JPWO2018079071A1 - Imaging device - Google Patents

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Abstract

撮像装置において、混合加算処理におけるノイズ及び空間解像度の低下を軽減し、処理の切り替え時に発生する映像ショックを緩和する技術を提供する。撮像装置の画素混合部100aは、画素抽出回路300と、並列に設けられた並列サブブロック群301と、各サブブロックの出力を制御するセレクタ群302と、セレクタ群302を制御するゲインコントロール部304と、並列サブブロック群301の出力を加算する混合加算回路303と、を備える。並列サブブロック群301は、12個のサブブロックであるサブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12を有する。ここで、注目画素に加算する画素値は、注目画素から等距離にある所定の4画素を1グループとして、同一グループ内の画素値には4画素の画素値の平均値が用いられる。そして、各サブブロックには、グループ化された画素の画素値が入力される。Abstract: A technique is provided for reducing noise and reduction in spatial resolution in a mixing and adding process in an imaging apparatus and alleviating a video shock that occurs at the time of process switching. The pixel mixing unit 100a of the imaging apparatus includes a pixel extraction circuit 300, a parallel subblock group 301 provided in parallel, a selector group 302 that controls the output of each subblock, and a gain control unit 304 that controls the selector group 302. And a mixing and adding circuit 303 for adding the output of the parallel sub-block group 301. The parallel sub block group 301 includes sub blocks (1) 301_1 to sub blocks (12) 301_12 which are twelve sub blocks. Here, as pixel values to be added to the target pixel, predetermined four pixels equidistant from the target pixel are set as one group, and an average value of pixel values of four pixels is used for pixel values in the same group. Then, pixel values of grouped pixels are input to each sub block.

Description

固体撮像素子を有する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device having a solid-state imaging device.

近年、「安全」「安心」に対する意識が高まりホームセキュリティなど監視向け撮像装置の需要が伸びている。撮像装置の性能は、高精細さ、広いダイナミックレンジ、高い感度が重要なファクターとなる。特に、低照度環境下での撮影は、監視向け撮像装置に限らず、家庭用のホームビデオ等で使われる民生用の撮像装置でも頻繁に行われている状況であり、高い感度を有する撮像装置が求められている。これら撮像装置では低照度環境下でも撮影感度を高めるため、撮像素子のシャッータースピードをコントロールして長時間にわたって露光を行う感度アップ手法や、撮像素子内で隣接する複数画素の画素値を仮想的にひとまとめにして読み出すビニング(ビニング処理)と呼ばれる手法が使われている。また撮像素子から読み出した後の映像処理において、隣接画素を混合加算するデジタル画素加算とよばれる手法も併用されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, awareness of “safety” and “reliability” has increased, and the demand for imaging devices for surveillance such as home security is growing. The performance of the imaging device depends on high definition, wide dynamic range and high sensitivity. In particular, photographing under a low illumination environment is frequently performed not only for surveillance imaging devices but also for consumer imaging devices used in home video for home use, etc., and imaging devices having high sensitivity Is required. In these imaging devices, in order to increase the imaging sensitivity even in a low illuminance environment, a sensitivity increase method in which the shutter speed of the imaging device is controlled to perform exposure for a long time, and pixel values of a plurality of adjacent pixels in the imaging device A method called binning (binning process) is used in which the data is collectively read out collectively. In addition, in video processing after being read out from an imaging device, a method called digital pixel addition in which adjacent pixels are mixed and added is also used (see, for example, Patent Document 1).

ところで、従来の撮像装置における画素混合手法において、ノイズおよび解像度に関しては依然として改善が求められている。一般に、高い撮影感度を得るには、撮像素子で受光する光の量を増やす必要がある。しかし、高精細を追求した撮像装置で採用される多画素の撮像素子は、素子サイズの制約から、1画素あたりの受光エリアが狭く受光光量が限られるため、さらなる高感度化は難しい状況である。このため、最近の撮像装置では撮像素子から読み出した画素値に対し、信号処理において空間的に隣接する画素を混合してゲインを上げるといったデジタル画素加算といった手法(公知手法)が用いられている。   By the way, in the pixel mixing method in the conventional imaging device, improvement is still required regarding noise and resolution. Generally, in order to obtain high imaging sensitivity, it is necessary to increase the amount of light received by the imaging device. However, the multi-pixel image pickup device employed in an image pickup apparatus in pursuit of high definition has a narrow light receiving area per pixel due to the limitation of the element size, and it is difficult to further increase the sensitivity. . For this reason, in recent imaging apparatuses, a method (known method) such as digital pixel addition is used in which pixels adjacent in space are mixed in signal processing to increase the gain with respect to pixel values read out from the imaging element.

特開2013−110644号公報JP, 2013-110644, A

しかし、上述の公知手法は、感度をアップしようと加算する画素を増やすとノイズ(量子化ノイズ)も増加し、空間的な解像度が低下するという課題がある。さらに、一般的な撮像装置では、処理をONまたはOFFの2段階で切り替えているため、切り替えの際、不自然な映像ショックが現れるという課題もある。   However, the above-described known method has a problem that as the number of pixels to be added is increased to increase the sensitivity, noise (quantization noise) is also increased, and the spatial resolution is lowered. Furthermore, in a general imaging device, the processing is switched in two steps of ON or OFF, so there is a problem that an unnatural video shock appears when switching.

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to solve the above-mentioned problems.

本発明は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の感度をアップするために注目画素の画素値に対して周辺画素の画素値を加算する画素混合部とを備える撮像装置であって、前記画素混合部は、前記注目画素を中心とした点対称の2画素を1セットとして、そのセットと対称となる2画素を追加した合計4画素を1グループとして扱い、前記注目画素の画素値に周辺画素の画素値を加算する場合、同一グループに属する画素の画素値には同一グループの画素値の平均値を用い、かつ、前記注目画素に対して相関の高い画素の画素値を混合する場合には大きな感度を反映させ、相関の低い画素の画素値を混合する場合には小さな感度を反映させて加算する。
また、前記画素混合部は、グループ単位に並列に設けられた複数のサブブロックと、それぞれの前記サブブロックの出力を制御する複数のセレクタと、前記セレクタを制御するゲインコントロール部と、前記複数のサブブロックの出力を加算する加算回路と、を備えてもよい。
また、前記画素混合部は、前記固体撮像素子の内部に設けられてもよい。
The present invention is an imaging device comprising: a solid-state imaging device; and a pixel mixing unit that adds the pixel values of peripheral pixels to the pixel value of a pixel of interest to increase the sensitivity of the solid-state imaging device, The mixing unit treats as a group a total of four pixels including two pixels which are symmetrical with respect to the set of two pixels symmetrical with respect to the target pixel as one set, and the peripheral pixels are set to the pixel value of the target pixel. When adding the pixel values of (1), the average value of the pixel values of the same group is used as the pixel value of the pixels belonging to the same group, and when mixing the pixel values of pixels having high correlation with the target pixel. A large sensitivity is reflected, and when mixing pixel values of low correlation pixels, a small sensitivity is reflected and added.
In addition, the pixel mixing unit includes a plurality of sub blocks provided in parallel in group units, a plurality of selectors controlling outputs of the respective sub blocks, a gain control unit controlling the selectors, and the plurality of sub blocks. And an adder circuit for adding the outputs of the subblocks.
The pixel mixing unit may be provided inside the solid-state imaging device.

本発明によると、混合加算処理に生じるノイズおよび空間解像度の低下を軽減し、さらに処理の切り替え時に発生する映像ショックを緩和する感度アップ手法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a sensitivity-up method for reducing the noise and the reduction of spatial resolution that occur in the mixing and adding process, and further alleviating the video shock that occurs when switching the process.

第1の実施形態に係る、3板式撮像装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 3 board type imaging device concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る、固体撮像素子の画素混合部のブロック図である。It is a block diagram of a pixel mixing part of a solid-state image sensing device concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る、サブブロックとその入力となる抽出画素の関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between sub-blocks and extracted pixels to be the input according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る、ゲインコントロール部が備える変換テーブルの例である。It is an example of the conversion table with which the gain control part based on 1st Embodiment is provided. 第1の実施形態に係る、比較例の3板式撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the 3 board type imaging device of a comparative example concerning a 1st embodiment. 第2の実施形態に係る、単式撮像装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a single type imaging device concerning a 2nd embodiment. 第2の実施形態に係る、比較例の単式撮像装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the single type imaging device of a comparative example concerning a 2nd embodiment.

次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態では、注目画素の周辺N×Nエリア内の画素を用いて画素加算処理を行う。その際、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズを適応的に切替え、感度アップの程度にあわせ、ノイズの発生を抑制するとともに、空間解像度の低下も軽減する。さらに、注目画素に対し点対称に位置する複数の画素をグループ化し、それぞれのグループの画素平均値を組み合わせ、見かけ上1画素単位で混合加算処理を行い、感度切換え時に発生しうるレベル差による映像ショックを軽減する。   Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “embodiments”) will be specifically described with reference to the drawings. In the present embodiment, pixel addition processing is performed using pixels in the N × N area around the pixel of interest. At that time, the pixel area size is adaptively switched by predetermined processing according to the sensitivity increase setting, and in accordance with the sensitivity increase degree, generation of noise is suppressed and reduction in spatial resolution is reduced. Furthermore, a plurality of pixels located point-symmetrically to the target pixel are grouped, the pixel average values of the respective groups are combined, mixed addition processing is performed on an apparent one-pixel basis, and an image by level difference that may occur at sensitivity switching. Reduce the shock.

以下、第1の実施形態では3板式撮像装置20aについて、第2の実施形態では単板式撮像装置20bについて具体的に説明する。   Hereinafter, in the first embodiment, the three-plate type imaging device 20a will be specifically described, and in the second embodiment, the single-plate type imaging device 20b will be specifically described.

<第1の実施形態> 図1は、本実施形態に係る3板式撮像装置20aの機能ブロック図である。3板式撮像装置20aは、主に、レンズ201と、分光フィルタ202と、固体撮像素子203と、映像処理部207と、映像出力部211とを備える。   First Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram of a three-plate type imaging device 20a according to the present embodiment. The three-plate type imaging device 20a mainly includes a lens 201, a spectral filter 202, a solid-state imaging device 203, an image processing unit 207, and an image output unit 211.

レンズ201で集光された被写体像は、分光フィルタ202によって赤(R)成分、緑(G)成分、青(B)成分に分光され、3つの固体撮像素子203に取り込まれる。上述のように、分光フィルタ202で分光するため、固体撮像素子203には、カラーフィルタアレイ(CFA)は設けられていない。   A subject image collected by the lens 201 is split into red (R) component, green (G) component and blue (B) component by the spectral filter 202 and taken into three solid-state imaging devices 203. As described above, the color filter array (CFA) is not provided in the solid-state imaging device 203 in order to disperse light with the spectral filter 202.

固体撮像素子203は、例えば、CCDイメージセンサやCOMSイメージセンサ等の半導体イメージセンサである。固体撮像素子203は、赤(R)成分、緑(G)成分、青(B)成分の光のそれぞれに対応した固体撮像素子(R)203Rと、固体撮像素子(G)203Gと、固体撮像素子(B)203Bとを備える。   The solid-state imaging device 203 is, for example, a semiconductor image sensor such as a CCD image sensor or a COMS image sensor. The solid-state imaging device 203 includes a solid-state imaging device (R) 203R, a solid-state imaging device (G) 203G, and a solid-state imaging device corresponding to each of red (R) component, green (G) component, and blue (B) component light. And an element (B) 203B.

すなわち、赤(R)成分の光は、固体撮像素子(R)203Rに取り込まれる。緑(G)成分の光は、固体撮像素子(G)203Gに取り込まれる。青(B)成分の光は、固体撮像素子(B)203Bに取り込まれる。なお、固体撮像素子(R)203R、固体撮像素子(G)203G、固体撮像素子(B)203Bは、同じ構造を有する素子であり、特に区別をしない場合は、単に「固体撮像素子203」と称して説明する。   That is, the light of the red (R) component is taken into the solid-state imaging device (R) 203R. The light of the green (G) component is taken into the solid-state imaging device (G) 203G. The light of the blue (B) component is taken into the solid-state imaging device (B) 203B. The solid-state imaging device (R) 203R, the solid-state imaging device (G) 203G, and the solid-state imaging device (B) 203B are elements having the same structure, and unless otherwise distinguished, they are simply referred to as "solid-state imaging device 203". It is called and explained.

それぞれの固体撮像素子203は、AMP(アンプ部)204と、ADC(A/Dコンバータ)205と、画素混合部100aと、IF部206とを備える。   Each solid-state imaging device 203 includes an AMP (amplifier unit) 204, an ADC (A / D converter) 205, a pixel mixing unit 100a, and an IF unit 206.

AMP204は、取得した成分の信号を増倍し、必要であれば上述のビニング処理を実行する。例えば、固体撮像素子(B)203BのAMP204は、青(B)成分の光が各画素で光電変換された信号を電気的に増幅し、それと同時に、隣接するそれら画素の信号(電荷)を加算することでビニング処理を実行する。   The AMP 204 multiplies the signal of the acquired component, and executes the above-mentioned binning process if necessary. For example, the AMP 204 of the solid-state imaging device (B) 203B electrically amplifies a signal in which light of blue (B) component is photoelectrically converted in each pixel, and simultaneously adds signals (charges) of adjacent pixels Execute the binning process.

ADC205は増倍された信号を1画素あたり8ビットから14ビットのデジタル値に変換し、画素値(「画素データ」ともいう)として画素混合部100aに出力する。   The ADC 205 converts the multiplied signal into a digital value of 8 bits to 14 bits per pixel, and outputs the digital value to the pixel mixing unit 100 a as a pixel value (also referred to as “pixel data”).

画素混合部100aは、後述する画素混合手法を用いた信号処理を施し、IF部206へ出力する。IF部206は、画素混合部100aから出力された画素データに対して、フレーム同期をとるためのユニークなデータ列からなる同期ワードを付加した後に映像処理部207へ転送する。   The pixel mixing unit 100 a performs signal processing using a pixel mixing method described later, and outputs the signal processing to the IF unit 206. The IF unit 206 adds a synchronization word consisting of a unique data string for frame synchronization to the pixel data output from the pixel mixing unit 100a, and then transfers the pixel data to the video processing unit 207.

映像処理部207は、固体撮像素子203と同様に、赤(R)成分、緑(G)成分、青(B)成分の光のそれぞれに対応した映像処理部(R)207R、映像処理部(G)207G、映像処理部(B)207Bを備える。すなわち、固体撮像素子(R)203Rの出力は、映像処理部(R)207Rに取り込まれる。固体撮像素子(G)203Gの出力は映像処理部(G)207Gに取り込まれる。固体撮像素子(B)203Bの出力は映像処理部(B)207Bに取り込まれる。ここで、映像処理部(R)207R、映像処理部(G)207G、映像処理部(B)207Bは共通の構造を有しており、以下では、特に区別しない場合は、単に「映像処理部207」と称して説明する。   Similar to the solid-state imaging device 203, the image processing unit 207 is an image processing unit (R) 207R corresponding to each of red (R) component, green (G) component, and blue (B) component light. G) 207G, and an image processing unit (B) 207B. That is, the output of the solid-state imaging device (R) 203R is taken into the video processing unit (R) 207R. The output of the solid-state imaging device (G) 203G is taken into the video processing unit (G) 207G. The output of the solid-state imaging device (B) 203B is taken into the video processing unit (B) 207B. Here, the video processing unit (R) 207R, the video processing unit (G) 207G, and the video processing unit (B) 207B have a common structure, and in the following, simply “video processing unit” unless otherwise specified. This will be described as “207”.

映像処理部207は、それぞれ、IF部210と、信号処理部209と、画素混合部100bとを備える。   The video processing unit 207 includes an IF unit 210, a signal processing unit 209, and a pixel mixing unit 100b.

IF部210は、固体撮像素子203からの画素データを取得し、画素データに付加された同期ワードを検知し、後段処理の基準となる映像タイミング信号の生成を行う。すなわちIF部210によって生成されるタイミング信号で、以降の処理が同期化される。   The IF unit 210 acquires pixel data from the solid-state imaging device 203, detects a synchronization word added to the pixel data, and generates a video timing signal as a reference of post-stage processing. That is, the subsequent processing is synchronized with the timing signal generated by the IF unit 210.

信号処理部209は、IF部210から供給される画素データに対して、傷(画素欠陥)等の補正処理、ダイナミックレンジを確保するためのガンマ補正やニー補正といった映像処理、および視認性を向上するためのノイズリダクションといった信号処理を行う。   The signal processing unit 209 improves image processing such as correction processing such as scratches (pixel defects), gamma correction and knee correction for securing a dynamic range, and visibility of pixel data supplied from the IF unit 210. To perform signal processing such as noise reduction.

これら一通りの処理の後、画素混合部100bは、感度アップをするための画素混合処理を行う。ここでは、固体撮像素子203の画素混合部100aと同様の処理を行う。上述の固体撮像素子203におけるADC205の出力は、デジタル化された赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの画素データである。つまり固体撮像素子203内の画素混合部100aは、映像処理部207内の画素混合部100bとインタフェースが一致するため、二つの画素混合部100a、100bで同じ画素混合処理を効率よく行うことができる。   After the general processing, the pixel mixing unit 100b performs pixel mixing processing to increase sensitivity. Here, the same processing as the pixel mixing unit 100 a of the solid-state imaging device 203 is performed. The output of the ADC 205 in the solid-state imaging device 203 described above is digitized red (R), green (G), or blue (B) pixel data. That is, since the pixel mixing unit 100a in the solid-state imaging device 203 has the same interface as the pixel mixing unit 100b in the video processing unit 207, the same pixel mixing process can be efficiently performed in the two pixel mixing units 100a and 100b. .

3つの映像処理部207で処理された各光の画素データは映像出力部211で各種標準フォーマットに変換され映像信号として出力される。   The pixel data of each light processed by the three video processing units 207 is converted into various standard formats by the video output unit 211 and is output as a video signal.

つづいて、図2〜4を参照して、画素混合処理について説明する。図2は固体撮像素子203の画素混合部100aのブロック図である。ここでは最大で7×7画素の混合処理を一例に説明する。なお、映像処理部207の画素混合部100bも同様の機能・構成を有するため、説明は省略する。   Subsequently, the pixel mixing process will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram of the pixel mixing unit 100 a of the solid-state imaging device 203. Here, the mixing process of 7 × 7 pixels at maximum is described as an example. The pixel mixing unit 100 b of the video processing unit 207 also has the same function and configuration, and thus the description thereof is omitted.

混合画素部100aは、画素データ及び5ビットのゲイン設定パラメータ信号(Gain_Para[4:0])を入力とし、本ブロック内で混合加算した混合加算画素を出力する。具体的には、画素混合部100aは、画素抽出回路300と、並列サブブロック群301と、セレクタ群302(302_1〜302_12)と、混合加算回路303と、ゲインコントロール部304とを備える。   The mixed pixel unit 100a receives pixel data and a 5-bit gain setting parameter signal (Gain_Para [4: 0]), and outputs mixed and added pixels mixed and added in this block. Specifically, the pixel mixing unit 100a includes a pixel extraction circuit 300, a parallel subblock group 301, selector groups 302 (302_1 to 302_12), a mixing and adding circuit 303, and a gain control unit 304.

並列サブブロック群301は、並列に設けられた12個のサブブロックであるサブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12から構成されている。   The parallel sub-block group 301 is composed of sub-blocks (1) 301_1 to sub-blocks (12) 301_12 which are twelve sub-blocks provided in parallel.

セレクタ群302は、SEL(1)302_1〜SEL(12)302_12の12個のセレクタから構成されている。SEL(1)302_1〜SEL(12)302_12は、それぞれ、サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12の出力を切り替える。   The selector group 302 includes twelve selectors SEL (1) 302_1 to SEL (12) 302_12. The SEL (1) 302_1 to the SEL (12) 302_12 switch the outputs of the sub block (1) 301_1 to the sub block (12) 301_12, respectively.

ゲインコントロール部304は、セレクタ群302(サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12)に対して、それらを制御するための6ビットの制御用信号(Gain[5:0])をする。Gain[5:0]は、Gain_Para[4:0]との対応が予め設定されている。   The gain control unit 304 applies a 6-bit control signal (Gain [5: 0]) for controlling the selector group 302 (sub block (1) 301_1 to sub block (12) 301_12) to control them. . The correspondence between Gain [5: 0] and Gain_Para [4: 0] is preset.

画素抽出回路300は、ラインメモリおよび遅延素子を用いて、入力画素データを遅延させ、注目画素(重心画素)Pix_33及びその近傍に位置する周辺画素を抽出する。本実施形態では、7×7画素に相当する49画素が画素抽出回路300により同時に出力される。   The pixel extraction circuit 300 delays input pixel data using a line memory and a delay element, and extracts a pixel of interest (center of gravity pixel) Pix — 33 and peripheral pixels located in the vicinity thereof. In the present embodiment, 49 pixels corresponding to 7 × 7 pixels are simultaneously output by the pixel extraction circuit 300.

また、画素抽出回路300が出力する49画素は、注目画素Pix_33との位置関係により、後段にある並列サブブロック群301(サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12)に4画素ずつ振り分け処理を行う。なお図2に示した構成は原理を説明するための物であり、実際には、等価の演算をより効率よく行う手法(マクレラン変換等)が実装されうる。   Also, the 49 pixels output from the pixel extraction circuit 300 are distributed to the parallel sub-block group 301 (sub-blocks (1) 301_1 to sub-blocks (12) 301_12) at the subsequent stage by the positional relationship with the target pixel Pix_33. Do the processing. Note that the configuration shown in FIG. 2 is for explaining the principle, and in practice, a method (Maclelan transformation or the like) for performing the equivalent operation more efficiently may be implemented.

図3は、サブブロックとその入力となる抽出画素の関係を示した図である。具体的には、図3(a)〜図3(l)は、それぞれ、サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12に対応している。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the subblocks and the extracted pixels to be the input. Specifically, FIGS. 3A to 3L correspond to sub block (1) 301_1 to sub block (12) 301_12, respectively.

中心画素となる注目画素Pix_33に対し、点対称に位置する2画素を1セットとし、さらにそのセットを上下又は左右対称とした4画素を1グループとして、4画素単位の値(すなわち、4画素値の平均をベースとした値)を用いて加算処理を行う。4画素のトータルゲインから、1/4(1画素相当)、2/4(2画素相当)、3/4(3画素相当)のゲインを算出する。   A value in units of 4 pixels (that is, 4 pixel values), in which a set of two pixels located point-symmetrically with respect to a pixel of interest Pix_33 serving as the central pixel is one set, and four sets of the set are vertically or horizontally symmetrical The addition process is performed using a value based on the average of From the total gain of 4 pixels, gains of 1⁄4 (equivalent to 1 pixel), 2/4 (equivalent to 2 pixels), 3⁄4 (equivalent to 3 pixels) are calculated.

例えば、図3(1)は、サブブロック(1)301_1に入力する4画素を示しており、注目画素Pix_33に対し、上下左右に隣接する4画素(Pix_23、Pix_43、Pix_32、Pix_34)がサブブロック(1)301_1への入力画素となる。   For example, FIG. 3A shows four pixels to be input to sub block (1) 301_1, and four pixels (Pix_23, Pix_43, Pix_32, Pix_34) adjacent to upper, lower, right and left with respect to the pixel of interest Pix_33 are subblocks. (1) It becomes an input pixel to 301_1.

同様に、図3(2)では、サブブロック(2)301_2に入力する画素が、注目画素(Pix_33)に対し対角方向に隣接する4画素(Pix_22、Pix_44、Pix_24、Pix_42)である。   Similarly, in FIG. 3B, the pixel input to the sub block (2) 301_2 is four pixels (Pix_22, Pix_44, Pix_24, Pix_42) diagonally adjacent to the pixel of interest (Pix_33).

このように、サブブロック番号が小さいほど注目画素Pix_33からの距離が近く、注目画素Pix_33と相関が高いブロックであり、反対に、サブブロック番号が大きくなればなるほど注目画素Pix_33からの距離が離れ、相関の低いブロックであることを意味する。   Thus, the smaller the sub-block number, the closer the distance from the target pixel Pix_33, and the higher the correlation with the target pixel Pix_33. Conversely, the larger the sub-block number, the farther the distance from the target pixel Pix_33. It means that it is a block with low correlation.

本例では、サブブロックの出力を加算する場合に、サブブロック番号の小さい出力には高い感度(ゲイン)を、サブブロック番号の大きい出力には0又は小さい感度(ゲイン)を設定する。これは、sinc関数やガウス関数などで表現されるFIRフィルタ係数を近似したものと考えることができる。   In this example, when the outputs of the subblocks are added, high sensitivity (gain) is set for an output having a small subblock number, and 0 or small sensitivity (gain) is set for an output having a large subblock number. This can be considered as an approximation of FIR filter coefficients represented by a sinc function or a Gaussian function.

また、設定するゲインを得る場合に、サブブロック番号の小さいサブブロックから順に加算する。例えば、9画素加算相当のゲインを得る場合、サブブロック(1)301_1とサブブロック(2)301_2についてはそれぞれの4画素のトータルゲインが、サブブロック(3)301_3については、その4画素のトータルゲインの1/4(1画素相当)が、加算に用いられる。ここで、サブブロック(3)301_3の代わりにサブブロック(4)301_4が用いられることはない。すなわち、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズ(混合する画素のエリア)を適応的に切替える際、注目画素に対して相関の高い画素から順に加算していき、切換える画素エリアに優先順位つけて行うことができる。なお、一般には空間的に近いエリアの画素ほど、注目画素に対して高い相関を示すが、撮影対象や撮影時間等によって、空間的な距離と実際の相関が異なる場合も想定できるので、そのような場合は、適宜サブブロックを入れ替えてもよい。空間的な距離が同じであるサブブロック(1)301_1とサブブロック(2)301_2、サブブロック(3)301_3とサブブロック(4)301_4等は、適応型カラープレーン補間法(ACPI)等で用いられる手法と同様に、加算の対象とする順序を適応的に入れ替えることができる。   Also, in order to obtain the gain to be set, sub-blocks with the smallest sub-block number are sequentially added. For example, when gain corresponding to 9 pixel addition is obtained, the total gain of each four pixels for sub block (1) 301_1 and sub block (2) 301_2 is the total of four pixels for sub block (3) 301_3. One fourth of the gain (corresponding to one pixel) is used for the addition. Here, the sub block (4) 301_4 is not used in place of the sub block (3) 301_3. That is, when the pixel area size (area of the pixel to be mixed) is adaptively switched by predetermined processing according to the sensitivity increase setting, pixels of high correlation are sequentially added to the target pixel and priority is given to the pixel area to be switched. Can be done. Generally, pixels in areas closer in space show higher correlation to the target pixel, but it can be assumed that spatial distance and actual correlation may differ depending on the shooting target, shooting time, etc. In this case, subblocks may be replaced as appropriate. Subblock (1) 301_1 and subblock (2) 301_2, subblock (3) 301_3 and subblock (4) 301_4, etc., which have the same spatial distance, are used in adaptive color plane interpolation (ACPI) etc. In the same manner as in the method described above, the order of addition can be adaptively switched.

各サブブロック(サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12)は、加算回路306と、乗算回路307とを備える。加算回路306は、入力4画素の加算処理を行う。乗算回路307は、加算回路306の出力値に対し、1/4、2/4、3/4係数を乗算した演算値を出力する。これら演算値は、各サブブロック(サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12)における、1画素、2画素、3画素及び4画素の混合加算値となる。   Each sub block (sub block (1) 301 _ 1 to sub block (12) 301 _ 12) includes an adder circuit 306 and a multiplier circuit 307. The addition circuit 306 performs addition processing of four input pixels. The multiplication circuit 307 outputs an operation value obtained by multiplying the output value of the addition circuit 306 by 1/4, 2/4, and 3/4 coefficients. These operation values are mixed addition values of one pixel, two pixels, three pixels, and four pixels in each sub block (sub block (1) 301_1 to sub block (12) 301_12).

セレクタ群302(SEL(1)302_1〜SEL(12)302_12)は、各サブブロック(サブブロック(1)301_1〜サブブロック(12)301_12)における、1画素、2画素、3画素及び4画素相当の混合加算値を選択して出力するものであり、選択されたSub_out_1〜Sub_out_12信号が最終段の混合加算回路303に入力される。   The selector group 302 (SEL (1) 302_1 to SEL (12) 302 12) corresponds to one pixel, two pixels, three pixels and four pixels in each sub block (sub block (1) 301_1 to sub block (12) 301_12) The selected Sub_out_1 to Sub_out_12 signals are input to the final stage of the mixing and adding circuit 303.

次にセレクタ群302(SEL(1)302_1〜SEL(12)302_12)を制御する6ビットの制御信号について説明する。6ビットの制御信号(Gain[5:0])は、ゲインコントロール部304から出力される。   Next, 6-bit control signals for controlling the selector group 302 (SEL (1) 302_1 to SEL (12) 302_12) will be described. The 6-bit control signal (Gain [5: 0]) is output from the gain control unit 304.

図4は、ゲインコントロール部304が備える変換テーブルの例を示す。ゲインコントロール部304は、この変換テーブルを元にして、相当する画素混合数を意味する5ビットのゲイン設定パラメータ(Gain_Para[4:0])をセットすると、一意に6ビットの出力制御信号(Gain[5:0])、すなわち設定ゲイン値を出力する。   FIG. 4 shows an example of the conversion table provided in the gain control unit 304. The gain control unit 304 sets a 5-bit gain setting parameter (Gain_Para [4: 0]), which means the corresponding pixel mixing number, based on this conversion table, to uniquely output a 6-bit output control signal (Gain). [5: 0]), ie, output the set gain value.

6ビットうち、MSB(Most Significant Bit)側4ビットが適応するサブブロックを、また、LSB(Least Significant Bit)側の2ビットが、サブブロックの出力選択に割当てられている。   Of the 6 bits, a sub block to which 4 bits on the MSB (Most Significant Bit) side are applied, and 2 bits on the LSB (Least Significant Bit) side are allocated to the output selection of the sub block.

例えば、混合画素数が0を意味するGain_Para[4:0]=00000bを入力すると、図4の変換テーブルに従い出力される6ビットの制御信号(Gain[5:0])は、00hとなる。この結果、図4においてセレクタ群302(SEL(1)302_1〜SEL(12)302_12)は全てOFFとなり期待通りの動作となる。   For example, when Gain_Para [4: 0] = 00000b in which the number of mixed pixels means 0 is input, the 6-bit control signal (Gain [5: 0]) output according to the conversion table of FIG. 4 becomes 00h. As a result, all the selector groups 302 (SEL (1) 302_1 to SEL (12) 302_12) in FIG. 4 are turned off, and the operation is as expected.

また、混合する画素数を10相当とする設定(Gain_Para[4:0]=01010b)を行った場合には、図4の変換テーブルを通し、Gain[5:0]=0Dhとなり、サブブロック(1)301_1、サブブロック(2)301_2およびサブブロック(3)301_3が選択され、最終段の混合加算回路303では、上記サブブロックに係る12画素を使って画素の混合処理が行われ、10画素相当の加算画素として出力される。つまり、画素加算の対象となる画素の数は、4n+1(nは自然数)である。10〜13画素相当のゲイン設定では、内部的には、n個のサブブロックと中心画素を合わせた13画素が混合処理に利用される。   In addition, when setting (Gain_Para [4: 0] = 01010b) to make the number of pixels to be mixed equal to 10, Gain [5: 0] = 0Dh is obtained through the conversion table of FIG. 1) 301_1, sub-block (2) 301_2 and sub-block (3) 301_3 are selected, and in the final stage mixing and adding circuit 303, mixing processing of pixels is performed using 12 pixels relating to the above-mentioned sub block, 10 pixels It is output as a considerable addition pixel. That is, the number of pixels to be subjected to pixel addition is 4n + 1 (n is a natural number). In gain setting equivalent to 10 to 13 pixels, internally, 13 pixels obtained by combining n subblocks and the central pixel are used for the mixing process.

なお、図の変換テーブルでは、サブブロック単位で見た場合に、混合する画素数とゲインの関係は、例えば、対数関数に対応した関係になっている。サブブロック単位としたものは、同一サブブロック内でのステップは4画素値の平均が用いられるため、同一サブブロック内では厳密には対数関数との間に若干のブレが発生するためである。   In the conversion table in the figure, when viewed in units of subblocks, the relationship between the number of pixels to be mixed and the gain is, for example, a relationship corresponding to a logarithmic function. The sub-block unit is because an average of four pixel values is used in the step in the same sub-block, so that a slight blurring with the logarithmic function occurs strictly in the same sub-block.

上記処理により、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズを適応的に切替えることができ、感度アップの程度にあわせ、ノイズの発生を抑制するとともに、空間解像度についても低下を軽減することができる。   According to the above processing, the pixel area size can be adaptively switched by predetermined processing according to the sensitivity increase setting, and according to the sensitivity increase degree, generation of noise can be suppressed and decrease in spatial resolution can be reduced. it can.

さらに本提案手法では、該当画素に対し点対称に位置する複数の画素をグループ化し、それぞれのグループの画素平均値を組み合わせ、見かけ上1画素単位で混合加算処理を行うので、感度切換え時に発生しうるレベル差による映像ショックを軽減することができる。   Furthermore, in the proposed method, a plurality of pixels located point-symmetrically with respect to the corresponding pixel are grouped, the pixel average values of the respective groups are combined, and mixed addition processing is performed on an apparent one-pixel basis. It is possible to reduce the video shock due to the level difference.

図5は、比較例の3板式撮像装置200aのブロック図である。図1で示した3板式撮像装置20aと図5の3板式撮像装置200aで異なる点は、図1の3板式撮像装置20aでは固体撮像素子203の画素混合部100aが設けられているが、図5では画素混合部が設けられていない点にある。さらに、図5の3板式撮像装置200aの画素混合部208は、感度アップをするための画素混合処理が行う。この画素混合部208では、例えば水平方向に空間的に隣接する2つの画素の画素値を混合加算し、感度を2倍アップしている。このような処理のため、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズを適応的に変化させるといったことができない。また、感度切換え時に発生しうるレベル差による映像ショック防止を行うことができない。   FIG. 5 is a block diagram of a three-plate type imaging device 200a of a comparative example. The difference between the three-plate type imaging device 20a shown in FIG. 1 and the three-plate type imaging device 200a in FIG. 5 is that the pixel mixing unit 100a of the solid-state imaging device 203 is provided in the three-plate type imaging device 20a of FIG. The point 5 is that the pixel mixing unit is not provided. Furthermore, the pixel mixing unit 208 of the three-plate type imaging device 200a of FIG. 5 performs pixel mixing processing for increasing sensitivity. In the pixel mixing unit 208, for example, the pixel values of two pixels spatially adjacent in the horizontal direction are mixed and added, and the sensitivity is doubled. Due to such processing, the pixel area size can not be adaptively changed by predetermined processing according to the sensitivity increase setting. In addition, it is not possible to prevent video shock due to a level difference that may occur at the time of sensitivity switching.

なお、画素混合処理を行う構成として、固体撮像素子203の画素混合部100a又は映像処理部207の画素混合部100bのいずれかのみであってもよい。また、固体撮像素子203の画素混合部100aは、本実施形態が提案する処理を行い、映像処理部207は比較例で示した画素混合部208の処理を行う構成としてもよい。また、画素混合部100a、100bで行われる画素混合は、素子内で行われるビニングと協働して行うことができる。単純な例では、ビニング処理モードにより、2×2あるいは4×4のピクセルが光学的にまとめられて1つのピクセルとして生成できる場合、4或いは16倍のゲインアップは、画素混合部100a等ではなくビニングで行い、それ以外の細かなステップのゲインアップを、画素混合部100a等で行う。対象とする画素混合範囲(7×7、5×5、3×3)を切換えるものとする。その際、それぞれの混合範囲内のサブブロックについては適宜に重みづけをかえ、混合加算を行うものとする。   Note that only one of the pixel mixing unit 100 a of the solid-state imaging device 203 and the pixel mixing unit 100 b of the video processing unit 207 may be used as the configuration for performing the pixel mixing process. In addition, the pixel mixing unit 100a of the solid-state imaging device 203 may perform the process proposed in the present embodiment, and the video processing unit 207 may perform the process of the pixel mixing unit 208 shown in the comparative example. Also, the pixel mixing performed by the pixel mixing units 100a and 100b can be performed in cooperation with binning performed in the element. In a simple example, if 2 × 2 or 4 × 4 pixels can be optically combined and generated as one pixel by the binning processing mode, the 4 or 16 times gain increase is not in the pixel mixing unit 100 a or the like. This is performed by binning, and the gain of fine steps other than that is performed by the pixel mixing unit 100a or the like. Assume that the target pixel mixture range (7 × 7, 5 × 5, 3 × 3) is switched. At that time, with respect to subblocks within the respective mixed ranges, weighting is appropriately changed, and mixed addition is performed.

<第2の実施形態> 図6は、本実施形態に係る単板式撮像装置20bのブロック図である。本実施形態は、第1の実施形態(3板式撮像装置20a)の画素混合処理を単板式撮像装置20bに適用したものである。同じ機能の構成については同一符号を付して適宜説明を省略する。   Second Embodiment FIG. 6 is a block diagram of a single-plate type imaging device 20b according to the present embodiment. In this embodiment, the pixel mixing process of the first embodiment (three-plate type imaging device 20a) is applied to a single-plate type imaging device 20b. About the structure of the same function, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably.

単板式撮像装置20bは、レンズ201と、撮像素子213と、映像処理部214と、映像出力部211とを備える。   The single-plate type imaging device 20 b includes a lens 201, an imaging element 213, an image processing unit 214, and an image output unit 211.

第1の実施形態の3板式撮像装置20aが備える分光フィルタ202が無い代わりに、オンチップのCFA212を有する撮像素子213が使われる。   Instead of the spectral filter 202 included in the three-plate type imaging device 20 a of the first embodiment, an imaging element 213 having an on-chip CFA 212 is used.

レンズ201で集光した被写体像は、撮像素子213内部に形成されたCFA212によって赤(R)、緑(G)、青(B)の色情報となり、AMP204に送られる。   An object image collected by the lens 201 becomes color information of red (R), green (G) and blue (B) by the CFA 212 formed inside the imaging device 213, and is sent to the AMP 204.

前述したように第1の実施形態の3板式撮像装置20aでは、3つの撮像素子203がそれぞれ持つAMP204で、赤(R)、緑(G)、青(B)成分の増幅が行なわれる。なお、単板式撮像装置20bでは、各画素に赤(R)、緑(G)、青(B)それぞれ単一の色情報しか持たないため、色毎に異なるピクセルゲインを適用することで、単一のAMP204で増幅等をすることができる。   As described above, in the three-plate type imaging device 20a according to the first embodiment, amplification of red (R), green (G), and blue (B) components is performed by the AMPs 204 respectively included in the three imaging elements 203. In the single-plate type imaging device 20b, since each pixel has only single color information of red (R), green (G) and blue (B), a single pixel can be applied by applying different pixel gains to each color. Amplification and the like can be performed with one AMP 204.

ADC205は、AMP204から取得した赤(R)、緑(G)、青(B)の色情報をデジタル化した画素データへ変換し、Bayer配列の信号を、画素混合部101に出力する。   The ADC 205 converts the color information of red (R), green (G) and blue (B) acquired from the AMP 204 into digitized pixel data, and outputs a Bayer array signal to the pixel mixing unit 101.

画素混合部101は、第1の実施形態の画素混合部100aと同様の画像混合処理を各色でそれぞれ行い、IF部206へ出力する。色毎に処理する方法として、図4の変換テーブルを色毎に設けて切り替える方法や、色毎に信号を分離するとともに図2の画素混合部100aの構成を色毎に設ける方法がある。IF部206は、画素データに対して、ユニークな同期ワードを付加し映像処理部214へ転送する。   The pixel mixing unit 101 performs the same image mixing process for each color as the pixel mixing unit 100 a of the first embodiment, and outputs the image mixing process to the IF unit 206. As a method of processing for each color, there is a method of providing and switching the conversion table of FIG. 4 for each color, and a method of separating the signal for each color and providing the configuration of the pixel mixing unit 100a of FIG. The IF unit 206 adds a unique synchronization word to pixel data, and transfers the pixel data to the video processing unit 214.

映像処理部214では、IF部210が、3板式撮像装置200aと同様の同期ワード検知を行い、基準となる映像タイミング信号を生成する。但し、この時点では、赤(R)、緑(G)、青(B)の各画素データは、前述のBayer配列となっているため、1画素おきにしか配列されていない。このため、後段のBayer変換部215が、デモザイキング処理を行い、周辺画素の情報をもとに、存在しない赤(R)、緑(G)、青(B)の色情報を補完する。   In the video processing unit 214, the IF unit 210 performs synchronous word detection similar to that of the three-chip imaging device 200a, and generates a video timing signal as a reference. However, at this time, since each pixel data of red (R), green (G) and blue (B) has the above-mentioned Bayer arrangement, it is arranged only at every other pixel. Therefore, the Bayer conversion unit 215 in the subsequent stage performs demosaicing processing and complements the non-existent red (R), green (G), and blue (B) color information based on the information of the peripheral pixels.

従って、Bayer変換部215の以降の処理は、各画素が赤(R)、緑(G)、青(B)の色情報をそれぞれ持ち、それぞれが独立して処理される。すなわち、信号処理部209は、赤(R)の色情報用の信号処理部(R)209Rと、緑(G)の色情報用の信号処理部(G)209Gと、青(B)の色情報用の信号処理部(B)209Bを備える。   Therefore, in the subsequent processing of the Bayer conversion unit 215, each pixel has color information of red (R), green (G), and blue (B), respectively, and each is processed independently. That is, the signal processing unit 209 includes a signal processing unit (R) 209R for red (R) color information, a signal processing unit (G) 209 G for green (G) color information, and a blue (B) color. A signal processing unit (B) 209B for information is provided.

また、画素混合部100は、画素混合部(R)100Rと、画素混合部(G)100Gと、画素混合部(B)100Bとを備える。画素混合部(R)100Rは、信号処理部(R)209Rから取得した信号に対して、画素混合処理を施す。画素混合部(G)100Gは、信号処理部(G)209Gから取得した信号に対して、画素混合処理を施す。画素混合部(B)100Bは、信号処理部(B)209Bから取得した信号に対して、画素混合処理を施す。   The pixel mixing unit 100 further includes a pixel mixing unit (R) 100R, a pixel mixing unit (G) 100G, and a pixel mixing unit (B) 100B. The pixel mixing unit (R) 100R performs pixel mixing processing on the signal acquired from the signal processing unit (R) 209R. The pixel mixing unit (G) 100G performs pixel mixing processing on the signal acquired from the signal processing unit (G) 209G. The pixel mixing unit (B) 100B performs pixel mixing processing on the signal acquired from the signal processing unit (B) 209B.

画素混合部100の処理後、各色の画素データは、映像出力部211で各種標準フォーマットに変換され映像信号として出力される。なお、単板式における画素配列はBayer方式に限らず、任意の配列が用いられてよい。その場合は、図3に示したようなサブブロック毎の画素抽出は、撮像素子の画素配列における対称性に合致するように設計される必要がある。   After the processing of the pixel mixing unit 100, pixel data of each color is converted into various standard formats by the video output unit 211, and is output as a video signal. The pixel arrangement in the single plate system is not limited to the Bayer system, and an arbitrary arrangement may be used. In that case, pixel extraction for each subblock as shown in FIG. 3 needs to be designed to match the symmetry in the pixel array of the imaging device.

ここで図7に比較例の単板式撮像装置200bを示す。この単板式撮像装置200bはで、撮像素子213に画素混合機能が設けられていない。また、映像処理部214の画素混合部208の処理は、第1の実施の形態の比較例の3板式撮像装置200aと同様に、例えば、水平方向に空間的に隣接する2つの画素の画素値を混合加算し、感度を2倍アップしている。このような処理のため、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズを適応的に変化させるといったことができない。また、感度切換え時に発生しうるレベル差による映像ショック防止を行うことができない。   Here, FIG. 7 shows a single-panel type imaging device 200b of a comparative example. In the single-plate type imaging device 200b, the imaging device 213 is not provided with a pixel mixing function. Further, the processing of the pixel mixing unit 208 of the image processing unit 214 is, for example, pixel values of two pixels spatially adjacent in the horizontal direction, as in the three-plate type imaging device 200a of the comparative example of the first embodiment. Is mixed and added, and the sensitivity is doubled. Due to such processing, the pixel area size can not be adaptively changed by predetermined processing according to the sensitivity increase setting. In addition, it is not possible to prevent video shock due to a level difference that may occur at the time of sensitivity switching.

一方、本実施形態の単板式撮像装置20bでは、感度アップ設定に応じ所定の処理により画素エリアサイズを適応的に切替えることができ、感度アップの程度にあわせ、ノイズの発生を抑制するとともに、空間解像度についても低下を軽減することができる。   On the other hand, in the single-plate type imaging device 20b of the present embodiment, the pixel area size can be adaptively switched by predetermined processing according to the sensitivity increase setting, and generation of noise can be suppressed according to the degree of sensitivity increase. The reduction in resolution can also be mitigated.

さらに本提案手法では、該当画素に対し点対称に位置する複数の画素をグループ化し、それぞれのグループの画素平均値を組み合わせ、見かけ上1画素単位で混合加算処理を行うので、感度切換え時に発生しうるレベル差による映像ショックを軽減することができる。   Furthermore, in the proposed method, a plurality of pixels located point-symmetrically with respect to the corresponding pixel are grouped, the pixel average values of the respective groups are combined, and mixed addition processing is performed on an apparent one-pixel basis. It is possible to reduce the video shock due to the level difference.

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形や応用が可能である。例えば、回折収差等の補償に用いる場合、各色の画素混合部100a、100bに対するそれぞれのゲイン設定或いは加算パターンは、必ずしも同じにする必要はない。本実施形態の構成は、感度アップを目的とするものに限らず、十分な照度またはSNRが得られている状況で、空間フィルタとしての意味で作動させることもでき、撮像素子のアパーチャ特性の補償や、色収差の補償、小絞りボケと呼ばれる回折収差の補償等に利用できる。例えば、回折収差等の補償に用いる場合、絞り値に応じて、B画素に顕著に発生するボケを補償するような特性の加算パターンを設定してもよい。また、超低照度環境下では、視認性に影響が大きいR、G画素データにのみ画素混合を行い、比較的に感度の低いB画素データについては、画素混合は行わず、引き換えに無用な解像度低下を抑えるようにしてもよい。逆に、B画素データのみ画素加算を行ってビット深度を高め、リニアマトリクス演算によるSNR低下を防ぎつつ色再現性を高めるようにしてもよい。このように本発明の実施形態の構成は、SNR−空間解像度スケーラビリティを多様な様態で提供しうる。   The present invention has been described above based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and various modifications and applications are possible for the combination of the respective constituent elements. For example, when using for compensation of a diffraction aberration etc., each gain setting or addition pattern with respect to pixel mixing part 100a, 100b of each color does not necessarily need to be the same. The configuration of the present embodiment is not limited to the one for the purpose of sensitivity enhancement, but can be operated as a spatial filter in a situation where sufficient illuminance or SNR is obtained, and compensation for the aperture characteristic of the imaging device It can be used for compensation of chromatic aberration, compensation of diffraction aberration called small aperture blur, and the like. For example, when using for compensation of a diffraction aberration etc., you may set up the addition pattern of the characteristic which compensates for the blurring which generate | occur | produces notably in B pixel according to a diaphragm value. Also, under ultra-low illumination environment, pixel mixing is performed only on R and G pixel data that have a large influence on visibility, and pixel mixing is not performed on B pixel data with relatively low sensitivity, and a useless resolution is returned. The decrease may be suppressed. Conversely, the pixel depth may be increased by performing pixel addition only for B pixel data, and color reproducibility may be enhanced while preventing SNR degradation due to linear matrix calculation. Thus, configurations of embodiments of the present invention may provide SNR-spatial resolution scalability in various ways.

本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置、監視カメラシステムなどに利用可能である。この出願は、2016年10月31日に出願された日本出願特願2016−212803を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。   The present invention is applicable to an imaging device having a solid-state imaging device, a monitoring camera system, and the like. This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2016-212803 filed Oct. 31, 2016, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

20a 3板式撮像装置20b 単板式撮像装置100、101、100a、100b 画素混合部100R 画素混合部(R)100G 画素混合部(G)100B 画素混合部(B)201 レンズ202 分光フィルタ203、213 固体撮像素子203R 固体撮像素子(R)203G 固体撮像素子(G)203B 固体撮像素子(B)204 AMP205 ADC206、210 IF部207、214 映像処理部207R 映像処理部(R)207G 映像処理部(G)207B 映像処理部(B)209 信号処理部209R 信号処理部(R)209G 信号処理部(G)209B 信号処理部(B)211 映像出力部212 CFA215 Bayer変換部300 画素抽出回路301 並列サブブロック群301_1〜301_12 サブブロック(1)〜サブブロック(12)302 セレクタ群302_1〜302_12 SEL(1)〜SEL(12)303 混合加算回路304 ゲインコントロール部306 加算回路307 乗算回路 20a Three-plate imaging device 20b Single-plate imaging device 100, 101, 100a, 100b Pixel mixing unit 100R Pixel mixing unit (R) 100G Pixel mixing unit (G) 100B Pixel mixing unit (B) 201 Lens 202 Spectral filter 203, 213 Solid Imaging device 203R Solid-state imaging device (R) 203G Solid-state imaging device (G) 203B Solid-state imaging device (B) 204 AMP 205 ADC 206, 210 IF unit 207, 214 Image processing unit 207R Image processing unit (R) 207G Image processing unit (G) 207B image processing unit (B) 209 signal processing unit 209R signal processing unit (R) 209G signal processing unit (G) 209B signal processing unit (B) 211 image output unit 212 CFA 215 Bayer conversion unit 300 pixel extraction circuit 301 parallel subblock group 301_1 to 301 12 sub-blocks (1) to the sub-block (12) 302 selector group 302_1~302_12 SEL (1) ~SEL (12) 303 mixed adder circuit 304 the gain control unit 306 adder circuit 307 multiplying circuit

Claims (3)

固体撮像素子と、前記固体撮像素子の感度をアップするために注目画素の画素値に対して周辺画素の画素値を加算する画素混合部とを備える撮像装置であって、
前記画素混合部は、前記注目画素を中心とした点対称の2画素を1セットとして、そのセットと対称となる2画素を追加した合計4画素を1グループとして扱い、前記注目画素の画素値に周辺画素の画素値を加算する場合、同一グループに属する画素の画素値には同一グループの画素値の平均値を用い、かつ、前記注目画素に対して相関の高い画素の画素値を混合する場合には大きな感度を反映させ、相関の低い画素の画素値を混合する場合には小さな感度を反映させて加算する ことを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus comprising: a solid-state imaging device; and a pixel mixing unit that adds the pixel values of peripheral pixels to the pixel value of a pixel of interest to increase the sensitivity of the solid-state imaging device,
The pixel mixing unit treats as a group a total of four pixels including two pixels symmetrical with respect to the set of two pixels symmetrical with respect to the set as a group, and sets the pixel value of the target pixel as a group. When adding the pixel values of peripheral pixels, using the average value of the pixel values of the same group as the pixel value of the pixels belonging to the same group and mixing the pixel values of pixels having high correlation with the target pixel An imaging apparatus characterized in that, when mixing pixel values of pixels with low correlation, the sensitivity is reflected and small sensitivity is reflected and added.
前記画素混合部は、グループ単位に並列に設けられた複数のサブブロックと、
それぞれの前記サブブロックの出力を制御する複数のセレクタと、
前記セレクタを制御するゲインコントロール部と、
前記複数のサブブロックの出力を加算する加算回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The pixel mixing unit includes a plurality of sub-blocks provided in parallel in group units;
A plurality of selectors that control the output of each of the subblocks;
A gain control unit that controls the selector;
An adder circuit for adding the outputs of the plurality of subblocks;
The imaging device according to claim 1, comprising:
前記画素混合部は、前記固体撮像素子の内部に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the pixel mixing unit is provided inside the solid-state imaging device.
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