JP3514789B2 - CCD video camera system - Google Patents

CCD video camera system

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JP3514789B2
JP3514789B2 JP20351693A JP20351693A JP3514789B2 JP 3514789 B2 JP3514789 B2 JP 3514789B2 JP 20351693 A JP20351693 A JP 20351693A JP 20351693 A JP20351693 A JP 20351693A JP 3514789 B2 JP3514789 B2 JP 3514789B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、CCD撮像素子を用
いて動画像を入力するなどのビデオカメラシステムを構
築する際に用いられるものであって、詳しくは、欠陥画
素を有するCCD撮像素子を用いて無欠陥のCCD撮像
素子を用いたビデオカメラに近い、または、それ以上の
品質の画像信号を得るためのビデオカメラシステムに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for constructing a video camera system for inputting a moving image using a CCD image pickup device, and more specifically, a CCD image pickup device having defective pixels is used. The present invention relates to a video camera system for obtaining an image signal having a quality close to or higher than that of a video camera using a defect-free CCD image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像を入力して電気的な画像信号にリア
ルタイムに変換する手段として、多数の半導体受光素子
をシリコン基板上に2次元格子状に形成した2次元CC
D撮像素子が、一般的に広く用いられている。
2. Description of the Related Art As a means for inputting an image and converting it into an electric image signal in real time, a two-dimensional CC having a large number of semiconductor light receiving elements formed in a two-dimensional lattice on a silicon substrate.
The D image sensor is generally widely used.

【0003】この2次元CCD撮像素子を用いて良質な
画像信号を得るためには、CCD撮像素子上の全ての受
光素子について欠陥が皆無であることが必要である。仮
にCCD撮像素子に欠陥が存在すると、その画素から得
られる信号値は近接する画素の信号値と大きく異なり、
その入力した画像信号をディスプレイ装置で表示する
と、斑点として知覚され、画像の品質を大きく損なう。
In order to obtain a high-quality image signal using this two-dimensional CCD image pickup device, it is necessary that all the light receiving elements on the CCD image pickup device have no defects. If there is a defect in the CCD image sensor, the signal value obtained from that pixel is significantly different from the signal value of the adjacent pixel,
When the input image signal is displayed on the display device, it is perceived as spots and the image quality is greatly impaired.

【0004】無欠陥のCCD撮像素子を得るためには、
多数の製造サンプルの中から動作確認検査によって良品
を選別している。その時の歩留り率は、半導体製造プロ
セス技術と素子の外形寸法に大きく依存し、結果として
素子の価格に大きく影響する。
To obtain a defect-free CCD image pickup device,
Non-defective products are selected from a large number of manufactured samples by operation confirmation inspection. The yield rate at that time largely depends on the semiconductor manufacturing process technology and the external dimensions of the device, and as a result, greatly affects the cost of the device.

【0005】また、CCD撮像素子において良質な画像
信号を得るためには、高解像度すなわち有効画素数が大
きいことが求められる。そこで、CCD撮像素子上に形
成される各受光素子の面積を小さくして高密度化すれば
良いが、光に対する素子感度を維持して十分な信号/雑
音比を確保するために、素子上に形成される各受光素子
の面積を小さくすることには限界がある。従って、CC
D撮像素子の有効画素数を大きくするには、撮像素子の
外形寸法を大きくせざるを得ないが、CCD素子の表面
積の増加に伴い、半導体製造プロセスにおいて画素欠陥
が生じる確率が増大し、歩留り率は指数的に減少する。
これまでの例では、HDTVカメラ用として最大200
万画素のCCD撮像素子が製造されている。
Further, in order to obtain a high quality image signal in the CCD image pickup device, it is required to have a high resolution, that is, a large number of effective pixels. Therefore, it suffices to reduce the area of each light receiving element formed on the CCD image pickup element to increase the density, but in order to maintain the element sensitivity to light and secure a sufficient signal / noise ratio, There is a limit to reducing the area of each light receiving element formed. Therefore, CC
In order to increase the number of effective pixels of the D image pickup device, the external dimensions of the image pickup device must be increased. However, as the surface area of the CCD device increases, the probability of pixel defects in the semiconductor manufacturing process increases, and the yield increases. The rate decreases exponentially.
In the examples so far, the maximum is 200 for HDTV cameras.
A 10,000 pixel CCD image sensor is manufactured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のC
CD撮像素子を用いたビデオカメラシステムでは、その
低い歩留り率のため、製造コストは非常に高いものとな
っている。従って、一層の高解像度のビデオカメラシス
テムを無欠陥のCCD撮像素子を用いて作成すること
は、経済性と量産性の点で非常に困難であった。
As described above, the conventional C
A video camera system using a CD image pickup device has a very high manufacturing cost due to its low yield rate. Therefore, it has been very difficult to make a video camera system with higher resolution using a defect-free CCD image pickup device in terms of economy and mass productivity.

【0007】一方、付加的な回路によってビデオカメラ
システムの画像品質を向上させることが考えられる。し
かし、そのためには、個々のCCD撮像素子の特性にあ
わせて各々に異なる設定値や回路構成を取る必要があ
る。通常のハードロジックでこうした付加回路を実現し
ようとすると、ビデオカメラシステムの個体毎に全て回
路を再設計することになり経済的とは言えず、量産にも
適さない。その代わりとしてCPUを用いて蓄積プログ
ラムにより柔軟に対処しようとすると、処理速度が画像
データの速度に追い付かない問題が生じる。
On the other hand, it is conceivable to improve the image quality of the video camera system by an additional circuit. However, for that purpose, it is necessary to take different setting values and circuit configurations for each CCD image pickup device in accordance with the characteristics of the CCD image pickup device. If such an additional circuit is to be realized by a normal hard logic, the circuit is redesigned for each individual video camera system, which is not economical and is not suitable for mass production. Instead, if the CPU is used to flexibly deal with the stored program, the processing speed may not catch up with the speed of the image data.

【0008】この発明の目的は、有効画素数が大きく高
い解像度を有するビデオカメラシステムにおいて、従来
は使用出来なかった欠陥画素の存在するCCD撮像素子
を用いて、無欠陥のCCD撮像素子を用いたビデオカメ
ラシステムに準じた性能を経済的に実現し、かつ、現在
のHDTVを越える高い解像度のビデオカメラシステム
を容易に実現できるようにすることにある。
It is an object of the present invention to use a defect-free CCD image pickup device in a video camera system having a large number of effective pixels and a high resolution by using a CCD image pickup device having defective pixels which could not be used conventionally. It is an object of the present invention to economically realize performance equivalent to that of a video camera system, and to easily realize a high resolution video camera system that exceeds the current HDTV.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明によるビデオカ
メラシステムでは、存在位置が既知となっている欠陥画
素を有するCCD撮像素子を用い、その欠陥画素につい
ては近接画素の信号値から欠陥画素のあるべき信号値を
推定し補償する手段が付加される。
In the video camera system according to the present invention, a CCD image pickup device having a defective pixel whose existing position is known is used, and the defective pixel is detected from the signal value of the adjacent pixel. Means are added to estimate and compensate the power signal value.

【0010】上記の欠陥画素を補償する手段は、 (1)CCD撮像素子から得られる画像信号を入力して
一走査線分遅らせて出力するファーストイン・ファース
トアウトメモリ1と、前記CCD撮像素子から得られる
画像信号から存在位置が既知となっている欠陥画素の
上、左および右の各近接画素について信号値を取り込ん
で出力するファーストイン・ファーストアウトメモリ2
と、前記CCD撮像素子から得られる画像信号および前
記ファーストイン・ファーストアウトメモリ2から出力
される信号値をもとに、前記欠陥画素から得られるべき
信号値を、近接する画素の信号値から推定する手段と、
前記ファーストイン・ファーストアウトメモリ1からの
前記欠陥画素の出力を前記推定する手段により推定され
た欠陥画素の信号値に置き換えるセレクタと、プログラ
マブル論理回路から成り、プログラミングにより、前記
推定する手段で信号値を推定すべき画素の位置を設定も
しくは変更する手段と、を有する。 あるいは、 (2)CCD撮像素子から得られる画像信号から存在位
置が既知となっている欠陥画素の真上の画素の信号値を
取り込んで出力するファーストイン・ファーストアウト
メモリと、前記CCD撮像素子から得られる画像信号お
よび前記ファーストイン・ファーストアウトメモリから
出力される信号値をもとに、前記欠陥画素から得られる
べき信号値を、近接する画素の信号値から推定する手段
と、前記CCD撮像素子から得られる画像信号の前記欠
陥画素の出力を前記推定する手段により推定された欠陥
画素の信号値に置き換えるセレクタと、プログラマブル
論理回路から成り、プログラミングにより、前記推定す
る手段で信号値を推定すべき画素の位置を設定もしくは
変更する手段と、を有する。
The means for compensating for the defective pixel is as follows: (1) By inputting an image signal obtained from the CCD image pickup device.
First-in-first-out with one scan line delayed
Obtained from the to-out memory 1 and the CCD image pickup device
Of defective pixels whose location is known from the image signal
Capture signal values for each top, left, and right neighbors
First-in / first-out memory 2 output by
And an image signal obtained from the CCD image sensor and
Output from first-in first-out memory 2
Should be obtained from the defective pixel based on the signal value
The signal value, means for signal value or we estimate the near contact pixel,
From the first-in / first-out memory 1
The output of the defective pixel is estimated by the estimating means
Selector that replaces the signal value of the defective pixel
It consists of a mable logic circuit,
You can also set the position of the pixel whose signal value should be estimated by the estimation means.
Or changing means. Alternatively, (2) the presence position from the image signal obtained from the CCD image sensor
The signal value of the pixel directly above the defective pixel whose position is known.
First-in / first-out to capture and output
A memory and an image signal obtained from the CCD image pickup device.
And from the first-in first-out memory
Obtained from the defective pixel based on the output signal value
Means for estimating power signal value from signal values of adjacent pixels
And the lack of the image signal obtained from the CCD image sensor.
Defects estimated by the means for estimating the output of the defective pixel
A selector for replacing a signal value of a pixel consists of a programmable logic circuit, by programming, and means for setting or changing the position of the pixel to be estimated signal value before Symbol the means for estimating.

【0011】[0011]

【作用】高精細な画像では、総画素の中での個々の画素
の視覚的な重要性は小さくなっている。そこで、この発
明のビデオカメラシステムでは、欠陥画素の信号値を補
間等によって補償し、たとえCCD撮像素子自体に欠陥
画素があったとしても、近接画素の信号値からその補間
を行って判別不可能な程度にまで良好な品質の画像を得
ることにより、従来は使用出来なかった欠陥画素の存在
するCCD撮像素子を用いることで製造コストを減ず
る。また、CCD撮像素子の個体毎に異なる欠陥画素の
個数と位置に対しては、その個数と位置を設定もしくは
変更する手段にプログラマブル論理回路を用いることで
単一のハードウェアで対処し、かつ、回路設計を簡略化
して、量産に適するものとする。以上により、無欠陥の
CCD撮像素子を用いたビデオカメラシステムに準じた
性能を経済的に実現するとともに、欠陥を皆無とする歩
留まりの低さの問題を解消して従来以上の高解像度を実
現可能とする。
In a high-definition image, the visual importance of individual pixels among the total pixels is reduced. Therefore, in the video camera system of the present invention, the signal value of the defective pixel is compensated by interpolation or the like, and even if there is a defective pixel in the CCD image pickup device itself, the interpolation is performed from the signal value of the adjacent pixel and it is impossible to determine. By obtaining an image of good quality to some extent, the manufacturing cost is reduced by using a CCD image pickup device having a defective pixel which cannot be used conventionally. Further, with respect to the number and position of defective pixels which differ for each individual CCD image pickup device, a programmable logic circuit is used as means for setting or changing the number and position, and a single hardware is used. Simplify the circuit design and make it suitable for mass production. As a result, performance equivalent to that of a video camera system using a defect-free CCD image sensor can be economically realized, and the problem of low yield that eliminates defects can be solved and higher resolution than before can be realized. And

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の第1の実施例の構成を示す
ブロック図である。本実施例は、CCD撮像素子の欠陥
画素について上下左右の近接画素から欠陥画素のあるべ
き信号値を推定し補償する場合を例とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the case where the defective pixel of the CCD image pickup device is estimated and compensated for from a neighboring pixel on the upper, lower, left, and right sides of the defective pixel, is assumed.

【0014】始めに、本実施例において欠陥画素の推定
する場合の補間法を説明する。図3は、本発明のビデオ
カメラシステムにおいて、CCD撮像素子の欠陥画素の
信号値を推定するための近接画素の配置を示したもので
ある。ここで、CCD撮像素子では、左から右に増加す
る方向の列番号をJ、上から下に行番号の増加する方向
をIとする。そして駆動クロックと共に列番号Jの増加
する方向へ、さらに行番号Iが増加する方向へ画素信号
値が順次出力されていくものとする。図3中央にある欠
陥画素の縦・横方向の位置を各々(I,J)とすると
き、欠陥画素の信号値Y(I,J)の推定値は、 補間法1:
First, an interpolation method for estimating a defective pixel in this embodiment will be described. FIG. 3 shows the arrangement of adjacent pixels for estimating the signal value of the defective pixel of the CCD image pickup device in the video camera system of the present invention. Here, in the CCD image pickup device, the column number in the increasing direction from left to right is J, and the direction in which the row number is increasing from top to bottom is I. Then, it is assumed that pixel signal values are sequentially output in the direction in which the column number J increases and the row number I increases in accordance with the driving clock. When the vertical and horizontal positions of the defective pixel in the center of FIG. 3 are (I, J), the estimated value of the defective pixel signal value Y (I, J) is as follows:

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】のように、上下左右に近接する4画素の信
号値Y(I−1,J),Y(I,J−1),Y(I,J
+1),Y(I+1,J)の平均値とする。
As described above, signal values Y (I-1, J), Y (I, J-1), Y (I, J) of four pixels that are vertically and horizontally close to each other.
+1) and Y (I + 1, J) are averaged.

【0017】図1はこのような補間法1に基づいて欠陥
画素の信号値の推定を行うビデオカメラシステムの構成
図である。図1において、1はCCD撮像素子、2はC
CD駆動回路、3はサンプルホールド(SH)回路、4
はA/Dコンバータ、5は列カウンタ、6は行カウン
タ、7は画素位置比較部、8はタイミング発生部、9,
10,11,13はファーストイン・ファーストアウト
メモリ(以下、FIFOと記す)、12は平均値計算
部、14はセレクタである。
FIG. 1 is a block diagram of a video camera system for estimating the signal value of a defective pixel based on the interpolation method 1. In FIG. 1, 1 is a CCD image pickup device, 2 is C
CD drive circuit, 3 is a sample hold (SH) circuit, 4
Is an A / D converter, 5 is a column counter, 6 is a row counter, 7 is a pixel position comparison unit, 8 is a timing generation unit, 9,
Reference numerals 10, 11, and 13 are first-in / first-out memories (hereinafter referred to as FIFO), 12 is an average value calculation unit, and 14 is a selector.

【0018】上記の構成において、CCD駆動回路2が
画素データ転送クロックCK、垂直同期信号VS、水平
同期信号HSを生成し、これらの3系統の信号線により
駆動されたCCD撮像素子1は、各受光素子の画像信号
を左から右にJの増加する方向へ、更に上から下にIの
増加する方向に各受光素子の画像信号を順次出力する。
以下の説明では横方向の画素数をMとする。CCD撮像
素子1の出力は、サンプルホールド回路3とA/Dコン
バータ4によってディジタルPCM信号に変換される。
列カウンタ5と行カウンタ6は、それぞれCCD駆動回
路2の画素データ転送クロックCKと水平同期信号HS
によってカウントアップされ、そのカウント値でCCD
撮像素子1が出力している画素の座標J及びIを示して
いる。
In the above structure, the CCD driving circuit 2 generates the pixel data transfer clock CK, the vertical synchronizing signal VS, and the horizontal synchronizing signal HS, and the CCD image pickup device 1 driven by these three lines of signal lines is used. The image signals of the light receiving elements are sequentially output from left to right in the direction of increasing J and further from top to bottom in the direction of increasing I.
In the following description, the number of pixels in the horizontal direction is M. The output of the CCD image pickup device 1 is converted into a digital PCM signal by the sample hold circuit 3 and the A / D converter 4.
The column counter 5 and the row counter 6 have a pixel data transfer clock CK of the CCD drive circuit 2 and a horizontal synchronization signal HS, respectively.
Is counted up by the CCD and the count value
The coordinates J and I of the pixel output by the image sensor 1 are shown.

【0019】画素位置比較部7は欠陥画素の位置(I,
J)に対して列カウンタ5の値がJに、行カウンタ6の
値が(I−1)に一致する時点、つまり欠陥画素の直上
に当たる画素信号がA/Dコンバータ4から出力される
時点を検出する。タイミング発生部8は、直ちに直上画
素の信号値Y(I−1,J)をFIFO9に取り込み、
そのM−1クロック後に欠陥画素左隣りの画像信号値Y
(I,J−1)をFIFO10に、その2クロック後に
右隣りの画像信号値Y(I,J+1)をFIFO11に
読み込む。更にそのM−1クロック後に直下の画素信号
値Y(I+1,J)がA/Dコンバータ4から出力され
た時点で、平均値計算部12は、欠陥画素のあるべき信
号値について上記4つの画像信号値の平均値計算を行
い、セレクタ14を切り替えてA/Dコンバータ4から
の欠陥画素の出力の代わりにその平均値を推定値として
出力(ビデオ出力)する。
The pixel position comparison unit 7 detects the position (I,
J), the value of the column counter 5 coincides with J and the value of the row counter 6 coincides with (I-1), that is, the time when the pixel signal immediately above the defective pixel is output from the A / D converter 4. To detect. The timing generator 8 immediately takes in the signal value Y (I-1, J) of the pixel immediately above into the FIFO 9,
Image signal value Y on the left side of the defective pixel after M-1 clocks
(I, J-1) is read into the FIFO 10, and two clocks after that, the image signal value Y (I, J + 1) on the right side is read into the FIFO 11. Further, after M-1 clocks, when the pixel signal value Y (I + 1, J) immediately below is output from the A / D converter 4, the average value calculation unit 12 determines that the four image values for the signal value that the defective pixel should have. The average value of the signal values is calculated, and the selector 14 is switched to output the average value as an estimated value (video output) instead of outputting the defective pixel from the A / D converter 4.

【0020】FIFO9およびFIFO10、FIFO
11は、ある欠陥画素の直上及び左右の近接画素の信号
値を保持したのち直下の画素信号値を平均値を求めるま
での間に別の欠陥画素が存在した場合、その画素の近接
画素信号値を記憶し、順次平均値計算部12へ送り出す
ためのものである。また、平均値の計算結果は、欠陥画
素の直下の画素の信号値がA/D変換されてから行われ
るので、置き換えるべき欠陥画素の信号値よりもCCD
撮像素子1の走査線方向(横方向)画素数に相当するク
ロック分だけ遅れることになる。FIFO13は、この
遅れの分を補償してA/Dコンバータ4からの画像信号
出力と平均値計算部12の出力との同期をとるためのも
のである。
FIFO9 and FIFO10, FIFO
Reference numeral 11 indicates a neighboring pixel signal value of a defective pixel if there is another defective pixel between holding the signal values of the neighboring pixels on the right and left of the defective pixel and then obtaining the average value of the pixel signal values directly under the defective pixel. Is stored and sent to the average value calculation unit 12 sequentially. Further, since the calculation result of the average value is performed after the signal value of the pixel immediately below the defective pixel is A / D converted, the CCD value is higher than the signal value of the defective pixel to be replaced.
It is delayed by the clock corresponding to the number of pixels in the scanning line direction (horizontal direction) of the image sensor 1. The FIFO 13 is for compensating for this delay and for synchronizing the image signal output from the A / D converter 4 and the output of the average value calculator 12.

【0021】上記のシステム構成において、欠陥画素の
存在位置と個数はCCD撮像素子ごとに異なることか
ら、画素位置比較部7は個々のCCD撮像素子にあわせ
てそれぞれ異なる比較回路が必要となる。本発明では、
この比較回路をプログラマブル論理素子を用いて1種類
のハードウェアで実現し、量産に適するものとしてい
る。本実施例の画素位置比較部7では、プログラミング
すなわち電気的なプログラム信号列によりプログラマブ
ル論理素子内部の論理ブロック機能とブロック間配線を
設定することで比較回路が検出すべき欠陥画素の位置と
その個数を設定することができ、また、その設定を変更
することもできる。
In the above system configuration, since the position and number of defective pixels are different for each CCD image pickup device, the pixel position comparison unit 7 requires different comparison circuits for each CCD image pickup device. In the present invention,
This comparison circuit is realized by one kind of hardware using a programmable logic element, and is suitable for mass production. In the pixel position comparison unit 7 of this embodiment, the position of the defective pixel to be detected by the comparison circuit and the number thereof are set by programming, that is, by setting the logic block function inside the programmable logic element and the inter-block wiring by an electric program signal sequence. Can be set, and the setting can be changed.

【0022】次に、本発明の第2の実施例を説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0023】図2は、その構成を示すブロック図であ
る。本実施例は、図3におけるCCD撮像素子の欠陥画
素の信号値を2つの近接画素から推定し補償する場合の
例である。本実施例では、図3の欠陥画素と近接画素の
配置において、以下の補間法に従って、欠陥画素の信号
値Y(I,J)を推定する。すなわち、 補間法2:
FIG. 2 is a block diagram showing the structure. The present embodiment is an example in which the signal value of the defective pixel of the CCD image pickup device in FIG. 3 is estimated from two adjacent pixels and compensated. In the present embodiment, the signal value Y (I, J) of the defective pixel is estimated according to the following interpolation method in the arrangement of the defective pixel and the adjacent pixel in FIG. That is, interpolation method 2:

【0024】[0024]

【数2】 [Equation 2]

【0025】のように、欠陥画素の出力時点より前の時
点で既に出力が得られているY(I−1,J),Y
(I,J−1)の2つの画素の信号値の平均値として求
める。
As described above, the output Y (I-1, J), Y has already been obtained before the output time of the defective pixel.
It is calculated as the average value of the signal values of the two pixels of (I, J-1).

【0026】図2は補間法2に基づいて欠陥画素の推定
を行う場合の構成図である。図2において、1はCCD
撮像素子、2はCCD駆動回路、3はサンプルホールド
(SH)回路、4はA/Dコンバータ、5は列カウン
タ、6は行カウンタ、7は画素位置比較部、8はタイミ
ング発生部、9はFIFO、12は平均値計算部、14
はセレクタである。
FIG. 2 is a configuration diagram in the case of estimating a defective pixel based on the interpolation method 2. In FIG. 2, 1 is a CCD
Image pickup element 2, CCD driving circuit, 3 sample hold (SH) circuit, 4 A / D converter, 5 column counter, 6 row counter, 7 pixel position comparing section, 8 timing generating section, 9 FIFO, 12 is an average value calculator, 14
Is a selector.

【0027】上記の構成において、CCD撮像素子1お
よびCCD駆動回路2、サンプルホールド回路3、A/
Dコンバータ4、列カウンタ5、行カウンタ6、画素位
置比較部7までの構成及び機能は図1の第1の実施例の
場合と同様である。本実施例では、画素位置比較部7に
より、欠陥画素の直上に当たる画素信号がA/Dコンバ
ータ4から出力されるタイミングを検出すると、タイミ
ング発生部8は直ちに欠陥画素の直上に当たる画素の信
号値Y(I−1,J)をFIFO9に取り込む。そのM
−1クロック後に現れる欠陥画素の左隣りの画像信号値
Y(I,J−1)とともに平均値計算部12は欠陥画素
の推定信号値の計算を行い、セレクタ14を切り替え
て、その推定信号値をA/Dコンバータ4からの欠陥画
素の出力の代わりとして出力する。この構成法では、左
隣の画素の信号値を用いて平均値の計算を行った直後に
欠陥画素の推定信号値を出力できるので、図1のFIF
O13を省略できる。ただし、推定に用いる画素が直上
と左側の2個に限られるため、図1の構成で上下左右4
個の平均値を用いた場合よりは推定精度が悪くなる。
In the above structure, the CCD image pickup device 1, the CCD drive circuit 2, the sample hold circuit 3, A /
The configuration and functions up to the D converter 4, the column counter 5, the row counter 6, and the pixel position comparison unit 7 are the same as in the case of the first embodiment of FIG. In this embodiment, when the pixel position comparison unit 7 detects the timing at which the pixel signal corresponding to the position directly above the defective pixel is output from the A / D converter 4, the timing generation unit 8 immediately outputs the signal value Y of the pixel directly above the defective pixel. (I-1, J) is taken into the FIFO 9. That M
The average value calculation unit 12 calculates the estimated signal value of the defective pixel together with the image signal value Y (I, J−1) on the left of the defective pixel that appears after −1 clock, and switches the selector 14 to switch the estimated signal value. Is output as a substitute for the output of the defective pixel from the A / D converter 4. In this configuration method, the estimated signal value of the defective pixel can be output immediately after the average value is calculated using the signal values of the pixels on the left side.
O13 can be omitted. However, since the number of pixels used for estimation is limited to two pixels on the upper side and on the left side, four pixels in the configuration of FIG.
The estimation accuracy is worse than when using the average value of the individual pieces.

【0028】HDTVシステムを越える有効画素数をも
つ高精細な画像では、最低でも400万個を越える総画
素の中での個々の画素の視覚的な重要性は小さくなって
いる。従って、以上に述べた実施例のビデオカメラシス
テムでは、欠陥画素の信号値を補間することにより、た
とえCCD撮像素子自体に1〜100個程度の欠陥があ
ったとしても、視覚的にはその補間が判別不可能な程度
にまで良好な品質の画像を得ることが出来る。
In a high-definition image having an effective number of pixels exceeding that of an HDTV system, the visual importance of individual pixels among the total number of pixels exceeding at least 4 million is reduced. Therefore, in the video camera system of the above-described embodiment, by interpolating the signal value of the defective pixel, even if the CCD image pickup device itself has about 1 to 100 defects, the interpolation is visually performed. It is possible to obtain an image of good quality to the extent that it cannot be discriminated.

【0029】なお、上記の実施例では、欠陥画素の補間
に用いる近接画素として、上下左右の4画素の場合と、
上と左の2画素の場合を例に説明したが、その近接画素
数と位置は上記の場合に限らない。また、補間法とし
て、上記の実施例では、平均値計算を示したが、一般的
には線形荷重和、さらにはその他の補間法が適用でき
る。このように、この発明は、その主旨に沿って種々に
応用され、種々の実施態様を採りうるものである。
In the above embodiment, the adjacent pixels used for the interpolation of the defective pixel are four pixels vertically and horizontally,
The case of two pixels on the top and the left has been described as an example, but the number and position of adjacent pixels are not limited to the above case. Further, as the interpolation method, the average value calculation is shown in the above embodiment, but in general, the linear weight sum, and further other interpolation methods can be applied. As described above, the present invention can be variously applied and various embodiments can be adopted in line with the gist thereof.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のビデオ
カメラシステムによれば、(1)欠陥画素の存在を許す
ことで、安価なCCD撮像素子を使用すること、また、
欠陥を皆無とする歩留まりの低さの問題を解消して有効
画素数を大きくすること、(2)欠陥画素の信号値は近
接の画素の信号値から推定し補償することで、無欠陥の
CCD撮像素子を用いたビデオカメラシステムに比し
て、視覚上問題とならない高い品質の画像信号を得るこ
と、(3)プログラマブル論理回路を用いることで、個
々のCCD撮像素子の欠陥画素の位置や個数の相違に対
して単一のハードウェアで対処すること、が可能とな
る。
As described above, according to the video camera system of the present invention, (1) use of an inexpensive CCD image pickup device by allowing the presence of defective pixels, and
A defect-free CCD is solved by solving the problem of low yield that eliminates defects and increasing the number of effective pixels, and (2) estimating and compensating the signal value of a defective pixel from the signal values of neighboring pixels. Compared with a video camera system using an image pickup device, it is possible to obtain a high quality image signal that does not cause visual problems. (3) By using a programmable logic circuit, the position and number of defective pixels of each CCD image pickup device It is possible to deal with the difference of with a single hardware.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例であって、近接する4画
素を用いて信号値の推定を行う場合の実施例を示すブロ
ック図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which a signal value is estimated using four adjacent pixels.

【図2】本発明の第2の実施例であって、近接する2画
素を用いて信号値の推定を行う場合の実施例を示すブロ
ック図
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, in which a signal value is estimated using two adjacent pixels.

【図3】欠陥画素の信号値の推定を行うための近接画素
の配置図
FIG. 3 is a layout diagram of adjacent pixels for estimating a signal value of a defective pixel.

【符号の説明】 1…CCD撮像素子 2…CCD駆動回路 3…サンプルホールド回路 4…A/Dコンバータ 5…列カウンタ 6…行カウンタ 7…画素位置比較部 8…タイミング発生部 9,10,11,13…ファーストイン・ファーストア
ウトメモリ(FIFO) 12…平均値計算部 14…セレクタ
[Description of Reference Signs] 1 ... CCD image pickup device 2 ... CCD drive circuit 3 ... Sample hold circuit 4 ... A / D converter 5 ... Column counter 6 ... Row counter 7 ... Pixel position comparison unit 8 ... Timing generation units 9, 10, 11 , 13 ... First-in first-out memory (FIFO) 12 ... Average value calculator 14 ... Selector

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−64086(JP,A) 特開 平6−86206(JP,A) 特開 昭63−88971(JP,A) 特開 昭54−124628(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/228 H04N 5/335 Continuation of front page (56) Reference JP-A-5-64086 (JP, A) JP-A-6-86206 (JP, A) JP-A-63-88971 (JP, A) JP-A-54-124628 (JP , A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/228 H04N 5/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 CCD撮像素子を用いたビデオカメラシ
ステムにおいて、CCD撮像素子から得られる画像信号を入力して一走査
線分遅らせて出力するファーストイン・ファーストアウ
トメモリ1と、 前記CCD撮像素子から得られる画像信号から存在位置
が既知となっている欠陥画素の上、左および右の各近接
画素について信号値を取り込んで出力するファーストイ
ン・ファーストアウトメモリ2と、 前記CCD撮像素子から得られる画像信号および前記フ
ァーストイン・ファーストアウトメモリ2から出力され
る信号値をもとに、前記 欠陥画素から得られるべき信号
値を、近接する画素の信号値から推定する手段と、前記ファーストイン・ファーストアウトメモリ1からの
前記欠陥画素の出力を前記推定する手段により推定され
た欠陥画素の信号値に置き換えるセレクタと、 プログラマブル論理回路から成り、プログラミングによ
り、前記推定する手段で信号値を推定すべき画素の位置
を設定もしくは変更する手段と、 を有することを特徴とするCCDビデオカメラシステ
ム。
1. A video camera system using a CCD image pickup device, wherein an image signal obtained from the CCD image pickup device is input to perform one scan.
First-in first-out with delayed line segment output
Memory 1 and the presence position from the image signal obtained from the CCD image sensor
The top, left, and right neighbors of a defective pixel with known
Fast key that captures and outputs signal values for pixels
The first-first-out memory 2, the image signal obtained from the CCD image pickup device, and the frame signal.
Output from the first-in / first-out memory 2
Means for estimating the signal value to be obtained from the defective pixel from the signal value of the adjacent pixel based on the signal value of the defective pixel, and the first-in / first-out memory 1
The output of the defective pixel is estimated by the estimating means
A selector for replacing the signal value of the defective pixel with a programmable logic circuit, and means for setting or changing the position of the pixel whose signal value should be estimated by the estimating means by programming. Video camera system.
【請求項2】2. CCD撮像素子を用いたビデオカメラシVideo camera system using CCD image sensor
ステムにおいて、In the stem, CCD撮像素子から得られる画像信号から存在位置が既The existence position is already known from the image signal obtained from the CCD image sensor.
知となっている欠陥画素の真上の画素の信号値を取り込Capture the signal value of the pixel directly above the known defective pixel
んで出力するファーストイン・ファーストアウトメモリFirst-in / first-out memory
と、When, 前記CCD撮像素子から得られる画像信号および前記フThe image signal obtained from the CCD image pickup device and the frame
ァーストイン・ファーストアウトメモリから出力されるOutput from the first-in / first-out memory
信号値をもとに、前記欠陥画素から得られるべき信号値The signal value that should be obtained from the defective pixel based on the signal value
を、近接する画素の信号値から推定する手段と、A means for estimating from the signal values of adjacent pixels, 前記CCD撮像素子から得られる画像信号の前記欠陥画The defect image of the image signal obtained from the CCD image sensor
素の出力を前記推定する手段により推定された欠陥画素Defective pixel estimated by the means for estimating the output of the element
の信号値に置き換えるセレクタと、Selector that replaces the signal value of プログラマブル論理回路から成り、プログラミングによIt consists of programmable logic circuits and
り、前記推定する手段で信号値を推定すべき画素の位置The position of the pixel whose signal value should be estimated by the estimation means
を設定もしくは変更する手段と、Means to set or change を有することを特徴とするCCDビデオカメラシステCCD video camera system characterized by having
ム。Mu.
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