JP4517548B2 - Imaging device and noise removal method for imaging signal - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタルスチルカメラ等に好適な撮像装置及び撮像信号の雑音除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、パーソナルコンピュータの普及に連れてデジタルスチルカメラも一般に広く使用されるようになってきた。
【0003】
図6は、この種のデジタルスチルカメラに多く使用されている撮像素子としてのCCD(Charge Coupled Divice:電荷結合素子)の画素構成を例示するものである。
【0004】
図中、各正方形状の矩形がそれぞれ一つの受光素子でなる画素Cを示しており、これら各画素C,C,‥‥が行列状に配列されて該CCDの撮像面が構成されている。
【0005】
しかるに、このCCDと組合わされる図示しない光学レンズ系によって、図中に枠線FLで示す範囲の内側にある各画素Cが撮像に有効な受光部ROとなる一方、枠線FLで示す範囲の外側にある各画素Cは遮光された光学的暗部OBとなる。
【0006】
通常、この光学的暗部OBの画素Cからの出力は、受光部ROの画素Cの出力信号における、光が全く当たっていない真っ黒に相当するゼロレベルとして利用している。
【0007】
これは具体的には、全光学的暗部OBの信号レベルの平均値を受光部ROの各画素Cの出力データから差し引く、所謂OBクランプと称される技術であり、このOBクランプによって、半導体製品であり、出力信号のレベルに個体差を有するCCDであっても、正確な画像データの出力を得られるようにしている。
【0008】
図7は、このようなデジタルカメラの撮像系の回路構成を示すものである。同図中、CCD11での撮像により得られた受光部RO及び光学的暗部OBを含む全範囲を構成するアナログ値の画像信号は、サンプルホールド回路(S/H)12によりその時点で設定されているCCD11からの画素読出しスピードに対応した時間幅でサンプルホールドされた後、A/D変換器13にてデジタルデータ化される。
【0009】
こうして得られたデジタル値の各画素のデータに基づいてOBクランプ部14により、まず光学的暗部OBの画素の総和から1画素当りの平均値が算出され、次にその平均値を用いて受光部RO部の各画素から該平均値を差し引く、上述したOBクランプが実行されるもので、このOBクランプ後の画像データが色処理回路15に送られる。
【0010】
色処理回路15では、ガンマ補正及びホワイトバランス補正等の補正処理を実行した後に、色成分を補う補間処理を実行し、それから原色系あるいは補色系のそれら画像データを記録のために輝度色差系の画像データYUVに変換する。
【0011】
そして、その輝度色差系の画像データを所定の方式、例えばJPEG(Joint Photograph coding Experts Group)に従ってデータ圧縮して、図示しない次段の記録系及び表示系の回路へ出力する。
【0012】
しかして、上記CCD11、サンプルホールド回路12、A/D変換器13、OBクランプ部14、及び色処理回路15のすべてに対してタイミング発生回路(TG)16から各種タイミング信号が供給され、動作タイミングの制御が統括してなされるもので、このタイミング発生回路16はデジタル回路で構成される。
【0013】
すなわち、CCD11の駆動と読出しはタイミング発生回路16からのタイミング信号によりなされるものであり、読出しに際してはテレビ画面と同様のラスタスキャン(走査)により1画素単位で行なうものであるが、こうしてCCD11から出力される信号はアナログであり、一方、上述した如くタイミング発生回路16はデジタル動作でタイミング信号を送ってくるため、CCD11の出力する画像信号にはどうしてもデジタル回路動作に伴なう雑音が混入してしまうことになる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記の点をより詳細に説明する。
【0015】
図8は、CCD11に一般的に採用されているベイヤー配列と称される原色系のカラーフィルタ配列を示すものであり、図中に破線範囲Dで示すようにG(緑)×2画素、R(赤),B(青)×各1画素からなる、隣接した横2画素×縦2画素の矩形状の計4画素を基本単位として後の色処理回路15で画素補間処理等を行なうことになる。
【0016】
すなわち、タイミング発生回路16では、CCD11から読出しを行なう1画素周期のサンプリングのためのタイミング信号を1/2に分周したタイミング信号を色処理回路15に送出しており、この色処理回路15へのタイミング信号に伴う雑音やタイミング信号による色処理回路15の動作に伴う雑音がCCD11から読出した画像信号に混入する。
【0017】
したがって、該色処理回路15での処理に伴なう雑音がCCD11からの信号の読出し時に横2画素の周期で混入し、これにより特に受光部RO内の信号レベルが低い暗部での色再現性に悪影響を与えることとなる。
【0018】
また、1画素毎のタイミング信号を1/4分周したタイミング信号等もタイミング発生回路16から出力されるものであるが、上記1/2分周したタイミング信号がCCD11からの信号の読出しに与える雑音の影響が最も大きい。
【0019】
加えて、1画素毎のタイミング信号そのものもCCD11からの信号に雑音を混入するものであるが、この場合、すべての画素に均一に雑音が混入するため、画像全体でさほど目立つものとはならない。
【0020】
上記のような1画素毎のタイミング信号を1/2分周したタイミング信号が、CCD11からの信号の読出しに与える雑音の影響を排除する方法の一つとして、図9に示すようなものが考えられている。
【0021】
図9(1)は上記図8で示したベイヤー配列のカラーフィルタを有するCCD11の奇数ラインから画素単位で読出される信号のタイミングを例示するものであり、図9(2)はその画素単位の読出しに同期した転送クロックの基本周波数信号を示す。
【0022】
この図9(2)で示した基本周波数信号を基に、これを1/2に分周した図9(3)に示すような信号を作成し、この信号を用いてCCD11から信号を読出す際のオフセット量を2画素周期で変更設定するようにしたものが考えられている。
【0023】
しかしながら、このように所定の周期を想定して雑音に対処する方法では、それ以外の周期、タイミングで発生する雑音に対応することができない。CCDを用いるデジタルカメラでは、通常の画像信号処理など、CCDの駆動以外にもデジタル回路を多用しており、その動作状態は時々刻々と変化するので、雑音の発生状態もそれに対応して変化する。
【0024】
したがって、上述した如く所定の周期を想定して雑音を打消すものとしても、すべての雑音に対応することは困難であり、結果として撮像により得られる画像データの画質の劣化を免れることはできないという不具合があった。
【0025】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、固体撮像素子からの画像信号の読出しに際して該信号に重畳されてしまう雑音成分を確実に除去し、画質の劣化を防止することが可能な撮像装置及び撮像信号の雑音除去方法を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点に係る撮像装置は、固体撮像素子と、この固体撮像素子で得た画像信号に含まれる雑音を除去するための雑音打消し信号を発生する発生手段と、この発生手段により発生された雑音打消し信号を上記固体撮像素子で得た画像信号に重畳する重畳手段と、周辺回路の動作状態を判別する状態判別手段と、この状態判別手段により判別される周辺回路の動作状態に応じて上記重畳手段による画像信号への雑音打消し信号の重畳を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、上記周辺回路の動作状態に応じて上記発生手段により発生される雑音打消し信号のパターンを異なるパターンに切換制御する。
【0028】
本発明の第二の観点に係る撮像装置は、固体撮像素子で得た画像信号に含まれる雑音を除去するための雑音打消し信号を発生する発生工程と、この発生工程で発生された雑音打消し信号を上記固体撮像素子で得た画像信号に重畳する重畳工程と、周辺回路の動作状態を判別する状態判別工程と、この状態判別工程で判別される周辺回路の動作状態に応じて上記重畳工程での画像信号への雑音打消し信号の重畳を制御する制御工程とを有し、上記制御工程は、上記周辺回路の動作状態に応じて上記発生工程において発生される雑音打消し信号のパターンを異なるパターンに切換制御する。
【0044】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下本発明をデジタルスチルカメラに適用した場合を第1の実施の形態として図面を参照して説明する。
【0045】
図1は、同実施の形態に係るデジタルスチルカメラの撮像系の回路構成を示すものである。同図中、光学レンズ系21によりCCD22に被写体の光像が結像され、その結果アナログ値の画像信号が得られる。
【0046】
このCCD22は、例えば原色系ベイヤー配列のカラーフィルタを形成してなるもので、このCCD22で得られた画像信号は、CDS/ADC回路23にてサンプルホールドされた後にA/D変換されてデジタル化される。
【0047】
こうして得られたデジタル値の画像信号を構成する各画素値に関し、OBクランプ回路24でOBクランプを実行する。この際、後述する雑音パターンROM25から送られてくる雑音打消しのためのパターン信号を重畳することでOBクランプを適宜変化させるもので、クランプ後の画像信号を色信号処理回路26へ出力する。
【0048】
この色信号処理回路26は、ベイヤー配列の画素値からなる画像信号に対して各種補正処理及び補間処理を行なった後に輝度色差系の画像信号に変換し、さらにデータ圧縮してから、図示しない次段の記録系及び表示系の回路へ出力する。
【0049】
併せて、この色信号処理回路26の動作状態は雑音パターンROM25に出力される。この雑音パターンROM25は、雑音打消しのためのパターン信号を予め複数固定記憶しており、色信号処理回路26から入力される動作状態に対応して最適なパターン信号を選択して読出し、上記OBクランプ回路24に送出する。
【0050】
しかして、上記CCD22、CDS/ADC回路23、OBクランプ回路24、色信号処理回路26、及び雑音パターンROM25のすべてに対してタイミング発生回路(TG)27から各種タイミング信号が供給され、動作タイミングの制御が統括して実行される。
【0051】
図2は主として上記色信号処理回路26内の詳細な回路構成を示すものである。同図で、上記OBクランプ回路24から送られてきたベイヤー配列の画素値からなる画像信号は、順次バッファメモリ31に記憶保持された後に補正処理部32へ読出される。
【0052】
この補正処理部32は、ガンマ補正及びホワイトバランス補正を行なうことで各色成分の調整を行なうもので、補正処理後の画像信号はバッファメモリ33に記憶保持された後に補間/YUV変換部34に送られる。
【0053】
この補間/YUV変換部34は、ベイヤー配列の画素値からなる画像信号に対し、まずR,Bの各色成分を補間してG成分とデータ量を等しくし、その後に所定のマトリックス演算により輝度色差系の画像信号(YUVデータ)に変換するもので、得た画像信号はJPEG処理部35へ送出される。
【0054】
このJPEG処理部35は、送られてきた画像信号に対してADCT(Adaptive Discrete Cosine Transform:適応離散コサイン変換)、ハフマン符号化等の処理によりデータ量を圧縮するもので、得られたデータ圧縮された画像信号が、この色信号処理回路26の出力として次段の記録系及び表示系の回路へ送出される。
【0055】
しかして、上記バッファメモリ31、補正処理部32、バッファメモリ33、補間/YUV変換部34、及びJPEG処理部35の動作をすべて制御部36が統括制御するもので、この制御部36は上記タイミング発生回路27からのタイミング信号に基づいて動作し、また上記各回路での動作状態に応じた信号を上記雑音パターンROM25へも出力している。
【0056】
次いで上記実施の形態の動作について説明する。
【0057】
図3は、撮像モード時に上記色信号処理回路26の制御部36が実行する処理内容を示すものであり、その当初には上記タイミング発生回路27からのタイミング信号が入力されるのを待機し(ステップS01)、入力されたと判断した時点で、次にその時点で上記補間/YUV変換部34による補間処理の動作中であるか否かを判断する(ステップS02)。
【0058】
これは、補間/YUV変換部34がバッファメモリ33に記憶されている所定複数ライン分の画像信号を用いて補間処理を実行する間は、上述した2画素周期の雑音が発生する一方、バッファメモリ33に次の補間処理に備えて新たに所定複数ライン分の画像信号を蓄積している間は、補間/YUV変換部34は該補間処理を停止するため、雑音が発生しない。
【0059】
したがって、制御部36は、補間/YUV変換部34が補間処理の動作中であるか否かを判断することにより、上記雑音パターンROM25で必要な雑音打消しのためのパターン信号を適宜選択して読出させ、OBクランプ回路24へ出力させる。
【0060】
しかして、ステップS02で補間/YUV変換部34による補間処理の動作中であると判断した場合には、制御部36は雑音パターンROM25に対して2画素周期の雑音を打消すためのパターン信号を読出してOBクランプ回路24へ出力させる信号を出力した上で(ステップS03)、再び次のタイミング信号がタイミング発生回路27から送られてくるのを待機する。
【0061】
また、補間/YUV変換部34は補間処理の動作中ではなく、バッファメモリ33に所定複数ライン分の画像信号を蓄積しているので補間/YUV変換部34が補間処理を一次的に停止していると判断した場合には、制御部36は雑音パターンROM25に対して雑音打消しのためのパターン信号の読出しを停止する信号を出力した上で(ステップS04)、再び次のタイミング信号がタイミング発生回路27から送られてくるのを待機する。
【0062】
したがってOBクランプ回路24では、雑音パターンROM25からパターン信号が読出されてくる場合にはそのパターン信号の内容にしたがって適宜OBクランプのレベルをその都度可変することにより、結果として雑音の影響を極力排除することができるようになる。
【0063】
このように、CCD22からの画像信号の読出しに際して、特にその画像信号への雑音の影響が大きいと思われる色信号処理回路26の補間/YUV変換部34の補間動作の状態に対応して雑音パターンROM25で発生させるパターン信号を切換えて雑音除去を行なうようにしたため、より確実に雑音の影響を排除し、画質の劣化を防止することができる。
【0064】
加えて、雑音を除去するための動作の必要があるタイミングでのみ該動作を実行するようにしたため、雑音の影響がない画像信号に対して雑音打消しのためのパターン信号を加えてしまい逆に雑音を重畳させてしまうといったことを防止することができるととともに、無駄な回路動作を避けることで画像信号に対する処理工程を減じ、速やかに後段の表示系または記録系の回路へ送出することができる。
【0065】
また特に、補間/YUV変換部34での補間動作の実行に関しては制御部36がこれを常時監視して正確なタイミングで雑音打消しのための信号パターンの切換えを行なわせるので、より確実に雑音の影響を排除できる。
【0066】
(第2の実施の形態)
以下本発明をデジタルスチルカメラに適用した場合を第2の実施の形態として図面を参照して説明する。
【0067】
図4は、同実施の形態に係るデジタルスチルカメラの撮像系の回路構成を示すものである。同図中、光学レンズ系41によりCCD42に被写体の光像が結像され、その結果アナログ値の画像信号が得られる。
【0068】
このCCD42は、例えば原色系ベイヤー配列のカラーフィルタを形成してなり、タイミング発生回路(TG)47からのタイミング信号に同期して駆動されるもので、このCCD42で得られた画像信号は、CDS/ADC回路43にてやはりタイミング発生回路47からのサンプリングクロックに同期してサンプルホールドされ、A/D変換によりデジタル化される。
【0069】
こうして得られたデジタル値の画像信号を構成する各画素値は順次加算器44及びOBデータ累積回路45に送出される。
【0070】
このOBデータ累積回路45は、タイミング発生回路47からの光学的暗部OBの画素タイミング信号により、画像信号中の光学的暗部OB全体の画素値を累積記憶してその平均値を算出し、加算器46へ送出する。
【0071】
タイミング発生回路47は、上記したCCD42、CDS/ADC回路43、及びOBデータ累積回路45だけではなく、雑音位置ROM48にもタイミング信号として動作クロックとその時点でCDS/ADC回路43から出力されている画像信号の画素位置(行桁位置)とを与える。
【0072】
雑音位置ROM48は、タイミング発生回路47からの入力により、予め記憶されているテーブルパターンに基づいて該当する画像中での画素領域を表す情報を雑音パターンRAM49へ出力する。
【0073】
この雑音パターンRAM49は、タイミング発生回路47から送られてくる、その画素がカラーフィルタ中のどの色画素(R,Gr,B,Gb(ここでGr,GbはそれぞれR,Bの横に位置しているGを示す))に相当するのかを示すタイミング信号に基づき、雑音位置ROM48からの画素領域の情報に対応した光学的暗部OBの色画素毎の補正値を雑音打消しのためのパターン信号として加算器46に送出する。
【0074】
しかして、加算器46において、雑音パターンRAM49からの画素領域の情報に対応した光学的暗部OBの色画素毎の補正値とOBデータ累積回路45からの光学的暗部OB全体の画素値の平均値とを加算することで、その和としてゼロ(黒)レベル信号を得るもので、得たゼロレベル信号を上記加算器44へ送出する。
【0075】
加算器44は、このゼロレベルの信号と上記CDS/ADC回路43からの画素値とを加算してその和を色信号処理回路50へ出力する。
【0076】
色信号処理回路50は、上記図2における色信号処理回路26と同様の回路構成を有するもので、タイミング発生回路47からのタイミング信号に基づき、加算器44の出力であるベイヤー配列の画素値からなる画像信号に対して適宜バッファメモリに記憶しながら、各種補正処理及び補間処理を行なった後に輝度色差系の画像信号に変換し、さらにデータ圧縮してから、図示しない次段の記録系及び表示系の回路へ出力する。
【0077】
次に上記実施の形態の動作について説明する。
【0078】
図5は、CCD42で撮像される画像中の画素領域区分を例示するものであり、画像上端部からのライン数により、画像をそれぞれ矩形状の領域(1)〜(3)に区分しておくものとする。
【0079】
すなわち、CCD42で得られた画像信号がCDS/ADC回路43でデジタル化され、加算器44、OBデータ累積回路45、加算器46を介して色信号処理回路50に転送されていく過程で、色信号処理回路50での色信号処理に応じた周期の雑音の影響を受けるものとした場合、画像中の領域の部位と色信号処理回路50での実際の色信号処理の内容とが連動しているものとすれば、画像中の領域の部位毎に雑音打消しのパターン信号を切換えることで、色信号処理回路50から与えられる雑音の影響を完全に排除できることとなる。
【0080】
したがって、上記画像中の領域(1)〜(3)に対応したコード信号を雑音位置ROM48から画素領域を表す情報として雑音パターンRAM49に読出すものとし、これを受けた雑音パターンRAM49がその時点でのカラーフィルタの色画素(R,Gr,B,Gb)毎の雑音パターンに対応した補正値を加算器46に送出して光学的暗部OBのゼロレベル補正を行なわせることとすれば、その時点で色信号処理回路50が実行している色信号処理の内容に即した、より適切な雑音打消しのためのパターン信号を含むゼロレベルデータを用いて加算器44でCDS/ADC回路43から転送されてきた画素値に重畳することができる。
【0081】
このように、色信号処理回路50から与えられる雑音のパターンをその画素が属する画像中の区分領域により予見することができるため、より適切なパターン信号に切換えて画像信号から雑音の影響を確実に除去し、画質の劣化を防止することができる。
【0082】
しかして、上記第1及び第2の実施の形態のいずれにおいても、画像信号のゼロレベルの基準となる光学的暗部OBの信号レベルを変化させることにより画像信号中に含まれる雑音を打消すようにしたため、画像信号に対するパターン信号の重畳処理を容易なものとすることができる。
【0083】
なお、上記第1及び第2の実施の形態では、いずれも固体撮像素子としてCCDを用いるものとしたが、これに限らず、CMOSエリアセンサ等、他の固体撮像素子を用いるものとしてもよい。
【0084】
また、上記第1及び第2の実施の形態は、共にデジタルスチルカメラに適用した場合について示したものであるが、本発明はそれらに限るものではなく、固体撮像素子を用いて撮像を行なうような撮像装置であれば、デジタルビデオカメラ、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等に組込まれたCCDカメラ等であってもよい。
【0085】
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【0086】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0087】
【発明の効果】
本発明によれば、周辺回路の動作状態による雑音の影響を確実に除去し、画質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るデジタルスチルカメラの撮像系の回路構成を示すブロック図。
【図2】図1の主として色信号処理回路の詳細な回路構成を示すブロック図。
【図3】同実施の形態に係る撮像モード時の雑音除去の処理内容を示すフローチャート。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るデジタルスチルカメラの撮像系の回路構成を示すブロック図。
【図5】同実施の形態に係る画像中の画素位置の区分領域を例示する図。
【図6】撮像素子としてのCCDの画素構成を例示する図。
【図7】一般的なデジタルカメラの撮像系の回路構成を示すブロック図。
【図8】原色系ベイヤー配列のカラーフィルタの構成を示す図。
【図9】CCD画素の呼出し周期に対応した雑音の発生状態を示す図。
【符号の説明】
11…CCD
12…サンプルホールド回路(S/H)
13…A/D変換器
14…OBクランプ部
15…色処理回路
16…タイミング発生回路(TG)
21…光学レンズ系
22…CCD
23…CDS/ADC回路
24…OBクランプ回路
25…雑音パターンROM
26…色信号処理回路
27…タイミング発生回路(TG)
31…バッファメモリ
32…補正処理部
33…バッファメモリ
34…補間/YUV変換部
35…JPEG処理部
36…制御部
41…光学レンズ系
42…CCD
43…CDS/ADC回路
44…加算器
45…OBデータ累積回路
46…加算器
47…タイミング発生回路(TG)
48…雑音位置ROM
49…雑音パターンRAM
50…色信号処理回路
C…画素
D…破線範囲
RO…受光部
OB…光学的暗部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus suitable for, for example, a digital still camera and a noise removal method for an imaging signal.
[0002]
[Prior art]
Recently, with the spread of personal computers, digital still cameras have also been widely used.
[0003]
FIG. 6 exemplifies a pixel configuration of a CCD (Charge Coupled Device) as an image sensor that is often used in this type of digital still camera.
[0004]
In the drawing, each square-shaped rectangle indicates a pixel C formed of one light receiving element, and each of the pixels C, C,... Is arranged in a matrix to form an imaging surface of the CCD.
[0005]
However, by an optical lens system (not shown) combined with the CCD, each pixel C inside the range indicated by the frame line FL in the figure becomes a light receiving portion RO effective for imaging, while the range indicated by the frame line FL Each pixel C on the outside becomes an optical dark portion OB that is shielded from light.
[0006]
Normally, the output from the pixel C of the optical dark portion OB is used as a zero level corresponding to pure black in the output signal of the pixel C of the light receiving portion RO where no light strikes.
[0007]
Specifically, this is a so-called OB clamp technique in which the average value of the signal levels of the all-optical dark portion OB is subtracted from the output data of each pixel C of the light receiving portion RO. Therefore, an accurate output of image data can be obtained even with a CCD having individual differences in the level of the output signal.
[0008]
FIG. 7 shows a circuit configuration of an imaging system of such a digital camera. In the figure, analog value image signals constituting the entire range including the light receiving portion RO and the optical dark portion OB obtained by imaging with the
[0009]
Based on the data of each pixel of the digital value thus obtained, the
[0010]
In the
[0011]
Then, the luminance / color-difference image data is compressed in accordance with a predetermined method, for example, JPEG (Joint Photographic Coding Experts Group), and is output to a recording system and a display circuit in the next stage (not shown).
[0012]
Accordingly, various timing signals are supplied from the timing generation circuit (TG) 16 to all of the
[0013]
That is, the driving and reading of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The above point will be described in more detail.
[0015]
FIG. 8 shows a primary color filter array generally called a Bayer array generally employed in the
[0016]
That is, the
[0017]
Therefore, noise accompanying the processing in the
[0018]
A timing signal obtained by dividing the timing signal for each pixel by 1/4 is also output from the
[0019]
In addition, the timing signal for each pixel itself is a noise mixed in the signal from the
[0020]
As one of methods for eliminating the influence of noise on the readout of the signal from the
[0021]
FIG. 9 (1) illustrates the timing of signals read in pixel units from the odd lines of the
[0022]
Based on the fundamental frequency signal shown in FIG. 9 (2), a signal as shown in FIG. 9 (3) is generated by dividing the signal by 1/2, and a signal is read from the
[0023]
However, such a method for dealing with noise assuming a predetermined period cannot cope with noise generated at other periods and timings. A digital camera using a CCD uses a lot of digital circuits in addition to driving the CCD, such as normal image signal processing, and its operation state changes from moment to moment, so that the noise generation state also changes accordingly. .
[0024]
Therefore, even if the noise is canceled assuming a predetermined period as described above, it is difficult to deal with all the noise, and as a result, deterioration of the image quality of the image data obtained by imaging cannot be avoided. There was a bug.
[0025]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reliably remove noise components superimposed on the signal when reading the image signal from the solid-state imaging device, and to improve the image quality. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of preventing deterioration and a noise removal method for an imaging signal.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes a solid-state imaging device, a generating unit that generates a noise cancellation signal for removing noise included in an image signal obtained by the solid-state imaging device, and the generating unit Superimposing means for superimposing the noise canceling signal generated by the above on the image signal obtained by the solid-state imaging device, state determining means for determining the operating state of the peripheral circuit, and operation of the peripheral circuit determined by this state determining means Control means for controlling the superimposition of the noise cancellation signal on the image signal by the superimposing means according to the state, the control means is a noise generated by the generating means according to the operating state of the peripheral circuit The canceling signal pattern is switched to a different pattern.
[0028]
Imaging device according to a second aspect of the present invention includes a generation step of generating a noise cancellation signal for removing noise included in image signals obtained by the solid-state image pickup element, noise canceling is generated in this generation step A superimposition step for superimposing the signal on the image signal obtained by the solid-state imaging device, a state determination step for determining the operation state of the peripheral circuit, and the superposition according to the operation state of the peripheral circuit determined in the state determination step. A control step for controlling the superimposition of the noise cancellation signal on the image signal in the step, and the control step includes a pattern of the noise cancellation signal generated in the generation step according to the operating state of the peripheral circuit. Are switched to different patterns.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a digital still camera will be described as a first embodiment with reference to the drawings.
[0045]
FIG. 1 shows a circuit configuration of an imaging system of the digital still camera according to the embodiment. In the figure, an optical image of a subject is formed on the
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
The color
[0049]
In addition, the operating state of the color
[0050]
Accordingly, various timing signals are supplied from the timing generation circuit (TG) 27 to all of the
[0051]
FIG. 2 mainly shows a detailed circuit configuration in the color
[0052]
The
[0053]
This interpolation /
[0054]
The
[0055]
Thus, the
[0056]
Next, the operation of the above embodiment will be described.
[0057]
FIG. 3 shows the processing contents executed by the
[0058]
This is because, while the interpolation /
[0059]
Therefore, the
[0060]
If it is determined in step S02 that the interpolation process by the interpolation /
[0061]
Further, the interpolation /
[0062]
Therefore, in the
[0063]
As described above, when the image signal is read from the
[0064]
In addition, since the operation is executed only at the timing when the operation for removing the noise is necessary, the pattern signal for noise cancellation is added to the image signal not affected by the noise. In addition to preventing noise from being superimposed, it is possible to reduce processing steps for image signals by avoiding useless circuit operations, and to promptly send them to a subsequent display system or recording system circuit. .
[0065]
In particular, regarding the execution of the interpolation operation in the interpolation /
[0066]
(Second Embodiment)
A case where the present invention is applied to a digital still camera will be described below as a second embodiment with reference to the drawings.
[0067]
FIG. 4 shows a circuit configuration of an imaging system of the digital still camera according to the embodiment. In the figure, an optical image of a subject is formed on a
[0068]
The
[0069]
The pixel values constituting the digital image signal thus obtained are sequentially sent to the
[0070]
The OB
[0071]
The
[0072]
In response to an input from the
[0073]
This
[0074]
Thus, in the
[0075]
The
[0076]
The color
[0077]
Next, the operation of the above embodiment will be described.
[0078]
FIG. 5 illustrates pixel area division in an image captured by the
[0079]
That is, in the process in which the image signal obtained by the
[0080]
Therefore, the code signal corresponding to the regions (1) to (3) in the image is read from the
[0081]
As described above, since the noise pattern given from the color
[0082]
Therefore, in both the first and second embodiments, the noise included in the image signal is canceled by changing the signal level of the optical dark portion OB that is the reference of the zero level of the image signal. Therefore, it is possible to facilitate the pattern signal superimposing process on the image signal.
[0083]
In the first and second embodiments, the CCD is used as the solid-state image sensor. However, the present invention is not limited to this, and another solid-state image sensor such as a CMOS area sensor may be used.
[0084]
In addition, the first and second embodiments are both shown when applied to a digital still camera. However, the present invention is not limited thereto, and imaging is performed using a solid-state imaging device. As long as it is a simple imaging device, it may be a digital video camera, a CCD camera incorporated in a mobile phone, a personal computer, or the like.
[0085]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0086]
Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and described in the column of the effect of the invention. In a case where at least one of the obtained effects can be obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reliably remove the influence of noise due to the operating state of the peripheral circuit and prevent the deterioration of the image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an imaging system of a digital still camera according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a detailed circuit configuration mainly of a color signal processing circuit of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing processing details of noise removal in the imaging mode according to the embodiment;
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of an imaging system of a digital still camera according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a segmented region of pixel positions in the image according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram illustrating a pixel configuration of a CCD as an image sensor.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an imaging system of a general digital camera.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a color filter having a primary color Bayer arrangement.
FIG. 9 is a diagram illustrating a noise generation state corresponding to a calling cycle of CCD pixels.
[Explanation of symbols]
11 ... CCD
12 ... Sample hold circuit (S / H)
13 ... A /
21 ...
23 ... CDS /
26 ... Color
31 ...
43 ... CDS /
48 ... Noise position ROM
49 ... Noise pattern RAM
50 ... color signal processing circuit C ... pixel D ... broken line range RO ... light receiving part OB ... optical dark part
Claims (5)
この固体撮像素子で得た画像信号に含まれる雑音を除去するための雑音打消し信号を発生する発生手段と、
この発生手段により発生された雑音打消し信号を上記固体撮像素子で得た画像信号に重畳する重畳手段と、
周辺回路の動作状態を判別する状態判別手段と、
この状態判別手段により判別される周辺回路の動作状態に応じて上記重畳手段による画像信号への雑音打消し信号の重畳を制御する制御手段とを具備し、
上記制御手段は、上記周辺回路の動作状態に応じて上記発生手段により発生される雑音打消し信号のパターンを異なるパターンに切換制御する
ことを特徴とする撮像装置。A solid-state image sensor;
Generating means for generating a noise cancellation signal for removing noise included in the image signal obtained by the solid-state imaging device;
Superimposing means for superimposing the noise cancellation signal generated by the generating means on the image signal obtained by the solid-state imaging device;
State discriminating means for discriminating the operating state of the peripheral circuit;
Control means for controlling the superimposition of the noise canceling signal on the image signal by the superimposing means according to the operation state of the peripheral circuit determined by the state determining means,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control means switches the pattern of the noise cancellation signal generated by the generation means to a different pattern according to the operating state of the peripheral circuit.
上記発生手段は、この記憶手段から雑音打消し信号を読出すことにより雑音打消し信号を発生し、
上記制御手段は、上記周辺回路の動作状態に応じて上記記憶手段から読出す雑音打消し信号のパターンを異なるパターンに切換制御することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。Further comprising storage means for storing a plurality of noise cancellation signals of different patterns,
The generating means generates a noise canceling signal by reading the noise canceling signal from the storage means,
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control means switches the pattern of the noise cancellation signal read from the storage means to a different pattern in accordance with the operating state of the peripheral circuit.
上記状態判別手段は、この検出手段により検出される画像信号の部位により周辺回路の動作状態を判別し、
上記制御手段は、この検出手段の検出結果に応じて上記重畳手段による画像信号への雑音打消し信号の重畳を制御する
ことを特徴とする請求項1または2記載の撮像装置。Further comprising detection means for detecting a portion of an image signal obtained by the solid-state imaging device,
The state discriminating unit discriminates the operation state of the peripheral circuit from the part of the image signal detected by the detecting unit,
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls superimposition of a noise canceling signal on the image signal by the superimposing unit according to a detection result of the detecting unit.
この発生工程で発生された雑音打消し信号を上記固体撮像素子で得た画像信号に重畳する重畳工程と、
周辺回路の動作状態を判別する状態判別工程と、
この状態判別工程で判別される周辺回路の動作状態に応じて上記重畳工程での画像信号への雑音打消し信号の重畳を制御する制御工程とを有し、
上記制御工程は、上記周辺回路の動作状態に応じて上記発生工程において発生される雑音打消し信号のパターンを異なるパターンに切換制御する
ことを特徴とする撮像信号の雑音除去方法。A generation step of generating a noise cancellation signal for removing noise included in the image signal obtained by the solid-state imaging device;
A superimposition step of superimposing the noise cancellation signal generated in this generation step on the image signal obtained by the solid-state imaging device;
A state determination step of determining the operation state of the peripheral circuit;
A control step of controlling the superimposition of the noise cancellation signal on the image signal in the superimposition step according to the operation state of the peripheral circuit determined in the state determination step,
The method for removing noise of an imaging signal, wherein the control step switches and controls the pattern of the noise cancellation signal generated in the generation step according to an operating state of the peripheral circuit to a different pattern.
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