JP5589284B2

JP5589284B2 - 撮像装置及び補正量算出プログラム

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Publication number: JP5589284B2
Application number: JP2009036835A
Authority: JP
Inventors: 英明計良
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010193296A

Description

本発明は、撮像した画像を補正する撮像装置及び補正量算出プログラムに関する。

従来、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いて被写体光を光電変換することで画像データを取得するデジタルカメラなどの撮像装置が提供されている。このような撮像装置においては、撮像素子の他に、焦点調節や露出調節などを行うための機構や画像データに画像処理を施す処理回路の他に、これら機構や回路に給電を行う電源装置などが搭載されている。

このような撮像装置においては、露光しない状態にて撮像素子により蓄積された画像信号からなる画像データ（ダーク画像データ）と、本撮影時に撮像素子により蓄積された画像信号からなる画像データ（本画像データ）とをそれぞれ取得し、ダーク画像データを用いて本画像データを補正することで、暗電流ノイズに対する画像補正を行うものが提案されている。

撮影時においては、上述した機構や回路へと給電動作が所定のタイミングで行われる。これら給電動作が撮像素子において蓄積された信号電荷の読み出し時に行われると、撮像素子は上述した給電動作による電圧変動の影響を受けてしまう。つまり、読み出される信号電荷にノイズ成分が乗ってしまうことから、得られた画像には筋状のノイズが発生してしまう。このような電圧変動の影響を撮像素子に与えないようにするには、新たな機構や装置などを撮像装置の内部に搭載する必要があるが、撮像装置が大型化してしまい、また撮像装置にかかる製造コストが高くなってしまう。

本発明は、電圧変動などにより発生する筋状のノイズを容易な構成で補正することができるようにした撮像装置及び補正量算出プログラムを提供することを目的とする。

第１の発明の撮像装置は、入射光に応じて発生する電荷を蓄積する有効画素領域と入射光が遮光される遮光画素領域とを備えた撮像素子と、前記有効画素領域及び前記遮光画素領域に含まれる画素の画素値を画素毎に記憶する記憶手段と、前記遮光画素領域内の所定領域に含まれる画素の平均画素値を求める第１算出手段と、前記遮光画素領域に含まれる画素のうち、同一ラインに配列された複数の画素における平均画素値をライン毎に求める第２算出手段と、前記所定領域における平均画素値と前記ライン毎の平均画素値とから、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する補正量を前記ライン毎に求める補正量算出手段と、前記補正量算出手段により算出されたライン毎の補正量を、前記有効画素領域に含まれる画素のうち、該ラインと同一ラインとなる画素の画素値に乗算することで、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値を補正する補正処理手段と、を備えたことを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、撮影時に設定される撮影感度に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記撮像素子から出力される出力信号に対して施される信号増幅時の信号利得値に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、撮影時の露光時間に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする。

第５の発明は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記所定領域として取り得る画素の範囲を複数設け、撮像条件に応じて複数の前記画素の範囲のいずれかを前記所定領域として選択することを特徴とする。

第６の発明の補正量算出プログラムは、入射光に応じて発生する電荷を蓄積する有効画素領域と入射光が遮光される遮光画素領域とを備えた撮像素子から出力される各画素のうち、前記有効画素領域及び前記遮光画素領域のそれぞれに含まれる画素の画素値を画素毎に記憶する記憶工程と、前記遮光画素領域内の所定領域に含まれる画素の平均画素値を求める第１算出工程と、前記遮光画素領域に含まれる画素のうち、同一ラインに配列された複数の画素における平均画素値をライン毎に求める第２算出工程と、前記所定領域における平均画素値と前記ライン毎の平均画素値とから、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する補正量を前記ライン毎に求める補正量算出工程と、前記補正量算出工程により算出されたライン毎の補正量を、前記有効画素領域に含まれる画素のうち、該ラインと同一ラインとなる画素の画素値に乗算することで、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値を補正する補正処理工程と、をコンピュータに実行させることが可能とするものである。

本発明によれば、遮光画素領域内の所定領域に含まれる画素の平均画素値と同一列に配列された複数の画素の平均画素値とから、有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する補正量を列毎に求めることで、撮像素子から各画素の画素値を読み出す際に電圧変動が生じても、該電圧変動における影響を列ごとの求めた補正量により補正することが可能となる。これにより、画像における筋状のノイズの発生を抑止することが可能となる。

デジタルカメラの構成を示す図である。撮像素子の受光面の構成を示す図である。撮像時の処理の流れを示すフローチャートである。画像補正の処理の流れを示すフローチャートである。

図１は、デジタルカメラの構成を示す機能ブロック図である。デジタルカメラ１０は、周知のように、撮像光学系１５によって取り込まれた被写体光を撮像素子１６によって光電変換し、光電変換後の画像信号から画像データを取得する。

撮像光学系１５は、撮影レンズ２１、ズームレンズ２２やフォーカスレンズ２３などを含むレンズ群から構成される。ズームレンズ２２は選択された撮影倍率となるように光軸Ｌに沿って移動する。また、フォーカスレンズ２３は被写体像の焦点調節の際に光軸Ｌに沿って微小移動する。なお、このレンズ群を構成するズームレンズ２２やフォーカスレンズ２３などは、レンズ駆動機構２５によって駆動制御される。

撮像素子１６は、例えばＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などから構成される。撮像素子１６は、撮像光学系１５によって取り込まれる被写体光を受光し、受光した光量を信号電荷に変換（光電変換）して、変換した信号電荷を蓄積する。

図２に示すように、撮像素子１６の受光面１６ａにはフォトダイオード等からなる画素が２次元マトリクス状に配列されている。この受光面１６ａのうち、その中心Ｃから図２中左方にずれたｍ個（ｘ方向の画素数）×ｎ個（ｙ方向の画素数）の画素（図中画素Ｐ₁₁〜Ｐ_mn）の領域が有効画素領域３１として設定される。この有効画素領域３１は、撮像光学系１５を介して取り込まれる被写体光を受光する画素の領域であり、この有効画素領域３１の各画素から出力される画像信号をまとめることで画像データが取得される。

この受光面１６ａのうち、有効画素領域３１を除いた領域は、被写体光が遮光される画素の領域、所謂オプティカルブラック（ＯＢ）領域３２となる。ＯＢ領域３２のうち、有効画素領域３１の図２中右方に配置されるｑ個（ｘ方向の画素数）×ｎ個（ｙ方向の画素数）の画素（図中画素Ｐ₁₁’〜Ｐ_qn’）の領域が水平ＯＢ領域３３として設定される。以下では、各画素により蓄積される信号電荷を読み出す（転送する）方向をｘ方向とし、このｘ方向を水平ラインと称して説明する。なお、上述した有効画素領域３１におけるｙ方向の画素数と水平ＯＢ領域３３におけるｙ方向の画素数とは同一数となるように、それぞれの領域が設定される。

この撮像素子１６には、上述した複数の画素の他に、詳細は図示を省略しているが、撮像素子の受光面１６ａに配列される各画素において光電変換された信号電荷を蓄積するトランジスタ、蓄積された信号電荷を水平ライン毎に転送する水平転送路、水平転送路によって転送された信号電荷をｙ方向に転送する垂直転送路、及び該垂直転送路によって転送された信号電荷を電圧信号として外部に出力する出力部などが設けられている。

図１に戻って、ドライバ３５は、撮像素子１６の駆動を制御する。なお、撮像素子１６の駆動を制御するとは、撮像素子１６の各画素における信号電荷の蓄積、及び蓄積された信号電荷の出力を制御する他に、被写体光を受光する画素と、受光しない画素とを制御する、所謂間引き制御を行うことが挙げられる。なお、間引き制御が行われることで得られる画像データは、後述するＬＣＤ５４にスルー画像を表示させる際に用いられる。以下、撮像素子１６から出力される電圧信号を画像信号と称して説明する。

ＡＦＥ回路３６は、図示しないＡＧＣ回路やＣＤＳ回路を含んで構成される。ＡＦＥ回路３６は、入力された画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去などのアナログ処理を施す。このアナログ処理が施された画像信号は、ＤＦＥ回路３７に出力される。

ＤＦＥ（ＤｉｇｉｔａｌＦｒｏｎｔＥｎｄ）回路３７は、ＡＦＥ回路３６によってアナログ処理が施された画像信号をデジタル信号に変換する。符号３８は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）であり、このＴＧ３８により、ドライバ３５、ＡＦＥ回路３６及びＤＦＥ回路３７の駆動タイミングが制御される。

バッファメモリ４０は、ＤＦＥ回路３７によってデジタル化された画像信号を１コマ毎にまとめて記憶する。つまり、このバッファメモリ４０には撮像素子１６の受光面１６ａに配列される全ての画素により蓄積された信号電荷に対応する画像信号の値（以下、画素値と称する）がそれぞれ記憶される。なお、バッファメモリ４０には、撮像素子１６の受光面１６ａに配列される全ての画素の画素値を記憶するとしているが、これに限定される必要はなく、有効画素領域３１及び水平ＯＢ領域３３のそれぞれに含まれる画素の画素値だけを記憶することも可能である。なお、例えば撮像素子１６により蓄積される信号電荷は、被写体光の明るさ（輝度）を表すことから、上述した画素値としては、輝度値が挙げられる。

画像処理回路４１は、水平ＯＢ領域３３を利用した有効画素領域３１の各画素の画素値を補正する処理（以下、画像補正と称する）の他に、画像補正された画像データに対する画像処理を実行する。なお、画像処理については、周知であることから詳細は記載しないが、ベイヤー補間処理、ホワイトバランス処理（以下、ＷＢ処理）、輪郭補償処理、ガンマ処理などが挙げられる。この画像処理回路４１は、上述した画像補正を行う場合には、演算部４５、補正量算出部４６、画像補正部４７の機能を有している。

演算部４５は、水平ＯＢ領域３３に含まれる画素のうち、水平ラインに沿って配列される画素（図２においては、例えば領域Ａ₁に含まれる画素）の平均画素値Ｓ_nを水平ライン毎に（言い換えれば領域Ａ₁〜Ａ_nのそれぞれで）算出する。また、演算部４５は、水平ＯＢ領域３３のうち、基準領域（図２中符号５０）に含まれる画素の平均画素値Ｓ_typを求める。

なお、基準領域５０は、例えば撮像素子１６の各画素にて蓄積された信号電荷を読み出す際に、デジタルカメラ１０の内部に設けられた各種機構が動作しない、言い換えれば、電源装置６８における給電動作に伴う電圧変動に影響を受けない画素の範囲が設定される。図２においては、水平ＯＢ領域３３の中央に配置される画素の範囲を基準領域５０としているが、これに限定される必要はなく、デジタルカメラ１０における撮影時の撮影条件や各種機構の制御タイミングによっては、電源装置６３における電圧変動に影響を受けない画素の範囲は変化することから、基準領域５０として取り得る画素の範囲を予め複数用意しておき、撮影時に設定される撮影条件に合わせて基準領域となる画素の範囲を選択できるようにしておけばよい。

補正量算出部４６は、演算部４５によって算出された水平ライン毎の画素の平均画素値Ｓ_nと、水平ＯＢ領域３３のうち、基準領域５０に含まれる画素の平均画素値Ｓ_typとから補正係数Ｒ_nを算出する。なお、補正係数Ｒ_nは、Ｒ_n＝Ｓ_n／Ｓ_typから算出される。

画像補正部４７は、補正量算出部４６によって算出された水平ライン毎の補正係数Ｒ_nを用いて、有効画素領域３１の各画素の画素値を補正する。例えば画素Ｐ_mnにおける補正前の画像値をＴ_mnとし、補正後の画像値をＴ_mn’とした場合には、補正後の画像値Ｔ_mn’は、Ｔ_mn’＝Ｔ_mn／Ｒ_nから求められる。

上述したように、水平ＯＢ領域３３は被写体光が遮光される領域であることから、水平ＯＢ領域３３に含まれる各画素においては、撮影時に蓄積される信号電荷量は一定であることが望ましい。しかしながら、電圧変動の影響がある画素については、その画素値が変動してしまうことから、上述した補正係数Ｒ_nを求めて、有効画素領域３１の画素を補正することで、電圧変動の影響を抑止することができる。

画像処理部４１は、上述した画像補正処理や画像処理を施した画像データに対して、例えばＪＰＥＧ方式などの記憶方式で圧縮するためのフォーマット処理（画像後処理）を施す。この処理の後、画像処理回路４１は、サムネイル画像データや、予め設定された圧縮率を用いて圧縮された例えばＪＰＥＧ方式の圧縮画像データを生成する。これら画像データは、一旦内蔵メモリ５２に記憶される他に、デジタルカメラ１０の機種情報や、撮影時の撮影情報などを付帯情報とした画像ファイルとして、メモリーカード、磁気ディスク及び光学ディスクなどの記憶媒体５３に書き込まれる。上述したサムネイル画像データは、例えば撮影時に撮影された画像をＬＣＤ５４に表示する際に用いられる。なお、符号５５は、記憶媒体が装着されるメディアスロットであり、符号５６は、ＬＣＤ５４の表示制御を行う表示制御回路である。

ＣＰＵ６０は、デジタルカメラ１０の各部を統括的に制御する。例えば設定操作部６１が操作されると、ＣＰＵ６０は例えば表示制御回路５６を介してＬＣＤ５４にデジタルカメラ１０の基本設定や撮影モードなどの撮影条件の設定を促す表示を行わせる。なお、この設定操作部６１としては、例えばメニューボタンや、十字キーなどが挙げられる。また、レリーズボタン６２が操作されると、ＣＰＵ６０は自動焦点調節（ＡＦ）制御、自動露出（ＡＥ）制御及びオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御などを行う。なお、これら制御は周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。また、符号６３は、電源装置であり、デジタルカメラ１０の各部に給電を行うために設けられる。

次に、撮像時の処理の流れについて図３のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ１０１：撮像処理である。例えばレリーズボタン６２が半押し操作されると、ＣＰＵ６０は、設定された撮影条件に基づいたＡＥ処理、ＡＦ制御、ＡＷＢ制御を実行する。なお、ＡＥ処理においては、例えばＩＳＯ感度のみが設定されていれば、レリーズボタン６２の半押し操作時に取り込まれる被写体光の輝度値に応じて、シャッター速度（言い換えれば、撮像素子１６における電荷蓄積時間）や絞り値などが決定される。また、シャッター速度が予め設定されていれば、ＩＳＯ感度や絞り値が決定される。さらに、ＩＳＯ感度やシャッター速度が予め設定されていれば、絞り値が決定される。このようにして、ＡＥ処理においては、撮影時の露出条件が決定される。また、ＡＦ処理は、フォーカスレンズ２３を光軸（Ｌ）方向に微小移動させることで得られる焦点評価値を求め、この焦点評価値が最大となるようにフォーカスレンズ２３の位置を決定する。そして、レリーズボタン６２が全押し操作されると、再度フォーカスレンズ２３の位置を再調整した後、決定された露出条件を用いた撮像を実行する。この撮像により、決定されたシャッター速度に応じた電荷蓄積時間に基づいて、撮像素子１６の各画素において信号電荷が蓄積される。

ステップＳ１０２：バッファメモリ５２に画像信号を記録する処理である。ステップＳ１０１の処理により、撮像素子１６における各画素は、決定されたシャッター速度に応じた電荷蓄積時間に基づいて、信号電荷を蓄積している。ドライバ３５は、撮像素子１６の各画素に蓄積された信号電荷を１水平ライン毎に読み出していく。読み出された１水平ライン毎の信号電荷は電圧信号（画像信号）に変換されてＡＦＥ回路３６に出力される。ＡＦＥ回路３６によりアナログ処理が施された画像信号は、ＤＦＥ回路３７によりデジタル処理が施されて、１水平ライン毎にバッファメモリ４０に記録されていく。

ステップＳ１０３：画像補正を行う処理である。この画像補正については、後述するので、ここでは詳細は省略する。このステップＳ１０３を実行することで、有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する水平ライン毎の補正係数Ｒ_nが算出され、この補正係数Ｒ_nを用いて有効画素領域３１における画素の画素値が補正される、つまり、画素Ｐ_mnにおける補正前の画像値をＴ_mnとし、補正後の画像値をＴ_mn’とした場合には、補正後の画像値Ｔ_mn’は、Ｔ_mn’＝Ｔ_mn／Ｒ_nなる。これにより、撮像素子１６の各画素において蓄積された信号電荷を１水平ライン毎に読み出す際に、電圧変動による影響を受けたとしても、上述した補正係数Ｒ_nを用いて補正することで、電圧変動による影響を抑止することができる。つまり、得られた画像において、電圧変動の影響を受けることによって発生する筋状のノイズを抑止することができる。

ステップＳ１０４：画像補正された画像データに対して画像処理を行うステップである。このステップＳ１０４の処理も、ステップＳ１０３と同様に、画像処理部４１にて実行される。ステップＳ１０３により画像補正が施された画像データに対して、ベイヤー補間処理、ＷＢ処理、輪郭補償処理、ガンマ処理などを施す。例えばＪＰＥＧ方式などの記憶方式で圧縮するためのフォーマット処理（画像後処理）を施す。

ステップＳ１０５：画像データを記憶媒体に記録する処理である。ステップＳ１０４によってフォーマット処理が施された画像データから、画像処理部４１は、サムネイル画像データや圧縮画像データを生成し、内蔵メモリ５２に書き込む。ＣＰＵ６０は、撮影条件などの撮影情報やデジタルカメラ１０の機種情報などを読み出し、これら情報と、サムネイル画像データや圧縮画像データとまとめた画像ファイルを記憶媒体に書き込む。これにより、撮影情報やデジタルカメラ１０の機種情報を付帯情報とする画像ファイルが記憶媒体５３に記憶される。

以下、ステップＳ１０３の処理、つまり画像補正の処理の流れについて、図４のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０１：対象となる水平ラインを示す値ｎを初期化する処理である。画像処理回路４１は、画像補正を開始する際には、このステップＳ２０１の処理を行うことで、過去に行われた画像補正における履歴を初期化する。対象となる水平ラインを示す値ｎを初期化することで、対象となる水平ラインを示す数ｎとして、ｎ＝１がセットされる。つまり、ｎ＝１となる場合には、１番目の水平ライン（図２中Ａ１の領域）が対象となる水平ラインとなる。

ステップＳ２０２：対象となる水平ラインの値ｎが最大値を超過しているか否かを判定する処理である。なお、ここで示す最大値とは、水平ＯＢ領域３３に含まれる水平ラインの総数である。ステップＳ２０１の処理が行われた直後に、このステップＳ２０２の処理が実行された場合には、対象となる水平ラインを示す値ｎはｎ＝１であることから、このステップＳ２０２の判定はＹｅｓとなる。この場合は、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３：対象となる水平ラインを示す値ｎを１加算する処理である。

ステップＳ２０４：水平ラインの値ｎに該当する、つまりｎ番目の水平ラインの平均画素値Ｓｎを算出する処理である。図２に示すように、例えばｎ＝１の場合には、領域Ａ１に含まれる画素の平均画素値Ｓ₁を求める。このステップＳ２０４の処理が終了すると、ステップＳ２０２に戻る。つまり、対象となる水平ラインを示す値ｎが最大値となるまで、ステップＳ２０２からステップＳ２０４の処理が繰り返し実行され、水平ＯＢ領域３３に含まれる全ての水平ラインに対する平均画素値（言い換えれば、Ａ₁からＡ_yのそれぞれに含まれる画素の平均画素値）Ｓ_nが水平ライン毎に求められる。

ステップＳ２０２の判定処理で、対象となる水平ラインの値ｎが最終の水平ラインとなる値ｙを超過したと判定された場合には、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０：基準領域の平均画素値Ｓ_typを算出する処理である。基準領域５０は予め撮影条件などによって設定されていることから、設定された基準領域５０に含まれる画素の画素値を用いて平均画素値Ｓ_typを求める。

ステップＳ２１１：対象となる水平ラインを示す値ｎを初期化する処理である。この対象となる水平ラインを示す値ｎを初期化することで、対象となる水平ラインの数ｎとして、ｎ＝１がセットされる。つまり、ｎ＝１となる場合には、１番目の水平ライン（図２中Ａ１の領域）が対象となる水平ラインとなる。

ステップＳ２１２：対象となる水平ラインの値ｎが最大値を超過しているか否かを判定する処理である。ステップＳ２１１の処理が行われた直後に、このステップＳ２１２の処理が実行された場合には、対象となる水平ラインを示す値ｎはｎ＝１であることから、このステップＳ２１２の判定はＹｅｓとなる。この場合は、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３：対象となる水平ラインを示す値ｎを１加算する処理である。

ステップＳ２１４：対象となる水平ラインにおける補正係数Ｒ_nを算出する処理である。ステップＳ２１１により対象となる水平ラインを示す値ｎが初期化された後では、ｎ＝１であることから、１番目の水平ラインにおける補正係数Ｒ１を求めることになる。この場合、補正係数Ｒ₁は、Ｒ₁＝Ｓ₁／Ｓ_typから算出される。

ステップＳ２１５：算出された補正係数Ｒ_nを用いて、対象となる水平ラインの各画素の画素値を補正する処理である。対象となる水平ラインを示す値ｎがｎ＝１となる場合には、画像処理部４１は、補正係数Ｒ₁を用いて、有効画素領域３１に含まれる画素のうち、１番目の水平ラインの画素の画素値を補正する。例えば画素Ｐ₁₁における補正前の画像値をＴ₁₁とし、補正後の画像値をＴ₁₁’とした場合、補正後の画像値Ｔ₁₁’は、Ｔ₁₁’＝Ｔ₁₁／Ｒ₁なる。この補正を、同一の水平ラインに含まれる全ての画素に対して実行する。この処理が実行されると、ステップＳ２１２に戻る。つまり、対象となる水平ラインを示す値ｎが最大値となるまで、ステップＳ２１２からステップＳ２１５の処理が繰り返し実行され、有効画素領域に含まれる全画素に対して、水平ライン毎に補正される。

そして、ステップＳ２１２の判定処理で、対象となる水平ラインの値ｎが最終の水平ラインとなる値ｙを超過したと判定された場合に、有効画素領域に含まれる全画素に対する画像補正が終了し、画像補正が終了する。これにより、全ての画素の画素値が、基準領域に合わせて補正されるので、電圧変動による影響を抑止することができる。

なお、本実施形態では、撮像時に画像補正を行う実施形態としているが、これに限定される必要はなく、撮影条件に応じて、画像補正を行うか否かを選択できるようにしても良い。なお、この画像補正を行うか否かを選択する方法としては、ユーザが設定操作部を操作することにより選択することができるようにしても良いし、撮影条件に合わせて選択できるようにしても良い。

画像補正を行うか否かを撮影条件に合わせて選択する場合の撮影条件としては、例えば撮影感度（ＩＳＯ感度）が挙げられる。ＩＳＯ感度が高い場合には、得られる信号電荷が小さいことから、信号電荷を出力する際の増幅量を大きくする必要がある。このような場合には信号電荷を増幅したときに、電圧変動に起因するノイズ成分も信号電荷と同率で増幅されてしまうことから、上述したノイズの影響が大きくなる。このような場合には、上述した画像補正を行えばよい。一方、ＩＳＯ感度が低い場合には、得られる信号電荷量が大きいことから、信号電荷を出力する際の増幅量は小さくて済むので、ノイズ成分の影響は小さい。このような場合には、画像補正をしなくてもよい。なお、撮影感度によって、画像補正を行う否かを選択する場合の撮影感度としては、ＩＳＯ８００が挙げられ、ＩＳＯ８００未満のときには上述した画像補正を行わず、ＩＳＯ８００以上となる場合に、上述した画像補正を行うようにすればよい。なお、上述した説明は一例であり、デジタルカメラの制御方法に合わせて画像補正を行うか否かを判定する撮影感度を設定してあげればよい。

また、撮影感度の他に、画像信号を増幅する際の信号利得値（ゲイン値）によって変更することも可能である。例えば撮像素子としてＣＣＤを用いた場合には、信号利得値としては、例えばＡＦＥ回路におけるアナログの画像信号を増幅する際の信号利得値が挙げられる。一方、撮像素子としてＣＭＯＳを用いた場合には、それぞれの画素に対して増幅器が設けられていることから、例えばアテネータと呼ばれる、撮像素子から出力される画像信号の出力レベルを調整する装置における信号利得値が挙げられる。また、ＣＭＯＳの場合には、デジタルの画像信号を出力する場合もあるので、デジタルの画像信号を増幅する際の信号利得値が挙げられる。

なお、画像信号を増幅する際の利得値によって画像補正を行うか否かを選択する場合には、撮影時に設定された撮影感度に応じた信号利得値が、得られた画像信号を増幅する際の信号利得値としては小さすぎる、または大きすぎる場合もある。このような場合には、実際に得られた画像信号を増幅する際に用いた信号利得値に応じて、画像補正を行うか否かを選択すればよい。

また、撮影条件としては、撮影感度や信号利得値の他に、露光時間（シャッター速度）が挙げられる。例えば露光時間が短い場合ほど、デジタルカメラの各機構における動作が短時間で行われることから、撮像素子から読み出される信号電荷には、電圧変動の影響を受けやすくノイズ成分が乗りやすい。つまり、露光時間が短い場合に、本実施形態の画像補正を行うようにし、露光時間が長い場合には画像補正を行わないようにすればよい。画像補正を行う場合の露光時間としては、例えばＴｖ値が１以上となる場合が挙げられる。

画像補正を行うか否かを判定する場合に用いる撮影条件として、撮影感度や露光時間を取り上げ、それらを個別に用いたときについて説明したが、これらを組み合わせて用いても良い。つまり、例えば撮影感度がＩＳＯ８００未満でＴＶ値が１未満となる場合には、画像補正を行わないものと判定し、それ以外の場合には、画像補正を行うものと判定すればよい。

本実施形態では、画像補正の機能有するデジタルカメラの例を説明しているが、この他に、画像補正の機能を有する画像処理装置であってもよい。この場合、デジタルカメラの内部で補正係数を算出し、有効画素領域の画素から得られる画像データと補正係数と対応づけて記憶しておき、これらを画像処理装置で読み取って画像データに対する画像補正を行う、或いは、撮像素子の全ての画素から得られる画像信号を、そのまま記憶媒体などに記憶しておき、画像処理装置内で、水平ＯＢ領域から補正係数を算出した上で、有効画素領域に含まれる画素の画素値を補正することも可能である。

また、この他に、図１に示す画像処理部の機能や、図４に示すフローチャートの処理をコンピュータに実行させることが可能なプログラムであっても良い。この場合、このプログラムは、メモリーカードや、磁気ディスク或いは光学ディスクなどのコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記憶されていることが好ましい。

１０…デジタルカメラ、１６…撮像素子、３１…有効画素領域、３３…水平ＯＢ領域、４０…バッファメモリ、４１…画像処理回路、４５…演算部、４６…補正量算出部、４７…画像補正部

特開２００５−５７６９１号公報

Claims

入射光に応じて発生する電荷を蓄積する有効画素領域と入射光が遮光される遮光画素領域とを備えた撮像素子と、
前記有効画素領域及び前記遮光画素領域に含まれる画素の画素値を画素毎に記憶する記憶手段と、
前記遮光画素領域内の所定領域に含まれる画素の平均画素値を求める第１算出手段と、
前記遮光画素領域に含まれる画素のうち、同一ラインに配列された複数の画素における平均画素値をライン毎に求める第２算出手段と、
前記所定領域における平均画素値と前記ライン毎の平均画素値とから、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する補正量を前記ライン毎に求める補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出されたライン毎の補正量を、前記有効画素領域に含まれる画素のうち、該ラインと同一ラインとなる画素の画素値に乗算することで、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値を補正する補正処理手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
撮影時に設定される撮影感度に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像素子から出力される出力信号に対して施される信号増幅時の信号利得値に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
撮影時の露光時間に応じて、前記補正処理手段による前記画素値の補正処理を行うか否かを切り替える切替手段を備えていることを特徴とする撮像装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記所定領域として取り得る画素の範囲を複数設け、撮像条件に応じて複数の前記画素の範囲のいずれかを前記所定領域として選択することを特徴とする撮像装置。
入射光に応じて発生する電荷を蓄積する有効画素領域と入射光が遮光される遮光画素領域とを備えた撮像素子から出力される各画素のうち、前記有効画素領域及び前記遮光画素領域のそれぞれに含まれる画素の画素値を画素毎に記憶する記憶工程と、
前記遮光画素領域内の所定領域に含まれる画素の平均画素値を求める第１算出工程と、
前記遮光画素領域に含まれる画素のうち、同一ラインに配列された複数の画素における平均画素値をライン毎に求める第２算出工程と、
前記所定領域における平均画素値と前記ライン毎の平均画素値とから、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値に対する補正量を前記ライン毎に求める補正量算出工程と、
前記補正量算出工程により算出されたライン毎の補正量を、前記有効画素領域に含まれる画素のうち、該ラインと同一ラインとなる画素の画素値に乗算することで、前記有効画素領域に含まれる画素の画素値を補正する補正処理工程と、
をコンピュータに実行させることが可能な補正量算出プログラム。