(57)【要約】【課題】ノイズ成分の一部がカットされたデジタル画像データの画質を向上させる技術を提供する。【解決手段】被写体の光学像を光電変換することにより生成されるアナログ画像データをＡ／Ｄ変換することにより生成されるデジタル画像データを処理する画像処理装置であって、前記デジタル画像データの各画素を注目画素として、前記注目画素の画素値が閾値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記注目画素の画素値が前記閾値以下の場合、当該注目画素の画素値から乱数値を減算することにより当該注目画素を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を光電変換することにより生成されるアナログ画像データをＡ／Ｄ変換することにより生成されるデジタル画像データを処理する画像処理装置であって、
前記デジタル画像データの各画素を注目画素として、前記注目画素の画素値が閾値以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記注目画素の画素値が前記閾値以下の場合、当該注目画素の画素値から乱数値を減算することにより当該注目画素を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記デジタル画像データにおいて前記注目画素を含む所定領域に含まれる前記注目画素以外の画素の画素値を用いて推定画素値を算出する算出手段と、
前記補正手段による補正のための前記乱数値として、前記デジタル画像データの生成時に生じるランダムノイズの最大値から前記推定画素値を減算した値を上限とする０以上の乱数値を生成する生成手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記算出手段は、画素値が前記閾値以下の画素については、前記推定画素値の計算対象から除外する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記デジタル画像データの生成時のＩＳＯ感度に基づいて、前記ランダムノイズの最大値を取得する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記生成手段は、疑似乱数発生系列において前記注目画素の座標により一意に特定される部分を使用することにより、前記補正手段による補正のための前記乱数値を生成する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記閾値は０である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記デジタル画像データを生成する撮像手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写体の光学像を光電変換することにより生成されるアナログ画像データをＡ／Ｄ変換することにより生成されるデジタル画像データを処理する画像処理装置による画像処理方法であって、
前記画像処理装置の判定手段が、前記デジタル画像データの各画素を注目画素として、前記注目画素の画素値が閾値以下であるか否かを判定する判定工程と、
前記画像処理装置の補正手段が、前記注目画素の画素値が前記閾値以下の場合、当該注目画素の画素値から乱数値を減算することにより当該注目画素を補正する補正工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの光電気変換素子（撮像素子）を用いたカラー撮像装置が広く用いられている。このような撮像装置においては、カラーフィルタを透過した光を撮像素子に入射させることで、カラー画像の撮像を実現している。近年の撮像素子の小型化、高画素化、高感度化に伴い、画素ピッチが非常に極小化し、ノイズが目立ち始めている。
【０００３】
ノイズには、フォトンの揺らぎにより光電変換後の電子もノイズとなって現れる光ショットノイズがある。また、光電変換された電荷を読み出すトランジスタでも、信号量に依存しない読み出しノイズなどがある。撮影時の感度が高いほど増幅率（ゲイン）が大きくなり、撮像素子からのアナログ信号に含まれるノイズ成分も大きく増幅されるため、ノイズのばらつきの幅が広くなる。
【０００４】
例えば、デジタル画像データの画素値の範囲が０〜４０９５で、高感度撮影時のノイズのばらつき幅が黒レベル±１２８で、黒レベルが６４である場合、ノイズのばらつき幅は−６４〜１９２となる。Ａ／Ｄ変換によってデジタル画像を生成する際に、Ａ／Ｄ変換直後のデジタル画像に負の値を持たせることはできない。そのため、Ａ／Ｄ変換によって生成されたデジタル画像のノイズの最終的なばらつき幅は０〜１９２となり、デジタル画像データは本来のばらつき幅（−６４〜１９２）のすべてを表現することができない。黒レベルを１２８にすると、ノイズのばらつき幅は０〜２５６になるため、デジタル画像データは本来のばらつき幅のすべてを表すことができる。しかしながら、黒レベルが大きくなると、ダイナミックレンジが狭くなってしまう。
【０００５】
画像の黒レベルを一定値にクランプする技術を開示する文献として、特許文献１が知られている。特許文献１の補正処理では、撮像素子であるイメージセンサのうち非受光領域から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換しそれを積算して平均値を求め、その平均値と予め定められた黒レベルとの差分を求めて補正量とする。そして、イメージセンサのうち受光領域から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換した値からこの補正量を減算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、撮影時の感度が高いほど増幅率（ゲイン）が大きくなり、撮像素子からのノイズ成分も大きく増幅される。そのため、高感度撮影時にノイズのばらつき幅をデジタル画像データが表現可能な範囲（非負の値）に収めるようにするには、黒レベルを上げなければならないが、この場合、ダイナミックレンジが狭くなる。一方、ダイナミックレンジを有効に使うように、黒レベルを小さい値に設定すると、高感度撮影時などにランダムノイズのばらつき幅が大きくなった場合、デジタル画像データが表現可能な範囲に収まらないノイズが生じる可能性がある。このとき、０を下回るノイズ成分はカットされてしまう。この場合、上記の差分の平均値を計算すると、算出される平均値が実際の平均値より大きくなってしまう。そのような平均値でクランプしたデジタル画像データを現像処理すると、黒レベルの平均値が実際の黒レベルからずれてしまっているために、ノイズ緩和などの現像処理が適切に行えないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ノイズ成分の一部がカットされたデジタル画像データの画質を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、被写体の光学像を光電変換することにより生成されるアナログ画像データをＡ／Ｄ変換することにより生成されるデジタル画像データを処理する画像処理装置であって、前記デジタル画像データの各画素を注目画素として、前記注目画素の画素値が閾値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記注目画素の画素値が前記閾値以下の場合、当該注目画素の画素値から乱数値を減算することにより当該注目画素を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００１０】
なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノイズ成分の一部がカットされたデジタル画像データの画質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るデジタルカメラ１００の構成を示すブロック図。
【図２】ＡＦＥ１４の構成を示すブロック図。
【図３】デジタルカメラ１００の処理を示すフローチャート。
【図４】図３のＳ３０２の処理の詳細を示すフローチャート。
【図５】図３のＳ３０５の処理の詳細を示すフローチャート。
【図６】ＩＳＯ感度とＯＢクランプ設定値の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の画像処理装置をデジタルカメラなどの撮像装置に適用した実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、１０は撮影レンズ、１２は光学像を光電変換により電気信号（アナログ画像データ）に変換する撮像素子、１４は撮像素子１２のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を含むＡＦＥ（アナログフロントエンド）である。
【００１６】
撮像素子１２は、画素配列上に形成された被写体の像に応じた画像信号を生成する。画素配列は、遮光領域及び有効領域を含む。有効領域は、複数の画素のうち遮光されていない画素が配された領域である。遮光領域は、複数の画素のうち遮光された画素が配されたオプティカルブラック（ＯＢ）領域である。ＯＢ領域から読み出された信号は、暗電流成分又は温度変動による黒レベルのずれを含み、信号成分を含まないので、有効領域から読み出された信号におけるダークシェーディング成分を補正するために用いられる。撮像素子１２は、黒レベルの基準信号を遮光領域から読み出し、生成した画像信号を有効領域から読み出し、読み出した黒レベルの基準信号と画像信号とを出力する。
【００１７】
ＡＦＥ１４は、撮像素子１２から出力された黒レベルの基準信号と画像信号とを受けて、所定のアナログ信号処理を行う。ＡＦＥ１４は、水平ＯＢクランプ処理（ＯＢ補正）を行うことにより、遮光領域の画素から読み出された黒レベルの基準信号に基づいて、デジタル画像データを出力する。ＡＦＥ１４の構成の詳細については図２を用いて後述する。
【００１８】
１８は撮像素子１２及びＡＦＥ１４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、メモリ制御回路２０及びシステム制御回路３２により制御される。１６は画像処理回路であり、ＡＦＥ１４からのデータ或いはメモリ制御回路２０からのデータに対して所定のデモザイク処理や色変換処理を行う。２０はメモリ制御回路であり、ＡＦＥ１４、タイミング発生回路１８、画像処理回路１６、画像表示メモリ２６、及びメモリ２８を制御する。
【００１９】
ＡＦＥ１４のデータが画像処理回路１６及びメモリ制御回路２０を介して、或いはＡＦＥ１４のデータが直接メモリ制御回路２０を介して、画像表示メモリ２６或いはメモリ２８に書き込まれる。
【００２０】
２６は画像表示メモリ、２４はＴＦＴ  ＬＣＤ等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２６に書き込まれた表示用の画像データは画像表示部２４により表示される。画像表示部２４を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、ライブビュー機能を実現することが可能である。
【００２１】
２８は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶容量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ２８に対して行うことが可能となる。また、メモリ２８はシステム制御回路３２の作業領域としても使用することが可能である。
【００２２】
３２はデジタルカメラ１００全体を制御するシステム制御回路である。３４はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作開始を指示する。３６はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの完全な押下でＯＮとなり、一連の撮影処理の動作開始を指示する。一連の撮影処理には、撮像素子１２から読み出した信号をＡＦＥ１４及びメモリ制御回路２０を介して、画像処理回路１６やメモリ制御回路２０での演算を用いた現像処理が含まれる。また、メモリ２８から画像データを読み出し、圧縮処理を行い、記録媒体を含む記録部３０に画像データを書き込む記録処理も含まれる。
【００２３】
３８は撮影モードダイアルで、スポーツ、風景、ポートレート、花火、夜景などの撮影モードの切り替え設定をすることができる。４０は各種ボタンやタッチパネル等からなる操作部で、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタンなどが含まれる。また、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像移動−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付／時間設定ボタンなども含まれる。
【００２４】
次に、ＡＦＥ１４の構成を、図２を用いて説明する。ＡＦＥ１４は、ゲインコントロールアンプ（ＡＭＰ）２０２、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０６、水平ＯＢクランプ機能２０８、及びデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器２０４を含む。
【００２５】
ＡＭＰ２０２は、黒レベルの基準信号と画像信号とを受ける。ＡＭＰ２０２は、減算器を含み、所定の補正量を画像信号から減算する。ＡＭＰ２０２は、黒レベルの基準信号と減算された画像信号とを、調整されたゲインで増幅して出力する。これにより、感度が調整される。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器２０６は、ＡＭＰ２０２から出力されたアナログ信号（黒レベルの基準信号及び画像信号）をＡ／Ｄ変換して、例えば１２ビットのデジタル画像データを生成する。Ａ／Ｄ変換器２０６は、変換したデジタル画像データを後段の機能及び水平ＯＢクランプ機能２０８へ出力する。
【００２７】
水平ＯＢクランプ機能２０８は、ローパスフィルタを含む。水平ＯＢクランプ機能２０８は、画素配列の各行ごとに黒レベルの基準信号と画像信号における黒レベルとを徐々に追随させている。このような水平ＯＢクランプ処理を行うことにより、時間的に変動しないオフセット成分と、時間的に緩やかに変化する電圧シェーディング成分とを、黒レベルの基準信号から除去してオフセット信号を生成する。
【００２８】
Ｄ／Ａ変換器２０４は、水平ＯＢクランプ機能２０８から出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換して、アナログ信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器２０４は、生成したアナログ信号をＡＭＰ２０２へフィードバックする。これにより、ＡＭＰ２０２により画像信号から減算される補正量は、信号に対応した画素配列内の行位置が進むにつれて積分されていくため、ゆるい変化にだけ追従することになる。
【００２９】
次に、デジタルカメラ１００の動作を図３から図６を用いて説明する。図３は、デジタルカメラ１００の処理を示すフローチャートである。図３から図５のフローチャートの各ステップの処理は、システム制御回路３２がデジタルカメラ１００の各部を制御することにより実現される。
【００３０】
撮影が開始されると、Ｓ３０１で、デジタルカメラ１００は、シャッターを開いて撮像素子１２の露光を行う。Ｓ３０２で、デジタルカメラ１００は、ＡＦＥ１４のアナログゲインとＯＢクランプの設定を行う。Ｓ３０２の動作の詳細は図４を用いて説明する。
【００３１】
Ｓ４０１で、デジタルカメラ１００は、撮影時のＩＳＯ感度の取得を行う。Ｓ４０２では、デジタルカメラ１００は、システム制御回路３２により調整されたＩＳＯ毎のゲインをＡＦＥ１４に設定する。このＩＳＯ感度は、電荷を信号として扱えるように増幅するときの度合いを変更するものであり、ＩＳＯ感度が高いほど増幅の度合いが大きくなるようにゲインが設定される。
【００３２】
Ｓ４０３で、デジタルカメラ１００は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードかどうか判定する。ダイナミックレンジ優先モードとは、撮影モードダイアル３８で選択可能な撮影モードの中で、撮影するシーンのダイナミックレンジが広いと想定される撮影モードであり、本実施形態では風景モードと夜景モードをダイナミックレンジ優先モードとする。ダイナミックレンジ優先モードの場合、処理はＳ４０４へ進み、ダイナミックレンジ優先モードでない場合、処理はＳ４０５へ進む。
【００３３】
Ｓ４０４で、デジタルカメラ１００は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードの場合のＯＢクランプの設定を行う。図６（ａ）は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードの場合のＩＳＯ感度とＯＢクランプ設定値の関係を示す図である。ダイナミックレンジ優先モードでは、すべてのＩＳＯでＯＢクランプを１２ビットデータ値で６４に設定している。ＯＢクランプが６４の場合、例えばＩＳＯ８００で撮影されたノイズのばらつき幅が黒レベル±１２８とすると、ノイズのばらつき幅は−６４〜１９２となる。デジタル画像では負の値を持てないため、ノイズの最終的なばらつき幅は０〜１９２となり、デジタル画像データは本来のばらつき幅（−６４〜１９２）のすべてを表現することができない。このとき、０を下回るノイズ成分はカットされてしまう。このようにノイズ成分がカットされた信号に基づいて画像補正を行うと、黒レベルがずれたデジタル画像データが生成される。また、ＩＳＯ感度が上がるとノイズのばらつき幅も大きくなるため、黒レベルが更にずれたデジタル画像データが生成される。
【００３４】
Ｓ４０５で、デジタルカメラ１００は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードでない場合のＯＢクランプ設定を行う。図６（ｂ）は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードでない場合のＩＳＯ感度とＯＢクランプ設定値の関係を示す図である。ダイナミックレンジ優先モードでない場合には、デジタルカメラ１００は、ＩＳＯ感度に応じてＯＢクランプの設定を行う。例えば、ＩＳＯ８００で撮影されたノイズのばらつき幅が±１２８の場合、ＯＢクランプは２５６に設定されているため、ノイズのばらつき幅が正の範囲内に収まるため、ノイズがカットされることがない。この場合には黒レベルが適正なデジタル画像データが生成される。
【００３５】
Ｓ４０４又はＳ４０５の処理により、アナログゲインとＯＢクランプ設定が終了し、デジタルカメラ１００の処理は、Ｓ３０３の信号読み出し処理に進む。
【００３６】
Ｓ３０３で、デジタルカメラ１００は、シャッターを閉じて、撮像素子１２から出力された信号をＡＦＥ１４でデジタル信号に変換する。ＡＦＥ１４は、変換後のデジタル画像データを画像処理回路１６へ出力する。画像処理回路１６は、デジタル画像データを受け取り、メモリ２８に一時的に記憶する。
【００３７】
Ｓ３０４で、デジタルカメラ１００は、デジタル画像データに黒レベル補正が必要かどうかを判定する。黒レベル補正は、Ｓ４０４でＯＢクランプが設定された場合に黒レベルがずれる可能性のある画像に対して必要である。よって、黒レベル補正は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードの場合に必要となる。黒レベル補正が必要な場合、処理はＳ３０５に進み、黒レベル補正を行う。黒レベル補正が必要ない場合、処理はＳ３０６に進む。Ｓ３０５の処理については、図５のフローチャートを用いて後述する。
【００３８】
Ｓ３０６で、デジタルカメラ１００は、Ｓ３０５で黒レベル補正が適用されたデジタル画像データ、又は、もともと黒レベルが適正なデジタル画像データに対し、画像処理回路１６を用いた画像処理を適用する。この画像処理にはホワイトバランス、デモザイク、ノイズ緩和処理、偽色緩和処理、ガンマ処理、色処理などの現像処理が含まれる。その後、デジタルカメラ１００は、デジタル画像データをメモリ２８に記憶する。
【００３９】
Ｓ３０７で、デジタルカメラ１００は、Ｓ３０６で記録した画像データに対して、画像処理回路１６を用いて画像圧縮やＪＰＥＧなどへの各種フォーマット変換を行い、記録部３０に記録する。
【００４０】
次に、図５を用いて、黒レベル補正の詳細について説明する。黒レベル補正は、Ｓ３０３で画像処理回路１６が受け取ったデジタル画像データの各画素について行われる。Ｓ５０１で、デジタルカメラ１００は、注目画素の黒レベルが適正かどうかを判定する。黒レベルが適正かどうか（注目画素に対する黒レベル補正が必要かどうか）は、ＩＳＯ感度とＳ４０４で設定されたＯＢクランプ値とに関連している。Ｓ４０４で説明した通り、ＩＳＯ８００で撮影されたノイズのばらつき幅が黒レベル±１２８の場合、ノイズのばらつき幅は−６４〜１９２となり、デジタル画像データの画素は０〜１９２となる。そのため、デジタル画像データの画素値が０である場合に、この画素のノイズがカットされたということになる。よって、Ｓ５０１では、デジタルカメラ１００は、注目画素の画素値が０である場合に、黒レベルが適正でない（注目画素に対する黒レベル補正が必要）と判断し、処理をＳ５０２に進める。黒レベル補正が必要でないと判定された場合、デジタルカメラ１００は、注目画素は黒レベル補正処理済であるものと扱い、他の未処理画素を注目画素とするために、処理をＳ５０６に進める。
【００４１】
なお、デジタルカメラ１００は、注目画素の画素値が０より大きくても、注目画素の画素値が閾値以下の場合に、黒レベル補正が必要であると判断してもよい。一般化すると、閾値は０以上の値である。
【００４２】
Ｓ５０２で、デジタルカメラ１００は、注目画素の画素値を推定するために、注目画素を含む所定領域（ここでは、注目画素を中心とする周辺３×３画素の領域とする）の画素（注目画素以外）の画素値の平均値（平均画素値）を求める。但し、周辺３×３領域に０の画素値がある場合には、その画素は除く。あるいは、所定領域の広さを５×５画素や７×７画素とし、注目画素に近い画素の画素値ほど係数を大きくした重み付け加算を行うことで、注目画素の推定画素値を求めてもよい。注目画素の推定画素値は、ノイズがどの程度カットされたか推定するために使用される。なお、画素値が閾値以下の画素に対して黒レベル補正を行う場合、０の画素値ではなく、閾値以下の画素値を平均画素値の計算対象から除外する。
【００４３】
Ｓ５０３で、デジタルカメラ１００は、Ｓ５０２で求めた注目画素の推定画素値と、撮影時（デジタル画像データの生成時）のＩＳＯ感度に応じたノイズのばらつき幅から、注目画素の黒レベル補正量を求める。ＩＳＯ感度に応じたノイズのばらつき幅は、撮像素子１２の特性から予め分かっているものとする。例えば、ＩＳＯ８００では、ノイズのばらつき幅は±１２８、ＩＳＯ６４００ではノイズのばらつき幅は±２５６である。
【００４４】
各ＩＳＯ感度に対応したノイズのばらつき幅の最大値をＮ（ＩＳＯ）とし、注目画素の座標位置（ｘ，ｙ）の推定画素値をＨ（ｘ，ｙ）とすると、注目画素の黒レベル補正量の上限Ｃ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ）は、
Ｃ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ）＝Ｎ（ＩＳＯ）−Ｈ（ｘ，ｙ）
により求めることができる。換言すると、ばらつき幅の最大値から推定画素値を減算した値が、カットされたノイズ成分の最大値、即ち、黒レベル補正量の上限である。なお、Ｃ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ）＞０であり、Ｎ（ＩＳＯ）−Ｈ（ｘ，ｙ）≦０の場合、黒レベル補正は行われない。
【００４５】
Ｓ５０４で、デジタルカメラ１００は、Ｓ５０３で算出した黒レベル補正量の上限Ｃ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ）に基づき、注目画素に対して実際に適用する補正量Ｃ（ｘ，ｙ）求める。カットされたノイズの特性はランダムノイズであることから、デジタルカメラ１００は、
Ｃ（ｘ，ｙ）＝ｒａｎｄ％Ｃ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ）
により０〜Ｃ＿ｍａｘを範囲とする乱数値（擬似乱数）を発生させ、注目画素における黒レベル補正量Ｃ（ｘ，ｙ）とする。ここで、ｒａｎｄは画像処理回路１６に組み込まれている乱数生成回路の関数である。疑似乱数発生系列は、予め設定しておく。実行するたびに異なる系列で擬似乱数を発生させないように、即ち、入力されたデジタル画像データが同じ場合には同じ出力になるように、疑似乱数発生系列には、画素の座標位置を設定しておく。これにより、疑似乱数発生系列において注目画素の座標により一意に特定される部分が使用される。
【００４６】
Ｓ５０５で、デジタルカメラ１００は、Ｓ５０４で算出した補正量を注目画素の画素値から減算する。黒レベル補正前の注目画素の画素値をＩ（ｘ，ｙ）とすると、黒レベル補正後の注目画素の画素値Ｉ’（ｘ，ｙ）は、
Ｉ’（ｘ，ｙ）＝Ｉ（ｘ，ｙ）−Ｃ（ｘ，ｙ）
により算出される。
【００４７】
Ｓ５０６で、デジタルカメラ１００は、全ての画素が処理済みであるかどうかを判定する。未処理画素がある場合、デジタルカメラ１００は、次の画素を注目画素として選択し、処理をＳ５０１に戻す。全ての画素が処理済みの場合、本フローチャートの処理は終了し、デジタルカメラ１００は、処理をＳ３０６に進める。
【００４８】
以上の黒レベル補正処理により、ノイズ成分がカットされていた画素に対し、ノイズ成分相当分が付加される。従って、黒レベル補正後のデジタル画像データにおいては、平均化による黒レベルのずれが解消又は緩和され、以降の現像処理、特にノイズ緩和処理により適切に処理される。なお、ノイズ成分相当分が付加されることで０より小さな負の値を有する画素値が生成されることになるが、画像処理回路１６は、後段のノイズ緩和処理や偽色緩和処理において負の値を有する画素値を利用することができる。
【００４９】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、デジタルカメラ１００は、ノイズ成分の一部がカットされたデジタル画像データに対し、ランダムノイズを付加する。これにより、デジタル画像データのノイズ緩和処理の精度が向上し、最終的に得られるデジタル画像データの画質を向上させることができる。また、本実施形態によれば、ノイズ成分がカットされないように黒レベルを上げる必要が無いので、ダイナミックレンジが狭くなることを抑制することができる。
【００５０】
［その他の実施形態］
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（又は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。
【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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