CN103404123B - 成像装置和缺陷像素校正方法 - Google Patents

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Abstract

提供了能够提高缺陷像素校正的精度的成像装置和缺陷像素校正方法。在校正目标像素是G像素的情况下，缺陷像素校正单元（19）判定在G像素周围是否存在边缘部分；当存在边缘部分时，缺陷像素校正单元（19）通过使用在X形方向上邻近该G像素的多个G像素来进行缺陷校正；当不存在边缘部分时，使用在十字方向上邻近该G像素的多个G像素来进行缺陷校正。

Description

成像装置和缺陷像素校正方法
技术领域
本发明涉及一种成像装置和一种缺陷像素校正方法。
背景技术
近些年来，固态成像装置朝着大量像素和窄像素间距发展，并且可能因此产生的混色或像素缺陷对图像质量具有大的影响。
通常通过用从位于缺陷像素的周围的具有与缺陷像素相同颜色的像素获得的信号的平均值来替换从缺陷像素获得的信号，从而进行缺陷像素校正。然而，按照实现大量像素和窄像素间距的进展，这样的一般校正方法可能使校正痕迹明显。其原因将在下面进行描述。
图13是示出配备有呈贝尔(Bayer)图案的滤色器的固态成像元件的像素配置的示图。在图13中，“R”标记的方块表示用于检测红光的R像素，“B”标记的方块表示用于检测蓝光的B像素，在检测绿光的G像素中“Gr”标记的方块表示在其左侧和右侧存在R像素，以及在检测绿光的G像素中“Gb”标记的方块表示在其左侧和右侧存在B像素。
如图13所示，在配备有呈贝尔图案的滤色器的固态成像元件中，固态成像元件包括R像素、G像素和B像素这三种类型的像素。在这三种类型的像素中的G像素可以被分成两种属性(Gr像素、Gb像素)，在这两种属性周围不同地布置有R像素和B像素。
由于Gb像素和Gr像素各自在其相邻外围具有R像素和B像素的不同配置，因此由取决于入射光的入射方向的混色而产生了Gr像素的信号电平与Gb像素的信号电平之间的差异。相对于固态成像元件的光的入射角越大(就像导致幻影信号电平的光那样)，并且入射光变得越接近单色光(比如红光)，则信号电平中的差异变得越显著。
因此，例如在Gr像素(或Gb像素)的位置处存在缺陷像素的情况下，如果利用在X形方向上与该缺陷像素相邻的(位于缺陷像素的斜右上侧、斜右下侧、斜左上侧和斜左下侧的)四个Gb像素(Gr像素)对缺陷像素进行校正，由于使用具有不同电平的Gb像素(Gr像素)的输出信号来进行校正，因此难以使缺陷像素的输出电平接近初始电平。
因此，可能会考虑通过利用在位于Gr像素(或Gb像素)位置的缺陷像素的十字方向上与其相邻(在缺陷像素的上和下、以及右和左侧相邻)的四个Gr像素(Gb像素)来对该缺陷像素进行校正。然而，在该校正方法中，由于与利用在X形方向上邻近缺陷像素的四个像素进行的校正相比，该校正使用了远离缺陷像素的像素的信号来进行，因此在高频图像中，难以使缺陷像素的输出电平接近其初始电平。
例如，在下面的专利文献1至3中公开了一种通过使用围绕缺陷像素的像素信号来对该缺陷像素的信号进行校正的方法。
专利文献1公开了一种配备有具有贝尔图案的滤色器的固态成像装置中的缺陷像素的校正方法，并且该校正方法通过基于相应缺陷像素的输出信号与邻近该相应缺陷像素的相同颜色像素的输出信号之间的相关性来选择第一校正处理和第二校正处理中的任意一个来执行，其中，第一校正处理使用在十字方向上邻近缺陷像素的具有与相应缺陷像素相同颜色的像素的输出信号进行校正，第二校正处理使用在X形方向上邻近缺陷像素的具有与相应缺陷像素相同颜色的像素的输出信号进行校正。
专利文献2公开了一种使用在校正目标像素的十字方向上邻近校正目标像素的相同颜色像素的输出信号来对相应目标像素的输出信号进行校正的方法。
专利文献3公开了一种通过使用邻近校正目标像素的八个像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公布No.2010-068329A
专利文献2：日本专利申请公布No.2011-015157A
专利文献3：日本专利申请公布No.H07-336605A
发明内容
本发明将要解决的问题
由于专利文献1中描述的装置意图基于缺陷像素的输出信号与包围缺陷像素的像素的输出信号之间的相关性来选择校正方法，因此可能存在这样的情况：甚至是针对高频图像也要执行第二校正处理，在这种情况下，对高频图像的校正痕迹是明显的。
专利文献2中描述的装置意图使用在校正目标像素的十字方向上邻近校正目标像素的相同颜色像素的输出信号来仅执行用于对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，这不能解决对高频图像的校正痕迹明显的问题。
就像图13所示的固态成像装置，在专利文献3中描述的校正方法用于具有多个类型的相同颜色像素(Gr像素、Gb像素)(围绕它们不同地部署像素)的固态成像元件的情况下，使用不同颜色的信号生成校正数据，并因此在对缺陷像素的校正之后校正痕迹明显。
试图解决该问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供能够提高缺陷像素校正精度的成像装置和缺陷像素校正方法。
解决问题的手段
根据本发明的一种成像装置包括：至少具有第一像素组的用于彩色成像的固态成像元件，第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素；以及缺陷像素校正单元，其对从固态成像元件输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正，其中至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素，在这两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同；在校正目标像素是两种属性的像素中的任意一种的情况下，缺陷像素校正单元判定被摄体的边缘部分是否落在邻近校正目标像素的第一像素组的像素上，当判定出所述边缘部分落在邻近校正目标像素的第一像素组的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第一校正处理，而当判定出边缘部分未落在邻近校正目标像素的第一像素组的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第二校正处理；第一校正处理是使用第一像素组中具有不同属性且邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理；以及第二校正处理是使用第一像素组中具有相同属性且邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理。
一种对从用于彩色成像的固态成像元件输出的拍摄图像信号进行缺陷像素校正的缺陷像素校正方法，固态成像元件至少包括第一像素组，第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素，其中所述至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素,在这两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同，该方法包括：边缘判定步骤，当校正目标像素是两种属性的像素中的任意一种时，在边缘判定步骤中判定被摄体的边缘部分是否落在邻近校正目标像素的第一像素组的像素上；以及校正处理步骤，当判定出边缘部分落在邻近校正目标像素的第一像素组的所述像素上时执行第一校正处理，而当判定出边缘部分未落在邻近校正目标像素的第一像素组的所述像素上时执行第二校正处理，其中第一校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，以及第二校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理。
本发明的有益效果
根据本发明，可以提供能够提高缺陷像素校正的精度的成像装置和缺陷像素校正方法。
附图说明
图1是显示根据本发明的实施例的成像装置的配置的示意图。
图2是显示在图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的配置的平面图。
图3是示出缺陷像素校正单元19在图1所示的数码照相机中执行的第一校正处理和第二校正处理的示图。
图4是示出缺陷像素校正单元19在图1所示的数码照相机中执行的边缘判定处理的示例的示图。
图5是示出图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作的流程图。
图6是示出图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作的变型的示图。
图7是示出图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作的变型的流程图。
图8是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第一变型的示意性平面图。
图9是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第二变型的示意性平面图。
图10是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第三变型的示意性平面图。
图11是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第四变型的示意性平面图。
图12是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第五变型的示意性平面图。
图13是示出配备有呈贝尔图案的滤色器的固态成像元件的像素阵列的示图。
具体实施方式
下面，将参考附图对本发明的实施例进行描述。
图1是显示根据本发明的一个实施例的成像装置的示意性配置的示图。作为成像装置，存在诸如数码摄像机和数码照相机之类的成像装置、安装在具有照相机的移动电话中的成像模块、以及电子内规镜等。此处，将数码照相机作为例子进行描述。
图1所示的数码照相机的成像系统包括拍摄镜头1、用于彩色成像的固态成像元件5、设置在拍摄镜头1与固态成像元件5之间的光圈2、红外截止滤光片3和光学低通滤光片4，其中拍摄镜头1包括聚焦透镜、变焦透镜等，固态成像元件5是MOS类型或CCD类型的图像传感器。
数码照相机的电子控制系统的用于总体控制的系统控制器11用来控制透镜驱动单元8以由此控制拍摄镜头1的聚焦透镜的位置或变焦透镜的位置，或者用来经由光圈驱动单元9控制光圈2的开口量以由此调节曝光量。
进一步地，系统控制器11用于经由成像元件驱动单元10驱动固态成像元件5，并且将通过拍摄镜头1拍摄的被摄体图像作为拍摄图像信号输出。来自用户的指令信号通过操作单元14被输入至系统控制器11。
另外，数码照相机的电子控制系统设有模拟信号处理单元6和A/D转换电路7，模拟信号处理单元6连接至固态成像元件5的输出以执行模拟信号处理，例如相关双采样处理等，A/D转换电路7将从模拟信号处理单元6输出的拍摄图像信号转换成数字信号，模拟信号处理单元6和A/D转换电路7受系统控制器11的控制。
进一步地，数码照相机的电子控制系统包括：主存储器16；连接至主存储器16的存储器控制单元15；数字信号处理单元17，其针对从A/D转换电路7输出的拍摄图像信号执行伽马(gamma)校正操作、RGB/YC转换处理等，以由此生成拍摄图像数据；压缩和扩展处理单元18，其以JPEG格式压缩由数字信号处理单元17生成的拍摄图像数据或者扩展被压缩的图像数据；缺陷像素校正单元19，其针对从A/D转换电路7输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正，这将在后面进行描述；外部存储器控制单元20，其连接至可拆卸的记录介质21；以及显示控制单元22，其连接至液晶显示单元23，液晶显示单元23安装在照相机的后部等。存储器控制单元15、数字信号处理单元17、压缩和扩展处理单元18、缺陷像素校正单元19、外部存储器控制单元20和显示控制单元22通过控制总线24和数据总线25互连，并且受到来自系统控制单元11的命令的控制。
图2是显示在图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的配置的示意性平面图。
固态成像元件5设有在行方向X和垂直于行方向X的列方向上布置成二维形状(在图2的示例中呈方格形状)的多个像素51、52、53、54。固态成像元件5中所包含的每个像素都包括诸如光电二极管的光电转换元件、以及设置在光电转换元件上方的滤色器。
所述多个像素包括三种像素，这三种像素各自具有不同波长检测区域，即，检测红光的R像素51(在图2中用“R”标记)、检测蓝光的B像素52(在图2中用“B”标记)、以及检测绿光的G像素53、54(在图2中用“Gr、Gb”标记)。这三种像素以贝尔图案布置。
在布置成方格栅形状的多个像素中，G像素53、54布置在棋盘格(checkered)位置，R像素51布置在其它棋盘格位置中的奇数行中，而B像素52布置在偶数行中。换句话说，所述多个像素以如下方式布置：沿行方向X交替地布置有R像素51和G像素54的行与沿行方向X交替地布置有G像素53和B像素52的行在列方向Y上交替地布置。进一步地，图2所示的所述多个像素作为单位像素由左上侧的角处的四个像素(R像素51、B像素52、G像素53、54)形成，其中以方格图案布置了多个单位像素。
如图2所示，用于检测绿光的G像素被分类成两种属性的像素(G像素53、G像素54)，其中的每一个在相应G像素的外围具有R像素51和B像素53的不同配置，并且其中的每一个均是类型不同于相应G像素的像素。
下文中，在其左侧和右侧具有B像素52的G像素53被称为Gb像素53，并且在其左侧和右侧具有R像素51的G像素54被称为Gr像素54。图2中，Gb像素53被标记为“Gb”并且Gr像素53被标记为“Gr”。
Gb像素53和Gr像素54在其各自外围均具有R像素51和B像素52的不同配置。因此，当光倾斜地入射在固态成像元件5上时，由取决于入射光的入射方向的混色而引起的电平差异出现在Gb像素53的输出信号和Gr像素54的输出信号之间。
接下来，将对图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的功能进行描述。
缺陷像素校正单元19执行对拍摄图像信号(一组包括在固态成像元件5中的每个像素的输出信号)的缺陷像素校正，其中该拍摄图像信号暂存于主存储器16中并且从固态成像元件5输出。缺陷像素校正指的是通过使用从对应于具有与相应缺陷像素相同的像素类型并且定位在该相应缺陷像素周围的像素所输出的信号来对从包括在固态成像元件5中的所有像素当中的缺陷像素输出的信号进行校正的处理。
固态成像元件5的缺陷像素的地址信息和表示相应缺陷像素的类型(所检测到的颜色)的信息在数码照相机出厂时就被存储于该数码照相机的主存储器16中。因此，缺陷像素校正单元19能够利用该信息识别将要校正的像素(校正目标像素)。
另外，如果缺陷像素出现在数码照相机出厂之后，则可以在任何时间更新固态成像元件5的缺陷像素的地址信息和表示相应缺陷像素的类型(所检测到的颜色)的信息。因此，缺陷像素校正单元19还能够对发生在数码照相机出厂之后的所谓后续划痕进行校正。
当校正目标像素是在包括于固态成像元件5中的三种类型像素当中对应于被分类成两种属性的像素类型的G像素时，缺陷像素校正单元19选择性地执行第一校正处理和第二校正处理中的一个，由此对相应G像素的输出信号进行校正。
第一校正处理指的是这样的处理：使用与相应校正目标像素相邻而与相应校正目标像素属于相同像素类型但与相应校正目标像素属于不同属性的像素的输出信号，对形成了在主存储器16中存储的拍摄图像信号的输出信号当中的校正目标像素的输出信号进行校正。
第二校正处理指的是这样的处理：使用与相应校正目标像素相邻而与相应校正目标像素属于相同像素类型且与相应校正目标像素具有相同属性的像素的输出信号，对校正目标像素的输出信号进行校正。
图3是示出由图1所示的数码照相机中的第一缺陷像素校正单元19执行的第一校正处理和第二校正处理的示图。在图3中，图3A是示出第一校正处理的示图，而图3B是示出第二校正处理的示图。
图3显示了图2所示的固态成像元件5的像素的一部分(5行×5列)(附图标记省去)。下面，将图3A和图3B所示的25个像素中位于中间的Gr像素(用符号○标记)假设作为校正目标像素。
在第一校正处理中，缺陷像素校正单元19使用在X形方向上(相应Gr像素的右下、右上、左下和左上)与校正目标像素的Gr像素相邻的四个Gb像素(图3A中打阴影的像素)的输出信号来对一个对象Gr像素的输出信号进行校正。例如，通过用打阴影的四个Gb像素的输出信号的平均值替换用○符号标记的Gr像素的输出信号而进行校正。在图2所示的固态成像元件的配置中，由于使用在X形方向上与校正目标像素相邻且与校正目标像素具有相同颜色的像素来进行第一校正处理，因此下文可以将第一校正处理称为X形校正处理。
在第二校正处理中，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上(相应Gr像素的上和下、左和右)与校正目标像素的Gr像素相邻的四个Gr像素(图3B中打阴影的像素)的输出信号来对对象Gr像素的输出信号进行校正。例如，通过用打阴影的四个Gr像素的输出信号的平均值替换用符号○标记的Gr像素的输出信号而进行校正。在图2所示的固态成像元件的配置中，由于使用在十字方向上与校正目标像素相邻且与校正目标像素具有相同颜色的像素而进行第二校正处理，因此下文可以将第二校正处理称为十字校正处理。
当G像素是校正目标像素时，与十字校正处理相比，X形校正处理通过使用位于紧邻校正目标像素的相同颜色像素的输出信号来执行校正。因此，对高频图像的校正痕迹不太明显。然而，由于使用与校正目标像素具有不同属性的相同颜色像素(各自在输出电平方面具有较大差异的像素)的输出信号进行校正，因此对低频图像的校正痕迹显著。
同时，十字校正处理使用与校正目标像素具有相同属性的相同颜色像素(各自在输出电平方面均具有低差异的像素)的输出信号进行校正。因此，对低频图像的校正痕迹几乎不明显。然而，由于该校正是使用远离校正目标像素的相同颜色像素的输出信号进行的，因此对高频图像的校正痕迹明显。
如此，如果将固态成像元件5中的G像素作为校正目标像素，则十字校正处理和X形校正处理分别具有优缺点。因此，在校正目标像素为G像素的情况下，缺陷像素校正单元19执行边缘判定处理以判定被摄体的边缘部分是否在位于相应校正目标像素周围的像素上。当在边缘判定处理中判定出该边缘部分在位于相应校正目标像素周围的像素上时，执行第一校正处理(图3A)。当在边缘判定处理中判定出该边缘部分不在上述像素上时，执行第二校正处理(图3B)。
顺便说一下，在校正目标像素为R像素51或B像素52的情况下，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上接近校正目标像素的R像素51(B像素52)且与相应校正目标像素的类型相同的四个R像素51(B像素52)的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正。
在边缘判定处理中，例如，如图3所示，在以校正目标像素为中心的5×5＝25个像素所位于的区域上确定出将要对其作出边缘部分是否在其上的判定的像素区域(边缘判定区域)。如果将要执行十字校正处理，由于需要使用邻近校正目标像素的相同属性和相同类型的四个像素，因此包括该相应的四个像素的区域被确定作为边缘判定区域。
下文中，将对边缘判定处理的示例进行描述。
图4是示出边缘判定处理的示例的示图。在图4的图4A至4D中，显示了以待校正的Gr像素为中心的5行×5列的像素(附图标记省略)。
如图4A所示，缺陷像素校正单元19将包括在以校正目标像素为中心的25个像素中的六个R像素分类成位于与校正目标像素相同行中的两个R像素(在图中由符号△包围的R像素)和其它4个R像素(在图中由符号□包围的R像素)，并且通过使用该6个R像素的输出信号来计算出一个评估值。
进一步地，如图4B所示，缺陷像素校正单元19将包括在以校正目标像素为中心的25个像素中的六个B像素分类成位于与校正目标像素相同列中的两个B像素(在图中由符号△包围的B像素)和其它4个B像素(在图中由符号□包围的B像素)，并且通过使用该6个B像素的输出信号来计算出一个评估值。
如图4C所示，缺陷像素校正单元19将位于校正目标像素周围且包括在以校正目标像素为中心的25个像素中的六个Gr像素分类成位于与校正目标像素相同的列中的两个Gr像素(在图中由符号△包围的Gr像素)和其它4个Gr像素(在图中由符号□包围的Gr像素)，并且通过使用该6个Gr像素的输出信号来计算出一个评估值。
如图4D所示，缺陷像素校正单元19将定位在校正目标像素周围且包括在以校正目标像素为中心的25个像素中的六个Gr像素分类成位于与校正目标像素相同的行中的两个Gr像素(在图中由符号△包围的Gr像素)和其它4个Gr像素(在图中由符号□包围的Gr像素)，并且通过使用该6个Gr像素的输出信号来计算出一个评估值。
缺陷像素校正单元19通过下面的等式(1)而使用如图4A至图4D所示的由符号△包围的像素的输出信号(下文称为△像素信号)和由符号□包围的像素的输出信号(下文称为□像素信号)来计算与图4A至图4D所示的分类中的每一类相对应的评估值。
评估值＝{|(2个△像素信号的平均值)–(4个□像素信号的平均值)|}/(2个△像素信号和4个□像素信号的共6个像素信号的平均值)…(1)
通过使用等式(1)的操作计算出与图4A至图4D中每一个相对应的一个评估值。
缺陷像素校正单元19将通过上述操作获得的四个评估值的每一个与阈值进行比较，如果至少一个评估值超过阈值，则判定边缘部分落在布置有该25个像素的区域上，以及如果没有一个评估值超过阈值，则判定边缘部分未落在布置有该25个像素的区域上。
进一步地，在校正目标像素为Gb像素的情况下，根据等式(1)通过将图4A至4D中的“Gr”替换为“Gb”而获得评估值，并由此执行边缘判定处理。边缘判定处理不局限于上述方法，而是可以采用众所周知的方法。
接下来，将对图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作进行描述。
图5是示出图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作的流程图。
由固态成像元件5执行成像过程，并且在A/D转换电路7中将在成像过程中从固态成像元件输出的拍摄图像信号转换成数字信号，并且然后将其临时存储于主存储器16中。
当将拍摄图像信号存储于主存储器16中时，由缺陷像素校正单元19使缺陷像素校正处理流程开始。
首先，缺陷像素校正单元19从主存储器16读出表示包括在固态成像元件5中的缺陷像素的类型的信息(有关检测到的颜色的信息)和缺陷像素的地址信息(步骤S1)。
接下来，缺陷像素校正单元19在步骤SA针对每一个缺陷像素开始处理循环。
在处理循环开始之后，缺陷像素校正单元19根据缺陷像素的地址信息设置一个缺陷像素作为校正目标像素，并且判定被设置为校正目标像素的像素是否是Gr像素54或者Gb像素53(步骤S2)。
当被设置为校正目标像素的像素是Gr像素54或者Gb像素53(步骤S2：是)时，缺陷像素校正单元19执行步骤S3中的处理，并且当被设置为校正目标像素的像素是R像素51或B像素52(步骤S2：否)时，缺陷像素校正单元19执行步骤S4中的处理。
在步骤S3，缺陷像素校正单元19根据等式(1)计算如上所述的四个评估值。
在步骤S4，缺陷像素校正单元19使用类型与校正目标像素相同且在十字方向上与校正目标像素相邻的四个像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正，并且在步骤S4之后进行至步骤SB。
在步骤SB，缺陷像素校正单元19判定是否已针对所有缺陷像素进行了缺陷像素校正，但如果存在还未校正的缺陷像素，则将该缺陷像素设置为校正目标像素以返回至步骤S2中的处理，以及如果不存在还未校正的缺陷像素，则结束缺陷像素校正处理流程。
在步骤S3之后，缺陷像素校正单元19将步骤S3中计算出的四个评估值分别与阈值进行比较(步骤S5)。
如果没有评估值超过阈值(步骤S5：否)，在该情况下，则可以判定被摄体的边缘部分未落在校正目标像素周围的像素上(在校正目标像素周围的像素与该被摄体的低频区域交叠)。因此，缺陷像素校正单元19执行适于低频图像的十字校正处理(步骤S6)。
当存在超过阈值的评估值(步骤S5：是)时，在该情况下，则可以判定被摄体的边缘部分落在校正目标像素周围的像素上(在校正目标像素周围的像素与该被摄体的高频区域交叠)。因此，缺陷像素校正单元19执行适于高频图像的X形校正处理(步骤S7)。
如此，当边缘部分与校正目标像素周围的像素交叠时，由于通过使用在靠近校正目标像素的位置处的与校正目标像素具有相同种类的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正，因此校正标记较不明显。在边缘部分交叠的区域中，由于Gb像素与Gr像素的输出信号的电平差异对图像质量的影响减小，因此执行X形校正处理，而不是十字校正处理，由此旨在提高图像质量。
进一步地，当边缘部分与校正目标像素周围的像素不交叠时，由于通过使用与校正目标像素具有相同类型和相同属性的像素的输出信号对相应校正目标像素的输出信号进行校正，因此校正标记不明显。在边缘部分未交叠的区域中，由于Gr像素与Gb像素的输出信号的电平差异对图像质量的影响增加，因此执行十字校正处理，而不是X形校正处理，由此旨在提高图像质量。
如上所述，在G像素是待校正的像素的情况下，图1所示的数码照相机判定被摄体的边缘部分是否落在校正目标像素周围的像素上，当边缘部分落在这些像素上时，执行X形校正处理，并且当边缘部分未落在这些像素上时，执行十字校正处理。如此，由于可以根据与校正目标像素的外围区域交叠的对象内容选择和执行最佳校正处理，因此即使针对高频区域和低频区域共同存在且存在因幻影光源而引起的混色的一般被摄体，也可以在缺陷像素校正之后将校正痕迹降至最低，由此改善图像质量。
到目前为止，假设：以校正目标像素为中心的25个像素不包括除相应校正目标像素之外的任何缺陷像素。然而，也可能存在这种情况：在以校正目标像素为中心的25个像素中存在除相应校正目标像素之外的任意其他缺陷像素。
因此，在第一校正处理中，优选的是，缺陷像素校正单元19使用邻近校正目标像素的并与相应校正目标像素具有不同的属性但具有相同类型的像素当中的除经过缺陷像素校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正。
进一步地，在第二校正处理(十字校正处理)中，优选的是，缺陷像素校正单元19通过使用邻近校正目标像素的并与相应校正目标像素具有相同的属性且具有相同的类型的像素当中的除经过缺陷像素校正的像素之外的其他像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正。
例如，如图6所示，让我们考虑这种情况：在行方向(X)上彼此靠近的三个打阴影Gr像素是缺陷像素。在这种情况下，当对这三个Gr像素中的左侧像素进行缺陷像素校正时，由于对象的边缘部分未落在以相应左侧Gr像素为中心的25个像素上，因此通过十字校正处理对左侧的相应Gr像素的输出信号进行校正。然而，相应左侧Gr像素右方的下一个Gr像素是缺陷像素。因此，通过用在上、左和下方向上与相应左侧Gr像素相邻的三个Gr像素的输出信号的平均值与相应左侧Gr像素的输出信号进行替换，从而缺陷像素校正单元19对相应左侧Gr像素进行缺陷像素校正。
进一步地，当对图6所示的三个Gr像素的中间的Gr像素执行缺陷像素校正时，由于被摄体的边缘部分未落在以相应中间Gr像素为中心的25个像素的任何一个上，因此通过十字校正处理对相应中间Gr像素的输出信号进行校正。然而，沿向右和向左方向与相应中间Gr像素相邻的Gr像素是缺陷像素。因此，通过用在上和下方向上与相应中间Gr像素相邻的两个Gr像素的输出信号的平均值与相应中间Gr像素的输出信号进行替换，从而缺陷像素校正单元19对相应中间Gr像素执行缺陷像素校正。
进一步地，当对图6所示的三个Gr像素的右侧的Gr像素执行缺陷像素校正时，由于被摄体的边缘部分落在以相应右侧Gr像素为中心的25个像素的任何一个上，因此通过X形校正处理对相应右侧Gr像素的输出信号进行校正。由于在X形方向上邻近相应右侧Gr像素的四个Gb像素不包括缺陷像素，因此缺陷像素校正单元19通过用在X字方向上邻近相应右侧Gr像素的四个Gb像素的输出信号的平均值与相应右侧Gr像素的输出信号进行替换来对相应右侧Gr像素执行缺陷像素校正。
如此，当缺陷像素包括在用于对校正目标像素的输出信号进行校正的信号的输出源的像素中时，通过使用除缺陷像素之外的像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正，由此，即使在如图6所示固态成像元件5中存在连续划痕(连续布置的缺陷像素)的情况下，也可以在校正之后尽可能地减小图像质量的劣化。
下面，当缺陷像素包括在用于对校正目标像素的输出信号进行校正的信号的输出源的像素中时，将参考附图对缺陷像素校正单元19在通过使用除缺陷像素之外的像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正的情况下的操作进行描述。
图7是对图1所示的数码照相机中的缺陷像素校正单元19的操作的变型进行解释的流程图。在图7中，为与图5所示的处理相同的处理赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
在步骤SA中开始处理循环之后，缺陷像素校正单元19根据缺陷像素的地址信息将一个缺陷像素设置作为校正目标像素，并且判定被设置为校正目标像素的像素是否是Gb像素53或Gr像素54(步骤S2)。
在步骤S2为是的情况下，缺陷像素校正单元19顺序执行步骤S3中以及步骤S5中的处理，而在步骤S2为否的情况下，缺陷像素校正单元19执行步骤S21中的处理。
在步骤S21，缺陷像素校正单元19基于步骤S1中读出的信息判定缺陷像素是否包括在与校正目标像素在十字方向上邻近且与校正目标像素具有相同类型的四个像素中。如果缺陷像素包括在上述相应四个像素中(步骤S21：是)，则缺陷像素校正单元19从校正操作的目标中排除该缺陷像素(步骤S22)。在步骤S21为否或步骤S22之后，缺陷像素校正单元19执行步骤S23中的处理。
在步骤S23，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上邻近校正目标像素且与校正目标像素具有相同类型的四个像素中除了在步骤S22中被从校正操作的目标中排除掉的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正，其后进行至步骤SB。
在步骤SB，缺陷像素校正单元19判定是否已针对所有缺陷像素进行了缺陷像素校正，然后，如果存在还未校正的缺陷像素，则将该缺陷像素设置为校正目标像素以返回至步骤S2中的处理，以及如果不存在还未校正的缺陷像素，则结束缺陷像素校正处理流程。
在步骤S5中的判定为否的情况下，缺陷像素校正单元19基于步骤S1中读出的信息来判定缺陷像素是否包括在与相应校正目标像素在十字方向上相邻并与校正目标像素具有相同类型且具有相同属性的四个像素中(S24)。如果缺陷像素包括在上述相应四个像素中(步骤S24：是)，则缺陷像素校正单元19从校正操作的目标中排除该缺陷像素(步骤S22)。在步骤S24为否或S25之后，缺陷像素校正单元19执行步骤S26中的处理。
在步骤S26，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上邻近校正目标像素并与校正目标像素具有相同的类型且具有相同属性的四个像素中除了在步骤S25中被从校正操作的目标中排除掉的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正，其后进行至步骤SB。
在步骤S5中的判定为是的情况下，缺陷像素校正单元19基于步骤S1中读出的信息来判定缺陷像素是否包括在与相应校正目标像素在X形方向上相邻并与校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的四个像素中(S27)。如果缺陷像素包括在上述相应四个像素(步骤S27：是)中，则缺陷像素校正单元19从校正操作的目标中排除该缺陷像素(步骤S28)。在步骤S27为否或S28之后，缺陷像素校正单元19执行步骤S29中的处理。
在步骤S29，缺陷像素校正单元19通过使用在X字方向上邻近校正目标像素并与校正目标像素具有不同属性且具有相同的类型的四个像素中除了在步骤S28中被从校正操作的目标中排除掉的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正，其后进行至步骤SB。
如上所述，即使在缺陷像素校正单元19针对G像素执行X形校正处理或十字校正处理以及使用在十字方向上邻近相应R像素(B像素)的四个相同类型的像素的输出信号对R像素(B像素)进行校正的任一种情况下，当缺陷像素包括在用于对校正目标像素的输出信号进行校正的输出信号的输出源的像素中时，缺陷像素校正单元19将除去该缺陷像素之外的其他像素设置为校正操作的目标，并且使用被设置为校正操作的目标的像素的输出信号来对校正目标像素的输出信号进行校正。因此，由于不在使用缺陷像素的输出信号的情况下对校正目标像素的输出信号进行校正，所以在校正之后可以防止图像质量的劣化。
图8是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第一变型的示意性平面图。在图8中，为与图2相同的构造赋予相同的附图标记。
除了部分Gb像素53和与这部分Gb像素53在右下方向上相邻的Gr像素54用作光瞳分割像素用以接收穿过拍摄镜头1的不同光瞳区域的光之外，图8所示的固态成像元件具有与图2中相同的构造。
在图8中，斜对角打阴影的Gb像素53和在右下方向上邻近该Gb像素的Gr像素54形成了光瞳分割像素。光瞳分割像素可以通过已知构造来实现，例如，Gb像素和Gr像素中每一者的光学孔径相对于彼此沿相反方向偏心的构造、在像素Gb和像素Gr中共用微透镜的构造等。
光瞳分割像素在固态成像元件5的整个表面上方稀疏地布置成多组。系统控制器11使用从形成其光瞳分割像素的所有Gb像素53输出的拍摄图像信号和从形成其光瞳分割像素的所有Gr像素54输出的拍摄图像信号来计算关于相差的信息，基于相差信息计算散焦量，并且根据散焦量控制包括于拍摄镜头1中的聚焦透镜的位置。
如图8所示，在固态成像元件5配置成包括光瞳分割像素的情况下，如同将缺陷像素的地址存储于主存储器16中，它可以存储构成光瞳分割像素的所有像素的地址和关于这些像素类型的信息。
与正常的像素相比，光瞳分割像素接收的光量非常小，从而通常将其作为缺陷像素进行校正。如上所述，即光瞳分割像素如同缺陷像素一样也在主存储器16中存储类型信息和地址，除在制造过程中出现缺陷像素之外，还针对该像素有意地形成了光瞳分割，可以通过防止图像质量劣化的方式精确地校正输出信号。
图9是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第二变型的示意性平面图。
图9所示的固态成像元件对应于通过将图2所示的固态成像元件5旋转45度而获得的固态成像元件。固态成像元件包括三种类型像素(R像素、G像素、B像素)，并且与图2所示的固态成像元件5相同之处在于：这三种类型的像素中，G像素被分成两种属性的像素(Gr像素、Gb像素)，这两种属性的像素周围的R像素布置和B像素布置彼此不同。
即使在固态成像元件5变型至图9所示的固态成像元件的情况下，缺陷像素校正单元19的处理内容也是相同的。
例如，如果如图9所示由符号○包围的Gb像素被确定为校正目标像素，则缺陷像素校正单元19将由图9中虚线包围的布置有该Gb像素和包围该Gb像素的多个像素的区域设置为边缘判定区域，并且判定边缘部分是否落在该边缘判定区域上。
然后，当判定边缘部分落在边缘判定区域上时，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上邻近相应Gb像素并与相应Gb像素具有不同属性但具有相同类型的Gr像素(图9中符号△所指示的Gr像素)的输出信号来对校正目标的Gb像素的输出信号进行校正。进一步地，当判定边缘部分未落在边缘判定区域上时，缺陷像素校正单元19通过使用在X形方向上邻近相应Gb像素并与相应Gb像素具有相同属性且具有相同类型的Gb像素(图9中符号□所指示的Gb像素)的输出信号来对校正目标的Gb像素的输出信号进行校正。
如上所述，即使在具有如图9所示的像素布置的固态成像元件的情况下，当边缘部分落在边缘判定区域上时，使用距离上靠近校正目标像素并与相应像素具有不同属性但具有相同类型的像素进行校正。当边缘部分未落在边缘判定区域上时，使用与校正目标像素具有相同属性且具有相同类型并在输出电平方面与校正目标像素差异较小的像素进行校正，由此在缺陷像素校正之后可以使缺陷像素的劣化最小化。
图10是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第三变型的示意性平面图。
如图10所示，图10所示的固态成像元件设有包括打阴影的多个像素101、102、103、104的第一像素组和包括多个像素105、106、107、108的第二像素组，其中，像素101、102、103、104以在行方向X和垂直于行方向的列方向Y上的二维图案进行布置(图10的示例中的四方格子(tetragonal lattice)图案)，像素105、106、107、108以与包括在第一像素组中的所述多个像素相同的序列和相同的数量进行布置。
在固态成像元件中，第一像素组和第二像素组彼此倾斜地移位45度，使得包括在第一像素组中的一个像素沿相同方向(图10的示例中的右下方向)与包括在第二像素组中的一个像素相邻。
第一像素组和第二像素组包括在检测波长区域方面彼此不同的三种类型的像素，例如R像素(图10中标记为“R”)检测红光，B像素(图10中标记为“B”)检测蓝光，以及G像素(图10中标记为“Gr、Gb”)检测绿光，并且这三种类型的像素以贝尔图案进行布置。
在第一像素组中，在布置成方形格栅布置的多个像素中的G像素103、104布置在棋盘格(checkered)位置，R像素101布置在其它棋盘格位置中的奇数行中，而像素102布置在偶数行中。
包括在第一像素组中的检测绿光的G像素被分成两种属性的像素(G像素103、G像素104)，两种属性的像素在邻近相应G像素且具有与相应G像素不同的类型的R像素101和B像素102的布置方面彼此不同。
下面，两侧布置有B像素102的G像素103被称为Gb像素103，并且两侧布置有R像素101的G像素104被称为Gr像素104。由于Gb像素103和Gr像素104在与其邻近的R像素101和B像素102的布置方面彼此不同，因此当光倾斜地入射在固态成像元件上时，由于取决于入射光的入射方向的混色而产生Gb像素103和Gr像素104的输出信号之间的电平差异。
如图10所示，包括在第二像素组中的检测绿光的G像素被分成两种属性的像素(G像素107、G像素108)，两种属性类型的像素在邻近相应G像素且具有与相应G像素不同的类型的R像素105和B像素106的布置方面彼此不同。
下面，右侧和左侧布置有B像素106的G像素107被称为Gb像素107，并且右侧和左侧布置有R像素105的G像素108被称为Gr像素108。由于Gb像素107和Gr像素108在与其邻近的R像素105和B像素106的布置方面不同，因此当光倾斜地入射在固态成像元件上时，因取决于入射光的入射方向的混色而产生了Gb像素107与Gr像素108的输出信号之间的电平差异。
固态成像元件可以以第一像素组和第二像素组相互独立的方式读出拍摄图像信号，并且可以以第一像素组和第二像素组相互独立的方式控制曝光时间。
固态成像元件5已变成为图10所示的固态成像元件的数码照相机可以将高分辨率模式、高灵敏度模式和宽动态范围模式的三种模式设置作为静态图像拍摄模式。
在高分辨率模式中，系统控制器11通过第一像素组和第二像素组中每一者的相同曝光时间进行拍照。然后，数字信号处理单元17通过使用从第一像素组和第二像素组获得的所有信号来生成具有与至少所有相应信号的数量相同的像素数量的高分辨率拍摄图像的数据。图像数据经压缩后被记录在记录介质21上。
在高灵敏度模式中，系统控制器11通过第一像素组和第二像素组中每一者的相同曝光时间进行拍照。然后，数字信号处理单元17将从第一像素组的每个像素获得的信号和在每个相应像素的右下侧相邻的第二像素组的像素获得的信号进行合成，并且使用合成之后的信号来生成高灵敏度的图像数据。拍摄图像数据在压缩后被记录在记录介质21上。
在宽动态范围模式中，系统控制器11在第一像素组的曝光时间被设置成短于第二像素组的曝光时间的状态下进行拍照。数字信号处理单元17根据从第一像素组获得的拍摄图像信号来生成短曝光图像数据并根据从第二像素组获得的拍摄图像信号来生成长曝光图像数据，并且将长曝光图像数据和短曝光图像数据合成以由此生成动态范围扩展了的宽动态范围的图像数据。宽动态范围的图像数据在压缩后被记录在记录介质21上。
其中的固态成像元件5已变成图10所示的固态成像元件的数码照相机中的缺陷像素校正单元19以图5或图6所示的方式针对第一像素组执行缺陷像素校正。
例如，在如图10所示用符号○标记的Gb像素103成为校正目标像素的情况下，缺陷像素校正单元19将以第一像素组中的相应Gb像素103为中心布置的5行×5列＝25个像素的区域设置为边缘判定区域，并且判定被摄体的边缘部分是否落在该边缘判定区域上。
在边缘部分落在边缘判定区域上的情况下，缺陷像素校正单元19通过使用在X形方向上邻近相应Gb像素的四个Gr像素104(图10中用符号△指示的Gr像素)的输出信号来对用符号○标记的Gb像素103的输出信号进行校正。在边缘部分未落在边缘判定区域上的情况下，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上邻近相应Gb像素103的四个Gb像素(图10中用符号□指示的Gb像素)的输出信号来对用符号○标记的Gb像素103的输出信号的进行校正。
在对从第一像素组输出的拍摄图像信号完成缺陷像素校正之后，针对包括在第二像素组中的校正目标像素，缺陷像素校正单元19通过使用邻近相应校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的第一像素组的像素的输出信号来对从该相应校正目标像素获得的信号进行校正。
例如，将描述这种情况：图10中用符号○标记的第一像素组的Gb像素103和用符号○标记的第二像素组的Gb像素107是缺陷像素。在这种情况下，在高灵敏度模式或高分辨率模式下，在对第一像素组完成缺陷像素校正之后，缺陷像素校正单元19用第一像素组中的与该相应Gb像素107邻近且相同类型的像素(Gb像素103和Gr像素104)当中的Gr像素104的输出信号来代替由符号○标记的第二像素组的Gb像素107的输出信号，其中第二像素组中围绕该Gr像素104的像素的布置与第一像素组中邻近该校正目标像素的Gb像素107的像素的布置相同。
进一步地，在宽动态范围模式中，在对第一像素组的缺陷像素校正结束之后，缺陷像素校正单元19从系统控制器11获得关于第一像素组和第二像素组的曝光时间比(第二像素组的曝光时间/第一像素组的曝光时间)的信息，并且用通过将邻近相应Gb像素107的Gr像素104的输出信号乘以相应曝光时间比所获得的值来代替第二像素组的以符号○标记的Gb像素107的输出信号。
由于图10所示的固态成像元件具有这样的配置：第二像素组的具有与第一像素组的每个像素相同类型的各像素被布置成与第一像素组的每个像素相邻，因此在第一像素组和第二像素组中彼此相邻的相同类型像素的输出信号具有密切关系。因此，对于第一像素组而言，取决于边缘判定的结果来通过第一校正处理或第二校正处理进行缺陷像素校正，并且对于第二像素组而言，通过使用来自校正后的第一像素组的拍摄图像信号来执行对缺陷像素的输出信号的校正，由此可以减少用于缺陷像素校正所需的时间，同时保持校正的精度。
进一步地，缺陷像素校正单元19可以通过使用在邻近相应校正目标像素且具有与相应校正目标像素相同类型的像素当中的某个像素(第二像素组的邻近所述某个像素的像素的布置与第一像素组的邻近相应校正目标像素的像素的布置相同)的输出信号来对第二像素组的校正目标像素的输出信号进行校正，或者还可以使用邻近相应校正目标像素且与相应校正目标像素具有相同类型的两个像素的两个输出信号来对其进行校正。
如上所述，在通过使用在邻近相应校正目标像素且具有与相应校正目标像素相同类型的像素当中的某个像素(第二像素组的邻近所述某个像素的像素的布置与第一像素组的邻近相应校正目标像素的像素的布置相同)的输出信号来对第二像素组的校正目标像素的输出信号进行校正的情况下，存在在校正之后使图像质量劣化最小化的优点，原因是通过替换遭受到由于倾斜地入射的光产生的混色所造成的相同影响的像素而进行该校正。
图11是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第四变型的示意性平面图。
除了第一像素组和第二像素组在列方向Y彼此成一定角度(odd angle)地布置之外，图11所示的固态成像元件具有与图10所示的固态成像元件相同的配置。
就像固态成像元件5已变成为图10所示的固态成像元件的数码照相机，固态成像元件5已变成为图11所示的固态成像元件的数码照相机可以将可以将高分辨率模式、高灵敏度模式和宽动态范围模式的三种模式设置为静态图像拍摄模式。
进一步地，就像固态成像元件5已变成为图10所示的固态成像元件的数码照相机，固态成像元件5已变成为图11所示的固态成像元件的数码照相机的缺陷像素校正单元19以如图5或图6所示的方式对缺陷像素进行校正。
例如，在图11所示的由符号○标记的第一像素组中的Gb像素103的情况下，缺陷像素校正单元19将以第一像素组中的相应Gb像素103为中心布置的5行×5列＝25个像素的区域设置为边缘判定区域，并且判定被摄体的边缘部分是否落在该边缘判定区域上。
在边缘部分落在边缘判定区域上的情况下，缺陷像素校正单元19通过使用在X形方向上邻近相应Gb像素的四个Gr像素104(图11中用符号△指示的Gr像素)的输出信号对用符号○标记的Gb像素103的输出信号进行校正。在边缘部分未落在边缘判定区域上的情况下，缺陷像素校正单元19通过使用在十字方向上邻近相应Gb像素103的四个Gb像素(图11中用符号□指示的Gb像素)的输出信号对用符号○标记的Gb像素103的输出信号进行校正。
在对从第一像素组输出的拍摄图像信号完成缺陷像素校正之后，针对包括在第二像素组中的校正目标像素，缺陷像素校正单元19通过使用邻近相应校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的第一像素组的像素的输出信号来对从该相应校正目标像素获得的信号进行校正。
例如，将描述这种情况：图11中用符号○标记的第一像素组的Gb像素103和用符号○标记的第二像素组的Gb像素107是缺陷像素。
在这种情况下，在高灵敏度模式或高分辨率模式下，在对第一像素组完成缺陷像素校正之后，缺陷像素校正单元19用第一像素组中的与该相应Gb像素107邻近且具有相同类型的像素(Gr像素104)的输出信号来代替以符号○标记的第二像素组的Gb像素107的输出信号。进一步地，在宽动态范围模式中，在对第一像素组的缺陷像素校正结束之后，缺陷像素校正单元19从系统控制器11获得关于第一像素组和第二像素组的曝光时间比(第二像素组的曝光时间/第一像素组的曝光时间)的信息，并且用通过将邻近相应Gb像素107的Gb像素103的输出信号乘以相应曝光时间比所获得的值来代替符号○所标记的第二像素组的Gb像素107的输出信号。
如此，即使在图11所示的像素布置中，缺陷像素校正也能高速执行同时使图像质量的劣化最小化。
图12是显示图1所示的数码照相机中的固态成像元件5的第五变型的示意性平面图。
除第一像素组中的部分G像素(图12中由粗线包围的Gb像素)和沿左上方向邻近该相应部分像素且与该相应部分像素具有相同类型的G像素(图12中由粗线包围的Gr像素)已改变成光瞳分割像素用以接收穿过数码照相机中所安装的拍摄镜头1的不同光瞳区域的光之外，图12所示的固态成像元件具有与图10所示的固态成像元件相同的配置。
在图12所示的固态成像装置安装于图1所示的数码照相机中的情况下，光瞳分割像素同样被视为缺陷像素。在这种情况下，地址和关于其类型的信息存储于主存储器16中；相应地，除在制造过程期间生成的缺陷像素之外，还有意地形成了光瞳分割像素，针对这样的光瞳分割像素可以高速地进行输出信号校正，同时防止图像质量的劣化。
进一步地，由于许多组光瞳分割像素设置在固态成像元件中，因此执行针对第一像素组的缺陷像素校正以通过图5和图6中所述的方式使图像质量的劣化最小化，并且在针对第一像素组的校正之后使用拍摄图像信号通过高速度优先的简单处理对第二像素组进行缺陷像素校正，在具有光瞳分割像素的固态图像元件中，可以提高图像质量并且实现用于缺陷像素校正所需的时间的显著减少。
进一步地，在图12所示的固态成像元件中，光瞳分割像素也可以由第一像素组中的部分Gb像素和第二像素组中沿右下方向邻近相应的部分Gb像素的Gb像素107形成。
然而，在这种情况下，第二像素组的与第一像素组的像素相邻的像素的布置不同于第一像素组的与第二像素组中构成光瞳分割像素的像素相邻的像素的布置。因此，存在这样的可能性：形成光瞳分割像素的两个像素的输出信号的相关性减小并且相差信息的检测精度降低。
如图12所示，光瞳分割像素可以形成为使得与第二像素组中与第一像素组的像素相邻的像素的布置与第一像素组的和第二像素组中构成光瞳分割像素的像素相邻的像素的布置相同。由此，可以提高形成光瞳分割像素的两个像素的输出信号的相关性并且提高相差信息的检测精度。
在上面描述中，假设固态成像元件具有在检测波长范围方面彼此不同的三种类型的像素，然而它也可以具有在检测波长范围方面彼此不同的四个或更多类型的像素。此外，检测波长范围被假设为是在原色光的范围内，然而它也可以在互补色光的范围内。
如上所述，本文公开了以下内容。
公开的成像装置包括：至少具有第一像素组的用于彩色成像的固态成像元件，第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素；以及缺陷像素校正单元，其对从固态成像元件输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正。至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素，在这两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且其类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同。在校正目标像素是两种属性的像素中的任意一种的情况下，缺陷像素校正单元判定被摄体的边缘部分是否落在第一像素组中邻近校正目标像素的像素上，当判定出边缘部分落在第一像素组中邻近校正目标像素的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第一校正处理；而当判定出边缘部分未落在第一像素组中邻近校正目标像素的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第二校正处理。第一校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理。第二校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理。
在公开的成像装置中，固态成像元件进一步包括第二像素组，第二像素组包括二维布置的至少三种类型的像素，并且包括在第二像素组中的与每个相应像素具有相同类型的像素被布置成沿相同方向与包括在第一像素组中的各相应像素相邻。在完成了针对第一像素组所输出的拍摄图像信号的缺陷像素校正之后，针对包括在第二像素组中的校正目标像素，缺陷像素校正单元通过使用第一像素组中所包括的邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对包括在第二像素组中的校正目标像素的输出信号进行校正。
在公开的成像装置中，固态成像元件包括光瞳分割像素，光瞳分割像素用于接收穿过在成像装置中安装的拍摄镜头的不同光瞳区域的光，其中光瞳分割像素由第一像素组中的第一类型的部分像素和第二像素组中邻近相应的部分像素且与相应的部分像素具有相同类型的像素形成。缺陷像素校正单元甚至将光瞳分割像素设置为校正目标像素。
公开的成像装置包括成像控制单元和图像处理单元，所述成像控制单元允许固态成像元件执行其中第一像素组的曝光时间短于第二像素组的曝光时间的成像，所述图像处理单元生成了合成图像数据，该合成图像数据是通过对基于通过执行成像从第一像素组获得且由缺陷像素校正单元校正了的拍摄图像信号的图像数据与基于通过执行成像从第二像素组获得且由缺陷像素校正单元校正了的拍摄图像信号的图像数据进行合成而获得的。
在公开的成像装置中，在结束对从第一像素组输出的拍摄图像信号的缺陷像素校正之后，当针对第二像素组中的校正目标像素，缺陷像素校正单元通过使用第一像素组中邻近相应校正目标像素且与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对从包括在第二像素组中的校正目标像素获得的信号进行校正时，在第一像素组中存在两个邻近相应校正目标像素且与相应校正目标像素具有相同类型的像素的情况下，缺陷像素校正单元使用这两个像素当中的某个像素的输出信号来进行校正，即，第二像素组的邻近校正目标像素的像素的布置与第一像素组的与相应校正目标像素相邻的像素的布置相同。
在公开的成像装置中，在第一校正处理中，缺陷像素校正单元通过使用在靠近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素当中除将要由缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正；在第二校正处理中，缺陷像素校正单元通过使用在靠近校正目标像素并与校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素当中除将要由缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正。
在成像装置中，至少三种类型的像素包括用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素，并且用于检测绿光的像素被分成两种属性的像素。
在成像装置中，用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素以贝尔图案进行布置。
作为一种本文所公开的缺陷像素校正方法，公开了一种对从用于彩色成像的固态成像元件输出的拍摄图像信号进行缺陷像素校正的缺陷像素校正方法，其中固态成像元件至少包括第一像素组，第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素，其中所述至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素,在两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同，该方法包括：边缘判定步骤，当校正目标像素是两种属性的像素中的任意一种时，在边缘判定步骤中判定被摄体的边缘部分是否落在第一像素组的邻近校正目标像素的像素上；以及校正处理步骤，当判定出边缘部分落在第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时执行第一校正处理，而当判定出边缘部分未落在第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时执行第二校正处理，其中第一校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，并且第二校正处理是使用第一像素组中邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理。
在上述缺陷像素校正方法中，固态成像元件进一步包括第二像素组，第二像素组包括二维布置的至少三种类型的像素，并且包括在第二像素组中的与每个相应像素具有相同类型的像素被布置成沿相同方向与包括在第一像素组中的各自相应像素相邻，该方法包括：第一缺陷像素校正步骤，针对第一像素组所输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正；以及第二缺陷校正步骤，在结束了第一缺陷像素校正之后针对第二像素组所输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正，其中第一缺陷像素校正步骤包括边缘判定步骤和校正处理布置，并且第二缺陷像素校正步骤包括针对包括在第二像素组中的校正目标像素的输出信号通过使用第一像素组中所包括的邻近相应校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来进行校正。
在公开的缺陷像素校正方法中，固态成像元件包括光瞳分割像素，光瞳分割像素用于接收穿过在成像装置中安装的拍摄镜头的不同光瞳区域的光，其中光瞳分割像素由第一像素组中的第一类型的部分像素和第二像素组的邻近相应的部分像素且与相应的部分像素具有相同类型的像素形成，并且在第一缺陷像素校正步骤和第二缺陷像素校正步骤中，甚至将光瞳分割像素设置为校正目标像素。
在公开的缺陷像素校正方法中，当针对从包括在第二像素组中的校正目标像素获得的信号通过使用第一像素组的邻近相应校正目标像素且与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来进行校正时，在第一像素组中存在两个邻近相应校正目标像素且与相应校正目标像素具有相同类型的像素的情况下，第二缺陷像素校正步骤包括使用相应两个像素中其中使得第二像素组的相邻像素的布置与第一像素组的邻近相应校正目标像素的像素的布置相同的像素的输出信号来进行校正。
在公开的缺陷像素校正方法中，校正处理步骤包括：在第一校正处理中，通过使用在靠近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素当中除将要由缺陷像素校正单元校正的像素对象之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正；以及在第二校正处理中，通过使用在靠近校正目标像素并与校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素当中除将要由缺陷像素校正单元校正的像素对象之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正。
在公开的缺陷像素校正方法中，至少三种类型的像素包括用于检测红光的像素、用于检测蓝光的像素和用于检测绿光的像素，用于检测绿光的像素被分成两种属性的像素。
在公开的缺陷像素校正方法中，用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素以贝尔图案进行布置。
工业实用性
根据本发明，可以提供能够改进缺陷像素校正的精度的一种成像装置和一种缺陷像素校正方法。
已参考其具体实施例且详细地描述了本发明。但是，本领域技术人员将理解的是在不背离本发明的原理和精神的情况下可以在这些实施例中进行改变。
本申请基于2011年2月28日提交的日本专利申请No.2011-43392，该申请的内容通过引证结合到本文中。
附图标记和符号的描述
5：固态成像元件
19：缺陷像素校正单元
51：B像素
52：R像素
53：Gb像素
54：Gr像素

Claims (13)

1.一种成像装置，包括：
至少具有第一像素组的用于彩色成像的固态成像元件，所述第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素；以及
缺陷像素校正单元，其对从所述固态成像元件输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正，
其中所述至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素，在所述两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同，
其中在校正目标像素是所述两种属性的像素中的任意一种的情况下，所述缺陷像素校正单元判定被摄体的边缘部分是否落在第一像素组的邻近所述校正目标像素的像素上，当判定出所述边缘部分落在第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第一校正处理，而当判定出所述边缘部分未落在第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时，缺陷像素校正单元执行第二校正处理，
其中所述第一校正处理是使用第一像素组中邻近所述校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，以及
其中所述第二校正处理是使用第一像素组中邻近所述校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，
其中所述固态成像元件进一步包括第二像素组，所述第二像素组包括二维布置的至少三种类型的像素，并且包括在所述第二像素组中的与每个相应像素具有相同类型的像素被布置成沿相同方向与包括在所述第一像素组中的各相应像素相邻，以及
其中在完成了针对所述第一像素组所输出的拍摄图像信号的缺陷像素校正之后，针对包括在第二像素组中的校正目标像素，所述缺陷像素校正单元通过使用第一像素组中所包括的邻近校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对包括在所述第二像素组中的校正目标像素的输出信号进行校正。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述固态成像元件包括光瞳分割像素，所述光瞳分割像素用于接收穿过在所述成像装置中安装的拍摄镜头的不同光瞳区域的光，其中所述光瞳分割像素由所述第一像素组中的第一类型的部分像素和所述第二像素组中邻近相应的部分像素且与所述相应的部分像素具有相同类型的像素形成，并且所述缺陷像素校正单元甚至将所述光瞳分割像素设置为校正目标像素。
3.根据权利要求1或2所述的成像装置，其包括成像控制单元和图像处理单元，所述成像控制单元允许固态成像元件执行其中所述第一像素组的曝光时间短于所述第二像素组的曝光时间的成像，所述图像处理单元生成了合成图像数据，所述合成图像数据是通过对基于通过执行成像从所述第一像素组获得且由所述缺陷像素校正单元校正了的拍摄图像信号的图像数据与基于通过执行成像从所述第二像素组获得且由所述缺陷像素校正单元校正了的拍摄图像信号的图像数据进行合成而获得的。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在结束对从所述第一像素组输出的拍摄图像信号的缺陷像素校正之后，当针对第二像素组中的校正目标像素，所述缺陷像素校正单元通过使用所述第一像素组中邻近相应校正目标像素且与所述相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来对从包括在所述第二像素组中的校正目标像素获得的信号进行校正时，在所述第一像素组中存在两个邻近相应校正目标像素且与所述相应校正目标像素具有相同类型的像素的情况下，所述缺陷像素校正单元使用相应两个像素中使得所述第二像素组的邻近所述校正目标像素的像素的布置与所述第一像素组的邻近所述相应校正目标像素的像素的布置相同的像素的输出信号来进行校正。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中在所述第一校正处理中，所述缺陷像素校正单元通过使用在靠近校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素当中除将要由所述缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正；在所述第二校正处理中，所述缺陷像素校正单元通过使用在靠近所述校正目标像素并与校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素当中除将要由所述缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正。
6.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述至少三种类型的像素包括用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素，并且所述用于检测绿光的像素被分成两种属性的像素。
7.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素以贝尔图案进行布置。
8.一种对从用于彩色成像的固态成像元件输出的拍摄图像信号进行缺陷像素校正的缺陷像素校正方法，所述固态成像元件至少包括第一像素组，所述第一像素组包括二维布置且在检测波长范围方面彼此不同的至少三种类型的像素，其中所述至少三种类型的像素中的一种类型的像素被分成两种属性的像素,在所述两种属性的像素周围，布置在各相应像素外围且类型不同于各相应像素的像素的布置彼此不同，所述方法包括：
边缘判定步骤，当所述校正目标像素是所述两种属性的像素中的任意一种时，判定被摄体的边缘部分是否落在所述第一像素组的邻近所述校正目标像素的像素上；以及
校正处理步骤，当判定出所述边缘部分落在所述第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时执行第一校正处理，而当判定出所述边缘部分未落在所述第一像素组的邻近校正目标像素的所述像素上时执行第二校正处理，
其中所述第一校正处理是使用所述第一像素组中邻近所述校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，以及
其中所述第二校正处理是使用所述第一像素组中邻近所述校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正的处理，
其中所述固态成像元件进一步包括第二像素组，所述第二像素组包括二维布置的至少三种类型的像素，并且包括在所述第二像素组中的与每个相应像素具有相同类型的像素被布置成沿相同方向与包括在所述第一像素组中的各相应像素相邻，
其中所述方法包括：
第一缺陷像素校正步骤，用于针对所述第一像素组所输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正；以及
第二缺陷校正步骤，用于在结束了所述第一缺陷像素校正之后针对所述第二像素组所输出的拍摄图像信号执行缺陷像素校正，
其中所述第一缺陷像素校正步骤包括所述边缘判定步骤和校正处理布置，并且所述第二缺陷像素校正步骤包括针对包括在所述第二像素组中的校正目标像素的输出信号通过使用第一像素组中所包括的邻近相应校正目标像素并与相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来进行校正。
9.根据权利要求8所述的缺陷像素校正方法，
其中所述固态成像元件包括光瞳分割像素，所述光瞳分割像素用于接收穿过在所述成像装置中安装的拍摄镜头的不同光瞳区域的光，
其中所述光瞳分割像素由所述第一像素组中的第一类型的部分像素和所述第二像素组的邻近相应的部分像素且与所述相应的部分像素具有相同类型的像素形成，并且
其中在所述第一缺陷像素校正步骤和所述第二缺陷像素校正步骤中，甚至将所述光瞳分割像素设置为校正目标像素。
10.根据权利要求8或9所述的缺陷像素校正方法，其中，当对从包括在所述第二像素组中的校正目标像素获得的信号通过使用所述第一像素组的邻近相应校正目标像素且与所述相应校正目标像素具有相同类型的像素的输出信号来进行校正时，在第一像素组中存在两个邻近相应校正目标像素且与所述相应校正目标像素具有相同类型的像素的情况下，所述第二缺陷像素校正步骤包括使用相应两个像素中其中所述第二像素组的相邻像素的布置与所述第一像素组的邻近所述相应校正目标像素的像素的布置相同的像素的输出信号来进行校正。
11.根据权利要求8所述的缺陷像素校正方法，其中，所述校正处理步骤包括：在所述第一校正处理中，通过使用在靠近所述校正目标像素并与相应校正目标像素具有不同属性但具有相同类型的像素当中除将要由所述缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正；以及在所述第二校正处理中，通过使用在靠近校正目标像素并与校正目标像素具有相同属性且具有相同类型的像素当中除将要由所述缺陷像素校正单元校正的像素之外的其他像素的输出信号来对相应校正目标像素的输出信号进行校正。
12.根据权利要求8所述的缺陷像素校正方法，其中所述至少三种类型的像素包括用于检测红光的像素、用于检测蓝光的像素和用于检测绿光的像素，所述用于检测绿光的像素被分成两种属性的像素。
13.根据权利要求12所述的缺陷像素校正方法，其中所述用于检测红光的像素、用于检测绿光的像素和用于检测蓝光的像素以贝尔图案进行布置。
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