(57)【要約】【課題】画像の黒レベルを変えることなく、画素信号をクリップすることにより生じる画素信号の偏りを補正することができるようにする。【解決手段】撮像装置は、受光部が遮光され、画素信号を出力する複数の第１の画素（１１１）と、受光部が遮光されず、光電変換に基づく画素信号を出力する複数の第２の画素（１１０）と、第１の画素の画素信号に対して第１のオフセットを設定し、第２の画素の画素信号に対して第１のオフセットより小さい第２のオフセットを設定し、第２のオフセットが設定された第２の画素の画素信号を下限値でクリップするオフセット設定部（２３０）と、第２のオフセットが設定された第２の画素の画素信号のうちの一部の画素信号を補正する補正部（３００）とを有する。【選択図】図１
2020198586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部が遮光され、画素信号を出力する複数の第１の画素と、
受光部が遮光されず、光電変換に基づく画素信号を出力する複数の第２の画素と、
前記第１の画素の画素信号に対して第１のオフセットを設定し、前記第２の画素の画素信号に対して前記第１のオフセットより小さい第２のオフセットを設定し、前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号を下限値でクリップするオフセット設定部と、
前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号のうちの一部の画素信号を補正する補正部と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の画素の画素信号に基づく黒レベルを基に、前記第１の画素の画素信号および前記第２の画素の画素信号をクランプするクランプ処理部をさらに有し、
前記オフセット設定部は、前記クランプされた第１の画素の画素信号に対して前記第１のオフセットを設定し、前記クランプされた第２の画素の画素信号に対して前記第２のオフセットを設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記クランプされた第１および第２の画素の画素信号に対してゲイン処理を行うゲイン処理部をさらに有し、
前記オフセット設定部は、前記ゲイン処理された第１の画素の画素信号に対して前記第１のオフセットを設定し、前記ゲイン処理された第２の画素の画素信号に対して前記第２のオフセットを設定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記一部の画素信号が小さくなるように補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記第１の画素の画素信号から前記第１のオフセットと前記第２のオフセットとの差分を減算した結果を基に、前記一部の画素信号を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記第１の画素の画素信号から前記第１のオフセットと前記第２のオフセットとの差分を減算した結果のうちの負値の平均値を基に、前記一部の画素信号を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記第１の画素の画素信号から前記第１のオフセットと前記第２のオフセットとの差分を減算した結果のうちの負値を順に用いて、前記一部の画素信号を順に補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記補正部は、前記画素信号が前記下限値にクリップされた第２の画素の周囲の第２の画素の画素信号を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記画素信号が前記下限値ではない前記周囲の第２の画素の画素信号を補正することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の第２の画素は、カラーフィルタを有し、
前記補正部は、前記画素信号が前記下限値にクリップされた第２の画素のカラーフィルタと同色のカラーフィルタを有する第２の画素の画素信号を補正することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記補正部は、前記周囲の第２の画素の画素信号が閾値より小さい場合に、前記周囲の第２の画素の画素信号を補正することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記補正部は、前記周囲の第２の画素の画素信号が閾値より小さい場合に、前記周囲の第２の画素の画素信号を補正し、
前記閾値は、前記第２の画素のカラーフィルタの色ごとに異なる値であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
受光部が遮光され、画素信号を出力する複数の第１の画素と、
受光部が遮光されず、光電変換に基づく画素信号を出力する複数の第２の画素とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記第１の画素の画素信号に対して第１のオフセットを設定し、前記第２の画素の画素信号に対して前記第１のオフセットより小さい第２のオフセットを設定し、前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号を下限値でクリップするオフセット設定ステップと、
前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号のうちの一部の画素信号を補正する補正ステップと
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、遮光した画素から光学的黒レベル（ＯＢレベル）の信号を読み出し、基準の黒レベルを決めている。各画素の信号値は、正の値で表される。撮像装置は、画素の信号値にオフセットレベルを加算し、オフセットレベル以下の値をゼロに置き換える。画像の特定の領域でゼロに置き換えられた画素が多いと、その領域において信号値に偏りが生じ、マゼンダなどの色付きとなって見えることがある。
【０００３】
特許文献１には、有効画素の暗部の画素信号レベルをＯＢレベルと比較し、有効画素の暗部の画素信号レベルが低かった場合には、基準の黒レベルを変更し、ゼロへの置き換えを抑制する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、黒レベルを検出し、その黒レベルが閾値以下である場合、基準の黒レベルを切り替えることにより、ゼロへの置き換えを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１８２３６６号公報
【特許文献２】特開２００７−３３６４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１および２は、画像全体の基準の黒レベルを変更しており、基準の黒レベルが高く設定された場合、画素信号を表現するデータのレンジが狭くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、画像の黒レベルを変えることなく、画素信号をクリップすることにより生じる画素信号の偏りを補正することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、撮像装置は、受光部が遮光され、画素信号を出力する複数の第１の画素と、受光部が遮光されず、光電変換に基づく画素信号を出力する複数の第２の画素と、前記第１の画素の画素信号に対して第１のオフセットを設定し、前記第２の画素の画素信号に対して前記第１のオフセットより小さい第２のオフセットを設定し、前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号を下限値でクリップするオフセット設定部と、前記第２のオフセットが設定された前記第２の画素の画素信号のうちの一部の画素信号を補正する補正部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像の黒レベルを変えることなく、画素信号をクリップすることにより生じる画素信号の偏りを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】オフセット設定部の出力信号のヒストグラムを示す図である。
【図３】ゼロクリップ補正部の構成例を示す図である。
【図４】対象画素選択を示す図である。
【図５】対象画素選択を示すフローチャートである。
【図６】ゼロクリップ補正演算を示すフローチャートである。
【図７】ゼロクリップ補正演算の効果を示す図である。
【図８】ゼロクリップ補正部の構成例を示す図である。
【図９】ゼロクリップ補正演算を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による撮像装置１６０の構成例を示す図である。撮像装置１６０は、撮像素子１００および信号処理部２００を有する。撮像素子１００は、複数の画素１１２、制御部１２０、列回路１３０、転送回路１４０およびシリアルＩ／Ｆ１５０を有する。複数の画素１１２は、２次元行列状に配列され、複数の開口画素１１０および複数の光学的黒画素（ＯＢ画素）１１１に分けられる。複数の画素１１２は、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のうちのいずれかのカラーフィルタを有する。ＯＢ画素１１１は、上部の行の画素１１２である。開口画素１１０は、中央部および下部の画素１１２である。
【００１２】
複数の開口画素１１０の各々は、受光部が遮光されておらず、レンズにより結像された光像を光電変換し、光電変換に基づく画素信号を出力する。複数のＯＢ画素１１１の各々は、開口画素１１０と同様の構成を有し、受光部がアルミ配線などで遮光され、黒レベルの画素信号を出力する。制御部１２０は、行単位で、各行の画素１１２の画素信号を順に、列回路１３０に出力させる。列回路１３０は、各列の画素１１２の画素信号をアナログからデジタルに変換する。転送回路１４０は、各列の画素１１２のデジタルの画素信号を順に信号処理部２００に転送する。撮像素子１００は、すべての画素１１２の画素信号を順に信号処理部２００に出力する。
【００１３】
信号処理部２００は、光学的黒クランプ処理部（ＯＢクランプ処理部）２１０、ゲイン処理部２２０、オフセットレベル設定部２３０、記憶部２４０およびゼロクリップ補正部３００を有する。
【００１４】
ＯＢクランプ処理部２１０は、転送回路１４０からすべての画素１１２の画素信号を順に入力する。画素１１２の画素信号は、開口画素１１０の画素信号およびＯＢ画素１１１の画素信号を含む。ＯＢクランプ処理部２１０は、複数のＯＢ画素１１１の画素信号の平均値を算出し、その平均値を基準の黒レベルとして決定する。そして、ＯＢクランプ処理部２１０は、ＯＢ画素１１１および開口画素１１０の画素信号から基準の黒レベルを減算することにより、ＯＢ画素１１１および開口画素１１０の画素信号の黒レベルを“０”にクランプする。ＯＢクランプ処理部２１０が出力する画素信号は、例えば、正負符号付き１６ビット信号である。
【００１５】
ゲイン処理部２２０は、ＯＢクランプ処理部２１０が出力する画素信号に対して、ゲイン処理を行い、ゲイン処理された画素信号を出力する。
【００１６】
記憶部２４０は、ＳＲＡＭなどを有し、撮像装置１６０の起動時に、撮像装置１６０のＲＯＭから読み出した補正閾値ＴＨと開口画素オフセットとＯＢ画素オフセットとを記憶する。
【００１７】
オフセット設定部２３０は、ゲイン処理部２２０が出力するＯＢ画素１１１の画素信号に対して、記憶部２４０に記憶されているＯＢ画素オフセットを設定し、正の画素信号を出力する。また、オフセット設定部２３０は、ゲイン処理部２２０が出力する開口画素１１０の画素信号に対して、記憶部２４０に記憶されている開口画素オフセットを設定し、正の画素信号を出力する。
【００１８】
具体的には、オフセット設定部２３０は、ＯＢ画素１１１の画素信号に対してＯＢ画素オフセットを加算し、開口画素１１０の画素信号に対して開口画素オフセットを加算する。オフセット設定部２３０は、最初の開口画素１１０の画素信号または開口画素１１０の読み出し開始行のタイミングを基に、ＯＢ画素１１１と開口画素１１０の画素信号を判別する。このタイミングは、撮像素子１００が行ごとの画素信号を読み出す際に使用する同期信号のタイミング、またはオフセット設定部２３０に入力された画素信号数をカウントするタイミングなどである。オフセット設定部２３０は、上記の加算後の画素信号が負となった場合、画素信号をゼロ（下限値）に置き換えることにより、画素信号をゼロ（下限値）でクリップする。画素１１２の画素信号は、熱や回路上のノイズなどで、完全に遮光した状態であってもばらつきを有する。
【００１９】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、ノイズが正規分布であり、遮光状態で撮影した場合のオフセット設定部２３０が出力する各画素１１２の画素信号のヒストグラムを示す図である。図２（ａ）は、ノイズのばらつきに対して、十分に大きなオフセットｔ１を画素１１２の画素信号に加算した場合のヒストグラムを示す。図２（ｂ）は、ノイズのばらつきに対して、小さなオフセットｔ２を画素１１２の画素信号に加算した場合のヒストグラムを示す。オフセットｔ２は、オフセットｔ１より小さい。図２（ａ）および図２（ｂ）において、横軸は画素１１２の画素信号値であり、縦軸は出現頻度を示す度数である。
【００２０】
図２（ａ）では、画素信号が正規分布の場合、オフセットｔ１を中心に出現頻度が漸減する。平均値ｕ１は、オフセット設定部２３０が出力する画素信号に平均値であり、黒レベルの平均値を示す。
【００２１】
図２（ｂ）では、画素信号が正規分布の場合、オフセットｔ２を中心に出現頻度が漸減する。平均値ｕ２は、オフセット設定部２３０が出力する画素信号に平均値であり、黒レベルの平均値を示す。
【００２２】
図２（ａ）では、オフセットｔ１と平均値ｕ１は一致する。これに対し、図２（ｂ）では、平均値ｕ２は、オフセットｔ２より大きくなる。これは、オフセット設定部２３０が上記のように負の画素信号をゼロでクリップしたためである。平均値ｕ２がオフセットｔ２からずれると、オフセットｔ２を基準にした画像処理に悪影響が生じる。例えば、ゲイン処理部２２０が、図２（ｂ）に示した画素信号に対して、ホワイトバランスゲインなど、画素１１２のカラーフィルタの各色で異なるゲイン処理を行うと、色ずれとなって画像に現れる。
【００２３】
オフセット設定部２３０は、ＯＢ画素オフセットとしてオフセットｔ１を用い、開口画素オフセットとしてオフセットｔ２を用いる。その場合、図２（ａ）は、遮光した状態のＯＢ画素１１１の画素信号のヒストグラムに対応し、図２（ｂ）は、遮光した状態の開口画素１１０の画素信号のヒストグラムに対応する。
【００２４】
図１のゼロクリップ補正部３００は、オフセット設定部２３０がゼロでクリップしたことによるオフセット設定部２３０が出力する黒レベルの平均値とオフセットとのずれを抑制する処理を行う。
【００２５】
図３は、ゼロクリップ補正部３００の構成例を示す図である。ゼロクリップ補正部３００は、ＯＢ画素１１１と開口画素１１０の画素信号を振り分けるデマルチプレクサ３１０、補正値演算部３２０、バッファメモリ３４０、対象画素選択部３５０およびゼロクリップ補正演算部３６０を有する。記憶部２４０は、補正閾値ＴＨ、ＯＢ画素オフセットｔ１および開口画素オフセットｔ２を記憶する。
【００２６】
デマルチプレクサ３１０は、オフセット設定部２３０が出力する画素信号を入力し、ＯＢ画素１１１の画素信号を補正値演算部３２０に出力し、ＯＢ画素１１１と開口画素１１０の画素信号をバッファメモリ３４０と対象画素選択部３５０に出力する。
【００２７】
補正値演算部３２０は、記憶部２４０からＯＢ画素オフセットｔ１と開口画素オフセットｔ２を読み出し、すべてのＯＢ画素１１１の画素信号から（ｔ１−ｔ２）を減算した結果のうちの負値の平均値を求める。（ｔ１−ｔ２）は、ＯＢ画素オフセットｔ１と開口画素オフセットｔ２との差分である。補正値演算部３２０は、その負値の平均値を補正値としてゼロクリップ補正演算部３６０に出力する。
【００２８】
バッファメモリ３４０は、ＯＢ画素１１１と開口画素１１０の画素信号を記憶する。対象画素選択部３５０は、ＯＢ画素１１１と開口画素１１０の画素信号から“０”値（下限値）を検出し、その“０”値の画素の周囲の画素を補正対象画素として、補正対象画素の座標データをゼロクリップ補正演算部３６０に出力する。
【００２９】
図４は、対象画素選択部３５０が行う処理を説明するための図である。図４は、対象画素選択部３５０が入力する画素信号を２次元座標で表している。画素信号は、入力された順に水平方向にｉ、ｉ＋１、ｉ＋２、…の座標に割り当てられ、さらに１行分の画素信号ごとに垂直方向にｊ、ｊ＋１、ｊ＋２、…の座標に割り当てられる。
【００３０】
各画素１１２のカラーフィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のベイヤ配列である。図４において、白色の画素１１２は緑のカラーフィルタの画素を示し、斜線の画素１１２は赤のカラーフィルタの画素を示し、ドットの画素１１２は青のカラーフィルタの画素を示す。
【００３１】
対象画素選択部３５０は、６×６画素のエリアＳｋ内に“０”値の画素信号があるか否かを判定する。対象画素選択部３５０は、エリアＳｋ内に“０”値の画素信号が存在した場合、エリアＳｋ内の“０”値の画素１１２と同色のカラーフィルタの画素１１２のうち、“０”値でない画素信号の画素を補正対象画素として選択する。
【００３２】
例えば、座標（ｉ＋２，ｊ＋２）の赤のカラーフィルタの画素１１２が“０”値の画素信号である。その場合、対象画素選択部３５０は、座標（ｉ，ｊ）、（ｉ＋２，ｊ）、（ｉ＋４，ｊ）、（ｉ，ｊ＋２）、（ｉ＋４，ｊ＋２）、（ｉ，ｊ＋４）、（ｉ＋２，ｊ＋４）、（ｉ＋４，ｊ＋４）の赤のカラーフィルタの８画素を補正対象画素として選択する。赤のカラーフィルタの画素１１２の処理について説明したが、緑および青のカラーフィルタの画素１１２の処理も同様である。
【００３３】
“０”値の画素１１２は、画素信号が負値からゼロに置き換えられた画素を含むので、誤差を含んでいる可能性がある。対象画素選択部３５０は、その誤差を、“０”値の画素１１２の周囲の画素１１２に振り分けるために、周囲の画素１１２を補正対象画素として選択する。
【００３４】
図４では、隣接するエリアＳｋで画素１１２が重複していないが、隣接するエリアＳｋで画素１１２が重複していてもよい。また、エリアＳｋのサイズは、６×６画素に限定されない。
【００３５】
また、エリアＳｋの形状は、矩形に限定されない。例えば、エリアＳｋは、４つの座標（ｉ＋２，ｊ）、（ｉ，ｊ＋２）、（ｉ＋４，ｊ＋２）および（ｉ＋２，ｊ＋４）を頂点とする菱形でもよい。また、エリアＳｋは、画素１１２のカラーフィルタの色毎に異なるエリアを設定してもよい。
【００３６】
図５は、対象画素選択部３５０の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ５０１では、対象画素選択部３５０は、すべてのエリアＳｋの処理が完了したか否かを判定する。対象画素選択部３５０は、すべてのエリアＳｋの処理が完了していない場合には、ステップＳ５０２に進み、すべてのエリアＳｋの処理が完了した場合には、図５のフローチャートの処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ５０２では、対象画素選択部３５０は、エリアＳｋ内の“０”値の画素信号を検出し、ステップＳ５０３に進む。
【００３８】
ステップＳ５０３では、対象画素選択部３５０は、エリアＳｋ内に“０”値の画素信号があるか否かを判定する。対象画素選択部３５０は、エリアＳｋ内に“０”値の画素信号がある場合には、ステップＳ５０４に進み、エリアＳｋ内に“０”値の画素信号がない場合には、ステップＳ５０１に戻る。
【００３９】
ステップＳ５０４では、対象画素選択部３５０は、エリアＳｋ内において、エリアＳｋ内の“０”値の画素信号の画素１１２のカラーフィルタと同色のカラーフィルタの“０”値でない画素信号の画素１１２の座標を検出し、ステップＳ５０５に進む。
【００４０】
ステップＳ５０５では、対象画素選択部３５０は、ステップＳ５０４で検出した座標を補正対象画素の座標として、ゼロクリップ補正演算部３６０に出力し、ステップＳ５０１に戻る。
【００４１】
なお、対象画素選択部３５０は、補正対象画素の座標を、撮像素子１００の画素１１２の行と列に対応する座標に変換して出力してもよい。また、対象画素選択部３５０は、隣接するエリアＳｋで重複する画素１１２がある場合、同一の画素１１２を示す座標を複数回出力しないようにマスクしてから、座標を出力する。
【００４２】
ステップＳ５０１において、対象画素選択部３５０は、すべてのエリアＳｋの処理が完了した場合には、図５のフローチャートの処理を終了する。
【００４３】
図６は、図３のゼロクリップ補正演算部３６０の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ６０１では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正値演算部３２０が出力する補正値ＣＲを取得し、ステップＳ６０２に進む。
【００４４】
ステップＳ６０２では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、記憶部２４０から補正閾値ＴＨを取得し、ステップＳ６０３に進む。
【００４５】
ステップＳ６０３では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、対象画素選択部３５０から補正対象画素の座標を取得し、ステップＳ６０４に進む。
【００４６】
ステップＳ６０４では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、バッファメモリ３４０から画素１１２の画素信号を順に読み出し、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄが補正閾値ＴＨより小さいか否かを判定する。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄが補正閾値ＴＨより小さい場合には、式（１）のように、補正対象画素の座標に対応する画素信号Ａｄを補正する。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正対象画素の座標に対応する画素信号Ａｄに対して、補正値ＣＲと係数αとの積を加算し、補正後の画素信号Ａｅを得る。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正後の画素信号Ａｅを出力する。ここで、係数αは、補正量を調整するための係数である。
Ａｅ＝Ａｄ＋ＣＲ×α      ・・・（１）
【００４７】
以上のように、ゼロクリップ補正演算部３６０は、画素信号Ａｄが“０”値にクリップされた画素１１２の周囲の画素１１２であって、画素信号Ａｄが“０”値ではない周囲の画素１１２の画素信号を補正する。具体的には、ゼロクリップ補正演算部３６０は、画素信号Ａｄが“０”値にクリップされた画素１１２のカラーフィルタと同色のカラーフィルタを有する画素１１２の画素信号を補正する。
【００４８】
なお、補正閾値ＴＨは、画素１１２のカラーフィルタの色ごとに異なる値を設定してもよいし、単一の値でもよい。係数αは、１でもよい。係数αは、画素１１２のカラーフィルタの色ごとに設定され、ゼロクリップ補正演算部３６０は、係数αに応じて、色ごとに補正量を制御してもよい。例えば、補正後の画像の黒レベル付近の領域で、赤傾向の色ずれが発生していた場合、ゼロクリップ補正演算部３６０は、赤のカラーフィルタの画素１１２に対応する係数αを大きめに設定することにより、色ずれを補正できる。
【００４９】
補正値ＣＲは、負値であるため、式（１）は加算の式で示したが、補正値ＣＲの正負符号に応じて、式（１）は、減算の式でもよい。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正後の画素信号Ａｅが補正前の画素信号Ａｄより小さくなるように補正する。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正後の画素信号Ａｅが負である場合、補正後の画素信号Ａｅをゼロに置き換える。ゼロクリップ補正演算部３６０は、すべての画素信号に対して、上記の処理を行う。
【００５０】
以上のように、ゼロクリップ補正部３００は、少なくとも複数の開口画素１１０の画素信号のうちの一部の画素信号を補正する。
【００５１】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、ゼロクリップ補正演算部３６０の補正処理の効果を説明するための図である。図７（ａ）は、遮光状態で撮影した場合に、ゼロクリップ補正演算部３６０がバッファ３４０から入力した画素信号Ａｄのヒストグラムを示す図である。図７（ｂ）は、遮光状態で撮影した場合に、ゼロクリップ補正演算部３６０が出力した画素信号Ａｅのヒストグラムを示す図である。
【００５２】
図７（ａ）および図７（ｂ）の開口画素オフセットｔ２は、記憶部２４０に記憶されている開口画素オフセットｔ２である。図７（ａ）において、平均値ｕ２は、補正前の画素信号Ａｄの平均値である。図７（ｂ）において、平均値ｕ３は、補正後の画素信号Ａｅの平均値である。補正閾値ＴＨは、ゼロクリップ補正演算部３６０が補正値演算部３２０から入力する補正閾値である。
【００５３】
図７（ｂ）は、補正処理による出現頻度の減少を黒のブロックで示し、補正処理による出現頻度の増加を斜線のブロックで示す。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正閾値ＴＨより小さい画素信号Ａｄに対して、式（１）の補正処理を行い、補正後の画素信号Ａｅを得る。補正閾値ＴＨより小さい画素信号Ａｅは、補正前の画素信号Ａｄに対して、ヒストグラムが変化する。大きい画素信号Ａｅの出現限度は減少し、小さい画素信号Ａｅの出現頻度は増加する。その結果、補正後の画素信号Ａｅの平均値ｕ３は、補正前の画素信号Ａｄの平均値ｕ２よりも開口画素オフセットｔ２に近い値となる。これにより、撮像装置１６０は、画像の黒レベルを変えることなく、画素信号をゼロでクリップすることにより生じた開口画素オフセットｔ２と平均値ｕ２とのずれを抑制することができる。これにより、クリップした画像領域において、マゼンダなどの色付きとなって見えることを防止することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態によるゼロクリップ補正部３００の構成例を示す図である。第２の実施形態の撮像装置１６０は、第１の実施形態の撮像装置１６０に対して、ゼロクリップ補正部３００が異なる。図８のゼロクリップ補正部３００は、図３のゼロクリップ補正部３００に対して、補正値記憶部３３０を追加したものである。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００５５】
補正値演算部３２０は、記憶部２４０からＯＢ画素オフセットｔ１と開口画素オフセットｔ２を読み出し、すべてのＯＢ画素１１１の画素信号から（ｔ１−ｔ２）を減算した結果のうちの負値をＮ個の補正値として補正値演算部３２０に順に出力する。補正値記憶部３３０は、補正値演算部３２０が出力するＮ個の補正値ＣＲ（ｋ）を記憶する。補正値ＣＲ（ｋ）は、ｋ番目の補正値である。ｋは、０からＮ−１までの整数値である。
【００５６】
図９は、第２の実施形態によるゼロクリップ補正演算部３６０の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ９０１では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正値演算部３３０に記憶されているＮ個の補正値ＣＲ（ｋ）を取得し、ステップＳ９０２に進む。
【００５７】
ステップＳ９０２では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、記憶部２４０に記憶されている補正閾値ＴＨを取得し、ステップＳ９０３に進む。
【００５８】
ステップＳ９０３では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、対象画素選択部３５０から補正対象画素の座標を取得し、ステップＳ９０４に進む。
【００５９】
ステップＳ９０４では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、バッファメモリ３４０から画素１１２の画素信号を順に読み出し、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄが補正閾値ＴＨより小さいか否かを判定する。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄが補正閾値ＴＨより小さい場合には、式（２）のように、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄを補正する。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正対象画素の座標に対応する画素１１２の画素信号Ａｄに対して、補正値ＣＲ（ｋ）と係数αとの積を加算し、補正後の画素信号Ａｅを得る。ゼロクリップ補正演算部３６０は、補正後の画素信号Ａｅを出力する。ここで、係数αは、補正量を調整するための係数である。
Ａｅ＝Ａｄ＋ＣＲ（ｋ）×α      ・・・（２）
【００６０】
ｋは、０からＮ−１までインクリメントされ、その後に０にリセットされる処理が繰り返される。ｋが０からＮ−１の１サイクル目では、ゼロクリップ補正演算部３６０は、ｋ番目の画素信号Ａｄに対して、ｋ番目の補正値ＣＲ（ｋ）と係数αとの積を加算し、補正後のｋ番目の画素信号Ａｅを得る。その後、ゼロクリップ補正演算部３６０は、Ｎ番目の画素信号Ａｄに対して、補正値ＣＲ（０）と係数αとの積を加算し、補正後のＮ番目の画素信号Ａｅを得る。その後、ゼロクリップ補正演算部３６０は、Ｎ＋１番目の画素信号Ａｄに対して、補正値ＣＲ（１）と係数αとの積を加算し、補正後のＮ＋１番目の画素信号Ａｅを得る。
【００６１】
以上のように、ゼロクリップ補正演算部３６０は、Ｎ個の補正値ＣＲ（ｋ）を順に繰り返し用いて、補正対象画素の座標に対応する複数の画素信号Ａｄを順に補正し、補正後の複数の画素信号Ａｅを得る。Ｎ個の補正値ＣＲ（ｋ）は、ランダムのばらつきを有するので、補正後の複数の画素信号Ａｅは、偏りを散らすことができる。これにより、ゼロクリップ補正演算部３６０は、自然な補正結果を得ることができる。
【００６２】
第１の実施形態と同様に、撮像装置１６０は、画像の黒レベルを変えることなく、画素信号をゼロでクリップすることにより生じた開口画素オフセットｔ２と平均値ｕ２とのずれを抑制することができる。また、ゼロクリップ補正演算部３６０は、Ｎ個の補正値ＣＲ（ｋ）を用いて画素信号Ａｅを補正することにより、補正後の画素信号Ａｅの偏りの小さい画像を得ることができる。
【００６３】
以上、第１および第２の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６４】
撮像装置１６０は、デジタルカメラ、ビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット、工業用カメラ、医療用カメラ、車載カメラ等に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  撮像素子、１１０  開口画素、１１１  ＯＢ画素、１２０  制御部、１３０  列回路、１４０  転送回路、１５０  シリアルＩ／Ｆ、１６０  撮像装置、２００  信号処理部、２１０  ＯＢクランプ処理部、２２０  ゲイン処理部、２３０  オフセット設定部、２４０  記憶部、３００  ゼロクリップ補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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