(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子により撮像された画像データのうち、光学的黒領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出する平均値算出手段と、上記平均値算出手段により算出された平均値と前回の黒レベル基準データから当該黒レベル基準データを更新する更新手段と、上記更新手段による更新後の黒レベル基準データを用いて上記画像データの黒レベルを補正する補正手段とを備えた黒レベル補正装置において、上記補正手段は、上記更新手段による更新後の黒レベル基準データが指定値より大きい場合、その黒レベル基準データから指定値を減算して、上記画像データから当該減算結果を減算し、その黒レベル基準データが当該指定値より大きくない場合には、その画像データから当該黒レベル基準データを減算することを特徴とする黒レベル補正装置。
【請求項２】
平均値算出手段は、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出することを特徴とする請求項１記載の黒レベル補正装置。
【請求項３】
平均値算出手段は、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出することを特徴とする請求項１記載の黒レベル補正装置。
【請求項４】
平均値算出手段は、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出し、何れか一方の平均値を選択して更新手段に出力することを特徴とする請求項１記載の黒レベル補正装置。
【請求項５】
更新手段は、前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値を乗算する一方、平均値算出手段により算出された平均値に第１の重み付け値より小さい第２の重み付け値を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求めることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項６】
平均値算出手段は、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項７】
平均値算出手段により算出された何れか一方の平均値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第１の選択手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の黒レベル補正装置。
【請求項８】
所望の黒レベルの固定値を記憶する固定値記憶手段と、上記固定値記憶手段により記憶されている固定値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第２の選択手段を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７記載の黒レベル補正装置。
【請求項９】
所望の黒レベルの初期値を記憶する初期値記憶手段と、上記初期値記憶手段により記憶されている初期値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第３の選択手段を設けたことを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項１０】
光学的黒領域の水平画素数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、上記設定回路により設定された水平画素数分だけ黒レベルのデータを積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成することを特徴とする請求項２または請求項４記載の黒レベル補正装置。
【請求項１１】
光学的黒領域の垂直ライン数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、上記設定回路により設定された垂直ライン数分だけ黒レベルのライン平均値を積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成することを特徴とする請求項３または請求項４記載の黒レベル補正装置。
【請求項１２】
平均値算出手段が複数の設定回路を備えて、演算回路がいずれか１つの設定回路を選択することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の黒レベル補正装置。
【請求項１３】
黒レベルの補正を行う場合に限り、撮像素子により撮像された画像データを平均値算出手段及び補正手段に出力する接続手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項１４】
補正手段は、補正開始許可信号が有意な場合には補正後の画像データを出力し、その補正開始許可信号が無意な場合には補正前の画像データを出力することを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項１５】
補正手段は、更新手段による更新後の黒レベル基準データから指定値を減算し、画像データから当該減算結果を減算することを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項１６】
補正手段は、画像データの黒レベルを補正したのち、ダイナミックレンジの補正を行うことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項記載の黒レベル補正装置。
【請求項１７】
更新手段は、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データと、その光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データとの平均値を算出することを特徴とする請求項６記載の黒レベル補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子により撮像された画像データの黒レベルを補正する黒レベル補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスでは光を遮断した状態でも時間の経過とともに電荷が蓄積されてくる。このように光に関係なく蓄積される電荷を暗電流という。この暗電流を電気的に補正して除去するために、センサ感光部の一部に遮光部を設けて、暗電流の基準値を検出し、この基準値をクランプしてここからの変化量で信号成分のみを得る方法が一般的に用いられている。
【０００３】
図２３は例えば特開昭６４−１８３７０号公報に示された従来の黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、１は撮像素子により撮像された画像データをアナログデータからディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、２はゲート、３は撮像素子の各画素に対応する黒レベル基準データを記憶するメモリ、４はＡ／Ｄ変換器１によりディジタルデータに変換された画像データから黒レベル基準データを減算して、当該画像データの黒レベルを補正する減算器である。
【０００４】
次に動作について説明する。
メモリ３には、予め撮像素子の各画素に対応する黒レベル基準データが記憶されており、Ａ／Ｄ変換器１が撮像素子により撮像された画像データをアナログデータからディジタルデータに変換すると、各画素に対応する黒レベル基準データを減算器４に出力する。
【０００５】
減算器４は、Ａ／Ｄ変換器１によりディジタルデータに変換された画像データから黒レベル基準データを減算して、当該画像データの黒レベルを補正する。
これにより、各画素の黒レベルのばらつきを解消することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の黒レベル補正装置は以上のように構成されているので、各画素の黒レベルのばらつきを解消することができる。しかし、例えば、ディジタルスチルカメラのように連続して画像データを得るような場合、各画像間の黒レベルが急激に変化することがあるが、急激な変化を防止することができない課題があった。
また、黒レベルの補正方式が常に同一方式であり、黒レベル補正装置の汎用性を高めることができない課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止することができる黒レベル補正装置を得ることを目的とする。
また、この発明は回路規模の増大を招くことなく、様々な黒レベル補正動作を選択することができる汎用性の高い黒レベル補正装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る黒レベル補正装置は、更新手段による更新後の黒レベル基準データが指定値より大きい場合、その黒レベル基準データから指定値を減算して、画像データから当該減算結果を減算し、その黒レベル基準データが当該指定値より大きくない場合には、その画像データから当該黒レベル基準データを減算するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る黒レベル補正装置は、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するようにしたものである。
【００１０】
この発明に係る黒レベル補正装置は、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するようにしたものである。
【００１１】
この発明に係る黒レベル補正装置は、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出し、何れか一方の平均値を選択して更新手段に出力するようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る黒レベル補正装置は、前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値を乗算する一方、平均値算出手段により算出された平均値に第１の重み付け値より小さい第２の重み付け値を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求めるようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る黒レベル補正装置は、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る黒レベル補正装置は、平均値算出手段により算出された何れか一方の平均値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第１の選択手段を設けたものである。
【００１５】
この発明に係る黒レベル補正装置は、固定値記憶手段により記憶されている固定値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第２の選択手段を設けたものである。
【００１６】
この発明に係る黒レベル補正装置は、初期値記憶手段により記憶されている初期値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第３の選択手段を設けたものである。
【００１７】
この発明に係る黒レベル補正装置は、光学的黒領域の水平画素数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、その設定回路により設定された水平画素数分だけ黒レベルのデータを積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る黒レベル補正装置は、光学的黒領域の垂直ライン数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、その設定回路により設定された垂直ライン数分だけ黒レベルのライン平均値を積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る黒レベル補正装置は、平均値算出手段が複数の設定回路を備えて、演算回路がいずれか１つの設定回路を選択するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係る黒レベル補正装置は、黒レベルの補正を行う場合に限り、撮像素子により撮像された画像データを平均値算出手段及び補正手段に出力する接続手段を設けたものである。
【００２１】
この発明に係る黒レベル補正装置は、補正開始許可信号が有意な場合には補正後の画像データを出力し、その補正開始許可信号が無意な場合には補正前の画像データを出力するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る黒レベル補正装置は、更新手段による更新後の黒レベル基準データから指定値を減算し、画像データから当該減算結果を減算するようにしたものである。
【００２４】
この発明に係る黒レベル補正装置は、画像データの黒レベルを補正したのち、ダイナミックレンジの補正を行うようにしたものである。
【００２５】
この発明に係る黒レベル補正装置は、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データと、その光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データとの平均値を算出するようにしたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、１１は被写体の光学像を結像させるレンズ系、１２はレンズ系１１により結像された被写体像を光電変換して電気信号である画像データを出力する撮像素子、１３は撮像素子１２から出力された画像データを増幅するなどのアナログ処理を実施するアナログ処理部、１４はアナログ処理部１３から出力された画像データをアナログデータからディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００２７】
１５はＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データの中から光学的黒領域内の黒レベルクリップ領域に属するデータをクリップして、水平方向の黒レベルの積分を実施した後、画素数で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出するライン黒レベル算出回路、１６はライン黒レベル算出回路１５により算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に積分した後、ライン数で除算を行うことにより１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出するフレーム黒レベル算出回路、１７は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力する一方、ライン黒レベル算出回路１５又はフレーム黒レベル算出回路１６により算出された黒レベルの平均値を選択して時定数演算回路１８のＢ端子に出力する時定数データ選択回路である。なお、ライン黒レベル算出回路１５，フレーム黒レベル算出回路１６及び時定数データ選択回路１７から平均値算出手段が構成されている。
【００２８】
１８はＡ端子から入力した前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値を乗算する一方、Ｂ端子から入力した黒レベルの平均値に第１の重み付け値より小さい第２の重み付け値を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求める時定数演算回路（更新手段）、１９は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを用いてＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データの黒レベルを補正する補正回路（補正手段）である。
図２はＣＣＤなどの撮像素子１２のセンサ面を示す説明図であり、図３は時定数データ選択回路１７の選択結果を示す説明図である。
【００２９】
次に動作について説明する。
センサ面は、主に有効画素領域と光学的黒領域に大別される（図２を参照）。光学的黒領域はセンサ感光部に遮光部が設けられ、暗電流の基準値を検出する領域である。この実施の形態１では、この光学的黒領域のうち、３２画素×１０２４ラインの黒レベルクリップ領域の暗電流基準値を検出するものとする。
【００３０】
最初に黒レベル補正動作のうち、１フレームの黒レベルを検出し、その検出結果を次のフレームの有効画像データから減算するフレーム伝播黒レベル補正動作について説明する。
【００３１】
まず、レンズ系１１が被写体像を結像すると、撮像素子１２が被写体像を光電変換して電気信号である画像データを出力し、アナログ処理部１３が当該画像データを増幅するなどのアナログ処理を実施する。
そして、Ａ／Ｄ変換器１４は、アナログ処理部１３から出力された画像データをアナログデータからディジタルデータに変換し、そのディジタルデータをライン黒レベル算出回路１５及び補正回路１９に出力する。
【００３２】
ライン黒レベル算出回路１５は、Ａ／Ｄ変換器１４からディジタルの画像データを受けると、その画像データの中から光学的黒領域内の黒レベルクリップ領域に属するデータをクリップする。
そして、ライン黒レベル算出回路１５は、撮影開始後、黒レベルクリップ領域の最初のラインとなる「ア」の走査が開始されると、３２画素の黒レベルを積分し、その積分結果を１ライン分の画素数である“３２”で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出する。
以下、この動作を「イ」、「ウ」の順に１０２４ラインまで行う。
【００３３】
フレーム黒レベル算出回路１６は、ライン黒レベル算出回路１５により算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に１０２４ライン分だけ積分する。
そして、その積分結果をライン数である“１０２４”で除算を行うことにより１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出する。
【００３４】
次に、時定数データ選択回路１７は、ａ１端子から時定数演算回路１８により演算された前回の黒レベル基準データを入力し、ｂ１端子からフレーム黒レベル算出回路１６により算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値を入力し、ｃ１端子からライン黒レベル算出回路１５により算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を入力する。
【００３５】
フレーム伝播黒レベル補正動作においては、図３に示すように、ａ１端子から入力した前回の黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｂ１端子から入力した１フレーム当りの黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力する。
【００３６】
時定数演算回路１８は、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止するため、下記に示すように、Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値（＝６３／６４）を乗算する一方、Ｂ端子から入力した１フレーム当りの黒レベルの平均値に第２の重み付け値（＝１／６４）を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求める。
Ｃ＝Ａ×６３／６４＋Ｂ／６４
ただし、Ａ：Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データ
Ｂ：１フレーム当りの黒レベルの平均値
Ｃ：新たな黒レベル基準データ
【００３７】
補正回路１９は、次フレームの撮影が開始されると、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データの中から有効画素領域の有効画像データをクリップする。
そして、その有効画像データから時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
なお、ライン黒レベル算出回路１５，フレーム黒レベル算出回路１６，時定数データ選択回路１７及び時定数演算回路１８は、次フレームにおいても、前フレームと同様の動作を実施する。
【００３８】
次に、黒レベル補正動作のうち、１ラインの黒レベルを検出し、その検出結果を次のラインの有効画像データから減算する面内黒レベル補正動作について説明する。
【００３９】
レンズ系１１，撮像素子１２，アナログ処理部１３，Ａ／Ｄ変換器１４，ライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６の動作は、上述したフレーム伝播黒レベル補正動作と同様であるため説明を省略する。
【００４０】
時定数データ選択回路１７は、ａ１端子から時定数演算回路１８により演算された前回の黒レベル基準データを入力し、ｂ１端子からフレーム黒レベル算出回路１６により算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値を入力し、ｃ１端子からライン黒レベル算出回路１５により算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を入力する。
【００４１】
面内黒レベル補正動作においては、図３に示すように、ａ１端子から入力した前回の黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｃ１端子から入力した１ライン当りの黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力する。
【００４２】
時定数演算回路１８は、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止するため、下記に示すように、Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値（＝６３／６４）を乗算する一方、Ｂ端子から入力した１ライン当りの黒レベルの平均値に第２の重み付け値（＝１／６４）を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求める。
Ｃ＝Ａ×６３／６４＋Ｂ／６４
ただし、Ａ：Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データ
Ｂ：１ライン当りの黒レベルの平均値
Ｃ：新たな黒レベル基準データ
【００４３】
補正回路１９は、有効画素領域の１ライン目の走査が始まると、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データの中から１ライン目の有効画像データをクリップする。
そして、その有効画像データから時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データ（「ア」のラインまでの黒レベル基準データ）を減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
【００４４】
なお、有効画素領域の２ライン目の走査が始まると、２ライン目の有効画像データから「イ」のラインまでの黒レベル基準データを減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
３ライン目以降の有効画像データについても、同様にして、黒レベル補正を行う。
【００４５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、１フレーム又は１ライン当りの黒レベルの平均値と前回の黒レベル基準データから当該黒レベル基準データを更新し、更新後の黒レベル基準データを用いて有効画像データの黒レベルを補正するように構成したので、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止することができる効果を奏する。
また、ライン黒レベル算出回路１５，フレーム黒レベル算出回路１６及び時定数データ選択回路１７を設けたので、回路規模の増大を招くことなく、フレーム伝播黒レベル補正動作と面内黒レベル補正動作を実施することができる。その結果、汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【００４６】
なお、この実施の形態１では、黒レベルクリップ領域を３２画素×１０２４ラインとしたが、黒レベルクリップ領域は任意でよく、それに応じてライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６の除数を変更すればよい。
【００４７】
また、この実施の形態１では、時定数を与える式をＣ＝Ａ×６３／６４＋Ｂ／６４とするものについて示したが、これに限定するものではなく、必要に応じて式を変更すればよい。
また、この実施の形態１における時定数演算回路１８の演算及び処理は、マイクロプロセッサでも実現可能である。
【００４８】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１５ａはＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データの中から光学的黒領域内の黒レベルクリップ領域（第１の領域）に属するデータをクリップして、水平方向の黒レベルの積分を実施した後、画素数で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出するライン黒レベル算出回路、１５ｂはＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データの中から光学的黒領域内の黒レベルクリップ領域（第２の領域）に属するデータをクリップして、水平方向の黒レベルの積分を実施した後、画素数で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出するライン黒レベル算出回路である。
【００４９】
１６ａはライン黒レベル算出回路１５ａにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に積分した後、ライン数で除算を行うことにより１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出するフレーム黒レベル算出回路、１６ｂはライン黒レベル算出回路１５ｂにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に積分した後、ライン数で除算を行うことにより１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出するフレーム黒レベル算出回路である。
【００５０】
２０はフレーム黒レベル算出回路１６ａにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値とフレーム黒レベル算出回路１６ｂにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値との平均値を求めるフレーム黒レベル平均回路、２１は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力する一方、ライン黒レベル算出回路１５ｂ，フレーム黒レベル算出回路１６ａ又はフレーム黒レベル平均回路２０により算出された黒レベルの平均値を選択して時定数演算回路１８のＢ端子に出力する時定数データ選択回路である。なお、ライン黒レベル算出回路１５ａ，１５ｂ，フレーム黒レベル算出回路１６ａ，１６ｂ，フレーム黒レベル平均回路２０及び時定数データ選択回路２１から平均値算出手段が構成されている。
図５はＣＣＤなどの撮像素子１２のセンサ面を示す説明図であり、図６は時定数データ選択回路２１の選択結果を示す説明図である。
【００５１】
次に動作について説明する。
センサ面は、主に有効画素領域と光学的黒領域に大別される（図５を参照）。光学的黒領域はセンサ感光部に遮光部が設けられ、暗電流の基準値を検出する領域である。この実施の形態２では、この光学的黒領域のうち、１６００画素×３ラインの黒レベルクリップ領域（第１の領域）と、３２画素×１０２４ラインの黒レベルクリップ領域（第２の領域）の暗電流基準値を検出するものとする。
【００５２】
最初に黒レベル補正動作のうち、１フレームの黒レベルを検出し、その検出結果を次のフレームの有効画像データから減算するフレーム伝播黒レベル補正動作について説明する。
【００５３】
まず、レンズ系１１が被写体像を結像すると、撮像素子１２が被写体像を光電変換して電気信号である画像データを出力し、アナログ処理部１３が当該画像データを増幅するなどのアナログ処理を実施する。
そして、Ａ／Ｄ変換器１４は、アナログ処理部１３から出力された画像データをアナログデータからディジタルデータに変換し、そのディジタルデータをライン黒レベル算出回路１５ａ，１５ｂ及び補正回路１９に出力する。
【００５４】
ライン黒レベル算出回路１５ａは、撮影開始後、黒レベルクリップ領域（第１の領域）の最初のラインとなる「ア」の走査が開始されると、１６００画素の黒レベルを積分し、その積分結果を１ライン分の画素数である“１６００”で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出する。
以下、この動作を「イ」、「ウ」の順に３ラインまで行う。
【００５５】
また、ライン黒レベル算出回路１５ｂは、黒レベルクリップ領域（第２の領域）の最初のラインとなる「エ」の走査が開始されると、３２画素の黒レベルを積分し、その積分結果を１ライン分の画素数である“３２”で除算を行うことにより１ライン当りの黒レベルの平均値を算出する。
以下、この動作を「オ」、「カ」の順に１０２４ラインまで行う。
【００５６】
フレーム黒レベル算出回路１６ａは、ライン黒レベル算出回路１５ａにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に３ライン分だけ積分する。
そして、その積分結果をライン数である“３”で除算を行うことにより第１の領域における１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出する。
【００５７】
また、フレーム黒レベル算出回路１６ｂは、ライン黒レベル算出回路１５ｂにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を垂直方向に１０２４ライン分だけ積分する。
そして、その積分結果をライン数である“１０２４”で除算を行うことにより第２の領域における１フレーム当りの黒レベルの平均値を算出する。
【００５８】
フレーム黒レベル平均回路２０は、第１の領域における１フレーム当りの黒レベルの平均値と第２の領域における１フレーム当りの黒レベルの平均値とを加算して、その加算結果を“２”で除算することにより、第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値を求める。
【００５９】
次に、時定数データ選択回路２１は、ａ２端子から時定数演算回路１８により演算された前回の黒レベル基準データを入力し、ｂ２端子からフレーム黒レベル算出回路１６ａにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値を入力し、ｃ２端子からライン黒レベル算出回路１５ｂにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を入力し、ｄ２端子からフレーム黒レベル平均回路２０により算出された第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値を入力する。
【００６０】
フレーム伝播黒レベル補正動作においては、図６に示すように、ａ２端子から入力した前回の黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｄ２端子から入力した第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力する。
【００６１】
時定数演算回路１８は、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止するため、下記に示すように、Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値（＝６３／６４）を乗算する一方、Ｂ端子から入力した第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値に第２の重み付け値（＝１／６４）を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求める。
Ｃ＝Ａ×６３／６４＋Ｂ／６４
ただし、Ａ：Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データ
Ｂ：第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値
Ｃ：新たな黒レベル基準データ
【００６２】
補正回路１９は、次フレームの撮影が開始されると、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データの中から有効画素領域の有効画像データをクリップする。
そして、その有効画像データから時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
なお、ライン黒レベル算出回路１５ａ，１５ｂ，フレーム黒レベル算出回路１６ａ，１６ｂ，フレーム黒レベル平均回路２０，時定数データ選択回路２１及び時定数演算回路１８は、次フレームにおいても、前フレームと同様の動作を実施する。
【００６３】
次に、黒レベル補正動作のうち、１ラインの黒レベルを検出し、その検出結果を次のラインの有効画像データから減算する面内黒レベル補正動作について説明する。
【００６４】
レンズ系１１，撮像素子１２，アナログ処理部１３，Ａ／Ｄ変換器１４，ライン黒レベル算出回路１５ａ，１５ｂ，フレーム黒レベル算出回路１６ａ，１６ｂ及びフレーム黒レベル平均回路２０の動作は、上述したフレーム伝播黒レベル補正動作と同様であるため説明を省略する。
【００６５】
時定数データ選択回路２１は、ａ２端子から時定数演算回路１８により演算された前回の黒レベル基準データを入力し、ｂ２端子からフレーム黒レベル算出回路１６ａにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値を入力し、ｃ２端子からライン黒レベル算出回路１５ｂにより算出された１ライン当りの黒レベルの平均値を入力し、ｄ２端子からフレーム黒レベル平均回路２０により算出された第１の領域と第２の領域の黒レベルの平均値を入力する。
【００６６】
面内黒レベル補正動作において、第１の領域の黒レベル検出時は、図６に示すように、ａ２端子から入力した前回の黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｂ２端子から入力した１フレーム当りの黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力する。
また、面内黒レベル補正動作において、第２の領域の黒レベル検出時は、図６に示すように、ａ２端子から入力した前回の黒レベル基準データを時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｃ２端子から入力した１ライン当りの黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力する。
【００６７】
時定数演算回路１８は、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止するため、下記に示すように、Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値（＝６３／６４）を乗算する一方、Ｂ端子から入力した１フレーム又は１ライン当りの黒レベルの平均値に第２の重み付け値（＝１／６４）を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求める。
Ｃ＝Ａ×６３／６４＋Ｂ／６４
ただし、Ａ：Ａ端子から入力した前回の黒レベル基準データ
Ｂ：１フレーム又は１ライン当りの黒レベルの平均値
Ｃ：新たな黒レベル基準データ
【００６８】
補正回路１９は、有効画素領域の１ライン目の走査が始まると、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データの中から１ライン目の有効画像データをクリップする。
そして、その有効画像データから時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データ（第１の領域である「ア、イ、ウ」のラインまでの黒レベル基準データ）を減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
【００６９】
また、有効画素領域の２ライン目の走査が始まると、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データの中から２ライン目の有効画像データをクリップする。
そして、その有効画像データから時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データ（第２の領域である「エ」のラインまでの黒レベル基準データ）を減算して、その有効画像データの黒レベルを補正する。
なお、３ライン目以降の有効画像データについては、２ライン目の有効画像データと同様にして、黒レベル補正を行う。
【００７０】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するように構成したので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【００７１】
なお、この実施の形態２では、第１の領域を１６００画素×３ラインとし、第２の領域を３２画素×１０２４ラインとするものについて示したが、黒レベルクリップ領域は任意でよく、それに応じてライン黒レベル算出回路１５ａ，１５ｂ及びフレーム黒レベル算出回路１６ａ，１６ｂの除数を変更すればよい。
【００７２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２２はフレーム黒レベル算出回路１６ａにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値又は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを選択して補正回路１９に出力する選択回路（第１の選択手段）である。
図８は時定数データ選択回路２１及び選択回路２２の選択結果を示す説明図である。
【００７３】
次に動作について説明する。
フレーム伝播黒レベル補正動作及び面内黒レベル補正動作においては、選択回路２２が常にｖ端子から入力した黒レベル基準データを選択して補正回路１９に出力する。このため、上記実施の形態２と同様な制御となる。
【００７４】
ただし、面内黒レベル補正動作のうち、黒レベルデータをフレーム間で伝播させず、フレーム毎に独立した黒レベル補正を行う独立面内黒レベル補正動作については次の通りとする。
【００７５】
まず、第１の領域の検出時においては、選択回路２２はｕ端子から入力した第１の領域の黒レベルの平均値を選択して補正回路１９に出力する。
この際、時定数データ選択回路２１は、ｂ２端子から入力した第１の領域の黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＡ端子に出力し、ｃ２端子から入力した１ライン当りの黒レベルの平均値を時定数演算回路１８のＢ端子に出力するが、この段階では、ライン黒レベル算出回路１５ｂの処理が行われていないため、時定数演算が実行されない。
【００７６】
次に有効画素領域の１ライン目の走査が始まると、補正回路１９は、有効画像データから選択回路２２により選択された第１の領域の黒レベルの平均値を減算して、１ライン目の黒レベル補正を行う。
次に走査が第２の領域の黒レベルクリップライン「エ」に達すると、ライン黒レベル算出回路１５ｂが「エ」の３２画素の黒レベルを積分し、その平均値を時定数データ選択回路２１に出力する。
【００７７】
このとき既にＡ端子に入力されている第１の領域の黒レベルの平均値と、ｃ２端子を経由してＢ端子に入力された「エ」の黒レベルの平均値との演算が時定数演算回路１８で行われ、その演算結果がＣ端子から時定数データ選択回路２１及び選択回路２２に出力される。
【００７８】
次に、第２の領域の「エ」の黒レベル検出が完了すると、選択手段２２がｖ端子から入力した時定数演算回路１８の演算結果である黒レベル基準データを選択して補正回路１９に出力する。
【００７９】
次に、画像有効領域の２ライン目の走査が始まると、補正回路１９は、有効画像データから選択回路２２により選択された時定数演算回路１８の演算結果を減算して、２ライン目の黒レベル補正を行う。
以降、２ライン目と同様の制御を行うことにより、最終１０２４ラインまでライン毎に黒レベル補正を行う。
上記制御をフレーム毎に繰り返すことにより、黒レベルデータをフレーム間で伝播させず、フレーム毎に独立した黒レベル補正を行う独立面内黒レベル補正動作が可能となる。
【００８０】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、フレーム黒レベル算出回路１６ａにより算出された１フレーム当りの黒レベルの平均値又は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データを選択して補正回路１９に出力する選択回路２２を設けたので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【００８１】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２３は所望の黒レベルの固定値を記憶する黒レベル固定値記憶部（固定値記憶手段）、２４は黒レベル固定値記憶部２３により記憶されている固定値又は選択回路２２の出力値を選択して補正回路１９に出力する選択回路（第２の選択手段）である。
図１０は時定数データ選択回路２１及び選択回路２２，２４の選択結果を示す説明図である。
【００８２】
次に動作について説明する。
フレーム伝播黒レベル補正動作，面内黒レベル補正動作及び独立面内黒レベル補正動作においては、選択回路２４が常にｘ端子から入力した選択回路２２の出力値を選択して補正回路１９に出力する。このため、上記実施の形態３と同様な制御となる。
【００８３】
一方、黒レベルの検出動作を行わず、予め設定した黒レベル固定値により黒レベル補正を行う場合については次の通りとする。
【００８４】
固定値黒レベル補正動作においては、選択回路２４はｗ端子から入力した黒レベル固定値を選択して補正回路１９に出力する。
次に、画像有効領域の１ライン目の走査が始まると、補正回路１９は、有効画像データから選択回路２４により選択された黒レベル固定値を減算して、１ライン目の黒レベル補正を行う。
【００８５】
以降、１ライン目と同様の制御を行うことにより、最終１０２４ラインまでライン毎に黒レベル補正を行う。
上記制御を繰り返すことにより、黒レベルの検出動作を行わず、予め設定した黒レベル固定値で黒レベル補正を行う固定値黒レベル補正動作が可能となる。
【００８６】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、黒レベル固定値記憶部２３により記憶されている固定値又は選択回路２２の出力値を選択して補正回路１９に出力する選択回路２４を設けたので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【００８７】
なお、この実施の形態４における黒レベル固定値記憶部２３は、予め所望する黒レベルの固定値が設定されるが、マイクロプロセッサに置き換えるようにすれば、任意の値を設定することが可能となり、更に汎用性を高めることが可能となる。
【００８８】
実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２５は所望の黒レベルの初期値を記憶する黒レベル初期値記憶部（初期値記憶手段）、２６は黒レベル初期値記憶部２５により記憶されている初期値又は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準値データを選択して選択回路２２に出力する選択回路（第３の選択手段）である。
図１２は時定数データ選択回路２１及び選択回路２２，２４，２６の選択結果を示す説明図である。
【００８９】
次に動作について説明する。
選択回路２６がｙ端子から入力する黒レベル基準値データを選択する場合には、上記実施の形態４と同様であるため説明を省略する。
ただし、フレーム伝播黒レベル補正動作における第１フレームの黒レベル補正時と、面内黒レベル補正動作における第１ライン目の黒レベル補正時には、選択回路２６がｚ端子から入力する初期値を選択する。この場合、選択回路２２はｖ端子のデータを選択し、選択回路２４はｘ端子のデータを選択する。
【００９０】
選択回路２６がｚ端子から入力する初期値を選択する場合、補正回路１９は、有効画像データから当該初期値を減算して、第１フレーム又は１ライン目の黒レベル補正を行う。
第１フレーム又は１ライン目以降の黒レベル補正は、上記実施の形態４と同様に行う。
【００９１】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、黒レベル初期値記憶部２５により記憶されている初期値又は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準値データを選択して選択回路２２に出力する選択回路２６を設けたので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【００９２】
なお、この実施の形態５における黒レベル初期値記憶部２５は、予め所望する黒レベルの初期値が設定されているが、マイクロプロセッサに置き換えるようにすれば、任意の初期値を設定することが可能となり、更に汎用性を高めることが可能となる。
【００９３】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６による黒レベル補正装置のライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６の内部を示す構成図であり、図において、３１はクリップする光学的黒領域の水平画素数を設定するとともに、シフト演算回路３３のシフト回数を設定する除数参照回路（設定回路）、３２は除数参照回路３１から出力された水平画素数分だけ１ライン当りの黒レベルのデータを積分する黒レベル積分回路、３３は黒レベル積分回路３２の積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算するシフト演算回路である。なお、黒レベル積分回路３２及びシフト演算回路３３から演算回路が構成されている。
【００９４】
３４はクリップする光学的黒領域の垂直ライン数を設定するとともに、シフト演算回路３６のシフト回数を設定する除数参照回路（設定回路）、３５は除数参照回路３４から出力された垂直ライン数分だけ黒レベルのライン平均値を積分する黒レベル積分回路、３６は黒レベル積分回路３５の積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算するシフト演算回路である。なお、黒レベル積分回路３５及びシフト演算回路３６から演算回路が構成されている。
【００９５】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１等では、ライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６の内部構成については特に言及していないが、図１３のように構成してもよい。
【００９６】
例えば、センサ面が図１４に示すように、有効画素領域と光学的黒領域が大別され、光学的黒領域のうち、３２画素×５１２ラインを黒レベルクリップ領域とする場合、図１５に示すように、ライン黒レベル算出回路１５の除数参照回路３１には設定値Ｈ’５（クリップ画素数“３２”、シフト回数“５”）が設定され、フレーム黒レベル算出回路１６の除数参照回路３４には設定値Ｈ’９（クリップライン数“５１２”、シフト回数“９”）が設定される。
【００９７】
ライン黒レベル算出回路１５の黒レベル積分回路３２は、除数参照回路３１から出力された水平画素数分だけ１ライン当りの黒レベルのデータを積分する。即ち、設定値Ｈ’５が除数参照回路３１に設定された場合、３２画素分の黒レベルのデータを積分する。
ライン黒レベル算出回路１５のシフト演算回路３３は、黒レベル積分回路３２の積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する。即ち、設定値Ｈ’５が除数参照回路３１に設定された場合、黒レベル積分回路３２の積分結果を５ビット分だけシフト演算する。
【００９８】
これにより、ライン黒レベル算出回路１５のシフト演算回路３３では、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値が算出され、その平均値がフレーム黒レベル算出回路１６及び時定数データ選択回路１７のｃ１端子に出力される。
上記のようにして、「ア」のラインの処理が完了すると、以下、「イ」、「ウ」の順に５１２のラインまで同様の処理が行われる。
【００９９】
フレーム黒レベル算出回路１６の黒レベル積分回路３５は、ライン黒レベル算出回路１５から１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を受けると、除数参照回路３４から出力された垂直ライン数分だけ黒レベルのライン平均値を積分する（１フレーム当りの黒レベルのデータを積分する）。即ち、設定値Ｈ’９が除数参照回路３４に設定された場合、５１２ライン分だけ黒レベルのライン平均値を積分する。
【０１００】
フレーム黒レベル算出回路１６のシフト演算回路３６は、黒レベル積分回路３５の積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する。即ち、設定値Ｈ’９が除数参照回路３４に設定された場合、黒レベル積分回路３２の積分結果を９ビット分だけシフト演算する。
これにより、フレーム黒レベル算出回路１６のシフト演算回路３６では、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値が算出され、その平均値が時定数データ選択回路１７のｂ１端子に出力される。
【０１０１】
以降は、上記実施の形態１等と同様であるため説明を省略する。
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、フレーム伝播黒レベル補正動作と面内黒レベル補正動作を１つの回路で実現することが可能となり、また、除数参照回路３１，３４とシフト演算回路３３，３６を備えることにより、回路規模の増大を招くことなく、より汎用性の高い黒レベル補正装置を提供することができる。
【０１０２】
なお、この実施の形態６では、黒レベルクリップ領域を３２画素×５１２行としたが、黒レベルクリップ領域は水平／垂直がそれぞれ２nであればよく、それに応じて除数参照回路３１，３４に設定する値を変更すればよい。
【０１０３】
実施の形態７．
図１６はこの発明の実施の形態７による黒レベル補正装置のライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６の内部を示す構成図であり、図において、図１３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３１ａはモード１で使用する除数参照回路３１と同様の除数参照回路（設定回路）、３１ｂはモード２で使用する除数参照回路３１と同様の除数参照回路（設定回路）、４１は除数参照回路３１ａ又は除数参照回路３１ｂにより設定された水平画素数を選択する画素数選択回路、４２は除数参照回路３１ａ又は除数参照回路３１ｂにより設定されたシフト回数を選択するシフト数選択回路である。
【０１０４】
３４ａはモード１で使用する除数参照回路３４と同様の除数参照回路（設定回路）、３４ｂはモード２で使用する除数参照回路３４と同様の除数参照回路（設定回路）、４３は除数参照回路３４ａ又は除数参照回路３４ｂにより設定された垂直ライン数を選択するライン数選択回路、４４は除数参照回路３４ａ又は除数参照回路３４ｂにより設定されたシフト回数を選択するシフト数選択回路である。
【０１０５】
次に動作について説明する。
この実施の形態７は、ライン黒レベル算出回路１５及びフレーム黒レベル算出回路１６が複数の除数参照回路をそれぞれ有し、このうち一つの除数参照回路を選択するようにしたものである。
【０１０６】
近年、撮像素子１２の高画素化が進展しており、これに伴い撮像素子１２からの画像データの読出し時間も増加する傾向にある。このことは、例えば、ディジタルスチルカメラにおける画角合せ、いわゆるファインダ動作時において、レスポンスの低下を招くことになる。
そこで、最近では、通常撮影時には画質を優先し、全ての画素データを読み出す全画素読出しモードと、ファインダ動作時には読み出し速度を優先して、垂直あるいは水平方向に間引きを行う高速読出しモードの二つを備えた撮像素子１２が存在している。
図１６におけるモード選択信号は、全画素読出しモード又は高速読出しモードを選択する信号であり、この実施の形態７では、モード１を全画素読出しモード、モード２を高速読出しモードとして説明する。
【０１０７】
また、この実施の形態７では、モード１（全画素読出しモード）における黒レベルのクリップ領域を３２画素×５１２ライン（図１４を参照）とし、モード２（高速読出しモード）におけるクリップ領域を１６画素×１２８ラインとして暗電流基準値を検出するものとする。
【０１０８】
この場合、ライン黒レベル算出回路１５の除数参照回路３１ａには、図１５における設定値としてＨ’５を設定することにより、モード１（全画素読出しモード）で使用する水平画素数“３２”とシフト回数“５”が設定され、ライン黒レベル算出回路１５の除数参照回路３１ｂには、設定値としてＨ’４を設定することにより、モード２（高速読出しモード）で使用する水平画素数“１６”とシフト回数“４”が設定される。
【０１０９】
また、フレーム黒レベル算出回路１６の除数参照回路３４ａには、設定値としてＨ’９を設定することにより、モード１（全画素読出しモード）で使用する垂直ライン数“５１２”とシフト回数“９”が設定され、フレーム黒レベル算出回路１６の除数参照回路３４ｂには、設定値としてＨ’７を設定することにより、モード２（高速読出しモード）で使用する垂直ライン数“１２８”とシフト回数“７”が設定される。
【０１１０】
ここで、モード選択信号によってモード１（全画素読出しモード）が選択されると、ライン黒レベル算出回路１５の画素数選択回路４１は、水平画素数“３２”を黒レベル積分回路３２に出力し、シフト数選択回路４２は、シフト回数“５”をシフト演算回路３３に出力する。
また、フレーム黒レベル算出回路１６のライン数選択回路４３は、垂直ライン数“５１２”を黒レベル積分回路３５に出力し、シフト数選択回路４４は、シフト回数“９”をシフト演算回路３６に出力する。
このとき黒レベル積分回路３２，３５、シフト演算回路３３，３６は上記実施の形態６と同様な動作を行うので、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
一方、モード選択信号によってモード２（高速読出しモード）が選択されると、ライン黒レベル算出回路１５の画素数選択回路４１は、水平画素数“１６”を黒レベル積分回路３２に出力し、シフト数選択回路４２は、シフト回数“４”をシフト演算回路３３に出力する。
また、フレーム黒レベル算出回路１６のライン数選択回路４３は、垂直ライン数“１２８”を黒レベル積分回路３５に出力し、シフト数選択回路４４は、シフト回数“７”をシフト演算回路３６に出力する。
【０１１２】
以上で明らかなように、この実施の形態７によれば、モード毎に除数参照回路を備えることにより、モード選択信号のみで除数参照回路の出力を選択することが可能となる。これにより、モード変更時において図１５の設定値を書き換える必要がなくなり、レジスタライト動作時間を低減することが可能となる。
なお、この実施の形態７では、モード１及びモード２の二つの除数参照回路を備えているが、必要に応じてその数は増やせばよい。
【０１１３】
実施の形態８．
図１７はこの発明の実施の形態８による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５１は黒レベルの補正を行う場合に限り、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された画像データをライン黒レベル算出回路１５と補正回路１９に出力するバイパス選択回路（接続手段）である。
【０１１４】
次に動作について説明する。
バイパス選択回路５１は、バイパス制御信号が黒レベルの補正を行う旨を示す場合には、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された画像データをライン黒レベル算出回路１５と補正回路１９に出力する。これにより、上記実施の形態１と同様にして、黒レベルの補正が行われる。
一方、バイパス制御信号が黒レベルの補正を行わない旨を示す場合には、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された画像データは、ライン黒レベル算出回路１５に出力されず、補正回路１９にのみ出力される。これにより、黒レベルの補正が行われなくなるが、ライン黒レベル算出回路１５，フレーム黒レベル算出回路１６，時定数データ選択回路１７及び時定数演算回路１８がバイパスされて、不必要な動作が回避されるので、消費電力の低減化を図ることができる。
【０１１５】
実施の形態９．
図１８はこの発明の実施の形態９による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図１７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５２は補正開始許可信号が有意な場合には補正回路１９による補正後の画像データを出力し、その補正開始許可信号が無意な場合にはＡ／Ｄ変換器１４から出力された画像データをそのまま出力する補正開始選択回路（補正手段）である。
【０１１６】
次に動作について説明する。
電源投入直後の撮像素子１２は、蓄積される暗電流が不安定な状態にあるため、黒レベル補正の動作を禁止する必要がある。黒レベル補正の動作を禁止する場合、補正開始許可信号を無意にすればよく、補正開始選択回路５２は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された画像データをそのまま外部に出力する。
【０１１７】
一方、補正開始選択回路５２は、補正開始許可信号が有意な場合には補正回路１９による補正後の画像データを外部に出力する。
以上で明らかなように、この実施の形態９によれば、黒レベル補正の有無を補正開始許可信号によって任意に設定することが可能となる。
【０１１８】
実施の形態１０．
図１９はこの発明の実施の形態１０による黒レベル補正装置の補正回路１９の内部を示す構成図であり、図において、６１は撮像素子１２の暗電流特性に応じた指定値を設定する指定値設定レジスタ、６２は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データから指定値を減算する指定値減算回路、６３はＡ／Ｄ変換器１４より出力された画像データから指定値減算回路６２の減算結果を減算する黒レベル減算回路である。
【０１１９】
次に動作について説明する。
蓄積される暗電流は撮像素子１２の特性に依存し、暗電流の値が高い場合には、検出する黒レベルのデータも大きくなるため、黒レベル補正において画質に影響を及ぼす場合がある。このような場合、撮像素子１２の暗電流特性に応じた値を予め用意しておくことにより、画質の劣化を低減することが可能となる。
【０１２０】
即ち、指定値設定レジスタ６１は、予め撮像素子１２の暗電流特性に応じた指定値を設定し、指定値減算回路６２は、時定数演算回路１８から黒レベル基準データを受けると、その黒レベル基準データから当該指定値を減算する。
これにより、黒レベル基準データから余分な暗電流に相当する値が減算されることになる。
【０１２１】
そして、黒レベル減算回路６３は、Ａ／Ｄ変換器１４より出力された画像データから指定値減算回路６２の減算結果を減算する。
以上で明らかなように、この実施の形態１０によれば、暗電流特性の大きい撮像素子１２を使用する場合でも、画質の劣化を招くことなく黒レベルの補正を行うことができる。
【０１２２】
実施の形態１１．
図２０はこの発明の実施の形態１１による黒レベル補正装置の補正回路１９の内部を示す構成図であり、図において、図１９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
６４は環境に伴って変動する黒レベルのデータの変動分に相当する指定値を設定する指定値設定レジスタ、６５は時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データと指定値設定レジスタ６４により設定された指定値を比較し、その黒レベル基準データが指定値より大きいときイネーブル信号を出力する比較回路、６６は比較回路６５からイネーブル信号を受けると、指定値減算回路６２の減算結果を黒レベル減算回路６３に出力し、比較回路６５からイネーブル信号を受けていないときは、時定数演算回路１８から出力された黒レベル基準データを黒レベル減算回路６３に出力する黒レベル選択回路である。
【０１２３】
次に動作について説明する。
撮像を行う環境によっては、黒レベルのデータが大きく変動することがあり、黒レベル補正を行う際に画質に影響を及ぼす場合がある。このようなとき、黒レベルのデータの変動分に相当する指定値より黒レベル基準データが大きくなる場合は、その黒レベル基準データから指定値を減算したものをもって黒レベル補正を行うことにより、画質の劣化を低減することが可能となる。
【０１２４】
即ち、比較回路６５は、時定数演算回路１８により演算された黒レベル基準データと指定値設定レジスタ６４により設定された指定値を比較し、その黒レベル基準データが指定値より大きいときイネーブル信号を出力する。
そして、黒レベル選択回路６６は、比較回路６５からイネーブル信号を受けると（黒レベル基準データ＞指定値の場合）、指定値減算回路６２の減算結果を黒レベル減算回路６３に出力する。
一方、比較回路６５からイネーブル信号を受けていないときは（黒レベル基準データ≦指定値の場合）、時定数演算回路１８から出力された黒レベル基準データを黒レベル減算回路６３に出力する。
【０１２５】
以上で明らかなように、この実施の形態１１によれば、環境によって黒レベルのデータが大きく変動する場合でも、画質の劣化を招くことなく黒レベルの補正を行うことができる。
【０１２６】
実施の形態１２．
図２１はこの発明の実施の形態１２による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５３は補正回路１９による補正後の画像データを入力して、ダイナミックレンジの補正を行うダイナミックレンジ補正回路（補正手段）である。
【０１２７】
次に動作について説明する。
撮像を行う環境によっては、黒レベルのデータが大きく変動する場合がある。このような場合、補正回路１９からはダイナミックレンジが低下した画像データが出力されることになる。
そこで、この実施の形態１２では、ダイナミックレンジ補正回路５３が補正回路１９による補正後の画像データを入力して、ダイナミックレンジの補正を行うことにより、黒レベル補正による画質の劣化を低減する。
【０１２８】
実施の形態１３．
図２２はこの発明の実施の形態１３による黒レベル補正装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５４は時定数演算回路１８から出力された黒レベル基準データをフィールド識別信号にしたがって黒レベルレジスタ５５又は黒レベルレジスタ５６に出力するレジスタ選択回路、５５は光学的黒領域内の第１フィールド（第１の領域）に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新された黒レベル基準データを格納する黒レベルレジスタ、５６は光学的黒領域内の第２フィールド（第２の領域）に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新された黒レベル基準データを格納する黒レベルレジスタである。
【０１２９】
５７は黒レベルレジスタ５５に格納されている黒レベル基準データと黒レベルレジスタ５６に格納されている黒レベル基準データとの平均値を算出する黒レベル演算回路、５８は動作制御信号を参照して時定数演算回路１８から出力された黒レベル基準データ又は黒レベル演算回路５７により算出された平均値を選択して出力する動作選択回路である。
なお、レジスタ選択回路５４，黒レベルレジスタ５５，５６，黒レベル演算回路５７及び動作選択回路５８は更新手段を構成している。
【０１３０】
次に動作について説明する。
全画素読出しモードにおいて、フィールド毎に画像データを出力して、１つのフレームを形成する撮像素子１２が存在する。この実施の形態１３では、２つのフィールドを出力して１つのフレームを形成する撮像素子１２を例にして説明を行う。
ここで、フィールド識別信号は、第１フィールドと第２フィールドを識別するために黒レベル補正装置の外部から与えられる信号であり、フレーム識別信号は、第２フィールドの終了、即ち、フレームの終了を通知するために外部から与えられる信号である。また、動作制御信号は、上記実施の形態１の動作と実施の形態１３の動作を選択するための信号であり、「１」が通知されているものとして説明する。
【０１３１】
時定数演算回路１８が第１フィールドにおける黒レベル基準データを出力すると、レジスタ選択回路５４は、外部から第１フィールドを示すフィールド識別信号を入力することにより、その黒レベル基準データを黒レベルレジスタ５５に出力する。
次に、時定数演算回路１８が第２フィールドにおける黒レベル基準データを出力すると、レジスタ選択回路５４は、外部から第２フィールドを示すフィールド識別信号を入力することにより、その黒レベル基準データを黒レベルレジスタ５６に出力する。
【０１３２】
黒レベル演算回路５７は、外部からフレーム識別信号を入力すると、黒レベルレジスタ５５に格納されている黒レベル基準データと黒レベルレジスタ５６に格納されている黒レベル基準データとの平均値を算出し、その平均値を動作選択回路５８に出力する。
動作選択回路５８は、動作制御信号を参照して時定数演算回路１８から出力された黒レベル基準データ又は黒レベル演算回路５７により算出された平均値を選択して補正回路１９に出力する。
この例では、上述したように、外部から“１”の動作制御信号が与えられているので、黒レベル演算回路５７により算出された平均値を選択して補正回路１９に出力する。
【０１３３】
以上で明らかなように、この実施の形態１３によれば、２つのフィールド毎に黒レベルの補正を行うことにより、フィールド毎に検出する黒レベル基準データが変動する場合でも、安定した黒レベル補正を行うことが可能となる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、平均値算出手段により算出された平均値と前回の黒レベル基準データから当該黒レベル基準データを更新し、更新後の黒レベル基準データを用いて画像データの黒レベルを補正するように構成したので、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止することができる効果がある。
また、更新手段による更新後の黒レベル基準データが指定値より大きい場合、その黒レベル基準データから指定値を減算して、画像データから当該減算結果を減算し、その黒レベル基準データが当該指定値より大きくない場合には、その画像データから当該黒レベル基準データを減算するように構成したので、環境によって黒レベルのデータが大きく変動する場合でも、画質の劣化を招くことなく黒レベルの補正を行うことができる効果がある。
【０１３５】
この発明によれば、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するように構成したので、面内黒レベル補正動作を実施することができる効果がある。
【０１３６】
この発明によれば、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するように構成したので、フレーム伝播黒レベル補正動作を実施することができる効果がある。
【０１３７】
この発明によれば、１ライン当たりの黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、１フレーム当たりの黒レベルのデータの平均値を算出し、何れか一方の平均値を選択して更新手段に出力するように構成したので、回路規模の増大を招くことなく、フレーム伝播黒レベル補正動作と面内黒レベル補正動作を実施することができる。その結果、汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【０１３８】
この発明によれば、前回の黒レベル基準データに第１の重み付け値を乗算する一方、平均値算出手段により算出された平均値に第１の重み付け値より小さい第２の重み付け値を乗算し、双方の乗算結果を相互に加算して新たな黒レベル基準データを求めるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、各画像間の黒レベルの急峻な変化を防止することができる効果がある。
【０１３９】
この発明によれば、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するとともに、光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値を算出するように構成したので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【０１４０】
この発明によれば、平均値算出手段により算出された何れか一方の平均値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第１の選択手段を設けるように構成したので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【０１４１】
この発明によれば、固定値記憶手段により記憶されている固定値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第２の選択手段を設けるように構成したので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【０１４２】
この発明によれば、初期値記憶手段により記憶されている初期値又は更新手段による更新後の黒レベル基準データを選択して補正手段に出力する第３の選択手段を設けるように構成したので、１つの回路で様々な黒レベル補正動作を選択して、精度の高い黒レベル検出を実現することが可能となる。その結果、より汎用性の高い黒レベル補正装置が得られる効果がある。
【０１４３】
この発明によれば、光学的黒領域の水平画素数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、その設定回路により設定された水平画素数分だけ黒レベルのデータを積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成するようにしたので、回路規模の増大を招くことなく、より汎用性の高い黒レベル補正装置を提供することができる効果がある。
【０１４４】
この発明によれば、光学的黒領域の垂直ライン数を設定するとともに、シフト演算のシフト回数を設定する設定回路と、その設定回路により設定された垂直ライン数分だけ黒レベルのライン平均値を積分し、その積分結果を当該シフト回数分だけシフト演算する演算回路とから平均値算出手段を構成するようにしたので、回路規模の増大を招くことなく、より汎用性の高い黒レベル補正装置を提供することができる効果がある。
【０１４５】
この発明によれば、平均値算出手段が複数の設定回路を備えて、演算回路がいずれか１つの設定回路を選択するように構成したので、モード変更時において設定回路の設定値を書き換える必要がなくなり、その結果、レジスタライト動作時間を低減することができる効果がある。
【０１４６】
この発明によれば、黒レベルの補正を行う場合に限り、撮像素子により撮像された画像データを平均値算出手段及び補正手段に出力するように構成したので、不必要な動作が回避される結果、消費電力の低減化を図ることができる効果がある。
【０１４７】
この発明によれば、補正開始許可信号が有意な場合には補正後の画像データを出力し、その補正開始許可信号が無意な場合には補正前の画像データを出力するように構成したので、暗電流が不安定な状態での黒レベルの補正を禁止することができる効果がある。
【０１４８】
この発明によれば、更新手段による更新後の黒レベル基準データから指定値を減算し、画像データから当該減算結果を減算するように構成したので、暗電流特性の大きい撮像素子を使用する場合でも、画質の劣化を招くことなく黒レベルの補正を行うことができる効果がある。
【０１５０】
この発明によれば、画像データの黒レベルを補正したのち、ダイナミックレンジの補正を行うように構成したので、黒レベル補正による画質の劣化を低減することができる効果がある。
【０１５１】
この発明によれば、光学的黒領域内の第１の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データと、その光学的黒領域内の第２の領域に属する黒レベルのデータの平均値に基づいて更新した黒レベル基準データとの平均値を算出するように構成したので、フィールド毎に検出する黒レベル基準データが変動する場合でも、安定した黒レベル補正を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図２】  ＣＣＤなどの撮像素子のセンサ面を示す説明図である。
【図３】  時定数データ選択回路の選択結果を示す説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態２による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図５】  ＣＣＤなどの撮像素子のセンサ面を示す説明図である。
【図６】  時定数データ選択回路の選択結果を示す説明図である。
【図７】  この発明の実施の形態３による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図８】  時定数データ選択回路及び選択回路の選択結果を示す説明図である。
【図９】  この発明の実施の形態４による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図１０】  時定数データ選択回路及び選択回路の選択結果を示す説明図である。
【図１１】  この発明の実施の形態５による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図１２】  時定数データ選択回路及び選択回路の選択結果を示す説明図である。
【図１３】  この発明の実施の形態６による黒レベル補正装置のライン黒レベル算出回路及びフレーム黒レベル算出回路の内部を示す構成図である。
【図１４】  ＣＣＤなどの撮像素子のセンサ面を示す説明図である。
【図１５】  除数参照回路の設定値を示す説明図である。
【図１６】  この発明の実施の形態７による黒レベル補正装置のライン黒レベル算出回路及びフレーム黒レベル算出回路の内部を示す構成図である。
【図１７】  この発明の実施の形態８による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図１８】  この発明の実施の形態９による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図１９】  この発明の実施の形態１０による黒レベル補正装置の補正回路の内部を示す構成図である。
【図２０】  この発明の実施の形態１１による黒レベル補正装置の補正回路の内部を示す構成図である。
【図２１】  この発明の実施の形態１２による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図２２】  この発明の実施の形態１３による黒レベル補正装置を示す構成図である。
【図２３】  従来の黒レベル補正装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  レンズ系、１２  撮像素子、１３  アナログ処理部、１４  Ａ／Ｄ変換器、１５  ライン黒レベル算出回路（平均値算出手段）、１５ａ，１５ｂ  ライン黒レベル算出回路（平均値算出手段）、１６  フレーム黒レベル算出回路（平均値算出手段）、１６ａ，１６ｂ  フレーム黒レベル算出回路（平均値算出手段）、１７  時定数データ選択回路（平均値算出手段）、１８  時定数演算回路（更新手段）、１９  補正回路（補正手段）、２０  フレーム黒レベル平均回路（平均値算出手段）、２１  時定数データ選択回路（平均値算出手段）、２２  選択回路（第１の選択手段）、２３  黒レベル固定値記憶部（固定値記憶手段）、２４  選択回路（第２の選択手段）、２５  黒レベル初期値記憶部（初期値記憶手段）、２６  選択回路（第３の選択手段）、３１，３１ａ，３１ｂ  除数参照回路（設定回路）、３２  黒レベル積分回路（演算回路）、３３  シフト演算回路（演算回路）、３４，３４ａ，３４ｂ  除数参照回路（設定回路）、３５  黒レベル積分回路（演算回路）、３６  シフト演算回路（演算回路）、４１  画素数選択回路、４２  シフト数選択回路、４３  ライン数選択回路、４４  シフト数選択回路、５１  バイパス選択回路（接続手段）、５２  補正開始選択回路（補正手段）、５３  ダイナミックレンジ補正回路（補正手段）、５４  レジスタ選択回路（更新手段）、５５，５６  黒レベルレジスタ（更新手段）、５７  黒レベル演算回路（更新手段）、５８  動作選択回路（更新手段）、６１  指定値設定レジスタ、６２  指定値減算回路、６３  黒レベル減算回路、６４  指定値設定レジスタ、６５  比較回路、６６  黒レベル選択回路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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