JPH04212575A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH04212575A
JPH04212575A JP2400608A JP40060890A JPH04212575A JP H04212575 A JPH04212575 A JP H04212575A JP 2400608 A JP2400608 A JP 2400608A JP 40060890 A JP40060890 A JP 40060890A JP H04212575 A JPH04212575 A JP H04212575A
Authority
JP
Japan
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nonlinear
processing
circuit
signal
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2400608A
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English (en)
Inventor
Eiji Ohara
栄治 大原
Toshihiko Mimura
敏彦 三村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に撮
像素子の固定パターンノイズ(以下FPNという)の除
去に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置の代表的な例を図9
に示す。図中、1は開閉シャッタ、2は増幅型固体撮像
素子等のエリアセンサ、3は増幅回路、4は10ビット
A−D(アナログ−ディジタル)変換器、23はスイッ
チ回路、24はメモリ回路、22は減算器、8は非線形
処理であるガンマ・ニー処理回路、9は様々なディジタ
ル信号処理を行うDSP(digital signa
l processor) 回路である。10はD−A
(ディジタル−アナログ)変換器、25はシステムコン
トロール回路、26はメモリコントロール回路である。
【0003】次にこの撮像装置の動作についてであるが
、まずFPNの除去について説明する。システムコント
ロール回路25によって制御され開閉シャッタ1を閉じ
ることによりエリアセンサ2を遮光する。その状態にお
いてエリアセンサ2より読み出された出力信号(これが
FPN信号である)は、増幅回路3により増幅され、1
0ビットA−D変換器21によりアナログ−ディジタル
変換され、システムコントロール回路25により制御さ
れa側を選択状態のスイッチ回路23を通じてメモリ回
路24に記憶される。この際、メモリ回路24はメモリ
コントロール回路26により制御され書き込み可能とな
っている。
【0004】次に開閉シャッタ1を開け、被写体の光学
像を入力し、その状態においてエリアセンサ2より読み
出された出力信号(これはFPN信号が重畳された映像
信号である)は、前述と同様に増幅された後、アナログ
−ディジタル変換され、システムコントロール回路25
により制御され今度はb側を選択状態のスイッチ回路2
3を通じて減算器22に入力される。一方、減算器22
には、先に記憶されたFPN信号がメモリコントロール
回路26により制御され、今度はメモリ回路24より読
み出されることにより供給されている。これにより減算
器22により、FPN信号が重畳された映像信号よりF
PN信号が減算され、FPN信号が除去される。
【0005】次に、FPN信号が除去された映像信号は
、ガンマ・ニー処理回路8において撮像信号処理で一般
に行われるガンマ処理,ニー処理を行った後、DSP回
路9において例えば、補間処理,アパーチャー補正処理
,帯域制限処理等、撮像信号処理で必要とされる様々な
ディジタル信号処理が行われ、D−A変換器10により
ディジタル−アナログ変換され、不図示のモニタ等に出
力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、FPN信号の
除去をガンマ処理等の非線形処理後に行うと、減算時に
誤差を生じるため、前記従来例のように、センサ出力を
A−D変換し、ガンマ処理等の非線形処理を行わずに、
FPN信号の減算を行った後、ガンマ処理等の非線形形
処理をディジタルで行っている。
【0007】ところで、ガンマ処理により信号暗部がも
ち上げられること、及びセンサ出力のダイナミックレン
ジが広いこと等を考えると、量子化雑音による偽輪郭を
防止するため分解能の高い10ビットA−D変換器を使
用しなければならない。又その結果前記従来例では階調
10ビットのメモリが必要になる。
【0008】しかしながら現状では、安価で低消費電力
,高速,高精度等の要求を満たす10ビットA−D変換
器が得られないという問題や、10ビットのため、メモ
リ容量が増大してしまうという問題を有している。
【0009】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、ビット数の少ないA−D変換手段とメモリ容
量の少ない記憶手段で、FPNが除去でき非線形信号処
理ができる撮像装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明では、撮像装置を次の(1),(2)のとおり
に構成する。 (1)撮像素子と、該撮像素子の出力を非線形A−D変
換する非線形A−D変換 手段と、該非線形A−D変換手段の出力を逆非線形処理
する逆非線形処理手段と、遮光時における前記撮像素子
の出力を少なくとも前記非線形変換手段を介して記憶す
る記憶手段と、露出時における前記撮像素子の出力を前
記非線形変換手段かつ前記逆非線形処理手段を介して入
力し、この入力から前記記憶手段より読み出したデータ
を減算して出力する減算手段と、該減算手段の出力を非
線形信号処理する非線形信号処理手段とを備えた撮像装
置。 (2)前記(1)において、非線形A−D変換手段は、
A−D変換器のラダー抵抗の一部に並列に、折れ線近似
の非線形特性を与える抵抗を接続したものである撮像装
置。
【0011】
【作用】前記(1),(2)の構成により、A−D変換
の際、撮像素子出力の低レベル部(映像信号暗部)への
ビット割付けが多くなり、ビット数の少ないA−D変換
手段とメモリ容量の少ない記憶手段が使える。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。 図1は、本発明の第1実施例である“撮像装置”のブロ
ック図である。図中、1は開閉シャッタ(メカニカルシ
ャッタ)、2は増幅型固体撮像素子であるエリアセンサ
、3は増幅回路、4は非線形8ビットA−D変換器、5
はメモリ回路、6は逆非線形処理回路、7は減算器、8
は非線形信号処理であるガンマ・ニー処理回路、9は様
々なディジタル信号処理を行うDSP回路である。 又、10はD−A変換器であり、11は検出回路、12
はシステムコントロール回路、13はメモリコントロー
ル回路、14はスイッチ回路である。
【0013】図2は、図1の非線形8ビットA−D変換
器4の回路ブロック図を、図3,図4は同回路の入出力
特性を示す。図2において、15は、等しい抵抗値を有
する抵抗R1〜R256で構成されるラダー抵抗器であ
り、16はC1〜C255の比較器から構成される比較
器群、17はエンコーダ回路である。R′15〜R′1
7は、折れ線で非線形特性を近似するための抵抗器であ
る。
【0014】図5に図1の逆非線形処理回路6のブロッ
ク図を示し、図6,図7にその処理内容を示す。図5に
おいて、18は切り換え制御端子によりシフトの回数が
制御可能な、2n (n=0,1,2,3……)のゲイ
ンを有するシフト回路、19は減算器、SWはスイッチ
回路である。
【0015】次に動作についてであるが、まずFPNの
除去について説明する。システムコントロール回路12
によって制御され、開閉シャッタ1を閉じることにより
センサ2を遮光する。その状態において、センサ2より
読み出された出力信号(これがFPN信号である)は、
増幅回路3により増幅され、非線形8ビットA−D変換
器4に供給される。この非線形A−D変換器4は、図2
に示すようにラダー抵抗器15の中間タップに適切な抵
抗値を有する抵抗器R′15〜R′17を接続し、ラダ
ー抵抗器15を非線形にし、図3,図4に示す、ガンマ
特性・プリニー特性を折れ線近似した特性を映像信号に
施すものである。
【0016】ここにおいてこのFPN信号は、一般には
映像信号に対しては十分小さいと考えられ、図3,図4
において、非線形処理の第1の折れ曲り部(以下折曲点
という)を越えることなく、線形処理により出力される
と考えられる。従ってこの場合は、システムコントロー
ル回路12により制御されたスイッチ回路14をa側を
常に選択しておくことにより、メモリコントロール回路
13に制御されるメモリ回路5にFPN信号が線形処理
で記憶される。
【0017】次に、開閉シャッタ1を開け、被写体の光
学像を入力し、その状態においてセンサ2より読み出さ
れた出力信号(これはFPN信号が重畳された映像信号
である。)は、増幅回路3により増幅され、非線形A−
D変換器4により非線形処理を受けた後、逆非線形処理
回路6に供給される。これは、前述の非線形A−D変換
器4とは逆特性の入出力特性を有する回路で、非線形処
理を受けた信号を図3,図4の点線で示すように線形に
もどすものである。
【0018】ところで、図3,図4の非線形特性はその
傾きが2の倍数に設定されているため、線形にもどすた
めには図5に示すように、シフト回路18及び減算器1
9により実現できる。ただし傾きに応じてシフトの回数
及び減算する値を切りかえる必要がある。
【0019】これは、図2の非線形A−D変換器におけ
る折曲点に相当する比較器の出力信号を、簡単なロジッ
ク回路により構成される検出回路11により判断,制御
することにより行っている。このようにして、線形にも
どされたFPN信号が重畳された映像信号は、減算器7
に供給され、一方減算器7には、メモリコントロール回
路13により制御されたメモリ回路5より読み出された
FPN信号も供給されており、ここにおいて減算処理さ
れることによりFPN信号が除去される。次にFPN信
号が除去された映像信号は、ガンマ・ニー処理回路8に
より撮像信号処理で一般に行われる非線形な処理をディ
ジタル的に再度行われた後、DSP回路9に供給される
。ここにおいて、例えば補間処理,アパーチャー処理,
帯域制限処理等の撮像信号処理で必要とされる様々なデ
ィジタル信号処理が行われ、D−A変換器10によりデ
ィジタル−アナログ変換され、不図示のモニター等に出
力される。
【0020】以上により、FPN除去を考慮し、しかも
映像信号に非線形処理を行いアナログ−ディジタル変換
しているため、映像信号暗部のビットの割付けを多くで
きるため、その後のガンマ処理等の非線形信号処理の際
の量子化雑音が低減でき、A−D変換器として8ビット
の分解能で十分となる。その結果、FPN除去の際使用
したメモリ容量も削減できる。
【0021】ただし、ここにおいて、FPN信号は映像
信号に対して十分小さいと考えていたが、センサ2の性
能が悪くFPN信号が大きいものを使用する際には、非
線形A−D変換器4においてFPN信号が第1の折曲点
を越え非線形処理を受けることがあるため、この場合ス
イッチ回路14をb側に固定し、FPN信号を逆非線形
処理回路6により線形にもどした後にメモリ回路5に記
憶すれば良好なFPN除去が行える。
【0022】図8に本発明の第2実施例を表わす回路ブ
ロック図を示す。図中、20は多ポートメモリ回路、1
4a,14bはスイッチ回路である。これは静止画を対
象とした撮像装置であり、メモリコントロール回路13
により制御することにより多ポートメモリ20よりFP
N信号を読み出しながら、FPN除去後、回路8で非線
形処理した映像信号をスイッチ回路14bを通じて同一
の多ポートメモリ回路20に記憶するようにしたことが
第1実施例と異っている。
【0023】以上により、FPN除去後の映像信号をメ
モリ20に記憶することが可能となり、メモリ20を有
効利用したディジタル信号処理を行うことができる。
【0024】なお、以上の各実施例においてはメカニカ
ルシャッタを閉じ、撮像素子を遮光することによりFP
N信号を出力しているが、撮像素子の蓄積電荷をリセッ
トすることにより掃き出し可能ないわゆる電子シャッタ
動作が可能な撮像素子を用いる際には、リセット後ただ
ちに読み出す事によりFPN信号を出力できメカニカル
シャッタは不用である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビット数の少ないA−D変換手段とメモリ容量の少ない
記憶手段で、FPNが除去でき、また非線形信号処理が
できるのでコスト及び消費電力を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のブロック図
【図2】非線
形A−D変換器の回路図
【図3】図2の回路の入出力特性図
【図4】図2の回路の入出力特性図
【図5】逆非線形処理回路のブロック図
【図6】図5の
回路の処理内容を示す図
【図7】図5の回路の処理内容
を示す図
【図8】本発明の第2実施例のブロック図
【図
9】従来例のブロック図
【符号の説明】
1  開閉シャッタ(メカニカルシャッタ)2  エリ
アセンサ(撮像素子) 4  非線形A−D変換器 5  メモリ回路 6  逆非線形処理回路 7  減算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  撮像素子と、該撮像素子の出力を非線
    形A−D変換する非線形A−D変換手段と、該非線形A
    −D変換手段の出力を逆非線形処理する逆非線形処理手
    段と、遮光時における前記撮像素子の出力を少なくとも
    前記非線形変換手段を介して記憶する記憶手段と、露出
    時における前記撮像素子の出力を前記非線形変換手段か
    つ前記逆非線形処理手段を介して入力し、この入力から
    前記記憶手段より読み出したデータを減算して出力する
    減算手段と、該減算手段の出力を非線形信号処理する非
    線形信号処理手段とを備えたことを特徴とする撮像装置
  2. 【請求項2】  非線形A−D変換手段は、A−D変換
    器のラダー抵抗の一部に並列に、折れ線近似の非線形特
    性を与える抵抗を接続したものであることを特徴とする
    請求項1記載の撮像装置。
JP2400608A 1990-12-06 1990-12-06 撮像装置 Withdrawn JPH04212575A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2400608A JPH04212575A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP2400608A JPH04212575A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 撮像装置

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JPH04212575A true JPH04212575A (ja) 1992-08-04

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ID=18510502

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JP2400608A Withdrawn JPH04212575A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 撮像装置

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JP (1) JPH04212575A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7116360B2 (en) 2002-02-28 2006-10-03 Seiko Epson Corporation Image signal processing circuit and semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7116360B2 (en) 2002-02-28 2006-10-03 Seiko Epson Corporation Image signal processing circuit and semiconductor device

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A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980312