(57)【要約】  注目画素の周囲に低飽和画素があるときであっても、正確に欠陥画素を処理することができる画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供する。画像処理装置３０は、撮像素子１０５が生成した画像データと、複数の画素の各々の飽和レベルを取得する第３外部Ｉ／Ｆ部３１と、第３外部Ｉ／Ｆ部３１が取得した飽和レベルに基づいて、画像データに含まれる欠陥画素のノイズを処理するノイズ処理部３２と、を備える。
2018020685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを処理する画像処理装置であって、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素における注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとに基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出する欠陥画素検出部を有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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベルよりも低い場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベル以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする請求項３または４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の周囲の参照画素の画素値と前記参照画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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７】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい場合、または複数の前記参照画素の各々の画素値の少なくとも１つ以上が複数の前記参照画素の前記飽和レベルの各々より小さい場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素が２つ以上の画素を含み、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい非飽和画素か否か判定し、少なくとも前記参照画素内の非飽和画素を用いて前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、前記非飽和画素よりも重みを低くして前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、または、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の画素の数が所定の閾値以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素を補正する欠陥画素補正部を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素を除く前記参照画素を用いて前記欠陥画素を補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素の重みを他の前記参照画素より低くして前記欠陥画素を補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記複数の画素の各々の位置情報と前記飽和レベルとを関連付けた飽和画素情報を取得することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記取得部は、前記画像データにおける前記複数の画素の各々に前記飽和レベルが設定された飽和レベルマップを取得することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、該飽和レベルが他の画素より低い低飽和画素を補正する低飽和画素補正部を備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記ノイズは、明暗に関わらず発生するノイズであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記欠陥画素は、白傷または黒傷および点滅欠陥ノイズのいずれかであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１９】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２０】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置に、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、
を実行させ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、撮像素子に生じる欠陥画素によって生じるノイズを処理する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、撮像装置に用いられる撮像素子では、製造時のばらつきや劣化等によって画素を構成する回路に欠陥が生じた場合、その画素から読み出される画素値が周囲の画素（以下「周囲画素」という）の画素値より高くなったり、低くなったりする。このような欠陥が生じた画素（以下、「欠陥画素」という）の画素値を補正する技術として、注目画素の周囲画素の画素値を集団としたときの画素値の分散を演算するとともに、この分散を基に注目画素の画素値と周囲画素の画素値との差分値を正規化した、注目画素の周囲画素における画素値の突出度合いを示す突出度を算出することによって、欠陥画素の画素値を補正する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、注目画素の画素値の突出度と、注目画素と同一位置の異なる色フィルタの画素値の突出度とを比較して欠陥画素であるか否かの判定を行い、注目画素が欠陥画素である場合、注目画素の画素値を周囲画素の画素値を用いて補正する。【０００３】
また、撮像素子では、露光量に応じて発生する電荷に対応する画素値を読み出している。撮像素子の各画素における電荷の最大蓄積量（飽和電荷量）は、撮像素子の製造誤差等により画素毎にばらつきが生じる。例えば、コントラストがなく高輝度の平坦被写体を撮像した場合、読み出された画素値は一律に飽和し、全画素が同等の画素値を示すことが好ましいが、画素毎のばらつきに起因して飽和電荷量が低い画素では他の画素よりも低い画素値で飽和してしまい、画素値が同等の画素値を示さないという問題点がある。このように、他の画素の画素値と比べて、低い画素値で飽和する画素（以下、「低飽和画素」という）の画素値を、周囲画素の画素値の平均値に置換することで、注目画素の画素値を補正する技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５３３３２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１５４１０５号
【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、上述した特許文献１では、注目画素の画素値および周囲画素の画素値を用いて欠陥画素の検出および補正を行う場合において、欠陥画素の周囲に低飽和画素があるとき、欠陥画素の検出の精度が低下したり、欠陥画素の補正精度が低くなったりするという問題点があった。【０００６】
特に医療用内視鏡などの、観察する被写体や条件が制限されるような機器においては、最も重要な条件で最も良い画質になるように設計される。例えば、医療用内視鏡では、ユーザである医師が最も診断しやすい露光条件において、ノイズが少なく観察対象である生体等の被検体が最も見やすくなるように、その露光条件で平均的に蓄積される電荷量を決定する。その結果、重要では無い条件（例えば、医療用内視鏡に使う可能性が著しく低い飽和した条件や真っ暗な条件）で、上述した問題がより顕著になる。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、注目画素の周囲に低飽和画素があるときであっても、正確に欠陥画素を処理することができる画像処理装置、画像処理方法およ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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを処理する画像処理装置であって、前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理部と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記ノイズ処理部は、前記複数の画素における注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとに基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出する欠陥画素検出部を有することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベルよりも低い場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベル以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の周囲の参照画素の画素値と前記参照画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい場合、または複数の前記参照画素の各々の画素値の少なくとも１つ以上が複数の前記参照画素の前記飽和レベルの各々より小さい場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記参照画素は２つ以上の画素を含み、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい非飽和画素か否か判定し、少なくとも前記参照画素内の非飽和画素を用いて前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、前記非飽和画素よりも重みを低くして前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、または、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の画素の数が所定の閾値以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする。【００１８】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素を補正する欠陥画素補正部を有することを特徴とする。【００１９】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素を除く前記参照画素を用いて前記欠陥画素を補正することを特徴とする。【００２０】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素の重みを他の前記参照画素より低くして前記欠陥画素を補正することを特徴とする。【００２１】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素の重みを他の前記参照画素より低くして前記欠陥画素を補正することを特徴とする。【００２２】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記取得部は、前記画像データにおける前記複数の画素の各々に前記飽和レベルが設定された飽和レベルマップを取得することを特徴とする。【００２３】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、該飽和レベルが他の画素より低い低飽和画素を補正する低飽和画素補正部を備えることを特徴とする。【００２４】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記ノイズは、明暗に関わらず発生するノイズであることを特徴とする。【００２５】
また、本発明に係る画像処理装置は、上記発明において、前記欠陥画素は、白傷または黒傷および点滅欠陥ノイズのいずれかであることを特徴とする。【００２６】
また、本発明に係る画像処理方法は、２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、を含むことを特徴とする。【００２７】
また、本発明に係るプログラムは、２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置に、前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、注目画素の周囲に低飽和画素があるときであっても、正確に欠陥画素を処理することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る撮像素子の要部の構成を模式的に示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る撮像素子における欠陥画素と低飽和画素の一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る低飽和画素情報記録部が記録する低飽和画素情報の一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る低飽和画素情報記録部が記録する低飽和画素情報の別の一例を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置が実行するノイズ処理の概要を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図６の欠陥画素検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図６の欠陥画素補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８の方向判別処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明の実施の形態１に係る方向判別における注目画素の周囲に欠陥画素がある一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、図６の低飽和画素補正処理の概要を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施の形態１に係る低飽和画素補正部が行う補間Ａ判定の概要を模式的に説明する図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る低飽和画素補正部が行う補間Ａ判定の概要を模式的に説明する図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明の実施の形態１に係る低飽和画素補正部が行う補間Ａ判定の概要を模式的に説明する図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態１の変形例に係る欠陥画素検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態１の形態の変形例に係る欠陥画素検出部による平均値の算出方法を模式的に説明する図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態２に係る画像処理装置が実行するノイズ処理の概要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】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
〔撮像システムの構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す撮像システム１は、撮像装置１０と、画像処理装置３０と、表示装置４０と、を備える。
【００３２】
〔撮像装置の構成〕
まず、撮像装置１０の構成について説明する。撮像装置１０は、図１に示すように、光学系１０１と、絞り１０２と、シャッタ１０３と、ドライバ１０４と、撮像素子１０５と、アナログ処理部１０６と、Ａ／Ｄ変換部１０７と、操作部１０８と、メモリＩ／Ｆ部１０９と、記録媒体１１０と、揮発メモリ１１１と、不揮発メモリ１１２と、バス１１３と、撮像制御部１１４と、第１外部Ｉ／Ｆ部１１５と、を備える。
【００３３】
光学系１０１は、単数または複数のレンズを用いて構成される。光学系１０１は、例えばフォーカスレンズとズームレンズとを用いて構成される。
【００３４】
絞り１０２は、光学系１０１が集光した光の入射量を制限することで露出の調整を行う。絞り１０２は、後述する撮像制御部１１４の制御のもと、光学系１０１が集光した光の入射量を制限する。なお、絞り１０２を用いずに、シャッタ１０３や撮像素子１０５における電子シャッタを用いて光の入射量を制限するようにしてもよい。なお、光学系１０１、絞り１０２は、撮像装置１０に対して着脱可能であってもよい。
【００３５】
シャッタ１０３は、撮像素子１０５の状態を露光状態または遮光状態に設定する。シャッタ１０３は、例えばフォーカルプレーンシャッタ等を用いて構成される。なお、シャッタ１０３を用いずに、撮像素子１０５における電子シャッタを用いてもよい。
【００３６】
ドライバ１０４は、後述する撮像制御部１１４の制御のもと、光学系１０１、絞り１０２およびシャッタ１０３を駆動する。例えば、ドライバ１０４は、光学系１０１を光軸Ｏ１に沿って移動させることによって、撮像装置１０のズーム倍率の変更またはピント位置の調整を行う。
【００３７】
撮像素子１０５は、後述する撮像制御部１１４の制御のもと、光学系１０１が集光した光を受光して画像データ（電気信号）に変換して出力する。撮像素子１０５は、複数の画素が２次元状に配置されたＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等を用いて構成される。この各画素の前面には、ベイヤー配列のＲＧＢフィルタが配置されている。なお、撮像素子１０５は、ベイヤー配列に限定されず、例えばＦｏｖｉｏｎのような積層型の形式でも勿論かまわない。また、用いるフィルタはＲＧＢに限定されず、補色フィルタ等任意のフィルタを適用できる。また、別途、異なるカラー光を時分割で照射可能な光源を配置し、撮像素子１０５には、フィルタを配置せず、照射する色を変更しながら順次取り込んだ画像を使用してカラー画像を構成できるようにしてもよい。また、撮像素子１０５は、受光量を電子的に制御可能な電子シャッタ機能を有する。
【００３８】
ここで、撮像素子１０５の構成について詳細に説明する。図２は、撮像素子１０５の要部の構成を模式的に示す概略図である。なお、図２に示す撮像素子１０５は、画素の開口率向上により感度を向上させるため、複数の画素で読み出し回路を共有している例を示している。なお、図２に示す撮像素子１０５は、水平方向（横方向）に２画素×垂直方向（縦方向）に４画素の８画素に対して、１つの読み出し回路が配置されている。なお、図２においては、水平方向（横方向）に２画素×垂直方向（縦方向）に４画素の８画素に対して、１つの読み出し回路を１グループとする例を説明したが、本実施の形態１の撮像素子１０５上には、上述した画素および読み出し回路が、水平方向および垂直方向に並んで配置されているものとする。
【００３９】
図２に示すように、撮像素子１０５は、露光により光を受光し、光電変換を行うことによって、露光量に対応した電荷を発生する複数の画素１０５ａ（フォトダイオード）と、複数の画素１０５ａの各々に設けられ、撮像制御部１１４の制御に応じて開閉する第１スイッチ１０５ｂと、複数の画素１０５ａの各々から出力された信号（電荷）を転送する転送線１０５ｃと、複数の画素１０５ａの各々から出力された信号を蓄積するＦＤ部１０５ｄ（Floating  Diffusion）と、ＦＤ部１０５ｄから出力された信号を増幅するアンプ部１０５ｅと、撮像制御部１１４の制御に応じて開閉する第２スイッチ１０５ｆと、第２スイッチ１０５ｆを制御する制御線１０５ｇと、アンプ部１０５ｅで増幅された電気信号を転送する転送線１０５ｈと、を備える。
【００４０】
このように構成された撮像素子１０５は、画素１０５ａ（１）〜１０５ａ（８）における露光量に対応する信号を画素値として読み出す場合、まず、ＦＤ部１０５ｄをリセット状態にして、撮像制御部１１４が第１スイッチ１０５ｂ（１）のみをオンとすることで、画素１０５ａ（１）に発生した電荷をＦＤ部１０５ｄに転送する。その後、撮像素子１０５は、撮像制御部１１４が第２スイッチ１０５ｆをオンとすることで、ＦＤ部１０５ｄに蓄積された電荷をアンプ部１０５ｅによって増幅させて画素値として読み出す（出力する）。次に、撮像素子１０５は、ＦＤ部１０５ｄをリセット状態にして、撮像制御部１１４が第１スイッチ１０５ｂ（２）のみをオンとすることで、画素１０５ａ（２）に発生した電荷をＦＤ部１０５ｄに転送する。その後、撮像素子１０５は、撮像制御部１１４が第２スイッチ１０５ｆをオンとすることで、ＦＤ部１０５ｄに蓄積された電荷をアンプ部１０５ｅによって増幅させて画素値として読み出す。撮像素子１０５は、このような読み出し動作を順次行うことによって、画素１０５ａ（１）〜１０５ａ（８）における露光量に対応する信号を順次画素値として出力することができる。なお、本実施の形態１では、ＦＤ部１０５ｄ以降が複数の画素１０５ａの各々から電荷を読み出す読み出し回路として機能する。
【００４１】
図１に戻り、撮像装置１０の構成の説明を続ける。
アナログ処理部１０６は、撮像素子１０５から入力されるアナログ信号に対して、所定のアナログ処理を施してＡ／Ｄ変換部１０７へ出力する。具体的には、アナログ処理部１０６は、撮像素子１０５から入力されるアナログ信号に対して、ノイズ低減処理およびゲインアップ処理等を行う。例えば、アナログ処理部１０６は、アナログ信号に対して、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに目的の明るさとなるようにゲインアップを行う。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換部１０７は、アナログ処理部１０６から入力されるアナログ信号に対して、Ａ／Ｄ変換を行うことによってデジタルの画像データ（以下、「ＲＡＷ画像データ」という）を生成し、バス１１３を介して揮発メモリ１１１に出力する。なお、Ａ／Ｄ変換部１０７は、後述する撮像装置１０の各部に対してＲＡＷ画像データを直接出力するようにしてもよい。なお、上述したアナログ処理部１０６とＡ／Ｄ変換部１０７を撮像素子１０５に設け、撮像素子１０５がデジタルのＲＡＷ画像データを直接出力するようにしてもよい。
【００４３】
操作部１０８は、撮像装置１０の各種の指示を与える。具体的には、操作部１０８は、撮像装置１０の電源状態をオン状態またはオフ状態に切り替える電源スイッチ、静止画撮影の指示を与えるレリーズスイッチ、撮像装置１０の各種設定を切り替える操作スイッチおよび動画撮影の指示を与える動画スイッチ等を有する。
【００４４】
記録媒体１１０は、撮像装置１０の外部から装着されるメモリカードを用いて構成され、メモリＩ／Ｆ部１０９を介して撮像装置１０に着脱自在に装着される。また、記録媒体１１０は、撮像制御部１１４の制御のもと、メモリＩ／Ｆ部１０９を介してプログラムおよび各種情報それぞれを不揮発メモリ１１２に出力してもよい。
【００４５】
揮発メモリ１１１は、バス１１３を介してＡ／Ｄ変換部１０７から入力される画像データを一時的に記録する。例えば、揮発メモリ１１１は、アナログ処理部１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７およびバス１１３を介して、撮像素子１０５が１フレーム毎に順次出力する画像データを一時的に記録する。揮発メモリ１１１は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等を用いて構成される。
【００４６】
不揮発メモリ１１２は、Ｆｌａｓｈメモリ等を用いて構成され、撮像装置１０を動作させるための各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データを記録する。また、不揮発メモリ１１２は、プログラム記録部１１２ａと、撮像素子１０５における画素の位置に応じた欠陥画素の位置情報（位置情報は、画素値を読み出す読み出し回路（アンプ部１０５ｅの位置情報）または欠陥画素が生じる画素の位置情報のいずれか一方または両方を含む）を記録する欠陥画素情報記録部１１２ｂと、撮像素子１０５における画素の位置に応じた低飽和画素の位置情報（位置情報は、画素値を読み出す読み出し回路（アンプ部１０５ｅの位置情報）または低飽和画素が生じる画素の位置情報のいずれか一方または両方を含む）を記録する低飽和画素情報記録部１１２ｃと、を有する。ここで、欠陥画素とは、白傷、黒傷および点滅欠陥ノイズのいずれかである。
【００４７】
バス１１３は、撮像装置１０の各構成部位を接続する伝送路等を用いて構成され、撮像装置１０の内部で発生した各種データを撮像装置１０の各構成部位に転送する。
【００４８】
撮像制御部１１４は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を用いて構成され、操作部１０８からの指示信号やレリーズ信号に応じて撮像装置１０を構成する各部位に対する指示やデータの転送等を行って撮像装置１０の動作を統括的に制御する。例えば、撮像制御部１１４は、操作部１０８からセカンドレリーズ信号が入力された場合、撮像装置１０における撮影動作の制御を開始する。ここで、撮像装置１０における撮影動作とは、撮像素子１０５の露光タイミング、アナログ信号の出力タイミング、および撮像素子１０５が出力したアナログ信号に対し、アナログ処理部１０６かつＡ／Ｄ変換部１０７が所定の処理を施す動作をいう。このように処理が施された画像データは、撮像制御部１１４の制御のもと、バス１１３およびメモリＩ／Ｆ部１０９を介して記録媒体１１０に記録される。
【００４９】
第１外部Ｉ／Ｆ部１１５は、バス１１３を介して外部の機器から入力される情報を不揮発メモリ１１２または揮発メモリ１１１へ出力する一方、バス１１３を介して外部の機器へ揮発メモリ１１１が記録する情報、不揮発メモリ１１２が記録する情報および撮像素子１０５が生成した画像データを出力する。具体的には、第１外部Ｉ／Ｆ部１１５は、バス１１３を介して画像処理装置３０に撮像素子１０５が生成した画像データ、欠陥画素情報および低飽和画素情報を出力する。
【００５０】
〔画像処理装置の構成〕
次に、画像処理装置３０の構成について説明する。画像処理装置３０は、第３外部Ｉ／Ｆ部３１と、ノイズ処理部３２と、画像処理部３３と、操作部３４と、記録部３５と、画像処理制御部３６と、を備える。
【００５１】
第３外部Ｉ／Ｆ部３１は、撮像装置１０の第１外部Ｉ／Ｆ部１１５を介して撮像素子１０５によって生成された画像データ、不揮発メモリ１１２内の欠陥画素情報記録部１１２ｂが記録する欠陥画素情報および低飽和画素情報記録部１１２ｃが記録する低飽和画素情報を取得する取得部として動作し、取得した画像データ、欠陥画素情報および低飽和画素情報をノイズ処理部３２および記録部３５へ出力する。第３外部Ｉ／Ｆ部３１および第１外部Ｉ／Ｆ部１１５は、例えば双方向に情報をやり取り可能な制御ケーブルや無線通信等を介して接続されている。なお、本実施の形態では、第３外部Ｉ／Ｆ部３１が取得部として機能する。
【００５２】
ノイズ処理部３２は、第３外部Ｉ／Ｆ部３１から入力されたＲＡＷ画像に対して、飽和レベルに基づいて、欠陥画素に起因するノイズを処理して画像処理部３３へ出力する。ノイズ処理部３２は、欠陥画素検出部５１と、欠陥画素補正部５２と、低飽和画素補正部５３と、を有する。
【００５３】
欠陥画素検出部５１は、ＲＡＷ画像データを用いて、欠陥画素および欠陥画素のレベルを検出する。具体的には、欠陥画素検出部５１は、飽和レベルに基づいて、欠陥画素を検出する。また、欠陥画素のレベル（以下、「欠陥画素レベル」という）は、撮像素子１０５の状態（例えば温度や電圧等）により変化する。このため、本実施の形態１において、少なくとも、欠陥画素検出部５１は、ＲＡＷ画像データを用いて、欠陥画素レベルを検出する。なお、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素情報として位置を入力し、欠陥画素レベルを検出するようにしてもよいし、欠陥画素の位置およびレベルの両方を検出するようにしてもよい。さらに、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素の位置のみ検出するようにし、後述する低飽和画素補正部５３において欠陥画素を用いずに（除外して）、低飽和画素の周囲画素を用いて補正するようにしてもよい。
【００５４】
欠陥画素補正部５２は、飽和レベルに基づいて、ＲＡＷ画像データにおける欠陥画素を補正する。具体的には、欠陥画素補正部５２は、欠陥画素検出部５１によって検出された欠陥画素レベルに基づいて、欠陥画素を補正する。なお、欠陥画素補正部５２は、欠陥画素の位置のみを使用し、欠陥画素の周囲画素を用いて補正するようにしてもよい。
【００５５】
低飽和画素補正部５３は、ＲＡＷ画像データの低飽和画素を補正する。具体的には、低飽和画素補正部５３は、低飽和画素情報（欠陥画素以外の低飽和画素における低飽和画素の位置と飽和レベルに関する情報と、欠陥画素における欠陥画素の位置と飽和レベルに関する情報と、を含む）に基づいて、低飽和画素が飽和している場合、低飽和画素の周囲画素と同様の画素値となるように補正する一方、低飽和画素が飽和していない場合、低飽和画素の画素値をそのまま出力する。
【００５６】
画像処理部３３は、ノイズ処理部３２によってノイズが補正された画像データに対して、所定の画像処理を行って表示装置４０へ出力する。ここで、所定の画像処理とは、少なくとも、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、撮像素子１０５がベイヤー配列の場合には画像データの同時化処理、カラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む基本の画像処理を行う。また、画像処理部３３は、予め設定された各画像処理のパラメータに基づいて、自然な画像を再現する画像処理を行う。ここで、各画像処理のパラメータとは、コントラスト、シャープネス、彩度、ホワイトバランスおよび階調の値である。
【００５７】
操作部３４は、画像処理装置３０に関する各種操作信号の入力を受け付ける。操作部３４は、例えば十字ボタン、プッシュボタンおよびタッチパネル等を用いて構成される。
【００５８】
記録部３５は、揮発メモリや不揮発性メモリを用いて構成され、第３外部Ｉ／Ｆ部３１から出力された欠陥画素情報および低飽和画素情報を記録する。なお、記録部３５は、上述したノイズ処理部３２によって検出された欠陥画素の位置、欠陥画素レベルおよび飽和レベルの各々を記録するようにしてもよい。
【００５９】
画像処理制御部３６は、画像処理装置３０を構成する各部を統括的に制御する。画像処理制御部３６は、ＣＰＵ等を用いて構成される。画像処理制御部３６は、画像処理装置３０を構成する各部の指示やデータ等の転送を制御する。
【００６０】
〔表示装置の構成〕
次に、表示装置４０の構成について説明する。表示装置４０は、画像処理装置３０から入力される画像データに対応する画像を表示する。表示装置４０は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）等の表示パネル等を用いて構成される。
【００６１】
以上の構成を有する撮像システム１は、画像処理装置３０が撮像素子１０５において発生する欠陥画素および／または低飽和画素を補正し、表示装置４０が画像処理装置３０によって画像処理が施された画像データに対応する画像を表示する。
【００６２】
〔低飽和画素情報〕
次に、低飽和画素情報記録部１１２ｃが記録する低飽和画素情報について説明する。図３は、撮像素子における欠陥画素と低飽和画素の一例を模式的に示す図である。図４は、低飽和画素情報記録部１１２ｃが記録する低飽和画素情報の一例を模式的に示す図である。図５は、低飽和画素情報記録部１１２ｃが記録する低飽和画素情報の別の一例を模式的に示す図である。図３において、画素Ｐ１が正常な画素を示し（ハッチなし）、画素Ｐ２（ハッチあり）が白傷や黒傷または点滅欠陥ノイズ等の欠陥画素を示し、画素Ｐ３（ハッチあり）が低飽和画素を示す。また、図４において、画素Ｐ１０、画素Ｐ１１が低飽和画素を示す。
【００６３】
図３〜図５に示すように、低飽和画素情報には、画素毎の位置情報と、検出装置等によって予め検出された飽和レベルとが関連付けられて記録されている。この記録方法としては、撮像素子１０５によって生成されたＲＡＷ画像データにおける複数の画素の各々に飽和レベルが設定された飽和レベルマップを取得する方法（図４を参照）と、低飽和画素の座標（アドレス）と飽和レベルとを関連付けて取得する方法（図５を参照）とがある。低飽和画素の座標（アドレス）と飽和レベルとを関連付けて取得する方法を行う場合、低飽和画素は、その座標と飽和レベルと、低飽和画素以外の画素の飽和レベルを記録し、飽和レベルを参照する座標が記録されている場合には対応する飽和レベルを用いる一方、飽和レベルを参照する座標が記録されていない場合には低飽和画素以外の画素の飽和レベルを用いる。ただし、低飽和画素ではない画素については、十分に飽和する場合、画素値の最大値（例えば１２ビットの場合、４０９５）を飽和レベルとしてもよい。
【００６４】
なお、図５および図６では画素の位置に対応するように飽和レベルを記録したが、読み出し回路が起因して飽和レベルが下がる場合には、読み出し回路の位置に対応するように飽和レベルを記録しても良い（勿論、図５および図６で示した方法で飽和レベルを記録しても良い）。その場合、記録されている情報を読み出した後、読み出し回路を共有する画素に対して同じ飽和レベルにするなど、画素単位の飽和レベルに変換した情報を低飽和画素情報とすればよい。
【００６５】
また、各画素の飽和レベルについては、画素値の線形性（リニアティ）とランダムノイズ等を考慮して決定することが望ましい。例えば、完全に飽和するような条件で露光して得られる画像の画素値から、その輝度のランダムノイズ量に基づく値だけ下げた値を、その画素の飽和レベルとしてもよい。また、線形性が崩れる画素値を飽和レベルとしてもよい。もちろん、両方を考慮して飽和レベルを設定してもよい。
【００６６】
〔画像処理装置の処理〕
次に、画像処理装置３０が実行する処理について説明する。図６は、画像処理装置３０が実行するノイズ処理の概要を示すフローチャートであり、画像処理装置３０が実行するメインルーチンのフローチャートである。
【００６７】
図６に示すように、まず、欠陥画素検出部５１は、第３外部Ｉ／Ｆ部３１から入力されたＲＡＷ画像に対して、欠陥画素を検出する欠陥画素検出処理を実行する（ステップＳ１０１）。なお、欠陥画素検出処理の詳細については後述する。
【００６８】
続いて、欠陥画素補正部５２は、ＲＡＷ画像における欠陥画素を補正する欠陥画素補正処理を実行する（ステップＳ１０２）。なお、欠陥画素補正処理の詳細については後述する。
【００６９】
その後、低飽和画素補正部５３は、ＲＡＷ画像における低飽和画素を補正する低飽和画素補正処理を実行する（ステップＳ１０３）。なお、低飽和画素補正処理の詳細については後述する。ステップＳ１０３の後、画像処理装置３０は、本処理を終了する。
【００７０】
〔欠陥画素検出処理の概要〕
次に、図６のステップＳ１０１において説明した欠陥画素検出処理の詳細について説明する。図７は、欠陥画素検出処理の概要を示すフローチャートであり、画像処理装置３０が実行するサブルーチンのフローチャートである。
【００７１】
図７に示すように、まず、欠陥画素検出部５１は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをリセット（ｙ＝０）するとともに（ステップＳ２０１）、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをリセット（ｘ＝０）する（ステップＳ２０２）。なお、以下においては、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙにおいて、ＲＡＷ画像の上端を０とし、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘにおいて、ＲＡＷ画像の左端を０とする。
【００７２】
続いて、欠陥画素検出部５１は、注目画素の画素値が注目画素の飽和レベルより小さいか否かを判断し（ステップＳ２０３）、注目画素の画素値が注目画素の飽和レベルより小さい場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ２０４へ移行し、注目画素の画素値が注目画素の飽和レベルより小さくない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、後述するステップＳ２１３へ移行する。また、欠陥画素検出部５１は、注目画素および注目画素の近傍（例えば５×５の範囲の同色画素（参照画素））全てまたは一部が、それぞれの画素の飽和レベルよりも小さいか否かを判断してもよい。この場合において、欠陥画素検出部５１によって注目画素および該注目画素の近傍（例えば５×５の範囲の同色画素）全てまたは一部（注目画素の近傍の全ての画素に対して飽和レベルよりも小さい非飽和画素（正常画素）か否か判定し、所定画素数以上（例えば２つ以上）がそれぞれの画素の飽和レベルよりも小さいときを含む）が、それぞれの画素の飽和レベルよりも小さいとき、欠陥画素検出部５１は、後述するステップＳ２０４へ移行する一方、それぞれの画素の飽和レベルよりも小さくないとき、欠陥画素検出部５１は、後述するステップＳ２１３へ移行してもよい。
【００７３】
ステップＳ２０４において、欠陥画素検出部５１は、注目画素および注目画素の近傍（例えば５×５の範囲の同色画素）の各々の画素値に基づいて、ばらつき度合いを算出する。ここで、ばらつき度合いとは、標準偏差、四部位範囲、分布範囲等の種々の統計的手法によって算出したものである。この場合において、欠陥画素検出部５１は、注目画素の周囲画素が飽和している場合、飽和している画素の画素値を除外して、ばらつき度合いを算出してもよい。また、欠陥画素検出部５１は、周囲画素が飽和している場合、その画素の重みを減らしてばらつき度合いを算出するようにしてもよい。例えば、欠陥画素検出部５１は、ばらつき度合いとして分散（標準偏差）を算出する場合、平均との差の２乗に対して重み付き平均を求めるようにしてもよい。
【００７４】
続いて、欠陥画素検出部５１は、ばらつき度合いが閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ２０５）、ばらつき度合いが閾値未満である場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ２０６へ移行し、ばらつき度合いが閾値未満でない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、後述するステップＳ２１３へ移行する。
【００７５】
ステップＳ２０６において、欠陥画素検出部５１は、注目画素および注目画素の近傍（例えば５×５の範囲の同色画素）の各々の画素値に基づいて、平均値を算出する。この場合、欠陥画素検出部５１は、飽和している画素を除外して平均値を算出してもよい。また、欠陥画素検出部５１は、飽和している画素の重みを減らして、重み付け平均を算出するようにしてもよい。さらに、欠陥画素検出部５１は、平均値に代えて、中央値や加算平均等、ノイズを低減する効果が期待できる他の統計値を用いてもよい。また、欠陥画素検出部５１は、カラーフィルターを有する撮像素子の場合、注目画素の画素値と注目画素と同色の周辺画素の画素値との平均値を算出してもよい。
【００７６】
続いて、欠陥画素検出部５１は、注目画素の画素値と平均値との差を算出する（ステップＳ２０７）。
【００７７】
その後、欠陥画素検出部５１は、注目画素の画素値と平均値との差の絶対値が閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ２０８）、注目画素の画素値と平均値との差の絶対値が閾値未満である場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ２０９へ移行し、注目画素の画素値と平均値との差の絶対値が閾値未満でない場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、後述するステップＳ２１０へ移行する。
【００７８】
ステップＳ２０９において、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素情報として注目画素のアドレス情報が登録されている場合、この注目画素のアドレス情報の登録を解除する。ステップＳ２０９の後、画像処理装置３０は、後述するステップＳ２１１へ移行する。
【００７９】
ステップＳ２１０において、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素情報として注目画素のアドレス情報が登録されていない場合、この注目画素のアドレス情報を登録する。ステップＳ２１０の後、画像処理装置３０は、後述するステップＳ２１１へ移行する。
【００８０】
ステップＳ２１１において、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素情報として注目画素のアドレス情報が登録されているか否かを判断し、欠陥画素情報として注目画素のアドレス情報が登録されている場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ２１２へ移行し、欠陥画素情報として注目画素のアドレス情報が登録されていない場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、後述するステップＳ２１３へ移行する。
【００８１】
ステップＳ２１２において、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素情報の注目画素に対応する欠陥画素レベルを、注目画素の画素値と平均値との差（ここでは、注目画素の画素値から平均値を減算した値を用いる）を用いて更新する。この場合、欠陥画素検出部５１は、ランダムノイズや被写体等により、注目画素の画素値と平均値との差が変動するときがあるため、公知の手法により欠陥画素レベルの変動を抑制しつつ更新するようにしてもよい。
【００８２】
続いて、欠陥画素検出部５１は、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをインクリメント（ｘ＝ｘ＋１）し（ステップＳ２１３）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さいか否かを判断し（ステップＳ２１４）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さい場合（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、欠陥画素検出部５１は、上述したステップＳ２０３へ戻り、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さくない場合（ステップＳ２１４：Ｎｏ）、欠陥画素検出部５１は、ステップＳ２１５へ移行する。
【００８３】
続いて、欠陥画素検出部５１は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをインクリメント（ｙ＝ｙ＋１）し（ステップＳ２１５）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さいか否かを判断し（ステップＳ２１６）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さい場合（ステップＳ２１６：Ｙｅｓ）、欠陥画素検出部５１は、上述したステップＳ２０２へ戻り、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さくない場合（ステップＳ２１６：Ｎｏ）、欠陥画素検出部５１は、本処理を終了し、図６のメインルーチンへ戻る。
【００８４】
このように、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素検出処理を行うことによって、注目画素または注目画素の周囲画素に低飽和画素があった場合において、周囲画素が飽和しているときに、低飽和画素を除外するので、誤って欠陥画素を検出したり、欠陥画素レベルを誤って算出したり、欠陥画素レベルが更新されなかったりすることを回避することができ、欠陥画素の近傍に低飽和画素がある場合であっても、正しく欠陥画素の検出や欠陥画素レベルの検出を行うことができる。
【００８５】
また、欠陥画素検出部５１は、図７の欠陥画素検出処理において、欠陥画素の解除および登録を行っているが（ステップＳ２０９およびステップＳ２１０を参照）、欠陥画素の解除および登録の各々のステップを省略し、予め検出した欠陥画素に対してのみ欠陥画素レベルの更新を行うようにしてもよい。さらにまた、欠陥画素検出部５１は、欠陥画素か否かの判断がランダムノイズ等により頻繁に切り替わる可能性があるため、ヒステリシスな制御を行う等、公知の手法により頻繁に切り替わらないようにしてもよい。
【００８６】
〔欠陥画素補正処理の概要〕
次に、図６のステップＳ１０２において説明した欠陥画素補正処理の詳細について説明する。図８は、欠陥画素補正処理の概要を示すフローチャートであり、画像処理装置３０が実行するサブルーチンのフローチャートである。
【００８７】
図８に示すように、まず、欠陥画素補正部５２は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをリセット（ｙ＝０）するとともに（ステップＳ３０１）、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをリセット（ｘ＝０）する（ステップＳ３０２）。なお、以下においては、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙにおいて、ＲＡＷ画像の上端を０とし、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘにおいて、ＲＡＷ画像の左端を０とする。
【００８８】
続いて、欠陥画素補正部５２は、注目画素が欠陥画素であるか否かを判断し（ステップＳ３０３）、注目画素が欠陥画素である場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、後述するステップＳ３０４へ移行し、注目画素が欠陥画素でない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、後述するステップＳ３１０へ移行する。
【００８９】
ステップＳ３０４において、欠陥画素補正部５２は、注目画素の画素値から欠陥画素レベルを減算し、補正候補値を算出する。
【００９０】
続いて、欠陥画素補正部５２は、注目画素と相関が高い方向を判別する方向判別処理を実行する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５の後、欠陥画素補正部５２は、後述するステップＳ３０６へ移行する。
【００９１】
〔方向判別処理の概要〕
図９は、図８のステップＳ３０４の方向判別処理の概要を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、欠陥画素補正部５２は、方向を示すインデックスｉをリセット（ｉ＝０）し（ステップＳ４０１）、ｉ方向の相関値を算出する（ステップＳ４０２）。
【００９２】
図１０Ａは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図であり、方向判別の方向が方向０を示す図である。図１０Ｂは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図であり、方向判別の方向が方向１を示す図である。図１０Ｃは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図であり、方向判別の方向が方向２を示す図である。図１０Ｄは、本発明の実施の形態１に係る方向判別の一例を模式的に示す図であり、方向判別の方向が方向３を示す図である。
【００９３】
図１０Ａ〜図１０Ｄに示すように、欠陥画素補正部５２は、９×９の範囲において、注目画素Ｐ１００（Ｒ画素）と同色の隣接画素間（図１０Ａ〜図１０Ｄの矢印Ａ１）の差分絶対値を算出し、算出した差分絶対値の平均を相関値として算出する。この場合、相関値が小さいほど、その方向の相関値が高いこととなる。また、図１０Ｅに示すように、欠陥画素補正部５２は、隣接画素間のうちのどちらか一方が欠陥画素の場合（図１０Ｅの画素Ｐ１０１を参照）、その画素間の差分を算出しない。さらに、欠陥画素補正部５２は、飽和レベルを考慮し、隣接画素がともに飽和レベル未満の画素、かつ、欠陥画素ではない場合のみ、差分絶対値を算出するようにしてもよい。なお、図１０Ａ〜図１０Ｄでは、欠陥画素補正部５２は、９×９の画素内の一部の隣接画素間の差分絶対値を用いていたが、全ての隣接画素間の差分絶対値を用いるようにしてもよい。例えば、欠陥画素補正部５２は、図１０Ｃの方向２の水平方向であれば、３つのラインのＲ画素を用いていたが、図１０Ｃの場合、５つのラインのＲ画素を用いるようにしてもよい。また、差分絶対値を算出する数が０の場合（全て欠陥画素の場合等）、その方向の相関値は、差分絶対値の平均値として取り得る最大値（最も相関が小さい値）とする。
【００９４】
その後、欠陥画素補正部５２は、方向を示すインデックスｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）し（ステップＳ４０３）、方向を示すインデックスｉが方向数未満であるか否かを判断し（ステップＳ４０４）、方向を示すインデックスｉが方向数未満である場合（図１０Ａ〜図１０Ｄに示す例の場合には、インデックスｉが４未満である場合）（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、欠陥画素補正部５２は、上述したステップＳ４０２へ戻り、方向を示すインデックスｉが方向数未満でない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、欠陥画素補正部５２は、後述するステップＳ４０５へ移行する。
【００９５】
ステップＳ４０５において、欠陥画素補正部５２は、相関が最も高い方向を注目画素に対する方向判別結果として確定する。このとき、欠陥画素補正部５２は、全ての方向において相関が同じ場合、所定の方向（例えばｉが０の方向）を方向判別結果として確定する。ステップＳ４０５の後、画像処理装置３０は、図８のサブルーチンへ戻る。
【００９６】
このように、欠陥画素補正部５２は、方向判別処理を行うことによって、欠陥画素が注目画素の周囲にある場合であっても、注目画素と相関が高い方向を判定することができる。なお、欠陥画素補正部５２は、方向判別処理を行う場合、低飽和画素を考慮し、飽和していない画素を用いて方向判別処理を行ってもよい。これにより、低飽和画素が注目画素の周囲にある場合であっても、正しく方向判別を行うことができる。さらに、欠陥画素補正部５２は、方向判別処理を必ず行う必要はなく、公知の技術、例えばブロックマッチング等用いて、注目画素と周囲画素との相関を判定することができればよい。
【００９７】
図８へ戻り、ステップＳ３０６以降の説明を続ける。
ステップＳ３０６において、欠陥画素補正部５２は、方向判別結果に基づいて、相関の高い方向の欠陥画素ではない画素の画素値を用いて周囲補間値を算出する。ここで、周囲補間値は、例えば、注目画素の周囲５×５の範囲内の相関の高い方向にある、欠陥画素でなく、かつ、飽和していない画素の平均値とする。なお、周囲補間値は、欠陥画素以外の画素を用い、飽和している画素の重みを減らした重み付け平均値としてもよい。また、欠陥画素補正部５２は、注目画素の周囲５×５の範囲内の相関の高い方向に、欠陥画素でなく、かつ、飽和していない画素が存在しない場合、注目画素の周囲５×５の範囲内の中央値等、周囲の画素の統計値を周囲補間値とするようにしてもよい。また、欠陥画素補正部５２は、カラーフィルターを有する撮像素子の場合には注目画素とこの注目画素と同色の画素の画素値を用いて周囲補間値を算出する。
【００９８】
続いて、欠陥画素補正部５２は、補正候補値が周囲補間値より小さいか否かを判断し（ステップＳ３０７）、補正候補値が周囲補間値より小さい場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、周囲補間値を注目画素の画素値として出力する（ステップＳ３０８）。具体的には、欠陥画素補正部５２は、補正候補値が周囲補間値より小さい場合、過補正の可能性があるため、周囲補間値を補正結果として出力する。ステップＳ３０８の後、欠陥画素補正部５２は、後述するステップＳ３１１へ移行する。このとき、欠陥画素補正部５２は、補正候補値と周囲補間値との差が所定値以上の場合Ｙｅｓと判断し、所定値未満の場合Ｎｏと判断するようにしても良い。これにより、白傷の過補正と黒傷の補正残りを防止することができる。即ち、差を比較することによって、過補正と補正残りを防止することができる。
【００９９】
ステップＳ３０７において、補正候補値が周囲補間値より小さくない場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、欠陥画素補正部５２は、補正候補値を注目画素の画素値として出力する（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０９の後、欠陥画素補正部５２は、後述するステップＳ３１１へ移行する。
【０１００】
ステップＳ３１０において、欠陥画素補正部５２は、欠陥画素でない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、補正が不要のため、注目画素の画素値をそのまま出力する。ステップＳ３１０の後、欠陥画素補正部５２は、後述するステップＳ３１１へ移行する。
【０１０１】
続いて、欠陥画素補正部５２は、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをインクリメント（ｘ＝ｘ＋１）し（ステップＳ３１１）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さいか否かを判断し（ステップＳ３１２）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さい場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、欠陥画素補正部５２は、上述したステップＳ３０３へ戻り、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さくない場合（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、欠陥画素補正部５２は、ステップＳ３１３へ移行する。
【０１０２】
続いて、欠陥画素補正部５２は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをインクリメント（ｙ＝ｙ＋１）し（ステップＳ３１３）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さいか否かを判断し（ステップＳ３１４）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さい場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、欠陥画素補正部５２は、上述したステップＳ３０２へ戻り、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さくない場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、欠陥画素補正部５２は、本処理を終了し、図６のメインルーチンへ戻る。
【０１０３】
このように、欠陥画素補正部５２は、欠陥画素補正処理を行うことによって、注目画素の周囲に低飽和画素がある場合であっても、正しく補正を行うことができる。
【０１０４】
〔低飽和画素補正処理の概要〕
次に、図６のステップＳ１０３において説明した低飽和画素補正処理の詳細について説明する。図１１は、低飽和画素補正処理の概要を示すフローチャートであり、画像処理装置３０が実行するサブルーチンのフローチャートである。
【０１０５】
図１１に示すように、まず、低飽和画素補正部５３は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをリセット（ｙ＝０）するとともに（ステップＳ５０１）、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをリセット（ｘ＝０）する（ステップＳ５０２）。なお、以下においては、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙにおいて、ＲＡＷ画像の上端を０とし、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘにおいて、ＲＡＷ画像の左端を０とする。
【０１０６】
続いて、低飽和画素補正部５３は、補間Ａ判定を行う（ステップＳ５０３）。具体的には、低飽和画素補正部５３は、注目画素の周囲画素の画素値のうち飽和していない画素（カラーフィルターを有する撮像素子の場合には注目画素とこの注目画素と同色の画素）をカウントし、カウント値が閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下の場合には、補間Ａフラグを設定する。
【０１０７】
図１２Ａは、低飽和画素補正部５３が行う補間Ａ判定で参照する画素を模式的に説明する図であり、注目画素がＧ画素の場合を示す図である。また、図１２Ａにおいては、注目画素を中心とし、「１」と記載した位置の画素を注目画素がＧ画素である場合の同色参照画素とする。図１２Ｂは、低飽和画素補正部５３が行う補間Ａ判定で参照する画素を模式的に説明する図であり、注目画素がＲ画素またはＢ画素の場合を示す図である。また、図１２Ｂにおいては、注目画素を中心とし、「１」と記載した位置の画素を注目画素がＲ画素またはＢ画素である場合の同色参照画素とする。図１２Ｃは、低飽和画素補正部５３が行う補間Ａ判定で参照する画素を模式的に説明する図であり、撮像素子１０５がモノクロセンサ（内視鏡による面順次方式）の場合を示す図である。また、図１２Ｃにおいては、注目画素を中心とし、「１」と記載した画素を参照画素とする。
【０１０８】
図１２Ａに示すように、低飽和画素補正部５３は、注目画素がＧ画素の場合において、周囲５×５の参照Ｇ画素のうち、飽和していない画素をカウントし、カウント値がある閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下の場合には、補間Ａフラグを設定する。また、図１２Ｂに示すように、低飽和画素補正部５３は、注目画素がＲ画素またはＢ画素の場合において、周囲５×５の注目画素と同色参照画素のうち、飽和していない画素をカウントし、カウント値がある閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下の場合には、補間Ａフラグを設定する。また、図１２Ｃに示すように、低飽和画素補正部５３は、撮像素子１０５がモノクロセンサの場合、周囲３×３において、注目画素を除く８画素の参照画素のうち、飽和していない画素をカウントし、カウント値がある閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下の場合には、補間Ａフラグを設定する。
【０１０９】
図１１へ戻り、ステップＳ５０４以降の説明を続ける。
ステップＳ５０４において、低飽和画素補正部５３は、注目画素の周囲画素の画素値のうち飽和している同色参照画素の中央値（または平均値）を算出し、補間Ａ補間値とする。具体的には、低飽和画素補正部５３は、上述したステップＳ５０３の補間Ａ判定において参照した注目画素と同色の同色参照画素のうち（例えば「１」と記載した画素）、飽和している同色参照画素の中央値（または平均値）を補間Ａ補間値として算出する。
【０１１０】
続いて、低飽和画素補正部５３は、補間Ｂ判定と補間値を算出する（ステップＳ５０５）。具体的には、まず、低飽和画素補正部５３は、同色参照画素のうち、非低飽和画素（飽和レベルが所定値より大きい画素）の中央値を算出する。より具体的には、低飽和画素補正部５３は、上述したステップＳ５０３の補間Ａ判定と同様に、参照した注目画素と同色の同色参照画素のうち（例えば「１」と記載した画素）、非低飽和画素（飽和レベルが所定値より大きい画素）の中央値を算出する。次に、低飽和画素補正部５３は、注目画素が低飽和画素であり、かつ、注目画素が飽和しているとともに、注目画素が中央値以下の場合、補間Ｂフラグを設定し、中央値を補間Ｂ補間値に設定する。
【０１１１】
その後、低飽和画素補正部５３は、注目画素に補間Ｂフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ｂ補間値未満であるか否かを判断し（ステップＳ５０６）、注目画素に補間Ｂフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ｂ補間値未満である場合（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、低飽和画素補正部５３は、後述するステップＳ５０７へ移行し、注目画素に補間Ｂフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ｂ補間値未満でない場合（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、低飽和画素補正部５３は、後述するステップＳ５０８へ移行する。
【０１１２】
ステップＳ５０７において、低飽和画素補正部５３は、注目画素の画素値を補間Ｂ補間値として出力する。ステップＳ５０７の後、低飽和画素補正部５３は、後述するステップＳ５１１へ移行する。
【０１１３】
ステップＳ５０８において、低飽和画素補正部５３は、注目画素に補間Ａフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ａ補間値未満であるか否かを判断し（ステップＳ５０８）、注目画素に補間Ａフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ａ補間値未満である場合（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、注目画素の画素値を補間Ａ補間値として出力する（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０９の後、低飽和画素補正部５３は、後述するステップＳ５１１へ移行する。
【０１１４】
ステップＳ５０８において、注目画素に補間Ａフラグが設定され、かつ、注目画素の画素値が補間Ａ補間値未満でない場合（ステップＳ５０８：Ｎｏ）、低飽和画素補正部５３は、注目画素の画素値を入力画素値そのままで出力する（ステップＳ５１０）。ステップＳ５１０の後、低飽和画素補正部５３は、後述するステップＳ５１１へ移行する。
【０１１５】
ステップＳ５１１において、低飽和画素補正部５３は、水平方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｘをインクリメント（ｘ＝ｘ＋１）し（ステップＳ５１１）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さいか否かを判断し（ステップＳ５１２）、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さい場合（ステップＳ５１２：Ｙｅｓ）、低飽和画素補正部５３は、上述したステップＳ５０３へ戻り、カウンタｘがＲＡＷ画像の画像幅より小さくない場合（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、低飽和画素補正部５３は、ステップＳ５１３へ移行する。
【０１１６】
続いて、低飽和画素補正部５３は、垂直方向のＲＡＷ画像の位置を示すカウンタｙをインクリメント（ｙ＝ｙ＋１）し（ステップＳ５１３）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さいか否かを判断し（ステップＳ５１４）、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さい場合（ステップＳ５１４：Ｙｅｓ）、低飽和画素補正部５３は、上述したステップＳ５０２へ戻り、カウンタｙがＲＡＷ画像の画像高さより小さくない場合（ステップＳ５１４：Ｎｏ）、低飽和画素補正部５３は、本処理を終了し、図６のメインルーチンへ戻る。
【０１１７】
このように、低飽和画素補正部５３は、低飽和画素補正処理を行うことにより、低飽和画素が発生するような条件であっても、十分な画質を実現することができる。
【０１１８】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、注目画素の周囲に低飽和画素があるときであっても、正確に欠陥画素を処理することができる。
【０１１９】
なお、本発明の一実施の形態では、欠陥画素検出部５１は、注目画素の周囲画素が飽和している場合、欠陥画素レベルを更新していなかったが、直前の前フレームの画像データにおいて検出した欠陥画素レベルを用いて現フレームの画像データにおける欠陥画素レベルを更新してもよい。もちろん、直後の後フレームの画像データにおいて検出した欠陥画素レベルを用いて現フレームの画像データにおける欠陥画素レベルを更新してもよい。
【０１２０】
（実施の形態１の変形例）
次に、本発明の実施の形態１の変形例について説明する。本発明の実施の形態１の変形例は、上述した実施の形態１に係る撮像システム１と同様の構成を有し、欠陥画素検出部５１が実行する欠陥画素検出処理が異なる。具体的には、本発明の実施の形態１では、平均値を算出する際の算出方法が異なる。以下においては、本発明の実施の形態１の変形例に係る欠陥画素検出部が実行する欠陥画素検出処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る撮像システム１と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
図１３は、本発明の実施の形態１の変形例に係る欠陥画素検出部５１が実行する欠陥画素検出処理の概要を示すフローチャートである。図１３において、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５は、上述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０５それぞれに対応する。
【０１２２】
ステップＳ６０６において、欠陥画素検出部５１は、注目画素および注目画素の近傍の各々の画素値（カラーフィルターを有する撮像素子の場合には、同色の画素値）に基づいて、平均値を算出する。
【０１２３】
図１４は、欠陥画素検出部５１による平均値の算出方法を模式的に説明する図である。図１４において、注目画素Ｐ１００、欠陥画素または飽和している画素Ｐ２００、画素Ｐ２０１の各々をハッチングで表現した。また、注目画素Ｐ１００を中心として画素Ｐ２００の点対象に位置する画素Ｐ３０１および注目画素Ｐ１００を中心として画素Ｐ２０１の点対象に位置する画素Ｐ３００の各々をハッチングで表現した。
【０１２４】
図１４に示すように、欠陥画素検出部５１は、注目画素Ｐ１００を中心として、画素Ｐ２００の点対象に位置する画素Ｐ３０１も除外して平均値を算出する。一部の画素を除外するとエッジをまたがる場合、エッジの影響を受けるが、点対象の画素を除外することによって、その影響を排除することができる。また、欠陥画素検出部５１は、図１４に示すように、画素Ｐ２００と同様に、画素Ｐ２０１を除外する場合も同様に、注目画素Ｐ１００を中心として点対象に位置する画素Ｐ３００を除外する。なお、欠陥画素検出部５１は、平均値に代えて、中央値や加重平均値等、ノイズを低減する効果が期待できる他の統計値を用いてもよい。これにより、エッジ近傍において、エッジの影響を抑えながら適切な平均値を算出することができる。
【０１２５】
ステップＳ６０７〜ステップＳ６１６は、上述したステップＳ２０７〜ステップＳ２１６それぞれに対応する。
【０１２６】
以上説明した本発明の実施の形態１の変形例によれば、欠陥画素検出部５１が注目画素を中心として、欠陥画素または飽和している画素の点対象に位置する画素も除外して平均値を算出するので、エッジ近傍において、エッジの影響を抑えながら適切な平均値を算出することができる。
【０１２７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る撮像システムは、上述した実施の形態１に係る撮像システム１と構成が異なるうえ、画像処理装置が実行する処理が異なる。以下においては、本実施の形態２に係る撮像システムの構成を説明後、本実施の形態２に係る画像処理装置が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る撮像システムと同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２８】
〔撮像システムの構成〕
図１５は、本発明の実施の形態２に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１５に示す撮像システム１ａは、上述した実施の形態１に係る撮像システム１の画像処理装置３０に換えて、画像処理装置３０ａを備える。画像処理装置３０ａは、上述した実施の形態１に係る画像処理装置３０のノイズ処理部３２に換えて、ノイズ処理部３２ａを有する。ノイズ処理部３２ａは、欠陥画素検出部５１と、欠陥画素補正部５２と、を有する。
【０１２９】
〔画像処理装置の処理〕
次に、画像処理装置３０aが実行する処理について説明する。図１６は、画像処理装置３０ａが実行するノイズ処理の概要を示すフローチャートであり、画像処理装置３０ａが実行するメインルーチンのフローチャートである。図１６において、ステップＳ７０１およびステップＳ７０２は、上述した図６のステップＳ１０１およびステップＳ１０２それぞれに対応する。
【０１３０】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、注目画素の周囲に低飽和画素があるときであっても、正確に欠陥画素を処理することができる。
【０１３１】
（その他の実施の形態）
本発明は上述した実施の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や応用が可能なことは勿論である。例えば、本発明の説明に用いた撮像装置以外にも、携帯電話やスマートフォンにおける撮像素子を備えた携帯機器、ビデオカメラ、内視鏡、監視カメラ、顕微鏡のような光学機器を通して被写体を撮影する撮像装置等、被写体を撮像可能ないずれの機器にも適用できる。
【０１３２】
また、本発明では、欠陥画素情報記録部および低飽和画素情報記録部が撮像装置内に設けられていたが、上述した画像処理装置内やレンズ部、内視鏡本体等に設けられていてもよいし、ネットワークを介して双方向に通信可能なサーバ内に欠陥画素情報記録部および低飽和画素情報記録部を設け、ネットワークを介してＲＴＳノイズ情報を取得するようにしてもよい。
【０１３３】
また、本発明では、被検体に挿入可能な挿入部の先端部に撮像装置が設けられた内視鏡が接続される制御装置（プロセッサ）に本発明の画像処理装置を設けてもよい。
【０１３４】
また、本発明では、画像処理装置に、欠陥画素検出部、欠陥画素補正部および低飽和画素補正部の各々が設けられていたが、少なくとも１つが設けられていればよい。
【０１３５】
また、本発明は、表示または記録に用いる画像データ以外の画像データ、例えばＯＢ領域の画像データまたは光学的に設計保証されていないイメージサークル外の領域の画像データ等の画像データであっても適用可能である。
【０１３６】
また、本明細書において、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」、「その後」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１３７】
また、上述した実施の形態における画像処理装置による各処理の手法、即ち、各フローチャートに示す処理は、いずれもＣＰＵ等の制御部に実行させることができるプログラムとして記録させておくこともできる。この他、メモリカード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピーディスク（登録商標）、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記録装置の記録媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等の制御部は、この外部記録装置の記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【０１３８】
また、本発明は、上述した実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した実施の形態および変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、各実施の形態および変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１３９】
また、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  撮像システム
１０  撮像装置
３０  画像処理装置
３１  第３外部Ｉ／Ｆ部
３２  ノイズ処理部
３３  画像処理部
３４  操作部
３５  記録部
３６  画像処理制御部
４０  表示装置
５１  欠陥画素検出部
５２  欠陥画素補正部
５３  低飽和画素補正部
１０１  光学系
１０２  絞り
１０３  シャッタ
１０４  ドライバ
１０５  撮像素子
１０５ａ  画素
１０５ｂ  第１スイッチ
１０５ｃ  垂直転送線
１０５ｄ  ＦＤ部
１０５ｅ  アンプ部
１０５ｆ  第２スイッチ
１０５ｈ  転送線
１０６    アナログ処理部
１０７    Ａ／Ｄ変換部
１０８    操作部
１０９    メモリＩ／Ｆ部
１１０    記録媒体
１１１    揮発メモリ
１１２    不揮発メモリ
１１２ａ  プログラム記録部
１１２ｂ  欠陥画素情報記録部
１１２ｃ  低飽和画素情報記録部
１１３    バス
１１４    撮像制御部
１１５    第１外部Ｉ／Ｆ部
【図１】
2018020685.tif 000003
【図２】
2018020685.tif 000004
【図３】
2018020685.tif 000005
【図４】
2018020685.tif 000006
【図５】
2018020685.tif 000007
【図６】
2018020685.tif 000008
【図７】
2018020685.tif 000009
【図８】
2018020685.tif 000010
【図９】
2018020685.tif 000011
【図１０Ａ】
2018020685.tif 000012
【図１０Ｂ】
2018020685.tif 000013
【図１０Ｃ】
2018020685.tif 000014
【図１０Ｄ】
2018020685.tif 000015
【図１０Ｅ】
2018020685.tif 000016
【図１１】
2018020685.tif 000017
【図１２Ａ】
2018020685.tif 000018
【図１２Ｂ】
2018020685.tif 000019
【図１２Ｃ】
2018020685.tif 000020
【図１３】
2018020685.tif 000021
【図１４】
2018020685.tif 000022
【図１５】
2018020685.tif 000023
【図１６】
2018020685.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月23日(2017.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる低飽和画素とは異なる欠陥画素に起因するノイズを処理する画像処理装置であって、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素における注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとに基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出する欠陥画素検出部を有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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値と該注目画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベルよりも低い場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の画素値が該注目画素の前記飽和レベル以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする請求項３または４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記欠陥画素検出部は、前記注目画素の周囲の参照画素の画素値と前記参照画素の前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出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７】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい場合、または複数の前記参照画素の各々の画素値の少なくとも１つ以上が複数の前記参照画素の前記飽和レベルの各々より小さい場合、前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素が２つ以上の画素を含み、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベルよりも小さい非飽和画素か否か判定し、少なくとも前記参照画素内の非飽和画素を用いて前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、前記非飽和画素よりも重みを低くして前記欠陥画素の前記撮像素子における位置または前記欠陥画素のレベルを検出することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記欠陥画素検出部は、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の場合、または、前記参照画素の画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の画素の数が所定の閾値以上の場合、直前のフレームの検出結果を検出結果とすることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、前記欠陥画素を補正する欠陥画素補正部を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素を除く前記参照画素を用いて前記欠陥画素を補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記欠陥画素補正部は、前記注目画素の周囲の参照画素のうち画素値が前記参照画素の前記飽和レベル以上の飽和画素を含む場合、前記飽和画素の重みを他の前記参照画素より低くして前記欠陥画素を補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記複数の画素の各々の位置情報と前記飽和レベルとを関連付けた飽和画素情報を取得することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記取得部は、前記画像データにおける前記複数の画素の各々に前記飽和レベルが設定された飽和レベルマップを取得することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記ノイズ処理部は、前記複数の画素の各々の画素値と前記飽和レベルとの比較に基づいて、該飽和レベルが他の画素より低い低飽和画素を補正する低飽和画素補正部を備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記ノイズは、明暗に関わらず発生するノイズであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記欠陥画素は、白傷または黒傷および点滅欠陥ノイズのいずれかであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１９】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる低飽和画素とは異なる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２０】
２次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子が生成した画像データに含まれる低飽和画素とは異なる欠陥画素に起因するノイズを補正する画像処理装置に、
前記撮像素子が生成した前記画像データと、前記複数の画素の各々の飽和レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記飽和レベルに基づいて、前記ノイズを処理するノイズ処理ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【国際調査報告】
2018020685.tif 000025
2018020685.tif 000026
2018020685.tif 000027
2018020685.tif 000028