JP2004241978A

JP2004241978A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2004241978A
Application number: JP2003028216A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yakura; 弘一矢倉
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】低コストでかつ操作性が良好な欠陥画素に対応する画素値を補正する機能を有する撮像装置を提供する。
【解決手段】Ａ／Ｄ変換部４０から入力される画像データに対して、第１補正部５１０において、欠陥画素アドレス記憶部５１２に記憶された欠陥画素に関する情報に基づいた第１欠陥画素補正を行う。そして、第２補正部５２０が能動状態の場合は第２補正部５２０において第１補正部５１０から入力される画像信号に基づいて欠陥画素を検出して対応する画素値を補正する第２欠陥画素補正を行い、第２補正部５２０が非能動状態の場合は第２欠陥画素補正は行わない。第２補正部５２０の能動／非能動状態の切替えは、制御部１００の制御下で、夜景モード等を含む撮影モードやシャッター速度等といった撮影条件に基づいて切替部５３０によって行われる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置における欠陥画素等に起因する特異な画素値の補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上に形成されたＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子では、半導体基板上の局所的な結晶欠陥等により欠陥画素が発生することがある。この欠陥画素からの信号出力レベルは入射光量に依存しない特異なものとなり、撮影画像の画質の劣化を招く。このため、撮像装置の工場出荷前等において欠陥画素を検出して欠陥画素情報として不揮発性メモリに予め記憶し、その情報に基づいて欠陥画素に対応する信号レベル（画素値）を補正する手法が古くからとられてきた。
【０００３】
しかし、撮像装置への組み込み後、種々の使用状態や環境的要素等により撮像素子の欠陥画素は後発的に増加する傾向にある。また、夜景撮影等の長時間露光が必要な撮影時には、熱雑音等の影響により入射光量に依存しない特異な信号出力レベルを呈する画素が出現し、後発的な欠陥画素の増加と類似した現象（以下、「擬似的な欠陥画素の増加」とも表現する）が発生する。このような後発的・擬似的な欠陥画素の増加に対しては、上述した予め欠陥画素情報を記憶する手法では対応することができない。
【０００４】
このような問題に対して、撮像装置の電源投入時に欠陥画素を検出してメモリーに記憶する手法が考えられる。
【０００５】
また、撮影直後に、シャッターを閉じた状態で撮影と同様な動作を行って画像（以下、「ダーク画像」と称する）を取得し、撮影画像の画素値からダーク画像の画素値を減ずることによって、特異な信号出力レベルを補正する手法が一般的な撮像装置において採用されている。
【０００６】
さらに、撮影毎に所定の画素の信号出力レベルと周辺の画素の信号出力レベルとの差分に基づいて欠陥画素を検出し、欠陥画素に対応する信号出力レベルを補正する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２２３３９１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長時間露光により発生する擬似的な欠陥画素の数は多いため、上述した電源投入時に欠陥画素を検出してメモリーに記憶する手法では、大容量のメモリが必要となり、コストの上昇を招く。また、電源投入時における欠陥画素の検出動作により電源投入後間もなくの撮影を阻害し、撮像装置の操作性の低下を招く。
【００１０】
また、上述したダーク画像を取得する手法では、１回の撮影において、撮影動作とダーク画像の取得動作により通常の撮影の約２倍の撮影時間を要し、連写等の撮影動作が阻害され、撮像装置の操作性の低下を招く。
【００１１】
さらに、上述した撮影毎に欠陥画素を検出する手法では、擬似的な欠陥画素が増加しない短時間露光の撮影時等においても欠陥画素の検出動作を行うため、無駄な検出動作に時間を要し、連写等の撮影動作の阻害による操作性の低下を招く。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストでかつ操作性が良好な欠陥画素に対応する画素値を補正する機能を有する撮像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】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮像素子の欠陥画素に対応する画素値の補正機能を有する撮像装置であって、前記撮像素子の第１の欠陥画素に関する情報を記憶する記憶手段と、前記情報に基づいて前記第１の欠陥画素に対応する画素値を補正する第１の補正手段と、前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて第２の欠陥画素を検出して、当該第２の欠陥画素に対応する画素値を補正する第２の補正手段と、前記第１および第２の補正手段のうち少なくとも前記第２の補正手段の能動状態と非能動状態とを切替え制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置であって、前記制御手段が、撮影条件に基づいて、前記第１および第２の補正手段のうち少なくとも前記第２の補正手段の能動状態と非能動状態とを切替え制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の撮像装置であって、前記撮影条件が、撮影モード、シャッター速度、および被写体輝度に関する情報のうち少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の撮像装置であって、前記第２の補正手段が、所定の検出条件にしたがって前記第２の欠陥画素を検出し、前記撮影条件に基づいて前記所定の検出条件を変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第２の補正手段が、所定の画素と当該所定の画素の周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値よりも大きければ、前記所定の画素を第２の欠陥画素として検出し、シャッター速度値が所定の値未満の露光時間を示す場合よりも前記所定の値以上の露光時間を示す場合において、前記所定の閾値をより小さな値に設定する設定手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
なお、本明細書では、同義である「露光時間が短い」と「シャッター速度が速い（高速）」とを、また、「露光時間が長い」と「シャッター速度が遅い（低速）」とを、夫々適宜使い分ける。また、シャッター速度を時間的な定量値として表す文言として「シャッター速度値」を用いる。即ち、シャッター速度値が大である、とは露光時間が長い（シャッター速度が遅い）ことを意味する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜撮像装置の内部構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）１の内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１は、主に撮影機能部３、制御部１００、および操作部２００を備える。
【００２１】
まず、撮影機能部３内の各部について説明する。
【００２２】
レンズ部１０は、被写体に係る光学像を撮影素子（ここでは、ＣＣＤ）２０上に結像させるものである。
【００２３】
撮像素子（ＣＣＤ）２０は、レンズ部１０によってＣＣＤ２０の撮像面上に結像された光学像を電気信号に光電変換し、電荷を蓄積するものである。
【００２４】
絞り１１は、レンズ部１０によって結像される光学像の光路を段階的に遮ることで、ＣＣＤ２０への露光量を調整するものである。絞り１１は、制御部１００の制御下で、被写体が明るく光量が過大な場合は絞り込まれ、被写体が暗く光量が過小な場合は開放されるように制御される。
【００２５】
シャッター１２は、ＣＣＤ２０での電荷蓄積が開始された後にレンズ部１０からＣＣＤ２０への光路を遮断することで、被写体に係る光学像がＣＣＤ２０上に結像される時間（露光時間）を調整するものである。シャッター１２は、制御部１００の制御下で、被写体が明るく光量が過大な場合は光路の開放時間（露光時間）が短縮され、被写体が暗く光量が過小な場合は光路の開放時間が延長されるように制御される。そして、夜景撮影等において暗い被写体を撮影する際には、露光時間が長くなるため、ＣＣＤ２０において熱雑音等の影響により暗電流が生じ、入射光量に依存しない特異な信号出力レベル（画素値）を呈する画素が増加する現象が発生する。ＣＣＤ２０の電荷蓄積開始からシャッターにより光路が遮られるまでの時間をシャッター速度値と表現する。
【００２６】
ＣＣＤ２０では多数の画素が格子状に配列されており、カラーＣＣＤの場合は各画素毎にカラーフィルターが配置されている。図２は、ＣＣＤ２０の画素配列２１と画素信号出力を説明するための図であり、方向関係を明確にするために互いに直交する垂直方向の軸（Ｖ軸）および水平方向の軸（Ｈ軸）を付している。図２では縦１６個×横１６個の画素にＲＧＢの原色フィルターが配列される所謂ベイヤー配列と称される画素配列２１を例示している。なお、以下では、Ｒ（Ｒｅｄ）のフィルターが付された画素をＲ画素とも称し、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）のフィルターが付された画素をＧ画素とも称し、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のフィルターが付された画素をＢ画素とも称する。
【００２７】
図２では、図示の関係上、縦１６個×横１６個で合計２５６個の画素からなる画素配列２１を例示しているが、これに限られず、例えば、２００万個を超える画素数を有するものでも良い。このように多数の画素を有するＣＣＤでは、各画素を完全に均一化することは極めて困難であり、欠陥画素がある程度内在する。なお、欠陥画素には、▲１▼当初から常時発生する明らかな欠陥と見なせるもの、▲２▼長時間露光において現出するもの（擬似的な欠陥画素）、▲３▼使用している間に生じる後発的なものの３つが存在する。
【００２８】
また、ＣＣＤ２０は、各画素において入射された光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷量に比例する電気信号を順次出力して、増幅部３０に転送する。例えば、撮影時には、図２に示すように、最も−Ｖ方向に位置する水平方向の画素列Ｌ１について＋Ｈから−Ｈ方向に向けて各画素に対応する電気信号を出力することによって、信号列ＨＬ１を出力し、続いて一段上側に位置する水平方向の画素列Ｌ２について＋Ｈから−Ｈ方向に向けて各画素に対応する電気信号を出力することによって、信号列ＨＬ２を出力する。このようにして、順次、水平方向の画素列についての電気信号を出力することにより、全画素について電気信号を出力する。なお、撮影前の撮影待機状態では、ライブビュー画像の生成および露光制御等のために、１／３０秒毎にＣＣＤ２０の全画素のうち垂直および水平方向に１／８間引きした画素から電気信号が出力される。ここでは、ＣＣＤ２０から出力された順番に電気信号が増幅部３０に転送され、その後、出力順に信号処理が施される。
【００２９】
増幅部３０は、ＣＣＤ２０から出力された電気信号（画像信号）を制御部１００によって設定される増幅率に従って増幅するものである。ここでは、被写体の明るさに応じて増幅率が設定され、画像信号を最適なレベルに調整する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部４０は、ＣＣＤ２０から出力されて増幅部３０で増幅されたアナログの画像信号を各画素毎にデジタル画像データ（画素値）に変換するものである。アナログの画像信号をデジタル画像データ化することにより、種々の画像処理を精度良く実現することが可能となる。
【００３１】
欠陥画素補正部５０は、ＣＣＤ２０の欠陥画素を判別・検出し、判別・検出された欠陥画素に対応する画素値をその周辺の画素に対応する画素値に基づいて補正するものである。上述したように、ＣＣＤ２０の画素の中には、他の正常な画素と比較して顕著に画素値が相違する画素（欠陥画素）が存在し、均一な画像中において点状の固定ノイズを発生させ画質の低下を招く。そこで、欠陥画素補正部５０において、欠陥画素に対応する画素値を補正し、画質の向上を図る。欠陥画素補正部５０によって欠陥画素に対応する画素値が補正された画像データは第１画像処理部６０に転送される。
【００３２】
また、欠陥画素補正部５０は、後述する２つの補正部（第１および第２補正部５１０，５２０）を有し、制御部１００の制御下で、撮影条件に基づいて２つの補正部について、能動化した状態（能動状態）と能動化していない状態（非能動状態）とを切替える。この欠陥画素補正部５０については後程さらに詳述する。
【００３３】
第１画像処理部６０は、欠陥画素補正部５０から入力された画像データに対してγ変換や色補間等の画像処理を施すものであり、画像処理が施された画像データが画像メモリ７０に転送される。
【００３４】
画像メモリ７０は、第１画像処理部６０で処理された画像データを一時的に記憶するものである。画像メモリ７０に一時的に記憶された画像データは、表示部８０および第２画像処理部９０に出力される。なお、撮影前の撮影待機状態においては、例えば、１／３０秒毎にＣＣＤ２０の全画素のうち垂直および水平方向に１／８間引きした画素に対応する画像データが画像メモリ７０に入力される。
【００３５】
表示部８０は、ＬＣＤ等を備えて構成され、画像メモリ７０に記憶されている画像データに基づいた画像を表示するものである。
【００３６】
第２画像処理部９０は、撮影時において、画像メモリ７０に記憶される画像データを画像ファイル形式に変換して記録メディア９５に記録するものである。なお、第２画像処理部９０では、画像ファイル形式に合わせて、タグ情報やサムネイル画像の生成・付加、および画像データの圧縮処理を行う。
【００３７】
記録メディア９５は、第２画像処理部９０で生成された画像ファイルを記憶するものである。記録メディア９５は、例えば、メモリカード等のように撮像装置１に対して着脱可能に構成される。また、アダプタ等を介してパーソナルコンピュータに画像ファイルをコピーすることができるものもある。
【００３８】
操作部２００は、図示を省略するが撮影モード切替スイッチやレリーズボタン等の各種スイッチやボタン等を備えて構成される。例えば、撮影モード切替スイッチは、ユーザーの操作に基づいて、「夜景モード」や「ポートレートモード」等、被写体や撮影環境等に適合した撮影モードを切替設定することができるものである。そして、ユーザーによる操作部２００の操作に基づいて電気信号が操作部２００から制御部１００に送信され、制御部１００の制御下で、各種撮影モードの設定や撮影動作等が実行される。なお、夜景モードに設定された場合には、撮影機能部３において夜景を撮影することを前提とした補正が行われる。
【００３９】
制御部１００は、撮影機能部３等の撮像装置１の各部の動作を統括制御するものであり、主に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等を備えて構成される。制御部１００では、ＲＯＭ内に格納されるプログラムがＣＰＵに読み込まれることによって各種機能を具体的に実行する。
【００４０】
また、制御部１００は、撮影時における露光レベルを調整するための自動露光（ＡＥ）制御機能１１０を有している。ＡＥ制御機能１１０は、ユーザーによってレリーズボタンが押下されると、撮影直前において画像メモリ７０に記憶される画像データを読み取り、全画素についての画素値の平均値を算出して被写体の輝度（被写体輝度）を求め、その輝度に基づいて露光レベルが最適となるように、絞り値、シャッター速度値、および増幅率といった各パラメータを決定する。そして、絞り１１、シャッター１２、および増幅部３０を制御する。
【００４１】
具体的には、画像メモリ７０に記憶される画像データが最適な輝度に達していない場合（被写体輝度が低い場合）は、絞り値を減少させ（絞り１１は開く方向）、シャッター速度を低速化し、増幅率を上昇させる方向に制御する。逆に、最適な輝度を超えている場合（被写体輝度が高い場合）は、絞り値を増大させ（絞り１１は絞る方向）、シャッター速度を高速化し、増幅率を減少させる方向に設定する。絞り値、シャッター速度値、および増幅率の３つのパラメータをどのように制御するかについては、ＲＯＭ内に格納されるプログラムによって設定される。
【００４２】
また、制御部１００は、シャッター速度や撮影モード等に関する情報を含む撮影条件に基づいて、欠陥画素補正部５０における補正方法およびパラメータの設定を変更するように制御する。
【００４３】
＜欠陥画素補正＞
図３は、欠陥画素に対応する画素値の補正（以下、「欠陥画素補正」と称する）を説明するための図である。図３に示すように、欠陥画素補正部５０は、第１補正部５１０、第２補正部５２０、切替部５３０、欠陥画素アドレス記憶部５１２、およびδ値変更部５２２を備えて構成されている。そして、欠陥画素補正部５０は、第１補正部５１０と欠陥画素アドレス記憶部５１２とによる欠陥画素に対応する画素値の補正（以下、「第１欠陥画素補正」と称する）、および第２補正部５２０およびδ値変更部５２２による欠陥画素に対応する画素値の補正（以下、「第２欠陥画素補正」と称する）を行う機能を有する。つまり、欠陥画素補正部５０は、第１および第２欠陥画素補正の２種類の欠陥画素補正を実施することができる。また、切替部５３０による第１および第２補正部５１０，５２０の能動／非能動状態を切替える機能（以下、「切替機能」と称する）を有する。以下、第１および第２欠陥画素補正、ならびに切替機能について説明する。
【００４４】
＜第１欠陥画素補正＞
欠陥画素アドレス記憶部５１２は、撮像装置１の工場出荷前において予め検出されたＣＣＤ２０の欠陥画素（「第１の欠陥画素」とも称する）のアドレス（位置）を記憶している。換言すれば、欠陥画素アドレス記憶部５１２が、ＣＣＤ２０の第１の欠陥画素に関する情報を記憶している。
【００４５】
第１補正部５１０は、主に欠陥画素判別／補正部５１１、およびアドレスカウンター５１３を備えている。
【００４６】
アドレスカウンター５１３は、対象画素のアドレスを順次カウントし、欠陥画素判別／補正部５１１に出力する。
【００４７】
欠陥画素判別／補正部５１１は、欠陥画素アドレス記憶部５１２に記憶された欠陥画素のアドレス（Ａｄｒｅｓｓ（Ｎ））と、アドレスカウンター５１３から入力される対象画素のアドレス（Ａｄｒｅｓｓ（ｎ））とを比較し、アドレスが一致するか否かによって対象画素が第１の欠陥画素であるか否かを判別する。そして、対象画素が第１の欠陥画素であると判別された場合は、その対象画素に対応する画素値を補正する。つまり、第１補正部５１０は、欠陥画素アドレス記憶部５１２に記憶される情報に基づいて第１の欠陥画素に対応する画素値を補正する。
【００４８】
欠陥画素判別／補正部５１１における判別と補正について以下、具体例を挙げて説明する。
【００４９】
図３では、ＣＣＤ２０においてＧ画素とＢ画素が配列される水平方向の画素列に対応する画像データが第１補正部５１０に入力され、対象画素が画素Ｇ_ｍである状態を例示している。なお、図３中で、ＧおよびＢ画素の右下方に付される小文字はＧおよびＢ画素の水平方向のアドレスを示すものであり、ｍは整数である。
【００５０】
図３に示す状態においては、欠陥画素判別／補正部５１１は、アドレスカウンターから出力される対象画素Ｇ_ｍのアドレス（Ａｄｒｅｓｓ（ｎ））と欠陥画素アドレス記憶部５１２に記憶された欠陥画素のアドレス（Ａｄｒｅｓｓ（Ｎ））とを比較し、Ａｄｒｅｓｓ（ｎ）とＡｄｒｅｓｓ（Ｎ）とが等しい場合は対象画素Ｇ_ｍを欠陥画素と判別する。そして、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値を対象画素Ｇ_ｍの前後に位置する２つのＧ画素（Ｇ_ｍ−１およびＧ_ｍ＋１）の平均値に置き換えることにより、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値を補正する。一方、Ａｄｒｅｓｓ（ｎ）とＡｄｒｅｓｓ（Ｎ）とが異なる場合は対象画素Ｇ_ｍを欠陥画素とは判別せず、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値の補正は実施しない。
【００５１】
なお、上記ではＧ画素についての欠陥画素の判別と画素値の補正について説明したが、Ｂ画素についても同様な判別および補正が行われる。例えば、対象画素Ｂ_ｍが欠陥画素として判別された場合は、対象画素Ｂ_ｍに対応する画素値を対象画素Ｂ_ｍの前後に位置する２画素（Ｂ_ｍ−１およびＢ_ｍ＋１）の平均値に置き換えることにより、対象画素Ｂ_ｍに対応する画素値を補正する。また、第１補正部５１０では、Ｇ画素とＲ画素が配列される水平方向の画素列に対しても同様に欠陥画素の判別および画素値の補正が行われる。
【００５２】
そして、第１補正部５１０において判別および補正が行われたデータは順次切替部５３０へ伝送される。
【００５３】
＜第２欠陥画素補正＞
第２補正部５２０は、欠陥画素検出／補正部５２１を備えて構成されている。
【００５４】
欠陥画素検出／補正部５２１は、対象画素とその周辺の画素との画素値を比較することで、その時点における欠陥画素（「第２の欠陥画素」とも称する）を検出する。そして、対象画素が第２の欠陥画素であると検出された場合は、その対象画素に対応する画素値を補正する。なお、ここでは、第２の欠陥画素として検出される画素は、後発的・擬似的な欠陥画素に相当する。
【００５５】
欠陥画素検出／補正部５２１における検出と補正について以下、具体例を挙げて説明する。
【００５６】
図３では、ＣＣＤ２０においてＧ画素とＢ画素が配列される水平方向の画素列に対応する画像データが第２補正部５２０に入力され、対象画素が画素Ｇ_ｍである状態を例示している。
【００５７】
図３に示す状態において、欠陥画素検出／補正部５２１は、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値と、対象画素Ｇ_ｍの前後に位置する２つのＧ画素（Ｇ_ｍ−１およびＧ_ｍ＋１）に対応する画素値の平均値との差分ΔＧを算出し、差分ΔＧが所定の閾値δよりも大きければ対象画素Ｇ_ｍを欠陥画素と検出する。つまり、第２補正部５２０が、所定の対象画素と所定の対象画素の周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値δよりも大きければ、所定の対象画素を第２の欠陥画素として検出する。そして、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値を対象画素Ｇ_ｍの前後に位置する２画素（Ｇ_ｍ−１およびＧ_ｍ＋１）に対応する画素値の平均値に置き換えることにより、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値を補正する。すなわち、第２補正部５２０が、ＣＣＤ２０から入力される画像信号に基づいて第２の欠陥画素を検出して、当該第２の欠陥画素に対応する画素値を補正する。一方、差分ΔＧが所定の閾値δよりも小さければ対象画素Ｇ_ｍを欠陥画素とは検出せず、対象画素Ｇ_ｍに対応する画素値の補正は実施しない。
【００５８】
なお、上記ではＧ画素についての欠陥画素の検出と画素値の補正について説明したが、Ｂ画素についても同様な検出および補正が行われる。例えば、対象画素Ｂ_ｍが欠陥画素として検出された場合は、対象画素Ｂ_ｍに対応する画素値を対象画素Ｂ_ｍの前後に位置する２画素（Ｂ_ｍ−１およびＢ_ｍ＋１）に対応する画素値の平均値に置き換えることにより、対象画素Ｂ_ｍに対応する画素値を補正する。また、第２補正部５２０では、Ｇ画素とＲ画素が配列される水平方向の画素列に対しても同様に欠陥画素の検出および画素値の補正が行われる。
【００５９】
そして、第２補正部５２０において検出および補正が行われたデータは順次切替部５３０へ伝送される。
【００６０】
δ値変更部５２２は、制御部１００の制御下で、撮影条件に基づいて所定の検出条件とも言える閾値δをａ，ｂ（なお、ａ＜ｂの関係にある）の２段階に変更するものである。つまり、第２補正部５２０は、所定の検出条件である可変的な閾値δにしたがって第２の欠陥画素を検出する。閾値δの変更の詳細な制御については後述する。
【００６１】
＜切替機能＞
切替部５３０は、図３に示すように、第１および第２スイッチ部５３１，５３２を備えて構成され、第１および第２スイッチ部５３１，５３２は、それぞれ３つの接点Ｏ，Ａ，Ｂを有する。
【００６２】
第１スイッチ部５３１では、接点Ｏが第１補正部５１０と、接点Ｂが第２補正部５２０と、接点Ａが第２スイッチ部５３２の接点Ａとデータ伝送可能に接続されている。また、第２スイッチ部５３２では、接点Ｏが第１画像処理部６０と、接点Ｂが第２補正部５２０とデータ伝送可能に接続されている。そして、第１および第２スイッチ部５３１，５３２は、制御部１００からの制御信号に基づいて、接点Ｏと接点Ａとがデータ伝送可能に接続される状態と、接点Ｏと接点Ｂとがデータ伝送可能に接続される状態とを切替えることができる。なお、以下では、接点Ｏと接点Ａとがデータ転送可能に接続される状態に設定することを「切替部５３０をＡ側に設定する」と称し、接点Ｏと接点Ｂとがデータ転送可能に接続される状態に設定することを「切替部５３０をＢ側に設定する」と表現する。
【００６３】
例えば、切替部５３０がＡ側に設定されると、第１補正部５１０から出力した画像データは第２補正部５２０を介することなく第１画像処理部６０に出力される。一方、Ｂ側に設定されると、第１補正部５１０から出力した画像データは第２補正部５２０を介して第１画像処理部６０に出力される。つまり、切替部５３０は、制御部１００の制御下で、第１欠陥画素補正のみからなる欠陥画素補正を行う状態と、第１および第２欠陥画素補正の双方の欠陥画素補正を行う状態とを切替えることができる。
【００６４】
したがって、切替部５３０が、制御部１００の制御下で、第２欠陥画素補正を行う状態と第２欠陥画素補正を行わない状態とを切替える。すなわち、制御部１００が、第１補正部５１０を定常的に能動状態とするとともに、第２補正部５２０の能動／非能動状態を切替え制御する。
【００６５】
上述したように、制御部１００が、切替部５３０による切替機能、およびδ値変更部５２２による閾値δの切替を制御するため、これらの制御をまとめて、「補正切替制御」と称し、以下、この補正切替制御について説明する。
【００６６】
＜補正切替制御＞
図４は、補正切替制御の制御フローを示すフローチャートである。以下、図４に示すフローチャートに沿って補正切替制御について説明する。
【００６７】
まず、撮影待機状態において、ユーザーによってレリーズボタンが押下されると、露光レベルが最適となるように、絞り値、シャッター速度値、および増幅率の３つのパラメータが決定され、補正切替制御が開始してステップＳ１に進む。
【００６８】
ステップＳ１では、夜景モードに設定されているか否かを判別する。ここでは、夜景モードに設定されている場合はステップＳ８に進み、設定されていない場合はステップＳ２に進む。
【００６９】
ステップＳ２では、シャッター速度値（露光時間）が０．５秒以上であるか否か判別する。ここでは、直近に決定されたシャッター速度値が０．５秒以上である場合はステップＳ４に進み、０．５秒未満である場合はステップＳ３に進む。
【００７０】
ステップＳ３では、切替部５３０をＡ側に設定し、第２補正部５２０を非能動状態とし、補正切替制御を終了する。ここでは、夜景モードに設定されておらず、シャッター速度が比較的高速であるため、長時間露光による擬似的な欠陥画素が発生し難い撮影条件となっている。したがって、第１欠陥画素補正のみを行い、第２欠陥画素補正は行わないようにする。
【００７１】
ステップＳ４では、切替部５３０をＢ側に設定し、第２補正部５２０を能動状態とし、ステップＳ５に進む。ここでは、夜景モードに設定されていないが、シャッター速度が比較的低速であるため、長時間露光による擬似的な欠陥画素が発生し易い撮影条件となっている。したがって、第１欠陥画素補正だけでなく、第２欠陥画素補正も行うようにする。
【００７２】
ステップＳ５では、シャッター速度値が５秒以上であるか否かを判別する。ここでは、直近に決定されたシャッター速度値が５秒以上である場合はステップＳ７に進み、５秒未満である場合はステップＳ６に進む。
【００７３】
ステップＳ６では、閾値δ＝ｂに設定し、補正切替制御を終了する。ここでは、シャッター速度値が０．５秒以上で５秒未満であるため、被写体は日中よりは比較的暗い夕景等であると考えられる。
【００７４】
ステップＳ７では、閾値δ＝ａに設定し、補正切替制御を終了する。ここでは、夜景モードに設定されていないが、シャッター速度値が５秒以上と非常に長いため、被写体がかなり暗い夜景等であると考えられる。
【００７５】
上述したように、ステップＳ６では、閾値δをステップＳ７における閾値δ＝ａよりも大きな値ｂに設定する。例えば、夕景等では、山の稜線付近で、夕焼け空と非常に暗い山とが接する部分で大きなコントラストを有する。このような被写体については、閾値δが小さければ、第２補正部５２０において、コントラストの大きな部分に位置する画素は欠陥画素として検出され、画素値を補正されてしまう。その結果、夕景ならではのグラデーションを損なう結果となってしまう可能性が高い。そこで、本実施形態では、被写体が夜景程でないが比較的暗い場合には、比較的大きな閾値δを設定することにより、夕景等のグラデーションを損なうことなく撮影を実施することができる。
【００７６】
ステップＳ８では、切替部５３０をＢ側に設定し、第２補正部５２０を能動状態とし、ステップＳ９に進む。
【００７７】
ステップＳ９では、ステップＳ７と同様に、閾値δ＝ａに設定し、補正切替制御を終了する。
【００７８】
夜景モードに設定されている場合や、シャッター速度値が５秒以上と非常に長い場合は、被写体が、真っ暗な部分に点光源等の明かりが混在した夜景等であると考えられる。夜景等が被写体の場合は被写体の輝度が低いため、露光時間が非常に長くなり、熱雑音に起因する擬似的な欠陥画素が生じ易い状態となる。その結果、真っ暗な部分に現実には存在しない高輝度の画素（点状のノイズ）が多数発生する傾向にある。また、夜景中の真っ暗な部分における欠陥画素は目立ちやすい。すなわち、一般的に、夜景に係る画像は、真っ暗な部分に星が多数点在するような所謂”ざらつき感”のある画像となる傾向にある。
【００７９】
そこで、本実施形態では、夜景モードに設定されている場合や、シャッター速度値が５秒以上と非常に長い場合は、被写体が夜景等であるものとして、閾値δを比較的小さく設定する。つまり、δ値変更部５２２が、シャッター速度値が所定の値（５秒）未満の場合よりも所定の値（５秒）以上の場合において、所定の閾値δをより小さな値ａに設定する。
【００８０】
その結果、第２補正部５２０が、より多くの画素を欠陥画素として検出し、画素値を補正するため、ざらつき感を抑制し、画質の向上を図ることができる。つまり、第２補正部５２０において、シャッター速度が比較的低速の方が所定の閾値δがより小さな値となるように設定するため、画質の向上を図ることができる。また、ここでは、夜景モード等の撮影モードの設定やシャッター速度等の撮影条件に基づいて、第２補正部５２０における欠陥画素の検出条件を変更するため、欠陥画素に対応する画素値の補正を最適化することができる。
【００８１】
なお、近年の撮像素子は数百万画素と非常に多くの画素を有しているため、夜景中の点光源が１画素分のみに対応するということは非常に稀であり、点光源は少なくとも数画素分以上に対応する。よって、閾値δを小さくしたからといって撮影画像上において点光源が消失するような不都合は生じ難いものと考えられる。
【００８２】
以上のように、本発明の実施形態に係る撮像装置１では、欠陥画素アドレス記憶部５１２に記憶された欠陥画素に関する情報に基づいた第１欠陥画素補正と、ＣＣＤ２０から入力される画像信号に基づいて欠陥画素を検出して対応する画素値を補正する第２欠陥画素補正とを含む欠陥画素補正を実施可能である。そして、第１補正部５１０を定常的に能動状態とするとともに、夜景モード等を含む撮影モードやシャッター速度等といった撮影条件に基づいて、第２補正部５２０の能動／非能動状態を切替える。その結果、欠陥画素アドレス記憶部５１２等に用いられるメモリの容量の増強を回避しつつ、長時間露光による擬似的な欠陥画素が発生し易い場合等、必要な時だけ欠陥画素の検出動作を行うため、対応する画素値を適正に補正することができる。すなわち、低コストでかつ操作性が良好な欠陥画素に対応する画素値を補正する機能を有する撮像装置を提供することができる。
【００８３】
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００８４】
◎例えば、上記実施形態では、夜景モードに設定された場合は、閾値δ＝ａに設定されたが、これに限られるものではなく、夜景モードに設定されている場合であっても、シャッター速度等の撮影条件に基づいて閾値δを変更するようなものであっても良い。例えば、夜景モードに設定されている場合であって、シャッター速度が比較的低速の方が閾値δが小さくなるように変更するようにしても良い。
【００８５】
◎また、上記実施形態では、第１補正部５１０を常に能動状態としたが、これに限られるものではなく、撮影条件に基づいて第１および第２補正部５１０，５２０のうち少なくとも第２補正部５２０の能動／非能動状態を切替え制御するようなものであれば良い。よって、例えば、長時間露光の撮影の際（夜景モード設定時や低速シャッター速度設定時）には第２補正部５２０のみを能動化するようにしても良い。このような構成であっても、メモリの容量の増強を回避しつつ、長時間露光による擬似的な欠陥画素が発生し易い場合等、必要な時だけ第２補正部５２０による欠陥画素の検出や対応する画素値の補正を行うことができる。すなわち、低コストで操作性が良好な欠陥画素補正機能を有する撮像装置を提供することができる。なお、この場合は、第２補正部５２０が第１の欠陥画素についても第２の欠陥画素として検出することとなる。
【００８６】
◎また、上記実施形態では、撮影モードやシャッター速度等の撮影条件に基づいて、第１および第２補正部５１０，５２０の能動／非能動状態を切替えたが、これに限られるものではなく、ユーザーが操作部２００に含まれるボタンを操作することによって、手動で任意に切替え可能なものとしても良い。例えば、ユーザーがライブビュー表示や撮影画像を見て欠陥画素が多いと感じた際に、第２補正部５２０を常に能動状態に設定するようにしても良い。このような構成とすることで、後発的・擬似的な欠陥画素に対応する画素値を適切に補正することができる。
【００８７】
◎また、上記実施形態では、閾値δについてａ＜ｂの関係となっていたが、これに限られるものではなく、ｂ＜ａの関係となるようにすることもできる。このような構成にすれば、長時間露光の撮影において、必要以上に欠陥画素を鋭敏に検出して過度な補正をすることがないようにすることができる。
【００８８】
◎また、上記実施形態では、撮影モードやシャッター速度といった撮影条件に基づいて、第１および第２補正部５１０，５２０の能動／非能動状態、および閾値δを切替えたが、これに限られるものではなく、被写体輝度等の撮影条件に基づいて切替えるようにしても良い。
【００８９】
例えば、被写体輝度について２つの閾値Ｓ，Ｔ（Ｓ＜Ｔ）を設定し、被写体輝度が閾値Ｔ以上である場合は第１補正部５１０のみを能動状態とし、被写体輝度が閾値Ｓ以上で閾値Ｔ未満である場合（被写体が夕景等である場合）は第１および第２補正部５１０，５２０の双方を能動状態として閾値δ＝ｂとし、被写体輝度が閾値Ｓ未満である場合（被写体が夜景等である場合）は第１および第２補正部５１０，５２０の双方を能動状態として閾値δ＝ａとするように切替えるようにしても良い。つまり、ここでは、δ値変更部５２２が、被写体輝度が所定の輝度以上の場合よりも所定の輝度未満の場合において、所定の閾値δをより小さな値ａに設定する。この結果、被写体輝度が比較的小さな方が所定の閾値をより小さな値に変更するため、画質の向上を図ることができる。
【００９０】
◎また、上記実施形態では、欠陥画素に対応する画素値を水平方向について前後に位置する２画素の平均値に置き換えることによって、画素値の補正を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、垂直方向について上下に位置する２画素の平均値に置き換えたり、水平および垂直方向について周辺に位置する複数の画素の平均値に置き換えることによって画素値の補正を行っても良い。
【００９１】
◎上記実施形態のシャッター速度値はＣＣＤの電荷蓄積開始からシャッター閉じまでの時間に相当する値であるが、電荷蓄積中にシャッターを開閉して露光を行うものであればシャッターの開放時間がシャッター速度値に相当する。また、ＣＣＤの電子シャッター機能のみによって電荷蓄積を制御するものであれば、電子シャッター機能による電荷蓄積の開始から終了までがシャッター速度値に相当する。
【００９２】
◎上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【００９３】
（１）請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、前記第２の補正手段が、所定の画素と当該所定の画素の周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値よりも大きければ、前記所定の画素を第２の欠陥画素として検出し、被写体輝度が所定の輝度以上の場合よりも前記所定の輝度未満の場合において、前記所定の閾値をより小さな値に設定する設定手段、をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【００９４】
（１）の発明によれば、所定の画素とその周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値よりも大きければ、所定の画素を欠陥画素として検出し、被写体輝度が比較的小さな方が所定の閾値をより小さな値に変更するため、画質の向上を図ることができる。
【００９５】
（２）請求項１から請求項５、および（１）のいずれかに記載の撮像装置であって、前記制御手段が、前記第１の補正手段を定常的に能動状態とするとともに、前記第２の補正手段の能動状態と非能動状態とを切替え制御することを特徴とする撮像装置。
【００９６】
（２）の発明によれば、記憶された欠陥画素に関する情報に基づいた欠陥画素に対応する画素値の補正を行う第１欠陥画素補正を定常的に能動化するとともに、撮像素子から入力される画像信号に基づいて検出された欠陥画素に対応する画素値の補正を行う第２欠陥画素補正の能動／非能動状態を切替えるため、必要な時だけ第２欠陥画素補正による欠陥画素の検出や対応する画素値の補正を行うことができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、記憶された欠陥画素に関する情報に基づいた欠陥画素に対応する画素値の補正を行う第１欠陥画素補正、および撮像素子から入力される画像信号に基づいて検出された欠陥画素に対応する画素値の補正を行う第２欠陥画素補正のうち少なくとも第２欠陥画素補正の能動化と非能動化とを切替えるため、低コストでかつ操作性が良好な欠陥画素に対応する画素値を補正する機能を有する撮像装置を提供することができる。
【００９８】
また、請求項２に記載の発明によれば、撮影条件に基づいて、第１欠陥画素補正および第２欠陥画素補正のうち少なくとも第２欠陥画素補正の能動化と非能動化とを切替えるため、必要な時だけ第２欠陥画素補正による欠陥画素の検出や対応する画素値の補正を行うことができる。
【００９９】
また、請求項３に記載の発明によれば、撮影モードやシャッター速度や被写体輝度等に基づいて、第１欠陥画素補正および第２欠陥画素補正のうち少なくとも第２欠陥画素補正の能動化と非能動化とを切替えるため、欠陥画素に対応する画素値を適正に補正することができる。
【０１００】
また、請求項４に記載の発明によれば、撮影条件に基づいて、第２欠陥画素補正における欠陥画素の検出条件を変更するため、欠陥画素に対応する画素値の補正を最適化することができる。
【０１０１】
また、請求項５に記載の発明によれば、所定の画素とその周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値よりも大きければ、所定の画素を欠陥画素として検出し、シャッター速度が比較的低速の方が所定の閾値がより小さな値となるように変更するため、画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の画素配列と画素信号出力を説明するための図である。
【図３】欠陥画素に対応する画素値の補正を説明するための図である。
【図４】補正切替制御の制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１撮像装置
５０欠陥画素補正部
１００制御部（制御手段）
５１０第１補正部（第１の補正手段）
５１２欠陥画素アドレス記憶部（記憶手段）
５２０第２補正部（第２の補正手段）
５２２ δ値変更部（変更手段、設定手段）

Claims

撮像素子の欠陥画素に対応する画素値の補正機能を有する撮像装置であって、
前記撮像素子の第１の欠陥画素に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記情報に基づいて前記第１の欠陥画素に対応する画素値を補正する第１の補正手段と、
前記撮像素子から入力される画像信号に基づいて第２の欠陥画素を検出して、当該第２の欠陥画素に対応する画素値を補正する第２の補正手段と、
前記第１および第２の補正手段のうち少なくとも前記第２の補正手段の能動状態と非能動状態とを切替え制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記制御手段が、
撮影条件に基づいて、前記第１および第２の補正手段のうち少なくとも前記第２の補正手段の能動状態と非能動状態とを切替え制御することを特徴とする撮像装置。
請求項２に記載の撮像装置であって、
前記撮影条件が、
撮影モード、シャッター速度、および被写体輝度に関する情報のうち少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする撮像装置。
請求項２または請求項３に記載の撮像装置であって、
前記第２の補正手段が、
所定の検出条件にしたがって前記第２の欠陥画素を検出し、
前記撮影条件に基づいて前記所定の検出条件を変更する変更手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記第２の補正手段が、
所定の画素と当該所定の画素の周辺の複数の画素との画素値の差が所定の閾値よりも大きければ、前記所定の画素を第２の欠陥画素として検出し、
シャッター速度値が所定の値未満の露光時間を示す場合よりも前記所定の値以上の露光時間を示す場合において、前記所定の閾値をより小さな値に設定する設定手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。