JPH089394A - 撮像方法および撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで且つ表示画像に悪影響を及ぼさず
に、ＣＣＤの素子欠陥に基づく傷信号の除去を行なうこ
とが可能な撮像方法および撮像装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ１からの画像信号の画像領域から、抽
出回路３により単位エリアＵが抽出され、抽出された単
位エリアにおいて、平均値演算手段４により各色画素の
強度の平均値が検出され、注目色画素の強度の平均値と
他の色画素の強度の平均値との比が比演算手段５で演算
される。そして、乗算回路７によって、比演算手段５で
得られた比演算値Ｋが原画像信号に乗算され、この乗算
で得られた信号Ｙ１に対して、メディアンフィルタ８で
傷信号除去処理が施され、素子欠陥に基づく傷信号が除
去された輝度信号Ｙが得られ、得られた輝度信号を、比
演算手段５で得られた比演算値Ｋで除して傷信号が除去
された色信号Ｃが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単板式カラー撮像素子
を用いた撮像方法および撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在家庭用等として使用されているビデ
オカメラの多くには、固体撮像素子として単板式カラー
素子であるＣＣＤが使用されており、このＣＣＤ表面の
各画素上に色フィルタが貼着され、１枚のＣＣＤによつ
てカラービデオ信号が得られるように構成されている。
このＣＣＤは製造工程において素子に欠陥ができること
があり、このような欠陥ができると撮影画像に点状の固
定ノイズが確認されることがある。近年の素子の高集積
化に伴ってＣＣＤ素子の小型化が進み、この種の欠陥の
発生頻度は増大の傾向にあり、この種の欠陥の皆無のＣ
ＣＤを製造しようとすると歩留まりが低下してしまう。

【０００３】この問題を解決するために、製造時にＣＣ
Ｄ素子の全数検査を行い、それぞれのＣＣＤ素子の欠陥
画素の状態及び位置の欠陥情報を記録したＲＯＭを各Ｃ
ＣＤ素子に添付し、該ＣＣＤ素子を使用した装置の組み
立て時に、ＲＯＭの欠陥情報を基にして画像信号をＣＣ
Ｄ素子の欠陥に基づく傷信号が画面上目立たなくなるよ
うに補正することが行なわれている。また、ＲＯＭを使
用せずに、画像信号の補正を行なってメディアンフィル
タで素子欠陥に基づく傷信号を除去するなどの方法も採
られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、欠陥情報を記
録したＲＯＭを添付する方法では、全数検査を行ってＲ
０Ｍを作成し、各ＣＣＤ毎に補正情報を管理し組立てを
行なう必要があり、製造コストが上昇すると云う問題が
ある。また、メディアンフィルタで素子欠陥に基づく傷
信号を除去する方法では、得られた画像信号に色信号が
多重化されているために同一色の画素からの信号で補正
しようとすると、補正のための画素間距離が大きくなっ
て表示画像にモアレなどの偽信号が発生するなど表示画
像に対する悪影響が生じる。

【０００５】本発明は上述したような問題点を解決する
ためになされたものであり、低コストで且つ表示画像に
悪影響を及ぼさずに、ＣＣＤの素子欠陥に基づく傷信号
の除去を行なうことが可能な撮像方法および撮像装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、固体撮像素子から得られる
画像信号の画像領域から単位エリアを抽出する抽出ステ
ップと、該抽出ステップで抽出された単位エリアにおけ
る各色画素の強度の平均値を検出する平均値検出ステッ
プと、該平均値検出ステップで得られた注目すべき色画
素の強度の平均値と、他の色画素の強度の平均値との比
を演算する比演算ステップと、該比演算ステップで得ら
れた比演算値を原画像信号に乗算する乗算ステップと、
該乗算ステップで得られた信号に対してメディアンフィ
ルタ処理を施すフィルタリングステップとを有すること
を特徴とするものである。

【０００７】同様に前記目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１記載の撮像方法に対して、前
記フィルタリングステップでメディアンフィルタ処理が
施された信号を、前記比演算ステップで得られた比演算
値で除した後色分離を行なう除算・色分離ステップを有
することを特徴とするものである。

【０００８】同様に前記目的を達成するために、請求項
３記載の発明は、固体撮像素子から得られる画像信号の
画像領域から単位エリアを抽出する抽出手段と、該抽出
手段で抽出された単位エリアにおける各色画素の強度の
平均値を検出する平均値検出手段と、該平均値検出手段
で得られた注目すべき色画素の強度の平均値と、他の色
画素の強度の平均値との比を演算する比演算手段と、該
比演算手段で得られた比演算値を、原画像信号に乗算す
る乗算手段と、該乗算手段で得られた信号に対してメデ
ィアンフィルタ処理を施すフィルタリング手段とを有す
ることを特徴とするものである。

【０００９】同様に前記目的を達成するために、請求項
４記載の発明は、請求項３記載の撮像装置に対して、前
記フィルタリング手段でメディアンフィルタ処理が施さ
れた信号を、前記比演算手段で得られた比演算値で除し
た後色分離を行なう除算・色分離手段を有することを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１及び請求項３記載の発明では、固体撮
像素子から得られる画像信号の画像領域から単位エリア
が抽出され、抽出された単位エリアにおける各色画素の
強度の平均値が検出され、このようにして得られた注目
すべき色画素の強度の平均値と、他の色画素の強度の平
均値との比が演算される。そして、得られた比演算値が
原画像信号に乗算され、この乗算で得られた信号に対し
てメディアンフィルタ処理が施される。

【００１１】請求項２及び請求項４記載の発明では、上
記メディアンフィルタ処理が施された信号に対して、比
演算で得られた演算値で除した後色分離が行なわれる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図８を参照して説
明する。図１は本発明の撮像装置の一実施例の概略構成
を示すブロック図、図２は本実施例の単板カラービデオ
カメラ用ＣＣＤの色フィルタの配置を示す説明図、図３
は原画像信号から抽出される単位エリアの説明図、図４
は素子欠陥に基づく傷信号が重畳された原画像信号の説
明図、図５は画素の強度の比演算の説明図、図６は原画
像信号と比演算値との乗算で得られた予備補正輝度信号
の説明図、図７はメディアンフィルタ処理の説明図、図
８はメディアンフィルタ処理で得られた補正輝度信号の
説明図である。

【００１３】本実施例は、本発明を単板カラーカメラに
適用したものである。図１において、１は単板カラーカ
メラ用の色差線順次型のＣＣＤであり、ＡＤ変換器２を
介して、抽出回路３と乗算回路７に接続されている。抽
出回路３は、原画像信号の画像領域から単位エリアＵを
抽出する。また乗算回路７は、後述する予備補正輝度信
号Ｙ１を演算する。ＣＣＤ１上には、図２に示すよう
に、モザイク状にＣｙ、Ｙｅ、Ｍｇ、Ｇの色フィルタが
貼着されていて、ＣＣＤ１は受光した光の各色に対応し
て光電変換を行ない、画像信号を出力する。

【００１４】この出力画像信号はＡ／Ｄ変換器２によっ
てデジタル信号に変換され、一方では抽出回路３に供給
され、画像信号の画像領域から単位エリアＵが抽出され
る。抽出回路３で抽出される単位エリアＵは、図３に示
すように６×４画素で構成され、この単位エリアＵは、
同図に示すように、図２のＣｙ、Ｙｅ、Ｍｇ、Ｇの色フ
ィルタに夫々対応する色画素ａ〜ｄに分割され、水平走
査方向には色フィルタの繰り返しに対応して、Ｃｙ画素
とＹｅ画素、或いはＧ画素とＭｇ画素が繰り返し配列さ
れ、垂直走査方向には、Ｃｙ画素とＧ画素、或いはＹｅ
画素とＭｇ画素が繰り返し配列されている。

【００１５】また、抽出回路３の出力側には、各色に夫
々対応する平均値演算回路４ａ〜４ｄから成る平均値演
算手段４が接続され、各平均値演算回路４ａ〜４ｄは、
各色の画素の強度の平均値をそれぞれ演算する。すなわ
ち、この平均値演算回路４ａ〜４ｄは、単位エリアＵ内
の現在の走査線位置の各色画素の強度の平均値を演算す
る。この平均値演算回路４ａ〜４ｄの出力側には除算回
路５ａ〜５ｃから成る比演算手段５が接続され、各除算
回路５ａ〜５ｃは抽出単位エリアＵにおける注目すべき
色画素の強度の平均値と、他の色画素の強度の平均値と
の比をそれぞれ演算する。

【００１６】また、除算回路５ａ〜５ｃの出力側には、
切換制御回路６が接続されており、除算回路５ａ〜５ｃ
で演算された比演算値の選択取出しを制御する。この切
換制御回路６の出力側には、前記乗算回路７が接続さ
れ、Ａ／Ｄ変換器２からの原画像信号Ｓに切換制御回路
６からの比演算値Ｋを乗算する。

【００１７】この乗算回路７の出力側にはメデイアンフ
イルタ（中間フイルタ）回路８が接続され、乗算回路７
からの乗算処理された信号Ｙ１から傷信号を除去する処
理を行う。切換制御回路６とメデイアンフイルタ回路８
の各出力側には除算回路９が接続され、メデイアンフイ
ルタ回路８からの傷信号が除去された輝度信号Ｙを切換
制御回路６からの比演算値Ｋで除算する。除算回路９の
出力側には色分離回路１０が接続され、除算回路９から
の信号Ｃに対し色分離処理を行なう。

【００１８】次に、上述した構成の本実施例の動作を説
明する。ＣＣＤ１から出力された画像信号は、ＡＤ変換
器２によつてデジタル信号に変換されて、抽出回路３に
入力され、抽出回路３のメモリに順次格納される。次い
で、抽出回路３は該メモリから画像信号を読出して、原
画像信号の領域から図３に示す６×４画素の単位エリア
Ｕを抽出する。

【００１９】このようにして抽出された単位エリアＵに
対して、平均値演算回路４ａ〜４ｄは、単位エリアＵに
おける現在の走査線位置の色画素の強度の平均値を演算
する。次いで、平均値演算回路４ａ〜４ｄの各演算値が
比演算手段５の除算回路５ａ〜５ｃにそれぞれ入力さ
れ、抽出単位エリアＵにおける注目すべき色画素の強度
の平均値と、他の色画素の強度の平均値との比をそれぞ
れ演算する。

【００２０】このようにして演算された比演算値Ｋは、
切換制御回路６により、ＣＣＤ１から乗算回路７に入力
される画像信号Ｓの画素の色に応じて切換制御されるこ
とにより、各色の比演算値Ｋが選択されて順次乗算回路
７に出力される。

【００２１】一方、ＣＣＤ１からＡＤ変換器２を介して
ＡＤ変換された画像信号Ｓは、ＣＣＤ１の素子欠陥に基
づく傷信号Ｄが重畳されており、ここでは、図４に示す
ように、Ｙｅの画素に傷信号Ｄが重畳された画像信号が
乗算回路７に入力される。図４に示すように、一般にＣ
ＣＤ１に素子欠陥が存在すると、欠陥が存在する画素の
輝度は増大する。この場合、切換制御回路６は、乗算回
路７に入力される画像信号Ｓの色画素に対応して、該色
画素強度の平均値と他の色画素強度の平均値との比演算
値Ｋを選択し、順次乗演算回路７に入力するように制御
する。

【００２２】例えば、図３の単位エリアＵの一行目の走
査時には、先ずＣｙ画素信号がＣＣＤ１から乗算回路７
に入力されると、切換制御回路６からは、比演算値Ｋ１
として、Ｋ１＝（Ｙｅ画素強度平均値）／（Ｃｙ画素強
度平均値）なる比演算値が乗算回路７に入力される。次
いで、Ｙｅ画素信号がＣＣＤ１から乗算回路７に入力さ
れると、切換制御回路６からは、比演算値Ｋ２として、
Ｋ２＝（Ｃｙ画素強度平均値）／（Ｙｅ画素強度平均
値）なる比演算値が乗算回路７に入力される。

【００２３】以下同様にして、ＣＣＤ１から入力される
Ｃｙ画素信号とＹｅ画素信号とにそれぞれ対応して、切
換制御回路６からは、（Ｙｅ画素強度平均値）／（Ｃｙ
画素強度平均値）の比演算値Ｋ１と、（Ｃｙ画素強度平
均値）／（Ｙｅ画素強度平均値）の比演算値Ｋ２とが、
それぞれ乗算回路７に入力される。

【００２４】これらの比演算値は、切換制御回路６で予
め大きな方の比演算値が１に設定されており、この場合
の比演算値Ｋは、図５に示すようになり、（Ｙｅ画素強
度平均値）／（Ｃｙ画素強度平均値）の比演算値が、
（Ｃｙ画素強度平均値）／（Ｙｅ画素強度平均値）の比
演算値よりも大きく１に設定されている。このような比
演算値Ｋが乗算回路７に入力され、図４に示す原画像信
号Ｓとの乗算が行なわれる。この乗算によつて、原画像
信号ＳのＹｅ画素の色キャリアがほぼ除去され、レベル
が減少した傷信号Ｄ１を有する原画像信号の予備補正輝
度信号Ｙ１が得られる。

【００２５】この予備補正輝度信号Ｙ１は、メディアン
フィルタ回路８に入力され、該回路８では、図７に示す
ように、傷信号Ｄ１が重畳された画素を中心とする９画
素の強度を大きさレベル順に配列し、その中央のレベル
値を傷信号Ｄ１が重畳された画素のレベルとするフィル
タ処理が行なわれる。このフィルタ処理によって、予備
補正輝度信号Ｙ１から、図８に示すように傷信号が除去
された原画像信号の広帯域の補正輝度信号Ｙが得られ
る。

【００２６】次いで、このようにして得られた原画像信
号の補正輝度信号Ｙが、除算回路９に入力され、前述の
比演算値Ｋで補正輝度信号Ｙを除する演算が実行され、
この演算によって、原画像信号から重畳された傷信号が
除去された画像信号が得られる。この画像信号は色分離
手段１０で色分離が行なわれ、傷信号が除去された各色
信号が得られる。このようにして、傷信号が除去された
補正輝度信号Ｙと各色信号とが、図示しない信号処理回
路に入力されて各種の信号処理が行なわれる。

【００２７】このように、本実施例によると、原画像信
号から単位エリアを抽出し、単位エリアについて各色画
素の強度の平均値を演算し、原画像信号の各画素に対し
て対応する色の画素の強度の平均値の他の色の画素の強
度の平均値に対する比演算値を演算し、原画像信号にこ
の比演算値を乗算することにより、原画像信号の予備補
正輝度信号Ｙ１が得られる。そして、この予備補正輝度
信号Ｙ１にメディアンフィルタでフィルタ処理を施すこ
とにより、傷信号が除去された原画像信号の補正輝度信
号Ｙが得られ、この補正輝度信号Ｙを前記比演算値で除
算することにより、原画像信号に重畳された傷信号が除
去された色信号が得られる。このように、本実施例で
は、原画像信号からＣＣＤ１の素子欠陥により生じる傷
信号を、欠陥補正用ＲＯＭなどを用いずに簡単に低コス
トで、且つ表示画像に悪影響を及ぼさずに除去すること
が可能になる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１及び請求項３記載の発明による
と、固体撮像素子から得られる画像信号の画像領域から
単位エリアが抽出され、抽出された単位エリアにおける
各色画素の強度の平均値が検出され、さらに注目すべき
色画素の強度の平均値と、他の色画素の強度の平均値と
の比が演算され、得られた比演算値が、原画像信号に乗
算され、この乗算で得られた信号に対してメディアンフ
ィルタ処理が施されるので、原画像信号から固体撮像素
子の素子欠陥に基づく傷信号が除去された輝度信号が、
欠陥補正用ＲＯＭなどを用いずに、また表示画像に悪影
響を及ぼさずに簡単に得られ、固体撮像素子が組み込ま
れ高品質の画像を表示する製品を低製造コストで製造す
ることが可能になる。

【００２９】請求項２及び請求項４記載の発明による
と、請求項１及び請求項３記載の発明での効果に加え
て、固体撮像素子の素子欠陥に基づく傷信号が除去され
た輝度信号が比演算値で除算されるので、原画像信号か
ら固体撮像素子の素子欠陥に基づく傷信号が除去された
色信号が、欠陥補正用ＲＯＭなどを用いずに、また表示
画像に悪影響を及ぼさずに簡単に得られ、固体撮像素子
が組み込まれ高品質の画像を表示する製品を低製造コス
トで製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
である。

【図２】同実施例の単板カラービデオカメラ用ＣＣＤの
色フィルタの配置を示す説明図である。

【図３】同原画像信号から抽出される単位エリアの説明
図である。

【図４】素子欠陥に基づく傷信号が重畳された原画像信
号の説明図である。

【図５】画素の強度の平均値の比演算の説明図である。

【図６】原画像信号と比演算値との乗算で得られた予備
補正輝度信号の説明図である。

【図７】メディアンフィルタ処理の説明図である。

【図８】メディアンフィルタ処理で得られた補正輝度信
号の説明図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ ３ 抽出回路 ４ 平均値演算手段 ５ 比演算手段 ６ 切換制御回路 ７ 乗算回路 ８ メディアンフィルタ ９ 除算回路 １０ 色分離回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子から得られる画像信号の画
   像領域から単位エリアを抽出する抽出ステップと、 該抽出ステップで抽出された単位エリアにおける各色画
   素の強度の平均値を検出する平均値検出ステップと、 該平均値検出ステップで得られた注目すべき色画素の強
   度の平均値と、他の色画素の強度の平均値との比を演算
   する比演算ステップと、 該比演算ステップで得られた比演算値を原画像信号に乗
   算する乗算ステップと、 該乗算ステップで得られた信号に対してメディアンフィ
   ルタ処理を施すフィルタリングステップとを有すること
   を特徴とする撮像方法。
2. 【請求項２】 前記フィルタリングステップでメディア
   ンフィルタ処理が施された信号を、前記比演算ステップ
   で得られた比演算値で除した後色分離を行なう除算・色
   分離ステップを有することを特徴とする請求項１記載の
   撮像方法。
3. 【請求項３】 固体撮像素子から得られる画像信号の画
   像領域から単位エリアを抽出する抽出手段と、 該抽出手段で抽出された単位エリアにおける各色画素の
   強度の平均値を検出する平均値検出手段と、 該平均値検出手段で得られた注目すべき色画素の強度の
   平均値と、他の色画素の強度の平均値との比を演算する
   比演算手段と、 該比演算手段で得られた比演算値を、原画像信号に乗算
   する乗算手段と、 該乗算手段で得られた信号に対してメディアンフィルタ
   処理を施すフィルタリング手段とを有することを特徴と
   する撮像装置。
4. 【請求項４】 前記フィルタリング手段でメディアンフ
   ィルタ処理が施された信号を、前記比演算手段で得られ
   た比演算値で除した後色分離を行なう除算・色分離手段
   を有することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。