CN1379588A - 信号处理设备及方法,与图象感测设备 - Google Patents

Abstract

在处理从图象感测单元输出的图象信号中,该图象感测单元包括构成一个帧的多个图象感测区域,以及与多个图象感测区域一一对应的多个输出端,且该单元从多个输出端每一个输出在对应的图象感测区域中关于图象感测的一图象信号,以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号,基于从多个输出端输出的多个伪图象信号,从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差被降低。多个伪图象信号与从图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

Description

信号处理设备及方法，与图象感测设备

本发明的领域

本发明涉及信号处理设备，信号处理方法，及图象感测设备，并特别涉及处理图象信号的信号处理设备及信号处理方法，以及对其使用这些设备和方法的图象感测设备。

本发明的背景

图16表示通常的图象感测装置的配置。

图16是表示一般使用的CCD配置概要的图示。这一CCD基本上包括含有多个光电转换元件光接收单元1，光黑(OB)单元2L和2R，其中光屏蔽部件排布在某些光电转换元件上，以便防止在这些光电转换元件上光的入射，水平转移CCD(HCCD)4，垂直转移CCD(VCCD，未示出)，及电荷-电压转换放大器5。

这一CCD的驱动方法是向VCCD转移在光接收单元1中产生的电荷，并相继地转移这一电荷，以便从HCCD 4读出每一水平行。从HCCD 4的输出经过由电荷-电压转换放大器105的电荷-电压转换，输出电压信号。

图17是表示一般数字照相机的配置。当用户操作照相机操作开关101(例如包括主开关和释放开关)时，整个控制电路100检测操作并开始向其它电路模块供电。

场角中的物体图象通过主成象光学系统102和103在图象感测装置104上形成，并由图象感测装置104转换为电信号。从这一图象感测装置104输出的电信号通过CDS/AGS电路105提供给A/D转换电路106，并由A/D转换电路106逐象素地转换为数字信号。基于由决定驱动总时标的时标发生器108提供的信号，驱动器电路107控制电荷在图象感测装置104中的积累，电荷在水平和垂直方向的转移等等。而且，CDS/AGC电路105与转换电路106根据由时标发生器108所产生的时标操作。

从A/D转换电路106输出的图象信号通过由总控制器CPU 100控制的选择器109提供给存储器控制器115，并写入帧存储器116。写入帧存储器116的这一图象信号由存储器控制器115读出，并通过选择器109转移到相机数字信号处理器(DSP)110。基于从帧存储器116提供的图象信号，这一相机DSP 110产生R，G和B彩色信号。

在照相之前的状态中，由相机DSP 110处理的结果一般周期地(逐帧)转移到视象存储器111，一般在监视器显示器112上显示感测到的图象，从而允许监视器显示器112起到电子取景器的作用。

另一方面，当用户通过操作相机操作开关101指定摄像时，根据总控制器CPU 100的控制从帧存储器116读出一个帧的图象信号。这一图象信号由相机DSP 110处理，其结果暂时写入工作存储器113。写入工作存储器113的图象信号按预定的压缩格式由压缩器-扩展器114压缩，其结果存储在外部非易失存储器117(例如快闪存储器)中。

为了观察摄取的图象，压缩并存储在外部非易失存储器117中的图象信号由压缩器-扩展器114扩展。其结果转移到视象存储器111并显示在监视器显示器112上。

如上所述，在一般的数字相机中，从图象感测装置104输出的信号几乎实时地被处理，并输出到存储器或监视器显示器。

为了改进在以上的数字相机中连续摄像等的性能，例如，为了实现以大约10帧/秒连续摄像的能力，必须对包括图象感测装置的整个系统进行改进，例如增加从图象感测装置的读出速率，并增加向帧存储器等的图象信号写速率。

在例如日本专利公开No.5-137059和6-141246中所透露的，诸如使用CCD这种固态图象感测装置的数字摄像机或数字静止照相机的传统图象感测设备中，通过分开地使用多个CCD感测一个物体而增加了分辨率，并通过图象处理合成这些局部图象而获得整个物体的感测图象。

最近，已经开发出使用由数百万象素组成的CCD的图象感测系统，于是对高速进行信号处理已经作出各种改进。

日本专利公开No.3-74991透露了一种图象读取设备，该设备使用多个图象感测装置分开地读取图象信息，且其中相邻的图象感测装置的图象感测范围在边界重叠，由这些图象感测装置感测的图象在边界被粘贴，以便获得整个图象信息的一个图象。在这种图象读取设备中，从组成的图象数据检测相对于附近象素具有小的空间浓度变化的象素位置。在这种象素位置，形成由一个图象感测装置感测的图象的图象数据，以及形成由其它图象感测装置感测的图象的图象数据被粘贴。

然而，在如上所述的这些设备中任何一个，物体图象由多个图象感测装置分开地感测，且这些感测图象被粘贴而获得整个物体的感测图象，如果这些图象感测装置有灵敏度差异，则将由于在粘贴部分(边界)的这些灵敏度差异使图象浓度间隙明显。结果，将得到不自然的感测图象。

而且，以上提及的日本专利公开No.5-137059和6-141246透露了通过多个图象感测装置分开地感测物体图象的技术。然而，这些对比文献没有说明，由于图象感测装置之间灵敏度的差异所至的感测图象之间边界中浓度间隙的问题，因而没有透露解决这一问题的任何方法。

为了获得粘贴部分不明显的感测图象，日本专利公开No.3-74991透露了改进不良图象质量诸如边界中的图象紊乱的方法。然而，由于通过逐行检测在边界有小的浓度变化的位置，两个局部图象简单地被粘贴，粘贴过程是复杂且费时的。

此外，这一方法只是对于每一横向行控制两个感测图象粘贴位置。因而，很难有效地抑制边界中纵向突然的浓度变化。特别地，很难通过图象感测装置之间的灵敏度差异，有效地降低边界中的浓度间隙，从而获得粘贴位置不明显的感测图象。

作为改进这一困难的方法，日本专利公开No.11-055558提出一种数字相机，该相机通过两个CCD分开地感测物体图象的左和右部分，这两个CCD的配置使得感测的图象在边界彼此重叠。这两个感测图象通过模拟信号处理器和A/D转换器存储在图象存储器中。此后，阴影校正器校正图象感测表面的灵敏度分布的变化。然后，图象合成器粘贴边界部分以产生整个物体感测的图象。

在这一方法中，通过进行诸如平均值计算的处理，降低边界部分的浓度差异而产生边界部分的图象。通过合成这一边界图象及边界图象除外的左和右图象而产生感测的图象。然而，一个物体的光学图象，在划分成多个局部彼此重叠的图象之后，必须提供给多个图象感测装置。这一方法所需的三维空间增加了设备的尺寸，需要高的组装精确度，因而增加了制造成本。

图18是一示意图，表示通过划分水平转移CCD获得的二输出型的CCD图象感测装置的装置结构。

在图18所示的这一图象感测装置中，在光敏二极管单元59中逐象素产生的电荷按预定的时标一次转移到垂直转移CCD(VCCD)60。在下一个时标，VCCD 60中的电荷逐行转移到左和右水平转移CCD(HCCD)57和58。对每一转移时钟HCCD 57向左放大器55转移这一电荷，并对每一转移时钟HCCD 58向右放大器56转移这一电荷。然而在这一图象感测装置中，感测的图象信号，是在其被划分为帧中心两侧的左和右两个区域时被读出的。虽然没有示出，但在其它象素中当曝光时产生电荷的有效象素区域上，存在例如由铝制成的光屏蔽的光黑(OB)单元。

图19是一信号处理电路的框图，用于处理来自图18所示类型的图象感测装置的输出信号。由CCD 11感测的左和右图象信号分别经由两个CDS/AGC电路14和15的CDS/AGC处理，并分别由两个A/D转换电路16和17转换为数字信号。这些数字信号存储在帧存储器20和23中。

由于图象感测装置11和CDS/AGC电路14和15是AC-耦合的，当图象信号从图象感测装置11输入到CDS/AGC电路14和15时，DC成分被除去。为了重新产生这些DC成分，箝位电路18和19对在图象感测装置11的左和右区域中感测的图象信号，根据在这些区域中光黑(OB)象素部分的象素值，进行箝位。就是说，这样调整在图象感测装置11的左和右区域中感测的所有图象信号的电平，使得这些OB象素部分的象素值具有预定的电平。

如上所述，图象感测装置11的OB象素部分位于有效象素区的左和右端。这些OB象素部分的象素值由于暗电流的阴影等而稍微不同。于是，当帧被划分为两个，即左和右区域，且DC电平由这些左和右区域中分别箝位的图象信号基于OB象素部分的象素值重新产生时，在帧的左和右区域之间产生偏移差。因而，获得具有不同DC电平的图象，它们对应于两个OB象素部分的象素值之间的电平差。

这样分别被处理的左和右图象信号由一图象合成电路24合成。彩色处理器25进行彩色处理，诸如对于合成图象信号的彩色差值和伽马转换，从而形成一个图象的图象信号。

这样以多个输出端装设图象感测装置并同时从这些输出端读出图象信号的技术，是允许未来的数字相机接近或超过卤化银相机的主要技术(能够拍摄大约8帧/秒的单镜头反光照相机已经作为产品实现)。

这样以多个输出端装设图象感测装置的技术在速度上是先进的。然而，从输出电平匹配的观点而言，该技术比单输出图象感测装置明显不足。

就是说，当图象提供给CDS/AGC电路时，为了重新产生被除去的DC电平，CDS/AGC电路或相机DSP通常要基于光黑(OB)电平，在图象感测装置的每一区域进行箝位处理过程。然而在这一方法中，如果在用于确定箝位电平的OB电平与有效象素区的黑色电平之间存在差异，或者如果从图象感测装置的多个输出端输出的OB电平由于暗电流阴影而不同，则不能完全去除来自图象感测装置多个区域的输出之间的偏移差。因而，在合成图象中出现多个区域之间的边界。

于是，去除来自图象感测装置多个输出端的输出图象信号之间的偏移差是重要的题目。

对此将参照图20A和20B进行更详细的说明。

图20A示出另一传统的图象感测装置的配置。

就是说，图20A是表示一种配置的图示，该配置用于划分来自光接收单元1的光电转换输出为两个，即左和右水平转移CCD(HCCD)4L和4R，并同时读出这些输出。在具有如图20A所示结构的这一图象感测装置中，光电转换输出以电荷的形式由HCCD 4L和4R对每一水平行被转移。更为具体来说，左半和右半部分光电转换输出以电荷的形式分别由HCCD 4L和4R向左和右转移，并经由离散制备的电荷-电压转换放大器5L和5R作电荷-电压转换。

在这一结构中，读操作能够由HCCD 4L和4R并行地进行。使得能够以图16中所示结构的一半的驱动时间读出一帧。

此外，在图20A所示的配置中，图象感测单元是由CCD实现的。由于不需要诸如光学通路分配器这样的器件，故能够简化图象感测系统的配置并降低系统的成本。然而，感测的图象的左和右区域分别由独立的系统(即HCCD 4L和放大器5L，及HCCD 4R和放大器5R)读出。于是，边界的差异明显。

图20B表示由图20A中a-a’所指示的一个水平行的光电转换输出的例子。

图20A表示其中显示出太阳，山脉，树木，草地的晴天的景物的例子。参见图20B，电平A指示来自图20A中OB部分2R的输出，电平B指示来自OB部分2L的输出，而电平C指示来自对应于太阳部分的输出。差D是当由上述左和右独立的系统读出图象时产生的电平差。

使得这种电平差在帧中自然可见的方法被称为帧匹配。一个例子是使边界中的浓度差不明显的方法。这一方法基于从边界中的图象数据获得的相关度校正边界中的浓度差。改进这一方法的精确度需要针对降低了S/N的暗电流的应对措施。

本发明的概要

本发明是在考虑以上的情形中作出的，并作为其目的提供了一种技术，用于降低来自多个输出端的图象信号输出之间的偏移差，这些输出端是与图象感测装置的多个区域一一对应形成的，从而获得在区域之间具有自然边界的良好的图象。

本发明的另一目的是有效地应对图象感测装置的象素数的增加。

根据本发明，以上的目的是通过提供用于处理图象信号的一种信号处理设备而达到的，包括：图象感测单元，该单元包括构成一个帧的多个图象感测区域，以及与多个图象感测区域一一对应的多个输出端，且该单元从多个输端的每一个输出关于在对应的图象感测区域中的图象感测的图象信号，以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号；以及一个处理器，适应于基于从多个输出端输出的多个伪图象信号，降低从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，其中多个伪图象信号与从图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

根据本发明，以上的目的还能够通过提供用于处理图象信号的一种信号处理设备达到，该设备包括多个垂直转移单元，用于转移来自多个图象感测区域的多个光电转换器的信号，区域中多个光电转换器在水平和垂直方向排布，这些区域共同构成一个帧，与多个图象感测区域一一对应形成的多个水平转移单元且每一个包含多个转移级，与多个水平转移单元一一对应形成的多个输出端，以及一个处理器，适应于基于从多个输出端输出的伪图象信号，降低从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，其中伪输出信号是通过在多个水平转移单元中进行空转移获得的。

在一优选实施例中，处理器校正多个图象信号的增益，它们的偏移差基于多个伪图象信号被降低。

根据本发明，以上的目的还可以通过提供一种处理图象信号的信号处理方法达到，该方法包括降低从一图象感测单元的多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，该图象感测单元包括构成一个帧的多个图象感测区域，以及与多个图象感测区域一一对应的多个输出端，且该单元基于从多个输出端输出的多个伪图象信号，从多个输出端每一个输出在对应的图象感测区域中关于图象感测的一图象信号，以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号，其中多个伪图象信号与从图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

根据本发明，以上目的还可以通过在信号处理设备中提供一种信号处理方法达到，该设备包括多个图象感测区域，这些区域包括在水平和垂直方向排布的多个光电转换器，且这些区域构成一个帧，多个垂直转移单元用于转移来自多个光电转换器的信号，多个水平转移单元与多个图象感测区域一一对应地形成，且每一包括多个转移级，且多个输出端与多个水平转移单元一一对应地形成，该方法包括，基于通过在多个水平转移单元中进行空转移获得的伪图象信号及从多个输出端的输出，降低从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差。

从以下结合附图所进行的说明，本发明其它的特征和优点将显而易见，其中在其所有图示中相同的字符指示相同或类似的部件。

附图的简要说明

被结合并构成本说明书的一部分的附图展示了本发明的实施例，与说明部分一同用来解释本发明的原理。

图1是一框图，根据本发明的第一实施例简略示出包括一信号处理电路的图象感测设备的硬件构成；

图2是表示根据本发明的第一实施例来自一图象感测装置的输出信号实际例子的图示；

图3是表示根据本发明的第二实施例来自一图象感测装置的输出信号实际例子的图示；

图4是一原理性框图，表示根据本发明第三实施例的图象感测设备的配置；

图5是表示来自根据本发明的第三实施例的一图象处理器的输出数据的概念的图示；

图6是表示图4中所示图象感测单元配置的图示；

图7是表示根据本发明的第三实施例图象感测设备的取景器中看见的一图象的图示；

图8是用于说明包含在图4中所示图象感测单元的图象感测装置的光接收单元的图示；

图9A，9B和9C是用于说明根据本发明的第三实施例的校正进程的图示；

图10是一流程图，表示根据本发明的第三实施例原象处理器的过程；

图11是一简略的框图，表示根据本发明第四实施例的图象感测设备的配置；

图12是一流程图，表示根据本发明的第四实施例原象处理器的过程；

图13是一简化的框图，表示根据本发明第五实施例图象感测设备的配置；

图14是一框图，表示根据本发明第五实施例原象处理器的过程；

图15是一流程图，表示根据本发明第五实施例判断是否执行暗电流校正的操作；

图16是表示传统图象感测装置的配置的图示；

图17是表示一般数字相机配置的图示；

图18是表示图象感测装置的例子的图示，该装置通过划分一个帧为多个区域并行输出这些区域的图象信号；

图19是一传统信号处理电路的框图，用于处理来自图18所示类型的图象感测装置的输出信号；以及

图20A和20B是表示另一传统图象感测装置的配置的图示。

优选实施例的详细说明

现在根据附图将详细说明本发明的优选实施例。

<第一实施例>

图1是一框图，简略示出一图象感测设备(例如数字相机)的硬件构成，包括根据本发明优选实施例的信号处理电路。在这实施例中，作为用于通过划分一个帧为多个区域而并行输出这些多个区域图象信号的图象感测装置，使用了CCD 29，它通过划分一个帧为两个这样的区域，并行输出这两个区域的图象信号。CCD 29具有对应于两个区域的两个输出(输出端，输出信号)CH1和CH2。更具体来说，CCD29由驱动器30驱动，以便在预定的频率下操作，并如图18所示通过垂直划分整个帧分别输出左和右图象信号。

物体的光学图象通过主光学系统(未示出)在CCD 29的图象感测表面形成。通过在图象感测表面二维排布的多个光敏二极管(光电转换器)59对这一光学图象作光电转换。已经光电转换的图象通过垂直转移CCD(VCCD)60被纵向(垂直)转移到两个，即左和右水平转移CCD(HCCD)57和58。该图象进一步由HCCD 57和58横向(水平地)转移(到左和右)，并通过输出放大器55和56输出。

在具有如图18所示结构的CCD 29中，除了数目上等于VCCD60(或光敏二极管单元59)的横向的象素数目的级之外，HCCD 57和58具有额外的级。更具体来说，这一实施例的CCD 29在HCCD 57V和58V之间分别有额外的级57d和58d，以及输出放大器55和56。HCCD 58和59以HCCD 57d和58d的数目相同的数目转移伪信号。就是说，在这一CCD 29中，HCCD 57和58在电荷转移到这些HCCD57和58之后被驱动，从而与从光敏二极管59的输出无关，以额外的HCCD 57d和58d的级数相同的数目输出伪象素电平(在电荷从VCCD 60的转移开始之前余留在HCCD 57和58中的电荷(信号)电平)。

回来参见图1，TG/SSG电路31是时标发生器，用于输出垂直同步信号VD和水平同步信号HD。这些垂直和水平同步信号VD和HD提供给驱动器30，CDS/AGC电路32和33，以及A/D转换电路34和35。

如图2所示，对应于CCD 29的帧的右半和左半的输出图象信号，作为一个横向行的输出，包含有效象素部分(左和右有效象素部分)的输出，OB象素部分(左和右OB象素部分)的输出，以及伪象素部分(左和右伪象素部分)的输出。左和右伪象素部分对应于上述额外的HCCD57d和58d。CCD 29的放大器按左伪象素部分，左OB象素部分，以及左有效象素部分这样的顺序输出这些部分的信号。放大器56按右伪象素部分，右OB象素部分，以及右有效象素部分这样的顺序输出这些部分的信号。

从CCD 29的右半帧输出的图象从端子CH1提供给CDS/AGC电路33。由于这一端子CH1是与CDS/AGC电路33作AC-耦合的，因而信号的DC成分被除去。在CDS/AGC电路33中，CDS电路对所提供的右半帧信号进行相关的双采样等，从而除去包含在来自CCD29的输出信号中复位噪声等。而且，AGC电路放大输出信号到预定的信号电平。由这一AGC电路放大的信号提供给A/D转换电路35，在此信号被转换为数字信号以获得信号AD-CH1。

类似地，从CCD 29的左半帧输出的图象从端子CH2提供给CDS/AGC电路32，且信号的DC成分被除去。在CDS/AGC电路32中，CDS电路对所提供的左半帧信号进行相关的双采样等，从而除去包含在来自CCD 29的输出信号中复位噪声等。而且，AGC电路放大输出信号到预定的信号电平。由这一AGC电路放大的信号提供给A/D转换电路34，在此信号被转换为数字信号以获得信号AD-CH2。

然后信号AD-CH1提供给伪箝位电路37。伪箝位电路37计算逐行顺序输出的右伪象素部分预定数目象素信号值的平均值，并从右半帧顺序输出的一行图象信号的每一象素值减去该平均值。就是说，伪箝位电路37进行用于移动整个一行电平的箝位处理过程，以便把右伪象素部分的信号电平(伪象素电平)校正为预定值(这种情形下是零)。箝位处理过程不需要通过从每一行图象信号的每一象素值减去对应于右伪象素部分该行的信号值的平均值来进行。例如，能够减去对应于右伪象素部分多行信号值的平均值，或者减去对应于右伪象素部分一行或多行信号值的中间值(中值)。也可以使用某些其它方法。

另外，CDS/AGC电路33或AD转换电路35能够合并箝位电路，并只使用内置的箝位电路基于伪象素部分进行箝位。

通过对所有的行进行箝位处理过程，能够消除在模拟电路中产生的纵向(垂直)阴影，并校正右半帧图象信号的电平，以便在所有的行保持伪象素电平不变。

类似地，信号AD-CH2提供给伪箝位电路36。伪箝位电路36计算逐行顺序输出的左伪象素部分预定数目象素信号值的平均值，并从左半帧顺序输出的一行图象信号的每一象素值减去该平均值。就是说，伪箝位电路36进行用于移动整个一行电平的箝位处理过程，以便把左伪象素部分的信号电平(伪象素电平)校正为与右半帧伪象素电平相同的电平。箝位处理过程不需要通过从每一行图象信号的每一象素值减去对应于左伪象素部分该行的信号值的平均值来进行。例如，能够减去对应于右伪象素部分多行信号值的平均值，或者减去对应于右伪象素部分一行或多行信号值的中间值(中值)。也可以使用某些其它方法。

另外，CDS/AGC电路32或AD转换电路34能够合并箝位电路，并只使用内置的箝位电路基于伪象素部分进行箝位。

通过对所有的行进行箝位处理过程，能够消除在模拟电路中产生的纵向(垂直)阴影，并校正左半帧图象信号的电平，以便在所有的行保持伪象素电平不变。

在上述本实施例中，箝位处理过程是对于左和右区域分别进行的，不是基于OB象素部分中的象素值，而是基于左和右伪象素部分中的象素值。例如，即使在左和右区域中OB象素部分中的暗电流不同，左和右区域中图象信号之间的偏移差也能去除，而不论暗电流差如何。

由伪箝位电路36和37这样处理的图象信号提供给增益调节电路38和39。为了校正由CCD放大器29，CDS/AGC电路32和33，以及AD转换电路34和35在左和右区域的图象信号之间所产生的增益差，这些增益调节电路38和39使从伪箝位电路36和37的输出的图象信号乘以由总处理CPU 48提供的增益校正值，从而除去左和右区域的图象信号之间的增益差。

以下将说明获得增益校正值的方法。

第一个方法中，在从工厂发运之前获得增益值，且增益调节电路38和39使用这一值(固定值)进行增益校正。

第二个方法如下。

首先，在进行主图象感测之前(在用户拍摄他或她希望的物体图象之前)，进行定标图象感测以获得定标图象。

例如可以由用户通过感测白色图象获得定标图象。另外，在快门中提供诸如LED这样的光源，并在进行主图象感测之前随着快门关闭并感测一图象这一LED被接通，从而获得一定标图象。

此后，通过伪箝位电路36和37按上述相同的方式对这一定标图象箝位。

总控制CPU 48比较由伪箝位电路36和37箝位的定标图象(从不同输出端输出)。根据比较的结果，计算增益校正值。

最后将说明第三种方法。

在以上第二方法中，通过比较两个定标图象获得增益校正值。然而在第三方法中，不进行定标图象的感测，而是总控制CPU 48比较通过主图象感测获得的图象(从不同输出端输出)。根据比较结果，计算增校正益值。

在第二和第三方法中，每当进行图象感测时，就计算增益校正值。于是，能够获得较高质量的图象。

通过进行上述的伪箝位处理过程和增益校正处理过程，去除了CCD 29的左和右区域的图象信号之间的偏移差和增益差。因而当这些信号由图象合成电路46合成时，两个区域之间的边界不明显。然而，如果直接输出这些信号，则黑电平没有被调节到预定值，于是在输出图象中黑色会变得太亮或太暗。

为了防止这一点，向OB箝位电路40和41提供两个增益校正信号，且这些信号值基于OB象素部分中的象素值被箝位。如图2所示，这些OB象素部分是在左和右区域中形成的。然而，如果基于左和右OB象素部分中的象素值分别对左和右图象信号进行OB箝位处理过程，曾经去除的偏移差又出现在两个区域之间。

为了解决这一问题，在第一实施例中，基于在左和右OB象素部分之一中的象素值，通过由一共同值箝位左和右图象信号，重新产生DC成分。例如，计算OB象素部分的包含在来自左半帧的输出信号中预定数目的象素的象素值的平均值。OB箝位电路40从左半帧中一行的图象信号的每一象素值减去这一平均值。同时，这一平均值提供给OB箝位电路41，并从右半帧中一行的图象信号的每一象素值被减去。对所有行执行这一处理。

注意，本发明不限于在左和右OB象素部分之一的象素值。作为一个例子，也可使用左和右象素值两者的平均。

然后，通过存储器控制器43和44这些图象信号被写入帧存储器42和45。此后，图象合成电路46合成这两个图象信号产生一个帧的图象信号。下一级中的彩色处理电路47对产生的图象信号进行预定的彩色处理(例如，彩色差值和伽马转换)。

<第二实施例>

以下将说明本发明的第二实施例。当具有多个输出端的图象感测装置29是如图18所示的CCD，且HCCD 57和58保持超过这些HCCD57和58的级数的转移信号时，如图3所示，在左和右伪象素部分，左和右OB象素部分，及左和右有效象素部分的电荷信号按这一顺序输出之后，输出只包含HCCD 57和58(即不包含从VCCD 60转移的电荷)的信号成分的左和右伪象素部分的电荷信号。后来从其输出电荷信号的左和右伪象素部分将称为后左和右伪象素部分。而且，首先输出左和右伪象素部分将被称为前左和右伪象素部分。

从前左和右伪象素部分输出的电荷信号和从后左和右伪象素部分输出的电荷信号，只包含与由光敏二极管59所产生的电荷无关HCCD57和58的成分，于是认为这些信号有相同的电平。然而，如果信号在CCD 29的放大器55和56，CDS/AGC电路53和54，以及A/D转换电路55和56中，因干扰等以模拟的方式被改变，则上述信号不再具有相同的电平。这种情形下，由于有效象素部分的左和右区域之间的边界部分的信号输出之后，后左和右伪象素部分的信号立即被输出，于是它们的输出时标接近有效象素部分的左和右区域之间的边界部分的输出时标。于是，这些后左和右伪象素部分受到模拟电路中信号电平波动的影响要小于前伪象素部分。这允许后左和右伪象素部分的信号与有效象素部分的信号，特别是有效象素部分的左和右区域之间边界部分的信号，具有高的相关性。

因而如同在第一实施例中那样，从CCD 29的左和右区域的输出信号分别输入到CDS/AGC电路33和32以及A/D转换电路35和34，以获得数字信号AD-CH1和AD-CH2。此后，图1所示的伪箝位电路37和36基于后伪象素部分的信号值进行箝位。这一处理也与第一实施例相同。就是说，计算逐行顺序输出的后左和右伪象素部分预定数目象素的信号值的平均值。从左半和右半帧顺序输出的一行图象信号的象素值减去该平均值。整个一行的电平被移动，从而设置后左和右伪象素部分的信号电平为预定值。不需要通过从每一行图象信号的每一象素值，减去对应于左和右伪象素部分该行信号值的平均值进行箝位处理过程。例如，能够减去对应于左和右伪象素部分多行信号值的平均值，或者减去对应于左和右伪象素部分一行或多行信号值中间值(中值)。可以使用某些其它方法。

另外，CDS/AGC电路32和33或AD转换电路34和35能够合并箝位电路，并只使用内置的箝位电路基于左和右伪象素部分进行箝位。

通过对所有的行进行这种箝位处理过程，能够消除在模拟电路中产生的纵向(垂直)阴影，并校正左半和右半帧图象电平，以便保持伪象素电平不变。

此外，如同第一实施例那样，增益调节电路38和39校正左和右输出之间的增益差。此后，OB箝位电路40和41以相同的OB值箝位这些信号，以降低DC成分。图象合成电路46合成左和右图象信号产生一个图象的图象信号，并进行彩色处理。

如上所述，箝位处理过程是基于后伪象素部分的信号值执行的。因而，即使在CCD放大器，CDS/AGC电路及A/D转换电路中信号以按模拟方式波动，也能够很好地消除在左和右区域中的图象信号之间的偏移差。这一实施例中，除了上述项目之外那些项目与第一实施例中相同。

<第三实施例>

图4是一简略的框图，表示根据本发明第三实施例诸如数字照相机这种图象感测设备的配置。

如图4所示，该图象感测设备包括一图象感测单元101，诸如CCD面传感器，微型计算机(PRS)105，用于控制整个图象处理，原象处理器110，用于处理来自图象感测单元101的图象信号，图象处理器104，用于接收来自原象处理器110的输出并进行诸如白色平衡校正和彩色差值等处理，以及存储单元103，具有非易失存储装置用于存储多个图象的图象数据。该图象感测设备还包括显示处理器120，用于显示已处理的图象数据，显示存储器121，显示单元122，诸如LCD，以及JPEG压缩器125和存储装置130，用于存储处理的数据。

微型计算机105是一单芯片计算机，其中配置有CPU(中央处理单元)，RAM，ROM，EEPROM(电可擦除可编程ROM)，输入/输出端口等等。

这一微型计算机105基于存储在ROM中的顺序程序进行一系列操作。本发明的特征是原象处理器110。因而，在图4中添加了箭头，清楚地指示，这一原象处理器110是在微型计算机105的控制之下的。然而，其余部分也是由微型计算机105控制的。

在图象感测单元101中，来自物体射线束的图象通过光学系统在图象感测装置上形成。图象感测装置把物体图象光电转换为电信号。进而电信号被转换为数字信号并输出到原象处理器110。稍后将参照图6说明这一图象感测装置101的细节。

原象处理器110接收从图象感测单元101输出的感测的图象信号。作为对由OB箝位单元111进行的暗校正的准备，原象处理器110抽取光屏蔽部分(光黑)的象素数据，并暂时在存储单元103的缓冲器存储器中存储该数据。缓冲器存储器有容量能够以帧图象数据为单元，存储从图象感测装置读出的多个帧图象的感测图象数据。

当在短时间周期内多次进行图象感测操作时，即要进行连续的图象感测时，缓冲器存储器的作用是消除或尽量降低图象处理器104及其后继单元处理速度的影响。在第三实施例中，缓冲器存储器还被赋予了这样的功能，即存储用来校正象素数据暗电流的图象感测装置的暗输出。

存储器控制器113控制在原象处理器110和存储单元103之间的数据输入和输出。

象素数据一旦存储到存储单元103中就加载到原象处理器110，并由暗电流校正器114，帧相关抽取器112，图象匹配单元116，阴影校正器117，缺陷校正器118等对其进行信号处理。根据是否进行帧相关抽取或是用于向图象处理器104输出数据的信号处理，开关141有选择地提供数据。

稍后将参照图10详细说明原象处理器110中的信号处理过程。

对于由原象处理器110处理的象素数据，图象处理器104进行一系列所谓画面形成的图象处理，例如白色平衡校正，伽马校正，彩色差值，及彩色校正，并输出R，G，B分量信号。因而，为了进行彩色差值，从图象处理器104输出的数据量增加到来自原象处理器110的输出数据量的整数倍。

例如，当图象感测单元101的图象感测装置以Bayer排布的滤器覆盖时，用于交替输出R(红色)和G(绿色)信号的行，以及用于交替输出G和B(蓝色)信号的行排布在每隔一水平行上。从原象处理器110输出的数据也具有Bayer排布的顺序。于是，当图象处理器104对输入数据和输出R，G，B数据每一象素进行彩色差值时，图象数据量三倍于输入数据。在概念上这示于图5。

从图象处理器104的输出受到由显示处理器120进行的包括滤波器处理的信号处理，以降低图象的尺寸，使得其尺寸变为优化的尺寸，以便在诸如图象感测设备的LCD这样的显示单元122上显示。此后，被处理的数据存储在显示存储器121中。就是说，对于每一彩色分量R，G或B存储数据，并且与照相机LCD显示单元122的驱动器的接口也是由R，G，B作出的。类似于输入，输出也是逐行进行的。

JPEG压缩器125包括YUV转换器及JPEG编码器。YUV转换器把从图象处理器104输入的R，G，B图象数据转换为亮度和色差分量，且JPEG编码器进行图象压缩。就是说，JPEG编码器通过JPEG编码压缩输入图象数据。在这一实施例中，进行离散余弦变换(DCT)和Huffman变换。JPEG编码器还具有一个功能，即把亮度信号和色差信号从光栅扫描转换为锯齿扫描，以便使用对于亮度信号的8(纵向)×16(横向)象素最小单元，以及对于色差信号的8×8象素最小单元，进行DCT。

被压缩的数据顺序地存储在顺序存储装置130中。以上编码处理过程对从图象感测单元101发送的图象数据的一帧重复进行。在JPEG编码之前或之后，微型计算机105在必要时以任意形式产生标题和脚文，诸如图象感测日期/时间信息，并把这些标题和脚文与通过编码压缩的图象数据一同存储到存储装置130中。

更具体来说，具有两种不同图象尺寸的图象数据基于相同的感测图象数据存储在存储装置130中。第一种图象数据不经受由图象处理器104的内部图象缩减单元进行的图象缩减。第二种图象数据受到由图象处理器104的内部图象缩减单元进行的这一图象缩减。第一种图象数据作为指示被感测的图象的图象数据而产生。当诸如略图这样的图象数据被编辑或用于确认时，产生第二种图象数据是作为管理信息对待。虽然第一种和第二种图象数据作为独立的文件被管理，但它们彼此是相关的。

而且，当按动图象感测设备的快门时，诸如JPEG编码所并行的压缩比这样数值以及压缩比所需的转换标准数据由微型计算机105设置。

存储装置130具有写速率相对高的易失存储装置，使用这种存储装置可以存放多种图象数据，以及具有相对低写速率的可拆卸的非易失存储装置。从JPEG压缩器125的输出首先存储在易失存储装置中。就是说，表示从同一感测图象数据产生的不同图象尺寸的图象的两个图象数据被存储。此后，在图象感测设备操作之间的间隔期间，这些图象数据被顺序地存储在非易失存储装置中。

非易失存储装置是可以从图象感测设备拆卸的。因而，非易失存储装置可以附加到图象感测设备，以便写入来自易失存储装置的一个或多个帧图象的数据，然后从图象感测装置移除，附加到能够读取图象感测装置数据格式的数据的另一系统上。这允许存储的数据被复制，编辑和保存。在存储装置130中，以满足以上目的的格式管理上述第一和第二两种图象数据。

图6是一示意图，表示图4中所示的图象感测单元101的内部配置。在图6中，标号90表示诸如CCD面传感器这样的图象感测装置；81和82表示熟知的CDS(相关复式采样)/AGC(自动增益控制)单元；83和84表示熟知的A/D转换器。这一图象感测单元101还包含用于驱动图象感测装置90的传感器驱动器(未示出)。以这样的配置，图象感测单元101进行适应于读出光电转换输出的模拟处理，转换模拟信号为数字信号，以及输出数字信号。

图象感测装置90是已知的称为Bayer配置类型CCD的图象感测装置。标号91L和91R表示分别出现在帧的左和右半区域的光电转换元件；92L和92R表示分别出现在帧的左和右半区域的垂直转移CCD(VCCD)。在每一级的光电转换元件和CCD构成一对，而图象感测区域是通过二维配置多个这种对形成的。通过由光电转换元件把来自物体的射线束转换为电荷而感测一个图象。标号4L表示水平CCD(HCCD)，用于水平转移从VCCD 92L顺序转移的电荷；而4R表示HCCD，用于水平转移从VCCD 92R顺序转移的电荷。

形成图象感测区域的图象感测装置90的光接收面由R，G，B原色滤器覆盖。G滤器按交错方式排布，而R和B滤器在这些G滤器之间每隔一行排布(Bayer配置)。象素按四边形网格排布。这便于图象加载后的操作。

在光电转换元件91L中产生的电荷转移到VCCD 92L，然后按水平行顺序地垂直向HCCD 4L转移。此后，电荷在方向B通过HCCD4L转移，并通过电荷-电压转换放大器95从电荷转换为电压信号。电压信号由CDS/AGC单元81处理，并进而由A/D转换器83转换为数字数据。此后，数字数据输出到图4所示的原象处理器110。

类似地，在光电转换元件91R中产生的电荷转移到VCCD 92R，然后按水平行顺序地垂直向HCCD 4R转移。此后，电荷在方向A通过HCCD 4R转移，并通过电荷-电压转换放大器96从电荷转换为电压信号。电压信号由CDS/AGC单元82处理，并进而由A/D转换器84转换为数字数据。此后，数字数据输出到图4所示的原象处理器110。这样，感测的图象数据分别在左和右区域输出。

VCCD 92L和92R，HCCD 4L和4R，光接收单元中的光电转换元件，以及作为被遮光的区域的OB单元中的光电转换元件，所有这些构成图象感测装置90，实际上比图6所示的数目更大。例如，在图6中在每一水平行中的每一左和右端的一个光电转换元件被表示为OB部分。然而，实际上多个光电转换元件配置在每一端以构成OB部分。

图7示出在取景器中从相机目镜(未示出)所看到的一图象。标号AFP1到AFP3标记三个距离测量点，表示在距离测量点AFP2处进行聚焦的状态。在图7下端的指示器指示相机的设置状态，例如快门速度及聚焦中焦点对准状态的确定。为了说明，图7中所有这些指示器被接通。然而，当相机在操作时，根据操作状态这些指示器被独立地接通或断开，故并不是如图7所示所有的指示器同时接通的。而且，当距离测量点AFP1到AFP3任何之一被选择聚焦时，由外部和内部矩形围绕的区域在一短时间段内由一光学系统和照明装置(未示出)以红色照亮，这期间用户能够很好地确认哪一点被选择。

在这一状态，包含在图象感测单元101中的图象感测装置的光接收单元具有K×L象素，如图8所示。图8所示的这一K×L象素信号由原象处理器110处理，并受到一系列信号处理，例如白色平衡校正，彩色校正，及彩色差值，这些由图象处理器104对每一R，G，B数据进行。于是，如图5所示，形成每一具有K×L象素的R，G，B示出图象。就是说，在经过由原象处理器110和图象处理器104信号处理之后，来自具有K×L象素的图象感测装置的数据量增至三倍。

图9A到9C是说明，通过计算来自边界附近的多个光电转换元件输出的左和右帧之间的输出差，所进行的校正。

图9A是图6所示的图象感测装置90的简化图示。图9A中所示的这一例子是晴天的一个景物，其中示出太阳，山峰，树木，和草地。注意，与早先说明的在图20A中所示结构中相同的标号在图9A所示这一结构中表示相同的部件，其详细说明从略。

图9B示出由图9A中b-b’所指的一个水平行的光电转换输出。图9B中的电平A指示从HCCD 4R读出的OB单元2R的输出电平，而电平B指示从HCCD 4L读出的OB单元2L的输出电平。差D指示左和右帧之间的电平差。

图9A中所示的相关抽取部分A和B是用来计算用于校正差D的相关量感测的图象数据。从图象感测区域的左和右边界抽取相同数目的(多个)光电转换元件的输出，并计算相关值以产生校正值。

以下将说明本发明中计算相关值的方法。

首先，对通过HCCD 4R和放大器5R从相关抽取部分A读出的象素数据的暗电流进行校正，并计算校正的数据的平均值AVGA。类似地，对通过HCCD 4L和放大器5L从相关抽取部分B读出的象素数据的暗电流进行校正，并计算校正的数据的平均值AVGB。假设校正抽取部分A和B的水平方向中的象素数目为N，设AS(N)和BS(N)是通过校正象素数据的暗电流获得的输出，这些象素数据是从校正抽取部分A和B通过HCCD 4R和放大器5R，及HCCD 4L和放大器5L分别读出的。就是说，平均值AVGA和AVGB是通过以下计算的

AVGA＝(AS(1)+AS(2)+…+AS(N))/N

AVGB＝(BS(1)+BS(2)+…+BS(N))/N    …(1)

以下，基于这些平均值AVGA和AVGB计算相关值。

相关值＝AVGB-AVGA    …(2)

以上计算的相关值可直接用作为校正值。因而，在这一实施例中，计算出通过HCCD 4L和放大器5L读出的象素数据及经过暗电流校正的数据。就是说，设B(n)是通过校正由HCCD 4L和放大器5L读出的象素数据的暗电流而获得的输出，则计算出

BB(n)＝B(n)+校正值(相关值)。    …(3)

于是，能够校正对应于差D的电平。注意，n指示象素数，且如果形成一个水平行的光电转换元件数目为K，则1≤n≤K/2。

于是偏移值C加到左和右帧的象素数据上。注意，A(n)指示通过校正由HCCD 4R和放大器5R读出的象素数据的暗电流而获得的输出。

FB(n)＝BB(n)+C。      …(4)

FA(n)＝A(n)+C。       …(5)

于是，能够获得图9C所示的波形。

注意，对应于图9C中的电平C的偏移值C是添加到两个被校正的图象数据的偏移值，以便于例如在图4所示的图象处理器104中的数字信号处理。

还要注意，图9B和9C中所示的输出波形指示作为显示图象的输出。然而，由于输出是由从图象感测装置获得的彩色分量R，G，B构成的图象数据，上述的校正值是对于这些彩色分量R，G，B的每一个独立产生的。

以下将参照图4到10详细说明由图4所示的原象处理器110所进行的处理。图10是一流程图，表示原象处理器110的操作。

如图8中所示，从图象感测单元101输入到原象处理器110的象素数据的组成是，来自光接收单元中的K(水平方向)×L垂直方向)个光电转换元件的输出，以及来自图9A中所示OB单元2L和2R中的光电转换元件的输出。如图6中所示，在来自这些光电转换元件的输出中，那些来自左帧和那些来自右帧的输出，是通过A/D转换器83和A/D转换器84并行地分别输入到原象处理器110的。原象处理器110处理从两个输出系统并行输出的数字象素数据。

首先，进行获取用于暗电流校正的暗电流校正数据的处理过程。

微型计算机105控制图象感测单元101使其复位，以便使来自光电转换元件的输出具有不带在这一图象感测单元101上的光入射的初始值。然后，微型计算105进行电荷积累操作达预定时间。在步骤S10，在这一电荷积累操作完成之后，微型计算机105并行地输入从A/D转换器83和84输出的数字象素数据。

在步骤S11，微型计算机105暂时存储对应于从图9A所示的OB单元2L和2R中多个光电转换元件的暗电流输出的象素数据，并决定用于按已知方法箝位的数字数据。然后，微型计算机105按已知方法箝位从图9A所示右接收单元1的区域中光电转换元件获得的象素数据。

在步骤S12，微型计算机105向暗电流校正数据存储区存储被箝位的数据(暗电流校正数据)，该数据存储区是由存储器控制单元113在存储单元103中事先保证的。注意，为了便于在此后数据的处理，存储器控制器113控制向存储单元103的这一数据的存储，使得在方向A由HCCD 4R转移的象素数据的存储顺序与读顺序相反(即，使得存储顺序为方向B)。也能够使由HCCD 4L读出的数据存储顺序反向，使得该顺序为方向A。

从步骤S10到S12的处理过程重复等于水平行的数目的L次(即直到在步骤S13的YES)。然后，完成一个帧的暗电流校正数据的加载。

进而，图象感测单元101输入通过通常物体图象感测获得的象素数据(步骤S14)。这一象素数据还被箝位(步骤S15)。被箝位的象素数据存储在由存储器控制器113在存储单元103中事先保证的象素数据存储区中(步骤S16)。步骤S14到步骤S16中的操作重复L次(直到在步骤S17的YES，即直到完成一帧的图象数据处理)。

然后，为了进行暗电流校正，开关114被切换到暗电流校正器114，以便输入由存储器控制器113从存储单元103读出的图象数据和暗电流校正数据(步骤S18)。在微型计算机105的控制下，暗电流控制器114通过基于象素数据积累的时间的计算，调节暗电流校正数据，使得暗电流校正数据对应于当获取象素数据时的积累时间，并从象素数据减去被调节的暗电流校正数据。这使得能够除去包含在各个光电转换元件的象素数据中的暗电流成分，并产生基于高S/N比的高质量的象素数据。受到以上暗电流校正的象素数据输入到帧相关抽取器112，并还存储到存储单元103。

帧相关抽取器112进行帧相关抽取，以便获得相关值，由图象匹配单元116作为用于计算校正左和右帧之间电平差所需的校正值的基准(步骤S19)。更具体来说，当从图9A中所示相关抽取部分A和B接收图象数据时，帧相关抽取器112通过上述方程式(1)计算变量AVGA和AVGB，并还通过上述方程式(2)计算相关值。

从帧相关抽取器112输出的相关值加载到微型计算机105，并根据事先准备的处理内容被处理。此后，被处理的值由帧匹配单元116反映在差校正控制上。

进而，帧匹配单元116使用由微型计算机105基于计算的图象相关值所产生的校正值进行帧匹配(步骤S20)。由于开关141接通到帧匹配单元116，由存储器控制器113从存储单元103读出经过暗电流校正的象素数据。在这第三实施例中，帧匹配是通过校正图6中所示的左帧的图象数据实现的。

在步骤S20，图6中所示的左帧的图象数据通过开关141输入到帧匹配单元116。帧匹配单元116使用方程式(5)向右帧的图象数据添加对应于如前所述图9C中所示电平C的一个值(偏移值)。另一方面，当图6所示的左帧的图象数据通过开关141输入到帧匹配单元116时，基于输入行的相关值使用由微型计算机105事先准备的校正值进行由方程式(3)和(4)所指示的计算，从而校正电平差。

在经过由帧匹配单元116进行的以上匹配处理过程之后，由图6所示A/D转换器83和84的两个系统分开输出的图象数据作为每一行的数据被结合。

然后，在步骤S21，阴影校正器117使受到帧匹配处理过程的图象数据乘以事先准备的系数，从而校正由光学因素在图象数据中产生的失真。

以下，在步骤S22，缺陷控制器118以基于围绕这些部分的输出计算的值代替由于灰尘或缺陷而不能获得适当光电转换输出的部分。基于灰尘或缺陷的部分的输出不同于周围象素的输出。因而，如果这一差别大于预定值，则能够确定存在灰尘或缺陷。

由缺陷控制器118处理完的图象数据相继输出到图象处理器104。

帧匹配处理过程(步骤S20)，阴影校正处理过程(步骤S21)，以及缺陷校正处理过程(步骤S22)也对于每一水平行进行。当这些处理过程重复L次(在步骤23为YES)时，就完成了对于来自L个水平行的光电转换元件的一个帧的原象处理。

通过以上处理，图9B所示的输出波形被校正为图9C所示的输出波形。就是说作为左和右帧之间的电平差的图9B中所示的差D被校正。于是，能够获得在左和右帧之间没有差别的图象数据。

在上述的第三实施例中，当通过帧匹配进行校正时，对其要获得校正值的图象数据事先受到暗电流校正。因而，能够进行高精度的帧匹配。

<第四实施例>

原象将参照附图说明本发明的第四实施例。

图11是一简化的框图，表示根据本发明的第四实施例的诸如数字相机等图象感测设备的配置。图11所示的这一配置不同于图4所示的配置在于，开关141和暗电流校正器114的位置被掉换。注意，与图4中相同的标号在图11中表示相同的组成元件，且这些元件存在的详细说明从略。

在以上第三实施例中，原象处理器110在帧相关抽取的处理时对图象数据的一个帧进行暗电流校正，且受到这一暗电流校正的图象数据存储在存储单元103中。在第四实施例中，将说明一种操作，其中需要处理的象素数据受到暗电流校正。

原象将参照图12说明这第四实施例的原象处理器110’的操作。

在步骤S10到S17中所进行的处理过程类似于图10中进行的操作，因而其详细的说明从略。

在步骤S30，来自图9A中所示相关抽取部分A和B被箝位的图象数据和暗电流校正数据从存储单元103通过存储器控制器113加载。在第四实施例中，开关141不在暗电流校正器114和存储器控制器113之间。因而，数据直接从存储器控制器113向暗电流校正器114输入。在这一暗电流校正器114中的暗电流校正操作与图10的步骤S18中说明的操作相同。

在步骤S31为了获得校正值，开关141被这样接通，使得向帧相关抽取器112输出受到暗电流校正的图象数据。于是，暗电流校正器114向帧相关抽取器112输出相关抽取部分A和B的暗电流校正过的的图象数据。基于输入数据，帧相关抽取器112进行与图10的步骤S19相同的操作，以获得相关值。受到由暗电流校正器114进行的暗电流校正并输入到帧相关抽取器112的图象数据只包含来自相关抽取部分A和B的区域的图象数据。因而，步骤S30和S31的处理过程在比第三实施例中短得多的时间周期内完成。

然后，帧匹配单元116使用基于由微型计算机105计算的相关值所产生的校正值，进行帧匹配。然而在第四实施例中，暗电流校正器114在此之前进行暗电流校正(步骤S32)。

由于一个帧的暗电流校正数据和图象数据已经存储在存储单元103中，这些数据从存储单元103被读出并通过存储器控制器113到暗电流校正器114。使用读出的数据，以图10的步骤S18相同的方式对一个帧的图象数据进行暗电流校正。

由于开关141的接通使得把数据输出到帧匹配单元116，因而受到暗电流校正的图象数据输入到图象匹配单元116。在步骤S33，使用由微型计算机105产生的校正数据进行类似于图10步骤S20的帧匹配。当完成了对一行的图象数据的匹配处理过程时，由HCCD 4R在方向A转移的右帧图象数据序列被反向(即数据序列改变为反向B)。右帧的这一图象数据与左帧的图象数据结合而形成一行的图象数据。一行的这一图象数据输出到阴影校正器117。注意，也能够使由HCCD 4L读出的数据的存储序列反向，使得该序列在方向A。

当在步骤S32进行暗短路校正时，也可以通过使从存储单元103由存储器控制器113读出的序列反向，进行右帧图象数据序列的转换。

此后所进行的阴影校正(步骤S34)和灰尘-缺陷校正(步骤S35)类似于在图10的步骤S21和S22中的操作。步骤S32到S35被重复L次(即水平行数)，以完成一帧的原象处理(步骤S36)。

在上述第四实施例中，只是在从一帧的图象数据选择必要的部分并经过暗短路校正之后，才计算用于帧匹配的校正值。因而，能够以其中存储器控制处理简单的系统结构，进行与第三实施例中类似的高精确度的帧匹配。

<第五实施例>

以下将参照附图说明本发明的第五实施例。

在以上第三和第四实施例中，图象数据总是受到作为帧相关抽取的预处理的暗电流校正。在第五实施例中，能够选择是否进行这一暗色电流校正作为帧相关抽取的预处理。

图13是表示根据第五实施例的图象感测设备简化配置的图示。这一配置除了添加了开关142之外与图4所示的配置相同。因而，其它组成元件的功能与图4中相同，因而这些元件以图4中相同标号标记，其详细说明从略。

以下将参照图14说明原象处理器110’的操作。注意，与图10中相同的标号指示相同的处理过程，其详细说明从略。

在步骤S40，判断是否进行暗电流校正。如果要进行暗电流校正，开关141被设置为“1”以便向暗电流校正器114输出数据，并且流程进到步骤S18。如果不进行暗电流校正，则开关141设置为“0”，且开关142设置为“1”，以便通过旁路暗电流校正器114向帧相关抽取器112直接输出图象数据，且流程进到步骤S19的处理。

以下将参照图15的流程图，说明在步骤S40判断是否进行暗电流校正的操作的一个例子。

在步骤S41，判断相机的操作模式是连续摄像还是单个摄像。如果相机的操作模式是连续摄像的模式，则判断不进行暗电流校正(S44)。如果相机操作模式是单摄像模式，在步骤S42检验在图象感测单元101中电荷积累时间是否等于或长于预定时间T。如果电荷积累时间比较短则确定没有暗电流校正要进行(步骤S44)。如果电荷积累时间比较长，则流程进到步骤S43，以便通过温度计(未示出)测量图象感测单元101或其附近的当前温度，并检验这当前温度是否等于或高于预定的温度Temp。如果当前的温度较高，确定要进行暗电流校正(步骤S44)。如果当前温度较低，则不进行暗电流校正(步骤S45)。

如果电荷积累时间短，或图象感测单元的温度低，因而多个光电转换元件的各暗电流的输出之间的差相对小，则与暗电流校正的校正效果相比，诸如处理时间和电流消耗的负因素的影响增加。更具体来说，暗电流校正加宽了摄影的区间，特别是当相机操作于连续摄像模式时。因而，根据以上的因素对要受到帧相关抽取的图象数据通过选择是否进行暗电流校正，能够进行优化处理。

注意，判断条件是计划的条款，因而应当能容易理解，基于各种条件这些判断条件能够被适当地改变。

如以上所述，能够降低从多个输出端输出的图象信号之间的偏移差，这些输出端是与图象感测装置中多个区域一一对应配置的。结果是，能够获得这些区域之间具有自然边界的良好图象。

还能够增加图象感测装置的象素数。

<其它实施例>

在以上第三到第五实施例中，进行校正是要使图6中所示左帧的图象数据电平与右帧的图象数据的电平匹配。然而，还能够使右帧的图象数据的电平与左帧的图象数据电平匹配，或者使左和右帧两者的图象数据电平与中间电平匹配。基于由帧相关抽取器112获得的相关值，通过改变校正值能够易于进行这些操作。

本发明不限于以上实施例中所述的配置。例如，输入信号不必是R，G，B彩色分量，亮度分量，和色差分量。而且，图象感测装置不必是CCD图象感测装置。例如，本发明类似地可用于诸如CMOS等图象感测装置。此外，一个不摄取的图象帧可以被划分为三个或更多的图象块。例如，只要本发明的功能能够被实现，帧匹配方法还可以是不同于以上实施例中所述内容的统计处理。

本发明不仅能够用于数字照相机，还能够用于除相机之外的光学设备，或用于某些其它设备，只要该设备处理通过由二维配置的光电转换元件进行的图象感测获得的图象信号，并最终向诸如监视器或打印机等输出装置作为图象输出信号。

而且，本发明能够被用于各种图象感测设备，诸如视频移动照相机，视频静止照相机，镜头快门照相机，及监视器照相机，并用于包括这些感测设备的设备。

在以上实施例中，通过面传感器获得的图象信号是通过多个输出系统(例如，HCCD和放大器)从不同的预定区域分别读取的。然而，本发明不限于这种方法。例如，通过移动摄影区域或者使用多个面传感器还能够拍摄多个图象，并合成拍摄的这些图象，以获得宽的物体区域的图象。就是说，本发明能够用于通过合成从多个预定区域输出的图象信号获取一个图象的各种情形。

以上实施例中的软件的全部或部分能够以硬件代替。类似地，以上实施例中硬件能够全部或部分地以软件代替。

而且，根据以上实施例的设备和方法能够全部或部分地构成本发明。

此外，根据以上实施例的设备及其组件能够作为另一设备的部分或与另一设备组合实现。

进而，还能够通过向计算机系统或设备(例如个人计算机)提供存储用于执行上述处理的程序代码的存储介质，通过计算机系统或设备的CPU或MPU从存储介质读取该程序代码，然后执行该程序，实现本发明的目的。

在这种情形下，从存储介质读取的程序代码实现根据实施例的功能，且存储程序代码的存储介质构成了本发明。

进而，存储介质，诸如软盘，硬盘，光盘，磁光盘，CD-ROM，CD-R，磁带，非易失型存储卡及ROM，以及计算机网络，诸如LAN(局域网)和LAN，能够用于提供程序代码。

此外，除了根据以上实施例的上述功能通过执行由计算机读取的程序代码实现之外，本发明包括一种情形，即工作在计算机上的OS(操作系统)等根据程序代码的指定进行部分或全部的处理过程，并实现根据以上实施例的功能。

此外，本发明还包括一种情形，即在从存储介质读取的程序代码写入插入到计算机的功能扩展卡或写入与计算机连接的功能扩展单元中装设的存储器之后，包含在功能扩展卡或单元中的CPU等根据程序代码的指定进行部分或全部处理过程，并实现以上实施例的功能。

在本发明用于上述存储介质的情形下，存储介质存储对应于流程图7，9或11，或在实施例中所述操作的程序代码。

本发明不限于以上实施例，在本发明的精神和范围内可作出各种改变和修改。因而为了公告本发明的范围，作出以下诸权利要求。

Claims (16)

1.用于处理图象信号的一种信号处理设备，包括：

一个图象感测单元，该单元包括构成一个帧的多个图象感测区域，以及与所述多个图象感测区域一一对应的多个输出端，且该单元从所述多个输端的每一个输出关于在对应的图象感测区域中的图象感测的图象信号，以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号；以及

一个处理器，适应于基于从所述多个输出端输出的多个伪图象信号，降低从所述多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，

其中多个伪图象信号与从所述图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

2.根据权利要求1的设备，其中

所述图象感测单元包括：

多个垂直转移单元，适应于垂直转移由所述光电转换器产生的信号；以及

多个水平转移单元，每一个水平转移单元转移包含由所述多个垂直转移单元一部分转移的信号的信号，这些垂直转移单元属于所述图象感测区域之一，

其中所述多个水平转移单元与所述多个输出端一一对应形成，以及

多个伪图象信号是由所述多个水平转移单元转移的信号，除去由所述多个垂直转移单元转移的信号之外。

3.根据权利要求1的设备，其中

所述图象感测单元包括：

多个垂直转移单元，适应于垂直转移由所述光电转换器产生的信号；以及

多个水平转移单元，每一个水平转移单元转移包含由所述多个垂直转移单元一部分转移的信号的信号，这些垂直转移单元属于所述图象感测区域之一，

其中所述多个水平转移单元与所述多个输出端一一对应形成，

每一所述多个水平转移单元包括：

第一转移单元，适应于转移由属于所述图象感测区域之一的垂直转移单元转移的信号；以及

第二转移单元，在对应的输出端与所述第一转移单元之间形成，以及

在所述多个水平转移单元开始转移之前，多个伪图象信号在所述第二转移单元中积累。

4.根据权利要求1的设备，其中

所述图象感测单元包括：

多个垂直转移单元，适应于垂直转移由所述光电转换器产生的信号；以及

多个水平转移单元，每一个水平转移单元转移包含由所述多个垂直转移单元一部分转移的信号的信号，这些垂直转移单元属于所述图象感测区域之一，

其中所述多个水平转移单元与所述多个输出端一一对应形成，以及

多个伪图象信号是除去由所述多个垂直转移单元转移的信号之外的信号，它们在所述多个水平转移单元已经转移从所述多个垂直转移单元转移的一个水平行的信号之后，由所述多个水平转移单元转移。

5.根据权利要求1的设备，还包括一个光黑箝位单元，适应于基于从所述图象感测单元的一个图象感测区域提供的光黑电平，箝位多个由所述处理器处理的图象信号。

6.根据权利要求1的设备，还包括一个光黑箝位单元，适应于基于从所述图象感测单元的多个所述图象感测区域提供的光黑电平的平均值，箝位多个由所述处理器处理的图象信号。

7.根据权利要求5的设备，还包括一个图象合成单元，适应于通过合成由所述光黑箝位单元处理的多个图象信号，产生一个图象的图象信号。

8.根据权利要求1的设备，其中所述处理器校正多个图象信号的增益，这些图象信号的偏移差基于多个伪图象信号被降低。

9.用于处理图象信号的一种信号处理设备，包括多个垂直转移单元，用于转移来自多个图象感测区域的多个光电转换器的信号，区域中所述多个光电转换器在水平和垂直方向排布，这些区域共同构成一个帧，与所述多个图象感测区域一一对应形成的多个水平转移单元且每一个包含多个转移级，与所述多个水平转移单元一一对应形成的多个输出端，以及一个处理器，适应于基于从所述多个输出端输出的伪图象信号，降低从所述多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，

其中伪输出信号是通过在所述多个水平转移单元中进行空转移获得的。

10.根据权利要求9的设备，还包括一个光黑箝位单元，适应于基于从所述图象感测单元的一个图象感测区域提供的光黑电平，箝位多个由所述处理器处理的图象信号。

11.根据权利要求9的设备，还包括一个光黑箝位器件，适应于基于从所述图象感测单元的多个所述图象感测区域提供的光黑电平的平均值，箝位多个由所述处理器处理的图象信号。

12.根据权利要求9的设备，其中所述处理器校正多个图象信号的增益，这些图象信号的偏移差基于多个伪图象信号被降低。

13.一种处理图象信号的信号处理方法，包括降低从一图象感测单元的多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，该图象感测单元包括构成一个帧的多个图象感测区域，以及与多个图象感测区域一一对应的多个输出端，且该单元基于从多个输出端输出的多个伪图象信号，从多个输出端每一个输出在对应的图象感测区域中关于图象感测的一图象信号，以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号，其中多个伪图象信号与从图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

14.信号处理设备中一种信号处理方法，包括多个图象感测区域，这些区域包括在水平和垂直方向排布的多个光电转换器，且这些区域构成一个帧，多个垂直转移单元用于转移来自多个光电转换器的信号，多个水平转移单元与多个图象感测区域一一对应地形成，且每一包括多个转移级，且多个输出端与多个水平转移单元一一对应地形成，所述方法包括

基于通过在多个水平转移单元中进行空转移获得的伪图象信号及从多个输出端的输出，降低从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差。

15.一种包括计算机可用介质的计算机程序产品，该介质具有体现在所述介质中的计算机可读程序代码工具，该工具用于处理图象信号的一种信号处理方法，所述产品包括

计算机可读程序代码工具，用于降低从一图象感测单元的多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差，该图象感测单元包括构成一个帧的多个图象感测区域，以及与多个图象感测区域一一对应的多个输出端，且该单元基于从多个输出端输出的多个伪图象信号，从多个输出端每一个输出在对应的图象感测区域中关于图象感测的一图象信号，以及涉及对应的图象感测区域的伪图象信号，其中多个伪图象信号与从图象感测单元的光电转换器获得的电荷无关。

16.一种包括计算机可用介质的计算机程序产品，该介质具有体现在所述介质中的计算机可读程序代码工具，该工具用于信号处理设备中的一种信号处理方法，该设备包括多个图象感测区域，这些区域包括在水平和垂直方向排布的多个光电转换器，且这些区域构成一个帧，多个垂直转移单元用于转移来自多个光电转换器的信号，多个水平转移单元与多个图象感测区域一一对应地形成，且每一包括多个转移级，且多个输出端与多个水平转移单元一一对应地形成，所述方法包括第一计算机可读程序代码工具，用于基于通过在多个水平转移单元中进行空转移获得的伪图象信号及从多个输出端的输出，降低从多个输出端输出的多个图象信号之间的偏移差。

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