JP2006115201A - 画像補正装置および画像補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 記憶容量を削減すると共に煩雑な調整作業を回避し、ＡＧＣのゲイン設定や露光時間等にかかわらず適切な補正を行うことができる画像補正装置を提供する。
【解決手段】 画像補正装置は、補正判定閾値を用いて検出した画素を補正することによって補正処理を行うキズ補正処理部１０５と、キズ補正処理部１０５にて補正された画像の欠陥画素を検出するキズ検出部１０６と、キズ検出部１０６にて検出された欠陥画素の総数があらかじめ設定された基準値を超えるか否かをマイコン１０８によって判定し、欠陥画素の総数が基準値を超えるとの判定手段による判定に応じて、キズ補正処理部１０５が補正判定閾値を変えて画像の補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルカメラ等により撮影された画像の欠陥画素の補正処理に関する。

図３は従来のデジタルカメラの構成を示す図である。図３に示すように、デジタルカメラは、撮像素子１０１と、ＣＤＳ部１０２と、ＡＧＣ部１０３と、ＡＤ変換部１０４と、キズ補正処理部１０５と、映像信号処理部１０７と、これらの各処理部を制御するマイコン１０８とを備えている。

撮像素子１０１によって光電変換された信号は、ＣＤＳ部１０２、ＡＧＣ部１０３、ＡＤ変換部１０４、キズ補正処理部１０５を介して、映像信号処理部１０７に入力される。撮像素子１０１のカラーフィルタ配列は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す原色ベイヤー配列である。

ここで、デジタルカメラが備えるキズ補正処理部１０５の動作を、図４〜図６を用いて説明する。キズ補正処理部１０５は、出力信号の全画素に対して補正処理の要否を判断し、必要に応じて補正処理を行なう。補正処理の要否は、補正対象の画素の値と周辺画素から計算される値との差分に基づいて判断する。すなわち、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、補正対象の画素２００に対して、周辺の８個の画素２０２の値から計算した計算値を用いて補正の要否を判断する。なお、図４（ａ）は補正対象画素がＲ信号の例、図４（ｂ）は補正対象画素がＧ信号の例、図４（ｃ）は補正対象画素がＢ信号の例を示している。

図５（ａ）は着目画素２００と周辺画素２０２における信号の様子を表す図である。補正対象の画素２００と周辺画素２０２から計算した計算値との差分が補正判定閾値より大きい場合には、補正対象の画素の値を計算値に置き換える。計算値としては、例えば、周辺の８画素の最大値、最小値、平均値、または、重み付けを行なった平均値を用いることができる。

図６は、従来のデジタルカメラにおけるキズ補正処理を示すフローチャートである。キズ補正処理の流れとして、はじめに補正判定閾値を読み込み（Ｓ２０１）、次に全画素に対して補正判定閾値を元に補正処理を行なう補正データの演算を行う（Ｓ２０２）。

ところで、撮像素子を用いたデジタルカメラでは、高感度の信号を得るために、露光時間を長くしたり、ＡＧＣ部のゲインを上げたりすることがある。露光時間またはＡＧＣ部のゲインが通常の露光状態と異なると、以下に示す理由により、キズ補正処理の性能が十分に満たされず、画面上のキズが目立つことになる。

すなわち、露光時間を長くしたり、ＡＧＣ部のゲインを上げたりすると、蓄積される電荷量が大きくなり、出力レベルは画素が取り得る上限値（例えば２５５ＬＳＢ）に近づくことになる。これにより、図５（ｂ）に示すように、補正対象の画素にキズがある場合にも周辺画素の値との差分が少なくなり、差分が補正判定閾値を下回るとキズ補正処理が行われずに、画素欠陥が画面上に残ることになる。逆に、補正判定閾値を小さく設定すると、不必要な補正が行なわれ、画質が劣化することとなる。

この不具合を解消するため、露光時間毎、またはＡＧＣ部のゲイン毎に適正な補正判定閾値を設ける方法が特許文献１または特許文献２等に開示されている。図７は、露光時間毎に補正判定閾値を変えた一例を示す図である。露光時間１Ｔの場合、補正判定閾値を１００ＬＳＢとし、着目画素と周辺画素により算出した値の差分が１００ＬＳＢよりも大きい場合に補正処理を行なう。露光時間２Ｔの場合には、補正判定閾値を５０ＬＳＢ、露光時間４Ｔの場合には、補正判定閾値を２５ＬＳＢというように、露光時間を長くするにしたがって補正処理の補正判定閾値を下げ、出力レベルの増大に伴う周辺画素との差分の減少を考慮して補正の要否を判定している。このように、通常露光と長時間露光によってそれぞれキズ補正処理の補正判定閾値を有することにより、露光時間に応じて適切な補正を行える構成となっている。
特開２００３−３３３４３５号公報 特開２００１−１２８０６８号公報

しかしながら、上記した従来のキズ補正処理の方法では、良質な信号を得るために露光時間毎またはＡＧＣ部のゲイン毎にきめこまやかに補正判定閾値を設ける必要がある。従って、これらの値を記憶するための記憶容量の増大と、補正判定閾値決定のための調整作業が煩雑であるといった問題があった。

本発明は、上記背景に鑑み、記憶容量を削減すると共に煩雑な調整作業を回避し、ＡＧＣのゲイン設定や露光時間等にかかわらず適切な補正を行うことができる画像補正装置を提供することを目的とする。

本発明の画像補正装置は、補正判定閾値を用いて検出した画素を補正することによって画像の補正処理を行う補正処理手段と、前記補正処理手段にて補正された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、前記欠陥画素検出手段にて検出された欠陥画素の総数があらかじめ設定された基準値を超えるか否かを判定する判定手段とを備え、前記欠陥画素の総数が前記基準値を超えるとの前記判定手段による判定に応じて、前記補正処理手段が前記補正判定閾値を変えて画像の補正を行う構成を有する。

この構成により、補正処理手段にて補正を行った画像の欠陥画素数が基準値を超えるか否かを判定し、基準値を超える場合には再度補正を行うので、補正された画像中の欠陥画素の数が基準値より少なくなるまで補正が行われる。これにより、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができる。

上記画像補正装置において、前記補正処理手段は、補正対象の画素の値と周辺画素から計算した計算値との差分が前記補正判定閾値より大きい場合に、前記補正対象の画素の値を前記計算値に置き換えてもよい。

この構成により、周辺画素の値に基づいて、適切な補正を行うことができる。

上記画像補正装置において、前記補正処理手段は、前記計算値として前記周辺画素の平均値を求めてもよい。

この構成により、画像の連続性を利用して画素の補正値を適切に決定できる。

上記画像補正装置において、前記欠陥画素検出手段は、検査対象の画素の値と周辺画素から計算した計算値との差分があらかじめ設定された欠陥画素判定閾値を超える場合に、前記検査対象の画素を欠陥画素として検出してもよい。

この構成により、周辺画素から計算される計算値と値が大きく異なる画素を欠陥画素として検出することができる。

本発明のデジタルカメラは、上記の画像補正装置を備えた構成を有する。

この構成により、デジタルカメラで撮像した画像に対して、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができる。

本発明の携帯電話は、上記の画像補正装置を備えた構成を有する。

この構成により、携帯電話に入力された画像に対して、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができる。携帯電話への画像の入力は、携帯電話が備えるカメラによって画像を撮像してもよいし、他の携帯電話やその他の通信端末等から、画像データを受信してもよい。

本発明の画像補正方法は、補正判定閾値を用いて検出した画素を補正することによって画像の補正処理を行う補正処理ステップと、前記補正処理ステップにおいて補正された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出ステップと、前記欠陥画素検出ステップにおいて検出された欠陥画素の総数があらかじめ設定された基準値を超えるか否かを判定する判定ステップとを備え、前記欠陥画素の総数が前記基準値を超えるとの前記判定ステップにおける判定に応じて、前記補正判定閾値を変えて再度前記補正処理ステップを行う。

この構成により、補正処理ステップにおいて補正を行った画像の欠陥画素数が基準値を超えるか否かを判定し、基準値を超える場合には再度補正を行うので、補正された画像中の欠陥画素の数が基準値より少なくなるまで補正が行われる。これにより、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができる。また、本発明の画像補正装置の各種の構成を本発明の画像補正方法に適用することも可能である。

本発明によれば、補正処理手段にて補正を行った画像の欠陥画素数が基準値を超えるか否かを判定し、補正された画像中の欠陥画素の数が基準値より少なくなるまで補正を行うので、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができるというすぐれた効果を有する。

以下、本発明の実施の形態の画像補正装置を備えたデジタルカメラについて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの構成を示している。図１に示すように、実施の形態のデジタルカメラは、撮像素子１０１と、ＣＤＳ部１０２と、ＡＧＣ部１０３と、ＡＤ変換部１０４と、キズ補正処理部１０５と、キズ検出部１０６と、映像信号処理部１０７と、これらの各処理部を制御するマイコン１０８とを備えている。キズ検出部１０６以外の構成は、図３にて説明したデジタルカメラと同じ機能を有する。

キズ検出部１０６は、あらかじめ設定された欠陥画素判定閾値を用いて、画像中の欠陥画素（キズ）を検出する機能を有する。具体的には、検査対象の画素とその周辺画素から計算された計算値との差分が欠陥画素判定閾値を超える場合に、検査対象の画素を欠陥画素として検出する。キズ検出部１０６は、このキズ検出処理を画像の全画素に対して行う。

図２は、実施の形態のデジタルカメラのキズ補正処理を示すフローチャートである。キズ補正処理の流れとしては、あらかじめ欠陥画素判定閾値、欠陥画素総数基準値、補正判定閾値の初期値、補正判定閾値の下限値を読み込んでおく（Ｓ１０１）。

次に、デジタルカメラのキズ補正処理部１０５は、撮像した画像に対して補正処理（Ｓ１０２）を実行する。補正処理（Ｓ１０２）の実行後、デジタルカメラのキズ検出部１０６は、補正された画像における欠陥画素を検出する欠陥画素検出（Ｓ１０３）を実行する。

続いて、マイコン１０８が、欠陥画素検出ステップにて検出された欠陥画素の総数が欠陥画素総数基準値を超えるか否かの判定を行う。欠陥画素の総数が欠陥画素総数基準値を超える場合には（Ｓ１０４でｙｅｓ）、補正判定閾値の判定（Ｓ１０５）に移行し、欠陥画素の総数が欠陥画素総数基準値を超えない場合には（Ｓ１０４でｎｏ）、キズ補正処理を終了する。

欠陥画素の総数が欠陥画素総数基準値を超える場合には（Ｓ１０４でｙｅｓ）、補正判定閾値とあらかじめ定めておいた補正判定閾値の下限値との比較を行なう（Ｓ１０５）。補正判定閾値が補正判定閾値の下限値よりも大きい場合には（Ｓ１０５でｙｅｓ）、補正判定閾値を更新し（Ｓ１０６）、補正判定閾値が下限値よりも大きくない場合には（Ｓ１０５でｎｏ）、キズ補正処理を終了する。ここで、補正判定閾値と下限値との比較を行なうのは、本発明の実施の形態におけるデジタルカメラのキズ補正処理が無限ループに陥ることを防止し、補正処理を適切に終了させるためである。

補正判定閾値が補正判定閾値の下限値よりも大きい場合には（Ｓ１０５でｙｅｓ）、補正判定閾値を小さい値に書き換え（Ｓ１０６）、再び補正処理（Ｓ１０２）を実行する。以上、実施の形態のデジタルカメラにおける画像補正処理について説明した。

本実施の形態の画像補正装置では、キズ検出部１０６が、キズ補正処理部１０５にて補正した補正後の画像から欠陥画素（キズ）を検出し、検出されたキズの総数が欠陥画素総数基準値を超えるか否かを判定する。そして、キズが欠陥画素総数基準値を超える場合には、キズ補正処理部１０５が再度補正を行うので、補正された画像中の欠陥画素の数が基準値より少なくなるまで補正が行われることになる。これにより、あらかじめ露光量やＡＧＣ部のゲインに応じて補正判定閾値を設定しておかなくても、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができる。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

上記した実施の形態では、画像補正装置をデジタルカメラに適用する例について説明したが、画像補正装置を携帯電話に適用することも可能である。

以上説明したように、露光量やＡＧＣ部のゲイン等にかかわらず、適正な補正を行うことができるというすぐれた効果を有し、デジタルカメラ等で撮影した画像の補正を行う画像補正装置等として有用である。

実施の形態のデジタルカメラの構成を示す図 実施の形態のデジタルカメラのキズ補正処理を示すフローチャート 従来のデジタルカメラの構成を示す図 （ａ）Ｒ信号の画素の補正に用いる周辺画素の一例を示す図 （ｂ）Ｇ信号の画素の補正に用いる周辺画素の一例を示す図 （ｃ）Ｂ信号の画素の補正に用いる周辺画素の一例を示す図 （ａ）通常露光時の着目画素と周辺画素における信号レベルの様子を示す図 （ｂ）長時間露光時の着目画素と周辺画素における信号レベルの様子を示す図 従来のデジタルカメラにおけるキズ補正処理を示すフローチャート 露光時間毎に補正判定閾値を変えた一例を示す図

符号の説明

１０１ 撮像素子
１０２ ＣＤＳ部
１０３ ＡＧＣ部
１０４ ＡＤ変換部
１０５ キズ補正処理部
１０６ キズ検出部
１０７ 映像信号処理部
１０８ マイコン

Claims (7)

1. 補正判定閾値を用いて検出した画素を補正することによって画像の補正処理を行う補正処理手段と、
   前記補正処理手段にて補正された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、
   前記欠陥画素検出手段にて検出された欠陥画素の総数があらかじめ設定された基準値を超えるか否かを判定する判定手段と、
   を備え、
   前記欠陥画素の総数が前記基準値を超えるとの前記判定手段による判定に応じて、前記補正処理手段が前記補正判定閾値を変えて画像の補正を行うことを特徴とする画像補正装置。
2. 前記補正処理手段は、補正対象の画素の値と周辺画素から計算した計算値との差分が前記補正判定閾値より大きい場合に、前記補正対象の画素の値を前記計算値に置き換えることを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
3. 前記補正処理手段は、前記計算値として前記周辺画素の平均値を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像補正装置。
4. 前記欠陥画素検出手段は、検査対象の画素の値と周辺画素から計算した計算値との差分があらかじめ設定された欠陥画素判定閾値を超える場合に、前記検査対象の画素を欠陥画素として検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像補正装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像補正装置を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像補正装置を備えたことを特徴とする携帯電話。
7. 補正判定閾値を用いて検出した画素を補正することによって画像の補正処理を行う補正処理ステップと、
   前記補正処理ステップにおいて補正された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出ステップと、
   前記欠陥画素検出ステップにおいて検出された欠陥画素の総数があらかじめ設定された基準値を超えるか否かを判定する判定ステップと、
   を備え、
   前記欠陥画素の総数が前記基準値を超えるとの前記判定ステップにおける判定に応じて、前記補正判定閾値を変えて再度前記補正処理ステップを行うことを特徴とする画像補正方法。
   
   

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