JPH11112884A - ビデオカメラ装置の暗電流補正方法および該方法によるビデオカメラ装置 - Google Patents

ビデオカメラ装置の暗電流補正方法および該方法によるビデオカメラ装置

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JPH11112884A
JPH11112884A JP9272565A JP27256597A JPH11112884A JP H11112884 A JPH11112884 A JP H11112884A JP 9272565 A JP9272565 A JP 9272565A JP 27256597 A JP27256597 A JP 27256597A JP H11112884 A JPH11112884 A JP H11112884A
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JP
Japan
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dark current
video camera
camera device
noise
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JP9272565A
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Kenji Ishii
健二 石井
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗電流ノイズの補正を温度や蓄積時間および
撮像ゲインの変化によらず、安定して行うことのできる
ビデオカメラ装置の暗電流補正方法および該方法による
ビデオカメラ装置を実現すること。 【解決手段】 撮像素子の暗電流を検出して映像信号と
加算するビデオカメラ装置の暗電流補正方法において、
前記暗電流の検出を数画面分加算して平均化することに
より行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本尭明は、ビデオカメラ装置
に関し、特に、暗いところでの撮像を可能にする高感度
なビデオカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高感度カメラには、光増倍素子等を用い
て光を増幅して高感度とする技術が以前から用いられて
きたが、光増倍素子の寿命、焼き付け等などの撮像素子
の制約により、ランニングコストが高くなったり、使用
方法に制約があった。そこで近年ではこれらの制約のな
い固体撮像素子を用いて、固体撮像素子の蓄積時間を長
くすることによる高感度カメラが主流になってきてい
る。この種の従来例としては、例えば、特開平4−31
8848号公報に開示されるものが挙げられる。
【0003】しかしながら固体撮像素子には暗電流ノイ
ズがあり、また、この暗電流ノイズは画素毎にばらつく
とともに蓄積時間にも比例することから、長時間蓄積を
行った場合には暗電流ノイズが増加して撮像映像が非常
に見苦しくなる。
【0004】そこでこれらの対策の一例として、レンズ
をクローズ状態にして暗電流ノイズだけの状態にして、
この暗電流ノイズ信号をビデオメモリに記憶し、映像撮
像時にはビデオメモリに記録した暗電流ノイズ信号を減
算する方法で暗電流を目立たなくする方法が提案されて
いる。この種の従来例としては、例えば、特開平2−7
696号公報に開示されるものが挙げられる。
【0005】図2には上述したような従来例の構成を示
すブロック図である。
【0006】本従来例は、直列に設けられた固体撮像素
子であるCCD1、プリアンプ回路(PREAMP)
2、黒レベルをクランプするオプチカルブラッククラン
プ回路3、カメラのゲインを設定するゲインコントロー
ル(GAIN CONT)回路、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/D変換回路6、デジタル・映像信
号処理回路(PROCESS)7、デジタル信号をビデ
オ信号10のアナログ信号に変換するD/A変換回路
(D/A)9を備えるもので、これらの構成は一般のビ
デオカメラ装置と同様の構成であるため説明は省略す
る。
【0007】タイミングジェネレータ17は、制御装置
26から送られてくる蓄積時間コントロール信号18に
応じてCCD1の読み出しタイミングを制御する機能を
備えたCCDの撮像タイミング信号発生回路である。ビ
デオメモリ8は高感度モード時の間欠映像を連続映像に
するためのビデオメモリであり、制御装置26からのメ
モリコントロール23により制御される。ビデオメモリ
25は暗電流ノイズを記憶するメモリであり、制御装置
26からの補正信号検出/出力制御信号21により制御
されて暗電流ノイズの記録または出力をするメモリであ
る。
【0008】加算器24はビデオメモリ8より出力され
る映像信号からビデオメモリ25より出力される暗電流
ノイズを減算して、暗電流ノイズのない信号を得るため
の加算器である。制御装置26は感度設定22に応じて
蓄積時間コントロール18、メモリコントロール23お
よび補正信号検出/出力制御信号21を出力する。
【0009】本従来例の構成において、暗電流ノイズを
検出する場合には、CCD1に光が入射されないように
ビデオカメラに取り付けられているレンズの絞りを閉じ
て暗電流ノイズ成分だけとし、この状態での信号をビデ
オメモリ25に記憶する。そして通常の撮影状態ではビ
デオメモリ25に記憶された信号を映像信号から減算す
ることで暗電流ノイズのないビデオ信号を得る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
よるビデオカメラ装置で行われる暗電流補正では、レン
ズの絞りを閉じた状態の信号をそのまま記録してしまう
ので、暗電流以外のランダムノイズ等も暗電流ノイズと
して検知してしまい、暗電流補正が精度よく行われな
い。
【0011】また、ビデオメモリ25に記憶された暗電
流ノイズ信号により補正が行われるが、撮像素子の暗電
流ノイズは温度に比例するため、屋外などの温度が変化
し、暗電流ノイズも変化する環境では暗電流ノイズ補正
が適正なものとならず、過補正または補正不足を生じて
しまう。
【0012】一般に暗電流は温度8度上昇することによ
り約2倍に増加する。そして暗電流は蓄積時間に正比例
する。このため、暗電流ノイズの変化は、感度設定が変
わり蓄積時間が変わったときにも生じてしまい、このと
きにも温度変化の場合と同様に暗電流ノイズ補正に過補
正または補正不足が生じる。
【0013】また、ビデオカメラ装置には一般的にゲイ
ンを切り替えるゲインコントロール回路が設けられる
が、図2に示すようにゲインコントロール回路以降で補
正を行うと、暗電流測定後に撮像ゲインを変えたときに
は補正レベル適正でなくなってしまい、この場合にも暗
電流ノイズ補正に過補正または補正不足が生じる。
【0014】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、暗電流ノイズ
の補正を温度や蓄積時間および撮像ゲインの変化によら
ず、安定して行うことのできるビデオカメラ装置の暗電
流補正方法および該方法によるビデオカメラ装置を実現
することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のビデオカメラ装
置の暗電流補正方法は、撮像素子の暗電流を検出して映
像信号と加算するビデオカメラ装置の暗電流補正方法に
おいて、前記暗電流の検出を数画面分加算して平均化す
ることにより行うを特徴とする。
【0016】この場合、撮像素子または撮像素子の雰囲
気温度を検出し、検出温度に応じて検出した暗電流の値
を補正することとしてもよい。
【0017】また、ビデオカメラ装置に設定された撮像
感度に応じて検出した暗電流の値を補正することとして
もよい。
【0018】本発明のビデオカメラ装置は、撮像素子の
暗電流検出手段および該検出した暗電流の値を記憶する
記憶手段を備え、映像信号と前記記憶手段に記憶された
暗電流値を加算してビデオ信号として出力するビデオカ
メラ装置において、前記暗電流検出手段が、暗電流測定
時の信号を数画面分加算して平均化することを特徴とす
る。
【0019】この場合、撮像素子または撮像素子の雰囲
気温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出
温度に応じて前記記憶手段に記憶された暗電流の値を補
正する制御装置とを有することとしてもよい。
【0020】また、設定された感度に応じて前記記憶手
段に記憶された暗電流の値を補正する制御装置を有する
こととしてもよい。
【0021】さらに、映像信号と記憶手段に記憶された
暗電流値との加算が、撮像ゲインを調整する前段で行わ
れることとしてもよい。
【0022】「作用」本発明による高感度カメラは、暗
電流ノイズは前の映像と同じである性質を利用して、暗
電流測定時の信号を数画面分加算して平均化する、巡回
型の加算器を用いてランダムノイズ等前の画面と相関の
ないノイズ成分を除去するノイズ除去加算器を用いるこ
とで暗電流ノイズだけを検出するものである。また暗電
流補正信号を撮像素子または撮像素子付近の温度を検出
して温度によりレベルコントロールして、カメラのゲイ
ン設定を行うゲインコントロール回路前に減算する構成
にすることで、温度依存牲もなく、また、カメラのゲイ
ン変更に関係なく、精度のよい暗電流補正をするもので
ある。
【0023】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
【0024】図1は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。本実施例は図2に示した従来例に加算器
4、11、ノイズ除去加算器12、ビデオメモリ13、
ゲインコントロール(GAIN CONT)回路14、
D/A変換回路(D/A)15を設けたものである。こ
れら以外の構成は図2に示した従来例と同様であるた
め、図2と同じ番号を付して説明は省略する。
【0025】本実施例におけるタイミングジェネレータ
17は制御装置19からの蓄積時間コントロール信号1
8に応じてCCD1の読み出しタイミングを制御する機
能を備えたCCDのタイミング信号発生回路である。ビ
デオメモリ8は、高感度モード時の間欠映像を連続映像
にするためのビデオメモリであり、制御装置19からの
メモリコントロール23により制御される。加算器4は
映像信号から暗電流信号を減算する減算器であり、加算
器11は暗電流ノイズを検出するときレンズの絞りを閉
じた状態の信号から映像の黒レベル信号を減算してノイ
ズ信号レベルのみを検出するための減算器である。
【0026】本実施例において、加算器11、暗電流検
出手段を構成するノイズ除去加算器12およびビデオメ
モリ13、GAIN CONT14およびD/A15は
暗電流ノイズを除去するために設けられたもので、測定
された暗電流ノイズはビデオメモリ13に記憶され、G
AIN CONT14にて、温度、設定感度などに応じ
てそのゲインが補正された後にD/A15にてアナログ
信号とされ、加算器14にて映像信号に加算される。
【0027】ビデオメモリ13に記憶する暗電流ノイズ
検出時には、A/D6の出力は加算器11にてオプチカ
ルブラッククランプ3にて検出された黒レベルと加算さ
れた後に前の映像と相関関係のないランダムノイズ等を
除去するためのノイズ除去回路12に入力され、ビデオ
メモリ13に入力される。ビデオメモリ13の出力はノ
イズ除去回路12に帰還されており、これによりノイズ
除去加算器12は数画面分加算して平均化することが可
能となっている。このような構成とすることによりノイ
ズ除去加算器12は数画面分の暗電流ノイズおよびラン
ダムノイズを検出し、これらの平均をとることで相関関
係のないランダムノイズ等を除去する動作をする。GA
IN CONT14は、制御装置19から出力される補
正レベルコントロール20の制御信号に応じて変化する
ゲインコントロール回路である。制御装置19は、CC
D1付近の温度を検出する温度センサ16の検知温度、
および感度設定22の改定値により補正レベルコントロ
ール20の内容を決定し、GAIN CONT14へ出
力する。
【0028】本実施例における暗電流ノイズ除去動作に
ついて説明する。暗電流ノイズを検出するには、数フレ
ーム蓄積(例えば16フレーム蓄積)の高感度モードに
して、ビデオカメラのレンズの絞りを閉じた状態にし、
ビデオ信号10の出力をノイズ信号だけの状態とする。
この状態でまず映像信号の黒レベルを加算器11で減算
して暗電流ノイズ信号のみとする。
【0029】次に、ノイズ除去加算器12およびビデオ
メモリ13により巡回加算を数フレーム行うことで相関
関係のないランダムノイズ等は除去され暗電流ノイズの
みが検出され、ビデオメモリ13に記憶される。この状
態で暗電流が最低になるようにGAIN CONT14
を調整する。
【0030】次に、映像撮影状態では、温度センサ16
の検知温度により、GAIN CONT14を制御して
温度変化による暗電流量の変化に追従して暗電流補正量
を変化させる。また、感度設定22が変わり蓄積時間が
変化したときにも蓄積時間に応じてGAIN CONT
14の制御信号を変化させる。
【0031】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0032】高感度カメラにおいて、長時間蓄積時にみ
られる暗電流ノイズを、温度の変わる環境においても、
また、カメラゲインを変化させた場合においても精度良
く低減することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 CCD 2 PREAMP回路 3 オプチカルブラッククランプ回路 4 加算器 5 GAIN CONTROL回路 6 A/D変換器 7 PROCESS回路 8 ビデオメモリ 9 D/A変換器 10 ビデオ信号 11 加算器 12 ノイズ除去加算器 13 ビデオメモリ 14 GAIN CONTROL回路 15 D/A変換器 16 温度センサ 17 タイミングジェネレータ 18 蓄積時間コントロール信号 19 制御装置 20 補正レベルコントロール信号 21 補正信号検出/出力制御信号 22 感度設定信号 23 メモリコントロール信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子の暗電流を検出して映像信号と
    加算するビデオカメラ装置の暗電流補正方法において、 前記暗電流の検出を数画面分加算して平均化することに
    より行うことを特徴とするビデオカメラ装置の暗電流補
    正方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のビデオカメラ装置の暗電
    流補正方法において、 撮像素子または撮像素子の雰囲気温度を検出し、検出温
    度に応じて検出した暗電流の値を補正することを特徴と
    するビデオカメラ装置の暗電流補正方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のビデオカ
    メラ装置の暗電流補正方法において、 ビデオカメラ装置に設定された撮像感度に応じて検出し
    た暗電流の値を補正することを特徴とするビデオカメラ
    装置の暗電流補正方法。
  4. 【請求項4】 撮像素子の暗電流検出手段および該検出
    した暗電流の値を記憶する記憶手段を備え、映像信号と
    前記記憶手段に記憶された暗電流値を加算してビデオ信
    号として出力するビデオカメラ装置において、 前記暗電流検出手段が、暗電流測定時の信号を数画面分
    加算して平均化することを特徴とするビデオカメラ装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のビデオカメラ装置におい
    て、 撮像素子または撮像素子の雰囲気温度を検出する温度セ
    ンサと、 前記温度センサの検出温度に応じて前記記憶手段に記憶
    された暗電流の値を補正する制御装置とを有することを
    特徴とするビデオカメラ装置。
  6. 【請求項6】 請求項4または請求項5記載のビデオカ
    メラ装置において、 設定された感度に応じて前記記憶手段に記憶された暗電
    流の値を補正する制御装置を有することを特徴とするビ
    デオカメラ装置。
  7. 【請求項7】 請求項4ないし請求項6のいずれかに記
    載のビデオカメラ装置において、 映像信号と記憶手段に記憶された暗電流値との加算が、
    撮像ゲインを調整する前段で行われることを特徴とした
    ビデオカメラ装置。
JP9272565A 1997-10-06 1997-10-06 ビデオカメラ装置の暗電流補正方法および該方法によるビデオカメラ装置 Pending JPH11112884A (ja)

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