JP4481073B2 - Image correction apparatus, image correction method, and program - Google Patents

Image correction apparatus, image correction method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP4481073B2
JP4481073B2 JP2004126223A JP2004126223A JP4481073B2 JP 4481073 B2 JP4481073 B2 JP 4481073B2 JP 2004126223 A JP2004126223 A JP 2004126223A JP 2004126223 A JP2004126223 A JP 2004126223A JP 4481073 B2 JP4481073 B2 JP 4481073B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
defect
image
image sensor
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004126223A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005311733A (en
Inventor
浩二 藤吉
順三 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2004126223A priority Critical patent/JP4481073B2/en
Publication of JP2005311733A publication Critical patent/JP2005311733A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4481073B2 publication Critical patent/JP4481073B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

本発明は画像処理技術に関し、特に、顕微鏡用カメラなどに好適な高感度固体撮像装置によって撮像された画像の処理技術に関する。   The present invention relates to an image processing technique, and more particularly to a technique for processing an image captured by a high-sensitivity solid-state imaging device suitable for a microscope camera or the like.

生体組織や細胞上でタンパクや遺伝子等に蛍光標識を施し、タンパク、遺伝子等の肉眼での観察や写真撮影を可能にした蛍光顕微鏡が広く知られている。特に、近年では蛍光を微弱にしか発しない物質を電子カメラで撮影して数値解析をすることが求められており、そのためにはより高感度な電子カメラが必要となってきている。   2. Description of the Related Art Fluorescent microscopes are widely known in which proteins and genes are fluorescently labeled on biological tissues and cells so that proteins and genes can be observed and photographed with the naked eye. In particular, in recent years, it has been required to perform numerical analysis by photographing a substance that emits fluorescence only weakly with an electronic camera. For this purpose, a more sensitive electronic camera is required.

電子カメラは、CCD(Charge Coupled device )等の固体撮像素子が被写体像を光電変換することによって撮像画像信号を得る。
図17は、CCD撮像素子の素子構造の一例を示す平面図である。
同図に示すCCD撮像素子では受光素子としてフォトダイオード201がマトリクス状に配置されている。フォトダイオード201間には縦列方向に複数本の垂直転送路202が配置され、また垂直転送路202の端部には横列方向に1本の水平転送路203が配置されている。
The electronic camera obtains a captured image signal by subjecting a subject image to photoelectric conversion by a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device).
FIG. 17 is a plan view showing an example of the element structure of the CCD image sensor.
In the CCD image pickup device shown in the figure, photodiodes 201 are arranged as a light receiving element in a matrix. A plurality of vertical transfer paths 202 are arranged in the column direction between the photodiodes 201, and one horizontal transfer path 203 is arranged in the row direction at the end of the vertical transfer path 202.

フォトタイオード201に蓄積された信号電荷は電荷移送パルスTGに従って垂直転送路202に読み出され、垂直転送路202内を同図における下方向へ転送される。
垂直転送路202を転送された信号電荷は水平転送路203へと転送され、更に、この水平転送路203を同図における左方向へ転送され、その後、電荷検出器204を介して、最終的には読み出しアンプ205により出力される。
The signal charge accumulated in the photo diode 201 is read out to the vertical transfer path 202 in accordance with the charge transfer pulse TG, and transferred in the vertical direction in the vertical transfer path 202 in the figure.
The signal charge transferred through the vertical transfer path 202 is transferred to the horizontal transfer path 203, and further transferred to the left in the horizontal transfer path 203, and then finally passed through the charge detector 204. Is output by the read amplifier 205.

垂直転送路202は、通常の転送においは水平転送路203により読み出される1水平期間毎に1回電荷を転送するが、高速排出時には、連続動作させることによって垂直転送路202中の電荷を排出させる。
図18に示す断面図には、CCD撮像素子の素子構造の一例として、縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン型CCDの構造が示されている。
The vertical transfer path 202 transfers charges once every horizontal period read by the horizontal transfer path 203 in normal transfer, but discharges the charges in the vertical transfer path 202 by performing continuous operation during high-speed discharge. .
The cross-sectional view shown in FIG. 18 shows the structure of an interline CCD having a vertical overflow drain structure as an example of the element structure of the CCD image sensor.

同図において、n型半導体基板300は、接合の浅いPウェルの第一領域301と接合の深いPウェルの第二領域302とで形成されている。このうち、第一領域301の接合n型領域が形成された領域部分はフォトダイオード、つまり光電変換領域(電荷蓄積部)303として機能する。   In the figure, an n-type semiconductor substrate 300 is formed by a first region 301 having a shallow junction and a second region 302 having a deep junction. Among these, the region where the junction n-type region of the first region 301 is formed functions as a photodiode, that is, a photoelectric conversion region (charge storage unit) 303.

第二領域302には理込みチャネル304からなる垂直シフトレジスタ、すなわち転送電極305が形成され、その主面には絶縁層306を介して転送電極305が配置されている。理込みチャネル304及び光電変換領域303は高いp型不純物層からなるチャネルストップ領域307によって分離されており、光電変換領域303とそれに対応する埋込みチヤネル304との間にはトランスファーゲート(TG)領域308が配置されている。また、光電変換領域303以外の領域は金属層309によって遮光されている。   In the second region 302, a vertical shift register composed of a logic channel 304, that is, a transfer electrode 305 is formed, and the transfer electrode 305 is disposed on the main surface through an insulating layer 306. The logic channel 304 and the photoelectric conversion region 303 are separated by a channel stop region 307 made of a high p-type impurity layer, and a transfer gate (TG) region 308 is provided between the photoelectric conversion region 303 and the corresponding buried channel 304. Is arranged. Further, regions other than the photoelectric conversion region 303 are shielded from light by the metal layer 309.

N型半導体基板300とPウェルである第一領域301及び第二領域302との接合には逆バイアス電圧である基板バイアス電圧VSUB311を印加して、光電変換領域303直下のPウェルの第一領域301を完全に空乏化(空乏層化)することにより、ブルーミングの抑制がされる。なお、ブルーミンクとは、強い光が画素に入射した場合に、その画素が飽和して信号電荷があふれてしまうことにより隣接画素や信号線、垂直転送路等に入り込み、その画像の周囲にあたかも花が咲いたような白い部分が広がってしまう現象である。   A substrate bias voltage VSUB311 which is a reverse bias voltage is applied to the junction between the N-type semiconductor substrate 300 and the first region 301 and the second region 302 which are P wells, and the first region of the P well immediately below the photoelectric conversion region 303 is applied. Blooming is suppressed by completely depleting 301 (depletion layer). Blue mink means that when intense light is incident on a pixel, the pixel is saturated and the signal charge overflows, so that it enters an adjacent pixel, signal line, vertical transfer path, etc. It is a phenomenon in which white parts like flowers bloom.

このCCD撮像素子の感度を向上させるためには、フォトダイオードの光電変換効率の向上が最も有効な手段である。
フォトダイオードに入射した光はフォトダイオードにより光電変換されて信号電荷が生成される。ここで、短波長の光はフォトダイオード内での減衰が大きいので受光面(半導体基板表面)から比較的浅い部分で光電変換される。一方、長波長の光は減衰が少ないので、フォトダイオードの受光面から比較的深い部分まで到達し、その深い部分においても光電変換される。
In order to improve the sensitivity of the CCD image pickup device, improvement of the photoelectric conversion efficiency of the photodiode is the most effective means.
Light incident on the photodiode is photoelectrically converted by the photodiode to generate a signal charge. Here, since the short wavelength light is largely attenuated in the photodiode, it is photoelectrically converted at a relatively shallow portion from the light receiving surface (semiconductor substrate surface). On the other hand, since long wavelength light has little attenuation, it reaches a relatively deep portion from the light receiving surface of the photodiode, and photoelectric conversion is also performed in the deep portion.

図19はフォトダイオードの受光面からの深さ方向におけるポテンシャルの変化をグラフで示したものである。同図中、縦軸がポテンシャルを表し、横軸が半導体基板表面からの深さを表している。
前述のように、光電変換は半導体基板の種々の深さで行われるが、図19(a)に示すように、オーバーフローバリアOFBより浅い部分で生成された信号電荷はフォトダイオードに蓄積され、蓄積されたこの信号電荷が垂直転送路へ移送されて転送されることになる。その一方、オーバーフローバリアOFBより深い部分で生成された信号電荷は、フォトダイオードには蓄積されず、n型半導体基板300へと掃き出されてしまう。
FIG. 19 is a graph showing the potential change in the depth direction from the light receiving surface of the photodiode. In the figure, the vertical axis represents the potential, and the horizontal axis represents the depth from the surface of the semiconductor substrate.
As described above, photoelectric conversion is performed at various depths of the semiconductor substrate. As shown in FIG. 19A, signal charges generated at a portion shallower than the overflow barrier OFB are accumulated in the photodiode, and accumulated. The signal charges thus transferred are transferred to the vertical transfer path and transferred. On the other hand, the signal charge generated in a portion deeper than the overflow barrier OFB is not accumulated in the photodiode but is swept out to the n-type semiconductor substrate 300.

従って、オーバーフローバリアOFBをより深い位置に形成するようにすれば、それだけフォトダイオードにおける深い部分で生成される信号電荷の利用が促進されるので、全体として光電変換効率が向上し、結果としてCCD撮像装置の感度が向上する。
このオーバーフローバリアOFBを深くするためには、前述した基板バイアス電圧VSUBを低下させるという手法がある。基板バイアス電圧VSUBを低下させると、ポテンシャルの曲線は例えば図19(a)に示すものから図19(b)に示すものへと変化し、オーバーフローバリアOFBが半導体基板のより深い位置に形成されるようになるので、CCD撮像装置の感度が向上する。
Therefore, if the overflow barrier OFB is formed at a deeper position, the use of the signal charge generated in the deep part of the photodiode is promoted, so that the photoelectric conversion efficiency is improved as a whole, and as a result, the CCD imaging The sensitivity of the device is improved.
In order to deepen the overflow barrier OFB, there is a method of reducing the substrate bias voltage VSUB described above. When the substrate bias voltage VSUB is lowered, the potential curve changes, for example, from that shown in FIG. 19A to that shown in FIG. 19B, and the overflow barrier OFB is formed at a deeper position in the semiconductor substrate. As a result, the sensitivity of the CCD imaging device is improved.

ところで、例えば特許文献1にも開示されているように、昨今のCCD撮像素子は、光電変換や、信号電荷の蓄積、転送及び検出などを円滑に行うために、CCD撮像素子の内部で半導体基板のバイアス用の電圧(以下、「基板内部電圧」とも称することとする)が供給されている。   By the way, as disclosed in, for example, Patent Document 1, a recent CCD image pickup device includes a semiconductor substrate inside the CCD image pickup device in order to smoothly perform photoelectric conversion, signal charge accumulation, transfer, detection, and the like. A bias voltage (hereinafter also referred to as “substrate internal voltage”) is supplied.

図20はこの種の固体撮像装置および基板バイアス発生回路の構成例を示している。
基板バイアス発生回路200は電圧分割用の抵抗R1及びR2を有している。抵抗R1の一端は電源線VCCに接続され、その他端は抵抗R2の一端に接続されている。また、抵抗R2の他端は接地線GNDに接続されている。
FIG. 20 shows a configuration example of this type of solid-state imaging device and substrate bias generating circuit.
The substrate bias generation circuit 200 has resistors R1 and R2 for voltage division. One end of the resistor R1 is connected to the power supply line VCC, and the other end is connected to one end of the resistor R2. The other end of the resistor R2 is connected to the ground line GND.

抵抗R1及びR2の直列接続点にはトランジスタTR1のベースが接続されており、これらによって内部VSUB電圧発生回路206を構成している。基板内部電圧VSUBはこのトランジスタTR1のエミッタから引き出されており、前述したフォトダイオード、垂直転送路、水平転送路203、電荷検出部204などを配置した半導体基板へ供給される。   The base of the transistor TR1 is connected to the series connection point of the resistors R1 and R2, and the internal VSUB voltage generation circuit 206 is constituted by these. The substrate internal voltage VSUB is drawn from the emitter of the transistor TR1 and supplied to the semiconductor substrate on which the photodiode, the vertical transfer path, the horizontal transfer path 203, the charge detection unit 204, and the like described above are arranged.

また、電圧分割用の抵抗R1及びR2の直列接続点には基板バイアス端子CSUBも設けられている。基板バイアス端子CSUBには外付け用の抵抗R3を介してトランジスタTR2のコレクタが接続されている。トランジスタTR2のエミッタは接地線GNDに接続されており、ベースには電流制限用の抵抗R4を介して端子VSUBContが設けられている。   A substrate bias terminal CSUB is also provided at the series connection point of the voltage dividing resistors R1 and R2. The collector of the transistor TR2 is connected to the substrate bias terminal CSUB via an external resistor R3. The emitter of the transistor TR2 is connected to the ground line GND, and a terminal VSUBCont is provided at the base via a current limiting resistor R4.

ここで、端子VSUBContの電位をHとしてトランジスタTR2をオンにすると、それまで抵抗R2を流れていた電流の一部が抵抗R3を流れるようになり、その結果として基板バイアス端子CSUBの電位が低下する。すると、基板内部電圧VSUBも低下するので前述したようにオーバーフローバリアOFBが半導体基板のより深い位置に形成されるようになり、CCD撮像素子の感度が向上する。   Here, when the potential of the terminal VSUBCont is set to H and the transistor TR2 is turned on, a part of the current that has been flowing through the resistor R2 flows through the resistor R3, and as a result, the potential of the substrate bias terminal CSUB decreases. . Then, since the substrate internal voltage VSUB is also lowered, the overflow barrier OFB is formed at a deeper position of the semiconductor substrate as described above, and the sensitivity of the CCD image pickup device is improved.

また、従来の電子カメラでは、CCDの製造過程中における種々の要因により発生する白点キズ等の欠陥の位置情報をカメラ内に配設されるROM等記憶部に記憶させておき、その位置情報を必要に応じて随時参照することによってその欠陥の位置を確認できるようにしている。そして、このような白点キズ等の欠陥に起因する固定パターンノイズ(以下、「白点ノイズ」又は「画素欠陥」などとも称することとする)に対し、図21に示すように、画像欠陥を生じさせる画素(以下、欠陥画素という)の信号Bに隣接した垂直方向の正常画素の信号C1、C3、あるいは水平方向の正常画素の信号C2、C4などで置き換えて画素欠陥を補正する画像補間処理が施されるのが一般的である(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, in a conventional electronic camera, position information of defects such as white spot scratches caused by various factors during the manufacturing process of the CCD is stored in a storage unit such as a ROM arranged in the camera, and the position information is stored. The position of the defect can be confirmed by referring to as necessary. Then, with respect to the fixed pattern noise (hereinafter, also referred to as “white spot noise” or “pixel defect” or the like) caused by such defects such as white spot scratches, as shown in FIG. Image interpolation processing for correcting pixel defects by replacing signals C1 and C3 of normal pixels in the vertical direction adjacent to signal B of the pixel to be generated (hereinafter referred to as defective pixels) or signals C2 and C4 of normal pixels in the horizontal direction Is generally applied (see, for example, Patent Document 2).

この画素欠陥には、暗電流(半導体基板のバイアス用の電圧の印加によって流れる電流)に起因する露光時間(露出時間)や、温度に依存性のある白点ノイズが多く含まれることが知られている。図22(a)に例示するように、白点ノイズの出力信号は露光時間が長くなるほど増大する傾向にある。また、図22(b)に例示するように、白点ノイズの出力信号はCCDの温度が高くなるほど増大する傾向にある。   It is known that this pixel defect includes a lot of white point noise that depends on exposure time (exposure time) due to dark current (current that flows due to application of a bias voltage for a semiconductor substrate) and temperature. ing. As illustrated in FIG. 22A, the output signal of white spot noise tends to increase as the exposure time increases. Further, as illustrated in FIG. 22B, the output signal of white spot noise tends to increase as the temperature of the CCD increases.

この他、北極圏や南極圏を空路でカメラを搬送した場合に、宇宙線の影響により新たに画素欠陥の発生する場合のあることが知られており、例えば特許文献3には、このような後発的に発生する画素欠陥を補正するために、新たに生じた撮像素子の画素欠陥を点検してこれを補正する技術が開示されている。
特開2000−22126号公報 特開2003−348607号公報 特開2002−125154号公報
In addition, it is known that pixel defects may newly occur due to the influence of cosmic rays when a camera is transported by air in the Arctic Circle or the Antarctic Circle. For example, Patent Document 3 discloses such a case. In order to correct pixel defects that occur later, a technique for inspecting and correcting newly generated pixel defects in an image sensor has been disclosed.
JP 2000-22126 A JP 2003-348607 A JP 2002-125154 A

前述したように、基板内部電圧VSUBを低下させるとオーバーフローバリアOFBが半導体基板のより深い位置に形成されるようになってフォトダイオードの光電変換効率は向上する。しかしながら、図19(b)を参照すると分かるように、基板内部電圧VSUBを低下させるとポテンシャルが高くなるのでフォトダイオードにおける信号電荷の蓄積容量が増大する。ここで、被写体が明るい場合を想定すると、多量の信号電荷がフォトダイオードに蓄積するため、余剰電荷が半導体基板に掃き捨てきれなくなってしまい、その結果として前述したブルーミングが発生し易くなってしまう。   As described above, when the substrate internal voltage VSUB is lowered, the overflow barrier OFB is formed at a deeper position of the semiconductor substrate, and the photoelectric conversion efficiency of the photodiode is improved. However, as can be seen with reference to FIG. 19B, when the substrate internal voltage VSUB is lowered, the potential increases, so that the signal charge storage capacity in the photodiode increases. Here, assuming that the subject is bright, a large amount of signal charge is accumulated in the photodiode, so that the surplus charge cannot be swept away to the semiconductor substrate, and as a result, the above-described blooming is likely to occur.

蛍光顕微鏡での撮影は微弱光を対象とするので、多くの場合でこのようなブルーミング現象が問題となることはない。しかし、暗電流に起因する露光時間や温度に依存性のある白点ノイズがある場合には白点ノイズの増大によりブルーミング現象が発生してしまい、従来の4点の隣接画素に基づいた補間の手法では補正できないことがある。   Since photographing with a fluorescence microscope is intended for weak light, such blooming phenomenon does not become a problem in many cases. However, if there is white point noise that depends on the exposure time and temperature due to dark current, blooming phenomenon occurs due to the increase in white point noise, and interpolation based on the conventional four adjacent pixels is performed. The technique may not be able to correct it.

ここで、図22(b)から明らかなように、CCDの温度が低くなるほど白点ノイズの出力信号は低減する傾向にある。白点ノイズが低減すればブルーミング現象を防止することが可能である。
CCDの温度を低くするためにはCCD撮像素子を冷却することが有効な手段である。しかし、ベルチェ素子などの冷却素子を冷却のためにカメラに追加することはコストの上昇を招いてしまう。
Here, as apparent from FIG. 22B, the output signal of white spot noise tends to decrease as the temperature of the CCD decreases. If white point noise is reduced, the blooming phenomenon can be prevented.
In order to lower the temperature of the CCD, cooling the CCD image pickup device is an effective means. However, adding a cooling element such as a Beltier element to the camera for cooling increases the cost.

また、白点ノイズがブルーミング現象を完全に引き起こさなくするためには、露光時間を長くして使用することを考慮すると、−30℃程度にまで強力に冷却する必要があるのだが、このような冷却においては結露防止の密閉構造等が必要となるため、カメラが更に高価なものとなってしまう。   Further, in order to prevent white spot noise from causing the blooming phenomenon completely, it is necessary to cool down to about −30 ° C. in consideration of using a longer exposure time. The cooling requires a sealed structure for preventing condensation, which makes the camera more expensive.

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、高感度の撮影であっても、撮像素子を強力に冷却することなしに、撮像素子の画素欠陥の影響の抑制された適切な画像を得ることである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the problem to be solved is the influence of pixel defects of the image sensor without strongly cooling the image sensor even in high-sensitivity shooting. It is to obtain an appropriate image with suppressed.

本発明の態様のひとつである画像補正装置は、撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた当該画素欠陥の補正方法を決定する補正方法決定手段と、当該決定に係る補正方法に従い、当該撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す補正手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題が解決される。 An image correction apparatus according to an aspect of the present invention is based on the shape of pixels adjacent to pixels having pixel defects, which are caused by blooming phenomenon of the image sensor, among pixels constituting an image captured by the image sensor. A correction method determining means for determining a correction method for the pixel defect using a pixel in which a pixel defect is not generated among the pixels adjacent to the pixel in which the image has occurred, and the image pickup device according to the correction method according to the determination Correction means for correcting pixel defects of the image sensor on the image, and this feature solves the above-described problems.

なお、上述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子の画素欠陥に関する情報である欠陥情報を記憶する記憶手段を更に有し、当該補正方法決定手段は、当該欠陥情報より画素欠陥を有する当該画素の位置を取得するようにしてもよい The image correction apparatus according to the present invention described above further includes storage means for storing defect information that is information related to pixel defects of the image sensor, and the correction method determination means has a pixel defect from the defect information. You may make it acquire the position of the said pixel .

また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子の画素欠陥を検出して当該欠陥情報を生成する欠陥検出手段を更に有するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該補正方法決定手段による決定は、画素欠陥を有する画素の輝度補間値を算出するための基礎とする輝度値を得る画素の選択であるものであってもよい。
The image correction apparatus according to the present invention described above may further include a defect detection unit that detects pixel defects of the image sensor and generates the defect information.
In the above-described image correction apparatus according to the present invention, the determination by the correction method determination means is selection of a pixel that obtains a luminance value as a basis for calculating a luminance interpolation value of a pixel having a pixel defect. There may be.

また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子の画素欠陥に関する情報である欠陥情報を、当該撮像素子による画像撮像時における当該撮像素子の動作温度及び露出時間のうちの少なくともいずれか一方に基づいて生成する欠陥情報生成手段を更に有し、当該補正方法決定手段は、当該欠陥情報より画素欠陥を有する当該画素の位置を取得するようにしてもよい。   In the above-described image correction apparatus according to the present invention, the defect information, which is information related to the pixel defect of the image sensor, is at least one of the operating temperature and the exposure time of the image sensor when the image is captured by the image sensor. Further, defect information generating means for generating based on one side may be provided, and the correction method determining means may acquire the position of the pixel having a pixel defect from the defect information.

なお、このとき、当該欠陥情報より取得された画素欠陥を有する当該画素の位置が別個の当該画素において重複している場合には、当該補正方法決定手段は、当該重複を解消した上で当該形状に基づいて当該補正方法を決定するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子は、ベイヤ配列を利用したカラー画像の撮像を行い、当該補正決定手段は、当該撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち画素欠陥の生じる複数の画素であって同色の成分であるものが隣接して形成している形状に基づいて、当該画素欠陥の補正方法を決定するようにしてもよい。
At this time, when the position of the pixel having the pixel defect acquired from the defect information is overlapped in the separate pixel, the correction method determining unit eliminates the overlap and then corrects the shape. The correction method may be determined based on the above.
In the above-described image correction apparatus according to the present invention, the imaging element captures a color image using a Bayer array, and the correction determination unit includes pixels included in an image captured by the imaging element. A correction method for the pixel defect may be determined based on a shape in which a plurality of pixels in which a pixel defect occurs and components of the same color are formed adjacent to each other.

また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該補正方法決定手段による決定は、画素欠陥を有する画素の輝度補間値を算出するための基礎とする輝度値を得る同色の成分の画素の選択であるようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る画像補正装置において、当該撮像素子の暗時信号から当該撮像素子の画素欠陥を検出して当該画素欠陥に関する情報である欠陥情報を生成する欠陥検出手段を更に有し、当該補正方法決定手段は、当該欠陥情報より画素欠陥を有する当該画素の位置を取得するようにしてもよい。
Further, in the image correction apparatus according to the present invention described above, the determination by the correction method determination means is performed by selecting pixels of the same color component for obtaining a luminance value as a basis for calculating a luminance interpolation value of a pixel having a pixel defect. You may make it be.
The image correction apparatus according to the present invention described above further includes defect detection means for detecting a pixel defect of the image sensor from a dark signal of the image sensor and generating defect information that is information related to the pixel defect. The correction method determining means may acquire the position of the pixel having a pixel defect from the defect information.

なお、このとき、当該暗時信号は、当該撮像素子で撮像される画像に含まれるノイズを低減させるノイズリダクションにおいて当該撮像素子の明時信号からの減算処理をするために取得される信号であってもよい。
本発明の別の態様のひとつである画像補正方法は、撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた当該画素欠陥の補正方法を決定し、当該決定に係る補正方法に従い、当該撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す、ことを特徴とするとするものであり、この特徴によって前述した課題が解決される。
At this time, the dark signal is a signal acquired to perform subtraction processing from the bright signal of the image sensor in noise reduction that reduces noise included in the image captured by the image sensor. May be.
An image correction method according to another aspect of the present invention is based on the shape of adjacent pixels having pixel defects, which are caused by blooming phenomenon of an image sensor, among pixels constituting an image captured by the image sensor. A correction method for the pixel defect using a pixel in which a pixel defect does not occur among pixels adjacent to the pixel in which the pixel defect has occurred is determined, and an image captured by the imaging element is determined according to the correction method according to the determination. Thus, the pixel defect of the image sensor is corrected, and the above-described problems are solved by this feature.

なお、撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた当該画素欠陥の補正方法を決定する処理と、当該決定に係る補正方法に従い、当該撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す処理と、をコンピュータに行わせるためのプログラムも本発明に係るものであり、このプログラムをコンピュータで実行させることによって前述した課題が解決される。
Of the pixels constituting the image picked up by the image sensor, the pixel among the pixels adjacent to the pixel in which the pixel defect is generated based on the shape of the pixel having a pixel defect adjacent to the pixel caused by the blooming phenomenon of the image sensor. A process for determining a correction method for the pixel defect using a pixel in which no defect has occurred, and correction of a pixel defect of the image sensor for an image captured by the image sensor in accordance with the correction method for the determination A program for causing a computer to perform processing is also according to the present invention, and the above-described problems are solved by causing the computer to execute the program.

本発明は、以上のような特徴を有することにより、高感度の撮影であっても、撮像素子を強力に冷却することなしに、適切な画像を得ることができるようになるという効果を奏する。   The present invention has an effect that an appropriate image can be obtained without strongly cooling the image sensor even when photographing with high sensitivity.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示している。この顕微鏡システムは主に蛍光観察を行うための構成を示している。
図1に示す顕微鏡システムには、照明系として落射照明光学系12が備えられている。落射照明光学系12には、落射照明用光源21が備えられている。落射照明光学系12と観察光路Sとの交わる位置にはダイクロイックミラー32が配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a microscope system that implements the present invention. This microscope system mainly shows a configuration for performing fluorescence observation.
The microscope system shown in FIG. 1 includes an epi-illumination optical system 12 as an illumination system. The epi-illumination optical system 12 includes an epi-illumination light source 21. A dichroic mirror 32 is disposed at a position where the epi-illumination optical system 12 and the observation optical path S intersect.

観察光路S上には、観察の対象となる標本を載せる試料ステージ26、複数装着されている対物レンズ27のうちの一つを回転動作で選択して観察光路S上に位置させるためのレボルバ28、観察光路S上のダイクロイックミラー32を切り換えるためのキューブユニット30、及び、観察光路Sを観察光路S’と観察光路S”とに分岐するビームスプリッタ31が配置されている。なお、ビームスプリッタ31は、三眼鏡筒ユニット5内に配置されている。   On the observation optical path S, a revolver 28 for selecting one of a sample stage 26 on which a specimen to be observed is mounted and a plurality of mounted objective lenses 27 by rotating operation to be positioned on the observation optical path S. A cube unit 30 for switching the dichroic mirror 32 on the observation optical path S and a beam splitter 31 for branching the observation optical path S into an observation optical path S ′ and an observation optical path S ″ are arranged. Are arranged in the trinocular tube unit 5.

ビームスプリッタ31で手前に折り曲げられた観察光路S’上には、接眼レンズ6aを有する接眼レンズユニット6が配置されている。一方、ビームスプリッタ31を透過した観察光路S”上には、結像レンズユニット100及び電子カメラ36が顕微鏡本体1に据え付けられて配置されている。電子カメラ36内には撮像素子42が配置されており、対物レンズ27からの光像は、結像レンズユニット100内の結像レンズ100aによって撮像素子42の撮像面に結像する。   On the observation optical path S ′ bent forward by the beam splitter 31, an eyepiece unit 6 having an eyepiece 6 a is disposed. On the other hand, the imaging lens unit 100 and the electronic camera 36 are installed and arranged on the microscope main body 1 on the observation optical path S ″ transmitted through the beam splitter 31. An imaging element 42 is arranged in the electronic camera 36. The optical image from the objective lens 27 is imaged on the imaging surface of the imaging element 42 by the imaging lens 100 a in the imaging lens unit 100.

レボルバ28、キューブユニット30、及びビームスプリッタ31はそれぞれ電動化されており、顕微鏡駆動回路37からの各駆動信号に従い、不図示の各モータによって駆動される。
顕微鏡コントロール部41はこの顕微鏡システム全体の動作を制御するものであり、落射照明用光源21、顕微鏡駆動回路37、及び電子カメラ36が接続されている。顕微鏡コントロール部41は、電子カメラ36での撮像条件等を決定するCPU60(後述)に従い、落射照明用光源21の調光を行うと共に、顕微鏡駆動回路37に対して制御指示を行う。更に、顕微鏡コントロール部41は、落射照明用光源21に対する制御状態、顕微鏡駆動回路37に対する制御状態を電子カメラ36ヘフィードバックする。
The revolver 28, the cube unit 30, and the beam splitter 31 are each electrically driven, and are driven by respective motors (not shown) according to the respective drive signals from the microscope drive circuit 37.
The microscope control unit 41 controls the operation of the entire microscope system, and is connected to the epi-illumination light source 21, the microscope drive circuit 37, and the electronic camera 36. The microscope control unit 41 performs dimming of the epi-illumination light source 21 and gives a control instruction to the microscope drive circuit 37 according to a CPU 60 (described later) that determines imaging conditions and the like with the electronic camera 36. Further, the microscope control unit 41 feeds back the control state for the epi-illumination light source 21 and the control state for the microscope drive circuit 37 to the electronic camera 36.

図2は、図1に示した顕微鏡システムに用いられる電子カメラ36の構成を示すブロック図である。この電子カメラ36には、顕微鏡コントロール部41を制御するCPU(Central Processing Unit :中央演算装置)60が備えられている。また、電子カメラ36に備えられている撮像素子42はカラー画像あるいは白黒画像を撮像するものであり、観察光路S”上に配置されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the electronic camera 36 used in the microscope system shown in FIG. The electronic camera 36 includes a CPU (Central Processing Unit) 60 that controls the microscope control unit 41. The image sensor 42 provided in the electronic camera 36 captures a color image or a monochrome image, and is disposed on the observation optical path S ″.

CCD等の固体撮像素子(以下、単に「CCD」と称することとする)42は、図1に示した顕微鏡システムにより拡大される標本3の観察像を撮像して光電変換する。
CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路43は、CCD42の出力信号から画像信号成分を抽出する。
A solid-state imaging device (hereinafter simply referred to as “CCD”) 42 such as a CCD captures and photoelectrically converts an observation image of the specimen 3 magnified by the microscope system shown in FIG.
A CDS (Correlated Double Sampling) circuit 43 extracts an image signal component from the output signal of the CCD 42.

増幅器(AMP)44は、CDS回路43の出力信号レベルを所定の値に調整するためのAGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)回路等を含む信号レベル制御手段である。
A/D変換器45は、AMP44から出力されるアナログ信号をデジタル信号へと変換する。なお、本実施形態においては、CCD42で撮像された画像における各画素の輝度値を4096階調(12bit)で表現するものとする。
The amplifier (AMP) 44 is a signal level control means including an AGC (Automatic Gain Control) circuit for adjusting the output signal level of the CDS circuit 43 to a predetermined value.
The A / D converter 45 converts the analog signal output from the AMP 44 into a digital signal. In the present embodiment, the luminance value of each pixel in the image captured by the CCD 42 is expressed by 4096 gradations (12 bits).

画像メモリ46はA/D変換器45から出力されるデジタル信号を記憶する。
メモリコントローラ55は画像メモリ46を制御する。
遮光もれ検出回路52は、画像メモリ46から読み出された画像信号に基づいてCCD42の遮光状態を確認する。
The image memory 46 stores the digital signal output from the A / D converter 45.
The memory controller 55 controls the image memory 46.
The light shielding leak detection circuit 52 confirms the light shielding state of the CCD 42 based on the image signal read from the image memory 46.

欠陥検出回路62はCCD42に存在する欠陥画素の検出を行う。
欠陥メモリ63は、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read only Memory)等からなり、CCD42に存在する欠陥画素のアドレスなどの欠陥情報が予め記憶される。
The defect detection circuit 62 detects a defective pixel existing in the CCD 42.
The defect memory 63 includes an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read only Memory) or the like, and defect information such as an address of a defective pixel existing in the CCD 42 is stored in advance.

欠陥補正回路64はCCD42に存在する欠陥画素の影響を受けている画像信号を補正する。
画像信号処理回路51は、欠陥補正回路64により欠陥補正された画像信号に対してγ補正やエッジ強調等の画像処理を施す。
The defect correction circuit 64 corrects the image signal affected by the defective pixel existing in the CCD 42.
The image signal processing circuit 51 performs image processing such as γ correction and edge enhancement on the image signal corrected by the defect correction circuit 64.

液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)59は、画像信号を表示可能な形態に処理する信号処理回路を含み、画像信号で表現されている画像を表示する表示手段である。
DRAM(Dynamic Random Access memory)56は、画像信号を一時的に記憶するメモリ等からなるカメラ内蔵記憶手段である。
A liquid crystal display (LCD) 59 is a display unit that includes a signal processing circuit that processes an image signal into a displayable form and displays an image represented by the image signal.
A DRAM (Dynamic Random Access memory) 56 is a camera built-in storage means including a memory or the like for temporarily storing image signals.

圧縮伸張回路57は、画像信号に対して圧縮処理及び伸張処理を施す。
記録媒体58は例えばメモリカードであり、画像信号を保存する。
操作部61は、撮影時にAF(Auto Focus:自動合焦)動作を開始させると共に、露光動作を開始させるトリガー信号を発生させ得るトリガースイッチ、キューブユニット30の回転動作スイッチ等からなる複数のスイッチである。
The compression / decompression circuit 57 performs compression processing and expansion processing on the image signal.
The recording medium 58 is a memory card, for example, and stores an image signal.
The operation unit 61 is a plurality of switches including an AF (Auto Focus) operation at the time of shooting and a trigger switch that can generate a trigger signal for starting an exposure operation, a rotation operation switch of the cube unit 30, and the like. is there.

温度センサ47は、CCD42の温度状態を検出する温度検出手段である。
タイミングジェネレータ(TG)53は、CCD42の駆動パルス等の同期信号を発生させる。
シグナルジェネレータ(SG)54は、TG53へ同期信号を供給する。
The temperature sensor 47 is temperature detection means for detecting the temperature state of the CCD 42.
A timing generator (TG) 53 generates a synchronization signal such as a drive pulse for the CCD 42.
The signal generator (SG) 54 supplies a synchronization signal to the TG 53.

SUBパルス重畳回路49は、CCD42の内部電圧にクランプされたSUBパルスをCCD42へ入力させる回路であり、例えば図20に示した回路である。
CCDSUB電圧切り換え回路48は、基板内部電圧VSUBの切り替えを行う回路であり、例えば図20に示した回路である。
The SUB pulse superimposing circuit 49 is a circuit for inputting the SUB pulse clamped to the internal voltage of the CCD 42 to the CCD 42, for example, the circuit shown in FIG.
The CCD SUB voltage switching circuit 48 is a circuit for switching the substrate internal voltage VSUB, for example, the circuit shown in FIG.

以上の電子カメラ36の各構成要素は、制御手段であるCPU60に電気的に接続されており、図1に示した顕微鏡システム全体はこのCPU60によって統括的に制御されている。ここで、特に、CCD42は、SUB電圧重畳回路49等からの出力によって制御される電子シャッタ機能(手段)を有しており、これにより露光時間の制御を行うことができる。   Each component of the electronic camera 36 described above is electrically connected to a CPU 60 that is a control means, and the entire microscope system shown in FIG. Here, in particular, the CCD 42 has an electronic shutter function (means) that is controlled by an output from the SUB voltage superimposing circuit 49 and the like, so that the exposure time can be controlled.

次に、このような構成を有する顕微鏡システムの動作を説明する。なお、ここでは撮影時に行われる動作のうち、本発明に関わる部分のみを説明する。
前述したように、図1における顕微鏡システムでは、CPU60が全ての制御を統括的に行っている。
Next, the operation of the microscope system having such a configuration will be described. Of the operations performed at the time of shooting, only the portion related to the present invention will be described.
As described above, in the microscope system in FIG. 1, the CPU 60 performs all the control in an integrated manner.

蛍光観察法では、落射照明光学系12より発せられた光がキューブユニット30内の蛍光キューブにより分光され、対物レンズ27を通って縮小されて標本3を照射する。標本3はこの照射された光によって微弱な蛍光を生じ、この蛍光が対物レンズ27を通って拡大されキューブユニット30内の蛍光キューブによって前述の分光とは異なる波長で分光され、CCD42を照射する。   In the fluorescence observation method, the light emitted from the epi-illumination optical system 12 is dispersed by the fluorescent cube in the cube unit 30 and is reduced through the objective lens 27 to irradiate the specimen 3. The specimen 3 generates weak fluorescence by the irradiated light, and this fluorescence is magnified through the objective lens 27 and dispersed by the fluorescent cube in the cube unit 30 at a wavelength different from the above-described spectrum and irradiates the CCD 42.

CCD42ではTG53による駆動制御の下で露光(電荷蓄積)及び信号の読み出しがされる。読み出された信号からCDS回路43によって画像信号成分が抽出され、AMP44において出力信号が所定のレベルに調整され、A/D変換器45によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号に変換された画像信号は、画像メモリ46に一時的に記憶される。   The CCD 42 performs exposure (charge accumulation) and signal readout under drive control by the TG 53. An image signal component is extracted from the read signal by the CDS circuit 43, the output signal is adjusted to a predetermined level in the AMP 44, and converted into a digital signal by the A / D converter 45. The image signal converted into the digital signal is temporarily stored in the image memory 46.

画像メモリ46に記憶された画像信号は欠陥補正回路64に入力され、CCD42に存在する欠陥画素のアドレスが記憶されている欠陥メモリ63の記憶内容に基づいて欠陥画素に相当する部分が補正される。
欠陥補正回路64で欠陥画素が補正された画像信号は、画像信号処理回路51によってγ補正、エッジ強調等の画像処理が施された後、LCD59へ入力され、標本3の蛍光画像の再生表示処理がなされる。
The image signal stored in the image memory 46 is input to the defect correction circuit 64, and the portion corresponding to the defective pixel is corrected based on the stored contents of the defective memory 63 in which the address of the defective pixel existing in the CCD 42 is stored. .
The image signal in which the defective pixel is corrected by the defect correction circuit 64 is subjected to image processing such as γ correction and edge enhancement by the image signal processing circuit 51, and is then input to the LCD 59 to reproduce and display the fluorescent image of the sample 3. Is made.

以上が図1及び図2に構成を示した顕微鏡システムの撮影及び画像表示の動作である。
なお、CCD42の駆動制御は、TG53から出力される各種駆動信号(垂直駆動パルス、水平駆動パルス、基板内部電圧VSUB等)によって行われ、CCD42としては、例えばインターライン型で縦型オーバーフロードレイン(VOFD)構造の撮像素子を用いる。
The above is the operation of photographing and image display of the microscope system whose configuration is shown in FIGS.
The drive control of the CCD 42 is performed by various drive signals (vertical drive pulse, horizontal drive pulse, substrate internal voltage VSUB, etc.) output from the TG 53. The CCD 42 is, for example, an interline type vertical overflow drain (VOFD). ) An imaging device having a structure is used.

CCD42の平面図と断面構造については、図17及び図18に示したので省略する。ここで、前述したように、基板内部電圧VSUBは光電変換素子であるフォトダイオード(PD)の最大電荷蓄積レベル(オーバーフローレベル:OFL)を決定するための基板バイアス電圧であるが、このVSUBに大きな値のパルス(VSUBパルス)を重畳すると、各PDの電荷を基板に排出して蓄積電荷をリセットすることができる。   A plan view and a cross-sectional structure of the CCD 42 are shown in FIGS. Here, as described above, the substrate internal voltage VSUB is a substrate bias voltage for determining the maximum charge accumulation level (overflow level: OFL) of the photodiode (PD) which is a photoelectric conversion element. When a value pulse (VSUB pulse) is superimposed, the charge of each PD can be discharged to the substrate and the accumulated charge can be reset.

図19(b)に示したように、基板内部電圧VSUBの値を通常よりも小さくすることによって通常よりも深い部分にオーバーフローバリアOFBが形成され、CCD42の感度が向上する。そこで、以降の説明においては、基板内部電圧VSUBの値が通常の場合をノーマルモードと称し、基板内部電圧VSUBの値を小さくした場合を高感度モードと称することとする。電子カメラ36では、CCD42の感度を通常の感度(以下、「通常感度」と称することとする)とするノーマルモードと、感度を向上させた高感度モードとの設定が可能である。   As shown in FIG. 19B, the overflow barrier OFB is formed in a deeper part than usual by making the value of the substrate internal voltage VSUB smaller than usual, and the sensitivity of the CCD 42 is improved. Therefore, in the following description, a case where the value of the substrate internal voltage VSUB is normal is referred to as a normal mode, and a case where the value of the substrate internal voltage VSUB is reduced is referred to as a high sensitivity mode. In the electronic camera 36, a normal mode in which the sensitivity of the CCD 42 is normal sensitivity (hereinafter referred to as “normal sensitivity”) and a high sensitivity mode in which sensitivity is improved can be set.

CCD42におけるSUB電圧切り換え回路48及びSUBパルス重畳回路49の構成については、先に説明した図20に示したものと同様とする。
次に図3について説明する。同図は、図2における欠陥補正回路64の詳細構成の第一の例を示している。
The configurations of the SUB voltage switching circuit 48 and the SUB pulse superimposing circuit 49 in the CCD 42 are the same as those shown in FIG.
Next, FIG. 3 will be described. This figure shows a first example of a detailed configuration of the defect correction circuit 64 in FIG.

前述したように、欠陥検出回路62はCCD42に存在する欠陥画素の検出を行う。この欠陥画素の検出は、例えば初期状態、すなわち図1に示した顕微鏡システムを製造した工場からの出荷前に行われる。このとき、基板内部電圧VSUBの値を通常よりも小さくすると、図19(b)に示したように、CCD42の感度が向上するが、その一方、基板内部電圧VSUBを通常の値にしたときには画像上において離散的に生じていた点状の画素欠陥は拡大し、その周囲に隣接して位置している画素にも画素欠陥が発生するようになり、前述したブルーミング現象のノイズとなる。   As described above, the defect detection circuit 62 detects a defective pixel existing in the CCD 42. This defective pixel is detected, for example, in the initial state, that is, before shipment from the factory that manufactured the microscope system shown in FIG. At this time, if the value of the substrate internal voltage VSUB is made smaller than normal, the sensitivity of the CCD 42 is improved as shown in FIG. 19B. On the other hand, when the substrate internal voltage VSUB is set to a normal value, an image is obtained. The dot-like pixel defects which have been discretely generated above are enlarged, and pixel defects are also generated in pixels located adjacent to the periphery thereof, resulting in the noise of the above-described blooming phenomenon.

本実施形態においては、基板内部電圧VSUBの値を通常よりも小さくしてCCD42の感度を高感度の状態に設定した状態での欠陥画素の検出も欠陥検出回路62に行わせる。このときに検出された欠陥画素の位置を示す情報(欠陥位置情報)はCPU60によって処理され、ブルーミングノイズとなる、隣接して位置している欠陥画素が統合される。   In the present embodiment, the defect detection circuit 62 is also made to detect defective pixels in a state where the value of the substrate internal voltage VSUB is smaller than usual and the sensitivity of the CCD 42 is set to a high sensitivity state. Information (defect position information) indicating the position of the defective pixel detected at this time is processed by the CPU 60, and defective pixels located adjacent to each other which become blooming noise are integrated.

そして、統合された欠陥画素群を代表する画素(中心欠陥画素)の位置を示す情報(中心欠陥画素位置情報)とその欠陥画素群の形状を示す情報(欠陥形状情報)とを求めて欠陥メモリ63に予め格納しておく。なお、このときの中心欠陥画素は、基板内部電圧VSUBの値を通常の大きさとしてCCD42の感度を通常状態に設定した状態でも画素欠陥の生じる画素である。   Then, information indicating the position of the pixel representing the integrated defective pixel group (center defective pixel) (center defective pixel position information) and information indicating the shape of the defective pixel group (defect shape information) are obtained to obtain a defective memory. 63 is stored in advance. Note that the center defective pixel at this time is a pixel in which a pixel defect occurs even when the value of the substrate internal voltage VSUB is set to a normal magnitude and the sensitivity of the CCD 42 is set to the normal state.

補間方法算出部73は、上述した中心欠陥画素位置情報と欠陥形状情報とを欠陥メモリ63から読み出し、その欠陥画素群を形成している画素毎の位置情報を得ると共に、それらの欠陥画素の隣接状態に基づいて各欠陥画素の補正を行うための補間方法を決定し、得られた欠陥位置情報と補間方法を示す情報とをRAM71に格納する。   The interpolation method calculation unit 73 reads out the above-described center defective pixel position information and defect shape information from the defect memory 63, obtains position information for each pixel forming the defective pixel group, and adjoins the defective pixels. An interpolation method for correcting each defective pixel is determined based on the state, and the obtained defect position information and information indicating the interpolation method are stored in the RAM 71.

欠陥位置検出部72は、画像メモリ46から読み出された標本3についての画像データで示されている画像における画素のうち、RAM71に格納されている欠陥位置情報で示される位置についてのものを補間演算部74に通知する。
補間演算部74は、欠陥位置検出部72から通知された画素についてのデータ(輝度データ)を、RAM71に格納されている補間方法を用いて補間する。
The defect position detection unit 72 interpolates pixels at the position indicated by the defect position information stored in the RAM 71 among the pixels in the image indicated by the image data for the specimen 3 read from the image memory 46. The calculation unit 74 is notified.
The interpolation calculation unit 74 interpolates the data (luminance data) about the pixel notified from the defect position detection unit 72 using the interpolation method stored in the RAM 71.

ここで図4について説明する。同図は欠陥メモリ63に格納されるデータの構造を示している。
前述したように、欠陥メモリ63には、中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報が格納される。このうち、中心欠陥画素位置情報は、画像における中心欠陥画素の水平方向の位置を示す水平欠陥アドレスと、画像における中心欠陥画素の垂直方向の位置を示す垂直欠陥アドレスと、からなる。
Here, FIG. 4 will be described. This figure shows the structure of data stored in the defective memory 63.
As described above, the defect memory 63 stores center defect pixel position information and defect shape information. Among these, the central defect pixel position information is composed of a horizontal defect address indicating the horizontal position of the central defective pixel in the image and a vertical defect address indicating the vertical position of the central defective pixel in the image.

欠陥形状情報は、ブルーミング現象に起因する画素欠陥が中心欠陥画素から一次元若しくは二次元方向に放射状に広がっていることの多い欠陥形状を考慮し、欠陥画素の広がりの度合いに応じて欠陥形状にランク付けを行ったときのランクを示す情報とする。
本実施形態においては、図5に示すように、欠陥形状として3つのランクを定義する。同図において、(a)は、中心欠陥画素に隣接する上下または左右の計2個の画素の両方に画素欠陥が存在するランクL1の欠陥形状を示しており、(b)中心欠陥画素に隣接する上下及び左右の計4個の画素の全てに画素欠陥が存在するランクL2の欠陥形状を示しており、(c)は中心欠陥画素に隣接する上下、左右、及び斜めの計8個の画素の全てに画素欠陥が存在するランクL3の欠陥形状を示している。
The defect shape information takes into account the defect shape in which the pixel defect due to the blooming phenomenon spreads radially from the central defect pixel in one or two dimensions, and changes the defect shape according to the extent of the defect pixel spread. Information indicating the rank when ranking is performed.
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, three ranks are defined as defect shapes. In the same figure, (a) shows the defect shape of rank L1 in which pixel defects exist in both the top and bottom or left and right pixels adjacent to the central defective pixel, and (b) adjacent to the central defective pixel. The defect shape of rank L2 in which pixel defects exist in all four pixels in total, up and down and left and right, and (c) shows a total of eight pixels adjacent to the center defective pixel, up and down, left and right, and diagonal. The defect shape of rank L3 in which there are pixel defects in all of FIG.

なお、画素の補間の適切さを考慮すると、周辺画素の輝度値に基づいて中心欠陥画素の補間を行うには限度があり、その限度を超えてしまうと有用な補正を画像に対して施すことができない。図4の欠陥形状情報における閾値ビットは、このような有用な補正を行えるか否かを示す情報であり、このような閾値ビットに基づいて、補間演算部74が欠陥画素の補間を行うか否かを制御するようにしてもよい。   Considering the appropriateness of pixel interpolation, there is a limit to the interpolation of the central defective pixel based on the luminance value of the surrounding pixels, and if the limit is exceeded, useful correction is applied to the image. I can't. The threshold bit in the defect shape information of FIG. 4 is information indicating whether or not such useful correction can be performed, and whether or not the interpolation calculation unit 74 performs interpolation of the defective pixel based on such a threshold bit. You may make it control.

次に欠陥画素の補間方法について、図6を参照しながら説明する。同図は、図5におけるランクL2の欠陥形状が存在する場合を例示したものである。
図6(a)において、欠陥画素は、A2、B1、B2、B3、及びC2であり、A1、A3、C1、C3は画素欠陥を有していない正常な画素である。この場合、各欠陥画素の輝度値は、正常画素の輝度値に基づき、下記の式によって算出される。
Next, a defective pixel interpolation method will be described with reference to FIG. This figure exemplifies a case where a defect shape of rank L2 in FIG. 5 exists.
In FIG. 6A, the defective pixels are A2, B1, B2, B3, and C2, and A1, A3, C1, and C3 are normal pixels that do not have a pixel defect. In this case, the luminance value of each defective pixel is calculated by the following formula based on the luminance value of the normal pixel.

A2=(A1+A3)/2
B1=(A1+C1)/2
B3=(A3+C3)/2
C2=(C1+C3)/2
B2=(A1+A3+C1+C3)/4
つまり、図6(b)に示すように、欠陥画素の補間輝度値は、補間対象である欠陥画素の周囲に位置する正常な画素の輝度値を加算平均して算出する。
A2 = (A1 + A3) / 2
B1 = (A1 + C1) / 2
B3 = (A3 + C3) / 2
C2 = (C1 + C3) / 2
B2 = (A1 + A3 + C1 + C3) / 4
That is, as shown in FIG. 6B, the interpolation luminance value of the defective pixel is calculated by averaging the luminance values of normal pixels located around the defective pixel to be interpolated.

本実施形態においては、上述した加算平均のパターンとして、図7に示すK0からK17までの18通りのパターンが予め定義されている。欠陥画素の輝度値の算出の際には、補正対象の欠陥画素とその周囲に位置している正常な画素との位置関係に基づき、これらのパターンから1つが補間方法算出部73によって選択される。   In the present embodiment, 18 patterns from K0 to K17 shown in FIG. 7 are defined in advance as the above-described addition average pattern. When calculating the luminance value of the defective pixel, one of these patterns is selected by the interpolation method calculation unit 73 based on the positional relationship between the defective pixel to be corrected and normal pixels located around the defective pixel. .

なお、図7におけるパターンK0は、補間を行わないことを示している。
なお、SUB電圧切り換え回路48によるVSUB電圧の制御によってCCD42の感度を通常感度に低下させると、ブルーミング現象である欠陥画素の隣接状態が発生しないようにすることができる。このときに生じる画素欠陥は、欠陥画素同士が孤立した(隣接しない)点欠陥となる(通常感度に設定したにも拘わらず隣接した画素欠陥を有するようなCCD42は、不良品とみなし、図1に示す顕微鏡システムには使用しない)が、欠陥メモリ63には中心欠陥画素の欠陥情報が格納されているので、この欠陥情報を利用すれば、CCD42の感度を通常感度として撮像された画像に対しても同様にして欠陥画素の補正を行うことができる。
Note that a pattern K0 in FIG. 7 indicates that no interpolation is performed.
If the sensitivity of the CCD 42 is lowered to the normal sensitivity by controlling the VSUB voltage by the SUB voltage switching circuit 48, it is possible to prevent the adjacent state of defective pixels, which is a blooming phenomenon, from occurring. The pixel defect generated at this time is a point defect in which defective pixels are isolated (not adjacent) (a CCD 42 having an adjacent pixel defect despite being set to normal sensitivity is regarded as a defective product, and FIG. However, since defect information of the central defective pixel is stored in the defect memory 63, if this defect information is used, an image captured with the sensitivity of the CCD 42 as the normal sensitivity is used. However, the defective pixel can be corrected in the same manner.

次に図8について説明する。同図は、図3に示した欠陥補正回路64の構成の変形例である。
図8に示した構成では、欠陥検出回路62によって検出された欠陥位置情報に基づき、隣接して位置している欠陥画素の統合、及び統合された欠陥画素群を代表する画素(中心欠陥画素)の位置を示す情報(中心欠陥画素位置情報)とその欠陥画素群の形状を示す情報(欠陥形状情報)との取得の処理を、CPU60の代わりに、コンピュータやワークステーション等の電子計算機80で行うようにするというものである。なお、この場合には、得られた中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報を、HDD(Hard Disk Drive )等の外部記録装置81に格納しておくようにしてもよい。
Next, FIG. 8 will be described. This figure is a modification of the configuration of the defect correction circuit 64 shown in FIG.
In the configuration shown in FIG. 8, based on the defect position information detected by the defect detection circuit 62, integration of adjacent defective pixels and a pixel representing the integrated defective pixel group (central defect pixel) Acquisition of information indicating the position of the pixel (center defect pixel position information) and information indicating the shape of the defective pixel group (defect shape information) is performed by an electronic computer 80 such as a computer or a workstation instead of the CPU 60. It is to do. In this case, the obtained center defect pixel position information and defect shape information may be stored in an external recording device 81 such as an HDD (Hard Disk Drive).

更に、この図8に示した構成では、欠陥画素の隣接状態に基づいた各欠陥画素の補間方法の決定を、補間方法算出部73に代わってCPU60若しくは電子計算機80で行うようにしている。なお、この場合には、画像メモリ46に格納されている画像データで示されている画像の撮像条件、より具体的にはCCD42の感度設定を補間方法の決定前に知ることができないので、CCD42の感度設定が通常感度の設定である場合と高感度の設定である場合との各々の場合における補間方法を予め決定しておき、その結果をRAM71に格納しておくようにする。この結果、補間方法算出部73が削除される分、欠陥補正回路64の構成がシンプルとなる。   Further, in the configuration shown in FIG. 8, the CPU 60 or the electronic computer 80 determines the interpolation method of each defective pixel based on the adjacent state of the defective pixel instead of the interpolation method calculation unit 73. In this case, the imaging condition of the image indicated by the image data stored in the image memory 46, more specifically, the sensitivity setting of the CCD 42 cannot be known before determining the interpolation method. The interpolation method is determined in advance in each case where the sensitivity setting is a normal sensitivity setting and a high sensitivity setting, and the result is stored in the RAM 71. As a result, the configuration of the defect correction circuit 64 becomes simple because the interpolation method calculation unit 73 is deleted.

また、この他に、欠陥検出回路62及び欠陥補正回路64で行われるCCD42の画素欠陥の検出及び補正の全体の処理をCPU60で行うようにすることもできる。
ここで図9について説明する。同図は、CPU60によって行われる、この画素欠陥の検出及び補正の処理の処理内容をフローチャートで示したものである。同図に示す処理をCPU60に行わせるためには、この処理をCPU60に行わせるための制御プログラムを作成してROM等の不図示の記憶装置に記憶させておき、この制御プログラムをCPU60に読み込ませて実行させればよい。
In addition to this, the CPU 60 can perform the entire process of pixel defect detection and correction of the CCD 42 performed by the defect detection circuit 62 and the defect correction circuit 64.
Here, FIG. 9 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the pixel defect detection and correction processing performed by the CPU 60. In order to cause the CPU 60 to perform the process shown in FIG. 8, a control program for causing the CPU 60 to perform this process is created and stored in a storage device (not shown) such as a ROM, and the control program is read into the CPU 60. And just execute it.

まず図9(a)に示す処理ついて説明する。この処理は欠陥情報取得処理であり、CCD42の画素欠陥を検出し、検出された画素欠陥についての欠陥情報を欠陥メモリ63に格納する処理である。
この処理は、例えば工場出荷前の初期状態において、この処理の実行開始を示す、操作部61に対する所定の操作が検出されると開始される。
First, the process shown in FIG. 9A will be described. This process is a defect information acquisition process, which is a process for detecting a pixel defect of the CCD 42 and storing defect information about the detected pixel defect in the defect memory 63.
This process is started when, for example, a predetermined operation on the operation unit 61 indicating the start of execution of this process is detected in an initial state before factory shipment.

まず、S101において、撮影条件の設定、より具体的には、CCD42の感度設定を高感度し、露光時間等を、欠陥画素の取得のための所定の設定とする処理が行われる。
S102では、S101の処理によって設定された撮影条件の下で、遮光画像を撮像する処理が行われる。
First, in S101, processing for setting shooting conditions, more specifically, sensitivity setting of the CCD 42, and setting exposure time and the like to predetermined settings for acquiring defective pixels is performed.
In S102, processing for capturing a light-shielded image is performed under the imaging conditions set by the processing in S101.

S103では、S102の処理によって取得された遮光画像における白点ノイズ、すなわち画素欠陥を有している画素を抽出する処理が行われる。
S104では、抽出された欠陥画素のうち隣接しているものを統合する処理が行われる。なお、このとき、中心欠陥画素位置情報の取得が行われる。
In S103, a process of extracting white point noise in the light-shielded image acquired by the process of S102, that is, a pixel having a pixel defect is performed.
In S104, processing for integrating adjacent defective pixels extracted is performed. At this time, the acquisition of the center defective pixel position information is performed.

S105では、統合された欠陥画素群を図5に例示したランクにランク分けする処理が行われ、欠陥形状情報が取得される。
S106では、以上までの処理によって得られた各欠陥画素についての中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報を欠陥情報として欠陥メモリ63に格納する処理が行われ、その後はこの欠陥情報取得処理が終了する。
In S105, the integrated defective pixel group is ranked into the ranks illustrated in FIG. 5, and defect shape information is acquired.
In S106, a process of storing the central defect pixel position information and defect shape information for each defective pixel obtained by the above processes as defect information in the defect memory 63 is performed, and thereafter, the defect information acquisition process is completed. .

次に図9(b)に示す処理について説明する。この処理は欠陥画素補正処理であり、画像メモリ46に格納されている標本3についての画像データに対し、画素欠陥の補正を施す処理である。なお、この処理は、標本3についての画像データの画像メモリ46への格納が完了すると開始される。   Next, the process shown in FIG. 9B will be described. This process is a defective pixel correction process, and is a process for correcting pixel defects for the image data of the specimen 3 stored in the image memory 46. This process is started when the storage of the image data of the specimen 3 in the image memory 46 is completed.

まず、S111において、欠陥情報を欠陥メモリ63から読み出し、CCD42の画素欠陥の状態を認識する処理が行われる。
S112では、補正対象の欠陥画素のうちのひとつに注目し、画像メモリ46に画像データが格納されている補正対象の画像の撮影時における撮影条件の設定(CCD42の感度設定)と、欠陥メモリ63から読み出した欠陥情報で示されている、その補正対象の欠陥画素についての欠陥画素の隣接形状(ランク)とに基づき、補正対象の欠陥画素の補間方法を決定する(図7に例示した補正方法のいずれかを選択する)処理が行われる。
First, in S111, defect information is read from the defect memory 63, and a process of recognizing the state of pixel defects in the CCD 42 is performed.
In S112, attention is paid to one of the defective pixels to be corrected, setting of shooting conditions (sensitivity setting of the CCD 42) at the time of shooting of the correction target image whose image data is stored in the image memory 46, and the defect memory 63. 7 is determined based on the adjacent shape (rank) of the defective pixel with respect to the defective pixel to be corrected, which is indicated by the defect information read out from (the correction method illustrated in FIG. 7) Is selected).

S113では、S112の処理によって決定された補間方法において必要な、補正対象である欠陥画素周辺の正常画素の輝度値を画像メモリ46の画像データから取得する処理が行われる。
S114では、S112の処理によって決定された補間方法に従い、S113の処理によって取得された輝度値を使用して補正対象の欠陥画素についての補間輝度値を算出する処理が行われる。
In S113, a process of obtaining the luminance value of normal pixels around the defective pixel to be corrected from the image data of the image memory 46, which is necessary in the interpolation method determined by the process of S112, is performed.
In S114, according to the interpolation method determined by the process of S112, the process of calculating the interpolated brightness value for the defective pixel to be corrected is performed using the brightness value acquired by the process of S113.

S115では、補正対象である欠陥画素の輝度値をS114の処理によって算出された補間輝度値へ置き換えて画像信号処理回路51へ出力する処理が行われる。
S116では、S111の処理によって取得した欠陥情報で示されている欠陥画素のうち、補間輝度値の算出のなされていないものが未だ残されているか否かを判定する処理が行われ、残されている(判定結果がYes)ならばS112へと処理を戻し、未補正の欠陥画素についての補間輝度値を算出する処理が繰り返される。一方、欠陥情報に示されていた全ての欠陥画素についての補間輝度値の算出を終えていたならば、この欠陥画素補正処理を終了する。
In S115, the luminance value of the defective pixel to be corrected is replaced with the interpolated luminance value calculated in S114 and output to the image signal processing circuit 51.
In S116, a process is performed to determine whether or not an interpolation luminance value is not calculated among the defective pixels indicated by the defect information acquired in the process of S111. If the determination result is “Yes”, the process returns to S112, and the process of calculating the interpolated luminance value for the uncorrected defective pixel is repeated. On the other hand, if the calculation of the interpolated luminance values for all defective pixels indicated in the defect information has been completed, the defective pixel correction process is terminated.

以上の欠陥情報取得処理及び欠陥画素補正処理をCPU60で行うようにしても、CCD42の画素欠陥を適切に補正することができる。
以上のように、上述した実施形態によれば、CCD42の感度を高感度に設定して標本3を撮像してブルーミング現象に起因する画素欠陥が発生した場合に、格納メモリ63に格納されている中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報より欠陥画素同士の隣接関係を把握し、各欠陥画素の周辺に位置する正常画素の輝度値の加算平均から欠陥画素の輝度の補間値を得るので、画素欠陥の影響の抑制された標本3の高感度画像を提供することができる。また、画素欠陥のうちブルーミング現象に起因するものについては発生のない、CCD42の感度を通常感度に設定して標本3を撮像した場合にも、画素欠陥の影響の抑制された画像を提供することができる。
Even if the CPU 60 performs the defect information acquisition process and the defective pixel correction process described above, the pixel defect of the CCD 42 can be corrected appropriately.
As described above, according to the above-described embodiment, when the sensitivity of the CCD 42 is set to a high sensitivity and the specimen 3 is imaged and a pixel defect due to the blooming phenomenon occurs, it is stored in the storage memory 63. Since the adjacent relationship between the defective pixels is grasped from the central defective pixel position information and the defect shape information, and the interpolated value of the luminance of the defective pixel is obtained from the average of the luminance values of the normal pixels located around each defective pixel, the pixel defect It is possible to provide a high-sensitivity image of the specimen 3 in which the influence of the above is suppressed. Further, an image in which the influence of the pixel defect is suppressed is provided even when the specimen 3 is imaged with the sensitivity of the CCD 42 set to the normal sensitivity, which does not occur in the pixel defect due to the blooming phenomenon. Can do.

次に、本発明の別の実施の形態について説明する。なお、これより説明する実施の形態を今までに説明したものと区別するため、今までに説明した実施の形態を第一実施形態と称することとし、これより説明する実施形態を第二実施形態と称することとする。
第一実施形態においては、例えば初期状態、すなわち図1に示した顕微鏡システムを製造した工場からの出荷前に欠陥検出回路62によって行われたCCD42の画素欠陥の検出の結果に基づいて得られる中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報を欠陥メモリ63に格納しておき、これらの情報に基づいて画素欠陥の補正を行っていた。しかし、図22を用いて説明したように、画素欠陥の欠陥形状は、撮像時におけるCCD42の露光時間やCCD42の動作温度に依存して変化する。そこで、第二実施形態においては、撮像時におけるCCD42の露光時間やCCD42の動作温度にも基づいて欠陥形状情報の決定を行うようにする。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In order to distinguish the embodiment described heretofore from what has been described so far, the embodiment described so far will be referred to as the first embodiment, and the embodiment described heretofore will be referred to as the second embodiment. It shall be called.
In the first embodiment, for example, an initial state, that is, a center obtained based on the result of pixel defect detection of the CCD 42 performed by the defect detection circuit 62 before shipment from the factory that manufactured the microscope system shown in FIG. Defective pixel position information and defect shape information are stored in the defect memory 63, and pixel defects are corrected based on these information. However, as described with reference to FIG. 22, the defect shape of the pixel defect changes depending on the exposure time of the CCD 42 at the time of imaging and the operating temperature of the CCD 42. Therefore, in the second embodiment, the defect shape information is determined based on the exposure time of the CCD 42 at the time of imaging and the operating temperature of the CCD 42.

第二実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図1及び図2に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様であるので、その説明は省略する。
図2に関して既に説明したように、CCD42は、SUB電圧重畳回路49等からの出力によって制御される電子シャッタ機能(手段)を有しており、これによりCPU60が露光時間の制御を行うことができる。また、温度センサ47により、CCD42の温度状態をCPU60で知ることができる。
Since the configuration of the microscope system according to the second embodiment is the same as the configuration of the microscope system according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the description thereof is omitted.
As already described with reference to FIG. 2, the CCD 42 has an electronic shutter function (means) controlled by the output from the SUB voltage superimposing circuit 49 and the like so that the CPU 60 can control the exposure time. . In addition, the temperature sensor 47 allows the CPU 60 to know the temperature state of the CCD 42.

ここで図10について説明する。同図は欠陥補正回路64の詳細構成の第三の例を示しており、第二実施形態に係る構成を示している。
前述したように、第二実施形態においては、欠陥メモリ63には中心欠陥画素位置情報のみが格納されている。
Here, FIG. 10 will be described. This figure shows a third example of the detailed configuration of the defect correction circuit 64, and shows the configuration according to the second embodiment.
As described above, in the second embodiment, the defect memory 63 stores only the center defect pixel position information.

欠陥形状算出部75は、標本3の撮像時における露出時間を示す情報及びCCD42の温度情報をCPU60から受け取り、これらの情報に基づき、欠陥メモリ63に格納されている中心欠陥画素位置情報で示されている中心欠陥画素についての欠陥形状を導出する。なお、この欠陥形状を導出する手法は、例えば、CCD42について、暗時白欠陥の露出時間及び温度に対する依存性(露出時間及び温度と欠陥形状との関係)を工場出荷前に測定しておき、この測定結果を用いて導出する。   The defect shape calculation unit 75 receives information indicating the exposure time at the time of imaging of the specimen 3 and temperature information of the CCD 42 from the CPU 60, and is indicated by central defect pixel position information stored in the defect memory 63 based on these information. The defect shape for the central defective pixel is derived. The method for deriving the defect shape is, for example, measuring the exposure time and temperature dependence of the dark white defect (relationship between the exposure time and temperature and the defect shape) for the CCD 42 before shipment from the factory. Derived using this measurement result.

なお、製造バラツキが十分に少ない場合には、CCD42について個別に測定を行うことなく、同一の測定結果を流用するようにしてもよい。
また、例えば、初期状態として所定の露出時間(短時間が好ましい)及び温度(低温が好ましい)としたときにCCD42に生じる欠陥形状を求めておき、この初期状態における欠陥形状を前述したものと同様にランク分けしておき、その後、標本3の撮像時におけるCCD42の露出時間及び温度についての初期状態からの変化量に基づいて初期状態における欠陥形状のランクを変更するようにして、標本3の撮像時におけるCCD42の欠陥形状のランクを求めるようにしてもよい。
If the manufacturing variation is sufficiently small, the same measurement result may be used without separately measuring the CCD 42.
Also, for example, a defect shape generated in the CCD 42 when a predetermined exposure time (preferably a short time) and temperature (preferably a low temperature) are set as the initial state is obtained, and the defect shape in this initial state is the same as described above. Then, the rank of the defect shape in the initial state is changed based on the amount of change from the initial state with respect to the exposure time and temperature of the CCD 42 when the sample 3 is imaged, and the sample 3 is imaged. The rank of the defect shape of the CCD 42 at the time may be obtained.

以上のように、第二実施形態によれば、画像撮像時におけるCCD42の露出時間や温度に基づいて画素欠陥の欠陥形状を導出するので、より適切な画素欠陥の補正を画像に対して施すことが可能となる。
次に第三実施形態について説明する。
As described above, according to the second embodiment, since the defect shape of the pixel defect is derived based on the exposure time and temperature of the CCD 42 at the time of image capturing, more appropriate pixel defect correction is performed on the image. Is possible.
Next, a third embodiment will be described.

第三実施形態においては、通常感度に設定されたCCD42による撮像画像における画素欠陥は各々孤立しているが、このCCD42を高感度に設定して撮像したときには、通常感度時の画素欠陥の周囲に生じるブルーミング現象に起因する画素欠陥同士が重なる場合(以下、この場合を「隣接欠陥が生じる場合」と称することとする)における画素欠陥の補正を行う。   In the third embodiment, the pixel defects in the image captured by the CCD 42 set to the normal sensitivity are isolated from each other. However, when the CCD 42 is set to the high sensitivity and imaged, the pixel defects are surrounded by the normal sensitivity. Correction of pixel defects is performed when pixel defects caused by the blooming phenomenon that overlap (hereinafter, this case is referred to as “when adjacent defects occur”).

第三実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図1及び図2に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様である。また、欠陥補正回路64の詳細構成も、図3に示したものと同様である。
ここで図11について説明する。同図は、隣接欠陥が生じ得る場合における補間方法決定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
The configuration of the microscope system according to the third embodiment is the same as the configuration of the microscope system according to the first embodiment shown in FIGS. The detailed configuration of the defect correction circuit 64 is also the same as that shown in FIG.
Here, FIG. 11 will be described. This figure is a flowchart showing the processing contents of the interpolation method determination processing when adjacent defects may occur.

同図に示す処理は、補間方法算出部73において行われるものであり、また、図9(b)に示した欠陥画素補正処理におけるS112の処理をより詳細に示したものである。
まず、S201において、欠陥メモリ63から欠陥情報を読み出してCCD42についての中心欠陥画素位置情報と欠陥形状情報とを取得する処理が行われ、続くS202において、取得された情報に基づき、各欠陥画素の隣接状態を調べる処理が行われる。
The process shown in the figure is performed by the interpolation method calculation unit 73, and more specifically shows the process of S112 in the defective pixel correction process shown in FIG. 9B.
First, in S201, the defect information is read from the defect memory 63 to obtain the center defect pixel position information and the defect shape information for the CCD 42. In the subsequent S202, based on the acquired information, each defect pixel position information is obtained. Processing for checking the adjacent state is performed.

ここで、S203において、前述した隣接欠陥、すなわち、欠陥画素同士の重複状態が生じているか否かを判定する処理が行われる。ここで、重複状態が生じている場合には、重複している欠陥画素についての情報の一方を削除して重複状態を解消した上で処理をS202へと戻して各欠陥画素の隣接状態を調べる処理を繰り返す。一方、欠陥画素同士の重複状態が生じていない場合には、S204に処理を進め、重複状態が解消された状態での中心欠陥画素位置及び欠陥形状の情報から、補正対象の欠陥画素の補間方法を決定する(図7に例示した補正方法のいずれかを選択する)処理が行われ、補間方法決定処理が終了する。   Here, in S203, a process for determining whether or not the above-described adjacent defect, that is, an overlapping state of defective pixels has occurred is performed. Here, if an overlapping state has occurred, one of the information on the defective pixel that overlaps is deleted to eliminate the overlapping state, and the process returns to S202 to check the adjacent state of each defective pixel. Repeat the process. On the other hand, if there is no overlapping state between the defective pixels, the process proceeds to S204, and the interpolation method of the defective pixel to be corrected is obtained from the information on the center defective pixel position and the defect shape in the state where the overlapping state is eliminated. Is determined (selecting one of the correction methods illustrated in FIG. 7), and the interpolation method determination process is terminated.

上述した補間方法決定処理におけるS204の処理として行われる、補正対象の欠陥画素の補間方法の決定手法について、図12の例を用いて説明する。
図12の例は、横4行×縦4列の画素からなる画像領域におけるB3及びC2の画素をそれぞれ中心欠陥画素とする、ランクL2の画素欠陥が生じている場合を示しており、ここで、図12(a)に示すように、欠陥画素B2及びC3において重複が発生しており隣接欠陥が生じている。
The method for determining the interpolation method for the defective pixel to be corrected, which is performed as the processing of S204 in the above-described interpolation method determination processing, will be described with reference to the example of FIG.
The example of FIG. 12 shows a case where a pixel defect of rank L2 has occurred, where the B3 and C2 pixels in the image region composed of the pixels of horizontal 4 rows × vertical 4 columns are the central defective pixels, respectively. As shown in FIG. 12A, overlap occurs in the defective pixels B2 and C3, resulting in adjacent defects.

ここで、B2を中心に考えると、B2に隣接している画素のうちA3、B3、C1、C2、C3が欠陥画素であるので、これらの画素の輝度値はB2の補間輝度値の算出には使用しないようにする。つまり、この場合においては、欠陥画素B2の補間輝度値は、隣接する正常画素A2及びB1の輝度値を用い、下記の式によって算出する。   Here, considering B2 as the center, since pixels A3, B3, C1, C2, and C3 among the pixels adjacent to B2 are defective pixels, the luminance values of these pixels are used to calculate the interpolated luminance value of B2. Do not use. That is, in this case, the interpolated luminance value of the defective pixel B2 is calculated by the following equation using the luminance values of the adjacent normal pixels A2 and B1.

B2=(A2+B1)/2
つまり、B2については、図7におけるK8のパターンを用いた加算平均により、B2の補間輝度値の算出を行うようにする。
以下、同様に、各欠陥画素の補間輝度値は下記の式によって算出され、従って、図7における下記のパターンが選択される。
B2 = (A2 + B1) / 2
That is, for B2, the interpolated luminance value of B2 is calculated by the averaging using the pattern K8 in FIG.
Hereinafter, similarly, the interpolated luminance value of each defective pixel is calculated by the following equation, and therefore the following pattern in FIG. 7 is selected.

A3=(A2+A4)/2………K2
B3=(A4+C4)/2………K13
B4=(A4+C4)/2………K1
C1=(B1+D1)/2………K1
C2=(B1+D1)/2………K12
C3=(C4+D3)/2………K11
D2=(D1+D3)/2………K2
図12(b)は、図12(a)に示した欠陥形状である欠陥画素と、各欠陥画素の補間輝度値を算出するために使用される正常画素との関係を、上記の式に基づき矢印で示したものである。
A3 = (A2 + A4) / 2 ......... K2
B3 = (A4 + C4) / 2... K13
B4 = (A4 + C4) / 2... K1
C1 = (B1 + D1) / 2... K1
C2 = (B1 + D1) / 2... K12
C3 = (C4 + D3) / 2... K11
D2 = (D1 + D3) / 2 ......... K2
FIG. 12B shows the relationship between the defective pixel having the defect shape shown in FIG. 12A and the normal pixel used to calculate the interpolated luminance value of each defective pixel based on the above formula. This is indicated by an arrow.

なお、隣接欠陥による欠陥形状が大きく広がってしまい、図7に示したパターンでの補間ができない場合には、補間を行わないようにする。
以上のように、第三実施形態よれば、隣接欠陥が生じている画像についても画素欠陥が適切に補正される。
Note that, when the defect shape due to the adjacent defect spreads greatly and interpolation with the pattern shown in FIG. 7 cannot be performed, the interpolation is not performed.
As described above, according to the third embodiment, pixel defects are appropriately corrected even for an image in which adjacent defects are generated.

次に第四実施形態について説明する。
第四実施形態においては、CCD42がベイヤ方式の単板カラーCCDである場合における画素欠陥の補正を行う。
ベイヤ配列の単板カラーCCDでは、受光素子の配列が輝度検出の対象とする色によって異なっており、単位面積当たりで50%が緑色成分(G)の画素が占めており、残りの25%ずつをそれぞれ赤色成分(R)及び青色成分(B)の画素が占めている。また、同色の画素は、赤色成分(R)及び青色成分(B)の画素については、いずれも緑色成分(G)の画素を1画素挟んだ上下左右の4画素に位置しており、緑色成分(G)の画素については斜め方向に隣接した4画素に位置している。
Next, a fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, pixel defects are corrected when the CCD 42 is a Bayer type single-plate color CCD.
In a Bayer array single-chip color CCD, the array of light receiving elements differs depending on the color to be detected for luminance, and 50% of the pixels per unit area occupy the green component (G), and the remaining 25%. Are occupied by pixels of the red component (R) and the blue component (B), respectively. In addition, the same color pixels are located in four pixels on the upper, lower, left, and right sides of one pixel of the green component (G) for the red component (R) and the blue component (B). The pixel (G) is located at four pixels adjacent in the oblique direction.

なお、本願においては、説明の便宜上、赤色成分(R)及び青色成分(B)の画素についての同色成分画素の位置関係のうち、上述した緑色成分(G)の画素を1画素挟んだ上下左右の4画素に位置している位置関係を「隣接している」と称することとする。
カラー画素における欠陥画素の補間方法について、図13を用いて説明する。
In the present application, for convenience of explanation, among the positional relationships of the same color component pixels with respect to the red component (R) and blue component (B) pixels, the above, below, left, right, and right sides sandwiching one pixel of the green component (G). The positional relationship of the four pixels is referred to as “adjacent”.
A method for interpolating defective pixels in color pixels will be described with reference to FIG.

図13(a)に例示する画素欠陥は、中心欠陥画素が赤色成分(R)の画素であってランクL2の画素欠陥が生じている場合を示しており、図13(b)に例示する画素欠陥は、中心欠陥画素が緑色成分(G)の画素であってランクL2の画素欠陥が生じている場合を示している。この図13を参照すれば分かるように、同図のいずれの場合においても、欠陥画素についての補間輝度値は、その補間対象である欠陥画素に隣接している正常画素のうちその補間対象の欠陥画素と同色のものについての輝度値を用いて算出するようにする。   The pixel defect illustrated in FIG. 13A indicates a case where the central defective pixel is a red component (R) pixel and a pixel defect of rank L2 occurs, and the pixel illustrated in FIG. The defect indicates a case where the central defective pixel is a green component (G) pixel and a pixel defect of rank L2 occurs. As can be seen from FIG. 13, in any of the cases shown in FIG. 13, the interpolated luminance value for the defective pixel is the defect of the interpolation target among the normal pixels adjacent to the defective pixel of the interpolation target. Calculation is made using the luminance value of the same color as the pixel.

第四実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図1及び図2に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様である。また、欠陥補正回路64の詳細構成も、図3に示したものと同様である。
ここで図14について説明する。同図は、カラー画素を対象とする場合における補間方法決定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
The configuration of the microscope system according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the microscope system according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The detailed configuration of the defect correction circuit 64 is also the same as that shown in FIG.
Here, FIG. 14 will be described. This figure is a flowchart showing the contents of the interpolation method determination process when a color pixel is targeted.

同図に示す処理は、補間方法算出部73において行われるものであり、また、図9(b)に示した欠陥画素補正処理におけるS112の処理をより詳細に示したものである。
まず、S301において、欠陥メモリ63から欠陥情報を読み出してCCD42についての中心欠陥画素位置情報と欠陥形状情報とを取得すると共に、中心欠陥画素位置情報に対応付けられている中心欠陥画素の色成分の情報を取得し、続くS302において、取得された情報に基づき、各欠陥画素の隣接状態を色成分毎に調べる処理が行われる。
The process shown in the figure is performed by the interpolation method calculation unit 73, and more specifically shows the process of S112 in the defective pixel correction process shown in FIG. 9B.
First, in S301, the defect information is read from the defect memory 63 to obtain the center defect pixel position information and the defect shape information for the CCD 42, and the color component of the center defect pixel associated with the center defect pixel position information is obtained. Information is acquired, and in the subsequent S302, based on the acquired information, a process for examining the adjacent state of each defective pixel for each color component is performed.

ここで、S303において、前述した隣接欠陥、すなわち、欠陥画素同士の重複状態が生じているか否かを判定する処理が行われる。ここで、重複状態が生じている場合には、重複している欠陥画素についての情報の一方を削除して重複状態を解消した上で処理をS302へと戻して各欠陥画素の隣接状態を色成分毎に調べる処理を繰り返す。一方、欠陥画素同士の重複状態が生じていない場合には、S304に処理を進め、重複状態が解消された状態での中心欠陥画素位置及び欠陥形状の情報から、カラー画素の場合における補正対象の欠陥画素の補間方法を決定する処理が行われ、補間方法決定処理が終了する。   Here, in S303, a process for determining whether or not the above-described adjacent defect, that is, an overlapping state of defective pixels has occurred is performed. Here, if an overlapping state has occurred, one of the information about the defective pixels that overlap is deleted to eliminate the overlapping state, and the process returns to S302 to change the adjacent state of each defective pixel to a color. Repeat the process for each component. On the other hand, if the overlap state between the defective pixels does not occur, the process proceeds to S304, and the correction target in the case of the color pixel is determined from the information on the center defect pixel position and the defect shape in the state where the overlap state is eliminated. Processing for determining an interpolation method for defective pixels is performed, and the interpolation method determination processing ends.

上述した補間方法決定処理におけるS304の処理として行われる、カラー画素の場合における補正対象の欠陥画素の補間方法の決定手法について、図15の例を用いて説明する。
図15の例は、横6行×縦6列のベイヤ配列であるカラー画素からなる画像領域におけるG8及びG11の画素(いずれも緑色成分の画素)をそれぞれ中心欠陥画素とする、ランクL2の画素欠陥が生じている場合を示しており、ここで、図15(a)に示すように、欠陥画素R5(赤色成分の画素)及びB5(青色成分の画素)において重複が発生しており隣接欠陥が生じている。
A method for determining an interpolation method for a defective pixel to be corrected in the case of a color pixel, which is performed as the processing of S304 in the above-described interpolation method determination processing, will be described with reference to an example of FIG.
The example of FIG. 15 is a pixel of rank L2 in which G8 and G11 pixels (both green component pixels) in the image area composed of color pixels having a Bayer array of 6 rows x 6 columns are center defective pixels, respectively. FIG. 15A shows a case where a defect has occurred. Here, as shown in FIG. 15A, overlap occurs in the defective pixel R5 (red component pixel) and B5 (blue component pixel), and the adjacent defect. Has occurred.

ここで、R5を中心に考えると、R5に隣接している同色の画素のうちR6及びR8が欠陥画素であるので、これらの画素の輝度値はR5の補間輝度値の算出には使用しないようにする。つまり、この場合においては、欠陥画素R5の補間輝度値は、R5に隣接している同色の正常画素R2及びR4の輝度値を用い、下記の式によって算出するように補間方法を決定する。   Here, considering R5 as the center, among the pixels of the same color adjacent to R5, since R6 and R8 are defective pixels, the luminance values of these pixels are not used for calculating the interpolated luminance value of R5. To. In other words, in this case, the interpolation luminance value of the defective pixel R5 is determined by using the luminance values of the normal pixels R2 and R4 of the same color adjacent to R5 and calculated by the following formula.

R5 =(R2+R4)/2
以下、同様に、各欠陥画素の補間輝度値は下記の式によって算出するように補間方法を決定する。
B2 =(B1+B3)/2
G8 =(G6+G12)/2
R6 =(R3+R9)/2
B4 =(B1+B7)/2
G11=(G7+G13)/2
B5 =(B6+B8)/2
R8 =(R7+R9)/2
図15(b)は、図15(a)に示した欠陥形状である欠陥画素と、各欠陥画素の補間輝度値を算出するために使用される正常画素との関係を、上記の式に基づき矢印で示したものである。同図からも明らかなように、欠陥画素についての補間輝度値は、その補間対象である欠陥画素の周囲に位置している正常画素のうちその補間対象の欠陥画素と同色のものについての輝度値を用いて算出される。
R5 = (R2 + R4) / 2
Hereinafter, similarly, the interpolation method is determined so that the interpolation luminance value of each defective pixel is calculated by the following equation.
B2 = (B1 + B3) / 2
G8 = (G6 + G12) / 2
R6 = (R3 + R9) / 2
B4 = (B1 + B7) / 2
G11 = (G7 + G13) / 2
B5 = (B6 + B8) / 2
R8 = (R7 + R9) / 2
FIG. 15B shows the relationship between the defective pixel having the defect shape shown in FIG. 15A and the normal pixel used to calculate the interpolated luminance value of each defective pixel based on the above equation. This is indicated by an arrow. As is clear from the figure, the interpolation luminance value for the defective pixel is the luminance value for the normal pixel located around the defective pixel that is the interpolation target and the same color as the defective pixel that is the interpolation target. Is calculated using

以上のように、第四実施形態よれば、CCD42がベイヤ方式の単板カラーCCDである場合に、隣接欠陥が生じているカラー画像に対する画素欠陥が適切に補正される。
次に第五実施形態について説明する。
一般に、遮光状態のCCDの出力信号には発生量が露出時間や温度に依存するランダムな暗時白欠陥の信号が顕著に現れる。従って、画像撮像時におけるCCDの出力信号(明時信号)から遮光状態におけるCCDの出力信号(暗時信号)を減じることにより、撮像画像のS/N(信号対雑音比)を改善することができる。このような減算処理はノイズリダクションと呼ばれている。しかし、前述したような画素欠陥による固定パターンのノイズが暗時信号に生じた場合には撮像画像の品質を劣化させる。従って、ノイズリダクションを行う場合には、暗時信号に対しても欠陥画素の補正が必要となる。
As described above, according to the fourth embodiment, when the CCD 42 is a Bayer type single-plate color CCD, pixel defects with respect to a color image in which adjacent defects occur are appropriately corrected.
Next, a fifth embodiment will be described.
In general, a random dark white defect signal whose generation amount depends on the exposure time and temperature appears prominently in the output signal of the light-shielded CCD. Therefore, the S / N (signal-to-noise ratio) of the captured image can be improved by subtracting the CCD output signal (dark signal) in the light-shielded state from the CCD output signal (light signal) during image capturing. it can. Such subtraction processing is called noise reduction. However, when fixed pattern noise due to pixel defects as described above occurs in the dark signal, the quality of the captured image is degraded. Therefore, when noise reduction is performed, it is necessary to correct defective pixels even for dark signals.

第五実施形態は、ノイズリダクションを行う場合における画素欠陥の補正を提供する。
第四実施形態に係る顕微鏡システムの構成は、図16に示した部分を除けば図1及び図2に示した第一実施形態に係る顕微鏡システムの構成と同様である。
図16について説明する。同図は、欠陥補正回路の詳細構成の第四の例を示しており、ノイズリダクション回路が欠陥補正回路64の前段に配置されている場合の構成例を示している。
The fifth embodiment provides correction of pixel defects when performing noise reduction.
The configuration of the microscope system according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the microscope system according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except for the portion shown in FIG.
FIG. 16 will be described. This figure shows a fourth example of the detailed configuration of the defect correction circuit, and shows a configuration example in the case where the noise reduction circuit is arranged in front of the defect correction circuit 64.

A/D変換器45から出力される画像データのうち、標本3の撮像画像についてのもの(明時信号の画像データ)は画像メモリA46aに記憶され、CCD42が遮光状態にあるときにおけるもの(暗時信号の画像データ)は画像メモリB46bに記憶される。
減算回路65は、画像メモリA46aより読み出した明時信号の画像データから、画像メモリB46bより読み出した暗時信号の画像データを減算するノイズリダクション処理を行う。
Of the image data output from the A / D converter 45, the image data of the sample 3 (image data of the light signal) is stored in the image memory A 46a, and the image data when the CCD 42 is in a light-shielded state (dark). The image data of the time signal) is stored in the image memory B46b.
The subtraction circuit 65 performs a noise reduction process for subtracting the dark signal image data read from the image memory B 46b from the bright signal image data read from the image memory A 46a.

セレクタ67は、画像メモリ46aより読み出した明時信号の画像データと、減算回路65から出力されるノイズリダクション処理の施された画像とのうちの一方を選択する。
欠陥検出回路62は、画像メモリ46bより読み出した暗時信号の画像データより、CCD42に存在する欠陥画素の検出を行う。
The selector 67 selects one of the image signal of the bright signal read from the image memory 46 a and the image subjected to the noise reduction process output from the subtraction circuit 65.
The defect detection circuit 62 detects a defective pixel existing in the CCD 42 from the image data of the dark signal read from the image memory 46b.

欠陥メモリ63は、EEPROM等からなり、第一実施形態と同様、CCD42についての中心欠陥画素位置情報及び欠陥形状情報が予め格納されている。
欠陥補正回路64はCCD42に存在する欠陥画素の影響を受けている画像信号を補正するものであり、以下の構成要素を備えて構成されている。
The defect memory 63 is composed of an EEPROM or the like, and stores the central defect pixel position information and defect shape information about the CCD 42 in advance as in the first embodiment.
The defect correction circuit 64 corrects an image signal affected by a defective pixel existing in the CCD 42, and includes the following components.

補間方法算出部76は、暗時信号の画像データより欠陥検出回路62によって検出されたCCD42における欠陥画素についての中心欠陥画素位置情報と欠陥形状情報から、その欠陥画素群を形成している画素毎の位置情報を得ると共に、それらの欠陥画素の隣接状態に基づいて各欠陥画素の補正を行うための補間方法を決定するものであり、動作自体は図3に示した第一実施形態における補間方法算出部73と同様のものである。   The interpolation method calculation unit 76 uses pixel position information and defect shape information about the defective pixel in the CCD 42 detected by the defect detection circuit 62 from the image data of the dark signal for each pixel forming the defective pixel group. 3 is determined, and an interpolation method for correcting each defective pixel is determined based on the adjacent state of the defective pixels. The operation itself is the interpolation method in the first embodiment shown in FIG. The calculation unit 73 is the same.

欠陥位置検出部77は、画像メモリ46bから読み出された標本3についての画像データで示されている画像における画素のうち、補間方法算出部76によって得られた各欠陥画素の位置に配置されているものを検出するものであり、動作自体は図3に示した第一実施形態における欠陥位置検出部72と同様のものである。   The defect position detection unit 77 is arranged at the position of each defective pixel obtained by the interpolation method calculation unit 76 among the pixels in the image indicated by the image data for the sample 3 read from the image memory 46b. The operation itself is the same as that of the defect position detector 72 in the first embodiment shown in FIG.

補間方法算出部73、RAM71、欠陥位置検出部72、及び補間演算部74は、いずれも図3に示した第一実施形態におけるものと同様のものである。
優先選択部78は、補間演算部74によって行わせる補間方法を、RAM71に格納されている情報によって示されているものとするか、あるいは、補間方法算出部76によって決定されたものとするかの選択を行う、すなわち、欠陥メモリ63に格納されている画素欠陥の情報に基づいた補間方法とするか、CCD42から直近得られた暗時信号の画像データに基づいた補間方法とするかの選択を行う。
The interpolation method calculation unit 73, the RAM 71, the defect position detection unit 72, and the interpolation calculation unit 74 are all the same as those in the first embodiment shown in FIG.
Whether the priority selection unit 78 assumes that the interpolation method to be performed by the interpolation calculation unit 74 is indicated by the information stored in the RAM 71 or is determined by the interpolation method calculation unit 76 The selection is made, that is, the interpolation method based on the pixel defect information stored in the defect memory 63 or the interpolation method based on the image data of the dark signal obtained most recently from the CCD 42 is selected. Do.

図16に示した欠陥補正回路64は以上のように構成されている。
次に図16に示した欠陥補正回路64の動作について説明する。
ノイズリダクションにおける減算処理は、標本3の撮像の際に、CCD42の状態を標本3の撮像状態(遮光しない状態)と遮光状態との切り換えを交互に繰り返して行う。ここで、撮像画像をリアルタイムで表示させるためには画素欠陥の補正もリアルタイムで行う必要がある。
The defect correction circuit 64 shown in FIG. 16 is configured as described above.
Next, the operation of the defect correction circuit 64 shown in FIG. 16 will be described.
The subtraction process in the noise reduction is performed by alternately switching the state of the CCD 42 between the imaging state (non-light-shielding state) and the light-shielding state of the specimen 3 when the specimen 3 is imaged. Here, in order to display a captured image in real time, it is necessary to correct pixel defects in real time.

ノイズリダクションを機能させない場合には、画像メモリ46aに格納されている明時信号の画像データが欠陥補正回路64に入力されるようにセレクタ67を切り換え、欠陥位置検出部72からの通知(欠陥位置A)とRAM71に格納されている補間方法(補間方法A)とが補間算出部74へ入力されるように優先選択部78を切り換える。このとき、欠陥補正回路64の動作は、図3に示した第一実施形態におけるものと同様のものとなる。   When the noise reduction is not functioned, the selector 67 is switched so that the image data of the light signal stored in the image memory 46a is input to the defect correction circuit 64, and the notification (defect position detection unit 72) The priority selection unit 78 is switched so that the interpolation method (interpolation method A) stored in the RAM 71 is input to the interpolation calculation unit 74. At this time, the operation of the defect correction circuit 64 is the same as that in the first embodiment shown in FIG.

一方、ノイズリダクションを機能させる場合には、画像メモリ46bに格納されている暗時信号の画像データが欠陥補正回路64に入力されるようにセレクタ67を切り換え、欠陥位置検出部77の検出結果(欠陥位置B)と補間方法算出部76によって決定された補間方法(補間方法B)とが補間算出部74へ入力されるように優先選択部78を切り換える。つまり、工場出荷前の初期状態において検出されるCCD42の画素欠陥に基づいて画素欠陥の補正を行うのではなく、標本3の撮像の際にノイズリダクションのために取得される遮光状態におけるCCD42の暗時信号から検出されるCCD42の画素欠陥に基づいて画素欠陥の補正を行うようにするのである。こうすることにより、ノイズリダクションを行う場合における画素欠陥の補正が適切に行われる。   On the other hand, in the case of making noise reduction function, the selector 67 is switched so that the image data of the dark signal stored in the image memory 46 b is input to the defect correction circuit 64, and the detection result ( The priority selection unit 78 is switched so that the defect position B) and the interpolation method (interpolation method B) determined by the interpolation method calculation unit 76 are input to the interpolation calculation unit 74. That is, instead of correcting the pixel defect based on the pixel defect of the CCD 42 detected in the initial state before shipment from the factory, the darkness of the CCD 42 in the light-shielded state acquired for noise reduction when the sample 3 is imaged. The pixel defect is corrected based on the pixel defect of the CCD 42 detected from the time signal. By doing so, correction of pixel defects is appropriately performed when noise reduction is performed.

なお、ノイズリダクションを機能させる場合に、上述した欠陥位置A及び補間方法Aの組み合わせと、欠陥位置B及び補間方法Bの組み合わせとの両者が補間算出部74へ入力されるような動作を優先選択部78に行わせるようにしてもよい。なお、このとき、欠陥位置Aと欠陥位置Bとが重複した場合には、そのいずれか一方の組み合わせが補間算出部74へ入力されるようにする。なお、この場合、信頼性を考慮すると、欠陥位置A及び補間方法Aの組み合わせが補間算出部74へ入力されるようにすることが好ましい。こうすることにより、工場出荷前の初期状態において検出されるCCD42の画素欠陥をも加味した画素欠陥の補正が行われる。   Note that when noise reduction functions, priority is given to an operation in which both the combination of the defect position A and the interpolation method A described above and the combination of the defect position B and the interpolation method B are input to the interpolation calculation unit 74. You may make it make the part 78 perform. At this time, if the defect position A and the defect position B overlap, any one of the combinations is input to the interpolation calculation unit 74. In this case, it is preferable that a combination of the defect position A and the interpolation method A is input to the interpolation calculation unit 74 in consideration of reliability. By doing so, the pixel defect correction including the pixel defect of the CCD 42 detected in the initial state before shipment from the factory is performed.

なお、図9、図11、図14の各々にフローチャートで示した処理をコンピュータの有しているCPUに行わせるための制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムをその記録媒体からコンピュータに読み込ませてCPUで実行させるようにすることにより、図1に示した顕微鏡システムの制御をコンピュータに行わせるようにして本発明を実施することもできる。   9, 11, and 14, a control program for causing the CPU of the computer to perform the processes shown in the flowcharts is recorded on a computer-readable recording medium, and the program is stored in the program. The present invention can also be implemented by causing the computer to control the microscope system shown in FIG. 1 by reading it from a recording medium into a computer and causing it to be executed by a CPU.

記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、コンピュータに内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるROMやハードディスク装置などの記憶装置、フレキシブルディスク、MO(光磁気ディスク)、CD−ROM、DVD−ROMなどといった、コンピュータに設けられている媒体駆動装置によって読み取り可能な携帯可能記録媒体等が利用できる。   Examples of the recording medium from which the recorded control program can be read by a computer include, for example, a storage device such as a ROM or a hard disk device provided as an internal or external accessory device in the computer, a flexible disk, and an MO (magneto-optical disk) A portable recording medium that can be read by a medium driving device provided in a computer, such as a CD-ROM or a DVD-ROM, can be used.

また、このような記録媒体はネットワーク回線を介してコンピュータと接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体であるネットワーク回線を通じてコンピュータへ伝送するようにし、コンピュータでは受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをコンピュータ内のCPUで実行できるようになる。   Such a recording medium may be a storage device provided in a computer functioning as a program server connected to the computer via a network line. In this case, the transmission signal obtained by modulating the carrier wave with the data signal representing the control program is transmitted from the program server to the computer through the network line as the transmission medium, and the computer demodulates the received transmission signal. By reproducing the control program, the control program can be executed by the CPU in the computer.

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the microscope system which implements this invention. 図1における電子カメラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electronic camera in FIG. 欠陥補正回路の詳細構成の第一の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a detailed structure of a defect correction circuit. 欠陥メモリに格納されるデータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data stored in a defect memory. 欠陥形状のランクを示す図である。It is a figure which shows the rank of a defect shape. 欠陥画素の補間方法を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation method of a defective pixel. 欠陥画素の補間パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interpolation pattern of a defective pixel. 欠陥補正回路の詳細構成の第二の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of a detailed structure of a defect correction circuit. CPUによって行われる画素欠陥の検出及び補正の処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the process of a pixel defect detection and correction | amendment performed by CPU. 欠陥補正回路の詳細構成の第三の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of a detailed structure of a defect correction circuit. 隣接欠陥が生じ得る場合における補間方法決定処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the interpolation method determination process in case an adjacent defect may arise. 隣接欠陥が生じている場合における欠陥画素の補間方法を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation method of the defective pixel in case the adjacent defect has arisen. カラー画素における欠陥画素の補間方法を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation method of the defective pixel in a color pixel. カラー画素を対象とする場合における補間方法決定処理の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the interpolation method determination process in the case of making a color pixel into object. 隣接欠陥が生じている場合におけるカラー画素である欠陥画素の補間方法を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation method of the defective pixel which is a color pixel in case the adjacent defect has arisen. 欠陥補正回路の詳細構成の第四の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of a detailed structure of a defect correction circuit. CCD撮像素子の素子構造の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the element structure of a CCD image pick-up element. CCDの断面図である。It is sectional drawing of CCD. フォトダイオードの深さ方向のポテンシャルの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the potential of the depth direction of a photodiode. 基板バイアス発生回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a substrate bias generation circuit. 画素欠陥を補正する画像補間処理の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the image interpolation process which correct | amends a pixel defect. 白点ノイズの依存性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the dependence of white spot noise.

符号の説明Explanation of symbols

S、S’、S” 観察光路
1 顕微鏡本体
3 標本
5 三眼鏡筒ユニット
6 接眼レンズユニット
6a 接眼レンズ
12 落射照明光学系
21 落射照明用光源
26 試料ステージ
27 対物レンズ
28 レボルバ
30 キューブユニット
31 ビームスプリッタ
32 ダイクロイックミラー
36 電子カメラ
37 顕微鏡駆動回路
41 顕微鏡コントロール部
42 固体撮像素子(CCD)
43 CDS回路
44 増幅器
45 A/D変換器
46 画像メモリ
47 温度センサ
48 CCDSUB電圧切り換え回路
49 SUBパルス重畳回路
51 画像信号処理回路
52 遮光もれ検出回路
53 タイミングジェネレータ(TG)
54 シグナルジェネレータ(SG)
55 メモリコントローラ
56 DRAM
57 圧縮伸張回路
58 記録媒体
59 液晶ディスプレイ(LCD)
60 CPU
61 操作部
62 欠陥検出回路
63 欠陥メモリ
64 欠陥補正回路
71 RAM
72、77 欠陥位置検出部
73、76 補間方法算出部
74 補間演算部
75 欠陥形状算出部
78 優先選択部
80 電子計算機
81 外部記憶装置
100 結像レンズユニット
100a 結像レンズ
200 基板バイアス発生回路
201 フォトダイオード
202 垂直転送路
203 水平転送路
204 信号検出器
205 アンプ
206 内部VSUB発生回路
300 n型半導体基板
301 第一領域
302 第二領域
303 光電変換領域(電荷蓄積部)
304 理込みチャネル
305 転送電極
306 絶縁層
307 チャネルストップ領域
308 トランスファーゲート(TG)領域
309 金属層
311 基板バイアス電圧VSUB

S, S ', S "Observation optical path 1 Microscope body 3 Sample 5 Trinocular tube unit 6 Eyepiece unit 6a Eyepiece 12 Epi-illumination optical system 21 Epi-illumination light source 26 Sample stage 27 Objective lens 28 Revolver 30 Cube unit 31 Beam splitter 32 Dichroic mirror 36 Electronic camera 37 Microscope drive circuit 41 Microscope control unit 42 Solid-state imaging device (CCD)
43 CDS circuit 44 Amplifier 45 A / D converter 46 Image memory 47 Temperature sensor 48 CCDSUB voltage switching circuit 49 SUB pulse superposition circuit 51 Image signal processing circuit 52 Light-blocking leak detection circuit 53 Timing generator (TG)
54 Signal Generator (SG)
55 Memory controller 56 DRAM
57 Compression / Expansion Circuit 58 Recording Medium 59 Liquid Crystal Display (LCD)
60 CPU
61 Operation Unit 62 Defect Detection Circuit 63 Defect Memory 64 Defect Correction Circuit 71 RAM
72, 77 Defect position detection unit 73, 76 Interpolation method calculation unit 74 Interpolation calculation unit 75 Defect shape calculation unit 78 Priority selection unit 80 Electronic computer 81 External storage device 100 Imaging lens unit 100a Imaging lens 200 Substrate bias generation circuit 201 Photo Diode 202 Vertical transfer path 203 Horizontal transfer path 204 Signal detector 205 Amplifier 206 Internal VSUB generation circuit 300 n-type semiconductor substrate 301 First area 302 Second area 303 Photoelectric conversion area (charge storage section)
304 Interposition channel 305 Transfer electrode 306 Insulating layer 307 Channel stop region 308 Transfer gate (TG) region 309 Metal layer 311 Substrate bias voltage VSUB

Claims (12)

撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた前記画素欠陥の補正方法を決定する補正方法決定手段と、
前記決定に係る補正方法に従い、前記撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す補正手段と、
を有することを特徴とする画像補正装置。
Of the pixels constituting the image picked up by the image sensor, the pixel defect among the pixels adjacent to the pixel in which the pixel defect has occurred is based on the shape of adjacent pixels having pixel defects caused by the blooming phenomenon of the image sensor. A correction method determining means for determining a correction method for the pixel defect using a non-occurring pixel ;
In accordance with the correction method according to the determination, a correction unit that corrects a pixel defect of the image sensor on an image captured by the image sensor;
An image correction apparatus comprising:
前記撮像素子の画素欠陥に関する情報である欠陥情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記補正方法決定手段は、前記欠陥情報より画素欠陥を有する前記画素の位置を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。
A storage unit that stores defect information that is information on pixel defects of the image sensor;
The correction method determining means obtains the position of the pixel having a pixel defect from the defect information.
The image correction apparatus according to claim 1.
前記撮像素子の画素欠陥を検出して前記欠陥情報を生成する欠陥検出手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。   The image correction apparatus according to claim 1, further comprising a defect detection unit that detects a pixel defect of the image sensor and generates the defect information. 前記補正方法決定手段による決定は、画素欠陥を有する画素の輝度補間値を算出するための基礎とする輝度値を得る画素の選択であることを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。   The image correction apparatus according to claim 1, wherein the determination by the correction method determination means is a selection of a pixel that obtains a luminance value as a basis for calculating a luminance interpolation value of a pixel having a pixel defect. 前記撮像素子の画素欠陥に関する情報である欠陥情報を、当該撮像素子による画像撮像時における当該撮像素子の動作温度及び露出時間のうちの少なくともいずれか一方に基づいて生成する欠陥情報生成手段を更に有し、
前記補正方法決定手段は、前記欠陥情報より画素欠陥を有する前記画素の位置を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。
Defect information generating means for generating defect information, which is information relating to pixel defects of the image sensor, based on at least one of an operating temperature and an exposure time of the image sensor when an image is captured by the image sensor. And
The correction method determining means obtains the position of the pixel having a pixel defect from the defect information.
The image correction apparatus according to claim 1.
前記欠陥情報より取得された画素欠陥を有する前記画素の位置が別個の当該画素において重複している場合には、前記補正方法決定手段は、当該重複を解消した上で前記形状に基づいて前記補正方法を決定することを特徴とする請求項2またはに記載の画像補正装置。 When the position of the pixel having the pixel defect acquired from the defect information is overlapped in the separate pixel, the correction method determination unit eliminates the overlap and corrects the correction based on the shape. the image correction apparatus according to claim 2 or 5, characterized in that determining how. 前記撮像素子は、ベイヤ配列を利用したカラー画像の撮像を行い、
前記補正決定手段は、前記撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち画素欠陥の生じる複数の画素であって同色の成分であるものが隣接して形成している形状に基づいて、前記画素欠陥の補正方法を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。
The image pickup device picks up a color image using a Bayer array,
The correction determination unit is configured based on a shape formed by adjacently forming a plurality of pixels having a pixel defect among components constituting an image captured by the image sensor and having the same color component. Determine how to correct pixel defects,
The image correction apparatus according to claim 1.
前記補正方法決定手段による決定は、画素欠陥を有する画素の輝度補間値を算出するための基礎とする輝度値を得る同色の成分の画素の選択であることを特徴とする請求項に記載の画像補正装置。 Determined by the correction method determination unit, according to claim 7, characterized in that the selection of the pixels of the same color component to obtain the luminance value of the basis for calculating the luminance interpolation value of pixels having pixel defects Image correction device. 前記撮像素子の暗時信号から当該撮像素子の画素欠陥を検出して当該画素欠陥に関する情報である欠陥情報を生成する欠陥検出手段を更に有し、
前記補正方法決定手段は、前記欠陥情報より画素欠陥を有する前記画素の位置を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像補正装置。
It further comprises defect detection means for detecting a pixel defect of the image sensor from a dark signal of the image sensor and generating defect information which is information relating to the pixel defect,
The correction method determining means obtains the position of the pixel having a pixel defect from the defect information.
The image correction apparatus according to claim 1.
前記暗時信号は、前記撮像素子で撮像される画像に含まれるノイズを低減させるノイズリダクションにおいて当該撮像素子の明時信号からの減算処理をするために取得される信号であることを特徴とする請求項に記載の画像補正装置。 The dark signal is a signal acquired for performing a subtraction process from a light signal of the image sensor in noise reduction for reducing noise included in an image captured by the image sensor. the image correction apparatus according to claim 9. 撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた前記画素欠陥の補正方法を決定し、
前記決定に係る補正方法に従い、前記撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す、
ことを特徴とする画像補正方法。
Of the pixels constituting the image picked up by the image sensor, the pixel defect among the pixels adjacent to the pixel in which the pixel defect has occurred is based on the shape of adjacent pixels having pixel defects caused by the blooming phenomenon of the image sensor. Determining a correction method for the pixel defect using non-occurring pixels ;
In accordance with the correction method according to the determination, the pixel defect of the image sensor is corrected for the image captured by the image sensor.
An image correction method characterized by the above.
撮像素子によって撮像される画像を構成する画素のうち、撮像素子のブルーミング現象により生じる、画素欠陥を有する画素が隣接した形状に基づき、これら画素欠陥が生じた画素に隣接する画素のうち画素欠陥が生じていない画素を用いた前記画素欠陥の補正方法を決定する処理と、
前記決定に係る補正方法に従い、前記撮像素子によって撮像された画像に対して当該撮像素子の画素欠陥の補正を施す処理と、
をコンピュータに行わせるためのプログラム。
Of the pixels constituting the image picked up by the image sensor, the pixel defect among the pixels adjacent to the pixel in which the pixel defect has occurred is based on the shape of adjacent pixels having pixel defects caused by the blooming phenomenon of the image sensor. A process for determining a correction method for the pixel defect using a non-occurring pixel ;
In accordance with the correction method according to the determination, a process of correcting pixel defects of the image sensor on an image captured by the image sensor;
A program that causes a computer to perform
JP2004126223A 2004-04-22 2004-04-22 Image correction apparatus, image correction method, and program Expired - Lifetime JP4481073B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004126223A JP4481073B2 (en) 2004-04-22 2004-04-22 Image correction apparatus, image correction method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004126223A JP4481073B2 (en) 2004-04-22 2004-04-22 Image correction apparatus, image correction method, and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005311733A JP2005311733A (en) 2005-11-04
JP4481073B2 true JP4481073B2 (en) 2010-06-16

Family

ID=35439985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004126223A Expired - Lifetime JP4481073B2 (en) 2004-04-22 2004-04-22 Image correction apparatus, image correction method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4481073B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4819479B2 (en) * 2005-11-01 2011-11-24 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and image data correction method
JP4683223B2 (en) 2006-03-03 2011-05-18 日本電気株式会社 Advertising / search agent
JP5125010B2 (en) * 2006-07-20 2013-01-23 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and control system
JP4289419B2 (en) * 2007-05-07 2009-07-01 ソニー株式会社 Imaging device, defective pixel correction device, processing method thereof, and program
JP5798787B2 (en) * 2011-04-25 2015-10-21 株式会社日立メディコ Image photographing apparatus and image photographing method
JP2013093685A (en) * 2011-10-25 2013-05-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Imaging apparatus
GB201409202D0 (en) * 2014-05-23 2014-07-09 Ffei Ltd Improvements in imaging microscope samples

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005311733A (en) 2005-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11621285B2 (en) Light detecting device with light shielding films, and electronic apparatus
TWI661544B (en) Cmos image sensor with dual floating diffusions per pixel for flicker-free detection of light emitting diodes
JP4957413B2 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same
US9871985B2 (en) Solid-state image pickup device and electronic apparatus including a solid-state image pickup device having high and low sensitivity pixels
US9148591B2 (en) Solid-state imaging device with autofocus and electronic apparatus
JP4242691B2 (en) Solid-state imaging device
US8203629B2 (en) Image sensing apparatus and correction method
JP2010093498A (en) Solid-state imaging apparatus
JP5034936B2 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same
US20140055646A1 (en) Image processing apparatus, method, and program, and image pickup apparatus having image processing apparatus
JP4481073B2 (en) Image correction apparatus, image correction method, and program
US7940315B2 (en) Method and apparatus for identification and correction of aberrant pixels in an image sensor
JP4391876B2 (en) Image correction apparatus, image correction method, and program
JP4532135B2 (en) Imaging device
JP4991435B2 (en) Imaging device
JP4812247B2 (en) Imaging device
WO2023021871A1 (en) Image capturing device, sensor, and image capture control device
JP4391878B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP4028422B2 (en) Digital camera and pixel information creation method
JP5074467B2 (en) Microscope system, driving method of microscope system, and driving program thereof
JP2002077735A (en) Solid-state image pickup element and image pickup device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090915

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100317

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250