JP2005142722A - Video signal processing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD等の撮像素子によって生成された映像信号を処理する映像信号処理装置に関し、特に、撮像素子に存在するキズ(画素欠陥)を検出して、映像信号のキズを補正する映像信号処理装置に関するものである。 The present invention relates to a video signal processing apparatus for processing a video signal generated by an image sensor such as a CCD, and more particularly, a video signal for detecting a scratch (pixel defect) existing in the image sensor and correcting a video signal. The present invention relates to a processing apparatus.
一般に、CCD等の半導体で形成された撮像素子は、半導体の局所的な結晶欠陥等による画素単位の欠陥、すなわちキズを含むことがある。このようなキズをもつ撮像素子によって被写体を撮像すると、被写体の光学像に応じた適正な映像信号が得られず、そのために映像信号の画質が劣化する。 In general, an image sensor formed of a semiconductor such as a CCD may include a pixel unit defect, that is, a flaw, due to a local crystal defect of the semiconductor. When a subject is imaged by an image sensor having such a scratch, an appropriate video signal corresponding to the optical image of the subject cannot be obtained, and the image quality of the video signal deteriorates.
撮像素子のキズには、白キズと黒キズとがある。白キズは、画素への入射光量に関わらず、常に一定の高いバイアス電圧が加算されてしまう画素欠陥である。したがって、白キズを有する画素の出力(画素値)は、一般的に本来の適正なレベルよりも高くなる。そして、白キズによる影響は、映像上では高輝度の白い点となって現れる。一方、黒キズは、正常な画素よりも光電感度が極端に低い画素がもつ画素欠陥である。したがって、黒キズを有する画素からの出力(画素値)は、本来の適正なレベルよりも低くなる。そして、黒キズによる影響は、映像上では低輝度の黒い点となって現れる。 There are white scratches and black scratches in the scratches of the image sensor. A white defect is a pixel defect in which a constant high bias voltage is always added regardless of the amount of light incident on the pixel. Therefore, the output (pixel value) of a pixel having white flaws is generally higher than the original proper level. The effect of white scratches appears as high brightness white spots on the video. On the other hand, a black flaw is a pixel defect of a pixel whose photoelectric sensitivity is extremely lower than that of a normal pixel. Therefore, the output (pixel value) from the pixel having black flaws is lower than the original proper level. The effect of black scratches appears as black dots with low brightness on the video.
従来より、上記のようなキズによる画質劣化を改善するためにキズ補正処理が行われる。このキズ補正処理では、まずキズのある画素が検出され、次にキズのある画素の映像信号が補正される。キズを検出する処理では、撮像素子にて得られた映像信号の中から、隣接する画素と比較して極端に高輝度である画素が白キズとして検出され、また、隣接する画素と比較して極端に低輝度である画素が黒キズとして検出される。すなわち、隣接する画素との画素値の差分が所定のしきい値より大きい場合に、キズであると判断される。そして、白キズ、黒キズとして検出された画素は、キズによる画質劣化を改善するように画素値が補正される。 Conventionally, a defect correction process is performed in order to improve image quality deterioration due to the defect as described above. In this scratch correction process, first, a pixel having a scratch is detected, and then a video signal of the pixel having a scratch is corrected. In the process of detecting scratches, pixels that are extremely bright compared to adjacent pixels are detected as white scratches in the video signal obtained by the image sensor, and compared to adjacent pixels. Pixels with extremely low brightness are detected as black scratches. That is, it is determined that there is a scratch when the difference between the pixel values of adjacent pixels is larger than a predetermined threshold value. Then, the pixel values of the pixels detected as white scratches and black scratches are corrected so as to improve image quality degradation due to scratches.
撮像素子のキズによる画質劣化を改善する従来の技術は、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1には、特に白キズの検出精度を向上させる技術が記載されている。
A conventional technique for improving image quality degradation due to scratches on an image sensor is disclosed in
図13は、従来の映像信号処理装置における、白キズを有する撮像素子によって生成された映像信号の画素値を示す図である。図13の例では、映像信号の高輝度部分に白キズがあるために、キズのある画素とそれに隣接する正常画素との画素値の差分が小さくなってしまう。その結果、隣接する画素間の画素値の差分によってキズの有無を判断することが容易でない。同様に、図14は黒キズを有する映像信号を示しており、映像信号の低輝度部分に黒キズがある場合には、キズのある画素とそれに隣接する正常画素との画素値の差分は小さくなってしまい、キズ検出が容易でない。特に、映像信号がガンマ補正されると、このような高輝度部分や低輝度部分での画素値の差分はさらに小さくなる。キズのある画素と正常画素との画素値の差分が小さいと、キズのある画素が正常画素に埋もれて検出されなくなる検出漏れや、正常画素をキズのある画素として検出してしまう誤検出が起こりやすくなり、キズの検出精度が低下する。 FIG. 13 is a diagram illustrating pixel values of a video signal generated by an image sensor having white flaws in a conventional video signal processing apparatus. In the example of FIG. 13, since there are white scratches in the high-luminance portion of the video signal, the difference in pixel value between the scratched pixel and the normal pixel adjacent thereto is small. As a result, it is not easy to determine the presence or absence of scratches based on the difference in pixel values between adjacent pixels. Similarly, FIG. 14 shows a video signal having black flaws. When there is a black flaw in the low luminance portion of the video signal, the difference in pixel value between the flawed pixel and the normal pixel adjacent thereto is small. As a result, scratch detection is not easy. In particular, when the video signal is gamma-corrected, the difference between the pixel values in the high luminance part and the low luminance part is further reduced. If the difference between the pixel values of the defective pixel and the normal pixel is small, a detection failure that the defective pixel is buried in the normal pixel and cannot be detected, or a false detection that detects the normal pixel as a defective pixel occurs. This makes it easier to detect scratches.
特許文献1に記載の技術では、隣接する画素間の差分を評価して白キズを検出するにあたって、高輝度部分では白キズと判断するためのしきい値を下げており、画素値の差分が比較的小さい高輝度部分での白キズの検出精度を向上し、白キズの検出漏れを減らしている。しかしながら、高輝度部分でキズ検出のしきい値を下げたとしても、キズのある画素と正常画素との画素値の差分が小さいことには変わりなく、小さな差分に起因する検出漏れや誤検出の可能性は依然として存在する。
In the technique described in
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、撮像素子のキズの検出漏れや誤検出を低減して、撮像素子により得られた被写体の映像信号の画質を向上する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and is a technique for improving the image quality of a video signal of a subject obtained by an image sensor by reducing detection errors and false detections of flaws in the image sensor. The purpose is to provide.
本発明の映像信号処理装置は、撮像素子の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で、前記撮像素子にキズ検出用映像信号を生成させるキズ検出用撮像制御手段と、前記キズ検出用映像信号を用いて、前記撮像素子のキズを検出するキズ検出手段と、前記キズ検出手段で検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正手段とを含む構成を有している。 The video signal processing apparatus according to the present invention has a flaw detection imaging control for causing the image sensor to generate a flaw detection video signal under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to a flaw detection exposure amount for flaw detection. A flaw detection means for detecting flaws in the image pickup device using the flaw detection video signal, and a subject image obtained by the image pickup device based on the flaws detected by the flaw detection means. And a defect correcting means for correcting the signal.
この構成により、撮像素子の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で、前記撮像素子にてキズ検出用映像信号が生成される。キズ検出手段は、キズ検出用露光量の下での正常な画素の輝度値が得られるか否かによってキズの有無を検出できる。したがって、キズの検出漏れや誤検出が低減され、被写体の映像信号を良好にキズ補正できる。 With this configuration, a defect detection video signal is generated by the image sensor under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to a defect detection exposure amount for defect detection. The flaw detection means can detect the presence or absence of flaws based on whether or not a normal pixel luminance value is obtained under a flaw detection exposure amount. Therefore, detection defects and erroneous detection of scratches are reduced, and the video signal of the subject can be satisfactorily corrected.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出手段にて検出されたキズの位置の情報を格納するキズ位置情報格納手段を含み、前記キズ補正手段は、前記キズ位置情報格納手段に格納されたキズの位置の情報を用いて、前記被写体の映像信号を補正する構成を有している。 The video signal processing apparatus of the present invention further includes flaw position information storage means for storing information on the position of the flaw detected by the flaw detection means, and the flaw correction means is stored in the flaw position information storage means. The image signal of the subject is corrected using the information on the position of the flaw.
この構成により、あらかじめキズ検出用映像信号を用いて撮像素子のキズを検出してその位置の情報を格納しておき、被写体の映像信号のキズ補正をする際には、格納されたキズの位置の情報を用いるので、キズ補正の処理を迅速に行うことができる。すなわち、映像信号のキズ補正を行う前にその映像信号を用いてキズを検出する場合と比較して、上記の映像信号処理装置では、あらかじめキズの検出を行っているので、キズ補正の時間が短縮される。 With this configuration, the position of the stored flaw is detected when the flaw of the image sensor is detected in advance using the video signal for flaw detection and the position information is stored and the flaw correction is performed on the video signal of the subject. Therefore, the defect correction process can be performed quickly. That is, compared with the case where a scratch is detected using the video signal before the video signal is corrected, the above video signal processing apparatus detects the scratch in advance. Shortened.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出用撮像制御手段が、前記撮像素子に複数のキズ検出用映像信号を生成させる構成を有している。さらに、本発明の映像信号処理装置は、前記複数のキズ検出用映像信号の各々から前記キズ検出手段にて検出されたキズを、画素ごとに統計処理するキズ統計処理手段を含み、前記キズ補正手段は、前記キズ統計処理手段での統計処理の結果に基づいて、前記被写体の映像信号を補正する構成を有している。 Also, the video signal processing apparatus of the present invention has a configuration in which the image sensor for flaw detection causes the image sensor to generate a plurality of video signals for flaw detection. Furthermore, the video signal processing apparatus of the present invention includes a scratch statistical processing means for statistically processing, for each pixel, a scratch detected by the scratch detection means from each of the plurality of scratch detection video signals, and the scratch correction The means has a configuration for correcting the video signal of the subject based on the result of statistical processing by the scratch statistical processing means.
この構成により、統計処理の結果に基づいて、キズのある画素が決定されるので、キズの検出精度が向上し、キズでない画素がキズ補正されたりキズのある画素がキズ補正されなかったりといったことを低減できる。 With this configuration, scratched pixels are determined based on the result of statistical processing, so that the detection accuracy of scratches is improved, pixels that are not scratched are corrected, and pixels that are scratched are not corrected. Can be reduced.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出用撮像制御手段が、電源投入直後に、前記撮像素子に前記キズ検出用映像信号を生成させる構成を有している。 The video signal processing apparatus of the present invention has a configuration in which the flaw detection imaging control means causes the imaging device to generate the flaw detection video signal immediately after power-on.
この構成により、電源投入直後に、キズ検出用映像信号が生成され、キズの位置の情報を格納しておくので、通常の撮像に支障をきたすことなく、キズの検出に基づいた映像信号のキズ補正を行うことができ、また、電源投入直後にキズの位置の情報が格納された後には、直ちに被写体の映像信号のキズ補正を行うことができる。 With this configuration, a flaw detection video signal is generated immediately after the power is turned on, and information on the position of the flaw is stored, so that the flaw detection of the video signal based on the flaw detection can be performed without hindering normal imaging. The correction can be performed, and the defect correction of the video signal of the subject can be performed immediately after the information on the position of the scratch is stored immediately after the power is turned on.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出用撮像制御手段が、前記撮像素子の白キズを検出するために、前記露光制御において、正常画素が所定のレベル以下の輝度値になるキズ検出用露光量へと前記撮像素子の露光量を制御する構成を有している。 In the video signal processing apparatus of the present invention, in order for the flaw detection imaging control means to detect a white flaw of the image sensor, in the exposure control, a flaw that causes a normal pixel to have a luminance value of a predetermined level or less. It has the structure which controls the exposure amount of the said image pick-up element to the exposure amount for a detection.
白キズの画素の画素値は、露光量が抑えられているときでも高い画素値となるので、この構成により、正常画素の画素値は一様に低くなるとともに、白キズのある画素の画素値が際だって高くなる。したがって、キズ検出手段による白キズの検出漏れや誤検出を低減できる。なお、この露光制御において、絞りを完全に閉めるなどして、露光をゼロにしてよい。 Since the pixel value of the white scratch pixel is a high pixel value even when the exposure amount is suppressed, the pixel value of the normal pixel is uniformly lowered and the pixel value of the pixel having a white scratch is also reduced by this configuration. Is extremely expensive. Therefore, it is possible to reduce white defect detection errors and false detections by the flaw detection means. In this exposure control, the exposure may be made zero by closing the aperture completely.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出用撮像制御手段が、前記撮像素子の黒キズを検出するために、前記露光制御において、正常画素が所定のレベル以上の輝度値になるキズ検出用露光量へと前記撮像素子の露光量を制御する構成を有している。 In the video signal processing apparatus of the present invention, in order for the flaw detection imaging control means to detect black flaws in the image sensor, in the exposure control, flaws in which normal pixels have luminance values equal to or higher than a predetermined level are detected. It has the structure which controls the exposure amount of the said image pick-up element to the exposure amount for a detection.
黒キズの画素からの出力は、露光量が大きいときでも低い画素値となるので、この構成により、正常画素の画素値は一様に高くなるとともに黒キズの画素の画素値が際だって低くなる。したがって、キズ検出手段による黒キズの検出漏れや誤検出を低減できる。 Since the output from the black scratched pixel has a low pixel value even when the amount of exposure is large, this configuration makes the pixel value of the normal pixel uniformly high and the pixel value of the black scratched pixel extremely low . Therefore, black defect detection errors and false detections by the flaw detection means can be reduced.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記キズ検出用撮像制御手段が、前記露光制御として、絞りを所定のキズ検出用絞りにする構成を有している。 In the video signal processing apparatus according to the present invention, the flaw detection imaging control means uses a predetermined flaw detection diaphragm as the exposure control.
撮像素子の露光の量は、絞りと露光時間によって決まるが、この構成により、絞りによって露光を制御すれば、簡単な構成で露光制御を行える。また、電源投入直後の最初のフレームで白キズ検出用映像信号を生成する場合には、電源投入前に絞りが閉じた状態であれば、電源投入後に絞りを作動させることなく白キズ検出用映像信号を生成できるので、絞りの作動にかかる時間が必要なくなると考えられ、これにより、キズ検出に要する時間が短縮される。 The amount of exposure of the image sensor is determined by the aperture and the exposure time. With this configuration, the exposure can be controlled with a simple configuration if the exposure is controlled by the aperture. In addition, when generating a white scratch detection video signal in the first frame immediately after the power is turned on, if the iris is closed before the power is turned on, the white scratch detection image is not activated after the power is turned on. Since the signal can be generated, it is considered that the time required for the operation of the diaphragm is not necessary, and thereby the time required for detecting the scratch is shortened.
また、本発明の映像信号処理装置では、前記キズ検出用撮像制御手段が、前記露光制御として、前記撮像素子の露光時間を所定のキズ検出用露光時間にする構成を有している。 In the video signal processing apparatus of the present invention, the flaw detection imaging control means has a configuration in which the exposure time of the image sensor is set to a predetermined flaw detection exposure time as the exposure control.
この構成により、絞りを調節する機能を備えていない簡易な装置においても、撮像素子の露光量をキズ検出用露光量にする露光制御を行える。この構成により、露光時間を十分に長くとることで、露光量を十分に上げることができる。したがって、撮像素子に入射する光の光量が小さい状況下でも、良好に黒キズ検出用露光量を実現できる。 With this configuration, even in a simple apparatus that does not have a function of adjusting the aperture, exposure control can be performed so that the exposure amount of the image sensor is the exposure amount for flaw detection. With this configuration, the exposure amount can be sufficiently increased by taking a sufficiently long exposure time. Therefore, even when the amount of light incident on the image sensor is small, it is possible to satisfactorily realize a black scratch detection exposure amount.
また、本発明の映像信号処理装置は、前記撮像制御手段が、前記露光制御として、絞り所定のキズ検出用絞りにするとともに前記撮像素子の露光時間を所定のキズ検出用露光時間にする構成を有している。 In the video signal processing apparatus according to the present invention, the imaging control means may be configured such that, as the exposure control, the diaphragm has a predetermined scratch detection diaphragm and the exposure time of the imaging element is a predetermined scratch detection exposure time. Have.
この構成により、絞りおよび撮像素子の露光時間の制御により、白キズおよび黒キズの各々に適した大きな露光量と小さな露光量での撮像ができる。 With this configuration, it is possible to perform imaging with a large exposure amount and a small exposure amount suitable for each of white scratches and black scratches by controlling the aperture and the exposure time of the image sensor.
また、本発明の映像信号処理装置は前記キズ補正手段にて補正された映像信号に対して、さらに、前記キズ検出手段にて検出されたキズに基づいて、画像処理を施す画像処理装置を備えた構成を有している。 The video signal processing apparatus according to the present invention further includes an image processing apparatus for performing image processing on the video signal corrected by the defect correcting unit, based on the defect detected by the defect detecting unit. It has a configuration.
この構成により、画像処理装置にて撮像素子のキズを考慮した画像処理を行うことができる。特に、画像処理において、キズのある画素の重みを軽くして(キズのある画素の重みをゼロにしてもよい)処理すれば、精度の高い画像処理を行うことができる。 With this configuration, the image processing apparatus can perform image processing in consideration of scratches on the image sensor. In particular, in image processing, high-accuracy image processing can be performed by reducing the weight of a pixel having a scratch (the weight of a pixel having a scratch may be zero).
また、本発明の映像信号処理装置は、所定の信号レベルを得るための露光制御の下で、撮像素子にキズ検出用映像信号を生成させるキズ検出用撮像制御手段と、前記キズ検出用映像信号から、前記所定の信号レベルと異なる輝度値を発生する画素を前記撮像素子のキズとして検出するキズ検出手段と、前記キズ検出手段で検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正手段とを含む構成を有している。 In addition, the video signal processing apparatus according to the present invention includes a flaw detection imaging control unit that causes the imaging device to generate a flaw detection video signal under exposure control for obtaining a predetermined signal level, and the flaw detection video signal. Obtained from the image pickup element based on the flaw detection means for detecting a pixel that generates a luminance value different from the predetermined signal level as a flaw in the image pickup element, and the flaw detected by the flaw detection means. And a defect correcting means for correcting the video signal of the subject.
この構成により、キズ検出用映像信号では、正常画素の輝度は露光制御に応じた所定の信号レベルになっている。この信号レベルから異なる輝度値を発生する画像をキズとして検出することにより、キズの検出漏れや誤検出が減り、キズ補正手段にて良好にキズ補正できる。 With this configuration, in the flaw detection video signal, the luminance of the normal pixel has a predetermined signal level corresponding to the exposure control. By detecting an image that generates a different luminance value from this signal level as a flaw, there are fewer flaw detection omissions and false detections, and the flaw correction means can satisfactorily correct the flaw.
また、本発明の映像信号処理方法は、撮像素子の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で、前記撮像素子にてキズ検出用映像信号を生成するキズ検出用撮像ステップと、前記キズ検出用映像信号を用いて、前記撮像素子のキズを検出するキズ検出ステップと、前記キズ検出ステップにて検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正ステップとを含む構成を有している。 Also, the video signal processing method of the present invention provides a scratch detection that generates a scratch detection video signal in the image sensor under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to a scratch detection exposure amount for scratch detection. An image pickup step, a scratch detection step for detecting a scratch in the image sensor using the scratch detection video signal, and a scratch detected in the scratch detection step. And a scratch correction step for correcting the video signal of the subject.
この構成により、撮像素子の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で、前記撮像素子にてキズ検出用映像信号が生成される。キズ検出ステップでは、キズ検出用露光量の下での正常な画素の輝度値が得られるか否かによってキズの有無を検出できる。したがって、キズの検出漏れや誤検出が低減され、被写体の映像信号を良好にキズ補正できる。 With this configuration, a defect detection video signal is generated by the image sensor under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to a defect detection exposure amount for defect detection. In the flaw detection step, it is possible to detect the presence or absence of flaws based on whether or not a normal pixel luminance value is obtained under a flaw detection exposure amount. Therefore, detection defects and erroneous detection of scratches are reduced, and the video signal of the subject can be satisfactorily corrected.
また、本発明の映像信号処理方法は、前記キズ検出用撮像ステップが、電源投入直後に行われる構成を有している。 The video signal processing method of the present invention has a configuration in which the flaw detection imaging step is performed immediately after power-on.
この構成により、電源投入直後に、キズ検出用映像信号が生成され、キズの位置の情報を格納しておくので、通常の撮像に支障をきたすことなく、キズの検出に基づいた映像信号のキズ補正を行うことができ、また、電源投入直後にキズの位置の情報が格納された後には、直ちに被写体の映像信号のキズ補正を行うことができる。 With this configuration, a flaw detection video signal is generated immediately after the power is turned on, and information on the position of the flaw is stored, so that the flaw detection of the video signal based on the flaw detection can be performed without hindering normal imaging. The correction can be performed, and the defect correction of the video signal of the subject can be performed immediately after the information on the position of the scratch is stored immediately after the power is turned on.
また、本発明の映像信号処理方法は、前記キズ検出用撮像ステップで、複数のキズ検出用映像信号を生成する。そして、本発明の映像信号処理方法は、さらに、前記複数のキズ検出用映像信号の各々から前記キズ検出ステップにて検出されたキズを画素ごとに統計処理するキズ統計処理ステップを含み、前記キズ補正ステップは、前記統計処理の結果に基づいて、前記被写体の映像信号を補正する構成を有している。 In the video signal processing method of the present invention, a plurality of video signals for detecting a scratch are generated in the scratch detection imaging step. The video signal processing method of the present invention further includes a scratch statistical processing step for statistically processing the scratches detected in the scratch detection step from each of the plurality of scratch detection video signals for each pixel, The correcting step has a configuration for correcting the video signal of the subject based on the result of the statistical processing.
この構成により、統計処理の結果に基づいて、キズのある画素が決定されるので、キズの検出精度が向上し、キズでない画素がキズ補正されたりキズのある画素がキズ補正されなかったりといったことを低減できる。 With this configuration, scratched pixels are determined based on the result of statistical processing, so that the detection accuracy of scratches is improved, pixels that are not scratched are corrected, and pixels that are scratched are not corrected. Can be reduced.
本発明は、撮像素子の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で生成されたキズ検出用映像信号を用いて、撮像素子のキズを検出することにより、キズの検出漏れや誤検出が低減され、キズ補正を良好に行うことができ、キズの影響の少ない映像信号が得られるという優れた効果を有する映像信号処理装置を提供することができるものである。 The present invention detects scratches on an image sensor by detecting scratches on the image sensor using an image signal for scratch detection generated under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to an exposure amount for detecting scratches. Therefore, it is possible to provide a video signal processing apparatus that has an excellent effect of reducing the detection omissions and false detections, making it possible to satisfactorily perform defect correction, and to obtain a video signal that is less affected by scratches.
以下、本発明の実施の形態の映像信号処理装置について、図面を用いて説明する。 A video signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の映像信号処理装置を示すブロック図である。
図1において、映像信号処理装置1は、レンズ10、絞り11、撮像素子12、前処理部13、A/D変換器14および撮像制御部19を備えたデジタルビデオカメラである。レンズ10は、被写体からの光を集光してフォーカス調整を行う。絞り11は、レンズ10を透過した光を開口から撮像素子12に通過させる。絞り11は、その開口径を調節する機構を有している。撮像素子12は、平面上に配置された多数の画素からなり、各画素で受光した光をアナログの電気信号に変換する。電気信号は、アナログ映像信号として撮像素子12から出力される。前処理部13は、撮像素子12から出力されたアナログ映像信号のリセットノイズを除去するCDS回路、ノイズ成分が除去されたアナログ映像信号が一定の信号レベルを保持するように振幅調整を行うAGC回路、および振幅調整されたアナログ映像信号に対してA/D変換するためにクランプを行う回路で構成される。A/D変換器14は、前処理部13から出力されたアナログ映像信号をデジタルの映像信号に変換する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a video signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a video
撮像制御部19は、レンズ10、絞り11、撮像素子12、前処理部13およびA/D変換器14の駆動、ならびにフラッシュの発光など、撮像に必要な制御を行い、映像信号を生成させる。このとき、絞り11が大きいほど撮像素子12の露光量が大きくなり、また、撮像素子12の撮像処理における露光時間が長いほど撮像素子12の露光量が大きくなる。撮像制御部19は、絞り制御部191および撮像素子駆動部192を含んでいる。これらの絞り制御部191、撮像素子駆動部192を用いた、キズ検出のための撮像制御については後述する。
The
映像信号処理装置1は、キズ検出部15およびキズ位置情報格納部16を備えている。キズ検出部15は、A/D変換器14から出力された映像信号を用いて、撮像素子12のキズを検出する。キズ検出部15は、検出の結果に基づいて、いずれの画素がキズであるかを示すキズ検出情報信号S15を生成する。
The video
図2は、キズ検出部15の構成を示している。A/D変換器14からキズ検出部15に入力された映像信号は、画素ごとに比較器31に入力される。キズ検出部15には、キズを検出するための画素値のしきい値が設定されている。比較器31は、入力された映像信号の画素値としきい値とを画素ごとに比較する。
FIG. 2 shows the configuration of the
比較器31は、入力された画素値がしきい値以上である場合には、キズであることを示す“H”信号を出力する。反対に、入力された画素値がしきい値未満である場合には、比較器31は、正常画素であることを示す“L”信号を出力する。このようにして、キズ検出部15は、1フレームの映像信号について、キズ検出情報信号S15として、画素ごとに“H”または“L”の信号を出力する。なお、キズ検出部15のしきい値の設定については、後述する。
When the input pixel value is equal to or greater than the threshold value, the
図3は、キズ検出部15の他の例の構成を示すブロック図である。図3に示されるように、A/D変換器14からキズ検出部15に入力された映像信号は、画素ごとに順次フリップフロップ(以下、「FF」と表記する)41、42を通る。前段にあるFF41の出力を注目画素の画素値Ynとして、その前後の画素の画素値Yn−1、Yn+1をそれぞれFF42からの出力、FF41への入力から得る。そして、加算器43および加算器44にて隣接する画素間の差分を生成して、比較器45および比較器46にてしきい値と比較する。具体的には、加算器43にて注目画素の画素値Ynと、その1画素前の画素の画素値Yn−1の正負を逆転させた値とを加算して、両画素値の差分を生成し、この差分としきい値Aとを比較器45で比較する。また、同様にして、加算器44にて注目画素の画素値Ynと、注目画素の1画素後の画素の画素値Yn+1の正負を逆転させた値とを加算することにより、両画素値の差分を生成し、この差分としきい値Bとを比較器46で比較する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of another example of the
そして、比較器45および比較器46の出力はAND回路47に入力される。YnとYn−1との差分、YnとYn+1との差分がいずれもしきい値よりも大きい場合には、AND回路47の出力が“H”となり、注目画素がキズとして検出される。YnとYn−1との差分、YnとYn+1との差分のうち少なくとも一方がしきい値よりも小さい場合には、AND回路47の出力が“L”となり、注目画素は正常画素であるとみなされる。キズ検出部15は、注目画素ごとにキズのある画素であるか正常画素であるかを示すキズ検出情報信号S15を出力する。
The outputs of the
そして、キズ位置情報格納部16は、後述する撮像制御情報信号S19に基づいて、キズ検出部15から出力されるキズ検出情報信号S15を取り込む。ここで、キズ検出部15からは、キズ検出情報信号S15として、各画素について“H”または”L”を示す信号が、画素の位置に応じた順番で出力される。したがって、キズ位置情報格納部16は、各画素についての“H”または“L”の情報を、その画素の位置が分かる状態で格納する。このようにして格納される信号がキズ位置情報信号S16となる。
Then, the flaw position
映像信号処理装置1は、さらにキズ補正部17を備えている。キズ補正部17は、A/D変換器14から補正対象となる被写体の映像信号を取り込み、キズ位置情報格納部16に格納されたキズ位置情報信号S16に基づいて、補正対象の映像信号をキズ補正する。
The video
図4は、キズ補正部17の構成を示すブロック図である。A/D変換器14からキズ補正部17に入力された被写体の映像信号は、画素ごとに順次FF51、52を通る。前段にあるFF51の出力を注目画素の画素値Ynとして、その前後の画素の画素値Yn−1、Yn+1をそれぞれ、FF52からの出力、FF51への入力から得る。注目画素の前後の画素の画素値Yn−1、Yn+1は、加算器53にて加算され、除算器54にて2分の1にされる。すなわち、除算器54からの出力は、注目画素の前後の画素の平均値であり、これが注目画素の補正画素値とされる。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
キズ補正部17からは、セレクタ55によって、注目画素の画素値Ynまたは補正画素値のいずれかが出力される。セレクタ55には、キズ位置情報格納部16からキズ位置情報信号S16が入力される。セレクタ55は、キズ位置情報信号S16に応じて動作し、注目画素ごとに、信号が“H”であれば、除算器54からの補正画素値を出力させ、信号が“L”であれば、A/D変換器14から入力された注目画素の画素値Ynをそのまま出力させる。
From the
図1に示されるように、映像信号処理装置1は、さらにカメラプロセス部18を備えている。カメラプロセス部18は、キズ補正部17にてキズ補正された映像信号に対して、輝度信号生成、色差信号生成等の処理を行う。
As shown in FIG. 1, the video
以上のように構成された映像信号処理装置について、その動作を説明する。
図5は、第1の実施の形態における時間(フレーム)と絞り11の開口との関係を示す図である。本実施の形態では、撮像制御部19によるキズを検出するための撮像制御によって、撮像素子12の白キズを検出する処理が行われる。図5に示されるように、電源が投入されると、まず1フレーム目は、白キズ検出期間とされる。この白キズ検出期間では、撮像素子12の露光量を白キズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御が行われる。
The operation of the video signal processing apparatus configured as described above will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between time (frame) and the aperture of the
この白キズ検出期間では、絞り制御部191によって絞り11がキズ検出用の絞りとされた上で映像信号が生成される。すなわち、絞り制御部191によって絞り11は完全に閉じられて、撮像素子12の露光がほぼゼロにされた状態で、撮像素子12にて映像信号が生成される。そして、2フレーム目以降は、絞り11が標準の開口径とされて、撮像素子12にて被写体の映像信号が生成される。このように、撮像素子12の露光量を白キズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御をした上で撮像素子12に撮像を行わせる撮像制御手段19は、本発明のキズ検出用撮像制御手段に相当する。
In this white scratch detection period, the
この白キズ検出期間に撮像制御部19による撮像制御によって得られた映像信号(以下、「白キズ検出用映像信号」という)は、A/D変換器14からキズ検出部15に入力され、キズ検出の対象となる。キズ検出部15では、白キズ検出用映像信号を用いて、画素ごとに、キズを検出して、キズの有無を示すキズ検出情報信号S15を出力する。撮像制御部19は、白キズ検出期間に、白キズ検出期間であることを示す撮像制御情報信号S19を出力する。キズ位置情報格納部16は、この撮像制御情報信号S19の入力を受けて、キズ検出部15からキズ検出情報信号S15を取り込み、キズ位置情報信号S16として格納する。
A video signal (hereinafter, referred to as “white scratch detection video signal”) obtained by the imaging control by the
そして、2フレーム目以降の通常の撮像において、撮像素子12にて得られた被写体の映像信号は、A/D変換器14からキズ補正部17に入力されて、キズ補正の対象となる。キズ補正部17は、キズ位置情報格納部16に格納されているキズ位置情報信号S16に従って、キズ検出部15にて検出されたキズに基づく補正を行う。
In normal imaging after the second frame, the video signal of the subject obtained by the
このように、本実施の形態では、電源投入直後の最初のフレームを使って白キズ検出用映像信号を生成してキズを検出し、キズ位置情報格納部16にキズ位置情報を格納するので、その後はキズ位置情報格納部16に格納されたキズ位置情報信号S16を用いて、被写体の映像信号のキズ補正を行える。したがって、電源投入直後の2フレーム目からキズ位置情報を用いたキズ補正を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the scratch detection is performed by generating the white scratch detection video signal using the first frame immediately after the power is turned on, and the scratch position
図6は、白キズ検出用映像信号を示す図である。白キズ検出期間では、絞り11が閉じられるので、露光アンダーの状態になり、正常画素であればその信号レベルすなわち画素値は、10程度にしかならない。これに対し、白キズの画素は、絞り11が閉じているにもかかわらず、画素値が1000程度にもなる。このように、白キズ検出期間では絞り11が閉じられるので、白キズの画素と正常画素との画素値の差が十分に大きくなる。したがって、このような白キズ検出用映像信号を用いれば、キズの検出漏れや誤検出を低減できる。
FIG. 6 is a diagram showing a white flaw detection video signal. In the white defect detection period, the
ここで、再び図13を参照して、本実施の形態と従来例とを比較する。 Here, referring to FIG. 13 again, the present embodiment is compared with the conventional example.
まず、従来の場合には、白キズの画素が映像信号の高輝度部分になることがあり得る。この場合には、高輝度部分では図13に示すように画素値が、例えば900程度になる。このような場合には、しきい値を例えば900以上と高く設定することも考えられる。しかし、正常画素とキズのある画素と画素値の差分が小さいと精度のよいキズ検出は困難である。 First, in the conventional case, a pixel with white scratches may become a high-luminance portion of the video signal. In this case, the pixel value is about 900, for example, as shown in FIG. In such a case, it is conceivable to set the threshold value as high as 900 or more. However, if the difference between the normal pixel and the scratched pixel and the pixel value is small, accurate scratch detection is difficult.
これに対して、本実施の形態では、白キズ検出期間に露光アンダーの状態にして撮像したキズ検出用映像信号を用いるので、正常画素であれば例えば、図6に示すように、一様に10程度の信号レベルになる。したがって、この信号レベルを大きく上回る画素を白キズとして検出すればよい。しきい値は例えば100に設定すればよい。このように、本実施の形態では、キズ検出用映像信号を用いることで、従来のような映像信号の高輝度部分の測定精度への影響を排除し、検出精度を向上できる。本実施の形態の場合は、図2のような簡単な構成によっても確実に白キズを検出できる。 On the other hand, in the present embodiment, since a defect detection video signal that has been imaged in an underexposed state during the white defect detection period is used, if it is a normal pixel, for example, as shown in FIG. The signal level is about 10. Therefore, a pixel that greatly exceeds the signal level may be detected as a white defect. The threshold value may be set to 100, for example. As described above, in this embodiment, by using the flaw detection video signal, it is possible to eliminate the influence on the measurement accuracy of the high-brightness portion of the video signal as in the related art and improve the detection accuracy. In the case of the present embodiment, white scratches can be reliably detected even with a simple configuration as shown in FIG.
また、本実施の形態は、キズ検出部15を従来と同様の構成、すなわち図3に示す構成とした場合にも従来例と比較して有利である。
In addition, the present embodiment is advantageous compared to the conventional example even when the
図2に示されるキズ検出部15の構成では、画素値の絶対値をしきい値と比較していたのに対して、図3に示される構成では、隣接する画素間の画素値の差分をしきい値と比較することにより、キズの有無を判断している。図13の例では、白キズのある画素と正常画素との差が100程度しかないので、しきい値も100以下になる。しかし、しきい値が小さいと、キズの検出漏れや誤検出が生じやすく、精度のよいキズ検出が困難である。
In the configuration of the
これに対して、本実施の形態では、絞り11を閉じて露光を抑えた状態で白キズ検出用映像信号を生成している。この白キズ検出用映像信号は、正常画素であれば画素値は例えば10程度となり、白キズの画素は露光にかかわらず画素値が1000程度になる。したがって、図6に示されるように、映像信号中に高輝度部分のようなものがなくなり、正常画素と白キズの画素との画素値の差分は1000程度と十分大きくなる。したがって、キズ検出部15を図3に示す構成としたとき、すなわち、従来例と同様に、隣接する画素間の画素値の差分を評価することにより白キズを検出する構成としたときに、白キズとして検出するための画素間の差分のしきい値を例えば500に設定しておけば、隣接する正常画素の画素値との差分が1000程度となる白キズの画素を確実に検出できる。また、例えばしきい値を500に設定した場合には、仮に正常画素同士の画素値との差分が400程度であったとしても、そのような正常画素を白キズの画素として検出してしまうという誤検出を防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, the white scratch detection video signal is generated in a state where the
このように、本実施の形態では、白キズの検出漏れや誤検出が軽減され、精度の高いキズ検出が可能となる。また、キズ補正部17では、2フレーム目以降の被写体の映像信号について、このような高精度のキズ検出に基づいて精度の高いキズ補正を行うことができる。そして、カメラプロセス部18では、白キズが精度よく補正された映像信号を基に輝度信号の生成、色差信号の生成等の処理を行うことができる。よって、映像信号処理装置1からは、カメラプロセス部18の出力として、良好な被写体の映像信号を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, detection defects and erroneous detection of white scratches are reduced, and highly accurate scratch detection is possible. Further, the
なお、上記の例では、白キズ検出期間に絞り11を完全に閉めて、露光量をほぼゼロの状態として白キズ検出用映像信号を生成したが、露光アンダーの状態が実現でき、正常画素と白キズの画素との画素値の差分が十分に大きくなるのであれば、絞り11が開いていてもよい。また、上記の例では、絞り11を閉めることで露光アンダーの状態を作ったが、本発明の露光制御は、これに限らず、レンズカバーを閉めることで露光アンダーの状態を実現してもよい。
In the above example, the
(第2の実施の形態)
図7は、本発明の第2の実施の形態の映像信号処理装置を示すブロック図である。
図7に示す映像信号処理装置2において、図1に示す第1の実施の形態の映像信号処理装置1と同様の構成については、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a video signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In the video
本実施の形態の映像信号処理装置2では、キズ検出部15が、白キズ検出部151と黒キズ検出部152とからなり、白キズと黒キズの両方を検出する。白キズ検出部151は、第1の実施の形態のキズ検出部15と同じ構成であり、図2または図3に示した構成を有する。
In the video
また、黒キズ検出部152も、以下の点を除き、図2または図3に示した構成を有する。まず、黒キズ検出部152が図2に示される構成を有する場合には、比較器31は、入力された値が、設定されたしきい値よりも低いときに、黒キズであることを示す“H”信号を出力し、入力された値が、設定されたしきい値よりも高いときに、正常画素であることを示す“L”信号を出力する。また、黒キズ検出部152が図3に示される構成を有する場合は、加算器43および加算器44は、隣接する画素間の差分を生成する。具体的には、加算器43は、注目画素の画素値Ynの正負を逆転させた値と、その1画素前の画素値Yn−1とを加算して両画素間の差分を生成し、加算器44も同様に、注目画素の画素値Ynの正負を逆転させた値と、その1画素後の画素値Yn+1とを加算して両画素間の差分を生成する。そして、AND回路47は、比較器45、46での比較において、加算器43、44からの出力が、いずれもそれらのしきい値を上回る場合に、黒キズであることを示す“H”信号を出力し、比較器45、46での比較において、加算器43、44からの出力の少なくとも一方がしきい値を下回る場合に、正常画素であることを示す“L”信号を出力する。
Also, the black
図8は、第2の実施の形態における時間(フレーム)と絞り11の開口との関係を示す図である。本実施の形態では、図8に示されるように、電源が投入されると、撮像制御部19の制御によって、まず1フレーム目は、白キズ検出期間とされ、次いで2フレーム目は黒キズ検出期間とされ、3フレーム目以降に通常の撮像状態とされる。白キズ検出期間では、第1の実施の形態と同様に、撮像素子12の露光量を白キズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御が行われる。黒キズ検出期間では、撮像素子12の露光量を黒キズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御が行われる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between time (frame) and the aperture of the
この白キズ検出期間では、絞り制御部191によって絞り11が白キズ検出用の絞りとされた上で映像信号が生成される。すなわち、絞り制御部191によって絞り11は完全に閉じられ、撮像素子12の露光がほぼゼロにされた状態で、撮像素子12にて映像信号が生成される。そして、黒キズ検出期間では、絞り制御部191によって絞り11が黒キズ検出用の絞りとされた上で映像信号が生成される。すなわち、絞り制御部191によって絞り11が最大限に開かれた開放状態で、映像信号が生成される。3フレーム目以降は、絞り11は標準の開口径とされて、被写体の映像信号が生成される。このように、撮像素子12の露光量をキズ検出用露光量にする露光制御をした上で撮像素子12に撮像を行わせる撮像制御手段19は、本発明のキズ検出用撮像制御手段に相当する。
In this white defect detection period, the
白キズ検出期間に撮像制御部19による白キズ検出のための撮像制御によって得られた映像信号(白キズ検出用映像信号)は、A/D変換器14から白キズ検出部151に入力され、白キズ検出の対象となる。そして、黒キズ検出期間に撮像制御部19による黒キズ検出のための撮像制御によって得られた映像信号(以下、「黒キズ検出用映像信号」という)は、A/D変換器14から黒キズ検出部152に入力され、黒キズ検出の対象となる。
A video signal (white scratch detection video signal) obtained by imaging control for white scratch detection by the
白キズ検出部151は、白キズ検出用映像信号を用いて、画素ごとに、白キズを検出して白キズの有無を示す白キズ検出情報信号S151を出力する。黒キズ検出部152も同様に、黒キズ検出用映像信号を用いて、画素ごとに、黒キズを検出して黒キズの有無を示す黒キズ検出情報信号S152を出力する。撮像制御部19は、白キズ検出期間および黒キズ検出期間のそれぞれで、白キズ検出期間および黒キズ検出期間であることを示す撮像制御情報信号S19を出力する。キズ位置情報格納部16は、この撮像制御情報信号S19の入力を受けて、白キズ検出部151または黒キズ検出部152から白キズ検出情報信号S151、黒キズ検出情報信号S152を取り込み、キズ位置情報信号S16として格納する。
The white
そして、3フレーム目以降の通常の撮像において、撮像素子12にて得られた被写体の映像信号は、A/D変換器14からキズ補正部17に入力されて、キズ補正の対象となる。キズ補正部17は、キズ位置情報格納部16に格納されているキズ位置情報信号S16に従って、白キズ検出部151および黒キズ検出部152にて検出された白キズおよび黒キズに基づく補正を行う。
Then, in normal imaging after the third frame, the video signal of the subject obtained by the
このように、本実施の形態では、電源投入直後の最初の2フレームを使って白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号を生成して白キズおよび黒キズを検出し、キズ位置情報格納部16にキズ位置情報を格納するので、その後はキズ位置情報格納部16に格納されたキズ位置情報を用いて、被写体の映像信号のキズ補正を行える。したがって、電源投入直後の3フレーム目からキズ位置情報を用いたキズ補正を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the first two frames immediately after the power is turned on are used to generate the white flaw detection video signal and the black flaw detection video signal to detect white flaws and black flaws, and to detect flaw position information. Since the flaw position information is stored in the
ここで、キズ位置情報格納部16は、白キズ検出部151および黒キズ検出部152から出力されたそれぞれの白キズ検出情報信号S151と黒キズ検出情報信号S152とを別々に格納してもよいし、両者をまとめて格納してもよい。さらに、両者をまとめて格納する場合には、キズ位置情報信号S16を、画素ごとに白キズであるか黒キズであるか正常画素であるかを示す情報としてもよいし、白キズと黒キズとを区別せずに、キズのある画素であるか正常画素であるかを示す情報としてもよい。
Here, the flaw position
キズ位置情報格納部16が、白キズ検出情報信号S151と黒キズ検出情報信号S152とを別々に格納している場合には、キズ補正部17にて被写体の映像信号のキズ補正をする際に、キズ位置情報格納部16からキズ補正部17に対して、画素ごとに、白キズ検出情報信号S151に基づくキズ位置情報信号S16と、黒キズ検出情報信号S152に基づくキズ位置情報信号S16が出力される。そして、キズ補正部17では、画素ごとに、いずれかのキズ位置情報信号S16が“H”であれば、セレクタ55(図4参照)が補正画素値を出力させる。
When the flaw position
一方、キズ位置情報格納部16が、白キズ検出情報信号S151と黒キズ検出情報信号S152とをまとめてキズ位置情報信号S16として格納している場合には、キズ補正部17にて被写体の映像信号のキズ補正をする際には、キズ位置情報格納部16は、第1の実施の形態と同様にして、キズ位置情報信号S16を出力する。そして、キズ補正部17では、画素ごとに、セレクタ55が、キズ位置情報信号S16に基づいて、注目画素の画素値または補正画素値のいずれかを出力させる。
On the other hand, when the flaw position
図9は、黒キズ検出用映像信号を示す図である。黒キズ検出期間では、絞り11が開放状態とされ、露光オーバーの状態になるので、正常画素であれば信号レベルすなわち画素値は、例えば1000程度にもなる。これに対し、黒キズの画素は、絞り11が開放であるにもかかわらず、画素値が例えば10程度にしかならない。したがって、黒キズの画素と正常画素との画素値の差が十分に大きくなる。したがって、このような黒キズ検出用映像信号を用いれば、キズの検出漏れや誤検出を低減できる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a video signal for black defect detection. In the black defect detection period, the
ここで、再び図14を参照して、本実施の形態と従来例とを比較する。 Here, referring to FIG. 14 again, the present embodiment is compared with the conventional example.
まず、従来の場合には、黒キズの画素が映像信号の低輝度部分になることがあり得る。この場合には、低輝度部分では図14に示すように、画素値が例えば50程度になる。このような場合には、しきい値を例えば40以下と低く設定することも考えられる。しかし、正常画素とキズのある画素との画素値の差分が小さいと、精度のよいキズ検出は困難である。 First, in the conventional case, a black scratched pixel may become a low-luminance portion of a video signal. In this case, the pixel value is about 50, for example, as shown in FIG. In such a case, it is conceivable to set the threshold value as low as 40 or less, for example. However, if the difference between the pixel values of normal pixels and scratched pixels is small, accurate scratch detection is difficult.
これに対して、本実施の形態では、黒キズ検出期間に露光オーバーの状態にして撮像した黒キズ検出用映像信号を用いるので、正常画素であれば例えば、図9に示すように、一様に1000程度の信号レベルになる。したがって、この信号レベルを大きく下回る画素を黒キズとして検出すればよい。しきい値は例えば100に設定すればよい。このように、本実施の形態では、黒キズ検出用映像信号を用いることで、従来のような映像信号の低輝度部分の測定精度への影響を排除し、検出精度を向上できる。本実施の形態の場合は、図2のような簡単な構成によっても確実に黒キズを検出できる。 On the other hand, in the present embodiment, since a video signal for black defect detection that is imaged in an overexposed state during the black defect detection period is used, if it is a normal pixel, for example, as shown in FIG. The signal level is about 1000. Therefore, a pixel that greatly falls below this signal level may be detected as a black defect. The threshold value may be set to 100, for example. As described above, in this embodiment, by using the black scratch detection video signal, it is possible to eliminate the influence on the measurement accuracy of the low-brightness portion of the video signal as in the related art and improve the detection accuracy. In the case of the present embodiment, black scratches can be reliably detected even with a simple configuration as shown in FIG.
また、本実施の形態は、黒キズ検出部152を従来と同様の構成、すなわち図3に示す構成とした場合にも従来例と比較して有利である。
In addition, the present embodiment is advantageous in comparison with the conventional example even when the black
図2に示される構成では、画素値の絶対値をしきい値と比較していたのに対して、図3に示される構成では、隣接する画素間の画素値の差分をしきい値と比較することにより、キズであるか否かを判断している。図14の例では、黒キズのある画素と正常画素との差が40程度しかないので、しきい値も40以下になる。しかし、しきい値が小さいと、キズの検出漏れや誤検出が生じやすく、精度のよいキズ検出が困難である。 In the configuration shown in FIG. 2, the absolute value of the pixel value is compared with the threshold value, whereas in the configuration shown in FIG. 3, the difference in pixel value between adjacent pixels is compared with the threshold value. By doing so, it is determined whether or not it is a scratch. In the example of FIG. 14, since the difference between a pixel with black scratches and a normal pixel is only about 40, the threshold value is 40 or less. However, if the threshold value is small, it is easy to cause flaw detection omission and erroneous detection, and it is difficult to detect flaws with high accuracy.
これに対して、本実施の形態では、絞り11を開放状態にして露光を上げた状態で黒キズ検出用映像信号を生成している。この黒キズ検出用映像信号は、正常画素であれば画素値は例えば1000程度となり、黒キズの画素は露光にかかわらず画素値が10程度になる。したがって、図9に示されるように、映像信号中に体輝度部分のようなものがなくなり、正常画素と黒キズの画素との画素値の差分は1000程度と十分大きくなる。したがって、黒キズ検出部152を図3に示す構成としたとき、すなわち、従来例と同様に、隣接する画素間の画素値の差分を評価することにより黒キズを検出する構成としたときに、黒キズとして検出するための画素間の差分のしきい値を例えば500に設定しておけば、隣接する正常画素の画素値との差分が1000程度となる黒キズの画素を確実に検出できる。また、例えばしきい値を500に設定した場合には、仮に正常画素同士の画素値との差分が400程度であったとしても、そのような正常画素を黒キズの画素として検出してしまうという誤検出を防ぐことができる。
In contrast, in the present embodiment, the black scratch detection video signal is generated with the
なお、上記の例では、黒キズ検出期間では、撮像制御部19の絞り制御部191によって絞り11を黒キズ検出用の絞り(開放)にして黒キズ検出用映像信号を生成するという制御を行った。しかし、絞り11を最大限に開放いたとしても、入射光量が足りずに、正常画素の画素値が十分に上がるだけの露光が得られないこともあり得る。そこで、黒キズ検出期間に、撮像制御部19の撮像素子駆動部192が撮像素子12の撮像時間を黒キズ検出用の露光時間にすることによって、露光オーバーの状態を作るようにしてもよい。すなわち、黒キズ検出期間では、撮像素子駆動部192によって撮像素子12の露光時間を長くするよう制御してもよい。絞り制御部191によって絞り11を開放した上で、撮像素子駆動部192によって撮像素子12での露光時間を長くするよう制御してもよいことはもちろんである。さらに、黒キズ検出期間に露光オーバーの状態を作るために、フラッシュを発光させてもよい。これにより、外部の明るさにかかわらず、より確実に露光量を増大させることができる。
In the above example, in the black scratch detection period, the
また、白キズ検出期間に、撮像素子駆動部192が撮像素子12の撮像時間を白キズ検出用の露光時間にすることによって、白キズ検出信号を生成するようにしてもよい。この露光制御は、特に、絞り11が開口径を調整する機構を有しておらず、絞り11によっては露光を調節できない場合に有効である。この場合、白キズ検出期間に、撮像素子駆動部192は、撮像素子12に露光時間ゼロで光電変換処理を行わせる。なお、この場合にも、十分に露光アンダーの状態が実現できるのであれば、露光時間はゼロでなくてもよい。
In addition, during the white defect detection period, the image
以上のように、第2の実施の形態によれば、絞り11および/または撮像素子12の露光時間の制御により、白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号を生成するので、白キズおよび黒キズの検出漏れや誤検出を低減して、精度の高いキズ補正を行うことができる。
As described above, according to the second embodiment, the white flaw detection video signal and the black flaw detection video signal are generated by controlling the exposure time of the
(第3の実施の形態)
図10は、本発明の第3の実施の形態の映像信号処理装置を示すブロック図である。
図10に示す映像信号処理装置3において、上述の映像信号処理装置と同様の構成については、説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a video signal processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In the video
映像信号処理装置3のキズ検出部15は、第2の実施の形態の映像信号処理装置2と同様に、白キズ検出部151および黒キズ検出部152からなる。
Similar to the video
図11は、第3の実施の形態における時間(フレーム)と絞り11の開口との関係を示す図である。本実施の形態では、撮像制御部19は、撮像素子12に複数の白キズ検出用映像信号および複数の黒キズ検出用映像信号を生成させる。すなわち、図11に示されるように、電源が投入されると、撮像制御部19の制御によって、まず1フレーム目は、白キズ検出期間とされ、2フレーム目は黒キズ検出期間とされ、3フレーム目および4フレーム目では再び白キズ検出期間および黒キズ検出期間とされる。そして、5フレーム目以降に通常の撮像状態とされる。これにより、撮像素子12では、白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号がそれぞれ2つずつ生成される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between time (frame) and the aperture of the
白キズ検出期間および黒キズ検出期間では、それぞれ上述の実施の形態と同様にして、撮像制御部19によって、キズ検出のための露光制御の下で、撮像素子12にて白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号が生成される。本実施の形態では、電源投入直後の4フレームの期間に、撮像素子12に白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号を生成させる撮像制御部19が、本発明のキズ検出用撮像制御手段に相当する。
In the white flaw detection period and the black flaw detection period, respectively, in the same manner as in the above-described embodiment, the image
白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号は、それぞれ白キズ検出部151および黒キズ検出部152に入力される。白キズ検出部151は、第2の実施形態と同様にして、白キズ検出用映像信号を用いて白キズを検出し、黒キズ検出部152も第2の実施形態と同様にして、黒キズ検出用映像信号を用いて黒キズを検出する。キズ位置情報格納部16は、白キズ検出部151および黒キズ検出部152から出力された白キズ検出情報信号S151および黒キズ検出情報信号S152に基づいてキズ位置情報信号S16を格納する。本実施の形態では、白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号がそれぞれ2つずつ生成されるので、キズ位置情報格納部16には、各画素について、白キズの有無を示す情報と黒キズの有無を示す情報が、それぞれ2フレーム分ずつ格納される。
The white flaw detection video signal and the black flaw detection video signal are input to the white
本実施の形態の映像信号処理装置3は、キズ確率算出部20を備えている。キズ確立算出部20は、本発明のキズ統計処理手段に相当し、キズ位置情報格納部16から出力された複数のキズ位置情報信号S16における画素ごとのキズの発生確率を求めて、キズ補正部17にてキズ補正すべき画素を決定する。
The video
キズ確率算出部20は、キズ位置情報格納部16からキズ位置情報信号S16を取り込んで蓄積する。そして、2フレーム分の白キズのキズ位置情報信号S16を用いて画素ごとに白キズの出現確率を算出し、また、2フレーム分の黒キズのキズ位置情報信号S16を用いて画素ごとに黒キズの出現確率を算出する。キズ確率算出部20は、各画素について、2フレーム分のキズ位置情報信号S16の両方でキズであると示されている場合に、その画素をキズ補正部17での補正対象画素として決定する。すなわち、キズ検出部15での2回のキズ検出の両方でキズとして検出された画素を補正対象にする。キズ確率算出部20は、画素ごとに補正対象であるか否かを示すキズ確率位置情報信号S20をキズ補正部17に出力する。キズ確率位置情報信号S20は、画素ごとに、補正対象であれば“H”、補正対象でなければ“L”を示す信号である。
The flaw
キズ確率位置情報信号S20は、白キズおよび黒キズのそれぞれについて生成される。キズ確率位置情報信号S20は、白キズと黒キズとをまとめて示す信号であってもよい。この場合のキズ確率位置情報信号S20では、白キズ検出部151で2回とも白キズとして検出された画素および黒キズ検出部152で2回とも黒キズとして検出された画素が“H”になる。
The scratch probability position information signal S20 is generated for each of white scratches and black scratches. The scratch probability position information signal S20 may be a signal that collectively indicates white scratches and black scratches. In this case, in the scratch probability position information signal S20, pixels detected as white scratches twice by the white
キズ補正部17は、A/D変換器14から被写体の映像信号を取り込み、キズ確率算出部20からキズ確率位置情報信号S20によってセレクタ55(図4参照)を制御することにより、被写体の映像信号のキズ補正を行う。ここでは、キズ確率位置情報信号S20が、上述した白キズと黒キズとをまとめて示す信号であるとする。この場合には、セレクタ55は、画素ごとに、キズ確率位置情報信号S20が“H”であれば、注目画素の画素値をそのまま出力させ、キズ確率位置情報信号S20が“L”であれば、補正画素値を出力させる。一方、キズ確率位置情報信号S20が白キズと黒キズとで別々に生成されている場合には、セレクタ55には、画素ごとに、白キズのキズ確率位置情報信号と黒キズのキズ確率位置情報信号の両方が入力される。そして、セレクタ55は、いずれかのキズ確率位置情報信号が“H”であるときに、その画素について補正画素値を出力させる。
The
このように、本実施の形態の映像信号処理装置3では、撮像制御部19が、撮像素子12に複数の白キズ検出用映像信号および複数の黒キズ検出用映像信号を生成させる。そして、キズ確率算出部20が、それらの複数のキズ検出用映像信号から検出されたキズの位置を示すキズ位置情報信号S16に基づいて、キズ補正部17にてキズ補正を行うためのキズ確率位置情報信号S20を出力する。キズ補正部17は、このキズ確率位置情報信号S20に基づいて、映像信号のキズ補正を行う。したがって、キズの検出漏れや誤検出による不適切なキズ補正を減らし、良好なキズ補正を行うことができる。
As described above, in the video
ここで、上記の例では、キズ確率算出部20は、2つのキズ検出用映像信号の両方において、キズであるとして検出された画素を“H”とするキズ確率位置情報信号を生成した。すなわち、キズの発生確率が100%である画素をキズ補正の対象とした。したがって、キズでない画素をキズであるとして誤検出する可能性が低減する。変形例としては、キズ算出部20が、2つのキズ検出用映像信号のいずれかでキズと検出されたときに、その画素を “H”とするキズ確率位置情報信号を生成してもよい。この場合、キズである画素をキズでないとしてキズ補正の対象から除外してしまう可能性が低減する。このように、本実施の形態では、キズ判定の基準の発生確率を高く設定するか低く設定するかによって、キズのある画素を正常画素と誤判定する確率およびその逆の確率を調整できる。
Here, in the above example, the scratch
また、キズ確率算出部20は、上記の例のように、2つのキズ検出用映像信号の両方でキズとして検出された画素をキズ補正の対象とする場合には、キズ確率算出部20は、AND回路で構成されてよい。2つのキズ検出用映像信号のいずれか一方でキズとして検出された画素をキズ補正の対象とする場合には、キズ確率算出部20は、OR回路で構成されてよい。
In addition, as in the above example, the scratch
さらに、上記の例では、撮像制御部19の制御によって、電源町入直後の4フレームを使って白キズ検出用映像信号と黒キズ検出用映像信号がそれぞれ2つずつ生成されたが、本発明はこれに限らない。3つ以上の白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号が生成されてもよいし、また、すべてのキズ検出用映像信号が電源投入直後に生成されなくてもよい。
Further, in the above example, two white scratch detection video signals and two black scratch detection video signals are generated by using the four frames immediately after entering the power supply town under the control of the
キズ確率算出部20は、本発明のキズ統計処理手段に相当するが、本発明のキズ統計処理手段は、複数のキズ検出用映像信号を用いたキズ検出により得られた複数のキズ検出情報信号を用いて画素ごとのキズ検出の結果を統計処理して、画素ごとにキズ補正の対象とするか否かを決定するものであれば、上記の例のように、キズの発生確率によってキズ補正の対象とするか否かを決定するものに限られない。
The scratch
なお、キズ確率算出部20をキズ検出部15とキズ位置情報格納部16の間に配置してもよい。この場合には、キズ確率算出部20は、キズ検出部15から出力されるキズ検出情報信号S15を用いて上記と同様にしてキズの発生確率を求め、画素ごとにキズ補正の対象とするか否かを示すキズ確率位置情報信号S20を出力する。そして、キズ位置情報格納部16は、キズ確率算出部20から出力されたキズ確率位置情報信号S20をキズ位置情報信号S16として格納し、キズ補正部17は、キズ位置情報格納部16から出力されるキズ位置情報信号S16に基づいて、映像信号のキズ補正を行う。この構成により、被写体の映像信号をキズ補正するたびにキズ確率算出部20にてキズ確率の算出を行わなくて済むので、キズ補正の処理負担が軽減する。
Note that the scratch
(第4の実施の形態)
図12は、本発明の第4の実施の形態の映像信号処理装置を示すブロック図である。
図12に示す映像信号処理装置4において、上述の映像信号処理装置と同様の構成については、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a video signal processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
In the video
本実施の形態の映像信号処理装置4は、画像処理装置21を備えている。画像処理装置21には、カメラプロセス部18から出力された映像信号が入力される。画像処理装置21は、画像の中から特定の被写体部分を識別したり画像中の被写体の内容を識別したりする画像認識処理、画像の編集処理、および画像データの圧縮処理等の画像処理を行う装置である。
The video
映像信号処理装置4は、第3の実施の形態と同様に、キズ確率算出部20を備えている。キズ検出部15も、第3の実施の形態と同様に、白キズ検出部151および黒キズ検出部152からなる。撮像制御部19による制御の下に、撮像素子12にて白キズ検出用映像信号および黒キズ検出用映像信号を生成してから、キズ確率算出部20にてキズ確率位置情報信号S20を生成するまでの処理は、第3の実施の形態と同様である。
The video
本実施の形態では、キズ確率算出部20にて生成されたキズ確率位置情報信号S20、すなわち、どの画素をキズ補正の対象とするかを画素ごとに示す信号が、キズ補正部17だけではなく、画像処理装置21にも取り込まれる。そして、画像処理装置21は、このキズ確率位置情報信号S20を用いて、カメラプロセス部18から取り入れた映像信号に対して画像認識、編集等の画像処理を施す。このとき、画像処理装置21は、キズ確率位置情報信号で“H”である画素を除外して画像処理をしてもよいし、キズ確率位置情報信号で“H”である画素の画像処理への影響度が低くなるように画像処理で用いる重み係数を他の正常画素より低くして画像処理をしてもよい。
In the present embodiment, the scratch probability position information signal S20 generated by the scratch
本実施の形態によれば、キズ補正をするために用いるキズの位置の情報を、画像処理装置21にて用いることで、精度の高い画像処理を行うことができる。
According to the present embodiment, it is possible to perform highly accurate image processing by using the
なお、第4の実施の形態では、映像信号処理装置4が第3の実施の形態の映像信号処理装置3と同様に、キズ確率算出部20を含み、画像処理装置21は、このキズ確率算出部20から出力されるキズ確率位置情報信号S20を用いて画像処理を行うものであったが、映像信号処理装置4が、第1の実施の形態または第2の実施の形態のように、キズ確率算出部20を備えていなくてもよい。この場合には、キズ位置情報格納部16が画像処理装置21に対してキズ位置情報信号S16を出力する。さらに、映像信号処理装置がキズ確率算出部20を備えている場合であっても、画像処理装置21は、キズ位置情報格納部16から出力されるキズ位置情報信号S16を用いて画像処理を行ってよい。
In the fourth embodiment, the video
以上説明したように、本実施の形態によれば、撮像制御部19によるキズ検出用の撮像制御によって、撮像素子12の露光量をキズ検出のためのキズ検出用露光量にする露光制御の下で、撮像素子12にてキズ検出用映像信号が生成される。そして、キズ検出部15は、キズ検出用露光量の下での正常な画素の輝度値が得られるか否かによってキズの有無を検出する。したがって、キズの検出漏れや誤検出が低減され、被写体の映像信号を良好にキズ補正できる。
As described above, according to the present embodiment, under the exposure control in which the exposure amount of the
なお、上記の第1ないし第4の実施の形態では、撮像制御部19が、検出期間とするか通常の撮像をするかの制御をフレーム単位で行ったが、撮像制御部19は、この制御をフィールド単位で行ってもよい。
In the first to fourth embodiments described above, the
また、キズ補正部17によるキズ補正の手法は、上記の実施の形態に限られず、公知のいずれいずれの手法であってもよく、例えば補正対象画素の周辺の8画素の中央値を補正画素値として補正してもよい。
Further, the method of correcting the scratch by the
また、上記の第1ないし第4の実施の形態では、映像信号処理装置が動画を撮像するデジタルビデオカメラである例を示したが、本発明の映像信号処理装置は、静止画を撮像するデジタルスチルカメラであってもよい。さらに、映像信号処理装置は、撮像素子を1つだけ備えた単板式のカメラであってもよいし、RGBの色ごとに撮像素子が設けられた三板方式のカメラであってもよい。 In the first to fourth embodiments, the video signal processing apparatus is a digital video camera that captures moving images. However, the video signal processing apparatus of the present invention is a digital video camera that captures still images. It may be a still camera. Further, the video signal processing apparatus may be a single-plate camera provided with only one image sensor or a three-plate camera provided with an image sensor for each RGB color.
以上のように、本発明にかかる映像信号処理装置は、キズの検出漏れや誤検出が低減され、キズ補正を良好に行うことができるので、キズの影響の少ない映像信号が得られるという優れた効果を有し、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等として有用である。 As described above, the video signal processing apparatus according to the present invention is excellent in that a video signal with little influence of scratches can be obtained because defect detection errors and false detections are reduced and defect correction can be performed satisfactorily. It has an effect and is useful as a digital still camera, a digital video camera or the like.
1、2、3、4 映像信号処理装置
11 絞り
12 撮像素子
15 キズ検出部
16 キズ位置情報格納部
17 キズ補正部
19 撮像制御部
20 キズ確率算出部
151 白キズ検出部
152 黒キズ検出部
191 絞り制御部
192 撮像素子駆動部
1, 2, 3, 4 Video
Claims (14)
前記キズ検出用映像信号を用いて、前記撮像素子のキズを検出するキズ検出手段と、
前記キズ検出手段で検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正手段と
を含むことを特徴とする映像信号処理装置。 A flaw detection imaging control means for causing the image sensor to generate a flaw detection video signal under exposure control in which the exposure amount of the image pickup element is set to a flaw detection exposure amount for flaw detection.
A flaw detection means for detecting a flaw in the image sensor using the flaw detection video signal;
A video signal processing apparatus comprising: a scratch correction unit that corrects a video signal of a subject obtained by the imaging device based on a scratch detected by the scratch detection unit.
前記キズ補正手段は、前記キズ位置情報格納手段に格納されたキズの位置の情報を用いて、前記被写体の映像信号を補正することを特徴とする請求項1記載の映像信号処理装置。 Flaw position information storage means for storing information on the position of the flaw detected by the flaw detection means,
2. The video signal processing apparatus according to claim 1, wherein the flaw correction unit corrects the video signal of the subject using information on a flaw position stored in the flaw position information storage unit.
前記複数のキズ検出用映像信号の各々から前記キズ検出手段にて検出されたキズを、画素ごとに統計処理するキズ統計処理手段を含み、
前記キズ補正手段は、前記キズ統計処理手段での統計処理の結果に基づいて、前記被写体の映像信号を補正することを特徴とする請求項1記載の映像信号処理装置。 The flaw detection imaging control means causes the image sensor to generate a plurality of flaw detection video signals,
A scratch statistical processing means for statistically processing, for each pixel, a scratch detected by the scratch detection means from each of the plurality of scratch detection video signals;
The video signal processing apparatus according to claim 1, wherein the scratch correction unit corrects the video signal of the subject based on a result of statistical processing by the scratch statistical processing unit.
前記キズ検出用映像信号から、前記所定の信号レベルと異なる輝度値を発生する画素を前記撮像素子のキズとして検出するキズ検出手段と、
前記キズ検出手段で検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正手段と
を含むことを特徴とする映像信号処理装置。 Under the exposure control for obtaining a predetermined signal level, the image sensor for flaw detection that causes the image sensor to generate a video signal for flaw detection;
Flaw detection means for detecting, as a flaw in the image sensor, a pixel that generates a luminance value different from the predetermined signal level from the flaw detection video signal;
A video signal processing apparatus comprising: a scratch correction unit that corrects a video signal of a subject obtained by the imaging device based on a scratch detected by the scratch detection unit.
前記キズ検出用映像信号を用いて、前記撮像素子のキズを検出するキズ検出ステップと、
前記キズ検出ステップにて検出されたキズに基づいて、前記撮像素子にて得られた被写体の映像信号を補正するキズ補正ステップと
を含むことを特徴とする映像信号処理方法。 A flaw detection imaging step for generating a flaw detection video signal in the image sensor under exposure control in which the exposure amount of the image sensor is set to a flaw detection exposure amount for flaw detection;
Using the scratch detection video signal, a scratch detection step of detecting a scratch on the image sensor;
And a flaw correction step of correcting a video signal of a subject obtained by the imaging device based on the flaw detected in the flaw detection step.
前記複数のキズ検出用映像信号の各々から前記キズ検出ステップにて検出されたキズを画素ごとに統計処理するキズ統計処理ステップを含み、
前記キズ補正ステップは、前記統計処理の結果に基づいて、前記被写体の映像信号を補正することを特徴とする請求項12または13に記載の映像信号処理方法。
In the scratch detection imaging step, a plurality of scratch detection video signals are generated,
A scratch statistical processing step for statistically processing the scratches detected in the scratch detection step from each of the plurality of scratch detection video signals for each pixel;
14. The video signal processing method according to claim 12, wherein the scratch correction step corrects the video signal of the subject based on the result of the statistical processing.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007201530A (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Pentax Corp | Pixel defect correction apparatus |
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2003
- 2003-11-05 JP JP2003375616A patent/JP2005142722A/en active Pending
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