JP2006013887A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影設定条件によってシェーディング補正を行うか・行わないかを切り替えることにより、補正システムの簡略化と補正データの削減を可能とすると共に、演算時間の増大による連写間隔の拡大や、消費電力の増大による撮影枚数の減少も防ぐ。
【解決手段】 被写体像を撮像して画像を得る撮像手段と、前記被写体像の画像のシェーディングを補正する補正手段と、撮影設定条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え手段とを有し、前記補正手段は、前記切り替え手段により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、前記撮影設定条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像をシェーディング補正する装置及び方法に関する。

ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として記録、及び記録媒体から画像を再生する電子カメラ等の画像処理装置において、図２に示すように、光線が光学系に斜め入射するときに、光線の一部がレンズ枠などに遮られて有効光束が減少して像が暗くなる口径食や、固体撮像素子の特性などにより、撮像によって得られる画像にシェーディングが生じることがある。

このようなシェーディングの影響を改善し、高品位な画像を撮影するために、予め記憶手段に記憶しておいた各画素ごとのゲインアップ量であるシェーディング補正データと、固体撮像素子を露光した状態で電荷蓄積を行った後に読み出した撮影画像データとを用いて演算処理するというシェーディング補正処理が行われる。（例えば文献１）
特開２０００−０４１１７９号公報

しかしながら、上記従来技術においては次のような問題があった。即ち、文献１のような従来の電子カメラ等の画像処理装置においては、シェーディング補正データを予め記憶手段に記憶しておき、撮影時にシェーディング補正データを記憶手段から読み出して、シェーディング補正データと撮影画像データとを用いて演算処理を行うことで、適切なシェーディング補正を可能としていた。しかし、文献１ではすべての場合にシェーディング補正処理を行うため、補正システムの複雑化と補正データの容量増大、演算時間の増大による連写間隔の拡大や、消費電力の増大による撮影枚数の減少が起こるという問題があった。

このような従来技術の問題点を解消するために、本発明では、輝度低下が少なかったり、目立たなかったりする場合には、補正の必要がないと判断し補正を行わないこととする。つまり、本発明の画像処理装置は、被写体像を撮像して画像を得る撮像手段と、前記被写体像の画像のシェーディングを補正する補正手段と、撮影設定条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え手段とを有し、前記補正手段は、前記切り替え手段により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、前記撮影設定条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする。

また、本発明の画像処理装置は、被写体像を撮像して画像を得る撮像手段と、前記被写体像の画像のシェーディングを補正する補正手段と、撮影条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え手段とを有し、前記補正手段は、前記切り替え手段により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、撮影前に予め記憶された前記撮影条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする。

また、本発明の画像処理方法は、撮像手段で撮像することによって得られた被写体像の画像のシェーディングを補正する補正工程と、撮影設定条件に応じて、前記シェーディング補正のするか、しないかを切り替える切り替え工程とを有し、前記補正工程では、前記切り替え工程により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、前記撮影設定条件に対応するシェーディング補正データを選択し、前記選択されたシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする。

また、本発明の画像処理方法は、撮像手段で撮像することによって得られた被写体像の画像のシェーディングを補正する補正工程と、撮影条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え工程とを有し、前記補正工程では、前記切り替え工程により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、撮影前に予め記憶された前記撮影条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする。

シェーディング補正を行うか・行わないかを切り替えることにより、補正システムの簡略化と補正データの削減を可能とすると共に、演算時間の増大による連写間隔の拡大や、消費電力の増大による撮影枚数の減少も防ぐことができる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の実施の形態１の電子スチルカメラ等の画像処理装置を備えた撮像装置の構成図である。図１において、１は撮像レンズ系を示し、被写体（図示せず）からの映像光はこの撮像レンズ系１（例えば被写体像を結像するためのレンズ）を通じて撮像素子２の撮像面に照射され、映像信号が取り出される。この映像信号がＡ／Ｄ変換回路３に供給されて、例えば１２ビットでデジタル変換される。

本実施の形態１による電子スチルカメラ等の画像処理装置を備えた撮像装置では、図２に示すように、光線が光学系に斜め入射するときに光線の一部がレンズ枠などに遮られて、有効光束が減少して像が暗くなる口径食という現象が起こるため、撮像レンズ系１の口径食に起因するシェーディングの補正を行う。ただし、このシェーディングの度合いは、各ズーム位置、絞り、フォーカス位置などの撮影設定条件によって変わるものであり、例えばズーム位置で見ると、画角の広いワイド端やその近辺のズーム位置ではシェーディングは大きくなり、シェーディング補正が必要となるが、画角の狭いテレ端やその近辺のズーム位置ではシェーディングはそれほど大きくないためシェーディング補正を必要としない。また、例えば夜景で周りが暗いときや、背景が明るくて白飛びしているようなとき、さらには被写体に高周波成分が多いときなど、被写体の状態によってはシェーディングが目立たないため、シェーディング補正が必要でない場合もある。したがって、本実施の形態１の電子スチルカメラ等の画像処理装置を備えた撮像装置では、各ズーム位置、絞り、フォーカス位置などの撮影設定条件によって変わるシェーディングについて、シェーディングが大きくなる、又はシェーディングが目立つような撮影設定条件においてのみ、補正データを持たせてシェーディング補正を行い、シェーディングが影響しない撮影設定条件においては、補正データを持たず、補正を行わないというような切り替えを行う。このため、シェーディング補正を行う必要のある撮影設定条件おいてのみシェーディング補正データ記憶回路６に、撮像レンズ系１の撮影設定条件ごとのシェーディング補正データが記憶されている。

このシェーディング補正データを記憶回路に記憶する方法として、シェーディング補正データは各ズーム位置、絞り、フォーカス位置におけるレンズ設計値から求め、記憶する方法がある。

しかし、製造上の誤差等が発生するため、それを考慮して、より正確にシェーディング補正値データを求めるために、以下に示すような方法が考えられる。図３は、シェーディング補正データ記憶回路６にシェーディング補正データを記憶させる処理手順を示すフローチャートである。白色拡散板などの輝度がほぼ一定の基準被写体が用意され，撮像レンズを用いてその基準被写体の像が撮像素子の受光面上に結像するようにして基準被写体が撮影される（ステップ３１）。一定輝度の基準被写体を撮影したのであるから、輝度データが低下しているとシェーディングに起因するものと考えられ，その低下分を考慮して，シェーディング補正データを決定する。ここではシェーディングの度合いが大きく、補正が必要な場合においてのみ補正データを用意する。（ステップ３２）。そして、このようにして決定されたシェーディング補正データは、撮像レンズ系１によって決定される撮影設定条件に対応して、シェーディング補正データ記憶回路６に記憶される（ステップ３３）。さらに撮影設定条件が変えられて，上述したステップ３１から３３の処理が繰り返される。このようにして，撮影設定条件に対応したシェーディング補正データがシェーディング補正データ記憶回路６に記憶される。これにより、電子スチルカメラ等の画像処理装置の撮影設定条件に対応したシェーディング補正データを選択できるようになる。シェーディング補正データを記憶回路に記憶する処理は、上述のように、製造時の調整段階で行ってもよいし、ユーザモードにおいて、ユーザが好みに合わせて、どういう場合に補正するかなどを自由に設定できるようにしてもよい。

本実施の形態１による電子スチルカメラ等の画像処理装置には、撮像レンズ系１の撮影設定条件を検出する撮像レンズ系検出回路４が含まれており、それぞれの検出結果を示す信号は、シェーディング補正選択回路５に入力される。

図４は、シェーディング補正の処理手順を示すフローチャートである。上述したように、撮像レンズ系検出回路４によって、電子スチルカメラ等の画像処理装置に設けられている撮像レンズ系１の撮影設定条件が検出される（ステップ４１）。この撮影設定条件の検出の方法としては、検出回路において、ズームや絞りやフォーカス位置を合わせるステッピングモーターのステップ位置から、検出する方法がある。シェーディング補正選択回路５は検出された撮像レンズ系の撮影設定条件によってシェーディング補正を行うか・行わないかを選択する。シェーディング補正を行わないと選択された場合は補正を行わず、そのまま次の画像処理８に移るが、シェーディング補正を行うと選択された場合はシェーディング補正データ記憶回路６に記憶されているシェーディング補正データの中から，検出された撮影設定条件に対応するシェーディング補正データが選択される（ステップ４２）。選択されたシェーディング補正データは、シェーディング補正回路７に供給される（ステップ４３）。

以上のように、シェーディング補正を行うか、行わないかを切り替える切り替え手段を設けることにより、補正を必要最小限に抑えることができ、補正を行うと演算時間の増大による連写間隔の拡大や、消費電力の増大などの弊害を抑えた画像処理装置を提供することができる。

（第２の実施形態）
図５は本発明の実施の形態２の構成を示す。実施の形態２は、実施の形態１の構成に、撮影設定条件である被写体の輝度や周波数成分などの情報を検出する手段として、輝度・周波数成分検出回路９が加わったものである。図７は、輝度成分検出回路での処理手順を示している。輝度成分検出回路では、図６に示すような画像四隅における輝度値を輝度値積分回路によって求め、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの輝度値のうちいずれか一つでも予め設定した基準値を下回っている場合にシェーディング補正を行うと選択する。図８は、周波数成分検出回路での処理手順を示している。周波数成分検出回路では、図６に示すような画像四隅における周波数成分を、バンドパスフィルタを用いた周波数成分積分回路によって求め、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの周波数成分のうちいずれか一つでも予め設定した基準値を下回っている場合にシェーディング補正を行うと選択する。Ａ／Ｄ変換回路３から出力された映像信号は、上述したようにシェーディング補正選択回路５によって選択されたシェーディング補正データによってシェーディング補正回路７において補正処理が行われる。

このようにシェーディング補正選択回路５によって補正を行うか・行わないかが選択され、シェーディング補正回路７において補正処理が行われた映像信号、さらには補正が行われなかった映像信号ともに信号処理、圧縮処理等を施された後、メモリカードに記録されるか、もしくは、モニタ、プリンタ等の出力装置に供給される。

以上実施の形態２で説明したように、ズーム位置や絞りなどの撮影設定条件以外に、撮影時における被写体の明るさ（輝度）や周波数成分に応じて補正の有無を切り替えることにより、より適正な補正を行うことができ、補正システムの簡略化と補正データの削減を可能とすると共に、演算時間の増大による連写間隔の拡大や、消費電力の増大による撮影枚数の減少も防ぐことができる。

実施の形態１における電子スチルカメラの構成の一部を示すブロック図である。 斜入射光線に対する口径食を表す図である。 シェーディング補正データ記憶処理手順を示すフローチャートである。 シェーディング補正選択手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における電子スチルカメラの構成の一部を示すブロック図である。 画像の四隅を説明するための模式図である。 輝度成分検出手順を示すフローチャートである。 周波数成分検出手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像レンズ系
２ 撮像素子
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ 撮像レンズ系検出回路
５ シェーディング補正選択回路
６ シェーディング補正データ記憶回路
７ シェーディング補正回路
８ 画像処理回路
９ 輝度・周波数成分検出回路

Claims (8)

1. 被写体像を撮像して画像を得る撮像手段と、
   前記被写体像の画像のシェーディングを補正する補正手段と、
   撮影設定条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え手段とを有し、
   前記補正手段は、前記切り替え手段により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、前記撮影設定条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記撮影設定条件とは、ズーム位置、絞り、フォーカス位置のうち、少なくとも１つの設定条件であり、
   前記ズーム位置、絞り、フォーカス位置の少なくとも１つの設定条件を検出する検出手段を更に備え、
   前記切り替え手段は、前記検出手段の検出結果から、前記撮影設定条件を判断し、補正をするか、しないかを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記撮影設定条件とは、ズーム位置であり、
   前記切り替え手段は、前記ズーム位置が所定の値よりも広角のときには補正をし、前記ズーム位置が所定の値よりも広角ではないときには補正をしないように切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 被写体像を撮像して画像を得る撮像手段と、
   前記被写体像の画像のシェーディングを補正する補正手段と、
   撮影条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え手段とを有し、
   前記補正手段は、前記切り替え手段により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、撮影前に予め記憶された前記撮影条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
5. 前記撮影条件とは、被写体の明るさ、被写体の周波数成分のうち、少なくとも１つの設定条件であり、
   前記被写体の明るさ、被写体の周波数成分の少なくとも１つの条件を検出する検出手段を更に備え、
   前記切り替え手段は、前記検出手段の検出結果から、前記撮影条件を判断し、補正をするか、しないかを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
   前記被写体像を結像するレンズと、
   前記撮像手段から出力された画像をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
7. 撮像手段で撮像することによって得られた被写体像の画像のシェーディングを補正する補正工程と、
   撮影設定条件に応じて、前記シェーディング補正のするか、しないかを切り替える切り替え工程とを有し、
   前記補正工程では、前記切り替え工程により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、前記撮影設定条件に対応するシェーディング補正データを選択し、前記選択されたシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする画像処理方法。
8. 撮像手段で撮像することによって得られた被写体像の画像のシェーディングを補正する補正工程と、
   撮影条件に応じて、前記シェーディング補正するか、しないかを切り替える切り替え工程とを有し、
   前記補正工程では、前記切り替え工程により、シェ−ディング補正をするように切り替えられた場合に、撮影前に予め記憶された前記撮影条件に対応するシェーディング補正データを用いて補正を行うことを特徴とする画像処理方法。

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