JP2008113132A - Electronic camera and image processing program - Google Patents
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Abstract
【課題】 撮影条件に応じてシェーディング補正をより高い精度で行うことのできる手段を提供する。
【解決手段】 撮像素子と、遮光部と、感度調整部と、制御部とを備える。撮像素子は、被写体像を光電変換で撮像する。遮光部は、被写体からの光束を撮像素子に到達させる非遮光状態と、上記光束に対して撮像素子を遮光する遮光状態とを切り替える。感度調整部は、撮像素子に関する撮像感度の設定を変更する。制御部は、撮像感度が閾値以上の状態で撮影指示を受けた場合に、非遮光状態で撮像された本画像のデータと、遮光状態で撮像された暗黒画像のデータとを生成する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means capable of performing shading correction with higher accuracy according to photographing conditions.
An image sensor, a light shielding unit, a sensitivity adjustment unit, and a control unit are provided. The imaging element captures a subject image by photoelectric conversion. The light shielding unit switches between a non-light shielding state in which the light beam from the subject reaches the image sensor and a light shielding state in which the image sensor is shielded against the light beam. The sensitivity adjustment unit changes the setting of the imaging sensitivity related to the image sensor. The control unit generates data of a main image captured in a non-light-shielded state and data of a dark image captured in a light-shielded state when an imaging instruction is received in a state where the imaging sensitivity is equal to or higher than a threshold value.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、本画像および暗黒画像のデータに基づいてシェーディング補正を行う電子カメラおよび画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an electronic camera and an image processing program that perform shading correction based on data of a main image and a dark image.
電子カメラの撮像素子の出力には、撮像画像の信号成分とともに、撮像素子の暗電流などによる雑音成分が含まれる。上記の暗電流は、撮像素子の露光時間などに応じてそのレベルが変動することが知られている。そのため、一部の電子カメラでは、遮光状態で撮影した暗黒画像によって暗電流のデータを取得し、記録用画像の信号レベルから暗電流のノイズ分を減算することでシェーディング補正(画像の明るさの不均一性の補正)を行っている。例えば、特許文献1に上記の電子カメラの構成の一例を示す。
しかし、上記従来技術によっても、撮影条件によってシェーディング補正がなお不十分な場合もあり、その改善が要請されていた。
本発明は上記従来技術の課題を解決するものである。本発明の目的は、撮影条件に応じてシェーディング補正をより高い精度で行うことのできる手段を提供することである。
However, even with the above-described prior art, there are cases where shading correction is still insufficient depending on the photographing conditions, and an improvement thereof has been demanded.
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide means capable of performing shading correction with higher accuracy in accordance with shooting conditions.
第1の発明の電子カメラは、撮像素子と、遮光部と、感度調整部と、制御部とを備える。撮像素子は、被写体像を光電変換で撮像する。遮光部は、被写体からの光束を撮像素子に到達させる非遮光状態と、上記光束に対して撮像素子を遮光する遮光状態とを切り替える。感度調整部は、撮像素子に関する撮像感度の設定を変更する。制御部は、撮像感度が閾値以上の状態で撮影指示を受けた場合に、非遮光状態で撮像された本画像のデータと、遮光状態で撮像された暗黒画像のデータとを生成する。 An electronic camera according to a first invention includes an image sensor, a light shielding unit, a sensitivity adjustment unit, and a control unit. The imaging element captures a subject image by photoelectric conversion. The light shielding unit switches between a non-light shielding state in which the light beam from the subject reaches the image sensor and a light shielding state in which the image sensor is shielded against the light beam. The sensitivity adjustment unit changes the setting of the imaging sensitivity related to the image sensor. The control unit generates data of a main image captured in a non-light-shielded state and data of a dark image captured in a light-shielded state when an imaging instruction is received in a state where the imaging sensitivity is equal to or higher than a threshold value.
第2の発明は、第1の発明において、本画像のデータの信号レベル値から暗黒画像のデータの信号レベル値を減算する減算処理部を電子カメラがさらに備える。
第3の発明は、第2の発明において、撮像素子から出力された画像のデータの黒基準レベルを0値より大きな値に固定するクランプ処理部を電子カメラがさらに備える。また、減算処理部は、クランプ処理部から出力された本画像および暗黒画像のデータに対して減算を実行する。
According to a second aspect, in the first aspect, the electronic camera further includes a subtraction processing unit that subtracts the signal level value of the dark image data from the signal level value of the main image data.
In a third aspect based on the second aspect, the electronic camera further includes a clamp processing unit that fixes a black reference level of image data output from the image sensor to a value larger than 0. The subtraction processing unit performs subtraction on the main image and dark image data output from the clamp processing unit.
第4の発明は、第2の発明において、制御部は、暗黒画像のデータに対して平滑化処理を施す。
第5の発明は、第1の発明において、撮影モードの変更操作をユーザーから受け付ける入力部を電子カメラがさらに備える。また、制御部は、連写撮影に適した撮影モードの設定時には、撮像感度の値に拘わらず暗黒画像の撮像を停止する。
In a fourth aspect based on the second aspect, the control unit performs a smoothing process on the dark image data.
In a fifth aspect based on the first aspect, the electronic camera further includes an input unit for accepting an operation for changing the photographing mode from the user. Further, the control unit stops imaging of the dark image regardless of the imaging sensitivity value when the imaging mode suitable for continuous shooting is set.
第6の発明は、第1の発明において、撮像感度の手動指定をユーザーから受け付ける入力部を電子カメラがさらに備える。また、制御部は、手動指定でのみ選択可能な高感度値に撮像感度が設定されたときに、本画像のデータと暗黒画像のデータとを生成する。
第7の発明は、第1の発明において、撮像感度に関する閾値の指定をユーザーから受け付ける入力部を電子カメラがさらに備える。
In a sixth aspect based on the first aspect, the electronic camera further includes an input unit that receives manual designation of imaging sensitivity from a user. Further, the control unit generates the data of the main image and the data of the dark image when the imaging sensitivity is set to a high sensitivity value that can be selected only by manual designation.
In a seventh aspect based on the first aspect, the electronic camera further includes an input unit that receives a designation of a threshold value related to imaging sensitivity from a user.
第8の発明の電子カメラは、撮像素子と、遮光部と、感度調整部と、温度検知部と、制御部とを備える。撮像素子は、被写体像を光電変換で撮像する。遮光部は、被写体からの光束を撮像素子に到達させる非遮光状態と、上記光束に対して撮像素子を遮光する遮光状態とを切り替える。感度調整部は、撮像素子に関する撮像感度の設定を変更する。温度検知部は、撮像素子の温度状態を検知する。制御部は、撮像感度が閾値以上の状態および撮像素子の温度が閾値以上の状態の少なくとも一方の状態で撮影指示を受けた場合に、非遮光状態で撮像された本画像のデータと遮光状態で撮像された暗黒画像のデータとを生成する。 An electronic camera according to an eighth aspect includes an image sensor, a light shielding unit, a sensitivity adjustment unit, a temperature detection unit, and a control unit. The imaging element captures a subject image by photoelectric conversion. The light shielding unit switches between a non-light shielding state in which the light beam from the subject reaches the image sensor and a light shielding state in which the image sensor is shielded against the light beam. The sensitivity adjustment unit changes the setting of the imaging sensitivity related to the image sensor. The temperature detection unit detects the temperature state of the image sensor. When receiving an imaging instruction in at least one of a state where the imaging sensitivity is equal to or higher than the threshold and a state where the temperature of the imaging element is equal to or higher than the threshold, the control unit The captured dark image data is generated.
第9の発明の画像処理プログラムは、以下のステップをコンピュータに実行させる。第1ステップでは、本画像のデータと、暗黒画像のデータとをそれぞれ読み込む。上記の本画像のデータは、被写体像を撮像素子で撮像するとともに、黒基準レベルが0値より大きな値に固定されている。また、上記の暗黒画像のデータは、撮像素子を遮光した状態で撮像するとともに、黒基準レベルが0値より大きな値に固定されている。第2ステップでは、本画像のデータの信号レベル値から暗黒画像のデータの信号レベル値を減算する。 An image processing program according to a ninth aspect causes a computer to execute the following steps. In the first step, main image data and dark image data are read. In the above-described main image data, a subject image is picked up by an image pickup device, and the black reference level is fixed to a value larger than zero. The dark image data is captured in a state where the image sensor is shielded from light, and the black reference level is fixed to a value larger than 0. In the second step, the signal level value of the dark image data is subtracted from the signal level value of the main image data.
なお、上記の発明に関する構成を、画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラムを記録した記録媒体などに変換して表現した構成も、本発明の具体的態様として有効である。 A configuration in which the configuration related to the above invention is converted into an image processing apparatus, an image processing method, a recording medium on which a computer program is recorded, and the like is also effective as a specific aspect of the present invention.
本発明によれば、撮影条件に応じてシェーディング補正をより高い精度で行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform shading correction with higher accuracy in accordance with shooting conditions.
図1は本実施形態の電子カメラのブロック図である。電子カメラは、撮像素子11と、撮像素子駆動部12と、メカニカルシャッタ13と、温度検知部14と、アナログ信号処理部15と、デジタル信号処理部16と、CPU17と、バッファメモリ18と、操作部19およびレリーズ釦20と、画像処理部21と、記録I/F22とを有している。
撮像素子11は、撮影光学系(不図示)の像空間側に配置される。撮像素子11は、受光面での被写体の結像を光電変換してアナログ信号を生成する。この撮像素子11の出力はアナログ信号処理部15に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of the electronic camera of this embodiment. The electronic camera includes an
The
ここで、撮像素子11の受光面には複数の受光素子がマトリックス状に配列されている(個々の受光素子の図示は省略する)。また、撮像素子11の受光面は、有効画素領域と遮光領域(オプティカルブラック領域)とに区画されている(図2参照)。撮像素子11の有効画素領域では、被写体の結像の明るさに応じて各受光素子に信号電荷が蓄積される。そして、撮像素子11は、有効画素領域の受光素子の出力に基づいて撮影画像を構成する画像信号を生成する。
Here, a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix on the light receiving surface of the image sensor 11 (illustration of the individual light receiving elements is omitted). Further, the light receiving surface of the
一方、撮像素子11の遮光画素領域は、有効画素領域の外周に隣接して形成されている。この遮光画素領域は各受光素子の表面が遮光膜によって覆われている。この遮光画素領域では、温度変化等による蓄積電荷(暗電流成分)が各受光素子に蓄積される。そして、電子カメラでは、遮光画素領域の出力に基づいて被写体像の黒色に相当する信号レベル(黒基準レベル)が決定される。
On the other hand, the light-shielding pixel region of the
撮像素子駆動部12は、CPU17の指示に応じて撮像素子11にタイミング信号を出力し、撮像素子11の電荷蓄積時間や信号読みだしなどを制御する。
メカニカルシャッタ13は、撮像素子11の受光面に対面するように設置されている。メカニカルシャッタ13は、CPU17の指示に応じて駆動する先幕および後幕によって、撮像素子11の遮光状態および露光状態を制御する。例えば、メカニカルシャッタ13は、撮影時には先幕および後幕の走行間隔を変更することで撮像素子11の露光時間を調整する。また、本実施形態の電子カメラは、メカニカルシャッタ13を閉じた遮光状態で撮影を行うことで、撮像素子11のノイズ成分を記録した暗黒画像を取得できる。
The image sensor driving unit 12 outputs a timing signal to the
The
温度検知部14は、撮像素子11の温度状態を検知するための温度センサである。この温度検知部14は、例えば撮像素子11の近傍に配置されている。なお、温度検知部14は、例えば、暗電流成分の大きさから撮像素子11の温度状態を推定するオブザーバなどであってもよい。
アナログ信号処理部15は、CDS部15aと、ゲイン調整部15bと、アナログクランプ部15cおよびA/D変換部15dとを有するアナログフロントエンド回路である。CDS部15aは、撮像素子11からの出力信号のノイズ成分を相関二重サンプリングによって低減する。ゲイン調整部15bは、CPU17の指示によって入力信号の利得を増幅し、画像信号に対してISO感度に相当する撮像感度の調整を実行する。アナログクランプ部15cは、ゲイン調整部15bからの信号出力をフィードバックし、画像信号の黒基準レベルを0値よりも大きな一定の電圧レベルにクランプする。A/D変換部15dは、ゲイン調整部15bからの出力信号をA/D変換する。このA/D変換部15dの出力は、デジタル信号処理部16に入力される。
The
The analog
ここで、図3(a)は、アナログクランプ部15cでのクランプ処理前の信号出力を示す模式図である。図3(b)は、アナログクランプ部15cでのクランプ処理後の信号出力を示す模式図である。なお、図3の各図において、縦軸は信号レベルの値を示し、横軸は信号読み出しのときの時間tを示している。また、簡単のため、図3では暗黒画像についての有効画素および遮光画素の出力を示している。 Here, FIG. 3A is a schematic diagram showing a signal output before the clamp processing in the analog clamp unit 15c. FIG. 3B is a schematic diagram showing a signal output after the clamp processing in the analog clamp unit 15c. In each drawing of FIG. 3, the vertical axis indicates the signal level value, and the horizontal axis indicates the time t when the signal is read. For simplicity, FIG. 3 shows the output of effective pixels and light-shielded pixels for a dark image.
図3(a)に示すクランプ処理前の信号出力では、黒基準レベルおよび有効画素の信号レベルがいずれも時間経過とともに増大する傾向にある。このとき、黒基準レベルと有効画素レベルとはそれぞれ異なる比率で信号レベルが変動する。図3では、撮像素子11の黒基準レベルが有効画素レベルよりも高い比率で増加する例を説明する。
そして、アナログクランプ部15cによって信号出力の黒基準レベルがクランプされると、図3(b)に示すように黒基準レベルの値が一定となって信号伝送中のDC変動が打ち消される。なお、図3(b)では、黒基準レベルのクランプに伴って、有効画素の信号レベルは時間経過とともに減少する傾向を示すこととなる。
In the signal output before the clamping process shown in FIG. 3A, both the black reference level and the effective pixel signal level tend to increase with time. At this time, the signal level fluctuates at a different ratio between the black reference level and the effective pixel level. FIG. 3 illustrates an example in which the black reference level of the
When the black reference level of the signal output is clamped by the analog clamp unit 15c, the value of the black reference level becomes constant as shown in FIG. 3B, and the DC fluctuation during signal transmission is canceled. In FIG. 3B, the signal level of the effective pixel tends to decrease with time as the black reference level is clamped.
デジタル信号処理部16は、撮像素子11からの読み出し順に入力されるデジタル画像信号に対して、欠陥画素補正、黒レベル調整などの画像処理を施す。このデジタル信号処理部16の出力はCPU17に入力される。なお、デジタル信号処理部16における黒レベル調整では、アナログクランプ部15cでクランプされた黒基準レベルの値が0値にシフトされる(図3(c)参照)。
The digital
CPU17は、電子カメラの統括的な制御を行うプロセッサである。CPU17は、所定のシーケンスプログラムに従って電子カメラの各部動作を制御するとともに、撮影時に必要となる各種演算(AF、AE、ホワイトバランスなど)を実行する。また、CPU17は、撮像感度の値や撮像素子11の温度などに応じて、レリーズ時に記録用の本画像とともに暗黒画像を撮影するか否かを変更する。また、CPU17は、暗黒画像を用いた本画像のシェーディング補正において所定の画像処理を実行する。
The
バッファメモリ18はCPU17に接続されている。このバッファメモリ18は、複数フレーム分の画像のデータを記録する容量を有しており、CPU17や画像処理部21による画像処理の前工程または後工程で一時的に画像のデータを保存する。
操作部19は、ユーザーから各種設定の入力操作を受け付ける。この操作部19は、例えばコマンドダイヤルや十字状のカーソルキーなどで構成される。本実施形態では、操作部19を介して、(1)撮影モードおよび記録モードの設定と、(2)撮影時の撮像感度の設定と、(3)暗黒画像の撮影に関する閾値の設定と、をユーザーがCPU17に入力できる。
The
The
上記(1)の撮影モードの設定では、通常の撮影モードと、連写撮影モード(連写速度を優先するモード)とをユーザーが選択できる。また、記録モードの設定では、画像処理および圧縮処理を施した通常の撮影画像データを記録する第1記録モードと、RAWデータ(A/D変換後に一切の画像処理を施さない状態の画像データ)を記録する第2記録モードとをユーザーが選択できる。 In the setting of the shooting mode in (1) above, the user can select a normal shooting mode and a continuous shooting mode (a mode in which continuous shooting speed is prioritized). In the recording mode setting, the first recording mode for recording normal photographed image data subjected to image processing and compression processing, and RAW data (image data without any image processing after A / D conversion) The user can select the second recording mode for recording.
上記(2)の撮像感度の設定では、撮像素子11の撮像感度をユーザーが手動で指定できる。なお、本実施形態の電子カメラでは、撮像感度のうちで低感度側の値(例えばISO感度1600相当までの撮像感度)は自動露出補正のときも使用できる。しかし、一定以上の高感度値(例えばISO感度3200相当以上の撮像感度)についてはユーザーが手動操作で直接指定した場合のみ使用できるように構成されている。
In the setting of the imaging sensitivity in (2) above, the user can manually specify the imaging sensitivity of the
上記(3)の暗黒画像の撮影に関する閾値の設定では、レリーズ時に暗黒画像の撮影を行う撮像感度の閾値をユーザーが手動で指定できる。そして、ユーザーの指定した閾値以上の撮像感度で撮影を行う場合には、レリーズ時に本画像と暗黒画像とが撮影されることとなる。
レリーズ釦20は、半押し操作によるAF動作の指示入力と、全押し操作によるレリーズ指示(露光開始の指示)の入力とをユーザーから受け付ける。なお、レリーズ釦20の出力はCPU17に接続されている。
In the setting of the threshold value related to the dark image shooting in (3) above, the user can manually specify the threshold value of the imaging sensitivity for shooting the dark image at the time of release. When shooting is performed with an imaging sensitivity equal to or higher than the threshold specified by the user, the main image and the dark image are shot at the time of release.
The
画像処理部21は、1フレーム分のデジタル画像信号に対して、各種の画像処理(色補間、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整など)を施して撮影画像のデータを生成する。なお、画像処理部21は、本画像のデータをJPEG形式で圧縮する処理や、圧縮された撮影画像データを伸長復元する処理も実行する。
記録I/F22には、記録媒体23を接続するためのコネクタが形成されている。そして、記録I/F22は、コネクタに接続された記録媒体23に対してデータの書き込み/読み込みを実行する。上記の記録媒体23は、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。なお、図1では記録媒体23の一例としてメモリカードを図示する。
The
A connector for connecting the
以下、本実施形態の電子カメラでの撮影動作の一例を説明する。本実施形態の電子カメラでは、所定条件下においてレリーズ時に本画像および暗黒画像を撮影し、この暗黒画像のデータを用いてシェーディング補正を実行する。図4は、暗黒画像の撮影の要否に関するCPU17の判定処理を示す流れ図である。
ステップ101:CPU17は、撮影モードが連写撮影モード以外に設定されているか否かを判定する。連写撮影モード以外の場合(YES側)には、CPU17はS102に移行する。一方、連写撮影モードの場合(NO側)には、CPU17はレリーズ時に暗黒画像を撮影せずに本画像のみを撮影する。連写撮影モードでは、本画像の連写撮影が最優先されるので、暗黒画像の撮影によって本画像の連写が妨げられないようにする必要があるからである。
Hereinafter, an example of the photographing operation with the electronic camera of the present embodiment will be described. In the electronic camera according to the present embodiment, a main image and a dark image are captured at the time of release under a predetermined condition, and shading correction is performed using data of the dark image. FIG. 4 is a flowchart showing a determination process of the
Step 101: The
ステップ102:CPU17は、現在の撮像感度が手動のみで指定できる高感度値に設定されているか否かを判定する。上記条件を満たす場合(YES側)には、CPU17はレリーズ時に本画像および暗黒画像を撮影する。この場合には、本画像にノイズが残りやすくなるため、暗黒画像のデータを用いて高い精度でのシェーディング補正を行うことが好ましいからである。一方、上記条件を満たさない場合(NO側)には、CPU17はS103に移行する。
Step 102: The
ステップ103:CPU17は、撮影時における撮像感度の値が、暗黒画像の撮影に関する閾値以上であるか否かを判定する。上記条件を満たす場合(YES側)には、CPU17はレリーズ時に本画像および暗黒画像を撮影する。この撮影条件下では、暗黒画像のデータを用いたシェーディング補正を行うことをユーザーが望んでいるからである。一方、上記条件を満たさない場合(NO側)には、CPU17はレリーズ時に暗黒画像を撮影せずに本画像のみを撮影する。
Step 103: The
次に、図5の流れ図を参照しつつ、電子カメラが本画像および暗黒画像を撮影する場合の具体的な動作を説明する。なお、図5の例では、CPU17の記録モードが第1記録モードに設定されている状態を前提として以下の説明を行う。
ステップ201:CPU17は、レリーズ釦20の全押し操作に応じて、所定の露出条件で本画像の撮影を行う。このとき、CPU17は、メカニカルシャッタ13を駆動させて撮像素子11を露光状態にするとともに、撮像素子11に被写体像を撮像させる。そして、撮像素子11から読み出された本画像の画像信号は、アナログ信号処理部15およびデジタル信号処理部16をパイプライン式に通過してバッファメモリ18にバッファリングされる。
Next, a specific operation when the electronic camera captures the main image and the dark image will be described with reference to the flowchart of FIG. In the example of FIG. 5, the following description is given on the assumption that the recording mode of the
Step 201: The
ここで、S201での本画像の撮影において、デジタル信号処理部16は本画像のデータに対して、黒基準レベルを0値に合わせる黒レベル調整を省略する。すなわち、上記のバッファメモリ18内における本画像のデータの黒基準レベルは、アナログクランプ部15cでクランプされたときの電圧レベルに応じた値となっている。
ステップ202:CPU17は、本画像の撮影直後に暗黒画像の撮影を行う。このとき、CPU17は、メカニカルシャッタ13を遮光状態にして、撮像素子11に被写体像を撮像させる。この暗黒画像の露光時間および撮像感度は、本画像と同じ条件に設定される。
Here, in photographing the main image in S201, the digital
Step 202: The
そして、撮像素子11から読み出された暗黒画像の画像信号は、アナログ信号処理部15およびデジタル信号処理部16をパイプライン式に通過してバッファメモリ18にバッファリングされる。なお、S202での暗黒画像の撮影においても、デジタル信号処理部16は暗黒画像のデータに対して、黒基準レベルを0値に合わせる黒レベル調整を省略する。すなわち、上記のバッファメモリ18内における暗黒画像のデータの黒基準レベルも、アナログクランプ部15cでクランプされたときの電圧レベルに応じた値となっている。
Then, the image signal of the dark image read from the
ステップ203:CPU17は、暗黒画像のデータ(S202)に対して、ローパスフィルタによる平滑化処理を実行する。これにより、暗黒画像のデータからはランダムノイズが除去される。
ここで、ランダムノイズを含む暗黒画像のデータを用いてシェーディング補正を行った場合を考える。この場合には、後述の減算処理後のデータには、本画像と暗黒画像の両方のランダムノイズが重畳し、ランダムノイズの成分が原理上√2倍(約1.41倍)に増加する。しかし、本実施形態では暗黒画像のデータからランダムノイズが除去されるので、上記のようにシェーディング補正後にランダムノイズが増加することはない。
Step 203: The
Here, consider a case where shading correction is performed using dark image data including random noise. In this case, random data of both the main image and the dark image is superimposed on the data after subtraction processing described later, and the random noise component increases in principle by a factor of √2 (about 1.41 times). However, in the present embodiment, random noise is removed from dark image data, so that random noise does not increase after shading correction as described above.
ステップ204:CPU17は、暗黒画像のデータを用いて、本画像のデータのシェーディング補正を実行する。具体的には、CPU17は、本画像の各画素の信号レベルから、暗黒画像における対応画素の信号レベルを減算処理する。
ここで、S204では、デジタル信号処理部16での黒レベル調整を行わないデータ同士を減算するので、シェーディング補正を高い精度で行うことができる。以下、図6を参照しつつ、その理由を説明する。
Step 204: The
Here, in S204, data that is not subjected to black level adjustment in the digital
図6(a)は、デジタル信号処理部16での黒レベル調整を行わない本画像のデータ(S201)を示す模式図である。図6(b)は、デジタル信号処理部16での黒レベル調整を行わない暗黒画像のデータ(S202)を示す模式図である。図6(c)は、本実施形態のシェーディング補正後の本画像のデータを示す模式図である。なお、図6の各図において、縦軸は信号レベルの値を示し、横軸は信号読み出しのときの時間tを示している。
FIG. 6A is a schematic diagram illustrating main image data (S201) that is not subjected to black level adjustment in the digital
本実施形態では、本画像のデータ(図6(a))から暗黒画像のデータ(図6(b))を減算することで、黒基準レベルが0値に調整されることとなる。また、本画像のデータから暗黒画像のデータを減算することで、有効画素の信号レベルの傾きもほぼ完全に除去されることとなる(図6(c)参照)。
一方、図6(a)および図6(b)の各データに黒レベル調整を行って、各々の黒基準レベルを0値にシフトさせた場合を考える。この場合には、黒基準レベルの値を下回るデータが切り捨てられる。そのため、暗黒画像において、有効画素の信号レベルの傾きを示すデータや、黒基準レベルを下回る範囲のノイズ成分のデータが失われるおそれがある。すなわち、黒レベル調整を行ったデータ同士でシェーディング補正を行うと、本画像のデータから本来補正すべき信号レベル分を引ききれず、補正後の本画像にノイズが残るおそれがあることが分かる。
In the present embodiment, the black reference level is adjusted to 0 by subtracting the dark image data (FIG. 6B) from the main image data (FIG. 6A). Further, by subtracting the dark image data from the main image data, the inclination of the signal level of the effective pixel is almost completely removed (see FIG. 6C).
On the other hand, a case is considered in which black level adjustment is performed on each data in FIGS. 6A and 6B and each black reference level is shifted to 0 value. In this case, data below the black reference level is discarded. For this reason, in the dark image, there is a risk that data indicating the slope of the signal level of the effective pixel and noise component data in a range below the black reference level may be lost. That is, it can be seen that if shading correction is performed between data that has undergone black level adjustment, the signal level to be corrected cannot be subtracted from the data of the main image, and noise may remain in the corrected main image.
ステップ205:画像処理部21は、CPU17の指示により、減算処理(S204)後の本画像のデータに対して各種の画像処理および圧縮処理を実行する。
ステップ206:CPU17は、圧縮処理後の本画像のデータを記録媒体23に記録する。以上で、図5の撮影動作の説明を終了する。
以上のように、本実施形態では、撮像感度が高感度値に設定された場合や、閾値以上の撮像感度に設定された場合に、暗黒画像を用いて本画像のシェーディング補正が行われる(S102、S103、S201〜S204)。そのため、撮像感度が高く設定された場合にも、ノイズが著しく抑制された高品位の本画像をユーザーが取得できる。
Step 205: In response to an instruction from the
Step 206: The
As described above, in the present embodiment, when the imaging sensitivity is set to a high sensitivity value, or when the imaging sensitivity is set to a threshold value or higher, shading correction of the main image is performed using the dark image (S102). , S103, S201 to S204). Therefore, even when the imaging sensitivity is set high, the user can acquire a high-quality main image in which noise is remarkably suppressed.
なお、電子カメラが第2記録モードに設定された状態で本画像および暗黒画像の撮影を行う場合には、CPU17は、本画像のRAWデータと、暗黒画像のRAWデータとを対応付けして画像ファイルを生成する。そして、CPU17は、上記の画像ファイルを記録媒体23に記録して撮影動作を終了する。この第2記録モードの場合には、電子カメラまたはコンピュータ上でユーザーが撮影後に本画像のRAWデータの現像処理を行うときに、暗黒画像のRAWデータを利用して上記のシェーディング補正を行うことが可能となる。
Note that when the electronic camera captures the main image and the dark image while the electronic camera is set to the second recording mode, the
(実施形態の補足事項)
(1)本発明の画像処理プログラムは、例えば、電子カメラのCPU17上で実行される。そして、画像処理プログラムは、撮影時に取得した本画像および暗黒画像のデータや、記録媒体23から読み込んだ画像ファイルに対してシェーディング補正を実行する。勿論、上記の画像ファイルを読み込み可能な画像処理装置(パーソナルコンピュータなど)に画像処理プログラムを実行させるようにしてもよい。
(Supplementary items of the embodiment)
(1) The image processing program of the present invention is executed on the
(2)上記実施形態では、撮像感度に応じて暗黒画像の撮影の要否を判定する場合を説明した。このように、図4の判定処理で暗黒画像の撮影の要否を決定する場合には、電子カメラの構成から温度検知部14を省略してもかまわない。
また、CPU17は、図7に示すように、撮像感度が閾値以上の状態および撮像素子11の温度が閾値以上の状態の少なくとも一方の状態で撮影指示を受けた場合に、本画像とともに暗黒画像を撮影するようにしてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the case has been described in which it is determined whether or not it is necessary to shoot a dark image according to the imaging sensitivity. As described above, when determining whether or not a dark image needs to be captured in the determination process of FIG. 4, the
Further, as shown in FIG. 7, the
ここで、図7は、図4の判定処理の変形例を示す図である。図7のS301,S302は、図4のS101,S102にそれぞれ対応するので重複説明は省略する。
ステップ303:CPU17は、撮影時における撮像感度の値が、暗黒画像の撮影に関する閾値以上であるか否かを判定する。上記条件を満たす場合(YES側)には、CPU17はレリーズ時に本画像および暗黒画像を撮影する。一方、上記条件を満たさない場合(NO側)には、CPU17はS304に移行する。
Here, FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the determination process of FIG. Since S301 and S302 in FIG. 7 correspond to S101 and S102 in FIG. 4 respectively, redundant description is omitted.
Step 303: The
ステップ304:CPU17は温度検知部14で検知した撮像素子11の温度状態が閾値以上であるか否かを判定する。上記条件を満たす場合(YES側)には、CPU17はレリーズ時に本画像および暗黒画像を撮影する。一方、上記条件を満たさない場合(NO側)には、CPU17はレリーズ時に暗黒画像を撮影せずに本画像のみを撮影する。
なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。
Step 304: The
It should be noted that the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The present invention is defined by the claims, and the present invention is not limited to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
11…撮像素子、13…メカニカルシャッタ、14…温度検知部、15…アナログ信号処理部、15b…ゲイン調整部、15c…アナログクランプ部、17…CPU、19…操作部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
被写体からの光束を前記撮像素子に到達させる非遮光状態と、前記光束に対して前記撮像素子を遮光する遮光状態とを切り替える遮光部と、
前記撮像素子に関する撮像感度の設定を変更する感度調整部と、
前記撮像感度が閾値以上の状態で撮影指示を受けた場合に、前記非遮光状態で撮像された本画像のデータと、前記遮光状態で撮像された暗黒画像のデータとを生成する制御部と、
を備えることを特徴とする電子カメラ。 An image sensor that captures a subject image by photoelectric conversion;
A light-shielding unit that switches between a non-light-shielding state in which a light beam from a subject reaches the image sensor and a light-shielding state in which the image sensor is shielded against the light beam;
A sensitivity adjustment unit for changing the setting of the imaging sensitivity related to the imaging element;
A control unit that generates data of a main image captured in the non-light-shielded state and data of a dark image captured in the light-shielded state when an imaging instruction is received in a state where the imaging sensitivity is equal to or higher than a threshold;
An electronic camera comprising:
前記本画像のデータの信号レベル値から前記暗黒画像のデータの信号レベル値を減算する減算処理部をさらに備えることを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 1,
An electronic camera, further comprising: a subtraction processing unit that subtracts the signal level value of the dark image data from the signal level value of the main image data.
前記撮像素子から出力された画像のデータの黒基準レベルを0値より大きな値に固定するクランプ処理部をさらに備え、
前記減算処理部は、前記クランプ処理部から出力された前記本画像および前記暗黒画像のデータに対して前記減算を実行することを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 2,
A clamp processing unit for fixing the black reference level of the image data output from the image sensor to a value larger than 0;
The electronic camera according to claim 1, wherein the subtraction processing unit performs the subtraction on the data of the main image and the dark image output from the clamp processing unit.
前記制御部は、前記暗黒画像のデータに対して平滑化処理を施すことを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 2,
The electronic camera according to claim 1, wherein the controller performs a smoothing process on the data of the dark image.
撮影モードの変更指示をユーザーから受け付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、連写撮影に適した撮影モードの設定時には、前記撮像感度の値に拘わらず前記暗黒画像の撮像を停止することを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 1,
It further includes an input unit for receiving an instruction to change the shooting mode from the user,
The electronic camera is characterized in that the control unit stops imaging of the dark image regardless of the value of the imaging sensitivity when a shooting mode suitable for continuous shooting is set.
前記撮像感度の手動指定をユーザーから受け付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記手動指定でのみ選択可能な高感度値に前記撮像感度が設定されたときに、前記本画像のデータと前記暗黒画像のデータとを生成することを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 1,
An input unit for receiving manual designation of the imaging sensitivity from a user;
The electronic camera generates the main image data and the dark image data when the imaging sensitivity is set to a high sensitivity value that can be selected only by the manual designation.
前記撮像感度に関する前記閾値の指定をユーザーから受け付ける入力部をさらに備えることを特徴とする電子カメラ。 The electronic camera according to claim 1,
An electronic camera, further comprising: an input unit that receives a designation of the threshold value related to the imaging sensitivity from a user.
被写体からの光束を前記撮像素子に到達させる非遮光状態と、前記光束に対して前記撮像素子を遮光する遮光状態とを切り替える遮光部と、
前記撮像素子に関する撮像感度の設定を変更する感度調整部と、
前記撮像素子の温度状態を検知する温度検知部と、
前記撮像感度が閾値以上の状態および前記撮像素子の温度が閾値以上の状態の少なくとも一方の状態で撮影指示を受けた場合に、前記非遮光状態で撮像された本画像のデータと、前記遮光状態で撮像された暗黒画像のデータとを生成する制御部と、
を備えることを特徴とする電子カメラ。 An image sensor that captures a subject image by photoelectric conversion;
A light-shielding unit that switches between a non-light-shielding state in which a light beam from a subject reaches the image sensor and a light-shielding state in which the image sensor is shielded against the light beam;
A sensitivity adjustment unit for changing the setting of the imaging sensitivity related to the imaging element;
A temperature detector for detecting a temperature state of the image sensor;
When the imaging instruction is received in at least one of the state where the imaging sensitivity is equal to or higher than the threshold and the temperature of the imaging element is equal to or higher than the threshold, data of the main image captured in the non-light-shielded state and the light-shielded state A control unit that generates data of a dark image captured in
An electronic camera comprising:
前記本画像のデータの信号レベル値から前記暗黒画像のデータの信号レベル値を減算する第2ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
A subject image is picked up by an image pickup device, the main image data in which the black reference level is fixed to a value larger than 0 value, and the image pickup device is picked up in a light-shielded state, and the black reference level is a value larger than 0 value. A first step of reading each of the dark image data fixed to
A second step of subtracting the signal level value of the dark image data from the signal level value of the main image data;
An image processing program for causing a computer to execute.
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| JP2006293892A JP2008113132A (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Electronic camera and image processing program |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010041437A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Canon Inc | Imaging apparatus, control method thereof, and program |
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2006
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