JP2005348189A - Method of detecting defect in solid state image pick-up element - Google Patents
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Description
本発明は、欠陥を補正するために、固体撮像素子に発生する欠陥を撮像中に検出する固体撮像素子の欠陥検出方法に関する。 The present invention relates to a defect detection method for a solid-state imaging device that detects a defect occurring in a solid-state imaging device during imaging in order to correct the defect.
CCD等の半導体で形成した固体撮像素子では、半導体の局部的な結晶欠陥が原因で感度が低下して画素に欠陥が生じる場合と、固体撮像素子の静電破壊や経時変化等により画素に欠陥が生じる場合とがある。後者の場合には、ビデオカメラに欠陥検出を行う機能と、検出された欠陥を補正する欠陥補正の機能とを設けて対応している。 In a solid-state image sensor formed of a semiconductor such as a CCD, the pixel is defective due to a decrease in sensitivity due to local crystal defects in the semiconductor, or due to electrostatic breakdown of the solid-state image sensor or changes over time. May occur. In the latter case, the video camera is provided with a function for detecting a defect and a function for correcting a defect for correcting the detected defect.
従来の固体撮像素子の欠陥検出方法として、特許文献1に記載のものがある。。これは、遮光手段や基準光源などを用いずに撮影中に欠陥を検出するものであり、レベル差判定回路とエッジ判定回路とエッジ欠陥判定回路との3つの回路の出力に基づいて論理演算回路で欠陥検出を行なうので、カメラ撮像動作中に画素の欠陥検出を行っても、撮像された映像情報に含まれるエッジ情報やランダムノイズを見誤ることなく、欠陥検出を精度よく行なうことができる。
ところが、ケーキのスポンジ部分やビールの泡のような白い部分に黒点を含む場合や、夜空や夜景のような暗い部分に白点を含む場合に、これらを欠陥として誤って検出してしまい、これらの誤って検出した部分に欠陥画素の補正を加えることから、かえって画質が劣化してしまうという問題がある。 However, when black spots are included in white parts such as cake sponges or beer bubbles, or when white spots are included in dark parts such as night sky or night view, these are mistakenly detected as defects. Since the defective pixel is corrected in the erroneously detected portion, there is a problem that the image quality is deteriorated.
そこで本発明は、上記の課題を解決した固体撮像素子の欠陥検出方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a defect detection method for a solid-state imaging device that solves the above-described problems.
請求項1に係る発明は、画像を複数のエリアに区分し、夫々のエリアにおける輝度情報を算出し、該輝度情報によりエリアごとの白欠陥の検出精度を求め、該白欠陥の検出精度が所定以下のエリアでは白欠陥の検出を行わないようにしたことを特徴とする。
The invention according to
このような固体撮像素子の欠陥検出方法では、輝度情報が所定値以下の暗い部分であってある程度の広がりのある複数のエリアに対しては、白欠陥の検出精度が所定以下の例えば夜景であると判断し、白欠陥の検出を行わないことにより、白欠陥の誤検出を未然に防止する。 In such a defect detection method of a solid-state imaging device, for example, a night scene where the detection accuracy of a white defect is below a predetermined value for a plurality of areas where the luminance information is darker than a predetermined value and has a certain extent. It is determined that the white defect is not detected, thereby preventing the erroneous detection of the white defect.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の固体撮像素子の欠陥検出方法において、前記白欠陥の検出を行わないために、前記白欠陥の最大検出数を小さくしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the defect detection method for a solid-state imaging device according to the first aspect, the maximum number of detected white defects is reduced in order not to detect the white defect.
このような固体撮像素子の欠陥検出方法では、白欠陥の最大検出数を小さく例えばゼロとすることにより、白欠陥の検出が行われない。 In such a defect detection method for a solid-state imaging device, white defects are not detected by setting the maximum number of detected white defects to be small, for example, zero.
請求項3に係る発明は、画像を複数のエリアに区分し、夫々のエリアにおける輝度情報を算出し、該輝度情報によりエリアごとの黒欠陥の検出精度を求め、該黒欠陥の検出精度が所定以下のエリアでは黒欠陥の検出を行わないようにしたことを特徴とする。
The invention according to
このような固体撮像素子の欠陥検出方法では、輝度情報が所定値以上の明るい部分であってある程度の広がりのある複数のエリアに対しては、黒欠陥の検出精度が所定以下の例えばビールの泡であると判断し、黒欠陥の検出を行わないことにより、黒欠陥の誤検出を未然に防止する。 In such a defect detection method of a solid-state imaging device, for example, beer bubbles having a black defect detection accuracy of a predetermined value or less for a plurality of areas that are bright portions with luminance information of a predetermined value or more and have a certain extent. Therefore, the black defect is not detected, thereby preventing erroneous detection of the black defect.
請求項4に係る発明は、請求項2に記載の固体撮像素子の欠陥検出方法において、前記黒欠陥の検出を行わないために、前記黒欠陥の最大検出数を小さくしたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the defect detection method for a solid-state imaging device according to the second aspect, the maximum number of detected black defects is reduced in order not to detect the black defects.
このような固体撮像素子の欠陥検出方法では、黒欠陥の最大検出数を小さく例えばゼロとすることにより、黒欠陥の検出が行われない。 In such a defect detection method for a solid-state imaging device, the black defect is not detected by setting the maximum number of black defects detected to be small, for example, zero.
請求項5に係る発明は、画像を複数のエリアに区分し、夫々のエリアにおける輝度情報を算出し、該輝度情報が得られた夫々のエリアに対し、撮影時間が現在の撮影時から離れていてかつ保存されている夫々のエリアの輝度情報が現在の撮影時の該エリアの輝度情報に近い値となっているエリアの画像の欠陥情報を読み出し、該読み出した欠陥情報を現在の撮影時の該エリアの黒欠陥情報または白欠陥情報と比較し、対応するエリア内での欠陥の位置が一致する場合は、当該位置に欠陥が存在すると判断して欠陥を検出するようにしたことを特徴とする。
The invention according to
このような固体撮像素子の欠陥検出方法では、現在と異なる時間で、輝度情報が現在に近い値で、黒欠陥又は白欠陥の欠陥の位置が対応するエリア内で一致する画像が存在する場合には、欠陥であるとして検出される。 In such a defect detection method for a solid-state imaging device, when there is an image in which brightness information is a value close to the current value at a different time from the current time and the position of a black defect or a white defect is the same in the corresponding area. Is detected as being defective.
本発明に係る固体撮像素子の欠陥検出方法によれば、輝度情報が所定値以下の暗い部分であってある程度の広がりのある複数のエリアに対しては、白欠陥の検出精度が所定以下の例えば夜景であると判断して白欠陥の検出を行わず、輝度情報が所定値以上の明るい部分であってある程度の広がりのある複数のエリアに対しては、白欠陥の検出精度が所定以下の例えばビールの泡であると判断して黒欠陥の検出を行わないないので、白欠陥・黒欠陥の誤検出を未然に防止することができる。 According to the defect detection method for a solid-state imaging device according to the present invention, the detection accuracy of a white defect is not more than a predetermined value for a plurality of areas that are dark portions whose luminance information is not more than a predetermined value and have a certain extent. For example, the white defect detection accuracy is not more than a predetermined value for a plurality of bright areas where brightness information is not less than a predetermined value and a certain extent is spread without detecting a white defect because it is a night scene. Since it is determined that it is a beer bubble and black defects are not detected, it is possible to prevent erroneous detection of white defects and black defects.
また、現在の撮影時の黒欠陥情報および白欠陥情報と、現在と異なる時間で、夫々のエリアの輝度情報が現在に近い値で、黒欠陥又は白欠陥の欠陥の位置が対応するエリア内で一致する画像が存在する場合には、欠陥であるとして判断するので、単純に複数の画像を比較する場合に比べて、少ない画像数でより精度の高い欠陥検出を行うことができる。 Also, the black defect information and the white defect information at the time of the current shooting, and the luminance information of each area at a time different from the current value are close to the current value, and the position of the black defect or the defect of the white defect is within the corresponding area. If there is a matching image, it is determined as a defect, so that a more accurate defect detection can be performed with a smaller number of images than when a plurality of images are simply compared.
以下、本発明による固体撮像素子の欠陥検出方法の実施の形態を説明する。
(a)実施の形態1
まず、本発明による固体撮像素子の欠陥検出方法の実施の形態1について説明する。固体撮像素子の欠陥検出方法を用いるデジタルカメラの回路図の一部を図1に示す。固体撮像素子1で撮像したデータは、アナログ信号としてAFE(アナログフロントエンドプロセッサ)2に送られ、AFE2でアナログフロントエンド処理されてデジタル信号に変換され、信号処理部3へ送られる。そして、信号処理部3で画像信号処理を行ない、画像信号として出力される。
Hereinafter, embodiments of a defect detection method for a solid-state imaging device according to the present invention will be described.
(A)
First, a first embodiment of the defect detection method for a solid-state imaging device according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a part of a circuit diagram of a digital camera that uses a defect detection method for a solid-state imaging device. Data captured by the solid-
この信号処理部3では、画像を複数のエリアに区分してエリア毎に輝度情報を算出する輝度算出と、欠陥を検出して補正する欠陥補正とが行われる。輝度算出によって求められた輝度情報は、マイコンなどの制御回路4に出力される。
The
AFE2と信号処理部3との間には、黒欠陥検出部5と白欠陥検出部6とが設けられている。黒欠陥検出部5,白欠陥検出部6は、AFE2から出力されるデジタル信号を、黒欠陥検出と白欠陥検出とに必要な分だけバッファリング(一時記憶)する。
Between the
そして、前記輝度情報に基づいて、前記制御回路4が黒欠陥検出部5,白欠陥検出部6を制御する。即ち、以下のように制御する。制御回路4は、黒欠陥検出部5,白欠陥検出部6に一時記憶された画像の各エリアから欠陥部分を検出し、各エリア毎に検出数をカウントする。ここで、欠陥かどうか判断するための基準値である閾値(s)が予め設定されており、閾値(s)を越えると欠陥部分であるとして判断する。その際に、前記輝度情報に基づいて、欠陥部分の最大検出数(m)を予め設定しておく。そして、検出数がこの最大検出数(m)を越えないように、欠陥の検出作業が行われる。具体的には後述する。
Based on the luminance information, the control circuit 4 controls the black
次に、図1の回路に基づく輝度情報の算出と欠陥検出とについて説明する。 Next, calculation of luminance information and defect detection based on the circuit of FIG. 1 will be described.
信号処理部3による輝度情報の算出は、以下のようにして行われる。図2に示すように、例えば2人の人間が並んで映っている画像を、縦(6)×横(8)の48のエリアに分割し、各エリア毎に信号レベルを積分して明るさの輝度情報として出力する。そして、
(1)得られた輝度情報から夜景などの条件と判断され、かつあるエリアが暗くて信号レベル(輝度情報の数値)が所定値以下であることがわかった場合、該エリアは白欠陥の検出精度が所定以下であるとして白欠陥検出をせず、黒欠陥検出のみを行なうようにする。このような制御を行うことにより、暗くて信号レベルが所定値以下のエリアでの白欠陥の誤検出が未然に防止される。
(2)一方、あるエリアが明るくて信号レベル(輝度情報の数値)が所定値以上であることがわかった場合、該エリアは黒欠陥の検出精度が所定以下であるとして黒欠陥検出をせず、白欠陥検出のみを行うようにする。このような制御を行うことにより、明るくて信号レベルが所定値以上のエリアでの黒欠陥の誤検出が未然に防止される。
The calculation of luminance information by the
(1) When it is determined from the obtained luminance information that a condition such as a night view is present, and an area is dark and the signal level (numerical value of luminance information) is below a predetermined value, the area is detected as a white defect. Assuming that the accuracy is below a predetermined level, white defect detection is not performed but only black defect detection is performed. By performing such control, erroneous detection of a white defect in an area that is dark and has a signal level equal to or lower than a predetermined value can be prevented.
(2) On the other hand, if it is found that a certain area is bright and the signal level (numerical value of luminance information) is equal to or higher than a predetermined value, the black defect is not detected in the area because the black defect detection accuracy is lower than a predetermined value. Only white defect detection is performed. By performing such control, it is possible to prevent erroneous detection of black defects in an area that is bright and whose signal level is equal to or higher than a predetermined value.
前記のような欠陥の検出を行う際に、制御回路4は以下のようにして黒欠陥検出部5,白欠陥検出部6を制御する。まず、黒欠陥の最大検出数(m)と白欠陥の最大検出数(m)とが、夫々のエリアごとに設定される。そして、黒欠陥検出部5,白欠陥検出部6が検出する欠陥部の検出数が、夫々のエリア内で与えられた最大検出数(m)を越えないように、欠陥かどうか判断するための基準値である閾値(s)を調整する。
When detecting the defect as described above, the control circuit 4 controls the black
前記(1)の場合の欠陥検出を行う例を、図3に示す。図のように、画像の上部および周辺部が暗く、中心部および下部が明るい状況であり、夜景をバックに人物を撮影した場合のパターンである。このような場合に、バックの夜景は暗くて所定値以下の信号レベルとなり、このような場合に、バックの夜景に対して白欠陥検出を行うと、バックの街灯などの明かりを白欠陥として誤認し、誤った欠陥検出をすることがある。しかし、本発明の欠陥検出方法では、このような場合であっても、バックの夜景を輝度情報として制御回路4が予め受け取り、該輝度情報から夜景であり白欠陥の検出精度が所定以下のエリアであると判断し、バックの夜景に対する白欠陥検出の最大検出数(m)を少なくしあるいはゼロに設定するので、誤った白欠陥の検出を未然に防止することができる。この例として、例えば、デジタルカメラが夜景モードなどの撮影モードを持っていた場合には、図3において、バックの夜景に対する白欠陥の最大検出数(m)をゼロに設定すればよい。 An example of performing defect detection in the case (1) is shown in FIG. As shown in the figure, the upper and peripheral portions of the image are dark and the central portion and the lower portion are bright, and this is a pattern when a person is photographed against a night view. In such a case, the night view of the back is dark and has a signal level below a predetermined value. In such a case, if white defect detection is performed on the night view of the back, the light such as the back street light is misidentified as a white defect. In some cases, erroneous defects are detected. However, in the defect detection method of the present invention, even in such a case, the control circuit 4 previously receives the night scene of the back as luminance information, and is an area where the detection accuracy of the white defect is a predetermined value or less from the luminance information. Since the maximum number (m) of white defect detection for the back night scene is reduced or set to zero, erroneous white defect detection can be prevented in advance. As an example of this, for example, when the digital camera has a photographing mode such as a night view mode, the maximum number (m) of white defects detected for the back night view in FIG. 3 may be set to zero.
前記(2)の場合の欠陥検出を行う場合を、図4に示す。図のように、画像の中央部および下部が明るく、上部および両側が暗い状況である。明るく所定値以上の信号レベルを有する画像の中央部であって、輝度情報から得られる信号レベルの大きさが近い複数のエリアにおいて、欠陥検出数の数値を比較している例を示している。欠陥検出数を比較する場合には、該当するエリアに対する最大検出数(m)を十分に大きくしておき、更に該当するエリアにおける欠陥かどうか判断するための基準値である閾値(s)を同じにして比較する。この例では複数のエリアのうちの一部(2つ)のエリアの欠陥検出数が突出して多い状況を示しており、これはケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分の一部を黒欠陥として誤って検出している場合に起こる。 FIG. 4 shows a case where defect detection is performed in the case (2). As shown in the figure, the center and bottom of the image are bright and the top and both sides are dark. An example is shown in which numerical values of the number of detected defects are compared in a plurality of areas that are bright and have a signal level equal to or higher than a predetermined value and that are close to the signal level obtained from luminance information. When comparing the number of detected defects, the maximum number of detected areas (m) for the corresponding area is sufficiently increased, and the threshold (s), which is a reference value for determining whether or not the defect is in the corresponding area, is the same. Compare. This example shows a situation in which the number of defects detected in some (two) areas out of a plurality of areas is prominent, and this is because some of the cake sponge and beer foam parts are black defects. This happens when it is detected by mistake.
このような場合に、画像の中央部および下部は明るくて所定値以上の信号レベルとなり、明るい部分に対して黒欠陥検出を行うと、ケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分の一部を黒欠陥として誤認し、誤った欠陥検出をすることがある。しかし、本発明の欠陥検出方法では、このような場合であっても、ケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分を輝度情報として制御回路4が受け取り、該輝度情報からケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分であり黒欠陥の検出精度が所定以下のエリアであると判断し、ケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分に対する黒欠陥検出の最大検出数(m)を少なくあるいはゼロに設定するので、誤った黒欠陥検出を未然に防止することができる。この例として、例えば、デジタルカメラにおいて、図4のケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分に対する黒欠陥の最大検出数(m)をゼロに設定すればよい。 In such a case, the central part and the lower part of the image are bright and have a signal level higher than a predetermined value. When black defect detection is performed on a bright part, a part of the cake sponge part or beer foam part is blackened. It may be mistaken as a defect and erroneously detected. However, in the defect detection method of the present invention, even in such a case, the control circuit 4 receives the sponge portion of the cake and the foam portion of the beer as luminance information, and the sponge portion of the cake and the beer Because it is a bubble part and the black defect detection accuracy is determined to be an area below a predetermined value, the maximum number of black defect detection (m) for the sponge part of the cake and the beer foam part is set to be small or zero. Thus, erroneous black defect detection can be prevented in advance. As an example of this, for example, in a digital camera, the maximum number of black defects (m) detected for the sponge portion of the cake and the beer foam portion of FIG. 4 may be set to zero.
このようにして検出された欠陥は、制御回路4が制御する信号処理部3において、欠陥補正が行われる。夜景のバックの街灯などの明かりを白欠陥として誤って検出してこれを補正したり、誤認ケーキのスポンジ部分やビールの泡の部分の一部を黒欠陥として誤って検出してこれを補正したりということがないので、従来のように欠陥の誤検出と該誤検出の欠陥の補正とにより、かえって画質が劣化するという問題が解消される。
(b)実施の形態2
次に、本発明による固体撮像素子の欠陥検出方法の実施の形態2を説明する。図5は、図1の回路図の一部を改良したものである。図1と比較すると、黒欠陥用メモリ7および白欠陥用メモリ8が追加されている。黒欠陥用メモリ7,白欠陥用メモリ8には、過去の欠陥検出で検出された黒欠陥情報および白欠陥情報と、現在の撮影時の黒欠陥情報および白欠陥情報が夫々保存されている。その他の構成は同じなので説明を省略する。
The defect detected in this way is corrected in the
(B)
Next, a second embodiment of the defect detection method for a solid-state imaging device according to the present invention will be described. FIG. 5 shows an improvement of a part of the circuit diagram of FIG. Compared with FIG. 1, a
保存された欠陥情報としては、現在の撮影時とは時間的に離れたフレームであって、かつ保存されている輝度情報が現在の撮影時の夫々のエリアの輝度情報に近い値となっているエリアを含むフレームが、制御回路4によって読み出される。そして、現在の撮影時の該エリアの欠陥情報と保存された対応するエリアの欠陥情報とについて、黒欠陥情報および白欠陥情報が、夫々比較される。比較する両者間で、対応するエリア内での欠陥の位置が一致する場合は、その位置に欠陥が存在すると判断され、欠陥有りとして検出される。 The stored defect information is a frame that is separated in time from the current shooting, and the stored luminance information has a value close to the luminance information of each area at the time of the current shooting. A frame including an area is read by the control circuit 4. Then, the black defect information and the white defect information are compared with respect to the defect information of the area at the time of current photographing and the defect information of the corresponding area stored. If the positions of the defects in the corresponding areas match between the two to be compared, it is determined that there is a defect at that position and is detected as having a defect.
このようにして検出された欠陥は、制御回路4が制御する信号処理部3において、補正される。欠陥検出の精度が高いので、欠陥補正が行われることにより、高度な画質が得られる。
The defect detected in this way is corrected in the
図6は、図5の回路図を改良したものである。図5と図6とを比較するとわかるように、図5では信号処理部3において欠陥補正を行っていたが、図6では、白欠陥検出部5,黒欠陥検出部6において欠陥補正を行うようにしたものである。その他の構成は図5と同じなので説明を省略する。
FIG. 6 is an improvement of the circuit diagram of FIG. As can be seen from a comparison between FIG. 5 and FIG. 6, the defect correction is performed in the
図5の場合は、欠陥を検出する部分と欠陥を補正する部分とが別々になっていたが、図6では、欠陥を検出する部分と欠陥を補正する部分とがひとつになっており、欠陥検出と同時に補正が行われる。 In the case of FIG. 5, the part for detecting the defect and the part for correcting the defect are separated, but in FIG. 6, the part for detecting the defect and the part for correcting the defect are combined into one. Correction is performed simultaneously with detection.
1…固体撮像素子
3…信号処理部
4…制御回路
5…黒欠陥検出部
6…白欠陥検出部
7…黒欠陥用メモリ
8…白欠陥用メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The image is divided into a plurality of areas, brightness information in each area is calculated, and each area where the brightness information is obtained is separated from the current shooting time and stored. The defect information of the image of the area where the luminance information of the area is a value close to the luminance information of the area at the time of the current shooting is read, and the read defect information is read as black defect information or white of the area at the time of the current shooting. A defect detection method for a solid-state imaging device, wherein a defect is detected by determining that a defect exists in the corresponding area when the position of the defect in the corresponding area matches with the defect information .
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