JP2015100099A - Imaging apparatus and fixed pattern noise cancellation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像技術に関し、特に、映像信号に含まれる映像信号レベルに依存した乗算性の固定パターンノイズを除去する撮像装置及び方法に関する。 The present invention relates to an imaging technique, and more particularly to an imaging apparatus and method for removing multiplicative fixed pattern noise depending on a video signal level included in a video signal.
一般に、撮像素子から出力される映像信号に含まれるノイズには、時間変動するランダムノイズと、時間変動しない固定パターンノイズ(以下、「FPN」という。)の2種類がある。これらのノイズは撮像素子において生じるものである。一般的なFPNは撮像素子への光の入射量によらず一定であるが、実際の撮像素子では、光の入射に伴って生じるFPN(以下、「明時FPN」という。)と、光の入射量に依存せず遮光時にも存在するFPN(以下、「暗時FPN」という。)とが存在している。 In general, there are two types of noise included in a video signal output from an image sensor: random noise that varies with time and fixed pattern noise that does not vary with time (hereinafter referred to as “FPN”). These noises are generated in the image sensor. A general FPN is constant regardless of the amount of light incident on the image sensor. However, in an actual image sensor, an FPN (hereinafter referred to as “light-time FPN”) generated by the incidence of light and the light. There is an FPN that does not depend on the amount of incident light and is present even when the light is blocked (hereinafter referred to as “dark FPN”).
前者のランダムノイズは規則性が無いため、解像度及び画質が劣化しない状態で映像信号上のノイズを抑圧することは難しく、これを改善するためには、撮像素子そのものの性能を改善することが必要となる。 Since the former random noise has no regularity, it is difficult to suppress the noise on the video signal in a state where the resolution and image quality are not deteriorated. To improve this, it is necessary to improve the performance of the image sensor itself. It becomes.
一方、後者のFPNは規則性があるため、その規則性に基づく信号処理により、ノイズを除去または抑圧することができる。一般的な暗時FPNについては、特許文献1のように、遮光時における映像信号の複数フレームを加算平均してフレームメモリに記憶し、その加算平均値を映像信号から減算することにより、そのノイズを除去または抑圧することができる。この場合、加算平均値を算出することにより、ランダムノイズ成分が抑圧されるので、フレームメモリには暗時FPN成分のみが記憶される。 On the other hand, since the latter FPN has regularity, noise can be removed or suppressed by signal processing based on the regularity. As for general dark FPN, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of frames of a video signal at the time of shading are averaged and stored in a frame memory, and the noise is obtained by subtracting the average value from the video signal. Can be removed or suppressed. In this case, since the random noise component is suppressed by calculating the addition average value, only the dark-time FPN component is stored in the frame memory.
明時FPNについては、撮像素子への光の入射に依存するため、特許文献2のように、撮像素子の撮像面に均一な光を照射した状態の映像信号をフレームメモリに記憶し、映像信号から減算する等により、そのノイズを抑圧することができる(以下、第1の明時FPN除去手法という。)。暗時FPNと同様に、フレームメモリに記憶する際に加算平均値を算出することにより、ランダムノイズ成分が抑圧される。
Since the bright FPN depends on the incidence of light on the image sensor, a video signal in a state where uniform light is irradiated onto the imaging surface of the image sensor is stored in the frame memory as in
このように、従来の撮像装置のFPN除去処理では、映像信号から暗時FPN及び明時FPNを減算することにより、FPNを除去する。つまり、従来の撮像装置に備えたFPN除去回路は、遮光時における映像信号の複数フレームを加算平均し、その加算平均値を暗時FPNとしてフレームメモリに記憶すると共に、撮像素子の撮像面に均一な光を照射した状態で映像信号の複数フレームを加算平均し、その加算平均値を明時FPNとしてフレームメモリに記憶する。そして、FPN除去回路は、映像信号から、フレームメモリに記憶した暗時FPN及び明時FPNを減算する。 As described above, in the FPN removal process of the conventional imaging apparatus, the FPN is removed by subtracting the dark FPN and the bright FPN from the video signal. In other words, the FPN removal circuit provided in the conventional imaging device adds and averages a plurality of frames of the video signal at the time of light shielding, and stores the added average value in the frame memory as the dark FPN and uniformly on the imaging surface of the imaging device. A plurality of frames of the video signal are added and averaged in a state where the light is irradiated, and the added average value is stored in the frame memory as a bright FPN. Then, the FPN removal circuit subtracts the dark FPN and the bright FPN stored in the frame memory from the video signal.
また、特許文献3のように、輝度により変化する明時FPNを複数のフレームメモリに記憶し、撮像素子からの信号値に応じて適切なフレームメモリを選択して明時FPNを抑圧する手法も提案されている(以下、第2の明時FPN除去手法という。)。具体的には、最初に撮像素子の撮像面に低輝度の均一な光を照射した状態で映像信号の複数フレームを加算平均して第1のフレームメモリに記憶し、次に撮像素子の撮像面に高輝度の均一な光を照射した状態で映像信号の複数フレームを加算平均して第2のフレームメモリに記憶し、映像信号の信号値に応じていずれかのフレームメモリを選択して、フレームメモリに記憶された値を映像信号から減算する。 In addition, as in Patent Document 3, a method of storing bright FPN that changes depending on luminance in a plurality of frame memories and selecting an appropriate frame memory according to a signal value from an image sensor to suppress the bright FPN is also available. It has been proposed (hereinafter referred to as a second bright-time FPN removal method). Specifically, the plurality of frames of the video signal are first averaged and stored in the first frame memory in a state where the low-brightness uniform light is irradiated on the imaging surface of the imaging device, and then the imaging surface of the imaging device. A plurality of frames of the video signal are added and averaged and stored in the second frame memory in a state in which high-luminance uniform light is irradiated on the frame, and one of the frame memories is selected according to the signal value of the video signal, The value stored in the memory is subtracted from the video signal.
ここで、撮像装置の撮像素子により出力される映像信号について、暗時FPN成分及び明時FPN成分を含む映像信号の信号値I(s)は以下の式で表される。尚、ここではランダムノイズは考慮しないものとする。
つまり、映像信号から除去されるべき明時FPN成分は、前記式(1)の右辺の第4項N2(s)であり、映像信号の真の信号レベルsの値に依存する関数となる。 That is, the bright-time FPN component to be removed from the video signal is the fourth term N 2 (s) on the right side of the equation (1), which is a function depending on the value of the true signal level s of the video signal. .
前記式(1)を変形すると、以下の式が得られる。
従来の撮像装置において、前述の第1の明時FPN除去手法(特許文献2の手法)では、撮像素子の撮像面に信号レベルs2の均一な光を照射した状態での加算平均値を明時FPNとみなすことにした。しかし、明時FPNは、映像信号の信号レベルsに応じて変化することから、映像信号の真の信号レベルsと均一光の信号レベルs2との間の差が大きくなると、明時FPNを除去する効果が薄れてしまい、黒のオフセットレベルには逆にFPNが加算されてしまうという問題があった。 In the conventional imaging apparatus, in the first bright-time FPN removal method (the method of Patent Document 2) described above, the addition average value in a state where the imaging surface of the imaging element is irradiated with uniform light of the signal level s 2 is obtained. I decided to consider it as FPN. However, since the bright time FPN changes according to the signal level s of the video signal, if the difference between the true signal level s of the video signal and the signal level s 2 of the uniform light increases, There is a problem that the effect of removal is weakened and FPN is added to the black offset level.
また、前述の第2の明時FPN除去手法(特許文献3の手法)では、2種類の明るさの均一光に対応した複数のフレームメモリを準備し、前記式(2)において映像信号の信号値I(s)に応じて適切なフレームメモリを選択して明時FPNを補正するようにした。しかし、この手法では、2種類の明るさにしか対応できず、様々な明るさに対応するためには、多数のフレームメモリを準備しなければならない。また、明時FPNは、映像信号の画素毎の真の信号レベルsに応じて変化するものであり、映像信号の信号値I(s)自体に明時FPNが含まれている場合は、真の信号レベルsが不明であることから、真の信号レベルsに応じた正しい明時FPNを得ることができず、逆にこの補正処理がノイズの発生源となり得るという問題があった。 In the second bright-time FPN removal method (the method of Patent Document 3) described above, a plurality of frame memories corresponding to two types of brightness uniform light are prepared. An appropriate frame memory is selected according to the value I (s) to correct the bright FPN. However, with this method, only two types of brightness can be supported, and a large number of frame memories must be prepared in order to support various brightnesses. The bright FPN changes according to the true signal level s for each pixel of the video signal. If the bright FPN is included in the signal value I (s) of the video signal itself, the bright FPN is true. Since the signal level s is unknown, the correct bright-time FPN corresponding to the true signal level s cannot be obtained. On the contrary, this correction processing can cause noise.
このように、明時FPNは映像信号の真の信号レベルsに依存するものであるが、従来の撮像装置では、映像信号の真の信号レベルsに依存した明時FPNを除去することができず、精度の高い映像信号の信号値を算出することができなかった。 As described above, the bright FPN depends on the true signal level s of the video signal. However, the conventional imaging apparatus can remove the bright FPN depending on the true signal level s of the video signal. Therefore, the signal value of the video signal with high accuracy could not be calculated.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、映像信号から明時FPNを除去する際に、精度の高い映像信号を得ることが可能な撮像装置及び固定パターンノイズ除去方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a fixed pattern that can obtain a video signal with high accuracy when removing bright FPN from the video signal. It is to provide a noise removal method.
前記目的を達成するために、本発明による撮像装置は、入射された光の光量を電気の映像信号に変換する撮像素子、及び前記撮像素子により出力された映像信号から固定パターンノイズを除去する固定パターンノイズ除去回路を備えた撮像装置において、前記固定パターンノイズ除去回路が、遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、均一光の信号値として前記画素毎に蓄積する第2のメモリと、前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として蓄積する第3のメモリと、入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値で除算する除算器と、前記減算器による減算結果を、前記除算器による除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise that is removed from the video signal output by the imaging device. In the image pickup apparatus including the pattern noise removal circuit, the fixed pattern noise removal circuit includes a first memory that accumulates a signal value of the image signal at the time of light shielding for each pixel of the image pickup device, and a uniform light image signal. A second memory for storing, for each pixel, a signal value of a subtraction result obtained by subtracting a signal value of the video signal at the time of shading from a signal value; and a signal value of uniform light for all pixels in the signal value of uniform light A third memory that accumulates the average value as a signal value of the signal level of uniform light in all pixels, and a video signal at the time of shading that is accumulated in the first memory from the signal value of the video signal of the input video A subtractor for subtracting a signal value; a divider for dividing the signal value of the uniform light signal level stored in the third memory by the signal value of the uniform light stored in the second memory; A multiplier that multiplies the result of subtraction by the result of subtraction by the divider and outputs the result of the multiplication as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video. And
また、本発明による撮像装置は、入射された光の光量を電気の映像信号に変換する撮像素子、及び前記撮像素子により出力された映像信号から固定パターンノイズを除去する固定パターンノイズ除去回路を備えた撮像装置において、前記固定パターンノイズ除去回路が、遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、均一光の信号値として前記画素毎に蓄積する第2のメモリと、前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として蓄積する第3のメモリと、を備え、前記第2のメモリが、さらに、前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を前記均一光の信号値で除算した結果を、画素毎に蓄積し、前記固定パターンノイズ除去回路が、さらに、入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、前記減算器による減算結果を、前記第2のメモリに蓄積された除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする。 In addition, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal circuit that removes fixed pattern noise from the video signal output by the imaging device. In the imaging apparatus, the fixed pattern noise removing circuit includes a first memory for storing the signal value of the image signal at the time of light shielding for each pixel of the image sensor, and the signal value of the image signal of uniform light from the signal value at the time of light shielding. A second memory for storing the signal value of the subtraction result obtained by subtracting the signal value of the video signal for each pixel as a signal value of uniform light, and the average value of all pixels in the signal value of uniform light, A third memory for storing the signal value of the uniform light signal level in the second memory, wherein the second memory further stores the signal value of the uniform light signal level stored in the third memory in advance. The result of dividing by the signal value of uniform light is accumulated for each pixel, and the fixed pattern noise removal circuit further stores the video signal at the time of shading stored in the first memory from the signal value of the video signal of the input video. A subtractor for subtracting the signal value of the input signal, and the result of subtraction by the subtracter is multiplied by the result of division accumulated in the second memory, and the result of the multiplication is calculated from the video signal of the input video as a fixed pattern noise. And a multiplier that outputs the signal as a removed signal.
また、本発明による撮像装置は、入射された光の光量を電気の映像信号に変換する撮像素子、及び前記撮像素子により出力された映像信号から固定パターンノイズを除去する固定パターンノイズ除去回路を備えた撮像装置において、前記固定パターンノイズ除去回路が、遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、前記画素毎の均一光の信号値とし、前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として、前記均一光の信号レベルの信号値を前記均一光の信号値で除算した結果を、画素毎に蓄積する第4のメモリと、入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、前記減算器による減算結果を、前記第4のメモリに蓄積された除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする。 In addition, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal circuit that removes fixed pattern noise from the video signal output by the imaging device. In the imaging apparatus, the fixed pattern noise removing circuit includes a first memory for storing the signal value of the image signal at the time of light shielding for each pixel of the image sensor, and the signal value of the image signal of uniform light from the signal value at the time of light shielding. The signal value of the subtraction result obtained by subtracting the signal value of the video signal is the signal value of uniform light for each pixel, and the average value of all pixels in the signal value of uniform light is the signal level of uniform light in all pixels. As a signal value, a result of dividing the signal value of the uniform light signal level by the signal value of the uniform light is stored in a fourth memory for each pixel, and the signal value of the video signal of the input video is used for the first signal. A subtractor for subtracting the signal value of the video signal stored in memory at the time of shading, and the result of subtraction by the subtracter is multiplied by the division result stored in the fourth memory, and the result of the multiplication is And a multiplier that outputs a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video.
また、本発明による撮像装置は、前記第3のメモリが、画素毎に、当該画素を中心とした所定領域についての前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における平均値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする。 In the imaging apparatus according to the present invention, the third memory may uniformly calculate an average value of the signal values of the uniform light accumulated in the second memory for a predetermined area centered on the pixel for each pixel. It accumulates as a signal value of the signal level of light.
また、本発明による撮像装置は、前記第3のメモリが、全画素の領域を分割した所定の分割領域毎に、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における前記分割領域の平均値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする。 In the image pickup apparatus according to the present invention, the third memory may be an average of the divided areas in the signal value of the uniform light accumulated in the second memory for each predetermined divided area obtained by dividing the area of all pixels. The value is stored as a signal value of a uniform light signal level.
また、本発明による撮像装置は、前記第3のメモリが、全画素の領域を分割した所定の分割領域毎に、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における前記分割領域の平均値が算出され、画素毎に、隣接する所定数の前記分割領域の平均値が線形補間された信号値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする。 In the image pickup apparatus according to the present invention, the third memory may be an average of the divided areas in the signal value of the uniform light accumulated in the second memory for each predetermined divided area obtained by dividing the area of all pixels. A value is calculated, and for each pixel, a signal value obtained by linearly interpolating an average value of a predetermined number of adjacent divided regions is accumulated as a signal value of a uniform light signal level.
さらに、本発明による固定パターンノイズ除去方法は、入射された光の光量を電気の映像信号に変換する撮像素子、及び前記撮像素子により出力された映像信号から固定パターンノイズを除去する固定パターンノイズ除去回路を備えた撮像装置における固定パターンノイズ除去方法において、遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に第1のメモリに蓄積する第1のステップと、均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算し、前記減算の結果の信号値を、均一光の信号値として画素毎に第2のメモリに蓄積する第2のステップと、前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として第3のメモリに蓄積する第3のステップと、入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する第4のステップと、前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値で除算する第5のステップと、前記第4のステップによる減算結果を、前記第5のステップによる除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する第6のステップと、を有することを特徴とする。 Furthermore, the fixed pattern noise removal method according to the present invention includes an image sensor that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal that removes the fixed pattern noise from the video signal output by the image sensor. In a fixed pattern noise removal method in an image pickup apparatus including a circuit, a first step of storing a signal value of a video signal at the time of shading in a first memory for each pixel of the image sensor, and a uniform light video signal A second step of subtracting a signal value of the video signal at the time of shading from a signal value and storing the signal value of the subtraction result in a second memory as a uniform light signal value for each pixel; and the uniform light A third step of accumulating the average value of all the pixels in the signal value in the third memory as a signal value of the uniform light signal level in all the pixels, and a signal of the video signal of the input video The fourth step of subtracting the signal value of the image signal at the time of shading accumulated in the first memory from the second step, and the signal value of the signal level of the uniform light accumulated in the third memory as the second value. A fifth step of dividing by the signal value of the uniform light accumulated in the memory; and a subtraction result obtained by the fourth step is multiplied by a division result obtained by the fifth step, and the result of the multiplication is obtained by the input video. And a sixth step of outputting as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal.
以上のように、本発明によれば、映像信号から暗時FPNを除去し、さらに映像信号のレベルに依存した明時FPNを除去することができる。したがって、精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置において、映像信号の高画質化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the dark FPN can be removed from the video signal, and the bright FPN depending on the level of the video signal can be removed. Therefore, a highly accurate video signal can be obtained, and the image quality of the video signal can be improved in the imaging apparatus.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔本発明の概要〕
まず、本発明の概要について説明する。一般の撮像装置の撮像素子におけるFPNを除去する処理が表された前記式(1)において、明時FPNが信号値によって比例すると仮定し、均一光の信号値がs2のときの明時FPNをn2とおくと、明時FPNであるN2(s)は、以下の式で表される。
[Outline of the Invention]
First, an outline of the present invention will be described. In the equation (1) showing the process of removing the FPN in the image sensor of a general imaging device, it is assumed that the bright FPN is proportional to the signal value, and the bright FPN when the uniform light signal value is s 2. the putting and n 2, n 2 (s) is a bright-field FPN is expressed by the following equation.
そこで、撮像装置は、前記式(4)に基づいた2段のFPN除去回路を備える。1段目のFPN除去回路は、前記式(4)の{}の式に対応したものであり、映像信号の信号値I(s)から暗時FPN成分及び黒のオフセットレベルを除去する回路である。2段目のFPN除去回路は、前記式(4)の{}以外の式に対応したものであり、明時FPN成分を除去する回路である。 Therefore, the imaging apparatus includes a two-stage FPN removal circuit based on the equation (4). The first-stage FPN removal circuit corresponds to the expression {} in the expression (4), and removes the dark FPN component and the black offset level from the signal value I (s) of the video signal. is there. The second-stage FPN removal circuit corresponds to an expression other than {} in the expression (4), and is a circuit that removes the light-time FPN component.
1段目のFPN除去回路は、暗時FPN等を除去する従来のFPN除去回路と同じであり、遮光時における映像信号の複数フレームの加算平均値をフレームメモリに予め蓄積しておく。そして、1段目のFPN除去回路は、入力映像の映像信号の信号値から、フレームメモリに蓄積された信号値を減算し、2段目のFPN除去回路に出力する。 The first-stage FPN removal circuit is the same as the conventional FPN removal circuit that removes the dark FPN and the like, and accumulates an average value of a plurality of frames of the video signal at the time of light shielding in a frame memory in advance. Then, the first stage FPN removal circuit subtracts the signal value accumulated in the frame memory from the signal value of the video signal of the input video, and outputs the result to the second stage FPN removal circuit.
2段目のFPN除去回路は、均一光を撮像素子に照射した状態における映像信号の信号値から、1段目のFPN除去回路に蓄積された信号値を減算し、その減算結果を複数フレームで加算平均した値を、信号レベルs2及び明時FPN成分n2としてフレームメモリに予め蓄積すると共に、フレームメモリに蓄積した信号値における画像全体の平均値を計算し、その平均値を信号レベルs2としてメモリに予め蓄積する。そして、2段目のFPN除去回路は、除算器及び乗算器を用いて、前記式(4)の{}以外の式に対応した演算を行う。 The second-stage FPN removal circuit subtracts the signal value accumulated in the first-stage FPN removal circuit from the signal value of the video signal in a state where the imaging element is irradiated with uniform light, and the subtraction result is obtained in a plurality of frames. The average value is accumulated in advance in the frame memory as the signal level s 2 and the bright-time FPN component n 2 , and the average value of the entire image in the signal value accumulated in the frame memory is calculated. 2 is stored in advance in the memory. Then, the second stage FPN elimination circuit uses a divider and a multiplier to perform an operation corresponding to an expression other than {} in the expression (4).
これにより、映像信号から暗時FPN及び明時FPNの両方が除去された真の信号値を得ることができる。従来の撮像装置に備えたFPN除去回路では、映像信号の信号値から暗時FPN及び明時FPNを減算していたから、映像信号の信号レベルに依存した明時FPNを映像信号から除去することができなかった。本発明では、明時FPNの減算処理を行うのではなく、前記式(4)に基づいた乗算処理及び除算処理を行うようにしたから、映像信号の信号レベルに依存した明時FPNを映像信号から除去することができ、結果として、精度の高い映像信号を得ることが可能となる。 Thereby, it is possible to obtain a true signal value from which both the dark FPN and the bright FPN are removed from the video signal. In the FPN removal circuit provided in the conventional image pickup apparatus, the dark FPN and the bright FPN are subtracted from the signal value of the video signal, so that the bright FPN depending on the signal level of the video signal can be removed from the video signal. There wasn't. In the present invention, since the multiplication process and the division process based on the formula (4) are performed instead of performing the bright FPN subtraction process, the bright FPN depending on the signal level of the video signal is converted into the video signal. As a result, a highly accurate video signal can be obtained.
〔撮像装置〕
まず、本発明の実施形態による撮像装置について説明する。図1は、撮像装置の構成を示す概略図である。この撮像装置1は、複数のレンズから構成される光学系10、光学系10を介して入射された光の光量を電気信号に変換する撮像素子11、撮像素子11により出力された電気信号を増幅する増幅器12、増幅器12により増幅された電気信号のアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器13、及び、A/D変換器13により出力されたデジタルの映像信号からFPNを除去するFPN除去回路14を備えている。
[Imaging device]
First, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus. The image pickup apparatus 1 includes an
FPN除去回路14は、前記式(4)の演算を行う回路であり、前述のとおり、遮光時の映像信号を入力して暗時FPNを予め取得し、映像信号から暗時FPNを除去する1段目のFPN除去回路と、均一光の映像信号を入力して明時FPNを予め取得し、暗時FPNが除去された映像信号から明時FPNを除去する2段目のFPN除去回路とにより構成される。
The
尚、図1に示した撮像装置1の構成は、本発明に直接関連する箇所のみを示しており、例えば、映像信号の補間、階調変換、エッジ強調等を行う調整部、光学系10に備えた絞りによる露光量を制御する露光制御部、撮像素子11及びA/D変換器13の動作タイミングを制御するタイミング制御部等のような、本発明に直接関連しない構成部は省略してある。また、図1は、撮像素子11がCCDの場合の構成例を示しており、例えば撮像素子11がCMOS撮像素子の場合には、撮像装置1は増幅器12及びA/D変換器13を備えていない。
Note that the configuration of the imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 shows only portions that are directly related to the present invention. For example, an adjustment unit that performs video signal interpolation, gradation conversion, edge enhancement, and the like is included in the
〔実施例1〕
まず、実施例1のFPN除去回路14について説明する。図2は、実施例1によるFPN除去回路14の構成を示すブロック図である。このFPN除去回路14−1は、スイッチ20,23、フレームメモリ回路21,24、減算器22、メモリ25、除算器26及び乗算器27を備えている。スイッチ20、フレームメモリ回路21及び減算器22により1段目のFPN除去回路が構成され、スイッチ23、フレームメモリ回路24、メモリ25、除算器26及び乗算器27により2段目のFPN除去回路が構成される。
[Example 1]
First, the
(暗時FPN取得処理)
図3は、図2に示すFPN除去回路14−1の処理を示すフローチャートである。FPN除去回路14−1は、1段目のFPN除去回路のうちスイッチ20及びフレームメモリ回路21により、暗時FPN取得処理を行う(ステップS301)。これにより、フレームメモリ回路21には、暗時FPN成分n1及び黒のオフセットレベルd1を含む遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)が蓄積される。
(Dark FPN acquisition process)
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the FPN removal circuit 14-1 shown in FIG. The FPN removal circuit 14-1 performs dark-time FPN acquisition processing by the
図4は、図3に示した暗時FPN取得処理(ステップS301)の詳細を示すフローチャートであり、図7は、図2に示したFPN除去回路14−1における暗時FPN取得処理(ステップS301)のデータの流れを示す図である。 4 is a flowchart showing details of the dark-time FPN acquisition process (step S301) shown in FIG. 3, and FIG. 7 shows the dark-time FPN acquisition process (step S301) in the FPN removal circuit 14-1 shown in FIG. It is a figure which shows the flow of data.
まず、FPN除去回路14−1の図示しない制御部は、スイッチ20の入力信号をフレームメモリ回路21に出力するように、スイッチ20の接続点a1と接続点a3とを導通状態にし(図7を参照)、接続点a1と接続点a2とを非導通状態にする制御信号をスイッチ20に出力することで、スイッチ20をセットする(ステップS401)。
First, the control unit (not shown) of the FPN removal circuit 14-1 makes the connection point a1 and the connection point a3 of the
FPN除去回路14−1が遮光時の映像信号を入力すると(ステップS402)、フレームメモリ回路21は、遮光時の映像信号をスイッチ20を介して入力し、画素毎に、遮光時の映像信号の信号値(I(s)=n1+d1)を複数フレームで加算平均して蓄積する(ステップS403)。
When the FPN removal circuit 14-1 receives the video signal at the time of light shielding (step S402), the
これにより、図7に示すように、遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)が複数フレームにおいて画素毎に加算平均され、その加算平均値(以下、遮光時の映像信号の信号値という。)が撮像素子11の画素毎にフレームメモリ回路21に蓄積される。フレームメモリ回路21に蓄積される遮光時の映像信号の信号値は、暗時FPN成分n1及び黒のオフセットレベルd1を含む。
As a result, as shown in FIG. 7, the signal value (n 1 + d 1 ) of the video signal at the time of shading is added and averaged for each pixel in a plurality of frames. Is stored in the
尚、FPN除去回路14−1の図示しない制御部は、フレームメモリ回路21に蓄積された遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)を画像全体(全画素)で加算平均することにより、黒のオフセットレベルd1を求めることができる。
The control unit (not shown) of the FPN removal circuit 14-1 adds and averages the signal value (n 1 + d 1 ) of the video signal stored in the
(明時FPN取得処理)
図2及び図3に戻って、FPN除去回路14−1は、1段目及び2段目のFPN除去回路のうちスイッチ20,23、フレームメモリ回路21、減算器22、フレームメモリ回路24及びメモリ25により、明時FPN取得処理を行う(ステップS302)。これにより、フレームメモリ回路24には、均一光における信号レベルs2のときの明時FPN成分n2及び信号レベルs2からなる信号値(n2+s2)が蓄積され、メモリ25には、信号レベルs2の信号値が蓄積される。
(Tomorrow's FPN acquisition process)
2 and 3, the FPN removal circuit 14-1 includes
図5は、図3に示した明時FPN取得処理(ステップS302)の詳細を示すフローチャートであり、図8は、図2に示したFPN除去回路14−1における明時FPN取得処理(ステップS302)のデータの流れを示す図である。 FIG. 5 is a flowchart showing details of the bright-time FPN acquisition process (step S302) shown in FIG. 3, and FIG. 8 shows the bright-time FPN acquisition process (step S302) in the FPN removal circuit 14-1 shown in FIG. It is a figure which shows the flow of data.
まず、FPN除去回路14−1の図示しない制御部は、スイッチ20の入力信号を減算器22に出力するように、スイッチ20の接続点a1と接続点a2とを導通状態にし(図8を参照)、接続点a1と接続点a3とを非導通状態にする制御信号をスイッチ20に出力することで、スイッチ20をセットすると共に、スイッチ23の入力信号をフレームメモリ回路24に出力するように、スイッチ23の接続点b1と接続点b2とを導通状態にし、接続点b1と接続点b3とを非導通状態にする制御信号をスイッチ23に出力することで、スイッチ23をセットする(ステップS501)。
First, the control unit (not shown) of the FPN removal circuit 14-1 turns on the connection point a1 and the connection point a2 of the
FPN除去回路14−1が均一光の映像信号を入力すると(ステップS502)、減算器22は、均一光の映像信号を、スイッチ20を介して入力すると共に、フレームメモリ回路21から遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)を読み出す(ステップS503)。そして、減算器22は、均一光の映像信号の信号値(I(s)=n1+d1+n2+s2)から遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)を減算する(ステップS504)。
When the FPN removal circuit 14-1 receives the uniform light video signal (step S502), the
これにより、均一光における信号レベルs2のときの明時FPN成分n2及び信号レベルs2からなる信号値(n2+s2)が得られる。尚、均一光の映像信号の信号値がI(s)=n1+d1+n2+s2であるのは、前記式(1)においてs=s2だからである。 As a result, a signal value (n 2 + s 2 ) composed of the light-time FPN component n 2 and the signal level s 2 at the signal level s 2 in uniform light is obtained. The signal value of the uniform light video signal is I (s) = n 1 + d 1 + n 2 + s 2 because s = s 2 in the above equation (1).
フレームメモリ回路24は、減算器22による減算結果を、スイッチ23を介して入力し、減算器22による減算結果の信号値(n2+s2)を複数フレームで加算平均して蓄積する(ステップS505)。
The
FPN除去回路14−1の図示しない制御部は、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)を画像全体(全画素)で加算平均して信号レベルs2を求め(ステップS506)、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積する(ステップS507)。
The control unit (not shown) of the FPN removal circuit 14-1 calculates and averages the signal value (n 2 + s 2 ) accumulated in the
これにより、図8に示すように、均一光における信号レベルs2のときの明時FPN成分n2及び信号レベルs2からなる信号値(n2+s2)が、複数フレームにおいて画素毎に加算平均され、その加算平均値が撮像素子11の画素毎にフレームメモリ回路24に蓄積される。また、均一光における信号レベルs2の信号値がメモリ25に蓄積される。この場合、均一光における信号レベルs2の信号値は、画像全体(全画素)で共通の値となる。
Thereby, as shown in FIG. 8, the signal value (n 2 + s 2 ) composed of the light-time FPN component n 2 and the signal level s 2 at the signal level s 2 in the uniform light is added for each pixel in a plurality of frames. The averaged value is averaged and stored in the
尚、メモリ25に蓄積される均一光における信号レベルs2の信号値は、後述する実施例2においても画像全体(全画素)で共通の値となるが、後述する実施例4では所定領域毎に共通の値となり、後述する実施例3,5では画素毎の値となる。
Note that the signal value of the signal level s 2 in the uniform light accumulated in the
(FPN除去処理)
図2及び図3に戻って、FPN除去回路14−1は、入力映像の映像信号から暗時FPN及び明時FPNを除去するFPN除去処理を行う(ステップS303)。これにより、FPN除去回路14−1から、入力映像の映像信号における真の信号値sが出力される。
(FPN removal process)
2 and 3, the FPN removal circuit 14-1 performs an FPN removal process for removing the dark FPN and the bright FPN from the video signal of the input video (step S303). As a result, the true signal value s in the video signal of the input video is output from the FPN removal circuit 14-1.
図6は、図3に示したFPN除去処理(ステップS303)の詳細を示すフローチャートであり、図9は、図2に示したFPN除去回路14−1におけるFPN除去処理(ステップS303)のデータの流れを示す図である。 6 is a flowchart showing details of the FPN removal process (step S303) shown in FIG. 3, and FIG. 9 shows data of the FPN removal process (step S303) in the FPN removal circuit 14-1 shown in FIG. It is a figure which shows a flow.
まず、FPN除去回路14−1の図示しない制御部は、スイッチ20の入力信号を減算器22に出力するように、スイッチ20の接続点a1と接続点a2とを導通状態にし(図9を参照)、接続点a1と接続点a3とを非導通状態にする制御信号をスイッチ20に出力することで、スイッチ20をセットすると共に、スイッチ23の入力信号を乗算器27に出力するように、スイッチ23の接続点b1と接続点b3とを導通状態にし、接続点b1と接続点b2とを非導通状態にする制御信号をスイッチ23に出力することで、スイッチ23をセットする(ステップS601)。
First, the control unit (not shown) of the FPN removal circuit 14-1 makes the connection point a1 and connection point a2 of the
FPN除去回路14−1が映像信号を入力すると(ステップS602)、減算器22は、映像信号をスイッチ20を介して入力すると共に、フレームメモリ回路21から遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)を読み出す(ステップS603)。そして、減算器22は、映像信号の信号値I(s)から遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)を減算する(ステップS604)。
When the FPN removal circuit 14-1 receives the video signal (step S602), the
これにより、映像信号の信号値I(s)から、暗時FPN成分n1及び黒のオフセットレベルd1からなる遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)が減算された信号値(I(s)−(n1+d1))が得られる(図9を参照)。 As a result, a signal value (n 1 + d 1 ) obtained by subtracting the signal value (n 1 + d 1 ) at the time of shading composed of the dark FPN component n 1 and the black offset level d 1 from the signal value I (s) of the video signal ( I (s)-(n 1 + d 1 )) is obtained (see FIG. 9).
除算器26は、フレームメモリ回路24から信号値(n2+s2)を読み出すと共に(ステップS605)、メモリ25から信号レベルs2の信号値を読み出す(ステップS606)。そして、除算器26は、信号レベルs2の信号値を信号値(n2+s2)で除算する(ステップS607)。
The
乗算器27は、減算器22からスイッチ23を介して信号値(I(s)−(n1+d1))を入力すると共に、除算器26から除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を入力し、信号値(I(s)−(n1+d1))に除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を乗算する(ステップS608)。そして、乗算器27は、乗算結果を映像信号の真の信号値sとして出力する(ステップS609)。
The
これにより、図9に示すように、暗時FPNを除去する1段目のFPN除去回路及び明時FPNを除去する2段目のFPN除去回路により、前記式(4)の右辺に示す映像信号の真の信号値sが算出され、FPN除去回路14−1から出力される。 As a result, as shown in FIG. 9, the video signal shown on the right side of the equation (4) is obtained by the first-stage FPN removal circuit that removes the dark-time FPN and the second-stage FPN removal circuit that removes the bright-time FPN. True signal value s is calculated and output from the FPN removal circuit 14-1.
以上のように、実施例1のFPN除去回路14−1によれば、ステップS301の暗時FPN取得処理時に、フレームメモリ回路21は、遮光時の映像信号である暗時FPN成分n1及び黒のオフセットレベルd1からなる信号値(n1+d1)を画素毎に蓄積するようにした。
As described above, according to the FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment, during the dark FPN acquisition process in step S <b> 301, the
そして、ステップS302の明時FPN取得処理時に、減算器22は、均一光の映像信号の信号値(I(s)=n1+d1+n2+s2)から、フレームメモリ回路21に蓄積された信号値(n1+d1)を減算し、フレームメモリ回路24は、その減算結果である、均一光における信号レベルs2のときの明時FPN成分n2及び信号レベルs2からなる信号値(n2+s2)を画素毎に蓄積するようにした。また、図示しない制御部は、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)を画像全体(全画素)で加算平均し、加算平均結果である画像全体(全画素)で共通の信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積するようにした。
Then, during the bright-time FPN acquisition processing in step S302, the
そして、ステップS303のFPN除去処理時に、減算器22は、入力映像の映像信号の信号値I(s)からフレームメモリ回路21に蓄積された信号値(n1+d1)を減算し、除算器26は、メモリ25に蓄積された画像全体で共通の信号レベルs2の信号値を、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)で除算し、乗算器27は、減算器22による減算結果の信号値(I(s)−(n1+d1))に、除算器26による除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を乗算するようにした。
At the time of the FPN removal process in step S303, the
これにより、映像信号から暗時FPN及び明時FPNの両方が除去された真の信号値sを得ることができる。つまり、明時FPNの減算処理を行うのではなく、前記式(4)の右辺に示すような乗算処理及び除算処理を行うようにしたから、映像信号の信号レベルに依存した明時FPNを映像信号から除去することができる。したがって、精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置1において、映像信号の高画質化を図ることができる。 Thereby, the true signal value s from which both the dark FPN and the bright FPN are removed from the video signal can be obtained. That is, instead of performing the subtraction process of the bright FPN, the multiplication process and the division process as shown on the right side of the equation (4) are performed, so that the bright FPN depending on the signal level of the video signal is converted into the video. It can be removed from the signal. Therefore, a highly accurate video signal can be obtained, and the image quality of the video signal can be improved in the imaging apparatus 1.
〔実施例2〕
次に、実施例2のFPN除去回路14について説明する。実施例2のFPN除去回路14は、明時FPN取得処理(ステップS302)において、実施例1のFPN除去処理(ステップS303)の一部である、信号レベルs2の信号値を信号値(n2+s2)で除算する処理を行い、除算結果を新たなフレームメモリに蓄積する。
[Example 2]
Next, the
図10は、実施例2によるFPN除去回路14の構成を示すブロック図である。このFPN除去回路14−2は、スイッチ20,23,28,29、フレームメモリ回路21,24、減算器22、メモリ25、除算器26及び乗算器27を備えている。スイッチ20、フレームメモリ回路21及び減算器22により1段目のFPN除去回路が構成され、スイッチ23,28,29、フレームメモリ回路24、メモリ25、除算器26及び乗算器27により2段目のFPN除去回路が構成される。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the
図2に示した実施例1のFPN除去回路14−1と図10に示す実施例2のFPN除去回路14−2とを比較すると、FPN除去回路14−1,14−2共に、スイッチ20,23、フレームメモリ回路21,24、減算器22、メモリ25、除算器26及び乗算器27を備えている点で同一であるが、FPN除去回路14−2は、FPN除去回路14−1の構成に加え、さらにスイッチ28,29を備えている点で相違する。
Comparing the FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 with the FPN removal circuit 14-2 of the second embodiment shown in FIG. 23, the
(暗時FPN取得処理)
FPN除去回路14−2による暗時FPN取得処理(ステップS301)は、FPN除去回路14−1と同様であり、図4に示した処理がそのまま適用される。
(Dark FPN acquisition process)
The dark-time FPN acquisition process (step S301) by the FPN removal circuit 14-2 is the same as the FPN removal circuit 14-1, and the process shown in FIG. 4 is applied as it is.
(明時FPN取得処理)
FPN除去回路14−2による明時FPN取得処理(ステップS302)は、図5に示した処理に加え、さらに、除算器26による除算処理及びフレームメモリ回路24による蓄積処理が追加される。この場合、FPN除去回路14−2の図示しない制御部は、ステップS501において、減算器22及びスイッチ23からの入力信号をフレームメモリ回路24に出力するように、スイッチ28の接続点c2と接続点c1とを導通状態にし、接続点c3と接続点c1とを非導通状態にする制御信号をスイッチ28に出力することで、スイッチ28をセットする。
(Tomorrow's FPN acquisition process)
The bright-time FPN acquisition process (step S302) by the FPN removal circuit 14-2 includes a division process by the
FPN除去回路14−2が図5に示した処理を行った後、除算器26は、メモリ25から画像全体で共通の信号レベルs2の信号値を読み出すと共に、フレームメモリ回路24から信号値(n2+s2)を読み出し、信号レベルs2の信号値を信号値(n2+s2)で除算する。この場合、FPN除去回路14−2の図示しない制御部は、フレームメモリ回路24からの入力信号を除算器26に出力するように、スイッチ29の接続点e1と接続点e2とを導通状態にし、接続点e1と接続点e3とを非導通状態にする制御信号をスイッチ29に出力することで、スイッチ29をセットする。
After the FPN removal circuit 14-2 performs the processing shown in FIG. 5, the
フレームメモリ回路24は、除算器26による除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を蓄積する。この場合、FPN除去回路14−2の図示しない制御部は、除算器26からの入力信号をフレームメモリ回路24に出力するように、スイッチ28の接続点c3と接続点c1とを導通状態にし、接続点c2と接続点c1とを非導通状態にする制御信号をスイッチ28に出力することで、スイッチ28をセットする。
The
これにより、均一光における信号レベルs2を均一光における信号レベルs2の明時FPN成分n2及び信号レベルs2からなる信号値(n2+s2)で除算した結果が、画素毎にフレームメモリ回路24に蓄積される。
Frame Thus, the result of division by the signal level s 2 the signal level s 2 of light at FPN component n 2 and the signal value and a signal level s 2 in the homogeneous light (n 2 + s 2) in uniform light, for each pixel Accumulated in the
尚、明時FPN取得処理(ステップS302)において、除算器26による除算処理は、ハードウェアにより実現するのではなく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
In the bright-time FPN acquisition process (step S302), the division process by the
(FPN除去処理)
FPN除去回路14−2によるFPN除去処理(ステップS303)では、図6に示したステップS605〜ステップS607の代わりに、フレームメモリ回路24から信号値(s2/(n2+s2))読み出す処理が行われる。
(FPN removal process)
In the FPN removal process (step S303) by the FPN removal circuit 14-2, a process of reading the signal value (s 2 / (n 2 + s 2 )) from the
FPN除去回路14−2が図6に示したステップS601〜ステップS604の処理を行った後、乗算器27は、減算器22からスイッチ23を介して信号値(I(s)−(n1+d1))を入力すると共に、フレームメモリ回路24から信号値(s2/(n2+s2))を読み出す。そして、乗算器27は、ステップS608にて、信号値(I(s)−(n1+d1))に信号値(s2/(n2+s2))を乗算し、ステップS609にて、乗算結果を映像信号の真の信号値sとして出力する。この場合、FPN除去回路14−2の図示しない制御部は、フレームメモリ回路24からの入力信号を乗算器27に出力するように、スイッチ29の接続点e1と接続点e3とを導通状態にし、接続点e1と接続点e2とを非導通状態にする制御信号をスイッチ29に出力することで、スイッチ29をセットする。
After the FPN removal circuit 14-2 performs the processing of step S601 to step S604 shown in FIG. 6, the
これにより、暗時FPNを除去する1段目のFPN除去回路及び明時FPNを除去する2段目のFPN除去回路により、前記式(4)の右辺に示す映像信号の真の信号値sが算出され、FPN除去回路14−2から出力される。 Thus, the true signal value s of the video signal shown on the right side of the equation (4) is obtained by the first-stage FPN removal circuit that removes the dark-time FPN and the second-stage FPN removal circuit that removes the bright-time FPN. Calculated and output from the FPN removal circuit 14-2.
以上のように、実施例2のFPN除去回路14−2によれば、ステップS302の明時FPN取得処理時に、減算器22、フレームメモリ回路24及び図示しない制御部は、実施例1のFPN除去回路14−1と同様の処理を行い、除算器26は、メモリ25に蓄積された画像全体で共通の信号レベルs2の信号値を、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)で除算し、フレームメモリ回路24は、除算器26による除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を画素毎に蓄積するようにした。
As described above, according to the FPN removal circuit 14-2 of the second embodiment, the
そして、ステップS303のFPN除去処理時に、減算器22は、実施例1のFPN除去回路14−1と同様の処理を行い、乗算器27は、減算器22による減算結果の信号値(I(s)−(n1+d1))に、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(s2/(n2+s2))を乗算するようにした。
At the time of the FPN removal process in step S303, the
これにより、実施例1のFPN除去回路14−1と同様に、精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置1において、映像信号の高画質化を図ることができる。また、ステップS303のFPN除去処理時には、除算器26による除算処理が不要になるから、処理負荷を低減することができ、リアルタイムでの処理を減算器22及び乗算器27のみで実現することができ、除算器26を節約することができる。
Thereby, similarly to the FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment, a highly accurate video signal can be obtained, and the image quality of the video signal can be improved in the imaging device 1. Further, during the FPN removal process in step S303, the division process by the
〔実施例3〕
次に、実施例3のFPN除去回路14について説明する。実施例1,2では、明時FPN除去のための均一光にシェーディングがある場合には、画像全体で共通の値として求めた均一光の信号レベルs2と局所的な均一光の信号レベルs2(局所的な均一光の平均値)との間の差がノイズ源となり得る。そこで、実施例3のFPN除去回路14は、明時FPN取得処理(ステップS302)において、画素毎に、その画素(注目画素)周辺の局所的な平均値を均一光の信号レベルs2として求めることで、均一光のシェーディングを補正した信号レベルs2の信号値を蓄積する。
Example 3
Next, the
実施例3によるFPN除去回路14−3の構成は、図2に示した実施例1の構成または図10に示した実施例2の構成と同様である。 The configuration of the FPN removal circuit 14-3 according to the third embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 or the configuration of the second embodiment shown in FIG.
図2に示した実施例1のFPN除去回路14−1及び図10に示した実施例2のFPN除去回路14−2と実施例3のFPN除去回路14−3とを比較すると、両者の全体構成は同一であるが、FPN除去回路14−3の制御部は、FPN除去回路14−1,14−2の制御部とは異なる手法で信号レベルs2を求める点で相違する。 The FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 and the FPN removal circuit 14-2 of the second embodiment shown in FIG. 10 and the FPN removal circuit 14-3 of the third embodiment are compared. Although the configuration is the same, the control unit of the FPN removal circuit 14-3 is different in that the signal level s 2 is obtained by a method different from the control unit of the FPN removal circuits 14-1 and 14-2.
(暗時FPN取得処理)
FPN除去回路14−3による暗時FPN取得処理(ステップS301)は、FPN除去回路14−1,14−2と同様であり、図4に示した実施例1,2の処理がそのまま適用される。
(Dark FPN acquisition process)
The dark-time FPN acquisition process (step S301) by the FPN removal circuit 14-3 is the same as the FPN removal circuits 14-1 and 14-2, and the processes of the first and second embodiments shown in FIG. .
(明時FPN取得処理)
FPN除去回路14−3による明時FPN取得処理(ステップS302)では、図5に示したステップS506の代わりに、周辺の局所的な平均値を算出して画素毎に信号レベルs2を求める処理が行われる。
(Tomorrow's FPN acquisition process)
In the bright-time FPN acquisition process (step S302) by the FPN removal circuit 14-3, instead of step S506 shown in FIG. 5, a local average value is calculated to obtain the signal level s 2 for each pixel. Is done.
FPN除去回路14−3が図5に示したステップS501〜ステップS505の処理を行った後、FPN除去回路14−3の制御部は、移動平均フィルタ等を用いることで、画素毎に、その画素を中心とした所定領域についてフレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を算出し、算出した平均値を信号レベルs2として求める(ステップS506)。
After the FPN removal circuit 14-3 performs the processing from step S501 to step S505 shown in FIG. 5, the control unit of the FPN removal circuit 14-3 uses a moving average filter or the like, so that each pixel The average value of the signal values (n 2 + s 2 ) accumulated in the
そして、FPN除去回路14−3の制御部は、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積する(ステップS507)。 Then, the control unit of the FPN removal circuit 14-3 accumulates the signal value of the signal level s 2 in the memory 25 (step S507).
これにより、注目画素を中心とした周辺の局所的な平均値が、信号レベルs2の信号値として画素毎にメモリ25に蓄積される。この場合、均一光における信号レベルs2の信号値は、画素毎の値となる。
Thus, the local average value of the peripheral centering on the target pixel, is stored in the
(FPN除去処理)
FPN除去回路14−3によるFPN除去処理(ステップS303)では、図6に示したステップS606の代わりに、画素毎に蓄積された信号レベルs2の信号値をメモリ25から読み出す処理が行われる。
(FPN removal process)
In the FPN removal process (step S303) by the FPN removal circuit 14-3, a process of reading the signal value of the signal level s 2 accumulated for each pixel from the
FPN除去回路14−3が図6に示したステップS601〜ステップS605の処理を行った後、除算器26は、メモリ25から、画素毎に蓄積された信号レベルs2の信号値のうち、映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す(ステップS606)。そして、FPN除去回路14−3は、図6に示したステップS607〜ステップS609の処理を行う。
After the FPN removal circuit 14-3 performs the processing from step S601 to step S605 shown in FIG. 6, the
尚、FPN除去回路14−3が図10に示した実施例2の構成と同様の場合には、除算器26による映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す処理は、明時FPN取得処理において行われる。
When the FPN removal circuit 14-3 has the same configuration as that of the second embodiment shown in FIG. 10, the signal of the signal level s 2 corresponding to the pixel of the signal value I (s) of the video signal by the
以上のように、実施例3のFPN除去回路14−3によれば、ステップS302の明時FPN取得処理時に、制御部は、画素毎に、その画素を中心とした所定領域についてフレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を信号レベルs2として求め、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積するようにした。
As described above, according to the FPN removal circuit 14-3 of the third embodiment, during the bright-time FPN acquisition process in step S302, the control unit performs
これにより、明時FPN取得処理において入力する均一光の映像信号にシェーディングが存在する場合であっても、そのシェーディングを補正することができ、信号値s2がノイズ源となることを回避することができる。したがって、実施例1,2よりも精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置1において、映像信号の一層の高画質化を図ることができる。 Accordingly, even when shading is present in the uniform light video signal input in the bright-time FPN acquisition process, the shading can be corrected and the signal value s 2 can be prevented from becoming a noise source. Can do. Therefore, it is possible to obtain a video signal with higher accuracy than in the first and second embodiments, and in the imaging apparatus 1, it is possible to further improve the image quality of the video signal.
〔実施例4〕
次に、実施例4のFPN除去回路14について説明する。実施例3では、画素毎に均一光の信号レベルs2を求める。これに対し、実施例4のFPN除去回路14は、明時FPN取得処理(ステップS302)において、所定の分割領域毎に均一光の信号レベルs2を求める。
Example 4
Next, the
実施例4によるFPN除去回路14−3の構成は、図2に示した実施例1の構成または図10に示した実施例2の構成と同様である。 The configuration of the FPN removal circuit 14-3 according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 or the configuration of the second embodiment shown in FIG.
図2に示した実施例1のFPN除去回路14−1及び図10に示した実施例2のFPN除去回路14−2と実施例4のFPN除去回路14−4とを比較すると、両者の全体構成は同一であるが、FPN除去回路14−4の制御部は、FPN除去回路14−1,14−2の制御部とは異なる手法で信号レベルs2を求める点で相違する。 The FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 and the FPN removal circuit 14-2 of the second embodiment shown in FIG. 10 and the FPN removal circuit 14-4 of the fourth embodiment are compared. Although the configuration is the same, the control unit of the FPN removal circuit 14-4 is different in that the signal level s 2 is obtained by a method different from the control units of the FPN removal circuits 14-1 and 14-2.
(暗時FPN取得処理)
FPN除去回路14−4による暗時FPN取得処理(ステップS301)は、FPN除去回路14−1,14−2と同様であり、図4に示した実施例1,2の処理がそのまま適用される。
(Dark FPN acquisition process)
The dark-time FPN acquisition process (step S301) by the FPN removal circuit 14-4 is the same as the FPN removal circuits 14-1 and 14-2, and the processes of the first and second embodiments shown in FIG. .
(明時FPN取得処理)
FPN除去回路14−4による明時FPN取得処理(ステップS302)では、図5に示したステップS506の代わりに、所定の分割領域毎に平均値を算出してその分割領域毎に信号レベルs2を求める処理が行われる。
(Tomorrow's FPN acquisition process)
In the bright-time FPN acquisition process (step S302) by the FPN removal circuit 14-4, instead of step S506 shown in FIG. 5, an average value is calculated for each predetermined divided area, and the signal level s 2 is calculated for each divided area. Is obtained.
FPN除去回路14−4が図5に示したステップS501〜ステップS505の処理を行った後、FPN除去回路14−4の制御部は、所定の分割領域毎に、その分割領域についてフレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を算出し、算出した平均値を信号レベルs2として求める(ステップS506)。
After the FPN removal circuit 14-4 performs the processing from step S501 to step S505 shown in FIG. 5, the control unit of the FPN removal circuit 14-4 performs
図11は、実施例4の明時FPN取得処理(ステップS302)において、分割領域毎に信号値s2を算出する処理を説明する図である。図11に示すように、入力映像の画面全体をN×Mの領域に予め分割しておく。信号レベルs2は、N×M個の分割領域毎に求められる。N,Mは正の整数である。 FIG. 11 is a diagram illustrating processing for calculating the signal value s 2 for each divided region in the bright-time FPN acquisition processing (step S302) of the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, the entire screen of the input video is divided in advance into N × M areas. The signal level s 2 is obtained for every N × M divided regions. N and M are positive integers.
そして、FPN除去回路14−4の制御部は、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積する(ステップS507)。 Then, the control unit of the FPN removal circuit 14-4 accumulates the signal value of the signal level s 2 in the memory 25 (step S507).
これにより、分割領域毎の平均値が、信号レベルs2の信号値としてメモリ25に蓄積される。この場合、均一光における信号レベルs2の信号値は、分割領域毎の値となる。
Thus, the average value of each divided region is stored in the
(FPN除去処理)
FPN除去回路14−4によるFPN除去処理(ステップS303)では、図6に示したステップS606の代わりに、分割領域毎に蓄積された信号レベルs2の信号値をメモリ25から読み出す処理が行われる。
(FPN removal process)
In the FPN removal process (step S303) by the FPN removal circuit 14-4, a process of reading the signal value of the signal level s 2 accumulated for each divided area from the
FPN除去回路14−4が図6に示したステップS601〜ステップS605の処理を行った後、除算器26は、メモリ25から、分割領域毎に蓄積された信号レベルs2の信号値のうち、映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す(ステップS606)。そして、FPN除去回路14−4は、図6に示したステップS607〜ステップS609の処理を行う。
After the FPN removal circuit 14-4 performs the processing of step S601 to step S605 shown in FIG. 6, the
尚、FPN除去回路14−4が図10に示した実施例2の構成と同様の場合には、除算器26による映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す処理は、明時FPN取得処理において行われる。
When the FPN removal circuit 14-4 has the same configuration as that of the second embodiment shown in FIG. 10, the signal of the signal level s 2 corresponding to the pixel of the signal value I (s) of the video signal by the
以上のように、実施例4のFPN除去回路14−4によれば、ステップS302の明時FPN取得処理時に、制御部は、分割領域毎に、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を信号レベルs2として求め、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積するようにした。
As described above, according to the FPN removal circuit 14-4 of the fourth embodiment, during the bright-time FPN acquisition process in step S302, the control unit stores the signal value (n an average value of 2 + s 2) as a signal level s 2, and the signal value of the signal level s 2 to be stored in the
これにより、実施例3では画素毎に処理を行うようにしたが、実施例4では画素毎の処理が不要になるから、実施例3よりも処理負荷を低減することができる。つまり、明時FPN取得処理において入力する均一光の映像信号にシェーディングが存在する場合であっても、分割領域毎にそのシェーディングを低負荷にて補正することができる。したがって、実施例3よりも低負荷の処理により、実施例1,2よりも精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置1において、映像信号の一層の高画質化を図ることができる。 Thus, the processing is performed for each pixel in the third embodiment, but the processing for each pixel is not necessary in the fourth embodiment, so that the processing load can be reduced as compared with the third embodiment. That is, even when shading is present in the uniform light video signal input in the bright-time FPN acquisition process, the shading can be corrected for each divided region with a low load. Therefore, a video signal with higher accuracy than those of the first and second embodiments can be obtained by processing with a lower load than that of the third embodiment, and the image quality of the video signal can be further improved in the imaging apparatus 1.
〔実施例5〕
次に、実施例5のFPN除去回路14について説明する。実施例4では、分割領域毎に、分割領域の平均値を均一光の信号レベルs2として求めるようにしたから、分割領域の均一光の信号レベルs2は、分割領域の中心座標の値として扱うことができる。このため、分割領域で求めた均一光の信号レベルs2(中心座標の値として扱うことが可能な平均値)とその中心座標から外れた位置にある画素の信号レベルs2との間の差がノイズ源となり得る。そこで、実施例5のFPN除去回路14は、明時FPN取得処理(ステップS302)において、画素毎に、近傍の4つの分割領域における中心座標の値(各分割領域の平均値)を線形補間し、均一光の信号レベルs2を求める。
Example 5
Next, the
実施例5によるFPN除去回路14−5の構成は、実施例4のFPN除去回路14−4と同様に、図2に示した実施例1の構成または図10に示した実施例2の構成と同様である。 The configuration of the FPN removal circuit 14-5 according to the fifth embodiment is similar to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 or the configuration of the second embodiment shown in FIG. 10 in the same manner as the FPN removal circuit 14-4 of the fourth embodiment. It is the same.
FPN除去回路14−5の構成は、FPN除去回路14−4と同様に、図2に示した実施例1のFPN除去回路14−1及び図10に示した実施例2のFPN除去回路14−2と同一であるが、FPN除去回路14−5の制御部は、FPN除去回路14−4の制御部とは異なる手法で信号レベルs2を求める点で相違する。 The configuration of the FPN removal circuit 14-5 is the same as that of the FPN removal circuit 14-4. The FPN removal circuit 14-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 and the FPN removal circuit 14- of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the control unit of the FPN removal circuit 14-4 in that the signal level s 2 is obtained by a method different from that of the control unit of the FPN removal circuit 14-4.
(暗時FPN取得処理)
FPN除去回路14−5による暗時FPN取得処理(ステップS301)は、FPN除去回路14−4と同様に、図4に示した実施例1,2の処理がそのまま適用される。
(Dark FPN acquisition process)
As in the FPN removal circuit 14-4, the processing of the first and second embodiments illustrated in FIG. 4 is applied as it is to the dark-time FPN acquisition processing (step S301) by the FPN removal circuit 14-5.
(明時FPN取得処理)
FPN除去回路14−5による明時FPN取得処理(ステップS302)では、図5に示したステップS506の代わりに、近傍の4つの分割領域の平均値を線形補間し、画素毎に信号レベルs2を求める処理が行われる。
(Tomorrow's FPN acquisition process)
In the bright-time FPN acquisition process (step S302) by the FPN removal circuit 14-5, instead of step S506 shown in FIG. 5, the average value of the four neighboring divided regions is linearly interpolated, and the signal level s 2 for each pixel. Is obtained.
FPN除去回路14−5が図5に示したステップS501〜ステップS505の処理を行った後、FPN除去回路14−5の制御部は、所定の分割領域毎に、その分割領域についてフレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を算出し、その平均値を当該分割領域における中心座標の画素の信号レベルs2とし、近傍の隣り合う4つの分割領域の平均値を線形補間することで、画素毎に、中心座標以外の画素の信号レベルs2を求める(ステップS506)。
After the FPN removal circuit 14-5 performs the processing from step S501 to step S505 shown in FIG. 5, the control unit of the FPN removal circuit 14-5 performs
図12は、実施例5の明時FPN取得処理(ステップS302)において、画素毎に線形補間した信号値s2を算出する処理を説明する図である。図11と同様に、入力映像の画面全体をN×Mの領域に予め分割しておき、1つの分割領域のサイズをK×L画素とし、4つの分割領域の中心座標をそれぞれA,B,C,Dとする。座標A,B,C,Dに囲まれた座標Pが、座標Aから水平にx画素、垂直にy画素の位置に存在するものとする。 FIG. 12 is a diagram illustrating a process of calculating a signal value s 2 that is linearly interpolated for each pixel in the bright-time FPN acquisition process (step S302) of the fifth embodiment. As in FIG. 11, the entire screen of the input video is divided into N × M areas in advance, the size of one divided area is K × L pixels, and the center coordinates of the four divided areas are A, B, Let C, D. It is assumed that a coordinate P surrounded by the coordinates A, B, C, and D exists at a position of x pixels horizontally from the coordinate A and y pixels vertically.
FPN除去回路14−5の制御部は、N×M個の分割領域について、その分割領域毎に、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を算出する。そして、制御部は、近傍の4つの分割領域毎に処理を行う。具体的には、その分割領域の平均値をそれぞれsA,sB,sC,sDとすると、制御部は、線形補間を用いた以下の式により、座標Pの画素の信号レベルsPを求める。
尚、N×Mの分割領域のうち、入力映像の画面の四辺に接する分割領域については、制御部は、近傍の隣り合う2つの分割領域毎に、線形補間を用いた式により、座標Pの画素の信号レベルsPを求める。 Of the N × M divided areas, for the divided areas that are in contact with the four sides of the screen of the input video, the control unit calculates the coordinates P by using an equation using linear interpolation for each adjacent two divided areas. The pixel signal level s P is obtained.
そして、FPN除去回路14−5の制御部は、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積する(ステップS507)。 Then, the control unit of the FPN removal circuit 14-5 accumulates the signal value of the signal level s 2 in the memory 25 (step S507).
これにより、近傍の4つの分割領域毎に線形補間された値が、信号レベルs2の信号値としてメモリ25に蓄積される。この場合、均一光における信号レベルs2の信号値は、画素毎の値となる。
As a result, the value linearly interpolated for each of the four neighboring divided regions is stored in the
(FPN除去処理)
FPN除去回路14−5によるFPN除去処理(ステップS303)では、図6に示したステップS606の代わりに、近傍の4つの分割領域毎に線形補間され画素毎に蓄積された信号レベルs2の信号値をメモリ25から読み出す処理が行われる。
(FPN removal process)
In the FPN removal process (step S303) by the FPN removal circuit 14-5, instead of step S606 shown in FIG. 6, the signal of the signal level s 2 that is linearly interpolated for each of the four neighboring divided regions and accumulated for each pixel. A process of reading the value from the
FPN除去回路14−5が図6に示したステップS601〜ステップS605の処理を行った後、除算器26は、メモリ25から、近傍の4つの分割領域毎に線形補間され画素毎に蓄積された信号レベルs2の信号値のうち、映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す(ステップS606)。そして、FPN除去回路14−5は、図6に示したステップS607〜ステップS609の処理を行う。
After the FPN removal circuit 14-5 performs the processing from step S601 to step S605 shown in FIG. 6, the
尚、FPN除去回路14−5が図6に示した実施例2の構成と同様の場合には、除算器26による映像信号の信号値I(s)の画素に対応する信号レベルs2の信号値を読み出す処理は、明時FPN取得処理において行われる。
When the FPN removal circuit 14-5 has the same configuration as that of the second embodiment shown in FIG. 6, the signal of the signal level s 2 corresponding to the pixel of the signal value I (s) of the video signal by the
以上のように、実施例5のFPN除去回路14−5によれば、ステップS302の明時FPN取得処理時に、制御部は、N×M個の分割領域について、その分割領域毎に、フレームメモリ回路24に蓄積された信号値(n2+s2)の平均値を算出し、近傍の4つの分割領域毎の線形補間を用いた式により、画素毎に、座標Pの画素の信号レベルs2を求め、信号レベルs2の信号値をメモリ25に蓄積するようにした。
As described above, according to the FPN removal circuit 14-5 of the fifth embodiment, during the bright-time FPN acquisition process in step S302, the control unit performs frame memory for each of the N × M divided regions. An average value of the signal values (n 2 + s 2 ) accumulated in the
これにより、分割領域毎に処理を行う実施例4よりも精度の高い映像信号を得ることができ、撮像装置1において、映像信号の一層の高画質化を図ることができる。 Thereby, it is possible to obtain a video signal with higher accuracy than in the fourth embodiment in which processing is performed for each divided region, and in the imaging device 1, it is possible to further improve the image quality of the video signal.
以上、実施例1〜5を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例1〜5に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施例1〜5では、撮像装置1に備えたFPN除去回路14の暗時FPN取得処理(ステップS301)により、遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)がフレームメモリ回路21に蓄積され、同様に、撮像装置1に備えたFPN除去回路14の明時FPN取得処理(ステップS302)により、均一光の信号値(n2+s2)がフレームメモリ回路24に蓄積され、信号レベルs2の信号値がメモリ25に蓄積されるようにした。これに対し、暗時FPN取得処理(ステップS301)及び明時FPN取得処理(ステップS302)を他の装置にて行い、他の装置により算出された遮光時の映像信号の信号値(n1+d1)、均一光の信号値(n2+s2)及び信号レベルs2の信号値を、撮像装置1のフレームメモリ回路21、フレームメモリ回路24及びメモリ25にそれぞれ蓄積するようにしてもよい。この場合、撮像装置1のFPN除去回路14は、FPN除去処理(ステップS303)のみを行う。前記実施例2の場合、他の装置は、信号レベルs2の信号値を均一光の信号値(n2+s2)で除算し、その除算結果の信号値(s2/(n2+s2))を画素毎に、撮像装置1のフレームメモリ回路24に蓄積する。
Although the present invention has been described with reference to the first to fifth embodiments, the present invention is not limited to the first to fifth embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, in the first to fifth embodiments, the signal value (n 1 + d 1 ) of the video signal at the time of shading is converted into the frame memory circuit by the dark-time FPN acquisition process (step S301) of the
また、前記実施例5において、FPN除去回路14−5の制御部は、近傍の4つの分割領域毎に線形補間を行うようにしたが、本発明は、処理単位を4つの分割領域に限定するものではなく、近傍の所定数の分割領域毎に処理を行うようにしてもよい。 In the fifth embodiment, the control unit of the FPN removal circuit 14-5 performs linear interpolation for each of the four adjacent divided areas. However, the present invention limits the processing unit to four divided areas. The processing may be performed for each of a predetermined number of divided regions in the vicinity instead of the above.
1 撮像装置
10 光学系
11 撮像素子
12 増幅器
13 A/D変換器
14 FPN除去回路
20,23,28,29 スイッチ
21,24 フレームメモリ回路
22 減算器
25 メモリ
26 除算器
27 乗算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up
Claims (7)
前記固定パターンノイズ除去回路は、
遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、
均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、均一光の信号値として前記画素毎に蓄積する第2のメモリと、
前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として蓄積する第3のメモリと、
入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、
前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値で除算する除算器と、
前記減算器による減算結果を、前記除算器による除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする撮像装置。 In an imaging device comprising an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal circuit that removes fixed pattern noise from the video signal output by the imaging device,
The fixed pattern noise removing circuit is
A first memory for storing a signal value of a video signal at the time of shading for each pixel of the image sensor;
A second memory that accumulates a signal value of a subtraction result obtained by subtracting the signal value of the video signal at the time of light shielding from the signal value of the uniform light video signal for each pixel as a uniform light signal value;
A third memory for storing an average value of all pixels in the uniform light signal value as a signal value of a uniform light signal level in all pixels;
A subtractor for subtracting the signal value of the video signal at the time of shading accumulated in the first memory from the signal value of the video signal of the input video;
A divider for dividing the signal value of the uniform light signal level stored in the third memory by the signal value of the uniform light stored in the second memory;
A multiplier that multiplies the result of subtraction by the result of division by the divider, and outputs the result of the multiplication as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video. An imaging device that is characterized.
前記固定パターンノイズ除去回路は、
遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、
均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、均一光の信号値として前記画素毎に蓄積する第2のメモリと、
前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として蓄積する第3のメモリと、を備え、
前記第2のメモリは、さらに、前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を前記均一光の信号値で除算した結果を、画素毎に蓄積し、
前記固定パターンノイズ除去回路は、さらに、入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、
前記減算器による減算結果を、前記第2のメモリに蓄積された除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする撮像装置。 In an imaging device comprising an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal circuit that removes fixed pattern noise from the video signal output by the imaging device,
The fixed pattern noise removing circuit is
A first memory for storing a signal value of a video signal at the time of shading for each pixel of the image sensor;
A second memory that accumulates a signal value of a subtraction result obtained by subtracting the signal value of the video signal at the time of light shielding from the signal value of the uniform light video signal for each pixel as a uniform light signal value;
A third memory for storing an average value of all pixels in the uniform light signal value as a signal value of the uniform light signal level in all pixels; and
The second memory further accumulates, for each pixel, a result obtained by dividing the signal value of the uniform light signal level accumulated in the third memory by the signal value of the uniform light,
The fixed pattern noise removing circuit further includes a subtracter for subtracting the signal value of the video signal at the time of shading accumulated in the first memory from the signal value of the video signal of the input video,
A multiplier that multiplies the subtraction result by the subtracter with the division result accumulated in the second memory, and outputs the result of the multiplication as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video; An imaging apparatus comprising:
前記固定パターンノイズ除去回路は、
遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に蓄積する第1のメモリと、
均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算した減算結果の信号値を、前記画素毎の均一光の信号値とし、前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として、前記均一光の信号レベルの信号値を前記均一光の信号値で除算した結果を、画素毎に蓄積する第4のメモリと、
入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する減算器と、
前記減算器による減算結果を、前記第4のメモリに蓄積された除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する乗算器と、を備えたことを特徴とする撮像装置。 In an imaging device comprising an imaging device that converts the amount of incident light into an electrical video signal, and a fixed pattern noise removal circuit that removes fixed pattern noise from the video signal output by the imaging device,
The fixed pattern noise removing circuit is
A first memory for storing a signal value of a video signal at the time of shading for each pixel of the image sensor;
The signal value of the subtraction result obtained by subtracting the signal value of the video signal at the time of shading from the signal value of the uniform light video signal is defined as the uniform light signal value for each pixel, and the average of all pixels in the uniform light signal value A value obtained by dividing the signal value of the uniform light signal level by the signal value of the uniform light as a signal value of the uniform light signal level in all pixels, and a fourth memory for storing the result for each pixel;
A subtractor for subtracting the signal value of the video signal at the time of shading accumulated in the first memory from the signal value of the video signal of the input video;
A multiplier that multiplies a subtraction result by the subtracter by a division result accumulated in the fourth memory, and outputs the result of the multiplication as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video; An imaging apparatus comprising:
前記第3のメモリは、
画素毎に、当該画素を中心とした所定領域についての前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における平均値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
The third memory is
For each pixel, an average value of signal values of uniform light accumulated in the second memory for a predetermined area centered on the pixel is accumulated as a signal value of the signal level of uniform light. Imaging device.
前記第3のメモリは、
全画素の領域を分割した所定の分割領域毎に、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における前記分割領域の平均値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
The third memory is
For each predetermined divided area obtained by dividing the area of all pixels, an average value of the divided areas in the uniform light signal value accumulated in the second memory is accumulated as a signal value of the uniform light signal level. An imaging apparatus characterized by the above.
前記第3のメモリは、
全画素の領域を分割した所定の分割領域毎に、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値における前記分割領域の平均値が算出され、画素毎に、隣接する所定数の前記分割領域の平均値が線形補間された信号値を、均一光の信号レベルの信号値として蓄積する、ことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
The third memory is
For each predetermined divided area obtained by dividing the area of all pixels, an average value of the divided areas in the signal value of the uniform light accumulated in the second memory is calculated, and a predetermined number of adjacent divisions for each pixel are calculated. An image pickup apparatus characterized in that a signal value obtained by linearly interpolating an average value of a region is accumulated as a signal value of a uniform light signal level.
遮光時の映像信号の信号値を、前記撮像素子の画素毎に第1のメモリに蓄積する第1のステップと、
均一光の映像信号の信号値から前記遮光時の映像信号の信号値を減算し、前記減算の結果の信号値を、均一光の信号値として画素毎に第2のメモリに蓄積する第2のステップと、
前記均一光の信号値における全画素の平均値を、全画素における均一光の信号レベルの信号値として第3のメモリに蓄積する第3のステップと、
入力映像の映像信号の信号値から前記第1のメモリに蓄積された遮光時の映像信号の信号値を減算する第4のステップと、
前記第3のメモリに蓄積された均一光の信号レベルの信号値を、前記第2のメモリに蓄積された均一光の信号値で除算する第5のステップと、
前記第4のステップによる減算結果を、前記第5のステップによる除算結果に乗算し、前記乗算の結果を、前記入力映像の映像信号から固定パターンノイズを除去した信号として出力する第6のステップと、を有することを特徴とする固定パターンノイズ除去方法。 An image pickup device for converting the amount of incident light into an electric video signal, and a fixed pattern noise removal method in an image pickup apparatus including a fixed pattern noise removal circuit for removing fixed pattern noise from the video signal output by the image pickup device In
A first step of storing a signal value of a video signal at the time of shading in a first memory for each pixel of the image sensor;
A signal value of the video signal at the time of shading is subtracted from a signal value of the uniform light video signal, and a signal value as a result of the subtraction is stored in a second memory as a uniform light signal value for each pixel. Steps,
A third step of storing an average value of all pixels in the uniform light signal value in a third memory as a signal value of a uniform light signal level in all pixels;
A fourth step of subtracting the signal value of the video signal at the time of shading accumulated in the first memory from the signal value of the video signal of the input video;
A fifth step of dividing the signal value of the uniform light signal level stored in the third memory by the signal value of the uniform light stored in the second memory;
A sixth step of multiplying the subtraction result of the fourth step by the division result of the fifth step, and outputting the result of the multiplication as a signal obtained by removing fixed pattern noise from the video signal of the input video; And a fixed pattern noise removing method.
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