JP2004336245A - Correction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は補正装置に関し、特に、撮像面が複数の領域に分割され、それぞれの領域の撮像信号を増幅する増幅器と、この出力に接続された複数の撮像信号出力端子を備える固体撮像素子からの信号を補正する補正装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術及び半導体技術の進歩により、標準テレビ方式、例えばNTSC方式やPAL方式の動画像信号をディジタル記録する民生用ディジタルビデオ規格が提案されており、その応用として、ディジタルビデオ記録再生装置と撮像装置とを一体化したディジタルビデオカメラが製品化されている。このようなディジタルビデオカメラでは、ディジタル記録という特徴を生かして、静止画記録機能を備えるものがある。
【0003】
また、コンピュータ等と接続するためにディジタルI/Fを具備し、撮影した画像をコンピュータに取り込む機能を有するものもある。さらに、複数の記録媒体を具備し、画像の使用目的に応じて記録媒体を選択できるようになっている装置も実用化されている。
【0004】
このような装置において、記録された画像をテレビに接続して再生する場合は、その画像サイズはディジタルビデオ規格で定められるもの、例えば720x480画素でなんら問題は無いが、ディジタルI/Fを介して他のメディアに画像を転送する場合は、画質上の問題からより多くの画素数が要求される場合がある。
【0005】
撮像素子の多画素化に伴い、撮像素子の全画素の情報を読み出すためにはより高い周波数で撮像素子を駆動する必要があり、全画素の情報を読み出すようにするとS/Nの劣化や消費電力の増大を招く問題があった。
【0006】
そこで、撮像素子の駆動周波数を低く抑えたまま撮像情報のデータレートを上げる方法が考えられている。このような方法の一つとして、撮像面を複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立した電荷転送部、増幅器及び出力端子を持たせ、撮像信号を並列に読み出す方法がある。
【0007】
図11に、上記のような撮像素子を用いた撮像装置の例を示す。図11において、撮像素子1100の撮像面は左右の2領域に分割されている。また、1101及び1102は光電変換及び垂直転送部であり、1103及び1104は水平転送部、1105及び1106は増幅器、1107及び1108は出力端子である。このような構造の撮像素子を用いることにより、撮像素子の駆動周波数に対し2倍のデータレートの撮像情報が得られる利点がある。
【0008】
一方、この方法の欠点として、各領域の増幅器及び外部周辺回路の特性の不均一性により、2つの領域を合成して画像を生成した場合に、領域間のレベル差による境界線が生じるなどの画質劣化が発生する問題があった。
【0009】
これらの不均一性による画質劣化を軽減する方法として、あらかじめ各領域の黒レベル及び標準白レベルを測定して補正係数を求めておき、撮像時にこの補正係数により不均一性の補正を行なう方法が考えられている。
【0010】
図11には、このような補正回路の構成例を示している。不図示の結像光学系により撮像素子1100上に結像した被写体像は、撮像素子1100により電気信号に変換され、不図示の駆動タイミング発生回路から供給される駆動パルスに応じて出力端子1107及び1108より出力される。
【0011】
撮像素子1100から得られる2系統の画像信号は、アナログ信号処理部1109、1110によりアナログ信号処理を施された後でAD変換され、黒レベル補正回路1111、1112及び黒レベル差検出回路1113に供給される。黒レベル差検出回路1113では、2系統の画像信号から黒レベルの差を検出し補正係数が計算される。
【0012】
この補正係数は、黒レベル補正回路1111及び1112に供給され、上記補正係数に基づいて黒レベルの差が補正される。上記黒レベルの差の検出には、撮像素子1100のオプティカルブラック画素の信号が用いられる。検出と補正値計算は、所定の時期に一度だけ実施し、得られた補正係数をメモリ1120に記憶することで、以後の撮影時には検出は行なわずにメモリ1120に記憶された補正係数により黒レベル差の補正が行われる。
【0013】
次に、各信号は白レベル補正回路1114、1115、及び白レベル差検出回路1116に供給される。白レベル差検出回路1114では、2系統の画像信号から白レベルの差を検出し補正係数が計算される。この補正係数は黒白レベル補正回路1114、1115に供給され、上記補正係数に基づいて白レベルの差が補正される。
【0014】
白レベルの差の検出には、撮像素子1100に標準白レベルが得られるような一様な光を照射し、その時の画像信号が用いられる。検出と補正値計算は、所定の時期に一度だけ実施され、得られた補正係数をメモリ1121に記憶することで、以後の撮影時には検出は行なわずにメモリ1121に記憶された補正係数を用いて白レベル差の補正が行われる。
【0015】
白レベル補正された信号は、画面合成回路1117にて左右の画像が一枚の画像として合成された後、カメラ信号処理回路1118にてγ補正処理、輪郭補正処理、色補正処理などを施され、輝度信号及び色差信号として出力端子1119より出力される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、標準白画像を撮像するなど、決められた条件の下でしか補正係数が算出されないため、リアルタイム性に欠ける問題があった。このため、温度変動もしくは経時変動のような動的な変動、あるいは撮像光学系の合焦度の変動等に対応することができず、領域間の不均一性を十分に補正しきれない場合があった。
【0017】
本発明は上述の問題点にかんがみてなされたもので、複数の撮像領域間の不均一性をリアルタイムに補正できるようにして、温度変動もしくは経時変動あるいは撮像光学系の合焦度の変動のような動的な変動にも対応できるようにすることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の補正装置は、撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴としている。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の補正装置を撮像装置に適用した実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、単板ビデオカメラに本発明を適用した実施の形態を概略的に示す図である。
図1において、100は撮像領域が2分割され、それぞれに出力端子を持つCCDエリアセンサ、101は光電変換部及び垂直転送部、103及び104は水平転送部であり、画面の中心を境にして左右方向に2分割されている。
【0020】
105及び106は信号電荷を増幅する出力アンプであり、107及び108は撮像信号の出力端子である。また、109及び110は相関2重サンプルとAD変換を行なうアナログフロントエンドである。111及び112は黒レベルの検出及び補正手段、113及び114はゲインを調整するゲイン調整手段、115は2系統の画像信号を合成して1枚の画像を生成する画面合成手段である。
【0021】
また、116は2系統間の不均一性を検出するための段差評価値生成手段、117はシステムの制御を行なうマイコン、118はカメラ信号処理手段、119は出力端子、120は書き換え可能な不揮発性メモリ、121は結像光学系である。
【0022】
次に、上記構成における本実施の形態のビデオカメラの動作について説明する。
前記光学系121は、前記CCD100上に被写体像を結像させるためのものであり、マイコン117にフォーカス及び絞りの制御がなされる。
上記光学系121により上記CCD100じょうに結像された被写体像は、光電変換部101により電気信号に変換された後、水平転送路103及び104により2系統に分割されて出力アンプ105及び106に供給される。
本実施の形態及び後述の実施の形態では、ゲイン調整手段113、114、段差評価値生成手段116、及びマイコン117により、2系統間の不均一性を検出し、補正するための補正装置を構成している。
【0023】
信号電荷は、出力アンプ105及び106で所定のレベルに増幅され、第1の出力端子107及び第2の出力端子108より出力される。以後、第1の出力端子107から得られる撮像信号を左チャンネル信号、第2の出力端子108から得られる撮像信号を右チャンネル信号と呼称することにする。
【0024】
左右2系統の撮像信号は、アナログフロントエンド109、110により相関二重サンプル処理及びAD変換された後、黒レベル検出及び補正手段111,112に供給される。黒レベル検出及び補正手段111,112では、撮像信号のうちダミー信号部分もしくはオプティカルブラック信号部分を用いて、2系統の撮像信号の黒レベルがそれぞれディジタルコードの「0」と一致するように黒レベル補正が行われる。これにより、2系統間のオフセット成分の誤差が除去されることになる。
【0025】
黒レベルが補正された信号は、ゲイン調整手段113、114によりゲイン調整が施される。ゲイン調整時に適用されるゲインはマイコン117より供給される。従来の撮像装置では、低照度環境下での信号量のゲインアップを、アナログ回路により行なっていたが、本実施の形態のように2系統の撮像信号を取り扱う撮像装置では、アナログ回路によるゲイン調整は2系統間の不均一性の要因となりうる。よって、本実施の形態ではゲインの調整はゲイン調整手段113,114を用いてディジタル演算により行なうことで、回路のばらつきや経時変動、温度変動の影響を排除している。
【0026】
また、画像の明るさのためのゲイン調整だけでなく、2系統間のゲイン誤差の補正もここで行なう。一般に、2系統間のゲインの差はCCDエリアセンサ100の出力レベルの大きさに依存する。
【0027】
図3は、2系統間の出力レベルとチャンネル間におけるゲイン差の一例を示した特性図である。図3において、横軸はCCD100の左チャンネル出力レベルであり、縦軸はゲイン調整手段114の入力信号(左チャンネル)とゲイン調整手段113の入力信号(右チャンネル)の信号との比、すなわち2系統間の信号レベルのゲイン差を表している。
【0028】
例えば、ある明るさの被写体を撮像したときのCCD100の左チャンネル出力レベルをL0、右チャンネル出力レベルをL0rightとすると、このときのゲイン差E0は次式(1)で与えられる。
E0 = L0right / L0・・・(1)式
【0029】
この図で示されるように、信号レベルとゲイン差の関係が一定ではないので、ゲインの補正量は固定値ではなく、ゲインアップ量に応じて補正量を可変する必要がある。
【0030】
本実施の形態では、ゲイン調整後の信号に対し基準レベルLrefを設定し、ゲインアップ量にかかわらず常に基準レベルLrefで2系統間のレベル差が0、すなわち各チャンネルの信号が基準レベルLrefに一致するようにゲイン補正を行なう。基準レベルLrefのレベルについては、基準白に対してγ補正後で75%程度のグレーレベルが選ばれる。
【0031】
例えば、CCD100の左チャンネル出力レベルがL0の時に、ゲイン調整手段114の出力レベルが基準レベルLrefになるようなゲインアップ量のとき、左チャンネルのゲイン調整手段114に与えるゲインA0は次式で表せる。
A0 = 基準レベルLref / L0・・・(2)式
【0032】
また、このとき右チャンネルのゲイン調整手段113に与えるゲインA0rightは、ゲイン補正量をC0として、次式で表せる。
A0right = A0 x C0・・・(3)式
そして、C0は次式で求められる。
C0 = 1.0 / E0・・・(4)式
【0033】
同様に、CCD100の左チャンネル出力レベルがL1の時に、ゲイン調整手段114の出力レベルが基準レベルLrefになるようなゲインアップ量のときのゲイン補正量C1は次式で求められる。
C1 = 1.0 / E1・・・(5)式
【0034】
ゲインアップ量に対するゲイン補正量の特性例を図4示す。この補正特性は、CCD100もしくはアナログフロントエンド109、110の部品ごとに異なる。
【0035】
次に、ゲイン補正特性の測定について述べる。
段差評価値生成手段116は、分割領域の境界付近に指定した矩形領域内の画素値を元に画面段差の評価値を算出しマイコン117に出力する。
【0036】
図2に、画面内の矩形領域の例を示す。図2に示すように、2分割された領域201、202の境界近傍に、矩形領域203、204が設定され、この領域内の画素値が画面段差の評価に用いられる。
【0037】
CCD100は、単板でカラー画像を撮像するために、オンチップカラーフィルタが画素部に貼られている。上記オンチップカラーフィルタは、例えば図2の205に示すような配列である。段差評価値生成手段116では、このうちの一色の画素値を選択して領域内で平均値を計算し、これを画面段差の評価値としている。
【0038】
ゲイン補正特性の測定時は、明るさが一様な被写体を撮像し、マイコン117よりゲイン調整手段113及び114に同一のゲイン乗数を設定して行なう。一方の矩形領域203内の画素の平均レベルを左チャンネルのレベルとするとともに、他方の矩形領域204内の画素の平均レベルを右チャンネルのレベルとして、マイコン117に出力する。
【0039】
マイコン117では、左チャンネルのレベルを基準として右チャンネルのゲイン補正量を前述のように算出する。このような測定を、CCD100の出力レベルにおいて所定の間隔で行なうことにより、ゲイン補正特性を生成する。
【0040】
マイコン117は、生成されたゲイン補正特性をEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの書き換え可能な不揮発メモリ120に格納する。ゲイン補正特性の生成は、例えば工場調整時などに実行される。したがって、経時変動や温度変動などの動的な変動に対しては対応できずにゲイン差が誤差として残留する。
【0041】
次に、一般撮影時における残留ゲイン誤差の補正に関して説明する。
図5は、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて補正係数を決定するとともに、その決定した補正係数をゲイン調整手段に与えてCCDエリアセンサの異なる出力端子から出力された各撮像信号のレベル差が少なくなるように調整を行なう補正係数決定手段であるマイコン117で実行される残留ゲイン誤差を補正するブロックの構成について示したものである。図5における信号A,B,C,Dは、図1における信号A,B,C,Dに対応しており、符号Aは左チャンネルの段差評価値、符号Bは右チャンネルの段差評価値、符号Cは左チャンネルのゲイン調整値、符号Dは右チャンネルのゲイン調整値である。
【0042】
マイコン117に入力された左チャンネル段差評価値A及び右チャンネル段差評価値Bはゲイン誤差計算手段501に入力され、ゲイン誤差量Eが求められる。ゲイン誤差量Eは次式により得られる。
E = B/A・・・(6)式
【0043】
ゲイン誤差計算手段501で得られるゲイン誤差量Eは、単純に画素レベルの比であり、チャンネル間の不均一性のみならず、被写体そのものが持つレベル差にも影響をうける。したがって、正しいゲイン誤差補正を行なうためには、被写体依存のレベル差成分を排除する必要がある。本実施の形態では、被写体依存のレベル差成分をリミッタ手段502及び積分手段503により排除している。
【0044】
リミッタ手段502の入出力特性を図6に示す。図6の原点はリミッタ入力=リミッタ出力=1.0の点を表す。チャンネル間のレベルの比なので、ゲイン誤差のないときの値は1.0になる。
【0045】
図6に示すように、レベル差の比が閾値THを越える場合には、リミッタ出力は1.0になる。閾値THは残留ゲイン誤差量と対応付けて決定される。この処理により、レベル差が大きいものは被写体依存のレベル差とみなされて排除される。
【0046】
図7に、積分手段503の内部構成を示す。入力信号X(0)は、引算手段701において所定時間遅延した信号Y(−1)との差をとった後、係数器702にて係数kが乗ぜられる。係数器702の出力は、加算手段703にて遅延信号に加算され出力となる一方で遅延手段704に供給される。出力信号をY(0)として式で表すと次のようになる。
Y(0) = kX(0) + (1−k)Y(−1) (0 < k < 1) ・・・(7)式
【0047】
遅延時間は、CCDの垂直走査期間と等しい時間である。この処理により、過去1/kフレーム分の誤差量の平均値が得られる。通常、被写体は画角の中で長時間固定されるものではないので、複数のフレームで平均を取ることにより、被写体依存のレベル差成分は相殺され排除される。
【0048】
係数手段701には、合焦度の情報が入力され、これにより、係数器702に与える係数kが制御される。係数制御に関しては後述する。
【0049】
以上のような処理により、被写体によるレベル差が排除され、チャンネル間の不均一性に起因するゲイン誤差が抽出される。ゲイン誤差量は、次に補正量制御手段504にて係数が乗ぜられる。この係数は、ゲイン誤差補正ループのフィードバックゲインに相当する。ゲインが大きい場合は、補正能力は高くなるが、誤検出等の外乱に対して不安定になり、ゲインが小さい場合は外乱に対しては安定するが、補正能力は低くなる。
【0050】
補正量制御手段504の出力は、ゲイン補正量計算手段506に供給される。ゲイン補正量計算手段506には、ゲイン補正特性テーブル505の出力も供給される。ゲイン補正特性テーブル505は、既に説明したゲイン補正特性をテーブル化したものであり、図4に例示するように、ゲインアップ量に対応してゲイン補正量が得られるものである。
【0051】
ゲイン補正量計算手段で506では、これら2つの入力信号とゲインアップ量とを掛け合わすことにより、右チャンネルに対するゲイン調整値が実際に計算される。そして、このように計算されたゲイン調整値は、図1に示すゲイン調整手段113に供給される。ゲイン調整手段114には、ゲインアップ量そのものが供給される。
【0052】
ゲイン調整後の信号は画面合成手段115及び段差評価値生成手段116に供給される。画面合成手段115では、2系統の信号を合成して1画面の画像としてカメラ信号処理回路118及びAF評価値生成手段122に出力する。カメラ信号処理回路118ではγ補正、色補正、輪郭補正などの信号処理が為され画像信号として端子119より出力される。
【0053】
一方AF評価値生成手段122では、画面のエッジ成分を抽出するなどの方法で合焦度判定に必要な評価値を生成しマイコン117に出力する。マイコン117ではこの評価値を用いて合焦度を判定しその結果に基づいて結像光学系121を制御することで、オートフォーカス動作が実現されている。なお、AF評価値の生成方法及び合焦度の判定方法については、本発明において本質的なものではないので詳細な説明は割愛する。
【0054】
先に述べたように、一般撮影画像から左右画面のレベル差を測定する場合、外乱要素として被写体そのものの持つレベル変化が挙げられる。被写体そのものの持つレベル変化は合焦度により変化し、合焦状態で最大になる。本実施の形態では、この性質を利用して合焦度に応じて補正ループの特性の可変制御を行なうようにしている。
【0055】
図10は、合焦度に対する係数制御の特性を示したものであり、図7における係数制御手段の動作を表している。図10において横軸は、合焦度であり右に行くほど合焦度が高くなる。また、縦軸は出力される係数を表している。合焦時の出力係数に対して、合焦度が低くなるにつれて係数値は増加する特性である。
【0056】
このような制御により、被写体そのものの持つレベル差が撮像信号中にもっとも大きく発現すると考えられる合焦時には、平均化するフレーム数が多くなり、外乱(=被写体そのものの持つレベル差)に対して安定するような制御が行われる。また、反対に非合焦時には被写体そのものの持つレベル差が小さくなるので、ループの安定性よりも応答性を重視した制御が行われる。
【0057】
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の画像記録再生装置における実施の形態を概略的に示す図である。また、図9は本発明の第2の実施の形態の記録再生装置の動作を説明するためのフローチャートである。図9のフローチャートで示す動作は図8におけるマイコン817にて行われるものである。
【0058】
図8において、撮像素子800からカメラ信号処理手段818に至るまでの信号処理の流れについては、前述した第1の実施の形態と同様なので説明を割愛する。
【0059】
カメラ信号処理手段818で処理された画像信号は記録再生手段819に供給される。この記録再生手段819では、不図示の記録媒体への記録及び記録媒体からの再生が行われる。記録再生手段819の出力画像信号は出力端子823により外部に出力される。
【0060】
記録動作制御スイッチ824は、マイコン817に接続されており、画像記録再生装置の使用者はこのスイッチ824を押下することにより、記録動作の開始及び停止の制御を行なうことができる。
【0061】
次に、図9のフローチャートを用いて、本実施の形態の記録再生装置の動作の説明を行なう。
図9に示したように、ステップS901で処理が開始されると、次にステップS902では、左チャンネルと右チャンネルのレベルの差をとり、レベル差があらかじめ決められた規定値Aよりも大きい場合で、かつ記録再生手段819が記録停止中にあるか否かを判断する。
【0062】
この判断の結果、そうである場合にはステップS903に進み、そうでない場合にはそのまま終了という条件分岐が実行される。
次のステップS903では、撮像光学系が合焦位置から大きく外れるように制御を行なう。その後、ステップS904に進み、ゲイン補正の制御ループが高速引き込みモードで動作するように制御する。
【0063】
前記高速引き込みモードとは、図5における補正量制御手段504で掛けられるフィードバックゲインの値を通常よりも大きくすることと、積分手段503で平均するフレーム数を少なくすることのどちらか一方もしくは双方を行なうことで、ゲイン補正の応答性を向上させた動作状態のことを指している。
【0064】
次に、ステップS925において左右チャンネルのレベル差を評価し、レベル差が基準値Bよりも小さくなった場合、もしくは記録動作が開始された場合にはステップS926に進み、そうでない場合には高速引き込みモードの状態を継続させる。このときの基準値Bは、上で述べた基準値Aよりも小さい値にすることで、ヒステリシス特性をもたせる。
【0065】
ステップS906では、ゲイン補正の制御ループを通常のモードで動作するように制御する。続いて、ステップS907において、フォーカス制御を通常どおりのオートフォーカスモードに復帰させ、一連の動作が終了する。この動作は、所定の周期で繰り返し実行される。
【0066】
この制御により、検出される左右チャンネルのレベル差が大きくなり、被写体そのものの持つレベル差かどうか判別することが困難になった場合、結像光学系をぼけた状態に持っていくことで、被写体そのものの持つレベル差と左右チャンネル間の不均一性に起因するレベル差との判別が容易にできるようになる。
【0067】
さらに、その状態を短時間で終了させるようゲイン補正ループの応答性を高くすることで、ボケた状態が長時間継続しない。
また、この動作を記録動作中には行なわないように制御することで、使用者が撮影チャンスを逃すことを防止することができる。
【0068】
(本発明の他の実施の形態)
本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても1つの機器からなる装置に適用しても良い。
【0069】
また、上述した実施の形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、記憶媒体から、またはインターネット等の伝送媒体を介して上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0070】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0071】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態で説明した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることは言うまでもない。
【0072】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【0073】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
〔実施態様1〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正装置。
〔実施態様2〕 前記複数の撮像信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段を有し、
前記補正係数決定手段は、前記レベル検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が少なくなるように補正係数を決定することを特徴とする実施態様1に記載の補正装置。
【0074】
〔実施態様3〕 前記出力レベル検出手段は、前記複数の撮像信号のうち所定の領域を選択するための領域選択手段と、前記選択領域選択手段により選択された領域内の平均レベルを算出する平均レベル算出手段とを含むことを特徴とする実施態様2に記載の補正装置。
【0075】
〔実施態様4〕 前記出力レベル検出手段は、前記複数の撮像信号の中から所定の色信号を選択する色信号選択手段を備え、前記色信号選択手段により選択された色信号を用いて検出結果を生成することを特徴とする実施態様2または3に記載の補正装置。
【0076】
〔実施態様5〕 前記補正係数決定手段は、複数の検出結果から各撮像信号間のゲイン誤差を算出するゲイン誤差算出手段と、前記複数の撮像信号中における被写体依存のレベル差成分を排除するための閾値を設定する閾値設定手段と、前記ゲイン誤差算出手段の信号が入力された際に、前記ゲイン誤差が前記閾値を超えた場合には基準値を出力するとともに、前記ゲイン誤差が前記閾値を超えない場合には入力されたゲイン誤差をそのまま出力する非線形処理手段とを備え、前記非線形処理手段の出力信号に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様2〜4の何れか1項に記載の補正装置。
【0077】
〔実施態様6〕 前記補正係数決定手段は、前記出力レベル検出手段の検出結果から評価値を生成する評価値生成手段と、前記評価値生成手段によって生成された評価値を複数のフレーム間で平均化する評価値平均化手段と、前記評価値平均化手段によって平均化を行なうフレーム数を設定するフレーム数設定手段とを備え、
前記フレーム数設定手段によって設定されたフレーム数分が平均化された評価値に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様2〜5の何れか1項に記載の補正装置。
【0078】
〔実施態様7〕 前記評価値平均化手段において平均化を行なうフレーム数を、前記撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に応じて可変制御するフレーム数制御手段を有することを特徴とする実施態様6に記載の補正装置。
【0079】
〔実施態様8〕 前記補正装置において、前記補正係数決定手段が第1の動作モードで動作中に、各撮像信号間のレベル差が第1の規定値よりも大きくなった場合には前記結像光学系が非合焦状態になるように制御するとともに、前記補正係数決定手段の動作モードを第2の動作モードに移行させる制御を行い、各撮像信号間のレベル差が第2の規定値よりも小さくなった場合には、前記補正係数決定手段の動作モードを第1のモードに移行させるとともに、前記結像光学系が合焦状態になるように制御する撮像動作制御手段を有することを特徴とする実施態様2〜7の何れか1項に記載の補正装置。
【0080】
〔実施態様9〕 前記撮像動作制御による撮像制御動作を所定の間隔で繰り返し実行することを特徴とする実施態様8に記載の補正装置。
【0081】
〔実施態様10〕 前記第1の規定値よりも前記第2の規定値の方が小さいことを特徴とする実施態様8または9に記載の補正装置。
【0082】
〔実施態様11〕 前記補正係数決定手段の第1の動作モードは、前記第2の動作モードより応答性が低いことを特徴とする実施態様8〜10の何れか1項に記載の補正装置。
【0083】
〔実施態様12〕 複数の撮像信号を出力する撮像素子を用い、前記撮像素子にて撮像した撮像信号を記録媒体に記録する画像記録再生装置であって、
前記複数の撮像信号のレベルをそれぞれ独立に調整するレベル調整手段と、前記複数のレベル調整手段の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、撮像光学系の合焦度を判定する合焦度判定手段と、前記出力レベル検出手段による出力レベル検出結果及び前記合焦度判定手段による合焦度判定結果に基づいて各撮像信号のレベルが等しくなるような補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数を前記レベル調整手段に与えて各撮像信号のレベルが等しくなるような調整を行なうことを特徴とする画像記録再生装置。
【0084】
〔実施態様13〕 前記補正係数決定手段が第1の動作モードで動作中に、各撮像信号間のレベル差が第1の規定値よりも大きくなった場合で、かつ前記撮像信号を記録媒体に記録する記録手段が記録停止状態にある場合において、前記撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系が非合焦状態になるように制御して、前記補正係数決定手段の動作モードを第2の動作モードに移行させる制御を行い、各撮像信号間のレベル差が第2の規定値よりも小さくなった場合、もしくは前記記録手段が記録動作状態にある場合には、前記補正係数決定手段の動作モードを第1のモードに移行させるとともに、前記結像光学系が合焦状態になるように制御する撮像動作制御手段を有することを特徴とする実施態様11に記載の画像記録再生装置。
【0085】
〔実施態様14〕 前記撮像動作制御手段は、前記制御動作を所定の間隔で繰り返し実行することを特徴とする実施態様12に記載の画像記録再生装置。
【0086】
〔実施態様15〕 前記第1の規定値よりも前記第2の規定値の方が小さいことを特徴とする実施態様12に記載の画像記録再生装置。
【0087】
〔実施態様16〕 前記補正係数決定手段の第1の動作モードは、第2の動作モードよりも応答性が低いことを特徴とする実施態様12〜14の何れか1項に記載の画像記録再生装置。
【0088】
〔実施態様17〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法であって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整処理と、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定処理とを有し、
前記補正係数決定処理により決定した補正係数を前記レベル調整処理に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正方法。
〔実施態様18〕 前記複数の撮像信号の出力レベルを検出する出力レベル検出処理を有し、
前記補正係数決定処理は、前記レベル検出結果に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が少なくなるように補正係数を決定することを特徴とする実施態様17に記載の補正方法。
【0089】
〔実施態様19〕 前記出力レベル検出処理は、前記複数の撮像信号のうち所定の領域を選択するための領域選択処理と、前記選択領域選択処理により選択された領域内の平均レベルを算出する平均レベル算出処理とを含むことを特徴とする実施態様18に記載の補正方法。
【0090】
〔実施態様20〕 前記出力レベル検出処理は、前記複数の撮像信号の中から所定の色信号を選択する色信号選択処理を有し、前記色信号選択処理により選択された色信号を用いて検出結果を生成することを特徴とする実施態様18または19に記載の補正方法。
【0091】
〔実施態様21〕 前記補正係数決定処理は、複数の検出結果から各撮像信号間のゲイン誤差を算出するゲイン誤差算出処理と、前記複数の撮像信号中における被写体依存のレベル差成分を排除するための閾値を設定する閾値設定処理と、前記ゲイン誤差算出処理の信号が入力された際に、前記ゲイン誤差が前記閾値を超えた場合には基準値を出力するとともに、前記ゲイン誤差が前記閾値を超えない場合には入力されたゲイン誤差をそのまま出力する非線形処理とを有し、
前記非線形処理の出力信号に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様18〜20の何れか1項に記載の補正方法。
【0092】
〔実施態様22〕 前記補正係数決定処理は、前記出力レベル検出処理の検出結果から評価値を生成する評価値生成処理と、前記評価値生成処理によって生成された評価値を複数のフレーム間で平均化する評価値平均化処理と、前記評価値平均化処理によって平均化を行なうフレーム数を設定するフレーム数設定処理とを有し、
前記フレーム数設定処理によって設定されたフレーム数分が平均化された評価値に基づいて補正係数を決定することを特徴とする実施態様18〜21の何れか1項に記載の補正方法。
【0093】
〔実施態様23〕 前記評価値平均化処理において平均化を行なうフレーム数を、前記撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に応じて可変制御するフレーム数制御処理を有することを特徴とする実施態様22に記載の補正方法。
【0094】
〔実施態様24〕 前記補正方法において、前記補正係数決定処理が第1の動作モードで動作中に、各撮像信号間のレベル差が第1の規定値よりも大きくなった場合には前記結像光学系が非合焦状態になるように制御するとともに、前記補正係数決定処理の動作モードを第2の動作モードに移行させる制御を行い、各撮像信号間のレベル差が第2の規定値よりも小さくなった場合には、前記補正係数決定処理の動作モードを第1のモードに移行させるとともに、前記結像光学系が合焦状態になるように制御する撮像動作制御処理を有することを特徴とする実施態様18〜23の何れか1項に記載の補正方法。
【0095】
〔実施態様25〕 前記撮像動作制御による撮像制御動作を所定の間隔で繰り返し実行することを特徴とする実施態様24に記載の補正方法。
【0096】
〔実施態様26〕 前記第1の規定値よりも前記第2の規定値の方が小さいことを特徴とする実施態様24または25に記載の補正方法。
【0097】
〔実施態様27〕 前記補正係数決定処理の第1の動作モードは、前記第2の動作モードより応答性が低いことを特徴とする実施態様24〜26の何れか1項に記載の補正方法。
【0098】
〔実施態様28〕 撮像素子の複数の出力部からの複数の撮像信号を補正する補正方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整処理と、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定処理とを有し、
前記補正係数決定処理により決定した補正係数を前記レベル調整処理に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【0099】
〔実施態様29〕 前記実施態様28に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【0100】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、複数の撮像領域間の不均一性をリアルタイムに補正することが可能になり、さらに、結像光学系の合焦度に応じて適応的な制御を行なうことができるとともに、被写体依存のレベル差成分を効果的に除去することができ、動的な変動が発生した場合にも画像中に現れる段差を見かけ上無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示し、本発明の補正装置をビデオカメラに適用した第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】分割画面境界部の矩形領域を示す図である。
【図3】CCD出力レベルとチャンネル間のゲイン差を示す特性図である。
【図4】ゲインアップ量に対するゲイン補正特性を示す図である。
【図5】第1の実施の形態におけるゲイン調整値の計算手順を実行する手段の構成例を示すブロック図である。
【図6】第1の実施の形態におけるリミッタの入出力特性を示す図である。
【図7】第1の実施の形態における積分手段の構成例を示すブロック図である。
【図8】本発明の補正装置をビデオカメラに適用した第2の実施の形態を示し、記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図9】第2の実施の形態における記録再生装置の動作を説明するフローチャートである。
【図10】第2の実施の形態における係数制御特性を示し、合焦度に対する係数制御の特性を示した図である。
【図11】従来例の撮像装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
100 CCDエリアセンサ
101 光電変換部及び垂直転送部
103、104 水平転送部
105、106 出力アンプ
107、108 撮像信号の出力端子
109、110 アナログフロントエンド
111、112 黒レベルの検出及び補正手段
113、114 ゲイン調整手段
115 画面合成手段
116 段差評価値生成手段
117 システムの制御を行なうマイコン
118 カメラ信号処理手段
119 出力端子
120 書き換え可能な不揮発性メモリ
121 温度計
122 AF評価値生成手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a correction device, in particular, an imaging surface divided into a plurality of regions, an amplifier for amplifying an imaging signal in each region, and a solid-state imaging device having a plurality of imaging signal output terminals connected to the output. It is suitable for use in a correction device for correcting a signal.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of digital signal processing technology and semiconductor technology, a consumer digital video standard for digitally recording moving picture signals of a standard television system, for example, NTSC system or PAL system, has been proposed. A digital video camera in which a device and an imaging device are integrated has been commercialized. Some of such digital video cameras have a still image recording function by utilizing the feature of digital recording.
[0003]
Further, there is also a digital camera equipped with a digital I / F for connection to a computer or the like, and having a function of taking a captured image into the computer. Further, an apparatus that includes a plurality of recording media and is capable of selecting a recording medium according to the purpose of use of an image has been put to practical use.
[0004]
In such an apparatus, when a recorded image is connected to a television and played back, the image size is determined by the digital video standard, for example, 720 × 480 pixels, and there is no problem. When transferring an image to another medium, a larger number of pixels may be required due to a problem in image quality.
[0005]
With the increase in the number of pixels of the image sensor, it is necessary to drive the image sensor at a higher frequency in order to read information of all pixels of the image sensor. There is a problem that causes an increase in power.
[0006]
Therefore, a method of increasing the data rate of imaging information while keeping the driving frequency of the imaging element low has been considered. As one of such methods, there is a method in which an imaging surface is divided into a plurality of regions, each region has an independent charge transfer unit, an amplifier, and an output terminal, and imaging signals are read out in parallel.
[0007]
FIG. 11 shows an example of an imaging device using the above-described imaging device. In FIG. 11, the imaging surface of the
[0008]
On the other hand, a disadvantage of this method is that when an image is generated by combining two regions due to the non-uniformity of the characteristics of the amplifier and the external peripheral circuit in each region, a boundary line occurs due to a level difference between the regions. There is a problem that image quality deteriorates.
[0009]
As a method of reducing the image quality deterioration due to these non-uniformities, there is a method in which a black level and a standard white level of each area are measured in advance to obtain a correction coefficient, and the non-uniformity is corrected by the correction coefficient at the time of imaging. It is considered.
[0010]
FIG. 11 shows a configuration example of such a correction circuit. A subject image formed on the
[0011]
The two-system image signals obtained from the
[0012]
The correction coefficient is supplied to black
[0013]
Next, each signal is supplied to white
[0014]
To detect a difference in white level, the
[0015]
The signal subjected to the white level correction is subjected to γ correction processing, contour correction processing, color correction processing, and the like in a camera
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the correction coefficient is calculated only under predetermined conditions, such as when a standard white image is captured, and thus there is a problem that real-time properties are lacking. For this reason, it is not possible to cope with dynamic fluctuations such as temperature fluctuations or temporal fluctuations, or fluctuations in the degree of focus of the imaging optical system, and it may not be possible to sufficiently correct non-uniformity between regions. there were.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in view of the above-described circumstances. It is an object of the present invention to be able to cope with dynamic fluctuations.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The correction device of the present invention is a correction device that corrects a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging device,
Level adjusting means for adjusting the levels of the plurality of imaging signals; and a level adjusting means for adjusting a level difference between the plurality of imaging signals based on a degree of focus of an imaging optical system that forms a subject image on an imaging device. Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient,
The correction coefficient determined by the correction coefficient determination means is supplied to the level adjustment means, and adjustment is performed so that the level difference between the image pickup signals is reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment in which the correction device of the present invention is applied to an imaging device will be described with reference to the accompanying drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment in which the present invention is applied to a single-panel video camera.
In FIG. 1,
[0020]
[0021]
[0022]
Next, the operation of the video camera of the present embodiment having the above configuration will be described.
The
The subject image formed on the
In the present embodiment and the embodiments described later, a correction device for detecting and correcting non-uniformity between two systems is configured by the
[0023]
The signal charges are amplified to a predetermined level by the
[0024]
The left and right imaging signals are subjected to correlated double sampling processing and A / D conversion by analog front ends 109 and 110, and then supplied to black level detection and
[0025]
The signals whose black levels have been corrected are subjected to gain adjustment by gain adjusting means 113 and 114. The gain applied at the time of gain adjustment is supplied from the
[0026]
In addition, not only gain adjustment for image brightness but also correction of gain error between the two systems is performed here. Generally, the difference in gain between the two systems depends on the magnitude of the output level of the
[0027]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of an output level between two systems and a gain difference between channels. In FIG. 3, the horizontal axis represents the output level of the left channel of the
[0028]
For example, assuming that the left channel output level of the
E0 = L0right / L0 (1)
As shown in this figure, since the relationship between the signal level and the gain difference is not constant, the correction amount of the gain is not a fixed value, and the correction amount needs to be changed according to the gain-up amount.
[0030]
In this embodiment, the reference level Lref is set for the signal after gain adjustment, and the level difference between the two systems is always 0 at the reference level Lref regardless of the gain-up amount, that is, the signal of each channel is set to the reference level Lref. Gain correction is performed so that they match. As the level of the reference level Lref, a gray level of about 75% is selected after the γ correction for the reference white.
[0031]
For example, when the left channel output level of the
A0 = reference level Lref / L0 (2)
Further, at this time, the gain A0right given to the gain adjustment means 113 of the right channel can be expressed by the following equation, where the gain correction amount is C0.
A0right = A0 × C0 (3) and C0 is obtained by the following equation.
C0 = 1.0 / E0 (4)
Similarly, when the output level of the left channel of the
C1 = 1.0 / E1 (5)
FIG. 4 shows a characteristic example of the gain correction amount with respect to the gain increase amount. This correction characteristic differs for each component of the
[0035]
Next, measurement of the gain correction characteristic will be described.
The step evaluation value generation means 116 calculates an evaluation value of the screen step based on the pixel values in the rectangular area specified near the boundary of the divided area, and outputs the evaluation value to the
[0036]
FIG. 2 shows an example of a rectangular area in the screen. As shown in FIG. 2,
[0037]
The
[0038]
At the time of measuring the gain correction characteristic, an image of a subject having a uniform brightness is taken, and the
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
Next, correction of the residual gain error at the time of general photographing will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which a correction coefficient is determined based on the degree of focus of an imaging optical system that forms an object image on an image sensor, and the determined correction coefficient is provided to a gain adjustment unit to provide different output terminals of a CCD area sensor. 1 shows a configuration of a block for correcting a residual gain error, which is executed by a
[0042]
The left channel step evaluation value A and the right channel step evaluation value B input to the
E = B / A Expression (6)
The gain error amount E obtained by the gain error calculating means 501 is simply a ratio of pixel levels, and is affected not only by non-uniformity between channels but also by a level difference of the subject itself. Therefore, in order to perform correct gain error correction, it is necessary to eliminate a subject-dependent level difference component. In the present embodiment, the subject-dependent level difference component is eliminated by the
[0044]
FIG. 6 shows the input / output characteristics of the
[0045]
As shown in FIG. 6, when the level difference ratio exceeds the threshold value TH, the limiter output becomes 1.0. The threshold value TH is determined in association with the residual gain error amount. As a result of this processing, a level difference that is large is regarded as a subject-dependent level difference and is eliminated.
[0046]
FIG. 7 shows the internal configuration of the integration means 503. After subtracting the input signal X (0) from the signal Y (-1) delayed by a predetermined time in the subtraction means 701, the coefficient k is multiplied by the
Y (0) = kX (0) + (1−k) Y (−1) (0 <k <1) Expression (7)
The delay time is a time equal to the vertical scanning period of the CCD. By this processing, an average value of the error amounts for the past 1 / k frames is obtained. Normally, the subject is not fixed for a long time in the angle of view, so by taking an average over a plurality of frames, the level difference component depending on the subject is canceled out and eliminated.
[0048]
The information on the degree of focus is input to the
[0049]
Through the above processing, the level difference due to the subject is eliminated, and the gain error due to the non-uniformity between the channels is extracted. Next, the gain error amount is multiplied by a coefficient by the correction
[0050]
The output of the correction
[0051]
In the gain correction amount calculating means 506, the gain adjustment value for the right channel is actually calculated by multiplying the two input signals by the gain up amount. Then, the gain adjustment value thus calculated is supplied to the gain adjustment means 113 shown in FIG. The gain increasing amount itself is supplied to the gain adjusting means 114.
[0052]
The signal after the gain adjustment is supplied to the screen synthesizing means 115 and the step evaluation value generating means 116. The
[0053]
On the other hand, the AF evaluation value generation means 122 generates an evaluation value required for the focus degree determination by a method such as extracting an edge component of the screen and outputs the evaluation value to the
[0054]
As described above, when measuring the level difference between the left and right screens from a general captured image, a level change of the subject itself may be cited as a disturbance element. The level change of the subject itself changes depending on the degree of focusing, and becomes maximum in the focused state. In the present embodiment, using this property, variable control of the characteristics of the correction loop is performed according to the degree of focusing.
[0055]
FIG. 10 shows the characteristics of coefficient control with respect to the degree of focus, and shows the operation of the coefficient control means in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the degree of focusing, and the degree of focusing increases as going to the right. The vertical axis represents the output coefficient. With respect to the output coefficient at the time of focusing, the coefficient value increases as the degree of focusing decreases.
[0056]
By such control, the number of frames to be averaged is increased at the time of focusing where the level difference of the subject itself appears to be the largest in the image pickup signal, and is stable against disturbance (= the level difference of the subject itself). Is performed. On the other hand, when the subject is out of focus, the level difference of the subject itself becomes small, and thus control is performed with emphasis on responsiveness rather than loop stability.
[0057]
(Second embodiment)
FIG. 8 is a diagram schematically showing an embodiment of the image recording / reproducing apparatus of the present invention. FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the recording / reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The operation shown in the flowchart of FIG. 9 is performed by the
[0058]
In FIG. 8, the flow of signal processing from the
[0059]
The image signal processed by the camera
[0060]
The recording
[0061]
Next, the operation of the recording / reproducing apparatus of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 9, when the processing is started in step S901, next, in step S902, the level difference between the left channel and the right channel is calculated, and the level difference is larger than a predetermined specified value A. Then, it is determined whether or not the recording / reproducing
[0062]
As a result of this determination, if it is, the process proceeds to step S903, and if not, the conditional branch of terminating is executed.
In the next step S903, control is performed so that the imaging optical system is largely deviated from the in-focus position. After that, the process advances to step S904 to control the gain correction control loop to operate in the high-speed pull-in mode.
[0063]
The high-speed pull-in mode means that the value of the feedback gain applied by the correction
[0064]
Next, in step S925, the level difference between the left and right channels is evaluated. If the level difference is smaller than the reference value B, or if the recording operation has been started, the process proceeds to step S926. Keep the mode state. By setting the reference value B at this time to a value smaller than the above-described reference value A, a hysteresis characteristic is provided.
[0065]
In step S906, control is performed so that the control loop for gain correction operates in the normal mode. Subsequently, in step S907, the focus control is returned to the normal auto focus mode, and a series of operations ends. This operation is repeatedly executed at a predetermined cycle.
[0066]
By this control, the detected level difference between the left and right channels becomes large, and if it becomes difficult to determine whether the level difference is inherent to the subject itself, by keeping the imaging optical system in a blurred state, It is possible to easily determine the level difference of the device itself and the level difference caused by the non-uniformity between the left and right channels.
[0067]
Furthermore, by increasing the response of the gain correction loop so that the state is completed in a short time, the blurred state does not continue for a long time.
By controlling this operation not to be performed during the recording operation, it is possible to prevent the user from missing a shooting opportunity.
[0068]
(Another embodiment of the present invention)
The present invention may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including one device.
[0069]
Further, a transmission medium such as the Internet or the like is transmitted to a computer in an apparatus or a system connected to the various devices so as to operate various devices so as to realize the functions of the above-described embodiments. Also, the present invention provides a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiment through the above-described embodiment, and executes the above-described various devices according to a program stored in a computer (CPU or MPU) of the system or the apparatus. Are included in the scope of the present invention.
[0070]
In this case, the program code itself of the software implements the functions of the above-described embodiment, and the program code itself and a unit for supplying the program code to the computer, for example, the program code is stored. The storage medium described constitutes the present invention. As a storage medium for storing such a program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, and the like can be used.
[0071]
When the computer executes the supplied program code, not only the functions described in the above-described embodiments are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer or another program. It goes without saying that such a program code is also included in the embodiment of the present invention when the functions described in the above embodiment are realized in cooperation with application software or the like.
[0072]
Further, after the supplied program code is stored in a memory provided in a function expansion board of a computer or a function expansion unit connected to the computer, a CPU provided in the function expansion board or the function expansion unit based on the instruction of the program code. The present invention also includes a case in which the functions of the above-described embodiments are implemented by performing some or all of the actual processing.
[0073]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[Embodiment 1] A correction device for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging element,
Level adjusting means for adjusting the levels of the plurality of imaging signals; and a level adjusting means for adjusting a level difference between the plurality of imaging signals based on a degree of focus of an imaging optical system that forms a subject image on an imaging device. Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient,
A correction device, wherein the correction coefficient determined by the correction coefficient determination means is supplied to the level adjustment means so as to perform adjustment so that the level difference between the respective imaging signals is reduced.
[Embodiment 2] An output level detection unit that detects output levels of the plurality of imaging signals,
The correction apparatus according to claim 1, wherein the correction coefficient determination unit determines a correction coefficient based on the level detection result such that a level difference between the plurality of imaging signals is reduced.
[0074]
[Embodiment 3] The output level detecting means includes an area selecting means for selecting a predetermined area from among the plurality of imaging signals, and an average for calculating an average level in the area selected by the selected area selecting means. The correction device according to the second embodiment, further comprising a level calculation unit.
[0075]
[Embodiment 4] The output level detection unit includes a color signal selection unit that selects a predetermined color signal from the plurality of imaging signals, and a detection result is obtained by using the color signal selected by the color signal selection unit. The correction device according to the second or third embodiment, wherein the correction device generates
[0076]
[Embodiment 5] The correction coefficient determining unit calculates a gain error between image signals from a plurality of detection results, and a subject-dependent level difference component in the plurality of image signals. Threshold setting means for setting the threshold value, and when a signal of the gain error calculation means is input, a reference value is output when the gain error exceeds the threshold value, and the gain error Non-linear processing means for outputting the input gain error as it is when it does not exceed, and a correction coefficient is determined based on an output signal of the non-linear processing means. The correction device according to the paragraph.
[0077]
[Embodiment 6] The correction coefficient determination unit includes an evaluation value generation unit that generates an evaluation value from a detection result of the output level detection unit, and an evaluation value generated by the evaluation value generation unit averaged over a plurality of frames. Evaluation value averaging means, and a frame number setting means for setting the number of frames to be averaged by the evaluation value averaging means,
The correction apparatus according to any one of embodiments 2 to 5, wherein a correction coefficient is determined based on an evaluation value obtained by averaging the number of frames set by the frame number setting unit.
[0078]
[Embodiment 7] Frame number control means for variably controlling the number of frames to be averaged by the evaluation value averaging means in accordance with the degree of focus of an imaging optical system for forming a subject image on the image sensor. The correction device according to claim 6, characterized in that:
[0079]
[Eighth Embodiment] In the correction device, when the correction coefficient determination unit is operating in a first operation mode, if the level difference between the imaging signals becomes larger than a first specified value, the image formation is performed. The optical system is controlled so as to be out of focus, and control is performed to shift the operation mode of the correction coefficient determination means to the second operation mode, so that the level difference between the imaging signals is smaller than the second specified value. When the value becomes smaller, the operation mode of the correction coefficient determination unit is shifted to the first mode, and the imaging operation control unit controls the imaging optical system to be in focus. The correction device according to any one of Embodiments 2 to 7, wherein
[0080]
[Embodiment 9] The correction apparatus according to
[0081]
[Embodiment 10] The correction apparatus according to
[0082]
[Embodiment 11] The correction apparatus according to any one of
[0083]
[Embodiment 12] An image recording / reproducing apparatus that uses an image sensor that outputs a plurality of image signals and records an image signal captured by the image sensor on a recording medium,
Level adjustment means for independently adjusting the levels of the plurality of imaging signals, output level detection means for detecting the output levels of the plurality of level adjustment means, and focus degree determination for determining the focus degree of the imaging optical system Means, and a correction coefficient determining means for determining a correction coefficient such that the levels of the respective imaging signals become equal based on the output level detection result by the output level detecting means and the focus degree determination result by the focus degree determining means. Prepare,
An image recording / reproducing apparatus, wherein the correction coefficient is given to the level adjusting means so as to perform adjustment so that the levels of the respective imaging signals become equal.
[0084]
[Thirteenth Embodiment] When the correction coefficient determination unit is operating in the first operation mode, the level difference between the imaging signals becomes larger than a first specified value, and the imaging signals are stored in a recording medium. When the recording unit for recording is in the recording stop state, the image forming optical system that forms the subject image on the image sensor is controlled so as to be out of focus, and the operation mode of the correction coefficient determination unit is changed to the second mode. 2 is performed, and when the level difference between the imaging signals is smaller than a second specified value or when the recording unit is in a recording operation state, the correction coefficient determining unit The image recording / reproducing apparatus according to embodiment 11, further comprising: an imaging operation control unit configured to shift the operation mode to the first mode and to control the imaging optical system to be in a focused state.
[0085]
[Embodiment 14] The image recording / reproducing apparatus according to embodiment 12, wherein the imaging operation control means repeatedly executes the control operation at predetermined intervals.
[0086]
[Embodiment 15] The image recording / reproducing apparatus according to Embodiment 12, wherein the second prescribed value is smaller than the first prescribed value.
[0087]
[Embodiment 16] The image recording / reproduction according to any one of Embodiments 12 to 14, wherein the first operation mode of the correction coefficient determination unit has lower responsiveness than the second operation mode. apparatus.
[0088]
[Embodiment 17] A correction method for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging element,
A level adjustment process for adjusting the levels of the plurality of imaging signals, and a level difference between the plurality of imaging signals based on a focus degree of an imaging optical system that forms a subject image on an imaging device. Correction coefficient determination processing for determining a correction coefficient,
A correction method, wherein a correction coefficient determined by the correction coefficient determination processing is applied to the level adjustment processing so as to perform adjustment so as to reduce a level difference between image pickup signals.
(Eighteenth Embodiment) An output level detection process for detecting output levels of the plurality of imaging signals,
18. The correction method according to claim 17, wherein the correction coefficient determination processing determines a correction coefficient based on the level detection result such that a level difference between the plurality of imaging signals is reduced.
[0089]
[Embodiment 19] The output level detection processing includes an area selection processing for selecting a predetermined area from the plurality of imaging signals, and an average for calculating an average level in the area selected by the selection area selection processing. The correction method according to embodiment 18, comprising a level calculation process.
[0090]
[Embodiment 20] The output level detection process includes a color signal selection process of selecting a predetermined color signal from the plurality of imaging signals, and the output level detection process is performed using the color signal selected by the color signal selection process. 20. The correction method according to embodiment 18 or 19, wherein a result is generated.
[0091]
[Embodiment 21] The correction coefficient determination process is a process of calculating a gain error between respective imaging signals from a plurality of detection results, and eliminating a subject-dependent level difference component in the plurality of imaging signals. A threshold setting process for setting a threshold value, and when a signal of the gain error calculation process is input, a reference value is output when the gain error exceeds the threshold value, and the gain error If not exceeded, the input gain error is output as it is,
The correction method according to any one of embodiments 18 to 20, wherein a correction coefficient is determined based on an output signal of the non-linear processing.
[0092]
[Embodiment 22] The correction coefficient determination process includes an evaluation value generation process of generating an evaluation value from a detection result of the output level detection process, and an evaluation value generated by the evaluation value generation process being averaged over a plurality of frames. Evaluation value averaging process, and a frame number setting process of setting the number of frames to be averaged by the evaluation value averaging process,
The correction method according to any one of embodiments 18 to 21, wherein a correction coefficient is determined based on an evaluation value obtained by averaging the number of frames set by the frame number setting process.
[0093]
[Embodiment 23] There is provided a frame number control process for variably controlling the number of frames to be averaged in the evaluation value averaging process according to the degree of focus of an imaging optical system that forms a subject image on the image sensor. 23. The correction method according to claim 22, characterized in that:
[0094]
[Embodiment 24] In the correction method, when the level difference between the imaging signals becomes larger than a first specified value while the correction coefficient determination process is operating in the first operation mode, the image formation is performed. In addition to controlling the optical system to be in an out-of-focus state, control is performed to shift the operation mode of the correction coefficient determination process to the second operation mode, and the level difference between the imaging signals is set to be smaller than the second specified value. In the case where the image size has also become smaller, the operation mode of the correction coefficient determination process is shifted to the first mode, and an imaging operation control process for controlling the imaging optical system to be in a focused state is provided. The correction method according to any one of embodiments 18 to 23, wherein
[0095]
Twenty-fifth Embodiment A correction method according to the twenty-fourth embodiment, wherein the imaging control operation by the imaging operation control is repeatedly executed at predetermined intervals.
[0096]
[Embodiment 26] The correction method according to Embodiment 24 or 25, wherein the second specified value is smaller than the first specified value.
[0097]
Embodiment 27 The correction method according to any one of Embodiments 24 to 26, wherein the first operation mode of the correction coefficient determination process has lower responsiveness than the second operation mode.
[0098]
[Embodiment 28] A program for causing a computer to execute a correction method for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of an imaging element,
A level adjustment process for adjusting the levels of the plurality of imaging signals, and a level difference between the plurality of imaging signals based on a focus degree of an imaging optical system that forms a subject image on an imaging device. Correction coefficient determination processing for determining a correction coefficient,
A computer program for causing a computer to execute a process of giving a correction coefficient determined by the correction coefficient determination process to the level adjustment process and performing adjustment so as to reduce a level difference between image pickup signals.
[0099]
[Embodiment 29] A computer-readable recording medium on which the computer program according to Embodiment 28 is recorded.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to correct non-uniformity among a plurality of imaging regions in real time, and furthermore, to perform adaptive control according to the degree of focusing of an imaging optical system. Can be performed, the level difference component depending on the subject can be effectively removed, and even when a dynamic fluctuation occurs, the step appearing in the image can be apparently eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention and showing a configuration of a first embodiment in which a correction device of the present invention is applied to a video camera.
FIG. 2 is a diagram illustrating a rectangular area at a boundary of a divided screen.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a CCD output level and a gain difference between channels.
FIG. 4 is a diagram showing a gain correction characteristic with respect to a gain-up amount.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a unit that executes a procedure of calculating a gain adjustment value according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating input / output characteristics of a limiter according to the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of an integration unit according to the first embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment in which the correction device of the present invention is applied to a video camera, and showing a configuration example of a recording / reproducing device.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of the recording / reproducing apparatus according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating coefficient control characteristics according to the second embodiment, and illustrating characteristics of coefficient control with respect to the degree of focus.
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a conventional imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
Claims (1)
前記複数の撮像信号のレベルを調整するためのレベル調整手段と、撮像素子に被写体像を結像させる結像光学系の合焦度に基づいて前記複数の撮像信号のレベル差が小さくなるための補正係数を決定する補正係数決定手段とを備え、
前記補正係数決定手段により決定した補正係数を前記レベル調整手段に与えて各撮像信号のレベル差が小さくなるように調整を行なうことを特徴とする補正装置。A correction device for correcting a plurality of imaging signals from a plurality of output units of the imaging device,
Level adjusting means for adjusting the levels of the plurality of imaging signals; and a level adjusting means for adjusting a level difference between the plurality of imaging signals based on a degree of focus of an imaging optical system that forms a subject image on an imaging device. Correction coefficient determining means for determining a correction coefficient,
A correction device, wherein the correction coefficient determined by the correction coefficient determination means is supplied to the level adjustment means so as to perform adjustment so that the level difference between the respective imaging signals is reduced.
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