JP3943221B2 - Signal processing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像手段から得られる映像信号が所定のレベルを基になって表せるように調整する信号処理装置に関し、特に複数のフィールドにより撮像手段から信号を読み出す、たとえばインターレース走査によって画像を生成する、画像処理装置や電子スチルカメラ等に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にビデオカメラは、被写界の画像を受光セルが2次元に配設されたイメージセンサを介して撮像信号にして取り込んでいる。このようにして取り込んだ撮像信号には各種の信号処理が施される。信号処理では、その一例として入力した撮像信号に対して黒レベルを所定レベルになるようクランプ処理が施される。この処理は、ビデオ信号の色の基準レベルであるペデスタルレベルに応じて色を表すために行われる。ペデスタルレベルは、黒レベルを表している。ここで、たとえば、撮影信号がインターレース走査方式によりイメージセンサから信号電荷を読み出す場合がある。すなわち、撮像信号が奇数フィールドと偶数フィールドのように複数のフィールドに分けて読み出される。このとき、蓄積した信号電荷の読出しに時間差が生じる。このため、読み出す信号電荷には、一方のフィールドに対応する受光セルから信号電荷が先に読み出されて転送している間に他方のフィールドの受光セルに熱雑音が発生する。したがって、他方のフィールドの信号電荷を読み出す際にこの信号電荷には滞在時間(あるいは時間差)に応じて熱雑音が蓄積されるので、撮像信号が光電変換された本来の撮像信号レベルよりも信号レベルを若干上昇させてしまう。このフィールド間に生じる微小な信号レベルの差は画面の画質を低下させてしまう。ビデオカメラでは、このクランプ処理においてたとえば、イメージセンサの一部を遮光することにより光学的な黒レベル検出領域を設け、この領域からの撮像信号の黒レベルを検出して撮像信号を所定のレベルになるよう処理している。
【0003】
このような熱雑音防止に関わる黒レベル調整の具体的な例として、たとえば特開平9-83836 号公報は、黒レベルの制御時にビット数の増大を抑え、γカーブの傾きを緩やかにすることなく、黒レベルの変化を視覚的に見えることを防止するビデオカメラの信号処理装置を提案している。
【0004】
また、本件出願人は、特開平5-292537号公報に記載しているように、マニュアルでの高精度の調整を必要としない、複数の色成分を有する映像信号の基準レベルの差を補正するオフセットキャンセル回路を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディジタルカメラの一つである電子スチルカメラでは、前述したビデオカメラのように光学的な黒レベル検出領域を用いた黒レベルの補正が行われていない。実際に、インタライン型の電荷結合素子(CCD )を用いた場合ではフィールドに黒レベルの差があってもこの差が考慮されず、同じ黒レベルとみなす処理がこれまで行われてきている。
【0006】
最近、電子スチルカメラには、画質を銀塩カメラに少しでも近づけたいという要求が一層高まってきている。このような状況から特に、電子スチルカメラに適したフィールドの違いの考慮された黒レベルの補正が必要になってきている。
【0007】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、異なるフィールドから信号をそれぞれ読み出す際にフィールド間の差を考慮して黒レベル補正を行うことができる信号処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、被写界から光学系、色フィルタを介して撮像手段から出力されるカラー撮像信号をディジタル信号に変換することによりディジタルカラー撮像信号にし、このディジタルカラー撮像信号に対する信号レベルが所定のレベルを基に表せるように信号処理を行う信号処理装置において、ディジタルカラー撮像信号から読み出す範囲を指定する条件指定信号によりこの範囲に対応する所定の領域が設定されるとともに、この設定された所定の領域の信号を前記ディジタルカラー撮像信号から読み出す信号読出し手段と、この信号読出し手段から出力される信号を撮像手段から供給されるディジタルカラー撮像信号の色を示す色識別信号に応じて選択する第1の色選択手段と、この第1の色選択手段から色毎に供給されるディジタルカラー撮像信号の中で所定のフィールドのディジタルカラー撮像信号だけを選ぶフィールド識別信号に応じて記憶し、この記憶したディジタルカラー撮像信号をフィールド毎に出力する信号記憶出力手段と、この信号記憶出力手段からの出力信号と第1の色選択手段で選択された信号とを加算する加算手段と、この装置に供給されるディジタルカラー撮像信号の内、信号読出し手段が読み出す領域と異なる領域を読み出し、かつその読出しの出力タイミングを調整しながら、色識別信号に応じてディジタルカラー撮像信号を選択して出力する第2の色選択手段と、フィールド識別信号、条件指定信号、および色識別信号の供給を制御するとともに、加算手段から供給されるディジタルカラー撮像信号のフィールドの間の信号レベルの段差をフィールド補正信号として算出する制御手段と、この制御手段からのフィールド補正信号と第2の色選択手段からの信号とを加算し、かつ元のデータ順に復元する補正復元手段とを有することを特徴とする。
【0009】
ここで、フィールド識別信号は、撮像により構成する画像を偶数個のフィールドで表す場合、その中の一つのフィールドを基準として選ぶ信号であることが好ましく、特に、2フィールドやたとえば画素数が極端に多い高解像度用の撮像手段からの高速読出しのために2フィールド以上を用いる場合等に用いて好適なものである。
【0010】
また、条件指定信号は、ディジタルカラー撮像信号の中から取り出す領域を光学的な黒領域とし、この光学的な黒領域の読出し開始位置、かつその読出し開始位置から水平および垂直方向にそれぞれ取り出す幅を設定する信号、または読出し開始位置および光学的な黒領域の読出し終了位置の設定を行う指示を含む信号であることが望ましい。これにより、光学的な黒領域の読み出す範囲が的確に設定されフィールドとの対応も誤りなく行えるようになる。
【0011】
信号記憶出力手段は、前記色フィルタに配された中で取り扱う色の種類に応じてそれぞれ記憶させる複数の色記憶手段を含むことが望ましい。
【0012】
加算手段は、信号記憶出力手段からの出力信号を減算入力させ、第1の色選択手段で選択された信号を加算入力させてフィールド間に生じた信号レベルの段差を出力することが好ましい。
【0013】
制御手段は、信号記憶出力手段の記憶内容を記憶開始から1フレーム後にクリアする制御信号を供給すると有利である。
【0014】
また、制御手段は、フィールド識別信号に基づいて信号記憶出力手段に読み込んだフィールドの信号レベルを所定の基準レベルとし、この所定の基準レベルに対して加算手段から供給される各フィールドの信号レベルの段差をフィールドかつ色毎のフィールド補正信号とすると煩雑な演算を回避してフィールド間に生じる差をなくす。
【0015】
なお、加算手段から最初に供給されるフィールドの信号レベルを所定の基準レベルとし、この所定の基準レベルに対する各フィールドの信号レベルの段差をフィールド毎に供給される信号レベルの段差の加算により算出してフィールド補正信号してもよくこれにより、色の基準を示す黒レベルがインターレース走査してもフィールド間のレベル段差を生じないように補正することを可能にする。
【0016】
補正復元手段は、制御手段からのフィールド補正信号と第2の色選択手段からの信号とを加算する補正加算手段と、この補正加算手段からの出力を第2の色選択手段に供給された信号と同じ色の順に復元して出力する復元手段とを含むことが好ましい。これにより、フィールド間の色、特に黒レベルを所定のレベルにすることができるので、画像にこれまで発生していたビート状の縞模様等の発生を防止できる。
【0017】
本発明に係る信号処理装置は、信号読出し手段からOB領域を抜き出した出力信号を第1の色選択手段に供給し第1の色選択手段では色識別信号に応じて選択された色の信号を加算手段と信号記憶出力手段とに供給する。信号記憶出力手段はフィールド識別信号により選ばれたフィールドの信号だけを記憶させる。加算手段は色毎に選択された信号とフィールド毎に出力される信号記憶出力手段からの信号を加算して色毎にフィールド間の信号のレベル段差を算出して制御手段に供給する。これにより、制御手段には各フィールド間の信号レベル段差が供給される。この制御手段は、算出されたレベル段差を用いて信号処理を行ってフィールド補正信号を算出して補正復元手段に出力し、この補正復元手段は得られたフィールド補正信号と第2の色選択手段でタイミング調整されたディジタルカラー撮像信号とを加算することにより、読み出したラインに対して光学的な黒領域に基づいた黒レベルの補正を行ってフィールド間の差をなくすことができ、一定の黒レベルに基づく画像を出力する。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による信号処理装置の一実施例を詳細に説明する。
【0019】
本発明の信号処理装置は、たとえば撮像時に発生する熱雑音等が基で生成した信号に含まれるノイズ信号(オフセット成分)を除去する装置である。この信号処理装置は、たとえば複数のフィールドに分けて撮像信号を出力するインターレース走査を行うような装置に適用し、この際に適切な黒レベルを設定できるようになり色表現のバランスもよくすることができる。
【0020】
まず、信号処理装置10の構成および接続関係について簡単に説明する。信号処理装置10は、図1に示すようにOB領域読出し部11、RGB 選択部12、加算部13、データ記憶/出力部14、RGB 選択部15、補正復元部16、およびシステム制御部17を有している。
【0021】
ここで、この信号処理装置10には、たとえば入射光が色フィルタアレイ(図示せず)、電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device )等を含む受光セル(画素)が2次元配置されたイメージセンサを有する撮像部を介して得られた信号をディジタル化したデータ、すなわちディジタルカラー撮像信号(以下、単に撮像データという)が供給されている。入射光は、実際に図2(a) に示すように、撮像部のイメージセンサ20すべてに照射されるが、予め定められた有効画素領域Apにしか供給されない。これは、イメージセンサ20の有効画素領域Apから外れた領域が、入射光が遮蔽されているためである。この領域は、光学的に黒い領域としてOB(以下、単にOBという:Opical Black の略)領域と呼ばれる。このOB領域にも水平方向(矢印h )および垂直方向(矢印v )に複数の画素が配置されている。
【0022】
OB領域読出し部11は、イメージセンサ20から得られる撮像データの内、OB領域の画素から得られる撮像データを読み出す機能を持っている。OB領域読出し部11には、システム制御部17から条件指定信号および制御信号が供給されている。条件指定信号は、たとえば垂直方向の読出し開始ライン、水平方向の読出し開始画素、水平方向の読出し幅、および垂直方向の読出し幅等の指示をOB領域読出し部11に供給している。OB領域読出し部11は、この条件指定信号によりOB領域の内の指定領域から信号を取り出している。たとえば図2(b) のレベル"H" の領域は条件指定信号の水平方向の読出し開始画素と水平方向の読出し幅によって設定される。通常、画像を構成する領域は図2(c) で示すレベル"H" の領域を有効映像領域として用いている。指定領域から読み出したデータはRGB 選択部12の一端側に供給される。また、条件指定信号は、水平および垂直方向の読出し開始位置と終了位置で設定してもよい。
【0023】
再び図1に戻る。RGB 選択部12は、図1に示すようにOB領域読出し部11から供給されるOB領域の出力信号についてシステム制御部17から供給される色識別信号に応じて加算部13およびデータ記憶/出力部14への出力先を選択する。
【0024】
加算部13は、加算器13a, 13b, 13c を含んでいる。加算器13a, 13b, 13c の一端側にはRGB 選択部12から色毎のデータが供給され、他端側にはデータ記憶/出力部14からRGB の色毎に読み出したデータが減算入力される。加算部13は、この加算処理によりOB領域読出し部11から順次出力されるフィールド間の信号のレベル差を算出することになる。この加算結果はシステム制御部17に供給される。
【0025】
データ記憶/出力部14は、供給されたデータを色フィルタアレイの繰り返しパターンや単に色の種類に基づいて記憶させている。図1の信号処理装置10では、三原色RGB 毎に記憶させている。データ記憶/出力部14は、読出し要求に応じてメモリ内容を出力するとともに、後述するクリア信号が供給されるまで確実にデータ保持を行うことのできる機能を有している。また、イメージセンサ20からの信号電荷読出しがインターレース方式によって行われることに合わせて各色毎にフィールドメモリ(R フィールドメモリ14a, Gフィールドメモリ14b, Bフィールドメモリ14c )を含んでいる。
【0026】
データ記憶/出力部14は、システム制御部17から供給されるフィールド識別信号を用いて各フィールドメモリにデータの書き込みを行う。フィールド識別信号は、画面に用いられる中で基準の信号レベルのフィールドを選択するための信号である。データ記憶/出力部14は、読み込んだデータを各フィールドを切り換える毎に読み出す。読み込んだデータは1フレーム毎に供給されるクリア信号によって内容が消去される。このような関係があるので、読出し開始の最初に読まれるフィールドを指定するとよい。データ記憶/出力部14は、R フィールドメモリ14a, Gフィールドメモリ14b, Bフィールドメモリ14c から読み出された三原色R,G,B のデータを加算部13の加算器13a, 13b, 13c の他端側にそれぞれ供給している。
【0027】
RGB 選択部15は、イメージセンサ20から読み出した全領域のデータが供給される。このデータは黒レベル補正を行う前の撮像データである。RGB 選択部15は、システム制御部17から色識別信号が供給され、この色識別信号に応じて有効画素領域ApのRGB データを一つずつ選択して出力する。ところで、RGB 選択部15は、単にデータの選択を行うだけでなく、信号処理装置10において対象画素に対して黒レベルの補正が確実にできるようにタイミング調整も行っている。RGB 選択部15は、このタイミング調整を経たRGB データをそれぞれ補正復元部16に供給している。
【0028】
補正復元部16は、各色に対応して加算器16a, 16b, 16c およびデコード部16d を含んでいる。加算器16a, 16b, 16c の一端側には、RGB 選択部15からの各出力信号が入力され、他端側にはシステム制御部17からオフセット成分のデータが各色毎にそれぞれ供給されている。オフセット成分のデータは符号付きである。加算器16a, 16b, 16c は、供給される有効画素領域ApのRGB データとオフセット成分のデータを加算することによりRGB データからオフセット成分を除去している。加算器16a, 16b, 16c は、オフセット成分の除去されたRGB データをデコーダ部16d に出力する。デコーダ部16d は、このRGB データをシステム制御部17の制御に応じて色フィルタアレイの配列順に復元して出力する。
【0029】
システム制御部17は、フィールド識別信号、条件指定信号、色識別信号、タイミング制御信号、メモリのクリア信号等の各種の信号を生成して制御を行う。システム制御部17は、フィールド識別信号で選択したフィールドを基準のフィールドとする制御信号を生成してデータ記憶/出力部14に供給する。システム制御部17は、OB領域の読出し領域が指定された条件に応じた設定信号として生成しOB領域読出し部11に供給する。ここで、使用する色フィルタアレイの種類が決まると各色フィルタの配置が定まるから、システム制御部17は、受光セルからの信号電荷の読出しと配置されている色フィルタの関係を考慮して色識別信号を生成している。この色識別信号は、RGB 選択部12、15にそれぞれ供給されている。システム制御部17は、タイミング制御信号として補正復元部16での加算処理を確実に行うためタイミング調整する制御信号をRGB 選択部15やデコード部16d 等に供給している。システム制御部17は、データ記憶/出力部14にクリア信号を1フレーム毎に供給している。これにより、各フレーム毎に基準が更新されるようになる。 なお、システム制御部17は、基準としたフィールドのOB領域から得られた信号レベルとたとえばテレビジョン規格の黒レベル、すなわちペデスタルレベルとの差を算出する処理を行って、この差も含めたフィールド補正信号を生成して補正復元部16に供給すると、さらに良好な黒レベル補正を行うことができる。
【0030】
次に信号処理装置10の動作を簡単に説明する。イメージセンサ20からのOB領域も含む撮像データがOB領域読出し部11とRGB 選択部15にそれぞれ供給される。OB領域読出し部11は、システム制御部17から供給される条件指定信号に応じて供給される撮像データの内、OB領域の画素から得られた撮像データを取り出す。この取り出されたOB領域の撮像データがRGB 選択部12に供給される。また、RGB 選択部12には、OB領域を覆う色フィルタアレイの配列を考慮した色識別信号が供給されている。RGB 選択部12は、この色識別信号に応じてOB領域の撮像データを選択して加算部13の加算器13a, 13b, 13c の一端側とデータ記憶/出力部14とにそれぞれ出力する。
【0031】
データ記憶/出力部14は、システム制御部17から供給されるフィールド識別信号に一致した垂直方向の読出し開始画素を条件指定信号で指定された領域のデータだけをメモリに記憶させる。データ記憶/出力部14は、この基準として取り込んだフィールド以外では各フィールド毎に読み込んだデータを加算部13に出力している。データ記憶/出力部14は、システム制御部17からクリア信号が供給されるまでこの基準に選んだデータを保持している。
【0032】
加算部13は、システム制御部17の制御によって基準にしたフィールドのデータだけがフレーム内で供給されることになる。この基準に選んだフィールド以外のRGB 選択部12から供給されるフィールドのOB領域のデータを加算入力し、たとえば基準に選んだフィールドのOB領域のデータを減算入力させると、この両者のフィールド間に蓄積された信号レベルの段差分が容易に得られる。この加算結果は、現フレームの現フィールドに対する信号レベル補正を行うため、システム制御部17に供給される。
【0033】
RGB 選択部15は、イメージセンサ20から読み出した撮像データの内、通常と同様に有効画素領域Apのデータを色毎に選択して補正復元部16に出力する。出力するデータは、RGB 選択部15にシステム制御部17から供給される色識別信号に応じて色毎に信号処理を行えるように出力先が選ばれている。色識別信号は、色フィルタアレイの色配列を反映した順に色選択ができるように供給される。この出力にあたりRGB 選択部15は、データ記憶/出力部14からのデータ読出しおよびシステム制御部17の算出に要する時間も考慮したタイミング制御信号で出力を行うように調整している。このように時間調整されたフィールドの有効画素領域のデータが補正復元部16に出力される。
【0034】
補正復元部16には、たとえば第2フィールドの有効画素領域Apの読出しラインのデータが順に加算器16a, 16b, 16c の一端側にそれぞれ供給され、読出しラインに対応する黒レベル補正データが色毎に加算器16a, 16b, 16c の他端側に供給される。これにより、読出したラインの各色に対してそれぞれ黒レベル補正が行われることになる。
【0035】
加算器16a, 16b, 16c は、黒レベル補正された結果をデコード部16d に供給する。デコード部16d は、システム制御部17から供給される有効画素領域Apに現れる色の順に供給される3つのデータを並べ換えて出力する。
【0036】
このような一連の制御を行う信号処理により黒レベル補正を正確に行うことができ、画像を高画質にすることができる。
【0037】
イメージセンサ20を用いた装置は、高画質化が望まれており、画素数が一層多くなる傾向になる。この一層増加する画素数に対応して従来の規格内で動作を完了させるため、たとえば4種類の色に対して信号電荷を読み出す場合がある。信号処理装置10に対する前述した実施例の変形例として図3にこの場合の色選択部12A 、加算部13、およびデータ記憶/出力部14の構成を簡単に説明する。
【0038】
たとえば2次元のイメージセンサ20の直前に配置される色フィルタアレイの配置パターンがインタラインやG ストライプRB完全市松パターンのように横方向に"R","G1","B","G2" のように配置されている場合、細分化し個々の色毎に処理するため4個のフィールドメモリを設ける。図3のデータ記憶/出力部14には、図1と同様にR フィールドメモリ14a 、B フィールドメモリ部14c が設けられ、G フィールドメモリ部14b の代わりにG1フィールドメモリ部140 を配し、かつ新たにG2フィールドメモリ部141 が追加されている。また、図3に示した色選択部12A や加算器13d を追加した加算部13だけでなく、図示してはいないが図1のRGB 選択部15および補正復元部16もこの4つの色に対応するように構成している。
【0039】
このデータ記憶/出力部14を制御するために、システム制御部17からのフィールド識別信号が供給され、要求のあるフィールドだけを記憶させる。このフィールド選択により、所望するフィールドをメモリに収集することができる。
【0040】
この場合の信号処理装置10の動作は基本的に前述した実施例と同じで、処理する色が一つ増えたこと等により特にシステム制御部17での色識別信号タイミング制御信号の生成に注意しなければならない。なお、図示していないが前述の実施例も含めて加算部13での加算処理を正確に行うため色選択部12A から供給される信号の入力タイミングやデータ記憶/出力部14のデータの書込み/読出しも調整されることは言うまでもない。フィールド識別信号は、2フィールド、4フィールド等と偶数個のフィールドを識別するようにシステム制御部17で生成する。このようにフィールド識別信号が偶数関係をとるように選ぶと処理が容易に行うことができる。詳細に説明しないが加算部13からの出力はシステム制御部17に供給され、システム制御部17を介して補正復元部16に供給される。補正復元部16は、現在入力されている撮像データに対して黒レベル補正処理をすることができる。
【0041】
このように構成することにより、読み出したラインの各画素についてそれぞれ適切な黒レベル補正を行うことができるので、従来、フィールドの読み出す時間差によって現れるノイズを抑圧でき、画像の品質を一層高めることができる。また、装置の機能を拡張する場合にも基本的な構成を変更する必要がなく設計の容易化を図ることができる。
【0042】
【発明の効果】
このように本発明に係る信号処理装置によれば、信号読出し手段からOB領域を抜き出した出力信号を第1の色選択手段に供給して色識別信号に応じて選択される。第1の色選択手段は、加算手段と信号記憶出力手段に出力をそれぞれ供給する。信号記憶出力手段はフィールド識別信号により選ばれたフィールドの信号だけを記憶させる。加算手段は色毎に選択された信号とフィールド毎に出力される信号記憶出力手段からの信号を加算して色毎にフィールド間の信号のレベル段差を算出して制御手段に供給する。制御手段は、このレベル段差を用いて信号処理を行ってフィールド補正信号を算出して補正復元手段に出力し、この補正復元手段は得られたフィールド補正信号と第2の色選択手段でタイミング調整されたディジタルカラー撮像信号とを加算して読み出したラインに対して光学的な黒領域に基づいた黒レベルの補正を行って一定の黒レベルに基づく画像を出力することができるので、従来、フィールドの読み出す時間差によって現れる熱雑音等のノイズを画像に見えないようにして高画質化を図ることができる。また、装置の機能を拡張する場合にも基本的な構成を変更する必要がなく設計の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る信号処理装置の概略的なブロック図である。
【図2】図1に示したOB領域読出し部が読み出す領域と有効画素領域の関係を説明する模式図である。
【図3】図1に示したデータ記憶/出力部を4種類の色に対して各フィールド毎に信号のレベル段差を得るための一具体的な要部構成のブロック図である。
【符号の説明】
10 信号処理装置
11 OB領域読出し部
12, 15 RGB 選択部
13 加算部
14 データ記憶/出力部
16 補正復元部
17 システム制御部
14a R フィールドメモリ
14b G フィールドメモリ
14c B フィールドメモリ
13a,13b, 13c, 16a,16b, 16c 加算器
16d デコード部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing apparatus that adjusts so that a video signal obtained from an imaging unit can be expressed based on a predetermined level, and in particular, reads a signal from the imaging unit using a plurality of fields, for example, generates an image by interlace scanning. It is suitable for use in image processing apparatuses, electronic still cameras, and the like.
[0002]
[Prior art]
In general, a video camera captures an image of an object scene as an imaging signal through an image sensor in which light receiving cells are two-dimensionally arranged. Various kinds of signal processing are performed on the captured image signal. In the signal processing, as an example, clamping processing is performed on the input image pickup signal so that the black level becomes a predetermined level. This process is performed in order to represent a color according to a pedestal level that is a reference level of the color of the video signal. The pedestal level represents the black level. Here, for example, the signal charge may be read from the image sensor by the interlace scanning method. That is, the imaging signal is read out in a plurality of fields such as an odd field and an even field. At this time, a time difference occurs in reading the accumulated signal charge. For this reason, in the signal charge to be read, thermal noise is generated in the light receiving cell of the other field while the signal charge is first read from the light receiving cell corresponding to one field and transferred. Therefore, when reading the signal charge of the other field, thermal noise is accumulated in this signal charge according to the stay time (or time difference), so the signal level is higher than the original image pickup signal level obtained by photoelectrically converting the image pickup signal. Will rise slightly. The minute signal level difference between the fields deteriorates the image quality of the screen. In the video camera, for example, an optical black level detection area is provided by shielding a part of the image sensor in this clamping process, and the black level of the imaging signal from this area is detected to bring the imaging signal to a predetermined level. It is processing to become.
[0003]
As a specific example of black level adjustment related to such thermal noise prevention, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-83836 discloses that the increase in the number of bits is suppressed when controlling the black level, and the slope of the γ curve is not made gentle. Have proposed a signal processing apparatus for a video camera that prevents a change in black level from being visually observed.
[0004]
In addition, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-92537, the present applicant corrects a difference in the reference level of a video signal having a plurality of color components that does not require high-precision manual adjustment. An offset cancel circuit is proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an electronic still camera which is one of digital cameras, black level correction using an optical black level detection area is not performed as in the video camera described above. Actually, in the case of using an interline type charge coupled device (CCD), even if there is a difference in black level in the field, this difference is not taken into account, and processing for assuming the same black level has been performed so far.
[0006]
Recently, there has been an increasing demand for electronic still cameras to bring the image quality closer to silver halide cameras. From such a situation, it is necessary to correct the black level in consideration of the field difference suitable for the electronic still camera.
[0007]
An object of the present invention is to provide a signal processing apparatus that can eliminate such drawbacks of the prior art and can perform black level correction in consideration of differences between fields when signals are read from different fields. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention converts a color imaging signal output from an imaging field from an imaging field through an optical system and a color filter into a digital signal by converting it into a digital color imaging signal. In a signal processing apparatus that performs signal processing so that a signal level for an imaging signal can be expressed based on a predetermined level, a predetermined area corresponding to this range is set by a condition specifying signal that specifies a range to be read from a digital color imaging signal And a signal reading means for reading out the signal of the set predetermined area from the digital color image pickup signal, and a color identification indicating the color of the digital color image pickup signal supplied from the image pickup means to the signal output from the signal reading means A first color selecting means for selecting in response to the signal, and for each color from the first color selecting means; A signal storage output means for storing in accordance with a field identification signal for selecting only a digital color imaging signal of a predetermined field from among the supplied digital color imaging signals, and outputting the stored digital color imaging signal for each field; and An adding means for adding the output signal from the signal storage output means and the signal selected by the first color selecting means, and an area different from the area read by the signal reading means among the digital color imaging signals supplied to the apparatus A second color selection means for selecting and outputting a digital color imaging signal according to the color identification signal while adjusting the output timing of the readout, a field identification signal, a condition designation signal, and a color identification signal Between the fields of the digital color imaging signal supplied from the adding means. Control means for calculating a step of the signal level as a field correction signal, and a correction restoration means for adding the field correction signal from the control means and the signal from the second color selection means and restoring the original data in order. It is characterized by having.
[0009]
Here, the field identification signal is preferably a signal that is selected on the basis of one of the fields when an image formed by imaging is represented by an even number of fields. It is suitable for use when, for example, two or more fields are used for high-speed readout from many high-resolution imaging means.
[0010]
In addition, the condition designation signal has an optical black area to be extracted from the digital color imaging signal, and has a read start position of the optical black area and a width to be extracted in the horizontal and vertical directions from the read start position. A signal to be set or a signal including an instruction to set the reading start position and the reading end position of the optical black area is desirable. As a result, the reading range of the optical black area is accurately set, and the correspondence with the field can be performed without error.
[0011]
It is desirable that the signal storage output means includes a plurality of color storage means for storing each color according to the type of color handled in the color filter.
[0012]
Preferably, the adding means subtracts and inputs the output signal from the signal storage output means and adds and inputs the signal selected by the first color selecting means to output a signal level difference generated between the fields.
[0013]
It is advantageous that the control means supplies a control signal for clearing the storage contents of the signal storage output means one frame after the start of storage.
[0014]
The control means sets the signal level of the field read into the signal storage output means based on the field identification signal as a predetermined reference level, and the signal level of each field supplied from the adding means with respect to the predetermined reference level. If the step is used as a field correction signal for each field and color, complicated calculation is avoided and the difference between the fields is eliminated.
[0015]
The signal level of the field first supplied from the adding means is set as a predetermined reference level, and the step of the signal level of each field with respect to the predetermined reference level is calculated by adding the step of the signal level supplied for each field. Thus, it is possible to correct the black level indicating the color reference so that a level difference between the fields does not occur even when interlace scanning is performed.
[0016]
The correction restoration means includes a correction addition means for adding the field correction signal from the control means and the signal from the second color selection means, and a signal supplied to the second color selection means as an output from the correction addition means. And restoring means for restoring and outputting in the same color order. As a result, the color between fields, particularly the black level, can be set to a predetermined level, so that it is possible to prevent the occurrence of a beat-like striped pattern or the like that has occurred in the image.
[0017]
The signal processing apparatus according to the present invention supplies an output signal obtained by extracting the OB area from the signal reading unit to the first color selection unit, and the first color selection unit outputs a signal of the color selected according to the color identification signal. This is supplied to the adding means and the signal storage output means. The signal storage output means stores only the signal of the field selected by the field identification signal. The adding means adds the signal selected for each color and the signal from the signal storage output means outputted for each field, calculates the level difference of the signal between fields for each color, and supplies it to the control means. Thereby, the signal level difference between the fields is supplied to the control means. The control means performs signal processing using the calculated level step, calculates a field correction signal, and outputs the field correction signal to the correction restoration means. The correction restoration means uses the obtained field correction signal and the second color selection means. By adding the digital color imaging signal whose timing is adjusted in step (2), it is possible to correct the black level based on the optical black area for the read line and eliminate the difference between the fields. Output an image based on level.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
The signal processing apparatus of the present invention is an apparatus that removes a noise signal (offset component) included in a signal generated based on, for example, thermal noise generated during imaging. This signal processing apparatus is applied to an apparatus that performs interlaced scanning that outputs an imaging signal divided into a plurality of fields, for example. At this time, an appropriate black level can be set and the balance of color expression is improved. Can do.
[0020]
First, the configuration and connection relationship of the
[0021]
Here, in this
[0022]
The OB
[0023]
Returning again to FIG. As shown in FIG. 1, the
[0024]
The adding
[0025]
The data storage /
[0026]
The data storage /
[0027]
The RGB selection unit 15 is supplied with data of the entire area read from the
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
Next, the operation of the
[0031]
The data storage /
[0032]
The
[0033]
The RGB selection unit 15 selects the data of the effective pixel area Ap for each color from the imaging data read from the
[0034]
For example, the read line data of the effective pixel area Ap in the second field is sequentially supplied to one end of each of the
[0035]
The
[0036]
The black level correction can be accurately performed by the signal processing for performing such a series of controls, and the image can be improved in image quality.
[0037]
A device using the
[0038]
For example, the arrangement pattern of the color filter array arranged immediately before the two-
[0039]
In order to control the data storage /
[0040]
The operation of the
[0041]
With such a configuration, appropriate black level correction can be performed for each pixel of the read line, so that noise that appears in the past due to the time difference between field reads can be suppressed, and image quality can be further improved. . Further, when the function of the apparatus is expanded, it is not necessary to change the basic configuration, and the design can be facilitated.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the signal processing apparatus of the present invention, the output signal obtained by extracting the OB area from the signal reading unit is supplied to the first color selection unit and selected according to the color identification signal. The first color selection means supplies outputs to the addition means and the signal storage output means, respectively. The signal storage output means stores only the signal of the field selected by the field identification signal. The adding means adds the signal selected for each color and the signal from the signal storage output means outputted for each field, calculates the level difference of the signal between fields for each color, and supplies it to the control means. The control means performs signal processing using the level difference to calculate a field correction signal and outputs the field correction signal to the correction restoration means. The correction restoration means adjusts the timing using the obtained field correction signal and the second color selection means. Since it is possible to output an image based on a constant black level by correcting the black level based on the optical black area for the line read out by adding the digital color imaging signal thus obtained, Therefore, it is possible to improve the image quality by making noise such as thermal noise appearing due to the time difference read out invisible in the image. Further, when the function of the apparatus is expanded, it is not necessary to change the basic configuration, and the design can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a signal processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a relationship between an area read by an OB area reading unit shown in FIG. 1 and an effective pixel area;
FIG. 3 is a block diagram of a specific main configuration of the data storage / output unit shown in FIG. 1 for obtaining a level difference of a signal for each field with respect to four types of colors.
[Explanation of symbols]
10 Signal processor
11 OB area readout section
12, 15 RGB selector
13 Adder
14 Data storage / output section
16 Correction restoration unit
17 System controller
14a R field memory
14b G field memory
14c B field memory
13a, 13b, 13c, 16a, 16b, 16c Adder
16d decoding section
Claims (7)
該ディジタルカラー撮像信号に対する信号レベルが所定のレベルを基に表せるように信号処理を行う信号処理装置において、該装置は、
前記ディジタルカラー撮像信号から読み出す範囲を指定する条件指定信号により該範囲に対応する所定の領域が設定されるとともに、該設定された所定の領域の信号を前記ディジタルカラー撮像信号から読み出す信号読出し手段と、
該信号読出し手段から出力される信号を前記撮像手段から供給されるディジタルカラー撮像信号の色を示す色識別信号に応じて選択する第1の色選択手段と、
該第1の色選択手段から色毎に供給される前記ディジタルカラー撮像信号の中で所定のフィールドのディジタルカラー撮像信号だけを選ぶフィールド識別信号に応じて記憶し、
該記憶したディジタルカラー撮像信号をフィールド毎に出力する信号記憶出力手段と、
該信号記憶出力手段からの出力信号を減算入力し、前記第1の色選択手段で選択された信号を加算入力して、フィールド間に生じた信号レベル差を算出する加算手段と、
前記ディジタルカラー撮像信号の内、前記信号読出し手段が読み出す領域と異なる領域を読み出し、かつその読出しの出力タイミングを調整しながら、前記色識別信号に応じて前記ディジタルカラー撮像信号を選択して出力する第2の色選択手段と、
前記フィールド識別信号、前記条件指定信号、および前記色識別信号の供給を制御するとともに、前記加算手段から供給されるディジタルカラー撮像信号のフィールドの間の信号レベルの段差に基準としたフィールドの OB 領域から得られた信号レベルとペデスタルレベルとの差も含めたフィールド補正信号として算出する制御手段と、
該制御手段からの前記フィールド補正信号と前記第2の色選択手段からの信号とを加算し、かつ供給される有効画素領域に現れる色の順に復元する補正復元手段とを有することを特徴とする信号処理装置。By converting the color imaging signal output from the imaging means from the imaging field via the optical system and color filter into a digital signal, it is converted into a digital color imaging signal,
In a signal processing apparatus that performs signal processing so that a signal level for the digital color imaging signal can be expressed based on a predetermined level, the apparatus includes:
A signal reading means for setting a predetermined area corresponding to the range by a condition specifying signal for specifying a range to be read from the digital color imaging signal, and reading a signal of the set predetermined area from the digital color imaging signal; ,
First color selection means for selecting a signal output from the signal reading means according to a color identification signal indicating the color of the digital color imaging signal supplied from the imaging means;
According to a field identification signal for selecting only a digital color imaging signal of a predetermined field among the digital color imaging signals supplied for each color from the first color selection means,
Signal storage output means for outputting the stored digital color imaging signal for each field;
Subtracting the output signal from the signal storage output means , adding the signal selected by the first color selection means, and adding the input signal to calculate the signal level difference generated between the fields ;
The digital color imaging signal is selected and output according to the color identification signal while reading an area different from the area read by the signal reading means and adjusting the output timing of the reading. A second color selection means;
The OB area of the field that controls the supply of the field identification signal, the condition designation signal, and the color identification signal, and is based on the signal level difference between the fields of the digital color imaging signal supplied from the adding means Control means for calculating as a field correction signal including the difference between the signal level obtained from the pedestal level ;
Correction correction means for adding the field correction signal from the control means and the signal from the second color selection means and restoring the order of colors appearing in the supplied effective pixel region. Signal processing device.
前記ディジタルカラー撮像信号の中から取り出す領域を光学的な黒領域とし、該光学的な黒領域の読出し開始位置、かつその読出し開始位置から水平および垂直方向にそれぞれ取り出す幅を設定する信号、または前記読出し開始位置および前記光学的な黒領域の読出し終了位置の設定を行う指示を含む信号であることを特徴とする信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the condition designation signal is:
An area to be extracted from the digital color imaging signal is an optical black area, and a signal for setting a reading start position of the optical black area and a width to be extracted in the horizontal and vertical directions from the reading start position, or A signal processing apparatus comprising: an instruction for setting a reading start position and a reading end position of the optical black area.
前記制御手段からの前記フィールド補正信号と前記第2の色選択手段からの信号とを加算する補正加算手段と、
該補正加算手段からの出力を前記第2の色選択手段に供給された信号と同じ色の順に復元して出力する復元手段とを含むことを特徴とする信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the correction restoration unit includes:
Correction addition means for adding the field correction signal from the control means and the signal from the second color selection means;
A signal processing apparatus comprising: restoration means for restoring and outputting the output from the correction addition means in the same color order as the signal supplied to the second color selection means.
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