CN101127840A

CN101127840A - 图像拾取装置、缺陷补偿设备和缺陷补偿方法

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Publication number: CN101127840A
Application number: CNA2007101404498A
Authority: CN
Inventors: 原学
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2027-08-14
Also published as: EP1890478A2; CN101127840B; US20080036883A1; TW200828998A; EP1890478A3; JP2008048104A; KR20080015365A; US7872679B2; TWI346503B; KR101399011B1

Abstract

一种图像拾取装置具有图像拾取设备、缺陷信息存储单元、补偿信号生成单元、第一和第二补偿单元以及补偿切换单元，缺陷信息存储单元存储与图像拾取元件中的有缺陷像素有关的缺陷信息，补偿信号生成单元生成针对每个有缺陷像素的补偿信号，第一补偿单元在将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号，第二补偿单元在不将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号，补偿切换单元基于补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在由第一补偿单元补偿的第一信号和由第二补偿单元补偿的第二信号之间切换。

Description

图像拾取装置、缺陷补偿设备和缺陷补偿方法

技术领域

本发明涉及图像拾取装置以及用在图像拾取装置中的缺陷补偿设备和缺陷补偿方法。

背景技术

在诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器之类的图像拾取元件中，提供有多个像素，每个像素都用于执行光电转换。图像信号是基于由每个像素生成的像素信号生成的。在这种图像拾取元件中，可能存在有缺陷像素(下文中称为“第一有缺陷像素”)，其中由于缺乏元件特性上的均匀性，针对每个像素生成的像素信号导致比预先设置的电平更大的偏移量。另外，可能有另一种有缺陷像素(下文中称为“第二有缺陷像素”)，其中由于其晶格缺陷等等，针对每个像素生成的像素信号导致信号具有与入射光束无关的电平。因此，在配备有这种图像拾取元件的图像拾取装置中，为了防止任何图片的质量由于这些有缺陷像素而变差，在图像信号中执行补偿与这些有缺陷像素中的每一个相对应的像素信号的任何缺陷补偿，以使得这些有缺陷像素在图像中几乎不可见。

在与第一有缺陷像素有关的像素信号的缺陷补偿的情况下，利用与针对第一有缺陷像素的像素信号的偏移相对应的补偿信号从像素信号中去除与第一有缺陷像素有关的像素信号的偏移量。例如，如果与第一有缺陷像素有关的像素信号导致由图像拾取元件生成的像素信号A的偏移OS(由图1中的斜线示出)，则通过从像素信号A中减去与偏移OS的偏移量FL1具有相同电平的补偿信号HC，可以从像素信号A中去除偏移OS，从而可以生成图1中所示的像素信号B。然而，如果基于图像拾取元件的温度特性的任何波动与第一有缺陷像素有关的像素信号(图1中所示的像素信号C)的偏移OS从偏移量FL1增大到偏移量FL2，则即使当从像素信号C中减去与偏移OS的偏移量FL1具有相同电平的补偿信号HC时，偏移OSR仍保留在图1所示的像素信号D中。注意，图1和2中所示的信号电平LB(将在后面描述)指示黑电平。

日本专利No.3104098公开了一种图像拾取元件的自动缺陷补偿电路，其中补偿信号的信号电平基于图像拾取元件的温度改变而改变，以利用这种变化的补偿信号补偿图像信号的信号电平，并且当在经补偿的图像信号中检测到任何缺陷时，通过预定的预采样图像信号来隐藏缺陷。如果与有缺陷像素有关的像素信号具有大于预定电平的电平，则利用补偿信号进行的信号电平的任何补偿停止。日本专利No.3104098和日本专利申请公开No.H06-113211公开了存储器存储与有缺陷像素有关的任何信息并且有缺陷像素利用该信息得以补偿的技术。

发明内容

为了即使在低发光亮度的情况下也能够获取具有期望信号电平的图像信号，图像拾取装置具有用于放大从图像拾取元件输出的图像信号的(一个或多个)视频放大器。当除了基于图像拾取元件的温度特性的任何波动的偏移量的增大以外还将(一个或多个)视频放大器的增益设置为较高水平时，如果补偿信号的信号电平也增大则难以执行任何较高精度的缺陷补偿。

然而，如果补偿信号的信号电平增大，则可能容易导致过补偿并且很明显受到该过补偿的影响。例如，当图2中所示的像素信号E具有很小量的偏移OS时(即，当补偿信号HC具有低信号电平时)，可以对像素信号E执行任何缺陷补偿，直到像素信号E的信号电平达到其饱和电平LS为止，从而可以获取图2中所示的经补偿的像素信号F。注意，信号电平LC是当在像素信号中没有偏移时的信号电平。如果当图2中所示的像素信号G的偏移OS具有比像素信号E的偏移量FL1大的偏移量FL2时对像素信号G执行任何缺陷补偿，则这通过从像素信号G的饱和电平LS中减去具有偏移量FL2的补偿信号HC而导致了过补偿，从而可以获取图2中所示的像素信号H，像素信号H的信号电平小于信号电平LC某一偏移量FLv，偏移量FLv等于像素信号G中超过饱和电平LS的部分。另外，如果当图2中所示的像素信号I的信号电平排除了超过其饱和电平LS的偏移时对像素信号I执行任何缺陷补偿，则可以获取图2中所示的像素信号J，像素信号J的电平小于饱和电平LS某一偏移量FL2，偏移量FL2等于像素信号I中超过饱和电平LS的部分。从而，经补偿的像素信号J的信号电平完全不同于没有偏移的像素的信号电平，因而经补偿的像素信号J可能很明显受到过补偿的影响。

如果有很大的偏移量，则与入射光束的信号分量相比，偏移的信号分量在图像信号中占据主导。因此，难以补偿像素信号以生成仅由入射光束的信号分量构成的图像信号，除非以高精度去除了偏移。也就是说，如果补偿信号具有比仅由入射光束的信号分量构成的图像信号低的信号电平，则即使当补偿信号包含任何差错时，也可以忽略这些差错的任何影响。然而，如果补偿信号具有比仅由入射光束的信号分量构成的图像信号高的信号电平，则难以忽略包含在补偿信号中的这些差错的任何影响。如果仅由入射光束的信号分量构成的图像信号具有比包含在补偿信号中的任何差错低的信号电平，从而在低发光亮度的情况下对物体成像，则与有缺陷像素有关的像素信号的信号电平可以被补偿到与仅由入射光束的信号分量构成的图像信号的信号电平不同的信号电平，从而导致缺陷补偿的可靠性的恶化。

希望提供一种能够令人满意地执行缺陷补偿的图像拾取装置、缺陷补偿设备和缺陷补偿方法。

根据本发明的实施例，提供了一种图像拾取装置。该图像拾取装置包括包含图像拾取元件的图像拾取设备。该图像拾取设备利用图像拾取元件生成图像信号。该图像拾取装置还具有存储与图像拾取元件中的有缺陷像素有关的缺陷信息的缺陷信息存储单元。有缺陷像素导致针对每个像素生成的像素信号的偏移。该偏移具有大于预定量的量。该图像拾取装置还具有补偿信号生成单元，该补偿信号生成单元基于与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移生成针对每个有缺陷像素的补偿信号。该图像拾取装置还具有第一补偿单元和第二补偿单元，第一补偿单元在将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号，第二补偿单元在不将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号。该图像拾取装置还具有补偿切换单元，该补偿切换单元基于补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在由第一补偿单元补偿的第一信号和由第二补偿单元补偿的第二信号之间切换，并将切换后的信号设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种缺陷补偿设备。该缺陷补偿设备也包括存储与有缺陷像素有关的缺陷信息的缺陷信息存储单元，有缺陷像素导致像素信号的偏移。该偏移具有大于预定量的量。该缺陷补偿设备包括补偿信号生成单元，该补偿信号生成单元基于与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移生成针对每个有缺陷像素的补偿信号。该缺陷补偿设备还包括第一补偿单元和第二补偿单元，第一补偿单元在将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号，第二补偿单元在不将补偿信号应用于像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号。该缺陷补偿设备还包括补偿切换单元，该补偿切换单元基于补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在由第一补偿单元补偿的第一信号和由第二补偿单元补偿的第二信号之间切换，并将切换后的信号设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种缺陷补偿方法，该缺陷补偿方法利用与图像拾取元件中的有缺陷像素有关的缺陷信息来补偿与有缺陷像素有关的像素信号，以获得其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号，有缺陷像素导致由图像拾取元件针对每个像素生成的像素信号具有比预定值更大的偏移。该方法包含补偿信号生成步骤，该步骤基于与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移生成针对每个有缺陷像素的补偿信号。该方法还包含第一补偿步骤和第二补偿步骤，第一补偿步骤在将补偿信号应用于由图像拾取元件生成的像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号，第二补偿步骤在不将补偿信号应用于由图像拾取元件生成的像素信号的情况下补偿与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号。该方法还包含补偿切换步骤，该步骤基于补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在在第一补偿步骤中补偿的第一信号和在第二补偿步骤中补偿的第二信号之间切换，并将切换后的信号设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

在上述实施例中，补偿信号是基于与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移针对每个有缺陷像素生成的，其中缺陷信息与图像拾取元件中的有缺陷像素有关，有缺陷像素导致针对每个像素生成的像素信号的偏移。通过利用补偿信号补偿与有缺陷像素有关的像素信号而获得的第一信号和通过不利用补偿信号补偿与有缺陷像素有关的像素信号而获得的第二信号基于补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果进行切换。切换后的信号被设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

注意，缺陷信息指被用于补偿与导致偏移具有比预定电平更大的量的一个或多个有缺陷像素有关的像素信号的信息。缺陷信息包含(一个或多个)有缺陷像素的位置和其偏移量。还要注意，补偿指与(一个或多个)有缺陷像素有关的像素信号的任何补偿，并且包括利用另一像素生成任何过补偿的补偿替换和利用另一像素生成任何过补偿的补偿隐藏。

当与有缺陷像素有关的像素信号利用补偿信号进行补偿时，补偿信号被添加到利用图像拾取元件生成的与由缺陷信息指示的(一个或多个)有缺陷像素有关的像素信号或从像素信号中减去，以使得可以从像素信号中去除与由缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移。

当与有缺陷像素有关的像素信号不利用补偿信号进行补偿时，例如利用有缺陷像素周围的外围像素的第四信号来补偿具有针对每个像素生成的像素信号的信号电平(该电平与任何入射光束无关)的与有缺陷像素有关的像素信号。补偿信号基于在图像拾取设备生成像素信号时图像拾取元件的温度和增益来补偿像素信号的信号电平。

如果补偿信号的信号电平不超过预定的补偿切换参考信号的信号电平，则通过利用补偿信号补偿与有缺陷像素有关的像素信号而获得的第一信号被设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。如果补偿信号的信号电平超过了预定的补偿切换参考信号的信号电平，则通过不利用补偿信号补偿与有缺陷像素有关的像素信号而获得的第二信号被设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

从而，当补偿信号的信号电平超过了预定的补偿切换参考信号的信号电平因而可能发生任何的过补偿时，通过不利用补偿信号补偿与有缺陷像素有关的像素信号而获得的第二信号被设为其中与有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。这防止了过补偿的发生，从而使得能够适当地执行任何缺陷补偿。

本说明书的结束部分具体指出并且直接声明了本发明的主题。然而，本领域技术人员通过结合(一副或多幅)附图阅读本说明书的剩余部分将最好地理解本发明的操作的组织和方法以及其另外的优点和目的，附图中相似的标号指代相似的元件。

附图说明

图1是用于图示与相关技术有关的缺陷补偿的操作的图；

图2是用于图示缺陷补偿操作中的过补偿的图；

图3是用于示出根据本发明的图像拾取装置的实施例的配置的框图；

图4是用于示出根据本发明的缺陷补偿部分的实施例的配置的框图；

图5是用于示出根据本发明的缺陷补偿部分的另一实施例的配置的框图；以及

图6是用于示出根据本发明的缺陷补偿部分的又一实施例的配置的框图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。

图3示出了根据本发明的图像拾取装置10的实施例的配置，对该图像拾取装置10应用了针对图像拾取元件中的(一个或多个)有缺陷像素补偿像素信号的缺陷补偿设备。注意，在图3中，示出了3芯片图像拾取装置10，其中被经过由透镜、光圈等等构成的光学系统(未示出)入射的物体的入射光束被分色棱镜分离为三基色，以使得分离后的光束入射在针对这些基色提供的每个图像拾取元件上。

图像拾取装置10中的图像拾取设备20包含图像拾取元件21R、21G和21B，视频放大器22R、22G和22B，模数(A/D)转换器23R、23G和23B。

图像拾取元件21R由多个像素构成，每个像素用于执行光电转换。在图像拾取元件21R中，每个像素基于由分色棱镜分离的光束的红色分量生成像素信号。图像拾取元件21R基于像素信号生成图像信号SR，并向视频放大器22R提供该图像信号SR。

视频放大器22R接收并放大图像信号SR以生成图像信号SRa，图像信号SRa的增益基于从后面将描述的控制部分50接收的增益改变信号GC而改变。视频放大器22R随后向A/D转换器23R提供放大后的图像信号SRa。例如，即使当在低发光亮度的情况下对物体成像时，也可以通过基于增益改变信号GC增大视频放大器22R中的增益来生成具有期望信号电平的图像信号SRa。当在令人满意的发光亮度的情况下对物体成像时，视频放大器22R向A/D转换器23R提供图像信号SR作为放大后的图像信号SRa。

A/D转换器23R从视频放大器22R接收图像信号SRa，并将其转换为数字图像信号DRa。A/D转换器23R随后向图像信号处理设备30提供数字图像信号DRa。

与图像拾取元件21R类似，图像拾取元件21G、21B分别由各自用于执行光电转换的多个像素构成。在图像拾取元件21G中，每个像素基于由分色棱镜分离的光束的绿色分量生成像素信号。图像拾取元件21G基于像素信号生成图像信号SG，并向视频放大器22G提供该图像信号SG。

在图像拾取元件21B中，每个像素基于由分色棱镜分离的光束的蓝色分量生成像素信号。图像拾取元件21B基于像素信号生成图像信号SB，并向视频放大器22B提供该图像信号SB。

视频放大器22G、22B分别具有与视频放大器22R相同的配置。视频放大器22G接收并放大图像信号SG以生成图像信号SGa，图像信号SGa的增益基于从后面将描述的控制部分50接收的增益改变信号GC而改变。视频放大器22G随后向A/D转换器23G提供放大后的图像信号SGa。

视频放大器22B接收并放大图像信号SB以生成图像信号SBa，图像信号SBa的增益基于从后面将描述的控制部分50接收的增益改变信号GC而改变。视频放大器22B随后向A/D转换器23B提供放大后的图像信号SBa。

A/D转换器23G从视频放大器22G接收图像信号SGa，并将其转换为数字图像信号DGa。A/D转换器23G随后向图像信号处理设备30提供数字图像信号DGa。

A/D转换器23B从视频放大器22B接收图像信号SBa，并将其转换为数字图像信号DBa。A/D转换器23B随后向图像信号处理设备30提供数字图像信号DBa。

图像拾取设备20还具有用于检测图像拾取元件21R的温度的温度传感器24R、用于检测图像拾取元件21G的温度的温度传感器24G以及用于检测图像拾取元件21B的温度的温度传感器24B。温度传感器24R检测图像拾取元件21R的温度并生成指示检测到的温度的传感器信号TPR。温度传感器24R随后向后面将描述的控制部分50提供传感器信号TPR。类似地，温度传感器24G、24B分别检测图像拾取元件21G、21B的温度并生成指示检测到的温度的传感器信号TPG、TPB。温度传感器24G、24B随后分别向后面将描述的控制部分50提供传感器信号TPG、TPB。

注意，基于从后面将描述的定时信号生成部分40接收的定时信号SYG和从控制部分50接收的控制信号CT，图像拾取元件21R、21G、21B生成图像信号SR、SG、SB，并且A/D转换器23R、23G、23B执行A/D转换处理。

图像信号处理设备30中的缺陷补偿部分31对从图像拾取设备20接收的三基色的图像信号DRa、DGa、DBa执行任何缺陷补偿，以针对任何有缺陷的(一个或多个)像素补偿像素信号的信号电平，以使得有缺陷的(一个或多个)像素可以不显眼。缺陷补偿部分31随后生成图像信号DRb、DGb、DBb，并向电平调节部分32提供这些经补偿的图像信号DRb、DGb、DBb。

电平调节部分32接收图像信号DRb、DGb、DBb，并对其执行黑电平调节以调节黑电平从而通过图像信号DRb、DGb、DBb上的暗电流保持其波动。电平调节部分32还对图像信号DRb、DGb、DBb执行白电平调节等等以调节其动态范围。电平调节部分32随后生成图像信号DRc、DGc、DBc，并向线性矩阵处理部分33提供调节后的图像信号DRc、DGc、DBc。

线性矩阵处理部分33接收图像信号DRc、DGc、DBc，并利用预定的矩阵常数对图像信号DRc、DGc、DBc执行任何矩阵操作，以提高颜色可再现性，并生成图像信号DRd、DGd、DBd作为其操作结果。线性矩阵处理部分33随后向膝式补偿部分34提供图像信号DRd、DGd、DBd。

膝式补偿部分34接收图像信号DRd、DGd、DBd，并对图像信号DRd、DGd、DBd执行任何压缩处理以压缩其高亮度分量，从而可以生成图像信号DRe、DGe、DBe。膝式补偿部分34随后向伽马补偿部分35提供图像信号DRe、DGe、DBe。

伽马补偿部分35接收图像信号DRe、DGe、DBe，并对图像信号DRe、DGe、DBe执行任何非线性补偿，以建立其在显示镜头图像(shotimage)时的真实灰度级表示并生成经非线性补偿的图像信号DRf、DGf、DBf。伽马补偿部分35随后向输出部分36提供图像信号DRf、DGf、DBf。

输出部分36接收图像信号DRf、DGf、DBf，并根据图像信号DRf、DGf、DBf生成具有预定格式的输出信号Vout并将其输出。例如，输出部分36根据图像信号DRf、DGf、DBf生成合成信号并将其输出。输出部分36还根据图像信号DRf、DGf、DBf生成亮度信号和色差信号，并将其作为输出信号Vout输出。

图像信号处理设备30还执行任何细节处理等等以增强镜头图像的轮廓。在图像信号处理设备30中，每种处理利用从定时信号生成部分40接收的定时信号SYG与任何图像信号同步。

定时信号生成部分40生成由时钟信号、水平同步信号、垂直同步信号等构成的定时信号SYG。定时信号生成部分40随后向图像拾取设备20、图像信号处理设备30和控制部分50提供定时信号SYG。

控制部分50与用户接口部分51相连。用户接口部分51包含用于连接诸如照相机控制单元之类的任何外部设备的接口和用户操纵的操作开关。用户接口部分51还向控制部分50提供操作信号US，操作信号US例如是从外部设备提供的用于控制图像拾取装置10的操作的信号和在用户操纵开关时生成的信号。

控制部分50基于操作信号US生成控制信号CT，并向图像拾取设备20和图像信号处理设备30提供控制信号CT以控制图像拾取装置10的操作，以使得图像拾取装置10可以根据来自外部设备或任何用户的开关操纵的任何指令进行操作。

控制部分50还基于从温度传感器24R、24G、24B接收的传感器信号TPR、TPG、TPB和由增益改变信号GC设置的视频放大器22R、22G、22B的增益生成偏移调节信号OG，以在缺陷补偿部分31中适当地针对有缺陷的(一个或多个)像素补偿像素信号。控制部分50随后向缺陷补偿部分31提供偏移调节信号OG。控制部分50还基于根据针对有缺陷的(一个或多个)像素的像素信号的偏移生成的补偿信号的信号电平生成补偿切换参考信号CR，该信号CR是用于切换缺陷补偿方法的参考信号，这将在后面描述。控制部分50随后向缺陷补偿部分31提供补偿切换参考信号CR。

图4示出了作为根据本发明的缺陷补偿设备的实施例的缺陷补偿部分31的配置。缺陷补偿部分31包含缺陷补偿处理部件31R、31G、31B。缺陷补偿处理部件31R对基于光束的红色分量生成的图像信号DRa执行任何缺陷补偿。缺陷补偿处理部件31G对基于光束的绿色分量生成的图像信号DGa执行任何缺陷补偿。缺陷补偿处理部件31B对基于光束的蓝色分量生成的图像信号DBa执行任何缺陷补偿。缺陷补偿部分31还包含缺陷信息存储单元310，该单元存储针对图像拾取元件中的有缺陷像素的缺陷信息。

缺陷补偿处理部件31R、31G、31B具有彼此相同的配置。注意，为了使其描述简单，下面将只描述缺陷补偿处理部件31R，而省略对缺陷补偿处理部件31G、31B的详细描述。

缺陷信息存储单元310由非易失性存储器和存储器控制器(两者都未示出)构成。非易失性存储器存储针对第一有缺陷像素的缺陷信息，其中针对图像拾取元件21R中的有缺陷像素的对于每个像素生成的像素信号具有比预先设置的电平更大的偏移。非易失性存储器还存储针对第二有缺陷像素的缺陷信息，其中针对有缺陷像素的像素信号具有与入射光束无关的信号电平。存储器控制器向缺陷补偿处理部件31R提供上述缺陷信息，这是利用从定时信号生成部分40接收的定时信号SYG与提供到缺陷补偿处理部件31R的图像信号DRa同步地进行的。

该缺陷信息包含与(一个或多个)第一有缺陷像素的位置和偏移量以及(一个或多个)第二有缺陷像素的位置有关的信息。如果假定图像拾取元件中的每个像素对应于任何存储器地址，每条缺陷信息可以存储在与有缺陷像素相对应的存储器地址中。例如，如果有缺陷像素是第一有缺陷像素，则指示其偏移量的数据被存储在与该第一有缺陷像素相对应的存储器地址中。如果有缺陷像素是第二有缺陷像素，则对于第二有缺陷像素来说特有的数据(其不被用作用于第一有缺陷像素的数据)被存储在与该第二有缺陷像素相对应的存储器地址中。

从而，如果每个像素对应于一个存储器地址，则图像拾取元件21R发送像素信号以生成图像信号SR，并且缺陷信息存储单元310中的存储器控制器基于定时信号SYG从其非易失性存储器中读出例如对于像素信号的每次读取递增的存储器地址的数据，从而使得缺陷信息能够被提供到缺陷补偿处理部件31R，其中缺陷信息与被提供到缺陷补偿处理部件31R的图像信号DRa同步。换句话说，当与第一有缺陷像素有关的信号被提供到缺陷补偿处理部件31R时，指示其偏移量的数据被提供到缺陷补偿处理部件31R作为缺陷信息RPR。或者，当与第二有缺陷像素有关的信号被提供到缺陷补偿处理部件31R时，对于第二有缺陷像素来说特有的指示第二有缺陷像素的数据被提供到缺陷补偿处理部件31R作为缺陷信息RPR。

缺陷信息存储单元310可以存储第一有缺陷像素的位置数据和偏移量以及第二有缺陷像素的位置数据作为缺陷信息。在这种情况下，缺陷信息存储单元310中的存储器控制器通过基于定时信号SYG提供到缺陷补偿处理部件31R的图像信号DRa找到像素的位置。如果该像素位置与存储在非易失性存储器中的像素位置数据中的第一有缺陷像素的位置一致，则存储器控制器向缺陷补偿处理部件31R提供第一有缺陷像素的偏移量作为缺陷信息RPR。如果该像素位置与存储在非易失性存储器中的像素位置数据中的第二有缺陷像素的位置一致，则存储器控制器向缺陷补偿处理部件31R提供指示第二有缺陷像素的标志等等作为缺陷信息RPR。

该缺陷信息被生成使得例如在制造图像拾取装置时利用图像拾取装置对规定物体成像，以基于与每个像素有关的像素信号的信号电平自动确定第一和第二有缺陷像素。基于判决结果，这种缺陷信息被存储在缺陷信息存储单元310中的非易失性存储器内。用户可以根据他或她的操作来自动确定第一和第二有缺陷像素。如果存储在缺陷信息存储单元310中的缺陷信息可以根据判决结果进行更新，则即使当在图像拾取装置的使用开始之后发生任何有缺陷像素时，与(一个或多个)有缺陷像素有关的缺陷信息也可以存储在缺陷信息存储单元310中。这使得能够补偿在图像拾取装置的使用开始之后发生的(一个或多个)有缺陷像素。

缺陷补偿处理部件31R中的补偿信号生成单元311从控制部分50接收偏移调节信号OGR。补偿信号生成单元311利用偏移调节信号OGR对由缺陷信息RPR指示的偏移量执行任何操作处理，以生成用于从针对第一有缺陷像素的像素信号中去除偏移的补偿信号DHR。补偿信号生成单元311随后将补偿信号DHR提供到第一补偿单元312和补偿切换单元313。例如，如果偏移调节信号OGR与针对第一有缺陷像素的像素信号的偏移的图像拾取元件21R的温度因子有关，或者与基于视频放大器22R中的增益的偏移波动的速率有关，则补偿信号生成单元311将由缺陷信息RPR指示的偏移量乘以偏移调节信号OGR以生成补偿信号DHR。

如果偏移调节信号OGR与由于任何温度改变而引起的偏移波动的量有关，或者与在视频放大器22R中的增益改变时的偏移波动的量有关，则补偿信号生成单元311将偏移调节信号OGR添加到由缺陷信息RPR指示的偏移量以生成补偿信号DHR。

第一补偿单元312从图像拾取设备20接收图像信号DRa。例如，第一补偿单元312从在图像信号DRa中与第一有缺陷像素有关的像素信号中减去与(一个或多个)第一有缺陷像素相对应的补偿信号DHR，以从与第一有缺陷像素有关的像素信号中去除偏移。从而，第一补偿单元312生成已从其去除偏移的图像信号DRah，并向第二补偿单元314提供图像信号DRah。

补偿切换单元313从控制部分50接收补偿切换参考信号CRR。补偿切换单元313将补偿信号DHR的信号电平与补偿切换参考信号CRR的信号电平相比较。基于该比较结果，补偿切换单元313生成切换缺陷补偿方法的补偿切换信号CCR，并向第二补偿单元314提供补偿切换信号CCR。注意，补偿切换信号CCR还指示关于补偿切换单元313是否已接收到补偿信号DHR的信息。

如果从缺陷信息存储单元310接收的缺陷信息RPR指示从第一补偿单元312接收的图像信号DRah涉及与第二有缺陷像素有关的像素信号，则第二补偿单元314在不使用补偿信号的情况下补偿与(一个或多个)有缺陷像素有关的像素信号。例如，第二补偿单元314通过利用替换(隐藏)信号替换或隐藏补偿信号来补偿与(一个或多个)有缺陷像素有关的像素信号，以生成经补偿的图像信号DRb，其中替换(隐藏)信号是利用与有缺陷像素周围的外围像素有关的信号生成的。另外，如果补偿切换信号CCR还指示补偿信号DHR的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平，则与以上类似，利用与有缺陷像素周围的外围像素有关的信号可以补偿要利用该补偿信号DHR补偿的与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号，以生成经补偿的图像信号DRb。第二补偿单元314向电平调节部分32提供该经补偿的图像信号DRb。

缺陷补偿处理部件31G基于存储在缺陷信息存储单元310中的与图像拾取元件21G有关的缺陷信息RPG对图像信号DGa执行与缺陷补偿处理部件31R类似的任何缺陷补偿，以生成经补偿的图像信号DGb。缺陷补偿处理部件31G随后向电平调节部分32提供经补偿的图像信号DGb。注意，缺陷补偿处理部件31G中的补偿信号生成单元311基于从控制部分50接收的偏移调节信号OGG，根据图像拾取元件21G的温度和视频放大器22G的增益调节补偿信号的信号电平。缺陷补偿处理部件31G中的补偿切换单元313利用补偿切换参考信号CRG执行补偿切换。

缺陷补偿处理部件31B基于存储在缺陷信息存储单元310中的与图像拾取元件21B有关的缺陷信息RPB对图像信号DBa执行与缺陷补偿处理部件31R类似的任何缺陷补偿，以生成经补偿的图像信号DBb。缺陷补偿处理部件31B随后向电平调节部分32提供经补偿的图像信号DBb。注意，缺陷补偿处理部件31B中的补偿信号生成单元311基于从控制部分50接收的偏移调节信号OBG，根据图像拾取元件21B的温度和视频放大器22B的增益调节补偿信号的信号电平。缺陷补偿处理部件31B中的补偿切换单元313利用补偿切换参考信号CRB执行补偿切换。

下面将描述缺陷补偿的操作。当提供到缺陷补偿处理部件31R的图像信号DRa涉及与第一有缺陷像素有关的像素信号时，缺陷补偿处理部件31R从缺陷信息存储单元310接收缺陷信息RPR。缺陷补偿处理部件31R的补偿信号生成单元311利用偏移调节信号OGR对由缺陷信息RPR指示的偏移量执行操作处理，以生成补偿信号DHR。补偿信号生成单元311随后将补偿信号DHR提供到第一补偿单元312和补偿切换单元313。

第一补偿单元312将在补偿信号生成单元311中生成的补偿信号DHR添加到图像信号DRa，以从与第一有缺陷像素有关的像素信号中去除在第一有缺陷像素中发生的偏移。第一补偿单元312随后生成经补偿的图像信号DRah，并向第二补偿单元314提供该信号。

补偿切换单元313将补偿信号DHR与从控制部分50接收的补偿切换参考信号CRR相比较，以生成指示其比较结果的补偿切换信号CCR。补偿切换单元313随后向第二补偿单元314提供补偿切换信号CCR。

第二补偿单元314对从第一补偿单元312接收的图像信号DRah执行任何补偿，以使得由缺陷信息RPR指示的与第二有缺陷像素有关的像素信号可以被补偿。当补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平时，第二补偿单元314利用与第一有缺陷像素周围的外围像素有关的信号补偿要利用补偿信号DHR补偿的与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号。图像信号DRah中的像素信号在第一和第二补偿单元312、314中被补偿以生成图像信号DRb。该图像信号DRb被提供到电平调节部分32。

另外，缺陷补偿处理部件31G、31B也执行与缺陷补偿处理部件31R类似的缺陷补偿操作以生成经补偿的图像信号DGb、DBb。缺陷补偿处理部件31G、31B随后向电平调节部分32提供经补偿的图像信号DGb、DBb。

从而，这种缺陷补偿处理部件31R、31G、31B中的缺陷补偿操作使得第一补偿单元312能够适当地补偿与第一有缺陷像素有关的像素信号，即使在图像信号DRa、DGa、DBa中与第一有缺陷像素有关的像素信号的偏移量基于图像拾取元件的温度和视频放大器中的增益而改变时也是如此。当补偿信号的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平时，第二补偿单元314补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号。从而，如果当在第一补偿单元312中执行缺陷补偿时可能发生任何过补偿的情况下，第二补偿单元314在不使用补偿信号的情况下补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号，以使得可以执行任何无过补偿的缺陷补偿。

尽管第一和第二补偿单元312、314已经在图4所示的缺陷补偿部分31中利用级联彼此相连，但是第一和第二补偿单元312、314可以利用并联彼此相连，从而获得与上述相同的优异效果。

图5示出了作为根据本发明的缺陷补偿设备的另一个实施例的缺陷补偿部分131的配置，其中第一和第二补偿单元312、314利用并联彼此相连。缺陷补偿部分131中的缺陷补偿处理部件131R、131G、131B具有彼此类似的配置。下面将只描述缺陷补偿处理部件131R，而省略对缺陷补偿处理部件131G、131B的详细描述。图5中相似的标号指代图4中所示相似的元件，因而省略其详细描述。

图像信号DRa被提供到缺陷补偿处理部件131R中的第一和第二补偿单元312、314两者。第一补偿单元312对图像信号DRa执行任何补偿，以使得与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号可以被补偿。第一补偿单元312随后生成经补偿的图像信号DRah，并向信号转接开关315的固定端子Pa提供经补偿的图像信号DRah。第二补偿单元314对图像信号DRa执行任何补偿，以使得与(一个或多个)第二有缺陷像素有关的像素信号可以被补偿。第二补偿单元314随后生成经补偿的图像信号DRaj，并向信号转接开关315的固定端子Pb提供经补偿的图像信号DRaj。当补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平时，第二补偿单元314对与第一有缺陷像素有关的像素信号执行任何补偿，该信号的偏移要利用补偿信号DHR进行补偿。

信号转接开关315中的移动(公共)端子Pc或者连接到固定端子Pa，或者连接到固定端子Pb，以转接其连接，从而可以选择图像信号DRah或Draj。信号转接开关315向电平调节部分32提供所选的图像信号作为图像信号DRb。

例如，在该信号转接开关315中，移动(公共)端子Pc首先连接到固定端子Pb。当从补偿切换单元313接收的补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR被提供到补偿切换单元313并且补偿信号DHR的信号电平没有超过补偿切换参考信号CRR的信号电平时，信号转接开关315将移动(公共)端子Pc的连接切换到固定端子Pa，以使得可以选择其中与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号DRah。

这种配置允许针对补偿信号DHR具有不超过补偿切换参考信号CRR的信号电平的信号电平的(一个或多个)第一有缺陷像素选择图像信号DRah，其中图像信号DRah的偏移已经利用补偿信号DHR去除。所选的图像信号DRah随后被提供到电平调节部分32作为图像信号DRb。或者，这种配置允许针对补偿信号DHR具有超过补偿切换参考信号CRR的信号电平的信号电平的(一个或多个)第一有缺陷像素选择图像信号DRaj，图像信号Draj的缺陷补偿已利用与外围像素有关的信号执行。所选的图像信号DRaj随后被提供到电平调节部分32作为图像信号DRb。注意，如果没有有缺陷像素，则从图像拾取设备20提供的图像信号DRa经过第二补偿单元314和信号转接开关315被提供到电平调节部分32作为图像信号DRb。

另外，缺陷补偿处理部件131G、131B具有与缺陷补偿处理部件131R相同的配置，因而缺陷补偿处理部件131G、131B可以向电平调节部分32提供其中与缺陷补偿处理部件131R类似地执行了缺陷补偿的图像信号DGb、DBb。从而，与图3中所示的缺陷补偿部分31类似，缺陷补偿部分131向电平调节部分32提供图像信号DRb、DGb、DBb。

从而，与图3中所示的缺陷补偿部分31类似，具有上述配置的这种缺陷补偿部分131使得第一补偿单元312能够适当地补偿与第一有缺陷像素有关的像素信号，即使在图像信号DRa、DGa、DBa中与第一有缺陷像素有关的像素信号的偏移量基于图像拾取元件的温度和视频放大器中的增益而改变时也是如此。如果当第一补偿单元312执行任何缺陷补偿时可能发生任何过补偿，则第二补偿单元314补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号，从而允许执行无过补偿的缺陷补偿。

根据上述实施例，当补偿信号的信号电平超过了补偿切换参考信号的信号电平时，第二补偿单元314在图4、5所示的缺陷补偿部分31、131中已补偿了与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号，该信号的任何缺陷已经利用该补偿信号补偿。然而，在与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的经补偿的像素信号上的图像信号可以利用由第一补偿单元312获得的与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的缺陷补偿结果和当第二补偿单元314补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号时的缺陷补偿结果来生成。

图6示出了作为根据本发明的缺陷补偿设备的又一实施例的缺陷补偿部分231的配置，其中在与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的经补偿的像素信号上的图像信号是利用由第一补偿单元312获得的与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的缺陷补偿结果和当第二补偿单元314补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号时的缺陷补偿结果来生成的。

缺陷补偿部分231中的缺陷补偿处理部件231R、231G、231B具有彼此类似的配置。下面将只详细描述缺陷补偿处理部件231R，而省略对缺陷补偿处理部件231G、231B的详细描述。图6中的相似标号指代图4、5中所示相似的元件，因而省略其详细描述。

第一补偿单元312将补偿之后的图像信号DRah提供到操作处理单元316。第二补偿单元314将补偿之后的图像信号DRaj提供到操作处理单元316。

补偿切换单元313将补偿信号DHR的信号电平与补偿切换参考信号CRR的信号电平相比较，以生成指示该比较结果的补偿切换信号CCR。补偿切换单元313随后向第二补偿单元314和操作处理单元316提供补偿切换信号CCR。

操作处理单元316对从第一补偿单元312接收的图像信号DRah和从第二补偿单元314接收的图像信号DRaj执行任何操作处理。操作处理单元316随后向电平调节部分32提供该操作结果。在该操作处理中，图像信号DRah、DRaj分别被乘以因子，并且相乘后的结果被彼此相加。

例如，当从补偿切换单元313接收的补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平时，操作处理单元316将图像信号DRah、DRaj分别乘以因子Kh(＝0.5)和因子Kj(＝0.5)。操作处理单元316随后将其彼此相加。这时，操作结果指示图像信号DRah、DRaj的平均值。操作处理单元316随后向电平调节部分32提供与该平均值有关的信号作为图像信号DRb。

当补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR的信号电平不超过补偿切换参考信号CRR的信号电平时，因子Kh被设为1，而因子Kj被设为0。这时，操作结果指示从第一补偿单元312接收的图像信号DRah。操作处理单元316随后向电平调节部分32提供与该操作结果有关的信号作为图像信号DRb。

当补偿切换信号CCR指示补偿信号DHR不被提供时，即其不是有缺陷像素时，图像信号DRah、DRaj彼此相同。因此，这些因子被设为其中任何一个，例如“Kh＝1，Kj＝0”、“Kh＝0，Kj＝1”和“Kh＝0.5，Kj＝0.5”。换句话说，从图像拾取设备20接收的图像信号DRa被提供到电平调节部分32作为图像信号DRb。

从而，如果补偿信号DHR的信号电平超过了补偿切换参考信号CRR的信号电平，则利用在第一补偿单元312中补偿的像素信号和在第二补偿单元314中补偿的像素信号操作的信号被用作其经补偿的图像信号。

另外，缺陷补偿处理部件231G、231B执行与缺陷补偿处理部件231R相同的操作以生成经补偿的图像信号DGb、DBb，从而使缺陷补偿处理部件231G、231B可以向电平调节部分32提供图像信号DGb、DBb。

从而，例如，即使当第二补偿单元314补偿与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号时发生了图像信号的频率特性的任何显著恶化，当使用在第一补偿单元312中补偿的像素信号时，在补偿之后的信号也可能包含与(一个或多个)第一有缺陷像素有关的像素信号。这使得能够减小其频率特性的恶化。

尽管在上述实施例中控制部分50分别向缺陷补偿部分31、131、231提供了偏移调节信号OG以调节补偿信号的信号电平，但是补偿信号的信号电平可以通过向补偿信号生成单元311提供指示传感器信号TPR、TPG、TPB和视频放大器22R、22G、22B的增益的任何信息，基于图像拾取元件21R、21G、21B的温度和视频放大器22R、22G、22B的增益来进行调节。

另外，缺陷补偿部分31、131、231中的每一个具有缺陷信息存储单元310，如果任何缺陷信息被用在缺陷补偿部分31、131、231中的每一个中，则对于缺陷补偿部分31、131、231中的每一个，可以独立地准备缺陷信息存储单元310。例如，如果图像拾取设备20具有缺陷信息存储单元310，则可以容易地将存储在缺陷信息存储单元中的缺陷信息调节到图像拾取元件。相比于缺陷补偿部分31、131、231中的每一个都具有缺陷信息存储单元310的情形，这允许促进图像拾取设备20和图像信号处理设备30的管理。

尽管在上述实施例中补偿涉及与(一个或多个)有缺陷像素有关的像素信号的任何补偿，但是补偿也可以包括利用另一像素生成任何过补偿的补偿替换和利用另一像素生成任何过补偿的补偿隐藏。

本领域技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素可以有各种修改、组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

本发明包含与2006年8月14日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-221226有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims

1.一种图像拾取装置，包括：

包含图像拾取元件的图像拾取设备，所述图像拾取设备利用所述图像拾取元件生成图像信号；

存储与所述图像拾取元件中的有缺陷像素有关的缺陷信息的缺陷信息存储单元，所述有缺陷像素导致针对每个像素生成的像素信号的偏移，所述偏移具有大于预定量的量；

补偿信号生成单元，所述补偿信号生成单元基于与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移生成针对每个有缺陷像素的补偿信号；

第一补偿单元，所述第一补偿单元在将所述补偿信号应用于所述像素信号的情况下补偿与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号；

第二补偿单元，所述第二补偿单元在不将所述补偿信号应用于所述像素信号的情况下补偿与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号；以及

补偿切换单元，所述补偿切换单元基于所述补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在由所述第一补偿单元补偿的第一信号和由所述第二补偿单元补偿的第二信号之间切换，并将切换后的信号设为其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

2.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中当所述补偿信号的信号电平不超过所述预定的补偿切换参考信号的信号电平时，所述补偿切换单元将由所述第一补偿单元补偿的第一信号设为其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号，而当所述补偿信号的信号电平超过了所述预定的补偿切换参考信号的信号电平时，所述补偿切换单元将由所述第二补偿单元补偿的第二信号设为其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

3.如权利要求1所述的图像拾取装置，还包括操作处理单元，所述操作处理单元接收由所述第一补偿单元补偿的第一信号和由所述第二补偿单元补偿的第二信号，并对所述第一和第二信号执行操作处理，

其中当所述补偿信号的信号电平不超过所述预定的补偿切换参考信号的信号电平时，所述补偿切换单元切换所述操作处理单元的输出以从其输出由所述第一补偿单元补偿的第一信号作为操作结果，而当所述补偿信号的信号电平超过了所述预定的补偿切换参考信号的信号电平时，所述补偿切换单元从其输出通过利用由所述第一补偿单元补偿的第一信号和由所述第二补偿单元补偿的第二信号的操作获得的第三信号作为所述操作结果，并且所述操作处理单元将所述第一和第三信号中的任何一个设为其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。

4.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述缺陷信息存储单元存储与有缺陷像素有关的缺陷信息，所述有缺陷像素具有针对每个像素生成的像素信号的信号电平，所述信号电平与入射光束无关；并且

其中所述第二补偿单元补偿与所述有缺陷像素有关的像素信号，所述有缺陷像素具有与所述入射光束无关的信号电平。

5.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述第二补偿单元利用所述有缺陷像素周围的外围像素的第四信号补偿与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号。

6.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述补偿信号生成单元基于在所述图像拾取设备生成所述图像信号时所述图像拾取元件的温度和增益中的至少一个补偿所述补偿信号的信号电平。

7.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述图像拾取设备生成数字图像信号。

8.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中所述缺陷信息包含与所述有缺陷像素的位置和所述偏移的量有关的信息。

9.一种缺陷补偿设备，包括：

存储与有缺陷像素有关的缺陷信息的缺陷信息存储单元，所述有缺陷像素导致像素信号的偏移，所述偏移具有大于预定量的量；

10.一种缺陷补偿方法，所述缺陷补偿方法利用与图像拾取元件中的有缺陷像素有关的缺陷信息来补偿与所述有缺陷像素有关的像素信号，以获得其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号，所述有缺陷像素导致由所述图像拾取元件针对每个像素生成的像素信号具有比预定值更大的偏移，所述方法包括：

补偿信号生成步骤，该步骤基于与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号的偏移生成针对每个有缺陷像素的补偿信号；

第一补偿步骤，该步骤在将所述补偿信号应用于由所述图像拾取元件生成的像素信号的情况下补偿与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号；

第二补偿步骤，该步骤在不将所述补偿信号应用于由所述图像拾取元件生成的像素信号的情况下补偿与由所述缺陷信息指示的有缺陷像素有关的像素信号；以及

补偿切换步骤，该步骤基于所述补偿信号的信号电平与预定的补偿切换参考信号的信号电平的比较结果在在所述第一补偿步骤中补偿的第一信号和在所述第二补偿步骤中补偿的第二信号之间切换，并将切换后的信号设为其中与所述有缺陷像素有关的像素信号已被补偿的图像信号。