CN1457591A - 图像传感器的图像信号处理设备 - Google Patents

图像传感器的图像信号处理设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1457591A
CN1457591A CN02800393A CN02800393A CN1457591A CN 1457591 A CN1457591 A CN 1457591A CN 02800393 A CN02800393 A CN 02800393A CN 02800393 A CN02800393 A CN 02800393A CN 1457591 A CN1457591 A CN 1457591A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel data
gain
black level
passage
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN02800393A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1270518C (zh
Inventor
田中健二
滨野明
小矶学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1457591A publication Critical patent/CN1457591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1270518C publication Critical patent/CN1270518C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/672—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction between adjacent sensors or output registers for reading a single image
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array

Abstract

图像信号处理设备(1)处理CCD图像传感器(10)的输出信号，该CCD图像传感器(10)逐行读取一帧的像素信息，将像素信息划分到多个通道，并且输出划分的信息。图像信号处理设备(1)确定从图像传感器(10)针对每个通道读取的像素数据的黑色电平，并校正每个通道的黑色电平。再有，图像信号处理设备(1)确定通道之间的像素数据的增益差，并校正通道间的增益差。因此，对于将图像信息分割到各通道并输出它们的图像传感器，可以高精度地校正通道间的黑色电平和增益差。

Description

图像传感器的图像信号处理设备
技术领域
本发明涉及一种用于与图像传感器结合使用的图像信号处理设备，该设备逐行读取用于一屏幕的像素数据，并且将这样读取的像素数据划分到多个通道，并且输出这样划分的像素数据。
背景技术
CCD图像传感器迄今已经使用于摄像机中。CCD图像传感器产生用于一屏幕的像素数据，该像素数据作为二维图像数据而被获得。垂直寄存器和水平寄存器读取转换成一个数据流的像素数据。该数据流由一个通道输出。图1示出一种传输数据的单通道输出类型的CCD图像传感器，也是用于CCD图像传感器中的单通道输出类型的常规信号处理设备。如图1中所描述，将常规图像信号处理设备101设计成处理例如从CCD图像传感器110输出的图像信号。该图像传感器包括垂直寄存器111和水平寄存器112。垂直寄存器111在垂直方向以行为单位传输在成像器中累加的电荷。该水平寄存器112在水平方向以行为单位传输由垂直寄存器传输的电荷。
该图像信号处理设备101包括模拟前端电路121、延迟线122、Y/C分离电路123、Y处理电路124、以及C处理电路125。前端电路121接收从CCD图像传感器110的水平寄存器112输出的信号，对该信号执行增益控制以及模-数转换，并且输出数字图像信号。延迟线122将数字像素数据延迟预定的时间，以便对该像素数据进行稍后将执行的Y/C分离电路123。Y/C分离电路接收作为RGB信号或补色信号输入的图像信号，并且将像素数据分离成亮度(Y)分量和色度(C)分量。Y处理电路124对像素数据的亮度(Y)分量的执行规定处理，并且输出亮度数据。C处理电路125对像素数据的色度(C)分量执行特定的处理，并且输出色度数据。
在这样配置的图像信号处理设备101中，将从CCD图像传感器110中的一个通道输出的图像信号转换成数字信号，并且将该数字信号分离成亮度(Y)分量和色度(C)分量。因此，设备101可以输出由这些分量组成的数字图像数据。该CCD图像传感器110可以具有单屏幕大约1,000,000像素。在此情况中，该模拟前端电路121可以执行模拟处理，比如以大约33MHz的工作频率执行的模-数(A/D)转换。
近年来，已经开始使用具有超过单屏幕百万像素的高清晰度的CCD图像传感器。如果将被设计成读取一个通道输出的图像信号处理设备101读来自这种超过一百万像素的高清晰度的CCD图像传感器的图像信号，则必须以超过40MHz的工作频率执行诸如模-数转换的模拟信号的处理。在如此高频，诸如模-数转换的模拟信号处理是必然不稳定的。为了实现稳定的处理，必须使用诸如IC的非常贵的部件。
为了解决该问题，近年来已经建议具有多个输出通道的CCD图像传感器。因为从许多输出通路提供图像信号，可以以比当CCD图像传感器仅具有一个通道时所需更低的工作频率处理(或转换成数字信号)这些模拟信号。对所有信道的信号执行该模拟处理，将它们转换为数字信号，并且将数字信号组合成用于一个通道的一个信号。因此，该模拟处理是所期望的稳定的模拟处理。
图2示出被配置为处理从双通道输出的图像信号的常规图像信号处理设备201。该图像信号处理设备201处理从CCD图像传感器210输出的图像信号。该CCD图像传感器210包括一个垂直寄存器211以及两个水平寄存器212和213。该垂直寄存器211传输电荷，该电荷从光产生，并且是以行为单位在垂直方向在成像器中累加的。该水平寄存器212和213在水平方向以行为单位传输由垂直寄存器传输的电荷。在CCD图像传感器210中，将电荷从垂直寄存器211传输到第一水平寄存器212，并且将电荷从第一水平寄存器212传输到第二水平寄存器213。因此，该传感器210同时分别输出用于两行的图像数据项。例如，第一水平寄存器212输出形成奇数行的像素，同时第二水平寄存器213输出形成偶数行的像素。
该图像信号处理设备201包括第一模拟前端电路221、第二模拟前端电路222、延迟线223、Y/C分离电路224、Y处理电路225、以及C处理电路226。第一前端电路221接收从第一水平寄存器212输出的信号，对信号执行增益控制和模-数转换，并且输出第一通道的数字图像信号。第二前端电路222接收从第二水平寄存器213输出的信号，对该信号执行增益控制和模-数转换，并且输出第二通道的数字图像信号。该延迟线223将第一和第二通道的数字图像信号组合成单通道图像信号。延迟线223将单通道数字图像信号延迟预定的时间，以便对该图像信号进行稍后将执行的Y/C分离。Y/C分离电路接收作为RGB信号或补色信号输入的图像信号，并且将图像信号分离成亮度(Y)分量和色度(C)分量。Y处理电路225对图像信号的亮度(Y)分量执行规定的处理，并且输出亮度数据。C处理电路226对图像信号的色度(C)分量执行特定的处理，并且输出色度数据。
在这样配置的图像信号处理设备中，将从CCD图像传感器210中以双通道输出的图像信号转换成数字信号。将数字信号分离成亮度(Y)分量和色度(C)分量。因此，设备201可以输出包括亮度(Y)分量和色度(C)分量的数字图像信号。因为CCD图像传感器210以双通道输出图像信号，模拟前端电路221和222只须具有低的工作频率。这样就致使该模拟信号处理稳定。
这里引起一个在制造以双通道输出图像信号的CCD图像传感器中的问题。提供两个特征完全相同的水平寄存器是很难的。因此，以双通道输出信号可以依据增益而不同。而且，它们可以依据黑色电平(black level)偏移量而不同。为了调整通道之间的增益差和黑色电平偏移量差，该水平寄存器保持每个通道的导频信号，并且该导频信号校正每个通道的增益和黑色电平。然而，该导频信号可能具有误差。不可避免地，难于将增益差或黑色电平偏移量差调整到期望水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种图像信号处理设备，该设备以高精度校正从图像传感器输出的黑色电平，其中图像传感器以多个通道输出用于单屏幕的图像数据，并且调整通道之间的增益差。
将根据本发明的图像信号处理设备设计为处理从图像传感器输出的信号，该设备以行为单位读取用于一屏幕的像素数据，并且将这样读取的像素数据划分到多个通道，并且输出这样划分的像素数据。该设备包括：黑色电平校正装置，用于检测从图像传感器读取的用于每个通道的像素数据项的黑色电平，并且用于校正每个通道的像素数据项的黑色电平；和增益校正装置，用于检测和校正通过该图像传感器读取的、用于不同通道的像素数据项之间的增益差。
在图像信号处理设备中，独立地检测和校正图像传感器已经输出的、用于各个通道的像素数据项的黑色电平，并且检测和校正通道之间的增益差。
根据本发明的图像信号处理设备，其特征在于增益校正装置找到用于多行的像素数据项的平均值，检测通道之间的增益差并且校正通道之间的增益差。
本发明的图像信号处理设备，其特征在于，在图像传感器用多通道为每行输出像素数据项的情况下，增益校正装置检测每行的增益差。该增益校正装置随后根据这样检测的用于每行的增益差校正通道之间的增益差
附图说明
图1是用于与执行双通道数据传送的CCD图像传感器结合使用的单通道输出类型的常规图像信号处理设备的方框图；
图2是用于与执行双通道数据传送的CCD图像传感器结合使用的单通道输出类型的常规图像信号处理设备的方框图；
图3是根据本发明的图像信号处理设备的方框图；
图4是包括在图像信号处理设备中的多行增益检测电路的方框图；
图5是说明在多行增益检测电路中提供的边界像素提取部分的操作的图；
图6是示出在多行增益检测电路中的边界像素集成部分的电路图；
图7是用于说明当时间常数n在边界像素集成部分变化时的积分值收敛的速度的图；
图8是示出包括在多行增益检测电路中的增益检测部分的电路结构的图；
图9是用于说明由在图像信号处理设备中提供的像素重新排列电路执行的处理的图；以及
图10是用于说明由在图像信号处理设备中提供的单行增益检测/校正电路执行的处理的图。
具体实施方式
参照附图，将描述作为本发明的一个实施例的处理双通道输出类型的CCD图像传感器的输出信号的图像信号处理设备。
图3是根据本发明的图像信号处理设备的方框图。
与本实施例结合使用的CCD图像传感器10是一个沿着水平行将单屏幕图像区域划分成两个部分，并且从彼此不同的双通道中输出两个像素数据项的图像传感器。更具体地说，该CCD图像传感器10包括一个垂直寄存器11和单行(one-line)水平寄存器12。该垂直寄存器11是传输在垂直方向以行为单位在成像器中累加的电荷的寄存器。水平寄存器12从垂直寄存器11中接收单行电荷并在水平方向以像素为单位传输该电荷，从而从双通道中输出像素数据。水平寄存器12在其中点将每行划分成两个相等的部分，并且从第一通道输出一个部分，并且从第二通道输出另一部分。水平寄存器12的第一和第二通道应该分别称作“右通道”和“左通道”。
图像信号处理设备1包括右通道模拟前端电路21、左通道模拟前端电路22、多行增益检测电路23、右通道黑色电平检测电路24、左通道黑色电平检测电路25、像素重新排列电路26、黑色电平校正电路27、多行增益校正电路28、单行增益检测/校正电路29、延迟线30、Y/C分离电路31、Y处理电路32、以及C处理电路33。
右通道模拟前端电路21接收来自CCD图像传感器10的右通道的输出信号，对该信号执行增益控制和模一数转换，并且输出右通道像素数据。将该右通道像素数据从右通道模拟前端电路21提供到多行增益检测电路23、右通道黑色电平检测电路24、以及像素重新排列电路26。
左通道模拟前端电路22接收来自CCD图像传感器10的左通道的输出信号，对该信号执行增益控制和模-数转换，并且输出左通道像素数据。将左通道像素数据从左通道模拟前端电路22提供到多行增益检测电路23、左通道黑色电平检测电路25、以及像素重新排列电路26。
多行增益检测电路23找到用于多行的右通道像素数据的平均值以及用于多行左通道像素数据的平均值。电路23随后找到这些平均值之间的差，从而获得右通道和左通道之间的增益差。将这样获得的增益差作为增益校正值提供给多行增益校正电路28。多行增益检测电路23执行的操作的实例将在稍后说明。
右通道黑色电平检测电路24检测右通道像素数据的黑色电平。为了检测黑色电平，计算任意校正的黑电平和检测的紧随黑色电平之间的差，和迄今累加的上述的差的平均值。将这样计算的平均值输出为右通道黑色电平校正值。换言之，通过IIR(无限冲击响应)滤波器实现的数据变换获得黑色电平校正值。左通道黑色电平检测电路25以与右通道黑色电平检测电路24找到该右通道黑色电平校正值相同的方式找到左通道黑色电平校正值。因此，右通道和左通道的黑色电平将不会混合。可以以高精度检测它们。将这样获得的黑色电平校正值提供到黑色电平校正电路27和多行增益检测电路23。
像素重新排列电路26合成右通道像素数据和左通道像素数据，将它们转换为单通道像素数据。从像素重新排列电路26输出的像素数据表示以与形成由单通道输出类型CCD图像传感器产生的单屏幕图像数据的像素相同的扫描次序排列的像素。可以以与使用于单通道输出类型的常规CCD图像传感器的图像信号处理电路相同的方法处理这样重新排列的像素数据。将这样产生的单通道像素数据提供到黑色电平校正电路27。像素重新排列电路26执行的操作的实例将在稍后描述。
黑色电平校正电路27执行偏移量增加，将黑色电平校正值加到单通道像素数据，这样校正黑色电平。注意，已经由黑色电平检测电路24获得校正值，与分别用于右通道和左通道彼此无关。因此，根据该扫瞄次序(例如，每隔半行)切换将被加到单通道像素数据的每一像素的黑色电平。将这样校正黑色电平的图像数据提供到多行增益校正电路28。
多行增益校正电路28用多行增益检测电路23已经找到的增益校正值，乘单通道像素数据的单通道分量(例如，右通道分量)。多行增益校正电路28这样校正通道之间的增益差。如果用于单通道的增益根据用于其它通道的增益改变，则可以校正通道之间的增益差。这就是为什么多行增益校正电路28仅用增益校正值乘单通道分量(例如，右通道)的分量。为了用增益校正值乘仅单通道的每一像素，足以根据扫瞄次序(例如，每隔半行)将单通道的数据分量转换为其它通道的数据分量，反之亦然。将由增益校正值所乘的像素数据提供到单行增益检测/校正电路29。
单行增益检测/校正电路29为每行在右通道和左通道之间的边界提取像素。电路29随后检测在这个边界的像素之间的增益差，并且校正这个增益差。单行增益检测/校正电路29可以校正用于单行的两个通道的增益，从而消除用于每一行的右通道和左通道之间的边界的增益不连贯性。将这样为每一线增益校正的像素数据提供到延迟线30。稍后将解释电路29执行的操作的实例。
延迟线30将图像数据延迟规定的时间，以便稍后可以实现Y/C分离。将用延迟线30延迟的像素数据送到Y/C分离电路31。
Y/C分离电路31接收作为RGB信号或补色信号输入的像素数据。它将图像信号分离成亮度(Y)分量和色度(C)分量。将亮度(Y)分量提供到Y处理电路32，而将色度(C)分量输入到C处理电路33。
Y处理电路32对亮度(Y)分量执行规定的处理并且输出亮度数据。C处理电路33对图像信号的色度(C)分量执行特定的处理，并且输出色度数据。
在这样构成的图像信号处理设备1中，将在左通道和右通道从CCD图像传感器10输出的像素数据转换成用于每通道的数字数据。这样可以降低两个模拟前端电路21和22的工作频率。因此设备1可以执行稳定的操作。
(多行增益检测电路)
将依据结构详细描述多行增益检测电路23。
如图4所示，多行增益检测电路23包括右通道黑色电平校正部分41、增益校正部分42、右通道边界像素提取部分43、右通道数据集成部分44、左通道黑色电平校正部分45、左通道边界像素提取部分46、左通道数据集成部分47、以及增益检测部分48。
该右通道黑色电平校正部分41接收该右通道象素数据和右通道黑色电平检测电路24获得的右通道黑色电平校正值。右通道黑色电平校正部分41执行偏移量增加，将右通道黑色电平校正值加向右通道像素数据。该部分41从而校正该右通道黑色电平。类似地，左通道黑色电平校正部分45接收左通道象素数据和左通道黑色电平检测电路25获得的左通道黑色电平校正值。左通道黑色电平校正部分45执行偏移量增加，将左通道黑色电平校正值加到左通道象素数据。该部分45从而校正左通道黑色电平。因此，在获得频道之间的差之前校正用于两个频道的象素数据的黑色电平。这使得用完全相同地提供的频道的黑色电平检测精确的增益差成为可能。将其黑色信号电平已经被右通道黑色电平校正部分41校正的象素数据提供到增益校正部分42。同时，将其黑色信号电平已经由左通道黑色电平校正部分45校正的象素数据提供到左通道，边界像素提取部分46。
增益校正部分42接收其黑色电平已经校正的右通道象素数据，以及已经由增益检测部分48获得的增益值。增益校正部分42用增益校正值乘右通道象素数据，从而校正右通道象素数据的增益。在将其校正之后检测该增益。因此，迄今找到的增益校正值的增加或减少，可以作为没有从初始值检测该增益的校正数据输出。因此，可以将后续阶段的集成部分44和47以及增益检测部分48在电路结构和操作方案二者上简化。将其增益已经被增益校正部分42校正的右通道象素数据提供到右通道边界提取部分43。
右通道，边界像素提取部分43和左通道边界像素提取部分46只提取在右通道和左通道之间的边界的像素。提取这些像素使得右通道图像和左通道图像之间的差可能不会影响将被检测到的通道之间的增益差的精确度。这是由于在该边界的像素密切相关，或具有只是依据图像特征的极小的差。右通道边界像素提取部分43和左通道边界像素提取部分46提取例如每个像素的两列。如图5所示，部分43提取在边界线的右边的两列像素，并且部分46提取在边界线的左边的两列像素。将右通道的边界象素数据提供到右通道数据集成部分44，而将左通道的边界象素数据提供到左通道数据集成部分47。
右通道数据集成部分43和左通道数据集成部分46为垂直方向的所有的行集成这样提取的边界象素数据。用下面的方程式(1)给出它们执行的积分：
Sm＝(1/2n)Im+((2n-1)/2n)Sm-1....(1)
其中I是边界象素数据输入的像素值，S是积分的结果，并且n是积分的时间常数。I和S的下标是边界象素数据项的序列号。
用在6中示出的操作电路50硬件更精确地解答该方程式。
在操作电路50中，将边界象素数据Im输入到第一乘法器51。第一乘法器51用1/2″乘边界象素数据Im，并且输出乘积“(1/2n)Im”。将第一乘法器51的输出输入到第一加法器52。第一加法器52将从第一乘法器51输出的值“(1/2n)Im”与存储在第一锁存电路53中的值“((2n-1)/2n)Sm-1”相加，从而获得积分值Sm。将这样获得的积分值Sm存储到第二锁存电路54。将存储在第二锁存电路54中的积分值Sm经由第一开关55转移到第三锁存电路56，其中第一开关55根据获得积分值的定时开关。将存储在第三锁存电路56中的积分值Sm转移到第四锁存电路57。从操作电路50输出存储在第四锁存电路57中的值Sm。用第二乘法器58和第二加法器59处理存储在第四锁存电路57中的值Sm，它们合作以计算值“((2n-1)/2n)Sm”。当输入下一个边界像素数据Im时，该值被存储到第一锁存电路53，并且将被用作值“((2n-1)/2n)Sm-1”。
在操作电路50中，从外部设备输入的时间常数n设定乘法器51和52的乘数1/2n。时间常数n是例如可编程的。因此，可以改变积分值S收敛的速度。图7是示出当I＝100时该速度如何改变的曲线图。
积分电路50具有用于设置初始的积分值的开关60。一旦设定初始的积分值，可以缩短积分值要变得稳定的时间。
如上已经描述了右通道数据集成部分43和左通道数据集成部分46分别输出该右通道积分值和左通道积分值。将右通道积分值和左通道积分值提供到增益检测部分48。
增益检测部分48将右通道积分值与左通道积分值进行比较。根据哪个积分值大于其它值，部分48增或减计数器单元中的增益校正值。
这个增益检测部分48可以是如图8所示的构成。在图8的增益检测部分48中，比较器61将右通道积分值与左通道积分值进行比较。将比较的结果给出到控制电路62。控制电路62在每一增益获取定时变更开关64。因此将存储在输出锁存电路63中的增益校正值反馈到-1加法器65、+1加法器66和±0加法器67。因此以±1为单位增加或减少增益校正值。总是根据CCD图像传感器10的输出信号，执行增益检测部分48中的操作顺序以检测增益。在增益检测部分48中，在开始增益检测时变更开关68。部分48因此可以输出预设初始值作为增益校正值。这有助于减小增益校正值需要收敛到稳定值的时间。
如上所示，多行增益检测电路23找到用于多行的右通道像素数据的平均值和用于多行的左通道像素数据的平均值。电路23随后找到这些平均值之间的差，从而获得右通道和左通道之间的增益差。
(像素重新排列电路)
将详细描述像素重新排列电路26。
像素重新排列电路26合成用于双通道的像素数据序列，即右通道像素数据和左通道像素数据，并且产生单通道像素数据序列。
例如，像素重新排列电路26使用具有如图9A和9B所示的两个输入端口和一个输出端口的存储器。利用该存储器，电路26重新排列像素，因此将双通道像素数据转换为单通道像素数据序列。
如图9A所示，电路26通过两个独立的输入端口将右通道像素数据和左通道像素数据逐行写入到存储器。
如图9B描示，电路26以与将它们写入到存储器的相同的顺序首先读取用于右通道第0行的像素数据项。随后，它以与将它们写入到存储器的次序相反的顺序读取用于左通道第0行的像素数据的像素数据项。随后，它以与将它们写入到存储器相同的顺序读取用于右通道第1行的像素数据项。另外，它以与将它们写入到存储器的相反的顺序读取用于左通道第1行的像素数据项。这样电路26以半行为单位交替地读取右通道读地址和左通道读地址。因此，电路26提供以单通道输出类型的CCD图像传感器扫描屏幕上的图像的次序排列的像素数据项。必须以两倍于写入速率的速率读数据。
(单行增益检测/校正电路)
将描述单行增益检测/校正电路29。
单行增益检测/校正电路29是这样一种电路，它为每一行提取右通道和左通道之间的边界上的像素，随后检测接近边界的右通道像素数据和接近边界的左通道像素数据之间的增益差，最后校正该增益差。
单行增益检测/校正电路29为每行提取接近频道之间的边界的像素，如图10中所示。在此情况中，电路29为右通道和左通道以八个像素为单位进行提取。电路29找到用于右通道的像素值的平均值和用于左通道的像素值的平均值。根据这些平均值之间的比例，如果通道具有大增益，则电路29降低像素的电平，并且如果通道具有小增益，则提高像素的电平。因此，电路29减小通道之间边界上的增益差。例如，可以比远离边界的像素更多校正接近边界的像素，从而最小化在通道之间的边界观察的通道间电平差。
因此为每一行校正通道之间的增益差。可以消除针对每一行发生的在右通道和左通道之间的边界上的增益不连贯性。
在根据本实施例的图像信号处理设备1中，独立于其它通道的像素数据的黑色电平检测并且校正从以双通道输出像素数据的CCD图像传感器10输出的、单通道的像素数据的黑色电平。另外，检测并且校正通道之间的增益差。图像信号处理设备1因此可以以高精度校正右通道和左通道像素数据项的黑色电平以及通道之间的增益差。
在图像信号处理设备1中，检测并且均分针对多行的通道间增益差，从而校正通道之间的增益差。图像信号处理设备1因此可以以高精度校正增益差。
在图像信号处理设备1中，提取右通道和左通道之间的边界和接近该边界的像素，从而检测来自这样提取的像素的通道之间的增益差，并且校正通道之间的增益差。因此可以在图像信号处理设备1中检测不包含图像分量的纯增益差分量。因此，可以以高精度校正通道之间的增益差。
工业适用性
在根据本发明的图像信号处理设备中相互独立地检测和校正从多通道的图像传感器输出的像素数据项的黑色电平，并且检测和校正通道之间的增益差。
因此本发明的图像信号处理设备不但可以校正图像传感器的通道的黑色电平，而且可以以高精度校正通道之间增益差。
另外在根据本发明的图像信号处理设备中，获得多行像素数据项的平均值，检测和校正通道之间的增益差。
本发明的图像信号处理设备因此可以以高精度校正增益差。
而且在本发明的图像信号处理设备中，检测任意两个相邻通道之间的边界，并且当图像传感器输出针对每一行的多通道中的像素数据项时，提取表示接近该边界的像素的数据项。从提取的像素数据项检测通道之间的增益差，然后将其校正。因此图像信号处理设备可以检测不包含图像分量的纯增益差分量。这使得以高精度校正通道之间的增益差成为可能。

Claims (12)

1.一种用于处理从图像传感器输出的信号的图像信号处理设备，该图像传感器逐行读取一个屏幕的像素数据，将像素数据划分到多个通道并且输出这样划分的像素数据，所述设备包括：
黑色电平校正装置，用于检测从图像传感器读取的、每一通道的像素数据项的黑色电平，并且用于校正每一通道的像素数据项的黑色电平；以及
增益校正装置，用于检测和校正由图像传感器读取的、不同通道的像素数据项之间的增益差。
2.根据权利要求1的图像信号处理设备，其中，增益校正装置找到用于多行的像素数据项的平均值，检测通道之间的增益差，并且校正通道之间的增益差。
3.根据权利要求2的图像信号处理设备，其中，增益校正装置可编程地改变为其平均象素图像数据项的行的数量。
4.根据权利要求1的图像信号处理设备，其中，增益校正装置校正用于根据黑色电平校正的像素数据的通道之间的增益差。
5.根据权利要求1的图像信号处理设备，其中，黑色电平校正装置将偏移量应用到从图像传感器读取的像素数据项，从而校正每个像素数据项的黑色电平。
6.根据权利要求5的图像信号处理设备，其中，黑色电平校正装置检测从图像传感器读取的、每一通道的像素数据项的黑色电平，并且从校正的预置黑色电平和检测的黑色电平之间的差计算目标黑色电平。
7.根据权利要求1的图像信号处理设备，进一步包括像素重新排列装置，用于将为每一通道输出的像素数据项存储到存储器中，以规定的顺序和以屏幕为单位从存储器中读取像素数据项，并且输出单通道像素数据。
8.根据权利要求7的图像信号处理设备，其中，黑色电平校正装置和增益校正装置分别校正黑色电平和增益差，其中黑色电平和增益差适合于从像素重新排列装置输出的单通道像素数据。
9.根据权利要求8的图像信号处理设备，其中，黑色电平的校正装置和增益校正装置分别从像素数据检测黑色电平和增益差，其中已经用像素重新排列装置把所述像素数据转换成单通道像素数据，并且分别校正适合于由像素重新排列装置产生的单通道像素数据的黑色电平和增益差。
10.根据权利要求1的图像信号处理设备，其中，图像传感器在多个通道中输出用于每一行的图像像素数据项，增益校正装置检测每一行的通道之间的增益差，并且根据检测的增益差校正通道之间的增益差。
11.根据权利要求10的图像信号处理设备，其中，增益校正装置检测用于多行的通道之间的增益差的平均值，校正通道之间的增益差，为每一行检测通道之间的增益差，并且根据检测的增益差为每一行校正通道之间的增益差。
12.根据权利要求1的图像信号处理设备，其中，图像传感器在多个通道中输出用于每一行的像素数据项，并且增益校正装置检测任何两个相邻通道之间的边界，提取表示接近边界的像素的数据项，从提取的像素数据项检测通道之间的增益差，并且校正通道之间的增益差。
CNB028003934A 2001-02-23 2002-02-18 图像传感器的图像信号处理设备 Expired - Fee Related CN1270518C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP49272/01 2001-02-23
JP49272/2001 2001-02-23
JP2001049272A JP4655383B2 (ja) 2001-02-23 2001-02-23 イメージセンサの画像信号処理装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100050171A Division CN100518245C (zh) 2001-02-23 2002-02-18 图像信号处理设备和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1457591A true CN1457591A (zh) 2003-11-19
CN1270518C CN1270518C (zh) 2006-08-16

Family

ID=18910399

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028003934A Expired - Fee Related CN1270518C (zh) 2001-02-23 2002-02-18 图像传感器的图像信号处理设备
CNB2006100050171A Expired - Fee Related CN100518245C (zh) 2001-02-23 2002-02-18 图像信号处理设备和方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100050171A Expired - Fee Related CN100518245C (zh) 2001-02-23 2002-02-18 图像信号处理设备和方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7295238B2 (zh)
EP (1) EP1363448A4 (zh)
JP (1) JP4655383B2 (zh)
KR (1) KR20030005292A (zh)
CN (2) CN1270518C (zh)
WO (1) WO2002069626A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100377569C (zh) * 2004-04-23 2008-03-26 索尼株式会社 光学黑色电平控制电路
CN100499753C (zh) * 2004-07-30 2009-06-10 浜松光子学株式会社 摄像装置及使用该摄像装置的显微镜装置
CN1969566B (zh) * 2004-12-15 2010-08-18 夏普株式会社 多区段读出ccd校正处理装置和方法
CN101938598A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 佳能株式会社 图像拾取装置、图像拾取系统及其控制方法
CN101404715B (zh) * 2007-09-21 2011-08-10 索尼株式会社 图像信号处理电路、图像摄取设备和图像信号处理方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655383B2 (ja) * 2001-02-23 2011-03-23 ソニー株式会社 イメージセンサの画像信号処理装置
JP4817529B2 (ja) * 2001-05-07 2011-11-16 キヤノン株式会社 撮像装置及び画像処理方法
JP4656621B2 (ja) * 2001-07-03 2011-03-23 キヤノン株式会社 信号処理装置及び方法、及び撮像装置
KR100448244B1 (ko) * 2002-03-29 2004-09-13 주식회사 하이닉스반도체 이미지센서의 화소배열부 및 그를 포함하는 이미지센서 및이미지센서의 자동 블랙 레벨 보상 방법
JP4115220B2 (ja) 2002-09-19 2008-07-09 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2005304818A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Shimadzu Corp 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法
JP4649874B2 (ja) * 2004-05-19 2011-03-16 株式会社島津製作所 放射線撮像装置
JP2006014316A (ja) 2004-06-22 2006-01-12 Samsung Electronics Co Ltd サブサンプリングされたアナログ信号を平均化する改善された固体撮像素子及びその駆動方法
JP4180076B2 (ja) 2004-09-29 2008-11-12 三洋電機株式会社 信号処理装置
JP4692115B2 (ja) 2005-07-11 2011-06-01 ソニー株式会社 画像処理装置および撮像装置
KR100659269B1 (ko) * 2005-08-19 2006-12-20 삼성전자주식회사 영상 보정 방법 및 이 방법이 적용되는 ｃｃｄ 카메라
JP2007104256A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Pentax Corp 撮像素子、及びデジタルカメラ
US7787036B2 (en) * 2006-09-07 2010-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus configured to correct noise
JP4192985B2 (ja) 2006-10-17 2008-12-10 ソニー株式会社 画像信号処理装置、撮像装置、および画像信号処理方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP2008228118A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Fujifilm Corp 固体電子撮像素子の補正装置およびその補正方法
KR100905082B1 (ko) * 2007-04-17 2009-06-30 엠텍비젼 주식회사 이미지 처리 방법 및 장치
JP4462299B2 (ja) * 2007-07-17 2010-05-12 ソニー株式会社 撮像装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP2009077195A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Sony Corp 撮像装置、および出力信号制御方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP5418810B2 (ja) 2008-02-14 2014-02-19 ソニー株式会社 クランプ制御方法、クランプ補正装置、イメージセンサ、および、電子機器
JP5686267B2 (ja) * 2008-02-14 2015-03-18 ソニー株式会社 撮像素子
JP5155020B2 (ja) * 2008-05-30 2013-02-27 富士フイルム株式会社 放射線画像撮像装置及び放射線画像撮像方法
US8208036B2 (en) * 2008-09-16 2012-06-26 Stmicroelectronics (Grenoble2) Sas Processing for captured images
JP5451051B2 (ja) 2008-12-12 2014-03-26 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム
CN101986693A (zh) * 2010-10-27 2011-03-16 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器及其工作方法和显示装置
CN102545911B (zh) * 2011-11-15 2014-11-19 北京空间机电研究所 一种ccd信号处理电路通道偏差消减方法及偏差消减器
US9113026B2 (en) * 2013-02-28 2015-08-18 Raytheon Company Method and apparatus for gain and level correction of multi-tap CCD cameras
EP3499406B1 (en) * 2017-12-18 2024-01-31 Aptiv Technologies Limited Methods of processing and generating image data in a connectionist network
US10819927B1 (en) * 2019-07-02 2020-10-27 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with self-testing black level correction
US11223762B2 (en) * 2019-12-06 2022-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for processing high-resolution image

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525741A (en) * 1982-11-03 1985-06-25 Ncr Corporation Self-adjusting video camera
JPH01225291A (ja) * 1988-03-03 1989-09-08 Nec Corp 電荷結合素子の信号処理装置
JPH02200087A (ja) * 1989-01-30 1990-08-08 Hitachi Denshi Ltd 撮像装置及び撮像素子
US5047861A (en) * 1990-07-31 1991-09-10 Eastman Kodak Company Method and apparatus for pixel non-uniformity correction
JP3008578B2 (ja) * 1991-07-10 2000-02-14 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP3003302B2 (ja) * 1991-07-17 2000-01-24 ソニー株式会社 固体撮像素子の信号処理回路及び信号処理方法
JP3392897B2 (ja) * 1993-01-20 2003-03-31 オリンパス光学工業株式会社 固体撮像装置
JPH0738812A (ja) * 1993-06-25 1995-02-07 Nikon Corp 複数チャネル出力の撮像素子を備えた撮像装置
JPH0738814A (ja) * 1993-07-21 1995-02-07 Fujitsu Ltd 固体撮像装置
JP2663889B2 (ja) * 1994-12-21 1997-10-15 日本電気株式会社 二重チャネルの信号処理回路
KR970705894A (ko) * 1995-06-23 1997-10-09 요트.게.아.롤페즈 CCD 이미저를 동작시키는 방법과 이러한 방법을 수행시키기에 적합한 CCD 이미저(Method Of operating a CCD imager, and CCD imager suitable for the imple-mentation of such a method)
JPH0946599A (ja) * 1995-07-31 1997-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像装置
US6337713B1 (en) * 1997-04-04 2002-01-08 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Processor for image-pixel signals derived from divided sections of image-sensing area of solid-type image sensor
JP3574563B2 (ja) * 1997-04-04 2004-10-06 ペンタックス株式会社 画素信号処理装置
JP2000244824A (ja) * 1998-12-24 2000-09-08 Fuji Photo Film Co Ltd 画素信号補正方法および装置並びにそれに使用する固体検出器
EP1033868A1 (en) * 1999-03-01 2000-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
EP1111904A3 (en) 1999-12-20 2005-03-16 Texas Instruments Incorporated Digital camera system and method
JP2001309242A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti 画像信号処理システム
JP4655383B2 (ja) * 2001-02-23 2011-03-23 ソニー株式会社 イメージセンサの画像信号処理装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100377569C (zh) * 2004-04-23 2008-03-26 索尼株式会社 光学黑色电平控制电路
CN100499753C (zh) * 2004-07-30 2009-06-10 浜松光子学株式会社 摄像装置及使用该摄像装置的显微镜装置
CN1969566B (zh) * 2004-12-15 2010-08-18 夏普株式会社 多区段读出ccd校正处理装置和方法
CN101404715B (zh) * 2007-09-21 2011-08-10 索尼株式会社 图像信号处理电路、图像摄取设备和图像信号处理方法
CN101938598A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 佳能株式会社 图像拾取装置、图像拾取系统及其控制方法
CN101938598B (zh) * 2009-06-30 2012-10-24 佳能株式会社 图像拾取装置、图像拾取系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002069626A1 (fr) 2002-09-06
US20080068482A1 (en) 2008-03-20
CN1812490A (zh) 2006-08-02
US7880790B2 (en) 2011-02-01
EP1363448A4 (en) 2006-04-05
JP2002252808A (ja) 2002-09-06
EP1363448A1 (en) 2003-11-19
US20030164885A1 (en) 2003-09-04
US7295238B2 (en) 2007-11-13
JP4655383B2 (ja) 2011-03-23
CN1270518C (zh) 2006-08-16
CN100518245C (zh) 2009-07-22
KR20030005292A (ko) 2003-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1270518C (zh) 图像传感器的图像信号处理设备
CN1086534C (zh) 图象传感设备
CN1278427C (zh) 固态图象读取装置及其驱动方法和摄像系统
CN1220365C (zh) 屏幕校正方法和图像拾取装置
CN101047798A (zh) 图像传感器
US8896738B2 (en) Solid-state image pickup device and signal processing method therefor
CN101227551B (zh) 固态成像器件和成像装置
CN1691747A (zh) 光学黑色电平控制电路
EP1746847A2 (en) Multi-channel image processing apparatus and image capturing apparatus
CN2655347Y (zh) 图像读取装置
CN101068315A (zh) 图像拾取设备和使用图像拾取设备的图像读取设备
KR20120006961A (ko) 데이터 처리 방법, 데이터 처리 장치, 물리량 분포 검지용 반도체 장치 및 전자 장치
CN1856042A (zh) 固态图像拾取设备、其驱动方法和图像拾取装置
CN1933540A (zh) 匹配于数据提供速度调整图像大小的图像处理装置和方法
JP2006222750A (ja) アナログフロントエンド回路及び電子機器
CN1290315C (zh) 处理视频信号的方法及装置
CN1717014A (zh) 图像处理对图像传感器的影响的降低
CN1219398C (zh) 图像信号处理装置
CN1604613A (zh) 成像设备
EP2091239B1 (en) Solid state image picking-up device and image picking-up signal output circuit
CN1489392A (zh) 图像信号处理装置
CN1259795C (zh) 高动态范围的数字视讯信号处理电路及其中的电路元件
CN1041485C (zh) 电视摄像机
CN103973998A (zh) 固态摄像装置及其驱动方法
CN1395428A (zh) 消隐脉冲电平控制电路及消隐脉冲电平控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060816

Termination date: 20140218