[發明專利]圖像采集設備、信號處理設備和信號處理方法

無效

• 申請號: 200710163685.1
• 申請日: 2007-10-17
• 公開（公告）號: CN101166242A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 萩原茂
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 董方源

技術領域

本發明涉及圖像采集設備、信號處理設備、信號處理方法和計算機程序產品。

背景技術

電荷耦合器件(CCD)廣泛用作照相機的圖像采集器件，例如攝像機和靜態相機。在一般類型的現有CCD中，利用許多光檢測器(PD)檢測關于一幀的成像信息之后，由光電轉換產生的電荷信號通過豎向CCD和橫向CCD被讀取以轉變成數據流，然后該數據流從一個輸出通道輸出。參照圖1說明該單通道輸出類型的CCD和信號處理配置。

圖1所示的CCD?10具有豎向CCD?11，其用于在豎直方向傳輸光檢測器(PD)中積聚的電荷，所述光檢測器被設置為組成CCD的圖像采集器件；和橫向CCD?12，其用于在橫向方向上一次一條線傳輸由豎向CCD?11傳輸的電荷。橫向CCD?12具有橫向寄存器13，其用于積聚對應于每條線的電荷；和輸出放大器14，其用于將橫向寄存器13中的電荷轉變成電壓，由此將輸出放大器14的輸出輸入到模擬前端(AFE)21中。

模擬前端(AFE)21由諸如以下的電路構成：用于消去輸入信號中的噪聲的CDS電路、用于控制輸入信號的增益的放大器(AMP)電路和用于執行A/D轉換的數字轉換單元(ADC)。將模擬前端(AFE)21中處理的數字信號在數字信號處理器(DSP)22中進一步處理成已處理的數字信號，并將其輸出以提供例如圖1所示的輸出圖像30。

近年來，隨著對不斷增加的信號處理速度和/或CCD中像素數目的要求，已提出了一種配置，或者說雙通道輸出CCD，其通過將來自CCD的輸出分隔成多于一個區域，關于所述分隔輸出區域執行并行處理以提供合成輸出。該配置的雙通道輸出CCD能夠實現更快的信號處理。具體而言，如果由單一CCD提供雙通道輸出，則能夠以高達單通道輸出工作頻率一半的工作頻率對輸出數據執行信號處理。

參照圖2說明雙通道輸出CCD的信號處理配置。圖2所示的CCD?50具有豎向CCD(或豎向寄存器)51，其用于在豎直方向傳輸光檢測器(PD)中積聚的電荷，所述光檢測器被設置為組成CCD的圖像采集器件；和第一與第二橫向CCD?52與53，其用于在橫向方向上一次一條線傳輸通過豎向CCD?51接收的電荷。第一橫向CCD?52接收對應于組成CCD50的光檢測器左半側的輸出，而第二橫向CCD?53接收對應于光檢測器右半側的輸出。

在通過輸出放大器56將電荷轉變成電壓之后，第一橫向CCD?52的第一橫向寄存器54中的存儲數據輸入到模擬前端(AFE)62中。在通過輸出放大器57將電荷轉變成電壓之后，第二橫向CCD?53的第二橫向寄存器55中的存儲數據輸入到模擬前端(AFE)61中。

模擬前端(AFE)61和62均由諸如以下的電路構成：用于消去輸入信號中的噪聲的CDS電路、用于執行增益控制的放大器(AMP)電路和用于執行AD轉換的數字轉換(ADC)單元。兩個模擬前端(AFE)61和62分別對相應于CCD一半像素的輸出數據進行并行處理，從而實現高速處理。

信號處理所處理的數據在數字信號處理(DSP)63中進一步被處理成數字信號并被合成，由此將處理的信號輸出以提供例如圖2所示的輸出圖像70。

圖2中所示配置的雙通道輸出CCD使得能夠以如下方式提高圖像輸出速度：通過將CCD的圖像采集區域分隔成左側和右側區域，通過橫向CCD?52和53在左側和右側區域中并行執行數據傳送和信號處理。然而，需要使用兩個或更多個輸出放大器56和57以及兩個或更多個模擬前端(AFE)61和62，導致依賴于輸出放大器56和57和/或模擬前端(AFE)61和62的特性差異的輸出橫向差異。

模擬前端(AFE)61和62其中分別包括用于執行增益控制的放大器單元(AMP)。信號在放大單元(AMP)中被放大，然后放大的信號經由數字轉換單元(ADC)作為數字圖像被輸出。如果模擬前端(AFE)61和62中的放大器單元(AMP)以及數字轉換單元(ADC)的特性精確相同，則不存在發生信號差異的因素，輸出圖像70看起來恰好是單一輸出圖像而不會產生關于左側區域和右側區域的任何差異。然而，實際上，依賴于左側和右側模擬前端(AFE)61和62所包括的元件之間的特性差異，在輸出信號中存在差異，結果輸出圖像70具有如圖2所示的左側和右側水平之間的差異，并在中間處出現邊界線。

對于輸出圖像在左側和右側特性之間出現差異的因素可廣泛分成以下三類：

(1)施加到兩個橫向CCD的時鐘中發生相位差，

(2)存在CCD的輸出放大器的特性差異，