JPH07250259A - テレビジョンカメラのシェーディング補正方法及びその装置 - Google Patents

テレビジョンカメラのシェーディング補正方法及びその装置

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JPH07250259A
JPH07250259A JP6038535A JP3853594A JPH07250259A JP H07250259 A JPH07250259 A JP H07250259A JP 6038535 A JP6038535 A JP 6038535A JP 3853594 A JP3853594 A JP 3853594A JP H07250259 A JPH07250259 A JP H07250259A
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JP
Japan
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shading
shading correction
signal
correction
television camera
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Application number
JP6038535A
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English (en)
Inventor
Toshinori Shimizu
俊紀 清水
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Hitachi Denshi KK
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Hitachi Denshi KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模を増大させることなく、高精度のシ
ェーディング補正をすることのできるテレビジョンカメ
ラ装置の実現を目的とする。 【構成】 画面を所定の大きさを持つ小領域に分割し、
各小領域ごとのディジタルシェーディング補正を行なう
テレビジョンカメラ装置において、各小領域に対するシ
ェーディング補正値を少なくとも一つの関数波形信号に
基づき算出し、当該算出した各小領域に対するシェーデ
ィング補正値を記憶し、テレビジョンカメラ装置の使用
時、記憶したシェーディング補正値を読出し映像信号に
重畳し、シェーディングを補正するようにしたもので、
ディジタルシェーディング補正のみで、アナログシェー
ディング補正及びディジタルシェーディング補正を併用
したものと等価なテレビジョンカメラ装置を実現するこ
とが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラ装
置のシェーディング補正方式の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、撮像素子から得られる映像信号
は、素子の感度むら、暗電流の影響など種々の要因によ
り、画面に明暗のむら、即ちシェーディングが発生する
ことが知られている。このため、テレビジョンカメラ装
置では、R,G,B各チャンネルごとに映像信号のシェ
ーディングを補正するため、シェーディング補正回路が
設けられている。このシェーディング補正は、白レベル
の明暗むらを補正するホワイトシェーディング補正と、
黒レベルの明暗むらを補正するブラックシェーディング
補正とに分類され、ホワイトシェーディング補正では、
補正信号を乗算器により映像信号に重畳し、ブラックシ
ェーディング補正では、補正信号を加算器により映像信
号に重畳することにより補正を行なう。ここで、このシ
ェーディング補正信号としては、一般に水平同期信号を
基準に定電流積分回路により形成される水平方向の鋸歯
状波信号及びパラボラ波信号、垂直同期信号を基準に定
電流積分回路により形成される垂直方向の鋸歯状波信号
及びパラボラ波信号の組合せによる近似補正波形信号が
用いられている。このような補正は、アナログシェーデ
ィング補正と呼ばれている。
【0003】さらに、このアナログシェーディング補正
では補正不可能なシェーディングに対しては、画面を所
定の大きさを持つ小領域に分割し、各小領域ごとのシェ
ーディング量を検出し、対応する補正値(ディジタル値)
をメモリに格納し、この補正値を水平、垂直同期信号に
同期させて順次読出し、D/A変換器によりアナログ信
号に変換した後、映像信号に重畳することにより、各小
領域ごとにシェーディング補正を行なうディジタルシェ
ーディング補正回路を設け、上記のようなアナログシェ
ーディング補正回路と併用することにより、高精度のシ
ェーディング補正を行なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のアナログシェー
ディング補正では、鋸歯状波信号およびパラボラ波信号
より補正信号を作成しているため、補正できるシェーデ
ィングが限られたものとなり、発生するシェーディング
に応じた高精度のシェーディング補正をする場合は、対
応した補正波形信号を発生するそれぞれの補正信号発生
回路を必要とし、回路規模が増大するという欠点があ
る。また、このアナログシェーディング補正と前述のデ
ィジタルシェーディング補正を併用して補正する場合
は、さらに回路規模が増大することとなり、小形のテレ
ビジョンカメラ装置では、実装困難となる。本発明は、
これらの欠点を除去し、回路規模を増大させることな
く、高精度のシェーディング補正をすることのできるテ
レビジョンカメラ装置の実現を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、画面を所定の大きさを持つ小領域に分割
し、各小領域ごとのディジタルシェーディング補正を行
なうテレビジョンカメラ装置において、上記各小領域に
対するシェーディング補正値を少なくとも一つの関数波
形信号に基づき算出し、当該算出した各小領域に対する
シェーディング補正値を記憶し、上記テレビジョンカメ
ラ装置の使用時、記憶したシェーディング補正値を読出
し映像信号に重畳し、シェーディングを補正するように
したものである。
【0006】
【作用】その結果、画面を一定の大きさを持つ小領域に
分割し、各小領域ごとの補正を行なうディジタルシェー
ディング補正において、鋸歯状波信号、パラボラ波信号
等の関数波形信号に基づき、各小領域に対応するシェー
ディング補正値を算出・設定することができ、従来から
用いられていたアナログシェーディング補正処理を不要
とすることができる。また、鋸歯状波信号、パラボラ波
信号だけでなく、他の関数波形によるシェーディング補
正信号を形成することも可能であるため、従来のアナロ
グシェーディング補正処理では補正不可能なシェーディ
ングに対しても補正可能となる。すなわち、従来、アナ
ログシェーディング補正及びディジタルシェーディング
補正を併用することにより実現していたシェーディング
補正を、ディジタルシェーディング補正のみで実現し、
性能的にもアナログシェーディング補正及びディジタル
シェーディング補正を併用したものと等価なテレビジョ
ンカメラ装置を実現することが出来る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1〜図4を用
いて詳細に説明する。図1は、本発明のシェーディング
補正システムの全体構成を示すブロック図で、1a1〜1
a4は、演算処理部(以下、CPUと称す)5に設定され
た関数演算式の各係数値(a1〜a4)のレベルを調整する
レベル調整器、2はこれら係数値(a1〜a4)を切換え出
力するマルチプレクサ、3はA/D変換器、4は撮像画
面を所定の大きさを持つ小領域に分割するためのタイミ
ング信号を発生する画面分割タイミング信号発生回路、
5はCPUで、ここに設定された後述の如き関数演算式
等に基づき、分割された画面の各小領域に対応するホワ
イトシェーディング、ブラックシェーディングの補正値
をそれぞれ算出出力するものである。6W,6Bは算出さ
れたこれら補正値を対応する番地に格納するそれぞれホ
ワイトシェーディング、ブラックシェーディング用のメ
モリ、7W,7BはD/A変換器、8W,8Bはローパスフ
ィルタ、9は乗算器、10,11は加算器である。図2
は、メモリ6W,6B内の各番地と画面分割された各小領
域の座標関係を示す模式図である。この例では、画面を
水平方向に11分割、垂直方向に11分割、画面全体で
121分割しているが、この分割数に限定はなく、補正
精度に応じて適宜設定すればよい。なお、座標は水平方
向をx座標、垂直方向をy座標とし、画面の中心部分に
相当する小領域を、座標(x,y)=(0,0)とする。また、画
面左上端の小領域の座標(-5,5)がメモリの00番地に、そ
の右隣の小領域の座標(-4,5)が01番地に対応するものと
する。
【0008】以下、本発明の動作説明をするが、まず、
CPU5における補正値の算出及びメモリ6W,6Bへの
対応する補正値の設定について説明する。ここでは、補
正値を算出するためにCPU5に設定する関数演算式と
して、鋸歯状波信号とパラボラ波信号を用いた場合を一
例として説明する。水平方向鋸歯状波信号は、f(x)=
1x (a1は係数)、水平方向パラボラ波信号は、f(x)
=a22 (a2は係数) で表されるため、両信号を合成
することにより得られる水平方向の補正信号は、f(x)
=a1x+a22で表され、垂直方向の補正信号は、f
(y)=a3y+a42 (a3,a4は係数)で表される。よ
って、水平方向、垂直方向の補正信号を合成した補正信
号 C(x,y)は、 C(x,y)=f(x)+f(y)=a1x+a22+a3y+a42 …………(1) で表される。そこで、上記(1)式を、分割された画面の
各小領域に対応するホワイトシェーディング、ブラック
シェーディングの補正値を算出するための関数演算式と
してCPU5に設定しておき、ここで算出された各小領
域に対応する補正値を、メモリ6W,6Bの対応する番地
に格納する。
【0009】次に、本発明の動作を図1及び図3のフロ
ーチャートによって説明する。白の被写体を撮像し、モ
ニタ画面を見ながら、画面全体の白レベルの明暗むらが
なくなるよう、水平方向鋸歯状波信号の振幅調整用のレ
ベル調整器1a1、水平方向パラボラ波信号の振幅調整用
のレベル調整器1a2、垂直方向鋸歯状波信号の振幅調整
用のレベル調整器1a3、垂直方向パラボラ波信号の振幅
調整用のレベル調整器1a4を調整し、それぞれに対応し
て出力されるホワイトシェーディング補正用の係数値a
1、係数値a2、係数値a3、係数値a4を、マルチプレク
サ2を介してA/D変換器3によりディジタル信号に変
換し、順次CPU5に読込む。これにより、CPU5に
設定された上記(1)式の関数演算式(=a1x+a22
3y+a42)の係数値a1〜a4が、それぞれ最適値に
設定される。
【0010】ここで、CPU5において、図2に示す分
割画面上の最下段の左端の小領域、即ち、座標 (x,y)=
(-5,-5)から、順次、水平方向(x座標方向)に、対応す
る補正値 C(x,y)を、上記(1)式により算出し(yに -
5、xに順次 -5,-4,-3,……,5 を代入)、算出した各補
正値 C(-5,-5),C(-4,-5),C(-3,-5),……,C(5,-5) をホ
ワイトシェーディング用のメモリ6W の対応する番地に
順次格納する。以下同様にして、下から2段目の小領域
段、即ち、座標 (x,-4) から、最上段の小領域段、即
ち、座標 (x,5)に対応する各段それぞれの補正値 C(-5,
-4),…,C(-5,-3),…,C(-5,-2),……,C(-5,5),…を算
出し、算出した各補正値をホワイトシェーディング用の
メモリ6W の対応する番地に順次格納する。次に、黒の
被写体を撮像し、上記ホワイトシェーディング補正と同
様にして、各レベル調整器1a1〜1a4を調整し、CPU
5において対応するブラックシェーディング補正用の各
補正値を算出し、算出した各補正値をブラックシェーデ
ィング用のメモリ6B の対応する番地に順次格納する。
【0011】以上のようにして、メモリ6W,6Bのそれ
ぞれの番地に書込まれた、ホワイトシェーディング及び
ブラックシェーディング補正信号データは、テレビジョ
ンカメラ装置の使用時、それぞれ、画面分割タイミング
信号発生回路4で形成される水平及び垂直同期信号に同
期した読出し信号により順次読出され、D/A変換器7
W,7Bによりそれぞれアナログの補正信号に変換され
る。そして、不要な高周波成分を除去するローパスフィ
ルタ8W,8Bを介して、ホワイトシェーディング用の補
正信号を、乗算器9、加算器11により映像信号に重畳
し、ブラックシェーディング用の補正信号を、加算器1
0により映像信号に重畳することにより、シェーディン
グが補正され、明暗むらのない映像信号を得ることがで
きる。
【0012】ここで、図4に、水平及び垂直方向パラボ
ラ波信号をホワイトシェーディング用の補正信号として
用いた場合に、CPU5で算出され、ホワイトシェーデ
ィング用のメモリ6W の各番地に格納される補正値の一
例を示す。この例では、上記(1)式の各係数値を、a2
=a4=5,a1=a3=0としている。なお、実際に
は、発生するシェーディング量に合わせて、補正信号と
して用いる水平及び垂直方向鋸歯状波信号、水平及び垂
直方向パラボラ波信号のレベル、即ち、上記(1)式の各
係数値a1,a2,a3,a4が、それぞれ、所定値に設定
される。また、本実施例では、CPU5に設定される関
数演算式として、水平及び垂直方向鋸歯状波信号、水平
及び垂直方向パラボラ波信号を用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、上記以外の関数波形信号、
例えば、正弦波信号等と組合わせた関数演算式としても
よいことは言うまでもない。更には、通常のディジタル
シェーディング補正により算出した補正値を、前記本発
明によって算出した補正値に加えることにより、さらに
高精度のシェーディング補正が可能となる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、画面を一定の大きさを
持つ小領域に分割し、各小領域ごとに個別にシェーディ
ング補正を行なうことができるディジタルシェーディン
グ補正回路を用いて、鋸歯状波信号、パラボラ波信号等
の関数波形によりシェーディング補正信号を形成するた
め、従来から用いられていたアナログシェーディング補
正回路は不要となる。また、鋸歯状波信号、パラボラ波
信号だけでなく、他の関数波形によりシェーディング補
正信号を形成することも可能であるため、従来のアナロ
グシェーディング補正回路では補正不可能なシェーディ
ングに対しても補正可能となる。すなわち、従来、アナ
ログシェーディング補正及びディジタルシェーディング
補正を併用することにより実現していたシェーディング
補正を、ディジタルシェーディング補正のみで実現し、
性能的にもアナログシェーディング補正及びディジタル
シェーディング補正を併用したものと等価なテレビジョ
ンカメラ装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図。
【図2】画面分割された各小領域の座標関係を示す模式
図。
【図3】CPU5の動作を示すフローチャート。
【図4】メモリ6W の各番地に格納される補正値の一例
を示す模式図。
【符号の説明】
1a1〜1a4:レベル調整器、2:マルチプレクサ、3:
A/D変換器、4:画面分割タイミング信号発生回路、
5:CPU、6W,6B:メモリ、7W,7B:D/A変換
器、8W,8B:ローパスフィルタ、9:乗算器、10,
11:加算器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画面を所定の大きさを持つ小領域に分割
    し、各小領域ごとのディジタルシェーディング補正を行
    なうテレビジョンカメラ装置において、上記各小領域に
    対するシェーディング補正値を少なくとも一つの関数波
    形信号に基づき算出し、当該算出した各小領域に対する
    シェーディング補正値を記憶し、上記テレビジョンカメ
    ラ装置の使用時、記憶したシェーディング補正値を読出
    し映像信号に重畳し、シェーディングを補正することを
    特徴とするテレビジョンカメラ装置のシェーディング補
    正方法。
  2. 【請求項2】 画面を所定の大きさを持つ小領域に分割
    し、各小領域ごとのディジタルシェーディング補正を行
    なうテレビジョンカメラ装置において、上記各小領域に
    対するシェーディング補正値を少なくとも一つの関数波
    形信号に基づき算出するための関数演算式の設定された
    演算処理部と、上記関数演算式の各係数値をそれぞれ設
    定するレベル調整手段と、上記演算処理部で算出された
    各小領域に対するシェーディング補正値を記憶するメモ
    リと、上記テレビジョンカメラ装置の使用時、記憶され
    た上記シェーディング補正値を読出し映像信号に重畳す
    る手段を有し、シェーディングを補正することを特徴と
    するテレビジョンカメラ装置。
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