JP2008187402A - Correction information creating device and its method, imaging apparatus, and imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補正情報作成装置及びその方法、撮像装置並びに撮像システム、特に、撮像素子の欠陥画素補正技術に関する。 The present invention relates to a correction information creation apparatus and method, an imaging apparatus and an imaging system, and more particularly to a defective pixel correction technique for an imaging element.
近年、電子スチルカメラやビデオカメラでは撮像素子の高画素化が進んでおり、それに伴って撮像素子中の欠陥画素を補正することが重要となってきている。 In recent years, in an electronic still camera and a video camera, the number of pixels of an image sensor has been increased, and accordingly, it is important to correct defective pixels in the image sensor.
このような状況において、従来から欠陥画素による画質劣化を補正する技術が提案されている。例えば、撮像素子内の欠陥画素の位置や欠陥レベルを含む欠陥補正データを予めメモリに格納し、この欠陥補正データに基づいて欠陥画素を補正する技術がある。 Under such circumstances, a technique for correcting image quality deterioration due to defective pixels has been proposed. For example, there is a technique in which defect correction data including the position and defect level of a defective pixel in an image sensor is stored in advance in a memory, and the defective pixel is corrected based on the defect correction data.
しかしながら、撮像素子内の各画素に対して欠陥補正データをメモリに格納すると、撮像素子内の全画素に対応する欠陥補正データをメモリに格納しなければならず、データ量が増大してしまうという問題がある。そこで、欠陥補正データのデータ量を低減するための技術が提案されている。 However, if defect correction data is stored in the memory for each pixel in the image sensor, defect correction data corresponding to all the pixels in the image sensor must be stored in the memory, which increases the amount of data. There's a problem. Therefore, techniques for reducing the data amount of defect correction data have been proposed.
特許文献1は、欠陥画素間の相対アドレスを用いて欠陥画素の位置を表すことにより、欠陥補正データのデータ量を低減する技術を開示している。特許文献1では、相対アドレスの値が大きい場合には、ダミーの欠陥画素を設定することにより、相対アドレスの最大値が小さくなるようにしている。
しかしながら、特許文献1の技術では、ダミーの欠陥画素の位置が欠陥画素の位置に依存して変化するため、相対アドレスをそのまま使用して欠陥画素の位置を求めることができない。そのため、相対アドレスから欠陥画素の位置に変換する処理に時間がかかり、特に、動画撮影において高速動作の妨げとなるという問題がある。
However, in the technique of
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、欠陥画素の補正を高速に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of correcting a defective pixel at high speed.
本発明の第1の側面は、補正情報作成装置に係り、撮像素子に含まれる各欠陥画素について、前記撮像素子の読み出し方向において直前に存在する、前記欠陥画素及び前記読み出し方向において最初に読み出される画素からの画素数と、補正の要否を示す情報と、を関連付けて記憶部に記憶させる記憶制御部を備えることを特徴とする。 A first aspect of the present invention relates to a correction information generation apparatus, and for each defective pixel included in an image sensor, the defective pixel existing immediately before in the readout direction of the image sensor and the first readout in the readout direction are read out. A storage control unit is provided that associates the number of pixels from the pixel with information indicating whether correction is necessary, and stores the information in a storage unit.
本発明の第2の側面は、前記撮像素子と、上記の補正情報作成装置と、前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された前記画素数及び前記補正の要否を示す情報に基づいて補正する補正部とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the number of pixels stored in the storage unit and the necessity of the correction are calculated based on the image sensor, the correction information generation device, and the pixels read from the image sensor. And a correction unit that performs correction based on the information shown.
本発明の第3の側面は、撮像システムに係り、光学系と、上記の撮像装置と、を備えることを特徴とする。 A third aspect of the present invention relates to an imaging system, and includes an optical system and the imaging device described above.
本発明の第4の側面は、撮像装置に係り、撮像素子に含まれる複数の欠陥画素の位置をあらわす情報を、前記撮像素子の読み出し方向において最初に読み出される画素からの画素数として記録した記憶部と、前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された情報に基づいて補正する補正部と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus, in which information indicating the positions of a plurality of defective pixels included in an imaging device is recorded as the number of pixels from a pixel that is first read in the readout direction of the imaging device. And a correction unit that corrects the pixels read from the image sensor based on information stored in the storage unit.
本発明の第5の側面は、撮像装置に係り、撮像素子の読み出し方向において最後に読み出される画素をダミーの欠陥画素とし、撮像素子に含まれる複数の欠陥画素の位置をあらわす情報を、前記ダミーの欠陥画素からの画素数として記録した記憶部と、前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された情報に基づいて補正する補正部と、を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus, wherein the last pixel read in the readout direction of the imaging device is a dummy defective pixel, and information indicating the positions of a plurality of defective pixels included in the imaging device is stored in the dummy device. And a correction unit that corrects the pixels read out from the image sensor based on information stored in the storage unit.
本発明の第6の側面は、補正情報作成方法に係り、撮像素子に含まれる各欠陥画素について、前記撮像素子の読み出し方向において直前に存在する、前記欠陥画素及び前記読み出し方向において最初に読み出される画素からの画素数と、補正の要否を示す情報と、を関連付けて記憶部に記憶させることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention relates to a correction information generation method, and for each defective pixel included in the imaging device, the defective pixel existing immediately before in the readout direction of the imaging device and first read out in the readout direction. The number of pixels from the pixels and information indicating whether correction is necessary are associated with each other and stored in the storage unit.
本発明によれば、欠陥画素の補正を高速に行うことが可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of correcting a defective pixel at high speed.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、デジタルカメラなどの撮像システムを示すブロック図である。図1の撮像システムは、撮像素子107を有する撮像装置と、撮像素子107に被写体の光学像を結像させる光学系101と、を備える。撮像システムは、撮像素子107内の画素の欠陥を補正するための欠陥補正データ118を生成する補正情報作成装置121に接続される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an imaging system such as a digital camera. The imaging system in FIG. 1 includes an imaging device having an
レンズなどで構成される光学系101は、絞り機構を内包し、被写体の光学像を撮像素子107に結像させる。光学系駆動装置102は、光学系101のフォーカスと絞り機構の制御を行う。
An
ミラー103は、光学系101を通った光学像を不図示のファインダーに導くためのミラーであり、一般的にクイックリターン(QR)ミラーといわれる。ミラー103は、撮影時以外では不図示のファインダーに光を導いているが、撮影時には上に上がって撮像素子107に光学像が届くように動作する。ミラー駆動装置104は、上述のようにミラー103を駆動する。シャッタ105は、フォーカルプレーン型のシャッタの先幕と後幕に相当するシャッタ幕を有する。シャッタ駆動装置106は、光学系101を通した光学像の露光時間と遮光を制御する。測光装置113は、被写体の輝度を測定する。測距装置114は、被写体までの距離を測定する。フォーカス及び露光量の制御は、測光装置113及び測距装置114の出力信号に基づいて、光学系駆動装置102とシャッタ駆動装置106とを制御することにより行われる。撮像素子107は、光学系101により結像された被写体を画像信号として取り込む。撮像信号処理回路108は、撮像素子107の画像信号の読み出し、読み出した画像信号の増幅、アナログ−ディジタル変換(A/D変換)、A/D変換後の画像データに対するキズ補正等の各種の補正、データ圧縮などを行う。撮像信号処理回路108は、撮像素子107から読み出された画素を、欠陥補正データ118に基づいて補正する補正部としての欠陥補正回路117を含む。タイミング発生部109は、撮像素子107と撮像信号処理回路108に各種タイミング信号を出力する。制御部115は、各種演算を行うと共に、撮像装置全体を制御する。メモリ116は、画像データを一時的に記憶したり、調整値などを恒久的に記憶したりするために用いられる記憶部として機能し、キズ補正用の欠陥補正データ118を格納するデータ領域を含む。インターフェース(記録媒体制御I/F部)110は、記録媒体111にデータを記録したり、記録媒体111からデータを読み出したりする。記録媒体111は、着脱可能に構成されうる。記録媒体111としては、例えば、半導体メモリを用いることができる。インターフェース(外部I/F部)112は、外部コンピュータ等と通信する。表示装置120は、撮影した静止画像や動画像等を表示する。SWインターフェース(SWI/F)119は、SW1、SW2等の不図示のスイッチ類を制御する。
The
補正情報作成装置121は、欠陥画素を設定するための設定部122を備える。設定部122は、撮像素子107に含まれる複数の画素のうち欠陥を有する画素を欠陥画素として設定し、撮像素子107に含まれる複数の画素のうち撮像素子107の読み出し方向において最後に読み出される画素をダミーの欠陥画素として設定する。また、補正情報作成装置121は、設定部122が設定した欠陥画素及びダミーの欠陥画素の各々について、欠陥画素及びダミーの欠陥画素からの画素数と、補正の要否を示す情報と、を関連付けてメモリ116に記憶させる記憶制御部123を備える。このとき、記憶制御部123は、読み出し方向において直前に存在する、欠陥画素及びダミーの欠陥画素からの画素数と、上記の補正の要否を示す情報と、を関連付けてメモリ116に記憶させる。なお、本実施形態では、補正情報作成装置121を撮像システムの外部に配置したが、撮像システム内に配置してもよい。
The correction
次に、図1に示す撮像システムの撮影時における動作について説明する。 Next, the operation at the time of shooting of the imaging system shown in FIG. 1 will be described.
不図示のメイン電源がオンすると、各駆動装置の電源がオンされ、撮像信号処理回路108などの撮像系の回路の電源がオンする。不図示のレリーズボタンが半押しされると、制御部115は、露光量を制御するために、測光装置113で被写体輝度を測定すると共に、測距装置114で被写体距離を測定し、その測距結果に応じて光学系駆動装置102で光学系101の合焦動作を行う。不図示のレリーズボタンが全押しされると、制御部115は、測光装置113の測光値に基づいて光学系駆動装置102を通じて光学系101の絞りを制御する。
When a main power supply (not shown) is turned on, the power supply of each driving device is turned on, and the power supply of an imaging system circuit such as the imaging
制御部115は、画像を撮影するために、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御し、撮像素子107を初期化して、撮像素子107が画像信号を蓄積できるように制御する。ミラー駆動装置104はミラー103を上げ、シャッタ駆動装置106は測光装置113の測光値に基づいてシャッタ105を所定の時間だけ開くように制御する。所定時間経過後は、シャッタ駆動装置106はシャッタ105を閉じ、ミラー駆動装置104はミラー103を下げるように制御する。
In order to capture an image, the
その後、制御部115は、画像信号を読み出すために、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御すると共に、撮像素子107から静止画用の画像信号を読み出す。これと同時に、欠陥補正回路117は、欠陥補正データ118を用いて欠陥画素を補正する。メモリ116は、読み出された画像信号を画像データとして一旦保存する。そして、インターフェース110は、メモリ116に保存された画像データを記録媒体111に記録する。
Thereafter, the
以上により、一連の撮像シーケンスが終了し、また元に戻る。 As described above, a series of imaging sequences is completed and returned to the original.
図2は、本発明の好適な実施の形態に係る撮像システムの撮影制御を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing imaging control of the imaging system according to the preferred embodiment of the present invention.
ステップS201では、制御部115は、撮影開始前に静止画の欠陥補正データ118から動画表示用、特に、動画部分拡大表示用のインデックスデータを作成する。インデックスデータの作成方法については、後述する。
In step S201, the
ステップS202では、制御部115は、撮像システムのSW1の状態を確認し、SW1がオンされるのを待つ。ここで、SW1は、レリーズ釦を半押しした時にオンされるSW(スイッチ)であり、撮影者が撮像システムに撮影準備の開始を指示するために用いられる。また、SW1は、SWインターフェース119に接続されている。
In step S202, the
ステップS202では、制御部115は、SW1がオンされたことを確認すると、ステップS203へ進む。
In step S202, when the
ステップS203では、制御部115は、各駆動装置、タイミング発生装置、撮像信号処理回路、撮像素子、測光測距装置などの撮影のために必要な各ブロックへの電源の供給を開始する。これ以外の、メモリ116、外部インターフェース部、記録媒体制御インターフェース部などの撮影以外でも使用される各ブロックへの電源の供給は、本撮影制御前にメインSWがオンされた時に開始されているものとする。
In step S <b> 203, the
ステップS204では、制御部115は、現在設定されている撮影モードを判定し、静止画撮影モードであればステップS205へ進み、動画撮影モードであればステップS206へ進む。撮影モードの切り替え手段としては、本撮影制御以外で撮影モードの設定動作を行うよう構成された、例えば、モードダイヤルやメニュー画面などの手段が考えられる。
In step S204, the
ステップS205の静止画撮影及びステップS206の動画撮影における撮影制御については、後述する。 The shooting control in the still image shooting in step S205 and the moving image shooting in step S206 will be described later.
ステップS205の静止画撮影又はステップS206の動画撮影における撮影制御が終了すると、制御部115は、ステップS207へ進む。
When the shooting control in the still image shooting in step S205 or the moving image shooting in step S206 ends, the
ステップS207では、制御部115は、ステップS204で電源供給を開始した各ブロックへの電源供給を停止する。
In step S207, the
その後、制御部115は、一連の撮影制御を終了するが、撮影が引き続き行われる場合には、ステップS201へ戻る。
Thereafter, the
図3は、図2のステップS205における撮影制御をより詳細に示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the shooting control in step S205 of FIG. 2 in more detail.
ステップS301では、制御部115は、測光装置113と測距装置114を用いて、外光の明るさ(測光情報)と被写体までの距離(測距情報)とを検出する。
In step S301, the
ステップS302では、光学系駆動装置102は、ステップS301で検出した測距情報に基づいて被写体にピントが合うように光学系101を駆動する。
In step S302, the optical
ステップS303では、制御部115は、撮像システムのSW2の状態を確認し、SW2がオンされるのを待つ。ここで、SW2は、レリーズ釦を全押しした時にオンされるSW(スイッチ)であり、撮影者が撮像システムに本撮影の開始を指示するために用いられる。また、SW2は、SWインターフェース119に接続されている。
In step S303, the
ステップS304では、制御部115は、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御する。制御部115はまた、撮像素子107を初期化して、撮像素子107が画像信号を蓄積できるように制御する。
In step S <b> 304, the
ステップS305では、光学系駆動装置102は、ステップS301で検出した測光情報に基づいて光学系101の光学系の絞りを所定の開き位置まで駆動する。
In step S305, the optical
ステップS306では、ミラー駆動装置104は、ミラー103を上げ、シャッタ駆動装置106はシャッタ105を開く。
In step S306, the
ステップS307では、制御部115は、ステップS301で検出した測光情報に基づいてシャッタの露光時間が経過するのを待つ。ステップS307でシャッタの露光時間が経過すると、制御部115は、ステップS308へ進む。
In step S307, the
ステップS308では、制御部115は、シャッタ105を閉じ、ミラー103を下げるように制御する。
In step S308, the
ステップS309では、制御部115は、ステップS305で測光情報に基づいて絞っていた絞りを開放位置まで開くように制御する。
In step S309, the
ステップS310では、制御部115は、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御し、撮像素子107に蓄積された画像信号を読み出す。このとき、撮像信号処理回路108は、アナログの画像信号に対してA/D変換を行い、読み出した画像信号を一時的にメモリ116へ蓄積する。撮像信号処理回路108は、この蓄積時に予め画像信号の現像及び圧縮を行っておくことが好ましい。これにより、画像1枚に対するメモリの消費量を減らすことができる。本発明の好適な実施の形態に係る欠陥画素の補正は、この読み出し時に予め作成しておいた欠陥補正データ118に基づいて補正を行うが、その詳細な説明は後述する。
In step S <b> 310, the
ステップS311では、制御部115は、ステップS310で一時的にメモリ116へ格納した画像信号を外部の記録媒体111へ記録する。本実施形態では、単写の撮影制御を例に挙げたが、連続撮影の場合についても以下に述べる。連続撮影の場合には、画像信号の読み出し速度に合わせて連射速度を設定するため、画像信号の読み出しからメモリ116への一時蓄積までは連続的に行われる。この読み出しから蓄積までの速度に対して、メモリ116から読み出して外部の記録媒体111へ記録するまでの速度は格段に遅いため、この部分がボトルネックとなる。そのため、メモリ116へ画像信号を一時的に蓄積しておき、撮影された順序で記録するときに、記録が遅れてもメモリ116に空きがある限り、連続撮影を行うことができる。そして、メモリ116の画像データが全て外部の記録媒体111へ記録し終えると、静止画像の撮影制御が終了する。
In step S311, the
その後、制御部115は、静止画撮影の撮影制御を終了し、図2のステップS207へと進む。
Thereafter, the
図4は、図2のステップS206における撮影制御をより詳細に示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing the shooting control in step S206 of FIG. 2 in more detail.
ステップS401では、制御部115は、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御し、撮像素子107を初期化して、撮像素子107が画像信号を蓄積できるようにする。
In step S401, the
ステップS402では、ミラー駆動装置104はミラー103を上げ、シャッタ駆動装置106はシャッタ105を開く。
In step S402, the
ステップS403では、制御部115は、現在設定されている動画撮影のモードを判定し、全画面を表示するモード(以下「全画面表示」という。)であればステップS404へ進み、画面を部分的に拡大して表示するモード(以下「部分拡大表示」という。)であればステップS406へと進む。ここで、動画撮影モードの切り替え手段については説明を省略するが、動画撮影制御中に不図示のSW(スイッチ)を操作して切り替えが行えるようなシステムであれば、撮影者が容易に動画撮影モードに切り替えることができる。
In step S403, the
ステップS404では、制御部115は、タイミング発生部109と撮像信号処理回路108とを制御し、撮像素子107に蓄積された画像信号を読み出す。このとき、撮像信号処理回路108は、アナログの画像信号に対してA/D変換を行い、読み出した画像信号を一時的にメモリ116へ蓄積する。撮像信号処理回路108は、この蓄積時に画像信号の現像を行う。また、表示装置に必要な画像データの量は、静止画撮影時の画像データの量と比較して格段に小さく、静止画時の画像信号を撮像素子107から読み出すと、読み出しに時間が掛かってしまい、動画像にならなくなる。そのため、全画面表示を行う場合には、撮像素子107から必要な画像信号を間引いて読み出す。本実施形態に係る欠陥画素の補正では、この読み出し時に予め作成しておいた欠陥補正データ118に基づいて、欠陥画素の補正を行う。その詳細な説明は、後述する。
In step S <b> 404, the
ステップS405では、撮像信号処理回路108は、ステップS404で読み出した画像データが表示装置120の表示用サイズとなるように修正する。これは、全画面を間引きにより読み出した場合、表示装置120の表示用サイズとは一致しないからである。そして、撮像信号処理回路108は、修正した画像データを表示装置120に表示させる。 ステップS406では、撮像信号処理回路108は、ステップS404と同様に撮像素子107から画像信号を読み出し、現像処理を行う。ただし、ステップS406では、ステップS404とは読み出し方法が異なる。全画面表示を行う場合には、画面全体を間引いて読み出しを行っていたのに対し、部分拡大表示を行う場合には、必要な領域を読み出して表示を行う。本実施形態に係る欠陥画素の補正では、この読み出し時に予め作成しておいた欠陥補正データ118に基づいて、欠陥画素の補正を行う。その詳細な説明は、後述する。
In step S405, the imaging
ステップS407では、撮像信号処理回路108は、ステップS406で読み出した領域の画像信号の中から表示領域に対応する領域を切り出す。これは、読み出した領域に対して表示領域はその一部であるため、表示に必要な領域を切り出して、この画像データを表示装置120に表示するためである。
In step S407, the imaging
ステップS408では、制御部115は、外光の明るさ(測光情報)と被写体までの距離(測距情報)とを検出する。ただし、ここでは測光装置113と測距装置114とを用いずに、ステップS404又はステップS406で読み出した画像信号に基づいて、測光情報と測距情報とを検出する。これは、本実施形態に係る撮像システムでは、ミラー103が上がった状態では、測光装置113と測距装置114へ光を導くことができず、両装置とも使用できないためである。
In step S408, the
ステップS409では、光学系駆動装置102は、ステップS408で検出した測距情報に基づいて被写体にピントが合うように光学系101を駆動する。
In step S409, the optical
ステップS410では、光学系駆動装置102は、ステップS408で検出した測光情報に基づいてを光学系101の絞りを所定の開き位置まで駆動する。
In step S410, the optical
ステップS411では、制御部115は、SW2の状態を確認してSW2がオンしているかどうかを判定する。制御部115は、SW2がオンしていなければ、ステップS413へ進む。この場合、画像の記録は行われず、表示装置120に動画像が表示されるだけである。SW2がオンしていれば、ステップS412へ進む。
In step S411, the
ステップS412では、撮像信号処理回路108は、ステップS404又はステップS406で一時的にメモリ116へ格納された画像信号を記録画像のサイズに修正する。或いは、その画像信号の一部を切り出して記録画像のサイズに修正し、記録用に画像の圧縮を行ってから、外部の記録媒体111へ記録する。この場合の圧縮率は、外部の記録媒体111への書き込み速度に応じて調整される。
In step S412, the imaging
ステップS413では、制御部115は、SW1の状態を確認し、SW1がオンしていればステップS403へ戻り、上述した一連の撮影動作を繰り返す。SW1がオンしていない場合は、ステップS414へ進む。
In step S413, the
ステップS414では、制御部115は、シャッタ105を閉じ、ミラー103を下げるように制御する。
In step S414, the
ステップS415で、制御部115は、ステップS410で測光情報に基づいて絞っていた絞りを開放位置まで開くように制御する。
In step S415, the
その後、制御部115は、動画撮影のシーケンスを終了し、図2のステップS207へと進む。
Thereafter, the
次に、図3のステップS310における欠陥画素を補正するときの欠陥補正データ118について、図5及び図6を用いて更に詳細に説明する。
Next, the
図5は、撮像素子107内の欠陥画素の位置を示す図である。図6は、撮像素子107内の欠陥画素の位置と撮像システムに記憶する欠陥補正データ118の形式を示す図である。図5に示す各四角形は画素601をそれぞれ表し、その中にクロスの斜線が引かれている画素が欠陥を有する欠陥画素602である。ここでは、撮像素子107全体を12×8の画素601とし、その中に欠陥画素602を表しているが、本発明はこれに限定されない。また、多数の欠陥画素602を例示的に示したが、実際には、この程度の画素数の中にこれ程の欠陥画素602が存在することはほとんどないと思われる。
FIG. 5 is a diagram illustrating the position of the defective pixel in the
図6の左側に示す欠陥補正データ118では、欠陥画素602の位置情報がxy座標で表されているが、このままではデータ量が大きくなる。そのため、図6の右側に示すように、xy座標で表された絶対アドレスのデータを、各画素間の相対アドレスで表されたオフセットデータに変換し、撮像システム内に記憶する。このオフセットデータは、ある欠陥画素の位置から次の欠陥画素の位置までの画素数(移動量)を表している。そして、撮像素子107は、左上の画素から右方向に順に読み出され、右端の画素まで進んだら、y座標を一つ進めて再度左から右方向に順に読み出されるように構成される。そのため、このようなオフセットのデータ形式に変換することにより、欠陥画素間の画素数に基づいて、欠陥画素の位置を特定することができる。また、欠陥画素毎に予め検出した欠陥レベルを関連付けて記憶しておくことが好ましい。この欠陥レベルは、補正が必要であるか否かを示す情報に対応し、これによって撮影シーン毎にどの欠陥レベルまで補正を行うかを切り替えることができる。
In the
このような欠陥画素の補正は、静止画撮影において予めオフセットデータと欠陥レベルデータとを求めておき、撮像システム内に記憶しておくことによって、静止画撮影時にこの欠陥補正データ118に基づいて行われる。このように作成した欠陥補正データ118を用いて、撮像素子107から読み出される画像データが、欠陥画素の位置にあるかどうかを逐一判定し、欠陥画素であると判定した場合には、この欠陥画素を周りの正常な画素を用いて補正する。
Such defective pixel correction is performed based on the
次に、図4のステップS404における欠陥画素の補正について、図7及び図8を用いて更に詳細に説明する。 Next, the correction of the defective pixel in step S404 in FIG. 4 will be described in more detail with reference to FIGS.
図7は、図5と同様に撮像素子107内の欠陥画素602の位置を示す図である。ただし、動画で全画面表示する場合には、撮像素子107から静止画と同じ画素数を読み出していると、読み出しに時間が掛かかり、滑らかな動画表示にならない。そこで、一般的には、画素の読み出すときに、間引きを行うことによって、読み出し時間を短くしている。この場合、静止画に比べて画素数が減少するが、滑らかな動画表示を行うことができる。図7において、太い線で囲まれた画素1011は、間引かれずに読み出される画素を示す。図7では、y方向に2分の1の間引きを行い、x方向に2分の1の間引きを行っている。その結果、読み出される画素数は、全画素数の4分の1(例えば、図7では24画素)となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the position of the
図8は、図7の間引き読み出しに対応する欠陥補正データ118を示す図である。欠陥画素と欠陥画素とのオフセット量は、間引きを行うと静止画撮影の場合とは異なってしまう。そのため、全画面表示する場合における動画撮影用に、図8に示す欠陥補正データ118を予め作成し、撮像システム内に記憶しておく必要がある。ただし、動画の場合には、一画像に使用可能な時間が制限されるため、静止画に対して蓄積時間(露光時間)の最大時間が格段に短くなる。そのため、長秒撮影用の欠陥補正データ118は必要なくなり、データ数は間引きによる減少数よりも更に小さくなる。従って、撮像システムの欠陥補正データ118の容量はそれ程大きくはならない。このように作成した欠陥補正データ118を用いて、撮像素子107から読み出される画像データが、欠陥画素の位置にあるかどうかを逐一判定し、欠陥画素であると判定した場合には、この欠陥画素を周りの正常な画素を用いて補正する。
FIG. 8 is a diagram showing
本実施形態の動画撮影時における部分拡大表示では、撮像素子107内の一部を間引きなしで読み出し、その読み出された一部の画像を表示装置120の画面全体に表示する。その結果、全画面表示に対する拡大表示となる。図9を参照してこれを説明すると、全画面表示の場合には、撮像素子107全体を間引きで読み出し、表示装置120のサイズで表示することにより全画面表示となる。また、部分拡大表示の場合には、間引きなしで撮像素子107の一部を読み出し、表示領域を表示装置120のサイズにして表示することによって部分拡大表示となる。この場合、間引き画像を拡大した場合と異なり画質が劣化しない。
In the partial enlargement display at the time of moving image shooting according to the present embodiment, a part of the
このような部分拡大表示の画像を読み出して表示する場合には、撮像素子107の中心部のみを拡大表示すれば、図10に示すように撮像素子107の中心部分を読み出し、図11に示すようにこの読み出しに対応した欠陥補正データ118を作成すればよい。これにより、欠陥画素の補正を行うことができる。また、拡大表示位置が例えば1ヶ所だけあれば、欠陥補正データ118は大きく増加することはない。
When reading and displaying such an image of partial enlargement display, if only the central portion of the
しかしながら、このような方法では、部分拡大表示する位置が変わる度に、その位置に対応した欠陥補正データ118が必要となる。その結果、現在主流である数百万画素の撮像素子107においては、移動可能な位置が非常に多く存在し、これを補正するためには膨大な量の欠陥補正データ118が必要となる。
However, with such a method, every time the position for partial enlarged display changes,
次に、図4のステップS406における欠陥画素の補正について、図12〜図14を用いて更に詳細に説明する。また、図2のステップS201における欠陥画素を補正するためのインデックスデータの作成についても併せて説明する。 Next, the correction of the defective pixel in step S406 in FIG. 4 will be described in more detail with reference to FIGS. The creation of index data for correcting defective pixels in step S201 in FIG. 2 will also be described.
図12は、図5と同様に撮像素子107内の欠陥画素602の位置を示す図である。図12において、横線が引かれた画素は、動画撮影時に部分拡大表示を行うために追加したダミーの欠陥画素801である。本実施形態では、撮像素子107の読み出し方向における最後の画素(右端の画素)をダミーの欠陥画素801として設定し、ダミーの欠陥画素801に欠陥補正データ118を関連付ける。このように、撮像素子107の読み出し方向における最後の画素をダミーの欠陥画素と設定し、そのダミーの欠陥画素からのオフセットデータを読み出し開始ラインの先頭からの画素数(アドレス)とすることができる。そのため、読み出しの際に、オフセットデータを変換する処理を行わずに、オフセットデータをそのまま使用することができるため、特に、動画像の処理において有利である。ダミーの欠陥画素801は、欠陥画素間の画素数を算出する際には欠陥を有する欠陥画素と同様に扱われるが、補正処理が行われない点で相違する。図12では、横線が引かれた画素801がダミーの欠陥画素に対応し、図13では、番号2、4、6、8、10、11がダミーの欠陥画素に対応する。また、図13では、ダミーの欠陥画素の欠陥レベルは、欠陥を有する画素と区別するために、補正が必要でないこと示す“0”に設定されている。なお、番号13のように、撮像素子107の読み出し行の最後の画素が欠陥を有する画素である場合には、欠陥を有する画素として欠陥補正データ118を設定し、ダミーの欠陥画素としては欠陥補正データ118を設定しない。
FIG. 12 is a diagram showing the position of the
次に、この欠陥補正データ118を用いた場合における部分拡大表示について説明する。
Next, a partial enlarged display when the
図9に示したように、部分拡大表示の場合には、撮像素子107全体に対して、画像信号を読み出す領域は、縦方向においては表示領域を包含する長さを有し、横方向においては撮像素子107の長さを有するとする。図9では、図示の都合上、読み出す領域の縦方向の長さが、撮像素子107全体の半分以上となっているが、実際には撮像素子107全体の5分の1程度である。そして、このように横長に読み出された画像信号の内、表示領域のみを表示装置120のサイズで表示し、部分拡大表示を行う。例えば、図12において3行目の画素(x,y)=(1,3)から画像信号を読み出す場合、欠陥補正データ118として、一つ前の画素(x,y)=(12,2)のオフセットデータ、図13では番号4の画素のオフセットデータを使用する。同様に、図12において5行目の画素(x,y)=(1,5)から画像信号を読み出す場合、欠陥補正データ118として、一つ前の画素(x,y)=(12,4)のオフセットデータ、図13では番号8の画素のオフセットデータを使用する。この場合、上述したように、オフセットデータを変換する処理が不要であり、高速動作が可能となる。
As shown in FIG. 9, in the case of partial enlargement display, the area from which the image signal is read with respect to the
しかしながら、撮像システムには、図13の欠陥補正データ118しか記憶されていない。そのため、読み出し毎に、画像信号の読み出し行に応じて、図13の何番目のデータから使用すればよいのかを、欠陥補正データ118の先頭から検索する必要がある。
However, only the
これを解消するためには、図2のステップS202のタイミングで欠陥補正データ118を先頭から検索する。次いで、図14に示したような画像信号を読み出す行とその行に対応した使用開始の欠陥補正データ118の番号とを対にした、インデックスデータを作成すればよい。図14のような欠陥補正データ118に対するインデックスデータを予め作成することによって、画像信号の読み出し行が変わる度に、欠陥補正データ118の先頭から検索をする必要がなくなる。
In order to eliminate this, the
本実施形態では、撮影前に撮像システムがインデックスデータの作成を行ったが、撮影動作開始までの時間を更に短くしたい場合、工場調整などで予めインデックスデータを作成し、撮像システム内に記憶してもよい。これによって、インデックスデータの作成時間を撮影動作開始までの時間だけ短くすることができる。 In this embodiment, the imaging system creates index data before shooting. However, if you want to further shorten the time until the shooting operation starts, create index data in advance by factory adjustment and store it in the imaging system. Also good. As a result, the time for creating the index data can be shortened by the time until the start of the photographing operation.
また、図5と図12とを比較すると、ダミーの欠陥画素602に対応する欠陥補正データ118の他は同じであり、ダミーの欠陥画素602に対応する欠陥補正データ118に対しては補正処理を行わない。そのため、図12の動画の部分拡大表示用の欠陥補正データ118を図5のものの代わりに静止画の欠陥補正データ118として用いることができる。その結果、欠陥補正データ118の総数を減らすことができる。
Further, comparing FIG. 5 with FIG. 12, the
図15を用いて、欠陥補正データ118の形式について説明する。
The format of the
上述した欠陥補正データ118の形式では、図6のような静止画撮影用の欠陥補正データ118に対し、行の切り替わりが分かるように、図13のようにダミーの欠陥補正データ118を追加していた。これに対して、図6のような欠陥補正データ118を用いて欠陥画素補正を行うために、図15のような形式の欠陥補正データ118を予め生成しておく。このデータ形式は、1行で撮像素子107の1行分のデータである。そして、左から、何行目のデータか、その行に対する欠陥画素の個数、その行の先頭の画素から欠陥画素までの画素数(先頭の画素も画素数に含む)、その行に存在する欠陥補正データ118が並んでいる。静止画撮影用の欠陥補正データ118として利用する場合には、撮像素子107の最初から順番に読み込んでいくので、それに対応して欠陥補正データ118を先頭から利用する。また、例えば、部分拡大表示用として撮像素子107の最初からではなく、3行目から読み込んでいく場合には、3行目に対応した欠陥補正データ118から利用することにより、欠陥画素の補正を行うことができる。そして、1行分の欠陥画素の補正が完了したら、次の行のデータに移動して、再度行の先頭から補正を行う。
In the format of the
図16を用いて、欠陥補正データ118の形式について説明を行う。
The format of the
図15で説明を行ったのと同様に、図6のような欠陥補正データ118を用いて欠陥画素補正を行うためのデータ形式である。このデータ形式は、1行で撮像素子107の1行分のデータである。そして、左から、何行目のデータか、その行の先頭の画素から欠陥画素までの画素数(先頭の画素も画素数に含む)、その行の撮像素子107の画素数、その行に存在する欠陥補正データ118が並んでいる。部分拡大表示用として、撮像素子107の最初からではなく、3行目から読み込む場合には、3行目に対応した欠陥補正データ118から利用することにより、欠陥画素の補正を行うことができる。そして、オフセットの数を加算し、1行分の撮像素子107画素数よりも多くなったら、次の行のデータに移動して再度行の先頭から補正を行う。
In the same manner as described with reference to FIG. 15, this is a data format for performing defective pixel correction using the
図15、図16で説明したように欠陥補正データ118のデータ形式を行毎に完結する形式にしておく。そうすれば、全画面用の読み出しで行だけを間引いて読み出すような場合、静止画撮影用の欠陥補正データ118を全画面表示用のものとして用いることもできる。
As described with reference to FIGS. 15 and 16, the data format of the
以上のように、本発明の好適な実施の形態によれば、撮像素子の読み出し方向において最初に読み出される画素からの画素数を利用して、欠陥画素の位置を高速に求めることができる。その結果、欠陥画素の補正を高速に行うことが可能な技術を提供することが可能となる。 As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, the position of a defective pixel can be obtained at high speed using the number of pixels from the pixel that is first read in the reading direction of the image sensor. As a result, it is possible to provide a technique capable of correcting a defective pixel at high speed.
また、複数個必要であった動画撮影時の撮像素子内の任意領域拡大用の欠陥補正データを一つで共用することができる。これにより欠陥補正データの記憶に必要なROM容量を大幅に減らすことができる。 Further, it is possible to share a single piece of defect correction data for enlarging an arbitrary area in the image sensor at the time of moving image shooting, which required a plurality of images. As a result, the ROM capacity required for storing defect correction data can be greatly reduced.
また、従来は別々であった、静止画撮影用の欠陥補正データと動画撮影時のセンサ内の任意領域拡大用の欠陥補正データとを共通にすることによって、更なるROM容量の低減を行うことができる。 Further, the ROM capacity can be further reduced by sharing the defect correction data for still image shooting and the defect correction data for expanding an arbitrary area in the sensor at the time of moving image shooting, which were separate in the past. Can do.
また、動画撮影時の撮像素子内の任意領域拡大用の欠陥補正データを一つのデータで共用するためのインデックスデータを、カメラの起動時に欠陥補正データを先頭からスキャンし、データに対応したインデックスデータを作成する。これによって、ROM容量を余分に消費することがなくなる。また、このインデックスデータを欠陥補正データを作成するときに共に作成し、カメラ内に記憶しておく。これによって、起動時にインデックスデータを作成する必要がなり、起動時間が長くなるという不具合を解消できる。 In addition, index data for sharing defect correction data for enlargement of an arbitrary area in the image sensor at the time of moving image shooting with one data is scanned from the top when the camera is started, and the index data corresponding to the data Create As a result, the ROM capacity is not consumed excessively. The index data is created together with the defect correction data and stored in the camera. As a result, it is necessary to create index data at the time of startup, and the problem that the startup time becomes longer can be solved.
107 撮像素子
116 メモリ
123 記憶制御部
602 欠陥画素
107
Claims (10)
前記記憶制御部は、前記欠陥画素及び前記ダミーの欠陥画素の各々について、前記読み出し方向において直前に存在する、前記欠陥画素及び前記ダミーの欠陥画素からの画素数と、補正の要否を示す情報と、を関連付けて記憶部に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の補正情報作成装置。 A setting unit that sets a pixel read last in the reading direction of the image sensor as a dummy defective pixel;
The storage control unit, for each of the defective pixel and the dummy defective pixel, information indicating the number of pixels from the defective pixel and the dummy defective pixel that exist immediately before in the readout direction, and whether correction is necessary. The correction information creating apparatus according to claim 1, wherein the correction information is stored in a storage unit.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の補正情報作成装置と、
前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された前記画素数及び前記補正の要否を示す情報に基づいて補正する補正部と
を備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging element;
The correction information creation device according to any one of claims 1 to 4,
An image pickup apparatus comprising: a correction unit that corrects the pixels read from the image pickup device based on the number of pixels stored in the storage unit and information indicating the necessity of the correction.
請求項5又は請求項6に記載の撮像装置と、
を備えることを特徴とする撮像システム。 Optical system,
The imaging device according to claim 5 or 6,
An imaging system comprising:
前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された情報に基づいて補正する補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 A storage unit that records information representing the positions of a plurality of defective pixels included in the image sensor as the number of pixels from a pixel that is first read in the reading direction of the image sensor;
A correction unit that corrects the pixels read from the image sensor based on information stored in the storage unit;
An imaging apparatus comprising:
前記撮像素子から読み出された画素を、前記記憶部に記憶された情報に基づいて補正する補正部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 A storage unit that records, as a dummy defective pixel, a pixel that is read last in the reading direction of the imaging element, and information indicating the positions of a plurality of defective pixels included in the imaging element as the number of pixels from the dummy defective pixel;
A correction unit that corrects the pixels read from the image sensor based on information stored in the storage unit;
An imaging apparatus comprising:
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