(57)【要約】  【課題】  従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができるスミア補正装置を提供すること。  【解決手段】  スミア補正装置２０は、ＣＣＤ３０から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ２１と、現フィールドの画像信号の直前に入力された垂直ＯＢライン信号を記憶する第１ラインメモリ２２と、現フィールドの１つ前のフィールドの垂直ＯＢライン信号を記憶する第２ラインメモリ２３と、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３に記憶された垂直ＯＢライン信号に基づいて現フィールドの画像信号に含まれるスミアの成分を予測して補正する演算回路２４と、この演算回路２４から出力されるディジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するＤＡコンバータ２５とを備える。【選択図】  図１
2006074658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の画像信号及び特定条件の環境下で発生するスミアの情報を撮像素子から前記画像信号のフィールド毎に入力する信号入力手段と、前記スミアの情報を記憶するスミア情報記憶手段と、現フィールドの画像信号よりも過去に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された前記スミアの情報に基づいて前記現フィールドの画像信号に含まれる前記スミアの成分を予測して補正するスミア補正手段とを備えたことを特徴とするスミア補正装置。
【請求項２】
前記スミア補正手段は、前記現フィールドの画像信号の直前に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された第１のスミアの情報と、前記現フィールドの１つ前のフィールドの画像信号の直前に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された第２のスミアの情報とに基づいて前記現フィールドの画像信号を補正することを特徴とする請求項１に記載のスミア補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電荷転送型の固体撮像素子によって撮像された画像に発生する縦筋状の偽信号であるスミア（ｓｍｅａｒ）を補正するスミア補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電荷転送型の固体撮像素子を使用したビデオカメラやディジタルスチルカメラ等では、高輝度の光が入射した場合に発生するスミア現象による画質の劣化が問題となっている。このスミア現象は、高輝度の光が入射した画素の電荷蓄積領域から垂直転送路に電荷が漏れ出すことによって、撮影した画像において縦方向に白っぽい筋が現われるものである。
【０００３】
このスミア現象を信号処理によって補正する方法としては、スミアが縦方向にほぼ同レベルで生じるため、有効画素領域の上部または下部に置かれた遮光された画素領域である垂直ＯＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ：光学的黒）ラインの信号をスミア成分とみなすことができ、これを有効画素領域の各ラインの信号から減じる方法が知られているが、カメラや光源の動きによって画面内でスミアを生じる光源が動く場合には、撮像画像におけるスミアが斜めになるため上記の方法では誤補正となり、正常より暗い部分が撮像画像に生じてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するため、現フィールドの有効画像信号の直前の垂直ＯＢラインデータから求めたスミアの水平位置と、現フィールドの有効画像信号の直後の垂直ＯＢラインデータ（または、次フィールドの有効画像信号の直前の垂直ＯＢラインデータ）から求めたスミアの水平位置とを直線で結ぶことによって得られる帯状の領域を、現フィールドの画像におけるスミア発生領域として補正する装置が公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図３に示すように、特許文献１に記載された従来のスミア補正装置１０は、被写体を撮像するＣＣＤ１から出力されるアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡＤコンバータ２と、スミア補正処理の対象となる有効画素領域１フィールド分の画素データを格納するフィールドメモリ３と、補正対象のフィールドの直前の垂直ＯＢラインのデータ及び補正対象のフィールドの直後の垂直ＯＢラインのデータを格納するラインメモリ４と、ラインメモリ４に格納された２つの垂直ＯＢラインのデータを用いて補正対象フィールドにおけるスミア帯の位置を算出し、フィールドメモリ３に格納された補正対象フィールドのデータに対してスミア補正を行う演算回路５と、演算回路５からのディジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するＤＡコンバータ６とを備えている。
【０００６】
次に、特許文献１に記載された従来のスミア補正装置１０のスミア補正について図４を用いて説明する。図４は、従来のスミア補正装置１０が、ＣＣＤ１から現フィールドの画像信号１２を読み出し、この現フィールドの画像信号１２に対してスミア補正を実行する場合を示している。なお、スミアを生じる光源の撮影画像１１は画面の左から右に向かってほぼ等速で動いているものとする。
【０００７】
図４に示すように、現フィールドのスミア帯１３は、現フィールド直前の垂直ＯＢライン１４のスミア領域１５と、次フィールド直前の垂直ＯＢライン１６のスミア領域１７とをほぼ直線でつないだ帯状の領域となる。したがって、従来のスミア補正装置１０は、現フィールド直前の垂直ＯＢライン１４におけるスミア位置情報と、次フィールド直前の垂直ＯＢライン１６におけるスミア位置情報とから、現フィールドにおけるスミア帯１３をおおよそ算出することができる。
【特許文献１】特開平６−２６８９２２号公報（第５−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスミア補正装置では、補正対象となる１フィールド分の画像信号のデータを保持しておくためのフィールドメモリを必要とするので、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
また、従来のスミア補正装置では、１フィールド分の画像信号のデータをフィールドメモリに一旦蓄えてからスミア補正を行うので、スミア補正による１フィールド分の遅延時間が生じてしまい、被写体を撮像してから撮像画像信号が出力されるまでの時間の短縮化を図るのが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができるスミア補正装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のスミア補正装置は、被写体の画像信号及び特定条件の環境下で発生するスミアの情報を撮像素子から前記画像信号のフィールド毎に入力する信号入力手段と、前記スミアの情報を記憶するスミア情報記憶手段と、現フィールドの画像信号よりも過去に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された前記スミアの情報に基づいて前記現フィールドの画像信号に含まれる前記スミアの成分を予測して補正するスミア補正手段とを備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明のスミア補正装置は、スミア補正手段は、現フィールドの画像信号よりも過去に入力されたスミア情報による予測によって現フィールドの画像信号のスミア補正を行うので、現フィールドの画像信号を記憶するフィールドメモリを廃止することができ、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のスミア補正装置は、前記スミア補正手段は、前記現フィールドの画像信号の直前に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された第１のスミアの情報と、前記現フィールドの１つ前のフィールドの画像信号の直前に入力されて前記スミア情報記憶手段に記憶された第２のスミアの情報とに基づいて前記現フィールドの画像信号を補正する構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明のスミア補正装置は、スミア補正手段は、現フィールドの画像信号の直前に入力された第１のスミアの情報と、現フィールドの１つ前のフィールドの画像信号の直前に入力された第２のスミアの情報とに基づいて現フィールドの画像信号に含まれるスミア成分を予測して補正するので、現フィールドの画像信号を記憶するフィールドメモリを廃止することができ、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができるという効果を有するスミア補正装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態のスミア補正装置の構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態のスミア補正装置２０は、電荷転送型の固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）３０から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ２１と、現フィールドの画像信号の直前に入力された垂直ＯＢライン信号を記憶する第１ラインメモリ２２と、現フィールドの１つ前のフィールド（以下「前フィールド」という。）の垂直ＯＢライン信号を記憶する第２ラインメモリ２３と、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３に記憶された垂直ＯＢライン信号に基づいて現フィールドの画像信号に含まれるスミアの成分を予測して補正する演算回路２４と、この演算回路２４から出力されるディジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するＤＡコンバータ２５とを備えている。
【００１９】
なお、ＡＤコンバータ２１は、本発明の信号入力手段を構成している。また、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３は、本発明のスミア情報記憶手段を構成している。また、演算回路２４は、本発明のスミア補正手段を構成している。
【００２０】
ＣＣＤ３０は、被写体からの光の強弱に応じて信号電荷を蓄積するマトリクス状に配置された複数の有効画素を備えている。なお、有効画素が配置された行方向及び列方向を、それぞれ、水平方向及び垂直方向とする。
【００２１】
また、ＣＣＤ３０は、遮光された領域に水平方向に１ライン以上配置された複数の垂直ＯＢ画素と、有効画素及び垂直ＯＢ画素から信号電荷を読み出して垂直方向に転送する複数の垂直転送路と、各垂直転送路から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路とを備えている。垂直ＯＢ画素は、水平方向のスミアの位置情報及びスミアの信号レベルの情報等を含むスミア情報を取得するようになっている。なお、以下の説明において、ＣＣＤ３０は、有効画素の上側に垂直ＯＢ画素がある構成を有しているものとし、垂直ＯＢ画素が有効画素よりも先に走査され、垂直ＯＢ画素を走査したライン信号が有効画素を走査したライン信号よりも先に出力されるものとする。
【００２２】
ＡＤコンバータ２１、演算回路２４及びＤＡコンバータ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。また、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３は、例えばＲＡＭによって構成されている。
【００２３】
ＡＤコンバータ２１は、ＣＣＤ３０から垂直ＯＢ画素のアナログ信号及び有効画素のアナログ信号を入力し、各アナログ信号をディジタル信号に変換するようになっている。
【００２４】
第１ラインメモリ２２は、ＡＤコンバータ２１から出力された現フィールド直前に入力された垂直ＯＢ画素の信号（以下「第１垂直ＯＢ画素信号」という。）を１ライン分記憶するようになっている。第２ラインメモリは、前フィールド直前に入力された垂直ＯＢ画素の信号（以下「第２垂直ＯＢ画素信号」という。）を１ライン分記憶するようになっている。なお、垂直ＯＢ画素が複数のラインで構成されている場合は、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３が、第１垂直ＯＢ画素信号及び第２垂直ＯＢ画素信号を、それぞれ複数ライン分記憶する構成としてもよい。
【００２５】
演算回路２４は、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３から第１垂直ＯＢ画素信号及び第２垂直ＯＢ画素信号を読み出して、これらの信号に基づいてＡＤコンバータ２１から入力された現フィールドの画像信号に含まれるスミア成分を予測して補正するようになっている。
【００２６】
また、演算回路２４は、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３の動作制御と、第１ラインメモリ２２から第２ラインメモリ２３に転送される垂直ＯＢ画素信号の転送制御とを実行するようになっている。すなわち、演算回路２４は、ＡＤコンバータ２１から垂直ＯＢ画素の信号が出力される毎に、第１ラインメモリ２２に記憶された信号を第２ラインメモリ２３に転送し、新たな信号を第１ラインメモリ２２に記憶させるようになっている。
【００２７】
ＤＡコンバータ２５は、演算回路２４のスミア処理によってスミア成分が除去されたディジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するようになっている。
【００２８】
次に、本実施の形態のスミア補正装置１０の動作について説明する。
【００２９】
まず、ＡＤコンバータ２１によって、ＣＣＤ３０がフィールド毎に出力する垂直ＯＢ画素のアナログ信号及び有効画素のアナログ信号が順次ディジタル信号に変換され、第１ラインメモリ２２及び第２ラインメモリ２３によって、それぞれ、第１垂直ＯＢ画素信号及び第２垂直ＯＢ画素信号が記憶される。また、ＡＤコンバータ２１によって、現フィールドの画像信号が演算回路２４に出力される。
【００３０】
次いで、演算回路２４によって、第１垂直ＯＢ画素信号及び２垂直ＯＢ画素信号に基づいて現フィールドの画像信号がスミア補正される。そして、ＤＡコンバータ２５によって、スミア補正された現フィールドの画像信号がアナログ信号に変換される。
【００３１】
ここで、演算回路２４によって実行されるスミア補正について図２を用いて説明する。
【００３２】
図２において、現フィールドの画像信号３１と、前フィールドの画像信号３２と、第１垂直ＯＢ画素信号３３と、第２垂直ＯＢ画素信号３４とが示されている。現フィールドの画像信号３１及び前フィールドの画像信号３２は、ＣＣＤ３０の有効画素よって取得された信号であり、スミアを発生させる光源の撮影画像３５を含んでいる。なお、説明を簡単にするため、光源は水平方向にほぼ等速で移動するものと仮定する。また、第１垂直ＯＢ画素信号３３及び第２垂直ＯＢ画素信号３４は、１ライン分の信号でも複数ライン分の信号でもよい。
【００３３】
また、第１垂直ＯＢ画素信号３３及び第２垂直ＯＢ画素信号３４は、ＣＣＤ３０の垂直ＯＢ画素によって取得された信号であり、それぞれ、スミア情報を含む第１スミア領域３３ａ及び第２スミア領域３４ａを有している。また、前フィールドの画像信号３２は、第１スミア領域３３ａと第２スミア領域３４ａとを結んだ帯状のスミア帯３６を含んでいる。
【００３４】
演算回路２４は、現フィールドの画像信号３１が入力されたとき、まず、第１ラインメモリ２２に記憶された第１垂直ＯＢ画素信号３３と、前フィールドの画像信号３２の直前に入力され第２ラインメモリ２３に記憶された第２垂直ＯＢ画素信号３４とを読み出す。
【００３５】
そして、第１スミア領域３３ａ及び第２スミア領域３４ａに含まれるスミア情報から、現フィールドの画像信号３１のスミア帯３７を予測し、現フィールドの画像信号３１からスミア帯３７を除去するスミア補正を実行する。
【００３６】
具体的には、演算回路２４は、第１スミア領域３３ａと第２スミア領域３４ａとを結んだ延長上の帯状の領域にスミア帯３７があるとみなしてスミア帯３７の位置情報を取得する。また、演算回路２４は、スミア帯３７の信号レベルの情報を第１スミア領域３３ａ及び第２スミア領域３４ａの信号レベルを読み取って取得する。そして、演算回路２４は、取得したスミア帯３７の位置情報及び信号レベルの情報に基づき、現フィールドの画像信号３１からスミア帯３７を除去するスミア補正を実行する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態のスミア補正装置２０によれば、演算回路２４は、現フィールドの画像信号３１の直前に入力された第１垂直ＯＢ画素信号３３に含まれる第１スミア領域３３ａの情報と、前フィールドの画像信号３２の直前に入力された第２垂直ＯＢ画素信号３４に含まれる第２スミア領域３４ａの情報とに基づいて現フィールドの画像信号３１に含まれるスミア帯３７を予測してスミア補正するので、現フィールドの画像信号３１を記憶するフィールドメモリを廃止することができ、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができる。
【００３８】
なお、前述の実施の形態において、２つの垂直ＯＢ画素信号に基づいてスミア補正を実行する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、現フィールドの画像信号、前フィールドの画像信号及び前フィールドの直前の画像信号のそれぞれから取得したスミア情報に基づき、各画像信号上のスミアの位置を直線又は曲線で結んだ延長の領域を現フィールドのスミア領域と予測してスミア補正を実行する構成としても同様の効果が得られる。
【００３９】
また、前述の実施の形態において、ＣＣＤ３０の有効画素の上側に垂直ＯＢ画素がある構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＣＤ３０の有効画素の下側又は上下両側に垂直ＯＢ画素がある構成としても同様の効果が得られる。
【００４０】
例えば、ＣＣＤ３０の有効画素の下側に垂直ＯＢ画素がある構成の場合は、前フィールドの画像信号に続いて入力された垂直ＯＢ画素信号と、前フィールドの一つ前の画像信号に続いて入力された垂直ＯＢ画素信号とに基づき、演算回路２４にスミア補正を実行させることができる。
【００４１】
一方、ＣＣＤ３０の有効画素の上下両側に垂直ＯＢ画素がある構成の場合は、例えば、現フィールドの画像信号の直前に入力された垂直ＯＢ画素信号と、前フィールドの画像信号の直前に入力された垂直ＯＢ画素信号とに基づき、演算回路２４にスミア補正を実行させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明に係るスミア補正装置は、従来の装置よりも製造コストを低減して短時間でスミア補正を行うことができるという効果を有し、電荷転送型の固体撮像素子によって撮像された画像に発生する縦筋状の偽信号であるスミアを補正するスミア補正装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態のスミア補正装置のブロック図
【図２】本実施の形態のスミア補正装置に係るスミア補正処理の説明図
【図３】従来のスミア補正装置のブロック図
【図４】従来のスミア補正装置に係るスミア補正処理の説明図
【符号の説明】
【００４４】
２０  スミア補正装置
２１  ＡＤコンバータ
２２  第１ラインメモリ
２３  第２ラインメモリ
２４  演算回路
２５  ＤＡコンバータ
３０  ＣＣＤ
３１  現フィールドの画像信号
３２  前フィールドの画像信号
３３  第１垂直ＯＢ画素信号
３３ａ  第１スミア領域
３４  第２垂直ＯＢ画素信号
３４ａ  第２スミア領域
３５  光源の撮影画像
３６、３７  スミア帯
【図１】
2006074658.tif 000003
【図２】
2006074658.tif 000004
【図３】
2006074658.tif 000005
【図４】
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