JPH0531995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、画像欠陥補償装置、特に、撮像手
段に固有の黒点・白点きずなどの欠陥画像信号を
補償して正常な画素信号に置換する画像欠陥補償
装置の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、撮像素子に黒点・白点きず等の画像欠陥
がある場合に、この画像欠陥を補償する方法が
種々提案されてきている。

第３図は従来の画像欠陥補償装置の構成を示す
図であり、テレビジヨン学会技術報告Vol.7，No.
14の19頁ないし24頁に開示されている。以下、第
３図を参照してその構成について説明する。

従来の画像欠陥補償装置は、画像からの光信号
を受けて水平および垂直方向に標本化して出力す
る撮像部１と、撮像部１からの信号出力の“０”
レベルを電位Ｅにクランプして乗算回路３および
遅延回路６へ与えるクランプ回路２と、欠陥画素
信号が撮像部１から出力されたとき“Ｈ”レベル
の信号を出力する欠陥補償信号発生回路８と、欠
陥補償信号発生回路８からの反転回路５を介した
信号に応答してクランプ電位Ｅまたはクランプ回
路２からの信号を加算回路４へ与える乗算回路３
と、クランプ回路２からの信号を２標本化期間遅
延させて乗算回路７へ与える遅延回路６と、欠陥
補償信号発生回路８からの信号に応答してクラン
プ電位Ｅまたは遅延回路６からの信号を加算回路
４へ出力する乗算回路７と、乗算回路３および乗
算回路７からの信号を加算して出力する加算回路
４とから構成される。ここで、撮像部１は緑色フ
イルタＧと白色フイルタＷとを有し、そのフイル
タごとに画素信号を出力する。また、欠陥補償信
号発生回路８は記憶装置を含み、予め定められた
位置に存在する欠陥画素の位置を記憶し、その記
憶内容に基づいて欠陥補償信号を発生する。

第４図は第３図の回路各部の出力信号のタイミ
ングを示す概略図である。以下、第３図および第
４図を参照して従来の画像欠陥補償装置の動作に
ついて説明する。

撮像手段１に含まれる緑色フイルタＧおよび白
色フイルタＷごとに標本化された画像信号はクラ
ンプ回路２へ与えられ、そこで“０”レベルが電
位Ｅにクランプされる（第４図２）。ここで、第
４図１はフイルタの配列を示し、第４図２に示さ
れる信号は第４図１に示されるフイルタ配列に対
応する。また、欠陥信号はｎ番目の信号である。
遅延回路６はクランプ回路２からの信号を２標本
化期間遅延させて出力するので、第４図３に示さ
れるような信号が遅延回路６から出力される。ま
たｎ番目の出力信号が欠陥信号であるので、欠陥
補償信号発生回路８からはｎ番目の信号がクラン
プ回路２から出力されるときに“Ｈ”レベルの信
号が発生される（第４図４）。乗算回路３は、そ
の一方入力端子３ａに与えられる信号が“Ｌ”レ
ベルのときクランプ電位Ｅを出力し、“Ｈ”レベ
ルのときクランプ回路２からの信号をそのまま出
力する。したがつて、乗算回路３からは第４図５
に示されるような信号が出力される。乗算回路７
は、その一方入力端子７ａへ与えられる信号が
“Ｌ”レベルのときクランプ電位Ｅを出力し、
“Ｈ”レベルのとき遅延回路６からの信号をその
まま出力する。したがつて、乗算回路７は、その
一方入力端子７ａに欠陥補償信号発生回路からの
信号をそのまま受けているので、第４図６に示さ
れるような信号を出力する。加算回路４は乗算回
路３および７からの信号を受けて加算して出力す
るので、第４図７に示されるような信号を順次出
力する。すなわち、加算回路４は欠陥補償信号が
“Ｌ”レベルのときクランプ回路２からの信号を
出力し、欠陥補償信号が“Ｈ”レベルのときには
遅延回路６からの信号を出力する。以上の動作に
より、第４図７に示されるように、ｎ番目の欠陥
画素による信号が（ｎ−２）番目の正常な画像の
信号に置換される。この画像欠陥補償装置の原理
は、画像の相関性により、近接した画素の信号は
ほぼ同一の値であるという原理に基づいている。
従来の画像欠陥補償装置は上述の原理に基づいて
欠陥画素信号の補償を行なつていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の画像欠陥補償装置は上述のように構成さ
れており、画像が急峻に変化している場合、その
変化の方向によつては補償誤差が大きくなり十分
な補償効果を得ることができないなどの問題点が
あつた。

それゆえ、この発明の目的は上述の欠点を除去
し、画像が急峻に変化している場合においても、
補償誤差の小さい画像欠陥補償装置を提供するこ
とである。

［問題点を解決するための手段］ この発明においては以下のような手段構成にす
る。すなわち、 撮像手段からの信号から１個の画素信号を抽出
手段を用いて抽出し、 前記抽出された画素信号の画面上において左右
に隣接する２個の正常な画素信号を第１の選択手
段を用いて選択・抽出し、 前記抽出された画素信号の画面上において上下
に隣接する２個の正常な画素信号を第２の選択手
段を用いて選択・抽出し、 第１の減算手段を用いて前記第１の選択手段か
らの２個の正常な画素信号のレベル差をとり、 第２の減算手段を用いて前記第２の選択手段か
らの２個の正常な画素信号の信号のレベル差をと
り、 第１の平均手段を用いて前記第１の選択手段か
らの信号レベルの算術平均をとり、 第２の平均手段を用いて前記第２の選択手段か
らの信号レベルの算術平均をとり、 比較手段を用いて前記第１および第２の減算手
段からの信号レベルの大きさを比較し、かつその
大小関係に応じた信号を出力し、 第３の選択手段を用いて前記比較手段からの信
号に応じて前記第１および第２の平均手段からの
信号のいずれか一方を選択して出力し、さらに 欠陥補償信号発生回路からの信号に応答して前
記抽出手段および前記第３の選択手段からの信号
のいずれか一方の信号を選択して出力するように
したものである。前記抽出手段、第１および第２
選択手段は好ましくは信号遅延回路で構成され
る。

さらに好ましくは以下の信号レベルで各手段は
動作する。比較手段は、第１減算手段からの信号
の大きさが第２減算手段からのそれより大きいと
き“Ｈ”レベルの信号を出力し、逆の場合は
“Ｌ”レベルの信号を出力する。第３の選択手段
は、比較手段からの“Ｈ”レベルの信号に応答し
て第２平均手段からの信号を出力し、比較手段か
らの“Ｌ”レベルの信号に応答して第１平均手段
からの信号を出力する。第４選択手段は、欠陥補
償信号発生回路の“Ｈ”レベルの信号に応答して
第３の選択手段からの信号を選択して出力する。

［作用］ 以上の手段構成とすることにより、欠陥画素信
号を上下方向および水平方向に隣接する正常な２
個の画素信号のうち信号レベル差の少ない方の２
つの画素信号の平均値で欠陥信号を置換すること
ができる。したがつて、画像が急峻に変化してい
る場合においても補償誤差を少なくすることがで
きる。

［発明実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。ここで、画像欠陥補償の対象となる画素信号
は、たとえばテレビジヨン信号などのように１行
ごとに順次走査して画像を表わす信号である。

第１図はこの発明の一実施例である画像欠陥補
償装置の構成を示す図である。以下、第１図を参
照して画像欠陥補償装置の構成を、画像信号抽出
経路と、水平および垂直方向の信号レベル差の比
較経路と、信号レベルの差の小さい方向の画素信
号の平均値である信号を選択する経路と、欠陥画
素信号をこの平均値信号で置換する経路について
順に説明する。

画素信号抽出経路は、入力画素信号を１水平走
査時間だけ遅延させて出力する1H遅延回路１１
および１２と、1H遅延回路１２からの信号を１
標本化期間（１画素走査し、次の画素を走査し始
めるまでの時間）だけ遅延させて引き算回路２１
および平均回路２５へ与える１画素遅延回路１３
と、1H遅延回路１１からの信号を受けて１標本
化期間遅延させて１画素遅延回路１６および置換
回路３０へ与える１画素遅延回路１５と、１画素
遅延回路１５からの信号を１標本化期間遅延させ
て引き算回路１９および平均回路２３へ与える１
画素遅延回路１６と、入力画素信号を受けて１標
本化期間遅延させて引き算回路２１および平均回
路２５へ与える１画素遅延回路１７とから構成さ
れる。基準となる画素信号は1H遅延回路１１お
よび１画素遅延回路１５により抽出される。基準
画素信号の水平方向に隣接する２個の画素信号は
1H遅延回路１１からの信号と、1H遅延回路１
１、１画素遅延回路１５および１画素遅延回路１
６からなる経路の出力信号とである。基準画素信
号の垂直方向に隣接する２個の画素信号は、１画
素遅延回路１７からの信号と、1H遅延回路１１，
１２および１画素遅延回路１３からなる経路の出
力信号とである。

垂直および水平方向の信号レベル差の比較経路
は、１画素遅延回路１６からの信号と1H遅延回
路１１からの信号とを受けてそれらの信号レベル
差をとる引き算回路１９と、引き算回路１９から
の信号の絶対値をとつて比較回路２７の一方入力
端子２７ａへ与える絶対値回路２０と、１画素遅
延回路１７からの信号と１画素遅延回路１３から
の信号とを受けてそれらの信号レベルの差をとる
引き算回路２１と、引き算回路２１からの信号の
絶対値をとつて比較回路２７の他方入力端子２７
ｂへ与える絶対値回路２２と、絶対値回路２０，
２２からの信号レベルの大小に応じた信号を選択
回路２８へ与える比較回路２７とから構成され
る。

信号レベル差の変化の少ない方向の平均値信号
を選択する経路は、1H遅延回路１１からの信号
と１画素遅延回路１６からの信号とを受けてその
算術平均をとつて出力する平均回路２３と、１画
素遅延回路１３からの信号と１画素遅延回路１７
からの信号とを受けてその算術平均をとつて出力
する平均回路２５と、平均回路２３，２５からの
信号をそれぞれ受けて、比較回路２７からの信号
に応答してそのどちらか一方の信号を出力して置
換回路３０へ与える選択回路２８とから構成され
る。ここで、比較回路２７は、好ましくは、絶対
値回路２０からの信号レベルが絶対値回路２２か
らの信号レベルより大きいときに“Ｈ”レベルの
信号を選択回路２８の入力端子２８ａに与え、絶
対値回路２２からの信号レベルが絶対値回路２０
からの信号レベルよりも大きいときに“Ｌ”レベ
ルの信号を選択回路２８の入力端子２８ａへ与え
る。選択回路２８は、好ましくは、その入力端子
２８ａへ与えられる信号が“Ｈ”レベルのとき、
平均回路２５からの信号を選択して置換回路３０
へ与え、一方、その入力端子２８ａへ“Ｌ”レベ
ルの信号が与えられたとき、平均回路２３からの
信号を選択して置換回路３０へ与える。

欠陥画素信号を平均値信号で置き換える経路
は、欠陥画素信号の位置を示す信号を発生して選
択回路２８へ与える欠陥補償信号発生回路２９
と、１画素遅延回路１５からの信号をその一方入
力端子３０ｂに受け、かつ選択回路２８からの信
号をその他方入力端子３０ｃへ受けるとともに、
欠陥補償信号発生回路２９からの信号を入力端子
３０ａへ受ける置換回路３０とから構成される。
置換回路３０は、欠陥補償信号発生回路２９から
の信号が“Ｈ”レベルのとき、選択回路２８から
の信号を選択して出力し、欠陥補償信号発生回路
２９からの信号が“Ｌ”レベルのとき１画素遅延
回路１５からの信号を選択して出力する。ここ
で、欠陥補償信号発生回路２９は、欠陥画素信号
が撮像部に固有のものであり、その発生位置が予
めその内部の記憶装置に記憶されており、その記
憶装置からの情報に応答して、１画素遅延回路１
５から欠陥画素信号が発生されるときに“Ｈ”レ
ベルの信号を発生する。

第２Ａ図ないし第２Ｃ図は水平方向（行方向）
および垂直方向（列方向）に標本化された画像の
信号の一部を示す図である。第２Ａ図において、
ｉ行，ｊ列の信号レベルをＰ（ｉ，ｊ）で示す。
説明のため、ｉ行，ｊ列の画素の信号に欠陥があ
る場合について考える。第２Ｂ図および第２Ｃ図
の斜線はｉ行，ｊ列周辺の絵柄を示し、それぞれ
水平方向に大きな相関がある場合、垂直方向に大
きな相関がある場合を示す。以下、第１図、第２
Ａ図〜第２Ｃ図を参照してこの発明の一実施例で
ある画像欠陥補償装置の動作について説明する。

１画素遅延回路１５からｉ行，ｊ列の画素の信
号レベルＰ（ｉ，ｊ）が出力されている場合につ
いて説明する。このとき、1H遅延回路１１から
はＰ（ｉ，ｊ−１）が出力され、１画素遅延回路
１３からはＰ（ｉ−１，ｊ）が出力され、１画素
遅延回路１６からはＰ（ｉ，ｊ＋１）が、１画素
遅延回路１７からはＰ（ｉ＋１，ｊ）が出力され
る。引き算回路１９は、１画素遅延回路１６から
の信号と1H遅延回路１１からの信号のレベルの
差をとつて絶対値回路２０へ与える。したがつ
て、絶対値回路２０からは、 ｜Ｐ（ｉ，ｊ＋１）−Ｐ（ｉ，ｊ−１）｜ の信号レベルが出力されて比較回路２７の一方入
力端子２７ａへ与えられる。

引き算回路２１は、１画素遅延回路１７からの
信号と１画素遅延回路１３からの信号レベルの差
をとつて絶対値回路２２へ与える。したがつて、
絶対値回路２２からは、 ｜Ｐ（ｉ＋１，ｊ）−Ｐ（ｉ−１，ｊ）｜ の信号レベルが比較回路２７の他方入力端子ｂへ
出力される。比較回路２７は、絶対値回路２０，
２２からの信号レベルの大小関係に応じて“Ｈ”
または“Ｌ”レベルの信号を発生して選択回路２
８の制御端子２８ａへ与える。

平均回路２３は、１画素遅延回路１６からの信
号Ｐ（ｉ，ｊ＋１）と、1H遅延回路１１からの信
号Ｐ（ｉ，ｊ−１）との平均値をとつて選択回路
２８へ与える。すなわち、平均回路２３からの出
力信号P₂₈は、 １／２｛Ｐ（ｉ，ｊ＋１）＋Ｐ（ｉ，ｊ＋１）｝ となる。また、平均回路２５は、１画素遅延回路
１７からの信号Ｐ（ｉ＋１，ｊ）と、１画素遅延
回路１３からの信号Ｐ（ｉ−１，ｊ）とを受けて
その平均値を選択回路２８へ与える。すなわち、
平均回路２５からの出力信号P₂₅は、 １／２｛Ｐ（ｊ＋１，ｊ）＋Ｐ（ｉ−１，ｊ）｝ となる。

選択回路２８は、比較回路２７からの信号に応
答して平均回路２３および２５からの信号のいず
れか一方を選択して置換回路３０の一方入力端子
３０ｃへ与える。以下、選択回路２８からの信号
出力を第２Ｂ図および第２Ｃ図に示される場合に
分けて考える。

まず第２Ｂ図に示されるように水平方向に画像
の相関関係が大きい（水平方向の信号レベル差が
小さい）場合について説明する。絶対値回路２０
からの出力信号をP₂₀と、絶対値回路２２からの
出力信号をP₂₂と置くと、比較回路２７からはP₂₀
＞P₂₂のとき、“Ｈ”レベルの信号が選択回路２８
の制御端子２８ａへ与えられ、逆の場合は“Ｌ”
レベルの信号が選択回路２８の制御端子２８ａへ
与えられる。したがつて、水平方向に画像の相関
関係が大きい場合には、 ｜Ｐ（ｉ，ｊ＋１）−Ｐ（ｉ，ｊ−１）｜＜｜Ｐ（ｉ
＋１，ｊ）−Ｐ（ｉ−１，ｊ）｜ となり、比較回路２７は“Ｌ”レベルの信号を選
択回路２８へ与える。選択回路２８は、その制御
端子２８ａに与えられる信号が“Ｌ”レベルのと
き、平均回路２３からの信号を選択して出力す
る。すなわち、このとき選択回路２８からは １／２｛Ｐ（ｉ，ｊ−１）＋Ｐ（ｉ，ｊ＋１）｝ が出力される。１画素遅延回路１５から欠陥画素
信号Ｐ（ｉ，ｊ）が置換回路３０へ与えられてい
るとき、これに同期して欠陥補償信号発生回路２
９かちは“Ｈ”レベルの信号が発生されて置換回
路３０の制御端子３０ａへ与えられる。置換回路
３０は、制御端子３０ａに与えられる信号が
“Ｈ”レベルのとき、選択回路２８からの信号を
選択して出力する。この結果、欠陥画素信号Ｐ
（ｉ，ｊ）は正常な信号レベルに近い平均値信号、
すなわち、 １／２｛Ｐ（ｉ，ｊ−１）＋Ｐ（ｉ，ｊ＋１）｝ で表わされる信号に置換され、画像の欠陥が補償
される。

次に第２Ｃ図に示されるような垂直方向に画像
の相関関係が大きい場合について説明する。この
場合には、水平方向に隣接する信号レベル差が垂
直方向に隣接する信号の変化により大きくなるの
で、 ｜Ｐ（ｉ，ｊ＋１）−Ｐ（ｉ，ｊ−１）｜＞｜Ｐ（ｉ
＋１，ｊ）−Ｐ（ｉ−１，ｊ）｜ となり、比較回路２７からは“Ｈ”レベルの信号
が出力される。選択回路２８は“Ｈ”レベルの信
号が制御端子２８ａに与えられたとき、平均回路
２３からの信号を選択して出力する。すなわち、
このとき、選択回路２８からは １／２｛Ｐ（ｉ−１，ｊ）＋Ｐ（ｉ＋１，ｊ）｝ の信号が置換回路３０の入力端子３０ｃへ与えら
れる。置換回路３０は、信号Ｐ（ｉ，ｊ）が欠陥
画素信号のとき、欠陥補償信号発生回路２９から
の“Ｈ”レベルの信号に応答して選択回路２８か
らの信号を選択して出力する。この結果、置換回
路３０からは欠陥画素信号に隣接する２個の正常
な画素信号の信号レベルの平均値 １／２｛Ｐ（ｉ−１，ｊ）＋Ｐ（ｉ＋１，ｊ）｝ が出力される。

なお、Ｐ（ｉ，ｊ）が欠陥画素信号でない場合
には、欠陥補償信号発生回路２９からは“Ｌ”レ
ベルの信号が置換回路３０へ与えられるので、置
換回路３０からは１画素遅延回路１５からの信号
がそのまま選択されて出力される。

なお、上記実施例においては遅延回路を用いて
欠陥画素信号の水平および垂直方向に隣接する画
素信号を抽出している。しかし遅延回路を用いず
に、たとえばメモリなどを用いて構成しても同様
の機能を有する回路を構成することが可能であ
る。

また、上記実施例においては、1H遅延回路と
１画素遅延回路とを用いて回路構成を行なつてい
るが、この回路構成はこれに限定されず、同様の
機能を有するものであれば他の回路構成を用いて
も構わないことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、欠陥画素信
号の水平および垂直方向に関し画像の相関関係の
大きい方向に配置される隣接する２個の画素信号
の平均値を用いて欠陥画素信号を置換している。
したがつて、画像が急峻に変化している場合など
においても精度の高い画像欠陥補償装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である画像欠陥補
償装置の構成を示す図である。第２Ａ図ないし第
２Ｃ図は第１図の回路の動作を説明するための図
であり、水平および垂直方向に標本化された画素
信号のレベルを示す図である。第３図は従来の画
像欠陥補償装置の構成を示す図である。第４図は
第３図の回路各部の出力信号のタイミングを示す
図である。 図において、１１，１２は1H遅延回路、１３，
１５，１６，１７は１画素遅延回路、１９，２１
は引き算回路、２０，２２は絶対値回路、２３，
２５は平均回路、２７は比較回路、２８は選択回
路、２９は欠陥補償信号発生回路、３０は置換回
路である。なお、図中、同符号は同一または相当
部を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像手段を用いて画像を水平および垂直方向
   に標本化して得られる画像信号群において、前記
   画像信号群が正常画素信号と前記撮像手段に固有
   の予め定められた位置に発生する欠陥画素信号と
   を含むとき、前記予め定められた位置を示す信号
   を発生する欠陥補償信号発生回路からの信号に応
   答して前記欠陥画素信号をその周辺の正常画素信
   号を用いて補償する画像欠陥補償装置であつて、 前記撮像手段からの画素信号を受けて順次１個
   ずつ画素信号を抽出する抽出手段と、 前記撮像手段からの画素信号を受けて、前記抽
   出手段で抽出された画素信号に対し水平方向に隣
   接する複数の画素信号を選択的に抽出する第１の
   選択手段と、 前記撮像手段からの画素信号を受けて、前記抽
   出手段で抽出された画素信号に対し垂直方向に隣
   接する複数の画素信号を選択して出力する第２の
   選択手段と、 前記第１の選択手段からの隣接画素信号を受け
   て、各々の信号レベルの差をとつて出力する第１
   の減算手段と、 前記第２の選択手段からの隣接画素信号を受け
   て各々の信号レベルの差をとつて出力する第２の
   減算手段と、 前記第１および第２の減算手段からのそれぞれ
   の差信号を受けてそれらの信号レベルの大きさを
   比較し、その大小関係に応じた信号を出力する比
   較手段と、 前記第１の選択手段からの画素信号を受けてそ
   れらの信号レベルの算術平均をとつて出力する第
   １の平均手段と、 前記第２の選択手段からの画素信号を受けてそ
   れらの信号レベルの算術平均をとつて出力する第
   ２の平均手段と、 前記比較手段からの信号に応じて、前記第１お
   よび第２の平均手段からの平均値信号のいずれか
   一方を選択して出力する第３の選択手段と、 前記欠陥補償信号発生回路からの信号に応答し
   て、前記抽出手段からの画素信号および前記第３
   の選択手段からの平均値信号のいずれか一方を選
   択して出力する第４の選択手段とを備え、 前記欠陥画素信号を、前記水平方向および前記
   垂直方向に隣接する画素信号のうち信号レベル差
   の少ない方向の平均値信号で置換えるようにした
   画像欠陥補償装置。 ２ 前記抽出手段、前記第１の選択手段および前
   記第２の選択手段は各々、与えられた信号を１水
   平走査期間だけ遅延させて出力する第１の遅延回
   路と、与えられた信号を１標本化期間の時間だけ
   遅延させて出力する第２の遅延回路手段とを用い
   て構成される、特許請求の範囲第１項記載の画像
   欠陥補償装置。