JPH02299374A - Smear elimination method for pseudo frame electronic shutter - Google Patents

Smear elimination method for pseudo frame electronic shutter

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JPH02299374A
JPH02299374A JP1117535A JP11753589A JPH02299374A JP H02299374 A JPH02299374 A JP H02299374A JP 1117535 A JP1117535 A JP 1117535A JP 11753589 A JP11753589 A JP 11753589A JP H02299374 A JPH02299374 A JP H02299374A
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JP
Japan
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smear
signal
picture element
light receiving
field
Prior art date
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Pending
Application number
JP1117535A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Kantani
乾谷 正史
Masatoshi Tabei
田部井 雅利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP1117535A priority Critical patent/JPH02299374A/en
Publication of JPH02299374A publication Critical patent/JPH02299374A/en
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  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a picture without flicker or line crawl by multiplying a coefficient proportional to a shutter speed with a picture element signal of a line not including the smear component and subtracting the multiplied result from a picture element signal including the smear component. CONSTITUTION:A green G or a white W picture element signal G relevant to an even number field includes a smear component and the result is expressed in equation I, where a smear component Qs is added to a true picture element signal G*. A signal G* not including the smear component is obtained by equation II, in which Ts is a shutter speed and a coefficient is alphas. Thus, the smear elimination calculation based on the picture element signal of red R and blue B by using the coefficient alphas is implemented according to equations III, IV (k is a coefficient). That is, a smear elimination circuit 7 calculates each picture element data corresponding to one frame picture stored in a frame memory 6 according to a proper equation among the equations II, III, IV. The picture element data after the processing is stored again in the memory 6. A luminance signal Y and color difference signals R-Y, B-Y are formed based on the picture element data after the smear elimination processing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フレームインターライントランスファ方式の
電荷結合型固体撮像デバイス(FIT−CCD)を用い
た擬似フレーム電子シャッターに関し、特に、該電子シ
ャッターより出力される画素信号に混入するスメア成分
を除去する方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a pseudo-frame electronic shutter using a frame interline transfer type charge-coupled solid-state imaging device (FIT-CCD), and in particular, to The present invention relates to a method for removing smear components mixed into output pixel signals.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は、擬似フレーム電子シャッターに適用したF 
IT−CCDの構成を概念的に示している。
Figure 5 shows the F applied to the pseudo-frame electronic shutter.
The configuration of the IT-CCD is conceptually shown.

即ち、FIT−CCDは、水平走査方向X及び垂直走査
方向yに沿ってマトリクス状に配列された複数の受光エ
レメント(同図中、力、亜、:;にて示す)が形成され
た受光領域1を有し、更に、これらの垂直走査方向yに
沿って配列する各列の受光エレメントに隣接して複数の
垂直電荷転送路11〜1.4が形成されている。尚、図
中の記号票にて示す受光エレメントは入射光に対して緑
(G)の色信号を発生するためのカラーモザイクフィル
夕が設けられたフォトダイオード等の光電変換素子であ
り、後述する偶数フィールドに配列されている。又、記
号器にて示す受光エレメントは入射光に対して赤(R)
の色信号を発生するためのカラーモザイクフィルタが設
けられたフォトダイオード等の光電変換素子、記号:;
:;:にて示す受光エレメントは入射光に対して青(B
)の色信号を発生するためのカラーモザイクフィルタが
設けられたフォトダイオード等の光電変換素子で形成さ
れ、後述する奇数フィールドに配列されると共に、赤と
青のフィルタが水平及び垂直走査方向に対して完全に互
い違いとなるように配列されている。このようなフィル
タ配列を横GストライプR/B点順次配列と言う。
That is, the FIT-CCD has a light-receiving area in which a plurality of light-receiving elements (indicated by ; in the figure) are arranged in a matrix along the horizontal scanning direction X and the vertical scanning direction y. 1, and furthermore, a plurality of vertical charge transfer paths 11 to 1.4 are formed adjacent to each column of light receiving elements arranged along the vertical scanning direction y. The light-receiving element indicated by a symbol in the figure is a photoelectric conversion element such as a photodiode provided with a color mosaic filter for generating a green (G) color signal with respect to incident light, and will be described later. Arranged in even fields. Also, the light-receiving element indicated by the symbol is red (R) for the incident light.
A photoelectric conversion element such as a photodiode equipped with a color mosaic filter for generating color signals, symbol:;
The light-receiving element indicated by :;: has a blue (B) color with respect to the incident light.
) is formed of photoelectric conversion elements such as photodiodes equipped with color mosaic filters for generating color signals, and is arranged in odd-numbered fields (described later), and red and blue filters are arranged in the horizontal and vertical scanning directions. They are arranged so that they are completely staggered. Such a filter arrangement is called a horizontal G stripe R/B point sequential arrangement.

一方、垂直電荷転送路!、〜2Mは信号電荷を垂直走査
方向yへ転送するためのゲート電極(図示せず)が所定
の配列で表面に形成されており、これらのゲート電極に
所謂4相駆動方式等の駆動信号を印加することによって
上記垂直走査方向yへの転送動作を行う構造となってい
る。
On the other hand, the vertical charge transfer path! , ~2M, gate electrodes (not shown) for transferring signal charges in the vertical scanning direction y are formed on the surface in a predetermined arrangement, and drive signals such as a so-called four-phase drive system are applied to these gate electrodes. The structure is such that the transfer operation in the vertical scanning direction y is performed by applying the voltage.

この受光領域1に続いて蓄積領域2が形成され、受光領
域lの夫々の垂直電荷転送路i、〜1.に繋がる垂直電
荷転送路を備えている。尚、受光領域1とM積卸域2の
夫々の垂直電荷転送路が領域毎に切れているのではなく
、夫々の垂直電荷転送路は各領域に跨がっており、図中
の一点1¥線は夫々の領域の境界を示すにすぎない。
An accumulation region 2 is formed following the light receiving region 1, and each vertical charge transfer path i, to 1 . It is equipped with a vertical charge transfer path connected to the Note that the vertical charge transfer paths in the light receiving area 1 and the M loading/unloading area 2 are not cut off for each area, but rather extend across each area, so that one point 1 in the figure The ¥ lines simply indicate the boundaries of each area.

蓄積領域2の出力端には蓄積領域2の垂直′電荷転送路
より転送されてくる信号電荷を水平走査方向へ転送する
水平電荷転送路3が形成され、更に水平電荷転送路3の
出力側には出力アンプ4が形成されてその出力としての
画素信号S。−I:出力する構造となっている。
A horizontal charge transfer path 3 is formed at the output end of the storage region 2 to transfer signal charges transferred from the vertical charge transfer path of the storage region 2 in the horizontal scanning direction. An output amplifier 4 is formed and the pixel signal S is outputted from the output amplifier 4. -I: Has a structure for output.

又、図示するように、受光領域1の受光エレメントが水
平走査方向Xに沿ってN列、垂直走査方向yにM行の合
計NxM個が形成されているものとすると、受光領域l
から蓄積領域2を介して水平電荷転送路3まで続く垂直
電荷転送路1〜!8がN本形成され、受光領域lにおけ
る各垂直電荷転送路21〜N、の電荷転送ピクセルがM
/2段、蓄積領域2における各垂直電荷転送路11〜f
Nの電荷転送ピクセルがM/2段に設定され、水平電荷
転送路3の電荷転送ピクセルが少なくともN段に設定さ
れている。又、垂直電荷転送方向yの奇数行(y=1.
3.5・・・・・・・・・M−1)の受光エレメントが
奇数フィールド、偶数行(y=2.46・・・・・・M
)の受光エレメントが偶数フィールドに該当する。更に
又、蓄積領域2における垂直電荷転送路の上面は光が入
射しないように遮光されている。
Further, as shown in the figure, assuming that the light receiving area 1 is formed in N columns along the horizontal scanning direction X and M rows in the vertical scanning direction y, a total of NxM light receiving elements, the light receiving area l
The vertical charge transfer path 1~! continues from the storage region 2 to the horizontal charge transfer path 3! 8 are formed, and the charge transfer pixels of each vertical charge transfer path 21 to N in the light receiving area l are M.
/2 stages, each vertical charge transfer path 11 to f in storage region 2
N charge transfer pixels are set in M/2 stages, and charge transfer pixels of the horizontal charge transfer path 3 are set in at least N stages. Also, odd-numbered rows in the vertical charge transfer direction y (y=1.
3.5...M-1) light-receiving element is odd field, even row (y=2.46...M)
) corresponds to the even field. Furthermore, the upper surface of the vertical charge transfer path in the storage region 2 is shielded from light to prevent it from entering.

次にかかる構造のFIT−CCDによる擬似フレーム電
子シャッター動作を伴う撮像動作を第6図に基づいて説
明する。
Next, an imaging operation involving a pseudo-frame electronic shutter operation by the FIT-CCD having such a structure will be explained based on FIG. 6.

第6図は電子スチルカメラ等の静止画像を撮像する場合
の作動を時間経過と共に示す説明図であり、−回の撮像
動作を示し、同図(A)は赤と青のフィルタが配列され
た受光エレメントより赤と青の画素信号を読み出すため
の奇数フィールド読み出し、同図(B)は緑のフィルタ
が配列された受光エレメントより緑の画素信号を読み出
すための偶数フィールド読み出しのタイミングを示して
いる。
Fig. 6 is an explanatory diagram showing the operation of an electronic still camera etc. when capturing a still image over time, and shows the - times of image capturing operation, and (A) of the same figure shows the operation of an electronic still camera etc. when capturing a still image. Odd field readout for reading out red and blue pixel signals from a light receiving element; Figure (B) shows the timing for even field readout for reading out green pixel signals from a light receiving element in which green filters are arranged. .

まず、カメラのシャッターレリーズボタンを押圧するの
に同期して、成る時刻t1〜t、2の極めて短時間に奇
数フィールドに該当する受光エレン、  ントの信号電
荷を夫々隣接する垂直電荷転送路2゜〜2.に移す。
First, in synchronization with pressing the shutter release button of the camera, the signal charges of the light-receiving electrons corresponding to the odd field are transferred to the adjacent vertical charge transfer path 2° in a very short period of time from time t1 to time t2. ~2. Move to.

次に、時刻り、〜L4の極めて短時間に偶数フィールド
に該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣接する垂
直電荷転送路!、〜1.に移し、奇数フィールドに該当
する受光エレメントの信号電荷と混合する。
Next, in an extremely short period of time ~L4, the signal charges of the light-receiving elements corresponding to even fields are transferred to the adjacent vertical charge transfer paths! ,~1. and mixes it with the signal charge of the light receiving element corresponding to the odd field.

このように、奇数フィールドに該当する信号電荷と偶数
フィールドに該当する信号電荷を受光領域1における垂
直電荷転送路に夫々移した後、時刻t、〜t、の間に垂
直電荷転送路21〜2Nにより信号電荷を垂直走査方向
yへ高速(例えば、約400μs)に転送させると同時
に水平電荷転送路3に信号電荷の読み出し動作を行わせ
ることによって、奇数及び偶数フィールドに関わる全て
の信号電荷を掃き出す。
In this way, after the signal charges corresponding to the odd field and the signal charges corresponding to the even field are transferred to the vertical charge transfer paths in the light receiving area 1, the vertical charge transfer paths 21 to 2N are transferred between times t and ~t. By transferring the signal charges in the vertical scanning direction y at high speed (for example, about 400 μs) and simultaneously causing the horizontal charge transfer path 3 to read out the signal charges, all the signal charges related to the odd and even fields are swept out. .

奇数フィールドに該当する受光エレメントの露光時間τ
、は、時刻L2において不要信号電荷が垂直電荷転送路
へ転送された直後から時刻り、の直前までの期間となり
、偶数フィールドに該当する受光エレメントの露光時間
τ6は時刻L6において不要信号電荷が垂直電荷転送路
へ転送された直後から後述の時刻L+1の直前までの期
間となり、時刻L2〜t7及びt4〜t11の期間を伸
縮することによって露光時間を変えることができる。
Exposure time τ of the light receiving element corresponding to the odd field
, is the period from immediately after the unnecessary signal charge is transferred to the vertical charge transfer path at time L2 to just before time , and the exposure time τ6 of the light receiving element corresponding to the even field is the period when the unnecessary signal charge is vertically transferred at time L6. The period is from immediately after the charge is transferred to the charge transfer path to just before time L+1, which will be described later, and the exposure time can be changed by expanding or contracting the periods from time L2 to t7 and from t4 to t11.

次に露光後の映像信号読み出し動作を説明する。Next, a video signal reading operation after exposure will be explained.

まず、時刻し、〜L、の極めて短時間において、奇数フ
ィールドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣
接する垂直電荷転送路11〜P、4の所定の転送ピクセ
ルへ転送する。次に、これらの信号電荷を時刻り、〜t
lOの比較的短い期間(約400μs)に蓄積領域2へ
転送する。
First, for an extremely short period of time ~L, the signal charges of the light receiving elements corresponding to the odd field are transferred to predetermined transfer pixels of the adjacent vertical charge transfer paths 11 to 11 to P and 4, respectively. Next, these signal charges are timed, ~t
The data is transferred to the storage region 2 in a relatively short period of 1O (approximately 400 μs).

次に、蓄積領域2の信号電荷転送動作を停止した状態で
、時刻t、〜tlOの極めて短時間において、偶数フィ
ールドに該当する受光エレメントの信号電荷を夫々隣接
する垂直電荷転送路!、〜!8の所定の電荷転送ビクセ
ルへ転送する。
Next, with the signal charge transfer operation of the storage region 2 stopped, the signal charges of the light-receiving elements corresponding to even fields are transferred to the adjacent vertical charge transfer paths for an extremely short time from time t to tlO. ,~! 8 predetermined charge transfer pixels.

こうして、奇数フィールドの信号電荷を蓄積領域2に、
一方の偶数フィールドの信号電荷を受光領域における垂
直電荷転送路2.〜lNに夫々移した後、時刻t+3〜
114の期間において先ず、蓄積領域2の信号電荷を水
平電荷転送路3側へ順次に転送し、そして1行分の信号
電荷の転送毎に水平電荷転送路3が各信号電荷を時系列
的に読み出し、この垂直電荷転送及び水平電荷転送動作
を繰り返すことによって蓄積領域2の信号電荷を全て読
み出し、これらの全ての信号電荷に対応する画素信号を
奇数フィールドの画素信号として例えば半導体メモリ等
に格納する。
In this way, odd field signal charges are transferred to the storage region 2.
The signal charges of one even field are transferred to the vertical charge transfer path 2 in the light receiving area. After moving to ~lN, at time t+3~
In the period 114, first, the signal charges in the accumulation region 2 are sequentially transferred to the horizontal charge transfer path 3 side, and each time the signal charges for one row are transferred, the horizontal charge transfer path 3 transfers each signal charge in time series. By repeating this vertical charge transfer and horizontal charge transfer operation, all signal charges in the accumulation region 2 are read out, and pixel signals corresponding to all these signal charges are stored as odd field pixel signals in, for example, a semiconductor memory. .

次に、時刻t+s〜t16の期間に、受光領域1におけ
る垂直電荷転送路!、〜1.に一時的に停止されていた
偶数フィールドに該当する信号電荷を蓄積領域2へ転送
し、次に、時刻t+?〜til+の期間に蓄積領域2の
偶数フィールドに該当する信号電荷を全て読み出す。尚
19時刻LIT〜t18における信号読み出し動作は時
刻t13〜t14の読み出し動作と同じであり、偶数フ
ィールドの画素信号として他の半導体メモリ等に格納れ
さる。
Next, during the period from time t+s to t16, the vertical charge transfer path in the light receiving region 1! ,~1. The signal charge corresponding to the even field, which was temporarily stopped at , is transferred to the storage region 2, and then, at time t+? All the signal charges corresponding to the even fields of the storage region 2 are read out during the period from ~til+. Note that the signal readout operation from time 19 LIT to t18 is the same as the readout operation from time t13 to t14, and is stored in another semiconductor memory or the like as an even field pixel signal.

このように、時刻fl+”””j+。の期間が1フレ一
ム分の静止画像を撮像するための基本的な動作となり、
F IT−CCDを用いることによって機械的なシャッ
ターを撮像光学系に設ける必要がなくなり、各フィール
ド画像毎に露光時間τ、及びτ8の可変制御、即ちシャ
ッタ一時間を可変にして制御し得る擬似電子シャッター
を実現することができる。
In this way, the period of time fl+"""j+. becomes the basic operation for capturing a still image for one frame.
By using the FIT-CCD, there is no need to provide a mechanical shutter in the imaging optical system, and the exposure time τ and τ8 can be varied and controlled for each field image, that is, the shutter time can be varied and controlled using pseudo-electronic A shutter can be realized.

〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の擬似電子シャッターに
あっては、外部入射光によって発生するスメアが画質劣
下を招来するという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, such a conventional pseudo-electronic shutter has a problem in that smear generated by external incident light causes a deterioration in image quality.

このスメアの発生原理を第7図と共に説明すると、半導
体基板BAに形成された受光エレメントPDに隣接して
垂直電荷転送路2.が設けられ、更に垂直電荷転送路2
Jの上面にはゲート酸化膜(図示せず)を介してゲート
電極GTが形成されており、受光エレメントPDを通過
する程の強い光に起因して半導体基板BAに発生する雑
音性電荷Ql、上記ゲート酸化膜内を乱反射して入射し
てくる光に起因して発生する雑音性電荷qz、そして、
ゲート電極GTを通過してくる光に起因して発生する雑
音性電荷ql等がスメア成分となる。
The principle of generation of this smear will be explained with reference to FIG. 7. The vertical charge transfer path 2. is provided, and further a vertical charge transfer path 2 is provided.
A gate electrode GT is formed on the upper surface of J via a gate oxide film (not shown), and noise charges Ql generated in the semiconductor substrate BA due to light strong enough to pass through the light receiving element PD, Noisy charges qz generated due to light incident on the gate oxide film after being diffusely reflected, and
Noisy charges ql and the like generated due to light passing through the gate electrode GT become smear components.

そして、奇数フィールドに関する画素信号に較べて偶数
フィールドに関する゛画素信号の方が遥かにスメアの影
響を大きく受ける。
Furthermore, pixel signals related to even fields are much more affected by smear than pixel signals related to odd fields.

即ち、奇数フィールドに該当する信号電荷は第6図の時
刻ti”t+。の短期間τC(τc=400μs程度)
で蓄積領域2へ転送され、この僅かな時間だけスメアの
影響を受けるのに対し、偶数フィールドの信号読み出し
では、第6図中の時刻t12〜t16の期間に偶数フィ
ールドに該当する信号電荷を受光領域1から蓄積領域2
へ転送するまでの期間τ、にスメアの影響を受けること
となる。そして特に、第7図に示す雑音性電荷q1は比
較的ゆっくりと基板内を移動して垂直電荷転送路!。
That is, the signal charge corresponding to the odd field is for a short period τC (τc = about 400 μs) at time ti"t+ in FIG.
is transferred to the accumulation region 2 and is affected by smear for only this short period of time, whereas in the signal readout of the even field, the signal charge corresponding to the even field is received during the period from time t12 to t16 in FIG. From area 1 to accumulation area 2
It will be affected by smear during the period τ until the data is transferred to. In particular, the noise charge q1 shown in FIG. 7 moves relatively slowly within the substrate and forms a vertical charge transfer path! .

に達する特性があるので、長時間τ4にわたって垂直電
荷転送路!、に停止する偶数フィールドの信号電荷の方
がスメアの影響を大きく受けることとなる。通常のNT
SC方弐に方式した信号読み出しを行った場合にあって
は、τ、=1/60 (秒)となるので、スメア量の差
(比率)は約42倍となる。
The vertical charge transfer path for a long time τ4! Even field signal charges that stop at , are more affected by smear. normal NT
When the signal is read out using the SC method, τ=1/60 (second), so the difference (ratio) in the amount of smear is about 42 times.

そして、フィールド毎のスメア成分が異なるとNTSC
方式等の標準テレビジョン方式にltしたインターレー
スで画像を再生した場合に、フィールド毎の輝度が異な
るのでフリッカが発生し、又、ハードコピーにより静止
画を形成する場合のように、1フレ一ム分の画素信号を
ノンインターレースで再生するとラインクロールが発生
し、画質低下を招来することとなる。
And, if the smear components for each field are different, NTSC
When playing back images in an interlaced format that is compatible with standard television formats, flickering occurs because the brightness of each field is different, and when a still image is formed by hard copy, each frame If the pixel signals for 100 minutes are reproduced in a non-interlaced manner, line crawl will occur, resulting in a decrease in image quality.

本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、
ノンインターレース及びインターレースに準じた両画像
再生において、フリッカ及びラインクロールを生じない
鮮明な画像を実現することができる擬似フレーム電子シ
ャッターを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems,
An object of the present invention is to provide a pseudo-frame electronic shutter that can realize clear images without causing flicker or line crawl in both non-interlaced and interlaced image reproduction.

〔課題を解決するための手段] まず、本発明の詳細な説明する。尚、第5図に示すよう
な構成のFIT−CODを擬似電子シャッターに適用し
、更に受光領域の各受光エレメントに発生した信号電荷
を第6図と同様のフィールド読み出しに従って読み出す
ものである。
[Means for Solving the Problems] First, the present invention will be explained in detail. The FIT-COD having the configuration shown in FIG. 5 is applied to a pseudo electronic shutter, and the signal charges generated in each light-receiving element in the light-receiving area are read out in accordance with field readout similar to that shown in FIG. 6.

又、受光エレメントに設けられるカラーフィルタは、第
5図に示すように垂直走査方向yの偶数行に並ぶ緑(G
)ストライプフィルタと、これらの緑(G)ストライプ
フィルタの間の奇数行に赤(R)と青(B)のモザイク
フィルタを交互に配置した所謂横GストライプR/B点
順次カラーフィルタ等(ベイヤー配列のカラーフィルタ
も含む)や、これらとは逆配列即ち、偶数行に赤(R)
と青(B)のモザイクフィルタを交互に配置し且つ奇数
行に緑(G)ストライプフィルタを配置した横Gストラ
イプR/B点順次カラーフィルタ等を適用する。
Furthermore, the color filters provided in the light receiving element are green (G) arranged in even-numbered rows in the vertical scanning direction y, as shown in FIG.
) stripe filters and so-called horizontal G stripe R/B point sequential color filters (Bayer (including color filters in the array), and the reverse array of these, that is, red (R) in even numbered rows.
A horizontal G stripe R/B point sequential color filter, etc., in which mosaic filters of and blue (B) are arranged alternately and green (G) stripe filters are arranged in odd-numbered rows, is applied.

本発明は、FIT−CCDからフィールド読み出しによ
って出力されたlフレーム分相当の画素データに基づい
て各受光エレメントに対応する輝度信号を予め決められ
た演算方法によって形成する。即ち、第1フイールド(
最初のフィールド読み出しを行うフィールドを言う)の
受光エレメントに対応する画素信号にシャッタースピー
ドに比例した所定係数を乗算して得られる乗算値と、該
受光エレメントに隣接する第2フイールド(最初のフィ
ールド読み出しを行うフィールドを言う)に配列された
受光エレメントに対応する画素信号との差分を、該第2
フイールドに配列された受光エレメントに対応する新た
な画素信号とすることによって、第2フイールドの画素
信号に含まれるスメア成分を除去する。
According to the present invention, a luminance signal corresponding to each light-receiving element is formed by a predetermined calculation method based on pixel data corresponding to one frame outputted from a FIT-CCD by field readout. That is, the first field (
The multiplication value obtained by multiplying the pixel signal corresponding to the light-receiving element of the light-receiving element of the second field adjacent to the light-receiving element (the field in which the first field is read) is multiplied by a predetermined coefficient proportional to the shutter speed. The difference between the pixel signal and the pixel signal corresponding to the light receiving element arranged in the second
By creating new pixel signals corresponding to the light receiving elements arranged in the field, smear components included in the pixel signals of the second field are removed.

第1図及び第2図は、このようなスメア除去の基本原理
を更に詳細に説明するための説明図である。尚、説明の
都合上、第1フイールドに赤(R)と青(B)の受光エ
レメントを配列し、第2フイールドに緑(G)又は白(
W)の受光エレメントを配列した場合を説明するものと
する。
FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams for explaining the basic principle of smear removal in more detail. For convenience of explanation, red (R) and blue (B) light receiving elements are arranged in the first field, and green (G) or white (white) elements are arranged in the second field.
A case will be explained in which the light receiving elements of W) are arranged.

まず、第1図において、シャック−スピードの変化に対
する各受光エレメントに発生するスメア成分(雑音性電
荷)はシャッタースピードに比例する。即ち、CCDに
照射される露光量を理想的に一定値に制御するとすれば
、シャッタースピードを速く設定して撮影するほど入射
光強度が大きくなり、スメア成分はシャッタースピード
に比例するという関係が得られる。本発明はこのような
関係を適用してスメア成分を除去しようとするものであ
る。
First, in FIG. 1, the smear component (noise charge) generated in each light receiving element in response to a change in shutter speed is proportional to the shutter speed. In other words, if the amount of exposure applied to the CCD is ideally controlled to a constant value, the faster the shutter speed is set and the image is taken, the greater the intensity of the incident light will be, and the smear component will be proportional to the shutter speed. It will be done. The present invention attempts to remove smear components by applying such a relationship.

したがって、露光量を一定としたときの、成る受光エレ
メントに発生する画素信号をQA、シャッタースピード
(シャッターが開口する時間に相当する)をTs、スメ
ア量をQ、とすれば、T’ sが速いほど光強度が大と
なるので、スメアfitQ。
Therefore, when the exposure amount is constant, if the pixel signal generated in the light-receiving element is QA, the shutter speed (corresponding to the time the shutter opens) is Ts, and the amount of smear is Q, then T's is The faster the speed, the higher the light intensity, so smear fitQ.

とTsは比例関係にあり、 Q、−定数 ・・・・・・・・・・・・  (1)Qs
cc Ts ・・・・・・・・・・・・  (2)の関
係式が成立する。
and Ts are in a proportional relationship, Q, - constant ・・・・・・・・・・・・ (1) Qs
cc Ts . . . The relational expression (2) holds true.

又、画素信号QAについて、まず、奇数フイールド(第
1フイールド)に該当する赤(R)と青(B)の画素信
号は、スメア成分の影響を無視できるので、 R−定数 ・・・・・・・・・・・・   (3)B 
= 定数 ・・・・・・・・・・・・   (4)とな
る。これに対して、偶数フィールド(第2フイールド)
に該当する緑(G)又は白(W)の画素信号Cは上述し
たようにスメア成分を含むこととなるので、真の画素信
号G“にスメア成分Q。
Regarding the pixel signal QA, first, the red (R) and blue (B) pixel signals corresponding to the odd field (first field) can ignore the influence of the smear component, so R-constant...・・・・・・・・・ (3)B
= constant ・・・・・・・・・・・・ (4). On the other hand, even field (second field)
Since the green (G) or white (W) pixel signal C that corresponds to , contains a smear component as described above, the smear component Q is included in the true pixel signal G".

を加算したものとなる。It is the sum of

G  =  C”+  Q8・・・・・・・・・・・・
 (5)更に、上記式(5)に上記式(2)を代入する
と、c=c”+α、XTs・・・・・・・・・・・・ 
(6)となり、上記式(6)を変形すると、スメア成分
を含まないG”は G” =G−α、XTs・・・・・・・・・・・・ (
7)で求められる。ここで、α、は適宜の係数であり、
したがって、実際に得られる線又は白の画素信号(G)
からシャッタースピードTsに比例した値を減算するこ
とにより、スメア成分の無い線又は白の画素信号を得る
ことができる。本発明では、この係数α、に赤(R)又
は青(B)の画素信号G” =G−kxRxTs−−−
−(8)又は、 G” =G−に×BxTs・・・−旧++  (9)に
基づくスメア除去演算を行なう。尚、kは適宜の係数で
ある。
G = C”+ Q8・・・・・・・・・・・・
(5) Furthermore, by substituting the above equation (2) into the above equation (5), c=c''+α, XTs...
(6), and by modifying the above formula (6), G'' that does not include the smear component is G'' = G - α, XTs... (
7). Here, α is an appropriate coefficient,
Therefore, the actually obtained line or white pixel signal (G)
By subtracting a value proportional to the shutter speed Ts from , a line or white pixel signal without a smear component can be obtained. In the present invention, this coefficient α is used as a red (R) or blue (B) pixel signal G” = G−kxRxTs---
-(8) or G"=G-, xBxTs...-old++ A smear removal operation based on (9) is performed. Note that k is an appropriate coefficient.

このように、本発明は、上記式(8)と(9)から明ら
かなように、第1フイールドに該当する赤と青の画素信
号にシャッタースピードTsに比例する値を、緑又は白
の受光ニレメン[・に該当する画素信号の値Gから引き
算することによって、スメア成分を消去することを基本
原理とする。尚、これらの演算を行うための各画素信号
は、相互に隣接関係にある受光エレメントの画素信号を
適用する。
In this way, as is clear from the above equations (8) and (9), the present invention assigns a value proportional to the shutter speed Ts to the red and blue pixel signals corresponding to the first field, and applies a value proportional to the shutter speed Ts to the red and blue pixel signals corresponding to the first field. The basic principle is to eliminate the smear component by subtracting it from the value G of the pixel signal corresponding to Niremen[. Note that pixel signals of mutually adjacent light-receiving elements are used as pixel signals for performing these calculations.

例えば、第2図(A)中のy=i−)−1行、x=j列
の緑信号G(i+l+ J)に含まれるスメア成分を除
去するには、上記式(8)又は(9)に基づき、G”(
i+1.j)=G(i+1.j) −k X R(i、
j)XT s又は、 G”(i+1.j)−〇(i+1. j) −k X 
B(i+2.j)xT sの演算によって処理する。又
、例えば、第2図(A)中のy=i+1行、x=j−1
−1列の緑信号G(1+11J+1)に含まれるスメア
成分を除去するには、同様に上記式(7)又は(8)に
基づき、G ”(i+1.jN) = G (i+Lj
+1) −k X R(i+2.j+1) X T s
又は、 G”(i+1.j+1)=G(i+l、j+1)−k 
 xB(i、j+1)xT  s演算によって処理する
。そして他の画素信号についても同様の処理を行うこと
によって、第2図(A)に示すような配列の画素信号か
ら第2図(B)に示すようなスメア成分を除去した画素
信号を°形成する。
For example, to remove the smear component included in the green signal G(i+l+J) in row y=i-)-1 and column x=j in FIG. 2(A), the above equation (8) or (9 ), based on G”(
i+1. j)=G(i+1.j) −k
j) XT s or G”(i+1.j) −〇(i+1.j) −k X
Processing is performed by the calculation of B(i+2.j)×Ts. Also, for example, y=i+1 row, x=j-1 in FIG. 2(A)
In order to remove the smear component included in the green signal G(1+11J+1) of the -1 column, similarly based on the above formula (7) or (8), G ''(i+1.jN) = G(i+Lj
+1) -k X R(i+2.j+1) X T s
Or, G"(i+1.j+1)=G(i+l,j+1)-k
Processing is performed by xB(i,j+1)xTs operation. Then, by performing similar processing on other pixel signals, pixel signals with the smear component removed as shown in Figure 2 (B) from the pixel signals arranged as shown in Figure 2 (A) are formed. do.

尚、上記式(13〜(9)に基づく原理説明では、最初
の信号読み出しを行う第1フイールドに赤と青の受光エ
レメントを配置し、次に信号読み出しを行う第2フイー
ルドに緑又は白の受光エレメントを配置した場合を説明
したが、これとは逆の配列即ち、第1フイールドに緑又
は白の受光エレメントを配置し、次に信号読み出しを行
う第2フイールドに赤と青の受光エレメントを配置した
場合にも本発明の原理を適用することができ、この場合
には、上記式(8)と(9)に対応する関係を逆にすれ
ば良い。
In addition, in the principle explanation based on the above equations (13 to (9)), red and blue light receiving elements are placed in the first field where the first signal is read out, and green or white light receiving elements are placed in the second field where the signal is read out next. Although we have explained the case where the light receiving elements are arranged, it is possible to arrange the light receiving elements in the opposite arrangement, that is, placing the green or white light receiving elements in the first field, and then placing the red and blue light receiving elements in the second field where the signal is read out. The principle of the present invention can also be applied to the case where they are arranged, and in this case, the relationships corresponding to the above equations (8) and (9) may be reversed.

又、カラーフィルタを設けないで、白黒映像をti像す
る擬似フレーム電子シャッターにおいてもフィールド読
み出しに起因する時間差によるスメアが生じるが、上述
の赤(R)と青(B)の画素信号を緑(G)の画素信号
に置き換えて、各画素信号について本発明の処理を適用
することによって、このスメア成分を除去する。
Furthermore, smear occurs due to the time difference caused by field readout even in a pseudo-frame electronic shutter that produces a TI image of black and white images without providing a color filter. This smear component is removed by replacing it with the pixel signal of G) and applying the processing of the present invention to each pixel signal.

〔作 用〕[For production]

このような処理方法に基づく本発明によれば、スメア成
分を含まないフィールドの画素信号にシャッタースピー
ドに反比例する係数を乗算し、この乗算値をスメア成分
を含む画素信号から引き算処理することとしたので、ス
メア成分を除去した画素信号を形成することが可能とな
り、フリッカやラインクロールの無い鮮明な画像を提供
することができる。
According to the present invention based on such a processing method, a pixel signal of a field that does not include a smear component is multiplied by a coefficient that is inversely proportional to the shutter speed, and this multiplied value is subtracted from a pixel signal that includes a smear component. Therefore, it is possible to form a pixel signal from which smear components have been removed, and a clear image without flicker or line crawl can be provided.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の信号処理方法を適用した電子スチルカメ
ラを一実施例として図面と共に説明する。
Hereinafter, an electronic still camera to which the signal processing method of the present invention is applied will be described as an example with reference to the drawings.

尚、この実施例において電子スチルカメラの擬似電子シ
ャッターに適用するF IT−CCDは第5図に示した
ものと同様の構造を有し、更に受光領域の各受光エレメ
ントに発生した信号電荷を第6図に示すフィールド読み
出しに従って読み出すものとする。
In this example, the FIT-CCD applied to the pseudo electronic shutter of the electronic still camera has a structure similar to that shown in FIG. It is assumed that the field reading is performed according to the field reading shown in FIG.

まず構成を説明すると、第3図において、従来と同様の
シャッター動作によってFIT−CCDから出力される
画素信号S0は、プリアンプ、ホワイトバランス回路、
T補正回路、A/D変換器等を内蔵する信号出力系統5
を介してデジタルの画像データに変換されて、フレーム
メモリ6に格納される。
First, to explain the configuration, in FIG. 3, the pixel signal S0 output from the FIT-CCD by shutter operation similar to the conventional one is transmitted through a preamplifier, a white balance circuit,
Signal output system 5 with built-in T correction circuit, A/D converter, etc.
The digital image data is converted into digital image data and stored in the frame memory 6.

フレームメモリ6は、奇数フィールドに該当する画素デ
ータと偶数フィールドに該当する画素データを画素配列
に対応したノンインターレースで所定の記憶領域に整然
と記憶することにより1フレ一ム分の画素データを保持
する。
The frame memory 6 holds pixel data for one frame by storing pixel data corresponding to odd fields and pixel data corresponding to even fields in a predetermined storage area in a non-interlaced manner corresponding to the pixel arrangement. .

7はスメア除去回路であり、フレームメモリ6に記憶さ
れた1フレ一ム画相当の各画素データを上記式(7)〜
(9)中の適宜の弐に基づく演算処理を行い、処理後の
画素データを再びフレームメモリ6に記憶させる。
7 is a smear removal circuit, which converts each pixel data corresponding to one frame stored in the frame memory 6 into the above equations (7) to
(9) Perform the arithmetic processing based on the appropriate second one, and store the processed pixel data in the frame memory 6 again.

8はマトリクス回路であり、フレームメモリ6に格納さ
れているスメア除去処理後の画素データに基づいて周知
の輝度信号Y及び色差信号R−Y。
A matrix circuit 8 generates a well-known luminance signal Y and a color difference signal RY based on the pixel data after smear removal processing stored in the frame memory 6.

B−Yを形成する。Form B-Y.

第4図はスメア除去回路7の内部構成を示す。FIG. 4 shows the internal configuration of the smear removal circuit 7.

即ち、9は可変乗算回路であり、スメア成分を含まない
画素信号(この実施例では、第1フイールドに赤と青の
受光エレメントを配列した場合を示す)RとBに、シャ
ッタースピードTsを乗算し〔上記式(7)、 (8)
参照)、その乗算値データDを出力する。IOは減算回
路であり、緑の画素信号Gから乗算値データDを減算し
、G−Dをスメア成分の無い真の緑データG“として出
力する。尚、緑のデータGと赤又は青のデータR/Bは
相互に隣接する行に該当している。又、上記式(8)、
 (9)における係数kを、赤の受光エレメントと青の
受光エレメントの画素信号毎に切り換えてもよい。
That is, 9 is a variable multiplication circuit that multiplies pixel signals R and B that do not include smear components (in this example, the case is shown in which red and blue light receiving elements are arranged in the first field) by the shutter speed Ts. [Formula (7), (8) above]
), and outputs the multiplication value data D. IO is a subtraction circuit, which subtracts the multiplication value data D from the green pixel signal G, and outputs GD as true green data G with no smear component. Data R/B corresponds to mutually adjacent rows. Also, the above formula (8),
The coefficient k in (9) may be switched for each pixel signal of the red light-receiving element and the blue light-receiving element.

又、第4図に示すスメア除去回路は、アナログ回路やデ
ジタル回路を適用してもよいし、コンピュータ・プログ
ラムによって演算処理する構成にしてもよい。
Further, the smear removal circuit shown in FIG. 4 may be an analog circuit or a digital circuit, or may be configured to perform arithmetic processing using a computer program.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、スメア成分を含ま
ないラインの画素信号にシャッタースピードに比例する
係数を乗算し、この乗算値をスメア成分を含む画素信号
から引き算処理することとしたので、スメア成分を除去
した画素信号を形成することが可能となり、フリッカや
ラインクロールの無い鮮明な画像を提供することができ
る。
As explained above, according to the present invention, a pixel signal of a line that does not include a smear component is multiplied by a coefficient proportional to the shutter speed, and this multiplied value is subtracted from a pixel signal that includes a smear component. It becomes possible to form a pixel signal with smear components removed, and a clear image without flicker or line crawl can be provided.

又、カラーフィルタを配列したカラー描像用の疑似フレ
ーム電子シャッターに限らず、白黒の画像を撮影するた
めの加算演算することによって輝度信号を形成する疑似
フレーム電子シャッターについても同様にスメア除去を
行うことができる。
In addition, smear removal should be performed not only for pseudo-frame electronic shutters for color imaging in which color filters are arranged, but also for pseudo-frame electronic shutters that form luminance signals by performing addition operations for photographing black and white images. I can do it.

又、例えば、赤と青と緑(又は白)の受光エレメントの
位置関係によって処理方法が限定されるものでは無く、
上記したようにスメア成分を含まないラインの画素信号
にシャンタースピードに比例する係数等を乗算し、この
乗算値をスメア成分を含む画素信号から引き算処理する
だけでスメア成分を容易に除去することができるので、
極めて適用範囲が広く、優れた効果を発揮する。
Furthermore, for example, the processing method is not limited by the positional relationship of the red, blue, and green (or white) light-receiving elements;
As described above, the smear component can be easily removed by simply multiplying the pixel signal of a line that does not include the smear component by a coefficient proportional to the shunter speed, and then subtracting this multiplied value from the pixel signal that includes the smear component. Because it is possible to
It has an extremely wide range of applications and exhibits excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は本発明の詳細な説明図;第3図は一
実施例の構成説明図: 第4図は第3図中のスメア除去回路の構成を示すブロッ
ク図; 第5図はF IT−CCDの構成説明図;第6図はFI
T−CCDの疑似電子シャッター動作を説明するタイミ
ング・チャート;第7図はスメア発生原因を説明するた
めの説明図である。 図中の符号; 1;受光領域 2;蓄積領域 3;水平転送路 4;出力アンプ 5;信号出力系統 6;フレーム・メモリ 7;スメア除去回路 8;マトリクス回路 9;可変乗算回路 lO;減算回路 代理人 弁理士(8107)佐 々 木  清 隆(外
3名) 第  5  図 1:Illフィルタ     i :赤フィルタ   
 −1 ;青フィルタ第  2  図 処理前のフレーム・データ tム1 第  1  図 シャッター・スピード(秒) 処理後のフレーム・データ (B)
1 and 2 are detailed explanatory diagrams of the present invention; FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of one embodiment; FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the smear removal circuit in FIG. 3; is an explanatory diagram of the configuration of FIT-CCD; Figure 6 is an explanatory diagram of the FI
Timing chart for explaining the pseudo electronic shutter operation of the T-CCD; FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the cause of smear generation. Symbols in the figure: 1; Light receiving area 2; Accumulation area 3; Horizontal transfer path 4; Output amplifier 5; Signal output system 6; Frame memory 7; Smear removal circuit 8; Matrix circuit 9; Variable multiplication circuit lO; Subtraction circuit Agent: Patent attorney (8107) Kiyotaka Sasaki (3 others) No. 5 Figure 1: Ill filter i: Red filter
-1 ; Blue filter 2nd figure Frame data before processing tm1 1st figure Shutter speed (seconds) Frame data after processing (B)

Claims (1)

【特許請求の範囲】  フレームインターライントランスファ方式の電荷結合
型固体撮像デバイスを用いた擬似フレーム電子シャッタ
ーより出力される画素信号に含まれるスメア成分を除去
する擬似フレーム電子シャッターのスメア除去方法にお
いて、 第1の水平ラインに配列する受光エレメントに対応する
画素信号にシャッタースピードに比例した所定係数を乗
算して得られる乗算値と、該受光エレメントに隣接する
第2の水平ラインに配列された受光エレメントに対応す
る画素信号との差分を、該第2の水平ラインに配列され
た受光エレメントに対応する新たな画素信号とすること
を特徴とする擬似フレーム電子シャッターのスメア除去
方法。
[Claims] In a smear removal method for a pseudo-frame electronic shutter that removes smear components contained in pixel signals output from a pseudo-frame electronic shutter using a charge-coupled solid-state imaging device using a frame interline transfer method, A multiplication value obtained by multiplying the pixel signals corresponding to the light receiving elements arranged in one horizontal line by a predetermined coefficient proportional to the shutter speed, and a multiplication value obtained by multiplying the pixel signals corresponding to the light receiving elements arranged in the second horizontal line adjacent to the light receiving elements A method for removing smear from a pseudo frame electronic shutter, characterized in that a difference from a corresponding pixel signal is used as a new pixel signal corresponding to a light receiving element arranged in the second horizontal line.
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