JPS5934772A - 画像信号処理装置 - Google Patents

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】 この発明は画像、特に静止画像を電気的に記録するのに
適する画像信号処理装置に関する。

近年、ＣＯＤ等の固体撮像素子の発達に伴なって、化学
的な写真処理ではなく電気的な信号処理のみによって静
止画像（ここでは、面間要素のない画＠）を記録するこ
とが行なわれている。

例えば、光学系の結像面に２次元マトリクス状に配列さ
れた複数の光電変換素子からなる固体撮像素子が配置さ
れ、シャッタを介して被写体からの反射光により固体撮
像素子が所定時間露出される。露出が終了すると、固体
撮像素子からの出力信号に応じてプリンタ、　ＣＲＴ等
が駆動され、一枚の静止画像が得られる。このような装
置は電子カメラとして知られている。通常の写真カメラ
はシャッタ速度において何の制限もないが、このような
電子カメラにおいては長時間露出ができないという制限
がある。これＣＪｌ、固体撮像素子においては、入射光
に応じて発生される信号電荷以外にも、この信号電荷の
数倍〜約１０倍の暗電流による電荷が発生するからであ
る。この暗電流による電荷は信号電荷と同極性であるの
で、撮像素子の内部では除去することが不可能である。

そのため、長時間露出を行なうと、この暗電流の影響に
より撮像素子が飽和してし甘うことがある。このことは
、カメラのグイナミックレンノを狭くすることになり、
画質の低下につながる。

この発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
長時間露出により画像を撮像しても画像の画質が低下す
ることのない画像信号処理装置を提供することをその目
的とする。

以下、図面を参照してこの発明による画像信号処理装置
の一実施例を説明する。図面はその回路図である。固体
撮像素子１０としては、２次元マトリクス状の撮像画素
を有するＣＯＤが用いられる。ＣＣＤ　１０の出力信号
がプリアンプ１２、サンプル／ホールド回路Ｉ４を直列
に介しでγ補正回路１６および表示部Ｉ８に供給される
。γ補正回路ｚ６とは入力信号のうち値の小さい成分を
伸張する入出力特性を有する非線形回路である。γ補正
回路１６の出力信号かめ変換器２０を介して加算器２２
の第１入力端に供給される。加算器２２の出力信号が画
素メモリ２４および最大値・最小値検出器２６に供給さ
れる。画素メモリ２４は１フレ一ム分の画像信号をＣＣ
Ｄ　Ｚ　Ｏの各撮像画素毎に記憶する半導体メモリから
なる。ＣＣＤ　１０から出力され画素メモリ２４に書込
まれるまでの信号の流れは、ＣＣＤ１Ｏのクロック信号
により制御される０すなわち、ＣＣＤ　１０が通常のＮ
ＴＳＣ方式に準拠していて毎秒３０フレームを撮像する
とすれば、画素メモリ２４も３０　ｍｓで１フレームの
画像信号の書込みを行なう。最大値・最小値検出器２６
は１フレームの画像信号中の最大値および最小値を検出
し、これらをメモリコントローラ２８へ供給する。メモ
リコントローラ２８はこれらの情報および他の所定の情
報に基づいて、画素メモリ２４の書込み、読出し動作を
制御する。画素メモリ２４の出力信号が減算器３０の正
入力端に供給され、検出器２６の出力する最小値が減算
器３０の負入力端に供給される。減算器３０の出力信号
は遅延回路３２を介して加Ｗ器２２の第２人力り１１シ
にｆｌ（給される。すなわち、加算器２２により、画素
メモリ２４は累積器の動作をする。一方、減算器３０の
出力信号はＤ／Ａ変換器３３．逆γ補正回路３４を介し
て表示部１８および記録回路３６にも供給される。

逆γ補正回路３４は上述の２′補正回路１Ｇと逆の、す
なわち、入力信号のうち値の小さい成分を圧縮する入出
力特性を有する非線形回路である。表示部Ｉ８はモニタ
のために設けられている。記録回路３６は磁気ヘッド３
８を用いて、入力信号を磁気ディスク等の大容量の磁気
記録媒体４０に記録する。すなわち、磁気記録媒体４０
は写真カメラにおける）づルムに和尚する。

次に、この実施例の動作な酸１明する。図示していない
が、ＣＣＤ　１０の入射面にはシャッタが設けられてい
て、撮像開始に応じてシャッタが開かれる。ＣＣＤ　Ｚ
　Ｏは毎秒３０フレームの割合で撮像するとする。ＣＣ
Ｄ　１０の各撮像素子からの出力信号はプリアンプ１２
で増幅された後、サンプル／ホールド回路Ｉ４で各撮像
画素毎の信号が時系列的に連続したアナログ信号トサれ
るうこのアナログ信号は低照度の鳴禽、アナログ値が小
さい。そのため、これをディジタル信号に変換する際に
、低照度の場合に１′イソタルｂ計数が不足し、Ｓ／Ｎ
比が悪くなる。この実施例では、サンプル／ホールド回
路Ｉ４の出力信号はγ補正回路Ｉ６で、低照度成分が伸
張された後、Ａ／Ｄ変換器２θシこ供給される。これに
より、低照度から高照度にわたって均一なＳ／′Ｎ比（
７）テイジタル画像信号が得られる。画素メモリ２４の
内容はシー１．ツタレリーズに同期［７てクリアされる
。そのため、■フレーム目の画像信号が加算器２２の第
１入力端に供給されるときは、加算器２２の第２入力端
はＯであり、Ａ／Ｉ）変換器２０の出力信号がそのま捷
画素メモリ２４゜最大値・最小値検出Ｂ：Ｆ　２５に供
給される。１フレ一ム分の画像信号が終了すると、ＣＣ
Ｄ　１０は読出しを−ＩＩＡ中止する垂直ブランキング
期間とｉる。コノ間に、メモリコントローラ２８は画・
素メモリ２４の信号を各撮像画素毎に順次減算回路３０
．遅延回路３２を介して加算回路２２の第２入力端へ供
給する。ここで、遅延回路３２は、次のフレームの画像
信号の画素成分と、画素メモリ２４から読出された画像
信号の同一画素成分とが同時に加力−回路２２に供給さ
れるように位相調整を行なう。メモリコントローラ２４
でこの機能をｉ′すなって、遅延回路３２を設けなくて
もＬい。ぞの／こめ、このルーツにより、画素メモリ２
４には１県次、各フレームの画像信号の累積結果が一占
込まれる。すなわち、Ｎフレームを累積すれば、ｌｌ！
ｉＩ系メ七り２４は３０ｍ５ＸＮの露出を行なって得ら
れた１１ｍ１象伯弓が書込まれたことになる。また、Ｓ
／Ｎ比はばに比例して向上される。ここで、この実施例
の撮像対象は静止画像であるので、複数フレームの画像
信号を累積しても構わない。さらに、この実施例では、
画素メモリ２４の出力信号から、前回までの累積画像信
号中の最小値が減１Ｅさ、凡ているので、各累積の際に
暗′ホ、流による電荷に相当する電荷が除去されている
。こＩｔにより、画素メモリ２４のダイナミックレンジ
、すなわち、記録画像のコントラストが大きくなる。ま
／こ、メモリコントローラ２８は累積−（’Ｉ　１ｇ号
中の７ａ大値が所定値以上になると、画素メモリ２４が
＆ｉｎ＋したと判断して、画素メモリ２４への甫込みを
停止するとともに、シャッタを閉じる。最大値が所定値
に達しない場合は、所定の露ｎ口ＩＫ間が経過するーま
で、画像信号の累積ル込みが絖０られる。この所定時間
は１フレーム目の画１象信号の最大値と最小値を用いて
メモリコントローラ２８が自動的に定めることもできる
。すなわち、１フレーム目の最大値と最小値との差を検
出すれば、画素メモリ２４が飽和する寸で細目の累積が
可能かどうかをメモリコントローラ２８は決定できる。

上述の累積書込みが終了すると、減算器３０の出力信号
かい変換および逆γ補正された後、表示部Ｚ８で表示さ
れるとともに、記録回路３６、磁気ヘッド３８により大
容量の磁気記録媒体４０に再記録される。これにより、
ランダム雑音が低減される。また、表示部１８での表示
は４８像開始時から行なって、徐々妬良化する画像を表
示してもよい。

以上説明したようにこの実施例によれば、１回の露出を
複数の露出時間に分けて、各露出時間毎の画像信号を暗
電流成分を除去し／こ後に累積することにより、長時間
露出による撮像が可能な画像信号処理装置が提供される
。まだ、この実施例は短時間露出で累積の必要のない場
合にも有効である。それは、シャッタが開く前の光を遮
断した状態でＣＣＤ　１０の出力信号を画素メモリ２４
に書込んでおき、読出すときに信号の極性を変えれば、
１回の露出時間中に上述と同様に暗電流成分が除去され
る。

この発明は上述した実施例に限定されず種々変更可能で
ある。ＣＣＤ　１０からの信号読出しは簡単のため、３
０フレ一ム／秒としたが、各読出し毎に高速化すれば、
より精密な露出時間調整が行なえるつＣＣＤ　７０から
の信号は完全な時系列信号としだが、Ｒ，Ｇ、Ｂの三原
色成分毎の並列な信号とすれば、読出し速度を遅くする
とともできる。これは、ＣＣＤ　ｒ　ｏの］般像画素ｌ
友の多い高解像度の装置の場合、有効である。また、Ｃ
ＣＤ　Ｊ　Ｏは複数板式のものでもよい。γ補止回路Ｐ
６、逆γ補正回路３４は必らずしも設ｄる必要がない。

ＣＣＤ　１０のダークシェーブ′イングが２次元的に異
なる場合には、暗ｌ、流成分を除去する減Ｒ器３０にお
いて画素毎に重みイマ］けを行なえばよい。

とのようにこの発明によ、ｌ′Ｌば、長＋ＩＫ間露出に
よる撮像がｔ＋Ｊ能な画像信号処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による画像信号処理装置の一実施例の回
路図である。 １０・・・ＣＣＤ、２０・・・へ／Ｄ変換器、２２・・
・加算器、２４・・画素メモリ、２６　最大値　最／］
値検出器、２８・・メモリコントローラ、３０・・・減
算　？犀　、　　　３　３　　・・　Ｖ八　変換　牝：
　。 出願人代理人　　資理士　鈴　江　武　彦丁続油面書 昭和　艙８・１１月１８日 ′１（１・・′１）１長官　　　若　杉　和　夫　殿１
、　・１１件の大月、 特願昭５７−１４４５６０号 ２　発明の名称 画像記録装置 ；う　油面をする＆ ・１１件との関係　　　／Ｉ寺許ｌ泪厘Ｑ人と１［′ｊ
、（＋１：＋７）　　＋りン７ペス’ＡＱ学ｌ’ｊ−１
朱式会とＩｌｌ、代ｊ’ｌｊ人 （ｉｒＩｎ’＋巨（７）ｉＪ’、’（（発明の名称、明
細嚇、図面 ７、補正の内容 いし第１１図を追加する。 明　　　　　細　　　　　賓 １、発明の名称 画像記録装置 ２、特許請求の範囲 ｆｉ＋　　固体撮像手段と、前記固体撮像手段から出力
される１フレームのアナログ画像信号を１フレームのデ
イノタル画像信号に変換するの変換手段と、前記め変換
手段から出力される複数フレームのディゾタル画像信号
を累積して１フレームのディソタル画像信号として記録
する手段とを具備する画像記録装置。 （２）前記記録手段は１フレームの画像信号を記憶する
メモリと、線変換手段とメモリの出力端に夫々接続され
る２入力端と、メモリの入力端に接続される出力端を有
し、線変換手段から出力される１フレ一ム画像信号とメ
モリがら読出された１フレ一ム画像信号とを加算してメ
モリへ書込む加算器とを有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の画像記録装置。 （３）前記固体撮像手段は所定時間毎にＮ（Ｎ：任意の
自然数）回、■フレームの画像信号を出力し、前記加算
器は（Ｎ−１）回加算処理を行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載の画像記録装置。 （４）　　前記メモリの読出し信号は遅延回路を介して
固体撮像手段からの信号と同期するように加算器に供給
されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
画像記録装置。 （５）加算器の出力端に接続され１フレームの画像信号
の最小値を検出する手段と、メモリと検出手段の出力端
に夫々接続される２入力端と、加算器の入力端に接続さ
れる出力端を有し、メモリからの読出し信号から最小値
を減算して加算器へ供給する減算器とをさらに具備する
ことを特徴とする特許請求の範囲第２ＪＴｉに記載の画
像記録装置。 （６）加算器の出力端に接続され１フレームの画像信号
の最大値を検出する手段と、検出手段によシ検出された
最大値が所定値以上であると、メモリへの書込みを中止
する手段とをさらに具備することを特徴とする特許請求
の範囲第２項に記載の画像記録装ｇ７ｔ。 （力　前記固体撮像手段は各分光色成分毎の画像信号を
）４ラレルに出力し、前記φ変換手段と記録手段は各分
光色成分毎に設けられることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の画像記録装置。 （８）　　前記固体撮像手段は各分光色成分毎の画像信
号をパラレルに出力し、前記Ａ／１）変換手段、加算器
、メモリ、検出手段、減算器は各分光色成分毎に設けら
れることを特徴とする特ｉｆ′ｆ請求の範囲第５項に記
載の画像記録装置。 ３、発明の詳細な説明 この発明は固体撮像素子を用いて得られた画像、特に静
止画を記録する画像記録装置に関する。 近年、銀塩フィルムを用いた写真機の代わりに、静止画
を画像信号として記録する画像記録装置、いわゆる電子
カメラが実用化されている。 このような画像記録装置では可搬という要求のだめ、撮
像カメラとしては固体撮像素子が用いられている。ここ
で、従来の写真撮影においては、フィルムの種類にもよ
るが、１０秒以上の長時間露出が一般撮影あるいは科学
分野での撮影時に行なわれている。一般の写真撮影にお
ける露出時間は、固体撮像素子における受光期間に相当
する。固体撮像素子は受光期間に光により発生された信
号電荷を蓄積する。一般に、固体撮像素子は入射光に応
じた信号電流以外にも熱ｅｔｃにより発生される暗電流
が存在する。そのため、長時間露出を行なうと、信号電
荷よシ多い暗電流電荷が蓄積されるととがある。この暗
電流電荷は信号電荷と同極性であるので、受光期間後に
これを信号電荷から取り除くことは困難である。そのた
め、固体撮像素子を用いて長時間露出を行なうのはＳハ
比が低下し画質が低下するので、一般的には不可能であ
る。さらに、固体撮像素子の内部に８積できる電荷％ｆ
は非常に少ないので、長時間１゛に出により、暗′、イ
Ｚ′ＡＣ電荷が大量に蓄積されることは、カメラのグイ
ナミツクレンソを狭くすることにもなり、やはり、画質
の低下につながる。このように、電子カメラは長時間露
出が不可能である。 この発明の目的は、長時間露出にょシ静止画を撮像して
も画質が低下することのない固体撮像素子を用いた画像
記録装置を提供することである。 この目的は、固体撮像素子と、固体撮像素子から出力さ
れる１フレームのアナログ画像信号を１フレームのディ
ジタル画像信号に変換するＡ／ｌｌ変換器と、Ａカ変換
器の出方する複数フレームのディジタル画像信号を累積
して１フレームのディジタル画像信号として記録する記
録部とを具備する画像記録装置にょシ実現される。 以下、図面を説明してこの発明による画像記録装置の一
実施例を説明する。第１図はこの実施例の構成を示すブ
ロック図である。固体撮像素子１０の出力がプリアンｆ
１２、サンｆ〜今一ルド回路１４を介してγ補正回路１
６および表示部１８に供給される。固体撮像素子１ｏは
マトリクス状に配列された撮像画素を介し、各画素毎の
離散的な画素信号を直列に出力する。 この離散的な画素信号はプリアンプ１２で増幅され、サ
ンプル／ホールド回路１４でサンプル／４ホールドされ
連続的な１本の画像信号とされる。固体撮像素子１ｏと
しては、光電変換素子とスイッチング素子がマトリクス
状に並べられるｘ−ｙアドレス型のものや、ＣＣＩ）　
、　ＢＢＤ％ｅｔｃの信号電荷転送型のものが使われる
。固体撮像素子１０の例として、単板式のＣＣＤの一例
を第２図乃至第４図に示す。ここで、ＣＣＤは受光部５
０、蓄積部５２、読出し用水子シフトレノスタ５４から
なるフレームトランスファ型として図示しであるが、イ
ンターライン型でもよい。 第２図はＲ，Ｇ、Ｈの各カラー成分がモディク状に並ん
だカラーフィルタが受光部５ｏ上にある例である。第３
図では、水平方向の画素列毎ＫＲ，Ｇ％　Ｂの各カラー
成分が並んだカラーフィルタが受光部５０上にあり、第
４図ではこれとは逆に垂直方向の画素列毎にＲ，Ｇ、Ｂ
の各カラー成分が並んだカラーフィルタが受光部５０上
にある。固体撮像素子１θとしては、単板式のみならず
、第５図に示すようなＧとＲ／Ｂの２板式、あるいは、
第６図に示すようなＲｌＧ、Ｂ各色毎の３板式の搬像素
子を用いてもよい。この実施例では、Ｒ，０％　Ｂの各
カラーコンポーネント信号が１本の信号として処理され
るので、複数板式の撮像素子の場合は、各カラーコンポ
ーネント信号がマルチプレクサ５６を介して出力される
。また、カラー画像に必らず白黒画像を対象としてもよ
い。 光情報を電気信号に変換し、さらに、デイソタル化する
場合、低照度側でＳ／Ｎ比が低下することがある。固体
撮像素子自身のＳ／Ｎ比が低照度側で悪いこともその理
由の１つであるが、その他の理由として、低照度の場合
、アナログ信号のレベルが小さいため、これに割υ当て
られるビット数が少なく、外来ノイズや量子化ノイズの
影響が大きくなるということがあげられる。 そのため、この実施例では、φ変換する前に、画像信号
のγ特性がγ補正回路１６によシ変換される。γ補正回
路１６の入出力特性を第７図に実線で示す。このように
、γ補正回路１６１ｃよシ低照度側のアナログ値が増大
され、Ｓ、／Ｎ比が改善され、画素信号が照度に対して
非線形とされる。このγ変換はこの発明の本質ではない
ので、必らずしも行なわなくてもよい。 γ補正回路１６の出力画像信号はめ変換器２０で１画素
あたり８ビツトのディジタル信号に変換される。の変換
器２０の出力端７５；加算器２２の第１入力端に接続さ
れる。加算器２２の出力は画素メモリ２４に供給される
。各画素毎のディジタル画像信号は８ビツトなので、画
素メモリ２４の容量は固体撮像素子１０の１山ｉ素数バ
イトである。画素メモリ２４１１−Ｊ、具体的には第８
図に示すように、８ビツトの画像信号の各ビットを格納
する８個のメモリ２４−１．２４−２・・・２４”−８
からなる。加算器２２からのシリアル信号がセレクタ５
８を介して、ビット毎にメモリ２４−ハ・・・、２４−
８に振り分けられる。各メモリ２４−１　、・・２４−
８からの胱出し信号がマルチプレクサ６０を介して１本
の信号とされ出力される。画素メモリ２４の出力端が減
算器３０のｌ−１−１入力端に接続される。 減算器３０の出力端が遅延回路３２、Ｄ／Ａ変換器３３
の入力端に接続される。遅延回路３２の出力信号が加算
器２２の第２入力端に供給される。加算器２２の出力信
号は最大値／最小値検出器２６にも供給される。検出器
２６は１フレームの画像信号のなかの最大値、最小値を
検出する。検出器２６からの最大値信号、号小値信号が
メモリコントローラ２８に供給される。 メモリコントローラ２８は量小値信号を減算器３０の←
）入力端に供給する。 Ｄ／Ａ変換器３３の出力が逆γ補正回路３４を介して、
表示部１８、記録回路３６に供給される。逆γ補正回路
３４はγ補正回路１６と逆の変換を行なうもので、その
入出力特性を第７図に破線で示す。この実施例では、画
素メモリ２４により１フレームの画像信号が記録される
ので、記録回路３６は必らずしも必要ではないが何フレ
ームもの画像信号を記録するために、アナログ信号に変
換された後、記録回路３６によりＦＭ変調され大容量の
記録媒体４０にヘッド３８を介して再記録される。大容
量記録媒体としては、磁気テープ、磁気ディスク、光−
磁気ディスクｅｔｃの記録ヘッドとの相対運動を伴なう
媒体が好筐しい。逆γ補正回路３４の出力は単なる画像
信号であるので、表示部１８、記録回路３６内で適宜、
ビデオプロセス処理され、ビデオ信号に変換される。 上の説明では、ｒ、逆ｒ変換はそれぞれ、特別の補正回
路を用いて行なったが、ＡＤＤ変換器２０、Ｄ／に変換
器３３において、非線形的に変形すれば、これらを設け
なくてもよい。この場合の０変換器２０、Ｄ／Ａ変換器
、？３の入出力特性はそれぞれ第９図、第１０図に示す
ようになる。 この実施例の動作を説明するに、先ず、この実施例の原
理を説明する。この実施例は１フ；／−ムの静止画像信
号を画素メモリに書込む際に、露出時間、すなわち、固
体撮像素子の受光期間を複数の小期間に分割して、各小
期間毎の画像信号を累積することにより、■フレームの
静止画像信号を得る。一般に、アナログ領域での信号処
理は時間の経過とともに不確定性が増大する。そのため
、信号処理においては、信号がアナログ量である時間を
最小にして、アナログ信号を直ちにディジタル信号に変
換して、ディジタル領域での信号処理を行なうことが望
ましい。 この実施例では、撮像素子より発生されるアナログ画像
信号をある一定時間τ毎に取り出しディジタル信号に変
換して、画素メモリからの読出し信号を加算し加算結果
を画素メモリに書込む。これをＮ（複数）回続けること
によりｒｖｘτ時間のアナログ信号を処理することにな
る。Ｎ回の信号加算を行なうことにより、信号（画像信
号）ＶＣ，含まれる暗電流成分の変動、ノリアンプノイ
ズ、量子化ノイズｅｔｃのノイズ成分が１／βに圧縮さ
れ、Ｓβ比が向上する。 以下第１１図のフローチャートを参照してこの動作を詳
細に説明する。動作開始後、先ず、ステップ１００に示
すように累積処理のために画素メモリ２４のデータがク
リアされる。次に、ステップ１０５に示すように、１フ
レーＡ　ｃＤ　ｉ面像信号が固体撮像素子１０から読出
さｈる。との撮像素子１０からの信号読出し速度は撮像
素子１０へのクロック信号の周波数によって決められて
いて、ここでは、動画仕様と同じ毎秒３０フレーム読出
しとする。すなわち、τ−３０ｍ５であシ、この実施例
の動作において、ステップ１０５は３０　ｍｓ毎に繰返
されるように、タイミングを制御されている。１フレー
ムの１面像イ言号の読出しが終わると、ステ・ノブ１１
０に７Ｆすように、固体撮像素子１０からの画像信号と
遅延回路３２の出力、すなわち、１面素メモＩＪ　２４
７５＞ら読出された画像信号が加算器２２により加算さ
れる。固体撮像素子１０からは３０　ｍｓ毎に１フレー
ムの画像信号がシリアルに読出されるので、遅延回路３
２は、ｉｉ！ｉｉ素メモリ２４内の５己録画像に重畳さ
れた画像のフレームの次のフレームの画像信号が加算器
２２に入力されるときに、画素メモリ２４からの読出し
信号を加算器２２に供給するように位相調整を行なう。 ここで、固体撮像素子１０からの最初の信号読出し時に
は、画素メモリ２４はクリアされているので、固体撮像
素子１０からの信号がそのまま加算器２２の出力端にあ
られれる。それ以後の読出し時には、今まで読出された
画像信号の累積結果が出力される。ステップ０１Ｊ５で
、加算器２２の出力する１フレ一ム分の画像信号が画素
メモリ２４に書込まれる。ここで、各画素毎の画素信号
は所定のアドレス位置に書込まれ、これにより、画像信
号の累積が実現される。画素メモリ２４への信号書込み
速度は、固体撮像素子１０からの信号読出し速度と同一
に設定される。 ステップ１２０で、画素メモリ２４に書込まれた１フレ
ームの１面像信号の中の最大値、最小値が検出器２６に
より検出される。最大値、最小値信号がメモリコントロ
ーラ２８に入力される。 ステップ１２５で画素メモリ２４から画像信号が読出さ
れる。この読出し速度も固体撮像素子１０からの読出し
速度と同一に設定される。ステップ１３０で画素メモリ
２４から続出された画像信号から最小値信号が引かれる
。これによシ、画像信号中の暗電流成分が除去されるこ
とになる。この結果、撮像素子および画素メモリのダイ
ナミックレンジが拡大する。次にステップ１３５で最大
値が所定値α以上であるか判定される。ここで、所定値
αは固体撮像素子ＩＯの各画素の蓄積可能電荷量の最大
値に設定される。そのだめ、最大値が所定値α以上であ
る場合は、撮像素子が飽和していることが検出される。 最大値が所定値以下であれば、ステップ１００以下のル
ーチンが再び実行され、次のフレーム画像信号の累積が
行なわれる。最大値が所定値以上であればステン：７″
１４０で、減算器３０の出力がＤ／Ａ変換、逆ｒ補正さ
れ、記録ヘッド３８によｐ大容量記録媒体４ｏに再記録
されるとともに、表示部１８で表示される。これにより
、１枚の静止画像の記録が完了する。なお、表示は累積
処理中、常に行なっていてもよい。この場合、最初はノ
イズの多い画像があられれ除々にＳハのよい画像が表示
される。 以上説明したように、この実施例によれば、１枚の静止
画像の撮像を複数函回に分けて、各回の搬像結果を累積
することにより、長時間露出を行なっている。このため
累積処理中に各種のノイズ成分が］、／　Ｖ頴【圧縮さ
れＳ／Ｎ比が向上される；さらに、累積の際に暗電流成
分を除去しているので、記録画像のダイナミックレンジ
が拡大する。各回の撮像期間が短かい（３０ｍｓ）ので
、露光時間をきめ細かく制御できる。暗電流成分の除去
により画素メモリのダイナミックレンツを有効に使え、
画素メモリの容量は少なくてよい。まだ、固体撮像素子
の出力を何のビデオプロセス処理も介さずに、画素メモ
リに書込むので、画素メモリの容量は通常のフレームメ
モリに比べて少なくてすむ。累積処理中に常に画像を表
示させておけば、画像が良化していくプロセスをモニタ
できる。この実施例は暗い状態で使用されるのはもちろ
ん、Ｆ！Ｊ４るい状態でもレンズを絞シ込んで被写界深
度の深い画像を撮像することができる。固体撮像素子の
読出し周期と同期するストロビとともに使えば完全に暗
い場合でも、遠方の被写体を撮像することができる。ま
た、固体撮像素子の感度、暗電流の温度特性が変わって
も、自動的に補償される。 なお、上述の説明では、必らず暗Ｎ、流除去を行なった
が、露出時間が短かい場合は行なわなくてもよい。また
、露出時間は各回の累積信号の量大値により決定してい
るが、他の方法でもよい。たとえば、１回Ｎの画像信号
のせ大値と最小値の差により決定したり、外部測光装置
〃を用いてマニュアルで決定してもよい。また、画素メ
モリの構成方法、読出しタイミングを変えれば遅延回路
３２は不要となる。固体撮像素子１０の読出しは動画仕
様として説明したが、任意の読出し速度を設定できる。 また、累積が進むにつれて、読出し周期を短かくすれば
、よシ精密な露出制御が可能である。画素メモリ２４の
容量は８ピツ）／１画素としたが増減は自由である。ま
た、画素メモリ２４０代ゎりに、ビデオプロセス処理さ
れた映像信号を記録するフレームメモリを用いてもよい
。画素メモリ２４は書込み、読出しが同時にできるタイ
プのものが好ましいが、複数のメモリ系を設けて、書込
み、読出しに自由度を持たせてもよい。また、撮像素子
のダークシェーディングが画素の位置により異なる場合
には、減算器３ｏで画素毎に重み付けを行なえばよい。 以上説明したようにこの発明によれば、長時間露出が可
能な固体撮像素子を用いた画像記録装置が提供される。 この発明における固体撮像素子をディスクあるいはテー
プを用いる他の静止画信号発生器におきかえれば、静止
画像信号のランダム雑音を除去しＳ／Ｎ比を向上させる
画質処理システムが実現される。また、この発明による
加算処理は複数回の累積を行なわない場合にも有効であ
る。この場合は、固体撮像素子への光を遮断した状態で
撮像素子の出力を暗電流成分として画素メモリに書込み
、露出後の撮像素子の出力に、画素メモリの読出し信号
を極性反転して加えれば暗電流が除去される。この場合
、２次元的に分布するダークシェーディングも完全に補
正される。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明による画像記録装置賀の一実施例のゾ
ロツク図、第２図乃至第６図はこの一実施例における固
体撮像素子の一例を示す図、第７図はこの一実施例にお
けるγ補正回路、逆γ補正回路の入出力特性を示す、第
８図はこの一実施例における画素メモリの構成を示す図
、第９図、゛第１０図はこの一実施例の変形例における
γ補正、逆γ補正機能を有するＡ／Ｄ、　Ｄ／Ａ変換器
の特性を示すグラフ、第１１１Ｊ：Ｉ：この一実施例の
動作を示すフローチャートである。 １０・・・固体撮像素子、１６・・・γ補正回路、２２
・・・加算器、２４川画素メモリ、２６・・・最大イ１
圃小値検出器、２８・・・メモリコントローラ、３゜・
・・減算器、３２・・・遅延回路、３４・・・逆γ補正
回路Ｏ 出願人代理人　　弁理士　坪　井　　　淳第５図 第６図 ｊｆｉ８図 第９図 第１０図 テ゛１ジク１し入力 第１１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　マトリクス状に配設された複数の光電変換素
   子を有する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号をディ
   ジタル信号に変換する手段と、前記変換手段の出力信号
   を累積する記録手段とを具備し、−回の撮像期間を複数
   の小期間に分けて小期間毎の前記撮像手段の出力信号を
   前記記録手段に累積する画像信号処理装置。
2. （２）　　前記記録手段は前記変換手段の出力信号が第
   １入力端に供給される加算回路と、前記加算回路の出力
   信号が供給されるメモリと、前記加算回路の出力信号の
   最大値と最小値を検出する検出器と、前記メモリの出力
   信号から前記検出器の検出する最小値を減算した信号を
   前記加算回路の第２入力端へ供給する減算回路と、前記
   検出器の検出する最大値が所定値以上になると累積処理
   を停止させるコントローラとを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の画像信号処理装置。