JP3825935B2 - 画像処理装置及び画像処理方法及び記録媒体及び画像処理システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセンサー内の欠陥画素の抽出及びその補正処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センサー内の画素の欠陥画素を検出して補正する方法としては図１０に示すように検出した欠陥画素パターンを2値画像として保存しておき、被写体を撮影して補正する際に、保存された欠陥画素パターンを読み出して順次サーチしていき欠陥画素であれば、被写体画像のその画素を例えば周囲の画素値の平均値で埋めることによって補正するといった方法が用いられていた。
【０００３】
また欠陥画素パターンを持たない場合には各欠陥画素の座標値を持っておき、補正は被写体画像のその座標の画素に対して上記と同様な補正を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センサー内において正常画素に対する欠陥画素の割合はごくわずかであり、欠陥画素パターンをサーチしていく過程においてほとんどは読み飛ばすのみであり、1画像分すべてサーチするのは時間がかかって無駄である。
【０００５】
また、欠陥画素の座標値を用いる場合にはその欠陥画素の周囲に別の欠陥画素があった場合、補正がうまくいかない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための第１の発明は、複数の画素を有する撮像手段中の欠陥画素からの信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の欠陥画素の位置情報をランレングスコードを用いて１つのブロックとしてまとめるブロック化手段と、
前記ブロック化手段によってブロックにまとめられた欠陥画素の位置情報をブロック単位で記憶した記憶手段と、
前記記憶手段中の欠陥画素の位置情報を用いて、前記撮像手段中の欠陥画素からの信号に対してブロック単位で補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段で１欠陥画素の補正に用いる周辺の画素数に従い、前記ブロック化手段でのブロック化方法が異なることを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の画像処理装置のシステム構成図であり、図２、図３は図1の画像処理装置により実行される処理のフロチャ−ト図である。
【００１４】
図１において、５は撮像手段である例えばX線センサ−等の複数の画素が配列されたセンサ−からの画素信号を入力する画像入力部、６は欠陥画素等の情報を保存したデ−タ保存部、７はデ−タ保存部６に保存されている情報を用いて、画像入力部５に入力されている画素信号に対して画像処理を行う画像処理部、６は上記画像入力部５、デ−タ保存部６、画像処理部７等の制御を行うシステム制御部である。
【００１５】
次に、図1及び図2を用いて欠陥画素の抽出及び抽出された欠陥画素の保存について説明する。
【００１６】
図２において、先ずS1で画像入力部５がセンサ−から被写体を置かないで撮影した白画像の画素信号を入力する。S2で、システム制御部は、画像入力部の画素信号を画像処理部に送り、画像処理部に対して欠陥画素の抽出を行うように指令を出し、画像処理部は全欠陥画素の抽出を行う。S3で、システム制御部は、画像処理部に対して上記S2の動作によって抽出された欠陥画素の信号に対して、それぞれの欠陥画素の位置情報である座標デ−タを複数の座標デ−タ毎に１ブロックとしてまとめる動作を行うための指令を出し、画像処理部はブロックにまとめる動作を行う。そして、S4で、システム制御部は、画像処理部のブロックにまとめられたデ−タをデ−タ保存部に保存する動作を行う。
【００１７】
次に、上記S2、S3の動作の詳細について説明を行う。
【００１８】
まず、S２について説明する。
【００１９】
欠陥画素の検出については、或る閾値を決めてその閾値よりも画素値が小さい画素を欠陥画素とする検出法がある。
【００２０】
もっと精度良く検出する方法としては、図４に示すように白画像をブロックに分割してブロック内の平均値、標準偏差を求めてｎを指定値として、画素値が平均値±(ｎ×標準偏差)の範囲に入っていない画素を欠陥画素とする検出法がある。
【００２１】
次に、S3について説明する。
【００２２】
上記S2で検出された欠陥画素の座標データを図５のように複数の欠陥画素の座標デ−タを１ブロックとして、ブロック毎の位置情報（ローカル欠陥画素情報）にまとめるための１例として、図６に示すランレングスコードを用いる方法がある。
【００２３】
ランレングスコ−ドとは、X方向（垂直方向）或いはY方向（水平方向）につながっている欠陥画素を１つのかたまりとし、そのかたまりの最初の座標値と長さ(必要があれば方向も)との情報に符号化するものである。
【００２４】
このランレングスコードを用いてブロック分けをする方法を説明する。ここでは、簡単のためにランレングスコードはX方向のみとする。
【００２５】
図６に示すように、例えば座標が（ｎ，ｍ）と（ｎ＋１，ｍ）の画素はX方向に長さ２で隣接しているために、（ｎ，ｍ）Ｌ２という情報に符号化される。同様に、（ｎ＋１，ｍ＋１）と（ｎ＋２，ｍ＋１）の画素は（ｎ＋１，ｍ＋１）Ｌ２に、（ ｎ，ｍ＋２）、（ｎ＋１，ｍ＋２）、（ｎ＋２，ｍ＋２）と（ ｎ＋３，ｍ＋２）の画素は（ｎ，ｍ＋2）Ｌ４に符号化される。そして、１つのランレングスコードに隣接するランレングスコードの候補としてY座標が±１であるものを抽出する。そして、この中でX座標が重なりを持っているものが隣接しているランレングスコードである。図５では、１つのランレングスコードを（ｎ，ｍ）Ｌ２をすると、（ｎ，ｍ）Ｌ２のコ−ドに隣接するコ−ドとしてＹ座標が＋１で、Ｘ座標ｎ＋１で重なりを持っている（ｎ＋1，ｍ＋１）Ｌ2が選択される。この動作をすべてのランレングスコードについて行うことによってそれぞれのロ−カル欠陥画素情報にまとめることができる。
【００２６】
ここで、ブロック分けをランレングスコードを用いずに、例えば通常のx,y座標を位置データとして周囲8画素が隣接しているかチェックして隣接する画素を全部洗い出すことによって隣接する欠陥画素の座標デ−タを１ブロックとして、ブロック毎の位置情報（ローカル欠陥画素情報）にまとめることができる。しかしながら、ランググスレンコ−ドを用いた場合には、欠陥画素の位置情報を少なくすることが可能となるために、記憶領域の縮小化の点でより優位になる。
【００２７】
次に図１及び図３を用いて、欠陥画素の補正について説明する。
【００２８】
図３において、先ずＳ５では、制御部がデ−タ保存部に記憶されているローカル欠陥画素情報を取り出す。Ｓ6では、画像処理部でＳ５で取り出したローカル欠陥画素情報に基ずき被写体画像信号から補正に必要な範囲を切り出す。そしてＳ７で切り出された欠陥画素信号に対して欠陥画素の補正を行う。最後にＳ８では、補正が行われた画像信号をもとの被写体画像信号に戻す。これらの動作を全ローカル欠陥画素情報に基いて補正を繰り返す。
【００２９】
次に、図７及び図８を用いてＳ６、Ｓ７の動作の詳細について説明を行う。
【００３０】
Ｓ6では、図７のようにデ−タ保存部からのローカル欠陥画素情報に対応するローカル欠陥画素ブロックを被写体を撮像した画像信号より取り出す。ローカル欠陥画素ブロックには、欠陥画素信号と欠陥画素信号の補正に必要な画素信号が含まれる。ここで、ローカル欠陥画素情報は、欠陥画素のみに関する位置情報であってもよいし、欠陥画素の補正に必要な画素の位置情報も持っていてもよい。ロ−カル欠陥画素情報が、欠陥画素のみの位置情報である場合には、その情報に基づいて補正に必要な範囲を制御部６で演算する必要が生じるが、ロ−カル欠陥画素情報に補正に必要な範囲の位置情報も含まれていれば演算の時間を省くことが出来るため、より高速な動作が可能となる。
【００３１】
Ｓ７では、図８に示すように欠陥画素信号を欠陥画素の周囲８方向の画素の信号の平均によって補正している。ここで、周囲８方向のうち欠陥画素の信号は用いることはできないが、本実施形態では、図７に示すようにある１つの欠陥画素の周囲に欠陥画素があった場合にその欠陥画素は同じブロックとして一緒に切り出され補正が行われているために、どの部分の画素の信号が補正に利用することができないかを判断することが可能となる。
【００３２】
そして補正がなされた信号（ロ−カル欠陥補正画素）は、もとの画像に戻される。
【００３３】
ここで、上記では欠陥画素の補正を欠陥画素の周囲８画素の信号の平均を用いて補正を行うようにしたが、欠陥画素の水平方向及び垂直方向のにある周囲４画素の信号の平均を行うことによって補正を行っても良い。この場合には、斜め方向に隣接した欠陥画素が存在したとしても、必ずしも同じグル−プとしなくてもよく、水平方向及び垂直方向のいずれかの方向に隣接した部分をもつ欠陥画素があった場合に同じグル−プとすればよい。
【００３４】
また、周囲８画素よりも補正に使用する画素の範囲を増やしてもよく、重み付け平均をしてもよい。
【００３５】
また、図９に示すような色フィルタを配列したセンサの場合には、隣接した画素の信号を用いて補正を行えない。そのために、図８のように１画素を介した周囲８画素の信号を平均信号で補正を行う場合には、１画素を介した周囲８画素の部分に欠陥画素がある場合には、その欠陥画素も１つのグル−プにまとめる必要が生じる。
【００３６】
以上のように、どの画素を用いて補正を行うかによって、適切な範囲にブロック化し、デ−タ保存部に欠陥画素の位置情報をブロック単位で記憶して、ブロック単位で切り出して補正を行うことで、欠陥画素の補正を高速に行うことができると同時に、補正に使用しようとする画素が欠陥画素であった場合にもそれが欠陥画素であることの判断も可能である。
【００３７】
また、以上の実施の形態の画像処理装置では、欠陥画素の抽出、ブロック化、補正を同じ画像処理装置内の画像処理部で行っていたが、欠陥画素の抽出、ブロック化と補正を別々の画像処理装置にしてよい。つまり、欠陥画素の抽出、グル−プ化用の画像処理装置、補正用の画像処理装置であってもよい。
【００３８】
図９に、本実施の形態の画像処理装置を用いたディジタルＸ線システムの全体的なシステム図を示す。
【００３９】
図９で、１はＸ線を受光するＸ線センサ、２は被写体、３はＸ線を発生するＸ線発生装置、４はＸ線源３を制御するためのＸ線発生装置制御部、２０は、Ｘ線センサ−からの信号に対して所定の画像処理を行う本実施形態の画像処理装置、９は画像処理装置で処理された画像をモニタする診断モニタ、１０は画像処理装置に対して所定の操作を行う操作部、11は画像処理装置で処理された画像デ−タの送信媒体であるネットワ−ク、１２は画像デ−タの出力を行うプリンタ、１３は画像デ−タのモニタを行うための診断モニタ等が設置されている診断ワ−クステ−ション、１４は画像デ−タを保存するための画像デ−タベ−スである。
【００４０】
また上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成される。
【００４１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００４２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部をまたは全部を行い、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づきその拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、欠陥画素の補正を高速かつ正確に行うことができ、例えばランレングスコ−ドを利用することにより、欠陥画素情報に必要な記憶領域も少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像処理装置のシステム図である。
【図２】画像処理装置により実行される処理のフロチャ−ト図である。
【図３】画像処理装置により実行される処理のフロチャ−ト図である。
【図４】欠陥画素の抽出を説明するための図である。
【図５】欠陥画素の切り出しを表す図である。
【図６】ランレングスコ−ドを説明するための図である。
【図７】欠陥画素の切り出し、欠陥補正画素の埋め込みを表す図である。
【図８】欠陥画素の補正を表す図である。
【図９】フィルタ配列を考慮した欠陥画素の補正を表す図である。
【図１０】ディジタルＸ線システムの全体的システムを表す図である。
【図１１】従来例を表す図である。
【符号の説明】
５ 画像入力部
６ 制御部
７ 画像処理部
８ デ−タ保存部
２０ 画像処理装置

Claims (4)

1. 複数の画素を有する撮像手段中の欠陥画素からの信号を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段によって抽出された複数の欠陥画素の位置情報をランレングスコードを用いて１つのブロックとしてまとめるブロック化手段と、
   前記ブロック化手段によってブロックにまとめられた欠陥画素の位置情報をブロック単位で記憶した記憶手段と、
   前記記憶手段中の欠陥画素の位置情報を用いて、前記撮像手段中の欠陥画素からの信号に対してブロック単位で補正を行う補正手段とを備え、
   前記補正手段で１欠陥画素の補正に用いる周辺の画素数に従い、前記ブロック化手段でのブロック化方法が異なることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１において、前記ブロックには、欠陥画素の補正のために必要な画素の位置情報を含むことを特徴とする画像処理装置。
3. 複数の画素を有する撮像工程中の欠陥画素からの信号を抽出する抽出工程と、
   前記抽出工程によって抽出された複数の欠陥画素の位置情報をランレングスコ−ドを用いて１つのブロックとしてまとめるブロック化工程と、
   前記ブロック化工程によってブロックにまとめられた欠陥画素の位置情報をブロック単位で記憶した記憶工程と、
   前記記憶工程中の欠陥画素の位置情報を用いて、前記撮像工程中の欠陥画素からの信号に対してブロック単位で補正を行う補正工程とを備え、
   前記補正工程で１欠陥画素の補正に用いる周辺の画素数に従い、前記ブロック化工程でのブロック化方法が異なることを特徴とする画像処理方法。
4. 被写体の撮像を行う撮像手段と、
   前記撮像手段からの信号の画像処理を行う請求項１又は２項に記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置で処理された画像データをモニタするモニタ部と、
   前記画像処理装置で処理された画像データの通信を行うネットワークと、
   前記ネットワーク部に接続された前記画像データの保存を行う画像データベースとを有することを特徴とする画像処理システム。

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