JP2006324983A - Electronic camera suppressing image noise by using dark image - Google Patents

Electronic camera suppressing image noise by using dark image Download PDF

Info

Publication number
JP2006324983A
JP2006324983A JP2005146749A JP2005146749A JP2006324983A JP 2006324983 A JP2006324983 A JP 2006324983A JP 2005146749 A JP2005146749 A JP 2005146749A JP 2005146749 A JP2005146749 A JP 2005146749A JP 2006324983 A JP2006324983 A JP 2006324983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
noise
fixed pattern
imaging
dark image
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
JP2005146749A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4725188B2 (en
Inventor
Kazuyoshi Takahashi
和敬 高橋
Masahisa Suzuki
政央 鈴木
Daiki Ito
大樹 伊藤
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon 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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2005146749A priority Critical patent/JP4725188B2/en
Priority to US11/408,984 priority patent/US7804532B2/en
Publication of JP2006324983A publication Critical patent/JP2006324983A/en
Priority to US12/805,915 priority patent/US7956909B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4725188B2 publication Critical patent/JP4725188B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for suppressing an influence of random noise with respect to noise suppression using a dark image. <P>SOLUTION: The electronic camera includes an imaging part, a light shielding mechanism, a control part, and a noise suppression part. The imaging part generates image data by photoelectric conversion, The light shielding mechanism shields the imaging part from light. The control part drives the imaging part to image a subject and generates image data. The control part drives the imaging part put into a light shielding state by the light shielding mechanism, to generate dark image data. The noise suppression part suppresses fixed pattern noise in the image data on the basis of the dark image data. Especially, the control part sets a preliminarily determined imaging condition of increasing a level difference between the fixed pattern noise and random noise when generating the dark image data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、暗黒画像を用いて画像ノイズを抑制する電子カメラに関する。   The present invention relates to an electronic camera that suppresses image noise using a dark image.

一般に、電子カメラにおいて長秒時撮影を行うと、画像データに固定パターンノイズが現れる。この種のノイズを除去する装置として、特許文献1の従来装置が知られている。
この従来装置では、まず、通常に撮像された画像データと、シャッタを閉じて撮像した暗黒画像データとを用意する。従来装置は、この画像データから暗黒画像データを画素単位に減算することにより、固定パターンノイズを同相除去する。
特開2000−125204号公報(請求項1,2など)
In general, when long-time shooting is performed with an electronic camera, fixed pattern noise appears in image data. As a device for removing this type of noise, a conventional device of Patent Document 1 is known.
In this conventional apparatus, first, normally captured image data and dark image data captured with the shutter closed are prepared. The conventional apparatus subtracts the dark image data from the image data in units of pixels, thereby removing the in-phase fixed pattern noise.
JP 2000-125204 A (Claims 1 and 2 etc.)

ところで、長秒時撮影された暗黒画像データには、固定パターンノイズの他に、ランダムノイズも含まれる。上述した従来装置の減算処理では、このランダムノイズを逆相にして、画像データに加算するため、画像データのノイズを逆に増やしてしまうという問題点があった。
そこで、本発明では、暗黒画像を用いたノイズ抑制において、ランダムノイズの影響を抑制する技術を提供することを目的とする。
By the way, the dark image data taken for a long time includes random noise in addition to fixed pattern noise. In the subtraction processing of the conventional device described above, this random noise is reversed in phase and added to the image data, so that the noise of the image data is increased in reverse.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for suppressing the influence of random noise in noise suppression using a dark image.

《1》 本発明の電子カメラは、撮像部、遮光機構、制御部、およびノイズ抑制部を備える。
撮像部は、光電変換により画像データを生成する。
遮光機構は、撮像部を遮光する。
制御部は、撮像部を駆動して被写界を撮像して画像データを生成する。また、制御部は、遮光機構により遮光にした撮像部を駆動して、暗黒画像データを生成する。
ノイズ抑制部は、暗黒画像データに基づいて、画像データ中の固定パターンノイズを抑制する。
特に、上述の制御部は、暗黒画像データの生成に際して、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する『予め定められた撮像条件』を設定する。
<< 1 >> The electronic camera of the present invention includes an imaging unit, a light shielding mechanism, a control unit, and a noise suppression unit.
The imaging unit generates image data by photoelectric conversion.
The light shielding mechanism shields the imaging unit.
The control unit drives the imaging unit to capture an image of the object scene and generate image data. In addition, the control unit drives the imaging unit that is shielded by the light shielding mechanism, and generates dark image data.
The noise suppression unit suppresses fixed pattern noise in the image data based on the dark image data.
In particular, the above-described control unit sets “predetermined imaging conditions” for expanding the level difference between fixed pattern noise and random noise when generating dark image data.

《2》 なお好ましくは、制御部は、暗黒画像データの電荷蓄積時間を画像データの電荷蓄積時間よりも長く設定することで、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する。 << 2 >> Preferably, the control unit enlarges the level difference between the fixed pattern noise and the random noise by setting the charge accumulation time of the dark image data longer than the charge accumulation time of the image data.

《3》 また好ましくは、制御部は、暗黒画像データの信号ゲイン(以下『撮像感度』)を、画像データの撮像感度よりも高く設定することで、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する。 << 3 >> Preferably, the control unit sets the signal gain of dark image data (hereinafter referred to as “imaging sensitivity”) to be higher than the imaging sensitivity of the image data, thereby reducing the level difference between fixed pattern noise and random noise. Expanding.

《4》 なお好ましくは、制御部は、撮像部の温度を調整する機能を有する。制御部は、暗黒画像データの生成に際して、画像データの生成時よりも温度を上昇させる。これにより、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する。 << 4 >> Preferably, the control unit has a function of adjusting the temperature of the imaging unit. When generating dark image data, the control unit raises the temperature more than when generating image data. Thereby, the level difference between fixed pattern noise and random noise is expanded.

《5》 また好ましくは、ノイズ抑制部は、暗黒画像データと画像データとの間で、撮像条件の設定変更で生じた固定パターンノイズのレベル差を補正する。このレベル補正後に、ノイズ抑制部は、暗黒画像データを画像データから減算することにより、画像データ中の固定パターンノイズを抑制する。 << 5 >> Preferably, the noise suppressing unit corrects a level difference of fixed pattern noise caused by changing the setting of the imaging condition between the dark image data and the image data. After this level correction, the noise suppression unit suppresses the fixed pattern noise in the image data by subtracting the dark image data from the image data.

《6》 なお好ましくは、ノイズ抑制部は、暗黒画像データの撮像条件に応じた閾値レベルで、暗黒画像データ中の固定パターンノイズとランダムノイズとを弁別する。ノイズ抑制部は、弁別された固定パターンノイズに基づいて、画像データ中の固定パターンノイズを抑制する。 << 6 >> Preferably, the noise suppression unit discriminates between fixed pattern noise and random noise in the dark image data at a threshold level according to the imaging condition of the dark image data. The noise suppression unit suppresses the fixed pattern noise in the image data based on the identified fixed pattern noise.

従来のノイズ処理では、暗黒画像データと画像データにおいて、固定パターンノイズの発生量を揃えるため、両データの撮像条件を極力揃えることが当業者の常識であった。
そのため、暗黒画像データと画像データにおいて電荷蓄積時間を等しく揃えることが当然に好ましいとされていた。また、撮像部の温度が大きく変化しないよう、画像データと暗黒画像データを連続的に生成することが好ましいとされていた。また、両データの撮像感度も当然に揃えることが好ましいとされていた。
In conventional noise processing, it is common knowledge of those skilled in the art to align the imaging conditions of both data as much as possible in order to align the generation amount of fixed pattern noise in dark image data and image data.
For this reason, it has naturally been preferable to equalize the charge accumulation time in the dark image data and the image data. Further, it has been preferable to continuously generate image data and dark image data so that the temperature of the imaging unit does not change greatly. In addition, it has been said that it is preferable that the imaging sensitivities of both data are aligned.

しかしながら、本発明者は、暗黒画像データの撮像実験において、撮像条件を意図的に操作することで、固定パターンノイズとランダムノイズとの比率が変化することに気が付いた。
本発明は、この現象を積極的に利用して、暗黒画像データの生成に際して、当業者の常識に反して撮像条件を変更する。これにより、暗黒画像データ中の固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する。
このようなレベル差の拡大により、暗黒画像データ中のランダムノイズは、固定パターンノイズに比べて相対的に小さくなる。したがって、暗黒画像データを用いた画像データのノイズ抑制において、ランダムノイズの悪影響を軽減することが可能になる。
However, the present inventor has noticed that the ratio between the fixed pattern noise and the random noise is changed by intentionally operating the imaging condition in the imaging experiment of dark image data.
The present invention actively utilizes this phenomenon to change the imaging condition against the common sense of those skilled in the art when generating dark image data. Thereby, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise in the dark image data is enlarged.
By such an increase in level difference, random noise in dark image data becomes relatively smaller than fixed pattern noise. Therefore, it is possible to reduce the adverse effects of random noise in suppressing noise in image data using dark image data.

《本実施形態の構成説明》
図1は、電子カメラ11を示すブロック図である。
図1において、電子カメラ11には、撮影レンズ12が装着される。レンズ制御部12aは、この撮影レンズ12のフォーカス駆動や絞り制御などを実施する。この撮影レンズ12の像空間には、遮蔽機構12bを介して撮像素子13の受光面が配置される。この遮蔽機構12bは、機械式シャッタまたは絞りを兼用するものでもよいし、あるいは専用の遮蔽機構でもよい。遮蔽機構12bは、撮像制御部14からの信号で撮影レンズ12の入射光路を遮断することにより、撮像素子13の受光面を遮光する機能を有する。
一方、撮像素子13には、温度調整部13aが一体に設けられる。撮像制御部14は、温度調整部13aを駆動することによって、撮像素子13の温度を制御する。
<< Description of Configuration of this Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing the electronic camera 11.
In FIG. 1, a photographing lens 12 is attached to the electronic camera 11. The lens control unit 12a performs focus driving, aperture control, and the like of the photographing lens 12. In the image space of the photographic lens 12, the light receiving surface of the image sensor 13 is disposed via the shielding mechanism 12b. The shielding mechanism 12b may be used as a mechanical shutter or a diaphragm, or may be a dedicated shielding mechanism. The shielding mechanism 12 b has a function of shielding the light receiving surface of the imaging element 13 by blocking the incident optical path of the photographing lens 12 with a signal from the imaging control unit 14.
On the other hand, the image sensor 13 is integrally provided with a temperature adjustment unit 13a. The imaging control unit 14 controls the temperature of the imaging element 13 by driving the temperature adjustment unit 13a.

なお、この温度調整部13aとしては、ペルチェ素子やカルノー熱機関のような加熱・冷却が可能な機構が好ましい。また、温度調整部13aとしては、抵抗体や電気回路や発光体(電子カメラ11のモニタ画面用の発光素子など)のような温度上昇が可能な機構も好ましい。この温度調整部13aは、撮像素子13の半導体基板に直に回路形成されたものでもよい。また、温度調整部13aは、撮像素子13のパッケージと一体化した形態としてもよい。
特に、ペルチェ素子の場合には、電子カメラ11の内部部品の配置関係から、撮像素子13とモニタ画面(発光素子)との間に挟むように配置することが好ましい。このような構成では、発光素子の熱を、ペルチェ素子を用いて撮像素子13へ伝熱することによって、撮像素子13を短時間で温度上昇させることが可能になる。
In addition, as this temperature adjustment part 13a, the mechanism which can be heated and cooled like a Peltier device or a Carnot heat engine is preferable. Further, as the temperature adjusting unit 13a, a mechanism capable of increasing the temperature, such as a resistor, an electric circuit, or a light emitter (such as a light emitting element for a monitor screen of the electronic camera 11) is also preferable. The temperature adjustment unit 13a may be a circuit directly formed on the semiconductor substrate of the image sensor 13. Further, the temperature adjustment unit 13a may be integrated with the package of the image sensor 13.
In particular, in the case of a Peltier element, it is preferable to arrange the Peltier element so as to be sandwiched between the imaging element 13 and the monitor screen (light emitting element) because of the arrangement relationship of the internal components of the electronic camera 11. In such a configuration, it is possible to raise the temperature of the image sensor 13 in a short time by transferring the heat of the light emitting element to the image sensor 13 using a Peltier element.

さらに、撮像素子13または温度調整部13aには、温度センサー13bが設けられる。この温度センサー13bで検出される温度は、撮像制御部14に情報伝達される。
一方、この撮像素子13は、撮像制御部14によって駆動され、画像データを出力する。この画像データは、信号処理部15、およびA/D変換部16を介して処理された後、メモリ17に一時蓄積される。
このメモリ17は、バス18に接続される。このバス18には、レンズ制御部12a、撮像制御部14、マイクロプロセッサ19、画像処理部20、記録部22、およびモニタ画面(発光素子)を駆動するモニタ表示部23も接続される。
上記のマイクロプロセッサ19には、レリーズ釦などの操作部19aが接続される。また、上記の記録部22には、記録媒体22aが装着される。
Further, the image sensor 13 or the temperature adjustment unit 13a is provided with a temperature sensor 13b. The temperature detected by the temperature sensor 13b is transmitted to the imaging control unit 14.
On the other hand, the imaging element 13 is driven by the imaging control unit 14 and outputs image data. The image data is processed via the signal processing unit 15 and the A / D conversion unit 16 and then temporarily stored in the memory 17.
This memory 17 is connected to a bus 18. The bus 18 is also connected to a lens control unit 12a, an imaging control unit 14, a microprocessor 19, an image processing unit 20, a recording unit 22, and a monitor display unit 23 that drives a monitor screen (light emitting element).
The microprocessor 19 is connected to an operation unit 19a such as a release button. The recording unit 22 is loaded with a recording medium 22a.

《本実施形態の動作説明》
図2は、本実施形態の動作を説明する流れ図である。
以下、図2に示すステップ番号に沿って、動作説明を行う。
<< Explanation of operation of this embodiment >>
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present embodiment.
Hereinafter, the operation will be described along the step numbers shown in FIG.

ステップS1: 温度調整部13aがペルチェ素子のように加熱・冷却が選択可能な素子の場合、撮像制御部14は、静止画の撮像動作に先立って温度調整部13aを温度下降させることが好ましい。撮像制御部14は、この画像データの撮像時の温度を、温度センサー13bで検出し、マイクロプロセッサ19に情報伝達する。 Step S1: When the temperature adjustment unit 13a is an element that can be selected from heating and cooling, such as a Peltier element, the imaging control unit 14 preferably lowers the temperature of the temperature adjustment unit 13a prior to a still image imaging operation. The imaging control unit 14 detects the temperature at the time of imaging of the image data with the temperature sensor 13 b and transmits information to the microprocessor 19.

ステップS2: マイクロプロセッサ19は、ユーザーからのレリーズ指示を操作部19aなどで検出すると、画像データの撮像条件(電荷蓄積時間、撮像感度など)を撮像制御部14に指示する。撮像制御部14は、遮蔽機構12bを開いた状態で、撮像素子13に被写体像の光電変換を開始させ、指示された電荷蓄積時間の経過を待って、撮像素子13から画像データを読み出す。 Step S2: When the microprocessor 19 detects a release instruction from the user using the operation unit 19a or the like, the microprocessor 19 instructs the imaging control unit 14 about imaging conditions (charge accumulation time, imaging sensitivity, etc.) of the image data. The imaging control unit 14 causes the imaging device 13 to start photoelectric conversion of the subject image with the shielding mechanism 12b opened, and waits for the instructed charge accumulation time to read out the image data from the imaging device 13.

ステップS3: 撮像制御部14は、暗黒画像データの生成に備えて、温度調整部13aを駆動し、撮像素子13の温度上昇を開始させる。このとき、撮像制御部14は、温度センサー13bによる温度監視を実施し、予め定められた温度まで撮像素子13を温度上昇させることが好ましい。この上昇後の温度は、撮像制御部14からマイクロプロセッサ19に情報伝達される。 Step S3: In preparation for the generation of dark image data, the imaging control unit 14 drives the temperature adjustment unit 13a to start the temperature increase of the imaging element 13. At this time, it is preferable that the imaging control unit 14 performs temperature monitoring by the temperature sensor 13b and raises the temperature of the imaging device 13 to a predetermined temperature. The temperature after the increase is transmitted from the imaging control unit 14 to the microprocessor 19.

ステップS4: 信号処理部15は、読み出された画像データを、画像データ用に設定された撮像感度に従って増幅する。増幅後の画像データは、A/D変換部16でデジタル化された後、メモリ17に一旦格納される。 Step S4: The signal processing unit 15 amplifies the read image data according to the imaging sensitivity set for the image data. The amplified image data is digitized by the A / D converter 16 and then temporarily stored in the memory 17.

ステップS5: 撮像制御部14は、暗黒画像データの電荷蓄積時間を、電子カメラ11にカスタム設定された『ノイズ除去に許容できる追加時間』などを上限としてなるべく長く設定する。なお、この電荷蓄積時間は、撮像素子13の内部で暗黒画像データ(固定パターンノイズ)が飽和しない時間範囲(実験値など)でなるべく長く設定することが好ましい。このような設定により、暗黒画像データの電荷蓄積時間は、大半の画像データの電荷蓄積時間よりも長く設定される。 Step S5: The imaging control unit 14 sets the charge accumulation time of the dark image data as long as possible, with “additional time allowed for noise removal” custom-set in the electronic camera 11 as an upper limit. The charge accumulation time is preferably set as long as possible within a time range (such as experimental values) in which the dark image data (fixed pattern noise) is not saturated inside the image sensor 13. With this setting, the charge accumulation time of dark image data is set longer than the charge accumulation time of most image data.

ステップS6: 撮像制御部14は、信号処理部15の撮像感度(信号ゲイン)を、信号処理部15およびA/D変換部16が信号飽和しない範囲でなるべく高く設定する。このような設定により、暗黒画像データの撮像感度は、大半の画像データの撮像感度よりも高く設定される。 Step S6: The imaging control unit 14 sets the imaging sensitivity (signal gain) of the signal processing unit 15 as high as possible within a range where the signal processing unit 15 and the A / D conversion unit 16 do not saturate the signal. With this setting, the imaging sensitivity of dark image data is set higher than the imaging sensitivity of most image data.

ステップS7: 撮像制御部14は、遮蔽機構12bを遮蔽し、撮像素子13の受光面を暗黒状態かつ温度上昇状態に保つ。 Step S7: The imaging control unit 14 shields the shielding mechanism 12b and keeps the light receiving surface of the imaging element 13 in a dark state and a temperature rising state.

ステップS8: 撮像制御部14は、ステップS5で設定された電荷蓄積時間に従って撮像素子13に電荷を蓄積した後、撮像素子13から暗黒画像データを読み出す。 Step S8: The imaging control unit 14 accumulates charges in the image sensor 13 according to the charge accumulation time set in step S5, and then reads dark image data from the image sensor 13.

ステップS9: 信号処理部15は、生成された暗黒画像データを、ステップS6で設定された撮像感度に従って増幅する。増幅後の暗黒画像データは、A/D変換部16でデジタル化された後、メモリ17に蓄積される。
なお、この段階の暗黒画像データについて、ランダムノイズ(非固定パターンノイズ)と見なされるレベル範囲(一般には小レベル域)を、変動抑制することが好ましい。また、このレベル範囲を、固定値(ランダムノイズが発生しないとした場合の仮想信号レベル)に置き換えてもよい。この場合、ランダムノイズが、撮像条件の変化によって目立って変化しなければ、ランダムノイズと見なすレベル範囲は、撮像条件の変化に依らずに一定にしてもよい。また、ランダムノイズが撮像条件の変化によって変化する場合には、ランダムノイズと見なすレベル範囲は、撮像条件の変化に応じて設定変更することが好ましい。
Step S9: The signal processing unit 15 amplifies the generated dark image data according to the imaging sensitivity set in Step S6. The amplified dark image data is digitized by the A / D converter 16 and then stored in the memory 17.
Note that it is preferable to suppress fluctuations in the level range (generally a small level region) regarded as random noise (non-fixed pattern noise) for the dark image data at this stage. Further, this level range may be replaced with a fixed value (virtual signal level when random noise is not generated). In this case, if random noise does not change conspicuously due to a change in imaging conditions, the level range regarded as random noise may be constant regardless of the change in imaging conditions. Further, when the random noise changes due to a change in the imaging condition, it is preferable to change the setting of the level range regarded as the random noise according to the change in the imaging condition.

ステップS10: マイクロプロセッサ19は、暗黒画像データの撮像条件(ここでは電荷蓄積時間、撮像感度、または温度など)を撮像制御部14から情報取得する。
マイクロプロセッサ19は、予め記憶された対応関係を、『画像データ−暗黒画像データ間における撮像条件の変化』で参照することにより、この撮像条件の変化に伴う固定パターンノイズの増加割合を情報取得する。
この対応関係は、『撮像条件の変化』と『それに伴う固定パターンノイズの増加割合』を予め実験的に求めたものである。
Step S10: The microprocessor 19 acquires information about the imaging conditions (here, charge accumulation time, imaging sensitivity, temperature, etc.) of the dark image data from the imaging control unit 14.
The microprocessor 19 refers to the correspondence relationship stored in advance in “Change in imaging condition between image data and dark image data”, and acquires information on the increase rate of the fixed pattern noise accompanying the change in the imaging condition. .
This correspondence is obtained by experimentally obtaining “change in imaging condition” and “accompanying increase rate of fixed pattern noise” in advance.

ステップS11: マイクロプロセッサ19は、この増加割合をレベル補正するための階調補正テーブルを選択し、画像処理部20に伝達する。
画像処理部20は、選択された階調補正テーブルに従って、暗黒画像データのレベル補正を実施する。このレベル補正では、暗黒画像データ中の固定パターンノイズに対して、増加割合に逆比例する補正ゲインが掛かる。その結果、暗黒画像データ中の固定パターンノイズはレベル低下し、画像データ中の固定パターンノイズと同程度のレベルに揃う。
なお、レベル補正後の暗黒画像データについて、ランダムノイズ(非固定パターンノイズ)と見なされるレベル範囲(一般には小レベル域)を、非線形に変動抑制することが好ましい。また、このレベル範囲を、固定値(ランダムノイズが発生しないとした場合の仮想信号レベル)に置き換えるなどしてもよい。この場合、ランダムノイズと見なすレベル範囲は、撮像条件の変化とそれに伴うレベル補正に応じて設定変更することが好ましい。
Step S11: The microprocessor 19 selects a gradation correction table for correcting the level of this increase rate, and transmits it to the image processing unit 20.
The image processing unit 20 performs dark image data level correction according to the selected gradation correction table. In this level correction, a correction gain that is inversely proportional to the increase rate is applied to the fixed pattern noise in the dark image data. As a result, the fixed pattern noise in the dark image data is reduced in level, and is at the same level as the fixed pattern noise in the image data.
Note that it is preferable to suppress non-linear fluctuations in a level range (generally a small level region) that is regarded as random noise (non-fixed pattern noise) for dark image data after level correction. In addition, this level range may be replaced with a fixed value (virtual signal level when random noise is not generated). In this case, it is preferable to change the setting of the level range regarded as random noise in accordance with a change in imaging conditions and a level correction associated therewith.

ステップS12: 画像処理部20は、メモリ17内の画像データから、レベル補正後の暗黒画像データを画素単位に減算する。この減算処理により、画像データ中の固定パターンノイズを抑制する。 Step S12: The image processing unit 20 subtracts the dark image data after level correction from the image data in the memory 17 in units of pixels. This subtraction process suppresses fixed pattern noise in the image data.

《本実施形態の効果など》
以下、本実施形態の効果について説明する。
<< Effects of this embodiment >>
Hereinafter, the effect of this embodiment will be described.

(電荷蓄積時間の延長効果について)
図3は、電荷蓄積時間と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を実測した図である。この図3に示すように、固定パターンノイズのノイズレベルは、電荷蓄積時間が長くなるに従って顕著に増加する。一方、ランダムノイズのノイズレベルは、電荷蓄積時間が長くなっても目立って増加しない。
(About the effect of extending the charge accumulation time)
FIG. 3 is a diagram in which the relationship between the charge accumulation time and the fixed pattern noise and random noise is actually measured. As shown in FIG. 3, the noise level of the fixed pattern noise increases significantly as the charge accumulation time increases. On the other hand, the noise level of random noise does not increase remarkably even if the charge accumulation time becomes longer.

したがって、本実施形態のように、暗黒画像データの電荷蓄積時間を、画像データの電荷蓄積時間よりも長く設定することにより、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大できる。その後、暗黒画像データをレベル補正することによって固定パターンノイズのノイズレベルは、画像データ中の固定パターンノイズのノイズレベルにほぼ揃う。このとき、レベル格差の拡大分に従って、暗黒画像データ中のランダムノイズは逆に小さくなる。
その結果、レベル補正後の暗黒画像データを用いた画像データのノイズ除去では、ランダムノイズの影響が小さくなり、良好なノイズ除去効果を得ることが可能になる。
Therefore, as in this embodiment, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise can be increased by setting the charge accumulation time of dark image data longer than the charge accumulation time of image data. After that, by correcting the level of the dark image data, the noise level of the fixed pattern noise is almost equal to the noise level of the fixed pattern noise in the image data. At this time, the random noise in the dark image data becomes smaller as the level difference increases.
As a result, in the noise removal of the image data using the dark image data after the level correction, the influence of random noise is reduced, and a good noise removal effect can be obtained.

(撮像感度の増感効果について)
図4は、撮像感度と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を実測した図である。この図4に示すように、固定パターンノイズのノイズレベルは、撮像感度が高くなるに従って顕著に増加する。一方、ランダムノイズのノイズレベルは、撮像感度が高くなっても目立って増加しない。
(About the sensitivity enhancement effect)
FIG. 4 is a diagram in which the relationship between imaging sensitivity, fixed pattern noise, and random noise is measured. As shown in FIG. 4, the noise level of the fixed pattern noise increases significantly as the imaging sensitivity increases. On the other hand, the noise level of random noise does not increase noticeably even when the imaging sensitivity is increased.

したがって、本実施形態のように、暗黒画像データの撮像感度を、画像データの撮像感度よりも高く設定することにより、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大できる。その後、暗黒画像データをレベル補正することによって、固定パターンノイズのノイズレベルは、画像データ中の固定パターンノイズのノイズレベルにほぼ揃う。このとき、レベル格差の拡大分に従って、暗黒画像データ中のランダムノイズは逆に小さくなる。
その結果、レベル補正後の暗黒画像データを用いた画像データのノイズ除去では、ランダムノイズの影響が小さくなり、良好なノイズ除去効果を得ることが可能になる。
Therefore, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise can be expanded by setting the imaging sensitivity of the dark image data higher than the imaging sensitivity of the image data as in the present embodiment. After that, by correcting the level of the dark image data, the noise level of the fixed pattern noise is almost equal to the noise level of the fixed pattern noise in the image data. At this time, the random noise in the dark image data becomes smaller as the level difference increases.
As a result, in the noise removal of the image data using the dark image data after the level correction, the influence of random noise is reduced, and a good noise removal effect can be obtained.

(温度の上昇効果について)
図5は、温度と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を実測した図である。この図5に示すように、固定パターンノイズのノイズレベルは、温度が高くなるに従って増加する。一方、ランダムノイズのノイズレベルは、温度が高くなっても目立って増加しない。
(Regarding the temperature rise effect)
FIG. 5 is a diagram in which the relationship between temperature and fixed pattern noise and random noise is measured. As shown in FIG. 5, the noise level of the fixed pattern noise increases as the temperature increases. On the other hand, the noise level of random noise does not increase noticeably even when the temperature increases.

したがって、本実施形態のように、暗黒画像データの撮像時の温度を、画像データの撮像時の温度よりも高く設定することにより、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大できる。その後、暗黒画像データをレベル補正することによって、固定パターンノイズのノイズレベルは、画像データ中の固定パターンノイズのノイズレベルにほぼ揃う。このとき、レベル格差の拡大分に従って、暗黒画像データ中のランダムノイズは逆に小さくなる。
その結果、レベル補正後の暗黒画像データを用いた画像データのノイズ除去では、ランダムノイズの影響が小さくなり、良好なノイズ除去効果を得ることが可能になる。
Therefore, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise can be expanded by setting the temperature at the time of capturing the dark image data higher than the temperature at the time of capturing the image data as in the present embodiment. After that, by correcting the level of the dark image data, the noise level of the fixed pattern noise is almost equal to the noise level of the fixed pattern noise in the image data. At this time, the random noise in the dark image data becomes smaller as the level difference increases.
As a result, in the noise removal of the image data using the dark image data after the level correction, the influence of random noise is reduced, and a good noise removal effect can be obtained.

(複数の撮像条件の相乗効果について)
特に、本実施形態では、(電荷蓄積時間、撮像感度、温度)といった複数の撮像条件を変化させることにより、暗黒画像データ中の固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を相乗的に拡大することができる。したがって、レベル差の相乗的な拡大分だけ、暗黒画像データ中のランダムノイズを抑制することが可能になる。したがって、暗黒画像データを用いた画像データのノイズ除去において、ランダムノイズの影響を相乗的に小さくすることが可能となり、一段と良好なノイズ除去効果を得ることが可能になる。
(About the synergistic effect of multiple imaging conditions)
In particular, in the present embodiment, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise in the dark image data is synergistically expanded by changing a plurality of imaging conditions such as (charge accumulation time, imaging sensitivity, temperature). Can do. Therefore, it is possible to suppress random noise in the dark image data by a synergistic enlargement of the level difference. Therefore, in the noise removal of the image data using the dark image data, the influence of the random noise can be reduced synergistically, and a much better noise removal effect can be obtained.

《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態では、画像データから暗黒画像データを減算することにより、固定パターンノイズを除去している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態では、撮像条件の変化によって暗黒画像データ中の固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差が拡大する。そこで、画像処理部20が暗黒画像データの撮像条件に応じて、このレベル差内に閾値レベルを設定することで、固定パターンノイズの発生箇所を一段と正確に弁別できる。画像処理部20は、これら発生箇所に対応する画像データ中の画素位置に対し、周辺画素などを参照したノイズ抑制処理を実施する。この場合も、ランダムノイズの影響を抑制しつつ、良好なノイズ除去効果を得ることが可能になる。
<< Additional items of embodiment >>
In the above-described embodiment, fixed pattern noise is removed by subtracting dark image data from image data. However, the embodiment is not limited to this.
For example, in the above-described embodiment, the level difference between the fixed pattern noise and the random noise in the dark image data increases due to the change in the imaging condition. Therefore, by setting the threshold level within this level difference according to the imaging condition of the dark image data, the image processing unit 20 can more accurately discriminate the occurrence location of the fixed pattern noise. The image processing unit 20 performs noise suppression processing with reference to surrounding pixels and the like on the pixel positions in the image data corresponding to these occurrence locations. Also in this case, it is possible to obtain a good noise removal effect while suppressing the influence of random noise.

さらに、上述した実施形態では、暗黒画像データの生成時に(電荷蓄積時間、撮像感度、温度)といった複数の撮像条件を変化させている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。電荷蓄積時間、撮像感度、または温度の少なくとも一つを変化させてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, a plurality of imaging conditions such as (charge accumulation time, imaging sensitivity, temperature) are changed when generating dark image data. However, the embodiment is not limited to this. At least one of charge accumulation time, imaging sensitivity, or temperature may be changed.

また、撮像条件は、これら3種類に限らない。一般的には、固定パターンノイズとランダムノイズのレベル差を拡大する撮像条件であればよい。   The imaging conditions are not limited to these three types. Generally, any imaging condition that enlarges the level difference between fixed pattern noise and random noise may be used.

なお、上述した実施形態では、先に画像データを生成し、後から暗黒画像データを生成している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。暗黒画像データを先に生成してもよい。また、画像データの生成とは独立したタイミング(電源投入時など)で暗黒画像データを生成してもかまわない(むしろ、上述した実施形態は、撮像条件を揃える必要がないため、独立したタイミングで暗黒画像データを生成しやすい)。このような動作では、画像データの撮影後に、暗黒画像データの撮影シーケンスを省くことが可能となる。   In the above-described embodiment, the image data is generated first, and the dark image data is generated later. However, the embodiment is not limited to this. The dark image data may be generated first. Further, the dark image data may be generated at a timing independent from the generation of the image data (such as when the power is turned on) (rather, since the above-described embodiment does not require the imaging conditions to be uniform, Easy to generate dark image data). In such an operation, it is possible to omit the dark image data shooting sequence after shooting the image data.

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-mentioned embodiment is only a mere illustration in all points, and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明は、画像のノイズ抑制などに利用可能な技術である。   As described above, the present invention is a technique that can be used for image noise suppression and the like.

電子カメラ11を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an electronic camera 11. FIG. 本実施形態の動作を説明する流れ図である。It is a flowchart explaining operation | movement of this embodiment. 電荷蓄積時間と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between electric charge accumulation time, fixed pattern noise, and random noise. 撮像感度と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between imaging sensitivity, fixed pattern noise, and random noise. 温度と、固定パターンノイズおよびランダムノイズとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between temperature, fixed pattern noise, and random noise.

符号の説明Explanation of symbols

11…電子カメラ,12…撮影レンズ,12a…レンズ制御部,12b…遮蔽機構,13…撮像素子,13a…温度調整部,13b…温度センサー,14…撮像制御部,15…信号処理部,16…A/D変換部,17…メモリ,18…バス,19…マイクロプロセッサ,20…画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Electronic camera, 12 ... Shooting lens, 12a ... Lens control part, 12b ... Shielding mechanism, 13 ... Imaging element, 13a ... Temperature adjustment part, 13b ... Temperature sensor, 14 ... Imaging control part, 15 ... Signal processing part, 16 ... A / D conversion unit, 17 ... memory, 18 ... bus, 19 ... microprocessor, 20 ... image processing unit

Claims (6)

光電変換により画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部を遮光する遮光機構と、
前記撮像部を駆動して被写界を撮像して画像データを生成し、かつ前記遮光機構により遮光した前記撮像部を駆動して暗黒画像データを生成する制御部と、
前記暗黒画像データに基づいて、前記画像データ中の固定パターンノイズを抑制するノイズ抑制部とを備え、
前記制御部は、前記暗黒画像データの生成に際して、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差が拡大する『予め定められた撮像条件』を設定する
ことを特徴とする電子カメラ。
An imaging unit that generates image data by photoelectric conversion;
A light shielding mechanism for shielding the imaging unit;
A controller that drives the imaging unit to capture an image of the scene to generate image data, and drives the imaging unit that is shielded by the light shielding mechanism to generate dark image data;
A noise suppression unit that suppresses fixed pattern noise in the image data based on the dark image data;
The electronic controller according to claim 1, wherein the control unit sets “predetermined imaging condition” in which a level difference between fixed pattern noise and random noise is enlarged when the dark image data is generated.
請求項1に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記暗黒画像データの電荷蓄積時間を前記画像データの電荷蓄積時間よりも長く設定することで、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する
ことを特徴とする電子カメラ。
The electronic camera according to claim 1,
The electronic camera is characterized in that the control unit enlarges a level difference between fixed pattern noise and random noise by setting a charge accumulation time of the dark image data longer than a charge accumulation time of the image data.
請求項1または請求項2に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記暗黒画像データの信号ゲイン(以下『撮像感度』)を、前記画像データの撮像感度よりも高く設定することで、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する
ことを特徴とする電子カメラ。
The electronic camera according to claim 1 or 2,
The control unit enlarges a level difference between fixed pattern noise and random noise by setting a signal gain (hereinafter referred to as “imaging sensitivity”) of the dark image data to be higher than an imaging sensitivity of the image data. A featured electronic camera.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記撮像部の温度を調整する機能を有し、前記暗黒画像データの生成に際して、前記画像データの生成時よりも前記温度を上昇させることで、固定パターンノイズとランダムノイズとのレベル差を拡大する
ことを特徴とする電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 to 3,
The control unit has a function of adjusting the temperature of the imaging unit, and when generating the dark image data, the control unit raises the temperature more than the generation of the image data, thereby generating fixed pattern noise and random noise. An electronic camera characterized by expanding the level difference.
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電子カメラにおいて、
前記ノイズ抑制部は、前記暗黒画像データと前記画像データとの間で、前記撮像条件の設定変更で生じた前記固定パターンノイズのレベル差を補正し、前記レベル補正後に前記暗黒画像データを前記画像データから減算することで、前記画像データ中の固定パターンノイズを抑制する
ことを特徴とする電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 to 5,
The noise suppression unit corrects a level difference of the fixed pattern noise caused by the setting change of the imaging condition between the dark image data and the image data, and the dark image data is converted into the image after the level correction. An electronic camera that suppresses fixed pattern noise in the image data by subtracting from the data.
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電子カメラにおいて、
前記ノイズ抑制部は、前記暗黒画像データの前記撮像条件に応じた閾値レベルで、前記暗黒画像データ中の前記固定パターンノイズと前記ランダムノイズとを弁別し、弁別された前記固定パターンノイズに基づいて、前記画像データ中の固定パターンノイズを抑制する
ことを特徴とする電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 to 5,
The noise suppression unit discriminates the fixed pattern noise and the random noise in the dark image data at a threshold level according to the imaging condition of the dark image data, and based on the distinguished fixed pattern noise An electronic camera that suppresses fixed pattern noise in the image data.
JP2005146749A 2005-04-27 2005-05-19 Electronic camera Active JP4725188B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005146749A JP4725188B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Electronic camera
US11/408,984 US7804532B2 (en) 2005-04-27 2006-04-24 Noise reducing device, electronic camera, and image processing program for reducing image noise by using blackout image
US12/805,915 US7956909B2 (en) 2005-04-27 2010-08-24 Noise reducing device, electronic camera, and image processing program for reducing image noise by using blackout image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005146749A JP4725188B2 (en) 2005-05-19 2005-05-19 Electronic camera

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006324983A true JP2006324983A (en) 2006-11-30
JP4725188B2 JP4725188B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=37544320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005146749A Active JP4725188B2 (en) 2005-04-27 2005-05-19 Electronic camera

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4725188B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194438A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Canon Inc Noise reduction device, and imaging apparatus
JP2013153381A (en) * 2012-01-26 2013-08-08 Hitachi Kokusai Electric Inc Imaging apparatus and imaging method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004248006A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Nikon Corp Electronic camera, noise eliminating apparatus, and noise eliminating program

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004248006A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Nikon Corp Electronic camera, noise eliminating apparatus, and noise eliminating program

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194438A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Canon Inc Noise reduction device, and imaging apparatus
JP2013153381A (en) * 2012-01-26 2013-08-08 Hitachi Kokusai Electric Inc Imaging apparatus and imaging method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4725188B2 (en) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI360349B (en) Digital imaging apparatus with camera shake compen
US7956909B2 (en) Noise reducing device, electronic camera, and image processing program for reducing image noise by using blackout image
JP5311945B2 (en) Imaging apparatus and defective pixel detection method
JP5954623B2 (en) Imaging apparatus and image processing method
JP2009065642A (en) Imaging apparatus
JP5701942B2 (en) Imaging apparatus, camera system, and image processing method
JP4765387B2 (en) Noise suppression device, electronic camera, and noise suppression program
JP5207926B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP4725188B2 (en) Electronic camera
JP4784161B2 (en) Imaging device
JP2007174500A (en) Imaging apparatus
JP2012029194A (en) Electronic camera and exposure control program
JP2010268271A (en) Imaging device
JP6463159B2 (en) IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM
JP2007281759A (en) Imaging device and imaging apparatus
JP2010062975A (en) Image processing apparatus, electronic camera and image processing program
JP2005340928A (en) Noise eliminating apparatus, noise elimination program, noise elimination method, and electronic camera
JP6028365B2 (en) Imaging apparatus and program
JP2008209255A (en) Infrared imaging device and method
JP7134832B2 (en) IMAGE PROCESSING DEVICE, CONTROL METHOD AND PROGRAM THEREOF
JP2008034902A (en) Electronic camera
JP2004336245A (en) Correction apparatus
JP2006217418A (en) Image processing apparatus and method
JP2005354258A (en) Electronic camera, microscope, and imaging apparatus with cooling control function
JP4880777B2 (en) Image processing method and imaging apparatus module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080403

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110328

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4725188

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250