JP2009033359A - Imaging device and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device which makes color unevenness-color shading compensation, after making the degree of color unevenness or color shading to a numerical value, according to the color which a person feels being unpleasant. <P>SOLUTION: In the imaging device, a control unit of a digital camera photographs a light of a plane in which illuminance and color generated from a light source are substantially uniform (S102) and captures its image data (S103); and an operation unit operates all color vectors of respective regions in image data divided into a plurality of regions (S104). Next, the unit computes color phase angles, assuming that the respective regions of four corners of the image data are color phase angle measurement regions and determines the color phase angle between respective regions. The unit computes a color unevenness-color shading compensation coefficient from the difference of color phase angles in respective regions. The unit obtains a compensation coefficient R in all regions of the image data from the maximum value of the color unevenness-color shading compensation coefficient of respective regions (S108). These processings are carried out for all the columns of the image data, and compensation for the entire regions is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに適用され、固体撮像素子の色むらや色シェーディングの補正を行う場合に好適な撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention is applied to a digital still camera and a digital video camera, and relates to an imaging apparatus suitable for correcting color unevenness and color shading of a solid-state imaging device and a control method thereof.

従来、固体撮像素子は、多数の画素が平面格子状に配列された構造を有する。そのため、固体撮像素子は、製造上から各画素に開口むら・エッチングむら・フィルタの染色むら等が生じる結果、全受光面において均一な受光特性を持たせることが困難である。均一な受光特性が得られないと、局所的な色むら或いは広範囲にわたる色シェーディング（色の濃度のむら）が問題となることがある。   Conventionally, a solid-state imaging device has a structure in which a large number of pixels are arranged in a planar grid pattern. For this reason, in the solid-state imaging device, it is difficult to have uniform light receiving characteristics on the entire light receiving surface as a result of unevenness of apertures, unevenness of etching, unevenness of staining of filters, and the like in each pixel. If uniform light receiving characteristics cannot be obtained, local color unevenness or color shading over a wide range (color density unevenness) may be a problem.

上記色むらや色シェーディングに対する一般的な対策である第一の補正方法としては、固体撮像装置により撮像された画像データの画素毎に補正データを持ち、色むら・色シェーディング補正を行う方法が提案されている。   As a first correction method that is a general measure against the above-described color unevenness and color shading, a method for correcting color unevenness and color shading by having correction data for each pixel of image data captured by a solid-state imaging device is proposed. Has been.

更に、上記色むら・色シェーディングの第二の補正方法としては、固体撮像装置により撮像された画像データを複数の領域に分割し、領域毎に補正データを持ち、色むら・色シェーディング補正を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６９２５５号公報 Further, as a second correction method for color unevenness / color shading, image data captured by a solid-state imaging device is divided into a plurality of regions, and correction data is provided for each region to perform color unevenness / color shading correction. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-169255 A

上記従来の色むら・色シェーディングの第一の補正方法は、固体撮像装置により撮像された画像データを画素毎に補正可能であるため、非常に精度の高い補正が可能になる。しかし、画素毎に補正データを持つ必要があるため、大容量の補正データ用メモリが必要となるという問題がある。   In the first conventional correction method for color unevenness and color shading, the image data captured by the solid-state imaging device can be corrected pixel by pixel, so that correction with very high accuracy is possible. However, since it is necessary to have correction data for each pixel, there is a problem that a large amount of correction data memory is required.

例えば、横方向２０４８画素と縦方向１５３６画素を有する画像データに必要な補正データは、以下のようになる。１画素につき各色（R、G、B）8bit、各色合計で3×8 = 24bitの補正データを持つ場合、2048×1536×24= 約75.5Mbitの補正データが必要となる。更に、撮影におけるズームや絞りに関するパラメータが複数ある場合、上記75.5Mbitの数倍或いは数十倍という膨大な補正データ用メモリが必要となるという問題がある。   For example, correction data necessary for image data having 2048 pixels in the horizontal direction and 1536 pixels in the vertical direction is as follows. If each pixel (R, G, B) has 8 bits of correction data and each color has a total of 3 x 8 = 24 bits of correction data, correction data of 2048 x 1536 x 24 = approximately 75.5 Mbit is required. Furthermore, when there are a plurality of parameters relating to zoom and aperture in photographing, there is a problem that a huge memory for correction data that is several times or several tens of times of the above 75.5 Mbit is required.

また、上記従来の色むら・色シェーディングの第二の補正方法では、全画面（画像データ）を複数の領域に分割するため、補正データ用メモリの容量は削減できる。しかし、補正を行い過ぎた（過補正が発生した）場合に不自然な画像（絵）になってしまう可能性がある。このような不自然さを軽減するためには、補正率を100%から過補正が起きない率まで下げればよい。   Further, in the second correction method of the conventional color unevenness / color shading, since the entire screen (image data) is divided into a plurality of areas, the capacity of the correction data memory can be reduced. However, there is a possibility that an unnatural image (picture) may be formed when correction is excessively performed (overcorrection occurs). In order to reduce such unnaturalness, the correction rate may be reduced from 100% to a rate at which no overcorrection occurs.

ところが、補正率を一定の率まで下げた場合、補正が充分でなかった色むらや色シェーディングが、目立ちやすい色や色の変化の方向により、人の主観評価における画質妨害度と相関が取れなくなってしまう場合が発生する。換言すれば、人が不快と感じる色に合わせて色むらや色シェーディングの程度を数値化できない場合が発生する。また、補正率が高ければ高いほどノイズが増加してしまうという欠点もある。   However, when the correction rate is lowered to a certain rate, uneven color and color shading, which was not sufficiently corrected, cannot be correlated with the degree of image quality disturbance in human subjective evaluation due to the conspicuous color and the direction of color change. May occur. In other words, there are cases where the degree of color unevenness and color shading cannot be quantified according to the color that a person feels uncomfortable. In addition, there is a drawback that the higher the correction factor, the more noise increases.

従来技術における色むら・色シェーディングの第一及び第二の補正方法には、上述したような問題や欠点がある。そのため、色むら・色シェーディングの補正係数算出方法として、人の主観評価と相関の取れた、即ち、人が不快と感じる色に合わせて色むらや色シェーディングの程度を数値化した必要最低限の補正率を算出する方法が要望されている。   The first and second correction methods for color unevenness and color shading in the prior art have the problems and drawbacks described above. Therefore, as a correction coefficient calculation method for color shading and color shading, it is correlated with human subjective evaluation, i.e., the minimum necessary level that expresses the degree of color shading and color shading according to the color that people feel uncomfortable. There is a demand for a method for calculating a correction factor.

本発明の目的は、人が不快と感じる色に合わせて色むらや色シェーディングの程度を数値化した色むら・色シェーディング補正を可能とした撮像装置及びその制御方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a control method thereof capable of correcting color unevenness and color shading by quantifying the degree of color unevenness and color shading in accordance with colors that people feel uncomfortable.

上述の目的を達成するために、本発明は、固体撮像素子により撮像を行う撮像装置において、前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色相角を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a hue angle of image data obtained by imaging light of a surface having substantially uniform luminance and color with the solid-state imaging device in an imaging apparatus that performs imaging with a solid-state imaging device. And a correction unit that corrects the color unevenness and the color shading using the hue angle calculated by the calculation unit as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading. It is characterized by.

また、本発明は、固体撮像素子により撮像を行う撮像装置において、前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色ベクトルを演算する演算手段と、前記演算手段により演算された色ベクトルの色相角を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正手段と、を備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging device that performs imaging with a solid-state imaging device, a computing unit that computes a color vector of image data obtained by imaging light having a substantially uniform luminance and color with the solid-state imaging device; Calculating means for calculating a hue angle of a color vector calculated by the calculating means; and using the hue angle calculated by the calculating means as a correction coefficient when correcting color unevenness and color shading. Correction means for correcting shading.

本発明によれば、輝度と色が略均一な面の光を撮像した画像データの色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して補正を行う。これにより、色むら・色シェーディングに対する人の主観評価における画質妨害度と相関の取れた、即ち、人が不快と感じる色に合わせて色むらや色シェーディングの程度を数値化した色むら・色シェーディング補正を行うことが可能となる。   According to the present invention, correction is performed using the hue angle of image data obtained by imaging light of a surface with substantially uniform luminance and color as a correction coefficient when correcting color shading and color shading. As a result, color unevenness and color shading that correlate with the degree of image quality disturbance in human subjective evaluation for color unevenness and color shading, that is, the degree of color unevenness and color shading in numerical values according to colors that people feel uncomfortable. Correction can be performed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital still camera as an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

図１において、デジタルスチルカメラ（以下デジタルカメラと略記）２０は、レンズ２１、固体撮像素子２２、Ａ／Ｄ変換回路２３、画像メモリ２４、ＣＰＵ２７を備えている。なお、図１に示すデジタルカメラは本発明に関係する構成要素を示したものであり、上記以外の他の構成要素の図示及び説明は省略する。   In FIG. 1, a digital still camera (hereinafter abbreviated as “digital camera”) 20 includes a lens 21, a solid-state imaging device 22, an A / D conversion circuit 23, an image memory 24, and a CPU 27. Note that the digital camera shown in FIG. 1 shows components related to the present invention, and illustration and description of other components other than the above are omitted.

光源１０は、輝度と色が略均一な面の光（基準光）を発生させる。光源１０から発生した光は、デジタルカメラ２０のレンズ２１に入射される。レンズ２１は、入射した光を固体撮像素子２２に集光する。固体撮像素子２２は、集光された光を電気信号（アナログ映像信号）に変換するものであり、本実施の形態ではＣＣＤとして構成されている。Ａ／Ｄ変換回路２３は、ＣＣＤ２２から出力されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。画像メモリ２４は、Ａ／Ｄ変換回路２３から出力されるデジタル映像信号（画像データ）を記憶する。   The light source 10 generates light (reference light) having a surface with substantially uniform luminance and color. The light generated from the light source 10 enters the lens 21 of the digital camera 20. The lens 21 condenses incident light on the solid-state imaging device 22. The solid-state imaging device 22 converts the collected light into an electrical signal (analog video signal), and is configured as a CCD in the present embodiment. The A / D conversion circuit 23 converts the analog video signal output from the CCD 22 into a digital video signal. The image memory 24 stores the digital video signal (image data) output from the A / D conversion circuit 23.

ＣＰＵ２７は、制御部２５（補正手段、設定手段）と演算部２６（算出手段、演算手段）を備えている。制御部２５は、デジタルカメラ全体の制御を司るものであり、プログラムに基づき図２のフローチャートに示す処理を実行する。演算部２６は、上記ＣＣＤ２２により撮像された画像データの色むら量と色シェーディング（色の濃度のむら）量の演算を含む後述する各種演算を行う。本実施の形態では、制御部２５及び演算部２６の機能はＣＰＵ２７において実行されるファームウェアにより実現される。   The CPU 27 includes a control unit 25 (correction unit, setting unit) and a calculation unit 26 (calculation unit, calculation unit). The control unit 25 controls the entire digital camera, and executes the processing shown in the flowchart of FIG. 2 based on the program. The calculation unit 26 performs various calculations described later including calculation of color unevenness amount and color shading (color density unevenness) amount of the image data captured by the CCD 22. In the present embodiment, the functions of the control unit 25 and the calculation unit 26 are realized by firmware executed by the CPU 27.

次に、上記構成を有する本実施の形態のデジタルカメラの動作を図２乃至図８を参照しながら詳細に説明する。   Next, the operation of the digital camera of the present embodiment having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS.

図２は、デジタルカメラの色むら・色シェーディング補正処理を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the color unevenness / color shading correction processing of the digital camera.

図２において、まず、デジタルカメラの制御部２５は、本処理を開始すると（ステップＳ１０１）、デジタルカメラで光源１０から発生する輝度と色が略均一な面の光を撮影する（ステップＳ１０２）。この場合、上記光を中央部（例えば図３のx3y2、x4y3）でホワイトバランスを調整し撮影する。光源１０から発生した輝度と色が略均一な面の光は、レンズ２１を介してＣＣＤ２２によりアナログ映像信号に光電変換され、Ａ／Ｄ変換回路２３によりデジタル映像信号に変換される。その後、最終的に画像メモリ２４に画像データとして蓄積される（ステップＳ１０３）。 In FIG. 2, first, the control unit 25 of the digital camera starts this processing (step S101), and captures light having a substantially uniform luminance and color generated from the light source 10 by the digital camera (step S102). In this case, the light is photographed by adjusting the white balance at the center (for example, x 3 y 2 and x 4 y 3 in FIG. 3 ). Light having a substantially uniform luminance and color generated from the light source 10 is photoelectrically converted into an analog video signal by the CCD 22 via the lens 21 and converted into a digital video signal by the A / D conversion circuit 23. Thereafter, it is finally stored as image data in the image memory 24 (step S103).

図３は、上記ステップＳ１０３で取り込んだ画像データを複数の領域（本実施の形態では６×４）に分割した例である。各領域には領域名（x1y1、x1y4、x6y1、x6y4等）が設定されている。実際に使用する領域数（分割数）は多い方が精度の高い補正を行うことができるが、補正データの記憶に要するメモリ容量は領域数（分割数）が多くなれば多くなるほど増加する。 FIG. 3 is an example in which the image data captured in step S103 is divided into a plurality of regions (6 × 4 in this embodiment). Area names (x 1 y 1 , x 1 y 4 , x 6 y 1 , x 6 y 4, etc.) are set for each area. Although correction with higher accuracy can be performed as the number of areas (number of divisions) actually used increases, the memory capacity required for storing correction data increases as the number of areas (number of divisions) increases.

次に、制御部２５は、上記図３に示したように複数の領域（６×４）に分割した画像データ内の全領域の色ベクトルを演算部２６により演算する（ステップＳ１０４）。ここで、画像データ内の各領域のデータをそれぞれ平均して求めた色ベクトルを ベクトルx1y1、ベクトルx2y1 ・・ベクトルxmyn・・ ベクトルx5y4、ベクトルx6y4 とする。また、画像ファイルの圧縮方式が例えばJPEG方式の場合、画像データ内の各領域の色差信号Crの積分値をCr(領域)、色差信号Cbの積分値をCb(領域)とする。   Next, the control unit 25 calculates the color vectors of all the regions in the image data divided into a plurality of regions (6 × 4) as shown in FIG. 3 (step S104). Here, color vectors obtained by averaging the data of the respective areas in the image data are assumed to be a vector x1y1, a vector x2y1, a vector xmyn, a vector x5y4, and a vector x6y4. When the image file compression method is, for example, the JPEG method, the integrated value of the color difference signal Cr in each region in the image data is Cr (region), and the integrated value of the color difference signal Cb is Cb (region).

上記色ベクトルx1y1、ベクトルx2y1 ・・ベクトルxmyn・・ ベクトルx5y4、ベクトルx6y4は下記の式で表すことができる。   The color vector x1y1, the vector x2y1, the vector xmyn, the vector x5y4, and the vector x6y4 can be expressed by the following equations.

ベクトルx1y1 ＝ ( Cr(x1y1) 、 Cb(x1y1) )
ベクトルx2y1 ＝ ( Cr(x2y1) 、 Cb(x2y1) )
・
・
ベクトルxmyn ＝ ( Cr(xmyn) 、 Cb(xmyn) )
・
・
ベクトルx5y4 ＝ ( Cr(x5y4) 、 Cb(x5y4) )
ベクトルx6y4 ＝= ( Cr(x6y4) 、 Cb(x6y4) )
図４は、上記ステップＳ１０２で撮像した画像データの色むら・色シェーディングの状態を領域毎に色ベクトルの向きで表現した例である。図４に示すように色むら・色シェーディングは一般に画面中央部より画面周縁部で悪くなる傾向があるが、本実施の形態ではこの傾向を利用する。即ち、制御部２５は、画面（画像データ）四隅の各領域（x1y1、x1y4、x6y1、x6y4）を色相角の規定の測定領域とし、各測定領域の代表する色相角（色ベクトル位相角）を演算部２６により演算する（ステップＳ１０５）。 Vector x1y1 = (Cr (x 1 y 1), Cb (x 1 y 1))
Vector x2y1 = (Cr (x 2 y 1), Cb (x 2 y 1))
・
・
Vector xmyn = (Cr (xmyn), Cb (xmyn))
・
・
Vector x5y4 = (Cr (x 5 y 4), Cb (x 5 y 4))
Vector x6y4 == (Cr (x 6 y 4 ), Cb (x 6 y 4 ))
FIG. 4 is an example in which the color unevenness / color shading state of the image data captured in step S102 is expressed by the direction of the color vector for each region. As shown in FIG. 4, the color unevenness / color shading generally tends to be worse at the periphery of the screen than at the center of the screen, but this tendency is used in this embodiment. In other words, the control unit 25 sets each area (x 1 y 1 , x 1 y 4 , x 6 y 1 , x 6 y 4 ) at the four corners of the screen (image data) as a specified measurement area for the hue angle, and each measurement area Is calculated by the calculation unit 26 (step S105).

図５は、色相角を表す色空間座標１の例であり、画面四隅の各領域（x1y1、x1y4、x6y1、x6y4 ）のベクトルを座標上に表現したものである。各領域（x1y1、x1y4、x6y1、x6y4 ）をそれぞれ領域A、領域B、領域C、領域Dとすると、各領域の色相角θA 、 θB 、θC 、θD は下記の式で表すことができる。 FIG. 5 is an example of the color space coordinate 1 representing the hue angle, and the vector of each area (x 1 y 1 , x 1 y 4 , x 6 y 1 , x 6 y 4 ) at the four corners of the screen is represented on the coordinates. It is a thing. When each region (x 1 y 1 , x 1 y 4 , x 6 y 1 , x 6 y 4 ) is defined as region A, region B, region C, and region D, respectively, the hue angle θ A , θ B , θ C , and θ D can be expressed by the following equations.

θA = x1y1の色相角＝tan-1( Cb(x1y1) / Cr(x1y1) )
θB = x1y4の色相角＝tan-1( Cb(x4y1) / Cr(x4y1) )
θC = x6y1の色相角＝tan-1( Cb(x6y1) / Cr(x6y1) )
θD = x6y4の色相角＝tan-1( Cb(x6y4) / Cr(x6y4) )
次に、制御部２５は、各領域間、即ち、領域A−C間 、領域B−D間 、領域A−B間 、領域C−D間の色相角を演算部２６により演算する（ステップＳ１０６）。これら４つの色相角を演算することにより、図６に示すように左右方向と上下方向の色相の変化度を算出することが可能となる。 θ A = x 1 y 1 hue angle = tan -1 (Cb (x 1 y 1 ) / Cr (x 1 y 1 ))
θ B = x 1 y 4 hue angle = tan -1 (Cb (x 4 y 1 ) / Cr (x 4 y 1 ))
Hue angle of θ C = x 6 y 1 = tan -1 (Cb (x 6 y 1 ) / Cr (x 6 y 1 ))
Hue angle of θ D = x 6 y 4 = tan -1 (Cb (x 6 y 4 ) / Cr (x 6 y 4 ))
Next, the control unit 25 calculates the hue angle between the respective regions, that is, between the regions A and C, between the regions B and D, between the regions A and B, and between the regions C and D by the calculating unit 26 (step S106). ). By calculating these four hue angles, it is possible to calculate the degree of hue change in the horizontal direction and the vertical direction as shown in FIG.

色相角を求める一例として、各領域の色ベクトルの色相角の差分をとる方法がある。例えば図７において領域A−C間の色相角θA-Cを求める場合、色相角θA-Cは下記の式で表すことができる。 As an example of obtaining the hue angle, there is a method of calculating the difference of the hue angle of the color vector of each region. For example, when 7 obtains a hue angle theta AC between the regions AC, hue angle theta AC can be expressed by the following equation.

θA-C=｜θA − θC｜＝｜tan-1( Cr(A) / Cb(A) ) − tan-1( Cr(C) / Cb(C) )｜
同様に、領域B−D間 、領域A−B間 、領域C−D間のそれぞれの色相角θB-D、θA-B、θC-D は下記の式で表すことができる。 θ AC = | θ A − θ C | = | tan -1 (Cr (A) / Cb (A)) − tan -1 (Cr (C) / Cb (C)) |
Similarly, hue angles θ BD, θ AB, and θ CD between regions BD, between regions AB, and between regions CD can be expressed by the following equations.

θB-D=｜θB − θD｜＝｜tan-1( Cr(B) / Cb(B) ) − tan-1( Cr(D) / Cb(D) )｜
θA-B=｜θA − θB｜＝｜tan-1( Cr(A) / Cb(A) ) − tan-1( Cr(B) / Cb(B) )｜
θC-D=｜θC − θD｜＝｜tan-1( Cr(C) / Cb(C) ) − tan-1( Cr(D) / Cb(D) )｜
次に、制御部２５は、以上の計算により算出した色相角の各領域間の差θA-C、θB-D、θA-B、θC-Dから、色むら・色シェーディングに対する人の主観特性と相関を持たせた色むら・色シェーディング補正係数を算出する（ステップＳ１０７）。下記に示すものは、色相角の差分を算出することで色むら・色シェーディング補正係数を算出する方法の一例であり、色相角が大きいほど補正係数が大きくなる式となっている。 θ BD = | θ B − θ D | = | tan -1 (Cr (B) / Cb (B)) − tan -1 (Cr (D) / Cb (D)) |
θ AB = | θ A − θ B | = | tan -1 (Cr (A) / Cb (A)) − tan -1 (Cr (B) / Cb (B)) |
θ CD = | θ C − θ D | = | tan -1 (Cr (C) / Cb (C)) − tan -1 (Cr (D) / Cb (D)) |
Next, the control unit 25 correlates with human subjective characteristics with respect to color shading and color shading from the differences θ AC , θ BD , θ AB , θ CD between the hue angle regions calculated by the above calculation. Color unevenness / color shading correction coefficients are calculated (step S107). The following is an example of a method for calculating a color unevenness / color shading correction coefficient by calculating a difference in hue angle, and an expression in which the correction coefficient increases as the hue angle increases.

今、領域Aと領域C、領域Bと領域D、領域Aと領域B、領域Cと領域Dのそれぞれの色相角の差がθA-C 、θB-D、θA-B、θC-Dであるとする。また、各領域の色むら・色シェーディング補正係数をそれぞれRA-C、RB-D、RA-B、RC-Dとする。色相角の差が180°になる時、補正係数RA-C、RB-D、RA-B、RC-Dが最大の１となるようにすると、各領域間から算出される補正係数の一例は下記の式で表すことができる。 Now, it is assumed that the hue angle differences between regions A and C, regions B and D, regions A and B, and regions C and D are θ AC , θ BD , θ AB , and θ CD . In addition, the color unevenness / color shading correction coefficient of each region is R AC , R BD , R AB , and R CD , respectively. When the difference in hue angle is 180 °, the correction coefficients R AC , R BD , R AB , and R CD are set to a maximum of 1, and an example of the correction coefficient calculated from each region is as follows: Can be represented.

RA-C ＝ ｜sin（θA-C / 2 ）｜
RB-D ＝ ｜sin（θB-C / 2 ）｜
RA-B ＝ ｜sin（θA-B / 2 ）｜
RC-D ＝ ｜sin（θC-D / 2 ）｜
次に、制御部２５は、各領域の色むら・色シェーディング補正係数RA-C、RB-D、RA-B、RC-Dの最大値から、画面全体(画像データの全領域)にかける補正係数Rを求める（ステップＳ１０８）。最大補正量をkとし、補正量を色相角の差により最大補正量〜最大補正量×1/2まで変化させるものとする。各領域の色むら・色シェーディング補正係数の最大値がRA-Cであった場合、本実施の形態では補正係数Rは下記の式で表すことができる。 R AC = | sin (θ AC / 2) |
R BD = | sin (θ BC / 2) |
R AB = | sin (θ AB / 2) |
R CD = | sin (θ CD / 2) |
Next, the control unit 25 obtains a correction coefficient R to be applied to the entire screen (all areas of the image data) from the maximum values of the color unevenness / color shading correction coefficients R AC , R BD , R AB , R CD of each area. (Step S108). The maximum correction amount is k, and the correction amount is changed from the maximum correction amount to the maximum correction amount × 1/2 depending on the difference in hue angle. If the maximum value of color unevenness and color shading correction coefficients of each region was R AC, the correction coefficient R in this embodiment can be represented by the following formula.

R ＝ k × 1 / 2 ×｜RA-C + 1｜
次に、上記で算出した補正係数Rを使用した具体的な色むら・色シェーディング補正方法の一例を説明する。まず、図８の全領域x1y1〜x6y4のX方向に対して、下記の式における色差信号の積分値の値から近似曲線を算出する。 R = k × 1/2 × | R AC + 1 |
Next, an example of a specific color unevenness / color shading correction method using the correction coefficient R calculated above will be described. First, an approximate curve is calculated from the integral value of the color difference signal in the following equation with respect to the X direction of all the regions x1y1 to x6y4 in FIG.

ベクトルxmyn = ( Cr(xmyn) 、 Cb(xmyn) )
即ち、制御部２５は、上記の式における色差信号Crの積分値Cr(xmyn) と色差信号Cbの積分値Cb(xmyn)の値から、Cr、Cb毎に近似曲線を算出する。各領域の中心座標にCr、Cb値をプロットした場合、近似曲線は、Crは図８の符号３０で示す曲線となり、Cbは図８の符号３２で示す曲線となる。 Vector xmyn = (Cr (xmyn), Cb (xmyn))
That is, the control unit 25 calculates an approximate curve for each of Cr and Cb from the integrated value Cr (xmyn) of the color difference signal Cr and the integrated value Cb (xmyn) of the color difference signal Cb in the above equation. When Cr and Cb values are plotted at the center coordinates of each region, the approximate curve becomes Cr as a curve indicated by reference numeral 30 in FIG. 8, and Cb becomes a curve indicated by reference numeral 32 in FIG.

図８の近似曲線はX方向の色むら・色シェーディング量を表現していると言うことができる。この近似曲線をCr、Cbともに完全に補正した場合が、色むら・色シェーディングの完全補正になる。そのため、Crは上記近似曲線３０、Cbは上記近似曲線３２を最大補正係数kとすることが可能である。補正を行う際は、補正係数Rの近似曲線Crは図８の符号３１で示す曲線を使用し、Cbは図８の符号３３で示す曲線を使用して、画素毎に補正係数Rを乗算することで補正を行う。   It can be said that the approximate curve in FIG. 8 represents the color unevenness and the color shading amount in the X direction. When this approximate curve is completely corrected for both Cr and Cb, color unevenness and color shading are completely corrected. Therefore, the maximum correction coefficient k can be set to the approximate curve 30 for Cr and the approximate curve 32 for Cb. When correction is performed, the approximate curve Cr of the correction coefficient R uses the curve indicated by reference numeral 31 in FIG. 8, and Cb uses the curve indicated by reference numeral 33 in FIG. 8 to multiply the correction coefficient R for each pixel. To make corrections.

制御部２５は、上記の処理を画面（画像データ）の全行（本実施の形態ではy4まで）について行い、画面全域の補正を行う（ステップＳ１０９）。これにより、補正が完了する（ステップＳ１１０）。   The control unit 25 performs the above-described processing for all lines (up to y4 in the present embodiment) of the screen (image data), and corrects the entire screen (step S109). Thereby, the correction is completed (step S110).

なお、本実施の形態では、画像データの水平方向（X方向）について近似曲線を算出して補正を行ったが、画像データの垂直方向（Y方向）についても上記と同様な補正を行っても構わない。また、画像データの水平方向及び垂直方向について両方の近似曲線を算出し、両方の補正係数を乗算することで補正を行っても構わない。   In this embodiment, the approximate curve is calculated and corrected in the horizontal direction (X direction) of the image data. However, the same correction as described above may be performed in the vertical direction (Y direction) of the image data. I do not care. Further, the correction may be performed by calculating both approximate curves in the horizontal direction and the vertical direction of the image data and multiplying both the correction coefficients.

以上説明したように、本実施の形態によれば、固体撮像素子２２により光源１０から発生する輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの全領域の色ベクトルを演算する。更に、色ベクトルの色相角を算出し、色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して色むらと色シェーディングの補正を行う。これにより、色むら・色シェーディングに対する人の主観評価における画質妨害度と相関の取れた、即ち、人が不快と感じる色に合わせて色むらや色シェーディングの程度を数値化した色むら・色シェーディング補正を行うことが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the color vector of the entire area of the image data obtained by imaging the light having the substantially uniform luminance and color generated from the light source 10 by the solid-state imaging device 22 is calculated. To do. Further, the hue angle of the color vector is calculated, and the hue angle is used as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading to correct the color unevenness and the color shading. As a result, color unevenness and color shading that correlate with the degree of image quality disturbance in human subjective evaluation for color unevenness and color shading, that is, the degree of color unevenness and color shading in numerical values according to colors that people feel uncomfortable. Correction can be performed.

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、画面四隅の領域を色相角の測定領域とした場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。上記実施の形態は色むら・色シェーディングが画面中央部より画面周縁部で悪くなる傾向を利用している点から、画面四隅を含む画面周縁部の領域、或いは画面四隅のうち何れかを含む画面周縁部の領域を色相角の測定領域としてもよい。 [Other embodiments]
In the above embodiment, the case where the four corner areas of the screen are used as the hue angle measurement area has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The above embodiment uses the tendency that color unevenness / color shading is worse at the screen periphery than at the center of the screen, so that the screen includes either the screen periphery including the screen corners or the screen corners. The peripheral area may be a hue angle measurement area.

上記実施の形態では、本発明をデジタルスチルカメラにおける色むら・色シェーディング補正に適用した場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。本発明はデジタルビデオカメラにおける色むら・色シェーディング補正にも適用することができる。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to color unevenness / color shading correction in a digital still camera is described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to color unevenness / color shading correction in a digital video camera.

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital still camera as an imaging device which concerns on embodiment of this invention. デジタルスチルカメラの色むら・色シェーディング補正処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating color unevenness / color shading correction processing of a digital still camera. 画像データを複数の領域に分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided | segmented image data into several area | region. 画像データの色むら・色シェーディングの状態を領域毎に色ベクトルの向きで表現した例を示す図である。It is a figure which shows the example which expressed the color unevenness and the color shading state of image data by the direction of the color vector for every area | region. 色相角を表す色空間座標１の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the color space coordinate 1 showing a hue angle. 画像データの四隅を測定領域として表した図である。It is the figure which represented the four corners of image data as a measurement area. 色相角を表す色空間座標２の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the color space coordinate 2 showing a hue angle. 色シェーディング補正方法を示す図である。It is a figure which shows the color shading correction method.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 光源
２０ デジタルカメラ本体
２１ レンズ
２２ 固体撮像素子
２３ Ａ／Ｄ変換回路
２４ 画像メモリ
２５ 制御部
２６ 演算部
２７ ＣＰＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 20 Digital camera main body 21 Lens 22 Solid-state image sensor 23 A / D conversion circuit 24 Image memory 25 Control part 26 Calculation part 27 CPU

Claims (9)

固体撮像素子により撮像を行う撮像装置において、
前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色相角を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that performs imaging with a solid-state imaging device,
Calculating means for calculating a hue angle of image data obtained by imaging light of a surface having substantially uniform luminance and color by the solid-state imaging device;
An image pickup apparatus comprising: a correction unit configured to correct the color unevenness and the color shading by using the hue angle calculated by the calculation unit as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading. 前記画像データ内に規定の測定領域を設定する設定手段を備え、
前記算出手段は、前記設定手段により設定された前記測定領域の代表する色相角を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 Setting means for setting a prescribed measurement area in the image data;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a hue angle representative of the measurement region set by the setting unit. 前記画像データ内に複数の測定領域を設定する設定手段を備え、
前記算出手段は、前記設定手段により設定された前記各測定領域の代表する色相角を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 Comprising setting means for setting a plurality of measurement areas in the image data;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a hue angle that is representative of the measurement areas set by the setting unit. 固体撮像素子により撮像を行う撮像装置において、
前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色ベクトルを演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された色ベクトルの色相角を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that performs imaging with a solid-state imaging device,
A computing means for computing a color vector of image data obtained by imaging light of a surface having substantially uniform luminance and color by the solid-state imaging device;
Calculating means for calculating a hue angle of the color vector calculated by the calculating means;
An image pickup apparatus comprising: a correction unit configured to correct the color unevenness and the color shading by using the hue angle calculated by the calculation unit as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading. 前記演算手段は、前記画像データの全領域の色ベクトルを演算することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit calculates a color vector of an entire area of the image data. 前記画像データ内に規定の測定領域を設定する設定手段を備え、
前記演算手段は、前記設定手段により設定された前記測定領域の色ベクトルを演算することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。 Setting means for setting a prescribed measurement area in the image data;
The imaging apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit calculates a color vector of the measurement region set by the setting unit. 前記画像データ内に複数の測定領域を設定する設定手段を備え、
前記演算手段は、前記設定手段により設定された前記各測定領域の色ベクトルを演算することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。 Comprising setting means for setting a plurality of measurement areas in the image data;
The imaging apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit calculates a color vector of each measurement region set by the setting unit. 固体撮像素子により撮像を行う撮像装置の制御方法において、
前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色相角を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正ステップと、を有することを特徴とする制御方法。 In a control method of an imaging apparatus that performs imaging with a solid-state imaging device,
A calculation step of calculating a hue angle of image data obtained by imaging light of a surface with substantially uniform luminance and color by the solid-state imaging device;
And a correction step of correcting the color unevenness and the color shading by using the hue angle calculated in the calculation step as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading. 固体撮像素子により撮像を行う撮像装置の制御方法において、
前記固体撮像素子により輝度と色が略均一な面の光を撮像して得た画像データの色ベクトルを演算する演算ステップと、
前記演算ステップにより演算された色ベクトルの色相角を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された色相角を色むらと色シェーディングを補正する際の補正係数に使用して前記色むらと色シェーディングの補正を行う補正ステップと、を有することを特徴とする制御方法。 In a control method of an imaging apparatus that performs imaging with a solid-state imaging device,
A calculation step of calculating a color vector of image data obtained by imaging light of a surface with substantially uniform luminance and color by the solid-state imaging device;
A calculation step of calculating a hue angle of the color vector calculated by the calculation step;
And a correction step of correcting the color unevenness and the color shading by using the hue angle calculated in the calculation step as a correction coefficient when correcting the color unevenness and the color shading.
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