ノイズ除去装置
【課題】 画像信号に含まれる固定パターンノイズの除去に用いられる信号に突発的に混入されるノイズの影響を低減させる。
【解決手段】 ノイズ除去装置１０は、受信部１１、演算回路１２、ＲＡＭ１３、減算回路１４を有する。撮像素子２０から出力される画像信号と黒色画像信号とを受信部１１が読出す。受信部１１から演算回路１２に黒色画像信号を入力する。ＲＡＭ１３から演算回路１２に基準除去信号を入力する。演算回路１２は黒色画像信号と基準除去信号とに基づいて、新たな基準除去信号を生成する。新たな基準除去信号をＲＡＭ１３に格納する。新たな基準除去信号を減算回路１４に出力する。受信部１１から入力される画像信号から新たな基準除去信号を減算することによって、減算回路１４は画像信号の固定パターンノイズを除去する。
【解決手段】 ノイズ除去装置１０は、受信部１１、演算回路１２、ＲＡＭ１３、減算回路１４を有する。撮像素子２０から出力される画像信号と黒色画像信号とを受信部１１が読出す。受信部１１から演算回路１２に黒色画像信号を入力する。ＲＡＭ１３から演算回路１２に基準除去信号を入力する。演算回路１２は黒色画像信号と基準除去信号とに基づいて、新たな基準除去信号を生成する。新たな基準除去信号をＲＡＭ１３に格納する。新たな基準除去信号を減算回路１４に出力する。受信部１１から入力される画像信号から新たな基準除去信号を減算することによって、減算回路１４は画像信号の固定パターンノイズを除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子などの撮像体の生成する画像信号から固定パターンノイズを除去するノイズ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を構成する画素からの出力信号は、同じ使用環境で同じ受光量、例えば暗時の受光量であれば等しいことが求められる。しかし、製造誤差により固定パターンノイズと呼ばれるノイズが発生する。
【０００３】
そこで、暗時の受光量に相当する出力信号を予め固定パターンノイズとして記憶しておき、得られた出力信号から固定パターンノイズの除去が行われている（特許文献１）。また、開口部を遮光した黒色画素において生成する黒色画像信号を固定パターンノイズとして用い、得られた出力信号から固定パターンノイズの除去が行われている。
【０００４】
しかし、黒色画像信号にも電気的、光学的ノイズが突発的に発生することがあり、このようなノイズが混入した黒色画像信号を固定パターンノイズの除去に用いると、電気的、光学的ノイズが撮像素子の出力信号に混入する点において問題であった。
【特許文献１】特開平９−２３３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では、固定パターンノイズの除去に用いられる信号に突発的に混入されるノイズの影響を低減させるノイズ除去装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のノイズ除去装置は、画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号とを生成する撮像体から、画像信号及びノイズ除去信号を読出す受信部と、受信部に第ｓのタイミングで読出される第ｓの画像信号に対応する第ｓのノイズ除去信号と第ｓの画像信号の前のタイミングで読出される第（ｓ−１）の画像信号に対応する第（ｓ−１）のノイズ除去信号とに基づいて第ｓの基準除去信号を生成する演算部と、第ｓの基準除去信号に基づいて第ｓの画像信号から固定パターンノイズを除去する除去部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、第ｓの基準除去信号を格納する記憶手段を備え、記憶手段から出力した第ｓの基準除去信号と第ｓの画像信号の後に読出される第（ｓ＋１）の画像信号に対応する第（ｓ＋１）のタイミングで読出される第（ｓ＋１）のノイズ除去信号とに基づいて、演算部は第（ｓ＋１）の基準除去信号を生成することが好ましい。
【０００８】
また、第（ｓ＋１）の基準除去信号は記憶手段から出力される第ｓの基準除去信号と第（ｓ＋１）のノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【０００９】
また、第（ｓ＋１）の基準除去信号は第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１０】
また、撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から面温度に相当する温度信号を演算部が取得し、演算部は面温度が大きくなるほど第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施すことが好ましい。
【００１１】
また、受信部に読出される第（ｓ−１）のノイズ除去信号を格納する記憶手段を備え、記憶手段から出力した第（ｓ−１）のノイズ除去信号と演算部に入力された第ｓのノイズ除去信号とに基づいて演算部が第ｓの基準除去信号を生成することが好ましい。
【００１２】
また、記憶手段は第ｓの画像信号の前に受信部によって時間差をおいて読出される複数の画像信号に対応する複数のノイズ除去信号を格納し、記憶手段から出力される複数のノイズ除去信号に基づいて演算部が第ｓの基準除去信号を生成することが好ましい。
【００１３】
また、第ｓの基準除去信号は記憶手段から出力される複数のノイズ除去信号と第ｓのノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１４】
また、第ｓの基準除去信号は受信部における読込みのときが第ｓのノイズ除去信号の読込みのときに近いほど大きな重み付けを複数のノイズ除去信号に対して施した荷重平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１５】
また、撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から面温度に相当する温度信号を演算部が取得し、演算部は面温度に応じた重み付けを複数のノイズ除去信号に対して施すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固定パターンノイズの除去に用いられる信号に突発的に混入されるノイズの影響を低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したノイズ除去装置を含む撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。撮像装置５０は、撮像素子２０（撮像体）、ノイズ除去装置１０、及び信号処理回路３０によって構成される。
【００１８】
撮像素子２０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子２０の撮像面には、被写体像を形成する光が入射される。撮像素子２０において、被写体像に相当する画像信号が生成する。画像信号には、固定パターンノイズが含まれる。撮像素子２０において、固定パターンノイズを除去するための黒色画像信号も生成される。
【００１９】
ノイズ除去装置１０は、撮像素子２０と信号処理回路３０との間に設けられる。ノイズ除去装置１０には、撮像素子２０から画像信号と黒色画像信号とが送られる。また、撮像素子２０に設けられる温度センサ２３から撮像素子２０の撮像面の温度である面温度がノイズ除去装置１０に送られる。ノイズ除去装置１０において、面温度と黒色画像信号に基づいて画像信号から固定パターンノイズを除去した画像信号が生成される。
【００２０】
固定パターンノイズが除去された画像信号は、信号処理回路３０に送られ、所定の信号処理が行われる。所定の信号処理が行われた画像信号は、メモリ（図示せず）に記憶され、または画像信号に対応する画像がＬＣＤモニタ（図示せず）に表示される。
【００２１】
図２は、撮像素子２０の撮像面の構成を示す図である。撮像素子２０の撮像面には、撮像領域ＲＡと黒色画素領域ＢＡとが設けられる。撮像領域ＲＡには、複数の撮像画素２１Ｐ(h、i)がｍ行ｎ列のマトリックスを形成するように並べられる。なお、撮像画素２１Ｐ(h、i)は撮像領域ＲＡの下端を１行目、左端を１列目としたｈ行目ｉ列目に配置される。
【００２２】
黒色画素領域ＢＡには、黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、i)、…、２１Ｂ(1、n)が、ｈ行目の撮像画素２１Ｐ(h、1)、…、２１Ｐ(h、n)の形成する行と平行な行に並べられる。なお、第ｉ列目に配列された撮像画素２１Ｐ(h、i)と黒色画素２１Ｂ(1、i)とは、一直線上に並べられる。
【００２３】
第ｉ列目に配列された黒色画素２１Ｂ(1、i)及び撮像画素２１Ｐ(1、i)、…、２１Ｐ(m、i)は第ｉの垂直信号線２４(i)に接続される。第ｉの垂直信号線２４(i)は、第ｉの列選択トランジスタ２５(i)を介して水平信号線２６に接続される。
【００２４】
それぞれの撮像画素２１Ｐ(h、i)において、被写体像を形成する光の受光量に応じた信号電荷である画像信号が生成される。一方、黒色画素２１Ｂ(1、i)の撮像面は遮光膜（図示せず）によって遮光されており、それぞれの黒色画素２１Ｂ(1、i)において黒色に相当する信号電荷である黒色画像信号が生成される。
【００２５】
撮像画素２１Ｐ(h、i)では、撮像装置５０をＯＮにしてから１回目の画像信号生成のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、1が、２回目の生成のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、2が、…、ｓ回目のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが生成される。
【００２６】
黒色画素２１Ｂ(1、i)では、撮像装置５０をＯＮにしてから１回目の黒色画像信号生成のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、1が、２回目の生成のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、2が、…、ｔ回目のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、tが生成される。
【００２７】
撮像画素２１Ｐ(h、i)、黒色画素２１Ｂ(1、i)、及び第ｉの列選択トランジスタ２５(i)はそれぞれ、タイミングコントローラ（ＴＣ）４０に接続される。それぞれの撮像画素２１Ｐ(h、i)及び黒色画素２１Ｂ(1、i)において生成した画像信号及びは黒色画像信号を出力するタイミングは、ＴＣ４０によって制御される。
【００２８】
撮像装置５０をＯＮにすると、ＴＣ４０によって、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択される。選択された黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において１回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が生成され、それぞれ第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００２９】
次に、第１、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(1)、…、２５(n)が、順番にＴＣ４０によって選択される。第１の列選択トランジスタ２５(1)が選択されることにより、第１の垂直信号線２４(1)に出力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1が、水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００３０】
同様に、第２、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(2)、…、２５(n)が選択されることにより、第２、…、第ｎの垂直信号線２４(2)、…、２４(n)に出力された黒色画像信号ＢＳ(1、2)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が順番に出力される。
【００３１】
黒色画像信号ＢＳ(1、n)、1の出力が終わると、再び、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択される。選択された黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において２回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が生成され、それぞれ第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００３２】
１回目に生成された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1と同様に、２回目に生成された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2も順番に水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００３３】
ＴＣ４０はノイズ除去装置に設けられるカウンタ１５（図１参照）に接続される。カウンタ１５によって、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)から演算回路１２への黒色画像信号の入力回数が数えられる。
【００３４】
なお、すべての黒色画像信号ＢＳ(1、1)、s、…、ＢＳ(1、n)、sが入力されたときを１回の入力として、カウンタ１５において入力回数が数えられる。
【００３５】
カウンタ１５により、黒色画像信号の入力回数が所定の回数α回目に達するまで、ＴＣ４０の制御により、１、２回目のタイミングと同様に黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において生成する黒色画像信号が出力される。
【００３６】
黒色画像信号の入力回数がα回に達すると、次に受光動作が開始される。１回目のタイミングの受光動作において、黒色画素領域ＢＡのすべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングの黒色画像信号の生成及び出力の後、撮像領域ＲＡのすべての撮像画素において１回目のタイミングの画像信号の生成及び出力が実行される。
【００３７】
１回目タイミングの受光動作について、さらに詳細に説明する。第ｎ列の黒色画素２１Ｂ(1、n)においてα回目のタイミングに生成された黒色画像信号ＢＳ(1、n)、αの出力が終わると、再び黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)が生成され、撮像素子２０の外部に出力される。
【００３８】
第ｎ列の黒色画素２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングに生成された黒色画像信号ＢＳ(1、n)、(α+1)の出力が終わると、撮像領域ＲＡの第１行目の撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)が選択される。選択された撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)において１回目の画像信号ＰＳ(1、1)、1、…、ＰＳ(1、n)、１が生成され、第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００３９】
次に、第１、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(1)、…、２５(n)が、順番にＴＣ４０によって選択される。第１の列選択トランジスタ２５(1)が選択されることにより、第１の垂直信号線２４(1)に出力された画像信号ＰＳ(1、1)、1が水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００４０】
同様に、第２、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(2)、…、２５(n)が選択されることにより、第２、…、第ｎの垂直信号線２４(2)、…、２４(n)に出力された画像信号ＰＳ(1、2)、1、…、ＰＳ(1、n)、1が順番に撮像素子２０から出力される。
【００４１】
撮像画素２１Ｐ(1、n)において１回目に生成された画像信号ＰＳ(1、n)、1の出力が終わると、１回目のタイミングで生成した第１行の画像信号ＰＳ(1、i)、1、…、ＰＳ(1、n)、1と同様にして、第２行、…、第ｍ行の撮像画素２１Ｐ(2、1)、…、２１Ｐ(2、n)、…、２１Ｐ(m、1)、…、２１Ｐ(m、n)において１回目のタイミングの画像信号ＰＳ(2、1)、1、…、ＰＳ(2、n)、1、…、ＰＳ(m、1)、1、…、ＰＳ(m、n)、1が生成され、順番に撮像素子２０の外部に出力される。
【００４２】
したがって撮像素子２０からは、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)、画像信号ＰＳ(1、1)、1、…、ＰＳ(1、n)、1、…、ＰＳ(m、1)、1、…、ＰＳ(m、n)、1が、順番に出力される。
【００４３】
１回目のタイミングで生成された第ｍ行ｎ列の画像信号ＰＳ(m、n)、1の出力後、再び、黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択され、以後同様に（α＋２）回目タイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+2)、…、ＢＳ(1、n)、(α+2)、及び２回目の画像信号ＰＳ(1、1)、2、…、ＰＳ(1、n)、2、…、ＰＳ(m、1)、2、…、ＰＳ(m、n)、2が順に出力される。
【００４４】
以後、同様にｓ回目の受光動作では、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+s)、…、ＢＳ(1、n)、(α+s)、画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(1、n)、s、…、ＰＳ(m、1)、s、…、ＰＳ(m、n)、sが、順番に出力される。
【００４５】
なお、第ｉの垂直信号線２４(i)に出力される黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)は、同じタイミングｓの受光動作で、同一の垂直信号線に出力される画像信号ＰＳ(1、i)、s、…、ＰＳ(m、i)、sから固定パターンノイズの除去を行う基準となる信号としてそれぞれの画像信号ＰＳ(1、i)、s、…、ＰＳ(m、i)、sに対応している。
【００４６】
例えば、第１列の黒色画像信号ＢＳ(1,1)、(α+s)は、同じｓのタイミングの受光動作で第１の垂直信号線２４(1)に出力される第１列の画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(m、1)、sに対応している。
【００４７】
図１において、ノイズ除去装置１０は、受信部１１、演算回路１２（演算部）、ＲＡＭ１３（記憶手段）、及び減算回路１４（除去部）によって構成される。
【００４８】
受信部１１は撮像素子２０に接続される。受信部１１において画像信号及び黒色画像信号が読出される。また、受信部１１において読出された画像信号及び黒色画像信号はＡ／Ｄコンバータ（図示せず）によってＡ／Ｄ変換される。
【００４９】
受信部１１の出力端は演算回路１２に接続される。演算回路１２はＴＣ４０に接続される。受信部１１から黒色画像信号が入力されるように、演算回路１２はＴＣ４０によって制御される。また、演算回路１２は温度センサ２３に接続される。前述のように、温度センサ２３により検出された面温度に相当する温度信号が、演算回路１２に出力される。
【００５０】
演算回路１２は、ＲＡＭ１３に接続される。図３に示すように、ＲＡＭ１３には黒色画像信号を格納する領域１３Ｂと後述する基準除去信号を格納する領域１３Ｓとが設けられる。また、黒色画像信号を格納する領域１３Ｂには、１回目、…、α回目のタイミングで生成される黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1、…、ＢＳ(1、1)、α、…、ＢＳ(1、n)、αがそれぞれ格納される領域が定められる。
【００５１】
撮像装置５０がＯＮとなると、１回目のタイミングで黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が生成され、演算回路１２に順番に入力される。第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1が演算回路１２に入力されると、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1は演算回路１２により、ＲＡＭ１３における定められた領域に格納される。
【００５２】
同様に、第２列、…、第ｎ列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、1、…、ＢＳ(1、n)、1がＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５３】
次に、２回目のタイミングで黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が生成される。その後、１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1と同様に、２回目のタイミングで生成した黒色画像信号はＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2は演算回路１２を介してＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５４】
以後、同様にして、３回目、…、α回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、3、…、ＢＳ(1、n)、3、…、ＢＳ(1、1)、α、…、ＢＳ(1、n)、αが，ＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５５】
次に、ＲＡＭ１３に格納した黒色画像信号に基づいて、演算回路１２において基準除去信号が生成される。なお、基準除去信号は、黒色画素と撮像画素とによって形成される列毎に求められる。第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)は、第ｉ列の黒色画素２１Ｂ(1、i)と、撮像画素２１Ｐ(h、i)とに対応付けられる。
【００５６】
基準除去信号の生成について説明する。まず、１回目、…、α回目のタイミングに生成した第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、αが、ＲＡＭ１３から演算回路１２に読出される。読出した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、αの平均値を求めることにより、演算回路１２において、第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が生成される。
【００５７】
図３に示すように、基準除去信号を格納する領域１３Ｓにおいて第１列、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)を格納する領域が定められている。生成された第１列目の基準除去信号ＳＳ(1)は、ＲＡＭ１３において定められた領域に格納される。
【００５８】
同様に、第２、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(2)、…、ＳＳ(n)が、演算回路１２において生成され、それぞれＲＡＭ１３の定められた領域に格納される。
【００５９】
第（α＋１）回目のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)が受信部１１に入力されると、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)は受信部１１から演算回路１２に入力される。
【００６０】
また、ＲＡＭ１３からは、対応する第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)が演算回路１２に読出される。演算回路１２において、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)と基準除去信号ＳＳ(i)とに基づいて基準除去信号の更新が行われる。
【００６１】
基準除去信号の更新は、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)に対してＲＡＭ１３に格納されていた基準除去信号ＳＳ(i)より大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより行なわれる。更新された基準除去信号は、ＲＡＭ１３の定められた領域に格納される。
【００６２】
また、基準除去信号ＳＳ(i)と黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)とへの重み付けは、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)が入力されるときの面温度に応じてそれぞれ変更される。演算回路１２に接続されるＲＯＭ（図示せず）には、検出された面温度に応じた重み付けが記憶されている。
【００６３】
演算回路１２によって、温度センサ２３から出力された温度信号に対応する重み付けが選択される。選択された重み付けを用いて、基準除去信号ＳＳ(i)との更新が行なわれる。なお、面温度が高くなるほど、基準除去信号ＳＳ(i)より黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)への重み付けが大きくなるように定められる。
【００６４】
以後、第（α＋ｓ）回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)が受信部１１に入力されるたびに、基準除去信号ＳＳ(i)は更新され，ＲＡＭ１３に格納される。
【００６５】
演算回路１２は、減算回路１４に接続される。また、減算回路１４は受信部１１の出力端に接続される。第ｓ回目のタイミングで第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが撮像素子２０から受信部１１に送信されると、画像信号ＰＳ(h、i)、sはそのまま減算回路１４に入力される。
【００６６】
第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが減算回路１４に入力されるのと同じタイミングで、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sに対応する第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)がＲＡＭ１３から演算回路１２に読出され、減算回路１４に出力される。演算回路１２によるＲＡＭ１３からの読出し、及び減算回路１４への出力の動作は、ＴＣ４０によって制御される。
【００６７】
減算回路１４において、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sから第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算することにより、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sに含まれる固定パターンノイズが除去される。
【００６８】
次に、上述のような構成であるノイズ除去装置１０の動作について図４、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ノイズ除去装置１０を含めた撮像装置５０がＯＮになることにより、ノイズ除去装置１０によるノイズ除去の処理が開始する。まず、ステップＳ１００において、カウンタ１５における入力回数をゼロ回にリセットする。
【００７０】
次のステップＳ１０１において、撮像素子２０から送られる第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sを受信部１１を介して演算回路１２に入力する。また、入力された黒色画像信号をＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。
【００７１】
次のステップＳ１０２では、入力された黒色画像信号の列が第ｎ列であるか否か判断する。第ｎ列でない場合は、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２の処理を繰返す。ステップＳ１０２において第ｎ列であると判断すると、次のステップＳ１０３に進む。
【００７２】
ステップＳ１０３では、カウンタ１５の入力回数に1回分加算して、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、カウンタ１５における入力回数が、所定のα回以上であるか否か確認する。α回未満である場合はステップＳ１０１に戻り、カウンタ１５における入力回数がα回以上になるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰返す。
【００７３】
ステップＳ１０４において、α回以上である場合は次のステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ＲＡＭ１３に格納された１回目、…、α回目のタイミングで生成された黒色画像信号を列毎に、ＲＡＭ１３から読出す。次のステップＳ１０６では、読出した黒色画像信号の平均値を算出することにより、すべての列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)を生成する。
【００７４】
次にステップＳ１０７に進み、生成した基準除去信号をＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。全列の基準除去信号の格納が終わると、ステップＳ１０８に進み受光動作の処理が始まる。
【００７５】
ステップＳ１０８では、列毎に黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)を演算回路１２に入力する。黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)が入力されると、ステップＳ１０９において、温度センサ２３において検出される温度信号ＴＳ(1、i)、(α+s)を演算回路１２に入力する。さらに、ステップＳ１１０において、演算回路１２に入力された黒色画像信号に対応する基準除去信号ＳＳ(i)を、ＲＡＭ１３から演算回路１２に読み出す。
【００７６】
次のステップＳ１１１では、演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)、基準除去信号ＳＳ(i)、及び温度信号ＴＳ(1、i)、(α+s)に基づいて、基準除去信号ＳＳ(i)を再生成、すなわち基準除去信号の更新を行う。ステップＳ１１１において、全列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)の再度の生成が終了すると、ステップＳ１１２に進む。
【００７７】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１において再度、生成した基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)それぞれをＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。次のステップＳ１１３では、撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)、…、２１Ｐ(m、1)、…、２１Ｐ(m、n)において生成する画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(1、n)、s、…、ＰＳ(m、1)、s、…、ＰＳ(m、n)、sを順番に受信部１１から減算回路１４に入力する。
【００７８】
次のステップＳ１１４において、減算回路１４への第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sの入力に対して、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)をＲＡＭ１３から読出して、減算回路１４に入力する。ステップＳ１１５では、基準除去信号ＳＳ(i)を画像信号ＰＳ(h、i)、sから減算することにより、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去する。
【００７９】
次のステップＳ１１６では、ノイズ除去を行った画像信号の列が第ｍ行第ｎ列であるか否か判断する。第ｍ行第ｎ列でない場合は、ステップＳ１０８に戻り、別の行または別の列の画像信号からノイズ除去を行うためにステップＳ１０８〜ステップＳ１１６の処理を繰返す。ステップＳ１１６において、第ｍ行第ｎ列である場合は、ステップＳ１１７に進む。
【００８０】
ステップＳ１１７では、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦ、すなわち電源がＯＦＦに切替えられるか否か確認する。ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦでない場合は、ステップＳ１０８に戻り、ＯＦＦになるまでステップＳ１０８〜ステップＳ１１７の処理を繰返す。ステップＳ１１７において、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦに切替えられる場合は、本実施形態におけるノイズ除去処理を終了する。
【００８１】
以上のような構成である本実施形態を適用したノイズ除去装置によれば、撮像素子２０の画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するための基準除去信号を以前に取得した黒色画像信号を含む複数の黒色画像信号に基づいて生成するため、安定した基準除去信号を得ることが可能になる。
【００８２】
従って、単一の黒色画像信号を基準除去信号として固定パターンノイズの除去に用いる場合に比べて、突発的に黒色画像信号に混入する電気的または光学的ノイズの影響を低減させることが可能になる。
【００８３】
また、新たに演算回路１２に入力される黒色画像信号に対してＲＡＭ１３から入力される基準除去信号より大きな重み付けをすることにより、黒色画像信号の変化を基準除去信号に早期に反映させることが可能になる。
【００８４】
また、黒色画像信号は撮像面の温度に応じて変化するが、撮像面の温度に応じて重み付けを変えることにより、黒色画像信号を生成したとき使用環境の違いにより面温度が異なっていても、適正な基準除去信号を求めることが可能である。
【００８５】
次に、第２の実施形態を適用したノイズ除去装置について説明する。第２の実施形態は、ＲＡＭの構成と演算回路の機能とが第１の実施形態と異なる。以後、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位は同じ符号をつけている。
【００８６】
画像信号及び黒色画像信号が受信部１１において撮像素子２０から読出され、Ａ／Ｄ変換されることは、第１の実施形態と同じである。受信部１１から黒色画像信号が、温度センサ２３から温度信号が、演算回路１２に入力されることは第1の実施形態と同じである。
【００８７】
本実施形態では、ＲＡＭ１３０における、信号を格納する領域の構成が第１の実施形態と異なる。図６に示すように、ＲＡＭ１３０には黒色画像信号を格納する領域１３０Ｂと温度信号を格納する領域１３０Ｔとが設けられる。
【００８８】
黒色画像信号を格納する領域１３０Ｂには、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-1)、…、ＢＳ(1、n)、(s-1)、１回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-2)、…、ＢＳ(1、n)、(s-2)、…、（α−１）回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-α)、…、ＢＳ(1、n)、(s-α)がそれぞれ格納される領域である第１、第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)が定められる。
【００８９】
また、温度信号を格納する領域１３０Ｔには、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-1)、…、ＢＳ(1、n)、(s-1)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-1)、…、ＴＳ(1、n)、(s-1)、１回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-2)、…、ＢＳ(1、n)、(s-2)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-2)、…、ＴＳ(1、n)、(s-2)、…、（α−１）回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-α)、…、ＢＳ(1、n)、(s-α)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-α)、…、ＴＳ(1、n)、(s-α)がそれぞれ格納される領域である第１、第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)が定められる。
【００９０】
撮像装置５０がＯＮとなると、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1〜ＢＳ(1、n)、1が演算回路１２に順番に入力されることは、第１の実施形態と同じである。１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1は、ＲＡＭ１３０の第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される（図７参照）。
【００９１】
また、黒色画像信号が生成されるタイミングと同じときに温度センサにおいて検出される温度信号が、演算回路１２に順番に入力される。１回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、1、…、ＴＳ(1、n)、1は、ＲＡＭ１３０の第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納される。
【００９２】
次に、２回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が演算回路１２に入力されると、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納されている１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1は、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納される。新たに演算回路１２に入力された２回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2は、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される。
【００９３】
また、２回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、n)、2が演算回路１２に入力されると、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納されている１回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、1、…、ＴＳ(1、n)、1は、第２温度信号領域１３０Ｔ(s-2)に格納される。新たに演算回路１２に入力された２回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、n)、2は、第１温度信号領域１３０ＴＳ(s-1)に格納される。
【００９４】
以後、同様に演算回路１２に黒色画像信号が入力されるたびに、第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号は、それぞれ第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納される。また、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号は、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される。
【００９５】
すなわち、第２…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納される黒色画像信号は、第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号によって更新される。また、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される黒色画像信号は、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号によって更新される。
【００９６】
また、同様に演算回路１２に温度信号が入力されるたびに、第１、…、第（α−１）温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号は、それぞれ第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納される。また、新たに演算回路１２に入力された温度信号は、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納される。
【００９７】
（α＋１）回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)を第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に、温度信号ＴＳ(1、1)、(α+1)、…、ＴＳ(1、n)、(α+1)を第α温度信号領域１３０Ｔ(s-α)に格納した後に、演算回路１２において基準除去信号が生成される。
【００９８】
まず、第１、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、1)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【００９９】
また、第１、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第１列の黒色画素２１Ｂ(1、1)において黒色画像信号を生成したときに検出した第１列の温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、1)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１００】
基準除去信号は、演算回路１２に黒色画像信号が読込まれたタイミングと黒色画像信号を生成するときの温度とによって重み付けを施した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、1)、(α+1)の荷重平均値として生成される。重み付けは、ＲＡＭ１３０に格納したタイミングが過去に遡るほど、あるいは黒色画像信号を生成したときの面温度が低いほど低くなるように定められる。
【０１０１】
例えば、重み付けは、重み付けのタイミング成分と面温度成分とを乗ずることによって求められる。
【０１０２】
第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2のタイミング成分は１に、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、3のタイミング成分は１／２に、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α-1)のタイミング成分は１／αに定められる。また、温度信号に対応する面温度に応じて大きくなる面温度成分ＦTが定められる。
【０１０３】
したがって、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-1)／１が、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-2)／２が、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-α)／αが求められる。
【０１０４】
演算回路１２において、黒色画像信号とそれぞれの重み付けに基づいて第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が生成される。生成した第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が減算回路１４に出力される。なお、第１列の画像信号２１Ｐ(h、1)が減算回路１４に入力されるタイミングと同じタイミングで、第１列の基準除去信号ＳＳ(1)の生成と減算回路１４への出力が行なわれる。
【０１０５】
同様に、第１、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第２列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、2、…、ＢＳ(1、2)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１０６】
また、第１、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第２列の黒色画素２１Ｂ(1、2)において黒色画像信号を生成したときに生成した第２列の温度信号ＴＳ(1、2)、2、…、ＴＳ(1、2)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１０７】
ＲＡＭ１３０から読み出した第２列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、2、…、ＢＳ(1、2)、(α+1)と温度信号ＴＳ(1、2)、2、…、ＴＳ(1、2)、(α+1)とに基づいて、演算回路１２において第２列の基準除去信号ＳＳ(2)が生成される。生成された基準除去信号は、減算回路１４に出力される。
【０１０８】
以後、同様にして第３、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(3)、…、ＳＳ(n)が演算回路１２において生成され、減算回路１４に出力される。
【０１０９】
以上のように、減算回路１４には、第ｉ列の撮像素子２１Ｐ(h、i)において生成する画像信号ＰＳ(h、i)、sと第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)とが入力される。減算回路１４において画像信号ＰＳ(h、i)、sから第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算される。減算により、画像信号に含まれる固定パターンノイズが除去されることは第１の実施形態と同じである。
【０１１０】
次に、本実施形態のノイズ除去装置１０の動作について図８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
ノイズ除去装置１０を含めた撮像装置５０がＯＮになることにより、ノイズ除去装置１０によるノイズ除去の処理が開始する。まず、ステップＳ２００において、カウンタ１５における入力回数をゼロ回にリセットする。次のステップＳ２０１において、撮像素子２０から送られる第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sを、受信部１１を介して演算回路１２に入力する。
【０１１２】
次にステップＳ２０２に進み、第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第ｉの黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-2)、…、ＢＳ(1、i)、(s-α)を第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されていた黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-1)、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)に更新する。また、第１黒色信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納されていた第ｉの黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-1)を新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sに更新する。
【０１１３】
次のステップＳ２０３では、温度センサ２３から送られる第ｉ列の温度信号ＴＳ(1、i)、sを、演算回路１２に入力して、ステップＳ２０４に進む。
【０１１４】
ステップＳ２０４では、第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第ｉの温度信号ＴＳ(1、i)、(s-2)、…、ＴＳ(1、i)、(s-α)を第１、…、第（α−１）温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α+1)に格納されていた温度信号ＴＳ(1、i)、(s-1)、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)に更新する。また、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納されていた第ｉの温度信号ＴＳ(1、i)、(s-1)を新たに演算回路１２に入力された温度信号ＴＳ(1、i)、sに更新する。
【０１１５】
更新を終えるとステップＳ２０５に進み、入力された黒色画像信号の列が第ｎ列であるか否か確認する。第ｎ列でない場合は、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５の処理を繰返す。ステップＳ２０５において、第ｎ列である場合は、次のステップＳ２０６に進む。
【０１１６】
ステップＳ２０６では、カウンタ１５の入力回数に1回分加算して、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、カウンタ１５の入力回数が（α＋１）回以上であるか否か確認する。（α＋１）回未満である場合は、ステップＳ２０１に戻り、再びステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰返す。ステップＳ２０７において、（α＋１）回以上である場合は、ステップＳ２０８に進む。
【０１１７】
ステップＳ２０８では、第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、s、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)と温度信号ＴＳ(1、i)、s、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)とをＲＡＭ１３０から、演算回路１２に読出し、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９において、読出した第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、s、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)と温度信号ＴＳ(1、i)、s、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)とに基づいて第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を生成する。
【０１１８】
次にステップＳ２１０に進み、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算回路１４に入力する。次のステップＳ２１１では、受信部１１に読出される第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sを減算回路１４に出力して、ステップＳ２１２に進む。
【０１１９】
ステップＳ２１２において、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sから減算することにより、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去する。ノイズ除去後、ステップＳ２１３に進み、ノイズ除去を行った画像信号の列が第ｍ行第ｎ列であるか否か判断する。
【０１２０】
第ｍ行第ｎ列でない場合は、ステップＳ２０８に戻り、別の行または別の列の画像信号からノイズ除去を行うためにステップＳ２０８〜ステップＳ２１３の処理を繰返す。ステップＳ２１３において第ｍ行第ｎ列である場合は、ステップＳ２１４に進む。
【０１２１】
次のステップＳ２１４では、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦ、すなわち電源がＯＦＦに切替えられるか否か確認する。ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦでない場合は、ステップＳ２０１に戻り、ＯＦＦになるまでステップＳ２０１〜ステップＳ２１４の処理を繰返す。ステップＳ２１４において、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦに切替えられる場合は、本実施形態におけるノイズ除去処理を終了する。
【０１２２】
以上のように、本実施形態によっても、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するための基準除去信号を以前に取得した黒色画像信号を含む複数の黒色画像信号に基づいて生成するため、安定した基準除去信号を得ることが可能になる。
【０１２３】
また、本実施形態によれば、現在からα回分前に生成した黒色画像信号までしか用いないため、例えば、過去に黒色画像信号に突発的なノイズが発生した場合にも、その影響は時間の経過とともに完全に消滅させることが可能になる。
【０１２４】
また、本実施形態においても直近の黒色画像信号に対してより大きな重み付けを施すことにより黒色画像信号の変化を基準除去信号に早期に反映させることが可能である。また、撮像面の温度に応じて重み付けを変えることにより、黒色画像信号を生成したときタイミングの違いにより面温度が異なっていても、適正な基準除去信号を求めることが可能である。
【０１２５】
なお、第１、第２の実施形態において、基準除去信号と黒色画像信号と、或いは複数の黒色画像信号の荷重平均値を基準除去信号として生成する構成であるが、算術平均値として生成してもよいし、過去に入力された黒色画像信号が反映されるいかなる基準除去信号を生成しても、第１、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２６】
また、第１、第２の実施形態において、第ｉ列の画像信号に対応する黒色画像信号は、同じ列の黒色画像信号であって、同じタイミングの受光動作、すなわち前のタイミングであって直近に生成された黒色画像信号であったが、１つ前でも２つ前のタイミングで生成された黒色画像信号であってもよいし、反対に後のタイミングで生成された黒色画像信号であってもよい。
【０１２７】
また、第１、第２の実施形態において列毎に単一の黒色画素を備える構成であったが、列毎に複数の黒色画素を備える構成であってもよい。複数の黒色画素を備える構成の場合は、同一の列に配置された複数の黒色画素それぞれにおいて生成される黒色画像信号の平均値をその列の撮像画素のノイズ除去のための黒色画素信号として用いればよい。
【０１２８】
また、第１、第２の実施形態において撮像素子にＣＭＯＳイメージセンサを適用したが、例えばＣＣＤなどであってもよく、画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号、例えば黒色画像信号などとを出力可能な、いかなる撮像素子であってもよい。
【０１２９】
また、第１、第２の実施形態では、列毎に黒色画素を設ける構成であるが、行毎に黒色画素を設ける構成であってもよい。ただし、行毎に黒色画素を設ける場合は、第１、第２の実施形態において行なわれた動作の行と列を入れ替えた動作を行なうことにより、第１、第２の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用したノイズ除去装置を含む撮像装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】撮像素子の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態のＲＡＭの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するための第１のフローチャートである。
【図５】第１の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するための第２のフローチャートである。
【図６】第２の実施形態のＲＡＭの構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態を適用したノイズ除去装置の始動初期におけるＲＡＭに対する格納動作を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３１】
１０ ノイズ除去装置
１１ 受信部
１２ 演算回路
１３、１３０ ＲＡＭ
１４ 減算回路
２０ 撮像素子
２１Ｐ(h、m) 撮像画素
２１Ｂ(1、m) 黒色画素
２２ 出力部
３０ 信号処理回路
４０ タイミングコントローラ（ＴＣ）
５０ 撮像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子などの撮像体の生成する画像信号から固定パターンノイズを除去するノイズ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を構成する画素からの出力信号は、同じ使用環境で同じ受光量、例えば暗時の受光量であれば等しいことが求められる。しかし、製造誤差により固定パターンノイズと呼ばれるノイズが発生する。
【０００３】
そこで、暗時の受光量に相当する出力信号を予め固定パターンノイズとして記憶しておき、得られた出力信号から固定パターンノイズの除去が行われている（特許文献１）。また、開口部を遮光した黒色画素において生成する黒色画像信号を固定パターンノイズとして用い、得られた出力信号から固定パターンノイズの除去が行われている。
【０００４】
しかし、黒色画像信号にも電気的、光学的ノイズが突発的に発生することがあり、このようなノイズが混入した黒色画像信号を固定パターンノイズの除去に用いると、電気的、光学的ノイズが撮像素子の出力信号に混入する点において問題であった。
【特許文献１】特開平９−２３３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では、固定パターンノイズの除去に用いられる信号に突発的に混入されるノイズの影響を低減させるノイズ除去装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のノイズ除去装置は、画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号とを生成する撮像体から、画像信号及びノイズ除去信号を読出す受信部と、受信部に第ｓのタイミングで読出される第ｓの画像信号に対応する第ｓのノイズ除去信号と第ｓの画像信号の前のタイミングで読出される第（ｓ−１）の画像信号に対応する第（ｓ−１）のノイズ除去信号とに基づいて第ｓの基準除去信号を生成する演算部と、第ｓの基準除去信号に基づいて第ｓの画像信号から固定パターンノイズを除去する除去部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、第ｓの基準除去信号を格納する記憶手段を備え、記憶手段から出力した第ｓの基準除去信号と第ｓの画像信号の後に読出される第（ｓ＋１）の画像信号に対応する第（ｓ＋１）のタイミングで読出される第（ｓ＋１）のノイズ除去信号とに基づいて、演算部は第（ｓ＋１）の基準除去信号を生成することが好ましい。
【０００８】
また、第（ｓ＋１）の基準除去信号は記憶手段から出力される第ｓの基準除去信号と第（ｓ＋１）のノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【０００９】
また、第（ｓ＋１）の基準除去信号は第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１０】
また、撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から面温度に相当する温度信号を演算部が取得し、演算部は面温度が大きくなるほど第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施すことが好ましい。
【００１１】
また、受信部に読出される第（ｓ−１）のノイズ除去信号を格納する記憶手段を備え、記憶手段から出力した第（ｓ−１）のノイズ除去信号と演算部に入力された第ｓのノイズ除去信号とに基づいて演算部が第ｓの基準除去信号を生成することが好ましい。
【００１２】
また、記憶手段は第ｓの画像信号の前に受信部によって時間差をおいて読出される複数の画像信号に対応する複数のノイズ除去信号を格納し、記憶手段から出力される複数のノイズ除去信号に基づいて演算部が第ｓの基準除去信号を生成することが好ましい。
【００１３】
また、第ｓの基準除去信号は記憶手段から出力される複数のノイズ除去信号と第ｓのノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１４】
また、第ｓの基準除去信号は受信部における読込みのときが第ｓのノイズ除去信号の読込みのときに近いほど大きな重み付けを複数のノイズ除去信号に対して施した荷重平均値を求めることにより得られることが好ましい。
【００１５】
また、撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から面温度に相当する温度信号を演算部が取得し、演算部は面温度に応じた重み付けを複数のノイズ除去信号に対して施すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固定パターンノイズの除去に用いられる信号に突発的に混入されるノイズの影響を低減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したノイズ除去装置を含む撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。撮像装置５０は、撮像素子２０（撮像体）、ノイズ除去装置１０、及び信号処理回路３０によって構成される。
【００１８】
撮像素子２０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子２０の撮像面には、被写体像を形成する光が入射される。撮像素子２０において、被写体像に相当する画像信号が生成する。画像信号には、固定パターンノイズが含まれる。撮像素子２０において、固定パターンノイズを除去するための黒色画像信号も生成される。
【００１９】
ノイズ除去装置１０は、撮像素子２０と信号処理回路３０との間に設けられる。ノイズ除去装置１０には、撮像素子２０から画像信号と黒色画像信号とが送られる。また、撮像素子２０に設けられる温度センサ２３から撮像素子２０の撮像面の温度である面温度がノイズ除去装置１０に送られる。ノイズ除去装置１０において、面温度と黒色画像信号に基づいて画像信号から固定パターンノイズを除去した画像信号が生成される。
【００２０】
固定パターンノイズが除去された画像信号は、信号処理回路３０に送られ、所定の信号処理が行われる。所定の信号処理が行われた画像信号は、メモリ（図示せず）に記憶され、または画像信号に対応する画像がＬＣＤモニタ（図示せず）に表示される。
【００２１】
図２は、撮像素子２０の撮像面の構成を示す図である。撮像素子２０の撮像面には、撮像領域ＲＡと黒色画素領域ＢＡとが設けられる。撮像領域ＲＡには、複数の撮像画素２１Ｐ(h、i)がｍ行ｎ列のマトリックスを形成するように並べられる。なお、撮像画素２１Ｐ(h、i)は撮像領域ＲＡの下端を１行目、左端を１列目としたｈ行目ｉ列目に配置される。
【００２２】
黒色画素領域ＢＡには、黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、i)、…、２１Ｂ(1、n)が、ｈ行目の撮像画素２１Ｐ(h、1)、…、２１Ｐ(h、n)の形成する行と平行な行に並べられる。なお、第ｉ列目に配列された撮像画素２１Ｐ(h、i)と黒色画素２１Ｂ(1、i)とは、一直線上に並べられる。
【００２３】
第ｉ列目に配列された黒色画素２１Ｂ(1、i)及び撮像画素２１Ｐ(1、i)、…、２１Ｐ(m、i)は第ｉの垂直信号線２４(i)に接続される。第ｉの垂直信号線２４(i)は、第ｉの列選択トランジスタ２５(i)を介して水平信号線２６に接続される。
【００２４】
それぞれの撮像画素２１Ｐ(h、i)において、被写体像を形成する光の受光量に応じた信号電荷である画像信号が生成される。一方、黒色画素２１Ｂ(1、i)の撮像面は遮光膜（図示せず）によって遮光されており、それぞれの黒色画素２１Ｂ(1、i)において黒色に相当する信号電荷である黒色画像信号が生成される。
【００２５】
撮像画素２１Ｐ(h、i)では、撮像装置５０をＯＮにしてから１回目の画像信号生成のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、1が、２回目の生成のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、2が、…、ｓ回目のタイミングで第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが生成される。
【００２６】
黒色画素２１Ｂ(1、i)では、撮像装置５０をＯＮにしてから１回目の黒色画像信号生成のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、1が、２回目の生成のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、2が、…、ｔ回目のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、tが生成される。
【００２７】
撮像画素２１Ｐ(h、i)、黒色画素２１Ｂ(1、i)、及び第ｉの列選択トランジスタ２５(i)はそれぞれ、タイミングコントローラ（ＴＣ）４０に接続される。それぞれの撮像画素２１Ｐ(h、i)及び黒色画素２１Ｂ(1、i)において生成した画像信号及びは黒色画像信号を出力するタイミングは、ＴＣ４０によって制御される。
【００２８】
撮像装置５０をＯＮにすると、ＴＣ４０によって、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択される。選択された黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において１回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が生成され、それぞれ第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００２９】
次に、第１、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(1)、…、２５(n)が、順番にＴＣ４０によって選択される。第１の列選択トランジスタ２５(1)が選択されることにより、第１の垂直信号線２４(1)に出力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1が、水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００３０】
同様に、第２、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(2)、…、２５(n)が選択されることにより、第２、…、第ｎの垂直信号線２４(2)、…、２４(n)に出力された黒色画像信号ＢＳ(1、2)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が順番に出力される。
【００３１】
黒色画像信号ＢＳ(1、n)、1の出力が終わると、再び、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択される。選択された黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において２回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が生成され、それぞれ第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００３２】
１回目に生成された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1と同様に、２回目に生成された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2も順番に水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００３３】
ＴＣ４０はノイズ除去装置に設けられるカウンタ１５（図１参照）に接続される。カウンタ１５によって、すべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)から演算回路１２への黒色画像信号の入力回数が数えられる。
【００３４】
なお、すべての黒色画像信号ＢＳ(1、1)、s、…、ＢＳ(1、n)、sが入力されたときを１回の入力として、カウンタ１５において入力回数が数えられる。
【００３５】
カウンタ１５により、黒色画像信号の入力回数が所定の回数α回目に達するまで、ＴＣ４０の制御により、１、２回目のタイミングと同様に黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において生成する黒色画像信号が出力される。
【００３６】
黒色画像信号の入力回数がα回に達すると、次に受光動作が開始される。１回目のタイミングの受光動作において、黒色画素領域ＢＡのすべての黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングの黒色画像信号の生成及び出力の後、撮像領域ＲＡのすべての撮像画素において１回目のタイミングの画像信号の生成及び出力が実行される。
【００３７】
１回目タイミングの受光動作について、さらに詳細に説明する。第ｎ列の黒色画素２１Ｂ(1、n)においてα回目のタイミングに生成された黒色画像信号ＢＳ(1、n)、αの出力が終わると、再び黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)が生成され、撮像素子２０の外部に出力される。
【００３８】
第ｎ列の黒色画素２１Ｂ(1、n)において（α＋１）回目のタイミングに生成された黒色画像信号ＢＳ(1、n)、(α+1)の出力が終わると、撮像領域ＲＡの第１行目の撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)が選択される。選択された撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)において１回目の画像信号ＰＳ(1、1)、1、…、ＰＳ(1、n)、１が生成され、第１、…、第ｎの垂直信号線２４(1)、…、２４(n)に出力される。
【００３９】
次に、第１、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(1)、…、２５(n)が、順番にＴＣ４０によって選択される。第１の列選択トランジスタ２５(1)が選択されることにより、第１の垂直信号線２４(1)に出力された画像信号ＰＳ(1、1)、1が水平信号線２６と出力部２２とを介して撮像素子２０の外部に出力される。
【００４０】
同様に、第２、…、第ｎの列選択トランジスタ２５(2)、…、２５(n)が選択されることにより、第２、…、第ｎの垂直信号線２４(2)、…、２４(n)に出力された画像信号ＰＳ(1、2)、1、…、ＰＳ(1、n)、1が順番に撮像素子２０から出力される。
【００４１】
撮像画素２１Ｐ(1、n)において１回目に生成された画像信号ＰＳ(1、n)、1の出力が終わると、１回目のタイミングで生成した第１行の画像信号ＰＳ(1、i)、1、…、ＰＳ(1、n)、1と同様にして、第２行、…、第ｍ行の撮像画素２１Ｐ(2、1)、…、２１Ｐ(2、n)、…、２１Ｐ(m、1)、…、２１Ｐ(m、n)において１回目のタイミングの画像信号ＰＳ(2、1)、1、…、ＰＳ(2、n)、1、…、ＰＳ(m、1)、1、…、ＰＳ(m、n)、1が生成され、順番に撮像素子２０の外部に出力される。
【００４２】
したがって撮像素子２０からは、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)、画像信号ＰＳ(1、1)、1、…、ＰＳ(1、n)、1、…、ＰＳ(m、1)、1、…、ＰＳ(m、n)、1が、順番に出力される。
【００４３】
１回目のタイミングで生成された第ｍ行ｎ列の画像信号ＰＳ(m、n)、1の出力後、再び、黒色画素２１Ｂ(1、1)、…、２１Ｂ(1、n)が選択され、以後同様に（α＋２）回目タイミングの黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+2)、…、ＢＳ(1、n)、(α+2)、及び２回目の画像信号ＰＳ(1、1)、2、…、ＰＳ(1、n)、2、…、ＰＳ(m、1)、2、…、ＰＳ(m、n)、2が順に出力される。
【００４４】
以後、同様にｓ回目の受光動作では、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+s)、…、ＢＳ(1、n)、(α+s)、画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(1、n)、s、…、ＰＳ(m、1)、s、…、ＰＳ(m、n)、sが、順番に出力される。
【００４５】
なお、第ｉの垂直信号線２４(i)に出力される黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)は、同じタイミングｓの受光動作で、同一の垂直信号線に出力される画像信号ＰＳ(1、i)、s、…、ＰＳ(m、i)、sから固定パターンノイズの除去を行う基準となる信号としてそれぞれの画像信号ＰＳ(1、i)、s、…、ＰＳ(m、i)、sに対応している。
【００４６】
例えば、第１列の黒色画像信号ＢＳ(1,1)、(α+s)は、同じｓのタイミングの受光動作で第１の垂直信号線２４(1)に出力される第１列の画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(m、1)、sに対応している。
【００４７】
図１において、ノイズ除去装置１０は、受信部１１、演算回路１２（演算部）、ＲＡＭ１３（記憶手段）、及び減算回路１４（除去部）によって構成される。
【００４８】
受信部１１は撮像素子２０に接続される。受信部１１において画像信号及び黒色画像信号が読出される。また、受信部１１において読出された画像信号及び黒色画像信号はＡ／Ｄコンバータ（図示せず）によってＡ／Ｄ変換される。
【００４９】
受信部１１の出力端は演算回路１２に接続される。演算回路１２はＴＣ４０に接続される。受信部１１から黒色画像信号が入力されるように、演算回路１２はＴＣ４０によって制御される。また、演算回路１２は温度センサ２３に接続される。前述のように、温度センサ２３により検出された面温度に相当する温度信号が、演算回路１２に出力される。
【００５０】
演算回路１２は、ＲＡＭ１３に接続される。図３に示すように、ＲＡＭ１３には黒色画像信号を格納する領域１３Ｂと後述する基準除去信号を格納する領域１３Ｓとが設けられる。また、黒色画像信号を格納する領域１３Ｂには、１回目、…、α回目のタイミングで生成される黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1、…、ＢＳ(1、1)、α、…、ＢＳ(1、n)、αがそれぞれ格納される領域が定められる。
【００５１】
撮像装置５０がＯＮとなると、１回目のタイミングで黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1が生成され、演算回路１２に順番に入力される。第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1が演算回路１２に入力されると、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1は演算回路１２により、ＲＡＭ１３における定められた領域に格納される。
【００５２】
同様に、第２列、…、第ｎ列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、1、…、ＢＳ(1、n)、1がＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５３】
次に、２回目のタイミングで黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が生成される。その後、１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1と同様に、２回目のタイミングで生成した黒色画像信号はＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2は演算回路１２を介してＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５４】
以後、同様にして、３回目、…、α回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、3、…、ＢＳ(1、n)、3、…、ＢＳ(1、1)、α、…、ＢＳ(1、n)、αが，ＲＡＭ１３においてそれぞれ定められた領域に格納される。
【００５５】
次に、ＲＡＭ１３に格納した黒色画像信号に基づいて、演算回路１２において基準除去信号が生成される。なお、基準除去信号は、黒色画素と撮像画素とによって形成される列毎に求められる。第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)は、第ｉ列の黒色画素２１Ｂ(1、i)と、撮像画素２１Ｐ(h、i)とに対応付けられる。
【００５６】
基準除去信号の生成について説明する。まず、１回目、…、α回目のタイミングに生成した第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、αが、ＲＡＭ１３から演算回路１２に読出される。読出した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、αの平均値を求めることにより、演算回路１２において、第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が生成される。
【００５７】
図３に示すように、基準除去信号を格納する領域１３Ｓにおいて第１列、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)を格納する領域が定められている。生成された第１列目の基準除去信号ＳＳ(1)は、ＲＡＭ１３において定められた領域に格納される。
【００５８】
同様に、第２、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(2)、…、ＳＳ(n)が、演算回路１２において生成され、それぞれＲＡＭ１３の定められた領域に格納される。
【００５９】
第（α＋１）回目のタイミングで第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)が受信部１１に入力されると、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)は受信部１１から演算回路１２に入力される。
【００６０】
また、ＲＡＭ１３からは、対応する第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)が演算回路１２に読出される。演算回路１２において、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)と基準除去信号ＳＳ(i)とに基づいて基準除去信号の更新が行われる。
【００６１】
基準除去信号の更新は、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)に対してＲＡＭ１３に格納されていた基準除去信号ＳＳ(i)より大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより行なわれる。更新された基準除去信号は、ＲＡＭ１３の定められた領域に格納される。
【００６２】
また、基準除去信号ＳＳ(i)と黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)とへの重み付けは、黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)が入力されるときの面温度に応じてそれぞれ変更される。演算回路１２に接続されるＲＯＭ（図示せず）には、検出された面温度に応じた重み付けが記憶されている。
【００６３】
演算回路１２によって、温度センサ２３から出力された温度信号に対応する重み付けが選択される。選択された重み付けを用いて、基準除去信号ＳＳ(i)との更新が行なわれる。なお、面温度が高くなるほど、基準除去信号ＳＳ(i)より黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+1)への重み付けが大きくなるように定められる。
【００６４】
以後、第（α＋ｓ）回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)が受信部１１に入力されるたびに、基準除去信号ＳＳ(i)は更新され，ＲＡＭ１３に格納される。
【００６５】
演算回路１２は、減算回路１４に接続される。また、減算回路１４は受信部１１の出力端に接続される。第ｓ回目のタイミングで第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが撮像素子２０から受信部１１に送信されると、画像信号ＰＳ(h、i)、sはそのまま減算回路１４に入力される。
【００６６】
第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sが減算回路１４に入力されるのと同じタイミングで、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sに対応する第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)がＲＡＭ１３から演算回路１２に読出され、減算回路１４に出力される。演算回路１２によるＲＡＭ１３からの読出し、及び減算回路１４への出力の動作は、ＴＣ４０によって制御される。
【００６７】
減算回路１４において、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sから第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算することにより、第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sに含まれる固定パターンノイズが除去される。
【００６８】
次に、上述のような構成であるノイズ除去装置１０の動作について図４、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ノイズ除去装置１０を含めた撮像装置５０がＯＮになることにより、ノイズ除去装置１０によるノイズ除去の処理が開始する。まず、ステップＳ１００において、カウンタ１５における入力回数をゼロ回にリセットする。
【００７０】
次のステップＳ１０１において、撮像素子２０から送られる第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sを受信部１１を介して演算回路１２に入力する。また、入力された黒色画像信号をＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。
【００７１】
次のステップＳ１０２では、入力された黒色画像信号の列が第ｎ列であるか否か判断する。第ｎ列でない場合は、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２の処理を繰返す。ステップＳ１０２において第ｎ列であると判断すると、次のステップＳ１０３に進む。
【００７２】
ステップＳ１０３では、カウンタ１５の入力回数に1回分加算して、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、カウンタ１５における入力回数が、所定のα回以上であるか否か確認する。α回未満である場合はステップＳ１０１に戻り、カウンタ１５における入力回数がα回以上になるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰返す。
【００７３】
ステップＳ１０４において、α回以上である場合は次のステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ＲＡＭ１３に格納された１回目、…、α回目のタイミングで生成された黒色画像信号を列毎に、ＲＡＭ１３から読出す。次のステップＳ１０６では、読出した黒色画像信号の平均値を算出することにより、すべての列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)を生成する。
【００７４】
次にステップＳ１０７に進み、生成した基準除去信号をＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。全列の基準除去信号の格納が終わると、ステップＳ１０８に進み受光動作の処理が始まる。
【００７５】
ステップＳ１０８では、列毎に黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)を演算回路１２に入力する。黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)が入力されると、ステップＳ１０９において、温度センサ２３において検出される温度信号ＴＳ(1、i)、(α+s)を演算回路１２に入力する。さらに、ステップＳ１１０において、演算回路１２に入力された黒色画像信号に対応する基準除去信号ＳＳ(i)を、ＲＡＭ１３から演算回路１２に読み出す。
【００７６】
次のステップＳ１１１では、演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(α+s)、基準除去信号ＳＳ(i)、及び温度信号ＴＳ(1、i)、(α+s)に基づいて、基準除去信号ＳＳ(i)を再生成、すなわち基準除去信号の更新を行う。ステップＳ１１１において、全列の基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)の再度の生成が終了すると、ステップＳ１１２に進む。
【００７７】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１において再度、生成した基準除去信号ＳＳ(1)、…、ＳＳ(n)それぞれをＲＡＭ１３の定められた領域に格納する。次のステップＳ１１３では、撮像画素２１Ｐ(1、1)、…、２１Ｐ(1、n)、…、２１Ｐ(m、1)、…、２１Ｐ(m、n)において生成する画像信号ＰＳ(1、1)、s、…、ＰＳ(1、n)、s、…、ＰＳ(m、1)、s、…、ＰＳ(m、n)、sを順番に受信部１１から減算回路１４に入力する。
【００７８】
次のステップＳ１１４において、減算回路１４への第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sの入力に対して、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)をＲＡＭ１３から読出して、減算回路１４に入力する。ステップＳ１１５では、基準除去信号ＳＳ(i)を画像信号ＰＳ(h、i)、sから減算することにより、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去する。
【００７９】
次のステップＳ１１６では、ノイズ除去を行った画像信号の列が第ｍ行第ｎ列であるか否か判断する。第ｍ行第ｎ列でない場合は、ステップＳ１０８に戻り、別の行または別の列の画像信号からノイズ除去を行うためにステップＳ１０８〜ステップＳ１１６の処理を繰返す。ステップＳ１１６において、第ｍ行第ｎ列である場合は、ステップＳ１１７に進む。
【００８０】
ステップＳ１１７では、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦ、すなわち電源がＯＦＦに切替えられるか否か確認する。ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦでない場合は、ステップＳ１０８に戻り、ＯＦＦになるまでステップＳ１０８〜ステップＳ１１７の処理を繰返す。ステップＳ１１７において、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦに切替えられる場合は、本実施形態におけるノイズ除去処理を終了する。
【００８１】
以上のような構成である本実施形態を適用したノイズ除去装置によれば、撮像素子２０の画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するための基準除去信号を以前に取得した黒色画像信号を含む複数の黒色画像信号に基づいて生成するため、安定した基準除去信号を得ることが可能になる。
【００８２】
従って、単一の黒色画像信号を基準除去信号として固定パターンノイズの除去に用いる場合に比べて、突発的に黒色画像信号に混入する電気的または光学的ノイズの影響を低減させることが可能になる。
【００８３】
また、新たに演算回路１２に入力される黒色画像信号に対してＲＡＭ１３から入力される基準除去信号より大きな重み付けをすることにより、黒色画像信号の変化を基準除去信号に早期に反映させることが可能になる。
【００８４】
また、黒色画像信号は撮像面の温度に応じて変化するが、撮像面の温度に応じて重み付けを変えることにより、黒色画像信号を生成したとき使用環境の違いにより面温度が異なっていても、適正な基準除去信号を求めることが可能である。
【００８５】
次に、第２の実施形態を適用したノイズ除去装置について説明する。第２の実施形態は、ＲＡＭの構成と演算回路の機能とが第１の実施形態と異なる。以後、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位は同じ符号をつけている。
【００８６】
画像信号及び黒色画像信号が受信部１１において撮像素子２０から読出され、Ａ／Ｄ変換されることは、第１の実施形態と同じである。受信部１１から黒色画像信号が、温度センサ２３から温度信号が、演算回路１２に入力されることは第1の実施形態と同じである。
【００８７】
本実施形態では、ＲＡＭ１３０における、信号を格納する領域の構成が第１の実施形態と異なる。図６に示すように、ＲＡＭ１３０には黒色画像信号を格納する領域１３０Ｂと温度信号を格納する領域１３０Ｔとが設けられる。
【００８８】
黒色画像信号を格納する領域１３０Ｂには、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-1)、…、ＢＳ(1、n)、(s-1)、１回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-2)、…、ＢＳ(1、n)、(s-2)、…、（α−１）回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-α)、…、ＢＳ(1、n)、(s-α)がそれぞれ格納される領域である第１、第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)が定められる。
【００８９】
また、温度信号を格納する領域１３０Ｔには、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-1)、…、ＢＳ(1、n)、(s-1)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-1)、…、ＴＳ(1、n)、(s-1)、１回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-2)、…、ＢＳ(1、n)、(s-2)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-2)、…、ＴＳ(1、n)、(s-2)、…、（α−１）回前のタイミングで入力された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(s-α)、…、ＢＳ(1、n)、(s-α)を生成したときの温度信号ＴＳ(1、1)、(s-α)、…、ＴＳ(1、n)、(s-α)がそれぞれ格納される領域である第１、第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)が定められる。
【００９０】
撮像装置５０がＯＮとなると、黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1〜ＢＳ(1、n)、1が演算回路１２に順番に入力されることは、第１の実施形態と同じである。１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1は、ＲＡＭ１３０の第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される（図７参照）。
【００９１】
また、黒色画像信号が生成されるタイミングと同じときに温度センサにおいて検出される温度信号が、演算回路１２に順番に入力される。１回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、1、…、ＴＳ(1、n)、1は、ＲＡＭ１３０の第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納される。
【００９２】
次に、２回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2が演算回路１２に入力されると、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納されている１回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、1、…、ＢＳ(1、n)、1は、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納される。新たに演算回路１２に入力された２回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、n)、2は、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される。
【００９３】
また、２回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、n)、2が演算回路１２に入力されると、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納されている１回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、1、…、ＴＳ(1、n)、1は、第２温度信号領域１３０Ｔ(s-2)に格納される。新たに演算回路１２に入力された２回目のタイミングで生成した温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、n)、2は、第１温度信号領域１３０ＴＳ(s-1)に格納される。
【００９４】
以後、同様に演算回路１２に黒色画像信号が入力されるたびに、第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号は、それぞれ第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納される。また、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号は、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される。
【００９５】
すなわち、第２…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納される黒色画像信号は、第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号によって更新される。また、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納される黒色画像信号は、新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号によって更新される。
【００９６】
また、同様に演算回路１２に温度信号が入力されるたびに、第１、…、第（α−１）温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α+1)に格納されていた黒色画像信号は、それぞれ第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納される。また、新たに演算回路１２に入力された温度信号は、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納される。
【００９７】
（α＋１）回目のタイミングで生成した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α+1)、…、ＢＳ(1、n)、(α+1)を第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に、温度信号ＴＳ(1、1)、(α+1)、…、ＴＳ(1、n)、(α+1)を第α温度信号領域１３０Ｔ(s-α)に格納した後に、演算回路１２において基準除去信号が生成される。
【００９８】
まず、第１、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第１列の黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、1)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【００９９】
また、第１、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第１列の黒色画素２１Ｂ(1、1)において黒色画像信号を生成したときに検出した第１列の温度信号ＴＳ(1、1)、2、…、ＴＳ(1、1)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１００】
基準除去信号は、演算回路１２に黒色画像信号が読込まれたタイミングと黒色画像信号を生成するときの温度とによって重み付けを施した黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2、…、ＢＳ(1、1)、(α+1)の荷重平均値として生成される。重み付けは、ＲＡＭ１３０に格納したタイミングが過去に遡るほど、あるいは黒色画像信号を生成したときの面温度が低いほど低くなるように定められる。
【０１０１】
例えば、重み付けは、重み付けのタイミング成分と面温度成分とを乗ずることによって求められる。
【０１０２】
第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、2のタイミング成分は１に、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、3のタイミング成分は１／２に、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に格納された黒色画像信号ＢＳ(1、1)、(α-1)のタイミング成分は１／αに定められる。また、温度信号に対応する面温度に応じて大きくなる面温度成分ＦTが定められる。
【０１０３】
したがって、第１黒信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-1)／１が、第２黒信号領域１３０Ｂ(s-2)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-2)／２が、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-α)に格納された黒色画像信号に対して施される重み付けとしてＦＴ(s-α)／αが求められる。
【０１０４】
演算回路１２において、黒色画像信号とそれぞれの重み付けに基づいて第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が生成される。生成した第１列の基準除去信号ＳＳ(1)が減算回路１４に出力される。なお、第１列の画像信号２１Ｐ(h、1)が減算回路１４に入力されるタイミングと同じタイミングで、第１列の基準除去信号ＳＳ(1)の生成と減算回路１４への出力が行なわれる。
【０１０５】
同様に、第１、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-1)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第２列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、2、…、ＢＳ(1、2)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１０６】
また、第１、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第２列の黒色画素２１Ｂ(1、2)において黒色画像信号を生成したときに生成した第２列の温度信号ＴＳ(1、2)、2、…、ＴＳ(1、2)、(α+1)がＲＡＭ１３０から演算回路１２に読出される。
【０１０７】
ＲＡＭ１３０から読み出した第２列の黒色画像信号ＢＳ(1、2)、2、…、ＢＳ(1、2)、(α+1)と温度信号ＴＳ(1、2)、2、…、ＴＳ(1、2)、(α+1)とに基づいて、演算回路１２において第２列の基準除去信号ＳＳ(2)が生成される。生成された基準除去信号は、減算回路１４に出力される。
【０１０８】
以後、同様にして第３、…、第ｎ列の基準除去信号ＳＳ(3)、…、ＳＳ(n)が演算回路１２において生成され、減算回路１４に出力される。
【０１０９】
以上のように、減算回路１４には、第ｉ列の撮像素子２１Ｐ(h、i)において生成する画像信号ＰＳ(h、i)、sと第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)とが入力される。減算回路１４において画像信号ＰＳ(h、i)、sから第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算される。減算により、画像信号に含まれる固定パターンノイズが除去されることは第１の実施形態と同じである。
【０１１０】
次に、本実施形態のノイズ除去装置１０の動作について図８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１１】
ノイズ除去装置１０を含めた撮像装置５０がＯＮになることにより、ノイズ除去装置１０によるノイズ除去の処理が開始する。まず、ステップＳ２００において、カウンタ１５における入力回数をゼロ回にリセットする。次のステップＳ２０１において、撮像素子２０から送られる第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sを、受信部１１を介して演算回路１２に入力する。
【０１１２】
次にステップＳ２０２に進み、第２、…、第α黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されている第ｉの黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-2)、…、ＢＳ(1、i)、(s-α)を第１、…、第（α−１）黒信号領域１３０Ｂ(s-2)、…、１３０Ｂ(s-α)に格納されていた黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-1)、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)に更新する。また、第１黒色信号領域１３０Ｂ(s-1)に格納されていた第ｉの黒色画像信号ＢＳ(1、i)、(s-1)を新たに演算回路１２に入力された黒色画像信号ＢＳ(1、i)、sに更新する。
【０１１３】
次のステップＳ２０３では、温度センサ２３から送られる第ｉ列の温度信号ＴＳ(1、i)、sを、演算回路１２に入力して、ステップＳ２０４に進む。
【０１１４】
ステップＳ２０４では、第２、…、第α温度信号領域１３０Ｔ(s-2)、…、１３０Ｔ(s-α)に格納されている第ｉの温度信号ＴＳ(1、i)、(s-2)、…、ＴＳ(1、i)、(s-α)を第１、…、第（α−１）温度信号領域１３０Ｔ(s-1)、…、１３０Ｔ(s-α+1)に格納されていた温度信号ＴＳ(1、i)、(s-1)、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)に更新する。また、第１温度信号領域１３０Ｔ(s-1)に格納されていた第ｉの温度信号ＴＳ(1、i)、(s-1)を新たに演算回路１２に入力された温度信号ＴＳ(1、i)、sに更新する。
【０１１５】
更新を終えるとステップＳ２０５に進み、入力された黒色画像信号の列が第ｎ列であるか否か確認する。第ｎ列でない場合は、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５の処理を繰返す。ステップＳ２０５において、第ｎ列である場合は、次のステップＳ２０６に進む。
【０１１６】
ステップＳ２０６では、カウンタ１５の入力回数に1回分加算して、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、カウンタ１５の入力回数が（α＋１）回以上であるか否か確認する。（α＋１）回未満である場合は、ステップＳ２０１に戻り、再びステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰返す。ステップＳ２０７において、（α＋１）回以上である場合は、ステップＳ２０８に進む。
【０１１７】
ステップＳ２０８では、第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、s、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)と温度信号ＴＳ(1、i)、s、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)とをＲＡＭ１３０から、演算回路１２に読出し、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９において、読出した第ｉ列の黒色画像信号ＢＳ(1、i)、s、…、ＢＳ(1、i)、(s-α+1)と温度信号ＴＳ(1、i)、s、…、ＴＳ(1、i)、(s-α+1)とに基づいて第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を生成する。
【０１１８】
次にステップＳ２１０に進み、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を減算回路１４に入力する。次のステップＳ２１１では、受信部１１に読出される第ｈ行第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sを減算回路１４に出力して、ステップＳ２１２に進む。
【０１１９】
ステップＳ２１２において、第ｉ列の基準除去信号ＳＳ(i)を第ｉ列の画像信号ＰＳ(h、i)、sから減算することにより、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去する。ノイズ除去後、ステップＳ２１３に進み、ノイズ除去を行った画像信号の列が第ｍ行第ｎ列であるか否か判断する。
【０１２０】
第ｍ行第ｎ列でない場合は、ステップＳ２０８に戻り、別の行または別の列の画像信号からノイズ除去を行うためにステップＳ２０８〜ステップＳ２１３の処理を繰返す。ステップＳ２１３において第ｍ行第ｎ列である場合は、ステップＳ２１４に進む。
【０１２１】
次のステップＳ２１４では、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦ、すなわち電源がＯＦＦに切替えられるか否か確認する。ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦでない場合は、ステップＳ２０１に戻り、ＯＦＦになるまでステップＳ２０１〜ステップＳ２１４の処理を繰返す。ステップＳ２１４において、ノイズ除去装置１０の動作がＯＦＦに切替えられる場合は、本実施形態におけるノイズ除去処理を終了する。
【０１２２】
以上のように、本実施形態によっても、画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するための基準除去信号を以前に取得した黒色画像信号を含む複数の黒色画像信号に基づいて生成するため、安定した基準除去信号を得ることが可能になる。
【０１２３】
また、本実施形態によれば、現在からα回分前に生成した黒色画像信号までしか用いないため、例えば、過去に黒色画像信号に突発的なノイズが発生した場合にも、その影響は時間の経過とともに完全に消滅させることが可能になる。
【０１２４】
また、本実施形態においても直近の黒色画像信号に対してより大きな重み付けを施すことにより黒色画像信号の変化を基準除去信号に早期に反映させることが可能である。また、撮像面の温度に応じて重み付けを変えることにより、黒色画像信号を生成したときタイミングの違いにより面温度が異なっていても、適正な基準除去信号を求めることが可能である。
【０１２５】
なお、第１、第２の実施形態において、基準除去信号と黒色画像信号と、或いは複数の黒色画像信号の荷重平均値を基準除去信号として生成する構成であるが、算術平均値として生成してもよいし、過去に入力された黒色画像信号が反映されるいかなる基準除去信号を生成しても、第１、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２６】
また、第１、第２の実施形態において、第ｉ列の画像信号に対応する黒色画像信号は、同じ列の黒色画像信号であって、同じタイミングの受光動作、すなわち前のタイミングであって直近に生成された黒色画像信号であったが、１つ前でも２つ前のタイミングで生成された黒色画像信号であってもよいし、反対に後のタイミングで生成された黒色画像信号であってもよい。
【０１２７】
また、第１、第２の実施形態において列毎に単一の黒色画素を備える構成であったが、列毎に複数の黒色画素を備える構成であってもよい。複数の黒色画素を備える構成の場合は、同一の列に配置された複数の黒色画素それぞれにおいて生成される黒色画像信号の平均値をその列の撮像画素のノイズ除去のための黒色画素信号として用いればよい。
【０１２８】
また、第１、第２の実施形態において撮像素子にＣＭＯＳイメージセンサを適用したが、例えばＣＣＤなどであってもよく、画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号、例えば黒色画像信号などとを出力可能な、いかなる撮像素子であってもよい。
【０１２９】
また、第１、第２の実施形態では、列毎に黒色画素を設ける構成であるが、行毎に黒色画素を設ける構成であってもよい。ただし、行毎に黒色画素を設ける場合は、第１、第２の実施形態において行なわれた動作の行と列を入れ替えた動作を行なうことにより、第１、第２の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用したノイズ除去装置を含む撮像装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】撮像素子の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態のＲＡＭの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するための第１のフローチャートである。
【図５】第１の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するための第２のフローチャートである。
【図６】第２の実施形態のＲＡＭの構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態を適用したノイズ除去装置の始動初期におけるＲＡＭに対する格納動作を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態を適用したノイズ除去装置におけるノイズ除去の処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３１】
１０ ノイズ除去装置
１１ 受信部
１２ 演算回路
１３、１３０ ＲＡＭ
１４ 減算回路
２０ 撮像素子
２１Ｐ(h、m) 撮像画素
２１Ｂ(1、m) 黒色画素
２２ 出力部
３０ 信号処理回路
４０ タイミングコントローラ（ＴＣ）
５０ 撮像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と前記画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号とを生成する撮像体から、前記画像信号及び前記ノイズ除去信号を読出す受信部と、
前記受信部に第ｓのタイミングで読出される第ｓの画像信号に対応する第ｓのノイズ除去信号と、前記第ｓの画像信号の前のタイミングで読出される第（ｓ−１）の画像信号に対応する第（ｓ−１）のノイズ除去信号とに基づいて第ｓの基準除去信号を生成する演算部と、
前記第ｓの基準除去信号に基づいて、前記第ｓの画像信号から固定パターンノイズを除去する除去部とを備える
ことを特徴とするノイズ除去装置。
【請求項２】
前記第ｓの基準除去信号を格納する記憶手段を備え、
前記記憶手段から出力した前記第ｓの基準除去信号と、前記第ｓの画像信号の後に読出される第（ｓ＋１）の画像信号に対応する第（ｓ＋１）のタイミングで読出される第（ｓ＋１）のノイズ除去信号とに基づいて、前記演算部は前記第（ｓ＋１）の基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項３】
前記第（ｓ＋１）の基準除去信号は、前記記憶手段から出力される前記第ｓの基準除去信号と前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項２に記載のノイズ除去装置。
【請求項４】
前記第（ｓ＋１）の基準除去信号は、前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して前記第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項２に記載のノイズ除去装置。
【請求項５】
前記撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から、前記面温度に相当する温度信号を前記演算部が取得し、
前記演算部は、前記面温度が大きくなるほど、前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して前記第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施す
ことを特徴とする請求項４に記載のノイズ除去装置。
【請求項６】
前記受信部に読出される前記第（ｓ−１）のノイズ除去信号を格納する記憶手段を備え、
前記記憶手段から出力した前記第（ｓ−１）のノイズ除去信号と、前記演算部に入力された前記第ｓのノイズ除去信号とに基づいて、前記演算部が前記第ｓの基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記第ｓの画像信号の前に前記受信部によって時間差をおいて読出される複数の画像信号に対応する複数のノイズ除去信号を格納し、
前記記憶手段から出力される前記複数のノイズ除去信号に基づいて、前記演算部が前記第ｓの基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項６に記載のノイズ除去装置。
【請求項８】
前記第ｓの基準除去信号は、前記記憶手段から出力される前記複数のノイズ除去信号と、前記第ｓのノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項７に記載のノイズ除去装置。
【請求項９】
前記第ｓの基準除去信号は、前記受信部における読込みのときが前記第ｓのノイズ除去信号の読込みのときに近いほど大きな重み付けを前記複数のノイズ除去信号に対して施した荷重平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項７に記載のノイズ除去装置。
【請求項１０】
前記撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から、前記面温度に相当する温度信号を前記演算部が取得し、
前記演算部は、前記面温度に応じた重み付けを前記複数のノイズ除去信号に対して施す
ことを特徴とする請求項９に記載のノイズ除去装置。
【請求項１】
画像を形成する光の受光量に応じた画像信号と前記画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するためのノイズ除去信号とを生成する撮像体から、前記画像信号及び前記ノイズ除去信号を読出す受信部と、
前記受信部に第ｓのタイミングで読出される第ｓの画像信号に対応する第ｓのノイズ除去信号と、前記第ｓの画像信号の前のタイミングで読出される第（ｓ−１）の画像信号に対応する第（ｓ−１）のノイズ除去信号とに基づいて第ｓの基準除去信号を生成する演算部と、
前記第ｓの基準除去信号に基づいて、前記第ｓの画像信号から固定パターンノイズを除去する除去部とを備える
ことを特徴とするノイズ除去装置。
【請求項２】
前記第ｓの基準除去信号を格納する記憶手段を備え、
前記記憶手段から出力した前記第ｓの基準除去信号と、前記第ｓの画像信号の後に読出される第（ｓ＋１）の画像信号に対応する第（ｓ＋１）のタイミングで読出される第（ｓ＋１）のノイズ除去信号とに基づいて、前記演算部は前記第（ｓ＋１）の基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項３】
前記第（ｓ＋１）の基準除去信号は、前記記憶手段から出力される前記第ｓの基準除去信号と前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項２に記載のノイズ除去装置。
【請求項４】
前記第（ｓ＋１）の基準除去信号は、前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して前記第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施した荷重平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項２に記載のノイズ除去装置。
【請求項５】
前記撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から、前記面温度に相当する温度信号を前記演算部が取得し、
前記演算部は、前記面温度が大きくなるほど、前記第（ｓ＋１）のノイズ除去信号に対して前記第ｓの基準除去信号よりも大きな重み付けを施す
ことを特徴とする請求項４に記載のノイズ除去装置。
【請求項６】
前記受信部に読出される前記第（ｓ−１）のノイズ除去信号を格納する記憶手段を備え、
前記記憶手段から出力した前記第（ｓ−１）のノイズ除去信号と、前記演算部に入力された前記第ｓのノイズ除去信号とに基づいて、前記演算部が前記第ｓの基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のノイズ除去装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記第ｓの画像信号の前に前記受信部によって時間差をおいて読出される複数の画像信号に対応する複数のノイズ除去信号を格納し、
前記記憶手段から出力される前記複数のノイズ除去信号に基づいて、前記演算部が前記第ｓの基準除去信号を生成する
ことを特徴とする請求項６に記載のノイズ除去装置。
【請求項８】
前記第ｓの基準除去信号は、前記記憶手段から出力される前記複数のノイズ除去信号と、前記第ｓのノイズ除去信号との平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項７に記載のノイズ除去装置。
【請求項９】
前記第ｓの基準除去信号は、前記受信部における読込みのときが前記第ｓのノイズ除去信号の読込みのときに近いほど大きな重み付けを前記複数のノイズ除去信号に対して施した荷重平均値を求めることにより得られることを特徴とする請求項７に記載のノイズ除去装置。
【請求項１０】
前記撮像体の撮像面の温度である面温度を測定する温度検出手段から、前記面温度に相当する温度信号を前記演算部が取得し、
前記演算部は、前記面温度に応じた重み付けを前記複数のノイズ除去信号に対して施す
ことを特徴とする請求項９に記載のノイズ除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２９５６６６（Ｐ２００６−２９５６６６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１５２４３（Ｐ２００５−１１５２４３）
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１３日（２００５．４．１３）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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