(57)【要約】【解決手段】レンズによるイメージセンサへのビグネッティングの影響を補償する一つ以上のルックアップテーブルを有する撮像システム。レンズによって形成されたテストターゲットの画像は、画像センサによって取得され、サンプリングが、画像領域全体に亘る散在グリッドに分布した離散位置で実行される。ルックアップテーブルは、サンプリンググリッド位置の利得値に従って発生する。二つ以上のルックアップテーブルを、異なる色温度および異なるレンズ位置に対して発生することができる。画像領域は、複数の画像区域に有効に分割され、各画像区域は、四つのグリッド位置によって規定される。画像区域内の各画素の補正利得は、これら四つのグリッド位置の各々からの画素の距離を考慮しながらこれら四つのグリッド位置の補正利得値に基づいて利得値を補間することによって、実行時間中に計算される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを通じてイメージセンサに形成された画像の輝度の非一様性を補正する方法であって、前記イメージセンサが複数の画素を有し、各画素が、形成された画像の画素値を有する方法において、
ほぼ一様な輝度を有するターゲットの少なくとも一つの画像を形成し、
前記ターゲットの少なくとも一つの画像に亘って分布した複数の離散サンプリング位置の画素値を取得し、前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの画像の中心領域の一つ以上の位置を有し、
前記中心領域の一つ以上の位置の画素値に対する前記複数の離散サンプリング位置の画素値に基づいて、前記複数の離散サンプリング位置の利得値を演算し、
複数の基準値を有するルックアップテーブルを、前記利得値に基づいて発生し、形成された画像の画素値を、前記ルックアップテーブルの基準値に従って調整することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レンズが、画像を形成するために複数のレンズ位置で操作可能であり、前記レンズ位置が、少なくとも第１レンズ位置および第２レンズ位置を有し、前記形成するステップが、前記レンズが前記第１レンズ位置で操作されるときに行われ、
前記レンズが前記第２レンズ位置で操作されるときに前記ターゲットの少なくとも一つの他の画像を形成し、
前記ターゲットの前記少なくとも一つの他の画像の前記複数の離散サンプリング位置の画素値を取得し、前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの他の画像の中心領域の一つ以上の位置を含み、
前記少なくとも一つの他の画像の中心領域の一つ以上の位置の画素値に対する前記少なくとも一つの他の画像の複数のサンプリング位置の画素値に基づいて、前記複数のサンプリング位置の他の利得値を演算し、
複数の他の基準値を有する他のルックアップテーブルを、前記他の利得値に基づいて発生し、前記第２レンズ位置で形成された画像の画素値を、前記他のルックアップテーブルの他の基準値に従って調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットの輝度が、少なくとも第１色温度および第２色温度を含む複数の色温度で調整可能であり、前記形成するステップが、前記ターゲットが前記第１色温度で調整されるときに実行され、
前記ターゲットが前記第２色温度で調整されるときに前記ターゲットの少なくとも一つの他の画像を形成し、
前記ターゲットの少なくとも一つの他の画像の複数の離散サンプリング位置の画素値を取得し、前記サンプリング位置が、前記少なくとも一つの他の画像の中心領域の一つ以上の位置を含み、
前記少なくとも一つの他の画像の中央領域の一つ以上の位置の画素値に対する前記少なくとも一つの他の画像の複数のサンプリング位置の画素値に基づいて、前記複数のサンプリング位置の他の利得値を演算し、
前記他の利得値に基づいて複数の他の基準値を有する他のルックアップテーブルを発生し、形成された画像の画素値を、前記ルックアップテーブルの基準値または前記形成された画像の色温度にほぼ基づく前記他のルックアップテーブルの他の基準値に従って調整できることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの画像上のグリッドに亘って分布され、各離散サンプリング位置が、複数の画素により隣接サンプリング位置から分離したことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記グリッドが、前記少なくとも一つの画像を複数のサンプリング区域に十分に分割し、各サンプリング区域が、複数の画素と、複数のサンプリング位置とを有し、各サンプリング位置が、前記サンプリング区域の画素の画素値を前記サンプリング区域のサンプリング位置に関連した基準値に従って調整できるように前記ルックアップテーブルに基準値を有することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記グリッドが、前記少なくとも一つの画像を複数の矩形サンプリング区域に十分に分割し、各矩形サンプリング区域が、複数の画素と、前記矩形サンプリング区域の四隅にほぼ配置した少なくとも四つのサンプリング位置とを有し、各矩形サンプリング位置が、前記矩形サンプリング区域の画素の画素値を前記矩形サンプリング区域の前記サンプリング位置に関連した基準値に従って調整することができるように前記ルックアップテーブルに基準値を有することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記矩形サンプリング区域がほぼ正方形であることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記矩形サンプリング区域がほぼ等しいサイズであることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの画像が、前記中央領域を包囲する複数の境界領域を有し、前記中央領域のサンプリング位置が、第１密度で分布され、前記境界領域のサンプリング位置が、前記第１密度より広い間隔で分布されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
撮像システムとともに用いられる輝度補正システムであって、前記撮像システムが、レンズと、前記レンズを通じて画像が形成されるイメージセンサとを備え、前記イメージセンサが複数の画素を有し、各画素が、形成された画像の画素値を有する輝度補正システムにおいて、
複数の基準値を有し、前記複数の基準値が、前記イメージセンサ上に分布した複数の離散サンプリング位置の利得値を表し、前記複数の離散サンプリング位置が、前記イメージセンサの中央領域の一つ以上の位置を含み、前記利得値が、前記中央領域の一つ以上の位置に対する前記サンプリング位置において前記レンズによる輝度の低下を補償するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルに接続され、前記ルックアップテーブルの基準値に基づいて前記画素値を調整する利得値演算モジュールとを備えたことを特徴とする輝度補正システム。
【請求項１１】
前記レンズが、画像を形成するために複数のレンズ位置で操作可能であり、前記レンズ位置が、少なくとも第１レンズ位置および第２レンズ位置を含み、前記基準値が、前記第１レンズ位置で操作されたレンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、
複数の他の基準値を有し、前記他の基準値が、前記第２レンズ位置で操作されたレンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、前記利得値演算モジュールに接続され、前記レンズが前記第２レンズ位置で操作されたときに前記他の基準値に基づいて前記画素値を調整する他のルックアップテーブルを更に備えたことを特徴とする請求項１０記載の輝度補正システム。
【請求項１２】
前記ターゲットの輝度が、少なくとも第１色温度および第２色温度を含む複数の色温度で調整可能であり、前記基準値が、前記第１色温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、
複数の他の基準値を有し、前記利得値演算モジュールに接続され、前記他の基準値が、前記第２温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表す他のルックアップテーブルを更に備えたことを特徴とする請求項１０記載の輝度補正システム。
【請求項１３】
前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの画像上のグリッドに亘って分布し、各離散サンプリング位置が、複数の画素によって隣接サンプリング位置から分離したことを特徴とする請求項１０記載の輝度補正システム。
【請求項１４】
前記グリッドが、前記少なくとも一つの画像を複数のサンプリング区域に十分に分割し、各サンプリング区域が、複数の画素および複数のサンプリング位置を有し、各サンプリング位置が、前記区域の画素の画素値を前記区域のサンプリング位置に関連した基準値に従って調整することができるように前記ルックアップテーブルに基準値を有することを特徴とする請求項１３記載の輝度補正システム。
【請求項１５】
前記レンズ位置を検出する撮像システムに接続され、検出されたレンズ位置を表す情報を前記利得値演算モジュールに提供して、前記情報に基づいた前記ルックアップテーブルの基準値および前記他のルックアップテーブルの他の基準値に従って前記画素値を調整することを前記利得値演算モジュールに許容するレンズ位置検出装置を更に備えたことを特徴とする請求項１１記載の輝度補正システム。
【請求項１６】
前記利得値演算モジュールが、コンピュータ読出し可能媒体に組み込まれた複数のプログラムコードを有するソフトウェアアプリケーションプロダクトを備え、前記プログラムコードが、
前記形成された画像の画素位置の画素値を読み出すステップと、
前記複数の基準値および前記画素位置と前記基準値に関連したサンプリング位置との間の距離に基づいて利得値を演算するステップと、
演算された利得値に基づいて前記画素位置の画素値を調整するステップとを実行することを特徴とする請求項１０記載の輝度補正システム。
【請求項１７】
前記グリッドが、前記形成された画像を複数の画像区域にも分割し、各画像区域が、複数の基準値を有し、前記利得値演算モジュールが、コンピュータ読出し可能媒体に組み込まれた複数のプログラムコードを有するソフトウェアアプリケーションプロダクトを備え、前記プログラムコードが、
前記形成された画像の画素位置の画素値を読み出すステップと、
前記複数の基準値および前記画素位置と前記画像区域の前記基準値に関連したサンプリング位置との間の距離に基づいて利得値を演算するステップと、
演算された利得値に基づいて前記画素位置の画素値を調整するステップとを実行することを特徴とする請求項１３記載の輝度補正システム。
【請求項１８】
レンズと、
前記レンズを通じて画像が形成され、複数の画素を有し、各画素が、形成された画像の画素値を有するイメージセンサと、
複数の基準値を有し、前記基準値が、前記イメージセンサの全体に亘って分布した複数の離散サンプリング位置の利得を表し、前記複数の離散サンプリング位置が、前記イメージセンサの中央領域の一つ以上の位置を含み、前記利得値が、前記中央領域の一つ以上の位置に対する前記サンプリング位置における前記レンズによる輝度の低下を補償するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルに接続され、前記ルックアップテーブルの基準値に基づいて前記画素値を調整する利得値演算モジュールとを備えたことを特徴とする撮像システム。
【請求項１９】
画像を形成する複数のレンズ位置で前記レンズを調節し、前記レンズ位置が、少なくとも第１レンズ位置および第２レンズ位置を含み、前記基準値が、前記第１レンズ位置で操作された前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表すレンズ位置調整機構と、
複数の他の基準値を有し、前記他の基準値が、前記第２レンズ位置で操作されたレンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、前記利得演算モジュールに接続され、前記レンズが前記第２レンズ位置で操作されたときに前記他の基準値に基づいて前記画素値を調整する他のルックアップテーブルとを更に備えたことを特徴とする請求項１８記載の撮像システム。
【請求項２０】
ターゲットの輝度が、少なくとも第１色温度および第２色温度を含む複数の色温度で調整可能であり、前記基準値が、前記第１温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、
複数の他の基準値を有し、前記利得値演算モジュールに接続され、前記他の基準値が、前記第２温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表す他のルックアップテーブルを更に備えたことを特徴とする請求項１８記載の撮像システム。
【請求項２１】
前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの画像上のグリッドに亘って分布し、各離散サンプリング位置が、複数の画素によって隣接サンプリング位置から分離したことを特徴とする請求項１８記載の撮像システム。
【請求項２２】
前記グリッドが、前記少なくとも一つの画像を複数のサンプリング区域に十分に分割し、各サンプリング区域が、複数の画素および複数のサンプリング位置を有し、各サンプリング位置が、前記サンプリング区域の画素の画素値を前記サンプリング区域のサンプリング位置に関連した基準値に従って調整することができるように前記ルックアップテーブルに基準値を有することを特徴とする請求項２１記載の撮像システム。
【請求項２３】
前記レンズ位置を検出する撮像システムに接続され、検出されたレンズ位置を表す情報を前記利得値演算モジュールに提供して、前記情報に基づき前記ルックアップテーブルの基準値および前記他のルックアップテーブルの他の基準値に従って前記画素値を調整することを前記利得値演算モジュールに許容するレンズ位置検出装置を更に備えたことを特徴とする請求項１９記載の撮像システム。
【請求項２４】
撮像システムと、
前記撮像システムに接続された表示モジュールとを備え、前記撮像システムが、
レンズと、
前記レンズを通じて画像が形成され、複数の画素を有し、各画素が、形成された画像の画素値を有するイメージセンサと、
複数の基準値を有し、前記基準値が、前記イメージセンサの全体に亘って分布した複数の離散サンプリング位置の利得を表し、前記離散サンプリング位置が、前記イメージセンサの中央領域の一つ以上の位置を含み、前記中央領域の一つ以上の位置に対する前記サンプリング位置における前記レンズによる輝度の低下を補償するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルに接続され、前記ルックアップテーブルの基準値に基づいて前記画素値を調整する利得値演算モジュールとを備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項２５】
画像を形成する複数のレンズ位置で前記レンズを調整し、前記レンズ位置が、少なくとも第１レンズ位置および第２レンズ位置を含み、前記基準値が、前記第１レンズ位置で操作された前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表すレンズ位置調整機構と、
複数の他の基準値を有し、前記他の基準値が、前記第２レンズ位置で操作されたレンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、前記利得演算モジュールに接続され、前記レンズが前記第２レンズ位置で操作されたときに前記他の基準値に基づいて前記画素値を調整する他のルックアップテーブルとを更に備えたことを特徴とする請求項２４記載の電子装置。
【請求項２６】
ターゲットの輝度が、少なくとも第１色温度および第２色温度を含む複数の色温度で調整可能であり、前記基準値が、前記第１温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表し、
複数の他の基準値を有し、前記利得値演算モジュールに接続され、前記他の基準値が、前記第２温度における前記レンズによる輝度の低下を補償する利得値を表す他のルックアップテーブルを更に備えたことを特徴とする請求項２４記載の電子装置。
【請求項２７】
前記離散サンプリング位置が、前記少なくとも一つの画像上のグリッドに亘って分布し、各離散サンプリング位置が、複数の画素によって隣接サンプリング位置から分離したことを特徴とする請求項２４記載の電子装置。
【請求項２８】
前記グリッドが、前記少なくとも一つの画像を複数のサンプリング区域に十分に分割し、各サンプリング区域が、複数の画素および複数のサンプリング位置を有し、各サンプリング位置が、前記サンプリング区域の画素の画素値を前記サンプリング区域のサンプリング位置に関連した基準値に従って調整することができるように前記ルックアップテーブルに基準値を有することを特徴とする請求項２７記載の電子装置。
【請求項２９】
移動端末を備えた請求項２４記載の電子装置。
【請求項３０】
請求項１記載の方法に従って発生したルックアップテーブルを用いて輝度補正画像を発生する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、デジタルカメラの撮像に関し、更に詳しくは、ベイヤーデータのような未処理の画像データの処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラレンズの後方に形成された画像が常に光量の低下すなわちビグネッティングとして知られている不均一な輝度の問題に悩まされることが、従来知られている。ビグネッティングは、画像の中心に対してコーナーおよび境界が暗くなることを意味する。画像形成の際に単一のレンズが用いられるとき、光軸から離間したレンズの焦点面に到達する光の量は、コサイン４乗則として知られている光学的な法則に従って減少する。複合レンズ系を用いることによって、光量の低下が著しく減少しまたはほとんどなくなる。しかしながら、携帯電話のような小型の携帯装置のカメラレンズは、通常は複合レンズ系ではなく、画像の境界領域の画像の輝度が著しく低下する傾向にある。ビグネッティングの影響の一部は、レンズジオメトリを通じた光の分布やイメージセンサに起因する。特に、マイクロレンズおよび非光学的フィルファクタを用いるイメージセンサを有するカメラにおいて、ビグネッティングは、色にも強く依存し、ビグネッティングの影響は、異なる色に対して異なる。
【発明の開示】
【０００３】
撮像レンズを通じたイメージセンサへのビグネッティングの影響を知るために、本発明は、撮像ターゲットとしてのテスト領域の全体に亘ってほぼ一様な輝度を有する光源を用いる。撮像レンズによって形成された撮像ターゲットのテスト画像は、イメージセンサによって取得され、テスト画像へのビグネッティングの影響のサンプリングは、画像領域全体に亘る散在グリッドに分布した複数の位置で実行される。各サンプリング位置において、サンプリンググリッド位置の平均補正利得値を取得するためにサンプリング窓が用いられる。ルックアップテーブルを、サンプリンググリッド位置の利得値に従って発生する。ルックアップテーブルが、画像領域全体の各画素に対する利得値ではなくサンプリンググリッド位置での利得値のみを有するので、ルックアップテーブルのサイズを、グリッドの散在に応じて著しく減少することができる。各々が光源の異なる色温度に対する二つ以上のルックアップテーブルを発生することができる。さらに、自動焦点または光学ズームのためにレンズを調節することができるカメラシステムにおいて、異なるレンズ位置に対する複数のルックアップテーブルを発生することもできる。
【０００４】
本発明によれば、画像領域は、複数の画像区域に有効に分割され、各画像区域は、四つのグリッド位置によって規定される。したがって、画像区域内の各画素に対する補正利得は、これら四つのグリッド位置からの画素の距離を考慮しながらこれら四つのグリッド位置の補正利得値に基づいて利得値を補間することによって実行時間中に計算される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明は、ビグネッティング補正用の一つ以上のルックアップテーブルを用いる。画像領域の画素の各々に対する補正係数を有するルックアップテーブルを発生する代わりに、本発明は、画像領域全体に亘る散在グリッドに分布した複数の位置のテスト画像に対するビグネッティングの影響をサンプリングし、サンプリンググリッド位置の利得値に従ってルックアップテーブルを発生する。画像領域は、複数の画像区域に有効に分割され、各画像区域は、四つのグリッド位置によって規定される。したがって、画像区域内の各画素に対して補正された利得が、これら四つのグリッド位置の各々からの画素の距離を考慮しながらこれら四つのグリッド位置の補正利得値に基づいて利得値を補間することにより実行時間中に計算される。
【０００６】
本発明は、二つの一般的な段階を伴う。
１）ビグネッティングを除去する必要があるタイプのイメージセンサを用いて取得される適切なテスト画像に基づく基準ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の発生。
２）イメージセンサによって取得された未処理の画像データからのビグネッティングの影響の除去。
【０００７】
第１段階において、テスト領域全体に亘ってほぼ一様な輝度を有する光源が、撮像ターゲットとして用いられ、撮像レンズを通じた撮像ターゲットのテスト画像が、イメージセンサによって取得される。テスト画像に対するビグネッティングの影響のサンプリングは、画像領域全体に亘る散在グリッドに分布した複数の位置で実行される。各サンプリング位置において、サンプリンググリッド位置の平均利得を演算するためにサンプリング窓が用いられる。ルックアップテーブルを、サンプリンググリッド位置の利得値に従って発生する。画像データの雑音および輝度の変動を除去するために、二つ以上のテスト画像を用いてサンプリンググリッド位置の利得を演算することができる。
【０００８】
ルックアップテーブルが画像領域全体の各画素の利得値ではなくサンプリンググリッド位置の利得値のみを有するので、ルックアップテーブルのサイズを、グリッドの散在に応じて著しく減少することができる。したがって、自動焦点または光学ズームのためにレンズを調節することができるカメラシステムにおいて、異なるレンズ位置に対するＬＵＴを発生することもできる。さらに、各々が光源の異なる色温度に対する二つ以上のルックアップテーブルを発生することができる。例えば、二つのＬＵＴを、一方が２５００Ｋであるとともに他方が６５００Ｋである、カラー撮像に関連する二つの極限温度(extreme temperature)に従って発生することができる。第２段階において、画像データの色の色温度を、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）の結果に従って実行時間中に推定することができ、最終的な補正利得値を、推定された色温度の基準色温度からの距離に従って二つのＬＵＴからの補正利得値を重み付けすることによって計算することができる。手動ホワイトバランス情報が用いられる場合には、手動ホワイトバランス情報から色温度を取得することができる。
【０００９】
色温度および露出時間を用いるのが好ましく、その結果、例えば、露出されたイメージセンサの全ての色成分は、イメージセンサの中央領域の画素に関連するイメージセンサのダイナミックレンジの８０％に近づく。
【００１０】
各サンプリング位置において、補正利得値が、サンプリング位置の画素値に基づいてサンプリング位置の各色成分に対して計算される。サンプリング窓内の複数の隣接画素の画素値は、雑音の影響を軽減するために計算中に用いることもできる。したがって、サンプリング位置の色成分の利得値は、サンプリング窓内の色成分の平均画素値に基づいて計算される。サンプリング位置（ｘ，ｙ）の色成分（ｉ）の平均画素値をａｖｇ（ｉ，ｘ，ｙ）とし、画像の中心のサンプリング位置の同一色成分の平均画素値をａｖｇ ｒｅｆ（ｉ）とすると、サンプリング位置における色成分の利得値ｇ（ｉ，ｘ，ｙ）は、ａｖｇ ｒｅｆ（ｉ）／ａｖｇ（ｉ，ｘ，ｙ）に等しくなる。画像の中心の画素の利得値は１となる。
【００１１】
図１は、本発明の第１段階で実行されるビグネッティング補正用のルックアップテーブルを発生するシステムを示す。図１に示すように、テスト領域内にほぼ一様な輝度を有する平坦な光源が、撮像ターゲットとして用いられる。光源の色温度を制御するために、色温度制御モジュールが用いられる。テスト領域の画像を取得するために、ビグネッティングを除去する必要がある撮像レンズおよびイメージセンサが用いられる。利得値が計算されるサンプリンググリッド位置を指定するために、サンプリング制御モジュールが用いられる。サンプリンググリッド位置を包囲するサンプリング窓に亘る平均利得値を計算するために、ＬＵＴ発生器が用いられる。サンプリング窓のサイズを、グリッドの散在に基づいて確立することができる。
【００１２】
ＬＵＴ発生段階において、画像処理ソフトウェアが、特定の撮像レンズおよび特定のイメージセンサモデルに対して適用される。代案として、各センサおよびレンズに対してＬＵＴを製造検査中に発生する。したがって、画像品質を更に向上することができる。その理由は、センササンプルの変動も考慮されるからである。自動焦点または光学ズームのためにレンズを調節することができるカメラシステムにおいて、二つ以上のＬＵＴをレンズ位置に従って発生することができる。図１に示すように、レンズ位置を調節するために、レンズ制御部が用いられる。
【００１３】
図２は、本発明の第２段階で実行される、ルックアップテーブルを用いて画像のビグネッティングの影響を補正するシステムを示す。図２に示すように、撮像レンズによってイメージセンサに形成された画像は、画像データとして読み出される。この画像データは、実行時間中に補正するためにビグネッティング補正モジュールに伝送され、補正された画素値を生じるために、画素値に当該画素の補正利得値が乗算される。画素の補正利得値は、サンプリング位置からの画素の距離に基づいて各利得値に重み付けをしながらＬＵＴによって与えられるような周囲の四つのサンプリング位置の補正利得に基づいて利得値を補間することによって、利得値演算モジュールにより計算される。レンズ位置に対するＬＵＴを選択するために、レンズ位置検出器が用いられる。画像の色温度に従ってＬＵＴを選択するために、色温度情報モジュールを用いることができる。好適には、利得値演算モジュールは、利得値補正を行うためにコンピュータ読出し可能媒体に組み込まれたプログラムコードを有するソフトウェアアプリケーションプロダクトを備える。
【００１４】
本発明によれば、補正利得値の個数、すなわち、ＬＵＴのエントリの数を、種々のカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）素子を考慮しながら散在グリッドの複数の位置においてテスト画像へのビグネッティングの影響のサンプリングを行うことによって減少する。補正利得の数は、縮小率（down-scale factor:ＤＳＦ）により減少する。
【００１５】
本発明の一実施の形態において、同一のＤＳＦが、イメージセンサの画素アレイのｘ方向とｙ方向の両方に適用される。ＤＳＦは、画像サイズに従って規定される。例えば、ＤＳＦを、所定の数で除算したアレイ幅に等しく設定することができ、最も近い２の累乗に切り捨てられる。１１５２×８６４（＝９９５，３２８）画素の画像において、ＤＳＦを、例えば、１１５２／３６すなわち３２に等しく設定することができる。したがって、画像領域は、３６×２７（＝９７２）個の正方形の区域に有効に分割され、各区域は、３２×３２画素を有する。正方形の区域の分割を、図３Ａに線形的に示す。
【００１６】
他の実施の形態において、ｘ方向のＤＳＦは、ｙ方向のＤＳＦと異なる。したがって、画像領域は、図３Ｂに示すように複数の矩形領域に有効に分割される。
【００１７】
異なる実施の形態において、図３Ｃに示すように、画像の中央領域の区域より多くの区域が画像の境界領域に存在する。
【００１８】
図３Ａ〜３Ｃに示すような区域の各々は、四つの隣接サンプリング位置によって画定された画像領域となる。図４に示すように、区域Ｚ１は、四つのサンプリング位置Ａ，Ｂ，ＣおよびＤによって規定される。しかしながら、サンプリング位置ＣおよびＤは、区域Ｚｍ＋１を規定するためにも用いられ、サンプリング位置Ｄは、区域Ｚｍ＋２を規定するためにも用いられる。サンプリング位置ＢおよびＤは、区域Ｚ２を規定するためにも用いられる。
【００１９】
区域内の画素の補正利得が、区域の四隅の画素の利得値に従って演算されるとともに、区域が重なり合う場合（図４参照）、ＬＵＴのエントリの数は、画像領域の境界の一部のサンプリング位置の数を区域の数に加えたものに等しい。３６×２７の区域に分割された画像領域において、サンプリング位置の数は、（３６×２７＋３６＋２７＋１）＝１０３６となる。各利得値を１バイトで適合できる場合、ＬＵＴは、１０３６バイトのサイズになる。さらに、所望の場合、例えば、補正利得を表すために一定のポイント数が用いられるとともに精度を損なうことなく小数部を減少できないときには、１バイトの補正に適合するために補正利得の大きさを制限することができる。この手法は、ビグネッティングの除去の際の高い利得値に起因する雑音の増大を抑制することもできる。
【００２０】
ＬＵＴのサイズが比較的小さいので、各レンズ位置の各色成分に対して二つ以上のＬＵＴを有することができる。
【００２１】
サンプリング窓のサイズを確立するために、ＤＳＦを用いることもできる。例えば、サンプリング窓のサイズを、２＊ＤＳＦ×２＊ＤＳＦとすることができる。
【００２２】
図６は、区域内の画素と区域の四隅との間の関係およびビグネッティング補正のために利得値を当該画素で演算する方法を示す。実行時において、ビグネッティングの影響は、色成分ｉに対して画素値に利得値ｇ（ｉ，ｘ，ｙ）を乗算することによって各画素から除去される。簡単のために、色成分に対する表記ｉを省略する。Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄをそれぞれ左上のコーナー、右上のコーナー、左下のコーナーおよび右下のコーナーとし、ｇ（Ａ），ｇ（Ｂ），ｇ（ｃ）およびｇ（Ｄ）を、色成分に対するコーナーのサンプリング位置の利得値とする。この場合、画素（ｘ，ｙ）に対する利得値は、
【数１】
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となる。この場合、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１およびＹ２は、画素（ｘ，ｙ）から四隅までの距離を規定し、Ｘｍａｘ＝Ｘ１＋Ｘ２およびＹｍａｘ＝Ｙ１＋Ｙ２となる。
【００２３】
各サンプリング位置が複数の色成分に対応するとともにサンプリング位置の各色成分が当該サンプリング位置に隣接する複数の画素に対応することに注意されたい。
【００２４】
自動焦点または光学ズームのために１枚以上のレンズが調整可能であるカメラシステムにおいて、各画素の利得値を、基準レンズ位置に対する検出したレンズ位置に従って調整することもできる。
【００２５】
本発明のビグネッティング補正方法およびシステムを、デジタル撮像機能を有するデジタルカメラまたは電子装置で用いることができる。図７に示すように、電子装置１は、複数の電子素子を収容するハウジング１０を有する。電子素子は、画像ディスプレイモジュール２０と、撮像レンズ３０と、撮像レンズ３０の撮像面に配置されたイメージセンサ３２とを含む。撮像レンズ３０によってイメージセンサ３２に形成された画像を、未処理の画像データ４２として読み出すことができる。未処理の画像データは、画像処理モジュール４３によって処理され、処理された画像データは、ビグネッティング補正モジュール４４に伝送され、その結果、画像データの画素値は、ビグネッティングを減少するために対応する利得値によって調整される。補正された画像データは、他の画像処理モジュール４７によって更に処理され、その結果、画像データを、ディスプレイモジュール２０に表示しまたはトランシーバ５０を通じてアンテナ５２に送信することができる。ビグネッティング補正プロセスは、ＡＳＩＣ６０によって制御される。電子装置１０は、撮像レンズ３０の焦点を調節しまたは光学ズームのためにレンズ位置を調節するレンズ制御３４を有することができる。ビグネッティング補正モジュール４４は、一つ以上のＬＵＴを備え、各ＬＵＴは、複数の基準値を有し、基準値は、イメージセンサの上に分布した複数の離散サンプリング位置の利得値を表し、複数の離散サンプリング位置は、イメージセンサの中心領域の一つ以上の位置を含み、利得値は、イメージセンサの中心領域の一つ以上の位置に対するサンプリング位置におけるレンズによる輝度の低下を補償する。
【００２６】
電子装置１を、移動端末、ＰＤＡ等とすることができる。
【００２７】
本発明の主な利点は、以下の通りである。
ＬＵＴと画像との間の簡単な空間的な関係。
補正を必要とするビグネッティングの影響の複雑さにほとんど依存しない、実行時間中の比較的低い演算電力の要求。
理想的なメモリの要求。
更に大きな画像に対して更に大きな減少率を用いることができるので、画像サイズが増大するに従ってメモリの要求が著しく増大しない。
【００２８】
ＬＵＴの発生が典型的にはテスト画像から取得された未処理の画像を用いて行われるが、ＬＵＴの発生を適切に処理された画像を用いて行うこともできることに注意されたい。さらに、例えば、ＬＵＴを、ビューファインダー画像に対して設定することができ、その結果、サンプリング位置（ｘ，ｙ）は、実際の画素値を表さない。サンプリング位置（ｘ，ｙ）は相対位置となる。例えば、サンプリング位置（ｘ，ｙ）を、中間点（０，０）を有する［−１．０，１．０］間で設定することができる。さらに、センサ境界付近の一部の行列の画素が切り取られるよう画像を生成するために、センサ領域の部分だけが用いられる。この場合、ＬＵＴの設定は、画像の切り取りを考察する必要がある。
【００２９】
したがって、本発明を本発明の一つ以上の実施の形態に関連して説明したが、これまでのおよび他の種々の形態およびその詳細の変更、省略および逸脱を本発明の範囲を逸脱することなく行うことができることは、当業者によって理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ビグネッティング補正のためにルックアップテーブルを発生するシステムを示す図である。
【図２】画像のビグネッティングの影響をルックアップテーブルを用いて補正するシステムを示す図である。
【図３Ａ】ルックアップテーブルを発生するのに用いる正方形のサンプリンググリッドを線形的に表す図である。
【図３Ｂ】ルックアップテーブルを発生するのに用いる矩形のサンプリンググリッドを線形的に示す図である。
【図３Ｃ】更に多くの区域が画像領域の境界付近に配置されたサンプリンググリッドを線形的に示す図である。
【図４】区域を線形的に表す図である。
【図５】ルックアップテーブルを発生するのに用いられる種々のサンプリング窓を線形的に表す図である。
【図６】区域内の画素の補正利得値を計算する方法を線形的に示す図である。
【図７】本発明によるビグネッティング補正を行うことができる電子装置を線形的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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