(57)【要約】  赤外線撮像装置は、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子と、撮像素子により撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データを平均した平均画像データを、複数の赤外線検出画素から出力される固定パターンノイズとして記憶するＦＰＮ算出部と、を備える。
2016051847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子と、
前記撮像素子により前記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、前記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出部と、を備える赤外線撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の赤外線撮像装置であって、
前記固定パターンノイズ算出部は、前記複数の選択撮像画像データの各々のうちの前記動体の移動範囲内のデータを平均して前記平均画像データを生成し、当該平均画像データを前記移動範囲に対応する前記赤外線検出画素の固定パターンノイズとして記憶する赤外線撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の赤外線撮像装置であって、
前記固定パターンノイズ算出部は、前記複数の撮像画像データに含まれる前記動体の移動量の積算値を算出し、前記積算値が大きいほど、前記選択撮像画像データの数を少なくする赤外線撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の赤外線撮像装置であって、
前記固定パターンノイズ算出部は、前記複数の選択撮像画像データの各々の全部を平均した平均画像データを、前記複数の赤外線検出画素から出力される固定パターンノイズとして記憶する赤外線撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の赤外線撮像装置であって、
移動速度を検出する速度検出部を更に備え、
前記固定パターンノイズ算出部は、前記速度検出部により検出された移動速度が大きいほど、前記選択撮像画像データの数を少なくする赤外線撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の赤外線撮像装置であって、
前記固定パターンノイズ算出部は、前記平均画像データを構成する画素信号値のうちの最小値、又は、前記平均画像データを複数エリアに分割して得られる各エリアの画素信号値の平均値のうちの最小値を、前記平均画像データの画素信号値のうち閾値以上となる画素信号値と置き換えて、前記固定パターンノイズを算出する赤外線撮像装置。
【請求項７】
二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により前記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、前記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップを備える固定パターンノイズ算出方法。
【請求項８】
請求項７記載の固定パターンノイズ算出方法であって、
前記固定パターンノイズ算出ステップでは、前記複数の選択撮像画像データの各々のうちの前記動体の移動範囲内のデータを平均して前記平均画像データを生成し、当該平均画像データを前記移動範囲に対応する前記赤外線検出画素の固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出方法。
【請求項９】
請求項８記載の固定パターンノイズ算出方法であって、
前記固定パターンノイズ算出ステップでは、前記複数の撮像画像データに含まれる前記動体の移動量の積算値を算出し、前記積算値が大きいほど、前記選択撮像画像データの数を少なくする固定パターンノイズ算出方法。
【請求項１０】
請求項７記載の固定パターンノイズ算出方法であって、
前記固定パターンノイズ算出ステップでは、前記複数の選択撮像画像データの各々の全部を平均した平均画像データを、前記複数の赤外線検出画素から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の固定パターンノイズ算出方法であって、
前記固定パターンノイズ算出ステップでは、前記撮像素子を搭載する赤外線撮像装置の移動速度が大きいほど、前記選択撮像画像データの数を少なくする固定パターンノイズ算出方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項記載の固定パターンノイズ算出方法であって、
前記固定パターンノイズ算出ステップでは、前記平均画像データを構成する画素信号値のうちの最小値、又は、前記平均画像データを複数エリアに分割して得られる各エリアの画素信号値の平均値のうちの最小値を、前記平均画像データの画素信号値のうち閾値以上となる画素信号値と置き換えて、前記固定パターンノイズを算出する固定パターンノイズ算出方法。
【請求項１３】
二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により前記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、前記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップをコンピュータに実行させるための固定パターンノイズ算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線撮像装置、固定パターンノイズ算出方法、及び固定パターンノイズ算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線撮像装置では、赤外線検出画素がもつ感度のばらつきや回路のゲイン及びオフセットのばらつきなどの装置固有の固定パターンノイズ（Ｆｉｘｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ、以下、ＦＰＮと略する。）が発生する。特に、赤外線検出画素が２次元状に配置された撮像素子を有する赤外線撮像装置では、各赤外線検出画素が特性の変動を有しているため、結果として、比較的長い時間で変化するＦＰＮが発生する。【０００３】
赤外線撮像装置にこのようなＦＰＮが発生すると、均一な温度の面を撮像しても、均一な輝度（濃度）の撮像画像が得られない。そこで、赤外線線撮像装置では、装置内にシャッタを設け、外部から赤外線検出画素に入射する光を遮断した状態でＦＰＮを算出し、ＦＰＮを補正することが行われている（例えば特許文献１参照）。【０００４】
また、赤外線撮像装置に関するものではないが、撮像装置におけるＦＰＮ補正を行う技術として特許文献２がある。【０００５】
特許文献２は、動画撮像中に得た複数の撮像画像データを重畳し、重畳後の撮像画像データから高周波成分をフィルタによって抽出することでＦＰＮを算出する撮像装置を開示している。【０００６】
また、特許文献３は、輝度が一様の複数の撮像画像データの平均に近い値を与える連続関数を求め、この平均からこの連続関数を減算してＦＰＮ補正を行う方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開２００９−０８９１３８号公報
【特許文献２】日本国特開２００６−１４０９８２号公報
【特許文献３】日本国特開平０２−０４６０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、シャッタを閉じた状態でＦＰＮを算出する方法では、赤外線撮像装置の動作中に、定期的にシャッタが閉じることになる。このため、動画撮像中であれば、撮像される動画像が定期的に途切れることになる。【０００９】
特許文献２に記載の撮像装置は、シャッタを閉じることなくＦＰＮを算出することができる。しかし、特許文献２に記載の撮像装置は可視光を撮像する装置が前提であり、赤外線撮像装置に適用しても十分なＦＰＮ補正を行うことができない。【００１０】
つまり、赤外線撮像装置におけるＦＰＮは高周波成分であるとは限らず、高周波成分以外のＦＰＮも存在する。このため、特許文献２に記載の方法を赤外線撮像装置に適用すると、高周波成分以外のＦＰＮを除去することができず、撮像画像品質を十分に向上させることができない。【００１１】
特許文献３に記載の方法は、輝度が一様の複数の撮像画像データを得る必要があるため、動画撮像に適用することはできない。【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、動画像を途切れることなく撮像しながら、ＦＰＮを高精度に算出することのできる赤外線撮像装置と固定パターンノイズ算出方法及びプログラム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】
【００１３】
本発明の赤外線撮像装置は、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子と、上記撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出部と、を備えるものである。【００１４】
本発明の固定パターンノイズ算出方法は、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップを備えるものである。【００１５】
本発明の固定パターンノイズ算出プログラムは、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動画像を途切れることなく撮像しながら、ＦＰＮを高精度に算出することのできる赤外線撮像装置と固定パターンノイズ算出方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための赤外線撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＦＰＮ算出部１９による移動範囲に対応するＦＰＮの算出方法を説明するための図である。
【図３】図１に示す赤外線撮像装置のＦＰＮ算出動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す赤外線撮像装置の構成の変形例を示す図である。
【図５】図４に示す赤外線撮像装置のＦＰＮ算出動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】選択撮像画像データの数Ｎと移動速度Ｖとの関係を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はＦＰＮの算出方法の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための赤外線撮像装置の概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示す赤外線撮像装置は、撮像レンズ１と、撮像レンズ１を通して被写体を撮像する撮像素子３と、アナログ信号処理部６と、アナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）７と、撮像素子駆動部１０と、を備える。
【００２１】
撮像素子３は、撮像レンズ１を介して集光された、被写体から放射された赤外線（一般的には、波長８μｍ〜１２μｍの光）を検出する二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を有する。撮像素子３は、撮像素子駆動部１０により駆動される。
【００２２】
赤外線検出画素に用いる赤外線検出素子としては、例えば焦電素子が挙げられる。或いは、ゼーベック効果を生じさせる熱電対を接続したサーモパイル型、温度上昇による抵抗値の変化を利用したボロメータ型などの赤外線検出素子を用いることもできる。
【００２３】
なお、赤外線検出素子についてはこれらに限定されるべきものでなく、赤外線を検出できるものであればその種類は問わない。本明細書では、撮像素子３の全ての赤外線検出画素から出力される画素信号の集合を撮像画像データという。
【００２４】
アナログ信号処理部６は、撮像素子３から出力される撮像画像データの各画素信号値にゲインを乗じて増幅する増幅処理を含むアナログ信号処理を行う。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換回路７は、アナログ信号処理部６から出力されるアナログの撮像画像データをデジタルデータに変換する。
【００２６】
アナログ信号処理部６、Ａ／Ｄ変換回路７、及び撮像素子駆動部１０は、システム制御部１１によって制御される。
【００２７】
システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００２８】
更に、赤外線撮像装置の電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、Ａ／Ｄ変換回路７から出力される撮像画像データを表示部２３で表示可能な形式に変換する処理等を行うデジタル信号処理部１７と、撮像素子３により撮像して得られる撮像画像データに動体（動く物体）が含まれるか否かを判定する動体判定部１８と、撮像素子３の赤外線検出画素から出力されるＦＰＮを算出するＦＰＮ算出部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備える。
【００２９】
メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、ＦＰＮ算出部１９、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
【００３０】
動体判定部１８は、撮像素子３により撮像して得られる時系列で並ぶ複数の撮像画像データの比較（例えばパターンマッチング等）により、撮像画像データから動体を検出する処理行い、動体を検出した場合に、撮像画像データに動体が含まれると判定する。
【００３１】
ＦＰＮ算出部１９は、一定期間で撮像素子３により撮像して得られた撮像画像データのうち、撮像素子３に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから複数の選択撮像画像データを選択する。ＦＰＮ算出部１９は、選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、撮像素子３の複数の赤外線検出画素の少なくとも一部のＦＰＮとしてメインメモリ１６のＦＰＮ記憶領域に記憶する。
【００３２】
ＦＰＮ算出部１９は、具体的には、複数の選択撮像画像データにおいて、この複数の選択撮像画像データの各々のうちの動体の移動範囲内のデータを平均して平均画像データを生成する。ＦＰＮ算出部１９は、この平均画像データをこの移動範囲に対応する赤外線検出画素のＦＰＮとしてメインメモリ１６のＦＰＮ記憶領域に記憶する。
【００３３】
図２は、ＦＰＮ算出部１９による移動範囲に対応するＦＰＮの算出方法を説明するための図である。
【００３４】
図２において、符号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、それぞれ、撮像素子３により動体ＯＢを含む被写体を順次撮像して得られた撮像画像データを示す。
【００３５】
動体判定部１８は、撮像画像データＧ１と撮像画像データＧ２の比較により動体ＯＢを検出する。動体ＯＢが検出されると、撮像画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３において、動体ＯＢが移動した移動範囲Ｈを特定することができる。
【００３６】
図２では、撮像画像データＧ２において、撮像画像データＧ１における動体ＯＢが存在していた位置を破線で示している。また、撮像画像データＧ３において、撮像画像データＧ１における動体ＯＢが存在していた位置を破線で示し、撮像画像データＧ２における動体ＯＢが存在していた位置を一点鎖線で示している。
【００３７】
ＦＰＮ算出部１９は、撮像画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３から検出された動体ＯＢの軌跡により、撮像画像データＧ１，Ｇ２，Ｇ３の各々において、動体ＯＢが移動した移動範囲Ｈを特定する。
【００３８】
具体的には、撮像画像データＧ３において、動体ＯＢが存在している領域と、撮像画像データＧ１において動体ＯＢが存在していた領域と、撮像画像データＧ２において動体ＯＢが存在していた領域とを全て内包する範囲を移動範囲Ｈとする。
【００３９】
ＦＰＮ算出部１９は、撮像画像データＧ３における移動範囲Ｈ内の各画素信号値と、撮像画像データＧ２における移動範囲Ｈ内の各画素信号値と、撮像画像データＧ１における移動範囲Ｈ内の各画素信号値とを平均して平均画像データを生成する。
【００４０】
ＦＰＮ算出部１９は、この平均画像データを、撮像画像データにおける移動範囲Ｈの各画素信号値を出力する赤外線検出画素（移動範囲Ｈに対応する赤外線検出画素）のＦＰＮとしてメインメモリ１６に記憶する。
【００４１】
図２における移動範囲Ｈでは、撮像画像データ毎に、動体ＯＢの位置がランダムに変化する。このため、この移動範囲Ｈ内の各画素信号値を３つの撮像画像データで平均すると、被写体に対応する信号成分は相殺されて小さくなる。このため、平均画像データには、ＦＰＮに対応する信号成分だけが残る。したがって、この平均画像データをＦＰＮとして用いることが可能となる。
【００４２】
図２では、３つの撮像画像データについて移動範囲Ｈ内の画素信号値の平均を求める例を説明したが、平均を算出する対象となる選択撮像画像データの数が増えることで、被写体に対応する信号成分を極力小さくすることができるため、平均画像データをＦＰＮとして用いることが可能となる。
【００４３】
図３は、図１に示す赤外線撮像装置のＦＰＮ算出動作を説明するためのフローチャートである。
【００４４】
赤外線撮像装置の電源がオンされると、システム制御部１１が撮像素子３に被写体の動画撮像を開始させる（ステップＳ１）。
【００４５】
動画撮像が開始されると、撮像素子３から撮像画像データが出力され、この撮像画像データが処理されてメインメモリ１６に記憶される（ステップＳ２）。メインメモリ１６に記憶された撮像画像データは、デジタル信号処理部１７により、ＦＰＮ補正領域に記憶されているＦＰＮが減算されるＦＰＮ補正等の処理が行われて記録用データに変換される。この記録用データに基づく画像は表示部２３に表示されるとともに、この記録用画像データは記録媒体２１に記録される。
【００４６】
図１に示す赤外線撮像装置では、例えば、撮像素子３による動画撮像中は、撮像素子３から１秒間に６０個の撮像画像データが出力される。メインメモリ１６には、３００個の撮像画像データが記憶可能となっており、３００個の撮像画像データが記憶された後は、最も古い撮像画像データが削除されて、その代わりに最新の撮像画像データが記憶される。
【００４７】
メインメモリ１６のＦＰＮ記憶領域に記憶されているＦＰＮの更新タイミングになると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、動体判定部１８は、メインメモリ１６に記憶された過去一定期間（例えば５秒間）に撮像して得られた複数（＝３００個）の撮像画像データに対し、動体検出処理を行う（ステップＳ４）。
【００４８】
メインメモリ１６のＦＰＮ記憶領域に記憶されているＦＰＮの更新タイミングは、予め決められたタイミングであり、ここでは、５秒に１回のタイミングとする。なお、ステップＳ３においてＦＰＮの更新タイミングではない場合には、ステップＳ１に処理が戻る。
【００４９】
ステップＳ４の動体検出処理の結果、動体判定部１８が動体を検出した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ＦＰＮ算出部１９は、メインメモリ１６に記憶されている３００個の撮像画像データのうちの動体を含む複数の撮像画像データから、複数の撮像画像データを選択する。ここで選択した撮像画像データを選択撮像画像データという。ステップＳ５の判定がＮＯのときはステップＳ１に処理が戻る。
【００５０】
ＦＰＮ算出部１９は、選択した複数の選択撮像画像データの各々のうちの動体が移動する移動範囲内の画素信号値を平均して平均画像データを生成する（ステップＳ６）。
【００５１】
ＦＰＮ算出部１９は、ＦＰＮ記録領域に記録されている上記移動範囲に対応する赤外線検出画素のＦＰＮを上記平均画像データで上書きして、上記移動範囲に対応する赤外線検出画素のＦＰＮを更新する（ステップＳ７）。
【００５２】
以上のように、図１に示す赤外線撮像装置によれば、動画撮像中であっても、シャッタを閉じることなく、また、動画像の画質を変動させることなくＦＰＮを算出することができる。また、複数の選択撮像画像データの平均によってＦＰＮを算出するため、動画撮像中でも問題なく適用することができる。
【００５３】
また、ＦＰＮ算出部１９は、複数の選択撮像画像データの平均を算出することでＦＰＮを生成する。このため、生成されたＦＰＮを用いて撮像画像データのＦＰＮ補正を行うことで、高周波成分以外のＦＰＮについても除去することが可能となり、撮像画像品質を向上させることができる。
【００５４】
赤外線撮像装置を自動車等の車に搭載した場合には、車が移動を開始することで、被写体全体が動体となる。そのため、図３で説明した処理により、撮像素子３の全ての赤外線検出画素に対してＦＰＮを更新していくことが可能となる。
【００５５】
なお、同じ期間中に得られた動体を含む複数の撮像画像データであっても、この動体が細かく動いている場合には、より少ない数の選択撮像画像データの平均によって、被写体に対応する信号成分を小さくすることができる。
【００５６】
このため、ＦＰＮ算出部１９は、メインメモリ１６に記憶された動体を含む複数の撮像画像データにおける動体の移動量の積算値が大きいほど、平均画像データの算出対象とする選択撮像画像データの数を少なくするのが好ましい。
【００５７】
この場合、動体判定部１８は、動体を含む複数の撮像画像データに含まれる動体の移動ベクトル（図２の符号Ｍ１，Ｍ２）をＦＰＮ算出部１９に通知する。
【００５８】
ＦＰＮ算出部１９は、動体を含む複数の撮像画像データについて求められた複数の移動ベクトルの各々の大きさ（動体の移動量に相当）の積算値を求める。そして、ＦＰＮ算出部１９は、求めた積算値に応じた数の選択撮像画像データを、動体を含む撮像画像データの中から選択し、選択した選択撮像画像データについて、移動範囲内のデータを平均して平均画像データを生成する。
【００５９】
このようにすることで、撮像する被写体の状況に応じて、ＦＰＮ算出に要する時間及び演算処理量を最適化することができる。
【００６０】
図４は、図１に示す赤外線撮像装置の構成の変形例を示す図である。図４に示す赤外線撮像装置は、車に搭載して用いることを想定している。
【００６１】
図４に示す赤外線撮像装置は、動体判定部１８の代わりに速度検出部３０を設け、ＦＰＮ算出部１９の機能を一部変更している点を除いては、図１に示す赤外線撮像装置と同じ構成である。
【００６２】
速度検出部３０は、赤外線撮像装置の移動速度を検出する。速度検出部３０は、赤外線撮像装置に設けられた加速度センサやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサ等の物理センサによって移動速度を検出するものを用いることができる。又は、速度検出部３０は、撮像素子３により連続撮像して得られる複数の撮像画像データに共通に含まれる被写体部分の動きベクトルを演算し、この動きベクトルの大きさに基づいて、移動速度を検出してもよい。
【００６３】
図５は、図４に示す赤外線撮像装置のＦＰＮ算出動作を説明するためのフローチャートである。図５において、図３と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ＦＰＮの更新タイミングになると、ＦＰＮ算出部１９は、速度検出部３０により検出された移動速度を取得し、移動速度が閾値ＴＨ１以上か否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００６５】
移動速度が閾値ＴＨ１未満であればステップＳ１に処理が戻る。一方、移動速度が閾値ＴＨ１以上であれば、ＦＰＮ算出部１９は、メインメモリ１６に記憶されている３００個の撮像画像データのうち、最新のものからＮ個（Ｎは２以上の自然数）の撮像画像データを選択撮像画像データとして選択する。そして、選択したＮ個の選択撮像画像データについて、各画素信号値を平均して、平均画像データを生成する（ステップＳ１５）。
【００６６】
次に、ＦＰＮ算出部１９は、ＦＰＮ記憶領域に記憶されている全ての赤外線検出画素のＦＰＮを、ステップＳ１５で生成した平均画像データで上書きして、ＦＰＮを更新する（ステップＳ１６）。
【００６７】
移動速度が閾値ＴＨ１以上になっている場合、すなわち、赤外線撮像装置を搭載する車が移動している場合には、被写体全体が撮像素子３に対して動く動体となる。このため、ＦＰＮ更新のタイミングで移動速度が閾値ＴＨ１以上になっていれば、そのタイミングよりも前に得られてメインメモリ１６に記憶された最新のものから数えてＮ個の撮像画像データの各々は、全く異なる被写体を撮像して得た撮像画像データとなる。したがって、このＮ個の撮像画像データを平均することで、被写体に応じた信号成分を相殺してＦＰＮだけを残した平均画像データを得ることができる。
【００６８】
このように、図４に示した赤外線撮像装置によれば、赤外線撮像装置の移動速度が閾値ＴＨ１以上の場合に、撮像素子３によって撮像された過去Ｎ個の撮像画像データの各々の各画素信号値の平均を、各赤外線検出画素のＦＰＮとして算出する。このため、図１に示した赤外線撮像装置と同様に、動画撮像時における動画像の途切れを発生させたり、動画像の画質が変動したりするのを防ぐことができる。
【００６９】
また、撮像画像データから動体を検出する処理が不要となるため、図１に示す赤外線撮像装置よりも簡単にＦＰＮを算出することができる。
【００７０】
なお、上記閾値ＴＨ１は、あまりに小さい値に設定すると、ステップＳ１５で選択するＮ個の選択撮像画像データに差が生じなくなり、平均化による被写体に応じた信号成分の相殺効果が弱くなる。このため、上記閾値ＴＨ１は、この相殺効果が期待できる程度に大きな値に設定しておく。
【００７１】
また、図５のステップＳ１５で選択する選択撮像画像データの数Ｎは、ステップＳ１４で判定した移動速度の大きさに応じて決定してもよい。
【００７２】
図６は、選択撮像画像データの数Ｎと移動速度Ｖとの関係を示す図である。図６では、閾値ＴＨ１を５［ｍ／ｓ］としている。
【００７３】
図６に示すように、移動速度Ｖが大きいほど、Ｎの数を小さくすることで、ＦＰＮ算出に要する演算量の削減が可能となる。
【００７４】
以上のように、図１及び図４に示す赤外線撮像装置では、撮像素子３に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の一部又は全部を平均し、平均して得た平均画像データをＦＰＮとして記憶する。
【００７５】
図３のステップＳ６や図５のステップＳ１５において平均を算出する対象となる複数の選択撮像画像データの同じ座標位置に、同じ被写体（例えば空）が含まれていると、平均画像データにおけるこの部分の画素信号値は、被写体に応じた信号成分が相殺されず、そのまま残る可能性がある。
【００７６】
そこで、ＦＰＮ算出部１９は、平均画像データを生成した後、この平均画像データを、図７（ａ）に示すように複数（図７（ａ）では４つ）のエリア６１に分割する。符号６０は平均画像データを示す。
【００７７】
ＦＰＮ算出部１９は、各エリア６１について、エリア６１内の画素信号値を平均して４つのエリア平均値Ａｖを算出する。ＦＰＮ算出部１９は、４つのエリア平均値Ａｖのうちの最小値Ｍｉｎを抽出し、平均画像データ６０の各画素信号値のうちの閾値ＴＨ２以上となる画素信号値を、この最小値Ｍｉｎで置き換えて、最終的なＦＰＮとする。
【００７８】
又は、ＦＰＮ算出部１９は、平均画像データを生成した後、平均画像データの各画素信号値のうちの最小値を抽出し、平均画像データの各画素信号値のうちの閾値ＴＨ２以上となる画素信号値を、抽出した最小値で置き換えて、最終的なＦＰＮとする。
【００７９】
このようにすることで、撮像画像データの各画素信号値からＦＰＮを減算するＦＰＮ補正をデジタル信号処理部１７が行った場合に、空に対応する画素信号値が小さくなりすぎるのを防ぐことができ、被写体の濃淡を反映した画像を提供可能となる。
【００８０】
閾値ＴＨ２は、固定パターンノイズとして発生しうる信号値よりも十分に大きな値に設定しておく。これにより、複数の選択撮像画像データで動かない被写体部分があった場合でのＦＰＮ算出精度を向上させることができる。
【００８１】
本実施形態のＦＰＮ算出部１９が行う各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、このプログラムをコンピュータが読取可能な一時的でない（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体に記録される。
【００８２】
このような「コンピュータ読取可能な記録媒体」は、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）等の光学媒体や、メモリカード等の磁気記録媒体等を含む。また、このようなプログラムを、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。
【００８３】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【００８４】
開示された赤外線撮像装置は、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子と、上記撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出部と、を備えるものである。
【００８５】
開示された赤外線撮像装置は、上記固定パターンノイズ算出部は、上記複数の選択撮像画像データの各々のうちの上記動体の移動範囲内のデータを平均して上記平均画像データを生成し、その平均画像データを上記移動範囲に対応する上記赤外線検出画素の固定パターンノイズとして記憶するものである。
【００８６】
開示された赤外線撮像装置は、上記固定パターンノイズ算出部は、上記複数の撮像画像データに含まれる上記動体の移動量の積算値を算出し、上記積算値が大きいほど、上記選択撮像画像データの数を少なくするものである。
【００８７】
開示された赤外線撮像装置は、上記固定パターンノイズ算出部は、上記複数の選択撮像画像データの各々の全部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素から出力される固定パターンノイズとして記憶するものである。
【００８８】
開示された赤外線撮像装置は、移動速度を検出する速度検出部を更に備え、上記固定パターンノイズ算出部は、上記速度検出部により検出された移動速度が大きいほど、上記選択撮像画像データの数を少なくするものである。
【００８９】
開示された赤外線撮像装置は、上記固定パターンノイズ算出部は、上記平均画像データを構成する画素信号値のうちの最小値、又は、上記平均画像データを複数エリアに分割して得られる各エリアの画素信号値の平均値のうちの最小値を、上記平均画像データの画素信号値のうち閾値以上となる画素信号値と置き換えて、上記固定パターンノイズを算出するものである。
【００９０】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップを備えるものである。
【００９１】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、上記固定パターンノイズ算出ステップでは、上記複数の選択撮像画像データの各々のうちの上記動体の移動範囲内のデータを平均して上記平均画像データを生成し、その平均画像データを上記移動範囲に対応する上記赤外線検出画素の固定パターンノイズとして記憶するものである。
【００９２】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、上記固定パターンノイズ算出ステップでは、上記複数の撮像画像データに含まれる上記動体の移動量の積算値を算出し、上記積算値が大きいほど、上記選択撮像画像データの数を少なくするものである。
【００９３】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、上記固定パターンノイズ算出ステップでは、上記複数の選択撮像画像データの各々の全部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素から出力される固定パターンノイズとして記憶するものである。
【００９４】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、上記固定パターンノイズ算出ステップでは、上記撮像素子を搭載する赤外線撮像装置の移動速度が大きいほど、上記選択撮像画像データの数を少なくするものである。
【００９５】
開示された固定パターンノイズ算出方法は、上記固定パターンノイズ算出ステップでは、上記平均画像データを構成する画素信号値のうちの最小値、又は、上記平均画像データを複数エリアに分割して得られる各エリアの画素信号値の平均値のうちの最小値を、上記平均画像データの画素信号値のうち閾値以上となる画素信号値と置き換えて、上記固定パターンノイズを算出するものである。
【００９６】
開示された固定パターンノイズ算出プログラムは、二次元状に配置された複数の赤外線検出画素を含む撮像素子により上記撮像素子に対して動く動体を含む被写体を撮像して得られた複数の撮像画像データから選択した複数の選択撮像画像データの各々の少なくとも一部を平均した平均画像データを、上記複数の赤外線検出画素の少なくとも一部から出力される固定パターンノイズとして記憶する固定パターンノイズ算出ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、特に車載用カメラ等に適用して利便性が高く、有効である。【００９８】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１４年９月２９日出願の日本特許出願（特願２０１４−１９９０１５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００９９】
３  撮像素子
１９  ＦＰＮ算出部
【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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【国際調査報告】
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