JPH0715632A - 固体撮像カメラの固定パターンノイズ除去回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固体撮像素子を使用するテレビカメラの固体撮
像素子の固定パターンノイズを、温度変化に依存せず、
かつ映像遮断を排して除去する。 【構成】映像の数フレームの平均値を平均化回路４でと
り、得られる固定パターンノイズをメモリ５に記録す
る。メモリ５の出力を減算器６で映像から減ずるととも
に、映像からメモリ５の出力を減じた結果のうち、常に
黒信号が得られる光学的黒レベル部分の固定パターンノ
イズを光学的黒レベル検出回路８でとり、これを常に最
小となるようにメモリ５の出力振幅を利得制御回路７で
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像カメラの固定パ
ターンノイズ除去回路に関し、特に固体撮像素子を使用
した固体撮像カメラの固定パターンノイズを除去する固
体撮像カメラの固定パターンノイズ除去回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像素子を使用した固体
撮像カメラでは、固体撮像素子がもつ特有の固定パター
ンノイズにより画質の劣化が生ずる。この固定パターン
ノイズは、温度によって変化するとともに固体撮像素子
の電荷蓄積時間（シャッター時間）によっても変化する
ため、補正することが困難であった。

【０００３】この問題に対し、例えば特開昭６２−９５
０７４号公報では、温度に依存して変化する固定パター
ンノイズの量を検出してメモリに書き込むために一定の
時間間隔でカメラの絞りを閉じ、その時の固定パターン
ノイズを温度依存性を考慮してメモリに書き込み、その
量を映像から減ずる方法を採っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像カメラの固定パターンノイズ除去は、固定パターンノ
イズ自体が温度でその振幅が変化する温度依存性を有す
るため、運用環境の温度が変化するテレビカメラでは補
正することが困難であるという問題点があった。また固
体撮像素子自身が自己の発熱により温度変化するため、
温度センサ等を利用して補正量を制御することも困難で
あるという問題点があった。さらに、特開昭６２−９５
０７４号公報に見る如く、一定の時間間隔でカメラの絞
りを閉じて固定パターンノイズをメモリに書き込んで映
像から減ずる方法は、温度変化の激しい運用環境の下で
は細い時間間隔でレンズを絞る必要があり、その都度映
像が遮断されることが避けられないという問題点があっ
た。

【０００５】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
運用環境ならびに固体撮像素子自体の温度変化の影響を
受けることなく、かつ映像遮断を排除した固体撮像カメ
ラの固定パターンノイズ除去回路を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像カメラ
の固定パターンノイズ除去回路は、固体撮像カメラで使
用する固体撮像素子で表現する総画素数と少なくとも同
一数のアドレスを有するビデオメモリを備え前記ビデオ
メモリに前記固体撮像素子の固定パターンノイズを記録
する固定パターンノイズ記録手段と、前記ビデオメモリ
から前記固定パターンノイズを読み出してその振幅を制
御し前記固体撮像カメラで撮像した映像信号から減じて
前記映像信号の含む前記固定パターンノイズを抑圧し補
正する固定パターンノイズ補正手段と、前記固体撮像素
子の光学的黒部分に関する前記固定パターンノイズ補正
手段による補正後の信号の固定パターンノイズレベルを
検出して前記光学的黒部分の固定パターンノイズが最小
となるように前記固定パターンノイズ補正手段における
前記振幅の制御を行なう固定パターンノイズ最小化手段
とを備える。

【０００７】また本発明の固体撮像カメラの固定パター
ンノイズ除去回路は、前記固定パターンノイズを前記固
体撮像カメラで取得する画像フレームの所定の数フレー
ム分の平均化処理にもとづいて求めるものとした構成を
有する。

【０００８】

【実施例】次に、図面を参照して本発明を説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の構成図である。
本実施例は、固定パターンノイズ記録手段を構成する受
光光学系１、ＣＣＤを利用する固体撮像素子２、映像処
理回路３、平均化回路４およびメモリ５と、固定パター
ンノイズ補正手段を構成する減算器６および利得制御回
路７と、固定パターンノイズ最小化手段を構成する光学
的黒レベル検出回路８および固定パターンノイズ補正手
段と共有する利得制御回路７とを備える。

【００１０】受光光学系１で集光された光学像は固体撮
像素子２に結像し、電気信号として出力されて映像処理
回路３で必要な処理が施される。この時、固体撮像素子
２からは固体パターンノイズも映像信号とともに出力さ
れる。

【００１１】受光光学系１の絞りを閉じて外部からの信
号が入らないようにすれば、固体撮像素子２の出力は固
定パターンノイズとランダムノイズのみとなる。このノ
イズ信号を平均化回路４により数フレームにわたって平
均化し、メモリ５に書き込むことによりランダムノイズ
は抑圧されて固定パターンノイズのみがメモリ５に書き
込まれる。このようにしてあらかじめ書き込んだ信号を
映像から減算器６で減ずることによって固定パターンノ
イズが得られ、この固定パターンノイズをメモリ５に記
憶し、その都度受光光学系１を閉じることなく次のよう
にして固定パターンノイズを抑圧している。すなわち、
メモリ５から読み出した出力のレベルを利得制御回路７
を介して減算器６に供給し、利得制御回路７の利得を光
学的黒レベル検出回路８によって検出する光学的黒レベ
ル部分の固定パターンノイズが常に最小となるように制
御し、固体撮像素子２の光学的黒部分の固定パターンノ
イズのオンライン検出にもとづいて映像の遮断を回避し
ている。

【００１２】上述した固体撮像素子２の光学的黒部分
は、固体撮像素子２の表面にアルミ遮光を施すことで実
現されており、通常の映像と同一な方法でサンプルホー
ルドして検出でき、あとは映像のマスク（タイミング的
にこの位相の部分の映像を取り出す）処理のみとなる。
このようにして得られる光学的黒部分についても数の平
均化でランダムノイズの影響を除去した固定パターンノ
イズを検出することができる。なお、このような光学的
黒部分のレベルを固体撮像カメラでは一般的に基準の黒
レベルとして利用している。光学的黒レベル検出回路８
では、光学的黒部分の数フィールドの平均化でランダム
ノイズの影響を除去した固定パターンノイズを検出し、
固定パターンノイズを最小化するように利得制御回路７
の利得を制御する。

【００１３】光学的黒部分は、受光光学系１を介して入
力する入射光とは無縁であるので、ＣＰＵなどを利用し
て出力を最小とするフィードバックを適用することによ
って容易に達成することができる。

【００１４】このようにして、温度変動に影響されず、
かつ映像の遮断を根本的に回避した固定パターンノイズ
の除去が可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、固体撮像
素子の光学的黒レベル部分の固定パターンノイズを常に
最小となるように構成することにより、画像全体の固定
パターンノイズを温度変化の影響と映像の遮断とを根本
的に回避して常時リアルタイムで最小とすることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【符号の説明】

１ 受光光学系 ２ 固体撮像素子 ３ 映像処理回路 ４ 平均化回路 ５ メモリ ６ 減算回路 ７ 利得制御回路 ８ 光学的黒レベル検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像カメラで使用する固体撮像素子
   で表現する総画素数と少なくとも同一数のアドレスを有
   するビデオメモリを備え前記ビデオメモリに前記固体撮
   像素子の固定パターンノイズを記録する固定パターンノ
   イズ記録手段と、前記ビデオメモリから前記固定パター
   ンノイズを読み出してその振幅を制御し前記固体撮像カ
   メラで撮像した映像信号から減じて前記映像信号の含む
   前記固定パターンノイズを抑圧し補正する固定パターン
   ノイズ補正手段と、前記固体撮像素子の光学的黒部分に
   関する前記固定パターンノイズ補正手段による補正後の
   信号の固定パターンノイズレベルを検出して前記光学的
   黒部分の固定パターンノイズが最小となるように前記固
   定パターンノイズ補正手段における前記振幅の制御を行
   なう固定パターンノイズ最小化手段とを備えることを特
   徴とする固体撮像カメラの固定パターンノイズ除去回
   路。
2. 【請求項２】 前記固定パターンノイズを前記固体撮像
   カメラで取得する画像フレームの所定の数フレーム分の
   平均化処理にもとづいて求めることを特徴とする請求項
   １記載の固体撮像カメラの固定パターンノイズ除去回
   路。