JP2014057196A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
一般に、固体撮像素子を用いた撮像装置では、暗電流などに起因してダークシェーディングと呼ばれる黒レベルのむらが現れる。このダークシェーディングを補正するため、あらかじめ補正データを固定値として用意しておき、撮像素子で取得された静止画像から固定値を減じる補正が行われる。しかしながら、動画撮影の場合は、撮影開始後の時間経過にともなう撮像素子の温度上昇に起因して暗電流が増加するので、ダークシェーディングが時間とともに変化する。このため、動画撮影時においては、上記固定値による補正とは別の補正が必要である。このような動画撮影時に行うダークシェーディング補正として、次の技術が知られている(特許文献1)。 In general, in an imaging apparatus using a solid-state imaging element, black level unevenness called dark shading appears due to dark current or the like. In order to correct this dark shading, correction data is prepared as a fixed value in advance, and correction is performed by subtracting the fixed value from the still image acquired by the image sensor. However, in the case of moving image shooting, dark current increases with time because dark current increases due to a temperature rise of the image sensor with the passage of time after the start of shooting. For this reason, at the time of moving image shooting, correction different from the correction by the fixed value is necessary. The following technique is known as dark shading correction performed at the time of moving image shooting (Patent Document 1).
従来技術では、変動するダークシェーディング成分を1垂直期間内の異なるタイミングに基づいて関数近似し、この関数に基づいて映像信号に含まれるダークシェーディングが補正される。このため、ダークシェーディングが近似関数と合致しない場合や、画面の一部だけに黒むらが生じているような場合には、適切な補正が困難という問題があった。 In the prior art, a function of a varying dark shading component is approximated based on different timings within one vertical period, and dark shading included in the video signal is corrected based on this function. For this reason, when dark shading does not match the approximate function, or when black unevenness occurs only in a part of the screen, there is a problem that appropriate correction is difficult.
本発明による撮像装置は、入射光量に応じて電荷を生成する複数の画素を有する撮像素子と、撮像素子における複数の画素をリセットし、該リセットから所定時間電荷を蓄積させ、該蓄積信号を読み出す撮像制御部と、撮像制御部により撮像素子から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を読み出して補正画像を取得するように撮像制御部を制御し、撮影画像から補正画像を減じてダークシェーディング補正を行う画像補正部と、を備えることを特徴とする。
他の発明による撮像装置は、入射光量に応じて電荷を生成する複数の画素を有する撮像素子と、撮像素子における複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから所定時間電荷を蓄積させ、該蓄積信号を行単位で順次読み出すローリングシャッタ駆動部と、ローリングシャッタ駆動部により撮像素子から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を行単位で順次読み出して補正画像を取得するようにローリングシャッタ駆動部を制御し、撮影画像から補正画像を減じてダークシェーディング補正を行う画像補正部と、を備えることを特徴とする。
An imaging device according to the present invention resets an image sensor having a plurality of pixels that generate charges according to the amount of incident light, and a plurality of pixels in the image sensor, accumulates charges for a predetermined time from the reset, and reads the accumulated signal In a case where a captured image of a plurality of frames is repeatedly acquired from the imaging device by the imaging control unit and the imaging control unit, imaging is performed so that a signal at the time of non-accumulation is read and a corrected image is acquired between successive frames. And an image correction unit that controls the control unit to perform dark shading correction by subtracting the corrected image from the photographed image.
An imaging device according to another invention sequentially resets an image sensor having a plurality of pixels that generate charges according to the amount of incident light, and a plurality of pixels in the image sensor in units of rows, and accumulates charges for a predetermined time from the reset, A rolling shutter drive unit that sequentially reads out the accumulated signal in units of rows, and a signal at the time of non-accumulation between consecutive frames when a captured image of a plurality of frames is repeatedly acquired from the image sensor by the rolling shutter drive unit. And an image correction unit that controls the rolling shutter drive unit so as to obtain a corrected image by sequentially reading the image data in units of rows, and performs dark shading correction by subtracting the corrected image from the captured image.
本発明による撮像装置では、撮像素子から撮影画像を繰り返し取得する場合に、画面全域で適切にダークシェーディング補正できる。 In the imaging apparatus according to the present invention, when the captured image is repeatedly acquired from the imaging element, the dark shading correction can be appropriately performed over the entire screen.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラ1の要部構成を例示するブロック図である。図1において、撮影レンズ11は、撮像素子12の撮像面に被写体像を結像させる。撮像素子12は、CMOSイメージセンサなどによって構成される。撮像素子12は、撮像面上に結像された被写体像を撮像する。撮像素子12から出力された撮像信号は、A/D変換部13においてアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル変換後の画像信号は、バッファメモリ14に格納される。バッファメモリ14は、撮像素子12で撮像された画像データを一時的に記憶する他、後述するダーク画像データの一時記憶や、画像処理部19による画像処理中および画像処理後のデータの記憶にも使用される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating the main configuration of a
撮像制御部15は、CPU17からの指示に応じて撮像素子12で必要なタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を撮像素子12へ供給する。液晶モニタ16は、CPU17からの指示に応じて、画像やアイコン、操作メニューなどを表示する。CPU17は、フラッシュメモリ18に記憶されている制御プログラムを実行し、カメラ各部に対する種々の制御を行う。例えば、画像信号から被写体の明るさを検出し、検出結果に基づいてAPEX演算により露出値を求め、撮像感度(ISO感度)や絞り値、シャッター速度を決定する。
The imaging control unit 15 generates a timing signal necessary for the
フラッシュメモリ18は、CPU17が実行するプログラムや、実行処理に必要なデータなどを格納する。フラッシュメモリ18が格納するプログラムやデータの内容は、CPU17からの指示によって追加、変更が可能に構成されている。画像処理部19は、デジタル画像信号に対して所定の画像処理を行う。また、画像処理部19は、静止画像や動画像データを格納した所定形式の画像ファイルを生成する。記録再生部20は、CPU17からの指示に基づいて画像ファイルをメモリカード50に記録(保存)し、また、メモリカード50に記録(保存)されている画像ファイルを読み出す。
The
メモリカード50は、図示しないカードスロットに着脱自在に取り付けられる記録媒体である。CPU17は、記録再生部20によってメモリカード50から読み出された画像ファイル、または撮影後バッファメモリ14に記憶されている画像データに基づいて、液晶モニタ16に再生表示する再生信号を生成する。
The
操作部材21は、シャッターボタン、録画ボタンやモード切替えスイッチなどを含み、各部材の操作に伴う操作信号をCPU17へ送出する。温度センサ22は、撮像素子12の温度を検出し、検出信号をCPU17へ送出する。
The
本実施形態は、上記デジタルカメラ1が動画撮影を行う場合のダークシェーディング補正処理に特徴を有するので、以下の説明はこの点を中心に行う。ダークシェーディングは、撮像素子12に流れる暗電流や、撮像素子12の画素からの画像信号を読み出す信号経路の抵抗や容量などに起因して、被写体光が入射されない状態でも僅かな光が入射したかのように現れる信号(ノイズ)成分によって生じる黒レベルのむら(以降、黒むらと呼ぶ)のことをいう。ダークシェーディング補正は、撮影画像からダークシェーディングによるノイズ成分を除去する処理をいう。
Since the present embodiment has a feature in dark shading correction processing when the
デジタルカメラ1は、ダークシェーディングを構成するノイズ成分を各画素位置に対応させてそれぞれ求め、1枚の画像データ(以降、ダーク画像と呼ぶ)として取り扱う。デジタルカメラ1は、上記ダーク画像を、動画像を構成するフレーム画像とフレームの画像との間において取得する。これにより、動画撮影中に取得した直近のダーク画像を、以降に取得されるフレーム画像から減算することで、リアルタイムにダークシェーディング補正を行える。
The
ダーク画像は、例えばローリングシャッタ制御の場合に、撮像素子12の上端や下端に構成されているカラムアンプに近い側の信号経路と遠い側の信号経路との間で、信号遅延や信号振幅の減衰が異なって生じることで、画面の垂直方向に黒むらを有することがある。また、水平方向に関しても、水平転送経路(不図示)の配線抵抗や配線容量が存在し、画素信号の伝達遅延、信号減衰、サンプリング信号の遅延等により、画面の水平方向に黒むらを有することがある。さらに、上記垂直方向と水平方向の黒むらが複合して現れることもある。また、動画撮影時の連続読み出しにより暗電流が増加し、撮像素子12の画素が有する暗電流むらを顕在化した黒むらを有することもある。
For example, in the case of rolling shutter control, a dark image is a signal delay or signal amplitude attenuation between a signal path on the side closer to the column amplifier and a signal path on the far side that are configured at the upper and lower ends of the
<ローリングシャッタ制御>
このようなダークシェーディング補正について、さらに詳細に説明する。図2は、本実施形態におけるローリングシャッタ制御を説明する図である。操作部材21を構成する録画ボタンが操作されると、CPU17は録画(動画像の取得および取得した動画像を含む動画ファイルの記録)を開始させる。具体的には、撮像制御部15へ指示を送り、撮像素子12にローリングシャッタ方式による電荷蓄積および画像信号を出力させるためのタイミング信号の供給を開始させる。これにより、図2に示すように、撮像素子12に配列された画素の先頭の「行」から末尾の「行」に向かって、「行」単位で開始時刻をずらして電荷蓄積および画像信号の読み出しが行われる。
<Rolling shutter control>
Such dark shading correction will be described in more detail. FIG. 2 is a diagram for explaining rolling shutter control in the present embodiment. When the recording button constituting the
図2によれば、所定の水平走査期間Δtごとに時刻をずらして「行」単位で順次リセットを行い(ローリングリセット)、リセット後の蓄積時間がTに達した「行」から順次画像信号を読み出す。この結果、先頭行の画素が電荷蓄積を開始する時刻t1に比べて、末尾行の画素が電荷蓄積を開始する時刻t2は(t2−t1)だけ遅くなる。なお、蓄積時間Tは、例えば、上記APEX演算に基づいてあらかじめ決定したシャッター速度に対応する時間である。「行」の画素信号読み出し時間に相当するΔtは、蓄積時間Tに比べて短いので、図2において太線で表している。 According to FIG. 2, the time is shifted every predetermined horizontal scanning period Δt, and reset is performed in units of “rows” (rolling reset), and image signals are sequentially output from “rows” whose accumulated time after reset reaches T. read out. As a result, the time t2 at which the pixels in the last row start charge accumulation is delayed by (t2−t1) as compared to the time t1 at which the pixels in the first row start charge accumulation. The accumulation time T is, for example, a time corresponding to a shutter speed determined in advance based on the APEX calculation. Since Δt corresponding to the “row” pixel signal readout time is shorter than the accumulation time T, it is represented by a thick line in FIG.
同様に、先頭行の画素が電荷蓄積を終了する時刻t3に比べて、末尾行の画素が電荷蓄積を終了する時刻t4は(t4−t3)だけ遅くなる。ここで、(t2−t1)=(t4−t3)である。画像信号の読み出しは、先頭行については時刻t3から開始され、末尾行については時刻t4から開始される。よって、撮影画像信号の読み出し期間Rは、略(t4−t3)である。CPU17は、このように1フレームずつ画像信号を読み出し、各フレームの画像信号をバッファメモリ14に逐次格納させる。
Similarly, the time t4 at which the last row of pixels finishes charge accumulation is delayed by (t4-t3) as compared to the time t3 at which the pixels of the first row finish charge accumulation. Here, (t2-t1) = (t4-t3). Reading of the image signal starts at time t3 for the first row and starts at time t4 for the last row. Therefore, the readout period R of the captured image signal is approximately (t4-t3). In this way, the
本実施形態のCPU17は、末尾行について画像信号の読み出し終了後、すなわち時刻t4+Δtにおいてダーク画像の読み出しを開始する。このダーク画像は、撮像素子の画素(フォトダイオードなどの光電変換素子)に起因するものでなく、各画素からの画像信号の読み出し経路(配線抵抗や寄生容量など)に起因する信号によって構成される黒レベルを表す画像であるため、暗黒画像(ダーク画像)と呼ばれる。
The
本実施形態では、ダーク画像が蓄積時間に無関係なものであることから、リセット後に蓄積時間を挿入することなくダーク画像の読み出しをする。すなわち、CPU17は、上記水平走査期間Δtごとに時刻をずらして「行」単位で順次リセットを行い(ローリングリセット)、リセット後ただちに、ダーク画像信号を順次読み出す。このような高速シャッタの結果、先頭行については時刻t4+Δtからダーク画像の読み出しが開始され、末尾行については時刻t5から開始される。なお、ダーク画像信号の読み出し期間DR=(t5−t4)は、撮影画像信号の読み出し期間R=(t4−t3)と略等しい。CPU17は、このように読み出したダーク画像も、バッファメモリ14に格納させる。
In the present embodiment, since the dark image is irrelevant to the accumulation time, the dark image is read without inserting the accumulation time after reset. That is, the
CPU17は、時刻t5の前(すなわちダーク画像信号の読み出し期間DR内)の時刻t1’から、先頭行の画素が次のフレームに対する電荷蓄積を開始する。時刻t1’以降の各時刻t2’〜t4’における動作は、それぞれ上述した時刻t1およびt2〜t4の場合と同様である。
The
<画素の説明>
図3は、撮像素子12における画素120の一例を説明する図である。各画素120は、フォトダイオードPD、フローティングディフュージョンFD、増幅トランジスタAMP、転送トランジスタTX、リセットトランジスタRES、および「行」選択トランジスタSELを有する。フォトダイオードPDは、入射光に応じた電荷を生成し、蓄積する光電変換部として動作する。フローティングディフュージョンFDは、フォトダイオードPDによって蓄積された信号電荷を受け取り、その信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部として動作する。
<Description of pixels>
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
増幅トランジスタAMPは、フローティングディフュージョンFDの電位に応じた信号を出力する増幅部として動作する。転送トランジスタTXは、フォトダイオードPDからフローティングディフュージョンFDに電荷を転送する電荷転送部として動作する。リセットトランジスタRESは、フローティングディフュージョンFDの電位をリセットするリセット部として動作する。「行」選択トランジスタSELは、当該画素120を含む「行」を選択するための選択部として動作する。なお、Vddは電源ラインを示す。
The amplification transistor AMP operates as an amplification unit that outputs a signal corresponding to the potential of the floating diffusion FD. The transfer transistor TX operates as a charge transfer unit that transfers charges from the photodiode PD to the floating diffusion FD. The reset transistor RES operates as a reset unit that resets the potential of the floating diffusion FD. The “row” selection transistor SEL operates as a selection unit for selecting the “row” including the
転送トランジスタTXのゲートは、画素120の「行」ごとに設けられた駆動信号ライン123aに接続されている。この駆動信号ライン123aを介して、撮像制御部15から転送トランジスタTXに駆動信号φTXが供給される。リセットトランジスタRESのゲートは、画素120の「行」ごとに設けられた駆動信号ライン123cに接続されている。この駆動信号ライン123cを介して、撮像制御部15からリセットトランジスタRESに駆動信号φRSTが供給される。選択トランジスタSELのゲートは、画素120の「行」ごとに設けられた駆動信号ライン123bに接続されている。この駆動信号ライン123bを介して、撮像制御部15から選択トランジスタSELに駆動信号φSELが供給される。
The gate of the transfer transistor TX is connected to a
転送トランジスタTXは、通常、撮影画像の読み出し期間Rにおいてオンされ、フォトダイオードPDに蓄積された信号電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する。リセットトランジスタRESは、リセット時にオンされ、フローティングディフュージョンFDをリセットする。 The transfer transistor TX is normally turned on during the readout period R of the captured image, and transfers the signal charge accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion FD. The reset transistor RES is turned on at the time of reset, and resets the floating diffusion FD.
増幅トランジスタAMPは、フローティングディフュージョンFDの電圧値に応じて、選択トランジスタSELを介して垂直転送信号ライン125へ読み出し信号を出力する。選択トランジスタSELは、当該「行」が選択されるとオンし、増幅トランジスタAMPのソースを、垂直転送信号ライン125に接続する。
The amplification transistor AMP outputs a read signal to the vertical
<撮影画像の読み出し期間Rとダーク画像読み出し期間DR>
CPU17は、撮影画像の読み出し期間Rとダーク画像読み出し期間DRとで転送トランジスタTXの制御を異ならせる。すなわち、撮影画像の読み出し期間Rにおいて転送トランジスタTXをオンさせる一方で、ダーク画像の読み出し期間DRにおいては転送トランジスタTXをオフのままにする。これにより、フォトダイオードPDにおける電荷とは無関係で、画像信号の読み出し経路(例えば、撮像素子12の上端や下端に構成されるカラムアンプに接続される垂直信号経路)の配線抵抗や寄生容量などに起因する信号によって構成される黒レベルを表すダーク画像を読み出せる。
<Photographed Image Reading Period R and Dark Image Reading Period DR>
The
<ダークシェーディング補正処理>
動画撮影時にCPU17が実行するダークシェーディング補正処理の流れについて、図4に例示するフローチャートを参照して説明する。CPU17は、操作部材21を構成する録画ボタンが操作されると、録画処理(動画像の取得および取得した動画像を含む動画ファイルの記録)と並行して図4による処理を開始させる。図4のステップS1において、CPU17は、撮像素子12に対する各種動作設定を行ってステップS2へ進む。例えば、撮像制御部15に指示を送り、録画時のフレームレート(例えば30フレーム/秒)や画像サイズ(例えば縦480×横640ピクセル)を設定する。
<Dark shading correction processing>
The flow of dark shading correction processing executed by the
ステップS2において、CPU17は撮像制御部15へ指示を送り、ダークシェーディング補正値読み出し設定を行う。本実施形態では、ダークシェーディング補正値読み出し設定がなされた場合に、図2に例示したように、撮影画像の読み出し終了後にダーク画像の読み出しを行い、その後次フレームの蓄積を行う。ダークシェーディング補正値読み出し設定されない場合には、撮影画像の読み出し終了後、ダーク画像の読み出しを行わずに次フレームの蓄積を行う。
In step S <b> 2, the
図4のステップS3において、CPU17は画像処理部19へ指示を送り、面減算処理を行わせてステップS4へ進む。面減算処理は、バッファメモリ14に格納されている直近の撮影画像データから、バッファメモリ14に格納されている直近のダーク画像データを画素単位で減算する処理をいう。これにより、撮影画像データから黒むらが除去される。黒むらを除いた撮影画像が、動画像の記録に用いられる。
In step S3 of FIG. 4, the
ステップS4において、CPU17は、前回のダーク画像の読み出しからの経過時間を計時するタイマーがタイムアップしたか否かを判定する。CPU17は、例えば1分のタイマーをセットし、前回のダーク画像の読み出しから1分経過するごとにタイムアップするようにタイマー計時を行う。CPU17は、タイムアップした場合にステップS4を肯定判定してステップS2へ戻る。この場合、撮影画像の読み出しが終了するとダーク画像の読み出しが行われる。一方CPU17は、タイムアップしない場合にはステップS4を否定判定し、ステップS5へ進む。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、CPU17は、ISO感度変更操作が行われたか否かを判定する。CPU17は、操作部材21からISO感度変更を指示する操作信号が入力された場合に、ステップS5を肯定判定してステップS8へ進む。CPU17は、操作部材21からISO感度変更を指示する操作信号が入力されない場合には、ステップS5を否定判定してステップS6へ進む。
In step S5, the
ステップS8において、CPU17は、操作信号に応じてISO感度を変更し、ステップS2へ戻る。この場合、撮影画像の読み出しが終了するとダーク画像の読み出しが行われる。一方CPU17は、ISO感度変更操作が行われない場合にはステップS5を否定判定し、ステップS6へ進む。
In step S8, the
ステップS6において、CPU17は、温度センサ22からの検出信号に基づいて、撮像素子12の温度が所定温度変化したか否かを判定する。CPU17は、温度が例えば2℃変化するごとにステップS6を肯定判定し、ステップS2へ戻る。この場合、撮影画像の読み出しが終了するとダーク画像の読み出しが行われる。一方CPU17は、温度変化が2℃に満たない場合にはステップS6を否定判定し、ステップS7へ進む。
In step S <b> 6, the
ステップS7において、CPU17は終了操作が行われたか否かを判定する。CPU17は、操作部材21を構成する録画ボタンが再度操作されるとステップS7を肯定判定し、図4による処理、および並行する録画処理を終了する。CPU17は、操作部材21を構成する録画ボタンが再度操作されない場合は、ステップS7を否定判定してステップS3へ戻る。ステップS3へ戻る場合のCPU17は、画像処理部19へ指示を送り、バッファメモリ14に格納している前回と同じダーク画像データを用いて、新たに取得される撮影画像に対して上述した面減算処理を行わせる。
In step S7, the
なお、面減算処理を行う画像処理部19は、ダーク画像に対してフィルタ処理(例えばブロック平均処理)を施して、撮影画像からフィルタ処理後のダーク画像を面減算する。このような面減算は、録画中に所定のフレームレートで時系列に取得される各フレーム画像に対してリアルタイムに行う。ブロック平均処理は、ダーク画像を所定ブロックごとに分け、各ブロック内に含まれる画素信号を平均するものである。
Note that the
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)デジタルカメラ1は、入射光量に応じて電荷を生成する複数の画素120を有する撮像素子12と、撮像素子12における複数の画素120をリセットし、該リセットから蓄積時間T電荷を蓄積させ、該蓄積信号を読み出すCPU17と、CPU17により撮像素子12から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を読み出してダーク画像を取得するようにCPU17を制御し、撮影画像からダーク画像を減じてダークシェーディング補正を行うCPU17と、を備えるようにしたので、撮像素子12から撮影画像を繰り返し取得する場合において、画面全域で適切にダークシェーディング補正できる。例えば、撮像素子12の温度が変化することによって黒むらが徐々に変動する場合でも、リアルタイムに補正できる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The
(2)デジタルカメラ1は、入射光量に応じて電荷を生成する複数の画素を有する撮像素子12と、撮像素子12における複数の画素120を行単位で順次リセットし、該リセットから所定時間電荷を蓄積させ、該蓄積信号を行単位で順次読み出すCPU17と、CPU17により撮像素子12から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を行単位で順次読み出してダーク画像を取得するようにCPU17を制御し、撮影画像からダーク画像を減じてダークシェーディング補正を行うCPU17と、備えるようにしたので、撮像素子12から撮影画像を繰り返し取得する場合において、画面全域で適切にダークシェーディング補正できる。例えば、撮像素子12の温度が変化することによって黒むらが徐々に変動する場合でも、リアルタイムに補正できる。
(2) The
(3)上記(1)または(2)のデジタルカメラ1において、CPU17は、所定のフレームとフレームとの間でダーク画像を取得させ、直近の撮影画像から直近のダーク画像を減じてダークシェーディング補正するようにしたので、全てのフレーム間でダーク画像を取得しなくても、必要に応じてダーク画像を取得すればよい。
(3) In the
(4)上記(1)〜(3)のデジタルカメラ1において、撮像素子12は、複数の画素120においてそれぞれ電荷をフォトダイオードPDからフローティングディフュージョン部FDへ転送する転送トランジスタTXを備え、転送トランジスタTXは、未蓄積時の信号読み出しにおいてオフされているようにした。これにより、フォトダイオードPDにおける電荷に影響を受けないダーク画像を取得できる。
(4) In the
(5)上記(1)〜(4)のデジタルカメラ1において、CPU17は、撮像素子12の温度が所定温度変化したとき、所定の計時時間を計時したとき、およびISO感度の変更があったとき、の少なくとも1つに該当する場合にフレームとフレームとの間でダーク画像を取得させるようにしたので、黒むらが変動するおそれのあるタイミングで、適切にダーク画像を取得できる。
(5) In the
(6)上記(1)〜(5)のデジタルカメラ1において、CPU17は、フィルタ処理後のダーク画像を撮影画像から減じてダークシェーディング補正するようにしたので、ダーク画像に含まれる高周波数成分のノイズによる影響が抑えられる。
(6) In the
(変形例1)
上述した説明では、撮影画像の読み出し期間Rとダーク画像の読み出し期間DRとで、転送トランジスタTXのオン/オフ制御のみを異ならせ、選択トランジスタSELについては、撮影画像の読み出し期間Rとダーク画像の読み出し期間DRとで同様にオン/オフ制御する例を説明した。この代わりに、選択トランジスタSELのオン/オフ制御についても、撮影画像の読み出し期間Rとダーク画像の読み出し期間DRとで異ならせてもよい。
(Modification 1)
In the above description, only the on / off control of the transfer transistor TX is different between the captured image readout period R and the dark image readout period DR, and for the selection transistor SEL, the captured image readout period R and the dark image readout period R are different. The example in which the on / off control is similarly performed in the reading period DR has been described. Instead of this, the on / off control of the selection transistor SEL may be made different between the readout period R of the captured image and the readout period DR of the dark image.
変形例1のCPU17は、撮影画像の読み出し期間Rについては、選択トランジスタSELを選択「行」についてオンさせる。一方、ダーク画像の読み出し期間DRにおいては、選択トランジスタSELをオフのままにする。これにより、選択トランジスタSEL以後の読み出し経路(配線抵抗や寄生容量など)に起因する信号によって構成される黒レベルを表すダーク画像を読み出せる。
The
(変形例2)
上述したステップS4におけるタイマー計時の1分、およびステップS6における温度変化判定の2℃については、適宜変更して構わない。
(Modification 2)
You may change suitably about 1 minute of the timer timing in step S4 mentioned above, and 2 degreeC of the temperature change determination in step S6.
(変形例3)
ダーク画像に対してブロック平均処理を行う代わりに、ダーク画像に対してメディアンフィルタ処理を行ってもよい。メディアンフィルタ処理は、例えば注目画素を中心とするn×nピクセルの小領域において、この小領域内に含まれる画素信号の中央値で注目画素の信号を置換する処理である。変形例3の場合の画像処理部19は、撮影画像からメディアンフィルタ処理後のダーク画像を面減算させる。
(Modification 3)
Instead of performing block average processing on the dark image, median filter processing may be performed on the dark image. The median filter process is, for example, a process of replacing the signal of the target pixel with a median value of pixel signals included in the small area in a small area of n × n pixels centered on the target pixel. The
(変形例4)
複数のダーク画像を平均した上で、撮影画像から平均処理後のダーク画像を面減算させるようにしてもよい。変形例4の場合のCPU17は、ダークシェーディング補正値読み出し設定が行われると、撮影画像の読み出し後にダーク画像の読み出しを行う処理を、所定フレーム(例えば5フレーム)続ける。そして、変形例4の画像処理部19は、上記5フレームのダーク画像の平均をとり、撮影画像から平均処理後のダーク画像を面減算する。
(Modification 4)
After averaging a plurality of dark images, the dark image after the averaging process may be subjected to surface subtraction from the captured image. When the dark shading correction value reading setting is performed, the
(変形例5)
ダーク画像をそのままバッファメモリ14に格納する代わりに、ダーク画像から二次元近似式を求め、二次元近似式をバッファメモリ14に格納しておくように構成してもよい。二次元近似式として格納することで、ダーク画像をそのまま格納する場合と比べて、バッファメモリ14の使用容量を低減できる。
(Modification 5)
Instead of storing the dark image in the
以上の説明では、録画ボタンが操作された場合の動画撮影を例に説明したが、静止画像の撮影を繰り返し行う連写撮影時にも適用してよい。 In the above description, moving image shooting when the recording button is operated has been described as an example. However, the present invention may be applied to continuous shooting in which still image shooting is repeatedly performed.
(変形例6)
デジタルカメラ1を例にあげて実施の形態を説明したが、ビデオカメラのような動画撮影記録機器にも本発明を適用してよい。
(Modification 6)
Although the embodiment has been described by taking the
(変形例7)
撮像素子12において、画素120において電荷をフォトダイオードPDからフローティングディフュージョン部FDへ転送するための転送トランジスタTXと、フローティングディフュージョンFDをリセットするためのリセットトランジスタRESとが同時にオンされることで、フォトダイオードPDによる蓄積電荷がリセットされる。このように、転送トランジスタTXおよびリセットトランジスタRESの同時オンによるリセット状態で、選択トランジスタSELをオンすることでも、フォトダイオードPDにおける蓄積電荷と関係ないダーク画像を読み出すことができる。
(Modification 7)
In the
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。上記実施形態や各変形例は、適宜組み合わせて構成して構わない。 The above description is merely an example, and is not limited to the configuration of the above embodiment. You may comprise the said embodiment and each modification suitably combining.
1…デジタルカメラ
11…撮影レンズ
12…撮像素子
14…バッファメモリ
15…撮像制御部
17…CPU
18…フラッシュメモリ
19…画像処理部
21…操作部材
22…温度センサ
DESCRIPTION OF
18 ...
Claims (6)
前記撮像素子における前記複数の画素をリセットし、該リセットから所定時間前記電荷を蓄積させ、該蓄積信号を読み出す撮像制御部と、
前記撮像制御部により前記撮像素子から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を読み出して補正画像を取得するように前記撮像制御部を制御し、前記撮影画像から前記補正画像を減じてダークシェーディング補正を行う画像補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor having a plurality of pixels that generate charges according to the amount of incident light;
An imaging control unit that resets the plurality of pixels in the imaging device, accumulates the charge for a predetermined time from the reset, and reads the accumulated signal;
In the case where a plurality of frames of captured images are repeatedly acquired from the image sensor by the imaging control unit, the imaging control unit is configured to read a non-accumulated signal and acquire a corrected image between successive frames. An image correction unit that performs dark shading correction by subtracting the correction image from the captured image;
An imaging apparatus comprising:
前記撮像素子における前記複数の画素を行単位で順次リセットし、該リセットから所定時間前記電荷を蓄積させ、該蓄積信号を前記行単位で順次読み出すローリングシャッタ駆動部と、
前記ローリングシャッタ駆動部により前記撮像素子から複数フレームの撮影画像を繰り返し取得する場合において、連続するフレームとフレームとの間で、未蓄積時の信号を前記行単位で順次読み出して補正画像を取得するように前記ローリングシャッタ駆動部を制御し、前記撮影画像から前記補正画像を減じてダークシェーディング補正を行う画像補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor having a plurality of pixels that generate charges according to the amount of incident light;
A rolling shutter drive unit that sequentially resets the plurality of pixels in the imaging device in units of rows, accumulates the charge for a predetermined time from the reset, and sequentially reads out the accumulated signals in units of rows;
When repeatedly acquiring captured images of a plurality of frames from the image sensor by the rolling shutter drive unit, a non-accumulated signal is sequentially read out in units of rows between consecutive frames to acquire a corrected image. An image correction unit that controls the rolling shutter drive unit and performs dark shading correction by subtracting the correction image from the captured image;
An imaging apparatus comprising:
前記画像補正部は、所定のフレームとフレームとの間で前記補正画像を取得させ、直近の前記撮影画像から直近の前記補正画像を減じて前記ダークシェーディング補正することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 1 or 2,
The image correction unit is configured to acquire the corrected image between predetermined frames, and perform the dark shading correction by subtracting the latest corrected image from the latest captured image.
前記撮像素子は、前記複数の画素においてそれぞれ前記電荷を光電変換素子からフローティングディフュージョン部へ転送する転送スイッチを備え、
前記転送スイッチは、前記未蓄積時の信号読み出しにおいてオフされていることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The imaging device includes a transfer switch that transfers the electric charge from the photoelectric conversion element to the floating diffusion portion in each of the plurality of pixels.
The image pickup apparatus, wherein the transfer switch is turned off in the signal reading at the time of non-accumulation.
前記画像補正部は、前記撮像素子の温度が所定温度変化したとき、所定の計時時間を計時したとき、および撮像感度の変更があったとき、の少なくとも1つに該当する場合に前記フレームとフレームとの間で前記補正画像を取得させることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 4,
The image correction unit includes the frame and the frame when the temperature of the imaging element corresponds to at least one of a change of a predetermined temperature, a measurement of a predetermined time, and a change of imaging sensitivity. An image pickup apparatus that acquires the corrected image between
前記画像補正部は、フィルタ処理後の前記補正画像を前記撮影画像から減じて前記ダークシェーディング補正することを特徴とする撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The image correction unit subtracts the corrected image after filter processing from the captured image and corrects the dark shading.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2012200470A JP2014057196A (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Imaging apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014082698A (en) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Canon Inc | Imaging apparatus, imaging system, and method for controlling imaging apparatus |
EP3709631A1 (en) | 2019-01-29 | 2020-09-16 | Jvckenwood Corporation | Imaging device |
-
2012
- 2012-09-12 JP JP2012200470A patent/JP2014057196A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3709631A1 (en) | 2019-01-29 | 2020-09-16 | Jvckenwood Corporation | Imaging device |
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