JPH11215439A - 撮像素子の固定パターンノイズ低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影画像信号の飽和レベルにおいてもノイズ
の発生を抑えた撮像素子の固定パターンノイズ低減装置
を提供する。 【解決手段】 暗時画像信号Ｄｘの最大レベルＤｍａｘ
を最大レベル検出回路１０３で検出する。予め設定した
飽和信号レベルＳＬから、最大レベルＤｍａｘを減算器
１０４で減算した値をクリップレベルＣＬとする。撮影
画像信号Ｐｘから暗時画像信号Ｄｘを、減算器１０８で
減算した後の撮影画像信号Ｐｘのうち、クリップレベル
ＣＬを越えた信号にクリップ回路１０５によりクリップ
をかけた。このようして、飽和レベルＳＬに達した撮影
画像信号Ｐｘのクリップがかかっている高いレベルの信
号の領域で、暗時画像信号Ｄｘを減算したことにより、
クリップがかかっている高いレベルでも撮像素子の固定
パターンノイズの発生を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルカメラ
やビデオムービーカメラ等に用いた、撮像素子による固
定パターンノイズを低減する撮像素子の固定パターンノ
イズ低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮像素子の固定パターンノイズ低
減装置について図８を用いて説明する。まず、シャッタ
ーを閉じ遮光された状態で撮影して得られた撮像素子か
らの暗時画像Ｄｘを、シャッター動作に連動して接点ａ
側に切り換えられたスイッチ８１を介してメモリ８２に
記録する。メモリ８２より読み出された出力を減算器８
３の一方に入力する。次に、撮像素子から読み出された
通常の撮影画像Ｐｘを、接点ｂ側に切り換えられたスイ
ッチ８１を介して減算器８３の他方に入力する。メモリ
８２に記録された暗時画像の読み出しは、通常の撮影画
像が撮像素子から読み出されるタイミングと同期してい
る。減算器８３おいては、撮影画像Ｐｘから暗時画像Ｄ
ｘを減算して固定パターンノイズ低減を行って、次段の
カメラ信号処理部８４へと送る。

【０００３】このように構成された従来の固定パターン
ノイズ低減装置では、撮影画像信号のうち、撮像素子の
出力画像信号あるいは撮像素子からの出力をＡ／Ｄコン
バータを介して得られたデジタル画像信号が、図９
（ａ）に示すように飽和レベルＰｘに達し、高レベル側
がクリップがかかることになる。クリップがかかった信
号の領域において、撮影画像Ｐｘから暗時画像Ｄｘを減
算すると、図９（ｂ）に示すように、高レベル側に、暗
時画像Ｄｘのノイズ部分が見えてしまう。これがノイズ
すなわちムラとなって発生してしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の撮像素
子の固定パターンノイズ低減装置では、飽和した領域に
おける撮影画像信号のノイズ除去が十分でないために、
画面ムラとなって現れていた。

【０００５】この発明の目的は、撮影画像信号の飽和レ
ベルにおいてもノイズの発生を抑えた撮像素子の固定パ
ターンノイズ低減装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ためにこの発明は、撮像素子より得られた画像信号から
暗時画像信号を減算する撮像素子の固定パターンノイズ
低減装置において、前記暗時画像信号の所定のレベルを
検出する手段と、予め設定した飽和信号レベルから、前
記所定のレベルを減算した値をクリップレベルとして、
前記暗時画像信号を減算した後の前記画像信号のうち、
前記クリップレベルを越えた信号にクリップをかける手
段とからなることを特徴とする。

【０００７】上記した手段により、飽和レベルに達した
撮影画像信号のクリップがかかっている高いレベルの信
号の領域で、暗時画像信号を減算したことにより、クリ
ップがかかっている高いレベルでも撮像素子の固定パタ
ーンノイズの発生を低減できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の第１の実施の形態について説明するための回路
構成図である。まず、撮像素子が遮光された状態で撮影
し、得られた暗時画像信号Ｄｘを入力端子１００より入
力する。この撮影のシャッター動作に同期させて接点ａ
側に切り換えられたスイッチ１０１を介してメモリ１０
２に記録する。また暗時画像信号Ｄｘは、暗時画像信号
Ｄｘの１フレーム中の最大レベルを検出する最大レベル
検出回路１０３に入力し、そこで暗時画像信号Ｄｘの最
大レベルＤｍａｘを検出する。この最大レベルＤｍａｘ
は、減算器１０４の一方の入力に入力する。撮像素子の
種類、あるいは撮像出力がデジタル信号の場合デジタル
信号の深みを考慮して予め設定された飽和信号レベルＳ
Ｌを、減算器１０４の他方の入力に入力する。

【０００９】飽和信号レベルＳＬから暗時画像信号Ｄｘ
の最大レベルＤｍａｘを減算器１０４により減算された
値をクリップレベルＣＬとし、クリップ回路１０５およ
び乗算係数算出回路１０６へ入力する。乗算係数算出回
路１０６では、乗算係数ｋをほぼ（ＳＬ÷ＣＬ）と求め
て、ゲイン調整回路１０７へ入力する。

【００１０】通常の撮影画像信号Ｐｘが撮像素子から読
み出されると、その撮影画像信号Ｐｘは、この撮影のシ
ャッター動作に同期させて接点ｂ側に切り換えられたス
イッチ１０１を介して減算器１０８の一方の入力に入力
する。それに同期して既に記録された暗時画像信号Ｄｘ
をメモリ１０２から読み出し、減算器１０８の他方の入
力に入力する。減算器１０８では、撮影画像信号Ｐｘか
ら暗時画像信号Ｄｘを減算器１０８で減算（Ｐｘ−Ｄ
ｘ）し、クリップ回路１０５へ送る。クリップ回路１０
５ではクリップレベルＣＬを超える信号がクリップさ
れ、さらに、ゲイン調整回路１０７で乗算係数ｋにより
ゲインを調整して、次段のカメラ信号処理部１０９へと
受け渡す。

【００１１】図２は、図１の各部の信号を示している。
（ａ）は、撮影画像信号Ｐｘと暗時画像信号Ｄｘを示
し、（ｂ）は撮影画像信号Ｐｘから暗時画像信号Ｄｘを
減算器１０８で減算した信号を示している。また、
（ｃ）はクリップ回路１０５によりクリップされた信号
を、（ｄ）は乗算係数算出回路１０６より出力される係
数ｋに基づき、クリップされた信号をゲイン調整回路１
０７でゲイン調整した状態の信号を示している。

【００１２】この実施の形態では、図２（ｄ）に示すよ
うに、撮像素子における過渡状態での固定パターンノイ
ズの低減は元より、飽和状態での固定パターンノイズの
除去も実現できる。

【００１３】ところで、図１の実施の形態の場合、図３
（ａ）に示すように、暗時画像信号Ｄｘの最大値レベル
が、傷などの原因により極端に大きい値が存在するとき
は、（ｂ）に示すようにクリップレベルが低すぎて、固
定パターンノイズ低減後の撮影画像信号Ｐｘのほとんど
が潰れてしまうことが考えられる。

【００１４】このような場合、入力端子１００に入力さ
れる撮像素子からの画像信号をＡ／Ｄコンバータでデジ
タルに変換し、レベルの高いものから上位ｎ個の平均を
検出し、クリップレベルがあまり低くならないようにす
ることが考えられる。

【００１５】このことを考慮したのが、図４の回路構成
図に示した、この発明の第２の実施の形態である。この
実施の形態は、図１の実施の形態の最大レベル検出回路
１０３に変えて、デジタル信号化された暗時画像信号Ｄ
ｘのレベルの高いものから、上位ｎ個の平均レベルＤａ
を検出する平均レベル検出回路４０１を設けたものであ
る。

【００１６】この場合、平均レベル検出回路４０１を用
い、図５（ａ）に示す暗時画像信号Ｄｘの最も高いレベ
ルＤｍａｘから、上位ｎ個の平均レベルＤａをクリップ
レベルＣＬとしたため、図５（ｂ）に示すように、クリ
ップレベルがあまり低くならないようにすることができ
る。

【００１７】この実施の形態では、暗時画像信号Ｄｘの
最大値レベルが傷等の原因により、極端に大きい値の場
合の、クリップレベルＣＬの下げすぎを抑え、固定パタ
ーンノイズ低減後の撮影画像信号Ｐｘの潰れを防止する
ことができる。

【００１８】図６は、この発明の第３の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。この実施の形態
は、図１の実施の形態の最大レベル検出回路１０３に変
えて、デジタル信号化された暗時画像信号Ｄｘのレベル
のうち、予め設定されたしきい値ＴＬを越えないレベル
の高い方から上位ｎ個の平均レベルＤｂを検出する平均
レベル回路６０１を設けたものである。

【００１９】この平均レベル回路６０１では、図７
（ａ）に示す予め設定されたしきい値ＴＬを越えたレベ
ルの暗時画像信号Ｄｘを除いた暗時画像信号Ｄｘの上位
ｎ個の平均を平均レベルＤｂとして抽出した。飽和信号
レベルＳＬから平均レベルＤｂを減算器１０４により減
算された値を、図７（ｂ）に示すようにクリップレベル
ＣＬとする。

【００２０】この場合、しきい値ＴＬを越えた暗時画像
信号Ｄｘは、傷と判断してノイズ除去としない。従っ
て、しきい値ＴＬより越えたレベルの分をクリップしな
いために、それだけより固定パターンノイズ低減後の撮
影画像信号Ｐｘの潰れを抑えることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の撮像素
子の固定パターンノイズ低減装置によれば、飽和レベル
に達した撮影画像信号のクリップがかかっている高いレ
ベルの領域で、暗時画像信号を減算したことにより、ク
リップがかかっている高いレベルでも撮像素子の固定パ
ターンノイズの発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図２】図１の動作について説明するための説明図。

【図３】図１の実施の形態の課題について説明するため
の説明図。

【図４】この発明の第２の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図５】図４の動作について説明するための説明図。

【図６】この発明の第３の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図７】図６の動作について説明するための説明図。

【図８】従来の撮像素子の固定パターンノイズ低減装置
について説明するための回路構成図。

【図９】図８の課題について説明するための説明図。

【符号の説明】

１００…入力端子、１０１…スイッチ、１０２…メモ
リ、１０３…最大レベル検出回路、１０４，１０８…減
算器、１０５…クリップ回路、１０６…乗算係数算出回
路、１０７…ゲイン調整回路、１０９…カメラ信号処理
部、４０１，６０１…平均レベル検出回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子より得られた画像信号から暗時
   画像信号を減算する撮像素子の固定パターンノイズ低減
   装置において、 前記暗時画像信号の所定のレベルを検出する手段と、 予め設定した飽和信号レベルから、前記所定のレベルを
   減算した値をクリップレベルとして、前記暗時画像信号
   を減算した後の前記画像信号のうち、前記クリップレベ
   ルを越えた信号にクリップをかける手段とからなること
   を特徴とする撮像素子の固定パターンノイズ低減装置。
2. 【請求項２】 前記暗時画像信号の所定のレベルが、該
   暗時画像信号の最大レベルであることを特徴とする請求
   項１に記載の撮像素子の固定パターンノイズ低減装置。
3. 【請求項３】 デジタル信号化された前記暗時画像信号
   の所定のレベルが、該暗時画像信号のレベルの高いもの
   から上位ｎ個の平均レベルであることを特徴とする請求
   項１に記載の撮像素子の固定パターンノイズ低減装置。
4. 【請求項４】 前記暗時画像信号のレベルの高いものの
   上位ｎ個に、あるしきい値より高いレベルのものは除外
   することを特徴とする請求項３に記載の撮像素子の固定
   パターンノイズ低減装置。
5. 【請求項５】 前記クリップレベルが前記飽和信号レベ
   ルと概略等しくなるような乗算係数を求める手段と、該
   乗算係数を用い前記クリップ手段によりクリップされた
   後の前記画像信号のゲインを調整する手段とを備える請
   求項１に記載の撮像素子の固定パターンノイズ低減装
   置。