずれ量Ｘ_Vが算出できる。この値をそれぞれのエリアの垂直方向の補正値に加算することで、この色ずれも補正が可能である。
これらを式で示すと以下のようになる。

本例においても、ポジションが変化時の追従性をよくするため、水平方向に並ぶエリア（１，５）〜エリア（８，５）の色ずれ量を優先して測定し、残りの色ずれ量が得られるまでの間、一時的に以下の式で基準補正量Ｘ_ｒを求めても良い。

図１０には、本発明の実施例５に係る撮像装置の構成例を示してある。
本例の撮像装置は、歪曲収差も色収差と一緒に補正するものであり、新たに歪曲収差保持部３２を備え、また、基準補正量算出部１１に代えて、基準補正量算出部３１を備えた点、及び色ずれ補正部１０ａにおいて、Ｇについても、水平シフト回路７１、第１メモリ７２、垂直シフト回路７３、第２メモリ７４を備えた点で、実施例１（図１）と異なる。

歪曲収差保持部３２は、交換式レンズ１に固有の収差データを、ＳＤカード（商標）等のフラッシュメモリから読み込んで保持する。収差データは、図２に示される基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）と同様なエリア毎のデータである。収差データとしては、必ずしもズーム等の全てのポジション毎に収差データを保持する必要はなく、特に収差が大きくなるポジションのみでもよい。歪曲収差保持部３２は、制御部１３等から交換式レンズ１のポジションの値を得て、保持している収差データの中で最も該当するポジションの収差データを出力する。
基準補正量算出部３１は、基準補正量算出部１１と同様な機能を有していることに加え、自身で算出した色収差に関する基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）に、歪曲収差保持部３２から出力された歪曲収差に関する収差データを合成（加算或いは減算）し、最終的な基準補正量として保持し、画素毎補正量算出部１２に出力する。色収差に関する基準補正量Ｘ_ｒ（ｉ，ｊ）がないＧチャンネルに対しては、歪曲収差保持部３２からの収差データがそのまま基準補正量になる。

１・・交換式レンズ、２・・分光プリズム、３・・撮像素子（Ｒ）、４・・撮像素子（Ｇ）、５・・撮像素子（Ｂ）、６、７、８・・フレームメモリ、９、２９、３９・・色ずれ検出部、１０、１０ａ・・色ずれ補正部、１１、２１、３１・・基準補正量算出部、１２・・画素毎補正量算出部、１３・・制御部、３２・・歪曲収差保持部、５１、６１、７１・・水平シフト回路、５２、５４、６２、６４、７２、７４・・メモリ、５３、６３、７３・・垂直シフト回路、１０１・・シフトレジスタ部、１０２・・マルチプレクサ部、１０３・・係数保持部、１０４・・係数乗算部、１０５・・平均化部、

Claims

テレビジョンカメラにより撮像される画像に生じる色ずれを補正する色ずれ補正装置において、
前記画像において、画素数より少ない複数の測定ポイントについて、色ずれに対する補正量を、水平成分と垂直成分とからなるベクトルとして検出する色ずれ検出手段と、
前記画像をＭ（Ｍは前記複数の測定ポイントの数より大きい値）個のエリアに分割した各エリアについて、前記色ずれ検出手段による検出結果に基づいて、該エリアでの色ずれに対する基準補正量を算出する基準補正量算出手段と、
前記画像の各画素について、前記Ｍ個のエリアの内、該画素を含むエリア及び該エリアに隣接する１又は複数のエリアの前記基準補正量を直線補間して、該画素での色ずれに対する画素補正量を算出する画素補正量算出手段と、
前記画像についての映像信号に対して、画素毎に前記画素補正量に基づく水平シフト及び垂直シフトを施す色ずれ補正手段と、
前記テレビジョンカメラのアイリス、ズーム、フォーカスのいずれかのポジションの変化を検出する変化検出手段と、を備え、
前記変化検出手段により変化が検出されるたびに、前記色ずれ検出手段、前記基準補正量算出手段、前記画素補正量算出手段による処理を実行する、
ことを特徴とする色ずれ補正装置。
請求項１に記載の色ずれ補正装置において、
前記テレビジョンカメラは、色毎に撮像素子を有する、レンズ交換式のカラーカメラであり、
前記色ずれ補正手段は、画素値が入力されるたびに、前記画素補正量の整数部に応じた位置で、画素値の並びを取り出すマルチプレクサと、前記画素補正量の少数部がとり得る２ ^N 通り（Ｎは１以上の整数）のフィルタ係数を保持して、与えられた前記少数部に応じたフィルタ係数を出力する係数保持部と、前記少数部に応じたフィルタ係数を、前記取り出された画素値の並びにそれぞれ乗算して加算する係数演算部と、を有して、１／２ ^N 画素の分解能で水平方向及び垂直方向に画素移動を行う、
ことを特徴とする色ずれ補正装置。
請求項１又は請求項２に記載の色ずれ補正装置において、
前記画像は横長であり、
前記色ずれ検出手段は、前記Ｍ個のエリアの内、画面中央エリアと、該画面中央エリアの左もしくは右側に並ぶ複数のエリアと、該画面中央エリアの上もしくは下側に並ぶ複数のエリアと、からなるＬ字状をなすエリアのそれぞれの中心を前記測定ポイントとして前記補正量を検出し、
前記基準補正量算出手段は、各エリアについて、
前記画面中央エリアの中心からの距離Ａが該エリアの中心と等しい位置における補正量Ｃを、前記画面中央エリア及び前記左もしくは右側に並ぶ複数のエリアの中の２つのエリア間の直線補間により定め、
前記画面中央エリアを原点とし、該エリアの中心へ向かう直線の角度をθとしたときに、該エリアの前記基準補正量の水平成分をＣ ^＊ｃｏｓθとし、該エリアの前記基準補正量の垂直成分は、前記左もしくは右側に並ぶ複数のエリアの水平成分の補正値と、前記上もしくは下側に並ぶ複数のエリアの垂直成分の補正値とを、像高が等しいエリア同士で比較して算出した垂直位置依存の補正量Ｘ _V を、Ｃ ^＊ｓｉｎθに加算したものとする、
ことを特徴とする色ずれ補正装置。
請求項１又は請求項２に記載の色ずれ補正装置において、
前記色ずれ検出手段は、前記Ｍ個のエリアの内、画面中央エリアと、該画面中央エリアから水平に左移動した端にある左端エリアと、該画面中央エリアから水平に右移動した端にある右端エリアと、該画面中央エリアから垂直に上移動した端にある上端エリアと、該画面中央エリアから垂直に下移動した端にある下端エリアとのそれぞれの中心を前記測定ポイントとして前記補正量を検出し、
前記基準補正量算出手段は、前記測定ポイントを含むエリアのそれぞれの基準補正量を、該測定ポイントで検出された前記補正量とし、残りのエリアのそれぞれの基準補正量を、前記画面中央エリアと、前記左端エリア、前記右端エリア、前記上端エリア、前記下端エリアのうち該残りのエリアに近い１又は２のエリアとの間の直線補間により算出する、
ことを特徴とする色ずれ補正装置。
請求項１又は請求項２に記載の色ずれ補正装置において、
前記色ずれ検出手段は、前記Ｍ個のエリアの内、画面中央エリアと、該画面中央エリアの左もしくは右側に並ぶ複数のエリアと、該画面中央エリアの上もしくは下側に並ぶ複数のエリアと、からなるＬ字状をなすエリアのそれぞれの中心を前記測定ポイントとして前記補正量を検出し、
前記基準補正量算出手段は、前記Ｌ字状をなすエリアのそれぞれの測定ポイントで検出された前記補正量に基づいて、前記画面中央エリアで交差する十字状をなすエリアのそれぞれの基準補正量を算出し、残りのエリアのそれぞれの基準補正量を、前記十字状をなすエリアのうち該残りのエリアと水平方向の位置が同じエリアの基準補正量と、前記十字状をなすエリアのうち該残りのエリアと垂直方向の位置が同じエリアの基準補正量とに基づいて算出する、
ことを特徴とする色ずれ補正装置。