[发明专利]信号处理设备和方法、摄像设备以及控制设备和方法

说明书

本发明提供一种信号处理设备和方法、摄像设备以及控制设备和方法。信号处理设备包括：模拟‑数字转换器，用于使用具有彼此不同的斜率的多个参考信号来将从图像传感器的像素部输出的模拟信号转换成数字信号；以及确定单元，用于基于转换出的数字信号的分布来确定所述多个参考信号进行改变的信号电平，其中，与所述模拟信号小于所述信号电平的情况相比，所述模拟‑数字转换器在所述模拟信号等于或大于所述信号电平的情况下使用具有更陡的斜率的参考信号来进行所述转换。

技术领域

本发明涉及信号处理设备、摄像设备、控制设备、信号处理方法和控制方法，并且特别涉及用于进行模拟-数字转换的信号处理设备、摄像设备、控制设备、信号处理方法和控制方法。

背景技术

近来，常见的电视标准已经从被称为“全高清”的电视标准改变成被称为“4K2K”的电视标准，其中，在“全高清”中，存在1920个水平像素以及1080个垂直像素，以及在“4K2K”中，存在3840个水平像素以及2160个垂直像素，这是被称为“高清”的电视标准的像素的4倍多。在将来，期待进一步转变成被称为“8K4K”(“超高清”)的下一代电视标准，其中，在“8K4K”中，存在7680个水平像素以及4320个垂直像素。随着像素数量增多，帧频同样会继续增大。

在用于拍摄电视的视频的摄像设备中，向这种电视标准的转变导致对更多像素和更高帧频的需求增大，并且为了满足这种需求，增大用于将光转换成电信号的图像传感器读出这种视频的速度成为问题。为了增大读出速度，当然需要增大图像传感器中所设置的AD转换器的处理速度。

日本特开2011-211535公开了如下内容：将像素信号和参考电平相比较，并且使用具有不同斜率的斜坡信号来对像素信号进行模拟-数字转换。更具体地，在像素信号大于参考电平的情况下，使用具有第一斜率的斜坡信号来对像素信号进行模拟-数字转换，并且在像素信号等于或小于参考电平的情况下，使用具有比第一斜率平缓的第二斜率的斜坡信号来对像素信号进行模拟-数字转换。这样，缩短了用以进行模拟-数字转换的时间。

然而，如日本特开2011-211535所述，需要使用具有不同斜率的斜坡信号对模拟-数字转换后的信号进行位移动操作，以使得转换后的信号处在同一增益水平。然而，根据斜率之间的差，针对如下像素，可能在视频中可以看到由于位移动操作而引起的位间隙(bitgap)：该像素的在位移动操作之前的信号具有在表示斜坡信号的改变点的参考电平附近的信号电平。为了避免这种位间隙，考虑通过摄像设备的图像处理单元来对具有参考电平附近的信号电平的像素信号叠加随机噪声(抖动)，以使得针对具有斜坡信号的改变点附近的信号电平的像素降低视频中的不自然。

然而，在这种方法中，如果视频的许多像素信号具有参考电平附近的信号电平，则叠加随机噪声的像素信号的数量大，因此可能导致与通常相比具有更多噪声的视频。

发明内容

本发明是考虑到上述情形而做出的，并且在使用具有不同斜率的多个斜坡信号来进行模拟-数字转换的情况下，针对具有斜坡信号的改变点附近的信号电平的像素降低视频中的不自然。

根据本发明，提供一种信号处理设备，包括：模拟-数字转换器，用于使用具有彼此不同的斜率的多个参考信号来进行从图像传感器的像素部所输出的模拟信号向数字信号的转换；以及确定单元，用于基于转换出的数字信号的分布来确定所述多个参考信号进行改变的信号电平，其中，与所述模拟信号小于所述信号电平的情况相比，所述模拟-数字转换器在所述模拟信号等于或大于所述信号电平的情况下使用具有更陡的斜率的参考信号来进行所述转换。

此外，根据本发明，提供一种摄像设备，包括：图像传感器；模拟-数字转换器，用于使用具有彼此不同的斜率的多个参考信号来进行从所述图像传感器的像素部所输出的模拟信号向数字信号的转换；以及确定单元，用于基于转换出的数字信号的分布来确定所述多个参考信号进行改变的信号电平，其中，与所述模拟信号小于所述信号电平的情况相比，所述模拟-数字转换器在所述模拟信号等于或大于所述信号电平的情况下使用具有更陡的斜率的参考信号来进行所述转换。