[发明专利]图像处理方法和图像处理电路

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理方法和图像处理电路，并且更具体地涉及固态成像器件中图像数据的噪声校正。

背景技术

在现有技术中，固态成像器件使用诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器和CMOS图像传感器之类的固态成像元件。因为固态成像器件生成的图像数据可能包括一些缺陷，例如由于固态成像器件的结构引起的垂直条纹，所以需要减少这种缺陷。

在使用CCD图像传感器的固态成像器件中，会发生CCD图像传感器所独有的现象，其中当强光进入到器件中时会产生拖尾(smear)。拖尾降低了图像质量。当电荷累积区域中不能容纳的电荷超越电势区域并泄漏到垂直传送通道中时，产生拖尾。当稳定的正射光引起电荷泄漏时，在整个垂直传送期间都会产生拖尾。因此，例如当存在光斑时，就会在垂直方向上产生条纹。

日本早期公开专利公开No.7-67038描述了一种利用拖尾生成原理抑制拖尾现象的方法，在该原理中，拖尾在垂直方向上产生于基本相同的电平上。在该方法中，在背光的垂直光暗(optical black)区域中的图像传感器的输出电平被设为参考，并且从有效像素区域的像素值中减去该参考值。更具体地说，图像传感器被分成接收光的有效像素区域和背光的光暗区域。垂直光暗区域被设为从光暗区域开始的列方向的黑色参考(blackreference)，并且垂直光暗区域被用作拖尾检测区域。

图1是现有技术中图像处理电路的示意性框图。来自CCD图像传感器(固态成像元件)的图像信号S被提供给选择电路50。选择电路50将成像信号S分成从有效像素区域输出的有效成像信号S_E和从垂直光暗区域输出的噪声检测信号S_D。选择电路50将有效成像信号S_E提供给计算器51，并且将噪声检测信号S_D提供给积分电路52。积分电路52通过垂直积分(加法平均)从噪声检测信号S_D中去除随机噪声，并将去除噪声后的信号S_D存储在行存储器53中，行存储器53具有水平单行分段容量。存储在行存储器53中的噪声检测信号S_D被提供给低通滤波(LPF)处理器54。LPF处理器54从噪声检测信号S_D中去除噪声成分，并将经过LPF处理的噪声检测信号S_D提供给计算器51。计算器51从每个水平行的有效成像信号S_E中减去经过LPF处理的噪声检测信号S_D。按照这种方式，得到经过拖尾校正的输出图像数据。

发明内容

用在成像器件中的图像传感器的输出电平是有限制的。因此，当成像器件接收到超过这个输出电平的强光时，上述拖尾校正反而可能降低图像质量。就是说，当在拖尾区域中输出电平饱和(saturated)时，有效成像信号S_E的输出电平达到最大值，并且与有效成像信号S_E相对应的噪声检测信号S_D的输出电平也达到相同的值。因此，经过拖尾校正的输出(有效成像信号S_E减去噪声检测信号S_D)变得低于在没有拖尾时获得的电平。这会在拖尾校正之后产生不自然的暗垂直条纹。

使用CMOS图像传感器(具体地说是列读取型CMOS图像传感器)的成像器件，在布置在各个列中的放大器的输入/输出特性上有所不同。这是由于放大器的制造工艺导致的差异而引起的。因此，生成了输出图像中有垂直条纹的固定模式噪声(垂直条纹噪声)。这导致形成了不自然的图像。

本发明提供了用于抑制不自然的垂直条纹的生成的图像处理方法和图像处理电路。

本发明的一个方面是一种用于使用具有预定像素值并被布置在成像区域中的像素和具有预定像素值并被布置在非成像区域中的像素执行噪声校正的方法。该方法包括基于非成像区域的像素值生成第一噪声校正值，判定第一噪声校正值的符号，当第一噪声校正值的符号为正时通过从第一噪声校正值中减去预定减少值生成第二噪声校正值，当第一噪声校正值的符号为负时通过将预定增加值与第一噪声校正值相加来生成第二噪声校正值，以及基于第二噪声校正值校正成像区域的像素值。