(57)【要約】【課題】リアルタイムで、測定環境条件の変動による測定誤差を取り除くことが可能なシェーディング補正回路の実現。【解決手段】撮像された映像信号の収差を補正するシェーディング補正において、撮像素子から得られた映像信号のフィールド毎あるいはフレーム毎の輝度レベル平均値を測定し、該測定した輝度レベル平均値データに基づき、次のフィールドあるいはフレームの輝度レベル平均値を予測し、基準の輝度レベル平均値に対する変動分を割り出し、該変動分を打ち消すようシェーディング補正信号を修正し、該修正したシェーディング補正信号に基づき、リアルタイムで、シェーディング補正をするものである。【選択図】      図１
2004247880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像された映像信号の収差を補正するシェーディング補正方法において、撮像素子から得られた映像信号のフィールド毎あるいはフレーム毎の輝度レベル平均値を測定し、該測定した輝度レベル平均値データに基づき、次のフィールドあるいはフレームの輝度レベル平均値を予測し、基準の輝度レベル平均値に対する変動分を割り出し、該変動分を打ち消すようシェーディング補正信号を修正し、該修正したシェーディング補正信号に基づき、リアルタイムで、シェーディング補正をすることを特徴としたシェーディング補正方法。
【請求項２】
撮像された映像信号の収差を補正するシェーディング補正装置において、撮像素子から得られた映像信号のフィールド毎あるいはフレーム毎の輝度レベル平均値を測定し出力する手段と、該測定した輝度レベル平均値データに基づき、次のフィールドあるいはフレームの輝度レベル平均値を予測し、基準の輝度レベル平均値に対する変動分を割り出し、該変動分を打ち消すようシェーディング補正信号を修正し出力する手段と、該修正したシェーディング補正信号に基づき、リアルタイムで、撮像素子から得られた映像信号のシェーディング補正をする手段とを有することを特徴としたシェーディング補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラを用いて撮像した場合の、レンズの光学系や、撮像素子の感度むら、および、光源の方向性など撮像条件によるむらを補正するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビジョンカメラを用いて撮像した映像には、様々な理由で、収差が発生する。  本発明で対象とする収差は、シェーディングと称される収差であり、ブラックシェーディングと変調シェーディングがある。  この発生の理由は、レンズの光学系や、撮像素子の感度むらや、テレビジョンカメラ内のアナログ処理回路における方向性不均一性による偏りや、光源の方向性など、撮像条件によるむらなど、様々である。
以下、ブラック・シェーディングを例に取り、図３を用いて、詳細に説明する（例えば、特許文献１参照）。  画面全体に均一な黒い画像を映した際、もしくはレンズをクローズした際、本来、映像信号は、画面全体で均一に基準のブラックレベルになるはずであるが、撮像素子の感度むらなどがある場合、映像に偏りが発生する。具体的には、画面の端のレベルが基準ブラックレベルに対し、浮いた状態もしくは沈んだ状態になる。
【０００３】
レンズなどの光学系１より取り込まれた映像は、ＣＣＤ等の撮像素子２、映像信号処理回路３を経て、電気的な映像信号となる。  この段階で信号はブラックシェーディングの偏りがある。  この波形を７に示す。７では偏りが中心位置を基準ブラック０％レベルとした場合、画面端部のレベルが２０％であったと仮定する。
この情報をブロック単位に測定し、偏りを補正すべく、ブロック単位に、補正信号を求める。  この補正信号は、基準ブラックに対する差分値として求まる。この例では、画面中心では差分は０、画面端部に相当するブロックでは差分値は２０％である。  ここで、ブロック単位に求められた補正データは、メモリ６に備えておく。  そして、メモリ６から、映像の水平・垂直同期信号に同期して、ブロックデータを読み出す。この波形を９に示す。
次に、アナログフィルタ回路５でスムージングを行う。この波形を８に示す。この補正信号を減算回路４で映像信号から減ずれば、信号は、一律０％ブラックレベルとなり、均一となる。  この様な方法で、ブラックシェーディング補正を行っていた。
【特許文献１】
特開平７−２５０２５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、所定の周期でカメラからの映像を取り込み、その映像を解析し、判定するシステムでは、取り込みにおける条件の違いは、結果判定の精度を低下させる要因となる。  たとえば、屋内において、蛍光灯など周期的変動要素を持った光源のもとに、解析し判定する際は、フリッカ変動による映像の変動が発生し、映像全体のレベルに微妙に影響する。  また最適なフォーカスポイントを求めるために、フォーカスをずらしながら測定する場合があるが、この時も、シェーディング量など、輝度補正量は最適化する必要がある。  また、測定環境において光源の条件は、厳密には変更が発生する場合もある。  また、温度変化により、シェーディング量など、輝度補正量は最適化する必要がある。  このような様々な要因により、シェーディング量等の輝度補正量は、常に最適化する必要があるが、現状のシステムでは対応できていない。
本発明はこれらの問題点に鑑み、リアルタイムで、測定環境条件の変動による測定誤差を取り除くことが可能なシェーディング補正の実現を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、撮像された映像信号の収差を補正するシェーディング補正において、撮像素子から得られた映像信号のフィールド毎あるいはフレーム毎の輝度レベル平均値を測定し、該測定した輝度レベル平均値データに基づき、次のフィールドあるいはフレームの輝度レベル平均値を予測し、基準の輝度レベル平均値に対する変動分を割り出し、該変動分を打ち消すようシェーディング補正信号を修正し、該修正したシェーディング補正信号に基づき、リアルタイムで、シェーディング補正をするものである。
一定周期でカメラからの映像を取りこみ、その映像を解析し、判定するシステムにおいては、測定対象ならびに環境は限定されたものである。  よって、画面全体の輝度レベル平均は、ほぼ一定と考えられる。  この輝度レベルの変動は、補正すべき対象と考えられる。
そこで、毎フィールドあるいはフレームで輝度レベル平均を測定し、その測定値を記憶する。この場合、シェーディングなど輝度補正を行う前の信号について測定するものとする。  フィールドあるいはフレーム平均の連続データに対し、フィルタで高域のノイズ成分を除去する。  除去後のデータを基に外挿補間で、次のフィールドの輝度レベル平均を予測し、これから変動分を割り出し、これを打ち消すようにシェーディングなど輝度補正に修正をかける。
これによって様々な変動要因を除去し、結果判定の精度を向上できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のシェーディング補正の概略構成を示し、図２に補正値外挿補間の概念を示す。  以下、図１、図２を用いて、シェーディング補正値に対するリアルタイム修正方法について説明する。なお、以下の説明は、フィールド毎のシェーディング補正について説明するが、本発明は、フレーム毎のシェーディング補正についても同様に適用できる。
レンズなどの光学系１より取り込まれた映像は、ＣＣＤ等の撮像素子２、映像信号処理回路３を経て、電気的な映像信号となる。  ここで、フィールド毎に、輝度レベル平均測定回路１０でフィールド毎の輝度レベル平均値を測定し、その測定値を記憶する（図２参照）。  この場合、シェーディングなど輝度補正を行う前の信号について測定するものとする。
測定したフィールド輝度レベル平均値の連続データに対して、シェーディング補正量修正値算出回路１１内のフィルタ（図示せず）で、高域のノイズ成分を除去する。  さらに、シェーディング補正量修正値算出回路１１では、ノイズ除去後のデータに基づき、外挿補間によって次のフィールドの輝度レベル平均値ＬＸを予測し、基準の輝度レベル平均値Ｌ０に対する変動分を割り出し（ＬＸ÷Ｌ０）、この変動分を打ち消すように、乗算器１２によりシェーディング補正値出力回路１３から出力されるシェーディング補正値に対し修正をかける。
そして、この修正したシェーディング補正信号を、乗算器１４で、映像信号に乗ずれば、リアルタイムで、様々な変動要因による影響を除去した、シェーディング補正が実現できる。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシェーディング補正方式を用いると、測定環境条件の変動による測定誤差を取り除くことが可能となり、測定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシェーディング補正の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明のシェーディング補正方式の外挿補間の概念を説明する模式図
【図３】従来のシェーディング補正の構成を示すブロック図
【図１】
2004247880.tif 000003
【図２】
2004247880.tif 000004
【図３】
2004247880.tif 000005