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JP4785717B2 - Infrared imaging device - Google Patents
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Description

本発明は、赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an infrared imaging device using an infrared solid-state imaging device.

赤外線固体撮像素子の一例としての熱型赤外線固体撮像素子として、画素が2次元に配列され、行ごとに駆動線によって接続され、列ごとに信号線によって接続されたものが知られている。この撮像素子においては、垂直走査回路とスイッチにより各駆動線が順番に選択され、選択された駆動線を介して電源から画素に通電される。画素の出力は信号線を介して積分回路に伝えられ、積分回路で積分及び増幅され、水平走査回路とスイッチによって順次出力端子へ出力される(特許文献1、非特許文献1)。   As a thermal infrared solid-state imaging device as an example of an infrared solid-state imaging device, one in which pixels are two-dimensionally arranged, connected by a drive line for each row, and connected by a signal line for each column is known. In this image sensor, each drive line is selected in turn by the vertical scanning circuit and the switch, and the pixel is energized from the power source through the selected drive line. The output of the pixel is transmitted to the integrating circuit via the signal line, integrated and amplified by the integrating circuit, and sequentially output to the output terminal by the horizontal scanning circuit and the switch (Patent Document 1, Non-Patent Document 1).

特開2005−214639号公報(段落0003)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-214639 (paragraph 0003) 石川等、「従来のシリコンICプロセスを用いた低コスト320×240非冷却IRFPA」、Part of the SPIE Conference on infrared Technology and Applications XXV、1999年4月発行、Vol.3698、p.556頁から564頁Ishikawa et al., “Low cost 320 × 240 uncooled IRFPA using conventional silicon IC process”, Part of the SPIE Conference on infrastructure Technology and Applications XXV, published in April 1999, Vol. 3698, p. Pages 556 to 564

赤外線固体撮像素子の駆動線に加えられる垂直駆動パルスの波高値のわずかのばらつきでも画素出力に重畳され、さらに積分回路で増幅されることで、画面上で水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズとして視認される。   Even a slight variation in the peak value of the vertical drive pulse applied to the drive line of the infrared solid-state image sensor is superimposed on the pixel output, and further amplified by the integration circuit, so that the brightness of each horizontal scanning line varies randomly on the screen. It is visually recognized as horizontal noise.

この発明は、
所定の波長域に感度を有する撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と
を備えた赤外線撮像装置において、
前記撮像手段から出力される撮像信号をデジタル信号に変換してデジタル撮像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル撮像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均を算出してライン平均値を出力するライン平均値算出手段と、
各ラインについて、前記ライン平均値のフレーム方向平均を算出してライン基準値として出力するライン基準値算出手段と、
前記ライン基準値算出手段から出力された前記ライン基準値から、前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値を差引いたレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル撮像信号を前記平均値算出手段及び前記オフセット算出手段における処理のための時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段で遅延した前記デジタル撮像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値を差し引くレベル補正を行うオフセット補正手段と
を備えたことを特徴とする赤外線撮像装置を提供する。
This invention
Imaging means having sensitivity in a predetermined wavelength range;
In an infrared imaging device including an imaging unit that forms an image of a predetermined wavelength region component on an imaging surface of the imaging unit,
Digital conversion means for converting an imaging signal output from the imaging means into a digital signal and outputting a digital imaging signal;
Line average value calculating means for calculating an average of horizontal effective pixel portions for each horizontal scanning period of the digital imaging signal output from the digital conversion means and outputting a line average value;
For each line, a line reference value calculation means for calculating a frame direction average of the line average value and outputting as a line reference value;
Offset calculating means for calculating an offset value for each horizontal scanning period from a level difference obtained by subtracting the line average value output from the line average value calculating means from the line reference value output from the line reference value calculating means; ,
Delay means for delaying the digital imaging signal output from the digital conversion means by a time for processing in the average value calculation means and the offset calculation means;
There is provided an infrared imaging device comprising: an offset correction unit that performs level correction by subtracting the offset value calculated by the offset calculation unit from the digital imaging signal delayed by the delay unit.

この発明によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを補正することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、画面上においても水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズを抑圧することができる。   According to the present invention, by calculating the level fluctuation for each horizontal scanning line and correcting the signal level of the imaging signal, the signal level for each horizontal scanning line becomes constant and stable on the screen. It is possible to suppress horizontally-drawn noise in which the luminance of the light fluctuates randomly.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1の赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
図示の赤外線撮像装置は、レンズ1と、シャッタ2と、撮像素子3と、減算回路4と、増幅回路5と、A/D変換器6と、減衰回路10と、加算回路11と、更新回路12と、フレームメモリ13と、帰還用D/A変換器14と、タイミング生成回路17と、シャッタ制御回路18と、遅延回路7と、オフセット補正回路8と、出力用D/A変換器19と、出力端子9と、平均値算出回路15と、オフセット算出回路16と、基準値生成回路23とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the infrared imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The illustrated infrared imaging device includes a lens 1, a shutter 2, an imaging device 3, a subtraction circuit 4, an amplification circuit 5, an A / D converter 6, an attenuation circuit 10, an addition circuit 11, and an update circuit. 12, a frame memory 13, a feedback D / A converter 14, a timing generation circuit 17, a shutter control circuit 18, a delay circuit 7, an offset correction circuit 8, and an output D / A converter 19 , An output terminal 9, an average value calculation circuit 15, an offset calculation circuit 16, and a reference value generation circuit 23.

まず標準動作状態としてシャッタ2が開いた状態での動作を説明する。被写体が放射する赤外線はレンズ1により集光され、開放状態のシャッタ2を介して撮像素子3上に結像する。撮像素子3には赤外線を検知する素子が二次元平面上に配列されており、各素子から赤外線強度に応じて変化する信号が得られる。撮像素子3に配列されている赤外線検知素子は概ね8〜14マイクロメートルの波長帯域に感度を有する。   First, an operation in a state where the shutter 2 is opened as a standard operation state will be described. The infrared rays emitted from the subject are collected by the lens 1 and imaged on the image sensor 3 through the shutter 2 in the open state. In the image pickup element 3, elements for detecting infrared rays are arranged on a two-dimensional plane, and a signal that changes in accordance with the infrared intensity is obtained from each element. The infrared detection elements arranged in the imaging element 3 have sensitivity in a wavelength band of about 8 to 14 micrometers.

減算回路4は、撮像素子3の出力信号である撮像信号SNから、フレームメモリ13に格納されているデジタル固定パターンノイズ(FPN)をアナログ変換して得られる固定パターンノイズAFPNを減算した信号成分だけからなる信号SGを出力する。帰還用D/A変換器14はフレームメモリ13に格納されているデジタル固定パターンノイズFPNをアナログ変換した固定パターンノイズAFPNを減算回路4に供給する。減算回路4の出力信号SGは、増幅回路5で所定の増幅率で増幅される。増幅回路5の増幅率は、撮像信号SNから固定パターンノイズAFPNを除いた信号成分SGの振幅(変動範囲)がA/D変換器6の入力ダイナミックレンジのフルレンジになるように設定される。増幅回路5の出力信号はA/D変換器6でデジタル信号DGに変換される。   The subtraction circuit 4 has only a signal component obtained by subtracting the fixed pattern noise AFPN obtained by analog conversion of the digital fixed pattern noise (FPN) stored in the frame memory 13 from the imaging signal SN that is an output signal of the imaging device 3. The signal SG consisting of is output. The feedback D / A converter 14 supplies the subtraction circuit 4 with fixed pattern noise AFPN obtained by analog conversion of the digital fixed pattern noise FPN stored in the frame memory 13. The output signal SG of the subtraction circuit 4 is amplified by the amplification circuit 5 at a predetermined amplification factor. The amplification factor of the amplifier circuit 5 is set so that the amplitude (variation range) of the signal component SG obtained by removing the fixed pattern noise AFPN from the imaging signal SN is the full range of the input dynamic range of the A / D converter 6. The output signal of the amplifier circuit 5 is converted into a digital signal DG by the A / D converter 6.

A/D変換器6の出力信号DGは、水平走査周期毎にDC信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
平均値算出回路15は、水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について画素平均値AVを算出する。オフセット算出回路16は、予め定められた、固定レベルの基準値RFから平均値算出回路15で算出した画素平均値AVを差引いてオフセット補正量FSを算出する。基準値RFはA/D変換器6の出力信号DGのダイナミックレンジの中心値(信号が取り得る値の範囲の中心値)に設定される。A/D変換器6の出力信号DGが例えば8ビットのデジタル信号(0から255までの範囲内の値を取る)である場合、基準値RFは、上記の中心値である127に設定される。
The output signal DG of the A / D converter 6 includes laterally drawn noise in which the DC signal level fluctuates randomly at every horizontal scanning period.
The average value calculation circuit 15 calculates a pixel average value AV for each pixel in the horizontal effective pixel range for each horizontal scanning period. The offset calculation circuit 16 calculates an offset correction amount FS by subtracting the pixel average value AV calculated by the average value calculation circuit 15 from a predetermined fixed level reference value RF. The reference value RF is set to the center value of the dynamic range of the output signal DG of the A / D converter 6 (the center value of the range of values that the signal can take). When the output signal DG of the A / D converter 6 is, for example, an 8-bit digital signal (takes a value within a range from 0 to 255), the reference value RF is set to 127 that is the above-described center value. .

オフセット補正回路8は、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出したオフセット補正量FSを加えて、オフセット補正された信号FGを出力する。
遅延回路7は、A/D変換器6の出力信号DGを所定の期間、即ち、当該水平走査線について、平均値算出回路15及びオフセット算出回路16で当該水平走査線のオフセット補正量FSの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間、例えば1水平走査期間だけ遅延させる。
出力用D/A変換器19はオフセット補正回路8の出力信号FGをアナログ変換して出力端子9から出力する。出力端子9から出力された信号は、表示部25に送られて、信号に対応した画像が表示される。
The offset correction circuit 8 adds the offset correction amount FS calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7 and outputs an offset-corrected signal FG.
The delay circuit 7 calculates the offset correction amount FS of the horizontal scanning line by the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16 for the output signal DG of the A / D converter 6 for a predetermined period, that is, for the horizontal scanning line. Is delayed by a delay time corresponding to the time until completion of, for example, one horizontal scanning period.
The output D / A converter 19 converts the output signal FG of the offset correction circuit 8 from analog to output from the output terminal 9. The signal output from the output terminal 9 is sent to the display unit 25, and an image corresponding to the signal is displayed.

A/D変換器6の出力信号DGに含まれる横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図2乃至図4を参照して説明する。図2乃至図4は、水平方向の画素数が100であり、垂直方向のライン数が4である場合を示しており、各々横軸に水平方向の画素位置、縦軸に図1の回路内のそれぞれの位置に現れる信号のレベルをとっている。A/D変換器6の出力信号DGは例えば8ビットのデジタル信号であり、信号レベルは0から255までの範囲内の値を取る。説明を分かりやすくするため、A/D変換器6の出力信号DGとして、大きさが互いに異なる横引き状ノイズを含むものを想定して説明する。   The details of the operation of suppressing the horizontal noise included in the output signal DG of the A / D converter 6 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 show a case where the number of pixels in the horizontal direction is 100 and the number of lines in the vertical direction is 4, each of which has a horizontal pixel position on the horizontal axis and the circuit in FIG. 1 on the vertical axis. The level of the signal appearing at each position is taken. The output signal DG of the A / D converter 6 is an 8-bit digital signal, for example, and the signal level takes a value in the range from 0 to 255. In order to make the description easy to understand, the output signal DG of the A / D converter 6 will be described on the assumption that the output signal DG includes horizontally drawn noises having different sizes.

図2は、A/D変換器6から出力されるライン毎の信号DGm(m=1、2、3、4)のレベルを示す。ラインL1とラインL3の信号DG1、DG3は中心値である127よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ラインL2とラインL4の信号DG2、DG4は中心値である127よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。尚、上記のように、ラインL1〜L4の信号(A/D変換器6の出力)をDG1〜DG4で表し、一般的にはラインmの信号をDGmで表すが、どのラインにも当てはまる説明に際しては単に「DG」と表すことも、「DGm」と表すこともある。他の記号についても同様である。   FIG. 2 shows the level of the signal DGm (m = 1, 2, 3, 4) for each line output from the A / D converter 6. The signals DG1 and DG3 of the line L1 and the line L3 are larger than the central value 127, and are visually recognized as white stripes on the screen. The signals DG2 and DG4 of the line L2 and the line L4 are smaller than the central value 127, and are visually recognized as slightly black streaks on the screen. As described above, the signals of the lines L1 to L4 (outputs of the A / D converter 6) are represented by DG1 to DG4, and the signal of the line m is generally represented by DGm. However, the description applies to any line. In this case, it may be simply expressed as “DG” or “DGm”. The same applies to other symbols.

図3は、平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6から出力される信号のライン毎(水平走査周期毎)の画素平均値AVm(m=1、2、3、4)を示す。この平均値は、各ライン内の水平有効画素範囲内のすべての画素についての信号値を平均することで求められたものである。
図3では、ラインL1の平均値AV1が150、ラインL2の平均値AV2が30、ラインL3の平均値AV3が220、ラインL4の平均値AV4が60と求まったものとしている。
FIG. 3 shows an average value AVm (m = 1, 2, 3, 4) for each line (every horizontal scanning period) of the output signal of the average value calculation circuit 15, that is, the signal output from the A / D converter 6. Indicates. This average value is obtained by averaging signal values for all pixels in the horizontal effective pixel range in each line.
In FIG. 3, it is assumed that the average value AV1 of the line L1 is 150, the average value AV2 of the line L2 is 30, the average value AV3 of the line L3 is 220, and the average value AV4 of the line L4 is 60.

図3はまた、オフセット算出回路6の出力信号FS、即ち、基準値生成手段23から供給される基準値RFである127から、平均値算出回路15で算出された画素平均値AV1〜AV4を差引いて算出したオフセット補正量FSm(m=1、2、3、4)を示す。ラインL1のオフセット補正量FS1が127−150=−23、ラインL2のオフセット補正量FS2が127−30=+97、ラインL3のオフセット補正量FS3が127−220=−93、ラインL4のオフセット補正量FS4が127−60=+67と求められたものとしている。   3 also subtracts the pixel average values AV1 to AV4 calculated by the average value calculation circuit 15 from the output signal FS of the offset calculation circuit 6, that is, the reference value RF 127 supplied from the reference value generation means 23. The offset correction amount FSm (m = 1, 2, 3, 4) calculated in the above is shown. The offset correction amount FS1 of the line L1 is 127-150 = -23, the offset correction amount FS2 of the line L2 is 127-30 = + 97, the offset correction amount FS3 of the line L3 is 127-220 = -93, and the offset correction amount of the line L4 It is assumed that FS4 is obtained as 127-60 = + 67.

図4は、オフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出されたオフセット補正量FSm(m=1、2、3、4)を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路7の出力信号は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16における当該水平走査線のオフセット補正量FSmの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図2のA/D変換器6の出力信号DGを遅延させたものである。
ラインL1の信号はFS1=−23だけオフセット補正され、ラインL2の信号はFS2=+97だけオフセット補正され、ラインL3の信号はFS3=−93だけオフセット補正され、ラインL4の信号はFS4=+67だけオフセット補正される。このようにして、各ラインの信号DG1〜DG8はダイナミックレンジの中心値CDである127に各ラインのオフセット補正後の信号FG1〜FG8の平均が一致するように、オフセット補正される。このように処理することで、ラインL1〜L4における横引き状のノイズが抑圧される。
FIG. 4 shows an operation in which the offset correction circuit 8 performs offset correction by adding the offset correction amount FSm (m = 1, 2, 3, 4) calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7. . The output signal of the delay circuit 7 is the A / D converter of FIG. 2 for a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FSm of the horizontal scanning line in the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16 is completed. 6 output signal DG is delayed.
The signal on line L1 is offset corrected by FS1 = −23, the signal on line L2 is offset corrected by FS2 = + 97, the signal on line L3 is offset corrected by FS3 = −93, and the signal on line L4 is only FS4 = + 67. Offset correction is performed. In this way, the signals DG1 to DG8 of each line are offset-corrected so that the average of the signals FG1 to FG8 after the offset correction of each line matches the center value CD of the dynamic range. By performing the processing in this way, the horizontal noise in the lines L1 to L4 is suppressed.

A/D変換器6の出力信号DGに含まれる横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について上記の例(図2乃至図4に示す例)とは異なる信号パターンを有する例について図5乃至図14を参照して説明する。図5乃至図14は、水平方向の画素数が100、垂直方向のライン数が8である場合を例としている。図6、図8乃至図13では各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。   FIG. 5 to FIG. 5 show examples of signal patterns different from the above-described examples (examples shown in FIG. 2 to FIG. 4) regarding the details of the operation of suppressing the horizontal noise included in the output signal DG of the A / D converter 6. Reference is made to FIG. 5 to 14 illustrate an example in which the number of pixels in the horizontal direction is 100 and the number of lines in the vertical direction is 8. In FIGS. 6 and 8 to 13, the horizontal axis represents the horizontal pixel, and the vertical axis represents the signal level.

図5は被写体を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す。図7は被写体に対応する画像(ノイズが重畳されていないものとし、かつ本発明によるオフセット補正を加えない場合に表示される画像)を示す。図14は表示画像を概略的に示す。
A/D変換器6の出力信号DGは例えば8ビットのデジタル信号であり、0から255までの範囲内の値を取る。
FIG. 5 shows the position of each part of the subject in association with the line number and pixel number of the image obtained by imaging. FIG. 7 shows an image corresponding to a subject (image displayed when noise is not superimposed and offset correction according to the present invention is not applied). FIG. 14 schematically shows a display image.
The output signal DG of the A / D converter 6 is, for example, an 8-bit digital signal and takes a value in the range from 0 to 255.

撮像素子3が図5に示すように、低温の背景101aの右下の一角の部分、即ち(対応する画像において、ラインL5〜L8のうちの右半分101bに高温の物体(注目被写体)が撮像範囲に含まれるとき、撮像素子3からの出力信号は全8ラインのうち例えば上側の4ライン、即ちラインL1〜L4は低温部101aに相当する信号を、下側の4ライン、即ちラインL5〜L8は低温部101aから高温部101bに変化する信号を出力する。但し、撮像素子3の出力信号は、横引き状のノイズを含んでいる。   As shown in FIG. 5, the imaging element 3 captures a high-temperature object (target object) in the lower right corner of the low-temperature background 101a, that is, (in the corresponding image, the right half 101b of the lines L5 to L8. When included in the range, the output signal from the image sensor 3 is, for example, the upper four lines out of all eight lines, that is, the lines L1 to L4 are signals corresponding to the low temperature portion 101a, and the lower four lines, that is, the lines L5 L8 outputs a signal that changes from the low temperature portion 101a to the high temperature portion 101b, however, the output signal of the image sensor 3 includes laterally drawn noise.

仮に図5に示される被写体を撮像することにより得られる信号にノイズが含まれず(重畳されておらず)、低温部101aから得られる信号の値が127であり、高温部101bから得られる信号の値が191であるとする。
この場合、ラインL1〜L4から得られる信号の値は図6に符号102aで示す如くライン全体にわたり、127であり、ラインL5〜L8から得られる信号の値は図6に符号102bで示す如く、各ラインのうち、1番目から50番目までの画素では127である一方、51番目から100番目の画素では、191である。
If the signal obtained by imaging the subject shown in FIG. 5 contains no noise (not superimposed), the value of the signal obtained from the low temperature part 101a is 127, and the signal obtained from the high temperature part 101b Assume that the value is 191.
In this case, the value of the signal obtained from the lines L1 to L4 is 127 throughout the line as indicated by reference numeral 102a in FIG. 6, and the value of the signal obtained from the lines L5 to L8 is indicated by reference numeral 102b in FIG. In each line, the first to 50th pixels are 127, while the 51st to 100th pixels are 191.

このような信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像は、図7に示す如くとなる。図7において、各部分(領域)の明るさは、図5の対応する部分の温度に対応するものとなる。なお、温度が高いほど、信号の値(階調値)が大きく、表示画像がより明るくなるものとしている。
図7の領域103aは、図5の背景(低温部)101aに対応し、その領域103aの明るさは信号値127に対応する明るさであり、領域103bは、図5の高温部101bに対応し、その領域103bは、領域103aよりも明るく、信号値191に対応する明るさを持つ。
FIG. 7 shows an image when such a signal (not including noise) is used for display without correction according to the present invention. In FIG. 7, the brightness of each part (region) corresponds to the temperature of the corresponding part in FIG. 5. Note that the higher the temperature, the larger the signal value (tone value), and the brighter the displayed image.
The area 103a in FIG. 7 corresponds to the background (low temperature part) 101a in FIG. 5, the brightness of the area 103a corresponds to the signal value 127, and the area 103b corresponds to the high temperature part 101b in FIG. The area 103b is brighter than the area 103a and has a brightness corresponding to the signal value 191.

図8は、A/D変換器6から出力される、全8ラインのうちラインL1〜L4についてライン毎の信号DG1〜DG4のレベルを示す。ラインL1とラインL3の信号DG1、DG3はダイナミックレンジの中心値である127よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ラインL2とラインL4の信号DG2、DG4はダイナミックレンジの中心値である127よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。   FIG. 8 shows the levels of the signals DG1 to DG4 for each line with respect to the lines L1 to L4 among all the eight lines output from the A / D converter 6. The signals DG1 and DG3 of the line L1 and the line L3 are larger than 127, which is the center value of the dynamic range, and are visually recognized as white stripes on the screen. The signals DG2 and DG4 of the line L2 and the line L4 are smaller than 127, which is the center value of the dynamic range, and are visually recognized as slightly black streaks on the screen.

図9は、平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6の出力信号のライン毎の画素平均値AV1〜AV4を示す。この平均値AV1〜AV4は、各ライン内の水平有効画素範囲内のすべての画素についての信号値を平均することで求められたものである。
図9では、ラインL1の信号DG1の平均値AV1が159、ラインL2の信号DG2の平均値AV2が103、ラインL3の信号DG3の平均値AV3が167、ラインL4の信号DG4の平均値AV4が79と求まったものとしている。
FIG. 9 shows pixel average values AV1 to AV4 for each line of the output signal of the average value calculation circuit 15, that is, the output signal of the A / D converter 6. The average values AV1 to AV4 are obtained by averaging the signal values for all the pixels in the horizontal effective pixel range in each line.
In FIG. 9, the average value AV1 of the signal DG1 of the line L1 is 159, the average value AV2 of the signal DG2 of the line L2 is 103, the average value AV3 of the signal DG3 of the line L3 is 167, and the average value AV4 of the signal DG4 of the line L4 is It is assumed that 79 was obtained.

図9はまた、オフセット算出回路6の出力信号FSm(m=1、2、3,4)、即ち基準値生成手段23から供給される基準値RFである127から、平均値算出回路15で算出された画素平均値AV1〜AV4を差引いて算出したオフセット補正量FSm(m=1、2、3、4)を示す。ラインL1のオフセット補正量FS1が127−159=−32、ラインL2のオフセット補正量FS2が127−103=+24、ラインL3のオフセット補正量FS3が127−167=−40、ラインL4のオフセット補正量FS4が127−79=+48と求められたものとしている。   FIG. 9 also shows that the average value calculation circuit 15 calculates the output signal FSm (m = 1, 2, 3, 4) of the offset calculation circuit 6, that is, the reference value RF 127 supplied from the reference value generation means 23. The offset correction amount FSm (m = 1, 2, 3, 4) calculated by subtracting the obtained pixel average values AV1 to AV4 is shown. The offset correction amount FS1 of the line L1 is 127-159 = −32, the offset correction amount FS2 of the line L2 is 127-103 = + 24, the offset correction amount FS3 of the line L3 is 127-167 = −40, and the offset correction amount of the line L4 It is assumed that FS4 is obtained as 127−79 = + 48.

図9はまた、オフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出されたオフセット補正量FSを加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路7の出力信号は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16における当該水平走査線のオフセット補正量FSの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけA/D変換器6の出力信号DGを遅延させたものである。
ラインL1の信号DG1はオフセット補正量FS1である−32だけオフセット補正され、ラインL2の信号DG2はオフセット補正量FS2である+24だけオフセット補正され、ラインL3の信号DG3はオフセット補正量FS3である−40だけオフセット補正され、ラインL4の信号DG4はオフセット補正量FS4である+48だけオフセット補正される。即ち、ラインL1〜L4の信号DG1〜DG4はダイナミックレンジの中心値CDである127に補正後の各ラインの信号FG1〜FG4の平均が一致するようにオフセット補正される。このように処理することで、ラインL1〜L4における横引き状のノイズが抑圧され、オフセット補正回路8からは、横引き状のノイズが抑圧された信号が出力される。
FIG. 9 also shows an operation of offset correction by the offset correction circuit 8 by adding the offset correction amount FS calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7. The output signal of the delay circuit 7 is output from the A / D converter 6 for a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FS of the horizontal scanning line in the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16 is completed. The signal DG is delayed.
The signal DG1 of the line L1 is offset-corrected by −32 which is the offset correction amount FS1, the signal DG2 of the line L2 is offset-corrected by +24 which is the offset correction amount FS2, and the signal DG3 of the line L3 is the offset correction amount FS3−. The offset correction is performed by 40, and the signal DG4 of the line L4 is offset corrected by +48 which is the offset correction amount FS4. That is, the signals DG1 to DG4 of the lines L1 to L4 are offset-corrected so that the average of the corrected signals FG1 to FG4 of each line coincides with the center value CD of the dynamic range 127. By performing the processing in this manner, horizontal noise in the lines L1 to L4 is suppressed, and the offset correction circuit 8 outputs a signal in which horizontal noise is suppressed.

図10は、A/D変換器6の出力信号DGの全8ラインのうちラインL5〜L8についてライン毎の信号DG5〜DG8のレベルを示す。ラインL5及びラインL7のうちの、低温部101aの信号DG5a、DG7aは、ダイナミックレンジの中心値CDである127よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ラインL6及びラインL8の低温部101aの信号DG6a、DG8aは、ダイナミックレンジの中心値CDである127よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。
ラインL5〜ラインL8の高温部101bの信号DG5b〜DG8bは、ダイナミックレンジの中心値CDである127よりも大きく、画面上では全体的に白っぽい中の横筋状ノイズとして視認される。
FIG. 10 shows the levels of the signals DG5 to DG8 for each of the lines L5 to L8 out of all eight lines of the output signal DG of the A / D converter 6. Of the lines L5 and L7, the signals DG5a and DG7a of the low temperature part 101a are larger than the center value CD of the dynamic range 127, and are visually recognized as white stripes on the screen. The signals DG6a and DG8a of the low temperature part 101a of the line L6 and the line L8 are smaller than the central value CD of the dynamic range 127, and are visually recognized as a slightly black streak on the screen.
The signals DG5b to DG8b of the high-temperature portion 101b of the lines L5 to L8 are larger than 127, which is the center value CD of the dynamic range, and are visually recognized as horizontal streaky noise that is generally whitish on the screen.

図11は、平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6の出力信号のライン毎の画素平均値AV5〜AV8を示す。この平均値AV5〜AV8は、各ライン内の水平有効画素範囲内のすべての画素についての信号値を平均することで求められたものである。
ラインL5の信号DG5の平均値が191、ラインL6の信号DG6の平均値が135、ラインL7の信号DG7の平均値が199、ラインL8の信号DG8の平均値が111と求まったものとしている。
FIG. 11 shows pixel average values AV5 to AV8 for each line of the output signal of the average value calculation circuit 15, that is, the output signal of the A / D converter 6. The average values AV5 to AV8 are obtained by averaging the signal values for all the pixels in the horizontal effective pixel range in each line.
It is assumed that the average value of the signal DG5 of the line L5 is 191, the average value of the signal DG6 of the line L6 is 135, the average value of the signal DG7 of the line L7 is 199, and the average value of the signal DG8 of the line L8 is 111.

図11はまた、オフセット算出回路6の出力信号FS、即ち基準値生成手段23から供給される基準値RFである127から、平均値算出回路15で算出された画素平均値AV5〜AV8を差引いて算出したオフセット補正量FS5〜FS8を示す。ラインL5のオフセット補正量FS5が127−191=−64、ラインL6のオフセット補正量FS6が127−135=−8、ラインL7のオフセット補正量FS7が127−199=−72、ラインL8のオフセット補正量FS8が127−111=+16と求められたものとしている。   11 also subtracts the pixel average values AV5 to AV8 calculated by the average value calculation circuit 15 from the output signal FS of the offset calculation circuit 6, that is, the reference value RF 127 supplied from the reference value generation means 23. The calculated offset correction amounts FS5 to FS8 are shown. The offset correction amount FS5 of the line L5 is 127-191 = -64, the offset correction amount FS6 of the line L6 is 127-135 = -8, the offset correction amount FS7 of the line L7 is 127-199 = -72, and the offset correction of the line L8 It is assumed that the quantity FS8 is found to be 127−111 = + 16.

図11はまた、オフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出されたオフセット補正量FSを加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路7の出力信号は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16における当該水平走査線のオフセット補正量FSの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけA/D変換器6の出力信号DGを遅延させたものである。
ラインL5の信号DG5はオフセット補正量FS5である−64だけオフセット補正され、ラインL6の信号DG6はオフセット補正量FS6である−8だけオフセット補正され、ラインL7の信号DG7はオフセット補正量FS7である−72だけオフセット補正され、ラインL8の信号DG8はオフセット補正量FS8である+16だけオフセット補正される。このように、各ラインL5〜L8の信号DG5〜DG8はダイナミックレンジの中心値CDである127に補正後の各ラインの信号FG5〜FG8の平均が一致するように、オフセット補正される。このよう処理することで、ラインL5〜L8における横引き状のノイズが抑圧され、オフセット補正回路8からは、横引き状のノイズが抑圧された信号が出力される。
FIG. 11 also shows an operation of offset correction by the offset correction circuit 8 by adding the offset correction amount FS calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7. The output signal of the delay circuit 7 is output from the A / D converter 6 for a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FS of the horizontal scanning line in the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16 is completed. The signal DG is delayed.
The signal DG5 of the line L5 is offset-corrected by −64 which is the offset correction amount FS5, the signal DG6 of the line L6 is offset-corrected by −8 which is the offset correction amount FS6, and the signal DG7 of the line L7 is the offset correction amount FS7. The offset is corrected by −72, and the signal DG8 of the line L8 is offset corrected by +16 which is the offset correction amount FS8. As described above, the signals DG5 to DG8 of the lines L5 to L8 are offset-corrected so that the averages of the signals FG5 to FG8 of the corrected lines coincide with the center value CD of the dynamic range 127. By performing the processing in this manner, horizontal noise in the lines L5 to L8 is suppressed, and the offset correction circuit 8 outputs a signal in which horizontal noise is suppressed.

図12は、ラインL1〜L4の各々についての、オフセット補正回路8の出力信号FG1〜FG4を示し、図13は、ラインL5〜L8の各々についての、オフセット補正回路8の出力信号FG5〜FG8を示す。図12及び図13に示される信号FG1〜FG8が出力端子9から表示部25に送られる。出力端子9から出力される信号により表示部25で表示される画像は図14に示す如くとなる。
図示のように、ラインL1〜L4から成る領域では、各ラインの平均明るさV3(=127)は、図7の領域103aの明るさV2(=127)と略等しい。ラインL5〜L8のうち左半分の領域104bの明るさV4(=95)は、図7の領域103aの明るさV1(=127)よりも小さく、一方右半分の領域104cの明るさV5(=159)は、図7の領域103bの明るさV2(=191)よりも小さい。ラインL5〜L8の各ラインの平均明るさ(V4+V5)/2は、ラインL1〜L4の平均明るさV3と等しい。
また、ラインL1〜L4から成る領域104aでも、ラインL5〜L8から成る104b、104cでも、横引き状のノイズが抑制されている。このように、オフセット補正を行う結果、ラインL5〜L8で実際の信号レベルからずれが生じるものの、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。
12 shows the output signals FG1 to FG4 of the offset correction circuit 8 for each of the lines L1 to L4, and FIG. 13 shows the output signals FG5 to FG8 of the offset correction circuit 8 for each of the lines L5 to L8. Show. Signals FG <b> 1 to FG <b> 8 shown in FIGS. 12 and 13 are sent from the output terminal 9 to the display unit 25. An image displayed on the display unit 25 by a signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG.
As shown in the figure, in the area composed of the lines L1 to L4, the average brightness V3 (= 127) of each line is substantially equal to the brightness V2 (= 127) of the area 103a in FIG. Among the lines L5 to L8, the brightness V4 (= 95) of the left half area 104b is smaller than the brightness V1 (= 127) of the area 103a of FIG. 7, while the brightness V5 (= 159) is smaller than the brightness V2 (= 191) of the area 103b in FIG. The average brightness (V4 + V5) / 2 of each line of the lines L5 to L8 is equal to the average brightness V3 of the lines L1 to L4.
Further, in the region 104a composed of the lines L1 to L4 as well as the 104b and 104c composed of the lines L5 to L8, the horizontal noise is suppressed. As described above, as a result of performing the offset correction, although there is a deviation from the actual signal level in the lines L5 to L8, the horizontally drawn noise is suppressed, and a calm and easy-to-view image is obtained.

次にデジタル固定パターンノイズFPNをフレームメモリ13に格納する動作(FPN取込み処理)を、図1を参照して説明する。このときシャッタ2は遮蔽状態に、更新回路12はフレームメモリ13の更新を許可された状態に制御される。シャッタ2が遮光状態なので撮像素子3からは固定パターンノイズ(FPN)を含むノイズ成分のみが出力信号として出力される。   Next, the operation of storing the digital fixed pattern noise FPN in the frame memory 13 (FPN capturing process) will be described with reference to FIG. At this time, the shutter 2 is controlled to be in a shielded state, and the update circuit 12 is controlled to be permitted to update the frame memory 13. Since the shutter 2 is in a light-shielded state, only a noise component including fixed pattern noise (FPN) is output from the image sensor 3 as an output signal.

減算回路4は、撮像素子3の出力信号である撮像信号から、フレームメモリ13に格納されているデジタル固定パターンノイズ(FPN)を帰還用D/A変換器14でアナログ変換して得られる固定パターンノイズAFPNを減算する。減算回路4の出力信号は、増幅回路5で所定の増幅率で増幅された後、A/D変換器6でデジタル信号に変換される。   The subtraction circuit 4 is a fixed pattern obtained by analog-converting the digital fixed pattern noise (FPN) stored in the frame memory 13 from the imaging signal that is the output signal of the imaging device 3 by the feedback D / A converter 14. The noise AFPN is subtracted. The output signal of the subtraction circuit 4 is amplified by the amplification circuit 5 at a predetermined amplification factor and then converted into a digital signal by the A / D converter 6.

減衰回路10は、A/D変換器6の出力信号DGを所定の減衰率で減衰した信号を出力する。減衰回路10の所定の減衰率は、増幅回路5の所定の増幅率を考慮して、減衰回路10から出力される信号の振幅が元信号(減算回路4の出力)と同じか、又はより小さくなるような減衰率とする。   The attenuation circuit 10 outputs a signal obtained by attenuating the output signal DG of the A / D converter 6 with a predetermined attenuation rate. The predetermined attenuation rate of the attenuation circuit 10 is set so that the amplitude of the signal output from the attenuation circuit 10 is the same as or smaller than the original signal (output of the subtraction circuit 4) in consideration of the predetermined amplification rate of the amplification circuit 5. The attenuation rate is as follows.

加算回路11は、フレームメモリ13に格納されている固定パターンノイズFPN(1フレーム前に取得された固定パターンノイズであるので、FPN(i−1)と表すこともある)と、減衰回路10の出力信号を加算し、最新のデジタル固定パターンノイズ(FPN(i)と表すこともある。)として出力する。(なお、上記のように、1フレーム前に取得された固定パターンノイズを符号「FPN(i−1)」で表し、現フレームの固定パターンノイズを符号「FPN(i)」で表すが、どのフレームの固定パターンノイズについても当てはまる説明に際しては、単に「FPN」と表す。)加算回路11で加算したデジタル固定パターンノイズ(FPN(i−1))は、減算回路4において撮像素子3の出力信号SGから差し引いた固定パターンノイズAFPNをアナログ変換する前の信号FPN(i−1)に等しい。   The adder circuit 11 includes a fixed pattern noise FPN stored in the frame memory 13 (which may be expressed as FPN (i−1) because it is a fixed pattern noise acquired one frame before), and the attenuation circuit 10. The output signals are added and output as the latest digital fixed pattern noise (sometimes expressed as FPN (i)). (Note that as described above, the fixed pattern noise acquired one frame before is represented by the code “FPN (i−1)”, and the fixed pattern noise of the current frame is represented by the code “FPN (i)”. In the description that applies to the fixed pattern noise of the frame, it is simply expressed as “FPN”.) The digital fixed pattern noise (FPN (i−1)) added by the adder circuit 11 is output from the image sensor 3 in the subtractor 4. The fixed pattern noise AFPN subtracted from SG is equal to the signal FPN (i−1) before analog conversion.

加算回路11から出力された最新のデジタル固定パターンノイズ(FPN(i))は更新回路12を経由してフレームメモリ13に格納される。フレームメモリ13の格納信号は、次のフレーム期間において、帰還用D/A変換器14でアナログ信号AFPNに変換された後、減算回路4に供給されると共に加算回路11にも供給される。   The latest digital fixed pattern noise (FPN (i)) output from the adder circuit 11 is stored in the frame memory 13 via the update circuit 12. The signal stored in the frame memory 13 is converted into the analog signal AFPN by the feedback D / A converter 14 in the next frame period, and then supplied to the subtraction circuit 4 and also to the addition circuit 11.

タイミング生成回路17はシャッタ制御回路18と更新回路12の動作タイミングを指示する信号を出力する。シャッタ制御回路18はタイミング生成回路17から出力されるタイミング信号に基づいてシャッタ2の開閉動作を制御する。更新回路12はタイミング生成回路17から出力されるタイミング信号に基づいてフレームメモリ13内の記憶データを加算回路11の出力信号で更新する。タイミング生成回路17はシャッタ2が完全に遮蔽状態の時、更新回路12によるフレームメモリ13内の記憶データの更新を許可する。   The timing generation circuit 17 outputs a signal for instructing the operation timing of the shutter control circuit 18 and the update circuit 12. The shutter control circuit 18 controls the opening / closing operation of the shutter 2 based on the timing signal output from the timing generation circuit 17. The update circuit 12 updates the stored data in the frame memory 13 with the output signal of the adder circuit 11 based on the timing signal output from the timing generation circuit 17. The timing generation circuit 17 permits the update data stored in the frame memory 13 to be updated by the update circuit 12 when the shutter 2 is completely shielded.

タイミング生成回路17は、外部スイッチSWの操作によって手動モードでシャッタ2を閉じてフレームメモリ13内に保存されるデジタル固定パターンノイズ(FPN)を、その時点での撮像素子3の出力信号に含まれる固定パターンノイズ(FPN)に対応する値となるように、更新する。また、タイミング生成回路17は、所定時間が経過する毎にシャッタ2を閉じてフレームメモリ13内に保存されるデジタル固定パターンノイズ(FPN)を、その時点での撮像素子3の出力信号に含まれる固定パターンノイズ(FPN)に対応する値となるように更新する。   The timing generation circuit 17 includes digital fixed pattern noise (FPN) stored in the frame memory 13 by closing the shutter 2 in the manual mode by operating the external switch SW in the output signal of the imaging device 3 at that time. Update to a value corresponding to fixed pattern noise (FPN). Further, the timing generation circuit 17 includes digital fixed pattern noise (FPN) stored in the frame memory 13 by closing the shutter 2 every time a predetermined time elapses, in the output signal of the imaging device 3 at that time. Update to a value corresponding to fixed pattern noise (FPN).

FPN取込み処理開始後の最初のフレーム期間において、フレームメモリ13は新たにデジタル固定パターンノイズ(FPN)を取込むため記憶信号を0にリセットする。帰還用D/A変換器14はフレームメモリ13から出力された0レベル信号をアナログ変換して減算回路4に供給する。減算回路4は、撮像素子3の出力信号から、フレームメモリ13に格納されている0レベル信号のアナログ変換信号を減算するので撮像素子3の出力信号をそのまま出力する。減算回路4の出力信号は、増幅回路5で所定の増幅率で増幅された後、A/D変換器6でデジタル信号に変換される。この段階では、撮像素子3から出力される固定パターンノイズ(FPN)が、そのままA/D変換器6に入力されるため、A/D変換器6の入力ダイナミックレンジよりも大きい固定パターンノイズ(FPN)は振幅の中心部分だけがA/D変換される。入力ダイナミックレンジから外れた信号は、A/D変換されないで切り捨てられる。この時、A/D変換器6に供給される信号の直流電位は、A/D変換器6の入力ダイナミックレンジの中心になるよう調整されている。   In the first frame period after the start of the FPN capturing process, the frame memory 13 resets the storage signal to 0 in order to newly capture digital fixed pattern noise (FPN). The feedback D / A converter 14 converts the 0 level signal output from the frame memory 13 into an analog signal and supplies it to the subtraction circuit 4. Since the subtraction circuit 4 subtracts the analog conversion signal of the 0 level signal stored in the frame memory 13 from the output signal of the image sensor 3, the output signal of the image sensor 3 is output as it is. The output signal of the subtraction circuit 4 is amplified by the amplification circuit 5 at a predetermined amplification factor and then converted into a digital signal by the A / D converter 6. At this stage, since the fixed pattern noise (FPN) output from the image sensor 3 is input to the A / D converter 6 as it is, the fixed pattern noise (FPN) larger than the input dynamic range of the A / D converter 6 is used. ) Is A / D converted only in the central part of the amplitude. Signals outside the input dynamic range are discarded without being A / D converted. At this time, the DC potential of the signal supplied to the A / D converter 6 is adjusted to be the center of the input dynamic range of the A / D converter 6.

減衰回路10は、A/D変換器6の出力信号DGを減衰する。加算回路11は、フレームメモリ13に格納されているリセット後の0レベル信号と、減衰回路10の出力信号とを加算し、FPN取込み処理開始後の最初のフレーム期間のデジタル固定パターンノイズ(FPN)を生成する。加算回路11から出力されたデジタル固定パターンノイズ(FPN)は更新回路12を経由してフレームメモリ13に格納される。   The attenuation circuit 10 attenuates the output signal DG of the A / D converter 6. The adder circuit 11 adds the reset 0 level signal stored in the frame memory 13 and the output signal of the attenuation circuit 10, and digital fixed pattern noise (FPN) in the first frame period after the start of the FPN capturing process. Is generated. Digital fixed pattern noise (FPN) output from the adder circuit 11 is stored in the frame memory 13 via the update circuit 12.

FPN取込み処理開始後の2番目のフレーム期間において、減算回路4は、撮像素子3から出力される固定パターンノイズ(FPN)から、FPN取込み処理開始後の最初のフレーム期間のデジタル固定パターンノイズ(FPN)のアナログ変換信号を減算する。例えば増幅回路5の増幅率と減衰回路10の減衰率が整合している場合は、FPN取込み処理開始後の最初のフレーム期間においてA/D変換器6でA/D変換されないで切り捨てられた部分の全部又は一部が減算回路4の出力信号になる。   In the second frame period after the start of the FPN acquisition process, the subtraction circuit 4 uses the digital fixed pattern noise (FPN) in the first frame period after the start of the FPN acquisition process, from the fixed pattern noise (FPN) output from the image sensor 3. ) Subtract analog conversion signal. For example, when the amplification factor of the amplifier circuit 5 and the attenuation factor of the attenuation circuit 10 are matched, a portion that is not A / D converted by the A / D converter 6 and is discarded in the first frame period after the start of the FPN capturing process All or a part of the signal becomes an output signal of the subtracting circuit 4.

減算回路4の出力信号は、増幅回路5で所定の増幅率で増幅された後、A/D変換器6でデジタル信号に変換される。撮像素子3の出力信号は振幅の中心部分だけがA/D変換される。入力ダイナミックレンジから外れた信号は、A/D変換されないで切り捨てられる。この時、A/D変換器6に供給される信号の直流電位は、A/D変換器6の入力ダイナミックレンジの中心になるよう調整されている。   The output signal of the subtraction circuit 4 is amplified by the amplification circuit 5 at a predetermined amplification factor and then converted into a digital signal by the A / D converter 6. Only the central portion of the amplitude of the output signal of the image sensor 3 is A / D converted. Signals outside the input dynamic range are discarded without being A / D converted. At this time, the DC potential of the signal supplied to the A / D converter 6 is adjusted to be the center of the input dynamic range of the A / D converter 6.

減衰回路10は、A/D変換器6の出力信号DGを減衰する。加算回路11は、フレームメモリ13に格納されているFPN取込み処理開始後の最初のフレーム期間のデジタル固定パターンノイズ(FPN)と、減衰回路10の出力信号とを加算し、FPN取込み処理開始後の2番目のフレーム期間のデジタル固定パターンノイズ(FPN)を生成する。加算回路11から出力されたFPN取込み処理開始後の2番目のフレーム期間のデジタル固定パターンノイズ(FPN)は更新回路12を経由してフレームメモリ13に格納される。   The attenuation circuit 10 attenuates the output signal DG of the A / D converter 6. The adder circuit 11 adds the digital fixed pattern noise (FPN) of the first frame period after the start of the FPN acquisition process stored in the frame memory 13 and the output signal of the attenuation circuit 10, and after the FPN acquisition process starts. Digital fixed pattern noise (FPN) of the second frame period is generated. The digital fixed pattern noise (FPN) output from the adder circuit 11 in the second frame period after the start of the FPN capturing process is stored in the frame memory 13 via the update circuit 12.

このように、シャッタ2を遮蔽状態にして固定パターンノイズ(FPN)の書込みを所定フレーム期間行うことで、撮像素子3の出力信号に含まれる固定パターンノイズ(FPN)を、デジタル化したデジタル固定パターンノイズ(FPN)をフレームメモリ13に取込むことができる。固定パターンノイズ(FPN)の取込みに必要なフレーム数は、撮像素子3の出力信号に含まれる固定パターンノイズ(FPN)の振幅、増幅回路5の増幅率、減衰回路10の減衰率などから求められる。タイミング生成回路17は、固定パターンノイズ(FPN)の取込み処理を所定数のフレーム期間続けるように、シャッタ制御回路18と更新回路12を制御する。上記所定数のフレーム期間はフレームメモリ13内に保存されるデジタル固定パターンノイズ(FPN)が、撮像素子3の出力信号に含まれる固定パターンノイズ(FPN)との違いが無視できるようになるのに要する時間に相当する。   As described above, the fixed pattern noise (FPN) written in the output signal of the image sensor 3 is digitized by performing the writing of the fixed pattern noise (FPN) for a predetermined frame period with the shutter 2 in the shielding state. Noise (FPN) can be taken into the frame memory 13. The number of frames necessary for capturing the fixed pattern noise (FPN) is obtained from the amplitude of the fixed pattern noise (FPN) included in the output signal of the image sensor 3, the amplification factor of the amplification circuit 5, the attenuation factor of the attenuation circuit 10, and the like. . The timing generation circuit 17 controls the shutter control circuit 18 and the update circuit 12 so that the fixed pattern noise (FPN) capturing process is continued for a predetermined number of frame periods. The difference between the digital fixed pattern noise (FPN) stored in the frame memory 13 in the predetermined number of frame periods and the fixed pattern noise (FPN) included in the output signal of the image sensor 3 can be ignored. This corresponds to the time required.

また、A/D変換器6の出力信号DGが所定値より小さくなったことで取込み完了と判断してもよい。タイミング生成回路17は、A/D変換器6の出力信号DGが1フレーム期間以上にわたって所定値より小さくなったことを確認した上で標準動作状態(通常の撮像状態)に移行するためシャッタ制御回路18と更新回路12を制御する。   Further, it may be determined that the capture is completed when the output signal DG of the A / D converter 6 becomes smaller than a predetermined value. The timing generation circuit 17 confirms that the output signal DG of the A / D converter 6 has become smaller than a predetermined value for one frame period or more, and then shifts to the standard operation state (normal imaging state), so that the shutter control circuit 18 and the update circuit 12 are controlled.

撮像素子3が出力する撮像信号から固定パターンノイズ(FPN)を差し引いた信号をデジタル変換することで、撮像素子3が出力する撮像信号をそのままデジタル変換する場合と比較し、デジタル変換器のダイナミックレンジを有効に利用することが出来る。   Compared with the case where the image signal output from the image sensor 3 is directly converted into a digital signal by digitally converting the signal obtained by subtracting the fixed pattern noise (FPN) from the image signal output from the image sensor 3, the dynamic range of the digital converter Can be used effectively.

A/D変換器6と帰還用D/A変換器14は例えば同じビット精度であっても出力信号の振幅、直線性などの性能に差があるため、A/D変換器6の出力信号DGを減衰しないでそのままデジタル固定パターンノイズFPN(取り込み処理中の値、即ち未だ収束していないもの)と加算するとA/D変換器6と帰還用D/A変換器14の特性差によっては信号が発散し、収束しにくくなる。そのため、減衰回路10にて振幅を所定の減衰率で減衰してからデジタル固定パターンノイズ(FPN)と加算する。これにより、A/D変換器6と帰還用D/A変換器14の特性差が吸収でき、信号の発散を防いでデジタル固定パターンノイズ(FPN)を収束させて取り込むことができる。   For example, even if the A / D converter 6 and the feedback D / A converter 14 have the same bit precision, the output signal DG of the A / D converter 6 has a difference in performance such as amplitude and linearity of the output signal. Is added as it is to the digital fixed pattern noise FPN (the value during the capture process, that is, the signal that has not yet converged) as it is, depending on the characteristic difference between the A / D converter 6 and the feedback D / A converter 14, Diverges and becomes difficult to converge. Therefore, after the amplitude is attenuated by a predetermined attenuation rate by the attenuation circuit 10, it is added to the digital fixed pattern noise (FPN). As a result, the characteristic difference between the A / D converter 6 and the feedback D / A converter 14 can be absorbed, and the digital fixed pattern noise (FPN) can be converged and taken in by preventing signal divergence.

以上説明したように実施の形態1によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを一定値に補正することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、画面上においても横引き状のノイズを抑圧することができる。   As described above, according to the first embodiment, the signal level for each horizontal scanning line is stably maintained by calculating the level fluctuation for each horizontal scanning line and correcting the signal level of the imaging signal to a constant value. However, it is possible to suppress the horizontal noise on the screen.

実施の形態2.
図15はこの発明の実施の形態2の赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。図15において、レンズ1、シャッタ2、撮像素子3、減算回路4、増幅回路5、A/D変換器6、減衰回路10、加算回路11、更新回路12、フレームメモリ13、帰還用D/A変換器14、タイミング生成回路17、シャッタ制御回路18、遅延回路7、オフセット補正回路8、出力用D/A変換器19、出力端子9、平均値算出回路15、オフセット算出回路16は、実施の形態1で説明した図1の同じ番号を付した回路要素と同様のもので、同様に動作するものであるので、その説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the infrared imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 15, the lens 1, the shutter 2, the imaging device 3, the subtraction circuit 4, the amplification circuit 5, the A / D converter 6, the attenuation circuit 10, the addition circuit 11, the update circuit 12, the frame memory 13, the feedback D / A The converter 14, the timing generation circuit 17, the shutter control circuit 18, the delay circuit 7, the offset correction circuit 8, the output D / A converter 19, the output terminal 9, the average value calculation circuit 15, and the offset calculation circuit 16 The circuit elements having the same numbers as those in FIG. 1 described in the first embodiment are the same as those in FIG.

図15に示される赤外線撮像装置は、画素範囲設定回路22を備えている点で図1の赤外線撮像装置と異なる。
画素範囲設定回路22は、各ラインの水平有効画素範囲内の画素のうち、平均の算出に用いられる画素範囲(平均算出画素範囲)を設定するものであり、該画素範囲の開始位置の画素(開始画素)と終了位置の画素(終了画素)を示す信号を出力する。
The infrared imaging device shown in FIG. 15 is different from the infrared imaging device of FIG. 1 in that the pixel range setting circuit 22 is provided.
The pixel range setting circuit 22 sets a pixel range (average calculation pixel range) used for calculating the average among the pixels within the horizontal effective pixel range of each line, and the pixel ( A signal indicating the start pixel) and the end position pixel (end pixel) is output.

平均値算出回路15は、各ラインの水平有効画素範囲内の画素のうち、画素範囲設定回路22から入力される信号で示される、開始画素から終了画素までの範囲(平均算出画素範囲)について画素平均値(ライン平均値)AVを計算してオフセット算出回路16へ供給する。   The average value calculation circuit 15 is a pixel for a range (average calculation pixel range) from a start pixel to an end pixel indicated by a signal input from the pixel range setting circuit 22 among the pixels in the horizontal effective pixel range of each line. An average value (line average value) AV is calculated and supplied to the offset calculation circuit 16.

平均値算出回路15で平均値を求めるに際して用いる画素の範囲を限定することにより、オフセット補正回路8によるオフセット補正動作が受ける効果について、以下に図16乃至図39を参照して説明する。   The effect of the offset correction operation performed by the offset correction circuit 8 by limiting the range of pixels used when the average value is calculated by the average value calculation circuit 15 will be described below with reference to FIGS.

図16乃至図39は水平方向の画素数が100であり、垂直方向のライン数が8である場合を示している。図17、図19、図21、図24、図26、図28、図31、図32、図34、図35、図37、図38は各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。
図16、図23、図30は被写体を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す。
図18、図25、図33は被写体に対応する画像(ノイズが重畳されていないものとし、かつ本発明によるオフセット補正を加えない場合に表示される画像)を示す。
図20、図22、図27、図29、図36、図39は表示画像を概略的に示す。
A/D変換器6の出力信号DGが例えば8ビットのデジタル信号であり、0か255までの範囲内の値を取る。
16 to 39 show a case where the number of pixels in the horizontal direction is 100 and the number of lines in the vertical direction is 8. 17, 19, 21, 24, 26, 28, 31, 32, 34, 35, 37, and 38 are horizontal pixels on the horizontal axis and signal levels on the vertical axis, respectively. Have taken.
FIGS. 16, 23, and 30 show the subject in correspondence with the line number and pixel number of the image obtained by imaging the position of each part.
18, 25, and 33 show images corresponding to the subject (images displayed when noise is not superimposed and offset correction according to the present invention is not applied).
20, 22, 27, 29, 36, and 39 schematically show display images.
The output signal DG of the A / D converter 6 is an 8-bit digital signal, for example, and takes a value in the range of 0 or 255.

一つの被写体(1番目の被写体)として、図16に示すような低温の背景105aの中央部に常温でやや温度差のある2つの部分105b、105cから成る注目物体(注目被写体)105dが撮像範囲に含まれる場合について説明する。図示の例では、1番目から25番目までの画素及び76番目から100番目までの画素が背景105aに対応し、注目物体105dのうちの、26番目から50番目までの画素から成る部分105bよりも、51番目から75番目までの画素から成る部分105cの方が若干温度が高い。   As one subject (first subject), a target object (target subject) 105d composed of two portions 105b and 105c having a slight temperature difference at room temperature at the center of a low-temperature background 105a as shown in FIG. Will be described. In the example shown in the figure, the 1st to 25th pixels and the 76th to 100th pixels correspond to the background 105a, and more than the portion 105b made up of the 26th to 50th pixels of the object of interest 105d. The portion 105c composed of the 51st to 75th pixels has a slightly higher temperature.

このような被写体を撮像することで得られる各ラインの信号は、仮にノイズが重畳されていないとすれば、例えば、図17に符号105eで示すごときものとなる。図17に示すように、背景部分105aに対応する1番目から25番目までの画素、及び76番目から100番目までの画素では、信号値が0であり、26番目から50番目までの画素では、信号値が127より若干低く、51番目から75番目までの画素では信号値が127より若干高く、26番目から75番目までの画素の信号値の平均は127である。   The signal of each line obtained by imaging such a subject is, for example, as indicated by reference numeral 105e in FIG. 17 if noise is not superimposed. As shown in FIG. 17, the signal value is 0 for the 1st to 25th pixels and the 76th to 100th pixels corresponding to the background portion 105a, and for the 26th to 50th pixels, The signal value is slightly lower than 127, the signal values of the 51st through 75th pixels are slightly higher than 127, and the average of the signal values of the 26th through 75th pixels is 127.

このような信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像は、図18に示す如くとなる。図18において、領域106a、106b、106cがそれぞれ図16の部分105a、105b、105cに対応する。なお、被写体の温度が高いほど、信号の値(階調値)が大きく、表示画像がより明るくなるものとしている。   When such a signal (not including noise) is used for display without correction according to the present invention, an image is as shown in FIG. In FIG. 18, regions 106a, 106b, and 106c correspond to portions 105a, 105b, and 105c in FIG. 16, respectively. It is assumed that the higher the subject temperature, the larger the signal value (tone value) and the brighter the displayed image.

まず画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定され、即ち各ラインの全体が平均算出画素範囲として設定されている場合、ラインL1〜L8の信号DG1〜DG8は、基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に、各ラインのライン全体のオフセット補正後の信号FG1〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図19のようなものとなり、出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図20に示す如くとなる。図20において、領域107a、107b、107cはそれぞれ図18の対応する領域106a、106b、106cよりも明るい。特に注目物体のある中央領域107b、107c(図18の領域106b、106cに対応する)が白っぽい画像になるものの、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。   First, the pixel range setting circuit 22 sets the first pixel as the start pixel and the 100th pixel as the end pixel. That is, when the entire line is set as the average calculation pixel range, the line L1 The signals DG1 to DG8 of .about.L8 are offset corrected so that the average value of the signals FG1 to FG8 after offset correction of the entire line of each line matches the reference value RF (center value of the dynamic range of the signal) 127. Thus, an image displayed using the signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG. In FIG. 20, areas 107a, 107b, and 107c are brighter than the corresponding areas 106a, 106b, and 106c in FIG. In particular, although the central regions 107b and 107c (corresponding to the regions 106b and 106c in FIG. 18) where the target object is present become whitish images, the horizontal noise is suppressed and a calm and easy-to-view image is obtained.

次に画素範囲設定回路22により、26番目の画素を開始画素とし、75番目の画素を終了画素とすることが設定され、即ち、26番目の画素から75番目の画素まで(中央部分の画素)が平均算出画素範囲として設定されている場合、水平方向中央の部分の50画素を用いて各ライン平均値が算出される。図16に示される被写体の場合、1番目から25番目までの画素と、76番目から100番目までの画素は、背景の低温部分105aに含まれるので、これらはライン平均値の計算には用いられず、注目している常温の被写体部分105b、105cのみでライン平均値が計算される。   Next, the pixel range setting circuit 22 sets the 26th pixel as a start pixel and the 75th pixel as an end pixel. That is, from the 26th pixel to the 75th pixel (pixels in the central portion) Is set as the average calculation pixel range, each line average value is calculated using 50 pixels at the center in the horizontal direction. In the case of the subject shown in FIG. 16, the 1st to 25th pixels and the 76th to 100th pixels are included in the low temperature portion 105a of the background, so these are used for calculating the line average value. First, the line average value is calculated only for the subject portions 105b and 105c at room temperature of interest.

ラインL1〜L8の信号DG1〜DG8は、基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に、各ラインの平均算出画素範囲のオフセット補正後の信号FG1〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図21のようなものとなり、出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図22に示す如くとなる。図22において、領域108a、108b、108cはそれぞれ図18の対応する領域106a、106b、106cと同じ明るさである。このため、特に注目物体のある中央領域108b、108cが白飛びや黒潰れすることなくコントラスト感のある画像が得られ、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。   In the signals DG1 to DG8 of the lines L1 to L8, the average value of the signals FG1 to FG8 after the offset correction of the average calculation pixel range of each line matches the reference value RF (the center value of the dynamic range of the signal) 127. Thus, the offset correction is performed as shown in FIG. 21, and the image displayed using the signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG. In FIG. 22, regions 108a, 108b, and 108c have the same brightness as the corresponding regions 106a, 106b, and 106c in FIG. For this reason, an image having a sense of contrast is obtained without causing the central regions 108b and 108c where the object of interest is present to be over-exposed or black-out, and laterally drawn noise is suppressed, and a calm and easy-to-view image is obtained.

他の被写体(2番目の被写体)として、図23のような低温の背景109aの右半分に常温でやや温度差のある部分109a、109bから成る注目物体(注目被写体)109dが撮像範囲に含まれる場合について説明する。図示の例では、1番目から50番目までの画素が背景109aに対応し、注目物体109dのうちの、51番目から75番目までの画素から成る部分109bよりも、76番目から100番目までの画素から成る部分109cの方が若干温度が高い。   As another subject (second subject), an imaging object includes a target object (target subject) 109d composed of portions 109a and 109b having a slight temperature difference at room temperature on the right half of a low-temperature background 109a as shown in FIG. The case will be described. In the illustrated example, the 1st to 50th pixels correspond to the background 109a, and the 76th to 100th pixels of the portion 109b made up of the 51st to 75th pixels in the object of interest 109d. The portion 109c made of is slightly higher in temperature.

このような被写体を撮像することで得られる各ラインの信号は、仮にノイズが重畳されていないとすれば、例えば、図24に示すごときものとなる。図24に符号109eで示すように、背景部分109aに対応する1番目から50番目までの画素では、信号値が0であり、51番目から75番目までの画素では、信号値が127より若干低く、76番目から100番目までの画素では信号値が127より若干高く、51番目から100番目までの画素の信号値の平均は127である。   The signal of each line obtained by imaging such a subject is, for example, as shown in FIG. 24 if no noise is superimposed. As indicated by reference numeral 109e in FIG. 24, the first to 50th pixels corresponding to the background portion 109a have a signal value of 0, and the 51st to 75th pixels have a signal value slightly lower than 127. The signal values of the 76th to 100th pixels are slightly higher than 127, and the average of the signal values of the 51st to 100th pixels is 127.

このような信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像は、図25に示す如くとなる。図25において、領域110a、110b、110cがそれぞれ図23の部分109a、109b、109cに対応する。なお、被写体の温度が高いほど、信号の値(階調値)が大きく、表示画像がより明るくなるものとしている。   When such a signal (not including noise) is used for display without correction according to the present invention, an image is as shown in FIG. In FIG. 25, regions 110a, 110b, and 110c correspond to portions 109a, 109b, and 109c in FIG. 23, respectively. It is assumed that the higher the subject temperature, the larger the signal value (tone value) and the brighter the displayed image.

まず画素範囲設定回路22により、1番目の画素から100番目の画素まで、即ち各ラインの全体が平均算出画素範囲として設定されている場合、ラインL1〜L8の信号DG1〜DG8は基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に各ラインのライン全体のオフセット補正後の信号FG1〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図26のようなものとなり、出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図26に示す如くとなる。図27において、領域111a、111b、111cはそれぞれ図18の対応する領域110a、110b、110cよりも明るい。特に注目物体のある右半分の領域111b、111c(図25の部分110b、110cに対応する)が白っぽい画像になるものの、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。   First, when the pixel range setting circuit 22 sets the average calculation pixel range from the first pixel to the 100th pixel, that is, the entire line, the signals DG1 to DG8 of the lines L1 to L8 are set to the reference value RF ( The center value of the dynamic range of the signal 127) is offset-corrected so that the average values of the signals FG1 to FG8 after the offset correction of the entire line of each line coincide with each other, as shown in FIG. An image displayed using the output signal is as shown in FIG. In FIG. 27, regions 111a, 111b, and 111c are brighter than the corresponding regions 110a, 110b, and 110c in FIG. In particular, although the right-half regions 111b and 111c (corresponding to the portions 110b and 110c in FIG. 25) with the target object become whitish images, the horizontal noise is suppressed and a calm and easy-to-view image is obtained.

次に画素範囲設定回路22により、51番目の画素から100番目の画素まで(右半分部分の画素)が平均算出画素として設定されている場合、水平方向右半分の部分109b、109cの50画素を用いて各ラインの平均値が算出される。したがって背景の低温部分109aはライン平均値の計算に用いられず、注目している常温の被写体部分109b、109cのみでライン平均値が計算される。   Next, when the pixel range setting circuit 22 sets the 51st pixel to the 100th pixel (right half portion pixels) as average calculation pixels, 50 pixels in the right half portions 109b and 109c in the horizontal direction are set. The average value of each line is calculated. Therefore, the low temperature portion 109a of the background is not used for the calculation of the line average value, and the line average value is calculated only for the subject portions 109b and 109c of the room temperature at which attention is paid.

ラインL1〜L8の信号DG1〜DG8は、基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に、各ラインの平均算出画素範囲のオフセット補正後の信号FG1〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図28のようなものとなり、出力端子9から出力される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像は図29に示す如くとなる。
図29において、領域112a、112b、112cは図25の対応する領域110a、110b、110cと同じ明るさである。このため、特に注目物体のある右半分の領域112b、112cが白飛びや黒潰れすることなくコントラスト感のある画像が得られ、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。
In the signals DG1 to DG8 of the lines L1 to L8, the average value of the signals FG1 to FG8 after the offset correction of the average calculation pixel range of each line matches the reference value RF (the center value of the dynamic range of the signal) 127. As shown in FIG. 28, the offset is corrected as shown in FIG. 28, and the image displayed using the signals FG1 to FG8 output from the output terminal 9 is as shown in FIG.
29, areas 112a, 112b, and 112c have the same brightness as the corresponding areas 110a, 110b, and 110c in FIG. For this reason, an image having a sense of contrast is obtained without causing the right-half regions 112b and 112c where the object of interest is present to be over-exposed or black-out, and the horizontally drawn noise is suppressed, and a calm and easy-to-view image is obtained.

さらに他の被写体(3番目の被写体)として、図30のような低温の背景113aの右上部分に常温でやや温度差のある部分113b、113cから成る注目物体(注目被写体)113dが撮像範囲に含まれ、さらに左下部分に常温でやや温度差のある部分113e、113fから成る注目物体(注目被写体)113gが撮像範囲に含まれる場合について説明する。図示の例では、ラインL1〜L4においては、1番目から50番目までの画素が背景113aに対応し、注目物体113dのうち、51番目から75番目までの画素から成る部分113bよりも、76番目から100番目までの画素から成る部分113cの方が若干温度が高い。また、ラインL5〜L8においては、51番目から100番目までの画素が背景113aに対応し、注目物体113gのうち、1番目から25番目までの画素から成る部分113eよりも、26番目から50番目までの画素から成る部分113fの方が若干温度が高い。   Further, as another subject (third subject), an imaging object includes a target object (target subject) 113d composed of portions 113b and 113c having a slight temperature difference at room temperature in the upper right portion of a low-temperature background 113a as shown in FIG. In addition, a case will be described in which an imaging object includes a target object (target target) 113g composed of portions 113e and 113f having a slight temperature difference at room temperature in the lower left part. In the illustrated example, in the lines L1 to L4, the first to 50th pixels correspond to the background 113a, and the 76th pixel than the portion 113b composed of the 51st to 75th pixels of the object of interest 113d. The portion 113c consisting of the first through 100th pixels has a slightly higher temperature. In the lines L5 to L8, the 51st through 100th pixels correspond to the background 113a, and the 26th through 50th pixels of the target object 113g are composed of the 1st through 25th pixels. The portion 113f composed of the pixels up to is slightly higher in temperature.

このような被写体を撮像することで得られる信号は、仮にノイズが重畳されていないとすれば、例えば、図31及び図32に示すごときものとなる。図31は、ラインL1〜L4の信号を符号113hで示し、図32は、ラインL5〜L8の信号を符号113kで示す。
ラインL1〜L4の信号においては、図31に示すように、背景部分113aに対応する1番目から50番目までの画素では、信号値が0であり、51番目から75番目までの画素では、信号値が127より若干低く、76番目から100番目までの画素では信号値が127より若干高く、51番目から100番目までの画素の信号値の平均は127である。
ラインL5〜L8の信号においては、図32に示すように、背景部分113aに対応する51番目から100番目までの画素では、信号値が0であり、1番目から25番目までの画素では、信号値が127より若干低く、26番目から50番目までの画素では信号値が127より若干高く、1番目から50番目までの画素の信号値の平均は127である。
A signal obtained by imaging such a subject is, for example, as shown in FIGS. 31 and 32 if no noise is superimposed. 31 shows the signal of the lines L1 to L4 by reference numeral 113h, and FIG. 32 shows the signal of the lines L5 to L8 by reference numeral 113k.
In the signals of the lines L1 to L4, as shown in FIG. 31, the first to 50th pixels corresponding to the background portion 113a have a signal value of 0, and the 51st to 75th pixels have a signal value. The value is slightly lower than 127, the signal value is slightly higher than 127 in the 76th to 100th pixels, and the average signal value of the 51st to 100th pixels is 127.
In the signals of the lines L5 to L8, as shown in FIG. 32, the signal value is 0 in the 51st through 100th pixels corresponding to the background portion 113a, and the signal in the 1st through 25th pixels The value is slightly lower than 127, the signal values of the 26th to 50th pixels are slightly higher than 127, and the average of the signal values of the 1st to 50th pixels is 127.

このような信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像は、図33に示す如くとなる。図33において、領域114a、114b、114c、114e、114fがそれぞれ図30の部分113a、113b、113c、113e、113fに対応する。なお、被写体の温度が高いほど、信号の値(階調値)が高く、表示画像がより明るくなるものとしている。   FIG. 33 shows an image when such a signal (not including noise) is used for display without correction according to the present invention. In FIG. 33, regions 114a, 114b, 114c, 114e, and 114f correspond to portions 113a, 113b, 113c, 113e, and 113f in FIG. 30, respectively. It is assumed that the higher the subject temperature, the higher the signal value (tone value) and the brighter the displayed image.

まず画素範囲設定回路22により、1番目の画素から100番目の画素まで、即ち各ラインの全体が平均算出画素範囲として設定されている場合、ラインL1〜L4の信号DG1〜DG4は基準値(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に各ラインのライン全体のオフセット補正後の信号FG1〜FG4の平均値が一致する様にオフセット補正されて図34のようなものとなる。ラインL5〜L8の信号DG5〜DG8は基準値(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に各ラインのオフセット補正後の信号FG5〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図35のようなものとなり、出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図36に示す如くとなる。図36において、領域115a、115b、115c、115e、115fはそれぞれ図33の対応する領域114a、114b、114c、114e、114fよりも明るい。特に注目物体のある右上の領域115b、115c(図33の114e、114fに対応する)と左下の領域115e、115f(図33の114e、114fに対応する)が白っぽい画像になるものの横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。   First, when the pixel range setting circuit 22 sets the average calculation pixel range from the first pixel to the 100th pixel, that is, the entire line, the signals DG1 to DG4 of the lines L1 to L4 are the reference values (signals). 34 is obtained by performing offset correction so that the average value of the signals FG1 to FG4 after offset correction of the entire line of each line is equal to 127 which is the center value of the dynamic range of FIG. The signals DG5 to DG8 of the lines L5 to L8 are offset-corrected so that the average value of the signals FG5 to FG8 after offset correction of each line matches the reference value 127 (the center value of the dynamic range of the signal). An image displayed using a signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG. 36, regions 115a, 115b, 115c, 115e, and 115f are brighter than the corresponding regions 114a, 114b, 114c, 114e, and 114f in FIG. 33, respectively. In particular, the upper right areas 115b and 115c (corresponding to 114e and 114f in FIG. 33) and the lower left areas 115e and 115f (corresponding to 114e and 114f in FIG. 33) with the object of interest become whitish images. Noise is suppressed and a calm and easy-to-view image is obtained.

次に画素範囲設定回路22により、ラインL1〜L4について、51番目の画素から100番目の画素まで(各ラインの右半分)が平均算出画素範囲として設定されており、ラインL5〜L8について1番目の画素から50番目の画素まで(各ラインの左半分)が平均算出画素範囲として設定されている場合、ラインL1〜L4については、水平方向右半分の部分113b、113cの50画素を用いて各ラインの平均値が算出され、ラインL5〜L8については、水平方向左半分の部分113e、113fの50画素を用いて各ラインの平均値が算出される。したがって背景の低温部分113aはライン平均値の計算に用いられず、注目している常温の被写体部分113b、113c、113e、113fのみでライン平均値が計算される。   Next, the pixel range setting circuit 22 sets the average calculation pixel range from the 51st pixel to the 100th pixel (the right half of each line) for the lines L1 to L4, and the first for the lines L5 to L8. When the average pixel range from the first pixel to the 50th pixel (the left half of each line) is set as the average calculation pixel range, each of the lines L1 to L4 is set using 50 pixels of the right half portions 113b and 113c in the horizontal direction. The average value of the lines is calculated, and for the lines L5 to L8, the average value of each line is calculated using 50 pixels of the left half portions 113e and 113f in the horizontal direction. Accordingly, the low temperature portion 113a of the background is not used for the calculation of the line average value, and the line average value is calculated only from the subject portions 113b, 113c, 113e, and 113f at room temperature of interest.

ラインL1〜L4の信号DG1〜DG4は基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に各ラインの平均値算出範囲のオフセット補正後の信号FG1〜FG4の平均値が一致する様にオフセット補正されて図37のようなものとなり、ラインL5〜L8の各々の信号DG5〜DG8は、基準値RF(信号のダイナミックレンジの中心値)である127に各ラインの平均算出範囲のオフセット補正後の信号FG5〜FG8の平均値が一致する様にオフセット補正されて図38のようなものとなる。出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図39に示す如くとなる。図39において、領域116a、116b、116c、116e、116fは図33の対応する領域114a、114b、114c、114e、114fと同じ明るさである。このため、特に注目物体のある右上の領域116b、116cと左下の領域116e、116fが白飛びや黒潰れすることなくコントラスト感のある画像が得られ、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。   The signals DG1 to DG4 of the lines L1 to L4 are set so that the average value of the signals FG1 to FG4 after the offset correction of the average value calculation range of each line coincides with the reference value RF (the center value of the dynamic range of the signal) 127. The offset correction is performed as shown in FIG. 37, and the signals DG5 to DG8 of the lines L5 to L8 are offset to the reference value RF (the center value of the dynamic range of the signal) 127 to the average calculation range of each line. The offset correction is performed so that the average values of the subsequent signals FG5 to FG8 coincide with each other as shown in FIG. An image displayed using a signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG. In FIG. 39, regions 116a, 116b, 116c, 116e, and 116f have the same brightness as the corresponding regions 114a, 114b, 114c, 114e, and 114f in FIG. For this reason, an image having a contrast feeling can be obtained without causing overexposure or blackout in the upper right areas 116b and 116c and the lower left areas 116e and 116f where the object of interest is present, and the horizontal noise is suppressed and settled. An easy-to-see image is obtained.

以上、各ラインの平均算出画素範囲が50画素である場合について説明したが、32画素あるいは64画素などの2のべき乗の画素範囲とすれば、平均値算出に際し、通常の割り算を行うことなく、単純なビットシフトでライン平均値を計算できるため回路規模を小さくすることができる。例えば平均算出画素範囲を64画素とした場合は、総和データの末尾6ビットを切り捨てることで平均値を算出することが出来る。   As described above, the case where the average calculation pixel range of each line is 50 pixels has been described. However, if the pixel range is a power of 2 such as 32 pixels or 64 pixels, the average value is calculated without performing normal division. Since the line average value can be calculated with a simple bit shift, the circuit scale can be reduced. For example, when the average calculation pixel range is 64 pixels, the average value can be calculated by truncating the last 6 bits of the total data.

被写体の背景部分と注目部分(注目被写体)の位置が固定される用途においては、画素範囲設定回路22により設定される平均算出画素範囲の開始画素、終了画素を示す信号を固定したものとし、これに基づき平均値算出回路15がライン平均値を算出することで、特に注目部分の画像をコントランストの良い状態で視認できるようになる。   In applications in which the positions of the background portion of the subject and the portion of interest (the subject of interest) are fixed, signals indicating the start pixel and the end pixel of the average calculation pixel range set by the pixel range setting circuit 22 are fixed. Based on the above, the average value calculation circuit 15 calculates the line average value, so that particularly the image of the attention portion can be visually recognized with good contrast.

画素範囲設定回路22による平均算出画素範囲の設定を、例えば全画素(各ラインの全体)か中央部の所定数の画素か、それ以外の任意の指定画素範囲か、さらにライン毎に平均算出画素範囲を設定するかを、図示していないスイッチでモード選択することとしても良く、また図示しないキーボードなどのユーザインタフェース手段で任意の画素範囲を入力しても良い。   The setting of the average calculation pixel range by the pixel range setting circuit 22 is, for example, all pixels (the whole of each line), a predetermined number of pixels in the central portion, any other specified pixel range, or an average calculation pixel for each line. Whether to set a range may be selected by a switch (not shown), or an arbitrary pixel range may be input by user interface means such as a keyboard (not shown).

実施の形態3.
図40は、この発明の実施の形態3の赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。図40において、レンズ1、シャッタ2、撮像素子3、減算回路4、増幅回路5、A/D変換器6、減衰回路10、加算回路11、更新回路12、フレームメモリ13、帰還用D/A変換器14、タイミング生成回路17、シャッタ制御回路18、遅延回路7、オフセット補正回路8、出力用D/A変換器19、出力端子9、平均値算出回路15、オフセット算出回路16は、実施の形態1で説明した図1の同じ番号を付した回路要素と同様に動作して同様な効果を示すものであるので、その説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 40 is a block diagram showing the configuration of the infrared imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 40, a lens 1, a shutter 2, an image pickup device 3, a subtraction circuit 4, an amplification circuit 5, an A / D converter 6, an attenuation circuit 10, an addition circuit 11, an update circuit 12, a frame memory 13, and a feedback D / A. The converter 14, the timing generation circuit 17, the shutter control circuit 18, the delay circuit 7, the offset correction circuit 8, the output D / A converter 19, the output terminal 9, the average value calculation circuit 15, and the offset calculation circuit 16 Since it operates in the same manner as the circuit elements with the same numbers in FIG. 1 described in the first embodiment and exhibits the same effect, the description thereof is omitted.

図40に示される赤外線撮像装置は、図1の基準値生成手段23の代わりに、基準値生成手段24を備えている点で図1の赤外線撮像装置と異なる。図示の基準値生成手段24は、混合回路20とメモリ21とを備える。図1の基準値生成手段23が固定された基準値RFを生成するのに対し、図40の基準値生成手段24は、入力される信号の平均値に応じて、ライン毎に基準値RFm(i)を変化させる。ここで、mはラインの番号を表す。どのラインにも当てはまる説明に際しては、「m」を付さず、単に「RF」で表すこともある。またiは、フレーム番号を表すが、どのフレームにも当てはまる説明に際しては、(i)を省略し、「RF」、「RFm」で表す。なお、他の記号についても同様である。   The infrared imaging apparatus shown in FIG. 40 is different from the infrared imaging apparatus of FIG. 1 in that a reference value generation unit 24 is provided instead of the reference value generation unit 23 of FIG. The illustrated reference value generation means 24 includes a mixing circuit 20 and a memory 21. 1 generates the fixed reference value RF, whereas the reference value generation unit 24 of FIG. 40 generates the reference value RFm () for each line according to the average value of the input signals. i) is changed. Here, m represents a line number. In the description applicable to any line, “m” may not be attached, and it may be simply expressed by “RF”. Further, i represents a frame number, but in the description applicable to any frame, (i) is omitted and represented by “RF” and “RFm”. The same applies to other symbols.

基準値生成手段24は、各ラインについてフレーム方向平均値を算出して、このフレーム方向平均値を基準値としてオフセット算出回路16に供給するものである。ここでフレーム方向平均値とは、現在のフレームにおける各ラインの平均値、及び所定数(1又は2以上)の過去のフレームにおける同じラインについての平均値との単純平均又は加重平均値を求めることにより得られるものである。   The reference value generation unit 24 calculates a frame direction average value for each line, and supplies the frame direction average value to the offset calculation circuit 16 as a reference value. Here, the frame direction average value is a simple average or a weighted average value of an average value of each line in the current frame and an average value of the same line in a predetermined number (1 or more) of past frames. Is obtained.

メモリ21は、平均値算出回路15の出力が書き込まれるように接続され、メモリ21は、平均値算出回路15で算出された平均値を所定数((M−1)で表す)フレーム分記憶し、現フレームについて平均値算出回路15で算出された平均値AV(i)と、メモリ21に記憶された(M−1)フレーム分の平均値AV(i−1)、AV(i−2)、…AV(i−M+1)とを混合回路20に入力し、混合回路20において、これらを加算してMで割ることにより現フレームのための基準値を求める。   The memory 21 is connected so that the output of the average value calculation circuit 15 is written, and the memory 21 stores the average value calculated by the average value calculation circuit 15 for a predetermined number (represented by (M−1)) frames. The average value AV (i) calculated by the average value calculation circuit 15 for the current frame and the average values AV (i−1) and AV (i−2) for (M−1) frames stored in the memory 21. ,... AV (i−M + 1) is input to the mixing circuit 20, and the mixing circuit 20 adds them and divides them by M to obtain a reference value for the current frame.

Mは例えば32とする。しかし、16、32、64、128などの数値に設定しても良く、さらに他の数値としても良い。
メモリ21はM−1、例えば31フレーム分のライン各々について求められた平均値を格納するためのメモリ容量を持つ必要があり、常に過去の(M−1)フレーム分、例えば31フレーム分の当該ライン毎の画素平均値AV(i−1)、AV(i−2)、…AV(i−31)を記憶しているようにメモリ制御を行う必要がある。
For example, M is 32. However, it may be set to a numerical value such as 16, 32, 64, or 128, or may be another numerical value.
The memory 21 needs to have a memory capacity for storing an average value obtained for each line of M-1, for example, 31 frames, and always corresponds to the past (M-1) frames, for example, 31 frames. It is necessary to perform memory control so that pixel average values AV (i-1), AV (i-2),... AV (i-31) are stored for each line.

重み付け平均を求める場合には、例えば、現フレームについて求められた平均値AV(i)と、過去の所定数(1または2以上)のフレームの各々について求められた平均値AV(i−1)、AV(i−2)、…とに対し異なる重み付けを付ける。   In the case of obtaining the weighted average, for example, the average value AV (i) obtained for the current frame and the average value AV (i−1) obtained for each of a predetermined number of frames (1 or more) in the past. , AV (i-2),... Are given different weights.

オフセット算出回路16は、基準値生成手段24、特にその混合回路20から出力される現フレームのライン基準値RF(i)から平均値算出回路15で算出された画素平均値AV(i)を差引いてオフセット補正量FS(i)を算出する。   The offset calculating circuit 16 subtracts the pixel average value AV (i) calculated by the average value calculating circuit 15 from the line reference value RF (i) of the current frame output from the reference value generating means 24, particularly the mixing circuit 20. To calculate an offset correction amount FS (i).

オフセット補正回路8は、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出したオフセット補正量FS(i)を加えて、オフセット補正された信号FG(i)を出力する。
遅延回路7は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16で、当該水平走査線のオフセット補正量FS(i)の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間、例えば1水平走査期間)だけA/D変換器6の出力信号DGを遅延させてオフセット補正回路8に供給する。出力用D/A変換器19はオフセット補正回路8の出力信号FG(i)をアナログ変換して出力端子9から出力する。
The offset correction circuit 8 adds the offset correction amount FS (i) calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7 and outputs an offset-corrected signal FG (i).
The delay circuit 7 is a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FS (i) of the horizontal scanning line is completed by the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16, for example, one horizontal scanning period). The output signal DG of the A / D converter 6 is delayed and supplied to the offset correction circuit 8. The output D / A converter 19 converts the output signal FG (i) of the offset correction circuit 8 from analog to output from the output terminal 9.

A/D変換器6の出力信号DGに含まれる横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図5乃至図7及び図41乃至図45、図46乃至図53を参照して説明する。図41乃至図53は水平方向の画素数が100であり、垂直方向のライン数が8である場合を示しており、図41乃至図52において、横軸に水平方向の画素位置、縦軸に図40の回路内のそれぞれの位置に現われる信号のレベルをとっている。   The details of the operation of suppressing the horizontal noise included in the output signal DG of the A / D converter 6 will be described with reference to FIGS. 5 to 7, 41 to 45, and 46 to 53. FIG. 41 to 53 show the case where the number of pixels in the horizontal direction is 100 and the number of lines in the vertical direction is 8. In FIGS. 41 to 52, the horizontal axis represents the pixel position in the horizontal direction, and the vertical axis represents The level of the signal appearing at each position in the circuit of FIG. 40 is taken.

実施の形態1に関して説明したように、図5は被写体を、その各部の位置を、被写体を撮像することにより得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す。図7は被写体に対応する画像(ノイズが重畳されていないものとし、かつ本発明によるオフセット補正を加えない場合に表示される画像)を示す。図53は表示画像を概略的に示す。
A/D変換器6の出力信号DGは例えば8ビットのデジタル信号であり、信号レベルは0から255までの範囲内の値を取る。
As described in connection with the first embodiment, FIG. 5 shows the subject, and the position of each part thereof is associated with the line number and pixel number of the image obtained by imaging the subject. FIG. 7 shows an image corresponding to a subject (image displayed when noise is not superimposed and offset correction according to the present invention is not applied). FIG. 53 schematically shows a display image.
The output signal DG of the A / D converter 6 is an 8-bit digital signal, for example, and the signal level takes a value in the range from 0 to 255.

撮像素子3が図5に示すように、低温の背景101aの右下の一角の部分、即ち(対応する画像において、)ラインL5〜L8のうちの右半分101bに高温の物体がある被写体を撮像したとき、撮像素子3からの出力信号は全8ラインのうち例えば上側の4ライン、即ちラインL1〜L4は低温部101aに相当する信号を、下側の4ライン、即ちラインL5〜L8は低温部101aから高温部101bに変化する信号を出力する。但し、撮像素子3の出力信号は、横引き状のノイズを含んでいる。   As shown in FIG. 5, the imaging device 3 captures an object having a high-temperature object in the lower right corner portion of the low-temperature background 101a, that is, in the right half 101b of the lines L5 to L8 (in the corresponding image). In this case, the output signal from the image sensor 3 is, for example, the upper four lines out of all eight lines, that is, the lines L1 to L4 are signals corresponding to the low temperature part 101a, and the lower four lines, that is, the lines L5 to L8 are low temperature. The signal which changes from the part 101a to the high temperature part 101b is output. However, the output signal of the image sensor 3 includes horizontal noise.

仮に図5に示される被写体から得られる信号がノイズを含まないとし、低温部101aから得られる信号DGの値が127であり、高温部101bから得られる信号DGの値が191であるとすると、ラインL1〜L4から得られる信号DGの値は図6に示す如くとなる。   If the signal obtained from the subject shown in FIG. 5 does not include noise, the value of the signal DG obtained from the low temperature part 101a is 127, and the value of the signal DG obtained from the high temperature part 101b is 191. The value of the signal DG obtained from the lines L1 to L4 is as shown in FIG.

このような信号(ノイズを含まないものとしている)DGを用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像は、図7に示す如くとなる。   FIG. 7 shows an image when such a signal (not including noise) DG is used for display without performing correction according to the present invention.

しかしながら、実際には、撮像素子3の出力信号はノイズを含み、該ノイズの大きさは、フレームごとに変化する可能性がある。そこで、本実施の形態3では、各ラインについて、メモリ21により過去(M−1)フレーム分のライン平均値を記憶し、該メモリ21に記憶された過去(M−1)フレーム分のそれぞれのライン平均値AVm(i−(M−1))〜AVm(i−1)と、現フレームについて算出されたライン平均値AVm(i)の平均を混合回路20で求めて、これを現フレームの当該ラインに対するライン基準値(RFm(i))として出力する。   However, actually, the output signal of the image sensor 3 includes noise, and the magnitude of the noise may change from frame to frame. Therefore, in the third embodiment, for each line, the line average value for the past (M−1) frames is stored in the memory 21, and each of the past (M−1) frames stored in the memory 21 is stored. The average of the line average values AVm (i− (M−1)) to AVm (i−1) and the line average value AVm (i) calculated for the current frame is obtained by the mixing circuit 20, and this is calculated for the current frame. A line reference value (RFm (i)) for the line is output.

以下、簡単のため、M=4である場合について、混合回路20とメモリ21でのライン基準値RFmの算出動作について図41乃至図44を参照して数値例を用いて説明する。   Hereinafter, for the sake of simplicity, the calculation operation of the line reference value RFm in the mixing circuit 20 and the memory 21 in the case of M = 4 will be described with reference to numerical examples with reference to FIGS.

図41は、ラインL1についてのライン基準値RF1の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL1の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF1を求める場合につき説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL1の平均値AV1(i)として159が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL1の平均値AV1(i−3)としての113と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL1の平均値AV1(i−2)としての141と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL1の平均値AV1(i−1)として95が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL1の平均値AV1(i−3)としての113と、フィールドF(i−2)のラインL1の平均値AV1(i−2)としての141と、フィールドF(i−1)のラインL1の平均値AV1(i−1)としての95を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL1の平均値AV1(i)である159と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL1の平均値)の平均AA1を図41に示すように、
AA1(i)=(113+141+95+159)/4=127
により求め、ラインL1のためのライン基準値RF1(i)としてAA1(i)=127をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 41 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF1 for the line L1. For example, a case where the line reference value RF1 is obtained by averaging four data of the average value of the line L1 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 159 to the mixing circuit 20 as the average value AV1 (i) of the line L1 in the current field F (i). The memory 21 stores 113 as the average value AV1 (i-3) of the line L1 of the third previous field F (i-3) and the average value of the line L1 of the second previous field F (i-2). AV1 (i-2) 141 is stored, and 95 is stored as the average value AV1 (i-1) of the line L1 of the previous field F (i-1).
The mixing circuit 20 receives 113 from the memory 21 as the average value AV1 (i-3) of the line L1 of the field F (i-3) and the average value AV1 (i− of the line L1 of the field F (i-2). 2) and 95 as the average value AV1 (i-1) of the line L1 of the field F (i-1) are read out, and the line L1 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 41, an average AA1 of four data (average value of line L1 for four fields) together with 159 which is an average value AV1 (i) of
AA1 (i) = (113 + 141 + 95 + 159) / 4 = 127
And AA1 (i) = 127 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF1 (i) for the line L1.

図42は、ラインL2についてのライン基準値RF2の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL2の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF2を求める場合につき説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL2の平均値AV2(i)として103が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL2の平均値AV2(i−3)としての151と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL2の平均値AV2(i−2)としての79と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL2の平均値AV2(i−1)としての175が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL2の平均値AV2(i−3)としての151と、フィールドF(i−2)のラインL2の平均値AV2(i−2)としての79と、フィールドF(i−1)のラインL2の平均値AV2(i−1)としての175を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL2の平均値AV2(i)である103と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL2の平均値)の平均AA2(i)を、図42に示すように、
AA2(i)=(151+79+175+103)/4=127
により求め、ラインL2のためのライン基準値RF2(i)としてAA2(i)=127をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 42 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF2 for the line L2. For example, a case where the line reference value RF2 is obtained by averaging four data of the average value of the line L2 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 103 to the mixing circuit 20 as the average value AV2 (i) of the line L2 of the current field F (i). The memory 21 stores 151 as the average value AV2 (i-3) of the line L2 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L2 in the second previous field F (i-2). 79 as AV2 (i-2) and 175 as the average value AV2 (i-1) of the line L2 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 receives from the memory 21 151 as the average value AV2 (i-3) of the line L2 of the field F (i-3) and the average value AV2 (i− of the line L2 of the field F (i−2)). 2) and 175 as the average value AV2 (i-1) of the line L2 of the field F (i-1) are read out, and the line L2 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 42, the average AA2 (i) of four data (average value of the line L2 for four fields) together with the average value AV2 (i) 103 of
AA2 (i) = (151 + 79 + 175 + 103) / 4 = 127
And AA2 (i) = 127 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF2 (i) for the line L2.

図43は、ラインL3についてのライン基準値RF3の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL3の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF3を求める場合につき説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL3の平均値AV3(i)として167が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL3の平均値AV3(i−3)としての87と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL3の平均値AV3(i−2)としての137と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL3の平均値AV3(i−1)としての117が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL3の平均値AV3(i−3)としての87と、フィールドF(i−2)のラインL3の平均値AV3(i−2)としての137と、フィールドF(i−1)のラインL3の平均値AV3(i−1)としての117を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL3の平均値AV3(i)である167と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL3の平均値)の平均AA3(i)を図43に示すように、
AA3(i)=(87+137+117+167)/4=127
により求め、ラインL3のためのライン基準値RF3(i)としてAA3(i)=127をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 43 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF3 for the line L3. For example, a case where the line reference value RF3 is obtained by averaging four data of the average value of the line L3 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 167 to the mixing circuit 20 as the average value AV3 (i) of the line L3 in the current field F (i). The memory 21 stores 87 as the average value AV3 (i-3) of the line L3 of the third previous field F (i-3) and the average value of the line L3 of the second previous field F (i-2). 137 as AV3 (i-2) and 117 as the average value AV3 (i-1) of the line L3 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads 87 from the memory 21 as the average value AV3 (i-3) of the line L3 of the field F (i-3) and the average value AV3 (i− of the line L3 of the field F (i-2). 2) and 117 as the average value AV3 (i-1) of the line L3 of the field F (i-1) are read out, and the line L3 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 43, the average AA3 (i) of four data (the average value of the line L3 for four fields) is combined with 167 which is the average value AV3 (i) of
AA3 (i) = (87 + 137 + 117 + 167) / 4 = 127
And AA3 (i) = 127 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF3 (i) for the line L3.

図44は、ラインL4についてのライン基準値RF4の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL4の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF4を求める場合につき説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL4の平均値AV4(i)として79が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL4の平均値AV4(i−3)としての175と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL4の平均値AV3(i−2)としての99と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL4の平均値AV2(i−1)としての155が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL4の平均値AV4(i−3)としての175と、フィールドF(i−2)のラインL4の平均値AV4(i−2)としての99と、フィールドF(i−1)のラインL4の平均値AV4(i−1)としての155を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL4の平均値AV4(i)である79と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL4の平均値)の平均AA4(i)を図44に示すように、
AA4(i)=(175+99+155+79)/4=127
により求め、ラインL4のためのライン基準値RF4(i)としてAA4(i)=127をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 44 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF4 for the line L4. For example, a case where the line reference value RF4 is obtained by averaging four data of the average value of the line L4 for four fields will be described. 79 is supplied from the average value calculation circuit 15 to the mixing circuit 20 as the average value AV4 (i) of the line L4 in the current field F (i). The memory 21 stores 175 as the average value AV4 (i-3) of the line L4 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L4 in the second previous field F (i-2). 99 as AV3 (i-2) and 155 as the average value AV2 (i-1) of the line L4 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads from the memory 21 175 as the average value AV4 (i-3) of the line L4 in the field F (i-3) and the average value AV4 (i−) of the line L4 in the field F (i-2). 99) as 2) and 155 as the average value AV4 (i-1) of the line L4 of the field F (i-1) are read out, and the line L4 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read. 44, the average AA4 (i) of the four data (the average value of the line L4 for four fields) together with 79, which is the average value AV4 (i) of
AA4 (i) = (175 + 99 + 155 + 79) / 4 = 127
And AA4 (i) = 127 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF4 (i) for the line L4.

なお、上記の例では、ラインL1〜L4の複数フレームの平均AA1(i)〜AA4(i)が互いに一致し、すべて127となっているが、これは偶然であり、実際には、これらは一致するとは限らず、また127になるとは限らないが、しかし、127に近い値になる傾向があり、フレーム数Mを増やすほど、127により近くなる傾向がある。ここでは、簡単のため、127に一致するものとして説明を行っている。   In the above example, the averages AA1 (i) to AA4 (i) of a plurality of frames of the lines L1 to L4 coincide with each other and are all 127, but this is a coincidence, and in fact, these are They do not always coincide with each other and do not necessarily become 127, but tend to be close to 127, and tend to be closer to 127 as the number of frames M is increased. Here, for the sake of simplicity, the description is made assuming that it matches 127.

図45に、オフセット算出回路6の出力信号FSとして混合回路20で生成した各ラインのライン基準値RFm(i)から平均値算出回路15で算出した現フレームの画素平均値AVm(i)を差引いて算出したオフセット補正量FSmを示す。
ラインL1のオフセット補正量FS1(i)はラインL1の基準値RF1(i)=127とラインL1の平均値AV1(i)=159から
FS1(i)=127−159=−32
により、ラインL2のオフセット補正量FS2(i)はラインL2の基準値RF2(i)=127とラインL2の平均値AV2(i)=103から
FS2(i)=127−103=+24
により、ラインL3のオフセット補正量FS3(i)はラインL3の基準値RF3(i)=127とラインL3の平均値AV3(i)=167から
FS3(i)=127−167=−40
により、ラインL4のオフセット補正量FS4(i)はラインL4の基準値RF4(i)=127とラインL4の平均値AV4(i)=79から
FS4(i)=127−79=+48
によりそれぞれ求められる。
45, the pixel average value AVm (i) of the current frame calculated by the average value calculation circuit 15 is subtracted from the line reference value RFm (i) of each line generated by the mixing circuit 20 as the output signal FS of the offset calculation circuit 6. The offset correction amount FSm calculated in the above is shown.
The offset correction amount FS1 (i) of the line L1 is from the reference value RF1 (i) = 127 of the line L1 and the average value AV1 (i) = 159 of the line L1 FS1 (i) = 127-159 = −32
Accordingly, the offset correction amount FS2 (i) of the line L2 is changed from the reference value RF2 (i) = 127 of the line L2 and the average value AV2 (i) = 103 of the line L2 to FS2 (i) = 127−103 = + 24.
Accordingly, the offset correction amount FS3 (i) of the line L3 is changed from the reference value RF3 (i) = 127 of the line L3 and the average value AV3 (i) = 167 of the line L3 to FS3 (i) = 127-167 = −40.
Accordingly, the offset correction amount FS4 (i) of the line L4 is changed from the reference value RF4 (i) = 127 of the line L4 and the average value AV4 (i) = 79 of the line L4 to FS4 (i) = 127−79 = + 48.
Respectively.

図45はまた、オフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出したオフセット補正量FSを加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路7の出力信号は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16で、当該水平走査線のオフセット補正量FSの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図2のA/D変換器6の出力信号DGを遅延させたものである。
ラインL1の信号はオフセット補正量FS1(i)である−32だけオフセット補正され、ラインL2の信号はオフセット補正量FS2(i)である+24だけオフセット補正され、ラインL3の信号はオフセット補正量FS3(i)である−40だけオフセット補正され、ラインL4の信号はオフセット補正量FS4(i)である+48だけオフセット補正される。即ち、このようにして、ラインL1〜L4の信号は各ライン基準値RFmである127に各ラインのオフセット補正後の信号FG1(i)〜FG4(i)の平均が一致するように、オフセット補正される。このようにして、低温部分に相当するラインL1〜L4の横引き状のノイズが抑圧される。
FIG. 45 also shows an operation of offset correction by the offset correction circuit 8 by adding the offset correction amount FS calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7. The output signal of the delay circuit 7 is A / D converted in FIG. 2 by a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FS of the horizontal scanning line is completed by the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16. The output signal DG of the device 6 is delayed.
The signal of the line L1 is offset-corrected by −32 which is the offset correction amount FS1 (i), the signal of the line L2 is offset-corrected by +24 which is the offset correction amount FS2 (i), and the signal of the line L3 is offset correction amount FS3. (I) is offset-corrected by −40, and the signal of the line L4 is offset-corrected by +48 which is an offset correction amount FS4 (i). That is, in this way, the signals of the lines L1 to L4 are offset corrected so that the averages of the signals FG1 (i) to FG4 (i) after the offset correction of each line coincide with the line reference value RFm 127. Is done. In this way, the horizontally drawn noise in the lines L1 to L4 corresponding to the low temperature portion is suppressed.

図46は、ラインL5についてのライン基準値RF5の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL5の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF5を求める場合につき説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL5の平均値AV5(i)として191が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL5の平均値AV5(i−3)としての127と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL5の平均値AV5(i−2)としての221と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL5の平均値AV5(i−1)としての97が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL5の平均値AV5(i−3)としての127と、フィールドF(i−2)のラインL5の平均値AV5(i−2)としての221と、フィールドF(i−1)のラインL5の平均値AV5(i−1)としての97を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL5の平均値AV5(i)である191と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL5の平均値)の平均AA5(i)を図46のように、AA5(i)=(127+221+97+191)/4=159により求め、ラインL5のライン基準値RF5としてAA5(i)=159をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 46 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF5 for the line L5. For example, the case where the line reference value RF5 is obtained by averaging four data of the average value of the line L5 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 191 to the mixing circuit 20 as the average value AV5 (i) of the line L5 of the current field F (i). The memory 21 stores 127 as the average value AV5 (i-3) of the line L5 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L5 in the second previous field F (i-2). 221 as AV5 (i-2) and 97 as the average value AV5 (i-1) of the line L5 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads from the memory 21 127 as the average value AV5 (i-3) of the line L5 in the field F (i-3) and the average value AV5 (i−) of the line L5 in the field F (i−2). 2) and 97 as the average value AV5 (i-1) of the line L5 of the field F (i-1) are read out, and the line L5 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. The average value AA5 (i) of four data (average value of the line L5 for four fields) together with 191 that is the average value AV5 (i) of AA5 (i) = (127 + 221 + 97 + 191) / 4 as shown in FIG. = 159, and AA5 (i) = 159 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF5 of the line L5.

図47は、ラインL6についてのライン基準値RF6の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL6の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF6を求める場合について説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL6の平均値AV6(i)として135が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL6の平均値AV6(i−3)としての183と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL6の平均値AV7(i−2)としての105と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL6の平均値AV8(i−1)としての213が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL6の平均値AV6(i−3)としての183と、フィールドF(i−2)のラインL6の平均値AV6(i−2)としての105と、フィールドF(i−1)のラインL6の平均値AV6(i−1)としての213を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL6の平均値AV6(i)である135と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL6の平均値)の平均AA6(i)を図47に示すように、
AA6(i)=(183+105+213+135)/4=159
により求め、ラインL6のライン基準値RF6(i)として、AA6(i)=159をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 47 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF6 for the line L6. For example, the case where the line reference value RF6 is obtained by averaging four data of the average value of the line L6 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 135 to the mixing circuit 20 as the average value AV6 (i) of the line L6 in the current field F (i). The memory 21 stores 183 as the average value AV6 (i-3) of the line L6 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L6 in the second previous field F (i-2). 105 as AV7 (i-2) and 213 as the average value AV8 (i-1) of the line L6 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads from the memory 21 183 as the average value AV6 (i-3) of the line L6 in the field F (i-3) and the average value AV6 (i−) of the line L6 in the field F (i-2). 2) and 213 as the average value AV6 (i-1) of the line L6 of the field F (i-1) are read out, and the line L6 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 47, the average AA6 (i) of the four data (average value of the line L6 for four fields) together with the average value AV6 (i) of 135 is shown in FIG.
AA6 (i) = (183 + 105 + 213 + 135) / 4 = 159
And AA6 (i) = 159 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF6 (i) of the line L6.

図48は、ラインL7についてのライン基準値RF7の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL7の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF7を求める場合について説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL7の平均値として199が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL7の平均値AV7(i−3)としての148と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL7の平均値AV7(i−2)としての170と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL7の平均値AV7(i−1)としての119が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL7の平均値AV7(i−3)としての148と、フィールドF(i−2)のラインL7の平均値AV7(i−2)としての170と、フィールドF(i−1)のラインL7の平均値AV7(i−1)としての119を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL7の平均値AV7(i)である199と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL7の平均値)の平均AA7(i)を図48に示すように、
AA7(i)=(148+170+119+199)/4=159
により求め、ラインL7のライン基準値RF7(i)としてAA7(i)=159をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 48 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF7 for the line L7. For example, the case where the line reference value RF7 is obtained by averaging four data of the average value of the line L7 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 199 to the mixing circuit 20 as the average value of the line L7 in the current field F (i). The memory 21 stores 148 as the average value AV7 (i-3) of the line L7 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L7 in the second previous field F (i-2). 170 as AV7 (i-2) and 119 as the average value AV7 (i-1) of the line L7 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads from the memory 21 148 as the average value AV7 (i-3) of the line L7 in the field F (i-3) and the average value AV7 (i−) of the line L7 in the field F (i-2). 2) and 119 as the average value AV7 (i-1) of the line L7 of the field F (i-1) are read out, and the line L7 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 48, the average AA7 (i) of four data (average value of the line L7 for four fields) together with 199 which is the average value AV7 (i) of
AA7 (i) = (148 + 170 + 119 + 199) / 4 = 159
And AA7 (i) = 159 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF7 (i) of the line L7.

図49は、ラインL8についてのライン基準値RF8の算出を説明する図である。例えば4フィールド分のラインL8の平均値の4つのデータについて平均してライン基準値RF8を求める場合について説明する。平均値算出回路15から現フィールドF(i)のラインL8の平均値として111が混合回路20に供給される。メモリ21には、3つ前のフィールドF(i−3)のラインL8の平均値AV8(i−3)としての135と、2つ前のフィールドF(i−2)のラインL8の平均値AV8(i−2)としての207と、1つ前のフィールドF(i−1)のラインL8の平均値AV8(i−1)としての183が格納されている。
混合回路20は、メモリ21から、フィールドF(i−3)のラインL8の平均値AV8(i−3)としての135と、フィールドF(i−2)のラインL8の平均値AV8(i−2)としての207と、フィールドF(i−1)のラインL8の平均値AV8(i−1)としての183を読み出して、平均値算出回路15から供給されたフィールドF(i)のラインL8の平均値AV8(i)である111と合わせて4つのデータ(4フィールド分のラインL8の平均値)の平均AV8(i)を図49に示すように、
AA8(i)=(135+207+183+111)/4=159
により求め、ラインL8のライン基準値RF8(i)としてAA8(i)=159をオフセット算出回路16に供給する。
FIG. 49 is a diagram for explaining the calculation of the line reference value RF8 for the line L8. For example, a case where the line reference value RF8 is obtained by averaging four data of the average value of the line L8 for four fields will be described. The average value calculation circuit 15 supplies 111 to the mixing circuit 20 as the average value of the line L8 in the current field F (i). The memory 21 stores 135 as the average value AV8 (i-3) of the line L8 in the third previous field F (i-3) and the average value of the line L8 in the second previous field F (i-2). 207 as AV8 (i-2) and 183 as the average value AV8 (i-1) of the line L8 of the previous field F (i-1) are stored.
The mixing circuit 20 reads 135 from the memory 21 as the average value AV8 (i-3) of the line L8 in the field F (i-3) and the average value AV8 (i−) of the line L8 in the field F (i-2). 2) and 183 as the average value AV8 (i-1) of the line L8 of the field F (i-1) are read out and the line L8 of the field F (i) supplied from the average value calculation circuit 15 is read out. As shown in FIG. 49, the average AV8 (i) of four data (the average value of the line L8 for four fields) together with the average value AV8 (i) 111 of
AA8 (i) = (135 + 207 + 183 + 111) / 4 = 159
And AA8 (i) = 159 is supplied to the offset calculation circuit 16 as the line reference value RF8 (i) of the line L8.

なお、上記の例では、ラインL5〜L8の複数フレームの平均AA5(i)〜AA8(i)が互いに一致し、すべて159となっているが、これは偶然であり、実際には、これらは一致するとは限らず、また159になるとは限らないが、しかし、159に近い値になる傾向があり、フレーム数Mを増やすほど、159により近くなる傾向がある。ここでは、簡単のため、159に一致するものとして説明を行っている。   In the above example, the averages AA5 (i) to AA8 (i) of the plurality of frames of the lines L5 to L8 coincide with each other and are all 159, but this is a coincidence, and in fact, these are They do not necessarily match and do not always become 159, but tend to be close to 159, and tend to be closer to 159 as the number of frames M is increased. Here, for the sake of simplicity, the description is made assuming that it matches 159.

図50に、オフセット算出回路6の出力信号FSとして混合回路20で生成した各ラインのライン基準値RFm(i)から平均値算出回路15で算出した現フレームの画素平均値AVm(i)を差引いて算出したオフセット補正量FSmを示す。
ラインL5のオフセット補正量FS5(i)はラインL5の基準値RF5(i)=159とラインL5の平均値AV5(i)=191から
FS5(i)=159−191=−32
により、ラインL6のオフセット補正量FS6(i)はラインL6の基準値RF6(i)=159とラインL6の平均値AV6(i)=135から
FS6(i)=159−135=+24
により、ラインL7のオフセット補正量FS7(i)はラインL7の基準値RF7(i)=159とラインL7の平均値AV7(i)=199から
FS7(i)=159−199=−40により、ラインL8のオフセット補正量FS8(i)はラインL8の基準値RF8(i)=159とラインL8の平均値AV8(i)=111から
FS8(i)=159−111=+48
により、それぞれ求められる。
In FIG. 50, the pixel average value AVm (i) of the current frame calculated by the average value calculation circuit 15 is subtracted from the line reference value RFm (i) of each line generated by the mixing circuit 20 as the output signal FS of the offset calculation circuit 6. The offset correction amount FSm calculated in the above is shown.
The offset correction amount FS5 (i) of the line L5 is from the reference value RF5 (i) = 159 of the line L5 and the average value AV5 (i) = 191 of the line L5 FS5 (i) = 159-191 = −32
Accordingly, the offset correction amount FS6 (i) of the line L6 is changed from the reference value RF6 (i) = 159 of the line L6 and the average value AV6 (i) = 135 of the line L6 to FS6 (i) = 159−135 = + 24.
Therefore, the offset correction amount FS7 (i) of the line L7 is from the reference value RF7 (i) = 159 of the line L7 and the average value AV7 (i) = 199 of the line L7, FS7 (i) = 159-199 = −40, The offset correction amount FS8 (i) of the line L8 is from the reference value RF8 (i) = 159 of the line L8 and the average value AV8 (i) = 111 of the line L8 FS8 (i) = 159−111 = + 48
Respectively.

図50はまた、オフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出されたオフセット補正量FSを加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路7の出力信号は、平均値算出回路15とオフセット算出回路16における当該水平走査線のオフセット補正量FSの算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図40のA/D変換器6の出力信号DGを遅延させたものである。
ラインL5の信号DG5はオフセット補正量FS5(i)である−32だけオフセット補正され、ラインL6の信号DG6はオフセット補正量FS6(i)である+24だけオフセット補正され、ラインL7の信号DG7はオフセット補正量FS7(i)である−40だけオフセット補正され、ラインL8の信号DG8はオフセット補正量FS8(i)である+48だけオフセット補正される。即ち、このようにして、ラインL5〜L8の信号DG5〜DG8は各ライン基準値RFmである159に各ラインの補正後の信号FG5(i)〜FG8(i)の平均が一致するようにオフセット補正される。このようにして、低温部から高温部に変化するラインL5〜L8の横引き状のノイズが抑圧される。
FIG. 50 also shows an operation of offset correction by the offset correction circuit 8 by adding the offset correction amount FS calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7. The output signal of the delay circuit 7 is the A / D converter shown in FIG. 40 for a delay time corresponding to the time until the calculation of the offset correction amount FS of the horizontal scanning line in the average value calculation circuit 15 and the offset calculation circuit 16 is completed. 6 output signal DG is delayed.
The signal DG5 of the line L5 is offset-corrected by −32 which is the offset correction amount FS5 (i), the signal DG6 of the line L6 is offset-corrected by +24 which is the offset correction amount FS6 (i), and the signal DG7 of the line L7 is offset. The offset correction is performed by −40 which is the correction amount FS7 (i), and the signal DG8 of the line L8 is offset corrected by +48 which is the offset correction amount FS8 (i). That is, in this way, the signals DG5 to DG8 of the lines L5 to L8 are offset so that the average of the corrected signals FG5 (i) to FG8 (i) of each line matches 159 which is each line reference value RFm. It is corrected. In this way, the horizontal noise in the lines L5 to L8 that change from the low temperature portion to the high temperature portion is suppressed.

このようにして、オフセット補正回路8からは、横引き状のノイズが抑圧された信号FGmが出力される。
図51にラインL1〜L4についての信号DG1(i)〜DG4(i)をオフセット補正することにより得られる信号FG1(i)〜FG4(i)を示し、図52にラインL5〜L8についての信号DG5(i)〜DG8(i)をオフセット補正することにより得られる信号FG5(i)〜FG8(i)を示す。この信号が出力端子9から表示部25に送られる。出力端子9から出力される信号を用いて表示される画像は図53に示す如くとなる。
図53において、各部分(領域)の明るさは、図5の対応する部分の温度に対応するものとなる。なお、温度が高いほど、信号の値(階調値)が大きく、表示画像がより明るくなるものとしている。
図53の領域117aは、図5の背景(低温部)101aに対応し、その領域117aの明るさは信号値127に対応する明るさであり、領域117bは、図5の高温部101bに対応し、その領域117bは、領域117aよりも明るく、信号値191に対応する明るさを持つ。
このように、表示画像は実際の信号レベルからのずれなく、横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。また、図5の被写体に相当する画像信号を出力端子9に得ることが出来る。
In this way, the offset correction circuit 8 outputs the signal FGm in which the horizontal noise is suppressed.
51 shows signals FG1 (i) to FG4 (i) obtained by offset-correcting the signals DG1 (i) to DG4 (i) for the lines L1 to L4, and FIG. 52 shows the signals for the lines L5 to L8. Signals FG5 (i) to FG8 (i) obtained by offset correction of DG5 (i) to DG8 (i) are shown. This signal is sent from the output terminal 9 to the display unit 25. An image displayed using a signal output from the output terminal 9 is as shown in FIG.
In FIG. 53, the brightness of each part (region) corresponds to the temperature of the corresponding part in FIG. Note that the higher the temperature, the larger the signal value (tone value), and the brighter the displayed image.
An area 117a in FIG. 53 corresponds to the background (low temperature part) 101a in FIG. 5, the brightness of the area 117a corresponds to the signal value 127, and the area 117b corresponds to the high temperature part 101b in FIG. The region 117b is brighter than the region 117a and has brightness corresponding to the signal value 191.
In this way, the display image does not deviate from the actual signal level, and the horizontal noise is suppressed, and a calm and easy-to-view image is obtained. In addition, an image signal corresponding to the subject in FIG.

以上説明したように実施の形態3によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルをライン基準値に補正することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、画面上においても横引き状ノイズを抑圧することができる。   As described above, according to the third embodiment, the signal level for each horizontal scanning line is made constant by calculating the level fluctuation for each horizontal scanning line and correcting the signal level of the imaging signal to the line reference value. It is stable, and horizontal noise can be suppressed even on the screen.

また、ライン基準値を当該ラインの画素平均値AV及び過去フレームの平均値から生成したことにより、被写体の温度レベルの違いによるライン毎の信号レベル差を無くすことができる。   Further, since the line reference value is generated from the pixel average value AV of the line and the average value of the past frame, the signal level difference for each line due to the difference in the temperature level of the subject can be eliminated.

実施の形態4.
図54は、この発明の実施の形態4の赤外線撮像装置を示すブロック図である。図54の赤外線撮像装置は、図40の装置と概して同じであるが、基準値生成手段24を構成する混合回路20及びメモリ21の接続及び動作が異なる。
図54の装置では、メモリ21が混合回路20で算出された基準値を記憶し、メモリ21に記憶された基準値が混合回路20に供給される。
図54の装置においては、図40の装置のように、現在のフレームの各ラインについての平均値、及び所定数の過去のフレームにおける同じラインについての平均値の平均を求めるのではなく、現フレームについて平均値算出手段15において各ラインについて算出された平均値と、同じラインについて前フレームのために求められ、メモリ21に記憶されている基準値との加重平均を混合回路20で求めることにより、現フレームについて当該ラインのための基準値を求める。
例えば、現フレームにおいて求められた平均値AViに対する重み付け係数を1/N(Nは1より大きい値である)とし、前フレームにおける基準値RF(i−1)に対する重み付け係数を{1−(1/N)}とする。この場合、
現フレームの基準値RFiは、
RFi=AVi×(1/N)+RF(i−1)×(1−(1/N))
により求められる。
各フレームについて混合回路20で算出された基準値RFiは、メモリ21に書き込まれ、次のフレーム期間においてメモリ21から読み出されて、「前フレームの基準値(RF(i−1)」として混合回路20に供給される。
ここでNは正の整数とし、2のべき乗、例えば16、32、64、128とするのが好ましい。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 54 is a block diagram showing an infrared imaging apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The infrared imaging apparatus of FIG. 54 is generally the same as the apparatus of FIG. 40, but the connection and operation of the mixing circuit 20 and the memory 21 constituting the reference value generating means 24 are different.
54, the memory 21 stores the reference value calculated by the mixing circuit 20, and the reference value stored in the memory 21 is supplied to the mixing circuit 20.
In the apparatus of FIG. 54, the average value for each line of the current frame and the average value of the average value for the same line in a predetermined number of past frames are not obtained as in the apparatus of FIG. By calculating the weighted average of the average value calculated for each line in the average value calculation means 15 and the reference value obtained for the previous frame for the same line and stored in the memory 21 by the mixing circuit 20, Determine the reference value for the current frame for the current frame.
For example, the weighting coefficient for the average value AVi obtained in the current frame is 1 / N (N is a value greater than 1), and the weighting coefficient for the reference value RF (i−1) in the previous frame is {1- (1 / N)}. in this case,
The reference value RFi of the current frame is
RFi = AVi * (1 / N) + RF (i-1) * (1- (1 / N))
It is calculated by.
The reference value RFi calculated by the mixing circuit 20 for each frame is written into the memory 21 and read from the memory 21 in the next frame period to be mixed as “reference value of previous frame (RF (i−1)”. It is supplied to the circuit 20.
Here, N is a positive integer, and is preferably a power of 2, for example, 16, 32, 64, or 128.

前フレームについての基準値も同様の処理を過去に繰り返すことにより求められたものであるので、このような方法による基準値の算出は、過去のすべてフレームの平均値を考慮に入れ、現在に近いものほどより大きな重み付けをして平均を求める方法であり、フレーム方向の平均を求める方法の一種であると言える。   Since the reference value for the previous frame is obtained by repeating the same processing in the past, the calculation of the reference value by such a method takes into consideration the average value of all the past frames and is close to the present. This is a method of obtaining an average by assigning a greater weight to the object, and can be said to be a kind of method of obtaining an average in the frame direction.

図54の構成を取る場合、メモリ21は、ライン各々に対応したライン基準値を格納するためのメモリ容量を持つ必要がある。   54, the memory 21 needs to have a memory capacity for storing a line reference value corresponding to each line.

図54の構成でも、図40の構成と同様の効果が得られるほか、メモリ21の容量が図40の構成よりも少なくて済むと言う利点がある。   The configuration of FIG. 54 has the advantage that the same effect as the configuration of FIG. 40 can be obtained and the capacity of the memory 21 can be smaller than that of the configuration of FIG.

この発明の実施の形態1に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the infrared imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のA/D変換器6から出力されるライン毎の信号DGm(m=1、2、3、4)のレベルを図である。FIG. 2 is a diagram showing the level of a signal DGm (m = 1, 2, 3, 4) for each line output from the A / D converter 6 of FIG. 1. 図1の平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6から出力される信号のライン毎(水平走査周期毎)の画素平均値AVm(m=1、2、3、4)を示す図である。The pixel average value AVm (m = 1, 2, 3, 4) for each line (each horizontal scanning cycle) of the output signal of the average value calculation circuit 15 of FIG. 1, that is, the signal output from the A / D converter 6 is obtained. FIG. 図1のオフセット補正回路8で、遅延回路7の出力信号にオフセット算出回路16で算出されたオフセット補正量FSm(m=1、2、3、4)を加えて、オフセット補正する動作を示す図である。1 is a diagram illustrating an operation of performing offset correction by adding the offset correction amount FSm (m = 1, 2, 3, 4) calculated by the offset calculation circuit 16 to the output signal of the delay circuit 7 in the offset correction circuit 8 of FIG. It is. 被写体の一例を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す図である。It is a figure which shows an example of a to-be-photographed object, and matches the position of each part with the line number and pixel number of the image obtained by imaging. 図5に示される被写体を撮像することにより得られる信号がノイズを含まないとした場合に、ラインL1〜L4,L5〜L8から得られる信号の値を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating signal values obtained from lines L1 to L4 and L5 to L8 when a signal obtained by imaging the subject illustrated in FIG. 5 does not include noise. 図6に示される信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of displaying, without performing the correction | amendment by this invention using the signal (it shall not contain noise) shown by FIG. 図5に示される被写体を撮像したときにA/D変換器6から出力される、ラインL1〜L4の信号DG1〜DG4を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing signals DG1 to DG4 of lines L1 to L4 output from the A / D converter 6 when the subject shown in FIG. 5 is imaged. 図5に示される被写体を撮像したときの平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6の出力信号のライン毎の画素平均値AV1〜AV4を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating pixel average values AV1 to AV4 for each line of an output signal of the average value calculation circuit 15 when the subject shown in FIG. 5 is imaged, that is, an output signal of the A / D converter 6; 図5に示される被写体を撮像したときにA/D変換器6から出力される、ラインL5〜L8の信号DG5〜DG8を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating signals DG5 to DG8 of lines L5 to L8 output from the A / D converter 6 when the subject illustrated in FIG. 5 is imaged. 図5に示される被写体を撮像したときの平均値算出回路15の出力信号、即ちA/D変換器6の出力信号のライン毎の画素平均値AV5〜AV8を示す。The pixel average values AV5 to AV8 for each line of the output signal of the average value calculation circuit 15 when the subject shown in FIG. 5 is imaged, that is, the output signal of the A / D converter 6 are shown. 図5に示される被写体を撮像したときのラインL1〜L4の各々についての、オフセット補正回路8の出力信号FG1〜FG4を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing output signals FG1 to FG4 of an offset correction circuit 8 for each of lines L1 to L4 when the subject shown in FIG. 5 is imaged. 図5に示される被写体を撮像したときのラインL5〜L8の各々についての、オフセット補正回路8の出力信号FG5〜FG8を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing output signals FG5 to FG8 of the offset correction circuit 8 for each of lines L5 to L8 when the subject shown in FIG. 5 is imaged. 図12及び図13に示される信号FG1〜FG8が出力端子9から表示部25に送られたときに、表示部25で表示される画像を示す図である。14 is a diagram showing an image displayed on the display unit 25 when signals FG1 to FG8 shown in FIGS. 12 and 13 are sent from the output terminal 9 to the display unit 25. FIG. この発明の実施の形態2に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the infrared imaging device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 被写体の一例を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す図である。It is a figure which shows an example of a to-be-photographed object, and matches the position of each part with the line number and pixel number of the image obtained by imaging. 図16に示される被写体を撮像することにより得られる各ラインの信号が、ノイズを含まないとした場合の、ラインL1〜L8から得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained from the lines L1-L8 when the signal of each line obtained by imaging the to-be-photographed object shown in FIG. 16 does not contain noise. 図17に示される信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of displaying, without performing the correction | amendment by this invention using the signal (it shall not contain noise) shown by FIG. 画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図16に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力される信号FG1〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the first pixel as the start pixel and the 100th pixel as the end pixel, when the subject shown in FIG. 16 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG8 output from the correction circuit 8. 図19に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using the signals FG1-FG8 shown by FIG. 画素範囲設定回路22により、26番目の画素を開始画素とし、75番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図16に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力される信号FG1〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the 26th pixel as the start pixel and the 75th pixel as the end pixel, when the subject shown in FIG. 16 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG8 output from the correction circuit 8. 図21に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using the signals FG1-FG8 shown by FIG. 被写体の他の例を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す図である。It is a figure which shows the position of each part of another example of a subject in association with the line number and pixel number of an image obtained by imaging. 図23に示される被写体を撮像することにより得られる各ラインの信号が、ノイズを含まないとした場合の、ラインL1〜L8から得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained from the lines L1-L8 when the signal of each line obtained by imaging the to-be-photographed object shown in FIG. 23 does not contain noise. 図24に示される信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of displaying, without performing the correction | amendment by this invention using the signal (it shall not contain noise) shown by FIG. 画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図23に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力される信号FG1〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the first pixel as the start pixel and the 100th pixel as the end pixel, when the subject shown in FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG8 output from the correction circuit 8. 図26に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using the signals FG1-FG8 shown by FIG. 画素範囲設定回路22により、51番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図23に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力される信号FG1〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the 51st pixel as the start pixel and the 100th pixel as the end pixel, when the subject shown in FIG. 23 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG8 output from the correction circuit 8. 図28に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using signal FG1-FG8 shown by FIG. 被写体のさらに他の例を、その各部の位置を、撮像により得られる画像のライン番号及び画素番号に対応付けて示す図である。It is a figure which shows the position of each part in another example of a subject in association with the line number and pixel number of an image obtained by imaging. 図30に示される被写体を撮像することにより得られる各ラインの信号が、ノイズを含まないとした場合の、ラインL1〜L4から得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained from line L1-L4 when the signal of each line obtained by imaging the to-be-photographed object shown in FIG. 30 does not contain noise. 図30に示される被写体を撮像することにより得られる各ラインの信号が、ノイズを含まないとした場合の、ラインL5〜L8から得られる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal obtained from the lines L5-L8 when the signal of each line obtained by imaging the to-be-photographed object shown in FIG. 30 does not contain noise. 図31、図32に示される信号(ノイズを含まないものとしている)を用いて、本発明による補正を行うことなく、表示を行った場合の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of displaying, without performing the correction | amendment by this invention using the signal (it shall not contain noise) shown by FIG. 31, FIG. 画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図30に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力されるラインL1〜L4についての信号FG1〜FG4を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the first pixel as a start pixel and the 100th pixel as an end pixel, when the subject shown in FIG. 30 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG4 about the lines L1-L4 output from the correction circuit 8. FIG. 画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図30に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力されるラインL5〜L8についての信号FG5〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the first pixel as a start pixel and the 100th pixel as an end pixel, when the subject shown in FIG. 30 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG5-FG8 about the lines L5-L8 output from the correction circuit 8. FIG. 図34、図35に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using signal FG1-FG8 shown by FIG. 34, FIG. 画素範囲設定回路22により、51番目の画素を開始画素とし、100番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図30に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力されるラインL1〜L4についての信号FG1〜FG4を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the 51st pixel as the start pixel and the 100th pixel as the end pixel, when the subject shown in FIG. 30 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG1-FG4 about the lines L1-L4 output from the correction circuit 8. FIG. 画素範囲設定回路22により、1番目の画素を開始画素とし、50番目の画素を終了画素とすることが設定されている場合に、図30に示される被写体を撮像したときに、図15のオフセット補正回路8から出力されるラインL5〜L8についての信号FG5〜FG8を示す図である。When the pixel range setting circuit 22 has set the first pixel as a start pixel and the 50th pixel as an end pixel, when the subject shown in FIG. 30 is imaged, the offset of FIG. It is a figure which shows signals FG5-FG8 about the lines L5-L8 output from the correction circuit 8. FIG. 図37、図38に示される信号FG1〜FG8を用いて表示される画像を示す図である。It is a figure which shows the image displayed using signal FG1-FG8 shown by FIG. 37, FIG. この発明の実施の形態3に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the infrared imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL1についての平均値AV1(i−3)〜AV1(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF1(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV1 (i-3) -AV1 (i) about line L1 from the field before three to the present field, and line reference value RF1 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL2についての平均値AV2(i−3)〜AV2(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF2(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV2 (i-3) -AV2 (i) about line L2 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF2 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL3についての平均値AV3(i−3)〜AV3(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF3(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV3 (i-3) -AV3 (i) about line L3 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF3 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL3についての平均値AV4(i−3)〜AV4(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF4(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV4 (i-3) -AV4 (i) about line L3 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF4 (i) defined based on these. オフセット算出回路6の出力信号FSとして混合回路20で生成した各ラインのライン基準値RF1(i)〜RF4(i)から平均値算出回路15で算出した現フレームの画素平均値AV1(i)〜AV4(i)を差引いて算出したオフセット補正量FS1(i)〜FS4(i)を示す図である。The pixel average value AV1 (i) of the current frame calculated by the average value calculation circuit 15 from the line reference values RF1 (i) to RF4 (i) of each line generated by the mixing circuit 20 as the output signal FS of the offset calculation circuit 6 It is a figure which shows offset correction amount FS1 (i)-FS4 (i) calculated by subtracting AV4 (i). 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL5についての平均値AV5(i−3)〜AV5(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF5(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV5 (i-3) -AV5 (i) about line L5 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF5 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL6についての平均値AV6(i−3)〜AV6(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF6(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV6 (i-3)-AV6 (i) about line L6 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF6 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL7についての平均値AV7(i−3)〜AV7(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF7(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV7 (i-3) -AV7 (i) about line L7 from the field before three to the present field, and line reference value RF7 (i) defined based on these. 3つ前のフィールドから現フィールドまでのラインL8についての平均値AV8(i−3)〜AV8(i)、及びこれらに基いて定められたライン基準値RF8(i)を示す図である。It is a figure which shows average value AV8 (i-3) -AV8 (i) about line L8 from the field before 3 to the present field, and line reference value RF8 (i) defined based on these. オフセット算出回路6の出力信号FSとして混合回路20で生成した各ラインのライン基準値RF5(i)〜RF8(i)から平均値算出回路15で算出した現フレームの画素平均値AV5(i)〜AV8(i)を差引いて算出したオフセット補正量FS5(i)〜FS8(i)を示す図である。The average pixel value AV5 (i) of the current frame calculated by the average value calculation circuit 15 from the line reference values RF5 (i) to RF8 (i) of each line generated by the mixing circuit 20 as the output signal FS of the offset calculation circuit 6. It is a figure which shows offset correction amount FS5 (i)-FS8 (i) calculated by subtracting AV8 (i). ラインL1〜L4についての信号DG1(i)〜DG4(i)をオフセット補正することにより得られる信号FG1(i)〜FG4(i)を示す図である。It is a figure which shows signal FG1 (i)-FG4 (i) obtained by carrying out offset correction of signals DG1 (i) -DG4 (i) about lines L1-L4. ラインL5〜L8についての信号DG5(i)〜DG8(i)をオフセット補正することにより得られる信号FG5(i)〜FG8(i)を示す図である。It is a figure which shows signal FG5 (i)-FG8 (i) obtained by carrying out offset correction | amendment of signal DG5 (i) -DG8 (i) about lines L5-L8. 図51、図52に示される信号FG1(i)〜FG8(i)を用いて表示される画像を示す図である。FIG. 53 is a diagram showing an image displayed using signals FG1 (i) to FG8 (i) shown in FIGS. 51 and 52. この発明の実施の形態4に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the infrared imaging device which concerns on Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レンズ、 2 シャッタ、 3 撮像素子、 4 減算回路、 5 増幅回路、 6 A/D変換器、 7 遅延回路、 8 オフセット補正回路、 9 出力端子、 10 減衰回路、 11 加算回路、 12 更新回路、 13 フレームメモリ、 14 帰還用D/A変換器、 15 平均値算出回路、 16 オフセット算出回路、 17 タイミング生成回路、 18 シャッタ制御回路、 19 出力用D/A変換器、 20 混合回路、 21 メモリ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens, 2 Shutter, 3 Image pick-up element, 4 Subtraction circuit, 5 Amplification circuit, 6 A / D converter, 7 Delay circuit, 8 Offset correction circuit, 9 Output terminal, 10 Attenuation circuit, 11 Addition circuit, 12 Update circuit, 13 frame memory, 14 feedback D / A converter, 15 average value calculation circuit, 16 offset calculation circuit, 17 timing generation circuit, 18 shutter control circuit, 19 output D / A converter, 20 mixing circuit, 21 memory

Claims (10)

所定の波長域に感度を有する撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と
を備えた赤外線撮像装置において、
前記撮像手段から出力される撮像信号をデジタル信号に変換してデジタル撮像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル撮像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均を算出してライン平均値を出力するライン平均値算出手段と、
各ラインについて、前記ライン平均値のフレーム方向平均を算出してライン基準値として出力するライン基準値算出手段と、
前記ライン基準値算出手段から出力された前記ライン基準値から、前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値を差引いたレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル撮像信号を前記平均値算出手段及び前記オフセット算出手段における処理のための時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段で遅延した前記デジタル撮像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値を差し引くレベル補正を行うオフセット補正手段と
を備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
Imaging means having sensitivity in a predetermined wavelength range;
In an infrared imaging device including an imaging unit that forms an image of a predetermined wavelength region component on an imaging surface of the imaging unit,
Digital conversion means for converting an imaging signal output from the imaging means into a digital signal and outputting a digital imaging signal;
Line average value calculating means for calculating an average of horizontal effective pixel portions for each horizontal scanning period of the digital imaging signal output from the digital conversion means and outputting a line average value;
For each line, a line reference value calculation means for calculating a frame direction average of the line average value and outputting as a line reference value;
Offset calculating means for calculating an offset value for each horizontal scanning period from a level difference obtained by subtracting the line average value output from the line average value calculating means from the line reference value output from the line reference value calculating means; ,
Delay means for delaying the digital imaging signal output from the digital conversion means by a time for processing in the average value calculation means and the offset calculation means;
An infrared imaging apparatus comprising: an offset correction unit that performs level correction by subtracting the offset value calculated by the offset calculation unit from the digital imaging signal delayed by the delay unit.
前記ライン基準値算出手段は、各ラインについて、過去フレーム分のライン平均値を記憶するメモリと、該メモリに記憶された過去フレーム分のライン平均値と、現フレームについて算出されたライン平均値の平均を求めて、これを現フレームの当該ラインに対するライン基準値として出力する混合手段とを備えることを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 For each line, the line reference value calculation means includes a memory that stores line average values for past frames, line average values for past frames stored in the memory, and line average values calculated for the current frame. The infrared imaging apparatus according to claim 1 , further comprising a mixing unit that calculates an average and outputs the average as a line reference value for the line of the current frame. 前記ライン基準値算出手段は、各ラインについて前記ライン平均値算出手段から出力された現フレームのライン平均値と、前フレームの当該ラインのライン基準値を所定比率で混合して現フレームのライン基準値を新たに算出することを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 The line reference value calculating means mixes the line average value of the current frame output from the line average value calculating means for each line with the line reference value of the line of the previous frame at a predetermined ratio, and mixes the line reference value of the current frame. The infrared imaging device according to claim 1 , wherein a value is newly calculated. 前記ライン基準値算出手段における現フレームの前記ライン平均値と前フレームのライン基準値との混合値は、
現フレームの前記ライン平均値を1/N(ここで、Nは1より大きい値)倍した値と前フレームのライン基準値を{1−(1/N)}倍した値を加算して算出することを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。
The mixed value of the line average value of the current frame and the line reference value of the previous frame in the line reference value calculation means is:
Calculated by adding a value obtained by multiplying the line average value of the current frame by 1 / N (where N is a value greater than 1) and a value obtained by multiplying the line reference value of the previous frame by {1− (1 / N)}. The infrared imaging device according to claim 3 .
前記ライン平均値算出手段は、水平有効画素範囲内の所定の平均算出画素範囲内の画素について平均値を算出することを特徴とする請求項1に記載の赤外線撮像装置。   The infrared imaging apparatus according to claim 1, wherein the line average value calculating unit calculates an average value for pixels within a predetermined average calculation pixel range within a horizontal effective pixel range. 前記平均値算出画素範囲が、水平有効画素範囲内の水平方向の中央部分に位置するものであることを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 6. The infrared imaging device according to claim 5 , wherein the average value calculation pixel range is located in a horizontal central portion within a horizontal effective pixel range. 前記平均算出画素範囲は、注目被写体の位置に対応して設定される画素範囲であることを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 6. The infrared imaging apparatus according to claim 5 , wherein the average calculated pixel range is a pixel range set corresponding to the position of the subject of interest. 前記平均算出画素範囲は、注目する複数の注目被写体の位置に対応して水平走査線単位で設定される複数の画素範囲であることを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 8. The infrared imaging apparatus according to claim 7 , wherein the average calculated pixel range is a plurality of pixel ranges set in units of horizontal scanning lines corresponding to positions of a plurality of target subjects to be noticed. 前記平均算出画素範囲は、2のべき乗個の画素から成ることを特徴とする請求項に記載の赤外線撮像装置。 The infrared imaging device according to claim 5 , wherein the average calculation pixel range includes power-of-two pixels. 前記所定の波長域成分は、概ね8〜14マイクロメートル波長帯域であることを特徴とする請求項1に記載の赤外線撮像装置。   The infrared imaging device according to claim 1, wherein the predetermined wavelength band component is a wavelength band of about 8 to 14 micrometers.
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