(57)【要約】【課題】複数の分割エリアを持つ撮像素子を持つ撮像装置において、均一な無彩色の被写体を撮影したときにエリア間のレベル差が映像に生じることがある。【解決手段】隣接した２つのエリアで各エリアに検出領域と補正領域を定め、検出領域において各エリアの信号のばらつきとエリア間のレベル差を検出し、基準値以下であれば、補正領域を補正することにより、エリアの境界部に一部でも均一な無彩色の被写体が撮影されればその部分を限定的に信号レベルの補正をすることができる撮像装置の提供。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子が有する全画素を数個の分割エリアに分割した撮像装置において、隣接した２つのエリアに関して、各エリアに映像信号の検出領域と補正領域を有し、各エリアの検出領域の映像信号のばらつきを検出する手段と、該エリア間の検出領域の映像信号のレベル差を検出する手段と、該補正領域のエリア間の映像信号のレベル差を補正する手段を有し、前記ばらつきと前記信号のレベル差が基準値以下であれば補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
固体撮像素子が有する全画素を数個の分割エリアに分割した撮像装置において、該分割エリア間のレベル差を検出し、レベル差を画面全体に補正する手段を有し、隣接した２つのエリアに関して、各エリアに映像信号の検出領域と補正領域を有し、各エリアの検出領域の映像信号のばらつきを検出する手段と、該エリア間の検出領域の映像信号のレベル差を検出する手段と、該補正領域のエリア間の映像信号のレベル差を補正する手段を有し、前記ばらつきと前記信号のレベル差が基準値以下であれば補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像装置において、任意のライン数の信号を用いて、前記検出と、前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２記載の撮像装置において、任意のライン数の信号を用いて、前記検出と、前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮像装置において、低照度時にのみ前記検出と、前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２記載の撮像装置において、低照度時にのみ前記検出と、前記補正を行う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】
本発明は複数の分割エリアを持つ撮像素子を持つ撮像装置に関し、特に、隣接するエリア間の映像信号のレベル差を補正する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルビデオカメラの構成例を図５を参照して説明する。レンズ１を通った光信号は絞り２を介して、ＣＣＤ３に入力される。ＣＣＤ３は有効画素の全画素において、数分割した分割エリアを備え、それぞれの分割エリアにおいて駆動回路を備えている。ここでは、分割エリアを２つ（Ａｃｈ、Ｂｃｈとする）持つＣＣＤを例とする。ＴＧ４で出力されたパルス波形によりＣＣＤ３を駆動する。ＣＣＤ３で光電変換された信号はリセットノイズを取り除くための相関二重サンプリングを行うＣＤＳ回路及びＡＧＣアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を有するＡＦＥ５に入力される。そして、デジタル信号に変換された後、マルチプレクス６に入力される。マルチプレクス６はＡＦＥ５から出力されたＣＣＤ分割エリア毎のデータＤＡｃｈと、ＤＢｃｈを１つの画像に合成するマルチプレクス処理を行う。マルチプレクス処理の一部としてチャンネル間の差を補正する。その際には各ｃｈのリニアリティを補正した後にチャンネル間に生じるゲインの差を補正する。補正された信号は合成後、カメラ信号処理回路７に入力される。カメラ信号処理回路７はＹＣ分離を行い、輝度信号処理、色信号処理を施して、映像信号を生成する。静止画撮影時は静止画記録メディア８に送られる。動画撮影時にはビデオ信号処理回路９を経て動画記録メディア１０に送られるとともに表示回路１１を通ってＬＣＤ１２に入力され、表示される。ＣＰＵ１３は、カメラ信号処理回路７、ビデオ信号処理回路９など全体に信号を送り、制御している。
【０００３】
マルチプレクス６では２ｃｈ出力を合成している。チャンネル間にレベル差はここで補正されている。その際の補正方法は各チャンネルのリニアリティを補正した後にチャンネル間に生じるゲイン差を補正している。補正値の測定はあらかじめ製品毎に行われている。この際、温度条件に関しても考慮して補正値を測定している。このようにして得られた補正値を用いて各チャンネルの出力を補正し、その上で合成されている。
【０００４】
さらに、境界面で発生する濃度のずれを補正する方法として、それぞれの分割エリアの境界付近の領域毎に画素信号間の相関値を取得し、取得した相関値に基づいて画素信号を補正する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３３５４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＣＤの温度特性や補正データの微妙なずれなどの理由で、低照度時の撮影や、均一な無彩色の被写体を撮影したときに、チャンネル間のレベル差が映像として生じ、画質を劣化させることがある。レベル差の大きさや、レベル差が生じる際の被写体の照度は製品によって異なっている。
【０００６】
本発明は上述の問題点に着目してなされたものであって、エリアの境界部に一部でも均一な無彩色の被写体が撮影されれば、その部分を限定的に信号レベルの補正をすることができる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の目的を達成するために、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）固体撮像素子が有する全画素を数個の分割エリアに分割した撮像装置において、隣接した２つのエリアに関して、各エリアに映像信号の検出領域と補正領域を有し、各エリアの検出領域の映像信号のばらつきを検出する手段と、該エリア間の検出領域の映像信号のレベル差を検出する手段と、該補正領域のエリア間の映像信号のレベル差を補正する手段を有し、前記ばらつきと前記信号のレベル差が基準値以下であれば補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【０００９】
（２）固体撮像素子が有する全画素を数個の分割エリアに分割した撮像装置において、該分割エリア間のレベル差を検出し、レベル差を画面全体に補正する手段を有し、隣接した２つのエリアに関して、各エリアに映像信号の検出領域と補正領域を有し、各エリアの検出領域の映像信号のばらつきを検出する手段と、該エリア間の検出領域の映像信号のレベル差を検出する手段と、該補正領域のエリア間の映像信号のレベル差を補正する手段を有し、前記ばらつきと前記信号のレベル差が基準値以下であれば補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【００１０】
すなわち、各チャンネルに検出領域と補正領域を有し、各チャンネルの検出領域での映像信号のばらつきを検出し、各チャンネルの検出領域での映像信号のチャンネル間のレベル差を検出し、前記ばらつきと、前記レベル差があらかじめ定めた基準値以下であれば検出領域が均一で無彩色であることが判別できるため、対応する補正領域の信号を補正する。
【００１１】
低照度撮影時のみ段差が生じるのであれば、ゲインがあがったときのみ上記の検出、補正を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、均一輝度レベルの無彩色な被写体であれば、つなぎ目付近を補正するため、困難な低レベルの段差検出を行う必要が無くチャンネル間のレベル差を緩和することができる。また数ラインの信号を検出して判定するため、ある１フィールドのつなぎ目部分に、均一レベル無彩色な被写体と、異なる被写体が混在したような場面でも均一レベルの無彩色な被写体の部分だけ補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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】
【００１４】
本実施例のデジタルビデオカメラの構成例を図１に示す。レンズ１を通った光信号は絞り２を介して、ＣＣＤ３に入力される。ＣＣＤ３は有効画素の全画素において、数分割した分割エリアを備え、それぞれの分割エリアにおいて駆動回路を備えている。ここでは、分割エリアを２つ（Ａｃｈ、Ｂｃｈとする）持つＣＣＤを例とする。ＴＧ４で出力されたパルス波形によりＣＣＤ３を駆動する。ＣＣＤ３で光電変換された信号はリセットノイズを取り除くための相関二重サンプリングを行うＣＤＳ回路及びＡＧＣアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を有するＡＦＥ５に入力される。そして、デジタル信号に変換された後、マルチプレクス６に入力される。マルチプレクス６はＡＦＥ５から出力されたＣＣＤ分割エリア毎のデータＤＡｃｈと、ＤＢｃｈを１つの画像に合成するマルチプレクス処理を行う。合成された信号はカメラ信号処理回路７に入力される。カメラ信号処理回路７内部では、ＹＣ分離回路でのＹＣ分離後に輝度と色差のレベルを検出するＹＣレベル検出回路を通り、検出した信号を判定回路で判定する。そして、補正の必要があれば補正回路を通り、その後にカメラ信号処理回路で輝度信号処理、色差信号処理を施され、映像信号を生成する。静止画撮影時は静止画記録メディア８に送られる。動画撮影時にはビデオ信号処理回路９を経て動画記録メディア１０に送られるとともに表示回路１１を通ってＬＣＤ１２に入力され、表示される。
【００１５】
カメラ信号処理回路７に関して詳細に述べる。本実施例では映像信号としてＹ信号（輝度信号）とＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号（色差信号）を用いて検出、補正を行う例を示す。ＹＣ分離回路にはマルチプレクス６で２チャンネルの出力が合成された信号が入力される。ＹＣ分離回路ではＲＧＢ信号をＹ信号（輝度信号）とＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号（色差信号）に変換される。変換後、信号はＹＣレベル検出回路に送られる。ＹＣレベル検出回路では定められた検出領域の信号値の中で輝度信号と色差信号の各チャンネルのばらつきを判定することができる値と、チャンネル間のレベル差を判定することができる値を検出する。本実施例では前述のものを最大値、最小値、後述のものを平均値とする。検出された値は判定回路に送られる。判定回路ではまずチャンネルごとに検出領域において輝度信号の最大値と最小値の差があらかじめ決められている基準値以内であるかどうかを判別する。色差信号でも同様のことを行う。次に片方のチャンネルの輝度信号の平均値と、もう片方のチャンネルの輝度信号の平均値の差が、あらかじめ決められた基準値以内であるかどうかを判別する。色差信号でも同様のことを行う。両方の判別で基準値以内であれば信号は補正回路に送られる。補正回路では定められた補正領域において補正を行う。図を用いてさらに詳細に説明する。
【００１６】
図２−ａに検出、補正領域を示す。図２−ｂに領域付近の拡大図を示す。各画素にはそれぞれに相当する輝度信号と色差信号が存在する。本実施例では検出領域をｎ画素３ライン、補正領域をｎ画素１ラインとする。信号処理がｈｌ＋３のラインについて行われるとき検出領域は３ラインで行うため、ｈｌ＋２〜ｈｌ＋４のラインの信号の中のｂｎ〜ａｎまでの信号が検出領域となる。この領域の信号値の中で最大値、最小値、平均値を検出する。
【００１７】
次に図３を用いて判別回路に関して説明する。ここでは簡単のために水平１ラインについての輝度信号をあげて説明する。図３の上部は撮影映像を示し、下部は映像上のａ，ｂ，ｃラインの輝度信号出力を示す。
【００１８】
ａのラインでは各チャンネルの検出領域において信号レベル最大値と最小値の差が基準値以内であり、かつ検出範囲の平均値のチャンネル間の差も基準値以内であるため、補正処理を行う。
【００１９】
次にｂのラインではＢｃｈの信号の最大値と最小値の差は基準値以内であるが、Ａｃｈでは信号の最大値と最小値の差が基準値を超えているため、このラインを含んだ領域では補正は行われない。
【００２０】
ｃラインは各チャンネルでは信号の最大値と最小値の差はは基準値以内であるが、チャンネル間の平均値の差が基準値を超えているため補正は行われない。同様の判定を色差信号においても行う。本実施例ではこの判定を３ラインに関して行う。
【００２１】
図２に示すｈｌ＋３のラインについて信号処理が行われるとき補正が必要であると判定されればｈｌ＋３のラインの信号の中のｂｎ〜ａｎの信号が補正される。
【００２２】
図４に本実施例の補正方法を示す。図４は１ラインの信号におけるチャンネル間の境界からｎ番目までの信号を示している。各チャンネルのｍ番目の補正前の信号をＡｍ，Ｂｍ、補正後の信号をＡｍ’，Ｂｍ’とすると補正後の信号は、
【００２３】
2007158579.tif 000003
【００２４】
2007158579.tif 000004
【００２５】
で表される。
【００２６】
この式を用いて補正すれば図４に示すように、境界付近ではＡｃｈとＢｃｈの信号レベルが近くなるとともに、ｎ番目の信号は元の信号に近い値となるため境界部分の信号レベルの差が見えにくく、かつ補正領域と補正領域外の境界に関しても差を小さくすることができ、自然な補正が可能となる。また差が生じていない状態で補正されたとしても、もともと信号に差が無いので計算上大きな変化は生じない。補正された信号はカメラ信号処理回路に送られ映像信号が生成される。
【００２７】
本実施例の補正方法では、複数出力をもつ撮像装置において、チャンネル間のレベル差が目立ちやすい均一で無彩色な被写体を撮影したときに限定的にレベル差を補正するため、困難なチャンネル間のレベル差の検出を行う必要なくチャンネル間の信号レベル差を補正することができる。また水平数ラインを限定して検出、補正するため同一フィールドに均一で無彩色な部分と異なる部分が混在した場合にも均一、無彩色な部分だけ補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例のデジタルビデオカメラの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の検出領域、補正領域の説明図である。
【図３】本発明の実施例の判別手法を説明するための図である。。
【図４】本発明の実施例の補正例の説明図である。
【図５】従来のデジタルビデオカメラの概略構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  レンズ
２  絞り
３  ＣＣＤ
４  ＴＧ
５  ＡＦＥ
６  マルチプレクス
７  カメラ信号処理回路
８  静止画記録メディア
９  ビデオ信号処理回路
１０  動画記録メディア
１１  表示回路
１２  ＬＣＤ
１３  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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