(57)【要約】【課題】撮影した映像信号の輝度レベルに適応して輝度ムラを補正することができる撮像機器を提供することである。【解決手段】レンズから入射する光を映像信号として変換するための複数個の画素から構成される撮像素子を備えた撮像手段と、撮像素子を構成する各画素によって変換された映像信号の輝度レベルを補正するため、撮像手段で基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに算出した補正データが記録してある記録手段と、撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを検出するレベル検出手段と、レベル検出手段で検出した映像信号の輝度レベルに応じて、撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正するための所定の補正係数を設定する補正係数設定手段と、補正係数設定手段で設定した所定の補正係数と記録手段に記録してある補正データとに基づいて撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正する輝度むら補正手段とを備える。【選択図】  図１
2004200888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズから入射する光を映像信号として変換するための複数個の画素から構成される撮像素子を備えた撮像手段と、
前記撮像素子を構成する各画素によって変換された映像信号の輝度レベルを補正するため、前記撮像手段で基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに算出した補正データが記録してある記録手段と、
前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段で検出した映像信号の輝度レベルに応じて、前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正するための所定の補正係数を設定する補正係数設定手段と、
前記補正係数設定手段で設定した所定の補正係数と前記記録手段に記録してある補正データとに基づいて前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正する輝度むら補正手段と、を備えていること
を特徴とする撮像機器。
【請求項２】
前記記録手段の補正データは、前記基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに、前記レンズの中心点を基準とし、該中心点からの距離に応じて算出した補正データであること
を特徴とする請求項１に記載の撮像機器。
【請求項３】
前記記録手段の補正データは、前記基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに、前記レンズの中心点を基準とし、該中心点からの位置情報に応じて前記撮像素子を構成する画素ごとに算出した補正データであること
を特徴とする請求項１に記載の撮像機器。
【請求項４】
前記補正係数設定手段は、前記撮像手段で撮像した映像信号をＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換して処理している場合、該Ｒ・Ｇ・Ｂ信号それぞれに応じた所定の補正係数を設定できること
を特徴とする請求項１に記載の撮像機器。
【請求項５】
前記補正係数設定手段は、前記撮像素子を構成する画素ごとに所定の補正係数を設定できること
を特徴とする請求項１に記載の撮像機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影した映像信号の輝度レベルに適応して輝度ムラを補正することができる撮像機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像機器では、レンズを介して入力される被写体からの光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子で電気信号に変換し、さらに、この信号をデジタル信号に変換して信号処理部に送り、信号処理部でホワイトバランスや階調を補正してＲＧＢ（赤／緑／青）信号に変換し、このＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）に変換した１フレーム分の映像信号が生成される。
【０００３】
しかし、撮像機器のレンズや撮像素子の特性によって、この１フレーム内の映像信号における輝度レベルの分布にはムラ（以下、輝度ムラという）が生じてしまう。
【０００４】
レンズ特性に起因する輝度ムラは、レンズの中心から離れるほど入射光の光量が低下することにより、レンズの中心部と周辺部との光量の違いが生ずることにより起こるものである。
【０００５】
図９は、レンズの光軸中心からの距離と映像信号の輝度レベルの関係を略示的に示したものであり、レンズの光軸中心からの距離が増加するにつれて入射光量（映像信号レベル）は低下する、即ち、撮影した１フレームの映像では、フレームの周辺部分が中心部分に比べて暗くみえるなど、画質に大きな影響を与える。
【０００６】
また、撮像素子に起因する輝度ムラは、ＣＣＤなどの撮像素子を構成している各画素（セル）の開口部に取り付けられたレンズに対し光の入射角度が異なることで生ずる輝度ムラであり、画素（セル）に対して光が垂直に入射した場合は十分な光量を得られものであるが、レンズの中心から離れるにつれて光の入射角度が変わる（角度が大きくなる）ことにより、画素（セル）への入射光量が減少するために生ずるものである。
【０００７】
図１０は、レンズの位置と各画素における映像信号の輝度レベルの関係を示すグラフであり、レンズの光軸中心からの距離が増加するにつれて光量が低下し、各画素に垂直に入射する光が減少するため、レンズの中心部から離れるにしたがって映像信号の輝度レベルが低下して行くので、１フレームの映像信号における輝度ムラを引き起こす原因となっている。
【０００８】
このような輝度ムラは、レンズ特性を改善することにより低減することもできるが、コストがかかり、完全に補正することができないこともあり、通常は映像信号処理部で補正が行われている。
【０００９】
ここで、従来技術における映像信号処理部の輝度ムラ補正処理の具体的な動作について図を参照しながら説明する。
【００１０】
例えば、図１１に示すブロック図のように、映像信号処理に関連する主要部の構成は、撮像部１０ａ、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０ａ、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０ａ、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０ａ、カメラ信号処理部５０ａなどから構成されている。
【００１１】
また、カメラ信号処理部５０ａは、映像信号ムラ補正回路５１０ａ、ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１ａ、γ補正回路５１２ａ、色分離回路５１３ａ、ＹＣ変換回路５１４ａ、メモリ５１７ａなどから構成される。
【００１２】
このような構成において、被写体からの光が撮像部１０ａのレンズを介して入力され、ＣＣＤなどの撮像素子を構成する各画素によって電気信号に変換され、Ｓ／Ｈ回路２０ａ、ＡＧＣ回路３０ａ、Ａ／Ｄ変換回路４０ａを経由してデジタル映像信号に変換されて、カメラ信号処理部５０ａに送られる。
【００１３】
そして、カメラ信号処理部５０ａは、メモリ５１７ａに記憶されている輝度補正用の補正データを用い、映像信号補正回路５１０ａによって入力されたデジタル映像信号の輝度ムラを補正し、ＷＢ回路５１１ａでホワイトバランスの調整（白色補正）を行い、γ補正回路５１２ａで階調を補正し、色分離回路５１３ａで画素の補間処理を行いすべての画素についてＲＧＢ信号を得た後、ＹＣ変換回路５１４ａで輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）に変換されて出力される。
【００１４】
ここで、メモリ５１７ａに記憶されている補正データは、無色で高輝度の被写体（白い紙、ライトボックスなど）の撮影して得た映像信号における輝度レベルの分布状態を測定し、測定した輝度レベルの分布状態に基づきレンズ中心点からの距離［ｄ］やレンズの位置［ｘ,ｙ］に応じて、次に示す数式（Ａ）あるいは数式（Ｂ）により算出される。
【００１５】
Ｇｉ［ｄ］＝Ｌ［０］／Ｌ［ｄ］           （Ａ）
【００１６】
なお、Ｌ[０]；光軸中心点（ｄ＝０）の輝度レベル、Ｌ[ｄ]；レンズの光軸中心点からの距離[ｄ]だけ離れたところの映像信号の輝度レベルである。
【００１７】
Ｇｉ[ｘ,ｙ]＝Ｌ[０,０]／Ｌ[ｘ,ｙ]        （Ｂ）
【００１８】
なお、[ｘ,ｙ]；レンズに対応する位置、Ｌ[ｘ,ｙ]；位置[ｘ,ｙ]における映像信号の輝度レベル、Ｌ[０,０]；光軸中心部分（位置[ｘ,ｙ]＝［０,０］）の映像信号の輝度レベルである。
【００１９】
そして、数式（Ａ）あるいは数式（Ｂ）を使って求めた補正データＧｉ[ｄ]あるいは補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を工場出荷時などにあらかじめメモリ５１７ａに記録しておく。
【００２０】
カメラ信号処理回路５０ａでは、撮影した映像信号の輝度レベルをメモリ５１７ａに記録された補正データＧｉ[ｄ]あるいは補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を用いて補正することにより、レンズに対する位置やレンズの中心点からの距離に応じた輝度レベルの補正を行う。
【００２１】
なお、レンズの中心点からの距離［ｄ］に応じて輝度レベルの補正を行う場合（補正データＧｉ[ｄ]を用いる場合）は、回路の簡易化するため、図１２に示したグラフのように、レンズの中心点から離れるごとに補正データＧｉ[ｄ]を所定の値だけ増加するように設定しておくことにより、メモリを使わずに輝度を補正することも可能である。
【００２２】
また、レンズの位置［ｘ,ｙ］に応じた補正を行う場合（補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を用いる場合）は、撮像素子を構成する各画素（セル）上の色フィルタの特性不均一などに起因する輝度ムラや、画素（セル）の製造段階で生ずる特性のばらつきや画素の配置に起因した輝度ムラ、所謂、固定パターンノイズの補正も可能である。
【００２３】
このような輝度ムラ補正処理では、通常、レンズの周辺部分ほど映像信号の輝度レベルの低下が大きいため、レンズの周辺部分の補正データをレンズの中心部分の補正データに比べて大きい値を設定している。そのため、レンズ周辺部分のノイズの輝度レベルまで増幅してしまう。
【００２４】
また、メモリに記録してある補正データは、無色で高輝度の被写体を撮影したときの映像信号に基づいて算出されるが、ユーザが実際の被写体を撮影したとき、その被写体が全体的に低い輝度（暗い）のときには、補正データの値が大きすぎて（強すぎて）レンズの周辺部の映像が中心部分より明るくなりすぎてしまい、不自然な映像になることがある。
【００２５】
これは、レンズの周辺部分が暗い被写体を撮影しようとしたときに顕著になる。なぜならば、ＣＣＤなどの撮像素子による映像信号は輝度レベルが低いほどノイズ成分の影響を大きく受けやすく、また、人間の目が明るい部分のノイズより暗い部分のノイズに気がつきやすいと言う視覚特性を持っているからである。
【００２６】
更に、映像信号の輝度レベルが低いほどＳ／Ｎ比は悪く、ノイズ成分が多く含まれるため、補正前の映像信号（１フレーム分）に均一に存在していたノイズ成分が、補正後にはレンズ周辺部分のノイズ成分だけを増加させてしまうこともあり、もともと多かったレンズ周辺部分のノイズをさらに強調させてしまい、画質を劣化させる。
【００２７】
また、１フレーム分の映像信号における輝度レベルのばらつき状態も映像信号の輝度レベルに依存する。輝度が高い被写体を撮影した場合、１フレーム内の映像信号における輝度レベルのばらつきは大きく、被写体の輝度レベルが低くなるとそのばらつきは小さくなる。
【００２８】
例えば、図１３に示す映像信号Ａと映像信号Ｂでは、映像信号Ａの方が輝度レベルが大きい（被写体の輝度が高い）ので１フレーム内の映像信号における輝度レベルのばらつきが大きく（輝度ムラが大きく）、映像信号Ｂの方が輝度レベルが低い（被写体の輝度が低い）のでノイズ成分が多いことになる。
【００２９】
ここで、図１３に示す映像信号Ａと映像信号Ｂをレンズの中心点からの距離［ｄ］に応じて輝度レベルを補正する（補正データＧｉ[ｄ]を用いる場合）場合について図１４を参照しながら説明する。
【００３０】
映像信号Ａと映像信号Ｂは、レンズの（光軸）中心点からの距離０〜１０に応じて図１４（ｂ）の表に示すような輝度レベルの値を取るものであり、これをグラフに示すと、図１４（ａ）の実線のようにレンズの（光軸）中心点からの距離が大きくなるにつれて輝度レベルが低下している。
【００３１】
また、補正データ（補正係数）の値は、無色で高輝度の被写体を撮影して得た映像信号に基づいて上述した数式（Ａ）で求めた値を予めメモリに記憶しているものとする。
【００３２】
そして、映像信号Ａ及び映像信号Ｂの輝度レベルを補正データ（補正係数）により補正すると、レンズの（光軸）中心点と比べて低かったレンズ周辺部の輝度レベルが図１４（ａ）の点線で示すグラフのように補正される。
【００３３】
映像信号Ａは、高輝度の被写体を撮影した映像信号であり、補正データ（補正係数）も無色で高輝度の被写体を撮影して得た映像信号に基づいて求めた値であるため、レンズの中心部から周辺部にかけて一様な輝度レベルに補正され、輝度ムラがほとんどなくなる。
【００３４】
一方、映像信号Ｂは、低輝度の被写体を撮影した映像信号であるため、レンズ周辺部の輝度レベルに対して補正データの値が大きすぎるため、補正後にはレンズの中心部よりレンズ周辺部の輝度レベルが高くなってしまう。
【００３５】
また、実際には撮像素子を構成する各画素（セル）の製造段階で生ずる特性のばらつきや画素（セル）上の色フィルタの特性が不均一であることによって、上述した図９や図１０のようなレンズの（光軸）中心点からの距離が大きくなるにつれて輝度レベルが低下するのではなく、図１５に示すように、各画素の特性や配置（位置）による輝度レベルのばらつきが発生し、各撮像素子（各機器）ごとに固有のパターン、所謂、固定パターンノイズが現れる。
【００３６】
従って、映像信号の輝度レベルのばらつきがレンズの中心からの距離に比例しないため、レンズの位置［ｘ,ｙ］に応じて各画素ごとに補正を行う必要がある。
【００３７】
このようなレンズの位置［ｘ,ｙ］に応じて各画素ごとに輝度レベルの補正する場合（補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を用いる場合）について説明する。
【００３８】
図１６に示す映像信号Ａと映像信号Ｂ（実線）は、固定パターンノイズの影響を加味したときの映像信号であり、１フレームの映像信号における或る１ライン（１列又は１行の画素）の輝度レベルの状態を示したものである。
【００３９】
映像信号Ａと映像信号Ｂは、レンズの（光軸）中心点からの距離±６０の範囲において、図１６（ｂ）の表に示すような輝度レベルの値を取るものであり、これをグラフに示すと、図１６（ａ）の実線のように、画素の特性とレンズの（光軸）中心点からの距離によって画素ごとに輝度レベルがバラついた状態となっている。
【００４０】
また、補正データ（補正係数）の値は、無色で高輝度の被写体を撮影して得た映像信号に基づいて上述した数式（Ｂ）で求めた値を予めメモリに記憶しているものとする。
【００４１】
そして、映像信号Ａ及び映像信号Ｂの輝度レベルを補正データ（補正係数）により補正すると、それぞれ図１６（ａ）のグラフの点線で示すように補正される。
【００４２】
映像信号Ａは、高輝度の被写体を撮影した映像信号であり、補正データ（補正係数）も無色で高輝度の被写体を撮影して得た映像信号に基づいて求めた値であるため、各画素の輝度レベルは一様な輝度レベルに補正され、輝度ムラがほとんどなくなる。
【００４３】
一方、映像信号Ｂは、低輝度の被写体を撮影した映像信号であるため、ある画素に対する補正データの値が大きすぎる場合もあり（例えば、レンズ中心からの距離［ｄ］が「−２０」に対する画素の補正値）、この画素の周辺の輝度レベルが他の画素に対する輝度レベルより突出して大きくなり、不自然な映像になる。
【００４４】
そこで、全面が均等な明るさで無地白色の基準被写体を撮影した画像データに基づいて作成した補正データによりレンズに起因する画像の中央部と周辺部との輝度の歪みを補正する（例えば、特許文献１参照）、２次元的に画素が配列された撮像素子により撮像された画像の列及び行に対する補正データのうち、少なくとも一方を、注目画素の位置に応じて変更することにより撮像素子の感度の不均一性を補正する（例えば、特許文献２参照）、シェーディング補正処理と共に輪郭強調処理を行い、レンズの周辺部分における画像の輪郭強調を弱めることで輝度ムラを改善する（例えば、特許文献３参照）などの方法・装置が考案されている。
【００４５】
【特許文献１】
特開２００１−２１１４５６号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１６５０９号公報（第５−８頁、図１）
【特許文献３】
特開２００１−１６７２６３号公報（第５−８頁、図１）
【００４６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、映像信号の輝度レベルの低下は、レンズの光軸中心からの距離に比例するが、実際には必ずしも左右、上下対称ではない。このためレンズの光軸中心からの距離情報だけで補正をした場合、補正後の映像の明るさが方向によって異なってしまうという問題がある。
【００４７】
一方、ＣＣＤなどの撮像素子の製造時に生じる色フィルタの塗布ムラなどにより生じる輝度ムラは、画素毎の補正係数を持ったテーブルを作成し、各画素とレンズ位置との関係を見ながら画素ごとに輝度レベルを補正する必要があるが、補正のときに無色で高輝度の被写体を撮影した映像信号に基づいて作成した補正データを用いると、比較的ノイズが多い暗い部分で、補正ゲインが大きすぎることにより固定パターンノイズをさらに強調してしまうという問題がある。
【００４８】
更に、画素（セル）サイズの微細化に伴い、顔料を色フィルタ材料として使用した場合に、顔料の粒子の大きさにより発生する輝度ムラも無視できない問題となってきており、これを補正（あるいは除去）することが重要になってきている。
【００４９】
また、シェーディング補正処理と共に輪郭強調処理を行って輝度ムラを改善する場合、映像信号の輝度ムラ補正用と輪郭補正用の二つの補正データ（テーブル）が必要であることから回路規模も大きくなり処理も複雑となる。
【００５０】
そこで、撮影時における撮像機器の設定情報（シャッタースピード、露出など）をもとに、補正に使用する補正データ（テーブル）を切り替える方法もあるが、制御が複雑であり、撮影した映像信号（１フレーム分）における輝度レベルの分布状態に応じて輝度ムラを補正することができないという問題がある。
【００５１】
従って、撮影した映像信号における輝度レベルの分布状態に適応して輝度レベルを調整可能とし、且つ、レンズや撮像素子に起因する輝度ムラの補正を行うことができるようにすることに解決しなければならない課題を有する。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る撮像機器は次のような構成にすることである。
【００５３】
（１）レンズから入射する光を映像信号として変換するための複数個の画素から構成される撮像素子を備えた撮像手段と、前記撮像素子を構成する各画素によって変換された映像信号の輝度レベルを補正するため、前記撮像手段で基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに算出した補正データが記録してある記録手段と、前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段で検出した映像信号の輝度レベルに応じて、前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正するための所定の補正係数を設定する補正係数設定手段と、前記補正係数設定手段で設定した所定の補正係数と前記記録手段に記録してある補正データとに基づいて前記撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正する輝度むら補正手段と、を備えていることを特徴とする撮像機器。
（２）前記記録手段の補正データは、前記基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに、前記レンズの中心点を基準とし、該中心点からの距離に応じて算出した補正データであることを特徴とする（１）に記載の撮像機器。
（３）前記記録手段の補正データは、前記基準となる被写体を撮像したときの映像信号をもとに、前記レンズの中心点を基準とし、該中心点からの位置情報に応じて前記撮像素子を構成する画素ごとに算出した補正データであることを特徴とする（１）に記載の撮像機器。
（４）前記補正係数設定手段は、前記撮像手段で撮像した映像信号をＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換して処理している場合、該Ｒ・Ｇ・Ｂ信号それぞれに応じた所定の補正係数を設定できることを特徴とする（１）に記載の撮像機器。
（５）前記補正係数設定手段は、前記撮像素子を構成する画素ごとに所定の補正係数を設定できることを特徴とする（１）に記載の撮像機器。
【００５４】
このような構成とすることにより、撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルをレベル検出手段で検出し、検出した輝度レベルに応じて補正係数設定手段が所定の補正係数を設定し、輝度むら補正手段によって補正係数設定手段で設定した補正係数と記録手段に記録してある補正データとに基づいて、撮像手段で変換した映像信号の輝度レベルを補正するので、撮影した映像の輝度レベルに適応して輝度レベルを補正し、且つ、レンズや撮像素子に起因する輝度ムラを補正することができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る撮像機器における実施の形態について図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００５６】
まず、本発明に係る撮像機器の第１の実施例について図１を参照しながら説明する。
【００５７】
図１は、撮像機器において、映像信号の輝度ムラ補正の主要となる部分の構成を略示的に示したブロック図であり、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５、カメラ信号処理部５０などを備えている。
【００５８】
撮像部１０は、レンズと、入射した光を電気信号に変換する複数個の画素（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）など）を配列して構成された撮像素子を備えている。
【００５９】
そして、レンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定時間内でレンズを介し取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【００６０】
Ｓ／Ｈ回路２０は、入力側を撮像部１０、出力側をＡＧＣ回路３０と接続し、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【００６１】
ＡＧＣ回路３０は、入力側をＳ／Ｈ回路２０、出力側をＡ／Ｄ変換回路４０と接続し、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路４０へ送出する。
【００６２】
Ａ／Ｄ回路４０は、入力側をＡＧＣ回路３０、出力側をカメラ信号処理部５０と接続し、ＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０へ送出する。
【００６３】
タイミングジェネレータ４５は、撮像部１０の撮像素子を構成する各画素が変換した電気信号を取り込むための基準となるタイミング信号を生成して撮像部１０に送出すると同時に、カメラ信号処理部５０のアドレスカウンタ５１８にも同じタイミング信号を送出する。
【００６４】
カメラ信号処理部５０は、映像信号補正回路５１０、ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１、γ（ガンマ）補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、レベル検出回路５１５、補正係数設定回路５１６、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０、光軸距離算出回路５２１などから構成され、Ａ／Ｄ変換回路４０から送られてくるデジタル映像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して出力する。
【００６５】
また、上述したカメラ信号処理部５０を構成する各回路５１０〜５２１は以下のような機能を備えている。
【００６６】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号における輝度信号レベルのムラを、シェーディング補正係数Ｇ[ｄ]（後述）に基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【００６７】
ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１は、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号に対し、撮影環境における光源の状態で変化する色温度に応じて白色を正しく撮影できるように補正する、いわゆる、ホワイトバランス補正を行ってγ補正回路５１２へ送出する。
【００６８】
γ（ガンマ）補正回路５１２は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランス補正処理が施されたデジタル映像信号の階調を補正する、いわゆる、γ補正を行って色分離回路５１３へ送出する。
【００６９】
色分離回路５１３は、γ補正回路５１２でγ補正処理が施されたデジタル映像信号の補間を行うものであり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素データが存在しない位置におけるＲＧＢ信号の補間処理を行ってＹＣ変換回路５１４へ送出する。
【００７０】
具体的には、例えば、原色Ｇ市松、Ｒ／Ｂ線順次のカラーフィルタ配列をもつ撮像素子を使った場合、それぞれの画素位置にはＲ、Ｇ、Ｂいずれか１種類の色信号しか存在しない。画素毎の輝度信号、色差信号を生成するためには、すべての画素位置でのＲ・Ｇ・Ｂ信号が必要であるため、もともとの色データが存在しない画素位置について補間処理を行い、全ての画素についてのＲＧＢ信号を得るための処理を行う回路である。
【００７１】
ＹＣ変換回路５１４は、色分離回路５１３で補間処理されたＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して出力する。
【００７２】
レベル検出回路５１５は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度レベルを検出して補正係数設定回路５１６へ送出する。
【００７３】
補正係数設定回路５１６は、レベル検出回路５１５で検出されたデジタル映像信号の輝度レベルに応じて輝度を補正するための補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を設定し、設定した補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を乗算器５１９に送出する。
【００７４】
メモリ５１７は、基準となる被写体（例えば、輝度レベルが高く、無色の被写体）を撮像して得た映像信号における輝度レベルの分布状態をもとに、撮像部１０のレンズの光軸中心からの距離に応じて算出した輝度レベルの補正データＧｉ[ｄ]が記憶されており、光軸距離算出回路５２１から指示されるレンズの光軸中心からの距離[ｄ]に対応した補正データＧｉ[ｄ]を乗算器５１９に送出する。
【００７５】
アドレスカウンタ５１８は、タイミングジェネレータ４５のタイミング信号を取り込んでカウントし、このカウント値を光軸距離算出部５２１に送出する。
【００７６】
このカウント値は、撮像部１０で取り込んだ１フレーム分の映像（信号）のうち、何処の位置に配置されている画素で処理した映像信号であるのかを判別できるものである、即ち、画素の配置された位置に対応した値となっている。
【００７７】
光軸距離算出回路５２１は、アドレスカウンタ５１８からのカウント値に基づき、撮像部１０のレンズの光軸中心からの距離[ｄ]を算出し、メモリ５１７に対して算出した距離[ｄ]に対応する補正データＧｉ[ｄ]を出力するように指示する。
【００７８】
乗算器５１９は、補正係数設定回路５１６で設定された補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]と、メモリ５１７から出力される補正データＧｉ[ｄ]とを乗算処理して算出される補正値、シェーディング補正係数Ｇ[ｄ]をＬＰＦ５２０に出力する。
【００７９】
ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０は、ノイズの影響などを除去したり、シェーディング補正係数Ｇ[ｄ]による補正で撮影した映像信号の輝度が急激に変化することを防ぐため、乗算器５１９から送られてくるシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]を所定の値に調整して映像信号補正回路５１０に送出する。
【００８０】
このような構成からなる撮像機器によって、映像信号の輝度ムラを補正するときの処理過程について図を参照しながら説明する。
【００８１】
まず、撮像部１０のレンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定の時間内でレンズを介して取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【００８２】
Ｓ／Ｈ回路２０は、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【００８３】
ＡＧＣ回路３０は、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ回路４０によってＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０へ送出する。
【００８４】
カメラ信号処理部５０では、Ａ／Ｄ回路４０からのデジタル映像信号を映像信号補正回路５１０とレベル検出回路５１５に送る。
【００８５】
レベル検出回路５１５では、送られてくるデジタル映像信号の輝度レベルを検出して補正係数設定回路５１６へ送出し、補正係数設定回路５１６は、検出した輝度レベルに応じて補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を設定して乗算器５１９に送出する。
【００８６】
具体的に説明すると、補正係数設定回路１４では、デジタル映像信号の輝度レベルを数段階に分け、各段階に所定の補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を予め定めたテーブルを有しており、レベル検出回路５１５で検出した輝度レベルに応じてこのテーブルを参照し、所定の補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を設定する。
【００８７】
例えば、図２に示すように、レベル検出回路５１５で検出するデジタル映像信号の輝度レベルを０〜２５５の範囲であるとした場合、輝度レベルが「０〜６４」のときは補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を「５／８」、輝度レベルが「６５〜１２８」のときは補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を「６／８」、輝度レベルが「１２９〜１９２」のときは補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を「７／８」、輝度レベルが「１９３〜２５５」のときは補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を「８／８」というように設定しておく。なお、レベルをより細かく分割した大きなテーブルを持てば、さらに細かい制御が可能である。
【００８８】
一方、アドレスカウンタ５１８は、タイミングジェネレータ４５からのタイミング信号を取り込んでカウントしたカウント値を光軸距離算出回路５２１に送り、光軸距離算出回路５２１によって撮像部１０で取り込んだ１フレーム分の映像（信号）の何処の位置の映像信号であるのかを判別し、判別した位置情報に基づいて図３に示すような撮像部１０のレンズ（フレーム）の光軸中心点からの距離[ｄ]を算出し、メモリ５１７に対してこの距離[ｄ]に対応している補正データＧｉ[ｄ]を乗算器５１９に送出するように指示する。
【００８９】
そして、乗算器５１９によって、補正係数設定回路５１６で設定した補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]とメモリ５１７から送出されてくる補正データＧｉ[ｄ]とを乗算処理することによりシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]が算出される。
【００９０】
ここで、メモリ５１７に記憶してある補正データＧｉ[ｄ]の値は、レンズの中心部分ほど”１”に近く、レンズの周辺にいくほど”１”より大きくなるため、ＣＣＤなどの撮像素子の色フィルタに起因して輝度ムラが発生している場合、補正の基準としているレンズの中心部分より輝度が大きく（明るく）なることもあり、補正データＧｉ[ｄ]の値が”１”以下になることがある。
【００９１】
そこで、このような場合を考慮し、乗算器５１９では、補正データＧｉ[ｄ]の値が”１”より小さいときは数式１、補正データＧｉ[ｄ]の値が”１”より大きいときは数式２によってシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]を算出する。
【００９２】
【数１】
Ｇ[ｄ] ＝（１−Ｇｉ[ｄ]）×Ｇｈ[Ｉｎ]  ；Ｇｉ[ｄ] ＜ １の時
【００９３】
【数２】
Ｇ[ｄ] ＝（Ｇｉ[ｄ]−１）×Ｇｈ[Ｉｎ]  ；Ｇｉ[ｄ] ＞ １の時
【００９４】
乗算器５１９で算出されたシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]はＬＰＦ５２０に送られ、ＬＰＦ５２０によりノイズの影響などを除去したり、映像信号全体に対してシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]による急激な変化を防ぐための調整がなされて映像信号補正回路５１０に送られる。
【００９５】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度ムラをＬＰＦ５２０からのシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]に基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【００９６】
そして、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランスの補正がなされ、続いて、γ補正回路５１２で階調の補正が行われ、色分離回路５１３で補間処理したＲＧＢ信号をＹＣ変換回路５１４で輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して後段回路へ出力される。
【００９７】
このように、撮影した映像信号の輝度レベルに基づき、レンズの光軸中心からの距離［ｄ］に応じて輝度ムラを適切に補正することができる。
【００９８】
次に、第２の実施例について図４を参照しながら説明する。
【００９９】
上述した第１の実施例（図？参照）と同様、レンズの中心からの距離[ｄ]に応じて映像信号の輝度ムラを補正する点では同じであるが、一般的な撮像機器に具備されているシャッタースピード、露出などの撮影に必要となるパラメータを自動設定する撮影パラメータ設定回路を利用して輝度ムラの補正を行う場合について説明する。
【０１００】
このような撮像機器における輝度ムラを補正するための主要部は、図４に示すように、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５、カメラ信号処理部５０、被写体検出回路６０、撮影パラメータ設定回路７０などを備えている。
【０１０１】
次に、各回路などの機能を説明するが、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５は、上述した第１の実施例と同様の機能であるので、その説明を省略する。
【０１０２】
カメラ信号処理部５０は、映像信号補正回路５１０、ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１、γ（ガンマ）補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、補正係数設定回路５１６、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０、光軸距離算出回路５２１などから構成されている。
【０１０３】
次に、このカメラ信号処理部５０を構成する各回路５１０〜５２１の機能について説明するが、補正係数設定回路５１６以外の映像信号補正回路５１０、ＷＢ回路５１１、γ補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ５２０、光軸距離算出回路５２１については、上述した第１の実施例の説明と同じ機能を有するため、その説明を省略する。
【０１０４】
カメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６は、撮影パラメータ設定回路７０の制御に従い、被写体検出回路６０で検出された映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態に基づいてデジタル映像信号全体の輝度を適切に補正するための補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]を設定する。
【０１０５】
補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]の値は、図５に示すように、輝度が低い被写体を撮影した場合は、Ｇｈ［ａｌｌ］の値を小さくし、輝度が高い被写体を撮影した場合は大きくすることにより、輝度の低い、即ち、暗い被写体の撮影時におけるノイズの増加やレンズ周辺部分の輝度が必要以上に増加することを抑制することができる。
【０１０６】
被写体検出回路６０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくる映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を検出して撮影パラメータ設定回路７０に送出する。
【０１０７】
撮影パラメータ設定回路７０は、ＡＧＣ回路３０やＷＢ回路５１１などを制御してシャッタースピード、露出などの撮影に必要となるパラメータを自動設定するとともに、被写体検出回路６０で検出されたデジタル映像信号全体（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を補正係数設定回路５１６に送出する。
【０１０８】
このような構成からなる撮像機器によって、映像信号の輝度ムラを補正するときの処理過程について図を参照しながら説明する。
【０１０９】
まず、撮像部１０のレンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定時間内でレンズを介し取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【０１１０】
Ｓ／Ｈ回路２０は、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【０１１１】
ＡＧＣ回路３０は、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ回路４０によってＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０と被写体検出部６０へ送出する。
【０１１２】
被写体検出部６０では、デジタル映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を検出して撮影パラメータ設定回路７０に送り、撮影パラメータ設定回路７０は、この輝度レベルの分布状態をカメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６に送る。
【０１１３】
カメラ信号処理部５０では、Ａ／Ｄ回路４０からのデジタル映像信号を映像信号補正回路５１０に送るとともに、タイミングジェネレータ４５から送出されるタイミング信号を取り込んでアドレスカウンタ５１８によってカウントし、このカウント値によって撮像部１０で取り込んだ１フレーム分の映像（信号）のどこの位置の処理が行われているかを判別し、判別した位置情報に基づいて図３に示すような撮像部１０のレンズ（フレーム）の光軸中心からの距離[ｄ]を算出し、メモリ５１７に対してこの距離[ｄ]に対応している補正データＧｉ[ｄ]を乗算器５１９に送出するように指示する。
【０１１４】
また、カメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６では、撮影パラメータ設定回路７０から送られてくるデジタル映像信号（撮影した被写体）の輝度レベルの分布状態に応じた補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]を設定して乗算器５１９に送出する。
【０１１５】
そして、乗算器５１９は、数式３に示すように、補正係数設定回路５１６で設定した補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]とメモリ５１７から送出されてくる補正データＧｉ[ｄ]とを乗算処理することによりシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]を算出する。
【０１１６】
【数３】
Ｇ[ｄ] ＝Ｇｉ[ｄ]×Ｇｈ[ａｌｌ]
【０１１７】
乗算器５１９で算出されたシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]は、ＬＰＦ５２０に送られ、ＬＰＦ５２０によりノイズの影響などを除去したり、映像信号全体に対してシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]による急激な変化を防ぐための調整がなされて映像信号補正回路５１０に送られる。
【０１１８】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度ムラをＬＰＦ５２０からのシェーディング補正係数Ｇ[ｄ]に基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【０１１９】
そして、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランスの補正がなされ、続いて、γ補正回路５１２で階調の補正が行われ、色分離回路５１３で補間処理したＲＧＢ信号をＹＣ変換回路５１４で輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して後段回路へ出力される。
【０１２０】
このように、被写体検出回路や撮影パラメータ設定回路など既存の回路を利用して補正することも可能である。
【０１２１】
次に、第３の実施例について図６を参照しながら説明する。上述した第１、２の実施例では、レンズの中心からの距離[ｄ]に応じて映像信号の輝度ムラを補正するものであるが、上述したように、撮像部１０の撮像素子を構成する各画素は製造段階で生ずる特性のバラツキがあり、更に、レンズと画素の位置関係によって輝度ムラが出てしまう。
【０１２２】
そこで、レンズと画素との位置関係に基づいて輝度ムラを補正する場合について説明する。
【０１２３】
図６は、撮像機器における輝度ムラ補正の主要となる部分の構成を略示的に示したブロック図であり、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５、カメラ信号処理部５０などを備えている。
【０１２４】
撮像部１０は、レンズと、入射した光を電気信号に変換する複数個の画素（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）など）を配列して構成された撮像素子を備えている。
【０１２５】
そして、撮像部１０のレンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定時間内でレンズを介し取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【０１２６】
Ｓ／Ｈ回路２０は、入力側を撮像部１０、出力側をＡＧＣ回路３０と接続し、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【０１２７】
ＡＧＣ回路３０は、入力側をＳ／Ｈ回路２０、出力側をＡ／Ｄ変換回路４０と接続し、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路４０へ送出する。
【０１２８】
Ａ／Ｄ回路４０は、入力側をＡＧＣ回路３０、出力側をカメラ信号処理部５０と接続し、ＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０へ送出する。
【０１２９】
タイミングジェネレータ４５は、撮像部１０の撮像素子を構成する各画素が変換した電気信号を取り込むための基準となるタイミング信号を生成して撮像部１０に送出すると同時に、カメラ信号処理部５０のアドレスカウンタ５１８にも同じタイミング信号を送出する。
【０１３０】
カメラ信号処理部５０は、映像信号補正回路５１０、ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１、γ（ガンマ）補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、レベル検出回路５１５、補正係数設定回路５１６、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０などから構成され、Ａ／Ｄ変換回路４０から送られてくるデジタル映像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して出力する。
【０１３１】
また、上述したカメラ信号処理部５０を構成する各回路５１０〜５２０は以下のような機能を備えている。
【０１３２】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号における輝度信号レベルのムラを、シェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]（後述）に基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【０１３３】
ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１は、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号に対し、撮影環境における光源の状態で変化する色温度に応じて白色を正しく撮影できるように補正する、いわゆる、ホワイトバランス補正を行ってγ補正回路５１２へ送出する。
【０１３４】
γ（ガンマ）補正回路５１２は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランス補正処理が施されたデジタル映像信号の階調を補正する、いわゆる、γ補正を行って色分離回路５１３へ送出する。
【０１３５】
色分離回路５１３は、γ補正回路５１２でγ補正処理が施されたデジタル映像信号の補間を行うものであり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素データが存在しない位置におけるＲＧＢ信号の補間処理を行ってＹＣ変換回路５１４へ送出する。
【０１３６】
具体的には、例えば、原色Ｇ市松、Ｒ／Ｂ線順次のカラーフィルタ配列をもつ撮像素子を使った場合、それぞれの画素位置にはＲ、Ｇ、Ｂいずれか１種類の色信号しか存在しない。画素毎の輝度信号、色差信号を生成するためには、すべての画素位置でのＲ・Ｇ・Ｂ信号が必要であるため、もともとの色データが存在しない画素位置について補間処理を行い、全ての画素についてのＲＧＢ信号を得るための処理を行う回路である。
【０１３７】
ＹＣ変換回路５１４は、色分離回路５１３で補間処理されたＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して出力する。
【０１３８】
レベル検出回路５１５は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度レベルを検出して補正係数設定回路５１６へ送出する。
【０１３９】
補正係数設定回路５１６は、レベル検出回路５１５で検出されたデジタル映像信号の輝度レベルに応じて輝度を補正するための補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を設定し、設定した補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を乗算器５１９に送出する。
【０１４０】
メモリ５１７は、基準となる被写体（例えば、輝度レベルが高く、無色の被写体）を撮像したときの映像信号をもとに、撮像部１０の撮像素子を構成する各画素ごとに処理（変換）した映像信号の輝度レベル求め、この輝度レベルに基づいて算出した各画素ごとの補正データＧｉ[ｘ,ｙ]が記憶されており、アドレスカウンタ５１８から指示される位置情報に対応した補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を乗算器５１９に送出する。
【０１４１】
アドレスカウンタ５１８は、タイミングジェネレータ４５のタイミング信号を取り込んでカウントし、このカウント値をメモリ５１７に送出する。
【０１４２】
このカウント値は、撮像部１０で取り込んだ１フレーム分の映像（信号）うち、何処の位置に配置されている画素で処理した映像信号であるのかを判別できるものである、即ち、画素が配置されている位置情報（位置[ｘ,ｙ]）と対応した値となっている。
【０１４３】
乗算器５１９は、補正係数設定回路５１６で設定された補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]と、メモリ５１７から出力される補正データＧｉ[ｘ,ｙ]とを乗算処理して算出される各画素ごと補正値であるシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]をＬＰＦ５２０に出力する。
【０１４４】
ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０は、ノイズの影響などを除去したり、シェーディング補正係数Ｇ[ｄ]による補正で撮影した映像信号の輝度が急激に変化することを防ぐため、乗算器５１９から送られてくるシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]を所定の値に調整して映像信号補正回路５１０に送出する。
【０１４５】
このような構成からなる撮像機器によって、映像信号の輝度ムラを補正するときの処理過程について図を参照しながら説明する。
【０１４６】
まず、撮像部１０のレンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定の時間内でレンズを介し取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【０１４７】
Ｓ／Ｈ回路２０は、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【０１４８】
ＡＧＣ回路３０は、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ回路４０は、ＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０へ送出する。
【０１４９】
カメラ信号処理部５０では、Ａ／Ｄ回路４０からのデジタル映像信号を映像信号補正回路５１０とレベル検出回路５１５に送る。
【０１５０】
レベル検出回路５１５では、送られてくるデジタル映像信号の輝度レベルを検出して補正係数設定回路５１６へ送出し、補正係数設定回路５１６は、検出した輝度レベルに応じて補正係数Ｇｈ[Ｉｎ]を設定して乗算器５１９に送出する。
【０１５１】
一方、アドレスカウンタ５１８は、タイミングジェネレータ４５からのタイミング信号を取り込んでカウントしたカウント値をメモリ５１７に送り、メモリ５１７は、送られてきたカウント値に基づいて図７に示すようなレンズ（フレーム）の位置[ｘ,ｙ]に対応した画素の補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を乗算器５１９に送出するように指示する。
【０１５２】
ここで、メモリ５１７に記憶してある補正データＧｉ[ｘ,ｙ]の値は、レンズの中心部分ほど”１”に近く、レンズの周辺にいくほど”１”より大きくなるため、ＣＣＤなどの撮像素子の色フィルタに起因して輝度ムラが発生している場合、補正の基準としているレンズの中心部分より輝度が大きく（明るく）なることもあり、補正データＧｉ[ｘ,ｙ]の値が”１”以下になることがある。
【０１５３】
そこで、このような場合を考慮し、乗算器５１９では、補正データＧｉ[ｘ,ｙ]の値が”１”より小さいときは数式３、補正データＧｉ[ｘ,ｙ]の値が”１”より大きいときは数式４によってシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]を算出する。
【０１５４】
【数４】
Ｇ[ｘ,ｙ] ＝（１−Ｇｉ[ｘ,ｙ]）×Ｇｈ[Ｉｎ]  ；Ｇｉ[ｘ,ｙ] ＜ １の時
【０１５５】
【数５】
Ｇ[ｘ,ｙ] ＝（Ｇｉ[ｘ,ｙ]−１）×Ｇｈ[Ｉｎ]  ；Ｇｉ[ｘ,ｙ]＞ １の時
【０１５６】
乗算器５１９で算出されたシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]は、ＬＰＦ５２０に送られ、ＬＰＦ５２０によりノイズの影響などを除去したり、映像信号全体に対してシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]による急激な変化を防ぐための調整がなされて映像信号補正回路５１０に送られる。
【０１５７】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度ムラをＬＰＦ５２０からのシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【０１５８】
そして、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランスの補正がなされ、続いて、γ補正回路５１２で階調の補正が行われ、色分離回路５１３で補間処理したＲＧＢ信号をＹＣ変換回路５１４で輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して後段回路へ出力される。
【０１５９】
このように、撮影した映像信号の輝度レベルに応じて、レンズと画素との位置関係に基づいて輝度ムラを補正するので、撮像素子を構成する画素に起因した固定パターンノイズによる輝度ムラを含んで補正を行うことができる。
【０１６０】
次に、第４の実施例について図８を参照しながら説明する。
【０１６１】
上述した第３の実施例（図６参照）と同様、撮像素子を構成する画素ごとに輝度ムラを補正する点では同じであるが、一般的な撮像機器に具備されているシャッタースピード、露出などの撮影に必要となるパラメータを自動設定する撮影パラメータ設定回路を利用して輝度ムラの補正を行う場合について説明する。
【０１６２】
このような撮像機器における輝度ムラを補正するための主要部は、図８に示すように、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５、カメラ信号処理部５０、被写体検出回路６０、撮影パラメータ設定回路７０などを備えている。
【０１６３】
次に、各回路の機能について説明するが、撮像部１０、Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路２０、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３０、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路４０、タイミングジェネレータ４５は、上述した第１〜３の実施例と同じ機能であるので、その説明を省略する。
【０１６４】
カメラ信号処理部５０は、映像信号補正回路５１０、ＷＢ（ホワイトバランス）回路５１１、γ（ガンマ）補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、補正係数設定回路５１６、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）５２０などから構成されている。
【０１６５】
次に、このカメラ信号処理部５０を構成する各回路５１０〜５２０の機能について説明するが、補正係数設定回路５１６以外の映像信号補正回路５１０、ＷＢ回路５１１、γ補正回路５１２、色分離回路５１３、ＹＣ変換回路５１４、メモリ５１７、アドレスカウンタ５１８、乗算器５１９、ＬＰＦ５２０については、上述した第３の実施例の説明と同じ機能を有するため、その説明を省略する。
【０１６６】
カメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６は、撮影パラメータ設定回路７０の制御に従い、被写体検出回路６０で検出された映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態に基づいて映像信号全体の輝度を適切に補正するための補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]を設定する。
【０１６７】
なお、上述の第２の実施例の説明と同様、補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]の値は、図５に示すように、輝度が低い被写体を撮影した場合はＧｈ［ａｌｌ］の値を小さくし、輝度が高い被写体を撮影した場合は大きくすることにより、輝度の低い、即ち、暗い被写体の撮影時におけるノイズの増加やレンズ周辺部分の輝度が必要以上に増加することを抑制することができる。
【０１６８】
被写体検出回路６０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくる映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を検出して撮影パラメータ設定回路７０に送出する。
【０１６９】
撮影パラメータ設定回路７０は、ＡＧＣ回路３０やＷＢ回路５１１などを制御してシャッタースピード、露出などの撮影に必要となるパラメータを自動設定するとともに、被写体検出回路６０で検出されたデジタル映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を補正係数設定回路５１６に送出する。
【０１７０】
このような構成からなる撮像機器によって、映像信号の輝度ムラを補正するときの処理過程について図を参照しながら説明する。
【０１７１】
まず、撮像部１０のレンズを介して取り込んだ被写体からの光を、撮像素子を構成する各画素が電気信号に変換し、タイミングジェネレータ４５で生成されるタイミング信号に従って各画素で変換した電気信号を順次取り込み、所定時間内でレンズを介し取り込んだ範囲（以下、フレームという）の映像を１フレーム分のアナログ映像信号としてＳ／Ｈ回路２０に送出する。
【０１７２】
Ｓ／Ｈ回路２０は、撮像部１０から送られてくるアナログ映像信号をサンプリングしてＡＧＣ回路３０に送出し、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換回路４０の処理が終了するまで保持し、この処理が終了すると次のサンプリング値をＡＧＣ回路３０に送出する。
【０１７３】
ＡＧＣ回路３０は、Ｓ／Ｈ回路２０でサンプリングされたアナログ映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ回路４０によってＡＧＣ回路３０で増幅されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してカメラ信号処理部５０と被写体検出部６０へ送出する。
【０１７４】
被写体検出部６０では、デジタル映像信号（１フレーム分）の輝度レベルの分布状態を検出して撮影パラメータ設定回路７０に送り、撮影パラメータ設定回路７０は、この輝度レベルの分布状態をカメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６に送る。
【０１７５】
カメラ信号処理部５０では、Ａ／Ｄ回路４０からのデジタル映像信号を映像信号補正回路５１０に送るとともに、タイミングジェネレータ４５からのタイミング信号を取り込んでアドレスカウンタ５１８によりカウントしたカウント値をメモリ５１７に送り、メモリ５１７が送られてきたカウント値に基づいて図５に示すようなフレーム内の位置[ｘ,ｙ]に対応した画素の補正データＧｉ[ｘ,ｙ]を乗算器５１９に送出するように指示する。
【０１７６】
また、カメラ信号処理部５０の補正係数設定回路５１６では、撮影パラメータ設定回路７０から送られてくる輝度レベルの分布状態に応じた補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]を設定して乗算器５１９に送出する。
【０１７７】
そして、乗算器５１９は、数式４に示すように、補正係数設定回路５１６で設定した補正係数Ｇｈ[ａｌｌ]とメモリ５１７から送出されてくる補正データＧｉ[ｘ,ｙ]とを乗算処理してシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]を算出する。
【０１７８】
【数６】
Ｇ[ｘ,ｙ] ＝ Ｇｉ[ｘ,ｙ] × Ｇｈ[ａｌｌ]
【０１７９】
乗算器５１９で算出されたシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]は、ＬＰＦ５２０に送られ、ＬＰＦ５２０によりノイズの影響などを除去したり、映像信号全体に対してシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]による急激な変化を防ぐための調整がなされて映像信号補正回路５１０に送られる。
【０１８０】
映像信号補正回路５１０は、Ａ／Ｄ回路４０から送られてくるデジタル映像信号の輝度ムラをＬＰＦ５２０からのシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]基づいて補正してＷＢ回路５１１へ送出する。
【０１８１】
そして、映像信号補正回路５１０で輝度ムラの補正処理が施こされたデジタル映像信号は、ＷＢ回路５１１でホワイトバランスの補正がなされ、続いて、γ補正回路５１２で階調の補正が行われ、色分離回路５１３で画素の補間処理を行いすべての画素についてＲＧＢ信号を得、このＲＧＢ信号をＹＣ変換回路５１４で輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｂ信号、Ｃｒ信号）に変換して後段回路へ出力される。
【０１８２】
このように、被写体検出回路や撮影パラメータ設定回路などの既存の回路を利用し、撮影した映像信号の輝度レベルに応じて、撮像素子を構成する画素による固定パターンノイズによる輝度ムラを含んだ補正を行うことができる。
【０１８３】
なお、上述した第１〜第４の実施例において、カラー映像を撮影する機器では、ＣＣＤなどの撮像素子にカラーフィルタが使われており、カラーフィルタにはＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の色を塗布され、各色に対して１つの画素が対応しているので、例えば、白い被写体を撮影した場合でも、これら３色のフィルタが異なる分光特性のために、映像信号の輝度レベルの分布状態は、各色のフィルタに対応する画素によって同じではなく、通常、Ｇ（緑）→Ｒ（赤）→Ｂ（青）の順に映像信号の輝度レベルが高い。即ち、それぞれの色フィルタに対応した画素の輝度レベルが高いことになる。
【０１８４】
したがって、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の各色のフィルタに対応した補正データＧｉ［ｄ］又は補正データＧｉ[ｘ,ｙ]をメモリに記憶しておき、補正係数設定回路は、各色の映像信号の輝度レベルに対応した補正係数Ｇ［ｄ］又は補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]を設定するようにすることで、ＲＧＢそれぞれの映像信号に対するシェーディング補正係数Ｇ［ｄ］又はシェーディング補正係数Ｇ[ｘ,ｙ]が算出され、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）それぞれの映像信号の輝度レベル及び輝度ムラを補正する。
【０１８５】
また、上述した第１〜第４の実施例における撮像素子は、ＣＣＤだけではなく、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサであっても、上述と同様の輝度ムラ補正を行うことができる。
【０１８６】
【発明の効果】
以上説明したように、撮影した映像信号の輝度レベルを検出し、検出した輝度レベルに応じた輝度レベルの補正係数を設定し、設定した補正係数と予めメモリなどに記憶してある輝度レベルの補正データとに基づいて、撮影した映像信号の輝度レベルを補正するので、撮影した映像信号に応じた輝度レベルの補正を行うことができ、且つ、レンズや撮像素子などに起因する輝度ムラを効果的に除去することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
【０１８７】
更に、映像信号ムラ補正によって生じるレンズの周辺部分のノイズが強調されてしまうのを防ぐことが可能になるとともに、輝度レベルが低い被写体を撮影したとき、レンズの周辺部分の映像が明るくなりすぎて不自然な映像になるのを防ぐことができる。
【０１８８】
また、映像信号の輝度レベルに適応して輝度ムラの補正を行うことが可能であるため、シャッタースピードなどの撮影条件に応じた補正データを別途用意する必要がなく、メモリ容量や回路規模を削減することができる。
【０１８９】
加えて、被写体の照度が暗い場合のＳ／Ｎ比が改善されるので、より暗い被写体照度での撮影が可能になるというメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例の撮像機器における輝度ムラ補正の主要部を略示的に示したブロック図である。
【図２】図１に示す撮像機器が有する補正係数Ｇｈのテーブルについて説明するための説明図である。
【図３】図１に示す撮像機器におけるレンズ（フレーム）の光軸中心からの距離［ｄ］について説明するための説明図である。
【図４】本発明に係る第２の実施例の撮像機器における輝度ムラ補正の主要部を略示的に示したブロック図である。
【図５】図４に示す撮像機器における補正係数Ｇｈ［ａｌｌ］の設定について説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る第３の実施例の撮像機器における輝度ムラ補正の主要部を略示的に示したブロック図である。
【図７】図６に示す撮像機器におけるレンズ（フレーム）における位置［ｘ,ｙ］について説明するための説明図である。
【図８】本発明に係る第４の実施例の撮像機器における輝度ムラ補正の主要部を略示的に示したブロック図である。
【図９】レンズの光軸中心からの距離と映像信号の輝度レベルの関係を略示的に示したグラフである。
【図１０】レンズの位置と各画素における映像信号の輝度レベルの関係を示すグラフである。
【図１１】従来技術の撮像機器における輝度ムラ補正の主要部を略示的に示したブロック図である。
【図１２】図１１に示す撮像機器において、レンズの中心点からの距離［ｄ］に応じて輝度レベルの補正を行うときの補正データの設定について説明するための説明図である。
【図１３】輝度レベルが大きい（被写体の輝度が高い）映像信号と輝度レベルが低い（被写体の輝度が低い）映像信号との比較を略示的に示した説明図である。
【図１４】レンズの中心点からの距離［ｄ］に応じて図１３に示す映像信号の輝度レベルを補正した場合の説明図である。
【図１５】固定パターンノイズを考慮したときのレンズの位置と各画素における映像信号の輝度レベルの関係を示すグラフである。
【図１６】固定パターンノイズを考慮して輝度レベルが大きい（被写体の輝度が高い）映像信号と輝度レベルが低い（被写体の輝度が低い）映像信号を補正した場合についての説明図である。
【符号の説明】
１０；撮像部、２０；Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路、３０；ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路、４０；Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、４５；タイミングジェネレータ、５０；カメラ信号処理部、５１０；映像信号ムラ補正回路、５１１；ＷＢ（ホワイトバランス）回路、５１２；γ補正回路、５１３；色分離回路、５１４；ＹＣ変換回路、５１５；レベル検出回路、５１６；補正係数設定回路、５１７；メモリ、５１８；アドレスカウンタ、５１９；乗算器、５２０；ＬＰＦ（Ｌｏｗ  ＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）、５２１；距離算出回路、６０；被写体検出回路、７０；撮影パラメータ設定回路
１０ａ；撮像部、２０ａ；Ｓ／Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ／Ｈｏｌｄ）回路、３０ａ；ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路、４０ａ；Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、５０ａ；カメラ信号処理部、５１０ａ；映像信号ムラ補正回路、５１１ａ；ＷＢ（ホワイトバランス）回路、５１２ａ；γ補正回路、５１３ａ；色分離回路、５１４ａ；ＹＣ変換回路、５１５ａ；レベル検出回路、５１７ａ；メモリ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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