偽信号抑制処理方法および偽信号抑制処理回路並びに撮像装置
【課題】高輝度の被写体に起因した帯状ノイズを抑制する機能を持つ撮像装置得において、より適切な処理ができるようにする。
【解決手段】画素列別平均値検出部２５４で、高輝度の被写体に起因した帯状ノイズに対応した画素列別平均値信号Ｓ１４を抽出する。平均値検出部２５２で暗電流成分を検出して背景信号抑制処理部２５６でこれを抑制する。コアリング処理部２５８でＯＢ画素信号のばらつき成分を抑制し、クリップ処理部２６０でコアリング処理信号Ｓ１６の所定レベル以上である部分を無効化し、ローパスフィルタ処理部２６２でクリップ処理信号Ｓ１７に含まれる高周波成分を除去する。補正量調整部２６４は、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変して帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を用いて帯状ノイズを抑制することで、補正残しや過補正を解決し、適切な帯状ノイズ抑制を実現する。
【解決手段】画素列別平均値検出部２５４で、高輝度の被写体に起因した帯状ノイズに対応した画素列別平均値信号Ｓ１４を抽出する。平均値検出部２５２で暗電流成分を検出して背景信号抑制処理部２５６でこれを抑制する。コアリング処理部２５８でＯＢ画素信号のばらつき成分を抑制し、クリップ処理部２６０でコアリング処理信号Ｓ１６の所定レベル以上である部分を無効化し、ローパスフィルタ処理部２６２でクリップ処理信号Ｓ１７に含まれる高周波成分を除去する。補正量調整部２６４は、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変して帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を用いて帯状ノイズを抑制することで、補正残しや過補正を解決し、適切な帯状ノイズ抑制を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像画像に現われるスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状のノイズ成分を補正する偽信号抑制処理方法および偽信号抑制処理回路並びにこの帯状のノイズ成分を補正する機能を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子（以下撮像デバイスともいう）で被写体の画像を撮像する場合に、高輝度の光が入射されると、スミア現象やブルーミング現象に起因した帯状のノイズ成分（偽信号）が発生し得ることが知られている。特に、固体撮像素子として、光電変換部（受光画素）の列を相互に分離し、それぞれの光電変換部ごとに転送シフトレジスタを並べたインターライン転送（ＩＬＴ：interline transfer）形式の構造を採っているＣＣＤエリアイメージセンサの場合に顕著に現われ得ることが知られている（たとえば非特許文献１，２参照）。
【０００３】
【非特許文献１】竹村裕夫、“ＣＣＤカメラ技術入門”、初版、コロナ社、１９９７年１２月１５日、ｐ．８０〜８３
【非特許文献２】竹村裕夫、“ＣＣＤカメラ技術”、初版、ラジオ技術杜、昭和６１年１１月３日、ｐ．５１〜５３
【０００４】
図１０は、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号の概要を説明する図である。撮像デバイスの受光側の面は、図示を割愛した光電変換部が行方向および列方向に（つまり２次元状に）多数配列されて画素部（撮像部）１１ａが構成される。ここで、画素部１１ａにおける有効画像領域（有効部）と、光学的黒を与える基準画素領域との関係は、一例として図示のようになっている。
【０００５】
すなわち、図１０（Ａ）に示すように、画素部１１ａは、画像を取り込む画素が配列された有効領域である有効画素領域（有効部）１１ｂの他に、光学的黒（ＯＢ：Optical Black)を与える基準画素領域１１ｃが有効画素領域１１ｂの周囲に配され、さらに、ダミー画素が配列されたダミー画素領域１１ｄが基準画素領域１１ｃの外側に設けられて構成される。
【０００６】
一例として、基準画素領域１１ｃとしては、垂直列方向の上下に数行（たとえば１〜１０行）分の光学的黒を与える基準画素が配列され、また、有効画素領域１１ｂを含む水平行における左右に数画素〜数１０画素（たとえば３〜４０画素）分の光学的黒を与える基準画素が配列される。またダミー画素領域１１ｄは、垂直列方向の上下の一方（図では上側）に数行（たとえば１〜１０行）分が設けられる。
【０００７】
光学的黒を与える基準画素は、その受光面側が、フォトダイオードなどからなる電荷生成部に光が入らないように、遮光される。なお、光学的黒を与える基準画素は、光学的に遮光したものに限らず、垂直シフトレジスタのみを配置するものや、垂直シフトレジスタの駆動により無信号部分を得る擬似的な構成のものも含むものとする。この基準画素からの画素信号は、先ず映像信号の黒基準に使われる。
【０００８】
ここで、ハイライトなどの高輝度被写体を撮像したとき、その高輝度の光を受光した光電変換部（高輝度発生源１１ｅという）を基点として、縦縞状のノイズ成分（以下帯状ノイズ１１ｆともいう）が視覚的に検知されるようになる。この帯状ノイズ１１ｆの発生要因は、一般にブルーミング現象とスミア現象とに区別される。
【０００９】
ブルーミング現象は、電荷生成部（光電変換部）の光電変換素子に強い光が入射すると、蓄積できる最大電荷量以上の電荷が生成されることで、画素が飽和して、その電荷が光電変換素子（高輝度発生源１１ｅ）から溢れ出し、この溢れた電荷が隣接画素や信号線あるいは垂直転送ＣＣＤなどの周辺部に漏れ込む現象である。
【００１０】
ブルーミング現象が生じると、撮像画像に白い帯状または白い円状パターンが観察され、画質が劣化する。すなわち、光電変換素子に飽和光量以上の強い光が入射すると信号電荷が溢れ、周囲の画素に余剰電荷が入り込み、光の当たらない部分までが明るく膨らむ現象がブルーミング現象であり、隣接する光電変換素子に余剰電荷が入り込むと、ちょうど花が咲いたように局囲に白い部分が円弧状に広がるノイズとして現われ、またＣＣＤ垂直転送部（垂直転送レジスタ）に漏れ込むと垂直方向に広がって垂直の縞（帯状ノイズ１１ｆ）となって画質を損なうことになる。
【００１１】
一方、スミア現象は、信号線やＣＣＤへの光の混入や、半導体基板内部で発生した信号電荷が拡散により広がり、隣接画素や転送部に混入するために発生する現象である。特に、光の漏れ込みにより、高輝度発生源１１ｅであるスミア発生源の上下方向すなわち垂直方向に縞状の明るい帯（帯状ノイズ１１ｆ；特にスミア帯）が発生し、信号電荷を垂直転送部を通して読み出すことに起因して生じるものである。
【００１２】
すなわち、垂直転送部は極力完全に遮光が行なわれ、入射光の影響がないように設計されるが、１００％完全に遮光するということは難しく、たとえば境界部分での遮光の不完全、多重反射による側面からの光の混入、あるいは遮光膜の不完全などの要因によって、僅かな光の混入は避けられない構造になっている。このため、強いスポット光が有効画素領域１１ｂに照射されることで、本来遮光されているはずの垂直転送レジスタに光が漏れ込み、垂直転送レジスタで直接に電荷が生じてしまう。
【００１３】
スミア現象は、基本的には光の強さに無関係に一定の割合で発生するものであり、量が少ないときは目視されないが、強い光が入った場合には、その白点（高輝度発生源１１ｅ）が上下に縞状に伸びて現われて、帯状ノイズ１１ｆとなって視認されるようになる。
【００１４】
たとえば、インターライン転送形式の構造を採っているＣＣＤエリアイメージセンサの場合には、高輝度発生源１１ｅから溢れた電荷が垂直転送レジスタに漏れ込んだ電荷や垂直転送レジスタで発生した電荷によって、その高輝度の光（高輝度発生源１１ｅ）を反映した画像の上方および下方に白い帯状の領域を生じて、垂直方向に輝度の高いスジとなって見える現象となる。
【００１５】
すなわち、遮光された光電変換素子部（ＯＢ画素）である基準画素領域１１ｃの画素信号は入射光が無いため光に対する電荷は発生しないので、この部分に現れる画素信号はノイズである。垂直転送レジスタに溢れた電荷は、垂直方向の画素信号にも漏れ込むため、遮光された基準画素領域１１ｃ（光電変換素子部；ＯＢ画素）の画素信号にも漏れ込む。
【００１６】
要するに、スミア現象の生ずる原因は、被写体が電荷生成部や当該電荷生成部で生成された信号電荷を保持する電荷蓄積部で対処（保持・蓄積）可能な量を超えるほどに高輝度であるため、有効画素領域１１ｂの電荷生成部や電荷蓄積部だけではなく、垂直シフトレジスタ内にも信号電荷とは異なる不要な電荷（不正電荷）を生じ、この不正電荷が電荷生成部からの信号電荷に合成されて画素信号として転送されることにある。
【００１７】
このため、図１０（Ｂ）に示すように、画素部１１ａの有効画素領域１１ｂに対応する撮像範囲の中に高輝度被写体である高輝度発生源１１ｅが存在する場合に、これをＣＣＤ固体撮像素子１０で撮像すると、その結果は、図１０（Ａ）に示すように、高輝度発生源１１ｅの上方および下方に、帯状ノイズ１１ｆが生じてしまう。
【００１８】
このような高輝度の光が入射されたときに発生する、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号である帯状ノイズ１１ｆを軽減もしくは除去（以下纏めて抑制ともいう）するため、従来の撮像装置では、固体撮像素子の有効画素領域１１ｂから読み出される有効な画素信号から所定の手法によって抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ信号成分を取り除くような補正処理を行なう補正回路を設ける仕組みを採ることがある（たとえば特許文献１参照）。
【００１９】
【特許文献１】特開平６−２６８９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献１に記載の補正方法においては、基準画素領域１１ｃのＯＢ画素を含むライン（ＯＢライン）の出力を利用してノイズ信号成分を抽出しており、この抽出したノイズ信号成分を有効な画素信号から取り除く処理を単純に行なうと、縦縞ノイズが抑制されるものの、過度な補正を行なってしまい、映像信号が高輝度に張り付いてしまっている画素信号の発生部分や境界部分に不自然な縞模様が視認される現象が発生するということが分かった。あるいは、他のノイズ成分が発生してしまい、結果としては補正しきれない、補正残しの状態が生じてしまうことが分かった。過度な補正とならないようにした場合にも、同様に、補正残しの状態が生じてしまう。
【００２１】
たとえば、ＯＢラインの出力を利用して抽出したノイズ信号成分には、スミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わす成分の他に暗電流成分も含まれるし、信号出力値にばらつきがあり、このスミア現象やブルーミング現象に関係しない暗電流成分やばらつき成分を帯状ノイズ１１ｆの一部であるとして有効画素信号から差し引くと、適切な補正ができない。たとえば過度・不適切な補正になる、あるいはスミア現象やブルーミング現象の発生していない場所で誤補正する場合がある。
【００２２】
また、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を抽出して有効画素信号から取り除く処理を行なうと、抽出されるノイズ成分が過度に大きくなり、高輝度発生源１１ｅの上下（帯状部分）の帯状ノイズ１１ｆが取り除かれるだけでなく、帯状部分が過度に低レベルになってしまう現象（過度な補正）が見られる。つまり、スミア現象やブルーミング現象による帯状ノイズ１１ｆが発生する部分に不自然な縞模様が出てしまう現象が発生する。
【００２３】
また、帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、ＯＢラインでの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれに起因して、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう。つまり、スミア現象やブルーミング現象による帯状ノイズ１１ｆが発生する境界付近に不自然な縞模様（筋状のノイズ）が出てしまう現象が発生する。
【００２４】
また、スミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆの信号レベルは、比較的高輝度の高輝度発生源１１ｅの場合には高レベルの縦筋（白筋）で現われるが、比較的低い輝度の高輝度発生源１１ｅの場合には中レベルの縦筋で現われる。中レベルの縦筋の帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、比較的適切にその中レベルの帯状ノイズ１１ｆを除去できるが、高レベルの縦筋の帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、前述の超高輝度の部分と同様に、過補正になることがある。つまり、映像信号が高輝度に張り付いてしまっている画素信号の部分、すなわちスミア現象やブルーミング現象による高レベルの帯状ノイズ１１ｆが発生する部分に不自然な縞模様が出てしまう現象が発生する。
【００２５】
このように、従来の補正処理の仕組みでは、補正残しや誤補正が発生し、高精度な帯状ノイズのキャンセルが実現できなかった。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スミア現象やブルーミング現象によって生じる偽信号（帯状ノイズ１１ｆ）を抑制する補正処理を行なっても、不自然な縞模様が生じる現象あるいは補正残しを緩和することができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係る偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を求め、この求めた適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうようにした。
【００２８】
具体的には、本発明に係る第１の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求め、このばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００２９】
また、本発明に係る第２の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化（クリップ処理）した適正なノイズ成分を求め、この所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３０】
また、本発明に係る第３の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をした適正なノイズ成分を求め、この帯域制限処理をした適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３１】
また、本発明に係る第４の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を調整することで、補正量を調整することとする。つまり、帯状ノイズに対する補正レベルを、帯状ノイズの信号レベルに応じて可変する。そして、この補正量が調整された補正信号を使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３２】
また、本発明に係る第５の偽信号抑制処理方法では、前述の第１〜第４の手法を順次適用するようにした。すなわち、高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、抽出されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理を行ない（第１の偽信号抑制処理方法の処理）、コアリング処理にてばらつき成分を抑制したノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分を求め（第２の偽信号抑制処理方法の処理）る。
【００３３】
さらに、所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をしたノイズ成分を求め（第３の偽信号抑制処理方法の処理）、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、抽出されたノイズ成分もしくは帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を調整することで、補正量を調整することとする（第４の偽信号抑制処理方法の処理）。
【００３４】
そして、最後に、この補正量が調整された補正信号を使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３５】
なお、第５の偽信号抑制処理方法においては、コアリング処理に先立って、抽出されたノイズ成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出し、ノイズ成分と背景の偽信号成分とに基づいて、ノイズ成分から背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める。なお、このような処理は、第５の偽信号抑制処理方法に適用するだけでなく、第１〜第４の偽信号抑制処理方法にも適用できる。
【００３６】
この後に、コアリング処理においては、背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を処理対象として、この背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるようにするのがよい。第１〜第４の偽信号抑制処理方法に適用する場合、コアリング処理に代わるそれぞれの処理（たとえばクリップ処理や帯域制限処理など）においては、背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を処理対象とすればよい。
【００３７】
本発明に係る偽信号抑制処理回路や撮像装置は、上記本発明に係る偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、補正信号適正化処理部が求めた適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部とを備えるものとした。
【００３８】
具体的には、本発明に係る第１の偽信号抑制処理回路や第１の撮像装置は、上記本発明に係る第１〜第４の何れかの偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に撮像デバイスから出力される撮像信号に含まれる、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応するノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部を先ず備える構成とした。
【００３９】
また、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第２のノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第３のノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第４のノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部、および、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくはノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号の補正量を調整する補正量調整部（それぞれの機能部は補正信号適正化処理部の一例である）のうちの少なくとも１つの機能部を備えるようにした。
【００４０】
さらに、これら少なくとも１つの機能部から出力される信号を補正信号として用いて、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部を備える構成とした。
【００４１】
ここで、前述の補正信号適正化処理部の一例である各機能部のうちの任意の組合せによる何れか複数の機能部を備えた構成とする場合においては、ノイズ成分抽出部の後段に、コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部、の順となるように各機能部を設ける。そして、後段の機能部は、前段の機能部から出力された処理済みのノイズ信号を対象として、それぞれが担当する処理を行なうようにする。
【００４２】
本発明に係る第２の偽信号抑制処理回路や第２の撮像装置は、上記本発明に係る第１〜第４の全ての偽信号抑制処理方法、すなわち上記本発明に係る第５の偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、前述の補正信号適正化処理部の一例である各機能部を全て備える構成とした。その配置順は、ノイズ成分抽出部の後段に、コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部、の順となるように各機能部を設ける。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に対して、たとえば、ばらつき成分を抑制する（第１の偽信号抑制処理）、抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化する（第２の偽信号抑制処理）、抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する（第３の偽信号抑制処理）、あるいは、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変するなどして、より適切な補正信号を求め、このより適切な補正信号を用いて補正処理を行なうようにした。
【００４４】
これにより、スミア現象やブルーミング現象によって生じる偽信号（帯状ノイズ）を抑制する補正処理を行なっても、過度な補正や誤補正を防止できるようになり、高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度の帯状ノイズ部分での不自然な縞模様が生じる現象を緩和することができる。また、高輝度に張り付いていない帯状ノイズに対しても、良好な補正を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４６】
＜デジタルスチルカメラの全体構成；ＣＣＤタイプ＞
図１は、本発明に係る撮像装置（カメラシステム）の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の撮像装置は、固体撮像素子１０の一例であるたとえばインターライン転送（ＩＴ）方式で全画素読出しが可能なＣＣＤ固体撮像素子１１、被写体Ｚの光学像を取り込む撮像レンズ５０、およびＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動する駆動制御部９６を有するカメラモジュール３と、カメラモジュール３により得られる撮像信号に基づいて映像信号を生成しモニタ出力したり所定の記憶メディアに画像を格納したりする本体ユニット４とを備えてなるデジタルスチルカメラ１として構成されている。なお、カメラモジュール３と本体ユニット４とを一体化した形態での撮像装置モジュールとして構成するようにしてもよい。
【００４７】
なお、このデジタルスチルカメラ１は、具体的には、フレーム読出方式を用いた静止画撮像動作時にカラー画像を撮像し得るカメラとして適用されるようになっている。また、フレーム読出方式としては、ＣＣＤ固体撮像素子１１と組み合わせることで、一般的な２フィールド読出方式に限らず、３フィールド、４フィールド、あるいは５フィールド、さらにはそれ以上など様々フィールド数の態様の読出方式を適用可能に構成されている。また、静止画撮像モードに限らず、間引き読みを利用して３０フレーム／秒に近いフレームレート（たとえば１０フレーム以上／秒）での動画撮影モードも用意されている。
【００４８】
カメラモジュール３内の駆動制御部９６には、ＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するための各種のパルス信号を生成するタイミング信号生成部４０と、このタイミング信号生成部４０からのパルス信号を受けて、ＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバ（駆動部）４２と、ＣＣＤ固体撮像素子１１やドライバ４２などに電源供給する駆動電源４６が設けられている。
【００４９】
カメラモジュール３内の固体撮像素子１０（本例ではＣＣＤ固体撮像素子１１）と駆動制御部９６とにより固体撮像装置２が構成される。固体撮像装置２は、ＣＣＤ固体撮像素子１１と駆動制御部９６とが、１枚の回路基板上に配されたもの、あるいは１つの半導体基板上に形成されたものとして提供されるものであるのがよい。
【００５０】
ＣＣＤ固体撮像素子１１は、その構成例については図示を割愛するが、たとえば、半導体基板上に、画素（ユニットセル）に対応して受光素子の一例であるフォトダイオードなどからなるセンサ部（感光部；フォトセル）が多数、水平（行）方向および垂直（列）方向において２次元マトリクス状に配列されている。これらセンサ部は、受光面から入射した入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【００５１】
センサ部は、カラー画像撮像用途として、光が入射されるフォトダイオードなどの受光面には、複数色の色フィルタの組合せからなる色分解フィルタの何れかの色フィルタが設けられる。一例としては、いわゆるベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列の基本形のカラーフィルタを用いて、正方格子状に配されたセンサ部（単位画素）が赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色カラーフィルタ（原色フィルタ）に対応するように配される。あるいは、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロ（Ｙ），緑（Ｇ）の４色を組み合わせた補色フィルタ構成のものとしてもよい。
【００５２】
信号処理として、原色信号処理を行なう構成のものとする場合、原色フィルタとすれば、ＣＣＤ固体撮像素子１１にて得られる撮像信号（複数色の画素信号の組合せ）から、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の原色信号を分離する原色分離部を割愛することができる。
【００５３】
またＣＣＤ固体撮像素子１１は、センサ部の垂直列ごとに６相もしくは８相駆動に対応する複数本の垂直転送電極が設けられる垂直ＣＣＤ（Ｖレジスタ部、垂直転送部）が配列される。垂直ＣＣＤの転送方向は図中縦方向であり、この方向に垂直ＣＣＤ１３が複数本並べられて設けられる。さらに、これら垂直ＣＣＤと各センサ部との間には読出ゲート（ＲＯＧ）が介在し、また各ユニットセルの境界部分にはチャネルストップが設けられる。これらセンサ部の垂直列ごとに設けられ、各センサ部から読出ゲート部によって読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直ＣＣＤによって撮像エリアが構成される。
【００５４】
センサ部に蓄積された信号電荷は、読出ゲート部に読出パルスＸＳＧに対応するドライブパルスが印加されることにより垂直ＣＣＤに読み出される。垂直ＣＣＤは、６相（あるいは８相）の垂直転送クロックＶ１〜Ｖ６（あるいはＶ８）に基づくドライブパルスφＶ１〜φＶ６（φＶ８）よって転送駆動され、読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて１走査線（１ライン）に相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。この１ラインずつの垂直転送を、特にラインシフトという。
【００５５】
また、ＣＣＤ固体撮像素子１１には、複数本の垂直ＣＣＤの各転送先側端部すなわち、最後の行の垂直ＣＣＤに隣接して、所定（たとえば左右）方向に延在する水平ＣＣＤ（Ｈレジスタ部、水平転送部）が１ライン分設けられる。この水平ＣＣＤは、たとえば２相の水平転送クロックＨ１，Ｈ２に基づくドライブパルスφＨ１，φＨ２によって転送駆動され、複数本の垂直ＣＣＤから移された１ライン分の信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間において順次水平方向に転送する。このため２相駆動に対応する複数本（２本）の水平転送電極が設けられる。
【００５６】
水平ＣＣＤの転送先の端部には、たとえばフローティング・ディフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）構成の電荷電圧変換部が設けられる。この電荷電圧変換部は、水平ＣＣＤによって水平転送されてきた信号電荷を順次電圧信号に変換して出力する。この電圧信号は、被写体からの光の入射量に応じたＣＣＤ出力（Ｖout ）として導出される。以上により、インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１１が構成される。
【００５７】
また、このデジタルスチルカメラ１の処理系統は、大別して、光学系５、信号処理系６、記録系７、表示系８、および制御系９から構成されている。なお、カメラモジュール３および本体ユニット４が、図示しない外装ケースに収容されて、実際の製品（完成品）が仕上がるのは言うまでもない。
【００５８】
光学系５は、シャッタ５２、被写体の光画像を集光するレンズ５４、および光画像の光量を調整する絞り５６を有する撮像レンズ５０と、集光された光画像を光電変換して電気信号に変換するＣＣＤ固体撮像素子１１とから構成されている。被写体Ｚからの光Ｌ１は、シャッタ５２およびレンズ５４を透過し、絞り５６により調整されて、適度な明るさでＣＣＤ固体撮像素子１１に入射する。このとき、レンズ５４は、被写体Ｚからの光Ｌ１からなる映像が、ＣＣＤ固体撮像素子１１上で結像されるように焦点位置を調整する。
【００５９】
信号処理系６は、ＣＣＤ固体撮像素子１１からのアナログ撮像信号を増幅する増幅アンプや、増幅された撮像信号をサンプリングすることによってノイズを低減させるＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）回路などを有するプリアンプ部６２、プリアンプ部６２が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部６４、Ａ／Ｄ変換部６４から入力されるデジタル信号に所定の画像処理を施すＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されたカメラ信号処理ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit；大規模集積回路）としての画像信号処理部６６から構成される。
【００６０】
画像信号処理部６６は、たとえば、補色の撮像データから、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の原色信号を分離・同時化する原色分離処理、原色の撮像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素データ）を同時化する同時化処理、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する縦縞ノイズ補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ；White Balance ）調整を制御するＷＢ制御処理、階調度合いを調整するガンマ補正処理、あるいは輝度データ（Ｙ）や色データ（Ｃ）を生成するＹＣ信号生成処理などを行なう。またＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するタイミングパルスの基準を示す同期信号を生成する機能も持つ。なお、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する縦縞ノイズ補正処理に関わる本実施形態特有の構成部分については後で詳しく説明する。
【００６１】
このＤＳＰで構成される画像信号処理部６６は、各機能部分の全ての処理をそれぞれ専用のハードウェアによるデジタル処理回路で行なう構成とすることもできるし、これら機能部分の一部をソフトウェア処理で行なう構成とすることもできる。
【００６２】
ソフトウェアで所定の処理を行なう仕組みは、並列処理や連続処理に柔軟に対処し得るものの、処理が複雑になるに連れ、処理時間が長くなるため、処理速度の低下が問題となる。これに対して、ハードウェア処理回路で行なうことで、高速化を図ったアクセラレータシステムを構築することができるようになる。アクセラレータシステムは、処理が複雑であっても、処理速度の低下を防ぐことができ、高いスループットを得ることができる。
【００６３】
記録系７は、画像データを記憶するフラッシュメモリなどの装置に対して着脱可能なメモリ（記録媒体）７２と、画像信号処理部６６が処理した画像データを符号化（圧縮）してメモリ７２に記録し、また、読み出して復号（伸長）し画像信号処理部６６に供給するＣＯＤＥＣ（Compression/Decompression ）７４とから構成されている。
【００６４】
表示系８は、画像信号処理部６６が処理した画像信号をアナログ化するＤ／Ａ（Digital/Analog）変換部８２、入力されるビデオ信号に対応する画像を表示することによりファインダとして機能する液晶（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）などよりなるビデオモニタ８４、およびアナログ化された画像信号を後段のビデオモニタ８４に適合する形式のビデオ信号にエンコードするビデオエンコーダ８６から構成されている。なお、Ｄ／Ａ変換部８２とビデオエンコーダ８６との配置を逆にして、エンコード処理をデジタル処理で行なう構成とすることもできる。この場合、ビデオエンコーダ８６を画像信号処理部６６に取り込むこともできる。
【００６５】
制御系９は、先ずデジタルスチルカメラ１の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）などよりなる中央制御部９２と、読出専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９３ａ、随時書込みおよび読出しが可能であるともに揮発性の記憶部の一例であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３ｂ、不揮発性の記憶部の一例であるＲＡＭ（ＮＶＲＡＭと記述する）９３ｃ、白点位置情報や各種調整データなど装置個別のデータを格納する不揮発性の記憶部の一例であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）９３ｄを有する記憶部（メモリ部）９３とを備えている。なお、ＣＰＵなどからなる中央制御部９２やＥＥＰＲＯＭ９３ｄを除く記憶部９３の各種メモリはＤＳＰで構成された画像信号処理部６６に取り込むこともできる。
【００６６】
上記において“揮発性の記憶部”とは、デジタルスチルカメラ１の電源がオフされた場合には、記憶内容を消滅してしまう形態の記憶部を意味する。一方、“不揮発性の記憶部”とは、デジタルスチルカメラ１のメイン電源がオフされた場合でも、記憶内容を保持し続ける形態の記憶部を意味する。記憶内容を保持し続けることができるものであればよく、半導体製のメモリ素子自体が不揮発性を有するものに限らず、バックアップ電源を備えることで、揮発性のメモリ素子を“不揮発性”を呈するように構成するものであってもよい。なお、特殊用途として、半導体製のメモリ素子により構成することに限らず、外付けの駆動装置を利用することで、磁気ディスクや光ディスクなどの外部媒体を利用して構成してもよい。
【００６７】
このような電子計算機のように構成されるデジタルスチルカメラ１においては、一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、記録媒体（本例ではＲＯＭ９３ａ）からインストールされる。このソフトウェアの中には、コンピュータ上で稼働するＯＳ（オペレーティングシステム；基本ソフト）も含まれる。
【００６８】
なお、所定の処理を中央制御部９２に実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリカードなど、任意の可搬型の記憶媒体を通じて配布（取得や更新）されてもよいし、あるいは、サーバなどからインターネットなどのネットワークを経由してプログラムをダウンロードして取得したり、あるいは更新したりしてもよい。
【００６９】
中央制御部９２は、半導体メモリなどで構成された記憶部９３のＲＯＭ９３ａに記憶されている制御用プログラムを読み出し、読み出した制御用プログラム、あるいはユーザからのコマンドなどに基づいてデジタルスチルカメラ１の全体の動作や信号処理を制御する。ＣＰＵやメモリを利用してソフトウェア的にデジタルスチルカメラ１を構成する、すなわちパーソナルコンピュータなどのコンピュータ（電子計算機）の機能を利用してデジタルスチルカメラ１をソフトウェア的に機能させる構成が実現される。
【００７０】
このような構成において、中央制御部９２は、システムバス９９を介してシステム全体の制御を行なう。ＲＯＭ９３ａは、中央制御部９２の制御プログラムなど装置共通のデータを格納する。ＲＡＭ９３ｂは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などで構成され、プログラム制御変数や各種処理のためのデータなどを格納する。また、ＲＡＭ９３ｂは、固体撮像素子１０で読み取った画像データや、所定のアプリケーションプログラムによって編集した画像データやメモリ７２から読み取った画像データなどを一時的に格納する領域を含んでいる。
【００７１】
また制御系９は、画像信号処理部６６に送られた画像の明るさが適度な明るさを保つようにシャッタ５２や絞り５６を制御する露出コントローラ９４、ＣＣＤ固体撮像素子１１から画像信号処理部６６までの各機能部の動作タイミングを制御するタイミング信号生成部（タイミングジェネレータ；ＴＧ）４０を具備した駆動制御部９６、ユーザがシャッタタイミングやその他のコマンドを入力する操作部９８を有する。 中央制御部９２は、デジタルスチルカメラ１のシステムバス９９に接続された画像信号処理部６６、ＣＯＤＥＣ７４、メモリ７２、露出コントローラ９４、およびタイミング信号生成部４０を制御している。
【００７２】
このデジタルスチルカメラ１では、オートフォーカス（ＡＦ）、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）、自動露光（ＡＥ）などの自動制御装置を備えている。これらの制御は、ＣＣＤ固体撮像素子１１から得られる出力信号を使用して処理する。たとえば、露出コントローラ９４は、画像信号処理部６６に送られた画像の明るさが適度な明るさを保つようにその制御値が中央制御部９２により設定され、その制御値に従って絞り５６を制御する。具体的には、中央制御部９２が画像信号処理部６６に保持されている画像から適当な個数の輝度値のサンプルを獲得し、その平均値が予め定められた適当とされる輝度の範囲に収まるように絞り５６の制御値を設定する。
【００７３】
タイミング信号生成部４０は、中央制御部９２により制御され、ＣＣＤ固体撮像素子１１、プリアンプ部６２、Ａ／Ｄ変換部６４、および画像信号処理部６６の動作に必要とされるタイミングパルスを発生し、各部に供給する。操作部９８は、ユーザが、デジタルスチルカメラ１を動作させるとき操作される。
【００７４】
図示した例は、信号処理系６のプリアンプ部６２およびＡ／Ｄ変換部６４をカメラモジュール３に内蔵しているが、このような構成に限らず、プリアンプ部６２やＡ／Ｄ変換部６４を本体ユニット４内に設ける構成を採ることもできる。またＤ／Ａ変換部を画像信号処理部６６内に設ける構成を採ることもできる。
【００７５】
また、タイミング信号生成部４０をカメラモジュール３に内蔵しているが、このような構成に限らず、タイミング信号生成部４０を本体ユニット４内に設ける構成を採ることもできる。またタイミング信号生成部４０とドライバ４２とが別体のものとしているが、このような構成に限らず、両者を一体化させたもの（ドライバ内蔵のタイミングジェネレータ）としてもよい。こうすることで、よりコンパクトな（小型の）デジタルスチルカメラ１を構成できる。
【００７６】
また、タイミング信号生成部４０やドライバ４２は、それぞれ個別のディスクリート部材で回路構成されたものでもよいが、１つの半導体基板上に回路形成されたＩＣ（Integrated Circuit）として提供されるものであるのがよい。こうすることで、コンパクトにできるだけなく、部材の取扱いが容易になるし、両者を低コストで実現できる。また、デジタルスチルカメラ１の製造が容易になる。また、使用するＣＣＤ固体撮像素子１１との関わりの強い部分であるタイミング信号生成部４０やドライバ４２をＣＣＤ固体撮像素子１１と共通の基板に搭載することで一体化させる、あるいはカメラモジュール３内に搭載することで一体化させると、部材の取扱いや管理が簡易になる。また、これらがモジュールとして一体となっているので、デジタルスチルカメラ１（の完成品）の製造も容易になる。なお、カメラモジュール３は、ＣＣＤ固体撮像素子１１および光学系５からのみ構成されていても構わない。
【００７７】
このようなＣＣＤ固体撮像素子１１を備えたデジタルスチルカメラ１の一連の動作を概説すれば以下の通りである。先ず、タイミング信号生成部４０は、垂直転送用の転送クロックＶ１〜Ｖ６（Ｖ８）や読出パルスＸＳＧなどの種々のパルス信号を生成する。これらのパルス信号は、ドライバ４２により所定電圧レベルのドライブパルスに変換された後に、ＣＣＤ固体撮像素子１１の所定端子に入力される。
【００７８】
被写体Ｚを撮像する際に、撮像レンズ５０（シャッタ５２およびレンズ５４）を介してＣＣＤ固体撮像素子１１の受光面に結像された被写体Ｚの光学像は、フォトダイオードなどからなる各センサ部で光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。
【００７９】
センサ部の各々に蓄積された信号電荷は、タイミング信号生成部４０から発せられた読出パルスＸＳＧが読出ゲート部の転送チャネル端子電極に印加され、転送チャネル端子電極下のポテンシャルが深くなることにより、当該読出ゲート部を通して垂直ＣＣＤに読み出される。そして、６相（８相）の垂直ドライブパルスφＶ１〜φＶ６（φＶ８）に基づいて垂直ＣＣＤが駆動されることで、順次水平ＣＣＤへ転送される。
【００８０】
なお、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃出可能な構造のものとすれば、電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を実現できる。この場合、撮像レンズ５０のシャッタ５２を取り外すことができ、光学系５をコンパクトにすることができる。
【００８１】
水平ＣＣＤは、タイミング信号生成部４０から発せられドライバ４２により所定電圧レベルの変換された２相の水平ドライブパルスφＨ１，φＨ２に基づいて、複数本の垂直ＣＣＤの各々から垂直転送された１ラインに相当する信号電荷を順次電荷電圧変換部側に水平転送する。
【００８２】
電荷電圧変換部は、水平ＣＣＤから順に注入される信号電荷を図示しないフローティングディフュージョンに蓄積し、この蓄積した信号電荷を信号電圧に変換し、たとえば図示しないソースフォロア構成の出力回路を介して、タイミング信号生成部４０から発せられたリセットパルスＲＧの制御の元に撮像信号（ＣＣＤ出力信号）Ｖout として出力する。
【００８３】
すなわち上記ＣＣＤ固体撮像素子１１においては、センサ部を縦横に２次元状に配置してなる撮像エリアで検出した信号電荷を、各センサ部の垂直列に対応して設けられた垂直ＣＣＤにより水平ＣＣＤまで垂直転送し、この後、２相の水平転送パルスＨ１，Ｈ２に基づいて、信号電荷を水平ＣＣＤにより水平方向に転送するようにしている。そして、電荷電圧変換部にて水平ＣＣＤからの信号電荷に対応した電位に変換してから出力するという動作を繰り返す。
【００８４】
ＣＣＤ固体撮像素子１１から順次読み出された電圧信号、すなわち画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの各画素信号は、タイミング信号生成部４０からの各サンプルパルスなどに基づき、プリアンプ部６２にてＣＤＳ処理などが施され、Ａ／Ｄ変換部６４にてデジタルのＲ,Ｇ，Ｂの各画素データに変換された後、一旦、記憶部９３のＲＡＭ９３ｂに格納される。
【００８５】
ＲＡＭ９３ｂに格納されたＲ，Ｇ，Ｂの各画素データは、画像信号処理部６６にて、同時化処理やガンマ補正処理などが施された後、輝度データＹと色（クロマ）データＵ，Ｖ（あるいはＣｒ，Ｃｂ）（纏めてＹＣデータともいう）に変換され、記憶部９３のＲＡＭ９３ｂに一旦格納される。
【００８６】
表示系８では、ＲＡＭ９３ｂに格納したＹＣデータを読み出し、液晶などからなるビデオモニタ８４に出力することにより、スルー画像や撮影された静止画などを表示させることができる。
【００８７】
また、撮影後のＹＣデータは、圧縮／伸長機能を持つＣＯＤＥＣ７４によって、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などの所定のフォーマットに圧縮されたのち、メモリ７２などの記録媒体に記録される。さらに、再生モード時にはメモリ７２などに記録されている画像データがＣＯＤＥＣ７４によって伸長処理された後、ビデオモニタ８４に出力され、再生画像が表示される。
【００８８】
＜＜縦縞ノイズ補正処理機能＞＞
図２は、図１に示したデジタルスチルカメラ１における縦縞ノイズ補正処理機能に着目したブロック図である。
【００８９】
図示するように、画像処理部（ＤＳＰ）６６における信号処理機能として、固体撮像素子１０で取得されＡ／Ｄ変換部６４にてデジタル化された撮像データの黒基準をクランプするデジタルクランプ部２００、デジタルクランプ部２００にてクランプされた撮像データからＲ，Ｇ，Ｂの原色データを抽出するとともに同時化する原色分離・同時化処理部２０２を備えている。
【００９０】
また画像信号処理部６６は、原色データＲ，Ｇ，Ｂに対して、補間処理やその他の輝度信号処理や色信号処理を施して輝度データＹ（あるいは明度データＬ）や２つの色データＵ，Ｖに変換して出力する信号処理部２２０を備えている。信号処理部２２０にて生成された各データＹ，Ｕ，Ｖは、記録系７に送られて画像記録に供されたり、あるいは表示系８に送られて表示出力に供されたりする。
【００９１】
信号処理部２２０は、一例として、ガンマ補正部２２２および色差マトリクス部２２４を備えている。もちろん、この構成例は一例であって、これらの処理機能以外の構成要素も備える。
【００９２】
ガンマ補正部２２２は、Ｒ信号Ｓｒ３，Ｇ信号Ｓｇ３，Ｂ信号Ｓｂ３に基づいて、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行ない、ガンマ（γ）補正された各色用の出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂを色差マトリクス部２２４に入力する。色差マトリクス部２２４は、色差マトリクス処理を行なって得た色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをビデオエンコーダ８６に入力する。
【００９３】
ビデオエンコーダ８６は、色信号副搬送波に対応するデジタル信号で色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをデジタル変調した後、図示しない輝度信号生成部にて生成された輝度信号Ｙと合成して、デジタル映像信号ＶＤ（＝Ｙ＋Ｓ＋Ｃ；Ｓは同期信号、Ｃはクロマ信号）に変換した後、Ｄ／Ａ変換部８２に入力する。Ｄ／Ａ変換部８２は、デジタル映像信号ＶＤをアナログ映像信号Ｖに変換する。
【００９４】
また画像信号処理部６６は、本実施形態の特徴部分として、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する機能要素として、ＯＢゲート部２４２と補正信号検知部２４４と補正処理部２４６とを含んで構成された帯状ノイズ補正処理部２４０を原色分離・同時化処理部２０２の前段に備えている。
【００９５】
補正信号検知部２４４において帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成して、この帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を利用して補正処理部２４６において補正済画素信号Ｓ３０を求める処理としては、基本的には、遮光された光電変換素子部（ＯＢ画素）に漏れ込んだ電荷を含んだ画素信号を補正成分として検知（抽出）して、画素信号Ｓ１０からこの帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を差し引くことで補正済画素信号Ｓ３０を求める。
【００９６】
すなわち、基準画素領域１１ｃのＯＢ画素を含むライン（ＯＢライン）の出力を利用する。ＯＢ画素は被写体を撮像することはなく、被写体撮像電荷は生じないが、スミア現象やブルーミング現象による電荷は存在する。よって、ＯＢラインの出力を利用すれば、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズレベル情報や位置情報などが得られることとなり、補正回路はその情報を利用して有効画素領域１１ｂの受光画素のライン（受光ライン）からの画素信号Ｓ１０より、この抽出した縦縞ノイズ成分を差し引くことで補正済画素信号Ｓ３０を取得する。具体的には、以下の通りである。
【００９７】
ＯＢゲート部２４２は、固体撮像素子１０としてのＣＣＤ固体撮像素子１１から読み出された画素信号Ｓ１０から、遮蔽されたＯＢ画素を有する基準画素領域１１ｃのＯＢ画素信号Ｓ１２を抽出する。抽出する範囲は、図１０に示した上下の部分（ＯＢラインの画素）の基準画素領域１１ｃと図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素の範囲である。ＯＢゲート部２４２は、抽出したＯＢ画素信号Ｓ１２を、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を検出する補正信号検知部２４４に入力する。
【００９８】
ＯＢゲート部２４２には図示しないアナログスイッチが設けられており、このアナログスイッチにはＣＣＤ水平シフトレジスタからの画素信号Ｓ１０が入力され、このアナログスイッチはその画素信号Ｓ１０のうちのＯＢ期間の信号のみを後段の補正信号検知部２４４に渡す。その振分けは、図１０に示した上下の部分（ＯＢラインの画素）の基準画素領域１１ｃと、図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素の範囲である。
【００９９】
補正信号検知部２４４は、ＯＢ画素信号Ｓ１２に基づいて、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を表わす帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を検出する。補正信号検知部２４４は、この検出した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を補正処理部２４６に入力する。
【０１００】
補正処理部２４６は、差分処理機能を備えて構成されており、補正信号検知部２４４で検知された帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を、ＣＣＤ固体撮像素子１１から読み出された画素信号Ｓ１０における同じ垂直方向の列ごとの光電変換素子の画素信号レベルから減算することにより、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分の補正が行なわれた補正済画素信号Ｓ３０を生成する。
【０１０１】
補正処理部２４６の差分処理機能は、たとえば演算増幅器で実現することができる。たとえば、演算増幅器の非反転入力端子には画素信号Ｓ１０が入力され、反転入力端子には補正信号検知部２４４からの帯状ノイズ補正信号Ｓ１９が入力される。演算増幅器は、有効画素領域１１ｂにおける受光画素の画像信号Ｓ１０から、ＯＢラインの画素信号に基づいて取得した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を差し引き、これを補正済画素信号Ｓ３０として出力する。
【０１０２】
なお、ＯＢラインの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を画素信号Ｓ１０から減算して補正を加えると、高輝度被写体画像が移動した場合には誤補正になるという問題がある。この問題を避けるためには、たとえば、特許文献１に記載のように、帯状ノイズ１１ｆを消去するための補正処理を受けようとする被補正画面の画像信号入力前における画素列別平均値検出部２５４から出力される帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を記憶する第１記憶手段と、被補正画面の画像信号入力後における画素列別平均値検出部２５４から出力される帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を記憶する第２記憶手段と、被補正画面の画像信号を記憶する被補正画面記憶手段とを用意するとよい。
【０１０３】
補正処理部２４６は、その一端が第１記憶手段の示すノイズ発生位置となり、かつ他端が第２記憶手段の示すノイズ発生位置となる帯状領域のみを補正対象領域として、被補正画面記憶手段に保持されている画像信号についての補正処理を実行するようにすればよい。こうすることで、帯状ノイズ１１ｆを生じさせる高輝度被写体が静止している場合のみならず、動く場合であっても、帯状ノイズ１１ｆの補正を良好に行なうことができるようになる。
【０１０４】
＜＜補正成分検知部の構成例＞＞
図３は、帯状ノイズ補正処理部２４０における補正量を検出するための補正信号検知部２４４の一構成例を示した回路ブロック図である。また、図４は、図３に示した補正信号検知部２４４の一構成例における各機能部の出力信号波形の一例を示した図である。各出力信号波形は、水平アドレス方向について示している。
【０１０５】
図示するように、補正信号検知部２４４は、平均値検出部２５２、画素列別平均値検出部２５４、および背景信号抑制処理部２５６を含んで構成された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を生成する前段処理部２４７と、コアリング処理部２５８、クリップ処理部２６０、ローパスフィルタ処理部２６２、および補正量調整部２６４を備えた後段処理部２４８とを有して構成されている。
【０１０６】
補正量調整部２６４は、中央制御部９２により予め設定されるサプレス処理開始レベルＬspstおよびサプレス処理終了レベルＬspedと、前段処理部２４７により抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の大きさとを比較して、中央制御部９２により予め設定される妥協係数Ｋcompの大きさを調整することで、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分を抑制するための帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。
【０１０７】
ＯＢゲート部２４２を通ったＯＢ画素信号Ｓ１２は、前段処理部２４７の平均値検出部２５２および画素列別平均値検出部２５４に入る。
【０１０８】
前段処理部２４７は、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を示す画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を抽出するノイズ成分抽出部の機能を持つとともに、抽出したノイズ成分から高輝度の被写体に起因しない背景の偽信号成分を抑制する機能とを備えている。
【０１０９】
たとえば、平均値検出部２５２は、画素列別平均値検出部２５４が抽出した、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を示す画素列別平均値信号Ｓ１４に含まれる、高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分の一例である平均値検出信号Ｓ１３を抽出する背景信号抽出部の一例である。
【０１１０】
背景信号抑制処理部２５６は、画素列別平均値検出部２５４が抽出した画素列別平均値信号Ｓ１４と平均値検出部２５２により抽出された背景信号成分を示す平均値検出信号Ｓ１３とに基づいて、画素列別平均値信号Ｓ１４から背景成分である平均値検出信号Ｓ１３が抑制されたノイズ成分を示す画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を求める。
【０１１１】
具体的には、先ず背景信号抽出部の機能を持つ平均値検出部２５２は、第１の帯状の偽信号成分である帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しないすなわちスミア現象やブルーミング現象に関わりのない第２の偽信号成分の一例である暗電流成分を抽出する第２偽信号抽出処理部の一例である。この平均値検出部２５２は、ＯＢ画素信号Ｓ１２の内、ＯＢゲート部２４２を通った、水平方向の遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）である、図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素から出力される画素信号の平均値を計算して、平均値検出信号Ｓ１３（図４（Ａ）参照）を生成する。
【０１１２】
これは、後述する画素列別平均値検出部２５４において抽出されるスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ信号成分に含まれる、スミア現象やブルーミング現象に関係しない暗電流成分を、帯状ノイズ１１ｆが現われることのない水平方向の基準画素領域１１ｃのＯＢ画素信号を使って抽出することを目的としたものである。
【０１１３】
画素列別平均値検出部２５４は、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出する帯状偽信号抽出処理部の一例であって、ノイズ成分抽出部の主要な機能を持つ。具体的には、画素列別平均値検出部２５４は、ＯＢ画素信号Ｓ１２の内、ＯＢゲート部２４２を通った、図１０に示した垂直方向の複数ライン（ＯＢラインの画素）の遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）の画素列ごとの画素信号の平均値を計算し、画素列別平均値信号Ｓ１４（図４（Ｂ）参照）を生成する。
【０１１４】
これにより、特許文献１記載の手法と同様に、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号である帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を抽出できる。ただし、先にも述べたように、この画素列別平均値検出部２５４で抽出される成分には、スミア現象やブルーミング現象に起因する本来のノイズ成分以外に、暗電流成分を含む（図４（Ｂ）参照）。
【０１１５】
背景信号抑制処理部２５６は、差分処理機能を備えて構成されており、画素列別平均値検出部２５４で取得された第１の帯状の偽信号成分である画素列別平均値信号Ｓ１４と平均値検出部２５２で取得された第２の偽信号成分である平均値検出信号Ｓ１３とに基づいて、画素列別平均値信号Ｓ１４（第１の帯状の偽信号成分）から平均値検出信号Ｓ１３（第２の偽信号成分）が抑制された適正な帯状の偽信号成分である画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を求める適正偽信号抽出処理部の機能を持つ。
【０１１６】
具体的には、背景信号抑制処理部２５６の差分処理機能は、たとえば演算増幅器で実現することができる。たとえば、演算増幅器の反転入力端子には平均値検出部２５２からの平均値検出信号Ｓ１３が入力され、非反転入力端子には画素列別平均値検出部２５４からの画素列別平均値信号Ｓ１４が入力される。演算増幅器は、画素列別平均値検出部２５４から出力された画素列別平均値信号Ｓ１４から、平均値検出部２５２から出力された平均値検出信号Ｓ１３を差し引き（減算し）、これを画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５（図４（Ｃ）参照）として出力する。
【０１１７】
ここで、画素列別平均値信号Ｓ１４から平均値検出信号Ｓ１３を減算するのは、遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）では、光が当たっていなくても暗電流が発生するため、帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分に関しても、この暗電流の影響を除くことが好ましいからである。
【０１１８】
このため、前段処理部２４７においては、スミア現象やブルーミング現象に起因した縦縞ノイズ成分に影響が無い水平方向のＯＢ画素の電荷出力信号である平均値検出信号Ｓ１３を用いて、垂直方向の遮蔽された光電変換部（ＯＢラインの画素）における暗電流の影響を除去する目的で、背景信号抑制処理部２５６は、画素列別平均値信号Ｓ１４から平均値検出信号Ｓ１３を減算する減算処理を行なう。
【０１１９】
このことから分かるように、前段処理部２４７は、高輝度の被写体に起因した第１の帯状の偽信号成分を抽出し、第１の帯状の偽信号成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しない第２の偽信号成分である背景信号成分を抽出し、第１の帯状の偽信号成分と第２の偽信号成分（背景信号成分）とに基づいて、第１の帯状の偽信号成分から第２の偽信号成分が抑制された適正な帯状の偽信号成分を求める機能を持つ。
【０１２０】
また、前段処理部２４７の後段に配される後段処理部２４８の各機能部は、前段処理部２４７で抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５（ノイズ成分）を、より適正なレベルの補正信号に調整する補正信号適正化処理部の機能を持つ。本実施形態においては、背景信号抑制処理部２５６から出力された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を対象として、それぞれが担当する処理を順次行なう。
【０１２１】
こうすることで、ＯＢ画素信号のばらつき要素を抑制したり、極めて高輝度（超高輝度）の部分を所定レベルに抑制したり、帯状ノイズ１１ｆの水平方向のエッジ部分を帯域制限したり、あるいは帯状ノイズ１１ｆの信号レベルに応じて補正量を調整して、総合的により適切なレベルの補正信号を生成する。適切なレベルの補正信号を用いて補正処理を行なうことで、補正残しが生じることなく、また補正処理によって不自然な縞模様が生じる現象を緩和することができる。
【０１２２】
具体的には先ず、コアリング処理部２５８は、遮光された光電変換部（ＯＢ画素）の水平方向の電荷出力値ばらつきを抑えるコアリング処理を行なう。つまり、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５について、中央制御部９２により予め設定されたコアリングレベルＬcorr（図４（Ｃ）参照）に基づいてコアリング処理を行ない、コアリング処理信号Ｓ１６（図４（Ｄ）参照）を生成する。コアリングレベルＬcorrは、ＯＢラインの出力信号のばらつき部分を除去可能なレベルに設定する。
【０１２３】
ここで、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の水平方向の信号レベルを見た場合、垂直方向の複数ラインの遮光された光電変換部（ＯＢラインの画素）の水平方向の信号出力値にばらつきがあると、スミアが発生していない場所で誤補正する場合がある。結果としては、補正残しの状態となる。
【０１２４】
そこで、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５から設定したコアリングレベルＬcorrより下の信号レベルを無効化する、具体的にはゼロに信号レベルを置き換え、このコアリングレベルＬcorrより下の信号レベルが無効化されたコアリング処理信号Ｓ１６を使用して補正処理を行なうようにする。これにより、ＯＢラインの出力信号ばらつきの影響を受けることがないようにすることができ、スミア現象やブルーミング現象の発生していない場所で誤補正する虞れを防止することができる。
【０１２５】
クリップ処理部２６０は、高輝度に張り付いてしまっている帯状ノイズ１１ｆの信号レベルを一定レベルに制限する。つまり、コアリング処理部２５８から出力されたコアリング処理信号Ｓ１６から、中央制御部９２により予め設定されたクリップレベルＬclip（図４（Ｄ）参照）に基づいてクリップ処理を行なうことで、クリップ処理信号Ｓ１７（図４（Ｅ）参照）を生成する。クリップレベルＬclipは、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを過度に補正してしまうことを防止可能なレベルに設定する。
【０１２６】
ここで、クリップ処理部２６０におけるクリップ処理とは、スミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分は後段でのＬＰＦ（Low Pass Filter ；ローパスフィルタ）処理で適正な処理をするため、コアリング処理信号Ｓ１６から設定されたクリップレベルＬclipより上の信号レベルを無効化する、具体的にはクリップレベルＬclipの信号に置き換える処理である。
【０１２７】
これは、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を前段処理部２４７にて抽出した後に、有効画素信号から取り除く処理を行なうと、抽出されるノイズ成分が過度に大きくなり、高輝度発生源１１ｅの上下の帯状ノイズ１１ｆが取り除かれるだけでなく、帯状部分が過度に低レベルになってしまう過度な補正現象が生じてしまう。
【０１２８】
そこで、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆに関しては、コアリング処理信号Ｓ１６が一定レベル（クリップレベルＬclip）以上になると抽出するノイズ成分を抑制する、すなわちクリップレベルＬclip以上のノイズ成分はクリップレベルＬclipに固定することで、過度な補正がなされることを防止する。これにより、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の上下（帯状部分）を、過度に低レベルにすることなく、帯状ノイズ１１ｆを適切に取り除くことができるようになる。
【０１２９】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理部２６２は、帯状ノイズ１１ｆにおける高周波成分を除去するすなわち、帯状ノイズ１１ｆのエッジ成分を滑らかにする帯域制限処理を行なう。つまり、クリップ処理部２６０から出力されたクリップ処理信号Ｓ１７から高周波成分を除去するため、予め設定されたＬＰＦ（ローパスフィルタ）の特性に従い帯域制限の処理を行なって、ローパス処理信号Ｓ１８を生成する。
【０１３０】
これにより、画素列別平均値検出部２５４においてＯＢラインでの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分（画素列別平均値信号Ｓ１４）と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれ（たとえば信号処理による遅延などによる）が存在しても、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう現象を緩和することができる。
【０１３１】
補正量調整部２６４は、帯状ノイズ１１ｆの信号レベルに応じて補正量を可変する。すなわち、ローパスフィルタ処理部２６２から出力されたローパス処理信号Ｓ１８をそのまま帯状ノイズ補正信号Ｓ１９にするのではなく、過補正を回避するため、予め設定されるサプレス処理開始レベルＬspstおよびサプレス処理終了レベルＬspedと、前段処理部２４７により抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の大きさとを比較して、予め設定される妥協係数Ｋcompの大きさを調整する妥協係数調整処理を行なう。
【０１３２】
この補正量調整部２６４における妥協係数調整処理の動作としては、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstまでは、予め設定された妥協係数Ｋcompをローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越え、かつサプレス処理終了レベルＬspedの間は、信号レベルに応じて妥協係数Ｋcompを減少させる。また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬspedを越えると、妥協係数Ｋcompをゼロに固定し、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９をゼロにする。
【０１３３】
なお、ここで言う妥協係数Ｋcompとは、予め設定している係数で、最大値は１．０であるものとする。また、サプレス処理開始レベルＬspstとは、予め設定している設定値で画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルにより妥協係数Ｋcompを減少させる開始点である。また、サプレス処理終了レベルＬspedとは、予め設定している設定値で画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルにより妥協係数Ｋcompを減少させる終了点である。この終了点では調整後の妥協係数がゼロとなり、それ以降もゼロとなるようにするのが好ましい。これらについては、後述する図９も参照するとよい。
【０１３４】
このような処理によって、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９のレベルを低減することで補正の効果を緩和でき、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止することができる。高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度部における帯状ノイズ発生部分での不自然な縞模様を低減し、過補正が起こらないようにすることができる。たとえば、妥協係数Ｋcompを０．５〜０．６というように１．０よりも低く設定すれば、ローパス処理信号Ｓ１８の全てのレベルについて、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止することができる。
【０１３５】
また、サプレス処理終了レベルＬsped以上では妥協係数をゼロにすることで、超高輝度の帯状ノイズ１１ｆに対する補正処理を停止することもできる。超高輝度の帯状ノイズ１１ｆは、概ね白レベルとして視認されるが、補正を加えることでその帯状部分が過度に低レベルになってしまう現象（過度な補正）が見られるよりは、元々の白レベルとして視認させておいた方が画質としては好ましいと考えられる。この点では、超高輝度の帯状ノイズ１１ｆに対する補正処理を停止することは、帯状ノイズに対する補正処理についての全体のバランスを考えると、有効な手法である。
【０１３６】
また、サプレス処理開始レベルＬspstからサプレス処理終了レベルＬspedの間で漸次妥協係数Ｋcompの大きさを低減するようにすれば、高輝度の帯状ノイズ１１ｆやその境界部分における過度な補正を防止できる。また、補正の効果が漸次低減するように妥協係数を変化させることで、高輝度〜超高輝度の間で補正の効果の現れ方が急激に変化することを防止できる。
【０１３７】
＜コアリング処理部の構成例＞
図５は、補正信号検知部２４４におけるコアリング処理部２５８の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、コアリング処理部２５８は、非反転入力端子（＋）に入力されるコアリングレベルＬcorrと反転入力端子（−）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルを比較する比較器３０２と、一方の入力端子（Ｈ側）に入力される０レベルと他方の入力端子（Ｌ側）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３０４とを備えている。コアリングレベルＬcorrとしては、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５における水平方向の信号出力値のばらつきを除去可能な程度とする。
【０１３８】
比較器３０２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５が、予め設定されたコアリングレベルＬcorrより小さいときには出力をＨレベルにし、大きいときには出力をＬレベルにする。この比較器３０２の出力信号が切替制御信号ＣＮ１６として選択スイッチ３０４の制御端子に入力される。
【０１３９】
このような構成により、コアリング処理部２５８は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５が、予め設定されたコアリングレベルＬcorrより小さい部分を無効化（ゼロレベル）して、コアリングレベルＬcorrより大きい信号部分のみをそのまま出力することでコアリング処理信号Ｓ１６（図４（Ｄ）参照）を生成するというコアリング処理を行なう。
【０１４０】
このように、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５に対して、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５における水平方向の信号出力値のばらつきを除去可能な程度のコアリングレベルＬcorrを設定してコアリング処理を行なうことで、スミアが発生していない場所で誤補正する虞れを防止することができるようになる。
【０１４１】
＜クリップ処理部の構成例＞
図６は、補正信号検知部２４４におけるクリップ処理部２６０の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、コアリング処理部２５８は、反転入力端子（−）に入力されるクリップレベルＬclipと非反転入力端子（＋）に入力されるコアリング処理信号Ｓ１６のレベルを比較する比較器３１２と、一方の入力端子（Ｈ側）に入力されるクリップレベルＬclipと他方の入力端子（Ｌ側）に入力されるコアリング処理信号Ｓ１６の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３１４とを備えている。クリップレベルＬclipとしては、コアリング処理信号Ｓ１６におけるスミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分を一定レベルに制限可能なレベルにする。
【０１４２】
比較器３１２は、コアリング処理信号Ｓ１６が、予め設定されたクリップレベルＬclipより大きいときには出力をＨレベルにし、小さいときには出力をＬレベルにする。この比較器３１２の出力信号が切替制御信号ＣＮ１７として選択スイッチ３１４の制御端子に入力される。
【０１４３】
このような構成により、クリップ処理部２６０は、コアリング処理信号Ｓ１６が、予め設定されたクリップレベルＬclipより大きい部分を無効化、具体的にはクリップレベルＬclipに固定して、クリップレベルＬclipより小さい信号部分のみをそのまま出力することで、クリップ処理信号Ｓ１７（図４（Ｅ）参照）を生成するというクリップ処理を行なう。
【０１４４】
このように、コアリング処理信号Ｓ１６に対して、コアリング処理信号Ｓ１６におけるスミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分を制限可能な程度のクリップレベルＬclipを設定してクリップ処理を行ない後段のローパスフィルタ処理部２６２に渡すことで、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の上下（帯状部分）を、過度に低レベルにすることなく、帯状ノイズ１１ｆを適切に取り除くことができる。
【０１４５】
＜ローパスフィルタ処理部の作用例＞
図７は、補正信号検知部２４４におけるローパスフィルタ処理部２６２の動作例を説明する図である。ローパスフィルタ処理では、クリップ処理信号Ｓ１７から高周波成分を除去するため、処理したい画素（注目画素）に隣接する複数画素を用いて平均化フィルタ処理を行なう。このとき、たとえば、周辺画素の係数と中央画素（注目画素）の係数を全て同じにすれば、単純な平滑化フィルタ処理がなされたローパス処理信号Ｓ１８を生成することができる。また、周辺画素の係数よりも中央画素（注目画素）の係数を大きくすれば、注目画素を強調する重付けフィルタ処理がなされたローパス処理信号Ｓ１８を生成することができる。
【０１４６】
たとえば、図７に示すように、水平アドレスにおける任意位置ｘを注目画素として両隣の画素との間でフィルタ係数を｛１、２、１｝に設定してローパスフィルタ処理を行なう場合、３つの画素の画素データをそれぞれ（Ａx-1），Ａx，（Ａx+1）とすると、任意位置ｘのローパス処理信号Ｓ１８であるＹｘは、式（１）で示される。
【０１４７】
【数１】
【０１４８】
これにより、画素列別平均値検出部２５４により抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分（画素列別平均値信号Ｓ１４）と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれが存在しても、境界部分でやんわりと補正処理を加えることができるので、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう現象を緩和することができる。
【０１４９】
また、クリップ処理部２６０において、コアリング処理信号Ｓ１６がクリップレベルＬclipより大きい部分を予めクリップレベルＬclipに固定しておいているので、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の周辺画素に対して、過度に補正がなされてしまう虞れを低減できる。
【０１５０】
＜妥協係数調整処理部の構成例＞
図８は、補正信号検知部２４４における補正量調整部２６４の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、補正量調整部２６４は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベル並びにサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとに基づいて妥協係数Ｋcompを調整して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する妥協係数調整部３２２と、反転入力端子（−）に入力されるサプレス処理開始レベルＬspstと非反転入力端子（＋）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルを比較する比較器３２４とを備えている。
【０１５１】
また補正量調整部２６４は、一方の入力端子（Ｌ側）に入力される妥協係数Ｋcompと他方の入力端子（Ｈ側）に入力される妥協係数調整部３２２からの調整済み妥協係数Ｋadj の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３２６と、選択スイッチ３２６から出力された適正な妥協係数Ｋｏに基づき、ローパス処理信号Ｓ１８を補正して帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する乗算処理機能を持つ縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８とを備えている。
【０１５２】
妥協係数調整部３２２は、前段処理部２４７の背景信号抑制処理部２５６からの画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、その画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１５３】
具体的には、妥協係数調整部３２２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越えサプレス処理終了レベルＬspedの間は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルに応じて、妥協係数を概ね線形的に漸次減少させる。このとき、サプレス処理終了レベルＬspedのときに妥協係数がゼロとなるようにするのがよい。
【０１５４】
また、妥協係数調整部３２２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬspedを越える場合には、妥協係数をゼロに固定する。なお、このような線形性を持ちつつ漸次変化させることに限らず、たとえばサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で２次関数などの高次関数に従って連続的かつ曲線状に漸次減少させてもよい。
【０１５５】
比較器３２４は、妥協係数サプレス処理開始位置判定部の機能を持ち、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst以下の場合は出力をＬレベルにし、大きいときには出力をＨレベルにする。この比較器３２４の出力信号が切替制御信号ＣＮ１９として選択スイッチ３２６の制御端子に入力される。
【０１５６】
選択スイッチ３２６は、比較器３２４からの切替制御信号ＣＮ１９がＬレベルのときには入力端子（Ｌ側）に入力される妥協係数Ｋcompをそのまま適正な妥協係数Ｋｏとして縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８に入力する一方、比較器３２４からの切替制御信号ＣＮ１９がＨレベルのときには入力端子（Ｈ側）に入力される妥協係数調整部３２２からの調整済み妥協係数Ｋadj を適正な妥協係数Ｋｏとして縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８に入力する。
【０１５７】
縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８は、ローパスフィルタ処理部２６２からのローパス処理信号Ｓ１８に対して選択スイッチ３２６の出力信号である妥協係数Ｋｏ、すなわち妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を乗算することにより帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。つまり、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する係数として、妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を選択して使用することで、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。
【０１５８】
このような構成により、補正量調整部２６４は、先ず、妥協係数サプレス処理開始位置判定部の機能をもつ比較器３２４での選択スイッチ３２６に対する切替制御信号ＣＮ１９の切替の基準を、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst以下の場合は妥協係数Ｋcompを選択し、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越えた場合に妥協係数Ｋcompに対するサプレス処理した調整済み妥協係数Ｋadj を選択するようにする。そして、縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８は、ローパス処理信号Ｓ１８に妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を乗算することにより帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を取得する。
【０１５９】
＜妥協係数サプレス処理の作用＞
図９は、妥協係数調整部３２２における作用を説明する妥協係数調整処理の概念図である。ローパスフィルタ処理部２６２から得られたローパス処理信号Ｓ１８に乗算される妥協係数は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst（Ａ点）以下の場合は設定された妥協係数Ｋcompを選択し、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。
【０１６０】
また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst（Ａ点）を越え、サプレス処理終了レベルＬsped（Ｂ点）の間の場合は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルに応じて妥協係数Ｋcompを漸次減少させ、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。さらに、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬsped（Ｂ点）を越えた場合は、妥協係数Ｋcompをゼロに固定する。
【０１６１】
妥協係数Ｋcompの信号レベルに対する減少幅は、図９に示すように、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedを結ぶライン（直線）に従うものとする。つまり、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で妥協係数Ｋcompを、線形性を持ちつつ、漸次変化させる。
【０１６２】
ただし、このような直線的な変化に限らず、たとえばサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で２次関数などの高次関数に従って連続的かつ曲線状に漸次減少させてもよい。つまり、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとを曲線で結んでもよい。
【０１６３】
また、この例では、妥協係数Ｋcompを０．５〜０．６というように１．０よりも低く設定して、ローパス処理信号Ｓ１８の全てのレベルについて、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止するようにしているが、妥協係数Ｋcompを１．０に設定し、サプレス処理開始レベルＬspst以下ではローパス処理信号Ｓ１８の信号レベルをそのまま帯状ノイズ補正信号Ｓ１９として使用するようにしてもよい。
【０１６４】
このようにして調整された調整済み妥協係数Ｋadj を用いてローパス処理信号Ｓ１８に対して補正を加えて帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成することで、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９のレベルを低減することができる。
【０１６５】
よって、この帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を用いて補正処理部２４６にて帯状ノイズ１１ｆに対して補正を加えることで、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止する（補正の効果を緩和する）ことができる。
【０１６６】
妥協係数Ｋcompを何れに設定しても、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で妥協係数を漸次減少させることで、高輝度の帯状ノイズ１１ｆやその境界部分における過度な補正を防止できるし、補正の効果が漸次低減するように妥協係数を変化させることで、高輝度〜超高輝度の間で補正の効果の現れ方が急激に変化することを防止できる。
【０１６７】
高輝度に張り付いていないスミア現象やブルーミング現象に起因した縦縞ノイズ成分に対しても良好な補正を実現することができる。従来の補正回路で出ていた、高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度の帯状ノイズ部分に発生していた不自然な縞模様をなくすことができる。
【０１６８】
このように、本実施形態の帯状ノイズ補正処理部２４０によれば、従来の補正処理の仕組みでは、補正残しや誤補正が発生し、高精度な帯状ノイズのキャンセルが実現できなかったのに対して、背景の偽信号成分である暗電流成分を抑制したり、ばらつき成分を抑制したり、抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化したり、抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したり、あるいは、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変するなど、これらを組み合わせることで、補正残しや過補正を解決し、適切な帯状ノイズキャンセルを実現することが可能となった。
【０１６９】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７０】
また、上記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１７１】
たとえば、上記実施形態では、補正量調整部２６４は、前段処理部２４７から出力された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を参照信号として、前段処理部２４７で抽出され、さらに後段処理部２４８のコアリング処理部２５８、クリップ処理部２６０、およびローパスフィルタ処理部２６２で順に、より適正なレベルの補正信号に調整されたローパス処理信号Ｓ１８（高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応する調整済みノイズ成分の一例）に対して補正を加えていた。さらに、撮像デバイスの有効画像領域から出力された画素信号Ｓ１０に含まれる、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号として帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成していた。しかしながら、妥協係数調整部３２２で参照する信号は必ずしも、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５に限らない。
【０１７２】
一例としては、妥協係数調整部３２２で参照する信号は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の代わりに、画素列別平均値検出部２５４により抽出された暗電流成分を含む画素列別平均値信号Ｓ１４そのものを用いてもよいし、あるいは、ＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０を用いてもよい。
【０１７３】
ここで、画素列別平均値検出部２５４により抽出された暗電流成分を含む画素列別平均値信号Ｓ１４を用いる場合には、画素列別平均値信号Ｓ１４がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、画素列別平均値信号Ｓ１４のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１７４】
ＣＣＤ固体撮像素子１１から出力される画素信号Ｓ１０を用いる場合は、ＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、画素信号Ｓ１０のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１７５】
妥協係数調整部３２２で参照する信号に画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合には、高輝度の被写体に起因しない背景の偽信号である暗電流成分の影響を受けることがなく、本来の帯状ノイズ１１ｆのレベルに応じ、帯状ノイズの補正処理における補正量を適切に調整できるという利点が得られる。
【０１７６】
また、妥協係数調整部３２２で参照する信号に画素列別平均値信号Ｓ１４を用いた場合は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合に比べて暗電流成分の影響を受けるものの、暗電流成分は、調整済み妥協係数Ｋadj を参照信号レベルに応じ可変する領域の信号レベルではなく、妥協係数Ｋadjの係数固定領域のため、その影響は少ないと考えてよい。
【０１７７】
また、妥協係数調整部３２２で参照する信号にＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０（撮像デバイスからの撮像信号そのもの）を用いる場合には、列ごとではなく、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadj を生成することが出来る利点が得られる。
【０１７８】
一方、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadj を生成することになり、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadjが変化し、画素毎の偽信号を抑制する補正回路において、ノイズ成分の過補正が発生する可能性がある。しかしながら、偽信号が発生していない領域では、偽信号成分がないので帯状ノイズ補正信号S１９は発生しない。
【０１７９】
このため、偽信号を抑制する補正回路に関しては、影響しない。偽信号が発生している領域では、画素別平均値信号Ｓ１４や画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合に比べて同じ動作をするので、画素別平均値信号Ｓ１４や画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合と同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明に係る撮像装置（カメラシステム）の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したデジタルスチルカメラにおける縦縞ノイズ補正処理機能に着目したブロック図である。
【図３】縦縞ノイズ補正処理部における補正量を検出するための補正成分検知部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図４】図３に示した補正成分検知部の一構成例における各機能部の出力信号波形の、水平アドレス方向についての一例を示した図である。
【図５】コアリング処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図６】クリップ処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図７】ローパスフィルタ処理部の動作例を説明する図である。
【図８】妥協係数調整処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図９】妥協係数調整部における作用を説明する妥協係数調整処理の概念図である。
【図１０】スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号の概要を説明する図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１…デジタルスチルカメラ（撮像装置）、２…固体撮像装置、３…カメラモジュール、３ａ…撮像装置モジュール、４…本体ユニット、５…光学系、６…信号処理系、７…記録系、８…表示系、９…制御系、１０…固体撮像素子、１１…ＣＣＤ固体撮像素子、１１ａ…画素部、１１ｂ…有効画素領域、１１ｃ…基準画素領域、１１ｄ…ダミー画素領域、１１ｅ…高輝度発生源、１１ｆ…帯状ノイズ、４０…タイミング信号発生器、４２…ドライバ、４６…駆動電源、５０…撮像レンズ、５２…シャッタ、５４…集光レンズ、５６…絞り、６２…プリアンプ、６４…ＡＤ変換器、６６…画像信号処理部、７２…メモリ、７４…ＣＯＤＥＣ、８２…ＤＡ変換部、８４…ビデオモニタ、８６…ビデオエンコーダ、９２…中央制御部、９３…記憶部（メモリ）、９４…露出コントローラ、９６…駆動制御部、９８…操作部、９９…システムバス、２００…デジタルクランプ、２０２…原色分離・同時化処理部、２２０…信号処理部、２２２…ガンマ補正部、２２４…色差マトリクス、２４０…縦縞ノイズ補正処理部、２４２…ＯＢゲート部、２４４…補正成分検知部、２４６…差分処理部、２４７…前段処理部（ノイズ成分抽出部）、２４８…後段処理部（補正信号適正化部）、２５２…平均値検出部、２５４…画素列別平均値検出部、２５６…差分処理部、２５８…コアリング処理部、２６０…クリップ処理部、２６２…ローパスフィルタ処理部、２６４…妥協係数調整処理部、３０２…比較器、３０４…選択スイッチ、３１２…比較器、３１４…選択スイッチ、３２２…妥協係数調整部、３２４…比較器、３２６…選択スイッチ、３２８…乗算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像画像に現われるスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状のノイズ成分を補正する偽信号抑制処理方法および偽信号抑制処理回路並びにこの帯状のノイズ成分を補正する機能を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子（以下撮像デバイスともいう）で被写体の画像を撮像する場合に、高輝度の光が入射されると、スミア現象やブルーミング現象に起因した帯状のノイズ成分（偽信号）が発生し得ることが知られている。特に、固体撮像素子として、光電変換部（受光画素）の列を相互に分離し、それぞれの光電変換部ごとに転送シフトレジスタを並べたインターライン転送（ＩＬＴ：interline transfer）形式の構造を採っているＣＣＤエリアイメージセンサの場合に顕著に現われ得ることが知られている（たとえば非特許文献１，２参照）。
【０００３】
【非特許文献１】竹村裕夫、“ＣＣＤカメラ技術入門”、初版、コロナ社、１９９７年１２月１５日、ｐ．８０〜８３
【非特許文献２】竹村裕夫、“ＣＣＤカメラ技術”、初版、ラジオ技術杜、昭和６１年１１月３日、ｐ．５１〜５３
【０００４】
図１０は、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号の概要を説明する図である。撮像デバイスの受光側の面は、図示を割愛した光電変換部が行方向および列方向に（つまり２次元状に）多数配列されて画素部（撮像部）１１ａが構成される。ここで、画素部１１ａにおける有効画像領域（有効部）と、光学的黒を与える基準画素領域との関係は、一例として図示のようになっている。
【０００５】
すなわち、図１０（Ａ）に示すように、画素部１１ａは、画像を取り込む画素が配列された有効領域である有効画素領域（有効部）１１ｂの他に、光学的黒（ＯＢ：Optical Black)を与える基準画素領域１１ｃが有効画素領域１１ｂの周囲に配され、さらに、ダミー画素が配列されたダミー画素領域１１ｄが基準画素領域１１ｃの外側に設けられて構成される。
【０００６】
一例として、基準画素領域１１ｃとしては、垂直列方向の上下に数行（たとえば１〜１０行）分の光学的黒を与える基準画素が配列され、また、有効画素領域１１ｂを含む水平行における左右に数画素〜数１０画素（たとえば３〜４０画素）分の光学的黒を与える基準画素が配列される。またダミー画素領域１１ｄは、垂直列方向の上下の一方（図では上側）に数行（たとえば１〜１０行）分が設けられる。
【０００７】
光学的黒を与える基準画素は、その受光面側が、フォトダイオードなどからなる電荷生成部に光が入らないように、遮光される。なお、光学的黒を与える基準画素は、光学的に遮光したものに限らず、垂直シフトレジスタのみを配置するものや、垂直シフトレジスタの駆動により無信号部分を得る擬似的な構成のものも含むものとする。この基準画素からの画素信号は、先ず映像信号の黒基準に使われる。
【０００８】
ここで、ハイライトなどの高輝度被写体を撮像したとき、その高輝度の光を受光した光電変換部（高輝度発生源１１ｅという）を基点として、縦縞状のノイズ成分（以下帯状ノイズ１１ｆともいう）が視覚的に検知されるようになる。この帯状ノイズ１１ｆの発生要因は、一般にブルーミング現象とスミア現象とに区別される。
【０００９】
ブルーミング現象は、電荷生成部（光電変換部）の光電変換素子に強い光が入射すると、蓄積できる最大電荷量以上の電荷が生成されることで、画素が飽和して、その電荷が光電変換素子（高輝度発生源１１ｅ）から溢れ出し、この溢れた電荷が隣接画素や信号線あるいは垂直転送ＣＣＤなどの周辺部に漏れ込む現象である。
【００１０】
ブルーミング現象が生じると、撮像画像に白い帯状または白い円状パターンが観察され、画質が劣化する。すなわち、光電変換素子に飽和光量以上の強い光が入射すると信号電荷が溢れ、周囲の画素に余剰電荷が入り込み、光の当たらない部分までが明るく膨らむ現象がブルーミング現象であり、隣接する光電変換素子に余剰電荷が入り込むと、ちょうど花が咲いたように局囲に白い部分が円弧状に広がるノイズとして現われ、またＣＣＤ垂直転送部（垂直転送レジスタ）に漏れ込むと垂直方向に広がって垂直の縞（帯状ノイズ１１ｆ）となって画質を損なうことになる。
【００１１】
一方、スミア現象は、信号線やＣＣＤへの光の混入や、半導体基板内部で発生した信号電荷が拡散により広がり、隣接画素や転送部に混入するために発生する現象である。特に、光の漏れ込みにより、高輝度発生源１１ｅであるスミア発生源の上下方向すなわち垂直方向に縞状の明るい帯（帯状ノイズ１１ｆ；特にスミア帯）が発生し、信号電荷を垂直転送部を通して読み出すことに起因して生じるものである。
【００１２】
すなわち、垂直転送部は極力完全に遮光が行なわれ、入射光の影響がないように設計されるが、１００％完全に遮光するということは難しく、たとえば境界部分での遮光の不完全、多重反射による側面からの光の混入、あるいは遮光膜の不完全などの要因によって、僅かな光の混入は避けられない構造になっている。このため、強いスポット光が有効画素領域１１ｂに照射されることで、本来遮光されているはずの垂直転送レジスタに光が漏れ込み、垂直転送レジスタで直接に電荷が生じてしまう。
【００１３】
スミア現象は、基本的には光の強さに無関係に一定の割合で発生するものであり、量が少ないときは目視されないが、強い光が入った場合には、その白点（高輝度発生源１１ｅ）が上下に縞状に伸びて現われて、帯状ノイズ１１ｆとなって視認されるようになる。
【００１４】
たとえば、インターライン転送形式の構造を採っているＣＣＤエリアイメージセンサの場合には、高輝度発生源１１ｅから溢れた電荷が垂直転送レジスタに漏れ込んだ電荷や垂直転送レジスタで発生した電荷によって、その高輝度の光（高輝度発生源１１ｅ）を反映した画像の上方および下方に白い帯状の領域を生じて、垂直方向に輝度の高いスジとなって見える現象となる。
【００１５】
すなわち、遮光された光電変換素子部（ＯＢ画素）である基準画素領域１１ｃの画素信号は入射光が無いため光に対する電荷は発生しないので、この部分に現れる画素信号はノイズである。垂直転送レジスタに溢れた電荷は、垂直方向の画素信号にも漏れ込むため、遮光された基準画素領域１１ｃ（光電変換素子部；ＯＢ画素）の画素信号にも漏れ込む。
【００１６】
要するに、スミア現象の生ずる原因は、被写体が電荷生成部や当該電荷生成部で生成された信号電荷を保持する電荷蓄積部で対処（保持・蓄積）可能な量を超えるほどに高輝度であるため、有効画素領域１１ｂの電荷生成部や電荷蓄積部だけではなく、垂直シフトレジスタ内にも信号電荷とは異なる不要な電荷（不正電荷）を生じ、この不正電荷が電荷生成部からの信号電荷に合成されて画素信号として転送されることにある。
【００１７】
このため、図１０（Ｂ）に示すように、画素部１１ａの有効画素領域１１ｂに対応する撮像範囲の中に高輝度被写体である高輝度発生源１１ｅが存在する場合に、これをＣＣＤ固体撮像素子１０で撮像すると、その結果は、図１０（Ａ）に示すように、高輝度発生源１１ｅの上方および下方に、帯状ノイズ１１ｆが生じてしまう。
【００１８】
このような高輝度の光が入射されたときに発生する、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号である帯状ノイズ１１ｆを軽減もしくは除去（以下纏めて抑制ともいう）するため、従来の撮像装置では、固体撮像素子の有効画素領域１１ｂから読み出される有効な画素信号から所定の手法によって抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ信号成分を取り除くような補正処理を行なう補正回路を設ける仕組みを採ることがある（たとえば特許文献１参照）。
【００１９】
【特許文献１】特開平６−２６８９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献１に記載の補正方法においては、基準画素領域１１ｃのＯＢ画素を含むライン（ＯＢライン）の出力を利用してノイズ信号成分を抽出しており、この抽出したノイズ信号成分を有効な画素信号から取り除く処理を単純に行なうと、縦縞ノイズが抑制されるものの、過度な補正を行なってしまい、映像信号が高輝度に張り付いてしまっている画素信号の発生部分や境界部分に不自然な縞模様が視認される現象が発生するということが分かった。あるいは、他のノイズ成分が発生してしまい、結果としては補正しきれない、補正残しの状態が生じてしまうことが分かった。過度な補正とならないようにした場合にも、同様に、補正残しの状態が生じてしまう。
【００２１】
たとえば、ＯＢラインの出力を利用して抽出したノイズ信号成分には、スミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わす成分の他に暗電流成分も含まれるし、信号出力値にばらつきがあり、このスミア現象やブルーミング現象に関係しない暗電流成分やばらつき成分を帯状ノイズ１１ｆの一部であるとして有効画素信号から差し引くと、適切な補正ができない。たとえば過度・不適切な補正になる、あるいはスミア現象やブルーミング現象の発生していない場所で誤補正する場合がある。
【００２２】
また、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を抽出して有効画素信号から取り除く処理を行なうと、抽出されるノイズ成分が過度に大きくなり、高輝度発生源１１ｅの上下（帯状部分）の帯状ノイズ１１ｆが取り除かれるだけでなく、帯状部分が過度に低レベルになってしまう現象（過度な補正）が見られる。つまり、スミア現象やブルーミング現象による帯状ノイズ１１ｆが発生する部分に不自然な縞模様が出てしまう現象が発生する。
【００２３】
また、帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、ＯＢラインでの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれに起因して、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう。つまり、スミア現象やブルーミング現象による帯状ノイズ１１ｆが発生する境界付近に不自然な縞模様（筋状のノイズ）が出てしまう現象が発生する。
【００２４】
また、スミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆの信号レベルは、比較的高輝度の高輝度発生源１１ｅの場合には高レベルの縦筋（白筋）で現われるが、比較的低い輝度の高輝度発生源１１ｅの場合には中レベルの縦筋で現われる。中レベルの縦筋の帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、比較的適切にその中レベルの帯状ノイズ１１ｆを除去できるが、高レベルの縦筋の帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を有効画素信号から取り除くと、前述の超高輝度の部分と同様に、過補正になることがある。つまり、映像信号が高輝度に張り付いてしまっている画素信号の部分、すなわちスミア現象やブルーミング現象による高レベルの帯状ノイズ１１ｆが発生する部分に不自然な縞模様が出てしまう現象が発生する。
【００２５】
このように、従来の補正処理の仕組みでは、補正残しや誤補正が発生し、高精度な帯状ノイズのキャンセルが実現できなかった。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、スミア現象やブルーミング現象によって生じる偽信号（帯状ノイズ１１ｆ）を抑制する補正処理を行なっても、不自然な縞模様が生じる現象あるいは補正残しを緩和することができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係る偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を求め、この求めた適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうようにした。
【００２８】
具体的には、本発明に係る第１の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求め、このばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００２９】
また、本発明に係る第２の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化（クリップ処理）した適正なノイズ成分を求め、この所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３０】
また、本発明に係る第３の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をした適正なノイズ成分を求め、この帯域制限処理をした適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３１】
また、本発明に係る第４の偽信号抑制処理方法では、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を調整することで、補正量を調整することとする。つまり、帯状ノイズに対する補正レベルを、帯状ノイズの信号レベルに応じて可変する。そして、この補正量が調整された補正信号を使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３２】
また、本発明に係る第５の偽信号抑制処理方法では、前述の第１〜第４の手法を順次適用するようにした。すなわち、高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、抽出されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理を行ない（第１の偽信号抑制処理方法の処理）、コアリング処理にてばらつき成分を抑制したノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分を求め（第２の偽信号抑制処理方法の処理）る。
【００３３】
さらに、所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をしたノイズ成分を求め（第３の偽信号抑制処理方法の処理）、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、抽出されたノイズ成分もしくは帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を調整することで、補正量を調整することとする（第４の偽信号抑制処理方法の処理）。
【００３４】
そして、最後に、この補正量が調整された補正信号を使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なうこととした。
【００３５】
なお、第５の偽信号抑制処理方法においては、コアリング処理に先立って、抽出されたノイズ成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出し、ノイズ成分と背景の偽信号成分とに基づいて、ノイズ成分から背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める。なお、このような処理は、第５の偽信号抑制処理方法に適用するだけでなく、第１〜第４の偽信号抑制処理方法にも適用できる。
【００３６】
この後に、コアリング処理においては、背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を処理対象として、この背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるようにするのがよい。第１〜第４の偽信号抑制処理方法に適用する場合、コアリング処理に代わるそれぞれの処理（たとえばクリップ処理や帯域制限処理など）においては、背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を処理対象とすればよい。
【００３７】
本発明に係る偽信号抑制処理回路や撮像装置は、上記本発明に係る偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、補正信号適正化処理部が求めた適正なノイズ成分を補正信号として使用して、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部とを備えるものとした。
【００３８】
具体的には、本発明に係る第１の偽信号抑制処理回路や第１の撮像装置は、上記本発明に係る第１〜第４の何れかの偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に撮像デバイスから出力される撮像信号に含まれる、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応するノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部を先ず備える構成とした。
【００３９】
また、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第２のノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第３のノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはこのノイズ成分に対応する第４のノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部、および、撮像デバイスで取得される撮像信号もしくはノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分の大きさに基づいて、ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分もしくはノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号に含まれる高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号の補正量を調整する補正量調整部（それぞれの機能部は補正信号適正化処理部の一例である）のうちの少なくとも１つの機能部を備えるようにした。
【００４０】
さらに、これら少なくとも１つの機能部から出力される信号を補正信号として用いて、撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部を備える構成とした。
【００４１】
ここで、前述の補正信号適正化処理部の一例である各機能部のうちの任意の組合せによる何れか複数の機能部を備えた構成とする場合においては、ノイズ成分抽出部の後段に、コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部、の順となるように各機能部を設ける。そして、後段の機能部は、前段の機能部から出力された処理済みのノイズ信号を対象として、それぞれが担当する処理を行なうようにする。
【００４２】
本発明に係る第２の偽信号抑制処理回路や第２の撮像装置は、上記本発明に係る第１〜第４の全ての偽信号抑制処理方法、すなわち上記本発明に係る第５の偽信号抑制処理方法を実施するのに好適な装置（偽信号抑制処理回路および撮像装置）であって、前述の補正信号適正化処理部の一例である各機能部を全て備える構成とした。その配置順は、ノイズ成分抽出部の後段に、コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部、の順となるように各機能部を設ける。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、この抽出されたノイズ成分に対して、たとえば、ばらつき成分を抑制する（第１の偽信号抑制処理）、抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化する（第２の偽信号抑制処理）、抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する（第３の偽信号抑制処理）、あるいは、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変するなどして、より適切な補正信号を求め、このより適切な補正信号を用いて補正処理を行なうようにした。
【００４４】
これにより、スミア現象やブルーミング現象によって生じる偽信号（帯状ノイズ）を抑制する補正処理を行なっても、過度な補正や誤補正を防止できるようになり、高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度の帯状ノイズ部分での不自然な縞模様が生じる現象を緩和することができる。また、高輝度に張り付いていない帯状ノイズに対しても、良好な補正を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００４６】
＜デジタルスチルカメラの全体構成；ＣＣＤタイプ＞
図１は、本発明に係る撮像装置（カメラシステム）の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の撮像装置は、固体撮像素子１０の一例であるたとえばインターライン転送（ＩＴ）方式で全画素読出しが可能なＣＣＤ固体撮像素子１１、被写体Ｚの光学像を取り込む撮像レンズ５０、およびＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動する駆動制御部９６を有するカメラモジュール３と、カメラモジュール３により得られる撮像信号に基づいて映像信号を生成しモニタ出力したり所定の記憶メディアに画像を格納したりする本体ユニット４とを備えてなるデジタルスチルカメラ１として構成されている。なお、カメラモジュール３と本体ユニット４とを一体化した形態での撮像装置モジュールとして構成するようにしてもよい。
【００４７】
なお、このデジタルスチルカメラ１は、具体的には、フレーム読出方式を用いた静止画撮像動作時にカラー画像を撮像し得るカメラとして適用されるようになっている。また、フレーム読出方式としては、ＣＣＤ固体撮像素子１１と組み合わせることで、一般的な２フィールド読出方式に限らず、３フィールド、４フィールド、あるいは５フィールド、さらにはそれ以上など様々フィールド数の態様の読出方式を適用可能に構成されている。また、静止画撮像モードに限らず、間引き読みを利用して３０フレーム／秒に近いフレームレート（たとえば１０フレーム以上／秒）での動画撮影モードも用意されている。
【００４８】
カメラモジュール３内の駆動制御部９６には、ＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するための各種のパルス信号を生成するタイミング信号生成部４０と、このタイミング信号生成部４０からのパルス信号を受けて、ＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバ（駆動部）４２と、ＣＣＤ固体撮像素子１１やドライバ４２などに電源供給する駆動電源４６が設けられている。
【００４９】
カメラモジュール３内の固体撮像素子１０（本例ではＣＣＤ固体撮像素子１１）と駆動制御部９６とにより固体撮像装置２が構成される。固体撮像装置２は、ＣＣＤ固体撮像素子１１と駆動制御部９６とが、１枚の回路基板上に配されたもの、あるいは１つの半導体基板上に形成されたものとして提供されるものであるのがよい。
【００５０】
ＣＣＤ固体撮像素子１１は、その構成例については図示を割愛するが、たとえば、半導体基板上に、画素（ユニットセル）に対応して受光素子の一例であるフォトダイオードなどからなるセンサ部（感光部；フォトセル）が多数、水平（行）方向および垂直（列）方向において２次元マトリクス状に配列されている。これらセンサ部は、受光面から入射した入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。
【００５１】
センサ部は、カラー画像撮像用途として、光が入射されるフォトダイオードなどの受光面には、複数色の色フィルタの組合せからなる色分解フィルタの何れかの色フィルタが設けられる。一例としては、いわゆるベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列の基本形のカラーフィルタを用いて、正方格子状に配されたセンサ部（単位画素）が赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色カラーフィルタ（原色フィルタ）に対応するように配される。あるいは、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロ（Ｙ），緑（Ｇ）の４色を組み合わせた補色フィルタ構成のものとしてもよい。
【００５２】
信号処理として、原色信号処理を行なう構成のものとする場合、原色フィルタとすれば、ＣＣＤ固体撮像素子１１にて得られる撮像信号（複数色の画素信号の組合せ）から、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の原色信号を分離する原色分離部を割愛することができる。
【００５３】
またＣＣＤ固体撮像素子１１は、センサ部の垂直列ごとに６相もしくは８相駆動に対応する複数本の垂直転送電極が設けられる垂直ＣＣＤ（Ｖレジスタ部、垂直転送部）が配列される。垂直ＣＣＤの転送方向は図中縦方向であり、この方向に垂直ＣＣＤ１３が複数本並べられて設けられる。さらに、これら垂直ＣＣＤと各センサ部との間には読出ゲート（ＲＯＧ）が介在し、また各ユニットセルの境界部分にはチャネルストップが設けられる。これらセンサ部の垂直列ごとに設けられ、各センサ部から読出ゲート部によって読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直ＣＣＤによって撮像エリアが構成される。
【００５４】
センサ部に蓄積された信号電荷は、読出ゲート部に読出パルスＸＳＧに対応するドライブパルスが印加されることにより垂直ＣＣＤに読み出される。垂直ＣＣＤは、６相（あるいは８相）の垂直転送クロックＶ１〜Ｖ６（あるいはＶ８）に基づくドライブパルスφＶ１〜φＶ６（φＶ８）よって転送駆動され、読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて１走査線（１ライン）に相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。この１ラインずつの垂直転送を、特にラインシフトという。
【００５５】
また、ＣＣＤ固体撮像素子１１には、複数本の垂直ＣＣＤの各転送先側端部すなわち、最後の行の垂直ＣＣＤに隣接して、所定（たとえば左右）方向に延在する水平ＣＣＤ（Ｈレジスタ部、水平転送部）が１ライン分設けられる。この水平ＣＣＤは、たとえば２相の水平転送クロックＨ１，Ｈ２に基づくドライブパルスφＨ１，φＨ２によって転送駆動され、複数本の垂直ＣＣＤから移された１ライン分の信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間において順次水平方向に転送する。このため２相駆動に対応する複数本（２本）の水平転送電極が設けられる。
【００５６】
水平ＣＣＤの転送先の端部には、たとえばフローティング・ディフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）構成の電荷電圧変換部が設けられる。この電荷電圧変換部は、水平ＣＣＤによって水平転送されてきた信号電荷を順次電圧信号に変換して出力する。この電圧信号は、被写体からの光の入射量に応じたＣＣＤ出力（Ｖout ）として導出される。以上により、インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１１が構成される。
【００５７】
また、このデジタルスチルカメラ１の処理系統は、大別して、光学系５、信号処理系６、記録系７、表示系８、および制御系９から構成されている。なお、カメラモジュール３および本体ユニット４が、図示しない外装ケースに収容されて、実際の製品（完成品）が仕上がるのは言うまでもない。
【００５８】
光学系５は、シャッタ５２、被写体の光画像を集光するレンズ５４、および光画像の光量を調整する絞り５６を有する撮像レンズ５０と、集光された光画像を光電変換して電気信号に変換するＣＣＤ固体撮像素子１１とから構成されている。被写体Ｚからの光Ｌ１は、シャッタ５２およびレンズ５４を透過し、絞り５６により調整されて、適度な明るさでＣＣＤ固体撮像素子１１に入射する。このとき、レンズ５４は、被写体Ｚからの光Ｌ１からなる映像が、ＣＣＤ固体撮像素子１１上で結像されるように焦点位置を調整する。
【００５９】
信号処理系６は、ＣＣＤ固体撮像素子１１からのアナログ撮像信号を増幅する増幅アンプや、増幅された撮像信号をサンプリングすることによってノイズを低減させるＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）回路などを有するプリアンプ部６２、プリアンプ部６２が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部６４、Ａ／Ｄ変換部６４から入力されるデジタル信号に所定の画像処理を施すＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されたカメラ信号処理ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit；大規模集積回路）としての画像信号処理部６６から構成される。
【００６０】
画像信号処理部６６は、たとえば、補色の撮像データから、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の原色信号を分離・同時化する原色分離処理、原色の撮像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素データ）を同時化する同時化処理、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する縦縞ノイズ補正処理、ホワイトバランス（ＷＢ；White Balance ）調整を制御するＷＢ制御処理、階調度合いを調整するガンマ補正処理、あるいは輝度データ（Ｙ）や色データ（Ｃ）を生成するＹＣ信号生成処理などを行なう。またＣＣＤ固体撮像素子１１を駆動するタイミングパルスの基準を示す同期信号を生成する機能も持つ。なお、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する縦縞ノイズ補正処理に関わる本実施形態特有の構成部分については後で詳しく説明する。
【００６１】
このＤＳＰで構成される画像信号処理部６６は、各機能部分の全ての処理をそれぞれ専用のハードウェアによるデジタル処理回路で行なう構成とすることもできるし、これら機能部分の一部をソフトウェア処理で行なう構成とすることもできる。
【００６２】
ソフトウェアで所定の処理を行なう仕組みは、並列処理や連続処理に柔軟に対処し得るものの、処理が複雑になるに連れ、処理時間が長くなるため、処理速度の低下が問題となる。これに対して、ハードウェア処理回路で行なうことで、高速化を図ったアクセラレータシステムを構築することができるようになる。アクセラレータシステムは、処理が複雑であっても、処理速度の低下を防ぐことができ、高いスループットを得ることができる。
【００６３】
記録系７は、画像データを記憶するフラッシュメモリなどの装置に対して着脱可能なメモリ（記録媒体）７２と、画像信号処理部６６が処理した画像データを符号化（圧縮）してメモリ７２に記録し、また、読み出して復号（伸長）し画像信号処理部６６に供給するＣＯＤＥＣ（Compression/Decompression ）７４とから構成されている。
【００６４】
表示系８は、画像信号処理部６６が処理した画像信号をアナログ化するＤ／Ａ（Digital/Analog）変換部８２、入力されるビデオ信号に対応する画像を表示することによりファインダとして機能する液晶（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）などよりなるビデオモニタ８４、およびアナログ化された画像信号を後段のビデオモニタ８４に適合する形式のビデオ信号にエンコードするビデオエンコーダ８６から構成されている。なお、Ｄ／Ａ変換部８２とビデオエンコーダ８６との配置を逆にして、エンコード処理をデジタル処理で行なう構成とすることもできる。この場合、ビデオエンコーダ８６を画像信号処理部６６に取り込むこともできる。
【００６５】
制御系９は、先ずデジタルスチルカメラ１の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）などよりなる中央制御部９２と、読出専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９３ａ、随時書込みおよび読出しが可能であるともに揮発性の記憶部の一例であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３ｂ、不揮発性の記憶部の一例であるＲＡＭ（ＮＶＲＡＭと記述する）９３ｃ、白点位置情報や各種調整データなど装置個別のデータを格納する不揮発性の記憶部の一例であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）９３ｄを有する記憶部（メモリ部）９３とを備えている。なお、ＣＰＵなどからなる中央制御部９２やＥＥＰＲＯＭ９３ｄを除く記憶部９３の各種メモリはＤＳＰで構成された画像信号処理部６６に取り込むこともできる。
【００６６】
上記において“揮発性の記憶部”とは、デジタルスチルカメラ１の電源がオフされた場合には、記憶内容を消滅してしまう形態の記憶部を意味する。一方、“不揮発性の記憶部”とは、デジタルスチルカメラ１のメイン電源がオフされた場合でも、記憶内容を保持し続ける形態の記憶部を意味する。記憶内容を保持し続けることができるものであればよく、半導体製のメモリ素子自体が不揮発性を有するものに限らず、バックアップ電源を備えることで、揮発性のメモリ素子を“不揮発性”を呈するように構成するものであってもよい。なお、特殊用途として、半導体製のメモリ素子により構成することに限らず、外付けの駆動装置を利用することで、磁気ディスクや光ディスクなどの外部媒体を利用して構成してもよい。
【００６７】
このような電子計算機のように構成されるデジタルスチルカメラ１においては、一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、記録媒体（本例ではＲＯＭ９３ａ）からインストールされる。このソフトウェアの中には、コンピュータ上で稼働するＯＳ（オペレーティングシステム；基本ソフト）も含まれる。
【００６８】
なお、所定の処理を中央制御部９２に実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリカードなど、任意の可搬型の記憶媒体を通じて配布（取得や更新）されてもよいし、あるいは、サーバなどからインターネットなどのネットワークを経由してプログラムをダウンロードして取得したり、あるいは更新したりしてもよい。
【００６９】
中央制御部９２は、半導体メモリなどで構成された記憶部９３のＲＯＭ９３ａに記憶されている制御用プログラムを読み出し、読み出した制御用プログラム、あるいはユーザからのコマンドなどに基づいてデジタルスチルカメラ１の全体の動作や信号処理を制御する。ＣＰＵやメモリを利用してソフトウェア的にデジタルスチルカメラ１を構成する、すなわちパーソナルコンピュータなどのコンピュータ（電子計算機）の機能を利用してデジタルスチルカメラ１をソフトウェア的に機能させる構成が実現される。
【００７０】
このような構成において、中央制御部９２は、システムバス９９を介してシステム全体の制御を行なう。ＲＯＭ９３ａは、中央制御部９２の制御プログラムなど装置共通のデータを格納する。ＲＡＭ９３ｂは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などで構成され、プログラム制御変数や各種処理のためのデータなどを格納する。また、ＲＡＭ９３ｂは、固体撮像素子１０で読み取った画像データや、所定のアプリケーションプログラムによって編集した画像データやメモリ７２から読み取った画像データなどを一時的に格納する領域を含んでいる。
【００７１】
また制御系９は、画像信号処理部６６に送られた画像の明るさが適度な明るさを保つようにシャッタ５２や絞り５６を制御する露出コントローラ９４、ＣＣＤ固体撮像素子１１から画像信号処理部６６までの各機能部の動作タイミングを制御するタイミング信号生成部（タイミングジェネレータ；ＴＧ）４０を具備した駆動制御部９６、ユーザがシャッタタイミングやその他のコマンドを入力する操作部９８を有する。 中央制御部９２は、デジタルスチルカメラ１のシステムバス９９に接続された画像信号処理部６６、ＣＯＤＥＣ７４、メモリ７２、露出コントローラ９４、およびタイミング信号生成部４０を制御している。
【００７２】
このデジタルスチルカメラ１では、オートフォーカス（ＡＦ）、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）、自動露光（ＡＥ）などの自動制御装置を備えている。これらの制御は、ＣＣＤ固体撮像素子１１から得られる出力信号を使用して処理する。たとえば、露出コントローラ９４は、画像信号処理部６６に送られた画像の明るさが適度な明るさを保つようにその制御値が中央制御部９２により設定され、その制御値に従って絞り５６を制御する。具体的には、中央制御部９２が画像信号処理部６６に保持されている画像から適当な個数の輝度値のサンプルを獲得し、その平均値が予め定められた適当とされる輝度の範囲に収まるように絞り５６の制御値を設定する。
【００７３】
タイミング信号生成部４０は、中央制御部９２により制御され、ＣＣＤ固体撮像素子１１、プリアンプ部６２、Ａ／Ｄ変換部６４、および画像信号処理部６６の動作に必要とされるタイミングパルスを発生し、各部に供給する。操作部９８は、ユーザが、デジタルスチルカメラ１を動作させるとき操作される。
【００７４】
図示した例は、信号処理系６のプリアンプ部６２およびＡ／Ｄ変換部６４をカメラモジュール３に内蔵しているが、このような構成に限らず、プリアンプ部６２やＡ／Ｄ変換部６４を本体ユニット４内に設ける構成を採ることもできる。またＤ／Ａ変換部を画像信号処理部６６内に設ける構成を採ることもできる。
【００７５】
また、タイミング信号生成部４０をカメラモジュール３に内蔵しているが、このような構成に限らず、タイミング信号生成部４０を本体ユニット４内に設ける構成を採ることもできる。またタイミング信号生成部４０とドライバ４２とが別体のものとしているが、このような構成に限らず、両者を一体化させたもの（ドライバ内蔵のタイミングジェネレータ）としてもよい。こうすることで、よりコンパクトな（小型の）デジタルスチルカメラ１を構成できる。
【００７６】
また、タイミング信号生成部４０やドライバ４２は、それぞれ個別のディスクリート部材で回路構成されたものでもよいが、１つの半導体基板上に回路形成されたＩＣ（Integrated Circuit）として提供されるものであるのがよい。こうすることで、コンパクトにできるだけなく、部材の取扱いが容易になるし、両者を低コストで実現できる。また、デジタルスチルカメラ１の製造が容易になる。また、使用するＣＣＤ固体撮像素子１１との関わりの強い部分であるタイミング信号生成部４０やドライバ４２をＣＣＤ固体撮像素子１１と共通の基板に搭載することで一体化させる、あるいはカメラモジュール３内に搭載することで一体化させると、部材の取扱いや管理が簡易になる。また、これらがモジュールとして一体となっているので、デジタルスチルカメラ１（の完成品）の製造も容易になる。なお、カメラモジュール３は、ＣＣＤ固体撮像素子１１および光学系５からのみ構成されていても構わない。
【００７７】
このようなＣＣＤ固体撮像素子１１を備えたデジタルスチルカメラ１の一連の動作を概説すれば以下の通りである。先ず、タイミング信号生成部４０は、垂直転送用の転送クロックＶ１〜Ｖ６（Ｖ８）や読出パルスＸＳＧなどの種々のパルス信号を生成する。これらのパルス信号は、ドライバ４２により所定電圧レベルのドライブパルスに変換された後に、ＣＣＤ固体撮像素子１１の所定端子に入力される。
【００７８】
被写体Ｚを撮像する際に、撮像レンズ５０（シャッタ５２およびレンズ５４）を介してＣＣＤ固体撮像素子１１の受光面に結像された被写体Ｚの光学像は、フォトダイオードなどからなる各センサ部で光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。
【００７９】
センサ部の各々に蓄積された信号電荷は、タイミング信号生成部４０から発せられた読出パルスＸＳＧが読出ゲート部の転送チャネル端子電極に印加され、転送チャネル端子電極下のポテンシャルが深くなることにより、当該読出ゲート部を通して垂直ＣＣＤに読み出される。そして、６相（８相）の垂直ドライブパルスφＶ１〜φＶ６（φＶ８）に基づいて垂直ＣＣＤが駆動されることで、順次水平ＣＣＤへ転送される。
【００８０】
なお、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃出可能な構造のものとすれば、電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を実現できる。この場合、撮像レンズ５０のシャッタ５２を取り外すことができ、光学系５をコンパクトにすることができる。
【００８１】
水平ＣＣＤは、タイミング信号生成部４０から発せられドライバ４２により所定電圧レベルの変換された２相の水平ドライブパルスφＨ１，φＨ２に基づいて、複数本の垂直ＣＣＤの各々から垂直転送された１ラインに相当する信号電荷を順次電荷電圧変換部側に水平転送する。
【００８２】
電荷電圧変換部は、水平ＣＣＤから順に注入される信号電荷を図示しないフローティングディフュージョンに蓄積し、この蓄積した信号電荷を信号電圧に変換し、たとえば図示しないソースフォロア構成の出力回路を介して、タイミング信号生成部４０から発せられたリセットパルスＲＧの制御の元に撮像信号（ＣＣＤ出力信号）Ｖout として出力する。
【００８３】
すなわち上記ＣＣＤ固体撮像素子１１においては、センサ部を縦横に２次元状に配置してなる撮像エリアで検出した信号電荷を、各センサ部の垂直列に対応して設けられた垂直ＣＣＤにより水平ＣＣＤまで垂直転送し、この後、２相の水平転送パルスＨ１，Ｈ２に基づいて、信号電荷を水平ＣＣＤにより水平方向に転送するようにしている。そして、電荷電圧変換部にて水平ＣＣＤからの信号電荷に対応した電位に変換してから出力するという動作を繰り返す。
【００８４】
ＣＣＤ固体撮像素子１１から順次読み出された電圧信号、すなわち画素に対応するＲ，Ｇ，Ｂの各画素信号は、タイミング信号生成部４０からの各サンプルパルスなどに基づき、プリアンプ部６２にてＣＤＳ処理などが施され、Ａ／Ｄ変換部６４にてデジタルのＲ,Ｇ，Ｂの各画素データに変換された後、一旦、記憶部９３のＲＡＭ９３ｂに格納される。
【００８５】
ＲＡＭ９３ｂに格納されたＲ，Ｇ，Ｂの各画素データは、画像信号処理部６６にて、同時化処理やガンマ補正処理などが施された後、輝度データＹと色（クロマ）データＵ，Ｖ（あるいはＣｒ，Ｃｂ）（纏めてＹＣデータともいう）に変換され、記憶部９３のＲＡＭ９３ｂに一旦格納される。
【００８６】
表示系８では、ＲＡＭ９３ｂに格納したＹＣデータを読み出し、液晶などからなるビデオモニタ８４に出力することにより、スルー画像や撮影された静止画などを表示させることができる。
【００８７】
また、撮影後のＹＣデータは、圧縮／伸長機能を持つＣＯＤＥＣ７４によって、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などの所定のフォーマットに圧縮されたのち、メモリ７２などの記録媒体に記録される。さらに、再生モード時にはメモリ７２などに記録されている画像データがＣＯＤＥＣ７４によって伸長処理された後、ビデオモニタ８４に出力され、再生画像が表示される。
【００８８】
＜＜縦縞ノイズ補正処理機能＞＞
図２は、図１に示したデジタルスチルカメラ１における縦縞ノイズ補正処理機能に着目したブロック図である。
【００８９】
図示するように、画像処理部（ＤＳＰ）６６における信号処理機能として、固体撮像素子１０で取得されＡ／Ｄ変換部６４にてデジタル化された撮像データの黒基準をクランプするデジタルクランプ部２００、デジタルクランプ部２００にてクランプされた撮像データからＲ，Ｇ，Ｂの原色データを抽出するとともに同時化する原色分離・同時化処理部２０２を備えている。
【００９０】
また画像信号処理部６６は、原色データＲ，Ｇ，Ｂに対して、補間処理やその他の輝度信号処理や色信号処理を施して輝度データＹ（あるいは明度データＬ）や２つの色データＵ，Ｖに変換して出力する信号処理部２２０を備えている。信号処理部２２０にて生成された各データＹ，Ｕ，Ｖは、記録系７に送られて画像記録に供されたり、あるいは表示系８に送られて表示出力に供されたりする。
【００９１】
信号処理部２２０は、一例として、ガンマ補正部２２２および色差マトリクス部２２４を備えている。もちろん、この構成例は一例であって、これらの処理機能以外の構成要素も備える。
【００９２】
ガンマ補正部２２２は、Ｒ信号Ｓｒ３，Ｇ信号Ｓｇ３，Ｂ信号Ｓｂ３に基づいて、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行ない、ガンマ（γ）補正された各色用の出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂを色差マトリクス部２２４に入力する。色差マトリクス部２２４は、色差マトリクス処理を行なって得た色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをビデオエンコーダ８６に入力する。
【００９３】
ビデオエンコーダ８６は、色信号副搬送波に対応するデジタル信号で色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをデジタル変調した後、図示しない輝度信号生成部にて生成された輝度信号Ｙと合成して、デジタル映像信号ＶＤ（＝Ｙ＋Ｓ＋Ｃ；Ｓは同期信号、Ｃはクロマ信号）に変換した後、Ｄ／Ａ変換部８２に入力する。Ｄ／Ａ変換部８２は、デジタル映像信号ＶＤをアナログ映像信号Ｖに変換する。
【００９４】
また画像信号処理部６６は、本実施形態の特徴部分として、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する機能要素として、ＯＢゲート部２４２と補正信号検知部２４４と補正処理部２４６とを含んで構成された帯状ノイズ補正処理部２４０を原色分離・同時化処理部２０２の前段に備えている。
【００９５】
補正信号検知部２４４において帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成して、この帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を利用して補正処理部２４６において補正済画素信号Ｓ３０を求める処理としては、基本的には、遮光された光電変換素子部（ＯＢ画素）に漏れ込んだ電荷を含んだ画素信号を補正成分として検知（抽出）して、画素信号Ｓ１０からこの帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を差し引くことで補正済画素信号Ｓ３０を求める。
【００９６】
すなわち、基準画素領域１１ｃのＯＢ画素を含むライン（ＯＢライン）の出力を利用する。ＯＢ画素は被写体を撮像することはなく、被写体撮像電荷は生じないが、スミア現象やブルーミング現象による電荷は存在する。よって、ＯＢラインの出力を利用すれば、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズレベル情報や位置情報などが得られることとなり、補正回路はその情報を利用して有効画素領域１１ｂの受光画素のライン（受光ライン）からの画素信号Ｓ１０より、この抽出した縦縞ノイズ成分を差し引くことで補正済画素信号Ｓ３０を取得する。具体的には、以下の通りである。
【００９７】
ＯＢゲート部２４２は、固体撮像素子１０としてのＣＣＤ固体撮像素子１１から読み出された画素信号Ｓ１０から、遮蔽されたＯＢ画素を有する基準画素領域１１ｃのＯＢ画素信号Ｓ１２を抽出する。抽出する範囲は、図１０に示した上下の部分（ＯＢラインの画素）の基準画素領域１１ｃと図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素の範囲である。ＯＢゲート部２４２は、抽出したＯＢ画素信号Ｓ１２を、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を検出する補正信号検知部２４４に入力する。
【００９８】
ＯＢゲート部２４２には図示しないアナログスイッチが設けられており、このアナログスイッチにはＣＣＤ水平シフトレジスタからの画素信号Ｓ１０が入力され、このアナログスイッチはその画素信号Ｓ１０のうちのＯＢ期間の信号のみを後段の補正信号検知部２４４に渡す。その振分けは、図１０に示した上下の部分（ＯＢラインの画素）の基準画素領域１１ｃと、図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素の範囲である。
【００９９】
補正信号検知部２４４は、ＯＢ画素信号Ｓ１２に基づいて、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を表わす帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を検出する。補正信号検知部２４４は、この検出した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を補正処理部２４６に入力する。
【０１００】
補正処理部２４６は、差分処理機能を備えて構成されており、補正信号検知部２４４で検知された帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を、ＣＣＤ固体撮像素子１１から読み出された画素信号Ｓ１０における同じ垂直方向の列ごとの光電変換素子の画素信号レベルから減算することにより、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分の補正が行なわれた補正済画素信号Ｓ３０を生成する。
【０１０１】
補正処理部２４６の差分処理機能は、たとえば演算増幅器で実現することができる。たとえば、演算増幅器の非反転入力端子には画素信号Ｓ１０が入力され、反転入力端子には補正信号検知部２４４からの帯状ノイズ補正信号Ｓ１９が入力される。演算増幅器は、有効画素領域１１ｂにおける受光画素の画像信号Ｓ１０から、ＯＢラインの画素信号に基づいて取得した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を差し引き、これを補正済画素信号Ｓ３０として出力する。
【０１０２】
なお、ＯＢラインの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を画素信号Ｓ１０から減算して補正を加えると、高輝度被写体画像が移動した場合には誤補正になるという問題がある。この問題を避けるためには、たとえば、特許文献１に記載のように、帯状ノイズ１１ｆを消去するための補正処理を受けようとする被補正画面の画像信号入力前における画素列別平均値検出部２５４から出力される帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を記憶する第１記憶手段と、被補正画面の画像信号入力後における画素列別平均値検出部２５４から出力される帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を記憶する第２記憶手段と、被補正画面の画像信号を記憶する被補正画面記憶手段とを用意するとよい。
【０１０３】
補正処理部２４６は、その一端が第１記憶手段の示すノイズ発生位置となり、かつ他端が第２記憶手段の示すノイズ発生位置となる帯状領域のみを補正対象領域として、被補正画面記憶手段に保持されている画像信号についての補正処理を実行するようにすればよい。こうすることで、帯状ノイズ１１ｆを生じさせる高輝度被写体が静止している場合のみならず、動く場合であっても、帯状ノイズ１１ｆの補正を良好に行なうことができるようになる。
【０１０４】
＜＜補正成分検知部の構成例＞＞
図３は、帯状ノイズ補正処理部２４０における補正量を検出するための補正信号検知部２４４の一構成例を示した回路ブロック図である。また、図４は、図３に示した補正信号検知部２４４の一構成例における各機能部の出力信号波形の一例を示した図である。各出力信号波形は、水平アドレス方向について示している。
【０１０５】
図示するように、補正信号検知部２４４は、平均値検出部２５２、画素列別平均値検出部２５４、および背景信号抑制処理部２５６を含んで構成された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を生成する前段処理部２４７と、コアリング処理部２５８、クリップ処理部２６０、ローパスフィルタ処理部２６２、および補正量調整部２６４を備えた後段処理部２４８とを有して構成されている。
【０１０６】
補正量調整部２６４は、中央制御部９２により予め設定されるサプレス処理開始レベルＬspstおよびサプレス処理終了レベルＬspedと、前段処理部２４７により抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の大きさとを比較して、中央制御部９２により予め設定される妥協係数Ｋcompの大きさを調整することで、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分を抑制するための帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。
【０１０７】
ＯＢゲート部２４２を通ったＯＢ画素信号Ｓ１２は、前段処理部２４７の平均値検出部２５２および画素列別平均値検出部２５４に入る。
【０１０８】
前段処理部２４７は、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を示す画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を抽出するノイズ成分抽出部の機能を持つとともに、抽出したノイズ成分から高輝度の被写体に起因しない背景の偽信号成分を抑制する機能とを備えている。
【０１０９】
たとえば、平均値検出部２５２は、画素列別平均値検出部２５４が抽出した、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を示す画素列別平均値信号Ｓ１４に含まれる、高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分の一例である平均値検出信号Ｓ１３を抽出する背景信号抽出部の一例である。
【０１１０】
背景信号抑制処理部２５６は、画素列別平均値検出部２５４が抽出した画素列別平均値信号Ｓ１４と平均値検出部２５２により抽出された背景信号成分を示す平均値検出信号Ｓ１３とに基づいて、画素列別平均値信号Ｓ１４から背景成分である平均値検出信号Ｓ１３が抑制されたノイズ成分を示す画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を求める。
【０１１１】
具体的には、先ず背景信号抽出部の機能を持つ平均値検出部２５２は、第１の帯状の偽信号成分である帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しないすなわちスミア現象やブルーミング現象に関わりのない第２の偽信号成分の一例である暗電流成分を抽出する第２偽信号抽出処理部の一例である。この平均値検出部２５２は、ＯＢ画素信号Ｓ１２の内、ＯＢゲート部２４２を通った、水平方向の遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）である、図１０に示した左右部分の基準画素領域１１ｃの水平ＯＢ画素から出力される画素信号の平均値を計算して、平均値検出信号Ｓ１３（図４（Ａ）参照）を生成する。
【０１１２】
これは、後述する画素列別平均値検出部２５４において抽出されるスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ信号成分に含まれる、スミア現象やブルーミング現象に関係しない暗電流成分を、帯状ノイズ１１ｆが現われることのない水平方向の基準画素領域１１ｃのＯＢ画素信号を使って抽出することを目的としたものである。
【０１１３】
画素列別平均値検出部２５４は、高輝度の被写体に起因したスミア現象やブルーミング現象による帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出する帯状偽信号抽出処理部の一例であって、ノイズ成分抽出部の主要な機能を持つ。具体的には、画素列別平均値検出部２５４は、ＯＢ画素信号Ｓ１２の内、ＯＢゲート部２４２を通った、図１０に示した垂直方向の複数ライン（ＯＢラインの画素）の遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）の画素列ごとの画素信号の平均値を計算し、画素列別平均値信号Ｓ１４（図４（Ｂ）参照）を生成する。
【０１１４】
これにより、特許文献１記載の手法と同様に、スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号である帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を抽出できる。ただし、先にも述べたように、この画素列別平均値検出部２５４で抽出される成分には、スミア現象やブルーミング現象に起因する本来のノイズ成分以外に、暗電流成分を含む（図４（Ｂ）参照）。
【０１１５】
背景信号抑制処理部２５６は、差分処理機能を備えて構成されており、画素列別平均値検出部２５４で取得された第１の帯状の偽信号成分である画素列別平均値信号Ｓ１４と平均値検出部２５２で取得された第２の偽信号成分である平均値検出信号Ｓ１３とに基づいて、画素列別平均値信号Ｓ１４（第１の帯状の偽信号成分）から平均値検出信号Ｓ１３（第２の偽信号成分）が抑制された適正な帯状の偽信号成分である画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を求める適正偽信号抽出処理部の機能を持つ。
【０１１６】
具体的には、背景信号抑制処理部２５６の差分処理機能は、たとえば演算増幅器で実現することができる。たとえば、演算増幅器の反転入力端子には平均値検出部２５２からの平均値検出信号Ｓ１３が入力され、非反転入力端子には画素列別平均値検出部２５４からの画素列別平均値信号Ｓ１４が入力される。演算増幅器は、画素列別平均値検出部２５４から出力された画素列別平均値信号Ｓ１４から、平均値検出部２５２から出力された平均値検出信号Ｓ１３を差し引き（減算し）、これを画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５（図４（Ｃ）参照）として出力する。
【０１１７】
ここで、画素列別平均値信号Ｓ１４から平均値検出信号Ｓ１３を減算するのは、遮蔽された光電変換部（ＯＢ画素）では、光が当たっていなくても暗電流が発生するため、帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分に関しても、この暗電流の影響を除くことが好ましいからである。
【０１１８】
このため、前段処理部２４７においては、スミア現象やブルーミング現象に起因した縦縞ノイズ成分に影響が無い水平方向のＯＢ画素の電荷出力信号である平均値検出信号Ｓ１３を用いて、垂直方向の遮蔽された光電変換部（ＯＢラインの画素）における暗電流の影響を除去する目的で、背景信号抑制処理部２５６は、画素列別平均値信号Ｓ１４から平均値検出信号Ｓ１３を減算する減算処理を行なう。
【０１１９】
このことから分かるように、前段処理部２４７は、高輝度の被写体に起因した第１の帯状の偽信号成分を抽出し、第１の帯状の偽信号成分に含まれる、高輝度の被写体に依存しない第２の偽信号成分である背景信号成分を抽出し、第１の帯状の偽信号成分と第２の偽信号成分（背景信号成分）とに基づいて、第１の帯状の偽信号成分から第２の偽信号成分が抑制された適正な帯状の偽信号成分を求める機能を持つ。
【０１２０】
また、前段処理部２４７の後段に配される後段処理部２４８の各機能部は、前段処理部２４７で抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５（ノイズ成分）を、より適正なレベルの補正信号に調整する補正信号適正化処理部の機能を持つ。本実施形態においては、背景信号抑制処理部２５６から出力された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を対象として、それぞれが担当する処理を順次行なう。
【０１２１】
こうすることで、ＯＢ画素信号のばらつき要素を抑制したり、極めて高輝度（超高輝度）の部分を所定レベルに抑制したり、帯状ノイズ１１ｆの水平方向のエッジ部分を帯域制限したり、あるいは帯状ノイズ１１ｆの信号レベルに応じて補正量を調整して、総合的により適切なレベルの補正信号を生成する。適切なレベルの補正信号を用いて補正処理を行なうことで、補正残しが生じることなく、また補正処理によって不自然な縞模様が生じる現象を緩和することができる。
【０１２２】
具体的には先ず、コアリング処理部２５８は、遮光された光電変換部（ＯＢ画素）の水平方向の電荷出力値ばらつきを抑えるコアリング処理を行なう。つまり、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５について、中央制御部９２により予め設定されたコアリングレベルＬcorr（図４（Ｃ）参照）に基づいてコアリング処理を行ない、コアリング処理信号Ｓ１６（図４（Ｄ）参照）を生成する。コアリングレベルＬcorrは、ＯＢラインの出力信号のばらつき部分を除去可能なレベルに設定する。
【０１２３】
ここで、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の水平方向の信号レベルを見た場合、垂直方向の複数ラインの遮光された光電変換部（ＯＢラインの画素）の水平方向の信号出力値にばらつきがあると、スミアが発生していない場所で誤補正する場合がある。結果としては、補正残しの状態となる。
【０１２４】
そこで、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５から設定したコアリングレベルＬcorrより下の信号レベルを無効化する、具体的にはゼロに信号レベルを置き換え、このコアリングレベルＬcorrより下の信号レベルが無効化されたコアリング処理信号Ｓ１６を使用して補正処理を行なうようにする。これにより、ＯＢラインの出力信号ばらつきの影響を受けることがないようにすることができ、スミア現象やブルーミング現象の発生していない場所で誤補正する虞れを防止することができる。
【０１２５】
クリップ処理部２６０は、高輝度に張り付いてしまっている帯状ノイズ１１ｆの信号レベルを一定レベルに制限する。つまり、コアリング処理部２５８から出力されたコアリング処理信号Ｓ１６から、中央制御部９２により予め設定されたクリップレベルＬclip（図４（Ｄ）参照）に基づいてクリップ処理を行なうことで、クリップ処理信号Ｓ１７（図４（Ｅ）参照）を生成する。クリップレベルＬclipは、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを過度に補正してしまうことを防止可能なレベルに設定する。
【０１２６】
ここで、クリップ処理部２６０におけるクリップ処理とは、スミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分は後段でのＬＰＦ（Low Pass Filter ；ローパスフィルタ）処理で適正な処理をするため、コアリング処理信号Ｓ１６から設定されたクリップレベルＬclipより上の信号レベルを無効化する、具体的にはクリップレベルＬclipの信号に置き換える処理である。
【０１２７】
これは、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分を前段処理部２４７にて抽出した後に、有効画素信号から取り除く処理を行なうと、抽出されるノイズ成分が過度に大きくなり、高輝度発生源１１ｅの上下の帯状ノイズ１１ｆが取り除かれるだけでなく、帯状部分が過度に低レベルになってしまう過度な補正現象が生じてしまう。
【０１２８】
そこで、極めて高輝度（超高輝度）の部分に起因したスミア現象やブルーミング現象によって生じる帯状ノイズ１１ｆに関しては、コアリング処理信号Ｓ１６が一定レベル（クリップレベルＬclip）以上になると抽出するノイズ成分を抑制する、すなわちクリップレベルＬclip以上のノイズ成分はクリップレベルＬclipに固定することで、過度な補正がなされることを防止する。これにより、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の上下（帯状部分）を、過度に低レベルにすることなく、帯状ノイズ１１ｆを適切に取り除くことができるようになる。
【０１２９】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理部２６２は、帯状ノイズ１１ｆにおける高周波成分を除去するすなわち、帯状ノイズ１１ｆのエッジ成分を滑らかにする帯域制限処理を行なう。つまり、クリップ処理部２６０から出力されたクリップ処理信号Ｓ１７から高周波成分を除去するため、予め設定されたＬＰＦ（ローパスフィルタ）の特性に従い帯域制限の処理を行なって、ローパス処理信号Ｓ１８を生成する。
【０１３０】
これにより、画素列別平均値検出部２５４においてＯＢラインでの画素信号に基づいて抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分（画素列別平均値信号Ｓ１４）と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれ（たとえば信号処理による遅延などによる）が存在しても、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう現象を緩和することができる。
【０１３１】
補正量調整部２６４は、帯状ノイズ１１ｆの信号レベルに応じて補正量を可変する。すなわち、ローパスフィルタ処理部２６２から出力されたローパス処理信号Ｓ１８をそのまま帯状ノイズ補正信号Ｓ１９にするのではなく、過補正を回避するため、予め設定されるサプレス処理開始レベルＬspstおよびサプレス処理終了レベルＬspedと、前段処理部２４７により抽出された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の大きさとを比較して、予め設定される妥協係数Ｋcompの大きさを調整する妥協係数調整処理を行なう。
【０１３２】
この補正量調整部２６４における妥協係数調整処理の動作としては、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstまでは、予め設定された妥協係数Ｋcompをローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越え、かつサプレス処理終了レベルＬspedの間は、信号レベルに応じて妥協係数Ｋcompを減少させる。また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬspedを越えると、妥協係数Ｋcompをゼロに固定し、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９をゼロにする。
【０１３３】
なお、ここで言う妥協係数Ｋcompとは、予め設定している係数で、最大値は１．０であるものとする。また、サプレス処理開始レベルＬspstとは、予め設定している設定値で画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルにより妥協係数Ｋcompを減少させる開始点である。また、サプレス処理終了レベルＬspedとは、予め設定している設定値で画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルにより妥協係数Ｋcompを減少させる終了点である。この終了点では調整後の妥協係数がゼロとなり、それ以降もゼロとなるようにするのが好ましい。これらについては、後述する図９も参照するとよい。
【０１３４】
このような処理によって、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９のレベルを低減することで補正の効果を緩和でき、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止することができる。高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度部における帯状ノイズ発生部分での不自然な縞模様を低減し、過補正が起こらないようにすることができる。たとえば、妥協係数Ｋcompを０．５〜０．６というように１．０よりも低く設定すれば、ローパス処理信号Ｓ１８の全てのレベルについて、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止することができる。
【０１３５】
また、サプレス処理終了レベルＬsped以上では妥協係数をゼロにすることで、超高輝度の帯状ノイズ１１ｆに対する補正処理を停止することもできる。超高輝度の帯状ノイズ１１ｆは、概ね白レベルとして視認されるが、補正を加えることでその帯状部分が過度に低レベルになってしまう現象（過度な補正）が見られるよりは、元々の白レベルとして視認させておいた方が画質としては好ましいと考えられる。この点では、超高輝度の帯状ノイズ１１ｆに対する補正処理を停止することは、帯状ノイズに対する補正処理についての全体のバランスを考えると、有効な手法である。
【０１３６】
また、サプレス処理開始レベルＬspstからサプレス処理終了レベルＬspedの間で漸次妥協係数Ｋcompの大きさを低減するようにすれば、高輝度の帯状ノイズ１１ｆやその境界部分における過度な補正を防止できる。また、補正の効果が漸次低減するように妥協係数を変化させることで、高輝度〜超高輝度の間で補正の効果の現れ方が急激に変化することを防止できる。
【０１３７】
＜コアリング処理部の構成例＞
図５は、補正信号検知部２４４におけるコアリング処理部２５８の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、コアリング処理部２５８は、非反転入力端子（＋）に入力されるコアリングレベルＬcorrと反転入力端子（−）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルを比較する比較器３０２と、一方の入力端子（Ｈ側）に入力される０レベルと他方の入力端子（Ｌ側）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３０４とを備えている。コアリングレベルＬcorrとしては、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５における水平方向の信号出力値のばらつきを除去可能な程度とする。
【０１３８】
比較器３０２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５が、予め設定されたコアリングレベルＬcorrより小さいときには出力をＨレベルにし、大きいときには出力をＬレベルにする。この比較器３０２の出力信号が切替制御信号ＣＮ１６として選択スイッチ３０４の制御端子に入力される。
【０１３９】
このような構成により、コアリング処理部２５８は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５が、予め設定されたコアリングレベルＬcorrより小さい部分を無効化（ゼロレベル）して、コアリングレベルＬcorrより大きい信号部分のみをそのまま出力することでコアリング処理信号Ｓ１６（図４（Ｄ）参照）を生成するというコアリング処理を行なう。
【０１４０】
このように、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５に対して、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５における水平方向の信号出力値のばらつきを除去可能な程度のコアリングレベルＬcorrを設定してコアリング処理を行なうことで、スミアが発生していない場所で誤補正する虞れを防止することができるようになる。
【０１４１】
＜クリップ処理部の構成例＞
図６は、補正信号検知部２４４におけるクリップ処理部２６０の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、コアリング処理部２５８は、反転入力端子（−）に入力されるクリップレベルＬclipと非反転入力端子（＋）に入力されるコアリング処理信号Ｓ１６のレベルを比較する比較器３１２と、一方の入力端子（Ｈ側）に入力されるクリップレベルＬclipと他方の入力端子（Ｌ側）に入力されるコアリング処理信号Ｓ１６の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３１４とを備えている。クリップレベルＬclipとしては、コアリング処理信号Ｓ１６におけるスミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分を一定レベルに制限可能なレベルにする。
【０１４２】
比較器３１２は、コアリング処理信号Ｓ１６が、予め設定されたクリップレベルＬclipより大きいときには出力をＨレベルにし、小さいときには出力をＬレベルにする。この比較器３１２の出力信号が切替制御信号ＣＮ１７として選択スイッチ３１４の制御端子に入力される。
【０１４３】
このような構成により、クリップ処理部２６０は、コアリング処理信号Ｓ１６が、予め設定されたクリップレベルＬclipより大きい部分を無効化、具体的にはクリップレベルＬclipに固定して、クリップレベルＬclipより小さい信号部分のみをそのまま出力することで、クリップ処理信号Ｓ１７（図４（Ｅ）参照）を生成するというクリップ処理を行なう。
【０１４４】
このように、コアリング処理信号Ｓ１６に対して、コアリング処理信号Ｓ１６におけるスミア現象やブルーミング現象に起因した高レベルの縦縞ノイズ成分を制限可能な程度のクリップレベルＬclipを設定してクリップ処理を行ない後段のローパスフィルタ処理部２６２に渡すことで、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の上下（帯状部分）を、過度に低レベルにすることなく、帯状ノイズ１１ｆを適切に取り除くことができる。
【０１４５】
＜ローパスフィルタ処理部の作用例＞
図７は、補正信号検知部２４４におけるローパスフィルタ処理部２６２の動作例を説明する図である。ローパスフィルタ処理では、クリップ処理信号Ｓ１７から高周波成分を除去するため、処理したい画素（注目画素）に隣接する複数画素を用いて平均化フィルタ処理を行なう。このとき、たとえば、周辺画素の係数と中央画素（注目画素）の係数を全て同じにすれば、単純な平滑化フィルタ処理がなされたローパス処理信号Ｓ１８を生成することができる。また、周辺画素の係数よりも中央画素（注目画素）の係数を大きくすれば、注目画素を強調する重付けフィルタ処理がなされたローパス処理信号Ｓ１８を生成することができる。
【０１４６】
たとえば、図７に示すように、水平アドレスにおける任意位置ｘを注目画素として両隣の画素との間でフィルタ係数を｛１、２、１｝に設定してローパスフィルタ処理を行なう場合、３つの画素の画素データをそれぞれ（Ａx-1），Ａx，（Ａx+1）とすると、任意位置ｘのローパス処理信号Ｓ１８であるＹｘは、式（１）で示される。
【０１４７】
【数１】
【０１４８】
これにより、画素列別平均値検出部２５４により抽出した帯状ノイズ１１ｆを表わすノイズ成分（画素列別平均値信号Ｓ１４）と実際に発生する帯状ノイズ１１ｆ部分との微妙な位置ずれが存在しても、境界部分でやんわりと補正処理を加えることができるので、帯状ノイズ１１ｆが発生する部分と発生しない部分の境界で、筋状のノイズ（過度な補正がされた現象）が現われてしまう現象を緩和することができる。
【０１４９】
また、クリップ処理部２６０において、コアリング処理信号Ｓ１６がクリップレベルＬclipより大きい部分を予めクリップレベルＬclipに固定しておいているので、極めて高輝度（超高輝度）の部分を撮像した場合でも、その超高輝度の発生源の周辺画素に対して、過度に補正がなされてしまう虞れを低減できる。
【０１５０】
＜妥協係数調整処理部の構成例＞
図８は、補正信号検知部２４４における補正量調整部２６４の一構成例を示した回路ブロック図である。図示するように、補正量調整部２６４は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベル並びにサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとに基づいて妥協係数Ｋcompを調整して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する妥協係数調整部３２２と、反転入力端子（−）に入力されるサプレス処理開始レベルＬspstと非反転入力端子（＋）に入力される画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルを比較する比較器３２４とを備えている。
【０１５１】
また補正量調整部２６４は、一方の入力端子（Ｌ側）に入力される妥協係数Ｋcompと他方の入力端子（Ｈ側）に入力される妥協係数調整部３２２からの調整済み妥協係数Ｋadj の何れか一方を選択して出力する２入力−１出力型の選択スイッチ３２６と、選択スイッチ３２６から出力された適正な妥協係数Ｋｏに基づき、ローパス処理信号Ｓ１８を補正して帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する乗算処理機能を持つ縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８とを備えている。
【０１５２】
妥協係数調整部３２２は、前段処理部２４７の背景信号抑制処理部２５６からの画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、その画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１５３】
具体的には、妥協係数調整部３２２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越えサプレス処理終了レベルＬspedの間は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５のレベルに応じて、妥協係数を概ね線形的に漸次減少させる。このとき、サプレス処理終了レベルＬspedのときに妥協係数がゼロとなるようにするのがよい。
【０１５４】
また、妥協係数調整部３２２は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬspedを越える場合には、妥協係数をゼロに固定する。なお、このような線形性を持ちつつ漸次変化させることに限らず、たとえばサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で２次関数などの高次関数に従って連続的かつ曲線状に漸次減少させてもよい。
【０１５５】
比較器３２４は、妥協係数サプレス処理開始位置判定部の機能を持ち、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst以下の場合は出力をＬレベルにし、大きいときには出力をＨレベルにする。この比較器３２４の出力信号が切替制御信号ＣＮ１９として選択スイッチ３２６の制御端子に入力される。
【０１５６】
選択スイッチ３２６は、比較器３２４からの切替制御信号ＣＮ１９がＬレベルのときには入力端子（Ｌ側）に入力される妥協係数Ｋcompをそのまま適正な妥協係数Ｋｏとして縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８に入力する一方、比較器３２４からの切替制御信号ＣＮ１９がＨレベルのときには入力端子（Ｈ側）に入力される妥協係数調整部３２２からの調整済み妥協係数Ｋadj を適正な妥協係数Ｋｏとして縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８に入力する。
【０１５７】
縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８は、ローパスフィルタ処理部２６２からのローパス処理信号Ｓ１８に対して選択スイッチ３２６の出力信号である妥協係数Ｋｏ、すなわち妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を乗算することにより帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。つまり、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する係数として、妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を選択して使用することで、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成する。
【０１５８】
このような構成により、補正量調整部２６４は、先ず、妥協係数サプレス処理開始位置判定部の機能をもつ比較器３２４での選択スイッチ３２６に対する切替制御信号ＣＮ１９の切替の基準を、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst以下の場合は妥協係数Ｋcompを選択し、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspstを越えた場合に妥協係数Ｋcompに対するサプレス処理した調整済み妥協係数Ｋadj を選択するようにする。そして、縦縞ノイズ補正出力信号生成部３２８は、ローパス処理信号Ｓ１８に妥協係数Ｋcompまたは調整済み妥協係数Ｋadj を乗算することにより帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を取得する。
【０１５９】
＜妥協係数サプレス処理の作用＞
図９は、妥協係数調整部３２２における作用を説明する妥協係数調整処理の概念図である。ローパスフィルタ処理部２６２から得られたローパス処理信号Ｓ１８に乗算される妥協係数は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst（Ａ点）以下の場合は設定された妥協係数Ｋcompを選択し、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。
【０１６０】
また、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理開始レベルＬspst（Ａ点）を越え、サプレス処理終了レベルＬsped（Ｂ点）の間の場合は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルに応じて妥協係数Ｋcompを漸次減少させ、ローパス処理信号Ｓ１８に乗算する。さらに、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の信号レベルがサプレス処理終了レベルＬsped（Ｂ点）を越えた場合は、妥協係数Ｋcompをゼロに固定する。
【０１６１】
妥協係数Ｋcompの信号レベルに対する減少幅は、図９に示すように、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedを結ぶライン（直線）に従うものとする。つまり、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で妥協係数Ｋcompを、線形性を持ちつつ、漸次変化させる。
【０１６２】
ただし、このような直線的な変化に限らず、たとえばサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で２次関数などの高次関数に従って連続的かつ曲線状に漸次減少させてもよい。つまり、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとを曲線で結んでもよい。
【０１６３】
また、この例では、妥協係数Ｋcompを０．５〜０．６というように１．０よりも低く設定して、ローパス処理信号Ｓ１８の全てのレベルについて、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止するようにしているが、妥協係数Ｋcompを１．０に設定し、サプレス処理開始レベルＬspst以下ではローパス処理信号Ｓ１８の信号レベルをそのまま帯状ノイズ補正信号Ｓ１９として使用するようにしてもよい。
【０１６４】
このようにして調整された調整済み妥協係数Ｋadj を用いてローパス処理信号Ｓ１８に対して補正を加えて帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成することで、帯状ノイズ補正信号Ｓ１９のレベルを低減することができる。
【０１６５】
よって、この帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を用いて補正処理部２４６にて帯状ノイズ１１ｆに対して補正を加えることで、帯状ノイズ１１ｆに対して過度な補正を防止する（補正の効果を緩和する）ことができる。
【０１６６】
妥協係数Ｋcompを何れに設定しても、サプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間で妥協係数を漸次減少させることで、高輝度の帯状ノイズ１１ｆやその境界部分における過度な補正を防止できるし、補正の効果が漸次低減するように妥協係数を変化させることで、高輝度〜超高輝度の間で補正の効果の現れ方が急激に変化することを防止できる。
【０１６７】
高輝度に張り付いていないスミア現象やブルーミング現象に起因した縦縞ノイズ成分に対しても良好な補正を実現することができる。従来の補正回路で出ていた、高輝度の帯状ノイズが発生している境界付近および高輝度の帯状ノイズ部分に発生していた不自然な縞模様をなくすことができる。
【０１６８】
このように、本実施形態の帯状ノイズ補正処理部２４０によれば、従来の補正処理の仕組みでは、補正残しや誤補正が発生し、高精度な帯状ノイズのキャンセルが実現できなかったのに対して、背景の偽信号成分である暗電流成分を抑制したり、ばらつき成分を抑制したり、抽出されたノイズ成分の所定レベル以上である部分を無効化したり、抽出されたノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したり、あるいは、帯状ノイズに対する補正レベルを帯状ノイズの信号レベルに応じて可変するなど、これらを組み合わせることで、補正残しや過補正を解決し、適切な帯状ノイズキャンセルを実現することが可能となった。
【０１６９】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７０】
また、上記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１７１】
たとえば、上記実施形態では、補正量調整部２６４は、前段処理部２４７から出力された画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を参照信号として、前段処理部２４７で抽出され、さらに後段処理部２４８のコアリング処理部２５８、クリップ処理部２６０、およびローパスフィルタ処理部２６２で順に、より適正なレベルの補正信号に調整されたローパス処理信号Ｓ１８（高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応する調整済みノイズ成分の一例）に対して補正を加えていた。さらに、撮像デバイスの有効画像領域から出力された画素信号Ｓ１０に含まれる、高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号として帯状ノイズ補正信号Ｓ１９を生成していた。しかしながら、妥協係数調整部３２２で参照する信号は必ずしも、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５に限らない。
【０１７２】
一例としては、妥協係数調整部３２２で参照する信号は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５の代わりに、画素列別平均値検出部２５４により抽出された暗電流成分を含む画素列別平均値信号Ｓ１４そのものを用いてもよいし、あるいは、ＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０を用いてもよい。
【０１７３】
ここで、画素列別平均値検出部２５４により抽出された暗電流成分を含む画素列別平均値信号Ｓ１４を用いる場合には、画素列別平均値信号Ｓ１４がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、画素列別平均値信号Ｓ１４のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１７４】
ＣＣＤ固体撮像素子１１から出力される画素信号Ｓ１０を用いる場合は、ＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０がサプレス処理開始レベルＬspstとサプレス処理終了レベルＬspedとの間にあるとき、画素信号Ｓ１０のレベルに応じて妥協係数Ｋcompを圧縮調整（サプレス）して調整済み妥協係数Ｋadj を生成する。
【０１７５】
妥協係数調整部３２２で参照する信号に画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合には、高輝度の被写体に起因しない背景の偽信号である暗電流成分の影響を受けることがなく、本来の帯状ノイズ１１ｆのレベルに応じ、帯状ノイズの補正処理における補正量を適切に調整できるという利点が得られる。
【０１７６】
また、妥協係数調整部３２２で参照する信号に画素列別平均値信号Ｓ１４を用いた場合は、画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合に比べて暗電流成分の影響を受けるものの、暗電流成分は、調整済み妥協係数Ｋadj を参照信号レベルに応じ可変する領域の信号レベルではなく、妥協係数Ｋadjの係数固定領域のため、その影響は少ないと考えてよい。
【０１７７】
また、妥協係数調整部３２２で参照する信号にＣＣＤ固体撮像素子１１（固体撮像素子１０）から出力される画素信号Ｓ１０（撮像デバイスからの撮像信号そのもの）を用いる場合には、列ごとではなく、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadj を生成することが出来る利点が得られる。
【０１７８】
一方、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadj を生成することになり、画素ごとに調整済み妥協係数Ｋadjが変化し、画素毎の偽信号を抑制する補正回路において、ノイズ成分の過補正が発生する可能性がある。しかしながら、偽信号が発生していない領域では、偽信号成分がないので帯状ノイズ補正信号S１９は発生しない。
【０１７９】
このため、偽信号を抑制する補正回路に関しては、影響しない。偽信号が発生している領域では、画素別平均値信号Ｓ１４や画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合に比べて同じ動作をするので、画素別平均値信号Ｓ１４や画素列別帯状ノイズ信号Ｓ１５を用いた場合と同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明に係る撮像装置（カメラシステム）の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したデジタルスチルカメラにおける縦縞ノイズ補正処理機能に着目したブロック図である。
【図３】縦縞ノイズ補正処理部における補正量を検出するための補正成分検知部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図４】図３に示した補正成分検知部の一構成例における各機能部の出力信号波形の、水平アドレス方向についての一例を示した図である。
【図５】コアリング処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図６】クリップ処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図７】ローパスフィルタ処理部の動作例を説明する図である。
【図８】妥協係数調整処理部の一構成例を示した回路ブロック図である。
【図９】妥協係数調整部における作用を説明する妥協係数調整処理の概念図である。
【図１０】スミア現象やブルーミング現象によって生じる固体撮像デバイス特有の偽信号の概要を説明する図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１…デジタルスチルカメラ（撮像装置）、２…固体撮像装置、３…カメラモジュール、３ａ…撮像装置モジュール、４…本体ユニット、５…光学系、６…信号処理系、７…記録系、８…表示系、９…制御系、１０…固体撮像素子、１１…ＣＣＤ固体撮像素子、１１ａ…画素部、１１ｂ…有効画素領域、１１ｃ…基準画素領域、１１ｄ…ダミー画素領域、１１ｅ…高輝度発生源、１１ｆ…帯状ノイズ、４０…タイミング信号発生器、４２…ドライバ、４６…駆動電源、５０…撮像レンズ、５２…シャッタ、５４…集光レンズ、５６…絞り、６２…プリアンプ、６４…ＡＤ変換器、６６…画像信号処理部、７２…メモリ、７４…ＣＯＤＥＣ、８２…ＤＡ変換部、８４…ビデオモニタ、８６…ビデオエンコーダ、９２…中央制御部、９３…記憶部（メモリ）、９４…露出コントローラ、９６…駆動制御部、９８…操作部、９９…システムバス、２００…デジタルクランプ、２０２…原色分離・同時化処理部、２２０…信号処理部、２２２…ガンマ補正部、２２４…色差マトリクス、２４０…縦縞ノイズ補正処理部、２４２…ＯＢゲート部、２４４…補正成分検知部、２４６…差分処理部、２４７…前段処理部（ノイズ成分抽出部）、２４８…後段処理部（補正信号適正化部）、２５２…平均値検出部、２５４…画素列別平均値検出部、２５６…差分処理部、２５８…コアリング処理部、２６０…クリップ処理部、２６２…ローパスフィルタ処理部、２６４…妥協係数調整処理部、３０２…比較器、３０４…選択スイッチ、３１２…比較器、３１４…選択スイッチ、３２２…妥協係数調整部、３２４…比較器、３２６…選択スイッチ、３２８…乗算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に、前記撮像デバイスで取得される撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制する偽信号抑制処理方法であって、
前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、
抽出された前記ノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を求め、
この求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする偽信号抑制処理方法。
【請求項２】
抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求め、
この求めた、ばらつき成分を抑制した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項３】
抽出された前記ノイズ成分が所定レベル以上である場合、その部分を無効化した適正なノイズ成分を求め、
前記所定レベル以上である部分を無効化した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項４】
抽出された前記ノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をした適正なノイズ成分を求め、
この帯域制限処理をした前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項５】
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成し、
この補正量が調整された補正信号を使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項６】
抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理を行ない、
前記コアリング処理にて前記ばらつき成分を抑制したノイズ成分が所定レベル以上である場合、その部分を無効化したノイズ成分を求め、
前記所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をしたノイズ成分を求め、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、抽出された前記ノイズ成分もしくは前記帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成し、
この補正量が調整された補正信号を使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項７】
前記コアリング処理に先立って、抽出された前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出し、前記ノイズ成分と前記背景の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求め、
前記コアリング処理においては、前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求める
ことを特徴とする請求項６に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項８】
高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に、前記撮像デバイスで取得される撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制する偽信号抑制処理回路であって、
前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、
前記ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、
前記補正信号適正化処理部が求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部と
を備えたことを特徴とする偽信号抑制処理回路。
【請求項９】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求めるコアリング処理部を含み、
前記補正処理部は、前記コアリング処理部が求めた、ばらつき成分を抑制した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１０】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部を含み、
前記補正処理部は、前記クリップ処理部により前記所定レベル以上である部分を無効化した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１１】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれる高周波成分を除去して適正なノイズ成分を求める帯域制限処理部を含み、
前記補正処理部は、前記帯域制限処理部により求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１２】
前記補正信号適正化処理部は、前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部を含み、
前記補正処理部は、前記補正量調整部により補正量が調整された前記補正信号を用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１３】
前記補正信号適正化処理部は、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部と、前記コアリング処理部が求めた、前記ばらつき成分を抑制したノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部と、
前記クリップ処理部により前記所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部と、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは前記帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部と、
を含んで構成されており、
前記補正処理部は、前記補正量調整部により補正量が調整された前記補正信号を用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１４】
前記ノイズ成分抽出部は、
抽出した前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出する背景信号抽出部と、
前記抽出したノイズ成分と前記偽信号抽出部により抽出された前記第２の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記第２の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める背景信号抑制処理部と
を有し、
前記コアリング処理部は、前記背景信号抑制処理部から出力されたノイズ成分について、前記ばらつき成分を抑制する
ことを特徴とする請求項１３に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１５】
被写体の画像を撮像して撮像信号を出力する撮像デバイスと、
高輝度の被写体を前記撮像デバイスで撮像した際に前記撮像デバイスから出力される前記撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応するノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、
前記ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、
前記補正信号適正化処理部が求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
前記補正信号適正化処理部は、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第２のノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第３のノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第４のノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部、および、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部、
のうちの少なくとも１つの機能部を含んで構成されており、
前記補正処理部は、前記少なくとも１つの機能部から出力される信号を補正信号として用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記ノイズ成分抽出部は、
抽出した前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出する背景信号抽出部と、
前記抽出したノイズ成分と前記背景信号抽出部により抽出された前記背景の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める背景成分抑制処理部と
を有し、
前記コアリング処理部は、前記背景信号抑制処理部から出力されたノイズ成分について、前記ばらつき成分を抑制する
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部のうちの任意の組合せによる何れか複数の機能部を備えた構成においては、
前記ノイズ成分抽出部の後段に、前記コアリング処理部、前記クリップ処理部、前記帯域制限処理部、および前記補正量調整部、の順となるように各機能部が設けられ、
後段の機能部は、前段の機能部から出力された処理済みのノイズ信号を対象として、それぞれが担当する処理を行なう
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１】
高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に、前記撮像デバイスで取得される撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制する偽信号抑制処理方法であって、
前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出し、
抽出された前記ノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を求め、
この求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする偽信号抑制処理方法。
【請求項２】
抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求め、
この求めた、ばらつき成分を抑制した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項３】
抽出された前記ノイズ成分が所定レベル以上である場合、その部分を無効化した適正なノイズ成分を求め、
前記所定レベル以上である部分を無効化した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項４】
抽出された前記ノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をした適正なノイズ成分を求め、
この帯域制限処理をした前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項５】
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成し、
この補正量が調整された補正信号を使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項６】
抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理を行ない、
前記コアリング処理にて前記ばらつき成分を抑制したノイズ成分が所定レベル以上である場合、その部分を無効化したノイズ成分を求め、
前記所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去する帯域制限処理をしたノイズ成分を求め、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、抽出された前記ノイズ成分もしくは前記帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成し、
この補正量が調整された補正信号を使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項７】
前記コアリング処理に先立って、抽出された前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出し、前記ノイズ成分と前記背景の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求め、
前記コアリング処理においては、前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求める
ことを特徴とする請求項６に記載の偽信号抑制処理方法。
【請求項８】
高輝度の被写体を撮像デバイスで撮像した際に、前記撮像デバイスで取得される撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分を抑制する偽信号抑制処理回路であって、
前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分に対応したノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、
前記ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、
前記補正信号適正化処理部が求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部と
を備えたことを特徴とする偽信号抑制処理回路。
【請求項９】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制した適正なノイズ成分を求めるコアリング処理部を含み、
前記補正処理部は、前記コアリング処理部が求めた、ばらつき成分を抑制した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１０】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部を含み、
前記補正処理部は、前記クリップ処理部により前記所定レベル以上である部分を無効化した前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１１】
前記補正信号適正化処理部は、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれる高周波成分を除去して適正なノイズ成分を求める帯域制限処理部を含み、
前記補正処理部は、前記帯域制限処理部により求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１２】
前記補正信号適正化処理部は、前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部を含み、
前記補正処理部は、前記補正量調整部により補正量が調整された前記補正信号を用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１３】
前記補正信号適正化処理部は、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部と、前記コアリング処理部が求めた、前記ばらつき成分を抑制したノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部と、
前記クリップ処理部により前記所定レベル以上である部分を無効化したノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部と、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは前記帯域制限処理をした調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部と、
を含んで構成されており、
前記補正処理部は、前記補正量調整部により補正量が調整された前記補正信号を用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１４】
前記ノイズ成分抽出部は、
抽出した前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出する背景信号抽出部と、
前記抽出したノイズ成分と前記偽信号抽出部により抽出された前記第２の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記第２の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める背景信号抑制処理部と
を有し、
前記コアリング処理部は、前記背景信号抑制処理部から出力されたノイズ成分について、前記ばらつき成分を抑制する
ことを特徴とする請求項１３に記載の偽信号抑制処理回路。
【請求項１５】
被写体の画像を撮像して撮像信号を出力する撮像デバイスと、
高輝度の被写体を前記撮像デバイスで撮像した際に前記撮像デバイスから出力される前記撮像信号に含まれる、前記高輝度の被写体に起因した帯状の偽信号成分に対応するノイズ成分を抽出するノイズ成分抽出部と、
前記ノイズ成分抽出部により抽出されたノイズ成分を所定の手順に従って補正して、適正なノイズ成分を補正信号として求める補正信号適正化処理部と、
前記補正信号適正化処理部が求めた前記適正なノイズ成分を補正信号として使用して、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう補正処理部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
前記補正信号適正化処理部は、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第２のノイズ成分に含まれるばらつき成分を抑制したノイズ成分を求めるコアリング処理部、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第３のノイズ成分の予め設定される所定レベル以上である部分を無効化した適正なノイズ成分を求めるクリップ処理部、
前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する第４のノイズ成分に含まれる高周波成分を除去したノイズ成分を求める帯域制限処理部、および、
前記撮像デバイスで取得される撮像信号もしくは前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分の大きさに基づいて、前記ノイズ成分抽出部により抽出された前記ノイズ成分もしくは当該ノイズ成分に対応する調整済みノイズ成分に対して補正を加えることで、補正量が調整された、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された前記撮像信号に含まれる前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理に使用される補正信号を生成する補正量調整部、
のうちの少なくとも１つの機能部を含んで構成されており、
前記補正処理部は、前記少なくとも１つの機能部から出力される信号を補正信号として用いて、前記撮像デバイスの有効画像領域から出力された撮像信号から、前記高輝度の被写体に起因した前記帯状の偽信号成分を抑制するための補正処理を行なう
ことを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記ノイズ成分抽出部は、
抽出した前記ノイズ成分に含まれる、前記高輝度の被写体に依存しない背景の偽信号成分を抽出する背景信号抽出部と、
前記抽出したノイズ成分と前記背景信号抽出部により抽出された前記背景の偽信号成分とに基づいて、前記ノイズ成分から前記背景の偽信号成分が抑制されたノイズ成分を求める背景成分抑制処理部と
を有し、
前記コアリング処理部は、前記背景信号抑制処理部から出力されたノイズ成分について、前記ばらつき成分を抑制する
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記コアリング処理部、クリップ処理部、帯域制限処理部、および補正量調整部のうちの任意の組合せによる何れか複数の機能部を備えた構成においては、
前記ノイズ成分抽出部の後段に、前記コアリング処理部、前記クリップ処理部、前記帯域制限処理部、および前記補正量調整部、の順となるように各機能部が設けられ、
後段の機能部は、前段の機能部から出力された処理済みのノイズ信号を対象として、それぞれが担当する処理を行なう
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２４９８５（Ｐ２００６−２４９８５Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９８９９２（Ｐ２００４−１９８９９２）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]