JP5251700B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズの除去機能を備える撮像装置に関する。

従来、撮像装置の一つである電子カメラにおいて、撮像素子に起因するノイズが発生することにより、画像の画質劣化が生じることが知られている（例えば、特許文献１参照）。撮像素子に起因するノイズには、例えば、長秒時撮影時の暗電流ノイズや、いわゆる線状の固定パターンノイズ（ＦＰＮ：Ｆｉｘｅｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｎｏｉｓｅ）等がある。

そのため、暗電流ノイズを除去する技術や、線状の固定パターンノイズを除去する技術が各々周知技術として知られている。

特開２００８−１６０４０５号公報

ところで、線状の固定パターンノイズを除去する場合、遮光状態下で取得される固定パターンノイズ検出用の暗黒画像の撮像時間は、非遮光状態下で取得される記録用の本画像の撮像時間と比較して、通常短かくなる。

一方、遮光状態下で取得される暗電流ノイズ検出用の暗黒画像の撮像時間は、通常、本画像の撮像時間と同じ時間を要する。ここで、固定パターンノイズ検出用の暗黒画像から暗電流ノイズを検出しようとすると、暗電流ノイズの蓄積時間が短いため、不規則に発生するいわゆるランダムノイズの影響が無視できなくなる。そのため、固定パターンノイズ検出用の暗黒画像からは、暗電流ノイズの検出は困難であった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、暗電流ノイズと線状の固定パターンノイズとを効率良く除去する撮像装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係る撮像装置は、撮像素子と、区分け部と、撮像条件検出部と、撮像回数決定部と、暗黒画像取得部と、平均化処理部と、暗電流ノイズ検出部と、線状ノイズ検出部と、暗黒画像切替部とを備える。撮像素子は、２次元的に配列された、入射光を光電変換する複数の画素を有する。区分け部は、撮像素子の撮像領域を配列の第１の方向に沿って複数の部分領域に区分けする。撮像条件検出部は、撮像素子で記録用の本画像を撮像する際の撮像条件を検出する。撮像回数決定部は、撮像素子への入射光を遮光した状態で撮像を行って、何れかの部分領域から暗黒画像を取得するに際し、撮像条件に基づいて、同一の部分領域に対応する前記暗黒画像の撮像回数を決定する。暗黒画像取得部は、同一の部分領域から撮像回数分の暗黒画像を取得する。平均化処理部は、同一の部分領域から取得した複数の暗黒画像に基づいて、各々の同一の画素位置毎に画素値の平均化を行う。暗電流ノイズ検出部は、部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、撮像条件に応じた画素毎の暗電流特性に起因する出力異常画素を検出する。線状ノイズ検出部は、部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、その暗黒画像内で第１の方向と垂直に交差する第２の方向に発生する線状ノイズを検出する。暗黒画像切替部は、撮像回数での暗黒画像の取得が完了する毎に、暗黒画像の取得先となる部分領域を変更する。

第２の発明は、第１の発明において、撮像条件は、撮像素子の温度条件又は撮像素子の撮像感度条件の何れか一方を含む。

本発明の撮像装置によれば、暗電流ノイズと線状の固定パターンノイズとを効率良く除去することができる。

第１実施形態の電子カメラ１の構成を説明するブロック図 撮像領域が区分けされた部分領域を説明する図 撮像条件と撮像回数との対応関係を示すテーブル 平均化処理部２３ｅの処理の一例を説明する図 ノイズ除去モードによる処理の一例を示すフローチャート 電子カメラ１で取得される本画像及び暗黒画像の一例を示す図 暗電流ノイズ及びＦＰＮの検出処理のサブルーチンを示すフローチャート

（第１実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、第１実施形態の電子カメラ１の構成を説明するブロック図である。図１に示す通り電子カメラ１は、撮影レンズ９と、機械式シャッタ１０と、撮像素子１１と、温度センサ１２と、タイミングジェネレータ（以下、「ＴＧ」という。）１３と、アナログフロントエンド部（以下、「ＡＦＥ」という。）１４と、画像処理部１５と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１７と、表示モニタ１８と、記録インターフェース部（以下、「記録Ｉ／Ｆ部」という。）１９と、記録媒体２０と、操作部２１と、レリーズ釦２２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２３と、バス２４とを備える。

このうち、ＡＦＥ１４、画像処理部１５、ＲＡＭ１６、ＲＯＭ１７、表示モニタ１８、記録Ｉ／Ｆ部１９及びＣＰＵ２３は、バス２４を介して互いに接続されている。また、ＴＧ１３、操作部２１及びレリーズ釦２２は、ＣＰＵ２３に接続されている。

撮影レンズ９は、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数のレンズ群で構成されている。なお、簡単のため、図１では、撮影レンズ９を１枚のレンズとして図示する。この撮影レンズ９は、不図示のレンズ駆動装置によって制御される。

機械式シャッタ１０は、開閉式のシャッタ幕を備え、撮像素子１１への入射光を遮光する遮光状態と、撮像素子１１に入射光を到達させる非遮光状態とをシャッタ幕の開閉により切り替える。この切り替えは、ＣＰＵ２３の指示により行われる。なお、本実施形態では、非遮光状態下で撮像された記録用の画像を「本画像」と称し、遮光状態下で撮像されたノイズ検出用の画像を「暗黒画像」と称する。

撮像素子１１は、入射光を光電変換し画像データを生成する。なお、撮像素子１１には、一例として、複数の画素を２次元的（Ｍ行Ｎ列）に配列し、ＸＹアドレス指定により任意のラインを読み出し可能なＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が用いられている。また、撮像素子１１の撮像面には、被写体像をカラー検出するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタが、一例として、公知のベイヤー配列で配置されている。

温度センサ１２は、撮像素子１１の温度を検出する。ＴＧ１３は、ＣＰＵ２３からの指示に従い撮像素子１１及びＡＦＥ１４の各々へ向けて駆動信号を送出し、それによって両者の駆動タイミングを制御する。

ＡＦＥ１４は、撮像素子１１が生成する画像データに対して信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このＡＦＥ１４は、撮像感度（いわゆるＩＳＯ感度に相当する）の調整（ゲイン調整）やＡ／Ｄ変換などを行う。

このＡＦＥ１４が出力する画像データは、ＲＡＭ１６に一時的に記録される。このＲＡＭ１６は、フレームメモリとしても機能する。また、ＲＡＭ１６には、ＣＰＵ２３の制御により、本画像の撮像条件に応じた画素毎の暗電流特性に起因する暗電流ノイズの出力異常画素の位置情報を示す第１位置情報と、線状の固定パターンノイズ（以下、「ＦＰＮ」という。）を出力する画素の位置情報を示す第２位置情報とが記録される。これらの位置情報は、温度と撮像感度との組み合わせ毎にテーブル化されて記録される。なお、各々の位置情報は、温度及び撮像感度に対応付けされて記録されるものであれば、記録形式は、テーブル形式に限定されない。

また、ＣＰＵ２３は、暗電流ノイズの値が所定の閾値以上を出力する画素を撮像素子固有の欠陥画素と推定する。

ＲＯＭ１７は、電子カメラ１の制御を行うプログラム等を予め記憶している不揮発性のメモリである。

画像処理部１５は、ＲＡＭ１６に記録されている画像データを読み出し、各種の画像処理（階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理等）を施す。

表示モニタ１８は、静止画像や電子カメラ１の操作メニュー等を表示する。表示モニタ１８には、液晶モニタ等を適宜選択して用いることができる。

記録Ｉ／Ｆ部１９には、記録媒体２０を接続するためのコネクタが形成されている。記録Ｉ／Ｆ部１９は、ＣＰＵ２３からの指示により、そのコネクタに接続された記録媒体２０にアクセスして画像の記録処理を行う。

操作部２１は、例えば、コマンド選択用のコマンドダイヤル、電源ボタン等を有している。そして、操作部２１は、電子カメラ１を操作するための指示入力を受け付ける。

また、操作部２１は、コマンドダイヤルを介して、ノイズ除去モード等の撮影モードの選択入力を受け付ける。ここで、ノイズ除去モードは、暗黒画像データを用いて本画像データの補正処理を行うモードである。また、操作部２１は、撮像感度の選択入力を受け付ける。選択入力された撮像感度の値は、一旦、ＲＡＭ１６に記録される。

レリーズ釦２２は、半押し操作（撮影前におけるオートフォーカスや自動露出等の撮影準備動作）の指示入力と、全押し操作（撮影動作開始）の指示入力とを受け付ける。

ＣＰＵ２３は、電子カメラ１の統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ１７に予め格納されたシーケンスプログラムを実行することにより電子カメラ１の各部を制御する。例えば、ＣＰＵ２３は、全押し操作の指示入力を受け付けることにより、遮光状態で暗黒画像を取得する暗黒撮影を行わせた後、機械式シャッタ１０のシャッタ幕を閉状態から開状態に切り替えて、非遮光状態で本画像を取得する本撮影を行わせる。そして、暗黒撮影で取得された暗黒画像データと、本撮影で取得された本画像データとは、ＲＡＭ１６に記録される。

また、ＣＰＵ２３は、区分け部２３ａと、撮像条件検出部２３ｂと、撮像回数決定部２３ｃと、暗黒画像取得部２３ｄと、平均化処理部２３ｅと、暗電流ノイズ検出部２３ｆと、ＦＰＮ検出部２３ｇ、補正処理部２３ｈ、暗黒画像切替部２３ｉとしても機能する。

区分け部２３ａは、非遮光状態での撮像素子１１の撮像領域を配列（Ｍ行Ｎ列）の行方向に沿って複数の部分領域に区分けする。

図２は、撮像領域が区分けされた部分領域を説明する図である。ここでは、区分け部２３ａは、図２に示す通り、模式的に示した撮像領域１１ａ（Ｍ行Ｎ列の画素からなる）をＸ方向（行方向）に４つに区分けし、複数の部分領域（３１〜３４）を設定する。なお、説明の便宜上、区分け部２３ａは、撮像領域１１ａをＸ方向に４つに区分けしたが、これは一例であって、例えば数行の単位で区分けしてもよい。

撮像条件検出部２３ｂは、温度センサ１２を介して撮像素子１１の温度を検出する。長秒時撮影をした場合、撮像時間が長くなるに伴って、撮像素子の温度は上昇する。この場合、撮像素子の温度が８〜１０℃上昇すると、暗電流ノイズは約２倍になることが知られている。また、撮像条件検出部２３ｂは、撮像感度の設定値をＲＡＭ１６から読み出す。

撮像回数決定部２３ｃは、撮像素子１１への入射光を遮光した状態で撮像を行って、何れかの部分領域から暗黒画像を取得するに際し、撮像条件に基づいて、同一の部分領域に対応する前記暗黒画像の撮像回数を決定する。

図３は、撮像条件と撮像回数との対応関係を示すテーブルである。図３（ａ）は、撮像素子１１の温度と撮像回数の関係を示し、図３（ｂ）は、撮像時の撮像感度と撮像回数との関係を示す。

本実施形態では、撮像回数決定部２３ｃは、図３（ａ）から定められる撮像回数と、図３（ｂ）から定められる撮像回数とを乗算し、その乗算結果を最終的な撮像回数とする。ただし、撮像回数決定部２３ｃは、乗算結果が１６回を超えた場合は、上限として、撮像回数を１６回とする。なお、図３に示す撮像条件と撮像回数との対応関係を示すテーブルは、ＲＯＭ１７に予め記憶されている。

暗黒画像取得部２３ｄは、同一の部分領域から撮像回数分の暗黒画像を取得する。さらに、暗黒画像取得部２３ｄは、ＡＦＥ１４を介して出力される暗黒画像データをＲＡＭ１６に一時的に記録する。図２中の斜線は、部分領域３１で暗黒画像を取得した場合について、模式的に示している。

平均化処理部２３ｅは、暗黒画像取得部２３ｄで同一の部分領域から取得された複数の暗黒画像に基づいて、各々の同一の画素位置毎に画素値の平均化を行う。

図４は、平均化処理部２３ｅの処理の一例を説明する図である。図４では、部分領域３１が指定されて、暗黒画像取得部２３ｄが、撮像回数ｎ回で暗黒画像を連続的に取得し、ＲＡＭ１６に暗黒画像を記録した状態を模式的に示している。平均化処理部２３ｅは、これらの暗黒画像（３１ａ、３１ｂ、・・・、３１ｎ）を、同一の画素毎に画素値を平均化し、平均化された暗黒画像４１をＲＡＭ１６に記録する。

暗電流ノイズ検出部２３ｆは、部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、撮像素子１１において発生する暗電流ノイズを検出する。ＦＰＮ検出部２３ｇは、部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、図２に示す撮像領域のＹ方向（ＣＭＯＳの列信号線（不図示）の方向に相当する）に発生するＦＰＮを検出する。

補正処理部２３ｈは、第１位置情報と、第２位置情報とに基づいて、非遮光状態下で撮像して得られた本画像のデータのノイズ除去を行う。

暗黒画像切替部２３ｉは、撮像回数での暗黒画像の取得が完了する毎に、暗黒画像の取得先となる部分領域を変更する。

具体的には、先ず、暗黒画像切替部２３ｉは、同一の部分領域から暗黒画像を撮像回数分だけ取得する動作が完了する毎に、図２に示すように、異なる部分領域３１、３２、３３、３４の順番で暗黒画像を取得する部分領域を変更する。なお、暗黒画像取得部２３ｄは、部分領域３４で暗黒画像を取得した後、再度、部分領域３１に変更し、順次、変更していくこととする。

次に、本実施形態における電子カメラのノイズ除去モードでの動作例を説明する。

図５は、ノイズ除去モードによる処理の一例を示すフローチャートである。このノイズ除去モードは、ＣＰＵ２３が、本画像のデータから、暗電流ノイズ（欠陥画素も含む）とＦＰＮとを除去する。図５に示すフローチャートは、ノイズ除去モードがオンに設定されると、ＣＰＵ２３の制御により開始される。なお、ノイズ除去モードでは、機械式シャッタ１０のシャッタ幕は最初、閉状態となっている。

図６は、電子カメラ１で取得される本画像及び暗黒画像の一例を示す図である。
図６（ａ）は、１枚目の本画像の撮像に先立って取得され、平均化された後の暗黒画像であり、図６（ｂ）は、１枚目の本画像である。図６（ｃ）は、２枚目の本画像の撮像に先立って取得され、平均化された部分的な暗黒画像であり、図６（ｄ）は、２枚目の本画像である。なお、暗黒画像については、説明の便宜上、撮像領域１１ａ（Ｍ行Ｎ列）と対応付けて図示する。ここで、部分画像として読み出す領域は、各々、ｍ行×Ｎ列の領域とし、画素サイズが同じとする。これらの図６（ａ）〜（ｄ）の詳細については、適宜参照して説明する。

ステップＳ１０１：ＣＰＵ２３は、半押し操作及び全押し操作からなるレリーズ操作の指示入力の有無を判定する。操作部２１がレリーズ操作の指示入力を受け付けない場合は（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。一方、操作部２１がレリーズ操作の指示入力を受け付けた場合は（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２：ＣＰＵ２３の撮像条件検出部２３ｂは、温度センサ１２を介して撮像素子１１の温度を検出する。また、撮像条件検出部２３ｂは、撮像感度（ＩＳＯ感度）をＲＡＭ１６から読み出す。

ステップＳ１０３：撮像回数決定部２３ｃは、撮像素子１１の温度と撮像感度とに基づいて、ＲＯＭ１７に記憶されている図３に示すテーブルを参照し、遮光状態下での撮像回数（ｎ）を決定する。一例として、撮像素子１１の温度が３０℃であり、撮像感度としてＩＳＯ感度が８００であれば、撮像回数決定部２３ｃは、撮像回数をｎ＝４回と決定する。

ステップＳ１０４：ＣＰＵ２３は、暗黒画像の取得を開始する。すなわち、暗黒画像取得部２３ｄは、ＴＧ１３に指示を出すことにより、例えば、（１／２万）秒のシャッタ速度で撮像素子１１に撮像させる。

ステップＳ１０５：暗黒画像取得部２３ｄは、部分領域に対応する暗黒画像を取得し、暗黒画像データを、一旦、ＲＡＭ１６に記録する。

ステップＳ１０６：ＣＰＵ２３は、撮像回数に達したか否かを判定する。撮像回数に達していない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０４に戻る。撮像回数に達した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に移行する。この場合、同一の部分領域から４枚の暗黒画像が取得される。

ステップＳ１０７：平均化処理部２３ｅは、撮像回数分の暗黒画像データを、各々の同一の画素位置毎に画素値を平均化し、平均化された暗黒画像データをＲＡＭ１６に記録する。これにより、ランダムノイズが抑制され、暗電流ノイズやＦＰＮが精度良く検出することができる。なお、温度が上昇したり、撮像感度の値が高くなるにつれ、ランダムノイズの影響が大きくなるが、ＣＰＵ２３は、平均化する暗黒画像の枚数を増やすことで、対処することができる。

ステップＳ１０８：ＣＰＵ２３は、暗電流ノイズ及びＦＰＮの検出処理のサブルーチンを実行する。

図７は、暗電流ノイズ及びＦＰＮの検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ２０１：暗電流ノイズ検出部２３ｆは、部分領域（ｍ行×Ｎ列）の平均化された暗黒画像データを解析することにより、撮像素子の暗電流ノイズを検出する。具体的には、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、先ず、平均化された暗黒画像データに基づいて、撮像素子１１の部分領域における各画素の位置に対応する画素値（Ａ／Ｄ変換後の暗電流のデジタル値）を読み出す。続いて、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、読み出した画素値と、その周囲の画素の画素値との差分をとり、その差分が予め定めた閾値以上であれば、検出対象の画素が暗電流ノイズを出力すると判定する。なお、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、差分の値に応じて、検出対象の画素を欠陥画素（白点や黒点）と判定する。

ステップＳ２０２：暗電流ノイズ検出部２３ｆは、画素毎に暗電流ノイズ（欠陥画素も含む）を検出したか否かを判定する。暗電流ノイズが検出されなかった場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２０５に移行する。一方、暗電流ノイズが検出された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に移行する。

ステップＳ２０３：暗電流ノイズ検出部２３ｆは、今回検出した暗電流ノイズが新規か否かを判定する。具体的には、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、ＲＡＭ１６を参照し、今回検出した暗電流ノイズの位置が既に登録されている第１位置情報の画素の位置に合致するか否かを判定する。第１位置情報の画素の位置に合致する（つまり、暗電流ノイズが新規でない）場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）ステップＳ２０５に移行する。一方、第１位置情報の画素の位置に合致しない（つまり、暗電流ノイズが新規である）場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に移行する。

ステップＳ２０４：暗電流ノイズ検出部２３ｆは、検出した暗電流ノイズの位置情報を新規の第１位置情報としてＲＡＭ１６のデータ保存領域に登録する。図６（ａ）の例では、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、暗電流ノイズａの位置座標（ｘ１、ｙ１）と、暗電流ノイズｂの位置座標（ｘ２、ｙ２）とをＲＡＭ１６のデータ保存領域に新規登録する。なお、暗電流ノイズａ、ｂや後述する暗電流ノイズｃは、説明をわかりやすくするため、実際の大きさよりも拡大して描かれている。また、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、欠陥画素を検出した場合、その欠陥画素の位置情報を別途ＲＡＭ１６に記録する。

ステップＳ２０５：暗電流ノイズ検出部２３ｆは、今回取得した部分領域の全ての画素についてチェックしたか否かを判定する。暗電流ノイズ検出部２３ｆは、全ての画素のチェックを終了していない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻り、次の画素について、暗電流ノイズの検出処理を行う。

一方、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、今回取得した部分領域における全ての画素のチェックを終了した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６：ＦＰＮ検出部２３ｄは、ＲＡＭ１６から平均化された暗黒画像データを読み出し、その暗黒画像データを解析することにより、図６（ａ）に示すＹ方向に発生するＦＰＮを検出する。

一例として、図６（ａ）を参照して説明すると、ＦＰＮ検出部２３ｇは、部分領域（ｍ行×Ｎ列）からなる平均化された暗黒画像データに対して、撮像領域に対応する各々の列毎に各画素値をｍ行分読み出し、平均値を算出する。例えば、ＦＰＮ検出部２３ｇは、平均値Ａに対して、所定の閾値よりも高い平均値Ｂの列をＦＰＮとして検出する。この場合、図６（ａ）に示す通り、ＦＰＮを検出した列については、点線で示した行も含めて、Ｍ行全てについてＦＰＮが検出されたものと推定する。

なお、ＦＰＮ検出部２３ｇは、平均値Ａに対して、所定の閾値よりも低い平均値である場合も、ＦＰＮとして検出する。

ステップＳ２０７：ＦＰＮ検出部２３ｇは、ＦＰＮを検出したか否かを判定する。ＦＰＮが検出されなかった場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、このサブルーチンを終了し、図３のステップＳ１０９に戻る。一方、ＦＰＮが検出された場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８に移行する。

ステップＳ２０８：ＦＰＮ検出部２３ｄは、今回検出したＦＰＮの位置が新規か否かを判定する。具体的には、ＦＰＮ検出部２３ｄは、ＲＡＭ１６を参照し、今回検出したＦＰＮの位置が既に登録されている第２位置情報のＦＰＮの位置に合致するか否かを判定する。第２位置情報のＦＰＮの位置に合致する（ＦＰＮが新規でない）場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、既に登録済みであるので、ステップＳ２１０に移行する。一方、第２位置情報のＦＰＮの位置と合致しない（ＦＰＮが新規である）場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に移行する。

ステップＳ２０９：ＦＰＮ検出部２３ｄは、新規の第２位置情報（１列分の各画素の座標データ）をＲＡＭ１６のデータ保存領域に登録する。

ステップＳ２１０：ＦＰＮ検出部２３ｄは、検出した全てのＦＰＮの位置について、新規の有無のチェックが終了したか否かを判定する。検出した全てのＦＰＮの位置についてチェックしていない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、ステップＳ２０８に戻り、ＦＰＮ検出部２３ｄは、次のチェック対象のＦＰＮの位置が新規か否かを判定する。

一方、検出した全てのＦＰＮの位置をチェックした場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、このサブルーチンを終了し、図３のステップＳ１０９に戻る。

ステップＳ１０９：ＣＰＵ２３は、本画像の撮像を行う。すなわち、ＣＰＵ２３は、機械式シャッタ１０のシャッタ幕を開状態とする。続いて、ＣＰＵ２３は、ＴＧ１３を介して、撮像素子１１及びＡＦＥ１４へ向けて駆動信号を送出し、本画像の撮像を行う。この場合のシャッタ速度は、露光時間に応じて、例えば、１／１００〜１秒とする。

ステップＳ１１０：ＣＰＵ２３は、ＡＦＥ１４から出力された本画像データを、ＲＡＭ１６に記録する。

ステップＳ１１１：補正処理部２３ｈは、暗電流ノイズの補正処理を行う。具体的には、補正処理部２３ｈは、ＲＡＭ１６に記録されている暗電流ノイズの位置に対応する本画像の暗電流ノイズの位置における画素値を、近傍の同色（Ｒ、Ｇ、Ｂの何れか）の画素値に置換する処理を行う。なお、この暗電流のノイズの補正処理は、一例であって、この暗電流ノイズの補正処理に限定されるものではない。

ステップＳ１１２：補正処理部２３ｈは、ＦＰＮの補正処理を行う。具体的には、補正処理部２３ｈは、一例として、ＦＰＮを検出した列の平均値Ｂと他の列の平均値Ａとの差分（Ｂ−Ａ）の値を算出する。次に、補正処理部２３ｈは、ＦＰＮを検出した列の第２位置情報に対応する本画像の第２位置情報の列における各画素値を読み出し、差分（Ｂ−Ａ）の値を各々減算する。なお、このＦＰＮの補正処理は、一例であって、このＦＰＮの補正処理に限定されるものではない。

ステップＳ１１３：画像処理部１５は、補正処理後の本画像データを読み出し、各種の画像処理（階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理等）を施す。そして、ＣＰＵ２３は、各種の画像処理が施された本画像データを、記録媒体２０に記録する。

ステップＳ１１４：ＣＰＵ２３の暗黒画像切替部２３ｉは、暗黒画像の取得先となる部分領域を変更する。すなわち、暗黒画像切替部２３ｉは、次回の暗黒画像の取得する際の部分領域の開始アドレスを、順番に従って変更する。

ステップＳ１１５：ＣＰＵ２３は、操作部２１より、撮影終了（電源オフ）の指示入力を受け付けたか否かを判定する。撮影終了の指示入力を所定時間経過しても受け付けない場合には（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。一方、撮影終了の指示入力を所定時間内に受け付けた場合には（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、この処理ルーチンは終了する。

この処理ルーチンの結果、例えば、１枚目の本画像（図６（ｂ））は、ＦＰＮが現れず、暗電流ノイズａ、ｂも補正されている。ただし、暗電流ノイズｃによる白点が現れている。しかし、２枚目の本画像（図６（ｄ））においては、現れていない。これは、図６（ｄ）の暗黒画像に対して、補正処理部２３ｈが、暗電流ノイズｃ（ｘ３、ｙ３）の補正処理を行ったためである。

以上より、本実施形態の撮像装置の一つである電子カメラ１によれば、平均化処理部２３ｅは、長秒時露光撮影などにより本画像が暗電流ノイズやＦＰＮの影響を受ける場合において、ＦＰＮ検出用の暗黒画像データのランダムノイズを抑制する。この場合、暗黒画像切替部２３ｉは、同一の部分領域から暗黒画像を撮像回数分だけ取得する毎に部分領域の位置を順次変更するので、ＣＰＵ２３は、ＦＰＮを検出しつつ、部分領域に発生する暗電流ノイズも検出することができる。さらに、例えば、（１／２万）秒程度のシャッタ速度で撮像したＦＰＮ画像であっても、暗電流ノイズ検出部２３ｆは、暗電流ノイズを検出し、ＦＰＮ検出部２３ｇは、ＦＰＮを検出することができる。これにより、補正処理部２３ｈは、本画像から暗電流ノイズ（欠陥画素も含む）とＦＰＮとを効率良く除去することができる。
＜実施形態の補足事項＞
（１）本実施形態では、撮像素子１１として、ＣＭＯＳ型のイメージセンサを例にして説明したが、これに限られず、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型のイメージセンサであってもよい。

（２）フローチャートに直接明示していないが、ステップＳ１０３で、撮像回数決定部２３ｃが、撮像回数を１回と決定した場合には、ステップＳ１０７の平均化処理は行われず、ステップＳ１０８に移行することとする。

（３）本実施形態では、撮像感度の設定をマニュアル設定にしたが、電子カメラ１側でオート設定するようにしてもよい。

（４）本実施形態では、撮像回数決定部２３ｃは、撮像素子１１の温度と撮像感度とに基づいて撮像回数を決定したが、何れか一方のみでもよい。

１１・・・撮像素子、２３ａ・・・区分け部、２３ｂ・・・撮像条件検出部、２３ｃ・・・撮像回数決定部、２３ｄ・・・暗黒画像取得部、２３ｅ・・・平均化処理部、２３ｆ・・・暗電流ノイズ検出部、２３ｇ・・・ＦＰＮ検出部、２３ｈ・・・補正処理部

Claims (2)

1. ２次元的に配列された、入射光を光電変換する複数の画素を有する撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像領域を前記配列の第１の方向に沿って複数の部分領域に区分けする区分け部と、
   前記撮像素子で記録用の本画像を撮像する際の撮像条件を検出する撮像条件検出部と、
   前記撮像素子への入射光を遮光した状態で撮像を行って、何れかの前記部分領域から暗黒画像を取得するに際し、前記撮像条件に基づいて、同一の部分領域に対応する前記暗黒画像の撮像回数を決定する撮像回数決定部と、
   前記同一の部分領域から前記撮像回数分の前記暗黒画像を取得する暗黒画像取得部と、
   前記同一の部分領域から取得した複数の前記暗黒画像に基づいて、各々の同一の画素位置毎に画素値の平均化を行う平均化処理部と、
   前記部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、前記撮像条件に応じた前記画素毎の暗電流特性に起因する出力異常画素を検出する暗電流ノイズ検出部と、
   前記部分領域毎に平均化された暗黒画像を解析し、該暗黒画像内で前記第１の方向と垂直に交差する第２の方向に発生する線状ノイズを検出する線状ノイズ検出部と、
   前記撮像回数での前記暗黒画像の取得が完了する毎に、前記暗黒画像の取得先となる前記部分領域を変更する暗黒画像切替部と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記撮像条件は、前記撮像素子の温度条件又は前記撮像素子の撮像感度条件の何れか一方を含むことを特徴とする撮像装置。

Images