JPH0697783B2 - バツクグラウンドノイズ除去装置 - Google Patents
バツクグラウンドノイズ除去装置Info
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- JPH0697783B2 JPH0697783B2 JP60100467A JP10046785A JPH0697783B2 JP H0697783 B2 JPH0697783 B2 JP H0697783B2 JP 60100467 A JP60100467 A JP 60100467A JP 10046785 A JP10046785 A JP 10046785A JP H0697783 B2 JPH0697783 B2 JP H0697783B2
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- Japan
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- image pickup
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の属する分野］ 本発明は、物体を撮像デバイスにより撮像しその画像信
号を出力する撮像装置に適用されるバックグラウンドノ
イズ除去装置に関し、詳しくは撮像管や撮像素子等の撮
像デバイスのショット雑音や暗電流等のバックグラウン
ドノイズを低減させるための装置に関する。
号を出力する撮像装置に適用されるバックグラウンドノ
イズ除去装置に関し、詳しくは撮像管や撮像素子等の撮
像デバイスのショット雑音や暗電流等のバックグラウン
ドノイズを低減させるための装置に関する。
［従来技術］ 従来、撮像管や撮像素子等の撮像デバイスを使用した撮
像装置において、その画像信号を悪化させる原因となる
主なノイズは、ショット雑音（散弾雑音）と暗電流であ
る。第２図は、画像信号とこれらのノイズの関係を示
す。同図において、Ｓは撮像デバイスから出力される信
号（以下、撮像信号という）、Ｖは観察する物体の画像
信号成分、Ｎはショット雑音、Ｂは暗電流である。ノイ
ズを除去しない場合は、撮像信号Ｓは（画像信号Ｖ）＋
（ショット雑音Ｎ）＋（暗電流Ｂ）から成っている。画
像信号Ｖが小さい場合は、これらのバックグラウンドノ
イズ特に暗電流により、S/N比は大きく下がりそのまま
では撮像信号中から画像信号を弁別することができな
い。そこで、これらのバックグラウンドノイズを除去す
る必要がある。
像装置において、その画像信号を悪化させる原因となる
主なノイズは、ショット雑音（散弾雑音）と暗電流であ
る。第２図は、画像信号とこれらのノイズの関係を示
す。同図において、Ｓは撮像デバイスから出力される信
号（以下、撮像信号という）、Ｖは観察する物体の画像
信号成分、Ｎはショット雑音、Ｂは暗電流である。ノイ
ズを除去しない場合は、撮像信号Ｓは（画像信号Ｖ）＋
（ショット雑音Ｎ）＋（暗電流Ｂ）から成っている。画
像信号Ｖが小さい場合は、これらのバックグラウンドノ
イズ特に暗電流により、S/N比は大きく下がりそのまま
では撮像信号中から画像信号を弁別することができな
い。そこで、これらのバックグラウンドノイズを除去す
る必要がある。
従来、その除去は、観察する物体に照射する光源からの
光を、光源の電源を切る等の手段により遮断し、その状
態で、撮像デバイスのバックグラウンドノイズを測定
し、以後は撮像信号からその計測値を一律に差し引くこ
とにより行なっていた。ところがバックグラウンドノイ
ズは、画素位置ごとに異なり、装置を使用している間も
刻々と変化する。したがって従来の方法では、常に正確
な画像信号を得ることはできないという欠点があった。
光を、光源の電源を切る等の手段により遮断し、その状
態で、撮像デバイスのバックグラウンドノイズを測定
し、以後は撮像信号からその計測値を一律に差し引くこ
とにより行なっていた。ところがバックグラウンドノイ
ズは、画素位置ごとに異なり、装置を使用している間も
刻々と変化する。したがって従来の方法では、常に正確
な画像信号を得ることはできないという欠点があった。
［発明の目的］ 本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、撮像デ
バイスで物体を観察する際、正しい画像信号により近い
信号を送出するために、刻々と変化するバックグラウン
ドノイズをより完全に除去することを目的とする。
バイスで物体を観察する際、正しい画像信号により近い
信号を送出するために、刻々と変化するバックグラウン
ドノイズをより完全に除去することを目的とする。
［発明の概要］ 上記目的を達成するため、本発明に係るバックグラウン
ドノイズ除去装置においては、撮像デバイスに入射する
光を遮断するシャッタ手段と、該シャッタ手段を駆動し
て撮像デバイスへの入射光を遮断したときの撮像画面中
の所定の画素に対応する撮像信号値を所定画素ごとにサ
ンプリングする手段と、該サンプリング値またはこれを
積算した値を画素位置を変数とする滑らかな低次元関数
で近似しバックグラウンドノイズ近似値信号として出力
する近似値出力手段と、前記撮像信号またはこれを積算
した信号と該バックグラウンドノイズ近似値信号とを演
算することによりバックグラウンドノイズのうち少なく
とも暗電流成分を前記撮像信号からほぼ除いた信号を出
力する演算手段とを備えている。
ドノイズ除去装置においては、撮像デバイスに入射する
光を遮断するシャッタ手段と、該シャッタ手段を駆動し
て撮像デバイスへの入射光を遮断したときの撮像画面中
の所定の画素に対応する撮像信号値を所定画素ごとにサ
ンプリングする手段と、該サンプリング値またはこれを
積算した値を画素位置を変数とする滑らかな低次元関数
で近似しバックグラウンドノイズ近似値信号として出力
する近似値出力手段と、前記撮像信号またはこれを積算
した信号と該バックグラウンドノイズ近似値信号とを演
算することによりバックグラウンドノイズのうち少なく
とも暗電流成分を前記撮像信号からほぼ除いた信号を出
力する演算手段とを備えている。
この構成において、図２に示すように、撮像信号Ｓに
は、検出すべき画像を示す画像信号成分Ｖの他、バック
グラウンドノイズとして暗電流成分Ｂおよびショットノ
イズ成分Ｎを含む。一方、シャッタ手段により入射光を
遮断し、各画素ごとに撮像信号値をサンプリングして得
られるバックグラウンドノイズ計測値NTは、第３図に示
すように、暗電流成分Ｂおよびショットノイズ成分Ｎを
含む。ここで、撮像信号Ｓからバックグラウンドノイズ
計測値NTをそのまま差し引くと、暗電流成分Ｂを除くこ
とはできるが、ショットノイズ成分は逆に大きくなって
しまう。そこで、上述のようにして得られるバックグラ
ウンドノイズ計測値NTあるいはこれを積算した値をさら
に低次元関数で近似してバックグラウンドノイズ近似値
信号とすると、ショットノイズ成分が低減され、ほぼ暗
電流成分のみの信号あるいはこれを積算した信号が得ら
れる。したがって、撮像信号Ｓまたはこれを積算した信
号から、バックグラウンドノイズ近似値信号を差し引
き、積算回数で割ると、撮像信号Ｓから暗電流成分Ｂを
除いた、画像信号成分に近い信号が得られる。
は、検出すべき画像を示す画像信号成分Ｖの他、バック
グラウンドノイズとして暗電流成分Ｂおよびショットノ
イズ成分Ｎを含む。一方、シャッタ手段により入射光を
遮断し、各画素ごとに撮像信号値をサンプリングして得
られるバックグラウンドノイズ計測値NTは、第３図に示
すように、暗電流成分Ｂおよびショットノイズ成分Ｎを
含む。ここで、撮像信号Ｓからバックグラウンドノイズ
計測値NTをそのまま差し引くと、暗電流成分Ｂを除くこ
とはできるが、ショットノイズ成分は逆に大きくなって
しまう。そこで、上述のようにして得られるバックグラ
ウンドノイズ計測値NTあるいはこれを積算した値をさら
に低次元関数で近似してバックグラウンドノイズ近似値
信号とすると、ショットノイズ成分が低減され、ほぼ暗
電流成分のみの信号あるいはこれを積算した信号が得ら
れる。したがって、撮像信号Ｓまたはこれを積算した信
号から、バックグラウンドノイズ近似値信号を差し引
き、積算回数で割ると、撮像信号Ｓから暗電流成分Ｂを
除いた、画像信号成分に近い信号が得られる。
ここで、撮像信号Ｓとバックグラウンドノイズの積算回
数は多いほど、それぞれにおけるショットノイズの影響
は軽減される。また、撮像信号Ｓにおける画像信号成分
も増幅されることになる。ただし、暗電流成分Ｂは第３
図等で示されるように、位置に応じて変化するため、暗
電流成分Ｂを除くためには、撮像信号Ｓとバックグラウ
ンドノイズの積算回数は等しくなければならない。ある
いは、等しくなくても演算手段における適当な演算によ
り、同一の積算回数において差し引きを行うのと同等の
演算が行われるようにすればよい。
数は多いほど、それぞれにおけるショットノイズの影響
は軽減される。また、撮像信号Ｓにおける画像信号成分
も増幅されることになる。ただし、暗電流成分Ｂは第３
図等で示されるように、位置に応じて変化するため、暗
電流成分Ｂを除くためには、撮像信号Ｓとバックグラウ
ンドノイズの積算回数は等しくなければならない。ある
いは、等しくなくても演算手段における適当な演算によ
り、同一の積算回数において差し引きを行うのと同等の
演算が行われるようにすればよい。
以下本発明の原理をより詳細に説明する。
［発明の原理説明］ ビデオ画質を悪化させる主な原因としては、前に述べた
ように撮像デバイスのショット雑音と暗電流がある。撮
像信号中からショット雑音を低減させるには、撮像信号
を画素毎に何回かサンプリングし積算する処理が有効で
ある。いま積算処理のために画像信号を一画素に対しｍ
個のデータにより積算したとすれば、S/N比は に比例して改善される。一方、暗電流は積算処理に比例
して増加するので、暗電流の分だけ差し引かなければな
らない。
ように撮像デバイスのショット雑音と暗電流がある。撮
像信号中からショット雑音を低減させるには、撮像信号
を画素毎に何回かサンプリングし積算する処理が有効で
ある。いま積算処理のために画像信号を一画素に対しｍ
個のデータにより積算したとすれば、S/N比は に比例して改善される。一方、暗電流は積算処理に比例
して増加するので、暗電流の分だけ差し引かなければな
らない。
この暗電流分を除くためにはバックグラウンドノイズの
測定が必要であり、この測定は入射光を遮断して行なう
が、この中にはショット雑音も含まれている。第３図に
バックグラウンドノイズの計測結果の例を示す。このバ
ックグラウンドノイズ計測結果NTはショット雑音Ｎ＋暗
電流Ｂにより成っている。ところが、第２図の撮像信号
Ｓから第３図のバックグラウンドノイズ計測分NTを差し
引いてビデオ画像を構成しても、ショット雑音はキャン
セルされない。逆に、この場合のショット雑音の標準偏
差は、画像信号成分が暗電流に比べて小さいとして計算
すると第２図のビデオ画像、すなわち撮像信号Ｓの標準
偏差の になる。これは以下のように証明される。
測定が必要であり、この測定は入射光を遮断して行なう
が、この中にはショット雑音も含まれている。第３図に
バックグラウンドノイズの計測結果の例を示す。このバ
ックグラウンドノイズ計測結果NTはショット雑音Ｎ＋暗
電流Ｂにより成っている。ところが、第２図の撮像信号
Ｓから第３図のバックグラウンドノイズ計測分NTを差し
引いてビデオ画像を構成しても、ショット雑音はキャン
セルされない。逆に、この場合のショット雑音の標準偏
差は、画像信号成分が暗電流に比べて小さいとして計算
すると第２図のビデオ画像、すなわち撮像信号Ｓの標準
偏差の になる。これは以下のように証明される。
いま画像信号（Ｖ）＋暗電流（Ｂ）、および暗電流
（Ｂ）の計測値（カウント数）ｎに対する確率分布をそ
れぞれｇ（ｎ）,f（ｎ）とする。第４図にこれらの確率
分布を示す。このときそれぞれの標準偏差σ（Ｖ＋
Ｂ），σ（Ｂ）は σ２（Ｖ＋Ｂ） ＝∫n2g（ｎ）dn−（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ σ２（Ｂ） ＝∫n2f（ｎ）dn−（Ｅ（Ｂ））２ によって与えられる。Ｅは平均値を示す。一方計測した
（Ｖ＋Ｂ）より（Ｂ）を差し引いた標準偏差σ｛（Ｖ＋
Ｂ）−（Ｂ）｝は σ２｛（Ｖ＋Ｂ）−（Ｂ）｝ ＝∫（ｎ′−ｎ）2g（ｎ′） ｆ（ｎ）dndn′−（Ｅ
（Ｖ））２ ＝∫ｎ′2g（ｎ′）dn′ −∫2nn′ｇ（ｎ′）ｆ（ｎ）dndn′ ＋∫n2f（ｎ）dn −（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ −２∫ nn′ｇ（ｎ′）ｆ（ｎ）dndn′ ＋σ２（Ｂ） ＋（Ｅ（Ｂ））２−（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ −Ｅ（Ｂ）Ｅ（Ｖ＋Ｂ） ＋σ２（Ｂ） ＋（Ｅ（Ｂ））２−（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋σ２（Ｂ） もしＶがＢより充分小さければ σ２｛（Ｖ＋Ｂ）−（Ｂ）｝＝２σ２（Ｂ） としてもよい。
（Ｂ）の計測値（カウント数）ｎに対する確率分布をそ
れぞれｇ（ｎ）,f（ｎ）とする。第４図にこれらの確率
分布を示す。このときそれぞれの標準偏差σ（Ｖ＋
Ｂ），σ（Ｂ）は σ２（Ｖ＋Ｂ） ＝∫n2g（ｎ）dn−（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ σ２（Ｂ） ＝∫n2f（ｎ）dn−（Ｅ（Ｂ））２ によって与えられる。Ｅは平均値を示す。一方計測した
（Ｖ＋Ｂ）より（Ｂ）を差し引いた標準偏差σ｛（Ｖ＋
Ｂ）−（Ｂ）｝は σ２｛（Ｖ＋Ｂ）−（Ｂ）｝ ＝∫（ｎ′−ｎ）2g（ｎ′） ｆ（ｎ）dndn′−（Ｅ
（Ｖ））２ ＝∫ｎ′2g（ｎ′）dn′ −∫2nn′ｇ（ｎ′）ｆ（ｎ）dndn′ ＋∫n2f（ｎ）dn −（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ −２∫ nn′ｇ（ｎ′）ｆ（ｎ）dndn′ ＋σ２（Ｂ） ＋（Ｅ（Ｂ））２−（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋（Ｅ（Ｖ＋Ｂ））２ −Ｅ（Ｂ）Ｅ（Ｖ＋Ｂ） ＋σ２（Ｂ） ＋（Ｅ（Ｂ））２−（Ｅ（Ｖ））２ ＝σ２（Ｖ＋Ｂ）＋σ２（Ｂ） もしＶがＢより充分小さければ σ２｛（Ｖ＋Ｂ）−（Ｂ）｝＝２σ２（Ｂ） としてもよい。
すなわち撮像信号Ｓからバックグラウンド計測結果NTを
差し引くと、ノイズによる計測値のばらつきが 程度大きくなることがわかる。
差し引くと、ノイズによる計測値のばらつきが 程度大きくなることがわかる。
そこでバックグラウンド計測結果を低次元関数で近似
し、できるだけ滑らかにして撮像信号Ｓから差し引くよ
うにすれば、バックグラウンドノイズ中のショット雑音
をおさえて暗電流成分を差し引くことができる。第５図
は、バックグラウンド計測値とそれを円滑化した結果を
示す。NSはバックグラウンドの計測値、すなわちバック
グラウンド計測結果NTをいくつか計測した値である。Ｂ
はこれら計測値を円滑化した結果を示す曲線であり、ほ
ぼ暗電流分に等しい。
し、できるだけ滑らかにして撮像信号Ｓから差し引くよ
うにすれば、バックグラウンドノイズ中のショット雑音
をおさえて暗電流成分を差し引くことができる。第５図
は、バックグラウンド計測値とそれを円滑化した結果を
示す。NSはバックグラウンドの計測値、すなわちバック
グラウンド計測結果NTをいくつか計測した値である。Ｂ
はこれら計測値を円滑化した結果を示す曲線であり、ほ
ぼ暗電流分に等しい。
このような処理を必要とする測定は、一般に信号成分が
暗電流に比べて小さい場合である。このような場合は、
撮像信号を何回も積算してから暗電流分を差し引くこと
によって画像信号成分を増幅することができる。しか
し、前記積算において暗電流は積算処理に比例して増加
するため、この積算値から暗電流分として一定数を安易
に差し引くと、暗電流成分の場所不均一性が強調され
る。第６図に暗電流の不均一性が強調された出力信号の
例を示す。そこで、バックグラウンドの計測結果につい
ても上述のように撮像信号と同様に積算処理を行ない、
その値を撮像信号の積算値から差し引くことにより、こ
の不均一性を取り除いている。さらにオフセットとして
一定値をプラスすると最終的に第７図のような諧調およ
びコントラストのよい画質を得ることができる。
暗電流に比べて小さい場合である。このような場合は、
撮像信号を何回も積算してから暗電流分を差し引くこと
によって画像信号成分を増幅することができる。しか
し、前記積算において暗電流は積算処理に比例して増加
するため、この積算値から暗電流分として一定数を安易
に差し引くと、暗電流成分の場所不均一性が強調され
る。第６図に暗電流の不均一性が強調された出力信号の
例を示す。そこで、バックグラウンドの計測結果につい
ても上述のように撮像信号と同様に積算処理を行ない、
その値を撮像信号の積算値から差し引くことにより、こ
の不均一性を取り除いている。さらにオフセットとして
一定値をプラスすると最終的に第７図のような諧調およ
びコントラストのよい画質を得ることができる。
次に、本発明の実施例を説明する。
［実施例１］ 第１図は、本発明の一実施例に係るバックグラウンドノ
イズ除去装置の構成を示す。11はシャッタ、12は撮像デ
バイス、13はバックグラウンドノイズサンプリング回路
である。このバックグラウンドサンプリング回路13は、
シャッタ11を閉じ入射光を遮断した状態における撮像デ
バイス12からの出力信号、すなわちバックグラウンドノ
イズを所定の画素ごとにサンプリングするものである。
サンプリングする画素の位置および個数は外部より指定
することができる。14はそのサンプリング結果を所定画
素ごとに積算する積算回路、15は積算回路14の出力を滑
らかな低次元関数で近似し、全画素に対して画素ごとに
バックグラウンドノイズの値を発生させるバックグラウ
ンドジェネレータである。バックグラウンドジェネレー
タ15は最も簡単には、50×50×16ビットすなわち5Kバイ
トのRAM（ランダム・アクセス、メモリ）をもったCPUに
より構成することができる。これにより、50×50画素の
バックグラウンドノイズのデータを元に通常のビデオデ
ータ数512×512の画素に対するバックグラウンドノイズ
のデータを発生させる。発生の方式としては、例えば、
画面上の座標（I,J）に対し、その位置のノイズ値 Data（I,J）を Data（I,J）＝［（10−mi）（10−mj）ａ（i,j） ＋mi（10−mj）ａ（i,j＋１） ＋（10−mi）mja（ｉ＋1,j） ＋mimja（ｉ＋1,j＋１）］×0.01 により補間して求める。
イズ除去装置の構成を示す。11はシャッタ、12は撮像デ
バイス、13はバックグラウンドノイズサンプリング回路
である。このバックグラウンドサンプリング回路13は、
シャッタ11を閉じ入射光を遮断した状態における撮像デ
バイス12からの出力信号、すなわちバックグラウンドノ
イズを所定の画素ごとにサンプリングするものである。
サンプリングする画素の位置および個数は外部より指定
することができる。14はそのサンプリング結果を所定画
素ごとに積算する積算回路、15は積算回路14の出力を滑
らかな低次元関数で近似し、全画素に対して画素ごとに
バックグラウンドノイズの値を発生させるバックグラウ
ンドジェネレータである。バックグラウンドジェネレー
タ15は最も簡単には、50×50×16ビットすなわち5Kバイ
トのRAM（ランダム・アクセス、メモリ）をもったCPUに
より構成することができる。これにより、50×50画素の
バックグラウンドノイズのデータを元に通常のビデオデ
ータ数512×512の画素に対するバックグラウンドノイズ
のデータを発生させる。発生の方式としては、例えば、
画面上の座標（I,J）に対し、その位置のノイズ値 Data（I,J）を Data（I,J）＝［（10−mi）（10−mj）ａ（i,j） ＋mi（10−mj）ａ（i,j＋１） ＋（10−mi）mja（ｉ＋1,j） ＋mimja（ｉ＋1,j＋１）］×0.01 により補間して求める。
ここで、０≦I,J＜512である。また、ｉはＩを10で割り
小数点以下を切り捨て整数化したもの、ｊはＪを10で割
り小数点以下を切り捨て整数化したもの、mi＝Ｉ−ｉ×
10、mj＝Ｊ−ｊ×10、ａ（i,j）はサンプリングした50
×50画素のバックグラウンドノイズのデータである。
小数点以下を切り捨て整数化したもの、ｊはＪを10で割
り小数点以下を切り捨て整数化したもの、mi＝Ｉ−ｉ×
10、mj＝Ｊ−ｊ×10、ａ（i,j）はサンプリングした50
×50画素のバックグラウンドノイズのデータである。
16は撮像デバイスからの出力信号よりバックグラウンド
ジェネレータの出力を減算しオフセットを加算する演算
器、17は増幅器である。Ａはシャッタ11を開いて通常の
物体を撮像したときの撮像信号の流れ、Ｂはシャッタ11
を閉じてバックグラウンドノイズを計測したときのノイ
ズ信号の流れを示す。
ジェネレータの出力を減算しオフセットを加算する演算
器、17は増幅器である。Ａはシャッタ11を開いて通常の
物体を撮像したときの撮像信号の流れ、Ｂはシャッタ11
を閉じてバックグラウンドノイズを計測したときのノイ
ズ信号の流れを示す。
同図において、まずシャッタ11を閉じてバックグラウン
ドノイズを測定する。測定はサンプリング回路13により
全画面の中から50×50点程度のサンプリング画素を選び
サンプリングすることで行なう。この結果を画素ごとに
積算回路14で積算する。積算回数は10〜100回程度でよ
い。バックグラウンドジェネレータ15は、この積算結果
を滑らかな低次元関数で近似し、画面の全画素に対する
暗電流分の信号を発生させる。通常の物体の撮像の際
は、シャッタ11を開きノイズを含んだ出力信号を積算回
路14で積算し、演算器16においてバックグラウンドノイ
ズジェネレータ15によるバックグラウンドノイズのデー
タを差し引き、さらにオフセットを加えて出力する。オ
フセットは画質の諧調をよくするためのもので、その値
は外部より設定することができる。
ドノイズを測定する。測定はサンプリング回路13により
全画面の中から50×50点程度のサンプリング画素を選び
サンプリングすることで行なう。この結果を画素ごとに
積算回路14で積算する。積算回数は10〜100回程度でよ
い。バックグラウンドジェネレータ15は、この積算結果
を滑らかな低次元関数で近似し、画面の全画素に対する
暗電流分の信号を発生させる。通常の物体の撮像の際
は、シャッタ11を開きノイズを含んだ出力信号を積算回
路14で積算し、演算器16においてバックグラウンドノイ
ズジェネレータ15によるバックグラウンドノイズのデー
タを差し引き、さらにオフセットを加えて出力する。オ
フセットは画質の諧調をよくするためのもので、その値
は外部より設定することができる。
本装置は50×50×16ビットメモリと10ビットアナログ／
デジタルコンバータ等によって簡略に構成することがで
きる。さらに通常の撮像のさい、画素信号出力時に、逐
次バックグラウンドノイズジェネレータから当該画素に
対するバックグラウンドノイズの値を出力するようにす
れば、全画素分のフレームメモリも備える必要がない。
デジタルコンバータ等によって簡略に構成することがで
きる。さらに通常の撮像のさい、画素信号出力時に、逐
次バックグラウンドノイズジェネレータから当該画素に
対するバックグラウンドノイズの値を出力するようにす
れば、全画素分のフレームメモリも備える必要がない。
［実施例２］ 第８図は、本発明の他の実施例に係る光散乱画像情報解
析装置の構成を示す。同図の光散乱画像情報解析装置
は、本発明者等が先に「光散乱画像情報解析法及び装
置」（特開昭54−109488号参照）なる名称の特許出願に
実施例として開示した装置に、本発明のバックグラウン
ドノイズ除去装置を適用したものである。この装置は、
試料に対してその試料を透過し得る光を照射し、その照
射光によって試料内部に発生される散乱光を観察するも
のである。上記先願の装置においては、散乱光の照度が
低いことや、赤外光を用いることが多い等の理由によ
り、観察する散乱光による信号に比べTVカメラのバック
グラウンドノイズが非常に大きい。そこで本実施例では
本発明のバックグラウンドノイズ除去装置を付加して自
動的にバックグラウンドノイズを差し引く処理をしてい
る。
析装置の構成を示す。同図の光散乱画像情報解析装置
は、本発明者等が先に「光散乱画像情報解析法及び装
置」（特開昭54−109488号参照）なる名称の特許出願に
実施例として開示した装置に、本発明のバックグラウン
ドノイズ除去装置を適用したものである。この装置は、
試料に対してその試料を透過し得る光を照射し、その照
射光によって試料内部に発生される散乱光を観察するも
のである。上記先願の装置においては、散乱光の照度が
低いことや、赤外光を用いることが多い等の理由によ
り、観察する散乱光による信号に比べTVカメラのバック
グラウンドノイズが非常に大きい。そこで本実施例では
本発明のバックグラウンドノイズ除去装置を付加して自
動的にバックグラウンドノイズを差し引く処理をしてい
る。
第８図において、21はメカニカルシャッタ、22はTVカメ
ラ、23はノイズのサンプリング器と積算器とバックグラ
ウンドジェネレータと演算器の役割を果たす計算機であ
る。この装置において、散乱光による試料の観察は以下
のように行なう。まずＤの方向よりレーザ光を入射し、
集光レンズ24でスポット状に集光して試料25に照射す
る。試料25の内部で散乱された光は結像レンズ26を通り
TVカメラ22で測定される。測定された散乱光の画像信号
は計算機23で積算し、全画面分フレームメモリ（図示せ
ず）に記憶する。散乱光を測定した後、シャッタ21を閉
じレーザ光が入射しないようにし、バックグラウンドノ
イズを計測する。バックグラウンドノイズは所定の画素
位置のみ測定し、それを積算し、その積算結果を滑らか
な低次元関数で近似して画面の全画素に対するノイズ信
号分のデータを生成する。このノイズ信号分をフレーム
メモリに記憶されている前記測定値から差し引くことで
ノイズを除去する。シャッタはレーザ光の光路または結
像系に入れる。一例としては、第８図のＰの位置に配置
する。
ラ、23はノイズのサンプリング器と積算器とバックグラ
ウンドジェネレータと演算器の役割を果たす計算機であ
る。この装置において、散乱光による試料の観察は以下
のように行なう。まずＤの方向よりレーザ光を入射し、
集光レンズ24でスポット状に集光して試料25に照射す
る。試料25の内部で散乱された光は結像レンズ26を通り
TVカメラ22で測定される。測定された散乱光の画像信号
は計算機23で積算し、全画面分フレームメモリ（図示せ
ず）に記憶する。散乱光を測定した後、シャッタ21を閉
じレーザ光が入射しないようにし、バックグラウンドノ
イズを計測する。バックグラウンドノイズは所定の画素
位置のみ測定し、それを積算し、その積算結果を滑らか
な低次元関数で近似して画面の全画素に対するノイズ信
号分のデータを生成する。このノイズ信号分をフレーム
メモリに記憶されている前記測定値から差し引くことで
ノイズを除去する。シャッタはレーザ光の光路または結
像系に入れる。一例としては、第８図のＰの位置に配置
する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、バックグラウン
ドノイズ近似値信号を所望の適当なタイミングで得、こ
れを撮像信号と演算することにより、刻々と変化するバ
ックグラウンドノイズをより完全に除去し、本来の画像
信号により近い信号を得ることができる。
ドノイズ近似値信号を所望の適当なタイミングで得、こ
れを撮像信号と演算することにより、刻々と変化するバ
ックグラウンドノイズをより完全に除去し、本来の画像
信号により近い信号を得ることができる。
第１図は、本発明の一実施例に係るバックグラウンドノ
イズ除去装置の構成図、 第２図は画像信号とバックグラウンドノイズの関係を示
す図、 第３図は、暗電流の計測結果を示す図、 第４図は、信号＋暗電流および暗電流の確率分布図、 第５図は、暗電流計測値とそれを円滑化した結果を示す
図、 第６図は、暗電流の不均一性が強調された出力信号を示
す図、 第７図は、積算した暗電流分を引きオフセットを加えた
場合の出力信号を示す図、 第８図は、本発明の一実施例に係るバックグラウンドノ
イズ除去装置を備えた光散乱画像情報解析装置の構成図
である。 S:出力画像信号、V:観察物体の画像信号、N:ショット雑
音、B:暗電流、NT:暗電流計測結果、NS:暗電流計測値、
11:シャッタ、12:撮像デバイス、13:計測回路、14:積算
回路、15:バックグラウンドジェネレータ、16:演算器、
21:メカニカルシャッタ、22:TVカメラ、23:計算機。
イズ除去装置の構成図、 第２図は画像信号とバックグラウンドノイズの関係を示
す図、 第３図は、暗電流の計測結果を示す図、 第４図は、信号＋暗電流および暗電流の確率分布図、 第５図は、暗電流計測値とそれを円滑化した結果を示す
図、 第６図は、暗電流の不均一性が強調された出力信号を示
す図、 第７図は、積算した暗電流分を引きオフセットを加えた
場合の出力信号を示す図、 第８図は、本発明の一実施例に係るバックグラウンドノ
イズ除去装置を備えた光散乱画像情報解析装置の構成図
である。 S:出力画像信号、V:観察物体の画像信号、N:ショット雑
音、B:暗電流、NT:暗電流計測結果、NS:暗電流計測値、
11:シャッタ、12:撮像デバイス、13:計測回路、14:積算
回路、15:バックグラウンドジェネレータ、16:演算器、
21:メカニカルシャッタ、22:TVカメラ、23:計算機。
Claims (3)
- 【請求項１】撮像デバイスから出力される撮像信号より
バックグラウンドノイズを除去する装置であって、 撮像デバイスに入射する光を遮断するシャッタ手段と、 該シャッタ手段を駆動して撮像デバイスへの入射光を遮
断したときの撮像画面中の所定の画素に対応する撮像信
号値を所定画素ごとにサンプリングする手段と、 該サンプリング値またはこれを積算した値を画素位置を
変数とする滑らかな低次元関数で近似しバックグラウン
ドノイズ近似値信号として出力する近似値出力手段と、 前記撮像信号またはこれを積算した信号と該バックグラ
ウンドノイズ近似値信号とを演算することによりバック
グラウンドノイズのうち少なくとも暗電流成分を前記撮
像信号からほぼ除いた信号を出力する演算手段とを有す
ることを特徴とするバックグラウンドノイズ除去装置。 - 【請求項２】前記バックグラウンドノイズ近似値信号
が、前記撮像画面の全画素に対する各画素ごとのバック
グラウンドノイズ近似値を示すディジタルデータ列であ
る特許請求の範囲第１項記載のバックグラウンドノイズ
除去装置。 - 【請求項３】前記バックグラウンドノイズ近似値信号
が、前記撮像信号と同形式のアナログバックグラウンド
ノイズ信号である特許請求の範囲第１項記載のバックグ
ラウンドノイズ除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100467A JPH0697783B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | バツクグラウンドノイズ除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100467A JPH0697783B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | バツクグラウンドノイズ除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260771A JPS61260771A (ja) | 1986-11-18 |
| JPH0697783B2 true JPH0697783B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=14274711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60100467A Expired - Lifetime JPH0697783B2 (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | バツクグラウンドノイズ除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697783B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046962A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-10 | Hamamatsu Photonics Kk | バックグラウンドノイズの除去回路 |
| ATE352459T1 (de) * | 2002-02-02 | 2007-02-15 | Qinetiq Ltd | Kopfpositionssensor |
| JP4662343B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2011-03-30 | キヤノン株式会社 | 撮像装置および補正方法 |
| JP2012049947A (ja) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 画像処理装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212876A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-27 | Toshiba Corp | Picture reproducing method |
| JPS585082A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP60100467A patent/JPH0697783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212876A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-27 | Toshiba Corp | Picture reproducing method |
| JPS585082A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61260771A (ja) | 1986-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |