KR100795256B1

KR100795256B1 - 화상 보정 방법 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR100795256B1
Application number: KR1020027013389A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 사또; 겐 나까지마
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2008-01-15
Also published as: EP1359745B1; CN1459189A; EP1359745A4; US20030156204A1; TW552800B; CN1220365C; JP2002237998A; EP1359745A1; WO2002065760A1; DE60230481D1; US7432966B2; KR20030005262A

Abstract

본 발명은, 예를 들면 디지털 카메라에 사용하기에 적합한 화면 보정 방법 및 촬상 장치에 관한 것이다. 본 발명에서는, 신호 발생기(SG)(1)로부터의 수평, 수직 신호가 타이밍 발생기(TG)(2)를 통해 반도체 촬상 소자(CCD)(3)에 공급된다. 또한 신호 발생기(1)로부터의 수평, 수직의 카운터값이 거리 산출 블록(4)에 공급되어, 단자(5X, 5Y)로부터 광축 중심 위치 정보 사이의 거리가 산출된다. 이 산출된 거리값 d가 변환기(conv)(6)에 공급되고, 단자(7)로부터의 반도체 촬상 소자(3)의 화소수의 정보에 따라 변환된 거리값이 룩업 테이블(LUT)(8)에 공급되어, 예를 들면 광축 중심 위치와의 거리에 따른 보정 계수가 추출된다. 이 보정 계수가 보정 블록(9)에 공급되고, 반도체 촬상 소자(3)로부터 판독되는 각 화소의 신호에 대하여 보정이 행해진다. 또한 보정된 신호가 카메라 신호 처리 블록(10)에 공급되고, 출력 화상 신호(Y/C 출력 신호)가 단자(11)에 추출된다. 이에 의해, 간단한 하드웨어 구성으로 거리의 계산을 행하여 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있고, 예를 들면 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어, 회로 등을 새롭게 설계할 필요가 없음과 함께, 회로가 필요 이상으로 크게 되거나, 보정 계수가 방대한 수로 되는 등의 우려도 해소할 수 있다.

거리값, 보정 계수, 이산값, 선형 보간, 촬상 소자

Description

화상 보정 방법 및 촬상 장치{IMAGE CORRECTION METHOD AND IMAGE PICK-UP DEVICE}

본 발명은, 예를 들면 디지털 카메라에 사용하기에 적합한 화면 보정 방법 및 촬상 장치에 관한 것이다. 특히, 렌즈계에 의한 주변 광량 부족에 대한 쉐이딩 등의 보정을, 단일 구성으로 화소수가 다른 촬상부에 대해서도 양호하게 행할 수 있는 화면 보정 방법 및 촬상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈계와 촬상부를 갖는 촬상 장치에서는, 예를 들면 렌즈계에 의한 주변 광량 부족으로 인해 촬상되는 화상에 쉐이딩 등의 장해가 발생할 우려가 있다. 이러한 장해에 대해서는, 예를 들면 렌즈계를 다수개로 설계하여 장해의 발생을 방지하는 것도 행해지지만, 이러한 다수개로 설계되는 렌즈계는 고가격으로, 소위 일반 기기에는 채용이 곤란한 경우가 많다.

한편, 예를 들면 반도체 촬상 소자를 이용하는 기기와 같이 신호의 추출이 XY 좌표에 따라 행해지고 있는 경우에는, 추출된 신호에 대한 디지털 처리에 의해 화상을 보정할 수 있다. 따라서 종래부터 스캐너 등의 분야에서는, 예를 들면 염가의 렌즈계로 촬상하였기 때문에 발생하는 왜곡이나, 주변 광량 부족, 색 번짐 등의 렌즈 쉐이딩을 디지털 보정하는 기술이 다양하게 제안되어 있다(일본 특개평11- 355511호 공보, 특개2000-41183호 공보 등 참조).

그러나 이들 선행 기술은, 모두 스캐너 등의 분야에 한정되어 실시된 것으로, 예를 들면 보정 처리에 상당한 시간이 걸릴 수 있어, 예를 들면 디지털 카메라와 같이 실시간으로의 보정 처리가 요구되는 것은 아니다. 이에 대하여, 예를 들면 디지털 카메라에서 렌즈 쉐이딩 등의 디지털 보정을 행하는 기술로서는, 예를 들면 일본 특개2000-41179호 공보에 개시되어 있는 기술이 제안되어 있다.

즉 이러한 렌즈계를 이용하여 촬상을 행하는 장치에서, 상술한 왜곡이나 주변 광량 부족, 색 번짐 등의 렌즈 쉐이딩은, 렌즈계의 광축으로부터의 거리의 함수로 되어 있는 것으로 생각된다. 따라서 이러한 거리에 따라 촬상된 화소의 신호를 보정함으로써, 상술한 렌즈 쉐이딩을 경감시키거나, 혹은 보정할 수 있다. 따라서 이러한 보정을 행하기 위해서는, 우선 보정 대상 화소가 렌즈계의 광축으로부터 어느 정도 떨어져 있는지를 계산할 필요가 있다.

그런데 이러한 렌즈 광축으로부터의 거리 d의 계산에 있어서, 종래의 거리 산출 방법에서는, 예를 들면 원점 O와 보정 대상 화소의 X 좌표 상의 거리를 값 x, Y 좌표 상의 거리를 값 y로 하여, 소위 피타고라스의 정리를 이용한 d=√(x²+y²)의 계산이 이용된다. 그러나 이 계산에는, 제곱의 계산과 평방근의 전개의 계산이 포함되어 있기 때문에, 이 계산 수단을 하드웨어 등으로 실현하기 위해서는 방대한 회로 구성이 필요하다.

또한, 예를 들면 도 11과 같이 화면을 블록으로 분할하고, 블록마다 보정 계 수를 설정하는 방법도 제안되어 있다(일본 특개평11-275452호 공보 참조). 그러나 이 방법에서는, 블록마다 동일한 보정 계수를 이용하기 때문에 블록의 경계에서 계수가 급격하게 변화되어, 화질에 악영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 첨부 도면에서는 작도의 편의상 변화가 강조되어 있다. 그러나 현실적으로도, 중앙의 도형 및 배경의 휘도가 실선으로 나타내는 블록의 경계 부분에서 단계적으로 변화되고, 그 변화가 두드러지게 된다.

그런데 상술한 방법에서는, 모두 렌즈 광축으로부터의 거리나 블록의 경계가 좌표에 의해 정해져 있고, 이러한 좌표는, 예를 들면 촬상부의 화소를 계수하여 구해진다. 그러나 이 경우에, 예를 들면 촬상부에는 총 화소수가 10만 화소 이하인 것부터 1600만 화소인 것까지 다양한 화소수가 존재하고 있다. 따라서 상술한 바와 같이 화소를 계수한 좌표에 의해 보정을 행하는 경우에는, 총 화소수의 차이에 의해 보정 범위가 대폭 변화하게 된다.

즉 예를 들면 일반적으로 사용되는 소위 79만 화소의 촬상부에서는 임의의 점간의 최대 거리는 대각선으로 1280화소이지만, 1260만 화소의 촬상부에서의 최대 거리는 5120화소가 된다. 이 때문에, 예를 들면 79만 화소의 촬상부용으로 설계된 거리 산출 수단 등을 그대로 1260만 화소의 촬상부에 적용할 수 없고, 이 때문에 종래는, 사용되는 촬상부의 화소수에 따라 회로 등을 새롭게 설계하여, 집적 회로 등의 비용이 커지게 되었다.

또한, 예를 들면 다수의 화소수의 촬상부용으로 설계된 회로를 소수의 화소의 촬상부에 적용하는 것은 가능하지만, 예를 들면 다수의 화소수의 촬상부를 기준 으로 설계된 회로는 버스 폭 등이 크고, 이러한 회로를 소수의 화소의 촬상부에 적용하면 회로가 필요 이상으로 크게 된다. 또한, 예를 들면 소수의 화소의 촬상부에 필요한 비율로 보정 계수 등을 설정하면, 다수의 화소수의 촬상부에서는 설정되는 보정 계수가 방대하게 되어, 변환을 위한 룩업 테이블 등이 거대하게 된다.

<발명의 개시>

본 발명은, 예를 들면 렌즈계에 의한 주변 광량 부족에 대한 쉐이딩 등의 보정을, 단일 구성으로 화소수가 다른 촬상부에 대해서도 양호하게 행할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점으로부터의 거리값을 산출함과 함께, 촬상부의 화소수에 따라 산출된 거리값을 변환하고, 이 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구하도록 한 것이며, 이와 관련되는 본 발명의 화면 보정 방법 및 촬상 장치를 개시한다.

도 1은 본 발명을 적용한 촬상 장치의 일 실시예의 구성도.

도 2는 그 설명을 위한 그래프.

도 3은 본 발명을 적용한 촬상 장치의 주요부의 일 실시예 및 다른 실시예의 구성도.

도 4는 본 발명을 적용한 촬상 장치의 다른 실시예의 구성도.

도 5는 본 발명을 적용한 촬상 장치의 다른 실시예의 구성도.

도 6은 본 발명을 적용한 촬상 장치의 다른 실시예의 구성도.

도 7은 본 발명을 적용한 촬상 장치의 다른 실시예의 구성도.

도 8은 본원 출원인이 이전에 제안한 거리 산출 방법의 설명을 위한 도면.

도 9는 본원 출원인이 이전에 제안한 거리 산출 수단의 하나의 구성도.

도 10은 본원 출원인이 이전에 제안한 거리 산출 수단의 다른 구성도.

도 11은 종래의 화면 보정 방법의 설명을 위한 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하여 설명하기 위해, 우선 본 발명의 설명에 앞서서 본원 출원인이 이전에 제안한 간단한 하드웨어로 보정 대상 화소의 렌즈 광축으로부터의 거리를 산출하는 거리 산출 방법(일본 특원2001-14852호)에 대하여, 도 8∼도 10을 이용하여 설명한다.

즉 이 선출원의 거리 산출 방법은, 예를 들면 도 8A에 도시한 바와 같이, 임의의 원점 O와 원하는 점과의 X 좌표 상의 거리를 값 x, Y 좌표 상의 거리를 값 y로 하여 거리 d를 계산하고, 또한 이 원점 O를 중심으로 한 동심원 형상의 등거리선의 계산을, 동심원을 예를 들면 도 8B에 도시한 바와 같은 정십육각형으로 근사함으로써 행하는 것이다. 이에 의해 거리 d의 수학식은,

로 주어지게 된다.

또한 정십육각형의 각 정점에서 거리가 동일하게 계산되도록, 점 (r, 0)일 때의 거리 d=r, 점 (r, r)일 때의 거리 d=√(2)r, 점 (r, 2r)일 때의 거리 d=√(5)r로 하여 수학식 1을 풀면, 각 계수의 값은,

a=〔√(5)-1〕/2

b=〔2√(5)-3√(2)〕/2

c=〔√(2)-√(5)+1〕/2

로 된다.

따라서 이들 계수값 (a, b, c)를 대입한 수학식 1을 이용함으로써, 원하는 점 (x, y)에 대하여 정십육각형으로 근사한 거리 d를 구할 수 있다. 그리고 이 경우에, 상술한 수학식 1의 계산에는, 제곱의 계산도 평방근의 전개의 계산도 포함되어 있지 않기 때문에, 이 계산 수단을 예를 들면 하드웨어로 용이하게 실현할 수 있다.

즉 도 9에는 선출원의 거리 산출 방법을 적용한 거리 산출 수단의 구성을 나타낸다. 또한 도 9의 회로에서는, 거리를 값 d'=d/a로 하여,

로 구하며, 구해진 의사 거리인 값 d'를 a배하여 거리 d의 값을 얻을 수도 있고, 혹은 이 값을 룩업 테이블 등에서 사용하게 되면, 사전에 의사 거리인 값 d'에 대응하는 테이블 등을 준비할 수 있다.

따라서 도 9의 단자(41X, 41Y)에는, 각각 원하는 화소 위치의 정보, 즉 원하는 화소 위치의 수평(X축) 방향의 좌표와 수직(Y축) 방향의 좌표가 공급된다. 또한 단자(42X, 42Y)에는 각각 광축 중심 위치의 정보, 즉 광축 중심 위치의 수평(X 축) 방향의 좌표와 수직(Y축) 방향의 좌표가 공급된다. 그리고 이들 위치 정보가 각각 감산기(43X, 43Y)에 공급되고, 감산된 값이 절대값(ABS) 회로(44X, 44Y)에 공급되어, 상술한 임의의 원점 O와 원하는 점과의 X 좌표 상의 거리값 x 및 Y 좌표 상의 거리값 y가 구해진다.

또한 이들 절대값 회로(44X, 44Y)로부터의 거리값 x 및 거리값 y가 가산기(45)에 공급되어, 상술한 수학식 2의 우변의 제1항의 값이 구해진다. 또한, 상술한 거리값 X 및 거리값 y가 감산기(46)에 공급되고, 이 감산값이 절대값(ABS) 회로(47)에 공급되어, 상술한 수학식 2의 우변의 제2항의 절대값이 구해진다. 그리고 이 절대값이 승산기(48)에 공급되고, 이 승산기(48)에서 단자(49)로부터의 값 b'가 승산되어, 수학식 2의 우변의 제2항의 값이 구해진다.

또한 상술한 거리값 x가 상위로 1비트 시프트된다. 또한 이 회로에서 사용되는 값은 2진값이고, 상위로의 1비트 시프트는 값을 2배하는 것에 상당한다. 또한 도면에서는, 상위로의 비트 시프트를 〔<<n〕(단, n은 시프트되는 비트수)으로 나타낸다. 그리고 이 2배된 거리값 x가 감산기(50)에 공급되어 상술한 거리값 y가 감산된다. 또한 이 감산값이 절대값(ABS) 회로(51)에 공급되어, 상술한 수학식 2의 우변의 제3항의 최초의 절대값이 구해진다.

또한 상술한 거리값 x가 감산기(52)에 공급되고, 상술한 거리값 y가 상위로 1비트 시프트되어 감산기(52)에 공급된다. 그리고 2배된 거리값 y가 거리값 x로부터 감산되고, 이 감산값이 절대값(ABS) 회로(53)에 공급되어, 상술한 수학식 2의 우변의 제3항의 2번째의 절대값이 구해진다. 또한 이들 절대값이 가산기(54)에서 가산되어 승산기(55)에 공급되고, 이 승산기(55)에서 단자(56)로부터의 값 c'가 승산되어, 수학식 2의 우변의 제3항의 값이 구해진다.

그리고 상술한 승산기(48)에서 구해진 수학식 2의 우변의 제2항의 값과 승산기(55)에서 구해진 수학식 2의 우변의 제3항의 값이 가산기(57)에서 가산되고, 또한 가산기(45)에서 구해진 수학식 2의 우변의 제1항의 값이 가산기(58)에서 가산된다. 이에 의해, 상술한 수학식 2에 따른 의사 거리의 값 d'가 산출되어 단자(59)에 추출된다. 또한 이 값 d'는, a배하여 거리 d의 값을 얻을 수도 있고, 혹은 사전에 의사 거리의 값 d'에 대응한 룩업 테이블 등에서 직접 사용할 수 있다.

또한 상술한 도 9에서는, 값 b'와 값 c'의 승산을 위해, 승산기(48, 55)가 이용되고 있지만, 이러한 승산기는 반드시 작은 회로 구성이라고는 할 수 없다. 따라서 이하의 설명에서는, 이들 승산기도 삭감하는 방법을 나타낸다. 즉 도 10에는 상술한 승산기를 삭감하는 방법을 적용한 거리 산출 수단의 구성을 도시한다. 도 10의 구성 설명에서, 상술한 도 9의 구성과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

도 10에서 절대값 회로(47)로부터의 절대값이 가산기(60)에 공급되고, 이 절대값과 이 절대값을 상위로 1비트 시프트〔<<1〕한 값이 가산된다. 이에 의해 가산기(60)에서는 입력값을 3배로 하는 연산이 행해진다. 또한 이 가산값은 하위로 4비트 시프트되어 추출된다. 또한, 절대값 회로(51)로부터의 절대값과 절대값 회로(53)로부터의 절대값이 가산기(61)에 공급되고, 이 가산값이 하위로 3비트 시프트되어 추출된다.

또한 도 10의 회로에서 사용되는 값은 2진값이고, 하위로의 4비트 시프트는 값을 1/16배하는 것에 상당하며, 하위로의 3비트 시프트는 값을 1/8배하는 것에 상당한다. 또한 도 10에서는, 하위로의 비트 시프트를 〔>>m〕(단, m은 시프트되는 비트수)으로 나타낸다. 또한 이들 가산기(60, 61)에서 구해진 값은 가산기(57)에서 가산된다. 다른 구성은 상술한 도 9의 구성과 마찬가지로 된다.

그리고 이 회로에서, 가산기(60)에서는 입력값을 3/16배로 하는 처리가 행해진다. 여기서 상술한 값 b'=〔2√(5)-3√(2)〕/〔√(5)-1〕은 약 0.1856656으로, 3/16=0.1875와 근사한 값이다. 또한 가산기(61)에서는 입력값을 2/16배로 하는 처리가 행해진다. 여기서 상술한 값 c'=〔√(2)-√(5)+1〕/〔√(5)-1〕은 약 0.1441228로, 2/16=0.125와 근사한 값이다.

따라서 이 선출원의 거리 산출 방법에서, 거리의 계산을 다각형으로 근사한 수학식을 이용하여 산출을 행하도록 함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 거리의 계산을 행할 수 있다. 또한 도 10의 회로에 따르면, 값 b'와 값 c'의 승산을 승산기를 이용하지 않고서, 가산과 비트 시프트만으로 행할 수 있어, 회로 구성을 한층 간략화할 수 있다.

따라서 도 1에는, 본 발명에 따른 화면 보정 방법 및 촬상 장치를 적용한 촬상 장치의 일 실시예의 구성을 도시한다. 또한, 이하의 설명에서는 본 발명의 화면 보정 방법 및 촬상 장치에 상술한 선출원의 거리 산출 방법을 적용한 경우에 대해 설명하고 있지만, 이 이외의 거리 산출 방법을 이용한 경우에서도 본 발명을 실시할 수 있는 것은 자명하다.

도 1에는 예를 들면 실시간으로 주변 광량 부족 등을 보정하는 기능이 설치된 디지털 카메라의 신호 처리의 구성을 도시한다. 도 1에서, 예를 들면 신호 발생기(SG)(1)로부터의 수평 리세트 신호와 수직 리세트 신호가 타이밍 발생기(TG)(2)에 공급되고, 타이밍 발생기(2)에서 발생된 수평 구동 신호와 수직 구동 신호가 반도체 촬상 소자(CCD)(3)에 공급되며, 촬상된 각 화소의 신호가 타이밍 발생기(2)로부터의 수평 구동 신호와 수직 구동 신호에 따라 판독된다.

또한 신호 발생기(1)로부터의 수평 카운터값과 수직 카운터값이 거리 산출 블록(4)에 공급된다. 그와 함께, 단자(5X, 5Y)로부터 광축 중심 위치 정보가 거리 산출 블록(4)에 공급되어, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점(광축 중심 위치)으로부터의 거리의 산출이 행해진다. 즉 신호 발생기(1)로부터는, 반도체 촬상 소자(3)로부터 판독되는 각 화소마다, 그 화소에 대응하는 수평 카운터값과 수직 카운터값이 거리 산출 블록(4)에 공급되어, 광축 중심 위치와의 거리가 산출된다.

즉 이 거리 산출 블록(4)에서는, 상술한 선출원의 거리 산출 방법 등을 이용하여 광축 중심 위치와의 거리값 d가 산출된다. 또한 이 거리 산출 블록(4)으로부터 추출된 거리값 d가 변환기(conv)(6)에 공급된다. 또한 이 변환기(6)에는, 예를 들면 단자(7)로부터의 반도체 촬상 소자(3)의 화소수를 나타내는 정보 신호가 공급된다. 이에 의해 이 변환기(6)에서는, 예를 들면 다음의 표 1에 도시한 바와 같은 변환이 행해진다.

화면 사이즈			최대 거리 화소수	변환값 승수	비트 시프트 비트수	보정 계수의 수
수평	수직	대략 전체 화소수	최대 거리 화소수	변환값 승수	비트 시프트 비트수	보정 계수의 수
1024	768	79만	1280	×4	<<2	32
1280	960	123만	1600	×3.2	<<2	40
1600	1200	192만	2000	×2.56	<<2	50
2046	1536	314만	2560	×2	<<1	32
2560	1920	490만	3200	×1.6	<<1	40
3200	2400	768만	4000	×1.28	<<1	50
4046	3072	1260만	5120	×1	0	32

즉 표 1은, 화소수가 소위 79만 화소로부터 1260만 화소까지의 7종의 반도체 촬상 소자에 대하여, 각각의 최대 거리(대각선)를 형성하는 화소수를 구한 것이다. 따라서 이들 최대 거리의 화소수에 대하여, 예를 들면 최대 1260만 화소의 반도체 촬상 소자를 기준으로 하여, 다른 반도체 촬상 소자의 거리를 변환하는 값(승수)이 구해진다. 그리고 이들 승수를 이용하여, 변환기(6)에서, 상술한 거리 산출 블록(4)으로부터 추출된 거리값 d의 변환이 행해진다. 또한 변환은, 예를 들면 단자(7)에 상술한 승수가 공급됨으로써 행해진다.

그리고 변환기(6)에서 변환된 거리값이 룩업 테이블(LUT)(8)에 공급된다. 룩업 테이블(8)에는, 예를 들면 광축 중심 위치와의 거리에 따른 주변 광량 부족 등을 보정하는 보정 계수가 공급되고, 공급되는 거리값에 따른 보정 계수가 추출된다. 여기서, 이 보정 계수에 대해서는, 예를 들면 반도체 촬상 소자의 화소수에 상관없이 화면 전체에서 32개의 이산값을 설정하고, 이들 이산값의 사이에는 꺽은선을 이용하여 선형 보간을 행하면, 보정 계수의 변화에 의한 화상의 변화가 원활하게 되어, 부자연스럽게 되지 않는 것이 실험에 의해 확인되었다.

따라서 상술한 1260만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서는, 예를 들면 대각선을 형성하는 5120화소를 32등분한 160화소마다 이산값을 설정하고, 이들 이산값 의 사이는 꺽은선을 이용하여, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 선형 보간을 행함으로써 모든 거리값 d에 대한 보정 계수를 구할 수 있다. 이와 함께, 상술한 1260만 화소 이외의 반도체 촬상 소자에 대해서도, 상술한 변환기(6)에서, 예를 들면 표 1에 나타낸 각각의 승수를 승산하는 거리값의 변환이 행해짐으로써, 동일한 보정 계수를 구할 수 있다.

즉, 예를 들면 79만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서는, 거리값 d에 수치 4를 승산하는 변환이 행해짐으로써, 예를 들면 대각선을 형성하는 1280화소를 32등분한 40화소가 160화소로 변환되고, 160화소마다 설정되는 이산값을 이용하고, 이들 이산값의 사이는 꺽은선에 의한 선형 보간을 행함으로써, 상술한 1260만 화소의 반도체 촬상 소자의 경우와 동일하게, 모든 거리값 d에 대한 보정 계수를 구할 수 있다. 또한 이 이외의 반도체 촬상 소자에 대해서도, 동일하게 하여 보정 계수를 구할 수 있다.

그리고 이러한 거리값 d에 따른 보정 계수가 상술한 룩업 테이블(8)로부터 추출된다. 또한 이 보정 계수가 보정 블록(9)에 공급되어, 반도체 촬상 소자(3)로부터 판독되는 각 화소의 신호에 대하여 광축 중심 위치와의 거리에 따른 주변 광량 부족 등의 보정이 행해진다. 이 보정 블록(9)은, 일반적으로는 보정 계수를 승산하는 승산기로 구성되지만, 오프셋을 가하여 보정을 행하는 경우에는 가산기로 구성되어도 된다. 또한 색 번짐 등 주변 광량 부족 이외의 보정을 행하는 회로를 갖고 있어도 된다.

또한 이 보정 블록(9)에서 보정된 신호가 카메라 신호 처리 블록(10)에 공급 되고, 예를 들면 공급되는 화상 신호의 보간이나 동시화 등이 행해져, 단자(11)에 추출되는 출력 화상 신호(Y/C 출력 신호)가 형성된다. 이와 같이 하여 반도체 촬상 소자(3)로 촬상된 각 화소의 신호에 대하여, 예를 들면 광축 중심 위치와의 거리에 따른 주변 광량 부족 등의 보정이 행해진다. 그리고 이 경우에, 이들 보정을 반도체 촬상 소자의 화소수에 상관없이, 동일한 회로에 의해 행할 수 있다.

즉 상술한 실시예에서, 룩업 테이블에 설정되는 보정 계수의 이산값은, 이용되는 렌즈계의 특성 등에 따라 계측 등의 수단에 의해 정해지는 것이지만, 그 이외의 부분의 구성은 촬상부의 화소수의 차이 등에 상관없이 동일하다. 또한 룩업 테이블에 설정되는 보정 계수의 이산값의 개수도 동일하기 때문에, 이 룩업 테이블과 다른 회로를 연결하는 버스 폭 등도 동일하여, 단일한 구성으로 모든 장치에 적용시킬 수 있게 된다.

따라서 본 실시예에서, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점으로부터의 거리값을 산출함과 함께, 촬상부의 화소수에 따라 산출된 거리값을 변환하고, 이 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구함으로써, 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어 회로 등을 새롭게 설계할 필요가 없으며, 아울러 회로가 필요 이상으로 크게 되거나, 보정 계수가 방대한 수로 되는 등의 우려도 해소할 수 있다.

이에 의해, 종래의 장치에서는, 사용되는 촬상부의 화소수에 따라 회로 등을 새롭게 설계하기 위해 집적 회로 등의 비용이 커지게 되고, 또한 예를 들면 다수의 화소수의 촬상부용으로 설계된 회로를 소수의 화소의 촬상부에 적용하면, 회로가 필요 이상으로 크게 되거나, 보정 계수가 방대한 수로 되어 변환을 위한 룩업 테이블 등이 거대해지는 등의 문제를 해소할 수 없었던 문제점을, 본 발명에 의해 용이하게 해소할 수 있게 된다.

또한 상술한 실시예에서는, 예를 들면 1260만 화소의 반도체 촬상 소자를 기준으로 하여 다른 반도체 촬상 소자의 거리를 변환하는 값(승수)을 구하였지만, 추가로 다화소의 반도체 촬상 소자를 기준으로 해도 된다. 또한 상술한 실시예에서는, 변환기(6)에서 승산을 행하였지만, 예를 들면 소화소의 반도체 촬상 소자를 기준으로 하여 다른 반도체 촬상 소자의 거리를 변환하는 값을 제산수로 하여, 변환기(6)에서 제산을 행할 수도 있다. 단, 일반적으로 제산기의 구성은 승산기의 구성보다 복잡하여 회로 규모가 커질 우려가 있다.

또한 상술한 실시예에서는, 거리값 d의 변환을 행하는 변환기(6)를, 예를 들면 도 3A에 도시한 바와 같은 승산기(6x)로 구성하고, 거리 보정 계수로서 상술한 승수를 단자(7x)로부터 공급하였지만, 예를 들면 도 3B에 도시한 바와 같이, 거리값 d와, 이 거리값 d를 상위로 1비트 시프트〔<<1〕한 값과, 2비트 시프트〔<<2〕한 값을 셀렉터(6s)에 공급하고, 이들 값을 단자(7s)로부터 공급되는 2비트의 셀렉터 신호로 선택해도 된다. 이에 따라, 비교적 복잡한 승산기를 간단한 셀렉터로 치환할 수 있다.

그리고 이 경우에는, 예를 들면 상술한 79만 화소로부터 1260만 화소까지의 7종의 반도체 촬상 소자에 대하여, 표 1의 우측으로부터 두번째 란에 나타낸 바와 같은 비트 시프트에 의한 변환이 행해진다. 즉 이에 의해, 예를 들면 79만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서는 상위로 2비트 시프트〔<<2〕함으로써 4배로 하는 변환이 행해진다. 또한 314만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서도 상위로 1비트 시프트〔<<1〕함으로써 2배로 하는 변환이 행해진다. 이에 의해, 이들 반도체 촬상 소자에 대해서는 승산기의 경우와 마찬가지의 변환이 행해진다.

그런데 상술한 표 1에서, 123만 화소 및 192만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서는, 본래는 3.2배 및 2.56배의 변환을 행하는 것을, 상위로의 2비트 시프트〔<<2〕에 의해 4배로 하는 변환이 행해지게 된다. 또한 490만 화소 및 768만 화소의 반도체 촬상 소자에 대해서는, 본래는 1.6배 및 1.28배의 변환을 행하는 것을, 상위로의 1비트 시프트〔<<1〕에 의해 2배로 하는 변환이 행해지게 된다. 따라서 이들 경우에는, 변환된 최대 거리의 화소수가 1260만 화소의 경우보다 커지게 된다.

즉 상술한 123만 화소 및 490만 화소의 경우에는, 최대 거리가 6400화소로 된다. 또한 192만 화소 및 768만 화소의 경우에는, 최대 거리가 8000화소로 된다. 그리고 모두 1260만 화소의 경우의 5120화소보다 크게 되어 있다. 그러나 이들 변환된 거리에 대해서도, 상술한 바와 마찬가지로 160화소 거리마다 보정 계수를 설정하는 것은 가능하고, 그 경우에는 표 1의 우측의 끝란에 나타낸 바와 같이, 6400화소에 대해서는 40개, 8000화소에 대해서는 50개의 보정 계수가 설정되게 된다.

따라서 상술한 실시예에서, 룩업 테이블(8)에는, 예를 들면 64개수분의 보정 계수의 영역을 설정해 두고, 상술한 192만 화소 및 768만 화소를, 거리를 2비트 시프트 및 1비트 시프트로 변환한 경우에도, 50개의 보정 계수가 설정되며, 이들 보 정 계수로부터 이산값간의 꺽은선을 이용한 선형 보간을 행할 수 있다. 또한, 보정 계수의 수가 32개보다 많은 경우에는, 보정이 보다 치밀하게 행해질 뿐이기 때문에 문제는 없다. 또한 비트 시프트에 의한 변환이면, 보정 계수가 64개 이상 필요하게 되는 경우는 없다.

이렇게 하여 본 실시예에서, 상술한 비트 시프트와 셀렉터를 이용함으로써, 예를 들면 비교적 복잡한 승산기를 간단한 회로 구성으로 치환할 수 있다. 또한 이 경우에, 예를 들면 룩업 테이블의 크기도 소정의 범위로 줄일 수 있어, 장치 전체의 회로 구성을 매우 간략화할 수 있다. 또한 비트 시프트와 셀렉터를 이용하는 경우에는, 제산 또한 용이하게 행할 수 있기 때문에, 예를 들면 보다 다화소의 반도체 촬상 소자에 대한 대응도 용이하게 행할 수 있다.

또한 상술한 실시예에서, 룩업 테이블(8)은, 예를 들면 광축 중심 위치와의 거리의 값에 대하여 주변 광량 부족 등을 보정하는 보정 계수를 연산에 의해 구하는 구성을 이용할 수도 있다. 즉 도 4에는 그러한 경우의 구성을 도시하며, 이 도 4에서는, 상술한 룩업 테이블(8) 대신에 보정 함수 f(d)의 연산 블록(12)이 설치되어 있다. 이에 의해서도, 산출된 거리값을 이용하여 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있음과 함께, 거리값 d의 변환을 행하는 변환기(6)를 이용함으로써, 회로 구성을 간략화할 수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서, 보정 블록(9)은, 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같이 카메라 신호 처리 블록(10) 뒤에 설치하여 변환을 행할 수도 있다. 따라서 이 경우에는, 휘도 신호(Y 신호)와 색차 신호(Cb, Cr 신호)가 분리된 후에 보정 이 행해지기 때문에, 휘도 신호에 대해서는 주변 광량 부족, 색차 신호에 대해서는 색 번짐 보정을 행하는 등, 휘도 신호와 색차 신호에 대하여 독립된 보정을 행할 수 있다.

또한 이러한 보정 블록(9)은, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이 카메라 신호 처리 블록(10)의 내부에서, 예를 들면 색 보간 처리 블록(13) 뒤에 설치하여, 3원색 신호(R, G, B)가 보간에 의해 모든 화소 갖추어진 시점에서, 렌즈 쉐이딩 보정 처리를 행해도 된다. 또한 촬상 소자가 복수개 설치된 장치에서는, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 각 촬상 소자(3R, 3G, 3B)마다 보정을 행하는 보정 블록(91)을 설치하여 실시할 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 룩업 테이블(8)은 모두 하나의 블록으로 표현되어 있지만, 이 룩업 테이블(8)는, 예를 들면 3원색 신호(R, G, B)나, 휘도 신호(Y 신호)와 색차 신호(Cb, Cr 신호) 각각에 대하여 값을 보존하도록 한 것이어도 된다.

또한 본 발명의 촬상 장치는, 일반적으로는 정지 화상을 촬영하는 디지털 스틸 카메라에 적용되는 것이지만, 실시간으로 거리 산출이 가능한 특장을 이용하여, 동화상을 촬영하는 디지털 비디오 카메라에도 적용할 수 있다.

이렇게 하여 상술한 화면 보정 방법에 따르면, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점으로부터의 거리값을 산출하고, 산출된 거리값에 기초하여 화면의 보정을 행하는 화면 보정 방법으로서, 화면을 촬영하는 촬상부의 화소수에 따라 거리값을 변환하고, 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구함으로 써, 간단한 하드웨어 구성으로 거리의 계산을 행하여 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있음과 함께, 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어, 회로가 필요 이상으로 크게 되는 등의 우려도 해소할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 촬상 장치에 따르면, 렌즈계와 XY 좌표에 따라 신호가 추출되는 촬상부를 갖는 촬상 장치로서, 렌즈계의 광축에 대응하는 점의 XY 좌표와 원하는 점의 XY 좌표가 입력되어 광축에 대응하는 점과 원하는 점과의 거리를 산출하는 산출 수단과, 산출된 거리값을 촬상부의 화소수에 따라 변환하는 변환 수단과, 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구하는 보정 계수 형성 수단과, 보정 계수를 이용하여 화면의 보정을 행하는 화면 보정 수단을 가짐으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있음과 함께, 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어, 회로가 필요 이상으로 크게 되는 등의 우려도 해소할 수 있다.

또한 본 발명은, 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

즉 본 발명에 따르면, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점으로부터의 거리값을 산출함과 함께, 촬상부의 화소수에 따라 산출된 거리값을 변환하고, 이 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구하도록 함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 거리의 계산을 행하여 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있음과 함께, 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어, 회로가 필요 이상으로 크게 되거나, 보정 계수가 방대한 수로 되는 등의 우려도 해소할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 보정 계수는 상기 촬상부의 화소수에 상관없이 소정 개수의 이산값으로 하고, 이산값 사이를 꺽은선을 이용한 선형 보간에 의해 구함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 보정 계수의 이산값의 개수는 32개 이상으로 함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 부자연스러움이 없는 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 거리값의 변환은, 상기 촬상부의 화소수를 임의의 범위마다 구분하고, 구분마다 소정의 값을 승산함으로써, 매우 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 소정의 값의 승산은 2진값의 비트 시프트에 의해 행함으로써, 보다 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 따르면, 렌즈계와 XY 좌표에 따라 신호가 추출되는 촬상부를 갖는 촬상 장치에서, 화면 상의 원하는 점에 대하여 임의의 점으로부터의 거리값을 산출함과 함께, 촬상부의 화소수에 따라 산출된 거리값을 변환하고, 이 변환된 거리값을 이용하여 화면 보정을 위한 보정 계수를 구하도록 함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있음과 함께, 촬상부의 화소수가 달라도 동일한 회로로 대응할 수 있어, 회로가 필요 이상으로 크게 되는 등의 우려도 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 보정 계수의 이산값의 개수를 32개 이상으로 함으로써, 간단한 하드웨어 구성으로 부자연스러움이 없는 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 소정의 값의 승산은 2진값의 비트 시프트에 의해 행함으로써, 보다 간단한 하드웨어 구성으로 양호한 렌즈 쉐이딩 등의 보정을 행할 수 있는 것이다.

이에 의해, 종래의 방법 및 장치에서는, 거리의 계산 수단을 하드웨어로 실현하기 위해서는 방대한 회로 구성이 필요로 되고, 또한 간략화한 회로 구성으로는 높은 정밀도로 거리를 산출할 수 없으며, 또한 예를 들면 촬상부의 크기가 변화되거나, 씨닝 등의 판독 방식의 변경이 행해진 경우에, 광축으로부터의 거리를 정확하게 구할 수 없게 된 것을, 본 발명에 따르면 이들 문제점을 용이하게 해소할 수 있다.

Claims

화상을 촬영하는 촬상부(3)를 갖는 촬상 장치에서 사용되는 화상 보정 방법으로서,

화소 카운트 값들에 기초하여 광축 중심 위치에 대응하는 지점으로부터 화상의 원하는 지점까지의 거리값(d)을 계산 수단(4)에 의해 계산하는 단계, 및

상기 거리값을 이용하여 화상 보정 수단(9)에서 상기 화상을 보정하는 단계

를 포함하고,

상기 화상의 보정은 보정 계수들에 기초하여 상기 화상 보정 수단(9)에서 수행되고,

상기 화상을 촬영하는데 사용되는 상기 촬상부(3)의 최대 거리를 형성하는 화소들의 수에 의존하는 값 변환 인자를 이용하여 변환된 거리값이 생성되고,

상기 보정 계수들은 상기 변환된 거리값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 화상 보정 방법.
제1항에 있어서,

상기 보정 계수들은, 상기 촬상부의 화소들의 수와 무관하게 소정의 개수의 이산값들로 설정되고, 상기 이산값들 사이에서 꺾은 선을 이용한 선형 보간법에 의해 계산되는 화상 보정 방법.
제2항에 있어서,

상기 이산값들의 소정의 개수는 32 이상인 화상 보정 방법.
제1항에 있어서,

상기 거리값 변환은, 상기 촬상부의 화소들의 수를 임의의 범위들로 나누고, 상기 범위들 각각을 소정의 값으로 곱하여 수행되는 화상 보정 방법.
제4항에 있어서,

상기 소정의 값들에 의한 곱셈이 2진값의 비트 시프트에 의해 수행되는 화상 보정 방법.
렌즈계, XY 좌표에 따라 신호를 출력할 수 있는 촬상부(3), 및 상기 렌즈계의 광축 중심에 대응하는 위치의 XY 좌표와 원하는 위치의 XY 좌표를 입력하면 화소 카운트 값들에 기초하여 상기 광축에 대응하는 위치와 상기 원하는 위치 사이의 거리 값을 계산하는 계산 수단(4)을 포함하는 촬상 장치로서,

상기 촬상부(3)의 최대 거리를 형성하는 화소들의 수에 의존하는 값 변환 인자에 의해 상기 계산된 거리값을 변환하는 변환 수단(6);

상기 변환된 거리값들을 이용하여 화상 보정을 위한 보정 계수들을 결정하는 보정 계수 형성 수단(8); 및

상기 보정 계수들을 이용하여 화상 보정을 행하는 화상 보정 수단(9)

을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제6항에 있어서,

상기 보정 계수들은 상기 촬상부의 화소들의 수에 무관하게 소정의 개수의 이산값들로 설정되고, 상기 이산값들 사이에서 꺾은 선을 이용한 선형 보간법에 의해 계산되는 촬상 장치.
제7항에 있어서,

상기 이산값들의 소정의 개수는 32 이상인 촬상 장치.
제6항에 있어서,

상기 거리 값 변환은, 상기 촬상부의 화소들의 수를 임의의 범위로 나누고, 상기 범위들 각각을 소정의 값으로 곱하여 수행되는 촬상 장치.
제9항에 있어서,

상기 소정의 값들에 의한 곱셈이 2진값의 비트 시프트에 의해 수행되는 촬상 장치.