JP2007228259A - 信号処理装置及び撮像装置 - Google Patents

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好孝 穴田
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Abstract

【課題】チャンネル間の信号レベル差を適切に補正することができる信号処理装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】多チャンネル読み出しが可能な撮像手段から出力される撮像信号を処理する信号処理装置において、分割された撮像領域の境界付近に複数の監視画素群を設け、前記監視画素群ごとに、当該監視画素群内の画素から得られる前記撮像信号に基づいて、チャンネル間の信号レベル差に応じた検出値を算出し、多数算出された検出値から第１補正値を算出する。そして、電源投入時においては、所定の温度条件下で最適化された第２補正値を用いて信号レベル差を補正する一方、それ以降において、その補正に用いる補正値を第１補正値へ向かって変更していく。
【選択図】図２

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置にて使用される信号処理装置に関し、特に、撮像素子を複数の領域に分割して用いた場合に生じる、チャンネル間の出力信号レベル差を補正するための信号処理装置に関する。
動画撮影時または高速連写撮影時におけるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）の読み出し速度を向上させるために、ＣＣＤを左右に２分割した２チャンネルＣＣＤが開発されている。２チャンネルＣＣＤでは、各チャンネルごとに、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）／ＡＧＣ(Auto Gain Control)回路とＡＤ（Analog Digital）変換回路が設けられる。
２チャンネルＣＣＤを用いた場合、左右の撮像領域毎に設けられたＣＤＳ／ＡＧＣ回路の精度差及びゲイン差や、ＡＤ変換回路の特性差などに起因して、左右の信号レベル（出力信号レベル）が一致しないという問題が生じる。仮に、固定的に左右の出力信号のマッチングを取る手段を設けても、左右のＣＤＳ／ＡＧＣ回路の温度特性等が同じである可能性が低いため、左右の信号レベル（出力信号レベル）をマッチングさせることは難しい。
チャンネル間の信号レベル差（出力信号レベル差）を補正する方法として、撮影前にシャッタを閉じた状態でシャッタの内側でＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光させて平坦画像を撮像し、その撮像画像に基づいて、チャンネル間の信号レベル差を補正する方法が既に開発されている。この方法は、静止画のような間欠撮影には有効であるが、動画のように連続して撮影を行う場合には、撮影中の温度上昇に由来するチャンネル間の信号レベル差の変化に対応することできず、適切な補正を行えないという問題がある。
特開２００３−１８４７２号公報 特開２００２−１４２１５８号公報 特開２００２−１２５１４９号公報 特開２００２−２１８１８６号公報 特開２００２−３２０１４２号公報 特開２００３−２５９２２４号公報
２チャンネルＣＣＤを用いた撮像装置において、動作温度や周囲温度が変化すると、「左右の撮像領域における電荷転送効率の差」、「左右のＣＣＤ出力アンプの特性差」、「左右のＡＧＣ回路のゲイン差」及び「左右のＡＤ変換回路の特性差」なども、変化する。それらが変化すると、チャンネル間の信号レベル差も変化する。このため、特に、撮影中に比較的大きな温度上昇を伴う動画撮影においては、信号レベル差（出力信号レベル差）をリアルタイムに検出し、補正することが必要である。そして、この補正によって逆に画像の品質劣化を招いてしまうことがないように補正処理を工夫する必要がある。
また、当然、チャンネル間の信号レベル差の補正精度の向上も必要とされる。
上記の問題点に鑑み、本発明は、チャンネル間の信号レベル差を適切に補正することができる信号処理装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を実現するために本発明に係る信号処理装置は、撮像領域が複数の分割撮像領域に分割され、各分割撮像領域から電気信号が読み出される撮像素子と、前記分割撮像領域ごとに別個に割り当てられて、前記電気信号を撮像信号として出力する複数の出力チャンネルと、を有する撮像手段から出力される前記撮像信号を処理する信号処理装置において、前記複数の分割撮像領域の内、互いに隣接する２つの分割撮像領域を第１及び第２分割撮像領域とし、前記第１及び第２分割撮像領域に対応する前記出力チャンネルを夫々第１及び第２出力チャンネルとし、前記第１及び第２出力チャンネルの少なくとも一方から出力される前記撮像信号を補正対象信号とし、前記撮像信号を信号レベルが互いに異なる複数の信号範囲に分類した場合、前記第１及び第２分割撮像領域の境界付近に、夫々に複数の画素を含む複数の監視画素群を設け、前記監視画素群ごとに、当該監視画素群内の画素から得られる前記撮像信号に基づいて、前記第１及び第２出力チャンネルからの前記撮像信号間の信号レベル差に応じた検出値を算出可能な検出値算出手段、を備え、前記検出値の算出の基となる前記撮像信号に基づいて、各検出値が属する前記信号範囲は判断され、前記信号処理装置は、更に、前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に属する前記検出値に基づいて、前記信号レベル差を減少させるための第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、前記信号範囲ごとに割り当てられた所定の第２補正値を格納する第２補正値格納手段と、前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に対応する前記第１補正値と前記第２補正値の少なくとも一方に基づいて当該信号範囲に対応する補正値を算出し該補正値を用いて当該信号範囲に属する前記補正対象信号を補正することにより、前記信号レベル差を補正する補正手段と、を備え、同一の信号範囲に対応する前記第１補正値、前記第２補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、所定の基準時点では前記第２補正値を前記補正値として用いる一方で、前記基準時点以降において前記補正値を前記第１補正値に応じた値へ向かって変更することを特徴とする。
これにより、チャンネル間に存在する信号レベル差を、なめらかに補正することができ、特に動画の品質向上への寄与が期待できる。
具体的には例えば、同一の信号範囲に対応する前記第１補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、前記基準時点以降において、前記補正値を前記第１補正値に応じた値へ向かって変更し、その変更の速度を前記基準時点以降変更する。
また例えば、前記検出値及び前記第１補正値は、次々と算出され、同一の信号範囲に対応する前記第１補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、前記基準時点以降において、過去に算出された前記第１補正値を用いつつ、前記補正値を最新の前記第１補正値に応じた値へ向かって変更する。
また例えば、前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に属する前記検出値の分布を参照し該分布を用いて前記第１補正値を算出する（以下、これを第１の算出法と呼ぶ）。
また例えば、前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に属し且つ所定の制限範囲内の前記検出値の平均値を算出することによって前記第１補正値を算出し、最新の前記第１補正値の算出において、前記制限範囲は、過去に算出された前記平均値に基づいて補正される（以下、これを第２の算出法と呼ぶ）。
また例えば、前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、前記複数の監視画素群内の画素から得られ且つ当該信号範囲に属する前記撮像信号の信号レベル分布を参照し、その信号レベル分布を用いて、前記第１補正値を算出する（以下、これを第３の算出法と呼ぶ）。
上記の第１、第２または第３の算出法を用いれば、信号レベル差の補正精度の向上を期待できる。
また、上記目的を実現するために本発明に係る撮像装置は、上記撮像手段と、上記の何れかに記載の信号処理装置と、を備える。
本発明に係る信号処理装置及び撮像装置によれば、チャンネル間の信号レベル差を適切に補正することができ、撮影した静止画または動画の画質向上への寄与が期待できる。
＜＜第１実施形態＞＞
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。各図において、同一の部分には同一の符号を付してある。図１は、本発明の第１実施実施に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図である。図１のデジタルカメラは、動画と静止画を撮影可能となっている。
図１において、１は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成されるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）である。各画素は、入射光量に応じた電気信号を発生する。各画素にて発生した電気信号は、相関二重サンプリング及びオートゲインコントロールを行うＣＤＳ（Correlated Double Sampling）／ＡＧＣ(Auto Gain Control)回路２または４によって読み出される。
ＣＣＤ１は、その撮像領域が左右の２つの領域に分割されている。分割された左側の領域（第１分割撮像領域）から成るＣＣＤを左ＣＣＤ１ａ、分割された右側の領域（第２分割撮像領域）から成るＣＣＤを右ＣＣＤ１ｂと呼ぶ。
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２によって左ＣＣＤ１ａから読み出された電気信号は、ＡＤ（Analog Digital）変換回路３にてデジタル信号に変換された後、画像合成回路６に送られる。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４によって右ＣＣＤ１ｂから読み出された電気信号は、ＡＤ変換回路５にてデジタル信号に変換された後、画像合成回路６に送られる。
このように、左ＣＣＤ１ａに対して、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２及びＡＤ変換回路３を有する出力チャンネル１４が割り当てられ、右ＣＣＤ１ｂに対して、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４及びＡＤ変換回路５を有する出力チャンネル１５が割り当てられる。出力チャンネル１４が出力する信号（即ち、ＡＤ変換回路３が出力するデジタル信号）を、信号ＣＨ１と呼ぶ。出力チャンネル１５が出力する信号（即ち、ＡＤ変換回路５が出力するデジタル信号）を、信号ＣＨ２と呼ぶ。
画像合成回路６は、両チャンネルの信号ＣＨ１及びＣＨ２を合成し、それらを１系統の信号に変換する。画像合成回路６によって得られた信号は、黒レベルを一定にするためのクランプ回路７を介して、補正値算出回路８及びレベル差補正回路９に送られる。
補正値算出回路８は、両出力チャンネルから出力される信号レベルの差（チャンネル間信号レベル差）を補正するための補正値を算出するための回路である。レベル差補正回路９は、補正値算出回路８にて算出された補正値を用いて、チャンネル間信号レベル差を補正するための回路である。ＣＣＤ１の撮像領域全面に均一な光を入射した場合でも、信号ＣＨ１の信号レベルと信号ＣＨ２の信号レベルの間には、差が生じる。この差を、チャンネル間信号レベル差と呼ぶ。チャンネル間信号レベル差は、出力チャンネル１４と１５との間における特性の相違に起因して生じる。
レベル差補正回路９からの出力信号は、ＹＲＧＢ生成回路１０に送られる。ＹＲＧＢ生成回路１０では、レベル差補正回路９からの出力信号に基づいて、Ｙ、Ｒ、Ｇ及びＢ信号が生成される。ＹＲＧＢ生成回路１０によって生成されたＹ信号は、Ｙプロセス回路１１を介してエンコーダ１３に送られる。ＹＲＧＢ生成回路１０によって生成されたＲ、Ｇ及びＢ信号は、Ｃプロセス回路１２を介してエンコーダ１３に送られる。エンコーダ１３では、ＭＰＥＧ４（Moving Picture Experts Group phase 4）やＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の圧縮方式を用いて信号圧縮が行われ、その圧縮によって得られた信号(データ)は、例えば、図示されないメモリ（外部記録媒体を含む）に格納される。
尚、各画素への入射光量が増加するに従って、各画素にて発生する電気信号のアナログの信号レベル（信号の強度）は増大する。そして、そのアナログの信号レベルが増大するに従って、ＡＤ変換回路３または５から出力されるデジタルの信号レベル（即ち、デジタル値）も増大するものとする。また、「信号レベル」と「信号値」は、同義である。
また、ＡＤ変換回路３及び５が出力するデジタル信号を、それぞれ信号ＣＨ１及びＣＨ２と定義したが、画像合成回路６及びクランプ回路７を介して補正値算出回路８及びレベル差補正回路９に送られる信号ＣＨ１及びＣＨ２も、単に信号ＣＨ１及びＣＨ２と呼ぶことにする。
図２は、補正値算出回路８の内部ブロック図を含む、図１のデジタルカメラの一部ブロック図である。補正値算出回路８は、チャンネル間信号レベル差を反映した多数の検出値を算出する検出値算出部２１と、検出値算出部２１が算出した検出値に基づいてチャンネル間信号レベル差を補正するための実測補正値（第１補正値）を算出する実測補正値算出部（第１補正値算出部）２２と、所定の温度条件下で最適化された所定の初期補正値（第２補正値）を予め格納しておく初期補正テーブル（第２補正値格納部）２３と、実測補正値と初期補正値に基づいて、レベル差補正回路９に供給（適用）されるべき最終的な補正値（適用補正値）を算出する適用補正値算出部２４と、適用補正値算出部２４によって算出された補正値（適用補正値）を順次更新して格納する更新用補正テーブル２５と、を備えている。
本実施形態（及び後述する他の実施形態）では、補正値は、信号ＣＨ１に対して施される補正の値として算出される。
レベル差補正回路９は、更新用補正テーブル２５に格納されている補正値を用いて信号ＣＨ１に補正処理を施す。その補正後の信号ＣＨ１と、レベル差補正回路９による補正処理が施されない信号ＣＨ２とが、ＹＲＧＢ生成回路１０に供給される。尚、後に詳説するが、図１のデジタルカメラの電源投入時等の所定の基準時点においては、初期補正テーブル２３に格納された初期補正値を補正値として用いた補正処理が行われる。電源投入時及びその直後においては、初期補正値が強く補正に関与するが、十分に時間が経過した後は、補正値は実測補正値に追従するようになる。
チャンネル間信号レベル差は、図３の実線６０に示す如く、信号レベルに比例する各画素の蓄積電荷量によって異なる（破線６１については後述）。このため、信号ＣＨ１の補正に用いる補正値として、複数の補正値を設けている。図４は、更新用補正テーブル２５に格納されている複数の補正値を、横軸をＣＨ１の信号レベルとして表した模式図である。信号レベルを、その信号レベルの大きさに応じて、５０の信号範囲に分割する場合を例に挙げる。
例えば、デジタル値で０〜１０の値を有する信号は、第１の信号範囲（図４におけるＳＲ１）に属し、１１〜３０の値を有する信号は、第２の信号範囲に属し、・・・、といった具合に、信号のダイナミックレンジを５０個に分割する（図５参照）。
そして、各信号範囲に対して１つの補正値を割り当てる。同様に、各信号範囲に対して１つの実測補正値と１つの初期補正値を割り当てる。図５に、補正値、実測補正値及び初期補正値が、各信号範囲に割り当てられている様子を示す。第ｍの信号範囲に割り当てられた補正値は、第ｍの信号範囲に割り当てられた「実測補正値及び初期補正値」に基づいて算出される（ｍは、１〜５０の任意の整数）。
図６は、検出値算出部２１の動作を説明するためのフローチャートである。図６に示すステップＳ１〜Ｓ４の動作は、ＣＣＤ１による撮影の１フレームごとに行われる。更に図７を参照して、検出値算出部２１の動作を説明する。
図７の上側には、ＣＣＤ１の１水平ライン内の画素であって、左ＣＣＤ１ａと右ＣＣＤ１ｂとの境界Ｌの両側４画素ずつの計８個の画素Ｐ１〜Ｐ８が示されている。画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の順に、左から右へ連なっている。補正値算出回路８及びレベル差補正回路９に与えられる、画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７及びＰ８に対応する信号値（信号レベル）を、それぞれ、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６、ｐ７及びｐ８にて表す。説明の便宜上、図７においては、信号値ｐ１、ｐ３、ｐ５及びｐ７を、信号値ｐ２、ｐ４、ｐ６及びｐ８に対して、下側にシフトさせて表示している。
まず、ステップＳ１において、これらの８画素から水平方向に連続する同一色フィルタ画素を３画素選択する。ＣＣＤ１は、単板方式を採用しており、ＣＣＤ１の各画素には、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の何れかのカラーフィルタ（不図示）が設けられている。同一色フィルタ画素とは、ＣＣＤ１の画素の中で、同一色のカラーフィルタが設けられた画素のことをいう。カラーフィルタが所謂ベイヤー配列にて配列されている場合を例とする。この場合、画素Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６及びＰ８が同一色フィルタ画素の１つの組を成し、画素Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５及びＰ７が同一色フィルタ画素の他の組を成す。
従って、選択される３つの画素の組み合わせとしては、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５）、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）、（Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）および（Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の４通りがある。尚、上記３つの画素から成る画素群の夫々は、検出値算出用の監視画素群として機能する。
ステップＳ２において、４つの組み合わせの夫々に対する検出値を算出する。（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対する検出値の算出法について説明する。３つの画素Ｐ２、Ｐ４及びＰ６のうち、一方の分割撮像領域（この例では、左ＣＣＤ１ａ）に属する２つの画素Ｐ２及びＰ４の信号値ｐ２及びｐ４から、他方の分割撮像領域（この例では、右ＣＣＤ１ｂ）に属する１つの画素Ｐ６の信号値を予測する。つまり、横軸に画素位置を、縦軸に信号値（信号レベル）をとった座標系において、ｐ２とｐ４とを結ぶ線分の傾きから、画素Ｐ６の信号値を予測する。この予測された信号値をｐ６’で表す。
そして、画素Ｐ６の実際の信号値（以下、「実際の信号値」を「実際値」と呼ぶこともある）ｐ６と、画素Ｐ６の予測された信号値（以下、「予測された信号値」を「予測値」と呼ぶこともある）ｐ６’とに基づいて、この（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対応する検出値ｄ６を算出する。
検出値は、実際値と予測値との差分値、または、実際値と予測値との比率によって表現される。以下は、特に記述しない限り、検出値が比率によって表されるものとする。或る１つの検出値のみに着目した場合、検出値は、チャンネル間信号レベル差をなくすために信号ＣＨ１に対して乗じるべきゲインを表している。
上述したように、検出値に応じて求められる補正値は、信号ＣＨ１に対して施される補正の値として取り扱われる。このため、予測値が右ＣＣＤ１ｂ内の画素の予測値である場合には、実際値÷予測値を検出値として算出する。つまり、例えば、ｄ６＝ｐ６÷ｐ６’、とされる。予測値が左ＣＣＤ１ａ内の画素の予測値である場合には、予測値÷実際値を検出値として算出する。
他の組み合せ（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５）、（Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）および（Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）についても、同様の処理が行われる。つまり、画素Ｐ５、Ｐ３及びＰ４の信号値の予測値ｐ５’、ｐ３’及びｐ４’を算出され、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５）、（Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）及び（Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の組に対応する検出値ｄ５（＝ｐ５÷ｐ５’）、ｄ３（＝ｐ３’÷ｐ３）及びｄ４（＝ｐ４’÷ｐ４）が算出される。
上記ステップＳ１及びＳ２の処理は、ＣＣＤ１の撮影によって得られた画像の各水平ラインに対して繰り返し行われる。例えば、上記ステップＳ１及びＳ２の処理は、その画像を構成する全ての水平ラインを対象として、各水平ラインごとに行われる。つまり、例えば、ステップＳ２に続くステップＳ３において、ステップＳ１及びＳ２の処理が全ての水平ラインについて行われたかが判断され、全ての水平ラインについて行っていない場合は、他の水平ラインを選択した上で（ステップＳ４）ステップＳ１に戻る。一方、全ての水平ラインについて行ったと判断された場合は、図６の処理を終える。
画像（ＣＣＤ１）の水平ラインの本数がｎ本（ｎは自然数）であった場合、１フレームの画像から、（ｎ×４）個の検出値が算出される。算出された検出値は、実測補正値算出部２２による実測補正値の算出に利用される。但し、後の説明からも理解されるが、毎フレームにおいて（ｎ×４）個の検出値を算出する必要は必ずしもなく、実測補正値の算出（或いは、更新用補正テーブル２５内の補正値の更新）に必要な検出値のみを各フレームにおいて最低限算出すれば足る。
次に、実測補正値算出部２２の動作について説明する。実測補正値算出部２２は、検出値算出部２１が算出した複数の検出値に基づいて、５０個の実測補正値を算出する。５０個の実測補正値の算出は、例えばフレーム毎に行われる。但し、後の説明からも理解されるが、毎フレームにおいて５０個の実測補正値を算出する必要は必ずしもなく、更新用補正テーブル２５内の補正値の更新に必要な実測補正値のみを各フレームにおいて最低限算出すれば足る。
各実測補正値を算出するために、まず、検出値算出部２１によって算出された各検出値の属する信号範囲が判断される。つまり、各検出値が、第１、第２、・・・第５０の信号範囲のいずれに属する検出値であるかが判断される。この判断は、各検出値の算出の基になった信号値に基づいて行われる。また、この判断は、例えば、実測補正値算出部２２によって行われるが、検出値算出部２１によって行われるようにしてもよい。
各検出値は、３つの信号値に基づいて算出されるが、その３つの信号値の内、左ＣＣＤ１ａ内の画素に対応する信号値を、信号範囲分類用の判断値として用いて、各検出値の属する信号範囲を特定する。左ＣＣＤ１ａ内の画素に対応する信号値が２つある場合は、例えば、境界Ｌに近い方の画素の信号値を上記判断値として用いて、各検出値の属する信号範囲を特定する。或る検出値に対応する判断値が第ｍの信号範囲（ｍは１〜５０の任意の整数）に属している場合、その検出値は第ｍの信号範囲に属していると判断される。
例えば、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対する検出値ｄ６が属する信号範囲は、信号値ｐ４を判断値として用いることにより、特定される。ｐ４の値が「１２」であって、且つ、上述の如く第２の信号範囲が「１１〜３０」の場合は（図５参照）、「１２」が第２の信号範囲に属するため、検出値ｄ６は第２の信号範囲に属すると判断される。
但し、検出値が何れの信号範囲に属するかを判断する手法として、様々な手法を適用することが可能である。例えば、検出値の算出の基になった３つの信号値の内の任意の１以上の信号値を用いて得られる値を信号範囲分類用の判断値とし、その判断値を用いて、各検出値が何れの信号範囲に属するかを判断することも可能である。
例えば、検出値ｄ６の属する信号範囲を特定するための判断値として、ｐ２、ｐ４及びｐ６の何れか１つを採用するようにしてもよいし、ｐ２、ｐ４及びｐ６の内の２以上の値の平均値を採用するようにしてもよいし、更に、それらにｐ６’を加味した値を採用するようにしてもよい。
第ｍの信号範囲に属すると判断された検出値を用いて、第ｍの信号範囲に対応する実測補正値が算出される。但し、第ｍの信号範囲に対応する実測補正値を算出するに際して、検出値の算出の基となった信号値または検出値に基づいて各検出値の有効性を判断し、有効と判断した検出値のみを用いて、第ｍの信号範囲に対応する実測補正値を算出するようにする（無効と判断された検出値は無視される）。
この有効／無効の判断手法を、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対する検出値ｄ６に着目して例示する。実測補正値算出部２２は、下記式（１）及び（２）の双方を満たす場合にのみ検出値ｄ６を有効と判断し、それ以外の場合はノイズ等の影響によって検出値ｄ６の信頼性が低いと判断して検出値ｄ６を無効と判断する。
｜ｐ４−ｐ２｜≦ｐ４×Ｋ1 ・・・（１）
ｔｈ１≦ｄ６≦ｔｈ２ ・・・（２）
ここで、Ｋ1は、０＜Ｋ1≦１の範囲内で任意に設定される。また、ｔｈ１及びｔｈ２は閾値であり、ｔｈ１＜ｔｈ２が成立する。閾値ｔｈ１及びｔｈ２については、後に詳説する。
実測補正値算出部２２による実測補正値の算出手法として、様々な手法を採用可能である。
まず、採用可能な最も基本的な手法を「基本実測補正値算出法」として説明する。基本実測補正値算出法では、信号範囲ごとに、有効と判断された、１フレーム分の検出値の平均値を算出し、その平均値を実測補正値として採用する。
例えば、或る１つのフレームにおいて、第１の信号範囲に属し、且つ、有効と判断された検出値が、「１．１１」、「１．０９」及び「１．１０」であったとする。この場合、第１の信号範囲に対応する実測補正値は、「（１．１１＋１．０９＋１．１０）／３＝１．１０」より、「１．１０」となる。この実測補正値は、チャンネル間信号レベル差を（理想的には）なくすために、信号ＣＨ１に対して乗じるべきゲインを表している。（上述したように、電源投入時から十分に時間が経過した後は、補正値は実測補正値に追従するようになる）。他の信号範囲についても、同様に実測補正値が算出される。
次に、適用補正値算出部２４の内部構成及び動作と、更新用補正テーブル２５に格納される補正値の更新手法と、レベル差補正回路９による補正手法と、について説明する。図８は、適用補正値算出部２４の内部構成の一例を示すブロック図である。図８には、乗算器３１及び３４と、加算器３２と、レジスタ（遅延回路）３３とから成るフィルタ３０が示されている。フィルタ３０は、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタとなっている。
乗算器３１は、入力値と係数（１−Ｋ2）との乗算結果を出力する。加算器３２は、乗算器３１の出力値と乗算器３４の出力値との加算結果を出力する。レジスタ３３は、加算器３２の出力値を保持すると共に、該出力値を単位時間だけ遅延させて出力する。乗算器３４は、レジスタ３３の出力値と係数Ｋ2との乗算結果を出力する。レジスタ３３による遅延時間（即ち、上記単位時間）は、例えば５０フレームに相当する時間となっているが、動作中に適宜変更されうる。係数Ｋ2は１未満の正の数である。
フィルタ３０は、フィルタ３０への入力値（即ち、乗算器３１への入力値）を時間方向に平滑化して出力するローパスフィルタとして機能する。フィルタ３０の出力値（レジスタ３３の出力値）は、適用補正値算出部２４が算出した補正値（適用補正値）として更新用補正テーブル２５に送られる。
１つのフィルタ３０を流用して、第１〜第５０の信号範囲に対応する合計５０個の補正値を算出することも可能であるが、今、説明の簡単化のため、１つの信号範囲に対応する１つの補正値を算出するために、１つのフィルタ３０が設けられている場合を説明する。この場合、適用補正値算出部２４は、５０個のフィルタ３０を備えて構成されることになる。
第ｍ番目のフィルタ３０は、第ｍの信号範囲に対応する「初期補正値及び実測補正値」に基づいて、第ｍの信号範囲に対応する補正値（適用補正値）を算出する（ｍは、１〜５０の任意の整数）。図１のデジタルカメラに電源が投入され、図１に示す各部が起動した時点（この時点を、「基準時点」と呼ぶ）では、第ｍ番目のフィルタ３０のレジスタ３３の格納値及び出力値、並びに、更新用補正テーブル２５に格納されている第ｍの信号範囲に対応する補正値（適用補正値）は、初期補正テーブル２３に格納されている第ｍの信号範囲に対応する初期補正値と一致するようになっている。
上記基準時点以降の或るフレームにおいて算出された第ｍの信号範囲に対応する実測補正値は、第ｍ番目のフィルタ３０の乗算器３１への入力値となる。このため、上記基準時点において第ｍの信号範囲に対応する初期補正値と一致していた第ｍ番目のフィルタ３０のレジスタ３３の出力値は、上記基準時点以降において、徐々に第ｍの信号範囲に対応する実測補正値に追従するようになる。
第ｍ番目のフィルタ３０のレジスタ３３の出力値は、第ｍの信号範囲に対応する補正値として、更新用補正テーブル２５に格納される。第ｍ番目のフィルタ３０のレジスタ３３の出力値が更新されると、更新用補正テーブル２５内の第ｍの信号範囲に対応する補正値も更新される。
レベル差補正回路９は、信号ＣＨ１を受ける。信号ＣＨ１には、左ＣＣＤ１ａ内の各画素で発生した電気信号に対応する複数の撮像信号が含まれている。レベル差補正回路９は、信号ＣＨ１を構成する各撮像信号が、何れの信号範囲に属しているかを判断する。そして、レベル差補正回路９は、第ｍの信号範囲に属していると判断された撮像信号の信号値に対して、更新用補正テーブル２５に格納された、第ｍの信号範囲に対応する最新の補正値（適用補正値）を乗じる。その乗算によって得られた信号値は、チャンネル間信号レベル差が補正された信号値として、ＹＲＧＢ生成回路１０に送られる。
例えば、ある撮像信号の信号値が「１５」であって、且つ、上述の如く第２の信号範囲が「１１〜３０」の場合（図５参照）、その撮像信号は第２の信号範囲に属すると判断される。そして、第２の信号範囲に対応する補正値（適用補正値）が「１．２」である場合は、「１８」（＝１５×１．２）の値を有する信号が、ＹＲＧＢ生成回路１０に送られる。
尚、レベル差補正回路９が行う補正処理を「乗算」と表現しているが、この乗算と同じ結果或いは近似した結果を得ることのできる任意の他の手法を採用することも可能である。例えば、第ｍの信号範囲の中央値と第ｍの信号範囲に対応する補正値との乗算結果から第ｍの信号範囲の中央値を減算した値を算出しておき、その値（減算結果）を第ｍの信号範囲に属する各撮像信号に加算することによって、チャンネル間信号レベル差を補正するようにしてもよい。
ＣＣＤ１並びに出力チャンネル１４及び１５の動作温度や図１のデジタルカメラの周囲温度が変わると、信号レベルとチャンネル間信号レベル差との関係は、図３の実線６０から破線６１のように変化する。従って、実際の動作温度等に応じて補正値を適宜変更する必要があるが、急峻に補正値を変更すると信号ＣＨ１の信号レベルも急峻に補正され、特に動画撮影時では、逆に視覚的違和感の発生を招いてしまう。
しかし、上記のように構成すれば、電源投入直後は、所定の温度条件下で最適化された初期補正値を実際に適用する補正値として用いてチャンネル間信号レベル差の補正処理が行われ、徐々に、該補正処理に用いられる補正値が実際の動作温度に適した値（即ち、実測補正値）に変更されていく。このため、チャンネル間信号レベル差は、なめらかに補正され、特に動画の品質向上に寄与する。
また、レベル差補正回路９が信号ＣＨ１に対してのみ補正を行うことによって、信号ＣＨ１の信号レベルを信号ＣＨ２の信号レベルにあわせにいくという手法を上述したが、信号ＣＨ１とＣＨ２の双方に対して補正を施すことによって同様の作用を得るようにしても構わない。
この場合、レベル差補正回路９は、信号ＣＨ１とＣＨ２の双方を補正対象信号として受け、信号ＣＨ１とＣＨ２を構成する各撮像信号が何れの信号範囲に属しているかを判断する。そして、第ｍの信号範囲に属していると判断された各撮像信号の信号値を、更新用補正テーブル２５に格納された、第ｍの信号範囲に対応する最新の補正値（適用補正値）を用いて補正する。
例えば、補正値の（約）５０％ずつを信号ＣＨ１とＣＨ２に反映させることにより、上述と同様の作用を得る。或る１つの信号範囲に着目し、最新の補正値（適用補正値）がＪ（例えば、１．２）であったとする。この場合、信号ＣＨ１の撮像信号の信号値に対して“（１＋（Ｊ−１）／２）”を乗じ、信号ＣＨ２の撮像信号の信号値に対して“（１＋（Ｊ−１）／２）÷Ｊ”を乗じる。そして、その乗算によって得られた信号ＣＨ１とＣＨ２の信号値を、チャンネル間信号レベル差が補正された信号値として、ＹＲＧＢ生成回路１０に送るようにする。
補正値を、例えば５０％ずつ信号ＣＨ１とＣＨ２に反映させることによって、チャンネル間信号レベル差を補正するという上記手法は、後に説明する様々な変形例（他の実施形態を含む）に対しても適用可能である。
また、逐次得られる実測補正値は、時間方向のローパスフィルタ（本実施形態では、フィルタ３０を例示）を介して、実際に補正処理に用いられる補正値に反映されるが、上記基準時点（電源投入時等）の直後と、それ以降において、そのローパスフィルタの時定数を変化させるとよい。
例えば、上記基準時点の直後では、そのローパスフィルタの時定数をτ1としておき、時間の経過とともに（例えば、撮影が進むに従って）該時定数をより大きなτ2に向かわせ、最終的に、該時定数をτ2に固定する（但し、τ1＜τ2）。図８に示すフィルタ３０を用いる場合は、時間の経過に伴って係数Ｋ2を変更していけばよい。
上記基準時点以降において、補正値（適用補正値）は最新の実測補正値に応じた値に向かって徐々に変更されていくことになるが、上記のように時定数を変更することにより、補正値が実測補正値に向かう速度（或いは、次々と算出される実測補正値の変化に対する補正値の応答速度）が、電源投入直後は速く、それ以降は徐々に遅くなる。
つまり、電源投入直後は、素早く現在の温度状況に適した補正テーブルへと更新用補正テーブル２５が更新されていくことになるため、チャンネル間信号レベル差の補正内容が、現在の温度状況に適したものへと素早く変更される。一方において、電源投入から暫く経過した時点では、温度変化は緩やかなものになっていると考えられるので、実測補正値の変化も少ないと考えられる。また、電源投入から暫く経過した時点における実測補正値の大きな変化は、ノイズ等の影響によることが多い。従って、電源投入から暫く経過した時点では、更新用補正テーブル２５内の補正値の変化量を比較的大きく制限し、ノイズ等に起因する補正値の急峻な変更を低減する。
また、図９を参照して、更新用補正テーブル２５内の補正値の更新タイミングの具体例を示す。上記基準時点以降の第１番目のフレームにおいて、第１の信号範囲に対応する補正値を、第１の信号範囲に対応するフィルタ３０の出力値に応じて、初めて更新する。次に訪れる第２番目のフレームにおいて、第２の信号範囲に対応する補正値を、第２の信号範囲に対応するフィルタ３０の出力値に応じて、初めて更新する。
このように、１つのフレームで１つの補正値を更新するようにする。この場合、第ｍの信号範囲に対応する補正値の更新を行うフレームにおいてのみ、第ｍの信号範囲に対応するフィルタ３０（レジスタ３３）の出力値は更新される。つまり例えば、上記の第１番目のフレームにおいては、第１の信号範囲に対応するフィルタ３０（レジスタ３３）の出力値のみが更新され、第２〜５０の信号範囲に対応するフィルタ３０（レジスタ３３）の出力値は更新されない。
５０フレーム期間を用いて５０個の補正値の初回更新を行った後、第５１番目〜第１００番目のフレームを用いて、５０個の補正値の２回目の更新を行う。その２回目の更新が終わったあとは、休止期間をおいてから、５０個の補正値の３回目の更新を行う。例えば、休止期間を２０フレーム期間とし、第１２１番目〜第１７０番目のフレームを用いて３回目の更新を行う。その３回目の更新が終わったあとは、他の休止期間をおいてから、５０個の補正値の４回目の更新を行う。例えば、上記他の休止期間を４０フレーム期間とし、第２１１番目〜第２６０番目のフレームを用いて４回目の更新を行う。
このように、補正値の更新間隔を、当初は短くしておきつつ、徐々に広げていくことによっても、補正値が実測補正値に向かう速度が、電源投入直後は速く、それ以降は徐々に遅くなる。
また、適用補正値算出部２４として、図８のような巡回型回路（フィルタ３０）を採用する例を示したが、過去の実測補正値を最新の実測補正値に加味することによって、上述のフィルタ３０と同様の作用を得るようにしてもよい。例えば、第ｍの信号範囲に属する、最新の実測補正値、前回の実測補正値及び２回前の実測補正値（・・・）の平均値または加重平均値を、今回に更新されるべき、第ｍの信号範囲に属する補正値として採用しても良い。これにより、最新の補正値は、過去の実測補正値の影響を受けつつ、最新の実測補正値に追従するようになる。
ところで、「基本実測補正値算出法」として上述した、実測補正値算出部２２による実測補正値の算出手法には改良すべき点がある。この改良すべき点について考察する。
図１０の曲線６３は、或る１つの信号範囲に属する検出値の、１フレーム分の分布を示している。この分布におけるピーク６４に対応する標本値、すなわち最頻値は、チャンネル間信号レベル差をなくすために信号ＣＨ１に対して乗じるべきゲインの理想値Ｇidを表している。
ノイズ等の影響を全く考慮する必要がなく、１フレーム分の全ての検出値の平均値を算出した場合、その平均値は理想値Ｇidと略同じになると考えられる。しかしながら、実際にはノイズ等の影響がある。従って、図７の（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対応する検出値ｄ６を考えた場合、上記式（１）及び（２）の何れか一方でも満たさないならば検出値ｄ６を無効とする必要がある。
一方、チャンネル間信号レベル差がなるだけゼロに近づくように出力チャンネル１４及び１５は作成されるため、検出値の有効／無効を判断するための閾値ｔｈ１及びｔｈ２は、「１．０」を中心に設定される。即ち、ｔｈ１＝１．０−Δｄ、且つ、ｔｈ２＝１．０＋Δｄ、と設定される（但し、０＜Δｄ＜１、であって、例えば、Δｄ＝０．２）。
仮に、チャンネル間信号レベル差が補正するまでもなくゼロであった場合、検出値の分布のピークに対応する標本値は（略）「１．０」に一致する。ところが、実際には通常、図１０に示す如く、ピーク６４に対応する標本値は「１．０」とは異なる。一方において、閾値ｔｈ１未満の検出値と閾値ｔｈ２を超える検出値は、無効な検出値として平均値の算出から除外する必要がある。この結果、ｔｈ１からｔｈ２の範囲内の検出値の平均値Ｇrは、最頻値（理想値Ｇid）からずれることになり、本来検出したい値が精度良く検出できないという問題が生じる。
このような問題を解決する、実測補正値算出部２２による実測補正値の算出手法として、以下に、第１、第２及び第３実測補正値算出法を例示する。
第１〜第３実測補正値算出法においても、上記式（１）及び（２）と同様の条件を満たさない検出値は無効とされ、実測補正値の算出において無視される。閾値ｔｈ１から閾値ｔｈ２までの範囲を制限範囲と呼ぶ。
［第１実測補正値算出法］
まず、実測補正値算出部２２による第１実測補正値算出法を説明する。第１実測補正値算出法では、第ｍの信号範囲に属する、１フレーム分の検出値の分布（以下、「検出値分布α」という）を参照する。図１１に、検出値分布αを示す。そして、その検出値分布αのピークに対応する検出値（標本値）、すなわち最頻値Ｇ1を検索し、その最頻値Ｇ1を用いて、第ｍの信号範囲に対応する実測補正値を算出する。勿論、この算出は、ｍ＝１〜５０の夫々に対して行われる。仮に、上記制限範囲（ｔｈ１〜ｔｈ２）外に分布の最頻値が存在していても、当然、その最頻値は無視される。以下、説明の簡略化上、１つの信号範囲にのみ着目して第１実測補正値算出法の説明を継続する。
最も単純には、検出値分布αの最頻値Ｇ1そのものを、実測補正値として採用する。これは、図１０を参照すれば、理想値Ｇidを実測補正値として採用することに等しい。また、検出値分布αにおいて度数が２番目に多い検出値（標本値）と、最頻値Ｇ1（度数が１番多い検出値）との平均或いは加重平均を、実測補正値として採用してもよい。更に、検出値分布αにおいて度数が３番目に多い検出値（、４番目に多い検出値、・・・）を加味して、実測補正値を算出しても良い。また更に、最頻値Ｇ1に隣接する検出値（標本値）を考慮して実測補正値を算出しても良い。
第１実測補正値算出法を用いれば、本来検出したい値が精度良く検出され、チャンネル間信号レベル差の補正精度が向上する。
［第２実測補正値算出法］
次に、実測補正値算出部２２による第２実測補正値算出法を、図１２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。第２実測補正値算出法では、検出値の制限範囲が、検出値に応じて逐次変更される。即ち、閾値ｔｈ１とｔｈ２が、検出値に応じて逐次変更される。以下、説明の簡略化上、１つの信号範囲にのみ着目して第２実測補正値算出法の説明を継続するが、５０個の信号範囲の夫々に対して同様の処理が行われる。
第２実測補正値算出法でも、第１実測補正値算出法と同様、或る信号範囲に属する、１フレーム分の検出値の分布（検出値分布α）を参照する。図１２（ａ）に、この検出値分布αを示す。
そして、検出値分布αにおいて、ｔｈ１からｔｈ２までの制限範囲内の検出値（標本値）の平均値Ｇ2を算出する。当初、ｔｈ１とｔｈ２は、上述したように、ｔｈ１＝１．０−Δｄ、且つ、ｔｈ２＝１．０＋Δｄ、と設定されており、この時点における制限範囲を図１２（ａ）において符号６６で示す。算出された平均値Ｇ2は、当該信号範囲に対応する実測補正値として適用補正値算出部２４に送られる。
１または２以上のフレーム期間が経過し、当該信号範囲に対応する実測補正値を次に算出する際には、同じ信号範囲に属する、最新の１フレーム分の検出値の分布（以下、「検出値分布β」という）を参照する。図１２（ｂ）に、この検出値分布βを示す。検出値分布βは、典型的には検出値分布αと同じと考えることができる。
そして、検出値分布βにおいて、ｔｈ１からｔｈ２までの制限範囲内の検出値の平均値Ｇ3を算出するが、この際、前回の算出にて得た平均値Ｇ2に応じてｔｈ１とｔｈ２が変更される。具体的には、ｔｈ１＝Ｇ2−Δｄ、且つ、ｔｈ２＝Ｇ2＋Δｄ、と変更される。つまり、変更された、ｔｈ１（＝Ｇ2−Δｄ）からｔｈ２（＝Ｇ2＋Δｄ）までの制限範囲内の検出値の平均値Ｇ3を算出し、この平均値Ｇ3を当該信号範囲に対応する最新の実測補正値として適用補正値算出部２４に送る。平均値Ｇ3を算出する際の制限範囲を図１２（ｂ）において符号６８で示す。
更にその次の実測補正値を算出する際には、上述と同様に、ｔｈ１とｔｈ２が変更され、ｔｈ１（＝Ｇ3−Δｄ）からｔｈ２（＝Ｇ3−Δｄ）までの制限範囲内の検出値の平均値が最新の実測補正値とされる。
第２実測補正値算出法を用いるようにすれば、制限範囲の中心が本来検出すべき値に（略）一致するように変更されていくため、チャンネル間信号レベル差の補正精度が向上する。
［第３実測補正値算出法］
次に、実測補正値算出部２２による第３実測補正値算出法を説明する。
まず、図１４に関する説明を行う。図１４は、左ＣＣＤ１ａと右ＣＣＤ１ｂとの境界Ｌ付近の検出値算出領域７５を示している。図１４において、検出値算出領域７５は二点鎖線によって囲まれている。ＣＣＤ１の各水平ラインにおいて、境界Ｌの両側に４画素ずつの計８個の画素を特定する。この特定された画素の集まりが、検出値算出領域７５を形成する。ＣＣＤ１の水平ラインの本数がｎ本（ｎは自然数）であれば、検出値算出領域７５は、（ｎ×８）個の画素から構成されることになる。各水平ライン上における検出値算出領域７５内の８つ画素は、図７を参照して説明した画素Ｐ１〜Ｐ８である。検出値算出領域７５内であって且つ左ＣＣＤ１ａ内に配置される、合計（ｎ×４）個の画素の集まりを、画素群７７と呼ぶ。
第３実測補正値算出法では、画素群７７内の合計（ｎ×４）個の画素に対応する信号値（信号レベル）の分布を参照する。
まず、補正値算出回路８に与えられる、画素群７７内の各画素に対応する信号値（信号レベル）を、上述の第１〜第５０の信号範囲の何れかに分類する。例えば、或る信号値（信号レベル）が「１２」であって、且つ、上述の如く第２の信号範囲が「１１〜３０」である場合は（図５参照）、「１２」が第２の信号範囲に属するため、その信号値（信号レベル）は第２の信号範囲に属すると判断される。
そして、各信号範囲ごとに、画素群７７内の画素の信号値（信号レベル）の分布（以下、「信号レベル分布」という）を形成する。各信号レベル分布は、各信号範囲に属する「画素群７７内の画素の信号値」のみを用いて形成される。
例えば、画素群７７内の画素の信号値が、それぞれ、「８」、「９」、「１０」、「１１」、「１２」、「１３」、「１４」及び「５０」であって（ｎ＝２と仮定）、且つ、上述の如く第１及び第２の信号範囲が夫々「０〜１０」及び「１１〜３０」である場合を考える（図５参照）。この場合は、第１の信号範囲についての信号レベル分布は、「８」、「９」及び「１０」を標本値として形成され、第２の信号範囲についての信号レベル分布は、「１１」、「１２」、「１３」及び「１４」を標本値として形成される。「５０」は、第１及び第２の信号範囲と異なる信号範囲についての信号レベル分布の標本値となる。
以下、説明の簡略化上、１つの信号範囲にのみ着目して第３実測補正値算出法の説明を継続するが、５０個の信号範囲の夫々に対して同様の処理が行われる。第２の信号範囲に着目するものとし、第２の信号範囲が「１１〜３０」であるとする。
図１３に、第２の信号範囲についての信号レベル分布７０を示す。実測補正値算出部２２は、信号レベル分布７０のピークに対応する信号値（信号レベル）、即ち、信号レベル分布７０の最頻値Ｆ1を求める。そして、その最頻値（信号レベル）Ｆ1と同じ信号値（信号レベル）を与える画素を画素群７７内から選ぶ。選ばれた画素を、以下、「選定画素」という。続いて、選定画素を用いて算出された検出値を特定し、特定された検出値の平均値を実測補正値として算出する。
具体的な数値例を挙げる。説明の簡単化のため、ＣＣＤ１の水平ラインが１つしかないと仮定する。図７を参照して説明したように、その水平ラインに関し、画素Ｐ１〜Ｐ８及びそれらに対応する信号値（信号レベル）ｐ１〜ｐ８を定義する。更に、最頻値Ｆ1が２０であるとし、ｐ１、ｐ２、ｐ３及びｐ４が、夫々、「２２」、「２０」、「１２」及び「２０」であるとする。この場合、画素Ｐ２とＰ４が選定画素となり、選定画素を用いて算出された検出値は、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に対応する検出値ｄ６と（Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の組に対応する検出値ｄ４となる。従って、この場合、実測補正値算出部２２によって算出されるべき実測補正値は、（ｄ４＋ｄ６）／２、となる。
また、上記の数値例からも分かるように、実測補正値を算出する上で、幾つかの検出値（上記数値例では、ｄ３及びｄ５）は使用されない可能性がある。従って、第３実測補正値算出法を採用する場合は、検出値算出部２１と実測補正値算出部２２が協働することにより、使用されない検出値の算出を省略する、といったことも可能である。つまり、まず、実測補正値を算出するために必要な検出値が何れであるかを判断してから、必要な検出値のみを算出するようにすればよい。
尚、最頻値（信号レベル）Ｆ1に近い信号値(信号レベル)を与える画素をも選定画素に含めるようにしても良い。例えば、画素群７７内の画素の信号値を「ｐ」で表した場合、「（Ｆ1−ΔＦ）≦ｐ≦（Ｆ1＋ΔＦ）」を満たす画素を全て選定画素としても構わない。ここで、ΔＦは１以上の整数である。上記数値例の下、ΔＦ＝２とした場合、画素Ｐ１も選定画素に含まれることになり、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５）の組に対応する検出値ｄ５も実測補正値の算出に用いられることになる。この場合、実測補正値は、（ｄ４＋ｄ５＋ｄ６）／３、となる。
図１３の曲線７１は、１つの信号範囲内における、信号レベルとチャンネル間信号レベル差との関係を表している。各信号範囲は信号レベルの幅を有しているため、同一の信号範囲においてもチャンネル間信号レベル差は、信号レベルに応じて変化する。これを考慮し、第３実測補正値算出法では、信号レベル分布７０の最頻値Ｆ1に対応する信号値に基づいて算出された検出値を用いて、実測補正値を算出する。これにより、補正されるべき実際のチャンネル間信号レベル差（図１３のＤＩＦ）に即した、実測補正値が算出されるようになり、チャンネル間信号レベル差の補正精度が向上する。
このことについて説明を加えておく。チャンネル間信号レベル差の存在に起因する画像の乱れ（視覚的影響）は、ＣＣＤ１の境界Ｌ付近に対応する画像が平坦画像（例えば、所謂ベタ塗り画像）である場合に顕著となる。境界Ｌ付近に平坦画像が与えられた場合、信号レベル分布は、図１３の信号レベル分布７０の如く明確なピークを持った分布となり、このような場合に第３実測補正値算出法は特に有効に機能する。仮に、信号レベル分布が明確なピークを持たないブロードな分布となっても、第３実測補正値算出法を採用したことによる悪影響は軽微（或いは皆無）である。そのような分布を与える画像においては、チャンネル間信号レベル差の存在に起因する画像の乱れ（視覚的影響）は少ないからである。
［検出値について］
尚、検出値（例えばｄ６）を、実測値（例えばｐ６）と予測値（例えばｐ６’）との比率によって表現する場合を、主にして説明を行ったが、上述したように、検出値を実際値と予測値との差分値で表現することも可能である。例えば、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の組に着目した場合、検出値ｄ６を、等式：ｄ６＝ｐ６−ｐ６’、にて算出する（図７参照）。同様に、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５）、（Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）及び（Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の組に対応する検出値ｄ５（＝ｐ５−ｐ５’）、ｄ３（＝ｐ３’−ｐ３）及びｄ４（＝ｐ４’−ｐ４）を算出する。
検出値を実際値と予測値との差分値で表現しても、検出値にはチャンネル間信号レベル差を表す情報が含まれることになるため、検出値を実際値と予測値との比率で表現した場合と同様の補正処理（チャンネル間信号レベル差に対する補正処理）が実現可能である。
検出値を実際値と予測値との差分値で表現した場合、これに伴って、例えば、実測補正値算出部２２にて算出される実測補正値、初期補正テーブル２３に格納される初期補正値及び適用補正値算出部２４にて算出される補正値（適用補正値）も差分値の形にて表現される。そして例えば、レベル差補正回路９は、差分値の形にて表現された補正値（適用補正値）に応じた値を、与えられた信号ＣＨ１に加算することによって、チャンネル間信号レベル差に対する補正処理を行うことになる。また、補正値を差分値の形で表現している場合においても、補正値が比率によって表されている場合と同様、差分値の形にて表現された補正値（適用補正値）に応じた値の５０％ずつを信号ＣＨ１とＣＨ２に反映させることによって、チャンネル間信号レベル差に対する補正処理が行われるようにしてもよい。
また、１水平ラインごとに４つの検出値算出用の監視画素群を選択し、１水平ラインごとに４つの検出値を算出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各水平ラインにおいて、検出値算出領域７５（図１４参照）内に位置する８画素Ｐ１〜Ｐ８から同一色フィルタ画素を選択する。カラーフィルタがベイヤー配列にて配列されている場合、選択される同一色フィルタ画素の組み合わせは、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）及び（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の２通りとなる。
そして、各組み合わせにおいて、一方の分割撮像領域に属する２つの画素の信号値の平均値と他方の分割撮像領域に属する２つの画素の信号値の平均値との比率または差分値を検出値とする。例えば、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）の組み合わせ（監視画素群）に着目した場合、「一方の分割撮像領域（この例では、左ＣＣＤ１ａ）に属する２つの画素Ｐ２及びＰ４の信号値ｐ２及びｐ４の平均値」と「他方の分割撮像領域（この例では、右ＣＣＤ１ｂ）に属する２つの画素Ｐ６及びＰ８の信号値ｐ６及びｐ８の平均値」との比率Ｒ1または差分値Ｒ2を、検出値算出部２１が算出する検出値として採用する。比率Ｒ1及び差分値Ｒ2は、それぞれ、下記式（３）及び（４）によって表される。
Ｒ1＝（（ｐ６＋ｐ８）／２）／（（ｐ２＋ｐ４）／２） ・・・（３）
Ｒ2＝（（ｐ６＋ｐ８）／２）−（（ｐ２＋ｐ４）／２） ・・・（４）
同様にして、（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）の組み合わせに対応する検出値も算出する。そして、同様の処理を各水平ラインに対して繰り返し行う。画像（ＣＣＤ１）の水平ラインの本数がｎ本（ｎは自然数）であった場合、１フレームの画像から、（ｎ×２）個の検出値が算出されることになる。
尚、この場合も、検出値の算出の基になった信号値に基づいて、その検出値が属する信号範囲は特定される。例えば、（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）に対応する検出値（Ｒ1またはＲ2）が属する信号範囲は、「信号値ｐ４（、ｐ２、ｐ６またはｐ８）が属する信号範囲」、あるいは、「信号値ｐ２、ｐ４、ｐ６及びｐ８の内の２以上の信号値を用いて算出される値が属する信号範囲」、と同じとされる。
また、「適用補正値算出部２４を設けることにより、チャンネル間信号レベル差の補正に用いる補正値を、初期補正値から実際の動作温度に適した値（即ち、実測補正値）に徐々に変更していく」、という例を上述したが、適用補正値算出部２４の機能を省略することも可能である。つまり、実測補正値算出部２２にて算出された実測補正値を、そのまま、チャンネル間信号レベル差の補正に用いる補正値（適用補正値）として使用することも可能である。これは、図８のフィルタ３０の入出力を短絡することに等しい。この場合でも、例えば、上記の第１〜第３算出手法の何れかを用いることにより、チャンネル間信号レベル差の補正精度の向上を見込むことができる。
また、図１では、補正値算出回路８及びレベル差補正回路９がクランプ回路７の後段に設けられているが、補正値算出回路８及びレベル差補正回路９の配置位置を、出力チャンネル１４及び１５の後段の任意の箇所に変更することが可能である。但し、それらをクランプ回路７よりも前段に設ける場合、クランプ回路７は、レベル差補正回路９が用いる補正値に応じた処理を行う必要がある。
＜＜第２実施形態＞＞
上述の説明から明らかなように、図２の検出値算出部２１による検出値の算出は、図１４の検出値算出領域７５内の画素から得られた信号に基づいて行われる。従って、検出値算出領域７５内の画素から得られる信号に、ノイズ成分が混入していると、正確な補正値を算出することができなくなる。これを考慮し、補正値算出回路８の前段に空間平滑化回路を挿入する、という変形を施しても良い。この変形を施した実施形態を、本発明の第２実施形態として説明する。
図１５に、本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図を示す。図１５において、図１と同一の部分には同一の符号を付してある。図１５のデジタルカメラは、空間平滑化回路１６を追加した点以外、図１のデジタルカメラと一致している。従って、空間平滑化回路１６の機能についてのみ説明を行う。
図１５において、空間平滑化回路１６は、補正値算出回路８の前段に設けられている。空間平滑化回路１６は、クランプ回路７からの送られてくる信号ＣＨ１及びＣＨ２を受け、それらの信号に空間方向の平滑化処理を施す。そして、該平滑化処理後の信号ＣＨ１及びＣＨ２を、補正値算出回路８に送る。図１５における補正値算出回路８は、空間平滑化回路１６から送られてきた上記平滑化処理後の信号ＣＨ１及びＣＨ２を、第１実施形態（図１）におけるクランプ回路７からの信号ＣＨ１及びＣＨ２と取り扱って、第１実施形態と同様に、補正値の算出及び出力を行う。
空間平滑化回路１６は、上記平滑化処理として、例えば、垂直ＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理を行う。この垂直ＬＰＦ処理は、検出値算出領域７５内の各画素に対して施される。
例えば、図１４の領域７６内における、垂直方向に並んだ９個の画素に着目する。領域７６は、検出値算出領域７５内に含まれる。図１６に、領域７６の拡大図を示す。領域７６内の垂直方向に並んだ９個の画素を、下側から、Ａ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7及びＡ8とする。それらの中央の画素Ａ4が、垂直ＬＰＦ処理の対象画素となる。クランプ回路７からの画素Ａ0〜Ａ8に対応する信号値（信号レベル）を、それぞれ、Ｓ0〜Ｓ8とする。この場合、対象画素Ａ4の垂直ＬＰＦ処理後の信号値Ｓ4’は、例えば、下式（５）にて表される。ここで、Ｖkq（ｑ＝０、１、・・・、８）は、０〜７の範囲内の値である。
垂直ＬＰＦ処理後の信号値Ｓ4’は、補正値算出回路８に送られる。補正値算出回路８は、信号値Ｓ4’を画素Ａ4の信号値と取り扱う。検出値算出領域７５内の各画素の信号値に対しても同様の垂直ＬＰＦ処理が行われ、垂直ＬＰＦ処理後の各信号値が補正値算出回路８に送られる。図１５の補正値算出回路８は、検出値算出領域７５内の各画素の、垂直ＬＰＦ処理後の信号値に基づき、第１実施形態と同様に、補正値の算出及び出力を行う。
空間平滑化回路１６が行う平滑化処理として垂直ＬＰＦ処理を例に挙げたが、垂直ＬＰＦ処理の代えて、水平ＬＰＦ処理または二次元ＬＰＦ処理を用いても構わない。
垂直ＬＰＦ処理では、上述の如く、対象画素の垂直方向に並ぶ周辺画素の信号値を用いて、対象画素の信号値にＬＰＦ処理を施す。一方、水平ＬＰＦ処理では、対象画素の水平方向に並ぶ周辺画素の信号値を用いて、対象画素の信号値にＬＰＦ処理を施す。
つまり、水平ＬＰＦ処理では、水平方向に並んだ複数の画素を含む水平領域に着目し、該複数の画素の中央の画素を水平ＬＰＦ処理の対象画素とする。そして、その水平領域内の各画素に対応する信号値を用いて、垂直ＬＰＦ処理と同様に、対象画素に対応する信号値を平滑化する。例えば、検出値算出領域７５内の各画素が、水平ＬＰＦ処理の対象画素とされる。
二次元ＬＰＦ処理では、対象画素の垂直及び水平方向に並ぶ周辺画素の信号値を用いて対象画素の信号値にＬＰＦ処理を施す。二次元ＬＰＦ処理では、更に、対象画素の斜め方向に並ぶ周辺画素の信号値を用いることも可能である。例えば、検出値算出領域７５内の各画素が、二次元ＬＰＦ処理の対象画素とされる。
尚、垂直ＬＰＦ処理、水平ＬＰＦ処理及び二次元ＬＰＦ処理の何れを用いる場合においても、ＬＰＦの径が大きくなりすぎると、ＬＰＦに用いる信号値にエッジ成分が含まれる確率が高くなる。従って、逆に検出値にノイズがのりやすくなるといったことが起こらないよう、ＬＰＦの径を適切に設定する。
＜＜第３実施形態＞＞
また、第１及び第２実施形態は、撮像領域が左右の２つの領域に分割されたＣＣＤ１を用いた場合を例としているが、第１及び第２実施形態にて説明した技術的事項は、撮像領域が３以上に分割されたＣＣＤを用いた場合でも、勿論、適用可能である。例として、撮像領域が４分割されたＣＣＤを用いる実施形態を、本発明に係る第３実施形態として説明する。
図１７は、本発明の第３実施形態に係るデジタルカメラの概略的な一部構成ブロック図である。図１７において、図１と同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分の重複する説明を省略する。
図１７において、４１は、複数の画素をマトリクス状に配列して構成されるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）である。各画素は、入射光量に応じた電気信号を発生する。ＣＣＤ４１は、その撮像領域が左右方向において４つの領域に分割されている。分割された４つの領域を、左から、領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄと呼ぶ。
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃ及び４２ｄは、図１のＣＤＳ／ＡＧＣ回路２（及び４）と同様の機能を有するものであり、ＡＤ変換回路回路４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び４３ｄは、図１のＡＤ変換回路３（及び５）と同様の機能を有するものである。
領域４１ａ内の各画素にて発生した電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４２ａ及びＡＤ変換回路４３ａを有する出力チャンネル４４ａを介して、画像合成回路４６に送られる。 領域４１ｂ内の各画素にて発生した電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４２ｂ及びＡＤ変換回路４３ｂを有する出力チャンネル４４ｂを介して、画像合成回路４６に送られる。
領域４１ｃ内の各画素にて発生した電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４２ｃ及びＡＤ変換回路４３ｃを有する出力チャンネル４４ｃを介して、画像合成回路４６に送られる。 領域４１ｄ内の各画素にて発生した電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４２ｄ及びＡＤ変換回路４３ｄを有する出力チャンネル４４ｄを介して、画像合成回路４６に送られる。
画像合成回路４６は、出力チャンネル４４ａの出力信号ＣＨａ、出力チャンネル４４ｂの出力信号ＣＨｂ、出力チャンネル４４ｃの出力信号ＣＨｃ及び出力チャンネル４４ｄの出力信号ＣＨｄを合成し、それらを１系統の信号に変換する。画像合成回路４６によって得られた信号は、黒レベルを一定にするためのクランプ回路４７を介して、補正値算出回路４８及びレベル差補正回路４９に送られる。
補正値算出回路４８及びレベル差補正回路４９は、それぞれ、図１の補正値算出回路８及びレベル差補正回路９に準じた機能を有する。
例えば、補正値算出回路４８及びレベル差補正回路４９は、信号ＣＨａ及びＣＨｂをそれぞれ第１実施形態におけるＣＨ１及びＣＨ２と取り扱うことにより、信号ＣＨａとＣＨｂに関与するチャンネル間信号レベル差を補正すると共に、信号ＣＨｃ及びＣＨｄをそれぞれ第１実施形態におけるＣＨ１及びＣＨ２と取り扱うことにより、信号ＣＨｃとＣＨｄに関与するチャンネル間信号レベル差を補正する。そして更に、「信号ＣＨａ及びＣＨｂ」並びに「信号ＣＨｃ及びＣＨｄ」をそれぞれ第１実施形態におけるＣＨ１及びＣＨ２と取り扱うことにより、「信号ＣＨａ及びＣＨｂ」と「信号ＣＨｃ及びＣＨｄ」に関与するチャンネル間信号レベル差を補正する。
レベル差補正回路４９からのチャンネル間信号レベル差が補正された信号は、ＹＲＧＢ生成回路１０に送られる。ＹＲＧＢ生成回路１０の後段に関しては、第１実施形態と同様である。
また、第１実施形態を第２実施形態に変形したのと同様、第３実施形態においても、補正値算出回路４８の前段に空間平滑化回路を設けることが可能である。
＜＜変形等＞＞
尚、チャンネル間信号レベル差に応じた値（上述の各実施形態では、検出値）を得るための手法として、上述の手法以外の様々な手法を採用することが可能である。例えば、図１８に示す如く、ＣＣＤ１の境界Ｌ付近に、複数の監視エリアＭＡ1、ＭＡ2、・・・を設ける。図１９に、１つの監視エリア（図１９では、ＭＡ1を例にとる）の拡大図を示す。各監視エリアには、境界Ｌの左側に位置する（３×３）の９画素と、境界Ｌの右側に位置する（３×３）の９画素と、が含まれる。
そして、監視エリアごとに、境界Ｌの左側に位置する９画素の信号値の平均値と、境界Ｌの右側に位置する９画素の信号値の平均値とを比較することにより、チャンネル間信号レベル差に応じた検出値を算出する。この際も、図５等を用いて説明したように、各検出値を複数の信号範囲に分類するようにする。この上で、例えば、信号範囲ごとに、当該信号範囲に属する検出値の平均値を、当該信号範囲に対応する実測補正値として採用する。
そして、電源投入時において所定の初期補正値をチャンネル間信号レベル差を補正するための補正値として使用する一方で、図８のフィルタ３０等を用いることにより、それ以降において該補正値を上記実測補正値に応じた値へと徐々に変更するようにする。これにより、チャンネル間信号レベル差をなめらかに補正することが可能である。
また、上述の記載内容すべては、動画撮影時のみならず静止画撮影時にも適用可能である。
また、上述の各実施形態では撮像素子としてＣＣＤを例に挙げたが、撮像素子としてＣ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いることも可能である。
また、ＣＣＤ１（または４１）と出力チャンネル１４及び１５（または４４ａ〜４４ｄ）は、撮像手段として機能する（図１及び図１７参照）。該撮像手段から出力される信号を処理する信号処理装置は、少なくとも補正値算出回路８（または４８）とレベル差補正回路９（または４９）を含む。
また、補正値算出回路８及びレベル差補正回路９（図１等）、又は、補正値算出回路４８及びレベル差補正回路４９（図１７）は、ハードウェアによって、或いは、マイクロコンピュータと該マイクロコンピュータの動作を定めるプログラムによって、或いは、それらの組み合わせによって、実現可能される。
本発明は、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の、撮影機能を有する撮像装置に広く適用可能である。特に、動画を撮影可能な撮像装置に好適である。
本発明の第１実施実施に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図である。 図１の補正値算出回路の内部ブロック図を含む、図１のデジタルカメラの一部ブロック図である。 図１のＣＣＤの各画素の蓄積電荷量と、チャンネル間信号レベル差との関係を示す図である。 図２の更新用補正テーブルに格納されている複数の補正値を、横軸をＣＨ１の信号レベルとして表した模式図である。 図２の補正値算出回路にて算出または格納される補正値、実測補正値及び初期補正値が、複数の信号範囲に割り当てられている様子を示す図である。 図２の検出値算出部の動作を説明するためのフローチャートである。 図２の検出値算出部の動作を説明するための模式図である。 図２の適法補正値算出部の内部構成例を示すブロック図である。 図２の更新用補正テーブル内の補正値の更新タイミング例を説明するための図である。 図２の実測補正値算出部にて採用可能な、実測補正値の算出手法（基本実測補正値算出法）の特徴を説明するための図である。 図２の実測補正値算出部にて採用可能な、実測補正値の算出手法（第１実測補正値算出法）の特徴を説明するための図である。 図２の実測補正値算出部にて採用可能な、実測補正値の算出手法（第２実測補正値算出法）の特徴を説明するための図である。 図２の実測補正値算出部にて採用可能な、実測補正値の算出手法（第３実測補正値算出法）の特徴を説明するための図である。 図１のＣＣＤ内の画素配置を示す図である。 本発明の第２実施実施に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図である。 図１４のＣＣＤ内の或る領域の拡大図である。 本発明の第３実施実施に係るデジタルカメラの概略構成ブロック図である。 各実施形態に対する変形例を説明するための図である。 各実施形態に対する変形例を説明するための図である。
符号の説明
１ ＣＣＤ
１ａ 左ＣＣＤ
１ｂ 右ＣＣＤ
２、４ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
３、５ ＡＤ変換回路
６ 画像合成回路
７ クランプ回路
８ 補正値算出回路
９ レベル差補正回路
１６ 空間平滑化回路
２１ 検出値算出部
２２ 実測補正値算出部
２３ 初期補正テーブル
２４ 適用補正値算出部
２５ 更新用補正テーブル

Claims (7)

  1. 撮像領域が複数の分割撮像領域に分割され、各分割撮像領域から電気信号が読み出される撮像素子と、前記分割撮像領域ごとに別個に割り当てられて、前記電気信号を撮像信号として出力する複数の出力チャンネルと、を有する撮像手段から出力される前記撮像信号を処理する信号処理装置において、
    前記複数の分割撮像領域の内、互いに隣接する２つの分割撮像領域を第１及び第２分割撮像領域とし、前記第１及び第２分割撮像領域に対応する前記出力チャンネルを夫々第１及び第２出力チャンネルとし、前記第１及び第２出力チャンネルの少なくとも一方から出力される前記撮像信号を補正対象信号とし、前記撮像信号を信号レベルが互いに異なる複数の信号範囲に分類した場合、
    前記第１及び第２分割撮像領域の境界付近に、夫々に複数の画素を含む複数の監視画素群を設け、前記監視画素群ごとに、当該監視画素群内の画素から得られる前記撮像信号に基づいて、前記第１及び第２出力チャンネルからの前記撮像信号間の信号レベル差に応じた検出値を算出可能な検出値算出手段、を備え、
    前記検出値の算出の基となる前記撮像信号に基づいて、各検出値が属する前記信号範囲は判断され、
    前記信号処理装置は、更に、
    前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に属する前記検出値に基づいて、前記信号レベル差を減少させるための第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、
    前記信号範囲ごとに割り当てられた所定の第２補正値を格納する第２補正値格納手段と、
    前記信号範囲ごとに、当該信号範囲に対応する前記第１補正値と前記第２補正値の少なくとも一方に基づいて当該信号範囲に対応する補正値を算出し該補正値を用いて当該信号範囲に属する前記補正対象信号を補正することにより、前記信号レベル差を補正する補正手段と、を備え、
    同一の信号範囲に対応する前記第１補正値、前記第２補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、所定の基準時点では前記第２補正値を前記補正値として用いる一方で、前記基準時点以降において前記補正値を前記第１補正値に応じた値へ向かって変更する
    ことを特徴とする信号処理装置。
  2. 同一の信号範囲に対応する前記第１補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、前記基準時点以降において、前記補正値を前記第１補正値に応じた値へ向かって変更し、その変更の速度を前記基準時点以降変更する
    ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 前記検出値及び前記第１補正値は、次々と算出され、
    同一の信号範囲に対応する前記第１補正値及び前記補正値に関して、前記補正手段は、前記基準時点以降において、過去に算出された前記第１補正値を用いつつ、前記補正値を最新の前記第１補正値に応じた値へ向かって変更する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号処理装置。
  4. 前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、
    当該信号範囲に属する前記検出値の分布を参照し該分布を用いて前記第１補正値を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の信号処理装置。
  5. 前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、
    当該信号範囲に属し且つ所定の制限範囲内の前記検出値の平均値を算出することによって前記第１補正値を算出し、
    最新の前記第１補正値の算出において、前記制限範囲は、過去に算出された前記平均値に基づいて補正される
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の信号処理装置。
  6. 前記第１補正値算出手段は、前記信号範囲ごとに、
    前記複数の監視画素群内の画素から得られ且つ当該信号範囲に属する前記撮像信号の信号レベル分布を参照し、その信号レベル分布を用いて、前記第１補正値を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の信号処理装置。
  7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の撮像手段及び信号処理装置を備えた
    ことを特徴とする撮像装置。
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