(57)【要約】【課題】  ＯＢ出力を有効画素出力から減算することによって水平方向のノイズを補正する撮像装置において、高輝度被写体による補正残りや過補正を防止する。【解決手段】  測光センサの出力信号から局所的に高輝度出力のある列を検出し、検出された測光センサの列に対応する撮像素子の列の出力信号から高輝度出力のある行を検出する。そして、撮像素子の光学的黒画素の出力信号のライン積分値を、有効画素部分の出力信号から減算する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数画素が行列状に配置され、有効画素部と黒基準画素部とを備えた第１の撮像素子と、
複数画素が行列状に配置され、前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子と、
前記第２の撮像素子の出力信号から前記第２の撮像素子において高輝度被写体が位置する列または行を検出する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段により高輝度被写体が位置することが検出された前記第２の撮像素子の列または行に対応する前記第１の撮像素子の列または行を求める演算手段と、
前記演算手段により求めた前記第１の撮像素子の列または行において高輝度被写体が位置する行または列を検出する第２の検出手段と、
前記第１の撮像素子の前記黒基準画素部の出力信号に基づく補正データを用いて前記有効画素部の出力信号を行または列毎に補正する補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記第１の撮像素子の前記黒基準画素部の出力信号の行または列毎の積分値を、前記有効画素部の出力信号から行または列毎に減算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】
前記第２の検出手段によって検出された高輝度被写体が位置する行または列の出力信号を補正する場合と、それ以外の行または列の出力信号を補正する場合とで異なる補正係数を前記補正データに乗ずることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
高輝度被写体が位置する行または列の出力信号を補正する場合の補正係数の方がそれ以外の行または列の出力信号を補正する場合の補正係数より大きいことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の撮像素子は、被写体の輝度を計測する測光センサであること特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置の出力画像に発生するノイズとして、撮像素子の電源やグラウンドの変動により発生する水平方向の横縞ノイズや、局所的な高輝度被写体によって高輝度部の左右に横筋状に発生するスミア現象などが知られている。上記した水平方向のノイズを補正する方法として、撮像素子において遮光されたオプティカルブラック（ＯＢ）画素部の出力を水平方向に積分し、有効画素部の出力から減算することが提案されている。
【０００３】
その際、ＯＢ画素部の他のノイズ成分による誤補正を避けるために、ＯＢ画素部の水平積分値に１未満の係数を掛けて補正した上で、有効画素部の信号から減算する。さらに、横縞ノイズとスミアノイズでは補正すべきレベルが異なるため、異なる補正係数を掛けて補正することが望ましい。
【０００４】
特許文献１で示される方法では、ＯＢ画素部の出力を用いてスミア除去基準信号を生成し、生成されたスミア除去基準信号に基づいて有効画像信号を補正する際に、有効画像信号のレベルに応じてスミア補正処理内容を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４９４３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、上記した従来の方法では、ＯＢ画素部のレベルの大小によって、横縞ノイズとスミアノイズを判別しているため、ＯＢ画素部の出力レベルが小さいスミアノイズは横縞ノイズと判別され、補正残りが発生してしまうという問題があった。さらに、高感度になるとＯＢ画素部の他のノイズ成分が大きくなり、横縞ノイズとスミアノイズの判別閾値レベルを決めるのが困難になっている。
【０００７】
また、特許文献１で示される方法では、有効画素部の出力レベルに応じてスミア発生を判別しているため、画像信号を一度メモリに読み出してから演算する必要があり、そのためのメモリ容量を必要とする。限られたメモリ容量では、演算処理に時間が掛かるとメモリがいっぱいになってしまうため、連続処理枚数に制限が掛かり、補正しない場合に比べてバースト駒数が半減するなどの問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数画素が行列状に配置され、有効画素部と黒基準画素部とを備えた第１の撮像素子と、複数画素が行列状に配置され、前記第１の撮像素子とは異なる第２の撮像素子と、前記第２の撮像素子の出力信号から前記第２の撮像素子において高輝度被写体が位置する列または行を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により高輝度被写体が位置することが検出された前記第２の撮像素子の列または行に対応する前記第１の撮像素子の列または行を求める演算手段と、前記演算手段により求めた前記第１の撮像素子の列または行において高輝度被写体が位置する行または列を検出する第２の検出手段と、前記第１の撮像素子の前記黒基準画素部の出力信号に基づく補正データを用いて前記有効画素部の出力信号を行または列毎に補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バースト駒数を大きく減らすことなく、横縞ノイズ成分とスミアノイズ成分のそれぞれに適した補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る測光センサで測光した高輝度被写体領域を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像素子で撮像した高輝度被写体領域を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撮像素子上の高輝度被写体領域行の判別を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る水平方向ノイズ補正における補正係数を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る水平方向ノイズ補正動作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】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。撮像装置であるデジタル一眼レフカメラ本体１００には、絞り機能を備える交換可能な撮影レンズ２が装着可能となっている。システム制御回路１は、撮像装置１００全体を制御し、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、時計機能などを有するマイクロコンピュータである。撮影レンズ系３は、ズームレンズやフォーカスレンズおよび絞りから構成される、レンズ接続端子４と５を介してカメラ１００と接続される。ミラー６は、撮影レンズ２を通って入射した光を測光センサ１１に導くためのものである。シャッターユニット９は、先幕７と後幕８で構成されている。
【００１３】
露光制御回路１０は、シャッターユニット９を制御する。測光センサ１１は、複数画素が行列状に配置されており、撮影レンズ２を通過して入ってくる被写体の輝度を計測する。測光制御回路１２は、測光センサ１１を制御し、測光センサ１１の出力に基づいて露出を決定する。検出部１３（第１の検出手段）は、局所的な高輝度被写体が位置する列または行を検出する。
【００１４】
演算部１４（演算手段）は、検出部１３によって高輝度被写体が位置することが検出された測光センサ１１（第２の撮像素子）の列または行に対応する撮像素子２０（第１の撮像素子）の列または行を求める。測光センサ１１と撮像素子２０とはセンササイズも画素数も異なるため、演算部１４が測光センサ１１上の位置と撮像素子２０上の位置とを対応させるための演算処理を行う。
【００１５】
ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子２０は、複数画素が行列状に配置されており、被写体像を光電変換する。また、撮像素子２０は、有効画素部と黒基準画素部（ＯＢ画素部）とを備えている。Ａ／Ｄ変換器２１は、撮像素子からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２１で変換されたデジタル信号は、画像処理回路２２によって画素補間処理や色変換処理などが行われる。
【００１６】
検出部２３（第２の検出手段）は、撮像素子２０の出力信号における局所的な高輝度被写体が位置する行または列を検出する。ノイズ補正部２４は、ＯＢ画素部の出力信号を水平方向または垂直方向に積分し、積分値を有効画素部の出力信号から行毎または列毎に減算することによって水平方向のノイズを補正する。バッファメモリ２５は、画像処理回路２２に入力された画像信号を一時的に格納する。撮像素子２０から読み出した１画面分の画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換され、画像処理回路２２を介してバッファメモリ２５に格納される。
【００１７】
画像処理回路２２は、バッファメモリ２５に格納された画像信号を逐次読み出して、検出部２３による高輝度被写体位置の検出や、ノイズ補正部２４による水平方向のノイズ補正処理などさまざまな画像処理を行う。画像処理回路２２における各画像処理が完了した画像信号は、バッファメモリ２５からメモリカードなどの記録媒体２６へと書き込まれる。レリーズスイッチ３０は、ＳＷ１で測光や測距を行い、ＳＷ２で撮影動作を開始する。操作スイッチ３１は、ユーザが操作することにより、デジタル一眼レフカメラ１００のさまざまな動作モードを選択する。
【００１８】
次に、図２〜６を用いて、本実施形態に関わる水平方向ノイズ補正動作について説明する。図２は、測光センサ１１で測光した高輝度被写体領域を示す図、図３は、撮像素子２０で撮像した高輝度被写体領域を示す図である。図４は、撮像素子２０上の高輝度被写体領域行の判別を示す図、図５は、水平方向ノイズ補正における補正係数を示す図、図６は、水平方向ノイズ補正動作を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、図６のＳ１０１では、測光センサ１１（第２の撮像素子）の出力信号から測光センサ１１上において高輝度被写体（高輝度出力）が位置する列または行を検出する。すなわち、図２に示すように、測光センサ１１で測光した高輝度被写体Ｐ１が位置する列または行（ここでは列Ｘ１）を測光制御回路１２の検出部１３が検出する。なお、ここで列Ｘ１は複数列にわたっているが、１行のみであっても良い。
【００２０】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１において検出された測光センサ１１上の高輝度被写体Ｐ１が位置する列または行（ここでは列Ｘ１）に対応する撮像素子２０上の列または行を演算部１４が求める。測光センサ１１と撮像素子２０とはセンササイズも画素数も異なるため、演算部１４で測光センサ１１上の位置と撮像素子２０上の位置を対応させるための演算を行う必要がある。
【００２１】
図３に示すように、撮像素子２０上の高輝度被写体Ｐ２が位置する列Ｘ２が、演算部１４によって求められた測光センサ１１上の高輝度被写体Ｐ１が位置する列Ｘ１に対応する。なお、ここで列Ｘ２も列Ｘ１と同様に複数列にわたっているが、１行のみであっても良い。
【００２２】
Ｓ１０３では、検出部２３（第２の検出手段）により、撮像素子２０上の出力信号において局所的な高輝度被写体が位置する行または列を検出する。その際に、検出部２３は、バッファメモリ２５に格納された１画面分の画像信号の内、図４（ａ）に示すように、Ｓ１０２で求めた撮像素子２０上の高輝度被写体Ｐ２が位置する列または行（ここでは列Ｘ２）に対応する領域の出力信号のみを対象として演算を行う。そして、撮像素子２０上の高輝度被写体Ｐ２が位置する列または行（ここでは列Ｘ２）において、高輝度被写体Ｐ２が位置する行または列（ここでは行）を検出する。すなわち、図４（ｂ）に示すように、高輝度被写体Ｐ２があり高輝度出力となる行「Ａ」とそれ以外の行「Ｂ」とを判別する。このように、バッファメモリ２５に格納された１画面分の画像信号の内、一部の領域（高輝度被写体が位置する列または行）のみを対象として演算を行うことで、演算処理時間を短縮することができ、バッファメモリ２５の領域を短時間で開放することが可能となる。
【００２３】
Ｓ１０４では、バッファメモリ２５に格納された１画面分の画像信号から、図４（ｃ）のＺで示されるＯＢ画素部の出力信号を水平方向において積分し、補正データを算出する。なお、ＯＢ画素部に含まれるノイズ成分を除去するために、水平方向に積分した値に対して、垂直方向に移動平均を取って平滑化した値を補正データとする方法など、ＯＢ画素部の出力に基づいて補正データを算出する方法はここで示した限りではない。
【００２４】
Ｓ１０５では、Ｓ１０３において判別した結果に基づいて、有効画素部の出力信号における水平方向のノイズを補正する。すなわち、画像処理回路２２内のノイズ補正部２４において、有効画素部の出力信号からＳ１０４で算出した補正データを減算する。
【００２５】
Ｓ１０３で高輝度被写体Ｐ２が位置する「Ａ」行であると判別された場合には、Ｓ１０６において、Ｓ１０４で算出した補正データに対して補正係数αを掛けた値を有効画素部の出力信号から減算する。Ｓ１０３で高輝度被写体Ｐ２が位置する行以外の行「Ｂ」であると判別された場合には、Ｓ１０７において、Ｓ１０４で算出した補正データに対して補正係数βを掛けた値を有効画素部の出力信号から減算する。補正係数αとβは、１．０≧α＞βの関係を満たす、例えば図５に示すような値に設定される。
【００２６】
高輝度被写体が位置する行「Ａ」の補正係数αは、Ｓ１０４で算出した補正データをほぼそのまま有効画素部の出力信号から減算するような係数に、それ以外の行「Ｂ」の補正係数βは、Ｓ１０４で算出した補正データを軽減して減算するような係数に設定される。高輝度被写体が位置する行「Ａ」の水平方向ノイズ成分は主にスミアノイズであり、それ以外の行「Ｂ」の水平方向ノイズ成分は主に横縞ノイズである。スミアノイズと横縞ノイズではノイズレベルが大きく異なるため、それぞれのノイズ成分に適した補正を行うことを狙いとしている。スミアノイズはノイズレベルが大きいため、補正残りが発生しないように補正データをほぼそのまま減算する方が良い。また、横縞ノイズはノイズレベルが小さいため、補正データに含まれるＯＢ画素部の他のノイズ成分によって、過補正が発生しないように補正データを軽減して減算する方が望ましい。
【００２７】
以上説明したように、ＯＢ画素部の水平積分写像に所定の補正係数を掛けて有効画素部の出力から減算する処理において、測光センサの出力から高輝度出力列または行を判別し、撮像素子の対応する列または行のみを対象として演算する。そして、必要最低限の時間で高輝度出力行または列とそれ以外の行または列とを判別し、高輝度出力行または列とそれ以外の行または列とで異なる補正係数を用いて補正を行う。このような制御により、容量に限りのあるバッファメモリを短時間で開放することができ、バースト駒数を大きく減らすことなく、横縞ノイズ成分とスミアノイズ成分のそれぞれに適した補正を行うことが可能となる。
【００２８】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００２９】
１  システム制御回路
１１  測光センサ
１２  測光制御回路
２０  撮像素子
２１  Ａ／Ｄ変換回路
２２  画像処理回路
２５  バッファメモリ
【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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