JP5137738B2 - 撮像装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。

従来、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子で静止画や動画を撮像し、記録や再生を行う撮像装置がある。この撮像装置では、撮像時の条件が高感度、長時間露光又は高温度下などである場合に固定パターンノイズが発生し、撮像画像の画質が悪化することがある。固定パターンノイズは、撮像素子を構成する半導体の局所的な結晶欠陥や、暗電流ノイズに起因して発生する撮像素子に固有のノイズである。

例えば、撮像時の条件が上述した条件である場合には、撮像素子において暗電流ノイズが多く発生することが知られている。暗電流ノイズは、撮像素子が光エネルギーだけでなく熱エネルギーも電気信号に変換する性質を持つために発生し、温度が約１０°Ｃ上昇すると約２倍となる程度の温度依存性を有している。撮像素子は、例えば出力アンプなどの消費電流の多い部分で温度が上昇し、その部分的な温度上昇により暗電流ノイズが部分的に多くなることがある。この部分的な暗電流ノイズが撮像画像の画質に影響する例としては、高感度長秒露光で夜景を撮像した際に、実際には照明がないため黒く写る部分がマゼンダに近い色で明るく写る黒浮きの発生などがある。

また、暗電流ノイズは、被写体像を受光して光電変換を行う画素部だけでなく、変換後の電荷を転送する垂直転送路などにおいても発生する。この垂直転送路で発生する暗電流ノイズは、撮像画像において垂直方向におけるすじ状の黒浮きとなって現れる。なお、撮像画像におけるすじ状の黒浮きの特徴としては次の３つが挙げられる。１点目としては、画像内に一様に発生するランダムノイズと同等な小さなものでも目立つということである。２点目としては、信号電荷が垂直転送路中に長く置かれるほど暗電流ノイズが増加するために画面垂直方向にノイズレベル差が生じやすいということである。３点目としては、垂直転送路ごとの暗電流ノイズレベルや転送効率にばらつきがあり、画面水平方向にすじ状の濃淡むらが生じやすいということである。すなわち、すじ状の黒浮きは、ランダムノイズ程度の大きさでも目立ちやすく、水平又は垂直方向に生じやすいという特徴がある。

一方、撮像素子を構成する半導体の局所的な結晶欠陥による固定パターンノイズは、欠陥のある画素に起因して点状に現れる白きずや、垂直転送路中の欠陥部を信号電荷が転送されることで転送方向である垂直方向に線状に現れる線きずなどがある。

撮像装置では、上述した種々の固定パターンノイズを撮像画像から除去するため、シャッターを閉じて遮光状態とする以外の撮像条件を被写体像の撮像時と全く同じにして黒画像を撮像し、撮像画像から黒画像を減算する黒引き処理を行っている。しかし、黒引き処理を行う場合は、黒画像において一様に含まれるランダムノイズの影響を無視することができなくなるため、固定パターンノイズを残しつつランダムノイズを除去することが必要となる。この黒引き処理を行うための黒画像において、固定パターンノイズを残しつつランダムノイズを除去する従来技術としては特許文献１、２が知られている。特許文献１には、黒画像データにおける所定閾値以下の低レベル画素信号について高域周波数成分抑圧処理を行うことで、黒浮きや白きずなどの固定パターンノイズを保ちつつランダムノイズを低減することが記載されている。特許文献２には、黒画像の画素配列の行又は列方向の１次元で平滑化処理を行うことで、すじ状の黒浮きや線きずなどの固定パターンノイズを保ちつつランダムノイズを低減することが記載されている。
特開２００５−３４０９２８号公報 特開２００７−２８０２６号公報

しかしながら、上記従来技術では、黒画像から固定パターンノイズを残しつつランダムノイズを除去し、黒引き処理を良好に行うには未だ十分ではなかった。例えば、特許文献１に記載の技術では、信号レベルの閾値によるノイズ分別方法であるため、信号レベルが小さなすじ状の黒浮きはランダムノイズと共に平滑化されてしまうという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、すじ状の黒浮きや線きずがない領域であってもランダムノイズが大きい場合に１次元の平滑化処理方向への相関が強くなるため、ランダムノイズがすじ状に残ってしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を少なくとも１つ解決することを目的としてなされたものである。すなわち本発明は、撮像素子に固有のノイズを残しつつランダムノイズを除去した黒画像を生成することで、黒引き処理の結果を改善する撮像装置、その制御方法及びプログラムの提供を１つの目的とする。

上記目的は、撮像素子を備え、前記撮像素子により被写体像を撮像した画像から、前記撮像素子を遮光した状態で取得した黒画像を減算する黒引き処理により、前記撮像素子の固有ノイズを除去した撮像画像を取得可能な撮像装置であって、前記黒画像を複数の分割画像に分割する分割手段と、前記分割画像の各々について、一方向に延在するノイズの有無を検出することで前記固有ノイズの有無を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段により固有ノイズが検出された分割画像の各々について、当該固有ノイズの延在方向を検出する第２検出手段と、前記分割画像の各々について、前記固有ノイズが検出されていない分割画像については２次元平滑化画像処理を行い、前記固有ノイズが検出された分割画像については前記固有ノイズの延在方向に依存した平滑化画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記画像処理手段による画像処理後の分割画像からなる黒画像を、前記黒引き処理に用いることを特徴とする本発明による撮像装置によって達成される。

また、上記目的は、撮像素子を備え、前記撮像素子により被写体像を撮像した画像から、前記撮像素子を遮光した状態で取得した黒画像を減算する黒引き処理により、前記撮像素子の固有ノイズを除去した撮像画像を取得可能な撮像装置の制御方法であって、前記撮像装置の分割手段が、前記黒画像を複数の分割画像に分割する分割工程と、前記撮像装置の第１検出手段が、前記分割画像の各々について、一方向に延在するノイズの有無を検出することで前記固有ノイズの有無を検出する第１検出工程と、前記撮像装置の第２検出手段が、前記第１検出工程において固有ノイズが検出された分割画像の各々について、当該固有ノイズの延在方向を検出する第２検出工程と、前記撮像装置の画像処理手段が、前記分割画像の各々について、前記固有ノイズが検出されていない分割画像については２次元平滑化画像処理を行い、前記固有ノイズが検出された分割画像については前記固有ノイズの延在方向に依存した平滑化画像処理を行う画像処理工程とを有し、前記画像処理工程における画像処理後の分割画像からなる黒画像を、前記黒引き処理に用いることを特徴とする本発明による撮像装置の制御方法によっても達成される。

本発明によれば、撮像素子に固有のノイズを残しつつランダムノイズを除去した黒画像を生成することで、黒引き処理の結果を改善することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明に係る撮像装置１の概略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、光学系１０１、シャッタ１０２を通して結像した光を撮像素子１０３により光電変換し、被写体像を撮像した画像データを取得する。光電変換により取得された画像データは、出力ノイズを除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路や非線形増幅回路を備えた前置処理回路１０４とＡ／Ｄ変換器１０５を通してデジタル化される。デジタル化された画像データは、メモリコントローラ１０６を介してメモリ１０７に一旦格納される。メモリ１０７に格納された画像データは、画像処理部１０８によって種々の画像処理やＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などの所定の画像形式への変換が行われて記録媒体１０９に記録される。なお、画像処理部１０８における種々の画像処理には、被写体像を撮像した画像データからシャッタ１０２により遮光状態で撮像した黒画像データを減算する黒引き処理や、画像データのランダムノイズを低減させるノイズ低減処理も含まれる。

操作表示部１１０は、被写体像を撮像した撮像画像の表示や撮像装置１の状態情報を表示する液晶パネルなどである。第１スイッチ１１１は、撮像スタンバイ動作を行うための指示を受け付けるスイッチである。第２スイッチ１１２は、第１スイッチ１１１の指示による撮像スタンバイ時において撮影を行うための指示を受け付けるスイッチである。

システム制御部１１３は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有し、撮像装置１の動作を中央制御する。具体的には、システム制御部１１３は、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムデータをＲＡＭの作業領域に展開し、当該展開されたプログラムデータとＣＰＵとの協働により各部を統括制御する。

シャッタ制御回路１１４は、システム制御部１１３の制御の下でシャッタ１０２の駆動に係る制御信号を生成する回路である。温度センサ１１５は、撮像素子１０３近傍に配置されて当該撮像素子１０３の温度を測定し、その測定値を示す温度検知信号をシステム制御部１１３へ出力する。メインスイッチ１１６は、撮像装置１の電源投入を指示するスイッチである。なお、撮像装置１の構成は上述したものに限定しない。例えば、撮像装置１は、撮像素子１０３における撮像時の感度設定や露出時間の設定を行う設定スイッチ、被写体へ補助光を照射するストロボなどを備えてもよい。

次に、システム制御部１１３の制御の下で行われる黒引き処理を伴う静止画撮像の動作概要について説明する。先ず、システム制御部１１３は、第１スイッチ１１１の操作によりＡＦ（Auto Focus）などの撮像スタンバイ動作を行い、第２スイッチ１１２の操作により被写体の撮像動作を開始する。

撮像動作の開始により、システム制御部１１３は、黒引き処理を行う撮像条件である黒画像撮像条件が設定されたテーブルデータ（詳細は後述する）をＲＯＭから読み出す。次いで、システム制御部１１３は、撮像動作時において設定された感度、露出時間及び温度センサ１１５により測定された撮像素子１０３の温度がテーブルデータに設定された黒引き処理を行う条件に該当するか否かを判定する。この判定において黒引き処理を行う条件に該当する場合に、撮像装置１では、黒引き処理を伴う静止画撮像が行われることとなる。

黒引き処理を伴う静止画撮像の開始により、システム制御部１１３は、撮像素子１０３で被写体像を撮像させる。次いで、システム制御部１１３は、被写体像を撮像した同一の撮像素子１０３を用いて、シャッタ１０２を閉じて遮光状態とする以外は被写体像の撮像時と同じ撮像設定（感度設定、露出時間など）で黒画像を撮像させる。次いで、システム制御部１１３は、画像処理部１０８を制御することで、撮像した黒画像について、撮像時の条件やすじ状の黒浮きの検出により必要に応じてノイズ低減処理を行った後、撮像画像から黒画像を減算する黒引き処理を行って撮像画像を取得する。

以下の説明では、図２に例示したフローチャートを参照してシステム制御部１１３の制御の下で実行される撮像装置１の動作を詳細に説明する。図２に示すように、Ｓ２０１では、システム制御部１１３は、システムに電源を投入するメインスイッチ１１６の状態を検出し、ＯＮであればＳ２０２へ処理が進む。Ｓ２０２では、システム制御部１１３は、記録媒体１０９の残容量を調べ、残容量が０であればＳ２０３へ処理が進み、残容量が０でなければＳ２０４へ処理が進む。Ｓ２０３では、システム制御部１１３は、記録媒体１０９の残容量が０であることを警告してＳ２０１に処理が戻る。この警告は操作表示部１１０に表示するか、スピーカなどの音声出力部（特に図示しない）から警告音を出力するか又はその両方を行ってもよい。

Ｓ２０４では、システム制御部１１３は、第１スイッチ１１１の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０６へ処理が進み、ＯＮで無ければＳ２０５へ処理が進む。なお、第１スイッチ１１１がＯＮ／ＯＦＦなどにより受け付ける指示は、ＡＦやＡＥなどの撮像スタンバイ動作の有無である。Ｓ２０５では、システム制御部１１３は、メインスイッチ１１６の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０４へ、ＯＮで無ければＳ２０１へ処理が進む。Ｓ２０６、Ｓ２０７では、システム制御部１１３は、ＡＥ処理とＡＦ処理を順次実行する。

Ｓ２０８では、システム制御部１１３は、第２スイッチ１１２の状態を調べ、ＯＮであればＳ２１０へ処理が進み、ＯＮで無ければＳ２０９へ処理が進む。なお、第２スイッチ１１２がＯＮ／ＯＦＦなどにより受け付ける指示は、第１スイッチ１１１を操作後の撮像スタンバイ中における撮像指示である。Ｓ２０９では、システム制御部１１３は、第１スイッチ１１１の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０８へ処理が戻り、ＯＮで無ければＳ２０４へ処理が戻る。Ｓ２１０では、システム制御部１１３は、後述する撮影処理のフローチャートに従って撮影動作を行う。Ｓ２１１では、システム制御部１１３は、記録媒体１０９の残容量を調べ、残容量が０であればＳ２０３へ処理が進み、残容量が０でなければＳ２１２へ処理が進む。なお、Ｓ２０２、Ｓ２１１における残容量の調査は、１枚の画像を記録するのに必要な程度の所定の閾値に基づいた残容量の調査であってもよく、残容量が０であるか否かの調査に限定しない。Ｓ２１２では、第２スイッチ１１２の状態を調べ、ＯＮでなければＳ２０９へ処理が進む。

ここで、図３に例示したフローチャートを参照して撮影処理（Ｓ２１０）の詳細について説明する。図３に示すように、Ｓ３０１では、システム制御部１１３は、撮像素子１０３の電荷クリア動作を行い、Ｓ３０２で電荷蓄積を開始する。電荷蓄積後、システム制御部１１３は、Ｓ３０３でシャッタ１０２を開いて撮像素子１０３の露光を開始させる（Ｓ３０４）。このＳ３０４における撮像素子１０３の露光は、被写体像を撮像した撮像画像（本画像）を取得するための露光である。撮像素子１０３の撮像面上に結像された被写体像は、光電変換されて撮像素子１０３に電荷が蓄積される。その後、システム制御部１１３は、ＡＥ処理により設定された露光時間を待ってＳ３０５でシャッタ１０２を閉じる。Ｓ３０６では、システム制御部１１３は、撮像素子１０３の電荷蓄積を終了し、Ｓ３０７で撮像素子１０３の撮像信号（撮像画像データ）を読み出してＡ／Ｄ変換した後にメモリ１０７へ格納させる。

Ｓ３０８では、システム制御部１１３は、被写体像の撮像時の感度、露出時間及び撮像素子温度等の撮像条件に基づいて、予めＲＯＭなどに設定された黒画像撮像条件を参照し、その被写体像撮像時の撮像条件が黒画像撮像条件に当てはまるか否かを判定する。このＳ３０８において、システム制御部１１３は、被写体増撮像時の撮像条件が黒画像撮像条件に当てはまればＳ３０９へ処理が進み、当てはまらなければＳ３１７へ処理が進む。

ここで、予め設定された黒画像撮像条件について、図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、黒画像撮像条件は、黒画像による黒引き処理を行うべき撮像条件（感度、露出時間、温度）が設定されたテーブルデータなどである。この黒画像撮像条件により、例えば、露出時間〜１ｓｅｃ、撮像感度ＩＳＯ１６００の撮像条件の場合は、撮像素子１０３の温度が２０°Ｃ以上である場合に黒画像撮像による黒引き処理が行われることとなる。

Ｓ３０９では、システム制御部１１３は、撮像素子１０３の電荷クリア動作を行い、Ｓ３１０で電荷蓄積を開始させる。Ｓ３１１では、システム制御部１１３は、黒画像撮像のためにシャッタ１０２は閉じたままの遮光状態で露光を開始させる。その後、システム制御部１１３は、Ｓ３０４における被写体像の撮像時と同じ露光時間を待って、Ｓ３１２で撮像素子１０３の電荷蓄積を終了させ、Ｓ３１３で撮像素子１０３の撮像信号（黒画像データ）を読み出す。Ｓ３１４では、システム制御部１１３は、後述する黒画像処理のフローチャートに従って、読み出した黒画像データについて必要に応じたノイズ低減処理を行う。

Ｓ３１５では、システム制御部１１３は、メモリ１０７へ保存した撮像画像データと、Ｓ３１４による処理後の黒画像データとを用いて、撮像画像データから黒画像データを減算する黒引き処理を実施する。黒引き処理では、Ｓ３１４で必要に応じてノイズ低減処理された黒画像データを同じ画素位置の撮像画像データから減算し、ＯＢ（オプティカルブラック）値として一律の値を加算する等の画像処理が行われる。撮像装置１では、この黒引き処理により、撮像素子１０３の固有ノイズを除去した撮像画像を取得可能となる。

Ｓ３１６では、システム制御部１１３は、Ｓ３０７で読み出した撮像画像データや黒引き処理後の撮像画像データについて、画像処理部１０８によりホワイトバランス調整などの画像処理を実行して適正な出力画像信号とする。Ｓ３１７では、システム制御部１１３は、画像処理部１０８により出力画像信号をＪＰＥＧフォーマット等への画像変換を行った後にＳ３１８で記録媒体１０９へ転送して記録させる。

ここで、図５に例示したフローチャートを参照して黒画像処理（Ｓ３１４）の詳細について説明する。なお、黒画像処理の目的は、黒引き処理時のランダムノイズ増加による画質低下の弊害をさけるため、黒引き処理に用いる黒画像のランダムノイズを低減させることである。ここで、黒画像にすじ状の黒浮きが発生している場合、ランダムノイズを低減させるノイズ低減処理後の黒画像にもすじ状の黒浮きを残して置かなければ、黒引き処理にてすじ状の黒浮きについての補正を行うことができなくなるため、注意が必要である。

図５に示すように、Ｓ５０１では、システム制御部１１３は、撮像画像の感度、露出時間及び撮像素子温度等の撮像条件について、予めＲＯＭなどに設定された黒画像未処理条件を参照し、その撮像条件が黒画像未処理条件に当てはまるか否かを判定する。このＳ５０１において、システム制御部１１３は、撮像条件が黒画像未処理条件に当てはまれば何も処理（ノイズ低減処理）を行わずにリターンし、撮像条件が黒画像未処理条件に当てはまらなければＳ５０２へ処理が進む。

ここで、予め設定された黒画像未処理条件について、図４（ｂ）を参照して説明する。図４（ｂ）に示すように、黒画像未処理条件は、黒画像のノイズ低減処理を未処理とすべき撮像条件（感度、露出時間、温度）が設定されたテーブルデータなどである。この黒画像未処理条件は、撮像素子の特性にもよるが、一般的に図４（ａ）に例示した黒画像撮像条件よりも高温であるなど、より厳しい条件となる。この黒画像未処理条件により、例えば、露出時間〜１ｓｅｃ、撮像感度ＩＳＯ１６００の撮像条件の場合は、撮像素子１０３の温度が５０°Ｃ以上である場合に黒画像のノイズ低減処理が未処理となる。

ここで、黒画像におけるノイズ低減処理が行われない場合を例にして、黒画像未処理条件を説明する。例えば、予め設定されたきず情報により点きず等の補正を行う点きず補正回路において、きず情報を記憶するメモリ容量の制約による上限数以上に点きずが発生するような撮像条件においては、黒引き処理によって点きずを補正する必要がある。この場合、ランダムノイズを低減させるノイズ低減処理後の黒画像に点きずを残す必要があるが、点きずが多く発生する場合のような撮像条件（例えば高温時）ではランダムノイズも多く発生することとなる。よって、上述した撮像条件下では、点きずと区別してランダムノイズのみを低減することは困難である。以上のような場合には、黒画像のノイズ低減処理が未処理のまま黒引き処理を行うように、黒画像未処理条件が設定される。すなわち、黒画像未処理条件には、撮像素子に固有するノイズとランダムノイズとの区別が困難な撮像画像となる撮像条件などが予め設定される。

Ｓ５０２では、システム制御部１１３は、撮像素子１０３上の撮像面での撮像画像を複数のブロック（分割画像）に分割するためのブロックを設定する。具体的には、図６に示すように、撮像素子１０３上の撮像面では、光学系１０１から入射される光を受光可能な受光領域である開口領域１０３ａと、光学系１０１から入射される光が当たらない遮光領域であるＯＢ領域１０３ｂとがある。なお、撮像素子１０３では、ＯＢ領域１０３ｂにフォトセンサなどがない構造のものもある。撮像素子１０３の撮像面においては、開口領域１０３ａとＯＢ領域１０３ｂで区別し、ＯＢ領域１０３ｂをブロックに分割する領域の対象外とし、開口領域１０３ａに対応した領域での撮像画像についてブロック分割を行う。また、撮像素子１０３では、ブロックによる分割対象とする画像が黒画像であることと、黒浮き発生状況の連続性を考慮し、フォトセンサの有無に基づいて、フォトセンサ設置領域１０３ｃをブロック分割の対象領域としてもよい。また、上述したブロックは、分割対象となる全領域を例えばｎ×ｍの格子で分割した矩形領域であってよい。

なお、黒画像において、後述するすじ状の黒浮きの検出とランダムノイズを低減させるためのノイズ低減処理（Ｓ５０３〜Ｓ５０７）は、Ｓ５０２で設定された複数のブロック（分割画像）ごとに行われる。これは、すじ状の黒浮きの発生状況や発生レベルが画面の上部や下部などで異なる場合においてもブロックごとに処理することで、すじ状の黒浮きを残したままランダムノイズを低減するためでである。

Ｓ５０３では、システム制御部１１３は、黒画像を分割した個々のブロックにおいて、異なる複数の方向について所定の信号処理を行う。本実施形態では、黒画像の垂直方向と水平方向の２方向について、ノイズの高周波成分を比較する。この信号処理により、システム制御部１１３では、ブロックにおけるすじ状の黒浮きの検出、すなわち一方向に延在するノイズの有無を検出することが可能となる（第１検出手段）。これは、ランダムノイズによるホワイトノイズ成分は方向依存性がない一方、すじ状黒浮きが発生している場合は、その方向に相関性が強くなり、水平方向と垂直方向の２方向でその画像信号成分に差が生じるためである。このような信号処理により、システム制御部１１３は、微少な信号レベルであってもすじ状の黒浮きの発生をランダムノイズと区別して適切に検出することが可能となる。

具体的には、Ｓ５０３において、システム制御部１１３は、黒画像を２次元ローパスフィルタ処理し、元の黒画像との差分をとって、画像信号成分の高周波成分を抽出した画像を得る。さらに、システム制御部１１３は、黒画像を垂直方向と水平方向にそれぞれ１次元ローパスフィルタ処理し、絶対値をとった２つの画像から差分画像を求め、２方向の画像信号成分の高周波成分を比較する。

Ｓ５０４では、システム制御部１１３は、Ｓ５０３で得られた差分画像について、Ｓ５０２で設定されたブロックごとにブロック積分値を求め、すじ状の黒浮きの発生有無と、発生方向（延在方向）を検出する。このＳ５０４では、ブロック積分値の絶対値が予め設定された所定値より小さければすじ状の黒浮きが発生していないと判定され、所定値より大きければすじ状の黒浮きが発生していると判定、検出される。ここで、差分画像が垂直方向に１次元ローパスフィルタ処理した画像から水平方向に１次元ローパスフィルタ処理した画像を減算したものとすると、ブロック積分値の絶対値が所定値より大きく正である場合、すじ状黒浮きの発生方向は垂直方向として検出される。また、ブロック積分値の絶対値が所定値より大きく負である場合、すじ状黒浮きの発生方向は水平方向として検出される。すなわち、システム制御部１１３は、固有ノイズであるすじ状黒浮きの延在方向を検出する（第２検出手段）。

Ｓ５０５では、システム制御部１１３は、Ｓ５０４においてすじ状の黒浮きの発生を検出したか否かを判定し、検出していればＳ５０６へ処理が進み、検出していなければＳ５０７へ処理が進む。

Ｓ５０６では、システム制御部１１３は、Ｓ５０４で検出されたすじ状の黒浮きの発生方向に１次元の平滑化処理を行う、すなわち、異方性の２次元平滑化処理を行う。これにより、黒画像にすじ状の黒浮きを残しつつ、ランダムノイズを低減させることが可能となる。Ｓ５０７では、システム制御部１１３は、すじ状の黒浮きが検出されていないため、撮像面においてどの方位にも等価に平滑化処理を行う等方性の２次元平滑化処理を行う。これにより、ランダムノイズをすじ状に残すことなく低減させることが可能となる。なお、上述した平滑化処理は、ローパスフィルタ処理や、加算平均処理、メディアン処理などにより行われる。

以上のように、システム制御部１１３は、上述した黒画像処理を行うことで、固有ノイズが検出されていない分割画像については等方性の２次元平滑化画像処理を行う。また、システム制御部１１３は、固有ノイズが検出された分割画像については固有ノイズの延在方向に基づいて固有ノイズを平滑化させない異方性の２次元平滑化画像処理を行い、画像処理手段として機能する。従って、撮像装置１は、画像処理後の分割画像からなる黒画像、すなわち、撮像素子１１３に固有のノイズを残しつつランダムノイズを除去した黒画像を黒引き処理に用いることができ、黒引き処理の結果を改善することが可能となる。

なお、上述した実施の形態における記述は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。上述した実施の形態における構成及び動作に関しては、適宜変更が可能である。

（他の実施形態）
上述の実施形態は、システム或は装置のコンピュータ（或いはＣＰＵ、ＭＰＵ等）によりソフトウェア的に実現することも可能である。従って、上述の実施形態をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給されるコンピュータプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、上述の実施形態の機能を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。

なお、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能であれば、どのような形態であってもよい。例えば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等で構成することができるが、これらに限るものではない。上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、記憶媒体又は有線／無線通信によりコンピュータに供給される。プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記憶媒体、ＭＯ、ＣＤ、ＤＶＤ等の光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリなどがある。

有線／無線通信を用いたコンピュータプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバを利用する方法がある。この場合、本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル（プログラムファイル）をサーバに記憶しておく。プログラムファイルとしては、実行形式のものであっても、ソースコードであっても良い。そして、このサーバにアクセスしたクライアントコンピュータに、プログラムファイルをダウンロードすることによって供給する。この場合、プログラムファイルを複数のセグメントファイルに分割し、セグメントファイルを異なるサーバに分散して配置することも可能である。つまり、上述の実施形態を実現するためのプログラムファイルをクライアントコンピュータに提供するサーバ装置も本発明の一つである。

また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを暗号化して格納した記憶媒体を配布し、所定の条件を満たしたユーザに、暗号化を解く鍵情報を供給し、ユーザの有するコンピュータへのインストールを許可してもよい。鍵情報は、例えばインターネットを介してホームページからダウンロードさせることによって供給することができる。また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、すでにコンピュータ上で稼働するＯＳの機能を利用するものであってもよい。さらに、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、その一部をコンピュータに装着される拡張ボード等のファームウェアで構成してもよいし、拡張ボード等が備えるＣＰＵで実行するようにしてもよい。

本発明に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 撮像装置の動作を示すフローチャートである。 撮像装置の撮影処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、黒画像撮像条件の概要を例示する概念図であり、（ｂ）は、黒画像未処理条件の概要を示す概念図である。 撮像装置の黒画像処理を示すフローチャートである。 撮像素子の撮像面を複数の領域に分割する概要を示す概念図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１０１ 光学系
１０２ シャッタ
１０３ 撮像素子
１０４ 前置処理回路
１０５ Ａ／Ｄ変換器
１０６ メモリコントローラ
１０７ メモリ
１０８ 画像処理部
１０９ 記録媒体
１１０ 操作表示部
１１１ 第１スイッチ
１１２ 第２スイッチ
１１３ システム制御部
１１４ シャッタ制御回路
１１５ 温度センサ
１１６ メインスイッチ

Claims (7)

1. 撮像素子を備え、前記撮像素子により被写体像を撮像した画像から、前記撮像素子を遮光した状態で取得した黒画像を減算する黒引き処理により、前記撮像素子の固有ノイズを除去した撮像画像を取得可能な撮像装置であって、
   前記黒画像を複数の分割画像に分割する分割手段と、
   前記分割画像の各々について、一方向に延在するノイズの有無を検出することで前記固有ノイズの有無を検出する第１検出手段と、
   前記第１検出手段により固有ノイズが検出された分割画像の各々について、当該固有ノイズの延在方向を検出する第２検出手段と、
   前記分割画像の各々について、前記固有ノイズが検出されていない分割画像については２次元平滑化画像処理を行い、前記固有ノイズが検出された分割画像については前記固有ノイズの延在方向に依存した平滑化画像処理を行う画像処理手段とを有し、
   前記画像処理手段による画像処理後の分割画像からなる黒画像を、前記黒引き処理に用いることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１検出手段は、前記分割画像の各々について、当該分割画像における垂直方向の画像信号成分と水平方向の画像信号成分との差分に基づいて、前記一方向に延在するノイズの有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記垂直方向の画像信号成分及び前記水平方向の画像信号成分は、前記分割画像の画像信号における高周波成分であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像素子は、前記被写体像の撮像時において当該被写体像を受光するための受光領域と、遮光された遮光領域と、を有し、
   前記分割手段は、前記黒画像のうち、前記受光領域に対応する黒画像を複数の画像に分割することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記画像処理手段は、前記固有ノイズが検出された分割画像については前記第２検出手段により検出された延在方向に１次元の平滑化画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 撮像素子を備え、前記撮像素子により被写体像を撮像した画像から、前記撮像素子を遮光した状態で取得した黒画像を減算する黒引き処理により、前記撮像素子の固有ノイズを除去した撮像画像を取得可能な撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置の分割手段が、前記黒画像を複数の分割画像に分割する分割工程と、
   前記撮像装置の第１検出手段が、前記分割画像の各々について、一方向に延在するノイズの有無を検出することで前記固有ノイズの有無を検出する第１検出工程と、
   前記撮像装置の第２検出手段が、前記第１検出工程において固有ノイズが検出された分割画像の各々について、当該固有ノイズの延在方向を検出する第２検出工程と、
   前記撮像装置の画像処理手段が、前記分割画像の各々について、前記固有ノイズが検出されていない分割画像については２次元平滑化画像処理を行い、前記固有ノイズが検出された分割画像については前記固有ノイズの延在方向に依存した平滑化画像処理を行う画像処理工程とを有し、
   前記画像処理工程における画像処理後の分割画像からなる黒画像を、前記黒引き処理に用いることを特徴とする撮像装置の制御方法。
7. コンピュータを、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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