(57)【要約】【課題】  従来の輝度シェーディング補正を行なう場合、画像周辺部にゲインをかけて輝度上げるといった補正を行なうため、常に画像中心部に比較して画像周辺部のノイズが増加するという問題がある。【解決手段】  撮影画像の各画素もしくは画像を複数に分割した各領域の色により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更もしくは補正の実施/非実施を判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、
撮影画像の各画素の色により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、撮影画像の各画素の色により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、
撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮像装置において、撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、
固体撮像素子からの出力を輝度信号と色差信号を生成し、その色差信号により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮像装置において、固体撮像素子からの出力を輝度信号と色差信号を生成し、その色差信号により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、
固体撮像素子からの出力を輝度信号と色差信号を生成しするとともに、撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色差信号により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７記載の撮像装置において、固体撮像素子からの出力を輝度信号と色差信号を生成しするとともに、撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色差信号により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関し、特にシェーディング補正を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最初に、輝度シェーディング補正を行なう一般的な固体撮像装置の構成を説明する。
【０００３】
図５で示すように、入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系５０１と、光学系５０１の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部５０２と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子５０３と、固体撮像素子５０３を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部５０４と、固体撮像素子５０３の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部５０５と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５０６と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部５０７と、デジタル信号処理部５０７にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部５０８と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部５０９等から構成する。
【０００４】
次に、図５中５０７で示すデジタル信号処理部の構成のうち、画像データを生成する部分について図６を用いて説明する。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換した入力画像ＲＧＢから輝度Ｙと色差Ｃｒ，Ｃｂを生成、分離する色変換回路６０１と、ホワイトバランスや高輝度，低輝度の色の濃さを薄くする色消し処理等を行なう色処理回路６０２と、色処理した画像データをモニタの特性に合わせるように変換するＣガンマ回路６０３と、色変換部で生成した輝度信号に光学要因で発生する輝度シェーディングを補正するシェーディング補正回路６０４と、輝度信号にフィルタ処理を施し、輪郭強調を行なう輪郭強調回路６０５と、輝度信号にガンマ処理を施すＹガンマ回路６０６等から構成し、輝度信号と色信号を合成してＹＣｒＣｂ信号として出力をする。
【０００６】
その後画像データは図示しない画像出力回路によりＪＰＥＧフォーマット等で外部記憶装置等に保存する。
【０００７】
最後に、輝度シェーディング補正の動作について説明する。
【０００８】
一般に、光学系（レンズ）を通過して撮影した画像は光軸中心から周辺部に離れるに従い光量が低下する現象がみられる。この周辺光量落ちはＦ値が小さいほど大きく、また、広角側ほど大きく現れる。ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した撮像装置においては各画素の周辺光量落ちを電気的に補正演算を行なうことが可能であるため、例えば、ある撮影条件のシェーディング情報の逆数を撮影画像に乗算することによりシェーディング補正を行なうことができる。
【０００９】
図７は輝度シェーディングをグラフで示したものである。
【００１０】
横軸は像高で、軸上（画像中心）から像高１０割（画像四隅）にいくに従い輝度が低下している。
【００１１】
これを各画素ごとにシェーディング補正係数を乗算することによりグラフ中点線の位置まで輝度を上げることができる（例えば、特許文献１）。
【００１２】
式で表わすと以下のようになる。
【００１３】
輝度各画素のシェーディング補正後の輝度    Ｙ’＝Ｙ＊α
尚、グラフ中点線の位置まで補正することも可能であるが途中までで補正を止める場合もある。
【特許文献１】特開２００２−２１８２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の輝度シェーディング補正を行なう場合、画像周辺部にゲインをかけて輝度を上げるといった補正を行なうため、常に画像中心部に比較して画像周辺部のノイズが増加するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の問題点に鑑みて成されたものであって、撮影被写体の色を判別し、シェーディングが目立たないシーンにおいてはシェーディング補正を行なわないか、補正ゲインを下げることによりノイズの増加を抑えることのできる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１７】
入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、撮影画像の各画素の色により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする。
【００１８】
また、上記撮像装置において、撮影画像の各画素の色により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする。
【００１９】
さらに、入射した光を固体撮像素子上に結像させる光学系と、光学系の露出やズーム，フォーカス等を制御するための光学系制御部と、結像させた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子を駆動するための電圧，パルスを供給する撮像系制御部と、固体撮像素子の出力にクランプ，ゲインをかける等の処理を行うアナログ信号処理部と、アナログ信号にデジタル変換を行なうアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部と、Ａ／Ｄ変換したデジタル信号から出力画像を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部にて出力画像を生成する際に一時的に画像データを格納する内部記憶部と、生成した画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）部を備える撮像装置において、撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色により輝度シェーディング補正を実施する度合いを変更することを特徴とする。
【００２０】
また、上記撮像装置において、撮影画像を複数領域に分割し、各領域の色により輝度シェーディング補正の実施／非実施を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、撮影被写体の色を判別し、シェーディングが目立たないシーンにおいてはシェーディング補正を行なわないか、補正ゲインを下げることによりノイズの増加を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明における実施例の固体撮像装置の構成は背景技術で説明した図５と同じである。
【００２４】
最初に、図１を用いてデジタル信号処理部の構成のうち、画像データを生成する部分について説明する。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換した入力画像ＲＧＢから輝度Ｙと色差Ｃｒ，Ｃｂを生成，分離する色変換回路１０１と、ホワイトバランスや高輝度，低輝度の色の濃さを薄くする色消し処理等を行なう色処理回路１０２と、色処理した画像データをモニタの特性に合わせるように変換するＣガンマ回路１０３と、被写体の各画素の色情報を用いて輝度シェーディング補正を行なう際のゲインに係数を乗算するシェーディング補正判定回路１０４と、色変換部で生成した輝度信号に光学要因で発生する輝度シェーディングを補正するシェーディング補正回路１０５と、輝度信号にフィルタ処理を施し、輪郭強調を行なう輪郭強調回路１０６と、輝度信号にガンマ処理を施すＹガンマ回路１０７等から構成し、輝度信号と色信号を合成してＹｃｒＣｂ信号として出力をする。
【００２６】
その後画像データは図示しない画像出力回路によりＪＰＥＧフォーマット等で外部記憶装置等に保存する。
【００２７】
尚、説明では色情報のもち方を各画素としているが、画像全体を複数ブロックに分割し、ブロックごとに判定あるいは補正を行なってもよい。
【００２８】
次に図２を用いて第一の実施例の動作の説明をする。
【００２９】
第一の実施例は撮影被写体の画像周辺部に木の葉などの緑色が存在する場合に、該当部分の輝度シェーディング補正を行なわないようにする動作である。
【００３０】
図２（ａ）は図１中１０２で示す色処理回路後の色差信号Ｃｒ，Ｃｂをグラフで示したものである。領域２０１は輝度シェーディング補正を行なわない領域、領域２０２は輝度シェーディング補正を本来行なうべきゲインαからゲインを落として補正を行なう領域、領域２０３は本来行なうべき輝度シェーディング補正をそのまま行なう領域を示している。
【００３１】
図２（ｂ）は図２（ａ）中点線で示す分割線、つまりＣｒ＋Ｃｂを横軸とし、縦軸は輝度シェーディング補正を本来行なうゲインαに乗算するための重み付け係数βとしているグラフである。図２（ｂ）中左側の重み付け係数βが０の領域は輝度シェーディング補正を行なわない領域である図２（ａ）中２０１で示す領域、図２（ｂ）中右側の重み付け係数βが１の領域は本来行なうべき輝度シェーディング補正をそのまま行なう領域である図２（ａ）中２０３で示す領域、図２（ｂ）中中間の重み付け係数βが０から１に移行している領域は輝度シェーディング補正を本来行なうべきゲインαからゲインを落として補正を行なう領域である図２（ａ）中２０２で示す領域である。
【００３２】
つまり、図２で示す重み付け係数βを用いて各画素の輝度シェーディング補正後の輝度を式で表わすと以下のようになる。
【００３３】
各画素の輝度シェーディング補正後の輝度    Ｙ’’＝Ｙ＊α＊β
以上のように、前述した領域に分割して重み付け係数βを求めると、画像の緑色の領域２０１は輝度シェーディング補正を行なわず、色差成分のほとんどない白，灰，黒等の領域２０２は本来行なうべきゲインαより下げて輝度シェーディング補正を行ない、空などの青色や赤色等その他の色の領域２０３は本来行なうべき輝度シェーディング補正を行なうようにする。
【実施例２】
【００３４】
次に図３を用いて第二の実施例の動作の説明をする。
【００３５】
第二の実施例は撮影被写体の画像周辺部に空などの青色が存在する場合に、該当部分のみ輝度シェーディング補正を行なうようにする動作である。
【００３６】
図３（ａ）は図１中１０２で示す色処理回路後の色差信号Ｃｒ，Ｃｂをグラフで示したものである。領域３０１は輝度シェーディング補正を行なわない領域、領域３０２は輝度シェーディング補正を本来行なうべきゲインαからゲインを落として補正を行なう領域、領域３０３は本来行なうべき輝度シェーディング補正をそのまま行なう領域を示している。
【００３７】
図３（ｂ）は横軸をＣｂとし、縦軸は輝度シェーディング補正を本来行なうゲインαに乗算するための重み付け係数βとしているグラフである。図３（ｂ）中左側の重み付け係数βが０の領域は輝度シェーディング補正を行なわない領域である図３（ａ）中３０１で示す領域、図３（ｂ）中右側の重み付け係数βが１の領域は本来行なうべき輝度シェーディング補正をそのまま行なう領域である図３（ａ）中３０３で示す領域、図３（ｂ）中中間の重み付け係数βが０から１に移行している領域は輝度シェーディング補正を本来行なうべきゲインαからゲインを落として補正を行なう領域である図３（ａ）中３０２で示す領域である。
【００３８】
図３で示す重み付け係数βを用いて各画素の輝度シェーディング補正後の輝度を表わす式は前述した実施例１で示す式と同じである。
【００３９】
以上のように、前述した領域に分割して重み付け係数βを求めると、画像の空を含む青色の領域３０３は輝度シェーディング補正を本来行なうべきゲインαで行ない、アスファルトの灰色等を含む色差信号の少ない領域３０２は本来行なうべきゲインαより下げて輝度シェーディング補正を行ない、その他の色の領域３０３は輝度シェーディング補正を行なわないようにする。
【実施例３】
【００４０】
最後に図４を用いて第三の実施例の動作の説明をする。
【００４１】
第三の実施例は画像を複数ブロックに分割した場合の輝度シェーディング補正ゲインαの重み付け係数β’の求め方を示す。
【００４２】
図４（ａ），（ｂ）は撮影画像のうち、四隅の領域をブロックで区切り色の検出をすることを示している。図４（ａ）は撮影画像の四隅の領域のうち画像下方のブロックが木の葉の緑で埋まっている画像である。この場合は輝度シェーディング補正を行なわない。
【００４３】
図４（ｂ）は撮影画像の四隅の領域のうち画像下方のブロックの半分程度が緑で埋まっている画像である。この場合はブロック内の面積のうち緑色の部分とその他の部分の面積比を求め、図２でいう輝度シェーディング補正を行なわない領域２０１、つまりβ＝０と、輝度シェーディング補正を行なうゲインαを下げる領域２０２、つまり０≦β≦１を用いて比率演算を行ないβ’を求める。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明における実施例のデジタル信号処理部の構成の一部を説明する図
【図２】本発明における第一の実施例を説明する図
【図３】本発明における第二の実施例を説明する図
【図４】本発明における第三の実施例を説明する図
【図５】背景技術及び本発明における撮像装置の構成図
【図６】背景技術のデジタル信号処理部の構成の一部を説明する図
【図７】背景技術の輝度シェーディング補正を説明する図
【符号の説明】
【００４５】
１０１，６０１  色変換回路
１０２，６０２  色処理回路
１０３，６０３  Ｃガンマ回路
１０４          シェーディング補正判定回路
１０５，６０４  シェーディング補正回路
１０６，６０５  輪郭強調回路
１０７，６０６  Ｙガンマ回路
２０１／３０１  輝度シェーディング補正を実施しない領域（β＝０）
２０２／３０２  輝度シェーディング補正のゲインαを下げる領域（０≦β≦１）
２０３／３０３  本来の輝度シェーディング補正を実施する領域（β＝１）
５０１  光学系
５０２  光学系制御部
５０３  固体撮像素子
５０４  撮像系制御部
５０５  アナログ信号処理部
５０６  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
５０７  デジタル信号処理部
５０８  内部記憶部
５０９  インターフェース（Ｉ／Ｆ）部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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