JP5014195B2 - 撮像装置及びその制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いた撮像装置における、撮像素子の前方に配置された光学ローパスフィルター等の表面に付着した異物による画質劣化を抑制する技術に関し、特に動画撮影時の異物による画質劣化を抑制する技術に関する。

レンズ交換式のデジタルカメラでは、レンズをカメラ本体から取り外した際にカメラ本体の内部に空気中に浮遊する埃などが侵入する可能性がある。またカメラ内部には、例えばシャッタ機構等の機械的に動作する各種の機構部が配設されており、これらの機構部が動作することにより、カメラ本体内で金属片などのゴミ等が発生する場合もある。

このようなゴミや埃などの異物がデジタルカメラの撮像部を構成する光学素子である撮像素子の前方に配置された光学ローパスフィルタの表面等に付着すると、その異物は撮影された画像に影となって写り込んでしまい、撮影画像の品位を低下させてしまう。

銀塩フィルムを使用したカメラでは、画像を撮影する度にフィルムが送られるため、同じ異物が連続して画像の同じ位置に写り込むことは極めて稀である。しかしデジタルカメラでは、撮影毎にフィルムのコマを送るような動きが発生しないため、撮影画像の同じ位置に連続して同じ異物が写り込んでしまうという問題がある。

このような問題点を解決するため、異物が写り込んだ画素をその画素の周囲の画素の信号を利用するなどして補正する方法が考えられる。そのような画素を補正する技術として、例えば特許文献１（特開平６−１０５２４１号公報）には、撮像素子の画素欠陥を補正するための画像欠陥補正方法が提案されている。また特許文献２（特開２００４−２４２１５８号公報）には、画素欠陥の位置情報の設定を簡略化するために、ゴミ取得モードで撮影した画像ファイルの拡張子などを通常画像と異ならせることが提案されている。このようにすることで、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）側でゴミ情報画像を自動判別し、その情報を用いて補正対象画像を補正する。

また近年、動画情報をデジタルデータとして取り扱い、蓄積・伝送に用いるために、高圧縮率かつ高画質で符号化する技術が提案され広く普及している。

Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ方式は、静止画符号化（例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group）符号化）を各フレームに適応させることで符号化する。ＪＰＥＧ符号化は、基本的には静止画に対する符号化方式であるが、高速処理させることにより動画にも対応させる製品も出てきている。

ＪＰＥＧ方式の概略を簡単に説明する。画像データを所定の大きさのブロック（例えば、８×８画素よりなるブロック）に分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換を行ない、その変換係数を線形又は非線形に量子化する。量子化された変換係数を次のようにハフマン符号化（可変長符号化）する。即ち、変換係数の直流成分に関しては、近傍ブロックの直流成分との差分値をハフマン符号化し、交流成分についてはジグザグ・スキャンにより低周波数成分から高周波数成分へとシリアル化する。そして、値が０の無効成分の連続する個数とそれに続く有効な成分の値との組に対してハフマン符号化を実行する。

一方、更なる高圧縮率、高画質を目指した符号化方式としてＨ．２６４（ＭＰＥＧ４−Ｐａｒｔ１０ ＡＶＣ）がある。このＨ．２６４はＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４といった従来の符号化方式と比較して、その符号化、復号により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている（非特許文献１参照）。

図１６は、Ｈ．２６４方式で画像データを圧縮する画像処理装置の構成を示す図である。図１６において、入力された画像データは、マクロブロックに分けられ、減算部４０１に送られる。減算部４０１は、画像データと予測値との差分を求めて、整数ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換部４０２に出力する。整数ＤＣＴ変換部４０２は、入力されたデータを整数ＤＣＴ変換して量子化部４０３に出力する。量子化部４０３は、入力されたデータを量子化する。量子化されたデータの一方は、差分画像データとしてエントロピー符号化部４１５に送られる。もう一方は、逆量子化部４０４で逆量子化された後、逆整数ＤＣＴ変換部４０５で逆整数ＤＣＴ変換される。逆整数ＤＣＴ変換されたデータは、加算部４０６で予測値が加えられる。これにより、画像が復元される。

復元された画像の一方は、イントラ（フレーム内）予測のためのフレームメモリ４０７に送られる。他方は、デブロッキングフィルター４０９でデブロッキングフィルター処理が行われた後、インター（フレーム間）予測のためのフレームメモリ４１０に送られる。イントラ予測のためのフレームメモリ４０７内の画像は、イントラ予測部４０８でのイントラ予測で使用される。このイントラ予測では、同一ピクチャ内で、既に符号化されたブロックの隣接画素の値を予測値として用いる。

インター予測のためのフレームメモリ４１０内の画像は、後述するように、複数のピクチャで構成される。これら複数のピクチャは、「Ｌｉｓｔ０」と「Ｌｉｓｔ１」の２つのリストに分けられる。２つのリストに分けられた複数のピクチャは、インター予測部４１１でのインター予測で使用される。インター予測がなされた後に、メモリコントローラー４１３によって、内部の画像が更新される。インター予測部４１１で行われるインター予測では、フレームの異なる画像データに対して動き検出部４１２で行われた動き検出の結果に基づく最適な動きベクトルを用いて、予測画像を決定する。

イントラ予測とインター予測の結果、最適な予測結果が選択部４１４で選択される。また、上記の動きベクトルは、エントロピー符号化部４１５に送られ、上記の差分画像データと共に符号化される。こうして出力ビットストリームが形成される。

ここで、Ｈ．２６４方式のインター予測について、図１７乃至図２０を参照して詳細に説明する。

Ｈ．２６４方式のインター予測では、複数のピクチャを予測に用いることができる。このため、参照ピクチャを特定するためにリストを２つ（「Ｌｉｓｔ０」及び「Ｌｉｓｔ１」）用意する。各リストには最大５枚の参照ピクチャが割り当てられるようにしている。

Ｐピクチャでは「Ｌｉｓｔ０」のみを使用して、主に前方向予測を行う。Ｂピクチャでは「Ｌｉｓｔ０」及び「Ｌｉｓｔ１」を用いて、双方向予測（または前方あるいは後方のみの予測）を行う。すなわち、「Ｌｉｓｔ０」には主に前方向予測のためのピクチャが割り当てられ、「Ｌｉｓｔ１」には主に後方向予測のためのピクチャが収められる。

図１７に、符号化の際に使用される参照リストの例を示す。ここでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャの割合が、標準的な場合を例に挙げて説明する。すなわち、Ｉピクチャが１５フレーム間隔、Ｐピクチャが３フレーム間隔、その間のＢピクチャが２フレーム間隔である場合で説明する。図１７において、１００１は、表示順に並べた画像データを示す。画像データ１００１の四角の中にはピクチャの種類と表示順を示す番号を記入してある。例えば、ピクチャＩ１５は表示順が１５番目のＩピクチャであり、イントラ予測のみを行う。ピクチャＰ１８は表示順が１８番目のＰピクチャであり、前方向予測のみを行う。ピクチャＢ１６は表示順が１６番目のＢピクチャであり、双方向予測を行う。

符号化を行う順序は表示順序と異なり、予測を行う順となる。すなわち、図１７では、符号化を行う順序は、「Ｉ１５、Ｐ１８、Ｂ１６、Ｂ１７、Ｐ２１、Ｂ１９、Ｂ２０、…」となる。

また、図１７において、１００２は、参照リスト（Ｌｉｓｔ０）を示す。この参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２には、一旦符号化され復号化されたピクチャが収められている。例えば、ピクチャＰ２１（表示順が２１番目のＰピクチャ）でインター予測を行う場合、参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２内の既に符号化が終わって復号化されたピクチャを参照する。図１７に示す例では、ピクチャＰ０６、Ｐ０９、Ｐ１２、Ｉ１５、Ｐ１８が参照リスト１００２に収められている。

インター予測では、マクロブロック毎に、この参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２中の参照ピクチャ内から最適な予測値をもつ動きベクトルを求め、符号化する。参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２内のピクチャは、参照ピクチャ番号が順に与えられ、区別される（図示した番号とは別に与えられる）。

ピクチャＰ２１の符号化が終わると、こんどは新たにピクチャＰ２１が復号化され参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２に追加される。参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２から、最も古い参照ピクチャ（ここではピクチャＰ０６）が除去される。この後符号化は、ピクチャＢ１９、Ｂ２０と行われ、ピクチャＰ２４へと続く。このときの参照リスト（Ｌｉｓｔ０）１００２の様子を図１８に示す。

図１９に、参照リストの変化の様子をピクチャ毎に示す。

図１９では、上から順番にピクチャが符号化されるようにしている。また、符号化中のピクチャと、その符号化中のピクチャに対する参照リスト（Ｌｉｓｔ０及びＬｉｓｔ１）の内容を示している。図１９に示す様に、Ｐピクチャ（またはＩピクチャ）が符号化されると、参照リスト（Ｌｉｓｔ０及びＬｉｓｔ１）が更新され、参照リスト（Ｌｉｓｔ０及びＬｉｓｔ１）中の最も古いピクチャが除去される。この例では、参照リスト（Ｌｉｓｔ１）は１つのピクチャしか持っていない。これは、後方向予測のために参照するピクチャの数を多くすると、復号までのバッファ量が増えてしまうためである。すなわち、符号化中のピクチャとあまりに離れたところにある後方のピクチャの参照を避けたためである。

ここで挙げた例では、参照に用いるピクチャを、Ｉピクチャ及びＰピクチャとし、Ｉピクチャ及びＰピクチャの全てを参照リスト（Ｌｉｓｔ０及びＬｉｓｔ１）に順次加えている。また、後方向予測のために参照リスト（Ｌｉｓｔ１）で使うピクチャはＩピクチャだけとした。以上のようにしたのは、通常最もよく用いられるであろうピクチャの構成であるからである。ただし、このような参照リストにおけるピクチャの構成は、最も良く使用されるであろう一例に過ぎず、Ｈ．２６４自体は、参照リストの構成に、より高い自由度を持っている。

例えば、Ｉピクチャ及びＰピクチャの全てを参照リストに加える必要は無く、またＢピクチャを参照リストに加えることも可能である。また明示的に指示されるまで参照リストにとどまる長期参照リストも定義されている。図２０に、Ｂピクチャを参照リストに加える場合の参照リストの変化の様子を示す。Ｂピクチャを参照リストに加える場合、通常、全てのＢピクチャを符号化する度に、符号化したピクチャを参照リストに追加することが考えられる。

これらの符号化方式を利用して動画像を記録可能としたコンパクトデジタルカメラも開発、製品化されており、ユーザーはこれらの装置或いはパーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどを用いて簡単に画像を視聴することが可能となっている。
特開平６−１０５２４１号公報 特開２００４−２４２１５８号公報 ISO/IEC 14496-10,"Advanced Video Coding"

このような状況の中で、近年では、コンパクトタイプのデジタルカメラのみならず、レンズ交換式のデジタルカメラにおいても、より高画素、高精細な動画像を記録したいニーズも高まっている。しかし、すでに述べたように、レンズ交換式のデジタルカメラではさまざまな要因で撮像素子の表面にゴミが付着するため、そのまま動画記録を行うと、動画再生中、常に同じ位置にゴミが写ってしまう可能性があった。

レンズ交換式のデジタルカメラにおける従来のゴミ除去方法では、ゴミ除去に必要な情報（例えばゴミの位置及び大きさの情報）と画像データとを記録しておき、後にパソコンなどに画像を取り込んで画像処理によりゴミを除去していた。すなわち、記録される画像データにはゴミが写り込んでいることになる。静止画ではゴミを除去する作業は一枚ごとになるが、動画では記録された時間すべてにわたりゴミ除去を行わなければならず非常に時間のかかる作業となる。

また、カメラ内でゴミ除去を行う場合でも、静止画撮影ではゴミ除去処理に時間を要してカメラ内のバッファメモリがいっぱいになった場合などには、撮影を一時的に中断することも可能であった。しかし、動画撮影では、連続的に画像データを取り込まなければならないため、撮影を一時的に中断することはできない。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、動画記録時においても、動画記録を中断することなく、ゴミ除去処理を行うことを可能とすることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた大きさより大きい異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた濃度よりも濃い異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、画像の中央付近の異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、前記制御ステップは、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた大きさより大きい異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、前記制御ステップは、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた濃度よりも濃い異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、画像の中央付近の異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする。

本発明によれば、動画記録時においても、動画記録を中断することなく、ゴミ除去処理を行うことが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態における画像処理機能を有する撮像装置の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、撮像装置としてレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルスチルカメラを例に挙げて説明する。なお撮像装置としては、他にレンズ交換が可能なデジタルビデオカメラ等にも、本発明を適用することが可能である。

図１に示すように、本実施形態の撮像装置は、主にカメラ本体１００と、交換レンズタイプのレンズユニット３００とを備えて構成されている。

レンズユニット３００において、３１０は複数のレンズから成る撮像レンズ、３１２は絞り、３０６はレンズユニット３００をカメラ本体１００と機械的に結合するレンズマウントである。レンズマウント３０６内には、レンズユニット３００をカメラ本体１００と電気的に接続する各種機能が含まれている。３２０は、レンズマウント３０６において、レンズユニット３００をカメラ本体１００と接続するためのインターフェース、３２２はレンズユニット３００をカメラ本体１００と電気的に接続するコネクタである。

コネクタ３２２は、カメラ本体１００とレンズユニット３００との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給される機能も備えている。また、コネクタ３２２は電気通信のみならず、光通信、音声通信などを用いて通信を行う構成としてもよい。

３４０は、測光制御部４６からの測光情報に基づいて、後述するカメラ本体１００のシッター１２を制御するシャッター制御部４０と連携しながら、絞り３１２を制御する絞り制御部である。３４２は撮像レンズ３１０のフォーカシングを制御するフォーカス制御部、３４４は撮像レンズ３１０のズーミングを制御するズーム制御部である。

３５０はレンズユニット３００全体を制御するレンズシステム制御回路である。レンズシステム制御回路３５０は、動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶するメモリを備えている。更に、レンズユニット３００固有の番号などの識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離などの機能情報、現在や過去の各設定値などを保持する不揮発性メモリも備えている。

次に、カメラ本体１００の構成について説明する。

１０６はカメラ本体１００とレンズユニット３００を機械的に結合するレンズマウント、１３０，１３２はミラーで、撮像レンズ３１０に入射した光線を一眼レフ方式によって光学ファインダー１０４に導く。なお、ミラー１３０はクイックリターンミラーの構成としても、ハーフミラーの構成としても、どちらでも構わない。１２はフォーカルプレーン式のシャッター、１４はＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等からなり、被写体像を光電変換する撮像素子である。なお、撮像素子１４の前方には、光学ローパスフィルター等の光学素子１４ａが配置されており、この光学素子１４の表面に付着したゴミ等の異物が撮像素子１４で生成される画像に写りこみ、画質を劣化させる。本実施形態は、この画質劣化を抑制する技術に関するものである。

撮像レンズ３１０に入射した光線は、一眼レフ方式によって光量制限手段である絞り３１２、レンズマウント３０６及び１０６、ミラー１３０、シャッター１２を介して導かれ、光学像として撮像素子１４上に結像される。

１６は、撮像素子１４から出力されるアナログ信号（出力信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。１８は撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２６にそれぞれクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２２及びシステム制御回路５０により制御される。

２０は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６からのデータ或いはメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理回路２０は、必要に応じて、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される画像データを用いて所定の演算処理を行う。得られた演算結果に基づいてシステム制御回路５０がシャッター制御部４０、焦点調節部４２を制御するための、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のオートフォーカス（ＡＦ）処理、自動露出（ＡＥ）処理、フラッシュプリ発光（ＥＦ）処理を行うことができる。さらに、画像処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のオートホワイトバランス（ＡＷＢ）処理も行っている。

なお、本実施形態における図１に示す例では、焦点調節部４２及び測光制御部４６を専用に備えている。従って、焦点調節部４２及び測光制御部４６を用いてＡＦ処理、ＡＥ処理、ＥＦ処理の各処理を行い、画像処理回路２０を用いたＡＦ処理、ＡＥ処理、ＥＦ処理の各処理を行わない構成としても構わない。また、焦点調節部４２及び測光制御部４６を用いてＡＦ処理、ＡＥ処理、ＥＦ処理の各処理を行い、さらに、画像処理回路２０を用いたＡＦ処理、ＡＥ処理、ＥＦ処理の各処理を行う構成としてもよい。

２２はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。Ａ／Ｄ変換器１６から出力される画像データは、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはメモリ制御回路２２のみを介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

２４は画像表示メモリ、２６はＤ／Ａ変換器、２８はＴＦＴ方式のＬＣＤ等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示される。画像表示部２８を用いて、撮像した画像データを逐次表示することで、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）機能を実現することができる。また、画像表示部２８は、システム制御回路５０の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合にはカメラ本体１００の電力消費を大幅に低減することができる。

３０は撮影した静止画像あるいは動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像あるいは所定量の動画像を格納するのに十分な記憶容量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことが可能となる。また、動画撮影時には、所定レートで連続的に書き込まれる画像のフレームバッファとして使用される。さらに、メモリ３０はシステム制御回路５０の作業領域としても使用することが可能である。

３１は後述する不揮発性メモリ５６に格納されているゴミ情報と、レンズユニット３００から得られる光学情報を用いて、画像データに含まれるゴミを画像処理により除去するためのゴミ除去回路である。

３２は公知の圧縮方法を用いて画像データを圧縮・伸長する圧縮・伸長回路である。圧縮・伸長回路３２は、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータを再びメモリ３０に書き込む。また、動画像データを所定のフォーマットに圧縮符号化し、又は所定の圧縮符号化データから動画像信号を伸張する機能も有する。具体的には、Ｈ．２６４方式の場合、図１６を用いて説明した各ブロックの機能を有する。

３３は音声信号処理回路であり、マイク（不図示）より入力された音声信号を所定の符号フォーマットに符号化し、又は所定の符号化データから音声信号を復号する機能を有する。なお、本実施形態のデジタルカメラは、スピーカ（不図示）を介して、音声信号処理回路３３により復号された音声データを出力する機能を有する。

４０はシャッター制御部であり、測光制御部４６からの測光情報に基づいて絞り３１２を制御する絞り制御部３４０と連携しながらシャッター１２を制御する。４２はＡＦ（オートフォーカス）処理を行うための焦点調節部である。レンズユニット３００内の撮像レンズ３１０に入射した光線を絞り３１２、レンズマウント３０６，１０６、ミラー１３０及び焦点調節用サブミラー（不図示）を介して一眼レフ方式で入射させることにより、光学像として結像された画像の合焦状態を測定する。

４６はＡＥ（自動露出）処理を行うための測光制御部である。レンズユニット３００内の撮像レンズ３１０に入射した光線を、絞り３１２、レンズマウント３０６，１０６、ミラー１３０及び測光用サブミラー（図示せず）を介して一眼レフ方式で入射させることにより、光学像として結像された画像の露出状態を測定する。４８はフラッシュであり、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。測光制御部４６はフラッシュ４８と連携することにより、ＥＦ（フラッシュ調光）処理機能も有する。

また、焦点調節部４２による測定結果と、Ａ／Ｄ変換器１６からの画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果とを用いて、ＡＦ制御を行うようにしてもよい。さらに、測光制御部４６による測定結果と、Ａ／Ｄ変換器１６からの画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果とを用いて露出制御を行うようにしてもよい。

５０はカメラ本体１００全体を制御するシステム制御回路であり、周知のＣＰＵなどを内蔵する。５２はシステム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。

５４はシステム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声などを用いて動作状態やメッセージなどを外部に通知するための通知部である。通知部５４としては、例えばＬＣＤやＬＥＤなどによる視覚的な表示を行う表示部や音声による通知を行う発音素子などが用いられるが、通知部５４はこれらのうち１つ以上の組み合わせにより構成される。特に、表示部の場合には、カメラ本体１００の操作部７０近辺の、視認しやすい、単数あるいは複数箇所に設置される。また、通知部５４は、その一部の機能が光学ファインダ１０４内に設置されている。

通知部５４の表示内容の内、ＬＣＤなどの画像表示部２８に表示するものとしては以下のものがある。まず、単写／連写撮影表示、セルフタイマ表示等、撮影モードに関する表示がある。また、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示等の記録に関する表示がある。また、シャッター速度表示、絞り値表示、露出補正表示、調光補正表示、外部フラッシュ発光量表示、赤目緩和表示等の撮影条件に関する表示がある。その他に、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体２００及びＰＣ２１０の着脱状態表示がある。更に、レンズユニット３００の着脱状態表示、通信Ｉ／Ｆ動作表示、日付・時刻表示、外部コンピュータとの接続状態を示す表示等も行われる。

また、通知部５４の表示内容のうち、光学ファインダ１０４内に表示するものとしては、例えば、以下のものがある。合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示、シャッター速度表示、絞り値表示、露出補正表示、記録媒体書き込み動作表示等である。

５６は後述するプログラムなどが格納された電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。

５８は光学情報格納メモリであり、レンズユニット３００からコネクタ１２２を介して得られる、後述する各種レンズ情報を記憶する。

６０，６２，６４，６６，６８，７０は、システム制御回路５０の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。

ここで、これらの操作手段の具体的な説明を行う。

６０はモードダイアルスイッチで、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、焦点深度優先（デプス）撮影モード等の各機能撮影モードを切り替え設定することができる。他に、ポートレート撮影モード、風景撮影モード、接写撮影モード、スポーツ撮影モード、夜景撮影モード、パノラマ撮影モードなどの各機能撮影モードを切り替え設定することもできる。

６２はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中（例えば半押し）でＯＮとなり、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作開始を指示する。

６４はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの操作完了（例えば全押し）でＯＮとなり、露光処理、現像処理、及び記録処理からなる一連の処理の動作開始を指示する。まず、露光処理では、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に書き込み、更に、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた現像処理が行われる。更に、記録処理では、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸張回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００あるいはＰＣ２１０に書き込む、または送信する。

６６は再生スイッチであり、撮影モード状態で撮影した画像をメモリ３０あるいは記録媒体２００、ＰＣ２１０から読み出して画像表示部２８に表示する再生動作の開始を指示する。再生スイッチ６６は、他に、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを設定することができる。

６８は単写／連写スイッチで、シャッタースイッチＳＷ２（６４）を押した場合に、１コマの撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタースイッチＳＷ２（６４）を押している間、連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定することができる。

７０は各種ボタンやタッチパネルなどから成る操作部である。一例として、ライブビュー開始／停止ボタン、動画記録開始／停止ボタン、メニューボタン、セットボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り換えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタンを含む。更に、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像移動−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、調光補正ボタン、外部フラッシュ発光量設定ボタン、日付／時間設定ボタンなども含む。なお、上記プラスボタン及びマイナスボタンの各機能は、回転ダイアルスイッチを備えることによって、より軽快に数値や機能を選択することが可能となる。

また、画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦを設定する画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定するクイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチがある。また、ＪＰＥＧ圧縮の圧縮率を選択するため、あるいは撮像素子の信号をそのままデジタル化して記録媒体に記録するＲＡＷモードを選択するためのスイッチである圧縮モードスイッチがある。また、ワンショットＡＦモードとサーボＡＦモードとを設定可能なＡＦモード設定スイッチなどがある。ワンショットＡＦモードでは、シャッタースイッチＳＷ１（６２）を押した際にオートフォーカス動作を開始し、一旦合焦した場合、その合焦状態を保ち続ける。サーボＡＦモードでは、シャッタースイッチＳＷ１（６２）を押している間、連続してオートフォーカス動作を続ける。更に、後述するようにゴミ検出用画像を撮影してゴミ情報を取得する、ゴミ情報取得モードを設定することができる設定スイッチを含む。

７２は電源スイッチであり、カメラ本体１００の電源オン、電源オフの各モードを切り替え設定することができる。また、カメラ本体１００に接続されたレンズユニット３００、外部フラッシュ１１２、記録媒体２００、ＰＣ２１０等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定可能である。

８０は電源制御部で、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。

８２，８４はコネクタ、８６はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ‐ｉｏｎ電池、Ｌｉポリマー電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる電源部である。

９０及び９４はメモリカードやハードディスク等の記録媒体やＰＣとのインターフェース、９２及び９６はメモリカードやハードディスク等の記録媒体やＰＣと接続を行うコネクタである。９８はコネクタ９２及び／或いは９６に記録媒体２００或いはＰＣ２１０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知回路である。

なお、本実施形態では記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタを２系統持つものとして説明しているが、記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタは、単数或いは複数、いずれの系統数を備える構成としても構わない。また、異なる規格のインターフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としても構わない。

インターフェース及びコネクタとしては、種々の記憶媒体の規格に準拠したものを用いて構成することが可能である。例えば、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）カードやＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード、ＳＤカード等である。インターフェース９０及び９４、そしてコネクタ９２及び９６をＰＣＭＣＩＡカードやＣＦカード等の規格に準拠したものを用いて構成した場合、各種通信カードを接続することができる。通信カードとしては、ＬＡＮカードやモデムカード、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）カード、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４カードがある。他にも、Ｐ１２８４カード、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）カード、ＰＨＳ等がある。これら各種通信カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。

１０４は光学ファインダであり、撮像レンズ３１０に入射した光線を、一眼レフ方式によって、絞り３１２、レンズマウント３０６，１０６、ミラー１３０，１３２を介して導き、光学像として結像させて表示することができる。これにより、画像表示部２８による電子ファインダー機能を使用すること無しに、光学ファインダーのみを用いて撮影を行うことが可能である。また、光学ファインダー１０４内には、通知部５４の一部の機能、例えば、合焦状態、手振れ警告、フラッシュ充電、シャッター速度、絞り値、露出補正などが表示される。

１１２は、アクセサリシュー１１０を介して装着される、外部フラッシュ装置である。

１２０はレンズマウント１０６内でカメラ本体１００をレンズユニット３００と接続するためのインターフェースである。

１２２はカメラ本体１００をレンズユニット３００と電気的に接続するコネクタである。また、レンズマウント１０６及びコネクタ１２２にレンズユニット３００が装着されているか否かは、不図示のレンズ着脱検知部により検知される。コネクタ１２２はカメラ本体１００とレンズユニット３００との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給する機能も備えている。

コネクタ１２２を介して通信される、レンズユニット３００の各種光学情報（絞り、ズーム位置、瞳距離、焦点距離など）は、カメラ本体１００の光学情報格納メモリ５８に記憶される。通信の要求はカメラ側から行う場合もあれば、レンズ側から情報更新のたびに通信される場合もある。

また、コネクタ１２２は電気通信だけでなく、光通信、音声通信により通信を行う構成としてもよい。

２００はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。この記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０２、カメラ本体１００とのインターフェース２０４、カメラ本体１００と接続を行うコネクタ２０６を備えている。

記録媒体２００としては、ＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）等のメモリカード、ハードディスク等を用いることができる。また、マイクロＤＡＴ、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ等の光ディスク、ＤＶＤ等の相変化型光ディスク等で構成されていても勿論構わない。

２１０はＰＣであり、磁気ディスク（ＨＤ）等から構成される記録部２１２、カメラ本体１００とのインターフェース２１４、カメラ本体１００と接続を行うコネクタ２１６を備えている。インターフェース９４はＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などが挙げられるが、特に限定はない。

次に、上記構成を有する撮像装置における撮像素子の前方に配置されたローパスフィルタやカバーガラス等の光学部材上のゴミの影響を画像処理により除去する処理について説明する。

本実施形態では、まず、ゴミ（異物）の付着している位置及び大きさ等の情報であるゴミ情報（異物情報）を得るためのゴミ検出用画像を撮影し、ゴミデータを抽出し、ゴミデータを生成しておく。ここでゴミ検出用画像は、できるだけ均一な輝度面を撮影した画像が望ましいが、身近な場所で容易に撮影できることが望ましいため、厳密な均一性を要求するものではない。例えば、青空や白い壁面を撮影することを想定している。

図２は、本実施形態におけるゴミ情報を取得する際の撮像装置（本実施形態ではデジタルカメラ）における処理を示すフローチャートである。

まずステップＳ２０１において、操作部７０によりゴミ情報取得モードが選択されたか否かを判定する。ゴミ情報取得モードが選択されるまでステップＳ２０１の判定を繰り返し、ゴミ情報取得モードが選択されるとステップＳ２０２へ進み、シャッタースイッチＳＷ１（６２）がＯＮされたかどうかを判断する。ＯＦＦであればステップＳ２０１に戻って上記処理を繰り返す。

一方、ＯＮであれば、ステップＳ２０３において、絞り、ＩＳＯ値、シャッタースピード、その他撮影関連のパラメータを設定する。ここで設定されるパラメータを図３に示す。絞りはＦ２２など、絞りを絞り込んだ設定とする。レンズマウント１０６に接続されるレンズユニット３００において設定可能な範囲内で最も絞り込んだ状態で撮影するものとしてもよい。このように絞りを絞るのは、ゴミは通常撮像素子１４の表面ではなく、撮像素子１４を保護する保護用ガラスや、撮像素子より被写体側に配置される光学フィルター上に付着しているため、レンズユニット３００の絞り値によって結像状態が異なるためである。そのため、絞りが開放値に近いとゴミの像がぼやけてしまい、適切なゴミ検出用の画像が取得できないので、できるだけ絞り込んだ状態で撮影するのが好ましい。

図２のフローチャートの説明に戻ると、この時までに撮影者はできるだけ白い壁などの均一輝度面に撮像装置を向け、シャッタースイッチＳＷ２（６４）を操作することとなる。

ステップＳ２０４ではシャッタースイッチＳＷ２（６４）がＯＮされたかどうかを判断する。ＯＦＦであればステップＳ２０２に戻りシャッタースイッチＳＷ１（６２）の判定を行う。ＯＮであればステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５ではゴミ検出用画像の撮影（均一輝度面の撮影）を行って、メモリ３０内に画像データを取り込む。次にステップＳ２０６ではメモリ３０内に記憶した画像データからゴミ情報を取得する。

ここで、ゴミ情報の取得について説明する。具体的には、撮影したゴミ検出用画像からゴミ領域の位置（座標）と大きさを求めるものである。まず、撮影したゴミ検出用画像の領域を複数のブロックに分割し、ブロック内の最大輝度Ｌmax、平均輝度Ｌaveを算出し、次式を用いてブロック内のスレッショルド値Ｔ１を算出する。

Ｔ１＝Ｌave×０.６＋Ｌmax×０.４
次に、ゴミが付着している画素はその輝度が周囲の画素の輝度よりも低下するため、スレッショルド値Ｔ１を超えない画素をゴミ画素とし、ゴミ画素によって構成される孤立領域を各々一つのゴミ領域ｄｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ）とする。

図４は、ゴミ領域サイズ算出の概要を示す図である。図４に示すように、ゴミ領域毎に、ゴミ領域を構成する画素の水平方向の座標の最大値Ｘmaxおよび最小値Ｘmin、垂直方向の座標の最大値Ｙmaxおよび最小値Ｙminを求め、ゴミ領域ｄｉのサイズを表す半径ｒｉを次式によって算出する。

ｒｉ＝［√｛（Ｘmax−Ｘmin）²＋（Ｙmax−Ｙmin）²｝］／２
また、このときの中心座標（Ｘｄｉ，Ｙｄｉ）は、近似的に、
Ｘｄｉ＝（Ｘmax＋Ｘmin）／２
Ｙｄｉ＝（Ｙmax＋Ｙmin）／２
で求めるものとする。このように求められた位置（座標）と半径を、ゴミ情報プロファイルとして記録する。

不揮発性メモリ５６のサイズによる制限などにより、ゴミ補正データ（ゴミ情報プロファイル）のデータサイズが制限されている場合がある。このような場合に対応するために、ゴミ位置情報を、大きさやゴミ領域の平均輝度値によってソートする。本実施形態では、ｒｉの大きい順にソートする。ｒｉが等しい場合、平均輝度値の低い順にソートする。

このようにすることで、目立つゴミを優先してゴミ補正データに登録することが出来る。なお、ソート済みのゴミ領域をＤｉ、ゴミ領域Ｄｉの半径をＲｉとする。

なお、予め定められたサイズより大きいゴミ領域がある場合、ソートの対象から外し、ソート済みゴミ領域リストの末尾に配置してもよい。大きいゴミ領域については、後に補間処理をするとかえって画質を低下させる場合があり、補正対象の優先順位としては最下位として扱うことが望ましいからである。

このゴミ情報プロファイルは、図５に示すような構造をとる。図５に示す通り、ゴミ情報プロファイルには、ゴミ検出用画像撮影時の、レンズ情報とゴミの位置、大きさの情報が格納される。更に具体的には、ゴミ検出用画像撮影時のレンズ情報として、ゴミ検出用画像撮影時における実際の絞り値（Ｆ値）と、そのときのレンズ瞳位置を格納する。続いて記憶領域に検出したゴミ領域の数（整数値）を格納し、これに続き、個々の具体的なゴミ領域のパラメータを、ゴミ領域の数だけ繰返して格納する。ゴミ領域のパラメータは、ゴミの半径（例えば２バイト）、有効画像領域における中心のｘ座標（例えば２バイト）、おなじく中心のｙ座標（例えば２バイト）の３つの数値のセットである。

取得したゴミ情報はステップＳ２０７で不揮発性メモリ５６に記憶され、ゴミ情報取得のための処理を終了する。

なお、ゴミ情報取得モードにおける撮影動作は、ゴミ情報を取得することを目的とするため、本実施形態では撮影した画像そのものに対して、圧縮及び記録媒体２００への記録処理は行わない。これは撮影者にとって不要な画像データで記録媒体２００内の容量を無駄に消費することがないようにするためであるが、通常画像と同様に、圧縮後、記録媒体２００へ保存しても良く、また、その際に拡張子を変更するなど何らかの手を加えても構わない。

ここで、本実施形態は、動画を撮影する場合にゴミによる画質劣化を画像処理で補正する方法に関するものであるが、動画の処理について説明する前に、静止画の場合の処理について以下説明する。

静止画の場合には、ゴミ検出用画像の撮影ではない通常の撮影を行った場合、通常撮影時のカメラ設定値等と共に図５に示したゴミ補正データ（ゴミ情報プロファイル）を画像データに関連付けて記録媒体２００に記録する。

具体的には、例えば、撮影時のカメラ設定値等が記録される画像ファイルのヘッダ領域であるＥｘｉｆ領域にゴミ補正データを追記することで、関連付けを実現することができる。または、ゴミ補正データをファイルとして独立して記録し、画像データにはそのゴミ補正データファイルへのリンク情報のみを記録することで関連付けを実現することも可能である。ただし、画像ファイルとゴミ補正データファイルを別々に記録すると、画像ファイルの移動時に、リンク関係が消失する場合があるので、ゴミ補正データは画像データと一体的に保持することが望ましい。

このように、ゴミ補正データを画像データに関連付けて記録するのは、このゴミ補正データが付属されて記録された画像データを外部の画像処理装置に移し、この外部の画像処理装置でゴミ除去処理を行う場合も想定しているからである。

次に、上述したようにして不揮発性メモリ５６に記憶されたゴミ情報を使用した通常撮影時のゴミ除去処理について、図６及び図７のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでの説明もまずは静止画におけるゴミ除去処理に関するものであるが、動画においても、静止画と同様のゴミ除去処理を１フレーム毎の画像に施すことにより、同様にごみ除去処理を行うことができる。また、このゴミ除去処理は、図１におけるゴミ除去回路３１を用いて行われる。

図６は本実施形態における通常撮影時の静止画像の撮影処理を示している。

ステップＳ５０１ではシャッタースイッチＳＷ１（６２）がＯＮされるまで、待機する。シャッタースイッチＳＷ１（６２）がＯＮされるとステップＳ５０２へ進んで測光及び焦点調節処理を行い、続いてステップＳ５０３でシャッタースイッチＳＷ２（６４）がＯＮされたかどうかを判断する。シャッタースイッチＳＷ２（６４）がＯＦＦであればステップＳ５０１に戻って上記処理を繰り返し、ＯＮされたことを検出するとステップＳ５０４へ進んで撮影を行う。撮影が終了するとステップＳ５０５へ進み、有効なゴミ情報が不揮発性メモリ５６内に存在するか否かを判定する。ゴミ情報が存在する場合はステップＳ５０６へ進み、存在しない場合はステップＳ５０７へ進んで撮影した画像データを記録媒体２００に格納する。

なお、本実施形態では不揮発性メモリ５６内にゴミ情報が存在するか否かを判定しているが、本来、上述したゴミ情報取得モードでの撮影が行われているかどうかが必要な条件であり、その判定方法に関しては特に限定するものではない。例えば、ゴミ情報取得モードでの撮影時に何らかのフラグをセットしておき、そのフラグを評価する方法でも構わない。

ステップＳ５０６では撮影した画像データに対し、取得済みのゴミ情報を、Ｅｘｉｆ領域などのヘッダ領域に埋め込み、ステップＳ５０７において記録媒体２００にゴミ情報を埋め込んだ画像データを格納する。

続いて、図７を参照してゴミ除去処理の動作について説明する。

ステップＳ６０１では、選択された画像にゴミ情報が埋め込まれているかどうか判定する。埋め込まれている場合はステップＳ６０２へ進み、ゴミ情報を取り込む。ステップＳ６０３では取り込んだゴミ情報から画像データにおけるゴミの影響を除去するべく、ゴミの周辺画素による画素補間処理等による補正処理を行う。

抽出したゴミ補正データから座標列Ｄｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）、半径列Ｒｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）、絞り値ｆ１とレンズ瞳位置Ｌ１を得る。ここでＲｉは、先にゴミ補正データソート時に求めた座標Ｄｉのゴミの大きさである。また、ｆ１は、ゴミ検出用画像の撮影時のレンズの絞り値、Ｌ１は、同じくゴミ検出用画像の撮影時のレンズの瞳位置である。通常撮影された画像の撮影時の絞り値ｆ２とレンズ瞳位置Ｌ２を取得し、Ｄｉを次式で変換する。ここで、ｄは画像中心から座標Ｄｉまでの距離、Ｈは撮像素子１４の表面とゴミとの距離であるとする。変換後の座標Ｄｉ’と変換後の半径Ｒｉ’は例えば次式で定義する。

Ｄｉ’（ｘ，ｙ）＝（Ｌ２×（Ｌ１−Ｈ）×ｄ／（（Ｌ２−Ｈ）×Ｌ１））×Ｄｉ（ｘ，ｙ）
Ｒｉ’＝（Ｒｉ×ｆ１／ｆ２＋３） （１）
ここでの単位はピクセルであり、Ｒｉ’についての「＋３」はマージン量である。

座標Ｄｉ’、半径Ｒｉ’で示される領域内のゴミを検出し、必要に応じて補間処理を適用する。再度この領域内でゴミを検出するのは、ゴミ検出用画像の撮影時と通常撮影された画像の撮影時の間に、光学フィルター上のゴミが移動して無くなっている可能性があるからである。無くなっていれば補間処理をする必要がない。補間処理の詳細については後述する。全ての座標についてゴミ除去処理を適用し、全ての座標について処理が終わっていれば、ステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４では、撮影した画像からゴミの影響を除去した補正処理後の画像を新たに記録する。

以上でゴミ除去処理を終了する。

なお、本実施形態では、カメラ本体１００ではゴミ情報を、撮影した画像データに埋め込む形で記録し、後からゴミの影響を除去する補正処理を行う構成を示した。これに対し、カメラ本体１００で画像を撮影して記録する時に、ゴミ情報を埋め込まずにゴミの影響を除去する補正処理を行い、補正処理後の画像を記録媒体２００へ記録するよう構成することもできる。具体的には後述するが、本実施形態における動画像に対する補正処理は、ゴミ情報を動画像に埋め込むことなくゴミの影響を除去する補正処理を行い、補正処理後の動画像を記録媒体２００へ記録するように構成している。

（補間ルーチン）
次に、ゴミ領域の補間処理の詳細について説明する。

図８は、補間ルーチンの流れを示すフローチャートである。

まずステップＳ７０１で、ゴミ領域判定を行う。ゴミ領域とは、次の条件全てを満たす領域とする。
（１）中心座標Ｄｉ’、半径Ｒｉ’（式（１）で求められたＤｉ’，Ｒｉ’）に含まれる画素の平均輝度Ｙaveと最高輝度Ｙmaxを用いて次式で求められるスレッショルド値Ｔ２より暗い領域。

Ｔ２＝Ｙave×０.６＋Ｙmax×０.４
（２）上記の中心座標Ｄｉ’、半径Ｒｉ’の円と接しない領域。
（３）（１）で選択された輝度の低い画素によって構成される孤立領域に対し、上述の方法で算出した半径値がl１画素以上、l２画素未満である領域。
（４）円の中心座標Ｄｉを含む領域。

本実施形態では、l１は３画素、l２は３０画素とする。このようにすることで、孤立した小領域だけをゴミ領域として扱うことが可能になる。また、レンズ瞳位置が正確に取得できない場合には、（４）の条件は幅を持たせても良い。例えば、着目領域が座標ＤｉからＸ方向、Ｙ方向に夫々±３画素の範囲の座標を含めば、ゴミ領域と判定するなどという条件が考えられる。

ステップＳ７０２で、画像信号中にこのような領域（部分）があればステップＳ７０３へ進みゴミ領域補間を行い、存在しない場合は処理を終了する。ステップＳ７０３で実行するゴミ領域補間処理は、公知の欠損領域補間法で行う。公知の欠損領域補間法には例えば、特開２００１−２２３８９４号公報に開示されているパターン置換がある。特開２００１−２２３８９４号公報では赤外光を用いて欠損領域を特定しているが、本実施形態ではステップＳ７０１で検出したゴミ領域を欠損領域として扱い、パターン置換によりゴミ領域を周囲の正常画素で補間する。パターン置換で埋められない画素については、パターン補間後の画像データに対し、補間対象画素に最も近い順に正常画素をｐ個選択し、その平均色を用いて補間する。

静止画のゴミ除去処理では、このように画像にゴミ補正データを添付することで、ゴミ補正用画像データと撮影画像データの対応を意識する必要が無くなるという利点がある。また、ゴミ補正データが位置、大きさ、変換用データ（絞り値、レンズの瞳位置の距離情報）で構成されるコンパクトなデータであるので、撮影画像データサイズが極端に大きくなることもない。また、ゴミ補正データで指定された画素を含む領域だけを補間処理することにより、誤検出の確率を大幅に低減することが可能になる。

次に、本実施形態における画像処理機能を有する撮像装置での、動画撮影時のゴミ補正処理について説明する。

図９は、動画撮影時の動作を説明するためのフローチャートである。

まずステップＳ１４０１において、操作部７０によりライブビュー開始が選択されたか否かを判定する。ライブビュー開始が選択されるまでステップＳ１４０１の判定を繰り返す。ライブビュー開始が選択されると、ミラー１３０がミラーアップされ、シャッター１２が開かれ、撮像素子１４に光学像が結像する。

所定のフレームレートで撮像素子１４から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換され、画像処理回路２０で所定の画素補間処理や色変換処理を行い、メモリ３０内のフレームメモリバッファへ格納される。

このとき、フレームレートに合わせて、カメラ本体１００からレンズユニット３００に対して各種光学情報（絞り、ズーム位置、瞳距離、焦点距離など）を要求する。レンズユニット３００からコネクタ１２２を介して送られてきた各種光学情報はフレームメモリバッファの各画像データに対応づけられて、光学情報格納メモリ５８に記憶される。

フレームメモリバッファへ格納された画像データは、再度読み出され、画像処理回路２０において表示用の画像データに変換されて画像表示メモリ２４へ格納される。画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示される。これにより、画像表示部２８は、ライブビュー表示の状態（電子ビューファインダ動作）となる。

ステップＳ１４０２では、操作部７０により動画記録開始が選択されたか否かを判断する。選択されていなければステップＳ１４０１に戻って上記処理を繰り返す。一方、動画記録開始が選択されていれば、Ｓ１４０３へ進み、動画記録を開始する。

動画記録が開始されると、フレームメモリバッファに格納された画像データはゴミ除去回路３１に送られ、ゴミ除去処理が施される。このゴミ除去処理は、画像データに関連付けて記録媒体２００に記録されたゴミ補正データの代わりに、不揮発性メモリ５６に記録されたゴミ補正データ（ゴミ情報）を用いてフレーム単位で行われること以外は、静止画の場合と同様に行われる。ゴミ除去された画像データは、圧縮伸張回路３２で符号化され、メモリ３０内の動画符号化データバッファへ一時保存される。

また、動画記録が開始されると、音声信号処理回路ではマイク（不図示）から入力された音声データを符号化し、符号化された音声データは、メモリ３０内の音声符号化データバッファへ一時保存される。一時保存された動画符号化データと、音声符号化データは時間経過とともに増加するので、所定のファイルフォーマットに成形され、随時インターフェース９０を介して記録媒体２００へ書き込まれる。

ステップＳ１４０４では、操作部７０により動画記録停止が選択されたか否かを判断する。動画記録停止が選択されなければ、ステップＳ１４０３に戻り、動画記録を継続する。また、動画記録停止が選択されれば、ステップＳ１４０５に進み、ライブビュー動作の停止が選択されたか否かを判断する。ライブビュー動作の停止が選択されなければ、ステップＳ１４０２に戻り、次の動画記録に備えて待機する。ライブビュー動作の停止が選択されれば、動画撮影のルーチンを終了する。

なお、動画記録中（ライブビュー中）は、フレームメモリバッファには所定のフレームレートで画像データが書き込まれていくため、フレームメモリバッファがバッファフルにならないように、符号化処理を行う必要がある。しかし、ゴミ除去回路３１で除去するゴミの数は、ゴミ情報に含まれるゴミの数や大きさと、レンズユニット３００から取得する光学情報によって変化するため、動画記録中のゴミ除去の時間は一定にならない。

また、ゴミ除去処理の後段に実行される動画像の圧縮符号化処理は、被写体像の空間周波数や動きの大きさなどにより処理時間が異なってくる。したがって、この処理時間の差によってもバッファメモリの空き容量に影響を与えることになる。

図１０は、フレームメモリバッファがバッファフルにならないように、フレームメモリバッファの空き容量に応じて、ゴミ除去の処理内容を変更する動作を説明するフローチャートである。

動画記録が開始されると、まず、ステップＳ１５０１で前述した操作に従って不揮発性メモリ５６にゴミ情報が格納されているかどうかをチェックする。不揮発性メモリ５６にゴミ情報が無い場合は、ゴミ位置を特定することができないので、フレームメモリバッファに格納された画像データはゴミ除去回路３１には送られず、圧縮伸張回路３２に送られる。不揮発性メモリ５６にゴミ情報が存在するときは、ステップＳ１５０２へ進み、フレームメモリバッファの空き容量を確認する。

本実施形態ではフレームメモリバッファの空き容量に対して二つの閾値、即ち閾値ＴＨ１（第１の閾値）と閾値ＴＨ２（第２の閾値）を持つこととする。なお、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２の関係はＴＨ１＜ＴＨ２であり、閾値ＴＨ１の方がフレームメモリバッファの空き容量がより少ないことを意味する。

所定の単位時間にフレームメモリバッファへ書き込まれる画像データ量は、画像サイズとフレームレートにより一意に決まるので、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２は、書き込まれるデータ量とゴミ除去に要する時間とを考慮して、決定することが望ましい。

ステップＳ１５０３では、閾値ＴＨ１とフレームメモリバッファの空き容量を比較する。フレームメモリバッファの空き容量が、閾値ＴＨ１よりも大きいときには、ステップＳ１５０４へ進む。フレームメモリバッファの空き容量が、閾値ＴＨ１以下のときは、バッファフルになる可能性があるため、画像データはゴミ除去回路３１には送られず、圧縮伸張回路３２に送られ、符号化処理される。

フレームメモリバッファの空き容量がなくなりバッファフルになると、動画記録のフレームレートを下げるか、動画記録を中止しなければならず、ユーザーにとって動画記録の使い勝手が悪化してしまう。本実施形態の画像処理装置では、フレームメモリバッファの空き容量が閾値ＴＨ１以下（第１の閾値以下）のときは、ゴミ除去処理を行わず、フレームメモリバッファに格納されている画像データをなるべく速く符号化処理することで、バッファフル状態にならないように制御する。

次にステップＳ１５０４では、閾値ＴＨ２とフレームメモリバッファの空き容量を比較する。フレームメモリバッファの空き容量が、閾値ＴＨ２よりも大きいときには、フレームメモリバッファの空き容量が十分にあると判断され、ステップＳ１５０５へ進み、ゴミ情報に含まれるすべてのゴミを対象にゴミ除去処理が行われる。一方、フレームメモリバッファの空き容量が、閾値ＴＨ２以下（第２の閾値以下）のときは、ステップＳ１５０６へ進み、ゴミ情報に含まれる特定のゴミを対象にゴミ除去処理を行う。

ステップＳ１５０５では、ゴミ除去回路３１でゴミ情報に含まれる全てのゴミを対象にゴミ除去処理が行われる。ゴミ除去回路３１には、フレームメモリバッファに格納されている画像データと、不揮発性メモリ５６に格納されているゴミ情報と、光学情報格納メモリ５８に格納されている画像データに対応した光学情報が入力される。ゴミ除去回路３１は前述した静止画の場合と同様のゴミ除去方法に従って、画像データに含まれるゴミを除去し、ゴミ除去後の画像データをフレームメモリバッファへ書き戻す。

図１１は、ゴミ除去回路３１へ入力される画像データの一例を示す図である。ステップＳ１５０５では、ゴミ情報に含まれる全てのゴミを対象としてゴミ除去を行うので、ゴミ除去後の画像データは図１２のようになる。

ステップＳ１５０６では、ゴミ情報に含まれる画面内で目立ちそうな特定のゴミを対象にゴミ除去処理が行われる。ステップＳ１５０５と同様に、ゴミ除去回路３１には、フレームメモリバッファに格納されている画像データと、不揮発性メモリ５６に格納されているゴミ情報と、光学情報格納メモリ５８に格納されている画像データに対応した光学情報が入力される。そして、例えば、所定の大きさより大きいゴミに対してゴミ除去処理が行われる。そのため、ゴミ除去後の画像データは図１３のようになる。その後、ゴミ除去後の画像データをフレームメモリバッファへ書き戻す。具体的には、上述のように、ゴミ補正データはゴミの大きさによってソートされているので、最上位のゴミから順に除去していき、例えば変換後の半径Ｒｉ’が２画素となるゴミのところで処理を終了すれば良い。ここでは、半径Ｒｉ’が２画素よりも大きいごみを画面内で目立ちそうな特定のゴミとしたが、この値は出力される動画像の１フレームあたりの画素数や、出力される機器に応じて変更するようにしても良い。

また、別の定義の仕方としては、閾値ＴＨ２のときに全部のゴミを処理し、閾値ＴＨ１のときには全く処理しないようように、フレームメモリバッファの空き容量に応じて、線形的に処理数を漸減させるようにしても良い。

本実施形態の画像処理装置では、フレームメモリバッファの空き容量が閾値ＴＨ１よりも大きく、閾値ＴＨ２以下のときは、除去するゴミの数を画面内の目立つゴミだけに制限することで、ゴミ除去処理の処理時間を短縮する。そして、フレームメモリバッファに格納されている画像データをなるべく速く符号化処理することで、バッファフル状態にならないように制御する。

ステップＳ１５０６でゴミ除去処理の対象となる条件は、大きさに限ることはなく、他の例では、写り込みの濃さ、ゴミの位置（中央付近にあるゴミを優先的に除去する）などでもよいし、これらの条件を組み合わせてもよい。また、これらの条件は実際のフレームメモリバッファの空き容量によって、変更されてもよい。写り込みの濃さの場合、具体的には、ゴミ補正データに記述されたゴミの中心座標における輝度値を読み込み、これと予め定められた閾値となる輝度値と比較し、この閾値以下であればゴミ除去処理の対象とすれば良い。これは、濃い写り込みほど目立つので、濃いものを優先的に除去の対象とするという考え方である。また、ゴミの位置の場合、ゴミ補正データに記述されたゴミの中心座標を読み込み、これが予め定められた画像の中心領域内に含まれるかを判断し、含まれるのであればゴミ除去の対象とすれば良い。これは、画面の中央付近ほどゴミの存在が目立つので、中心領域に含まれるものを優先的に除去の対象とする考え方である。

図１４はゴミ情報に含まれる所定の濃度よりも濃いゴミを対象としてゴミ除去処理を行った場合のゴミ除去後の画像データを示している。

図１０のフローチャートに戻って、ステップＳ１５０７では圧縮伸張回路３２によりフレームメモリバッファに格納されている画像データの符号化処理が行われる。符号化処理は前述したＭｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ方式でも良いし、あるいは、Ｈ．２６４方式でも良いし、その他の符号化処理方式でもよい。符号化された動画符号化データは、メモリ３０内の動画符号化データバッファへ格納され、同じくメモリ３０内の音声符号化データバッファに格納されている音声符号化データとともに所定のファイルフォーマットに成形される。そして、ステップＳ１５０８で、インターフェース９０を介して記録媒体２００へ書き込まれる。

図１５はＨ．２６４形式で符号化を行う場合のフレームメモリバッファの例を示した図である。

上段から、入力フレームメモリ、ゴミ除去処理、符号化処理、表示フレーム処理のタイミングを表している。さらに、入力フレーム単位時間ごとの、符号化時に使用するＬｉｓｔ０、Ｌｉｓｔ１、フレームメモリバッファの状態、フレームメモリバッファの空き容量を示している。

なお、本実施形態では、参照リストＬｉｓｔ０には二つのピクチャ、参照リストＬｉｓｔ１には一つのピクチャを持つこととする。参照リストには、Ｉピクチャまたは、Ｐピクチャが登録される。

各処理の処理時間は、説明をわかりやすくするために次のようになるものとする。まず、符号化の処理時間はフレームメモリバッファへ１フレームの画像データを書き込む時間の半分である。また、ゴミ除去に要する処理時間は、本来ならば各フレームに対応づけられた光学情報の内容により各フレーム毎に変化するが、ここでは動画記録中の光学パラメータは変更されないものとして扱い、全てのゴミを除去する処理に要する時間は２フレーム分とする。また、フレームメモリバッファの空き容量がＴＨ２以下で特定のゴミだけを除去する場合には、ゴミ除去処理に要する時間は１フレーム分とする。

フレームメモリバッファは９フレーム分確保されていて、入力フレームが順次書き込まれていく。フレームメモリバッファから取り除かれるフレームは、符号化が終わっていてかつ、参照リストＬｉｓｔ０、Ｌｉｓｔ１のいずれにも登録されていないフレームである。

また、本実施形態では、フレームメモリバッファの空き容量によってゴミ除去処理の処理内容を変更するときに使用する判定閾値は、次のように設定する。即ち、ゴミ除去処理を行わない場合の閾値ＴＨ１はＴＨ１＝1、ゴミ情報に含まれる特定のゴミ（本実施形態では目立つゴミ）だけにゴミ除去処理を行うかどうかを判定する閾値ＴＨ２はＴＨ２＝２とする。

いま、入力フレームＩ０（Ｉピクチャ）から順次画像データが入力されると、フレームメモリバッファの先頭から画像データが書き込まれていく。なお、図１５において入力フレームメモリでは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャをフレームナンバー（０，１，２，３…）のそれぞれ頭にＩ、Ｐ、Ｂを付して表しているが、その他の表記はフレームナンバーのみとしている。

入力フレームＩ０がフレームメモリバッファに書き込まれると、フレームメモリバッファの空き容量は「８」となる。次の入力フレームＢ１が入力されるタイミングで、フレームメモリバッファの空き容量を、閾値ＴＨ１，ＴＨ２と比較して、ゴミ除去処理の内容を決定する。ただし、ゴミ除去処理がすでに行われている場合は、比較処理は行われず、次の入力フレームのタイミングを待つ。今、フレームメモリバッファの空き容量は「８」なので、
（ＴＨ２＝２）＜（空き容量＝８）
となり、入力フレームＩ０に対しては、全てのゴミを除去すると判定される。そして、全てのゴミを除去するために、ゴミ除去回路３１で２フレーム分の処理時間をかけてゴミ除去処理される。このとき、入力フレームメモリには、並行して入力フレームＢ１，Ｂ２が入力される。ゴミ除去処理が終了すると、入力フレームＰ３が入力フレームメモリに入力されるタイミングと同じタイミングで入力フレームＩ０の符号化処理が開始される。この符号化処理は上述のように０．５フレーム期間で終了する。そして、符号化処理のタイミングに同期して入力フレームＩ０が参照リストへ登録される。本実施形態では、参照リストとフレームメモリバッファとは同じメモリ領域を使用しているが、参照リスト領域として別のメモリ領域を用意してもよい。

入力フレームＩ０に続いて入力されるフレームは入力フレームＢ１、Ｂ２であり、これらはＢピクチャであるので、ＩピクチャもしくはＰピクチャのフレームが後に入力されるまで、処理が保留される。

入力フレームＢ２に続いては、入力フレームＰ３が入力フレームメモリに入力され、この時点でフレームメモリバッファの空き容量は「５」なので、
（ＴＨ２＝２）＜（空き容量＝５）
となり、入力フレームＰ３に対しては、全てのゴミを除去すると判定される。そして、Ｉ０と同様に、ゴミ除去回路３１で２フレーム分の処理時間をかけて全てのゴミがゴミ除去処理される。このとき、入力フレームメモリには、並行して入力フレームＢ４，Ｂ５が入力される。ゴミ除去処理が終了すると、入力フレームＰ６が入力フレームメモリに入力されるタイミングと同じタイミングで入力フレームＰ３の符号化処理が開始される。そして、符号化処理のタイミングに同期して入力フレームＰ３が参照リストへ登録される。

この時点で双方向予測であるＢピクチャの入力フレームＢ１、Ｂ２の前後にＩピクチャ（入力フレームＩ０）およびＰピクチャ（入力フレームＰ３）が揃うことになるので、入力フレームＢ１の処理が可能となる。

入力フレームＰ３のゴミ除去処理が完了する直前においては、フレームメモリバッファの空き容量は「３」なので、
（ＴＨ２＝２）＜（空き容量＝３）
となり、ここで初めて処理が可能となった入力フレームＢ１に対しても、全てのゴミを除去すると判定される。そして、Ｉ０と同様に、ゴミ除去回路３１で２フレーム分の処理時間をかけて全てのゴミが除去処理される。このとき、入力フレームメモリには、並行して入力フレームＰ６，Ｂ７が入力される。ゴミ除去処理が終了すると、入力フレームＢ８が入力フレームメモリに入力されるタイミングと同じタイミングで入力フレームＢ１の符号化処理が開始される。ここで、入力フレームＢ１はＢピクチャであるので、他のフレームに参照されることは無く、参照リストへは登録されない。

このようにして、ゴミ除去処理と符号化処理が進んでいき、上述の入力フレームＢ１がゴミ除去されている時に入力フレームＢ７が入力されると、フレームメモリバッファの空き容量が「１」となり、閾値ＴＨ１以下となる。

（ＴＨ１＝１）≧（空き容量＝１）
よって、次にゴミ除去処理を行うはずだった入力フレームＢ２に対しては、ゴミ除去処理を行わないと判定され、入力フレームＢ１の符号化処理に続いてすぐに符号化処理が行われる。

次のフレーム「Ｂ８」が入力されたタイミングでは、フレームメモリバッファの空き容量が「０」となり、閾値ＴＨ１より小さくなる。

（ＴＨ１＝１）＞（空き容量＝０）
上述のようにＢピクチャのフレームは、挟まれる前後のＩピクチャもしくはＰピクチャの処理が終わってから処理されるので、入力フレームＢ４、Ｂ５は入力フレームＰ６が処理されるまで保留される。従って、入力フレームＢ２の処理が終わると、次に処理されるのは入力フレームＰ６である。

しかしこの入力フレームＰ６が処理される時点においては、上述のようにフレームメモリバッファの空き容量が「０」となっているので、ゴミ除去処理を行わないと判定されてゴミ除去処理は行われない。そしてゴミ除去処理が行われないまま、入力フレームＢ２の符号化処理に続いてすぐに符号化処理が行われる。

入力フレームＰ６はＰピクチャであるので、符号化処理のタイミングに同期して入力フレームＰ６が参照リストへ登録される。ここで、この時点で、入力フレームＩ０と入力フレームＰ３に挟まれたＢピクチャである入力フレームＢ１、Ｂ２の符号化処理は完了しているので、入力フレームＩ０が今後参照されることが無くなる。従って、入力フレームＰ６は入力フレームＩ０に代わって参照リストへ登録されることになる。

また、入力フレームＰ６が符号化処理されると同時に、入力フレームＢ１、Ｂ２をフレームメモリバッファに残しておく必要が無くなるので、削除する。さらに入力フレームＰ６が符号化処理されるタイミングは、入力フレームメモリにＰ９が入力されるタイミングであるので、このフレームを、フレームメモリバッファ上で削除された入力フレームＢ１が書かれていた領域に書き込む。従って、この時点（入力フレームＰ９が入力された時点）においてフレームメモリバッファの空き容量は「１」となる。

入力フレームＰ６の符号化処理が完了した時点では、符号化処理に必要な時間が０．５フレーム分であるので、入力フレームメモリにフレームが入力されるタイミングとは一致していない。そのため、そのままゴミ除去処理可否の判定は維持し、次に処理される入力フレームＢ４もゴミ除去処理をされることなく、そのまま符号化処理が行われる。

続いて入力フレームＢ５、Ｐ９が処理されるが、入力フレームＢ５が処理を開始される時点で、すでに入力フレームＩ０が参照リストから消去されているので、フレームメモリバッファからも入力フレームＩ０を消去する。さらにこの時点では入力フレームＢ４も符号化処理が完了しているので、フレームメモリバッファから入力フレームＢ４も消去する。入力フレームＢ５の処理が開始される時点では、入力フレームＢ１０がフレームメモリバッファに入力されるので、前後の空き容量の関係としては、直前が「１」直後が「２」となる。

従って、直前の空き容量が「１」であることから、入力フレームＢ５、Ｐ９は、ゴミ除去処理がなされること無く、そのまま符号化処理が行われる。なお、入力フレームＰ９はＰピクチャであるので、入力フレームＰ９が入力フレームＰ３に代わって参照リストへ登録されることになる。

入力フレームＰ９の次に処理されるのは入力フレームＢ７であるが、この処理を開始する時点では上述のようにフレームメモリバッファの空き容量は「２」である。

従ってここでは、フレームメモリバッファの空き容量が、閾値ＴＨ１より大きく、閾値ＴＨ２以下となるので、入力フレームＢ７に対しては、目立つゴミ（大きいゴミ）だけゴミ除去する処理を行う判定となる。

（ＴＨ１＝１）＜（空き容量＝２）
（ＴＨ２＝２）≧（空き容量＝２）
入力フレームＢ７のゴミ除去処理の開始と同時である入力フレームＢ１１が入力されるタイミングでは、フレームメモリバッファから処理の終わった入力フレームＰ３、Ｂ５が取り除かれ、入力フレームＢ１１が新たに書き込まれる。従って、フレームメモリバッファの空き容量は「３」となる。

すると、大きなゴミだけを除去する処理である入力フレームＢ７に対するゴミ除去処理は１フレーム期間で終了するので、次に処理される入力フレームＢ８が処理される直前の空き容量としては「３」となる。よってここでは、フレームメモリバッファの空き容量が閾値ＴＨ２よりも大きくなるので、入力フレームＢ８に対しては、ゴミ情報に含まれる全てのゴミに対してゴミ除去を行う判定となる。

（ＴＨ２＝２）＜（空き容量＝３）
その後は、上述のように動画記録中に順次、フレームメモリバッファの空き容量でゴミ除去処理の処理内容を判定し、ゴミ除去処理と符号化処理を繰り返していく。

本実施形態での、フレームメモリバッファに格納できる画像の枚数、参照リストに登録できるフレーム数、閾値ＴＨ１、ＴＨ２などの値は一例であり、画像処理装置の能力や搭載メモリサイズなどにより、任意に設定することが可能である。また、全てのゴミ除去処理を行うのに必要な時間を２フレーム分、特定のゴミ除去処理を行うのに必要な時間を１フレーム分として、入力されるフレームとタイミングを合わせて説明を行ったがこれに限られない。実際には、処理にかかる時間はゴミの大きさ、個数、濃さなどによっても変化するものであり、フレーム入力のタイミングとは同期しないことが多い。このような場合は、ゴミ除去処理を開始しようとする任意のタイミングにおけるフレームメモリバッファの空き容量を確認して判定するようにしても良い。

また、本実施形態では、１５フレーム毎の先頭にＩピクチャのフレームを、その後３フレーム毎にＰピクチャのフレームを配して、その間をＢピクチャのフレームで満たす繰り返しで説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、Ｂピクチャを用いず、ＩピクチャとＰピクチャのみでフレームを構成するようにしても良い。その場合、符号化処理の順序を入力されるフレーム順にすることができ、フレームの管理が簡単となる。

以上のように、本実施形態では、フレームメモリバッファの空き容量により、次のようにゴミ除去処理の内容を変更する。
（１）ゴミ情報に含まれる全てのゴミを除去対象とする。
（２）ゴミ情報に含まれるゴミのうち画面内で特定のゴミを除去対象とする。
（３）ゴミ除去を行わない。

これにより、動画記録中のフレームレートを下げたり、動画記録を中断することなく、動画記録とゴミ除去処理を同時に行うことが可能となる。

（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の一実施形態における画像処理機能を有する撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるゴミ情報を取得する際の撮像装置（本実施形態ではデジタルカメラ）における処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるゴミ情報取得時の設定パラメータ一覧を示す図である。 ゴミ領域サイズ算出の概要を示す図である。 ゴミ情報プロファイルの構造を示す図である。 本発明の一実施形態における通常撮影時の静止画像の撮影処理を示すフローチャートである。 ゴミ除去処理の動作を示すフローチャートである。 補間ルーチンの流れを示すフローチャートである。 動画撮影時の動作を説明するためのフローチャートである。 フレームメモリバッファの空き容量に応じて、ゴミ除去の処理内容を変更する動作を説明するフローチャートである。 ゴミ除去回路へ入力される画像データの一例を示す図である。 ゴミ情報に含まれるゴミを全て取り除いた画像データの説明図である。 ゴミ情報に含まれるサイズの大きいゴミを取り除いた画像データの説明図である。 ゴミ情報に含まれる写り込みの濃いゴミを取り除いた画像データの説明図である。 フレームメモリバッファの動作を説明する図である。 Ｈ．２６４方式で画像データを圧縮する画像処理装置の構成を示す図である。 ピクチャＰ２１を符号化する際の参照リストの例を示す図である。 ピクチャＰ２４を符号化する際の参照リストの例を示す図である。 参照リストの変化の様子をピクチャ毎に示す図である。 Ｂピクチャを参照リストに加える場合の参照リストの変化の様子を示す図である。

Claims (7)

1. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、
   前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
   前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた大きさより大きい異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置。
2. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、
   前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
   前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた濃度よりも濃い異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置。
3. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、
   前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
   前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、画像の中央付近の異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置。
4. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、
   前記制御ステップは、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた大きさより大きい異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
5. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、
   前記制御ステップは、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、予め定められた濃度よりも濃い異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
6. 被写体像を光電変換する撮像素子を備え、該撮像素子からの出力信号に基づいて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像素子の前方に配置された光学部材に付着した異物の、少なくとも位置と大きさに関する情報を含む異物情報を記憶する記憶手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を一時的に記憶するバッファ手段と、前記異物情報に基づいて、前記バッファ手段から出力される画像信号中の前記異物の影になる部分の画像信号を補正して、補正された画像信号を出力する補正手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記バッファ手段の空き容量に応じて、前記撮像手段から出力される画像信号の内の、補正しようとする前記異物の影になる部分の画像信号の量を変更するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御する制御ステップを備え、
   前記制御手段は、前記バッファ手段の空き容量が第１の閾値以下になった場合に、前記異物の影になる部分の画像信号を補正しないように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御し、前記バッファ手段の空き容量が前記第１の閾値より大きく、且つ該第１の閾値より大きい第２の閾値以下になった場合に、前記異物情報に含まれる異物のうち、画像の中央付近の異物の影になる部分の画像信号を補正するように、前記バッファ手段と前記補正手段とを制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
7. 請求項４乃至６のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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