JP6921567B2 - 画像処理装置、撮像装置、画素異常検出方法およびプログラム - Google Patents
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Description
〔撮像装置の構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図である。図1に示す撮像装置1は、撮像部2と、位相差画素処理部3と、画像処理部4と、外部メモリ5と、表示部6と、入力部7と、タッチパネル8と、バッテリー9と、内部メモリ10と、バス11と、システム制御部12と、を備える。
ここで、上述した撮像素子24の詳細な構成について説明する。
図2は、撮像素子24を含む撮像部2の構成を模式的に示す断面図である。図3は、撮像素子24の構成を模式的に示す平面図である。図4は、撮像素子24の単位画素の構成を模式的に示す斜視図である。なお、図3において、水平方向をHn(n=1以上の整数)とし、垂直方向をVn(n=1以上の整数)として説明する。
位相差画素処理部3は、撮像部2が生成した画像データに基づいて、撮像部2の焦点状態を検出し、かつ、単位画素G1を構成する複数の光電変換素子241の各々の出力値を比較して異常出力を単位画素G1毎に検出する。位相差画素処理部3は、異常画素判定部31と、焦点検出部32と、を有する。なお、本実施の形態1では、位相差画素処理部3が画像処理装置として機能する。
次に、撮像装置1が実行する処理について説明する。
図6は、撮像装置1が実行する処理の概要を示すフローチャートである。図6に示すように、システム制御部12は、撮像部2に撮像を実行させ(ステップS1)、撮像部2によって生成された画像データに対応するライブビュー画像を表示部6に表示させる(ステップS2)。
次に、上述した図6のステップS4の画素異常検出処理の詳細について説明する。図7は、異常画素判定部31が実行する画素異常検出処理の概要を示すフローチャートである。なお、図7においては、図8に示すように、4つの光電変換素子241(以下、左上から「PD1」、「PD2」、「PD3」および「PD4」という)を1組とする単位画素G1に対して画素異常を検出する例について説明する。また、以下において、4つのPD1〜PD4のうちのいずれか1つを示す場合、単に「PD」と表現して記載する。さらに、以下においては、説明の便宜状、1つの単位画素G1に対して行う画素異常検出処理について説明するが、異常画素判定部31は、撮像素子24を構成する全ての単位画素G1に対して同様の画素異常検出処理を行う。
補正方法1
画像処理部4は、同一単位画素内のPD(図3のPD2(H6,V5)、PD3(H5,V6)およびPD4(H6,V6))の画素値を用いて補正する。
具体的には、画像処理部3は、点滅欠陥画素であるPD1(H5,V5))の画素値を、PD2(H6,V5)の画素値、PD3(H5,V6)の画素値およびPD4(H6,V6))の画素値で3点補間(画素値の平均値)することによって補正する。
補正方法2
画像処理部4は、隣り合う単位画素の同位置のPDの画素値で補正する。
具体的には、画像処理部3は、点滅欠陥画素であるPD1(H5,V5))の画素値を、PD1(H9,V5)、PD1(H5,V1)、PD1(H1,V5)およびPD1(H5,V9)の各々の画素値で上下左右補間(画素値の平均値)することによって補正する。
なお、画像処理部4は、上述した2つの補正方法を行う場合において、推定部312によって補正に用いる画素で点滅欠陥画素であると判定されているとき、その画素を補正に用いる画素から除外し、残りの画素の画素値を用いて補正する。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る撮像装置は、上述した実施の形態1に係る撮像装置1と同一の構成を有し、撮像装置が備える異常画素判定部が実行する画素異常検出処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態1では、1つの単位画素G1を構成する4つのPD1〜PD4の各々が出力する出力値を比較することによって、画素異常であるか否かを推定していたが、本実施の形態2では、隣接する単位画素間の同じ受光位置のPDが出力する出力値の比率を比較することによって、画素異常であるか否かを推定する。以下においては、本実施の形態2に係る撮像装置が備える異常画素判定部が実行する画素異常検出処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る撮像装置1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図11は、本発明の実施の形態2に係る撮像装置1が備える異常画素判定部31が実行する画素異常検出処理の概要を示すフローチャートである。なお、図11においては、図12に示すように、4つの光電変換素子241で構成される1組を単位画素G1(PD11,PD12,PD13,PD14)とし、この単位画素G1に隣接する同色のフィルタ(例えばRフィルタ)が積層された4つの光電変換素子241で構成される1組を単位画素G2(PD21,PD22,PD23,PD24)とする。また、以下において、8つのPD11〜PD14,PD21〜PD24のうちのいずれか1つを示す場合、単に「PD」と表現して記載する。また、図13は、単位画素G1,G2の各PDの出力値を模式的に示す図である。さらにまた、以下においては、説明の便宜状、2つの単位画素G1,G2に対して行う画素異常検出処理について説明するが、異常画素判定部31は、撮像素子24を構成する全ての単位画素に対して同様の画素異常検出処理を行う。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3に係る撮像装置は、上述した実施の形態1に係る撮像装置1と同一の構成を有し、撮像装置が実行する画素異常検出処理が異なる。具体的には、本実施の形態3では、複数の単位画素で出力値のばらつきが生じているか否かを判定することによって、点滅欠陥を判定する。以下においては、本実施の形態3に係る撮像装置が実行する画素異常検出処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る撮像装置1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図14は、本発明の実施の形態3に係る撮像装置1が備える異常画素判定部31が実行する画素異常検出処理の概要を示すフローチャートである。なお、図14においては、上述した図8の4つの光電変換素子241(以下、左上から「PD1」、「PD2」、「PD3」および「PD4」という)を1組とする単位画素G1に対して画素異常を検出する例について説明する。また、以下において、4つのPD1〜PD4のうちのいずれか1つを示す場合、単に「PD」と表現して記載する。さらに、以下においては、説明の便宜状、1つの単位画素G1に対して行う画素異常検出処理について説明するが、異常画素判定部31は、撮像素子24を構成する全ての単位画素G1に対して同様の画素異常検出処理を行う。
また、本発明に係る撮像装置は、デジタルスチルカメラ以外にも、デジタルビデオカメラ、撮像機能を有するタブレット型携帯機器等の電子機器および内視鏡や顕微鏡で撮像された医療用、産業用分野の画像データに対応する画像を表示する表示装置等にも適用することができる。
;5・・・外部メモリ;6・・・表示部;7・・・入力部;8・・・タッチパネル;9・・・バッテリー;10・・・内部メモリ;11・・・バス;12・・・システム制御部;21・・・レンズ部;22・・・絞り;23・・・シャッタ;24・・・撮像素子;31・・・異常画素判定部;32・・・焦点検出部;241・・・光電変換素子;242・・・受光部;243・・・カラーフィルタ;244・・・マイクロレンズ;311・・・比較部;312・・・推定部;G1,G2・・・単位画素
Claims (9)
- 4個以上の光電変換素子を1組の単位画素とし、該単位画素を二次元マトリクス状に複数配置した受光部と、前記単位画素毎に設けられ、前記単位画素の受光面に積層されてなるマイクロレンズと、を備える撮像素子によって生成された画像データに基づいて、前記単位画素毎に前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を比較して異常出力を検出する比較部と、
前記比較部が前記異常出力を検出した前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を用いて異常を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、前記比較部によって前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、1つの出力値が他の出力値と異なり、異常出力と検出された場合、該1つの出力値を出力した前記光電変換素子を点滅欠陥による異常であると推定し、
前記比較部が前記異常出力を検出した複数の前記単位画素の各々が前記比較部によって前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、2個以上の出力値が他の出力値と異なるレベルであり、異常出力と検出された場合、前記2個以上の出力値を出力した前記光電変換素子をゴースト光による異常であると推定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記比較部は、隣接する前記単位画素の同じ位置の前記光電変換素子が出力した出力値の比率を比較することによって前記異常出力を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記推定部は、前記単位画素における前記ゴースト光による異常の位置と他の光電変換素子の位置とに基づいて、前記ゴースト光の入射方向を推定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記推定部は、異常と推定した前記光電変換素子の位置に関する位置情報を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像処理装置。
- 前記推定部による推定の実施を指示する指示信号の入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記推定部は、前記入力部から前記指示信号が入力された場合、前記比較部が前記異常出力を検出した前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を用いて異常を推定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像処理装置。 - 前記撮像素子と、
請求項1〜5のいずれか1つに記載の画像処理装置と、
前記撮像素子の受光面に被写体像を結像するレンズ部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 4個以上の光電変換素子を1組の単位画素とし、該単位画素を二次元マトリクス状に複数配置した受光部と、前記単位画素毎に設けられ、前記単位画素の受光面に積層されてなるマイクロレンズと、を備える撮像素子によって生成された画像データに基づいて、前記単位画素毎に前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を比較して異常出力を検出する比較ステップと、
前記比較ステップにおいて前記異常出力を検出した前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を用いて異常を推定する推定ステップと、
を含み、
前記推定ステップは、前記比較ステップにおいて前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、1つの出力値が他の出力値と異なり、異常出力と検出された場合、該1つの出力値を出力した前記光電変換素子を点滅欠陥による異常であると推定し、
前記比較ステップにおいて前記異常出力を検出した複数の前記単位画素の各々が前記比較ステップによって前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、2個以上の出力値が他の出力値と異なるレベルであり、異常出力と検出された場合、前記2個以上の出力値を出力した前記光電変換素子をゴースト光による異常であると推定することを特徴とする画素異常検出方法。 - 画像処理装置に、
4個以上の光電変換素子を1組の単位画素とし、該単位画素を二次元マトリクス状に複数配置した受光部と、前記単位画素毎に設けられ、前記単位画素の受光面に積層されてなるマイクロレンズと、を備える撮像素子によって生成された画像データに基づいて、前記単位画素毎に前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を比較して異常出力を検出する比較ステップと、
前記比較ステップにおいて前記異常出力を検出した前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を用いて異常を推定する推定ステップと、
を実行させ、
前記推定ステップは、前記比較ステップにおいて前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、1つの出力値が他の出力値と異なり、異常出力と検出された場合、該1つの出力値を出力した前記光電変換素子を点滅欠陥による異常であると推定し、
前記比較ステップにおいて前記異常出力を検出した複数の前記単位画素の各々が前記比較ステップによって前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうち、2個以上の出力値が他の出力値と異なるレベルであり、異常出力と検出された場合、前記2個以上の出力値を出力した前記光電変換素子をゴースト光による異常であると推定することを特徴とするプログラム。 - 4個以上の光電変換素子を1組の単位画素とし、該単位画素を二次元マトリクス状に複数配置した受光部と、前記単位画素毎に設けられ、前記単位画素の受光面に積層されてなるマイクロレンズと、を備える撮像素子によって生成された画像データに基づいて、前記単位画素毎に前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を比較して異常出力を検出する比較部と、
前記比較部が前記異常出力を検出した前記単位画素における前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値を用いて異常を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、前記比較部によって複数の前記単位画素にて前記4個以上の光電変換素子の各々の出力値のうちの2個以上の出力値が異常出力と検出された場合において、異常出力を検出した複数の前記単位画素のうち、異常出力と検出された前記光電変換素子の前記単位画素内の位置の傾向が同一である単位画素が、所定数より少ないとき、点滅欠陥による異常であると推定し、所定数以上存在するとき、ゴースト光による異常であると推定することを特徴とする画像処理装置。
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