JP3945832B2 - 偏倚画素値を補正する信号補正回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は偏倚画素値を補正する信号補正に関するものである。かかる回路は例えばＣＣＤセンサを補正するために使用され、そのセンサのいくつかの画素は平均値より大きな暗電流を有している。特に、多数の画素を有するセンサには１個または複数の偏倚した暗電流を有する画素がドロップアウトする危険性を有している。
【０００２】
【従来の技術と課題】
この種の信号補正回路は文献，B.Botte 著, "Digital automatic pixel correction in new generation CCD broadcast cameras", IBC 1992, pp.474−478 に記載されている。
この記載された回路では、補正信号はセンサ温度用に補正されている。この目的のため、欠陥のある画素のアドレスはその補正の大きさとともに前もって検知されメモリに記憶されねばならぬ。しかしここでの回路には以下に述べる欠点がある。この回路には柔軟性がなく、事実、新しい欠陥が発生するとメモリの内容は変更されねばならぬ。温度に対する振舞いは補正が完全にならぬほどおそらく予測困難である。さらに、画素の暗電流は時間とともに非常に大きな暗電流変化があり、また通常値になる時でさえ大きな変化がある。そこで誤差のでる補正になってしまう。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、なかんずく、改善された信号補正を提供せんとするものである。この目的のため、本発明の第１の態様は特許請求の範囲の請求項１に規定された信号補正回路を提供する。さらに本発明の第２の態様は請求項４に規定された信号補正回路を提供する。さらにまた、本発明の第３の態様は請求項５に規定された信号補正方法を提供し、第４の態様は請求項６に規定された信号補正回路を提供する。またさらに、第５の態様は請求項７に規定されたテレビジョンカメラを提供し、好適な実施態様は他の請求項で規定されている。
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、複数の隣接画素から出発し、例えば対象画素に対して対称に位置する複数の画素対（対象画素に対し真上および真下、左および右または斜めにある画素対）から対象画素値ごとに予測がなされる。次に補正されるべき画素値が、例えば複数の隣接画素値の対をなす平均値のなかの最大値に制限されることができる。このようにして本発明は信号に著しい影響を与えることなしに映像信号からの画素偏倚を取去ることができる。
【０００５】
正しい画像情報と欠陥画素との差異は唯１つの画素に対する光入射に最もありそうにない異常があるかどうかによって決まるという認識に基づいている。本発明に係る回路の実施態様は線形内挿による隣接する複数の画素対から予測を決定する。隣接画素対が多いほど前述の差異がよりはっきりする。１つの実施例では６つの対、すなわち１２の隣接画素が使用される。測定される画素値は６つの予測値の最大値にクリップされる。この回路の利点は状況に対する融通性にある。唯１つの画素偏倚の数と値は補正することができる。
唯一の条件は非常に大きな暗電流を有する画素が隣接する画素同志にないということで、それによって好適には少なくとも２つの正しい画素が２つの正しくない画素の間に水平方向に見て存在する。かくてアナログ映像信号をアナログ態様で補正することができる。これとは別に補正はディジタル信号で実行されてもよい。好都合にも、本発明に係る回路は水平および垂直方向の輪郭を発生させる操作と組合わせて使用され、それは同じ遅延信号がその目的のために必要であるからである。
【０００６】
本発明の非常に魅力ある態様は偏倚画素が同一カメラの３つの色センサ間で一致して生ずることが到底起こりそうにもないという認識に基づいている。フィルタとか他の手段により各個々の色用の情報と欠陥とを区別しようとする時、欠陥と思われる情報が誤認されるという危険が大いに存在する。かかる保持されるべき誤認情報は例えば画像に鮮鋭さの印象を与える輝きによって構成される。かかる輝きは３つのクロミナンスチャンネルに同時に存在し、かくて唯１つのクロミナンスチャンネルのみに発生する欠陥画素とは区別される。そのアナログ的魅力は緑色のクロミナンスチャンネルで付加的な混合回路に何ら特別な信号を加えなくもてすむということである。そしてその付加的な信号とは低周波数の緑色と高周波数の赤色の和からなるものである。低周波数の緑色と高周波数の青色の和がまた別の入力に印加されてもよい。
【０００７】
【実施例】
以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説明する。
図１に示す本発明に係る信号補正回路の第１の実施例では、色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、Ｈ−del で示される２つのライン遅延１０３，１０５を使用している。補正されるべき画素値はＲin, Ｇin, Ｂinに印加される。補正された画素値は出力Ｒ１，Ｇ１およびＢ１から取出される。偏倚暗電流を有する画素要素は、色毎に、対象画素の画素値を複数の隣接画素の画素値と比較することにより認識される。この認識は図１の２−Ｄフィルタ１０１により実行される。画素要素は色毎ではあるが、図１図示の本発明の好適な実施例に従って補正され、他のクロミナンスチャンネルからの情報は小さな輪郭が誤って排除されないように使用される。
【０００８】
与えられた色用の画素値が複数の隣接画素の画素値とは実質的に異なり、この差異が他の色チャンネルに存在しない時には、その画素は偏倚していると考えられ、その値は複数の隣接画素の画素値から導出された値で置換されるであろう。他方、１つ以上のクロミナンスチャンネルで同時に偏倚が検出される時は、この偏倚は画像の細部を表わし、これは排除されるべきではないと考えられる。補正すべきかすべきでないかの決定は決定回路１０９にて取り決められ、その一部は図３に詳細に示されている。図１図示の補正回路はまた輪郭補正モジュール（図示されず）用のある前処理操作が実行され、ここでその輪郭補正モジュールは入力信号と２ライン周期遅延された入力信号の和（平均の）Ｒ_0.2,Ｇ_0.2,Ｂ_0.2を各色毎に有用にすることによってカメラにまた提供される。
【０００９】
図２は図１の回路で２−Ｄフィルタ１０１の操作を明らかにするための隣接画素の形態を示す。各クロミナンスチャンネルに関し複数の隣接画素の値は、１つの線上にあたる２つの画素を時間毎に加算し、それらを２分することにより図２に示される複数の線にそってそれぞれ平均される。この結果６つの平均値が得られ、その最大値Ｒ_filt, Ｇ_filt, Ｂ_filtが入力信号Ｒ_orig, Ｇ_orig, Ｂ_origとともに決定回路１０９に印加される。
【００１０】
図３に示されるごとく決定回路１０９の部分１１１にある比較回路１１３は、各色Ｒ，Ｇ，Ｂについてもとの画素値Ｒ_orig，Ｇ_orig，Ｂ_origが２−Ｄフィルタ１０１により計算された関連した最大平均画素値Ｒ_filt，Ｇ_filt、Ｂ_filtより大きいかどうかをチェックする。もし大きい場合には、比較回路１１３はフラッグ信号flagＲ（flagＧ，flagＢ）を決定組合わせ回路１１７に供給し、回路１１７はフラッグ信号が供給された時のみ、関連マルチプレクサ１１５に（決定信号 decＲ， decＧおよび decＢにより）もとの画素値Ｒ_orig，Ｇ_orig，Ｂ_origそれぞれの代わりにフィルタされた画素値Ｒ_filt，Ｇ_filtおよびＢ_filtを供給するよう指示する。勿論、もとの画素値はフラッグ信号が供給されない色用に供給される。もし１つ以上のフラッグ信号が供給されると、もとの画素値がすべての色用に供給されるだろう。簡単化のため、図３は部分１１１Ｒを示しており、赤色用のみの比較回路１１３Ｒとマルチプレクサ１１５Ｒを示している。勿論他の色、緑色および青色用の対応する回路も存在している。
【００１１】
図４は本発明に係るアナログ信号補正回路の青色部分を示している。青色入力信号Ｂは２つのライン遅延４０３と４０５の直列回路配置へ印加される。青色入力信号Ｂはまた青色入力信号および２ライン周期だけ遅延された青色信号Ｂ（２Ｈ）を常時１５ｎｓだけ遅延させる４つの遅延部分４１９，４２１，４２３および４２５の直列回路配置へ印加される。１５ｎｓの周期はＨＤＴＶ信号用画素間隔に対応し、通常の精細度のテレビジョン信号（ＭＡＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭ，ＮＴＳＣ）では７０ｎｓの遅延が使用されねばならぬだろう。これら１５ｎｓの遅延部分４１９−４２５は"後部に"印加された信号"前部に"遅延された形で現われ、"前部に"に印加された信号が"後部に"遅延された形で現われるよう動作する。それ故、青色入力信号Ｂと２ライン周期および１５ｎｓの４倍だけ遅延された信号Ｂ（２Ｈ＋６０ｎｓ）の和は接合点Ｐ１に現われる。Ｂ（１５ｎｓ）とＢ（２Ｈ＋４５ｎｓ）の和は接合点Ｐ２に現われる。Ｒ（３０ｎｓ）とＢ（２Ｈ＋３０ｎｓ）の和は接合点Ｐ３に現われる。Ｂ（４５ｎｓ）とＢ（２Ｈ＋１５ｎｓ）の和は接合点Ｐ４に現われる。Ｂ（６０ｎｓ）とＢ（２Ｈ）の和は接合点Ｐ５に現われる。接合点Ｐ１−Ｐ５の信号は最大値回路４２７へ印加される。
【００１２】
ライン遅延４０３の出力における信号Ｂ（１Ｈ）は２つの１５ｎｓ遅延部分４２９と４３１を介してエミッタ−フォロアバッファＥＦへ印加される。最小値回路４３５は最大値回路４２７の出力信号とエミッタ−フォロアバッファＥＦの出力信号の最小値を決定する。前に説明したディジタルの実施例におけると同じように遅延部分４３１の出力における信号Ｂ（１Ｈ＋３０ｎｓ）は、画像のある与えられた位置で数多くの隣接位置における信号から導出された最大値信号に制限される。いいかえれば、図４の信号補正回路は第１の画素値Ｂ（１Ｈ＋３０ｎｓ）を有する与えられた画素のまわりの複数の画素の画素色値Ｂ，Ｂ（１５ｎｓ）、Ｂ（３０ｎｓ）、Ｂ（４５ｎｓ）、Ｂ（６０ｎｓ）；Ｂ（２Ｈ）、Ｂ（２Ｈ＋１５ｎｓ）、Ｂ（２Ｈ＋３０ｎｓ）、Ｂ（２Ｈ＋４５ｎｓ）、Ｂ（２Ｈ＋６０ｎｓ）から第２の値ＭＡＸ−Ｂを得るための第１の手段４１９−４２７と、第１の画素値Ｂ（１Ｈ＋３０ｎｓ）が第２の値ＭＡＸ−Ｂより大きい時第２の値ＭＡＸ−Ｂを供給する第２の手段４３５とを具えている。異なった色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の信号を補正するため、第１の手段（４１９−４２７）は与えられた画素の少なくとも１つの別の画素色値（Ｇ）に依存して、第２の値（ＭＡＸ−Ｂ）を供給する手段（４２７）を含む。
【００１３】
補正されるべき偏倚画素として１つの色のみの詳細な情報の誤った解釈を避けるために、図４の実施例ではまた他の色、すなわち緑色（Ｇ）の情報を使用する。この目的でフィルタされるべき画素値Ｂ（１Ｈ）は低域通過フィルタ４３７で低域通過フィルタ処理され、次に高域通過フィルタ４４１でフィルタされた緑色信号へ加算され、その結果緑色信号の高周波数部分に実際に存在する緑色の詳細な情報が青色の信号と関連したＤＣまたは輝度レベルを供給するということが達成される。低周波数青色と高周波数緑色の和信号は次に最大値回路４２７に印加される。それによって、局所的に緑色の高い画素値がある時には、最大値ＭＡＸ−Ｂは緑色の最大値と関連した値よりより低い値で調整される必要はなく、それで青色の信号における局所的に高い値は急速にはカットオフされない。必要なら、低周波数青色と高周波数赤色の和はまた最大値を決定するのに考慮されてもよい。緑色および青色信号に関する回路部分（図示されていない）は緑色の回路部分で低周波数緑色と高周波数赤色の和および／または低周波数緑色と高周波数青色の和が最大値決定に考慮されるように構成される。赤色の回路構成では、低周波数赤色と高周波数緑色の和および／または低周波数赤色と高周波数青色の和は最大値を決定するのに考慮される。
【００１４】
以上述べてきた実施例は本発明を限定するものではなく、特許請求の範囲に規定された発明の要旨内で各種の変形または変更された実施例が可能であることは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る信号補正回路の第１の実施例を示す。
【図２】 図１図示回路の２−Ｄフィルタの作用を説明するための複数の隣接画素の配置を示す。
【図３】 図１図示回路中の決定回路の有効な形態を示す。
【図４】 本発明に係るアナログ信号補正回路の青色部分を示す。
【符号の説明】
１０１ ２−Ｄフィルタ
１０３，１０５ １ライン遅延
１０７ 積和回路
１０９ 決定回路
１１１ １０９の部分
１１３ 比較回路
１１５ マルチプレクサ
１１７ 決定組合わせ回路
４０３，４０５ １ライン遅延
４１９，４２１，４２３，４２５，４２９，４３１ １５ｎｓの遅延部分
４２７ 最大値回路
４３３ エミッタ−フォロアバッファ
４３５ 最小値回路
４３７ 低域通過フィルタ
４３９ 加算回路
４４１ 高域通過フィルタ

Claims (5)

1. 色用偏倚画素値を補正するための信号補正回路であって、前記信号補正回路は、
   一よりも多くの色に対する色用画素値を受け取るための手段と、
   第一の色用画素値を有する所与の画素の周りの画素の各々対応する色用画素値から複数の第二の色用画素値を得るためのフィルタリング手段と、
   前記各々対応する第一の色用画素値が前記第二の色用画素値よりも大きくなる場合に前記第二の色用画素値のうちの一つを供給するための出力手段と
   を有する信号補正回路において、
   一よりも多くの色の色信号を補正するために、前記信号補正回路は、少なくとも一つの他の色に対する第一の色用画素値が各々対応する第二の色用画素値を超えているかどうかを決定すると共に、少なくとも一つの他の色に対して各々対応する第一の色用画素値が第二の色用画素値を超えていない場合にのみ第二の色用画素値のうちの前記一つを供給するための手段を有することを特徴とする信号補正回路。
2. 前記出力手段は、
   前記第一の色用画素値が前記各々対応する第二の色用画素値を超えているかどうかを各々示す複数の色フラッグ信号を供給するように、各色に対して、前記所与の画素の周りの画素の色用画素値から得られる前記各々対応する第二の色用画素値と前記所与の画素の第一の色用画素値とを比較するための比較手段と、
   一つの色信号補正決定信号に対応する色に対する前記第一の色用画素値が前記各々対応する第二の色用画素値を超えている一方、前記他の色の第一の色用画素値が前記各々対応する第二の色用画素値を超えていない場合に前記一つの色信号補正決定信号を供給するための、前記比較手段に結合される色フラッグ信号組合わせ手段と、
   前記比較手段及び前記組合わせ手段に結合され、各色に対して、第二の色用画素値のうちの前記一つに関する色に対して前記色信号補正決定信号が供給されている場合に前記第二の色用画素値のうちの前記一つを供給し、前記他の色に対して前記第一の色用画素値が供給される一方、何れの前記色信号補正決定信号も供給されていない場合に全ての色に対して第一の色用画素値が供給される切換え手段と
   を有する請求項１に記載の信号補正回路。
3. 前記所与の画素に対して互いに正反対の位置に置かれる画素の対の複数の平均色用画素値を決定すると共に、前記平均色用画素値の最大値を決定するための手段を更に有し、前記第二の色用画素値は、前記所与の画素に対して互いに正反対の位置に置かれる画素の対の前記複数の平均色用画素値の最大値によって構成される請求項１に記載の信号補正回路。
4. 色用偏倚画素値を補正する方法であって、前記方法は、
   一よりも多くの色に対して色用画素値を受け取るステップと、
   各々の色に対して別個に色用画素値の偏倚を検出するステップと、
   少なくとも二つの色に対して検出される前記色用画素値の検出された偏倚の組み合わせに基づいて各々の色に対して別個に補正制御信号を供給するステップと、
   各々の色に対して前記補正制御信号に基づいて偏倚画素を補正するステップと
   を有する方法。
5. 三つの色の画素値を供給するためのピックアップユニットと、
   偏倚画素値を補正するための信号補正回路と
   を有するテレビジョンカメラにおいて、前記信号補正回路が、請求項１によって規定されるか、又は請求項４に記載の方法を実行するための手段を有するテレビジョンカメラ。

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