JP4066530B2

JP4066530B2 - Shading correction device

Info

Publication number: JP4066530B2
Application number: JP23714398A
Authority: JP
Inventors: 昌利佐瀬; 英彦手代木; 成伸安里
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP2000069371A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子読み出し電子式手ぶれ補正や、撮像素子読み出し電子ズームなどの撮像素子のから読み出しが変則読み出しの場合でも、正しくシェーディング補正を行うことができるようにしたシェーディング補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多板式カラービデオカメラにおいて、各撮像素子、たとえば、ＣＣＤ固体撮像素子などの感度むらなどで発生するシェーディングによって、クロマシェーディング(色むら)や輝度シェーディング（輝度むら）が生じる。
従来、これらのシェーディングを補正するために、各撮像素子の感度を撮像面の複数個所で測定して同じ傾向の撮像素子を使用する方法（トリオリング）や、垂直や水平のパラボラ波形信号によってシェーディングを電気的に補正する方法などが提案されている。
【０００３】
しかしながら、トリオリングはシェーディングの傾向が同じイメージャを選別して使用するものであり、選別の手間が大きく、大量生産に不向きである。
また、パラボラ波形信号などによって、シェーディングを補正するものによれば、補正の自由度が小さく、どのようなシェーディングでも補正できるわけではない。
そこで、特開平０８−７９７７３号公報ではこれを解決するために、撮像素子より出力される撮像信号に補正係数をかけて、シェーディング補正をすることが開示されている。
【０００４】
すなわち、この公報の場合には、２次曲面関数発生器を座標値発生部と２次曲面関数演算部とで構成し、座標値発生部において、水平同期信号をリセット信号として、クロック信号をカウントすることにより、水平方向の座標値Ｘを得るとともに、水平同期信号をリセット信号として水平同期信号カウントすることにより垂直方向の座標値Ｙを出力する。
これらの座標値Ｘと座標値Ｙを、２次曲面関数演算部において、２次曲面関数ｆ_R（Ｘ，Ｙ）によって座標値（Ｘ，Ｙ）に対応した２次曲面関数演算部で演算し、このシェーディング補正係数ＣＯＥを補正アンプにおいて、撮像素子から得られる撮像信号にかけてシェーディング補正をするようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のシェーディング補正装置では、前記撮像素子読み出し電子式手ぶれ補正や撮像素子読み出し電子ズームなどの撮像素子の変則駆動によるＣＣＤ読み出し時に、水平同期信号，垂直同期信号をリセット信号としてクロック信号をカウントして得た座標値と、ＣＣＤから読み出した信号の座標値(ライン番号)と一致しなくなり、正しいシェーディング補正が行えなくなってしまうという課題がある。
【０００６】
この発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、撮像素子読み出し電子式手ぶれ補正や撮像素子読み出し電子ズームシステムなどの撮像素子の変則駆動時においても、特にハードウェアを増加することもなく、従来と同様の高性能のシェーディング補正を行うことができるシェーディング補正装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明のシェーディング補正装置は、水平同期信号をリセット信号としてクロック信号をカウントすることにより得られる水平方向の座標値と撮像素子のセンサーゲートパルスをリセット信号として撮像素子の垂直転送パルスをカウントすることにより得られる垂直方向の座標値とをＮ次曲面関数係数（Ｎは２以上の整数）によって近似したシェーディング補正係数を発生するＮ次曲面関数発生手段と、前記撮像素子より出力される撮像信号に前記Ｎ次曲面関数発生手段より出力される前記シェーディング補正係数をかけてシェーディング補正をするシェーディング補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、Ｎ次曲面関数発生手段において、水平方向の座標値は水平同期信号をリセット信号としてクロック信号をカウントすることにより得るとともに、撮像素子のセンサーゲートパルスをリセット信号として撮像素子の垂直転送パルスをカウントすることにより垂直方向の座標値を得る。
撮像素子の変則駆動時に撮像素子の駆動パルスも通常駆動時とは異なる駆動パルスになっても、撮像素子の駆動パルスと出力信号の関係は一定であるから、この駆動パルスをカウントして垂直方向の座標値を得ることにより、垂直方向の座標値と出力信号の関係は撮像素子の変則駆動時でも一致する。
この水平方向の座標値と垂直方向の座標値とをＮ次曲面関数によって近似したシェーディング補正係数を演算し、このシェーディング補正係数をシェーディング補正手段において撮像素子より出力される撮像信号にかけ、シェーディング補正をすることにより、撮像素子の変則駆動時でも、正しくシェーディング補正を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づき説明する。図１はこの発明によるシェーディング補正装置の第１実施の形態の構成を示すブロック図であり、図２は図１で示すシェーディング補正装置を適用した赤色画像用、緑色画像用および青色画像用のＣＣＤ固体撮像素子を備える３板式カラービデオカメラの構成を示すブロック図である。
まず、この発明の理解を容易にするために、図１に示すこの発明によるシェーディング補正装置の第１実施の形態の具体的説明に先立ち、この第１実施の形態が適用されている図２の３板式カラービデオカメラから説明を行うことにする。
【００１０】
この図２に示す３板式カラービデオカメラは、クロマシェーディングの補正を行う場合の例を示している。
この図２において、赤色画像用、青色画像用のＣＣＤ固体撮像素子(図示せず)より得られる赤原色信号Ｒ、青原色信号Ｂは、それぞれシェーディング補正手段として、それぞれシェーディング補正ブロック１Ｒ，１Ｂからホワイトバランスコントロールアンプ２Ｒ，２Ｂ，ガンマ補正回路３Ｒ，３Ｂを介してマトリクス回路４に供給される。
【００１１】
また、緑色画像用のＣＣＤ固体撮像素子(図示せず)から得られる緑色原色信号Ｇは、ホワイトバランスコントロールアンプ２Ｇ、ガンマ補正回路３Ｇを介してマトリクス回路１４に供給される。
マトリクス回路４では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂがマトリクス処理され、輝度信号Ｙ、赤色差信号Ｒ−Ｙおよび青色差信号Ｂ−Ｙが出力される。
前記シェーディング補正ブロック１Ｒ，１Ｂのうちのシェーディング補正ブロック１Ｒの内部構成は、図１に示すように構成されている。
【００１２】
図１において、Ｎ次曲面関数発生手段としての２次曲面関数発生器１１は、座標値発生部１２，１３と２次曲面関数演算部１４とから構成されている。
座標値発生部１２は座標値Ｘを発生するもので、座標値発生部１２には、水平同期信号ＨＤとクロック信号ＣＫとが入力される。
座標値発生部１２は、この水平同期信号ＨＤをリセット信号として、クロック信号ＣＫをカウントすることにより、座標値Ｘを発生して２次曲面関数演算部１４に出力する。
【００１３】
また、座標値発生部１３は、座標値Ｙを得るものであるが、特にこの座標値発生部１３は、ＣＣＤ固体撮像素子読み出し電子式手ぶれ補正やＣＣＤ固体撮像素子読み出し電子ズームなどのＣＣＤ固体撮像素子からの読み出しが変則読み出しのシステムの場合に、ＣＣＤ固体撮像素子の駆動パルス（センサーゲートパルスＳＧ、垂直転送パルスＶＣＬＯＣＫ）から座標値Ｙを生成するようにしている。
すなわち、タイミング発生回路１５から図示しないＣＣＤ固体撮像素子駆動用パルス(以下、ＣＣＤ駆動パルスという)を発生させてＣＣＤ固体撮像素子を駆動すると同時に、このＣＣＤ駆動パルスであるセンサーゲートパルスＳＧと垂直転送パルスＶ_CLKを座標値発生部１３に出力する。
座標値発生部１３は、このセンサーゲートパルスＳＧをリセット信号として垂直転送パルスＶ_CLKをカウントすることにより、座標値Ｙを発生して２次曲面関数演算部１４に出力する。
【００１４】
座標値発生部１２で得られた座標値Ｘと、座標値発生部１３で得られた座標地Ｙは２次曲面関数演算部１４において、次の[数１]に示すような２次曲面関数係数ｆ_R（Ｘ，Ｙ）に対応してシェーディング補正係数ＣＯＥを演算する。
【００１５】
【数１】

この［数１］の係数ａ₀₀〜ａ₂₂はシステムコントローラを構成するマイコン(図示せず)より供給される。
係数ａ₀₀〜ａ₂₂は後述する補正アンプ１６で赤原色信号Ｒに対してシェーディング補正係数ＣＯＥを乗算したとき赤色画像用の撮像素子のシェーディングが緑色画像用の撮像素子のシェーディングとほぼ一致するように、あらかじめ赤色画像用および緑色画像用の撮像素子の複数点における感度が測定され、その測定点の感度に基づいて算出されて不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている。
【００１６】
座標値（Ｘ，Ｙ）に対応して２次曲面関数演算部１４より出力されるシェーディング補正係数ＣＯＥはシェーディング補正手段としての補正アンプ１６を構成する乗算器１７に供給される。
乗算器１７には、撮像素子から読み出されてディジタル化されたディジタルの赤原色信号Ｒが供給され、この赤原色信号Ｒにシェーディング補正係数ＣＯＥがかけられることにより、シェーディング補正が行われて出力される。
この際、座標値発生部１３はセンサーゲートパルスＳＧをリセット信号として垂直転送パルスＶ_CLKをカウントすることにより座標値Ｙを得ており、ＣＣＤ固体撮像素子を変則読み出しで駆動する場合に、当然ＣＣＤ駆動パルスも通常駆動時と異なるパルスになる。
【００１７】
しかし、ＣＣＤ固体撮像素子に対してどのような変則駆動を行っていても、駆動パルスと出力信号との関係、すなわち、垂直転送パルスＶ_CLKの本数と出力信号のライン数は一定である。
したがって、駆動パルスの垂直転送パルスＶ_CLKをカウントして座標値Ｙを作っていることにより、ＣＣＤ固体撮像素子に対してどのような変則駆動を行っていても、座標値Ｙと出力信号との関係は一定である。
【００１８】
これにより駆動パルスから使用した座標値をシェーディング補正係数ＣＯＥに使用することにより、ＣＣＤ固体撮像素子の変則駆動時においても、正しくシェーディング補正を行うことができる。
このようにすることにより、赤色画像用の撮像素子のシェーディングが緑色画像用の撮像素子のシェーディングとほぼ一致するようにシェーディング補正が行われる。
【００１９】
なお、信号入力がアナログの赤原色信号Ｒの場合に、補正アンプ１６は、たとえば、図３に示すように構成される。
すなわち、赤原色信号Ｒは補正アンプ１６を構成するゲインコントロールアンプ１８を介して入力され、このゲインコントロールアンプ１８のゲインはシェーディング補正係数ＣＯＥがＤ／Ａコンバータ１９でアナログ信号に変換されたもので制御される。
また、前記図２は、シェーディング補正ブロック１Ｒの構成を示しているが、シェーディング補正ブロック１Ｂも同様に構成され、シェーディング補正ブロック１Ｂでは、青色画像用の撮像素子のシェーディングが緑色画像用の撮像素子のシェーディングとほぼ一致するようにシェーディング補正が行われる。
【００２０】
このように、この第１実施の形態では、シェーディング補正ブロック１Ｒと１Ｂでそれぞれ赤色画像用と緑色画像用の撮像素子のシェーディングが緑色画像用の撮像素子とほぼ一致するようにシェーディング補正が行われるため、クロマシェーディングの補正を良好に行うことができる。
また、撮像素子より得られる赤原色信号Ｒおよび青原色信号Ｂにシェーディング補正系数ＣＯＥをかけてシェーディング補正するものであり、電気的にシェーディング補正が行われるものであるから、従来のトリオリングとは異なり、大量生産に適した補正を行うことができる。
さらに、２次曲面関数で近似したシェーディング補正係数ＣＯＥが使用されているために、シェーディング補正力が高く、クロマシェーディングをほぼ完全に補正することができる。
【００２１】
次に、この発明のシェーディング補正装置を適用した別の３板式カラービデオカメラについて説明する。図４は赤色画像用、緑色画像用、青色画像用のＣＣＤ撮像素子を備える図２とは異なる３板式カラービデオカメラの構成を示すブロック図である。
この図４に示す３板式カラービデオカメラは、クロマシェーディングおよび輝度シェーディングの双方の補正が行われるようにしたものである。
図４において、図２と対応する部分には、同一符号を付している。赤色画像用、緑色画像用、青色画像用のＣＣＤ撮像素子(図示せず)より得られる赤原色信号Ｒ、緑原色信号Ｇ、青原色信号Ｂはそれぞれシェーディング補正ブロック５Ｒ，５Ｇ，５Ｂホワイトバランスコントロールアンプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂガンマ補正回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを介してマトリクス回路４に供給される。
【００２２】
マトリクス回路４では、赤原色信号Ｒ、緑原色信号Ｇ、青原色信号Ｂがマトリクス処理され、輝度信号Ｙ，赤色差信号Ｒ−Ｙおよび青色差信号Ｂ−Ｙが出力される。
シェーディング補正ブロック５Ｒは、図１に示すシェーディング補正ブロック１Ｒと同様に構成され、シェーディング補正ブロック５Ｒでは、赤色画像用の撮像素子のシェーディングがほぼゼロとなるようにシェーディング補正が行われる。
この場合、マイコンより供給される前記係数ａ₀₀〜ａ₂₂は、補正アンプ１６で赤原色信号Ｒに対してシェーディング補正係数ＣＯＥを乗算したとき、赤色画像用の撮像素子のシェーディングがほぼゼロとなるように、あらかじめ赤色画像用の撮像素子の感度が測定され、その測定点の感度に基づいて算出されて不揮発性メモリに格納されている。
【００２３】
また、シェーディング補正ブロック５Ｇ，５Ｂも図１で示すシェーディング補正ブロック１Ｒと同様に構成され、シェーディング補正ブロック５Ｇ，５Ｂでは、それぞれ緑色画像用、青色画像用の撮像素子のシェーディングがほぼゼロとなるように、シェーディング補正が行われる。
【００２４】
このように、この図４で示す３板式カラービデオカメラの場合においては、シェーディング補正ブロック５Ｒ，５Ｇ，５Ｂでそれぞれ赤色画像用、緑色画像用、青色画像用の撮像素子のシェーディングがほぼゼロとなるようにシェーディング補正が行われるため、クロマシェーディングおよび輝度シェーディングの双方の補正を良好に行うことができる。
撮像素子より得られる赤原色信号Ｒ、緑原色白信号Ｇ，青原色信号Ｂにシェーディング補正係数ＣＯＥをかけてシェーディング補正するものであり、電気的にシェーディング補正が行われるから、トリオリングとは異なり、大量生産に適した補正を行うことができる。
さらに、２次曲面関数で近似した補正係数ＣＯＥが使用されるために、シェーディング補正能が高く、クロマシェーディングおよび輝度シェーディングをほぼ完全に補正することができる。
【００２５】
なお、上記第１実施の形態では、２次曲面関数演算部１４では、補正係数ＣＯＥを２次曲面関数を使用して演算するものを示したが、３次以上の曲面関数を使用して演算することもできる。
ただし、現状のＣＣＤ固体撮像素子で発生しているシェーディングは、その空間的な分布があまり複雑ではなく、２次曲面関数による近似はシェーディング補正という目的には、十分な精度である。
また、上記第１実施の形態では、３板式カラービデオカメラに適用した例を示したが、この発明はその他の多板式カラービデオカメラ、単板式のカラービデオカメラ、さらには、白黒ビデオカメラにも同様に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、Ｎ次曲面関数発生手段において水平同期信号をリセット信号としてクロック信号をカウントすることにより水平方向の座標値を得るとともに、垂直方向の座標値は撮像素子のセンサーゲートパルスをリセット信号として撮像素子の垂直転送パルスをカウントすることにより得て、これらの水平方向の座標値と垂直方向の座標値にＮ次曲面関数係数をかけてシェーディング補正係数を演算し、撮像素子から出力される撮像信号にこのシェーディング補正系数をかけることにより、シェーディングを補正するようにしたので、電子式手ぶれ補正や電子ズームなどの撮像素子の変則駆動時においても、特にハードウェアの増加などを要すること無く、高性能のシェーディング補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるシェーディング補正装置の第１実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のシェーディング補正装置を適用した３板式カラービデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】この発明によるシェーディング補正装置における補正アンプの他の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明によるシェーディング補正装置を適用してクロマシェーディングと輝度シェーディングの双方の補正を行う３板式カラービデオカメラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｂ，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ……シェーディング補正ブロック、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ……ホワイトバランスコントロールアンプ、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ……ガンマ補正回路、４……マトリクス回路、１１……２次曲面関数発生器、１２，１３……座標値発生部、１４……２次曲面関数演算部、１５……タイミング発生器、１６……補正アンプ、１７……乗算器、１８……ゲインコントロールアンプ、１９……Ｄ／Ａコンバータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shading correction apparatus capable of correctly performing shading correction even when reading from an image sensor such as an image sensor reading electronic camera shake correction or an image sensor reading electronic zoom is irregular reading.
[0002]
[Prior art]
In a multi-plate color video camera, chroma shading (color unevenness) and luminance shading (brightness unevenness) occur due to shading generated by sensitivity unevenness of each image sensor, for example, a CCD solid-state image sensor.
Conventionally, in order to correct these shadings, the sensitivity of each image sensor is measured at multiple locations on the imaging surface and an image sensor with the same tendency is used (trioling), or shading by vertical and horizontal parabolic waveform signals There has been proposed a method for electrically correcting the error.
[0003]
However, trio ringing uses imagers that have the same shading tendency, and is not suitable for mass production because it requires a large amount of time and labor.
In addition, according to what corrects shading using a parabolic waveform signal or the like, the degree of freedom of correction is small, and not any shading can be corrected.
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-79773 discloses that a shading correction is performed by applying a correction coefficient to an image pickup signal output from an image pickup device.
[0004]
That is, in this publication, the quadric surface function generator is composed of a coordinate value generator and a quadric surface function calculator, and the coordinate value generator counts the clock signal using the horizontal synchronization signal as a reset signal. Thus, the horizontal coordinate value X is obtained, and the horizontal synchronization signal is counted using the horizontal synchronization signal as a reset signal, thereby outputting the vertical coordinate value Y.
The coordinate value X and coordinate value Y are calculated by the quadric surface function calculation unit corresponding to the coordinate value (X, Y) by the quadric surface function f _R (X, Y) in the quadric surface function calculation unit. The shading correction coefficient COE is subjected to shading correction by the correction amplifier over the image pickup signal obtained from the image pickup device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the shading correction apparatus disclosed in the above publication, a clock signal is generated using a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal as a reset signal during CCD reading by irregular driving of the image sensor such as the image sensor readout electronic camera shake correction and the image sensor readout electronic zoom. There is a problem that the coordinate value obtained by counting does not match the coordinate value (line number) of the signal read from the CCD, and correct shading correction cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and particularly increases hardware even during irregular driving of an image sensor such as an image sensor readout electronic camera shake correction or an image sensor readout electronic zoom system. The object is to provide a shading correction apparatus capable of performing high-performance shading correction similar to the conventional one.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a shading correction apparatus according to the present invention provides an image pickup device using a horizontal coordinate value obtained by counting a clock signal using a horizontal synchronization signal as a reset signal and a sensor gate pulse of the image pickup device as a reset signal. An Nth-order curved surface function generating means for generating a shading correction coefficient that approximates a vertical coordinate value obtained by counting the vertical transfer pulses of the first-order by a Nth-order curved surface function coefficient (N is an integer of 2 or more); Shading correction means for performing shading correction by applying the shading correction coefficient output from the N-th order curved surface function generation means to the imaging signal output from the element.
[0008]
According to the present invention, in the Nth-order curved surface function generating means, the horizontal coordinate value is obtained by counting the clock signal using the horizontal synchronization signal as the reset signal, and the sensor gate pulse of the image sensor is used as the reset signal. The vertical coordinate value is obtained by counting the vertical transfer pulses.
Even if the drive pulse of the image sensor during the irregular drive of the image sensor is different from that during normal drive, the relationship between the drive pulse of the image sensor and the output signal is constant. By obtaining these coordinate values, the relationship between the coordinate values in the vertical direction and the output signal matches even when the image sensor is irregularly driven.
A shading correction coefficient obtained by approximating the horizontal coordinate value and the vertical coordinate value by an Nth-order curved surface function is calculated, and the shading correction coefficient is applied to the image signal output from the image sensor in the shading correction means to perform shading correction. As a result, even when the image sensor is irregularly driven, the shading correction can be performed correctly.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a shading correction apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows CCDs for red, green and blue images to which the shading correction apparatus shown in FIG. 1 is applied. It is a block diagram which shows the structure of 3 plate type color video camera provided with a solid-state image sensor.
First, in order to facilitate understanding of the present invention, prior to specific description of the first embodiment of the shading correction apparatus according to the present invention shown in FIG. 1, the first embodiment is applied to FIG. The description will start with a three-plate color video camera.
[0010]
The three-plate color video camera shown in FIG. 2 shows an example in which chroma shading correction is performed.
In FIG. 2, a red primary color signal R and a blue primary color signal B obtained from a CCD solid-state imaging device (not shown) for red and blue images are respectively used as shading correction means from shading correction blocks 1R and 1B. The signal is supplied to the matrix circuit 4 via the white balance control amplifiers 2R and 2B and the gamma correction circuits 3R and 3B.
[0011]
Further, a green primary color signal G obtained from a CCD solid-state image pickup device (not shown) for a green image is supplied to the matrix circuit 14 via a white balance control amplifier 2G and a gamma correction circuit 3G.
In the matrix circuit 4, the color signals R, G, and B are subjected to matrix processing, and a luminance signal Y, a red color difference signal RY, and a blue color difference signal BY are output.
The internal configuration of the shading correction block 1R among the shading correction blocks 1R and 1B is configured as shown in FIG.
[0012]
In FIG. 1, a quadric surface function generator 11 as an N th surface function generating means is composed of

coordinate value generators

12 and 13 and a quadric surface function calculator 14.
The coordinate value generator 12 generates a coordinate value X, and the coordinate value generator 12 receives the horizontal synchronization signal HD and the clock signal CK.
The coordinate value generator 12 generates a coordinate value X by counting the clock signal CK using the horizontal synchronization signal HD as a reset signal, and outputs the coordinate value X to the quadric surface function calculator 14.
[0013]
The coordinate value generation unit 13 obtains the coordinate value Y. In particular, the coordinate value generation unit 13 performs CCD solid-state imaging such as CCD solid-state imaging element readout electronic camera shake correction and CCD solid-state imaging element readout electronic zoom. When the reading from the device is an irregular reading system, the coordinate value Y is generated from the drive pulse (sensor gate pulse SG, vertical transfer pulse VCLOCK) of the CCD solid-state imaging device.
That is, a CCD solid-state imaging device driving pulse (hereinafter referred to as a CCD driving pulse) (not shown) is generated from the timing generation circuit 15 to drive the CCD solid-state imaging device, and at the same time, the sensor gate pulse SG as a CCD driving pulse is vertically transferred. The pulse V _CLK is output to the coordinate value generator 13.
The coordinate value generation unit 13 generates a coordinate value Y by counting the vertical transfer pulse _VCLK using the sensor gate pulse SG as a reset signal, and outputs the coordinate value Y to the quadric surface function calculation unit 14.
[0014]
The coordinate value X obtained by the coordinate value generator 12 and the coordinate location Y obtained by the coordinate value generator 13 are converted into a quadric surface function as shown in the following [Equation 1] in the quadric surface function calculator 14. A shading correction coefficient COE is calculated corresponding to the coefficient f _R (X, Y).
[0015]
[Expression 1]

Coefficients a _{00 to} a ₂₂ of [Equation 1] are supplied from a microcomputer (not shown) constituting the system controller.
The coefficients a _{00 to} a ₂₂ are such that when the correction amplifier 16 described later multiplies the red primary color signal R by the shading correction coefficient COE, the shading of the image sensor for red image substantially matches the shading of the image sensor for green image. In addition, the sensitivities at a plurality of points of the red and green image sensors are measured in advance, calculated based on the sensitivities at the measurement points, and stored in a non-volatile memory (not shown).
[0016]
The shading correction coefficient COE output from the quadric surface function calculation unit 14 corresponding to the coordinate value (X, Y) is supplied to a multiplier 17 constituting a correction amplifier 16 as a shading correction means.
The multiplier 17 is supplied with a digital red primary color signal R read out from the image sensor and digitized, and the red primary color signal R is subjected to a shading correction coefficient COE, whereby shading correction is performed and output. Is done.
At this time, the coordinate value generation unit 13 obtains the coordinate value Y by counting the vertical transfer pulse _VCLK using the sensor gate pulse SG as a reset signal, and naturally, when the CCD solid-state imaging device is driven by irregular readout, The driving pulse is also different from that during normal driving.
[0017]
However, no matter what irregular drive is performed on the CCD solid-state imaging device, the relationship between the drive pulse and the output signal, that is, the number of vertical transfer pulses _{VCLK and} the number of lines of the output signal are constant.
Therefore, by generating the coordinate value Y by counting the vertical transfer pulse _VCLK of the drive pulse, the coordinate value Y and the output signal can be obtained regardless of the irregular drive for the CCD solid-state imaging device. The relationship is constant.
[0018]
Thus, by using the coordinate value used from the drive pulse as the shading correction coefficient COE, the shading correction can be correctly performed even when the CCD solid-state imaging device is irregularly driven.
By doing so, the shading correction is performed so that the shading of the image sensor for red image substantially matches the shading of the image sensor for green image.
[0019]
When the signal input is an analog red primary color signal R, the correction amplifier 16 is configured as shown in FIG. 3, for example.
That is, the red primary color signal R is input through a gain control amplifier 18 constituting the correction amplifier 16, and the gain of the gain control amplifier 18 is obtained by converting the shading correction coefficient COE into an analog signal by the D / A converter 19. Be controlled.
2 shows the configuration of the shading correction block 1R, the shading correction block 1B is also configured in the same manner. In the shading correction block 1B, the shading of the blue image pickup device is the green image pickup device. The shading correction is performed so as to substantially match the shading.
[0020]
As described above, in the first embodiment, the shading correction is performed in the shading correction blocks 1R and 1B so that the shading of the red image sensor and the green image sensor substantially coincides with the green image sensor. Therefore, the chroma shading can be corrected satisfactorily.
In addition, the red primary color signal R and the blue primary color signal B obtained from the image sensor are subjected to shading correction by applying a shading correction system number COE, and the shading correction is performed electrically. In contrast, correction suitable for mass production can be performed.
Further, since the shading correction coefficient COE approximated by the quadric surface function is used, the shading correction power is high, and the chroma shading can be corrected almost completely.
[0021]
Next, another three-plate color video camera to which the shading correction apparatus of the present invention is applied will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a three-plate color video camera different from that shown in FIG. 2 having CCD images for red, green and blue images.
The three-plate color video camera shown in FIG. 4 is adapted to correct both chroma shading and luminance shading.
4, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Red primary color signal R, green primary color signal G, and blue primary color signal B obtained from CCD image sensors (not shown) for red image, green image, and blue image are shaded correction blocks 5R, 5G, and 5B, respectively. The signals are supplied to the matrix circuit 4 via the amplifiers 2R, 2G, and 2B gamma correction circuits 3R, 3G, and 3B.
[0022]
In the matrix circuit 4, the red primary color signal R, the green primary color signal G, and the blue primary color signal B are subjected to matrix processing, and a luminance signal Y, a red difference signal RY, and a blue difference signal BY are output.
The shading correction block 5R is configured in the same manner as the shading correction block 1R shown in FIG. 1, and in the shading correction block 5R, shading correction is performed so that the shading of the image sensor for red image becomes almost zero.
In this case, when the correction amplifier 16 multiplies the red primary color signal R by the shading correction coefficient COE, the coefficients a _{00 to} a ₂₂ supplied from the microcomputer are substantially zero in the shading of the red image pickup device. As described above, the sensitivity of the image sensor for the red image is measured in advance, calculated based on the sensitivity at the measurement point, and stored in the nonvolatile memory.
[0023]
Further, the shading correction blocks 5G and 5B are also configured in the same manner as the shading correction block 1R shown in FIG. 1, and the shading correction blocks 5G and 5B are configured such that the shading of the image sensor for green image and blue image is almost zero, respectively. In addition, shading correction is performed.
[0024]
Thus, in the case of the three-plate color video camera shown in FIG. 4, the shading correction blocks 5R, 5G, and 5B have almost zero shading of the red, green, and blue image pickup elements, respectively. Thus, since the shading correction is performed, it is possible to satisfactorily correct both the chroma shading and the luminance shading.
Unlike the trio ring, since the shading correction coefficient COE is applied to the red primary color signal R, green primary color white signal G, and blue primary color signal B obtained from the image sensor, and shading correction is performed electrically. Corrections suitable for mass production can be performed.
Further, since the correction coefficient COE approximated by a quadric surface function is used, the shading correction capability is high, and chroma shading and luminance shading can be corrected almost completely.
[0025]
In the first embodiment, the quadratic surface function computing unit 14 computes the correction coefficient COE using a quadric surface function. However, the quadric surface function computation unit 14 computes using a cubic or higher surface function. You can also
However, the spatial distribution of the shading generated in the current CCD solid-state imaging device is not so complicated, and approximation by a quadric surface function is sufficiently accurate for the purpose of shading correction.
In the first embodiment, the present invention is applied to a three-plate color video camera. However, the present invention is applied to other multi-plate color video cameras, single-plate color video cameras, and monochrome video cameras. The same can be applied.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the coordinate value in the horizontal direction is obtained by counting the clock signal using the horizontal synchronization signal as the reset signal in the Nth-order curved surface function generating means, and the coordinate value in the vertical direction is obtained from the image sensor. Obtained by counting the vertical transfer pulse of the image sensor using the sensor gate pulse as a reset signal, and calculating the shading correction coefficient by multiplying the horizontal coordinate value and the vertical coordinate value by the Nth-order curved surface function coefficient, By applying this shading correction factor to the image signal output from the image sensor, the shading is corrected, so hardware increases especially when the image sensor is irregularly driven, such as electronic image stabilization and electronic zoom. Thus, high-performance shading correction can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a shading correction apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a three-plate color video camera to which the shading correction apparatus of FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of a correction amplifier in the shading correction apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a three-plate color video camera that applies both the shading correction apparatus according to the present invention and corrects both chroma shading and luminance shading.
[Explanation of symbols]
1R, 1B, 5R, 5G, 5B ... shading correction block, 2R, 2G, 2B ... white balance control amplifier, 3R, 3G, 3B ... gamma correction circuit, 4 ... matrix circuit, 11 ... quadratic surface Function generator, 12, 13 ... coordinate value generator, 14 ... quadric surface function calculator, 15 ... timing generator, 16 ... correction amplifier, 17 ... multiplier, 18 ... gain control amplifier, 19 …… D / A converter.

Claims

Horizontal coordinate value obtained by counting clock signal with horizontal synchronization signal as reset signal and vertical coordinate value obtained by counting vertical transfer pulse of image sensor with sensor gate pulse of image sensor as reset signal N-order surface function generating means for generating a shading correction coefficient approximated by an N-order surface function coefficient (N is an integer of 2 or more);
Shading correction means for performing shading correction by multiplying the imaging signal output from the imaging element by the shading correction coefficient output from the Nth-order curved surface function generation means;
A shading correction apparatus comprising:

The image pickup device includes a red image pickup device, a green image pickup device, and a blue image pickup device, and the shading correction unit corrects shading of the red image pickup device and the blue image pickup device, respectively. A shading correction unit, wherein the first and second shading correction units respectively perform shading so that the shading of the image sensor for the red image and the blue image is substantially the same as the shading of the image sensor for the green image. The shading correction apparatus according to claim 1, wherein correction is performed.

The image pickup device includes a red image pickup device, a green image pickup device, and a blue image pickup device, and the shading correction means corrects the shading of the red image pickup device, the green image pickup device, and the blue image pickup device, respectively. A second shading correction section and a third shading correction section, wherein the shading of the image sensor for the red image, the green image and the blue image is substantially zero, respectively. 2. The shading correction apparatus according to claim 1, wherein the shading correction is performed as follows.

The shading correction apparatus according to claim 1, wherein the sensor gate pulse is output from a timing pulse generator that generates a driving pulse for driving the image sensor.

2. The shading correction apparatus according to claim 1, wherein the vertical transfer pulse of the image sensor is output from a timing pulse generator that generates a drive pulse for driving the image sensor.

The Nth-order curved surface function generation means resets a first coordinate value generation unit that obtains a horizontal coordinate value by counting the clock signal using the horizontal synchronization signal as a reset signal, and a sensor gate pulse of the image sensor. A second coordinate value generation unit that obtains a vertical coordinate value by counting the vertical transfer pulse of the image sensor as a signal; and the horizontal coordinate value and the vertical coordinate value are expressed as an Nth-order curved surface function coefficient The shading correction apparatus according to claim 1, further comprising an Nth-order curved surface function calculation unit that generates a shading correction coefficient approximated by

The shading correction unit includes a multiplier that outputs an image signal obtained by performing shading correction by multiplying the image signal output from the image sensor by the shading correction coefficient output from the Nth-order curved surface function generation unit. The shading correction apparatus according to claim 1.

The shading correction means inputs a D / A converter that converts the shading correction coefficient output from the Nth-order curved surface function generation means into an analog signal, and an analog imaging signal output from the imaging element, and inputs the D 2. A shading correction apparatus according to claim 1, further comprising: a gain control amplifier for controlling the gain by an analog shading correction coefficient changed by the A converter and outputting the analog imaging signal.