JP2010220024A - 横引きノイズ補正方法 - Google Patents
横引きノイズ補正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010220024A JP2010220024A JP2009066199A JP2009066199A JP2010220024A JP 2010220024 A JP2010220024 A JP 2010220024A JP 2009066199 A JP2009066199 A JP 2009066199A JP 2009066199 A JP2009066199 A JP 2009066199A JP 2010220024 A JP2010220024 A JP 2010220024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- horizontal
- period
- line
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 47
- 102100040862 Dual specificity protein kinase CLK1 Human genes 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 9
- 102100040844 Dual specificity protein kinase CLK2 Human genes 0.000 description 5
- 101000749294 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK1 Proteins 0.000 description 5
- 101000749291 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK2 Proteins 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
【課題】デジタル処理により横引きノイズ補正を行う。
【解決手段】入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について前記平均値データを画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去する。より好ましくは、所定の期間が、1ラインの特定の水平ライン期間をHブランキング期間の、少なくとも無信号期間またはオプティカルブラック期間のいずれかである。
【選択図】図9
【解決手段】入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について前記平均値データを画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去する。より好ましくは、所定の期間が、1ラインの特定の水平ライン期間をHブランキング期間の、少なくとも無信号期間またはオプティカルブラック期間のいずれかである。
【選択図】図9
Description
本発明は、テレビジョンカメラに関し、特にテレビジョンカメラの映像信号に発生する横引きノイズの低減方法に関するものである。
はじめにテレビジョンカメラの信号処理について、図1を用いて説明する。図1は、従来のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。11はテレビジョンカメラ、12はレンズ部である。テレビジョンカメラにおいて、101は撮像素子、102はCDS( Correllated Double Sampling 、相関2重サンプリング)部、103はVGA( Variable Gain Amplifier )部、104はA/D( Analog to Digital )変換部、105は映像信号処理部、106は映像信号出力部、107はCPU( Centrl Processing Unit )である。
図1において、被写体像は、レンズ部12を通り、テレビジョンカメラ11の撮像素子101に入射する。撮像素子101は、入射された被写体像を電気信号に変換して、CDS部102に出力する。CDS部102は、入力された電気信号から雑音を除去し、VGA部103に出力する。VGA部103は、入力された信号のレベルを調整して、A/D変換部104に出力する。A/D変換部104は、入力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して映像信号処理部105に出力する。映像信号処理部105は、入力された信号に対して、色分離、レベル補正、輪郭強調、等の様々な処理を施した後、映像信号出力部106を介してテレビジョンカメラ11の映像信号として出力する。
CPU107は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ11内の各部の回路を制御している。
CPU107は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ11内の各部の回路を制御している。
ノイズの影響により、ライン毎に黒レベルが変化する。これによって映像に横線が発生する。この現象を横引きノイズという。横引きノイズは、撮像素子101で発生するノイズで、従来から、CDS部102で補正を行っていた。なお、横引きノイズとは、周波数が数kHz程度の低周波ノイズにより、表示画面上において横引き状のノイズが見える現象である。
しかしながら、従来技術では、撮像素子101で発生する低周波ノイズを、CDS部102等により低減している。しかし、CDS部102、以降で発生する横引きノイズについては低減していなかった。
特許文献1には、テレビジョン信号の同期部分におけるノイズの大きさを1つのしきい値によって複数種類に分類し、制御回路は複数値の制御信号を作成し、ノイズの大きさに応じて補正係数を変化させる発明が開示されている。しかし、アナログ信号処理でノイズ補正されるため、上記の問題は解決していない。
本発明は、上記の問題に鑑み、CDS部102、VGA部103、及びA/D変換部104で発生する横引きノイズの補正を行う横引きノイズ補正方法を提供するものである。
特許文献1には、テレビジョン信号の同期部分におけるノイズの大きさを1つのしきい値によって複数種類に分類し、制御回路は複数値の制御信号を作成し、ノイズの大きさに応じて補正係数を変化させる発明が開示されている。しかし、アナログ信号処理でノイズ補正されるため、上記の問題は解決していない。
本発明は、上記の問題に鑑み、CDS部102、VGA部103、及びA/D変換部104で発生する横引きノイズの補正を行う横引きノイズ補正方法を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明は、CDS部、VGA部、及びA/D変換部の後段の、映像信号処理部内でデジタル信号処理を行い、横引きノイズを含む映像信号から、横引きノイズ成分だけを抽出し、元の信号から、横引きノイズ成分を減算することにより、横引きノイズの無い映像信号を得るものであり、横引きノイズ補正方法及び横引きノイズ補正回路並びにそれを用いたテレビジョン回路として適用される。
好ましくは、本発明の横引きノイズ補正方法は、入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、前記算出された平均値データにフレーム巡回型フィルタによって算出された前記所定の期間の平均値との差分データから横引ノイズ成分を除去したデータを算出し、前記平均値データから前記横引ノイズ成分を除去したデータを減算した減算データを算出し、前記算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去するものである。
また好ましくは、上記補正は、横引きノイズ補正回路における1ラインの特定の水平ライン期間をHブランキング期間の、少なくとも無信号期間またはオプティカルブラック期間のいずれかで実行する。
好ましくは、本発明の横引きノイズ補正方法は、入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、前記算出された平均値データにフレーム巡回型フィルタによって算出された前記所定の期間の平均値との差分データから横引ノイズ成分を除去したデータを算出し、前記平均値データから前記横引ノイズ成分を除去したデータを減算した減算データを算出し、前記算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去するものである。
また好ましくは、上記補正は、横引きノイズ補正回路における1ラインの特定の水平ライン期間をHブランキング期間の、少なくとも無信号期間またはオプティカルブラック期間のいずれかで実行する。
本発明によれば、CDS部、VGA部、及びA/D変換部で発生する横引きノイズを、それら後段(ノイズが発生した後の段階)で補正することができ、撮像状態によることなく、しかもデジタル信号処理によって補正することができる。
本発明の横引きノイズ補正方法及び横引きノイズ補正回路並びにそれを用いたテレビジョン回路は、入力された映像データの1ライン分の水平期間分の映像データの信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、算出された平均値データにフレーム巡回型フィルタによって1ライン分の映像データの1フレーム前の信号レベルとの差分データから横引ノイズ成分を除去したデータを算出し、平均値データから横引ノイズ成分を除去したデータを減算した減算データを算出し、算出された減算データを1ライン分の映像データの画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去する。
また好ましくは、上記本発明は、横引ノイズ成分を除去したデータに基づいて、少なくとも1つのパラメータによる補正係数を算出し、算出された補正係数で補正することによって減算データから補正減算データを算出し、算出された補正減算データを1ライン分の映像データの画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去する。
さらに好ましくは、上記発明は、横引きノイズ補正は、1水平ライン毎に実行する。
またさらに好ましくは、上記発明は、パラメータは、横引ノイズ成分を除去したデータのレベルが所定のレベル以上の場合には、横引ノイズ成分を除去したデータのレベルを漸減して出力する。
また好ましくは、上記補正は、横引きノイズ補正回路における横引きノイズ補正を、1水平ライン期間のH(水平)ブランキング期間の所定の期間若しくは無信号期間で実行する。即ち、上記横引ノイズ補正方法において、Hブランキング期間内の無信号期間から横引きノイズ成分を抽出し、元の信号から、横引きノイズ成分を減算することにより、撮像状態によることなく、横引きノイズの無い映像信号を得る。この水平部ランキング期間での横引ノイズ補正方法は、水平期間が長い垂直同期周波数ではHブランキング期間内に無信号期間を作ることによって実現する。例えば、CCD等の撮像素子を、垂直周波数約60(59.94)Hzで使用する場合と50Hzで使用する場合では、水平期間の長さや構成が異なる。よって無信号期間を広く得ることで、平均値計算のサンプル点を増やすことができるため、横引きノイズ補正の効果をより大きくすることができる。
なお、本書では、既に説明した図1を含め、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
また好ましくは、上記本発明は、横引ノイズ成分を除去したデータに基づいて、少なくとも1つのパラメータによる補正係数を算出し、算出された補正係数で補正することによって減算データから補正減算データを算出し、算出された補正減算データを1ライン分の映像データの画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去する。
さらに好ましくは、上記発明は、横引きノイズ補正は、1水平ライン毎に実行する。
またさらに好ましくは、上記発明は、パラメータは、横引ノイズ成分を除去したデータのレベルが所定のレベル以上の場合には、横引ノイズ成分を除去したデータのレベルを漸減して出力する。
また好ましくは、上記補正は、横引きノイズ補正回路における横引きノイズ補正を、1水平ライン期間のH(水平)ブランキング期間の所定の期間若しくは無信号期間で実行する。即ち、上記横引ノイズ補正方法において、Hブランキング期間内の無信号期間から横引きノイズ成分を抽出し、元の信号から、横引きノイズ成分を減算することにより、撮像状態によることなく、横引きノイズの無い映像信号を得る。この水平部ランキング期間での横引ノイズ補正方法は、水平期間が長い垂直同期周波数ではHブランキング期間内に無信号期間を作ることによって実現する。例えば、CCD等の撮像素子を、垂直周波数約60(59.94)Hzで使用する場合と50Hzで使用する場合では、水平期間の長さや構成が異なる。よって無信号期間を広く得ることで、平均値計算のサンプル点を増やすことができるため、横引きノイズ補正の効果をより大きくすることができる。
なお、本書では、既に説明した図1を含め、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
本発明の一実施例を、図2を用いて説明する。図2は、本発明のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。205は映像信号処理部、207はCPUである。図2のテレビジョンカメラは、図1のテレビジョンカメラの構成に対して、映像信号処理部105の替わりに映像信号処理部205を用い、このため制御プログラムが変更されるため、CPU107の替わりにCPU207を用いる構成としている。
従って、図2の実施例では、図1のテレビジョンカメラに比べて、CDS部102でのノイズ補正の他、映像信号処理部205内で横引きノイズ補正処理を行う。即ち、アナログの映像信号ではなく、デジタルの映像信号に対して、横引きノイズ補正処理がなされる。
従って、図2の実施例では、図1のテレビジョンカメラに比べて、CDS部102でのノイズ補正の他、映像信号処理部205内で横引きノイズ補正処理を行う。即ち、アナログの映像信号ではなく、デジタルの映像信号に対して、横引きノイズ補正処理がなされる。
なお、図2のテレビジョンカメラは、例えば、有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD( High Definition )方式のテレビジョンカメラ(高精細テレビジョンカメラ)である。
また、撮像素子101は、例えばCCD( Charge Couppled Device )イメージセンサである。なお、撮像素子101としては、例えば、CMOS( Complementary Metal Oxide Semiconductor )イメージセンサ、等の固体撮像素子がある。また、有効画素数は、上述である必要はなく、水平1280、垂直720等、別の有効画素数でも構わない。
また、撮像素子101は、例えばCCD( Charge Couppled Device )イメージセンサである。なお、撮像素子101としては、例えば、CMOS( Complementary Metal Oxide Semiconductor )イメージセンサ、等の固体撮像素子がある。また、有効画素数は、上述である必要はなく、水平1280、垂直720等、別の有効画素数でも構わない。
図3によって、入力された映像データの1ラインの所定の期間の映像信号波形を説明する。図3は、映像信号波形を説明するための図である。図3(a)は、垂直同期周波数が約60HzのHD方式の映像信号波形、図3(b)は、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号波形である。横軸が時間、縦軸が信号レベルである。図3(a)、(b)共に、上は水平同期信号のレベル波形を示し、下は入力される映像信号の構成を示す。
図3(a)と図3(b)において、映像データの1ラインの入力信号には、有効画素期間と、Hブランキング期間とがある。また、
図3(a)と図3(b)において、映像データの1ラインの入力信号には、有効画素期間と、Hブランキング期間とがある。また、
図3(a)の有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が約60HzのHD方式の映像信号において、1水平ラインは2200クロック(以降、クロックをCLKと称する)であり、有効画面期間は1952CLK、H(水平)ブランキング期間は248CLKである。また、Hブランキング期間内には、V(垂直)転送期間が186CLK、OB(オプティカルブラック)区間が58CLK(54CLKと4CLKに分離されている)、及び、ダミー期間が4CLKある。このように、Hブランキング期間内には、新たに、無号期間を挿入する余地が無い。しかし、OB期間の信号レベルから横引ノイズ成分を抽出して除去することが可能である。
一方、図3(b)の有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号において、1水平ラインは2640クロックであり、有効画面期間は1952CLK、Hブランキング期間は688CLKである。従って、Hブランキング期間内に、V転送期間(186CLK)、OB区間(58CLK)、ダミー期間(4CLK)に加えて、無線号期間(440CLK)を挿入することが可能となる。
従って、有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号においては、OB期間の信号レベルから横引ノイズ成分を抽出して除去する他に、上記無信号期間から横引ノイズ成分を抽出して除去することも可能である。即ち、有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号では、少なくとも、Hブランキング期間内の、OB期間または無信号期間のいずれかから横引ノイズ成分を抽出して除去することができる。
従って、有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号においては、OB期間の信号レベルから横引ノイズ成分を抽出して除去する他に、上記無信号期間から横引ノイズ成分を抽出して除去することも可能である。即ち、有効画素数が水平1920、垂直1080で、垂直同期周波数が50HzのHD方式の映像信号では、少なくとも、Hブランキング期間内の、OB期間または無信号期間のいずれかから横引ノイズ成分を抽出して除去することができる。
上述のように、異なる垂直同期周波数に対応することが可能な撮像素子101を用いたテレビジョンカメラにおいては、その垂直同期周波数により水平期間の長さが異なる。しかし、水平期間が短い垂直同期周波数では、Hブランキング期間内のOB期間を使用して横引きノイズ成分を抽出することができる。
また、水平期間が長い動作の垂直同期周波数では、Hブランキング期間内のOB期間を使用して横引きノイズ成分を抽出することができる他、Hブランキング期間内の無信号期間から、横引きノイズ成分を抽出することができる。
例えば、約60Hzと50Hzの2つの垂直同期周波数に対応したCCD(撮像素子101)を使用したテレビジョンカメラにおいて、50Hzで動作させた場合には、約60Hzで動作させた場合より水平期間が長くなる。このため、50Hzの水平期間から約60Hzの水平期間を減算した期間を無信号期間とすることができる。
例えば、約60Hzと50Hzの2つの垂直同期周波数に対応したCCD(撮像素子101)を使用したテレビジョンカメラにおいて、50Hzで動作させた場合には、約60Hzで動作させた場合より水平期間が長くなる。このため、50Hzの水平期間から約60Hzの水平期間を減算した期間を無信号期間とすることができる。
図4を用いて、図2のテレビジョンカメラにおける横引きノイズ補正処理を実行する横引きノイズ補正回路について説明する。図4は、本発明の横引きノイズ補正回路の一実施例の構成を示すブロック図である。図4の横引きノイズ補正回路は、図2のテレビジョンカメラにおける映像信号処理回路205の構成の一部である。400は横引きノイズ補正回路、408は特定期間抽出回路、401はライン平均値算出回路、402はフレーム巡回型フィルタ、403は減算器、405は乗算器、406はラインメモリ、407は減算器である。小文字のa〜c,e,f,gi,go,hは出力信号データである。また、必要構成部に入力される係数やパラメータ(CLK1、CLK2、K、J)については角が丸みをおびた枠で囲んだ。
図4において、CDS部102、VGA部103、A/D変換部104で発生する横引きノイズは、撮像素子101から入力される映像信号データとは無関係に発生する。このため、無信号期間にも横引きノイズが発生する。しかし、無信号期間に発生する横引きノイズ成分は、撮像状態により変化することはない。
Hブランキング期間内の無信号期間(図3(b)参照)から、横引きノイズ成分を抽出し、入力映像信号から、横引きノイズ成分を減算する補正方法を、以下、図4によって説明する。
Hブランキング期間内の無信号期間(図3(b)参照)から、横引きノイズ成分を抽出し、入力映像信号から、横引きノイズ成分を減算する補正方法を、以下、図4によって説明する。
図4において、映像信号処理部205内の横引きノイズ補正回路400に、デジタルの映像信号データgiが画素毎に入力される。この1水平ライン分の映像信号データgiは、ラインメモリ406と特定期間抽出回路408とに入力される。なお、映像信号データgiは、例えば、画素毎の信号レベルを14bitで表したデジタルデータである。
特定期間抽出回路408は、入力された映像信号データgiから、所定の期間の映像データを抽出し、ライン平均値算出回路401に出力する。この所定の期間は、クロック数がCLK1の時に開始され、クロック数がCLK2の時に終了する。即ち、特定期間抽出回路408は、Hブランキング期間の開始時のクロック数を0とした場合に、クロック数CLK1〜CLK2までの期間の映像データhを抽出し、ライン平均値算出回路401に出力する。なお、クロック数CLK1及びCLK2は、例えば、上述したHブランキング期間内の無信号期間やOB期間であり、例えば、CPU207が設定し、特定期間抽出回路408に出力する。
特定期間抽出回路408は、入力された映像信号データgiから、所定の期間の映像データを抽出し、ライン平均値算出回路401に出力する。この所定の期間は、クロック数がCLK1の時に開始され、クロック数がCLK2の時に終了する。即ち、特定期間抽出回路408は、Hブランキング期間の開始時のクロック数を0とした場合に、クロック数CLK1〜CLK2までの期間の映像データhを抽出し、ライン平均値算出回路401に出力する。なお、クロック数CLK1及びCLK2は、例えば、上述したHブランキング期間内の無信号期間やOB期間であり、例えば、CPU207が設定し、特定期間抽出回路408に出力する。
ライン平均値算出回路401は、特定期間抽出回路408から入力された映像データの平均値aを算出する。例えば、ライン平均値算出回路401は、画素毎にその信号レベルが入力される都度、入力される信号レベルを加算する。1水平ラインのHブランキング期間における所定の期間分の信号レベルを加算した後、加算された値をクロック数n(n=CLK2−CLK1+1)で除算する。除算結果(商)である平均値aを、フレーム巡回型フィルタ402と減算器403の一方の入力端に出力する。
なお、平均値ではなく、中央値等、他の代表値を算出し、算出した代表値によって処理を行っても良い。
なお、平均値ではなく、中央値等、他の代表値を算出し、算出した代表値によって処理を行っても良い。
フレーム巡回型フィルタ402は、横引きノイズ成分が除去された信号データbを算出し、減算器403の他方の入力端に出力する。なお、フレーム巡回型フィルタの詳細の説明は、後述する(図5参照)。
減算器403は、平均値データaから横引きノイズ成分が除去された信号bを減算して横引きノイズ成分データcを算出し、乗算器405に出力する(c=a−b)。
減算器403は、平均値データaから横引きノイズ成分が除去された信号bを減算して横引きノイズ成分データcを算出し、乗算器405に出力する(c=a−b)。
次に、乗算器405には、横引きノイズ成分データcに、別途入力されるパラメータJを乗じ、その積値を横引きノイズ補正信号データeとして算出し、減算器407の一方の入力端に出力する(e=c×J)。
なお、乗算器405に入力されるパラメータは、例えば、CPU207が設定し、乗算器405に出力する。また、パラメータJには、通常は、0≦J≦1の間で調整する。
なお、乗算器405に入力されるパラメータは、例えば、CPU207が設定し、乗算器405に出力する。また、パラメータJには、通常は、0≦J≦1の間で調整する。
一方、ラインメモリ406は、入力される映像信号データを1ライン分遅延することによって、補正信号と映像入力のタイミングを合わせた映像信号のデータfを減算器407の他方の入力端に出力する。
なお、ラインメモリ406は、垂直エンハンサと共用しても良い。
なお、ラインメモリ406は、垂直エンハンサと共用しても良い。
減算器407は、1フレーム分遅延された同じラインの画素毎の遅延映像信号データfから、横引きノイズ補正信号データeを減算し、横引きノイズが補正された信号データgoを出力する。
なお、上述のように、横引きノイズ補正信号データeは、1水平ラインについて同一の値である。
なお、上述のように、横引きノイズ補正信号データeは、1水平ラインについて同一の値である。
ここで、本発明のフレーム巡回型フィルタ402の動作を、図5によって説明する。図5は、図4で説明した横引きノイズ補正回路のフレーム巡回型フィルタ402の一実施例の構成を示すブロック図である。501は減算器、502は乗算器、503は加算器、504は1ライン毎の映像データの平均値が1フレーム分格納されるメモリである。また,データaは、図3で説明したように、Hブランキング期間内の所定の期間に抽出された信号レベルの平均値のデータであり、Kはフィルタの重み付け係数、データをa’はメモリ504の出力である。
このとき、図5のフレーム巡回型フィルタ302においては、式(1)の演算を行う。
b=(a−a’)×K+a’・・・式(1)
即ち、まず減算器501の一方の入力端には、Hブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値データaが入力される。減算器501の他方の入力端には、前回のフレームの同じラインの同じ所定期間内のデータで演算された、メモリ504の出力信号a’が入力される。
b=(a−a’)×K+a’・・・式(1)
即ち、まず減算器501の一方の入力端には、Hブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値データaが入力される。減算器501の他方の入力端には、前回のフレームの同じラインの同じ所定期間内のデータで演算された、メモリ504の出力信号a’が入力される。
減算器501は、1ライン平均値データaからメモリ504の出力信号a’を減算(p=a−a’)し、その差分結果(データp)を乗算器502の一方の入力端に出力する。乗算器502の他方の入力端には、フィルタの重み付け係数K(0≦K≦1)が入力される。係数Kは、CPU207から任意の値を設定できる。
乗算器502は、データpにフィルタの重み付け係数Kを乗算し、積(データq=p×K=(a−a’)×K)を加算器503の他方の入力端に出力する。
加算器503は、データa’とデータqを加算し、その和(データb)をメモリ504に出力すると共に、フレーム巡回型フィルタ402の出力データbとして出力する。
加算器503は、データa’とデータqを加算し、その和(データb)をメモリ504に出力すると共に、フレーム巡回型フィルタ402の出力データbとして出力する。
メモリ504は、1ライン毎の横引きノイズ成分が除去された信号データbが1フレーム(水平ラインの数)分格納されるメモリである。例えば、高精細度テレビジョンカメラでは、有効走査線本数分に相当する1080個のデータが格納される。
即ち、メモリ504は、入力されたデータbを、1フレーム分遅延したデータa’として、減算器501及び加算器503に出力する。従って、減算器501には、1水平ラインのHブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値aが入力されるが、その入力に同期して、同時に当該入力水平ラインの1フレーム前の同じ水平ラインのHブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値a’(1フレーム前の横引きノイズ成分が除去された信号データb)が入力される。
即ち、メモリ504は、入力されたデータbを、1フレーム分遅延したデータa’として、減算器501及び加算器503に出力する。従って、減算器501には、1水平ラインのHブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値aが入力されるが、その入力に同期して、同時に当該入力水平ラインの1フレーム前の同じ水平ラインのHブランキング期間内の所定期間の信号レベルの平均値a’(1フレーム前の横引きノイズ成分が除去された信号データb)が入力される。
横引きノイズ成分は、フレーム間で相関性の無い信号である。このため、上記の演算により、フレーム巡回型フィルタ402の出力データbは、横引きノイズ成分が除去された信号になっている。
以上のようにして横引きノイズを補正する。
以上のようにして横引きノイズを補正する。
上記図2〜図5の実施例によれば、テレビジョンカメラのデジタル信号を映像信号処理する映像信号処理部内において、映像信号データの1ラインのHブランキング期間内の所定期間の平均値を算出する手段と、フレーム巡回型フィルタを備え、前記1ラインのHブランキング期間内の所定期間の平均値を算出する手段により得た平均値と、フレーム巡回型フィルタを通過した平均値との差分を計算し、横引きノイズ成分とする、横引きノイズ補正回路を実現することができる。
上述の図2〜図5の実施例では、横引きノイズ補正回路がハードウエア構成であった。しかし、本発明のテレビジョンカメラにおいて、横引きノイズ補正回路を含む映像信号処理回路が、DSP( Digtal Signal Processor )やFPGA( Field Programmable Gate Array )等で構成され、ソフトウエア構成であっても良いことは勿論である。
以下、図4の実施例に相当するソフトウエアプログラムによる実行処理動作について、図6を用いて説明する。図6のステップ601〜607は、DSP若しくはFPGAで構成されたテレビジョンの映像信号処理部における、本発明の横引きノイズ補正処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
図6の処理では、先ず、1ライン分の映像信号データgiを画素毎に入力し、ステップ601から実行を開始する。
ステップ601では、1水平ラインのHブランキング信号の所定の期間を抽出し、ステップ602に処理を移行する。所定の期間とは、例えば、Hブランキング期間内の無信号の期間(例えば、CLK1〜CLK2)である。
ステップ601では、1水平ラインのHブランキング信号の所定の期間を抽出し、ステップ602に処理を移行する。所定の期間とは、例えば、Hブランキング期間内の無信号の期間(例えば、CLK1〜CLK2)である。
ステップ602では、ステップ601で抽出されたデータについて、所定の期間内の信号レベルの平均値aを算出する。例えば、ステップ602では、ステップ601で抽出されたデータについて、画素毎に信号レベルを加算する。そして、1水平ライン分の所定期間のデータ全てについて信号レベルを加算した後、加算された値をクロック数で除算し、除算結果(商)をその1水平ラインの映像信号の平均値aとする。
次に、ステップ603では、遅延処理を行い、入力される映像信号データを1ライン分遅延する。これによって、補正信号と映像入力のタイミングを合わせた映像信号のデータfが算出される。
次に、ステップ603では、遅延処理を行い、入力される映像信号データを1ライン分遅延する。これによって、補正信号と映像入力のタイミングを合わせた映像信号のデータfが算出される。
次に、ステップ604では、算出された平均値のデータaを使って、CPU207等の外部から入力された係数Kに基づいて、フレーム巡回型フィルタ処理による処理を実行する。そして、1水平ラインの映像データの横引きノイズ成分が除去されたデータbを出力し、ステップ605に処理を移行する。
ステップ605では、ステップ603で算出されたデータaから、ステップ604が出力したデータbを減算し、データcとして出力し、ステップ606に処理を移行する。
ステップ606では、ステップ605から出力された映像データcに、CPU207等の外部から入力されたパラメータ(例えば、J)を乗算して、その積をその水平1ラインの横引きノイズ成分の平均値データeとして出力し、ステップ607に処理を移行する。
ステップ605では、ステップ603で算出されたデータaから、ステップ604が出力したデータbを減算し、データcとして出力し、ステップ606に処理を移行する。
ステップ606では、ステップ605から出力された映像データcに、CPU207等の外部から入力されたパラメータ(例えば、J)を乗算して、その積をその水平1ラインの横引きノイズ成分の平均値データeとして出力し、ステップ607に処理を移行する。
ステップ607では、ステップ603で1ライン分遅延処理された画素毎のデータfからデータeを減算し、その差分を映像データgoとして出力する。この出力された映像信号データgoが、画素毎に、横引きノイズ補正処理された1ライン分の映像データである。
なお、ステップ603の処理は、減算処理ステップ607の前であれば、どこでも良い。例えば、図7に示すように、ステップ603の処理をステップ602、ステップ605〜ステップ607と並行処理しても良い。
上記図2、図6、図7の実施例によれば、入力された映像信号の1ライン分の中から所定の期間の映像データを抽出し、抽出された映像データの信号レベルの代表値(例えば、平均値)を算出し、算出した代表値と、フレーム巡回型フィルタにより算出した前回のフレームの同じ1ラインの同じ所定期間の映像データの横引ノイズ成分との、差分データを算出することによって、デジタル信号処理によって横引きノイズを補正可能な、横引きノイズ補正回路及び横引きノイズ補正方法、並びにそれを用いたテレビジョンカメラを実現することができる。
また、図2〜図7の実施例によれば、CDS部、VGA部、及びA/D変換部で発生する横引きノイズを、それら後段(ノイズが発生した後の段階)で補正することができ、しかもデジタル信号処理によって補正することができる。
本発明の、別の実施例を図2と図8を用いて説明する。図8は、本発明の横引きノイズ補正回路の一実施例の構成を示すブロック図である。800は横引きノイズ補正回路、805は乗算器である。小文字のa,e,f,gi,go,h,jは出力信号データであり、必要構成部に入力される、係数やパラメータについては角が丸みをおびた枠で囲んだ。
図8の横引きノイズ補正回路800は、図4の横引きノイズ補正回路400に対して、フレーム巡回型フィルタ402と減算器403を削除し、乗算器405の替わりに乗算器805を設け、ライン平均値算出回路401の出力aを乗算器805に入力するようにしたものである。
図8において、ライン平均値算出回路401の出力aは、直接乗算器405に入力され、パラメータJを乗算した値eが減算器407に出力するようにしている。
以下、変更した回路について説明し、他は図4と同様なので、説明を省略する。
図8において、ライン平均値算出回路401の出力aは、直接乗算器405に入力され、パラメータJを乗算した値eが減算器407に出力するようにしている。
以下、変更した回路について説明し、他は図4と同様なので、説明を省略する。
この実施例では、Hブランキング期間の無信号期間内において、映像信号の横引きノイズが発生しないか、若しくは影響が少ないとみなし、フレーム巡回型フィルタを用いずに処理するようにしたものである。
図2、図8の実施例によれば、図4の実施例と比較して、構成が簡単にすることが可能となり、生産コストの低減及び消費電力の低減が実現できる。
上述の図8の実施例では、横引きノイズ補正回路がハードウエア構成であった。しかし、本発明のテレビジョンカメラにおいて、横引きノイズ補正回路を含む映像信号処理回路が、DSPやFPGA等で構成され、ソフトウエア構成であっても良いことは勿論である。
以下、図8の実施例に相当するソフトウエアプログラムによる実行処理動作について、図9を用いて説明する。図9は、DSP若しくはFPGAで構成されたテレビジョンの映像信号処理部における、本発明の横引きノイズ補正処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。図6若しくは図7と同一の処理には同一のステップ番号を付し、処理動作説明を省略する。
図9において、まず、ステップ601〜ステップ603の処理を実行する。
そして、ステップ602の処理とステップ603の処理を実行後、ステップ906に処理を移行する。
ステップ906では、ステップ602で算出した平均値aにパラメータJを乗算し、積e(e=c×J)を算出し、ステップ607に処理を移行する。
ステップ607の処理は、図6で説明した通りである。
そして、ステップ602の処理とステップ603の処理を実行後、ステップ906に処理を移行する。
ステップ906では、ステップ602で算出した平均値aにパラメータJを乗算し、積e(e=c×J)を算出し、ステップ607に処理を移行する。
ステップ607の処理は、図6で説明した通りである。
図9の実施例によれば、図8の実施例のハードウエア構成に対し、ソフトウエアでも同様に、横引ノイズ補正を実行可能な横引ノイズ補正方法及びそれを用いたテレビジョンカメラを実現できる。
また、図2、図9の実施例によれば、CDS部、VGA部、及びA/D変換部で発生する横引きノイズを、それら後段(ノイズが発生した後の段階)で補正することができ、しかもデジタル信号処理によって補正することができる。
また、図2、図9の実施例によれば、CDS部、VGA部、及びA/D変換部で発生する横引きノイズを、それら後段(ノイズが発生した後の段階)で補正することができ、しかもデジタル信号処理によって補正することができる。
以上、図2〜図9によって本発明の一実施例を示したが、これらはいずれもフレーム毎に処理を行っているが、フィールド毎に処理しても同様の結果が得られる。
また、好ましくは、有効画素が720×1280/50p、720×1280/60p等の高精細度テレビジョンカメラに適用可能である。
さらに、計算処理は、全てブランキング期間内で行っている。
またさらに、上記実施例では、平均値、等の代表値を、Hブランキング期間の連続した所定期間のデータについて算出した。この所定期間は、連続した期間である必要は無く、複数の期間であっても良く、場合によっては、その中から適宜選択した期間の平均値等の代表値を用いても良い。
また、好ましくは、有効画素が720×1280/50p、720×1280/60p等の高精細度テレビジョンカメラに適用可能である。
さらに、計算処理は、全てブランキング期間内で行っている。
またさらに、上記実施例では、平均値、等の代表値を、Hブランキング期間の連続した所定期間のデータについて算出した。この所定期間は、連続した期間である必要は無く、複数の期間であっても良く、場合によっては、その中から適宜選択した期間の平均値等の代表値を用いても良い。
11:テレビジョンカメラ、 12:レンズ部、 21:テレビジョンカメラ、 101:撮像素子、 102:CDS部、 103:VGA部、 104:A/D変換部、 105:映像信号処理部、 106:映像信号出力部、 107:CPU、 205:映像信号処理部、 207:CPU、 400:横引きノイズ補正回路、 401:ライン平均値算出回路、 402:フレーム巡回型フィルタ、 403:減算器、 405:乗算器、 406:ラインメモリ、 407:減算器、 408:特定期間抽出回路、 501:減算器、 502:乗算器、 503:加算器、 504:メモリ、 800:横引きノイズ補正回路、 805:乗算器。
Claims (3)
- 入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、
前記算出された平均値データにフレーム巡回型フィルタによって算出された前記所定の期間の平均値との差分データから横引ノイズ成分を除去したデータを算出し、
前記平均値データから前記横引ノイズ成分を除去したデータを減算した減算データを算出し、前記算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去することを特徴とする横引きノイズ補正方法。 - 入力された映像データの1ラインの所定の期間の信号レベルの画素毎の平均値データを算出し、
前記算出された減算データを前記入力された映像データ1ライン分について前記平均値データを画素毎に減算することによって、横引きノイズ成分を除去することを特徴とする横引きノイズ補正方法。 - 請求項1または請求項2に記載の横引きノイズ補正方法において、前記所定の期間が、1ラインの特定の水平ライン期間をHブランキング期間の、少なくとも無信号期間またはオプティカルブラック期間のいずれかであることを特徴とする横引きノイズ補正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066199A JP2010220024A (ja) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | 横引きノイズ補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066199A JP2010220024A (ja) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | 横引きノイズ補正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010220024A true JP2010220024A (ja) | 2010-09-30 |
Family
ID=42978348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009066199A Pending JP2010220024A (ja) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | 横引きノイズ補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010220024A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014116914A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Ricoh Imaging Co Ltd | 撮像装置 |
WO2020003488A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 三菱電機株式会社 | 撮像装置及びライン変動ノイズ低減装置 |
-
2009
- 2009-03-18 JP JP2009066199A patent/JP2010220024A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014116914A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Ricoh Imaging Co Ltd | 撮像装置 |
WO2020003488A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 三菱電機株式会社 | 撮像装置及びライン変動ノイズ低減装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4290193B2 (ja) | 画像処理装置 | |
KR20080101803A (ko) | 고체 촬상 장치 및 전자 정보 기기 | |
JP2010041327A (ja) | ノイズ低減装置及びノイズ低減方法 | |
JP4268643B2 (ja) | 撮像装置およびその雑音低減方法 | |
JP5397079B2 (ja) | 映像信号処理装置、エンハンスゲイン生成方法およびプログラム | |
JP2010220024A (ja) | 横引きノイズ補正方法 | |
JP4333150B2 (ja) | 信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム | |
JP2010200236A (ja) | 横引きノイズ補正方法 | |
JP5213604B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2010147840A (ja) | 画像処理装置及び撮像装置 | |
JP6235604B2 (ja) | 映像信号のノイズ除去回路及び映像信号のノイズ除去方法 | |
JP4175587B2 (ja) | 画像処理装置及びその方法、撮像装置、並びにメモリ媒体 | |
JP6462895B2 (ja) | 輪郭強調処理回路、輪郭強調処理方法、及びテレビジョンカメラ | |
JP2009105966A (ja) | 固定パターンノイズ除去回路、固定パターンノイズ除去方法、プログラムおよび撮像装置 | |
JP4079934B2 (ja) | 画質改善装置および画質改善方法 | |
JP4257287B2 (ja) | 画質改善装置および画質改善方法 | |
TW201914293A (zh) | 影像擷取裝置以及用於影像放大的影像擷取方法 | |
JP2006238135A (ja) | 画像処理装置及び画像処理プログラム | |
JP2007036719A (ja) | 映像信号処理装置および映像入力処理装置 | |
JP2009284108A (ja) | 映像信号処理装置、撮像装置及び映像信号処理方法 | |
JP2009152881A (ja) | 画像信号処理回路、画像信号処理装置及び画像信号処理方法 | |
JP2007158445A (ja) | 巡回型ノイズリダクション回路および方法 | |
JP2010016520A (ja) | 映像信号処理装置、及び映像信号処理方法 | |
JP2001016503A (ja) | 信号処理装置 | |
JP4536762B2 (ja) | 固体撮像装置 |