JP2672285B2 - Defect detection method for solid-state image sensor - Google Patents

Defect detection method for solid-state image sensor

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JP2672285B2
JP2672285B2 JP7129699A JP12969995A JP2672285B2 JP 2672285 B2 JP2672285 B2 JP 2672285B2 JP 7129699 A JP7129699 A JP 7129699A JP 12969995 A JP12969995 A JP 12969995A JP 2672285 B2 JP2672285 B2 JP 2672285B2
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defect
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康弘 上田
芳美 平田
暁夫 金丸
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Sony Corp
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Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子の欠陥検出
方法に関し、例えばビデオカメラにおいて使用される固
体撮像素子を製造した際に製品の良否を判定する場合に
適用して好適なものである。 【0002】 【従来の技術】この種の固体撮像素子は多数のピクセル
を平面格子状に形成されているもので、製造上撮像素子
の受光面全体に亘つて均一な特性をもつた固体撮像素子
を得ることは実際上困難であり、順次配列されているピ
クセルから得られる光電変換出力には種々のノイズ成分
が含まれている。すなわち光電変換出力でなる検出デー
タRDを1水平区間分について検出してみると、図2
(A)に示すように、検出データRDは第1に、固体撮
像素子を水平方向に走査したとき平均的信号レベルが徐
々に変動するシエーデイング成分SHをもつ。このシエ
ーデイング成分SHは各ピクセルの開口むら、変換む
ら、エツチングむら、フイルタの染色むら等に基づいて
発生するもので、比較的低い周波数をもつている。 【0003】また検出データRDは第2に、ピクセル相
互間のむらに基づいて発生するノイズ成分K0を有す
る。このノイズ成分K0は比較的高い周波数をもち、変
動幅も比較的大きい。以上は欠陥ピクセルを含まない固
体撮像素子についても見られる現象であるが、欠陥ピク
セルをもつている場合の検出データRDは、欠陥があれ
ばこれに対応する位置にパルス状に立上る白欠陥WD又
は黒欠陥BDが生ずることになる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】このように種々の変動
成分を含んでなる検出データRDの中からピクセルの不
良に基づく欠陥WD及びBDを抽出して当該不良なピク
セルを検出するために従来は、検出データRDを空間フ
イルタを用いて抽出する方法が用いられていた。ところ
がこの方法によると、検出しようとする欠陥の大きさ、
種類又は周波数特性に基づいてこれに適応するように空
間フイルタの大きさや重み関数を設定する必要がある
が、実際上最適値に設定することは困難な場合が多く、
例えば周波数特性に基づいて検出データRDから欠陥を
検出する際に最適な周波数特性をもつた空間フイルタを
設計することは実際上きわめて困難で、簡易なフイルタ
例えば3×3又は5×5フイルタによつて実現すること
は実際上困難である。 【0005】さらに従来の欠陥検出方法によると、検出
データRDが供給された空間フイルタから得られる出力
をコンパレータにおいて基準値と比較することによつて
欠陥を判別するようにした場合には、欠陥の集合状態や
出力レベルが検出データRDの信号レベルが変化すると
これに応じて変化してしまうので欠陥ピクセルから得ら
れる真のデータを推定できず、そのため欠陥ピクセルを
自動判定することが困難であつた。 例えば欠陥に対してラプラシアン −1 −1 −1 −1 8 −1 −1 −1 −1 を施した集合は、図3に示すように変化する。 【0006】また従来の欠陥検出方法によれば、空間フ
イルタを用いて欠陥の検出処理を行なう際に、固体撮像
素子の外周縁部のエリアにあるピクセルについての判定
結果を得ることができなくなる欠点がある。因みにこの
従来の欠陥検出方法は一般に、空間フイルタリングの範
囲を広くとりかつ複数回フイルタリング処理を行なうの
が普通であり、かくすれば周縁部の空白エリアの発生を
避け得ない。例えば欠陥検出データRDに3×3空間フ
イルタを用いた場合には図4に示すように外周縁エリア
にある1ビツト分のピクセルについての演算はできなく
なる。 【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、画像信号からシエーデイング抽出出力を得るにつき
良好な微小空間の平滑化を実現し得る欠陥除去用フイル
タを用いて欠陥検出信号を得ると同時に、欠陥除去用フ
イルタをデイジタル的に演算動作させることによつて固
体撮像素子の周縁部にできる空白エリアにあるピクセル
について、欠陥の検出処理ができなくなる問題を有効に
解決しようとするものである。 【0008】 【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、固体撮像素子1の隣接する複数の
ピクセルM1−M5から順次検出データS1を得、検出
データS1をメデイアンフイルタ9を用いてフイルタリ
ング処理することにより、複数のピクセルM1〜M5の
検出データのうち中間の値をもつ検出データを、当該複
数のピクセルの位置x(i−2)j〜x(i+2)jの
うちほぼ中央位置xijのピクセルのデータとして順次
選択し、当該選択されたデータを固体撮像素子1の撮像
面を構成するピクセルのうち外周縁にある第2のピクセ
ル部の領域21〜24を除く第1のピクセル部の領域に
対応する第1のシエーデイングデータとして得、この第
1のシエーデイングデータのうち外周縁にあるデータD
1〜D4を用いて撮像面の外周縁部にある第2のピクセ
ル部の領域に対応する第2のシエーデイングデータとし
て補間し、検出データS1の各ピクセルのデータから第
1及び第2のシエーデイングデータの対応するデータを
差し引くことにより減算データS6を得、減算データS
6を基準値と比較することにより検出データS1に含ま
れている欠陥検出信号WD、BDを抽出するようにす
る。 【0009】 【作用】複数のピクセルM1−M5の検出データS1の
うち中間の値をもつ検出データを、当該複数のピクセル
M1〜M5のうちほぼ中央位置のピクセルのデータとし
て順次選択する機能を有するメデイアンフイルタ9を用
いたことにより、一段と良好な微小空間の平滑化をなし
得、その結果正確な欠陥検出信号を得ることができる。
このような処理をすると同時に、シエーデイング抽出出
力の周縁部にあるピクセル群のデータを当該空白エリア
にあるピクセル群のデータとして補間するようにしたこ
とにより、抽出データに含まれるシエーデイング成分を
シエーデイング抽出出力によつて差し引く際に、固体撮
像素子1の周縁部のピクセルについてのシエーデイング
成分の除去を確実になし得、かくすることにより当該固
体撮像素子1の外周縁部に生じた欠陥を確実に検出する
ことができる。 【0010】 【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。 【0011】図1において、1は固体撮像素子で、例え
ばCCD(チヤージ カツプルドデバイス)でなる多数
のピクセルをH方向及びV方向に平面格子状に配列して
なり、光源2からの照射光を光電変換する。各ピクセル
の光電変換出力はクロツクドライバ3によつて発生され
る水平クロツク信号SH及び垂直クロツク信号SVによ
つて1Hづつ順次走査されて時間直列的な検出データR
Dとして入力回路4を通じてアナログ−デイジタル変換
回路5に入力され、デイジタル信号に変換された後シエ
ーデイング抽出回路6のピクチヤメモリ7に入力され
る。ピクチヤメモリ7は順次1Hごとに到来する検出デ
ータRDを受けるごとにアキユムレータ8を用いて同期
加算演算を各ピクセルごとに実行し、これにより検出デ
ータRDに含まれているノイズ成分を低減させるような
信号処理を行なつた後当該検出データを格納保持する。
かくして図2(B)に示すように検出データRD(図2
(A))に含まれているピクセルごとにむらに基づく高
い周波数のノイズ成分K0が抑圧されて小さいノイズ成
分K1に変換されてなる入力データS1がピクチヤメモ
リ7から送出されることになる。 【0012】ここで入力データS1には固体撮像素子1
のピクセルの異常に基づく欠陥信号WD及びBDと1H
区間の間にゆつくりと変動するシエーデイング成分SH
とがそのまま送出される。ここでシエーデイング成分S
Hは順次到来する1H分のライン信号全体について類似
の傾向をもつて変化する性質をもつているので各フレー
ムについての同期加算によつて抑圧されずにそのまま出
力される。また欠陥信号WD及びBDも複数の隣接する
ライン信号について類似する信号として発生しているの
で抑圧されずにそのまま残ることになる。因に固体撮像
素子1としてCCDを用いた場合その性質上ピクセルに
生じる異常はほとんどの場合H方向には連続せずV方向
にのみ連続するからである。 【0013】このような信号内容をもつ入力データS1
は欠陥除去用フイルタ9に入力される。この欠陥除去用
フイルタ9は図5に示すように1×5メデイアンフイル
タで構成され、入力データS1の1本のライン信号のう
ち順次続く5ピクセル分のデータの中間値を中間位置の
データとして送出する。すなわち図5において入力デー
タS1のうち第j番目のライン出力に含まれている第i
番目のピクセル(そのアドレスをxijとする)のデー
タ「40」を中央のビツト位置すなわち第3のビツト位置
M3に入力すると共に、順次連接するアドレスx(i−
1)j、x(i−2)jのピクセルのデータ「12」、
「10」を第2、第1のビツト位置M2、M1に記憶し、
かつアドレスx(i+1)j、x(i+2)jのデータ
「9」、「11」を第4、第5のビツト位置M4、M5に
入力する。この状態においてフイルタ9は第1〜第5ビ
ツト位置M1−M5に入力されているデータのうちの中
間値を表しているデータ(この実施例の場合第5ビツト
のデータ「11」)がフイルタ9の出力S2として送出さ
れる。 【0014】かかる動作において第3ビツト位置M3に
入力されているデータの内容「40」が白欠陥を表わす大
きな値を示しているので対してその他の第1、第2、第
4、第5ビツト位置M1、M2、M4、M5の内容「1
0」、「12」、「9」、「11」は対応するピクセルが正
常であることを表す信号レベルをもつている。このよう
な場合メデイアンフイルタ動作により中央位置xijの
データが中間値データ「11」(アドレスx(i+2)j
のデータ)であるとして選定されてフイルタ出力S2と
して送出される。このようにして欠陥除去用フイルタ9
は入力データS1に欠陥が含まれていても当該欠陥を除
去したフイルタ出力S2を送出できることになる。 【0015】なおこのように1×5メデイアンフイルタ
を欠陥除去用フイルタ9として用いた場合にはライン入
力の連続する5ビツト中に3個以上の欠陥があると欠陥
除去動作はなし得なくなるで、このような場合には当該
検査中の固体撮像素子は不良であると判定する。 【0016】このフイルタ出力S2はバツフアメモリ1
0に入力され、アキユムレータ8を用いて同時加算演算
を行なうことによつてさらに雑音成分を抑制した後図2
(C)に示すようなシエーデイング抽出出力S3を送出
する。ここでシエーデイング抽出出力S3は入力データ
S1(図2(B))と比較して欠陥データWD及びBD
が除去されかつピクセルごとのむらに基づくノイズ成分
K2がさらに小さくなつている。このシエーデイング抽
出出力S3はローパスフイルタ11に与えられる。 【0017】このローパスフイルタ11はシエーデイン
グ抽出出力S3に含まれているノイズ成分K2を平滑す
るもので、例えば図6又は図7に示すような3×3ロー
パスフイルタを適用し得る。かくしてローパスフイルタ
11の出力端には図2(D)に示すようにほぼシエーデ
イング成分SHのみでなる平滑出力S4が得られ、これ
が周縁部補間回路12に与えられる。 【0018】周縁部補間回路12は欠陥除去用フイルタ
9及びローパスフイルタ11における処理の際に固体撮
像素子1の周縁部分に演算により求めることができない
空白エリアが生じることを避け得ないので、この空白エ
リアにデータを補間して以後の処理をなし得るようにし
ようとするものである。因みに実際上固定撮像素子1に
おいて外周縁部に使用できるか否かが判定されないピク
セル群があることは当該周縁部分が光電変換機能を果し
得ないことになるので、固定撮像素子を有効に利用する
ためにはかかる判定不可能なエリアがないほうがよい。 【0019】実際上図1の実施例の場合のように欠陥除
去用フイルタ9として1×5メデイアンフイルタを用い
かつローパスフイルタ11として3×3フイルタを用い
たとすると、平滑出力S4は図8に示すようにH方向の
外周縁部に3ビツトの空白エリア21及び22が生ずる
と共に、V方向の外周縁部に1ビツトの空白エリア23
及び24が生ずる。この空白エリア21〜24は周縁部
補間回路12によつて図9に示す順序で補間演算され
る。 【0020】すなわちまず左側縁部の空白エリア21は
図9(A)に示すように当該空白エリア21の内側3ビ
ツトのピクセル群のデータD1を用いて補間する。かく
して図9(B)に示すように左側周縁部には同じデータ
D1を有する2つのデータエリアが連接して形成される
ことになる。次に周縁部補間回路12は上側縁部の空白
エリア23に対してその内側の1ビツトのピクセル群の
データD2を補間して図9(C)に示すように互いに同
じデータD2を有する2つのデータエリアを連接させる
ような補間がなされる。続いて周縁部補間回路12は図
9(C)に示すように右側縁部の空白エリア22をその
内側の3ビツトのデータD3によつて補間演算を行な
い、これにより図9(D)に示すように互いに同じデー
タD3を有する2つのエリアが連接するように形成され
る。 【0021】その後周縁部補間回路12は下側縁部の空
白エリア24に対してその内側の1ビツトのデータD4
を補間演算し、かくして図9(E)に示すように下側縁
部に同じデータD4を有する2つのエリアが形成され
る。このようにして周縁部補間回路12は固体撮像素子
1のピクセル全体に亘つて対応するデータをもつ補間出
力S5を発生し、これを減算回路13においてピクチヤ
メモリ7から送出される入力データS1から差し引く。 【0022】ここで入力データS1は図2(B)につい
て上述したように固体撮像素子1において得られる検出
データRD(図2(A))のノイズ成分K0を抑制した
と同様のデータであるから、固体撮像素子1全体のピク
セルの出力がその周縁部のものを含めて出力されてい
る。従つて減算回路13の減算出力S6は入力データS
1(図2(B))からそのシエーデイング成分SHを補
間出力S5(図2(E))によつて差し引くことによ
り、図2(F)に示すように、白欠陥WD及び黒欠陥B
Dのみが残つて出力されることになる。 【0023】そしてかかる減算は固体撮像素子1の外周
縁部を含む全面に亘つて実行されるので白欠陥WD又は
黒欠陥BDが周縁部のピクセルに発生すればこれを確実
に検出することができる。因みに補間出力S5の当該外
周縁部に相当する信号成分はその内側にあるピクセル群
のデータと同じデータが補間されているが、実際上シエ
ーデイング成分SHの外側縁部における曲線に近似した
曲線を得ることができるので、入力データS1との減算
結果にシエーデイング波形の影響を残さないようにし得
る。減算回路13の減算出力S6は欠陥判定回路14に
入力される。 【0024】欠陥判定回路14は減算出力S6を受ける
と図2(F)に示すように例えば4つの比較レベルCO
M1〜COM4を設定し、欠陥WD又はBDはこれらの
比較レベルCOM1〜COM4を越えたか否かを判定す
る。そしてその判定結果によつて、まず第1に欠陥の個
数を積算していわゆる点数計算を行ない、これにより現
在検査した固体撮像素子1の点数の評価を行なう。 【0025】また第2に欠陥判定回路14は欠陥WD又
はBDが発生したアドレスを検出していわゆる形状認
識、点数計算、後処理を行なう。また第3に欠陥判定回
路14はこれらの形状認識、点数計算に基づいて欠陥の
分布及び大きさを表す欠陥マツプを作成する。かくして
欠陥判定回路14は欠陥判定結果を内容とする欠陥検出
信号ADDを送出する。 【0026】以上の構成において、固体撮像素子1から
図10(A)に示すような検出データRDが得られたと
き、欠陥除去用フイルタ9におけるメデイアンフイルタ
の動作によつてフイルタ出力S2は図10(B)に示す
ようにシエーデイング成分SHのみとなり、これをロー
パスフイルタ11において平滑した後周縁部補間回路1
2において補間演算をする。その補間出力S5を用いて
減算回路13において入力データS1から差し引くと、
減算出力S6は図10(C)に示すように欠陥WD及び
BDがシエーデイング成分SHから分離されて抽出され
たと同様の信号を得ることができる。従つて欠陥判定回
路14では当該欠陥WD及びBDのアドレスを容易に判
別できる。 【0027】なお図5の実施例の場合は欠陥除去用フイ
ルタ9として白黒画像用の1×5メデイアンフイルタの
構成を用いたが、カラー画像用の欠陥除去用フイルタ9
としては図11の構成のものを適用すればよい。すなわ
ち固体撮像素子1は図11(A)に示すように3原色信
号R、G、Bに対応するピクセルを順次配列した構成を
有するが、各3原色信号のピクセルにはそれぞれ特有の
カラーフイルタが装着されているので、欠陥除去用フイ
ルタ9のフイルタリングも各色ごとに行なう必要があ
る。このような場合には各原色信号R、G、Bに対して
それぞれ図11(B)に示すように中間に2ビツト分の
マスク部SKを形成してなるマスク21を用いて各原色
信号を互いに分離して当該分離出力をメデイアンフイル
タにかけるようにすればよい。 【0028】図12は欠陥除去用フイルタ9のさらに他
の実施例を示すもので、ピクチヤメモリ7から抽出して
得られる入力データS1のうち隣接する2ビツトのデー
タを比較してその最大値又は最小値を選択して行くよう
にすることによつて黒欠陥又は白欠陥を含まないフイル
タ出力を得ようとするものである。 【0029】この実施例の場合欠陥除去用フイルタ9は
ピクセルxijのフイルタ出力S2を得るにつき前後5
つの隣接するビツトのデータを用い、第1ステツプにお
いて隣接する2つのビツトのデータのうち最大値を選択
し、当該選択出力について第2ステツプにおいて隣接す
るデータのうちの最小値を選択し、第3ステツプにおい
て当該選択された隣接するデータのうち最小値を選択
し、第4ステツプにおいて当該2つのデータのうち最大
値を選択する。このようにすればピクセルxij位置に
おけるデータとして不良ピクセルに基づく欠陥によるデ
ータを除去してなるフイルタ出力を得ることができる。
かくするにつき図5のメデイアンフイルタの演算では時
間がかかりすぎたり、ハード的に適用することができな
い問題がある装置についてこれに代わる簡易な構成とし
て用いることができる。 【0030】また上述の欠陥除去用フイルタ9に代え空
間フイルタ又は2次元フイルタを用いた構成のものを適
用してもよい。また図1の構成のローパスフイルタ11
としてカラー画像を処理する場合には図13の構成のも
のを適用し得る。すなわちバツフアメモリ10から受け
たシエーデイング抽出出力S3を図13に示すようにメ
モリエリアM11を中心に例えばR信号についてのデー
タを記憶させておき、まずメモリエリアM11を下方に
1ビツトシフトさせてデータR2を取込み、次にメモリ
エリアM11を上方に1ビツトシフトさせて下側のデー
タR3を取込み、次にメモリエリアM11を右に1ビツ
トシフトさせてデータR4を取込む。 【0031】そしてローパスフイルタ11は次の(1)
式 【数1】 を用いて平均化出力MWを得てこれを平滑出力S4とし
て送出する。このようにして信号処理をするローパスフ
イルタ11を用いればいかなるカラーパターンの画像信
号についても適用でき、かつ全てのピクセルについて同
時処理ができるローパスフイルタを実現し得る。 【0032】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数のピ
クセルの検出データのうち中間の値をもつ検出データ
を、当該複数のピクセルのうちほぼ中央位置のピクセル
のデータとして順次選択する機能を有するメデイアンフ
イルタを用いたことにより、一段と良好な微小空間の平
滑化をなし得、その結果正確な欠陥検出信号を得ること
ができる。このような処理をすると同時に、本発明によ
ればシエーデイング抽出回路においてシエーデイング抽
出出力を得るために、メデイアンフイルタによつて検出
データを演算処理した際に、固体撮像素子の周縁部にあ
るピクセルについてのシエーデイング抽出出力を得るこ
とができなくなるが、このシエーデイング抽出出力の周
縁部にあるピクセル群のデータを当該空白エリアにある
ピクセル群のデータとして補間するようにしたことによ
り、抽出データに含まれるシエーデイング成分をシエー
デイング抽出出力によつて差し引く際に、固体撮像素子
の周縁部のピクセルについてのシエーデイング成分の除
去を確実になし得、かくすることにより当該固体撮像素
子の外周縁部に生じた欠陥を確実に検出することができ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting defects in a solid-state image pickup device, for example, when a solid-state image pickup device used in a video camera is manufactured, the quality of the product is judged. It is suitable for application in some cases. 2. Description of the Related Art A solid-state image sensor of this type has a large number of pixels formed in a plane lattice, and has a uniform characteristic over the entire light-receiving surface of the image sensor during manufacture. It is practically difficult to obtain, and the photoelectric conversion output obtained from the pixels arranged in sequence contains various noise components. That is, when detection data RD composed of a photoelectric conversion output is detected for one horizontal section, FIG.
As shown in (A), first, the detection data RD has a shading component SH in which the average signal level gradually changes when the solid-state image sensor is horizontally scanned. The shading component SH is generated based on unevenness of aperture, conversion, unevenness of etching, unevenness of dyeing of a filter, and the like of each pixel, and has a relatively low frequency. Secondly, the detection data RD has a noise component K0 which is generated on the basis of unevenness between pixels. This noise component K0 has a relatively high frequency and a relatively large fluctuation range. The above is a phenomenon that can be seen in a solid-state imaging device that does not include a defective pixel. However, if there is a defective pixel, the detection data RD is that if there is a defect, a white defect WD that rises in a pulse shape at a position corresponding to the defect. Alternatively, a black defect BD occurs. In order to detect the defective pixels by extracting the defects WD and BD based on the defective pixels from the detection data RD including various fluctuation components as described above. In the past, a method of extracting the detection data RD using a spatial filter has been used. However, according to this method, the size of the defect to be detected,
It is necessary to set the size and weighting function of the spatial filter to adapt to this based on the type or frequency characteristics, but it is often difficult to set the optimum value in practice.
For example, it is extremely difficult in practice to design a spatial filter having an optimal frequency characteristic when detecting a defect from the detection data RD based on the frequency characteristic, and a simple filter such as a 3 × 3 or 5 × 5 filter is used. This is practically difficult to achieve. Further, according to the conventional defect detection method, when a defect is discriminated by comparing the output obtained from the spatial filter supplied with the detection data RD with a reference value in the comparator, the defect is detected. When the signal level of the detection data RD changes when the set state or the output level changes, the true data obtained from the defective pixel cannot be estimated, which makes it difficult to automatically determine the defective pixel. . For example, a set obtained by applying Laplacian-1-1-1-18-1-1-1 to a defect changes as shown in FIG. Further, according to the conventional defect detection method, when the defect detection processing is performed using the spatial filter, it is not possible to obtain the determination result for the pixels in the area of the outer peripheral edge of the solid-state image pickup device. There is. In this connection, this conventional defect detection method generally takes a wide range of spatial filtering and performs filtering a plurality of times. In this way, it is unavoidable to generate a blank area at the periphery. For example, when a 3 × 3 spatial filter is used for the defect detection data RD, as shown in FIG. 4, the calculation cannot be performed for one bit of pixels in the outer peripheral area. The present invention has been made in consideration of the above points, and obtains a defect detection signal by using a defect removal filter capable of realizing excellent smoothing of a minute space when obtaining a shaded extraction output from an image signal. At the same time, it is intended to effectively solve the problem that the defect detection processing cannot be performed for the pixels in the blank area formed in the peripheral portion of the solid-state image sensor by digitally operating the defect removal filter. is there. In order to solve such a problem, according to the present invention, detection data S1 is sequentially obtained from a plurality of adjacent pixels M1-M5 of the solid-state image pickup device 1, and the detection data S1 is obtained as a median. By performing a filtering process using the filter 9, the detection data having an intermediate value among the detection data of the plurality of pixels M1 to M5 is converted into positions x (i-2) j to x (i + 2) of the plurality of pixels. Among the pixels constituting the image pickup surface of the solid-state image pickup device 1, the regions 21 to 24 of the second pixel portion at the outer periphery of the pixels constituting the image pickup surface of the solid-state image pickup device 1 are sequentially selected as the data of the pixel at the substantially central position xij of j. Data D which is obtained as the first shading data corresponding to the area of the first pixel portion to be excluded and is located at the outer peripheral edge of the first shading data
1 to D4 are used to interpolate as second shading data corresponding to the area of the second pixel portion in the outer peripheral edge of the imaging surface, and the first and second data are obtained from the data of each pixel of the detection data S1. The subtraction data S6 is obtained by subtracting the corresponding data of the shading data, and the subtraction data S6 is obtained.
The defect detection signals WD and BD included in the detection data S1 are extracted by comparing 6 with the reference value. The detection data having the intermediate value among the detection data S1 of the plurality of pixels M1 to M5 is sequentially selected as the data of the pixel at the substantially central position among the plurality of pixels M1 to M5. By using the median filter 9, it is possible to achieve much better smoothing of the minute space, and as a result, an accurate defect detection signal can be obtained.
At the same time as this processing, by interpolating the data of the pixel group in the peripheral portion of the shaded extraction output as the data of the pixel group in the blank area, the shaded component included in the extracted data is extracted and output. Therefore, when subtracting the solid-state image pickup device 1, it is possible to surely remove the shading component from the pixels in the peripheral portion of the solid-state image pickup device 1. By doing so, it is possible to reliably detect the defect generated in the outer peripheral portion of the solid-state image pickup device 1. be able to. An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a solid-state image pickup device, which is formed by arranging a large number of pixels such as CCDs (Charge Coupled Devices) in a plane lattice pattern in the H direction and the V direction. Photoelectric conversion. The photoelectric conversion output of each pixel is sequentially scanned by the horizontal clock signal SH and the vertical clock signal SV generated by the clock driver 3 in units of 1H, and the time-series detection data R is output.
As D, it is input to the analog-digital conversion circuit 5 through the input circuit 4, converted into a digital signal, and then input to the picture memory 7 of the shading extraction circuit 6. Each time the picture memory 7 receives the detection data RD arriving every 1H, the picture memory 7 executes a synchronous addition operation for each pixel by using the accumulator 8, thereby reducing a noise component included in the detection data RD. After performing the processing, the detection data is stored and held.
Thus, as shown in FIG. 2B, the detection data RD (FIG.
The input data S1 obtained by suppressing the high frequency noise component K0 based on the unevenness for each pixel included in (A) and converting it into the small noise component K1 is sent from the picture memory 7. The solid-state image pickup device 1 is used as the input data S1.
Signals WD and BD and 1H
A shading component SH that fluctuates slowly during the interval
And are sent as they are. Where the shielding component S
Since H has a property of changing with a similar tendency with respect to the entire line signal for 1H that sequentially arrives, H is not suppressed by the synchronous addition for each frame and is output as it is. Also, the defect signals WD and BD are generated as similar signals for a plurality of adjacent line signals, and therefore remain without being suppressed. This is because, in the case where a CCD is used as the solid-state imaging device 1, the abnormality that occurs in the pixel due to its nature is not continuous in the H direction in most cases but only in the V direction. Input data S1 having such signal contents
Is input to the defect removing filter 9. The defect removing filter 9 is composed of a 1 × 5 median filter as shown in FIG. 5, and the intermediate value of the data of 5 pixels successively following one line signal of the input data S1 is used as the intermediate position data. Send out. That is, in FIG. 5, the i-th line included in the j-th line output of the input data S1.
The data "40" of the th pixel (whose address is xij) is input to the central bit position, that is, the third bit position M3, and the addresses x (i-
1) The data “12” of the pixel of j, x (i-2) j,
Store "10" in the second and first bit positions M2, M1,
Moreover, the data "9" and "11" at the addresses x (i + 1) j and x (i + 2) j are input to the fourth and fifth bit positions M4 and M5. In this state, the filter 9 outputs the data representing the intermediate value of the data input to the first to fifth bit positions M1 to M5 (in the case of this embodiment, the fifth bit data "11"). Is output as output S2. In such an operation, the content "40" of the data input to the third bit position M3 shows a large value representing a white defect, so that the other first, second, fourth and fifth bits are used. Contents of position M1, M2, M4, M5 "1
“0”, “12”, “9”, and “11” have signal levels indicating that the corresponding pixels are normal. In such a case, the data at the center position xij is set to the intermediate value data "11" (address x (i + 2) j by the median filter operation).
Is transmitted as a filter output S2. In this manner, the defect removing filter 9 is used.
Means that even if a defect is included in the input data S1, a filter output S2 from which the defect has been removed can be transmitted. When the 1 × 5 median filter is used as the defect removing filter 9 as described above, if there are three or more defects in five consecutive bits of line input, the defect removing operation cannot be performed. In such a case, it is determined that the solid-state image sensor under inspection is defective. This filter output S2 is the buffer memory 1
After the noise component is further suppressed by performing a simultaneous addition operation using the accumulator 8 as shown in FIG.
A shading extraction output S3 as shown in FIG. Here, the shading extraction output S3 is compared with the input data S1 (FIG. 2B) and the defect data WD and BD are compared.
Is removed, and the noise component K2 based on the unevenness of each pixel is further reduced. The shading extraction output S3 is provided to the low-pass filter 11. The low-pass filter 11 smoothes the noise component K2 contained in the shaded extraction output S3. For example, a 3 × 3 low-pass filter as shown in FIG. 6 or 7 can be applied. Thus, at the output end of the low-pass filter 11, as shown in FIG. 2 (D), a smoothed output S4 consisting of substantially only the fading component SH is obtained, which is supplied to the peripheral edge interpolation circuit 12. Since the peripheral portion interpolating circuit 12 cannot avoid a blank area which cannot be calculated by calculation in the peripheral portion of the solid-state image pickup device 1 during the processing in the defect removing filter 9 and the low-pass filter 11, this blank space is inevitable. It is intended to interpolate the data in the area so that the subsequent processing can be performed. By the way, if there is a pixel group in which it is not actually determined whether or not the fixed image sensor 1 can be used for the outer peripheral edge portion, it means that the peripheral edge portion cannot perform the photoelectric conversion function, so the fixed image sensor is effectively used. In order to do so, it is better that there is no such undecidable area. Actually, if the defect removing filter 9 is a 1 × 5 median filter and the low pass filter 11 is a 3 × 3 filter as in the embodiment of FIG. 1, the smoothed output S4 is shown in FIG. As shown, 3-bit blank areas 21 and 22 are formed in the outer peripheral edge in the H direction, and a 1-bit blank area 23 is formed in the outer peripheral edge in the V direction.
And 24 occur. The blank areas 21 to 24 are interpolated by the peripheral interpolating circuit 12 in the order shown in FIG. That is, first, the blank area 21 on the left edge is interpolated using the data D1 of the pixel group of 3 bits inside the blank area 21 as shown in FIG. 9 (A). Thus, as shown in FIG. 9 (B), two data areas having the same data D1 are contiguously formed on the left peripheral portion. Next, the peripheral portion interpolation circuit 12 interpolates the data D2 of the pixel group of 1 bit inside the blank area 23 of the upper edge portion to obtain two data having the same data D2 as shown in FIG. 9C. Interpolation is performed to connect the data areas. Subsequently, as shown in FIG. 9C, the peripheral portion interpolation circuit 12 performs an interpolation operation on the blank area 22 on the right side edge by using the data D3 of 3 bits inside the blank area 22, and as shown in FIG. 9D. Thus, two areas having the same data D3 are formed so as to be connected to each other. After that, the peripheral edge interpolation circuit 12 inserts one bit of data D4 inside the blank area 24 at the lower edge.
Is interpolated to form two areas having the same data D4 on the lower edge as shown in FIG. 9 (E). In this way, the peripheral portion interpolation circuit 12 generates an interpolation output S5 having corresponding data over the entire pixels of the solid-state imaging device 1, and subtracts this from the input data S1 sent from the picture memory 7 in the subtraction circuit 13. Since the input data S1 is the same data as the noise component K0 of the detection data RD (FIG. 2A) obtained in the solid-state image pickup device 1 as described above with reference to FIG. The outputs of the pixels of the entire solid-state imaging device 1 are output including those of the peripheral portion. Therefore, the subtraction output S6 of the subtraction circuit 13 is the input data S
1 (FIG. 2 (B)), the shading component SH is subtracted by the interpolation output S5 (FIG. 2 (E)) to obtain the white defect WD and the black defect B as shown in FIG. 2 (F).
Only D remains to be output. Since such subtraction is executed over the entire surface of the solid-state image pickup device 1 including the outer peripheral edge portion, if the white defect WD or the black defect BD occurs in the peripheral pixel, it can be reliably detected. . Incidentally, the signal component corresponding to the outer peripheral portion of the interpolation output S5 is interpolated with the same data as the data of the pixel group inside thereof, but actually obtains a curve similar to the curve at the outer edge of the shading component SH. Therefore, it is possible to prevent the effect of the shading waveform from remaining on the result of subtraction from the input data S1. The subtraction output S6 of the subtraction circuit 13 is input to the defect determination circuit 14. Upon receipt of the subtraction output S6, the defect judgment circuit 14 has, for example, four comparison levels CO as shown in FIG.
M1 to COM4 are set, and it is determined whether the defect WD or BD exceeds these comparison levels COM1 to COM4. Based on the result of the determination, firstly, the number of defects is integrated to perform so-called score calculation, thereby evaluating the score of the solid-state image sensor 1 currently inspected. Secondly, the defect judgment circuit 14 detects the address where the defect WD or BD occurs and performs so-called shape recognition, score calculation, and post-processing. Third, the defect determination circuit 14 creates a defect map indicating the distribution and size of the defect based on the shape recognition and the point calculation. Thus, the defect determination circuit 14 sends out a defect detection signal ADD containing the result of the defect determination. In the above configuration, when the solid-state image pickup device 1 obtains the detection data RD as shown in FIG. 10A, the filter output S2 is shown by the operation of the median filter in the defect removing filter 9. As shown in FIG. 10 (B), only the shading component SH is formed, which is smoothed by the low-pass filter 11 and the rear peripheral portion interpolation circuit 1
In step 2, interpolation calculation is performed. When the subtraction circuit 13 subtracts from the input data S1 using the interpolation output S5,
The subtraction output S6 can obtain a signal similar to that obtained when the defects WD and BD are separated and extracted from the shading component SH as shown in FIG. Therefore, the defect determination circuit 14 can easily determine the addresses of the defects WD and BD. In the embodiment shown in FIG. 5, the defect removing filter 9 has a 1 × 5 median filter for black and white images, but the defect removing filter 9 for color images is used.
What is necessary is just to apply the thing of the structure of FIG. That is, the solid-state imaging device 1 has a configuration in which pixels corresponding to the three primary color signals R, G, and B are sequentially arranged as shown in FIG. 11A, and each of the three primary color signal pixels has a unique color filter. Since it is mounted, it is necessary to filter the defect removing filter 9 for each color. In such a case, the primary color signals R, G, and B are respectively converted by using a mask 21 formed by forming a mask portion SK for two bits in the middle as shown in FIG. 11B. The separated outputs may be applied to a median filter. FIG. 12 shows still another embodiment of the defect removing filter 9, in which two adjacent bits of the input data S1 extracted from the picture memory 7 are compared and their maximum or minimum values are compared. By selecting the value, the filter output which does not include the black defect or the white defect is obtained. In the case of this embodiment, the defect removing filter 9 is used to obtain the filter output S2 of the pixel xij before and after 5 times.
Using the data of two adjacent bits, the maximum value is selected from the data of two adjacent bits in the first step, and the minimum value of the adjacent data is selected in the second step for the selected output. In the step, the minimum value is selected from the selected adjacent data, and in the fourth step, the maximum value is selected from the two data. In this way, it is possible to obtain a filter output obtained by removing data due to a defect based on a defective pixel as data at a pixel xij position.
Therefore, the calculation of the median filter of FIG. 5 takes too much time, or can be used as a simple configuration instead of a device having a problem that it cannot be applied in hardware. Instead of the defect removing filter 9 described above, a space filter or a two-dimensional filter may be used. Further, the low-pass filter 11 having the configuration shown in FIG.
When a color image is processed as, the configuration of FIG. 13 can be applied. That is, the shading extraction output S3 received from the buffer memory 10 is stored in the memory area M11 as shown in FIG. 13, for example, for the data of the R signal, and the memory area M11 is shifted downward by one bit to fetch the data R2. Then, the memory area M11 is shifted upward by 1 bit to take in the lower data R3, and then the memory area M11 is shifted right by 1 bit to take in the data R4. The low-pass filter 11 has the following (1)
Formula [Equation 1] Is used to obtain the averaged output MW, and this is output as the smoothed output S4. By using the low-pass filter 11 that performs signal processing in this way, it is possible to realize a low-pass filter that can be applied to image signals of any color pattern and that can simultaneously process all pixels. As described above, according to the present invention, the detection data having the intermediate value among the detection data of the plurality of pixels is sequentially used as the data of the pixel at the substantially central position of the plurality of pixels. By using the median filter having the function of selecting, it is possible to achieve much better smoothing of the minute space, and as a result, an accurate defect detection signal can be obtained. According to the present invention, at the same time as this processing, in order to obtain the shaded extraction output in the shaded extraction circuit, when the detection data is arithmetically processed by the median filter, the pixels in the peripheral portion of the solid-state image sensor are It becomes impossible to obtain the shaded extraction output of, but by interpolating the data of the pixel group in the peripheral portion of this shaded extraction output as the data of the pixel group in the blank area, the shaded data included in the extracted data When the components are subtracted by the shaded extraction output, it is possible to reliably remove the shaded components from the pixels at the peripheral edge of the solid-state image sensor, thus ensuring the defects generated at the outer peripheral edge of the solid-state image sensor. Can be detected.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による固体撮像素子の欠陥検出方法の一
実施例を示すブロツク図である。 【図2】図1の各部の信号を示す信号波形図である。 【図3】従来用いられていた空間フイルタの説明に供す
る図表である。 【図4】空間フイルタを用いた場合に生じる空白エリア
を示す略線図である。 【図5】図1の欠陥除去用フイルタ9を示す略線図であ
る。 【図6】図1のローパスフイルタ11の説明に供する図
表である。 【図7】図1のローパスフイルタ11の説明に供する図
表である。 【図8】図のローパスフイルタ11の説明に供する図表
である。 【図9】図1の周縁部補間回路12の補間動作の説明に
供する略線図である。 【図10】図1の構成の欠陥検出装置による実験結果を
示す各部の信号波形図である。 【図11】図1の欠陥除去用フイルタ9の他の実施例を
示す略線図である。 【図12】図1の欠陥除去用フイルタ9の他の実施例を
示す略線図である。 【図13】図1のローパスフイルタ11の他の実施例を
示す略線図である。 【符号の説明】 1……固体撮像素子、2……光源、3……クロツクドラ
イバ、6……シエーデイング抽出回路、7……ピクチヤ
メモリ、8……アキユムレータ、9……欠陥除去用フイ
ルタ、10……バツフアメモリ、11……ローパスフイ
ルタ、12……周縁部補間回路、13……減算回路、1
4……欠陥判定回路。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a defect detection method for a solid-state image sensor according to the present invention. FIG. 2 is a signal waveform diagram showing signals of respective parts in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a conventionally used spatial filter. FIG. 4 is a schematic diagram showing a blank area that occurs when a space filter is used. 5 is a schematic diagram showing a defect removing filter 9 of FIG. 1. FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a low-pass filter 11 of FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the low-pass filter 11 of FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the low-pass filter 11 in the figure. 9 is a schematic diagram for explaining an interpolation operation of a peripheral edge interpolation circuit 12 of FIG. FIG. 10 is a signal waveform diagram of each part showing an experimental result by the defect detection apparatus having the configuration of FIG. 11 is a schematic diagram showing another embodiment of the defect removing filter 9 of FIG. 1. FIG. 12 is a schematic diagram showing another embodiment of the defect removing filter 9 of FIG. FIG. 13 is a schematic diagram showing another embodiment of the low-pass filter 11 shown in FIG. [Explanation of reference numerals] 1 ... Solid-state image sensor, 2 ... Light source, 3 ... Clock driver, 6 ... Shading extraction circuit, 7 ... Picture memory, 8 ... Akymulator, 9 ... Defect removal filter, 10 ... Buffer memory, 11 low-pass filter, 12 peripheral interpolation circuit, 13 subtraction circuit, 1
4 ... Defect determination circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 暁夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−100829(JP,A) 特開 昭55−104173(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Akio Kanamaru               6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo               ー Inc.                (56) References JP-A-52-100829 (JP, A)                 JP-A-55-104173 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.固体撮像素子の隣接する複数のピクセルから順次検
出データを得、 上記検出データをメデイアンフイルタを用いてフイルタ
リング処理することにより、上記複数のピクセルの検出
データのうち中間の値をもつ検出データを、当該複数の
ピクセルの位置のうちほぼ中央位置のピクセルのデータ
として順次選択し、当該選択されたデータを上記固体撮
像素子の撮像面を構成するピクセルのうち外周縁にある
第2のピクセル部の領域を除く第1のピクセル部の領域
に対応する第1のシエーデイングデータとして得、 上記第1のシエーデイングデータのうち外周縁にあるデ
ータを用いて上記撮像面の外周縁部にある上記第2のピ
クセル部の領域に対応する第2のシエーデインデータ
として補間し、 上記検出データの各ピクセルのデータから上記第1及び
第2のシエーデイングデータの対応するデータを差し引
くことにより減算データを得、 上記減算データを基準値と比較することにより上記検出
データに含まれている欠陥検出信号を抽出することを特
徴する固体撮像素子の欠陥検出方法。
(57) [Claims] Obtaining detection data sequentially from a plurality of adjacent pixels of the solid-state image sensor, and filtering the detection data using a median filter to obtain detection data having an intermediate value among the detection data of the plurality of pixels, A region of the second pixel portion at the outer peripheral edge of the pixels forming the image pickup surface of the solid-state image pickup device is sequentially selected as the data of the pixel at the substantially central position of the positions of the plurality of pixels. Is obtained as the first shading data corresponding to the area of the first pixel portion excluding the above, and the data at the outer circumferential edge of the imaging surface is used by using the data at the outer circumferential edge of the first shading data. interpolating a second Shiedein grayed data corresponding to the region of the second pixel portion, the first from the data of each pixel of the detection data And subtracting corresponding data of the second shading data to obtain subtraction data, and comparing the subtraction data with a reference value to extract a defect detection signal included in the detection data. Defect detection method for solid-state imaging device.
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