JP2006217113A - 電子カメラおよび電子カメラの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】補正できない白キズが発生する電子カメラが出荷されるのを防止すること、および電子カメラで撮影された画像に白キズが出ないようにすること。
【解決手段】検査工程で補正可能な白キズが発生するとされたデジタルカメラ1のフラッシュメモリ20dには、白キズを補正するための白キズ補正情報が記録されている。この情報は、白キズにかかる画素の座標と当該画素を補正するために用いる補正用画素の座標とから構成される。フラッシュメモリ20dに白キズ補正情報が記録されており、且つCCD型撮像素子13の温度が所定値以上である場合、制御部20は、バッファメモリ16に書き込まれたRAW形式の画像データ中の白キズにかかる画素のデータを補正用画素のデータを用いて補正する。
【選択図】 図1
【解決手段】検査工程で補正可能な白キズが発生するとされたデジタルカメラ1のフラッシュメモリ20dには、白キズを補正するための白キズ補正情報が記録されている。この情報は、白キズにかかる画素の座標と当該画素を補正するために用いる補正用画素の座標とから構成される。フラッシュメモリ20dに白キズ補正情報が記録されており、且つCCD型撮像素子13の温度が所定値以上である場合、制御部20は、バッファメモリ16に書き込まれたRAW形式の画像データ中の白キズにかかる画素のデータを補正用画素のデータを用いて補正する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で得られた画像データをデジタル化して記録部に記録する電子カメラ、および電子カメラの検査方法に関する。
デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの電子カメラでは、被写体の画像がCCD型撮像素子で受像される。CCD型撮像素子の画素数は100万個を超えるので、入射光レベルが均一であるにもかかわらず、周辺の画素とは異なるレベルの信号を出力する欠陥画素が生じうる。そこで、電子カメラの出荷前に欠陥画素の位置情報をメモリに記憶しておき、欠陥画素の出力信号を周辺画素の出力信号から生成された信号で置き換えることが提案されている(例えば、特許文献1)。
特開平2003−259381号公報(段落0001〜0019)
ところで、上記のCCD型撮像素子は、図7に示すように、二次元配列された多数のフォトダイオード51と、垂直方向に配置されたフォトダイオード51で光電変換された信号電荷をそれぞれ受取る複数の垂直CCD52と、複数の垂直CCD52から転送出力された信号電荷をパラレルに受取ってシリアルに出力する水平CCD53と、水平CCD53から出力される信号電荷を電圧信号に変換するプリアンプ54とから構成される。この垂直CCD52に製造不良があると、垂直CCD52の欠陥箇所(これを×印で示す)で所定値を超える暗電流が発生することがある。
このような暗電流が発生すると、欠陥箇所および欠陥箇所の上流側にあるフォトダイオード51の信号電荷が大きくなる。また、下流側にあるフォトダイオード51の信号電荷が暗電流の影響を受けることもある。このため、撮影した画像をモニタやプリンタに出力すると、図8に示すように、垂直方向に白い線状のキズ61(以下、白キズ61という)が出る。図8の×印は、垂直CCD52の欠陥箇所に相当する位置を示す。暗電流は温度が高くなるに従って大きくなるので、常温(25℃)では白キズ61は生じない(肉眼では認識されない)が、高温(例えば、40℃以上)になると目立つようになる。また、CCD型撮像素子で受像される画像とモニタに表示される画像とは上下逆になるので、図8の×印の下方が垂直CCD52の上流側に相当する。尚、上記特許文献1に示されるものは、白キズ不良の問題を解決するものではない。
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、補正できない白キズが発生する電子カメラが出荷されるのを防止すること、および電子カメラで撮影された画像に白キズが出ないようにすることにある。
第1の本発明では、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で得られたカラーの画像データをデジタル化して記録部に記録する電子カメラの検査方法において、CCD型撮像素子の周囲温度またはCCD型撮像素子自体の温度を所定温度にし、暗状態で撮影されたRAW形式の画像データを検査装置に取り込み、当該画像データの画像を表示する工程と、表示された画像に白キズがあるか否かを判定する工程と、白キズがない場合は、検査を終了する工程と、白キズがある場合は、白キズにかかる画素を補正するために用いる補正用画素であって、白キズにかかる画素と同色の補正用画素を白キズにかかる画素を中心とする所定範囲内で探す工程と、補正用画素が見つからなかった場合は、白キズを補正できない旨のメッセージを表示して検査を終了する工程と、補正用画素が見つかった場合は、画像データ中の白キズにかかる画素のデータを画像データ中の補正用画素のデータを用いて補正する工程と、補正された画像データの画像を表示する工程と、を備える。
ここで、白キズとは、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で撮影された画像に現れる垂直方向の白い線状のキズであり、垂直CCDの欠陥箇所に所定値を超える暗電流が流れることにより発生するものである。また、白キズはCCD型撮像素子の温度が高くなるに従って顕著となる。
上記のように、CCD型撮像素子の周囲温度などを所定温度にし、暗状態で撮影された画像データを用いて検査を行うので、垂直CCDに上記の欠陥がある場合には、常温では発生しない白キズが真黒な背景中に現われるので、白キズの有無を容易に判定できる。そして、上記のようにすることで、電子カメラを白キズ不良のないもの、白キズ不良を補正できるもの、および白キズ不良を補正できないものに分類できる。白キズ不良を補正できないものについては、その旨のメッセージが表示されるので、補正できない白キズが発生する電子カメラが出荷されるのを防止することができる。また、白キズ不良を補正できるものについては、補正措置を施すことにより白キズ不良のない電子カメラと同等なものにすることが可能となる。
第1の発明の実施形態においては、白キズにかかる画素の座標と補正用画素の座標とを対応付けて保存する工程をさらに備える。このようにして検査装置に保存された座標情報を別の工程で電子カメラの記憶部に記憶させ、この座標情報を用いて白キズにかかる画素を補正することにより、撮影された画像に白キズが出ないようにすることができる。つまり、CCD型撮像素子に欠陥があっても、補正措置によって欠陥による悪影響(白スジ)が除去され、当該CCD型撮像素子を交換する必要がなくなるので、修理の手間および部品コストを低減することができる。
第2の本発明では、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で得られた画像データをデジタル化して記録部に記録する電子カメラにおいて、白キズにかかる画素の座標と当該画素を補正するために用いる補正用画素の座標とが対応付けられた白キズ補正情報、または白キズの補正が不要である旨の情報を記憶する記憶部と、CCD型撮像素子の周囲温度またはCCD型撮像素子自体の温度を測る温度センサと、を備え、記憶部に白キズ補正情報が記憶されており、且つ温度センサで測られた温度が所定値以上である場合は、画像データ中の記憶部に記憶された白キズにかかる画素のデータを、画像データ中の記憶部に記憶された補正用画素のデータを用いて補正する。
ここで、白キズとは、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で撮影された画像に現れる垂直方向の白い線状のキズであり、垂直CCDの欠陥箇所に所定値を超える暗電流が流れることにより発生するものである。また、白キズはCCD型撮像素子の温度が高くなるに従って顕著となる。
上記のように、白キズ不良にかかる画素の座標と当該画素を補正するために用いる補正用画素の座標とが対応付けられて記憶部に記憶されているので、画像データ中の白キズ不良にかかる画素のデータを補正用画素のデータを用いて確実に補正できる。すなわち、撮影された画像に白キズが出ないようにすることができる。また、白キズにかかる画素のデータの補正は、CCD型撮像素子の周囲温度またはCCD型撮像素子自体の温度が所定値以上になったときにのみ行われるので、白キズ不良が発生していないのもかかわらず補正が行われて画像データが損なわれてしまうことが防止される。
第1の発明によれば、補正できない白キズが発生する電子カメラが出荷されるのを防止することができる。また、第2の発明によれば、白キズ不良にかかる画素のデータが補正用画素のデータを用いて確実に補正されるので、撮影された画像に白キズが出ないようにすることができる。
図1は、本発明に係る電子カメラの一例であるデジタルカメラの構成を示す。デジタルカメラ1のレンズ系11を通って入光した被写体の光学像は、二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子13で電気信号に変換される。このCCD型撮像素子13の受光面にはR、G、Bフィルタが貼付されている。また、レンズ系11とCCD型撮像素子13との間には、露光量を制御する絞り機構を備えたシャッタ12が設けられている。CCD型撮像素子13から出力されるアナログ信号は、AFE(アナログフロントエンド)内のA/D変換器15でデジタル信号に変換され、さらにカラーの画像データとしてバッファメモリ16に一時的に記憶される。このバッファメモリ16に記憶される画像データは、各画素の階調レベルを8〜10ビット程度で表すRAWデータ(RAW形式の画像データ)である。
信号処理回路17は、バッファメモリ16から出力される画像データに対して、画素補間処理などの画像処理を行い、さらに圧縮処理を施すことによりJPEG形式などの画像データを生成する。そして、JPEG形式などの画像データが、記録部であるメモリカード18に書き込まれる。また、RAW形式の画像データを直接メモリカード18に書き込むこともできる。CCD型撮像素子13の近くには温度センサ14が設けられている。ここでは温度センサ14でCCD型撮像素子13の周囲温度を測っているが、温度センサ14をCCD型撮像素子13に密着させることにより、またはCCD型撮像素子13内に埋め込むことにより、CCD型撮像素子13自体の温度を測るようにしてもよい。
制御部20は、CPU20aや、ROM20b、RAM20c、フラッシュメモリ20d、制御信号発生回路20eなどから構成される。ROM20bに格納されたプログラムをCPU20aが実行することによって、デジタルカメラ1の各部が制御される。RAM20cはCPU20aの演算作業領域や制御データの格納領域として使用される。フラッシュメモリ20dには、上述の白キズ61(図8)を補正するための情報が記憶されており、この情報を用いて画像データ中の白キズ61にかかる画素のデータが補正される。この点については後述する。制御信号発生回路20eは、デジタルカメラ1の各部を制御するための制御信号を出力する。例えば、CCD型撮像素子13から信号電荷を読み出すためのクロック信号を出力する。図中の矢印付きの破線は制御信号を示す。
操作部19は、シャッタボタンや、各種の動作設定を行うためのボタンを備えている。例えば、ある動作設定を行うことによって、RAW形式の画像データがメモリカード18に書き込まれるようになる。上記のもの以外にも、バッテリや、各種のメッセージや撮影した画像を表示するモニタ部、シャッタ12の駆動機構、メモリカード18に記録された画像データをパーソナルコンピュータに送るためのUSB端子などがデジタルカメラ1に設けられているが、本発明の直接的事項ではないので図示および説明を省く。
次に、上述の白キズ不良の補正について説明する。図2はフラッシュメモリ20dに記憶されている白キズ補正情報を示す。白キズ補正情報は、白キズ61(図8)にかかる画素の座標と、この画素のデータを補正するために用いる補正用画素の座標とからなり、両座標が対応付けられて予めフラッシュメモリ20dに記憶されている。ここでは、X座標(図7の左右方向における座標)Xa、Xbに2つの白キズ61があり、白キズ61にかかる画素ごとに2つの補正用画素があるものとしている。例えば、座標(Xa,Ys)の画素のデータは、座標(Xa−2,Ys)および座標(Xa+2,Ys)の画素のデータを用いて補正される。この白キズ補正情報は、後述するデジタルカメラ1の検査工程で得られた情報がフラッシュメモリ20dに書き込まれたものである。また、白キズ61が発生しないデジタルカメラ1には、白キズ61の補正が不要である旨の情報が記憶されている。
図3は白キズ不良の補正処理を示すフローチャートである。補正処理は、1画像分の画像データがバッファメモリ16に書き込まれると起動される。まず、白キズ補正情報がフラッシュメモリ20dに記憶されているか否かを制御部20が調べ(S1)、当該情報が記憶されていない場合は(S1:NO)、何もせずに処理を終了する。当該情報が記憶されている場合は(S1:YES)、CCD型撮像素子13の温度が所定値以上であるか否かを制御部20が調べる(S2)。CCD型撮像素子13の温度とは、温度センサ14で測られたCCD型撮像素子13の周囲温度である。また、所定値とは、白キズ61が発生する温度(例えば、40℃)である。
CCD型撮像素子13の温度が所定値未満であれば(S2:NO)、白キズ61が発生しないので、何もせずに処理を終了する。CCD型撮像素子13の温度が所定値以上であれば(S2:YES)、白キズ61にかかる画素のデータを2つの補正用画素のデータの平均値で置き換え(S3)、処理を終了する。ここでは2つの補正用画素のデータの平均値を用いて白キズ61にかかる画素を補正したが、補正用画素の個数は1つでも3つ以上でもよい。また、複数の補正用画素の平均値に代えて、別のアルゴリズムで算出した値を採用するようにしてもよい。
上記のように、CCD型撮像素子13の温度が所定値以上である場合、すなわち白キズ不良が発生する場合は、白キズ不良にかかる画素が2つ補正用画素のデータを用いて補正されるので、白キズ61のない画像データがメモリカード18に記録される。また、CCD型撮像素子13の温度が所定値未満である場合、すなわち白キズ不良が発生しない場合は、白キズ不良にかかる画素の補正を行わないようにしているので、受光像通りの画像データがメモリカード18に記録される。尚、上記のCCD型撮像素子13の周囲温度とCCD型撮像素子13自体の温度とは一定の関係にあるので、CCD型撮像素子13自体の温度が所定値以上であるか否かによってステップS2の判定を行うようにしてもよい。この場合の所定値は、上述の所定値よりも大きな値となる。
次に、デジタルカメラ1の検査工程で行われる白キズ不良の検査方法について説明する。図4は白キズ不良の検査の流れを示す。まず、デジタルカメラ1のCCD型撮像素子13の周囲温度を所定温度にし、暗状態で撮影を行う(S11)。この所定温度は、上述の暗電流によって白キズ61が発生する温度、例えば40℃である。また、上記の周囲温度に代えて、CCD型撮像素子13自体の温度を所定温度にして撮影するようにしてもよい。暗状態での撮影は、暗室や暗ボックス内で行われる。また、デジタルカメラ1の操作部19で所定の動作設定を行い、シャッタ12を閉じた状態で所定の期間にCCD型撮像素子13に蓄積された信号電荷を取り出すようにしても、暗状態での撮影を行うことができる。この撮影によりRAW形式の画像データがメモリカード18に書き込まれる。
図5は白キズ不良の検査用の検査装置の構成を示す。この検査装置3はパーソナルコンピュータなどで構成される。デジタルカメラ1から取り出されたメモリカードをカードリーダ31に装着し、キーボード32で所定の操作を行うと、演算制御部33は、メモリカード18中のRAW形式の画像データを検査装置3のメモリ34に取り込み(S12)、さらに画像データの画像を表示部35に表示する(S13)。この状態で、検査担当者が表示された画像に白キズ61があるか否かを肉眼で判定する(S14)。白キズ61がないと判定した場合に(S14:NO)、検査担当者がキーボード32で所定の操作を行うと、処理が終了する。
白キズ61があると判定した場合に(S14:YES)、検査担当者がキーボード32で所定の操作を行うと、演算制御部33は、メモリ34中の画像データから白キズ61にかかる画素の座標を求める(S15)。図6は白キズ61のあるRAW形式の画像データを示す。X座標が複数の垂直CCD52(図7)のそれぞれに対応する。また、右上がりのハッチングがされている画素が白キズ61にかかる画素41である。ここでは、画素のデータ、すなわち階調値が所定値以上の画素が同じX座標に所定数(例えば、3つ)以上連続しているときに、当該画素を白キズ61にかかる画素41とする。RAW形式の画像データが用いられるので、白キズ61にかかる画素41の座標は容易に求められる。
次に、演算制御部33は、白キズ61にかかる画素41を中心とする所定範囲内で画素41の補正に用いる補正用画素を探す(S16)。補正用画素は、階調値が上記の所定値よりも小さい値(例えば、上記の所定値の1/5以下の値)であって、しかも画素41と同色の画素である。また、所定範囲内で補正用画素を探すのは、階調レベルが近似している可能性の高い画素を用いて白キズ61にかかる画素41を補正するようにして、画質の劣化を防止するためである。ここでは、白キズ61にかかる画素41を座標(m,n)の画素41aとし、所定範囲をX座標がm−5からm+5で、Y座標がn−5からn+5である範囲とする。補正用画素が見つからなかった場合(S17:NO)、例えば画素41aの左右の列にも多数の白キズ61が発生している場合は、画素41aを補正できないので、演算制御部33は、白キズ61を補正できない旨のメッセージを表示部35に表示し(S23)、処理を終了する。この場合、デジタルカメラ1を修理した後に再検査が行われる。
それに対し、補正用画素が見つかった場合は(S17:YES)、演算制御部33は、白キズ61にかかる画素41aのデータを補正用画素のデータで置き換える(S18)。このようにして、画素41aの補正が行われる。ここでは補正用画素の個数を2つとする。そして、見つかった補正用画素を42a、42bとすると、上記の置き換えは、2つの補正用画素42a、42bのデータの平均値によって行われる。補正用画素の個数は2つに限られるものではなく、1つでも3つ以上でもよい。また、複数の補正用画素の単純平均値に代えて、別のアルゴリズムで算出した値、例えば多数の補正用画素の座標に応じた加重平均値を用いるようにしてもよい。また、上記の所定範囲内で多数の補正用画素の候補が見つかった場合には、所定のアルゴリズムで選んだ必要個数だけを最終的な補正用画素とする。
そして、未だ補正されていない白キズ61にかかる画素41が残っていれば(S19:NO)、再び上述のステップS15〜S18を繰返し、全ての白キズ61にかかる画素41の補正が終了すると(S19:YES)、演算制御部33は、補正された画像データの画像を表示部35に表示する(S20)。この状態で、最終確認をするために、検査担当者が表示された画像に白キズ61があるか否かを再び肉眼で判定する(S21)。白キズ61があると判定した場合に(S21:YES)、検査担当者がキーボード32で所定の操作を行うと、演算制御部33は、白キズ61を補正できない旨のメッセージを表示部35に表示し(S23)、処理を終了する。
それに対し、白キズ61がないと判定した場合に(S14:NO)、検査担当者がキーボード32で所定の操作を行うと、演算制御部33は、白キズ補正情報として、白キズ61にかかる画素41の座標と補正用画素41a,42bなどの座標とを対応付けてメモリ34に保存し(S22)、処理を終了する。この白キズ補正情報は、別の工程でデジタルカメラ1のフラッシュメモリ20dに書き込まれる。また、白キズ61が元々なかった、すなわちステップS14でNOと判定されたデジタルカメラ1のフラッシュメモリ20dには白キズ61の補正が不要である旨の情報が書き込まれる。
尚、ステップS21に到達した時点では、全ての白キズ61にかかる画素41が補正されているので、ステップS21の後にステップS23が実行されるのは、検査担当者が誤判定またはキーボード32の誤操作をした場合や、検査装置3が誤動作した場合などである。また、ステップS21は最終確認をするだけのステップであるので、ステップS21を省き、ステップS20の直後にステップS22を実行するようにしてもよい。
上記のようにすることで、デジタルカメラ1を白キズ不良のないもの、白キズ不良を補正できるもの、および白キズ不良を補正できないものに分類できるので、補正できない白キズ61が発生するデジタルカメラ1が出荷されてしまうのを防止することができる。また、白キズ不良が補正可能なデジタルカメラ1については、ステップS22で保存された白キズ補正情報が書き込まれたフラッシュメモリ20dを実装することにより、上述のようにして白キズ61が出ないようにすることができる。尚、このデジタルカメラ1は、寒冷地用のものとしてであれば、白キズ61の補正処理を行わずに、そのまま使用することも可能である。
以上述べた実施形態においては、白キズ61が視覚的に捉えられるものであることから、白キズ61の有無を肉眼で判定するようにした(図4のステップS14,S21)が、演算制御部33で白キズ61の有無を自動判定するようにしても本発明を実施することができる。また、上記実施形態では、電子カメラの一例として、静止画像を記録するデジタルカメラ1について説明したが、動画像を記録するデジタルビデオカメラや短時間の動画像をも記録するデジタルカメラなどの電子カメラでも本発明を実施することができる。さらに、上記実施形態では、デジタルカメラ1の記録部がメモリカード18である場合について説明したが、記録部は光ディスクや磁気記録媒体などであってもよい。
1 デジタルカメラ
3 検査装置
13 CCD型撮像素子
18 メモリカード
20 制御部
20d フラッシュメモリ
33 演算制御部
34 メモリ
35 表示部
41,41a 白キズにかかる画素
42a,42b 補正用画素
51 フォトダイオード
52 垂直CCD
53 水平CCD
61 白キズ
3 検査装置
13 CCD型撮像素子
18 メモリカード
20 制御部
20d フラッシュメモリ
33 演算制御部
34 メモリ
35 表示部
41,41a 白キズにかかる画素
42a,42b 補正用画素
51 フォトダイオード
52 垂直CCD
53 水平CCD
61 白キズ
Claims (3)
- 二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で得られたカラーの画像データをデジタル化して記録部に記録する電子カメラの検査方法において、
前記CCD型撮像素子の周囲温度または前記CCD型撮像素子自体の温度を所定温度にし、暗状態で撮影されたRAW形式の画像データを検査装置に取り込み、当該画像データの画像を表示する工程と、
表示された画像に白キズがあるか否かを判定する工程と、
白キズがない場合は、検査を終了する工程と、
白キズがある場合は、白キズにかかる画素を補正するために用いる補正用画素であって、白キズにかかる画素と同色の補正用画素を白キズにかかる画素を中心とする所定範囲内で探す工程と、
補正用画素が見つからなかった場合は、白キズを補正できない旨のメッセージを表示して検査を終了する工程と、
補正用画素が見つかった場合は、前記画像データ中の白キズにかかる画素のデータを前記画像データ中の補正用画素のデータを用いて補正する工程と、
補正された画像データの画像を表示する工程と、を備えることを特徴とする検査方法。 - 請求項1に記載の検査方法において、
前記白キズにかかる画素の座標と前記補正用画素の座標とを対応付けて保存する工程をさらに備えることを特徴とする検査方法。 - 二次元に光電変換素子が配列されたCCD型撮像素子で得られた画像データをデジタル化して記録部に記録する電子カメラにおいて、
白キズにかかる画素の座標と当該画素を補正するために用いる補正用画素の座標とが対応付けられた白キズ補正情報、または白キズの補正が不要である旨の情報を記憶する記憶部と、
前記CCD型撮像素子の周囲温度または前記CCD型撮像素子自体の温度を測る温度センサと、を備え、
前記記憶部に白キズ補正情報が記憶されており、且つ前記温度センサで測られた温度が所定値以上である場合は、前記画像データ中の前記記憶部に記憶された白キズにかかる画素のデータを、前記画像データ中の前記記憶部に記憶された補正用画素のデータを用いて補正することを特徴とする電子カメラ。
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2005
- 2005-02-02 JP JP2005025947A patent/JP2006217113A/ja active Pending
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