JP2004015191A - Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device - Google Patents

Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP2004015191A
JP2004015191A JP2002162909A JP2002162909A JP2004015191A JP 2004015191 A JP2004015191 A JP 2004015191A JP 2002162909 A JP2002162909 A JP 2002162909A JP 2002162909 A JP2002162909 A JP 2002162909A JP 2004015191 A JP2004015191 A JP 2004015191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flaw
continuous
scratch
normal
isolated point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002162909A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Miyashita
宮下 丈司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2002162909A priority Critical patent/JP2004015191A/en
Publication of JP2004015191A publication Critical patent/JP2004015191A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively correct continuous flaws and a single (isolated) flaw that appear during a long-term exposure, without increasing the capacity of ROM or the like that stores information on defects in a pixel of a solid-state imaging device. <P>SOLUTION: Positional information on the continuous flaws (flaws that cause a plurality of continuous defects among adjacent pixels), that are difficult be detected from a photographed image among flaws appearing during a long-term exposure, is previously registered on a ROM. Positional information on the isolated flaw (a flaw of a single pixel with respect to other ones), that appears during the long-term exposure is not to be registered. During the long time exposure, such as at night view photographing or the like, normal flaws are first corrected, and then the continuous flaws of long time are corrected, based on the registered information. After that, the isolated flaw is further detected from within the image and corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像素子の欠陥補正装置及び方法に係り、特にデジタルスチルカメラやムービーカメラ、画像入力装置などに適用され、長時間露光時に目立つようになる画素の欠陥(キズ)を補正する信号処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、CCD固体撮像素子(以下、CCDという。)を用いて夜景撮影など長時間の露光を行った場合、受光素子の欠陥による信号不良のために撮影画像内にパルス状の白キズが現れ、本来ならば色変化のない黒の背景領域のところに白い点が散在するような画像になってしまうことがある。通常の撮影で使用される露光時間の範囲で問題となる画素の欠陥(通常キズ)については、従来から、固体撮像素子上の欠陥画素のアドレス(座標)をROM等の不揮発性メモリに予め記憶しておき、撮影時にその欠陥位置情報に基づいて信号を補正する方法が用いられている(特開平5−68209号公報等)。
【0003】
しかしながら、長時間露光によって初めて目立つようになる微妙な欠陥画素についてまで上記方法を適用し、かかる欠陥画素のアドレスを全てROM等に記憶しておくことにすると、記憶すべき欠陥画素の数が増大し、現実的ではない。そこで、長時間露光時には、上記従来の方法で通常のキズを補正した後に、画面内の孤立点キズ(従来の方法で補正されない長時間露光時にのみ目立つようになる白キズ)を検出し、その孤立点キズについて周辺の同色画素値の平均値で置き換える(埋め戻す)という補正方法が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、更に高温環境下であったり、バルブ撮影のように更に長時間の露光が行われると、パルス状の白キズが隣接して現れ、上記従来の方法(孤立点除去)ではキズを補正しきれなくなるという問題がある。また、通常、周囲に対して1画素だけの孤立点キズ(単キズ)は、撮影画像からキズとして容易に判別することが可能であり、そのキズもあまり目立つものではないが、複数の隣接する画素が連続的に欠陥となる連続点キズ(連続キズ)については、被写体自体の情報との峻別が困難なため、撮影画像から自動的に判別し難く、キズも目立ちやすいという問題がある。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、画素の欠陥情報を格納するROM等の大容量化を回避しつつ、連続キズ及び単キズともに効率よく補正することができる固体撮像素子の欠陥補正装置及び方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係る固体撮像素子の欠陥補正装置は、所定時間以上の長時間露光時に発現する画素の欠陥のうち、連続した複数の欠陥画素に起因する連続キズのみの位置情報を格納しておく連続キズ位置情報格納手段と、前記連続キズ位置情報格納手段に格納されている前記連続キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記連続キズの補正を行う連続キズ補正処理手段と、画面内の各画素について周辺画素と比較して孤立点キズを検出する孤立点キズ検出手段と、前記検出された孤立点キズの周辺画素の信号値を利用して当該孤立点キズの補正を行う孤立点キズ補正処理手段と、前記所定時間以上の長時間露光による撮影が行われた場合に、前記通常キズ補正処理手段、前記孤立点キズ手段、及び前記孤立点キズ補正処理手段を制御して前記連続キズ及び前記孤立点キズの補正を実施する補正制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【0007】
夜景撮影などの長時間露光時においては、通常の露光では目立つことのない画素の欠陥(キズ)が顕在化することがある。本発明は、この種の長時間キズのうち、画像分析による孤立点除去では補正が困難な連続キズについて予め長時間連続キズとしてその位置情報をROM等の連続キズ位置情報格納手段に登録しておく。そして、長時間露光時には、登録した連続キズの情報を利用する連続キズの補正処理と、画像分析による孤立点キズの補正処理とを組み合わせて長時間キズの補正を行う。長時間露光キズのうち連続キズのみを登録するため(すなわち、長時間露光で現れる孤立点キズの位置情報は登録しないため)、孤立点キズ及び連続キズを含む全ての長時間露光キズの位置情報を登録する場合と比較して、キズの位置情報を格納する連続キズ位置情報格納手段(例えば、ROM等の不揮発性メモリ)の容量を削減でき、大容量の記憶領域を用意しなくても、連続キズ及び孤立点キズを効率よく補正できる。
【0008】
本発明に係る固体撮像素子の補正装置において、更に、前記所定時間内の通常露光時において発現する通常キズの位置情報を格納しておく通常キズ位置情報格納手段と、前記通常キズ位置情報格納手段に格納されている前記通常キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記通常キズの補正を行う通常キズ補正処理手段と、を付加し、前記所定時間以上の長時間露光による撮影が行われた場合に、まず、前記通常キズ補正処理手段による前記通常キズの補正を実施し、次に、前記連続キズ補正処理手段による前記連続キズの補正を実施し、その後更に、前記通常キズ及び連続キズの補正処理後の画像について前記孤立点キズ検出手段による孤立点キズの検出を実施し、検出された孤立点キズについて前記孤立点キズ補正処理手段による孤立点キズの補正を実施するように制御する態様が好ましい。
【0009】
かかる態様により、大容量の記憶領域を用意しなくても、通常キズ、連続キズ及び孤立点キズの全てを効率よく補正することができる。
【0010】
本発明において、キズ画素の信号値を補正する一態様として、固体撮像素子の画素配置上、欠陥画素の周辺に存在する複数の同種(同色)画素の信号値から平均値を求め、この周辺同種画素値の平均値を欠陥画素の信号値として置き換える態様がある。また、孤立点キズを検出する一態様として、画像を構成している各画素について周辺の複数画素と比較し、画素種類毎に一定レベル差以上の輝度を有している画素を孤立点キズと判定する態様がある。比較する周辺の複数画素の範囲は、固体撮像素子の色分解カラーフィルタの配列構造との関係で各色ごとに決定される。長時間露光の基準である「所定時間」や孤立点キズの判定基準となる閾値については、固体撮像素子の感度に応じて可変設定される態様が好ましい。
【0011】
本発明の更に他の態様に係る固体撮像素子の欠陥補正方法は、所定時間以上の長時間露光時に発現する画素の欠陥のうち、連続した複数の欠陥画素に起因する連続キズのみの位置情報を予め登録しておくとともに、前記所定時間内の通常露光時において発現する通常キズの位置情報を予め登録しておき、前記所定時間以上の長時間露光による撮影を実施した場合には、まず、登録されている前記通常キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記通常キズの補正を行い、次に、登録されている前記連続キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記連続キズの補正を行い、その後更に、前記通常キズ及び連続キズの補正処理後の画像について各画素と周辺画素とを比較して孤立点キズの検出を行い、検出された孤立点キズの周辺画素の信号値を利用して当該孤立点キズの補正を行うことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る固体撮像素子の欠陥補正装置及び方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【0013】
図1は本発明の実施形態に係る固体撮像素子の欠陥補正装置及び方法が適用された電子カメラのブロック図である。このカメラ10は、単板式のデジタルカメラであり、撮影レンズ12及びシャッター兼用絞り機構14を通過した光は、撮像デバイス16の受光面の上に結像される。メカシャッターは、撮像デバイス16から信号を読み出すときに光が撮像デバイス16に入射してスミア等が発生するのを防止する。絞り機構は、撮像デバイス16に入射する光の量を調節する。
【0014】
本例では撮像デバイス16としてCCDを用いるが、CCD型に限らず、CMOS型など他の方式によるデバイスを適用してもよい。撮像デバイス16の受光面には多数の受光素子(フォトダイオード)が2次元的に配列されており、各受光素子に対応して色分解用のカラーフィルタが設けられている。撮像デバイス16の受光面に結像された被写体像は、各受光素子によって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。こうして各受光素子に蓄積された信号電荷は、駆動回路18から加えられるリードゲートパルスによって転送路に読み出され、信号電荷に応じた電圧信号(画像信号)として順次出力される。なお、撮像デバイス16は、シャッターゲートパルスのタイミングによって電荷蓄積時間(シャッタースピード)を制御する電子シャッター機能を有している。
【0015】
駆動回路18は、タイミング信号を発生させるタイミングジェネレータを含み、中央処理装置(CPU)20の指令に従って撮像デバイス16に対して駆動信号を与えるとともに、撮像デバイス16及びアナログ信号処理部22等に同期信号を与える。また、駆動回路18は、撮像デバイス16のドライバ回路として機能すると同時に、撮影レンズ12、シャッター兼用絞り機構14及びストロボ(閃光装置)24を動作させる駆動回路として機能する。なお、ストロボ24は、低照度時など必要な時に自動的に、或いはユーザの操作によって強制的に発光させることができ、被写体に補助光を照射する。
【0016】
撮像デバイス16は、タイミングジェネレータで生成したタイミング信号に基づいて駆動され、画像信号を出力する。撮像デバイス16から出力された画像信号はアナログ信号処理部22に送られる。アナログ信号処理部22は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等を含む。このアナログ信号処理部22に入力された画像信号は相関二重サンプリング(CDS)処理並びにR,G,Bの各色信号に色分離処理され各色信号の信号レベルの調整(プリホワイトバランス処理)が行われる。
【0017】
アナログ信号処理部22で生成された信号は、A/D変換器26においてデジタル信号に変換された後、バス(カメラ内部のメインバス)28を介して一旦メモリ30に格納される。なお、このメモリ30の記憶領域の一部はCPU20の演算作業用エリアとしても利用される。
【0018】
メモリ30に格納された画像データは、バス28を介してデジタル信号処理部32に送られる。デジタル信号処理部32は、撮像デバイス16の欠陥画素(キズ)のデータを補間する補正(以下、欠陥画素補正という。)処理、ホワイトバランス処理、ガンマ変換処理、同時化処理(単板撮像デバイスのカラーフィルタ配列に起因する色信号の空間的なズレを補間して各点の色を計算する処理)、輝度・色差信号生成(YC変換)処理、輪郭強調(アパーチャ付加)処理、シャープネス補正処理、データの圧縮・伸張処理等を行う信号処理手段であり、CPU20からのコマンドに従ってメモリ30を活用しながら画像信号を処理する。
【0019】
デジタル信号処理部32に入力された画像データは、欠陥画素補正、YC変換等の所定の処理が施された後、JPEG形式その他の所定の圧縮フォーマットに従って圧縮され、メモリカードインターフェース部34を介してメモリカード36に記録される。なお、圧縮形式はJPEGに限定されず、MPEGその他の方式を採用してもよく、使用される圧縮形式に対応した圧縮エンジンが用いられる。
【0020】
画像データを保存する手段は、メモリカード36で代表される半導体メモリに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに限らず、カメラ10に内蔵された記録媒体(内部メモリ)であってもよい。
【0021】
なお、カメラ10において、ガンマ変換や同時化、YC変換などの画像処理を施していない未加工の画像データ(A/D変換後に欠陥画素補正のみを実施したCCD−RAWデータ)をメモリカード36に記録するモード(RAWデータ記録モード)を付加してもよい。
【0022】
再生モード時には、メモリカード36から画像データが読み出され、デジタル信号処理部32において伸張処理された後、表示用の信号に変換され、画像表示部38に出力される。画像表示部38には、液晶モニタや有機ELなどの表示装置を用いることができる。この画像表示部38はユーザインターフェース用の表示画面としても利用される。
【0023】
また、カメラ10はパソコンその他の外部機器との間でデータの送受信を行うための通信接続、或いは外部オプション装置を接続するための通信/オプションインターフェース部40を備えている。この通信/オプションインターフェース部40には、例えば、USB、IEEE1394、Bluetoothなど有線又は無線無線方式の各種インターフェースを適用できる。
【0024】
CPU20は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御部であり、シャッタースイッチ42及びその他の操作スイッチ等44からの入力信号に基づいてカメラ10内の各回路の動作を制御する。カメラ10に対してユーザが各種の指示を入力するための操作スイッチには、例えば、カメラ10の動作モードを選択するためモード選択スイッチ、メニューを表示させるメニュースイッチ、メニュー項目の選択操作(カーソル移動操作)や再生画像のコマ送り/コマ戻し等の指示を入力する十字キー、選択項目の確定(登録)や動作の実行を指示する実行キー、選択項目など所望の対象の消去や指示のキャンセルを行うためのキャンセルキー、電源スイッチ、ズームスイッチ、レリーズスイッチなどがある。
【0025】
CPU20はシャッタースイッチ42及び操作スイッチ等44から入力される指示信号に応じて種々の撮影条件(露出条件、ストロボ発光有無、撮影モードなど)に従い、撮像デバイス16を制御するとともに、自動露出(AE)制御、自動焦点調節(AF)制御、オートホワイトバランス(AWB)制御、レンズ駆動制御、画像処理制御、メモリカード36の読み書き制御、画像表示部38の表示制御、外部機器との通信制御などを行う。
【0026】
ROM46にはCPU20が処理するプログラム及び制御に必要な各種データ(欠陥画素の位置情報やキズ判定用の閾値、調整値データなど)が格納されている。不揮発性記憶手段としてのROM46は、書き換え不能なものであってもよいし、EEPROMのように書き換え可能なものであってもよい。
【0027】
次に、上記の如く構成されたカメラ10において撮像デバイス16の欠陥画素を補正する方法について説明する。
【0028】
本実施形態のカメラ10では、撮像デバイス16の画素の欠陥を3種類の補正処理を組み合わせて除去している。
【0029】
第1の補正処理は、従来からも行われている通常キズの補正を目的とする。すなわち、通常の露光で発現する通常キズについては、キズのアドレス(欠陥画素の座標)を予めROM46に記憶しておき、撮影時に該当アドレスの画素の信号値(画素値)を周辺同色画素の信号値から演算して求めた代表値(例えば、周辺同色4画素の平均値)で置換する補正を行う。
【0030】
例えば、撮像デバイス16上で遮光状態のデータを取り込み、そのなかで所定の閾値以上の信号値となる画素をキズとして、そのキズ座標をカメラ10のROM46に記録しておく(暗時白キズの登録)。また、撮像デバイス16に一定光量の光を当ててデータを取り込み、所定の閾値以上の差のある画素もキズとして、そのキズ座標をカメラ10のROM46に記録しておく(明時変調キズの登録)。なお、暗時白キズを判定する閾値と、明時変調キズを判定する閾値はそれぞれ別々に設定される。
【0031】
このようにして、暗時白キズ及び明時変調キズの座標を予めROM46に登録しておき、撮影時には、撮像デバイス16の出力信号をA/D変換してメモリ30に取り込んだ後、ROM46内に記録してある座標のキズ画素を周囲の同色画素から補間して埋め戻す処理を行うことにより、キズを補正する。
【0032】
第2の補正処理は、夜景撮影などの長時間露光時に発現する連続点キズ(以下、長時間連続キズという。)の補正を目的とする。この長時間連続キズについては、予めキズのアドレスをROM46に記憶しておき、長時間露光による撮影時に、その該当アドレスの画素の信号値を周辺同色画素の信号値から演算して求めた代表値(例えば、周辺同色4画素の平均値)で置換する補正を行う。
【0033】
図2は長時間連続キズの情報をROM46に登録するときの処理手順を示すフローチャートである。長時間連続キズの登録は、工場出荷時(撮像デバイス16の出荷時、若しくはカメラ10の出荷時)に行う場合に限らず、出荷後にユーザ自身がカメラ10を操作して登録(登録内容の更新)する態様も可能である。
【0034】
図2に示したように、まず、メカシャッターを閉じるなどして撮像デバイス16に光が入射しない遮光状態の下で撮像デバイス16の長時間露光撮影(長時間の電荷蓄積)を実施し、画像データを取り込む(ステップS110)。そして、上記した第1の補正処理によって通常キズの補正を実施してから(ステップS112)、長時間連続キズを抽出する(ステップS114)。なお、長時間連続キズの抽出には、上述した暗時白キズの登録と同様の検出手法を適用する。
【0035】
次いで、抽出された長時間連続キズのアドレスをROM46に格納する(ステップS116)。長時間キズについては孤立点のアドレスは登録せず、連続キズのみについてアドレスを登録する。これにより、全ての長時間キズ(連続キズ及び孤立点キズ)の情報を登録する場合と比較して、ROM46の容量を削減できる。
【0036】
第3の補正処理は長時間露光時に発現するキズを補正する点で第2の補正方法と共通するが、上記した第2の補正処理は撮影画像から判別困難な連続キズを補正するのに対し、第3の補正処理では、撮影画像から判別容易な孤立点キズを補正する。すなわち、第3の補正処理は、キズのアドレスを予め登録せず、長時間露光の撮影によって取得された画像を解析して孤立点キズを検出する。そして、検出した孤立点キズについて、周辺同色画素の信号値から求めた代表値で置換する補正を行う。
【0037】
例えば、ある露光時間以上の撮影で取得された画像の各画素について、周辺8画素と比較して白キズ(孤立点キズ)であるかどうかの判定を行う。比較する周辺8画素の位置関係は撮像デバイス16上における各画素の光学配置や色によって異なる。そして、検出された孤立点キズを周辺同色4画素の平均値に置き換える。
【0038】
ここで、孤立点キズの検出並びに補正の具体例を説明する。
【0039】
図3に示した構成はハニカム配列と呼ばれる画素配列であり、受光素子50の幾何学的な形状の中心点を行方向及び列方向に1つ置きに画素ピッチの半分(1/2ピッチ)ずらして配列させたものとなっている。すなわち、互いに隣接する受光素子50の行どうし(又は列どうし)において、一方の行(又は列)の素子配列が、他方の行(又は列)の素子配列に対して行方向(又は列方向)の配列間隔の略1/2だけ相対的にずれて配置された構造となっている。
【0040】
各受光素子50は八角形の受光面を有し、各受光素子50に対応してRGBの原色カラーフィルタが配置されている。図3のように、水平方向についてRBRB…の行の次段にGGGG…の行が配置され、その次段にBRBR…の行、という具合に配列される。列方向についてみれば、RBRB…の列と、GGGG…の列と、BRBR…の列とが循環式に繰り返される配列パターンとなっている。なお、受光素子50の開口形状は八角形に限定されず、四角形や六角形などの多角形、或いは円形であってもよい。また、各受光素子50上には図示せぬマイクロレンズが配置されており、入射する光を効率的に受光素子50に入射させるようになっている。
【0041】
図3に示した画素配列構造を有する撮像デバイス16において孤立点キズを検出する場合、G画素については、注目するG0画素に隣接する上下左右の4つのG画素(G1,G2,G3,G4)と斜め方向に近接する2つのR画素(R1,R2)及び2つのB画素(B1,B2)を周辺8画素として扱う。また、R又はB画素については図4に示すように、斜め方向に近接した画素位置にある8画素(G1,G2,G3,G4,R1,R2,R3,R4)を周辺8画素として扱う。R画素とB画素はキズ検出及び補正に関して相対位置が同じである。すなわち、B画素の場合は、図4のR1〜R4に代えて、これらと同等の相対位置にある4つのB画素が含まれる。
【0042】
こうして、各画素について、色ごとに設定されている位置関係の周辺8画素と比較し、画素種類ごと(色ごと)に一定レベル差以上の輝度を持つ画素を白キズと判定し、そのキズの画素値を周囲の同種画素値の平均値で置換する。
【0043】
例えば、G画素について白キズを判定する場合、下記の条件▲1▼及び▲2▼を判定条件とする。
【0044】
〔条件▲1▼〕注目するG0画素の近接G4画素(G1,G2,G3,G4)に対して、それぞれ閾値 THG_Gを加算したものより、G0がすべて大きい値であること。すなわち、図3のG0画素に近接する4つのG画素(G1,G2,G3,G4)について、次式(1− 1)〜(1− 4)が全て成立すること。
【0045】
【数1】G0>G1+ THG_G…(1− 1)
【0046】
【数2】G0>G2+ THG_G…(1− 2)
【0047】
【数3】G0>G3+ THG_G…(1− 3)
【0048】
【数4】G0>G4+ THG_G…(1− 4)
〔条件▲2▼〕注目するG0画素の近接R又はBの4画素(R1,R2,B1,B2)に対して、それぞれ閾値 THG_RBを加算したものより、G0がすべて大きい値であること。すなわち、図3のG0画素に近接する4つの画素(R1,R2,B1,B2)について次式(2− 1)〜(2− 4)が全て成立すること。
【0049】
【数5】G0>R1+ THG_RB…(2− 1)
【0050】
【数6】G0>R2+ THG_RB…(2− 2)
【0051】
【数7】G0>B1+ THG_RB…(2− 3)
【0052】
【数8】G0>B2+ THG_RB…(2− 4)
そして、上記した条件▲1▼及び▲2▼をともに満たす場合に当該G0画素を孤立点キズの画素と判定する。孤立点キズの画素については、近接G4画素の平均値で置き換える。すなわち、R0の画素値を次式(3− 1)とする。
【0053】
【数9】G0=(G1+G2+G3+G4)/4 …(3− 1)
R画素の場合は、図4に示したように、注目するR0画素について周辺8画素(G1,G2,G3,G4,R1,R2,R3,R4)が定義される。そして下記の条件▲1▼′及び▲2▼′を判定条件とする。
【0054】
〔条件▲1▼′〕注目するR0画素の近接G4画素(G1,G2,G3,G4)に対して、それぞれ閾値 THRB_Gを加算したものより、R0がすべて大きい値であること。すなわち、図4のR0画素に近接する4つのG画素(G1,G2,G3,G4)について、次式(4− 1)〜(4− 4)が全て成立すること。
【0055】
【数10】R0>G1+ THRB_G…(4− 1)
【0056】
【数11】R0>G2+ THRB_G…(4− 2)
【0057】
【数12】R0>G3+ THRB_G…(4− 3)
【0058】
【数13】R0>G4+ THRB_G…(4− 4)
〔条件▲2▼′〕注目するR0画素の近接R又はBの4画素(R1,R2,B1,B2)に対して、それぞれ閾値 THRB_RBを加算したものより、R0がすべて大きい値であること。すなわち、図4のG0画素に近接する4つの画素(R1,R2,B1,B2)について次式(5− 1)〜(5− 4)が全て成立すること。
【0059】
【数14】R0>R1+ THRB_RB …(5− 1)
【0060】
【数15】R0>R2+ THRB_RB …(5− 2)
【0061】
【数16】R0>B1+ THRB_RB …(5− 3)
【0062】
【数17】R0>B2+ THRB_RB …(5− 4)
そして、上記した条件▲1▼′及び▲2▼′をともに満たす場合に当該R0画素を孤立点キズの画素と判定する。孤立点キズの画素については、近接同色4画素の平均値で置き換える。すなわち、R0の画素値を次式(6− 1)とする。
【0063】
【数9】R0=(R1+R2+R3+R4)/4 …(6− 1)
図4ではR画素について説明したが、B画素についてはR画素と同様の手法(Rの画素をBの画素B1〜B4で置換したもの)によって孤立点キズの判定及び補正を行う。
【0064】
なお、露光時間や閾値は感度に応じて可変設定される。本例のカメラ10は撮像系の感度をISO100〜ISO1600相当の範囲内で変更可能に構成されており、ユーザは操作スイッチ等44を操作して所望の撮影感度を選択できる。指定された撮影感度に従ってCPU20はアナログ信号処理部22におけるゲインを設定する。撮影感度が高いほどゲインアップしているので、その分ノイズ成分も大きくなるため、判定用の閾値も大きい値に設定する。
【0065】
本実施形態に係るカメラ10は上述した第1〜第3の補正処理を組み合わせて様々な種類のキズを補正している。以下、その処理手順を説明する。
【0066】
図5は、カメラ10の信号処理フローチャートである。同図に示したように、シャッタースイッチ42が押され(ステップS210)、撮影実行の指示が入力されると、CPU20は撮影動作を制御して撮像デバイス16の露光を行う。そして、露光後にメカシャッターを閉じ、シャッター閉状態で撮像デバイス16からデータを読み出し、画像データをメモリ30に格納する(ステップS212)。こうしてメモリ30に格納された画像データに対してまず、通常キズの補正を行う(ステップS214)。ここでの補正処理は上述した第1の補正処理を実施する。
【0067】
図5のステップS214で通常キズの補正処理を実施してキズを除去した後、ステップS216に進み、露光時間が所定の判定基準値(例えば、1秒)よりも長いか否かを判断する。ステップS216において、露光時間が所定の判定基準値よりも長いと判断した場合(長時間露光時)には、長時間キズ補正の処理を実施する(ステップS218)。
【0068】
図6に長時間キズ補正の処理フローチャートを示す。同図に示した長時間キズ補正の処理がスタートすると、まず、ROM46に登録されている連続キズの補正処理を行う(ステップS310)。ここでの補正処理は上述した第2の補正処理を実施する。
【0069】
ステップS310において長時間連続キズ補正を実施して連続キズを除去した後、ステップS312に進み、孤立点キズを補正する処理を行う。ここでの補正処理は上述した第3の補正処理を実施するものであり、画像をスキャンして(各画素と周囲の画素とを比較して)孤立点キズを検出し、該孤立点を周囲同色画素の平均値で置き換える。上記手順に従って長時間連続キズ及び孤立点キズを補正し終えたら、長時間キズ補正のサブルーチンを終了し、図5のフローチャートに戻る。
【0070】
長時間キズ補正(ステップS218)を実施した後は、ステップS220に進み、メモリ30に格納された画像データについて、ホワイトバランス(WB)補正、輝度・色差信号生成、ガンマ補正、輪郭強調、圧縮などの信号処理を施して、画像データをメモリカード36に記録する(ステップS220)。
【0071】
その一方、ステップS216において露光時間が所定の判定基準値よりも短いと判断した場合(通常露光時)には、長時間キズ補正の処理(ステップS218)を省略して、ステップS220に進み、必要な信号処理を実施して画像データをメモリカード36に記録する。このようにして、画像データをメモリカード36に記録し終えたら、本処理シーケンスを終了する。
【0072】
本発明の実施に際して撮像デバイスの構造は図3及び図4で説明した例に限定されず、受光素子が正方格子状に配列されたものであってもよく、また、色分解用のカラーフィルタアレイ(CFA)についても、ベイヤー配列、インタライン配列、G縦ストライプRB市松など、種々の配列構造についても本発明を適用可能である。
【0073】
上述の実施形態ではデジタルスチルカメラを例に説明したが本発明の適用範囲はこれに限定されず、ムービーカメラや画像入力装置など電子映像を記録する様々な装置について本発明を適用できる。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、長時間露光時に現れるキズのうち、撮影画像から検出することが困難な連続キズ(長時間連続キズ)についてのみ予めその位置情報を登録しておき、長時間露光時には、登録されている情報に基づく長時間連続キズの補正処理と、画像分析による孤立点キズの補正(孤立点除去)処理とを組み合わせてキズの補正を行うようにしたので、キズの位置情報を格納する手段について大容量の記憶領域を用意しなくても、連続キズ及び単キズ(孤立点キズ)を効率よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る固体撮像素子の欠陥補正装置及び方法が適用された電子カメラのブロック図
【図2】長時間連続キズの位置情報をROMに登録するときの処理手順を示すフローチャート
【図3】撮像デバイス上における画素の光学配置例を示した平面模式図
【図4】撮像デバイス上における画素の光学配置例を示した平面模式図
【図5】本実施形態に係るカメラの信号処理手順を示すフローチャート
【図6】長時間連続キズを補正する処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
10…カメラ、16…撮像デバイス、20…CPU、22…アナログ信号処理部、26…A/D変換器、30…メモリ、32…デジタル信号処理部、46…ROM、50…受光素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a defect correction apparatus and method for a solid-state image sensor, and is particularly applied to a digital still camera, a movie camera, an image input apparatus, and the like, and is a signal process for correcting pixel defects (scratches) that become conspicuous during long exposure. Regarding technology.
[0002]
[Prior art]
In general, when a long-time exposure such as night scene shooting is performed using a CCD solid-state imaging device (hereinafter, referred to as a CCD), a pulse-like white flaw appears in a captured image due to a signal defect due to a defect in a light receiving element, Originally, there may be an image in which white dots are scattered in a black background area having no color change. For pixel defects (usually flaws) that are problematic in the range of exposure time used in normal shooting, the addresses (coordinates) of defective pixels on a solid-state image sensor have been previously stored in a nonvolatile memory such as a ROM. In addition, a method of correcting a signal based on the defect position information at the time of photographing is used (Japanese Patent Laid-Open No. 5-68209, etc.).
[0003]
However, if the above method is applied to even a fine defective pixel that becomes conspicuous for the first time after long exposure, and the addresses of such defective pixels are all stored in a ROM or the like, the number of defective pixels to be stored increases. And not realistic. Therefore, at the time of long exposure, after correcting normal scratches by the above conventional method, an isolated point scratch in the screen (white scratches that become noticeable only during long exposure that is not corrected by the conventional method) is detected. A correction method of replacing (refilling) isolated point scratches with an average value of surrounding pixel values of the same color is performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, under a higher temperature environment or when exposure is performed for a longer time, such as bulb photography, pulse-like white scratches appear adjacent to each other, and the conventional method (isolation point removal) corrects the scratches. There is a problem of being unable to understand. Normally, an isolated point scratch (single scratch) of only one pixel with respect to the surroundings can be easily determined as a scratch from a captured image, and the scratch is not so conspicuous, but a plurality of adjacent scratches. Consecutive point flaws (continuous flaws) in which pixels continuously become defective are difficult to distinguish from the information of the subject itself, so that there is a problem that it is difficult to automatically discriminate from captured images and the flaws are also conspicuous.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances. A solid-state imaging device capable of efficiently correcting both continuous and single defects while avoiding an increase in the capacity of a ROM or the like that stores pixel defect information. An object is to provide a defect correction apparatus and method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the defect correction apparatus for a solid-state imaging device according to the present invention is a position of only continuous flaws caused by a plurality of consecutive defective pixels among the defects of pixels that appear during long exposure for a predetermined time or longer. Continuous flaw position information storage means for storing information, and correction of the continuous flaw by using the position information of the continuous flaw stored in the continuous flaw position information storage means and signal values of surrounding pixels Continuous scratch correction processing means, isolated point scratch detection means for detecting isolated point scratches compared to surrounding pixels for each pixel in the screen, and using the signal values of the peripheral pixels of the detected isolated point scratch An isolated point flaw correction processing unit that corrects an isolated point flaw, and the normal flaw correction processing unit, the isolated point flaw unit, and the isolated point flaw when shooting is performed by long exposure for the predetermined time or longer. It is characterized in controlling the correcting means further comprising a correction control means for performing a correction of the continuous scratch and the isolated point flaw.
[0007]
During long-time exposure such as night scene photography, pixel defects (scratches) that do not stand out in normal exposure may become apparent. According to the present invention, among such long-term scratches, continuous scratches that are difficult to be corrected by isolated point removal by image analysis are registered in advance as long-term continuous scratches in continuous scratch position information storage means such as a ROM. deep. During long exposure, long flaw correction is performed by combining continuous flaw correction processing using registered continuous flaw information and isolated point flaw correction processing by image analysis. In order to register only continuous scratches among long-time exposure scratches (that is, because location information of isolated point scratches that appear in long-time exposure is not registered), positional information of all long-time exposure scratches including isolated point scratches and continuous scratches Compared with the case of registering the scratches, it is possible to reduce the capacity of continuous scratch position information storage means (for example, a nonvolatile memory such as a ROM) that stores the position information of scratches, and without preparing a large-capacity storage area, Continuous scratches and isolated point scratches can be corrected efficiently.
[0008]
In the correction device for a solid-state image pickup device according to the present invention, further, normal flaw position information storage means for storing position information of normal flaws that appear during normal exposure within the predetermined time, and the normal flaw position information storage means And normal flaw correction processing means for correcting the normal flaw using the position information of the normal flaw stored in the signal and the signal values of the surrounding pixels, and photographing by long exposure over the predetermined time First, the normal flaw correction is performed by the normal flaw correction processing unit, then the continuous flaw correction is performed by the continuous flaw correction processing unit, and then the normal flaw is further corrected. In addition, the isolated point scratch is detected by the isolated point scratch detection unit for the image after the processing for correcting the continuous scratches, and the isolated point scratch correction unit for the detected isolated point scratch is performed. Mode of control to perform the correction of the isolated point flaw is preferred.
[0009]
According to this aspect, it is possible to efficiently correct all of normal scratches, continuous scratches and isolated point scratches without preparing a large-capacity storage area.
[0010]
In the present invention, as one aspect for correcting the signal value of the scratch pixel, an average value is obtained from the signal values of a plurality of the same type (same color) pixels existing around the defective pixel on the pixel arrangement of the solid-state imaging device, and this peripheral type There is a mode in which an average value of pixel values is replaced with a signal value of a defective pixel. Also, as an aspect of detecting isolated point scratches, each pixel constituting the image is compared with a plurality of peripheral pixels, and pixels having a luminance of a certain level difference or more for each pixel type are identified as isolated point scratches. There is a mode of determination. The range of peripheral pixels to be compared is determined for each color in relation to the arrangement structure of the color separation color filters of the solid-state imaging device. It is preferable that the “predetermined time” that is a criterion for long exposure and the threshold value that is a criterion for determination of isolated point scratches are variably set according to the sensitivity of the solid-state imaging device.
[0011]
According to still another aspect of the present invention, there is provided a defect correction method for a solid-state imaging device, which includes position information of only continuous flaws caused by a plurality of continuous defective pixels among the defects of pixels that appear during long exposure for a predetermined time or longer. In addition to registering in advance, the position information of normal scratches that appear during normal exposure within the predetermined time is registered in advance. The normal flaw is corrected using the registered normal flaw position information and the signal values of the peripheral pixels, and then the registered flaw position information and the signal values of the peripheral pixels are used. Then, the continuous flaws are corrected, and after that, the isolated point flaws are detected by comparing each pixel with surrounding pixels in the image after the normal flaw and continuous flaw correction processing, and the detected isolated point flaws are detected. of By utilizing the signal value of side pixel it is characterized by performing the correction of the isolated point flaw.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a defect correction apparatus and method for a solid-state imaging device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram of an electronic camera to which a solid-state imaging device defect correction apparatus and method according to an embodiment of the present invention is applied. The camera 10 is a single-plate digital camera, and light that has passed through the photographing lens 12 and the shutter-use diaphragm mechanism 14 is imaged on the light receiving surface of the imaging device 16. The mechanical shutter prevents light from entering the imaging device 16 and generating smears when reading a signal from the imaging device 16. The diaphragm mechanism adjusts the amount of light incident on the imaging device 16.
[0014]
In this example, a CCD is used as the imaging device 16, but the device is not limited to the CCD type, and a device of another type such as a CMOS type may be applied. A large number of light receiving elements (photodiodes) are two-dimensionally arranged on the light receiving surface of the imaging device 16, and a color separation color filter is provided corresponding to each light receiving element. The subject image formed on the light receiving surface of the imaging device 16 is converted into a signal charge of an amount corresponding to the amount of incident light by each light receiving element. The signal charges accumulated in the respective light receiving elements in this way are read out to the transfer path by the read gate pulse applied from the drive circuit 18 and sequentially output as voltage signals (image signals) corresponding to the signal charges. The imaging device 16 has an electronic shutter function that controls the charge accumulation time (shutter speed) according to the timing of the shutter gate pulse.
[0015]
The drive circuit 18 includes a timing generator that generates a timing signal. The drive circuit 18 supplies a drive signal to the imaging device 16 in accordance with a command from the central processing unit (CPU) 20, and also provides a synchronization signal to the imaging device 16, the analog signal processing unit 22, and the like. give. The drive circuit 18 functions as a driver circuit for the imaging device 16 and at the same time functions as a drive circuit for operating the photographing lens 12, the shutter / aperture mechanism 14 and the strobe (flash device) 24. The strobe 24 can emit light automatically or when necessary, for example, at low illuminance, and irradiates the subject with auxiliary light.
[0016]
The imaging device 16 is driven based on the timing signal generated by the timing generator and outputs an image signal. The image signal output from the imaging device 16 is sent to the analog signal processing unit 22. The analog signal processing unit 22 includes a sampling hold circuit, a color separation circuit, a gain adjustment circuit, and the like. The image signal input to the analog signal processing unit 22 is subjected to correlated double sampling (CDS) processing, color separation processing into R, G, and B color signals, and signal level adjustment (pre-white balance processing) of each color signal is performed. Is called.
[0017]
The signal generated by the analog signal processing unit 22 is converted into a digital signal by the A / D converter 26 and then temporarily stored in the memory 30 via the bus (main bus inside the camera) 28. A part of the storage area of the memory 30 is also used as a calculation work area for the CPU 20.
[0018]
The image data stored in the memory 30 is sent to the digital signal processing unit 32 via the bus 28. The digital signal processing unit 32 performs correction (hereinafter referred to as defective pixel correction) processing, white balance processing, gamma conversion processing, and synchronization processing (single-plate imaging device) for interpolating defective pixel (scratch) data of the imaging device 16. Processing to calculate the color of each point by interpolating the spatial shift of the color signal due to the color filter array), luminance / color difference signal generation (YC conversion) processing, contour enhancement (aperture addition) processing, sharpness correction processing, This is a signal processing means for performing data compression / decompression processing, etc., and processes image signals while utilizing the memory 30 in accordance with commands from the CPU 20.
[0019]
The image data input to the digital signal processing unit 32 is subjected to predetermined processing such as defective pixel correction and YC conversion, and is then compressed according to a predetermined compression format such as JPEG format, via the memory card interface unit 34. It is recorded on the memory card 36. The compression format is not limited to JPEG, MPEG and other methods may be adopted, and a compression engine corresponding to the compression format used is used.
[0020]
The means for storing the image data is not limited to the semiconductor memory represented by the memory card 36, and various media such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk can be used. Further, the recording medium (internal memory) built in the camera 10 is not limited to the removable medium.
[0021]
In the camera 10, raw image data that has not undergone image processing such as gamma conversion, synchronization, and YC conversion (CCD-RAW data in which only defective pixel correction is performed after A / D conversion) is stored in the memory card 36. A recording mode (RAW data recording mode) may be added.
[0022]
In the reproduction mode, image data is read from the memory card 36, decompressed by the digital signal processing unit 32, converted into a display signal, and output to the image display unit 38. A display device such as a liquid crystal monitor or an organic EL can be used for the image display unit 38. The image display unit 38 is also used as a display screen for a user interface.
[0023]
The camera 10 also includes a communication connection for transmitting and receiving data to and from a personal computer and other external devices, or a communication / option interface unit 40 for connecting an external option device. For the communication / option interface unit 40, for example, various wired or wireless wireless interfaces such as USB, IEEE 1394, and Bluetooth can be applied.
[0024]
The CPU 20 is a control unit that performs overall control of the camera system according to a predetermined program, and controls the operation of each circuit in the camera 10 based on input signals from the shutter switch 42 and other operation switches 44. The operation switches for the user to input various instructions to the camera 10 include, for example, a mode selection switch for selecting the operation mode of the camera 10, a menu switch for displaying a menu, and a menu item selection operation (cursor movement). Operation) and four-way key for inputting instructions such as frame advance / reverse of the playback image, execution key for instructing selection (registration) and execution of the selected item, and selection item, etc. There are a cancel key, a power switch, a zoom switch, a release switch, etc.
[0025]
The CPU 20 controls the imaging device 16 in accordance with various imaging conditions (exposure conditions, presence / absence of strobe light emission, imaging mode, etc.) in accordance with instruction signals input from the shutter switch 42 and the operation switch 44, etc., and automatic exposure (AE). Control, automatic focus adjustment (AF) control, auto white balance (AWB) control, lens drive control, image processing control, read / write control of the memory card 36, display control of the image display unit 38, communication control with external devices, etc. .
[0026]
The ROM 46 stores a program processed by the CPU 20 and various data necessary for control (position information of defective pixels, a threshold for determining scratches, adjustment value data, etc.). The ROM 46 as the nonvolatile storage means may be non-rewritable or may be rewritable like an EEPROM.
[0027]
Next, a method for correcting defective pixels of the imaging device 16 in the camera 10 configured as described above will be described.
[0028]
In the camera 10 of this embodiment, the pixel defect of the imaging device 16 is removed by combining three types of correction processing.
[0029]
The first correction process is intended to correct normal scratches that have been conventionally performed. That is, for normal flaws that appear in normal exposure, the flaw address (defective pixel coordinates) is stored in the ROM 46 in advance, and the signal value (pixel value) of the pixel at the corresponding address at the time of shooting is the signal of the surrounding same color pixel. Correction is performed by replacing with a representative value calculated from the value (for example, an average value of four pixels of the same surrounding color).
[0030]
For example, the data of the light shielding state is captured on the imaging device 16, and a pixel having a signal value equal to or higher than a predetermined threshold is scratched, and the scratch coordinates are recorded in the ROM 46 of the camera 10 (white scratches in the dark). Registration). Further, data is captured by irradiating the imaging device 16 with a certain amount of light, and pixels having a difference equal to or greater than a predetermined threshold are also scratched, and the scratch coordinates are recorded in the ROM 46 of the camera 10 (registration of bright modulation scratches). ). Note that the threshold value for determining dark white scratches and the threshold value for determining bright modulation scratches are set separately.
[0031]
In this way, the coordinates of dark white scratches and bright modulation scratches are registered in the ROM 46 in advance, and at the time of shooting, the output signal of the imaging device 16 is A / D converted and taken into the memory 30, and then stored in the ROM 46. The defect is corrected by performing the process of interpolating and refilling the defect pixel of the coordinates recorded in the above with the surrounding pixels of the same color.
[0032]
The second correction process is intended to correct continuous point flaws (hereinafter referred to as long-time continuous flaws) that occur during long-time exposure such as night scene photography. For this long-time continuous flaw, a representative value obtained by storing the flaw address in the ROM 46 in advance and calculating the signal value of the pixel at the corresponding address from the signal value of the surrounding same color pixel at the time of shooting by long exposure. Correction for replacement with (for example, an average value of four pixels in the surrounding same color) is performed.
[0033]
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for registering long-term continuous scratch information in the ROM 46. Registration of continuous scratches for a long time is not limited to the case of factory shipment (when the imaging device 16 is shipped or when the camera 10 is shipped), and is registered by the user operating the camera 10 after shipment (update of registered contents). ) Is also possible.
[0034]
As shown in FIG. 2, first, long-time exposure photography (long-time charge accumulation) of the imaging device 16 is performed in a light-shielding state where light is not incident on the imaging device 16 by closing a mechanical shutter or the like. Data is fetched (step S110). Then, normal scratches are corrected by the first correction process described above (step S112), and long-term continuous scratches are extracted (step S114). Note that the detection method similar to the above-described registration of dark white scratches is applied to the extraction of long-term continuous scratches.
[0035]
Next, the extracted long-time continuous flaw address is stored in the ROM 46 (step S116). For long-term scratches, the addresses of isolated points are not registered, but only for continuous scratches. As a result, the capacity of the ROM 46 can be reduced as compared with the case of registering information on all long-term scratches (continuous scratches and isolated point scratches).
[0036]
The third correction process is common to the second correction method in that it corrects flaws that occur during long exposure, but the second correction process described above corrects continuous flaws that are difficult to distinguish from captured images. In the third correction process, isolated point scratches that are easily discriminated from the captured image are corrected. That is, in the third correction process, the flaw address is not registered in advance, and an isolated point flaw is detected by analyzing an image obtained by long exposure shooting. Then, correction is performed to replace the detected isolated point scratch with a representative value obtained from the signal value of the surrounding same color pixel.
[0037]
For example, it is determined whether or not each pixel of an image obtained by photographing for a certain exposure time or longer is a white defect (an isolated point defect) compared to the surrounding eight pixels. The positional relationship of the peripheral eight pixels to be compared differs depending on the optical arrangement and color of each pixel on the imaging device 16. Then, the detected isolated point scratch is replaced with an average value of four pixels of the same surrounding color.
[0038]
Here, a specific example of detection and correction of isolated point scratches will be described.
[0039]
The configuration shown in FIG. 3 is a pixel array called a honeycomb array, in which the center point of the geometric shape of the light receiving element 50 is shifted by half the pixel pitch (1/2 pitch) every other row direction and column direction. Are arranged. That is, in the rows (or columns) of the light receiving elements 50 adjacent to each other, the element arrangement in one row (or column) is in the row direction (or column direction) with respect to the element arrangement in the other row (or column). The structure is arranged so as to be relatively shifted by about ½ of the arrangement interval.
[0040]
Each light receiving element 50 has an octagonal light receiving surface, and RGB primary color filters are arranged corresponding to each light receiving element 50. As shown in FIG. 3, the GGGG... Row is arranged in the next stage of the RBRB... Row in the horizontal direction, and the BRBR. In the column direction, the RBRB... Row, the GGGG... Row, and the BRBR. The opening shape of the light receiving element 50 is not limited to an octagon, and may be a polygon such as a quadrangle or a hexagon, or a circle. A microlens (not shown) is disposed on each light receiving element 50 so that incident light is efficiently incident on the light receiving element 50.
[0041]
When an isolated point scratch is detected in the imaging device 16 having the pixel arrangement structure shown in FIG. 3, four G pixels (G1, G2, G3, G4) on the top, bottom, left, and right adjacent to the target G0 pixel are detected for the G pixel. And two R pixels (R1, R2) and two B pixels (B1, B2) that are close to each other in the oblique direction are treated as eight peripheral pixels. As for the R or B pixel, as shown in FIG. 4, 8 pixels (G1, G2, G3, G4, R1, R2, R3, R4) at pixel positions close to each other in the oblique direction are treated as 8 peripheral pixels. The R pixel and the B pixel have the same relative position with respect to scratch detection and correction. That is, in the case of the B pixel, instead of R1 to R4 in FIG. 4, four B pixels at the same relative positions are included.
[0042]
In this way, each pixel is compared with the surrounding 8 pixels in the positional relationship set for each color, and a pixel having a luminance of a certain level difference or more for each pixel type (for each color) is determined as a white scratch, and the scratch The pixel value is replaced with an average value of surrounding similar pixel values.
[0043]
For example, when white scratches are determined for G pixels, the following conditions (1) and (2) are used as determination conditions.
[0044]
[Condition (1)] G0 is all greater than the sum of the threshold values THG_G for the neighboring G4 pixels (G1, G2, G3, G4) of the G0 pixel of interest. That is, for the four G pixels (G1, G2, G3, G4) adjacent to the G0 pixel in FIG. 3, the following equations (1-1) to (1-4) are all satisfied.
[0045]
## EQU1 ## G0> G1 + THG_G (1- 1)
[0046]
## EQU2 ## G0> G2 + THG_G (1-2)
[0047]
## EQU3 ## G0> G3 + THG_G (1-3)
[0048]
## EQU4 ## G0> G4 + THG_G (1-4)
[Condition (2)] G0 is all greater than the sum of the thresholds THG_RB for the four adjacent R or B pixels (R1, R2, B1, B2) of the G0 pixel of interest. That is, the following expressions (2-1) to (2-4) must all hold for the four pixels (R1, R2, B1, B2) close to the G0 pixel in FIG.
[0049]
## EQU5 ## G0> R1 + THG_RB (2-1)
[0050]
## EQU6 ## G0> R2 + THG_RB (2-2)
[0051]
G0> B1 + THG_RB (2-3)
[0052]
## EQU8 ## G0> B2 + THG_RB (2-4)
When both the above conditions (1) and (2) are satisfied, the G0 pixel is determined as an isolated point scratch pixel. The isolated point scratch pixel is replaced with the average value of the neighboring G4 pixels. That is, the pixel value of R0 is represented by the following equation (3-1).
[0053]
## EQU9 ## G0 = (G1 + G2 + G3 + G4) / 4 (3-1)
In the case of the R pixel, as shown in FIG. 4, eight peripheral pixels (G1, G2, G3, G4, R1, R2, R3, R4) are defined for the R0 pixel of interest. The following conditions (1) ′ and (2) ′ are used as judgment conditions.
[0054]
[Condition {circle over (1)}] R0 is all greater than those obtained by adding the threshold THRB_G to the adjacent G4 pixels (G1, G2, G3, G4) of the R0 pixel of interest. That is, for the four G pixels (G1, G2, G3, G4) adjacent to the R0 pixel in FIG. 4, all of the following expressions (4-1) to (4-4) are satisfied.
[0055]
R0> G1 + THRB_G (4-1)
[0056]
R0> G2 + THRB_G (4-2)
[0057]
R0> G3 + THRB_G (4-3)
[0058]
R0> G4 + THRB_G (4-4)
[Condition {circle over (2)}] R0 is all greater than the sum of the threshold values THRB_RB for the four adjacent R or B pixels (R1, R2, B1, B2) of the R0 pixel of interest. That is, the following equations (5-1) to (5-4) must all hold for the four pixels (R1, R2, B1, B2) close to the G0 pixel in FIG.
[0059]
## EQU14 ## R0> R1 + THRB_RB (5-1)
[0060]
R0> R2 + THRB_RB (5-2)
[0061]
R0> B1 + THRB_RB (5-3)
[0062]
R0> B2 + THRB_RB (5-4)
When both the above conditions (1) ′ and (2) ′ are satisfied, the R0 pixel is determined to be an isolated point scratch pixel. The isolated point scratch pixel is replaced with the average value of the four adjacent pixels of the same color. That is, the pixel value of R0 is represented by the following equation (6-1).
[0063]
R0 = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4 (6-1)
Although the R pixel has been described in FIG. 4, the isolated point scratch is determined and corrected for the B pixel by a method similar to that for the R pixel (the R pixel is replaced by the B pixels B1 to B4).
[0064]
The exposure time and threshold value are variably set according to sensitivity. The camera 10 of this example is configured so that the sensitivity of the imaging system can be changed within a range corresponding to ISO 100 to ISO 1600, and the user can select a desired photographing sensitivity by operating the operation switch 44 or the like. The CPU 20 sets the gain in the analog signal processing unit 22 in accordance with the designated photographing sensitivity. Since the gain increases as the photographing sensitivity increases, the noise component also increases accordingly, so the determination threshold is also set to a large value.
[0065]
The camera 10 according to the present embodiment corrects various types of scratches by combining the first to third correction processes described above. The processing procedure will be described below.
[0066]
FIG. 5 is a signal processing flowchart of the camera 10. As shown in the figure, when the shutter switch 42 is pressed (step S210) and a shooting execution instruction is input, the CPU 20 controls the shooting operation to expose the imaging device 16. Then, the mechanical shutter is closed after exposure, data is read from the imaging device 16 in the shutter closed state, and the image data is stored in the memory 30 (step S212). First, normal flaw correction is performed on the image data stored in the memory 30 in this manner (step S214). The correction process here implements the first correction process described above.
[0067]
In step S214 of FIG. 5, after correcting the normal scratch and removing the scratch, the process proceeds to step S216, and it is determined whether or not the exposure time is longer than a predetermined determination reference value (for example, 1 second). If it is determined in step S216 that the exposure time is longer than the predetermined determination reference value (long exposure), a long-time scratch correction process is performed (step S218).
[0068]
FIG. 6 shows a process flowchart for long-term scratch correction. When the long-time scratch correction process shown in the figure starts, first, a continuous scratch correction process registered in the ROM 46 is performed (step S310). The correction process here implements the second correction process described above.
[0069]
In step S310, long-term continuous flaw correction is performed to remove continuous flaws, and then the process proceeds to step S312 to perform processing for correcting isolated point flaws. In this correction process, the third correction process described above is performed. The image is scanned (by comparing each pixel with surrounding pixels) to detect isolated point scratches, and the isolated point is surrounded by Replace with the average value of pixels of the same color. When the long-term continuous flaw and the isolated point flaw are corrected according to the above procedure, the long-time flaw correction subroutine is terminated and the process returns to the flowchart of FIG.
[0070]
After performing the long-time scratch correction (step S218), the process proceeds to step S220, and the image data stored in the memory 30 is subjected to white balance (WB) correction, luminance / color difference signal generation, gamma correction, contour enhancement, compression, and the like. The image data is recorded on the memory card 36 (step S220).
[0071]
On the other hand, when it is determined in step S216 that the exposure time is shorter than the predetermined determination reference value (during normal exposure), the long-time scratch correction process (step S218) is omitted, and the process proceeds to step S220. The image data is recorded on the memory card 36 by performing an appropriate signal processing. In this way, when the image data has been recorded on the memory card 36, this processing sequence ends.
[0072]
In implementing the present invention, the structure of the imaging device is not limited to the example described with reference to FIGS. 3 and 4, and the light receiving elements may be arranged in a square lattice pattern, and a color filter array for color separation. As for (CFA), the present invention can also be applied to various arrangement structures such as Bayer arrangement, interline arrangement, and G vertical stripe RB checkered.
[0073]
In the above embodiment, the digital still camera has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various apparatuses such as a movie camera and an image input apparatus that record electronic video.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, position information is registered in advance only for continuous scratches (long-time continuous scratches) that are difficult to detect from a photographed image among scratches that appear during long exposure. During time exposure, the correction of scratches is performed by combining the correction process for long-term continuous scratches based on the registered information and the isolated point scratch correction (isolation point removal) process by image analysis. Even if a large-capacity storage area is not prepared for the means for storing the position information, continuous flaws and single flaws (isolated flaws) can be corrected efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an electronic camera to which a solid-state image sensor defect correction apparatus and method according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure when registering positional information of long-term continuous scratches in a ROM.
FIG. 3 is a schematic plan view illustrating an example of an optical arrangement of pixels on an imaging device.
FIG. 4 is a schematic plan view illustrating an example of an optical arrangement of pixels on an imaging device.
FIG. 5 is a flowchart showing a signal processing procedure of the camera according to the present embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for correcting long-term continuous scratches.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Camera, 16 ... Imaging device, 20 ... CPU, 22 ... Analog signal processing part, 26 ... A / D converter, 30 ... Memory, 32 ... Digital signal processing part, 46 ... ROM, 50 ... Light receiving element

Claims (3)

所定時間以上の長時間露光時に発現する画素の欠陥のうち、連続した複数の欠陥画素に起因する連続キズのみの位置情報を格納しておく連続キズ位置情報格納手段と、
前記連続キズ位置情報格納手段に格納されている前記連続キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記連続キズの補正を行う連続キズ補正処理手段と、
画面内の各画素について周辺画素と比較して孤立点キズを検出する孤立点キズ検出手段と、
前記検出された孤立点キズの周辺画素の信号値を利用して当該孤立点キズの補正を行う孤立点キズ補正処理手段と、
前記所定時間以上の長時間露光による撮影が行われた場合に、前記通常キズ補正処理手段、前記孤立点キズ手段、及び前記孤立点キズ補正処理手段を制御して前記連続キズ及び前記孤立点キズの補正を実施する補正制御手段と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の欠陥補正装置。
Continuous flaw position information storage means for storing position information of only continuous flaws caused by a plurality of continuous defective pixels among the defects of pixels that are manifested during long exposure for a predetermined time or longer; and
Continuous flaw correction processing means for correcting the continuous flaws using the position information of the continuous flaws stored in the continuous flaw position information storage means and signal values of surrounding pixels;
Isolated point scratch detecting means for detecting isolated point scratches for each pixel in the screen in comparison with surrounding pixels;
Isolated point scratch correction processing means for correcting the isolated point scratch using a signal value of a peripheral pixel of the detected isolated point scratch;
When the image is shot by long exposure for the predetermined time or longer, the normal scratch correction processing means, the isolated point scratch correction means, and the isolated point scratch correction processing means are controlled to control the continuous scratch and the isolated point scratch. Correction control means for performing the correction of
A defect correction apparatus for a solid-state image sensor, comprising:
前記所定時間内の通常露光時において発現する通常キズの位置情報を格納しておく通常キズ位置情報格納手段と、
前記通常キズ位置情報格納手段に格納されている前記通常キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記通常キズの補正を行う通常キズ補正処理手段と、
を備え、
前記補正制御手段は、前記所定時間以上の長時間露光による撮影が行われた場合に、まず、前記通常キズ補正処理手段による前記通常キズの補正を実施し、次に、前記連続キズ補正処理手段による前記連続キズの補正を実施し、その後更に、前記通常キズ及び連続キズの補正処理後の画像について前記孤立点キズ検出手段による孤立点キズの検出を実施し、検出された孤立点キズについて前記孤立点キズ補正処理手段による孤立点キズの補正を実施するように制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の欠陥補正装置。
Normal flaw position information storage means for storing normal flaw position information that is expressed at the time of normal exposure within the predetermined time; and
Normal flaw correction processing means for correcting the normal flaw by using the normal flaw position information stored in the normal flaw position information storage means and signal values of surrounding pixels;
With
The correction control means first performs the normal flaw correction by the normal flaw correction processing means when shooting is performed by long exposure for the predetermined time or longer, and then the continuous flaw correction processing means. The isolated flaw is detected by the isolated point flaw detection means for the image after the normal flaw and continuous flaw correction processing, and the isolated point flaw is detected. 2. The defect correction apparatus for a solid-state imaging device according to claim 1, wherein control is performed so as to perform correction of isolated point scratches by the isolated point scratch correction processing means.
所定時間以上の長時間露光時に発現する画素の欠陥のうち、連続した複数の欠陥画素に起因する連続キズのみの位置情報を予め登録しておくとともに、前記所定時間内の通常露光時において発現する通常キズの位置情報を予め登録しておき、
前記所定時間以上の長時間露光による撮影を実施した場合には、
まず、登録されている前記通常キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記通常キズの補正を行い、
次に、登録されている前記連続キズの位置情報とその周辺画素の信号値を利用して前記連続キズの補正を行い、
その後更に、前記通常キズ及び連続キズの補正処理後の画像について各画素と周辺画素とを比較して孤立点キズの検出を行い、検出された孤立点キズの周辺画素の信号値を利用して当該孤立点キズの補正を行うことを特徴とする固体撮像素子の欠陥補正方法。
Among pixel defects that appear during long exposure for a predetermined time or more, position information of only continuous flaws caused by a plurality of consecutive defective pixels is registered in advance, and it appears during normal exposure within the predetermined time. Register location information for normal scratches in advance,
When shooting is performed with a long exposure of the predetermined time or longer,
First, the normal scratch is corrected using the registered positional information of the normal scratch and the signal values of the surrounding pixels,
Next, using the registered position information of the continuous scratch and the signal value of the surrounding pixels, the continuous scratch is corrected,
Thereafter, each pixel is compared with surrounding pixels in the image after the normal scratch and continuous scratch correction processing, and isolated point scratches are detected, and the signal values of the peripheral pixels of the detected isolated point scratches are used. A defect correction method for a solid-state imaging device, wherein the isolated point scratch is corrected.
JP2002162909A 2002-06-04 2002-06-04 Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device Pending JP2004015191A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002162909A JP2004015191A (en) 2002-06-04 2002-06-04 Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002162909A JP2004015191A (en) 2002-06-04 2002-06-04 Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004015191A true JP2004015191A (en) 2004-01-15

Family

ID=30431521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002162909A Pending JP2004015191A (en) 2002-06-04 2002-06-04 Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004015191A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333620A (en) * 2004-04-20 2005-12-02 Canon Inc Image processing apparatus and image processing method
JP2005354278A (en) * 2004-06-09 2005-12-22 Seiko Epson Corp Image data processing apparatus for processing image data of image picked up by imaging means
CN100394777C (en) * 2004-06-02 2008-06-11 佳能株式会社 Solid-state image pickup device and camera
JP2009005083A (en) * 2007-06-21 2009-01-08 Canon Inc Imaging apparatus, control method of imaging apparatus and control program of imaging apparatus
JP2009130553A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Acutelogic Corp Defective pixel correcting method, program, and device
US7796169B2 (en) 2004-04-20 2010-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus for correcting captured image
US7983508B2 (en) 2005-10-18 2011-07-19 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for image processing capable of effectively reducing an image noise
JP2011166422A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus
JP2012070319A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Mitsubishi Electric Corp Image processing method, image processing apparatus, and image processing program
US9307168B2 (en) 2012-04-11 2016-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus and method for controlling image capture apparatus in which defective pixels are indicated
JP2016138999A (en) * 2015-01-27 2016-08-04 キヤノン株式会社 Focus adjustment device and imaging device using the same and focus adjustment method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796169B2 (en) 2004-04-20 2010-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus for correcting captured image
JP2005333620A (en) * 2004-04-20 2005-12-02 Canon Inc Image processing apparatus and image processing method
CN100394777C (en) * 2004-06-02 2008-06-11 佳能株式会社 Solid-state image pickup device and camera
JP2005354278A (en) * 2004-06-09 2005-12-22 Seiko Epson Corp Image data processing apparatus for processing image data of image picked up by imaging means
US7746392B2 (en) 2004-06-09 2010-06-29 Seiko Epson Corporation Image data processing technique for images taken by imaging unit
US7983508B2 (en) 2005-10-18 2011-07-19 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for image processing capable of effectively reducing an image noise
JP2009005083A (en) * 2007-06-21 2009-01-08 Canon Inc Imaging apparatus, control method of imaging apparatus and control program of imaging apparatus
US8675087B2 (en) 2007-06-21 2014-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus and control method for correcting data output from pixels of an image pickup element
JP4604078B2 (en) * 2007-11-22 2010-12-22 アキュートロジック株式会社 Defective pixel correction method, defective pixel correction program, and defective pixel correction device
JP2009130553A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Acutelogic Corp Defective pixel correcting method, program, and device
JP2011166422A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus
JP2012070319A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Mitsubishi Electric Corp Image processing method, image processing apparatus, and image processing program
US9307168B2 (en) 2012-04-11 2016-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus and method for controlling image capture apparatus in which defective pixels are indicated
JP2016138999A (en) * 2015-01-27 2016-08-04 キヤノン株式会社 Focus adjustment device and imaging device using the same and focus adjustment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9729805B2 (en) Imaging device and defective pixel correction method
JP5371331B2 (en) IMAGING DEVICE, IMAGING DEVICE CONTROL METHOD, AND PROGRAM
JP6041495B2 (en) Imaging apparatus and defective pixel determination method
US8970742B2 (en) Image processing apparatus and method capable of performing correction process speedily and easily
JP5541718B2 (en) Imaging device and defective pixel detection method thereof
US11064143B2 (en) Image processing device and image pickup apparatus for processing divisional pixal signals to generate divisional image data
JP3854754B2 (en) Imaging apparatus, image processing apparatus and method, and memory medium
JP5084366B2 (en) IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD
JP2004015191A (en) Apparatus and method for correcting flaw in solid-state imaging device
WO2017203557A1 (en) Imaging device, image processing device, image processing method and image processing program
JP4352331B2 (en) Signal processing apparatus, signal processing method, and signal processing program
JP2004023683A (en) Defect correction apparatus and method for solid-state imaging device
JP4057216B2 (en) Solid-state imaging device and pixel defect detection method
JP2007267072A (en) Electronic camera
JP5446955B2 (en) Imaging device
JP3839733B2 (en) Imaging apparatus and image data output method
US8081235B2 (en) Image pickup apparatus and flicker detection method therefor
JP4581633B2 (en) Color signal correction method, apparatus and program
JP2001203969A (en) Image pickup device and its operation control method
JP3767188B2 (en) Electronic camera and signal correction method
JPH11262025A (en) Image input device and image correction method therefor
JP6358607B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP6871795B2 (en) Imaging device, its control method, program and recording medium
JP4146186B2 (en) Solid-state imaging device and defect correction method thereof
JP2001245200A (en) Digital camera