(57)【要約】【課題】少量のメモリでゲイン補正値及びオフセット補正値を算出し、複数の撮像素子の出力値を、同一の対象物に対しては略一致するように補正することができる撮像装置、撮像装置の補正値算出方法及び撮像方法を提供する。【解決手段】撮像部で撮像された互いに異なる均一な輝度を有する２つの画像を２つのメモリＰ１、Ｐ２にそれぞれ保存しておき、補正値を算出する際、両メモリから前記２つの画像を読み出して、これらの画像を用いてゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、一方のメモリに保存し、他方のメモリの画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子を有する撮像部と、
第１及び第２のメモリと、
各撮像素子の感度ばらつきを補正するゲイン補正値及びオフセットばらつきを補正するオフセット補正値を、前記撮像素子ごとに算出する補正値算出部と
を備え、
前記撮像部は、撮像した第１及び第２の画像を、前記第１及び第２のメモリにそれぞれ保存し、
前記補正値算出部は、前記第１及び第２のメモリから前記第１及び第２の画像を読み出し、該第１及び第２の画像を用いて前記ゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、前記第１のメモリに保存し、前記第２の画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出するように構成してあることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正値算出部は、算出された前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を前記第２のメモリに保存するように構成してあ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１及び第２の画像それぞれに含まれる複数の画素の明るさに係る画素値の平均値である第１及び第２の基準値を算出する基準値算出部をさらに有し、
前記補正値算出部は、前記第１及び第２の基準値を用いて、被撮像体の照度に対する前記撮像部の出力を示す出力特性の直線を確定し、前記撮像素子ごとの出力値が該直線と一致するように、前記ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部で撮像された画像に重畳しているランダムノイズを除去するランダムノイズ除去部をさらに有し、
該ランダムノイズ除去部で前記第１及び第２の画像のランダムノイズを除去した後、前記第１及び第２のメモリに保存するように構成してあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像部は、前記第１及び第２の画像それぞれ複数フレーム分を撮像し、
前記ランダムノイズ除去部は、画素毎に前記複数フレーム間での画素値の平均演算を行なうように構成して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】
前記複数フレーム間での画素値の平均演算を、移動平均またはＩＩＲフィルタリングで行なうことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像部は、前記第１及び第２の画像それぞれ複数フレーム分を撮像し、
前記第１及び第２の画像それぞれの複数フレーム分について、フレームごとに画像に含まれる複数の画素の明るさに係る画素値の平均値をフレーム内平均値として算出するフレーム内平均値演算部と、
前記フレーム内平均値演算部で算出された各フレームのフレーム内平均値を、前記第１及び第２の画像ごとに、前記複数フレーム間で平均してフレーム間平均値として算出するフレーム間平均値演算部と、
前記第１及び第２の画像それぞれの複数フレーム分について、画素毎に該複数のフレーム間で画素値を平均して画素平均値として算出して、前記第１及び第２のメモリに保存する画素平均値演算部と
をさらに有し、
前記補正値算出部は、前記第１及び第２の画像のフレーム間平均値を用いて、被撮像体の照度に対する前記撮像部の出力を示す出力特性の直線を確定し、前記撮像素子ごとの出力値が該直線と一致するように、前記第１及び第２の画像の画素平均値に基づいて、前記ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記フレーム間平均値演算部及び／または前記画素平均値演算部は、移動平均またはＩＩＲフィルタリングを利用して平均演算を行なうことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記オフセット補正値及びゲイン補正値により撮像素子ごとに出力値を補正するＮＵＣ処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子は赤外線撮像素子であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数の撮像素子を有する撮像部と、該撮像部が撮像した画像を保存する第１及び第２のメモリとを備える撮像装置に、各撮像素子の感度ばらつきを補正するゲイン補正値及びオフセットばらつきを補正するオフセット補正値を、前記撮像素子ごとに算出する補正値算出方法において、
前記撮像部は、互いに異なる均一な照度を有する２つの被撮像体を撮像して第１及び第２の画像を取得する撮像ステップと、
該第１及び第２の画像を前記第１及び第２のメモリにそれぞれ保存する保存ステップと、
前記第１及び第２のメモリから前記第１及び第２の画像を読み出して、該第１及び第２の画像を用いて前記ゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、前記第１のメモリに保存する第１の算出ステップと、
前記第２の画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出する第２の算出ステップと
を含むことを特徴とする補正値算出方法。
【請求項１２】
前記第２の算出ステップは、算出された前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を前記第２のメモリに保存することを特徴とする請求項１１に記載の補正値算出方法。
【請求項１３】
複数の撮像素子を有する撮像部を備える撮像装置に用いられる撮像方法において、請求項１１または１２に記載の補正値算出方法で算出されたオフセット補正値及びゲイン補正値により、前記撮像素子ごとの出力値を補正して出力することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子例えば赤外線撮像素子の出力輝度値を精度良く補正することができる撮像装置、撮像装置の補正値算出方法、及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線撮像装置では、レンズで集光された赤外光が、光電変換部で電気信号に変換されて、信号読出部を経て、ＡＤ変換器によりＡ／Ｄ変換して、デジタル信号として出力する。
【０００３】
光電変換部は行列状に配置されている赤外線センサによって構成される。赤外線センサは、赤外線領域の光（赤外線）を受光し電気信号に変換して、必要な情報を取り出すものである。従来の赤外線センサは、動作原理により大別すると、熱型と量子型の２種類に分けられる。
【０００４】
熱型赤外線センサは、受光した赤外線によりセンサ自身の温度が上昇することを利用している。熱型赤外線センサには、熱起電力効果を原理としたサーモパイル、温度変化による電気抵抗の変化のボロメータなどがある。熱型赤外線センサは、動作の波長帯域が広く、室温動作が可能であるが、検出感度が低く、応答速度が遅いという欠点がある。
【０００５】
量子型赤外線センサは、固体材料が吸収した赤外線を直接電気信号に変換する光電効果を利用し、光エネルギーによって起こる光電流を検知するものであり、光電導型とも呼ばれている。フォトダイオード及びフォトトランジスタならびにフォトＩＣなどがある。量子型赤外線センサは、検出感度が高く、応答速度に優れ、熱型センサより１００〜１０００倍の検出能力を持つが、検出感度に波長依存性があり、動作温度が低いために液体窒素などで冷却しなければ動作しないという欠点がある。また、前述の熱型に比べて高価である。
【０００６】
いずれの種類の赤外線センサを用いる場合でも、赤外線センサの出力側（後段）には、それぞれ信号読出し回路を設置する必要がある。信号読出し回路は、赤外線センサで検出した信号を読み出して増幅するものである。また、複数の赤外線センサを用いる場合は、そのセンサの数だけ信号読出し回路を設けなければならない。
【０００７】
このような赤外線撮像装置は、赤外線センサの製造ばらつき、入射された光量や露光時間、印加された逆バイアス電圧、増幅器の製造ばらつきや温度などにより、画素ごとの信号出力にばらつきが生じる。これにより、映像に固定パターンノイズが重畳されてしまう。固定パターンノイズには、感度ばらつきに起因するゲイン成分と、明るさのばらつきによるオフセット成分とに大別できる。映像を正確に出力するために、同一の対象物の撮像データの輝度値が同一となるよう赤外線撮像装置の出力値を補正する必要がある。
【０００８】
斯かる問題を解決すべく、例えば非特許文献１では、撮像素子ごとに相違している感度のばらつき（非均一性）を補正する方法の代表例であるＮＵＣ（Non-Uniformity Correction）について開示されている。非特許文献１では、撮像素子の出力特性が線形であることを前提として、撮像素子ごとの所定の温度に対する出力値を補正するオフセット補正値、及び撮像素子ごとの所定の温度変化率に対する出力値の差異を補正するゲイン補正値を算出して、赤外線撮像装置からの出力値を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「ＩＲ−ＣＣＤ撮像データのリアルタイム２点補正(Real-time implementation of two-point non-uniformity correction for IR-CCD imagery)」、SPIE Proc.  Vol.2598、1995年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、非特許文献１の２点補正方法では、異なる輝度の基準画像２枚を撮像し、該２枚の基準画像を利用して、撮像素子ごとにオフセット補正値及びゲイン補正値を算出するので、該２枚の基準画像ならびに各撮像素子のオフセット補正値及びゲイン補正値を保存するために、少なくとも画像データ４フレーム分のメモリが必要となる。このため、赤外線映像信号の画像処理には大量のメモリが必要であり、撮像装置全体のサイズが大型になり、コストが高くなり、改善策が要望されていた。
【００１１】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、撮像部で撮像された互いに異なる均一な輝度を有する２つの画像を２つのメモリにそれぞれ保存しておき、補正値を算出する際、両メモリから前記２つの画像を読み出して、これらの画像を用いてゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、一方のメモリに保存し、他方のメモリの画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出するような構成とすることにより、少量のメモリでゲイン補正値及びオフセット補正値を算出し、複数の撮像素子の出力値を、同一の対象物に対しては略一致するように補正し、映像に重畳している固定パターンノイズを効果的に取り除くことができる撮像装置、撮像装置の補正値算出方法、及び撮像方法を提供することにある。なお、赤外線撮像に限られず、２点で出力値を補正できる各種の撮像に適用できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、複数の撮像素子を有する撮像部と、第１及び第２のメモリと、各撮像素子の感度ばらつきを補正するゲイン補正値及びオフセットばらつきを補正するオフセット補正値を、前記撮像素子ごとに算出する補正値算出部とを備え、前記撮像部は、撮像した第１及び第２の画像を、前記第１及び第２のメモリにそれぞれ保存し、前記補正値算出部は、前記第１及び第２のメモリから前記第１及び第２の画像を読み出し、該第１及び第２の画像を用いて前記ゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、前記第１のメモリに保存し、前記第２の画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の撮像装置は、前記補正値算出部は、算出された前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を前記第２のメモリに保存するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の撮像装置は、前記第１及び第２の画像それぞれに含まれる複数の画素の明るさに係る画素値の平均値である第１及び第２の基準値を算出する基準値算出部をさらに有し、前記補正値算出部は、前記第１及び第２の基準値を用いて、被撮像体の照度に対する前記撮像部の出力を示す出力特性の直線を確定し、前記撮像素子ごとの出力値が該直線と一致するように、前記ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像部で撮像された画像に重畳しているランダムノイズを除去するランダムノイズ除去部をさらに有し、該ランダムノイズ除去部で前記第１及び第２の画像のランダムノイズを除去した後、前記第１及び第２のメモリに保存するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像部は、前記第１及び第２の画像それぞれ複数フレーム分を撮像し、前記ランダムノイズ除去部は、画素毎に前記複数フレーム間での画素値の平均演算を行なうように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の撮像装置は、前記複数フレーム間での画素値の平均演算を、移動平均またはＩＩＲフィルタリングで行なうことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像部は、前記第１及び第２の画像それぞれ複数フレーム分を撮像し、前記第１及び第２の画像それぞれの複数フレーム分について、フレームごとに画像に含まれる複数の画素の明るさに係る画素値の平均値をフレーム内平均値として算出するフレーム内平均値演算部と、前記フレーム内平均値演算部で算出された各フレームのフレーム内平均値を、前記第１及び第２の画像ごとに、前記複数フレーム間で平均してフレーム間平均値として算出するフレーム間平均値演算部と、前記第１及び第２の画像それぞれの複数フレーム分について、画素毎に該複数のフレーム間で画素値を平均して画素平均値として算出して、前記第１及び第２のメモリに保存する画素平均値演算部とをさらに有し、前記補正値算出部は、前記第１及び第２の画像のフレーム間平均値を用いて、被撮像体の照度に対する前記撮像部の出力を示す出力特性の直線を確定し、前記撮像素子ごとの出力値が該直線と一致するように、前記第１及び第２の画像の画素平均値に基づいて、前記ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の撮像装置は、前記フレーム間平均値演算部及び／または前記画素平均値演算部は、移動平均またはＩＩＲフィルタリングを利用して平均演算を行なうことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の撮像装置は、前記オフセット補正値及びゲイン補正値により撮像素子ごとに出力値を補正するＮＵＣ処理部をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像素子は赤外線撮像素子であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の補正値算出方法は、複数の撮像素子を有する撮像部と、該撮像部が撮像した画像を保存する第１及び第２のメモリとを備える撮像装置に、各撮像素子の感度ばらつきを補正するゲイン補正値及びオフセットばらつきを補正するオフセット補正値を、前記撮像素子ごとに算出する補正値算出方法において、前記撮像部は、互いに異なる均一な照度を有する２つの被撮像体を撮像して第１及び第２の画像を取得する撮像ステップと、該第１及び第２の画像を前記第１及び第２のメモリにそれぞれ保存する保存ステップと、前記第１及び第２のメモリから前記第１及び第２の画像を読み出して、該第１及び第２の画像を用いて前記ゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出して、前記第１のメモリに保存する第１の算出ステップと、前記第２の画像及び算出された前記ゲイン補正値(又はオフセット補正値)を用いて、前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出する第２の算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の補正値算出方法は、前記第２の算出ステップは、算出された前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を前記第２のメモリに保存することを特徴とする。
【００２４】
本発明の撮像方法は、複数の撮像素子を有する撮像部を備える撮像装置に用いられる撮像方法において、前述した補正値算出方法で算出されたオフセット補正値及びゲイン補正値により、前記撮像素子ごとの出力値を補正して出力することを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、互いに異なる均一な照度を有する２つの被撮像体を撮像して得た明暗２種類の一様な第１及び第２の画像を用いて、撮像素子ごとのゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出し、前記第２の画像ならびに算出されたゲイン補正値（又はオフセット補正値）を用いて、前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）を算出することができる。また、補正値の算出処理では、ゲイン補正値（又はオフセット補正値）を算出した後、第１の画像の画素値は不要になり、かつ該算出されたゲイン補正値（又はオフセット補正値）とデータを保存するタイミングが時間的に重ならないことを利用して、メモリを共用し、算出処理では画像データ３フレーム分のメモリで十分であり、必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。
【００２６】
本発明にあっては、補正値の算出処理では、第２の画像の画素値と算出された前記オフセット補正値（又はゲイン補正値）は、データを保存するタイミングが時間的に重ならないことを利用して、メモリを共用し、算出処理では画像データ２フレーム分のメモリで十分であり、必要となるメモリをさらに削減することが可能となる。
【００２７】
本発明にあっては、２点非均一性補正方法を利用し、被撮像体の照度に対する各撮像素子の出力値の平均値、すなわち平均出力特性を、第１及び第２の基準値で確定された直線に近似し、該直線で撮像素子ごとのゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する。これにより、各撮像素子のゲイン補正値及びオフセット補正値を、簡便かつ高精度に算出することができる。
【００２８】
本発明にあっては、前記第１及び第２の画像は、画像に重畳しているランダムノイズが除去された後、ゲイン補正値及びオフセット補正値の算出処理に供給される。これにより、各撮像素子のゲイン補正値及びオフセット補正値はいっそう高精度に算出される。
【００２９】
本発明にあっては、ランダムノイズの分布の時間的な不規則性を利用して、画素毎のフレーム間平均演算でランダムノイズを効果的に除去することができる。
【００３０】
本発明にあっては、移動平均またはＩＩＲフィルタリングで画素値のフレーム間平均演算を行なう。特に、ＩＩＲフィルタリングにおいては、過去フレームの画素値を保存するメモリが不要となり、かつ、加算とビットシフトのみの簡易な演算回路で効果的にランダムノイズを除去することが可能となる。
【００３１】
本発明にあっては、前記２つの被撮像体の明暗２種類の一様な第１及び第２の映像を撮像し、フレーム内平均演算及びフレーム間平均演算を行なうことで、ランダムノイズが効果的に除去されたフレーム間平均値を算出し、画素毎のフレーム間平均演算を行なうことで、ランダムノイズが効果的に除去された第１及び第２の画像を取得する。そして、２点非均一性補正方法を利用して撮像素子ごとのゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する。これにより、各撮像素子のゲイン補正値及びオフセット補正値を、簡便かつ高精度に算出することができる。
【００３２】
本発明にあっては、移動平均またはＩＩＲフィルタリングでフレーム間平均演算及び／または画素毎のフレーム間平均演算を行なう。特に、ＩＩＲフィルタリングにおいては、過去フレームの画素値を保存するメモリが不要となり、加算とビットシフトのみの簡易な演算回路でランダムノイズ除去部を構成することが可能となる。
【００３３】
本発明にあっては、ＮＵＣ処理部で映像に重畳している固定パターンノイズを取り除く処理を行ない、クリアな映像を作製・表示することが可能となる。
【００３４】
本発明にあっては、赤外線素子の製造ばらつき、動作環境のばらつきなどによるゲイン補正値及びオフセット補正値を、少量のメモリで算出し、算出されたゲイン補正値及びオフセット補正値で複数の赤外線撮像素子の出力値を、同一の対象物に対しては略一致するように補正し、映像に重畳している固定パターンノイズを効果的に取り除くことができる。
【００３５】
本発明にあっては、本発明の補正値算出方法で算出されたゲイン補正値及びオフセット補正値で、複数の撮像素子の出力値を、同一の対象物に対しては略一致するように補正する撮像方法を提供できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、補正値の算出処理でメモリを共用することによって、算出処理で必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。さらに、撮像装置全体のサイズが小型になり、コストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態１に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る赤外線撮像装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１に係る補正値算出部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１に係る信号処理部による補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】照度に対する赤外線撮像素子の出力を示す説明図である。
【図７】実施形態２に係る補正値算出部の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態２に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態３に係る補正値算出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態３に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態４に係る補正値算出部の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施形態４に係る補正値算出処理の手順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】
【００３８】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る赤外線撮像装置１の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る赤外線撮像装置１は、ＶＯｘやアモルファスシリコンなどボロメータ型、ＳＯＩダイオードやサーモパイルなどを用いた非冷却型の８〜１２μｍに感度帯域を持つ遠赤外線撮像素子、ＩｎＧａＡｓなどを受光面に採用した１．０〜３．０μｍに感度帯域を持つ近赤外線撮像素子などを用いる。
【００３９】
図１において、赤外線撮像装置１は、画像撮像部１１、信号処理部１２、通信インタフェース部１３を備えている。画像撮像部１１は、光学信号を電気信号に変換する撮像素子をマトリックス状に備えている。画像撮像部１１は、周囲の赤外線光像を輝度信号として読み取り、読み取った輝度信号を信号処理部１２へ送信する。なお、撮像素子は、１次元アレイ状に配置されてもよい。
【００４０】
信号処理部１２は、ＬＳＩなどで構成され、画像撮像部１１から入力された輝度信号をデジタル信号に変換し、撮像素子のばらつきを補正する処理、撮像素子の出力値（輝度信号）を算出する処理、欠陥素子の補正処理、ゲイン制御処理等を行う。処理された映像データは、通信インタフェース部１３を介して外部の記憶装置、表示装置などへ出力される。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態１に係る赤外線撮像装置１の信号処理部１２の構成を示すブロック図である。信号処理部１２は、一又は複数のＬＳＩ等の演算手段により動作が制御されるＡ／Ｄ変換部１２１、ＮＵＣ（Non-Uniformity Correction）処理部１２２、補正値算出部１２３、及びフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＳＲＡＭ等の一時記憶用メモリであるメモリ部１２４で構成されている。
【００４２】
信号処理部１２は、画像撮像部１１から受信した輝度信号をＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換してＮＵＣ処理部１２２に出力する。ＮＵＣ処理部１２２は、補正値算出部１２３によってあらかじめ算出されメモリ部１２４に保存されている補正値で撮像素子ごとに出力された輝度信号を補正する。
【００４３】
補正値算出部１２３では、輝度信号に重畳している固定パターンノイズを除去するために、キャリブレーションによる補正係数として、撮像素子ごとに所定の照度に対して出力される輝度値を補正するオフセット補正値、及び撮像素子ごとに所定の照度変化分に対して出力される輝度値の変動分を補正するゲイン補正値を算出して、メモリ部１２４に保存する。
【００４４】
メモリ部１２４は、撮像素子ごとのゲイン補正値を保存するためのメモリＰ２と、撮像素子ごとのオフセット補正値を保存するためのメモリＰ１と、後述の補正値算出処理に用いられる２つの基準値を保存するための基準値メモリＡ２、Ａ１に割り当てる。なお、メモリＰ２、Ｐ１は、後記の補正値算出処理において、画像撮像部１で撮像された２枚の画像を一時退避するために用いられる。なお、メモリＰ２、Ｐ１はフレームメモリであり、基準値メモリＡ２、Ａ１は画素メモリ、メモリＰ２、Ｐ１に対して、基準値メモリＡ２、Ａ２は無視できるほどである。
【００４５】
ＮＵＣ処理部１２２は、画像撮像部１１から入力されＡ／Ｄ変換部１２１で変換された輝度信号が入力されると、メモリＰ２に保存されているゲイン補正値及びメモリＰ１に保存されているオフセット補正値を利用して、輝度信号を補正する。例えばＮ行Ｍ列のマトリックス状に配列された撮像素子（ｉ，ｊ）の輝度値をＶijとした場合、ＮＵＣ処理部１２２では数１に示す演算を行うことにより撮像素子ごとの輝度値Ｖijを出力輝度値Ｖij'へ補正する。
【００４６】
【数１】
2011044813.tif 000003
【００４７】
但し、Ｇijはゲイン補正値を、Ｏijはオフセット補正値を示している。
【００４８】
本実施形態１では、２点非均一性補正方法を利用し、撮像素子の出力特性が線形であることを前提として、例えば黒体炉及びシャッターの均一かつ互いに異なる照度を有する２つの被撮像体を撮像して明暗２種類の一様な画像を取得し、その出力特性の傾きを線形近似し、各撮像素子の傾き及び撮像素子全体の平均傾きを算出し、撮像素子ごとに傾きが平均傾きと同一になるようにゲイン補正値を算出する。ゲイン補正値が算出されると、基準照度下の各撮像素子の輝度値の平均である基準輝度値を算出し、撮像素子ごとに、感度ばらつきを考慮して輝度値と前記基準輝度値との差分をオフセット補正値として算出する。
【００４９】
図６は照度に対する赤外線撮像素子の出力を示す説明図である。図６において、横軸は照度であり、縦軸は撮像素子の出力の輝度である。図６中、直線Ｓ１〜Ｓ３は、２次元アレイにおける３つの撮像素子それぞれの出力特性を線形近似したものであり、照度ｅに対する各撮像素子の出力である出力特性を、直線で表している。各撮像素子のオフセット及び感度のばらつき等により、同一の照度に対する出力は、撮像素子毎に異なる場合がある。また、照度ｅの変動分により撮像素子の出力の変動分、即ちゲインは、ほぼ線形な特性を有し、傾きで表すことができる。したがって、照度ｅH と照度ｅL での、撮像素子の出力の平均値バーＶ(ｅH )、バーＶ(ｅL )を算出すると、撮像素子全体の平均出力特性を表す直線を確定することが可能となる。該直線の傾きで各撮像素子の出力を補正することで、感度ばらつきの除去が実現される。具体的には、以下の数２に従って撮像素子ごとのゲイン補正値Ｇijを算出する。
【００５０】
【数２】
2011044813.tif 000004
【００５１】
但し、Ｖij（ｅ）は撮像素子（ｉ，ｊ）の照度ｅでの出力値を示している。
【００５２】
また、撮像素子ごとのオフセット補正値Ｏijは、ゲイン補正値Ｇijが算出された後、例えば照度ｅL を基準照度として、感度ばらつきを考慮して撮像素子の出力平均値バーＶ(ｅL )との差分として、以下の数３に従って算出することができる。
【数３】
2011044813.tif 000005
【００５３】
図３は、本実施形態１に係る補正値算出部１２３の構成を示すブロック図である。図５は、本実施形態１に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。以下、図３、図５に基づいて本実施形態１の補正値算出処理を詳しく説明する。
【００５４】
補正値算出部１２３は、図３に示すように、ランダムノイズ除去部２３１、基準値算出部２３２、オフセット補正値算出部２３３、ゲイン補正値算出部２３４を備える。補正値を算出する際、まず、画像撮像部１１は略均一の第１照度ｅH を有する被撮像体を撮像して、第１輝度の第１の映像を取得する（ステップＳ５０１）。取得された第１の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換されて（ステップＳ５０２）、ランダムノイズ除去部２３１へ出力される。ランダムノイズ除去部２３１は、Ａ／Ｄ変換された第１の映像から数フレーム例えばｎフレームを抽出して、画素ごとのフレーム間平均演算により、画素ごとに個別に該ｎフレーム分の輝度平均値を計算する（ステップＳ５０３）。例えば、ランダムノイズ除去部２３１では数４に示す演算を行うことにより、第１照度ｅH 下の第１の映像に対して、画素即ち撮像素子ごとに、輝度値Ｖｉｊ(ｅH )からフレーム間平均値バーＶij(ｅH )を算出する。これにより、ランダムノイズを除去することが可能となる。
【００５５】
【数４】
2011044813.tif 000006
【００５６】
但し、Ｖijf(ｅ)は照度ｅで、第ｆフレームの画素（ｉ，ｊ）の値を示している。
【００５７】
また、平均値の計算ではなく、移動平均やＩＩＲ（Infinite Impulse Response,無限インパルス応答）フィルタを用いて計算を行ってもよい。特に、ＩＩＲフィルタを用いると過去フレームの輝度値を保存するメモリが不要となり、かつ、加算とビットシフトのみの簡易な演算回路で効果的にランダムノイズを除去することが可能となる。
【００５８】
算出された画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅH )は、メモリＰ１に保存されるとともに、基準値算出部２３２へ出力される。基準値算出部２３２は、数５に示すフレーム内平均演算により、該入力された画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅH )から１フレーム（１画面）の全ての画素の平均値を、第１照度ｅH  下の撮像素子の出力の基準値である第１の基準輝度値ＶH として算出する（ステップＳ５０４）。算出された第１の基準輝度値ＶH は基準値メモリＡ１に保存される。
【００５９】
【数５】
2011044813.tif 000007
【００６０】
次に、画像撮像部１１は、略均一の前記第１照度ｅH より低い第２照度ｅL を有する被撮像体を撮像し、第２輝度の第２の映像を取得する（ステップＳ５０５）。取得された第２の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換して（ステップＳ５０６）、ランダムノイズ除去部２３１へ出力する。ランダムノイズ除去部２３１は、Ａ／Ｄ変換された第２の映像に対して、上述の第１の映像と同様に、画素ごとに輝度のフレーム間平均値バーＶij(ｅL )を算出し、メモリＰ２に保存する（ステップＳ５０７）とともに、基準値算出部２３２へ出力する。基準値算出部２３２は、数５に示すフレーム内平均演算により、該入力された画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅL )から、１フレーム（１画面）の全ての画素の平均値を、第２照度ｅL 下の撮像素子の出力の基準値である第２の基準輝度値ＶL として算出する（ステップＳ５０８）。算出された第２の基準輝度値ＶL は基準値メモリＡ２に保存される。
【００６１】
そして、ゲイン補正値算出部２３４は、画素ごとにメモリＰ１、Ｐ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ１、Ａ２から第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL を読出し、これらの値を用いてゲイン補正値を計算する（ステップＳ５０９）。例えば、画素（ｉ，ｊ）についてゲイン補正値を算出する場合、ゲイン補正値算出部２３４は、基準値メモリＡ１、Ａ２から第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL を読出し、メモリＰ１、Ｐ２から画素（ｉ，ｊ）のフレーム間平均値バーＶij(ｅH )、バーＶij(ｅL )を読み出して、数６に従って該画素（ｉ，ｊ）についてのゲイン補正値Ｇijを算出する。
【００６２】
【数６】
2011044813.tif 000008
【００６３】
なお、前述のように、撮像素子ごとのオフセット補正値Ｏijは、ゲイン補正値Ｇijが算出されると、例えば照度ｅL を基準照度として、感度ばらつきを考慮して基準輝度値ＶL との差分として算出される。つまり、ゲイン補正値Ｇijが算出されると、第１の映像の画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅH )は不必要になる。したがって、ゲイン補正値Ｇijが算出されると、第１の映像の画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅH )を廃棄して、ゲイン補正値ＧijをメモリＰ１に保存することができる。
【００６４】
次に、オフセット補正値算出部２３３は、画素ごとにメモリＰ１からゲイン補正値、メモリＰ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ２から第２の基準輝度値ＶL を読出し、オフセット補正値を計算する（ステップＳ５１０）。例えば、画素（ｉ，ｊ）についてオフセット補正値を計算する場合、オフセット補正値算出部２３３は、メモリＰ１から画素（ｉ，ｊ）のゲイン補正値Ｇij、メモリＰ２から画素（ｉ，ｊ）のフレーム間平均値バーＶij(ｅL )、基準値メモリＡ２から第２の基準輝度値ＶL を読み出して、数７に従って該画素（ｉ，ｊ）についてのオフセット補正値Ｏijを算出する。
【００６５】
【数７】
2011044813.tif 000009
【００６６】
なお、オフセット補正値Ｏijが算出されると、メモリＰ２に保存されている第２の映像の画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅL )は不必要になる。したがって、オフセット補正値ＯijをメモリＰ２に保存する。
【００６７】
以上のように算出されたオフセット補正値及びゲイン補正値は、メモリ部１２４に保存されておき、実際の撮像時には、ＮＵＣ処理部１２２は、保存されてあるオフセット補正値及びゲイン補正値に基づいて撮像素子ごとに出力された輝度信号を補正する。
【００６８】
以下、実際の撮像時に、本実施形態１に係る赤外線撮像装置１の信号処理部１２での出力された輝度信号（出力値）の補正処理について説明する。図４は、本実施形態１に係る信号処理部１２による補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００６９】
赤外線撮像装置１の画像撮像部１１は、被撮像体を撮像し、撮像素子ごとの出力値が信号処理部１２へ送信される。信号処理部１２は、画像撮像部１１から撮像素子ごとの輝度信号を受信し（ステップＳ４０１）、デジタル信号Ｖijへ変換する（ステップＳ４０２）。
【００７０】
信号処理部１２は、メモリ部１２４に保存してあるオフセット補正値及びゲイン補正値を読み出して（ステップＳ４０３）、画像撮像部１１で撮像された輝度信号を補正する（ステップＳ４０４）。補正された輝度信号は出力輝度値Ｖij'として外部へ出力する（ステップＳ４０５）。
【００７１】
以上のように本実施形態１によれば、異なる輝度を有する２種の基準画像に基づいて、撮像素子ごとのゲイン（感度）補正値及びオフセット補正値を算出する。この算出結果を用いて、映像に重畳している固定パターンノイズ（ゲイン成分やオフセット成分）を取り除くＮＵＣ処理を行ない、クリアな映像を作製・表示することが可能となる。
【００７２】
また、ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する処理では、２種の基準画像の画素ごとの輝度値ならびにゲイン補正値及びオフセット補正値は、データを保存するタイミングが時間的に重ならないため、メモリを共用することが可能であることを利用して、算出処理で必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。
【００７３】
（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２に係る赤外線撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態２に係る赤外線撮像装置は、補正値算出部１２５の構成が実施形態１と相違する。それ以外は、本実施形態２に係る撮像装置は実施形態１に係る撮像装置と同様に構成されているため、説明は省略する。
【００７４】
図７は、本実施形態２に係る補正値算出部１２５の構成を示すブロック図である。図８は、本実施形態２に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。以下、図７、図８に基づいて本実施形態２の補正値算出処理を詳しく説明する。補正値算出部１２５は、図７に示すように、フレーム内平均演算部２５１、フレーム間平均演算部２５２、画素平均値演算部２５５、オフセット補正値算出部２５３、ゲイン補正値算出部２５４を備える。補正値を算出する際、まず、画像撮像部１１は略均一の第１照度ｅH を有する被撮像体を撮像して第１輝度の第１の映像を取得する（ステップＳ８０１）。取得された第１の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換されて（ステップＳ８０２）、フレーム内平均演算部２５１及び画素平均値演算部２５５へ出力される。フレーム内平均演算部２５１は、Ａ／Ｄ変換された第１の映像から数フレーム例えばｎフレームを抽出し、各フレームについて、数８によるフレーム内平均演算を実行することで、各フレームの平均輝度値バーＶf (ｅH )を算出し、フレーム間平均演算部２５２へ出力する（ステップＳ８０３）。
【００７５】
【数８】
2011044813.tif 000010
【００７６】
フレーム間平均演算部２５２は、数９に示すフレーム間平均演算により、各フレームの平均輝度値をｎフレーム間で平均して、第１照度ｅH 下の撮像素子の出力の基準値である第１の基準輝度値ＶH として算出する（ステップＳ８０４）。算出された基準輝度値ＶH は基準値メモリＡ１に保存される。
【００７７】
【数９】
2011044813.tif 000011
【００７８】
また、画素平均値演算部２５５は、前記第１の映像のｎフレームについて、画素ごとのフレーム間平均演算により、画素ごと個別に該ｎフレーム分の輝度平均値を計算する。例えば、数４による演算で、第１照度ｅH 下の第１の映像に対して、画素即ち撮像素子ごとにフレーム間平均値バーＶij(ｅH )を算出する。算出されたバーＶij(ｅH )は、メモリＰ１に保存される（ステップＳ８０５）。
【００７９】
次に、画像撮像部１１は、略均一の前記第１照度ｅH より低い第２照度ｅL を有する被撮像体を撮像し、第２輝度の第２の映像を取得する（ステップＳ８０６）。取得された第２の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換して（ステップＳ８０７）、フレーム内平均演算部２５１及び画素平均値演算部２５５へ出力される。フレーム内平均演算部２５１は、Ａ／Ｄ変換された第２の映像に対して、上述の第１の映像と同様に、ｎフレーム分のフレーム内平均値を算出して、フレーム間平均演算部２５２へ出力する（ステップＳ８０８）。フレーム間平均演算部２５２は、ｎフレームの平均値を、第２照度ｅL 下の撮像素子の出力の基準値である第２の基準輝度値ＶL として算出して、基準値メモリＡ２に保存する（ステップＳ８０９）。また、画素平均値演算部２５５は、前記第２の映像のｎフレームに対して、画素ごとにフレーム間平均値バーＶij(ｅL )を算出し、メモリＰ２に保存する（ステップＳ８１０）
【００８０】
これにより、本実施形態２の補正値算出部１２５は上記の実施形態１の補正値算出部１２３と同様に、映像に重畳しているランダムノイズを除去することが可能となる。また、平均値の計算ではなく、移動平均やＩＩＲフィルタを用いて計算を行ってもよい。
【００８１】
次に、ゲイン補正値及びオフセット補正値の算出処理について説明する。本実施形態２のオフセット補正値算出部２５３及びゲイン補正値算出部２５４の算出動作は、上記実施形態１のオフセット補正値算出部２３３及びゲイン補正値算出部２３４の算出動作と同様である。まず、ゲイン補正値算出部２３４は、画素ごとにメモリＰ１、Ｐ１から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ１、Ａ２から第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL を読出し、数６に従ってゲイン補正値Ｇijを算出して、メモリＰ１に保存する（ステップＳ８１１）。次に、オフセット補正値算出部２５３は、画素ごとにメモリＰ１からゲイン補正値、メモリＰ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ２から第２の基準輝度値ＶL を読出し、数７に従ってオフセット補正値Ｏijを算出して、メモリＰ２に保存する（ステップＳ８１２）。
【００８２】
これにより、本実施形態２の補正値算出部１２５は上記実施形態１の補正値算出部１２３と同様に、異なる輝度を有する２種の基準画像に基づいて、撮像素子ごとのゲイン（感度）補正値及びオフセット補正値を算出する。この算出結果を用いて、映像に重畳している固定パターンノイズを取り除くＮＵＣ処理を行ない、クリアな映像を作製・表示することが可能となる。
【００８３】
また、ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する処理では、２種の基準画像の画素ごとの輝度値ならびにゲイン補正値及びオフセット補正値は、データを保存するタイミングが時間的に重ならないため、メモリを共用することが可能であることを利用して、算出処理で必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。
【００８４】
（実施形態３）
以下、本発明の実施形態３に係る赤外線撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態３に係る赤外線撮像装置は、補正値算出部１２６の構成が実施形態１と相違する。それ以外は、本実施形態３に係る撮像装置は実施形態１に係る撮像装置と同様に構成されているため、説明は省略する。
【００８５】
図９は、本実施形態３に係る補正値算出部１２６の構成を示すブロック図である。図１０は、本実施形態３に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。以下、図９、図１０に基づいて本実施形態３の補正値算出処理を詳しく説明する。補正値算出部１２６は、図９に示すように、ランダムノイズ除去部２６１、基準値算出部２６２、オフセット補正値算出部２６３、ゲイン補正値算出部２６４を備える。本実施形態３のランダムノイズ除去部２６１、基準値算出部２６２の構成及び動作は、上記実施形態１のランダムノイズ除去部２３１、基準値算出部２３２と同様である。補正値を算出する際、まず、画像撮像部１１は略均一の第１照度ｅH を有する被撮像体を撮像して第１輝度の第１の映像を取得する（ステップＳ１００１）。取得された第１の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換されて（ステップＳ１００２）、ランダムノイズ除去部２６１へ出力される。ランダムノイズ除去部２６１は、Ａ／Ｄ変換された第１の映像から数フレーム例えばｎフレームを抽出し、数４に示すフレーム間平均演算により、画素ごとに個別に該ｎフレーム分のフレーム間平均値バーＶij(ｅH )を算出し、メモリＰ１に保存するとともに、基準値算出部２６２へ出力する（ステップＳ１００３）。これにより、ランダムノイズを除去することが可能となる。
【００８６】
次に、基準値算出部２６２は、数５に示すフレーム内平均演算により、該入力された画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅH )から１フレーム（１画面）の全ての画素の平均値を、第１照度ｅH 下の撮像素子の出力の基準値である第１の基準輝度値ＶH として算出する（ステップＳ１００４）。算出された基準輝度値ＶH は基準値メモリＡ１に保存される。
【００８７】
次に、画像撮像部１１は、略均一の前記第１照度ｅH より低い第２照度ｅL を有する被撮像体を撮像し、第２輝度の第２の映像を取得する（ステップＳ１００５）。取得された第２の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換して（ステップＳ１００６）、ランダムノイズ除去部２６１へ出力する。ランダムノイズ除去部２６１は、Ａ／Ｄ変換された第２の映像に対して、上述の第１の映像と同様に、画素ごとに輝度のフレーム間平均値バーＶij(ｅL )を算出し、メモリＰ２に保存する（ステップＳ１００７）とともに、基準値算出部２６２へ出力する。基準値算出部２６２は、数５に示すフレーム内平均演算により、該入力された画素ごとのフレーム間平均値バーＶij(ｅL )から、１フレーム（１画面）の全ての画素の平均値を、第２照度ｅL 下の撮像素子の出力の基準値である第２の基準輝度値ＶL として算出する（ステップＳ１００８）。算出された第２の基準輝度値ＶL は基準値メモリＡ２に保存される。
【００８８】
次に、オフセット補正値算出部２６３は、画素ごとにメモリＰ１、Ｐ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ１、Ａ２から第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL を読出し、これらの値を用いてオフセット補正値を算出して、メモリＰ１に保存する（ステップＳ１００９）。上述した実施形態１、２では、第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL で撮像素子の平均出力特性を表す直線を確定し、撮像素子ごとのゲイン補正値Ｇijを算出した後、照度ｅL を基準照度として、感度ばらつきを考慮してオフセット補正値Ｏijを算出する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、撮像素子ごとのオフセット補正値Ｏijを算出した後、ゲイン補正値Ｇijを算出しても良い。例えば、遠赤外線撮像の場合、前記第２照度ｅL を絶対温度下の照度にして該絶対温度下の撮像素子の出力平均値との差分として、オフセット補正値Ｏijを算出する。この他、前記数６、数７から得られる下記の数１０にしたがって、オフセット補正値Ｏijを算出してもよい。
【００８９】
【数１０】
2011044813.tif 000012
【００９０】
次に、ゲイン補正値算出部２６４は、画素ごとにメモリＰ１からオフセット補正値、メモリＰ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ２から第２の基準輝度値ＶL を読出し、数１１に従ってゲイン補正値Ｇijを算出して、メモリＰ２に保存する（ステップＳ１０１０）。
【００９１】
【数１１】
2011044813.tif 000013
【００９２】
これにより、本実施形態３の補正値算出部１２６は上記実施形態１、２の補正値算出部１２３、１２５と同様に、異なる輝度を有する２種の基準画像に基づいて、撮像素子ごとのゲイン（感度）補正値及びオフセット補正値を算出する。この算出結果を用いて、映像に重畳している固定パターンノイズを取り除くＮＵＣ処理を行ない、クリアな映像を作製・表示することが可能となる。
【００９３】
また、ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する処理では、２種の基準画像の画素ごとの輝度値ならびにゲイン補正値及びオフセット補正値は、データを保存するタイミングが時間的に重ならないため、メモリを共用することが可能であることを利用して、算出処理で必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。
【００９４】
（実施形態４）
以下、本発明の実施形態４に係る赤外線撮像装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態４に係る赤外線撮像装置は、補正値算出部１２７の構成が実施形態1と相違する。それ以外は、本実施形態４に係る撮像装置は実施形態１に係る撮像装置と同様に構成されているため、説明は省略する。
【００９５】
図１１は、本実施形態４に係る補正値算出部１２７の構成を示すブロック図である。図１２は、本実施形態４に係る補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１１、図１２に基づいて本実施形態４の補正値算出処理を詳しく説明する。補正値算出部１２７は、図１１に示すように、フレーム内平均演算部２７１、フレーム間平均演算部２７２、画素平均値演算部２７５、オフセット補正値算出部２７３、ゲイン補正値算出部２７４を備える。補正値を算出する際、まず、画像撮像部１１は略均一の第１照度ｅH を有する被撮像体を撮像して第１輝度の第１の映像を取得する（ステップＳ１２０１）。取得された第１の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換されて（ステップＳ１２０２）、フレーム内平均演算部２７１及び画素平均値演算部２７５へ出力される。フレーム内平均演算部２７１は、Ａ／Ｄ変換された第１の映像から数フレーム例えばｎフレームを抽出し、各フレームについて、数８にしたがって各フレームの平均輝度値を算出し、フレーム間平均演算部２７２へ出力する（ステップＳ１２０３）。
【００９６】
フレーム間平均演算部２７２は、数９に示すフレーム間平均演算により、各フレームの平均輝度値をｎフレーム間で平均して、第１照度ｅH 下の撮像素子の出力の基準値である第１の基準輝度値ＶH として算出する（ステップＳ１２０４）。算出された基準輝度値ＶH は基準値メモリＡ１に保存される。
【００９７】
また、画素平均値演算部２７５は、前記第１の映像のｎフレームについて、数４による画素ごとのフレーム間平均演算により、画素ごと個別に該ｎフレーム分のフレーム間平均値バーＶij(ｅH )を算出し、メモリＰ１に保存される（ステップＳ１２０５）。
【００９８】
次に、画像撮像部１１は、略均一の前記第１照度ｅH より低い第２照度ｅL を有する被撮像体を撮像し、第２輝度の第２の映像を取得する（ステップＳ１２０６）。取得された第２の映像はＡ／Ｄ変換部１２１でデジタル信号に変換して（ステップＳ１２０７）、フレーム内平均演算部２７１及び画素平均値演算部２７５へ出力される。フレーム内平均演算部２７１は、Ａ／Ｄ変換された第２の映像に対して、上述の第１の映像と同様に、ｎフレーム分のフレーム内平均値を算出して、フレーム間平均演算部２７２へ出力する（ステップＳ１２０８）。フレーム間平均演算部２７２は、ｎフレームの平均値を、第２照度ｅL 下の撮像素子の出力の基準値である第２の基準輝度値ＶL として算出して、基準値メモリＡ２に保存する（ステップＳ１２０９）。また、画素平均値演算部２７５は、前記第２の映像のｎフレームに対して、画素ごとにフレーム間平均値バーＶij(ｅL )を算出し、メモリＰ２に保存する（ステップＳ１２１０）
【００９９】
これにより、本実施形態４の補正値算出部１２７は上記の実施形態１〜３と同様に、映像に重畳しているランダムノイズを除去することが可能となる。また、平均値の計算ではなく、移動平均やＩＩＲフィルタを用いて計算を行ってもよい。
【０１００】
次に、ゲイン補正値及びオフセット補正値の算出処理について説明する。本実施形態４のオフセット補正値算出部２７３及びゲイン補正値算出部２７４の算出動作は、上記実施形態３のオフセット補正値算出部２６３及びゲイン補正値算出部２６４の算出動作と同様である。まず、オフセット補正値算出部２７３は、画素ごとにメモリＰ１、Ｐ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ１、Ａ２から第１及び第２の基準輝度値ＶH 、ＶL を読出し、これらの値を用いてオフセット補正値Ｏijを算出して、メモリＰ１に保存する（ステップＳ１２１１）。次に、ゲイン補正値算出部２７４は、画素ごとにメモリＰ１からオフセット補正値、メモリＰ２から画素のフレーム間平均値を読み出して、基準値メモリＡ２から第２の基準輝度値ＶL を読出し、ゲイン補正値Ｇijを算出して、メモリＰ２に保存する（ステップＳ１２１２）。
【０１０１】
これにより、本実施形態４の補正値算出部１２７は上記実施形態１〜３の補正値算出部と同様に、異なる輝度を有する基準画像２枚に基づいて、撮像素子ごとのゲイン（感度）補正値及びオフセット補正値を算出する。この算出結果を用いて、映像に重畳している固定パターンノイズを取り除くＮＵＣ処理を行ない、クリアな映像を作製・表示することが可能となる。
【０１０２】
また、ゲイン補正値及びオフセット補正値を算出する処理では、２枚基準画像の画素ごとの輝度値ならびにゲイン補正値及びオフセット補正値は、データを保存するタイミングが時間的に重ならないため、メモリを共用することが可能であることを利用して、算出処理で必要となるメモリを大幅に削減することが可能となる。
【０１０３】
以上、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０４】
例えば、前記実施形態１〜４において、赤外線撮像装置１の撮像開始前に補正値算出処理を実行しているが、補正値算出処理を実行するタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば一定時間ごとに補正値算出処理を実行して、ゲイン補正値及びオフセット補正値を更新しても良い。また、赤外線撮像装置１の出荷時、ゲイン補正値及びオフセット補正値の初期値を保存しておき、随時シャッターを閉じた状態で補正値算出処理を実行して、算出結果によりゲイン補正値及びオフセット補正値を更新しても良い。
【０１０５】
また、前記実施形態１〜４において、オフセット補正値は、照度ｅL を基準照度とし、感度ばらつきを考慮して基準照度での撮像素子の出力基準値との差分として算出されるが、これに限定されるものではなく、例えば、照度ｅH を基準照度とし、感度ばらつきを考慮して基準照度での撮像素子の出力基準値との差分として算出してもよい。また、遠赤外線撮像の場合、絶対温度下の照度でオフセット補正値を算出しておき、実際に撮像の際、輝度値に基づいて撮像対象物の温度を推定し、算出されたオフセット補正値を該温度に応じて補完してもよい。
【０１０６】
また、前記実施形態１〜４において、赤外線撮像素子に係るゲイン補正値及びオフセット補正値を算出することを説明したが、これに限定されるものではなく、２点非均一性補正方法によって出力値を補正できる各種の撮像に適用することが可能となる。
【符号の説明】
【０１０７】
１１  画像撮像部
１２４  メモリ部
２３１、２６１  ランダムノイズ除去部
２３３、２５３、２６３、２７３  オフセット補正値算出部
２３４、２５４、２６４、２７４  ゲイン補正値算出部
２３２、２６２  基準値算出部
２５１、２７１  フレーム内平均演算部
２５２、２７２  フレーム間平均演算部
２５５、２７５  画素平均値演算部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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