JP2002223391A - 固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置およびそれを用いた撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置およびそれを用いた撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メモリー等の記憶装置を搭載することなく、
出荷後に生じた欠陥画素についても、その欠陥画素を検
出し、補正を行う。 【解決手段】 所定の画素と所定の画素の周囲の複数の
画素との信号出力レベルの差を、欠陥画素検出値ＤＩＦ
Ｆとして算出し、算出された欠陥画素検出値ＤＩＦＦ
が、予め設定された高レベルの第１の欠陥検出閾値ＵＳ
ＥＲ＿ＴＨＲより大きければ所定の画素を欠陥画素と判
定するとともに、算出された欠陥画素検出値ＤＩＦＦ
が、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲよりも小さく
予め設定された中レベルの第２の欠陥検出閾値ＴＨＲよ
り大きければ所定の画素を欠陥画素と判定する欠陥検出
回路４と、欠陥検出回路４により検出された欠陥画素か
らの信号出力レベルを補正する欠陥補正回路５と、を具
備する。
出荷後に生じた欠陥画素についても、その欠陥画素を検
出し、補正を行う。 【解決手段】 所定の画素と所定の画素の周囲の複数の
画素との信号出力レベルの差を、欠陥画素検出値ＤＩＦ
Ｆとして算出し、算出された欠陥画素検出値ＤＩＦＦ
が、予め設定された高レベルの第１の欠陥検出閾値ＵＳ
ＥＲ＿ＴＨＲより大きければ所定の画素を欠陥画素と判
定するとともに、算出された欠陥画素検出値ＤＩＦＦ
が、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲよりも小さく
予め設定された中レベルの第２の欠陥検出閾値ＴＨＲよ
り大きければ所定の画素を欠陥画素と判定する欠陥検出
回路４と、欠陥検出回路４により検出された欠陥画素か
らの信号出力レベルを補正する欠陥補正回路５と、を具
備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子内に
存在する欠陥画素の検出して、その欠陥画素の補正を行
う固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置に関する。
存在する欠陥画素の検出して、その欠陥画素の補正を行
う固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上に形成されたＣＭＯＳイメ
ージセンサーおよびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子において、半導
体基板上の局所的な結晶欠陥等により欠陥画素が発生す
ることがある。このような欠陥画素は、その欠陥画素か
ら出力される信号出力レベルの大きさが、入射される光
の量に依存しない特異な信号出力レベルを示すために、
欠陥画素から出力される信号により、撮像して得られた
画像の画質が劣化するという問題がある。
ージセンサーおよびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子において、半導
体基板上の局所的な結晶欠陥等により欠陥画素が発生す
ることがある。このような欠陥画素は、その欠陥画素か
ら出力される信号出力レベルの大きさが、入射される光
の量に依存しない特異な信号出力レベルを示すために、
欠陥画素から出力される信号により、撮像して得られた
画像の画質が劣化するという問題がある。
【０００３】従来のビデオカメラおよびデジタルカメラ
の撮像装置では、固体撮像素子内に存在する欠陥画素を
検出し、その欠陥画素に関するアドレスデータ等を不揮
発性メモリー等の記憶装置に記憶させ、撮影時に、この
不揮発性メモリーに記憶されている欠陥画素のアドレス
データ等に基づいて、欠陥画素から出力される信号を補
正している。
の撮像装置では、固体撮像素子内に存在する欠陥画素を
検出し、その欠陥画素に関するアドレスデータ等を不揮
発性メモリー等の記憶装置に記憶させ、撮影時に、この
不揮発性メモリーに記憶されている欠陥画素のアドレス
データ等に基づいて、欠陥画素から出力される信号を補
正している。
【０００４】例えば、ＣＭＯＳイメージセンサーを搭載
した撮像装置の場合、製造段階において撮像装置のレン
ズを遮光し、ＣＭＯＳイメージセンサーに光が入射され
ない状態で、ＣＭＯＳイメージセンサーの各画素から出
力される信号と被検査画素の周辺画素から出力される信
号とを比較し、それらの信号出力レベルの値の差が所定
の閾値を越えると、この特異な信号出力レベルを出力し
た画素を欠陥画素として検出する。そして、この欠陥画
素のアドレスデータが不揮発性メモリーに記憶される。
欠陥画素の検出が終了すると、ＣＭＯＳイメージセンサ
ーと欠陥画素のアドレステータが記憶された不揮発性メ
モリーとが一対となり撮像装置に内蔵されて出荷され
る。そして、ユーザーがこの撮像装置を用いて撮像する
場合には、不揮発性メモリーに記憶されているＣＭＯＳ
イメージセンサーの欠陥画素のアドレスデータに基づい
て、ＣＭＯＳイメージセンサーから出力される映像信号
における欠陥画素に対応する信号が欠陥画素の近傍の画
素の信号によって補正される。
した撮像装置の場合、製造段階において撮像装置のレン
ズを遮光し、ＣＭＯＳイメージセンサーに光が入射され
ない状態で、ＣＭＯＳイメージセンサーの各画素から出
力される信号と被検査画素の周辺画素から出力される信
号とを比較し、それらの信号出力レベルの値の差が所定
の閾値を越えると、この特異な信号出力レベルを出力し
た画素を欠陥画素として検出する。そして、この欠陥画
素のアドレスデータが不揮発性メモリーに記憶される。
欠陥画素の検出が終了すると、ＣＭＯＳイメージセンサ
ーと欠陥画素のアドレステータが記憶された不揮発性メ
モリーとが一対となり撮像装置に内蔵されて出荷され
る。そして、ユーザーがこの撮像装置を用いて撮像する
場合には、不揮発性メモリーに記憶されているＣＭＯＳ
イメージセンサーの欠陥画素のアドレスデータに基づい
て、ＣＭＯＳイメージセンサーから出力される映像信号
における欠陥画素に対応する信号が欠陥画素の近傍の画
素の信号によって補正される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のよう
に、固体撮像素子の欠陥画素の補正では、製造段階にお
いて撮像装置のレンズを遮光して、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー等に光が入射しない状態で欠陥画素の検出を行
い、欠陥画素のアドレスデータ等をメモリーに記憶しな
ければならない。このため、製造段階での工数が増加す
るという問題がある。また、工場からＣＭＯＳイメージ
センサーを搭載した撮像装置の製品の出荷後に、静電破
壊等によって生じるＣＭＯＳイメージセンサーの欠陥画
素については補正が出来ないという問題もある。
に、固体撮像素子の欠陥画素の補正では、製造段階にお
いて撮像装置のレンズを遮光して、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー等に光が入射しない状態で欠陥画素の検出を行
い、欠陥画素のアドレスデータ等をメモリーに記憶しな
ければならない。このため、製造段階での工数が増加す
るという問題がある。また、工場からＣＭＯＳイメージ
センサーを搭載した撮像装置の製品の出荷後に、静電破
壊等によって生じるＣＭＯＳイメージセンサーの欠陥画
素については補正が出来ないという問題もある。
【０００６】このような、問題に対して特開平６−６６
８５号公報では、撮像装置の電源投入時に、撮像装置に
搭載されているレンズの絞りを閉じて遮光状態とし、固
体撮像素子の撮像出力信号によって欠陥画素の検出を行
い、この欠陥画素からの検出信号に基づいて欠陥データ
を記録し保持して、撮影時にこの最新の欠陥データを用
いて欠陥画素の補正を行う欠陥補正装置が開示されてい
る。
８５号公報では、撮像装置の電源投入時に、撮像装置に
搭載されているレンズの絞りを閉じて遮光状態とし、固
体撮像素子の撮像出力信号によって欠陥画素の検出を行
い、この欠陥画素からの検出信号に基づいて欠陥データ
を記録し保持して、撮影時にこの最新の欠陥データを用
いて欠陥画素の補正を行う欠陥補正装置が開示されてい
る。
【０００７】しかしながら、特開平６−６６８５号公報
に開示されている欠陥補正装置では欠陥画素のアドレス
データ等をメモリーに記憶するため、撮像装置に欠陥画
素のアドレスデータを記憶するためのメモリー等の記憶
装置を搭載する必要がある。また、補正できる欠陥画素
の数は、欠陥画素のアドレスデータの記憶を行う不揮発
性メモリー等の記憶装置の記憶容量に依存するという問
題もある。
に開示されている欠陥補正装置では欠陥画素のアドレス
データ等をメモリーに記憶するため、撮像装置に欠陥画
素のアドレスデータを記憶するためのメモリー等の記憶
装置を搭載する必要がある。また、補正できる欠陥画素
の数は、欠陥画素のアドレスデータの記憶を行う不揮発
性メモリー等の記憶装置の記憶容量に依存するという問
題もある。
【０００８】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、その目的は、生産時において工数を増やすこと
なく、また、出荷後に生じた欠陥画素についても、欠陥
画素のアドレスデータ等を記憶するメモリー等の記憶装
置を搭載することなく検出して、補正を行うことができ
る固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置を提供すること
にある。
であり、その目的は、生産時において工数を増やすこと
なく、また、出荷後に生じた欠陥画素についても、欠陥
画素のアドレスデータ等を記憶するメモリー等の記憶装
置を搭載することなく検出して、補正を行うことができ
る固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子の
自動欠陥検出補正装置は、固体撮像素子内の欠陥画素を
検出し、検出された欠陥画素を補正する固体撮像素子の
自動欠陥検出補正装置であって、所定の画素と該所定の
画素の周囲の複数の画素との信号出力レベルの差を、欠
陥画素検出値として算出し、算出された該欠陥画素検出
値が、予め設定された高レベルの第１の欠陥検出閾値よ
り大きければ該所定の画素を欠陥画素と判定するととも
に、算出された該欠陥画素検出値が、第１の欠陥検出閾
値よりも小さく予め設定された中レベルの第２の欠陥検
出閾値より大きければ該所定の画素を欠陥画素と判定す
る欠陥検出手段と、該欠陥検出手段により検出された欠
陥画素からの信号出力レベルを補正する欠陥補正手段
と、を具備することを特徴とする。
自動欠陥検出補正装置は、固体撮像素子内の欠陥画素を
検出し、検出された欠陥画素を補正する固体撮像素子の
自動欠陥検出補正装置であって、所定の画素と該所定の
画素の周囲の複数の画素との信号出力レベルの差を、欠
陥画素検出値として算出し、算出された該欠陥画素検出
値が、予め設定された高レベルの第１の欠陥検出閾値よ
り大きければ該所定の画素を欠陥画素と判定するととも
に、算出された該欠陥画素検出値が、第１の欠陥検出閾
値よりも小さく予め設定された中レベルの第２の欠陥検
出閾値より大きければ該所定の画素を欠陥画素と判定す
る欠陥検出手段と、該欠陥検出手段により検出された欠
陥画素からの信号出力レベルを補正する欠陥補正手段
と、を具備することを特徴とする。
【００１０】前記欠陥画素検出値は、所定の画素の信号
出力レベルと周囲の複数の画素の信号出力レベルの最大
値との差である。
出力レベルと周囲の複数の画素の信号出力レベルの最大
値との差である。
【００１１】前記第２の欠陥検出閾値は、周囲の複数の
画素の信号出力レベルの最大値と最小値との差である周
辺画素指数に所定の値を乗じた値である。
画素の信号出力レベルの最大値と最小値との差である周
辺画素指数に所定の値を乗じた値である。
【００１２】前記欠陥補正手段は、欠陥画素からの信号
出力レベルを、該欠陥画素の近傍の画素からの信号出力
レベルの平均値に置換する。
出力レベルを、該欠陥画素の近傍の画素からの信号出力
レベルの平均値に置換する。
【００１３】本発明の撮像装置は、請求項１〜４のいず
れかに記載の固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置を有
する。
れかに記載の固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置を有
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００１５】図１は、本発明の実施形態を示す固体撮像
素子の自動欠陥検出補正装置が搭載された撮像装置の概
略ブロック図である。図１に示すの撮像装置は、被写体
を結像させるレンズ１および固体撮像素子であるＣＭＯ
Ｓイメージセンサー２を有し、ＣＭＯＳイメージセンサ
ー２の出力が自動欠陥検出補正装置１２に入力されてい
る。自動欠陥検出補正装置１２は、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー２の出力が直接入力される欠陥検出回路４を有し
ており、この欠陥検出回路４には、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー２の出力が水平走査期間の走査を遅延させる２Ｈ
ライン遅延器３を介して入力されている。欠陥画素を検
出する欠陥検出回路４の出力は、欠陥画素を補正する欠
陥補正回路５に与えられており、欠陥補正回路５の出力
がディジタル信号処理回路６に与えられている。ディジ
タル信号処理回路６は、入力された信号に種々の信号処
理を行い、ＹＵＶディジタル信号として出力する。
素子の自動欠陥検出補正装置が搭載された撮像装置の概
略ブロック図である。図１に示すの撮像装置は、被写体
を結像させるレンズ１および固体撮像素子であるＣＭＯ
Ｓイメージセンサー２を有し、ＣＭＯＳイメージセンサ
ー２の出力が自動欠陥検出補正装置１２に入力されてい
る。自動欠陥検出補正装置１２は、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー２の出力が直接入力される欠陥検出回路４を有し
ており、この欠陥検出回路４には、ＣＭＯＳイメージセ
ンサー２の出力が水平走査期間の走査を遅延させる２Ｈ
ライン遅延器３を介して入力されている。欠陥画素を検
出する欠陥検出回路４の出力は、欠陥画素を補正する欠
陥補正回路５に与えられており、欠陥補正回路５の出力
がディジタル信号処理回路６に与えられている。ディジ
タル信号処理回路６は、入力された信号に種々の信号処
理を行い、ＹＵＶディジタル信号として出力する。
【００１６】被写体から得られた入射光は、レンズ１を
介して、ＣＭＯＳイメージセンサー２に入力される。こ
の入射光は、ＣＭＯＳイメージセンサー２において光電
変換されて電気信号となり、その電気信号は、相関２重
サンプリング処理（ＣＤＳ：Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄ
ｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）、オートゲインコント
ロール（ＡＧＣ：自動利得制御）、Ａ／Ｄ変換等の処理
が行われる回路（図示せず）を経てディジタル信号とし
て出力される。このディジタル信号には、ＣＭＯＳイメ
ージセンサー２に欠陥画素が存在する場合に、その欠陥
画素からの信号も含まれている。欠陥画素が存在するラ
インをＡとすると、この信号Ａは、ディジタル処理を施
された状態で欠陥検出回路４に与えられるとともに、２
Ｈライン遅延器３を経て欠陥画素が存在するラインから
２水平期間遅延された信号Ｂとされて、欠陥検出回路４
に与えられている。
介して、ＣＭＯＳイメージセンサー２に入力される。こ
の入射光は、ＣＭＯＳイメージセンサー２において光電
変換されて電気信号となり、その電気信号は、相関２重
サンプリング処理（ＣＤＳ：Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄ
ｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）、オートゲインコント
ロール（ＡＧＣ：自動利得制御）、Ａ／Ｄ変換等の処理
が行われる回路（図示せず）を経てディジタル信号とし
て出力される。このディジタル信号には、ＣＭＯＳイメ
ージセンサー２に欠陥画素が存在する場合に、その欠陥
画素からの信号も含まれている。欠陥画素が存在するラ
インをＡとすると、この信号Ａは、ディジタル処理を施
された状態で欠陥検出回路４に与えられるとともに、２
Ｈライン遅延器３を経て欠陥画素が存在するラインから
２水平期間遅延された信号Ｂとされて、欠陥検出回路４
に与えられている。
【００１７】欠陥検出回路４では、欠陥画素から出力さ
れる信号レベルと周囲の画素から出力される信号レベル
との差を求めることによって、欠陥画素を検出し、検出
された欠陥画素から出力される信号は、欠陥補正回路５
に入力されて、欠陥画素に近接する画素から出力される
信号に基づいて補正が行われて、ディジタル信号処理回
路６を経てＹＵＶディジタル信号として出力される。
れる信号レベルと周囲の画素から出力される信号レベル
との差を求めることによって、欠陥画素を検出し、検出
された欠陥画素から出力される信号は、欠陥補正回路５
に入力されて、欠陥画素に近接する画素から出力される
信号に基づいて補正が行われて、ディジタル信号処理回
路６を経てＹＵＶディジタル信号として出力される。
【００１８】図２は、本発明の実施形態の自動欠陥検出
補正装置にて使用するＣＭＯＳイメージセンサー２の色
フィルターの構成図である。Ｒは、赤色透過のフィルタ
ー７、Ｂは、青色透過のフィルター８、Ｇは、緑色透過
のフィルター９を示し、赤色透過のフィルター７と緑色
透過のフィルター９とを水平方向（ｘ方向）に交互に繰
り返す第１フィルター列１０と、緑色透過のフィルター
９と青色透過のフィルター８とを水平方向に交互に繰り
返す第２フィルター列１１とが垂直方向（ｙ方向）にも
交互に繰り返し配置されている。第１フィルター列１０
のＧと第２フィルター列１１のＧとは、垂直方向に重な
らないように配置されている。このフィルター配列は、
一般にベイヤー配列として用いられている。
補正装置にて使用するＣＭＯＳイメージセンサー２の色
フィルターの構成図である。Ｒは、赤色透過のフィルタ
ー７、Ｂは、青色透過のフィルター８、Ｇは、緑色透過
のフィルター９を示し、赤色透過のフィルター７と緑色
透過のフィルター９とを水平方向（ｘ方向）に交互に繰
り返す第１フィルター列１０と、緑色透過のフィルター
９と青色透過のフィルター８とを水平方向に交互に繰り
返す第２フィルター列１１とが垂直方向（ｙ方向）にも
交互に繰り返し配置されている。第１フィルター列１０
のＧと第２フィルター列１１のＧとは、垂直方向に重な
らないように配置されている。このフィルター配列は、
一般にベイヤー配列として用いられている。
【００１９】図２において、第１フィルター列１０の中
央部に配置されている赤色透過のフィルター７に対応し
た画素に注目し、注目画素をＸおよび信号出力レベルを
Ｐとする。注目画素Ｘを含む第１フィルター列１０にお
いて、画素の両側に位置する色透過のフィルター７の部
分を画素２および画素３、それぞれの信号出力レベルを
それぞれＰ２およびＰ３、さらに、それらの画素２およ
び画素３の両側に位置する赤色透過フィルター７部分の
画素を画素１および画素４、それぞれの信号出力レベル
をそれぞれＰ１およびＰ４とする。また、注目画素Ｘを
有する第１フィルター列１０の上方に第２フィルター列
１１を挟んで配置された第１フィルター列１０において
注目画素Ｘの上方に配置されている赤色透過のフィルタ
ー７の画素を画素５、その信号出力レベルをＰ５とす
る。
央部に配置されている赤色透過のフィルター７に対応し
た画素に注目し、注目画素をＸおよび信号出力レベルを
Ｐとする。注目画素Ｘを含む第１フィルター列１０にお
いて、画素の両側に位置する色透過のフィルター７の部
分を画素２および画素３、それぞれの信号出力レベルを
それぞれＰ２およびＰ３、さらに、それらの画素２およ
び画素３の両側に位置する赤色透過フィルター７部分の
画素を画素１および画素４、それぞれの信号出力レベル
をそれぞれＰ１およびＰ４とする。また、注目画素Ｘを
有する第１フィルター列１０の上方に第２フィルター列
１１を挟んで配置された第１フィルター列１０において
注目画素Ｘの上方に配置されている赤色透過のフィルタ
ー７の画素を画素５、その信号出力レベルをＰ５とす
る。
【００２０】ここで、図２を参照して、画素遅延につい
て説明する。ＣＭＯＳイメージセンサー２から出力さ
れ、欠陥画素として検出を行う画素を含んでいる信号Ａ
は、画素１、画素２、画素３、画素４および画素Ｘを含
む第１フィルター列１０であるＬ１ラインの信号であ
り、Ｌ１ラインの信号である欠陥画素が存在する信号Ａ
から２水平期間遅延された信号Ｂが２Ｈライン遅延器３
から出力される。信号Ｂは、画素５を有する水平方向の
フィルター列であるＬ２のラインの信号である。
て説明する。ＣＭＯＳイメージセンサー２から出力さ
れ、欠陥画素として検出を行う画素を含んでいる信号Ａ
は、画素１、画素２、画素３、画素４および画素Ｘを含
む第１フィルター列１０であるＬ１ラインの信号であ
り、Ｌ１ラインの信号である欠陥画素が存在する信号Ａ
から２水平期間遅延された信号Ｂが２Ｈライン遅延器３
から出力される。信号Ｂは、画素５を有する水平方向の
フィルター列であるＬ２のラインの信号である。
【００２１】欠陥画素の検出は、欠陥検出回路５におい
て行われる。図３は、欠陥検出処理の手順を示すフロー
チャートである。図３を参照して、図２に示されたＣＭ
ＯＳイメージセンサー２の色フィルターの配置図の中に
存在する注目画素Ｘについて欠陥の検出処理を行う場合
について説明する。
て行われる。図３は、欠陥検出処理の手順を示すフロー
チャートである。図３を参照して、図２に示されたＣＭ
ＯＳイメージセンサー２の色フィルターの配置図の中に
存在する注目画素Ｘについて欠陥の検出処理を行う場合
について説明する。
【００２２】まず、ステップＳ１において、注目してい
る画素Ｘと周辺の画素１〜５との信号出力レベルの大き
さを比較し、画素Ｘの信号出力レベルＰが周辺の画素１
〜５のいずれか１つの信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）よ
りも小さい場合は、画素Ｘは正常画素であると判断され
検出処理が終了する。
る画素Ｘと周辺の画素１〜５との信号出力レベルの大き
さを比較し、画素Ｘの信号出力レベルＰが周辺の画素１
〜５のいずれか１つの信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）よ
りも小さい場合は、画素Ｘは正常画素であると判断され
検出処理が終了する。
【００２３】一方、画素Ｘの信号出力レベルＰが、周辺
の画素１〜５の全ての信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）よ
りも大きければ、ステップＳ２において、画素１〜５の
各信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と最小値との
差である周辺画素指数ＦＬＡＴと、画素Ｘの信号出力レ
ベルＰと周辺の画素１〜５の信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ
５）の最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩＦＦを算
出する。
の画素１〜５の全ての信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）よ
りも大きければ、ステップＳ２において、画素１〜５の
各信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と最小値との
差である周辺画素指数ＦＬＡＴと、画素Ｘの信号出力レ
ベルＰと周辺の画素１〜５の信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ
５）の最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩＦＦを算
出する。
【００２４】そして、ステップＳ３において、注目画素
Ｘが欠陥画素であるかの検出を行う。この場合、注目画
素Ｘとその周辺の画素１〜５との信号出力レベルが図４
（ａ）〜（ｃ）に示す関係があるとする。図４（ａ）
は、画素Ｘの位置に対して水平方向（ｘ方向）に配置さ
れている画素１〜４と画素Ｘとの信号出力レベルの比較
を示すグラフであり、図４（ｂ）は、画素Ｘの位置に対
して垂直方向（ｙ方向）に配置されている画素５と画素
Ｘとの信号出力レベルの比較を示すグラフである。図４
（ａ）および（ｂ）より、画素１〜５の信号出力レベル
（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値が画素３のＰ３であり、欠陥画
素検出値ＤＩＦＦは、画素Ｘと画素３との信号出力レベ
ルの差（Ｐ−Ｐ３）で表される。図４（ｃ）は、各画素
１〜５のそれぞれの信号出力レベルを示すグラフであ
り、このグラフより、画素１〜５の各信号出力レベル
（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と最小値は、最大値が画素３の
Ｐ３、最小値が画素２のＰ２となり、周辺画素指数ＦＬ
ＡＴは、画素３と画素２との信号出力レベルの差（Ｐ３
−Ｐ２）で表される。
Ｘが欠陥画素であるかの検出を行う。この場合、注目画
素Ｘとその周辺の画素１〜５との信号出力レベルが図４
（ａ）〜（ｃ）に示す関係があるとする。図４（ａ）
は、画素Ｘの位置に対して水平方向（ｘ方向）に配置さ
れている画素１〜４と画素Ｘとの信号出力レベルの比較
を示すグラフであり、図４（ｂ）は、画素Ｘの位置に対
して垂直方向（ｙ方向）に配置されている画素５と画素
Ｘとの信号出力レベルの比較を示すグラフである。図４
（ａ）および（ｂ）より、画素１〜５の信号出力レベル
（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値が画素３のＰ３であり、欠陥画
素検出値ＤＩＦＦは、画素Ｘと画素３との信号出力レベ
ルの差（Ｐ−Ｐ３）で表される。図４（ｃ）は、各画素
１〜５のそれぞれの信号出力レベルを示すグラフであ
り、このグラフより、画素１〜５の各信号出力レベル
（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と最小値は、最大値が画素３の
Ｐ３、最小値が画素２のＰ２となり、周辺画素指数ＦＬ
ＡＴは、画素３と画素２との信号出力レベルの差（Ｐ３
−Ｐ２）で表される。
【００２５】次に、注目画素Ｘからの信号出力レベルが
高レベルである場合の第１の欠陥検出処理について説明
する。注目している画素Ｘの信号出力レベルＰと周辺の
画素１〜５の信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と
の差である欠陥画素検出値ＤＩＦＦ（Ｐ−Ｐ３：図４
（ａ）参照）がユーザーの要求に応じて決定される第１
の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲより大きい場合には、
注目している画素Ｘを欠陥画素であると判定する。第１
の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲの値を所定値以上に設
定することによって、信号出力レベルが高レベルである
欠陥画素を確実に検出できる。
高レベルである場合の第１の欠陥検出処理について説明
する。注目している画素Ｘの信号出力レベルＰと周辺の
画素１〜５の信号出力レベル（Ｐ１〜Ｐ５）の最大値と
の差である欠陥画素検出値ＤＩＦＦ（Ｐ−Ｐ３：図４
（ａ）参照）がユーザーの要求に応じて決定される第１
の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲより大きい場合には、
注目している画素Ｘを欠陥画素であると判定する。第１
の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲの値を所定値以上に設
定することによって、信号出力レベルが高レベルである
欠陥画素を確実に検出できる。
【００２６】しかし、注目している画素Ｘの周辺の画素
の信号出力レベルが凹凸のない均一な場合では、欠陥画
素検出値ＤＩＦＦが第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨ
Ｒよりも小さい値でも、目視において非常に目立つ欠陥
画素が存在する。このような欠陥画素を検出するために
は、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲをさらに小さ
くすればよい。ところが第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿
ＴＨＲを小さい値に設定すると、画素からの信号出力レ
ベルが凹凸のある複雑なパターンを持った被写体におい
ては、正常な画素の信号出力レベルと周辺の画素の信号
出力レベルの最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩＦ
Ｆが、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲよりも大き
くなる可能性が生じ、正常な画素までも欠陥画素と誤判
定することになる。
の信号出力レベルが凹凸のない均一な場合では、欠陥画
素検出値ＤＩＦＦが第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨ
Ｒよりも小さい値でも、目視において非常に目立つ欠陥
画素が存在する。このような欠陥画素を検出するために
は、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲをさらに小さ
くすればよい。ところが第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿
ＴＨＲを小さい値に設定すると、画素からの信号出力レ
ベルが凹凸のある複雑なパターンを持った被写体におい
ては、正常な画素の信号出力レベルと周辺の画素の信号
出力レベルの最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩＦ
Ｆが、第１の欠陥検出閾値ＵＳＥＲ＿ＴＨＲよりも大き
くなる可能性が生じ、正常な画素までも欠陥画素と誤判
定することになる。
【００２７】このような、注目画素Ｘからの信号出力レ
ベルが中レベルである場合の欠陥画素の検出が第２の検
出処理として行われる。第２の検出処理では、欠陥画素
を検出するために第２の欠陥検出閾値ＴＨＲを用いる。
第２の欠陥検出閾値ＴＨＲは、（１）式で与えられる。
ベルが中レベルである場合の欠陥画素の検出が第２の検
出処理として行われる。第２の検出処理では、欠陥画素
を検出するために第２の欠陥検出閾値ＴＨＲを用いる。
第２の欠陥検出閾値ＴＨＲは、（１）式で与えられる。
【００２８】 ＴＨＲ＝ＦＬＡＴ×ＲＥＦ＿ＵＳＲ・・・（１） ここで、ＦＬＡＴは、前述した周辺画素指数、ＲＥＦ＿
ＵＳＲは、ユーザーの要求により任意に設定できる係数
である。注目画素Ｘの信号出力レベルと周辺の画素の信
号出力レベルの最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩ
ＦＦが、第２の欠陥検出閾値ＴＨＲより大きい場合で
は、注目画素Ｘを欠陥画素として検出する。周辺画素指
数ＦＬＡＴの値が０（ゼロ）の場合は、注目画素Ｘの周
辺の画素の画像は、被写体表面が信号出力レベルの凹凸
のない均一な画像であると考えられる。また、周辺画素
指数ＦＬＡＴが０から大きくなるにつれて、注目画素Ｘ
の周辺は、被写体表面が信号出力レベルの凹凸のある複
雑なパターンをもつ映像であると推定できる。注目して
いる画素Ｘの周辺が、凹凸のない均一な画像の場合は、
より多くの欠陥画素の検出を行うためには、第２の欠陥
検出閾値ＴＨＲをより小さい値にすれば良く、注目画素
Ｘの周辺が信号出力レベルの凹凸のある複雑なパターン
の場合は、欠陥画素の誤判定を防ぐためには第２の欠陥
検出閾値ＴＨＲをより大きい値にすれば良い。
ＵＳＲは、ユーザーの要求により任意に設定できる係数
である。注目画素Ｘの信号出力レベルと周辺の画素の信
号出力レベルの最大値との差である欠陥画素検出値ＤＩ
ＦＦが、第２の欠陥検出閾値ＴＨＲより大きい場合で
は、注目画素Ｘを欠陥画素として検出する。周辺画素指
数ＦＬＡＴの値が０（ゼロ）の場合は、注目画素Ｘの周
辺の画素の画像は、被写体表面が信号出力レベルの凹凸
のない均一な画像であると考えられる。また、周辺画素
指数ＦＬＡＴが０から大きくなるにつれて、注目画素Ｘ
の周辺は、被写体表面が信号出力レベルの凹凸のある複
雑なパターンをもつ映像であると推定できる。注目して
いる画素Ｘの周辺が、凹凸のない均一な画像の場合は、
より多くの欠陥画素の検出を行うためには、第２の欠陥
検出閾値ＴＨＲをより小さい値にすれば良く、注目画素
Ｘの周辺が信号出力レベルの凹凸のある複雑なパターン
の場合は、欠陥画素の誤判定を防ぐためには第２の欠陥
検出閾値ＴＨＲをより大きい値にすれば良い。
【００２９】このため、ステップＳ４では、欠陥画素の
検出量である（１）式に示す第２の欠陥検出閾値ＴＨＲ
においてユーザーの要求により任意に設定できる係数Ｒ
ＥＦ＿ＵＳＲの値を設定し、第２の欠陥検出値閾値ＴＨ
Ｒの値を算出する。そして、ステップＳ５において、欠
陥画素検出値ＤＩＦＦが第２の欠陥検出閾値ＴＨＲより
小さい場合には、画素Ｘは、正常画素であると判断され
欠陥検出処理を終了する。
検出量である（１）式に示す第２の欠陥検出閾値ＴＨＲ
においてユーザーの要求により任意に設定できる係数Ｒ
ＥＦ＿ＵＳＲの値を設定し、第２の欠陥検出値閾値ＴＨ
Ｒの値を算出する。そして、ステップＳ５において、欠
陥画素検出値ＤＩＦＦが第２の欠陥検出閾値ＴＨＲより
小さい場合には、画素Ｘは、正常画素であると判断され
欠陥検出処理を終了する。
【００３０】一方、欠陥画素検出値ＤＩＦＦが第２の欠
陥検出閾値ＴＨＲより大きい場合には、ステップＳ６に
て、注目している画素Ｘが点光源のような被写体の中心
でないかを判定する。被写体が点光源のようなものであ
る場合には、画素Ｘと周辺の画素１〜４との信号出力レ
ベルは、図５に示すように、画素Ｘからの信号出力レベ
ルが最も大きくなり、画素Ｘから離れるにつれて信号出
力レベルは、小さくなると考えられる。これより、周辺
の画素１および画素２の信号出力レベルは、Ｐ１＜Ｐ２
の不等式を満足し、周辺の画素３および画素４の信号出
力レベルは、Ｐ４＜Ｐ３の不等式を満足する。したがっ
て、Ｐｌ＞Ｐ２またはＰ３＜Ｐ４の条件を満足しない場
合は、画素Ｘは、点光源のような被写体の中心であり正
常画素であると判断され、検出処理が終了する。
陥検出閾値ＴＨＲより大きい場合には、ステップＳ６に
て、注目している画素Ｘが点光源のような被写体の中心
でないかを判定する。被写体が点光源のようなものであ
る場合には、画素Ｘと周辺の画素１〜４との信号出力レ
ベルは、図５に示すように、画素Ｘからの信号出力レベ
ルが最も大きくなり、画素Ｘから離れるにつれて信号出
力レベルは、小さくなると考えられる。これより、周辺
の画素１および画素２の信号出力レベルは、Ｐ１＜Ｐ２
の不等式を満足し、周辺の画素３および画素４の信号出
力レベルは、Ｐ４＜Ｐ３の不等式を満足する。したがっ
て、Ｐｌ＞Ｐ２またはＰ３＜Ｐ４の条件を満足しない場
合は、画素Ｘは、点光源のような被写体の中心であり正
常画素であると判断され、検出処理が終了する。
【００３１】次に、Ｐ１＞Ｐ２またはＰ３＜Ｐ４のいず
れかを満足する場合には、ステップＳ７において、画素
２と画素１との信号出力レベルの差（Ｐ１−Ｐ２）、ま
たは、画素３と画素４との信号出力レベルの差（Ｐ４−
Ｐ３）が、ユーザーの要求に対応して決定される第３の
欠陥検出閾値ＬＩＧＨＴよりも小さい場合は、画素Ｘの
周辺が信号出力レベルの凹凸のない均一なパターンであ
るにも関わらず、画素Ｘの信号出力レベルが周囲の画素
１〜４の信号出力レベルより突出していると考えられる
ので、画素Ｘが欠陥画素であると判断される。そして、
画素２と画素１との信号出力レベルの差（Ｐ１−Ｐ
２）、または、画素３と画素４との信号出力レベルの差
（Ｐ４−Ｐ３）が第３の欠陥検出閾値ＬＩＧＨＴよりも
大きい場合は、画素Ｘは、正常画素であると判断され欠
陥検出処理を終了する。
れかを満足する場合には、ステップＳ７において、画素
２と画素１との信号出力レベルの差（Ｐ１−Ｐ２）、ま
たは、画素３と画素４との信号出力レベルの差（Ｐ４−
Ｐ３）が、ユーザーの要求に対応して決定される第３の
欠陥検出閾値ＬＩＧＨＴよりも小さい場合は、画素Ｘの
周辺が信号出力レベルの凹凸のない均一なパターンであ
るにも関わらず、画素Ｘの信号出力レベルが周囲の画素
１〜４の信号出力レベルより突出していると考えられる
ので、画素Ｘが欠陥画素であると判断される。そして、
画素２と画素１との信号出力レベルの差（Ｐ１−Ｐ
２）、または、画素３と画素４との信号出力レベルの差
（Ｐ４−Ｐ３）が第３の欠陥検出閾値ＬＩＧＨＴよりも
大きい場合は、画素Ｘは、正常画素であると判断され欠
陥検出処理を終了する。
【００３２】この後、欠陥補正回路６では、欠陥検出回
路５において注目画素Ｘが欠陥画素と判定された場合、
リアルタイムで注目している画素Ｘの周辺にある同色フ
ィルターの画素２と画素３の信号出力レベルの平均値Ｐ
oaveが（２）式のより得られる。
路５において注目画素Ｘが欠陥画素と判定された場合、
リアルタイムで注目している画素Ｘの周辺にある同色フ
ィルターの画素２と画素３の信号出力レベルの平均値Ｐ
oaveが（２）式のより得られる。
【００３３】 Ｐoave＝（Ｐ２十Ｐ３）／２・・・・（２） そして、欠陥画素から出力される信号出力レベルＰを、
（２）式により得られた平均値の信号出力レベルＰoave
に置き換えることによって、欠陥画素の補正が実施され
る。そして、ＣＭＯＳイメージセンサー２の有効画素の
すべてについて、第１の検出処理、第２の検出処理の２
つの検出処理を実施することにより、高レベルの信号出
力レベルを持つ欠陥画素、中レベルの信号出力レベルを
持つ欠陥画素を、自動的に精度良く検出でき、しかも欠
陥画素の補正を行うことができる。
（２）式により得られた平均値の信号出力レベルＰoave
に置き換えることによって、欠陥画素の補正が実施され
る。そして、ＣＭＯＳイメージセンサー２の有効画素の
すべてについて、第１の検出処理、第２の検出処理の２
つの検出処理を実施することにより、高レベルの信号出
力レベルを持つ欠陥画素、中レベルの信号出力レベルを
持つ欠陥画素を、自動的に精度良く検出でき、しかも欠
陥画素の補正を行うことができる。
【００３４】したがって、本発明の固体撮像素子の自動
欠陥検出補正装置では、欠陥画素のアドレスデータ等を
記憶するための記憶装置を用いずに、欠陥検出回路によ
って欠陥画素の検出し、その後、連続して欠陥補正回路
によって欠陥画素の信号出力レベルを補正することが簡
便に精度良く実施できる。
欠陥検出補正装置では、欠陥画素のアドレスデータ等を
記憶するための記憶装置を用いずに、欠陥検出回路によ
って欠陥画素の検出し、その後、連続して欠陥補正回路
によって欠陥画素の信号出力レベルを補正することが簡
便に精度良く実施できる。
【００３５】また、本発明の固体撮像素子の自動欠陥検
出補正装置を搭載した撮像装置では、メモリー等の記憶
装置が搭載されていないために、記憶容量による補正で
きる欠陥画素数の制約が無く、さらに、製造出荷後の経
時変化によって生じる欠陥画素についても補正が可能と
なり、利便性が向上する。
出補正装置を搭載した撮像装置では、メモリー等の記憶
装置が搭載されていないために、記憶容量による補正で
きる欠陥画素数の制約が無く、さらに、製造出荷後の経
時変化によって生じる欠陥画素についても補正が可能と
なり、利便性が向上する。
【００３６】
【発明の効果】本発明の固体撮像素子の自動欠陥検出補
正装置は、所定の画素と所定の画素の周囲の複数の画素
との信号出力レベルの差を、欠陥画素検出値として算出
し、算出された欠陥画素検出値が、予め設定された高レ
ベルの第１の欠陥検出閾値より大きければ所定の画素を
欠陥画素と判定するとともに、算出された欠陥画素検出
値が、第１の欠陥検出閾値よりも小さく予め設定された
中レベルの第２の欠陥検出閾値より大きければ所定の画
素を欠陥画素と判定する欠陥検出手段と、欠陥検出手段
により検出された欠陥画素からの信号出力レベルを補正
する欠陥補正手段と、を具備することによって、メモリ
ー等の記憶装置を搭載することなく、製造出荷後に生じ
た欠陥画素についても、その欠陥画素を検出し、その
後、連続して欠陥画素の補正を行うことができる。
正装置は、所定の画素と所定の画素の周囲の複数の画素
との信号出力レベルの差を、欠陥画素検出値として算出
し、算出された欠陥画素検出値が、予め設定された高レ
ベルの第１の欠陥検出閾値より大きければ所定の画素を
欠陥画素と判定するとともに、算出された欠陥画素検出
値が、第１の欠陥検出閾値よりも小さく予め設定された
中レベルの第２の欠陥検出閾値より大きければ所定の画
素を欠陥画素と判定する欠陥検出手段と、欠陥検出手段
により検出された欠陥画素からの信号出力レベルを補正
する欠陥補正手段と、を具備することによって、メモリ
ー等の記憶装置を搭載することなく、製造出荷後に生じ
た欠陥画素についても、その欠陥画素を検出し、その
後、連続して欠陥画素の補正を行うことができる。
【００３７】また、本発明の撮像装置は、記憶容量によ
る補正できる欠陥画素の数の制約が無くなり、製造出荷
後の経時変化によって生じる欠陥画素についても補正が
可能となり利便性の向上する。
る補正できる欠陥画素の数の制約が無くなり、製造出荷
後の経時変化によって生じる欠陥画素についても補正が
可能となり利便性の向上する。
【００３８】
【図１】本発明の実施形態である固体撮像素子の自動欠
陥検出補正装置の概略ブロック図である。
陥検出補正装置の概略ブロック図である。
【図２】その自動欠陥検出補正装置に使用するＣＭＯＳ
イメージセンサーの色フィルターの配置図である。
イメージセンサーの色フィルターの配置図である。
【図３】本発明の欠陥画素の欠陥検出処理手順の説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、画素Ｘと画素Ｘの周囲の画
素１〜５との信号出力レベルの比較を示すグラフであ
る。（ｃ）は、画素１〜５の信号出力レベルの比較を示
すグラフである。
素１〜５との信号出力レベルの比較を示すグラフであ
る。（ｃ）は、画素１〜５の信号出力レベルの比較を示
すグラフである。
【図５】被写体が点光源の場合の画素Ｘと画素１〜４と
の信号出力レベルの比較を示すグラフである。
の信号出力レベルの比較を示すグラフである。
１ レンズ ２ ＣＭＯＳイメージセンサー ３ ２Ｈライン遅延器 ４ 欠陥画素検出回路 ５ 欠陥画素補正回路 ６ ディジタル信号処理回路 ７ 赤色透過フィルター ８ 青色透過フィルター ９ 緑色透過フィルター １０ 第１のフィルター列 １１ 第２のフィルター列 １２ 自動欠陥検出補正装置
Claims (5)
- 【請求項１】 固体撮像素子内の欠陥画素を検出し、検
出された欠陥画素を補正する固体撮像素子の自動欠陥検
出補正装置であって、 所定の画素と該所定の画素の周囲の複数の画素との信号
出力レベルの差を、欠陥画素検出値として算出し、算出
された該欠陥画素検出値が、予め設定された高レベルの
第１の欠陥検出閾値より大きければ該所定の画素を欠陥
画素と判定するとともに、算出された該欠陥画素検出値
が、第１の欠陥検出閾値よりも小さく予め設定された中
レベルの第２の欠陥検出閾値より大きければ該所定の画
素を欠陥画素と判定する欠陥検出手段と、 該欠陥検出手段により検出された欠陥画素からの信号出
力レベルを補正する欠陥補正手段と、 を具備することを特徴とする固体撮像素子の自動欠陥検
出補正装置。 - 【請求項２】 前記欠陥画素検出値は、所定の画素の信
号出力レベルと周囲の複数の画素の信号出力レベルの最
大値との差である請求項１に記載の固体撮像素子の自動
欠陥検出補正装置。 - 【請求項３】 前記第２の欠陥検出閾値は、周囲の複数
の画素の信号出力レベルの最大値と最小値との差である
周辺画素指数に所定の値を乗じた値である請求項１に記
載の固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置。 - 【請求項４】 前記欠陥補正手段は、欠陥画素からの信
号出力レベルを、該欠陥画素の近傍の画素からの信号出
力レベルの平均値に置換する請求項１に記載の固体撮像
素子の自動欠陥検出補正装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮
像素子の自動欠陥検出補正装置を有する撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016437A JP4108278B2 (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置およびそれを用いた撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001016437A JP4108278B2 (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置およびそれを用いた撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002223391A true JP2002223391A (ja) | 2002-08-09 |
| JP4108278B2 JP4108278B2 (ja) | 2008-06-25 |
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| JP2001016437A Expired - Fee Related JP4108278B2 (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 固体撮像素子の自動欠陥検出補正装置およびそれを用いた撮像装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US8085322B2 (en) | 2006-10-30 | 2011-12-27 | Fujitsu Semiconductor Limited | Defect pixel correction circuit, image processing system using the same, and defect pixel correcting method |
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| JP2014049780A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Samsung Techwin Co Ltd | 欠陥画素判定装置および欠陥画素判定方法 |
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-
2001
- 2001-01-24 JP JP2001016437A patent/JP4108278B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014049780A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Samsung Techwin Co Ltd | 欠陥画素判定装置および欠陥画素判定方法 |
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