[发明专利]拍摄装置、拍摄系统、复原装置、拍摄方法以及计算机程序

说明书

本发明提供一种拍摄装置、拍摄系统、复原装置、拍摄方法以及计算机程序。拍摄装置(20)具备：光电转换部(101)，其将由3个以上的像素接受的光信号按3个以上的像素的各像素转换成电荷信号；电荷保持部(102)，其保持转换后的3个以上的像素各自的电荷信号；模拟选择加法部(104)，其使用多个模拟加法模式将所述多个像素的电荷信号进行了加法运算而生成多个加法电荷信号，所述多个模拟加法模式是对与3个以上的像素中的预定的多个像素的位置对应的电荷信息进行加法运算的规则；模拟数字转换部(105)，其将多个加法电荷信号转换成多个数字信号；以及加法数据压缩部(106)，其使用多个模拟加法模式下的对电荷信息进行加法运算的像素数，对数字信号进行压缩来生成压缩数字信号。

技术领域

本公开涉及使用了压缩感知的拍摄系统以及其拍摄数据的传输方式。

背景技术

近年来开发了被称为“压缩感知”的技术。压缩感知是指通过在拍摄时对多个像素的像素值(电荷信号)进行加法运算来压缩图像的信息量，并进行利用了图像稀疏性的图像复原的技术(例如，参照非专利文献1)。上述方式的拍摄被称为“加法采样拍摄”。

通常，当进行这样的加法采样拍摄时，图像的信息量会丢失，因此复原图像的画质大幅劣化。但是，在压缩感知中，由于进行利用了图像稀疏性的复原处理，所以能够通过加法拍摄而减少数据量，同时也能够获得画质不逊色于未压缩时的图像的复原图像。在此，“图像稀疏性”是指在将图像投影到了小波(Curvelet)空间或离散余弦(DCT)空间等时很多系数值都大致为0这样的知识。作为利用了图像稀疏性的图像复原方法，在压缩感知中，利用L0范数最小化或L1范数最小化方法。

在压缩感知中，在通过拍摄元件内的模拟数字转换器(以下，记述为“ADC”。)进行处理之前，能够通过单纯的加法运算处理来压缩数据量，因此能够降低ADC的驱动频率。由此，能够实现低功耗化、高SN(信噪比)化、通信频带的削减。

上述的非专利文献1公开了通过利用改进的迭代小波阈值(Improved IterativeCurvelet Thresholding)法对图像适用压缩感知的方法。

另外，例如，非专利文献2公开了利用了压缩感知概念的固体拍摄元件。在该固体拍摄元件中，在多个像素上分别连接有多条不同的布线。固体拍摄元件在错开相位的定时依次驱动像素群的多个像素来读出信号。通过该构成，削减了追加电路，并且不需要采样保持电路，实现了能够防止因噪声增加而导致的画质劣化、面积增加、速度降低的固体拍摄元件。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：J.Ma，“Improved Iterative Curvelet Thresholding forCompressed Sensing and Measurement，”IEEE Transactions on Instrumentation andMeasurement，vol.60，no.1，pp.126-136，2011.

非专利文献2：Y.Oike and A.E.Gamal，“A 256×256CMOS Image Sensor withΔΣ-Based Single-Shot Compressed Sensing”，IEEE International Solid-StateCircuits Conference(ISSCC)Dig.of Tech.Papers，pp.386-387，2012.

非专利文献3：S.Sato，.Nobori and T.Azuma.“Compressive SensingReconstruction Using Local Spatial Similarity among Color Channels”，画像の認識·理解シンポジウム(MIRU)(图像识别与理解专题论文集)，2014.