(57)【要約】【課題】回路規模及び消費電力を増大させることなく、シェーディング補正時の補正残差による帯状のノイズを軽減できるようにする。【解決手段】複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子１０３から出力される画像信号を処理する撮像装置１００において、信号処理回路１０５の積分回路２０１では、撮像素子１０３の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号よりシェーディングデータを生成する。シェーディング補正データ生成部２０２では、注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、注目画素のシェーディング補正データとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理する画像処理装置であって、
前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータから、整数化されたシェーディング補正データを生成する補正データ生成手段を備え、
前記補正データ生成手段は、注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正データ生成手段は、前記注目画素とは異なる複数の画素のそれぞれにおいて、画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に前記所定の係数を乗算し、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記乗算によって得られた値を加算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとす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】
前記補正データ生成手段は、前記複数の画素のうち、前記注目画素から離れた位置にある画素ほど、前記所定の係数を小さい値に設定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】
前記補正データ生成手段は、前記複数の画素のそれぞれの前記所定の係数の和が１を超えないように、前記所定の係数を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記補正データ生成手段は、撮像系利得が所定の値未満の場合に、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記補正データ生成手段は、撮像系利得が所定の値以上の場合、単純整数化を施してシェーディング補正データとすることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記補正データ生成手段は、撮像系利得が所定の値以上の場合、複数画面の黒画像の平均値を作成した後に、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記補正データ生成手段は、前記所定の係数を、撮像系利得に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記撮像素子を有する撮像装置から前記シェーディングデータを読み取り、前記撮像装置へ前記シェーディング補正データを送信する通信手段を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画像信号に対して、シェーディング補正データを用いて補正を行う補正手段を有し、
前記シェーディング補正データは、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータを用いて生成されたものであって、
注目画素の前記シェーディング補正データは、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化したものであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号を積分して前記シェーディングデータを生成する積分手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
シャッターを有し、
前記シャッターを閉じることで、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態とすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータを、前記シェーディング補正データを生成する補正データ生成手段を有する画像処理装置に送信する通信手段と、
前記通信手段を介して前記画像処理装置より読み出した前記シェーディング補正データを記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理する画像処理方法であって、
前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータから、整数化されたシェーディング補正データを生成する補正データ生成ステップを有し、
前記補正データ生成ステップでは、注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理する画像処理方法であって、
前記撮像素子から出力される画像信号に対して、シェーディング補正データを用いて補正を行う補正ステップを有し、
前記シェーディング補正データは、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータを用いて生成されたものであって、
注目画素の前記シェーディング補正データは、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化したものであることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理するためのプログラムであって、
前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータから、整数化されたシェーディング補正データを生成する補正データ生成手段としてコンピュータを機能させ、
前記補正データ生成手段は、注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理するためのプログラムであって、
前記撮像素子から出力される画像信号に対して、シェーディング補正データを用いて補正を行う補正手段としてコンピュータを機能させ、
前記シェーディング補正データは、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータを用いて生成されたものであって、
注目画素の前記シェーディング補正データは、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化したものであることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェーディング補正を実施するのに利用して好適な画像処理装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子から出力される撮像出力信号は、撮像素子の感度ムラや暗電流の影響等によるシェーディングを含んでいるため、種々の補正方法が提案されている。
例えば特許文献１では、画素がマトリクス状に配置された撮像素子に光を入射させない状態の撮像出力信号を水平及び垂直に積分して得た黒シェーディング補正値をメモリ上に記憶し、映像取得時には黒シェーディング補正値を撮像素子の出力信号から減ずることによって黒シェーディング補正を施した映像データを得ている。
【０００３】
図１０に、従来技術での黒シェーディングの形状と黒シェーディング補正値を示す。図１０において、横軸は二次元状に配置された画素の水平位置（列数）を、また、縦軸は１ＬＳＢ単位の輝度値を示す。
図１０（ａ）は、遮光された撮像素子より出力された画像信号を水平方向ないし垂直方向に積分して得た黒シェーディング積分値を示し、積分する行ないし列数で除しているため小数点以下の値を有する。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す黒シェーディング積分値を四捨五入によって整数化して得た黒シェーディング補正値を示す。
図１０（ｂ）に示す黒シェーディング補正値を用いて、図１０（ａ）と同一形状の黒シェーディングを補正した際の補正残差は図１０（ｃ）の如き形状を示すが、シェーディング補正後の画像信号が整数値となるため、図１０（ｄ）に示すように正しく黒シェーディング補正が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、撮像出力信号をディジタル処理する処理回路の有効ビット数に余裕がない場合、黒シェーディング補正値の作成時と例えば撮像素子の温度特性等により実際の黒シェーディングの形状にずれがあった場合に発生する補正残りが垂直方向の縞や帯状のノイズとなって目立ってしまう。
図１１に、黒シェーディングの振幅が変化した場合を示す。図１１の縦軸及び横軸は図１０と同様である。
図１１（ａ）は、補正値作成時と撮影時の黒シェーディング積分値を示す。補正値作成時の黒シェーディング積分値は図１０（ａ）と同じであり、撮影時にずれが生じている。
図１０（ｂ）に示す黒シェーディング補正値を用いて、図１１（ａ）に示す撮影時の黒シェーディングを補正した際の補正残差を図１１（ｂ）に、補正結果を図１１（ｃ）に示す。図１１（ｃ）に示すように、補正残差により画面内に低い周波数の繰り返しパターンが現れている。周波数が高いパターンであれば、タップ数の少ないノイズ抑圧回路でパターンを目立たなくすることができるが、周波数が低いパターンであれば、タップ数の多いノイズ抑圧回路が必要となる。タップ数が多くなるほど回路規模は大きくなるため、そのようなノイズ抑圧回路を搭載できる装置は限られてしまう。そのため、カメラ等のコンシューマ向けの撮像装置では、ランダムノイズの少ない条件下では、補正残差による低い周波数の繰り返しパターンが縦帯状のノイズとして認識されてしまうことがあった。
【０００６】
このような補正残差による縦帯状ノイズは、信号処理系のビット幅を増やして１ＬＳＢあたりのＳ／Ｎ比を見かけ上劣化させることによって軽減可能である。しかしながら、信号処理系のビット幅を増やすと、回路規模の増大によるコストアップ及び消費電力の増大を招いてしまうと言う課題があった。
また、小数点以下までの情報を有する黒シェーディングデータから黒シェーディング補正値を作成する際に、あらかじめ定めたディザパターンを重畳して補正残差が大きく変化する部分の影響を減ずる方法もある。しかしながら、この場合は、ディザパターンの繰り返しが画像として見えてしまうと言う欠点があった。
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、回路規模及び消費電力を増大させることなく、シェーディング補正時の補正残差による帯状のノイズを軽減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理装置は、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子から出力される画像信号を処理する画像処理装置であって、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータから、整数化されたシェーディング補正データを生成する補正データ生成手段を備え、前記補正データ生成手段は、注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、前記注目画素のシェーディング補正データとすることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子と、前記撮像素子から出力される画像信号に対して、シェーディング補正データを用いて補正を行う補正手段を有し、前記シェーディング補正データは、前記撮像素子の撮像面に光が入射しない状態で出力された各画素の画像信号より生成されたシェーディングデータを用いて生成されたものであって、注目画素の前記シェーディング補正データは、前記注目画素とは異なる画素の整数化されたシェーディング補正データと該画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に所定の係数を乗算したものと、前記注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回路規模及び消費電力を増大させることなく、シェーディング補正時の補正残差による帯状のノイズを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】信号処理回路の構成を詳細に示す図である。
【図３】第１の実施形態における黒シェーディング補正データの生成動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態におけるシェーディング補正データの生成を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態における黒シェーディング補正を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態におけるシェーディング補正データの生成を説明するための図である。
【図７】第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図８】信号処理回路の構成を詳細に示す図である。
【図９】一般的なシェーディング補正データの生成を説明するための図である。
【図１０】従来技術における黒シェーディング補正を説明するための図である。
【図１１】従来技術において黒シェーディングの形状にずれがある場合の黒シェーディング補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図である。第１の実施形態では、撮像装置１００が本発明を適用した画像処理装置として機能する。
１０１はレンズである。１０２はシャッターである。１０３は撮像素子であり、複数の画素がマトリクス状に配置されている。１０４はＡＤ変換器であり、撮像素子１０３から出力される画像信号をディジタル化する。１０５は信号処理回路である。１０６はメモリである。１０７は制御回路であり、各部の制御を司る。１０８はメモリカードであり、撮像装置１００に着脱自在である。
【００１２】
図２は、信号処理回路１０５の構成を詳細に示したものであり、図１に記載と同様のブロックは説明を省略する。２０１は積分回路、２０２はシェーディング補正データ生成回路、２０３は不揮発性メモリである。また、２０４は減算器、２０５は画像信号処理回路、２０６はメモリカードインターフェイスである。
【００１３】
本実施形態に係る撮像装置１００において、被写体撮影時にはシャッター１０２が開くことによって、不図示の被写体像がレンズ１０１によって撮像素子１０３上に投影され、撮像素子１０３の光電変換機能により電気信号に変換される。撮像素子１０３から電気信号として読み出された画像信号は、ＡＤ変換器１０４によってディジタル信号に変換され、信号処理回路１０５に供給される。
信号処理回路１０５に供給されたディジタル化された画像信号は、一時的にメモリ１０６に蓄えられた後に、信号処理の手順に従って読み出され、黒シェーディング補正等の所定の補正処理及び映像信号処理が施されて、再度メモリ１０６に格納される。
以上の動作は制御回路１０７によって制御されており、メモリ１０６に格納された画像信号は、制御回路１０７の制御信号に従って信号処理回路１０５によって読み出され、メモリカード１０８に記録される。
【００１４】
次に、黒シェーディング補正データ（黒シェーディング補正値）の生成動作について説明する。黒シェーディング補正データの生成動作は、撮像装置を出荷する前の工場や、撮像装置の修理やソフトウェアのアップデートを行うサービスセンターにおいて、外部装置から特別なコマンドを入力することにより実行される。あるいは、撮像装置の電源を落とす操作が行われた直後や、画像の再生動作が行われている場合等、ユーザーが撮影を行わない状況下において、撮像装置が自動的に黒シェーディング補正データの生成動作を行うようにしてもよい。
図３は、第１の実施形態における黒シェーディング補正データの生成動作の手順を示すフローチャートである。図３の各手順は、制御回路１０７の制御下で実行される。
ステップＳ３０１、Ｓ３０２で、撮像素子１０３を暗黒状態に置くためにシャッター１０２は閉じたままとされ、撮像素子１０３では撮像面に光が入射しない状態で所定時間電荷蓄積を行う。
ステップＳ３０３で、撮像素子１０３から電気信号としてダーク画像信号が読み出される。
ステップＳ３０４で、ステップＳ３０３において読み出されたダーク画像信号は、ＡＤ変換器１０４によってディジタルダーク画像信号に変換されて、信号処理回路１０５に供給される。
ステップＳ３０５で、信号処理回路１０５に供給されたディジタルダーク画像信号は、積分回路２０１で水平方向ないし垂直方向（本実施形態では垂直方向）に積分されることにより、１ＬＳＢ未満の小数点以下の情報までを含んだ黒シェーディングデータ（黒シェーディング積分値）に変換される。
ステップＳ３０６で、黒シェーディング補正データ生成回路２０２は、ステップＳ３０５において変換された黒シェーディングデータに誤差拡散処理を施しつつ整数化することによりシェーディング補正データを生成する。
ステップＳ３０７で、ステップＳ３０６において生成されたシェーディング補正データが不揮発性メモリ２０３に格納される。
【００１５】
撮影時には、撮像素子１０３から読み出された後にＡＤ変換器１０４でディジタル化された画像信号の水平位置に応じて、不揮発性メモリ２０３から黒シェーディング補正データが読み出される。そして、不揮発性メモリ２０３から読み出された黒シェーディング補正データが減算器２０４にて該画像信号から減ぜられることにより、黒シェーディング補正が実施される。
【００１６】
以下、ステップＳ３０６において黒シェーディングデータに施す誤差拡散処理について説明する。
図９は、通常の四捨五入を用いた一般的な整数化処理の様子であり、横軸は水平の画素位置を示す。図９（ａ）に示すようなシェーディング波形が入力された際に四捨五入処理を施すと、図９（ｂ）に示す結果を得る。
各画素における黒シェーディング補正データｆ（ｘ）は、式（１）で与えられる。ｘは画素位置、ｙは画素位置ｘでの黒シェーディングデータ、ｉｎｔは四捨五入にて整数化する関数である。
ｆ（ｘ）＝ｉｎｔ（ｙ）・・・（１）
【００１７】
この際の補正誤差は図９（ｃ）の如くなり、入力信号が四捨五入の閾値を超えたところで大きく変化する。この結果、図１１に示すように、補正残差の切り替わり部分に縞状のノイズが発生する。
【００１８】
図４は、第１の実施形態におけるシェーディング補正データの生成の様子であり、横軸は水平の画素位置を示す。図４（ａ）に示すようなシェーディング波形が入力された場合、水平区間ごとの第１の画素では、通常の四捨五入処理が行われる。第１の画素以外の画素を注目画素とする場合、注目画素の直前画素の整数化されたシェーディング補正データと該直前画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／２を乗算する。そして、乗算した結果と、注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、注目画素のシェーディング補正データとする。その際の誤差の様子を図４（ｂ）に、元データと直前画素での補正誤差の１／２を加算したものを図４（ｃ）に、最終的に得られる黒シェーディング補正データを図４（ｄ）に示す。
【００１９】
この処理は、一画素前からのみ誤差を拡散させることから、一次の誤差拡散と呼ばれる。各画素におけるシェーディング補正データｆ（ｘ）は、式（２）で与えられる。
ｆ（ｘ）＝ｉｎｔ（ｙ）  （第１画素のみ）
ｉｎｔ（ｙ＋Ｅ（−１）／２）  （第１画素以外）・・・（２）
Ｅ（−１）は直前画素での補正誤差であり、直前画素の黒シェーディングデータをｙ（−１）とすると、式（３）で与えられる。
Ｅ（−１）＝ｉｎｔ（ｙ（−１））−ｙ（−１）・・・（３）
【００２０】
第１の実施形態では、上述した一次の誤差拡散処理が施された黒シェーディング補正データを不揮発性メモリ２０３に格納し、画像信号の補正に使用する。
図５（ａ）は、図１１（ａ）と同じく、補正値作成時と撮影時の黒シェーディング積分値を示す。
図５（ｂ）に示す黒シェーディング補正値を用いて、図５（ａ）に示す撮影時の黒シェーディングを補正した際の補正残差を図５（ｂ）に、補正結果を図５（ｃ）に示す。図５（ｂ）において補正残差が大きく変化する部分では、図４と同様に細かい繰り返しとなっている。図４及び図５で発生する細かい繰り返しは、信号処理回路１０５における所定の画像信号処理に含まれる、タップ数の少ないノイズ抑圧回路によるフィルター処理によって軽減することができるため、画像上の縞状ノイズとしては認識されない。
【００２１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る撮像装置の構成及び基本的な動作は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００２２】
図６は、第２の実施形態におけるシェーディング補正データの生成の様子であり、横軸は水平の画素位置を示す。図６（ａ）に示すようなシェーディング波形が入力された場合、水平区間ごとの第１の画素では、通常の四捨五入処理が行われる。第２の画素を注目画素とする場合、注目画素の直前画素（１画素前の画素）の整数化されたシェーディング補正データと該直前画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／２を乗算する。そして、乗算した結果と、注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、注目画素のシェーディング補正データとする。
第３の画素を注目画素とする場合、注目画素の直前画素の整数化されたシェーディング補正データと該直前画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／２を乗算する。また、注目画素の２画素前の画素の整数化されたシェーディング補正データと該２画素前の画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／４を乗算する。そして、それぞれの乗算した結果と、注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、注目画素のシェーディング補正データとする。
第４の画素以降を注目画素とする場合、注目画素の直前画素の整数化されたシェーディング補正データと該直前画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／２を乗算する。また、注目画素の２画素前の画素の整数化されたシェーディング補正データと該２画素前の画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／４を乗算する。さらに、注目画素の３画素前の画素の整数化されたシェーディング補正データと該３画素前の画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に１／８を乗算する。そして、それぞれの乗算した結果と、注目画素のシェーディングデータとを加算して整数化して、注目画素のシェーディング補正データとする。
このように、注目画素から離れた画素ほど補正誤差に乗算する係数を小さくし、かつ、その係数の和が１を超えることがないように、各係数を設定する。その際の誤差の様子を図６（ｂ）に、元データとそれ以前の画素の補正誤差を所定の倍率した後に加算したものを図６（ｃ）に、最終的に得られる補正値を図６（ｄ）に示す。
【００２３】
この処理は、三画素前からの誤差を拡散させることから、三次の誤差拡散と呼ばれる。各画素におけるシェーディング補正データｆ（ｘ）は、式（４）で与えられる。
ｆ（ｘ）＝ｉｎｔ（ｙ）  （第１画素のみ）
ｉｎｔ（ｙ＋Ｅ（−１）／２）  （第２画素のみ）
ｉｎｔ（ｙ＋Ｅ（−１）／２＋Ｅ（−２）／４）  （第３画素のみ）
ｉｎｔ（ｙ＋Ｅ（−１）／２＋Ｅ（−２）／４＋Ｅ（−３）／８）  （第４画素以降）・・・（４）
Ｅ（−ｎ）（ｎは１、２、３）はｎ画素前の画素での補正誤差であり、ｎ画素前の画素の黒シェーディングデータをｙ（−ｎ）とすると、式（５）で与えられる。
Ｅ（−ｎ）＝ｉｎｔ（ｙ（−ｎ））−ｙ（−ｎ）・・・（５）
【００２４】
第２の実施形態では、上述した三次の誤差拡散処理が施された黒シェーディング補正データを不揮発性メモリ２０３に格納し、画像信号の補正に使用する。
各補正誤差の係数は上述したものに固定されるものではなく、式を一般化するとｎ次の誤差拡散は式（６）の如く記述される。
【００２５】
【数１】
2015233229.tif 000003
【００２６】
誤差拡散の次数を増やすことによって補正誤差が大きく変化する部分での平均値の変化をなだらかにすることができるので、よりいっそう縞状ノイズが目立たなくすることが可能である。
【００２７】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、撮像装置１００に接続された制御用パーソナルコンピュータ（ＰＣ）が本発明を適用した画像処理装置として機能する。本実施形態は、撮像装置を出荷する前の工場や、撮像装置の修理やソフトウェアのアップデートを行うサービスセンターで行うことを想定しているが、家庭用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に同様の機能を持たせることも可能である。
図７は、第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。図１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。７０１はＵＳＢインターフェイス、７０２は撮像装置１００の外部に設けられた制御用ＰＣ、７０３はＵＳＢケーブル、７０５は信号処理回路である。なお、ここではＵＳＢケーブルを例に挙げて説明を行うが、有線及び無線を問わず、画像処理装置と撮像装置１００との間でデータの通信できる機能を有する通信部であれば、他のものであってもよい。
【００２８】
図８は、信号処理回路７０５の構成を詳細に示したものであり、図７、図２に記載と同様のブロックは説明を省略する。第３の実施形態では、信号処理回路７０５はシェーディング補正データ生成回路を備えておらず、信号処理回路７０５で処理された画像信号は、ＵＳＢインターフェイス７０１及びＵＳＢケーブル７０３を介して制御用ＰＣ７０２に読み出される。そのため、本実施形態によれば、撮像装置１００は誤差拡散処理を施すためのシステムを搭載する必要がなくなるため、撮像装置１００の回路規模の削減やコストダウン及び消費電力の減少を期待することができる。
【００２９】
次に、黒シェーディング補正データの生成動作について説明する。第１の実施形態と同様に、撮像素子１０３を暗黒状態に置くためにシャッター１０２は閉じたままとされ、撮像素子１０３では撮像面に光が入射しない状態で所定時間電荷蓄積を行う。そして、撮像素子１０３から電気信号として読み出されたダーク画像信号は、ＡＤ変換器１０４によってディジタルダーク画像信号に変換されて、信号処理回路７０５に供給される。信号処理回路７０５に供給されたディジタルダーク画像信号は、積分回路２０１で水平方向ないし垂直方向に積分されることにより、１ＬＳＢ未満の小数点以下の情報までを含んだ黒シェーディングデータ（黒シェーディング積分値）に変換される。なお、本実施形態では、垂直方向に積分される。
第３の実施形態では、制御回路１０７の制御下で、黒シェーディングデータはＵＳＢインターフェイス７０１及びＵＳＢケーブル７０３を介して制御用ＰＣ７０２に読み出され、制御用ＰＣ７０２上で誤差拡散処理が施されて黒シェーディング補正データに変換される。この誤差拡散処理の詳細は第１、第２の実施形態で説明したとおりである。その後、黒シェーディング補正データが再度ＵＳＢインターフェイス７０１及びＵＳＢケーブル７０３を介して撮像装置１００に送信され、不揮発性メモリ２０３に格納される。
【００３０】
撮影時には、撮像素子１０３から読み出された後にＡＤ変換器１０４でディジタル化された画像信号の水平位置に応じて、不揮発性メモリ２０３から黒シェーディング補正データが読み出される。そして、不揮発性メモリ２０３から読み出された黒シェーディング補正データが減算器２０４にて該画像信号から減ぜられることにより、黒シェーディング補正が実施される。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例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。
撮像装置の撮像系利得は被写体照度の明暗等の撮影条件に応じて任意に設定され、撮像系利得の低い、所謂低感度設定時と、撮像系利得の高い、所謂高感度設定時とで、ノイズの発生量が異なる。
上述した補正残差が大きく変化する領域の縞状ノイズは、低感度設定時に撮像系のランダムノイズが少ないために目立つ。したがって、実施する撮像系によっては、撮像系利得が所定の値未満の場合に、上述した誤差拡散を利用してシェーディング補正データを生成し、撮像系利得が所定の値以上の場合、単純整数化を施してシェーディング補正データとするようにしてもよい。
また、高感度設定時でも縞状ノイズが目立つ撮像系において、高感度設定時の黒シェーディング補正データの生成時に各画面取り込みごとのランダムノイズの影響で良好な黒シェーディング補正データが生成できない場合がある。そこで、撮像系利得が所定の値以上の場合、複数画面の黒画像の平均値を作成した後に、上述した誤差拡散を利用してシェーディング補正データを生成するようにしてもよい。
さらに、撮像系利得に応じて、注目画素の直前画素の整数化されたシェーディング補正データと該直前画素のシェーディングデータとの差分からなる小数点以下の補正誤差に乗算する所定の係数を変更することによって、効果の高い黒シェーディング補正データを生成することができる。
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００：撮像装置、１０１：レンズ、１０２：シャッター、１０３：撮像素子、１０４：ＡＤ変換器、１０５、７０５：信号処理回路、１０６：メモリ、１０７：制御回路、１０８：メモリカード、２０１：積分回路、２０２：シェーディング補正データ生成回路、２０３：不揮発性メモリ、２０４：減算器、２０５：画像信号処理回路
【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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