JP6519276B2 - Image pickup apparatus and defect pixel correction method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子中の欠陥画素群を補正可能な撮像装置及び欠陥画素補正方法に関する。 The present invention relates to an imaging device capable of correcting a defective pixel group in an imaging device and a defective pixel correction method.
一般に、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサやCCD(Charge Coupled Device)等の半導体で形成される撮像素子には、半導体の局所的な結晶欠陥等により生じる、いわゆる欠陥画素が複数含まれることがある。欠陥画素を有する撮像素子を用いて撮像を行った場合、欠陥画素からは正常な画像信号が出力されず、得られた画像の画質劣化の要因となる。 Generally, an imaging device formed of a semiconductor such as a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor or a charge coupled device (CCD) may include a plurality of so-called defective pixels caused by local crystal defects of the semiconductor or the like. . When imaging is performed using an imaging element having a defective pixel, a normal image signal is not output from the defective pixel, which causes deterioration of the image quality of the obtained image.
広く普及しているベイヤー型のカラーフィルタを搭載した撮像素子を備えた撮像装置では、欠陥画素の補正に際してカラーフィルタの存在を考慮する必要がある。そのため、単独の欠陥画素補正の従来の手法としては、予め欠陥画素の位置情報を撮像装置の内部メモリ等に格納しておき、欠陥画素の周囲にある画素のうち、欠陥画素と同一のカラーフィルタを有する正常画素の信号値の平均によって欠陥画素の信号値を置き換えるのが一般的である。しかしながら、このような補正を行う場合、欠陥画素と同色のカラーフィルタを有する隣接画素が少なくなるため、高精度な方向検出ができないことがある。 In an imaging apparatus provided with an imaging device mounted with a widely used Bayer type color filter, it is necessary to consider the presence of a color filter when correcting a defective pixel. Therefore, as a conventional method of single defective pixel correction, the position information of the defective pixel is stored in advance in the internal memory of the imaging device, and the color filter identical to the defective pixel among the pixels around the defective pixel It is common to replace the signal value of the defective pixel by the average of the signal values of the normal pixels having. However, when such correction is performed, the number of adjacent pixels having a color filter of the same color as the defective pixel may be reduced, and therefore, highly accurate direction detection may not be possible.
例えば、特許文献1に開示の発明では、ユーザに撮像装置を出荷する前に欠陥画素の位置情報をメモリ等に記憶させておき、欠陥画素からの出力値を補正回路によって周辺画素の出力信号を用いて生成した補正信号に置換する。さらに、所定サイズの周囲画素から所定方向の相関値を求め、その相関が最大になる方向に属する周囲画素を用いて、欠陥画素の補正値を算出する。これにより、画像のパターンや画素の配列による制約を最小限にして高品質な欠陥画素の補正を行えるようにした欠陥画素補正装置を提供できる、としている。 For example, in the invention disclosed in Patent Document 1, the position information of the defective pixel is stored in a memory or the like before shipping the imaging device to the user, and the output value from the defective pixel is corrected by the correction circuit. Replace with the correction signal generated by using. Further, a correlation value in a predetermined direction is obtained from surrounding pixels of a predetermined size, and the correction value of the defective pixel is calculated using the surrounding pixels belonging to the direction in which the correlation becomes maximum. According to this, it is possible to provide a defective pixel correction device capable of correcting a high quality defective pixel by minimizing the restriction due to the pattern of the image and the arrangement of the pixels.
一方で、近年の撮像素子の高画素化に伴い、単独の欠陥画素に限らず、複数の欠陥画素が連結することで、水平または垂直方向の1本のライン全ての画素が欠陥画素となったり、2次元的に連続する塊状の画素が欠陥画素となる場合がある。このような欠陥画素群が形成された場合、単独の欠陥画素を補正する場合と比べて、ある欠陥画素に隣接する画素のうち正常画素の占める割合が大きく減少することになり、補正精度が低下してしまう。 On the other hand, with the recent increase in the number of pixels of image pickup elements, not only a single defective pixel but also a plurality of defective pixels are connected, so that all pixels in one horizontal or vertical line become defective pixels. In some cases, a two-dimensionally continuous block of pixels may be a defective pixel. When such a defective pixel group is formed, the proportion of normal pixels among the pixels adjacent to a certain defective pixel is greatly reduced as compared with the case where a single defective pixel is corrected, and the correction accuracy is lowered. Resulting in.
これはすなわち、画素単独の距離的な情報(例えば周辺画素の平均値)を用いるだけでは満足な補正結果が得にくいことを意味する。さらに、欠陥画素に隣接する画素が全て欠陥画素であるような場合には、そもそも信号値の推定ができない。 This means that it is difficult to obtain a satisfactory correction result only by using distance information (for example, the average value of peripheral pixels) of the pixel alone. Furthermore, when all the pixels adjacent to the defective pixel are defective pixels, the signal value can not be estimated from the beginning.
そこで、特許文献2に開示の発明では、着目した欠陥画素の補正に使用される画素群において複数の欠陥画素の位置のパターンを欠陥パターンとして取得する欠陥パターン取得部と、上記画素群において上記複数の欠陥画素に該当しない画素の中から1つ以上の画素を上記欠陥パターンに基づいて選択する画素選択部と、上記選択された画素の各々を使用して上記着目した欠陥画素を補正する欠陥画素補正部とを具備することにより、補正ブロック内の画素の中から欠陥画素に該当しない画素を欠陥パターンに基づいて選択して、選択した画素の各々を使用して着目画素を補正可能な欠陥画素補正装置を提供できる、としている。また、欠陥画素が多数であっても、欠陥画素の補正のための回路やプログラムを修正する必要がなくなるため、手間や時間の増大が抑制される、としている。 Therefore, in the invention disclosed in Patent Document 2, in the pixel group used for the correction of the focused defective pixel, a defect pattern acquisition unit that acquires patterns of positions of a plurality of defective pixels as a defect pattern; A pixel selection unit that selects one or more pixels among the pixels that do not correspond to the defective pixel according to the defect pattern, and a defective pixel that corrects the focused defective pixel using each of the selected pixels By providing a correction unit, a pixel which does not correspond to a defective pixel is selected from pixels in the correction block based on the defect pattern, and a defective pixel which can correct the pixel of interest using each of the selected pixels It is possible to provide a correction device. Further, even if there are a large number of defective pixels, it is not necessary to correct the circuit or program for correcting the defective pixels, so that it is possible to suppress an increase in labor and time.
しかしながら、上記の特許文献2に開示の発明では、取得した欠陥画素の配置が予め定義しておいた欠陥パターンに該当するか否かによって適用する補正係数を異ならせているため、定義された欠陥パターンに該当しないような、複雑な配置の欠陥画素を補正しようとした場合に不都合が生じるおそれがある。また、そのような複雑な配置の欠陥画素に対応しようとすると、記憶する欠陥パターン及び補正係数のセットが増加し、さらに補正処理に要する時間が長くなってしまう。 However, in the invention disclosed in Patent Document 2 described above, the correction factor to be applied is made different depending on whether or not the arrangement of the acquired defective pixels corresponds to a previously defined defect pattern, and thus the defined defect. There is a possibility that inconvenience may occur when it is attempted to correct a complicated arrangement of defective pixels that do not correspond to a pattern. In addition, when trying to cope with such a complicated arrangement of defective pixels, the number of sets of defect patterns and correction coefficients to be stored increases, and the time required for correction processing becomes longer.
また、解像チャートのような高周波情報が支配的な被写体の撮像領域に欠陥画素群が存在する場合であっても、被写体の大域的な構造を無視して画素の信号値がなだらかなに連続するような補正結果となってしまう。この結果、解像感の失われたぼやけた不自然な画像となってしまう。 Also, even if there is a defective pixel group in the imaging area of the subject where high frequency information is dominant such as a resolution chart, the signal value of the pixel is smooth and continuous regardless of the global structure of the subject. It will be the correction result that As a result, it becomes a blurred unnatural image with a lost sense of resolution.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、計算量を抑えながらも、大きな欠陥画素群に対して高精度な補正処理が可能であり、より好適には、高周波情報が支配的な被写体において高精度な補正処理が可能な撮像装置及び欠陥画素補正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to perform a highly accurate correction process on a large defective pixel group while suppressing the amount of calculation, and more preferably, high frequency information is dominant It is an object of the present invention to provide an imaging device and a defective pixel correction method capable of highly accurate correction processing on a subject.
上記目的を達成するために、本発明を実施の撮像装置は、2次元状に配置された複数の画素を有し被写体像を取得する撮像手段と、前記複数の画素のうち欠陥画素の位置情報を予め記憶する欠陥画素記憶手段と、前記欠陥画素の出力する信号値を補正する欠陥画素補正手段とを有し、前記欠陥画素補正手段は、連続して存在する複数の前記欠陥画素からなる欠陥画素群から、周囲に最も多くの正常画素と隣接する前記欠陥画素を注目画素として選択し、前記注目画素を略中心にして、周囲の複数の画素を含む置換範囲及び前記置換範囲よりも広い探索範囲、並びに、前記置換範囲を包含し且つ前記探索範囲よりも狭い範囲の画素からなる注目ブロックを設定し、前記探索範囲から前記注目ブロックと同一形状の比較ブロックを全て抽出し、前記注目ブロックと複数の前記比較ブロックとの相関度を決定し、前記置換範囲に含まれる前記欠陥画素群内の複数の前記欠陥画素からなる注目画素群について、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の正常画素の信号値を用いて、前記注目画素群の信号値の補正を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image pickup apparatus embodying the present invention comprises: an image pickup means having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner for acquiring an object image; and position information of defective pixels among the plurality of pixels And a defective pixel correction unit that corrects a signal value output from the defective pixel, wherein the defective pixel correction unit is a defect including a plurality of the defective pixels continuously present. From the pixel group, the defective pixel adjacent to the largest number of normal pixels in the periphery is selected as the pixel of interest, and a search range wider than the substitution range including the plurality of surrounding pixels and the substitution range A target block including pixels in a range and a range narrower than the search range is set, and all comparison blocks having the same shape as the target block are extracted from the search range. The degree of correlation between the block of interest and the plurality of comparison blocks is determined, and at least the group of pixels of interest including the plurality of defective pixels in the group of defective pixels included in the replacement range is selected based on the degree of correlation The signal value of the target pixel group is corrected using the signal value of the normal pixel in one or more of the comparison blocks.
さらに本発明を実施の撮像装置は、上記発明において、前記複数の画素はそれぞれ深さ方向に複数の受光部を有し、前記撮像手段はカラーフィルタを有さない垂直色分離型の撮像手段であり、前記欠陥画素群は、少なくとも1つ以上の同一深さの前記受光部に欠陥を有する複数の前記欠陥画素からなり、前記欠陥画素補正手段は、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の同一深さの正常な前記受光部の信号値を用いて、前記注目画素群中の欠陥を有する前記受光部の信号値の補正を行うことを特徴とする。 Furthermore, in the imaging apparatus according to the present invention, in the above-mentioned invention, the plurality of pixels each have a plurality of light receiving portions in the depth direction, and the imaging unit is a vertical color separation type imaging unit without a color filter. The defective pixel group includes a plurality of defective pixels having defects in at least one or more light receiving units having the same depth, and the defective pixel correction unit selects at least one selected based on the degree of correlation. The signal value of the light receiving unit having a defect in the pixel group of interest is corrected using the signal value of the normal light receiving unit of the same depth in one or more of the comparison blocks.
また、本発明を実施の欠陥画素補正方法は、連続して存在する複数の欠陥画素からなる欠陥画素群から、周囲に最も多くの正常画素と隣接する前記欠陥画素を注目画素として選択する工程と、前記注目画素を略中心にして、周囲の複数の画素を含む置換範囲及び前記置換範囲よりも広い探索範囲、並びに、前記置換範囲を包含し且つ前記探索範囲よりも狭い範囲の画素からなる注目ブロックを設定する工程と、前記探索範囲から前記注目ブロックと同一形状で全て正常画素のみからなる比較ブロックを全て抽出し、前記注目ブロックと複数の前記比較ブロックとの相関度を決定する工程と、前記置換範囲に含まれる前記欠陥画素群内の複数の前記欠陥画素からなる注目画素群について、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の正常画素の信号値を用いて、前記注目画素群の信号値の補正を行う工程とを有することを特徴とする。 The defective pixel correction method according to the present invention includes the steps of: selecting a defective pixel adjacent to the largest number of normal pixels as a target pixel from a defective pixel group consisting of a plurality of defective pixels continuously present; A replacement range including a plurality of surrounding pixels, a search range wider than the replacement range, and a pixel range including the replacement range and narrower than the search range, with the target pixel substantially centered Setting a block, extracting all comparison blocks consisting of only normal pixels all having the same shape as the target block from the search range, and determining the degree of correlation between the target block and the plurality of comparison blocks; At least one or more selected on the basis of the degree of correlation for a target pixel group consisting of a plurality of the defective pixels in the defective pixel group included in the replacement range By use of the signal values of the normal pixels in the serial comparison block, characterized in that a step of correcting the signal value of the target pixel group.
本発明を実施の撮像装置及び欠陥画素補正方法によれば、計算量を抑えながらも、大きな欠陥画素群に対して高精度な補正処理が可能であり、特に、高周波情報が支配的な被写体において高精度な補正処理を提供することができる。 According to the image pickup apparatus and the defective pixel correction method of the present invention, it is possible to highly accurately correct a large defective pixel group while suppressing the amount of calculation, and in particular, in a subject whose high frequency information is dominant. It is possible to provide highly accurate correction processing.
以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described according to the attached drawings. The present invention is not limited by the embodiment.
図1に示すブロック図には、本発明の一実施形態である撮像装置の主要な構成が示されている。本図に示す撮像装置100は、撮影光学系110と、撮像素子200と、欠陥画素補正部130と、信号処理部150と、カメラCPU170と、ユーザインターフェース(I/F)171と、記録媒体インターフェース(I/F)172と、画像表示部190と、を備えている。
The block diagram shown in FIG. 1 shows the main configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The
撮影光学系110は、フォーカスレンズ群やズームレンズ群を含む、複数の不図示のレンズ群で構成されている。本図においては、簡単のために1枚のレンズのみ記載している。
The photographing
撮像素子200は、撮影光学系110により集光された光線を受光して光電変換し、信号値として出力する。本実施形態の撮像素子200としては、CMOSイメージセンサが用いられている。
The
この撮像素子200の受光面は多数の画素から構成されている。これらの画素は、その内部において、入射光の波長により光電変換される深さの違いを用いることで、単一画素からRGBの各色成分信号を出力可能な垂直色分離型のイメージセンサである。垂直色分離型のイメージセンサについて詳しくは後述する。
The light receiving surface of the
本実施形態の撮像素子200には、画素から読み出した色成分信号を増幅するゲイン可変アンプやゲイン値を補正するためのゲイン補正回路、アナログ画像信号をデジタル変換するA/Dコンバータが内蔵されている。
The
欠陥画素補正部130は、撮像素子200から出力された色成分信号に対して撮像素子200に含まれる欠陥画素の信号値を補正する処理を行う。欠陥画素補正部130の補正処理について詳しくは後述する。
The defective
信号処理部150は、欠陥画素補正部130から出力された色成分信号に対して各種の画像処理を施す。ここで施される処理としては、例えば、色成分信号から所定の形式のRAWデータを生成する処理や、ホワイトバランス処理、色再現処理がある。また、JPEG形式やTIFF形式の画像データへの現像処理も信号処理部150で行われる。
The
カメラCPU170は、撮像装置100全体の包括的な制御を行う。特に、カメラCPU170は、欠陥画素補正部130及び信号処理部150の制御を行う。
The
ユーザI/F171は、例えば、レリーズボタン、電源ボタン、コマンドダイヤル、十字キー等の操作部材を有しており、ユーザがこれらの操作部材を操作すると、カメラCPU170は所定の動作を行う指示を出す。
The user I /
記録媒体I/F172は、不図示の記録媒体との間でRAWデータや現像後の画像データの記録又は読み出しを行う。この記録媒体は、半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。
The recording medium I /
画像表示部190は、信号処理部150で処理された画像データや、不図示の記録媒体から読み出された画像データ等を表示する。
The
なお、上述したゲイン可変アンプ、ゲイン補正回路、A/Dコンバータを内蔵していない撮像素子200を採用する場合には、これらのデバイスを個別に搭載すればよい。
In addition, what is necessary is to mount these devices separately, when employ | adopting the image pick-
図2は、撮像装置100に実装される撮像素子200の単一画素を単純化して示した断面図である。上述したように、本実施形態の撮像素子200はいわゆる垂直色分離型のイメージセンサであり、各画素には、深さ方向に3つのフォトダイオードが積層して形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a single pixel of the
ある画素に光が入射すると、入射光中の青色(B)成分は主に最上面に位置するフォトダイオード210で光電変換される。同様に、入射光中の緑色(G)成分は主に中間深さに位置するフォトダイオード230で光電変換され、赤色(R)成分は主に最下層に位置するフォトダイオード250で光電変換される。これらの、垂直方向の色分離は撮像素子200の材料として用いるシリコン(Si)の特性を利用したものである。
When light is incident on a certain pixel, the blue (B) component in the incident light is photoelectrically converted mainly by the
これら3つのフォトダイオードは、Si基板の内部の異なる深さに所定のドープ処理を行うことで形成される。具体的には、B成分用フォトダイオード210は、約0.2〜0.5μmの間の深さに形成され、G成分用フォトダイオード230は、約0.5〜1.5μmの間の深さに形成され、R成分用フォトダイオード250は、約1.5〜3.0μmの間の深さに形成される。
These three photodiodes are formed by performing predetermined doping at different depths inside the Si substrate. Specifically, the
従って、本実施形態の撮像素子200はベイヤー型イメージセンサに必須のカラーフィルタが不要でありながら、1つの画素でRGB3色の色成分信号を取得することが可能である。各画素が3色全ての波長成分を光電変換できるため、ベイヤー型イメージセンサにおいては必須の画素補間を行う必要がないというメリットもある。
Therefore, the
なお、上記の構成に限らず、有機物や無機物等により形成された特定の吸収特性を有する光電変換膜を複数積層させた構成としてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described configuration, and a plurality of photoelectric conversion films having specific absorption characteristics formed of an organic substance, an inorganic substance, or the like may be stacked.
図3は本実施形態における欠陥画素補正部130の主要な構成を示したブロック図である。欠陥画素補正部130は、欠陥画素記憶部131と、ブロック処理部132と、相関度決定部133と、信号補正部134とを有する。本図を用いて、本発明の欠陥画素補正の概要を説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of the defective
以降では、画素内の3つのフォトダイオードのうち、B成分用フォトダイオード210に欠陥が生じた場合を考える。すなわち、以降の実施例では「欠陥画素」とは、特に断りのない限り、B成分用フォトダイオード210に欠陥があるためB成分信号が異常値となる画素を指すものとする。また、欠陥画素内のG成分用フォトダイオード230とR成分用フォトダイオード250とが欠陥を有するかどうかについては、そのいずれの場合も含み得るものとする。
Hereinafter, it is assumed that a defect occurs in the
欠陥画素記憶部131には、工場の調整工程において予め取得された欠陥画素の位置情報が格納されている。格納されている位置情報としては、各欠陥画素の位置情報の他にも、隣接する欠陥画素同士が連結した欠陥画素群に関する位置情報及びその大きさに関する情報をさらに有している。この欠陥画素の位置情報はそれぞれの撮像素子200に固有の情報であり、欠陥画素補正部130はこの位置情報を適宜参照しながら欠陥画素の信号値を補正する処理を行う。
The defective
撮像素子200から出力された色成分信号は、欠陥画素補正部130においてまずブロック処理部132に入力される。まずブロック処理部132は、欠陥画素記憶部131に格納されている欠陥画素の位置情報から、各欠陥画素群の大きさが所定のしきい値よりも大きいかどうかを判別する。しきい値よりも大きな欠陥画素群がある場合には、ブロック処理部132はその欠陥画素群をしきい値よりも小さな欠陥画素群に分割し、それら分割後の欠陥画素群に対して補正処理を行う。
The color component signal output from the
欠陥画素群が、高周波情報が支配的な被写体上に位置する場合は解像感を保った補正結果を与えたい一方で、非周期的な被写体上に位置する場合には信号値がなだらかに連続するような補正結果を与えたい。しきい値を超える大きさの欠陥画素群を分割し、細かい大きさの欠陥画素群の補正を繰り返すことで、前者の場合には解像感を保ち、後者の場合にはなだらかな補正結果を、効率的に求めることができる。 When the defective pixel group is positioned on the subject where high frequency information is dominant, it is desirable to give a correction result maintaining a sense of resolution, while when the defective pixel group is positioned on an aperiodic subject, the signal value is smoothly continuous. I want to give a correction result that By dividing the defective pixel group having a size exceeding the threshold value and repeating the correction of the defective pixel group having a fine size, the sense of resolution is maintained in the former case, and the gentle correction result is obtained in the latter case. Can be determined efficiently.
分割後の欠陥画素群に関する位置情報は、新たな位置情報として欠陥画素記憶部131中の異なる記憶領域(不図示)に書き込むようにしてもよい。また、ブロック処理部132内に一時記憶領域を設け、そこに書き込むようにしてもよい。
The position information on the defective pixel group after division may be written as new position information in a different storage area (not shown) in the defective
図4はブロック処理部132における処理を説明する概念図である。本図において×印が付された画素が欠陥画素を示している。ブロック処理部132は、欠陥画素群から、周囲に最も多くの正常画素を有する欠陥画素を注目画素として一つ選び、この注目画素を中心とする3×3画素の大きさの置換範囲に含まれる欠陥画素を注目画素群として設定する。また、ブロック処理部132は、この注目画素を中心にして周囲に5×5画素の大きさの注目ブロックXと24×24画素の大きさの探索範囲(不図示)を設定する。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the processing in the
さらに、ブロック処理部132は、入力された各画素の色成分信号と欠陥画素記憶部131に格納された欠陥画素の位置情報とを用いて、探索範囲に含まれる5×5画素の大きさの比較ブロックYを全て抽出する。この比較ブロックYは5×5の画素全てが正常画素であることが望ましい。
Furthermore, using the input color component signal of each pixel and the position information of the defective pixel stored in the defective
相関度決定部133は、ブロック処理部132において設定・抽出された注目ブロックXと複数の比較ブロックYとをそれぞれ比較して、それらの間の相関度fを決定する。相関度fの決定方法について詳しくは後述する。
The correlation degree determination unit 133 compares the target block X set and extracted in the
続けて信号補正部134は、決定された各比較ブロックYの相関度fに基づいて少なくとも1つ以上の比較ブロックYを選択し、それらの比較ブロックY中の正常画素の信号値を用いて注目ブロックX内の注目画素群である各欠陥画素の色成分信号を補正する。信号値の補正について詳しくは後述する。
Subsequently, the
信号補正部134はさらに、補正された各欠陥画素を正常画素とした新たな欠陥画素の位置情報を欠陥画素記憶部131中の異なる記憶領域(不図示)に書き込む。補正後の色成分信号は信号処理部150へと送られ、上述したように後段の処理が行われる。
Further, the
欠陥画素補正部130は、新たに得られた欠陥画素情報に基づいて次の注目画素群の補正を同様に行う。補正対象の注目ブロックX中の欠陥画素が全て補正されるまで、上記の処理を繰り返す。また、全ての欠陥画素が補正された後は、欠陥画素補正部130は別の欠陥画素群を選択し、同様の処理を行う。
The defective
なお、各ブロックや探索範囲の大きさは一例であり、必要な補正精度や処理速度等に応じて適宜選択できるものである。 The size of each block and search range is an example, and can be selected appropriately according to the required correction accuracy, processing speed, and the like.
(実施例1)
次に、相関度fの決定方法と、それに基づく信号値の補正について一実施例を説明する。注目ブロックをX、比較ブロックをY、比較ブロックYの集合をWとすると、相関度fはそれらの関数としてf(X,Y,W)と表すことができる。
Example 1
Next, one embodiment of the method of determining the degree of correlation f and the correction of the signal value based thereon will be described. Assuming that the block of interest is X, the comparison block is Y, and the set of comparison blocks Y is W, the degree of correlation f can be expressed as f (X, Y, W) as a function of them.
このとき、注目ブロックX内における各欠陥画素の相対位置をxi、比較ブロックYの中心絶対位置をy0とすると、各欠陥画素群の補正後の信号値b’(xi)は以下の式(1)となる。(i=1,2,・・・,m)
ここでb(y0+xi)は、比較ブロックY内において、注目ブロックX内の欠陥画素と同じ相対位置xiの画素信号値を意味している。 Here, b (y0 + xi) means a pixel signal value at the same relative position xi as the defective pixel in the block of interest X in the comparison block Y.
本実施例の相関度決定部133は、カメラCPU170の制御に従って、相関度fを決定するためにまず以下の式(2)により判定値Vを算出する。
ここで、x’iは注目ブロックX内における補正対象ではない画素の相対位置、x0は注目ブロックXの中心絶対位置である。(i=1,2,・・・,m’) Here, x'i is the relative position of the pixel not to be corrected in the block of interest X, and x0 is the central absolute position of the block of interest X. (I = 1, 2, ..., m ')
すなわち、本実施例において判定値Vは、注目ブロックXと比較ブロックYのそれぞれで対応する位置の正常画素の信号値の2乗誤差を求めることを意味する。 That is, in the present embodiment, the determination value V means finding the square error of the signal value of the normal pixel at the corresponding position in each of the target block X and the comparison block Y.
これにより得られた判定値Vを用いて、相関度決定部133は以下の式(3)により相関度fを決定する。
ここでは、相関度決定部133は、算出された判定値Vが最も小さい値となった比較ブロックYについて相関度f=1(最大値)とし、それ以外の比較ブロックYについては相関度f=0(最小値)とする。 Here, the correlation degree determination unit 133 sets the correlation degree f = 1 (maximum value) for the comparison block Y in which the calculated determination value V is the smallest value, and the correlation degree f = for the other comparison blocks Y. Set to 0 (minimum value).
相関度fが決定されると、信号補正部134は式(1)に基づいて、注目ブロックX内の注目画素群を構成する各欠陥画素の信号値を、相関度が最も高いとされた比較ブロックY内の相対位置が同じ正常画素の信号値と置き換える処理を行う。
When the degree of correlation f is determined, the
なお、上述した実施例では判定値Vを、注目ブロックXと比較ブロックYで互いに対応する場所に位置する画素信号の2乗誤差として求めたが、2乗に限られるものではなく、注目ブロックXのサイズやノイズ量等によって適宜設定することができる。 In the embodiment described above, the determination value V is obtained as a square error of pixel signals located at corresponding locations in the target block X and the comparison block Y. However, the present invention is not limited to the square. Can be set appropriately depending on the size of the image, the amount of noise, and the like.
以上の実施例によれば、複数の欠陥画素が連結した注目画素群の各信号値を一括して補正することができる。詳しくは、本発明によればブロック単位で判定値及び相関度を求めることができるので、従来の技術のように欠陥画素一つ一つに対して補正係数を決定する必要がなく、補正値決定のための演算回数を減らし、その分の計算能力を適切な比較ブロック探索や相関度決定の精度向上に充てることが可能となり、少ない計算量で効率的な欠陥画素補正を行うことができる。 According to the above embodiment, it is possible to collectively correct each signal value of the target pixel group in which a plurality of defective pixels are connected. More specifically, according to the present invention, the determination value and the degree of correlation can be determined in block units, so it is not necessary to determine the correction coefficient for each defective pixel as in the prior art, and the correction value is determined. It is possible to reduce the number of calculations for the calculation and to improve the calculation ability of the calculation for the accuracy of appropriate comparison block search and correlation degree determination, and efficient defect pixel correction can be performed with a small amount of calculation.
さらに、ブロック単位で判定値及び相関度を求めることで、解像チャートのような、高周波情報が支配的な被写体に対する補正精度が向上する。これは、高周波情報が支配的な被写体は特定の形状が周期的に並ぶことが多く、このような被写体に対してはブロック単位での相関度の判定が特に有効だからである。 Furthermore, by obtaining the determination value and the degree of correlation on a block basis, the correction accuracy for an object such as a resolution chart in which high frequency information is dominant is improved. This is because a subject whose high frequency information is dominant often has a specific shape periodically arranged, and the determination of the degree of correlation in block units is particularly effective for such a subject.
また、注目ブロックXと比較ブロックYとを比較する際に注目ブロックXでは注目画素群を含む欠陥画素群を除外して正常画素のみを用いるので、判定値の信頼性を向上させることができる。 In addition, when comparing the block of interest X and the comparison block Y, in the block of interest X except for the defective pixel group including the pixel of interest group and using only normal pixels, the reliability of the determination value can be improved.
(実施例2)
次に、上述した実施例とは異なる相関度fの決定方法について説明する。上述した実施例では、一律に判定値Vの最小値を有する比較ブロックYに対して相関度fを決定していたが、これを計算により求めるようにしてもよい。
(Example 2)
Next, a method of determining the degree of correlation f which is different from the above-described embodiment will be described. In the embodiment described above, the degree of correlation f is uniformly determined for the comparison block Y having the minimum value of the determination value V, but this may be determined by calculation.
例えば、相関度fを以下の式(4)により求めるようにしてもよい。
ここで、sd,svはスケーリング因子であり、任意に決めることができる。スケーリング因子sdに大きい値を選ぶほど、注目ブロックから距離が近い比較ブロックを候補ブロックに選びやすくなる。さらに、スケーリング因子sdを像高に対して単調減少な関数にすることで、画像中心部では注目ブロックXと比較ブロックYとの間の距離情報を重視し、画像周辺部では無視するようになる。 Here, sd and sv are scaling factors, which can be arbitrarily determined. The larger the scaling factor sd, the easier it is to select a comparison block closer to the target block as a candidate block. Furthermore, by setting the scaling factor sd as a monotonically decreasing function with respect to the image height, the distance information between the block of interest X and the comparison block Y is emphasized in the center of the image and ignored in the periphery of the image. .
また、スケーリング因子svを像高に対して単調減少な関数にすることで、特に画像周辺部で補正結果が滑らかになり、欠陥画素補正のロバスト性を向上させることができる。さらに、スケーリング因子svを以下の式(5)に示すように信号値に含まれるノイズ量に応じた値とすることが好ましい。
標準偏差σが信号値やセンサの温度等に依存する場合は、それらに応じた標準偏差σを各欠陥画素毎に計算するようにしてもよい。 When the standard deviation σ depends on the signal value, the temperature of the sensor or the like, the standard deviation σ corresponding to them may be calculated for each defective pixel.
以上の実施例によれば、上述した効果に加えて、相関度fの決定に際して注目ブロックXと比較ブロックYとの間の距離情報を重視でき、さらに、信号値に含まれるノイズ量を考慮することで補正精度が向上する。 According to the above embodiment, in addition to the above-described effects, the distance information between the block X of interest and the comparison block Y can be emphasized in determining the degree of correlation f, and the noise amount included in the signal value is taken into consideration. Correction accuracy is improved.
(実施例3)
次に、上述した実施例とは異なる判定値の決定方法について説明する。上述した実施例では、判定値Vの算出するために注目ブロックXと比較ブロックYとを比較する際に、式(2)に示したように、それぞれのブロック内において相対位置が同じ画素同士の信号値を比較していたが、注目ブロックXとの比較対象として回転や反転させた比較ブロックYを含めるようにしてもよい。
(Example 3)
Next, the determination method of the determination value different from the embodiment described above will be described. In the above-described embodiment, when comparing the block of interest X and the comparison block Y in order to calculate the determination value V, as shown in the equation (2), the pixels having the same relative position in each block Although the signal values are compared, a rotated or inverted comparison block Y may be included as a target of comparison with the block of interest X.
このときの判定値V’を求める式は、例えば以下の式(6)にように表すことができる。
ここで、p1(Y)は右に90度回転させた比較ブロックY、p2(Y)は右に180度回転させた比較ブロックY、p3(Y)は右に270度回転させた比較ブロックY、p4(Y)は上下反転させた比較ブロックY、p5(Y)は左右反転させた比較ブロックYである。 Here, p1 (Y) is a comparison block Y rotated 90 degrees to the right, p2 (Y) is a comparison block Y rotated 180 degrees to the right, and p3 (Y) is a comparison block Y rotated 270 degrees to the right , P4 (Y) is the comparison block Y inverted vertically, and p5 (Y) is the comparison block Y inverted horizontally.
そして、これらの回転や反転させた比較ブロックYについてそれぞれ判定値Vを算出し、それらの中で最も小さい値となった比較ブロックYにより得られた判定値Vを、後の相関度fの決定に用いることとする。相関度fの決定は、例えば、上述した実施例と同様に、判定値Vが最も小さい比較ブロックYについて相関度f=1(最大値)とし、その比較ブロックYの回転・反転後の同じ相対位置の正常画素の信号値で置き換えればよい。 Then, the determination value V is calculated for each of the rotated or inverted comparison blocks Y, and the determination value V obtained by the comparison block Y having the smallest value among them is determined as the degree of correlation f later. Will be used for For example, the correlation degree f is determined as the correlation degree f = 1 (maximum value) for the comparison block Y having the smallest determination value V, as in the above-described embodiment, and the same relative after rotation / inversion of the comparison block Y It may be replaced with the signal value of the normal pixel at the position.
本実施例によれば、上述した効果に加えて、注目ブロックX内に曲線的な構造を有する被写体が入っている場合に、比較ブロックを回転・反転させた場合も考慮することで補正精度が向上する。 According to the present embodiment, in addition to the effects described above, when there is a subject having a curvilinear structure in the block of interest X, the correction accuracy is taken into consideration also in the case of rotating / inverting the comparison block. improves.
(実施例4)
また、上述した実施例では、判定値の算出するために注目ブロックXと比較ブロックYとを比較する際に、それぞれのブロックの対応する画素同士の信号値を単純に比較していたが、注目ブロックXと比較ブロックYとの間の距離に応じて重み付けを行うようにしてもよい。
(Example 4)
Further, in the above-described embodiment, when comparing the block of interest X and the comparison block Y in order to calculate the determination value, the signal values of the corresponding pixels of the respective blocks are simply compared. Weighting may be performed according to the distance between the block X and the comparison block Y.
このとき、重み付けに関する補正項をD(X,Y)とすると、判定値V’を求める式は以下の式(7)にように表すことができる。
ここで、補正項Dは例えば以下の式(8)にように表すことができる。
ここで、sdはスケーリング因子であり、任意に決めることができる。大きい値を選ぶほど、注目ブロックから距離が近い比較ブロックを候補ブロックに選びやすくなる。また、上記の式(8)では補正項Dを指数関数を用いて算出するようにしたが、非負単調減少関数であれば何を用いてもよい。例えば以下の式(9)のようにすることもできる。
また、補正項Dは撮影光学系110のPSF(Point Spread Function;点広がり関数)によって決めてもよい。例えば、撮影光学系110の解像度に由来して画像周辺部では像が滑らかになるため、上記式でスケーリング因子sdを像高に対して単調減少な関数にすることで、画像中心部では注目ブロックXと比較ブロックYとの間の距離情報を重視し、画像周辺部では無視するようになる。
Further, the correction term D may be determined by PSF (Point Spread Function) of the photographing
本実施例によれば、上述した効果に加えて、注目ブロックX内の被写体の構造と似た形状の被写体は、それだけ注目ブロックXに近い距離に位置する可能性が高いとの考えを考慮することができ、重み付けに関する補正項Dを用いることで補正精度が向上する。 According to this embodiment, in addition to the above-described effects, it is considered that an object having a shape similar to the structure of the object in the block of interest X is likely to be located at a distance closer to the block of interest X The correction accuracy is improved by using the correction term D for weighting.
(実施例5)
次に、上述した実施例とは異なる信号値の補正方法について説明する。上述した実施例では、相関度fが最も高いとされた比較ブロックYにおける対応する位置の正常画素の信号値をもって注目ブロックXの欠陥画素の信号値と置き換える処理を行っていたが、所定のしきい値以上の相関度fを持つ2つ以上の比較ブロックYにおけるそれぞれ対応する位置の正常画素の信号値の加重平均値をもって注目ブロックXの欠陥画素の信号値を置き換えるようにしてもよい。
(Example 5)
Next, the correction method of the signal value different from the embodiment described above will be described. In the above-described embodiment, the signal value of the normal pixel at the corresponding position in the comparison block Y having the highest degree of correlation f is replaced with the signal value of the defective pixel of the target block X. The signal value of the defective pixel of the target block X may be replaced with a weighted average value of the signal values of the normal pixels at corresponding positions in two or more comparison blocks Y having a correlation degree f equal to or more than the threshold value.
本実施例によれば、中心部分の信号値が周囲と比べて極めて大きい、又は、小さい信号値を持っているために、補正結果に大きな影響を与えるような比較ブロックYが存在する場合に、それらの比較ブロックYの相関度fが小さければ、補正に用いる比較ブロックYの決定の際に、そのような比較ブロックYを除外することができる。 According to the present embodiment, when there is a comparison block Y that greatly affects the correction result because the signal value of the central portion has a signal value that is extremely large or small compared to the surrounding, If the degree of correlation f of those comparison blocks Y is small, such a comparison block Y can be excluded when determining the comparison block Y to be used for correction.
その結果、信号値の補正精度が向上すると共に、補正処理のロバスト性が向上する。 As a result, the correction accuracy of the signal value is improved, and the robustness of the correction process is improved.
(実施例6)
また、これまでの実施例では、欠陥の生じたB成分用フォトダイオード210の信号値のみを補正する場合について説明した。この場合、補正処理の不整合により最終的に生成される色が周囲に対して不自然になる可能性が残されている。そこで、本実施例では、欠陥の生じたB成分の信号値だけではなく、同一位置の3つのフォトダイオードから出力された信号値を全て補正することで、信号値間の補正の不整合を抑制する。
(Example 6)
Also, in the embodiments described so far, the case where only the signal value of the defective
まず、注目ブロックX内におけるB成分に欠陥を有する画素の相対位置をxi、位置xiにおける補正前の3つのフォトダイオードの信号値をそれぞれr(xi)、g(xi)、b(xi)とし、同一位置の補正後の各信号値をそれぞれr’(xi)、g’(xi)、b’(xi)とし、さらに同一位置の補正前後の信号値a(xi)及びa’(xi)をそれぞれ式(10)(11)のように表す。(i=1,2,・・・,m)
このとき、補正後の信号値a’(xi)は上述した実施例と同様に、相関度f(X,Y,W)を用いて式(12)のように表すことができる。(i=1,2,・・・,m)
ここでa(y0+xi)は、比較ブロックY内において、注目ブロックX内の欠陥画素と同じ相対位置xiの各フォトダイオードの信号値を意味している。 Here, a (y0 + xi) means the signal value of each photodiode at the same relative position xi as the defective pixel in the target block X in the comparison block Y.
なお、相関度fの決定については上述した実施例と同様に、欠陥を有するB成分用フォトダイオード210の位置xiに着目して、注目ブロックXと比較ブロックYとの間の相関を判定することで求めることができる。
As for the determination of the correlation degree f, the correlation between the block of interest X and the comparison block Y is determined by paying attention to the position xi of the
例えば、上述した実施例と同様に、判定値Vが最も小さい比較ブロックYについて相関度f=1(最大値)とし、その比較ブロックY内の同じ相対位置の各フォトダイオードの信号値で全て置き換えればよい。 For example, as in the above-described embodiment, the correlation degree f = 1 (maximum value) is set for the comparison block Y having the smallest determination value V, and all the signal values of the respective photodiodes in the same relative position in the comparison block Y are replaced. Just do it.
本実施例によれば、同一画素における補正処理の不整合によって補正後の色が不自然になることを避けることができ、最終的な色の補正精度を向上させることができる。また、本実施例ではB成分用フォトダイオード210が欠陥を有する場合を説明したが、欠陥を有するのがR成分用フォトダイオードでもG成分用フォトダイオードでも適用可能である。その場合は、欠陥を有する信号成分を用いて比較ブロックYの抽出及び選択を行えばよい。
According to this embodiment, it is possible to avoid unnatural color after correction due to mismatch in correction processing in the same pixel, and it is possible to improve final color correction accuracy. Further, although the case where the
本実施例では1つの欠陥フォトダイオードに対して3つの信号値全てを補正しているが、例えば、信号値の置き換えで補正を行った場合、輝度に注目すると、補正前の画素位置とは異なる位置の輝度と置き換わったことになり、従来得られるはずであった輝度とは異なる値となってしまう可能性がある。そこで、さらに2つの正常な信号値を用いて欠陥画素位置における輝度をより高精度に補正することも可能である。 In the present embodiment, all three signal values are corrected with respect to one defect photodiode, but for example, when correction is performed by replacing signal values, when focusing on luminance, it is different from the pixel position before correction. The luminance of the position is replaced, and the luminance may have a value different from that conventionally obtained. Therefore, it is also possible to more accurately correct the luminance at the defective pixel position using two more normal signal values.
すなわち、補正前の信号値a(xi)、補正後の信号値a’(xi)を用いて、輝度をさらに補正した信号値a’’(xi)は以下の式(13)から求めることができる。
ここで、分母分子に共通のεは分母が0となるのを避けるための定数であり、微小な正の値であればどのような値でも構わない。 Here, ε common to the denominator and numerator is a constant for avoiding that the denominator becomes 0, and any value may be used as long as it is a minute positive value.
この式によれば、輝度補正の前後でRGB3つの信号値の間の比は変わらないので、b’として得られた色を保ったまま輝度を補正することができる。 According to this equation, since the ratio between the RGB three signal values does not change before and after the luminance correction, the luminance can be corrected while maintaining the color obtained as b ′.
また、以下の式(14)としても輝度がさらに補正された信号値a’’(xi)を求めることができる。
この式によれば、輝度補正の前後でRGB3つの信号値の間の比は1に近づくだけなので、b’として得られた色から変化するものの不自然になることはない。 According to this equation, since the ratio between the RGB three signal values only approaches 1 before and after the luminance correction, the change from the color obtained as b 'does not become unnatural.
なお、説明した輝度補正についても、B成分以外のフォトダイオードが欠陥となる場合であっても適用可能である。その場合、欠陥していない正常な2つのフォトダイオードの信号値を用いて輝度を補正することになる。 The above-described luminance correction can be applied even when the photodiode other than the B component is defective. In that case, the luminance is corrected using the signal values of two normal photodiodes that are not defective.
(実施例7)
上述した実施例では、欠陥を有するフォトダイオードの信号成分を用いて比較ブロックYの抽出及び選択を行っていたが、欠陥を有さない正常なフォトダイオードの信号成分を利用して比較ブロックYの抽出及び選択を行うことも可能である。
(Example 7)
Although the extraction and selection of the comparison block Y is performed using the signal component of the photodiode having a defect in the above-described embodiment, the signal component of a normal photodiode having no defect is used for the comparison block Y It is also possible to perform extraction and selection.
すなわち、比較ブロックYの相関度fを決定するための判定値Vを、以下の式(15)から求めることとする。
ここで、x’’は注目ブロックX内における画素の相対位置、x0は注目ブロックXの中心絶対位置、σr、σg、及びσbはそれぞれの信号成分毎の標準偏差である。 Here, x ′ ′ is the relative position of the pixel in the block of interest X, x 0 is the central absolute position of the block of interest X, σ r, σ g, and σ b are the standard deviations of the respective signal components.
また、χb(x)は以下の条件であるとし、χr(x)及びχg(x)も同様の条件であるとする。
この式によれば、判定値Vを求めるために注目ブロックXと比較ブロックYとで信号値の比較を行う際に、位置x0+x’’のフォトダイオードが欠陥を有していた場合、欠陥フォトダイオードの信号値の比較は行わないようにしている。 According to this equation, when the signal value is compared between the block of interest X and the comparison block Y in order to obtain the determination value V, if the photodiode at the position x0 + x ′ ′ has a defect, the defect photodiode The comparison of the signal values of is not performed.
また、本実施例では信号値の比較に際して信号値の差を標準偏差で正規化しているが、これに限られるものではない。垂直色分離型の撮像素子では各層毎にノイズ量が異なる。信号値の差を各層の標準偏差で正規化することによって、各層のうちノイズの多い層の信号差を過小評価することを避けることができる。 Further, in the present embodiment, the difference between the signal values is normalized by the standard deviation when comparing the signal values, but the present invention is not limited to this. In the vertical color separation type imaging device, the noise amount is different for each layer. By normalizing the differences in signal values with the standard deviation of each layer, it is possible to avoid underestimating the signal differences in noisy layers of each layer.
本実施例によれば、欠陥を有さない正常なフォトダイオードの信号成分も利用して比較ブロックYの抽出及び選択を行うことで、一つの信号成分(例えばB信号成分)のみでは相関度の判別が難しい被写体の場合にも比較ブロックの高精度な判別が可能となり、その結果、高精度な欠陥画素補正が可能となる。 According to the present embodiment, the extraction and selection of the comparison block Y is performed using also the signal components of the normal photodiode having no defect, so that only one signal component (for example, the B signal component) has a degree of correlation. Even in the case of a subject that is difficult to determine, the comparison block can be determined with high accuracy, and as a result, highly accurate defect pixel correction can be performed.
なお、相関度fの決定は、例えば、上述した実施例と同様に、判定値Vが最も小さい比較ブロックYについて相関度f=1(最大値)とし、その比較ブロックYの正常画素の信号値で置き換えればよい。 Note that the correlation degree f is determined, for example, by setting the correlation degree f = 1 (maximum value) for the comparison block Y having the smallest determination value V as in the above-described embodiment, and the signal value of the normal pixel of the comparison block Y Just replace with.
また、上述した実施例では判定値Vを、注目ブロックXと比較ブロックYで互いに対応する場所に位置する画素信号の2乗誤差として求めたが、2乗に限られるものではなく、注目ブロックXのサイズやノイズ量等によって適宜設定することができる。 Further, in the above-described embodiment, the determination value V is obtained as a square error of pixel signals located at corresponding locations in the target block X and the comparison block Y. However, the present invention is not limited to the square. Can be set appropriately depending on the size of the image, the amount of noise, and the like.
以上で説明したように、本発明に記載の撮像装置及び欠陥画素補正方法によれば、計算量を抑えながらも、大きな欠陥画素群に対して高精度な補正処理が可能であり、特に、高周波情報が支配的な被写体において高精度な補正処理が可能となる。 As described above, according to the imaging device and the defective pixel correction method according to the present invention, it is possible to perform high-accuracy correction processing on a large defective pixel group while suppressing the amount of calculation, and in particular, high frequency A highly accurate correction process can be performed on a subject whose information is dominant.
100:撮像装置、110:撮影光学系、130:読み出し制御部、131:欠陥画素記憶部、132:ブロック処理部、133:相関度決定部、134:信号補正部、150:信号処理部、170:カメラCPU、171:ユーザインターフェース(I/F)、172:記録媒体インターフェース(I/F)、190:画像表示部、200:撮像素子、210:B成分用フォトダイオード、230:G成分用フォトダイオード、250:R成分用フォトダイオード 100: imaging apparatus 110: imaging optical system 130: readout control unit 131: defective pixel storage unit 132: block processing unit 133: correlation degree determination unit 134: signal correction unit 150: signal processing unit 170 : Camera CPU, 171: User interface (I / F), 172: Recording medium interface (I / F), 190: Image display unit, 200: Image sensor, 210: Photodiode for B component, 230: Photo for G component Diode, 250: photodiode for R component
Claims (13)
前記複数の画素のうち欠陥画素の位置情報を予め記憶する欠陥画素記憶手段と、
前記欠陥画素の出力する信号値を補正する欠陥画素補正手段とを有し、
前記欠陥画素補正手段は、
連続して存在する複数の前記欠陥画素からなる欠陥画素群から、周囲に最も多くの正常画素と隣接する前記欠陥画素を注目画素として選択し、
前記注目画素を略中心にして、周囲の複数の画素を含む置換範囲及び前記置換範囲よりも広い探索範囲、並びに、前記置換範囲を包含し且つ前記探索範囲よりも狭い範囲の画素からなる注目ブロックを設定し、
前記探索範囲から前記注目ブロックと同一形状の比較ブロックを全て抽出し、
前記注目ブロックと複数の前記比較ブロックとの相関度を決定し、
前記置換範囲に含まれる前記欠陥画素群内の複数の前記欠陥画素からなる注目画素群について、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の正常画素の信号値を用いて、前記注目画素群の信号値の補正を行うことを特徴とする撮像装置。 An imaging unit that has a plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner and acquires a subject image;
Defect pixel storage means for storing in advance position information of a defect pixel among the plurality of pixels;
Defect pixel correction means for correcting a signal value output from the defect pixel;
The defective pixel correction unit
The defective pixel group adjacent to the largest number of normal pixels in the periphery is selected as a target pixel from the defective pixel group consisting of the plurality of defective pixels continuously present,
A target block including a replacement range including a plurality of surrounding pixels, a search range wider than the replacement range, and a range narrower than the search range with the replacement pixel including the surrounding pixels. Set
All comparison blocks having the same shape as the target block are extracted from the search range,
Determine the degree of correlation between the block of interest and the plurality of comparison blocks;
The signal value of the normal pixel in at least one or more of the comparison blocks selected based on the degree of correlation is used for the target pixel group including a plurality of the defective pixels in the defective pixel group included in the replacement range An image pickup apparatus for correcting the signal value of the target pixel group;
前記撮像手段はカラーフィルタを有さない垂直色分離型の撮像手段であり、
前記欠陥画素群は、少なくとも1つ以上の同一深さの前記受光部に欠陥を有する複数の前記欠陥画素からなり、
前記欠陥画素補正手段は、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の同一深さの正常な前記受光部の信号値を用いて、前記注目画素群中の欠陥を有する前記受光部の信号値の補正を行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の撮像装置。 Each of the plurality of pixels has a plurality of light receiving units in the depth direction,
The imaging means is a vertical color separation type imaging means which does not have a color filter,
The defective pixel group includes a plurality of defective pixels having defects in the light receiving unit of at least one or more same depths,
The defective pixel correction means uses a signal value of the normal light receiving unit of the same depth in at least one or more of the comparison blocks selected based on the degree of correlation to detect a defect in the target pixel group. The image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the signal value of the light receiving unit is corrected.
Among the plurality of light receiving units in the block of interest, the correlation degree has a plurality of signal values of the light receiving unit having no defect and the same depth and predetermined positional relationship as the light receiving unit having no defect. The image pickup apparatus according to claim 9, wherein the image pickup apparatus is calculated based on a sum of s-th powers of difference values with the signal value of the normal light receiving unit in the comparison block.
前記注目画素を略中心にして、周囲の複数の画素を含む置換範囲及び前記置換範囲よりも広い探索範囲、並びに、前記置換範囲を包含し且つ前記探索範囲よりも狭い範囲の画素からなる注目ブロックを設定する工程と、
前記探索範囲から前記注目ブロックと同一形状で全て正常画素のみからなる比較ブロックを全て抽出し、前記注目ブロックと複数の前記比較ブロックとの相関度を決定する工程と、
前記置換範囲に含まれる前記欠陥画素群内の複数の前記欠陥画素からなる注目画素群について、前記相関度に基づいて選択された少なくとも1つ以上の前記比較ブロック中の正常画素の信号値を用いて、前記注目画素群の信号値の補正を行う工程とを有すること特徴とする欠陥画素補正方法。 Selecting, as a target pixel, the defective pixel adjacent to the largest number of normal pixels in the periphery from the defective pixel group consisting of a plurality of defective pixels continuously present;
A target block including a replacement range including a plurality of surrounding pixels, a search range wider than the replacement range, and a range narrower than the search range with the replacement pixel including the surrounding pixels. Process of setting
Extracting all comparison blocks having the same shape as the target block and all normal pixels and having only the normal pixels from the search range, and determining the degree of correlation between the target block and the plurality of comparison blocks;
The signal value of the normal pixel in at least one or more of the comparison blocks selected based on the degree of correlation is used for the target pixel group including a plurality of the defective pixels in the defective pixel group included in the replacement range And correcting the signal value of the target pixel group.
Priority Applications (1)
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