[发明专利]噪声校正电路、成像装置和噪声校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及去除从图像传感器输出的图像信号中包括的噪声的固定模 式噪声校正电路、包括该固定模式噪声校正电路的成像装置、和应用于成 像装置的固定模式噪声校正方法。

背景技术

过去，已经开发出并商业化使用诸如CMOS(互补金属氧化物半导 体)图像传感器或CCD(电荷耦合器件)图像传感器之类的传感器的各种 固态成像装置。这种固态成像装置可能具有存在于相同像素位置处的与时 间无关的固定模式噪声。已知类型的固定模式噪声的一个示例具有垂直线 (即，纵线)的形式。即，当CMOS图像传感器被构造为使得对垂直方向 上的每一列像素使用一个电路时，由于用于各列像素的电路的特性的不一 致而产生垂直线形式的噪声。

已经提出用于校正垂直线形式的噪声的许多方法。但是，当在数字信 号处理期间对这种垂直线进行校正时，从原始图像信号减去所检测到的垂 直线分量，因而很难校正图像信号的量化精度以下的、垂直线形式的噪 声。

此外，当使用固态成像装置来捕捉高亮度对象的图像时，存在在所捕 捉的图像中在水平方向上产生称为“拖尾”(streaking)的噪声的情况。 作为一个示例，可以通过校正相比于在对像素部分遮光的情况下捕捉图像 之时的DC电平差来校正拖尾。日本未审查专利申请公布No.2005-130331 公开了这样的用于校正拖尾的方法的一个示例。

发明内容

当存在垂直线形式的噪声时，如上所述，可以执行从原始图像信号减 去检测到的垂直线分量的校正。但是，利用这种方法，很难校正图像信号 的量化精度以下的垂直线。这意味着如果在执行数字放大的同时没有足够 的光被输入到图像传感器并且模数转换之后的输出信号电平较低，则在量 化精度以下的并因而没有校正的那些垂直线将与图像信号分量一起被放 大，这导致明显的量化错误。这些错误显示作为垂直线的噪声，从而导致 图像质量的显著恶化。

此外，在拖尾校正期间，如果在量化精度以下的错误被放大，则这将 产生水平行的噪声，这也导致了图像质量的显著恶化。

希望有效地校正在图像传感器中产生的垂直线和水平行形式的噪声， 以使得其不显眼。

根据本发明的一个实施例，提供了一种噪声校正方法。利用该噪声校 正方法来检测并校正在从图像传感器输出的图像信号中包括的噪声。该噪 声校正方法包括以下步骤：

计算在从图像传感器输出的图像信号的预定范围内的信号电平的平均 值；

使用计算得到的平均值来计算从图像传感器输出的图像信号在预定方 向上的噪声分量；

响应于计算得到的噪声分量，从自图像传感器输出的图像信号中去除 噪声；以及

向去除噪声之后的图像信号的在量化精度以下的最低有效位加上从图 像传感器输出的图像信号的量化精度以下的随机数，并在随后丢弃所述最 低有效位。

通过向图像信号加上在量化精度以下的随机数，将存在以下情况：取 决于随机数的值，最低有效位被提高到一或者保持不变。因此，防止了最 低有效位的值在同一列上的统一，并且当输出图像信号被显示时，不存在 连续垂直线形式的噪声，这防止了噪声变得显著。

根据本发明的一个实施例，加上了在量化精度以下的随机数，从而防 止了输出图像信号的最低有效位的值在同一列上的统一，因此降低了垂直 线噪声，并可以适当地去除噪声。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的成像装置的电路配置的框图；

图2是示出图像传感器的电路配置的框图；

图3是示出根据本发明第一实施例的噪声检测电路和校正电路的示例 的框图；

图4是示出根据本发明第一实施例的随机数发生电路的配置的示图；

图5是示出利用图4所示的配置来生成的随机数的示例的示图；

图6是示出根据本发明第一实施例的对垂直线噪声分量的检测处理的 示例的流程图；

图7是示出根据本发明第一实施例的针对垂直线的噪声校正处理的示 例的流程图；

图8A和8B是用于比较根据本发明第一实施例的校正处理与过去的校 正处理的示图，其中，图8A示出了根据本发明一个实施例的校正处理， 图8B示出了根据背景技术的校正处理；