(57)【要約】【課題】  精度の高い暗電流ムラ補正を実現するとともに、暗電流ムラ補正に用いる暗電流の基準データを格納するために必要なメモリの容量を減らすこと。【解決手段】  被写体の光学像を撮影し、画像信号に変換する撮像素子を有する撮像装置における暗電流ムラを補正するために、前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号に基づいて生成された、暗電流の分布特性を表す特性データを記憶媒体から読み出し、前記特性データを画素毎の暗電流補正データに展開し（Ｓ１０２）、前記展開された暗電流補正データを用いて、補正対象の画像信号の暗電流ムラを補正する（Ｓ１０９）。【選択図】  図２
2006246208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を撮影し、画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号に基づいて生成された、暗電流の分布特性を表す特性データを記憶する記憶手段と、
前記特性データを画素毎の暗電流補正データに展開する展開手段と、
前記展開された暗電流補正データを用いて、補正対象の画像信号の暗電流ムラを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】
前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算手段を更に有し、
前記補正手段は、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正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】
前記演算手段は、前記係数として、前記所定領域の前記補正対象の画像信号の平均値と、前記所定領域の前記暗電流補正データの平均値の比を演算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】
前記所定領域は複数あって、前記演算手段は、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記補正対象の画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算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５】
前記複数の所定領域は、少なくとも、水平方向または垂直方向のいずれか１方向に平行する２つの領域であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の所定領域は、水平方向および垂直方向にそれぞれ設定された２つの領域であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記特性データは、前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号を水平方向および垂直方向の少なくともいずれか一方に加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて生成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記特性データは、求めた近似式を含むデータであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子の水平および垂直方向の中央部に相当する前記特性データ値を０とすることを特徴とする請求項７または８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記特性データにおいて、水平および垂直方向の中央部と周辺部の境界が、前記近似式における極小点であることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記特性データを生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体の光学像を撮影し、画像信号に変換する撮像素子を有する撮像装置における暗電流ムラの補正方法であって、
前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号に基づいて生成された、暗電流の分布特性を表す特性データを記憶媒体から読み出す読み出しステップと、
前記読み出した特性データを画素毎の暗電流補正データに展開する展開ステップと、
前記展開された暗電流補正データを用いて、補正対象の画像信号の暗電流ムラを補正する補正ステップと
を有することを特徴とする補正方法。
【請求項１３】
前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算ステップを更に有し、
前記補正ステップでは、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正することを特徴とする請求項１２に記載の補正方法。
【請求項１４】
前記演算ステップでは、前記係数として、前記所定領域の前記補正対象の画像信号の平均値と、前記所定領域の前記暗電流補正データの平均値の比を演算することを特徴とする請求項１３に記載の補正方法。
【請求項１５】
前記所定領域は複数あって、前記演算ステップでは、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記補正対象の画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算することを特徴とする請求項１３に記載の補正方法。
【請求項１６】
前記複数の所定領域は、少なくとも、水平方向または垂直方向のいずれか１方向に平行する２つの領域であることを特徴とする請求項１５に記載の補正方法。
【請求項１７】
前記複数の所定領域は、水平方向および垂直方向にそれぞれ設定された２つの領域であることを特徴とする請求項１５に記載の補正方法。
【請求項１８】
前記特性データは、前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号を水平方向および垂直方向の少なくともいずれか一方に加算平均したデータの多項式近似を行い、求めた近似式を用いて生成されることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれかに記載の補正方法。
【請求項１９】
前記特性データは、求めた近似式を含むデータであることを特徴とする請求項１８に記載の補正方法。
【請求項２０】
前記撮像素子の水平および垂直方向の中央部に相当する前記特性データ値を０とすることを特徴とする請求項１８または１９に記載の補正方法。
【請求項２１】
前記特性データにおいて、水平および垂直方向の中央部と周辺部の境界が、前記近似式における極小点であることを特徴とする請求項２０に記載の補正方法。
【請求項２２】
前記特性データを生成する生成ステップを更に有することを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれかに記載の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いた撮像装置および補正方法に関し、特に撮像された画像の暗電流補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を使用したデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置が普及している。
【０００３】
撮像素子を用いた撮像装置では、たとえば暗い被写体を撮影する時などの、長時間の蓄積を伴う撮影で暗電流の影響が無視できなくなる。また、この暗電流成分は蓄積時間に比例するとともに、高温になるほど増大する。
【０００４】
一方、撮像素子の画素領域の周囲には、撮像素子を駆動して画像信号を出力するための周辺回路が存在する。これら周辺回路は動作することによって発熱するため、撮像素子の温度は周辺ほど高くなる温度勾配が生じる。
【０００５】
この温度勾配によって、撮像素子の暗電流特性には画面内の位置に依存したムラが生じることになる。つまり、周辺回路の熱の影響により、撮像素子の画素領域は周辺部ほど温度が高くなって暗電流も発生し易くなるため、画面中央部に比べて周辺部が浮き上がった暗電流特性を有する。図１０は、撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号の概念を示す図であり、信号値が低くなるほど濃い色で表している。
【０００６】
この暗電流ムラを補正する方法として、特許文献１では、予め１フレーム分の基準暗時データを記憶しておき、補正対象となる撮影画像の遮光部（オプティカルブラック：ＯＢ）から得られるデータの平均値に基づいて記憶してある基準暗時データを補正し、これを撮影画像から減算する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８８３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１の方法では、基準暗時データを記憶しておくために１フレーム分のメモリが必要となる。
【０００９】
また上記のような撮像素子を用いた撮像装置においては、暗電流によるオフセットエラーを補正しダイナミックレンジを確保するため、撮像素子内部やＡ／Ｄ変換器にＯＢクランプ回路を設けるのが一般的である。ＯＢクランプ処理が行われた後の画像ではＯＢ部の平均値は常に一定であるため、その情報から補正対象となる画像を撮影したときの撮像素子の暗電流量を求めて、基準暗時データを補正するための適正な係数を算出するのは困難である。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、精度の高い暗電流ムラ補正を実現するとともに、暗電流ムラ補正に用いる暗電流の基準データを格納するために必要なメモリの容量を減らすことを第１の目的とする。
【００１１】
さらに、補正対象の画像信号にＯＢクランプ処理を行った後でも、適切に暗電流ムラ補正を行えるようにすることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記第１の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体の光学像を撮影し、画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号に基づいて生成された、暗電流の分布特性を表す特性データを記憶する記憶手段と、前記特性データを画素毎の暗電流補正データに展開する展開手段と、前記展開された暗電流補正データを用いて、補正対象の画像信号の暗電流ムラを補正する補正手段とを有する。
【００１３】
また、被写体の光学像を撮影し、画像信号に変換する撮像素子を有する撮像装置における暗電流ムラの補正方法は、前記撮像素子を遮光した状態で得られた画像信号に基づいて生成された、暗電流の分布特性を表す特性データを記憶媒体から読み出す読み出しステップと、前記読み出した特性データを画素毎の暗電流補正データに展開する展開ステップと、前記展開された暗電流補正データを用いて、補正対象の画像信号の暗電流ムラを補正する補正ステップとを有する。
【００１４】
好ましくは、本発明の撮像装置は、前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算手段を更に有し、前記補正手段は、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正する。また、本発明の補正方法は、前記撮像素子の常に遮光された領域に設定された所定領域に対応する、前記補正対象の画像信号および前記暗電流補正データに基づいて、前記暗電流補正データを調整する係数を演算する演算ステップを更に有し、前記補正ステップでは、前記補正対象の画像信号から、前記暗電流補正データと前記係数との積を減算することにより暗電流ムラを補正する。
【００１５】
また、上記第２の目的を達成するために、前記所定領域は複数あって、前記係数として、前記複数の所定領域間の前記補正対象の画像信号の平均値の差と、前記複数の所定領域間の前記暗電流補正データの平均値の差との比を演算する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、精度の高い暗電流ムラ補正を実現するとともに、暗電流ムラ補正に用いる暗電流の基準データを格納するために必要なメモリの容量を減らすことができる。
【００１７】
また、補正対象の画像信号にＯＢクランプ処理を行った後でも、適切に暗電流ムラ補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本第１の実施形態におけるデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置の構成を示すブロック図で、１０１は撮像素子でありＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサが使用される。１０２は撮像素子１０１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。１０３はＤＳＰ（DigitalSignalProseccer）であり、Ａ／Ｄ変換器１０２からのデータに対して各種補正処理及び現像処理を行う。またＤＳＰ１０３では、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７等の各種メモリの制御、記録媒体１０８への画像データの書き込み処理が行われる。
【００２０】
１０４は、撮像素子１０１、Ａ／Ｄ変換器１０２、ＤＳＰ１０３に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、ＣＰＵ１０５により制御される。１０５はＤＳＰ１０３、タイミング発生回路１０４の制御、及び測光、測距など不図示の各部を使ったカメラ機能の制御を行うＣＰＵである。後述するスイッチ１０９〜１１１、モードダイアル１１２が接続され、それぞれの状態に応じた処理を実行する。
【００２１】
１０６はＣＰＵ１０５で実行されるカメラの制御プログラムやＤＳＰ１０３で用いる各種補正データを記憶するＲＯＭ、１０７はＤＳＰ１０３で処理される画像データや補正データを一時的に記憶するＲＡＭである。また、後述する暗電流分布データはＲＯＭ１０６に記憶されており、ＲＡＭ１０７に展開されて後述する暗電流ムラ補正に使用される。ＲＡＭ１０７はＲＯＭ１０６よりも高速のアクセスが可能である。１０８は撮影された画像を保存するコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の記録媒体であり、不図示のコネクタを介してカメラと接続される。
【００２２】
１０９はカメラを起動させるための電源スイッチ（ＳＷ）、１１０は、不図示のシャッターボタンの第１の所定動作（例えば半押し）によりＯＮとなり、測光処理、測距処理等の動作開始を指示するシャッタースイッチＳＷ１、１１１は、不図示のシャッターボタンの第２の所定動作（例えば全押し）によりＯＮとなり、不図示のミラー及びシャッターを駆動し、撮像素子１０１から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１０２、ＤＳＰ１０３を介して記録媒体１０８に書き込む一連の撮像動作の開始を指示するシャッタースイッチＳＷ２である。
【００２３】
図２は、図１に示す構成を有する撮像装置の制御を示したフローチャートである。まず、ステップＳ１０１でカメラを起動する電源ＳＷ１０９がＯＮされているか否か判定し、ＯＦＦならステップＳ１０１を繰り返す。ここで電源ＳＷ１０９がＯＮされていれば、ステップＳ１０２でＲＯＭ１０６に格納されている暗電流分布データを撮影に備えてＲＡＭ１０７に展開し（以下、展開したデータを「暗電流補正データ」と呼ぶ。）、続くステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３でモードダイアル１１２が撮影モードに設定されているか否かを判別する。その他のモードに設定されていればステップＳ１０４で選択されているモードに応じた処理を行ってからステップＳ１０１へ戻り、撮影モードに設定されていればステップＳ１０５へ進む。
【００２４】
ステップＳ１０５では、シャッタースイッチＳＷ１（１１０）がＯＮしているか否か判定する。ＳＷ１（１１０）がＯＦＦである場合、ステップＳ１０１に戻って上述した処理を繰り返し、ＳＷ１（１１０）がＯＮである場合には、ステップＳ１０６に進む。
【００２５】
ステップＳ１０６では、不図示の測光制御部及び測距制御部を用いて、絞り値およびシャッター速度を決定する測光処理、撮影レンズ焦点を被写体に合わせる測距処理が行われる。
【００２６】
ステップＳ１０６の測光・測距処理が終了すると、続くステップＳ１０７でシャッタースイッチＳＷ２（１１１）の状態を判定する。ＳＷ２（１１１）がＯＦＦである場合にはステップＳ１０５に戻って上述した処理を繰り返し、ＯＮである場合にはステップＳ１０８で撮影処理が実行される。なお、この撮影処理の詳細については後述する。
【００２７】
ステップＳ１０８の撮影処理が終了するとステップＳ１０９へ進み、暗電流ムラ補正を行い、処理終了後ステップＳ１１０へ進む。暗電流ムラ補正の詳細については後述する。ステップＳ１１０では、撮影した画像データに対し、ＤＳＰ１０３で現像処理を行う。続いてステップＳ１１１で、現像処理の終了した画像データに対し圧縮処理を行って、圧縮した画像データをＲＡＭ１０７の空き領域に格納する。
【００２８】
ステップＳ１１２では、ＲＡＭ１０７に格納されている画像データを読み出して、記録媒体１０８への記録処理を実行する。記録処理終了後、ステップＳ１０１へ戻り、次の処理に備える。
【００２９】
次に、ステップＳ１０８で行われる撮影処理動作の詳細について図３を参照して説明する。
【００３０】
まずステップＳ２０１でミラーをミラーアップ位置に移動させ、ステップＳ２０２で、図２のステップＳ１０６の測光処理で得られた測光データに基づいて、所定の絞り値まで絞りを駆動する。ステップＳ２０３で撮像素子１０１の電荷クリア動作を行い、ステップＳ２０４で電荷蓄積を開始する。電荷蓄積開始後、ステップＳ２０５でシャッターを開き、撮像素子１０１の露光を開始する（ステップＳ２０６）。
【００３１】
その後、ステップＳ２０７で測光データに従って露光終了まで待ち、ステップＳ２０８でシャッターを閉じる。ステップＳ２０９で開放の絞り値まで絞りを駆動し、ステップＳ２１０ではミラーダウン位置までミラーを駆動する。ステップＳ２１１では設定した電荷蓄積時間が経過するまで待ち、撮像素子１０１の電荷蓄積を終了する（ステップＳ２１２）。最後にステップＳ２１３で撮像素子１０１の信号が読み出され、一連の処理を終了してメインの処理へ復帰する。なお、本第１の実施形態では、後述する暗電流ムラ補正に用いる係数を取得するために、図４に示す撮像素子１０１の画素領域の内、ＯＢ部にある領域ａの部分については読み出し時にＯＢクランプ処理を行わずに信号を読み出す。このようにして撮像素子１０１から読み出された信号は、ＲＡＭ１０７または不図示の画像メモリに一旦格納される。
【００３２】
次に、ＲＯＭ１０６に記憶される暗電流分布データについて図５を参照して説明する。
【００３３】
暗電流分布データは、例えば撮像装置の製造時や、実際の撮影に先立って行われる撮像装置のキャリブレーション時などの所定のタイミングで予め取得し、ＲＯＭ１０６に記憶しておく。キャリブレーション時に取得する場合には、暗電流分布データをＲＡＭ１０７に記憶させてもよいし、ＲＯＭ１０６が書き換え可能ならば、ＲＯＭ１０６に記憶させてもよい。暗電流分布データは暗電流が顕著な状態で取得することが好ましいため、撮影は高温の状態で、撮像素子１０１を遮光して長時間電荷蓄積して行われ、ＯＢクランプ処理を行わずに信号を読み出す。
【００３４】
このようにして得たダーク画像データの概念を図５（ａ）に示す。図５（ａ）では、信号値が低い部分ほど濃い色で示している。図５（ａ）から分かるように、周辺回路からの熱などの上述した理由により、撮像素子１０１の中央領域では信号値が低く、周辺では信号値が高くなる暗電流のムラが生じる。図５（ｂ）及び（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）の任意の列及び行のデータを画素位置に対して表したグラフである。
【００３５】
本第１の実施形態では、各画素の信号値をそれぞれ記憶するのではなく、図５（ｂ）及び（ｄ）に示すグラフの特性を表すデータを求めて、暗電流分布データとしてＲＯＭ１０６に記憶しておく。このようにすることで、各画素の信号値を全て記憶しておく場合に比べて記憶するデータ量を削減することできるため、ＲＯＭ１０６の容量を節約することができる。
【００３６】
この特性を表す暗電流分布データの求め方について、その一例を以下に詳細に説明する。
【００３７】
まず、図５（ｂ）および（ｃ）に示すような各列及び各行のデータを、中央画素部分のデータ値がほぼ０に一致するようにオフセット補正しながら各画素毎に加算平均する。なお、中央画素部分のデータ値を０とするのは、画素欠陥や局所的な暗電流ムラの影響によって撮像装置で補正後の画質が不必要に劣化しないようにするためである。ここで言う局所的な暗電流ムラとは、本発明の補正対象であるような水平・垂直の加算平均データで傾向を表せるものではなく、例えば画像中央付近のある一箇所に集中して暗電流の大きな画素が存在するような場合のことである。こうした箇所に対処するようなデータにしてしまうと、他のそういった問題の無い領域まで問題がある画素の影響を受けて画質が劣化してしまうため、中央画素部付近のデータ値を０とする。
【００３８】
得られた加算平均データ値の内、０から離脱していく周辺部分（上下、左右領域）に対応する加算平均データ値を多項式近似して図５（ｂ）および（ｃ）の太線で示すような近似曲線を求める。近似式は上側、下側、左側、右側、それぞれ独立に求める。近似の次数は暗電流ムラ形状の特徴によって決定するが、ここでは例えば４次の近似式とする。
【００３９】
そして、求めた近似式を用いて、各画素位置に対する水平方向の値[dx1, dx2, …, dxm]と垂直方向の値[dy1, dy2, …, dyn]をそれぞれ算出し、暗電流分布データとする。このとき、画面周辺部のデータを求める時には近似式を用い、周辺部とデータ値を０とする中央部との境界は近似式の極小点とする。つまり、垂直方向では、一番上の行をｙ＝０とした場合に上側の曲線の近似式をｆｕ（ｙ）、下側の曲線の近似式をｆｄ（ｙ）とし、４次の近似式のために２回出現する極小点の内、ｆｕ（ｙ）のｙ＝０に近い極小点をｐｕ、ｆｄ（ｙ）のｙ＝０から遠い方の極小点をｐｄとすると、
０≦ｙ＜ｐｕではｆｕ（ｙ）
ｐｕ≦ｙ≦ｐｄではｆ（ｙ）＝０
ｙ＞ｐｕではｆｄ（ｙ）      …（１）
【００４０】
により各ｙに対する垂直方向の値を算出する。このようにして得られた垂直方向の暗電流分布データを図５（ｃ）に示す。
同様に、水平方向において、一番左の列をｘ＝０とした場合に左側の曲線の近似式をｆｒ（ｘ）、右側の曲線の近似式をｆｌ（ｘ）とし、ｆｒ（ｘ）のｘ＝０に近い極小点をｐｒ、ｆｌ（ｘ）のｘ＝０から遠い極小点をｐｌとすると、
０≦ｘ＜ｐｒではｆｒ（ｘ）
ｐｒ≦ｘ≦ｐｌではｆ（ｘ）＝０
ｘ＞ｐｒではｆｌ（ｘ）      …（２）
【００４１】
により各ｘに対する水平方向の値を算出する。このようにして得られた水平方向の暗電流分布データを図５（ｅ）に示す。
これにより、実際にデータを持つ周辺部とデータが０である中央部との境界の連続性が保たれ、補正後の画質はより高いものとなる。
【００４２】
なお、上述した例では、[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]を暗電流分布データとして記憶するものとして説明したが、式（１）及び（２）を記憶しておき、図２のステップＳ１０２における暗電流データ展開時に算出するようにしても良い。また、ステップＳ１０２における展開処理では、画素位置（ｉ，ｊ）における暗電流補正データDijは、暗電流分布データ[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]を用いて、
Dij=dxi×dyj、i=0〜m, j=0〜n
【００４３】
を演算することで、２次元に展開する。
次に、図２のステップＳ１０９で行われる暗電流ムラ補正について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まずステップＳ３０１において、図４に示した撮影した画像の領域ａの平均値ａｖｅ_ａを算出する。前述したように、撮像素子を用いた撮像装置では、暗電流成分を除去して信号のダイナミックレンジを確保するため、撮像素子やＡ／Ｄ変換器においてＯＢクランプ動作が行なわれるのが一般的である。このＯＢクランプ動作を行なった後に読み出される画素領域では、撮像素子に発生している暗電流量を画像データから知ることはできない。従って、領域ａは、ＯＢクランプ動作を行わずに画像データを取得する領域であり、この領域の平均値を算出することで撮影時に発生した暗電流量を知ることができる。
【００４５】
続くステップＳ３０２においては、領域ａの平均値ａｖｅ_ａが所定値を超えているか否を判定する。所定値未満の場合には、暗電流量自体が小さいため補正を行わずに処理を終了する。所定値以上である場合には、ステップＳ３０３で暗電流補正データを実撮影条件に合わせて調整する換算係数αを算出する。ここでは、領域ａの画像データから算出したａｖｅ_ａと、図２のステップＳ１０２で展開した暗電流補正データの内、領域ａに相当する領域の暗電流補正データの平均ａｖｅ_Ａとの比をαとする。即ち、
α＝ａｖｅ_ａ／ａｖｅ_Ａ
【００４６】
このように、実撮影条件での暗電流量と、暗電流分布データ取得時の暗電流量の比が換算係数αとなる。
次のステップＳ３０４では、図２のステップＳ１０２でＲＡＭ１０７に展開された暗電流補正データＤ（ｘ，ｙ）に換算係数αを乗じ、実撮影条件に合致した暗電流補正データに換算する。そして、換算された暗電流補正データＤ（ｘ，ｙ）を、ステップＳ３０５において撮影画像データＳ（ｘ，ｙ）から減算することで補正を完了する。
【００４７】
上記の通り本第１の実施形態によれば、ＲＯＭ１０６に記憶する暗電流分布データが[dx1, dx2, …, dxm]、[dy1, dy2, …, dyn]だけで済むため、メモリに記憶するデータ量が少なくて済み、かつ、精度の高い暗電流ムラ補正を実現することが可能となる。
【００４８】
なお、上記第１の実施形態では、水平・垂直それぞれの暗電流分布データを用いて２次元的な補正を行っているが、暗電流ムラの特性によっては水平・垂直いずれか一方のみを補正するようにしてもよい。
【００４９】
また、ａｖｅ_Ａは、図２のステップＳ１０２における暗電流補正データへの展開時に算出してＲＡＭ１０７に記憶しておくようにしても、暗電流分布データの取得時にあらかじめ算出しておき、暗電流分布データと共にＲＯＭ１０６に記憶しておくようにしても、また、暗電流ムラ補正時に求めるようにしてもよく、算出するタイミングにより本発明が制限されるものではない。
【００５０】
また、図６に示す暗電流ムラ補正では、ステップＳ３０４でαにより暗電流補正データを一旦全て換算してから、補正対象である撮影画像データから換算した暗電流補正データを減算する場合について説明したが、演算手順はこれに限るものではなく、各画素の補正演算時に暗電流補正データにαを乗算しながら、その積を減算するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５２】
上記第１の実施形態においては、補正係数αの算出を、領域ａの撮影画像データおよび暗電流補正データそれぞれの平均値、即ち暗電流絶対値に基づいて行う。しかし、それには、前述の通り、領域ａの撮影画像データとしてＯＢクランプ前の値を知る必要があるため、画像撮影時に、ＯＢクランプ動作を撮像素子１０１の読み出し先頭画素からではなく、領域ａの読み出しを終えた後から始めなければならず、画素を有効に利用できない。
【００５３】
そこで、本第２の実施形態では、図７に示すように撮像素子１０１の２箇所の領域の画像データの平均値から暗電流相対値によって補正係数αを算出する。即ち、ＯＢ部の垂直方向の領域ｂ、および領域ｂと水平方向の位置が異なる同じくＯＢ部内の垂直方向の領域ｃから補正係数を求める。
【００５４】
なお、本第２の実施形態における撮像装置の構成、撮像装置の基本的な制御および撮像処理は、第１の実施形態で説明したものとほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、図３のステップＳ２１３における読み出し処理では第１の実施形態とは異なり、本第２の実施形態では領域ａを含むすべての領域についてＯＢクランプ処理を行った信号を取得しておく。
【００５５】
次に、本第２の実施形態における図２のステップＳ１０９で行われる暗電流ムラ補正について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
まずステップＳ４０１、ステップＳ４０２において、撮影して得た画像データの領域ｂの平均値ａｖｅ_ｂ、領域ｃの平均値ａｖｅ_ｃをそれぞれ算出する。この２つの値の差（ａｖｅ_ｂ − ａｖｅ_ｃ）が暗電流ムラによる周辺浮きの程度そのものを表すことになる。
【００５７】
続くステップＳ４０３においては、ａｖｅ_ｂとａｖｅ_ｃの差が所定値を超えているか否を判定する。所定値未満の場合には、暗電流ムラによる周辺浮きは小さいため補正を行わずに処理を終了する。所定値以上である場合には、ステップＳ４０４で暗電流補正データを実撮影条件に合わせて換算する係数αを算出する。ここでは、画像から算出したａｖｅ_ｂ，ａｖｅ_ｃの差と、図２のステップＳ１０２で展開した暗電流補正データの内、領域ｂおよび領域ｃに相当する領域の暗電流補正データの平均ａｖｅ_Ｂ、ａｖｅ_Ｃの差との比をαとする。即ち、
α＝（ａｖｅ_ｂ−ａｖｅ_ｃ）／（ａｖｅ_Ｂ−ａｖｅ_Ｃ）
【００５８】
以降の処理は図６と同様であって、次のステップＳ３０４では、ステップＳ１０２でＲＡＭ１０７に展開された暗電流補正データＤ（ｘ，ｙ）に換算係数αを乗じ、実撮影条件に合致した暗電流補正データに換算する。そして、換算された暗電流補正データＤ（ｘ，ｙ）を、ステップＳ３０５において撮影画像データＳ（ｘ，ｙ）から減算することで補正を完了する。
【００５９】
このように、本第２の実施形態によれば、暗電流絶対値が分からなくても暗電流ムラの補正が可能となる。
【００６０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６１】
上述した第２の実施形態のようにＯＢ部内の垂直方向の２領域の値から補正係数αを算出する場合、ＯＢ部の画素数がある程度多くなければ、２領域が近すぎて値の差が小さくなってしまい精度に問題が生じる可能性がある。
【００６２】
また、水平方向と垂直方向で暗電流分布の特性に明らかに差があるような場合には、図９に示すようにＯＢ部の水平方向の領域の平均値と垂直方向の領域の平均値とから暗電流相対値を求め、補正係数を算出する方法も有効である。この方法によれば、撮像素子のＯＢ部の画素数が少なくても精度のよい換算係数の算出が可能となる。
【００６３】
なお、本第３の実施形態における撮像装置の構成、撮像装置の基本的な制御および撮像処理は、さらに暗電流ムラ補正の手順は、第２の実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。ただし、本第３の実施形態では、上述した第２の実施形態と異なり、垂直ＯＢ部に領域ｂ、水平ＯＢ部に領域ｃを設定する。
【００６４】
このように本第３の実施形態によれば、暗電流絶対値が不明且つＯＢ部の画素数が少ない撮像装置においても、精度のよい暗電流ムラ補正が可能となる。
【００６５】
＜他の実施形態＞
本発明の目的は、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し、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とによっても、達成されることは言うまでもない。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、その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場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）やＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。
【００６６】
さらに、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た後、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場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における撮像処理動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。
【図５】本発明の実施の形態における暗電流分布データの取得処理の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における暗電流ムラ補正処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。
【図８】本発明の第２および第３の実施形態における暗電流ムラ補正処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態における撮像素子の画素領域を模式的に表した図である。
【図１０】撮像素子の暗電流ムラを説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１  撮像素子
１０２  Ａ／Ｄ変換器
１０３  ＤＳＰ
１０４  タイミング発生回路
１０５  ＣＰＵ
１０６  ＲＯＭ
１０７  ＲＡＭ
１０８  記録媒体
１０９  電源スイッチ
１１０  スイッチＳＷ１
１１１  スイッチＳＷ２
１１２  モードダイアル
【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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【図１０】
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