JP2001218081A - 撮像装置および撮像信号のクランプ方法 - Google Patents

撮像装置および撮像信号のクランプ方法

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JP2001218081A
JP2001218081A JP2000023946A JP2000023946A JP2001218081A JP 2001218081 A JP2001218081 A JP 2001218081A JP 2000023946 A JP2000023946 A JP 2000023946A JP 2000023946 A JP2000023946 A JP 2000023946A JP 2001218081 A JP2001218081 A JP 2001218081A
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JP
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signal
ccd
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coefficient
clamping
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Yoshikatsu Nakayama
喜勝 中山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な画像を得つつOB信号を安定した黒色
の基準値として用いることを可能とする撮像装置を提供
する。 【解決手段】 CCD101からの撮像信号をノイズ低
減回路部109においてノイズ低減にした後、OBクラ
ンプ回路105においてOB信号部分をクランプする。
ノイズ低減回路部109においてノイズ低減する際、リ
ミッタ回路111のスレッシュホールドレベルを、係数
可変回路112からの信号により、OB信号部分で高く
し有効画素信号部分で低くして、動き成分の信号に影響
を与えずにOB信号部分のノイズを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に関し、特
にその撮像素子の出力信号のクランプ処理に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子の一つであるCCD
を用いた様々な撮像装置が提案されている。この種の撮
像装置の一例としては、特開平2−257778号公報
に記載されているような構成のものがある。
【0003】これらは同期信号であるHD信号,VD信
号、およびクロックを受けて発生される駆動信号に応じ
て、CCDから出力された信号がCDS回路において連
続信号に変換され、AGC回路において利得が自動的に
制御された後、A/Dコンバータによってデジタル信号
へと変換される。そして、OBクランプ回路によりCC
DにおけるOB部からの出力信号が基準値に一定化され
て黒色の基準となる信号レベルが生成され、その後、映
像信号処理部においてガンマ補正等が行われ映像信号と
して出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な構成の撮像装置では、CCDからの出力信号に加わっ
ているノイズが原因となり、OB信号を安定した黒色の
基準値として用いることが困難である。また、逆にノイ
ズの低減を考慮すると、OB信号部分だけでなく有効画
素信号部分でも帰還信号の出力信号に対する割合が増加
することや、必要な信号までもノイズと見なされて低減
されてしまうことが原因となり、良好な画像を得ること
が難しかった。
【0005】本発明はこのような状況のもとでなされた
ものであり、良好な画像を得つつOB信号を安定した黒
色の基準値として用いることを可能とする撮像装置,撮
像信号のクランプ方法を提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では撮像装置を次の(1)〜(3)のとおりに構
成し、撮像信号のクランプ方法を次の(4)のとおりに
構成する。
【0007】(1)CCDの出力信号をクランプ処理す
る撮像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号
部分と有効画素信号部分とで異なるスレッシュホールド
レベルを出力する係数可変手段と、前記係数可変手段の
出力信号を入力信号とし、前記CCDの出力信号のOB
信号部分と有効画素信号部分とで異なる信号処理を行う
リミッタ手段と、前記係数可変手段と前記リミッタ手段
を有するノイズ低減手段と、前記ノイズ低減手段出力信
号をクランプするOBクランプ手段とを有する撮像装
置。
【0008】(2)CCDの出力信号をクランプ処理す
る撮像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号
部分と有効画素信号部分とで異なる巡回係数を出力する
係数可変手段と、前記係数可変手段の出力信号を入力信
号とし、前記CCD出力信号のOB信号部分と有効画素
信号部分とで異なる信号処理を行う可変ゲイン手段と、
前記係数可変手段と前記可変ゲイン手段を有するノイズ
低減手段と、前記ノイズ低減手段出力信号をクランプす
るOBクランプ手段とを有する撮像装置。
【0009】(3)CCDの出力信号をクランプ処理す
る撮像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号
部分と有効画素信号部分とで異なるスレッシュホールド
レベルと巡回係数とを出力する係数可変手段と、前記係
数可変手段の出力信号を入力信号とし、前記CCDの出
力信号のOB信号部分と有効画素信号部分とで異なる信
号処理を行うリミッタ手段と、前記係数可変手段の出力
信号を入力信号とし、前記CCDの出力信号のOB信号
部分と有効画素信号部分とで異なる信号処理を行う可変
ゲイン手段と、前記係数可変手段と前記リミッタ手段と
前記可変ゲイン手段を有するノイズ低減手段と、前記ノ
イズ低減手段出力信号をクランプするOBクランプ手段
とを有する撮像装置。
【0010】(4)撮像信号における有効画素信号期間
とOB信号期間を判別するステップAと、このステップ
Aで判別した有効画素信号期間とOB信号期間とで異な
る信号処理によりノイズを低減するステップBと、この
ステップBでノイズ低減した撮像信号をOB信号部分で
クランプするステップCとを備えた撮像信号のクランプ
方法。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を撮像装
置の実施例により詳しく説明する。なお本発明は撮像装
置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて撮像信号
のクランプ方法の形で同様に実施することができる。
【0012】
【実施例】図1は、実施例である“撮像装置”の構成を
示すブロック図である。
【0013】同図において、点線部109が要部のノイ
ズ低減回路部であり、可変ゲイン回路110,リミッタ
回路111,係数可変回路112,フィールドメモリ1
13を持つ。また101はCCD、102はCCD10
1から出力された信号からクロック成分を除去し、連続
した撮像信号を生成するためのCDS回路、103は入
力信号の利得を自動的に制御するAGC回路、104は
アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバー
タ、105はOB信号をクランプするOBクランプ回
路、106は撮像信号を処理し映像信号として出力する
映像信号処理部、107はCCD101を駆動するCC
D駆動回路、108はHD信号,VD信号,クロック等
の同期信号を発生させる同期信号発生回路である。
【0014】以下、各部の動作を説明していく。CCD
101は、被写体画像に対応する光を受光してその入射
光に応じた信号を出力する有効画素部と黒レベルに対応
した信号を出力するOB部を有しており、同期信号発生
回路108より出力されたHD信号,VD信号,クロッ
クに応じてCCD駆動回路107により制御され、画素
信号を出力する。このCCD101から出力される画素
信号はCDS回路102においてクロック成分が除去さ
れ連続した信号となる。そしてAGC回路でCDS回路
102から出力された信号の利得を制御し、A/Dコン
バータ104においてアナログ信号からデジタル信号へ
と変換された後、1フィールドごとにノイズ低減回路部
109に入力される。
【0015】入力された画素信号は減算器114へと入
力され、フィールドメモリ113が保持している1フィ
ールド前のノイズ低減処理後の画素信号を減ぜられる。
その結果、減算器114の出力は1フィールド時間の間
に動いた部分に関する信号と時間方向に相関性の低い雑
音成分の合わさった信号が出力され、−(動き成分+雑
音成分)と表すことができる。そして、減算器114か
ら出力された動き成分と雑音成分の信号をリミッタ回路
111においてレベル制限を行う。
【0016】リミッタ回路111には前記画素信号とは
別に、係数可変回路112より有効画素信号期間、OB
信号期間それぞれの画素信号期間に応じたスレッシュホ
ールドレベルが入力され、画素信号のレベルが入力され
たスレッシュホールドレベルより大きくなると、出力を
それ以下のレベルに制限する。
【0017】可変ゲイン回路110では上記リミッタ回
路111より入力された動き成分の信号レベルをシフト
して変換する。このシフトされる量は後述する巡回係数
と呼ばれる係数に相当し、係数可変回路112から出力
される値により決定されて信号期間ごとに変更すること
ができ、この可変ゲイン回路110から出力された信号
を加算器115にてもとの画素信号に加えてノイズを抑
えた信号として出力する。
【0018】ノイズ低減回路部109より出力された信
号はOBクランプ回路105に入力され、OB信号部分
がクランプされた後、映像信号処理部106においてガ
ンマ補正等が施され映像信号として出力される。
【0019】図2はリミッタ回路111の特性を表した
図であり、前述したように、画素信号のレベルが、入力
されたスレッシュホールドレベルより大きくなると、出
力はそれ以下のレベルに制限される。リミッタ回路11
1に入力される1フィールド時間中の動き成分の信号レ
ベルは、ノイズ成分の信号レベルより大きいため、任意
の値のスレッシュホールドレベルを与えてやることによ
り動き成分の信号のみを削除することができ、−(雑音
成分)の形で表される信号が出力される。また、巡回係
数は入力がスレッシュホールドレベルより小さい領域に
おける出力/入力の傾きで表され、この傾きが1に近づ
くほど巡回される−(雑音成分)のレベルが大きくなり
ノイズは低減される。
【0020】図3は図1における係数可変回路112の
構成を示すブロック図である。この係数可変回路にはH
D信号,クロック信号が入力される。301はHD信号
によってリセットされるクロックカウンタであり、この
出力を受けてデコーダ302でOB信号期間と有効画素
信号期間とを判別し、シフトレベルおよびスレッシュホ
ールドレベル、もしくはその両方を可変させて出力信号
として出力する。シフトレベルはOB信号期間中では高
い値を、有効画素信号期間中は低い値を出力し巡回係数
を変更する。またスレッシュホールドレベルはOB信号
部分では大きな値を、有効画素部分ではその信号に適切
な値を出力する。
【0021】以上に述べたように、本実施例ではCCD
が出力する画素信号の処理において、有効画素信号部分
とOB信号部分とで異なる巡回係数を用いることによ
り、有効画素信号期間中は元の画素信号の、OB信号期
間中はノイズが低減された信号の、出力信号に対する割
合が大きくなり、安定した黒色の基準値を得つつ良好な
画像を得ることが可能となる。また同様にスレッシュホ
ールドレベルも信号期間ごとに可変させることが可能で
あり、動き成分を持たないOB信号期間部分では大きな
値を、有効画素部分ではその信号に適切な値を用いるこ
とにより、動き成分の信号に影響を与えずにOB信号部
分のノイズを低減させることが可能となり、良好な画像
とともに安定した黒色の基準値を得ることができる。
【0022】また、巡回係数、スレッシュホールドレベ
ルの両方を同時に可変させることも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な画像を保ちつつOB信号を安定した黒色の基準値
として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の構成を示すブロック図
【図2】 リミッタ回路の特性を示す図
【図3】 係数可変回路の構成を示すブロック図
【符号の説明】
109 ノイズ低減回路部 110 可変ゲイン回路 111 リミッタ回路 112 係数可変回路 113 フィールドメモリ 114 減算器 115 加算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CCDの出力信号をクランプ処理する撮
    像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号部分
    と有効画素信号部分とで異なるスレッシュホールドレベ
    ルを出力する係数可変手段と、前記係数可変手段の出力
    信号を入力信号とし、前記CCDの出力信号のOB信号
    部分と有効画素信号部分とで異なる信号処理を行うリミ
    ッタ手段と、前記係数可変手段と前記リミッタ手段を有
    するノイズ低減手段と、前記ノイズ低減手段出力信号を
    クランプするOBクランプ手段とを有することを特徴と
    する撮像装置。
  2. 【請求項2】 CCDの出力信号をクランプ処理する撮
    像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号部分
    と有効画素信号部分とで異なる巡回係数を出力する係数
    可変手段と、前記係数可変手段の出力信号を入力信号と
    し、前記CCD出力信号のOB信号部分と有効画素信号
    部分とで異なる信号処理を行う可変ゲイン手段と、前記
    係数可変手段と前記可変ゲイン手段を有するノイズ低減
    手段と、前記ノイズ低減手段出力信号をクランプするO
    Bクランプ手段とを有することを特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 CCDの出力信号をクランプ処理する撮
    像装置において、前記CCDの出力信号のOB信号部分
    と有効画素信号部分とで異なるスレッシュホールドレベ
    ルと巡回係数とを出力する係数可変手段と、前記係数可
    変手段の出力信号を入力信号とし、前記CCDの出力信
    号のOB信号部分と有効画素信号部分とで異なる信号処
    理を行うリミッタ手段と、前記係数可変手段の出力信号
    を入力信号とし、前記CCDの出力信号のOB信号部分
    と有効画素信号部分とで異なる信号処理を行う可変ゲイ
    ン手段と、前記係数可変手段と前記リミッタ手段と前記
    可変ゲイン手段を有するノイズ低減手段と、前記ノイズ
    低減手段出力信号をクランプするOBクランプ手段とを
    有することを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項4】 撮像信号における有効画素信号期間とO
    B信号期間を判別するステップAと、このステップAで
    判別した有効画素信号期間とOB信号期間とで異なる信
    号処理によりノイズを低減するステップBと、このステ
    ップBでノイズ低減した撮像信号をOB信号部分でクラ
    ンプするステップCとを備えたことを特徴とする撮像信
    号のクランプ方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8072513B2 (en) 2007-05-02 2011-12-06 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing system, signal processing circuit, and signal processing method
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