KR100957063B1

KR100957063B1 - 촬상 장치 및 촬상 방법

Info

Publication number: KR100957063B1
Application number: KR1020080051079A
Authority: KR
Inventors: 준 후나코시
Original assignee: 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2010-05-13
Also published as: KR20080106112A; JP2008301143A; US20080297630A1; JP5045245B2; US8098307B2

Abstract

본 발명의 과제는 적은 수의 화소로 안정된 평균값을 얻는 것이다.

본 발명은, 빛을 검출하는 복수의 수광 화소와, 차광된 복수의 기준 화소와, 기준 화소로부터 얻어진 화소값을 누적하는 누적부와, 기준 화소의 화소값으로부터 최대값 및/또는 최소값을 검출하는 검출부와, 최대값 및/또는 최소값을 치환하는 보완 화소값을 작성하는 작성부와, 보완 화소값에 의해 최대값 및/또는 최소값이 치환된 누적 화소값을 기초로 보완 화소값의 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 블랙 레벨 기준값 작성부와, 블랙 레벨의 기준값과 함께 수광 화소로부터의 출력값을 보완하는 보완값 작성부를 갖는다.

Description

촬상 장치 및 촬상 방법{IMAGING DEVICE AND IMAGING METHOD}

본 발명은 촬상 장치 및 촬상 방법에 관한 것으로, 특히 고체 촬상 소자를 갖는 촬상 장치 및 고체 촬상 소자의 출력 신호를 처리하는 촬상 방법에 관한 것이다.

CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에서는, 화소 어레이에 블랙 화소(기준 화소)를 준비하여 블랙 레벨을 조정(블랙 클램프)하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1∼3 참조).

이 블랙 클램프는, 일반적으로 라인마다 다수의 화소를 평균 처리한 것을 사용한다. 이 평균 처리하는 과정에서, 다른 화소보다 값이 너무 크거나 너무 작은 블랙 화소가 섞이면, 가로 줄무늬 노이즈 등이 발생하는 원인이 된다. 노이즈를 적게 하기 위해, 블랙 화소를 많이 준비함으로써 개선을 도모하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제 3808349 호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 제 3670145 호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허 제 3797186 호 공보

평균 처리로 안정된 평균값을 얻기 위해서는 많은 블랙 화소를 필요로 한다. 그러나, 1라인에 블랙 화소를 많이 준비하면, 이미지 센서의 칩 면적이 커진다(화소는 매트릭스형(행렬형)으로 나열되어 있기 때문에, 수평방향으로 화소수를 증가시키면, 수직방향과의 곱셈에서 화소 면적에 대한 영향(임팩트)이 있다).

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 적은 화소로 안정된 평균값을 얻을 수 있는 촬상 장치 및 화상 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 제1 측면으로서, 본 발명에 따른 촬상 장치는, 빛을 검출하는 복수의 수광 화소와, 차광된 복수의 기준 화소와, 상기 기준 화소로부터 얻어진 화소값을 누적하는 누적부와, 상기 기준 화소의 상기 화소값으로부터 최대값 및/또는 최소값을 검출하는 검출부와, 상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 치환하는 보완 화소값을 작성하는 작성부와, 상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 및/또는 상기 최소값이 치환된 누적 화소값을 기초로 상기 보완 화소값의 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 블랙 레벨 기준값 작성부와, 상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 수광 화소로부터의 출력값을 보완하는 보완값 작성부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 제2 측면으로서, 본 발명에 따른 촬상 방법은, 빛을 검출하는 복수의 수광 화소 및 차광된 복수의 기준 화소를 구비하는 촬상 장치에서, 상기 기준 화소에 의해 얻어진 화소값을 누적하는 단계와, 상기 기준 화소로부터 상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 검출하는 단계와, 상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 치환하는 보완 화소값을 작성하는 단계와, 상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 상기 보완 화소값에 의해 치환한 누적 화소값을 기초로 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 단계와, 상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 상기 수광 화소로부터의 출력을 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기준값을 작성하는 과정에서, 최대값 및/또는 최소값을 보완 화소값으로 치환함으로써, 기준 화소의 수가 적더라도 안정된 블랙 레벨의 기준값을 작성할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 개요에 관해 설명한 후 실시형태를 설명한다.

도 1은 본 발명의 개요를 나타낸 도면이다.

촬상 장치(1)는, 고체 촬상 소자(2)와, 누적부(3)와, 검출부(4)와, 평균값 산출부(5)와, 보완값 작성부(6)와, 블랙 레벨 기준값 작성부(7)를 갖고 있다.

고체 촬상 소자(2)는 빛을 검출하는 (복수의) 수광 화소(2a)와 차광된 (복수의) 기준 화소(2b)를 구비하고 있다.

누적부(3)는 입력되는 기준 화소(2b)의 화소값을 누적한다. 입력되는 기준 화소의 단위는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1행 단위이다.

검출부(4)는 입력된 기준 화소(2b)의 화소값으로부터 최대값 및/또는 최소값을 검출한다.

평균값 산출부(5)는 기준 화소(2b)의 소정 갯수분의 화소값으로부터 평균값을 산출한다. 평균값은 기준 화소(2b)의 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 보완 화소값인 것이 바람직하다. 또, 평균값은 기준 화소(2b)의 소정 갯수로부터 2의 거듭제곱의 갯수분만큼 제거하고, 나머지 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출하는 것이 바람직하다. 그 때, 기준 화소(2b)의 2의 거듭제곱의 갯수분의 화소값에는, 기준 화소(2b)의 소정 갯수분의 화소값의 최대값 및/또는 최소값이 포함되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 기준 화소(2b)의 2의 거듭제곱의 갯수분의 화소값은, 기준 화소(2b)의 소정 갯수분의 화소값에서의 최대값, 최소값에 추가하여, 최대값 다음으로 큰 값과 최소값 다음으로 작은 값을 더 제거하도록 해도 된다.

보완값 작성부(6)는, 누적부(3)에 의해 누적된 누적값으로부터 검출부(4)에 의해 검출된 최대값 및/또는 최소값을 제거하고, 제거한 화소값을 평균값 산출부(5)에 의해 산출된 평균값으로 보완하는 보완 처리를 한다.

블랙 레벨 기준값 작성부(7)는 보완값 작성부(6)에 의해 보완 처리가 실시된 누적값으로부터 블랙 레벨의 기준값을 작성한다. 구체적으로는, 이 누적값의 평균값을 블랙 레벨의 기준값으로 한다.

이러한 촬상 장치(1)에 의하면, 누적부(3)에 의해, 입력되는 기준 화소(2b)의 화소값이 누적된다. 검출부(4)에 의해 최대값 및/또는 최소값이 검출된다. 평균값 산출부(5)에 의해, 기준 화소(2b)의 소정 갯수분의 화소값으로부터 평균값이 산 출된다. 보완값 작성부(6)에 의해, 누적부(3)에 의해 누적된 누적값으로부터 검출부(4)에 의해 검출된 최대값 및/또는 최소값이 제거되고, 제거된 화소값이 평균값 산출부(5)에 의해 산출된 평균값으로 보완된다. 블랙 레벨 기준값 작성부(7)에 의해, 보완값 작성부(6)에 의해 보완 처리가 실시된 누적값으로부터 블랙 레벨의 기준값이 작성된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 2는 실시형태의 촬상 장치를 나타낸 블록도이다.

촬상 장치(10)는 화소 어레이(11)와 독출 회로(12)와 블랙 클램프 회로(13)를 갖고 있다.

화소 어레이(11)는, 복수의 수광 화소가 매트릭스형으로 배치된 수광 화소 영역(11a)과, 복수의 기준 화소로 이루어진 기준 화소 영역(11b) (도 2 중 사선부)을 갖고 있다. 기준 화소로부터 독출된 화소 신호는 수광 화소의 화소 신호로부터 암전류 성분에 의한 오프셋을 제거하기 위해 사용된다. 여기서, 기준 화소 영역(11b)은 수평 라인(행) 및 수직 라인(열)의 한변을 형성하도록 배치되어 있다.

독출 회로(12)는 화소 어레이(11)로부터 수광 화소 영역(11a) 및 기준 화소 영역(11b)의 화소 신호를 1수평 라인마다 독출한다. 그 후, 독출한 화소 신호를 AD 변환 처리함으로써, 기준 화소의 화소값(양자화값)을 취득한다.

블랙 클램프 회로(13)는, 화소 어레이(11)의 온도 변동에 대해, 블랙 레벨을 일정하게 유지하는 회로이고, 입력된 기준 화소 영역(11b)의 각 화소값을 사용하여 블랙 레벨의 기준값을 작성한다. 이에 의해, 온도 상승 등에 의해 발생하는 암전류 의 증가분을 상쇄할 수 있다.

다음으로, 블랙 클램프 회로(13)의 블랙 레벨의 기준값의 작성 처리에 관해 설명한다.

도 3은 블랙 클램프 회로의 블랙 레벨의 기준값의 작성 처리를 나타낸 플로우차트이다.

우선, 입력된 화소값이 처리 대상의 화소값인지 아닌지, 즉 기준 화소 영역(11b)의 화소값인지 아닌지를 판단한다(단계 S1). 이 판단은, 예를 들어 촬상 장치(10)가 구비하는 타이밍 발생기(도시하지 않음)에 의해 부여되는 타이밍 신호 등에 기초하여 행할 수 있다.

처리 대상의 화소값이 아닌 경우(단계 S1의 No), 처리 대상의 화소값의 입력을 대기한다.

처리 대상의 화소값인 경우(단계 S1의 Yes), 그 화소값을 이전회에 입력된 화소값에 누적한다(단계 S2).

다음으로, 이번회에 입력된 처리 대상의 화소값을 블랙 클램프 회로(13)에 유지되어 있는 값과 비교함으로써, 이번회에 입력된 화소값이 지금까지 입력된 화소값 중에서 가장 큰지 아닌지(최대값인지 아닌지)를 판단한다(단계 S3). 구체적으로는, 최초에 입력된 값이라면, 입력된 화소값을, 블랙 레벨을 규정하는 미리 준비된 초기값 또는 최소값 0과 비교한다. 입력된 화소값이 최초에 입력된 화소값이 아니라면(2회째 이후의 화소값이라면), 입력된 화소값을, 블랙 클램프 회로(13)가 유지하는 지금까지의 입력된 화소값과 비교하여, 최대값인지 아닌지를 판단한다.

그리고, 상기 입력된 화소값이 최대값이 아닌 경우(단계 S3의 No), 단계 S5로 이행한다. 한편, 상기 입력된 화소값이 최대값인 경우(단계 S3의 Yes), 이 값을 유지(덮어쓰기)하고(단계 S4), 단계 S7로 이행한다. 이 유지된 화소값이, 단계 S3에서 다음회 이후에 입력된 화소값과 비교되는 화소값이 된다.

다음으로, 입력된 화소값이 최소값인지 아닌지를 판단한다(단계 S5). 구체적으로는, 입력된 화소값이 최초에 입력된 값이라면, 입력된 화소값을, 블랙 레벨을 규정하는 미리 준비된 초기값(단계 S3의 것과 동일해도 되고 상이해도 된다) 또는 최대값(예를 들어 10bit 라면 1023 등)과 비교한다. 입력된 화소값이 최초에 입력된 화소값이 아니라면(2회째 이후의 화소값이라면), 입력된 화소값을, 블랙 클램프 회로(13)가 유지하는 지금까지 입력된 화소값과 비교하여, 최소값인지 아닌지를 판단한다.

그리고, 입력된 화소값이 최소값이 아닌 경우(단계 S5의 No), 단계 S7로 이행한다. 한편, 입력된 화소값이 최소값인 경우(단계 S5의 Yes), 이 값을 유지(덮어쓰기)하고(단계 S6), 단계 S7로 이행한다. 이 유지된 화소값이, 단계 S5에서 다음회 이후에 입력된 화소값과 비교되는 화소값이 된다.

단계 S2∼S6의 처리는 순서를 바꾸어 행해도 되고, 병행하여 행해도 된다.

다음으로, 지금까지 입력된 화소값의 누적값의 평균값을 취하는 타이밍을 나타내는 부분 평균값 출력 타이밍인지 아닌지를 판단한다(단계 S7). 이 판단도, 예를 들어 타이밍 발생기에 의해 부여되는 타이밍 신호 등에 기초하여 행할 수 있다. 또, 이 타이밍은 입력된 화소값이 2의 거듭제곱의 타이밍(예를 들어 4번째, 8번째 등)인 것이 바람직하다.

부분 평균값 출력 타이밍이 아닌 경우(단계 S7의 No), 단계 S9로 이행한다.

한편, 부분 평균값 출력 타이밍인 경우(단계 S7의 Yes), 지금까지 입력된 화소값의 누적값의 평균값을 부분 평균값으로서 각각 보존한다. 예를 들어, 1∼4번째로 입력된 화소값의 누적값의 평균값을 제1 부분 평균값으로서 보존하고, 1∼8번째로 입력된 화소값의 누적값의 평균값을 제2 부분 평균값으로서 보존한다.

다음으로, 입력된 화소가 최종 화소인지(대상 기준 화소분 모두를 처리했는지) 아닌지를 판단한다(단계 S9). 입력된 화소가 최종 화소가 아닌 경우(단계 S9의 No), 단계 S1 이후의 처리를 이어서 행한다.

한편, 입력된 화소가 최종 화소인 경우(단계 S9의 Yes), 연산 처리를 행한다(단계 S10). 이에 의해 블랙 레벨의 기준값을 얻을 수 있다. 이 연산 처리에 관해서는 후술한다.

이상으로 블랙 레벨의 기준값의 작성 처리를 종료한다. 블랙 클램프 회로(13)는, 그 후 수광 화소로부터 입력된 각 화소값과 작성된 블랙 레벨의 기준값의 차분을 각각 산출하고, 얻어진 값을 각각 다음 단(후단)의 회로에 출력한다.

다음으로, 단계 S10의 연산 처리에 관해 자세히 설명한다.

도 4는 연산 처리를 나타낸 플로우차트이다.

우선, 입력된 모든 화소값의 누적값으로부터 최대값 및/또는 최소값을 감산한다(이 값을 누적값 P라 함) (단계 S21).

다음으로, 제1 부분 평균값 및 제2 부분 평균값을 각각 m배(m=1, 2, 3, ㆍㆍ ㆍ)하여 가산한다(이 값을 가산값 Q라 함) (단계 S22). m의 값은 특별히 한정되지 않지만, 다음 단계 S23에서 얻어지는 화소의 누적값이 2의 거듭제곱이 되는 값으로 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 누적값 P와 가산값 Q를 가산한다(이 값을 비교용 누적값 R이라 함)(단계 S23).

다음으로, 비교용 누적값 R의 평균값 S를 취한다(단계 S24). 이 평균값 S가 블랙 레벨의 기준값이 된다. 이상으로 연산 처리를 종료한다.

다음으로, 이 처리에 관해 구체예를 이용하여 설명한다.

이하, 기준 화소 영역(11b)은, 1수평 라인에 블랙 화소를 14화소 구비하는 것으로서 설명한다.

도 5는 블랙 클램프 회로의 구성을 나타낸 도면이다.

블랙 클램프 회로(13)는, 선택기(131)와 누적부(accumulator; 132)와, 최대값 검출부(133)와, 최소값 검출부(134)와, 데이터 버퍼(135, 136)와, 비트 시프트부(137)와, 차분기(138)를 갖고 있다. 각 회로의 동작 타이밍은 타이밍 발생기로부터의 타이밍 신호에 의해 제어된다.

선택기(131)는, 입력된 기준 화소의 화소값과, 최대값 검출부(133), 최소값 검출부(134), 데이터 버퍼(135, 136)로부터 각각 출력되는 값 중 어느 하나의 값을 선택한다.

누적부(132)는 가감산기(132a)와 데이터 스토리지(132b)를 갖고 있다.

가감산기(132a)는, 선택기(131)에 의해 선택된 값과, 데이터 스토리지(132b) 에 저장되어 있는 값의 가산 또는 감산을 하여, 연산 결과(누적값)를 데이터 스토리지(132b)에 저장한다.

또, 누적부(132)는, 가감산기(132a)가 4회 연산을 한 후에 데이터 스토리지(132b)에 저장되어 있는 누적값(1∼4회분의 누적값)을 데이터 버퍼(135)에 출력한다. 누적부(132)는, 가감산기(132a)가 8회 연산을 한 후에 데이터 스토리지(132b)에 저장되어 있는 누적값(1∼8회분의 누적값)을 데이터 버퍼(136)에 출력한다.

최대값 검출부(133)는, 스위치(선택기; 133a)와, 데이터 버퍼(133b)와, 비교기(133c)를 갖고 있다.

스위치(133a)는, 비교기(133c)로부터 출력된 값이 "1"인 경우(비교 결과에 따라) 데이터 버퍼(133b)에 입력된 기준 화소의 화소값을 저장한다.

비교기(133c)는, 입력된 기준 화소의 화소값과 데이터 버퍼(133b)에 저장되어 있는 화소값을 비교하여, 입력된 기준 화소의 화소값이 큰 경우, 비교 결과로서 "1"을 스위치(133a)에 출력한다. 한편, 기준 화소의 화소값이 데이터 버퍼(133b)에 저장되어 있는 화소값 이하인 경우, 비교 결과로서 "0"을 스위치(133a)에 출력한다.

최소값 검출부(134)는, 스위치(선택기; 134a)와, 데이터 버퍼(134b)와, 비교기(134c)를 갖고 있다.

스위치(134a)는, 비교기(134c)로부터 출력된 값이 "1"인 경우(비교 결과에 따라) 데이터 버퍼(134b)에 입력된 기준 화소의 화소값을 입력한다.

비교기(134c)는, 입력된 기준 화소의 화소값과 데이터 버퍼(134b)에 저장되어 있는 화소값을 비교하여, 입력된 기준 화소의 화소값이 작은 경우, 비교 결과로서 "1"을 스위치(134a)에 출력한다. 한편, 기준 화소의 화소값이 데이터 버퍼(134b)에 저장되어 있는 화소값 이상인 경우, 비교 결과로서 "0"을 스위치(134a)에 출력한다.

데이터 버퍼(135)는, 예를 들어 D-플립플롭으로 구성되어 있고, 데이터 스토리지(132b)에 저장되어 있는 1∼4번째로 입력된 화소값의 누적값을 판독하고, 우측으로 2비트 시프트하여(1/4배 하여) 누적값의 평균값(제1 부분 평균값)을 작성하여 유지한다.

데이터 버퍼(136)는, 예를 들어 D-플립플롭으로 구성되어 있고, 데이터 스토리지(132b)에 저장되어 있는 1∼8번째로 입력된 화소값의 누적값을 판독하고, 우측으로 3비트 시프트하여(1/8배 하여) 누적값의 평균값(제2 부분 평균값)을 작성하여 유지한다.

비트 시프트부(137)는 데이터 스토리지(132b)로부터 출력되는 값을 우측으로 4비트 시프트하여(1/16배 하여) 그 값을 차분기(138)에 출력한다.

차분기(138)는 화소의 화소값과 비트 시프트부(137)로부터 출력되는 데이터의 차분을 취하여 이 차분을 다음 단의 회로에 출력한다.

이하, 이 회로의 동작을 설명한다.

1화소분의 기준 화소의 화소값이 입력될 때마다, 누적부(132)에 의해 누적되고, 최대값 검출부(133)에 의해 최대값이 검출되고, 최소값 검출부(134)에 의해 최 소값이 검출된다.

이에 의해, 모든 기준 화소의 화소값이 독출 회로(12)로부터 출력되었을 때에는(1행분의 총 14화소가 갖추어졌을 때에는), 데이터 스토리지(132b)에는 14화소분의 기준 화소의 화소값의 누적값이 축적되고, 데이터 버퍼(133b, 134b)에는 각각 총 14화소의 화소값의 최대값, 최소값이 축적된다. 또, 데이터 버퍼(135)에는 4화소분의 부분 평균값을 유지하고 있고, 데이터 버퍼(136)에는 8화소분의 부분 평균값을 유지하고 있다.

그 후, 선택기(131)에 의해 최대값 및/또는 최소값이 선택되고, 가감산기(132a)에 의해 14화소의 누적값으로부터 최대값 및/또는 최소값이 감산된다.

또, 데이터 버퍼(135)에 의해 유지하고 있는 평균값을 좌측으로 1비트 시프트한(2배한) 값이 출력된다. 데이터 버퍼(136)에 의해 유지하고 있는 평균값을 좌측으로 1비트 시프트한(2배한) 값이 출력된다.

그리고, 선택기(131)에 의해 데이터 버퍼(135, 136)로부터 각각 출력되는 2개의 값이 선택되고, 이 값들을 가산하여 얻어진 16화소분의 누적값을 최종적인 누적값으로 한다.

그 후, 비트 시프트부(137)에 의해 최종적인 평균값(블랙 레벨의 기준값)이 산출되고, 차분기(138)에 의해 수광 화소의 화소값과의 차분 데이터(블랙 클램프후의 화소의 화소값)가 작성된다.

이상 설명한 바와 같이, 촬상 장치(10)에 의하면, 최대값 검출부(133)에 의해 최대값을 검출하고, 최소값 검출부(134)에 의해 최소값을 검출하여, 이 값을 누 적값으로부터 제거하고, 그 대신 부분 평균값을 사용하여 보완함으로써, 적은 수의 블랙 화소로 안정된 평균값을 얻을 수 있다. 또, 기준 화소수를 적게 해도 되기 때문에, 칩면적 축소, 비용을 삭감할 수 있다.

여기서, 최대값 검출부(133)에 의해 최대값을 검출하고, 최소값 검출부(134)에 의해 최소값을 검출함으로써, 독출 회로(12)로부터 출력된 1행분의 화소값을 정렬(sorting)하지 않고, 1회의 검색(처리)으로 최대값, 최소값을 찾아낼 수 있다. 또, 부분 평균값을 사용하여 최대값, 최소값을 치환하기 때문에, 최종 평균값에 혼란이 없다. 또, 부분 평균값이나 최종 누적값을 작성할 때, 의도적으로 2의 거듭제곱의 값을 작성함으로써, 기준 화소가 중단점 수치(breakpoint number)(예를 들어 2의 거듭제곱 등)가 아닌 경우에도, 블랙 클램프 회로(13)는 제산기를 구비하지 않아도 연산할 수 있기 때문에 회로 규모를 축소할 수 있다.

본 실시형태에서는, 최대값, 최소값만을 제거했지만, 이에 한정되지 않고, 최대값, 최소값에 추가하여, 최대값 다음으로 큰 값과 최소값 다음으로 작은 값을 더 제거하도록 해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 최대값 검출부(133)의 검출시에, 데이터 버퍼(133b)에는 최대값만을 저장하도록 했지만, 이에 한정되지 않고, 최대값 다음으로 큰 값도 저장하도록 해도 된다. 그리고, 비교기(133c)가 입력된 기준 화소의 화소값과 최대값 다음으로 큰 값을 비교하도록 해도 된다. 이에 의해, 1열분의 총 14화소가 갖추어졌을 때에는, 데이터 버퍼(133b)에는 최대값과 최대값 다음으로 큰 값이 저장되게 된다(최소값 검출부(134)에 관해서도 동일). 그리고, 이값들을 데이터 스토 리지(132b)에 저장되어 있는 누적값으로부터 제거함으로써, 더 안정된 평균값을 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 한번 평균값을 취한 후 2배하는 예를 들었지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 데이터 버퍼(135, 136)는 평균값×2의 값, 즉 데이터 버퍼(135)는 우측으로 1비트 시프트하여 (1∼4회분의 평균값×2)의 값을 작성하고, 데이터 버퍼(136)는 우측으로 2비트 시프트하여 (1∼4회 분의 평균값×2)의 값을 작성하도록 해도 된다. 이에 의해, 이후의 단계에서 좌측으로 1비트 시프트하는 처리를 생략할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 최대값, 최소값을 포함한 부분 평균값을 산출했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 최대값, 최소값을 제외한 평균값을 산출해도 된다. 이에 의해, 보다 정확한 블랙 레벨의 기준값을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 촬상 장치 및 화상 처리 방법을 도시한 실시형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 각 부의 구성은 동일한 기능을 갖는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있다. 또, 본 발명에 다른 임의의 구성물이나 공정이 부가되어도 된다.

또, 본 발명은, 상기 기술한 각 실시형태 중의 임의의 2이상의 구성(특징)을 조합한 것이어도 된다.

본 발명의 촬상 장치의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 TV 전화용 소형 카메라 등에 사용할 수 있다.

(부기 1)

빛을 검출하는 복수의 수광 화소와,

차광된 복수의 기준 화소와,

상기 기준 화소로부터 얻어진 화소값을 누적하는 누적부와,

상기 기준 화소의 상기 화소값으로부터 최대값 및/또는 최소값을 검출하는 검출부와,

상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 치환하는 보완 화소값을 작성하는 작성부와,

상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 및/또는 상기 최소값이 치환된 누적 화소값을 기초로 상기 보완 화소값의 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 블랙 레벨 기준값 작성부와,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 수광 화소로부터의 출력값을 보완하는 출력 보완값 작성부

를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.

(부기 2)

상기 블랙 레벨의 상기 기준값은 상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 및/또는 상기 최소값이 치환된 상기 누적 화소값의 평균값을 산출함으로써 작성하는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 촬상 장치.

(부기 3)

상기 기준 화소는 가로 1행의 화소 단위로 처리되는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 촬상 장치.

(부기 4)

상기 블랙 레벨 기준값 작성부는 2의 거듭제곱의 갯수의 상기 기준 화소의 화소값으로부터 부분 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 촬상 장치.

(부기 5)

상기 보완 화소값은 상기 기준 화소의 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값인 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 촬상 장치.

(부기 6)

상기 보완 화소값은 상기 기준 화소의 소정 갯수분으로부터 2의 거듭제곱의 갯수분만큼 제거하고 나머지 상기 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값으로서, 상기 2의 거듭제곱의 갯수분의 화소값에는 상기 소정 갯수분의 화소값의 최대값 및/또는 최소값이 포함되는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 촬상 장치.

(부기 7)

상기 블랙 레벨 기준값 작성부는 상이한 2의 거듭제곱의 갯수의 상기 기준 화소의 화소값의 부분 평균값을 산출하고,

상기 보완값 작성부는 상기 최대값 및 /또는 상기 최소값을 상기 부분 평균값으로 보완하는 것을 특징으로 하는 부기 4에 기재된 촬상 장치.

(부기 8)

상기 보완값 작성부는 누적값이 2의 거듭제곱의 갯수가 되도록 상기 부분 평균값으로 보완하는 것을 특징으로 하는 부기 4에 기재된 촬상 장치.

(부기 9)

빛을 검출하는 복수의 수광 화소 및 차광된 복수의 기준 화소를 구비하는 촬상 장치에서,

상기 기준 화소에 의해 얻어진 화소값을 누적하는 단계와,

상기 기준 화소로부터 상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 검출하는 단계와,

상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 치환하는 보완 화소값을 작성하는 단계와,

상기 최대값 및/또는 상기 최소값을 상기 보완 화소값에 의해 치환한 누적 화소값을 기초로 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 단계와,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 상기 수광 화소로부터의 출력을 보완하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.

(부기 10)

상기 블랙 레벨의 상기 기준값은 상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 및/또는 상기 최소값이 치환된 상기 누적 화소값의 평균값을 산출함으로써 작성하는 것을 특징으로 하는 부기 9에 기재된 촬상 방법.

(부기 11)

상기 보완 화소값은 상기 기준 화소의 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값인 것을 특징으로 하는 부기 9에 기재된 촬상 방법.

(부기 12)

상기 보완 화소값은 상기 기준 화소의 소정 갯수분으로부터 2의 거듭제곱의 갯수분만큼 제거하고 나머지 상기 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값으로서, 상기 2의 거듭제곱의 갯수분의 화소값에는 상기 소정 갯수분의 화소값의 최대값 및/또는 최소값이 포함되는 것을 특징으로 하는 부기 9에 기재된 촬상 방법.

도 1은 본 발명의 개요를 나타낸 도면이다.

도 2는 실시형태의 촬상 장치를 나타낸 블록도이다.

도 3은 블랙 클램프 회로의 블랙 레벨 기준값의 작성 처리를 나타낸 플로우차트이다.

도 4는 연산 처리를 나타낸 플로우차트이다.

도 5는 블랙 클램프 회로의 구성을 나타낸 도면이다.

(부호의 설명)

1, 10 : 촬상 장치 2 : 고체 촬상 소자

2a : 수광 화소 2b : 기준 화소

3, 132 : 누적부 4 : 검출부

5 : 평균값 산출부 6 : 보완값 작성부

7 : 블랙 레벨 기준값 작성부 11 : 화소 어레이

11a : 수광 화소 영역 11b : 기준 화소 영역

12 : 독출 회로 13 : 블랙 클램프 회로

131 : 선택기 132a : 가감산기

132b : 데이터 스토리지 133 : 최대값 검출부

133a, 134a : 스위치 133b, 134b, 135, 136 : 데이터 버퍼

133c : 비교기 134 : 최소값 검출부

134c : 비교기 137 : 비트 시프트부

138 : 차분기

Claims

빛을 검출하는 복수의 수광 화소와,

차광된 복수의 기준 화소와,

상기 기준 화소로부터 얻어진 화소값을 누적하는 누적부와,

상기 기준 화소의 상기 화소값으로부터 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 검출하는 검출부와,

상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 치환하는 보완 화소값을 작성하는 작성부와,

상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 치환된 누적 화소값을 기초로 상기 보완 화소값의 블랙 레벨의 기준값을 작성하는 블랙 레벨 기준값 작성부와,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 수광 화소로부터의 출력값을 보완하는 보완값 작성부

를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값은 상기 보완 화소값에 의해 상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나가 치환된 상기 누적 화소값의 평균값을 산출함으로써 작성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 기준 화소는, 가로 1행의 화소 단위로 처리되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 블랙 레벨 기준값 작성부는, 2의 거듭제곱의 갯수의 상기 기준 화소의 화소값으로부터 부분 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 보완 화소값은, 상기 기준 화소의 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 보완 화소값은, 상기 기준 화소의 소정 갯수분으로부터 2의 거듭제곱의 갯수분만큼 제거하고, 나머지 상기 소정 갯수분의 화소값으로부터 산출된 평균값으로서, 상기 2의 거듭제곱의 갯수분의 화소값에는, 상기 소정 갯수분의 화소값의 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제4항에 있어서,

상기 블랙 레벨 기준값 작성부는, 상이한 2의 거듭제곱의 갯수의 상기 기준 화소의 화소값의 부분 평균값을 산출하고,

상기 보완값 작성부는, 상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 상기 부분 평균값으로 보완하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
제4항에 있어서,

상기 보완값 작성부는, 누적값이 2의 거듭제곱의 갯수가 되도록 상기 부분 평균값으로 보완하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
빛을 검출하는 복수의 수광 화소 및 차광된 복수의 기준 화소를 구비하는 촬상 장치에 있어서의 촬상 방법으로서,

상기 기준 화소에 의해 얻어진 화소값을 누적하고,

상기 기준 화소로부터 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 검출하고,

상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 치환하는 보완 화소값을 작성하고,

상기 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나를 상기 보완 화소값에 의해 치환한 누적 화소값을 기초로 블랙 레벨의 기준값을 작성하고,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값과 함께 상기 수광 화소로부터의 출력을 보완하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
제9항에 있어서,

상기 블랙 레벨의 상기 기준값은, 상기 보완 화소값에 의해 최대값 또는 최소값 중 적어도 하나가 치환된 상기 누적 화소값의 평균값을 산출하는 것에 의해 작성하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.