JP2001145028A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JP2001145028A
JP2001145028A JP32721799A JP32721799A JP2001145028A JP 2001145028 A JP2001145028 A JP 2001145028A JP 32721799 A JP32721799 A JP 32721799A JP 32721799 A JP32721799 A JP 32721799A JP 2001145028 A JP2001145028 A JP 2001145028A
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image pickup
defective pixel
defect
defective
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Takayuki Kijima
貴行 木島
Hideaki Yoshida
英明 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device that applies a prescribed stop to deterioration in the image quality due to defect compensation and prevents a system from being failed in the case of compensating a defect pixel of an image pickup element. SOLUTION: The image pickup device is provided with a CCD image pickup element 105 that picks up an image of an object, an exposure control device 103 that controls the exposure to this image pickup element 105, a CCD driver 106 that controls a charge storage time of the image pickup element 105, and a system controller 112 that controls the exposure control device 103 and the CCD driver 106, detects a defective pixel in a prescribed operating state of the image pickup element 105 through the comparison with a defect discrimination level, and compensates information of the detected defective pixel with pixel information of pixels around the defective pixel. The defect discrimination level is revised so that number of detected effective pixels is limited to a predetermined limit value in the detection of the defective pixel by the system controller 112.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラ等
の撮像装置に係わり、特に画素欠陥補償機能を有した撮
像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging device such as a digital camera, and more particularly to an imaging device having a pixel defect compensation function.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビデオカメラなどの撮像装置は、従来よ
り広く利用されている。近年、主として静止画を撮像記
録する電子スチルカメラも特にデジタルカメラとして普
及するに至り、主として動画記録用であったビデオムー
ビーにおいても静止画撮影記録機能を有するようになっ
てきた。そして、静止画撮影に際して使用される長時間
露光は、撮像素子における電荷蓄積時間を長くすること
によって露光時間を長くし、これによって低照度下でも
ストロボなどの補助照明を使用することなく撮影できる
ようにする技術として知られている。
2. Description of the Related Art Imaging devices such as video cameras have been widely used. In recent years, electronic still cameras that mainly capture and record still images have also come into widespread use especially as digital cameras, and video movies mainly used for recording moving images also have a still image capturing and recording function. The long-time exposure used for still image shooting increases the exposure time by increasing the charge accumulation time in the image sensor, thereby enabling shooting without using auxiliary lighting such as a strobe even under low illumination. It is known as a technology.

【0003】一方、CCD等の固体撮像素子において
は、いわゆる暗電流の存在などによる暗出力が存在し、
これが画像信号に重畳されるために画質劣化を来す。こ
の暗出力レベルが大きい画素が存在する場合は画素欠陥
と称され、その画素の出力情報は用いず、近隣の画素の
出力情報を用いて情報を補完することが広く実用されて
いる。
On the other hand, a solid-state imaging device such as a CCD has a dark output due to the presence of a so-called dark current.
Since this is superimposed on the image signal, the image quality deteriorates. The presence of a pixel having a high dark output level is called a pixel defect, and it is widely practiced to supplement the information using the output information of neighboring pixels without using the output information of the pixel.

【0004】本明細書においてはこのような補完処理を
画素欠陥の補償と称する。例えば、使用フレームレート
における動画駆動を前提に決められる所定の(NTSC
では1/60秒の、或いはこれに基づいて所定のマージ
ンを見た、例えば4倍マージンだと1/15秒の)標準
露光時間で暗出力を評価し、そのレベルが大きい画素に
ついては欠陥画素と見做して上記画素欠陥補償を適用す
る。
In the present specification, such a complementing process is referred to as pixel defect compensation. For example, a predetermined (NTSC) determined on the premise of driving a moving image at a used frame rate.
Then, the dark output is evaluated at the standard exposure time of 1/60 second or a predetermined margin based on this, for example, 1/15 second when the margin is 4 times, and a pixel having a large level is evaluated as a defective pixel. And the above-mentioned pixel defect compensation is applied.

【0005】そしてさらに、画素欠陥は温度依存や経時
変化を伴うから欠陥画素の評価を工場出荷前に行うだけ
では不十分であるという点について改善を図った技術
も、特開平6−038113号公報に開示されている。
この公開公報には、電源オン直後にアイリスを閉じるこ
とで受光面を遮光し、カメラの使用に先立ってCCD暗
出力を評価することで欠陥画素を検出して、欠陥補償を
行う技術が記載されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-038113 discloses a technique for improving the problem that the evaluation of defective pixels is not sufficient just before shipment from the factory because pixel defects are accompanied by temperature dependence and aging. Is disclosed.
This publication describes a technique of closing a light receiving surface by closing an iris immediately after turning on a power supply, and detecting a defective pixel by evaluating a CCD dark output prior to use of a camera to perform defect compensation. ing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
技術のように(工場出荷後の完成品としての)カメラ装
置において欠陥画素を検出して欠陥補償を行うと、記録
画像に画質破綻を来たす虞れがある。何故なら、温度依
存や経時変化によって生じる暗電流増加によって新たに
欠陥画素が検出された場合、この欠陥画素の発生の状況
は一般には予測困難である。これは、特に上記従来技術
をさらに発展応用させて、長時間露光にも適用を図った
場合には深刻な問題となる。
By the way, when a defective pixel is detected and compensated for in a camera device (as a completed product after shipment from the factory) as in the technique disclosed in the above-mentioned publication, the image quality is degraded in a recorded image. There is a fear. This is because, when a new defective pixel is detected due to an increase in dark current caused by temperature dependence or aging, the state of occurrence of the defective pixel is generally difficult to predict. This is a serious problem particularly when the above-mentioned conventional technology is further developed and applied to long-time exposure.

【0007】即ち、新規な技術提案として「標準露光時
間を超える長時間露光の場合には暗電流の蓄積効果によ
って画素の暗出力レベルがさらに大きくなることを考慮
し、長時間露光の場合にこれに対応した欠陥画素検出を
行い欠陥補償を行う技術」を考案し得るが、このような
場合には生じる劣化は暗電流の蓄積効果によって概略露
光時間に比例して増大することから、最悪の場合は欠陥
と判定される画素が大量発生することもあるわけであ
る。
That is, as a new technical proposal, consider that the dark output level of a pixel is further increased due to the accumulation effect of dark current in the case of long-time exposure exceeding the standard exposure time. In this case, the degradation that occurs can be devised in the worst case, because the degradation that occurs in this case increases in proportion to the approximate exposure time due to the dark current accumulation effect. Means that a large number of pixels determined to be defective may occur.

【0008】そして、欠陥画素の数が余りに多いと、ど
のように上記画素欠陥補償を適用したとしても、もはや
近隣には補完に用いるべき画像情報を有した画素が存在
しない場合も生じるから、このような場合には鑑賞に耐
える画質の画像を得ることはできないという問題があっ
た。
[0008] If the number of defective pixels is too large, no matter how the above-mentioned pixel defect compensation is applied, there is a case where there is no longer a pixel having image information to be used for complementation in the vicinity. In such a case, there is a problem that an image of image quality that can withstand viewing cannot be obtained.

【0009】この問題は、特に以下のような点からも深
刻な問題となるものである。即ち、実際に欠陥補償を行
うためには、検出された欠陥画素のアドレスを一旦カメ
ラ内の所定のメモリ領域に登録し、この登録されたアド
レス情報をもとに周辺画素情報による補完処理を行うこ
とになる。そしてこの場合、アドレス登録メモリの割当
て領域(容量)には限りがあるため、もしもこの容量が
許す以上の数の欠陥画素が発生した場合には、欠陥画素
アドレス登録に際してシステムエラーが生じ、最悪の場
合カメラの機能維持ができなくなる。
This problem is a serious problem particularly from the following points. That is, in order to actually perform the defect compensation, the address of the detected defective pixel is temporarily registered in a predetermined memory area in the camera, and a complementing process based on the peripheral pixel information is performed based on the registered address information. Will be. In this case, since the assigned area (capacity) of the address registration memory is limited, if more defective pixels than the capacity allows, a system error occurs at the time of defective pixel address registration, and the worst case occurs. In this case, the function of the camera cannot be maintained.

【0010】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、画素欠陥補償における
欠陥画素の大量発生に伴う問題点を解決し、画質劣化に
一定の歯止めをかけると共に、システムの破綻を生じな
い高性能な撮像装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to solve the problems associated with the large number of defective pixels in pixel defect compensation, and to prevent image quality from deteriorating. Another object of the present invention is to provide a high-performance imaging device that does not cause a system breakdown.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure.

【0012】即ち本発明は、被写体像を撮像するための
撮像素子と、この撮像素子に対する露光を制御する露出
制御手段と、前記撮像素子における電荷蓄積時間を制御
する蓄積時間制御手段と、前記露出制御手段及び蓄積時
間制御手段を制御して前記撮像素子の所定の動作状況に
おける欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、この欠
陥画素検出手段により検出された欠陥画素の情報に関し
ては当該画素近傍の画素情報によってこれを補償する画
素欠陥補償手段とを具備した撮像装置であって、前記欠
陥画素検出手段は、検出する欠陥画素の数を所定値以下
に制限する欠陥画素数制限手段を有したものであること
を特徴とする。
That is, the present invention provides an image pickup device for picking up a subject image, exposure control means for controlling exposure of the image pickup device, accumulation time control means for controlling a charge accumulation time in the image pickup device, A defective pixel detecting unit that controls a control unit and an accumulation time controlling unit to detect a defective pixel in a predetermined operation state of the image sensor; and information on the defective pixel detected by the defective pixel detecting unit includes information on the vicinity of the pixel. An image pickup apparatus comprising: pixel defect compensating means for compensating for this with pixel information, wherein said defective pixel detecting means has defective pixel number limiting means for limiting the number of defective pixels to be detected to a predetermined value or less. It is characterized by being.

【0013】ここで、前記欠陥画素検出手段は、前記露
出制御手段により前記撮像素子に対する露光を遮断した
状態で、前記撮像素子における電荷蓄積及び読み出し動
作を実行するテスト撮像手段と、これに対応して得られ
た撮像素子出力レベルを所定の画素欠陥判定レベルと比
較することにより欠陥画素を判定する欠陥判定手段とを
有したものであり、前記欠陥画素数制限手段は、前記欠
陥判定手段によって一旦判定された欠陥画素の数が前記
所定値を超える場合には、前記画素欠陥判定レベルを変
更した後に再度前記欠陥判定手段による判定を行わせる
ものであることが望ましい。
Here, the defective pixel detecting means is a test imaging means for executing a charge accumulation and readout operation in the image pickup element in a state in which the exposure control means has cut off the exposure to the image pickup element. And a defect determining unit that determines a defective pixel by comparing the obtained image sensor output level with a predetermined pixel defect determining level. If the number of determined defective pixels exceeds the predetermined value, it is preferable that the pixel determination level is changed and then the determination by the defect determination unit is performed again.

【0014】また、前記画素欠陥判定レベルの初期設定
値は、前記撮像装置における画像取扱いレベルの最大値
の5〜10%であることが望ましい。
It is preferable that an initial set value of the pixel defect determination level is 5 to 10% of a maximum value of an image handling level in the imaging device.

【0015】(作用)本発明によれば、欠陥画素検出手
段が検出する欠陥画素の数を所定値以下に制限する欠陥
画素数制限手段を有しているため、画質劣化に一定の歯
止めをかけられると共に、格納可能な数以上の欠陥を検
出してしまうことによるシステムの破綻を防止すること
が可能となる。
(Operation) According to the present invention, the defective pixel number limiting means for limiting the number of defective pixels detected by the defective pixel detecting means to a predetermined value or less is provided. In addition, it is possible to prevent the system from being broken by detecting more defects than can be stored.

【0016】また、欠陥画素数を制限するために、一旦
行った欠陥判定による検出数が所定値を超える場合には
判定レベルを変更して再度欠陥判定を繰り返すことによ
り、欠陥画素数を所定値以内に確実に収めつつ、比較的
暗電荷レベルの大きなものから優先的に欠陥補償の対象
にすることができ、簡単な処理により求め得るほぼ最良
の画質を得ることが可能となる。
Further, in order to limit the number of defective pixels, if the number of detections once performed by the defect determination exceeds a predetermined value, the determination level is changed and the defect determination is repeated again, thereby reducing the number of defective pixels to a predetermined value. Within a certain range, it is possible to prioritize defect compensation with priority from the one having a relatively large dark charge level, and it is possible to obtain almost the best image quality that can be obtained by simple processing.

【0017】また、初期判定レベルを画像取扱いレベル
の最大値の5〜10%の値とすることにより、暗電流が
十分低いレベルの画素を欠陥画素と判定してしまうこと
や、暗電流が大きい画素を初期判定から検出しないとい
ったいずれの問題も防止することができ、適切な画素欠
陥検出を行うことが可能となる。
Further, by setting the initial determination level to a value of 5 to 10% of the maximum value of the image handling level, a pixel having a sufficiently low dark current level is determined to be a defective pixel, and a dark current is large. Any problem of not detecting a pixel from the initial determination can be prevented, and appropriate pixel defect detection can be performed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0019】図1は、本発明の一実施形態に係わるデジ
タルカメラの回路構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention.

【0020】図中101は各種レンズからなるレンズ
系、102はレンズ系101を駆動するためのレンズ駆
動機構、103はレンズ系101の絞りを制御するため
の露出制御機構、104はLPF等のフィルタ系、10
5は色フィルタを内蔵したCCDカラー撮像素子、10
6は撮像素子105を駆動するためのCCDドライバ、
107はA/D変換器等を含むプリプロセス回路、10
8は色信号生成処理,マトリックス変換処理,その他各
種のデジタル処理を行うためのデジタルプロセス回路、
109はカードインターフェース、110はCF等のメ
モリカード、111はLCD画像表示系を示している。
In the figure, reference numeral 101 denotes a lens system including various lenses; 102, a lens driving mechanism for driving the lens system 101; 103, an exposure control mechanism for controlling the diaphragm of the lens system 101; 104, a filter such as an LPF; System, 10
5 is a CCD color image pickup device having a built-in color filter, 10
6, a CCD driver for driving the image sensor 105;
107, a preprocessing circuit including an A / D converter and the like;
8 is a digital process circuit for performing color signal generation processing, matrix conversion processing, and other various digital processing.
Reference numeral 109 denotes a card interface, 110 denotes a memory card such as a CF, and 111 denotes an LCD image display system.

【0021】また、図中の112は各部を統括的に制御
するためのシステムコントローラ(CPU)、113は
各種SWからなる操作スイッチ系、114は操作状態及
びモード状態等を表示するための操作表示系、115は
レンズ駆動機構102を制御するためのレンズドライ
バ、116は発光手段としてのストロボ、117はスト
ロボ116を制御するための露出制御ドライバ、118
は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ(E
EPROM)を示している。
In the figure, reference numeral 112 denotes a system controller (CPU) for comprehensively controlling each unit, 113 denotes an operation switch system including various switches, and 114 denotes an operation display for displaying an operation state, a mode state, and the like. System, 115 is a lens driver for controlling the lens driving mechanism 102, 116 is a strobe as a light emitting means, 117 is an exposure control driver for controlling the strobe 116, 118
Is a nonvolatile memory (E) for storing various setting information and the like.
EPROM).

【0022】本実施形態のデジタルカメラにおいては、
システムコントローラ112が全ての制御を統括的に行
っており、特に露出制御機構103に含まれるシャッタ
装置と、CCDドライバ106によるCCD撮像素子1
05の駆動を制御して露光(電荷蓄積)及び信号の読み
出しを行い、それをプリプロセス回路107を介してデ
ジタルプロセス回路108に格納した出力レベル情報を
用いて、以下で説明する画素欠陥の検出等を行うもので
ある。そして、その際に欠陥画素の数の評価を合わせて
行い、欠陥が所定数以下に収まるように制限する欠陥画
素数制限手段を有している。
In the digital camera of the present embodiment,
A system controller 112 performs overall control, and particularly includes a shutter device included in the exposure control mechanism 103 and a CCD image pickup device 1 by a CCD driver 106.
Exposure (charge accumulation) and signal reading are performed by controlling the driving of the pixel 05, and the detection of the pixel defect described below is performed using the output level information stored in the digital process circuit 108 via the pre-process circuit 107. And so on. At that time, the number of defective pixels is evaluated together with a defective pixel number limiting means for limiting the number of defective pixels to a predetermined number or less.

【0023】また、本実施形態のデジタルカメラは画素
欠陥補償手段を有しており、本撮影に際して、 予めEEPROM118に格納された通常時の欠陥
(以下常欠陥と称する)に関する欠陥画素のアドレスデ
ータ、 長時間露光時には、さらに撮影に先立って上記画素欠
陥の検出を行った結果の欠陥(以下検出欠陥と称する)
に関する欠陥画素の画素アドレスデータ に基づいてデジタルプロセス回路108においてこの画
素欠陥補償処理を施すようになっている。
Further, the digital camera of this embodiment has a pixel defect compensating means, and at the time of actual photographing, address data of a defective pixel relating to a normal defect (hereinafter referred to as a normal defect) stored in the EEPROM 118 in advance, At the time of long-time exposure, a defect as a result of detecting the above pixel defect before photographing (hereinafter referred to as a detected defect)
This pixel defect compensation processing is performed in the digital process circuit 108 based on the pixel address data of the defective pixel.

【0024】次に、本実施形態における画素欠陥の検出
と補償及び欠陥画素数制限に直接関わる処理を、図2の
フローチャートを参照して説明する。但し、本カメラに
おいて信号レベルのデジタル処理は8ビット(0〜25
5)で行われるものとする。また、後に特記する部分を
除いては常温を仮定して説明する。
Next, processing directly related to detection and compensation of pixel defects and limitation of the number of defective pixels in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, in this camera, the digital processing of the signal level is 8 bits (0 to 25 bits).
It shall be performed in 5). Also, description will be made assuming normal temperature, except for the parts described later.

【0025】撮影に先立って、マニュアル設定又は測光
結果に基づいて撮影に必要な露光時間Ttotalが設定さ
れる(但し、このカメラのスペックとして最長露光時間
は10秒とする)。これが本カメラにおける標準露光時
間Tstd(任意に設定可能であるがこの例では1/15
秒とする)よりも短いかどうか、即ちTtotal ≦Tstd
であるか否かを判断する(S1)。
Prior to photographing, an exposure time Ttotal required for photographing is set based on manual settings or photometric results (however, the longest exposure time is 10 seconds as a camera specification). This is the standard exposure time Tstd in the camera (can be set arbitrarily, but in this example it is 1/15
Seconds), ie, Ttotal ≦ Tstd
Is determined (S1).

【0026】(1)Ttotal ≦Tstdの場合は、特に従
来技術と変わりなく本撮像の撮影トリガー指令を待機
し、指令を受けて所定の露出制御値に基づいた露光を行
い(S2)、撮像信号を読み出して所定の信号処理を施
した後にメモリカード110に記録する(S4)。その
際、上記に対応する、即ち常欠陥画素についてのみ画
素欠陥補償を伴う(S3)。
(1) In the case of Ttotal ≦ Tstd, the apparatus waits for a shooting trigger command for main imaging, which is the same as the prior art, receives the command, and performs exposure based on a predetermined exposure control value (S2). Is read out and subjected to predetermined signal processing, and then recorded on the memory card 110 (S4). At this time, pixel defect compensation corresponding to the above, that is, only for the always defective pixel is accompanied (S3).

【0027】(2)Ttotal >Tstdの場合は、まず実
際の撮影に先立って、画素欠陥検出を行う。この画素欠
陥検出は、以下に示すテスト撮像と、この結果を用いた
欠陥判定(欠陥画素数を制限する処理を含む)とから成
る。
(2) If Ttotal> Tstd, pixel defect detection is first performed prior to actual photographing. This pixel defect detection includes the following test imaging and defect determination using the result (including processing for limiting the number of defective pixels).

【0028】具体的には、撮影トリガー指令を受けた時
点で、まず露出制御機構103に含まれるシャッタ装置
で撮像素子103の受光面を遮光した状態でテスト撮像
を行う。即ち、暗黒下でCCDドライバ106により露
出時間Ttotalの電荷蓄積動作を行ってテスト撮像信号
(暗出力信号)を読み出し、デジタルプロセス回路10
8に格納する。
More specifically, when a photographing trigger command is received, first, test photographing is performed in a state where the light receiving surface of the image pickup device 103 is shielded from light by a shutter device included in the exposure control mechanism 103. That is, the CCD image pickup operation is performed in the dark by the CCD driver 106 for the exposure time Ttotal to read out the test image pickup signal (dark output signal).
8 is stored.

【0029】次に、格納された全データのうち少なくと
も常欠陥画素を除いた有効出力画素に関して各出力レベ
ルを調べて所定の画素欠陥判定レベルとデジタル比較を
行うことで欠陥判定を行う。初期判定基準は以下のよう
なものである。即ち、着目画素の出力レベルがSであっ
たとして S>TH の場合に欠陥、それ以外(S≦TH)の時には非欠陥と
するものである。本カメラではTHの初期値として25
を採用している。
Next, a defect determination is performed by examining each output level of the effective output pixels excluding at least the normal defective pixels in all the stored data and performing a digital comparison with a predetermined pixel defect determination level. The initial criteria are as follows. That is, if the output level of the pixel of interest is S, the defect is determined if S> TH, and the defect is determined to be non-defect otherwise (S ≦ TH). In this camera, the initial value of TH is 25
Is adopted.

【0030】この意味は、初期判定に際しては、本撮像
時の暗出力レベルを25以下(フルレンジ255の約1
0%)までは許容するとしたものである(S5)。ここ
で、出力レベル25(約10%)という判定レベルはも
とより唯一絶対的なものではなく、設計時に事情に合わ
せて任意に設定し得るものではあるが、上記程度以下の
適当な値(他に例えば約5%なども有効)を選んでおけ
ば、画像に重畳される暗出力の影響の顕在化可能性は十
分低くなる。
This means that, at the time of the initial determination, the dark output level at the time of the main image pickup is 25 or less (about 1 of the full range 255).
0%) is allowed (S5). Here, the output level 25 (approximately 10%) is naturally not the only absolute level and can be arbitrarily set according to the circumstances at the time of design. If, for example, about 5% is also effective), the possibility that the influence of the dark output superimposed on the image becomes apparent becomes sufficiently low.

【0031】また、これを0%に選べば暗出力が重畳さ
れた画素を完全に排除することが可能であり、この点で
はこれも一つの好適実施例として挙げ得るが、ほんの僅
かな暗電流の存在のために欠陥画素と見做され、補完を
受ける(即ち、画像情報を全く無効とされる)画素の数
が多くなるため、かえって画質劣化を招き易い。現実に
はこれらのトレードオフ要素を勘案して初期基準レベル
を設定する。そして、このトレードオフの効果が通常十
分に発揮される値として、特に5〜10%という数値領
域が極めて有効である。
If this is selected to be 0%, it is possible to completely eliminate the pixel on which the dark output is superimposed. In this respect, this can be cited as one preferred embodiment. , The number of pixels that are regarded as defective pixels and are complemented (that is, the image information is completely invalidated) increases, and image quality is rather likely to deteriorate. In reality, the initial reference level is set in consideration of these trade-off factors. As a value at which the effect of the trade-off is normally sufficiently exhibited, a numerical value range of 5 to 10% is particularly effective.

【0032】次に、検出された欠陥に関して、先に説明
したようにS>THを判定して欠陥画素数を算出する
(S6)。欠陥の補償は常欠陥も検出欠陥も同様に行わ
れるから、この判定に際してはこれらの欠陥アドレスは
全て同じ欠陥アドレスとして統合された形で処理され
る。そして、この欠陥画素が所定数以下かどうかが判定
される(S7)。本実施形態のカメラにおいては、欠陥
アドレスの格納は最大255個まで可能なようにデジタ
ルプロセス回路108内のメモリ領域が確保されてい
る。従って、検出された欠陥画素数が255以下の場合
は、その欠陥画素アドレスを欠陥アドレス格納領域に格
納して画素欠陥検出を終了する(S9)。
Next, for the detected defect, S> TH is determined as described above, and the number of defective pixels is calculated (S6). Since a defect is compensated for both a normal defect and a detected defect in the same manner, in this determination, these defect addresses are all processed as one and the same defect address. Then, it is determined whether the number of defective pixels is equal to or less than a predetermined number (S7). In the camera of this embodiment, a memory area in the digital process circuit 108 is secured so that up to 255 defect addresses can be stored. Therefore, when the number of detected defective pixels is 255 or less, the defective pixel address is stored in the defective address storage area, and the pixel defect detection ends (S9).

【0033】検出された欠陥画素数が256以上であっ
た場合は、TH=TH+10、即ちTH=35として
(S8)、2回目の欠陥判定を行う。即ち、初期判定の
場合は上記のように許容する暗出力レベルを25とした
が、これでは欠陥画素数が所定値に収まらなかったので
止むを得ず許容暗出力レベルを引き上げた後に欠陥画素
判定を改めて行うものである。そして、検出された欠陥
画素数が255以下の場合は、その時点での欠陥画素ア
ドレスを欠陥アドレス格納領域に格納して画素欠陥検出
を終了する。
If the number of detected defective pixels is 256 or more, TH = TH + 10, that is, TH = 35 (S8), and the second defect determination is performed. That is, in the case of the initial judgment, the allowable dark output level was set to 25 as described above. However, since the number of defective pixels did not fall within the predetermined value, it was unavoidable to raise the allowable dark output level and then determine the defective pixel. Is performed again. If the number of detected defective pixels is 255 or less, the defective pixel address at that time is stored in the defective address storage area, and the pixel defect detection ends.

【0034】以下同様に、毎回の判定において検出され
た欠陥画素数が256以上であった場合はTHを10ず
つ増やして次回の欠陥判定を行い、欠陥画素数が255
以下の場合はその時点での欠陥画素アドレスを欠陥アド
レス格納領域に格納して画素欠陥検出を終了する。
Similarly, if the number of defective pixels detected in each determination is 256 or more, TH is increased by 10 and the next defect determination is performed.
In the following cases, the defective pixel address at that time is stored in the defective address storage area, and the pixel defect detection ends.

【0035】上記処理に際して、最終的に欠陥画素とし
て検出された画素について考えると、その時のTH以上
の暗電荷レベルの画素は全て含まれている。言い換えれ
ば、補償対象外として残されたいずれの画素の暗電荷レ
ベルも、補償対象たる欠陥画素の暗電荷レベルよりは良
好であることになる。従って、上記のような比較的単純
な処理によって、少なくともシステムとして求め得るほ
ぼ最良の画質を確保していることになる。
In the above processing, considering the pixel finally detected as a defective pixel, all pixels having a dark charge level equal to or higher than TH at that time are included. In other words, the dark charge level of any pixel left out of the compensation target is better than the dark charge level of the defective pixel to be compensated. Therefore, by the relatively simple processing as described above, at least almost the best image quality that can be obtained as a system is secured.

【0036】これとは別にまた、仮想的に極端に性能の
悪い撮像素子を極端な高温下で極端な長時間露光したよ
うな場合を考えると、THを増やしていっても欠陥画素
数がなかなか255以下に収まらない場合が考えられる
が、最後にTH=255になれば必ず検出欠陥画素数は
0になる。無論このような場合に実用的な画質が得られ
るかどうかは論外ではあるものの、たとえこのような場
合にも少なくともシステム破綻は来さないということは
現実の撮像装置において極めて有意なことである。
Apart from this, considering a case in which an image sensor having virtually extremely poor performance is exposed for an extremely long time at an extremely high temperature, even if the TH is increased, the number of defective pixels is not easily increased. Although it may be considered that the number does not fall below 255 or less, the number of detected defective pixels always becomes 0 when TH = 255 at the end. Of course, it is out of the question whether or not practical image quality can be obtained in such a case, but it is extremely significant in a real imaging apparatus that at least a system failure does not occur in such a case.

【0037】さて上記のように画素欠陥検出を終了した
後には、(2)のケースにおいても(1)の撮影トリガ
ー指令後と全く同様に所定の露出制御値に基づいた、即
ち露出時間Ttotalの本露光を行い(S2)、撮像信号
を読み出して所定の信号処理を施した後にメモリカード
110に記録する(S4)。この際、まず始めに欠陥ア
ドレス格納領域に格納された欠陥画素アドレスデータに
基づいて、公知の画素欠陥補償を行う(S3)。そし
て、欠陥補償後において記録に至るまでの後段の回路に
おける映像信号処理は、(1)(2)共に共通である
が、その必要に応じて適宜使用されるそれ自体は公知
の、例えば色バランス処理,マトリクス演算による輝度
−色差信号への変換或いはその逆変換処理、帯域制限等
による偽色除去或いは低減処理、γ変換に代表される各
種非線型処理、各種情報圧縮処理、等々である。
After the pixel defect detection is completed as described above, in the case of (2), based on the predetermined exposure control value, that is, the exposure time Ttotal, in the same manner as after the shooting trigger command of (1). The main exposure is performed (S2), the image pickup signal is read out, subjected to predetermined signal processing, and then recorded on the memory card 110 (S4). At this time, first, known pixel defect compensation is performed based on the defective pixel address data stored in the defective address storage area (S3). The video signal processing in the circuit at the subsequent stage after the defect compensation until the recording is performed is common to both (1) and (2), but is used as appropriate according to its necessity. Processing, conversion to a luminance-color difference signal by matrix operation or its inverse conversion processing, false color removal or reduction processing by band limitation, various nonlinear processing represented by γ conversion, various information compression processing, and the like.

【0038】このように本実施形態によれば、画素欠陥
検出を行うに際し検出する欠陥画素の数を制限すること
ができるため、欠陥補償に伴う画質劣化に一定の歯止め
をかけることができると共に、システムの破綻を生じな
いようにした撮像装置が得られる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to limit the number of defective pixels to be detected when performing pixel defect detection, so that it is possible to prevent image quality degradation accompanying defect compensation to a certain extent. An imaging device that does not cause a system breakdown is obtained.

【0039】なお、上記においては説明を簡単にするた
めに電荷蓄積時間と露光時間とを同一視しているが、厳
密にはメカニカルシャッタを用いて露光開始前から電荷
蓄積を開始する場合や、或いは露光完了してから所定時
間後に電荷を転送路に移送したり蓄積電荷を転送路に移
送した後所定時間後に転送開始する、いわゆる遅延読み
出しの手法を用いる場合などこの両者は必ずしも一致し
ないことがある。しかし、この両者の差はいずれもシス
テムコントローラ112が管理認識しているものである
から、必要に応じてこの差を具体的に考慮して上記実施
形態を適用すればよいものである。
In the above description, the charge accumulation time and the exposure time are identified for the sake of simplicity. Strictly speaking, the charge accumulation is started before the start of exposure using a mechanical shutter. Alternatively, when the charge is transferred to the transfer path a predetermined time after the completion of the exposure or the transfer of the accumulated charge is transferred to the transfer path, and the transfer is started a predetermined time later, that is, when a so-called delayed read method is used, the two do not always match. is there. However, since the difference between the two is managed and recognized by the system controller 112, the above-described embodiment may be applied by specifically considering the difference as necessary.

【0040】また、上記実施形態以外にも様々な変形例
が考えられる。
Various modifications other than the above-described embodiment are possible.

【0041】まず、テスト撮像時の露光時間設定につい
ては上記実施形態では本露光の露出時間Ttotalをその
まま用いたが、例えばTtotal/2とか、Ttotal/10
に設定してテスト露光時間を短縮することもできる。こ
の場合、暗電荷は蓄積時間にほぼ比例することを利用し
て、判定レベルTHも1/2とか、1/10にすればよ
い。無論判定のやり方に同様の補正を加えれば、少なく
ともTtotalが一定値以下の範囲まではテスト撮像露光
時間に固定値を採用することも可能である。
First, as for the exposure time setting at the time of test imaging, the exposure time Ttotal of the main exposure is used as it is in the above embodiment, but for example, Ttotal / 2 or Ttotal / 10
To reduce the test exposure time. In this case, utilizing the fact that the dark charge is substantially proportional to the accumulation time, the determination level TH may be set to 1/2 or 1/10. If the same correction is applied to the determination method, it is also possible to adopt a fixed value for the test imaging exposure time at least up to a range where Ttotal is equal to or less than a certain value.

【0042】また、テスト撮像のタイミングについては
本撮影直前が好適ではあるが、これに限定されるもので
はない。例えば、電源投入時、再生モードと切替え可能
なカメラにおける撮影モードへの切替え時、2段レリー
ズスイッチカメラ(2段目が撮影トリガー)における1
段目操作時、別途設けたテスト撮像スイッチの操作時な
ど、目的に応じて任意の時点で行うように構成し得る。
The timing of the test imaging is preferably immediately before the actual imaging, but is not limited to this. For example, when the power is turned on, when switching to the shooting mode in a camera that can be switched to the playback mode, when the camera is switched to the shooting mode in the two-stage release switch camera (the second stage is a shooting trigger)
It can be configured to be performed at any time according to the purpose, such as at the time of operating the stage, when operating a separately provided test imaging switch.

【0043】なお、上記実施形態で用いているA/D変
換器の量子化レベルに関して補足すれば、現実には、A
/D変換器のハードウェアの有する誤差特性の存在や、
仮にそれが無いとしても原理的に最小量子化レベル付近
においては量子化誤差は相対的には100%にも相当す
ることを考慮すれば、上記実施形態に関して実際の量子
化に用いるA/D変換器は画像処理系の量子化ビット数
(実施形態では8ビット)よりも多い、例えば10ビッ
ト或いは12ビット程度(それ以上でもよい)のものを
使用することがより好適であり、これによって各演算式
の演算に際して誤差の影響を十分低減することができ
る。
In addition, if the supplementary explanation is given regarding the quantization level of the A / D converter used in the above embodiment, in reality, A
The existence of error characteristics of the hardware of the / D converter,
Even if it is absent, in consideration of the fact that the quantization error is relatively 100% in principle near the minimum quantization level, the A / D conversion used for the actual quantization in the above embodiment is considered. It is more preferable to use a unit having a number of quantization bits larger than the number of quantization bits of the image processing system (8 bits in the embodiment), for example, about 10 bits or 12 bits (or more). In calculating the expression, the influence of the error can be sufficiently reduced.

【0044】以上本発明のいくつかの実施形態を具体的
に挙げたが、本発明はこれらに限られることなく、特許
請求の範囲に記載の限りにおいて如何なる態様をも取り
得るものであることは言うまでもない。
Although several embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to these embodiments, but may take any form as long as it is described in the appended claims. Needless to say.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、欠
陥画素検出手段が検出する欠陥画素の数を所定値以下に
制限する欠陥画素数制限手段を有しているため、画質劣
化に一定の歯止めをかけられると共に、格納可能な数以
上の欠陥を検出してしまうことによるシステムの破綻を
防止することができる。即ち、画質劣化に一定の歯止め
をかけると共に、システムの破綻を生じない高性能な撮
像装置が得られる。
As described above in detail, according to the present invention, since there is provided a defective pixel number limiting means for limiting the number of defective pixels detected by the defective pixel detecting means to a predetermined value or less, deterioration in image quality is reduced. It is possible to prevent the system from breaking down due to detection of more defects than the number that can be stored, as well as being able to stop a certain amount. In other words, a high-performance imaging device that can halt the image quality degradation to a certain extent and that does not cause system breakdown can be obtained.

【0046】また、欠陥画素数を制限するために、一旦
行った欠陥判定による検出数が所定値を超える場合には
判定レベルを変更して再度欠陥判定を繰り返すことによ
り、欠陥画素数を所定値以内に確実に収めつつ、比較的
暗電荷レベルの大きなものから優先的に欠陥補償の対象
にすることができ、簡単な処理により求め得るほぼ最良
の画質を得ることができる。さらに、初期判定レベルを
画像取扱いレベルの最大値の5〜10%の値とすること
により、暗電流が十分低いレベルの画素を欠陥画素と判
定してしまうことや、暗電流が大きい画素を初期判定か
ら検出しないといったいずれの問題もなくすことがで
き、適切な画素欠陥検出を行うことができるという優れ
た効果を有する。
In order to limit the number of defective pixels, if the number of defects once detected by the defect determination exceeds a predetermined value, the determination level is changed and the defect determination is repeated again, so that the number of defective pixels is reduced to the predetermined value. It is possible to give priority to defect compensation from the one with a relatively large dark charge level, and to obtain almost the best image quality that can be obtained by simple processing. Further, by setting the initial determination level to a value of 5 to 10% of the maximum value of the image handling level, a pixel having a sufficiently low dark current level is determined as a defective pixel, and a pixel having a large dark current level is determined as an initial pixel. It is possible to eliminate any problem of not detecting from the determination, and it has an excellent effect that appropriate pixel defect detection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの
基本構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態における画素欠陥の検出と補償及び
欠陥画素数制限に直接関わる処理を説明するためのフロ
ーチャート。
FIG. 2 is a flowchart for explaining processing directly related to detection and compensation of pixel defects and limitation of the number of defective pixels in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…レンズ系 102…レンズ駆動機構 103…露出制御機構 104…フィルタ系 105…CCDカラー撮像素子 106…CCDドライバ 107…プリプロセス部 108…デジタルプロセス部 109…カードインターフェース 110…メモリカード 111…LCD画像表示系 112…システムコントローラ(CPU) 113…操作スイッチ系 114…操作表示系 115…レンズドライバ 116…ストロボ 117…露出制御ドライバ 118…不揮発性メモリ(EEPROM) DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lens system 102 ... Lens drive mechanism 103 ... Exposure control mechanism 104 ... Filter system 105 ... CCD color image sensor 106 ... CCD driver 107 ... Pre-process part 108 ... Digital process part 109 ... Card interface 110 ... Memory card 111 ... LCD image Display system 112 ... System controller (CPU) 113 ... Operation switch system 114 ... Operation display system 115 ... Lens driver 116 ... Strobe 117 ... Exposure control driver 118 ... Non-volatile memory (EEPROM)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被写体像を撮像するための撮像素子と、こ
の撮像素子に対する露光を制御する露出制御手段と、前
記撮像素子における電荷蓄積時間を制御する蓄積時間制
御手段と、前記露出制御手段及び蓄積時間制御手段を制
御して前記撮像素子の所定の動作状況における欠陥画素
を検出する欠陥画素検出手段と、この欠陥画素検出手段
により検出された欠陥画素の情報に関しては当該画素近
傍の画素情報によってこれを補償する画素欠陥補償手段
とを具備した撮像装置であって、 前記欠陥画素検出手段は、検出する欠陥画素の数を所定
値以下に制限する欠陥画素数制限手段を有したものであ
ることを特徴とする撮像装置。
An image pickup element for picking up a subject image; an exposure control means for controlling exposure of the image pickup element; an accumulation time control means for controlling a charge accumulation time in the image pickup element; A defective pixel detecting means for controlling an accumulation time controlling means to detect a defective pixel in a predetermined operating condition of the image sensor; and information on the defective pixel detected by the defective pixel detecting means is determined by pixel information near the pixel. An image pickup apparatus comprising a pixel defect compensating unit for compensating for the defect, wherein the defective pixel detecting unit has a defective pixel number limiting unit for limiting the number of defective pixels to be detected to a predetermined value or less. An imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】前記欠陥画素検出手段は、前記露出制御手
段により前記撮像素子に対する露光を遮断した状態で、
前記撮像素子における電荷蓄積及び読み出し動作を実行
するテスト撮像手段と、これに対応して得られた撮像素
子出力レベルを所定の画素欠陥判定レベルと比較するこ
とにより欠陥画素を判定する欠陥判定手段とを有したも
のであり、 前記欠陥画素数制限手段は、前記欠陥判定手段によって
一旦判定された欠陥画素の数が前記所定値を超える場合
には、前記画素欠陥判定レベルを変更した後に再度前記
欠陥判定手段による判定を行わせるものであることを特
徴とする請求項1記載の撮像装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said defective pixel detecting means interrupts exposure of said image pickup device by said exposure controlling means.
Test imaging means for performing charge accumulation and readout operations in the image sensor; and defect determination means for determining a defective pixel by comparing an image sensor output level obtained in correspondence with a predetermined pixel defect determination level. When the number of defective pixels once determined by the defect determination means exceeds the predetermined value, the defective pixel number limiting means changes the pixel defect determination level and then re-determines the defective pixel. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the determination is performed by a determination unit.
【請求項3】前記画素欠陥判定レベルの初期設定値は、
前記撮像装置における画像取扱いレベルの最大値の5〜
10%であることを特徴とする請求項2記載の撮像装
置。
3. An initial set value of the pixel defect determination level is:
The maximum value of the image handling level in the imaging device is 5 to 5.
The imaging device according to claim 2, wherein the ratio is 10%.
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