JP3014895B2 - ビデオカメラ - Google Patents
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Description
デオカメラに係り、特に、固体撮像素子の画素欠陥を信
号処理で補正する機能を有するビデオカメラに関する。
をもつ従来の装置としては、例えば特開平3−2366
89号公報に記載のものが挙げられる。この先願に開示
された装置は、固体撮像素子で得られた画像信号をディ
ジタル化した後、画素欠陥による画像の異常信号(白キ
ズ)を補正するものであり、輪郭補正回路を用いて、輪
郭補正信号の絶対値のレベルが所定値以上かどうかを判
定することで、欠陥画素かどうかを自動的に判定するよ
うにしている。
子は、光のエネルギーを電気信号に変換するものである
が、熱エネルギーも電気信号に変換する性質がある。こ
の熱エネルギーにより電気信号に変換された信号成分は
暗電流と呼ばれる。暗電流は、熱エネルギーにより生ず
るものであるから、温度依存性が強く、温度が10℃上
昇するとその値はほぼ2倍となることが知られている。
素に比べ異常に増加することによって生ずるものであ
る。従って、白キズの信号レベルは温度依存性がある。
また、ビデオカメラは、自動利得制御(AGC)を行う
ので被写体が暗い場合には、回路系の利得を上げ、映像
の明るさを一定に保つので、この結果、白キズのレベル
はAGCの利得によってもレベルが変化する。さらに
は、正常な信号成分についても同様に変化が生じるの
で、通常撮影時には白キズの検出は非常に困難である。
しかるに、前記先願による従来技術では、白キズの判断
基準は所定値としか記載されておらず、検出の精度につ
いては不明である。すなわち、前記先願による従来技術
においては、画素欠陥による白キズの検出を精度良く行
うことに関しては、考慮が払われていなかった。
その目的とするところは、ビデオカメラ単体で、固体撮
像素子の画素欠陥による白キズの検出を精度良く行い、
これに基づく白キズの補正を良好に行い得るようにする
ことにある。
達成するため、固体撮像素子の画素欠陥を信号処理で補
正する機能を有するビデオカメラにおいて、白キズ判定
のスレッショルドレベルを、固体撮像素子もしくはその
周辺の温度、あるいは、AGC回路の利得に応じて可変
する演算回路手段を付加したものである。
GC回路の利得が上昇した状態で白キズの検出を行うよ
うにしたものである。
ときには、白キズ判定のスレッショルドレベルを2倍と
する。あるいは、温度が10℃下がったときには、スレ
ッショルドレベルを半減するものである。また、AGC
回路の利得が2倍になったときには、白キズ判定のスレ
ッショルドレベルを2倍とし、AGC回路の利得が半減
したときには、スレッショルドレベルを半減するもので
ある。
ドレベルを、温度、あるいはAGC回路の利得で適応化
することで、精度良く白キズを検出することが可能であ
る。
出を行うことで、暗電流のみのレベル比較が可能となっ
て、被写体の影響を排除することができるので、精度良
く白キズを検出することが可能である。さらにまた、A
GC回路の利得が上昇した状態においては、被写体が十
分に暗く、1画素分の特異的な高輝度信号は、白キズと
判断できる。
明する。図1は本発明の第1実施例に係るビデオカメラ
の要部構成を示すブロック図であり、同図において、1
はレンズ、2はアイリス、3は同期信号発生回路、4は
固体撮像素子、5は自動利得制御回路(AGC回路)、
6はアナログ−デジタル変換回路(A/D変換回路)、
7は白キズ補正回路、8は信号処理回路、9はデジタル
−アナログ変換回路(D/A変換回路)、10はメモリ
である。
された光信号は、固体撮像素子4で電気信号に変換され
た後、被写体の明るさがAGC処理が必要な範囲内にあ
れば(アイリス2が全開状態であるにもかかわらず、輝
度信号レベルが所定値に達しないときには)、AGC回
路5で被写体の明るさに応じた適宜可変増幅処理を受
け、次に、A/D変換回路6でデジタル信号に各画素ご
とに変換される。
し、信号処理回路8で、色分離,白バランス,γ補正等
の映像信号の規格に準拠するような公知の適宜処理を受
けた後、D/A変換回路9でアナログ信号に変換され、
輝度信号Yおよびクロマ信号Cとしてそれぞれ出力され
る。
正の動作を、図2のフローチャートおよび図3〜図11
を用いて説明する。本実施例は、電源投入後、出画する
までの間に、白キズを検出するものである。
ST1)、白キズ補正回路7はアイリス2を閉じ続けさ
せ、固体撮像素子4への光信号の入射を防ぐ(ステップ
ST2)。また、白キズの検出を容易にするため、AG
C回路5の利得を上げる(ステップST2)。本実施例
では、デジタル信号にしてから白キズの検出を行ってい
るため、デジタル化に伴う量子化誤差を軽減するために
も、A/D変換する前にアナログ信号系で増幅処理を施
す必要がある。なお、白キズ検出専用の利得設定モード
を用意し、この白キズ検出専用の利得設定モードでは、
通常動作の利得可変幅を上回る利得に設定するようにし
ても良い。
プ)にしておいてから、同期信号発生回路3のパルスに
同期して、固体撮像素子4の各画素からの信号を読み出
す。図3は、固体撮像素子4の色フィルタ配置例を示し
たもので、A,B,C,Dの4色から構成されている。
そして、この色フィルタに応じた色信号が、同期信号発
生回路3で生成される水平,垂直の駆動パルスに同期し
て読み出されるが、アイリス2は閉じているので、固体
撮像素子4からの出力は、先に説明した暗電流だけであ
る。この暗電流を図4に示す。正常な各画素の暗電流量
には、さほどバラツキは無いが、画素欠陥が生じている
画素からは(図4ではA13に相当)非常に大きなレベル
の暗電流が得られる。これが白キズであるので、あるス
レッショルドレベルで比較を行い、スレッショルドレベ
ルよりも大きな信号が得られる画素の位置情報を、メモ
リ10に白キズ画素位置情報として記憶する(ステップ
ST3〜ST5)。ここで位置情報は、例えば水平,垂
直の駆動パルスをカウントすることでその位置を知るこ
とが可能である。
図で、11,12はカウンタを示す。水平の位置情報
は、水平(H)の駆動パルスをカウンタ11でカウント
し、白キズ画素と判断したときのカウンタの値をメモリ
10に記憶することで得られる。また、垂直の位置情報
は、垂直(V)の駆動パルスをカウンタ12でカウント
し、白キズと判断したときのカウンタ値を水平情報と同
様にメモリ10に記憶することで得られる。なお、カウ
ンタ11は水平駆動周期のパルスであるHリセットパル
スでリセットし、カウンタ12は垂直駆動周期のパルス
であるVリセットパルスでリセットし、各々一周期ごと
にカウンタをリセットする。
をさせるものであるから、正確を期すためには2フィー
ルドの情報から白キズの有無をチェックすることが必要
であり、本実施例では斯様にして白キズの有無をチェッ
クするようになっている。なお、数フィールドにわたっ
てデータをチェックし、その平均値から白キズを検出す
るようにしても良い。なおまた、1画素ごとの信号レベ
ルのチェックの前に1水平ラインの信号を全画素加算
し、水平ラインごとに信号量の比較を行って白キズが存
在するラインの特定を行ってから、そのラインのみ1画
素ごとにチェックするようにしても良い。
画素の位置情報のメモリ10への記憶処理が終了し、図
2の処理フローは、白キズ画素検出のループ(ステップ
ST3〜ST5)を抜け、通常の出画処理となる(ステ
ップST6,ST7)。すなわち、アイリス2ならびに
AGC回路5の利得制御を通常動作させ、適正な自動露
出を行いながら、同期信号発生回路3のパルスに同期し
て固体撮像素子4から信号を読み出す。読み出す画素の
位置情報は、順次チェックを行い続け、メモリ10に記
憶されている白キズ画素の位置と一致したとき信号の補
正を行う(ステップST8〜ST10)。
を用いて説明する。図6は、先に図3で示した固体撮像
素子4の色フィルタの一部を再度示したもので、左端か
ら順次信号を読み出す。ここで、色フィルタA12の画素
で画素欠陥が生じており、かつ、メモリ10にその位置
情報が記憶されているものとする。本実施例では、信号
の補正手法の1例として、例えばA12の信号をB11で置
き換える補正手法を採っている。図7はこの信号置換の
ための回路ブロックを示しており、同図において、13
はスイッチで、14はDフリップフロップ(D・F/
F)である。白キズ補正回路7で扱っている信号はデジ
タル信号であり、固体撮像素子4から得られる各画素の
信号も複数のビットで処理されているが、本図はその内
の1ビットを示したものである。
を図8に示す。D・F/F14は固体撮像素子4から信
号を読み出すタイミングと同じ速度のクロックであるC
K1で遅延動作を行っている。D・F/F14はその特
性上、クロック入力が停止すれば出力データを保持する
ものであるから、スイッチ13を制御パルスCK1の印
加でオフすれば、出力データを前のデータに置き換える
ことができる。すなわち、メモリ10で記憶している位
置情報に応じて制御パルスを「ロー」にすることで、白
キズであるA12のデータをB11で置き換えることが実現
できる。むろん、クロックCK1が「ハイ」であればデ
ータの置き換えが生じることは無い。なお、図7では前
画素の情報で置き換える例を示したが、次に、同じ色フ
ィルタの信号で置き換える例を、図9〜図11を用いて
説明する。
の色フィルタの一部を再度示したもので、左端から順次
信号を読み出す。ここでも、色フィルタA12の画素で画
素欠陥が生じており、かつ、メモリ10にその位置情報
が記憶されているものとする。本例では信号の補正手法
として、例えば色フィルタA12の画素で画素欠陥が生じ
たとき、このA12の情報をA11とA13の信号の平均値で
置き換える補正手法を採っている。図10は斯様な信号
置換のための回路ブロックを示しており、同図におい
て、14〜17はDフリップフロップ(D・F/F)
で、クロックCK1で入力データをそれぞれ遅延させる
ものである。また、18は切り替えスイッチ、19は加
算回路、20はデータ値を1/2にする除算回路であ
る。
したものである。各D・F/F14〜17はクロックC
K1に同期してデータを遅延させるものであるから、D
・F/F14の入力データと、DF/F17の出力デー
タのタイミングは図11に示すとおりである。図10に
示した構成においては、メモリ10の白キズ位置情報に
もとづき、制御パルスが「ハイ」の期間、切り替えスイ
ッチ18は除算回路20側へ切り替り、D・F/F16
の入力は除算回路20の出力につながるので、もともと
A12であった信号は、A11とA13の平均値に置き換えら
れる。斯様に本例では、同じ色フィルタの信号で白キズ
を補正するものであるから、偽色の発生が抑えられる。
は、アイリス2を閉じ、かつAGC回路5により固体撮
像素子4の出力である暗電流を充分増幅した状態で、白
キズの検出を行うので、ビデオカメラ単体で正確に白キ
ズの検出とこれに基づく補正が行える。
った状態では、レンズからの光で固体撮像素子が焼き付
きを起こさないようにアイリスを閉じるのが常識であ
る。そして、通常ビデオカメラでは、アイリスを含めシ
ステムを電源オフの所定の状態に設定してから、電源を
オフするようにしているが、アイリスが閉じてから回路
の電源を最終的にオフするまでの間に、白キズの検出を
行うようにした第2実施例を、図12,図13のフロー
チャートを用いて説明する。図12は、白キズ検出のた
めのフローチャートで、図13は白キズ補正のためのフ
ローチャートである。
OFFの操作が検出されると(ステップST21)、ア
イリス2をクローズさせる(ステップST22)と共
に、AGC回路5の利得を大きくし(ステップST2
3)、次に、ステップST24〜ST26で先の図2の
ステップST3〜ST5と同様に、固体撮像素子4の白
キズの生じる全ての画素の位置情報の検出・記憶処理を
行う。そしてこの後、AGC回路5の利得を通常モード
に戻し(ステップST27)、然る後、電源をOFFす
る(ステップST28)。なお、図13の白キズ補正の
ためのフローの各ステップST31〜ST34は、先の
図2のステップST7〜ST10と同様の処理であるの
で、ここではその説明を省略する。
に、アイリスを閉じ、かつ、AGC回路の利得を上げて
白キズを精度良く検出しようというものである。本実施
例では、電源投入時には、既にメモリには白キズの位置
情報が記憶されており、この情報にもとづき白キズの補
正を行うので、電源投入から、実際に出画するまでの所
要時間を、先の第1実施例よりも短くすることが可能で
ある。また、本実施例においてはビデオカメラの各部が
充分に温まっており回路系等が安定した状態で白キズ検
出を行うものであるので、より一層白キズの検出精度が
高められる。なお、本実施例における白キズ位置情報を
格納するメモリは、主電源バッテリーとは別異のサブバ
ッテリーによって、主電源遮断時にもバッテリーバック
アップされたものとすることが望ましい。
は、白キズ検出を行う前にメモリの内容はリセット(ク
リア)される。
得が上がった状態で白キズの検出を行うようにした第3
実施例について、図14,図15を用いて説明する。
部構成を示すブロック図で、同図において、21はレン
ズ、22はアイリス、23は同期信号発生回路、24は
固体撮像素子、25はAGC回路、26はA/D変換回
路、27は白キズ補正回路、28は信号処理回路、29
はD/A変換回路、30はメモリ、31は温度検出回路
である。本実施例においても、固体撮像素子24で光信
号を電気信号に変え、D/A変換回路29より映像信号
を得るまでの一連の信号処理については、先に説明した
第1実施例と同じであり、ここでは説明を省略する。
ている状態においても、白キズの検出並びに補正を行お
うというものである。本実施例は単独でも実施可能であ
るが、前記第1実施例または前記第2実施例と組み合わ
せて実施されることが望ましい。次に、本実施例の白キ
ズ補正回路27の動作フローを図15を用いて説明す
る。
白キズ位置情報をチェックし(ステップST41)、白
キズ位置情報がある場合にはこれに基づき白キズの補正
を行った後(ステップST42)、AGC回路25から
AGC利得データを得(ステップST43)、また温度
検出回路31から固体撮像素子24の温度もしくはその
周辺温度データを得て(ステップST44)、白キズの
スレッショルドレベルを算出する(ステップST4
5)。本実施例の白キズ補正回路27では、AGCの利
得が2倍になったときには、スレッショルドレベルを2
倍とし、AGCの利得が半減したときには、スレッショ
ルドレベルを半減し、また、温度が10℃上昇したとき
には、スレッショルドレベルを2倍とし、温度が10℃
下がったときには、スレッショルドレベルを半減し、斯
様な演算手法によって白キズ検出のためのスレッショル
ドレベルを算出する。そして、白キズ補正回路27は、
この算出したスレッショルドレベルを用いて白キズ画素
のチェックを行い(ステップST46)、白キズと判定
した画素の位置情報をメモリ30に新たに書き込む(ス
テップST47)。ここで、1画素分だけの突発的な大
信号は白キズと判断でき、この結果、検出した白キズは
つぎのフレームから補正されることになる。なお、白キ
ズ検出処理と補正処理とは処理順序が逆でも構わない。
を行うことの問題は、いかに精度良く白キズ信号を見分
けるかにある。すなわち、得られた大信号が、固体撮像
素子24に入射した光信号によるものか、白キズによる
ものかを見極めることが重要である。上記したようにス
レッショルドレベルを適応化することと、1画素だけの
突発的な大信号を白キズとみなすこととで、十分な効果
が得られるが、白キズと判断した画素が一定時間連続、
あるいは一定時間経過後も白キズとみなせる大信号であ
るかを再度チェックする処理を加えることで、さらに白
キズの検出精度を改善することができる。このように、
複数回のチェックを行うようにした処理フローを図16
に示す。
ェックを行って(ステップST51)、スレッショルド
レベルの算出を行い(ステップST52)、ステップS
T53で白キズ画素を検出した場合には、各画素につい
て白キズと検出した回数を記録しておき(ステップST
54)、同一画素について白キズの検出回数が所定の回
数N0 以上に達したときに(ステップST55でN>N
0 のときに)、始めてステップST56で補正を行おう
というものである。このように本例では、白キズの検出
回数が所定の複数回数N0 以上に達したときに補正を行
うようにしているので、より一層の白キズ検出精度の向
上が可能となる。なお、白キズの検出回路は電源投入時
にリセットするものである。
説明したが、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲
で種々の変形が可能であり、また、前述した各例を適宜
組み合わせて実施可能であることは言うまでもない。
ば、固体撮像素子の画素欠陥による白キズの検出とこれ
に基づく補正をビデオカメラ単体で精度良く行うことが
でき、この種固体撮像素子を用いるビデオカメラにあっ
て、その価値は多大である。
構成を示すブロック図である。
キズ補正処理の流れを示すフローチャート図である。
ィルタ配置を示す説明図である。
流出力の1例を示す説明図である。
信号読み出しを行っている画素の位置情報検出用の回路
を示すブロック図である。
フィルタ配置を示す説明図である。
の信号置換を行なう具体的回路の1例を示すブロック図
である。
ィルタ配置を示す説明図である。
めの信号置換を行なう具体的回路の他の1例を示すブロ
ック図である。
流れを示すフローチャート図である。
流れを示すフローチャート図である。
部構成を示すブロック図である。
流れを示すフローチャート図である。
出・判別処理の流れを示すフローチャート図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入射光を電気信号に変換する固体撮像素
子と、該固体撮像素子の受光面を遮光する遮光手段と、
前記固体撮像素子の出力を増幅する可変増幅手段と、前
記固体撮像素子の欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段
と、検出した前記欠陥画素の位置情報を記憶する欠陥画
素位置記憶手段と、前記位置情報によって認知される欠
陥画素の信号が入力されたときに、この欠陥画素に対応
する信号を該欠陥画素の周辺画素の信号もしくは演算値
で置換する信号置換手段とを備えたビデオカメラであっ
て、 撮影動作中に前記遮光手段が全開状態にある際に、前記
可変増幅手段の利得が一定値以上となったときに、前記
固体撮像素子の欠陥画素を検出することを特徴とするビ
デオカメラ。 - 【請求項2】 入射光を電気信号に変換する固体撮像素
子と、該固体撮像素子の出力を増幅する可変増幅手段
と、前記固体撮像素子の欠陥画素を検出する欠陥画素検
出手段と、検出した前記欠陥画素の位置情報を記憶する
欠陥画素位置記憶手段と、前記位置情報によって認知さ
れる欠陥画素の信号が入力されたときに、この欠陥画素
に対応する信号を該欠陥画素の周辺画素の信号もしくは
演算値で置換する信号置換手段とを備えたビデオカメラ
であって、 前記可変増幅手段の利得の値に応じて、前記固体撮像素
子の欠陥画素を検出する判定基準を変えることを特徴と
するビデオカメラ。 - 【請求項3】 入射光を電気信号に変換する固体撮像素
子と、該固体撮像素子もしくはその周辺の温度を検出す
る温度検出手段と、前記固体撮像素子の欠陥画素を検出
する欠陥画素検出手段と、検出した前記欠陥画素の位置
情報を記憶する欠陥画素位置記憶手段と、前記位置情報
によって認知される欠陥画素の信号が入力されたとき
に、この欠陥画素に対応する信号を該欠陥画素の周辺画
素の信号もしくは演算値で置換する信号置換手段とを備
えたビデオカメラであって、 前記固体撮像素子もしくはその周辺温度に応じて、前記
固体撮像素子の欠陥画素を検出する判定基準を変えるこ
とを特徴とするビデオカメラ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5132169A JP3014895B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | ビデオカメラ |
DE4419068A DE4419068C2 (de) | 1993-06-02 | 1994-05-31 | Videokamera mit einer Funktion zum Korrigieren defekter Pixel einer Bildaufnahmevorrichtung vom Halbleitertyp und ein Verfahren zum Korrigieren defekter Pixel einer Bildaufnahmevorrichtung vom Halbleitertyp |
US08/470,010 US5625413A (en) | 1993-06-02 | 1995-06-06 | Video camera with a function to correct defective pixels of solid state image pickup device and method of correcting defective pixels of solid state image |
US08/786,733 US5796430A (en) | 1993-06-02 | 1997-01-27 | Video camera with a function to correct defective pixels of solid state image pickup device and method of correcting defective pixels of solid state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5132169A JP3014895B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | ビデオカメラ |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11266020A Division JP2000083199A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ビデオカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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