JPH02132981A - 信号処理方法及び装置 - Google Patents
信号処理方法及び装置Info
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- JPH02132981A JPH02132981A JP1159387A JP15938789A JPH02132981A JP H02132981 A JPH02132981 A JP H02132981A JP 1159387 A JP1159387 A JP 1159387A JP 15938789 A JP15938789 A JP 15938789A JP H02132981 A JPH02132981 A JP H02132981A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/618—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for random or high-frequency noise
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- H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、信号処理方法および装置に関し、特に、電荷
結合素子（ＣＣＤ）カメラの如き固体素子カメラからの
信号を処理することおよび固体素子の出力から有用な信
号を抽出する方法に関するものである。
結合素子（ＣＣＤ）カメラの如き固体素子カメラからの
信号を処理することおよび固体素子の出力から有用な信
号を抽出する方法に関するものである。
（従来の技術とその問題点）
固体素子カメラは、一般的に、公知のように光に応答す
るＣＣＤの如き撮像素子のアレイを備える。そのアレイ
における各素子は、一定の周波数にて連続的にサンプリ
ングされ、そのサンプリングされた出力は、その時にそ
のセンサによって受け取られた光強度を示す脊用なデー
タを含んでおり、そのデータは、その信号から抽出され
ねばならない。この有用な信号は、ある程度の雉音を含
む高速画素クロ７ク波形にて存在する。
るＣＣＤの如き撮像素子のアレイを備える。そのアレイ
における各素子は、一定の周波数にて連続的にサンプリ
ングされ、そのサンプリングされた出力は、その時にそ
のセンサによって受け取られた光強度を示す脊用なデー
タを含んでおり、そのデータは、その信号から抽出され
ねばならない。この有用な信号は、ある程度の雉音を含
む高速画素クロ７ク波形にて存在する。
サンプリングされたＣＣＤ装置から生ずる代表的な信号
スペクトルを、１０ＭＨｚのサン７’ ＩＪング速度に
てサンプリングされた信号について、第１図に示してい
る。有用な信号情報は、そのスペクトルの０−５〜ｉＨ
ｚのより低い周波数部分に保持されているが、スペクト
ルのこの部分は、ランダム雑音およびロジック雑音の如
きいくつかの劣化雑音成分をも含んでいる。ＩＱ＞ｉＨ
ｚのサンプリング周波数が使用されているため且つＣＣ
Ｄまたはその他の固体素子の通常の走査方法のため、ス
ペクトルのより上の周波数部分は、１０ＭＨｚ信号を含
む中央搬送彼周波数を含み、且つその中央搬送波周波数
の変調として有用な情報をも含む。
スペクトルを、１０ＭＨｚのサン７’ ＩＪング速度に
てサンプリングされた信号について、第１図に示してい
る。有用な信号情報は、そのスペクトルの０−５〜ｉＨ
ｚのより低い周波数部分に保持されているが、スペクト
ルのこの部分は、ランダム雑音およびロジック雑音の如
きいくつかの劣化雑音成分をも含んでいる。ＩＱ＞ｉＨ
ｚのサンプリング周波数が使用されているため且つＣＣ
Ｄまたはその他の固体素子の通常の走査方法のため、ス
ペクトルのより上の周波数部分は、１０ＭＨｚ信号を含
む中央搬送彼周波数を含み、且つその中央搬送波周波数
の変調として有用な情報をも含む。
すなわち、その信号情報は、スペクトルのより低い周波
数部分にあるうえ、より高い周波数部分の上下の側波帯
（ＵＳＢおよびＬＳＢ）にてコード化された形にて搬送
される。これ；ま、ある程度、ＲＦ信号が伝送される仕
方に類似している。
数部分にあるうえ、より高い周波数部分の上下の側波帯
（ＵＳＢおよびＬＳＢ）にてコード化された形にて搬送
される。これ；ま、ある程度、ＲＦ信号が伝送される仕
方に類似している。
従来、有用な信号は、信号のより高い周波数部分、この
例では、５ ：ＶＩ Ｈ ｚより上のスペクトルの部分
を除去する低域通過フィルタ処理方法を使用することに
より、主として抽出されていた。しかしながら、多くの
残留雑音が通過してしまい、それが、最終的な映像の質
を低下させるでしまいからであった。二重ｔ目関サンプ
リング（ＤＣＳ）の如きその他のシステムが使用されて
おり、これらシステムは、スペクトルの上の部分に作用
するもので、公称の搬送波周波数の信号を発生し、２つ
の信号を掛け合わせて和および差周波数を与え、それか
ら、低域通過フィルタ処理を行って変調信号、すなわち
、有用な信号を得るように機能するものであった。この
型の処理によればランダムおよびクロノク雑音成分の両
方を減少させることができるが、この型の処理方法は、
実際に実施するのが難しいものであった。何故ならば、
ビデオ情報をもって伝送される搬送波について発生信号
の精密な位相同期をとらなければならないからである。
例では、５ ：ＶＩ Ｈ ｚより上のスペクトルの部分
を除去する低域通過フィルタ処理方法を使用することに
より、主として抽出されていた。しかしながら、多くの
残留雑音が通過してしまい、それが、最終的な映像の質
を低下させるでしまいからであった。二重ｔ目関サンプ
リング（ＤＣＳ）の如きその他のシステムが使用されて
おり、これらシステムは、スペクトルの上の部分に作用
するもので、公称の搬送波周波数の信号を発生し、２つ
の信号を掛け合わせて和および差周波数を与え、それか
ら、低域通過フィルタ処理を行って変調信号、すなわち
、有用な信号を得るように機能するものであった。この
型の処理によればランダムおよびクロノク雑音成分の両
方を減少させることができるが、この型の処理方法は、
実際に実施するのが難しいものであった。何故ならば、
ビデオ情報をもって伝送される搬送波について発生信号
の精密な位相同期をとらなければならないからである。
その搬送波は、１０ＭＨｚ程度であるから、正確な同期
化をとることは、あきらかに問題がある。もし、位相が
同一でないならば、性能が著しく損一一われてしまう。
化をとることは、あきらかに問題がある。もし、位相が
同一でないならば、性能が著しく損一一われてしまう。
本発明は、固体素子カメラからのデータを処理する方法
であって、精密に同期化された搬送波（言号を発生する
必要なしにＤＣＳシステムの性能を達成することのでき
る方法を与えるものである。
であって、精密に同期化された搬送波（言号を発生する
必要なしにＤＣＳシステムの性能を達成することのでき
る方法を与えるものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明によれば、あるサンプリング周波数にてサンプリ
ングされる固体撮像センサから有用な信号を抽出する方
法において、有用な情報を含む上下の側波帯およびサン
プリング周波数を含む信号を保持するように前記信号を
フィルタ処理し、前記フィルタ処理された信号を平衡復
調器で復調することを特徴とする。
ングされる固体撮像センサから有用な信号を抽出する方
法において、有用な情報を含む上下の側波帯およびサン
プリング周波数を含む信号を保持するように前記信号を
フィルタ処理し、前記フィルタ処理された信号を平衡復
調器で復調することを特徴とする。
サンプリング周波数の２分の１より小さい周波数の信号
の部分を除去するために高域通過フィルタを使用するの
が好ましい。Ｘｌｉ波を除去するのにノッチフィルタを
付加的に使用することができる。
の部分を除去するために高域通過フィルタを使用するの
が好ましい。Ｘｌｉ波を除去するのにノッチフィルタを
付加的に使用することができる。
好ましい実施例では、復調された信号は、残留クラッタ
および雑音効果を除去するために低域通過フィルタでフ
ィルタ処理される。
および雑音効果を除去するために低域通過フィルタでフ
ィルタ処理される。
本発明の別の特徴によれば、走査される固体撮像装首の
特定の周波数でサンプリングされる信号出力から有用な
信号を抽出する装置におｌ， ｚで、サンプリング周波
数および上下の側波帯を含む信号の部分を抽出する高域
通過フィルタと、フィルタ処理された信号を平衡復副す
る手段と、前記復調された信号を低域通過フィルタ処理
する手段とを備えることを特徴とする。
特定の周波数でサンプリングされる信号出力から有用な
信号を抽出する装置におｌ， ｚで、サンプリング周波
数および上下の側波帯を含む信号の部分を抽出する高域
通過フィルタと、フィルタ処理された信号を平衡復副す
る手段と、前記復調された信号を低域通過フィルタ処理
する手段とを備えることを特徴とする。
（実施例）
本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
半導体装置を用いた撮ｉ象ンステム、例えばＣＣＤは従
来の電子管に代わるセンサ素子として良く知ちれている
。この技術に用′．Ｉ）る撮像カメラは一般にＣＣＤの
アレイを有しており、その数は６×６からＩＯＯＯＸＩ
ＯＯＯ程度或し）はそれ以上である。明らかに、密度が
高ければ高いほど、このンステムの解像度は高い。この
装置の動作は良く知られている。簡単に述べると、この
装百：ま光或いはその他の放射線に一定時間露光され、
そして各々のＣＣＤ素子に集められた電荷は、その後走
査技術によって、例えば１０ＭＨｚという早い画素処理
速度でサンプリングされ、そして処理した後テレビジョ
ン・スクリーン、ビデオ装置或いはその他の処理装置に
供給される。代表的なＣＣＤアレイから取り出される信
号の周波数スペクトルが第１図に示されている。
来の電子管に代わるセンサ素子として良く知ちれている
。この技術に用′．Ｉ）る撮像カメラは一般にＣＣＤの
アレイを有しており、その数は６×６からＩＯＯＯＸＩ
ＯＯＯ程度或し）はそれ以上である。明らかに、密度が
高ければ高いほど、このンステムの解像度は高い。この
装置の動作は良く知られている。簡単に述べると、この
装百：ま光或いはその他の放射線に一定時間露光され、
そして各々のＣＣＤ素子に集められた電荷は、その後走
査技術によって、例えば１０ＭＨｚという早い画素処理
速度でサンプリングされ、そして処理した後テレビジョ
ン・スクリーン、ビデオ装置或いはその他の処理装置に
供給される。代表的なＣＣＤアレイから取り出される信
号の周波数スペクトルが第１図に示されている。
代表的なＣＣＤアレイの撮像素子は本発明には示されて
いない。何故なら、本発明は可視情報の実際の収集より
むしろデータの処理に関係するからである。
いない。何故なら、本発明は可視情報の実際の収集より
むしろデータの処理に関係するからである。
第２図及び第３図を参照すると、ＣＣＤアレイからサン
プリングされ、走査された信号が第３図の初めに示され
ている。そしてこの信号は低周波の正弦波形として、こ
の例に示されている有用な信号ＶＳｓ高周波のクロンク
波形Ｖ。及びレベルの低いリセット雑音成分Ｖ１の種々
の雉音成分から成っている。この信号は５ Ｍ Ｈ ｚ
のカットオフ周波数をもつ高域通過フィルタを通過する
。このフィルタは第１図のスペクトルの高い周波数お分
を通過させ、５ＭＨｚまでの低い周波数を阻止する。こ
の低い周波数部分は大部分の雑音と共に生の信号情報を
含んでいる。
プリングされ、走査された信号が第３図の初めに示され
ている。そしてこの信号は低周波の正弦波形として、こ
の例に示されている有用な信号ＶＳｓ高周波のクロンク
波形Ｖ。及びレベルの低いリセット雑音成分Ｖ１の種々
の雉音成分から成っている。この信号は５ Ｍ Ｈ ｚ
のカットオフ周波数をもつ高域通過フィルタを通過する
。このフィルタは第１図のスペクトルの高い周波数お分
を通過させ、５ＭＨｚまでの低い周波数を阻止する。こ
の低い周波数部分は大部分の雑音と共に生の信号情報を
含んでいる。
高域通過フィルタを通過した合成信号は、第３図ｂに示
されているように０ボルトを軸とした対称的な波形をし
ており、有用な撮１′象信号を示している（氏い周彼数
によって変調された搬送波の形をしたクロツク波形から
成っている。この信号は、カノトオフ周波数１５ＭＨｚ
の低域通過フィルタを通過するが、このフィルタは非常
に高い高調波を除去するよう作用する。したがって、作
用として高域通過フィルタ１と低域通過フィルタ２はー
渚になって第１図の高帯域を通過する帯域通過フィルタ
として動作する。低域通過フィルタ２は、好ましいもの
であるが同時に選択的なものであることにも注目される
べきである。低域通過フィルタからの出力信号は３で増
幅され、平衡型復調器４に送られる。これは２つのダイ
オードで簡垂に構成されるが、好ましくは整流型ブリソ
ジ不ットワークで構成される。
されているように０ボルトを軸とした対称的な波形をし
ており、有用な撮１′象信号を示している（氏い周彼数
によって変調された搬送波の形をしたクロツク波形から
成っている。この信号は、カノトオフ周波数１５ＭＨｚ
の低域通過フィルタを通過するが、このフィルタは非常
に高い高調波を除去するよう作用する。したがって、作
用として高域通過フィルタ１と低域通過フィルタ２はー
渚になって第１図の高帯域を通過する帯域通過フィルタ
として動作する。低域通過フィルタ２は、好ましいもの
であるが同時に選択的なものであることにも注目される
べきである。低域通過フィルタからの出力信号は３で増
幅され、平衡型復調器４に送られる。これは２つのダイ
オードで簡垂に構成されるが、好ましくは整流型ブリソ
ジ不ットワークで構成される。
復調器４は負の電圧であるｂの信号部分を反転するよう
に働き、モしてＲＦ検彼と同様な方法における検波器と
して動作する。したがって、変調波は搬送信号から検波
される。変調波は勿論可視情報を有するＣＣＤからの有
用な信号である。このようにして、第３図Ｃの彼は復調
器の出力に得られる。この信号は画１“象データを有す
る所望の波形であるが、まだこの段階ではある量の残留
雑音が含まれている。明らかに、更に雉音を除去するこ
とが要求され、そしてこの目的に対して、信号は更に５
で増幅され、５ＭＨｚＬｙ）低域通過フィルタ６を通過
する。これは第３図に示された高周波リップルの殆どを
除去する。そして第３図ｄのきれいな波形が得られる。
に働き、モしてＲＦ検彼と同様な方法における検波器と
して動作する。したがって、変調波は搬送信号から検波
される。変調波は勿論可視情報を有するＣＣＤからの有
用な信号である。このようにして、第３図Ｃの彼は復調
器の出力に得られる。この信号は画１“象データを有す
る所望の波形であるが、まだこの段階ではある量の残留
雑音が含まれている。明らかに、更に雉音を除去するこ
とが要求され、そしてこの目的に対して、信号は更に５
で増幅され、５ＭＨｚＬｙ）低域通過フィルタ６を通過
する。これは第３図に示された高周波リップルの殆どを
除去する。そして第３図ｄのきれいな波形が得られる。
この波形はビデオ信号が得られるテレビジョン・スクリ
ーン、ビデオ記録装置及びその他の装置に供給される。
ーン、ビデオ記録装置及びその他の装置に供給される。
本発明の信号処理は、典型的なＲＦ変調技術を利用した
基本的なＲＦ信号処理の一つであり、装置内部でのいか
なる夕ロック信号の発生とも関係しない。したがって非
常に高速のカメラにとって極めて有用であってしかも複
雑な位相補正回路を必要としない。第４図には、典型的
な実施例が示されている。その旦路については詳述しな
いが、その与えられた部品の数値は、垂直解像度５７６
、水平解（象亥２００、すなわち解像度５７６ｘ２００
で、３．８ＭＫｚでクロツクされるセンサ用のものであ
る。また、このような回路は理想的には表面取付技術又
はハイブリッド技術に適し、したがって比較的安価であ
って直接製造を促進する。この回路は消費電力が少なく
画累クロツク縮小の度合が大きい。代表的には、画素ク
ロツク雑音は、５Ｑｄｂだけ減少し、平衡復調器から２
０ｄｂの減少が得られ、さらに出力フィルタから３ ０
ｄｂの減少が得られる，スペクトルの低周波数部分に存
在するこれらの雑音成分は、このンステムにより大きく
減少するか完全に消去される。これらの雑音は、撮像セ
ンサ内部で起きる反転周波数雑音とそのリセット雑音か
ら成り、そのセンサ内部の電荷結合処理器のために生ず
る。いくつかのロジソク雑音成分もこの低周波数部分内
に生じるが、それも大きく減少するか消去される。これ
らの雉音：ま、フレーム定格雑音（代表的には２５Ｈｚ
）、転送クロノク雑音（代表的には５００ＫＨｚ）、お
よびＴＶ時間クロソク雑音で成る。
基本的なＲＦ信号処理の一つであり、装置内部でのいか
なる夕ロック信号の発生とも関係しない。したがって非
常に高速のカメラにとって極めて有用であってしかも複
雑な位相補正回路を必要としない。第４図には、典型的
な実施例が示されている。その旦路については詳述しな
いが、その与えられた部品の数値は、垂直解像度５７６
、水平解（象亥２００、すなわち解像度５７６ｘ２００
で、３．８ＭＫｚでクロツクされるセンサ用のものであ
る。また、このような回路は理想的には表面取付技術又
はハイブリッド技術に適し、したがって比較的安価であ
って直接製造を促進する。この回路は消費電力が少なく
画累クロツク縮小の度合が大きい。代表的には、画素ク
ロツク雑音は、５Ｑｄｂだけ減少し、平衡復調器から２
０ｄｂの減少が得られ、さらに出力フィルタから３ ０
ｄｂの減少が得られる，スペクトルの低周波数部分に存
在するこれらの雑音成分は、このンステムにより大きく
減少するか完全に消去される。これらの雑音は、撮像セ
ンサ内部で起きる反転周波数雑音とそのリセット雑音か
ら成り、そのセンサ内部の電荷結合処理器のために生ず
る。いくつかのロジソク雑音成分もこの低周波数部分内
に生じるが、それも大きく減少するか消去される。これ
らの雉音：ま、フレーム定格雑音（代表的には２５Ｈｚ
）、転送クロノク雑音（代表的には５００ＫＨｚ）、お
よびＴＶ時間クロソク雑音で成る。
この信号処理装置は、カラービデオ信号とともに使用さ
れてもよく、この目的のためクロミナンス情報を変換す
る多数の並列段を挿入することにも適合できる。
れてもよく、この目的のためクロミナンス情報を変換す
る多数の並列段を挿入することにも適合できる。
第１図は信号のスペクトルを示すグラフ、第２図は例示
のＣＣＤからの出力を処理するために用いられる装置を
図式的に示す図、第３図は第２図の装置の各ステージに
おける信号の代表的波形を示す図、及び 第４区は本発胡を具現化した信号処理回路を示す図であ
る。 １・・・・・・高域通過フィルタ、 ２・・・・・・低域通過フィルタ、 ３、５・・・・・・増幅器、 ４・・・・・・平衡復調器、 ６・・・・・・低域通過フィルタ。 手 続 捕 正 書（方式）
のＣＣＤからの出力を処理するために用いられる装置を
図式的に示す図、第３図は第２図の装置の各ステージに
おける信号の代表的波形を示す図、及び 第４区は本発胡を具現化した信号処理回路を示す図であ
る。 １・・・・・・高域通過フィルタ、 ２・・・・・・低域通過フィルタ、 ３、５・・・・・・増幅器、 ４・・・・・・平衡復調器、 ６・・・・・・低域通過フィルタ。 手 続 捕 正 書（方式）
Claims (5)
- （１）あるサンプリング周波数でサンプリングされる固
体撮像センサアレイから有用な信号を抽出する方法にお
いて、有用な情報を含む上下の側波帯およびサンプリン
グ周波数を含む信号を保持するように前記信号をフィル
タ処理し、そのフィルタ処理された信号を平衡復調器で
復調することを特徴とする信号処理方法。 - （２）前記フィルタ処理は、前記サンプリング周波数の
半分のカットオフ周波数による高域通過フィルタ処理で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
。 - （３）前記復調信号は低域通過フィルタ処理されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の方法。 - （４）走査される固体撮像装置の特定の周波数でサンプ
リングされる信号出力から有用な信号を抽出する信号処
理装置において、そのサンプリング周波数および上下の
側波帯を含む信号の部分を抽出するフィルタと、そのフ
ィルタ処理された信号を平衡変調する手段と、その復調
された信号を低域通過フィルタ処理する手段と備えるこ
とを特徴とする信号処理装置。 - （５）前記フィルタは、高域通過フィルタであることを
特徴とする特許請求の範囲第４項記載の信号処理装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8814665A GB2220114A (en) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Solid state camera signal processing |
| GB8814665.9 | 1988-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132981A true JPH02132981A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=10639034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159387A Pending JPH02132981A (ja) | 1988-06-21 | 1989-06-21 | 信号処理方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0355956A2 (ja) |
| JP (1) | JPH02132981A (ja) |
| GB (1) | GB2220114A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0456193B1 (en) * | 1990-05-09 | 1999-01-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image pickup apparatus and counter circuit used therein |
-
1988
- 1988-06-21 GB GB8814665A patent/GB2220114A/en not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1159387A patent/JPH02132981A/ja active Pending
- 1989-06-21 EP EP89306257A patent/EP0355956A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0355956A2 (en) | 1990-02-28 |
| GB8814665D0 (en) | 1988-11-16 |
| GB2220114A (en) | 1989-12-28 |
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