JP2002077697A

JP2002077697A - 画像入力装置

Info

Publication number: JP2002077697A
Application number: JP2000268297A
Authority: JP
Inventors: Itaru Furukawa; 至古川
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像時における黒基準補正に要する時間を短
縮し、かつ、容易に高画質の画像を入力することが可能
な画像入力装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ１は、複数の画素を有す
る二次元ＣＣＤ２０と、シェーディング補正処理部４０
と、画像メモリ５０とを備えている。画像メモリ５０に
は、二次元ＣＣＤ２０における各画素毎の黒基準値Ｂ
（ｘ，ｙ）を表す黒基準画像であって複数の異なる温度
において予め取得された複数の黒基準画像が、その各取
得時におけるオプティカルブラック画素（二次元ＣＣＤ
２０内に設けられた遮光画素）の画素値に関連づけて格
納されている。シェーディング補正処理部４０は、複数
の黒基準画像と撮像時におけるオプティカルブラック画
素の画素値Ｆとに基づいて撮像画像の各画素毎の黒基準
値を算出し、当該算出された各画素毎の黒基準値を用い
て、撮像画像のシェーディング補正処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像の入力を行う
デジタルカメラなどの画像入力装置に関し、特には、高
品質のシェーディング補正処理を行うことが可能な画像
入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力装置（スキャナ、デジタルカメ
ラなど）の画像の入力においては、二次元ＣＣＤなどの
撮像素子が用いられる。たとえば、撮像素子としての二
次元ＣＣＤは、水平方向と垂直方向との２つの方向にマ
トリックス状に配列された複数の画素を有している。こ
れらの各画素において受光された光は、それぞれ、その
光量に応じた電気信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換な
どが行われることにより、各画素における階調値（デジ
タル値）として得られる。そして、このようにして得ら
れた階調値を有する各画素の集合が入力画像を構成す
る。

【０００３】このような画像の入力においては、シェー
ディング補正処理が必要となる。このシェーディング補
正処理は、遮光状態におけるオフセット量を除去する黒
基準補正と、各画素の開口率の相違を補正する画素感度
補正とを含む処理である。このシェーディング補正処理
は、次の数１で表される。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、Ｑは補正後の各画素の画素値（出
力値）、Ｐは補正前の各画素の画素値（入力値）、Ｂは
各画素の黒基準値、Ｋは各画素の画素感度補正係数を表
し、各値Ｑ，Ｐ，Ｂ，Ｋは、それぞれ、各色成分（Ｒ
（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー））および各
画素の位置（ｘ，ｙ）に応じた値を有している。

【０００６】このうち、画素感度補正係数Ｋは、各画素
の開口率の相違を補正する係数であり、この係数Ｋを適
切に決定することにより、適切な画素感度補正を行うこ
とができる。この画素感度補正係数Ｋは、撮像素子の温
度に依存せず画素毎の固定値であるため、たとえば出荷
前の調整時において予めその値を求めておき、各撮像時
においてその値を用いることにより、適切な画素感度補
正を行うことが可能である。

【０００７】一方、黒基準値Ｂは、撮像素子の温度に依
存するオフセット量を規定する値であり、この黒基準値
Ｂを適切に決定することにより、適切な黒基準補正を行
うことができる。しかしながら、この黒基準値Ｂは、撮
像素子の温度にも依存する画素毎の変動値である。すな
わち、撮像素子の温度変化に伴って、黒基準値Ｂも画素
毎に変動する。また、各画素における光量を各画素の階
調値に変換する際には、ＬＯＧ変換やγ変換などの変換
処理を伴うが、この場合、黒付近の領域（光量が少ない
領域）の階調変換は光量の変動を特に敏感に反映するこ
とになる。したがって、黒基準値Ｂにノイズ成分が含ま
れている場合には、この変換処理によって黒付近のノイ
ズ成分がより強調され、著しい画像の劣化をもたらす結
果となる。したがって、高画質の画像を入力するために
は、撮像素子の温度変化に対して特に適切に対応する必
要がある。

【０００８】このような黒基準値Ｂを適宜に定めるにあ
たっては、撮像毎に黒基準画像を作成する技術（第１の
従来技術）が存在する。すなわち、撮像時の撮像素子の
温度を反映した各画素毎の黒基準値Ｂを有する黒基準画
像を作成するのである。具体的には、シャッターを閉じ
て遮光した状態における各画素の値を黒基準値Ｂとして
求めればよい。この技術においては、ノイズ成分を除去
するため、数十回以上（たとえば６４回、１２８回な
ど）の黒基準画像の取得動作を行い、それらの平均を取
ることにより、好適な黒基準画像が生成される。

【０００９】また、その他の技術として、所定の温度に
おける１枚の黒基準画像を予め作成しておき、オプティ
カルブラック画素の画素値を用いて測定される撮像時の
撮像素子の温度に基づいて全画素一斉に補正を行う技術
（第２の従来技術）が存在する。具体的には、オプティ
カルブラック画素の画素値を用いて測定される撮像時の
撮像素子の温度に応じて、１枚の黒基準画像の各画素値
Ｂをいずれの画素についても所定の割合で変化させるこ
とにより、各画素毎の黒基準値Ｂを求めるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
第１の従来技術においては、ノイズ成分を除去するた
め、数十回以上の黒基準画像の取得動作を撮像毎に行う
必要がある。したがって、撮像毎にこの黒基準画像の取
得動作のための時間が必要になるという問題を有してい
る。

【００１１】また、上記の第２の従来技術においては、
撮像時の処理時間は短縮されるものの、オプティカルブ
ラック画素を用いて測定される温度に基づいて全画素一
斉に補正を行うため、黒基準値に関する温度依存特性の
各画素毎の相違を十分に考慮することができない。この
場合、適正な黒基準補正が行われないことに起因して、
画像が劣化するという問題が存在する。

【００１２】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、撮像
時における黒基準補正に要する時間を短縮し、かつ、容
易に高画質の画像を入力することが可能な画像入力装置
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の画像入力装置は、画像を入力する
画像入力装置であって、複数の画素を有する撮像素子
と、前記撮像素子の温度を反映した指標を取得する温度
指標取得手段と、前記撮像素子における各画素毎の黒基
準値を表す黒基準画像であって、前記撮像素子の温度が
異なる複数の状態のそれぞれにおいて予め取得された複
数の黒基準画像を、各取得時における前記撮像素子の温
度を反映した指標に関連づけて格納する格納部と、前記
温度指標取得手段によって撮像時に取得された前記指標
と前記複数の黒基準画像とに基づいて前記撮像時におけ
る前記撮像素子の各画素毎の黒基準値を算出し、当該算
出された各画素毎の黒基準値を用いて、前記撮像素子に
より撮像された画像のシェーディング補正処理を行うシ
ェーディング補正処理手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００１４】請求項２に記載の画像入力装置は、請求項
１に記載の画像入力装置において、前記撮像素子の温度
を反映した指標は、前記撮像素子内に設けられた遮光画
素であるオプティカルブラック画素についての画素値で
あることを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の画像入力装置は、請求項
１または請求項２に記載の画像入力装置において、前記
シェーディング補正処理手段は、前記指標に基づいて、
前記複数の黒基準画像の中から、前記撮像時における前
記撮像素子の温度に対応する黒基準画像を選択すること
により、前記撮像時における前記撮像素子の各画素毎の
黒基準値を算出することを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の画像入力装置は、請求項
１または請求項２に記載の画像入力装置において、前記
シェーディング補正処理手段は、前記複数の黒基準画像
のうち前記指標に基づいて選択した少なくとも２つの黒
基準画像を用いて、前記撮像時における前記各画素毎の
黒基準値を補間により算出することを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の画像入力装置は、請求項
４に記載の画像入力装置において、前記複数の黒基準画
像は、前記撮像素子の温度が異なる状態において予め取
得された２つの黒基準画像であることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜１．構成＞図１は、本発明の実
施形態に係る画像入力装置としてのデジタルカメラ１の
概略構成を表す機能ブロック図である。このデジタルカ
メラ１は、シャッタの開閉を行う開閉部１０と、複数の
画素を有する撮像素子である二次元ＣＣＤ２０と、Ａ／
Ｄ（アナログ／デジタル）変換を行うＡ／Ｄ変換部３０
と、シェーディング処理を行うシェーディング補正処理
部４０と、入力画像や黒基準画像（後述）などを格納す
る画像メモリ（格納部）５０とを備える。なお、このデ
ジタルカメラ１は、その他の画像処理部（図示せず）な
どをも備えており、任意の被写体を撮像して得られる入
力画像ＩＭＧに対して上記のシェーディング処理による
補正を行った後、さらに、所定の画像処理を施すことも
可能である。このようにして、デジタルカメラ１は、シ
ェーディング補正処理等を施した入力画像ＩＭＧを得る
ことが可能である。

【００１９】図２は、二次元ＣＣＤ２０の概略構成を示
す正面図である。二次元ＣＣＤ２０は、水平方向（Ｘ方
向）と垂直方向（Ｙ方向）との２つの方向にマトリック
ス状に配列された複数の画素Ｅを有している。また、こ
の二次元ＣＣＤ２０は、その中央部において被写体の撮
像に用いられる撮像領域２１を有し、その周辺部におい
てシャッタの開閉状態に依らず常に遮光状態となってい
る遮光画素（以下、「オプティカルブラック画素」と称
する）２２を有している。

【００２０】二次元ＣＣＤ２０内の撮像領域２１の各画
素Ｅは、シャッタ開閉部１０によるシャッタの開閉動作
に伴い、被写体からの光を受光する。そして、受光され
た光は、それぞれ、その光量に応じた電気信号に変換
（光電変換）され、さらにＡ／Ｄ変換部３０によるＡ／
Ｄ変換などが行われることにより、各画素における階調
値（デジタル値）として得られる。そして、このように
して得られた階調値を有する各画素の集合が入力画像Ｉ
ＭＧを構成し、画像メモリ５０内に格納される。

【００２１】さらに、シェーディング補正処理部４０
は、この入力画像ＩＭＧに対してシェーディング補正処
理を行う。上述したように、シェーディング補正処理
は、撮像素子の温度に依存するオフセットを除去する黒
基準補正と、各画素の開口率の相違を補正する画素感度
補正とを含む処理である（数１参照）。以下では、この
うち黒基準補正について詳述する。

【００２２】＜２．この実施形態に係る黒基準補正の原
理等＞この実施形態に係る黒基準補正における黒基準値
Ｂは、各画素Ｅ（ｘ，ｙ）毎に応じた個別の値を有して
おり、かつ、それぞれの値は、撮像素子の温度に応じて
変動する。すなわち、二次元ＣＣＤ２０の温度変化に伴
って、黒基準値Ｂも画素毎に変動する。

【００２３】図３は、各画素毎の黒基準値Ｂが温度に応
じて変動する様子を示す図である。図３においては、二
次元ＣＣＤ２０上の異なる位置に存在する３つの画素Ｅ
１，Ｅ２，Ｅ３の各黒基準値Ｂの変動の様子が示されて
いる。具体的には、各ラインＬＮ１，ＬＮ２，ＬＮ３
は、それぞれ、各画素Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の各黒基準値Ｂ
の温度tmpに対する変動を示している。このように、仮
に温度tmpＡにおいて３つの画素の黒基準値Ｂが同一の
値であったとしても、温度tmpＢにおいては３つの画素
の黒基準値Ｂは互いに異なる値（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）と
なる。なお、ここでは、簡単化のため、温度tmpと黒基
準値Ｂとが線形関係を有するものとして図示している
が、両者の関係はこれに限定されない。

【００２４】＜黒基準画像Ａ＞ここでは、予め作成され
た複数の黒基準画像Ａを用いてシェーディング補正処理
を行うことにより、このような黒基準値Ｂの温度依存性
を各画素毎に考慮する。複数の黒基準画像Ａのそれぞれ
は、二次元ＣＣＤ２０における各画素Ｅ（ｘ，ｙ）毎の
黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を表す画像である。言い換えれ
ば、この黒基準画像Ａは、シャッタを閉じた状態（遮光
状態）における撮像領域２１の各画素Ｅ（ｘ，ｙ）につ
いての値（黒基準値Ｂ）が二次元的に配列されたテーブ
ルであるとも表現することができる。

【００２５】図４は、各温度に応じた複数（ｎ枚）の黒
基準画像Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，...，Ａｎ）を表す概
念図である。図４に示すように、これらの黒基準画像
は、二次元ＣＣＤ２０の温度が異なる複数の状態のそれ
ぞれにおいて予め取得される。

【００２６】具体的には、これらの複数の黒基準画像Ａ
１，Ａ２，Ａ３，...，Ａｎは、それぞれ、二次元ＣＣ
Ｄ２０が異なる温度tmp１，tmp２，tmp３，...，tmpｎ
を有する状態において、シャッタを閉じた状態（遮光状
態）で撮像動作を行った二次元ＣＣＤ２０の撮像領域２
１の各画素Ｅ（ｘ，ｙ）についての各黒基準値Ｂ（ｘ，
ｙ）として取得される。

【００２７】また、これらの複数の黒基準画像Ａのそれ
ぞれの取得に際しては、シャッタを閉じた状態（遮光状
態）において数十回から数百回の撮像画像の取得動作を
行い、それらの平均を取ることにより、各黒基準画像Ａ
を生成することが好ましい。これにより、黒基準画像Ａ
におけるノイズ成分をより好適に除去することができ
る。そして、そのような黒基準画像Ａを用いてシェーデ
ィング補正処理を行うことにより、さらに高画質の入力
画像を得ることが可能である。このような黒基準画像Ａ
の生成処理は、撮像時に先立ってあらかじめ行っておく
ことができる（たとえば工場出荷時の総合調整時に行っ
ておくことが可能である）ので、撮像時における所要時
間の制限を受けることなく、ノイズの影響を低減して十
分に高精度な黒基準画像Ａを生成することが可能であ
る。

【００２８】なお、予め作成されたこれらの複数の黒基
準画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，...，Ａｎは、画像メモリ５
０内（図１）において格納される。また、これらの複数
の黒基準画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，...，Ａｎのそれぞれ
は、各取得時における二次元ＣＣＤ２０の温度tmp１，t
mp２，tmp３，...，tmpｎに関連づけて格納される。

【００２９】＜オプティカルブラック画素＞二次元ＣＣ
Ｄ２０の温度tmpについては、オプティカルブラック画
素２２（図２）を用いることにより、間接的に測定する
ことが可能である。

【００３０】図５は、オプティカルブラック画素２２の
撮像時における画素値を用いて、撮像時における各画素
毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を求める手法について説明す
る図である。

【００３１】図５の左下のグラフに示すように、オプテ
ィカルブラック画素２２の画素値Ｆは、常に遮光状態で
あるにも拘わらず、上述のように、二次元ＣＣＤ２０の
温度tmpに応じて異なる値を有しており、二次元ＣＣＤ
２０の温度tmpと画素値Ｆとは１対１の対応関係を有し
ている。したがって、オプティカルブラック画素２２の
画素値Ｆを求めることにより、その時点における二次元
ＣＣＤ２０の温度を得ることが可能である。

【００３２】具体的には、二次元ＣＣＤ２０の温度が異
なる複数の状態（温度tmp１，tmp２，tmp３，...，tmp
ｎ）のそれぞれにおける画素値Ｆを予め取得しておき、
温度tmpと画素値Ｆとの対応関係（図５の左下のグラフ
に相当する関係）をルックアップテーブルＬＵＴ１とし
て格納しておく。そして、撮像時において、二次元ＣＣ
Ｄ２０の撮像領域２１内の各画素の画素値に加えてオプ
ティカルブラック画素２２の画素値Ｆをも取得し、その
撮像時のオプティカルブラック画素２２の画素値Ｆと上
記ルックアップテーブルＬＵＴ１とに基づいて、撮像時
における二次元ＣＣＤ２０の温度tmpを測定することが
できる。たとえば、画素値Ｆ＝Ｆ１のときは、ルックア
ップテーブルＬＵＴ１を用いて、温度tmp＝Ｔ１を得る
ことができる。

【００３３】このようにして、オプティカルブラック画
素２２を用いることにより、二次元ＣＣＤ２０の温度を
測定することが可能である。なお、上記においては、オ
プティカルブラック画素２２は、単一の画素であるとし
て説明したが、これに限定されず、複数の画素であって
もよい。たとえば、複数のオプティカルブラック画素２
２を用いて、平均化処理を行うことにより、ノイズの影
響の低減を図ることができる。

【００３４】そして、このようにして測定された二次元
ＣＣＤ２０の温度tmpに対応する黒基準画像Ａを、図４
に示す複数の黒基準画像Ａの中から選択する。これによ
り、撮像時における二次元ＣＣＤ２０の各画素毎の黒基
準値Ｂを算出することができる。たとえば、温度tmp＝t
mp３のときには、黒基準画像Ａ３を選択し、その黒基準
画像Ａ３内の各画素Ｅ（ｘ，ｙ）の画素値である黒基準
値Ｂ（ｘ，ｙ）を、そのまま各画素毎の黒基準値Ｂとし
て算出することができる。

【００３５】また、上記においては、二次元ＣＣＤ２０
の温度が異なる複数の状態のそれぞれにおいて予め取得
された複数の黒基準画像を、各取得時における二次元Ｃ
ＣＤ２０の温度に関連づけて画像メモリ５０に格納して
おき、さらに、撮像時における二次元ＣＣＤ２０の温度
tmpをオプティカルブラック画素２２を用いて間接的に
測定することにより、撮像時の温度tmpに対応する黒基
準画像Ａを求める場合について説明した。これは、二次
元ＣＣＤ２０の温度を反映した指標として、二次元ＣＣ
Ｄ２０の温度自体を用いる場合に相当する。

【００３６】しかしながら、本発明は、これに限定され
ず、二次元ＣＣＤ２０の温度測定を明示的に行うことな
く、温度以外の指標を二次元ＣＣＤ２０の温度を反映し
た指標として用いることにより、対応する黒基準画像Ａ
を求めることも可能である。

【００３７】以下では、二次元ＣＣＤ２０の温度を反映
した指標として、オプティカルブラック画素２２の画素
値Ｆを用いる場合について説明する。

【００３８】具体的には、複数の黒基準画像Ａのそれぞ
れと各黒基準画像Ａの取得時点でのオプティカルブラッ
ク画素２２の画素値Ｆとをあらかじめ組み合わせて取得
しておく。より具体的には、二次元ＣＣＤ２０の温度が
異なる複数の状態のそれぞれにおいて予め取得された複
数の黒基準画像Ａ１，Ａ２，Ａ３，...，Ａｎを、各取
得時におけるオプティカルブラック画素２２の画素値Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３，...，Ｆｎに関連づけて画像メモリ５
０に格納しておくのである（図４参照）。これにより、
オプティカルブラック画素２２の画素値Ｆと黒基準画像
Ａとの対応関係を得ることができる。これは、図５に示
すように、温度を介して表現されていた各黒基準画像Ａ
とオプティカルブラック画素２２の画素値Ｆとの関係を
あらかじめ合成しておくことを意味する。

【００３９】そして、撮像時において、その時点のオプ
ティカルブラック画素２２の画素値Ｆをあらためて取得
し、その画素値Ｆに対応する黒基準画像Ａを選択し、選
択した黒基準画像Ａを用いて撮像時における二次元ＣＣ
Ｄ２０の各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を算出する。
そして、算出された各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を
用いて、二次元ＣＣＤ２０により撮像された入力画像Ｉ
ＭＧのシェーディング補正処理を行うのである。

【００４０】このようにして、オプティカルブラック画
素２２の画素値Ｆを、二次元ＣＣＤ２０の温度を反映し
た指標として用いることにより、撮像時の二次元ＣＣＤ
２０の温度の状態に応じた適切な各画素毎の黒基準値Ｂ
（ｘ，ｙ）を容易に算出することができる。

【００４１】＜３．動作＞つぎに、図６のフローチャー
トを参照しながら、撮像時におけるシェーディング補正
処理の動作について説明する。

【００４２】まず、ステップＳ１０において、画像の入
力が行われるとともに、オプティカルブラック画素２２
の画素値Ｆが取得される。言い換えれば、二次元ＣＣＤ
２０の撮像領域２１内の各画素の画素値が取得されるこ
とに加えて、オプティカルブラック画素２２の画素値Ｆ
もが取得される。

【００４３】次のステップＳ２０において、ステップＳ
１０で取得されたオプティカルブラック画素２２の画素
値Ｆと複数の黒基準画像Ａとを考慮して、撮像時におけ
る各黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を算出する。ここでは、画素
値Ｆに対応する黒基準画像Ａを複数の黒基準画像Ａの中
から選択する場合について説明する。上述したように、
画像メモリ５０においては、複数の黒基準画像Ａが各黒
基準画像Ａの取得時における画素値Ｆと関連づけられて
格納されており、この複数の黒基準画像Ａの中から、撮
像時の画素値Ｆに対応する黒基準画像Ａを選択する。撮
像時の画素値Ｆ対応する黒基準画像Ａとしては、撮像時
の画素値Ｆと同一の画素値Ｆに関連づけられている黒基
準画像Ａを選択するが、同一の画素値Ｆに関連づけられ
ている黒基準画像Ａが存在しない場合には、最も近い値
の画素値Ｆに関連づけられている黒基準画像Ａを選択す
る。

【００４４】そして、選択された黒基準画像Ａの各画素
の画素値を読み出し、読み出した各値を、撮像時におけ
る二次元ＣＣＤ２０の各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）
とする。このようにして、各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，
ｙ）を算出することができる。

【００４５】ステップＳ３０においては、シェーディン
グ補正処理を行う。この処理は、上述したように、数１
の式に示すように、上記のステップＳ２０において算出
された黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）と、画像メモリ５０内にお
いて画素感度補正用テーブルとして格納されている画素
感度補正係数Ｋ（ｘ，ｙ）とを用いて、入力画像の補正
前の各画素値Ｐ（ｘ，ｙ）を、補正後の画素値Ｑ（ｘ，
ｙ）に変換する処理である。

【００４６】このような処理によって、各画素毎の温度
依存性を反映させた各画素毎の適切な黒基準値Ｂ（ｘ，
ｙ）を容易に得ることができるので、より高品質なシェ
ーディング補正を行うことができる。したがって、高画
質の画像を容易に入力することが可能である。また、撮
像時において黒基準画像を取得する必要がないので、撮
像時における黒基準補正に要する時間を短縮することが
できる。

【００４７】＜４．変形例など＞上記においては、撮像
時の画素値Ｆと同一の値もしくは最も近い値の画素値Ｆ
に関連づけられている黒基準画像Ａを選択することによ
り、二次元ＣＣＤ２０の各画素毎の黒基準値を算出する
場合を例示したが、これに限定されず、複数の黒基準画
像のうち少なくとも２つの黒基準画像を用いた補間を行
うことにより、二次元ＣＣＤ２０における各画素毎の黒
基準値を算出してもよい。

【００４８】たとえば、図４において、撮像時における
オプティカルブラック画素２２の画素値Ｆが温度tmp２
と温度tmp３との間の温度tmp２３を表現する指標として
得られた場合には、黒基準画像Ａ２と黒基準画像Ａ３と
を用いて、二次元ＣＣＤ２０の各画素毎の黒基準値Ｂ
（ｘ，ｙ）を補間（たとえば直線補間）により算出する
ことができる。具体的には、温度tmp２３が温度tmp２と
温度tmp３との間をＲ：（１−Ｒ）の比に分割するもの
である場合には、黒基準画像Ａ２の各画素値Ｂ２（ｘ，
ｙ）と黒基準画像Ａ３の各画素値Ｂ３（ｘ，ｙ）とを用
いて、二次元ＣＣＤ２０における黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）
は、各画素（ｘ，ｙ）毎に、Ｂ＝Ｂ２×（１−Ｒ）＋Ｂ
３×Ｒとして得ることができる。

【００４９】また、より正確に黒基準値Ｂを定めるため
には、より多くの黒基準画像Ａを予め準備しておくこと
が好ましい。

【００５０】ただし、黒基準値Ｂが各画素毎に強い線形
性を有する場合などにおいては、少ない数の黒基準画像
Ａを用いることによっても、黒基準値Ｂを正確に定める
ことが可能になる。そして、この場合には画像メモリ５
０のメモリ容量を低減させることができる。すなわち、
より高品質な黒基準値を効率的に求めることが可能であ
る。

【００５１】図７は、２つの黒基準画像Ａを用いて、撮
像時における二次元ＣＣＤ２０の各画素毎の黒基準値Ｂ
（ｘ，ｙ）を補間により算出する場合について説明する
図である。

【００５２】２つの黒基準画像ＡＨ，ＡＬのうち、黒基
準画像ＡＨは、二次元ＣＣＤ２０の温度がデジタルカメ
ラ１の許容最高環境温度に対応する温度であるときに取
得された黒基準画像である。具体的には、デジタルカメ
ラ１の許容最高環境温度において、所定時間（数時間）
経過した時点においてシャッタを閉じた状態で撮像を行
うことによりこの黒基準画像ＡＨを取得することができ
る。一方、黒基準画像ＡＬは、二次元ＣＣＤ２０の温度
がデジタルカメラ１の許容最低環境温度に対応する温度
であるときに取得された黒基準画像である。具体的に
は、デジタルカメラ１の許容最高環境温度において、所
定時間（数時間）経過した時点においてシャッタを閉じ
た状態で撮像を行うことによりこの黒基準画像ＡＨを取
得することができる。

【００５３】そして、このような２つの黒基準画像Ａ
Ｈ，ＡＬと黒基準画像ＡＨ，ＡＬのそれぞれが取得され
た際のオプティカルブラック画素２２の画素値Ｆとを関
連づけてあらかじめ画像メモリ５０に格納しておく。す
なわち、黒基準画像ＡＨを取得時の画素値ＦＨに関連づ
け、黒基準画像ＡＬを取得時の画素値ＦＬに関連づけて
格納しておく。

【００５４】その後、撮像時において、その際のオプテ
ィカルブラック画素２２の画素値Ｆを求め、その画素値
Ｆに応じて、各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を補間に
より算出する。たとえば、撮像時に取得された画素値Ｆ
が画素値ＦＨと画素値ＦＬとの間をＲ：（１−Ｒ）の比
に分割するものである場合には、黒基準画像ＡＨの各画
素値ＢＨ（ｘ，ｙ）と黒基準画像ＡＬの各画素値ＢＬ
（ｘ，ｙ）とを用いて、二次元ＣＣＤ２０における黒基
準値Ｂ（ｘ，ｙ）は、各画素（ｘ，ｙ）毎に、Ｂ＝ＢＨ
×（１−Ｒ）＋ＢＬ×Ｒとして得ることができる。

【００５５】このような処理によって、各画素毎の温度
依存性を反映させた各画素毎の適切な黒基準値Ｂ（ｘ，
ｙ）を容易に得ることができるので、より高品質なシェ
ーディング補正を行うことができる。したがって、高画
質の画像を容易に入力することが可能である。また、撮
像時において黒基準画像を取得する必要がないので、撮
像時において黒基準補正に要する時間を短縮することが
できる。

【００５６】また、上記実施形態においては、黒基準画
像Ａの画素値がそのまま各温度tmpにおける黒基準値Ｂ
を表すものである場合を示していたが、これに限定され
ない。たとえば、黒基準画像Ａにおいては、所定の基準
値（固定成分）からの変動成分をその画素値としてお
き、黒基準値Ｂの算出時において各黒基準画像Ａに基づ
いて算出された変動成分に固定成分を加算することによ
り、各画素毎の黒基準値Ｂ（ｘ，ｙ）を求めるようにし
てもよい。すなわち、次の数２に示すように、その黒基
準値Ｂを固定成分Ｂｆと変動成分Ｂｖとに分離し、この
変動成分Ｂｖを各画素の値とする黒基準画像Ａを生成し
ておき、撮像時における黒基準値Ｂの変動成分Ｂｖをそ
の黒基準画像Ａに基づいて上述の黒基準値の算出処理動
作と同様にして求めた上で、求めた変動成分Ｂｖに固定
成分Ｂｆを加えた値を撮像時における黒基準値Ｂ（ｘ，
ｙ）として算出することもできる。

【００５７】

【数２】

【００５８】また、上記実施形態においては、画像入力
装置としてデジタルカメラを例示したが、これに限定さ
れず、たとえばスキャナなどであってもよい。

【００５９】さらに、上記実施形態においては、撮像素
子として、画素の二次元配列を有する二次元ＣＣＤ２０
を例示したが、一次元配列を有するものであってもよ
い。さらにはＣＣＤに限定されず、その他の撮像素子で
あってもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし請求項５
に記載の画像入力装置によれば、複数の画素を有する撮
像素子と、撮像素子の温度を反映した指標を取得する温
度指標取得手段と、撮像素子の温度が異なる複数の状態
のそれぞれにおいて予め取得された複数の黒基準画像を
各取得時における撮像素子の温度を反映した指標に関連
づけて格納する格納部と、温度指標取得手段によって撮
像時に取得された指標と複数の黒基準画像とに基づいて
撮像時における撮像素子の各画素毎の黒基準値を算出
し、当該算出された各画素毎の黒基準値を用いて、撮像
素子により撮像された画像のシェーディング補正処理を
行うシェーディング補正処理手段と、を備える。したが
って、各画素毎の適切な黒基準値を容易に得ることがで
きるので、高品質なシェーディング処理を容易に行うこ
とができる。これにより高画質の画像を容易に入力する
ことが可能である。また、撮像時において黒基準画像を
取得する必要がないので、撮像時における黒基準補正に
要する時間を短縮することができる。

【００６１】特に、請求項４に記載の画像入力装置によ
れば、シェーディング補正処理手段は、撮像時における
各画素毎の黒基準値を、複数の黒基準画像のうち少なく
とも２つの黒基準画像を用いて補間により算出するの
で、より高精度な黒基準値を効率的に求めることが可能
である。

【００６２】請求項５に記載の画像入力装置によれば、
複数の黒基準画像は、撮像素子の温度が異なる状態にお
いて予め取得された２つの黒基準画像であり、各画素毎
の黒基準値は２つの黒基準画像を用いた補間により算出
されるので、格納部の容量をさらに少ない容量とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像入力装置としての
デジタルカメラ１の概略構成を表す機能ブロック図であ
る。

【図２】二次元ＣＣＤ２０の概略構成を示す正面図であ
る。

【図３】各画素毎の黒基準値Ｂが温度に応じて変動する
様子を示す図である。

【図４】各温度に応じた複数の黒基準画像を表す概念図
である。

【図５】オプティカルブラック画素２２の撮像時におけ
る画素値を用いて、撮像時における各画素毎の黒基準値
Ｂ（ｘ，ｙ）を求める手法について説明する図である。

【図６】撮像時におけるシェーディング補正処理に関す
る動作を示すフローチャートである。

【図７】２つの温度に応じた２つの黒基準画像Ａを表す
概念図である。

【符号の説明】

１デジタルカメラ２１撮像領域２２オプティカルブラック画素５０画像メモリＡ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ，ＡＨ，ＡＬ黒基準画像Ｅ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３画素ＩＭＧ入力画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B047 AB04 BA03 BB04 BC30 CB21 DA04 DC01 DC06 5C022 AA00 AB51 AC42 AC52 AC69 5C024 BX01 CX35 DX01 DX04 DX07 EX01 EX31 GY01 GZ36 HX23 HX57

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を入力する画像入力装置であって、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の温度を反映した指標を取得する温度指標
取得手段と、前記撮像素子における各画素毎の黒基準値を表す黒基準
画像であって、前記撮像素子の温度が異なる複数の状態
のそれぞれにおいて予め取得された複数の黒基準画像
を、各取得時における前記撮像素子の温度を反映した指
標に関連づけて格納する格納部と、前記温度指標取得手段によって撮像時に取得された前記
指標と前記複数の黒基準画像とに基づいて前記撮像時に
おける前記撮像素子の各画素毎の黒基準値を算出し、当
該算出された各画素毎の黒基準値を用いて、前記撮像素
子により撮像された画像のシェーディング補正処理を行
うシェーディング補正処理手段と、を備えることを特徴
とする画像入力装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像入力装置におい
て、前記撮像素子の温度を反映した指標は、前記撮像素子内
に設けられた遮光画素であるオプティカルブラック画素
についての画素値であることを特徴とする画像入力装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の画像入
力装置において、前記シェーディング補正処理手段は、前記指標に基づい
て、前記複数の黒基準画像の中から、前記撮像時におけ
る前記撮像素子の温度に対応する黒基準画像を選択する
ことにより、前記撮像時における前記撮像素子の各画素
毎の黒基準値を算出することを特徴とする画像入力装
置。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の画像入
力装置において、前記シェーディング補正処理手段は、前記複数の黒基準
画像のうち前記指標に基づいて選択した少なくとも２つ
の黒基準画像を用いて、前記撮像時における前記各画素
毎の黒基準値を補間により算出することを特徴とする画
像入力装置。
【請求項５】請求項４に記載の画像入力装置におい
て、前記複数の黒基準画像は、前記撮像素子の温度が異なる
状態において予め取得された２つの黒基準画像であるこ
とを特徴とする画像入力装置。