JP2008277879A - Imaging device, imaging method, and integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子の駆動方法と信号処理の組み合わせにより、解像度の劣化がなく、動画に対応でき、ダイナミックレンジを拡大することができる撮像装置、撮像方法および集積回路に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus, an image pickup method, and an integrated circuit capable of dealing with a moving image and expanding a dynamic range without degradation in resolution by a combination of an image pickup element driving method and signal processing.
近年、撮像装置は、様々な用途に利用されおり、利用される用途によって、撮像装置が取得する撮像画像のSN比を高めたり、解像度を高くしたり、ダイナミックレンジを上げたりする方法が提案されている。
以下に従来のダイナミックレンジを拡大する機能を有する撮像装置について説明する。
従来、ダイナミックレンジを拡大するための撮像装置として、特開平9−116815号公報に開示されたものが知られている。図4に、この従来の撮像装置の撮像素子部900(CCDによるもの)の概略構成図を示す。撮像素子部900は、縦方向に並べられた高感度画素21と、縦方向に並べられた低感度画素22と、電荷を垂直に転送する垂直CCD23と、水平に電荷を転送する水平CCD24と、所定の電荷量以上をクリップするリミッタ25と、フローティング・ディフィージョン・アンプ構成の電荷検出部26と、から構成される。そして、撮像素子部900において、高感度画素21と低感度画素22とは、水平方向(図4における横方向)に交互に配置されている。つまり、高感度画素21の列と低感度画素22の列とがストライプをなすように、高感度画素21と低感度画素22とが交互に配置されている。
In recent years, imaging apparatuses have been used for various purposes, and methods for increasing the SN ratio, increasing the resolution, and increasing the dynamic range of captured images acquired by the imaging apparatus have been proposed depending on the applications used. ing.
A conventional imaging apparatus having a function of expanding the dynamic range will be described below.
2. Description of the Related Art Conventionally, an image pickup apparatus for expanding a dynamic range is known as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-116815. FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of an imaging element unit 900 (using a CCD) of this conventional imaging apparatus. The
次に、撮像素子部900を有する従来の撮像装置の動作について説明する
まず、高感度画素21で光電変換されて取得された電荷と、低感度画素22で光電変換されて取得された電荷とが垂直同期信号に同期して、全ての画素から垂直CCD23に転送される。垂直CCD23に転送された電荷は、さらに、水平同期信号に同期して水平CCD24に転送される。水平CCD24に転送された電荷は、電荷検出部26に転送する前にリミッタ25により所定レベル以上の電荷である場合はクリップ処理される。水平CCD24に転送された電荷は、リミッタ25によるクリップ処理がなされた後、電荷検出部26に転送される。このとき、リセットゲートRGに印可されるパルスを、水平CCD24の駆動パルスの周波数の半分で駆動することによって、隣り合う高感度画素からの電荷と低感度画素からの電荷とを加算して生成された出力が、撮像素子部900から出力される。
Next, the operation of the conventional imaging apparatus having the
図5に示すように、高感度画素21および低感度画素22から得られる(出力される)信号量(電荷量)は、光量の増加にしたがって、正比例して増えていくが、リミッタ25で設定された所定量TH1を超えると信号量は一定値D1になり、それ以上増加しない。一方、低感度画素22において、光量が所定量TH1を超えても、低感度画素22から出力される信号量(電荷量)は、一定値D1を超えていない。よって、低感度画素22から出力される信号量(電荷量)は、光量が所定量TH1以上に増加しても、光量に比例して増加する。電荷検出部26により、高感度画素21で取得された電荷による信号と低感度画素22で取得された電荷による信号との2つの画素信号が、加算されて混合される。電荷検出部26により混合された信号(混合後の信号)は、図5のL1に示す特性を有するものとなる。図5のL1に示した光量−信号量特性から分かるように、混合後の信号は、光量が多い場合であっても出力される信号量が飽和することなく、ダイナミックレンジの広い信号として得られる。
As shown in FIG. 5, the signal amount (charge amount) obtained (output) from the high-
また、特開平9−200621号公報に開示されている撮像装置の動作説明用タイミングチャートを図6に示す。
図6は、撮像装置の撮像素子(CCDによる撮像素子)の駆動パルスを示すものである。
この撮像装置では、垂直パルスVDに対して、読み出しゲートパルスVG、垂直レジスタ転送パルスVS、および水平レジスタ転送パルスVHを2倍の速度にして、撮像素子を動作させる。
図6に示すように、この撮像装置では、フレームを前後2つに分け、前半のフレームでは長い電荷蓄積時間(図6の通常蓄積時間に相当。)で信号を取り出し、後半のフレームでは短い電荷蓄積時間(図6のシャッター蓄積時間に相当。)で信号を取り出し、その後、両信号を合成する。この方法によれば、前半のフレームでは光量が増えると撮像素子で取得された電荷による信号の出力は飽和するが、後半では飽和しないので、この2種類の信号を合成することで、飽和のない信号を得ることができる。したがって、この方法を用いることで、撮像装置のダイナミックレンジを拡大することができる。
FIG. 6 shows drive pulses for the image pickup device (image pickup device using CCD) of the image pickup apparatus.
In this image pickup apparatus, the image pickup device is operated with the readout gate pulse VG, the vertical register transfer pulse VS, and the horizontal register transfer pulse VH being doubled with respect to the vertical pulse VD.
As shown in FIG. 6, in this imaging apparatus, the frame is divided into two front and rear, the signal is taken out with a long charge accumulation time (corresponding to the normal accumulation time in FIG. 6) in the first half frame, and the short charge is taken in the second half frame. A signal is extracted at the accumulation time (corresponding to the shutter accumulation time in FIG. 6), and then both signals are combined. According to this method, when the amount of light increases in the first half of the frame, the output of the signal due to the charge acquired by the image sensor is saturated, but in the second half, it is not saturated, so there is no saturation by combining these two types of signals. A signal can be obtained. Therefore, by using this method, the dynamic range of the imaging apparatus can be expanded.
しかしながら、特開平9−116815号公報に開示されている撮像装置では、2画素を加算して1画素の信号を作るために、解像度が劣化する問題点を有している。
また、特開平9−200621号公報に開示されている撮像装置では、1フレーム期間内に1画面分の画像信号を、電荷蓄積時間を変えて2回取得し、取得した2つの画像信号を合成しているので、高速化しにくい。つまり、この撮像装置では、1フレーム期間内に1画面分の画像信号しか取得することができず、1フレーム期間内にN画面分(Nは、N>1の自然数。)の画像信号を取得するといった処理を実現させることが困難である。また、この撮像装置において、1フレーム期間内に動きのある動画を処理する場合、撮像素子で電荷を蓄積させる2つの電荷蓄積時間のタイミングが異なるため、取得した2つの画像信号にはズレが生じており、この取得した2つの画像信号を合成した画像信号により形成される画像を表示装置に表示させると、表示画面上の画像(映像)にズレが生じるという問題点を有している。
However, the imaging apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-116815 has a problem that the resolution deteriorates because two pixels are added to form a signal of one pixel.
In the imaging device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-200261, an image signal for one screen is acquired twice in one frame period while changing the charge accumulation time, and the two acquired image signals are synthesized. Therefore, it is difficult to increase the speed. That is, in this imaging apparatus, only one screen image signal can be acquired within one frame period, and N screen image signals (N is a natural number of N> 1) are acquired within one frame period. It is difficult to realize such processing. In addition, in this imaging apparatus, when a moving moving image is processed within one frame period, the timings of two charge accumulation times for accumulating charges in the imaging element are different, so that the two acquired image signals are misaligned. When an image formed by combining the two acquired image signals is displayed on a display device, there is a problem that an image (video) on the display screen is displaced.
本発明は、上記問題点を解決するもので、解像度の劣化がない映像信号を出力することができ、かつ、所定期間(例えば、フレーム期間やフィールド期間)内に激しく変化するような動画に対しても、映像(画像)ブレの発生を抑制することができる撮像装置、撮像方法および集積回路を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and can output a video signal with no deterioration in resolution, and it can be applied to a moving image that changes drastically within a predetermined period (for example, a frame period or a field period). However, an object of the present invention is to provide an imaging device, an imaging method, and an integrated circuit that can suppress the occurrence of video (image) blurring.
第1の発明は、撮像部と、電荷蓄積時間設定部と、切替部と、駆動部と、L/S分離部と、飽和検出部と、補正値算出部と、乗算部と、補間部と、選択部と、L/S合成部と、を備える撮像装置である。撮像部は、1画素毎に異なる電荷蓄積時間を設定することができる複数の画素により構成される撮像素子であって、画素から構成される第1画素群と、第1画素群に含まれない画素から構成される第2画素群とを含む撮像素子を有し、被写体からの光を電気信号に変換することで映像信号を取得する。電荷蓄積時間設定部は、第1画素群および第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する。切替部は、第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える。駆動部は、切替部により単位画像取得期間ごとに切り替えられる第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間に基づいて撮像部を駆動する。L/S分離部は、撮像部から出力される映像信号を、第1電荷蓄積時間により取得された映像信号であるshort信号と、第2電荷蓄積時間により取得された映像信号であるlong信号とに分離する。飽和検出部は、long信号の信号レベルを検出する。補正値算出部は、第1電荷蓄積時間と第2電荷蓄積時間とに基づいて、short信号の信号レベルをlong信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する。乗算部は、補正値算出部により算出された補正値を、short信号に乗算することにより修正short信号を取得する。補間部は、修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する。選択部は、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、long信号を選択し、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する。L/S合成部は、選択部から出力される修正long信号と乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成する。 A first invention includes an imaging unit, a charge accumulation time setting unit, a switching unit, a drive unit, an L / S separation unit, a saturation detection unit, a correction value calculation unit, a multiplication unit, an interpolation unit, , An imaging device including a selection unit and an L / S synthesis unit. The imaging unit is an imaging device including a plurality of pixels that can set different charge accumulation times for each pixel, and is not included in the first pixel group including the pixels and the first pixel group. The image sensor includes a second pixel group including pixels, and acquires a video signal by converting light from a subject into an electrical signal. The charge accumulation time setting unit sets a first charge accumulation time and a second charge accumulation time that is longer than the first charge accumulation time as the charge accumulation times of the first pixel group and the second pixel group. The switching unit switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period. The drive unit drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time that are switched by the switching unit for each unit image acquisition period. The L / S separation unit outputs a video signal output from the imaging unit to a short signal that is a video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is a video signal acquired by the second charge accumulation time. To separate. The saturation detector detects the signal level of the long signal. The correction value calculation unit calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time. The multiplication unit obtains a corrected short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculation unit. The interpolation unit interpolates the corrected short signal to obtain an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal. The selection unit selects the long signal when the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal is equal to or lower than the predetermined value, and the selection unit determines that the signal level of the long signal exceeds the predetermined value. In such a case, an interpolated long signal is selected, and the selected signal is acquired as a modified long signal. The L / S synthesis unit generates an output video signal by sequentially switching the modified long signal output from the selection unit and the modified short signal output from the multiplication unit.
この撮像装置では、第1画素群と第2画素群とを含む撮像素子を有する撮像部から出力された映像信号から、L/S分離部によりlong信号とshort信号が取得される。また、long信号が飽和しているか否かを飽和検出部で検出し、long信号が飽和している部分については、short信号をlong信号の信号レベルに補間された補間long信号にすげ替えて修正long信号として選択部により出力され、さらに、L/S合成部により、修正long信号と乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号が生成される。そして、切替部および駆動部により、第1画素群の電荷蓄積時間と第2画素群の電荷蓄積時間とが、単位画像取得時間ごとに、第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間とに入れ替えられて、撮像部1が駆動される。
この撮像装置では、long信号の信号レベルが飽和していない部分については、電荷蓄積時間が長く、S/N比の良いlong信号を、long信号の信号レベルが飽和している部分は電荷蓄積時間の短いshort信号を用いて、出力映像信号を生成するので、解像度の劣化がない映像信号を出力することができ、かつ、所定期間(例えば、フレーム期間やフィールド期間)内に激しく変化するような動画に対しても、映像(画像)ブレの発生を抑制することができる。
In this imaging apparatus, a long signal and a short signal are acquired by an L / S separation unit from a video signal output from an imaging unit having an imaging element including a first pixel group and a second pixel group. Further, the saturation detection unit detects whether or not the long signal is saturated. For the portion where the long signal is saturated, the short signal is replaced with an interpolated long signal interpolated to the signal level of the long signal, and the corrected long The output video signal is generated by sequentially switching the modified long signal and the modified short signal output from the multiplying unit by the L / S synthesis unit. Then, the charge storage time of the first pixel group and the charge storage time of the second pixel group are replaced with the first charge storage time and the second charge storage time for each unit image acquisition time by the switching unit and the drive unit. Thus, the
In this imaging apparatus, a long signal with a long S / N ratio is obtained for a portion where the signal level of the long signal is not saturated, and a charge accumulation time for a portion where the signal level of the long signal is saturated. Since the output video signal is generated by using the short short signal, it is possible to output the video signal without any degradation in resolution and to change drastically within a predetermined period (for example, a frame period or a field period). The occurrence of video (image) blurring can also be suppressed for moving images.
さらに、この撮像装置では、撮像部の画素での映像信号取得処理を単位画像取得時間ごとに交代させるので、映像信号を表示装置に表示させたときに発生する固定パターン(撮像部の画素で取得する映像信号の誤差に起因する固定パターンノイズ)を除去することができる。
なお、ここで、「単位画像取得時間」とは、映像信号を表示装置に表示させる場合に1枚の画像を形成させるための時間をいい、例えば、NTSC方式のテレビジョン信号における1フレーム期間(インタレース方式の場合、1/30[s])や1フィールド期間(インタレース方式の場合、1/60[s])がこれに該当する。
Furthermore, in this imaging device, the video signal acquisition process at the pixels of the imaging unit is alternated every unit image acquisition time, so that a fixed pattern (acquired at the pixels of the imaging unit) that occurs when the video signal is displayed on the display device. (Fixed pattern noise caused by an error in the video signal) can be removed.
Here, “unit image acquisition time” refers to a time for forming one image when a video signal is displayed on a display device. For example, one frame period in an NTSC television signal ( This corresponds to 1/30 [s] in the case of the interlace method and 1 field period (1/60 [s] in the case of the interlace method).
第2の発明は、第1の発明であって、単位画像取得期間は、1フレーム期間である。
ここで、「1フレーム期間」とは、所定の形式の映像信号を表示画面に表示させる場合に1枚の画像を形成させるための時間をいい、例えば、インターレース方式のNTSC方式のテレビジョン信号の場合、1/30[s]であり、ノン・インターレース方式(プログレス方式)のNTSC方式のテレビジョン信号の場合、1/60[s]であり、高解像度映像信号(HDTV等の映像信号))の場合であって、1080p30形式のHDTV信号のときは、1/30[s]であり、720p60形式のHDTV信号のときは、1/60[s]である。
第3の発明は、第1または第2の発明であって、撮像素子は、複数行かつ複数列の画素から構成され、第1画素群は、奇数列の画素から構成され、第2画素群は、偶数列の画素から構成される。
これにより、奇数列の画素を第1画素群とし、偶数列の画素を第2画素群とすることができるので、簡易に、切替部および駆動部を構成することができる。
第4の発明は、撮像素子は、複数行かつ複数列の画素から構成され、第1画素群は、偶数列の画素から構成され、第2画素群は、奇数列の画素から構成される。
これにより、偶数列の画素を第1画素群とし、奇数列の画素を第2画素群とすることができるので、簡易に、切替部および駆動部を構成することができる。
The second invention is the first invention, wherein the unit image acquisition period is one frame period.
Here, “one frame period” refers to a time for forming one image when displaying a video signal of a predetermined format on a display screen. For example, an interlace NTSC television signal is used. 1/30 [s], and in the case of a non-interlace (progress) NTSC television signal, 1/60 [s] and a high-resolution video signal (video signal such as HDTV)) In the case of HDTV signal in 1080p30 format, 1/30 [s], and in the case of 720p60 format HDTV signal, 1/60 [s].
3rd invention is 1st or 2nd invention, Comprising: An image pick-up element is comprised from the pixel of several rows and several columns, a 1st pixel group is comprised from the pixel of odd-numbered columns, and 2nd pixel group Is composed of pixels in even columns.
Thereby, the pixels in the odd columns can be used as the first pixel group, and the pixels in the even columns can be used as the second pixel group, so that the switching unit and the drive unit can be configured easily.
According to a fourth aspect of the present invention, the image sensor is composed of pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is composed of pixels in even columns, and the second pixel group is composed of pixels in odd columns.
Accordingly, even-numbered columns of pixels can be used as the first pixel group, and odd-numbered columns of pixels can be used as the second pixel group, so that the switching unit and the driving unit can be configured easily.
第5の発明は、撮像素子は、複数行かつ複数列の画素から構成され、第1画素群は、奇数行の画素から構成され、第2画素群は、偶数行の画素から構成される。
これにより、奇数行の画素を第1画素群とし、偶数行の画素を第2画素群とすることができるので、簡易に、切替部および駆動部を構成することができる。
第6の発明は、撮像素子は、複数行かつ複数列の画素から構成され、第1画素群は、偶数行の画素から構成され、第2画素群は、奇数行の画素から構成される。
これにより、偶数行の画素を第1画素群とし、奇数行の画素を第2画素群とすることができるので、簡易に、切替部および駆動部を構成することができる。
第7の発明は、撮像素子は、CMOS型イメージセンサーである。
これにより、撮像部の撮像素子としてCMOS型イメージセンサーを用いることで撮像装置を実現することできる。
According to a fifth aspect of the invention, the image sensor is composed of pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is composed of pixels in odd rows, and the second pixel group is composed of pixels in even rows.
Thereby, the pixels in the odd rows can be used as the first pixel group, and the pixels in the even rows can be used as the second pixel group, so that the switching unit and the driving unit can be configured easily.
According to a sixth aspect of the invention, the image sensor is composed of pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is composed of pixels in even rows, and the second pixel group is composed of pixels in odd rows.
Accordingly, even-numbered rows of pixels can be used as the first pixel group, and odd-numbered rows of pixels can be used as the second pixel group, so that the switching unit and the drive unit can be configured easily.
In the seventh invention, the image pickup device is a CMOS image sensor.
Thereby, an imaging apparatus is realizable by using a CMOS type image sensor as an image pick-up element of an image pick-up part.
第8の発明は、1画素毎に異なる電荷蓄積時間を設定することができる複数の画素により構成される撮像素子であって、画素から構成される第1画素群と、第1画素群に含まれない画素から構成される第2画素群とを含む撮像素子を有し、被写体からの光を電気信号に変換することで映像信号を取得する撮像部を備える撮像装置に用いられる撮像方法であって、電荷蓄積時間設定ステップと、切替ステップと、駆動ステップと、L/S分離ステップと、飽和検出ステップと、補正値算出ステップと、乗算ステップと、補間ステップと、選択ステップと、L/S合成ステップと、を備える撮像方法である。電荷蓄積時間設定ステップでは、第1画素群および第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する。切替ステップでは、第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える。駆動ステップでは、切替ステップにより単位画像取得期間ごとに切り替えられる第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間に基づいて撮像部を駆動する。L/S分離ステップでは、撮像ステップにより出力される映像信号を、第1電荷蓄積時間により取得された映像信号であるshort信号と、第2電荷蓄積時間により取得された映像信号であるlong信号とに分離する。飽和検出ステップでは、long信号の信号レベルを検出する。補正値算出ステップでは、第1電荷蓄積時間と第2電荷蓄積時間とに基づいて、short信号の信号レベルをlong信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する。乗算ステップでは、補正値算出ステップにより算出された補正値を、short信号に乗算することにより修正short信号を取得する。補間ステップでは、修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する。選択ステップでは、飽和検出ステップにより、long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、long信号を選択し、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する。L/S合成ステップでは、選択ステップから出力される修正long信号と乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成する。
これにより、第1の発明と同様の効果を奏する撮像方法を実現することができる。
An eighth invention is an imaging device including a plurality of pixels that can set different charge accumulation times for each pixel, and is included in the first pixel group including the pixels and the first pixel group. This is an imaging method used in an imaging apparatus having an imaging device including a second pixel group composed of pixels that are not capable of acquiring a video signal by converting light from a subject into an electrical signal. A charge accumulation time setting step, a switching step, a driving step, an L / S separation step, a saturation detection step, a correction value calculation step, a multiplication step, an interpolation step, a selection step, and an L / S. And a synthesis step. In the charge accumulation time setting step, the first charge accumulation time and the second charge accumulation time that is longer than the first charge accumulation time are set as the charge accumulation times of the first pixel group and the second pixel group. In the switching step, the first charge accumulation time and the second charge accumulation time are switched for each unit image acquisition period. In the driving step, the imaging unit is driven based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time switched for each unit image acquisition period in the switching step. In the L / S separation step, the video signal output in the imaging step is divided into a short signal that is a video signal acquired by the first charge accumulation time, and a long signal that is a video signal acquired by the second charge accumulation time. To separate. In the saturation detection step, the signal level of the long signal is detected. In the correction value calculation step, a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal is calculated based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time. In the multiplication step, the corrected short signal is obtained by multiplying the short signal by the correction value calculated in the correction value calculating step. In the interpolation step, the corrected short signal is interpolated to obtain an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal. In the selection step, when it is determined by the saturation detection step that the signal level of the long signal is equal to or lower than the predetermined value, the long signal is selected, and the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal exceeds the predetermined value. In such a case, an interpolated long signal is selected, and the selected signal is acquired as a modified long signal. In the L / S synthesis step, an output video signal is generated by sequentially switching between the modified long signal output from the selection step and the modified short signal output from the multiplier.
Thereby, it is possible to realize an imaging method having the same effect as that of the first invention.
第9の発明は、1画素毎に異なる電荷蓄積時間を設定することができる複数の画素により構成される撮像素子であって、画素から構成される第1画素群と、第1画素群に含まれない画素から構成される第2画素群とを含む撮像素子を有し、被写体からの光を電気信号に変換することで映像信号を取得する撮像部とともに用いられる集積回路であって、電荷蓄積時間設定部と、切替部と、駆動部と、L/S分離部と、飽和検出部と、補正値算出部と、乗算部と、補間部と、選択部と、L/S合成部と、を備える集積回路である。電荷蓄積時間設定部は、第1画素群および第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する。切替部は、第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える。駆動部は、切替部により単位画像取得期間ごとに切り替えられる第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間に基づいて撮像部を駆動する。L/S分離部は、撮像部から出力される映像信号を、第1電荷蓄積時間により取得された映像信号であるshort信号と、第2電荷蓄積時間により取得された映像信号であるlong信号とに分離する。飽和検出部は、long信号の信号レベルを検出する。補正値算出部は、第1電荷蓄積時間と第2電荷蓄積時間とに基づいて、short信号の信号レベルをlong信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する。乗算部は、補正値算出部により算出された補正値を、short信号に乗算することにより修正short信号を取得する。補間部7は、修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する。選択部は、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、long信号を選択し、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する。L/S合成部は、選択部から出力される修正long信号と乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成する。
この集積回路を、撮像部とともに用いることで、第1の発明と同様の効果を奏する集積回路を実現することができる。
A ninth invention is an imaging device including a plurality of pixels capable of setting different charge accumulation times for each pixel, and is included in the first pixel group including the pixels and the first pixel group. An integrated circuit used together with an image pickup unit having an image pickup device including a second pixel group composed of non-pixels and acquiring a video signal by converting light from a subject into an electric signal, A time setting unit, a switching unit, a drive unit, an L / S separation unit, a saturation detection unit, a correction value calculation unit, a multiplication unit, an interpolation unit, a selection unit, an L / S synthesis unit, Is an integrated circuit. The charge accumulation time setting unit sets a first charge accumulation time and a second charge accumulation time that is longer than the first charge accumulation time as the charge accumulation times of the first pixel group and the second pixel group. The switching unit switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period. The drive unit drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time that are switched by the switching unit for each unit image acquisition period. The L / S separation unit outputs a video signal output from the imaging unit to a short signal that is a video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is a video signal acquired by the second charge accumulation time. To separate. The saturation detector detects the signal level of the long signal. The correction value calculation unit calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time. The multiplication unit obtains a corrected short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculation unit. The
By using this integrated circuit together with the imaging unit, an integrated circuit that exhibits the same effect as that of the first invention can be realized.
第10の発明は、撮像部と、電荷蓄積時間設定部と、切替部と、駆動部と、L/S分離部と、飽和検出部と、補正値算出部と、乗算部と、補間部と、選択部と、L/S合成部と、を備える集積回路である。撮像部は、1画素毎に異なる電荷蓄積時間を設定することができる複数の画素により構成される撮像素子であって、画素から構成される第1画素群と、第1画素群に含まれない画素から構成される第2画素群とを含む撮像素子を有し、被写体からの光を電気信号に変換することで映像信号を取得する。電荷蓄積時間設定部は、第1画素群および第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する。切替部は、第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える。駆動部は、切替部により単位画像取得期間ごとに切り替えられる第1電荷蓄積時間および第2電荷蓄積時間に基づいて撮像部を駆動する。L/S分離部は、撮像部から出力される映像信号を、第1電荷蓄積時間により取得された映像信号であるshort信号と、第2電荷蓄積時間により取得された映像信号であるlong信号とに分離する。飽和検出部は、前記long信号の信号レベルを検出する。補正値算出部は、第1電荷蓄積時間と第2電荷蓄積時間とに基づいて、short信号の信号レベルをlong信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する。乗算部は、補正値算出部により算出された補正値を、short信号に乗算することにより修正short信号を取得する。補間部は、修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する。選択部は、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、long信号を選択し、飽和検出部により、long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する。L/S合成部は、選択部から出力される修正long信号と乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を 生成する。
これにより、第1の発明と同様の効果を奏する集積回路を実現することができる。
A tenth aspect of the invention includes an imaging unit, a charge accumulation time setting unit, a switching unit, a drive unit, an L / S separation unit, a saturation detection unit, a correction value calculation unit, a multiplication unit, an interpolation unit, , An integrated circuit including a selection unit and an L / S synthesis unit. The imaging unit is an imaging device including a plurality of pixels that can set different charge accumulation times for each pixel, and is not included in the first pixel group including the pixels and the first pixel group. The image sensor includes a second pixel group including pixels, and acquires a video signal by converting light from a subject into an electrical signal. The charge accumulation time setting unit sets a first charge accumulation time and a second charge accumulation time that is longer than the first charge accumulation time as the charge accumulation times of the first pixel group and the second pixel group. The switching unit switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period. The drive unit drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time that are switched by the switching unit for each unit image acquisition period. The L / S separation unit outputs a video signal output from the imaging unit to a short signal that is a video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is a video signal acquired by the second charge accumulation time. To separate. The saturation detection unit detects a signal level of the long signal. The correction value calculation unit calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time. The multiplication unit obtains a corrected short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculation unit. The interpolation unit interpolates the corrected short signal to obtain an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal. The selection unit selects the long signal when the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal is equal to or lower than the predetermined value, and the selection unit determines that the signal level of the long signal exceeds the predetermined value. In such a case, an interpolated long signal is selected, and the selected signal is acquired as a modified long signal. The L / S synthesis unit generates an output video signal by sequentially switching the modified long signal output from the selection unit and the modified short signal output from the multiplication unit.
Thus, an integrated circuit that exhibits the same effect as that of the first invention can be realized.
本発明によれば、解像度の劣化のない映像信号を出力することができ、かつ、所定期間(例えば、フレーム期間やフィールド期間)内に激しく変化するような動画に対しても、映像(画像)ブレの発生を抑制することができる撮像装置、撮像方法および集積回路を実現することができる。
さらに、本発明では、撮像部の画素での映像信号取得処理をフレーム毎に交代させるので、映像信号を表示装置に表示させたときに発生する固定パターン(撮像部の画素で取得する映像信号の誤差に起因する固定パターンノイズ)を除去することができる。
According to the present invention, a video (image) can be output even for a moving image that can output a video signal with no degradation in resolution and changes drastically within a predetermined period (for example, a frame period or a field period). An imaging device, an imaging method, and an integrated circuit that can suppress the occurrence of blurring can be realized.
Furthermore, in the present invention, since the video signal acquisition process at the pixels of the imaging unit is alternated for each frame, a fixed pattern (a video signal acquired at the pixels of the imaging unit) that is generated when the video signal is displayed on the display device. (Fixed pattern noise caused by error) can be removed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[第1実施形態]
<1:撮像装置の構成>
図1に、本発明の第1実施形態に係る撮像装置100の構成図を示す。
撮像装置100は、撮像部1と、撮像部1を駆動するための駆動部2と、駆動部2の撮像部1の駆動に関する設定値をフレーム毎に変更する切替部12と、電荷蓄積時間の長短によって撮像部1で取得した映像信号を分離するL/S分離部3と、電荷蓄積時間の長い画素から得られるlong信号のレベルが所定のレベルを超えるか否かを検出する飽和検出部4と、電荷蓄積時間によって変動する画素出力レベルを補正する補正値算出部5と、short信号を補正して電荷蓄積時間による信号の低下を補正して修正short信号を得るための乗算部6と、修正short信号を用いて、修正short信号の中間点すなわちlong信号と同タイミングの補間long信号を得るための補間部7と、を備える。さらに、撮像装置100は、飽和検出部4での検出結果に基づきlong信号と補間long信号とのいずれかを選択する選択部8と、修正long信号と修正short信号を順次切り替えて映像信号を得るL/S合成部9と、映像信号をガンマ補正、DTL(ディテール)付加等のカメラ用信号処理を行うプロセス部10と、カメラの同期信号や撮像部1の駆動タイミングを決定させる駆動パルス信号、フレーム毎の撮像部1の駆動に関する設定値等を発生させるタイミングジェネレータ部11と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
<1: Configuration of imaging device>
FIG. 1 shows a configuration diagram of an
The
撮像部1は、被写体からの光を光電変換により電気信号として取得し、取得した電気信号をL/S分離部に出力する。
図2に、本発明の撮像装置の撮像部1(CMOS型イメージセンサーの場合)、駆動部2および切替部12の構成図を示す。図2において、撮像部1は、水平に6画素、垂直に4画素からなり、各画素13は、フォトダイオードを有している。なお、画素数は説明の便宜のためのものであり、この画素数に限定されないことは言うまでもない。
撮像部1は、図2に示すように、縦横に配列された複数個の画素13と、スイッチトランジスタ17と、出力アンプ18と、を備える。画素13は、入射光量に比例した電荷を蓄積し、その蓄積電荷量に応じた電気信号を出力する素子である。撮像部1としては、CMOS型イメージセンサーを用いることが好ましい。
The
FIG. 2 shows a configuration diagram of the imaging unit 1 (in the case of a CMOS image sensor), the driving
As shown in FIG. 2, the
駆動部2は、タイミングジェネレータ部11から出力され、切替部12を介して、駆動部2に入力される制御信号(カメラの同期信号や撮像部1の駆動タイミングを決定させる駆動パルス信号等)に基づいて、撮像部1を駆動する。駆動部2は、図2に示すように、第1垂直レジスタ・シャッター14と、第2垂直レジスタ・シャッター15と、水平レジスタ16と、を備える。第1垂直レジスタ・シャッター14は、奇数列の画素13と接続されており、水平ラインアドレスを選択し、選択された水平方向アドレスにある画素13を指定された時間だけ動作させ、電荷を蓄積させる(いわゆる電子シャッター機能を実現させる)。第2垂直レジスタ・シャッター15は、偶数列の画素13と接続されており、水平ラインアドレスを選択し、選択された水平方向アドレスにある画素13を指定された時間だけ動作させ、電荷を蓄積させる(いわゆる電子シャッター機能を実現させる)。第1垂直レジスタ・シャッター14および第2垂直レジスタ・シャッター15として、例えば、シフトレジスタ回路を用いることができる。水平レジスタ16は、画素13が形成する列数分だけ設置されるスイッチトランジスタ17と図2に示すように接続されており、垂直ラインアドレスを選択する(水平走査を行う)。水平レジスタ16は、垂直ラインアドレスに対応するスイッチトランジスタ17をON状態とすることで、垂直ラインアドレスを選択する。出力アンプ18は、図2のように、スイッチトランジスタ17と接続されている。出力アンプ18に、第1垂直レジスタ・シャッター14、第2垂直レジスタ・シャッター15および水平レジスタ16により選択されたアドレスの画素13に蓄積された電荷量に対応する電気信号が入力されると、出力アンプ18は、その入力信号を増幅し、出力端子19を介してL/S分離部3へ出力する。
The driving
このように構成された撮像部1と駆動部2により、各画素13の電荷蓄積時間を、個別に制御することができるので、1画面分の画像信号を取得するときの電荷量蓄積時間を容易に調整することができる。例えば、奇数列に配置されている画素13の電荷蓄積時間を短くし、偶数列に配置されている画素13の電荷蓄積時間を長くすることが容易に可能となる。
以下、初期状態として、所定の位置に配置されている画素13(以下、これらの画素を「第1画素群」という。)の電荷蓄積時間を短くし(以下、この電荷蓄積時間を「短電荷蓄積時間」という。)、第1画素群以外の画素13(以下、これらの画素を「第2画素群」という。)の電荷蓄積時間を長くした(以下、この電荷蓄積時間を「長電荷蓄積時間」という。)場合について説明する。例えば、図2に示す構成の場合、奇数列に配置されている画素が第1画素群に属する画素であり、偶数列に配置されている画素が第2画素群に属する画素である。
Since the
Hereinafter, as an initial state, the charge accumulation time of the pixel 13 (hereinafter referred to as “first pixel group”) arranged at a predetermined position is shortened (hereinafter, this charge accumulation time is referred to as “short charge”). The charge accumulation time of the
切替部12は、第1画素群に属する画素13の電荷蓄積時間が短電荷蓄積時間に、第2画素群に属する画素13の電荷蓄積時間が長電荷蓄積時間になるように、第1垂直レジスタ・シャッター14、第2垂直レジスタ・シャッター15、および水平レジスタ16の設定値をセットする。そして、切替部12は、初期状態のフレーム(現フレーム)の映像信号が撮像部1から出力され、次のフレームの映像信号が撮像部1により取得開始される時点(以下、「次フレーム取得開始時点」という。)で、各画素13の電荷蓄積時間を変更する。つまり、切替部12は、次フレーム取得開始時点で、1つ前のフレームにおいて電荷蓄積時間が短電荷蓄積時間に設定されていた第1画素群に属する画素13の電荷蓄積時間を長電荷蓄積時間に変更し、かつ、1つ前のフレームにおいて電荷蓄積時間が長電荷蓄積時間に設定されていた第2画素群に属する画素13の電荷蓄積時間を短電荷蓄積時間に変更する。例えば、図2に示す構成の場合、偶数列に配置されている画素が第1画素群に属する画素であり、奇数列に配置されている画素が第2画素群に属する画素である。
The switching
L/S分離部3は、画素13の電荷蓄積時間の長短によって、撮像部1から出力される信号を分離する。画素13の電荷蓄積時間が長い場合の撮像部1からの出力信号をlong信号とし、画素13の電荷蓄積時間が長い場合の撮像部1からの出力信号をshort信号とすると、L/S分離部3は、long信号を飽和検出部4および選択部8に出力し、short信号を乗算部6に出力する。また、L/S分離部3には、タイミングジェネレータ部11から制御信号を入力することができ、L/S分離部3は、タイミングジェネレータ部11から制御信号に基づき、long信号およびshort信号を出力する。
飽和検出部4は、L/S分離部3から出力されるlong信号を入力とし、電荷蓄積時間の長い画素13から得られるlong信号のレベルが所定のレベルを超えるか否かを検出し、検出結果を選択部8に出力する。
The L /
The
補正値算出部5は、電荷蓄積時間によって変動する画素出力レベル(各画素13から出力される電気信号の出力レベル)を補正するための補正値を算出する。なお、補正値は、long信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間と、short信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間とを基に算出する。補正値算出部5は、long信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間と、short信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間とに関する情報をタイミングジェネレータ部11から取得し、その情報に基づいて、補正値を算出し、算出した補正値を乗算部6に出力する。
乗算部6は、補正値算出部5から出力された補正値と、L/S分離部3から出力されたshort信号とを乗算し、乗算して得られた信号を、修正short信号として、補間部7およびL/S合成部9に出力する。
The correction
The
補間部7は、乗算部6から出力された修正short信号を用いて、修正short信号の中間点すなわちlong信号と同タイミングの補間long信号を生成し、生成した補間long信号を選択部8に出力する。補間部7は、例えば、前後2つの修正short信号に対して平均処理(相加平均、相乗平均等の処理やLPF処理)を行い、補間long信号を生成する。
選択部8は、飽和検出部4での検出結果、L/S分離部3から出力されたlong信号、および補間部7から出力された補間long信号を入力とし、飽和検出部4により、long信号が所定レベル以下であると判断された場合、long信号を修正long信号として、L/S合成部9に出力し、飽和検出部4により、long信号が所定レベルを超えると判断された場合、補間long信号を修正long信号としてL/S合成部9に出力する。
The
The
L/S合成部9は、選択部8から出力される修正long信号と、乗算部6から出力される修正short信号と、タイミングジェネレータ部からの制御信号と、を入力とし、タイミングジェネレータ部からの制御信号に基づき、修正long信号と修正short信号とを順次切り替えて映像信号としてプロセス部10に出力する。
プロセス部10は、L/S合成部9から出力される映像信号に、ガンマ補正、DTL(ディテール)付加等のカメラ用信号処理を行う。
タイミングジェネレータ部11は、カメラの同期信号や撮像部1の駆動タイミングを決定させる駆動パルス信号等を発生させ、切替部12に出力する。また、タイミングジェネレータ部11は、フレームについての情報(撮像部1で取得している映像信号のフレームについての情報)を切替部12に出力する。また、タイミングジェネレータ部11は、出力信号のタイミングを調整するための制御信号を、L/S分離部3およびL/S合成部9に出力する。さらに、タイミングジェネレータ部11は、long信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間と、short信号を生成するための画素13の電荷蓄積時間とに関する情報を補正値算出部5に出力する。なお、電荷蓄積時間設定部の機能は、タイミングジェネレータ部11により実現される。
The L /
The
The
切替部12は、タイミングジェネレータ部11から入力されるカメラの同期信号や撮像部1の駆動タイミングを決定させる駆動パルス信号等を撮像部1に出力する。また、切替部12は、タイミングジェネレータ部11から入力されるフレームについての情報に基づいて、第1画素群に属する画素13の電荷蓄積時間と第2画素群に属する画素13の電荷蓄積時間とが、フレーム毎に、交互に、短電荷蓄積時間と長電荷蓄積時間となるように、駆動パルス信号等を駆動部2に出力する。
<2:撮像装置の動作>
以上のように構成された撮像装置100の動作について、図1から図3を用いて説明する。
図3は、図1に示した撮像装置100の各点(a点〜g点)における信号波形を示したタイミングチャート図である。図3の縦軸は信号レベル、横軸は時間である。
The switching
<2: Operation of Imaging Device>
The operation of the
FIG. 3 is a timing chart showing signal waveforms at points (points a to g) of the
(2.1:奇数フレームでの処理)
まず、初期状態(これを、「1番目のフレーム取得時」という。)において、図2の撮像部1(CMOS型イメージセンサー)において、奇数列の画素についての電荷蓄積時間が長くなるように設定し、偶数列の画素についての電荷蓄積時間が短くなるように設定する。つまり、奇数列の画素を第2画素群に属する画素に設定し、偶数列の画素を第1画素群に属する画素に設定する。この設定は、第1垂直レジスタ・シャッター14および第2垂直レジスタ・シャッター15の設定により行われる。撮像部1において、第1垂直レジスタ・シャッター14、および第2垂直レジスタ・シャッター15により、画素ごとに異なる駆動が容易に行えるので、シャッター速度も画素ごとに設定できる。なお、このような画素ごとの制御は、撮像素子にCCDを用いた場合は困難である。
(2.1: Processing with odd frames)
First, in the initial state (this is referred to as “when the first frame is acquired”), in the imaging unit 1 (CMOS type image sensor) of FIG. Then, the charge accumulation time for the pixels in the even columns is set to be short. That is, odd-numbered columns of pixels are set as pixels belonging to the second pixel group, and even-numbered columns of pixels are set as pixels belonging to the first pixel group. This setting is performed by setting the first vertical register /
奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号は、水平レジスタ16により、水平方向に並んだスイッチトランジスタ17がON状態とされることで、出力アンプ18を介して出力端子19へ出力される。この撮像部1(CMOS型イメージセンサー)の出力信号の一例を、図3(a)に示す。
図3において、最上段に記載している番号が奇数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の長いlong信号を示し、偶数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の短いshort信号を示す。撮像部1からの出力信号は、L/S分離部3により、long信号とshort信号とに分離される。図3(b)にL/S分離部3で分離されたlong信号を、図3(c)にL/S分離部3で分離されたshort信号を示す。
The
In FIG. 3, the signal of the portion with the odd number shown in the uppermost row indicates a long signal with a long charge accumulation time, and the signal with the even number indicates a short signal with a short charge accumulation time. . An output signal from the
L/S分離部3から出力されたshort信号は、乗算部6で、補正値算出部5により算出された補正係数(=(長い方の電荷蓄積時間)/(短い方の電荷蓄積時間))を乗算されることにより、修正short信号に変換される。図3(d)に修正short信号を示す。
次に、修正short信号は、補間部7で補間され、L/S分離部3から出力されるlong信号と同タイミングの信号に変換される。この変換された信号が補間long信号である。図3(e)にこの補間long信号を示す。なお、ここで、補間部7は、例えば、前後2つの修正short信号を平均した信号を生成し、その生成した信号のタイミングをlong信号と一致させることで、補間long信号を生成する。具体的には、図3の(2)の部分の修正short信号と(4)の部分の修正short信号とを加算平均した信号を生成し、その信号のタイミングを、(3)の部分のlong信号と一致させることで、補間long信号を作成する。なお、これ以外にも修正short信号を単にディレーさせて、long信号とタイミングを一致させることで生成した信号を、補間long信号としてもよい。
The short signal output from the L /
Next, the corrected short signal is interpolated by the
選択部8により、L/S分離部3から出力されるlong信号および補間部7から出力される補間long信号が、飽和検出部4の検出結果に基づいて選択されることで、修正long信号が生成される。これについて、図3を用いて説明する。図3において、図3に点線で示した信号レベルを所定値として説明する。long信号が所定値を超えていない(1)、(3)、(5)、(7)、および(13)の部分においては、選択部8によりlong信号が選択され、long信号が修正long信号として出力される。long信号が所定値を越える(9)および(11)の部分においては、選択部8により補間long信号が選択され、補間long信号が修正long信号として出力される。図3(f)に、この修正long信号を示す。
最後に、L/S合成部9により、修正short信号と修正long信号とを順次取り出すことで合成された信号が、映像信号として、L/S合成部9から出力される。図3(g)に、この映像信号を示す。図3(g)から分かるように、撮像部1からの出力信号では、信号レベルが飽和していた(9)および(11)の部分の信号も飽和することなく再現されており、広いダイナミックレンジが実現されている。
The
Finally, a signal synthesized by sequentially taking out the corrected short signal and the corrected long signal by the L /
以上の処理は、1フレーム分の映像信号が取得されるまで行われる。なお、以上の処理は、奇数フレームの映像信号を出力されるときの処理であり、各奇数フレームにおいて同様の処理がなされる。
この1フレーム分の映像信号(奇数フレームの映像信号)が取得された後、次の1フレーム分の映像信号(偶数フレームの映像信号)の取得を開始する。
(2.2:偶数フレームでの処理)
偶数フレームでの撮像装置100の動作を以下、説明する。
図2の撮像部1において、1番目のフレーム取得時(奇数フレーム取得時)とは逆に、偶数列の画素についての電荷蓄積時間が長くなるように設定し、奇数列の画素についての電荷蓄積時間が短くなるように設定する。つまり、偶数列の画素を第2画素群に属する画素に設定し、奇数列の画素を第1画素群に属する画素に設定する。この設定は、第1垂直レジスタ・シャッター14および第2垂直レジスタ・シャッター15の設定により行われる。
The above processing is performed until a video signal for one frame is acquired. The above processing is processing when an odd frame video signal is output, and the same processing is performed in each odd frame.
After the video signal for one frame (video signal for odd frames) is acquired, acquisition of the video signal for the next frame (video signals for even frames) is started.
(2.2: Processing with even frames)
The operation of the
In the
偶数列の画素から取得された電荷蓄積時間の長い信号および奇数列の画素から取得された電荷蓄積時間の短い信号は、水平レジスタ16により、水平方向に並んだスイッチトランジスタ17がON状態とされることで、出力アンプ18を介して出力端子19へ出力される。この撮像部1(CMOS型イメージセンサー)の出力信号の一例を、図3(a’)に示す。図3(a’)の信号波形は、奇数フレームの場合の信号波形である図3(a)に対応するものである。つまり、同一画素における奇数フレームでの信号波形が図3(a)であり、偶数フレームでの信号波形が図3(a’)である。図3(b)〜(g)および(a’)〜(g’)も同様である。つまり、同一画素における奇数フレームの信号波形が、それぞれ、図3(b)〜(g)であり、偶数フレームの信号波形が、それぞれ、図3(b’)〜(g’)である。
The
図3(a’)〜(g’)において、図3の最上段に記載している番号が偶数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の長いlong信号を示し、奇数番号である部分の信号は、電荷蓄積時間の短いshort信号を示す。撮像部1からの出力信号は、L/S分離部3により、long信号とshort信号とに分離される。図3(b’)にL/S分離部3で分離されたlong信号を、図3(c’)にL/S分離部3で分離されたshort信号を示す。
L/S分離部3から出力されたshort信号は、乗算部6で、補正値算出部5により算出された補正係数(=(長い方の電荷蓄積時間)/(短い方の電荷蓄積時間))を乗算されることにより、修正short信号に変換される。図3(d’)に修正short信号を示す。
3 (a ′) to (g ′), the signal of the portion where the number shown in the uppermost part of FIG. 3 is an even number indicates a long signal having a long charge accumulation time. The signal indicates a short signal having a short charge accumulation time. An output signal from the
The short signal output from the L /
次に、修正short信号は、補間部7で補間され、L/S分離部3から出力されるlong信号と同タイミングの信号に変換される。この変換された信号が補間long信号である。図3(e’)にこの補間long信号を示す。なお、ここで、補間部7は、例えば、前後2つの修正short信号を平均した信号を生成し、その生成した信号のタイミングをlong信号と一致させることで、補間short信号を生成する。具体的には、図3の(3)の部分の修正short信号と(5)の部分の修正short信号とを加算平均した信号を生成し、その信号のタイミングを、(4)の部分のlong信号と一致させることで、補間short信号を作成する。なお、これ以外にも修正short信号を単にディレーさせて、long信号とタイミングを一致させることで生成した信号を、補間short信号としてもよい。
Next, the corrected short signal is interpolated by the
選択部8により、L/S分離部3から出力されるlong信号および補間long信号が、飽和検出部4の検出結果に基づいて選択されることで、修正long信号が生成される。これについて、図3を用いて説明する。図3において、図3に点線で示した信号レベルを所定値として説明する。long信号が所定値を超えていない(2)、(4)、(6)、および(12)の部分においては、選択部8によりlong信号が選択され、long信号が修正long信号として出力される。long信号が所定値を越える(8)および(10)の部分においては、選択部8により補間long信号が選択され、補間long信号が修正long信号として出力される。図3(f’)に、この修正long信号を示す。
最後に、L/S合成部9により、修正short信号と修正long信号とを順次取り出すことで合成された信号が、映像信号として、L/S合成部9から出力される。図3(g)に、この映像信号を示す。図3(g)から分かるように、撮像部1からの出力信号では、信号レベルが飽和していた(9)および(11)の部分の信号も飽和することなく再現されており、広いダイナミックレンジが実現されている。
The
Finally, a signal synthesized by sequentially taking out the corrected short signal and the corrected long signal by the L /
以上の処理は、1フレーム分の映像信号が取得されるまで行われる。そして、この偶数フレームでの処理が終了すると、奇数フレームの処理が実行され、以降、これらの処理が繰り返される。
以上の処理は、1フレーム分の映像信号が取得されるまで行われる。なお、以上の処理は、奇数フレームの映像信号を出力されるときの処理であり、各奇数フレームにおいて同様の処理がなされる。
この1フレーム分の映像信号(奇数フレームの映像信号)が取得された後、次の1フレーム分の映像信号(偶数フレームの映像信号)の取得を開始する。
撮像部1の同一画素において、電荷蓄積時間の長短を固定させると、短い電荷蓄積時間を設定した画素で取得される映像信号に誤差が発生し、この映像信号を表示装置に表示させた場合、表示画像(映像)に固定パターンが発生し、目障りな表示画像(映像)となる。本発明の撮像装置100では、撮像部1の同一画素において、奇数フレームでの処理と偶数フレームでの処理とで、電荷蓄積時間の長短を交互に入れ替えるため、撮像装置100により取得された映像信号を表示装置に表示させた場合、電荷蓄積時間の長短により生ずる誤差がフレーム毎に入れ替わるため、この映像信号により表示装置に表示される映像に固定パターンが発生しない。これは、映像を見るときの人間の残像効果により、撮像装置100から取得される映像信号に含まれるフレーム毎の誤差が打ち消されるためである。
The above processing is performed until a video signal for one frame is acquired. Then, when the processing in the even frame is completed, the processing of the odd frame is executed, and thereafter, these processing is repeated.
The above processing is performed until a video signal for one frame is acquired. The above processing is processing when an odd frame video signal is output, and the same processing is performed in each odd frame.
After the video signal for one frame (video signal for odd frames) is acquired, acquisition of the video signal for the next frame (video signals for even frames) is started.
If the length of the charge accumulation time is fixed in the same pixel of the
以上により、本発明の撮像装置100により、解像度の劣化のない映像信号を出力することができ、かつ、所定期間(例えば、フレーム期間やフィールド期間)内に激しく変化するような動画に対しても、映像(画像)ブレの発生を抑制することができる。さらに、撮像部1の画素での映像信号取得処理をフレーム毎に交代させるので、映像信号を表示装置に表示させたときに発生する固定パターン(撮像部1の画素で取得する映像信号の誤差に起因する固定パターンノイズ)を除去することができる。
なお、以上の説明では、long信号とshort信号との処理チャンネルを分離する構成の撮像装置100について説明したが、デジタル処理により、long信号とshort信号を時系列で処理(時分割処理)して、処理チャンネルを分離しない構成としてもよい。
As described above, the
In the above description, the
また、撮像部1において、電荷蓄積時間の長短の画素を水平方向に交代に並べた構成のものについて説明したが、電荷蓄積時間の長短の画素を垂直方向に交代に並べる構成にしても同様な効果が得られることは明白である。
3板カメラ装置のように、RGBを別々の撮像部(CMOS型イメージセンサー)で構成される撮像装置に、本発明を適用する場合、撮像装置100において、図1で示した撮像装置100の処理系をRGB別々に3系統設ける構成とすればよい。
また、本発明の撮像装置100では、short信号のレベルを補正する構成としたが、long信号のレベルを補正する構成としても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
[他の実施形態]
なお、上記実施形態の説明では、第1画素群および第2画素群を列ごとに設定した場合の撮像装置100について説明したが、これに限定されることはなく、同一画素において、偶数フレームと奇数フレームで、電荷蓄積時間を変化させるものであればよく、例えば、第1画素群および第2画素群を行ごとに設定するものや、第1画素群および第2画素群をランダムに設定するものであってもよい。
Further, in the
In the case where the present invention is applied to an imaging apparatus configured with RGB separate imaging units (CMOS type image sensors), such as a three-plate camera apparatus, the
Further, although the
[Other Embodiments]
In the description of the above embodiment, the
また、上記実施形態の説明では、フレーム期間を基準に、撮像装置100について説明したが、フレーム期間ではなく、フィールド期間を基準にしてもよい。
また、上記実施形態で説明した撮像装置において、各ブロックは、LSIなどの半導体装置により個別に1チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように1チップ化されても良い。
なお、ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
In the description of the above embodiment, the
In the imaging device described in the above embodiment, each block may be individually made into one chip by a semiconductor device such as an LSI, or may be made into one chip so as to include a part or the whole.
Here, although LSI is used, it may be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. Biotechnology can be applied as a possibility.
Moreover, each process of the said embodiment may be implement | achieved by hardware, and may be implement | achieved by software. Further, it may be realized by mixed processing of software and hardware.
The specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.
本発明に係る撮像装置は、解像度を劣化させることなくダイナミックレンジを拡大することができ、映像機器関連産業分野において有用であり、特に、高ダイナミックレンジが必要なトンネル用やセキュリティ用等の撮像装置として有用であり、本発明に係る撮像装置は、当該分野において実施することができる。 The image pickup apparatus according to the present invention can expand the dynamic range without degrading the resolution, and is useful in the field of video equipment-related industries. Particularly, the image pickup apparatus for tunnels and security that require a high dynamic range. The imaging device according to the present invention can be implemented in this field.
1 撮像部
2 駆動部
3 L/S分離回路部
4 飽和検出回路部
5 補正値算出回路部
6 掛け算器乗算部
7 補間回路部
8 選択回路部
9 L/S合成回路部
10 プロセス部
11 タイミングジェネレータ部
12 切替部
13 画素
14 第1垂直レジスタ・シャッター
15 第2垂直レジスタ・シャッター
16 水平レジスタ
17 トランジスタスイッチ
18 出力アンプ
19 出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1画素群および前記第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および前記第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する電荷蓄積時間設定部と、
前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える切替部と、
前記切替部により前記単位画像取得期間ごとに切り替えられる前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間に基づいて前記撮像部を駆動する駆動部と、
前記撮像部から出力される前記映像信号を、前記第1電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるshort信号と、前記第2電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるlong信号とに分離するL/S分離部と、
前記long信号の信号レベルを検出する飽和検出部と、
前記第1電荷蓄積時間と前記第2電荷蓄積時間とに基づいて、前記short信号の信号レベルを前記long信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値算出部により算出された前記補正値を、前記short信号に乗算することにより修正short信号を取得する乗算部と、
前記修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する補間部と、
前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、前記long信号を選択し、前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、前記補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する選択部と、
前記選択部から出力される修正long信号と前記乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成するL/S合成部と、
を備える撮像装置。 An imaging device including a plurality of pixels capable of setting different charge accumulation times for each pixel, the first pixel group including the pixels, and the pixels not included in the first pixel group An image pickup unit including an image sensor including a second pixel group configured to obtain an image signal by converting light from a subject into an electric signal;
A charge storage time setting unit that sets a first charge storage time and a second charge storage time that is longer than the first charge storage time as the charge storage time of the first pixel group and the second pixel group;
A switching unit that switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period;
A drive unit that drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time switched by the switching unit for each unit image acquisition period;
The video signal output from the imaging unit is converted into a short signal that is the video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is the video signal acquired by the second charge accumulation time. An L / S separator to separate;
A saturation detector for detecting a signal level of the long signal;
A correction value calculation unit that calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time;
A multiplier for obtaining a modified short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculator;
An interpolator that interpolates the modified short signal and obtains an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal;
When the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal is less than or equal to a predetermined value, the long signal is selected, and the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal exceeds a predetermined value. A selection unit that selects the interpolated long signal and obtains the selected signal as a modified long signal;
An L / S synthesis unit that generates an output video signal by sequentially switching a modified long signal output from the selection unit and a modified short signal output from the multiplication unit;
An imaging apparatus comprising:
請求項1に記載の撮像装置 The unit image acquisition period is one frame period.
The imaging device according to claim 1.
請求項1または2に記載の撮像装置。 The image sensor is configured by the pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is configured by the pixels in an odd number column, and the second pixel group is configured by the pixels in an even number column.
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の撮像装置。 The imaging device is configured by a plurality of rows and a plurality of columns of the pixels, the first pixel group is configured by the even columns of the pixels, and the second pixel group is configured by an odd columns of the pixels.
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の撮像装置。 The imaging device is configured by the pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is configured by the pixels in odd rows, and the second pixel group is configured by the pixels in even rows.
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の撮像装置。 The imaging device is configured by the pixels in a plurality of rows and columns, the first pixel group is configured by the pixels in even rows, and the second pixel group is configured by the pixels in odd rows.
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項1から6のいずれかに記載の撮像装置。 The image sensor is a CMOS image sensor.
The imaging device according to claim 1.
前記第1画素群および前記第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および前記第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する電荷蓄積時間設定ステップと、
前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える切替ステップと、
前記切替ステップにより前記単位画像取得期間ごとに切り替えられる前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間に基づいて前記撮像部を駆動する駆動ステップと、
前記撮像ステップにより出力される前記映像信号を、前記第1電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるshort信号と、前記第2電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるlong信号とに分離するL/S分離ステップと、
前記long信号の信号レベルを検出する飽和検出ステップと、
前記第1電荷蓄積時間と前記第2電荷蓄積時間とに基づいて、前記short信号の信号レベルを前記long信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記補正値算出ステップにより算出された前記補正値を、前記short信号に乗算することにより修正short信号を取得する乗算ステップと、
前記修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する補間ステップと、
前記飽和検出ステップにより、前記long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、前記long信号を選択し、前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、前記補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する選択ステップと、
前記選択ステップから出力される修正long信号と前記乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成するL/S合成ステップと、
を備える撮像方法。 An imaging device including a plurality of pixels capable of setting different charge accumulation times for each pixel, the first pixel group including the pixels, and the pixels not included in the first pixel group An imaging method including an imaging device including a second pixel group configured by: an imaging device including an imaging unit that acquires a video signal by converting light from a subject into an electrical signal;
A charge storage time setting step of setting a first charge storage time and a second charge storage time that is longer than the first charge storage time as the charge storage time of the first pixel group and the second pixel group;
A switching step of switching the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period;
A driving step of driving the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time switched for each unit image acquisition period by the switching step;
The video signal output by the imaging step is converted into a short signal that is the video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is the video signal acquired by the second charge accumulation time. An L / S separation step to separate;
A saturation detection step of detecting a signal level of the long signal;
A correction value calculating step for calculating a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time;
A multiplication step of obtaining a modified short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated in the correction value calculating step;
An interpolation step of interpolating the modified short signal to obtain an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal;
When it is determined by the saturation detection step that the signal level of the long signal is less than or equal to a predetermined value, the long signal is selected, and the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal exceeds a predetermined value A selection step of selecting the interpolated long signal and obtaining the selected signal as a modified long signal,
An L / S synthesis step for generating an output video signal by sequentially switching between a modified long signal output from the selection step and a modified short signal output from the multiplier;
An imaging method comprising:
前記第1画素群および前記第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および前記第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する電荷蓄積時間設定部と、
前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える切替部と、
前記切替部により前記単位画像取得期間ごとに切り替えられる前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間に基づいて前記撮像部を駆動する駆動部と、
前記撮像部から出力される前記映像信号を、前記第1電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるshort信号と、前記第2電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるlong信号とに分離するL/S分離部と、
前記long信号の信号レベルを検出する飽和検出部と、
前記第1電荷蓄積時間と前記第2電荷蓄積時間とに基づいて、前記short信号の信号レベルを前記long信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値算出部により算出された前記補正値を、前記short信号に乗算することにより修正short信号を取得する乗算部と、
前記修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する補間部と、
前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、前記long信号を選択し、前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、前記補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する選択部と、
前記選択部から出力される修正long信号と前記乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成するL/S合成部と、
を備える集積回路。 An imaging device including a plurality of pixels capable of setting different charge accumulation times for each pixel, the first pixel group including the pixels, and the pixels not included in the first pixel group An integrated circuit that is used together with an imaging unit that acquires an image signal by converting light from a subject into an electrical signal,
A charge storage time setting unit that sets a first charge storage time and a second charge storage time that is longer than the first charge storage time as the charge storage time of the first pixel group and the second pixel group;
A switching unit that switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period;
A drive unit that drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time switched by the switching unit for each unit image acquisition period;
The video signal output from the imaging unit is converted into a short signal that is the video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is the video signal acquired by the second charge accumulation time. An L / S separator to separate;
A saturation detector for detecting a signal level of the long signal;
A correction value calculation unit that calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time;
A multiplier for obtaining a modified short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculator;
An interpolator that interpolates the modified short signal and obtains an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal;
When the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal is less than or equal to a predetermined value, the long signal is selected, and the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal exceeds a predetermined value. A selection unit that selects the interpolated long signal and obtains the selected signal as a modified long signal;
An L / S synthesis unit that generates an output video signal by sequentially switching a modified long signal output from the selection unit and a modified short signal output from the multiplication unit;
An integrated circuit comprising:
前記第1画素群および前記第2画素群の電荷蓄積時間として、第1電荷蓄積時間および前記第1電荷蓄積時間より長い時間である第2電荷蓄積時間を設定する電荷蓄積時間設定部と、
前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間を単位画像取得期間ごとに切り替える切替部と、
前記切替部により前記単位画像取得期間ごとに切り替えられる前記第1電荷蓄積時間および前記第2電荷蓄積時間に基づいて前記撮像部を駆動する駆動部と、
前記撮像部から出力される前記映像信号を、前記第1電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるshort信号と、前記第2電荷蓄積時間により取得された前記映像信号であるlong信号とに分離するL/S分離部と、
前記long信号の信号レベルを検出する飽和検出部と、
前記第1電荷蓄積時間と前記第2電荷蓄積時間とに基づいて、前記short信号の信号レベルを前記long信号の信号レベルに補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値算出部により算出された前記補正値を、前記short信号に乗算することにより修正short信号を取得する乗算部と、
前記修正short信号を内挿してlong信号と同タイミングの信号である補間long信号を取得する補間部と、
前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値以下であると判断された場合、前記long信号を選択し、前記飽和検出部により、前記long信号の信号レベルが所定値を超えると判断された場合、前記補間long信号を選択し、選択された信号を修正long信号として取得する選択部と、
前記選択部から出力される修正long信号と前記乗算部から出力される修正short信号とを順次切り替えることにより出力映像信号を生成するL/S合成部と、
を備える集積回路。 An imaging device including a plurality of pixels capable of setting different charge accumulation times for each pixel, the first pixel group including the pixels, and the pixels not included in the first pixel group An image pickup unit including an image sensor including a second pixel group configured to obtain an image signal by converting light from a subject into an electric signal;
A charge storage time setting unit that sets a first charge storage time and a second charge storage time that is longer than the first charge storage time as the charge storage time of the first pixel group and the second pixel group;
A switching unit that switches the first charge accumulation time and the second charge accumulation time for each unit image acquisition period;
A drive unit that drives the imaging unit based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time switched by the switching unit for each unit image acquisition period;
The video signal output from the imaging unit is converted into a short signal that is the video signal acquired by the first charge accumulation time and a long signal that is the video signal acquired by the second charge accumulation time. An L / S separator to separate;
A saturation detector for detecting a signal level of the long signal;
A correction value calculation unit that calculates a correction value for correcting the signal level of the short signal to the signal level of the long signal based on the first charge accumulation time and the second charge accumulation time;
A multiplier for obtaining a modified short signal by multiplying the short signal by the correction value calculated by the correction value calculator;
An interpolator that interpolates the modified short signal and obtains an interpolated long signal that is a signal having the same timing as the long signal;
When the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal is less than or equal to a predetermined value, the long signal is selected, and the saturation detection unit determines that the signal level of the long signal exceeds a predetermined value. A selection unit that selects the interpolated long signal and obtains the selected signal as a modified long signal;
An L / S synthesis unit that generates an output video signal by sequentially switching a modified long signal output from the selection unit and a modified short signal output from the multiplication unit;
An integrated circuit comprising:
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