テレビジョンカメラ
【課題】撮像状態によることなく横引きノイズを低減する。
【解決手段】入力光を信号電圧に変換して出力するコモンイメージフォーマットＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部と代表知検出部と補正部を備えたテレビジョンカメラにおいて、
垂直同期周波数５０Ｈｚの水平期間が長いモードで水平ブランキング期間内に無信号期間を作り、雑音低減部は当該水平無信号期間をクランプし、代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目の代表値を検出し、補正部は有効画素信号から前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【解決手段】入力光を信号電圧に変換して出力するコモンイメージフォーマットＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部と代表知検出部と補正部を備えたテレビジョンカメラにおいて、
垂直同期周波数５０Ｈｚの水平期間が長いモードで水平ブランキング期間内に無信号期間を作り、雑音低減部は当該水平無信号期間をクランプし、代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目の代表値を検出し、補正部は有効画素信号から前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョンカメラに関し、特にテレビジョンカメラの映像信号に発生する横引きノイズの低減方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
はじめにテレビジョンカメラの信号処理について、図１を用いて説明する。図１は、従来のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。１１はテレビジョンカメラ、１２はレンズ部である。テレビジョンカメラにおいて、１０１はＣＣＤ部、１０２はＣＤＳ（ Correlated Double Sampling 、相関２重サンプリング）等の雑音低減部、１０３はＶＧＡ（ Variable Gain Amplifier ）部、１０４はＡ／Ｄ（ Analog to Digital ）変換部、１０５は映像信号処理部、１０６は映像信号出力部、１０７はＣＰＵ（ Centrl Processing Unit ）部、１０８はＣＣＤ部１０１を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生（ＴＧ： Timing Generator ）部である。また、１１２は、ＣＤＳ等の雑音低減部１０２、ＶＧＡ部１０３、及びＡ／Ｄ変換部１０４で構成されるＦＥＰ（ Front End Processor ）部である。ＣＤＳ等の雑音低減部１０２、ＶＧＡ部１０３、及びＡ／Ｄ変換部１０４は個別に構成される場合もある。なお、ＶＧＡ部１０３は、ＡＧＣ（ Auto Gain Contorol ）部であっても良く、ＶＧＡ部１０３を省略し映像信号処理部１０５でデジタルゲインコントロールしても良い。
【０００３】
図１において、被写体像は、レンズ部１２を通り、テレビジョンカメラ１１のＣＣＤ部１０１に入射する。ＣＣＤ部１０１は、入射光を電圧信号に変換して、ＣＤＳ等の雑音低減部１０２に出力する。ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２は、入力された電圧信号から雑音を除去し、ＶＧＡ部１０３に出力する。ＶＧＡ部１０３は、入力された信号のレベルを調整して、Ａ／Ｄ変換部１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４は、入力された電圧信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して映像信号処理部１０５に出力する。映像信号処理部１０５は、入力された信号に対して、色分離、レベル補正、輪郭強調、等の様々な処理を施した後、映像信号出力部１０６を介してテレビジョンカメラ１１の映像信号として出力する。
ＣＰＵ部１０７は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ１１内の各部の回路を制御している。
【０００４】
ノイズの影響により、ライン毎に黒レベルが変化する。これによって映像に横線が発生する。この現象を横引きノイズという。横引きノイズは、撮像素子１０１で発生するノイズで、従来から、ＣＤＳ部１０２で補正を行っていた。なお、横引きノイズとは、周波数が数ｋＨｚ程度の低周波ノイズにより、表示画面上において横引き状のノイズが見える現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、撮像素子１０１で発生する低周波ノイズを、ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２等により低減している。しかし、ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２以降で発生する横引きノイズについては低減していなかった。
特許文献１には、被写体に動きがある場合には雑音抑制をオフにし、被写体に動きがない場合に雑音抑制をオンにする技術が記載されている。しかし、上記の問題は解決していない。
本発明は、上記の問題に鑑み、横引きノイズを、補正するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
【０００８】
また、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電圧の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部を備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
さらに、本発明のテレビジョンカメラは、上記テレビジョンカメラにおいて、代表知検出部と補正部を有し、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を検出し、前記補正部は有効画素信号から、前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像状態によることなくＣＤＳ等の雑音低減部部１０２によって横引きノイズ補正が実現できる。また代表知検出部と補正部を有する本発明によれば、暗電流と垂直スメアを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
【図７】本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
【図８】本発明の一実施例と従来技術でのＶ−ＯＢでのスミア値の検出を示す画面の模式図である。
【図９】本発明の一実施例を説明するための画面の模式図である。
【図１０】本発明の一実施例の垂直スミア信号の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例の水平代表値の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するＣＤＳ等の雑音低減部とＶＧＡ部とＡ／Ｄ変換部とからなるフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
【００１２】
また好ましくは、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部を備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、放送用のＩＴ（ Interline Transfer ）−ＣＣＤ若しくはＦＩＴ（ Frame Interline Transfer ）−ＣＣＤといった、暗電流が非常に少なく、垂直スメアも非常に少ないＣＣＤを用い、コモンイメージフォーマットのＣＣＤを垂直同期周波数５０Ｈｚで使用し、当該ＣＣＤ出力の水平無信号期間（画素数１０８０×１９２０では、４４０クロック（４４０ＣＬＫ）のあるテレビジョンカメラにおいて、前記ＣＣＤ出力の水平無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプするものである。
【００１３】
さらに好ましくは、本発明のテレビジョンカメラは、上記テレビジョンカメラにおいて、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記映像処理部は有効画素信号から、前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を減算するテレビジョンカメラである。
具体的には、制作用若しくは産業用のＩＴ−ＣＣＤといった、暗電流が予め定めた所定の値による補正で済む程度に少ないか、または、垂直スメアが予め定めた所定の値による補正で済む程度に少ないＣＣＤを用い、コモンイメージフォーマットのＣＣＤを垂直同期周波数５０Ｈｚで使用し、当該ＣＣＤ出力の水平無信号期間があるテレビジョンカメラにおいて、前記ＣＣＤ出力の水平無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプし、Ｖ−ＯＢ（垂直オプティカルブラック）期間の画素信号の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値（シロキズが除かれた暗電流と垂直スメアの合計値）、または、Ｈ−ＯＢ（水平オプティカルブラック）期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値（シロキズが除かれた暗電流）の、少なくとも一方を有効画素信号から減算するテレビジョンカメラである。
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図１を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。
【００１５】
コモンイメージフォーマットの放送用ＩＴ−ＣＣＤ若しくはＦＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは暗電流も少なく垂直スメアも少ないので、図２〜図５のスメア補正部やＯＢ代表値検出部は不要である。
このようなＣＣＤ（撮像素子）を用いたテレビジョンカメラでは、垂直同期周波数５０Ｈｚ等で使用した場合にＣＣＤ出力に水平無信号期間があるテレビジョンカメラにおいて、ＣＣＤ出力の水平無信号期間をクランプすることによって横引ノイズを補正することができる。
【００１６】
以下図５〜図７によって、本発明の一実施例を説明する。
図５は、本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。従来例の図１のテレビジョンカメラ１１の構成に対して、図５のテレビジョンカメラ５１は、ＶＧＡ部１０３の替りにＡＧＣ部５０４、ＦＥＰ部１１２の替りにＦＥＰ部５１２、ＣＰＵ部１０７の替りにＣＰＵ部５０７、ＴＧ部１０８の替りにＴＧ部５０８を用いている。
【００１７】
図５において、被写体像は、レンズ部１２を通り、テレビジョンカメラ５１の撮像素子１０１に入射する。撮像素子１０１は、入射された被写体像を電圧信号に変換して、ＣＤＳ部１０２に出力する。ＣＤＳ部１０２は、入力された電圧信号から雑音を除去し、ＡＧＣ部５０３に出力する。ＡＧＣ部５０３は、入力された信号のレベルを調整して、Ａ／Ｄ変換部１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４は、入力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して映像信号処理部１０５に出力する。映像信号処理部１０５は、入力された信号に対して、色分離、レベル補正、輪郭強調、等の様々な処理を施した後、映像信号出力部１０６を介してテレビジョンカメラ５１の映像信号として出力する。
ＣＰＵ部５０７は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ５１内の各部の回路を制御している。また、ＴＧ部５０８は、ＣＣＤ部１０１を駆動するタイミング信号を生成する。
【００１８】
図６は、ＴＧ部５０８が生成する本発明の一実施例のコモンイメージフォーマットの１０８０×１９２０画素のＣＣＤ部１０１について、水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。横軸が時間で、図６（ａ）、（ｂ）共、上から、水平同期信号、入力信号、ＣＤＳクランプ信号である。
図６（ａ）は、本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図であり、ＣＣＤ部１０１を垂直同期周波数６０Ｈｚで用いる。このように垂直同期周波数６０Ｈｚの場合には、Ｈブランキング期間の無信号期間が無い。しかし、図６（ｂ）に示すように、垂直同期周波数５０Ｈｚで用いると、Ｈブランキング期間の無信号期間が４４０ＣＬＫ（クロック）ある。
【００１９】
そこで、図６（ｂ）の垂直同期周波数５０Ｈｚでは、ＦＥＰ部５０８のＣＤＳクランプ信号は、Ｈブランキング期間の無信号期間及びＨ―ＯＢ期間の４００ＣＬＫをクランプする。クランプするＣＬＫ数はＣＬＫ数が多いほど効果があるが、効果を得るには２００ＣＬＫ以上あることが望ましい。よって４００ＣＬＫは十分に多いため、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
【００２０】
図５、図６（ｂ）の実施例では、ＣＤＳクランプ信号で、２２１２ＣＬＫから２６１２ＣＬＫの４００ＣＬＫをクランプする。クランプ期間には、Ｈ―ＯＢ期間４６ＣＬＫ（２２１２ＣＬＫから２２５８ＣＬＫ）が含まれている。
このＨ―ＯＢ期間にも無信号期間と同様に横引き成分はあるため、図５、図６（ａ）の実施例のように、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
また、クランプ期間にＨ―ＯＢ期間は含まれていても、含まれていなくても構わない。
【００２１】
クランプ期間にＨ―ＯＢ期間を含まない実施例を図７に示す。図７は、ＴＧ部５０８が生成する本発明の一実施例のコモンイメージフォーマットの１０８０×１９２０画素のＣＣＤ部１０１について、水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
２２６０ＣＬＫから２６３０ＣＬＫの無信号期間３７０ＣＬＫをクランプする。３７０ＣＬＫは十分に多いため、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
【００２２】
また、暗電流が典型値補正で済む程度に少ないまたは垂直スメアが典型値補正で済む程度に少ない制作用または産業用ＩＴ−ＣＣＤを用いる場合は、ＣＣＤ出力の水平無信号期間をＦＥＰ部５０８のＣＤＳでクランプするだけではなく、本発明の１実施例のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図の図１の補正部５や、ＯＢ代表値検出部６を用い、4ラインのV-OB各垂直画素信号の最小値（シロキズが除かれた暗電流と垂直スメアの合計値）を有効画素信号から減算する。スメア補正部５やＯＢ代表値検出部６は映像信号処理部１０５に含まれても良い。
【００２３】
以下、制作用または産業用ＩＴ−ＣＣＤが用いられるテレビジョンカメラの一実施例を、図２〜図４によって説明する。図２〜図４は、本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２〜図４において、まず、１ラインの入力信号を説明する。１ラインの入力信号は有効画素期間と有効画素期間以外の期間であるＨブランキング期間がある。Ｈブランキング期間には、ＣＣＤ垂直転送期間とＯＢ（オプティカルブラック）期間とダミー期間がある。
異なるモードでの動作が可能なＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、モードにより水平期間が異なる。このため、水平期間が長いモードではＨブランキング期間内に無信号期間を作ることができる。例えば、６０Ｈｚモードと５０Ｈｚモードの２つのモードに対応したＣＣＤについて、５０Ｈｚモードで動作させた場合は、６０Ｈｚモードで動作させた場合より、水平期間が長くなる。このため、５０Ｈｚの水平期間から６０Ｈｚの水平期間を減算した期間を無信号期間とすることができる。
【００２５】
図２は、Ｖ−ＯＢが３ライン以上またはＨ−ＯＢが３以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
２００は本発明のテレビジョンカメラ、２０１はＩＴ−ＣＣＤ部、２０２はＣＤＳ部、２０３はＡＧＣ部、２０４はＡＤＣ部、２０６はスミア補正部、２０７はＯＢ代表値検出部、２０５は映像信号処理部、２０８はＴＧ部、２０９はＣＰＵ部である。また、２１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部２０６、及びＯＢ代表値検出部２０７で構成されるＦＥＰ部である。さらにスミア補正部２０６において、２５はデジタルＡＧＣ部、２６は減算部である。またさらに、ＯＢ代表値検出部２０７において、２１と２２は比較部、２３と２４はメモリ部である。メモリ部２３と２３は、例えばラインメモリである。
【００２６】
図２において、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、ＡＤＣ部２０４内で発生する横引きノイズは、ＣＣＤ部２０１から出力されＣＤＳ部２０２に入力される映像信号とは無関係に発生する。このため、映像信号の無信号期間にも横引きノイズが発生する。また、この無信号期間の横引きノイズ成分は、撮像状態により変化することはない。
さらに、Ｈ―ＯＢ期間でも、同様に、横引きノイズは発生する。Ｈ―ＯＢ期間の横引きノイズ成分もまた、撮像状態により変化することはない。
【００２７】
そこで、従来は、Ｈブランキング期間のＨ―ＯＢ期間をクランプしていたＣＤＳ部２０２のＣＤＳクランプ処理において、Ｈブランキング期間の無信号期間とＨ―ＯＢ期間をクランプすることによって、横引きノイズを低減する。
【００２８】
図２において、ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ２００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。また、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部２０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部２０１に出力する。
テレビジョンカメラ２００のＣＣＤ部２０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部２１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４は、ＣＣＤ部２０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、補正した信号を増幅して、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部２０６に出力する。
【００２９】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部２０６を介してＯＢ代表値検出部２０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部２０６の減算器２６にも出力される。ＯＢ代表値検出部２０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部２１と２２でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、小さいレベル値の順にラインメモリであるメモリ部２３と２４に記憶し、スミア成分として検出し、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
【００３０】
即ち、ＯＢ代表値検出部２０７において、比較部２１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部２３に記録されている値（最小値信号の上限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より小さい場合には、メモリ部２３にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、メモリ部２３に記録されていた値を比較部２２に出力する。これによって、比較部２１とメモリ部２３では、それぞれのレベル値を比較し、小さいほうの値をメモリ部２３に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を比較部２２に出力する。
同様に、比較部２２は、メモリ部２４に記録されている値（２番目に小さい信号値の上限値）と比較部２１から入力された値を比較し、入力された値がメモリ部２４に記録されていた値より小さい場合には、メモリ部２４にそのレベル値を記録し、メモリ部２４に記録されていた値をスミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。これによって、比較部２２とメモリ部２４では、それぞれのレベル値を比較し、小さいほうの値をメモリ部２４に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を、ＯＢ代表値として、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
なお、メモリ部２３の最小値信号の上限値、及びメモリ部２４の２番目に小さい信号値の上限値は予め設定し記録しておく。
【００３１】
この結果、Ｖ−ＯＢが３ラインまたはＨ−ＯＢが３のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは、最大のレベル値が代表値として検出され、検出された代表値は、デジタルＡＧＣ部２５によって、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を減算部２６の減算入力に出力する。
減算部２６は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算入力に入力された値を減算した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
映像信号処理部２０５は入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００３２】
同様に、Ｖ−ＯＢが３ライン以上またはＨ−ＯＢが３以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、最小及び２番目に低い値が除去され、３番目に低い値を補正用のレベル値として用いる。この結果、Ｖ−ＯＢが４ラインまたはＨ−ＯＢが４のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、最大値若しくは２番目に高い値を補正用のレベル値として選択可能である。
【００３３】
図３は、Ｖ−ＯＢが４ライン以上またはＨ−ＯＢが４以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
３００は本発明のテレビジョンカメラ、３０１はＩＴ−ＣＣＤ部、３０７はＯＢ代表値検出部、３０９はＣＰＵ部である。また、３１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部２０６、及びＯＢ代表値検出部３０７で構成されるＦＥＰ部である。さらに、ＯＢ代表値検出部３０７において、３１と３２は比較部、３３、３４、及び３６はメモリ部、３５は加算部、３７は演算部である。メモリ部３３、３４、及び３６は、例えばラインメモリである。
【００３４】
図３において、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部３０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部３０１に出力する。ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ３００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。
テレビジョンカメラ３００のＣＣＤ部３０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部３１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４は、図２と同様の動作をして、ＣＣＤ部３０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、補正した信号を増幅して、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部２０６に出力する。
【００３５】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部２０６を介してＯＢ代表値検出部３０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部２０６の減算器２６にも出力される。ＯＢ代表値検出部３０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部３１と３２でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、大きいレベル値順にラインメモリであるメモリ部３３と３４に記憶し、スミア成分として検出し、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
【００３６】
即ち、ＯＢ代表値検出部３０７において、比較部３１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部３３に記録されている値（最大値信号の下限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より大きい場合には、メモリ部３３にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、メモリ部３３に記録されていた値を比較部３２に出力する。これによって、比較部３１とメモリ部３３では、それぞれのレベル値を比較し、大きいほうの値をメモリ部３３に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を比較部３２に出力する。
同様に、比較部３２は、メモリ部３４に記録されている値（２番目に大きい信号値の下限値）と比較部３１から入力された値を比較し、入力された値がメモリ部３４に記録されていた値より大きい場合には、メモリ部３４にそのレベル値を記録し、メモリ部３４に記録されていた値をスミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。これによって、比較部３２とメモリ部３４では、それぞれのレベル値を比較し、大きいほうの値をメモリ部３４に記録し、同じか若しくは小さいほうの値を、ＯＢ代表値として、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
なお、メモリ部３３の最大値信号の下限値、及びメモリ部３４の２番目に大きい信号値の下限値は予め設定し記録しておく。
【００３７】
即ち、図３の実施例は、比較部３１、３２と、ラインメモリ（メモリ部３３、３４）とを用いて、所定の基準を満たすＶ−ＯＢラインの垂直画素信号を選び、その選ばれた垂直画素信号を加算部３５を用いて加算を行い、加算結果をメモリ部３６に記憶し、演算部３７で平均値を算出し、算出された平均値をＯＢ代表値信号を算出する。
この結果、Ｖ−ＯＢが４ラインのＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは、最大値と２番目に大きい値とを除く値の平均値が代表値として検出され、検出された代表値は、デジタルＡＧＣ部２５によって、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を減算部２６の減算入力に出力する。
減算部２６は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算入力に入力された値を減算した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
映像信号処理部２０５は入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００３８】
図４によって、本発明の別の実施例を説明する。図４は、ＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図であり、特にＶ−ＯＢが２ラインまたはＨ−ＯＢが２のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラに適する。
４００は本発明のテレビジョンカメラ、４０１はＩＴ−ＣＣＤ部、４０６はスミア補正部、４０７はＯＢ代表値検出部、４０９はＣＰＵ部である。また、４１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部４０６、及びＯＢ代表値検出部４０７で構成されるＦＥＰ部である。さらに、スミア補正部４０６において、４３は減算部、４４はデジタルＡＧＣ部である。またさらに、ＯＢ代表値検出部４０７において、４１は比較部、４２はメモリ部である。メモリ部４２は、例えば、ラインメモリである。
なお、ＣＣＤ部２０１、３０１、若しくは４０１は、ＩＴ−ＣＣＤではなく、ＦＩＴ−ＣＣＤであっても良い。
【００３９】
図４において、ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ４００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。また、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部４０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部４０１に出力する。
【００４０】
テレビジョンカメラ４００のＣＣＤ部４０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部４１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、及びＡＤＣ部２０４は、ＣＣＤ部２０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部４０６に出力する。
【００４１】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部４０６を介してＯＢ代表値検出部４０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部４０６の減算器４３にも出力される。ＯＢ代表値検出部４０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部４１でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、最小値をスミア成分として検出し、かつラインメモリであるメモリ部４２に記憶する。また検出されたスミア成分は、スミア補正部２０６の減算部４３に出力される。
【００４２】
即ち、ＯＢ代表値検出部４０７において、比較部４１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部４２に記録されている値（最小値信号の上限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より小さい場合には、メモリ部４２にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、かつ、スミア補正部２０６の減算部に４３出力する。これによって、比較部４１とメモリ部４２では、それぞれのレベル値を比較し、最小値がメモリ部４２に記録し、かつ最小値をＯＢ代表値としてスミア補正部２０６の減算部４３に出力する。
なお、メモリ部４２の最小値信号の上限値は予め設定し記録しておく。
【００４３】
この結果、図４の実施例のテレビジョンカメラでは、最小値が代表値として検出され、検出された代表値は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算されてデジタルＡＧＣ部４４に出力される。
デジタルＡＧＣ部４４は、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
【００４４】
図４に示す実施例では、ＦＥＰ部４１２にＡＧＣ部が無いので、スミア補正部４０６でデジタル映像信号ＶｉからＯＢ代表値信号を減算してからのデジタルＡＧＣをおこなうように構成されている。
映像信号処理部２０５は、入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００４５】
上記図２〜図４に示す実施例のように、ＦＥＰ部内にＡＧＣが含まれていない場合や、スメア補正部のデジタルＡＧＣ部の配置場所が異なる場合、等の組合わせは任意に設定可能である。また、デジタル信号ＶｉやＶｍのビット数やＯＢ代表値信号のビット数もまた任意であり、また、比較部若しくはメモリ部の構成が異なる実施例があっても良く。これらは一実施例にすぎず種々の構成が適用される。
【００４６】
図８は、本発明の一実施例と従来技術でのＶ−ＯＢでのスミア値の検出を示す画面の模式図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、それぞれスメアのあるＶ−ＯＢの信号値、及び従来の時の平均値を示す。さらに、図８（ａ）は最大値を除く平均値、下から２番目の値（中央値）、及び、最小値を示す。また、図８（ｂ）は最大値を除く平均値、下から２番目の値（中央値）、最小値、及び、最大値と２番目の値を除く平均値を示す。またさらに、図８（ｃ）は最小値を示す。
図８（ａ）が図２、図８（ｂ）が図３、及び、図８（ｃ）が図４の実施例のケースに対応している。
【００４７】
また、図９は、本発明の一実施例を説明するための画面の模式図である。なお、ＣＣＤ撮像面は、画面と上下左右が反転している。図９（ａ）は図８（ａ）、図９（ｂ）は図８（ｂ）、図９（ｃ）は図８（ｃ）に対応している。
図８（ｃ）に示すように、Ｖ−ＯＢが２ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は１１．５と特に大きく、スミア補正で誤差が特に大きいことが判る（以下、本実施例では白キズと判定される最大信号値のレベルを２１として説明を続ける）。
図８（ａ）のようにＶ−ＯＢが３ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は９となり、中央値４や最大値を除く平均値３から大きく異なる値である。
【００４８】
図８（ｂ）のように、Ｖ−ＯＢが４ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は８となり、最大値を除く平均値３．６７から大きく異なる値である。よって、平均値はＶ−ＯＢのライン数が少し多くなってもスミア補正で誤差が大きいことが判る。
【００４９】
図８（ａ）〜図８（ｃ）の実施例では、最小値は２で、中央値や最大値を除く平均値より１から２小さいが、従来の平均値の７から１１．５ほど大きな誤差がない。最小値はＶ−ＯＢのライン数が２と少ない場合でも従来のＶ−ＯＢが５ラインの平均値よりスミア補正の誤差が少なく、実用的なことが判る。
【００５０】
次に、図２〜図４、図８（ａ）〜図８（ｃ）、図９（ａ）〜図９（ｃ）に加えて、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）によって、垂直スミア信号の検出と補正の動作について説明する。図１０は、本発明の一実施例の垂直スミア信号の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。図１０（ａ）は、図２、図８（ａ）、及び図９（ａ）で説明した処理に関連するフローチャートである。また、図１０（ｂ）は、図３、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）で説明した処理に関連するフローチャートである。さらに、図１０（ｃ）は、図４、図８（ｃ）、及び図９（ｃ）で説明した処理に関連するフローチャートである。
【００５１】
まず、図２、図８（ａ）、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ部２０９は、ラインメモリのメモリ部２３と２４に最小値信号の上限値、２番目に小さい信号の上限値をそれぞれ設定しておく。ここで、これらの上限値は、例えば、信号の輝度を数値化したものを用いて良い（以下で述べる各値についても、同様の基準で数値化されたものである）。
【００５２】
比較部２１は、メモリ部２３に記憶されている上限値とＶ−ＯＢ領域の１ライン目（以下、Ｖ−ＯＢ１と称する）の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する（ステップＳ１２２）。
さらに比較部２１は、２番目に小さい信号（以下、Ｖ−ＯＢ２と称する）の映像信号の画素の値とメモリ部２３に最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号をメモリ部２３に各画素の最小値の信号として記憶する。値が大きい方の信号を、比較部２２に出力する。
比較部２２は、大きい方の信号の値と２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶されている上限値とを各画素間で比較し、小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ１２３）。
【００５３】
同様に、比較部２１は、Ｎライン目（Ｎは３以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値とメモリ部２３の最小値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する。また、値が大きい方の信号は各画素の比較１の信号として、比較部２２に出力される（ステップＳ１２４）。
比較部２２は、２番目に小さい信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ１２５）。
【００５４】
比較部２２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部２４は、２番目に小さい信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部２０６に出力し（ステップＳ１２６）、代表値検出処理を終了する。
【００５５】
次に、図４、図８（ｃ）、図９（ｃ）、及び図１０（ｃ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ４０９は、メモリ部４２に最小値信号の上限値を設定しておく。
【００５６】
比較部４１は、上限値とＶ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３５）。
比較部４１は、最小値の信号の値とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３６）。
【００５７】
同様に、比較部４１は、Ｎライン目（Ｎは３以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３７）。
【００５８】
比較部４１が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部４２は、最小値の信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部４０６に出力し（ステップＳ１３８）、代表値検出処理を終了する。
【００５９】
また、図４、図８（ｃ）、図９（ｃ）、及び図１０（ｃ）は、本発明の他の一実施例であり、Ｖ−ＯＢ代表値として各垂直画素信号の最小値を算出する方法を示しており、垂直スミア補正信号の記憶が１ライン分で済み集積規模が従来例よりも小型になる。
本実施例では、Ｖ−ＯＢライン数が少なく、黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子に適している。さらに、ＡＧＣはないが、１６ｂｉｔのＦＥＰを用い、垂直スミア補正が高精度となっている。ここで、図２、図３で比較部２２、２３とラインメモリ７２、７３とを省略し、図１０（ｃ）の動作をすれば、Ｖ−ＯＢライン数が少なく、黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ（撮像素子）を用いた高感度用途になる。
【００６０】
また次に、図２、図８（ｂ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ３０９は、メモリ部３６の値を０、メモリ部３４の値を信号の上限値に設定しておき、メモリ部３３の値を信号の下限値に設定しておく（ステップＳ１４３）。
【００６１】
比較部３１は、下限値とＶ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、最大値の信号とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。値が小さい方の信号は、各画素の最小値の信号として比較部３２に出力する（ステップＳ１４４）。
【００６２】
比較部３２は、値が小さい方の信号とメモリ部３４に記憶された上限値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部３４に記憶する。
比較部３１は、メモリ部３３に記憶されている最大値の信号の値とＶ−ＯＢ３の映像信号の画素の値とを各画素で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、値が小さい方の信号を比較１の信号として比較部３２に送る（ステップＳ１４５）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ１４６）。
【００６３】
同様に、比較部３１は、Ｎライン目（Ｎは４以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最大値の信号の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶し、値が小さい方の信号を比較１の信号として、比較部３２に送る（ステップＳ１４７）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ１４８）。
【００６４】
比較部３２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部３６は、演算部３７に加算記憶した値を出力する。演算部３７は、中間値の信号を１／（Ｎ−２）に減衰することによって、平均値を算出し、スミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部３０５に出力し（ステップＳ１４９）、代表値信号処理が終了する。
【００６５】
図３、図８（ｂ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）に示す実施例は、Ｖ−ＯＢが４ライン以上で最大値と最小値を除く平均値を代表値として用いる方法を示しており、例えば、２２ビットにＡ／Ｄ変換し、ＣＣＤ（撮像素子）の暗電流の補正が容易な事と合わせて、白キズも黒キズも多くＶ−ＯＢのライン数も多いＣＣＤを高感度動作させる用途に適している。
【００６６】
図２〜図４に示す実施例は、スミア補正部（２０６、３０６、若しくは４０６）とＯＢ代表値検出部（２０７、３０７、若しくは４０７）と映像信号処理部２０５とを分けていたが、別の実施例として、スミア補正部とＯＢ代表値検出部と映像信号処理部とは、映像専用のメモリ集積ＤＳＰや、ＦＰＧＡに集積する要にしても良い。
【００６７】
上述の全体構成の撮像装置を示すブロック図の図２〜図４において、図２はＶ−ＯＢが３ライン以上で最小値から２番目の値（３ラインで中央値）を検出する場合で、図３はＶ−ＯＢが４ライン以上で最大値と最小値除く平均値を検出する場合で、図４はＶ−ＯＢが２ライン以上で最小値を検出しデジタルＡＧＣする場合である。
本発明の一実施例の代表値検出フローチャートの図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、図１０（ａ）はＶ−ＯＢ最小値から２番目の値を検出する場合で、図１０（ｂ）はＶ−ＯＢ最大値と最小値除く平均値を検出する場合である。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）の特徴は、比較部とメモリ部とにより、最大値または２番目に大きい値を除きＣＣＤ撮像素子の白キズの影響を削除していることである。
【００６８】
Ｖ−ＯＢは、画面始まりの変動が大きい。この変動の影響である垂直暗部むらによる補正精度劣化を避けるため、有効画素より後に出力される画面下のＶ−ＯＢ領域画素から出力される画像信号を垂直暗部むら補正してから、代表値を算出した方がスミア補正の精度が良くなる。
しかし、スミア補正が１画面（約１７ｍ（１／６０）秒）遅れるので、実用的ではない。
そこで、１４ｂｉｔにＡ／Ｄ変換して画面始まりの変動が大きい垂直暗部むら補正を高精度に行い、有効画素より先に出力される画面上のＶ−ＯＢ領域画素から出力される画像信号を垂直暗部むら補正してから、代表値を算出すれば、有効画素出力と同時にスミア補正でき、遅れがない。
【００６９】
以上、Ｖ−ＯＢライン数が少なく黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子とを用いたテレビジョンカメラについて詳細に説明した。しかし、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラに限定されるものではなく、上記以外のＣＣＤを用いたテレビジョンカメラを含む撮像装置全般に広く適用することができることは言うまでもない。
【００７０】
次に、本発明の別の実施例を図１１（ａ）〜図１１（ｃ）によって説明する。図１１は、本発明の一実施例の水平代表値の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。図１１（ａ）は、図２、図８（ａ）、及び図９（ａ）で説明した処理に関連するフローチャートである。また、図１１（ｂ）は、図３、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）で説明した処理に関連するフローチャートである。さらに、図１１（ｃ）は、図４、図８（ｃ）、及び図９（ｃ）で説明した処理に関連するフローチャートである。
【００７１】
図１１の実施例を適用する場合には、図２〜図４の全体構成の撮像装置を示すブロック図において、Ｖ−ＯＢをＨ−ＯＢに置き換え、図２は、Ｈ−ＯＢが３ヶ以上で最小値から２番目の値（３ヶで中央値）を検出する場合で、図３はＨ−ＯＢが４ヶ以上で最大値と最小値除く平均値を検出する場合で、図４はＨ−ＯＢが２ヶ以上で最小値を検出しデジタルＡＧＣする場合とする。
即ち、本発明の他の一実施例の水平代表値検出フローチャートの図１１（ａ）
、図１１（ｂ）、及び図１１（ｃ）において、図１１（ａ）はＨ−ＯＢ最小値から２番目の値を検出する場合で、図１１（ｂ）はＨ−ＯＢ最大値と最小値除く平均値を検出する場合である。
【００７２】
まず、図１１（ａ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ部２０９は、メモリ部２３と２４に最小値信号の上限値、２番目に小さい信号の上限値をそれぞれ設定しておく。ここで、これらの上限値は、例えば、信号の輝度を数値化したものを用いて良い（以下で述べる各値についても、同様の基準で数値化されたものである）。
【００７３】
比較部２１は、メモリ部２３に記憶されている上限値とＨ−ＯＢ領域の１画素目（以下、Ｈ−ＯＢ１と称する）の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｈ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する（ステップＳ２２２）。
さらに比較部２１は、２番目に小さい信号（以下、Ｈ−ＯＢ２と称する）の映像信号の画素の値とメモリ部２３に最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号をメモリ部２３に各画素の最小値の信号として記憶する。値が大きい方の信号を、比較部２２に出力する。
比較部２２は、大きい方の信号の値と２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶されている上限値とを各画素間で比較し、小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ２２３）。
【００７４】
比較部２２がＨ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部２４は、２番目に小さい信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部２０６に出力し（ステップＳ２２６）、代表値検出処理を終了する。
【００７５】
次に、図１１（ｃ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ４０９は、メモリ部４２に最小値信号の上限値を設定しておく。
【００７６】
比較部４１は、上限値とＨ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｈ−ＯＢ１の映像信号）を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３５）。
比較部４１は、最小値の信号の値とＨ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３６）。
【００７７】
同様に、比較部４１は、Ｎ画素目（Ｎは３以上の自然数）のＨ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３７）。
【００７８】
比較部４１が最後のＨ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部４２は、最小値の信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部４０６に出力し（ステップＳ２３８）、代表値検出処理を終了する。
【００７９】
また次に、図１１（ｂ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ３０９は、メモリ部３６の値を０、メモリ部３４の値を信号の上限値に設定しておき、メモリ部３３の値を信号の下限値に設定しておく（ステップＳ２４３）。
【００８０】
比較部３１は、下限値とＨ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、最大値の信号とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。値が小さい方の信号は、各画素の最小値の信号として比較部３２に出力する（ステップＳ２４４）。
【００８１】
比較部３２は、値が小さい方の信号とメモリ部３４に記憶された上限値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部３４に記憶する。
比較部３１は、メモリ部３３に記憶されている最大値の信号の値とＶ−ＯＢ３の映像信号の画素の値とを各画素で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、値が小さい方の信号を比較１の信号として比較部３２に送る（ステップＳ２４５）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ２４６）。
【００８２】
同様に、比較部３１は、Ｎライン目（Ｎは４以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最大値の信号の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶し、値が小さい方の信号を比較１の信号として、比較部３２に送る（ステップＳ２４７）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ２４８）。
【００８３】
比較部３２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部３６は、演算部３７に加算記憶した値を出力する。演算部３７は、中間値の信号を１／（Ｎ−２）に減衰することによって、平均値を算出し、スミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部３０５に出力し（ステップＳ２４９）、代表値信号処理が終了する。
【００８４】
以上、Ｈ−ＯＢライン数が少なく黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子とを用いたテレビジョンカメラについて詳細に説明した。しかし、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラに限定されるものではなく、上記以外のＣＣＤを用いたテレビジョンカメラを含む撮像装置全般に広く適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１１：テレビジョンカメラ、 １２：レンズ部、 ２１、２２：比較部、 ２３、２４：メモリ部、 ２５：デジタルＡＧＣ部、 ２６：減算部、 ３１、３２：比較部、 ３３、３４、３６：メモリ部、 ３５：加算部、 ３７：演算部、 ４１：比較部、 ４２：メモリ部、 ４３：減算部、 ４４：デジタルＡＧＣ部、 ５１：テレビジョンカメラ、 １０１：ＣＣＤ部、 １０２：ＣＤＳ部、 １０３：ＶＧＡ部、 １０４：Ａ／Ｄ変換部、 １０５：映像信号処理部、 １０６：映像信号出力部、 １０７：ＣＰＵ部、 １０８：ＴＧ部、 １１２：ＦＥＰ部、 ２００：テレビジョンカメラ、 ２０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ２０２：ＣＤＳ部、 ２０３：ＡＧＣ部、 ２０４：ＡＤＣ部、 ２０５：映像信号処理部、 ２０６：スミア補正部、 ２０７：ＯＢ代表値検出部、 ２０８：ＴＧ部、 ２０９：ＣＰＵ部、 ２１２：ＦＥＰ部、 ３００：テレビジョンカメラ、 ３０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ３０７：ＯＢ代表値検出部、 ３０９：ＣＰＵ部、 ３１２：ＦＥＰ部、 ４００：テレビジョンカメラ、 ４０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ４０６：スミア補正部、 ４０７：ＯＢ代表値検出部、 ４０９：ＣＰＵ部、 ４１２：ＦＥＰ部、 ５０３：ＡＧＣ部、 ５０７：ＣＰＵ部、 ５０８：ＴＧ部、 ５１２：ＦＥＰ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョンカメラに関し、特にテレビジョンカメラの映像信号に発生する横引きノイズの低減方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
はじめにテレビジョンカメラの信号処理について、図１を用いて説明する。図１は、従来のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。１１はテレビジョンカメラ、１２はレンズ部である。テレビジョンカメラにおいて、１０１はＣＣＤ部、１０２はＣＤＳ（ Correlated Double Sampling 、相関２重サンプリング）等の雑音低減部、１０３はＶＧＡ（ Variable Gain Amplifier ）部、１０４はＡ／Ｄ（ Analog to Digital ）変換部、１０５は映像信号処理部、１０６は映像信号出力部、１０７はＣＰＵ（ Centrl Processing Unit ）部、１０８はＣＣＤ部１０１を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生（ＴＧ： Timing Generator ）部である。また、１１２は、ＣＤＳ等の雑音低減部１０２、ＶＧＡ部１０３、及びＡ／Ｄ変換部１０４で構成されるＦＥＰ（ Front End Processor ）部である。ＣＤＳ等の雑音低減部１０２、ＶＧＡ部１０３、及びＡ／Ｄ変換部１０４は個別に構成される場合もある。なお、ＶＧＡ部１０３は、ＡＧＣ（ Auto Gain Contorol ）部であっても良く、ＶＧＡ部１０３を省略し映像信号処理部１０５でデジタルゲインコントロールしても良い。
【０００３】
図１において、被写体像は、レンズ部１２を通り、テレビジョンカメラ１１のＣＣＤ部１０１に入射する。ＣＣＤ部１０１は、入射光を電圧信号に変換して、ＣＤＳ等の雑音低減部１０２に出力する。ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２は、入力された電圧信号から雑音を除去し、ＶＧＡ部１０３に出力する。ＶＧＡ部１０３は、入力された信号のレベルを調整して、Ａ／Ｄ変換部１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４は、入力された電圧信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して映像信号処理部１０５に出力する。映像信号処理部１０５は、入力された信号に対して、色分離、レベル補正、輪郭強調、等の様々な処理を施した後、映像信号出力部１０６を介してテレビジョンカメラ１１の映像信号として出力する。
ＣＰＵ部１０７は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ１１内の各部の回路を制御している。
【０００４】
ノイズの影響により、ライン毎に黒レベルが変化する。これによって映像に横線が発生する。この現象を横引きノイズという。横引きノイズは、撮像素子１０１で発生するノイズで、従来から、ＣＤＳ部１０２で補正を行っていた。なお、横引きノイズとは、周波数が数ｋＨｚ程度の低周波ノイズにより、表示画面上において横引き状のノイズが見える現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、撮像素子１０１で発生する低周波ノイズを、ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２等により低減している。しかし、ＣＤＳ等の雑音低減部部１０２以降で発生する横引きノイズについては低減していなかった。
特許文献１には、被写体に動きがある場合には雑音抑制をオフにし、被写体に動きがない場合に雑音抑制をオンにする技術が記載されている。しかし、上記の問題は解決していない。
本発明は、上記の問題に鑑み、横引きノイズを、補正するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
【０００８】
また、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電圧の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部を備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
さらに、本発明のテレビジョンカメラは、上記テレビジョンカメラにおいて、代表知検出部と補正部を有し、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を検出し、前記補正部は有効画素信号から、前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像状態によることなくＣＤＳ等の雑音低減部部１０２によって横引きノイズ補正が実現できる。また代表知検出部と補正部を有する本発明によれば、暗電流と垂直スメアを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
【図７】本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
【図８】本発明の一実施例と従来技術でのＶ−ＯＢでのスミア値の検出を示す画面の模式図である。
【図９】本発明の一実施例を説明するための画面の模式図である。
【図１０】本発明の一実施例の垂直スミア信号の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例の水平代表値の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するＣＤＳ等の雑音低減部とＶＧＡ部とＡ／Ｄ変換部とからなるフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
【００１２】
また好ましくは、本発明のテレビジョンカメラは、入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧を処理してデジタル映像信号として出力するフロントエンド部と、前記デジタル映像信号の映像処理を行う映像処理部を備えたテレビジョンカメラにおいて、前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記フロントエンド部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラである。
具体的には、放送用のＩＴ（ Interline Transfer ）−ＣＣＤ若しくはＦＩＴ（ Frame Interline Transfer ）−ＣＣＤといった、暗電流が非常に少なく、垂直スメアも非常に少ないＣＣＤを用い、コモンイメージフォーマットのＣＣＤを垂直同期周波数５０Ｈｚで使用し、当該ＣＣＤ出力の水平無信号期間（画素数１０８０×１９２０では、４４０クロック（４４０ＣＬＫ）のあるテレビジョンカメラにおいて、前記ＣＣＤ出力の水平無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプするものである。
【００１３】
さらに好ましくは、本発明のテレビジョンカメラは、上記テレビジョンカメラにおいて、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記映像処理部は有効画素信号から、前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を減算するテレビジョンカメラである。
具体的には、制作用若しくは産業用のＩＴ−ＣＣＤといった、暗電流が予め定めた所定の値による補正で済む程度に少ないか、または、垂直スメアが予め定めた所定の値による補正で済む程度に少ないＣＣＤを用い、コモンイメージフォーマットのＣＣＤを垂直同期周波数５０Ｈｚで使用し、当該ＣＣＤ出力の水平無信号期間があるテレビジョンカメラにおいて、前記ＣＣＤ出力の水平無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプし、Ｖ−ＯＢ（垂直オプティカルブラック）期間の画素信号の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値（シロキズが除かれた暗電流と垂直スメアの合計値）、または、Ｈ−ＯＢ（水平オプティカルブラック）期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値（シロキズが除かれた暗電流）の、少なくとも一方を有効画素信号から減算するテレビジョンカメラである。
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図１を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。
【００１５】
コモンイメージフォーマットの放送用ＩＴ−ＣＣＤ若しくはＦＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは暗電流も少なく垂直スメアも少ないので、図２〜図５のスメア補正部やＯＢ代表値検出部は不要である。
このようなＣＣＤ（撮像素子）を用いたテレビジョンカメラでは、垂直同期周波数５０Ｈｚ等で使用した場合にＣＣＤ出力に水平無信号期間があるテレビジョンカメラにおいて、ＣＣＤ出力の水平無信号期間をクランプすることによって横引ノイズを補正することができる。
【００１６】
以下図５〜図７によって、本発明の一実施例を説明する。
図５は、本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。従来例の図１のテレビジョンカメラ１１の構成に対して、図５のテレビジョンカメラ５１は、ＶＧＡ部１０３の替りにＡＧＣ部５０４、ＦＥＰ部１１２の替りにＦＥＰ部５１２、ＣＰＵ部１０７の替りにＣＰＵ部５０７、ＴＧ部１０８の替りにＴＧ部５０８を用いている。
【００１７】
図５において、被写体像は、レンズ部１２を通り、テレビジョンカメラ５１の撮像素子１０１に入射する。撮像素子１０１は、入射された被写体像を電圧信号に変換して、ＣＤＳ部１０２に出力する。ＣＤＳ部１０２は、入力された電圧信号から雑音を除去し、ＡＧＣ部５０３に出力する。ＡＧＣ部５０３は、入力された信号のレベルを調整して、Ａ／Ｄ変換部１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４は、入力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して映像信号処理部１０５に出力する。映像信号処理部１０５は、入力された信号に対して、色分離、レベル補正、輪郭強調、等の様々な処理を施した後、映像信号出力部１０６を介してテレビジョンカメラ５１の映像信号として出力する。
ＣＰＵ部５０７は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ５１内の各部の回路を制御している。また、ＴＧ部５０８は、ＣＣＤ部１０１を駆動するタイミング信号を生成する。
【００１８】
図６は、ＴＧ部５０８が生成する本発明の一実施例のコモンイメージフォーマットの１０８０×１９２０画素のＣＣＤ部１０１について、水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。横軸が時間で、図６（ａ）、（ｂ）共、上から、水平同期信号、入力信号、ＣＤＳクランプ信号である。
図６（ａ）は、本発明の一実施例の水平周期の信号を示すタイミングチャート図であり、ＣＣＤ部１０１を垂直同期周波数６０Ｈｚで用いる。このように垂直同期周波数６０Ｈｚの場合には、Ｈブランキング期間の無信号期間が無い。しかし、図６（ｂ）に示すように、垂直同期周波数５０Ｈｚで用いると、Ｈブランキング期間の無信号期間が４４０ＣＬＫ（クロック）ある。
【００１９】
そこで、図６（ｂ）の垂直同期周波数５０Ｈｚでは、ＦＥＰ部５０８のＣＤＳクランプ信号は、Ｈブランキング期間の無信号期間及びＨ―ＯＢ期間の４００ＣＬＫをクランプする。クランプするＣＬＫ数はＣＬＫ数が多いほど効果があるが、効果を得るには２００ＣＬＫ以上あることが望ましい。よって４００ＣＬＫは十分に多いため、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
【００２０】
図５、図６（ｂ）の実施例では、ＣＤＳクランプ信号で、２２１２ＣＬＫから２６１２ＣＬＫの４００ＣＬＫをクランプする。クランプ期間には、Ｈ―ＯＢ期間４６ＣＬＫ（２２１２ＣＬＫから２２５８ＣＬＫ）が含まれている。
このＨ―ＯＢ期間にも無信号期間と同様に横引き成分はあるため、図５、図６（ａ）の実施例のように、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
また、クランプ期間にＨ―ＯＢ期間は含まれていても、含まれていなくても構わない。
【００２１】
クランプ期間にＨ―ＯＢ期間を含まない実施例を図７に示す。図７は、ＴＧ部５０８が生成する本発明の一実施例のコモンイメージフォーマットの１０８０×１９２０画素のＣＣＤ部１０１について、水平周期の信号を示すタイミングチャート図である。
２２６０ＣＬＫから２６３０ＣＬＫの無信号期間３７０ＣＬＫをクランプする。３７０ＣＬＫは十分に多いため、横引き成分を抽出して除去することが可能である。
【００２２】
また、暗電流が典型値補正で済む程度に少ないまたは垂直スメアが典型値補正で済む程度に少ない制作用または産業用ＩＴ−ＣＣＤを用いる場合は、ＣＣＤ出力の水平無信号期間をＦＥＰ部５０８のＣＤＳでクランプするだけではなく、本発明の１実施例のテレビジョンカメラの構成を示すブロック図の図１の補正部５や、ＯＢ代表値検出部６を用い、4ラインのV-OB各垂直画素信号の最小値（シロキズが除かれた暗電流と垂直スメアの合計値）を有効画素信号から減算する。スメア補正部５やＯＢ代表値検出部６は映像信号処理部１０５に含まれても良い。
【００２３】
以下、制作用または産業用ＩＴ−ＣＣＤが用いられるテレビジョンカメラの一実施例を、図２〜図４によって説明する。図２〜図４は、本発明のテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２〜図４において、まず、１ラインの入力信号を説明する。１ラインの入力信号は有効画素期間と有効画素期間以外の期間であるＨブランキング期間がある。Ｈブランキング期間には、ＣＣＤ垂直転送期間とＯＢ（オプティカルブラック）期間とダミー期間がある。
異なるモードでの動作が可能なＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、モードにより水平期間が異なる。このため、水平期間が長いモードではＨブランキング期間内に無信号期間を作ることができる。例えば、６０Ｈｚモードと５０Ｈｚモードの２つのモードに対応したＣＣＤについて、５０Ｈｚモードで動作させた場合は、６０Ｈｚモードで動作させた場合より、水平期間が長くなる。このため、５０Ｈｚの水平期間から６０Ｈｚの水平期間を減算した期間を無信号期間とすることができる。
【００２５】
図２は、Ｖ−ＯＢが３ライン以上またはＨ−ＯＢが３以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
２００は本発明のテレビジョンカメラ、２０１はＩＴ−ＣＣＤ部、２０２はＣＤＳ部、２０３はＡＧＣ部、２０４はＡＤＣ部、２０６はスミア補正部、２０７はＯＢ代表値検出部、２０５は映像信号処理部、２０８はＴＧ部、２０９はＣＰＵ部である。また、２１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部２０６、及びＯＢ代表値検出部２０７で構成されるＦＥＰ部である。さらにスミア補正部２０６において、２５はデジタルＡＧＣ部、２６は減算部である。またさらに、ＯＢ代表値検出部２０７において、２１と２２は比較部、２３と２４はメモリ部である。メモリ部２３と２３は、例えばラインメモリである。
【００２６】
図２において、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、ＡＤＣ部２０４内で発生する横引きノイズは、ＣＣＤ部２０１から出力されＣＤＳ部２０２に入力される映像信号とは無関係に発生する。このため、映像信号の無信号期間にも横引きノイズが発生する。また、この無信号期間の横引きノイズ成分は、撮像状態により変化することはない。
さらに、Ｈ―ＯＢ期間でも、同様に、横引きノイズは発生する。Ｈ―ＯＢ期間の横引きノイズ成分もまた、撮像状態により変化することはない。
【００２７】
そこで、従来は、Ｈブランキング期間のＨ―ＯＢ期間をクランプしていたＣＤＳ部２０２のＣＤＳクランプ処理において、Ｈブランキング期間の無信号期間とＨ―ＯＢ期間をクランプすることによって、横引きノイズを低減する。
【００２８】
図２において、ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ２００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。また、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部２０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部２０１に出力する。
テレビジョンカメラ２００のＣＣＤ部２０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部２１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４は、ＣＣＤ部２０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、補正した信号を増幅して、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部２０６に出力する。
【００２９】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部２０６を介してＯＢ代表値検出部２０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部２０６の減算器２６にも出力される。ＯＢ代表値検出部２０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部２１と２２でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、小さいレベル値の順にラインメモリであるメモリ部２３と２４に記憶し、スミア成分として検出し、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
【００３０】
即ち、ＯＢ代表値検出部２０７において、比較部２１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部２３に記録されている値（最小値信号の上限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より小さい場合には、メモリ部２３にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、メモリ部２３に記録されていた値を比較部２２に出力する。これによって、比較部２１とメモリ部２３では、それぞれのレベル値を比較し、小さいほうの値をメモリ部２３に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を比較部２２に出力する。
同様に、比較部２２は、メモリ部２４に記録されている値（２番目に小さい信号値の上限値）と比較部２１から入力された値を比較し、入力された値がメモリ部２４に記録されていた値より小さい場合には、メモリ部２４にそのレベル値を記録し、メモリ部２４に記録されていた値をスミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。これによって、比較部２２とメモリ部２４では、それぞれのレベル値を比較し、小さいほうの値をメモリ部２４に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を、ＯＢ代表値として、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
なお、メモリ部２３の最小値信号の上限値、及びメモリ部２４の２番目に小さい信号値の上限値は予め設定し記録しておく。
【００３１】
この結果、Ｖ−ＯＢが３ラインまたはＨ−ＯＢが３のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは、最大のレベル値が代表値として検出され、検出された代表値は、デジタルＡＧＣ部２５によって、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を減算部２６の減算入力に出力する。
減算部２６は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算入力に入力された値を減算した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
映像信号処理部２０５は入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００３２】
同様に、Ｖ−ＯＢが３ライン以上またはＨ−ＯＢが３以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、最小及び２番目に低い値が除去され、３番目に低い値を補正用のレベル値として用いる。この結果、Ｖ−ＯＢが４ラインまたはＨ−ＯＢが４のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの場合には、最大値若しくは２番目に高い値を補正用のレベル値として選択可能である。
【００３３】
図３は、Ｖ−ＯＢが４ライン以上またはＨ−ＯＢが４以上のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図である。
３００は本発明のテレビジョンカメラ、３０１はＩＴ−ＣＣＤ部、３０７はＯＢ代表値検出部、３０９はＣＰＵ部である。また、３１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部２０６、及びＯＢ代表値検出部３０７で構成されるＦＥＰ部である。さらに、ＯＢ代表値検出部３０７において、３１と３２は比較部、３３、３４、及び３６はメモリ部、３５は加算部、３７は演算部である。メモリ部３３、３４、及び３６は、例えばラインメモリである。
【００３４】
図３において、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部３０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部３０１に出力する。ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ３００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。
テレビジョンカメラ３００のＣＣＤ部３０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部３１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４は、図２と同様の動作をして、ＣＣＤ部３０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、補正した信号を増幅して、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部２０６に出力する。
【００３５】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部２０６を介してＯＢ代表値検出部３０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部２０６の減算器２６にも出力される。ＯＢ代表値検出部３０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部３１と３２でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、大きいレベル値順にラインメモリであるメモリ部３３と３４に記憶し、スミア成分として検出し、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
【００３６】
即ち、ＯＢ代表値検出部３０７において、比較部３１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部３３に記録されている値（最大値信号の下限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より大きい場合には、メモリ部３３にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、メモリ部３３に記録されていた値を比較部３２に出力する。これによって、比較部３１とメモリ部３３では、それぞれのレベル値を比較し、大きいほうの値をメモリ部３３に記録し、同じか若しくは大きいほうの値を比較部３２に出力する。
同様に、比較部３２は、メモリ部３４に記録されている値（２番目に大きい信号値の下限値）と比較部３１から入力された値を比較し、入力された値がメモリ部３４に記録されていた値より大きい場合には、メモリ部３４にそのレベル値を記録し、メモリ部３４に記録されていた値をスミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。これによって、比較部３２とメモリ部３４では、それぞれのレベル値を比較し、大きいほうの値をメモリ部３４に記録し、同じか若しくは小さいほうの値を、ＯＢ代表値として、スミア補正部２０６のデジタルＡＧＣ部２５に出力する。
なお、メモリ部３３の最大値信号の下限値、及びメモリ部３４の２番目に大きい信号値の下限値は予め設定し記録しておく。
【００３７】
即ち、図３の実施例は、比較部３１、３２と、ラインメモリ（メモリ部３３、３４）とを用いて、所定の基準を満たすＶ−ＯＢラインの垂直画素信号を選び、その選ばれた垂直画素信号を加算部３５を用いて加算を行い、加算結果をメモリ部３６に記憶し、演算部３７で平均値を算出し、算出された平均値をＯＢ代表値信号を算出する。
この結果、Ｖ−ＯＢが４ラインのＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラでは、最大値と２番目に大きい値とを除く値の平均値が代表値として検出され、検出された代表値は、デジタルＡＧＣ部２５によって、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を減算部２６の減算入力に出力する。
減算部２６は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算入力に入力された値を減算した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
映像信号処理部２０５は入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００３８】
図４によって、本発明の別の実施例を説明する。図４は、ＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラの一実施例の構成を示すブロック図であり、特にＶ−ＯＢが２ラインまたはＨ−ＯＢが２のＩＴ−ＣＣＤを用いたテレビジョンカメラに適する。
４００は本発明のテレビジョンカメラ、４０１はＩＴ−ＣＣＤ部、４０６はスミア補正部、４０７はＯＢ代表値検出部、４０９はＣＰＵ部である。また、４１２は、ＣＤＳ部２０２、ＡＧＣ部２０３、及びＡＤＣ部２０４、スミア補正部４０６、及びＯＢ代表値検出部４０７で構成されるＦＥＰ部である。さらに、スミア補正部４０６において、４３は減算部、４４はデジタルＡＧＣ部である。またさらに、ＯＢ代表値検出部４０７において、４１は比較部、４２はメモリ部である。メモリ部４２は、例えば、ラインメモリである。
なお、ＣＣＤ部２０１、３０１、若しくは４０１は、ＩＴ−ＣＣＤではなく、ＦＩＴ−ＣＣＤであっても良い。
【００３９】
図４において、ＣＰＵ部２０９は、システムコントローラとして、テレビジョンカメラ４００内の各部の回路を制御している。ただし、配線は省略している。また、ＴＧ部２０８は、ＣＣＤ駆動部で、ＣＰＵ部２０９から出力される制御信号（図示しない）に従ってＣＣＤ部４０１を駆動するための信号（垂直駆動及び水平駆動する駆動パルス）を生成し、ＣＣＤ部４０１に出力する。
【００４０】
テレビジョンカメラ４００のＣＣＤ部４０１は、レンズ部１２によって受光面に結像された入射光を、フォトダイオードで光電変換し、信号電荷を生成する。そして、生成した信号電荷を、垂直転送したのち、水平転送して、ＦＥＰ部４１２のＣＤＳ部２０２に出力する。
ＣＤＳ部２０２、及びＡＤＣ部２０４は、ＣＣＤ部２０１から入力された信号から、雑音を除去し、暗電流成分を補正し、デジタル映像信号Ｖｉに変換して、デジタル映像信号Ｖｉをスミア補正部４０６に出力する。
【００４１】
デジタル映像信号Ｖｉは、スミア補正部４０６を介してＯＢ代表値検出部４０７に出力されると共に、後述する信号処理を行うためにスミア補正部４０６の減算器４３にも出力される。ＯＢ代表値検出部４０７は、デジタル映像信号Ｖｉを比較部４１でＶ−ＯＢラインの垂直画素信号毎に比較し、最小値をスミア成分として検出し、かつラインメモリであるメモリ部４２に記憶する。また検出されたスミア成分は、スミア補正部２０６の減算部４３に出力される。
【００４２】
即ち、ＯＢ代表値検出部４０７において、比較部４１は、入力されるデジタル映像信号Ｖｉとメモリ部４２に記録されている値（最小値信号の上限値）とのレベルを比較し、入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベルが記録されていた値より小さい場合には、メモリ部４２にデジタル映像信号Ｖｉのレベル値を記録し、かつ、スミア補正部２０６の減算部に４３出力する。これによって、比較部４１とメモリ部４２では、それぞれのレベル値を比較し、最小値がメモリ部４２に記録し、かつ最小値をＯＢ代表値としてスミア補正部２０６の減算部４３に出力する。
なお、メモリ部４２の最小値信号の上限値は予め設定し記録しておく。
【００４３】
この結果、図４の実施例のテレビジョンカメラでは、最小値が代表値として検出され、検出された代表値は、ＡＤＣ部２０４から入力されたデジタル映像信号Ｖｉのレベル値から、減算されてデジタルＡＧＣ部４４に出力される。
デジタルＡＧＣ部４４は、ＡＧＣ部２０４の増幅度に合わせて増幅した値を画素データ毎に算出し、デジタル映像信号Ｖｍとして映像信号処理部２０５に出力する。
【００４４】
図４に示す実施例では、ＦＥＰ部４１２にＡＧＣ部が無いので、スミア補正部４０６でデジタル映像信号ＶｉからＯＢ代表値信号を減算してからのデジタルＡＧＣをおこなうように構成されている。
映像信号処理部２０５は、入力されたデジタル映像信号Ｖｍに種々の画像処理を施し、所定方式のデジタル処理後、映像データＶｏとして出力する。
【００４５】
上記図２〜図４に示す実施例のように、ＦＥＰ部内にＡＧＣが含まれていない場合や、スメア補正部のデジタルＡＧＣ部の配置場所が異なる場合、等の組合わせは任意に設定可能である。また、デジタル信号ＶｉやＶｍのビット数やＯＢ代表値信号のビット数もまた任意であり、また、比較部若しくはメモリ部の構成が異なる実施例があっても良く。これらは一実施例にすぎず種々の構成が適用される。
【００４６】
図８は、本発明の一実施例と従来技術でのＶ−ＯＢでのスミア値の検出を示す画面の模式図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、それぞれスメアのあるＶ−ＯＢの信号値、及び従来の時の平均値を示す。さらに、図８（ａ）は最大値を除く平均値、下から２番目の値（中央値）、及び、最小値を示す。また、図８（ｂ）は最大値を除く平均値、下から２番目の値（中央値）、最小値、及び、最大値と２番目の値を除く平均値を示す。またさらに、図８（ｃ）は最小値を示す。
図８（ａ）が図２、図８（ｂ）が図３、及び、図８（ｃ）が図４の実施例のケースに対応している。
【００４７】
また、図９は、本発明の一実施例を説明するための画面の模式図である。なお、ＣＣＤ撮像面は、画面と上下左右が反転している。図９（ａ）は図８（ａ）、図９（ｂ）は図８（ｂ）、図９（ｃ）は図８（ｃ）に対応している。
図８（ｃ）に示すように、Ｖ−ＯＢが２ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は１１．５と特に大きく、スミア補正で誤差が特に大きいことが判る（以下、本実施例では白キズと判定される最大信号値のレベルを２１として説明を続ける）。
図８（ａ）のようにＶ−ＯＢが３ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は９となり、中央値４や最大値を除く平均値３から大きく異なる値である。
【００４８】
図８（ｂ）のように、Ｖ−ＯＢが４ラインの中に信号値２１の白キズがあると、平均値は８となり、最大値を除く平均値３．６７から大きく異なる値である。よって、平均値はＶ−ＯＢのライン数が少し多くなってもスミア補正で誤差が大きいことが判る。
【００４９】
図８（ａ）〜図８（ｃ）の実施例では、最小値は２で、中央値や最大値を除く平均値より１から２小さいが、従来の平均値の７から１１．５ほど大きな誤差がない。最小値はＶ−ＯＢのライン数が２と少ない場合でも従来のＶ−ＯＢが５ラインの平均値よりスミア補正の誤差が少なく、実用的なことが判る。
【００５０】
次に、図２〜図４、図８（ａ）〜図８（ｃ）、図９（ａ）〜図９（ｃ）に加えて、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）によって、垂直スミア信号の検出と補正の動作について説明する。図１０は、本発明の一実施例の垂直スミア信号の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。図１０（ａ）は、図２、図８（ａ）、及び図９（ａ）で説明した処理に関連するフローチャートである。また、図１０（ｂ）は、図３、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）で説明した処理に関連するフローチャートである。さらに、図１０（ｃ）は、図４、図８（ｃ）、及び図９（ｃ）で説明した処理に関連するフローチャートである。
【００５１】
まず、図２、図８（ａ）、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ部２０９は、ラインメモリのメモリ部２３と２４に最小値信号の上限値、２番目に小さい信号の上限値をそれぞれ設定しておく。ここで、これらの上限値は、例えば、信号の輝度を数値化したものを用いて良い（以下で述べる各値についても、同様の基準で数値化されたものである）。
【００５２】
比較部２１は、メモリ部２３に記憶されている上限値とＶ−ＯＢ領域の１ライン目（以下、Ｖ−ＯＢ１と称する）の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する（ステップＳ１２２）。
さらに比較部２１は、２番目に小さい信号（以下、Ｖ−ＯＢ２と称する）の映像信号の画素の値とメモリ部２３に最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号をメモリ部２３に各画素の最小値の信号として記憶する。値が大きい方の信号を、比較部２２に出力する。
比較部２２は、大きい方の信号の値と２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶されている上限値とを各画素間で比較し、小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ１２３）。
【００５３】
同様に、比較部２１は、Ｎライン目（Ｎは３以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値とメモリ部２３の最小値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する。また、値が大きい方の信号は各画素の比較１の信号として、比較部２２に出力される（ステップＳ１２４）。
比較部２２は、２番目に小さい信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ１２５）。
【００５４】
比較部２２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部２４は、２番目に小さい信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部２０６に出力し（ステップＳ１２６）、代表値検出処理を終了する。
【００５５】
次に、図４、図８（ｃ）、図９（ｃ）、及び図１０（ｃ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ４０９は、メモリ部４２に最小値信号の上限値を設定しておく。
【００５６】
比較部４１は、上限値とＶ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３５）。
比較部４１は、最小値の信号の値とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３６）。
【００５７】
同様に、比較部４１は、Ｎライン目（Ｎは３以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ１３７）。
【００５８】
比較部４１が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部４２は、最小値の信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部４０６に出力し（ステップＳ１３８）、代表値検出処理を終了する。
【００５９】
また、図４、図８（ｃ）、図９（ｃ）、及び図１０（ｃ）は、本発明の他の一実施例であり、Ｖ−ＯＢ代表値として各垂直画素信号の最小値を算出する方法を示しており、垂直スミア補正信号の記憶が１ライン分で済み集積規模が従来例よりも小型になる。
本実施例では、Ｖ−ＯＢライン数が少なく、黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子に適している。さらに、ＡＧＣはないが、１６ｂｉｔのＦＥＰを用い、垂直スミア補正が高精度となっている。ここで、図２、図３で比較部２２、２３とラインメモリ７２、７３とを省略し、図１０（ｃ）の動作をすれば、Ｖ−ＯＢライン数が少なく、黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ（撮像素子）を用いた高感度用途になる。
【００６０】
また次に、図２、図８（ｂ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ３０９は、メモリ部３６の値を０、メモリ部３４の値を信号の上限値に設定しておき、メモリ部３３の値を信号の下限値に設定しておく（ステップＳ１４３）。
【００６１】
比較部３１は、下限値とＶ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、最大値の信号とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。値が小さい方の信号は、各画素の最小値の信号として比較部３２に出力する（ステップＳ１４４）。
【００６２】
比較部３２は、値が小さい方の信号とメモリ部３４に記憶された上限値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部３４に記憶する。
比較部３１は、メモリ部３３に記憶されている最大値の信号の値とＶ−ＯＢ３の映像信号の画素の値とを各画素で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、値が小さい方の信号を比較１の信号として比較部３２に送る（ステップＳ１４５）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ１４６）。
【００６３】
同様に、比較部３１は、Ｎライン目（Ｎは４以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最大値の信号の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶し、値が小さい方の信号を比較１の信号として、比較部３２に送る（ステップＳ１４７）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ１４８）。
【００６４】
比較部３２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部３６は、演算部３７に加算記憶した値を出力する。演算部３７は、中間値の信号を１／（Ｎ−２）に減衰することによって、平均値を算出し、スミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部３０５に出力し（ステップＳ１４９）、代表値信号処理が終了する。
【００６５】
図３、図８（ｂ）、図９（ｂ）、及び図１０（ｂ）に示す実施例は、Ｖ−ＯＢが４ライン以上で最大値と最小値を除く平均値を代表値として用いる方法を示しており、例えば、２２ビットにＡ／Ｄ変換し、ＣＣＤ（撮像素子）の暗電流の補正が容易な事と合わせて、白キズも黒キズも多くＶ−ＯＢのライン数も多いＣＣＤを高感度動作させる用途に適している。
【００６６】
図２〜図４に示す実施例は、スミア補正部（２０６、３０６、若しくは４０６）とＯＢ代表値検出部（２０７、３０７、若しくは４０７）と映像信号処理部２０５とを分けていたが、別の実施例として、スミア補正部とＯＢ代表値検出部と映像信号処理部とは、映像専用のメモリ集積ＤＳＰや、ＦＰＧＡに集積する要にしても良い。
【００６７】
上述の全体構成の撮像装置を示すブロック図の図２〜図４において、図２はＶ−ＯＢが３ライン以上で最小値から２番目の値（３ラインで中央値）を検出する場合で、図３はＶ−ＯＢが４ライン以上で最大値と最小値除く平均値を検出する場合で、図４はＶ−ＯＢが２ライン以上で最小値を検出しデジタルＡＧＣする場合である。
本発明の一実施例の代表値検出フローチャートの図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、図１０（ａ）はＶ−ＯＢ最小値から２番目の値を検出する場合で、図１０（ｂ）はＶ−ＯＢ最大値と最小値除く平均値を検出する場合である。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）の特徴は、比較部とメモリ部とにより、最大値または２番目に大きい値を除きＣＣＤ撮像素子の白キズの影響を削除していることである。
【００６８】
Ｖ−ＯＢは、画面始まりの変動が大きい。この変動の影響である垂直暗部むらによる補正精度劣化を避けるため、有効画素より後に出力される画面下のＶ−ＯＢ領域画素から出力される画像信号を垂直暗部むら補正してから、代表値を算出した方がスミア補正の精度が良くなる。
しかし、スミア補正が１画面（約１７ｍ（１／６０）秒）遅れるので、実用的ではない。
そこで、１４ｂｉｔにＡ／Ｄ変換して画面始まりの変動が大きい垂直暗部むら補正を高精度に行い、有効画素より先に出力される画面上のＶ−ＯＢ領域画素から出力される画像信号を垂直暗部むら補正してから、代表値を算出すれば、有効画素出力と同時にスミア補正でき、遅れがない。
【００６９】
以上、Ｖ−ＯＢライン数が少なく黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子とを用いたテレビジョンカメラについて詳細に説明した。しかし、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラに限定されるものではなく、上記以外のＣＣＤを用いたテレビジョンカメラを含む撮像装置全般に広く適用することができることは言うまでもない。
【００７０】
次に、本発明の別の実施例を図１１（ａ）〜図１１（ｃ）によって説明する。図１１は、本発明の一実施例の水平代表値の検出と補正の動作を説明するためのフローチャートである。図１１（ａ）は、図２、図８（ａ）、及び図９（ａ）で説明した処理に関連するフローチャートである。また、図１１（ｂ）は、図３、図８（ｂ）、及び図９（ｂ）で説明した処理に関連するフローチャートである。さらに、図１１（ｃ）は、図４、図８（ｃ）、及び図９（ｃ）で説明した処理に関連するフローチャートである。
【００７１】
図１１の実施例を適用する場合には、図２〜図４の全体構成の撮像装置を示すブロック図において、Ｖ−ＯＢをＨ−ＯＢに置き換え、図２は、Ｈ−ＯＢが３ヶ以上で最小値から２番目の値（３ヶで中央値）を検出する場合で、図３はＨ−ＯＢが４ヶ以上で最大値と最小値除く平均値を検出する場合で、図４はＨ−ＯＢが２ヶ以上で最小値を検出しデジタルＡＧＣする場合とする。
即ち、本発明の他の一実施例の水平代表値検出フローチャートの図１１（ａ）
、図１１（ｂ）、及び図１１（ｃ）において、図１１（ａ）はＨ−ＯＢ最小値から２番目の値を検出する場合で、図１１（ｂ）はＨ−ＯＢ最大値と最小値除く平均値を検出する場合である。
【００７２】
まず、図１１（ａ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ部２０９は、メモリ部２３と２４に最小値信号の上限値、２番目に小さい信号の上限値をそれぞれ設定しておく。ここで、これらの上限値は、例えば、信号の輝度を数値化したものを用いて良い（以下で述べる各値についても、同様の基準で数値化されたものである）。
【００７３】
比較部２１は、メモリ部２３に記憶されている上限値とＨ−ＯＢ領域の１画素目（以下、Ｈ−ＯＢ１と称する）の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｈ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最小値の信号としてメモリ部２３に記憶する（ステップＳ２２２）。
さらに比較部２１は、２番目に小さい信号（以下、Ｈ−ＯＢ２と称する）の映像信号の画素の値とメモリ部２３に最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号をメモリ部２３に各画素の最小値の信号として記憶する。値が大きい方の信号を、比較部２２に出力する。
比較部２２は、大きい方の信号の値と２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶されている上限値とを各画素間で比較し、小さい方の信号を各画素の２番目に小さい信号としてメモリ部２４に記憶する（ステップＳ２２３）。
【００７４】
比較部２２がＨ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部２４は、２番目に小さい信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部２０６に出力し（ステップＳ２２６）、代表値検出処理を終了する。
【００７５】
次に、図１１（ｃ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ４０９は、メモリ部４２に最小値信号の上限値を設定しておく。
【００７６】
比較部４１は、上限値とＨ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号（Ｈ−ＯＢ１の映像信号）を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３５）。
比較部４１は、最小値の信号の値とＨ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３６）。
【００７７】
同様に、比較部４１は、Ｎ画素目（Ｎは３以上の自然数）のＨ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最小値の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部４２に記憶する（ステップＳ２３７）。
【００７８】
比較部４１が最後のＨ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部４２は、最小値の信号をスミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部４０６に出力し（ステップＳ２３８）、代表値検出処理を終了する。
【００７９】
また次に、図１１（ｂ）に示す実施例について説明する。
ＣＰＵ３０９は、メモリ部３６の値を０、メモリ部３４の値を信号の上限値に設定しておき、メモリ部３３の値を信号の下限値に設定しておく（ステップＳ２４３）。
【００８０】
比較部３１は、下限値とＨ−ＯＢ１の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号（Ｖ−ＯＢ１の映像信号）を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、最大値の信号とＶ−ＯＢ２の映像信号の画素の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を各画素の最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。値が小さい方の信号は、各画素の最小値の信号として比較部３２に出力する（ステップＳ２４４）。
【００８１】
比較部３２は、値が小さい方の信号とメモリ部３４に記憶された上限値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を各画素の最小値の信号としてメモリ部３４に記憶する。
比較部３１は、メモリ部３３に記憶されている最大値の信号の値とＶ−ＯＢ３の映像信号の画素の値とを各画素で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶する。
比較部３１は、値が小さい方の信号を比較１の信号として比較部３２に送る（ステップＳ２４５）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ２４６）。
【００８２】
同様に、比較部３１は、Ｎライン目（Ｎは４以上の自然数）のＶ−ＯＢＮの映像信号の画素の値と最大値の信号の値とを各画素間で比較し、値が大きい方の信号を最大値の信号としてメモリ部３３に記憶し、値が小さい方の信号を比較１の信号として、比較部３２に送る（ステップＳ２４７）。
比較部３２は、最小値の信号の値と比較１の信号の値とを各画素間で比較し、値が小さい方の信号を最小値の信号としてメモリ部３４に記憶し、値が大きい方の信号を中間値として加算部３５を介してメモリ部３６に加算記憶する（ステップＳ２４８）。
【００８３】
比較部３２が最後のＶ−ＯＢの比較処理を終了すると、メモリ部３６は、演算部３７に加算記憶した値を出力する。演算部３７は、中間値の信号を１／（Ｎ−２）に減衰することによって、平均値を算出し、スミア補正用のＯＢ代表値信号としてスメア補正部３０５に出力し（ステップＳ２４９）、代表値信号処理が終了する。
【００８４】
以上、Ｈ−ＯＢライン数が少なく黒キズも少ないＨＤＴＶのＣＣＤ撮像素子とを用いたテレビジョンカメラについて詳細に説明した。しかし、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラに限定されるものではなく、上記以外のＣＣＤを用いたテレビジョンカメラを含む撮像装置全般に広く適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１１：テレビジョンカメラ、 １２：レンズ部、 ２１、２２：比較部、 ２３、２４：メモリ部、 ２５：デジタルＡＧＣ部、 ２６：減算部、 ３１、３２：比較部、 ３３、３４、３６：メモリ部、 ３５：加算部、 ３７：演算部、 ４１：比較部、 ４２：メモリ部、 ４３：減算部、 ４４：デジタルＡＧＣ部、 ５１：テレビジョンカメラ、 １０１：ＣＣＤ部、 １０２：ＣＤＳ部、 １０３：ＶＧＡ部、 １０４：Ａ／Ｄ変換部、 １０５：映像信号処理部、 １０６：映像信号出力部、 １０７：ＣＰＵ部、 １０８：ＴＧ部、 １１２：ＦＥＰ部、 ２００：テレビジョンカメラ、 ２０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ２０２：ＣＤＳ部、 ２０３：ＡＧＣ部、 ２０４：ＡＤＣ部、 ２０５：映像信号処理部、 ２０６：スミア補正部、 ２０７：ＯＢ代表値検出部、 ２０８：ＴＧ部、 ２０９：ＣＰＵ部、 ２１２：ＦＥＰ部、 ３００：テレビジョンカメラ、 ３０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ３０７：ＯＢ代表値検出部、 ３０９：ＣＰＵ部、 ３１２：ＦＥＰ部、 ４００：テレビジョンカメラ、 ４０１：ＩＴ−ＣＣＤ部、 ４０６：スミア補正部、 ４０７：ＯＢ代表値検出部、 ４０９：ＣＰＵ部、 ４１２：ＦＥＰ部、 ５０３：ＡＧＣ部、 ５０７：ＣＰＵ部、 ５０８：ＴＧ部、 ５１２：ＦＥＰ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項２】
入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電圧の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のテレビジョンカメラにおいて、代表知検出部と補正部を有し、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を検出し、前記補正部は有効画素信号から、前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項１】
入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項２】
入力光を信号電圧に変換して出力するＣＣＤ部と、前記ＣＣＤ部を駆動するタイミング信号を生成するタイミング信号発生部と、前記信号電圧の雑音を低減する雑音低減部と、前記信号電圧の処理を行う映像処理部とを備えたテレビジョンカメラにおいて、
前記タイミング信号発生部は、前記ＣＣＤ部から出力される信号電圧の水平ブランキング期間に無信号期間を生成し、前記雑音低減部は前記ＣＣＤ部から出力される信号電荷の前記無信号期間を含む水平ブランキング期間をクランプすることを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のテレビジョンカメラにおいて、代表知検出部と補正部を有し、前記クランプする前記水平期間は、前記無信号期間であり、前記代表知検出部は前記ＣＣＤ部から出力されるオプティカルブラック期間の最小値からN番目、中央値、若しくは最大値からN番目までを除く平均値のいずれか１つの代表値を検出し、前記補正部は有効画素信号から、前記代表値を減算することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２２００２６（Ｐ２０１０−２２００２６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６２２３（Ｐ２００９−６６２２３）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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