JPH04287484A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、増幅型撮像素子から
なる固体撮像装置において、増幅型撮像素子固有の固定
パターンノイズ（以下ＦＰＮと略称する）を除去して画
素に蓄積された撮像信号を取り出すようにした映像信号
処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、増幅型の撮像素子を用いた固体撮
像装置における信号処理方式としては、図８に示す構成
のものが用いられている。すなわち入力端子１０１　よ
りイメージセンサの出力信号を入力し、Ａ／Ｄ変換器１
０２　によりデジタルデータへ変換したのち、ＦＰＮ取
り込み制御回路１０３　を通してフレームメモリ１０４
　へ１フレーム分蓄積する。ここでＦＰＮ取り込み制御
回路１０３　は、イメージセンサへの光を遮光した状態
で、Ａ／Ｄ変換後のデータを通過させるように動作させ
ることにより、フレームメモリ１０４　へはＦＰＮのみ
を蓄積させるように構成されている。

【０００３】この後、遮光を解除することにより、Ａ／
Ｄ変換器１０２　によりＡ／Ｄ変換されたデータは、各
画素のＦＰＮに各画素の撮像信号分が加わったデータと
なり、ＦＰＮを蓄積したフレームメモリ１０４　の出力
と共に減算器１０５　へ入力される。したがって減算器
１０５　の出力は、各画素信号からＦＰＮが減算され、
撮像信号のみとなり出力端子１０６　へ出力されるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号処理方式においては、各画素のＦＰＮを遮光時にの
み取り込んでおり、素子周囲の温度変化，電源電圧の変
動等によりＦＰＮが変化しても、遮光時に取り込んだデ
ータをＦＰＮとして処理するため、上記のような変化が
生じた場合、ノイズとなり画像の劣化を招くという問題
点がある。またＦＰＮの変化に対応してＦＰＮを再度取
り込む場合には、イメージセンサへの入射光を遮光しな
ければならず、操作性も悪く、ＦＰＮ取り込みのための
制御回路のコントロールが必要となる。

【０００５】本発明は、従来の固体撮像装置の信号処理
方式における上記問題点を解消するためになされたもの
で、素子周囲の温度変化，電源電圧の変動等によりＦＰ
Ｎが変化しても、画像の劣化を生じさせることなく、Ｆ
ＰＮを除去した撮像信号を取り出すことが可能で、しか
も遮光時のコントロール信号も必要としない固体撮像装
置の映像信号処理回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、増幅型撮像素子により構成され
る固体撮像装置の映像信号処理回路を、固体撮像装置か
らの信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器と、Ａ／
Ｄ変換後のデータを１フレーム期間遅延させる第１のフ
レームバッファと、Ａ／Ｄ変換後のデータと第１のフレ
ームバッファの出力データとから撮像素子のＦＰＮを除
去し撮像素子に蓄積された撮像信号を取り出す手段と、
出力画像データの１フレーム前のデータを保持する第２
のフレームバッファと、前記撮像信号取り出し手段の出
力データと第２のフレームバッファの出力データとから
出力画像データを取り出す手段とで構成するものである
。

【０００７】このように構成した映像信号処理回路にお
いては、Ａ／Ｄ変換された固体撮像装置からの信号デー
タと、１フレーム期間遅延した第１のフレームバッファ
の出力データとから、ＦＰＮを除去し撮像信号取り出す
手段によって、ＦＰＮの除去された隣接２フレーム間の
差分信号データが得られる。そして上記ＦＰＮを除去し
撮像信号を取り出す手段からの差分信号データと、１フ
レーム前の出力画像データを保持する第２のフレームバ
ッファの出力データとから、出力画像データ取り出し手
段により、１フレーム間隔でＦＰＮの除去された撮像信
号が得られる。したがって最終出力信号をＱｎ　、差分
信号データをＤ、第２のフレームバッファの出力データ
をＱｎ−１　とすると、Ｑｎ　＝Ｑｎ−１　＋Ｄの形式
で出力信号が得られる。

【０００８】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る固体撮像装置の映像信号処理回路の一実施例を
示すブロック構成図である。図において、１は増幅型イ
メージャからの映像信号を入力する入力端子、２は該映
像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換
されたデジタル映像信号を１フレーム分蓄積するＦＩＦ
Ｏメモリからなるフレームバッファ、４はＡ／Ｄ変換器
２によりＡ／Ｄ変換された入力映像信号から前記フレー
ムバッファ３に蓄積されたデータを減算する減算器、５
は加算器で前記減算器４の出力データと、該加算器５の
出力データを蓄積するＦＩＦＯメモリからなるフレーム
バッファ６の出力データを加算するものである。７は信
号出力端子で、８は制御信号入力端子ＣＯＮＴより入力
される制御信号で、加算器５を制御するようになってい
る。

【０００９】次にこのように構成された映像信号処理回
路の動作を図２〜図７に基づいて説明する。説明を簡単
にするために、イメージャの画素数は図２に示すように
４個とし、したがってフレームバッファ３，６に蓄積さ
れたデータは４個のデータよりなるものとする。図２に
おいて■，■，■，■は画素番号を示す。また図３〜図
７はイメージャの各画素信号及び各フレームバッファ３
，６内の蓄積データの時間的経過を示すもので、ｆ１　
，ｆ２　，ｆ３　，ｆ４　は各画素のもつＦＰＮ、ａ１
　，ａ２　，ａ３　は画素■の撮像信号、ｂ１　，ｂ２
　，ｂ３　は画素■の撮像信号、ｃ１　，ｃ２　，ｃ３
　は画素■の撮像信号、ｄ１　，ｄ２　，ｄ３　は画素
■の撮像信号を示している。

【００１０】イメージャ及びその映像信号処理回路から
なるシステムに電源を投入した直後の状態をスタンバイ
状態とし、撮像を開始した直後の状態を第１撮像フレー
ム、次にこの信号を読み出し、続いて信号蓄積された状
態を第２撮像フレーム、以降同様に、第３，第４，・・
・　撮像フレームと称する。

【００１１】この実施例においては、スタンバイ状態時
には、イメージャはシャッタ等の手段により遮光されて
おり、更に制御信号８は図７に示すように、スタンバイ
状態時に１フレーム分、例えば“Ｌ”レベルとし、この
スタンバイ期間は加算器５の出力は、全て“Ｌ”レベル
となるように動作させるようになっている。なお図７に
おいて、ＶＤは１フィールドに１回“Ｌ”レベルとなる
垂直同期信号である。

【００１２】まずスタンバイ状態時においては、遮光さ
れているため、図３の（Ａ）に示すように、イメージャ
出力はＦＰＮｆ１　，ｆ２　，ｆ３　，ｆ４　のみとな
り、このＦＰＮがＡ／Ｄ変換器２へ入力される。Ａ／Ｄ
変換器２では、このＦＰＮをデジタルデータへ変換し、
フレームバッファ３へ印加する。したがって１フレーム
後に、フレームバッファ３には図３の（Ｂ）に示すよう
に、ＦＰＮｆ１　，ｆ２　，ｆ３，ｆ４　が蓄積され、
同時にフレームバッファ６には図３の（Ｃ）に示すよう
に、制御信号８により全て“０”が蓄積される。以降ス
タンバイ状態が解除されるまでは、フレームバッファ３
の蓄積内容は変化せず、したがって減算器４の出力も“
０”となり、この状態が保持される。

【００１３】続いてスタンバイ状態が解除されてイメー
ジャに光が入射し、光信号が蓄積されると、第１撮像フ
レームにおいては、図４の（Ａ）に示すように、イメー
ジャ出力信号は、ａ１　＋ｆ１　，ｂ１　＋ｆ２　，ｃ
１　＋ｆ３　，ｄ１　＋ｆ４　となり、Ａ／Ｄ変換器２
でＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換されたイメージャ
出力信号とフレームバッファ３の蓄積データとが減算器
４で減算されると、フレームバッファ３の蓄積データは
図４の（Ｂ）に示すように、ｆ１　，ｆ２　，ｆ３　，
ｆ４　であるため、減算器４の出力データはａ１　，ｂ
１　，ｃ１　，ｄ１　となる。 更にフレームバッファ６の蓄積データは図４の（Ｃ）に
示すように全て“０”であるため、出力端子７へは撮像
信号ａ１　，ｂ１　，ｃ１　，ｄ１　のみが出力され、
同時にフレームバッファ３の蓄積内容は、ａ１　＋ｆ１
　，ｂ１　＋ｆ２　，ｃ１　＋ｆ３　，ｄ１　＋ｆ４　
に書き換えられ、またフレームバッファ６の蓄積内容は
ａ１　，ｂ１　，ｃ１　，ｄ１　に書き換えられ、第２
撮像フレームに入る。

【００１４】第２撮像フレームにおいては、イメージャ
出力信号は図５の（Ａ）に示すように、ａ２　＋ｆ１　
，ｂ２　＋ｆ２　，ｃ２　＋ｆ３　，ｄ２　＋ｆ４　と
なり、減算器４の出力データは、このイメージャ出力信
号のＡ／Ｄ変換信号と図５の（Ｂ）に示すフレームバッ
ファ３の蓄積内容、ａ１　＋ｆ１　，ｂ１　＋ｆ２　，
ｃ１　＋ｆ３　，ｄ１　＋ｆ４　との差分データ、ａ２
　−ａ１　，ｂ２　−ｂ１　，ｃ２　−ｃ１　，ｄ２　
−ｄ１　となり、フレームバッファ３の蓄積内容は、ａ
２　＋ｆ１　，ｂ２　＋ｆ２　，ｃ２　＋ｆ３　，ｄ２
　＋ｆ４　に書き換えられる。更に前記減算器４からの
差分データは、加算器５により図５の（Ｃ）に示すフレ
ームバッファ６の蓄積内容ａ１　，ｂ１　，ｃ１　，ｄ
１と加算され、ａ２　，ｂ２　，ｃ２　，ｄ２となり、
出力端子７より出力され、同時にフレームバッファ６の
蓄積内容は、ａ２　，ｂ２　，ｃ２　，ｄ２　に書き換
えられ、第３撮像フレームへ入る。

【００１５】以降図６に示すように同様の動作により、
出力端子７へはＦＰＮの除去された撮像データのみが出
力され、またイメージャ周囲の温度変化，電圧変化等に
よりＦＰＮが変化しても、１フレーム間隔で常にＦＰＮ
を除去しているため、画像劣化の生じない撮像信号が得
られる。

【００１６】

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、スタンバイ時に１度だけ遮光時のＦＰ
Ｎを取り込むだけで、それ以降の撮像時には１フレーム
間隔で常にＦＰＮを除去するようにしているため、ＦＰ
Ｎが変動しても画質の劣化を招くことはなく、更にＦＰ
Ｎを再度取り込むことなく信号処理の可能な映像信号処
理回路を簡単な構成で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の映像信号処理回路
の一実施例を示すブロック構成図である。

【図２】動作説明のためのイメージャの画素構成を示す
図である。

【図３】スタンバイ時のイメージャ出力信号，フレーム
バッファ３及び６の記憶データを示す図である。

【図４】第１撮像フレーム時におけるイメージャ出力信
号，フレームバッファ３及び６の記憶データを示す図で
ある。

【図５】第２撮像フレーム時におけるイメージャ出力信
号，フレームバッファ３及び６の記憶データを示す図で
ある。

【図６】第３撮像フレーム時におけるイメージャ出力信
号，フレームバッファ３及び６の記憶データを示す図で
ある。

【図７】図１に示した映像信号処理回路における制御信
号のタイミングを垂直同期信号のタイミングと共に示し
た図である。

【図８】従来の固体撮像装置の映像信号処理回路を示す
ブロック構成図である。

【符号の説明】

１　　信号入力端子 ２　　Ａ／Ｄ変換器 ３　　フレームバッファ ４　　減算器 ５　　加算器 ６　　フレームバッファ ７　　信号出力端子 ８　　制御信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　増幅型撮像素子により構成される固体
   撮像装置の映像信号処理回路において、固体撮像装置か
   らの信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器と、Ａ／
   Ｄ変換後のデータを１フレーム期間遅延させる第１のフ
   レームバッファと、Ａ／Ｄ変換後のデータと第１のフレ
   ームバッファの出力データとから撮像素子の固定パター
   ンノイズを除去し撮像素子に蓄積された撮像信号を取り
   出す手段と、出力画像データの１フレーム前のデータを
   保持する第２のフレームバッファと、前記撮像信号取り
   出し手段の出力データと第２のフレームバッファの出力
   データとから出力画像データを取り出す手段とを備えて
   いることを特徴とする映像信号処理回路。
2. 【請求項２】　　前記撮像素子の固定パターンノイズを
   除去し撮像信号を取り出す手段は、Ａ／Ｄ変換後のデー
   タと第１のフレームバッファの出力データを減算処理す
   るための減算器で構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の映像信号処理回路。
3. 【請求項３】　　前記出力画像データ取り出し手段は、
   前記撮像信号取り出し手段の出力データと第２のフレー
   ムバッファの出力データとを加算処理する加算器で構成
   されていることを特徴とする請求項１又は２記載の映像
   信号処理回路。
4. 【請求項４】　　前記第１及び第２のフレームバッファ
   は、ＦＩＦＯメモリにより構成されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれか１項に記載の映像信号処理
   回路。