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画素欠陥補正装置 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 画素欠陥補正装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−30905
公開日 平成7年(1995)1月31日
出願番号 特願平5−166853
出願日 平成5年(1993)7月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 小林 隆宏 / 人見 寿一 / 松本 恵三
要約 目的
高彩度な背景中にキズがあった場合でも、このキズを検出・補正し、キズによる画質の劣化を防止する。

構成
複数の固体撮像素子1,2,3から読み出されたR,G,B信号より平均的な彩度レベルを抽出するためのLPF4,5,6と、R,G,B信号よりLPF4,5,6の出力を減算する減算器7,8,9を有し、この減算器7,8,9の出力を入力とする検出回路21によってキズの位置を検出し、検出回路21の出力によりR,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路22を備え、高彩度な背景中にキズがあった場合でも、背景の彩度の影響がなくなるよう制御する。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の固体撮像素子と、前記固体撮像素子から読み出された信号を入力するLPFと、前記固体撮像素子から読み出された信号から前記LPF出力をひく減算器と、前記減算器出力から、前記固体撮像素子出力の画素欠陥を検出する検出回路と、前記検出回路出力により、前記固体撮像素子出力の画素欠陥部分を補正する補正回路を備えたことを特徴とする画素欠陥補正装置。
【請求項2】 複数の固体撮像素子と、前記固体撮像素子から読み出された信号を入力するLPFと、前記LPF出力から彩度レベルを作成する彩度レベル作成回路と、前記彩度レベル作成回路出力に応じて、前記固体撮像素子出力の画素欠陥を検出する検出回路と、前記検出回路出力により、前記固体撮像素子出力の画素欠陥部分を補正する補正回路を備えたことを特徴とする画素欠陥補正装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCCD等の固体撮像素子を用いた撮像装置において、固体撮像素子に存在する画素欠陥を検出し補正する画素欠陥補正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にCCD等の半導体により形成された固体撮像素子においては、半導体の局部的な結晶欠陥等により画質劣化を生じることが知られている。入射光量に応じた撮像出力に常に一定のバイアス電圧が加算されてしまう画像欠陥は、この画像欠陥信号がそのまま処理されるとモニター画面上に高輝度の白い点として現れるので白キズと呼ばれている。また、光電感度の低いものは黒い点として現れるので黒キズと呼ばれている(以後、画素欠陥をキズと称する)。
【0003】従来、複数の固体撮像素子を持つキズの検出に関しては、例えば特開昭56−149181号公報に示されている。この方式は、各固体撮像素子の差分出力を取り出し、その値がある一定値以上であれば、キズとして検出するものである。
【0004】具体的な構成を図8に示す。図8で、1,2,3はR(赤色),G(緑色),B(青色)が出力される固体撮像素子、21は固体撮像素子から読み出されたR,G,B信号のキズを検出する検出回路、22は検出回路21の検出出力をもとにR,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路、23,24,25は補正されたR,G,B信号が出力される出力端子である。
【0005】図9に、図8の検出回路21の構成の一例を示す。101,102はG入力からR,B入力を引く減算器、103,104は減算器101,102の出力が一定値以上であれば”1”を出力する比較器、105〜107は注目画素が周辺の画素に対して一定量以上大きいまたは小さい場合”1”を出力する突出量検出回路、108は比較器103,104の出力のいずれか一方もしくは両方が”1”で、かつ突出量検出回路105〜107の検出出力が”1”である場合、その画素をキズと判定する演算器である。
【0006】通常、固体撮像素子から得られる出力信号はほぼ同一であるため、減算器101,102の出力は小さく、これを比較器103,104で一定値と比較した場合、その出力はいずれも”0”となる。
【0007】一方、Gの固体撮像素子のみにキズがある場合、図8の検出回路21への入力は図10の(a),(b)のように、Gのキズ部分のみが高いレベルとなる。したがって、図9の減算器101,102の出力は図10の(c),(d)のようにいずれもキズの部分のみが高いレベルとなり、これを図9の比較器103,104で一定値と比較した場合、キズ部分のみその出力は”1”となる。一方、図9のGの突出量検出回路106においても、図10の(e)のようにその出力は”1”となるため図9の演算器108により、図10の(f)のようにGのキズ位置を表す信号を図8の補正回路22に出力する。
【0008】なお、図9の突出量検出回路105〜107の構成の一例を図11に、図9の演算器108の一例を図12に示す。
【0009】画素欠陥の補正に関しては、特開昭62−8666号公報にいくつかの方法が示されている。例えば、1画素もしくは2画素前の画素で置換する方法、前後の画素値の平均で置換する方法、または同様に垂直方向で考え、1つ上の画素で置換する方法、上下の画素値の平均で置換する方法などがある。
【0010】ここでは、補正回路は前後の画素値の平均で置換するものとし、ブロック図は図13に示したようになり、動作は以下の通りである。入力された信号は遅延回路141,142を通り、中央の注目画素の値とその前後の画素値を抽出する。注目画素の前後の画素値からこれらの平均値を求め補正信号としている。検出回路の検出出力に従い、通常は中央の注目画素の値を、キズと判定した場合は補正信号を出力する。
【0011】このように、複数の固体撮像素子間の差分出力を比較することで、周辺の画素の値に対して一定レベル以上突出している画素に対しては、キズとして検出でき、目立たないよう補正することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構成のキズ補正装置では、高彩度な背景色中にキズがあった場合、このキズを検出することが不可能である。
【0013】一例を図14で説明する。例えば、背景色がMg(マゼンタ:R,Bが高レベル)でその中にGのキズがある場合、図8の固体撮像素子1,2,3の出力は図14の(a),(b)のように、Gはキズの部分のみが高レベルで、R,Bはつねに高レベルの信号となる。したがって、図9のGの突出量検出回路106の出力は、低彩度時と同様図14の(e)のように”1”となるが、図9の減算器101,102の出力は図14の(c),(d)のようにキズの部分は高いレベルとはならず、これを図9の比較器103,104で一定値と比較した場合、キズの部分の出力は”0”となる。このため、図9の演算器108の出力によりキズを検出することが不可能となる。
【0014】以上のように、高彩度な背景中にキズがあった場合、このキズを検出することが不可能であり、補正することができないため、キズにより画質が劣化するという問題を有している。
【0015】さらに、上記構成のキズ補正回路では、高彩度色の高周波信号の場合、この高周波信号をキズと誤検出する。
【0016】一例を図15で説明する。例えば緑の木立など高彩度色の高周波信号の場合、図8のGの固体撮像素子2の出力は図15の(a)のような高周波信号となる。一方、図8のR,Bの固体撮像素子1,3出力は図15の(b)のような低レベルな信号となる。このため、図9の減算器101,102の出力は、図15の(c),(d)のようにGの高レベル部が高いレベルとなり、これを図9の比較器103,104で比較した場合、高レベル部の出力は”1”となる。一方、図9のGの突出量検出回路106でも、同様にGの高レベル部が”1”となり、この部分がキズと誤検出される。
【0017】以上のように、高彩度色の高周波信号があった場合、この高周波信号をキズと誤検出してしまい、図15の(g)のように補正回路によって誤補正してしまうため、高周波部分がなくなり、画質が劣化するという問題を有している。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を解決するため、従来の方式に加えて、複数の固体撮像素子から読み出されたR,G,B信号より平均的な彩度レベルを抽出するためのLPFと、固体撮像素子から読み出されたR,G,B信号よりLPF出力を減算する減算器を有し、この減算器出力を入力とする検出回路によってキズの検出を行い、検出回路出力によりR,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路を備えた構成となっている。
【0019】また、本発明は、上記問題点を解決するため、従来の方式に加えて、複数の固体撮像素子から読み出されたR,G,B信号より平均的な彩度レベルを抽出するためのLPFと、このLPF出力より彩度レベルを抽出する検出回路を有し、従来のキズ検出回路出力を彩度レベル検出出力によって制御することによりキズの位置を検出し、この出力によりR,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路を備えた構成となっている。
【0020】
【作用】本発明は、上記した構成により、R,G,B信号より平均的な彩度レベルをLPFで抽出し、このLPF出力をR,G,B信号から減算することにより背景色の影響をなくしている。したがって、高彩度な背景中にキズがあった場合でも、このキズを検出・補正することが可能となり、キズによる画質の劣化を防止することが可能である。
【0021】また、本発明は、上記した構成により、R,G,B信号より平均的な彩度レベルをLPFで抽出し、このLPF出力をもとに背景の彩度レベルを検出する。例えば、この検出レベルが低いときは、低彩度部と判定して、キズの検出回路により従来通りの検出を行う。一方、この検出レベルが高いときは、高彩度部と判定し、キズの検出回路の検出を中止もしくは、検出の基準を変更し、高彩度部の高周波信号をキズと検出しないようにする。以上のように、高彩度色の高周波信号があった場合でも、この部分のキズの検出を中止もしくは、基準を変更することにより、誤検出・誤補正をなくし、画質の劣化を防止する。
【0022】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について図面を参照して説明する。
【0023】本発明の第1の実施例のブロック図を図1に示す。図1で、1,2,3はR(赤色),G(緑色),B(青色)信号が出力される固体撮像素子、4,5,6は固体撮像素子1,2,3から読み出されたR,G,B信号より平均的な彩度レベルを検出するLPF、7,8,9は、固体撮像素子1,2,3から読み出されたR,G,B信号からLPF4,5,6の出力をひく減算器、21はR,G,Bそれぞれの減算器出力信号よりキズを検出する検出回路、22は検出回路21の検出出力をもとに、R,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路、23,24,25は補正されたR,G,B信号が出力される出力端子である。
【0024】以上のように構成された画素欠陥補正装置の動作について、図2を用いて説明する。
【0025】例えば、背景色がMg(マゼンタ:R,Bが高レベル)でその中にGのキズがある場合、図1の固体撮像素子1,2,3の出力は図2の(a),(b)のように、Gはキズの部分のみが高レベルで、R,Bはつねに高レベルの信号となる。一方、図1のLPF4,5,6でR,G,B信号の低域成分のみを取り出すことにより、図2の(c),(d)のようにGは低レベルの信号、R,Bは高レベルの信号となる。このLPF4,5,6の出力を、図1の減算器7,8,9によりR,G,Bそれぞれの固体撮像素子1,2,3の出力からひくことにより、彩度の影響を除去した図2の(e),(f)の出力を得る。
【0026】このように、彩度の影響を除去した信号を図1の検出回路21に入力することにより、背景の彩度が高い場合でも、背景の彩度が低い場合のキズと同様に扱うことが可能となる。
【0027】また、背景の彩度が低い中にGのキズがある場合は、図1のLPF4,5,6の出力はいずれも低レベルの信号となるため、図1の減算器7,8,9の影響は受けず、従来と同様キズの検出が可能となる。
【0028】図1の検出回路21は、従来と同様図9のように構成され、上記入力によりGのキズを補正すべく、図1の補正回路22にGのキズ補正信号を出力する。
【0029】なお、図1の補正回路22についても、従来同様図13のような構成で可能である。
【0030】以下、本発明の第2の実施例について図面を参照して説明する。本発明の第2の実施例のブロック図を図3に示す。図3で、1,2,3はR(赤色),G(緑色),B(青色)信号が出力される固体撮像素子、4,5,6は固体撮像素子から読み出されたR,G,B信号から平均的な彩度レベルを検出するLPF、10はLPF4,5,6の出力より彩度レベルを抽出する彩度レベル作成回路、21は固体撮像素子1,2,3から読み出されたR,G,B信号より、彩度レベルに応じてキズを検出するキズ検出回路、22はキズ検出回路21の検出出力をもとに、R,G,B信号のキズ部分を補正する補正回路、23,24,25は補正されたR,G,B信号が出力される出力端子である。以上のように構成された画素欠陥補正装置の動作について、図4を用いて説明する。
【0031】例えば、緑の木立など高彩度色の高周波信号の場合、図3の固体撮像素子1,2,3の出力は、図4の(a),(b)のように、Gが高周波信号となり、R,Bは低レベルの信号となる。
【0032】一方、図3のLPF4,5,6でR,G,B信号の低域成分のみを取り出すことにより、その出力は図4の(c),(d)のようにGは高レベルの信号、R,Bは低レベルの信号となる。このLPF4,5,6の出力を、図3の彩度レベル作成回路10により処理する。
【0033】図5は図3の彩度レベル作成回路10の内部構成の一例を示す図で、31はR,G,B信号のLPF出力のうち最大値を検出する回路、32は最小値を検出する回路、33は最大値から最小値をひく減算器である。このように、背景の彩度に応じたレベルの信号を出力する。
【0034】したがって、緑の木立など高彩度の高周波信号の場合、図3の彩度レベル作成回路10の出力は図4の(e)のように高レベルとなる。
【0035】ここで、図3のキズ検出回路21は、図6のようになり、従来固定値により突出量比較を行っていたものを、図7のように、例えば従来の固定値に彩度レベル作成回路出力を加算したものにより突出量の比較を行う。これにより、低彩度部では今まで通りのレベルで検出を行い、高彩度部では比較値を上げ、突出量の検出レベルを大きくする。
【0036】したがって、上記入力信号の場合の突出量検出レベルは大となるため、高周波信号はキズと誤検出されることはなく、図3のキズ検出回路21の出力は、図4の(f)のようになり、図3の補正回路22へキズ補正信号は出力されない。よって、高彩度色の高周波信号があった場合でも、図3の補正回路22の出力は図4の(g)のようになり、高周波信号をキズと誤動作せず画質の劣化を生じない。
【0037】また、背景の彩度が低く、高周波信号の誤動作がない場合は、図3の彩度レベル作成回路10の出力は低いレベルとなり、従来通りのレベルでキズの検出が可能である。
【0038】以上の実施例については、彩度レベルによりキズ検出回路の突出量の比較値を制御する方式について述べたが、彩度レベル作成回路出力を固定値によって比較して、”0”もしくは”1”のみを出力し、それによって高彩度時のみキズ検出回路出力をOFFさせる方式も同様に可能である。
【0039】また、図5の彩度レベルの検出を、R,G,B信号を色差信号とした後、演算する等、他の方式により検出する場合も同様に可能である。
【0040】さらに、以上の実施例ではR,G,B信号にLPFをかけて彩度レベルを検出しているが、回路規模削減のため、色差信号とした後もしくは彩度レベルとしたのちLPFをかける構成も同様に可能である。
【0041】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明によれば、高彩度な背景中にキズがあった場合でも、このキズを検出・補正することが可能となり、キズによる画質の劣化を防止することが可能である。
【0042】また、本発明によれば、高彩度色の高周波信号があった場合でも、信号とキズを区別して、誤検出・誤補正をなくしキズについてのみ補正を行い、画質の劣化を防止することが可能である。




 

 


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