JP2002051266A

JP2002051266A - 撮像素子の画素欠陥自動検出補正装置及びこれを用いた撮像装置

Info

Publication number: JP2002051266A
Application number: JP2000234196A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kobayashi; 篤小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子の画素欠陥自動検出補正装置におい
て記憶手段の効率的な利用及び安定した欠陥補正を実現
する。【解決手段】撮像装置１において、その撮像中に画素
欠陥の補正を行うとともに欠陥検出を行い、撮像素子２
ａについて補正すべき欠陥の個数が予め定められた設定
範囲内に収まるように、欠陥画素の個数に応じて欠陥検
出に係るレベル比較の閾値を可変制御する。そして、記
憶手段２７には、欠陥画素の位置情報と、当該欠陥画素
が現フレームの直前のフレームにおいても欠陥画素とし
て検出された場合の検出フレームの数と、当該欠陥画素
について直前のフレームにおける補正の有無を示す情報
を記憶させる。現フレームで検出された欠陥画素につい
ては、その直前のフレームでの当該欠陥画素に係る補正
をしたかどうか及び当該欠陥画素に係る検出フレームの
数が多いか少ないかに基づいて、欠陥補正を行うべきか
否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子について
補正すべき欠陥の個数が許容範囲内に収まるように画素
欠陥検出及び補正を行うための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子の画素欠陥には、白欠陥
（所謂白点であり、入射光量に対する正常な輝度よりも
明るくなる欠陥画素）と黒欠陥（所謂黒点であり、入射
光量に対する正常な輝度よりも暗くなる欠陥画素）が挙
げられる。

【０００３】このような画素欠陥は、画面上で点状のキ
ズをもたらし、画質劣化の原因となるため、欠陥検出や
補正を信号処理によって実現するための回路構成が各種
提案されているが、基本的には、欠陥画素を検出するた
めの欠陥検出手段と、欠陥画素の位置データを記憶する
記憶手段（メモリやバッファ）、欠陥画素に係るデータ
を１つ前のデータや近傍画素の平均値データ等で置換し
て補正する欠陥補正手段を備えている。

【０００４】例えば、特開平５−８３６３８号公報に示
される装置では、欠陥画素の位置データの発生頻度を検
出して、当該頻度が大きい程、欠陥画素である蓋然性が
高いと判断して、頻度データをその閾値と比較した結果
に基づいて欠陥画素の検出を行っている。

【０００５】また、特開平５−２６０３８５号公報に示
される装置では、温度等を含む検出時の条件による影響
を排除するために、欠陥画素検出手段により記憶手段に
記憶された位置データに対応する画素が、所定回数以上
に亘って連続して欠陥画素と検出されなかった場合に当
該位置データを記憶手段から消去する構成とされてい
る。

【０００６】特開平６−２８４３４６号公報に示される
装置では、撮像素子の第１画素とその周辺の第２画素に
ついて両者のレベル差を検出して、これを閾値と比較す
ることで欠陥画素の判断を行った結果を予めメモリに記
憶させておき、撮像時には当該メモリの記憶情報に基づ
いて欠陥画素の補正を行うように構成される。

【０００７】特開平６−３１５１１２号公報に示される
装置では、記憶手段の容量に限りがあることに対処する
ために、欠陥画素の数をカウントして、そのカウント数
が記憶許容数を越えたときには、欠陥検出手段における
レベル比較の閾値を上げることで検出感度を下げるよう
に構成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置にあっては、下記に示す点で問題がある。

【０００９】・記憶手段の利用において無駄が多い。

【００１０】例えば、欠陥画素の発生頻度を所定の閾値
と比較することで欠陥検出を行う構成では、欠陥画素の
発生頻度の検出に要する記憶領域と、補正のための欠陥
情報を蓄積する記憶領域とを別個に設ける必要がある。

【００１１】・記憶手段の容量について余裕を見込んで
おく必要がある。

【００１２】欠陥画素の個数が多いと、記憶すべき情報
量がメモリ容量を越えてしまうことになるため、このよ
うなことが起きないように容量を十分に確保しておく必
要がある。特に、固体撮像素子では、温度上昇に伴って
欠陥画素の数が増加するという特性があるので、温度上
昇を考慮して記憶容量を予め多目に設計しておかなけれ
ばならない。

【００１３】・撮像時の欠陥補正動作とは別に欠陥検出
動作を必要とする。

【００１４】つまり、欠陥補正動作は撮像中に行われる
が、欠陥検出動作については事前に行っておく必要があ
る。

【００１５】・欠陥補正の有無がフィールド又はフレー
ム毎に変動してしまう。

【００１６】例えば、欠陥画素の発生頻度と所定の閾値
（固定値）とを比較することで補正すべき欠陥画素の判
定を行う構成では、ノイズによって発生頻度が閾値を中
心とて揺らいでいる場合に、補正すべきか否かの判定結
果がフィールド毎あるいはフレーム毎に変化してしまう
ので、欠陥補正をしたときの画素と欠陥補正をしなかっ
たときの画素とが交互に画面に現れて一種の点滅現象が
起きる。

【００１７】そこで、本発明は、撮像素子の画素欠陥自
動検出補正装置における記憶手段の効率的な利用及び安
定した欠陥補正の実現を課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために、撮像中に画素欠陥の補正を行うとと
もに欠陥検出を行い、撮像素子について補正すべき欠陥
の個数が予め定められた設定範囲内に収まるように、欠
陥画素の個数に応じて欠陥検出に係るレベル比較の閾値
を可変制御するとともに、欠陥画素の位置情報と、当該
欠陥画素が現フレームよりも前のフレームにおいても欠
陥画素として検出された場合の検出フレームの数と、当
該欠陥画素について直前のフレームにおける補正の有無
を示す情報とを、１つの記憶手段に記憶させるようにし
たものである。

【００１９】従って、本発明によれば、欠陥画素の位置
情報と、当該欠陥画素が現在より前のフレームにおいて
も欠陥画素として検出された場合の検出フレームの数
と、当該欠陥画素について直前フレームでの補正の有無
を示す情報とを、１つの記憶手段に記憶させるようにし
ているので、欠陥画素の検出と補正のために各別の記憶
手段を用意したり、記憶領域を区分する必要がない。

【００２０】また、撮像素子について補正すべき欠陥の
個数が予め定められた設定範囲内に収まるように、欠陥
画素の個数に応じて欠陥検出に係るレベル比較の閾値を
可変制御することで、記憶容量について予め大き目の設
定にしておく必要がない。

【００２１】そして、撮像中に画素欠陥の補正と欠陥検
出をほぼ同時に行うことができるとともに、欠陥画素の
個数に応じて欠陥検出に係るレベル比較の閾値を可変制
御することにより、限られた記憶容量の中で画素欠陥の
情報を効率良く保持することができ、特に欠陥の度合が
大きいものについて欠陥補正を安定して行うことができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の基本的構成につい
て、撮像装置の構成を極く簡単に示したものである。
尚、本発明は、撮像素子を用いた撮像装置（例えば、ビ
デオカメラやスチルカメラ、あるいは両者の機能を備え
たカメラ等。）に適用することができ、映像信号につい
ては白黒信号処理、カラー信号処理の如何を問わない
し、撮像形態について単板式や多板式の如何を問わな
い。また、撮像素子（エリアイメージセンサやラインイ
メージセンサ等。）については、ＣＣＤ（電荷結合素
子）型の固体撮像素子に限らず、ＭＯＳ（金属酸化物半
導体）型、ＣＭＯＳ型等の固体撮像素子の使用が可能で
ある。

【００２３】撮像装置１は、撮像ブロック２と、撮像素
子の画素欠陥検出補正ブロック３、カメラ信号処理ブロ
ック４を備えている。

【００２４】撮像ブロック２は、図示しない光学系（レ
ンズやアイリス等）と、撮像素子２ａと、当該素子の駆
動部（駆動回路）２ｂ、タイミング制御部（あるいはタ
イミング発生回路）２ｃ、標本化及び量子化処理部２ｄ
を含んでいる。尚、標本化及び量子化処理部２ｄは撮像
素子２ａの出力信号について波形整形やサンプリング処
理、ディジタル化処理等を行うものであり、これには、
例えば、ノイズ抑圧を目的として、サンプルホールド回
路やアンプを含むＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
が設けられ、また、当該回路の出力するアナログ信号を
ディジタル信号に変換するためのアナログ／ディジタル
変換器が設けられる。また、タイミング制御部２ｃは、
駆動部２ｂや標本化及び量子化処理部２ｄの動作に必要
な各種のタイミング制御用信号を生成してこれらの回路
に供給する。尚、図には説明の便宜上、１つの撮像素子
だけを示すが、多板式の場合には複数の撮像素子と各素
子の信号処理に必要な回路が設けられることは勿論であ
る。

【００２５】本発明の中心をなす画素欠陥検出補正ブロ
ック３は、画素欠陥自動検出補正装置の主要部を構成す
るものであり、撮像ブロック２と、カメラ信号処理ブロ
ック４との間に介在される。本ブロックについては、そ
の機能に関して下記に示す要素を具備する。

【００２６】・検出ブロック（３ａ）・欠陥検出補正制御ブロック（３ｂ）・補正ブロック（３ｃ）。

【００２７】先ず、検出ブロック３ａは、撮像ブロック
２の出力データに対してフィルタ処理等の演算処理を施
すことで欠陥レベルを算出し、当該レベルを欠陥検出補
正制御ブロック３ｂからの検出参照値と比較することで
欠陥検出を行うものであり、撮像素子２ａの画素欠陥を
検出する欠陥検出手段を構成する。尚、欠陥検出につい
ては、撮像ブロック２の出力データをその閾値と比較す
るといった単純な方法も挙げられるが、特別な入射光を
設定したり、アイリスを閉じて光を遮断するといった欠
陥検出動作に固有の処置を必要とするので、任意の被写
体を撮影しながら欠陥検出を行える方法を用いるのが良
い。また、ここに言う「欠陥レベル」とは、撮像ブロッ
ク２の出力データをフィルタ処理等で加工したデータに
基づく信号レベルを意味し、評価対象の画素について当
該画素が欠陥画素であるとすると、それがどの程度の欠
陥であるかを定量的に示すものである。

【００２８】検出ブロック３ａで用いるフィルタリング
処理については各種の処理が挙げられ、例えば、図２に
示す構成例５が挙げられる。

【００２９】即ち、本例では、入力データ「Ｄｉｎ」
（撮像ブロック２の出力データ）が、初段の遅延回路６
に供給されるとともに、加算器８に供給されるようにな
っている。そして、遅延回路６の出力データは減算器１
０に送られるとともに、当該信号は遅延回路６の後段に
設けられた遅延回路７に送られる。

【００３０】遅延回路７の出力データは加算器８に送ら
れて、ここで入力データとの加算演算が行われた後、係
数「１／２」の乗数器９を介して減算器１０に送出され
る。

【００３１】減算器１０では、遅延回路６の出力データ
を正入力とし、乗数器９の出力データを負入力として減
算処理が行われ、遅延回路６の出力データから乗数器９
の出力データを差し引いた結果を示すデータ（これが欠
陥レベルを示す。）が後段の比較器１１のＡ入力として
送られる。

【００３２】比較器１１のＢ入力については、欠陥検出
補正制御ブロック３ｂからの検出参照値のデータ「Ｄｓ
ｈ」が送られてくるようになっており、当該データは比
較処理の閾値データとして利用される。つまり、Ａ入力
データの示すレベルとＢ入力データの示す閾値レベルと
が比較され、前者が閾値レベルより大きい場合（「Ａ＞
Ｂ」）に、欠陥画素を検出したことを示す信号「ＰDE
T」（検出パルス）が比較器１１から出力される（当該
信号は欠陥検出補正制御ブロック３ｂに送られる。）。

【００３３】尚、遅延回路６、７には所定ビット数の処
理に使用されるラッチ回路やＤフリップフロップ回路等
が用いられ、これらの回路には動作用のクロック信号
「ＣＫ」がそれぞれ供給される。また、図ではデータ線
を単線で示しているが、ディジタル処理であることから
明らかなように、回路で処理される入出力データは所定
数のビットデータである（このことは、後述する図３
や、図４においても同様である。）。

【００３４】本回路に係るシステム関数「Ｈ（ｚ^-1）」
（伝達関数に相当するもので、ｚ変換の特性を示す。）
については、遅延回路６、７をそれぞれ遅延子「ｚ^-1」
で代表させて（つまり、各遅延回路は同じ遅延時間をも
つ。）計算してみれば容易に分かるように、「Ｈ
（ｚ^-1）＝（−１＋２・ｚ^-1−ｚ^-2）／２」である。つ
まり、本式を変形した、「Ｈ（ｚ^-1）＝ｚ^-1−（１＋ｚ
^-2）／２」から分かるように、評価の対象となる対象画
素の出力データを「ｚ^-1・Ｄｉｎ」と記すとき、「（１
＋ｚ^-2）・Ｄｉｎ／２」は、対象画像より１単位時間前
の画素出力データと、対象画像より１単位時間後の画素
出力データとの平均値を表しているので、結局、「Ｈ
（ｚ^-1）・Ｄｉｎ」は、評価の対象となる対象画素の近
傍に位置する複数の画素について信号レベルの平均値を
算出するとともに、当該平均値と対象画素の信号レベル
との差分を求めたものに相当することが分かる。尚、こ
のことは図の回路構成において減算器１０への２つの入
力データからも容易に分かる。また、本例では対象画素
の第１近傍（１単位時間をおいた前後）に位置する画素
について平均値計算を行った結果と対象画素の出力デー
タとの差分データについて閾値と比較することで欠陥検
出を行うようにした（つまり、画素の水平相関や垂直相
関を考慮すると、差分データが大きい理由として画素欠
陥やノイズ等を挙げることは妥当である。）が、第２近
傍や、第３近傍、…、第ｎ近傍の画素についての出力デ
ータを含めて、算術平均あるいは加重平均、移動平均を
計算した結果と対象画素の出力データとの差分について
閾値と比較することで欠陥検出を行っても良い。但し、
検出精度を高くするために支払われる、回路構成や処理
の複雑化を考慮すべきであり、これを考慮すると第１近
傍の画素についての平均値データ（対象画素は除く。）
と、対象画素の出力データとの差分データが示す欠陥レ
ベルを、欠陥検出補正制御ブロック３ｂからの検出参照
値データＤｓｈと比較する構成が最も簡単である。

【００３５】尚、この他、「Ｈ（ｚ^-1）＝−１＋２・ｚ
^-2−ｚ^-4」の構成とされる水平ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ
ＩｍｐｌｕｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタや垂直Ｆ
ＩＲフィルタ、あるいは水平及び垂直方向の両方向に亘
るフィルタリング処理を行う構成等、各種の実施形態が
挙げられる。

【００３６】欠陥検出補正制御ブロック３ｂは、検出ブ
ロック３ａから送られてくる信号（検出パルス）に基づ
いて検出参照値を算出したり、また、補正すべき欠陥画
素を特定・決定して補正用信号（補正パルス）を補正ブ
ロック３ｃに送出する。尚、その詳細は後述する。

【００３７】補正ブロック３ｃは、撮像ブロック２から
の出力データが入力され、欠陥検出補正制御ブロック３
ｂからの補正用信号に応じて、欠陥補正処理を行うもの
であり、欠陥補正された後の出力データはカメラ信号処
理ブロック４に送られる。つまり、本ブロックは欠陥補
正をすべき指示を補正用信号として受けた場合にのみ欠
陥補正を行い、欠陥補正を行わない場合には、入力デー
タに対して、補正処理での遅延時間と同じ時間だけ遅延
処理を施した後に出力する。尚、補正ブロック３ｃは欠
陥検出補正制御ブロック３ｂとともに欠陥補正手段（画
素欠陥について欠陥補正を行う手段）を構成している。

【００３８】補正処理には、例えば、下記に示す形態が
挙げられる。

【００３９】（ｉ）欠陥画素の出力データを、１単位時間前に位置す
る画素の出力データで置換する形態（所謂「前値ホール
ド」）（ｉｉ）欠陥画素に関して、その第１近傍に位置する２
つの画素の出力データについての平均値データで置換す
る形態。

【００４０】先ず、形態（ｉ）については、例えば、図
３に示す構成例１２のように、入力データＤｉｎが切換
部１４における一方の入力（図に論理値「１」を付して
示す入力端子を参照。）として供給されるとともに、当
該データＤｉｎが遅延回路１３に送られ、該遅延回路１
３の出力データが切換部１４における他方の入力（図に
論理値「０」を付して示す入力端子を参照。）として供
給される構成が挙げられる。そして、切換部１４には欠
陥検出補正制御ブロック３ｂからの補正パルス「Ｐam
d」が送られることでその切換制御が行われるようにな
っており、欠陥補正を行う場合には「０」側の入力デー
タが選択されて出力され、欠陥補正を行わない場合には
「１」側の入力データが選択されて出力される。

【００４１】尚、遅延回路１３には所定ビット数の処理
に使用されるラッチ回路やＤフリップフロップ回路等が
用いられ、これらには動作用のクロック信号「ＣＫ」が
それぞれ供給される。

【００４２】本回路では、遅延回路１３を遅延子
「ｚ^-1」で表した場合に、切換部１４では、入力データ
Ｄｉｎ又はそれより１単位時間前のデータ「ｚ^-1・Ｄｉ
ｎ」のいずれかが補正パルスに応じて選択されて（欠陥
補正時に後者が選択される。）、出力データ「ＤOUT」
となることが分かる。

【００４３】また、上記形態（ｉｉ）については、例え
ば、図４に示す構成例１５のように、２つの遅延回路１
６、１７と加算器１８、係数「１／２」の乗数器１９、
切換部２０からなる構成が挙げられる。

【００４４】尚、本構成は図２に示した構成に似ている
が、下記の点で相違がある。

【００４５】・図２の比較器１１に相当するものがない
こと・図２の減算器１０が切換部２０に置き換わってい
ること。

【００４６】つまり、入力データＤｉｎが加算器１８に
送出されるとともに、初段の遅延回路１６に送られ、当
該遅延回路の出力データが、切換部２０における一方の
入力（図に論理値「０」を付して示す入力端子を参
照。）に供給される。そして、次段の遅延回路１７の出
力データが加算器１８に送られ、ここで入力データＤｉ
ｎとの加算処理が行われた後、これに対して乗数器１９
で係数「１／２」を掛け算されたデータが、切換部２０
における他方の入力（図に論理値「１」を付して示す入
力端子を参照。）に供給される。

【００４７】欠陥検出補正制御ブロック３ｂから切換部
２０に送られる補正パルス「Ｐamd」により当該切換部
でのデータ選択が行われるようになっており、欠陥補正
を行う場合には「１」側の入力データが選択されて出力
され、欠陥補正を行わない場合には「０」側の入力デー
タが選択されてデータ「ＤOUT」が出力される。尚、各
遅延回路１６、１７には動作用のクロック信号「ＣＫ」
がそれぞれ供給される。

【００４８】本回路では、各遅延回路を遅延子「ｚ^-1」
で表した場合に、切換部２０において、１単位時間の遅
延を経たデータ「ｚ^-1・Ｄｉｎ」又は当該データに関し
て第１近傍に位置する２つの画素の各データについての
平均値データ「（１＋ｚ^-1）／２・Ｄｉｎ」のいずれか
が補正パルスに応じて選択されて（欠陥補正時に後者が
選択される。）、出力データとなることが分かる。

【００４９】尚、この他、上記欠陥検出の場合と同様
に、第ｎ近傍の画素を含めた平均化処理や適応形処理等
を組み合わせるといった各種の実施形態が可能であり、
また、本願発明に関する限り、補正方法や形態の如何は
問わない。

【００５０】また、検出ブロックと補正ブロックとを必
ずしも別個独立した構成とする必要がないことについて
は、例えば、図２に示す検出ブロック５と図４に示す補
正ブロック１５において共通の回路部分（２つの遅延回
路と加算器、乗数器）を兼用することができることから
も明らかである。つまり、共通の回路部分に対して欠陥
検出時の構成と欠陥補正時の構成を併せ持った回路を組
めば良い（欠陥検出時には共通回路に対して減算器と比
較器を設けた構成を使用し、欠陥補正時には共通回路に
対して切換部を設けた構成を使用する。）。

【００５１】カメラ信号処理ブロック４は、補正ブロッ
ク３ｃにおいて欠陥補正されたデータを受けて、輝度信
号処理やクロマ信号処理、エンコード処理等を行うもの
であるが、本発明に関する限り既知の回路構成を使用で
きるので、その詳細については省略する。

【００５２】図５は欠陥検出補正制御ブロック３ｂを中
心とした構成の要部について一例を示したものであり、
当該下記に示す要素を具備する（括弧内の数字は各部の
符号を示す。）。

【００５３】・検出フレーム数算出部（２１）・バッファ制御部（２２）・キズデータ蓄積用バッファ（２３）・補正可否判定部（２４）・補正個数カウント部（２５）・検出レベル算出部（２６）。

【００５４】尚、各部については説明の便宜を考慮して
それぞれ独立した機能ブロックとして図示しているが、
このような構成に限らず同等の機能を有するブロック構
成であれば如何なる形態であっても何等構わない。

【００５５】各部の役割について説明する前に、キズデ
ータ蓄積用バッファ２３に格納される情報（キズデー
タ）についてデータ構造を説明する。

【００５６】データ構造に含まれるのは、下記の３種の
データである。

【００５７】（Ｉ）欠陥画素の位置情報（ＩＩ）検出フレームの数（ＩＩＩ）補正の有無を示す情報。

【００５８】先ず、（Ｉ）の位置情報は、撮像素子２ａ
における欠陥画素毎の位置を示すもので、欠陥の位置を
示すアドレス（以下、「欠陥アドレス」という。）であ
る。

【００５９】また、（ＩＩ）検出フレームの数とは、欠
陥アドレスに対応する欠陥画素が現在より前のフレーム
においても欠陥画素として検出されたときの検出フレー
ムの数である。つまり、特定の欠陥アドレスが示す欠陥
がそれ以前の所定フレーム期間（「Ｎ」を「Ｎ≧２」の
自然数変数としてＮフレーム期間）に亘って欠陥として
検出された個数を示す。例えば、Ｎ＝１０の場合には現
フレーム期間より前の１０フレーム期間において欠陥ア
ドレスが示す位置で欠陥として検出された回数あるいは
欠陥と検出されたフレームの数が５つであれば、検出フ
レームの数は「５」である。尚、現フレームよりも時間
的に前に位置する所定フレーム期間の設定値（総期間
長）については検出対象となるフレーム数を固定してお
く方法と、当該フレーム数を温度等の条件に応じて動的
に変化させる方法があり、後者によれば検出精度への影
響を少なくすることができる。

【００６０】（ＩＩＩ）については、現フレーム期間の
直前のフレーム期間での欠陥補正の有無を示す。つま
り、直前のフレーム期間における補正判定の結果であ
り、補正したか、補正しなかったかを示す２値情報であ
る。

【００６１】このように、欠陥画素に係る「キズデー
タ」とは、（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）を含むデータ構造によ
って定義され、本データはバッファ制御部２２の制御下
でキズデータ蓄積用バッファ２３に格納される。つま
り、当該バッファは画素欠陥の位置等を含むキズデータ
を記憶するための記憶手段２７を構成しており、上記
（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）の情報は、１つの記憶手段に記憶
される。

【００６２】図５の構成における処理の大要について説
明すると、検出ブロック３ａからの検出パルス「ＰDE
T」を受けて検出フレーム数算出部２１が、検出フレー
ムの数を算出し、その結果を補正可否判定部２４に送出
する。

【００６３】補正可否判定部２４では、検出フレームの
数と、直前のフレームでの補正の有無に基づいて、今回
のフレームにおいて欠陥補正を行うか否かを判定する。
そして、補正用信号「Ｐamd」（補正パルス）を補正ブ
ロック３ｃに送出するとともに、補正個数カウント部２
５に送出する。

【００６４】補正個数カウント部２５は、補正される欠
陥（画素）の個数をフレーム期間毎に数えるものであ
り、計数結果は検出レベル算出部２６に送られる。

【００６５】検出レベル算出部２６では、補正個数カウ
ント部２５から渡される計数結果が多いか少ないかを判
断し、欠陥画素の個数に応じた検出参照値を算出する。
つまり、欠陥が多すぎるとキズデータ蓄積用バッファ２
３の記憶容量を越えてしまう虞があるので、検出参照値
を調整して欠陥の数を減らすように当該参照値について
可変制御を行う。尚、検出参照値を示すデータあるいは
検出参照値を設定するための制御信号は検出ブロック３
ａに送出される。

【００６６】次に、各部の機能について詳述する。

【００６７】・バッファ制御部（２２）及びキズデータ
蓄積用バッファ（２３）バッファ制御部２２では、検出フレーム数算出部２１か
らキズデータの要求を受けた場合に、キズデータ蓄積用
バッファ２３に格納されているデータについて、欠陥ア
ドレスが小さいものから順に１つずつ取り出して検出フ
レーム数算出部２１に送出する。この要求が来るのはフ
レームが切り替わったとき、又は以前に送り出したデー
タの欠陥アドレスよりも、データの水平アドレスや垂直
アドレスが大きくなった場合である。尚、そのために、
バッファ制御部２２は水平アドレスや垂直アドレスの情
報を受け取るようになっており、また、検出窓（ウィン
ドゥ）の情報（撮像素子２ａにおける検出範囲あるいは
検出エリアを示す。）も入力される。

【００６８】検出ブロック３ａからの検出パルスＰDET
が検出フレーム数算出部２１に送出された場合には、検
出フレーム数算出部２１から上記キズデータがバッファ
制御部２２に送られてくるので、当該データを順番にキ
ズデータ蓄積用バッファ２３に書き込む処理が行われ
る。尚、検出された欠陥画素の数が多いために、それ以
上はキズデータ蓄積用バッファ２３にデータを格納でき
ない場合、つまり、当該バッファに保持するデータ量が
バッファの容量を超えると判断された場合には、その旨
を示すエラーフラグ（以下、「ＥＲＲＯＲ＿ＦＬＧ」と
記す。）が立ち、これが検出レベル算出部２６へ送られ
る。

【００６９】・検出フレーム数算出部（２１）検出ブロック３ａから検出パルスＰDETが送られて来た
場合に、それに対応する検出画素の欠陥アドレスについ
て、検出フレームの数を１つ増やし、その結果を補正可
否判定部２４とバッファ制御部２２に送る。例えば、今
回検出された欠陥画素が現フレームより前の４フレーム
において欠陥と検出された場合には、これを１だけ増加
させて検出フレームの数を「５」とする。

【００７０】尚、検出パルスが送られて来た際に保持し
ているキズデータの欠陥アドレスと比較して欠陥アドレ
スが小さい場合には、新規に欠陥が発見されたものと判
断し、検出フレームの数を「１」としてそのキズデータ
をバッファ制御部２２に送る。また、保持しているキズ
データの欠陥アドレスの方が小さい場合には、今回は欠
陥が検出されなかったものと判断して、検出フレームの
数を１だけ減じてからキズデータをバッファ制御部２２
に送る。

【００７１】・補正可否判定部（２４）検出された欠陥について補正を行うべきか否かの判定を
下す際には、現フレームで検出された欠陥画素につい
て、その直前フレームで当該欠陥画素に対して補正をし
たか否か、そして、当該欠陥画素に係る検出フレームの
数をその閾値と比較して多いか否かということに基づい
て判定する。つまり、直前フレームでも補正を行ってお
り、かつ検出フレームの数が多いほど、その画素につい
て今回も欠陥検出が検出されたときには当該欠陥画素の
補正を行うべきであること、あるいは補正の蓋然性が高
いものと判定する。

【００７２】例えば、今回の欠陥が直前のフレーム期間
でも補正されたかどうかによって、検出フレームの数に
ついての比較基準値（閾値）を変更することが好まし
い。つまり、欠陥画素に係る検出フレームの数について
第１の閾値を「ＮＦ１」とし、第２の閾値を「ＮＦ２」
とするとき、これらの閾値の設定に際して、「ＮＦ１＜
ＮＦ２」の関係が成立するように規定する。そして、下
記の規約に従って判定処理を行えば良い。

【００７３】（Ａ）直前のフレームで欠陥画素について補正した場合
には、当該欠陥画素に係る検出フレームの数が第１の閾
値ＮＦ１より大きい場合に当該欠陥画素について欠陥補
正を行う（Ｂ）直前のフレームで欠陥画素について補正しなかっ
た場合には、当該欠陥画素に係る検出フレームの数が第
２の閾値ＮＦ２より大きい場合に当該欠陥画素について
欠陥補正を行う。

【００７４】つまり、（Ａ）では、欠陥画素について前
回も補正されたことから今回の補正の可能性が高いと考
えられるので、小さい方の閾値ＮＦ１を用いて比較す
る。また、（Ｂ）では、欠陥画素について前回も補正さ
れなかったから今回も補正の可能性が低いと考えられる
ので、大きい方の閾値ＮＦ２を用いて比較する。

【００７５】このように複数の比較基準値を用いること
でヒステリシス特性をもたせることかできるので、ノイ
ズによって欠陥検出の結果が検出参照値の付近でふらつ
いて変化するよう場合でも、フレーム毎に補正の有無が
切り替わってしまう現象（画面上での画素の点滅現象）
を防止することができる。

【００７６】尚、閾値ＮＦ１やＮＦ２は外部から設定さ
れるが、これらの閾値を固定した値に設定する方法と、
温度等の条件に応じて動的に閾値を変化させる方法があ
り、後者によれば検出精度への影響を少なくすることが
できる。

【００７７】・補正個数カウント部（２５）補正可否判定部２４が出力する補正パルスを受けて、こ
れをフレーム毎に計数した結果を検出レベル算出部２６
に送る。つまり、現フレーム（１フレーム期間中）にお
いて補正する欠陥の個数（補正点数）をカウントする。

【００７８】・検出レベル算出部（２６）１フレーム期間中において補正すべき欠陥画素の個数
が、予め定められた設定範囲内に収まるように、欠陥画
素の個数に応じて検出参照値を可変制御する。つまり、
検出参照値は、欠陥検出に係るレベル比較の閾値を示す
ので、この値が大きいと欠陥が検出され難くなり、逆に
値が小さくなると欠陥が検出され易くなる。そこで、１
フレーム期間中における補正点数に対して、２つの閾値
「ＮＭＩＮ」と「ＮＭＡＸ」を設定して、補正点数が上
限閾値（最大値）「ＮＭＡＸ」を越えたか否か、また、
下限閾値（最小値）「ＮＭＩＮ」を下回ったか否かにつ
いて比較判断を行う。そして、１フレーム内の補正点数
がＮＭＡＸを超える場合には検出参照値を大きくし、ま
た、１フレーム内の補正点数がＮＭＩＮより小さい場合
には検出参照値を小さくするといった制御を行う。但
し、上記したようにバッファ制御部２２において欠陥検
出の個数が多いためにエラーフラグ「ＥＲＲＯＲ＿ＦＬ
Ｇ」が立てられたときには、このことが検出レベル算出
部２６に通知され、補正個数カウント部２５による計数
結果には無関係に検出参照値が大きい値に設定される
（閾値の強制的な引き上げ）。尚、この制御については
検出ブロック３ａの検出方式に依存するので、これとは
逆の制御、つまり、補正点数が予定した数よりも多くな
った場合に、検出レベル算出部２６からバッファ制御部
２２に信号を送出して、キズデータ蓄積用バッファ２３
にそれ以上データが書き込まれないように歯止めをかけ
る制御を行う場合もある。

【００７９】しかして、上記した本構成によれば、下記
に示す利点が得られる。

【００８０】・撮像装置の動作中において自動的に欠陥
検出及び補正を行うことができるので、撮像素子の時間
的変化による画素欠陥の増減について容易に対処でき
る。尚、「時間的変化による欠陥」とは、温度変化等、
何等かの原因によって突発的に発生する画素欠陥を意味
する。勿論、撮像素子の経時変化に伴う欠陥についても
対応できる。

【００８１】・１フレーム中での欠陥の個数に応じて検
出参照値を動的に変化させることにより、限られた容量
のバッファ（キズデータ蓄積用バッファ２３）内で効率
良く欠陥情報（キズデータ）を保持することができる。
特に、欠陥の個数が多くなった場合には、欠陥レベルの
大きい欠陥画素のデータほどバッファに保持されるの
で、欠陥レベルが大きいものから優先順位付けができ
る。

【００８２】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、欠陥画素の位置情報
と、当該欠陥画素が現フレームよりも前のフレームにお
いても欠陥画素として検出された場合の検出フレームの
数と、当該欠陥画素について直前フレームにおける補正
の有無を示す情報とを、１つの記憶手段に記憶させるよ
うにしているので、欠陥画素の検出と補正のために各別
の記憶手段を用意する必要がなく、また、撮像素子につ
いて補正すべき欠陥の個数が予め定められた設定範囲内
に収まるように、欠陥画素の個数に応じて欠陥検出に係
るレベル比較の閾値を可変制御しているので、記憶容量
について予め大き目の設定にしておく必要がない。従っ
て、記憶手段の容量を効率的に使用できる。そして、撮
像中に画素欠陥の補正と欠陥検出をほぼ同時に行うこと
ができるとともに、欠陥画素の個数に応じて欠陥検出に
係るレベル比較の閾値を可変制御することにより、限ら
れた記憶容量の中で画素欠陥の情報を効率良く保持する
ことができ、特に欠陥の度合が大きいものについて安定
した欠陥補正が可能になる。

【００８３】請求項２や請求項８に係る発明によれば、
直前のフレームでの欠陥画素に係る補正の有無と、当該
欠陥画素に係る検出フレームの数に基づいて、欠陥補正
をすべきか否かを判定することにより、適正な補正と精
度の向上を実現できる。

【００８４】請求項３や請求項９に係る発明によれば、
直前のフレームで欠陥画素について補正をしたか否かに
応じて、検出フレームの数についての比較上の閾値が違
う値に切り替えられるように制御することで、ヒステリ
シス特性をもたせて補正可否の判定結果がフレーム毎に
交番しないようにすることができる。

【００８５】請求項４乃至６や、請求項１０乃至１２に
係る発明によれば、対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出し、これと対象画
素の信号レベルとの差分を求めて閾値と比較することに
より、入射光や撮影条件について特殊な条件を課すこと
なく、任意の被写体を撮影しながら欠陥検出を行うこと
ができ、欠陥検出専用の操作や動作が不要である。

【００８６】請求項７に係る発明によれば、撮像装置に
おいて、無駄な記憶容量を削減して記憶手段の容量を有
効に活用することができるのでコスト低減に適してい
る。そして、撮像素子の時間的変化に対応した欠陥検出
及び補正により画質劣化の少ない撮影画像を取得するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の全体的な構成例を示す
ブロック図である。

【図２】検出ブロックの構成例を示す図である。

【図３】補正ブロックの構成例を示す図である。

【図４】補正ブロックの構成について別例を示す図であ
る。

【図５】欠陥検出補正制御ブロックを中心とした構成例
を示す図である。

【符号の説明】

１…撮像装置、２ａ…撮像素子、２７…記憶手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像中に画素欠陥の補正を行うとともに
欠陥検出を行い、撮像素子について補正すべき欠陥の個
数が予め定められた設定範囲内に収まるように、欠陥画
素の個数に応じて欠陥検出に係るレベル比較の閾値を可
変制御するとともに、欠陥画素の位置情報と、当該欠陥画素が現フレームより
も前のフレームにおいても欠陥画素として検出された場
合の検出フレームの数と、当該欠陥画素について直前の
フレームにおける補正の有無を示す情報とを、１つの記
憶手段に記憶させることを特徴とする撮像素子の画素欠
陥自動検出補正装置。
【請求項２】請求項１に記載した撮像素子の画素欠陥
自動検出補正装置において、現フレームで検出された欠陥画素について、その直前の
フレームでの当該欠陥画素に係る補正の有無及び当該欠
陥画素に係る検出フレームの数に基づいて、欠陥補正を
すべきか否かを判定することを特徴とする撮像素子の画
素欠陥自動検出補正装置。
【請求項３】請求項２に記載した撮像素子の画素欠陥
自動検出補正装置において、欠陥画素に係る検出フレー
ムの数について第１及び第２の閾値を設定するととも
に、第１の閾値に比して第２の閾値を大きい値に設定
し、直前のフレームで欠陥画素について補正した場合には、
当該欠陥画素に係る検出フレームの数が上記第１の閾値
より大きい場合に当該欠陥画素について現フレームで欠
陥補正を行い、直前のフレームで欠陥画素について補正しなかった場合
には、当該欠陥画素に係る検出フレームの数が上記第２
の閾値より大きい場合に当該欠陥画素について現フレー
ムで欠陥補正を行うようにしたことを特徴とする撮像素
子の画素欠陥自動検出補正装置。
【請求項４】請求項１に記載した撮像素子の画素欠陥
自動検出補正装置において、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像素子の画素欠陥自動検出補正装置。
【請求項５】請求項２に記載した撮像素子の画素欠陥
自動検出補正装置において、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像素子の画素欠陥自動検出補正装置。
【請求項６】請求項３に記載した撮像素子の画素欠陥
自動検出補正装置において、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像素子の画素欠陥自動検出補正装置。
【請求項７】撮像素子と、該撮像素子の画素欠陥につ
いて自動検出及び補正を行う機能を備えた撮像装置にお
いて、上記撮像素子による撮像中に画素欠陥の補正を行うとと
もに欠陥検出を行い、撮像素子について補正すべき欠陥
の個数が予め定められた設定範囲内に収まるように、欠
陥画素の個数に応じて欠陥検出に係るレベル比較の閾値
を可変制御するとともに、欠陥画素の位置情報と、当該欠陥画素が現フレームより
も前のフレームにおいても欠陥画素として検出された場
合の検出フレームの数と、当該欠陥画素について直前の
フレームにおける補正の有無を示す情報とを、１つの記
憶手段に記憶させることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】請求項７に記載した撮像装置において、現フレームで検出された欠陥画素について、その直前の
フレームでの当該欠陥画素に係る補正の有無及び当該欠
陥画素に係る検出フレームの数に基づいて、欠陥補正を
すべきか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】請求項８に記載した撮像装置において、欠陥画素に係る検出フレームの数について第１及び第２
の閾値を設定するとともに、第１の閾値に比して第２の
閾値を大きい値に設定し、直前のフレームで欠陥画素について補正した場合には、
当該欠陥画素に係る検出フレームの数が上記第１の閾値
より大きい場合に当該欠陥画素について現フレームで欠
陥補正を行い、直前のフレームで欠陥画素について補正しなかった場合
には、当該欠陥画素に係る検出フレームの数が上記第２
の閾値より大きい場合に当該欠陥画素について現フレー
ムで欠陥補正を行うようにしたことを特徴とする撮像装
置。
【請求項１０】請求項７に記載した撮像装置におい
て、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像装置。
【請求項１１】請求項８に記載した撮像装置におい
て、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像装置。
【請求項１２】請求項９に記載した撮像装置におい
て、評価の対象とされる対象画素の近傍に位置する複数の画
素について信号レベルの平均値を算出するとともに、当
該平均値と対象画素の信号レベルとの差分を求めて、こ
れを閾値と比較することで欠陥検出を行うことを特徴と
する撮像装置。