摄像装置、图像取得装置、图像取得方法、图像处理装置和图像处理程序制造方法及图纸

照相机单元包括具有二维地配置有具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将模拟信号转换为数字信号的AD转换部的像素的受光面的摄像元件和保有根据暗补偿值设定的剪裁值且进行将具有比剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为剪裁值的转换处理并输出基于转换处理后的数字信号的图像数据的图像处理电路。

An image pickup device, an image acquisition device, an image acquisition method, an image processing device, and an image processing program

The camera unit includes a configuration with two dimensional with the input light into electrical signals and output analog signal of the photodiode and the image according to a black level compensation value and try to convert analog signal to digital signal conversion of AD pixels by the smooth surface of the imaging element and retain the compensation value according to the dark cut set the value and will have a small value than one digital value of the digital signal is converted into digital value conversion processing and tailoring output based on digital signal conversion processing of image data image processing circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置、图像取得装置、图像取得方法、图像处理装置和图像处理程序
本专利技术的一个方式涉及摄像装置、图像取得装置、图像取得方法、图像处理装置和图像处理程序。
技术介绍
作为对从细胞等对象物发出的微弱的光进行摄像的摄像装置，已知搭载有EMCCD(ElectronMultiplyingChargeCoupledDevices(电子倍增电荷耦合器件))传感器的摄像装置(例如参照专利文献1)。该摄像装置中，通过将光电转换后的电荷在倍增部进行倍增并进行AD转换，从而能够取得S/N优良的图像数据。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-271049号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题另外，作为如上所述的对微弱的光摄像的摄像装置，已知搭载有CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor(互补金属氧化物半导体))传感器的摄像装置。该摄像装置与搭载有EMCCD传感器的摄像装置相比，具有帧率高并且视野大等的优点，另一方面，由于对CMOS传感器的每个像素进行AD转换，因此各像素间的AD转换后的数字值容易产生偏差。在将规定的像素值设定为作为黑电平(level)的暗补偿(darkoffset)值的状态中，对微弱的光进行摄像时，在暗补偿值的附近数字信号的数字值散乱地分布。由于在作为黑电平的暗补偿值的附近数字值散乱，比暗补偿值小的数字值增多，存在作为黑电平的暗补偿值的像素值相对地变高的情况。在该情况下，图像的对比度降低成为问题。本专利技术的一个方式是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供即使在使用对每个像素进行AD转换的摄像单元对微弱的光进行摄像的情况下对比度也高的图像。用于解决课题的技术手段本专利技术的一个方式所涉及的摄像装置，包括：摄像元件，其具有二维地配置有像素的受光面，所述像素具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管、和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将所述模拟信号转换为数字信号的AD转换部；和数据处理部，其保有根据所述暗补偿值设定的剪裁(clip)值，进行将具有比所述剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为所述剪裁值的转换处理，并输出基于所述转换处理后的数字信号的图像数据。该摄像装置中，根据表示图像的黑电平的暗补偿值而设定剪裁值。即，根据图像中显示为黑色的数字值的阈值、即暗补偿值而设定剪裁值。然后，在摄像元件的AD转换部中进行了AD转换的数字信号中数字值比剪裁值小的数字信号的数字值被转换为剪裁值。由此，比暗补偿值小的数字值全部成为剪裁值。对微弱的光进行摄像时，如果数字信号的数字值在暗补偿值附近散乱，则存在比暗补偿值更小的数字值增多，作为黑电平的暗补偿值的像素值相对地变高的情况。在该情况下，图像整体上趋于白色，图像的对比度降低成为问题。关于该点，将比根据暗补偿值设定的剪裁值更小的数字值全部设为剪裁值，由此减少比暗补偿值更小的数字值，能够抑制暗补偿值的像素值相对地变高。由此，即使摄像微弱的光时，也能够提供对比度高的图像。另外，剪裁值也可以是暗补偿值。由此，将比暗补偿值小的数字值全部设为暗补偿值，因此比暗补偿值小的数字值不存在。因此，能够防止暗补偿值的像素值相对地变高，能够提供对比度更高的图像。另外，数据处理部也可以对数字信号中具有规定的阈值以上的数字值的数字信号的数字值进行修正。由此，能够去除在图像显示时的白点噪声。另外，数据处理部也可以对数字信号进行数字增益处理。由此，对利用数字增益处理放大的数字信号，进行转换为剪裁值的转换处理，因此能够更正确并且简单地进行转换处理。另外，数据处理部也可以对数字信号进行平均化处理。由此，能够去除在图像显示时的白点噪声。另外，数据处理部也可以对数字信号进行加法运算处理。由此，能够去除在图像显示时的白点噪声。本专利技术的一个方式所涉及的图像取得装置，包括：上述摄像装置；表格制作部，其根据从摄像装置的数据处理部输出的图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将图像数据中的各数字值和规定的像素值建立对应的查找表；和数据转换部，其根据查找表，将图像数据中的各数字值转换为规定的像素值，并生成显示用图像数据。该图像取得装置中，根据查找表来生成显示用图像数据，该查找表基于将比暗补偿值小的数字值全部设为剪裁值的图像数据中的数字值的分布而制作。在图像取得装置中生成的显示用图像数据中的像素值的范围被预先设定。假设根据数字信号的数字值在暗补偿值附近散乱的图像数据而制作查找表时，根据该查找表而生成的显示用图像数据中的对比度会降低。关于该点，根据将像素值的最小值设为剪裁值的图像数据而制作查找表，由此即使在摄像微弱的光时，也能够提供对比度高的显示用图像。本专利技术的一个方式所涉及的图像取得方法是使用具有二维地配置有具有光电二极管和AD转换部的像素的受光面的摄像元件，并根据来自对象物的光而生成显示用图像数据的图像取得方法。本图像取得方法包括：使用光电二极管对输入光进行光电转换并输出模拟信号的步骤；使用AD转换部，并根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将模拟信号转换为数字信号的步骤；进行将数字信号中具有比根据暗补偿值设定的剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为剪裁值的转换处理，并输出基于换处理后的数字信号的图像数据的步骤；根据图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将图像数据中的各数字值与规定的像素值建立对应的查找表的步骤；和根据查找表，将图像数据中的各数字值转换为规定的像素值，并生成显示用图像数据的步骤。另外，本专利技术的一个方式所涉及的图像处理装置是处理从摄像元件输出的数字信号的图像处理装置，所述摄像元件具有二维地配置有像素的受光面，所述像素具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管、和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将模拟信号转换为数字信号的AD转换部，所述图像处理装置包括：数据处理部，其保有根据暗补偿值设定的剪裁值，进行将具有比剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为剪裁值的转换处理，并输出基于转换处理后的数字信号的图像数据。另外，图像处理装置还包括表格制作部和数据转换部，所述表格制作部根据从数据处理部输出的图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将图像数据中的各数字值和规定的像素值建立对应的查找表，所述数据转换部根据查找表，将图像数据中的各数字值转换为规定的像素值，并生成显示用图像数据。另外，本专利技术的一个方式所涉及的图像处理程序，使图像处理电路作为图像处理装置中的数据处理部来进行动作，所述图像处理装置处理从摄像元件输出的数字信号，所述摄像元件具有二维地配置有像素的受光面，所述像素具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管、和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将模拟信号转换为数字信号的AD转换部，所述数据处理部保有根据暗补偿值设定的剪裁值，进行将具有比剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为剪裁值的转换处理，并输出基于转换处理后的数字信号的图像数据。另外，图像处理程序，使图像处理电路还作为表格制作部和数据转换部来进行动作，所述表格制作部根据从数据处理部输出的图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将图像数据中的各数字值和规定的像素值建立对应的查找表，所述数据转换部根据查找表，将图像数据中的各数字值转换为规定的像素值，并生成显示用图像数据。另外，在图像取得方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，其具有二维地配置有像素的受光面，所述像素具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管、和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将所述模拟信号转换为数字信号的AD转换部；和数据处理部，其保有根据所述暗补偿值设定的剪裁值，进行将具有比所述剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为所述剪裁值的转换处理，并输出基于所述转换处理后的数字信号的图像数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 JP 2015-1226681.一种摄像装置，其特征在于，包括：摄像元件，其具有二维地配置有像素的受光面，所述像素具有将输入光转换为电信号并输出模拟信号的光电二极管、和根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将所述模拟信号转换为数字信号的AD转换部；和数据处理部，其保有根据所述暗补偿值设定的剪裁值，进行将具有比所述剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为所述剪裁值的转换处理，并输出基于所述转换处理后的数字信号的图像数据。2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述剪裁值为所述暗补偿值。3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，所述数据处理部对所述数字信号中具有规定的阈值以上的数字值的数字信号的数字值进行修正。4.如权利要求1～3中的任一项所述的摄像装置，其特征在于，所述数据处理部对所述数字信号进行数字增益处理。5.如权利要求1～4中的任一项所述的摄像装置，其特征在于，所述数据处理部对所述数字信号进行平均化处理。6.如权利要求1～4中的任一项所述的摄像装置，其特征在于，所述数据处理部对所述数字信号进行加法运算处理。7.一种图像取得装置，其特征在于，包括：权利要求1～6中的任一项所述的摄像装置；表格制作部，其根据从所述摄像装置输出的所述图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将所述图像数据中的各数字值和规定的像素值建立对应的查找表；和数据转换部，其根据所述查找表，将所述图像数据中的各数字值转换为规定的像素值，并生成显示用图像数据。8.一种图像取得方法，其特征在于，是使用具有二维地配置有像素的受光面的摄像元件并根据来自对象物的光而生成显示用图像数据的图像取得方法，所述像素具有光电二极管和AD转换部，包括：使用所述光电二极管对输入光进行光电转换并输出模拟信号的步骤；使用所述AD转换部，并根据表示图像的黑电平的暗补偿值而将所述模拟信号转换为数字信号的步骤；进行将所述数字信号中具有比根据所述暗补偿值设定的剪裁值小的数字值的数字信号的数字值转换为所述剪裁值的转换处理，并输出基于所述转换处理后的数字信号的图像数据的步骤；根据所述图像数据中的数字信号的数字值的分布，制作将所述图像数据中的各数字值与规定的像素值建立对应的查找表的步骤；...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池得裕，井上贵之，高桥辉雄，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP