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

背景技術：

近來，常見的電視標準已經從被稱為“全高清”的電視標準改變成被稱為“4k2k”的電視標準，其中，在“全高清”中，存在1920個水平像素以及1080個垂直像素，以及在“4k2k”中，存在3840個水平像素以及2160個垂直像素，這是被稱為“高清”的電視標準的像素的4倍多。在將來，期待進一步轉變成被稱為“8k4k”(“超高清”)的下一代電視標準，其中，在“8k4k”中，存在7680個水平像素以及4320個垂直像素。隨著像素數量增多，幀頻同樣會繼續增大。

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

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

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

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

技術實現要素：

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

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

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

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

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

此外，根據本發明，提供一種控制方法，用于對模擬-數字轉換器進行控制，其中所述模擬-數字轉換器用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從圖像傳感器的像素部所輸出的模擬信號向數字信號的轉換，所述控制方法包括以下步驟：基于轉換出的數字信號的分布來確定所述多個參考信號進行改變的信號電平；以及向所述模擬-數字轉換器通知所確定的信號電平，其中，對所述模擬-數字轉換器進行控制，以使得與所述模擬信號小于所述信號電平的情況相比，在所述模擬信號等于或大于所述信號電平的情況下使用具有更陡的斜率的參考信號來進行所述轉換。

通過以下(參考附圖)對典型實施例的說明，本發明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

包含于并且構成說明書的一部分的附圖示出本發明的各實施例，并且與說明書一起用來解釋本發明的原理。

圖1是示出根據本發明實施例的攝像設備中所使用的圖像傳感器的整體結構的框圖；

圖2a和2b是示出圖像傳感器的列amp組的整體結構和操作定時的圖。

圖3a和3b是示出根據第一實施例的ad轉換操作的時序圖；

圖4a和4b是示出在根據信號電平使用具有不同斜率的斜坡信號的情況下輸出電平和ad轉換結果之間的關系的圖；

圖5是示出根據第一實施例的直方圖和ad轉換值之間的關系的圖；

圖6a和6b是示出根據第一實施例的在具有與明亮部分相對應的信號電平的像素的數量相對大的情況下直方圖和ad轉換值之間的關系的圖；

圖7a和7b是示出根據第一實施例的在具有與黑暗部分相對應的信號電平的像素的數量相對大的情況下直方圖和ad轉換值之間的關系的圖；

圖8a和8b是示出根據第一實施例和第二實施例的改變判斷電平的定時的圖；

圖9是示出根據第一實施例的圖像傳感器的像素部的結構的示例的圖；

圖10a是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖10b是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖10c是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖10d是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖11a和11b是示出根據第三實施例的圖像的示例以及直方圖和ad轉換值之間的關系的圖；以及

圖12是根據第三實施例的攝像處理的流程圖。

具體實施方式

以下將參考附圖來詳細說明本發明的典型實施例。

第一實施例

圖1是示出根據本發明的第一實施例的攝像設備中所使用的圖像傳感器1的結構的框圖，并且示出圖像傳感器1和作為通過圖像傳感器1所獲得的圖像數據的輸出目的地的圖像處理部2。根據第一實施例的圖像傳感器1是設置有并行型ad轉換器的cmos圖像傳感器。圖像處理部2對圖像傳感器1所輸出的圖像數據執行諸如白平衡處理和伽馬處理等的顯像處理，并且最終將數據記錄到記錄介質中。圖像處理部2包括cpu，并且cpu根據攝像設備的工作模式來與圖像傳感器1(例如，通過串行通信)進行通信并對圖像傳感器1進行控制。

在圖像傳感器1中，定時控制單元100通過向圖像傳感器1提供操作時鐘信號和定時信號來對圖像傳感器1中的各塊的操作進行控制。

像素部110包括以二維方式配置的多個像素，并且將用于執行光電轉換的各像素中的光電轉換元件根據入射光量所獲得的電荷轉換成電壓并輸出。各像素設置有顏色濾波器和微透鏡。通常，使用利用如包括r(紅色)、g(綠色)和b(藍色)的rgb原色濾波器那樣的已知的拜爾陣列循環結構作為顏色濾波器，但是顏色濾波器不必局限于此。

垂直掃描電路120執行用于在一個幀周期內順次讀出從像素部110中的像素所獲得的像素信號的定時控制。通常，該讀出是從幀內的上部的行開始并且向下部的行移動來逐行順次執行的。

列amp(放大器)組130包括在各列上設置有多個列amp，并且用來以電氣方式對從像素部110讀出的像素信號進行放大。通過使用列amp組130放大像素信號，來提高與通過后級中的斜坡電路140和列模擬-數字轉換器組(列adc組)150等所產生的噪聲的s/n比。然而，列amp組130不是必須在如下電路結構中，其中在該電路結構中，通過斜坡電路140和列adc組150等所產生的噪聲相對于像素部110所產生的噪聲充分低。

固定電壓電路400將固定電壓供給至用于連接像素部110和列amp組130的信號線。盡管在第一實施例中使用了固定電壓電路400，但是同樣可以使用能夠應用為用于以給定的恒定電壓對信號進行限幅的限幅電路等的電路。

斜坡電路140是用于產生在時間方向上具有恒定斜率的斜坡形狀的電壓信號(斜坡信號)的信號產生器。列adc組150在各列上具有包括比較單元151和計數器/鎖存電路152的列adc。比較單元151將列amp組130所放大的像素信號(模擬信號)與來自斜坡電路140的斜坡信號進行比較，并且輸出表示信號之間的大小關系的信號。然后，通過根據來自比較單元151的信號對計數器值進行鎖存的計數器/鎖存電路152，執行模擬-數字轉換。稍后將給出比較單元151和計數器/鎖存電路152所執行的操作的詳情。通過水平傳輸電路160按照從行的一端開始的順序來讀出計數器/鎖存電路152所保持的數字圖像數據的一行的值。

將通過水平傳輸電路160所讀出的圖像數據輸入到信號處理電路170中。信號處理電路170是用于以數字方式處理信號的電路，并且可以經由數字處理通過除了加上設置量的補償值之外、還執行移位計算和相乘等，來容易地執行增益計算。在像素部110中，可以形成被遮光的像素區域(ob像素部)，并且信號處理電路170可以使用從ob像素部中的像素所獲得的信號來執行數字黑電平鉗位操作。此外，如稍后將說明的，信號處理電路170基于所輸入的圖像數據，經由定時控制單元100來對從斜坡電路140輸出的斜坡信號進行控制。

將通過信號處理電路170所處理的圖像數據傳遞至外部輸出電路180。外部輸出電路180具有串行器功能，并且將來自信號處理電路170的多比特的輸入并行信號轉換成串行信號。將串行信號例如轉換成lvds信號等，并且輸出至圖像處理部2。

控制器電路300是與圖像處理部2的i/f單元，并且根據使用串行通信電路等的圖像處理部2的cpu來處理對圖像傳感器1的控制。

接著，將使用圖2a和2b來說明利用圖像傳感器1的列adc組150的基本ad轉換的原理。如上所述，列adc組150在各列上具有比較單元151和計數器/鎖存電路152。另一方面，如圖2a所示，比較單元151將從列amp組130輸出的像素信號vamp與從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp進行比較，并且輸出比較結果。

如圖2b所示，在開始從像素部110讀出像素信號vamp之前，開始比較單元151所進行的操作(時刻t1)。在列amp組130的各列amp的操作穩定的情況下，在時刻t2重置計數器/鎖存電路152的計數值。與計數器/鎖存電路152的計數重置定時同步地，從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平在時刻t2之后隨著時間的經過而增大。在從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平超過從列amp組130輸出的像素信號vamp的信號電平時，比較單元151的輸出反轉(時刻t3)。計數器/鎖存電路152在從重置計數值到比較單元151的輸出反轉的時間段期間(從時刻t2到時刻t3)執行計數操作。經由這些操作獲得與列amp組130所放大的像素信號的輸出電平成比例的計數值，從而以這種方式獲得的計數值用作ad轉換結果。注意，這里所述的像素信號和斜坡信號的比較方法以及計數器/鎖存電路所進行的計數方法等僅是示例，并且可以采用其它方法，只要可以檢測到從重置計數值到比較單元151的輸出反轉的時間段期間即可。

圖3a和3b是示出根據第一實施例的斜坡電路140和列adc組150所進行的操作的圖。在圖3a和3b中，橫軸表示時間，圖形的上部的縱軸表示輸出電平，以及圖形的下部表示比較單元151的輸出。將參考圖3a來說明根據來自列amp組130的像素信號vamp的信號電平來改變從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的斜率的示例。

通常，在用于從單位像素讀出信號的處理中，首先讀出n信號(噪聲電平)并進行ad轉換，然后讀出s信號(噪聲電平+信號電平)并進行ad轉換。然后，通過求出利用信號處理電路170轉換后的s信號和n信號之間的差并且消除噪聲成分來獲得具有良好s/n的信號。

首先，為了對n信號進行ad轉換，在時刻t11開始比較單元151的操作，在時刻t12重置計數器/鎖存電路152的計數，并且改變從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平。這里，作為噪聲電平的n信號的信號電平低，從而在n信號的ad轉換中使用具有低斜率的第一斜坡信號vramp(緩斜率)。通過在從重置計數器/鎖存電路152的計數到比較單元151的輸出反轉的時間段(從時刻t12到時刻t13)期間執行計數操作來對n信號進行ad轉換。

接著，針對作為通過讀出與像素部110中所累積的電荷相對應的信號并且使用列amp組130對該信號進行放大所獲得的輸出信號的s信號，在電平判斷時間段內，斜坡電路140將最大電平被設置成判斷電平vs的判斷用斜坡信號輸出至比較單元151。然后，將判斷用斜坡信號與s信號相比較。這里，在時刻t14，將計數器/鎖存電路152的計數值重置，并且斜坡電路140開始輸出具有預定判斷電平vs作為最大電平的判斷用斜坡信號。如果s信號的信號電平大于或等于判斷電平vs(s≥vs)，則比較單元151的輸出不反轉，從而計數值繼續增大直到在時刻t16電平判斷時間段結束為止。與此相對，如果s信號的信號電平小于判斷電平vs(s<vs)，則比較單元151的輸出在例如時刻t15反轉，從而計數值停止增大。這樣，信號處理電路170可以根據計數器/鎖存電路152的計數值來判斷s信號的信號電平是低于還是不低于判斷電平vs。注意，可以將計數器/鎖存電路152的計數值重置的定時采用為斜坡電路140的輸出穩定在判斷電平vs的時間點，并且在s信號的信號電平低于判斷電平vs(s<vs)的情況下，該計數值可以被控制成0。

在s信號的信號電平低于判斷電平vs的情況下，從時刻t17起使用與n信號相同的第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對s信號進行ad轉換。結果，在圖3a所示的示例中，獲得時刻t17和時刻t18之間的計數值。另一方面，在s信號的信號電平大于或等于判斷電平vs的情況下，使用斜率是第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率的α倍的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對s信號進行ad轉換。結果，在圖3a所示的示例中，獲得時刻t17和時刻t19之間的計數值。

圖4a和4b示出在根據輸出電平來使用具有不同斜率的斜坡信號的情況下輸出信號的信號電平和ad轉換結果之間的關系的圖。在圖4a和4b中，橫軸表示列amp組130的輸出信號電平，以及縱軸表示通過對s信號進行ad轉換所獲得的數字值。實線表示通過比較單元151和計數器/鎖存電路152進行ad轉換后并且經由水平傳輸電路160輸出到信號處理電路170中的數字值(ad轉換值)。如上所述，使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對信號電平低于判斷電平vs的s信號進行ad轉換，而使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對信號電平大于或等于判斷電平vs的s信號進行ad轉換。因此，如圖4a所示，在判斷電平vs之前和之后，ad轉換后的s信號不一致。

因此，首先，信號處理電路170將信號電平高于判斷電平vs的s信號的ad轉換值乘以第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)的斜率之間的比α。此外，為了消除判斷電平vs處的差距，通過加上補償量β，來將與入射光量相對應的像素信號的信號電平和ad轉換值校正成一次關系。

如果在沒有執行上述校正的狀態下輸出來自有效像素的視頻，則會導致在特定亮度處仍然存在差距的不自然的視頻。理想的目標校正值根據圖像傳感器的溫度、圖像傳感器的驅動定時(列amp組130的增益和工作狀態等)以及驅動設置(電源設置等)而改變，從而需要在緊挨著拍攝圖像之前獲得校正值，或者需要定期獲得校正值。稍后將說明校正值的獲得方法。

接著，將參考圖5～7b來說明根據第一實施例的判斷電平vs的設置方法。在第一實施例中，圖像處理部2生成表示所獲得圖像的ad轉換值的分布的直方圖，并且對直方圖的形狀進行分析。在圖5中，橫軸表示ad轉換值，以及縱軸表示具有各ad轉換值的像素的數量并且虛線示出所生成的直方圖。

盡管直方圖的形狀根據所拍攝的被攝體而大大改變，但是圖5所示的具體直方圖包含從小的ad轉換值(黑暗)到大的ad轉換值(明亮)的處于良好平衡的信號電平，這表示圖像的對比度高。在這種情況下，具有在第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)被切換的判斷電平vs附近的ad轉換值的像素的數量不多。

與此相對，圖6a示出包括相對大數量的具有表示明亮部分的高信號電平的像素的所謂的“高調(high-key)”圖像的直方圖。在這種情況下，如圖6b所示，通過向黑暗側移動判斷電平vs，可以減少具有判斷電平vs附近要進行ad轉換的信號電平的像素的數量。

與此相對，圖7a示出包括相對大數量的具有表示黑暗部分的低信號電平的像素的所謂的低亮度圖像的直方圖。在這種情況下，如圖7b所示，通過向明亮側移動判斷電平vs，可以降低具有判斷電平vs附近要進行ad轉換的信號電平的像素的數量。

如上所述，圖像處理部2生成ad轉換值的直方圖，并且對所生成的直方圖進行分析以判斷其形狀是否偏向于明亮部分或黑暗部分，并且如果偏向了，則通過預定的電平量向直方圖的頻數小的一側移動判斷電平vs。這樣，判斷電平vs根據圖像的特性來改變。

應當注意，在判斷電平vs改變的情況下，可以改變第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率。圖3b示出在從斜坡電路140輸出的第一斜坡信號vramp(緩斜率)改變的情況下的圖。與圖3a所示的圖相比，在與判斷電平vs增大的時刻相同的時刻，增大第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率。使用圖3b所示的第一斜坡信號vramp(緩斜率)的ad轉換值小于使用圖3a所示的第一斜坡信號vramp(緩斜率)的ad轉換值。另外，由于斜率之間的比從圖3a中的α改變成圖3b中的α’，因此需要計算校正值α’和對應的補償量β。

接著，將參考圖8a所示的時序圖來給出對攝像設備的操作的說明。這里，將說明諸如數字單鏡頭反光照相機和數字照相機等的靜止圖像拍攝設備。在圖8a中，橫軸表示時間，以及縱軸表示在圖像傳感器1的垂直方向上的像素行的讀出定時。

近來，存在具有實時取景功能的數字單鏡頭反光照相機和數字照相機。通過在鏡上升的狀態下使光連續入射在圖像傳感器1上、以預定周期輸出一幀的模擬信號、并且將基于所獲得的圖像信號的圖像顯示在液晶監視器等上來實現實時取景功能。用戶可以觀察所顯示的圖像。圖8a中的時間段t81、t82和t83表示讀出實時取景圖像的時間段。然后，在拍攝靜止圖像(主圖像)時，攝像設備驅動前快門和后快門。注意，這些快門不是必須為機械快門，而可以通過圖像傳感器1內所控制的電子快門來實現。

在進行主圖像拍攝之前，根據緊挨在前快門被驅動之前所獲得的實時取景圖像，來確定諸如鏡頭的f值和從前快門被驅動開始直到后快門被驅動為止的時間(快門速度)等的進行主圖像拍攝時的曝光條件。在時刻t84，圖像處理部2與圖像傳感器1相通信，以將所確定出的曝光條件反映在圖像傳感器1中。另外，使用在緊挨在前快門被驅動之前的時間段t83期間讀出的實時取景圖像來在圖像處理部2中生成直方圖。然后，基于所生成的實時取景圖像的直方圖，圖像處理部2確定判斷電平vs，并且向圖像傳感器1通知判斷電平vs，并且在時刻t84反映判斷電平vs。此時，可以如圖3b所示那樣控制斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率。

在時間段t85內，如稍后將要說明的，使用從圖像傳感器1中所包括的偽像素區域輸出的信號來計算ad轉換時的比α以及要加上的補償量β。之后，驅動前快門和后快門，并且讀出主圖像(時間段t86)。

接著，將說明用于在基于直方圖的分析結果來控制判斷電平vs以及第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)的斜率之后、計算斜率之間的比α和補償量β的方法。以下將計算這些校正值的操作稱為“校正值獲取操作”。

圖9示出像素部110的結構的示例。在該像素結構中，在最上部區域設置不具有光電二極管的偽像素區域，并且在其下按照順序配置被遮光的光學黑(ob)區域以及用于輸出經由光電轉換所獲得的信號的有效像素區域。在第一實施例中，來自偽像素的像素信號用于計算補償量β和斜率之間的比α。這里，執行控制，以使得在偽像素的像素信號讀出期間輸入來自固定電壓電路400的固定電壓，并且從列amp組130輸入至比較單元151的電壓達到給定的固定電壓。注意，在第一實施例中，使用低于判斷電平vs的電壓v1和v2作為固定電壓。

將參考圖10a～10d來說明偽像素讀出期間所執行的ad轉換處理。在圖10a中，對固定電壓v1進行ad轉換。注意，與參考圖3a和3b所說明的處理不同，不需要設置用于對n信號進行ad轉換的時間段。如圖10a所示，通過將從斜坡電路140在電平判斷時間段期間輸出的斜坡信號vramp升高成最大值vramp(max)，使用斜率低的第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換。ad轉換的結果由v1l表示。

接著，如圖10b所示，通過將電平判斷時間段期間從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp設置成最小值vramp(min)，使用斜率高的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換。ad轉換的結果由v1h表示。

之后，如圖10c和10d所示，將固定電壓改變成比電壓v1高的電壓v2，并且執行與圖10a和10b所示的ad轉換相同的ad轉換。其結果分別由v2l和v2h來表示。

這在橫軸表示輸出電平并且縱軸表示ad轉換值的情況下如圖4b所示那樣表示。圖4b以放大方式表示輸出電平低于判斷電平vs的圖4a的區域?？梢愿鶕@四個坐標點來求出斜率比α和補償量β。例如，可以根據以下公式(1)求出斜率比α。

α＝(v2l-v1l)/(v2h-v1h)...(1)

在求出斜率比α之后，可以根據以下公式(2)求出補償量β，以使得兩條直線在判斷電平vs處相交。

β＝(v2l-v1l)/(v2-v1)×vs-α(v2h-v1h)/(v2-v1)×vs...(2)

可以在圖像傳感器1內、或者可以通過圖像處理部2來執行校正值α和β的上述計算。

根據如上所述的第一實施例，通過對ad轉換值的分布(直方圖)進行分析，可以降低具有判斷電平附近要進行ad轉換的信號電平的像素的數量。結果，可以降低由于斜坡信號的切換而導致的圖像中的不自然。

第二實施例

在如上所述的第一實施例中，使用在主圖像拍攝操作之前所獲得的實時取景圖像來進行直方圖的生成和校正值的計算。與此相對，在例如沒有在實時取景圖像和主圖像之間進行區分的狀態下、通過攝像機來獲得圖像的情況下，進行如圖8b所示的操作。與圖8a同樣地，圖8b中的橫軸和縱軸分別表示時間和圖像傳感器1的垂直方向上的像素行的讀出定時。

在攝像設備中，如攝像機所示，以設置幀頻，拍攝每幀內的圖像。在拍攝圖像并且圖像處理部2針對各幀生成直方圖、然后所生成的直方圖的分布是如使得改變判斷電平的圖6a、6b、7a和7b所示的分布中任意分布那樣的情況下，確定圖像傳感器1的判斷電平vs，并且在時刻t91將所確定出的判斷電平vs反映在圖像傳感器1中。此時，如圖3b所示，同樣可以控制第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率。

這里，在反映上述改變的情況下的幀內，尚未計算斜坡信號的斜率之間的比α和補償量β，并且輸出具有差距的圖像。在該輸出幀內，計算斜坡信號的斜率之間的比α和補償量β，并且在時刻t92反映這些校正值。

從反映這些校正值的一幀接著一幀來獲得正常圖像。這里，在攝像機中幀頻高(近來，通常為60fps或120fps)，并且一幀圖像內的差距不會影響視頻的呈現。

根據如上所述的第二實施例，諸如攝像機等的連續地讀出圖像的攝像設備可以減少具有判斷電平附近要進行ad轉換的信號電平的像素的數量。

第三實施例

在第一和第二實施例中，基于輸出圖像整體的ad轉換值來生成直方圖。然而，可以針對圖像的關注部分區域來生成直方圖。關注部分區域表示主被攝體，其中該主被攝體包括聚焦區域、檢測人物的面部的區域以及在液晶監視器的觸摸面板上所指定的區域等。

圖11a示出來自攝像設備的輸出圖像。圖11b是圖11a所示的圖像的直方圖。圖像整體的對比度高，并且似乎需要改變判斷電平vs。然而，如果圖11a所示的圖像內的特定區域(例如，人物的面部)的直方圖表示如圖11b所示那樣的具有判斷電平vs附近的信號電平的像素的數量大，則如第一實施例所述那樣改變判斷電平vs。

圖12是根據第三實施例的圖像拍攝處理的流程圖。在步驟s1中用戶在按下攝像設備的快門按鈕的情況下，開始圖像拍攝操作。

在步驟s2中，在前快門和后快門被驅動之前獲得實時取景圖像。然后，在圖像處理部2中對所獲得的實時取景圖像進行分析，并且判斷是否存在主被攝體。這里，如上所述，主被攝體可以是聚焦區域、檢測人物的面部的區域以及在液晶監視器的觸摸面板上所指定的區域等。

如果在步驟s3中判斷為主被攝體存在，則在步驟s4中，圖像處理部2在生成主被攝體周圍的區域的直方圖。另一方面，如果不存在主被攝體，則在步驟s5中，圖像處理部2生成圖像的整個區域的直方圖。在步驟s6中，圖像處理部2確定判斷電平vs，并且如果可能，基于所生成的直方圖來確定第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率，然后控制圖像傳感器1。

接著，在步驟s7中，進行校正值獲取操作，以針對在步驟s6中所反映的判斷電平vs和斜坡信號的斜率，獲得斜率之間的比α和補償量β，并且在獲得校正值之后進行主圖像拍攝(步驟s8)。

根據如上所述的第三實施例，可以通過生成圖像的關注區域的直方圖并且改變適用于關注區域的判斷電平，來減少在關注區域內具有判斷電平附近要進行ad轉換的信號電平的像素的數量。結果，可以降低由于斜坡信號的切換而導致的圖像內關注區域中的不自然。

應當注意，在如上所述的第一實施例～第三實施例中，基于一個判斷電平vs來選擇第一斜坡信號vramp(緩斜率)或第二斜坡信號vramp(陡斜率)。然而，本發明不限于此，并且可以設置多個判斷電平，并且可以從三個或更多不同的斜坡信號中選擇斜坡信號。

其它實施例

本發明的實施例還可以通過如下的方法來實現，即，通過網絡或者各種存儲介質將執行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統或裝置，該系統或裝置的計算機或是中央處理單元(cpu)、微處理單元(mpu)讀出并執行程序的方法。

盡管已經參考典型實施例說明了本發明，但是應該理解，本發明不局限于所公開的典型實施例。所附權利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結構和功能。