JPH0696215A - Image processing device - Google Patents
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- JPH0696215A JPH0696215A JP4246461A JP24646192A JPH0696215A JP H0696215 A JPH0696215 A JP H0696215A JP 4246461 A JP4246461 A JP 4246461A JP 24646192 A JP24646192 A JP 24646192A JP H0696215 A JPH0696215 A JP H0696215A
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被写体の撮像から特徴抽出等に必要なフレー
ム画像間での差分演算処理までを高速に行い、且つ小形
の画像処理装置を提供する。
【構成】 撮像のためのフォトダイオード群を有する受
光領域と、これらのフォトダイオードに発生した各ピク
セル信号に相当するデータを記憶する記憶ビット群を備
える記憶部とを備え、フォトダイオード群と記憶部の記
憶ビットの走査を同一のスキャニング信号によって走査
し、フォトダイオード群及び記憶ビットの走査を行うだ
けで、ピクセル配列に対応した差分データがEXORゲ
ートから出力される構成とした。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a small-sized image processing device that performs high-speed processing from the imaging of a subject to the difference calculation processing between frame images necessary for feature extraction and the like. A photodiode group and a storage section are provided, each including a light receiving region having a photodiode group for imaging, and a storage section having a storage bit group for storing data corresponding to each pixel signal generated in these photodiodes. The difference bit data corresponding to the pixel array is output from the EXOR gate only by scanning the memory bits of the same scanning signal with the same scanning signal and scanning the photodiode group and the memory bit.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被写体を光学的に撮像
して該被写体の特徴抽出等を行う画像処理装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus which optically picks up a subject and extracts features of the subject.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光学的情報処理技術の開発が盛ん
である。例えば、ファクトリオートメーションにおい
て、製造ラインのベルトコンベアで搬送されてくる組立
用部品や製品を固体撮像デバイスで動画撮像し、1フレ
ーム周期前の撮像によって得られた1フレーム画分の第
1の画像データと現在時点で得られた1フレーム画分の
第2の画像データとを比較し、これらの画像データが一
致しないときは、部品や製品がベルトコンベアで所定の
位置まで搬送されてきたと判断したり、第1と第2の画
像データとの相違部分を部品や製品の特徴として抽出し
て、これら部品等の種類を判定する等に適用されること
によって、製造工程の合理化を図ることが知られてい
る。又、ファクシミリやコンピュータシステムのOCR
等の画像読取装置において、文字認識や情報圧縮を行っ
たり、読取り誤りを低減する等に適用されている。更
に、搬送されてきた紙幣を固体撮像デバイスで動画撮像
し、過去と現在の2つの1フレーム画分の画像データを
比較することによって、紙幣の特徴抽出及び判定を行
い、真の紙幣のみを自動計数する紙幣読取り装置等に適
用されている。これらは一例であり、光学的情報処理技
術の利点を生かして益々発展する傾向にある。2. Description of the Related Art In recent years, optical information processing technology has been actively developed. For example, in factory automation, the first image data of one frame image obtained by capturing a moving image of an assembly part or product conveyed by a belt conveyor of a manufacturing line with a solid-state image capturing device and capturing one frame period before. And the second image data of one frame image obtained at the present time are compared, and when these image data do not match, it is determined that the component or product has been conveyed to a predetermined position on the belt conveyor. It is known that the manufacturing process is rationalized by extracting the difference between the first and second image data as a feature of a component or a product and applying it to the determination of the type of the component or the like. ing. Also, OCR for facsimiles and computer systems
In the image reading apparatus such as the above, it is applied to character recognition, information compression, reduction of reading errors, and the like. Furthermore, a moving image of the conveyed banknote is captured by a solid-state imaging device, and the feature data of the banknote are extracted and determined by comparing the image data of the past and present one frame image, and only the true banknote is automatically recorded. It is applied to bill reading devices that count. These are just examples, and there is a tendency to develop more and more by taking advantage of the optical information processing technology.
【0003】このような光学的情報処理技術を適用した
従来の一般的な回路の構成を図6に基いて述べれば、例
えば、MOS型の2次元固体撮像デバイスの受光領域1
にマトリックス状に配列・形成されたフォトダイオード
群から成るピクセル群が被写体を撮像すると共に、これ
らのピクセル群を水平走査する水平シフトレジスタ1x
と垂直走査する垂直走査レジスタ1yとによる点順次走
査読出しによって、各々のピクセルのピクセル信号を時
系列に読み出し、更に、読み出されたピクセル信号をA
/D変換器2がデジタルのピクセルデータに変換し、ラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)3がマイクロプロセッ
サ(MPU)4でアドレス指定された記憶領域に順番に
記憶する。ここで、水平シフトレジスタ1xと垂直走査
レジスタ1yの動作タイミング及びMPU4のアドレッ
シングのタイミングは、タイミングジェネレータ5が出
力する基準クロック信号に同期しているので、RAM3
に記憶されるピクセルデータは受光領域1のピクセル配
列と一対一の関係で対応するようになっている。そし
て、最初の1フレーム画に相当するN個のピクセルデー
タをRAM3のアドレス#0〜#N−1の記憶領域(図
中Aで示す領域)に記憶し、次の1フレーム画に相当す
るN個のピクセルデータをRAM3のアドレス#N〜#
2N−1の記憶領域(図中Bで示す領域)に記憶させる
ことによって、互いに1フレーム周期ずれた2フレーム
画分のピクセルデータを記憶するようになっている。次
に、MPU4が、RAM3の各々の記憶領域A,Bから
配列を崩すことなくピクセルデータを読出して、相互に
対応関係にあるピクセルデータの差分を求めることによ
り、ピクセル配列に対応した差分データ群を求め、これ
らの差分データ群に基いて被写体の特徴抽出や認識を行
ったり、被写体の存在を判定する等の信号処理を行うよ
うになっている。The structure of a conventional general circuit to which such an optical information processing technique is applied will be described with reference to FIG. 6. For example, for example, the light receiving region 1 of a MOS type two-dimensional solid-state image pickup device.
A horizontal shift register 1x for horizontally scanning these pixel groups while the pixel groups consisting of photodiode groups arranged and formed in a matrix form an image of a subject.
The pixel signals of each pixel are read out in time series by the dot-sequential scanning read-out by the vertical scanning register 1y for vertical scanning and the read-out pixel signal is A
The / D converter 2 converts the data into digital pixel data, and the random access memory (RAM) 3 stores the data sequentially in a memory area addressed by the microprocessor (MPU) 4. Since the operation timings of the horizontal shift register 1x and the vertical scanning register 1y and the addressing timing of the MPU 4 are synchronized with the reference clock signal output from the timing generator 5, the RAM 3
The pixel data stored in 1) corresponds to the pixel array of the light receiving region 1 in a one-to-one relationship. Then, N pieces of pixel data corresponding to the first one-frame image are stored in the storage areas (areas indicated by A in the drawing) of the addresses # 0 to # N-1 of the RAM 3, and N corresponding to the next one-frame image. This pixel data is assigned to the addresses #N to # of RAM3.
By storing in a 2N-1 storage area (area indicated by B in the figure), pixel data of two frame images, which are shifted by one frame cycle from each other, are stored. Next, the MPU 4 reads out the pixel data from the respective storage areas A and B of the RAM 3 without destroying the array, and obtains the difference between the pixel data in a mutually corresponding relationship to obtain a difference data group corresponding to the pixel array. Based on these difference data groups, signal processing such as feature extraction and recognition of the subject, determination of the presence of the subject, and the like is performed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示すよ
うな従来構成の画像処理装置にあっては、次のような問
題点があった。即ち、上述のような特徴抽出等を行うた
めの差分演算をMPU4のプログラム処理によって実現
しているので、コンピュータプログラムの負担が大き
く、且つ処理速度が遅くなる問題があった。更に、この
ようなプログラム処理に負うところが大きいので、上記
2フレーム画相当のピクセルデータ群を一旦RAM3に
記憶した後でなければ、上記特徴抽出や認識のための信
号処理を開始することができず、この点でも処理速度が
遅くなる問題があった。又、一旦RAM3に記憶された
ピクセルデータを、MPU4のプログラム制御に基くア
ドレス指定によって読み出すので、記憶領域AとBの夫
々のピクセルデータを同時に読み出すことができない。
即ち、記憶領域Aのアドレス#0のピクセルデータを読
み出した後、記憶領域Bのアドスレス#Nのピクセルデ
ータを読み出して差分演算を行い、次に、記憶領域Aの
アドレス#1のピクセルデータを読み出した後、記憶領
域Bのアドスレス#N+1のピクセルデータを読み出し
て差分演算を行い、以降同様にして、記憶領域AとBの
ピクセルデータの読み出しを交互に行って、全てのピク
セルデータについての差分を求めるようにしなければな
らず、信号処理の前提であるRAM3からのピクセルデ
ータの読み出しも信号処理の遅延を招来する要因となっ
ていた。However, the conventional image processing apparatus as shown in FIG. 6 has the following problems. That is, since the difference calculation for performing the feature extraction as described above is realized by the program processing of the MPU 4, there is a problem that the load of the computer program is heavy and the processing speed becomes slow. Further, since such program processing is largely responsible, the signal processing for feature extraction and recognition cannot be started unless the pixel data group corresponding to the two frame images is once stored in the RAM 3. Also in this respect, there is a problem that the processing speed becomes slow. Further, since the pixel data once stored in the RAM 3 is read out by the address designation based on the program control of the MPU 4, it is impossible to simultaneously read out the respective pixel data in the storage areas A and B.
That is, after reading the pixel data of the address # 0 of the storage area A, the pixel data of the address #N of the storage area B is read and the difference operation is performed, and then the pixel data of the address # 1 of the storage area A is read. After that, the pixel data of address # N + 1 in the storage area B is read out and the difference calculation is performed. Thereafter, similarly, the pixel data of the storage areas A and B are alternately read out to obtain the difference for all the pixel data. The pixel data must be obtained, and reading of pixel data from the RAM 3, which is a prerequisite for signal processing, has also been a factor that causes a delay in signal processing.
【0005】更に、2フレーム画分のデータを記憶する
大容量のRAMが必要となる等、装置の大型化を招来す
る問題もあった。Further, there is a problem that a large-sized RAM for storing data of two frame images is required, which causes an increase in size of the apparatus.
【0006】本発明は、このような従来技術の解決すべ
き課題に鑑みて成されたものであり、被写体の撮像から
特徴抽出等に必要なフレーム画像間での差分演算処理ま
でを高速に行い、更に、装置全体の小形化を実現する画
像処理装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems to be solved by the prior art, and performs high-speed processing from the image pickup of a subject to the difference calculation processing between frame images necessary for feature extraction and the like. Another object of the present invention is to provide an image processing device that realizes downsizing of the entire device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、一次元配列されたピクセル群に相当
するフォトダイオード群と、各々のフォトダイオードと
信号読出線との間に介在されたスイッチング素子群と、
各々のスイッチング素子の導通・非導通を選択的に制御
するスキャニング信号を出力することにより、フォトダ
イオードに発生したピクセル信号を導通状態のスイッチ
ング素子を介して信号読出線に転送させる水平走査回路
と、上記フォトダイオード群と同数の記憶ビットを有
し、上記水平走査回路が出力するスキャニング信号で指
定される記憶ビットにデータの書き込み又は読み出しを
行う記憶部と、上記信号読出線の終端に接続され、該信
号読出線のピクセル信号を電圧のピクセル信号に変換す
る出力増幅器と、上記出力増幅器から出力される電圧の
ピクセル信号を所定の閾値電圧と比較することによって
ピクセル毎の2値化データに変換する比較器と、比較器
から出力される2値化データを切換制御信号に基いて上
記記憶部へ転送又は非転送し、転送時に2値化データを
記憶部に書き込ませ、非転送時にデータ読み出しを行わ
せる切換手段と、比較器から出力される2値化データと
記憶部から出力されるデータとを排他的論理和演算する
EXORゲートとを有する構成とした。In order to achieve such an object, the present invention provides a photodiode group corresponding to a pixel group arranged one-dimensionally, and an intervening element between each photodiode and a signal read line. Switching elements group,
By outputting a scanning signal for selectively controlling conduction / non-conduction of each switching element, a horizontal scanning circuit for transferring the pixel signal generated in the photodiode to the signal readout line via the switching element in the conductive state, A storage unit that has the same number of storage bits as the photodiode group and that writes or reads data to or from the storage bits designated by the scanning signal output by the horizontal scanning circuit, and is connected to the end of the signal read line, An output amplifier that converts the pixel signal of the signal readout line into a voltage pixel signal, and the pixel signal of the voltage output from the output amplifier is compared with a predetermined threshold voltage to convert into binary data for each pixel. The comparator and the binarized data output from the comparator are transferred to the storage unit based on the switching control signal or The switching means for transferring and writing the binarized data in the storage unit at the time of transfer and reading the data at the time of non-transfer, and the binarized data output from the comparator and the data output from the storage unit are exclusive. It has a configuration including an EXOR gate for performing an OR operation.
【0008】又、水平方向と垂直方向にマトリクス状に
二次元配列されたピクセル群に相当するフォトダイオー
ド群と、垂直方向に配列されているフォトダイオード群
に対応して設けられた垂直信号読出線群と、各々のフォ
トダイオードに対応する垂直信号読出線との間に介在さ
れた第1のスイッチング素子群、各々の垂直信号読出線
の終端と水平信号読出線との間に介在された第2のスイ
ッチング素子群と、上記第1のスイッチング素子群の水
平方向に配列されているスイッチング素子毎に導通・非
導通を選択的に制御する垂直スキャニング信号を出力す
ることにより、フォトダイオードに発生したピクセル信
号を導通状態のスイッチング素子を介して垂直信号読出
線に転送させる垂直走査回路と、上記第2のスイッチン
グ素子群のスイッチング素子毎に導通・非導通を選択的
に制御する水平スキャニング信号を出力することによ
り、上記垂直信号読出線のピクセル信号を導通状態のス
イッチング素子を介して水平信号読出線に転送させる水
平走査回路と、上記フォトダイオード群と同数の記憶ビ
ットを有し、上記垂直走査回路と水平走査回路が出力す
るスキャニング信号で指定される記憶ビットにデータの
書き込の又は読み出しを行う記憶部と、上記水平信号出
力線の終端に接続され、該水平信号読出線のピクセル信
号を電圧のピクセル信号に変換する出力増幅器と、上記
出力増幅器から出力される電圧のピクセル信号を所定の
閾値電圧と比較することによってピクセル毎の2値化デ
ータに変換する比較器と、比較器から出力される2値化
データを切換制御信号に基いて上記記憶部へ転送又は非
転送し、転送時に2値化データを記憶部に書き込ませ、
非転送時にデータ読み出しを行わせる切換え手段と、比
較器から出力される2値化データと記憶部から出力され
るデータとを排他的論理和演算するEXORゲートとを
具備する構成とした。Further, a photodiode group corresponding to a pixel group two-dimensionally arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions and a vertical signal read line provided corresponding to the photodiode group arranged in the vertical direction. A first switching element group interposed between the group and a vertical signal read line corresponding to each photodiode, and a second switching element group interposed between the end of each vertical signal read line and the horizontal signal read line. Pixels generated in the photodiode by outputting a vertical scanning signal for selectively controlling conduction / non-conduction for each of the switching element group and the switching elements arranged in the horizontal direction of the first switching element group. A vertical scanning circuit that transfers a signal to the vertical signal read line through the switching element in the conductive state, and a switch of the second switching element group. A horizontal scanning circuit for transferring the pixel signal of the vertical signal read line to the horizontal signal read line through the conductive switching element by outputting a horizontal scanning signal for selectively controlling conduction / non-conduction for each scanning element. A storage unit having the same number of storage bits as the photodiode group, for writing or reading data to or from the storage bits designated by the scanning signals output from the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit; An output amplifier connected to the end of the signal output line for converting the pixel signal of the horizontal signal readout line into a pixel signal of a voltage, and comparing the pixel signal of the voltage output from the output amplifier with a predetermined threshold voltage. A comparator for converting into binary data for each pixel and binary data output from the comparator based on the switching control signal. Transfer or non-transmission to the parts causes written into the storage unit of binary data in transit,
The switching means for reading data during non-transfer and the EXOR gate for performing an exclusive OR operation on the binarized data output from the comparator and the data output from the storage section are provided.
【0009】[0009]
【作用】このような構成を有する本発明によれば、受光
領域のフォトダイオード群と記憶部の記憶ビットの走査
を同一のスキャニング信号によって走査するので、記憶
部の各ビットをアドレッシングするための手段を省略す
ることができ、装置の簡素化を実現することができる。
又、従来のようなMPUによるプログラム制御によら
ず、フォトダイオード群及び記憶ビットの走査を行うだ
けで、ピクセル配列に対応した差分データがEXORゲ
ートから出力されるので、処理速度が向上される。又、
切換え手段を切換制御信号に従って制御することによ
り、記憶ビットに一旦保持されたデータを何度でも読出
して処理することができることから、信号処理技術への
応用範囲が広い。According to the present invention having such a configuration, the photodiode group in the light receiving region and the storage bit in the storage section are scanned by the same scanning signal, so that means for addressing each bit in the storage section. Can be omitted, and simplification of the device can be realized.
In addition, since the difference data corresponding to the pixel array is output from the EXOR gate only by scanning the photodiode group and the storage bit, not by the conventional program control by the MPU, the processing speed is improved. or,
By controlling the switching means in accordance with the switching control signal, the data once held in the storage bit can be read and processed any number of times, so that the application range to the signal processing technique is wide.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、図1に基いてMOS型一次元ラインセンサを
適用する実施例を説明する。受光領域10には、各々が
ピクセル(画素)に相当する多数個nのフォトダイオー
ドPD1 〜PDn と、スイッチング素子としてのMOS
FET M1 〜Mn が形成されており、MOSFET
M1 〜Mn の各々の一方のノードが所定のフォトダイオ
ードPD1 〜PDnに接続されると共に、他方のノード
が信号出力線Lo に共通接続され、更に、各々のゲート
に水平走査回路11のスキャニング信号h1 〜hn が供
給されている。水平走査回路11は、スタートパルス信
号STを所定周波数の同期クロック信号φに同期してシ
フト動作することにより、順次に論理“H”のスキャニ
ング信号h1 〜hn を出力するシフトレジスタで構成さ
れている。そして、論理“1”となったスキャニング信
号h1 〜hn に同期してMOSFET M1 〜Mn が順
番に導通状態となることによって、各フォトダイオード
PD1 〜PDn に発生した各々のピクセル信号δが時系
列的に信号読出線Lo へ転送される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an embodiment in which a MOS type one-dimensional line sensor is applied will be described with reference to FIG. The light receiving area 10, and the photodiode PD 1 -PD n of a large number n, each corresponding to a pixel (pixel), MOS as a switching element
FET M 1 to M n are formed, and MOSFET
One node of each of M 1 to M n is connected to a predetermined photodiode PD 1 to PD n , the other node is commonly connected to a signal output line L o , and each gate is further provided with a horizontal scanning circuit. Eleven scanning signals h 1 to h n are supplied. The horizontal scanning circuit 11 is composed of a shift register that sequentially outputs scanning signals h 1 to h n of logic “H” by shifting the start pulse signal ST in synchronization with the synchronization clock signal φ having a predetermined frequency. ing. Then, by MOSFET M 1 ~M n is turned in order in synchronization with the scanning signal h 1 to h n became logical "1", each pixel generated in the photodiodes PD 1 -PD n The signal δ is transferred in time series to the signal read line L o .
【0011】信号読出線Lo は、例えば増幅器12の入
出力接点間に容量素子CとMOSFET13が並列に接
続されて成る出力増幅器に接続され、更に、出力増幅器
の出力接点が比較器14の反転入力接点に接続され、そ
の非反転入力接点には所定の閾値電圧Vref が印加され
ている。MOSFET13は、水平走査回路11が各ス
キャニング信号h1 〜hn を出力するのと同期した所定
タイミングで論理“H”となるリセット信号RSによっ
て導通状態となり、容量素子Cへの電荷蓄積と放電を行
わせるようになっている。比較器14の出力接点は、E
XORゲート15の一方の入力接点に接続されると共
に、MOSFET q1 を介してデータ転送線Lb に接
続され、更に、インバータ16及びMOSFET q2
を介してデータ転送線La に接続されている。尚、MO
SFET q1 ,q2 は、後述する切換制御信号EBが
論理“H”になるとき導通状態となる。データ転送線L
a ,Lb は、後述するメモリ部20とセンスアンプ17
とを接続するように配線されており、センスアンプ17
の出力接点がEXORゲート15の他方の入力接点に接
続している。D型フリップフロップ18のデータ入力接
点にEXORゲート15の出力接点が接続され、ORゲ
ート19からクロック入力接点に印加されるラッチ入力
信号CLKの立ち下がりエッジに同期してEXORゲー
ト15の出力データQ’をラッチしてそのラッチデータ
Qを出力する。ORゲート19は水平走査回路11のス
キャニング信号h1 〜hn の論理和に基いてラッチ入力
信号CLKを発生する。The signal read line L o is connected to an output amplifier which is formed by connecting a capacitive element C and a MOSFET 13 in parallel between the input and output contacts of the amplifier 12, and the output contact of the output amplifier is inverted by the comparator 14. It is connected to the input contact, and a predetermined threshold voltage V ref is applied to the non-inverting input contact. The MOSFET 13 becomes conductive by the reset signal RS which becomes a logic “H” at a predetermined timing in synchronization with the horizontal scanning circuit 11 outputting each scanning signal h 1 to h n , and the charge accumulation and discharge in the capacitive element C are performed. It is supposed to be done. The output contact of the comparator 14 is E
It is connected to one input contact of the XOR gate 15 and is also connected to the data transfer line L b via the MOSFET q 1 , and further is connected to the inverter 16 and the MOSFET q 2.
It is connected to the data transfer line L a via. MO
The SFETs q 1 and q 2 become conductive when the switching control signal EB, which will be described later, becomes a logic “H”. Data transfer line L
a and L b are a memory unit 20 and a sense amplifier 17 which will be described later.
Is connected to the sense amplifier 17
Of the EXOR gate 15 is connected to the other input contact of the EXOR gate 15. The output contact of the EXOR gate 15 is connected to the data input contact of the D-type flip-flop 18, and the output data Q of the EXOR gate 15 is synchronized with the falling edge of the latch input signal CLK applied from the OR gate 19 to the clock input contact. 'Is latched and the latched data Q is output. The OR gate 19 generates the latch input signal CLK based on the logical sum of the scanning signals h 1 to h n of the horizontal scanning circuit 11.
【0012】メモリ部20は、nビット分の記憶容量を
有しており、第1の記憶ビットを代表して述べると、入
出力接点がたすき掛け状に接続された一対のインバータ
G1a,G1bと、一方のインバータG1aの入力接点とデー
タ転送線La 間に介在されたMOSFET q1aと、他
方のインバータG1bの入力接点とデータ転送線Lb 間に
介在されたMOSFET q1bとからなるSRAMで構
成されており、MOSFET q1a,q1bのゲートには
水平走査回路11から延びる信号線H1 を介してスキャ
ニング信号h1 が印加されている。他の記憶ビットも同
様に構成されたSRAMからなり、各々の記憶ビットも
同様に、水平走査回路11から延びる残余の信号線H2
〜Hn を介してスキャニング信号h2 〜hn が印加され
ている。したがって、受光領域10中のフォトダイオー
ドPD1 〜PDn 及びMOSFET M1 〜Mn の配列
と一対一の関係でメモリ部20の各々の記憶ビットが対
応付けられており、スキャニング信号h1 〜hn は、こ
れらの記憶ビットへの書込み及び読出しのためのアドレ
ス指定用信号としての機能をも持っている。The memory section 20 has a storage capacity of n bits, and to describe the first storage bit as a representative, a pair of inverters G 1a and G 1 having input and output contacts connected in a crossed manner. 1b , a MOSFET q 1a interposed between the input contact of one inverter G 1a and the data transfer line L a , and a MOSFET q 1b interposed between the input contact of the other inverter G 1b and the data transfer line L b. The scanning signal h 1 is applied to the gates of the MOSFETs q 1a and q 1b via a signal line H 1 extending from the horizontal scanning circuit 11. The other memory bits are also composed of SRAMs having the same structure, and each memory bit similarly has the remaining signal line H 2 extending from the horizontal scanning circuit 11.
Scanning signals h 2 to h n are applied via ~ H n . Therefore, each storage bit of the memory unit 20 is associated with the arrangement of the photodiodes PD 1 to PD n and the MOSFETs M 1 to M n in the light receiving region 10 in a one-to-one relationship, and the scanning signals h 1 to h are associated with each other. n also functions as an addressing signal for writing and reading these storage bits.
【0013】次にかかる実施例の動作を図2のタイミン
グチャートに基いて説明する。尚、図2中、周期T
H は、受光領域10のフォトダイオードPD1 〜PDn
に発生した全てのピクセル信号を時系列的に読み出すた
めの期間、周期TCMは、被写体の特徴抽出を行う期間で
ある。まず、フォトダイオードPD1 〜PDn を露光し
て、被写体を撮像してから読み出し周期TH の処理が開
始し、水平走査回路11の各々のスキャニング信号h1
〜hn が順次に論理“H”となるのに同期してMOSF
ET M1 〜Mn が順次に導通状態となって、各々のピ
クセル信号δが信号読出線Lo を介して出力増幅器へ転
送される。出力増幅器は各々のピクセル信号δの電荷量
に比例した電圧のピクセル信号eにインピーダンス変換
して出力する。ここで、リセット信号RSに同期して容
量素子Cが充放電を繰り返すので、フォトダイオードP
D1 〜PDn の各ピクセル信号δに対応した時系列のピ
クセル信号eが出力される。比較器14が、これらのピ
クセル信号eを閾値電圧Vrefと比較し、e>Vref の
ときは論理“L”、e≦Vref のときは論理“H”の2
値化データEを出力する。周期TH では、切換制御信号
EBが論理“H”となってMOSFET q1 ,q2 が
共に導通状態となるので、2値化データEがデータ転送
線Lb に、一方、データ転送線La にその反転データが
転送される。更に、スキャニング信号h1 〜hn に同期
してメモリ部20の各記憶ビットのSRAMが2値化デ
ータEをラッチして記憶する。The operation of this embodiment will be described below with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 2, the cycle T
H is the photodiodes PD 1 to PD n of the light receiving region 10.
The period T CM is a period for reading out all the pixel signals generated in 1) in time series, and is a period for performing feature extraction of the subject. First, the photodiodes PD 1 to PD n are exposed, the subject is imaged, and then the processing of the read cycle T H is started, and the scanning signal h 1 of each of the horizontal scanning circuits 11 is started.
~ H n is sequentially set to logic "H" in synchronization with MOSF
The ET M 1 to M n are sequentially turned on, and each pixel signal δ is transferred to the output amplifier via the signal read line L o . The output amplifier impedance-converts a pixel signal e having a voltage proportional to the charge amount of each pixel signal δ and outputs the pixel signal e. Here, since the capacitive element C repeats charging and discharging in synchronization with the reset signal RS, the photodiode P
A time-series pixel signal e corresponding to each pixel signal δ of D 1 to PD n is output. A comparator 14 compares these pixel signals e with a threshold voltage V ref, and if e> V ref, a logic “L”, and if e ≦ V ref , a logic “H”.
The digitized data E is output. In the cycle T H , the switching control signal EB becomes the logic “H” and the MOSFETs q 1 and q 2 are both in a conductive state, so that the binarized data E is on the data transfer line L b and on the other hand, the data transfer line L the inverted data is transferred to a. Further, in synchronization with the scanning signals h 1 to h n , the SRAM of each storage bit of the memory unit 20 latches and stores the binarized data E.
【0014】このように、周期TH においては、フォト
ダイオードPD1 〜PDn に発生した各ピクセル信号δ
を2値化データEに変換してメモリ部20の各々の記憶
ビットに記憶する。尚、各フォトダイオードPD1 〜P
Dn は各スキャニング信号h1 〜hn に同期して各ピク
セル信号δを信号読出線Lo へ転送した直後から、再び
露光可能状態と成るので、全てのフォトダイオードPD
1 〜PDn の露光時間は略周期TH と等しくなる。As described above, in the period T H , each pixel signal δ generated in the photodiodes PD 1 to PD n is
Is converted into binary data E and stored in each storage bit of the memory unit 20. Each photodiode PD 1 to P
Since D n is ready for exposure again immediately after transferring each pixel signal δ to the signal readout line L o in synchronization with each scanning signal h 1 to h n , all the photodiodes PD are PD.
The exposure time of 1 to PD n is approximately equal to the cycle T H.
【0015】次に、周期TCMでは、切換制御信号EBが
論理“L”となることにより、MOSFET q1 ,q
2 が非導通状態となる。そして、水平走査回路11から
のスキャニング信号h1 〜hn に同期してMOSFET
M1 〜Mn が順次に導通状態となることにより、フォ
トダイオードPD1 〜PDn に発生したピクセル信号δ
が読み出され、更に出力増幅器及び比較器14を介して
2値化データeに変換される。一方、スキャニング信号
h1 〜hn に同期してメモリ部20の各記憶ビットの保
持データが順次にデータ転送線La ,Lb へ転送され、
センスアンプ17によって出力される。したがって、E
XORゲート15には、順次にフォトダイオードPD1
〜PDn に対応した2値化データEが供給されるのに同
期してメモリ部20の各々の記憶ビットからも保持デー
タWが供給されることとなり、E≠Wの関係にあるとき
は論理“H”となるデータ、E=Wの関係にあるときは
論理“L”となるデータQ’がラッチ信号LCKに同期
してD型フリップフロップ18に保持されると共に、順
次にそのラッチデータQが出力される。Next, in the cycle T CM , the switching control signal EB becomes logic "L", so that the MOSFETs q 1 , q
2 becomes non-conductive. The MOSFET is synchronized with the scanning signals h 1 to h n from the horizontal scanning circuit 11.
The pixel signals δ generated in the photodiodes PD 1 to PD n are generated by the M 1 to M n being sequentially turned on.
Is read and further converted into binary data e via the output amplifier and the comparator 14. On the other hand, in synchronization with the scanning signal h 1 to h n data held in the storage bits of the memory unit 20 is transferred sequentially the data transfer line L a, the L b,
It is output by the sense amplifier 17. Therefore, E
The XOR gate 15 is sequentially provided with the photodiodes PD 1
Synchronization with the binary data E corresponding supplied to -PD n also becomes possible to hold data W is supplied from each of the bits stored in the memory unit 20, the logic when a relationship of E ≠ W The data to be "H", and the data Q'to be logic "L" when E = W are held in the D-type flip-flop 18 in synchronization with the latch signal LCK, and the latched data Q is sequentially Is output.
【0016】ここで、ラッチデータQは、EXORゲー
ト15による排他的論理和の結果であるので、周期TH
のときにメモリ部20に保持された過去の2値化データ
と周期TCMで読み出された現在の2値化データとの同一
配列におけるピクセル毎の差分データとなり、被写体の
ピクセル毎の特徴データとなる。したがって、この実施
例によれば、従来のようにマイクロプロセッサ等のプロ
グラム制御に基いて差分演算を行うことなく、ピクセル
信号の読出しに同期して差分データが得られるので、処
理速度が大幅に向上することとなる。更に、受光領域1
0のスキャニングとメモリ部20のアドレッシングを水
平走査回路11から出力されるスキャニング信号h1 〜
hn によって同時に行うようにしたので配線密度の向上
が図られると共に、従来のRAMを適用した場合のプロ
グラム制御によるアドレッシングが不要となって処理速
度が向上する。そして、この実施例では、図1に示す回
路を同一の半導体チップ内に一体形成したので、この配
線密度の向上及びアドレッシングのための各種回路の省
略化に伴って、小型の画像処理装置を実現することがで
きるようになった。更に、ピクセル信号δを出力増幅器
によって積分すると同時に電圧のピクセル信号eにイン
ピーダンス変換するので、耐雑音特性の良好な画像処理
装置を適用することができる。Here, since the latch data Q is the result of the exclusive OR by the EXOR gate 15, the period T H
Is the difference data for each pixel in the same array of the past binarized data held in the memory unit 20 and the current binarized data read in the cycle T CM , and is the feature data for each pixel of the subject. Becomes Therefore, according to this embodiment, the difference data can be obtained in synchronization with the reading of the pixel signal without performing the difference calculation based on the program control of the microprocessor or the like as in the related art, so that the processing speed is significantly improved. Will be done. Further, the light receiving area 1
0 scanning and addressing of the memory unit 20 are performed by scanning signals h 1 to
with the improvement of the wiring density since the simultaneously performed by h n is achieved, addressing programmatic control of the application of the conventional RAM improves the processing speed becomes unnecessary. In this embodiment, since the circuit shown in FIG. 1 is integrally formed in the same semiconductor chip, a small image processing device is realized with the improvement of the wiring density and the omission of various circuits for addressing. I was able to do it. Further, since the pixel signal δ is integrated by the output amplifier and the impedance is converted into the voltage pixel signal e, an image processing apparatus having a good noise resistance characteristic can be applied.
【0017】次に、他の実施例を図3〜図5と共に説明
する。まず、図3に基いて構成を説明する。尚、図3に
おいて図1と同一又は相当する部分は同一符号で示して
いる。これは、垂直方向と水平方向にマトリクス状に二
次元配列されたフォトダイオードPD11〜PDmnをピク
セル群とし、夫々のフォトダイオードPD11〜PDmnに
対応付けて設けられたMOSFET m11〜mmnの一方
のノードが各々のフォトダイオードPD11〜PDmnに接
続され、他方のノードが垂直方向に配列されたフォトダ
イオード群に対応して設けられた垂直信号読出線V1 〜
Vn 毎に共通接続されている。更に、水平方向に沿って
並ぶ上記MOSFETのゲート毎に、垂直走査回路21
から出力される垂直スキャニング信号v1 〜vm が印加
されている。更に、上記夫々の垂直信号読出線V1 〜V
n の各終端がMOSFET M1〜Mn のドレイン・ソ
ースを介して水平信号読出線Lo に接続され、各々のM
OSFET M1 〜Mn のゲートには、水平走査回路2
2から出力される水平スキャニング信号h1 〜hn が印
加されるように配線されている。尚、水平走査回路21
は、スタートパルス信号SH を所定周波数のクロック信
号φH に同期してシフト動作することにより水平スキャ
ニング信号h1 〜hn を出力するシフトレジスタで構成
され、垂直走査回路22は、スタートパルス信号SV を
所定周波数のクロック信号φV に同期してシフト動作す
ることにより垂直スキャニング信号v1 〜vm を出力す
るシフトレジスタで構成されており、水平走査回路22
が水平スキャニング信号h1 〜hn を1回出力する毎に
垂直走査回路21が1回のシフト動作を行うように、上
記クロック信号φH とφV の周波数が設定されている。
水平信号読出線Lo は、例えば増幅器12の入出力接点
間に容量素子CとMOSFET13が並列に接続されて
成る出力増幅器に接続され、更に、出力増幅器の出力接
点が比較器14の反転入力接点に接続され、その非反転
入力接点には所定の閾値電圧Vref が印加されている。
MOSFET13は、水平走査回路22が水平スキャニ
ング信号h1 〜hn を出力するのと同期した所定タイミ
ングで論理 “H”となるリセット信号RSによって導
通状態となり、容量素子Cへの電荷蓄積と放電を行わせ
るようになっている。比較器14の出力接点は、EXO
Rゲート15の一方の入力接点に接続されると共に、M
OSFET q1 を介してデータ転送線Lb に接続し、
更に、インバータ16及びMOSFET q2 を介して
データ転送線La に接続している。尚、MOSFET
q1 ,q2 は、後述する切換制御信号EBが論理“H”
になるとき導通状態となる。データ転送線L a ,L
b は、後述するメモリ部とセンスアンプ17とを接続す
るように配線されており、センスアンプ17の出力接点
がEXORゲート15の他方の入力接点に接続されてい
る。D型フリップフロップ18のデータ入力接点にEX
ORゲート15の出力接点が接続され、ORゲート19
からクロック入力接点に印加されるラッチ入力信号CL
Kの立ち下がりエッジに同期してEXORゲート15の
出力データQ’をラッチしてそのラッチデータQを出力
する。ORゲート19は水平走査回路22からのスキャ
ニング信号h1 〜hn の論理和に基いてラッチ入力信号
CLKを発生する。Next, another embodiment will be described with reference to FIGS.
To do. First, the configuration will be described with reference to FIG. In addition, in FIG.
The same or corresponding parts as in FIG.
There is. This is a matrix of vertical and horizontal directions.
Dimensionally arranged photodiode PD11~ PDmnPick
Cell group, each photodiode PD11~ PDmnTo
MOSFET m provided in association11~ MmnOne side
Node of each photodiode PD11~ PDmnContact
Connected to the other node with the other node vertically aligned.
Vertical signal read line V provided corresponding to the ion group1~
VnEach is commonly connected. Furthermore, along the horizontal direction
The vertical scanning circuit 21 is provided for each gate of the MOSFETs arranged in a line.
Vertical scanning signal v output from1~ VmIs applied
Has been done. Further, each of the vertical signal read lines V1~ V
nEach end of MOSFET M1~ MnDrain So
Horizontal signal read line LoConnected to each M
OSFET M1~ MnThe gate of the horizontal scanning circuit 2
The horizontal scanning signal h output from 21~ HnMark
It is wired to be added. The horizontal scanning circuit 21
Is the start pulse signal SHThe clock signal of a predetermined frequency
No. φHThe horizontal scanning is performed by shifting in synchronization with
Signal h1~ HnConsists of a shift register that outputs
Then, the vertical scanning circuit 22 outputs the start pulse signal SVTo
Clock signal φ of specified frequencyVShift operation in synchronization with
Vertical scanning signal v1~ VmOutput
And a horizontal scanning circuit 22.
Is the horizontal scanning signal h1~ HnEach time you output
The vertical scanning circuit 21 is operated so that the shift operation is performed once.
Clock signal φHAnd φVFrequency is set.
Horizontal signal read line LoIs, for example, the input / output contact of the amplifier 12.
The capacitor C and the MOSFET 13 are connected in parallel between
Connected to the output amplifier of
The point is connected to the inverting input contact of the comparator 14 and its non-inverting
The input contact has a predetermined threshold voltage VrefIs being applied.
In the MOSFET 13, the horizontal scanning circuit 22 is a horizontal scan circuit.
Signal h1~ HnThe specified timing synchronized with the output of
The reset signal RS that becomes a logic "H"
The capacitor C is turned on and the capacitor C is allowed to accumulate and discharge.
It has become so. The output contact of the comparator 14 is EXO
It is connected to one input contact of the R gate 15 and
OSFET q1Data transfer line L viabConnect to
Furthermore, the inverter 16 and the MOSFET q2Through
Data transfer line LaConnected to. In addition, MOSFET
q1, Q2Indicates that the switching control signal EB, which will be described later, is a logical "H".
Becomes conductive. Data transfer line L a, L
bConnects the memory unit and the sense amplifier 17 described later.
Output wire of the sense amplifier 17
Is connected to the other input contact of the EXOR gate 15.
It EX at the data input contact of the D-type flip-flop 18
The output contact of the OR gate 15 is connected, and the OR gate 19 is connected.
Input signal CL applied to the clock input contact from
In synchronization with the falling edge of K, the EXOR gate 15
Latch the output data Q'and output the latched data Q
To do. The OR gate 19 scans from the horizontal scanning circuit 22.
Signal h1~ HnLatch input signal based on the logical sum of
Generate CLK.
【0018】メモリ部には、受光領域中のフォトダイオ
ードPD11〜PDmnに対応して配列されるm×n個のS
RAMから成る記憶ビットが形成されている。即ち、第
1の記憶ビットを代表して述べると、入出力接点がたす
き掛け状に接続された一対のインバータG11a ,G11b
と、一方のインバータG11a の入力接点とデータ転送線
L1a間に介在されたMOSFET q11a と、他方のイ
ンバータG11b の入力接点とデータ転送線L1b間に介在
されたMOSFET q11b とからなるSRAMで構成
されており、MOSFET q11a ,q11b のゲートに
は水平走査回路22から延びる信号線H1 を介してスキ
ャニング信号h1 が印加されている。そして、水平方向
に形成されている残余のn−1個のビットも同様のSR
AMで構成されている。これらのn−1個の記憶ビット
は、水平走査回路22から出力される水平スキャニング
信号h2 〜hn が順次に印加されると共に、データ転送
線L1a,1bに接続され、データ転送線L1aは、垂直走査
回路21からの垂直スキャニング信号v1 に同期して導
通・非導通となるMOSFET N1aを介してデータ転
送線La に接続され、データ転送線L1bは、垂直走査回
路21からの垂直スキャニング信号v1 に同期して導通
・非導通となるMOSFET N1bを介してデータ転送
線Lb に接続されている。In the memory portion, m × n S elements arranged corresponding to the photodiodes PD 11 to PD mn in the light receiving area.
A storage bit consisting of RAM is formed. That is, to describe the first memory bit as a representative, a pair of inverters G 11a and G 11b whose input and output contacts are connected in a crossed manner.
And a MOSFET q 11a interposed between the input contact of one inverter G 11a and the data transfer line L 1a , and a MOSFET q 11b interposed between the input contact of the other inverter G 11b and the data transfer line L 1b. The scanning signal h 1 is applied to the gates of the MOSFETs q 11a and q 11b via a signal line H 1 extending from the horizontal scanning circuit 22. The remaining n-1 bits formed in the horizontal direction have the same SR.
It is composed of AM. The horizontal scanning signals h 2 to h n output from the horizontal scanning circuit 22 are sequentially applied to these n−1 storage bits, and at the same time, they are connected to the data transfer lines L 1a and 1b , and the data transfer line L 1a is connected to the data transfer line L a via a MOSFET N 1a which becomes conductive / non-conductive in synchronization with the vertical scanning signal v 1 from the vertical scanning circuit 21, and the data transfer line L 1b is connected to the vertical scanning circuit 21. Is connected to the data transfer line L b via a MOSFET N 1b which becomes conductive / non-conductive in synchronization with the vertical scanning signal v 1 from
【0019】垂直方向の第2列目に配列・形成されてい
るn個の記憶ビットも第1列目のSRAMと同様の構成
から成り、データ転送線L2a,L2bに接続されると共
に、水平走査回路22からの水平スキャニング信号h1
〜hn によって制御されている。更に、データ転送線L
2aは、垂直走査回路21からの垂直スキャニング信号v
2 に同期して導通・非導通となるMOSFET N2aを
介してデータ転送線Laに接続され、データ転送線L2b
は、垂直走査回路21からの垂直スキャニング信号v2
に同期して導通・非導通となるMOSFET N2bを介
してデータ転送線Lb に接続されている。The n storage bits arranged and formed in the second column in the vertical direction have the same structure as the SRAM in the first column and are connected to the data transfer lines L 2a and L 2b , and Horizontal scanning signal h 1 from the horizontal scanning circuit 22
Controlled by ~ h n . Furthermore, the data transfer line L
2a is a vertical scanning signal v from the vertical scanning circuit 21.
The data transfer line L 2b is connected to the data transfer line L a through the MOSFET N 2a that becomes conductive / non-conductive in synchronization with
Is a vertical scanning signal v 2 from the vertical scanning circuit 21.
It is connected to the data transfer line L b through a MOSFET N 2b which becomes conductive / non-conductive in synchronization with the.
【0020】以下、垂直方向の残余の列に配列・形成さ
れている記憶ビットも第1列目及び第2列目のSRAM
と同様の構成から成り、最後の列に配列・形成されてい
るn個の記憶ビットは、データ転送線Lma,Lmbに接続
されると共に、水平走査回路22からの水平スキャニン
グ信号h1 〜hn によって制御され、更に、データ転送
線Lmaは、垂直走査回路21からの垂直スキャニング信
号vm に同期して導通・非導通となるMOSFET N
maを介してデータ転送線La に接続され、データ転送線
Lmbは、垂直走査回路21からの垂直スキャニング信号
vm に同期して導通・非導通となるMOSFET Nmb
を介してデータ転送線Lb に接続されている。Hereinafter, the memory bits arranged and formed in the remaining columns in the vertical direction are also the SRAMs in the first and second columns.
N storage bits arranged and formed in the last column are connected to the data transfer lines L ma and L mb , and the horizontal scanning signals h 1 to h 1 -from the horizontal scanning circuit 22. Controlled by h n , the data transfer line L ma is turned on / off in synchronization with the vertical scanning signal v m from the vertical scanning circuit 21.
The MOSFET N mb is connected to the data transfer line L a via ma , and the data transfer line L mb becomes conductive / non-conductive in synchronization with the vertical scanning signal v m from the vertical scanning circuit 21.
It is connected to the data transfer line L b via.
【0021】このように、受光領域に形成されているm
×n個のフォトダイオードPD11〜PDmnに対応して、
SRAMから成るm×n個の記憶ビットが記憶部に形成
されている。Thus, m formed in the light receiving region
Corresponding to the × n photodiodes PD 11 to PD mn ,
M × n storage bits formed of SRAM are formed in the storage unit.
【0022】次に、かかる実施例の動作を図4及び図5
のタイミングチャートに基いて説明する。尚、図4は、
受光領域のm×n個のフォトダイオードPD11〜PDmn
に発生したピクセル信号を順次に読み出して記憶部の記
憶ビットに記憶させる1フレーム画分の読み取り期間を
示し、周期TH は各水平方向に配列されているn個ずつ
のフォトダイオードの各ピクセル信号を順次に読み出す
水平走査期間であり、図5は、受光領域のフォトダイオ
ードPD11〜PDmnから次の1フレーム画分のピクセル
信号の読出しを行うと同時に、記憶部の記憶ビットに記
憶されている先の1フレーム画分の保持データを読み出
して、被写体の特徴抽出を行う期間を示す。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
The timing chart will be described. In addition, FIG.
M × n photodiodes PD 11 to PD mn in the light receiving region
Represents a reading period for one frame image in which the pixel signals generated in the above are sequentially read and stored in the storage bits of the storage unit, and the cycle T H is each pixel signal of n photodiodes arranged in each horizontal direction. 5 is a horizontal scanning period in which the pixel signals for the next one frame are read from the photodiodes PD 11 to PD mn in the light receiving area, and at the same time, are stored in the storage bits of the storage unit. A period during which the stored data of the preceding one-frame image is read and the feature of the subject is extracted is shown.
【0023】まず図4において、周期TH 毎に垂直走査
回路21が垂直スキャニング信号v1 〜vm を論理
“H”に反転していき、夫々の周期TH 内で水平走査回
路22が水平スキャニング信号h1 〜hn を論理“H”
に反転する動作を繰り返す。更に、切換制御信号EBは
常に論理“H”に保持される。[0023] First, in FIG. 4, a period T vertical scanning signal the vertical scanning circuit 21 for each H v 1 to v m will invert the logic "H", the horizontal scanning circuit 22 is horizontal in the period of the respective T H Scanning signals h 1 to h n are logically “H”
The operation of reversing to is repeated. Further, the switching control signal EB is always held at logic "H".
【0024】したがって、最初の周期TH では、水平ス
キャニング信号h1 〜hn に同期してMOSFET M
1 〜Mn が順次に導通状態となることにより、垂直方向
の第1列目のフォトダイオードPD11〜PD1nに発生し
た各ピクセル信号δが順次に出力増幅器へ転送され、ピ
クセル毎の電圧のピクセル信号eに変換されて、比較器
14に供給される。比較器14は、e>Vref のとき論
理“L”の2値化データEを出力し、e≦Vref のとき
論理“H”の2値化データEを出力する。ここで、切換
制御信号EBが論理“H”、MOSFET q1 ,q2
が共に導通状態なるので、2値化データEはデータ転送
線Lb に転送され、2値化データEの反転データがデー
タ転送線La に転送される。更に、MOSFET
N1a,N1bが論理“H”の垂直スキャニング信号v1 に
よって導通状態となっているので、データ転送線L1a,
L1bを介して記憶部の第1列目の記憶ビットにこれらの
2値化データが転送される。そして、水平走査回路22
からの水平スキャニング信号h1 〜hn が順次に論理
“H”と成ることによって、2値化データEがピクセル
データとして第1列目の記憶ビットに記憶される。Therefore, in the first period T H , the MOSFET M is synchronized with the horizontal scanning signals h 1 to h n.
When 1 to M n are sequentially turned on, the pixel signals δ generated in the photodiodes PD 11 to PD 1n in the first column in the vertical direction are sequentially transferred to the output amplifier, and the voltage of each pixel is changed. The pixel signal e is converted and supplied to the comparator 14. The comparator 14 outputs the binary data E of logic "L" when e> V ref , and outputs the binary data E of logic "H" when e≤V ref . Here, the switching control signal EB is logic "H", and the MOSFETs q 1 and q 2
Are turned on, the binarized data E is transferred to the data transfer line L b, and the inverted data of the binarized data E is transferred to the data transfer line L a . Furthermore, MOSFET
Since N 1a and N 1b are turned on by the vertical scanning signal v 1 of logic “H”, the data transfer lines L 1a and L 1a ,
These binarized data are transferred to the storage bit in the first column of the storage unit via L 1b . Then, the horizontal scanning circuit 22
The horizontal scanning signals h 1 to h n sequentially become logical “H”, whereby the binarized data E is stored as pixel data in the storage bit in the first column.
【0025】次の周期TH においては、垂直スキャニン
グ信号v2 のみが論理“H”と成ると共に、水平スキャ
ニング信号h1 〜hn が順次に論理“H”となるので、
受光領域中の第2列目のフォトダイオードPD21〜PD
2nに発生した各ピクセル信号δが順次に読み出されると
同時に、記憶部中の第2列目の記憶ビットにピクセル信
号δに相当する2値化データEが記憶される。In the next period T H , only the vertical scanning signal v 2 becomes the logic “H” and the horizontal scanning signals h 1 to h n become the logic “H” in sequence,
Second-row photodiodes PD 21 to PD in the light-receiving region
Each pixel signal δ generated in 2n is sequentially read, and at the same time, the binarized data E corresponding to the pixel signal δ is stored in the storage bit of the second column in the storage unit.
【0026】そして、残余の列のフォトダイオードに発
生した各ピクセル信号δも同様に読み出されると同時
に、対応する列の記憶ビットにこれらのピクセル信号δ
に相当する2値化データEが記憶され、最終列のフォト
ダイオードPDm1〜PDmnから読み出された各ピクセル
信号δに相当する2値化データEが記憶部中の最終列の
記憶ビットに記憶される。Then, each pixel signal δ generated in the photodiodes of the remaining columns is similarly read out, and at the same time, these pixel signals δ are stored in the storage bits of the corresponding column.
The binary data E corresponding to is stored, and the binary data E corresponding to each pixel signal δ read from the photodiodes PD m1 to PD mn in the final column is stored in the storage bit of the final column in the storage unit. Remembered.
【0027】次に、図5において、切換制御信号EBが
論理“L”となることにより、MOSFET q1 ,q
2 が共に非導通状態と成り、垂直走査回路21と水平走
査回路22は、図4と同じタイミングの水平スキャニン
グ信号h1 〜hn と垂直スキャニング信号v1 〜vm を
出力する。したがって、相互に対応関係にあるフォトダ
イオードの各ピクセル信号に相当する2値化データEと
記憶ビットの各保持データWが同時に読み出されてEX
ORゲート15に供給され、排他的論理和のデータQ’
がラッチ信号CLKに同期してD型フリップフロップ1
8に保持されると共に、そのラッチデータQが出力され
る。そして、m×n個のフォトダイオードPD11〜PD
mnからの各ピクセル信号とm×n個の記憶ビットからの
保持データについて、各ピクセル毎に排他的論理和の処
理が行われるので、1フレーム画分の差分データがD型
フリップフロップ18から出力されることとなる。Next, in FIG. 5, the switching control signal EB becomes logic "L", so that the MOSFETs q 1 , q
2 is made both non-conductive, and the horizontal scanning circuit 22 a vertical scanning circuit 21 outputs a horizontal scanning signal h 1 to h n and the vertical scanning signal v 1 to v m in the same timing as FIG. Therefore, the binarized data E corresponding to the pixel signals of the photodiodes that are in a mutually corresponding relationship and the respective held data W of the memory bits are simultaneously read out and EX
The exclusive OR data Q ′ supplied to the OR gate 15
Is a D-type flip-flop 1 in synchronization with the latch signal CLK.
8 and latched data Q is output. Then, m × n photodiodes PD 11 to PD
With respect to each pixel signal from mn and the held data from m × n storage bits, the exclusive OR processing is performed for each pixel, so that the difference data for one frame image is output from the D-type flip-flop 18. Will be done.
【0028】このようにこの実施例によれば、従来のよ
うにマイクロプロセッサ等のプログラム制御に基いて差
分演算を行うことなく、ピクセル信号の読み出しに同期
して差分データが得られるので、処理速度が大幅に向上
する。又、この実施例では、図3に示す受光領域と記憶
部と水平走査回路と垂直走査回路、及びこれらから出力
される信号を演算処理して差分データを出力するまでの
信号処理部を同一の半導体チップに一体形成したので、
配線密度の向上に伴って小形の画像処理装置を提供する
ことができるようになった。As described above, according to this embodiment, the difference data can be obtained in synchronization with the reading of the pixel signal without performing the difference calculation based on the program control of the microprocessor or the like as in the conventional case. Is greatly improved. Further, in this embodiment, the light receiving area, the storage section, the horizontal scanning circuit and the vertical scanning circuit shown in FIG. 3, and the signal processing section for arithmetically processing signals output from these and outputting differential data are the same. Since it is formed integrally with the semiconductor chip,
With the improvement of wiring density, it has become possible to provide a small-sized image processing device.
【0029】尚、図4に示す処理と図5に示す処理を交
互に繰り返すことによって、2フレーム画分の画像デー
タから1フレーム画分の差分データを逐次に得ることが
できる。但し、これは動作の一例であって、切換制御信
号EBの論理を適宜に制御することによって、MOSF
ET q1 ,q2 の導通・非導通状態を制御すれば、他
の処理も可能となる。例えば、図4に示す処理を最初の
1フレーム画分の読み出し期間だけ行い、以降は図5に
示す処理を繰り返すようにすれば、最初の1フレーム画
分の読み出し期間に記憶部に記憶された保持データを基
準として、以降に記憶領域の各フォトダイオードから読
み出されるピクセル信号との差分データを得ることがで
きる。この処理を行えば、予め基準となる被写体像に対
応するピクセルデータを基準にして、以降に記憶領域の
各フォトダイオードから読み出される被写体像との差異
を求めるための画像処理を行うことが可能となる。By alternately repeating the processing shown in FIG. 4 and the processing shown in FIG. 5, it is possible to sequentially obtain the differential data for one frame from the image data for two frames. However, this is an example of the operation, and by appropriately controlling the logic of the switching control signal EB, the MOSF
By controlling the conducting / non-conducting states of ET q 1 and q 2 , other processing becomes possible. For example, if the process shown in FIG. 4 is performed only during the first one-frame image reading period and the process shown in FIG. 5 is repeated thereafter, the data is stored in the storage unit during the first one-frame image reading period. Based on the held data, it is possible to obtain the difference data from the pixel signal read from each photodiode in the storage area thereafter. By performing this processing, it is possible to perform image processing for obtaining a difference from the subject image read from each photodiode in the storage area thereafter, with the pixel data corresponding to the reference subject image as a reference. Become.
【0030】更に、この実施例では、垂直走査回路21
と水平走査回路22にシフトレジスタを適用したが、ラ
ンダムアクセスデコーダを適用することによって、フォ
トダイオードPD11〜PDmnと記憶ビットをランダムに
走査するようにしてもよい。このようにランダムアクセ
スデコーダを適用すれば、所望の画像部分の処理を選択
的に行うことが可能となり、機能の向上を図ることがで
きる。Further, in this embodiment, the vertical scanning circuit 21
Although the shift register is applied to the horizontal scanning circuit 22, the random access decoder may be applied to randomly scan the photodiodes PD 11 to PD mn and the storage bits. By applying the random access decoder in this way, it is possible to selectively perform processing of a desired image portion, and it is possible to improve the function.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
光領域のフォトダイオード群と記憶部の記憶ビットの走
査を同一のスキャニング信号によって走査するので、記
憶部の各ビットをアドレッシングするための手段を省略
することができ、装置の簡素化を実現することができ
る。又、従来のようなMPUによるプログラム制御によ
らず、フォトダイオード群及び記憶ビットの走査を行う
だけで、ピクセル配列に対応した差分データがEXOR
ゲートから出力されるので、処理速度が向上される。
又、切換え手段を切換制御信号に従って制御することに
より、記憶ビットに一旦保持されたデータを何度でも読
出して処理することができることから、信号処理技術へ
の応用範囲が広いという効果を有している。As described above, according to the present invention, the photodiode group in the light receiving area and the storage bit in the storage section are scanned by the same scanning signal, so that each bit in the storage section is addressed. The means can be omitted, and simplification of the device can be realized. Further, the difference data corresponding to the pixel array can be EXORed only by scanning the photodiode group and the memory bit, without the conventional program control by the MPU.
Since it is output from the gate, the processing speed is improved.
Further, by controlling the switching means in accordance with the switching control signal, the data once held in the memory bit can be read and processed any number of times, which has the effect that the range of application to signal processing technology is wide. There is.
【図1】本発明による一実施例の構成を示す構成説明図
である。FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of an embodiment according to the present invention.
【図2】一実施例の動作例を説明するためのタイミング
チャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation example of one embodiment.
【図3】本発明による他の実施例の構成を示す構成説明
図である。FIG. 3 is a configuration explanatory view showing a configuration of another embodiment according to the present invention.
【図4】他の実施例の動作例を説明するためのタイミン
グチャートである。FIG. 4 is a timing chart for explaining an operation example of another embodiment.
【図5】他の実施例の動作例を更に説明するためのタイ
ミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart for further explaining an operation example of another embodiment.
【図6】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional image processing apparatus.
10…受光領域、11…水平走査回路、12…増幅器、
13…MOSFET、14…比較器、15…EXORゲ
ート、16…インバータ、17…センスアンプ、18…
D型フリップフロップ、19…ORゲート、20…記憶
部、21…垂直走査回路、22…水平走査回路、M1 〜
Mn ,q1 ,q2 ,q1a〜qnb,m11〜mmn,N1a〜N
mb,q11a 〜qmnb …MOSFET、C…容量素子、L
o …水平信号読出線、V1 〜Vn …垂直信号読出線、G
1a〜Gnb,G11a 〜Gmnb …インバータ。10 ... Light receiving area, 11 ... Horizontal scanning circuit, 12 ... Amplifier,
13 ... MOSFET, 14 ... Comparator, 15 ... EXOR gate, 16 ... Inverter, 17 ... Sense amplifier, 18 ...
D-type flip-flop, 19 ... OR gate, 20 ... Storage unit, 21 ... Vertical scanning circuit, 22 ... Horizontal scanning circuit, M 1 to
M n, q 1, q 2 , q 1a ~q nb, m 11 ~m mn, N 1a ~N
mb , q 11a to q mnb ... MOSFET, C ... Capacitance element, L
o ... horizontal signal read line, V 1 ~V n ... vertical signal read lines, G
1a to G nb , G 11a to G mnb ... Inverter.
Claims (4)
フォトダイオード群と、 各々のフォトダイオードと信号読出線との間に介在され
たスイッチング素子群と、 各々のスイッチング素子の導通・非導通を選択的に制御
するスキャニング信号を出力することにより、フォトダ
イオードに発生したピクセル信号を導通状態のスイッチ
ング素子を介して信号読出線に転送させる水平走査回路
と、 上記フォトダイオード群と同数の記憶ビットを有し、上
記水平走査回路が出力するスキャニング信号で指定され
る記憶ビットにデータの書き込み又は読み出しを行う記
憶部と、 上記信号読出線の終端に接続され、該信号読出線のピク
セル信号を電圧のピクセル信号に変換する出力増幅器
と、 上記出力増幅器から出力される電圧のピクセル信号を所
定の閾値電圧と比較することによってピクセル毎の2値
化データに変換する比較器と、 比較器から出力される2値化データを切換制御信号に基
いて上記記憶部へ転送又は非転送し、転送時に2値化デ
ータを記憶部に書き込ませ、非転送時にデータ読み出し
を行わせる切換手段と、 比較器から出力される2値化データと記憶部から出力さ
れるデータとを排他的論理和演算するEXORゲート
と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。1. A photodiode group corresponding to a pixel group arranged one-dimensionally, a switching element group interposed between each photodiode and a signal read line, and conduction / non-conduction of each switching element. A horizontal scanning circuit that transfers a pixel signal generated in a photodiode to a signal reading line through a switching element in a conductive state by outputting a scanning signal that is selectively controlled, and a storage bit as many as the photodiode group are stored. A storage unit that has a storage unit that writes or reads data to or from a storage bit designated by a scanning signal output by the horizontal scanning circuit; and a pixel signal of the signal readout line that is connected to the end of the signal readout line. An output amplifier for converting into a pixel signal, and a pixel signal of a voltage output from the output amplifier is set to a predetermined value. A comparator for converting into binary data for each pixel by comparing with a value voltage, and the binary data output from the comparator is transferred or non-transferred to the storage unit based on the switching control signal, and at the time of transfer Switching means for writing the binarized data in the storage unit and reading the data in the non-transfer state, and EXOR for performing an exclusive OR operation of the binarized data output from the comparator and the data output from the storage unit. An image processing apparatus comprising: a gate.
次元配列されたピクセル群に相当するフォトダイオード
群と、 垂直方向に配列されているフォトダイオード群に対応し
て設けられた垂直信号読出線群と、 各々のフォトダイオードに対応する垂直信号読出線との
間に介在された第1のスイッチング素子群、 各々の垂直信号読出線の終端と水平信号読出線との間に
介在された第2のスイッチング素子群と、 上記第1のスイッチング素子群の水平方向に配列されて
いるスイッチング素子毎に導通・非導通を選択的に制御
する垂直スキャニング信号を出力することにより、フォ
トダイオードに発生したピクセル信号を導通状態のスイ
ッチング素子を介して垂直信号読出線に転送させる垂直
走査回路と、 上記第2のスイッチング素子群のスイッチング素子毎に
導通・非導通を選択的に制御する水平スキャニング信号
を出力することにより、上記垂直信号読出線のピクセル
信号を導通状態のスイッチング素子を介して水平信号読
出線に転送させる水平走査回路と、 上記フォトダイオード群と同数の記憶ビットを有し、上
記垂直走査回路と水平走査回路が出力するスキャニング
信号で指定される記憶ビットにデータの書き込の又は読
み出しを行う記憶部と、 上記水平信号出力線の終端に接続され、該水平信号読出
線のピクセル信号を電圧のピクセル信号に変換する出力
増幅器と、 上記出力増幅器から出力される電圧のピクセル信号を所
定の閾値電圧と比較することによってピクセル毎の2値
化データに変換する比較器と、 比較器から出力される2値化データを切換制御信号に基
いて上記記憶部へ転送又は非転送し、転送時に2値化デ
ータを記憶部に書き込ませ、非転送時にデータ読み出し
を行わせる切換え手段と、 比較器から出力される2値化データと記憶部から出力さ
れるデータとを排他的論理和演算するEXORゲート
と、を具備することを特徴とする画像処理装置。2. A photodiode group corresponding to a pixel group two-dimensionally arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions, and a vertical signal read line provided corresponding to the photodiode group arranged in the vertical direction. A first switching element group interposed between the group and a vertical signal read line corresponding to each photodiode, and a second switching element interposed between the end of each vertical signal read line and the horizontal signal read line. And a pixel generated in the photodiode by outputting a vertical scanning signal for selectively controlling conduction / non-conduction for each switching element group of the first switching element group and the switching elements arranged in the horizontal direction of the first switching element group. A vertical scanning circuit for transferring a signal to a vertical signal read line through a conductive switching element, and a switch for the second switching element group. A horizontal scanning circuit for transferring the pixel signal of the vertical signal read line to the horizontal signal read line through the conductive switching element by outputting a horizontal scanning signal for selectively controlling conduction / non-conduction for each scanning element. A storage unit having the same number of storage bits as the photodiode group, for writing or reading data to or from the storage bits designated by the scanning signals output from the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit; An output amplifier connected to the end of the signal output line for converting the pixel signal of the horizontal signal readout line into a pixel signal of a voltage, and comparing the pixel signal of the voltage output from the output amplifier with a predetermined threshold voltage. A comparator for converting into binary data for each pixel, and the binary data output from the comparator based on the switching control signal. Storage means for transferring or non-transferring to the storage portion, writing binary data in the storage portion at the time of transfer, and reading data at the time of non-transfer, and binarized data output from the comparator and output from the storage portion. And an EXOR gate for performing an exclusive OR operation with the data.
シフトレジスタから成ることを特徴とする請求項1又は
請求項2の画像処理装置。3. The horizontal scanning circuit or the vertical scanning circuit,
The image processing apparatus according to claim 1 or 2, comprising a shift register.
ランダムアクセスデコーダから成ることを特徴とする請
求項1又は請求項2の画像処理装置。4. The horizontal scanning circuit or the vertical scanning circuit,
The image processing apparatus according to claim 1 or 2, comprising a random access decoder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4246461A JP2683189B2 (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0696215A true JPH0696215A (en) | 1994-04-08 |
| JP2683189B2 JP2683189B2 (en) | 1997-11-26 |
Family
ID=17148775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4246461A Expired - Fee Related JP2683189B2 (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Image processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683189B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096485A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Hamamatsu Photonics Kk | Solid-state imaging device |
| US8537258B2 (en) | 2007-02-28 | 2013-09-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state imaging device with transimpedance and integrating circuits |
| WO2016152510A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | ソニー株式会社 | Image sensor, processing method, and electronic device |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4246461A patent/JP2683189B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096485A (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Hamamatsu Photonics Kk | Solid-state imaging device |
| US8537258B2 (en) | 2007-02-28 | 2013-09-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state imaging device with transimpedance and integrating circuits |
| WO2016152510A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | ソニー株式会社 | Image sensor, processing method, and electronic device |
| JPWO2016152510A1 (en) * | 2015-03-23 | 2018-01-11 | ソニー株式会社 | Image sensor, processing method, and electronic device |
| US10666886B2 (en) | 2015-03-23 | 2020-05-26 | Sony Corporation | Image sensor, processing method, and electronic device for suppressing deterioration in image quality |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2683189B2 (en) | 1997-11-26 |
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