[發明專利]信號處理設備和方法、攝像設備以及控制設備和方法

有效

• 申請號: 201710121031.6
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107154801B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 小布施武范
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H03M1/08
• 分類號: H03M1/08;H03M1/10;H03M1/12
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

本發明提供一種信號處理設備和方法、攝像設備以及控制設備和方法。信號處理設備包括：模擬?數字轉換器，用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來將從圖像傳感器的像素部輸出的模擬信號轉換成數字信號；以及確定單元，用于基于轉換出的數字信號的分布來確定所述多個參考信號進行改變的信號電平，其中，與所述模擬信號小于所述信號電平的情況相比，所述模擬?數字轉換器在所述模擬信號等于或大于所述信號電平的情況下使用具有更陡的斜率的參考信號來進行所述轉換。

技術領域

本發明涉及信號處理設備、攝像設備、控制設備、信號處理方法和控制方法，并且特別涉及用于進行模擬-數字轉換的信號處理設備、攝像設備、控制設備、信號處理方法和控制方法。

背景技術

近來，常見的電視標準已經從被稱為“全高清”的電視標準改變成被稱為“4K2K”的電視標準，其中，在“全高清”中，存在1920個水平像素以及1080個垂直像素，以及在“4K2K”中，存在3840個水平像素以及2160個垂直像素，這是被稱為“高清”的電視標準的像素的4倍多。在將來，期待進一步轉變成被稱為“8K4K”(“超高清”)的下一代電視標準，其中，在“8K4K”中，存在7680個水平像素以及4320個垂直像素。隨著像素數量增多，幀頻同樣會繼續增大。

在用于拍攝電視的視頻的攝像設備中，向這種電視標準的轉變導致對更多像素和更高幀頻的需求增大，并且為了滿足這種需求，增大用于將光轉換成電信號的圖像傳感器讀出這種視頻的速度成為問題。為了增大讀出速度，當然需要增大圖像傳感器中所設置的AD轉換器的處理速度。

日本特開2011-211535公開了如下內容：將像素信號和參考電平相比較，并且使用具有不同斜率的斜坡信號來對像素信號進行模擬-數字轉換。更具體地，在像素信號大于參考電平的情況下，使用具有第一斜率的斜坡信號來對像素信號進行模擬-數字轉換，并且在像素信號等于或小于參考電平的情況下，使用具有比第一斜率平緩的第二斜率的斜坡信號來對像素信號進行模擬-數字轉換。這樣，縮短了用以進行模擬-數字轉換的時間。

然而，如日本特開2011-211535所述，需要使用具有不同斜率的斜坡信號對模擬-數字轉換后的信號進行位移動操作，以使得轉換后的信號處在同一增益水平。然而，根據斜率之間的差，針對如下像素，可能在視頻中可以看到由于位移動操作而引起的位間隙(bitgap)：該像素的在位移動操作之前的信號具有在表示斜坡信號的改變點的參考電平附近的信號電平。為了避免這種位間隙，考慮通過攝像設備的圖像處理單元來對具有參考電平附近的信號電平的像素信號疊加隨機噪聲(抖動)，以使得針對具有斜坡信號的改變點附近的信號電平的像素降低視頻中的不自然。

然而，在這種方法中，如果視頻的許多像素信號具有參考電平附近的信號電平，則疊加隨機噪聲的像素信號的數量大，因此可能導致與通常相比具有更多噪聲的視頻。

發明內容

本發明是考慮到上述情形而做出的，并且在使用具有不同斜率的多個斜坡信號來進行模擬-數字轉換的情況下，針對具有斜坡信號的改變點附近的信號電平的像素降低視頻中的不自然。

根據本發明，提供一種信號處理設備，包括：模擬-數字轉換器，用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從圖像傳感器的像素部所輸出的模擬信號向數字信號的轉換；以及確定單元，用于基于轉換出的數字信號的分布來確定所述多個參考信號進行改變的信號電平，其中，與所述模擬信號小于所述信號電平的情況相比，所述模擬-數字轉換器在所述模擬信號等于或大于所述信號電平的情況下使用具有更陡的斜率的參考信號來進行所述轉換。

此外，根據本發明，提供一種攝像設備，包括：圖像傳感器；模擬-數字轉換器，用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從所述圖像傳感器的像素部所輸出的模擬信號向數字信號的轉換；以及確定單元，用于基于轉換出的數字信號的分布來確定所述多個參考信號進行改變的信號電平，其中，與所述模擬信號小于所述信號電平的情況相比，所述模擬-數字轉換器在所述模擬信號等于或大于所述信號電平的情況下使用具有更陡的斜率的參考信號來進行所述轉換。