(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のレンズパラメータに応じて映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置であって、
映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする補正テーブル生成手段と、
前記レンズパラメータに適合する補正テーブルを基に前記基本信号波形を調整し、補正信号として生成する補正信号生成手段と、
前記補正信号を用いて、当該映像信号のシェーディングを補正するシェーディング補正手段と、を備え、
前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータの上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて非等間隔で設定した所定数の固定調整値とを当該所定数の補正テーブルにおけるそれぞれの補正テーブルとして予め記憶・保持しており、前記レンズパラメータの近傍の固定調整値を有する複数の補正テーブルを用いて、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする、カメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項２】
前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータに含まれるアイリス値、焦点距離及びフォーカス位置のうち少なくともアイリス値を含む複数のレンズパラメータを基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のカメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項３】
前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータに含まれるアイリス値を基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のカメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項４】
前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータの上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて前記レンズパラメータに起因するシェーディングの変化が大きい範囲を密とし、前記レンズパラメータに起因するシェーディングの変化が小さい範囲を疎となるよう非等間隔で設定した所定数の固定調整値とを当該所定数の補正テーブルとして予め記憶・保持していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項５】
前記補正テーブル生成手段は、ホワイトシェーディング用に当該所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、
前記補正信号生成手段は、前記補正信号を補正ゲインとして生成し、
前記シェーディング補正手段は、前記補正ゲインを用いて、当該映像信号のホワイトシェーディングを補正する乗算器からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項６】
前記補正テーブル生成手段は、ブラックシェーディング用に当該所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、
前記補正信号生成手段は、前記補正信号を補正オフセットとして生成し、
前記シェーディング補正手段は、前記補正オフセットを用いて、当該映像信号のブラックシェーディングを補正する加算器からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ用のシェーディング補正装置。
【請求項７】
所定のレンズパラメータに応じて映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置であって、
映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数のブラックシェーディング用の第１の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数のブラックシェーディング用の第１の補正テーブルの調整値を用いて補間して前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つブラックシェーディング用の補正テーブルを生成可能とする第１の補正テーブル生成手段と、
前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つブラックシェーディング用の補正テーブルを基に前記基本信号波形を調整し、補正オフセットとして補正信号を生成する第１の補正信号生成手段と、
前記補正オフセットを用いて、当該映像信号のブラックシェーディングを補正する加算器からなる第１のシェーディング補正手段と、
映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数のホワイトシェーディング用の第２の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数のホワイトシェーディング用の第２の補正テーブルの調整値を用いて補間して前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つホワイトシェーディング用の補正テーブルを生成可能とする第２の補正テーブル生成手段と、
前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つホワイトシェーディング用の補正テーブルを基に該基本信号波形を調整し、補正ゲインとして補正信号を生成する第２の補正信号生成手段と、
該加算器の後段にて、前記補正ゲインを用いて、当該映像信号のホワイトシェーディングを補正する乗算器からなる第２のシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とするカメラ用のシェーディング補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のレンズパラメータに応じて映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、カメラ用のシェーディング補正装置は、映像信号の水平・垂直それぞれの方向に、ノコギリ波形（以下、「ＳＡＷ」とも称する）及びパラボラ波形（以下、「ＰＡＲＡ」とも称する）を乗算してホワイトシェーディング補正を行うシェーディング補正回路として構成される。
【０００３】
そして、従来のシェーディング補正回路は、ＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す値を、色成分ごとに調整するための調整値として構成し、この調整値を固定値とした補正テーブルを予め保持しておき、シェーディング補正を行う際に利用するよう構成されている。
【０００４】
しかしながら、実際の映像信号のシェーディングは、レンズパラメータに含まれるアイリス値や焦点距離等によって変化するため、レンズパラメータに応じて当該調整値を適応的に変化させ、当該補正テーブルを動的に更新することが望ましい。特に、放送用テレビジョンカメラのレンズ（以下、「放送用レンズ」と称する）では、アイリス値が開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能となっている。一方で、レンズパラメータは、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の３次元からなるため、これら全ての３次元レンズパラメータに対応させた調整値を構成すると、膨大な数の補正テーブルを予め保持することが必要となり、ハードウェア化が困難となる。
【０００５】
ところで、特定のレンズパラメータに応じてシェーディング補正に係る当該調整値を適応的に変化させる技法が幾つか知られている。
【０００６】
例えば、レンズの絞り値や焦点距離とＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す値との対応関係を、数値テーブル又は数式の形で記憶・保持し、数値テーブルの場合はその検索により調整値が算出され、数式の場合は演算により調整値が算出されるとするテレビジョンカメラ用のシェーディング補正回路に関する技法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、レンズから出力される絞り値、ズーム位置、及びレンズの種類の制御信号を基に、シェーディング補正データの種類を選択しシェーディング補正を実行する電子スチルカメラやビデオカメラ用のシェーディング補正回路に関する技法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、特許文献２では、絞り値、ズーム位置、及びレンズの種類のいずれか１つもしくは複数の条件に対応したシェーディング補正データをＣＰＵによる演算で求めるよう構成し、当該シェーディング補正データの演算のためのプログラムを外部から書き換え可能とし、当該シェーディング補正データを外部から書き換え可能なように構成する技法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８７２１８号公報
【特許文献２】特開２０００−４１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、カメラ用のシェーディング補正としては、レンズパラメータに応じてＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値を適応的に変化させ、補正テーブルを動的に更新することが望ましい。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技法を応用しても、特許文献１の技法では、絞り値及びズーム位置の種類ごとにシェーディング補正データの種類を選択するよう構成することになるが、絞り値及びズーム位置の各値が多数となるレンズを有するカメラに適用することは困難である。特に、放送用レンズでは絞り値（即ちアイリス値）が開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能となっているため、記憶・保持する補正テーブルの数が膨大数となる。更に、シェーディング量は、アイリス値の開放付近で最も大きく変動するため、この変動も吸収しようとして密に設定した補正テーブルを構成すると、更に膨大な数の補正テーブルが必要となる。
【００１１】
また、特許文献１の技法において、レンズの絞り値や焦点距離とＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す値の対応関係を数式の形で記憶・保持し演算により調整値を算出する点に言及されているが、絞り値及びズーム位置の種類ごとに調整値用の演算式を記憶・保持する場合と、絞り値及びズーム位置の種類ごとに調整値そのものを補正テーブルで保持する場合との保持すべきデータ量の差は明確ではないが、いずれにしても絞り値及びズーム位置の各値が多数となるレンズを有するカメラに適用することは困難である。
【００１２】
また、特許文献２の技法を応用しても、特許文献２の技法では、絞り値、ズーム位置、レンズの種類の制御信号を基にシェーディング補正データの種類を選択するよう構成することになり、膨大な数の補正テーブルが必要となる点で上記特許文献１と同様であり、更に、レンズパラメータに加えレンズの種類のパラメータも加わるため、より一層、膨大な数の補正テーブルが必要となる。
【００１３】
また、特許文献２の技法を応用して、記憶・保持するデータ量の削減のために、当該シェーディング補正データの演算のためのプログラムを外部から書き換え可能とし、絞り値、ズーム位置、レンズの種類のいずれか１つもしくは複数の条件に対応したシェーディング補正データを外部から書き換え可能とする場合にも問題が生じる。即ち、このように書き換え可能な構成とすると、その回路規模が大きくなる上に、リアルタイムに変化するレンズパラメータに応じてシェーディング補正を実行する度に、プログラムやシェーディング補正データを書き込む処理が必要となり、実用性の観点から問題がある。
【００１４】
特に、放送用レンズでは絞り値（即ちアイリス値）が開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能となっているため、絞り値、ズーム位置、レンズの種類のいずれか１つもしくは複数の条件に対応してプログラムやシェーディング補正データを書き込むよう構成することは、リアルタイムに変化するレンズパラメータに応じてシェーディング補正を実行する上で現実的ではない。ただし、膨大数となる問題を除いてはシェーディング補正データをレンズの種類に応じて書き換え可能に構成し撮影時前に更新しておくことは現実的である。
【００１５】
従って、レンズパラメータの各値が多数となるレンズを有するカメラに対して、特に開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能なアイリス値を含むレンズパラメータに対して、レンズパラメータに応じたシェーディング補正を精度よく実行可能にするとともに、膨大な数の補正テーブルを予め保持することを不要とする技法が望まれる。
【００１６】
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、レンズパラメータに応じたシェーディング補正を精度よく実行可能にするとともに、膨大な数の補正テーブルを予め保持することを不要とした、映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のカメラ用のシェーディング補正装置は、所定のレンズパラメータに応じて映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置であって、映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする補正テーブル生成手段と、前記レンズパラメータに適合する補正テーブルを基に前記基本信号波形を調整し、補正信号として生成する補正信号生成手段と、前記補正信号を用いて、当該映像信号のシェーディングを補正するシェーディング補正手段と、を備え、前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータの上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて非等間隔で設定した所定数の固定調整値とを当該所定数の補正テーブルにおけるそれぞれの補正テーブルとして予め記憶・保持しており、前記レンズパラメータの近傍の固定調整値を有する複数の補正テーブルを用いて、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置において、前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータに含まれるアイリス値、焦点距離及びフォーカス位置のうち少なくともアイリス値を含む複数のレンズパラメータを基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置において、前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータに含まれるアイリス値を基に当該所定数の補正テーブルの調整値を用いて補間し、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つ補正テーブルを生成可能とする手段を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置において、前記補正テーブル生成手段は、前記レンズパラメータの上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて前記レンズパラメータに起因するシェーディングの変化が大きい範囲を密とし、前記レンズパラメータに起因するシェーディングの変化が小さい範囲を疎となるよう非等間隔で設定した所定数の固定調整値とを当該所定数の補正テーブルとして予め記憶・保持していることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置において、前記補正テーブル生成手段は、ホワイトシェーディング用に当該所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、前記補正信号生成手段は、前記補正信号を補正ゲインとして生成し、前記シェーディング補正手段は、前記補正ゲインを用いて、当該映像信号のホワイトシェーディングを補正する乗算器からなることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置において、前記補正テーブル生成手段は、ブラックシェーディング用に当該所定数の補正テーブルを予め記憶・保持し、前記補正信号生成手段は、前記補正信号を補正オフセットとして生成し、前記シェーディング補正手段は、前記補正オフセットを用いて、当該映像信号のブラックシェーディングを補正する加算器からなることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のカメラ用のシェーディング補正装置は、所定のレンズパラメータに応じて映像信号のシェーディング補正を行うカメラ用のシェーディング補正装置であって、映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数のブラックシェーディング用の第１の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数のブラックシェーディング用の第１の補正テーブルの調整値を用いて補間して前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つブラックシェーディング用の補正テーブルを生成可能とする第１の補正テーブル生成手段と、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つブラックシェーディング用の補正テーブルを基に前記基本信号波形を調整し、補正オフセットとして補正信号を生成する第１の補正信号生成手段と、前記補正オフセットを用いて、当該映像信号のブラックシェーディングを補正する加算器からなる第１のシェーディング補正手段と、映像信号の水平方向及び垂直方向のそれぞれのノコギリ波形及びパラボラ波形の基本信号波形を調整するための調整値を持つ所定数のホワイトシェーディング用の第２の補正テーブルを予め記憶・保持し、レンズから取得した少なくともアイリス値を含むレンズパラメータを基に当該所定数のホワイトシェーディング用の第２の補正テーブルの調整値を用いて補間して前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つホワイトシェーディング用の補正テーブルを生成可能とする第２の補正テーブル生成手段と、前記レンズパラメータに適合する新たな調整値を持つホワイトシェーディング用の補正テーブルを基に該基本信号波形を調整し、補正ゲインとして補正信号を生成する第２の補正信号生成手段と、該加算器の後段にて、前記補正ゲインを用いて、当該映像信号のホワイトシェーディングを補正する乗算器からなる第２のシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できるようになる。特に、アイリス値が無段階に動作可能とするレンズに対しても、適切にシェーディングを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置における実施例１の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、或るレンズのレンズパラメータに依存するシェーディング量の変化を示す特性例である。
【図４】本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置における実施例２の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置における実施例３の構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置における実施例３の構成におけるシェーディング補正の補正前後の画素値分布を示す図である。
【図７】本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置における一実施例の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置に関する他の適用例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、各実施形態におけるシェーディング補正装置の実施例を説明する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置１の構成を示すブロック図である。尚、本実施形態のシェーディング補正装置１は、電子スチルカメラ、ビデオカメラ、或いはテレビジョンカメラに適用可能であるが、ここでは主として、放送用テレビジョンカメラに適用する例を説明する。
【００２９】
図１に示すように、放送用テレビジョンカメラは、レンズ２、撮像素子３、アナログ信号処理部４、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５、及び本発明に係るシェーディング補正装置１を備える。図１において、これらの構成要素を制御するための制御部やその他の信号処理に関する図示は省略している。
【００３０】
レンズ２は、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の３次元からなるレンズパラメータを出力可能に構成されている。本例では、特に、レンズ２は、放送用レンズとして、アイリス値が開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能となっている。
【００３１】
撮像素子３は、レンズ２から得られる映像光をＲＧＢの色成分に色分解する光透過フィルタを介して光電変換する水平・垂直の２次元座標の画素を有するイメージセンサであり、例えばＣＣＤセンサ、或いはＣＭＯＳセンサとすることができる。
【００３２】
アナログ信号処理部４は、撮像素子３から得られる色成分ごとの映像信号についてアナログ量のオフセット及び利得を調整し、Ａ／Ｄ変換部５に出力する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換部５は、アナログ信号処理部４から得られるアナログ映像信号を所定ビット深度のデジタル量となる映像信号に変換してシェーディング補正装置１に出力する。
【００３４】
ところで、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号は、白色（ホワイト）側の画素値として、映像信号の水平・垂直それぞれの方向に不均一性（シェーディング）を有しており、このホワイトシェーディングは、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置のレンズパラメータに依存して変化する。このため、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号は、ホワイトバランスも不均一となっている。
【００３５】
そこで、本実施形態のシェーディング補正装置１は、各色成分の映像信号のシェーディング、及びホワイトバランスを補正するために、シェーディング補正部１１、補正テーブル生成部１２、及び補正信号生成部１３を備えている。
【００３６】
シェーディング補正部１１は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号に対し、所定のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）から得られる補正信号（補正ゲイン）を水平・垂直それぞれの方向に応じて乗算しホワイトシェーディング補正を行う乗算器１１１を有している。シェーディング補正部１１から出力される補正後映像信号は、シェーディング及びホワイトバランスが補正され、各種映像信号処理へと利用可能となる。
【００３７】
補正テーブル生成部１２は、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値・焦点距離・フォーカス位置のうち、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の値の全てを基に、或いはアイリス値のみ又はアイリス値及び焦点距離の値を基に、レンズ２からレンズパラメータに合致する調整値（色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す）を持つ補正テーブルを生成し、補正信号生成部１３に出力する。ここでは、レンズ２から取得するレンズパラメータにはアイリス値・焦点距離・フォーカス位置が含まれるとして説明するが、後述する実施例においてアイリス値のみを用いる例もあることから、この場合にはレンズ２から取得するレンズパラメータはアイリス値のみを含むものであればよい。
【００３８】
補正信号生成部１３は、補正テーブル生成部１２から、色成分ごとの補正テーブル（ＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値を持つテーブル）を取得し、当該撮像素子３における水平・垂直の２次元座標の座標値（水平カウンタ値及び垂直カウンタ値）に対応する補正ゲインを生成して補正信号として乗算器１１１に出力する。
【００３９】
これにより、シェーディング補正装置１は、シェーディング補正部１１により、ホワイトシェーディング及びホワイトバランスを補正した映像信号を生成し、後段の各種映像信号処理（図示せず）に出力する。
【００４０】
本実施形態のシェーディング補正装置１は、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できるように構成され、特に、アイリス値が無段階に動作可能とするレンズに対しても、適切にシェーディングを補正することができるようになっている。以下、詳細に、本実施形態のシェーディング補正装置１の実施例を説明する。
【００４１】
（実施例１）
図２は、本発明による第１実施形態のシェーディング補正装置１における実施例１の構成を示すブロック図である。
【００４２】
実施例１の補正テーブル生成部１２は、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値ｉ・焦点距離ｆ・フォーカス位置ｇの全てを基に、レンズ２からレンズパラメータに合致する調整値（色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す）を含む補正テーブルを生成し、補正信号生成部１３に出力する。
【００４３】
本例の補正テーブルは、アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの関数であるとして、表１に示す４つの調整値ＨＳＡＷ（ｆ，ｉ，ｇ），ＨＰＡＲＡ（ｆ，ｉ，ｇ），ＶＳＡＷ（ｆ，ｉ，ｇ），ＶＰＡＲＡ（ｆ，ｉ，ｇ）からなる。ＨＳＡＷ（ｆ，ｉ，ｇ），ＨＰＡＲＡ（ｆ，ｉ，ｇ）は、それぞれ水平方向のシェーディング補正信号波形を生成するためのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値である。ＶＳＡＷ（ｆ，ｉ，ｇ），ＶＰＡＲＡ（ｆ，ｉ，ｇ）は、それぞれ垂直方向のシェーディング補正信号波形を生成するためのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値である。
【００４４】
【表１】
0006553974.tif 000002
【００４５】
特に、実施例１の補正テーブル生成部１２は、アイリス値、焦点距離、及びフォーカス位置に関するＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示すそれぞれ上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて所定間隔で設定した所定数の固定調整値をそれぞれ補正テーブルとして予め記憶・保持する記憶部（図示せず）を有している。例えば、アイリス値の上限、下限、及び所定数の中間の固定調整値のそれぞれを補正テーブルとして記憶・保持している。実施例１では、焦点距離、及びフォーカス位置についても同様に、それぞれを補正テーブルとして記憶・保持している。
【００４６】
そして、補正テーブル生成部１２は、レンズ２から取得したレンズパラメータがアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの値を持つとすると、当該アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの値に最も近傍となる（近接して囲む）アイリス値、焦点距離、及びフォーカス位置に関する各固定調整値を選出し、当該アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの調整値を適応的に補間し、当該アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇに対応する調整値を持つ補正テーブルを生成する（動的に更新する）。
【００４７】
より具体的には、例えば図２に示す補正テーブル生成部１２の破線枠内に示すように、取得したレンズパラメータは、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の３次元立方体状の範囲内となるため、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの値に最も近傍となる（近接して囲む）アイリス値、焦点距離、及びフォーカス位置をそれぞれアイリス値ｉｍ，ｉｍ＋１、焦点距離ｆｌ，ｆｌ＋１、フォーカス位置ｇｎ，ｇｎ＋１とすると、補正テーブル生成部１２は、アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇに対して、ｉｍ≦ｉ＜ｉｍ＋１，ｆｌ≦ｆ＜ｆｌ＋１、及びｇｎ≦ｇ＜ｇｎ＋１を満たす各固定調整値を選出する。
【００４８】
続いて、補正テーブル生成部１２は、焦点距離ｆｌ，ｆｌ＋１、アイリス値ｉｍ，ｉｍ＋１、フォーカス位置ｇｎ，ｇｎ＋１の各固定調整値から、次式のように表される関数により、当該アイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇに対応する４つの調整値ＨＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ），ＨＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ），ＶＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ），ＶＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）を色成分ごとに算出し、色成分別の補正テーブルとして補正信号生成部１３に出力する。
【００４９】
ＨＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ）
＝Ｆ（ＨＳＡＷ(ｆｌ,ｉｍ,ｇｎ),…,ＨＳＡＷ(ｆｌ＋１,ｉｍ＋１,ｇｎ＋１)）
ＨＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）
＝Ｆ（ＨＰＡＲＡ(ｆｌ,ｉｍ,ｇｎ),…,ＨＰＡＲＡ(ｆｌ＋１,ｉｍ＋１,ｇｎ＋１)）
ＶＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ）
＝Ｆ（ＶＳＡＷ(ｆｌ,ｉｍ,ｇｎ),…,ＶＳＡＷ(ｆｌ＋１,ｉｍ＋１,ｇｎ＋１)）
ＶＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）
＝Ｆ（ＶＰＡＲＡ(ｆｌ,ｉｍ,ｇｎ),…,ＶＰＡＲＡ(ｆｌ＋１,ｉｍ＋１,ｇｎ＋１)）
【００５０】
ここに、Ｆ（ ）は補間関数であり、一般的な線形補間やスプライン関数などとすることができる。尚、補間関数は、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの値に最も近傍となる（近接して囲む）アイリス値、焦点距離、及びフォーカス位置の固定調整値を基に補間するのが好適例であるが、当該補間にあたって、最も近傍となるものに限らず、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇの値に近傍のものであればよく、更に複数の固定調整値を基に補間するよう構成することもできる。
【００５１】
補正信号生成部１３は、主に、水平シェーディング補正信号波形生成部１３１、垂直シェーディング補正信号波形生成部１３２、及び合成部１３３を備える。
【００５２】
水平シェーディング補正信号波形生成部１３１は、色成分ごとに、それぞれ水平方向用のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）を基本信号波形として生成する波形生成部１３１１，１３１２、及び乗算部１３１３，１３１４を備える。波形生成部１３１１，１３１２は、それぞれ当該撮像素子３における水平方向の画素列に対応するノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）を基本信号波形として演算する機能部であり、当該撮像素子３における水平座標の座標値（水平カウンタ値）に対応する基本補正信号を水平カウンタ値に応じて順次、乗算部１３１３，１３１４に出力する。乗算部１３１３，１３１４は、波形生成部１３１１，１３１２から得られるノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）の基本補正信号に対し、それぞれ補正テーブル生成部１２から得られる調整値ＨＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ），ＨＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）を乗算し、合成部１３３に出力する。尚、水平カウンタ値を基に基本信号波形を生成するために、演算によるか、又は予め記憶・保持するデータを読み出すようにして構成することができる。
【００５３】
垂直シェーディング補正信号波形生成部１３２は、色成分ごとに、それぞれ垂直方向用のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）を基本信号波形として生成する波形生成部１３２１，１３２２、及び乗算部１３２３，１３２４を備える。波形生成部１３２１，１３２２は、それぞれ当該撮像素子３における垂直方向の画素列に対応するノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）を基本信号波形として演算する機能部であり、当該撮像素子３における垂直座標の座標値（垂直カウンタ値）に対応する基本補正信号を垂直カウンタ値に応じて順次、乗算部１３２３，１３２４に出力する。乗算部１３２３，１３２４は、波形生成部１３２１，１３２２から得られるノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）の基本補正信号に対し、それぞれ補正テーブル生成部１２から得られる調整値ＶＳＡＷ（ｆ,ｉ,ｇ），ＶＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）を乗算し、合成部１３３に出力する。尚、垂直カウンタ値を基に基本信号波形を生成するために、演算によるか、又は予め記憶・保持するデータを読み出すようにして構成することができる。これにより、調整した水平・垂直方向別の補正信号が生成されて、合成部１３３に出力される。
【００５４】
合成部１３３は、水平シェーディング補正信号波形生成部１３１、及び垂直シェーディング補正信号波形生成部１３２から得られるそれぞれのシェーディング補正信号波形に基づく当該調整した水平・垂直方向別の補正信号を合成し、当該撮像素子３における水平・垂直の２次元座標の座標値に応じた補正信号を補正ゲインとしてシェーディング補正部１１内の乗算器１１１に出力する。尚、合成部１３３で補正ゲインとして合成する代わりに、逐次的に乗算器１１１に出力して、乗算器１１１に逐次的に乗算処理を行わせてもよい。
【００５５】
シェーディング補正部１１内の乗算器１１１は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号（補正前映像信号）に対し、当該補正信号（補正ゲイン）を乗算しホワイトシェーディング補正を行い、これにより、ホワイトシェーディング及びホワイトバランスを補正した映像信号を生成し、後段の各種映像信号処理（図示せず）に出力する。
【００５６】
このように、実施例１のシェーディング補正装置１は、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇのレンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できるようになる。
【００５７】
（実施例２）
次に、本実施形態のシェーディング補正装置１における実施例２の構成を説明する。前述した実施例１では、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇのレンズパラメータに依存したシェーディングを補正する例を説明したが、この実施例１のような３次元補正テーブルの補間に予め記憶・保持するデータ量を削減したい場合には、アイリス値ｉのみ、又はアイリス値ｉ及び焦点距離ｆのみ、とすることもできる。
【００５８】
例えば、図３（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に、或るレンズのレンズパラメータとして、それぞれアイリス値、焦点距離、及びフォーカス位置に依存するシェーディング量の変化を示している。図３（ａ）に示すように、焦点距離５０ｍｍ時に、アイリス値（Ｆ値）３．０〜８．０について画面中心から水平端までの距離［％］に対し中心軸の画素値に対する相対比［％］を計測したところ、アイリス値（Ｆ値）３．０〜８．０に対してその分布を比較すると、そのシェーディング量の変化が大きいことが分かる。一方、図３（ｂ）に示すように、アイリス値（Ｆ値）３．０時に、焦点距離２４〜７０ｍｍについて画面中心から水平端までの距離［％］に対し中心軸の画素値に対する相対比［％］を計測したところ、焦点距離２４〜７０ｍｍに対してその分布を比較すると、アイリス値の変化時よりもそのシェーディング量の変化が小さいことが分かる。更に、図３（ｃ）に示すように、アイリス値（Ｆ値）３．０時、及び焦点距離７０ｍｍ時に、フォーカス位置として無限遠（ｉｎｆ），１ｍ，最短撮影距離（ＭＯＤ）について画面中心から水平端までの距離［％］に対し中心軸の画素値に対する相対比［％］を計測したところ、フォーカス位置ｉｎｆ，１ｍ，ＭＯＤに対してその分布を比較すると、アイリス値の変化時よりも、更には焦点距離の変化時よりもそのシェーディング量の変化が小さいことが分かる。
【００５９】
レンズ特性として、一般的に図３に示すような傾向があることから、アイリス値ｉのみを用いて補間した補正テーブルを生成することもでき、図４に、本実施形態のシェーディング補正装置１における実施例２の構成を示している。尚、図４に示す実施例２のシェーディング補正装置１は、実施例１と比較して、補正テーブル生成部１２以外の構成は同様であることから、実施例２の補正テーブル生成部１２についてのみ説明する。
【００６０】
実施例２の補正テーブル生成部１２は、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値ｉにのみ連動させ、焦点距離ｆ及びフォーカス位置ｇについては固定とし、レンズ２からレンズパラメータに合致する調整値（色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す）を持つ補正テーブルを生成し、補正信号生成部１３に出力する。ここでは、レンズ２から取得するレンズパラメータにはアイリス値・焦点距離・フォーカス位置が含まれるとして説明するが、レンズ２から取得するレンズパラメータはアイリス値のみを含むものでもよい。
【００６１】
本例の補正テーブルは、アイリス値ｉの関数であるとして、表２に示す４つの調整値ＨＳＡＷ（ｉ），ＨＰＡＲＡ（ｉ），ＶＳＡＷ（ｉ），ＶＰＡＲＡ（ｉ）からなる。ＨＳＡＷ（ｉ），ＨＰＡＲＡ（ｉ）は、それぞれ水平方向のシェーディング補正信号波形を生成するためのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値である。ＶＳＡＷ（ｉ），ＶＰＡＲＡ（ｉ）は、それぞれ垂直方向のシェーディング補正信号波形を生成するためのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値である。
【００６２】
【表２】
0006553974.tif 000003
【００６３】
特に、実施例２の補正テーブル生成部１２は、アイリス値に関するＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す上限及び下限となる固定調整値と、当該上限及び下限となる固定調整値の範囲内にて所定間隔（ここでは等間隔）で設定した所定数の固定調整値をそれぞれ補正テーブルとして予め記憶・保持する記憶部（図示せず）を有している。即ち、実施例２では、アイリス値の上限、下限、及び所定数の中間の固定調整値のそれぞれを補正テーブルとして記憶・保持しており、焦点距離、及びフォーカス位置については補正テーブルとして記憶・保持していない。
【００６４】
そして、実施例２の補正テーブル生成部１２は、レンズ２から取得したレンズパラメータがアイリス値ｉを持つとすると、当該アイリス値ｉに最も近傍となるアイリス値に関する各固定調整値を選出し、当該アイリス値ｉの調整値を適応的に補間し、当該アイリス値ｉに対応する調整値を持つ補正テーブルを生成する（動的に更新する）。
【００６５】
より具体的には、例えば図４に示す補正テーブル生成部１２の破線枠内に示すように、取得したレンズパラメータは、下限ｉ１〜上限ｉＭまでのアイリス値の一次元の範囲内となるため、レンズ２から取得したアイリス値ｉに最も近傍となるアイリス値をそれぞれアイリス値ｉｍ，ｉｍ＋１とすると、補正テーブル生成部１２は、アイリス値ｉに対して、ｉｍ≦ｉ＜ｉｍ＋１を満たす各固定調整値を選出する。
【００６６】
続いて、補正テーブル生成部１２は、アイリス値ｉｍ，ｉｍ＋１の各固定調整値から、次式のように表される関数により、当該アイリス値ｉに対応する４つの調整値ＨＳＡＷ（ｉ），ＨＰＡＲＡ（ｉ），ＶＳＡＷ（ｉ），ＶＰＡＲＡ（ｉ）を色成分ごとに算出し、色成分別の補正テーブルとして補正信号生成部１３に出力する。
【００６７】
ＨＳＡＷ（ｉ）
＝Ｆ（ＨＳＡＷ(ｉｍ)，ＨＳＡＷ(ｉｍ＋１)）
ＨＰＡＲＡ（ｉ）
＝Ｆ（ＨＰＡＲＡ(ｉｍ)，ＨＰＡＲＡ(ｉｍ＋１)）
ＶＳＡＷ（ｉ）
＝Ｆ（ＶＳＡＷ(ｉｍ)，ＶＳＡＷ(ｉｍ＋１)）
ＶＰＡＲＡ（ｆ,ｉ,ｇ）
＝Ｆ（ＶＰＡＲＡ(ｉｍ)，ＶＰＡＲＡ(ｉｍ＋１)）
【００６８】
ここに、Ｆ（ ）は補間関数であり、一般的な線形補間やスプライン関数などとすることができる。尚、補間関数は、レンズ２から取得したアイリス値ｉに最も近傍となるアイリス値の固定調整値を基に補間するのが好適例であるが、当該補間にあたって、最も近傍となるものに限らず、レンズ２から取得したアイリス値ｉに近傍のものであればよく、更に複数の固定調整値を基に補間するよう構成することもできる。
【００６９】
このように、実施例２では、レンズ２から取得したレンズパラメータがアイリス値ｉを持つとすると、下限ｉ１〜上限ｉＭまでのアイリス値の一次元の範囲内となるため、この間で、等間隔で固定調整値を持つよう構成することで、実際のレンズパラメータに対応した補正テーブルが存在しない場合は、当該アイリス値ｉの近傍の固定調整値（好適には、近傍２点の固定調整値）を基に補間して補正テーブルを生成する。
【００７０】
尚、予め記憶・保持する固定調整値の間隔として等間隔とする際に、利用するレンズ３に応じて自由に設定することで、限られた固定調整値の補正テーブル数でも、レンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できる。そして、実施例２によれば、実施例１の場合よりも、予め記憶・保持するデータ量を削減することができる。
【００７１】
（実施例３）
次に、本実施形態のシェーディング補正装置１における実施例３の構成を説明する。前述した実施例２では、主としてアイリス値ｉのみに依存して予め記憶・保持する固定調整値の間隔として等間隔とする例を説明したが、図３（ａ）に示されるように、レンズシェーディングはアイリス値開放付近で特に変化する。このため、実施例３では、補正テーブルに対応するアイリス値を、アイリス値開放付近では密に、それ以外では疎に間隔設定した固定調整値をそれぞれ補正テーブルとして予め記憶・保持するよう構成する。
【００７２】
図５に、本実施形態のシェーディング補正装置１における実施例３の構成を示している。尚、図５に示す実施例３のシェーディング補正装置１は、実施例２と比較して、補正テーブル生成部１２以外の構成は同様であることから、実施例２の補正テーブル生成部１２についてのみ説明する。
【００７３】
実施例３の補正テーブル生成部１２は、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値ｉにのみ連動させ、焦点距離ｆ及びフォーカス位置ｇについては固定とし、色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値を補正テーブルとして生成し、補正信号生成部１３に出力する点で実施例２と同様である。ここでは、レンズ２から取得するレンズパラメータにはアイリス値・焦点距離・フォーカス位置が含まれるとして説明するが、レンズ２から取得するレンズパラメータはアイリス値のみを含むものでもよい。
【００７４】
ただし、実施例３の補正テーブル生成部１２では、補正テーブルに対応するアイリス値を、アイリス値開放付近では密に、それ以外では疎に間隔設定した固定調整値を予め補正テーブルとして記憶・保持するよう構成されている（図５参照）。
【００７５】
尚、予め記憶・保持する固定調整値の間隔としてアイリス値開放付近では密に、それ以外では疎に間隔設定する際に、利用するレンズ３に応じて自由に設定することで、限られた固定調整値の補正テーブル数でも、レンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できる。そして、実施例３によれば、実施例２の場合よりも更に、予め記憶・保持するデータ量を削減することができる。
【００７６】
図６に、本実施形態のシェーディング補正装置における実施例３の構成におけるシェーディング補正の補正前後の画素値分布を示している。アイリス値（Ｆ値）３．０，５．７のそれぞれについて図６（ａ）は焦点距離２４ｍｍ時、図６（ｂ）は焦点距離５０ｍｍ時、図６（ｃ）は焦点距離７０ｍｍ時の比較を示している。また、表３には、“（補正前）→（補正後）”の表記で、画素中心から水平端までの距離［％］として９０％の位置におけるシェーディング補正の補正前後の画素値の比較結果を示している。表３では、数値の絶対値が小さくなるほどシェーディングが小さいことを示している。図６及び表３から分かるように、精度よく補正できることが確かめられた。
【００７７】
【表３】
0006553974.tif 000004
【００７８】
尚、実施例３の技法を応用し、上述した実施例１においても、予め記憶・保持する固定調整値の間隔として等間隔にすることに限らず、レンズ２に応じて疎密に間隔設定して、記憶・保持する固定調整値を持つ補正テーブル数を削減することができる。
【００７９】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ホワイトシェーディング補正のみを行う例を説明したが、レンズパラメータに依存したブラックシェーディング補正を行うよう構成することもできる。図７は、本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置１の構成を示すブロック図である。尚、図７では、同様な構成要素には同一の参照番号を付している。また、本実施形態のシェーディング補正装置１は、電子スチルカメラ、ビデオカメラ、或いはテレビジョンカメラに適用可能であるが、ここでは主として、放送用テレビジョンカメラに適用する例を説明する。
【００８０】
即ち、図７に示すように、放送用テレビジョンカメラは、レンズ２、撮像素子３、アナログ信号処理部４、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５、及び本発明に係るシェーディング補正装置１を備える。図７において、これらの構成要素を制御するための制御部やその他の信号処理に関する図示は省略している。
【００８１】
レンズ２は、第１実施形態と同様に、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の３次元からなるレンズパラメータを出力可能に構成されている。本例では、特に、レンズ２は、放送用レンズとして、アイリス値が開放（全開）と全閉との間で無段階に動作可能となっている。
【００８２】
撮像素子３、アナログ信号処理部４、及びＡ／Ｄ変換部５は、第１実施形態と同様である。
【００８３】
ところで、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号は、白色（ホワイト）側の画素値として、映像信号の水平・垂直それぞれの方向に不均一性（シェーディング）を有しており、このホワイトシェーディングは、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置のレンズパラメータに依存して変化する。このため、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の映像信号は、ホワイトバランスも不均一となっている。
【００８４】
また、一般に、ブラックシェーディングは撮像素子３における各画素固有の暗電流成分の固定ノイズのばらつきを云うが、本例では、特定の用途に向けて、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置のレンズパラメータに依存して変化する暗時レベルのブラックシェーディングを補正するよう構成される。
【００８５】
本発明に係るレンズパラメータに依存するブラックシェーディングとは、当該暗電流成分の固定ノイズのばらつきとは別に、例えば放送用テレビジョンカメラでスタジオ内の所定の照明光による撮影を行いたい時に、当該照明光の消灯状態の暗時レベルをブラックシェーディングとして扱う。このような暗時レベルは、映像信号のオフセット成分として除去されるべきであり、ホワイトシェーディングのみとする構成ではホワイトバランスが確保されても当該暗時レベルの影響で中間調や彩度等の色再現に悪影響を及ぼすことがある。このため、当該照明光の消灯状態の暗時レベルをブラックシェーディングとして扱って除去し、その上でホワイトシェーディングを行うよう構成することが有効となる。或いは、レンズ２が赤外カットフィルタを有していない場合などでは、赤外成分がオフセット成分として現れるため、中間調や彩度等の色再現に悪影響を及ぼすことがある。このような場合には赤外透過フィルタ（可視光カットフィルタ）をレンズ２に取り付けてブラックシェーディング補正用の補正テーブルを決定し記憶・保持するようにする。実撮影時には、赤外透過フィルタ（可視光カットフィルタ）を外してブラックシェーディング補正及びホワイトシェーディング補正を行うよう構成することが有効となる。また、アイリス値を全閉としたときの漏れ光の影響を取り除きたい場合にも利用できる。
【００８６】
そこで、本実施形態のシェーディング補正装置１は、乗算器１１１及び加算器１１２を有するシェーディング補正部１１、ホワイトシェーディング用補正テーブル生成部１２、ホワイトシェーディング用補正信号生成部１３、ブラックシェーディング用補正テーブル生成部１２ａ、ブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａを備えている。
【００８７】
図７に示す乗算器１１１、ホワイトシェーディング用補正テーブル生成部１２、及びホワイトシェーディング用補正信号生成部１３は、いずれも図１に示す乗算器１１１、補正テーブル生成部１２、及び補正信号生成部１３と同様に構成され、従って上述した第１実施形態における実施例１乃至３の構成と同様とすることができるため、その更なる説明は省略する。
【００８８】
また、ブラックシェーディング用補正テーブル生成部１２ａ、及びブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａの構成も、記憶・保持するデータが異なる点を除き、実質的に、ホワイトシェーディング用補正テーブル生成部１２、及びホワイトシェーディング用補正信号生成部１３と同様な構成とすることができる。
【００８９】
シェーディング補正部１１は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の暗時レベルの映像信号に対し、所定のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）から得られる補正信号（補正オフセット）を減算演算しブラックシェーディング補正を行う加算器１１２と、加算器１１２を経て得られる各色成分の映像信号に対し、補正信号（補正ゲイン）を水平・垂直それぞれの方向に応じて乗算しホワイトシェーディング補正を行う乗算器１１１とを有している。シェーディング補正部１１から出力される補正後映像信号は、シェーディング及びホワイトバランスが補正されて、各種映像信号処理へと利用可能となる。
【００９０】
ブラックシェーディング用補正テーブル生成部１２ａは、暗時レベルの映像光の状態で、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値・焦点距離・フォーカス位置のうち、アイリス値・焦点距離・フォーカス位置の値の全てを基に、或いはアイリス値のみ又はアイリス値及び焦点距離の値を基に、レンズ２からレンズパラメータに合致する調整値（色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す）を持つ補正テーブルを生成し、ブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａに出力する。
【００９１】
ブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａは、ブラックシェーディング用補正テーブル生成部１２ａから、色成分ごとの補正テーブル（ＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す調整値を持つテーブル）を取得し、当該撮像素子３における水平・垂直の２次元座標の座標値（水平カウンタ値及び垂直カウンタ値）に対応する補正オフセットを生成して補正信号として加算器１１２に出力する。
【００９２】
加算器１１２は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の暗時レベルの映像信号に対し、所定のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）から得られる補正信号（補正オフセット）を減算演算する。
【００９３】
これにより、シェーディング補正装置１は、シェーディング補正部１１により、ブラックシェーディング、ホワイトシェーディング及びホワイトバランスを補正した映像信号を生成し、後段の各種映像信号処理（図示せず）に出力する。
【００９４】
図８は、本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置１における一実施例の構成を示すブロック図である。
【００９５】
本実施例のブラックシェーディング用補正テーブル生成部１２ａは、レンズ２からレンズパラメータを取得して、レンズパラメータに含まれるアイリス値ｉ・焦点距離ｆ・フォーカス位置ｇの全てを基に、レンズ２からレンズパラメータに合致する調整値（色成分ごとのＳＡＷの傾きやＰＡＲＡの曲率を示す）を持つ補正テーブルを生成し、ブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａに出力する。本例の補正テーブルの補間は、上述した第１実施形態の実施例１と同様である。
【００９６】
また、ブラックシェーディング用補正信号生成部１３ａも、上述した第１実施形態の実施例１と同様に構成することができる。
【００９７】
シェーディング補正部１１内の加算器１１２は、Ａ／Ｄ変換部５から出力された各色成分の暗時レベルの映像信号に対し、所定のノコギリ波形（ＳＡＷ）及びパラボラ波形（ＰＡＲＡ）から得られる補正信号（補正オフセット）を減算演算する。これにより、ブラックシェーディングを補正した映像信号を生成し、後段の乗算器１１１に出力する。
【００９８】
このように、本実施例のシェーディング補正装置１は、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズ２から取得したアイリス値ｉ、焦点距離ｆ、及びフォーカス位置ｇのレンズパラメータに依存したブラックシェーディングを適切に補正できるようになる。
【００９９】
尚、本実施形態に係るブラックシェーディング補正は、上述した第１実施形態のホワイトシェーディング補正に係る他の実施例と同様に構成してもよい。
【０１００】
尚、上述した各実施形態の例では、撮像素子３による撮像系に関して単板式光学系を例に説明したが、いわゆる３板式光学系で構成してもよい。図９に、本発明による第２実施形態のシェーディング補正装置１を３板式光学系に適用した例を示す。３板式光学系は、色分解光学系としてのプリズム６と、ＲＧＢの色分解された各映像光をそれぞれ受光する撮像素子３ｒ，３ｇ，３ｂより構成される。レンズ２から得られる映像光はプリズム６によりＲＧＢ系に色分解される。各撮像素子３ｒ，３ｇ，３ｂは、それぞれ同一構造で構成することができ、プリズム６を介して色分解されたＲＧＢの各色成分に対応して光電変換する水平・垂直の２次元座標の画素を有するイメージセンサである。このような３板式光学系で構成した場合でも、本発明に係るシェーディング補正装置１を適用することができる。
【０１０１】
以上、特定の実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した例では、合成部１３３により水平・垂直の補正信号を合成し、乗算器１１１又は加算器１１２によりシェーディング補正を行う例を説明したが、水平又は垂直の補正信号を分けて乗算器１１１又は加算器１１２によりシェーディング補正を行うよう構成することもできる。また、本発明に係る構成によれば、予め記憶保持するシェーディング補正に係るデータ量を大幅に削減することもできるため、例えば複数種のレンズに対応した補正テーブルを記憶・保持するよう構成することや、レンズの種類に応じて書き換え可能なように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明によれば、限られた固定調整値の補正テーブル数で、レンズパラメータに依存したシェーディングを適切に補正できるので、レンズパラメータに依存したシェーディングを要する用途に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  シェーディング補正装置
２  レンズ
３，３ｒ，３ｇ，３ｂ  撮像素子
４  アナログ信号処理部
５  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
６  プリズム
１１  シェーディング補正部
１１１  乗算器
１１２  加算器
１２  ホワイトシェーディング用の補正テーブル生成部
１２ａ  ブラックシェーディング用の補正テーブル生成部
１３  ホワイトシェーディング用の補正信号生成部
１３ａ  ブラックシェーディング用の補正信号生成部
１３１  水平シェーディング補正信号波形生成部
１３２  垂直シェーディング補正信号波形生成部
１３３  合成部
１３１１，１３１２  波形生成部
１３１３，１３１４  乗算部
１３２１，１３２２  波形生成部
１３２３，１３２４  乗算部
【図１】
0006553974.tif 000005
【図２】
0006553974.tif 000006
【図３】
0006553974.tif 000007
【図４】
0006553974.tif 000008
【図５】
0006553974.tif 000009
【図６】
0006553974.tif 000010
【図７】
0006553974.tif 000011
【図８】
0006553974.tif 000012
【図９】
0006553974.tif 000013