JP4403873B2 - Clamp level adjusting device and electronic camera - Google Patents
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Description
本発明は、電子カメラ等における撮像素子の出力に黒レベル補正を施すクランプレベル調整回路に関する。 The present invention relates to a clamp level adjustment circuit that performs black level correction on the output of an image sensor in an electronic camera or the like.
電子カメラの撮像素子の出力には、受光素子の暗電流成分による黒レベル分のノイズが含まれていることが従来から知られている。かかる黒レベルの補正方法として、撮像素子の一部を遮光した遮光領域から黒レベルを検出し、遮光されていない有効画素領域の画像レベルから黒レベルを減算する方法が公知である。
また、特許文献1では、遮光領域におけるデジタル信号の水平行の平均値と黒レベルの目標値とを比較して補正値を演算し、該補正値をD/A変換後にフィードバックして黒レベル補正を行う黒レベル補正装置が開示されている。
In
しかし、上記特許文献1では、補正後の画像データに黒レベル補正時の情報が残されていないので、画像データからどのような黒レベル補正が行われたかを判断することが極めて困難である。特に、補正後の画像データを加工して画像の明るさを調整する場合には、黒レベル補正時の情報があれば画像の明るさの調整基準となり、補正可能範囲も明確となる。しかし、上記特許文献1では黒レベル補正時の情報が画像データに記録されていないので、ユーザーは黒レベルの再補正時に試行錯誤を繰り返さざるを得なかった。そのため、コンピュータの画像処理で画像データの微細な明るさの調整を行おうとするユーザーの要求には十分対応できていないのが実情であった。
However, the upper
本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであって、その目的は、ユーザーが黒レベル補正時の情報を取得することができ、画像処理の際の利便性が高いクランプレベル調整装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, its object can Yu Za acquires the information of the black level correction, convenience is high clamping level adjustment during the image processing Is to provide a device.
第1の発明に係るクランプレベル調整装置は、画像信号を生成する有効画素領域と、前記有効画素領域の外周に形成され、黒レベル基準信号を生成する遮光領域とを備えた撮像素子と、A clamp level adjusting apparatus according to a first aspect of the present invention is an imaging device including an effective pixel region that generates an image signal, and a light shielding region that is formed on the outer periphery of the effective pixel region and generates a black level reference signal.
前記黒レベル基準信号または予め設定されたクランプ固定値に基づいて、前記有効画素領域の水平方向の各行に対応するクランプレベル値を生成するクランプレベル演算部と、 A clamp level calculation unit that generates a clamp level value corresponding to each row in the horizontal direction of the effective pixel area based on the black level reference signal or a preset clamp fixed value;
前記クランプレベル値に基づいて前記画像信号の黒レベルを補正するクランプ部と、 A clamp unit for correcting a black level of the image signal based on the clamp level value;
前記クランプ部から出力された黒レベル補正後の画像データに、前記クランプレベル演算部から出力された前記クランプレベル値を前記有効画素領域の水平方向の各行ごとに対応付けて出力する出力部と、を有することを特徴とする。 An output unit that outputs the clamp level value output from the clamp level calculation unit in association with each row in the horizontal direction of the effective pixel area to the image data after black level correction output from the clamp unit; It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、 According to a second invention, in the first invention,
前記クランプレベル演算部は、前記遮光領域の水平方向の複数行に跨る抽出範囲から前記黒レベル基準信号を抽出し、前記抽出範囲の黒レベル基準信号の垂直方向移動平均値から前記有効画素領域の水平方向の各行に対応するクランプレベル値を生成することを特徴とする。 The clamp level calculation unit extracts the black level reference signal from an extraction range extending across a plurality of horizontal rows of the light shielding region, and calculates the effective pixel region from the vertical moving average value of the black level reference signal of the extraction range. A clamp level value corresponding to each row in the horizontal direction is generated.
第3の発明は、第2の発明において、前記クランプレベル演算部は、前記遮光領域の水平方向の各行ごとに前記黒レベル基準信号の高域成分を低減するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力値を前記抽出範囲の行数まで加算して前記抽出範囲の積算値を出力し、前記ローパスフィルタの出力値が前記抽出範囲の行数を超えて入力された場合には、前記抽出範囲の先頭行の前記出力値を減じて前記積算値を順次更新して出力する積算部と、
前記積算値を所定値で除して前記垂直方向移動平均値を生成する除算部と、を有することを特徴とする。
According to a third invention, in the second invention, the clamp level calculation unit includes a low-pass filter that reduces a high-frequency component of the black level reference signal for each horizontal row of the light-shielding region;
The output value of the low-pass filter is added up to the number of rows in the extraction range to output the integrated value of the extraction range, and when the output value of the low-pass filter is input exceeding the number of rows in the extraction range, An integrating unit that sequentially updates and outputs the integrated value by reducing the output value of the first row of the extraction range;
A division unit that divides the integrated value by a predetermined value to generate the moving average value in the vertical direction.
第4の発明は、第3の発明において、前記積算部は、前記ローパスフィルタの出力値を少なくとも前記抽出範囲の行数分まで加算して出力する加算部と、
前記ローパスフィルタの出力値を前記抽出範囲の行数分まで先入れ先出し方式で格納して順次出力するレジスタ部と、
前記加算部の出力値から前記レジスタ部の出力値を減じて前記積算値を演算し、前記積算値を除算部に出力する減算部と、を有し、
前記積算値は前記加算部に再入力され、順次出力される前記積算値が前記抽出範囲の垂直方向移動加算値となることを特徴とする。
In a fourth aspect based on the third aspect , the accumulator adds an output value of the low-pass filter up to at least the number of rows in the extraction range, and outputs an addition unit;
A register unit for storing the output value of the low-pass filter in a first-in first-out manner up to the number of rows in the extraction range and sequentially outputting;
A subtracting unit that subtracts the output value of the register unit from the output value of the adding unit to calculate the integrated value and outputs the integrated value to the dividing unit;
The integrated value is re-input to the adding unit, and the integrated value sequentially output becomes the vertical direction movement added value of the extraction range.
第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、前記クランプレベル演算部は、前記有効画素領域の水平方向の最上位行に対応するクランプレベル値を、前記最上位行より上側部分の前記遮光領域に設定された前記抽出範囲から生成することを特徴とする。
第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明において、前記画像信号の黒レベルを補正するために予め設定されたクランプ固定値を格納する固定値格納部と、
ユーザーの入力に基づいて前記クランプ固定値または前記垂直方向移動平均値のいずれか一方を選択して前記クランプレベル値を出力する選択部と、をさらに有することを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the clamp level calculation unit sets a clamp level value corresponding to the top row in the horizontal direction of the effective pixel region above the top row. It generates from the said extraction range set to the said light-shielding area | region of a part, It is characterized by the above-mentioned.
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, a fixed value storage unit that stores a clamp fixed value set in advance to correct the black level of the image signal;
And a selection unit that selects either the clamp fixed value or the vertical moving average value based on a user input and outputs the clamp level value.
第7の発明に係る電子カメラは、第1から第6のいずれかの発明のクランプレベル調整装置を備えたことを特徴とする。 An electronic camera according to a seventh aspect of the invention includes the clamp level adjusting device according to any one of the first to sixth aspects of the invention .
本発明では、画像信号の黒レベル補正に用いられたクランプレベル値が有効画素領域の水平方向の各行ごとに対応付けて出力される。したがって、ユーザーは画像水平方向の各行ごとのクランプレベル値のデータに基づいて画像の明るさを調整でき、より微細な画像処理を容易に行うことが可能となる。 In the present invention, the clamp level value used for correcting the black level of the image signal is output in association with each row in the horizontal direction of the effective pixel region. Therefore, the user can adjust the brightness of the image based on the clamp level value data for each row in the horizontal direction of the image, and more fine image processing can be easily performed.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第1実施形態の構成の説明)
図1は第1実施形態のクランプレベル調整装置のブロック図である。第1実施形態のクランプレベル調整装置は電子カメラに組み込まれてなり、撮像素子1と、クランプ部2と、A/D変換部3と、信号出力切換部4と、クランプレベル演算部5と、D/A変換部6と、出力部としての第1セレクタ部7と、CPU8とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Description of Configuration of First Embodiment)
Figure 1 is Ru block diagram der clamp level adjusting device of the first embodiment. The clamp level adjusting apparatus according to the first embodiment is incorporated in an electronic camera, and includes an
図2に示すように、撮像素子1の受光面には光電変換を行う受光素子(フォトダイオード)が2次元配列され、各受光素子が1画素を構成する。また受光素子の列単位に垂直読み出し線(図示を省略する)が設けられている。そして、これらの垂直読み出し線の出力端には水平読み出し線9が設けられており、この水平読み出し線の出力がクランプ部2に接続されている。
As shown in FIG. 2, light receiving elements (photodiodes) that perform photoelectric conversion are two-dimensionally arranged on the light receiving surface of the
図2に示すように、撮像素子1の受光素子が配列された領域は、有効画素領域10と、有効画素領域10の外周に隣接して形成される遮光領域(オプティカルブラック領域)11とに区画されている。有効画素領域10では、図示しない撮影光学系によって結像された被写体像の明るさに応じて各受光素子に信号電荷が蓄積され、この信号電荷に基づいて撮影画像を生成するための画像信号が生成される。
As shown in FIG. 2, the region where the light receiving elements of the
一方、遮光領域11の表面は遮光膜で遮光されている。この遮光領域11の出力は、被写体光が入射されない部分、すなわち、被写体像の黒色に相当するデータとみなすことができる。遮光領域11では、温度変化等によって受光素子に蓄積される電荷(暗電流成分)が検出され、この電荷に基づいて黒レベル基準信号が生成される。
ここで、撮像素子1の信号読み出しは以下の要領で行われる。まず、撮像素子1の最上位行の信号が左端から右端の順に読み出され、次にその一段下の行の信号が左端から右端の順に読み出される。以下、同様の工程を繰り返して1画面分の信号が順次走査で読み出される。なお、図2、図5に示すように、撮像素子1の有効画素領域10の上側には遮光領域11のみの行がk行分(但しk≧2)形成されている。したがって、撮像素子1から有効画像領域10を含む行の信号が出力されるまで、撮像素子1からは黒レベル基準信号のみの出力がk行分続くこととなる。
On the other hand, the surface of the light shielding region 11 is shielded by a light shielding film. The output of the light shielding area 11 can be regarded as data corresponding to the portion where the subject light is not incident, that is, the black color of the subject image. In the light shielding region 11, the charge (dark current component) accumulated in the light receiving element due to a temperature change or the like is detected, and a black level reference signal is generated based on this charge.
Here, signal reading of the
クランプ部2は、撮像素子1の画像信号および黒レベル基準信号から後述のクランプレベル値を減算して撮像素子1の出力の黒レベル補正を行う。A/D変換部3は、クランプ部2の出力のA/D変換を行って、画像信号および黒レベル基準信号をデジタル信号化する。
信号出力切換部4はクランプレベル演算部5と第1セレクタ部7とに接続されている。信号出力切換部4は、A/D変換部3から入力されたデジタル信号の出力先をCPU8の指示に従って切り替えて、遮光領域11の所定部分(水平行のm画素分)の黒レベル基準信号を抽出する。
The
The signal
クランプレベル演算部5は、上記のm画素分の黒レベル基準信号をn行分(但しn≧2、n≦k)まとめた抽出範囲(m×n画素)の垂直方向移動平均値を演算する。クランプレベル演算部5が出力する垂直方向移動平均値の総数は、有効画素領域10の水平方向の行数に対応する。
図3に示すように、クランプレベル演算部5は、LPF(Low Pass Filter)12と、積算部13と、除算部14と、固定値格納部15と、選択部としての第2セレクタ部16と、から構成されている。
The clamp
As shown in FIG. 3, the clamp
LPF12は、黒レベル基準信号のm画素分の平均値を水平方向の各行ごとに演算し、欠陥画素の出力等による黒レベル基準信号の高域成分を低減する。なお、LPF12は黒レベル基準信号の重み付き平均値を水平方向の各行ごとに演算してもよく、m画素分の黒レベル基準信号の加算値を水平方向の各行ごとに演算してもよい。
積算部13は、LPF12の水平方向の各行ごとの出力値に基づいて抽出範囲の垂直方向移動加算値(積算値)を演算する。図4に示すように、積算部13は、加算部13aと、レジスタ部13bと、減算部13cとから構成されている。LPF12の出力は加算部13aおよびレジスタ部13bにそれぞれ入力され、加算部13aおよびレジスタ部13bの出力は減算部13cに入力される。また減算部13cの出力は一方が除算部14に順次入力され、他方が加算部13aに再入力されるようになっている。
The LPF 12 calculates an average value of m pixels of the black level reference signal for each row in the horizontal direction, and reduces a high frequency component of the black level reference signal due to an output of a defective pixel or the like. Note that the LPF 12 may calculate the weighted average value of the black level reference signal for each row in the horizontal direction, or may calculate the added value of the black level reference signal for m pixels for each row in the horizontal direction.
The accumulating
加算部13aは、CPU8の指示に従ってLPF12の出力値を少なくともn行分まで加算して減算部13cに出力する。加算部13aは、減算部13cからの再入力がある場合には、減算部13cからの再入力値にLPF12の出力値を加算して減算部13cに出力する。
レジスタ部13bは、先入れ先出し方式のデータ構造でLPF12の出力値をn行分まで格納する。そして、レジスタ部13bはn行分を超えるLPF12の出力値を減算部13cに順次出力する。なお、レジスタ部13bの初期値は0値に設定されている。
The adder 13a adds the output values of the LPF 12 up to at least n rows in accordance with instructions from the
The register unit 13b stores up to n rows of output values of the LPF 12 with a first-in first-out data structure. Then, the register unit 13b sequentially outputs the output values of the LPF 12 exceeding n rows to the subtracting
減算部13cは、加算部13aの出力値からレジスタ部13bの出力値を減じて積算値を演算する。
除算部14は、減算部13cから入力される積算値を所定値(例えば、LPF12が平均値を出力する場合にはnの値、LPF12がm画素分の加算値を出力する場合にはm×nの値)で除して、抽出範囲の垂直方向移動平均値を生成する。
The
The dividing unit 14 calculates the integrated value input from the subtracting
固定値格納部15には、画像信号の黒レベル補正用にユーザーが設定するクランプ固定値が格納されている。
第2セレクタ部16は、カメラ操作部材(図示を省略する)からのユーザーの入力に基づいて、除算部14の垂直方向移動平均値と、固定値格納部15のクランプ固定値とのいずれか一方からクランプレベル値を出力する。
The fixed
The
第2セレクタ部16から出力されたクランプレベル値は、D/A変換部6でアナログ信号化されてからクランプ部2に入力される。また、第2セレクタ部16から出力されたクランプレベル値は、図示しない入力遅延部を介して第1セレクタ部7にも入力される。
第1セレクタ部7は、信号出力切換部4からの画像信号および黒レベル基準信号と、第2セレクタ部16からのクランプレベル値との出力をCPU8の指示に従って切り替えて、有効画素領域10の水平方向の各行ごとにクランプレベル値を対応付けて出力する。なお、第2セレクタ部16の出力は、電子カメラのデジタル信号処理部やメモリ(いずれも図示を省略する)などに接続されている。
The clamp level value output from the
The first selector unit 7 switches the output of the image signal and black level reference signal from the signal
CPU8は、例えば撮像素子1の電荷蓄積時間の指示など、電子カメラの各部の動作を制御し、合焦制御、露光制御等に必要な各種演算処理を実行する。例えば、CPU8は撮像素子1の電荷蓄積時間の指示などを行う。さらにCPU8は、撮像素子1の有効画素領域10および遮光領域11の位置情報(有効画素領域10および遮光領域11の高さ、幅)を保持している。そしてCPU8は、信号出力切換部4、クランプレベル演算部5および第1セレクタ部7の出力切換のタイミングをクロックの計数に基づいて制御する。
The
(第1実施形態の作用、効果の説明)
第1実施形態のクランプレベル調整装置は上記のように構成され、以下その作用、効果を「遮光領域からクランプレベル値を生成する場合」と「クランプ固定値をクランプレベル値とする場合」とに分けて説明する。
(遮光領域からクランプレベル値を生成する場合)
この場合は、ユーザーが第2セレクタ部16の出力を除算部14からの入力に設定した場合である。
(Description of functions and effects of the first embodiment)
The clamp level adjusting apparatus according to the first embodiment is configured as described above. Hereinafter, the operation and effect thereof are “when a clamp level value is generated from a light shielding region” and “when a clamp fixed value is a clamp level value”. Separately described.
(When generating the clamp level value from the shading area)
In this case, the user sets the output of the
まず、ユーザーのシャッタレリーズにより、CPU8は撮像素子1を制御して被写体像の光電変換を実行する。撮像素子1からは最上位行から受光素子の出力信号が1行ずつ順次読み出される。
撮像素子1から読み出された出力信号は、クランプ部2およびA/D変換部3を介して信号出力切換部4に読み出し順に入力される。信号出力切換部4は、CPU8の指示に従い、撮像素子1の画面左端の画素から有効画素領域10の右端位置の画素までの出力を第1セレクタ部7に出力する。そして、信号出力切換部4は、有効画素領域10の右端位置の右隣の画素から画面右端の画素(m画素分)の出力をクランプレベル演算部5および第1セレクタ部7に出力する。すなわち、クランプレベル演算部5には、有効画素領域10よりも右側に位置する遮光領域11の黒レベル基準信号のみが入力される。
First, the
The output signal read from the
クランプレベル演算部5のLPF12は、m画素分の黒レベル基準信号の平均値を演算し、積算部13の加算部13aおよびレジスタ部13bに入力する。加算部13aは、LPF12から出力された平均値をn行分加算し、抽出範囲(m×n画素)の加算値を減算部13cに出力する。一方、n行目を超える入力があるまでレジスタ部13bは初期値の0値を出力する。そのため、減算部13cは抽出範囲の全加算値をそのまま積算値として加算部13aと除算部14とに出力する。
The LPF 12 of the clamp
また、積算部13にn+1行目に対応するLPF12の平均値の入力があった場合には、加算部13aは直前の積算値とn+1行目の平均値とを加算して減算部13cに出力する。レジスタ部13bはn+1行目の平均値の入力により第1行目の平均値(直前の抽出範囲における先頭行の出力値)を減算部13cに出力する。減算部13cは加算部の出力値(m×(n+1)の範囲の加算値)から第1行目の平均値を減じ、1行分だけ抽出範囲が下方に移動した積算値を加算部13aと除算部14とに出力する。以後、同様の動作を繰り返すことで積算部13は抽出範囲の垂直方向移動加算値を積算値として順次出力する。
When the
除算部14は、積算部13の積算値を抽出範囲の行数(n値)で除して、クランプレベル値となる抽出範囲の垂直方向移動平均値を順次出力する。このクランプレベル値は、一方がD/A変換部6を介してクランプ部2に入力され、他方が図示しない入力遅延部を介して第1セレクタ部7に入力される。そして、クランプ部2は撮像素子1のn+1行目の出力信号からクランプレベル値に基づいて黒レベル補正を開始する。
The division unit 14 divides the integration value of the
ここで、図5に示すように、n+1行目が有効画素領域10の最上位行である場合、n+1行目の画像信号および黒レベル基準信号は、直前のn行目を含むm×n画素分の平均値で黒レベル補正が行われる。したがって、第1実施形態では遮光領域における欠陥画素等の影響が極めて少ない高精度の黒レベル補正を行うことができる。
また、黒レベル補正の施されたn+1行目の出力信号のうち、抽出範囲に対応する遮光領域11の黒レベル基準信号は信号出力切換部4に入力され、n+2行目のクランプレベル値が生成される。すなわち、クランプレベル値には直前の行の黒レベル補正が常に反映される。したがって、第1実施形態では、上下の行でクランプレベル値が急激に変化することなく、有効画素領域10の全体でなだらかな黒レベル補正が施される。
Here, as shown in FIG. 5, when the (n + 1) th row is the uppermost row of the
Further, among the output signals of the (n + 1) th row subjected to the black level correction, the black level reference signal of the light shielding region 11 corresponding to the extraction range is input to the signal
さらに、黒レベル補正の施されたn+1行目の出力信号は第1セレクタ部7に入力される。第1セレクタ部7は、CPU8の指示に従って以下の要領で出力を切り替える。
すなわち、第1セレクタ部7は、n+1行目の画面左端から有効画素領域10の右端までの範囲は信号出力切換部4からの信号を出力する。
一方、第1セレクタ部7は、画面右側の遮光領域11の右端の位置でクランプレベル演算部5側に出力を切り替え、n+1行目に対応するクランプレベル値を出力する。これによって、遮光領域11の所定位置に当該行の黒レベル補正に使用されたクランプレベル値が出力される(図6参照)。
Further, the output signal of the (n + 1) th row subjected to the black level correction is input to the first selector unit 7. The first selector unit 7 switches the output in the following manner according to an instruction from the
That is, the first selector unit 7 outputs a signal from the signal
On the other hand, the first selector unit 7 switches the output to the clamp
その後、第1セレクタ部7は、クランプレベル値の出力が終了した時点で出力を信号出力切換部4側に再度切り替えて、クランプレベル値を記録した範囲の信号を省いてn+1行目の画面右端までの信号を出力する。以後、各行ごとに同様の動作を繰り返すことで、有効画像領域10の各行ごとに黒レベル補正に使用されたクランプレベル値が対応付けされて出力されることとなる。
Thereafter, the first selector unit 7 switches the output to the signal
したがって、第1実施形態では、有効画像領域10の各行ごとのクランプレベル値のデータによってユーザーは画像データの黒レベルの補正可能範囲を知ることができる。そして、コンピュータ上でユーザーが画像データを加工する際に上記のクランプレベル値のデータを利用することで画像の微細な明るさの調整を行うことが容易となる。特に、第1実施形態のRAWデータ(クランプレベル調整装置から出力された生データ)をコンピュータ上のソフトウエアで加工する場合にその効果が顕著である。
Therefore, in the first embodiment, the user can know the correctable range of the black level of the image data from the clamp level value data for each row of the
なお、ユーザーの設定等によって、CPU8は、黒レベル基準信号から生成したクランプレベル値をサンプリングし、このサンプリングしたクランプレベル値をクランプ固定値として固定値格納部15に格納する。この場合には、例えば撮影光学系の変更等に応じてユーザーが撮影状況に適したクランプ固定値を固定値格納部15から適宜選択して撮影することが可能となる。
Note that the
勿論、黒レベル基準信号から生成したクランプレベル値をさらにユーザーが加工してクランプ固定値を生成することも可能である。例えば、サンプリングされたクランプレベル値が200LSBの場合において、ユーザーが明るめの画像を希望する場合にはクランプ固定値を100LSBに加工し、暗めの画像を希望する場合にはクランプ固定値を300LSBに加工して設定する。この場合には、サンプリングしたクランプレベル値を基準にクランプ固定値をカスタマイズするので、ユーザーがイメージする黒レベル補正の設定を比較的容易に実現できる。 Of course, the clamp level value generated from the black level reference signal can be further processed by the user to generate the clamp fixed value. For example, if the sampled clamp level value is 200 LSB, the clamp fixed value is processed to 100 LSB if the user wants a brighter image, and the clamp fixed value is processed to 300 LSB if a darker image is desired. And set. In this case, since the clamp fixed value is customized based on the sampled clamp level value, the black level correction setting imaged by the user can be realized relatively easily.
(クランプ固定値をクランプレベル値とする場合)
この場合は、ユーザーが第2セレクタ部16の出力を固定値格納部15からの入力に設定した場合である。この場合には、信号出力切換部4の出力先は第1セレクタ部7側に固定される。クランプレベル演算部5は、固定値格納部15に格納されたクランプ固定値をクランプレベル値として出力する。クランプ部2はクランプ固定値に基づいて撮像素子1の出力信号に黒レベル補正を施す。
(When the clamp fixed value is the clamp level value)
In this case, the user sets the output of the
また、第1セレクタ部7は、画面左端から有効画素領域10の右端までの範囲は信号出力切換部4からの信号を出力する一方で、画面右側の遮光領域11の右端の位置でクランプレベル演算部5側に出力を切り替え、当該行に対応するクランプ固定値を出力する。その後、第1セレクタ部7は、クランプ固定値の出力が終了した時点で出力を信号出力切換部4側に再度切り替えて、クランプ固定値を記録した範囲の信号を省いて当該行の画面右端までの信号を出力する。以後、各行ごとに同様の動作を繰り返すことで、有効画像領域10の各行ごとに黒レベル補正に使用されたクランプレベル値(クランプ固定値)が対応付けされて出力され、上記と同様の効果を得ることができる。
The first selector unit 7 outputs a signal from the signal
(第2実施形態の説明)
図7は第2実施形態のクランプレベル調整装置のブロック図である。第2実施形態のクランプレベル調整装置は、遮光領域11の1行分の平均値に基づいて黒レベル補正を行う例である。すなわち、第2実施形態ではLPF12から出力される遮光領域11の1行分の平均値(m画素分)に基づいて有効画素領域10の各行ごとにクランプレベル値を生成する。なお、第2実施形態の他の構成および動作は第1実施形態と共通するので、その詳細な説明は省略する。
(Description of Second Embodiment)
Figure 7 is Ru block diagram der clamp level adjusting device of the second embodiment. The clamp level adjusting apparatus according to the second embodiment is an example in which black level correction is performed based on an average value for one row of the light shielding region 11. That is, in the second embodiment, the clamp level value is generated for each row of the
かかる第2実施形態によっても、有効画像領域10の各行ごとに黒レベル補正に使用されたクランプレベル値が対応付けされて出力されるので、有効画像領域10の各行ごとのクランプレベル値の情報を利用した画像の加工が可能となる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では画面右側の遮光領域からクランプレベル値を生成しているが、画面左側の遮光領域に抽出範囲を設定し、該抽出範囲の垂直方向移動平均値をクランプレベル値としてもよい。この場合には、補正対象となる有効画素領域の行と同一の行の遮光領域を抽出範囲に含めてクランプレベル値を生成することもできる。
Also according to the second embodiment, the clamp level value used for the black level correction is output in association with each row of the
(Supplementary items of the embodiment)
As mentioned above, although this invention has been demonstrated by said embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, the clamp level value is generated from the light shielding area on the right side of the screen. However, an extraction range may be set in the light shielding area on the left side of the screen, and the vertical moving average value of the extraction range may be used as the clamp level value. . In this case, it is also possible to generate the clamp level value by including in the extraction range the light-shielding region of the same row as the row of the effective pixel region to be corrected.
また、上記実施形態では、画面右側の遮光領域11の右端の位置にクランプレベル値を各行ごとに対応付けて出力しているが、クランプレベル値の出力方法はこれに限定されるものではない。例えば、クランプレベル演算部5などに各行ごとのクランプレベル値を一時保存するメモリ(図示を省略する)を設け、有効画素領域の下側の遮光領域の部分や最終的な画像データのタグの所定領域に有効画素領域の各行とクランプレベル値との対応関係を書き込むようにしてもよい。なお、図5に示す抽出範囲の設定はあくまで例示であって、抽出範囲の水平方向画素数mおよび行数nを適宜変更できることはいうまでもない。
In the above embodiment, the clamp level value is output in association with each row at the right end position of the light shielding region 11 on the right side of the screen. However, the output method of the clamp level value is not limited to this. For example, a memory (not shown) that temporarily stores a clamp level value for each row is provided in the clamp
なお、上記実施形態では、XYアドレス方式(CMOS、LBCASTなど)の撮像素子1の例を示したが、電荷順次転送方式(CCDなど)の撮像素子1を使用してもよい。
In the above embodiment, an example of the
本発明は、電子カメラ等の黒レベル補正を行うクランプレベル調整装置に適用できる。 The present invention can be applied to a clamp level adjusting device that performs black level correction such as an electronic camera.
1 撮像素子
2 クランプ部
3 A/D変換部
4 信号出力切換部
5 クランプレベル演算部
6 D/A変換部
7 第1セレクタ部
8 CPU
9 水平読み出し線
10 有効画素領域
11 遮光領域(オプティカルブラック領域)
12 LPF(Low Pass Filter)
13 積算部
13a 加算部
13b レジスタ部
13c 減算部
14 除算部
15 固定値格納部
16 第2セレクタ部
DESCRIPTION OF
9
12 LPF (Low Pass Filter)
13 Accumulator 13a
Claims (7)
前記黒レベル基準信号または予め設定されたクランプ固定値に基づいて、前記有効画素領域の水平方向の各行に対応するクランプレベル値を生成するクランプレベル演算部と、 A clamp level calculation unit that generates a clamp level value corresponding to each row in the horizontal direction of the effective pixel area based on the black level reference signal or a preset clamp fixed value;
前記クランプレベル値に基づいて前記画像信号の黒レベルを補正するクランプ部と、 A clamp unit for correcting a black level of the image signal based on the clamp level value;
前記クランプ部から出力された黒レベル補正後の画像データに、前記クランプレベル演算部から出力された前記クランプレベル値を前記有効画素領域の水平方向の各行ごとに対応付けて出力する出力部と、を有することを特徴とするクランプレベル調整装置。 An output unit that outputs the clamp level value output from the clamp level calculation unit in association with each row in the horizontal direction of the effective pixel area to the image data after black level correction output from the clamp unit; A clamp level adjusting device comprising:
前記クランプレベル演算部は、前記遮光領域の水平方向の複数行に跨る抽出範囲から前記黒レベル基準信号を抽出し、前記抽出範囲の黒レベル基準信号の垂直方向移動平均値から前記有効画素領域の水平方向の各行に対応するクランプレベル値を生成することを特徴とするクランプレベル調整装置。 The clamp level calculation unit extracts the black level reference signal from an extraction range extending across a plurality of horizontal rows of the light shielding region, and calculates the effective pixel region from the vertical moving average value of the black level reference signal of the extraction range. A clamp level adjusting device that generates a clamp level value corresponding to each row in a horizontal direction.
前記クランプレベル演算部は、前記遮光領域の水平方向の各行ごとに前記黒レベル基準信号の高域成分を低減するローパスフィルタと、 The clamp level calculation unit, a low-pass filter that reduces a high-frequency component of the black level reference signal for each row in the horizontal direction of the light-shielding region;
前記ローパスフィルタの出力値を前記抽出範囲の行数まで加算して前記抽出範囲の積算値を出力し、前記ローパスフィルタの出力値が前記抽出範囲の行数を超えて入力された場合には、前記抽出範囲の先頭行の前記出力値を減じて前記積算値を順次更新して出力する積算部と、 The output value of the low-pass filter is added up to the number of rows in the extraction range to output the integrated value of the extraction range, and when the output value of the low-pass filter is input exceeding the number of rows in the extraction range, An integrating unit that sequentially updates and outputs the integrated value by reducing the output value of the first row of the extraction range;
前記積算値を所定値で除して前記垂直方向移動平均値を生成する除算部と、を有することを特徴とするクランプレベル調整装置。 A clamp level adjusting apparatus comprising: a division unit that divides the integrated value by a predetermined value to generate the vertical moving average value.
前記積算部は、前記ローパスフィルタの出力値を少なくとも前記抽出範囲の行数分まで加算して出力する加算部と、The integrating unit adds an output value of the low-pass filter up to at least the number of rows in the extraction range, and outputs the addition unit;
前記ローパスフィルタの出力値を前記抽出範囲の行数分まで先入れ先出し方式で格納して順次出力するレジスタ部と、 A register unit for storing the output value of the low-pass filter in a first-in first-out manner up to the number of rows in the extraction range and sequentially outputting;
前記加算部の出力値から前記レジスタ部の出力値を減じて前記積算値を演算し、前記積算値を除算部に出力する減算部と、を有し、 A subtracting unit that subtracts the output value of the register unit from the output value of the adding unit to calculate the integrated value and outputs the integrated value to the dividing unit;
前記積算値は前記加算部に再入力され、順次出力される前記積算値が前記抽出範囲の垂直方向移動加算値となることを特徴とするクランプレベル調整装置。 The integrated value is re-inputted to the adding unit, and the integrated value sequentially output becomes a vertical movement added value of the extraction range.
前記クランプレベル演算部は、前記有効画素領域の水平方向の最上位行に対応するクランプレベル値を、前記最上位行より上側部分の前記遮光領域に設定された前記抽出範囲から生成することを特徴とするクランプレベル調整装置。The clamp level calculation unit generates a clamp level value corresponding to the top row in the horizontal direction of the effective pixel region from the extraction range set in the light shielding region above the top row. Clamp level adjustment device.
前記画像信号の黒レベルを補正するために予め設定されたクランプ固定値を格納する固定値格納部と、A fixed value storage for storing a clamp fixed value set in advance to correct the black level of the image signal;
ユーザーの入力に基づいて前記クランプ固定値または前記垂直方向移動平均値のいずれか一方を選択して前記クランプレベル値を出力する選択部と、をさらに有することを特徴とするクランプレベル調整装置。 A clamp level adjusting apparatus, further comprising: a selection unit that selects either the clamp fixed value or the vertical moving average value based on a user input and outputs the clamp level value.
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