JP2009033321A - 撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】領域によって暗電流特性が異なる撮像素子の撮影信号から高精度な暗電流除去を行い品質の高い画像を生成する。
【解決手段】撮像素子の領域に温度差が発生し、領域単位で暗電流特性が異なる撮像面を有する撮像素子を利用して撮影された信号から暗電流を除去する構成において、撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置とＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出し、算出した暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する。本構成により、温度差など基づいて画素位置各々において発生する異なる暗電流量を正確に推定した暗電流除去が可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。さらに詳細には、例えばデジタルカメラなどの撮像素子の暗電流成分の除去処理を行う撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

本発明は、例えば大型の撮像素子など温度が異なる領域の発生などに起因して領域ごとに異なる暗電流特性となるような撮像素子において、各画素対応の暗電流量を推定して、各画素対応の暗電流除去を行う撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

例えば、デジタルカメラなどの撮像装置は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｍｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子を有し、これらの撮像素子により光信号を電気信号に変換する処理により撮影画像の生成を行う構成となっている。

多くの一般的なカメラに備えられた撮像素子は、例えば３５ｍｍフィルム（３６×２４ｍｍ）よりも小さな小型の撮像素子である。しかし、昨今、有効画素数を増加させた大型の撮像素子を備え高品位な画像を撮影可能としたカメラが開発されている。例えば、３５ｍｍフィルム（３６×２４ｍｍ）と同じサイズの大型のＣＭＯＳやＣＣＤなどの撮像素子を備えたカメラがある。

しかし、このような大型の撮像素子は、素子領域に応じて特性が異なる問題が発生することがある。例えば受光の有無に関係なく発生する暗電流レベルに差異が発生する場合がある。撮像素子は温度が上がると暗電流ノイズが増え画質が劣化することが知られているが、大型の撮像素子では撮像素子全体が均一な温度にならず、異なる温度領域が発生することがあり、このような温度の不均一により、各領域で発生する暗電流が不均一になる可能性がある。

暗電流ノイズを減らすためにも撮像素子の温度をできるだけ下げることが重要であるが、撮像素子は自ら発熱するだけでなく、周辺回路が熱源となり周辺から熱せられるのも事実である。その結果温度分布が均一ではなくなり、暗電流ノイズ分布が均一ではなくなる。

暗電流の除去処理のために撮像素子の周辺領域に設けられたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域の暗電流を計測して、計測値に基づく暗電流除去を行う構成が知られている。撮像素子は、画像データを取得するための有効画像領域と、その有効画像領域の周囲の光を受光しないＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域を有する構成となっており、ＯＰＢ領域における暗電流値を計測して、撮影画像に対応する光を受光する有効画像領域の暗電流を推定して暗電流除去を行うことが可能である。このような構成は、例えば特許文献１（特開２００５−３１２８０５号公報）に記載されている。

しかし、この方式は、基本的に撮像素子全体が均一な温度分布であることを前提としており、温度分布が不均一な構成に対応するものとはっなっていない。

また、特許文献２（特開２００１−１１９６３０号公報）は、ＣＭＯＳの有効画像領域内に可視光を遮断した暗画素を点在させ、温度分布が一様でない場合など、各画素位置の暗電流が異なる場合であっても、散在する暗画素の点の暗電流を用いて暗電流ノイズ分を補正する方法を開示している。

しかし、この構成を実現するためには、ＣＭＯＳの有効画像領域内に可視光を遮断した暗画素を点在させることが必要であり、この暗画素には被写体像が撮像されない。従って画像生成時に、この暗画素を欠陥画素と同様の処理、すなわち周辺画素から補完して画素値設定を行う補間処理が必要となり画質劣化の原因となる。また、撮像素子の製造プロセスにおいて、ピンポイントで可視光を遮断した任意の点を作成することは容易ではなく製造が困難でありコスト高になるという問題もある。
特開２００５−３１２８０５号公報 特開２００１−１１９６３０号公報

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、温度分布が不均一となる可能性のある撮像素子において発生する不均一な暗電流を素子領域に応じて推定して暗電流除去を行い高品質な画像を生成することを可能とした撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、
撮像素子と、
前記撮像素子からの信号を入力して、画像生成処理を実行する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
前記撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出し、算出した暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する構成を有することを特徴とする撮像装置にある。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記ＯＰＢ領域は、前記撮像素子の左右の端部に設定され、前記画像処理部は、前記撮像素子の各画素位置（ｖｑ，ｈｑ）における暗電流量［ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）］を、
ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）＝（（ｈｑｍａｘ−ｈｑ）×ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＋ｈｑ×ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ））／ｈｑｍａｘ
ただし、
ｖｑ：撮像素子における有効画像領域の最上ラインからの画素数、
ｈｑ：撮像素子における有効画像領域の左端からの画素数、
ｈｑｍａｘ：有効画像領域の水平方向の画素数、
ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）：ｈｑ＝０の画素位置（ｖｑ，０）における暗電流量、
ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）：ｈｑ＝ｈｑｍａｘの画素位置（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）における暗電流量、上記式によって算出する処理を実行する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記撮像装置は、さらに、撮像素子における有効画像領域の上段および下段領域における有効画像領域とＯＰＢ領域との暗電流の計測値に基づく差分データを含むデータを記録した暗電流データテーブルを格納した記憶部を有し、前記画像処理部は、前記暗電流データテーブルに記録されたデータを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行う構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記暗電流データテーブルは、シャッタースピードまたは温度の少なくともいずれかを異ならせた複数の撮影条件での計測値に基づく複数のデータセットを記録したテーブルであり、前記画像処理部は、撮影処理時のシャッタースピードまたは温度情報に基づいて、前記暗電流データテーブルに記録された複数のデータセットから、撮影時の条件に近い条件に対応するデータセットを選択し、選択したデータセットを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行う構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記撮像素子はＣＭＯＳによって構成され、前記画像処理部は、ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、読み取り信号に含まれる暗電流が撮像素子の上段から下段に移行するに従って比例して増加すると過程して、撮像素子の有効画像領域の各画素における暗電流値を算出する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記画像処理部は、ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、信号読み取りを実行する有効画像領域の各行に対応する信号に含まれる暗電流を、同一行または前の行のＯＰＢ領域の暗電流値を基準値として算出する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記画像処理部は、撮像素子のＯＰＢ領域の暗電流値をＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを適用した積分器による計測結果を利用して取得する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の第２の側面は、
画像処理装置において実行される画像処理方法であり、
画像処理部が、撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出する暗電流量算出ステップと、
前記画像処理部が、前記暗電流量算出ステップにおいて算出した撮像素子各画素位置の算出暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する暗電流除去ステップと、
を実行することを特徴とする画像処理方法にある。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記ＯＰＢ領域は、前記撮像素子の左右の端部に設定され、前記暗電流量算出ステップは、前記撮像素子の各画素位置（ｖｑ，ｈｑ）における暗電流量［ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）］を、
ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）＝（（ｈｑｍａｘ−ｈｑ）×ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＋ｈｑ×ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ））／ｈｑｍａｘ
ただし、
ｖｑ：撮像素子における有効画像領域の最上ラインからの画素数、
ｈｑ：撮像素子における有効画像領域の左端からの画素数、
ｈｑｍａｘ：有効画像領域の水平方向の画素数、
ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）：ｈｑ＝０の画素位置（ｖｑ，０）における暗電流量、
ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）：ｈｑ＝ｈｑｍａｘの画素位置（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）における暗電流量、上記式によって算出する処理を実行するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記撮像装置は、さらに、撮像素子における有効画像領域の上段および下段領域における有効画像領域とＯＰＢ領域との暗電流の計測値に基づく差分データを含むデータを記録した暗電流データテーブルを格納した記憶部を有し、前記暗電流量算出ステップは、前記暗電流データテーブルに記録されたデータを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行うステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記暗電流データテーブルは、シャッタースピードまたは温度の少なくともいずれかを異ならせた複数の撮影条件での計測値に基づく複数のデータセットを記録したテーブルであり、前記暗電流量算出ステップは、撮影処理時のシャッタースピードまたは温度情報に基づいて、前記暗電流データテーブルに記録された複数のデータセットから、撮影時の条件に近い条件に対応するデータセットを選択し、選択したデータセットを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行うステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記撮像素子はＣＭＯＳによって構成され、前記暗電流量算出ステップは、ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、読み取り信号に含まれる暗電流が撮像素子の上段から下段に移行するに従って比例して増加すると過程して、撮像素子の有効画像領域の各画素における暗電流値を算出するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記暗電流量算出ステップは、ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、信号読み取りを実行する有効画像領域の各行に対応する信号に含まれる暗電流を、同一行または前の行のＯＰＢ領域の暗電流値を基準値として算出するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の画像処理方法の一実施態様において、前記暗電流量算出ステップは、撮像素子のＯＰＢ領域の暗電流値をＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを適用した積分器による計測結果を利用して取得するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の第３の側面は、
画像処理装置において画像処理を実行させるコンピュータ・プログラムであり、
画像処理部に、撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出させる暗電流量算出ステップと、
前記画像処理部に、前記暗電流量算出ステップにおいて算出した撮像素子各画素位置の算出暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行させる暗電流除去ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。

なお、本発明のコンピュータ・プログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

本発明の一実施例構成によれば、例えば大型の撮像素子など、撮像素子の領域に温度差が発生し、領域単位で暗電流特性が異なる撮像面を有する撮像素子を利用して撮影された信号から暗電流を除去する構成において、撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置とＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出し、算出した暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する構成とした。本構成により、画素位置各々において発生する異なる暗電流量を正確に推定した確実な暗電流除去を行うことが可能となり、品質の高い画像データの生成が実現される。

以下、図面を参照しながら、本発明の撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラムの詳細について説明する。

まず、図１を参照して本発明の撮像装置の一例であるデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の構成例について説明する。図１に示す撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、カメラブロック１０１、画像処理部１０２、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）などによって構成される画像表示部１０３、データバッファなどとして利用されるＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）などによって構成されるメモリ１０４、プログラム、パラメータなどの記憶領域として用いられる例えばフラッシュメモリなどによって構成される記憶部１０５、シャッター、モード設定部など各種操作ボタン類によって構成される操作部１０６、プログラム実行部としてのＣＰＵを含む制御部（Ｍａｉ ＩＣ）１０７、ファイルシステムに従ったデータ記録再生制御を実行するメモリ制御部１０８、リムーバブルメモリ１０９を有する。

カメラブロック１０１は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｍｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子、撮像素子を駆動するためのＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、撮像素子から得られた電荷を信号に変換するＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）、さらにレンズやレンズを駆動するレンズドライバなどから構成される。

本発明の撮像装置１００のカメラブロック１０１に備えられたＣＭＯＳまたはＣＣＤから構成される撮像素子は、例えば１０００万画素以上の画素数を持つ大型の撮像素子である。具体的には例えば、３５ｍｍフィルム（３６×２４ｍｍ）と同じサイズを有するような大型のＣＭＯＳやＣＣＤなどの撮像素子であり、撮影時の温度分布が不均一となる可能性がある撮像素子である。なお、本発明は、小型の撮像素子を持つ撮像装置においても適用可能である。

撮影時には、操作部１０６に含まれるシャッターの操作により、操作情報が、制御部１０７に入力され、制御部が予め記憶部１０５に格納されたプログラムに従った制御を行う。カメラブロック１０１から入力する信号は画像処理部１０２において処理が実行され、その処理画像データがメモリ制御部１０８の制御の下、予め定められたファイルシステムに従ったフォーマットでリムーバブルメモリ１０９に記録される。

カメラブロック１０１から得られた画像信号は画像処理部１０２において、補間処理や画素混合などの信号処理が実行され、例えばＹＣｂＣｒなどの画像信号に変換されて記録ファイル用の画像が作成される。なお、これらの画像処理に必要なプログラム、パラメータなどのデータは基本的にフラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成される記憶部１０５に記録されている。また画像処理部１０２における画像処理に際しては、必要に応じてメモリ（ＳＤＲＡＭ）１０４がバッファとして用いられる。

なお、シャッターを操作しない状態においても、カメラブロック１０１から入力する信号は、画像処理部１０２において処理がなされ、処理画像がＬＣＤやＥＶＦなどによって構成される表示部１０３に表示される。

撮像装置１００のカメラブロック１０１内のＣＭＯＳまたはＣＣＤによって構成される撮像素子は、前述したように領域各々に温度差が発生する可能性がある。温度が上がると暗電流が増加する。撮像素子は自ら発熱するだけでなく、周辺回路が熱源となり周辺から熱せられる。その結果温度分布が均一ではなくなり、暗電流ノイズ分布が均一ではなくなる。

従って、温度分布を考慮した信号処理、例えば、それぞれの温度分布領域単位で異なる暗電流除去処理を行って黒レベル補正を行うなど、各領域単位の処理を行わないと、撮影画像の１画面上で異なる画質の領域が発生してしまう。特に暗電流ノイズの除去が不完全な場合、画像全体の明度が上がり、画像の黒レベルが０にならない「黒浮き」と呼ばれる現象が発生するが、１つの画像中に領域単位の異なる「黒浮き」が発生すると写真としての品質が著しく低下することになる。

本発明の撮像装置の画像処理部１０２では、撮像素子の各領域の温度が異なり、領域毎に暗電流の発生量が異なる撮像素子からの信号を入力して、それぞれの領域の特性に応じた処理、すなわち暗電流量算出および除去を行い高品質な画像を生成して、処理画像をリムーバブルメモリ１０９に格納し、また、表示部１０３に表示する。以下、画像処理部１０２において実行する暗電流除去処理の具体例について説明する。

本発明に係る撮像装置において利用される撮像素子は、例えばアレイ状に配列された１０００万以上の画素を有し、水平ラインおよび垂直カラムに画素が配列された構成を持つ。最近の大判イメージャーに多く利用されるＣＭＯＳの場合は、信号読み出しは、撮像素子の上段のラインから線順次で読み出される。例えば最上段のラインの画素を左から右に読み出し、次に２番目のラインの画素を左から右に読み出し、以下、最下段のラインまで読み出しを行う。

このような信号読み出しを行う構成では、画像の上部と下部で暗電流ノイズの量に差が発生する。すなわち、信号読み出しまでの時間が長くなると時間経過に伴う暗電流の発生量が大きくなり、画像下部側の暗電流が上部に比較して相対的に多くなる。

暗電流の除去処理として従来から知られる手法には、例えば画像の撮影に際して、画像撮影後、撮影画像と全く同じ条件（露光時間）でシャッターを閉めた全黒画像を続けて撮影し、先に撮影した画像データから対応する画素の全黒画像のデータを引く手法がある。この処理によって撮影画像から暗電流ノイズを除去できることが知られている。しかしこの手法では撮影に倍の時間がかかってしまい、また、メモリに蓄積するデータ量が増大し、メモリアクセス、画像処理に多大の時間を要することになり、例えば連続撮影を行うような場合には、各撮影画像の間隔が長くなるなどの不都合が発生する。

以上の点を踏まえ、本発明の撮像装置１００の画像処理部１０２においては、全黒画像を用いることなく、撮影画像のみから各領域に応じた暗電流除去を行いバランスのとれた品質の高い画像を生成する。具体的には、ＣＭＯＳの撮像面の上下における読み出し時間差によって発生する暗電流ノイズ差に加え、撮像素子内の発熱源の位置に応じた温度差、例えば撮像素子の周辺にある熱源などに起因して撮像素子の温度分布が不均一になった場合の撮像素子の暗電流ノイズ差を考慮して、領域毎に適切なレベルの暗電流除去を行いバランスのとれた品質の高い画像を生成する。

以下、本発明に従った一実施例について説明する。図２に、本発明の撮像装置に用いる撮像素子２００の構成例を示す。撮像素子２００は、撮影処理において入力する光を受光し、画像形成要の信号を蓄積する有効画像領域２０１と、有効画像領域２０１の周辺に設定され、基本的に撮影処理に際して光を入力しない領域としてのＯＰＢ（ＯＰｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域２２１，２２２，２３１が存在する。有効画像領域２０１の上部にあるＯＰＢ領域をＶＯＰＢ領域２３１、横にあるＯＰＢ領域をＨＯＰＢ領域２２１，２２２と呼ぶ。本実施例では、左側のＨＯＰＢ領域を第１ＨＯＰＢ領域２２１と呼び、右側のＨＯＰＢ領域を第２ＨＯＰＢ領域２２２と呼ぶ。

なお、有効画像領域２０１、第１ＨＯＰＢ領域２２１、第２ＨＯＰＢ領域２２２、ＶＯＰＢ領域のいずれにも同一サイズの画素がアレイ上に配列されている。有効画像領域２０１に含まれる画素対応の信号に基づいて撮影画像が生成される。図２に示す撮像素子２００はＣＭＯＳであり信号読み取りは、上段のライン（行）から線順次で行われる。

本実施例の撮像装置における暗電流除去処理は、第１ＨＯＰＢ領域２２１の暗電流データと第２ＨＯＰＢ領域２２２の暗電流データに基づいて、有効画像領域２０１における各画素の暗電流レベルを推定して暗電流除去を実行する。

撮像面に発生する暗電流は、前述したようにＣＭＯＳの場合、信号読み出しが撮像素子の上段ライン（行）から線順次で読み出されるので、画像の上部と下部で暗電流ノイズの量に差が発生する。さらに、シャッタースピードに対応する露光時間や温度によっても異なる値となる。

本発明の撮像装置においては、撮像面のライン（行）位置場所、シャッタースピードに対応する露光時間や温度に応じて発生すると予測される暗電流の値を予め算出し、算出した暗電流の値をデータテーブル（暗電流データテーブル）として記憶部、例えば図１に示す記憶部１０５に格納しておく。

図３を参照して、暗電流データテーブルの生成処理について説明する。図３は、暗電流データテーブルの生成処理において、暗電流データを計測する領域の設定例を示している。なお、暗電流データの取得処理は、撮像装置の製造プロセスにおいて、シャッタースピードや温度を変化させて光を入射することなく撮影を実行して、各撮影状態において発生する暗電流を計測する処理として実行される。

図３は暗電流データテーブルの生成処理に必要となる暗電流データの取得領域を示す図である。図３に示す領域１＿０〜１＿４、領域２＿０〜２＿４を暗電流の取得領域として設定する。すなわち、以下の領域である。
領域１＿０：第１ＨＯＰＢ内の、先頭行からＶＯＰＢ最終行までのエリア
領域１＿１：第１ＨＯＰＢ内の、有効画像領域の開始行と同じ行から数行のエリア
領域１＿２：第１ＨＯＰＢ直近の有効画像領域内の有効画像領域の開始行から数行のエリア
領域１＿３：第１ＨＯＰＢ内の、有効画像領域の終了行と同じ行までの数行のエリア
領域１＿４：第１ＨＯＰＢ直近の有効画像領域内の有効画像領域の終了行と同じ行までの数行のエリア
領域２＿０：第２ＨＯＰＢ内の、先頭行からＶＯＰＢ最終行までのエリア
領域２＿１：第２ＨＯＰＢ内の、有効画像領域の開始行と同じ行から数行のエリア
領域２＿２：第２ＨＯＰＢ直近の有効画像領域内の有効画像領域の開始行から数行のエリア
領域２＿３：第２ＨＯＰＢ内の、有効画像領域の終了行と同じ行までの数行のエリア
領域２＿４：第２ＨＯＰＢ直近の有効画像領域内の有効画像領域の終了行と同じ行までの数行のエリア

これら、図３に示す領域１＿０〜１＿４、領域２＿０〜２＿４を暗電流の取得領域として設定し、シャッタースピードやセンサ温度などを変更して複数の条件下において、光を入射することなく撮影を実行して、各領域に発生する暗電流値を計測する。

なお、各領域における暗電流の計測は、例えばＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを適用した積分器による計測として実行することができる。ＩＩＲフィルタを適用して、様々な条件下での撮影において、上記の各領域において発生した暗電流量を［ＩＩＲ積分結果］として算出する。

すなわち、シャッタースピードや温度を変化させた様々な条件下で、撮影を行い上記の各領域において発生した［ＩＩＲ積分結果］を各領域、すなわち、図３に示す領域１＿０〜１＿４、領域２＿０〜２＿４に対応する暗電流量として計測する。さらに、各領域におけるＩＩＲ積分結果から、以下のデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を算出して、算出したデータを記録した暗電流データテーブルを生成して記憶部に格納する。

領域ｐ＿ｑに対応して計測されるＩＩＲ積分結果としての暗電流量をＩＩＲ（領域ｐ＿ｑ）として、以下のデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を算出する。
α０＝ＩＩＲ（領域１＿１）−ＩＩＲ（領域１＿２）、
α１＝ＩＩＲ（領域１＿３）−ＩＩＲ（領域１＿４）、
β０＝ＩＩＲ（領域２＿１）−ＩＩＲ（領域２＿２）、
β１＝ＩＩＲ（領域２＿３）−ＩＩＲ（領域２＿４）、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）、
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）、

上記のデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を算出して、算出したデータを記録した暗電流データテーブルを生成して記憶部に格納する。暗電流データテーブルのデータ構成例を図４に示す。

図４に示す暗電流データテーブルは、温度（Ｔ）を３つの異なる条件、すなわち、
Ｔ＝０〜２０℃
Ｔ＝２０〜４０℃
Ｔ＝４０〜６０℃
として、シャッタースピードを７つの設定条件、すなわち、
シャッタースピード＝１／８０００〜１／１００ｓ、
シャッタースピード＝１／１００〜１ｓ、
シャッタースピード＝１〜４ｓ、
シャッタースピード＝４〜８ｓ、
シャッタースピード＝８〜１６ｓ、
シャッタースピード＝１６〜２４ｓ、
シャッタースピード＝２４〜３０ｓ、
これらの７つの異なる条件に設定し、計３×７＝２１種類の異なる条件で撮影を行って、上記のデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を算出した結果を記録したテーブルである。

なお、この図４に示す暗電流データテーブルの温度（Ｔ）は、撮像装置に設けられた温度センサによって計測された撮像装置の温度センサ位置の温度である。撮像素子の温度に直接対応するものではない。本発明は、撮像素子の温度分布が不均一である場合の処理を行うものであり、図４に示す暗電流データテーブルの温度（Ｔ）と、撮像素子の温度は一致する必要はない。

図４に示す暗電流データテーブルの最上段左のデータセットは、
シャッタースピード＝１／８０００〜１／１００ｓ、
温度センサの温度Ｔ＝０〜２０℃、
として光が入射しない条件下で撮影を行い、先に図３を参照して説明した各領域１＿０〜１＿４、領域２＿０〜２＿４の暗電流量の総和に相当するＩＩＲ積分結果［ＩＩＲ（領域ｐ＿ｑ）］を算出し、算出した結果に基づいて、
α０＝ＩＩＲ（領域１＿１）−ＩＩＲ（領域１＿２）＝５０、
α１＝ＩＩＲ（領域１＿３）−ＩＩＲ（領域１＿４）＝８０、
β０＝ＩＩＲ（領域２＿１）−ＩＩＲ（領域２＿２）＝２０、
β１＝ＩＩＲ（領域２＿３）−ＩＩＲ（領域２＿４）＝４０、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）＝１７０、
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）＝１５０、
これらの結果を得て、テーブルに記録したデータである。

図４に示す暗電流データテーブルには、このデータセットを含め、計３×７＝２１種類の異なる条件で撮影を行って、上記のデータ：：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を算出した結果が記録されている。基本的な傾向としては、暗電流量は、シャッタースピードが長くなるに従って大きくなり、また温度が高くなるに従って大きくなる傾向にある。

実際の撮影画像に対する暗電流除去処理を行う際は、この暗電流データテーブルから、撮影条件に応じたデータセットを選択して、選択したデータセットに含まれるデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０を適用した処理を実行する。

なお、先に説明したように、暗電流の除去処理として従来から知られる手法として画像撮影後、撮影画像と全く同じ条件（露光時間）でシャッターを閉めた全黒画像を続けて撮影し、先に撮影した画像データから対応する画素の全黒画像のデータを減算することで暗電流の除去を行う手法があるが、このような処理を行う場合は、撮像素子の全画素に対応する暗電流量（全黒画像のデータ）を、一旦メモリに蓄積する必要があり、例えば１０００万画素以上の大型の撮像素子を領する場合などには、非常に大きなメモリの記憶容量が必要となる。

一方、本願発明の構成では、図４に示すように、１つの条件で撮影したデータにおいて、α０，α１，β０，β１，ａ０，ｂ０のみの６データのみをメモリにテーブルとして記録しておけばよい。異なる条件における撮影処理に対応する複数のデータセットを格納する場合でも、上記の１０００万画素対応のデータを格納する場合と比較して格段に記憶データ量を小さくすることが可能となる。

記憶部に保存するデータは、各条件につき６点のデータ：α０，α〜１，β０，β１，ａ０，ｂ０でよいため、全画素の暗電流データを保持しておく方法などに比べて必要なメモリの容量は著しく小さくできる。

次に、図４に示すような暗電流データテーブルを利用した暗電流除去処理の具体例について図５以下を参照して説明する。暗電流除去処理は、図１に示す撮像装置の画像処理部１０２において実行される。

図５（１）に示すグラフは、撮像素子において発生する暗電流量について、横軸に撮像素子の上段ラインから下段ラインの位置、縦軸に暗電流量を示したグラフである。４つのラインの各々は、図５（２）に示す撮像素子の各位置に対応する。すなわち図５（１）の４つのラインの最上段から、
（Ｓ）第２ＨＯＰＢの上部から下部に至る暗電流量、
（Ｒ）第２ＨＯＰＢ直近の有効画像領域の上部から下部に至る暗電流量、
（Ｐ）第１ＨＯＰＢの上部から下部に至る暗電流量、
（Ｑ）第１ＨＯＰＢ直近の有効画像領域の上部から下部に至る暗電流量、
これらの暗電流量を示している。

右肩上がりの直線型のグラフとなるのは、前述したように、ＣＭＯＳの場合、信号読み出しが撮像素子の上段ライン（行）から線順次で読み出されるためであり、画像の上部より下部の方が暗電流量が増加する。グラフの横軸（Ｖｑ）は、撮像素子の上段ラインから下段ラインの位置でもあり、信号の読み出し処理における経過時間にも対応する。

有効画像領域では、水素アニールなど有効画像領域の暗電流量を抑制する対応がとられているため暗電流量がＯＰＢ領域より少なくなる。さらに暗電流は時間に比例するため撮像素子の垂直方向に線形に増えていく。

なお、暗電流量は、シャッタースピードに対応する露光時間や温度によっても異なる値となり、図５（１）に示す暗電流量は、ある条件下におけるデータ例を示している。ただし、撮像素子の温度は領域によって異なっている。図に示す例では、撮像素子の右側、すなわち第２ＨＯＰＢ側（Ｒ），（Ｓ）の暗電流発生量が、撮像素子の左側、すなわち第１ＨＯＰＢ側（Ｐ），（Ｑ）よりも大きくなっており、撮像素子の右側、すなわち第２ＨＯＰＢ側の温度が高くなっていると推定される。

図５（１）に示すライン（Ｐ）（Ｑ）は、撮像素子の左側の第１ＨＯＰＢと有効画像領域のデータであり、ライン（Ｓ）（Ｒ）は、撮像素子の右側の第２ＨＯＰＢと有効画像領域のデータであり、温度差によって暗電流特性が異なる。なお、撮像素子全体が均一の温度に設定され、かつ全く同じ１回の製造プロセスにおいて生成された特性の均一な撮像素子であれば、ライン（Ｐ）と（Ｓ）は重なり、ライン（Ｑ）と（Ｒ）は重なることになる。

図１に示すカメラブロック１０１内の撮像素子において撮りこまれた信号は、ＣＭＯＳの場合、前述したように上段ラインからデータが順次水平方向に読み取られ、順次、下段ラインに移行して信号読み取りが行われる。従って下段ラインに行くほど読み取りまでの経過時間が長くなり、経過時間に比例して暗電流量が大きくなる。この時間経過に伴う暗電流量の増加がグラフの傾きとして現れている。

図５（１）に示す暗電流量を示すグラフ中に記載しているα０，α１，β０，β１は、先に図４を参照して説明した暗電流データテーブルに記録したデータに対応するデータである。すなわち、
α０＝ＩＩＲ（領域１＿１）−ＩＩＲ（領域１＿２）、
α１＝ＩＩＲ（領域１＿３）−ＩＩＲ（領域１＿４）、
β０＝ＩＩＲ（領域２＿１）−ＩＩＲ（領域２＿２）、
β１＝ＩＩＲ（領域２＿３）−ＩＩＲ（領域２＿４）
これらのデータに対応する。

図５（１）に示す暗電流量を示すグラフ中、撮像素子左側の第１ＨＯＰＢの暗電流データ（Ｐ）と、撮像素子右側の第２ＨＯＰＢの暗電流データ（Ｓ）は、撮影画像の解析によって取得できる。すなわち、ＨＯＰＢ領域には光は入射されず、各ＨＯＰＢ領域の暗電流量は、ＩＩＲフィルタを用いた積分処理によって得られるＩＩＲ積分結果として求められる。

一方、図５（１）に示すグラフ中、有効画像領域の暗電流データ（Ｑ）や（Ｒ）は、撮影画像から直接求めることはできない。すなわち、有効画像領域には撮影データに対応する光が入射して入射光に応じた電流が発生しており、この有効画像領域の暗電流量を直接求めることはできない。

そこで、本発明の撮像装置では、画像処理部１０２においてカメラブロック１０１からの入力信号から暗電流を除去する場合、図５（１）に示す第１ＨＯＰＢの暗電流データ（Ｐ）と、第２ＨＯＰＢの暗電流データ（Ｓ）を求め、これら２つのデータに基づいて有効画像領域の暗電流量を推定する。

すなわち、撮像装置において画像を撮影後、撮像素子からデータを順次水平方向に読み取っていき、図３を参照して説明した
ＩＩＲ（領域１＿０）：第１ＨＯＰＢ内の、先頭行からＶＯＰＢ最終行までのエリア、
ＩＩＲ（領域２＿０）：第２ＨＯＰＢ内の、先頭行からＶＯＰＢ最終行までのエリア、
これらの領域の暗電流量（ＩＩＲ積分結果）を算出する。

これらの暗電流量（ＩＩＲ積分結果）は、図４に示す暗電流データテーブルのａ０，ｂ０の値に対応する。すなわち、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）、
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）、
である。本発明の撮像装置は、領域１＿０と領域２＿０のＩＩＲ積分結果（ａ０，ｂ０）と、撮影時の諸条件（シャッタースピード値やセンサ温度）から、補正に使用する最適値（α０、α１、β０、β１の一番適している組み合わせ）をメモリに格納された暗電流データテーブルから選択し、選択データを利用して、有効画像領域の各画素位置の暗電流量を算出する。

画像処理部１０２における具体的な暗電流除去処理について説明する。画像処理部１０２は、カメラブロック１０１に構成された撮像素子の信号を入力すると、図３を参照して説明した領域１＿０の暗電流量総和と、領域２＿０の暗電流量の総和に対応するそれぞれの領域のＩＩＲ積分結果、すなわち、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
これらのデータを算出し、さらに、撮影実行時の条件（シャッタースピード値やセンサ温度）から、補正に使用するパラメータセット（α０、α１、β０、β１）を選択する。

すなわち、図４を参照して説明した暗電流データテーブルの複数のデータセットから、
領域１＿０の暗電流量総和に相当するａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
領域２＿０の暗電流量総和に相当するｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
撮影時のシャッタースピード、
撮影時の温度条件、
これらの値が一致するものまたは最も近いデータセットを選択する。

なお、暗電流データテーブルには、様々なシャッタースピードと所定の温度条件で事前に計測した値として以下のデータ、すなわち、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
このデータが記録されており、基本的に、撮影時のシャッタースピードと、撮影時の温度条件が得られている場合、そのシャッタースピードと、温度条件によって選択されるデータセット中の［ａ０］，［ｂ０］の値と撮影画像から計測した［ａ０］，［ｂ０］の値はほぼ等しくなるはずであるので、撮影時のシャッタースピードと、温度条件のみを利用してこれらの条件に対応するデータセットを図４に示すデータテーブルから選択してもよい。また、撮影画像から、
領域１＿０の暗電流量総和に相当するａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
領域２＿０の暗電流量総和に相当するｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
これらの値を計測して、計測値と最も近い、
ａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
ｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
これらの値を持つデータセットをデータテーブルから選択する構成としてもよい。

すなわち、
（１）領域１＿０の暗電流量総和に相当するａ０＝ＩＩＲ（領域１＿０）
（２）領域２＿０の暗電流量総和に相当するｂ０＝ＩＩＲ（領域２＿０）
（３）撮影時のシャッタースピード、
（４）撮影時の温度条件、
これら（１）〜（４）の全てを用いて暗電流データテーブルから利用するデータセットを選択してもよいし、（１），（２）のみ、あるいは（３），（４）のみを用いて暗電流データテーブルから利用するデータセットを選択する構成としてもよい。

画像処理部１０２は適用するデータセット［α０，α１，β０，β１］を暗電流データテーブルから選択した後、これらのデータセットを利用した暗電流除去処理を実行する。図５（２）に示す撮像素子の構成において、
有効画像領域の最上ラインをＡ、
有効画像領域の最下段ラインをＢ、
Ａ−Ｂ間の垂直方向の画素数をｖｑｍａｘ，
Ａから、現在読み出している行までの垂直方向の画素数をｖｑ、
有効画像領域の水平方向の画素数をｈｑｍａｘ、
有効画像領域の左端から、現在読み出している画素位置までの水平方向の画素数をｈｑ、
現在読み出している画素位置を（ｖｑ，ｈｑ）
とする。

このとき、先頭行から第１ＨＯＰＢと、第２ＨＯＰＢ各々においてＩＩＲフィルタを適用した積分、すなわちＩＩＲ積分を行った場合、現在読み出しラインにおけるＩＩＲ積分結果を、
ＩＩＲ１（ｖｑ），
ＩＩＲ２（ｖｑ）
とする。
このＩＩＲ１（ｖｑ），ＩＩＲ２（ｖｑ）は、図５（１）に示すＩＩＲ１（ｖｑ）、ＩＩＲ２（ｖｑ）に対応する。すなわち、
ＩＩＲ１（ｖｑ）：第１ＨＯＰＢ領域における現在の読み出し行（ｖｑ）における暗電流量、
ＩＩＲ２（ｖｑ）：第２ＨＯＰＢ領域における現在の読み出し行（ｖｑ）における暗電流量、
に対応する。

このＩＩＲ１（ｖｑ），ＩＩＲ２（ｖｑ）と、暗電流データテーブルから取得したデータ［α０、α１、β０、β１］の各値を用いて、有効画像領域の画素位置（ｖｑ，ｈｑ）各々に対応するクランプ値（黒レベルを合わせるために各画素データから減算する値、すなわち暗電流量）ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）を算出する。

例えば、撮像素子の温度分布が、水平方向で一方の端から反対側の端へ線形に変化している場合を想定する。この場合、ある行（ｖｑ＝固定）の水平方向の任意点ｈｑ＝０〜ｈｑｍａｘにおける暗電流量、すなわち、クランプ値：ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）は、
ｈｑ＝０におけるクランプ値：ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）、
ｈｑ＝ｈｑｍａｘにおけるクランプ値：ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）、
これら２つのｃｌａｍｐ値の加重平均で求められる。

すなわち、有効画像領域の任意の画素位置（ｖｑ，ｈｑ）のクランプ値：ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）は、以下の式（式１）によって算出される。
ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）＝（（ｈｑｍａｘ−ｈｑ）×ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＋ｈｑ×ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ））／ｈｑｍａｘ
・・・（式１）

ここで、
ｈｑ＝０におけるクランプ値：ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）、
ｈｑ＝ｈｑｍａｘにおけるクランプ値：ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）、
これら２つのクランプ値は以下の式（式２），（式３）のように表される

ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＝ＩＩＲ１（ｖｑ）−Δ１（ｖｑ）
＝ＩＩＲ１（ｖｑ）−（α１−α０）×（ｖｑ）／ｖｑｍａｘ＋α０
・・・（式２）
ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）＝ＩＩＲ２（ｖｑ−１）−Δ２（ｖｑ−１）
＝ＩＩＲ２（ｖｑ−１）−（β１−β０）×（ｖｑ−１）／ｖｑｍａｘ＋β０
・・・（式３）

上記式（式２）、（式３）において、
ＩＩＲ１（ｖｑ）：現在読み出し行（ｖｑ）における第１ＨＯＰＢ領域における暗電流量、
ＩＩＲ２（ｖｑ−１）：現在読み出し行の１つの前の行（ｖｑ−１）における第２ＨＯＰＢ領域における暗電流量、
Δ１（ｖｑ）：現在読み出し行（ｖｑ）における第１ＨＯＰＢ領域における暗電流量ＩＩＲ１（ｖｑ）と、第１ＨＯＰＢ領域直近の有効画像領域の行（ｖｑ）における暗電流量との差分、
Δ２（ｖｑ−１）：現在読み出し行の１つの前の行（ｖｑ−１）における第２ＨＯＰＢ領域における暗電流量ＩＩＲ２（ｖｑ−１）と、第２ＯＰＢ領域直近の有効画像領域の現在読み出し行の１つの前の行（ｖｑ−１）における暗電流量との差分、
である。なお、撮像素子の左上からデータを取り込んだ場合、第２ＨＯＰＢのデータの読み取り処理は同じ行の有効画像領域のデータの読み取り後に行われることになるので、先行する読み取りデータとして得られる前の行（ｖｑ−１）のデータ、ＩＩＲ２（ｖｑ−１），Δ２（ｖｑ−１）を便宜的に用いている。隣り合う行でのＨＯＰＢ領域のＩＩＲ積分結果の差分はきわめて小さいと考えられるため、１つ上の行ｖｑ−１のＩＩＲ積分結果を用いても処理結果に大きな違いは発生しない。
もちろん、現在行（ｖｑ）のデータを取得してデータＩＩＲ２（ｖｑ）と、Δ２（ｖｑ）を用いる構成としてもよい。

Δ１（ｖｑ）は、上記式（式２）に示すように、
Δ１（ｖｑ）＝（α１−α０）×（ｖｑ）／ｖｑｍａｘ＋α０
と置き換えることができ、
Δ２（ｖｑ−１）は、上記式（式３）に示すように、
Δ２（ｖｑ−１）＝（β１−β０）×（ｖｑ−１）／ｖｑｍａｘ＋β０
と置き換えることができる。

上記式において、α０，α１，β０，β１は図４に示す暗電流データテーブルから取得される値であり、
α０＝ＩＩＲ（領域１＿１）−ＩＩＲ（領域１＿２）、
α１＝ＩＩＲ（領域１＿３）−ＩＩＲ（領域１＿４）、
β０＝ＩＩＲ（領域２＿１）−ＩＩＲ（領域２＿２）、
β１＝ＩＩＲ（領域２＿３）−ＩＩＲ（領域２＿４）、
ｖｑｍａｘ：有効画像領域Ａ〜Ｂ間の画素数（行数）
である。

従って、図４に示す暗電流データテーブルから選択されたデータセットに含まれるα０，α１，β０，β１の値を（式２）、（式３）に代入してｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）、ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）の値を算出し、算出した値を上記の（式１）に代入することで、画面内任意の点（ｖｑ，ｈｑ）におけるクランプ値（ｃｌａｍｐ値）、すなわち、
ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）
上記の値を算出することができる。

以上、説明したように、不均一な温度状態に設定された有効画像領域の各画素において、第１ＨＯＰＢ領域、第２ＨＯＰＢ領域の暗電流量を基準にしてそれぞれの撮像領域画素（ｖｑ，ｈｑ）のクランプ値、すなわち減算すべき暗電流値を算出できる。

画像処理部１０２は、これら、各画素位置各々個別に求めた暗電流値（クランプ値）をそれぞれその画素位置の画像データから減算することで、黒レベルのあった（暗電流ノイズ成分が補正された）画像を生成して、生成画像をリムーバブルメモリ１０９に格納し、また画像表示部１０３に出力する。

なお、画像処理部１０２における暗電流除去処理に際して、各設定領域における暗電流を算出するためＩＩＲフィルタを適用した積分値算出を行うが、各領域のＩＩＲ積分処理を行う際に、予め設定した下限閾値［Ｔｈ_Ｌｏｗ］に満たない電流値レベルの画素や、予め設定した上限閾値［ＴＨ_Ｈｉ］を越える電流値レベルを持つ画素については欠陥と認められるため、積分処理に含めない設定としてもよい。

また、上記処理においては、各領域の暗電流を算出するため、ＩＩＲフィルタを用いた積分を行う例を説明したが、暗電流の算出は、ＩＩＲフィルタによる積分に限るものではない。例えば各設定領域の暗電流値の平均を算出して各領域の平均暗電流値を利用して、各撮像面の各行に含まれる暗電流値を算出する構成としてもよい。なお、このように平均の暗電流値を用いる場合は、上記実施例で説明した第１ＨＯＰＢにおけるＩＩＲ積分値［ＩＩＲ１（ｖｑ）］の代わりに、第１ＨＯＰＢのｖｑ行の画素平均値を適用し、第２１ＨＯＰＢにおけるＩＩＲ積分値［ＩＩＲ２（ｖｑ）］の代わりに、第２ＨＯＰＢのｖｑ行の画素平均値を用いる構成とする。さらに、記憶部に記録する暗電流データテーブルの記録データ：α０、α１、β０、β１，ａ１，ｂ１についても、該当エリアのデータの平均値を用いる構成とする。

すなわち、領域ｐ＿ｑの画素平均値をａｖｅ（領域ｐ＿ｑ）として、図３に示す領域１＿０〜１＿３、領域２＿０〜２＿３の各々の画素値の平均を求めて、α０、α１、β０、β１、ａ１、ｂ１を以下のようにして算出する。
α０＝ａｖｅ（領域１＿１）−ａｖｅ（領域１＿２）、
α１＝ａｖｅ（領域１＿３）−ａｖｅ（領域１＿４）、
β０＝ａｖｅ（領域２＿１）−ａｖｅ（領域２＿２）、
β１＝ａｖｅ（領域２＿３−ａｖｅ（領域２＿４）
ａ０＝ａｖｅ（領域１＿０）
ｂ０＝ａｖｅ（領域２＿０）

これらのデータを各シャッタースピード、温度を変更して計測、算出して、暗電流データテーブルとして記憶部に格納し、これらのデータを撮影条件に従って選択して撮像面の各画素位置における暗電流を算出して暗電流除去処理を実行する構成としてもよい。

最後にこの方法で補正が可能となる撮像素子の温度分布状態について、図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示す様に、撮像素子の上下のいずれかに熱源がある場合は、上下方向に線形の温度変化が発生していると推定され、ＨＯＰＢ領域の暗電流計測値を用いて、図４に示す暗電流データテーブルの値と、上記の式１〜式３を適用して、有効画像領域の任意点（ｖｑ，ｈｑ）のクランプ値を算出することができる。

また、図６（ｂ）に示す様に、撮像素子の左右のいずれかに熱源がある場合は、撮像素子の左右方向に線形の温度変化が発生していると推定され、ＨＯＰＢ領域の暗電流計測値を用いて、図４に示す暗電流データテーブルの値と、上記の式１〜式３を適用して、有効画像領域の任意点（ｖｑ，ｈｑ）のクランプ値を算出することができる。

また、図６（ｃ）に示す様に、撮像素子の４隅のいずれかに熱源がある場合は、撮像素子の対角線方向に線形の温度変化が発生していると推定され、この場合は、図６（ａ），（ｂ）の組み合わせ処理により、ＨＯＰＢ領域の暗電流計測値を用いて、図４に示す暗電流データテーブルの値と、上記の式１〜式３を適用して、有効画像領域の任意点（ｖｑ，ｈｑ）のクランプ値を算出することができる。

以上、説明したように、不均一な温度分布により各画素位置によって異なる暗電流発生量を持つ構成において、各ＨＯＰＢ領域の暗電流値を適用して有効画像領域の画面内の任意の画素位置におけるクランプ値、すなわち減算すべき暗電流値を個別に算出できる。

画像処理部１０２は、これら、各画素位置（ｖｂｑ，ｈｑ）各々個別に求めた暗電流値（クランプ値）をそれぞれの画像データから減算することで、黒レベルのあった（暗電流ノイズ成分が補正された）画像を生成して、生成画像をリムーバブルメモリ１０９に格納し、また画像表示部１０３に出力する。

以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。例えば、プログラムは記録媒体に予め記録しておくことができる。記録媒体からコンピュータにインストールする他、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットといったネットワークを介してプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。

なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

以上、説明したように、本発明の一実施例構成によれば、例えば大型の撮像素子など、撮像素子の領域に温度差が発生し、領域単位で暗電流特性が異なる撮像面を有する撮像素子を利用して撮影された信号から暗電流を除去する構成において、撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置とＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出し、算出した暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する構成とした。本構成により、画素位置各々において発生する異なる暗電流量を正確に推定した確実な暗電流除去を行うことが可能となり、品質の高い画像データの生成が実現される。

本発明の一実施例に係る撮像装置の構成と処理の概要について説明する図である。 本発明の一実施例に係る撮像装置に装着された撮像素子の構成例について説明する図である。 本発明の一実施例に係る撮像装置の暗電流除去処理において予め暗電流を計測すべき領域設定例について説明する図である。 本発明の一実施例に係る撮像装置の記憶部に格納する暗電流データテーブルのデータ構成例について説明する図である。 本発明の一実施例に係る撮像装置の実行する暗電流除去処理の詳細について説明する図である。 本発明の一実施例に係る撮像装置の実行する暗電流除去処理が適用可能な温度分布例について説明する図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ カメラブロック
１０２ 画像処理部
１０３ 画像表示部
１０４ メモリ
１０５ 記憶部
１０６ 操作部
１０７ 制御部
１０８ メモリ制御部
１０９ リムーバブルメモリ
２００ 撮像素子
２０１ 有効画像領域
２２１ 第１ＨＯＰＢ
２２２ 第２ＨＯＰＢ
２３１ ＶＯＰＢ

Claims (15)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子からの信号を入力して、画像生成処理を実行する画像処理部を有し、
   前記画像処理部は、
   前記撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出し、算出した暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する構成を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記ＯＰＢ領域は、前記撮像素子の左右の端部に設定され、
   前記画像処理部は、
   前記撮像素子の各画素位置（ｖｑ，ｈｑ）における暗電流量［ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）］を、
   ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）＝（（ｈｑｍａｘ−ｈｑ）×ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＋ｈｑ×ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ））／ｈｑｍａｘ
   ただし、
   ｖｑ：撮像素子における有効画像領域の最上ラインからの画素数、
   ｈｑ：撮像素子における有効画像領域の左端からの画素数、
   ｈｑｍａｘ：有効画像領域の水平方向の画素数、
   ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）：ｈｑ＝０の画素位置（ｖｑ，０）における暗電流量、
   ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）：ｈｑ＝ｈｑｍａｘの画素位置（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）における暗電流量、
   上記式によって算出する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像装置は、さらに、
   撮像素子における有効画像領域の上段および下段領域における有効画像領域とＯＰＢ領域との暗電流の計測値に基づく差分データを含むデータを記録した暗電流データテーブルを格納した記憶部を有し、
   前記画像処理部は、
   前記暗電流データテーブルに記録されたデータを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行う構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記暗電流データテーブルは、シャッタースピードまたは温度の少なくともいずれかを異ならせた複数の撮影条件での計測値に基づく複数のデータセットを記録したテーブルであり、
   前記画像処理部は、
   撮影処理時のシャッタースピードまたは温度情報に基づいて、前記暗電流データテーブルに記録された複数のデータセットから、撮影時の条件に近い条件に対応するデータセットを選択し、選択したデータセットを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行う構成であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子はＣＭＯＳによって構成され、
   前記画像処理部は、
   ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、読み取り信号に含まれる暗電流が撮像素子の上段から下段に移行するに従って比例して増加すると過程して、撮像素子の有効画像領域の各画素における暗電流値を算出する構成であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の撮像装置。
6. 前記画像処理部は、
   ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、信号読み取りを実行する有効画像領域の各行に対応する信号に含まれる暗電流を、同一行または前の行のＯＰＢ領域の暗電流値を基準値として算出する構成であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記画像処理部は、
   撮像素子のＯＰＢ領域の暗電流値をＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを適用した積分器による計測結果を利用して取得する構成であることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の撮像装置。
8. 画像処理装置において実行される画像処理方法であり、
   画像処理部が、撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出する暗電流量算出ステップと、
   前記画像処理部が、前記暗電流量算出ステップにおいて算出した撮像素子各画素位置の算出暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行する暗電流除去ステップと、
   を実行することを特徴とする画像処理方法。
9. 前記ＯＰＢ領域は、前記撮像素子の左右の端部に設定され、
   前記暗電流量算出ステップは、
   前記撮像素子の各画素位置（ｖｑ，ｈｑ）における暗電流量［ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）］を、
   ｃｌａｍｐ（ｖｑ，ｈｑ）＝（（ｈｑｍａｘ−ｈｑ）×ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）＋ｈｑ×ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ））／ｈｑｍａｘ
   ただし、
   ｖｑ：撮像素子における有効画像領域の最上ラインからの画素数、
   ｈｑ：撮像素子における有効画像領域の左端からの画素数、
   ｈｑｍａｘ：有効画像領域の水平方向の画素数、
   ｃｌａｍｐ１（ｖｑ，０）：ｈｑ＝０の画素位置（ｖｑ，０）における暗電流量、
   ｃｌａｍｐ２（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）：ｈｑ＝ｈｑｍａｘの画素位置（ｖｑ，ｈｑｍａｘ）における暗電流量、
   上記式によって算出する処理を実行するステップであることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
10. 前記撮像装置は、さらに、
    撮像素子における有効画像領域の上段および下段領域における有効画像領域とＯＰＢ領域との暗電流の計測値に基づく差分データを含むデータを記録した暗電流データテーブルを格納した記憶部を有し、
    前記暗電流量算出ステップは、
    前記暗電流データテーブルに記録されたデータを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行うステップであることを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理方法。
11. 前記暗電流データテーブルは、シャッタースピードまたは温度の少なくともいずれかを異ならせた複数の撮影条件での計測値に基づく複数のデータセットを記録したテーブルであり、
    前記暗電流量算出ステップは、
    撮影処理時のシャッタースピードまたは温度情報に基づいて、前記暗電流データテーブルに記録された複数のデータセットから、撮影時の条件に近い条件に対応するデータセットを選択し、選択したデータセットを参照して前記撮像素子における各画素位置の暗電流量算出を行うステップであることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 前記撮像素子はＣＭＯＳによって構成され、
    前記暗電流量算出ステップは、
    ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、読み取り信号に含まれる暗電流が撮像素子の上段から下段に移行するに従って比例して増加すると過程して、撮像素子の有効画像領域の各画素における暗電流値を算出するステップであることを特徴とする請求項８〜１１いずれかに記載の画像処理方法。
13. 前記暗電流量算出ステップは、
    ＣＭＯＳによって構成された撮像素子の信号読み取りを上段行から下段行に線順次で実行し、信号読み取りを実行する有効画像領域の各行に対応する信号に含まれる暗電流を、同一行または前の行のＯＰＢ領域の暗電流値を基準値として算出するステップであることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
14. 前記暗電流量算出ステップは、
    撮像素子のＯＰＢ領域の暗電流値をＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを適用した積分器による計測結果を利用して取得するステップであることを特徴とする請求項８〜１３いずれかに記載の画像処理方法。
15. 画像処理装置において画像処理を実行させるコンピュータ・プログラムであり、
    画像処理部に、撮像素子の各画素位置における暗電流量を、前記撮像素子の離間位置に設定されたＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域各々の暗電流量と、暗電流量算出対象の画素位置と前記ＯＰＢ領域各々との距離情報を適用して算出させる暗電流量算出ステップと、
    前記画像処理部に、前記暗電流量算出ステップにおいて算出した撮像素子各画素位置の算出暗電流量に基づく暗電流除去処理を実行させる暗電流除去ステップと、
    を有することを特徴とするコンピュータ・プログラム。