JP3421860B2 - 固体撮像素子の補正装置 - Google Patents

固体撮像素子の補正装置

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JP3421860B2
JP3421860B2 JP31872592A JP31872592A JP3421860B2 JP 3421860 B2 JP3421860 B2 JP 3421860B2 JP 31872592 A JP31872592 A JP 31872592A JP 31872592 A JP31872592 A JP 31872592A JP 3421860 B2 JP3421860 B2 JP 3421860B2
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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、例えばCCD素子を用
いたビデオカメラカメラ等に適用して好適な固体撮像素
子の補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばCCD素子を用いたビデオ
カメラにおいては、CCD素子の各画素の内、光が入射
していない状態で特異なレベルの信号を出力するいわゆ
る欠陥画素により、撮像して得た画像の画質が劣化する
という問題があった。
【0003】そこで従来では、ビデオカメラに欠陥画素
が出力する信号を補正する補正回路を登載し、ユーザに
対してビデオカメラを出荷する前に、ビデオカメラのC
CD素子の内、どの画素が欠陥画素かを検査し、その検
査の結果得られた欠陥画素を示す情報をビデオカメラの
補正回路の記憶エリアに記憶する等して、ユーザの手に
渡った後は、この補正回路によって欠陥画素が出力する
信号が補正されるようにしていた。
【0004】この補正の方法としては、いわゆる0次補
間及び1次補間等の欠陥補正方法やいわゆるRPN(残
留パターンノイズ)補正等の方法が実用化されている。
【0005】前者の補正方法の内、0次補間は、欠陥画
素から出力された信号をサンプリング回路においてホー
ルドし、欠陥画素から出力された信号を1つ前の画素の
信号に置き換える方法である。
【0006】また前者の補正方法の内、1次補間は、欠
陥画素の1つ前の画素から出力される信号とこの欠陥画
素の次の画素から出力される信号の平均を得、欠陥画素
から出力される信号を平均信号に置き換える方法であ
る。
【0007】また、後者の方法、即ち、RPN(残留パ
ターンノイズ)補正は、ビデオカメラ内部で欠陥画素か
ら出力される信号に相当する信号を発生させ、欠陥画素
から出力される信号からこの発生した信号を減算して欠
陥画素から出力される信号を相殺する方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した欠
陥画素から出力された信号をサンプリング回路において
ホールドし、欠陥画素から出力された信号を1つ前の画
素の信号に置き換える方法では、補正点での周波数帯域
が1/2になり、情報の欠落を発生させてしまい、これ
によって例えば細かい縦縞等の画像データを再現するこ
とができなくなり、非常に画質を劣化させてしまうとい
う不都合があった。
【0009】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、例えば細かい縦縞等の画像データも再現でき、これ
によって画質の劣化を防止することのできるCCD素子
の補正装置を提案しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の固体撮
像素子1、2、3からの出力信号を夫々サンプリングす
る複数のサンプリング手段8、9、10と、固体撮像素
子1、2、3の各画素の内、補正対象となる画素の位置
を示す欠陥位置信号を発生する制御手段18、19と、
複数の固体撮像素子8、9、10に対してタイミング信
号を供給すると共に制御手段18、19からの欠陥位
信号に基き、補正対象となる画素以外の画素の出力の
ときのみ複数のサンプリング手段8、9、10にサンプ
リング信号を夫々供給するタイミング発生手段4,5,
6,7と、複数のサンプリング手段8、9、10からの
複数の出力信号に基いて補正対象となる画素の補正信号
を夫々得る補正手段17と、複数のサンプリング手段
8、9、10からの出力信号を、補正手段17で信号が
遅延する分だけ夫々遅延させる複数の遅延手段14、1
5、16と、制御手段18、19からの欠陥位置信号に
基いて遅延手段14、15、16からの出力信号または
補正信号を選択的に出力する出力手段20,22,24
とを有するものである。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】更に本発明は上述において、補正手段17
において、複数の固体撮像素子1、2、3の内、第1及
び第2の固体撮像素子1、2の画素に対して画素ずらし
がなされている第3の固体撮像素子3の出力の補正対象
画素の補正信号を第3の固体撮像素子3の出力と第1
または第2の固体撮像素子1、2の出力を用いて得る
ものである。
【0016】更に本発明は上述において、補正手段17
において、第1の固体撮像素子1の出力の補正対象画素
の補正信号を第1の固体撮像素子1の出力と第2の固
体撮像素子2の出力を用いて得るものである。
【0017】更に本発明は上述において、補正手段17
において、第2の固体撮像素子2の出力の補正対象画素
の補正信号を第2の固体撮像素子2の出力と第1の固
体撮像素子1の出力を用いて得るものである。
【0018】
【0019】更に本発明は上述において、補正手段17
において、第3の固体撮像素子3の出力の補正対象画素
の補正信号を、第3の固体撮像素子3の出力と、第1,
第2の固体撮像素子1、2のうちレベルの高いほうの出
力とを用いて得るものである。
【0020】更に本発明は上述において、補正手段17
を、複数の固体撮像素子1、2、3の内、第1の固体撮
像素子1の出力の補正対象画素の補正信号を得る第1の
演算手段27、28、29、30と、複数の固体撮像素
子1、2、3の内、第2の固体撮像素子2の出力の補正
対象画素の補正信号を得る第2の演算手段33、34、
35、36と、複数の固体撮像素子1、2、3の内、第
1及び第2の固体撮像素子1、2の画素に対して画素ず
らしがなされている第3の固体撮像素子3の出力の補正
対象画素の補正信号を得る第3の演算手段38、39、
41、42、43、44とで構成し、第1の演算手段2
7、28、29、30を、第1の固体撮像素子1の出力
をラッチする第1のラッチ手段27と、第1のラッチ手
段27からの出力をラッチする第2のラッチ手段28
と、第1の乗算手段29と、第1の割算手段30とで構
成し、第2の演算手段33、34、35、36を、第2
の固体撮像素子2の出力をラッチする第3のラッチ手段
33と、第3のラッチ手段33からの出力をラッチする
第4のラッチ手段34と、第2の乗算手段35と、第2
の割算手段36とで構成し、第1の乗算手段29で、第
1のラッチ手段27からの出力と第4のラッチ手段34
からの出力とを乗算し、第1の割算手段30で、第1の
乗算手段29からの乗算出力を第2のラッチ手段28か
らの出力で割算し、第2の乗算手段35で、第2のラッ
チ手段28からの出力と第3のラッチ手段33からの出
力とを乗算し、第2の割算手段36で、第2の乗算手段
35からの乗算出力を第4のラッチ手段34からの出力
で割算し、第3の演算手段38、39、41、42、4
3、44を、第3の固体撮像素子3の出力をラッチする
第5のラッチ手段41と、第2の固体撮像素子2の現時
点の出力及び第3のラッチ手段33からの出力を加算し
て平均する平均手段38、39と、平均手段38、39
からの平均出力及び第5のラッチ手段41からの出力を
乗算する第3の乗算手段42と、平均手段38、39か
らの平均出力をラッチする第6のラッチ手段43と、第
3の乗算手段42からの乗算出力を第6のラッチ手段4
3からの出力で割算する第3の割算手段44とで構成し
たものである。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】更に本発明は上述において、補正手段17
は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の
時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素子の内、第1
の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素子の出力
が補正すべき出力である場合に、y(k)/y(k−
1)・x(k−1)で示す式によって上記補正すべき
出力の補正信号を求めるものである。
【0025】更に本発明は上述において、補正手段17
は、複数の固体撮像素子1、2、3の出力の内、補正対
象画素のある固体撮像素子1、2または3の出力と補正
対象画素のない固体撮像素子1、2または3の出力とを
用い、補正対象画素のある固体撮像素子1、2または3
の補正対象画素及びその近傍の複数の画素に対応した時
刻の出力を2次曲線で近似するとともに、補正対象画素
のない固体撮像素子1、2または3の同一時刻の出力を
2次曲線で近似し、補正対象画素のある固体撮像素子
1、2または3の補正対象画素の近傍の複数の画素に対
応した時刻の出力と、補正対象画素及びその近傍の複数
の画素に対応した時刻における補正対象画素のない固体
撮像素子1、2または3の出力とに基いて補正対象画素
の補正信号を推定するものである。
【0026】更に本発明は上述において、補正手段17
は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の
時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素子1、2、3
の内、第1の固体撮像素子1、2または3の出力をy、
第2の固体撮像素子の出力1、2または3をxとし、時
刻kに対応する第2の固体撮像素子1、2または3の出
力が補正すべき出力である場合に、{x(k+1)+x
(k−1)}/2−[{x(k+1)−x(k−1)}
{y(k+1)+y(k−1)−2y(k)}]/2
{y(k+1)−y(k−1)}で示す式によって上記
補正すべき出力の補正信号を求めるものである。
【0027】更に本発明は上述において、補正手段17
は、複数の固体撮像素子1、2、3の出力の内、互いに
半画素周期のオフセットのある、補正対象画素のある固
体撮像素子1、2または3の出力と補正対象画素のない
固体撮像素子1、2または3の出力とを用い、補正対象
画素のある固体撮像素子1、2または3の補正対象画素
及びその近傍の複数の画素に対応した時刻の出力を2次
曲線で近似するとともに、補正対象画素のない固体撮像
素子1、2または3の半画素周期オフセットした時刻の
出力を2次曲線で近似し、補正対象画素のある固体撮像
素子1、2または3の補正対象画素の近傍の複数の画素
に対応した時刻の出力と、補正対象画素及びその近傍の
複数の画素に対応した時刻から半画素周期オフセットし
た時刻における補正対象画素のない固体撮像素子1、2
または3の出力とに基いて補正対象画素の補正信号を推
定するものである。
【0028】更に本発明は上述において、補正手段17
は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の
時刻を(k−1)とし、上記複数の固体撮像素子1、
2、3の内、第1の固体撮像素子1、2または3の出力
をy、第2の固体撮像素子1、2または3の出力をxと
し、時刻kに対応する第2の固体撮像素子1、2または
3の出力が補正すべき出力である場合に、{x(k+
1)+x(k−1)}/2−[{x(k+1)−x(k
−1)}{y(k+1)+y(k−1)−2y
(k)}]/{y(k)−y(k−1)}で示す式に
よって上記補正すべき出力の補正信号を求めるものであ
る。
【0029】
【作用】上述せる本発明の構成によれば、制御手段1
8、19により、固体撮像素子1、2、3の各画素の
内、補正対象となる画素の位置を示す欠陥位置信号を発
生し、タイミング発生手段4,5,6,7が、この欠陥
位置信号に基き、補正対象となる画素以外の画素の出力
のときのみ複数のサンプリング手段8、9、10にサン
プリング信号を夫々供給し、サンプリング手段8、9、
10が、このサンプリング信号により、複数の固体撮像
素子1、2、3からの出力信号を、補正対象となる画素
以外の画素の出力のときのみ夫々サンプリングする。そ
して、補正手段1がサンプリング手段8、9、10か
らの複数の出力信号に基いて補正対象となる画素の補正
信号を夫々得、複数の遅延手段14、15、16が、サ
ンプリング手段8、9、10からの出力信号を、補正手
段17で信号が遅延する分だけ夫々遅延させ、制御手段
18、19からの欠陥位置信号に基いて遅延手段14、
15、16からの出力信号または補正信号を出力手段2
0,22,24で選択的に出力する。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17が複数の固体撮像素子1、2、3の内、第
1及び第2の固体撮像素子1、2の画素に対して画素ず
らしがなされている第3の固体撮像素子3の出力の補正
対象画素の補正信号を第3の固体撮像素子3の出力と
第1または第2の固体撮像素子1、2の出力を用いて
得る
【0035】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17が、第1の固体撮像素子1の出力の補正対
象画素の補正信号を第1の固体撮像素子1の出力と
2の固体撮像素子2の出力を用いて得る
【0036】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17が、第2の固体撮像素子1の出力の補正対
象画素の補正信号を第2の固体撮像素子2の出力と
1の固体撮像素子1の出力を用いて得る
【0037】
【0038】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17が、第3の固体撮像素子3の出力の補正対
象画素の補正信号を、第3の固体撮像素子3の出力と、
第1,第2の固体撮像素子1、2のうちレベルの高いほ
うの出力とを用いて得る
【0039】更に上述において本発明の構成によれば、
複数の固体撮像素子1、2、3の内、第1の固体撮像素
子1の出力が第1のラッチ手段27でラッチされ、第1
のラッチ手段27からの出力が第2のラッチ手段28で
ラッチされる。また、第2の固体撮像素子2の出力が第
3のラッチ手段33でラッチされ、第3のラッチ手段3
3からの出力が第4のラッチ手段34でラッチされる。
そして、第1の乗算手段29で、第1のラッチ手段27
からの出力と第4のラッチ手段34からの出力とが乗算
され、第1の割算手段30で、第1の乗算手段29から
の乗算出力が第2のラッチ手段28からの出力で割算さ
れることにより、第1の固体撮像素子1の出力の補正対
象画素の補正信号が得られる。また、第2の乗算手段3
5で、第2のラッチ手段28からの出力と第3のラッチ
手段33からの出力とが乗算し、第2の割算手段36
で、第2の乗算手段35からの乗算出力が第4のラッチ
手段34からの出力で割算されることにより、第2の固
体撮像素子2の出力の補正対象画素の補正信号が得られ
る。また、第3の固体撮像素子3の出力が第5のラッチ
手段41でラッチされ、第2の固体撮像素子2の現時点
の出力及び第3のラッチ手段33からの出力が平均手段
38、39で加算平均され、平均手段38、39からの
平均出力及び第5のラッチ手段41からの出力が第3の
乗算手段42で乗算され、平均手段38、39からの平
均出力が第6のラッチ手段43でラッチされ、第3の割
算手段44で、第3の乗算手段42からの乗算出力が第
6のラッチ手段43からの出力で割算されることによ
り、第3の固体撮像素子3の出力の補正対象画素の補正
信号が得られる。
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻
より1つ前の時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素
子の内、第1の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮
像素子の出力をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮
像素子の出力が補正すべき出力である場合に、
(k)/y(k−1)・x(k−1)で示す式によっ
て補正すべき出力の補正信号を求める。
【0044】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17は、複数の固体撮像素子1、2、3の出力
の内、補正対象画素のある固体撮像素子1、2または3
の出力と補正対象画素のない固体撮像素子1、2または
3の出力とを用い、補正対象画素のある固体撮像素子
1、2または3の補正対象画素及びその近傍の複数の画
素に対応した時刻の出力を2次曲線で近似するととも
に、補正対象画素のない固体撮像素子1、2または3の
同一時刻の出力を2次曲線で近似し、補正対象画素のあ
る固体撮像素子1、2または3の補正対象画素の近傍の
複数の画素に対応した時刻の出力と、補正対象画素及び
その近傍の複数の画素に対応した時刻における補正対象
画素のない固体撮像素子1、2または3の出力とに基い
て補正対象画素の補正信号を推定する。
【0045】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻
より1つ前の時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素
子1、2、3の内、第1の固体撮像素子1、2または3
の出力をy、第2の固体撮像素子1、2または3の出力
をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素子1、2
または3の出力が補正すべき出力である場合に、{x
(k+1)+x(k−1)}/2−[{x(k+1)−
x(k−1)}{y(k+1)+y(k−1)−2y
(k)}]/2{y(k+1)−y(k−1)}で示す
式によって補正すべき出力の補正信号を求める。
【0046】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17は、複数の固体撮像素子1、2、3の出力
の内、互いに半画素周期のオフセットのある、補正対象
画素のある固体撮像素子の出力1、2または3と補正対
象画素のない固体撮像素子1、2または3の出力とを用
い、補正対象画素のある固体撮像素子1、2または3の
補正対象画素及びその近傍の複数の画素に対応した時刻
の出力を2次曲線で近似するとともに、補正対象画素の
ない固体撮像素子1、2または3の半画素周期オフセッ
トした時刻の出力を2次曲線で近似し、補正対象画素の
ある固体撮像素子1、2または3の補正対象画素の近傍
の複数の画素に対応した時刻の出力と、補正対象画素及
びその近傍の複数の画素に対応した時刻から半画素周期
オフセットした時刻における補正対象画素のない固体撮
像素子1、2または3の出力とに基いて補正対象画素
補正信号を推定する。
【0047】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段17は、任意の時刻をkとし、この任意の時刻
より1つ前の時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素
子1、2、3の内、第1の固体撮像素子1、2または3
の出力をy、第2の固体撮像素子1、2または3の出力
をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素子1、2
または3の出力が補正すべき出力である場合に、{x
(k+1)+x(k−1)}/2 −[{x(k+1)
−x(k−1)}{y(k+1)+y(k−1)−2y
(k)}]/{y(k)−y(k−1)}で示す式に
よって補正すべき出力の補正信号を求める。
【0048】
【実施例】以下に、図1を参照して本発明固体撮像素子
の補正装置の一実施例について詳細に説明する。
【0049】この図1において、1は青(B)用CCD
素子、2は赤(R)用CCD素子、3は緑(G)用CC
D素子で、これら各CCD素子1、2及び3は図示しな
いビデオカメラの光学系からの光を電気信号夫々に変換
し、後述するタイミング発生回路4からの制御信号によ
り映像信号として出力する。
【0050】これらCCD素子1、2及び3からの映像
信号は夫々相関2重サンプリング回路(以下CDS回路
と記述する)8、9及び10に供給される。これらCD
S回路8、9及び10はCCD素子1、2及び3からの
映像信号をタイミング発生回路4からの2つのサンプル
ホールド信号に基いて夫々サンプリングし、サンプリン
グして得た映像信号を夫々A−Dコンバータ11、12
及び13(A−D変換のための前処理を含む)を介して
遅延回路14、15及び16並びに推定演算回路17に
供給する。
【0051】タイミング発生回路4は上述したように、
CCD素子に制御信号を供給すると共に、CDS回路
8、9及び10に夫々スイッチ5、6及び7を介して、
並びに直接2つのサンプルホールド信号を供給すると共
に、後述する欠陥位置信号発生回路19にタイミング信
号を供給する。
【0052】欠陥位置信号発生回路19は、欠陥位置メ
モリ18から欠陥位置データを読み出し、読みだした欠
陥位置データとタイミング発生回路4からのタイミング
信号とに基いて欠陥位置信号を得、この欠陥位置信号を
推定演算回路17に供給すると共に、この欠陥位置信号
をスイッチング信号としてスイッチ5、6及び7に夫々
供給する。
【0053】ここで、欠陥位置メモリ18は例えばEE
PROM、EPROM、ワンタイムROM、バックアッ
プ付きRAM等で構成され、上述したように、予め欠陥
画素検査等によって検出された3つのCCD素子1、2
及び3の各欠陥画素の位置データが書き込まれている。
【0054】この欠陥位置メモリ18から読み出された
3つのCCD素子1、2及び3の欠陥画素の位置データ
に基いて欠陥位置信号発生回路19がCCD素子1、2
及び3に夫々対応したスイッチ5、6及び7をスイッチ
ングすることにより、これらCCD素子1、2及び3に
対応した3つのCDS回路8、9及び10におけるサン
プリング動作を制御することができる。尚、これらのス
イッチ5、6及び7の必要性については後に詳しく説明
する。
【0055】遅延回路14、15及び16は、推定演算
回路17で信号が遅延する分だけA−Dコンバータ1
1、12及び13からの映像信号を遅延させ、遅延した
映像信号をスイッチ20、22及び24の各固定接点2
0a、22a及び24aに夫々供給する。
【0056】推定演算回路17は、後に詳しく説明する
が、A−Dコンバータ11、12及び13からの映像信
号(青、赤、緑に夫々対応する)に対して所定の演算処
理をすることにより、欠陥画素用の補正信号を得、これ
をスイッチ20、22及び24の各固定接点20b、2
2b及び24bに夫々供給する。
【0057】従って、スイッチ20においては、欠陥位
置信号発生回路19からのスイッチング信号によって可
動接点20cが固定接点20aまたは20bに選択的に
接続することによって、遅延回路14からのに対応し
た映像信号、または推定演算回路17からの欠陥画素用
の補正信号が出力端子21を介して選択的に図示しない
ビデオカメラの他の信号処理回路等に供給される。
【0058】スイッチ22においては、欠陥位置信号発
生回路19からのスイッチング信号によって可動接点2
2cが固定接点22aまたは22bに選択的に接続する
ことによって、遅延回路1からの赤に対応した映像信
号、または推定演算回路17からの欠陥画素用の補正信
号が出力端子23を介して選択的に図示しないビデオカ
メラの他の信号処理回路等に供給される。
【0059】スイッチ24においては、欠陥位置信号発
生回路19からのスイッチング信号によって可動接点2
4cが固定接点24aまたは24bに選択的に接続する
ことによって、遅延回路1からのに対応した映像信
号、または推定演算回路17からの欠陥画素用の補正信
号が出力端子25を介して選択的に図示しないビデオカ
メラの他の信号処理回路等に供給される。
【0060】次に、図2を参照して図1に示した推定演
算回路17について更に詳しく説明する。
【0061】この図2において、26は図1に示したA
−Dコンバータ11からの青に対応した映像信号が供給
される入力端子で、この入力端子26をフリップ・フロ
ップ回路27及びフリップ・フロップ回路28を介して
割算回路30の入力端に接続し、フリップ・フロップ回
路27及び28の接続点を乗算回路29の入力端に接続
し、更にこの乗算回路29の出力端を割算回路30の入
力端に接続する。また、後述する赤に対応した映像信号
の処理系のフリップ・フロップ回路34の出力端を乗算
回路29の入力端に接続する。
【0062】32は図1に示したA−Dコンバータ12
からの赤に対応した映像信号が供給される入力端子で、
この入力端子32をフリップ・フロップ回路33及びフ
リップ・フロップ回路34を介して割算回路36の入力
端に接続し、フリップ・フロップ回路33及び34の接
続点を乗算回路35の入力端に接続し、更にこの乗算回
路35の出力端を割算回路36の入力端に接続する。ま
た、赤に対応した映像信号の処理系のフリップ・フロッ
プ回路28の出力端を乗算回路35の入力端に接続す
る。
【0063】40は図1に示したA−Dコンバータ13
からの緑に対応した映像信号が供給される入力端子で、
この入力端子40をフリップ・フロップ回路42を介し
て乗算回路42の入力端に接続し、更にこの乗算回路4
2の出力端を割算回路44の入力端に接続する。
【0064】一方、赤に対応する映像信号が供給される
入力端子32を加算回路38の入力端に接続し、フリッ
プ・フロップ回路33の出力端をこの加算回路38の入
力端に接続し、この加算回路38の出力端を乗算回路3
9の入力端に接続し、この乗算回路39の出力端をフリ
ップ・フロップ回路43の入力端、並びに乗算回路42
の入力端に夫々接続し、フリップ・フロップ回路43の
出力端を割算回路44の入力端に接続する。
【0065】ここで、乗算回路39においては例えば加
算回路38からの加算出力に対して1/2となる係数を
掛け、入力端子32からの現在の赤に対応する映像信号
とフリップ・フロップ回路33からの現在より1つ前の
赤に対応する映像信号との平均を得るようにしている。
【0066】この回路の動作説明の前に図3を参照して
CCD素子1、2または3の内、健常なCCD素子1、
2または3と、欠陥画素のあるCCD1、2または3に
ついて説明する。例えば図3Aは欠陥画素のないCCD
素子のある時刻(・・・・k−3、k−2、k−1、
k、k+1、k+2、・・・・)の画素毎にサンプリン
グで得た出力波形を、図3Bは欠陥画素のあるCCD素
子のある時刻(・・・・k−3、k−2、k−1、k、
k+1、k+2、・・・・)の画素毎にサンプリングで
得た出力波形を夫々示す。
【0067】図4Aは欠陥画素のないCCD素子の、図
4Bは欠陥画素のあるCCD素子の時刻k−1及びkの
画素毎にサンプリングして得た出力波形を夫々示してい
る。欠陥画素をx(k)とした場合、y(n)及びx
(n)を演算してx(k)を推定し、これを補正信号と
する。
【0068】推定アルゴリズムとしては種々のものが考
えられるが、ここでは例として1次の推定を行う場合に
ついて説明する。
【0069】欠陥画素x(k)の推定は次の数1で示す
式で行うことができる。
【0070】
【数1】 x(k)={y(k)/y(k−1)}・x(k−1)
【0071】即ち、これは隣接画素においては色相の大
幅な変化はないものとして図3Aに示す欠陥画素のない
CCD素子における隣接画素間の変化率を基に、図3B
に示す欠陥画素のあるCCD素子においても隣接画素間
の変化率を同一のものと仮定して推定を行うことを示
す。
【0072】さて、CCD素子を上述のように青、赤、
緑と3枚用いている場合は、青及び赤のチャンネルが画
素の幾何学的位置が同一であるので、上述したいわば信
号の局所的トラッキングを仮定して、数1による推定を
相互に行うことができる。
【0073】しかしながら、緑のチャンネルは高解像度
化するために画素位置を青及び赤のチャンネルに対して
水平方向に1/2だけ画素をずらした状態としている。
従って、上述したトラッキングをそのまま用いるのは些
か危険である。
【0074】図5に画素ずらしを施したときの画素の配
置と入射画像例を示す。この図5において、斜線を施し
た部分が光の入射のない部分、斜線が施されていない部
分が光の入射のある部分であり、また、上段に緑のCC
D素子の画素、下段に青及び赤のCCD素子の画素を夫
々時間(k、k+1、・・・・k+9・・・・)を示す
符号を付して示す。この図5に示すように、緑のCCD
素子の画素の幾何学的位置と、青及び赤のCCD素子の
画素の幾何学的位置は1/2ピッチずれている。
【0075】この場合の緑のCCD素子の出力波形を図
6Aに、青及び赤のCCD素子の出力波形を図6Bに示
す。この図6に示すように、図6Aに示す緑に対応した
出力と、青及び赤に対応した出力とは時間的位置が略1
/2ピッチずれている。
【0076】緑のCCD素子の画素の左右に位置する青
または赤の2画素BまたはRの加算平均をG’(図6C
参照)として、これに基いて数1で示す推定を行った場
合、次に示す数2の式で表すことができる。
【0077】
【数2】 G’(k)=1/2{R(k)+R(k−1)}
【0078】この数2に示す式を数1に示す式に適用す
ると次の数3で示す式となる。
【0079】
【数3】 G(k)={G’(k)/G’(k−1)}・G(k−1)
【0080】このようにして青、赤及び緑の何れかのチ
ャンネルを用いて何れかのチャンネルの値を推定するこ
とができる。そしてこの推定によって欠陥画素の値の推
定を行い、欠陥補正を行うことができる。推定のもとと
なるデータにどのチャンネルを選択するかを決定する手
法も種々のものが考えられるが、例えば信号レベルの高
いチャンネルを選択した場合、S/Nの面で有利とな
る。
【0081】即ち、図1に示した回路構成は、欠陥画素
位置において原信号と推定信号を切り換える操作が行
え、しかも、より高度な推定アルゴリズムにおいて非線
形処理が必要となることより、ディジタル信号系として
実現させたものである。図1に示した推定演算回路17
においては、数1、数2及び数3で示した式の演算を行
う部分であり、スイッチ20、22及び24は本線信号
と推定信号を欠陥位置において切り換えるものであり、
また、遅延回路14、15及び16は推定演算による遅
延(例えば2クロック分)を補償し、本線信号と推定信
号の時刻を揃えるものである。
【0082】そして図2は、数1、数2及び数3で示し
た式の演算を行うための構成例を示し、数1、数2及び
数3で示すように、例として、赤に対応した映像信号か
ら青に対応した映像信号を、青に対応した映像信号から
赤に対応した映像信号を推定するようにし、しかもS/
Nの面で青のチャンネルより有利な赤のチャンネルの信
号に基いて、数3で示した式から緑のチャンネルの推定
を行って上述したG’を求め、このG’から補正信号と
するG信号を推定するようにしている。
【0083】ところで、このように、推定によって補正
信号を得、本線信号と切り換えるようにした場合に、図
1に示したCDS回路8、9及び10並びにA−Dコン
バータ11、12及び13における前処理の応答によっ
てインパルスである欠陥信号が広がりを起こし、この欠
陥画素に対応した信号の広がりによってその後の処理に
誤差を生じる可能性がある。
【0084】そこで本例においては、上述したように、
スイッチ5、6及び7を設け、欠陥位置信号発生回路1
9からのスイッチング信号によって欠陥画素の出力のと
きにはこれらスイッチ5、6及び7をオフにしてCDS
回路8、9及び10における欠陥画素による出力信号の
サンプリングを行わないようにする。
【0085】このようにすることで、欠陥画素の出力の
ときにはその信号がミュートされ、その後の処理に影響
を与えることはない。
【0086】次に図2に示した推定演算回路17の動作
説明を中心に、図1の回路の動作について説明する。
【0087】先ず、図示しない光学系を介してCCD素
子1に青成分の光、CCD素子2に赤成分の光、CCD
素子3に緑成分の光が夫々入射し、これによって各CC
D素子1、2及び3は光電変換により受光光をタイミン
グ発生回路4からのタイミング信号によって映像信号と
して出力する。これらCCD素子1、2び3から出力さ
れた青のチャンネル(Bチャンネル)の映像信号、赤の
チャンネル(Rチャンネル)の映像信号及び緑のチャン
ネル(Gチャンネル)の映像信号は夫々CDS回路8、
9及び10に夫々供給される。
【0088】CDS回路8、9及び10に供給された
B、R及びGチャンネルの映像信号は夫々サンプルホー
ルドされた後にA−Dコンバータ11、12及び13で
ディジタル信号に変換され、遅延回路14、15及び1
6に供給され、例えば2、クロック分遅延されて出力さ
れ、スイッチ20、22及び24の各固定接点20a、
22a及び24aに夫々供給される。
【0089】一方、A−Dコンバータ11、12及び1
3から夫々出力されたB、R及びGチャンネルのディジ
タル映像信号は推定演算回路17にも供給される。
【0090】入力端子26を介して推定演算回路17に
供給されたBチャンネルのディジタル映像信号はフリッ
プ・フロップ回路27でラッチされた後に乗算回路29
に供給される。
【0091】入力端子32を介して推定演算回路17に
供給されたRチャンネルのディジタル映像信号はフリッ
プ・フロップ回路33及び34に順次ラッチされ、割算
回路36に供給される。
【0092】さて、フリップ・フロップ回路34の出力
はBチャンネルの処理系の乗算回路29に供給されるの
で、乗算回路29においてはフリップ・フロップ回路2
7からのラッチ出力(kとする)と、フリップ・フロッ
プ回路34からのラッチ出力(k−1とする)、即ち、
Bチャンネルの(k)の時刻の出力と、Rチャンネルの
(k−1)の時刻の出力とが乗算される。
【0093】そしてこの乗算出力B(k)×R(k−
1)は割算回路30において、フリップ・フロップ回路
28の出力、即ち、Bチャンネルの(k−1)の時刻の
出力で割算され、出力端子31からRチャンネルの補正
信号(推定信号)として出力され、図1に示すスイッチ
の固定接点2bに供給される。
【0094】一方、フリップ・フロップ回路33の出
力、即ち、Rチャンネルの(k)時刻の出力は、乗算回
路35においてBチャンネルのフリップ・フロップ回路
28の出力、即ち、Bチャンネルの時刻(k−1)の出
力と乗算され、割算回路36に供給される。
【0095】従って、割算回路36においては、乗算回
路35の出力R(k)×B(k−1)がフリップ・フロ
ップ回路34からの出力R(k−1)で割られ、出力端
子37からBチャンネルの補正信号(推定信号)として
出力され、図1に示すスイッチ2の固定接点2bに
供給される。
【0096】また、加算回路38においては、入力端子
32に供給されるRチャンネルのディジタル映像信号
(k+1の時刻とする)とフリップ・フロップ回路33
の出力(kの時刻とする)が加算されてR(k+1)+
R(k)とされ、この信号が乗算回路39に供給されて
1/2に平均化されて{R(k+1)+R(k)}/2
とされ、この平均化で得られた信号が乗算回路42及び
フリップ・フロップ回路43に夫々供給される。ここ
で、この平均化出力{R(k+1)+R(k)}/2を
G’(k)とする。
【0097】乗算回路42においては、フリップ・フロ
ップ回路41の出力、即ち、G(k−1)と、乗算回路
39からの出力G’(k)が乗算されて出力G(k−
1)×G’(k)となり、この出力が割算回路44に供
給される。
【0098】一方、乗算回路39の出力G’(k)はフ
リップ・フロップ回路43でラッチされ、即ち、G’
(k−1)とされて割算回路44に供給される。従って
割算回路44においては、乗算回路42からの出力G
(k−1)×G’(k)がフリップ・フロップ回路43
からの出力G’(k−1)で割られて出力{G(k−
1)・G’(k)}/G’(k−1)となり、この出力
がGチャンネルの補正信号(推定信号)として出力端子
45を介して出力され、図1に示すスイッチ24の固定
接点24bに供給される。尚、GチャンネルとB及びR
チャンネルの時間的な差は図3及び図4で説明したよう
に、画素ずらしによるものである。
【0099】さて、図1に示したスイッチ20、22及
び24においては、上述のようにして生成されたB、R
及びGチャンネルの補正信号(推定信号)と、本線信号
である遅延回路14、15及び16からのB、R及びG
チャンネルの信号とが欠陥位置信号発生回路19からの
スイッチング信号により切り換えられて出力端子21、
23及び25から夫々図示しないビデオカメラ本体回路
に供給される。即ち、Bチャンネルにおいて欠陥位置と
なった場合には、欠陥位置信号発生回路19からのスイ
ッチング信号によりスイッチ20の可動接点20cが固
定接点20bに接続し、これによってBチャンネルの補
正信号が出力端子21を介して出力され、Rチャンネル
において欠陥位置となった場合には、欠陥位置信号発生
回路19からのスイッチング信号によりスイッチ22の
可動接点22cが固定接点22bに接続し、これによっ
てRチャンネルの補正信号が出力端子23を介して出力
され、Gチャンネルにおいて欠陥位置となった場合に
は、欠陥位置信号発生回路19からのスイッチング信号
によりスイッチ24の可動接点24cが固定接点24b
に接続し、これによってGチャンネルの補正信号が出力
端子25を介して出力される。
【0100】このように、この例においては、推定演算
回路17においてBチャンネルの欠陥画素の出力をB及
びRチャンネルの出力を演算して推定して補正信号を
得、Rチャンネルの欠陥画素の出力をR及びBチャンネ
ルの出力を演算して推定して補正信号を得、Gチャンネ
ルの欠陥画素の出力をBまたはRチャンネルとの演算に
より推定して補正信号を得、これらの補正信号をスイッ
チ20、22及び24において、欠陥位置のときにこれ
らの信号に切り換える欠陥位置信号発生回路19からの
スイッチング信号で本線信号と切り換えて出力するよう
にしたので、例えば細かい縦縞のような画像データであ
っても忠実に再現でき、これによって画質を向上させる
ことができる。
【0101】また、スイッチ5、6及び7を設け、欠陥
画素の出力に際には、欠陥位置信号発生回路19からの
スイッチング信号によってスイッチ5、6及び7をオフ
にしてCDS回路8、9及び10でのサンプリングを行
わないようにしたので、欠陥画素による出力信号の広が
りによる影響をなくすことができる。
【0102】次に、図7及び図8を参照して図2に示し
た推定演算回路17の他の例について説明する。
【0103】図7に全体として推定演算回路17の他の
例としての構成を示す。この図7において、46は欠陥
画素のあるチャンネルの(k−1)の時刻の出力が供給
される入力端子で、この入力端子46を加算回路51の
入力端及び加算回路53の入力端に夫々接続する。47
は欠陥画素のあるチャンネルの(k+1)の時刻の出力
が供給される入力端子で、この入力端子47を加算回路
51の入力端及び加算回路53の入力端に夫々接続す
る。
【0104】48は欠陥画素のないチャンネルの(k−
1)の時刻の出力が供給される入力端子で、この入力端
子48を加算回路54の入力端及び加算回路57の入力
端に夫々接続する。49は欠陥画素のないチャンネルの
(k)の時刻の出力が供給される入力端子で、この入力
端子49を乗算回路55の入力端に接続する。50は欠
陥画素のないチャンネルの(k+1)の時刻の出力が供
給される入力端子で、この入力端子50を加算回路54
の入力端及び加算回路57の入力端に夫々接続する。
【0105】加算回路51の出力端を乗算回路52の入
力端に接続し、この乗算回路52の出力端を加算回路6
0の入力端に接続し、この加算回路60の出力端を出力
端子61に接続する。また、加算回路53の出力端を乗
算回路56の入力端に接続し、乗算回路55の出力端を
加算回路54の入力端に接続し、この加算回路54の出
力端を乗算回路56の入力端に接続し、この乗算回路5
6の出力端を割算回路59の入力端に接続し、この割算
回路59の出力端を加算回路60の入力端に接続する。
また、加算回路57の出力端を乗算回路58の入力端に
接続し、この乗算回路58の出力端を割算回路59の入
力端に接続する。
【0106】ここで、乗算回路52は加算回路51から
の出力に係数を乗じることによって1/2にし、また、
乗算回路55は夫々入力端子49を介して供給される信
号y(k)に対して係数を乗じることによって2倍に
し、また、乗算回路58は加算回路57からの出力に対
して係数を乗じることによって2倍にするものである。
【0107】次に、この図7に示す推定演算回路17の
動作について説明する。
【0108】先ず、加算回路51において、入力端子4
6を介して供給される信号x(k−1)と入力端子47
を介して供給される信号x(k+1)が加算されて信号
x(k−1)+x(k+1)とされ、乗算回路52に供
給され、この乗算回路52において1/2に平均化され
て信号{x(k−1)+x(k+1)}/2とされ、加
算回路60に供給される。
【0109】そして加算回路53には入力端子46を介
して信号x(k−1)、入力端子47を介して信号x
(k+1)が夫々供給され、この加算回路53で加算さ
れてx(k+1)−x(k−1)となり、乗算回路56
に供給される。
【0110】一方、乗算回路55には入力端子49を介
して信号y(k)が供給され、この乗算回路55におい
て係数が乗じられて2y(k)にされ、加算回路54に
供給される。加算回路54にはまた、入力端子48を介
して信号y(k−1)及び入力端子50を介して信号y
(k+1)が夫々供給され、従ってこの加算回路54の
出力はy(k−1)+y(k+1)−2(k)となる。
この加算出力は乗算回路56に供給され、加算回路53
の出力x(k+1)−x(k−1)と乗算され、{y
(k−1)+y(k+1)−2y(k)}・{x(k+
1)−x(k−1)}となり、この後割算回路59に供
給される。
【0111】さて、加算回路57には入力端子48を介
して信号y(k−1)、入力端子50を介してy(k+
1)が夫々供給され、この加算回路57において加算さ
れてy(k+1)−y(k−1)となり、乗算回路58
に供給され、この乗算回路58において係数が乗じられ
て2{y(k+1)−y(k−1)}となり、この後割
算回路59に供給される。
【0112】割算回路59においては、{y(k−1)
+y(k+1)−2y(k)}・{x(k+1)−x
(k−1)}/[2{y(k+1)−y(k−1)}]
の演算が行われ、この結果が加算回路60に供給され
る。
【0113】そして加算回路60においては、乗算回路
52の出力である{x(k−1)+x(k+1)}/2
から{y(k−1)+y(k+1)−2y(k)}・
{x(k+1)−x(k−1)}/[2{y(k+1)
−y(k−1)}]が減じられ、この減算結果が補正信
号(推定信号)として出力端子61を介して図示しない
ビデオカメラ本体回路に供給される。
【0114】即ち、x(n)(n=・・・・k−2、k
−1、k、k+1、k+2、・・・・)を欠陥画素のあ
るCCD素子の出力としたとき、次の数4で示す式によ
って欠陥画素の出力に対する補正信号(推定信号)を得
ることができる。
【0115】
【数4】 x*(k) ={x(k−1)+x(k+1)}/2 −[{y(k−1)+y(k+1)−2y(k)} {x(k+1)−x(k−1)}]/[2{y(k+1)−y(k−1)}]
【0116】これについて図8を参照して更に詳しく説
明する。図8Aは欠陥画素のないCCD素子の画素毎の
出力、図8Bは欠陥画素のあるCCD素子の画素毎の出
力を示している。また、図8Aにおいてy(k−1)、
y(k)及びy(k+1)は夫々画素p1、p2及びp
に対応した時刻(k−1)、k及び(k+1)の出
力、s1はこれらの出力で近似できる2次曲線、t1は
この近似による2次曲線が極値dをとる時刻であり、図
8Bにおいて、x(k−1)、x*(k)、x(k+
1)は夫々画素p10、p11、p12に対応した時刻
(k−1)、k、(k+1)(図8Aの時刻(k−
1)、k、(k+1)と同じ時刻)の出力(尚、p11
は欠陥画素である)、s10はこれらの出力で近似でき
る2次曲線、t10はこの近似による2次曲線が極値を
とる時刻である。
【0117】図8A及び図8Bに示すように、この例に
おいては、欠陥画素p11及びその近傍の2画素p1
0、p12に対応した時刻の出力x(k−1)、x*
(k)、x(k+1)に対し、2次曲線s10をあては
める。これは原画像を局所的に2次近似したものであ
る。原画像は欠陥画素のあるCCD素子と欠陥画素のな
いCCD素子とで同一画像であるからこの2次曲線s1
0と2次曲線s1とが極値をとる時刻が同じである(t
10=t1)と仮定すると、2次曲線s1におけるy
(k−1)とy(k+1)との差に対するy(k−1)
とy(k+1)との平均値からのy(k)のずれの大き
さの比である[{y(k−1)+y(k+1)}/2−
y(k)]/{y(k+1)−y(k−1)}は、2次
曲線s10におけるx(k−1)とx(k+1)との差
に対するx(k−1)とx(k+1)との平均値からの
x*(k)のずれの大きさの比である[{x(k−1)
+x(k+1)}/2−x*(k)]/{x(k+1)
−x(k−1)}に等しくなり、その結果数4で示す式
が導かれる。このように、欠陥のあるチャンネルの欠陥
画素の近傍の2画素に対応した時刻の出力x(k−
1)、x(k+1)と、この欠陥画素及び近傍の2画素
に対応した時刻における欠陥のないチャンネルの出力y
(k−1)、y、y(k+1)とを基に、欠陥のあるチ
ャンネルで欠陥画素p11の出力x*(k)を推定する
のである。
【0118】このようにこの例においては、数4で示す
如き式によって推定を行うようにしているので、確実、
且つ、簡単な回路構成で推定演算を実現することができ
る。尚、各入力端子46、47、・・・・50に供給さ
れる各信号は、例えば図2で説明したようなフリップ・
フロップ回路等によって得られるものとする。
【0119】図9及び図10は、図1及び図2において
説明した推定演算回路17の更に他の例である。この図
9及び図10において、図7及び図8と対応する部分に
は同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【0120】図9は推定演算回路17の構成例を示して
いる。尚、この図9に示す推定演算回路17は図7に示
した推定演算回路17と略同じ構成なので、異なる部分
についてのみ説明を行う。
【0121】この図9に示す推定演算回路17は図7に
示した推定演算回路17とは異なり、信号y(k)が供
給される入力端子49を加算回路57に接続している。
即ち、この図9に示す回路構成は、空間画素ずらしを施
したチャンネル間での推定を行うためのものなってい
る。
【0122】この図9に示す推定演算回路17の動作を
説明すると、先ず、加算回路51において、入力端子4
6を介して供給される信号x(k−1)と入力端子47
を介して供給される信号x(k+1)が加算されて信号
x(k−1)+x(k+1)とされ、乗算回路52に供
給され、この乗算回路52において1/2に平均化され
て信号{x(k−1)+x(k+1)}/2とされ、加
算回路60に供給される。
【0123】そして加算回路53には入力端子46を介
して信号x(k−1)、入力端子47を介して信号x
(k+1)が夫々供給され、この加算回路53で加算さ
れてx(k+1)−x(k−1)となり、乗算回路56
に供給される。
【0124】一方、乗算回路55には入力端子49を介
して信号y(k)が供給され、この乗算回路55におい
て係数が乗じられて2y(k)にされ、加算回路54に
供給される。加算回路54にはまた、入力端子48を介
して信号y(k−1)及び入力端子50を介して信号y
(k+1)が夫々供給され、従ってこの加算回路54の
出力はy(k−1)+y(k+1)−2(k)となる。
この加算出力は乗算回路56に供給され、加算回路53
の出力x(k+1)−x(k−1)と乗算され、{y
(k−1)+y(k+1)−2y(k)}・{x(k+
1)−x(k−1)}となり、この後割算回路59に供
給される。
【0125】さて、加算回路57には入力端子48を介
して信号y(k−1)、入力端子49を介してy(k)
が夫々供給され、この加算回路57において加算されて
y(k)−y(k−1)となり、乗算回路58に供給さ
れ、この乗算回路58において係数が乗じられて2{y
(k)−y(k−1)}となり、この後割算回路59に
供給される。
【0126】割算回路59においては、{y(k−1)
+y(k+1)−2y(k)}・{x(k+1)−x
(k−1)}/[2{y(k)−y(k−1)}]の演
算が行われ、この結果が加算回路60に供給される。
【0127】そして加算回路60においては、乗算回路
52の出力である{x(k−1)+x(k+1)}/2
から{y(k−1)+y(k+1)−2y(k)}・
{x(k+1)−x(k−1)}/[2{y(k)+y
(k−1)}]が減じられ、この減算結果が補正信号
(推定信号)として出力端子61を介して図示しないビ
デオカメラ本体回路に供給される。
【0128】即ち、x(n)(n=・・・・k−2、k
−1、k、k+1、k+2、・・・・)を欠陥画素のあ
るCCD素子の出力としたとき、次の数5で示す式によ
って欠陥画素の出力に対する補正信号(推定信号)を得
ることができる。
【0129】
【数5】 x*(k) ={x(k−1)+x(k+1)}/2 −[{y(k−1)+y(k+1)−2y(k)} {x(k+1)−x(k−1)}]/[2{y(k)−y(k−1)}]
【0130】これについて図10を参照して更に詳しく
説明する。図10Aは図8と同様に、欠陥画素のない
CCD素子の画素毎の出力、図10Bは欠陥画素のある
CCD素子の画素毎の出力を示している。また、図81
0においてy(k−1)、y(k)及びy(k+1)
夫々画素p1、p2及びp3に対応した時刻(k−
1)、k及び(k+1)の出力、s1はこれらの出力で
近似できる2次曲線であり、図10Bにおいて、x(k
−1)、x*(k)及びx(k+1)は夫々画素p1
0、p11及びp12に対応した時刻(k−1)、k及
び(k+1)(図8Aの時刻(k−1)、k及び(k+
1)から半画素周期オフセットした時刻)の出力(尚、
p11は欠陥画素である)、s10はこれらの出力で近
似できる2次曲線である。
【0131】この図10に示すように、この例において
は、サンプル時刻が実時刻で略半周期オフセットしてい
るだけである。即ち、極値dをとる時刻は欠陥のあるな
しにかかわらず同一であるが、サンプル時刻kとの時間
差ということでは図10A及びBに夫々示す各画素の出
力では半画素期間の差異がある。数5で示す式はこのこ
とを考慮したものである。
【0132】このようにこの例においては、数5で示す
如き式によって推定を行うようにしているので、確実、
且つ、簡単な回路構成で画素の位置が互いに異なるCC
D素子間での推定演算を実現することができる。尚、各
入力端子46、47、・・・・50に供給される各信号
は、例えば図2で説明したようなフリップ・フロップ回
路等によって得られるものとする。
【0133】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。
【0134】
【発明の効果】上述せる本発明の構成によれば、制御手
段により、固体撮像素子の各画素の内、補正対象となる
画素の位置を示す欠陥位置信号を発生し、タイミング発
生手段が、この欠陥位置信号に基き、補正対象となる画
素以外の画素の出力のときのみ複数のサンプリング手段
にサンプリング信号を夫々供給し、サンプリング手段
が、このサンプリング信号により、複数の固体撮像素子
からの出力信号を、補正対象となる画素以外の画素の出
力のときのみ夫々サンプリングし、補正手段がサンプリ
ング手段からの複数の出力信号に基いて補正対象となる
画素の補正信号を夫々得、複数の遅延手段が、サンプリ
ング手段からの出力信号を、補正手段で信号が遅延する
分だけ夫々遅延させ、制御手段からの欠陥位置信号に基
いて遅延手段からの出力信号または補正信号を出力手段
で選択的に出力するようにしたので、例えば細かい縦縞
等の画像データも再現でき、これによって画質の劣化を
防止することができ、且つ、欠陥画素による出力を確実
にミュートでき、欠陥画素の出力がサンプリングやA−
D変換の前処理によって広がりを起こすことがなくな
り、これによってその後の処理に誤差が生じなくなる。
【0135】
【0136】
【0137】
【0138】
【0139】更に上述において本発明によれば、補正
段が複数の固体撮像素子の内、第1及び第2の固体撮像
素子の画素に対して画素ずらしがなされている第3の固
体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信号を第3の
固体撮像素子の出力と第1または第2の固体撮像素子の
出力を用いて得るようにしたので、上述の効果に加
え、第3の固体撮像素子の欠陥画素に対応して制度の高
い推定を行うことができる。
【0140】更に上述において本発明によれば、補正
が、第1の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正
号を第1の固体撮像素子の出力と第2の固体撮像素
子の出力を用いて得るようにしたので、上述の効果に
加え、第1の固体撮像素子の欠陥画素に対応して制度の
高い推定を行うことができる。
【0141】更に上述において本発明によれば、補正
が、第2の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正
号を第2の固体撮像素子の出力と第1の固体撮像素
子の出力を用いて得るようにしたので、上述の効果に
加え、第2の固体撮像素子の欠陥画素に対応して制度の
高い推定を行うことができる。
【0142】
【0143】更に上述において本発明によれば、補正
が、第3の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正
信号を、第3の固体撮像素子の出力と、第1,第2の固
体撮像素子のうちレベルの高いほうの出力とを用いて得
ようにしたので、上述の効果に加え、よりS/N比の
良好な出力を得ることができる。
【0144】更に上述において本発明によれば、複数の
固体撮像素子の内、第1の固体撮像素子の出力を第1の
ラッチ手段でラッチし、第1のラッチ手段からの出力を
第2のラッチ手段でラッチし、また、第2の固体撮像素
子の出力を第3のラッチ手段でラッチし、第3のラッチ
手段からの出力を第4のラッチ手段でラッチし、第1の
ラッチ手段からの出力と第4のラッチ手段からの出力と
の乗算を第1の乗算手段で行い、第1の乗算手段からの
乗算出力の第2のラッチ手段からの出力での割算を第1
の割算手段で行うことによって第1の固体撮像素子の出
力の補正対象画素の補正信号を得、また、第2のラッチ
手段からの出力と第3のラッチ手段からの出力との乗算
を第2の乗算手段で行い、第2の乗算手段からの乗算出
力の第4のラッチ手段からの出力での割算を第2の割算
手段で行うことによって第2の固体撮像素子の出力の補
正対象画素の補正信号を得、また、第3の固体撮像素子
の出力を第5のラッチ手段でラッチし、第2の固体撮像
素子の現時点の出力及び第3のラッチ手段からの出力を
平均手段で加算平均し、平均手段からの平均出力及び第
5のラッチ手段からの出力の乗算を第3の乗算手段で行
い、平均手段からの平均出力を第6のラッチ手段でラッ
チし、第3の乗算手段からの乗算出力の第6のラッチ手
段からの出力での割算を第3の割算手段で行うことによ
って第3の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信
号を得るようにしたので、上述の効果に加え、回路構成
が簡単となり、しかも、確実な演算処理を行うことがで
き、これによって更に良好な推定を行うことができる。
【0145】
【0146】
【0147】
【0148】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段が任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1
つ前の時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素子の
内、第1の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素
子の出力をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素
子の出力が補正すべき出力である場合に、y(k)/
y(k−1)・x(k−1)で示す式によって補正す
べき出力の補正信号を求めるようにしたので、上述の効
果に加え、推定処理を簡単にすることができる。
【0149】更に上述において本発明の構成によれば、
補正手段が複数の固体撮像素子の出力の内、補正対象画
素のある固体撮像素子の出力と補正対象画素のない固体
撮像素子の出力とを用い、補正対象画素のある固体撮像
素子の補正対象画素及びその近傍の複数の画素に対応し
た時刻の出力を2次曲線で近似するとともに、補正対象
画素のない固体撮像素子の同一時刻の出力を2次曲線で
近似し、補正対象画素のある固体撮像素子の補正対象画
素の近傍の複数の画素に対応した時刻の出力と、補正対
象画素及びその近傍の複数の画素に対応した時刻におけ
る補正対象画素のない固体撮像素子の出力とに基いて補
正対象画素の補正信号を推定するようにしたので、良好
な補正信号を得、良好な補正を行い、出力画像の画質を
向上させることができる。
【0150】更に上述において本発明によれば、補正
段が任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の
時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素子の内、第1
の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素子の出力
が補正すべき出力である場合に、{x(k+1)+x
(k−1)}/2−[{x(k+1)−x(k−1)}
{y(k+1)+y(k−1)−2y(k)}]/2
{y(k+1)−y(k−1)}で示す式によって補正
すべき出力の補正信号を求めるようにしたので、上述の
効果に加え、補正信号の推定精度を向上させることがで
きる。
【0151】更に上述において本発明によれば、補正
段が複数の固体撮像素子の出力の内、互いに半画素周期
のオフセットのある、補正対象画素のある固体撮像素子
の出力と補正対象画素のない固体撮像素子の出力とを用
い、補正対象画素のある固体撮像素子の補正対象画素及
びその近傍の複数の画素に対応した時刻の出力を2次曲
線で近似するとともに、補正対象画素のない固体撮像素
子の半画素周期オフセットした時刻の出力を2次曲線で
近似し、補正対象画素のある固体撮像素子の補正対象画
素の近傍の複数の画素に対応した時刻の出力と、補正対
象画素及びその近傍の複数の画素に対応した時刻から半
画素周期オフセットした時刻における補正対象画素のな
い固体撮像素子の出力とに基いて補正対象画素の補正信
号を推定するようにしたので、上述の効果に加え、幾何
学的に画素の位置がずれていても、良好な補正信号を
得、良好な補正を行い、出力画像の画質を向上させるこ
とができる。
【0152】更に上述において本発明によれば、補正
段が任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の
時刻を(k−1)とし、複数の固体撮像素子の内、第1
の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
をxとし、時刻kに対応する第2の固体撮像素子の出力
が補正すべき出力である場合に、{x(k+1)+x
(k−1)}/2 −[{x(k+1)−x(k−
1)}{y(k+1)+y(k−1)−2y(k)}]
{y(k)−y(k−1)}で示す式によって補正
すべき出力の補正信号を求めるようにしたので、上述の
効果に加え、補正信号の推定精度を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例を示
す構成図である。
【図2】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の要
部を示す構成図である。
【図3】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の説
明に供する1次の推定を説明するための説明図である。
【図4】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の説
明に供するCCD素子の出力波形の例を示す説明図であ
る。
【図5】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の説
明に供する画素配置と入射画像の例を示す説明図であ
る。
【図6】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の説
明に供する波形図である。
【図7】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の要
部の他の例を示す構成図である。
【図8】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の要
部の他の例の説明に供する補正の推定を説明すための説
明図である。
【図9】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の要
部の更に他の例を示す構成図である。
【図10】本発明固体撮像素子の補正装置の一実施例の
要部の更に他の例の説明に供する補正の推定を説明する
ための説明図である。
【符号の説明】
1、2、3 CCD素子 4 タイミング発生回路 5、6、7 スイッチ 8、9、10 相関2重サンプリング回路 11、12、13 A−Dコンバータ 14、15、16 遅延回路 17 推定演算回路 18 欠陥位置メモリ 19 欠陥位置信号発生回路 20、22、24 スイッチ 27、28、33、34、41、43 フリップ・フロ
ップ回路 29、35、42、52、55、56、58 乗算回路 30、36、44、59 割算回路 38、51、53、54、57、60 加算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/335 H04N 9/07 - 9/09

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の固体撮像素子からの出力信号を夫
    々サンプリングする複数のサンプリング手段と、 固体撮像素子の各画素の内、補正対象となる画素の位置
    を示す欠陥位置信号を発生する制御手段と、 上記複数の固体撮像素子に対してタイミング信号を供給
    すると共に上記制御手段からの欠陥位置信号に基き、
    補正対象となる画素以外の画素の出力のときのみ上記複
    数のサンプリング手段にサンプリング信号を夫々供給す
    るタイミング発生手段と、 上記複数のサンプリング手段からの複数の出力信号に基
    いて上記補正対象となる画素の補正信号を夫々得る補正
    手段と、上記複数のサンプリング手段からの出力信号を、上記補
    正手段で信号が遅延する分だけ夫々遅延させる複数の遅
    延手段と、 上記制御手段からの欠陥位置信号に基いて上記遅延手段
    からの出力信号または上記補正信号を選択的に出力する
    出力手段とを有することを特徴とする固体撮像素子の補
    正装置。
  2. 【請求項2】 上記補正手段においては、 上記複数の固体撮像素子の内、第1及び第2の固体撮像
    素子の画素に対して画素ずらしがなされている第3の固
    体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信号を、 上記第3の固体撮像素子の出力と上記第1または第2の
    固体撮像素子の出力とを用いて得ることを特徴とする請
    求項1記載の固体撮像素子の補正装置。
  3. 【請求項3】 上記補正手段においては、 上記第1の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信
    号を、 上記第1の固体撮像素子の出力と上記第2の固体撮像素
    子の出力とを用いて得ることを特徴とする請求項2記載
    の固体撮像素子の補正装置。
  4. 【請求項4】 上記補正手段においては、 上記第2の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信
    号を、 上記第2の固体撮像素子の出力と上記第1の固体撮像素
    子の出力とを用いて得 ることを特徴とする請求項2記載
    の固体撮像素子の補正装置。
  5. 【請求項5】 上記補正手段においては、 上記第3の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信
    号を、 上記第3の固体撮像素子の出力と、上記第1,第2の固
    体撮像素子のうちレベルの高いほうの出力とを用いて得
    ることを特徴とする請求項2記載の固体撮像素子の補正
    装置。
  6. 【請求項6】 上記補正手段は、 上記複数の固体撮像素子の内、第1の固体撮像素子の出
    力の補正対象画素の補正信号を得る第1の演算手段と、 上記複数の固体撮像素子の内、第2の固体撮像素子の出
    力の補正対象画素の補正信号を得る第2の演算手段と、 上記複数の固体撮像素子の内、上記第1及び第2の固体
    撮像素子の画素に対して画素ずらしがなされている第3
    の固体撮像素子の出力の補正対象画素の補正信号を得る
    第3の演算手段とで構成され、 上記第1の演算手段は、 上記第1の固体撮像素子の出力をラッチする第1のラッ
    チ手段と、 上記第1のラッチ手段からの出力をラッチする第2のラ
    ッチ手段と、 第1の乗算手段と、 第1の割算手段とで構成され、 上記第2の演算手段は、 上記第2の固体撮像素子の出力をラッチする第3のラッ
    チ手段と、 上記第3のラッチ手段からの出力をラッチする第4のラ
    ッチ手段と、 第2の乗算手段と、 第2の割算手段とで構成され、 上記第1の乗算手段は、上記第1のラッチ手段からの出
    力と上記第4のラッチ手段からの出力とを乗算し、 上記第1の割算手段は、上記第1の乗算手段からの乗算
    出力を上記第2のラッチ手段からの出力で割算し、 上記第2の乗算手段は、上記第2のラッチ手段からの出
    力と上記第3のラッチ 手段からの出力とを乗算し、 上記第2の割算手段は、上記第2の乗算手段からの乗算
    出力を上記第4のラッチ手段からの出力で割算し、 上記第3の演算手段は、 上記第3の固体撮像素子の出力をラッチする第5のラッ
    チ手段と、 上記第2の固体撮像素子の現時点の出力及び上記第3の
    ラッチ手段からの出力を加算して平均する平均手段と、 上記平均手段からの平均出力及び上記第5のラッチ手段
    からの出力を乗算する第3の乗算手段と、 上記平均手段からの平均出力をラッチする第6のラッチ
    手段と、 上記第3の乗算手段からの乗算出力を上記第6のラッチ
    手段からの出力で割算する第3の割算手段とで構成され
    ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の補正
    装置。
  7. 【請求項7】 上記補正手段は、 任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の時刻
    を(k−1)とし、上記複数の固体撮像素子の内、第1
    の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
    をxとし、時刻kに対応する上記第2の固体撮像素子の
    出力が補正すべき出力である場合に、 y(k)/y(k−1)・x(k−1)で示す式によっ
    て上記補正すべき出力の補正信号を求めることを特徴と
    する請求項1記載の固体撮像素子の補正装置。
  8. 【請求項8】 上記補正手段は、 上記複数の固体撮像素子の出力の内、補正対象画素のあ
    る固体撮像素子の出力と補正対象画素のない固体撮像素
    子の出力とを用い、上記補正対象画素のある固体撮像素
    子の補正対象画素及びその近傍の複数の画素に対応した
    時刻の出力を2次曲線で近似するとともに、上記補正対
    象画素のない固体撮像素子の同一時刻の出力を2次曲線
    で近似し、上記補正対象画素のある固体撮像素子の上記
    近傍の複数の画素に対応した時刻の出力と、上記補正対
    象画素及び上記近傍の複数の画素に対応した時刻におけ
    る上記補正対象画素のない固体撮像素子の出力とに基い
    て補正対象画素の補正信号を推定することを特徴とする
    請求項1記載の固体撮像素 子の補正装置。
  9. 【請求項9】 上記補正手段は、 任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の時刻
    を(k−1)とし、上記複数の固体撮像素子の内、第1
    の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
    をxとし、時刻kに対応する上記第2の固体撮像素子の
    出力が補正すべき出力である場合に、 {x(k+1)+x(k−1)}/2 −[{x(k+1)−x(k−1)} {y(k+1)+y(k−1)−2y(k)}] /[2{y(k+1)−y(k−1)}] で示す式によって上記補正すべき出力の補正信号を求め
    ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の補正
    装置。
  10. 【請求項10】 上記補正手段は、 上記複数の固体撮像素子の出力の内、互いに半画素周期
    のオフセットのある、補正対象画素のある固体撮像素子
    の出力と、補正対象画素のない固体撮像素子の出力とを
    用い、上記補正対象画素のある固体撮像素子の補正対象
    画素及びその近傍の複数の画素に対応した時刻の出力を
    2次曲線で近似するとともに、上記補正対象画素のない
    固体撮像素子の半画素周期オフセットした時刻の出力を
    2次曲線で近似し、上記補正対象画素のある固体撮像素
    子の上記近傍の複数の画素に対応した時刻の出力と、上
    記補正対象画素及び上記近傍の複数の画素に対応した時
    刻から半画素周期オフセットした時刻における上記補正
    対象画素のない固体撮像素子の出力とに基いて上記補正
    対象画素の補正信号を推定することを特徴とする請求項
    1記載の固体撮像素子の補正装置。
  11. 【請求項11】 上記補正手段は、 任意の時刻をkとし、この任意の時刻より1つ前の時刻
    を(k−1)とし、上記複数の固体撮像素子の内、第1
    の固体撮像素子の出力をy、第2の固体撮像素子の出力
    をxとし、時刻kに対応する上記第2の固体撮像素子の
    出力が補正すべき出力である場合に、 {x(k+1)+x(k−1)}/2 −[{x(k+1)−x(k−1)} {y(k+1)+y(k−1)−2y(k)}] /[2{y(k)−y(k−1)}] で示す式によって上記補正すべき出力の補正信号を求め
    ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の補正
    装置。
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