JP2005136501A

JP2005136501A - 信号処理回路

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Publication number: JP2005136501A
Application number: JP2003367753A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Nishida; 一人西田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】低照度時における非線形特性を正確に補正する。
【解決手段】輝度レベル検出回路1-17においては、合成回路1-6の出力信号に基づいて輝度の平均値を算出する。マイコン1-18では、輝度レベル検出回路1-17の出力に基づいて、通常の照度であるか、低照度であるかを判断し、補正制御(1)1-13及び乗算器1-19に制御信号を送る。AGC制御回路1-8では、画像信号出力1-9が帰還され、輝度の平均値が一定になるよう乗算器1-7のAGC制御係数が算出される。このAGC制御係数と乗算器1-19の出力とが乗算器1-7において乗算され、画像信号1-9として出力される。画像信号1-9は、ビデオ映像信号が作成される。検出回路1-10では、左右の画像領域の画像データの非線形ひずみ特性を検出し、補正制御回路(2)1-14および補正制御回路(3)1-15に対して左右の画像領域のそれぞれの画像データに関する非線形ひずみ特性の検出データを送る。選択回路1-16において、補正制御回路(2)1-14又は補正制御回路(3)1-15の出力のうちのいずれかの補正データが選択され、選択された補正データが非線形補正回路1-5に入力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像領域を複数に分割し領域毎に画素信号を読み出す手段を有するCCD撮像素子に関連する信号処理回路に関し、特にビデオカメラの信号補正処理回路に関する。

一般的なビデオカメラでは、CCD撮像素子として１本の水平転送CCDと１つの出力端子のみを持つ素子が使用されてきたが、近年、CCD画素数の増加にともない１本の水平転送CCDでは読み出しのために必要となる転送周波数が高くなってしまい、特性上限界に近くなってきている。これを、解決するための技術として、CCD撮像素子の画像領域を複数の領域に分割し、それぞれに水平転送CCDと出力アンプとを設けて、同時に並行して分割された領域の画像データを読みだすCCD撮像素子が開発されている。

図３は、画像領域を複数に分割し、領域毎に画素信号を読み出す手段を有するCCD撮像素子の構成を示した図であり、分割の例として左右に２分割して読み出す構成のCCD撮像素子を示す図である。図３に示すように、CCD撮像素子5-1は、多数のフォトダイオード5-2と、フォトダイオード5-2に近接して設けられた垂直転送CCD5-3と、水平転送CCD5-4,5-5、出力アンプ 5-6,5-7が組み込まれており、CCD撮像面に配置されたフォトダイオード5-2により蓄積された画素信号は、垂直走査期間ごとに垂直転送CCD5-3に転送される。

さらに、水平走査期間ごとに水平転送CCD 5-4,5-5に転送される。ここで、本件の場合、水平転送CCDは画像領域の中央で左右に分離されており、左側の画像領域の画素信号は水平転送CCD 5-4と出力アンプ5-6を通り、左側画像データ出力信号5-8として出力される。また、右側の画像領域の画素信号は水平転送CCD 5-5と出力アンプ5-7を通り、右側画像データ出力信号5-8として出力される。なお、水平転送CCD 5-4と水平転送CCD5-5は同時に動作し、並行して左右の画像データが同時に出力される。

図４は、撮像面を２分割した従来のＣＣＤ固体撮像素子に用いられる単板ビデオカメラの信号処理回路の構成図である。図４に示すように、分割された画像領域を有する一般的な信号処理回路では、被写体像がレンズを通してCCD撮像素子2-1の撮像面に結像され、撮像素子2-1では被写体像が画素毎に電気信号に光電変換される。撮像素子2-1の出力は、左右の画像領域のそれぞれに画像データとして出力される。左右のそれぞれの領域の画像データは、2組のCDS回路およびADコンバータ（ＡＤＣ）2-2、2-3によりディジタルデータに変換され、信号処理回路2-4に入力される。信号処理回路2-4では、右画像データ2-2は合成回路2-6と検出回路2-10とに送られ、左画像データ2-3は非線形補正回路（ＮＬ）2-5と検出回路2-10とに送られる。

検出回路2-10では、左右の画像データの入射光量に対する画像信号値の振幅の差を検出し、検出データを補正制御回路2-11に送る。補正制御回路2-11では、検出回路2-10からの検出データに基づいて非線形補正回路2-5において用いる補正データを作成する。非線形補正回路2-5では、左画像データ2-3の入力値に対し、同一光量時の右画像データ2-2の信号値と一致するよう信号値が作成される。合成回路2-6では、左右の画像領域の画像データをつなぎ合わせて１枚の画像データに合成する。

合成回路2-6の出力は、乗算器2-7においてAGC制御回路2-8の出力と乗算することにより画像信号の振幅値が最適になるよう調整され、画像信号2-9として出力される。AGC制御回路2-8では、画像信号出力2-9を帰還し、輝度の平均値が一定になるように乗算器2-7のAGC制御係数を算出する。画像信号2-9は、図示していない後段の輝度信号および色信号作成手段を通り、ビデオ映像信号が作成される。

次に、非線形補正処理について以下に説明を行う。左右の領域の画像データ2-2、2-3は、CCD内部にそれぞれに設けられた水平転送CCD5-4、5-5と、CD撮像素子の出力アンプ5-6、5-7と、CDS回路/ADコンバータ2-2,2-3と、を介して信号処理に入力されており、これらの各回路により左右の領域の画像データは非線形ひずみを受ける。

非線形ひずみを受けた左右領域の画像をそのままつなぎ合わせた場合、つなぎ目において輝度および色信号の段差が発生し、合成後の画像の中央に縦線上のキズを生じる。これを、改善するために、左右領域の画像データをつなぎ合わせる前に非線形ひずみを補正する。

図４に示す検出回路2-10において、左右の非線形ひずみの特性を検出し、補正制御回路2-11により非線形補正回路2-5を制御する。非線形ひずみの検出は図５に示すチャートのように、一定の比率で反射率が異なるa〜fの階調を持つ画像を撮影する。図４の検出回路2-10において、図５に示すチャートの左右の領域６−２、６−３の画像データの中で、つなぎ合わせ部分６−１に近い領域で階調ａからｆのそれぞれについて画像データを計測する。

図４の補正制御回路2-11では、左右領域の各画像データに対して、図６(a)に符号4-1で示したような入出力特性を有する非線形特性を算出し、その特性に一致するように非線形補正回路2-5を制御する。非線形補正回路2-5で実現される入出力特性は、図６(a)の符号4-1に示すようにX軸に図４の検出回路2-10において検出した左画像データのa〜fの各階調毎の測定値をプロットし、Y軸方向には検出回路2-10において検出した右画像データのa〜fの各階調に対して等間隔でプロットした点を配置して、このX軸とY軸のa〜fのそれぞれの交点を通る折れ線となる。

図５に示す左右の画像領域６−２、６−３のつなぎ合わせの部分６−１に近い領域におけるa〜fの各階調部分間の入射光量はほぼ同一と考えられる。従って、非線形補正回路2-5を通ることにより、左画像データのa〜fの各階調信号値は右画像データのa〜fの各階調信号値に変換される。これにより左画像データの信号値は右画像データの信号値に一致し、図６（ａ）に示すように左右の画像領域の画像データの非線形ひずみは補正されてCCD撮像素子の入力光量に対する左右の特性差がなくなり、1枚の画像に合成した時のつなぎ目におけるキズは発生しにくくなる。

図４において、非線形補正回路の入出力特性を規定するため検出回路2-10で観測されるのは補正に用いられる図６のチャートで示されるa〜fの有限個の測定点となり、測定点以外の全ての入力値について補正値を近似するものである。通常の入射光量における補正値を検出し非線形補正回路の入出力特性を設定した場合、その入射光量に近い撮像条件では十分な補正が行なわれ、中央部に発生する左右の画像データの振幅特性差による縦スジは発生しない。

しかしながら、入射光量が低下するいわゆる低照度時の撮像条件下の場合には、通常照度時の非線形補正特性をそのまま使用すると、非線形補正特性のX軸の低レベル入力部分のみが補正の対象領域となるが、この領域に設定されている補正特性の実測点は、通常の入射光量時の補正の対象領域に存在する補正特性の実測点の個数と比較して非常に少なくなり、近似特性が低下する。

例えば、図６(b)に上記のような状況下における特性を示す。図６(b)の符号4-3は、左右画像データの実際の非線形特性に対する補正特性であり、符号4-2は折れ線近似特性である。低照度状態で非線形補正回路2-5に入力される信号が通常の照度時における図５の階調チャートでa〜b階調までであったとすると、その範囲にある実測点はaおよびb階調のみとなり、２本の折れ線で特性曲線4-3を近似したことになり、粗い補正になるため実際の特性と折れ線近似特性との誤差が大きくなるという問題が生じる。

また、図４に示す回路の後段に設けられた乗算器2-7およびAGC制御回路2-8により、画像信号出力2-9の振幅値は通常照度時と同じものが得られるが、非線形補正特性での補正誤差もAGC制御回路2-8で算出された係数倍となるためさらに大きな誤差が生じることになる。

そのため、低照度時における左右画像データの振幅ひずみに対し適正な補正が得られず、1枚の画像に合成した時のつなぎ目にキズが発生し画質が悪化するという問題があった。

尚、上記の問題の解決策として、折れ点の個数を更に増やして近似特性を本来の特性に近づける方法も考えられるが、補正制御回路及び非線形補正回路の回路規模が大きくなってしまうという問題が生じる。

本発明は、回路規模をそれほど大きくしないで、低照度領域における補正特性を向上させることを目的とする。

本発明では、画像領域を複数Nに分割し領域毎に画素信号を読み出す手段を有するCCD撮像素子を用いたビデオカメラにおいて、N個の分割画像信号値の振幅を調整する乗算回路とその調整値を出力するレベル制御手段と、N個の分割画像間の入力光量に対する振幅差を検出する手段と、N-1分割画像信号について振幅に対する非線形特性を補正する手段と、各分割画像信号の非線形特性を補正する手段について複数の補正制御手段とその補正制御手段からの複数の補正制御信号を選択する手段を有する画像補正回路を有することを特徴とするビデオカメラの信号処理回路を設けることにより、回路規模を大幅に増やすことなく低照度時における左右画像のつなぎ目のキズの発生を抑え、画質の悪化を防ぐ。

すなわち、本発明の一観点によれば、画像領域をＮ分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、撮影時の照度を検出する照度検出手段と、分割されたＮ−１の画像領域の非線形特性に関して、撮影時の照度に応じた複数の補正係数を記憶する補正係数記憶手段と、複数の前記補正係数のうちから、前記照度検出手段により検出された照度に適した補正係数を選択し、分割されたＮ−１の画像領域の非線形特性を補正する非線形特性補正手段と、を有することを特徴とする信号処理回路が提供される。但し、Ｎは２以上の整数である。

上記信号処理回路によれば、Ｎ分割された画素領域間の画素信号の振幅に関する非線形特性の補正を行う際に、撮影時の照度を考慮するため、特に低照度条件下における補正係数を適切なものに設定することができる。

本発明の他の観点によれば、画像領域をＮ分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、
撮影時の照度を検出する照度検出手段と、Ｎ個の分割画像信号値の振幅を調整する乗算回路と、該乗算回路に対して入力光量に応じた振幅の調整値を出力するレベル制御手段と、Ｎ個の分割画像間の入力光量に依存する振幅差を検出する振幅差検出手段と、Ｎ−１の分割画像信号について振幅に関する非線形特性を補正する非線形特性補正手段と、前記振幅差検出手段により検出された入力光量に依存する振幅差と前記レベル制御手段から出力された振幅の調整値とに基づいて、前記非線形特性補正手段を補正する複数の補正制御手段と、入力光量に応じた前記レベル制御手段の出力に基づいて、複数の前記補正制御手段のいずれから補正制御信号を非線形特性補正手段に出力するかを選択する選択手段と、を有する信号処理回路が提供される。但し、Ｎは２以上の整数である。

上記装置によれば、入力光量に基づいて信号振幅に対する非線形特性を補正するため、照度に適した補正を行うことができる。

また、画像領域を少なくとも２分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、補正制御信号を出力する第１補正制御回路と、分割された画像領域のそれぞれのデジタル化された第１と第２の画像データと、前記補正制御信号と、の乗算処理を行う第１と第２の乗算回路と、前記第２の乗算回路の出力を非線形処理する非線形処理回路と、前記第１の乗算回路からの出力と、前記第２の非線形処理回路の出力とが入力されて分割された画像領域の画像データを合成する処理を行う合成回路と、該合成回路の出力信号の輝度成分を検出する輝度レベル検出回路と、該輝度レベル検出回路の出力に基づいて照度を判断し、前記第１補正制御回路に照度の判断結果を出力する制御部と、前記第１の乗算回路と前記第２の乗算回路の出力とに基づいて、分割された画像領域の画像データの非線形歪み特性を検出する非線形歪み特性検出回路と、該非線形歪み特性検出回路の前記第１の画像データに基づく第１出力と前記第１補正制御回路の出力と、前記第２の画像データに基づく第２出力と前記第１補正制御回路の出力と、のそれぞれ入力される第２及び第３の補正制御回路であって、照度に依存する非線形歪み特性をそれぞれ出力する第２及び第３の補正制御回路と、前記第２及び第３の補正制御回路の出力のいずれかを前記第１補正制御回路の出力に基づいて選択し、前記非線形処理回路に出力する選択回路とを有する信号処理回路が提供される。

本発明によれば、撮像素子にて分割された複数の画像データをつなぎ高画質の画像信号を得るシステムにおける画像のつなぎ目に発生する振幅の非線形ひずみによるキズについて、信号処理に関連する回路の規模を大きくすること無く、広範囲の照度条件に対して近似誤差の少ない良好な画像を得ることが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態による信号処理回路であって、画像領域を複数に分割し領域毎に画素信号を読み出す手段を有するCCD撮像素子を用いた単板ビデオカメラの信号処理回路の構成例を示す図である。図１に示す回路は、例として左右2分割して読み出す形式のCCD撮像素子を用いた場合の回路である。

図１に示す回路においては、レンズを通して被写体像がCCD撮像素子1-1の撮像面に結像され、撮像素子1-1では被写体像が画素毎に電気信号に変換される。撮像素子1-1の出力は左右の画像領域各々に画像データが出力される。左右の領域の画像データは、2組のCDS回路およびADコンバータ（ＡＤＣ）1-2、1-3によりディジタルデータに変換され、信号処理回路1-4に入力される。

右画像領域の画像データは乗算回路1-11に入力され、補正制御回路(1)1-13の出力との間で乗算処理が行われその後に合成回路1-6の入力する。左画像領域の画像データは、乗算回路1-12に入力され補正制御回路(1)1-13の出力値との間で乗算処理が行われて非線形補正回路1-5に入力される。ここで、補正制御回路(1)1-13の出力値は乗算器1-11に入力される値と同じ値が乗算回路1-12にも入力されるように構成されている。

非線形補正回路（ＮＬ）1-5の出力信号は、合成回路1-6に入力される。合成回路1-6においては、左右の画像領域の画像データをつなぎ合わせて１枚の画像データを合成する。合成回路1-6の画像信号出力は、乗算器1-19においてマイコン1-18からの係数が乗算され、AGC調整用の乗算器1-7に送られる。

輝度レベル検出回路1-17においては、合成回路1-6の出力信号に基づいて輝度の平均値を算出する。マイコン1-18では、輝度レベル検出回路1-17の出力に基づいて、通常の照度であるか、或いは、低照度であるかを判断し、補正制御(1)1-13及び乗算器1-19に制御信号を送る。AGC制御回路1-8では、画像信号出力1-9が帰還され、
輝度の平均値が一定になるよう乗算器1-7のAGC制御係数が算出される。このAGC制御係数と乗算器1-19の出力とが乗算器1-7において乗算され、画像信号1-9として出力される。画像信号1-9は、図示しない後段の輝度信号及び色信号作成手段を通ることによりビデオ映像信号が作成される。

検出回路1-10では、左右の画像領域の画像データの非線形ひずみ特性を検出し、補正制御回路(2)1-14および補正制御回路(3)1-15に対して左右の画像領域のそれぞれの画像データに関する非線形ひずみ特性の検出データを送る。選択回路1-16において、補正制御回路(2)1-14又は補正制御回路(3)1-15の出力のうちのいずれかの補正データが選択され、選択された補正データが非線形補正回路1-5に入力される。

次に、上記構成を有するシステムにおける補正方法について説明する。補正方法は、補正値の算出過程と、補正過程と、の２つの過程に分けられる。補正値の算出過程は、例えば工場出荷時などに行なわれ、図５に示す被写体（チャート）を撮影して補正特性を求める過程である。補正過程は、実際に任意の被写体を撮影する条件における通常動作時の過程である。

まず、補正値の算出過程について説明する。通常の入射光量の撮影条件において、図６に示すように適当な比率で反射率が異なるa〜fの階調を有するチャートの画像を撮影する。図１に示す補正制御回路(1)1-13では、左右の画像データの振幅変化範囲が非線形補正回路1-5の入力許容範囲に対して最適な条件になるように、乗算器1-11、1-12の乗算係数を作成する。また、このときの乗算係数をA(norm)として記憶しておく。

補正制御回路(1)1-13および乗算器1-11、1-12において振幅調整された左右の画像データは、検出回路1-10に入力され、検出回路1-10において、図５に示す被写体の階調a〜fに対する6-4,6-5領域の振幅値が計測される。検出回路1-10において計測された振幅値は、補正制御回路(2)1-14に送られ、非線形補正回路（ＮＬ）1-5において合成回路1-6に入力される左右の画像データの振幅が一致するように補正係数が作成され、補正係数が保持される。この際の補正特性を図２(a)の3-1に示す。

次に、照明を暗くするなどしてCCD撮像素子1-1への入射光量を下げて低照度時の撮影条件に設定し、この条件下において図５の被写体を撮影する。補正制御回路(1)1-13において、左右の画像データの振幅変化範囲が非線形補正回路1-5の入力許容範囲に対して最適な条件になるように乗算器1-11、1-12の乗算係数を作成する。

この場合、入射光量が低いため、光量が高い（通常の）撮影条件下に比べて、乗算係数は出力振幅が増加する方へ設定される。この際の乗算係数をA(low)として記憶しておく。補正制御回路(1)1-13及び乗算器1-11、1-12において、振幅調整された左右の画像データは、検出回路1-10に入力され、ここで図５の被写体の階調a〜fに対する6-4,6-5領域の振幅値が計測される。

検出回路1-10で計測された振幅値は、補正制御回路(3)1-15に送られ、非線形補正回路1-5において合成回路1-6に入力される左右の画像データの振幅が一致するよう補正係数が作成され保持される。この際の補正特性を図２（ｂ）の符号3-2により指示される線で示す。

以上の処理により、通常の照度時での非線形補正特性3-1と、低照度時の非線形補正特性3-2と、が得られる。このようにして得られた低照度時の非線形補正特性は、図２(b)の符号3-2の補正特性に示されるように、乗算器1-11、1-12によるゲインアップ処理により、低照度時の画像データ入力の振幅の取り得る範囲と、非線形補正回路1-5の入力許容範囲とがほぼ一致し、折れ線近似の折れ点の個数を通常の照度時の折れ点の個数とほぼ同じにすることができる。従って、左右画像データの実際の非線形特性に対する補正特性曲線3-3を十分近似できる折れ線近似曲線が得られ、低照度時においても非線形補正回路1-5の折れ線近似特性での誤差が非常に小さい補正特性を得ることが出来る。

次に補正過程について述べる。通常の被写体を撮影している状態において、補正制御回路(1)1-13の乗算係数として記憶しておいたA(norm)を出力する。また、乗算器1-19の係数として、A=1をマイコン1-18から出力しておく。非線形補正回路1-5に対する補正係数は選択回路1-16において補正制御回路(2)1-14側が選択される。この状態で、輝度レベル検出回路1-17において、合成回路1-6の出力値から輝度平均値を算出し、マイコン1-18において、通常の照度であるか低照度であるかを判断する。通常の照度であれば、補正制御回路(1)1-13および乗算器1-19の係数はそのまま維持する。また、選択回路1-16も補正制御回路(2)1-14を選択させておく。

輝度平均値が低く、低照度と判断された場合は、補正制御回路(1)1-13の補正係数をA(low)に設定する。非線形補正回路1-5に対する補正係数は選択回路1-16において、補正制御回路(3)1-15側に選択を切替え、適用する補正用データを図２(b)の符号3-2に示す低照度時の非線形補正特性におけるデータに切替える。

また、乗算器1-19の係数として、A(norm)/A(low)の値を設定するように、マイコン1-18から係数データを出力する。低照度時は、非線形補正回路1-5の入力許容範囲と左画像データとの振幅範囲を一致させ、図２(b)に示す低照度において補正誤差の少ない最適な非線形補正特性に切替える処理を行うため、乗算器1-11、1-12により通常の照度時の場合に比べてA(low)/A(norm)倍のゲイン設定がされる。このため、合成回路1-6の入力である左右の画像データ振幅は、CDS/ADコンバータ1-2、1-3の出力に比べてA(low)/A(norm)倍されていることになる。しかしながら、乗算器1-19の係数をA(norm)/A(low)に設定することにより、CDS/ADコンバータ1-2、1-3の出力から乗算器1-19の出力までの総合利得を通常の照度条件の場合と同じA(norm)にすることが出来る。

尚、本システムでの動作は、通常照度時と低照度時の切替えなど、高速で切替える必要はない動作である。従って、具体的には、システム構成の中で、補正制御回路(1)1-13、補正制御回路(2)1-14、補正制御回路(3)1-15の補正係数の算出と、データの保持や選択回路1-16の切替え制御はマイコン1-18で一括して代用処理を行わせることも可能であり、回路の削減が可能である。

また、上述の説明においては、通常照度と低照度との照度に関して異なる２つの撮影条件に分割したが、補正制御回路(2)1-14、補正制御回路(3)1-15と同様の回路を増やすことで、さらに広範囲の照度条件において非線形補正回路での補正誤差の少ないシステムを得ることも可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、分割された複数の画像データをつなぎ高画質の画像信号を得るシステムにおいて発生しやすい画像のつなぎ目に起因する振幅の非線形ひずみによるキズを低減することができる。この際、特別に回路規模を大きくすることなくキズを低減できるため、広範囲の照度条件に対して近似誤差の少ない良好な画像を得ることが可能となる。

本発明の補正処理は、デジタルビデオカメラや、デジタルスチルカメラに用いられるＣＣＤ固体撮像素子に適用できる。また、ＣＭＯＳ型などの固体撮像素子を用いた場合にも応用可能である。

本発明の一実施の形態によるビデオカメラに用いられる信号処理回路の構成例を示す図である。本実施の形態による非線形補正回路の特性例を示す図である。撮像領域が２分割されているＣＣＤ撮像素子の構成例を示す図である。一般的なビデオカメラの信号処理回路の構成例を示す図である。補正用の被写体チャートの例を示す図である。図４に示す回路に用いられる非線形補正回路の特性例を示す図である。

符号の説明

1-1 CCD撮像素子
1-2,1-3 CDS回路およびADコンバータ
1-4 信号処理回路
1-5 非線形補正回路
1-6 合成回路
1-7 乗算器
1-8 AGC制御回路
1-9 画像信号出力
1-10 検出回路
1-11 乗算器
1-12 乗算器
1-13 補正制御回路(1)
1-14 補正制御回路(2)
1-15 補正制御回路(3)
1-16 選択回路
1-17 輝度レベル検出回路
1-18 マイコン
1-19 乗算器

Claims

画像領域をＮ分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、
撮影時の照度を検出する照度検出手段と、
分割されたＮ−１の画像領域の非線形特性を補正する補正係数であって、撮影時の照度に依存する複数の補正係数を記憶する補正係数記憶手段と、
複数の前記補正係数のうちから、前記照度検出手段により検出された照度に適した補正係数を選択し、分割されたＮ−１の画像領域の非線形特性を補正する非線形特性補正手段と、を有することを特徴とする信号処理回路。
但し、Ｎは２以上の整数である。
画像領域をＮ分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、
撮影時の照度を検出する照度検出手段と、
Ｎ個の分割画像信号値の振幅を調整する乗算回路と、
該乗算回路に対して前記照度検出手段により検出された入力光量に応じた振幅の調整値を出力するレベル制御手段と、
Ｎ個の分割画像間の入力光量に依存する振幅差を検出する振幅差検出手段と、
Ｎ−１の分割画像信号について振幅に関する非線形特性を補正する非線形特性補正手段と、
前記振幅差検出手段により検出された入力光量に依存する振幅差と前記レベル制御手段から出力された振幅の調整値とに基づいて、前記非線形特性補正手段を補正する複数の補正制御手段と、
入力光量に応じた前記レベル制御手段の出力に基づいて、複数の前記補正制御手段のいずれから補正制御信号を非線形特性補正手段に出力するかを選択する選択手段と、
を有する信号処理回路。
但し、Ｎは２以上の整数である。
画像領域を少なくとも２分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、
補正制御信号を出力する第１補正制御回路と、
分割された画像領域のそれぞれのデジタル化された第１と第２の画像データと、前記補正制御信号と、の乗算処理を行う第１と第２の乗算回路と、
前記第２の乗算回路の出力を非線形処理する非線形処理回路と、
前記第１の乗算回路からの出力と、前記第２の非線形処理回路の出力とが入力されて分割された画像領域の画像データを合成する処理を行う合成回路と、
該合成回路の出力信号の輝度成分を検出する輝度レベル検出回路と、
該輝度レベル検出回路の出力に基づいて照度を判断し、前記第１補正制御回路に照度の判断結果を出力する制御部と、
前記第１の乗算回路と前記第２の乗算回路の出力とに基づいて、分割された画像領域の画像データの非線形歪み特性を検出する非線形歪み特性検出回路と、
該非線形歪み特性検出回路の前記第１の画像データに基づく第１出力と前記第１補正制御回路の出力と、前記第２の画像データに基づく第２出力と前記第１補正制御回路の出力と、のそれぞれ入力される第２及び第３の補正制御回路であって、照度に依存する非線形歪み特性をそれぞれ出力する第２及び第３の補正制御回路と、
前記第２及び第３の補正制御回路の出力のいずれかを前記第１補正制御回路の出力に基づいて選択し、前記非線形処理回路に出力する選択回路と
を有する信号処理回路。
前記輝度レベル検出回路は、前記合成回路の出力信号に基づいて、輝度の平均値を算出し、前記制御部は、前記輝度レベル検出回路の出力に基づいて、通常の照度であるか、或いは、低照度であるかを判断することを特徴とする請求項３に記載の信号処理回路。
請求項１〜４までのいずれか１項に記載の信号処理回路を有することを特徴とする固体撮像素子。
請求項５に記載の固体撮像素子を有する撮像装置。
画像領域をＮ分割し、分割された画像領域毎に画素信号を読み出す手段を有する固体撮像素子に用いられる信号処理回路であって、
撮影時に低照度である場合に、低照度下における撮影条件に適した補正係数により、分割されたＮ−１の画像領域の非線形特性を補正することを特徴とする信号処理回路。
但し、Ｎは２以上の整数である。