JP4046044B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、ビデオカメラ等の撮像装置に関する。 The present invention is related to the imaging equipment such as a video camera.

低輝度な主要被写体を撮影するために撮像信号に振幅増幅処理を施す場合、同時に撮影画像内に高輝度な被写体があり、その信号が信号処理回路の処理能力を超えるような高振幅な信号となれば、その高輝度な信号部にクリップ処理が施されていわゆる白飛び画像が発生する。その白飛び画像は階調のないフラットな白画像となり、他の階調のある画像との視覚上の差が違和感を感じさせる。特に、低輝度な主要被写体に振幅増幅処理によるノイズが発生している画像ではこの現象が顕著に現れる。   When the image signal is subjected to amplitude amplification processing to capture a low-luminance main subject, at the same time, there is a high-luminance subject in the captured image and the signal exceeds the processing capability of the signal processing circuit. If so, the high luminance signal portion is clipped to generate a so-called whiteout image. The whiteout image becomes a flat white image without gradation, and the visual difference from an image with other gradations makes the user feel uncomfortable. In particular, this phenomenon appears remarkably in an image in which noise due to amplitude amplification processing is generated in a low-luminance main subject.

従来の撮像装置としては、前述のような被写体を撮影する際には、白飛びのない画像を得るために露光量の異なる複数の画像信号を撮影し、それらを合成して映像信号を生成するような提案は多く出されている。   As a conventional imaging device, when shooting a subject as described above, in order to obtain an image without overexposure, a plurality of image signals with different exposure amounts are shot and combined to generate a video signal. Many proposals have been made.

例えば、特許文献１では、撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の代表輝度値を検出して、この代表輝度値のうち最低輝度の値を元に絞りを駆動し、電子シャッター動作により得られた露光量の異なる複数の画像信号を合成して映像信号を生成する方法である。   For example, in Patent Document 1, an imaging screen is divided into a plurality of areas, representative luminance values of each area are detected, a diaphragm is driven based on the lowest luminance value among the representative luminance values, and electronic shutter operation is performed. In this method, a plurality of image signals having different exposure amounts are combined to generate a video signal.

この方式は、白飛びがない映像を得るために、最適な振幅特性を生成する撮像装置を提供しようとするものである。
特開平１０−２３３２４号公報 This system is intended to provide an imaging device that generates an optimal amplitude characteristic in order to obtain an image without whiteout.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-23324

しかしながら、複数の画像信号を合成して映像信号を生成する方式は、セキュリティ分野、ＦＡ分野、医療分野などの１秒あたりの撮影コマ数が少なくできる撮像装置には有効であるが、放送分野などの１秒あたりの撮影コマ数が多くなる撮像装置においては回路の高速処理能力が求められ、実現が困難であるという課題があった。   However, a method of generating a video signal by combining a plurality of image signals is effective for an imaging apparatus that can reduce the number of frames taken per second in the security field, the FA field, the medical field, and the like. However, in an imaging apparatus in which the number of frames taken per second increases, a high-speed processing capability of the circuit is required, which is difficult to realize.

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体光学像の光電変換を行う撮像素子と、前記撮像素子にて得られた撮像信号のレベルを増幅させる増幅回路と、前記増幅回路の増幅度を制御する増幅度制御回路と、前記増幅度制御回路から出力される増幅度制御信号に基づいて、前記撮像信号の増幅度が高いほどノイズレベル係数を大きく設定するレベル検出回路と、ノイズ信号を発生させるノイズ発生回路と、前記レベル検出回路で生成されるノイズレベル係数により前記ノイズ発生回路にて発生させたノイズ信号のレベルをコントロールするノイズレベル制御回路と、前記増幅回路から出力される撮像信号と前記ノイズレベル制御回路にてレベル調整処理されたノイズ信号とを加算処理する加算器と、
を備えるように構成したものである。

In order to solve the above-described problems, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging element that performs photoelectric conversion of a subject optical image, an amplification circuit that amplifies the level of an imaging signal obtained by the imaging element, and the amplification circuit. An amplification level control circuit for controlling the amplification level, a level detection circuit for setting a noise level coefficient to be larger as the amplification level of the imaging signal is higher, based on the amplification level control signal output from the amplification level control circuit, and noise A noise generation circuit for generating a signal, a noise level control circuit for controlling the level of a noise signal generated by the noise generation circuit based on a noise level coefficient generated by the level detection circuit, and an output from the amplification circuit An adder for adding an image pickup signal and a noise signal level-adjusted by the noise level control circuit;
Is obtained by configuration so that with the.

本発明の撮像装置は、従来フラットになっていた白飛び画像部にノイズが加算され、他の階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、簡単な回路構成で違和感のない自然な画像を得ることができ、放送分野などの１秒あたりの撮影コマ数が多くなる撮像装置においても実現が可能である。 Imaging equipment of the present invention is added noise in overexposed image portion which has been the conventional flat, the difference in the visual image portion of the other gradation is reduced, without discomfort a simple circuit configuration It can also be realized in an imaging apparatus that can obtain a natural image and has a large number of frames taken per second, such as in the broadcasting field.

特に、低輝度な主要被写体を撮影するために撮像信号に振幅増幅処理を施してノイズが増大した画像等に効果的である。   In particular, it is effective for an image in which noise is increased by performing amplitude amplification processing on an imaging signal in order to photograph a main subject with low brightness.

以下、本発明に係わる撮像装置及び画像処理装置の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of an imaging apparatus and an image processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置について説明する。図１は実施の形態１に係る画像処理装置の構成を表すブロック図である。図１において、１は第１のレベル検出回路、２はノイズ発生回路、３は加算器である。 (Embodiment 1)
First, an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, 1 is a first level detection circuit, 2 is a noise generation circuit, and 3 is an adder.

第１のレベル検出回路１は、入力される画像信号のレベルと任意のしきい値との比較結果を示すレベル検出信号を出力する回路である。   The first level detection circuit 1 is a circuit that outputs a level detection signal indicating a comparison result between the level of an input image signal and an arbitrary threshold value.

図２は第１のレベル検出回路１における、レベル検出信号生成の一例を示す特性グラフであり、第１のレベル検出回路１に例としてランプ信号を入力した際の図を表している。レベル検出信号は、第１のレベル検出回路１に入力された信号のレベルを監視して、それが任意に設定されたしきい値を越えると状態が変移する。例として図２ではレベル検出信号は、入力レベルがしきい値を越えていないときは論理レベルがロー、越えているときは論理レベルがハイの信号を出力している。   FIG. 2 is a characteristic graph showing an example of level detection signal generation in the first level detection circuit 1, and shows a diagram when a ramp signal is input to the first level detection circuit 1 as an example. The level detection signal monitors the level of the signal input to the first level detection circuit 1 and changes its state when it exceeds an arbitrarily set threshold value. As an example, in FIG. 2, the level detection signal is a signal whose logic level is low when the input level does not exceed the threshold value, and is high when the input level exceeds the threshold value.

ノイズ発生回路２はランダムノイズを発生させる回路であり、前記レベル検出信号によりノイズ発生の有無を制御される。例として第１のレベル検出回路１に入力された信号のレベルが任意に設定されたしきい値を越えていないときはノイズの発生を行わず、しきい値を越えているときはノイズを発生させる構成をとる。加算器３は、入力される画像信号とノイズ発生回路２から出力されるノイズ信号を加算処理する。   The noise generation circuit 2 is a circuit that generates random noise, and the presence or absence of noise generation is controlled by the level detection signal. As an example, noise is not generated when the level of the signal input to the first level detection circuit 1 does not exceed an arbitrarily set threshold value, and noise is generated when the threshold value is exceeded. Take the configuration to let you. The adder 3 adds the input image signal and the noise signal output from the noise generation circuit 2.

ここで、第１のレベル検出回路１にて、しきい値を白飛び画像が発生するレベル付近に設定することにより、加算器３において加算処理された画像信号は、しきい値よりもレベルの大きい白飛び画像を含む高振幅信号部分にノイズが加算されることとなり、しきい値よりもレベルの小さい、中〜低振幅信号部分の階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、違和感のない自然な画像を得ることが出来る。   Here, the first level detection circuit 1 sets the threshold value in the vicinity of the level at which the whiteout image is generated, so that the image signal added in the adder 3 has a level higher than the threshold value. Noise is added to the high-amplitude signal part including a large whiteout image, and the visual difference from the image part with the gradation of the medium to low-amplitude signal part whose level is lower than the threshold is reduced. , You can get a natural image without any sense of incongruity.

図３はモニター表示画面におけるノイズ加算動作を示す説明図である。図３（１）は従来例であり、低輝度な主要被写体である人物を撮影するために撮像信号に振幅増幅処理を施して、その結果画面全体にノイズが発生している。さらに、その画像内に街灯も写っており、その発光部は高輝度であるためクリップ処理が施されて白飛び画像が発生する。その白飛び画像は階調のないフラットな白画像となり、他の階調のある画像との視覚上の差が違和感を感じさせる。図３（２）は本発明を実施したときの例であり、図３（１）でフラットになっていた白飛び画像部にノイズが加算され、他の階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、違和感のない自然な画像となっている。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the noise addition operation on the monitor display screen. FIG. 3A is a conventional example, in which an amplitude amplification process is performed on an imaging signal in order to photograph a person who is a low-luminance main subject, and as a result, noise is generated on the entire screen. Further, a streetlight is also reflected in the image, and the light emitting portion has high luminance, so that clipping processing is performed to generate a whiteout image. The whiteout image becomes a flat white image without gradation, and the visual difference from an image with other gradations makes the user feel uncomfortable. FIG. 3 (2) is an example when the present invention is carried out, and noise is added to the whiteout image portion that was flat in FIG. The difference is reduced and the image is natural without any sense of incongruity.

なお、上記の例では画像信号に加算するノイズ信号をランダムノイズとしたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、均等に規則正しく生成させたノイズでもよく、さらには点状や線状の図形を利用した特定パターンや、グレーなどの単一色を表示してもよい。   In the above example, the noise signal to be added to the image signal is random noise. However, the present invention is not limited to this control method, and may be noise generated evenly and regularly. A specific pattern using a figure or a single color such as gray may be displayed.

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る画像処理装置について説明する。図４は実施の形態２に係る撮像装置の構成を表すブロック図である。図４において、実施の形態１に係る図１と同一符号は同一構成を示し、１は第１のレベル検出回路、３は加算器である。そして、４はスイッチ回路であり、５は第２のノイズ発生回路である。 (Embodiment 2)
Next, an image processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 according to the first embodiment denote the same components, and 1 is a first level detection circuit, and 3 is an adder. Reference numeral 4 denotes a switch circuit, and reference numeral 5 denotes a second noise generation circuit.

第２のノイズ発生回路５はランダムノイズを常に発生させる回路である。その第２のノイズ発生回路５から出力されるノイズ信号は、第１のレベル検出回路１から出力されるレベル検出信号により制御されるスイッチ回路４にてゲート処理され、入力される画像信号のレベルが第１のレベル検出回路１で設定されたしきい値以上、もしくはそれを越える場合にのみノイズ信号が通過する構成をとる。加算器３は、入力される画像信号とスイッチ回路４から出力されるゲート処理されたノイズ信号を加算処理する。   The second noise generation circuit 5 is a circuit that always generates random noise. The noise signal output from the second noise generation circuit 5 is gate-processed by the switch circuit 4 controlled by the level detection signal output from the first level detection circuit 1, and the level of the input image signal Is configured such that the noise signal passes only when the threshold value exceeds or exceeds the threshold value set by the first level detection circuit 1. The adder 3 adds the input image signal and the gated noise signal output from the switch circuit 4.

ここで、第１のレベル検出回路１にて、しきい値を白飛び画像が発生するレベル付近に設定することにより、加算器３において加算処理された画像信号は、しきい値よりもレベルの大きい白飛び画像を含む高振幅信号部分にノイズが加算されることとなり、しきい値よりもレベルの小さい、中〜低振幅信号部分の階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、違和感のない自然な画像を得ることが出来る。   Here, the first level detection circuit 1 sets the threshold value in the vicinity of the level at which the whiteout image is generated, so that the image signal added in the adder 3 has a level higher than the threshold value. Noise is added to the high-amplitude signal part including a large whiteout image, and the visual difference from the image part with the gradation of the medium to low-amplitude signal part whose level is lower than the threshold is reduced. , You can get a natural image without any sense of incongruity.

なお、上記の例では画像信号に加算するノイズ信号をランダムノイズとしたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、均等に規則正しく生成させたノイズでもよく、さらには点状や線状の図形を利用した特定パターンや、グレーなどの単一色を表示してもよい。   In the above example, the noise signal to be added to the image signal is random noise. However, the present invention is not limited to this control method, and may be noise generated evenly and regularly. A specific pattern using a figure or a single color such as gray may be displayed.

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る撮像装置について説明する。図５は実施の形態３に係る撮像装置の構成を表すブロック図である。図５において、実施の形態２に係る図４と同一符号は同一構成を示し、３は加算器、４はスイッチ回路、５は第２のノイズ発生回路である。そして、６は撮像素子であり、７はクリップ回路である。 (Embodiment 3)
Next, an imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus according to the third embodiment. 5, the same reference numerals as those in FIG. 4 according to the second embodiment denote the same components, 3 is an adder, 4 is a switch circuit, and 5 is a second noise generation circuit. Reference numeral 6 denotes an image sensor, and reference numeral 7 denotes a clip circuit.

被写体光学像は、撮像素子６により光電変換されて電気信号として出力され、クリップ回路７に入力される。信号処理回路の処理能力を超えるような高振幅な入力信号は、クリップ回路７によりクリップ処理を施し、同時にクリップ処理を施した事を示すクリップフラグ信号を生成させる。   The subject optical image is photoelectrically converted by the image sensor 6 and output as an electrical signal, which is input to the clip circuit 7. A high-amplitude input signal that exceeds the processing capability of the signal processing circuit is clipped by the clip circuit 7 and simultaneously generates a clip flag signal indicating that the clip processing has been performed.

図６はクリップ回路７における、クリップフラグ信号生成の一例を示す特性グラフであり、クリップ回路７に例としてランプ信号を入力した際の図を表している。クリップ回路７は、入力された信号のレベルが任意に設定されたクリップレベルを越えるとその信号レベルをクリップレベルに置き換えて出力する。クリップフラグ信号は、その置き換えが発生したことを示す信号である。例として図６ではクリップフラグ信号は、入力レベルがクリップレベルを越えていないときは論理レベルがロー、越えているときは論理レベルがハイの信号を出力している。   FIG. 6 is a characteristic graph showing an example of clip flag signal generation in the clip circuit 7, and shows a diagram when a ramp signal is input to the clip circuit 7 as an example. When the level of the input signal exceeds the arbitrarily set clip level, the clip circuit 7 replaces the signal level with the clip level and outputs it. The clip flag signal is a signal indicating that the replacement has occurred. As an example, in FIG. 6, the clip flag signal outputs a signal whose logic level is low when the input level does not exceed the clip level and when the input level exceeds the clip level.

一方、第２のノイズ発生回路５でランダムノイズを発生させて、そのノイズ信号は前記クリップフラグ信号により制御されるスイッチ回路４にてゲート処理され、クリップ信号部分のみにノイズ信号が通過する構成をとる。クリップ回路７から出力される撮像信号とスイッチ回路４から出力されるゲート処理されたノイズ信号を加算器３にて加算処理する。   On the other hand, the second noise generation circuit 5 generates random noise, and the noise signal is gated by the switch circuit 4 controlled by the clip flag signal, so that the noise signal passes only through the clip signal portion. Take. The image pickup signal output from the clip circuit 7 and the gated noise signal output from the switch circuit 4 are added by the adder 3.

ここで、加算器３において加算処理された撮像信号はクリップ画像部分にノイズが加算されることとなり、クリップ処理されていない、階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、違和感のない自然な画像を得ることが出来る。   Here, the image pickup signal subjected to the addition processing in the adder 3 adds noise to the clipped image portion, the visual difference from the image portion with gradation that is not clipped is reduced, and the sense of incongruity is reduced. A natural image can be obtained.

なお、上記の例では画像信号に加算するノイズ信号をランダムノイズとしたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、均等に規則正しく生成させたノイズでもよく、さらには点状や線状の図形を利用した特定パターンや、グレーなどの単一色を表示してもよい。   In the above example, the noise signal to be added to the image signal is random noise. However, the present invention is not limited to this control method, and may be noise generated evenly and regularly. A specific pattern using a figure or a single color such as gray may be displayed.

また、上記の例ではクリップフラグ信号の状態変移はクリップレベルをしきい値として生成させたが、クリップレベルにある任意の定数を加減算してしきい値としてもよい。   In the above example, the state transition of the clip flag signal is generated using the clip level as a threshold value. However, an arbitrary constant at the clip level may be added or subtracted to obtain the threshold value.

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る撮像装置について説明する。図７は実施の形態４に係る撮像装置の構成を表すブロック図である。図７において、実施の形態３に係る図５と同一符号は同一構成を示し、３は加算器、５は第２のノイズ発生回路、６は撮像素子である。そして、８は第２のレベル検出回路、９はノイズレベル制御回路である。 (Embodiment 4)
Next, an imaging apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the fourth embodiment. 7, the same reference numerals as those in FIG. 5 according to the third embodiment denote the same components, 3 is an adder, 5 is a second noise generating circuit, and 6 is an image sensor. Reference numeral 8 denotes a second level detection circuit, and reference numeral 9 denotes a noise level control circuit.

被写体光学像は、撮像素子６により光電変換されて電気信号として出力される。この撮像素子６にて得られた撮像信号は、第２のレベル検出回路８に入力され、撮像信号のレベルと任意のしきい値との比較結果を示すノイズレベル係数が出力される。   The subject optical image is photoelectrically converted by the image sensor 6 and output as an electrical signal. The image signal obtained by the image sensor 6 is input to the second level detection circuit 8, and a noise level coefficient indicating a comparison result between the level of the image signal and an arbitrary threshold value is output.

図８は第２のレベル検出回路８における、ノイズレベル係数生成の一例を示す特性グラフである。任意の２点の状態変化ポイントＸ１、Ｘ２を設定してＸ１より小さい入力レベルの信号には係数をゼロとし、Ｘ２より大きいレベルの入力信号には係数を１とし、Ｘ１とＸ２の間のレベルの入力信号には任意の特性を持たせて係数を生成させる。   FIG. 8 is a characteristic graph showing an example of noise level coefficient generation in the second level detection circuit 8. Set any two state change points X1 and X2 and set the coefficient to zero for signals with an input level lower than X1, set the coefficient to 1 for input signals with a level higher than X2, and set the level between X1 and X2 The input signal is given an arbitrary characteristic to generate a coefficient.

一方、第２のノイズ発生回路５でランダムノイズを発生させて、そのノイズ信号は前記ノイズレベル係数により制御されるノイズレベル制御回路９にてレベル調整される構成をとる。例としては入力されるノイズ信号をノイズレベル係数で乗算する方法がある。 撮像素子６により得られた撮像信号とノイズレベル制御回路９から出力されるレベル調整されたノイズ信号を加算器３にて加算処理する。   On the other hand, the second noise generation circuit 5 generates random noise, and the noise signal is adjusted in level by a noise level control circuit 9 controlled by the noise level coefficient. As an example, there is a method of multiplying an input noise signal by a noise level coefficient. The adder 3 adds the image signal obtained by the image sensor 6 and the level-adjusted noise signal output from the noise level control circuit 9.

ここで、加算器３において加算処理された撮像信号はノイズが加算されるが、ノイズレベル制御回路９にてノイズ加算量を制御するため、全くノイズを加算していない画像と最大量でノイズを加算した画像の境界においてスムーズにノイズ加算量が変化し、違和感のないノイズ加算を行うことが出来る。   Here, noise is added to the imaging signal added by the adder 3, but the noise level control circuit 9 controls the noise addition amount. The amount of noise addition smoothly changes at the boundary between the added images, and noise addition without a sense of incongruity can be performed.

なお、上記の例では画像信号に加算するノイズ信号をランダムノイズとしたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、均等に規則正しく生成させたノイズでもよく、さらには点状や線状の図形を利用した特定パターンや、グレーなどの単一色を表示してもよい。   In the above example, the noise signal to be added to the image signal is random noise. However, the present invention is not limited to this control method, and may be noise generated evenly and regularly. A specific pattern using a figure or a single color such as gray may be displayed.

また、上記の例ではノイズレベル係数の状態変化ポイントを２点としたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、任意の数の状態変化ポイントを設定してノイズレベル係数を生成させてもよい。   In the above example, the noise level coefficient has two state change points. However, the present invention is not limited to this control method, and an arbitrary number of state change points are set to generate a noise level coefficient. You may let them.

また、ノイズレベル係数は０から１としたが、これに限定されるものではなく、任意の倍率を設定してもよい。   Further, although the noise level coefficient is 0 to 1, it is not limited to this, and an arbitrary magnification may be set.

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る撮像装置について説明する。図９は実施の形態５に係る撮像装置の構成を表すブロック図である。図９において、実施の形態４に係る図７と同一符号は同一構成を示し、３は加算器、５は第２のノイズ発生回路、６は撮像素子、９はノイズレベル制御回路である。そして、１０は増幅度制御回路であり、１１は増幅回路であり、１２は第３のレベル検出回路である。 (Embodiment 5)
Next, an imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the fifth embodiment. 9, the same reference numerals as those in FIG. 7 according to the fourth embodiment denote the same components, 3 is an adder, 5 is a second noise generating circuit, 6 is an image sensor, and 9 is a noise level control circuit. Reference numeral 10 is an amplification degree control circuit, 11 is an amplification circuit, and 12 is a third level detection circuit.

増幅度制御回路１０は撮像信号の増幅度を制御する回路である。増幅回路１１は、増幅度制御回路１０から出力される増幅度制御信号により決定された増幅度で撮像素子６にて得られた撮像信号の振幅増幅を行う回路である。第３のレベル検出回路１２は増幅回路１１から出力される撮像信号のレベルから生成する第１の係数と前記増幅度制御信号に応じて生成する第２の係数を乗じてノイズレベル係数を生成する。撮像信号のレベルから生成する第１の係数は実施の形態４におけるノイズレベル係数生成と同様の特性であり、増幅度制御信号に応じて生成する第２の係数は例えば増幅度０ｄＢであれば係数は０、増幅度６ｄＢであれば係数は１、増幅度１２ｄＢであれば係数は２というように、増幅度が増加するほどノイズレベル係数を大きく設定する構成をとる。一方、第２のノイズ発生回路５でランダムノイズを発生させて、そのノイズ信号は前記ノイズレベル係数により制御されるノイズレベル制御回路９にてレベル調整される構成をとる。例としては入力されるノイズ信号をノイズレベル係数で乗算する方法がある。増幅回路１１により振幅増幅処理された撮像信号とノイズレベル制御回路９から出力されるレベル調整されたノイズ信号を加算器３にて加算処理する。   The amplification degree control circuit 10 is a circuit that controls the amplification degree of the imaging signal. The amplifier circuit 11 is a circuit that performs amplitude amplification of the imaging signal obtained by the imaging device 6 with the amplification degree determined by the amplification degree control signal output from the amplification degree control circuit 10. The third level detection circuit 12 generates a noise level coefficient by multiplying the first coefficient generated from the level of the imaging signal output from the amplification circuit 11 and the second coefficient generated according to the amplification degree control signal. . The first coefficient generated from the level of the imaging signal has the same characteristics as the noise level coefficient generation in the fourth embodiment, and the second coefficient generated according to the amplification degree control signal is a coefficient if the amplification degree is 0 dB, for example. Is set to 0, the coefficient is 1 if the amplification is 6 dB, and the coefficient is 2 if the amplification is 12 dB. The noise level coefficient is set to be larger as the amplification is increased. On the other hand, the second noise generation circuit 5 generates random noise, and the noise signal is adjusted in level by a noise level control circuit 9 controlled by the noise level coefficient. As an example, there is a method of multiplying an input noise signal by a noise level coefficient. The adder 3 performs addition processing on the imaging signal subjected to amplitude amplification processing by the amplifier circuit 11 and the level-adjusted noise signal output from the noise level control circuit 9.

ここで、加算器３において加算処理された撮像信号はノイズが加算されるが、撮像信号のレベルから生成する第１の係数により全くノイズを加算していない画像と最大量でノイズを加算した画像の境界においてスムーズにノイズ加算量が変化し、さらに増幅度制御信号に応じて生成する第２の係数により撮像信号の増幅度に応じてノイズ加算量を増減するため、違和感のないノイズ加算を行うことが出来る。   Here, noise is added to the imaging signal subjected to the addition processing in the adder 3, but an image in which noise is not added at all by the first coefficient generated from the level of the imaging signal and an image in which noise is added at the maximum amount are added. The noise addition amount changes smoothly at the boundary of the signal, and the noise addition amount is increased / decreased according to the amplification degree of the imaging signal by the second coefficient generated according to the amplification degree control signal. I can do it.

なお、上記の例では画像信号に加算するノイズ信号をランダムノイズとしたが、本発明はこの制御方法に限定されるものではなく、均等に規則正しく生成させたノイズでもよく、さらには点状や線状の図形を利用した特定パターンや、グレーなどの単一色を表示してもよい。   In the above example, the noise signal to be added to the image signal is random noise. However, the present invention is not limited to this control method, and may be noise generated evenly and regularly. A specific pattern using a figure or a single color such as gray may be displayed.

以上のように本発明にかかる撮像装置は、従来フラットになっていた白飛び画像部にノイズが加算され、他の階調のある画像部分との視覚上の差が軽減され、違和感のない自然な画像を得る効果を有し、特にゲインアップしてノイズが増大した画像に有用である。   As described above, in the imaging apparatus according to the present invention, noise is added to a whiteout image portion that has been flattened in the past, and a visual difference from an image portion having other gradations is reduced. This is useful for an image that has an effect of obtaining a clear image and that has increased noise by increasing the gain.

本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 実施の形態１に係るレベル検出信号生成の一例を示す特性グラフCharacteristic graph showing an example of level detection signal generation according to the first embodiment 実施の形態１に係るモニター表示におけるノイズ加算動作を示す説明図Explanatory drawing which shows the noise addition operation | movement in the monitor display which concerns on Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態３に係る撮像装置の構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 実施の形態３に係るクリップフラグ信号生成の一例を示す特性グラフCharacteristic graph showing an example of clip flag signal generation according to the third embodiment 本発明の実施の形態４に係る撮像装置の構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 実施の形態４に係るノイズレベル係数生成の一例を示す特性グラフCharacteristic graph showing an example of noise level coefficient generation according to the fourth embodiment 本発明の実施の形態５に係る撮像装置の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，８，１２ レベル検出回路
２，５ ノイズ発生回路
３ 加算器
４ スイッチ回路
６ 撮像素子
７ クリップ回路
９ ノイズレベル制御回路
１０ 増幅度制御回路
１１ 増幅回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,8,12 Level detection circuit 2,5 Noise generation circuit 3 Adder 4 Switch circuit 6 Imaging element 7 Clip circuit 9 Noise level control circuit 10 Amplification degree control circuit 11 Amplification circuit

Claims (1)

被写体光学像の光電変換を行う撮像素子と、
前記撮像素子にて得られた撮像信号のレベルを増幅させる増幅回路と、
前記増幅回路の増幅度を制御する増幅度制御回路と、
前記増幅度制御回路から出力される増幅度制御信号に基づいて、前記撮像信号の増幅度が高いほどノイズレベル係数を大きく設定するレベル検出回路と、
ノイズ信号を発生させるノイズ発生回路と、
前記レベル検出回路で生成されるノイズレベル係数により前記ノイズ発生回路にて発生させたノイズ信号のレベルをコントロールするノイズレベル制御回路と、
前記増幅回路から出力される撮像信号と前記ノイズレベル制御回路にてレベル調整処理されたノイズ信号とを加算処理する加算器と、
を備える撮像装置。 An image sensor that performs photoelectric conversion of a subject optical image;
An amplifying circuit for amplifying the level of the imaging signal obtained by the imaging element;
An amplification control circuit for controlling the amplification degree of the amplification circuit;
Based on the amplification degree control signal output from the amplification degree control circuit, a level detection circuit that sets a noise level coefficient larger as the amplification degree of the imaging signal is higher;
A noise generation circuit for generating a noise signal;
A noise level control circuit for controlling a level of a noise signal generated by the noise generation circuit by a noise level coefficient generated by the level detection circuit;
An adder for adding the image signal output from the amplifier circuit and the noise signal level-adjusted by the noise level control circuit;
An imaging apparatus comprising:
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