(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効画素領域と、光学的黒領域とを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の光学的黒領域から得られる出力信号に基づいて、前記有効画素領域においてスミアが発生しているスミア発生領域におけるスミア強度及びスミア発生位置を検出するスミア検出手段と、
前記有効画素領域のスミア発生位置の出力信号から、該スミア発生位置における前記光学的黒領域の出力信号を前記固体撮像素子の垂直方向に平均化したＯＢピーク値と、前記光学的黒領域における全出力信号の平均したＯＢ平均値との差分である第１のスミア補正値を減算するとともに、前記スミア発生位置の近傍の出力信号から、前記第１のスミア補正値と前記ＯＢ平均値とから補間により得られた係数を前記第１のスミア補正値にかけることにより算出される第２のスミア補正値を減算してスミア補正を行うスミア補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
有効画素領域と、光学的黒領域とを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の光学的黒領域から得られる出力信号に基づいて、前記有効画素領域においてスミアが発生しているスミア発生領域におけるスミア強度及びスミア発生位置を検出するスミア検出手段と、
前記有効画素領域全体に対して、前記スミア発生領域が占める領域の割合であるスミア発生割合を算出するスミア発生割合算出手段と、
前記スミア発生割合に基づいて黒補正値を算出し、前記有効画素領域の全ての出力信号から前記黒補正値を減算して黒補正を行う黒補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記有効画素領域全体に対して、前記スミア発生領域が占める領域の割合であるスミア発生割合を算出するスミア発生割合算出手段と、
前記スミア発生割合に基づいて黒補正値を算出し、前記有効画素領域の全ての出力信号から前記黒補正値を減算して黒補正を行う黒補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記スミア発生領域における前記光学的黒領域の出力信号を前記固体撮像素子の垂直方向に平均化したＯＢピーク値と、前記光学的黒領域における全出力信号の平均したＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上の場合に、前記スミア発生割合に基づいて前記黒補正値を算出し、前記差分が前記閾値未満の場合に、前記ＯＢ平均値に基づいて前記黒補正値を算出することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記有効画素領域を複数の測光エリアに分割して露光条件を算出する測光手段と、
前記算出した露光条件に基づいて露光制御を行う露光制御手段とを更に備え、
前記測光手段は、前記露光条件の算出時において、前記スミア発生位置、又は、前記スミア発生位置とその近傍に位置する測光エリアの出力信号に対する重み付けを下げるか、又は、使用しないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記有効画素領域を複数の測色エリアに分割し、前記測色エリアごとの色情報を取得する色情報取得手段と、
前記色情報に基づいてホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出手段と、
前記算出したホワイトバランスゲインに基づいてホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段とを更に備え、
前記ホワイトバランスゲイン算出手段は、前記ホワイトバランスゲインの算出時において、前記スミア発生位置、又は、前記スミア発生位置とその近傍に位置する測色エリアの色情報に対する重み付けを下げるか、又は、使用しないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
前記出力信号に対して、彩度を調整するクロマサプレス処理を行うクロマサプレス処理手段を更に備え、
前記クロマサプレス処理手段は、前記スミア発生割合に応じてクロマサプレス処理のパラメータを変更することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項８】
所定のγテーブルに基づいて前記出力信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段を更に備え、
前記ガンマ補正手段は、前記スミア発生割合に応じて前記γテーブルを選択することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像素子から得られた出力信号に基づいて、表示画面上にスルー画を表示させるスルー画モードと、画像の撮像を行う本撮像モードを有しており、
前記スルー画モード時に、前記スミア検出手段によってスミアが検出された場合に、前記スミア補正値及び前記スミア発生割合を記憶する記憶手段を更に備え、
前記スミア補正手段は、前記本撮像モード時において測光を行う際に、前記記憶されたスミア補正値及び前記スミア発生割合に基づいてスミア補正を行うことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記スミア補正値が所定値以上か、又は、前記スミア発生割合が所定値以上の場合に、前記固体撮像素子から読み出される前記出力信号にかけるゲインを下げる手段を更に備えることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に係り、特にスミア現象による画質の劣化を防止する機能を具備したデジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置のスミア補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子を使用した撮像装置によって、太陽やライト等の高輝度被写体を撮影すると、撮影画面の縦方向に帯状の明るい線が現れる。かかる現象はスミア現象と呼ばれ、ＣＣＤの各フォトダイオード（光電変換素子）に生じる電荷を垂直転送路に転送して読み出す際に入射光量の大きな部分の電荷が垂直転送路に溢れ出したり、或いは、入射光自体が垂直転送路に漏れて垂直転送路に電荷を発生させてしまうことによって起こる。
【０００３】
このスミア現象を除去すべく、従来の撮像装置においては、ＣＣＤ撮像素子の複数ライン分の光学的黒領域（オプティカルブラック（ＯＢ）領域）の出力信号を加算平均して１ライン分の信号をラインメモリに記憶し、ＣＣＤ撮像素子の有効画像領域の信号から前記記憶した信号を減算するようにしている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平７−６７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスミア補正回路では画面全体に占めるスミア成分（ブルーミング成分も含む）の割合が大きい場合には、そのスミアが発生している水平方向の画素位置の信号に対する減算値が大きくなり過ぎて（過補正）、スジ状ノイズが発生したり、画像が暗くなったり、逆に補正しきれずに白浮きしてしまう場合があった。また、上記のようにして生じたスジ状ノイズや白浮きのために、測光、測色の精度が低下して露光制御（ＡＥ）やホワイトバランス補正（ＡＷＢ）の精度が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スミア補正の性能を向上させることができるとともに、スミアが発生している状況でも適正な露光制御（ＡＥ）等を行うことができる撮像装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る撮像装置は、有効画素領域と、光学的黒領域とを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光学的黒領域から得られる出力信号に基づいて、前記有効画素領域においてスミアが発生しているスミア発生領域におけるスミア強度及びスミア発生位置を検出するスミア検出手段と、前記有効画素領域のスミア発生位置の出力信号から、該スミア発生位置における前記光学的黒領域の出力信号を前記固体撮像素子の垂直方向に平均化したＯＢピーク値と、前記光学的黒領域における全出力信号の平均したＯＢ平均値との差分である第１のスミア補正値を減算するとともに、前記スミア発生位置の近傍の出力信号から、前記第１のスミア補正値と前記ＯＢ平均値とから補間により得られた係数を前記第１のスミア補正値にかけることにより算出される第２のスミア補正値を減算してスミア補正を行うスミア補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記第１の態様に係る撮像装置によれば、スミア発生位置だけではなく、スミア発生位置の近傍の画素に対してもスミア補正を行うことにより、縦スジ状となるスミアを低減させることができるとともに、スミア検出回路の誤認識により発生する縦スジノイズを低減することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る撮像装置は、有効画素領域と、光学的黒領域とを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光学的黒領域から得られる出力信号に基づいて、前記有効画素領域においてスミアが発生しているスミア発生領域におけるスミア強度及びスミア発生位置を検出するスミア検出手段と、前記有効画素領域全体に対して、前記スミア発生領域が占める領域の割合であるスミア発生割合を算出するスミア発生割合算出手段と、前記スミア発生割合に基づいて黒補正値を算出し、前記有効画素領域の全ての出力信号から前記黒補正値を減算して黒補正を行う黒補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る撮像装置は、上記第１の態様において、前記有効画素領域全体に対して、前記スミア発生領域が占める領域の割合であるスミア発生割合を算出するスミア発生割合算出手段と、前記スミア発生割合に基づいて黒補正値を算出し、前記有効画素領域の全ての出力信号から前記黒補正値を減算して黒補正を行う黒補正手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
上記第２及び第３の態様に係る撮像装置によれば、画面全体（有効画素領域全体）においてスミア発生領域が占める領域の割合に応じて、黒補正を行うことにより、スミアの発生に起因する画面全体の黒レベルの変動を補正することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る撮像装置は、上記第２又は第３の態様において、前記スミア発生領域における前記光学的黒領域の出力信号を前記固体撮像素子の垂直方向に平均化したＯＢピーク値と、前記光学的黒領域における全出力信号の平均したＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上の場合に、前記スミア発生割合に基づいて前記黒補正値を算出し、前記差分が前記閾値未満の場合に、前記ＯＢ平均値に基づいて前記黒補正値を算出することを特徴とする。本発明の第５の態様に係る撮像装置は、上記第１から第４の態様において、前記有効画素領域を複数の測光エリアに分割して露光条件を算出する測光手段と、前記算出した露光条件に基づいて露光制御を行う露光制御手段とを更に備え、前記測光手段は、前記露光条件の算出時において、前記スミア発生位置、又は、前記スミア発生位置とその近傍に位置する測光エリアの出力信号に対する重み付けを下げるか、又は、使用しないことを特徴とする。
【００１２】
上記第５の態様に係る撮像装置によれば、画面を所定の領域に分割して露光条件の測定（測光）を行う分割測光型の露光制御手段を備えた撮像装置において、スミア発生領域を含む測光エリアを露光条件の測定に用いないようにすることにより、スミアの発生に起因する画面の白浮きを防ぎ、画質を改善することができる。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る撮像装置は、上記第１から第４の態様において、前記有効画素領域を複数の測色エリアに分割し、前記測色エリアごとの色情報を取得する色情報取得手段と、前記色情報に基づいてホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出手段と、前記算出したホワイトバランスゲインに基づいてホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段とを更に備え、前記ホワイトバランスゲイン算出手段は、前記ホワイトバランスゲインの算出時において、前記スミア発生位置、又は、前記スミア発生位置とその近傍に位置する測色エリアの色情報に対する重み付けを下げるか、又は、使用しないことを特徴とする。
【００１４】
上記第６の態様に係る撮像装置によれば、画面を所定の領域に分割して色情報の算出を行う分割測色型のホワイトバランス制御手段を備えた撮像装置において、スミア発生領域を含む測色エリアを色情報の測定に用いないようにすることにより、スミアの発生に起因するホワイトバランスのずれを防ぎ、画質を改善することができる。
【００１５】
本発明の第７の態様に係る撮像装置は、上記第２から第４の態様において、前記出力信号に対して、彩度を調整するクロマサプレス処理を行うクロマサプレス処理手段を更に備え、前記クロマサプレス処理手段は、前記スミア発生割合に応じてクロマサプレス処理のパラメータを変更することを特徴とする。
【００１６】
上記第７の態様に係る撮像装置によれば、スミア（ブルーミングを含む）の発生に起因する白浮き部分における色ノイズの発生を低減できる。
【００１７】
本発明の第８の態様に係る撮像装置は、上記第２から第４の態様において、所定のγテーブルに基づいて前記出力信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段を更に備え、前記ガンマ補正手段は、前記スミア発生割合に応じて前記γテーブルを選択することを特徴とする。
【００１８】
上記第８の態様に係る撮像装置によれば、スミア（ブルーミングを含む）の発生に起因してダイナミックレンジが変動した際に、変動したダイナミックレンジに合わせたγテーブルを選択することができる。
【００１９】
本発明の第９の態様に係る撮像装置は、上記第３の態様において、前記固体撮像素子から得られた出力信号に基づいて、表示画面上にスルー画を表示させるスルー画モードと、画像の撮像を行う本撮像モードを有しており、前記スルー画モード時に、前記スミア検出手段によってスミアが検出された場合に、前記スミア補正値及び前記スミア発生割合を記憶する記憶手段を更に備え、前記スミア補正手段は、前記本撮像モード時において測光を行う際に、前記記憶されたスミア補正値及び前記スミア発生割合に基づいてスミア補正を行うことを特徴とする。
【００２０】
上記第９の態様に係る撮像装置によれば、撮像前のスルー画モード時に、あらかじめスミアの発生を検出して、スミア補正値やスミア発生割合を検出して記憶しておき、これらの記憶したパラメータを、撮像前の測光時のスミア補正に用いることにより、本撮像時の露光条件の取得に要する時間を短縮することができる。
【００２１】
本発明の第１０の態様に係る撮像装置は、上記第９の態様において、前記スミア補正値が所定値以上か、又は、前記スミア発生割合が所定値以上の場合に、前記固体撮像素子から読み出される出力信号にかけるゲインを下げる手段を更に備えることを特徴とする。
【００２２】
上記第１０の態様に係る撮像装置によれば、画面全体においてスミアが広範囲に発生している場合や、スミアが強い場合に、アナログゲインやＩＳＯ感度を下げることにより、スミアの影響発生を抑制して画質を改善することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、スミア発生位置だけではなく、スミア補正の性能を向上させることができるとともに、スミアが発生している状況でも適正な露光制御（ＡＥ）、ホワイトバランス制御、クロマサプレス処理、ガンマ補正等を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２５】
［固体撮像素子の構造］
まず、本発明に係る撮像装置に使用されるＣＣＤ撮像素子の構造について説明する。図１は、ＣＣＤ固体撮像素子（以下、「ＣＣＤ」という）の一例を模式的に示す平面図である。
【００２６】
ＣＣＤ１０は、多数の受光セルが水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）に一定の配列周期で配置された二次元撮像デバイス（イメージセンサ）である。各受光セルの側部には、垂直転送路（垂直ＣＣＤ）が形成されており、各受光セルで蓄積された電荷は、ＣＣＤ駆動時に垂直ＣＣＤに移され、更に垂直ＣＣＤ上の電荷は、図１上で下方向に順次転送される。
【００２７】
ＣＣＤ１０の下部（垂直ＣＣＤの下端側）には、水平転送路（水平ＣＣＤ）１２が設けられており、垂直ＣＣＤから順次転送される１ライン分の信号電荷を受け取る。水平ＣＣＤ１２は、２相駆動されて水平ＣＣＤ１２上の電荷を水平方向に順次移送する。水平ＣＣＤ１２の最終段１２Ａ（図１上で最右段）は出力部１４に接続されている。出力部１４は出力アンプを含み、入力された信号電荷の電荷検出を行い、信号電圧として出力する。こうして、各受光セルで光電変換した信号が、点順次の信号列として出力される。
【００２８】
また、ＣＣＤ１０において、四辺にはそれぞれ遮光された光学的黒領域（ＯＢ領域）１６が形成されており、遮光されていない部分は有効画素領域１８となっている。なお、本実施形態では、ＯＢ領域１６は、ＣＣＤ１０の上端部の８ライン分とする。
【００２９】
［撮像装置の構成例］
次に、本発明に係る撮像装置の実施の形態について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る撮像装置を示すブロック図である。図２に示す撮像装置には、上述したＣＣＤ１０が搭載されている。
【００３０】
撮像装置全体の動作は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０によって統括制御されている。操作部２２は、電源スイッチ、レリーズボタン、撮影モードと再生モードとを切り換えるためのモード切替えスイッチ、ズームやコマ送り等の各種の指令信号を出力するマルチファンクションの十字キー等を含む。この操作部２２からの各種の操作信号は、ＣＰＵ２０に加えられるようになっている。なお、この撮像装置は、レリーズボタンをＯＮするごとに静止画を撮影する静止画の撮影モード（静止画モード）の他に、レリーズボタンがＯＮされている間、所定のフレームレートで連続的に撮影を行う動画の撮影モード（動画モード）があり、これらのモードは操作部２２からの操作入力によって適宜選択できるようになっている。
【００３１】
静止画や動画の撮影時には、被写体を示す画像光は、撮影レンズ２４及び絞り２６を介して、ＣＣＤ１０の受光面に結像される。ＣＣＤ１０に蓄積された電荷は、ＣＣＤドライバ２８により電圧信号として読み出され、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）３０に出力される。
【００３２】
ＡＦＥ３０は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、色分離回路、ゲイン調整回路等のアナログ処理部３２及びＡ／Ｄ変換器３４を含み、入力する信号に対して相関二重サンプリング処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の色分離処理し、各色信号の信号レベルの調整が行われる。アナログ処理部３２から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３４により１２ビットのデジタル信号に変換された後、Ｒ，Ｇ，ＢのＣＣＤ−ＲＡＷデータとして画像信号処理回路４６に加えられる。
【００３３】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）４０は、ＣＰＵ２０の指令に従ってＣＣＤドライバ２８、ＡＦＥ３０に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００３４】
メモリ（ＳＲＡＭ（Static RAM））４２は、画像データを一時記憶したり、後述する画像処理等を行う際に使用されるワークメモリとして機能する。ＲＯＭ４４には、プログラムや調整値などが予め記憶されており、これらのプログラムや調整値は適宜読み出される。
【００３５】
図３に示すように、画像信号処理回路４６は、スミア補正回路４８、黒補正回路５０、ホワイトバランス調整回路５２、ガンマ補正回路５４、ＹＣ変換回路５６、輪郭補正回路５８及び色差マトリクス回路６０等を有しており、ＡＦＥ３０から入力するＣＣＤ−ＲＡＷデータに対して各種の信号処理を施す。
【００３６】
スミア補正回路４８は、入力するＣＣＤ−ＲＡＷデータの中のスミア成分が混入しているデータからスミア成分を除去する。なお、このスミア補正回路４８の詳細については後述する。スミア補正されたデータは、続いて黒補正回路５０にて黒レベル補正が行われる。この黒レベル補正は、図１に示したＯＢ領域１６から得られるデータの積算平均値を基準として行われる。
【００３７】
その後、ホワイトバランス調整回路５２、ガンマ補正回路５４及びＹＣ変換回路５６により、Ｒ，Ｇ，Ｂデータのホワイトバランス調整、ガンマ補正、Ｒ，Ｇ，Ｂデータから輝度データＹ及び色差データＣｒ、Ｃｂの生成処理（ＹＣ変換）が行われる。そして、輝度データＹは、輪郭補正回路５８により輪郭強調処理が行われ、色差データＣｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路６０により色再現性を向上させる色補正が行われる。
【００３８】
画像信号処理回路４６で処理された画像データ（ＹＣデータ）は、ビデオ・エンコーダ６４においてエンコーディングされ、カメラ背面に設けられている液晶モニタ（ＬＣＤ）６６に出力され、これにより被写体像がＬＣＤ６６の表示画面上に表示される。
【００３９】
また、画像信号処理回路４６で処理されたＹＣデータは圧縮伸張処理回路６２に出力され、ＪＰＥＧ（joint photgraphic experts group）形式等に所定の圧縮処理が実行された後、メディアコントローラ６８を介してメモリカード７０に記録される。
【００４０】
［第１の実施形態］
次に、上記スミア補正回路４８について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係るスミア補正回路を示すブロック図である。
【００４１】
図４に示すスミア補正回路４８−１は、加算回路１００と、ラインメモリ１０２と、メモリコントローラ１０４と、ＯＢ位置検出カウンタ１０６と、除算回路１０８と、スミア検出回路１１０と、スミア補正値算出回路１１２と、スミア発生位置記憶回路１１６と、減算回路１１４を備える。
【００４２】
加算回路１００には、ＡＦＥ３０から１２ビットのＣＣＤ−ＲＡＷデータのうちの８ビットのデータが入力されるようになっている。この８ビットは、例えば、１２ビットのうちの下位８ビットである。なお、１〜８ビット目までの下位８ビットに限らず、例えば、３〜１０ビット目までの８ビットでもよい。これは、スミア信号の特徴から信号精度をあまり必要としない領域を圧縮するためである。
【００４３】
この加算回路１００の他の入力には、ラインメモリ１０２から出力される８ビットのデータが加えられるようになっている。加算回路１００は、ＡＦＥ３０から入力されるデータと、ラインメモリ１０２から出力されるデータを所定の回数（例えば、８回）加算する。除算回路１０８は、加算回路１００によって算出された加算値を加算回数で除算して入力データの平均値を算出し、その平均値をラインメモリ１０２に出力する。
【００４４】
ラインメモリ１０２は、８ビットのデータをＣＣＤ１０の１ライン分記憶することができるもので、データが読み書きされるラインメモリ１０２上のアドレス指定及びデータの書き込みは、メモリコントローラ１０４からのアドレス信号Address及びライト・イネーブル信号ＷＥによって行われる。
【００４５】
また、メモリコントローラ１０４は、ＯＢ位置検出カウンタ１０６から入力するイネーブル信号Enableに基づいて、前記アドレス信号Address及びライト・イネーブル信号ＷＥを出力する。即ち、ＯＢ位置検出カウンタ１０６は、ＴＧ４０から入力する垂直同期信号ＶＤによってリセットされ、その後、ＴＧ４０から入力する水平同期信号ＨＤをカウントすることで、ＡＦＥ３０から現在、何ライン目のデータが出力されているかを検出することができる。また、ＯＢ位置検出カウンタ１０６には、ＣＰＵ２０によってＣＣＤ１０のＯＢ領域１６のアドレスが設定されている。そして、ＯＢ位置検出カウンタ１０６は、ＯＢ領域１６のライン（この実施の形態では、ＣＣＤ１０の上端部の２ライン分）のデータを入力している期間だけ、メモリコントローラ１０４にイネーブル信号Enableを出力して、メモリコントローラ１０４を動作可能にする。
【００４６】
従って、ＯＢ領域１６のデータを入力している間、加算回路１００とラインメモリ１０２とを使用して８ライン分のＯＢ領域１６のデータを垂直方向に加算平均した１ライン分のデータ列の算出が行われる。
【００４７】
このようにしてラインメモリ１０２には、ＯＢ領域１６の１ライン分のデータ列が記憶保持され、このデータ列は、アドレス信号Address（１ラインの水平方向の画素位置に相当する信号）とともにスミア検出回路１１０に出力される。
【００４８】
図５は、ＯＢ領域１６の平均化された１ライン分のデータ列（ＯＢ値）の一例を示す図である。同図において、ａはＣＣＤ１０のＯＢ領域全体のデータの平均値を示し、ｂ、ｃは平均値ａよりも著しく大きいデータであり、ｂはＯＢ領域内に画素欠陥があったために大きな値となった箇所を示し、ｃはスミア成分がＯＢ領域に流入したために大きな値となった箇所を示している。
【００４９】
スミア検出回路１１０の他の入力には、ＣＰＵ２０からスミア検出用の所定の閾値Ｔｈが加えられており、スミア検出回路１１０は、図５に示すようにＯＢ領域１６の平均化された１ライン分のＯＢ値のうちの閾値Ｔｈを超えるデータの位置をスミアが発生している位置として検出する。スミア補正値算出回路１１２は、この位置の本線のデータに対するスミア補正値を算出する。即ち、前記閾値Ｔｈを超えるＯＢ値からＯＢ領域のデータの平均値を減算し、その減算値をスミア補正値とする。スミア補正値算出回路１１２は、このようにして算出したスミア補正値を減算回路１１４に出力する。
【００５０】
減算回路１１４の他の入力には、本線のデータが加えられており、減算回路１１４は、本線のデータから前記スミア補正値を減算し、この減算した本線のデータをスミア補正後のデータとして出力する。なお、スミア補正値算出回路１１２は、減算回路１１４に加えられている本線のデータの水平方向のアドレスと同じアドレスのスミア補正値を減算回路１１４に出力している。
【００５１】
スミア発生位置記憶回路１１６は、スミア検出回路１１０によってスミアが検出された画素の位置情報（水平方向の画素の位置情報）を記憶する。
【００５２】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。まず、ＡＦＥ３０からデータ（ＣＣＤ−ＲＡＷデータ）が入力されると、入力されたデータがＯＢ領域のデータか否かが判別され（ステップＳ１０）、ＯＢ領域のデータの場合には、そのＯＢ領域の全データの平均値（ＯＢ平均値）が算出されるとともに、８ライン分のＯＢ領域１６のデータを垂直方向に平均化した１ライン分のデータ列（ＯＢピーク値）が算出される（ステップＳ１２）。
【００５３】
次に、水平方向の各画素位置ごとに、その画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上か否かを判別する（ステップＳ１４）。前記差分が所定の閾値以上の場合には（ステップＳ１４のＹｅｓ）、スミア検出回路１１０により水平方向の画素位置（スミア発生位置）ｘが取得され、スミア発生位置記憶回路１１６に記憶される。また、スミア補正値算出回路１１２によりその画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分がスミア補正値として減算回路１１４に出力される（ステップＳ１６）。更に、図７に示すスミア発生位置ｘの近傍の画素（位置（ｘ−１）、（ｘ＋１））におけるスミア補正値が算出され（ステップＳ１８）、減算回路１１４に出力される（ステップＳ２０）。そして、減算回路１１４により本線のデータからスミア補正値が減算されて（ステップＳ２２）、スミア補正が実行される。ステップＳ１８では、スミア発生位置ｘの近傍の画素（位置（ｘ−１）、（ｘ＋１））におけるスミア補正値は、例えば、位置ｘにおけるスミア補正値とＯＢ平均値とから補間により得られた係数をスミア補正値にかけることにより算出することができる。
【００５４】
一方、前記差分が所定の閾値未満の場合には（ステップＳ１４のＮｏ）、黒補正回路５０によって、ステップＳ１２において算出されたＯＢ平均値に基づいて黒補正データが算出され（ステップＳ２４）、減算回路１１４に出力される。そして、減算回路１１４により本線のデータから黒補正値が減算されて（ステップＳ２２）、黒補正が実行される。
【００５５】
本実施形態によれば、スミア発生位置だけではなく、スミア発生位置の近傍の画素に対してもスミア補正を行うことにより、縦スジ状となるスミアを低減させることができるとともに、スミア検出回路１１０の誤認識により発生する縦スジノイズを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、スミア発生位置ｘの両隣の２画素（位置（ｘ−１）、（ｘ＋１））に対してスミア補正を行うようにしたが、例えば、スミア発生位置ｘの両側の数画素に対して、スミア発生位置ｘからの距離に応じて、スミア補正を行うようにしてもよい。
【００５７】
［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。図８は、本発明の第２の実施形態に係るスミア補正回路を示すブロック図である。なお、以下の説明において、図４と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図８に示すスミア補正回路４８−２は、加算回路１００と、ラインメモリ１０２と、メモリコントローラ１０４と、ＯＢ位置検出カウンタ１０６と、除算回路１０８と、スミア検出回路１１０と、スミア補正値算出回路１１２と、スミア発生位置記憶回路１１６と、減算回路１１４と、スミア発生割合算出・記憶回路１１８を備える。
【００５９】
スミア発生割合算出・記憶回路１１８は、有効画素領域全体に対するスミア発生領域の割合（スミア発生割合）を算出して記憶する装置である。スミア発生割合は、例えば、有効画素領域の水平方向の画素数に対するスミア発生位置ｘの数の比により表される。
【００６０】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。まず、ＡＦＥ３０からデータ（ＣＣＤ−ＲＡＷデータ）が入力されると、入力されたデータがＯＢ領域のデータか否かが判別され（ステップＳ３０）、ＯＢ領域のデータの場合には、そのＯＢ領域の全データの平均値（ＯＢ平均値）が算出されるとともに、８ライン分のＯＢ領域１６のデータを垂直方向に平均化した１ライン分のデータ列（ＯＢピーク値）が算出される（ステップＳ３２）。
【００６１】
次に、水平方向の各画素位置ごとに、その画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上か否かを判別する（ステップＳ３４）。前記差分が所定の閾値以上の場合には（ステップＳ３４のＹｅｓ）、スミア検出回路１１０により水平方向の画素位置（スミア発生位置）ｘが取得され、スミア発生位置記憶回路１１６に記憶されるとともに、スミア発生割合算出・記憶回路１１８によってスミア発生割合が算出される。更に、スミア補正値算出回路１１２によりその画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分がスミア補正値として減算回路１１４に出力される（ステップＳ３６）。
【００６２】
次に、ステップＳ１６において算出されたスミア発生割合に基づいて、黒補正回路５０によって黒補正値が算出され（ステップＳ３８）、減算回路１１４に出力される（ステップＳ４０）。そして、減算回路１１４により本線のデータからスミア補正値及び黒補正値が減算されて（ステップＳ４２）、スミア補正及び黒補正が実行される。
【００６３】
一方、前記差分が所定の閾値未満の場合には（ステップＳ３４のＮｏ）、黒補正回路５０によって、ステップＳ３２において算出されたＯＢ平均値に基づいて黒補正データが算出され（ステップＳ４４）、減算回路１１４に出力される。そして、減算回路１１４により本線のデータから黒補正値が減算されて（ステップＳ４２）、黒補正が実行される。
【００６４】
本実施形態によれば、画面全体（有効画素領域全体）においてスミア発生領域が占める領域の割合に応じて、黒補正を行うことにより、スミアの発生に起因する画面全体の黒レベルの変動を補正することができる。例えば、スミア発生領域の面積が大きく、画面が白くなった場合には、画面全体を黒くするように補正することができる。
【００６５】
［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。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図である。図１０に示すように、画像信号処理回路４６は、スミア補正回路４８、黒補正回路５０、ホワイトバランス調整回路５２、ガンマ補正回路５４、ＹＣ変換回路５６、輪郭補正回路５８及び色差マトリクス回路６０を備え、測光エリア指定部７２を更に備える。
【００６６】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。まず、ＡＦＥ３０からデータ（ＣＣＤ−ＲＡＷデータ）が入力されると、入力されたデータがＯＢ領域のデータか否かが判別され（ステップＳ５０）、ＯＢ領域のデータの場合には、そのＯＢ領域の全データの平均値（ＯＢ平均値）が算出されるとともに、８ライン分のＯＢ領域１６のデータを垂直方向に平均化した１ライン分のデータ列（ＯＢピーク値）が算出される（ステップＳ５２）。
【００６７】
次に、水平方向の各画素位置ごとに、その画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上か否かを判別する（ステップＳ５４）。前記差分が所定の閾値以上の場合には（ステップＳ５４のＹｅｓ）、スミア検出回路１１０により水平方向の画素位置（スミア発生位置）ｘが取得され、スミア発生位置記憶回路１１６に記憶される。更に、スミア補正値算出回路１１２によりその画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分がスミア補正値として減算回路１１４に出力される（ステップＳ５６）。そして、減算回路１１４により本線のデータからスミア補正値が減算されて（ステップＳ５８）、スミア補正が実行される。
【００６８】
一方、前記差分が所定の閾値未満の場合には（ステップＳ５４のＮｏ）、黒補正回路５０によって、ステップＳ５２において算出されたＯＢ平均値に基づいて黒補正データが算出され（ステップＳ６０）、減算回路１１４に出力される。そして、減算回路１１４により本線のデータから黒補正値が減算されて（ステップＳ５８）、黒補正が実行される。
【００６９】
ステップＳ５６においてスミア発生位置が取得されると、図１２に示すように、測光エリア指定部７２によって、露光条件の測定に用いる測光エリアの中から、スミア発生位置に当たる測光エリアが検出され（ステップＳ７０）、検出された測光エリアが露光条件の測定に用いる測光エリアから除外され（ステップＳ７２）、露光制御（ＡＥ）が行われる。また、図１３に示すように、ホワイトバランス調整回路５２によって、色情報の取得に用いる測色エリアの中から、スミア発生位置に当たる測色エリアが検出され（ステップＳ８０）、検出された測色エリアが色情報の取得に用いる測色エリアから除外され（ステップＳ８２）、自動ホワイトバランス制御（ＡＷＢ）が行われる。
【００７０】
本実施形態によれば、画面を所定の領域に分割して露光条件の測定（測光）を行う分割測光型の露光制御手段を備えた撮像装置において、スミア発生領域を含む測光エリアを露光条件の測定に用いないようにすることにより、スミアの発生に起因する画面の白浮きを防ぎ、画質を改善することができる。
【００７１】
更に、本実施形態によれば、画面を所定の領域に分割して色情報の算出を行う分割測色型のホワイトバランス制御手段を備えた撮像装置において、スミア発生領域を含む測色エリアを色情報の測定に用いないようにすることにより、スミアの発生に起因するホワイトバランスのずれを防ぎ、画質を改善することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、スミア発生領域を含む測光エリアを測光に用いないようにしたが、例えば、測光時においてスミア発生領域を含む測光エリアに対する重み付けを軽くするようにしてもよい。また、同様に、測色時においてスミア発生領域を含む測色エリアに対する重み付けを軽くするようにしてもよい。
【００７３】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第４の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図である。図１４に示すように、画像信号処理回路４６は、スミア補正回路４８、黒補正回路５０、ホワイトバランス調整回路５２、ガンマ補正回路５４、ＹＣ変換回路５６、輪郭補正回路５８及び色差マトリクス回路６０を備え、クロマサプレス機能部７４を更に備える。なお、スミア補正回路４８は、上記図８と同様であるため説明を省略する。
【００７４】
クロマサプレス機能部７４は、色差マトリクス回路６０により色補正された色差データＣｒ、Ｃｂが入力され、彩度変調処理（クロマサプレス）を施す。クロマサプレス機能部７４において、クロマサプレス処理に用いるパラメータは、スミア補正回路４８のスミア発生割合算出・記憶回路１１８（図８参照）によって算出されたスミア発生割合に基づいて調整される。例えば、スミア発生領域において、クロマサプレス処理のパラメータに重み付けをして彩度を抑えることにより、スミアを目立たなくすることができる。例えば、図１５に示すように輝度が高い領域と低い領域にかけるゲインを下げることにより、スミアを目立たなくすることができる。
【００７５】
本実施形態によれば、スミア（ブルーミングを含む）の発生に起因する白浮き部分における色ノイズの発生を低減できる。
【００７６】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１６は、本発明の第５の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図である。なお、スミア補正回路４８は、上記図８と同様であるため説明を省略する。図１６に示すように、本実施形態のガンマ補正回路５４には、スミア補正回路４８のスミア発生割合算出・記憶回路１１８（図８参照）によって算出されたスミア発生割合が入力され、このスミア発生割合に基づいてγ補正に用いるγテーブルが選択される。
【００７７】
図１７は、γテーブルの例を示すグラフである。図１７に示すように、スミア発生割合が大きい場合、すなわち、画面全体におけるスミア発生領域の割合が大きい場合には、傾きが大きいγテーブルを選択する。これにより、黒が潰れた出力になり、スミアを目立たなくすることができる。
【００７８】
本実施形態によれば、スミア（ブルーミングを含む）の発生に起因してダイナミックレンジが変動した際に、変動したダイナミックレンジに合わせたγテーブルを選択することができる。
【００７９】
［第６の実施形態］
上記の各実施形態では、撮像時にスミアの発生を検出するようにしたが、撮像前のスルー画モード時に、あらかじめスミアの発生を検出して、スミア補正値を検出しておくようにしてもよい。
【００８０】
図１８は、本発明の第６の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。まず、撮像装置の電源が投入されて、レリーズボタンが押下される前には（ステップＳ１００のＮｏ）、スルー画モードが実行され、ＬＣＤ６６にスルー画が表示される（ステップＳ１０２）。なお、スルー画モードでは有効画素領域の全ての画素についての読み出しは行われないのに対し、本撮像モードでは有効画素領域の全ての画素について画像信号の読み出しが行われる。
【００８１】
スルー画モード時においてＡＦＥ３０からデータ（ＣＣＤ−ＲＡＷデータ）が入力されると、入力されたデータがＯＢ領域のデータか否かが判別され（ステップＳ１０４）、ＯＢ領域のデータの場合には、そのＯＢ領域の全データの平均値（ＯＢ平均値）が算出されるとともに、８ライン分のＯＢ領域１６のデータを垂直方向に平均化した１ライン分のデータ列（ＯＢピーク値）が算出される（ステップＳ１０６）。
【００８２】
次に、水平方向の各画素位置ごとに、その画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分が所定の閾値以上か否かを判別する（ステップＳ３４）。前記差分が所定の閾値以上の場合には（ステップＳ３４のＹｅｓ）、スミア検出回路１１０により水平方向の画素位置（スミア発生位置）ｘが取得され、スミア発生位置記憶回路１１６に記憶されるとともに、スミア発生割合算出・記憶回路１１８によってスミア発生割合が算出される。更に、スミア補正値算出回路１１２によりその画素位置のＯＢピーク値とＯＢ平均値との差分がスミア補正値として減算回路１１４に出力される（ステップＳ１１０）。そして、本撮像時において使用するスミア補正のパラメータが再計算される（ステップＳ１１２）。ここに、スミア補正のパラメータとは、上記ステップＳ１１０において算出されたスミア補正値に基づいて算出されるスミア発生位置近傍の画素に対するスミア補正値や、スミア発生割合に基づいて算出される黒補正値、使用しない測光エリア及び測色エリア、クロマサプレス処理に用いるパラメータ、γテーブル等である。
【００８３】
次に、減算回路１１４により、上記ステップＳ１１０において算出されたスミア補正値、及び、上記ステップＳ１１２において算出されたスミア補正のパラメータが本線のデータから減算されて（ステップＳ１１４）、スミア補正が実行される。
【００８４】
一方、前記差分が所定の閾値未満の場合には（ステップＳ１０８のＮｏ）、黒補正回路５０によって、ステップＳ１０６において算出されたＯＢ平均値に基づいて黒補正データが算出され、減算回路１１４に出力される（ステップＳ１１６）。そして、減算回路１１４により本線のデータから黒補正値が減算されて（ステップＳ１１４）、黒補正が実行される。
【００８５】
次に、上記ステップＳ１１４において補正されたデータが画像信号処理回路４６に出力されて、ステップＳ１００の処理に戻る。なお、このステップＳ１００からステップＳ１１８間での処理は、スルー画モード時、すなわち、レリーズボタンが押下される前において、所定の時間間隔ごとに（例えば、ＣＣＤ撮像素子１０からの信号の読み出しのタイミングごとに）繰り返し実行される。
【００８６】
次に、レリーズボタンが押下（半押し）されると（ステップＳ１００のＹｅｓ）、本撮像モードに移行する（ステップＳ１２０）。そして、ＡＥ用の本測光が実施され（ステップＳ１２２）、レリーズボタンが全押しされると（ステップＳ１２４のＹｅｓ）、撮像された画像のデジタル信号に対して、上記ステップＳ１１０及びＳ１１２において算出されたパラメータを用いてスミア補正が行われて、画像信号の取り込みが行われ（ステップＳ１２６）、ステップＳ１００の処理に戻る。
【００８７】
本実施形態によれば、撮像前のスルー画モード時に、あらかじめスミアの発生を検出して、スミア補正値やスミア発生割合を検出して記憶しておき、これらの記憶したパラメータを、撮像前の測光時のスミア補正に用いることにより、本撮像時の露光条件の取得に要する時間を短縮することができる。
【００８８】
［第７の実施形態］
図１９は、本発明の第７の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１９のステップＳ１３０からＳ１４８までの処理、及び、ステップＳ１５６からＳ１６２までの処理は、それぞれ上記図１８のステップＳ１００からＳ１１８及びＳ１２０からＳ１２６と同様であるため説明を省略する。
【００８９】
本実施形態では、ステップＳ１４８の次にステップＳ１５０に進み、スミアが所定値以上の場合、すなわち、ステップＳ１４０において算出されたスミア発生割合又はスミア補正値が所定値以上の場合に（ステップＳ１５０のＹｅｓ）、図２０に示すように、シャッタスピードに応じて設定された、ＡＦＥ３０において画像信号に加えるアナログゲイン（ＩＳＯ感度に相当）を標準値（デフォルト値）より下げて（ステップＳ１５２）、ステップＳ１３０の処理に戻る。一方、スミアが所定値未満の場合には（ステップＳ１５０のＹｅｓ）、アナログゲインを標準値（デフォルト値）として（ステップＳ１５４）、ステップＳ１３０の処理に戻る。
【００９０】
本実施形態によれば、撮像前のスルー画モード時に、あらかじめスミアの発生を検出して、スミア補正値を検出しておくことにより、撮像の実行からスミア補正までに要する時間を短縮することができるとともに、画面全体においてスミアが広範囲に発生している場合や、スミアが強い場合に、アナログゲインやＩＳＯ感度を下げることにより、スミアの影響を抑制することにより画質を改善することができる。また、アナログゲインを下げることによりスミアの強度が強い場合にも画質の劣化を抑制でき、スミア強度に対する画質のタフネス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】ＣＣＤ固体撮像素子の一例を模式的に示す平面図
【図２】本発明の一実施形態に係る撮像装置を示すブロック図
【図３】画像信号処理回路の内部構成例を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態に係るスミア補正回路を示すブロック図
【図５】ＯＢ領域１６の平均化された１ライン分のデータ列（ＯＢ値）の一例を示す図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャート
【図７】ＣＣＤのスミア発生画素の近傍を模式的に示す図
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスミア補正回路を示すブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャート
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャート
【図１２】測光に使用しない測光エリアを指定する手順を示すフローチャート
【図１３】色情報の算出に使用しない測色エリアを指定する手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図
【図１５】クロマサプレス処理のパラメータの例を示すグラフ
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る画像信号処理回路を示すブロック図
【図１７】γテーブルの例を示すグラフ
【図１８】本発明の第６の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャート
【図１９】本発明の第７の実施形態に係るスミア補正方法の処理の流れを示すフローチャート
【図２０】アナログゲインとシャッタスピードの関係を模式的に示すグラフ
【符号の説明】
【００９２】
１０…ＣＣＤ固体撮像素子、１２…水平転送路（水平ＣＣＤ）、１４…出力部、１６…光学的黒領域（ＯＢ領域）、１８…有効画素領域、２０…中央処理装置（ＣＰＵ）、２２…操作部、２４…撮影レンズ、２６…絞り、２８…ＣＣＤドライバ、３０…アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）、３２…アナログ処理部、３４…Ａ／Ｄ変換器、４０…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、４２…メモリ（ＳＲＡＭ（Static RAM））、４４…ＲＯＭ、４６…画像信号処理回路、４８…スミア補正回路、５０…黒補正回路、５２…ホワイトバランス調整回路、５４…ガンマ補正回路、５６…ＹＣ変換回路、５８…輪郭補正回路、６０…色差マトリクス回路、６４…ビデオ・エンコーダ、６６…液晶モニタ（ＬＣＤ）、６８…メディアコントローラ、７０…メモリカード、１００…加算回路、１０２…ラインメモリ、１０４…メモリコントローラ、１０６…ＯＢ位置検出カウンタ、１０８…除算回路、１１０…スミア検出回路、１１２…スミア補正値算出回路、１１４…減算回路、１１６…スミア発生位置記憶回路
【図１】
0004768448.tif 000002
【図２】
0004768448.tif 000003
【図３】
0004768448.tif 000004
【図４】
0004768448.tif 000005
【図５】
0004768448.tif 000006
【図６】
0004768448.tif 000007
【図７】
0004768448.tif 000008
【図８】
0004768448.tif 000009
【図９】
0004768448.tif 000010
【図１０】
0004768448.tif 000011
【図１１】
0004768448.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004768448.tif 000014
【図１４】
0004768448.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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