JP5677361B2 - 撮像装置及び画像信号の処理方法 - Google Patents
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本発明は前述の問題点に鑑み、撮影状況に依存した適切な光量落ち補正が実現できるようにすることを目的としている。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
図1は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の撮像装置は、ズームレンズ、フォーカスレンズなどで構成されるレンズユニット1、及び絞り2からなる光学ユニットを通して結像された映像は、色フィルタが規則的に配色された撮像素子3で映像信号となる。そして、アナログフロントエンド(以降AFE)4で、デジタル映像信号に変換される。すなわち、レンズユニット1、絞り2、撮像素子3及びアナログフロントエンド4により映像信号生成部が構成されている。
ビデオカメラの光学系は、ズーミング操作や被写体の移動、撮影対象の変更、周囲の明るさの環境変化や撮影者の意図する撮影効果などの様々な要因により、光学パラメータは変更可能である。ここで、光学パラメータは焦点距離、フォーカス位置、絞り値に代表され、常に制御され変動している。なお、以降の説明において、光学パラメータとある場合は、焦点距離、フォーカス位置、絞り値を示す。
Gt=at3+bt2+ct+d
Gm=1 (Gt<Gth)
Gm=Gs(Gt−Gth)+1 (Gth≦Gt≦Gth−1/Gs)
Gm=0 (Gth−1/Gs<Gt)
このような補正ゲインGtの値が大きいほど、その値を大きく抑圧する特性を実現するため、制御係数は閾値Gthと抑圧係数Gsで構成されている。なお、光量落ち補正データベース13が保持するデータを、Gmが0となるGtの値が存在しない値に設定しておくことが望ましい。
ステップS301において映像信号が生成されると、ステップS302に進んで光量落ち補正を行うための補正ゲインを生成する。ステップS301で行われる映像信号の生成は、前述したように、レンズユニット1、絞り2、撮像素子3及びアナログフロントエンド4により映像信号生成部により行われる。また、光量落ち補正を行うための補正ゲインは、光量落ち補正生成回路12により、撮像素子3上の画素座標位置に関連付けた特性から生成される。
次に、本発明の第2の実施形態についての説明をする。図2は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置の一例を説明するブロック図の例である。なお、第1の実施形態の撮像装置を説明した図1の構成と同じくする部分については、詳細な説明は省略する。
第2の実施形態では、ゲイン調整回路14には、光量落ち補正生成回路12が出力した光量落ち補正ゲインGt及び、マイコン6がAFE4に対して出力したゲイン値Gaが入力される。
Gm=1 (Ga<Gth)
Gm=Gs(Ga−Gth)+1 (Gth≦Ga≦Gth−1/Gs)
Gm=0 (Gth−1/Gs<Ga)
なお、正常な処理では、マイコン6はAFE4のゲイン値GaをGmが0となる値に設定することはない。
性を重畳する、LUTをシフトして使うなど、ソフトウェアでも同様の制御を実現することが可能である。
次に、本発明の第3の実施形態についての説明をする。図3は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置のブロック図の例である。なお、前述した第1の実施形態、第2の実施形態を構成する撮像装置と同じくする部分については、詳細な説明は省略する。
第3の実施形態では、ゲイン調整回路14には、光量落ち補正生成回路12が出力した光量落ち補正ゲインGt及び、マイコン6がシフトレンズ15に対して出力した位相シフト制御信号Cdi、Cvaが入力される。
Gm=1 (Cva<Cth)
Gm=Gs(Cva−Cth)+1 (Cth≦Cva≦Cth−1/Gs)
Gm=0 (Cth−1/Gs<Cva)
なお、正常な手ブレ補正処理では、マイコン6は位相変化量CvaをGmが0となる値に設定することはない。
関数回路241は、図12のような入出力特性を実現する回路である。マイコン6からの標準の抑圧係数Gsと、位相変化方向Cdiが入力され、図13のような所定の関数を基に、位相変化方向に適した抑圧係数を求め、調整された抑圧係数Gs'を出力する。
次に、本発明の第4の実施形態についての説明をする。図4は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置のブロック図の例である。なお、前述した第1〜第3の実施形態を構成する撮像装置と同じくする部分については、詳細な説明は省略する。
図23において、光軸中心にある画角(黒枠)は、撮影者の手ブレ方向、量とちょうど点対象になるように位相変化方向Cdi、位相変化量Cvaが与えられ、画角が移動する(白枠)。ゲイン調整回路14の詳細以降については、第3の実施形態とまったく同じとなるので、これは省略する。このような構成、制御を行うことにより、光量落ち補正が画角内でアンバランスに、また過度に行うことが抑制され、画質劣化を低減することが可能となる。
次に、本発明の第5の実施形態についての説明をする。図5は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置のブロック図の例である。なお、第2の実施形態を構成する撮像装置と同じくする部分については、詳細な説明は省略する。
Y=0.299R+0.587G+0.114B
Cb=0.500R−0.419G−0.081B
Cr=0.500B−0.331G−0.169R
Y=Yw+Ge*Yh
Gm=1 (Ga<Gth)
Gm=Gs(Ga−Gth)+1 (Gth≦Ga≦Gth−1/Gs)
Gm=0 (Gth−1/Gs<Ga)
Ge=1 (Gm<Gmthe)
Ge=Gmse(Gm−Gmthe)+1 (Gmthe≦Gm≦Gmthe−1/Gmse)
Ge=0 (Gmthe−1/Gmse<Gm)
Gn=1 (Gm<Gmthn1)
Gn=Gmsn(Gm−Gmthn1)+1 (Gmthn1≦Gm≦Gmthn2)
Gn=Gmsn(Gmthn2−Gmthn1)+1 (Gm>Gmthn2)
次に、本発明の第6の実施形態についての説明をする。図6は、本発明に好適な光量落ち補正処理を行う撮像装置のブロック図の例である。なお、第3の実施形態、第5の実施形態を構成する撮像装置と同じくする部分については、詳細な説明は省略する。
Gm=1 (Cva<Cth)
Gm=Gs(Cva−Cth)+1 (Cth≦Cva≦Cth−1/Gs)
Gm=0 (Cth−1/Gs<Cva)
関数回路291は、図12のような入出力特性を実現する回路であり、マイコン6からの標準の抑圧係数Gsと、位相変化方向Cdiが入力され、図13のような所定の関数を基に、位相変化方向に適した抑圧係数を求め、調整された抑圧係数Gs'を出力する。
Ge=1 (Gm<Gmthe)
Ge=Gmse(Gm−Gmthe)+1 (Gmthe≦Gm≦Gmthe−1/Gmse)
Ge=0 (Gmthe−1/Gmse<Gm)
Gn=1 (Gm<Gmthn1)
Gn=Gmsn(Gm−Gmthn1)+1 (Gmthn1≦Gm≦Gmthn2)
Gn=Gmsn(Gmthn2−Gmthn1)+1 (Gm>Gmthn2)
前述した本発明の実施の形態における撮像装置を構成する各手段は、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
2 絞り
3 撮像素子
4 アナログフロントエンド(AFE)
5 光量落ち補正回路
6 マイコン
7 ズームレンズ用アクチュエータ
8 フォーカスレンズ用アクチュエータ
9 絞りのアクチュエータ
10 タイミングジェネレータ(TG)
11 画素座標生成回路
12 光量落ち補正生成回路
13 光量落ち補正データベース
14 ゲイン調整回路
15 シフトレンズ
16 フレームメモリ
17 メモリ制御回路
18 色分離回路
19 輪郭補償回路
20 YCマトリクス回路
21 ノイズ抑圧回路
22 ホワイトバランス回路
Claims (4)
- 光学ユニットによって撮像素子上に結像された被写体の像から画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号生成手段により前記画像信号を生成する際の手ブレ量を検出し、光学的あるいは電子的に撮像画角を変更する手ブレ補正手段と、
予め記憶されたデータを用いて、前記撮像素子上の画素の座標位置に応じた、前記光学ユニットに起因して生じる光量落ちを補正するための補正ゲインを求めるゲイン生成手段と、
前記手ブレ補正手段により変更された前記撮像画角の光学中心からの乖離度に基づいて、前記ゲイン生成手段で求めた補正ゲインを弱めるための調整を行う調整手段と、
前記調整手段によって調整が行われた補正ゲインを用いて、前記画像信号における、前記光学ユニットに起因して生じる光量落ち現象を補正する光量落ち補正手段とを有し、
前記調整手段は、前記乖離度が大きくなるほど、前記ゲイン生成手段で求めた補正ゲインを弱める程度を大きくするものであって、前記手ブレ補正手段により変更された前記撮像画角の移動方向に基づいて、補正ゲインを弱める程度を変更することを特徴とする撮像装置。 - 前記調整手段は、前記乖離度が閾値以上である場合は、前記ゲイン生成手段で求めた補正ゲインを弱めるための調整を行い、前記乖離度が閾値未満である場合は、前記ゲイン生成手段で求めた補正ゲインを弱めるための調整を行わないことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記画像信号から高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分に輪郭補償ゲインを乗じる輪郭補償手段を有し、
前記輪郭補償手段は、前記調整手段によって調整が行われた補正ゲインが大きくなるほど、前記輪郭補償ゲインを小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 光学ユニットによって撮像素子上に結像された被写体の像から画像信号を生成する画像信号生成手段と、前記画像信号生成手段により前記画像信号を生成する際の手ブレ量を検出し、光学的あるいは電子的に撮像画角を変更する手ブレ補正手段を有する撮像装置から得られた画像信号の処理方法であって、
予め記憶されたデータを用いて、前記撮像素子上の画素の座標位置に応じた、前記光学ユニットに起因して生じる光量落ちを補正するための補正ゲインを求める工程と、
前記手ブレ補正手段により変更された前記撮像画角の光学中心からの乖離度に基づいて、前記座標位置に応じた補正ゲインを調整する工程と、
調整が行われた前記補正ゲインを用いて、前記画像信号における、前記光学ユニットに起因して生じる光量落ち現象を補正する工程とを有し、
前記補正ゲインを調整する工程では、前記乖離度が大きくなるほど、前記撮像素子上の画素の座標位置に応じた補正ゲインを弱める程度を大きくするものであって、前記手ブレ補正手段により変更された前記撮像画角の移動方向に基づいて、補正ゲインを弱める程度を変更することを特徴とする画像信号の処理方法。
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