JP2010161663A - Fixed pattern noise elimination unit, imaging unit, and electronic endoscope system - Google Patents
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Abstract
【課題】固定パターンノイズを高い精度で除去する。
【解決手段】タイミングコントローラは撮像素子に100ns〜500nsの露光時間で複数の画像信号を生成させる。A/Dコンバータ25は画像信号を画像データに変換する。画像処理部30は平均化回路31、判別回路32、およびFPN補正回路33を有する。平均化回路31は同じ露光時間の画像信号を画素毎に平均化する。判別回路32は平均化した平均擬似黒色画素データのデータレベルの最大値と最小値との差が閾値未満であるかを判別する。差が閾値未満の場合、最小値のデータレベルの平均擬似黒色画素データをノイズデータとしてDRAM27に格納する。FPN補正回路33はノイズデータを用いて撮像画素データからFPNを除去する。
【選択図】図2Fixed pattern noise is removed with high accuracy.
A timing controller causes an image sensor to generate a plurality of image signals with an exposure time of 100 ns to 500 ns. The A / D converter 25 converts the image signal into image data. The image processing unit 30 includes an averaging circuit 31, a determination circuit 32, and an FPN correction circuit 33. The averaging circuit 31 averages image signals having the same exposure time for each pixel. The determination circuit 32 determines whether the difference between the maximum value and the minimum value of the averaged pseudo black pixel data averaged is less than a threshold value. When the difference is less than the threshold value, the average pseudo black pixel data of the minimum data level is stored in the DRAM 27 as noise data. The FPN correction circuit 33 removes FPN from the imaging pixel data using the noise data.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、CMOS撮像素子などのように画素毎に異なる固定パターンノイズを簡易な構成で効果的に除去する固定パターンノイズ除去ユニット、撮像ユニット、および固定パターンノイズの除去された画像を作成する電子内視鏡システムに関する。 The present invention relates to a fixed pattern noise removing unit that effectively removes fixed pattern noise that differs from pixel to pixel with a simple configuration, such as a CMOS image sensor, an imaging unit, and an electronic that creates an image from which fixed pattern noise has been removed. The present invention relates to an endoscope system.
消費電力および製造コストの低減化することが可能なCMOS撮像素子が知られている。CMOS撮像素子は各画素にアンプが設けられるため、画素毎に個別の固定パターンノイズが発生する。 A CMOS image sensor that can reduce power consumption and manufacturing cost is known. Since the CMOS image sensor is provided with an amplifier for each pixel, individual fixed pattern noise is generated for each pixel.
また、固定パターンノイズを除去するために、露光時間を短く設定して電子シャッタを機能させることにより遮光状態と同等の状況下での撮像により固定パターンノイズを生成させ、撮像時の画像データから固定パターンノイズ成分を除去することが提案されている(特許文献1参照)。 In addition, in order to remove fixed pattern noise, the exposure time is set short and the electronic shutter functions so that fixed pattern noise is generated by imaging under the same conditions as the light-shielded state, and is fixed from the image data at the time of imaging. It has been proposed to remove pattern noise components (see Patent Document 1).
しかし、露光時間を十分に短く設定できない場合や、光量の大きい光が入射する場合には、精度の高い固定パターンノイズを生成することが出来ない。それゆえ、このような状況下では、高い精度で固定パターンノイズを除去することが困難であった。 However, when the exposure time cannot be set sufficiently short, or when a large amount of light is incident, it is not possible to generate highly accurate fixed pattern noise. Therefore, under such circumstances, it has been difficult to remove fixed pattern noise with high accuracy.
したがって、本発明では固定パターンノイズを簡易な構成で効果的に除去する固定パターンノイズ除去ユニットを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fixed pattern noise removing unit that effectively removes fixed pattern noise with a simple configuration.
本発明の固定パターンノイズ除去ユニットは、撮像素子に配置される複数の画素が受光量に応じて生成する画素信号を受信する受信部と、撮像素子における画素の露光時間を第1の露光時間または第1の露光時間より短く互いに異なる第2〜第m(mは3以上の整数)の露光時間に切替えることにより第1の露光時間における受光量に応じた画素信号である撮像画素信号または第2〜第mの露光時間における受光量に応じた画素信号である擬似黒色画素信号を生成させる撮像素子制御部と、同一の画素において第2〜第mの露光時間における受光量に応じた第2〜第mの擬似黒色画素信号に基づいて第2の擬似黒色画素信号を対応する画素における固定パターンノイズと見做せるか否かを判別する判別部と、判別部により固定パターンノイズと見做された第2の擬似黒色画素信号に基づくノイズ信号を撮像画素信号から減じる減算部とを備えることを特徴としている。 The fixed pattern noise removal unit of the present invention includes a receiving unit that receives a pixel signal generated by a plurality of pixels arranged in an image sensor according to the amount of received light, and an exposure time of pixels in the image sensor as a first exposure time or By switching to the second to mth (m is an integer of 3 or more) exposure times that are shorter than the first exposure time and different from each other, the imaging pixel signal or the second pixel signal corresponding to the amount of received light in the first exposure time An image sensor control unit that generates a pseudo black pixel signal that is a pixel signal corresponding to the amount of received light in the m-th exposure time, and second to second in accordance with the amount of received light in the second to m-th exposure time in the same pixel. A determination unit configured to determine whether the second pseudo black pixel signal can be regarded as fixed pattern noise in the corresponding pixel based on the mth pseudo black pixel signal; The noise signal based on the considered has been the second pseudo black pixel signal is characterized in that it comprises a subtraction unit for subtracting from the image pixel signal.
さらに、撮像素子制御部は撮像素子に第2〜第mの露光時間の撮像を複数回実行させることによりそれぞれ複数の2〜第mの前記擬似黒色画素信号を画素毎に生成させ、減算部は複数の第2の擬似黒色画素信号の中で判別部により固定パターンノイズとして見做された第2の擬似黒色画素信号に基づく前記ノイズ信号を撮像画素信号から減じることが好ましい。 Further, the image sensor control unit causes the image sensor to perform imaging for the second to m-th exposure times a plurality of times to generate a plurality of 2 to m-th pseudo black pixel signals for each pixel, It is preferable that the noise signal based on the second pseudo black pixel signal regarded as the fixed pattern noise by the determination unit among the plurality of second pseudo black pixel signals is subtracted from the imaging pixel signal.
また、減算部は複数回の第2の露光時間の撮像により生成された複数の第2の擬似黒色画素信号であって判別部により固定パターンノイズと見做された複数の第2の擬似黒色画素信号を画素毎に平均化し、平均化された第2の擬似黒色画素信号をノイズ信号として画素毎の撮像画素信号から減じることが好ましい。 In addition, the subtracting unit is a plurality of second pseudo black pixel signals that are a plurality of second pseudo black pixel signals generated by imaging at a plurality of times of the second exposure time and are regarded as fixed pattern noise by the determination unit. Preferably, the signal is averaged for each pixel, and the averaged second pseudo black pixel signal is subtracted from the imaged pixel signal for each pixel as a noise signal.
また、減算部は判別部により固定パターンノイズと見做された第2の擬似黒色画素信号を画素の並ぶ行毎に平均化し、平均化された行毎の第2の擬似黒色画素信号をノイズ信号として対応する行における撮像画素信号から減じることが好ましい。 The subtracting unit averages the second pseudo black pixel signal regarded as the fixed pattern noise by the discrimination unit for each row of pixels, and the averaged second pseudo black pixel signal for each row is a noise signal. Is preferably subtracted from the imaging pixel signal in the corresponding row.
また、判別部は第2〜第mの擬似黒色画素信号の信号レベルの最大値と最小値との差が閾値未満である場合に第2の擬似黒色画素信号を固定パターンノイズと見做すことが好ましい。 In addition, the determination unit regards the second pseudo black pixel signal as fixed pattern noise when the difference between the maximum value and the minimum value of the signal levels of the second to mth pseudo black pixel signals is less than the threshold value. Is preferred.
また、減算部は各行または各列において固定パターンノイズと見做された第2の擬似黒色画素信号の中で第2〜第mの擬似黒色画素信号の信号レベルの最大値と最小値との差が小さい順番に所定の数の第2の擬似黒色画素信号を平均化することが好ましい。 In addition, the subtracting unit is the difference between the maximum value and the minimum value of the signal levels of the second to mth pseudo black pixel signals among the second pseudo black pixel signals regarded as fixed pattern noise in each row or each column. It is preferable to average a predetermined number of second pseudo black pixel signals in ascending order.
また、撮像素子制御部は固定パターンノイズ除去ユニットが設けられる撮像装置の起動時に画素の露光時間を第2〜第mの露光時間に切替えて前記第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成させることが好ましい。 In addition, the image sensor control unit switches the pixel exposure time to the second to m-th exposure times when the image pickup apparatus provided with the fixed pattern noise removal unit is started, and generates the second to m-th pseudo black pixel signals. It is preferable.
また、撮像素子制御部は画素の露光時間を第1の露光時間に切替えて連続的に撮像画素信号を生成し続けている間に画素の露光時間を第2〜第mの露光時間に切替えて第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成させることが好ましい。 The image sensor control unit switches the pixel exposure time to the second to m-th exposure time while continuously generating the image pickup pixel signal by switching the pixel exposure time to the first exposure time. It is preferable to generate the second to mth pseudo black pixel signals.
また、第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成するコマンドを入力する入力部を備え、入力部に第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成するコマンドが入力されるときに撮像素子制御部は画素の露光時間を第2〜第mの露光時間に切替えて第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成させることが好ましい。 Further, an input unit for inputting a command for generating the second to m-th pseudo black pixel signals is provided, and the imaging element control is performed when a command for generating the second to m-th pseudo black pixel signals is input to the input unit. The unit preferably switches the pixel exposure time to the second to m-th exposure times to generate the second to m-th pseudo black pixel signals.
また、第2〜第mの露光時間は画素への積算露光量が黒色に相当する積算露光量と見做せる時間未満に定められることが好ましい。または、第2の露光時間は撮像素子に設定可能な最短の露光時間であることが好ましい。 In addition, it is preferable that the second to m-th exposure times are set to be less than a time in which the integrated exposure amount to the pixel can be regarded as an integrated exposure amount corresponding to black. Alternatively, the second exposure time is preferably the shortest exposure time that can be set in the image sensor.
本発明の撮像ユニットは、受光量に応じた画素信号を生成する複数の画素を有する撮像素子と、撮像素子における画素の露光時間を第1の露光時間または第1の露光時間より短く互いに異なる第2〜第m(mは3以上の整数)の露光時間に切替えることにより第1の露光時間における受光量に応じた画素信号である撮像画素信号または第2〜第mの露光時間における受光量に応じた画素信号である擬似黒色画素信号を生成させる撮像素子制御部と、同一の画素において第2〜第mの露光時間における受光量に応じた第2〜第mの擬似黒色画素信号に基づいて第2の擬似黒色画素信号を対応する画素における固定パターンノイズと見做せるか否かを判別する判別部と、判別部により固定パターンノイズと見做された第2の擬似黒色画素信号に基づくノイズ信号を撮像画素信号から減じる減算部とを備えることを特徴としている。 An image pickup unit according to the present invention includes an image pickup device having a plurality of pixels that generate a pixel signal corresponding to the amount of received light, and a first exposure time or a first exposure time shorter than the first exposure time. By switching to the exposure time of 2 to mth (m is an integer of 3 or more), the imaging pixel signal which is a pixel signal corresponding to the amount of received light in the first exposure time or the amount of received light in the 2nd to mth exposure time. Based on the image sensor control unit for generating a pseudo black pixel signal that is a corresponding pixel signal, and the second to m-th pseudo black pixel signals corresponding to the received light amount in the second to m-th exposure time in the same pixel A determination unit that determines whether or not the second pseudo black pixel signal can be regarded as fixed pattern noise in the corresponding pixel, and a second pseudo black pixel signal that is regarded as fixed pattern noise by the determination unit. It is characterized in that it comprises a subtraction unit for subtracting from the imaging pixel signal Ku noise signal.
本発明の電子内視鏡システムは、受光量に応じた画素信号を生成する複数の画素を有する撮像素子と撮像素子における画素の露光時間を第1の露光時間または第1の露光時間より短く互いに異なる第2〜第m(mは3以上の整数)の露光時間に切替えることにより第1の露光時間における受光量に応じた画素信号である撮像画素信号または第2〜第mの露光時間における受光量に応じた画素信号である擬似黒色画素信号を生成させる撮像素子制御部と同一の画素において第2〜第mの露光時間における受光量に応じた第2〜第mの擬似黒色画素信号に基づいて第2の擬似黒色画素信号を対応する画素における固定パターンノイズと見做せるか否かを判別する判別部と判別部により固定パターンノイズと見做された第2の擬似黒色画素信号に基づくノイズ信号を撮像画素信号から減じる減算部とを備える撮像ユニットを有することを特徴としている。 The electronic endoscope system according to the present invention includes an imaging device having a plurality of pixels that generate a pixel signal corresponding to the amount of received light, and the exposure time of the pixels in the imaging device is shorter than the first exposure time or the first exposure time. By switching to different second to m-th exposure times (m is an integer of 3 or more), an imaging pixel signal that is a pixel signal corresponding to the amount of received light in the first exposure time or light reception in the second to m-th exposure time Based on the second to m-th pseudo black pixel signals corresponding to the received light amounts in the second to m-th exposure times in the same pixel as the image sensor control unit that generates a pseudo-black pixel signal that is a pixel signal corresponding to the amount. A determination unit that determines whether the second pseudo black pixel signal can be regarded as fixed pattern noise in the corresponding pixel, and a second pseudo black pixel signal that is regarded as fixed pattern noise by the determination unit. It is characterized by having an imaging unit and a subtraction unit subtracting the Ku noise signals from the image pixel signal.
本発明によれば、撮像素子の画像信号に混入する固定パターンノイズを簡易な構成で高い精度で除去することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to remove fixed pattern noise mixed in an image signal of an image sensor with high accuracy with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した固定パターンノイズ除去ユニットを有する電子内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of an electronic endoscope system having a fixed pattern noise removing unit to which the first embodiment of the present invention is applied.
電子内視鏡システム10は、電子内視鏡20、内視鏡プロセッサ40、およびモニタ11によって構成される。内視鏡プロセッサ40は、電子内視鏡20、及びモニタ11に接続される。
The
内視鏡プロセッサ40には光源ユニット(図示せず)が設けられる。光源ユニットから照射する照明光が、電子内視鏡20のコネクタ21から挿入管22の先端まで延設されるライトガイド(図示せず)によって挿入管22の先端まで伝達される。
The
ライトガイドにより伝達された照明光が挿入管22の先端付近に照射される。照明光を照射された被写体が電子内視鏡20により撮像される。電子内視鏡20の撮像により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ40に送られる。
Illumination light transmitted by the light guide is irradiated near the tip of the
内視鏡プロセッサ40は画像処理回路41を有しており、画像処理回路41において電子内視鏡20から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ11に送信され、送信された画像信号に相当する画像がモニタ11に表示される。
The
なお、光源ユニットおよび画像処理回路41は、内視鏡プロセッサ40に設けられるシステムコントローラ42により動作が制御される。また、システムコントローラ42は、電子内視鏡20にも接続され、電子内視鏡20の各部位の動作も制御する。
The operation of the light source unit and
なお、内視鏡プロセッサ40には入力部43が設けられる。使用者によるコマンドが入力されると、入力されたコマンドに応じたオーダー信号が入力部43からシステムコントローラ42に送信される。システムコントローラ42は、受信したオーダー信号に応じて各部位の動作を制御する。
Note that the
電子内視鏡20には、対物レンズ23、撮像素子24、A/Dコンバータ25(受信部)、画像処理部30、D/Aコンバータ26、DRAM27、タイミングコントローラ28(撮像素子制御部)などが設けられる。
The
前述のように、照明光が照射された被写体の光学像が対物レンズ23を介して、撮像素子24の受光面に到達する。タイミングコントローラ28の駆動に基づいて、撮像素子24は受光面に到達した光学像に相当する画像信号を生成する。
As described above, the optical image of the subject irradiated with the illumination light reaches the light receiving surface of the
撮像素子24はCMOS撮像素子であり、受光面には行列状に複数の画素(図示せず)が配置される。各画素では、受光量に応じた画素信号が生成される。
The
各画素において生成される画素信号は、固定パターンノイズ(FPN)成分および受光量成分を有する。FPN成分は、各画素固有のノイズ成分であり、露光時間に関わらず一定の大きさである。また、受光量成分は、画素への積算露光量、すなわち入射光の光量および露光時間の積に応じて変化する。 The pixel signal generated in each pixel has a fixed pattern noise (FPN) component and a received light amount component. The FPN component is a noise component unique to each pixel, and has a constant magnitude regardless of the exposure time. The received light amount component changes according to the integrated exposure amount to the pixel, that is, the product of the amount of incident light and the exposure time.
タイミングコントローラ24により各画素が生成する画素信号の出力時期が制御され、画素信号が撮像素子24から順番に出力される。受光面に配置されたすべての画素が生成した画素信号によって1フレームの画像信号が構成される。
The output timing of the pixel signal generated by each pixel is controlled by the
なお、後述するように、タイミングコントローラ28は画素の露光時間を制御することも可能である。さらに、タイミングコントローラ28により、A/Dコンバータ25および画像処理部30における動作のタイミングも制御される。
As will be described later, the
生成された画像信号は、撮像素子24からA/Dコンバータ25に送信される。A/Dコンバータ25によりA/D変換が施され、アナログ画像信号がデジタル画像データに変換される。なお、画像データは、画素信号をA/D変換した画素データによって構成される。
The generated image signal is transmitted from the
画像データは、画像処理部30に送信される。画像処理部30では、FPN除去を含む所定の画像処理が画像データに対して施される。なお、画像処理部30はDRAM27に接続される。DRAM27には、後述するように、FPN除去のための画素データが格納される。
The image data is transmitted to the
所定の画像処理が施された画像データは、D/Aコンバータ26に送信される。D/Aコンバータ26によりD/A変換が施され、デジタル画像データがアナログ画像信号に変換される。変換された画像信号は内視鏡プロセッサ40の画像処理回路41に送信される。前述のように、画像処理回路41では画像信号に対して所定の画像処理が施される。画像処理後、画像信号はモニタ11に送信され、画像信号に相当する画像がモニタ11に表示される。
Image data that has undergone predetermined image processing is transmitted to the D /
次に、画像処理部30の構成とともに、画像処理部30において実行されるFPN除去について説明する。図2に示すように、画像処理部30は、平均化回路31(減算部)、判別回路32、FPN補正回路33(減算部)、および一般画像処理回路34などによって構成される。
Next, the configuration of the
画素信号からFPN成分を除去するためには、各画素固有のFPN成分であるノイズ信号が必要である。FPN除去の前に、画像処理部30によりノイズデータが生成される。
In order to remove the FPN component from the pixel signal, a noise signal that is an FPN component unique to each pixel is required. Prior to the FPN removal, noise data is generated by the
ノイズデータを生成するために、電子内視鏡20の起動時にタイミングコントローラ28は設定可能な最短の露光時間、例えば100nsの露光時間で10回の撮像を実行させ、撮像素子24に10フレームの画像信号を生成させる。露光時間が100nsの場合には、生成した画素信号は擬似黒色画素データとして平均化回路31に送信される。
In order to generate noise data, when the
平均化回路31は、DRAM27に接続される。図3に示すように、DRAM27には平均化計算用格納領域27a、平均化画像格納領域27b、およびFPN格納領域27cが設定される。
The averaging
平均化回路31が受信した擬似黒色画素データは、平均化計算用格納領域27aに格納される。平均化計算用格納領域27aには複数のフレームの画像データを格納可能であり、擬似黒色画素データは、フレームの順番および対応する画素の位置に応じて平均化計算用格納領域27aに定められる領域に格納される。
The pseudo black pixel data received by the averaging
100nsの露光時間による10フレームすべての擬似黒色画素データが平均化計算用格納領域27aに格納されると、フレームの異なる10個の擬似黒色画素データが画素毎に平均化回路31に読出される。平均化回路31において、データ成分を平均化することにより画素毎の平均擬似黒色画素データが生成される。
When the pseudo black pixel data of all 10 frames with an exposure time of 100 ns are stored in the averaging
すべての画素に対して、対応する平均擬似黒色画素データを生成することにより、100ns平均化画像データが生成される。100ns平均化画像データは平均化画像格納領域27bに送信され、格納される。なお、平均化画像格納領域27bには100ns平均化画像データ、200ns平均化画像データ、300ns平均化画像データ、400ns平均化画像データ、および500ns平均化画像データを別々に格納する領域を有している。
100ns averaged image data is generated by generating corresponding average pseudo black pixel data for all pixels. The 100 ns averaged image data is transmitted to and stored in the averaged
100ns平均化画像データを生成すると、タイミングコントローラ28は200nsの露光時間で10回の撮像を実行させ、撮像素子24に10フレームの画像信号を生成させる。以後、100nsの時と同様にして、200ns平均化画像データが生成され、平均化画像格納領域27bに格納される。
When the 100 ns averaged image data is generated, the
同様にして、300ns、400ns、および500nsの露光時間に対応する300ns平均化画像データ、400ns平均化画像データ、および500ns平均化画像データが生成され、平均化画像格納領域27bに格納される。
Similarly, 300 ns averaged image data, 400 ns averaged image data, and 500 ns averaged image data corresponding to exposure times of 300 ns, 400 ns, and 500 ns are generated and stored in the averaged
100ns〜500ns平均化画像データすべてが平均化画像格納領域27bに格納されると、100ns〜500ns平均化画像データを構成する平均擬似黒色画素データの中で、同じ画素に対応する平均擬似黒色画素データが判別回路32に読出される。
When all the 100 ns to 500 ns averaged image data is stored in the averaged
判別回路32では、読出した5個の平均擬似黒色画素データの中でデータレベルの最大値と最小値とを判別する。次に、最大値と最小値との差が閾値未満であるか否かを判別する。差が閾値未満である場合に、データレベルが最小値となる平均擬似黒色画素データが対応する画素のノイズデータとして選択される。選択したノイズデータが判別回路32からFPN格納領域27cに送信され、格納される。
The discriminating
なお、最大値と最小値の差が閾値未満で無い場合には、いずれの平均擬似黒色画素データも選択されない。ノイズデータが選択されない画素がある場合には、再び、100ns〜500nsの露光時間による撮像、100ns〜500ns平均化画像データの生成、および最大値と最小値の差の判別が、全画素に対してノイズデータが選択されるまで繰返される。全画素に対応するノイズデータが選択され、FPN格納領域27cに格納されると、ノイズデータの生成を終了する。
If the difference between the maximum value and the minimum value is not less than the threshold value, no average pseudo black pixel data is selected. When there is a pixel for which noise data is not selected, imaging with an exposure time of 100 ns to 500 ns, generation of average image data of 100 ns to 500 ns, and determination of the difference between the maximum value and the minimum value are performed again for all pixels. Repeat until noise data is selected. When noise data corresponding to all pixels is selected and stored in the
擬似黒色画素データすなわち画素データには、前述のようにFPN成分と受光量成分とが含まれる。前述のように、受光量成分は入射光の光量および露光時間の積に応じた大きさである。したがって、入射光量および露光時間が十分に短ければ、受光量成分の信号レベルがゼロとみなせる擬似黒色画素信号が生成される。しかし、露光時間を十分に短くしても、入射光量が大きい場合には、ゼロより大きな信号レベルの受光量成分を含む擬似黒色画素信号が生成される。 The pseudo black pixel data, that is, the pixel data includes the FPN component and the received light amount component as described above. As described above, the received light amount component has a magnitude corresponding to the product of the amount of incident light and the exposure time. Therefore, if the incident light amount and the exposure time are sufficiently short, a pseudo black pixel signal is generated in which the signal level of the received light amount component can be regarded as zero. However, even if the exposure time is sufficiently shortened, if the amount of incident light is large, a pseudo black pixel signal including a received light amount component having a signal level greater than zero is generated.
擬似黒色画素信号がゼロより大きな信号レベルの受光量成分を含む場合には、露光時間に応じて受光量成分が変化する。逆に、露光時間を変化に対して擬似黒色画素信号の信号レベルの大きさが実質的に変化しない場合には、受光量成分の信号レベルは実質的にゼロと見做せる。 When the pseudo black pixel signal includes a received light amount component having a signal level greater than zero, the received light amount component changes according to the exposure time. Conversely, if the magnitude of the signal level of the pseudo black pixel signal does not change substantially with respect to the change in the exposure time, the signal level of the received light amount component can be regarded as substantially zero.
そこで、判別回路32において、十分に短く且つ異なる露光時間による平均擬似黒色画素データのデータレベルの最大値と最小値とが実質的に同じすなわち両者の差が閾値未満である場合には、撮像素子24への入射光量が十分に小さく、擬似黒色画素信号が実質的にFPN成分のみを含んでいる、と判別可能である。
Therefore, in the
ノイズデータの生成を終了すると、タイミングコントローラ28は通常の画像を撮影するための露光時間、例えば1/60sの露光時間で、撮像素子24に画像信号を生成させる。1フレームの画像信号を構成する各画素信号が撮像画素信号として順番にA/Dコンバータ25を介して、画像処理部30に送信される。
When the generation of the noise data is finished, the
露光時間が1/60sの場合には、生成されA/D変換された撮像画素データは、FPN補正回路33に送信される。FPN補正回路33には、受信した撮像画素データに対応する画素のノイズデータがDRAM27から読出される。FPN補正回路33により、撮像画素データからノイズデータが減じられることにより、FPN成分が除去される。
When the exposure time is 1/60 s, the generated pixel data that has been A / D converted is transmitted to the
FPN成分が除去された補正撮像画素データは一般画像処理回路34に送信され、色補間処理やガンマ補正処理などの所定の画像処理が施される。所定の画像処理の施された補正撮像画素データが、前述のように、D/Aコンバータ26に送信される。
The corrected imaging pixel data from which the FPN component has been removed is transmitted to the general
次に、タイミングコントローラ28および画像処理部30によって行われるノイズデータ作成および撮像画素データからのFPN成分の除去の処理を図4、図5のフローチャートを用いて説明する。
Next, noise data generation and FPN component removal processing from the imaged pixel data performed by the
図4は、FPN成分の除去の処理を説明するためのフローチャートである。図5は、ノイズデータ生成のサブルーチンを説明するためのフローチャートである。FPN成分の除去の処理は、電子内視鏡システム10の電源をONにするときに開始される。
FIG. 4 is a flowchart for explaining processing for removing the FPN component. FIG. 5 is a flowchart for explaining a subroutine for generating noise data. The process of removing the FPN component is started when the
ステップS100において電子内視鏡20を起動させると、ステップS200に進み、ノイズデータを画素毎に生成させる。ノイズデータの生成が終わるとステップS101に進む。
When the
ステップS101では、撮像素子24に被写体を撮像させて1フレームの画像信号を生成させる。なお、後述するように、撮像素子24の露光時間は1/60sに設定されている。1フレームの画像信号を生成すると、ステップS102に進む。
In step S101, the
ステップS102では、ステップS101で生成させた画像信号からFPN成分を除去する。すなわち、画像信号をA/D変換した画像データを構成する各撮像画素データから、ステップS200においてDRAM27に格納したノイズデータを減じることにより、各撮像画素データ固有のFPN成分を除去する。全撮像画素データのFPN成分を除去すると、ステップS103に進む。
In step S102, the FPN component is removed from the image signal generated in step S101. That is, the noise data stored in the
ステップS103では、色補間処理やガンマ処理などの所定の画像処理を、FPN成分を除去した画像データに施す。所定の画像処理を施すとステップS104に進み、動画表示を終了するコマンドが入力されているか否かを判別する。 In step S103, predetermined image processing such as color interpolation processing and gamma processing is performed on the image data from which the FPN component has been removed. When predetermined image processing is performed, the process proceeds to step S104, and it is determined whether or not a command for ending the moving image display is input.
動画表示を終了するコマンドが入力されていない場合には、ステップS101に戻り、動画表示を終了するコマンドが入力されるまでステップS101〜ステップS104を繰返す。動画表示を終了するコマンドが入力されている場合に、FPN成分除去の処理を終了する。 When the command for ending the moving image display has not been input, the process returns to step S101, and steps S101 to S104 are repeated until the command for ending the moving image display is input. When the command for ending the moving image display is input, the FPN component removal processing is ended.
次に、ノイズデータ生成のサブルーチンについて説明する。前述のように、電子内視鏡20の起動後(ステップS100)、ノイズデータ生成のサブルーチンを開始する。ステップS201において、撮像素子24の露光時間を100nsに設定する。撮像素子24の露光時間の設定後、ステップS202に進む。
Next, a noise data generation subroutine will be described. As described above, after activation of the electronic endoscope 20 (step S100), a noise data generation subroutine is started. In step S201, the exposure time of the
ステップS202では、撮像素子24に被写体を10回撮像させて10フレームの画像信号を生成させる。また、生成した画像信号をA/D変換して、DRAM27に格納する。DRAM27への格納後、ステップS203に進む。
In step S202, the
ステップS203では、10フレームの画像データを構成する擬似黒色画素データを画素毎に平均化することにより、平均化画像データを生成する。また、生成した平均化画像データをDRAM27に格納して、ステップS204に進む。
In step S203, the averaged image data is generated by averaging the pseudo black pixel data constituting the image data of 10 frames for each pixel. Further, the generated averaged image data is stored in the
ステップS204では、直近のステップS202における撮像時の露光時間が500nsであるか否かを判別する。500nsでない場合には、ステップS205に進む。ステップS205では、設定されている露光時間に+100nsを加えて、再設定する。再設定後ステップS202に戻り、ステップS204において露光時間が500nsと判別されるまで、ステップS202〜ステップ205の処理を繰返す。ステップS204において露光時間が500nsである場合には、ステップS206に進む。 In step S204, it is determined whether or not the exposure time at the time of imaging in the latest step S202 is 500 ns. If not 500 ns, the process proceeds to step S205. In step S205, the exposure time is reset by adding +100 ns to the set exposure time. After the resetting, the process returns to step S202, and the processes in steps S202 to 205 are repeated until the exposure time is determined to be 500 ns in step S204. If the exposure time is 500 ns in step S204, the process proceeds to step S206.
ステップS205では、特定の画素に対応する平均擬似黒色画素データを、DRAM27に格納された100ns〜500ns平均化画像データを構成する平均擬似黒色画素データの中から読出す。読出し後、ステップS207に進む。
In step S205, the average pseudo black pixel data corresponding to the specific pixel is read out from the average pseudo black pixel data constituting the 100 ns to 500 ns averaged image data stored in the
ステップS207では、読出した5つの平均擬似黒色画素データの中からデータレベルが最大値および最小値となる平均擬似黒色画素データが選択される。次に、選択されたデータのデータレベルの差が閾値未満であるか否かを判別する。データレベルの差が閾値未満である場合には、ステップS208に進む。データレベルの差が閾値未満でない場合には、ステップS208をスキップしてステップS209に進む。 In step S207, average pseudo black pixel data having a maximum and minimum data level is selected from the five average pseudo black pixel data read out. Next, it is determined whether or not the difference in data level of the selected data is less than a threshold value. If the data level difference is less than the threshold, the process proceeds to step S208. If the difference in data level is not less than the threshold value, step S208 is skipped and the process proceeds to step S209.
ステップS208では、データレベルが最小値となる平均擬似黒色画素データをノイズデータとして、DRAM27に格納する。DRAM27への格納後、ステップS209に進む。
In step S208, the average pseudo black pixel data having the minimum data level is stored in the
ステップS209では、全画素に対してステップS207の判別を行ったか否かを判別する。全画素に対して行なっていない場合には、ステップS210に進み、読出した平均擬似黒色画素データに対応する画素とは異なる画素の平均擬似黒色画素データをDRAM27から読出す。読出し後、ステップS207に戻る。以後、全画素に対して判別するまでステップS207〜ステップS210の処理を繰返す。全画素に対して判別を行なった場合には、ステップS211に進む。
In step S209, it is determined whether or not the determination in step S207 has been performed for all pixels. If not, the process proceeds to step S210, and average pseudo black pixel data of a pixel different from the pixel corresponding to the read average pseudo black pixel data is read from the
ステップS211では、全画素に対するノイズデータがDRAM27に格納されているか否かを判別する。全画素に対応するノイズデータが格納されていない場合には、ステップS201に戻る。以後、ステップS211において全画素に対するノイズデータがDRAM27に格納されるまで、ステップS201〜ステップS211の処理を繰返す。全画素に対するノイズデータが格納されている場合には、ステップS212に進む。
In step S211, it is determined whether noise data for all pixels is stored in the
ステップS212では、撮像素子24の露光時間を1/60sに設定する。撮像素子24の露光時間の設定後、前述のようにステップS101に進む。
In step S212, the exposure time of the
以上のような第1の実施形態を適用した固定パターンノイズ除去ユニットによれば、簡易な構成で、高い精度でFPNを除去することが可能になる。 According to the fixed pattern noise elimination unit to which the first embodiment as described above is applied, it is possible to remove the FPN with high accuracy with a simple configuration.
次に本発明の第2の実施形態を適用した固定パターンノイズ除去ユニットについて説明する。第2の実施形態は、生成されるノイズデータが第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と異なる部位を中心に、第2の実施形態について説明する。なお、同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。 Next, a fixed pattern noise removing unit to which the second embodiment of the present invention is applied will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in generated noise data. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on portions different from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function.
なお、一般的に画素固有のFPN成分は画素が配置される列に応じて信号レベルが変化する傾向があり、同じ列に配置される画素のFPN成分は略等しい。それゆえ、第1の実施形態と異なり、本実施形態では列毎に列方向ノイズデータが生成され、FPN成分の除去に用いられる。 In general, the signal level of the FPN component unique to each pixel tends to change depending on the column in which the pixels are arranged, and the FPN components of the pixels arranged in the same column are substantially equal. Therefore, unlike the first embodiment, in this embodiment, column direction noise data is generated for each column and used to remove the FPN component.
第2の実施形態の電子内視鏡の画像処理部およびDRAM以外の部位の構成および機能は、第1の実施形態の電子内視鏡と同じである。また、第2の実施形態において内視鏡プロセッサおよびモニタは、第1の実施形態の内視鏡プロセッサとモニタと同一である。 Configurations and functions of parts other than the image processing unit and DRAM of the electronic endoscope of the second embodiment are the same as those of the electronic endoscope of the first embodiment. In the second embodiment, the endoscope processor and the monitor are the same as the endoscope processor and the monitor in the first embodiment.
第2の実施形態の画像処理部の構成および機能とともに、画像処理部において実行されるFPN除去について説明する。図6に示すように、画像処理部300は、平均化回路31、ラインノイズ作成回路35(減算部)、FPN補正回路33、および一般画像処理回路34等によって構成される。
A description will be given of FPN removal executed in the image processing unit, along with the configuration and functions of the image processing unit of the second embodiment. As shown in FIG. 6, the
第1の実施形態と同様に、FPN除去の前に画像処理部300により列毎の列方向ノイズデータが生成される。
Similar to the first embodiment, column direction noise data for each column is generated by the
第1の実施形態と同じく、電子内視鏡20の起動時に、露光時間を100ns、200ns、300ns、400ns、および500nsに変えながら撮像を実行することにより、100ns平均化画像データ、200ns平均化画像データ、300ns平均化画像データ、400ns平均化画像データ、および500ns平均化画像データが生成され、DRAM270の平均化画像格納領域27b(図7参照)に格納される。
Similar to the first embodiment, when the
格納された平均化画像データを構成する平均擬似黒色画素データが画素毎に、ラインノイズ作成回路35に読出される。ラインノイズ作成回路35は、第1の実施形態における判別回路32と同様に、読出した5個の平均擬似黒色画素データの中でデータレベルの最大値と最小値との差が閾値未満であるか否かを判別する。
The average pseudo black pixel data constituting the stored averaged image data is read out to the line
第1の実施形態の判別回路32とは異なり、ラインノイズ作成回路35は、最大値と最小値との差が閾値未満でない画素の平均化擬似黒色画素データを平均化画像格納領域27bから消去させる。
Unlike the
全画素に対してデータレベルの最大値と最小値との差の閾値との比較を終えると、ラインノイズ作成回路35は消去されずに平均化画像格納領域27bに格納されている画素の数を列毎に計測する。画素の数が100画素になるまで、100ns〜500ns平均化画像データの生成と平均擬似黒色画素データを消去するか否かの判別を実行する。
When the comparison of the threshold value of the difference between the maximum value and the minimum value of the data level is completed for all the pixels, the line
消去されずに格納されている平均擬似黒色画素データに対応する画素の数が100以上の列に対して、ラインノイズ作成回路35は列方向ノイズデータを生成する。最大値と最小値とのデータレベルの差が短い順番に100画素がノイズデータを生成するための画素に選択される。選択された画素に対応し、データレベルが最小である平均擬似黒色画素データが平均化画像格納領域27bから読出され、平均化される。平均化により列方向ノイズデータが生成され、ラインノイズ格納領域27dに格納される。
The line
全列に対応する列方向ノイズデータが格納されると、第1の実施形態と同様に、タイミングコントローラ28は1/60sの露光時間で、撮像素子24に画像信号を生成させる。また、1フレームの画像信号を構成する各撮像画素信号が順番にA/Dコンバータ25を介して、画像処理部300に送信される。
When the column direction noise data corresponding to all the columns is stored, the
第1の実施形態と同じく、露光時間が1/60sの場合には、生成されA/D変換された撮像画素データは、FPN補正回路33に送信される。第1の実施携帯と異なり、FPN補正回路33は受信した撮像画素データに対応する画素の列の列方向ノイズデータをDRAM270から読出し、撮像画素データから列方向ノイズデータを減じることによりFPN成分が除去される。
As in the first embodiment, when the exposure time is 1/60 s, the generated and A / D converted image pixel data is transmitted to the
次に、画像処理部300によって行われるノイズデータ作成の処理および撮像画素データからのFPN成分の除去の処理を図8、図9のフローチャートを用いて説明する。
Next, noise data creation processing and FPN component removal processing from the imaging pixel data performed by the
図8は、FPN成分の除去の処理を説明するためのフローチャートである。図9は、ノイズデータ生成のサブルーチンを説明するための第1のフローチャートである。FPN成分の除去の処理は、電子内視鏡システム10の電源をONにするときに開始される。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the process of removing the FPN component. FIG. 9 is a first flowchart for explaining a subroutine of noise data generation. The process of removing the FPN component is started when the
ステップS300において電子内視鏡20を起動させると、ステップS400に進み、画素が配置される列毎の列方向ノイズデータを生成させる。列方向ノイズデータの生成が終わるとステップS301に進む。以後、第1の実施形態におけるステップS101〜ステップS104と同じ処理をステップS301〜ステップS304で実行する。
When the
次に、ノイズデータ生成のサブルーチンについて説明する。第1の実施形態と同じく、電子内視鏡20の起動後(ステップS300)、ノイズデータ生成のサブルーチンを開始する。ステップS401〜ステップS406では、第1の実施形態におけるステップS201〜ステップS206と同じ処理を実行する。
Next, a noise data generation subroutine will be described. As in the first embodiment, after the
ステップS407では、第1の実施形態におけるステップS207と同様に、読出した5つの平均擬似黒色画素データの中からデータレベルが最大値および最小値となる平均擬似黒色画素データが選択される。次に、選択されたデータレベルの差が閾値未満であるか否かを判別する。データレベルの差が閾値未満でない場合には、ステップS408に進む。データレベルの差が閾値未満である場合には、ステップS408をスキップしてステップS409に進む。 In step S407, as in step S207 in the first embodiment, average pseudo black pixel data whose data level is the maximum value and the minimum value is selected from the five average pseudo black pixel data read out. Next, it is determined whether or not the difference between the selected data levels is less than a threshold value. If the difference in data level is not less than the threshold value, the process proceeds to step S408. If the difference in data level is less than the threshold value, step S408 is skipped and the process proceeds to step S409.
ステップS408では、データレベルの差が閾値を超える平均擬似黒色画素データを平均化画像格納領域27bから消去する。消去後に、ステップS409に進む。
In step S408, the average pseudo black pixel data whose data level difference exceeds the threshold value is erased from the averaged
ステップS409では、第1の実施形態におけるステップS209と同じく、全画素に対してステップS407の判別を行ったか否かを判別する。全画素に対して行なっていない場合には、ステップS410に進み、読出した平均擬似黒色画素データに対応する画素とは異なる画素の平均擬似黒色画素データをDRAM270から読出す。読出し後、ステップS407に戻る。以後、全画素に対して判別するまでステップS407〜ステップS410の処理を繰返す。全画素に対して判別を行なった場合には、ステップS411に進む。
In step S409, as in step S209 in the first embodiment, it is determined whether or not the determination in step S407 has been performed for all pixels. If not, the process proceeds to step S410, and average pseudo black pixel data of a pixel different from the pixel corresponding to the read average pseudo black pixel data is read from the
ステップS411では、消去されていない平均擬似黒色画素データに対応する画素が各列に対して100以上あるか否かを判別する。各列に100以上の画素がない場合にはステップS401に戻り、以後100以上の画素が無かった列において100以上の画素に対応する平均擬似黒色画素データが消去されずに格納されるまで、ステップS401〜ステップS411の処理を繰返す。各列に100以上の画素がある場合には、ステップS412に進む。 In step S411, it is determined whether or not there are 100 or more pixels corresponding to the average pseudo black pixel data that has not been erased for each column. If there are not 100 or more pixels in each column, the process returns to step S401, and thereafter, until the average pseudo black pixel data corresponding to the 100 or more pixels is stored without being erased in the column in which there are no 100 or more pixels. The processing from S401 to step S411 is repeated. If there are 100 or more pixels in each column, the process proceeds to step S412.
ステップS412では、最大値と最小値のデータレベルの差が小さい順に100の画素に対応するデータレベルが最小である平均擬似黒色画素データを読出し、平均化して、列方向ノイズデータを生成する。全列の列方向ノイズデータを生成すると、ステップS413に進む。 In step S412, the average pseudo black pixel data having the minimum data level corresponding to 100 pixels is read out in order of increasing difference between the maximum and minimum data levels, and averaged to generate column noise data. When the column direction noise data of all the columns is generated, the process proceeds to step S413.
ステップS413では、第1の実施形態におけるステップS212と同じく、撮像素子24の露光時管を1/60sに設定する。撮像素子24の露光時間の設定後、前述のようにステップS301に進む。
In step S413, similarly to step S212 in the first embodiment, the exposure time tube of the
以上のような第2の実施形態を適用した固定パターンノイズ除去ユニットによれば、第1の実施形態と同様に、高い精度でFPNを除去することが可能になる。 According to the fixed pattern noise elimination unit to which the second embodiment as described above is applied, it is possible to remove the FPN with high accuracy as in the first embodiment.
また、本実施形態によれば、全画素に対してノイズデータを生成しないので、ノイズデータ生成の高速化やDRAM270の容量の小型化を測ることが可能である。
Further, according to the present embodiment, noise data is not generated for all pixels, so that it is possible to measure the speed of noise data generation and the reduction in capacity of the
また、撮像素子24の一部に光量の大きな光が入射する場合であっても、同じ列の他の画素における擬似黒色画素信号を用いて列方向ノイズデータを生成可能である。それゆえ、第1の実施形態ではノイズデータを生成出来ない状況においても、画像データのFPN除去に必要なノイズデータを生成させることが可能である。
Even in the case where a large amount of light is incident on a part of the
なお、第1、第2の実施形態において、100ns〜500nsの5段階の露光時間で生成させた画像信号を用いてノイズデータを生成する構成であるが、露光時間は5段階に限られない。複数、すなわち少なくとも2段階以上の露光時間で生成させた画像信号を用いてノイズデータを生成しても本実施形態と同様の効果が得られる。 In the first and second embodiments, the noise data is generated using the image signal generated with the exposure time of 5 stages of 100 ns to 500 ns, but the exposure time is not limited to 5 stages. Even if noise data is generated using a plurality of image signals generated at least in two or more exposure times, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
ただし、被写体に対する撮像素子24の位置が固定されていないため、入射する光学像が撮像する時期によってずれることがあり得る。用いる画像データの露光時間の段階が少ない場合には、光学像のずれにより平均擬似黒色画素データのデータレベルの差が閾値未満となることもあり得、ノイズデータの精度の低下が起こり得る。一方で本実施形態のように、露出段階を多くすることにより光学像のずれによる影響を排除することが可能である。
However, since the position of the
また、第1、第2の実施形態において、同一の画素についての平均擬似黒色画素データのデータレベルの最大値と最小値の差が閾値未満である場合に、平均擬似黒色画素データをノイズデータと見做す構成であるが、同一の画素について露光時間の異なる複数の平均擬似黒色画素データに基づく他の方法により平均擬似黒色画素データをノイズデータと見做しても良い。 In the first and second embodiments, when the difference between the maximum value and the minimum value of the average pseudo black pixel data for the same pixel is less than the threshold value, the average pseudo black pixel data is regarded as noise data. Although the configuration is considered, the average pseudo black pixel data may be regarded as noise data by another method based on a plurality of average pseudo black pixel data having different exposure times for the same pixel.
また、第1、第2の実施形態において、データレベルの最大値と最小値との差が閾値未満である画素において、データレベルが最小である平均擬似黒色画素データをノイズデータとして扱う構成であるが、最大値と最小値との差が閾値未満であれば他の露光時間の平均擬似黒色画素データをノイズデータとしても、十分に精度の高いノイズデータを生成することが可能である。 In the first and second embodiments, the average pseudo black pixel data having the minimum data level is handled as noise data in the pixel in which the difference between the maximum value and the minimum value of the data level is less than the threshold value. However, if the difference between the maximum value and the minimum value is less than the threshold value, sufficiently accurate noise data can be generated even if the average pseudo black pixel data of other exposure times is used as the noise data.
また、第1、第2の実施形態において、100ns〜500nsの露光時間それぞれにおいて10回の撮像が繰返される構成であるが、それぞれにおいて1回の撮像であってもよい。ただし、本実施形態のように、複数回の撮像を行うことにより平均化画像データを生成することが、ノイズデータの精度を高めるために好ましい。 Further, in the first and second embodiments, the imaging is repeated 10 times in each of the exposure time of 100 ns to 500 ns. However, the imaging may be performed once in each. However, it is preferable to generate averaged image data by performing imaging a plurality of times as in the present embodiment in order to increase the accuracy of noise data.
また、第2の実施形態において、同じ列において最大値と最小値との差が小さい順番に100個の画素の平均擬似黒色画素データが列方向ノイズデータの生成に用いられる構成であるが、選択される画素の個数は100個に限られない。また、他の方法により列方向ノイズデータの生成に用いる画素が選択されてもよい。例えば、データレベルの低い順番に100個の画素の平均擬似黒色画素データが選択されてもよい。 Further, in the second embodiment, the average pseudo black pixel data of 100 pixels is used for generating the column direction noise data in the order from the smallest difference between the maximum value and the minimum value in the same column. The number of pixels to be processed is not limited to 100. In addition, pixels used for generating the column direction noise data may be selected by other methods. For example, the average pseudo black pixel data of 100 pixels may be selected in order from the lowest data level.
また、第1、第2の実施形態では電子内視鏡20の起動直後に、ノイズデータの生成およびDRAM27、270への格納が実行される構成であるが、電子内視鏡20の起動直後、被写体の観察中自動的に、ノイズデータを生成開始してもよい。さらには、入力部43へのノイズデータ生成のコマンド入力に基づいて、ノイズデータの生成を開始してもよい。
In the first and second embodiments, noise data is generated and stored in the
また、第1、第2の実施形態において、ノイズデータ生成のため一つの露光時間は撮像素子24に設定可能な最短の露光時間で撮像するように、撮像素子24を駆動する構成であるが、積算露光量が黒色であるときの値と見做せる露光時間に設定されていれば最短の露光時間でなくてもよい。積算露光量は被写体そのものの輝度にも影響されるので、少なくとも通常撮影が可能な露光時間より短い露光時間で撮像されれば、ノイズデータの生成に用いることが可能である。
In the first and second embodiments, the
また、第1、第2の実施形態において、固定パターンノイズ除去ユニットは電子内視鏡システムに適用される構成であるが、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの他の撮像装置に適用されてもよい。 In the first and second embodiments, the fixed pattern noise removal unit is configured to be applied to an electronic endoscope system, but may be applied to other imaging devices such as a digital still camera and a digital video camera. Good.
また、第1、第2の実施形態において、撮像素子24はCMOS撮像素子であるが、各画素にアンプが設けられ、画素固有の固定パターンノイズが生じる他の種類の撮像素子に対しても適用可能である。
In the first and second embodiments, the
10 電子内視鏡システム
20 電子内視鏡
24 撮像素子
25 A/Dコンバータ
27、270 DRAM
27a 平均化計算用格納領域
27b 平均化画像格納領域
27c FPN格納領域
27d ラインノイズ格納領域
28 タイミングコントローラ
30 画像処理部
31 平均化回路
32 判別回路
33 FPN補正回路
35 ラインノイズ作成回路
40 内視鏡プロセッサ
42 システムコントローラ
43 入力部
DESCRIPTION OF
27a Average
Claims (14)
前記撮像素子における前記画素の露光時間を第1の露光時間または前記第1の露光時間より短く互いに異なる第2〜第m(mは3以上の整数)の露光時間に切替えることにより、前記第1の露光時間における受光量に応じた前記画素信号である撮像画素信号または前記第2〜第mの露光時間における受光量に応じた前記画素信号である擬似黒色画素信号を生成させる撮像素子制御部と、
同一の前記画素において前記第2〜第mの露光時間における受光量に応じた第2〜第mの前記擬似黒色画素信号に基づいて、前記第2の擬似黒色画素信号を対応する前記画素における固定パターンノイズと見做せるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記固定パターンノイズと見做された前記第2の擬似黒色画素信号に基づくノイズ信号を、前記撮像画素信号から減じる減算部とを備える
ことを特徴とする固定パターンノイズ除去ユニット。 A receiving unit that receives a pixel signal generated by a plurality of pixels arranged in the imaging device according to the amount of received light;
The first exposure time or the second to mth (m is an integer of 3 or more) exposure times that are shorter than the first exposure time or different from the first exposure time are switched to the first exposure time. An imaging element control unit that generates an imaging pixel signal that is the pixel signal corresponding to the amount of received light during the exposure time or a pseudo black pixel signal that is the pixel signal corresponding to the amount of received light during the second to m-th exposure times; ,
The second pseudo black pixel signal is fixed in the corresponding pixel based on the second to m-th pseudo black pixel signals corresponding to the received light amounts in the second to m-th exposure times in the same pixel. A discriminator for discriminating whether or not it can be regarded as pattern noise;
A fixed pattern noise removing unit, comprising: a subtracting unit that subtracts a noise signal based on the second pseudo black pixel signal regarded as the fixed pattern noise by the determining unit from the imaging pixel signal.
前記減算部は、複数の第2の前記擬似黒色画素信号の中で前記判別部により前記固定パターンノイズとして見做された前記第2の擬似黒色画素信号に基づく前記ノイズ信号を、前記撮像画素信号から減じる
ことを特徴とする請求項1に記載の固定パターンノイズ除去ユニット。 The imaging element control unit generates a plurality of the second to m-th pseudo black pixel signals for each pixel by causing the imaging element to perform imaging for the second to m-th exposure times a plurality of times. Let
The subtracting unit converts the noise signal based on the second pseudo black pixel signal, which is regarded as the fixed pattern noise by the determination unit among the plurality of second pseudo black pixel signals, to the imaging pixel signal The fixed pattern noise elimination unit according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項2に記載の固定パターンノイズ除去ユニット。 The subtracting unit is the plurality of second pseudo black pixel signals generated by imaging the second exposure time a plurality of times, and the plurality of second pseudo black pixel signals regarded as the fixed pattern noise by the determination unit. 3. The two pseudo black pixel signals are averaged for each pixel, and the averaged second pseudo black pixel signal is subtracted from the imaging pixel signal for each pixel as the noise signal. Fixed pattern noise elimination unit as described.
前記入力部に前記第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成するコマンドが入力されるときに、前記撮像素子制御部は前記画素の露光時間を前記第2〜第mの露光時間に切替えて前記第2〜第mの擬似黒色画素信号を生成させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の固定パターンノイズ除去ユニット。 An input unit for inputting a command for generating the second to mth pseudo black pixel signals;
When a command for generating the second to mth pseudo black pixel signals is input to the input unit, the image sensor control unit switches the exposure time of the pixels to the second to mth exposure times. The fixed pattern noise removing unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the second to mth pseudo black pixel signals are generated.
前記撮像素子における前記画素の露光時間を第1の露光時間または前記第1の露光時間より短く互いに異なる第2〜第m(mは3以上の整数)の露光時間に切替えることにより、前記第1の露光時間における受光量に応じた前記画素信号である撮像画素信号または前記第2〜第mの露光時間における受光量に応じた前記画素信号である擬似黒色画素信号を生成させる撮像素子制御部と、
同一の前記画素において前記第2〜第mの露光時間における受光量に応じた第2〜第mの前記擬似黒色画素信号に基づいて、前記第2の擬似黒色画素信号を対応する前記画素における固定パターンノイズと見做せるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記固定パターンノイズと見做された前記第2の擬似黒色画素信号に基づくノイズ信号を、前記撮像画素信号から減じる減算部とを備える
ことを特徴とする撮像ユニット。 An imaging device having a plurality of pixels that generate pixel signals according to the amount of received light;
The first exposure time or the second to mth (m is an integer of 3 or more) exposure times that are shorter than the first exposure time or different from the first exposure time are switched to the first exposure time. An imaging element control unit that generates an imaging pixel signal that is the pixel signal corresponding to the amount of received light during the exposure time or a pseudo black pixel signal that is the pixel signal corresponding to the amount of received light during the second to m-th exposure times; ,
The second pseudo black pixel signal is fixed in the corresponding pixel based on the second to m-th pseudo black pixel signals corresponding to the received light amounts in the second to m-th exposure times in the same pixel. A discriminator for discriminating whether or not it can be regarded as pattern noise;
An imaging unit comprising: a subtracting unit that subtracts, from the imaging pixel signal, a noise signal based on the second pseudo black pixel signal regarded as the fixed pattern noise by the discrimination unit.
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