(57)【要約】【課題】撮像素子からの画像信号に対してサイズ変更する処理を加えた後に欠陥画素の補正を行う場合であっても、欠陥画素の補正精度の低下を抑制する。【解決手段】撮像装置は、被写体からの光束を受光して、画素データを出力する複数の画素が配列された撮像素子と、画素データに基づいて、撮像素子の画素数に対応する第１の画素数の第１画像データを生成する第１生成手段と、画素データに対して所定の処理を施して、第１の画素数とは異なる第２の画素数の第２画像データを生成する第２生成手段と、記録手段に記録されている欠陥画素の位置と、所定の処理とに基づいて、第２画像データにおける欠陥画素に起因する欠陥データの位置を検出する検出手段と、検出手段により検出された欠陥データに対して、画素欠陥補正処理を施す補正手段と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を受光して、画素データを出力する複数の画素が配列された撮像素子と、
前記画素データに基づいて、前記撮像素子の画素数に対応する第１の画素数の第１画像データを生成する第１生成手段と、
前記画素データに対して所定の処理を施して、前記第１の画素数とは異なる第２の画素数の第２画像データを生成する第２生成手段と、
記録手段に記録されている前記欠陥画素の位置と、前記所定の処理とに基づいて、前記第２画像データにおける前記欠陥画素に起因する欠陥データの位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記欠陥データに対して、画素欠陥補正処理を施す補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記検出手段により検出された前記欠陥データの出力レベルが、所定の閾値より低いか否かを判定する判定手段を備え、
前記補正手段は、前記判定手段により前記出力レベルが前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、前記検出手段により検出された前記欠陥データに対して前記画素欠陥補正を施さないことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記第２生成手段は、前記所定の処理として解像度変換処理を施し、前記第２画像データとして動画データを生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置において、
前記欠陥データは、前記所定の処理により前記欠陥画素が拡散して発生したデータであることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮像素子を構成するフォトダイオードの欠陥に起因して発生する画素欠陥を、静止画を撮影して登録した画素欠陥の座標を用いて補正する電子カメラが知られている（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００５−００４４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮像素子からの画像信号に対してサイズ変更する処理を加えた後に補正を行う場合には、画素欠陥がサイズ変更に伴い拡散し、登録した画素欠陥の座標とは異なる位置にも画素欠陥の影響が及ぶため、適切に補正ができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明による撮像装置は、被写体からの光束を受光して、画素データを出力する複数の画素が配列された撮像素子と、画素データに基づいて、撮像素子の画素数に対応する第１の画素数の第１画像データを生成する第１生成手段と、画素データに対して所定の処理を施して、第１の画素数とは異なる第２の画素数の第２画像データを生成する第２生成手段と、記録手段に記録されている欠陥画素の位置と、所定の処理とに基づいて、第２画像データにおける欠陥画素に起因する欠陥データの位置を検出する検出手段と、検出手段により検出された欠陥データに対して、画素欠陥補正処理を施す補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、所定の処理が施された第２画像データにおいて欠陥画素に起因する欠陥データを検出して、画素欠陥補正処理を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態によるカメラの構成を説明する横断面図
【図２】第１の実施の形態による制御回路の機能構成を説明するブロック図
【図３】欠陥画素の位置の特定を説明する図
【図４】拡散データの発生原理を説明する図
【図５】第２の実施の形態による制御回路の機能構成を説明するブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
図面を参照して、本発明による第１の実施の形態におけるカメラを説明する。図１はデジタルカメラ１の要部構成を示す図である。デジタルカメラ１は、カメラボディ１００と、交換レンズ２００とにより構成され、交換レンズ２００が図示しないマウント部を介してカメラボディ１００に装着される。
【０００９】
交換レンズ２００には、撮影レンズ２０１、絞り２０２等が設けられている。撮影レンズ２０１は、ズーミングレンズやフォーカシングレンズ等の複数の光学レンズ群から構成され、被写体からの光束をその焦点面近傍に結像する。なお、図１では撮影レンズ２０１を説明の都合上１枚のレンズで代表して示している。絞り２０２は、光量調整のために撮影レンズ２０１の光軸中心に開口径が可変な開口を形成する。
【００１０】
カメラボディ１００には、撮像素子１０１、制御回路１０２、液晶表示素子駆動回路１０３、液晶表示素子１０４、接眼レンズ１０５、操作部１０６、メモリカード１０７等が設けられている。撮像素子１０１には、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳにより構成される光電変換素子（画素）が二次元状に配置されている。撮像素子１０１は、後述する制御回路１０２の制御に応じて駆動して交換レンズ２００を通過した光束により形成された被写体像を撮像し、撮像して得たアナログの画素データを出力する。
【００１１】
制御回路１０２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、デジタルカメラ１の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行する演算回路である。また、制御回路１０２は、撮像素子１０１から出力された画素データに基づいて、焦点検出演算と交換レンズ２００の焦点調節とを行うとともに、画素データを用いて被写体の輝度値を演算し、適正な露光量が得られるようにシャッタ秒時（露光時間）と絞りの値とを演算する。
【００１２】
図２に示すように、制御回路１０２は、撮像制御部１０２ａと、第１画像処理部１０２ｂと、第２画像処理部１０２ｃと、欠陥補正部１０２ｄと、第３画像処理部１０２ｅと、記録部１０２ｆと、検出部１０２ｇとを機能的に備える。撮像制御部１０２ａは、撮像素子１０１の駆動制御および撮像素子１０１からの画素データの読み出し、すなわち撮像素子１０１の電荷蓄積量を制御する。第１画像処理部１０２ｂは、撮像素子１０１から出力されたアナログの画素データに対してデジタル変換等の処理を施して第１画像データを生成する。この場合、第１画像データの画素数は撮像素子１０１の画素数と同一とする。
【００１３】
第２画像処理部１０２ｃは、後述する動画撮影モードやライブビューモードが設定されている場合に、第１画像データに対して、たとえばデジタルフィルタ等を用いた解像度変換処理を施して、画像サイズを変更（縮小または拡大）して第２画像データを生成する。したがって、第２画像データの画素数は撮像素子１０１の画素数とは異なるものとなる。欠陥補正部１０２ｄは、後述する静止画撮影モードが設定されている場合には、撮像素子１０１に含まれる複数の画素のうち欠陥画素から出力された、第１画像データ上の画素データ（以後、欠陥画素データと呼ぶ）に対して補正処理を施す。また、動画撮影モードまたはライブビューモードが設定され第２画像処理部１０２ｃにより解像度変換処理が施されている場合には、欠陥補正部１０２ｄは、第２画像処理部１０２ｃによる解像度変換処理により欠陥画素に起因して発生した、第２画像データ上の拡散データ（欠陥データ）に対しても画素欠陥補正処理を施す。なお、拡散データは、第１画像データに対して解像度変換処理を施すことによって欠陥画素データが第２画像データ上に拡散されたデータである。
【００１４】
第３画像処理部１０２ｅは、第１画像データまたは第２画像データに対して、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、色補間処理、輪郭強調、ビネット補正などの画像処理を施した後、画像ファイルを生成してメモリカード１０７に記録させる。記録部１０２ｆには、撮像素子１０１に含まれる欠陥画素の位置を座標形式にて予め記録されている。検出部１０２ｇは、第２画像処理部１０２ｃによる解像度変換処理により、第２画像データ上に発生する拡散データの位置を検出する。この場合、検出部１０２ｇは、記録部１０２ｆに記録された欠陥画素の位置と、解像度変換処理とに応じて決定される所定の変換式とを用いて、拡散データの位置を検出する。なお、第２画像処理部１０２ｃと欠陥補正部１０２ｄと検出部１０２ｇとの詳細については説明を後述する。
【００１５】
図１に示す液晶表示素子駆動回路１０３は、電気的なビューファインダとして機能する。液晶表示素子駆動回路１０３は、撮像素子１０１から読み出された画素信号を用いて制御回路１０２により生成された画像データに対応するライブビュー画像を液晶表示素子１０４に表示させる。その結果、ユーザは接眼レンズ１０５を介してライブビュー画像を観察することができる。メモリカード１０７は、制御回路１０２により生成された画像ファイルを記録する、不揮発性の記録媒体である。
【００１６】
操作部１０６は、ユーザの操作を受け付けるスイッチである。操作部１０６には、電源スイッチ、レリーズスイッチ、その他の設定メニューの表示切換スイッチ、設定メニュー決定ボタン、撮影モードを選択するモード選択ボタンなどが含まれる。撮影モードとしては、静止画撮影モード、動画撮影モード、ライブビュー画像を表示するライブビューモード等が含まれる。
【００１７】
以下の説明は、拡散データに対する補正処理に関連する処理を中心に行う。補正処理に関連する処理として、欠陥画素の位置を記録する画素位置記録処理と、拡散データを検出する検出処理および拡散データを補正する補正処理とに分けて説明する。
【００１８】
（１）画素位置記録処理
デジタルカメラ１の生産調整時に、静止画を撮影することにより欠陥画素の位置を検出して、検出した位置を記録部１０２ｆに記録する。この場合、デジタルカメラ１は、静止画モードに設定された状態で、均一面を有する被写体を撮影する。このときに撮像素子１０１を構成する各画素から出力される画素信号の出力レベルを計測することにより欠陥画素が特定される。
【００１９】
図３を参照して、欠陥画素の特定について説明する。図３（ａ）は、撮像素子１０１を構成する画素１５０の配置を示す。なお、図３（ａ）においては、図の水平方向すなわち画素行方向をｘ軸、垂直方向すなわち画素列方向をｙ軸とする。図３（ｂ）は、第ｎ番目の画素行（ｙ＝ｙｎ）に配列された画素１５０からの画素データの出力レベルを模式的に例示する図である。各画素１５０からの画素データには、基準となる出力レベル（基準出力レベル）よりも出力レベルが高いものと、低いものとが含まれる。図３（ｂ）に示す例では、ｘ座標がｘ１、ｘ４、ｘ５に配置された画素１５０からの画素データの出力レベルは基準出力レベルよりも高いため、画像上では輝点として現れる。また、ｘ座標がｘ２、ｘ３に配置された画素１５０からの画素データの出力レベルは基準出力レベルよりも低い場合には、画像上では黒点として現れる。
【００２０】
本実施の形態では、各画素データのうち、基準出力レベルに対して所定の範囲内の出力レベルを有する画素データは正常な画素から出力されているものとする。また、各画像データのうち、基準出力レベルに対して所定の範囲外の出力レベルを有する画素データは欠陥画素から出力された欠陥画素データとする。図３（ｂ）に示す例では、図の破線で示す範囲Ｒｅに含まれない画素データ、すなわちｘ座標がｘ２、ｘ４、ｘ５に位置する画素１５０からの画素データが欠陥画素データである。換言すると、ｘ座標がｘ２、ｘ４、ｘ５に位置する画素１５０が欠陥画素として特定される。上記の処理を撮像素子１０１の全ての画素行について行い、特定された全ての欠陥画素の座標が欠陥画素位置情報として記録部１０２ｆに記録される。図３（ｂ）の例では、座標（ｘ２，ｙｎ）と（ｘ４，ｙｎ）と（ｘ５，ｙｎ）とが欠陥画素位置情報として記録部１０２ｆに記録される。
【００２１】
（２）拡散データの検出処理
撮像素子１０１から出力された画素データに対して、第２画像処理部１０２ｃが解像度変換処理を施した場合、欠陥画素データが欠陥画素に対応する位置とは異なる位置に拡散して、拡散データとして第２画像データ上に発生する。拡散データの発生原理について、図４を参照しながら説明する。なお、図４においても、図面の水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とする。
【００２２】
図４（ａ）は撮像素子１０１の一部を拡大して示す図である。図４（ａ）において、複数の画素１５０のうち欠陥画素には符合１５１を記す。図４（ａ）においては、２つの欠陥画素１５１ａおよび１５１ｂが撮像素子１０１に存在することを示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）の撮像素子１０１から出力された画像データ（第１画像データ）を示している。欠陥画素１５１から出力された欠陥画素データ１６０は、図４（ａ）の欠陥画素１５１の位置に対応する第１画像データ上の位置に現れる。図４（ｂ）においては、欠陥画素データ１６０ａは欠陥画素１５１ａから出力され、欠陥画素データ１６０ｂは欠陥画素１５１ｂから出力されたことを示している。
【００２３】
図４（ｃ）は、第１画像データに対して、第２画像処理部１０２ｃにより、加重平均や三次関数等を用いた公知のデジタルフィルタ処理を施して生成された第２画像データを示している。すなわち、第１画像データの画質を極力、保持したままサイズの異なる縮小された第２画像データを生成する場合、デジタルフィルタ処理により対象とする画素データに周辺の画素データが重み付けされる。このため、欠陥画素データ１６０は、正常な画素１５０から出力された画素データに対応する位置、すなわち図４（ｃ）に符合１６１で示す位置に拡散されるとともに、欠陥画素１５１に対応する位置に、拡散データ１６１として第２画像データ上に発生する。ある欠陥画素データが拡散されて発生する拡散データ１６１は、デジタルフィルタ処理の態様に応じて、発生する場所や個数が異なる。図４（ｃ）においては、拡散データ１６１ａは欠陥画素データ１６０ａに対応して発生し、拡散データ１６１ｂは欠陥画素データ１６０ａが拡散して発生したことを示す。また、拡散データ１６１ｄは、欠陥画素データ１６０ｂに対応して発生し、拡散データ１６１ｃ、１６１ｅは欠陥画素データ１６０ｂが拡散して発生したことを示している。
【００２４】
検出部１０２ｇは、上述のようにして欠陥画素データ１６０が拡散して発生した拡散データ１６１の位置と欠陥画素データに対応する拡散データ１６１の位置とを第２画像データ上で検出する。検出部１０２ｇは、解像度変換処理、すなわちデジタルフィルタ処理の方式に応じて決定される座標変換式ｆを用いて、欠陥画素１５１の座標を第２画像データ上の座標に変換することにより、拡散データ１６１の位置を検出する。この場合、検出部１０２ｇは、記録部１０２ｆに記録された欠陥画素位置情報を読み出す。そして、検出部１０２ｇは、欠陥画素位置情報として記録されている座標を座標変換式ｆに代入することにより、拡散データ１６１の座標を得る。図４に示す例では、検出部１０２ｇは、欠陥画素データ１６０ａの座標（ｘ１，ｙ１）を座標変換式ｆに代入して、拡散データ１６１ａ、１６１ｂの座標（ｘ１’，ｙ１’）、（ｘ２’，ｙ２’）を得る。また、検出部１０２ｇは、同様にして欠陥画素データ１６０ｂの座標（ｘ２，ｙ２）を座標変換式ｆに代入して、拡散データ１６１ｃ、１６１ｄ、１６１ｅの座標（ｘ３’，ｙ３’）、（ｘ４’，ｙ４’）、（ｘ５’，ｙ５’）を得る。
【００２５】
（３）拡散データの補正処理
検出部１０２ｇにより拡散データ１６１の第２画像データでの位置が検出されると、欠陥補正部１０２ｄは、第２画像データの拡散データ１６１に対して補正処理を施す。この場合、欠陥補正部１０２ｄは、公知のメディアンフィルタ等を用いて、拡散データ１６１を周囲の画素データによって置換する。なお、第２画像処理部１０２ｃによる解像度変換処理が施されない場合、すなわち静止画モードが設定されている場合には、欠陥補正部１０２ｄは、第１画像データの欠陥画素データ１６０に対して補正処理を施す。この場合、まず、検出部１０２ｇは、記録部１０２ｆに欠陥画素位置情報として記録された欠陥画素１５１の座標を読み出す。そして、欠陥補正部１０２ｄは、読み出された欠陥画素１５１の座標に位置する欠陥画素データ１６０を、メディアンフィルタ等を用いて周囲の画素データによって置換する。
【００２６】
以上で説明した第１の実施の形態のデジタルカメラ１によれば、以下の作用効果が得られる。
撮像素子１０１には、被写体からの光束を受光して、画素データを出力する複数の画素１５０が配列されている。第１画像処理部１０２ｂは、画素データに基づいて、撮像素子１０１の画素数に対応する画素数を有する第１画像データを生成する。第２画像処理部１０２ｃは、画素データに対して所定の解像度変換処理を施して、第１画像データの画素数とは異なる画素数を有する第２画像データを生成する。記録部１０２ｆは、複数の画素１５０のうち欠陥画素１５１の位置、すなわち座標を記録する。検出部１０２ｇは、記録部１０２ｆに記録された欠陥画素１５１の位置と、解像度変換処理とに基づいて、第２画像データにおける欠陥画素１５１に起因する拡散データ１６１の位置を検出する。そして、欠陥補正部１０２ｄは、検出部１０２ｇにより検出された拡散データ１６１に対して、画素欠陥補正処理を施すようにした。したがって、解像度変換処理により欠陥画素データ１６０が第２画像データで拡散して拡散データ１６０として発生する場合であっても、拡散データ１６０に対して画素欠陥補正処理を施すことができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００２７】
−第２の実施の形態−
図５を参照して、本発明の第２の実施の形態によるデジタルカメラ１を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、拡散データの出力レベルが低い場合には補正処理を行わない点で、第１の実施の形態とは異なる。
【００２８】
図５は、第２の実施の形態によるデジタルカメラ１の制御回路１０２の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態の制御回路１０２は、第１の実施の形態の制御回路１０２が有する機能に加えて、判定部１０２ｈを機能的に備える。判定部１０２ｈは、検出部１０２ｇにより検出された拡散データ１６１の出力レベルが所定の閾値未満であるか否かを判定する。そして、欠陥補正部１０２ｄは、判定部１０２ｈにより所定の閾値以上の出力レベルを有すると判定された拡散データ１６１に対して画素欠陥補正処理を施す。換言すると、欠陥補正部１０２ｄは所定の閾値未満の出力レベルを有する拡散データ１６１に対しては画素欠陥補正を施さないようにする。なお、欠陥補正部１０２ｄは、第１の実施の形態と同様に、メディアンフィルタ等を用いて拡散データ１６１を周囲の画素データで置換する。また、上記の所定の閾値は、拡散データ１６１に画素欠陥補正処理を施さない場合であっても、画像上で拡散データ１６１の影響が目立たない値として予め決定され、不図示のメモリに記録されているものとする。
【００２９】
以上で説明した第２の実施の形態のデジタルカメラ１によれば、第１の実施の形態によるデジタルカメラ１により得られた作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
判定部１０２ｈは、検出部１０２ｇにより検出された拡散データ１６１の出力レベルが所定の閾値未満であるか否かを判定する。そして、欠陥補正部１０２ｄは、判定部１０２ｈにより出力レベルが所定の閾値未満と判定された拡散データ１６１して画素欠陥補正を施さないようにした。拡散データ１６１は解像度変換処理により欠陥画素データ１６０が第２画像データ上に拡散したものなので、拡散データ１６１の出力レベルは一般的に低い値となる。このため、拡散データ１６１の中には画素欠陥補正処理を施さない場合であっても、画像上で拡散データ１６１の影響が目立たない場合がある。このような拡散データ１６１には画素欠陥補正処理を施さないようにしたので、周囲の画素データにより置換することで却って画質が劣化することを抑制できる。さらには、画素欠陥補正処理を施す拡散データ１６１の個数を減らすことができるので、処理負荷を低減し電力消費を抑制できる。
【００３０】
以上で説明した第１および第２の実施の形態のデジタルカメラ１を、次のように変形できる。
動画撮影モードやライブビューモードのときには、撮像素子１０１から公知の間引き読み出し、画素加算、窓読み出し等の方式により画素データが出力され、静止画撮影モードのときには、撮像素子１０１の全画素１５０から画素データが出力されるものでもよい。この場合、記録部１０２ｆに記録されている欠陥画素データ１６０の位置、すなわち第１画像データにおける欠陥画素データ１６０の座標と、動画撮影モードやライブビューモードで読み出された画像データ（動画用原画像データ）上での欠陥画素データの座標とが必ずしも一致しない。したがって、検出部１０２ｇは、第１画像データにおける欠陥画素データ１６０の座標を動画用原画像データにおける座標に変換し、さらに第２画像データにおける拡散データ１６１の座標に変換することにより、拡散データ１６１を検出すればよい。なお、第１画像データの欠陥画素データ１６０の座標を動画用原画像データの座標に変換する変換式は、動画撮影モードやライブビューモードの際に用いられる読み出し方式に応じて決定される。
【００３１】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  撮像素子、  １０２  制御回路、
１０２ｂ  第１画像処理部、  １０２ｃ  第２画像処理部、
１０２ｄ  欠陥補正部、  １０２ｇ  検出部、  
１０２ｈ  判定部
【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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