(57)【要約】【課題】ＣＭＯＳイメージセンサとして実現されＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有する固体撮像素子を用い、ＤＲ圧縮部でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、ノイズ除去を、簡単な回路で、過不足なく行えるようにする。【解決手段】ノイズ除去部１４をＤＲ圧縮部１３の後段側に設けて、そのノイズ除去部１４が、固体撮像素子３のＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性に対する線形変換部１１の伸張率ＧｃおよびＤＲ圧縮部１３における圧縮伸張率Ｇｄｒｃに応じてノイズ除去量に関するコアリング係数ｔｈを変化し、それに基づいてノイズ成分を除去する。したがって、ダイナミックレンジ圧縮を撮影シーンに応じた任意のパラメータで行うことができるとともに、圧縮後の少ないビット数に対してノイズ除去を行うので、回路規模を飛躍的に小さくできる。また、圧縮によるノイズ量の変化を加味して、過不足なくノイズ除去を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用い、ダイナミックレンジ圧縮手段でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、
前記ダイナミックレンジ圧縮手段の後段側に設けられ、該ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性に応じて、撮像画像のノイズ除去量に関するパラメータを変化させて該撮影画像に対するノイズ除去を行うノイズ除去手段を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ノイズ除去手段は、
前記複数の異なる光電変換特性と前記ダイナミックレンジ圧縮手段の圧縮特性とに応じて、前記ノイズ除去量に関するパラメータであるコアリング係数を算出する係数算出手段と、
前記コアリング係数に基づいて、前記撮影画像からノイズ成分を除去するコアリング処理を行うコアリング処理手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサなどとして実現され、Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性（リニア−ログ特性）のような複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用いる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子は、暗電流や、電気的な処理に伴い、ノイズを発生する。一方、前記ＣＭＯＳイメージセンサなどとして実現される固体撮像素子は、その光電変換特性に、前記Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有する。そこで本願出願人は、先に特許文献１において、そのようなＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有する固体撮像素子を用いる撮像装置におけるノイズ除去の手法を提案した。
【０００３】
その従来技術によれば、前記Ｌｉｎｅａｒ領域（リニア領域）およびＬｏｇ領域（ログ領域）において、略均等に発生するノイズに対して、撮像画像の階調変換の光電変換特性を統一する際、すなわちＬｏｇ特性をＬｉｎｅａｒ特性に伸張する際の伸張度合いに応じて、ノイズ除去量に関するパラメータを変化させて、ノイズ除去を行っている。すなわち、図１０で示すように、ｙ＝ａ・ｘ＋ｂのＬｉｎｅａｒ領域から、ｙ＝ｃ・ｌｎ（ｘ）＋ｄのＬｏｇ領域に変換されている信号に対して、画素値を伸張すると、ノイズ振幅Ｎも同様に伸張され、重畳された略等しい振幅Ｎのノイズを、Ｌｉｎｅａｒ領域は前記振幅Ｎでそのまま除去し、Ｌｏｇ領域はＬｉｎｅａｒ特性への伸張量に応じて大きくなる振幅Ｎ’で除去している。
【特許文献１】特開２００７−８８９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、前記Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性でも、或る程度の輝度範囲に対応することができるが、そのままではコントラストが低く、特に車載用や監視カメラ用など、明暗の激しい場所で使用される撮像装置では、さらにダイナミックレンジの圧縮が行われる。たとえば、Ｌｉｎｅａｒ特性では１８ビット分のデータが、８ビット相当に圧縮が行われる。ところが、前記従来技術では、ノイズ除去を階調変換（ダイナミックレンジ圧縮）の前で行っているので、圧縮パラメータを固定する必要があり、パラメータが撮影シーンによってダイナミックに変化する場合には対応できないという問題がある。また、前記のようにＬｉｎｅａｒ特性のビット幅の広い状態でノイズ除去を行うので、回路規模が大きくなるという問題もある。
【０００５】
一方、階調変換（ダイナミックレンジ圧縮）後に、上述の手法でノイズ除去を行うと、ノイズ除去量が多くなりすぎてノイズ以外の本来の画像成分が欠損したり、ノイズが除去できず残ってしまう場合がある。詳しくは、図１１の曲線のような変換が行われる（理解し易いように、圧縮前の特性をｙ＝ｘの直線としている）とすると、ダイナミックレンジ圧縮によって、ノイズ振幅Ｎ’は、Ｎ”に変化する。そして、ノイズ除去量を前記Ｌｏｇ→Ｌｉｎｅａｒ変換の伸張量に応じて変更すると、圧縮によるノイズ量の変化が加味されていないので、ノイズ除去量はＬｉｎｅａｒ領域で不足し、Ｌｏｇ領域で過剰になる。
【０００６】
本発明の目的は、複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用い、ダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、ノイズ除去を、簡単な回路で、過不足なく行うことができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用い、ダイナミックレンジ圧縮手段でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、前記ダイナミックレンジ圧縮手段の後段側に設けられ、該ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性に応じて、撮像画像のノイズ除去量に関するパラメータを変化させて該撮影画像に対するノイズ除去を行うノイズ除去手段を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、たとえばＣＭＯＳイメージセンサなどとして実現され、たとえばＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性のような複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用い、ダイナミックレンジ圧縮手段でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、前記固体撮像素子や電気的な処理に伴い撮像画像に発生するノイズを除去するにあたって、そのノイズ除去手段を前記ダイナミックレンジ圧縮手段の後段側に設け、該ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性に応じて、撮像画像のノイズ除去量に関するパラメータを変化させて前記撮影画像に対するノイズ除去を行う。
【０００９】
したがって、前記ダイナミックレンジ圧縮を撮影シーンに応じた任意のパラメータで行うことができるとともに、圧縮後の少ないビット数に対してノイズ除去を行うので、ノイズ除去手段の回路規模を飛躍的に小さくすることができる。また、圧縮によるノイズ量の変化を加味して、過不足なくノイズ除去を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の撮像装置では、前記ノイズ除去手段は、前記複数の異なる光電変換特性と前記ダイナミックレンジ圧縮手段の圧縮特性とに応じて、前記ノイズ除去量に関するパラメータであるコアリング係数を算出する係数算出手段と、前記コアリング係数に基づいて、前記撮影画像からノイズ成分を除去するコアリング処理を行うコアリング処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、固体撮像素子が有するＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性に、前記ダイナミックレンジ圧縮による圧縮特性に適応して、ノイズ除去量を決定することができる。
【００１２】
好ましくは、前記固体撮像素子がモノクロセンサであるとき、前記ノイズ除去手段は、ノイズ振幅をＮ、露出補正のゲインをｍ、線形変換部による前記複数の異なる光電変換特性であるＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性の伸張率をＧｃ、前記ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性である圧縮伸張率をＧｄｒｃとするとき、コアリング係数ｔｈを、
ｔｈ＝Ｎ・ｍ・Ｇｃ・Ｇｄｒｃ
から求めることを特徴とする。
【００１３】
また好ましくは、前記固体撮像素子がフルカラーセンサであるとき、前記ノイズ除去手段は、ノイズ振幅をＮ、ＮＴＳＣ方式におけるＲＧＢ各色のホワイトバランスゲインをｇｒ，ｇｇ，ｇｂ、線形変換部による前記複数の異なる光電変換特性であるＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性の伸張率をＧｃ、前記ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性である圧縮伸張率をＧｄｒｃとするとき、コアリング係数ｔｈを、
ｔｈ＝Ｎ・（０．２９９・ｇｒ＋０．５８７・ｇｂ＋０．１１４・ｇｃ）
・Ｇｃ・Ｇｄｒｃ
から求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の撮像装置は、以上のように、ＣＭＯＳイメージセンサなどとして実現され、Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性のような複数の異なる光電変換特性を有する固体撮像素子を用い、ダイナミックレンジ圧縮手段でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、前記固体撮像素子や電気的な処理に伴い撮像画像に発生するノイズを除去するにあたって、そのノイズ除去手段を前記ダイナミックレンジ圧縮手段の後段側に設け、該ダイナミックレンジ圧縮手段における圧縮特性に応じて、撮像画像のノイズ除去量に関するパラメータを変化させて前記撮影画像に対するノイズ除去を行う。
【００１５】
それゆえ、前記ダイナミックレンジ圧縮を撮影シーンに応じた任意のパラメータで行うことができるとともに、圧縮後の少ないビット数に対してノイズ除去を行うので、ノイズ除去手段の回路規模を飛躍的に小さくすることができる。また、圧縮によるノイズ量の変化を加味して、過不足なくノイズ除去を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態に係る撮像装置１の電気的構成を示すブロック図である。この撮像装置１は、固体撮像素子３がＣＭＯＳイメージセンサから成り、前記Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有する以外は、一般的なデジタルカメラと同様に構成され、動画のカメラであってもよく、その場合には動画の１フレーム毎に静止画と同様の処理を行えばよい。
【００１７】
この撮像装置１は、レンズ部２、固体撮像素子３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換部５、画像処理部６、画像メモリ７、全体制御部８、モニタ部９および操作部１０を備えて構成される。
【００１８】
前記レンズ部２は、被写体光（光像）を取込むレンズ窓として機能するとともに、この被写体光を該撮像装置１の内部に配置されている固体撮像素子３へ導くための光学レンズ系を構成するものであり、光軸Ｌに沿って直列的に配置されるズームレンズやフォーカスレンズ、その他の固定レンズブロックなどから成るレンズ群である。このレンズ部２には、透過光量を調節するための絞り（図略）やシャッタ（図略）を備えており、それらは前記全体制御部８によって駆動制御される。
【００１９】
前記固体撮像素子３は、前記レンズ部２によって結像された被写体光像の光量に応じて、画像信号に光電変換して後段のアンプ４へ出力する撮像センサであり、入力輝度（センサ入射輝度）が低い場合（暗時）に出力画素信号（光電変換により発生する出力電気信号）が線形的に変換されて出力される前記Ｌｉｎｅａｒ特性と、輝度が高い場合（明時）に出力画素信号が対数的に変換されて出力される前記Ｌｏｇ特性との複数の光電変換特性を有するものが用いられる。前記Ｌｉｎｅａｒ特性とＬｏｇ特性との切替わり点（変曲点）は、固体撮像素子３の各画素回路に対する所定の制御信号に基づいて任意に変化させることが可能である。
【００２０】
前記アンプ４は、たとえばＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路を備え、固体撮像素子３から入力されるアナログ画像信号がＡ／Ｄ変換部５の入力電圧範囲に合うように、適切な増幅率で増幅するものである。アンプ４は、前記ＡＧＣ回路の他、画像信号のサンプリングノイズの低減を行うＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路等を備えていてもよい。なお、ＡＧＣ回路に対するゲイン値は全体制御部８によって設定される。
【００２１】
前記Ａ／Ｄ変換部５は、アンプ４にて増幅（ゲイン調整）されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するものであり、固体撮像素子３の各画素で受光して得られる画素信号を、それぞれたとえば１２ビットの画素データに変換する。前記画像処理部６は、後述するノイズ除去や階調変換（前記Ｌｉｎｅａｒ特性とＬｏｇ特性との統一）などを行い、その際にＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリから成る前記画像メモリ７が使用される。
【００２２】
前記全体制御部８は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的に各種データを格納するＲＡＭ、および制御プログラム等を前記ＲＯＭから読出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を備えて成り、撮像装置１全体の動作制御を司るものである。この全体制御部８は、固体撮像素子３や操作部１０等の各処理部から送信されてくる情報（信号）と装置の動作状態とに基づき、各処理部が必要とするパラメータ等の動作情報を算出し、これを送信することで各処理部の動作を制御する。
【００２３】
前記モニタ部９は、たとえばカメラ背面に配設された液晶表示器（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）等から成り、固体撮像素子３による撮像画像、すなわち画像処理部６で処理された画像や画像メモリ７に格納されている画像等を表示するものである。前記操作部１０は、ユーザによる操作指示（指示入力）を行うものであり、電源スイッチ、レリーズスイッチ、各種撮影モードを設定するモード設定スイッチ等の各種の操作スイッチ群（操作ボタン群）から成る。
【００２４】
図２は、前記画像処理部６の一構成例である画像処理部６ａのブロック図である。この画像処理部６ａは、前記固体撮像素子３がモノクロセンサの場合における画像処理部６の一構成例を示している。Ａ／Ｄ変換された画像信号は、先ず線形変換部１１において、前記固体撮像素子３におけるＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性に対応した伸張率ＧｃでＬｏｇ領域の信号がＬｉｎｅａｒ特性に伸長され、ＡＥ補正部１２においてゲインｍで露出補正が行われた後、ＤＲ圧縮部１３において、前記図１１で示すようなダイナミックレンジの圧縮処理が行われる。その後、ノイズ除去部１４において、後述するようなノイズ除去が行われ、ガンマ補正部１５においてガンマ補正が行われて、出力画像データとなる。
【００２５】
一方、図３は、前記画像処理部６の他の構成例である画像処理部６ｂのブロック図である。この画像処理部６ｂは、前記固体撮像素子３がフルカラーセンサの場合における画像処理部６の一構成例を示している。Ａ／Ｄ変換された画像信号は、先ず線形変換部２１において、前記固体撮像素子３におけるＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性に対応した伸張率ＧｃでＬｏｇ領域の信号がＬｉｎｅａｒ特性に伸長され、ＡＥ・ＡＷＢ補正部２２においてゲインｍで露出補正が行われるとともに、ホワイトバランス調整が行われる。その後、ＲＧＢ→ＹＣＣ部２３においてＲ，Ｇ，Ｂの各色成分が輝度成分と色成分とに分離され、輝度成分のみがＤＲ圧縮部２４においてダイナミックレンジの圧縮処理が行われ、さらにノイズ除去部２５において後述するようなノイズ除去が行われ、ＹＣＣ→ＲＧＢ部２６において前記色成分と混合されて再度前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に変換され、ガンマ補正部２７においてガンマ補正が行われて、出力画像データとなる。
【００２６】
なお、前記固体撮像素子３がベイヤー配列のフルカラーセンサである場合、ＲＧＢ→ＹＣＣ部２３部の前に、そのベイヤー配列に対する補間処理部が介在される。前記ＡＥ・ＡＷＢ補正は、たとえば特開２００６−１４２７７号公報や特開２００５−８６６８４号公報などに詳しく示され、またベイヤー補間、ＲＧＢ→ＹＣＣ変換、ガンマ補正などは、一般のデジタルカメラと同様である。
【００２７】
前記固体撮像素子３におけるＬｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性は、前述の図１０で示すように変曲点θで特性が変化して、Ｌｉｎｅａｒ特性部の変換特性がｙ＝ａ・ｘ＋ｂ、Ｌｏｇ特性部の変換特性がｙ＝ｃ・ｌｎ（ｘ）＋ｄとすると、前記線形変換部１１，２１では、Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を下式のようにＬｉｎｅａｒ特性に統一する。すなわち、前記Ａ／Ｄ変換部５からの入力画像をｉとし、統一されたＬｉｎｅａｒ特性、すなわち該線形変換部１１，２１の出力画像をＩとすると、
ｉｆ（ｉ＜θ）
Ｉ＝ｉ                                                          ・・・（１）
ｅｌｓｅ
Ｉ＝ａ・ｅｘｐ（（ｉ−ｄ）／ｃ）＋ｂ                            ・・・（２）
となる。そして、Ｉ／ｉが前記伸張率Ｇｃとなり、ノイズ除去部１４，２５へ送られる。
【００２８】
また、ＤＲ圧縮部１３，２４は、たとえば図４で示すように構成され、前記Ｌｉｎｅａｒ特性に統一された画像Ｉから、照明成分抽出部３１において照明成分Ｌを求め、除算器３２において、その入力画像Ｉを照明成分Ｌで除算することで反射率成分Ｒが求められる。さらに、前記照明成分Ｌが照明成分圧縮部３３において圧縮された照明成分Ｌ’と前記反射率成分Ｒとの積が乗算器３４で求められ、該ＤＲ圧縮部１３，２４の出力画像Ｉ’となる。
【００２９】
たとえば、前記照明成分Ｌは、元画像Ｉに対し、メディアンフィルタやイプシロンフィルタ等のエッジ維持フィルタを適用して求めることができる（イプシロンフィルタは「原島博，小田島薫，鹿喰善明，宮川洋：“ε−分離非線形ディジタルフィルタとその応用”， 信学論（Ａ），Ｖｏｌ．Ｊ６５−Ａ， Ｎｏ．４， ｐｐ．２９７−３０４，（Ａｐｒ． １９８２）．」参照）。そして、照明成分Ｌの圧縮特性を前述の図１１ようにｙ＝ｅｘｐ（ｌｎ（ｘ）・ｅ）・ｆとすると、圧縮された照明成分Ｌ’は以下になる。
Ｌ’＝ｅｘｐ（ｌｎ（Ｌ）・ｅ）・ｆ                              ・・・（３）
また、Ｉ’＝Ｌ’・Ｉであり、さらにＩ＝Ｌ・Ｒであるので、ダイナミックレンジ圧縮出力Ｉ’は、
Ｉ’＝Ｌ’／Ｌ・Ｉ                                              ・・・（４）
となる。そして、Ｌ’／Ｌが圧縮伸張率Ｇｄｒｃとなり、ノイズ除去部１４，２５へ送られる。
【００３０】
前記照明成分圧縮部３３における圧縮特性は、前述の図１１に限らず、たとえば図５で示す場合、前記照明成分Ｌ’は下式となる。
ｉｆ（Ｌ＜ｓ）
Ｌ’＝Ｌ                                                        ・・・（５）
ｅｌｓｅ
Ｌ’＝ｇ・Ｌ＋ｈ                                                ・・・（６）
さらにまた、前記照明成分圧縮部３３における圧縮特性は、図６（ｂ）で示すように求められた前記照明成分Ｌのヒストグラムを均等化（イコライゼーション）するような図６（ａ）で示すような特性とされてもよい。この場合は、入出力の関係がテーブルに格納される。ヒストグラム均等化は、特許第３７５０７９７号公報などに示される。
【００３１】
図７は、前記ノイズ除去部１４，２５の一構成例を示すブロック図である。このノイズ除去部１４，２５は、ＬＰＦ部４１、コアリング処理部４２、係数算出部４３ならびに減算器４４および加算器４５を備えて構成される。ＬＰＦ部４１は、入力画像Ｉに対して、ガウシアンフィルタ等の線形のＬＰＦによるフィルタ処理を行い、入力画像Ｉから低周波成分を抽出（生成）する。これによって、平滑化されたぼかし画像が作成される。このＬＰＦ部４１は、上記線形フィルタに限らず、メディアンフィルタ等の非線形フィルタであってもよい。
【００３２】
コアリング処理部４２は、後述する係数算出部４３からのコアリング係数情報ｔｈに基づいて画像信号からノイズ成分を除去するコアリング処理を行うものである。コアリング処理部４２は、ＬＰＦ部４１で抽出された低周波成分を、減算器４４において入力画像Ｉから減算して得た高周波成分に対して、図８に示す入出力関係を有する特性（以降、コアリング特性という）に基づくコアリング処理を行う。前記コアリング特性における係数情報ｔｈは、係数算出部４３において算出されるコアリング係数ｔｈを示す。図８のコアリング処理では、入力が−ｔｈより大きくｔｈより小さいときは出力がゼロ（０）となり、入力が−ｔｈ以下であるときには出力が入力に対してｔｈを加えた値となり、入力がｔｈ以上であるときには出力が入力に対してｔｈを減じた値となるように変換処理を行っている。このコアリング処理後の高周波数成分と、上記ＬＰＦ部６２からの低周波成分とは、加算器４５による加算処理によって合成され、合成画像Ｏとして後段の処理部へ出力される。
【００３３】
注目すべきは、本実施の形態の係数算出部４３は、ＡＥゲインがｍ倍の場合、ノイズ振幅はＮ・ｍとなるので、それに線形変換部１１，２１の伸張率Ｇｃおよび圧縮伸張率Ｇｄｒｃを用いて、ノイズ除去量である前記コアリング係数ｔｈを求めることである。具体的には、コアリング係数ｔｈは、下式のように、前記各パラメータの積から求められる。
ｔｈ＝Ｎ・ｍ・Ｇｃ・Ｇｄｒｃ                                    ・・・（７）
【００３４】
一方、図３の画像処理部６ｂの場合、ＡＥ・ＡＷＢ補正部２２においてホワイトバランス調整も行われるのに対して、ノイズ除去は前記ＲＧＢ→ＹＣＣ部２３部によって輝度情報に変換して行われ、ノイズ振幅Ｎは輝度の増減に比例する。そこで、ＲＧＢから輝度への変換は、ＮＴＳＣの場合、
Ｙ＝０．２９９・Ｒ＋０．５８７・Ｇ＋０．１１４＊Ｂ              ・・・（８）
であるので、ＲＧＢ各色のホワイトバランスゲインをｇｒ，ｇｇ，ｇｂとすると、ホワイトバランス調整によってノイズ振幅はＮ・（０．２９９・ｇｒ＋０．５８７・ｇｂ＋０．１１４・ｇｃ）となる。したがって、前記コアリング係数ｔｈは、
ｔｈ＝Ｎ・（０．２９９・ｇｒ＋０．５８７・ｇｂ＋０．１１４・ｇｃ）
・Ｇｃ・Ｇｄｒｃ                                          ・・・（９）
となる。
【００３５】
図９は、上述のように構成される撮像装置１の動作を説明するための波形図である。先ず図９（ａ）で示すように、Ｌｉｎｅａｒ領域およびＬｏｇ領域のそれぞれに同じ振幅のノイズが乗ったと仮定する。線形変換部１１，２１において、Ｌｏｇ領域はＬｉｎｅａｒ特性への変換処理で伸張されるので、図９（ｂ）で示すように、ノイズも同様に伸張される（Ｌｉｎｅａｒ領域は変化しない）。一方、ＤＲ圧縮部１３，２４では、前記式３，４の変換が行われ、図９（ｃ）で示すように、画素値と同様に明部のノイズは圧縮され、暗部は伸張される。そして、前記式７または式９に従って、コアリング係数ｔｈを、この図９（ｃ）で示す最終的なノイズ振幅と等しくすれば、適切にノイズを除去することができる。
【００３６】
以上のように、本発明の撮像装置１は、ＣＭＯＳイメージセンサとして実現され、Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有する固体撮像素子３を用い、ＤＲ圧縮部１３，２４でダイナミックレンジ圧縮を行う撮像装置において、前記固体撮像素子３や電気的な処理に伴い撮像画像に発生するノイズを除去するにあたって、ノイズ除去部１４，２５を前記ＤＲ圧縮部１３，２４の後段側に設け、該ノイズ除去部１４，２５の係数算出部４３が前記固体撮像素子３の光電変換特性（前記Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性）に対する線形変換部１１，２１の伸張率Ｇｃおよび前記ＤＲ圧縮部１３，２４における圧縮伸張率Ｇｄｒｃに応じて、撮像画像のノイズ除去量に関するパラメータであるコアリング係数ｔｈを変化し、そのコアリング係数ｔｈに基づいて、コアリング処理部４２が前記撮影画像からノイズ成分を除去するコアリング処理を行う。
【００３７】
したがって、前記ダイナミックレンジ圧縮を撮影シーンに応じた任意のパラメータで行うことができるとともに、圧縮後の少ないビット数に対してノイズ除去を行うので、ノイズ除去手段の回路規模を、たとえば１８ビットから８ビットに飛躍的に小さくすることができる。また、圧縮によるノイズ量の変化を加味して、過不足なくノイズ除去を行うことができる。
【００３８】
本発明における固体撮像素子３は、前記Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性に限らず、明部が圧縮されたニー特性（たとえば、特許第３１５４４８４号）などの複数の異なる光電変換特性を備えていればよい。前記ニー特性の場合、暗部の変換特性をｙ＝ａ・ｘ＋ｂ、明部の変換特性をｙ＝ｃ・ｘ＋ｄとした場合、前記式２は、下式となる。
Ｉ＝（（ｉ−ｄ）／ｃ）・ａ＋ｂ                                ・・・（１０）
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】前記撮像装置における画像処理部の一構成例のブロック図である。
【図３】前記撮像装置における画像処理部の他の構成例のブロック図である。
【図４】ダイナミックレンジ圧縮部の一構成例のブロック図である。
【図５】前記ダイナミックレンジ圧縮部による圧縮特性のグラフである。
【図６】前記ダイナミックレンジ圧縮部による他の圧縮特性を説明するためのグラフである。
【図７】ノイズ除去部の一構成例を示すブロック図である。
【図８】前記ノイズ除去部によるノイズ除去動作（コアリング処理）を説明するためのグラフである。
【図９】撮像装置の動作を説明するための波形図である。
【図１０】Ｌｉｎｅａｒ−Ｌｏｇ特性を有するＣＭＯＳイメージセンサにおけるノイズ振幅を説明するためのグラフである。
【図１１】前記ダイナミックレンジ圧縮部における圧縮によるノイズ振幅の変化を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１    撮像装置
２    レンズ部
３    固体撮像素子
４    アンプ
５    Ａ／Ｄ変換部
６，６ａ，６ｂ    画像処理部
７    画像メモリ
８    全体制御部
９    モニタ部
１０    操作部
１１，２１    線形変換部
１２    補正部
１３，２４    ＤＲ圧縮部
１４，２５    ノイズ除去部
１５，２７    ガンマ補正部
２２    ＡＥ・ＡＷＢ補正部
２３    ＲＧＢ→ＹＣＣ部
２６    ＹＣＣ→ＲＧＢ部
３１    照明成分抽出部
３３    照明成分圧縮部
４１    ＬＰＦ部
４２    コアリング処理部
４３    係数算出部
【図１】
2009081526.tif 000003
【図２】
2009081526.tif 000004
【図３】
2009081526.tif 000005
【図４】
2009081526.tif 000006
【図５】
2009081526.tif 000007
【図６】
2009081526.tif 000008
【図７】
2009081526.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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