JP2002359783A - 撮像装置及び画素欠陥補正方法 - Google Patents
撮像装置及び画素欠陥補正方法Info
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Abstract
も、欠陥画素の補正を正確に行うことができる。 【解決手段】 画素ずらし方式のデジタルカメラにおい
て、被写体像を撮像するCCD撮像素子12と被写体像
との相対的な位置を圧電ドライバ13により周期的に変
位させながら、それぞれの変位位置でCCD撮像素子1
2による撮像を行い、それぞれの変位位置に対応する画
像信号を全て読み出した後に、これらの画像を一つの画
像として2次元平面上に再配置し、再配置した画像に対
して画素欠陥補正を行う。
Description
(電子スチルカメラ)などに好適な撮像装置及び画素欠
陥補正方法に関する。
れる固体撮像素子では、半導体の局部的な結晶欠陥等に
より画素劣化が生じることが知られている。入射光量に
応じた撮像出力に常に一定のバイアス電圧が加算されて
しまう画素欠陥は、この画素欠陥がそのまま信号処理さ
れてしまうと、モニタ上に高輝度の白い点として現れる
ため、白キズと呼ばれている。また、光感度の低いもの
は黒い点として現れるので、黒キズと呼ばれている。
ば特開昭61−261974号公報,特開昭62−86
66号公報,特開平6−205302号公報,特開20
00−59799号公報などに開示されている。画素欠
陥補正は、一般に周辺4画素の情報を基に行われる。即
ち、欠陥画素に対して、その上下左右の4画素の信号を
加算する補完処理によりデータを入れ替える。隣接画素
の情報は似ているのが通常であり、このような補完処理
でも解像度の低下は殆ど問題とならない。
撮影レンズの光路中に設けた平行平板などで光学的にず
らしたり、撮影レンズを光軸に垂直な平面内でずらす等
して複数枚の画像を読み取り、これらの複数枚の画像を
合成して高精細の静止画像を合成する技術が知られてい
る。しかし、この画素ずらし方式において、複数枚のそ
れぞれの画像について上記のような画素欠陥の補正を行
った後に、高精細画像を合成したのでは以下のような問
題があった。
は、画素ずらしにより画素間を仮想的に埋めるため、通
常の撮像素子よりも画素間隔が長い。従って、従来のよ
うに隣接4画素による補完処理を行った場合、比較的遠
い画素の信号を基に補正処理を行うことになり、正確な
補正ができない。
ずらし方式において隣接4画素による補完処理で欠陥画
素の補正を行った場合、比較的遠い画素の信号を基に補
正処理を行うことになり、正確な補正ができないという
問題があった。
ので、その目的とするところは、撮像素子と被写体像の
相対的な位置を変位させながら、それぞれの変位位置に
対応する画像信号を撮像素子から読み出して高精細画像
を合成する画素ずらし方式の場合においても、欠陥画素
の補正を正確に行うことが可能な撮像装置及び画素欠陥
補正方法を提供することにある。
するために本発明は次のような構成を採用している。
置において、被写体像を結像する撮影レンズと、前記撮
影レンズにより結像された被写体像を受け画像信号を出
力する撮像素子と、前記撮像素子と被写体像の相対的な
位置を周期的に変位させる駆動手段と、前記駆動手段に
より前記撮像素子と被写体像の相対的な位置を変位させ
ながら、それぞれの変位位置に対応する画像信号を前記
撮像素子から読み出すための読み出し手段と、前記読み
出し手段によりそれぞれの変位位置に対応する画像信号
を全て読み出した後に、これらの画像を一つの画像とし
て2次元平面上に再配置した画像に対して画素欠陥の補
正を行う画素欠陥補正手段と、を有することを特徴とす
る。
画像に対し、欠陥画素に最も近接した正常画素の画像信
号を用いて欠陥補正を行うものであることが望ましい。
画素の情報で補完するための画素欠陥補正方法におい
て、撮影レンズにより結像された被写体像を撮像する撮
像素子と被写体像の相対的な位置を周期的に変位させな
がら、それぞれの変位位置に対応する画像信号を撮像素
子から読み出すステップと、前記それぞれの変位位置に
対応する画像信号を全て読み出した後に、これらの画像
を一つの画像として2次元平面上に再配置するステップ
と、前記再配置した画像に対して画素欠陥の補正を行う
ステップと、を有することを特徴とする。
ては、再配置した画像に対して、欠陥画素に最も近接し
た正常画素の画像信号を用いて欠陥補正を行うことが望
ましい。
において、撮像素子本来の隣接4画素による欠陥の補正
ではなく、再配置した画像に対して隣接画素による欠陥
の補正を行っている。ここで、再配置した画像において
は画素間が縮まっており、隣接画素の補完処理を行う場
合に、欠陥画素に極めて近い画素の信号を用いることに
なる。つまり、注目する欠陥画素に対して補正を行うの
に最適な正常画素を選択して補正を行うことが可能とな
り、正確な補正を行うことが可能となる。
形態によって説明する。
タルカメラの基本構成を示すブロック図である。
ンズであり、このレンズ11により結像された被写体像
はCCD撮像素子12により撮像される。撮像素子12
は、ピエゾ素子等からなる圧電ドライバ13により一定
の周期で振動され、これに同期して撮像出力を得るよう
にしている。具体的には、図2(a)に示すような画素
配置の撮像素子を、+x,−y,−x,+yの順に移動
させることにより、図2(b)に示すように1つの画素
を→→→の順に移動させ、各々の○位置で撮像
する。これにより、X,Yの両方向共に画素数が2倍と
なり、解像度も2倍になる。撮像素子12の出力信号は
A/D変換器14を介してデジタル信号に変換された
後、フレームメモリ15に一時的に記憶される。フレー
ムメモリ15は、上記〜の4つの画像に相当するメ
モリを備えており、これらのメモリに4つの画像がそれ
ぞれ記憶される。そして、CPU20の制御の基に4つ
の画像が1つの画像に再配置される。
欠陥画素に対応するアドレスが格納されている。この欠
陥アドレスの情報を基に、CPU20の処理によって、
再配置した画像に対して隣接2画素による補完処理が行
われる。そして、欠陥補正された画像信号はコンパクト
フラッシュ(登録商標)やスマートメディア等のメモリ
カード17に記録されるものとなっている。
駆動タイミングを制御するタイミングジェネレータ(T
G)、22はTGを駆動するためのシグナルジェネレー
タ(SG)を示している。
様子を、従来例と比較して示す図である。
1つの画素は4つの位置を有し、第1の位置では、欠陥
画素1に対し4つの正常画素1の信号を加算して補完処
理する。このとき、欠陥画素1と正常画素1との距離は
画素の1つ分以上離れているため、正確な補正は行えな
い。第2〜第4の位置でも同様である。
素に基づいて隣接画素を用いた欠陥補正を行うことによ
り、図3(b)に示すように、第1の位置における欠陥
画素1に対し左隣の正常画素2と上隣の正常画素4の信
号を加算して補完処理する。同様に、第2の位置におけ
る欠陥画素2に対しては上隣の正常画素3と右隣の正常
画素1、第3の位置における欠陥画素3に対しては右隣
の正常画素4と下隣の正常画素2、第4の位置における
欠陥画素4に対しては下隣の正常画素1と左隣の正常画
素3を基に補正する。このとき、欠陥画素とこれを補正
すべき正常画素は隣の画素であるため、欠陥補正を正確
に行うことができる。
(a)に示す欠陥画素1と正常画素1との距離に比し
て、図3(b)に示す欠陥画素1と正常画素2,4との
距離は半分となっている。他の欠陥画素2,3,4に関
しても同様の関係となっている。従って本実施形態で
は、撮像素子本来の隣接画素(1画素分以上離れてい
る)ではなく、再配置した画像の隣接画素(最も近い)
に基づいて補完処理を行うことができるため、欠陥補正
を正確に行うことができることになる。
を説明するためのフローチャートである。
素子12をONする(S2)。次いで、S3において、
圧電ドライバ13の動作により撮像素子12を位置Pに
セットする(S3−1)。位置Pは前記図2(b)に示
すように→→→の順に移動させるものであり、
ここではP=1である。この状態で撮像素子12の出力
Pを読み出す(S3−2)。そして、補正後出力Pをフ
レームメモリ15のメモリPに書き込む(S3−3)。
なお、S3−3における補正後出力とは、画素欠陥の補
正ではなく、色信号生成処理,マトリックス変換処理,
その他各種の信号処理を施した出力のことである。
を行う。ここで、S4ではP=2、S5ではP=3、S
6ではP=4である。即ち、S4では撮像素子12を位
置2にセットし、撮像素子出力2を読み出し、補正後出
力2をメモリ2に書き込み、S5では撮像素子12を位
置3にセットし、撮像素子出力3を読み出し、補正後出
力3をメモリ3に書き込み、S6では撮像素子12を位
置4にセットし、撮像素子出力4を読み出し、補正後出
力4をメモリ4に書き込む。
てフレームメモリ15内のメモリ1,2,3,4から欠
陥及びその近接画素の情報を読み出し(S7)、前記図
3(b)に示した手法により欠陥画素補正のための演算
を行う(S8)。次いで、欠陥補正された画素を読み出
し、フレームメモリ15内のメモリ1,2,3,4にそ
れぞれ書き込む(S9)。そして、メモリ1,2,3,
4の内容を読み出し(S10)、メモリカード17に1
つの画像データを書き込む(S11)。
素を4回ずらす画素ずらし方式のデジタルカメラにおい
て、図3(a)に示した撮像素子本来の隣接4画素によ
る欠陥の補正ではなく、図3(b)に示した再配置した
画像に対して隣接2画素による欠陥の補正を行うことに
より、欠陥画素に極めて近い画素のみの信号を用いるこ
とになり、欠陥画素の補正を正確に行うことができる。
れるものではない。実施形態では、撮像素子を4つの位
置に変位させる画素ずらし方式に適用した例を説明した
が、画素ずらしの変位の仕方はこれに限るものではな
く、例えば2つの位置に変位させる方式であってもよ
い。また、撮像素子はCCDに限るものではなく、CM
OSセンサを用いることも可能である。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
像素子と被写体像の相対的な位置を変位させながら、そ
れぞれの変位位置に対応する画像信号を撮像素子から読
み出して高精細画像を合成する画素ずらし方式の撮像装
置において、画素ずらしの各変位位置に対応する画像信
号を一つの画像として2次元平面上に再配置した画像に
対して画素欠陥補正を行うことにより、欠陥画素の補正
を正確に行うことができる。
成を示すブロック図。
式的に示す図。
めのフローチャート。
Claims (4)
- 【請求項1】被写体像を結像する撮影レンズと、 前記撮影レンズにより結像された被写体像を受け画像信
号を出力する撮像素子と、 前記撮像素子と被写体像の相対的な位置を周期的に変位
させる駆動手段と、 前記駆動手段により前記撮像素子と被写体像の相対的な
位置を変位させながら、それぞれの変位位置に対応する
画像信号を前記撮像素子から読み出すための読み出し手
段と、 前記読み出し手段によりそれぞれの変位位置に対応する
画像信号を全て読み出した後に、これらの画像を一つの
画像として2次元平面上に再配置した画像に対して画素
欠陥の補正を行う画素欠陥補正手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】前記画素欠陥補正手段は、前記再配置した
画像に対し、欠陥画素に最も近接した正常画素の画像信
号を用いて欠陥補正を行うものであることを特徴とする
請求項1記載の撮像装置。 - 【請求項3】撮影レンズにより結像された被写体像を撮
像する撮像素子と被写体像の相対的な位置を周期的に変
位させながら、それぞれの変位位置に対応する画像信号
を撮像素子から読み出すステップと、 前記それぞれの変位位置に対応する画像信号を全て読み
出した後に、これらの画像を一つの画像として2次元平
面上に再配置するステップと、 前記再配置した画像に対して画素欠陥の補正を行うステ
ップと、 を有することを特徴とする画素欠陥補正方法。 - 【請求項4】前記画素欠陥を補正するステップとして、
前記再配置した画像に対し、欠陥画素に最も近接した正
常画素の画像信号を用いて欠陥補正を行うことを特徴と
する請求項3記載の画素欠陥補正方法。
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Family Applications (1)
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