合成多個圖像的圖像處理設(shè)備及其控制方法和攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合成多個圖像的圖像處理設(shè)備及其控制方法和攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在諸如電子照相機(jī)的攝像裝置中，使用諸如CCD或CMOS圖像傳感器的固態(tài)攝像設(shè)備(下文中簡稱為攝像設(shè)備)。在這種攝像裝置中，在攝像設(shè)備將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(模擬信號)的處理期間，產(chǎn)生使圖像的質(zhì)量劣化的各種噪聲。典型的噪聲的示例包括:在像素和用于從像素中讀出信號的電路中產(chǎn)生的復(fù)位噪聲、以及每當(dāng)進(jìn)行攝像操作時改變的隨機(jī)噪聲(例如在像素區(qū)域中產(chǎn)生的暗電流)。
[0003]此外，在攝像裝置的主體內(nèi)或附近，設(shè)置了可能成為周期性地改變攝像設(shè)備的電源電壓的噪聲源的部件。如果這些噪聲源在攝像設(shè)備進(jìn)行的信號讀出操作期間工作，則向攝像設(shè)備提供的電源電壓由于噪聲源引起的電源變化和從噪聲源產(chǎn)生的電磁波而變化。
[0004]通常，已知這些噪聲源各自以其各個部件或零件特有的頻率驅(qū)動，因此攝像設(shè)備的電源電壓周期性地變化，并且電源電壓的變化作為周期性水平條紋圖案噪聲出現(xiàn)在圖像上。
[0005]附帶地，開發(fā)了一種攝像裝置，其進(jìn)行使得能夠在短時間段內(nèi)要進(jìn)行多個攝像操作和信號處理操作的高速讀出操作。在這種攝像裝置中，通過進(jìn)行將通過以高速進(jìn)行多個攝像操作而獲得的多個圖像相加的相加處理，來生成一個圖像，由此對包含在各個圖像中的諸如暗噪聲的隨機(jī)噪聲進(jìn)行平均。因此，與通過一個攝像操作獲得的圖像相比，最終獲得的合成圖像的隨機(jī)噪聲減小，由此圖像質(zhì)量得到改善。
[0006]另一方面，根據(jù)在進(jìn)行相加處理之前在各個圖像上產(chǎn)生由周期性地改變電源電壓的噪聲源引起的水平條紋圖案噪聲的位置，在合成圖像中水平條紋圖案噪聲有時增大。
[0007]為了解決由周期性地改變電源電壓的噪聲源引起的水平條紋圖案噪聲的問題，提出了一種攝像裝置，其通過檢測噪聲源的頻率，并且根據(jù)檢測到的頻率改變用于驅(qū)動攝像設(shè)備的驅(qū)動信號的驅(qū)動頻率，來減小水平條紋圖案噪聲(參照日本特開2010-141799號公報)。
[0008]然而，在日本特開2010-141799號公報中公開的攝像裝置中，由于攝像設(shè)備的驅(qū)動頻率根據(jù)噪聲源的頻率而改變，因此如果存在多個噪聲源，則需要逐個噪聲源地改變攝像設(shè)備的驅(qū)動頻率。這使得當(dāng)存在多個噪聲源時，難以改變攝像設(shè)備的驅(qū)動頻率，并且在這種情況下，無法減小水平條紋圖案噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種圖像處理設(shè)備和攝像裝置，圖像處理設(shè)備在進(jìn)行將通過拍攝而獲得的多個圖像相加的相加處理的情況下，能夠容易地減小例如由于電源電壓的變化而引起的條紋圖案噪聲。
[0010]在本發(fā)明的第一方面，提供一種圖像處理設(shè)備，其對從攝像設(shè)備連續(xù)獲得的多個圖像進(jìn)行合成，以獲得合成圖像，所述攝像設(shè)備輸出基于光學(xué)圖像的圖像，所述圖像處理設(shè)備包括:驅(qū)動單元，被構(gòu)造為對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動控制，以從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像；圖像處理單元，被構(gòu)造為進(jìn)行將所述多個圖像合成的處理，以獲得所述合成圖像；以及控制單元，被構(gòu)造為在當(dāng)從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像時，從噪聲源向所述多個圖像中的各個添加了噪聲的情況下，控制所述驅(qū)動單元對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動的定時，使得在讀出圖像期間從所述噪聲源添加的噪聲的相位、與從所述噪聲源向緊接在當(dāng)前讀出的所述圖像之前讀出的圖像添加的噪聲的相位，具有預(yù)定關(guān)系。
[0011 ] 在本發(fā)明的第二方面，提供一種攝像裝置，其包括:攝像設(shè)備，在所述攝像設(shè)備中，形成有通過攝像光學(xué)系統(tǒng)入射的光學(xué)圖像，并且所述攝像設(shè)備輸出基于所述光學(xué)圖像的圖像信號；以及圖像處理設(shè)備，其對從所述攝像設(shè)備連續(xù)輸出的多個圖像進(jìn)行合成，以獲得合成圖像，其中，所述圖像處理設(shè)備包括:驅(qū)動單元，被構(gòu)造為對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動控制，以從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像；圖像處理單元，被構(gòu)造為進(jìn)行將所述多個圖像合成的處理，以獲得所述合成圖像；以及控制單元，被構(gòu)造為在當(dāng)從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像時，從噪聲源向所述多個圖像中的各個添加了噪聲的情況下，控制所述驅(qū)動單元對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動的定時，使得在讀出圖像期間從所述噪聲源添加的噪聲的相位、與從所述噪聲源向緊接在當(dāng)前讀出的所述圖像之前讀出的圖像添加的噪聲的相位，具有預(yù)定關(guān)系。
[0012]在本發(fā)明的第三方面，提供一種圖像處理設(shè)備的控制方法，所述圖像處理設(shè)備對從攝像設(shè)備連續(xù)獲得的多個圖像進(jìn)行合成，以獲得合成圖像，所述攝像設(shè)備輸出基于光學(xué)圖像的圖像，所述控制方法包括:對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動控制，以從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像；進(jìn)行將所述多個圖像合成的處理，以獲得所述合成圖像；以及在當(dāng)從所述攝像設(shè)備中連續(xù)讀出所述多個圖像時，從噪聲源向所述多個圖像中的各個添加了噪聲的情況下，控制對所述攝像設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動的定時，使得在讀出圖像期間從所述噪聲源添加的噪聲的相位、與從所述噪聲源向緊接在當(dāng)前讀出的所述圖像之前讀出的圖像添加的噪聲的相位，具有預(yù)定關(guān)系。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行將通過拍攝而獲得的多個圖像合成的諸如相加處理的合成處理的情況下，能夠容易地減小條紋圖案噪聲。
[0014]通過以下(參照附圖)對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0015]圖1是作為配備有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的攝像裝置的數(shù)字照相機(jī)的框圖。
[0016]圖2是示出圖1所示的攝像設(shè)備的等效電路的圖。
[0017]圖3是示出用于說明由圖2所示的攝像設(shè)備進(jìn)行的信號讀出操作的驅(qū)動模式的時序圖。
[0018]圖4A和圖4B是用于說明水平條紋噪聲對圖1所示的數(shù)字照相機(jī)中的將兩個圖像相加的相加處理的影響的圖，其中，圖4A示出了在第一圖像和第二圖像各自具有相同相位的水平條紋噪聲的情況下的噪聲的影響，并且圖4B示出了在第一圖像和第二圖像具有相反相位的水平條紋噪聲的情況下的噪聲的影響。
[0019]圖5是在數(shù)字照相機(jī)中使用的定時控制器的框圖。
[0020]圖6A和圖6B是用于說明圖5所示的定時控制器進(jìn)行的讀出控制的時序圖，其中，圖6A是示出在對奇數(shù)圖像進(jìn)行拍攝時進(jìn)行的讀出控制的時序圖，并且圖6B是示出在對偶數(shù)圖像進(jìn)行拍攝時進(jìn)行的讀出控制的時序圖。
[0021]圖7是在作為配備有根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的攝像裝置的數(shù)字照相機(jī)中使用的定時控制器的框圖。
[0022]圖8A至圖8D是用于說明當(dāng)配備有根據(jù)第二實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的數(shù)字照相機(jī)進(jìn)行拍攝時檢測到的噪聲信號的相位的圖，其中，圖8A示出了當(dāng)拍攝第一圖像時檢測到的噪聲信號的相位，圖8B示出了當(dāng)拍攝第二圖像時檢測到的噪聲信號的相位，圖SC示出了當(dāng)拍攝第三圖像時檢測到的噪聲信號的相位，并且圖8D示出了當(dāng)拍攝第四圖像時檢測到的噪聲信號的相位。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在，下面參照示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0024]圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的攝像裝置的示例的框圖。
[0025]所示出的攝像裝置例如是數(shù)字照相機(jī)(下文中簡稱為照相機(jī))，其包括諸如CMOS圖像傳感器的固態(tài)攝像設(shè)備(下文中簡稱為攝像設(shè)備)304?？扉T303、光圈302和拍攝鏡頭單元(下文中簡稱為鏡頭)301按照所提到的順序布置在攝像設(shè)備304的前側(cè)(入射光側(cè))。鏡頭301、光圈302和快門303構(gòu)成攝像光學(xué)系統(tǒng)。
[0026]通過鏡頭301入射的光學(xué)圖像具有由光圈302和快門303進(jìn)行了調(diào)整的其光量，并且形成在攝像設(shè)備304上。攝像設(shè)備304對光學(xué)圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為電信號(模擬圖像信號)。向模擬前端電路(AFE)305提供從攝像設(shè)備304輸出的模擬圖像信號(也稱為攝像信號)。AFE305對攝像信號進(jìn)行預(yù)定攝像信號處理，并且將攝像信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字，由此輸出數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。然后，向信號處理器306發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。
[0027]信號處理器306對接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種校正處理，并且根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，由此生成處理后的圖像數(shù)據(jù)。然后，將處理后的圖像數(shù)據(jù)臨時存儲在存儲器部307中。此外，信號處理器306進(jìn)行用于對作為拍攝的結(jié)果從攝像設(shè)備304連續(xù)獲得的多個圖像(圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行相加處理(合成處理)的圖像合成處理，由此生成合成圖像數(shù)據(jù)。
[0028]從定時生成部313向攝像設(shè)備304、AFE 305和信號處理器306提供定時脈沖。定時生成部313在總體控制和計算部312的控制下，根據(jù)下面描述的時鐘信號CLK_CM0S生成定時脈沖。
[0029]總體控制和計算部312進(jìn)行各種計算處理，并且對照相機(jī)的總體操作進(jìn)行控制。諸如外部計算機(jī)311的外部裝置連接到外部接口(I/F)部310，外部接口部310與外部裝置進(jìn)行通信。外部接口部310還能夠例如通過經(jīng)由無線單元320發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，與外部裝置進(jìn)行無線通信。
[0030]存儲介質(zhì)309以可拆卸的方式連接到存儲介質(zhì)控制接口(I/F)部308。當(dāng)存儲介質(zhì)309連接到存儲介質(zhì)控制接口(I/F)部308時，存儲介質(zhì)控制接口(I/F)部308將圖像數(shù)據(jù)記錄在存儲介質(zhì)309中，并