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JP4662343B2 - Imaging apparatus and correction method - Google Patents

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JP4662343B2 JP2005061065A JP2005061065A JP4662343B2 JP 4662343 B2 JP4662343 B2 JP 4662343B2 JP 2005061065 A JP2005061065 A JP 2005061065A JP 2005061065 A JP2005061065 A JP 2005061065A JP 4662343 B2 JP4662343 B2 JP 4662343B2
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

本発明は、CCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子を用いた撮像装置および補正方法に関し、特に撮像された画像の暗電流補正に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a correction method using an imaging element such as a CCD or a CMOS image sensor, and more particularly to dark current correction of a captured image.

従来、CCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子を使用したデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置が普及している。   2. Description of the Related Art Conventionally, imaging devices such as digital cameras and video cameras using imaging elements such as CCDs and CMOS image sensors have become widespread.

撮像素子を用いた撮像装置では、たとえば暗い被写体を撮影する時などの、長時間の蓄積を伴う撮影で暗電流の影響が無視できなくなる。また、この暗電流成分は蓄積時間に比例するとともに、高温になるほど増大する。   In an image pickup apparatus using an image pickup device, for example, when taking a dark subject, the influence of dark current cannot be ignored in shooting with long accumulation. The dark current component is proportional to the accumulation time and increases as the temperature increases.

一方、撮像素子の画素領域の周囲には、撮像素子を駆動して画像信号を出力するための周辺回路が存在する。これら周辺回路は動作することによって発熱するため、撮像素子の温度は周辺ほど高くなる温度勾配が生じる。   On the other hand, a peripheral circuit for driving the image sensor and outputting an image signal exists around the pixel region of the image sensor. Since these peripheral circuits generate heat when they operate, a temperature gradient is generated in which the temperature of the image sensor increases toward the periphery.

この温度勾配によって、撮像素子の暗電流特性には画面内の位置に依存したムラが生じることになる。つまり、周辺回路の熱の影響により、撮像素子の画素領域は周辺部ほど温度が高くなって暗電流も発生し易くなるため、画面中央部に比べて周辺部が浮き上がった暗電流特性を有する。図10は、撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号の概念を示す図であり、信号値が低くなるほど濃い色で表している。   Due to this temperature gradient, the dark current characteristics of the image sensor have unevenness depending on the position in the screen. In other words, due to the influence of the heat of the peripheral circuit, the pixel region of the image sensor has a dark current characteristic in which the peripheral portion is raised compared to the central portion of the screen because the pixel region of the image pickup device has a higher temperature and is more likely to generate dark current. FIG. 10 is a diagram showing the concept of an image signal obtained in a state where the image sensor is shielded from light, and the signal value is expressed in darker color as the signal value becomes lower.

この暗電流ムラを補正する方法として、特許文献1では、予め1フレーム分の基準暗時データを記憶しておき、補正対象となる撮影画像の遮光部(オプティカルブラック:OB)から得られるデータの平均値に基づいて記憶してある基準暗時データを補正し、これを撮影画像から減算する方法が開示されている。   As a method for correcting this dark current unevenness, in Patent Document 1, reference dark data for one frame is stored in advance, and data obtained from a light-shielding portion (optical black: OB) of a photographed image to be corrected is stored. A method is disclosed in which the reference dark data stored based on the average value is corrected and subtracted from the captured image.

特開2004−88306号公報JP 2004-88306 A

しかしながら特許文献1の方法では、基準暗時データを記憶しておくために1フレーム分のメモリが必要となる。   However, the method of Patent Document 1 requires a memory for one frame in order to store the reference dark data.

また上記のような撮像素子を用いた撮像装置においては、暗電流によるオフセットエラーを補正しダイナミックレンジを確保するため、撮像素子内部やA/D変換器にOBクランプ回路を設けるのが一般的である。OBクランプ処理が行われた後の画像ではOB部の平均値は常に一定であるため、その情報から補正対象となる画像を撮影したときの撮像素子の暗電流量を求めて、基準暗時データを補正するための適正な係数を算出するのは困難である。   In an imaging apparatus using the above-described imaging device, an OB clamp circuit is generally provided in the imaging device or in an A / D converter in order to correct an offset error due to dark current and ensure a dynamic range. is there. Since the average value of the OB portion is always constant in the image after the OB clamping process is performed, the dark current amount of the image sensor when the image to be corrected is captured from the information, and the reference dark time data is obtained. It is difficult to calculate an appropriate coefficient for correcting.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、精度の高い暗電流ムラ補正を実現するとともに、暗電流ムラ補正に用いる暗電流の基準データを格納するために必要なメモリの容量を減らすことを第1の目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and realizes highly accurate dark current unevenness correction and reduces the memory capacity necessary for storing dark current reference data used for dark current unevenness correction. This is the first purpose.

さらに、補正対象の画像信号にOBクランプ処理を行った後でも、適切に暗電流ムラ補正を行えるようにすることを第2の目的とする。   It is a second object of the present invention to appropriately perform dark current unevenness correction even after performing OB clamping processing on an image signal to be corrected.

上記第1の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子の開口部を遮光した状態で前記撮像素子の全域から出力される画像信号を水平方向及び垂直方向にそれぞれ加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて算出した、暗電流の分布特性を表す垂直方向の暗電流分布データと、水平方向の暗電流分布データをそれぞれ記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記垂直方向の暗電流分布データと前記水平方向の暗電流分布データとを2次元に展開することで暗電流補正データを生成する展開手段と、前記展開手段により生成された前記暗電流補正データを用いて、被写体を撮影したときに得られる画像信号の暗電流ムラを補正する補正手段とを有し、前記水平方向及び前記垂直方向の暗電流分布データの各々において、前記水平方向と前記垂直方向の中央部と周辺部の境界を前記近似式における極小点とし、前記極小点を境界として、前記周辺部に相当する暗電流分布データを前記近似式を用いて算出するとともに、前記中央部に相当する暗電流分布データの値を0とする。 In order to achieve the first object, the imaging apparatus according to the present invention averages the image signals output from the entire area of the imaging element in the horizontal direction and the vertical direction in a state where the opening of the imaging element is shielded from light . Storage means for storing the dark current distribution data in the vertical direction and the dark current distribution data in the horizontal direction, each representing polynomial distribution of the data and calculated using the obtained approximate expression; Expansion means for generating dark current correction data by two-dimensionally developing the dark current distribution data in the vertical direction and the dark current distribution data in the horizontal direction stored in the means, and the generated by the expansion means using dark current compensation data, and a correcting means for correcting the dark current unevenness of an image signal obtained when photographing an object, said horizontal direction and said vertical dark current distribution data In particular, the boundary between the central portion and the peripheral portion in the horizontal direction and the vertical direction is set as the minimum point in the approximate expression, and the dark current distribution data corresponding to the peripheral portion is used as the minimum point in the approximate expression. And the value of the dark current distribution data corresponding to the central portion is set to zero .

また、撮像素子を有する撮像装置における暗電流ムラの補正方法は、前記撮像素子の開口部を遮光した状態で前記撮像素子の全域から出力される画像信号を水平方向及び垂直方向にそれぞれ加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて算出した、暗電流の分布特性を表す垂直方向の暗電流分布データと、水平方向の暗電流分布データをそれぞれ記憶媒体から読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップで読み出した前記垂直方向の暗電流分布データと前記水平方向の暗電流分布データとを2次元に展開することで暗電流補正データを生成する展開ステップと、前記展開手段により生成された前記暗電流補正データを用いて、被写体を撮影したときに得られる画像信号の暗電流ムラを補正する補正ステップとを有し、前記水平方向及び前記垂直方向の暗電流分布データの各々において、前記水平方向と前記垂直方向の中央部と周辺部の境界を前記近似式における極小点とし、前記極小点を境界として、前記周辺部に相当する暗電流分布データを前記近似式を用いて算出するとともに、前記中央部に相当する暗電流分布データの値を0とする。 In addition, the dark current non-uniformity correction method in the image pickup apparatus having the image pickup element is obtained by averaging the image signals output from the entire area of the image pickup element in the horizontal direction and the vertical direction in a state where the opening of the image pickup element is shielded from light . Performing a polynomial approximation of the data, the readout step of reading out the dark current distribution data in the vertical direction representing the distribution characteristics of the dark current and the dark current distribution data in the horizontal direction calculated from the obtained approximate expression from the storage medium, A developing step for generating dark current correction data by two-dimensionally developing the dark current distribution data in the vertical direction and the dark current distribution data in the horizontal direction read in the reading step, and generated by the developing means using said dark current correction data, and a correction step of correcting the dark current unevenness of an image signal obtained when photographing an object In each of the dark current distribution data in the horizontal direction and the vertical direction, a boundary between the central portion and the peripheral portion in the horizontal direction and the vertical direction is set as a minimum point in the approximate expression, and the peripheral portion is set as the boundary Is calculated using the approximate expression, and the value of the dark current distribution data corresponding to the central portion is set to zero .

好ましくは、本発明の撮像装置は、前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算手段を更に有し、前記補正手段は、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正する。また、本発明の補正方法は、前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算ステップを更に有し、前記補正ステップでは、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正する。   Preferably, the imaging apparatus according to the present invention is configured so that the dark current correction data is based on the image signal to be corrected and the dark current correction data corresponding to a predetermined area set as a constantly shielded area of the imaging element. The correction means further corrects dark current unevenness by subtracting the product of the dark current correction data and the coefficient from the image signal to be corrected. In the correction method of the present invention, the dark current correction data is obtained on the basis of the image signal to be corrected and the dark current correction data corresponding to a predetermined area set as a constantly shielded area of the image sensor. The method further includes a calculation step of calculating a coefficient to be adjusted. In the correction step, dark current unevenness is corrected by subtracting a product of the dark current correction data and the coefficient from the image signal to be corrected.

また、上記第2の目的を達成するために、前記所定領域は複数あって、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記補正対象の画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算する。   In order to achieve the second object, there are a plurality of the predetermined areas, and the difference between the average values of the image signals to be corrected between the plurality of predetermined areas and the plurality of predetermined areas are used as the coefficients. The ratio of the difference between the average values of the dark current correction data is calculated.

本発明によれば、精度の高い暗電流ムラ補正を実現するとともに、暗電流ムラ補正に用いる暗電流の基準データを格納するために必要なメモリの容量を減らすことができる。   According to the present invention, highly accurate dark current unevenness correction can be realized, and the memory capacity required for storing dark current reference data used for dark current unevenness correction can be reduced.

また、補正対象の画像信号にOBクランプ処理を行った後でも、適切に暗電流ムラ補正を行うことができる。   Further, even after the OB clamping process is performed on the image signal to be corrected, the dark current unevenness correction can be appropriately performed.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本第1の実施形態におけるデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置の構成を示すブロック図で、101は撮像素子でありCCDまたはCMOSセンサが使用される。102は撮像素子101からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器である。103はDSP(DigitalSignalProseccer)であり、A/D変換器102からのデータに対して各種補正処理及び現像処理を行う。またDSP103では、ROM106、RAM107等の各種メモリの制御、記録媒体108への画像データの書き込み処理が行われる。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera according to the first embodiment. Reference numeral 101 denotes an imaging element, which uses a CCD or CMOS sensor. Reference numeral 102 denotes an A / D converter that converts an analog signal from the image sensor 101 into a digital signal. Reference numeral 103 denotes a DSP (Digital Signal Proseccer) that performs various correction processes and development processes on data from the A / D converter 102. In the DSP 103, various memories such as the ROM 106 and the RAM 107 are controlled and image data is written to the recording medium 108.

104は、撮像素子101、A/D変換器102、DSP103にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、CPU105により制御される。105はDSP103、タイミング発生回路104の制御、及び測光、測距など不図示の各部を使ったカメラ機能の制御を行うCPUである。後述するスイッチ109〜111、モードダイアル112が接続され、それぞれの状態に応じた処理を実行する。   A timing generation circuit 104 supplies a clock signal and a control signal to the image sensor 101, the A / D converter 102, and the DSP 103, and is controlled by the CPU 105. Reference numeral 105 denotes a CPU that controls the DSP 103 and the timing generation circuit 104, and controls camera functions using various units (not shown) such as photometry and distance measurement. Switches 109 to 111, which will be described later, and a mode dial 112 are connected, and processing corresponding to each state is executed.

106はCPU105で実行されるカメラの制御プログラムやDSP103で用いる各種補正データを記憶するROM、107はDSP103で処理される画像データや補正データを一時的に記憶するRAMである。また、後述する暗電流分布データはROM106に記憶されており、RAM107に展開されて後述する暗電流ムラ補正に使用される。RAM107はROM106よりも高速のアクセスが可能である。108は撮影された画像を保存するコンパクトフラッシュ(登録商標)カード等の記録媒体であり、不図示のコネクタを介してカメラと接続される。   A ROM 106 stores a camera control program executed by the CPU 105 and various correction data used by the DSP 103, and a RAM 107 temporarily stores image data and correction data processed by the DSP 103. Further, dark current distribution data, which will be described later, is stored in the ROM 106, and is developed in the RAM 107 and used for dark current unevenness correction, which will be described later. The RAM 107 can be accessed at a higher speed than the ROM 106. Reference numeral 108 denotes a recording medium such as a compact flash (registered trademark) card for storing a photographed image, which is connected to a camera via a connector (not shown).

109はカメラを起動させるための電源スイッチ(SW)、110は、不図示のシャッターボタンの第1の所定動作(例えば半押し)によりONとなり、測光処理、測距処理等の動作開始を指示するシャッタースイッチSW1、111は、不図示のシャッターボタンの第2の所定動作(例えば全押し)によりONとなり、不図示のミラー及びシャッターを駆動し、撮像素子101から読み出した信号をA/D変換器102、DSP103を介して記録媒体108に書き込む一連の撮像動作の開始を指示するシャッタースイッチSW2である。   Reference numeral 109 denotes a power switch (SW) for activating the camera, and 110 is turned on by a first predetermined operation (for example, half-press) of a shutter button (not shown), and instructs to start operations such as photometry processing and distance measurement processing. The shutter switches SW 1 and 111 are turned on by a second predetermined operation (for example, full press) of a shutter button (not shown), drive a mirror and a shutter (not shown), and a signal read from the image sensor 101 is converted into an A / D converter. 102, a shutter switch SW2 for instructing the start of a series of imaging operations to be written to the recording medium 108 via the DSP 103.

図2は、図1に示す構成を有する撮像装置の制御を示したフローチャートである。まず、ステップS101でカメラを起動する電源SW109がONされているか否か判定し、OFFならステップS101を繰り返す。ここで電源SW109がONされていれば、ステップS102でROM106に格納されている暗電流分布データを撮影に備えてRAM107に展開し(以下、展開したデータを「暗電流補正データ」と呼ぶ。)、続くステップS103へ進む。ステップS103でモードダイアル112が撮影モードに設定されているか否かを判別する。その他のモードに設定されていればステップS104で選択されているモードに応じた処理を行ってからステップS101へ戻り、撮影モードに設定されていればステップS105へ進む。   FIG. 2 is a flowchart showing the control of the image pickup apparatus having the configuration shown in FIG. First, in step S101, it is determined whether or not the power SW 109 for starting the camera is turned on. If it is off, step S101 is repeated. If the power SW 109 is turned on, the dark current distribution data stored in the ROM 106 is developed in the RAM 107 in step S102 in preparation for photographing (hereinafter, the developed data is referred to as “dark current correction data”). Then, the process proceeds to step S103. In step S103, it is determined whether or not the mode dial 112 is set to the shooting mode. If the other mode is set, the process corresponding to the mode selected in step S104 is performed and then the process returns to step S101. If the shooting mode is set, the process proceeds to step S105.

ステップS105では、シャッタースイッチSW1(110)がONしているか否か判定する。SW1(110)がOFFである場合、ステップS101に戻って上述した処理を繰り返し、SW1(110)がONである場合には、ステップS106に進む。   In step S105, it is determined whether or not the shutter switch SW1 (110) is ON. If SW1 (110) is OFF, the process returns to step S101 and the above-described processing is repeated. If SW1 (110) is ON, the process proceeds to step S106.

ステップS106では、不図示の測光制御部及び測距制御部を用いて、絞り値およびシャッター速度を決定する測光処理、撮影レンズ焦点を被写体に合わせる測距処理が行われる。   In step S106, photometry processing for determining the aperture value and shutter speed and distance measurement processing for adjusting the focus of the photographing lens to the subject are performed using a photometry control unit and a distance measurement control unit (not shown).

ステップS106の測光・測距処理が終了すると、続くステップS107でシャッタースイッチSW2(111)の状態を判定する。SW2(111)がOFFである場合にはステップS105に戻って上述した処理を繰り返し、ONである場合にはステップS108で撮影処理が実行される。なお、この撮影処理の詳細については後述する。   When the photometry / ranging process in step S106 is completed, the state of the shutter switch SW2 (111) is determined in a subsequent step S107. If SW2 (111) is OFF, the process returns to step S105 and the above-described processing is repeated. If SW2 (111) is ON, the photographing process is executed in step S108. Details of this photographing process will be described later.

ステップS108の撮影処理が終了するとステップS109へ進み、暗電流ムラ補正を行い、処理終了後ステップS110へ進む。暗電流ムラ補正の詳細については後述する。ステップS110では、撮影した画像データに対し、DSP103で現像処理を行う。続いてステップS111で、現像処理の終了した画像データに対し圧縮処理を行って、圧縮した画像データをRAM107の空き領域に格納する。   When the photographing process in step S108 ends, the process proceeds to step S109, dark current unevenness correction is performed, and after the process ends, the process proceeds to step S110. Details of the dark current unevenness correction will be described later. In step S110, the DSP 103 performs development processing on the captured image data. In step S <b> 111, compression processing is performed on the image data that has undergone development processing, and the compressed image data is stored in an empty area of the RAM 107.

ステップS112では、RAM107に格納されている画像データを読み出して、記録媒体108への記録処理を実行する。記録処理終了後、ステップS101へ戻り、次の処理に備える。   In step S112, the image data stored in the RAM 107 is read, and recording processing on the recording medium 108 is executed. After the recording process is completed, the process returns to step S101 to prepare for the next process.

次に、ステップS108で行われる撮影処理動作の詳細について図3を参照して説明する。   Next, details of the photographing processing operation performed in step S108 will be described with reference to FIG.

まずステップS201でミラーをミラーアップ位置に移動させ、ステップS202で、図2のステップS106の測光処理で得られた測光データに基づいて、所定の絞り値まで絞りを駆動する。ステップS203で撮像素子101の電荷クリア動作を行い、ステップS204で電荷蓄積を開始する。電荷蓄積開始後、ステップS205でシャッターを開き、撮像素子101の露光を開始する(ステップS206)。   First, in step S201, the mirror is moved to the mirror up position, and in step S202, the aperture is driven to a predetermined aperture value based on the photometric data obtained by the photometric processing in step S106 of FIG. In step S203, the charge clear operation of the image sensor 101 is performed, and charge accumulation is started in step S204. After the start of charge accumulation, the shutter is opened in step S205, and exposure of the image sensor 101 is started (step S206).

その後、ステップS207で測光データに従って露光終了まで待ち、ステップS208でシャッターを閉じる。ステップS209で開放の絞り値まで絞りを駆動し、ステップS210ではミラーダウン位置までミラーを駆動する。ステップS211では設定した電荷蓄積時間が経過するまで待ち、撮像素子101の電荷蓄積を終了する(ステップS212)。最後にステップS213で撮像素子101の信号が読み出され、一連の処理を終了してメインの処理へ復帰する。なお、本第1の実施形態では、後述する暗電流ムラ補正に用いる係数を取得するために、図4に示す撮像素子101の画素領域の内、OB部にある領域aの部分については読み出し時にOBクランプ処理を行わずに信号を読み出す。このようにして撮像素子101から読み出された信号は、RAM107または不図示の画像メモリに一旦格納される。   Thereafter, in step S207, the process waits for the end of exposure according to the photometric data, and the shutter is closed in step S208. In step S209, the aperture is driven to the open aperture value, and in step S210, the mirror is driven to the mirror down position. In step S211, the process waits until the set charge accumulation time elapses, and ends the charge accumulation of the image sensor 101 (step S212). Finally, in step S213, the signal of the image sensor 101 is read out, and a series of processing is terminated and the processing returns to the main processing. In the first embodiment, in order to obtain a coefficient used for dark current unevenness correction described later, the area a in the OB portion of the pixel area of the image sensor 101 shown in FIG. The signal is read without performing the OB clamping process. The signal read from the image sensor 101 in this way is temporarily stored in the RAM 107 or an image memory (not shown).

次に、ROM106に記憶される暗電流分布データについて図5を参照して説明する。   Next, dark current distribution data stored in the ROM 106 will be described with reference to FIG.

暗電流分布データは、例えば撮像装置の製造時や、実際の撮影に先立って行われる撮像装置のキャリブレーション時などの所定のタイミングで予め取得し、ROM106に記憶しておく。キャリブレーション時に取得する場合には、暗電流分布データをRAM107に記憶させてもよいし、ROM106が書き換え可能ならば、ROM106に記憶させてもよい。暗電流分布データは暗電流が顕著な状態で取得することが好ましいため、撮影は高温の状態で、撮像素子101を遮光して長時間電荷蓄積して行われ、OBクランプ処理を行わずに信号を読み出す。   The dark current distribution data is acquired in advance at a predetermined timing, for example, at the time of manufacturing the imaging device or at the time of calibration of the imaging device that is performed prior to actual shooting, and is stored in the ROM 106. When acquiring at the time of calibration, the dark current distribution data may be stored in the RAM 107, or may be stored in the ROM 106 if the ROM 106 is rewritable. Since it is preferable to acquire the dark current distribution data in a state where the dark current is conspicuous, photographing is performed in a high temperature state by shading the image sensor 101 and accumulating charges for a long time, and without performing the OB clamping process. Is read.

このようにして得たダーク画像データの概念を図5(a)に示す。図5(a)では、信号値が低い部分ほど濃い色で示している。図5(a)から分かるように、周辺回路からの熱などの上述した理由により、撮像素子101の中央領域では信号値が低く、周辺では信号値が高くなる暗電流のムラが生じる。図5(b)及び(d)は、それぞれ図5(a)の任意の列及び行のデータを画素位置に対して表したグラフである。   The concept of dark image data obtained in this way is shown in FIG. In FIG. 5A, the lower the signal value, the darker the color. As can be seen from FIG. 5A, due to the above-described reasons such as heat from the peripheral circuit, dark current unevenness occurs in which the signal value is low in the central region of the image sensor 101 and the signal value is high in the periphery. FIGS. 5B and 5D are graphs showing data of arbitrary columns and rows in FIG. 5A with respect to pixel positions, respectively.

本第1の実施形態では、各画素の信号値をそれぞれ記憶するのではなく、図5(b)及び(d)に示すグラフの特性を表すデータを求めて、暗電流分布データとしてROM106に記憶しておく。このようにすることで、各画素の信号値を全て記憶しておく場合に比べて記憶するデータ量を削減することできるため、ROM106の容量を節約することができる。   In the first embodiment, the signal values of the respective pixels are not stored, but data representing the characteristics of the graphs shown in FIGS. 5B and 5D is obtained and stored in the ROM 106 as dark current distribution data. Keep it. By doing so, the amount of data to be stored can be reduced as compared with the case where all the signal values of each pixel are stored, so that the capacity of the ROM 106 can be saved.

この特性を表す暗電流分布データの求め方について、その一例を以下に詳細に説明する。   An example of how to obtain dark current distribution data representing this characteristic will be described in detail below.

まず、図5(b)および(c)に示すような各列及び各行のデータを、中央画素部分のデータ値がほぼ0に一致するようにオフセット補正しながら各画素毎に加算平均する。なお、中央画素部分のデータ値を0とするのは、画素欠陥や局所的な暗電流ムラの影響によって撮像装置で補正後の画質が不必要に劣化しないようにするためである。ここで言う局所的な暗電流ムラとは、本発明の補正対象であるような水平・垂直の加算平均データで傾向を表せるものではなく、例えば画像中央付近のある一箇所に集中して暗電流の大きな画素が存在するような場合のことである。こうした箇所に対処するようなデータにしてしまうと、他のそういった問題の無い領域まで問題がある画素の影響を受けて画質が劣化してしまうため、中央画素部付近のデータ値を0とする。   First, the data of each column and each row as shown in FIGS. 5B and 5C are added and averaged for each pixel while offset correction is performed so that the data value of the central pixel portion substantially matches zero. The reason why the data value of the central pixel portion is set to 0 is to prevent the image quality after correction in the imaging apparatus from being unnecessarily deteriorated due to the influence of pixel defects and local dark current unevenness. The local dark current unevenness referred to here does not indicate a tendency with horizontal / vertical addition average data as the correction target of the present invention, and for example, dark current is concentrated in one place near the center of the image. This is a case where a large pixel exists. If the data is to deal with such a place, the image quality deteriorates due to the influence of the pixel having a problem up to the other problem-free area, so the data value near the central pixel portion is set to zero.

得られた加算平均データ値の内、0から離脱していく周辺部分(上下、左右領域)に対応する加算平均データ値を多項式近似して図5(b)および(c)の太線で示すような近似曲線を求める。近似式は上側、下側、左側、右側、それぞれ独立に求める。近似の次数は暗電流ムラ形状の特徴によって決定するが、ここでは例えば4次の近似式とする。   Of the obtained averaged data values, the averaged data values corresponding to the peripheral parts (upper and lower, left and right regions) that deviate from 0 are approximated by polynomials and shown by the thick lines in FIGS. 5B and 5C. Find an approximate curve. The approximate expression is obtained independently for the upper side, the lower side, the left side, and the right side. The order of approximation is determined by the characteristics of the dark current unevenness shape. Here, for example, a fourth-order approximation is used.

そして、求めた近似式を用いて、各画素位置に対する水平方向の値[dx1, dx2, …, dxm]と垂直方向の値[dy1, dy2, …, dyn]をそれぞれ算出し、暗電流分布データとする。このとき、画面周辺部のデータを求める時には近似式を用い、周辺部とデータ値を0とする中央部との境界は近似式の極小点とする。つまり、垂直方向では、一番上の行をy=0とした場合に上側の曲線の近似式をf(y)、下側の曲線の近似式をf(y)とし、4次の近似式のために2回出現する極小点の内、f(y)のy=0に近い極小点をp、f(y)のy=0から遠い方の極小点をpとすると、
0≦y<pではf(y)
≦y≦pではf(y)=0
y>pではf(y) …(1)
Then, using the obtained approximate expression, horizontal values [dx1, dx2, ..., dxm] and vertical values [dy1, dy2, ..., dyn] are calculated for each pixel position, and dark current distribution data is calculated. And At this time, an approximate expression is used when obtaining the data of the peripheral portion of the screen, and the boundary between the peripheral portion and the central portion where the data value is 0 is a minimum point of the approximate expression. That is, in the vertical direction, when y = 0 in the top row, the upper curve approximate expression is f u (y), and the lower curve approximate expression is f d (y). Of the local minimum points that appear twice due to the approximation, the local minimum point of f u (y) near y = 0 is p u , and the local minimum point of f d (y) farther from y = 0 is p d . Then
For 0 ≦ y < pu , f u (y)
For p u ≦ y ≦ p d , f (y) = 0
For y> pu , f d (y) (1)

により各yに対する垂直方向の値を算出する。このようにして得られた垂直方向の暗電流分布データを図5(c)に示す。
同様に、水平方向において、一番左の列をx=0とした場合に左側の曲線の近似式をf(x)、右側の曲線の近似式をf(x)とし、f(x)のx=0に近い極小点をp、f(x)のx=0から遠い極小点をpとすると、
0≦x<pではf(x)
≦x≦pではf(x)=0
x>pではf(x) …(2)
To calculate the vertical value for each y. FIG. 5C shows the dark current distribution data in the vertical direction thus obtained.
Similarly, in the horizontal direction, when the leftmost column is x = 0, the approximate expression of the left curve is f r (x), the approximate expression of the right curve is f l (x), and f r (x the minimum point p r close to x = 0 of x), and the distant minimum point from x = 0 of f l (x) and p l,
For 0 ≦ x < pr , f r (x)
For p r ≦ x ≦ pl , f (x) = 0
If x> pr , f l (x) (2)

により各xに対する水平方向の値を算出する。このようにして得られた水平方向の暗電流分布データを図5(e)に示す。
これにより、実際にデータを持つ周辺部とデータが0である中央部との境界の連続性が保たれ、補正後の画質はより高いものとなる。
To calculate a horizontal value for each x. The dark current distribution data in the horizontal direction thus obtained is shown in FIG.
As a result, the continuity of the boundary between the peripheral portion where the data actually exists and the central portion where the data is 0 is maintained, and the image quality after correction becomes higher.

なお、上述した例では、[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]を暗電流分布データとして記憶するものとして説明したが、式(1)及び(2)を記憶しておき、図2のステップS102における暗電流データ展開時に算出するようにしても良い。また、ステップS102における展開処理では、画素位置(i,j)における暗電流補正データDijは、暗電流分布データ[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]を用いて、
Dij=dxi×dyj、i=0〜m, j=0〜n
In the example described above, [dx1, dx2,..., Dxm], [dy1, dy2,..., Dyn] are described as being stored as dark current distribution data, but equations (1) and (2) are stored. In addition, the calculation may be performed when dark current data is developed in step S102 of FIG. Further, in the expansion process in step S102, the dark current correction data Dij at the pixel position (i, j) uses dark current distribution data [dx1, dx2, ..., dxm], [dy1, dy2, ..., dyn]. ,
Dij = dxi × dyj, i = 0 ~ m, j = 0 ~ n

を演算することで、2次元に展開する。
次に、図2のステップS109で行われる暗電流ムラ補正について、図6のフローチャートを参照して説明する。
Is expanded in two dimensions.
Next, dark current unevenness correction performed in step S109 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まずステップS301において、図4に示した撮影した画像の領域aの平均値ave_aを算出する。前述したように、撮像素子を用いた撮像装置では、暗電流成分を除去して信号のダイナミックレンジを確保するため、撮像素子やA/D変換器においてOBクランプ動作が行なわれるのが一般的である。このOBクランプ動作を行なった後に読み出される画素領域では、撮像素子に発生している暗電流量を画像データから知ることはできない。従って、領域aは、OBクランプ動作を行わずに画像データを取得する領域であり、この領域の平均値を算出することで撮影時に発生した暗電流量を知ることができる。   First, in step S301, an average value ave_a of the area a of the photographed image shown in FIG. 4 is calculated. As described above, in an image pickup apparatus using an image pickup device, an OB clamp operation is generally performed in the image pickup device or the A / D converter in order to remove a dark current component and secure a dynamic range of a signal. is there. In the pixel area read after performing this OB clamping operation, the amount of dark current generated in the image sensor cannot be known from the image data. Accordingly, the area a is an area where image data is acquired without performing the OB clamping operation, and the amount of dark current generated during photographing can be known by calculating the average value of this area.

続くステップS302においては、領域aの平均値ave_aが所定値を超えているか否を判定する。所定値未満の場合には、暗電流量自体が小さいため補正を行わずに処理を終了する。所定値以上である場合には、ステップS303で暗電流補正データを実撮影条件に合わせて調整する換算係数αを算出する。ここでは、領域aの画像データから算出したave_aと、図2のステップS102で展開した暗電流補正データの内、領域aに相当する領域の暗電流補正データの平均ave_Aとの比をαとする。即ち、
α=ave_a/ave_A
In a succeeding step S302, it is determined whether or not the average value ave_a of the region a exceeds a predetermined value. If it is less than the predetermined value, the dark current amount itself is small and the process is terminated without correction. If it is equal to or greater than the predetermined value, a conversion coefficient α for adjusting the dark current correction data in accordance with the actual photographing conditions is calculated in step S303. Here, the ratio of ave_a calculated from the image data of the area a and the average ave_A of the dark current correction data in the area corresponding to the area a in the dark current correction data developed in step S102 in FIG. . That is,
α = ave_a / ave_A

このように、実撮影条件での暗電流量と、暗電流分布データ取得時の暗電流量の比が換算係数αとなる。
次のステップS304では、図2のステップS102でRAM107に展開された暗電流補正データD(x,y)に換算係数αを乗じ、実撮影条件に合致した暗電流補正データに換算する。そして、換算された暗電流補正データD(x,y)を、ステップS305において撮影画像データS(x,y)から減算することで補正を完了する。
In this way, the ratio between the dark current amount under actual photographing conditions and the dark current amount at the time of dark current distribution data acquisition is the conversion coefficient α.
In the next step S304, the dark current correction data D (x, y) developed in the RAM 107 in step S102 of FIG. 2 is multiplied by the conversion coefficient α to convert to dark current correction data that matches the actual photographing conditions. Then, correction is completed by subtracting the converted dark current correction data D (x, y) from the captured image data S (x, y) in step S305.

上記の通り本第1の実施形態によれば、ROM106に記憶する暗電流分布データが[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]だけで済むため、メモリに記憶するデータ量が少なくて済み、かつ、精度の高い暗電流ムラ補正を実現することが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, the dark current distribution data stored in the ROM 106 is only [dx1, dx2,..., Dxm], [dy1, dy2,. The amount of data is small, and it is possible to realize highly accurate dark current unevenness correction.

なお、上記第1の実施形態では、水平・垂直それぞれの暗電流分布データを用いて2次元的な補正を行っているが、暗電流ムラの特性によっては水平・垂直いずれか一方のみを補正するようにしてもよい。   In the first embodiment, two-dimensional correction is performed using horizontal and vertical dark current distribution data. However, depending on the characteristics of dark current unevenness, only either horizontal or vertical is corrected. You may do it.

また、ave_Aは、図2のステップS102における暗電流補正データへの展開時に算出してRAM107に記憶しておくようにしても、暗電流分布データの取得時にあらかじめ算出しておき、暗電流分布データと共にROM106に記憶しておくようにしても、また、暗電流ムラ補正時に求めるようにしてもよく、算出するタイミングにより本発明が制限されるものではない。   Also, ave_A may be calculated at the time of development into dark current correction data in step S102 of FIG. 2 and stored in the RAM 107, or may be calculated in advance when dark current distribution data is acquired, and dark current distribution data is obtained. At the same time, it may be stored in the ROM 106 or may be obtained at the time of dark current unevenness correction, and the present invention is not limited by the calculation timing.

また、図6に示す暗電流ムラ補正では、ステップS304でαにより暗電流補正データを一旦全て換算してから、補正対象である撮影画像データから換算した暗電流補正データを減算する場合について説明したが、演算手順はこれに限るものではなく、各画素の補正演算時に暗電流補正データにαを乗算しながら、その積を減算するようにしてもよいことはいうまでもない。   Further, in the dark current unevenness correction shown in FIG. 6, the case where the dark current correction data is once converted by α in step S304 and then the converted dark current correction data is subtracted from the captured image data to be corrected has been described. However, the calculation procedure is not limited to this, and it goes without saying that the product may be subtracted while multiplying the dark current correction data by α during the correction calculation of each pixel.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

上記第1の実施形態においては、補正係数αの算出を、領域aの撮影画像データおよび暗電流補正データそれぞれの平均値、即ち暗電流絶対値に基づいて行う。しかし、それには、前述の通り、領域aの撮影画像データとしてOBクランプ前の値を知る必要があるため、画像撮影時に、OBクランプ動作を撮像素子101の読み出し先頭画素からではなく、領域aの読み出しを終えた後から始めなければならず、画素を有効に利用できない。   In the first embodiment, the correction coefficient α is calculated based on the average values of the captured image data and dark current correction data in the area a, that is, the dark current absolute value. However, as described above, since it is necessary to know the value before OB clamping as the captured image data of the region a, the OB clamping operation is not performed from the read first pixel of the image sensor 101 at the time of image capturing. It must start after the reading is finished, and the pixels cannot be used effectively.

そこで、本第2の実施形態では、図7に示すように撮像素子101の2箇所の領域の画像データの平均値から暗電流相対値によって補正係数αを算出する。即ち、OB部の垂直方向の領域b、および領域bと水平方向の位置が異なる同じくOB部内の垂直方向の領域cから補正係数を求める。   Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the correction coefficient α is calculated by the dark current relative value from the average value of the image data in the two areas of the image sensor 101. That is, the correction coefficient is obtained from the vertical region b of the OB portion and the vertical region c in the OB portion which is different from the region b in the horizontal direction.

なお、本第2の実施形態における撮像装置の構成、撮像装置の基本的な制御および撮像処理は、第1の実施形態で説明したものとほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、図3のステップS213における読み出し処理では第1の実施形態とは異なり、本第2の実施形態では領域aを含むすべての領域についてOBクランプ処理を行った信号を取得しておく。   Note that the configuration of the imaging apparatus, the basic control of the imaging apparatus, and the imaging process in the second embodiment are substantially the same as those described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. However, unlike the first embodiment, the readout process in step S213 in FIG. 3 obtains a signal obtained by performing the OB clamping process for all the areas including the area a in the second embodiment.

次に、本第2の実施形態における図2のステップS109で行われる暗電流ムラ補正について、図8のフローチャートを用いて説明する。   Next, dark current unevenness correction performed in step S109 of FIG. 2 in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まずステップS401、ステップS402において、撮影して得た画像データの領域bの平均値ave_b、領域cの平均値ave_cをそれぞれ算出する。この2つの値の差(ave_b − ave_c)が暗電流ムラによる周辺浮きの程度そのものを表すことになる。   First, in step S401 and step S402, the average value ave_b of the area b and the average value ave_c of the area c of the image data obtained by photographing are calculated. The difference between these two values (ave_b−ave_c) represents the degree of peripheral floating due to dark current unevenness itself.

続くステップS403においては、ave_bとave_cの差が所定値を超えているか否を判定する。所定値未満の場合には、暗電流ムラによる周辺浮きは小さいため補正を行わずに処理を終了する。所定値以上である場合には、ステップS404で暗電流補正データを実撮影条件に合わせて換算する係数αを算出する。ここでは、画像から算出したave_b,ave_cの差と、図2のステップS102で展開した暗電流補正データの内、領域bおよび領域cに相当する領域の暗電流補正データの平均ave_B、ave_Cの差との比をαとする。即ち、
α=(ave_b−ave_c)/(ave_B−ave_C)
In a succeeding step S403, it is determined whether or not the difference between ave_b and ave_c exceeds a predetermined value. If it is less than the predetermined value, the peripheral floating due to dark current unevenness is small, and the process is terminated without correction. If it is equal to or greater than the predetermined value, a coefficient α for calculating the dark current correction data according to the actual photographing conditions is calculated in step S404. Here, the difference between the ave_b and ave_c calculated from the image and the average ave_B and ave_C of the dark current correction data in the regions corresponding to the region b and the region c in the dark current correction data developed in step S102 in FIG. The ratio to is α. That is,
α = (ave_b-ave_c) / (ave_B-ave_C)

以降の処理は図6と同様であって、次のステップS304では、ステップS102でRAM107に展開された暗電流補正データD(x,y)に換算係数αを乗じ、実撮影条件に合致した暗電流補正データに換算する。そして、換算された暗電流補正データD(x,y)を、ステップS305において撮影画像データS(x,y)から減算することで補正を完了する。   The subsequent processing is the same as in FIG. 6. In the next step S304, the dark current correction data D (x, y) developed in the RAM 107 in step S102 is multiplied by the conversion coefficient α, and the darkness that matches the actual photographing conditions is obtained. Convert to current correction data. Then, correction is completed by subtracting the converted dark current correction data D (x, y) from the captured image data S (x, y) in step S305.

このように、本第2の実施形態によれば、暗電流絶対値が分からなくても暗電流ムラの補正が可能となる。   Thus, according to the second embodiment, dark current unevenness can be corrected without knowing the dark current absolute value.

<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

上述した第2の実施形態のようにOB部内の垂直方向の2領域の値から補正係数αを算出する場合、OB部の画素数がある程度多くなければ、2領域が近すぎて値の差が小さくなってしまい精度に問題が生じる可能性がある。   When the correction coefficient α is calculated from the values of the two vertical areas in the OB portion as in the second embodiment described above, if the number of pixels in the OB portion is not large to some extent, the two regions are too close and the value difference is large. There is a possibility that it becomes small and a problem occurs in accuracy.

また、水平方向と垂直方向で暗電流分布の特性に明らかに差があるような場合には、図9に示すようにOB部の水平方向の領域の平均値と垂直方向の領域の平均値とから暗電流相対値を求め、補正係数を算出する方法も有効である。この方法によれば、撮像素子のOB部の画素数が少なくても精度のよい換算係数の算出が可能となる。   Further, when there is a clear difference in the characteristics of the dark current distribution between the horizontal direction and the vertical direction, as shown in FIG. 9, the average value of the horizontal area and the average value of the vertical area of the OB portion It is also effective to obtain a dark current relative value from the above and calculate a correction coefficient. According to this method, it is possible to calculate the conversion coefficient with high accuracy even if the number of pixels in the OB portion of the image sensor is small.

なお、本第3の実施形態における撮像装置の構成、撮像装置の基本的な制御および撮像処理は、さらに暗電流ムラ補正の手順は、第2の実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。ただし、本第3の実施形態では、上述した第2の実施形態と異なり、垂直OB部に領域b、水平OB部に領域cを設定する。   Note that the configuration of the imaging apparatus, the basic control of the imaging apparatus, and the imaging process in the third embodiment are the same as those in the second embodiment, and the detailed description thereof is omitted. . However, in the third embodiment, unlike the above-described second embodiment, a region b is set in the vertical OB portion and a region c is set in the horizontal OB portion.

このように本第3の実施形態によれば、暗電流絶対値が不明且つOB部の画素数が少ない撮像装置においても、精度のよい暗電流ムラ補正が可能となる。   As described above, according to the third embodiment, the dark current unevenness correction can be performed with high accuracy even in an imaging apparatus in which the dark current absolute value is unknown and the number of pixels in the OB portion is small.

<他の実施形態>
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施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を記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここで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、ROM、RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、CD−ROM、CD−R、DVD、光ディスク、光磁気ディスク、MOなどが考えられる。また、LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)やWAN(ワイド・エリア・ネットワーク)などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。
<Other embodiments>
An object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) in which a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments is recorded to a system or apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system (OS) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and the processing is included. Examples of the storage medium for storing the program code include a flexible disk, hard disk, ROM, RAM, magnetic tape, nonvolatile memory card, CD-ROM, CD-R, DVD, optical disk, magneto-optical disk, MO, and the like. Can be considered. Also, a computer network such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network) can be used to supply the program code.

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カ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書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。   Furthermore, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function is determined based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the expansion card or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

本発明の実施の形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the digital camera in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における撮像処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging process operation | movement in embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the pixel area | region of the image pick-up element in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における暗電流分布データの取得処理の説明図である。It is explanatory drawing of the acquisition process of the dark current distribution data in embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における暗電流ムラ補正処理のフローチャートである。It is a flowchart of the dark current nonuniformity correction process in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the pixel area | region of the image pick-up element in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2および第3の実施形態における暗電流ムラ補正処理のフローチャートである。It is a flowchart of the dark current unevenness correction process in the second and third embodiments of the present invention. 本発明の第3の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the pixel area | region of the image pick-up element in the 3rd Embodiment of this invention. 撮像素子の暗電流ムラを説明する図である。It is a figure explaining the dark current nonuniformity of an image sensor.

符号の説明Explanation of symbols

101 撮像素子
102 A/D変換器
103 DSP
104 タイミング発生回路
105 CPU
106 ROM
107 RAM
108 記録媒体
109 電源スイッチ
110 スイッチSW1
111 スイッチSW2
112 モードダイアル
101 Image sensor 102 A / D converter 103 DSP
104 Timing generation circuit 105 CPU
106 ROM
107 RAM
108 Recording medium 109 Power switch 110 Switch SW1
111 Switch SW2
112 mode dial

Claims (12)

撮像素子の開口部を遮光した状態で前記撮像素子の全域から出力される画像信号を水平方向及び垂直方向にそれぞれ加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて算出した、暗電流の分布特性を表す垂直方向の暗電流分布データと、水平方向の暗電流分布データをそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記垂直方向の暗電流分布データと前記水平方向の暗電流分布データとを2次元に展開することで暗電流補正データを生成する展開手段と、
前記展開手段により生成された前記暗電流補正データを用いて、被写体を撮影したときに得られる画像信号の暗電流ムラを補正する補正手段とを有し、
前記水平方向及び前記垂直方向の暗電流分布データの各々において、前記水平方向と前記垂直方向の中央部と周辺部の境界を前記近似式における極小点とし、前記極小点を境界として、前記周辺部に相当する暗電流分布データを前記近似式を用いて算出するとともに、前記中央部に相当する暗電流分布データの値を0とすることを特徴とする撮像装置。
A dark approximation calculated by using the approximate expression obtained by performing polynomial approximation of data obtained by adding and averaging the image signals output from the entire area of the image sensor in the horizontal direction and the vertical direction in a state where the aperture of the image sensor is shielded from light. Storage means for storing dark current distribution data in the vertical direction representing current distribution characteristics and dark current distribution data in the horizontal direction;
Developing means for generating dark current correction data by two-dimensionally developing the vertical dark current distribution data and the horizontal dark current distribution data stored in the storage means;
Using the dark current correction data generated by the developing means, and correcting means for correcting dark current unevenness of an image signal obtained when a subject is photographed ,
In each of the dark current distribution data in the horizontal direction and the vertical direction, a boundary between the central portion and the peripheral portion in the horizontal direction and the vertical direction is set as a minimum point in the approximate expression, and the peripheral portion is set as the boundary The dark current distribution data corresponding to is calculated using the approximate expression, and the value of the dark current distribution data corresponding to the central portion is set to 0 .
前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記被写体を撮影したときに得られる画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算手段を更に有し、
前記補正手段は、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
A coefficient for adjusting the dark current correction data based on an image signal obtained when the subject is photographed and a dark current correction data corresponding to a predetermined area set as a constantly shielded area of the image sensor. It further has calculation means for calculating,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects dark current unevenness by subtracting a product of the dark current correction data and the coefficient from the image signal to be corrected.
前記演算手段は、前記係数として、前記所定領域の前記被写体を撮影したときに得られる画像信号の平均値と、前記所定領域の前記暗電流補正データの平均値の比を演算することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The calculating means calculates, as the coefficient, a ratio between an average value of image signals obtained when the subject in the predetermined area is photographed and an average value of the dark current correction data in the predetermined area. The imaging device according to claim 2. 前記所定領域は複数あって、前記演算手段は、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記被写体を撮影したときに得られる画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   There are a plurality of the predetermined areas, and the calculating means calculates, as the coefficient, a difference between average values of image signals obtained when the subject is photographed between the plurality of predetermined areas, and the plurality of predetermined areas. The imaging apparatus according to claim 2, wherein a ratio with a difference between average values of dark current correction data is calculated. 前記複数の所定領域は、水平方向および垂直方向にそれぞれ設定された2つの領域であることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the plurality of predetermined areas are two areas set in a horizontal direction and a vertical direction, respectively. 前記水平方向の暗電流分布データと、前記垂直方向の暗電流分布データを算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像装置。 Wherein the horizontal dark current distribution data, the imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized by further comprising a calculating means for calculating a dark current distribution data of the vertical direction. 撮像素子を有する撮像装置における暗電流ムラの補正方法であって、
前記撮像素子の開口部を遮光した状態で前記撮像素子の全域から出力される画像信号を水平方向及び垂直方向にそれぞれ加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて算出した、暗電流の分布特性を表す垂直方向の暗電流分布データと、水平方向の暗電流分布データをそれぞれ記憶媒体から読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップで読み出した前記垂直方向の暗電流分布データと前記水平方向の暗電流分布データとを2次元に展開することで暗電流補正データを生成する展開ステップと、
前記展開手段により生成された前記暗電流補正データを用いて、被写体を撮影したときに得られる画像信号の暗電流ムラを補正する補正ステップとを有し、
前記水平方向及び前記垂直方向の暗電流分布データの各々において、前記水平方向と前記垂直方向の中央部と周辺部の境界を前記近似式における極小点とし、前記極小点を境界として、前記周辺部に相当する暗電流分布データを前記近似式を用いて算出するとともに、前記中央部に相当する暗電流分布データの値を0とすることを特徴とする補正方法。
A method for correcting dark current unevenness in an imaging apparatus having an imaging element,
Performed polynomial approximation of the data obtained by adding and averaging the image signals output from the entire area of the image sensor in the horizontal direction and the vertical direction in a state where the aperture of the image sensor is shielded, and calculated using the obtained approximate expression . A reading step of reading out dark current distribution data in the vertical direction representing the distribution characteristics of dark current and dark current distribution data in the horizontal direction from the storage medium, and
A developing step for generating dark current correction data by two-dimensionally developing the vertical dark current distribution data and the horizontal dark current distribution data read in the reading step;
Using the dark current correction data generated by the developing means, and correcting the dark current unevenness of the image signal obtained when the subject is photographed ,
In each of the dark current distribution data in the horizontal direction and the vertical direction, a boundary between the central portion and the peripheral portion in the horizontal direction and the vertical direction is set as a minimum point in the approximate expression, and the peripheral portion is set as the boundary The dark current distribution data corresponding to is calculated using the approximate expression, and the value of the dark current distribution data corresponding to the central portion is set to 0 .
前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記被写体を撮影したときに得られる画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算ステップを更に有し、
前記補正ステップでは、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正することを特徴とする請求項に記載の補正方法。
A coefficient for adjusting the dark current correction data based on an image signal obtained when the subject is photographed and a dark current correction data corresponding to a predetermined area set as a constantly shielded area of the image sensor. It further has a calculation step for calculating,
The correction method according to claim 7 , wherein in the correction step, dark current unevenness is corrected by subtracting a product of the dark current correction data and the coefficient from the image signal to be corrected.
前記演算ステップでは、前記係数として、前記所定領域の前記被写体を撮影したときに得られる画像信号の平均値と、前記所定領域の前記暗電流補正データの平均値の比を演算することを特徴とする請求項に記載の補正方法。 In the calculating step, as the coefficient, a ratio of an average value of image signals obtained when the subject in the predetermined area is photographed and an average value of the dark current correction data in the predetermined area is calculated. The correction method according to claim 8 . 前記所定領域は複数あって、前記演算ステップでは、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記被写体を撮影したときに得られる画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算することを特徴とする請求項に記載の補正方法。 There are a plurality of the predetermined areas, and in the calculation step, as the coefficient, a difference between average values of image signals obtained when the subject is photographed between the plurality of predetermined areas, and the difference between the plurality of predetermined areas. The correction method according to claim 8 , wherein a ratio with a difference between average values of dark current correction data is calculated. 前記複数の所定領域は、水平方向および垂直方向にそれぞれ設定された2つの領域であることを特徴とする請求項10に記載の補正方法。 The correction method according to claim 10 , wherein the plurality of predetermined areas are two areas set in a horizontal direction and a vertical direction, respectively. 前記水平方向の暗電流分布データと、前記垂直方向の暗電流分布データを算出する算出ステップを更に有することを特徴とする請求項乃至11のいずれか1項に記載の補正方法。 Wherein the horizontal dark current distribution data, the correction method according to any one of claims 7 to 11, wherein the further comprising a vertical calculation step of calculating a dark current distribution data.
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