JP2003009004A - 欠陥ピクセルの補正方法及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イメージセンサの欠陥ピクセルの検出及び補正
を、アーティファクトの発生を低減して実施する手段を
提供する。 【解決手段】イメージセンサ集積回路において使用され
る欠陥ピクセル検出及び補正メカニズム(110)は、フレ
ーム間で一貫性のあるやり方で、現在のピクセルが欠陥
ピクセルであるか否かを判定する。このメカニズム(11
0)は、また、欠陥ピクセルを変動しない置換値で置き換
える。このメカニズム(110)の欠陥ピクセル検出手段(21
0)は、欠陥ピクセル位置を有するルックアップテーブル
(230)を利用して、ピクセルが欠陥ピクセルであるか否
かについて一貫した判定を行う。このメカニズム(110)
の欠陥ピクセル補正手段(220)は、一貫性のある置換値
選択手段(254)を利用して、所定量だけ前のピクセルの
値を置換値として提供し、さらに、置換ユニット（例え
ばマルチプレクサ）(250)を利用して、欠陥ピクセル値
を置換値と置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、イメージ
・センサに関し、とりわけ、イメージ・センサのための
欠陥ピクセルの補正方法及びシステムに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、デジタル・スチル・カメラ及びデ
ジタル・ビデオ・カメラのような、デジタル・カメラが
急増するようになってきた。デジタル画像の撮像を必要
とする、多くの民生用用途が存在する。これらの用途に
は、例えば、静止画撮像、フルモーション（動画）撮
像、保安及び監視用途、及び、テレビ会議システムなど
がある。デジタル・スチル・カメラ及びデジタル・ビデ
オ・カメラにおける重要なコンポーネントは、イメージ
・センサ集積回路である。イメージ・センサ集積回路
は、ピクセル・アレイ（例えば、６４０×４８０ピクセ
ル・アレイ）を用いて、光（光子）を検出し、光を電気
信号（例えば、電圧）に変換する。 【０００３】大部分のイメージセンサ集積回路は、相補
形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）プロセスを利用して製
造される。あいにく、どのような製造プロセスを使用し
た場合であっても、イメージ・センサ部品には、欠陥ピ
クセルが生じる。これらの部品の顧客は、明白な欠陥ピ
クセルがあることを望まない。 【０００４】欠陥ピクセルに対処するアプローチの１つ
は、厳格な欠陥規格を設定することである。例えば、イ
メージ・センサ集積回路の供給業者は、所定の数を超え
る欠陥、所定の位置にある欠陥、または、所定のタイプ
の欠陥を有するセンサの出荷が阻止されるような欠陥規
格を設定する。あいにく、欠陥規格は、結果として、イ
メージ・センサのメーカにとっては、歩留まりが減少し
て、生産量が落ち、一方、顧客にとっては、コストが上
昇することになる。 【０００５】欠陥ピクセル問題に対処するもう１つのア
プローチは、ある種の欠陥ピクセル補正方式を利用する
ことである。欠陥ピクセルの補正に用いられる内蔵ハー
ドウェアを備えるＣＣＤイメージ・センサがいくつか存
在する。あいにく、これらの実施には、広い物理的スペ
ースを占める複雑なハードウェア・コンポーネントが必
要になり、このため、この方式は実施コストが高くな
る。従って、これらのコストのかかる、面倒な解決策
は、ほんのわずかな用途（例えば、ハイエンド及び小生
産量の用途）に限られる。 【０００６】他のハードウェア的アプローチが、モトロ
ーラ社から入手可能な「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ
Ｓｅｎｓｏｒ−ＳＣＭ２００１４」と題する半導体技術
報告書に記載されている。モトローラ社のデジタル・イ
メージ・センサは、フレーム毎に個別にピクセルに欠陥
があるかを判定し、欠陥ピクセルをその特定のフレーム
に関して近傍ピクセルから得られる変動値に置換するこ
とによって、欠陥ピクセルを補正する。あいにく、さら
に詳細に後述するように、このアプローチでは、フレー
ム毎に変わりうる検出及び補正技法が利用されるので、
イメージに望ましくないアーティファクト（人工的ノイ
ズなど）をもたらすことになる。 【０００７】さらに、ソフトウェア・ベースの欠陥ピク
セル補正技法がいくつか提案されている。あいにく、こ
れら従来技術によるアプローチには、欠陥ピクセルの補
正を実施するソフトウェア・アルゴリズムの実行に十分
な処理能力を備えたプロセッサが必要とされる。明らか
に、こうしたソフトウェア技法は、プロセッサを備えな
い製品には利用することができない。さらに、プロセッ
サを備える製品の場合であっても、これらのソフトウェ
ア技法は、多量のプロセッサ帯域を費やすので、やは
り、プロセッサ帯域幅を必要とする他のコンポーネント
にとって許容することができない。ソフトウェア・ベー
ス技法のこうしたプロセッサに対する要件のために、製
品のコストが上昇し、その結果、こうしたアプローチ
も、ハイエンドのイメージキャプチャ装置に制限される
ことになるのは明白である。 【０００８】デジタルキャプチャ装置（例えば、デジタ
ル・カメラなどのデジタル撮像装置）に結合されて、補
正技法を実行することが可能なパーソナル・コンピュー
タ（ＰＣ）の利用が、いくつか提案されている。こうし
たアプローチでは、デジタルキャプチャ装置は、まず、
欠陥ピクセルのあるイメージをＰＣに送り、次に、ＰＣ
が、欠陥ピクセル補正方式を実行して、イメージを補正
する。このアプローチの利点は、ＰＣの処理能力が欠陥
ピクセル補正ソフトウェアの実行に利用されるので、デ
ジタルキャプチャ装置において必要とされるハードウェ
アを単純化することができるという点にある。あいに
く、ＰＣに接続可能な大部分のキャプチャ装置は、リン
ク（例えば、ＵＳＢケーブル）を介してデータをＰＣに
転送するために、イメージにデータ圧縮を施す。イメー
ジが圧縮されると、欠陥が広まり、イメージの外観がい
っそう悪化し、ＰＣにおける補正がさらに困難になる可
能性が高い。従って、センサＩＣにおいて欠陥ピクセル
の補正を行うことが望ましい。 【０００９】さらに、これらの従来技術によるアプロー
チでは、１）整合性のない（すなわち、一貫性のない）
欠陥ピクセル検出、及び、２）整合性のない欠陥ピクセ
ル補正が行われるので、結果得られるイメージに望まし
くないアーティファクトが生じることになる。 【００１０】これらの従来技術によるアプローチの欠点
の１つは、この欠陥ピクセル検出によれば、特定のピク
セルが、あるフレームでは欠陥があると判定され、別の
フレームでは欠陥がないと判定される可能性があるとい
う点である（以下では、整合性のない欠陥ピクセル検出
と呼ぶ）。明らかに、整合性のない欠陥ピクセル検出に
よれば、フレーム毎に得られる結果に整合性がなく、こ
のため、ピクセル位置における解像度に損失を生じるこ
とになる。例えば、最初のフレームでは、ある特定のピ
クセルが、別の値に置換される欠陥ピクセルであると判
定される可能性があり、一方、別のフレームでは、同じ
ピクセルが、そのピクセル値を保持する非欠陥ピクセル
であると判定される可能性がある。このアプローチがデ
ジタル・ビデオキャプチャ装置に適用されると、整合性
のない検出によって、結果得られるビデオに明滅スポッ
トのようなアーティファクトが生じる可能性がある。同
様に、このアプローチがデジタル・スチル・カメラに適
用されると、整合性のない検出によって、結果得られる
イメージにアーティファクト（例えば、明るいスポッ
ト）が生じる可能性がある。従って、フレーム毎に整合
性のある欠陥ピクセル検出を行う欠陥ピクセル補正機構
を設けることが望ましい。 【００１１】このアプローチのもう１つの欠点は、この
欠陥ピクセル補正によって、欠陥ピクセル値が、フレー
ム毎に異なる置換選択値に置換される可能性があるとい
う点である（以下では、整合性のない欠陥ピクセル補正
と呼ぶ）。例えば、第１のフレームでは、欠陥があると
判定されたピクセルが第１の値に置換され、第２のフレ
ームでは、欠陥のある同じピクセルが、第２の値に置換
される可能性がある。デジタル静止画像の場合は、隣接
ピクセルに関する整合性のない置換値は重要でないかも
しれない。しかし、デジタル・ビデオの場合は、フレー
ム間で整合性のない置換値は、人間の目には非常に目立
つものである。例えば、ある欠陥ピクセルに対してフレ
ーム毎に変動する置換値は、人間の目には、ビデオ内の
明滅スポットとして見える可能性がある。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】以上に基づき、本発明
の目的は、前述の欠点を克服するイメージ・センサのた
めの欠陥ピクセル補正方法及びシステムを提供すること
にある。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明の実施態様の１つ
によれば、イメージ・センサ集積回路に用いられる欠陥
ピクセル検出及び補正機構が得られる。この欠陥ピクセ
ル検出及び補正機構では、フレーム毎に整合性のあるや
り方で、現在のピクセル（すなわち、現在対象としてい
るピクセル）が欠陥ピクセルか否かを判定する。この欠
陥ピクセル検出及び補正機構は、さらに、欠陥ピクセル
を整合性のある置換選択値に置換する。 【００１４】ある実施態様では、欠陥ピクセル検出及び
補正機構は、欠陥ピクセル位置を含むルックアップ・テ
ーブルを用いて、あるピクセルが欠陥ピクセルか、非欠
陥ピクセルであるかについての不変の判定結果が得られ
るようにする、欠陥ピクセル検出機構を備えている。こ
の欠陥ピクセル検出及び補正機構は、さらに、整合性の
ある置換値選択手段を用いて、置換ピクセル値として、
現在のピクセル位置と同じフレーム内の同じ行にあり、
かつ、現在のピクセル位置から所定数のピクセルだけ前
のピクセルにおけるピクセル値（あるいは、現在のピク
セル位置から前にある所定数のピクセルのピクセル値の
いずれか、または、それらを代表するピクセル値）を与
える欠陥ピクセル補正機構も備えている。欠陥ピクセル
値を置換値に置換するため、置換ユニット（例えば、マ
ルチプレクサ）が設けられている。 【００１５】本発明のもう１つの実施態様によれば、イ
メージ・センサ集積回路において欠陥ピクセルの補正に
用いられる欠陥ピクセル検出及び補正方法が得られる。
まず、現在のピクセル位置を受け取る。次に、欠陥ピク
セル位置を受け取る。次に、現在のピクセル位置が欠陥
ピクセル位置か否かが判定される。現在のピクセル位置
が欠陥ピクセル位置でなければ、受け取ったピクセル値
（例えば、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）から受
信した値）が出力ピクセル値として送り出される。現在
のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であれば、前のピク
セル値（例えば、現在のピクセル位置と同じフレーム、
同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置から所定数の
ピクセル分だけ前にあるピクセルのピクセル値）が出力
ピクセル値として送り出される。以下、添付の図面を参
照して、本発明を説明するが、添付図面は例示のための
ものであって、本発明は図示されたものに限定されな
い。図面において同様の要素には同じ参照番号を付して
いる。 【００１６】 【発明の実施の形態】イメージ・センサ用の欠陥ピクセ
ル補正方法及びシステムを開示する。以下では、本発明
を十分に理解できるようにするために、種々の具体的な
細部について説明する。しかしながら、それらの具体的
な細部について開示されていなくても、本発明を実施で
きることは当業者には明かであろう。本発明が不必要に
曖昧になるのを防ぐために、周知の構造及び装置はブロ
ック図形式で示している。 【００１７】典型的なイメージ・センサ１００ 図１は、本発明の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰ
ＤＣＭ）１１０を実施することが可能な、典型的なイメ
ージ・センサ１００を例示したブロック図である。イメ
ージ・センサ１００には、行及び列をなすように構成さ
れた複数のピクセル１２２を備えるセンサ・アレイ１２
０が含まれている。イメージ・センサ１００には、アレ
イ１２０の行を選択するための行選択論理回路１３０
（以下では、行セレクタと呼ぶ）と、アレイ１２０の特
定の列を選択するための列選択論理回路１４０（以下で
は、列セレクタと呼ぶ）も含まれている。行セレクタ１
３０及び列セレクタ１４０は、アクセス（例えば、その
ピクセルの値を読み取るためのアクセス）のためにアレ
イ１２０内の特定のピクセルを指定する。 【００１８】イメージ・センサ１００には、さまざまな
制御信号をセンサ１００のコンポーネントに供給するた
めのタイミング・コントローラ１５０も含まれている
（タイミング・コントローラ１５０の構成及び動作は当
業者にとって周知のところである）。例えば、タイミン
グ・コントローラ１５０は、行セレクタ１３０及び列セ
レクタ１４０を制御するための信号を送り出す。 【００１９】イメージ・センサ１００には、センサ・ア
レイ１２０の出力に結合されて、センサ・アレイ１２０
の出力を増幅するための増幅器１６０と、増幅器１６０
に結合されて、アナログ・ピクセル値を対応するデジタ
ル・ピクセル値に変換するためのアナログ・デジタル変
換器（ＡＤＣ）１７０も含まれている（ここで、センサ
アレイ１２０、増幅器１６０及びADC１７０はセンサア
レイの出力をディジタル信号として出力する信号源を構
成する）。タイミング・コントローラ１５０は、ＡＤＣ
１７０を制御するための信号も送り出す。 【００２０】イメージ・センサ１００には、本発明の欠
陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０を含
めることができる。欠陥ピクセル検出及び補正機構（Ｄ
ＰＤＣＭ）１１０は、安定した、整合性のあるやり方
で、欠陥ピクセルを検出し、補正するので、欠陥ピクセ
ルの整合性のない検出及び補正によって生じるアーティ
ファクトが低減される。ＤＰＤＣＭ１１０は、欠陥ピク
セル位置を有するルックアップ・テーブルを用いて、整
合性のある欠陥ピクセル検出を可能にし、整合性のある
置換値選択手段（または機能）を用いて、安定した欠陥
ピクセル補正を可能にする。欠陥ピクセル位置テーブル
及び整合性のある置換値選択手段については、図２を参
照してさらに詳細に後述する。 【００２１】ＤＰＤＣＭ１１０には、ＡＤＣ１７０に結
合されて、現在のピクセルのデジタル値を受け取るため
の第１の入力が含まれている。ＤＰＤＣＭ１１０には、
タイミング・コントローラ１５０に結合されて、複数の
信号を受け取るための複数の入力も含まれている。この
実施態様の場合、複数の信号には、新たなフレームの開
始を示すためのフレーム開始信号、新たな行の開始を示
すための行開始信号、現在の行（カレント行）を示すた
めの現在行信号（カレント行信号）、及び、現在の列
（カレント列）を示すための現在列信号（カレント列信
号）が含まれている。 【００２２】ＤＰＤＣＭ１１０には、センサ・プログラ
ミング経路１５４に結合された入力も含まれている。セ
ンサ・プログラミング経路１５４は、外部ソース（例え
ば、設計者またはＤＰＤＣＭ１１０外部のコンポーネン
ト）が、ＤＰＤＣＭ１１０をプログラムして、制御する
ことができるようにするために設けられている。例え
ば、センサ・プログラミング経路１５４を利用して、例
えば、製造テストによって判定される欠陥ピクセル位置
を有するルックアップ・テーブルをプログラムすること
が可能である。センサ・プログラミング経路１５４に
は、イネーブル信号を含めることができるが、イネーブ
ル信号は、この信号を選択的にアサート（または表明）
するかまたはディアサートする（アサートしない）こと
によってＤＰＤＣＭ１１０をイネーブル（または使用可
能）またはディスエーブル（または使用禁止）にするた
めに利用することができる。 【００２３】これらの入力に基づき、ＤＰＤＣＭ１１０
は、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否
かを判定する。現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置
でなければ、ＤＰＤＣＭ１１０は、出力ピクセル値とし
てＡＤＣ１７０から受信したピクセル値を送り出す。現
在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置の場合、ＤＰＤＣ
Ｍ１１０は、出力ピクセル値として前のピクセル値を送
り出す。例えば、前のピクセル値は、現在のピクセルと
同じフレーム、同じ行で、かつ、現在のピクセルから所
定数分離れたピクセルにおけるものとすることができ
る。好ましくは、前ピクセルは、現在のピクセルと同じ
色であり、現在のピクセルから左に２ピクセルの位置の
ものである。ＤＰＤＣＭ１１０については、図２及び図
３を参照してさらに詳細に後述する。 【００２４】イメージ・センサ１００は、他の集積回路
と共に使用される（例えば、チップ・セットに用いられ
る）独立の集積回路として実施することもできるし、あ
るいは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の機能ブ
ロックとして組み込むこともできる。本発明の態様の１
つは、従来技術によるソフトウェア技法によって必要と
される処理能力（例えば、プロセッサ）を不要とする、
ハードウエアによる、高効率、省スペース型の欠陥ピク
セル検出及び補正機構である。本発明のもう１つの利点
は、補正機構がセンサ・チップ１００において実施可能
であるという点である。本発明のピクセル補正機構によ
れば、整合性のある（すなわち、一貫性のある）欠陥ピ
クセル検出、及び安定した置換値による整合性のある
（すなわち、一貫性のある）欠陥ピクセル補正が可能に
なる。 【００２５】欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣ
Ｍ） 図２には、本発明の実施態様の１つによる図１の欠陥ピ
クセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０がさらに
詳細に示されている。ＤＰＤＣＭ１１０は、ＡＤＣによ
って変換された後のデジタル・イメージ・データにデジ
タル信号処理を施すＡＤＣ後処理ブロック２０４内に実
装することができるという点に留意されたい。 【００２６】ＤＰＤＣＭ１１０には、欠陥ピクセルの整
合性のない検出から生じるアーティファクト、及び、欠
陥ピクセルの整合性のない補正から生じるアーティファ
クトを排除するために、それぞれ、欠陥ピクセル検出機
構（ＤＰＤＭ）２１０、及び、欠陥ピクセル補正機構
（ＤＰＣＭ）２２０が含まれている。 【００２７】欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）２１０
は、フレーム毎に変化することのないやり方で、現在の
ピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定す
る。望ましい実施態様では、欠陥ピクセル検出機構２１
０は、複数の欠陥ピクセル位置を有するルックアップ・
テーブルを用いて、整合性のある欠陥ピクセルの検出を
可能にする。 【００２８】欠陥ピクセル補正機構（ＤＰＤＣＭ）２２
０は、現在の欠陥ピクセルを、整合性のある置換選択値
である前のピクセル値で置換する。前のピクセル値は、
現在の欠陥ピクセル位置と同じフレーム、同じ行、及
び、現在の欠陥ピクセル位置から所定数分離れたところ
にあるピクセル（例えば、現在のピクセル位置から左に
２つのピクセル分離れたところにあるピクセル）からの
ものであることが望ましい。欠陥ピクセル補正機構は、
整合性のある置換値選択手段２５４を用いて、現在のピ
クセル位置と同じフレーム、同じ行、及び、現在のピク
セル位置から所定数のピクセル離れた位置における前の
ピクセル値を置換ピクセル値として提供する。置換ユニ
ット２５０（例えば、マルチプレクサ）は、欠陥ピクセ
ル値を置換値に置換するために設けられている。 【００２９】図３に、本発明の実施態様の１つによる図
２の欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）及び欠陥ピクセ
ル補正機構（ＤＰＣＭ）をさらに詳細に示す。 【００３０】欠陥ピクセル検出機構２１０ 欠陥ピクセル検出機構２１０には、欠陥ピクセル位置を
格納するためのルックアップ・テーブル２３０、欠陥ピ
クセル位置をアクセス（例えば、読み取りまたは書き込
み）する際に用いられるレジスタ２３４、及び、テーブ
ル２３０における特定の欠陥ピクセル位置を指示するた
めのインデックス２３８、及び、インデックス２３８を
管理するためのインデックスマネージャ２４２（例え
ば、インクリメンタ）が含まれている。 【００３１】望ましい実施態様では、ルックアップ・テ
ーブル２３０における欠陥ピクセル位置は、選別された
順に格納されている。このようにして、テーブルの探索
が不要になり、従って、ハードウェア・コンポーネント
及びスペースが節約される。さらに、最後のテーブルエ
ントリは、非存在位置（ピクセルが存在しない位置。例
えば、ピクセル・アレイの端部から離れた位置）として
符号化されるのが望ましい。こうして、最後のテーブル
エントリは、現在の行及び現在の列と一致しないことが
保証されることになり、従って、インデックスが最後の
エントリを超えてインクリメントされることはない。こ
の結果、ルックアップ・テーブルのインデックスに限度
検査を施す必要がなくなるので、ハードウェア・コンポ
ーネント及びスペースが節約される。 【００３２】ルックアップ・テーブル２３０に対するこ
れらの改良によって、さらに効率のよい、コスト効果の
高いやり方で欠陥ピクセル補正機構を実施することが可
能になる。補正機構の実施に必要なハードウェアを単純
化することによって、物理的な占有スペース量が、従来
技術によるアプローチに比較してさらに減少する。 【００３３】欠陥ピクセル位置が、選別された順に格納
されている場合は、インデックスマネージャ２４２は、
単純に、一致が生じる毎に、インデックス２３８を更新
して（例えば、インデックスを１ずつインクリメントし
て）、インデックス２３８がテーブル２３０における次
の欠陥ピクセル位置を指示するようにするインクリメン
タと共に実施することが可能である。 【００３４】典型的な欠陥ピクセル位置テーブル２３０ 図５には、欠陥ピクセル位置テーブル２３０の典型的な
構成が示されている。テーブル２３０には、複数の欠陥
ピクセル位置（例えば、第１の位置、第２の位置、第３
の位置、及び、第Ｎの位置）を含めることができる。各
位置は、ピクセル・アレイにおける欠陥のあるピクセル
位置を指定するための行値（例えば、ROW_1，ROW_
2，．．，ROW_N）及び列値（例えば、COLUMN_1，COLUMN
_2，．．，COLUMN_N）を有することができる。インデッ
クスマネージャ２３８は、欠陥ピクセル位置の１つを指
示するテーブルインデックス２３９の管理に用いられ
る。インデックスマネージャ２３８は、フレーム開始信
号を受信するための入力を有しており、その受信に応答
して、テーブルインデックスをリセットすることによ
り、インデックスが第１の欠陥ピクセル位置を指示する
ようにする。 【００３５】インデックスマネージャ２３８は、例え
ば、現在のピクセル位置と現在の欠陥ピクセル位置とが
一致する毎に、テーブルインデックスをインクリメント
することによって、インデックス２３９を管理すること
が可能である。これに関して、インデックスマネージャ
２３８は、一致信号に応答して、インデックス２３９を
１だけ選択的に更新するインクリメンタを使用すること
が可能である。 【００３６】欠陥ピクセル検出機構２１０には、現在の
行及び現在の列を受信するための第１の入力、次の欠陥
ピクセル位置を受信するための第２の入力、及び、イネ
ーブル信号を受信するための第３の入力を有する一致判
定ユニット（または、突き合わせ装置）２４０も含まれ
ている。一致判定ユニット２４０は、現在の行及び現在
の列が、欠陥ピクセル位置によって指定される行及び列
とそれぞれ一致するか否かを判定するために設けられて
いる。一致判定ユニット２４０は、一致が生じたと判定
すると、一致信号をアサートする。 【００３７】置換ユニット（または、置換装置）２５０
にアサートされた一致信号が送られると、置換ユニット
２５０は、出力ピクセル値として、整合性のある置換値
選択手段２５４の出力を送り出す。換言すれば、置換ユ
ニット２５０は、欠陥ピクセル値を、さらに詳細に後述
する整合性のある置換選択値（例えば、前のピクセル
値）で置換する。アサートされた一致信号は、インデッ
クスマネージャ２３８にも供給される。そして、インデ
ックス２３９が更新されて（例えば、１だけインクリメ
ントされて）、インデックス２３９は、テーブル２３０
における次の欠陥ピクセル位置を指示する。 【００３８】一致判定ユニット２４０には、本発明のＤ
ＰＤＣＭ１１０の一致判定ユニット２４０を選択的にデ
ィスエーブル（または使用禁止に）するために、設計者
が使用できるイネーブル信号を受信するためのイネーブ
ル入力が設けられている。一致判定ユニット２４０がデ
ィスエーブルになると、置換ユニット２５０は、出力ピ
クセル値としてＡＤＣ出力を送り出すだけであり（すな
わち、整合性のある置換値選択手段２５４の出力は、出
力ピクセル値として送り出されない）、従って、本発明
のＤＰＤＣＭ１１０が事実上ディスエーブルになる。 【００３９】欠陥ピクセル補正機構２２０ 実施態様の１つでは、置換ユニット２５０は、ＡＤＣ１
７０に結合されて、ＡＤＣ１７０の出力を受信するため
の第１の入力と、整合性のある置換値選択手段２５４に
結合された第２の入力と、一致判定ユニット２４０に結
合された第３の入力を備えるマルチプレクサ２５０で実
施される。これらの入力に基づき、マルチプレクサ２５
０は、ＡＤＣ１７０によって提供される値、または、整
合性のある置換値選択手段２５４によって供給される前
のピクセル値を選択的に出力する。置換値は、例えば、
現在のピクセルと同じフレーム、同じ行にあって、現在
のピクセルから所定数のピクセル（例えば、現在のピク
セル位置から左に２つのピクセル）だけ前にあるピクセ
ルのピクセル値（前のピクセル値）とすることが可能で
ある。 【００４０】整合性のある置換値選択手段２５４は、２
バック回路２６４に結合された１バック回路２６０を有
する遅延線で実施することが可能である。行開始信号を
受信すると、１バック回路２６０及び２バック回路２６
４はクリアされる。その後、現在（Ｎ）の出力ピクセル
値は、次（Ｎ＋１）のピクセルがＤＰＤＣＭ１１０によ
って処理されているときに、１バック回路２６０に送ら
れ、次に、さらにその次（Ｎ＋２）のピクセルがＤＰＤ
ＣＭ１１０によって処理されているときに、２バック回
路２６４に移動させられる。そして、２バック回路２６
４の値は、入力の１つとしてマルチプレクサ２５０に供
給される。一致信号がアサートされると、マルチプレク
サは、ＡＤＣ１７０の出力の代わりに、置換値（すなわ
ち、第２バック回路２６４の出力）を出力する。一致信
号がアサートされない（すなわち、現在のピクセル位置
が欠陥ピクセル位置ではない）ときは、現在のピクセル
のデジタル・ピクセル値がマルチプレクサ２５０の出力
として送り出される。Bayer（バイエル）パターンを有
するカラー・フィルタを使用するときは、この２ステッ
プの遅延線によって、現在のピクセル位置の２ピクセル
分左にある、現在のピクセルと同じ色（カラー）を有す
る前のピクセルの値が送り出される。 【００４１】行の第１のピクセル位置または第２のピク
セル位置のいずれかが、欠陥ピクセル位置であるとき
は、出力ピクセル値が２バック回路２６４の出力まで伝
搬する前に、各行毎に、２つのピクセルを処理する必要
があるので、出力ピクセル値には０値が割り当てられ
る。 【００４２】欠陥ピクセル処理 図４は、図２の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤ
ＣＭ）１１０によって実施される処理ステップを例示し
たフローチャートである。ステップ３００において、Ｄ
ＰＤＣＭ１１０がイネーブル（または使用可能）にな
る。例えば、イネーブル信号を利用して、欠陥ピクセル
検出及び補正機構１１０を選択的にイネーブルまたはデ
ィスエーブル（または使用禁止）にすることが可能であ
る。ステップ３０４では、ルックアップ・テーブル２３
０に複数の欠陥ピクセル位置がロードされる。例えば、
入力／出力レジスタ２３４を用いて、欠陥ピクセル位置
をルックアップ・テーブル２３０に書き込むことが可能
である。 【００４３】欠陥ピクセル位置をロードするステップに
は、テスト（例えば、製造テスト）によって欠陥ピクセ
ル位置を決定するステップを含むことが可能である。ル
ックアップ・テーブル２３０が読み取り専用タイプの記
憶装置（例えば、ＰＲＯＭ）である場合は、欠陥ピクセ
ルが識別されるパッケージ・テスト中及び／またはその
後に、ルックアップ・テーブルはプログラムされる。 【００４４】ルックアップ・テーブル２３０が、ランダ
ム・アクセス・タイプの記憶装置（例えば、ＲＡＭ）で
ある場合、センサが組み込まれたシステムによって、シ
ステムの実行中に、欠陥ピクセルが識別され、適切な値
がＲＡＭに書き込まれる。欠陥ピクセル位置のロードす
る処理は、構成（コンフィグレーション）ステップ、初
期実行時ステップ、または、連続的なプロセスとするこ
とができる。 【００４５】判定ブロック３０６において、新しいフレ
ーム信号がアサートされたか否かの判定が行われる。新
しいフレーム信号がアサートされている場合、ステップ
３０８において、テーブルインデックスがリセットされ
る。その後、ステップ３１０において、処理が続行され
る。新しいフレーム信号がアサートされていない場合
は、処理はステップ３１０に進む。 【００４６】ステップ３１０では、現在のピクセル位置
（例えば、現在の行及び現在の列）が受信される。ステ
ップ３１４では、テーブルインデックスによって指示さ
れた欠陥ピクセル位置が受信される。例えば、テーブル
インデックスによって指示された欠陥ピクセル位置に対
応する行及び列がアクセスされる。 【００４７】判定ブロック３４０において、現在のピク
セル位置が欠陥ピクセル位置と一致するか否かの判定が
行われる。例えば、このステップには、１）現在の行と
欠陥ピクセル位置の行（以下では、欠陥ピクセル行とも
呼ぶ）を比較するステップと、２）現在の列と欠陥ピク
セル位置の列（以下では、欠陥ピクセル列とも呼ぶ）を
比較するステップと、３）現在の行と欠陥ピクセル行が
一致するか否かを判定するステップと、４）現在の列と
欠陥ピクセル列が一致するか否かを判定するステップを
含めることができる。前述のように、欠陥ピクセル位置
を、第１の順（例えば、選別された順）にルックアップ
・テーブル２３０に格納することができる。各欠陥ピク
セル位置によって、欠陥ピクセルを見つけることができ
る行及び列を指定することができる。 【００４８】ステップ３４０には、一致すると一致信号
をアサートし、一致しなければ一致信号をディアサート
する（すなわちアサートしない）ステップを含めること
ができる。次に、一致信号を利用して、ＭＵＸ（マルチ
プレクサ）２５０を制御し、出力ピクセル値として、Ａ
ＤＣ１７０の出力か、または、置換値（例えば、２バッ
ク回路２６４の出力）を選択的に提供することができ
る。 【００４９】一致しない場合、処理はステップ３３０か
ら続行され、ＡＤＣ１７０の出力が出力ピクセル値とし
て送り出される。この場合、現在のピクセル位置は、欠
陥ピクセル位置ではない。欠陥ピクセルの検出が安定し
ており、フレーム毎に整合性がある（すなわち、一貫し
ている）点に留意されたい（すなわち、欠陥ピクセル位
置があらかじめ決まっており、フレームによって変化す
ることがない）。従って、本発明の整合性のある欠陥ピ
クセル検出機構によれば、整合性のない欠陥ピクセル検
出方式において生じるアーティファクトが軽減される
か、排除される。次に、処理は、判定ブロック３０６に
進む。 【００５０】一致が生じると、ステップ３４４におい
て、前のピクセル値が出力ピクセル値として送り出され
る。前のピクセル値は、現在のピクセルと同じフレーム
で同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置から左に２
つ分のピクセルのところにあるピクセルの値であること
が望ましい。今の場合、現在のピクセル位置は、欠陥ピ
クセル位置である。欠陥ピクセルの補正は、安定してお
り、フレームごとに整合性があるということに留意され
たい（すなわち、現在のピクセル位置から所定数または
一定数のピクセル分前にあるピクセルのピクセル値が選
択されて、欠陥ピクセルに取って代わる）。従って、本
発明の整合性のある欠陥ピクセル補正機構によれば、整
合性のない欠陥ピクセル補正方式において生じるアーテ
ィファクトが軽減されるか、排除される。 【００５１】ステップ３５０において、欠陥ピクセル位
置のテーブルへのインデックスがインクリメントされる
ので、インデックスは、次の欠陥ピクセル位置を指示す
る。次に、処理は、判定ブロック３０６で続行される。 【００５２】本発明の欠陥ピクセル検出及び補正技法で
は、欠陥ピクセルが複数隣接している場合も有効に処理
される。モザイク除去処理は、前のピクセル（例えば、
現在のピクセル位置から左に２つ目のピクセル）に加え
られている隣接ピクセルの影響を取り除くのに役立つ。
モザイク除去処理では、まわりのピクセルを検査して、
所与の各々のピクセルのカラー（色）値が推定される。
例えば、欠陥のある赤のピクセルは、現在のピクセルか
ら位置２つ分左にある赤の前のピクセル値に設定され、
現在のピクセル位置の青と緑の値は、前ピクセル位置
（すなわち、今の場合、現在のピクセル位置より２つ分
左にあるピクセルの位置）の近傍の値ではなく、現在の
ピクセル位置の近傍の値で補間されるので、ピクセル補
正の影響を取り除くのに役立つ。従って、本発明の欠陥
ピクセル検出及び補正技法によれば、隣接する欠陥ピク
セルのかたまり（クラスター）を有するセンサをシステ
ムから見えないようにすることが可能になる。 【００５３】以上、本発明を特定の実施態様に関連して
説明した。しかし、本発明の範囲を逸脱することなく、
それらの実施態様に対してさまざまな修正及び変更を加
えることが可能であるのは言うまでもない。すなわち、
本明細書及び図面は、単に説明のために示したものであ
って、限定するために示したものではない。 【００５４】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．複数のピクセルを有するアレイ内の欠陥ピクセルを
補正するための回路であって、複数の欠陥ピクセル位置
を格納するためのテーブル（２３０）を備え、ピクセル
に欠陥があるか否かについての、フレーム毎に変わらな
い判定を行うための欠陥ピクセル検出機構（２１０）
と、現在の欠陥ピクセルを、現在の欠陥ピクセルと同じ
フレームの同じ行で、かつ、現在の欠陥ピクセルから所
定ピクセル数離れた前のピクセルの値で置き換える欠陥
ピクセル補正機構（２２０）を備え、前記欠陥ピクセル
補正機構（２２０）により、欠陥ピクセルの検出にフレ
ーム間の整合性がないことから生じるアーティファクト
が排除されることからなる、回路。 ２．前記欠陥ピクセル検出機構が、現在のピクセル位置
及び欠陥ピクセル位置を受信し、現在のピクセル位置と
欠陥ピクセル位置を比較して、一致すると、一致信号を
アサートし、一致しなければ、一致信号を非アサートす
るための一致判定ユニット（２４０）を備えることから
なる、上項１に記載の回路。 ３．前記欠陥ピクセル検出機構が、前記テーブル及び前
記一致判定ユニットに結合されて、前記一致信号を受信
し、それに応答して、前記テーブルにおける現在の欠陥
ピクセル位置を示すテーブルインデックスを管理するた
めのインデックスマネージャ（２３８）をさらに備える
ことからなる、上項２に記載の回路。 ４．前記インデックスマネージャが、アサートされた一
致信号に応答して、前記テーブルインデックスをインク
リメントし、これにより、前記テーブルインデックス
が、次の欠陥ピクセル位置を示すようになっており、及
び、前記インデックスマネージャが、フレーム開始信号
を受信するための入力を備えており、その受信に応答し
て、前記テーブルインデックスをリセットすることから
なる、上項３に記載の回路。 ５．前記欠陥ピクセル検出機構が、前記テーブルに結合
されて、前記テーブルに欠陥ピクセル位置を書き込む
際、及び、前記テーブルから欠陥ピクセル位置を読み出
す際に使用されるレジスタ（２３４）を備えることから
なる、上項１に記載の回路。 ６．前記欠陥ピクセル補正機構が、第１の出力を発生す
るための整合性のある置換値選択手段（２５４）と、第
２の出力を提供するための信号源と、置換ユニット（２
５０）をさらに備え、前記置換ユニットが、前記整合性
のある置換値選択手段に結合されて、前記第１の出力を
受信し、及び、前記信号源に結合されて、前記第２の出
力を受信し、さらに、前記一致判定ユニットに結合され
て、前記一致信号を受信し、かつ、前記一致信号に基づ
いて、出力ピクセル値として、第１の出力と第２の出力
を選択的に提供することからなる、上項２に記載の回
路。 ７．前記置換ユニットが、マルチプレクサ（２５０）を
備えており、整合性のある置換値選択手段（２５４）
が、前記第１の出力を前記マルチプレクサに供給するた
めの１バック回路（２６０）及び２バック回路（２６
４）を有する２ステップ遅延線を備え、前記１バック回
路及び前記２バック回路が、それぞれ、行開始信号を受
信して、その受信に応答して、それぞれの内容をクリア
するための入力を有することからなる、上項６に記載の
回路。 ８．第２の出力を提供するための前記信号源が、前記第
２の出力として現在のピクセル値を提供するためのアナ
ログ・デジタル変換器（１７０）を備える、上項２に記
載の回路。 ９．前記回路が、第１の所定数の行と、第２の所定数の
列を有するピクセル・アレイに結合可能であり、前記テ
ーブル（２３０）に、選別された順に並べられた複数の
欠陥ピクセル位置が含まれており、現在のピクセル位置
が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定するためのテー
ブルの探索が不要であり、前記テーブル（２３０）は、
複数のエントリであって、各エントリが、行値と列値を
有する、複数のエントリを有しており、前記複数のエン
トリは、最後のエントリを含んでおり、前記テーブル内
の最後のエントリの行値が、前記第１の所定数の行を超
える値に設定されており、前記テーブル内の最後のエン
トリの列値が、前記第２の所定数の列を超える値に設定
されており、前記テーブル内の最後のエントリに達した
か否かを判定するためのハードウェアが不要であること
からなる、上項１に記載の回路。 １０．少なくとも１つの欠陥ピクセルを補正するための
方法であって、 ａ）現在のピクセル位置を受信するステップ（３１０）
と、 ｂ）欠陥ピクセル位置を受信するステップ（３１４）
と、 ｃ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置である
か否かを判定するステップ（３４０）と、 ｄ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置でない
ときは、受信したピクセル値を出力ピクセル値として送
り出すステップ（３３０）と、 ｅ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置である
ときは、前のピクセル値（前のピクセル値）を前記出力
ピクセル値として送り出すステップ（３４４）を含む、
方法。 【００５５】本発明の概要は次のようである。イメージ
センサ集積回路において使用される本発明による欠陥ピ
クセル検出及び補正メカニズム(110)は、フレーム間で
一貫性のあるやり方で、現在のピクセルが欠陥ピクセル
であるか否かを判定する。欠陥ピクセル検出及び補正メ
カニズム(110)は、また、欠陥ピクセルを変動しない置
換値で置き換える。欠陥ピクセル検出及び補正メカニズ
ム(110)は、欠陥ピクセル検出メカニズム(210)を有して
おり、この欠陥ピクセル検出メカニズムは、欠陥ピクセ
ル位置を有するルックアップテーブル(230)を利用し
て、ピクセルが欠陥ピクセルであるか否かについて一貫
した判定を行う。欠陥ピクセル検出及び補正メカニズム
は、また、欠陥ピクセル補正メカニズム(220)を有して
おり、欠陥ピクセル補正メカニズムは、一貫性のある置
換値選択手段(254)を利用して、現在のピクセルと同じ
フレームの同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置か
所定数のピクセル分離れた前のピクセルの値を置換値と
して提供し、さらに、置換ユニット（例えばマルチプレ
クサ）(250)を利用して、欠陥ピクセル値を置換値と置
き換える。 【００５６】 【発明の効果】本発明の一貫性のあるイメージセンサの
欠陥ピクセル検出機構によれば、従来の一貫性のない欠
陥ピクセル検出方式において生じるアーティファクトを
軽減または排除することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰ
ＤＣＭ）を実施することが可能な、典型的なイメージ・
センサを示すブロック図である。 【図２】本発明の実施態様の１つによる図１の欠陥ピク
セル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）をさらに詳細に示
す図である。 【図３】本発明の実施態様の１つによる図２の欠陥ピク
セル検出機構（ＤＰＤＭ）及び欠陥ピクセル補正機構
（ＤＰＣＭ）をさらに詳細に示す図である。 【図４】図２の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤ
ＣＭ）によって実施される処理ステップを示すフローチ
ャートである。 【図５】典型的な欠陥ピクセル位置テーブルを示す。 【符号の説明】 ２１０ 欠陥ピクセル検出機構 ２２０ 欠陥ピクセル補正機構 ２３０ ルックアップ・テーブル ２３４ レジスタ ２３８ インデックスマネージャ ２４０ 一致判定ユニット ２５０ 置換ユニット（マルチプレクサ） ２５４ 置換値選択手段 ２６０ １バック回路 ２６４ ２バック回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・エル・ポスト アメリカ合衆国オレゴン州97128，マクミ ンビル，サウスウエスト・ピーバイン・ロ ード・15353 Ｆターム(参考） 4M118 AA07 AA09 AA10 AB01 BA14 FA06 5C021 PA78 PA83 PA85 PA92 YA06 YC03 5C024 CX22 CX24 GY01 GY31 HX23 HX57 5C077 LL02 MM03 PP47 PP59 PQ12 PQ23 RR19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】複数のピクセルを有するアレイ内の欠陥ピ
   クセルを補正するための回路であって、 複数の欠陥ピクセル位置を格納するためのテーブル（２
   ３０）を備え、ピクセルに欠陥があるか否かについて
   の、フレーム毎に変わらない判定を行うための欠陥ピク
   セル検出機構（２１０）と、 現在の欠陥ピクセルを、現在の欠陥ピクセルと同じフレ
   ームの同じ行で、かつ、現在の欠陥ピクセルから所定ピ
   クセル数離れた前のピクセルの値で置き換える欠陥ピク
   セル補正機構（２２０）を備え、 前記欠陥ピクセル補正機構（２２０）により、欠陥ピク
   セルの検出にフレーム間の整合性がないことから生じる
   アーティファクトが排除されることからなる、回路。