(57)【要約】  【課題】画素ごとの暗電流変化が不規則に大きく温度変化する撮像素子を用い、温度が変化しても固定パターンノイズの少ない映像信号を出力する。  【解決手段】温度センサと、暗電流が画素ごとに不規則に温度変化するＣＭＯＳ撮像素子を有し、遮光状態で複数の温度条件における画素ごとの暗電流変化の補正データを記憶し、現在の温度に近い２つ以上の前記記憶補正データを選択し、該２つ以上の記憶補正データから現在の温度に対し適合する画素ごとの暗電流変化を生成し、補正データと前回の補正データとの間で１倍未満の値をもつ係数βで循環フィルタを構成し、該循環フィルタ出力の補正データで、画素ごとの暗電流変化を撮像素子から出力される映像信号から減算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサと、暗電流が画素ごとに不規則に温度変化する撮像素子と、該撮像素子の画素ごとの暗電流変化を検出する手段と、該画素ごとの暗電流変化の補正データを複数保存し読み出す不揮発性メモリと、画素ごとの暗電流変化を映像信号から減算する補正回路とを有し、
遮光状態で複数の温度条件における画素ごとの暗電流変化の補正データを記憶し、前記温度センサで検出する温度に対し、複数の温度毎の前記記憶補正データから、現在の温度に近い２つ以上の前記記憶補正データを選択し、該２つ以上の前記記憶補正データから現在の温度に対し適合する画素ごとの暗電流変化を生成し、補正データと前回の補正データとの間で１倍未満の値をもつ係数βで循環フィルタを構成し、該循環フィルタ出力の補正データで、画素ごとの暗電流変化を撮像素子から出力される映像信号から減算することを特徴とした撮像装置。
【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の固定パターンノイズの温度補償に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可視光と近赤外線と近紫外線を撮像するシリコンＣＣＤ撮像素子の暗電流の温度変化の平均値は遮光した画素の暗電流で検出できる。しかし、画素ごとの暗電流の温度変化が不規則で大きいシリコンＣＭＯＳ撮像素子もある。従来の撮像素子の温度補償を考慮した画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズの除去方法としては、全画素に対し、リアルタイムで隣接する画素との比較判定を行い、画素ごとの暗電流変化固定パターンノイズ補正を除去する方法がある（特許文献１参照）。特定の温度条件下の１点の画素ごとの暗電流変化補正データを基準とし、温度変化に対しては、一定の温度環境に対するで固定パターン温度条件化で補正データを生成し、撮像素子の固定パターンノイズを近似した計算式から任意の温度における固定パターンノイズの補正係数を求める方法などもある（特許文献２参照）。
【０００３】
また、遮光した画素の作成が困難な遠赤外線撮像素子の画素ごとの感度変化の固定パターンノイズの低減方法としては、３点の温度条件下の感度補正データを基準とし、温度変化に対しては、２次元曲線近似した感度補正データを生成する方法などもある（特許文献３参照）。
【０００４】
さらに、複数の温度の撮像素子全体の暗電流データを記憶し、上下の温度の暗電流データから補間計算して撮像時の温度の暗電流データを算出し、画像データの補正に用いる方法も提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−４４６８８
【特許文献２】特開２００５―５１６９７
【特許文献３】特開２００５―２３６５５０
【特許文献４】特開２００３―７９５６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術のみを用いた場合に次のような問題点がある。
【０００６】
隣接する画素との比較判定を行う方法では常に画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズの測定を行うため、温度補償が不要となる利点がある。しかし、被写体を画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズとして誤検出することによって生じる、偽信号による画像劣化が問題となる。
【０００７】
また、特定の温度条件下の１点の補正データを基準とする方法では、予めカメラを遮光状態で画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズを測定することが可能であるため、隣接する画素との比較判定を行う方法のような問題は無いが、画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズすべてが同じ温度特性を持たない場合、すべての固定パターンノイズを一様に近似した補正式では、部分的に過補正または、補正不足が生じ温度環境によって補正精度にばらつきが生じる。
【０００８】
さらに、複数の温度において撮像素子全体の暗電流データを記憶し、撮像時には上下の温度の暗電流データをそれぞれ読み出し、この２つの暗電流データを必要に応じて補間計算する提案を実行するには暗電流が画素ごとに不規則に大きく温度変化するＣＭＯＳ撮像素子では、急激な温度変化に対しても、補正データの切り替えショックが生ずる問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決し、温度によって変化する撮像素子の画素ごとの暗電流変化による固定パターンノイズを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するために、温度センサと、暗電流が画素ごとに不規則に温度変化するＣＭＯＳ撮像素子と、該撮像素子の画素ごとの暗電流変化を検出する手段と、該画素ごとの暗電流変化の補正データを複数保存し読み出す不揮発性メモリと、画素ごとの暗電流変化を映像信号から減算する補正回路とを有し、遮光状態で複数の温度条件における画素ごとの暗電流変化の補正データを記憶し、前記温度センサで検出する温度に対し、複数の温度毎の前記記憶補正データから、現在の温度に近い２つ以上の前記記憶補正データを選択し、該２つ以上の前記記憶補正データから現在の温度に対し適合する画素ごとの暗電流変化を生成し、補正データと前回の補正データとの間で１倍未満の値をもつ係数βで循環フィルタを構成し、該循環フィルタ出力の補正データで、画素ごとの暗電流変化を撮像素子から出力される映像信号から減算することを特徴とした撮像装置である。
【００１１】
つまり、温度環境の変化に対しても、ノイズの少ない良好な映像信号を得るために、本発明のテレビジョンカメラ装置は、従来の固定パターンノイズ除去機能に加え、予め、複数の温度環境における補正データを装置内部に保存しておき、それらのデータから最適な補正データをリアルタイムで生成し、この生成補正データの切り替えを循環フィルタを通して行うものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、温度変化する撮像素子の画素ごとの暗電流変化をリアルタイムで高精度に補正することができ、これにより、暗電流が画素ごとに不規則に大きく温度変化する安価な撮像素子を使用した場合でも、画素ごとの暗電流変化が少なく、温度変化も一定な選別した高価な撮像素子を使用した場合に匹敵する固定パターンノイズの少ない画質が得られるテレビジョンカメラを実現することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の構成を、本発明による１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図の図１を使用して説明する。図１において１はレンズ、２は色分解プリズムで入射光をＲ、Ｇ、Ｂの光の３原色に分光する。３Ｒ、３Ｇ、３ＢはＣＭＯＳ撮像素子で、光を光電変換し雑音低減し利得調整しＡ／Ｄ変換しデジタル映像信号を出力する。４は映像信号処理部で、ＤＳＰやＦＰＧＡで構成され、５はＣＰＵ＆ＭＥＭＯＲＹ部で、４の映像信号処理部を制御し、カメラの動作を維持するとともに必要に応じ調整データ等を不揮発性メモリに保存ずる。４の映像信号処理部は、ＣＭＯＳ撮像素子の画素ごとの暗電流変化の情報をＣＰＵ＆ＭＥＭＯＲＹ部６へ渡すと共に固定パターンノイズの補正及びディテール補正、ガンマ補正等の所要の信号処理を行い映像信号を外部機器へと出力する。
【００１４】
次に、固定パターンノイズ補正の詳細について本発明による１実施例の画素ごとの暗電流変化温度補償の模式図の図２を用いて説明する。図２において、５の温度別固定パターンノイズデータは、予め、本発明のカメラを遮光状態で周囲温度を低温から高温まで連続的に変化させることが可能な環境におき、その周囲温度変化の過程でカメラに搭載されたＣＰＵのプログラムにより、一定の温度間隔で自動的に測定した画素ごとの暗電流変化データであり、温度に応じた複数の画素ごとの暗電流変化が格納されている。６の撮像素子からの信号は通常の撮影時における撮像素子から入力される映像信号データであり、７の画素ごとの暗電流変化補正済み映像信号データは６の撮像素子からの信号に対し９の固定パターンノイズが除去された映像信号データである。
【００１５】
通常の撮影状態における実施例のについてカメラ検出温度が27.5℃だった場合を例に説明する。はじめに、ＣＰＵは、現在の検出温度（27.5℃）に対する補正データを検索し、最も温度が近い補正データDataT(n) と DataT(n+1) を不揮発性メモリから読み込む。次に、現在の検出温度Ｔｃと補正データDataT(n) と DataT(n+1)の関係から、補正データDataT(n) と DataT(n+1)の混合比αを計算し、現在の検出温度TCに対し、最適な補正データを補正データDataT(n) と DataT(n+1)から補間によって生成する。
【００１６】
カメラ電源投入時の初期化では、この補正用生成データをそのまま、６の撮像素子からの信号と加算処理を行い８の画素ごとの暗電流変化補正済み映像信号データとして出力する。電源投入時の初期化時以外は、温度変化に追従しリアルタイムに生成される９の画素ごとの暗電流変化補正データの更新による映像信号の変化が、運用上違和感ない映像とするため、９の補正データと１０の前回の補正データとの間で1倍未満の値をもつ係数βで循環フィルタを構成し、急激な温度変化に対しても、画素ごとの暗電流変化補正データの切り替えショックが無い安定した映像を実現する。
【００１７】
したがって、暗電流が画素ごとに不規則に大きく温度変化するＣＭＯＳ撮像素子でも、固定パターンノイズの少ない画質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明による１実施例の画素ごとの暗電流変化温度補償の模式図
【符号の説明】
【００１９】
１：撮像レンズ、２：色分解プリズム、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ：ＣＭＯＳ撮像素子、
４：映像信号処理部、５：ＣＰＵとＭＥＭＯＲＹ、
６：温度別画素ごとの暗電流変化データ、７：撮像素子からの信号、
８：画素ごとの暗電流変化補正済み映像信号データ、
９：画素ごとの暗電流変化補正データ、１０：前回の補正データ
【図１】
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【図２】
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