TW501365B - Method for detecting defective pixel and image processing device - Google Patents

Description

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五、發明說明（i ) [發明所屬技術領域] 本發明係關於檢測包含在圖像信號的像素缺陷之檢測 方法’及以使用該檢測方法修正像素缺陷之圖像處理裝 置。 [習用之技術] 於CCD影像感測器等固態振像元件中，與像素之受光 位準無關，有經常蓄積固定電荷而輪出固定位準之方式， 產生所謂像素缺陷之情況。因此，在對㈣態撮像元㈣ 獲得之圖像信號的信號處理過程中，施行使再生圖面上不 顯現像素缺陷的缺陷修正處理。 第7圖為表示欲施行像素缺陷之修正處理的撮像裝置 之構成的方塊圖。 CCD影像感_器！係行列配置有複數個t光像素，因 應已受光之被實體圖像，在各受光像素蓄積資訊電荷。該 CCD1係藉由垂直驅動信號及水平驅動信號驅 動，將蓄積在各受光像素之資訊電荷，以丨線單位依序傳 送輸出，按照預定模式輸出圖像信號γ〇。驅動電路2係依 據垂直同步信號VD及水平同步信號HD，產生驅動ccm 之垂直驅動信號0v及水平驅動信號0H，供給CCD1。 時序控制電路3係分頻成一定週期之基準時脈，產生 決定垂直掃猫時序的垂直同步信號VD及決定水平掃瞄時 序之水平同步信號HD，以供給驅動電路2。例如，在NTSc 模式時’將14 · 32MHz之基準時脈做910分頻，產生水平 同步信號HD，使該水平同步信號525/2分頻，產生垂直

請 先 閱 讀 背 © 之 注 意 事 項 I* I裝 頁I I I I

I 訂 • I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 1 311726 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 步信號VD。又，_产l 及缺p修不⑮電路3對後述信號處理電路4 及缺陷修正電路5，八„,,, 刀別供給用以使動作時序與CCD1之 動作時序同步之時序信號。 信號處理電路4斟ΓΓηι & μ *搂β /推 對CCD1所輪出之圖像信號Υ0,施行 取樣及位準修正等作雜_ 寻亿旎處理，以輪出圖像信號Υ1。例如， 於取樣處理中，對曹霜 对重覆進仃仏號位準與歸零位準之圖像信 號Υ0，以於固定餺愛你准你&， " ^ ?零位準度取出信號位準之方式，產生使 信號位準繼續之}n彳会彳丄咕 圖像L號Y1。而位準修正位準處理中，則 以將輸出之圖傻作練► v 1 > τ 、/圆社途Y1之平均位準收入目標範圍内之方 j，施行增益之遣還控制。該信號處理電路4中，在圖像 L號YG取樣後’將取樣值做a/d轉換，其後用以數位處 理。 缺陷補償電路5係依據修正資訊記憶體6所記憶之修 Ha對圖像號Y1做缺陷修正處理。例如，將產生 缺陷圖素的資訊，置換成其前後像素的資訊平均值。修正 貧訊記憶體6係以記憶缺陷像素之位置，例如，預先監看 CCD1之輸出，以檢出缺陷圖素之位置，將所檢出結果， 吞己憶為補償位址資訊。 [本發明欲解決之課題] CCD 1即使是同一過程所製造之晶片，每一晶片上發 生缺陷圖素之位置都不一樣，所以使用撮像裝置之 CCD1，係必需個別檢測各像素缺陷之位置，以產生修正位 址資訊，記憶於修正記憶體。因此，會導致增加組成工程 之成本。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 311726 A7 A7 消 製 五、發明說明（3 ) CCD1之缺陷像素係會因經過時間變化而增加。如果 產生該種經時變化，則不得不更換修正資訊記憶體6之修 正位址貧訊°但是’—般撮像裝置之使用I，係不具備有 乂寫換修正資訊記憶體6的内容之機構，所以，寫換修 正資訊記憶體6之修正資訊位址，事實上為困難。 本發明以不增大組成過程之成本，亦可使像素經時變 化對應於像素缺陷之變化為目的。 [解決課題之方案] 、在此本發明係為解決上述課題而創新者，其特徵係 為·在檢測含1畫面之圖像信號之像素缺陷之檢測方法 中，具備有：可算出鄰接目標像素之複數周邊像素之平均 位準之步驟；檢測上述複數個周邊像素之最大位準及最小 位準之步驟，·及將上述最大位準與上述最小位準之差加入 上述:均位準作為第i判定基準值，及將上述最大位準與 上述取小位準之差減上述平均位準作為第2判定基準值之 步驟而如果目標像素之位準比上述第1判定基準值大， ::上述第2判定基準值小時，即判定該目標像素為缺陷 像素。 、然後，本發明圖像處理裝置之特徵為具備有可以 ^當列數的圖像信號且與對應於目標像素之像素信號，同 時，以供給對應於鄰接目接像素的複數 信號的記憶電路；將上述目禪像辛之你里盘/素之像素 素之位準與ι述複數個周 象，、位準比對，以檢測缺陷像素之缺陷檢測電路；及 因應於上述缺陷檢測電路之檢測結果，以修正上述目標像 本紙張尺度適用中關冢標準（CNS)A4規格⑽x 297公髮） J 311726 Α7 Α7 可確實地檢測再生圖面上視覺所見像素缺陷。所以，可逐 次修正所㈣像素缺陷，故可對應於經時變化之像素缺陷|頁· 五、發明說明（4 ) 素之缺的缺修正電路。其中，上述缺陷檢測電路係以 上述複數個周邊像素之最大位準與最小位準之差，對上述 複數個周邊像素之平均位準加算或減算，產生判定基準 值將該判疋基準值與上述目標像素位準比較，而判定像 素缺陷。 依據本發明可以參照周邊像素最大值與最小值之差加 算或減算至該周邊像素之平均位準所產生之判定基準值 之變化 [發明之實施形態] 一第1圖為說明本發明像素缺陷之檢測方法圖。用以表 不鄰接目標像素周邊之周邊像素的圖像信號位準，與由該 位準算出的像素缺陷之判定位準之關係、。本實施形態中， 第2圖所示，對於目標像素p〇，係參照鄰接目標像素 個周邊像素p 1至P8，而施行像素缺陷之判定的情形。 最初的步驟是算出表示周邊像素1>1至卩8之8像素之 圖像信號γ(Ρ1)至Y(P8)之平均位準Lav之後。第2步驟再 算出表示周邊像素P1至p8之8像素的圖像信號Y(pi)至 υ(Ρ8)之最大位準Lmax及最小位準。第3步驟中， 由最大位準Lmax減去最小位準Lmin，算出兩位準之差△ L。於是，帛4步驟中，在第！步驟所算出之平均位準— 上加上差△L ,產生用以檢測白缺陷之第1判定基準值 Lw。同時，第5步驟中，由第丨步驟所算出平均位準心 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 311726

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經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 社 印 製 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 減去差△ L，產生用以檢測黑缺陷之第2判定基準值Lb。 此外，關於上述第i步驟與第2步驟之順序，或第4步驟 與第5步驟之順序，均可以對換。 “依據第1至第5步驟所產生第丨判定基準值lw及第2 判定基準值Lb，係可依周邊像素之狀況而變化，以經常保 持最適值。此時，關於判定基準值Lw、Lb，係當周邊像 素之位準差小時，為接近平均位準Lav之值，而在周邊像 素之位準差大時，則為離開平均位準之值。於是，在 圖面上濃淡差較小領域中則判定基準值Lw、Lb之範圍較 狹，相反地，於濃淡差較大領域則判定基準值Lw、Lb之 範圍較廣，所以，可有效率地檢測易於目視之像素缺陷。 又，對於第1至第5步驟中所產生之第j判定基準值 Lw以及第2判定基準值Lb，即使設有將因應周邊像素ρι 至P8之圖像信號Y(P1)至Y(P8)之位準的偏位（〇ff set)分別 加算及減算之第6步驟。亦即，當圖面上較暗領域有白缺 陷時，可目視看見，但明亮領域有白缺陷則看不見。所以， 將用以加入於第1判定基準值Lw之偏位，在周邊像素之 平均位準Lav較高時’設定較大；較低時，設定較小。相 反地’在圖面上明亮領域可以看見有黑缺陷，但在較暗領 域則不能看見有黑缺陷，故將用以由第2判定基準值 減去之偏位，在周邊像素之平均位準Lav較低時設定較 大’而在較高時，設定較小。此種偏位係因應於圖像信號 處理過程的增益位準而設定，於是可以使其有效組合。藉 此’可容易以視覺看出有效率地檢測像素缺陷。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 訂i 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 311726 501365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 然後，將表示第1判定基準值Lw與目標像素p〇之圖 像信號（P0)比較，當圖像信號（p〇)超過第i判定基準值時， 判定該目標像素（P0)為白缺陷。同理，將表示第2判定基 準值Lb與目標像素P〇之圖像信號γ(ρ〇)比較，在圖像信 號（Ρ0)未達到第2判定基準值時，判定該目標像素ρ〇為黑 缺陷。此種像素缺陷之判定，對以丨列單位連績的圖像信 號Υ(η)逐次施行，分別與判定之時序同步以修正缺陷，則 易於修正圖像缺陷。或者，亦可將所判定像素缺陷的像素 之時序’依據作為水平掃描線號碼及圖像號碼的位址資訊 而記憶’由其次之輸送起，依據該位址資訊修正像素缺陷。 此時，表示每一適當範圍的像素缺陷之位置的位址資訊予 以更新’即可對應於經時變化所引起之像素缺陷之變化。 依據上述像素缺陷檢測方法，則不需要預先檢測撮像 元件之圖像缺陷的位置，因此可以省下該種過程，減低製 造成本。而且，像素缺陷之檢測係將像素信號之輸入合起 來，逐次進行，故在藉由撮像元件的經時變化而增加缺陷 像素，或沒有像素缺陷時，亦可經常正確地檢測像素缺陷。 第3圖為表示採用上述像素缺陷檢測方法的圖像處理 裝置之構成方塊圖。 本發明之圖像處理裝置係由記憶體裝置i i，缺陷檢測 電路12，偏差算出電路13，延遲電路14及缺陷修正電路 15所構成。該圖像處理裝置中，對於撮像元件之輸出施行 預定處理，對於A/D轉換而作為數位數據之圖像信號 Y(n)，施行像素缺陷之修正處理。 -----·丨丨丨 I I I 丨訂--! ---I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 311726 65 65 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ~— --- Β7_____ 五、發明說明（7 ) 記憶電路11係具備複數之線記憶體及複數之閃鎖，用 以取入1列單位連續輸入之圖像信號γ(η)，將對應於目標 像素Ρ0之圖像信號Υ(ρ0)，與對應於該周邊像素Ρ1至Ρ8 之像素信號γ(Ρ1)至γ(ρ8)同時並列輸出。 缺陷檢測電路12係依據由記憶電路11輸入的周邊像 素Ρ1至Ρ8之圖像信號γ(Ρ1)至Υ(Ρ8)，產生用以判定白缺 陷之判定基準值Lw，及判定黑缺陷之判定基準值Lb，並 將該判定基準值Lw、Lb與目標像素P0之像素信號γ(ρ〇) 比較，以檢測像素缺陷。該判定基準值Lw、Lb係如上述 像素缺陷之檢測方法所示，對於圖像信號γ(ρι)至γ(ρ8) 之平均位準Lav ’藉由加算或減算圖像信號γ(ρι)至γ(ρ8) 之最大位準Lmax與最小位準Lmin之差而算出。於是 刀別將偏差鼻出電路13輸出之偏差位位準l〇s，加入或減 去判定基準值Lw、Lb。如此，逐次比較圖像信號γ(ρ〇) 與偏差輸出之判定基準值Lw、Lb。當圖像信號γ(ρ〇)之位 準超過判定基準值Lw時，上升表示檢測白缺陷之檢測輸 出DW，同樣，如圖像信號γ(ρ〇)2位準未達判定基準值 Lb ’則升起表示檢測黑缺陷之檢測輸出。 偏差算出電路13係依據周邊像素？1至1>8之圖像信 號Y(P1)至Y(P8)，算出輸出至判定基準值u之偏差 位準Los。該偏差算出電路13中，例如，將預定係數乘圖 2信號Y(P1)至Y(P8)之平均位準Lav，或藉由參照預先設 疋之轉換表算出偏差位準L〇s。而關於偏差位準L〇s則依 據在產生圖像信號Υ(η)之過程所賦予之增益而算出，亦可 ------------裝---- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 11111111 #- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q χ视公着) 7 311726 501365 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（8 ) 依據該增益及圖像信號Y(P1)至Y(P8)之平均位準Lav兩者 而算出。 延遲電路14係取入記憶電路11輸入的目標像素p〇 之圖像信號（P0)，延遲缺陷檢測電路12的處理所需時間， 使圖像信號Y(PO)之輸出時序，與檢測輸出Dw、Db之升 起時間時序一致。如此，則缺陷修正電路15係以檢測輸出

Dw、Db之升起時序，將圖像信號γ(ρ〇)置換為修正信號 Y(c)。該補償信號Y(c)係例如，藉由將位在目標像素ρ〇 之上下位置的周邊像素P2、P7之圖像信號γ(ρ2)、γ(ρ7)， 與其上下位置的周邊像素Ρ4、Ρ5之圖像信號γ(ρ4)、γ(ρ5) 相平均而產生。因而，於缺陷檢測電路12中，判定目標像 素Ρ〇為白缺陷或黑缺陷，則該圖像信號γ(ρ〇)係於缺陷修 正電路15中置換為修正信號Y(c)。如此，即可由缺陷修 正電路1 5輸出經過白缺陷或黑缺陷修正之圖像信號 Y，(n) 〇 第4圖係表示記憶電路丨丨之一例方塊圖。該記憶電路 11係由第1、第2之線記憶體2卜22以及第ϊ至第6之閂 鎖23至28所構成。 第1及第2之線記憶體2卜22係彼此串聯，將依序輸 入之圖像仏號γ(η)寫入第i線記憶體2 i，同時，並將由第 1線圯隐體21依序讀出之圖像信號γ(η)寫入第2線記憶體 22。如此，對於依序輸入之圖像信號Υ(η)，即可由第1線 記憶體21，讀出前1列之圖像信號γ(η),而由第2線記憶 體22 ’讀出前2列之圖像信號γ( ———裝--------訂—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度·帽_準（CNS)A4規格（210><297公釐） 8 311726 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501365 Α7 ___ Β7 五、發明說明（9 ) 第1及第2之閂鎖23、24係對圖像信號Y(n)之輸入 串聯連接，將1像素前之圖像信號γ(η)保持在第1閂鎖 23，並將2圖素前之圖像信號γ(η)保持在第2之閂鎖24。 以此’可以將所輸入之圖像信號Υ(η)，直接對應周邊像素 Ρ8 ’作為輸出圖像信號γ(Ρ8)，將保持在第1及第2之閂 鎖23、24之圖像信號Υ(η)分別輸出作為對應於周邊像素 Ρ7、Ρ6 之圖像信號 Υ(Ρ7)、Υ(Ρ6)。 第3及第4閂鎖25、26係對第1線記憶體21之輸入 以串聯連接，將前1列及前1像素之圖像信號γ(η)，保持 在第3之閂鎖25。前2像素之圖像信號Υ(η)保持在第4 閂鎖26。以此，由第1線記憶體讀出之圖像信號γ(η)，輸 出作為對應周邊像素Ρ5之圖像信號Υ(Ρ5)，而保持在第3 及第4之閂鎖25、26之圖像信號Υ(η)，則分別輸出對應 於目標像素Ρ0之圖像信號Υ(ρ〇)及對應周邊像素Ρ4之圖 像信號Υ(Ρ4)。 同樣地，第5及第6之閂鎖27、28係對於第2線記憶 體22之輸入做串聯連接，將前2列及前第1像素之圖像信 號Υ(η)保持於第5之閂鎖27 ;前2像素之圖像信號Υ(η) 保持於第6之閂鎖28。如此，使由第2線記憶體讀出之圖 像信號Υ(η)，對應周邊像素Ρ3，輸出圖像信號Υ(Ρ3)。第 5及第6之閂鎖27、28所保持之圖像信號Υ(η)，即分別對 應於周邊像素Ρ2、Ρ1之圖像信號Υ(Ρ1)、Υ(Ρ2)。 上述之記憶電路11中，係依序取入圖像信號Υ(η)， 且將目標像素Ρ0之圖像信號（Ρ0)與其周邊位置上的周邊 ------------裝-------—訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 311726 A7 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（10 ) 像素之圖像信號Y(Pim γ(Ρ8)並列輪出。 =圖為表示缺陷檢測電路12構成之方塊圖。該缺陷 :=路12係由平均值算出部31，最大值檢測❹、最 小⑽測部33、第1至第3之減算器…，第i、第2 之加鼻1§ 37、38，以楚1 雄a 、， ^ 及第卜第2之比較器39、40所構成。 平均值算出部31係分別取入周邊像素P1至P8之圖 ，信號Y/D至Y(P8)，算出其平均位準^。最大值檢測 η最】值檢測部33 ’分別檢測圖像信號γ(ρι)至γ(ρ8 中之最大位準Lmax及最小位準Lmin。 第1減异器34係將由最大值檢測部32輸入的最大位 ί LmaX’》咸去由最小值檢測部33輸入之最小值Lmin，而 具出其差^。於是，第1之加算器P將平㈣ 所輸入之平均位準Lav加入差AL’而第2之減算器㈣ 由：句位準^減去差AL。第2之加算器38係將第1之 加算器37之加入結果再加入偏差位準L〇s，產生用以判定 =陷之狀基準值Lw。而第3之減算器％係由第2減 算器35之減去結果減去偏差位準L〇s，產生用以判定黑缺 陷之判定基準值Lb。 第1比較器39將由第2之加算器38輸入之判定基準 值Lw，與目標圖素P〇之圖像信號γ(ρ〇)比較當圖像信 號Υ(Ρ0)之位準超過判定基準值Lw時，亦即，在判定目° 標像素P0有白缺陷時，產生升起檢測輸出Dw。第2之比 較器40將由第3減算器36輸入之判定基準值Lb與目標 像素P0之圖像信號Y(P0)比較，如圖像信號γ(ρ〇)之位^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐)"" """"""""" ------- 10 311726 ，裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501365 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（11 ) 未達判定基準值Lb ’亦即，在判定目標像素p〇為黑缺陷 時’則產生升起之檢測輸出Db。 上述缺陷檢測電路12依據由記憶電路11輸入之圖像 信號Y(P1)至Y(P8)，逐次判定圖像信號γ(ρ〇)是否為白缺 陷或黑缺陷，升起檢測輸出Dw、Db。 第ό圖為表示缺陷修正電路15構成之方塊圖。該缺陷 修正電路15由第1至第4之除算器41至44，第1至第3 之加算器45至47及選擇器48所構成。該缺陷修正電路 1 5表示依據在目標像素ρ0上下位置的周邊像素ρ2、ρ7 之圖像信遽Υ(Ρ2)、Υ(Ρ7)，及在上下位置之周邊像素ρ4、 Ρ5之圖像信號γ(Ρ4)、γ(Ρ5)，產生修正信號γ(η)之情形。 第1至第4之除算器41至44將由記憶電路u輸入之 圖像信號Υ(Ρ2)、Υ(Ρ7)、Υ(Ρ4)、 Υ(Ρ5)分別施行ι/4。第 1之加算器45係加算第1及第2之除算器41、42之除算 結果。第2之加算器46係加算第3及第4除算器43、44 之除算結果。如此，第3之加算器47再對第加算器 45之加算結果及第2之加算器46之加算結果予以加算， 產生修正信號Y(c)。選擇器48係因應於缺陷檢測電路U 輸入之檢測輸出Dw、Db，而選擇目標像素p〇之圖像信號 Y(P〇)或修正信號Y(c)之任一個，做為已經修正過像素缺 陷的圖像信號Y，(P〇)輸出。亦即，在無像素缺陷，檢測輪 出Dw、Db之任一個均未升起期間，選擇器以係構成選 擇圖像信號γ(ρ〇)，只限於在檢測輸出Dw或Db之任一個 有升起時，以選擇修正信號Y(c)。以此方式，在圖像信 Μ氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311726 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I I--I I 訂·-----I! #. 365 A7 B7

五、發明說明（) γ(η)有像素缺陷時，可因應檢測輸出Dw、 號Y⑷修正。 Db W正信 ^以上實施形態中，係依據目標像素鄰接3列>< 3 —人 計8個周邊像素之判定基準值所決定情形例示，但除H 外，例如3列x 5行的14個周邊像素之位準或$列行 之24個周邊像素之位準設定判定基準值。 [發明之功效] 依據本發明係可以將連續輸入的圖像信號所含之像素 缺fe逐次檢測。此時，判定像素缺陷之判定基準值，係因 為會因應周邊圖像之狀態而變動，所以可以防止成為高亮 度部份或低亮度部的錯誤檢測，而在再生畫面上可高效^ 地檢測以視覺看到的像素缺陷。 此外，可逐次檢測像素缺陷且因應其檢測結果做像素 缺陷之修正。所以’無需預先檢測像素缺陷之位置而設定， 故可使初期設定動作簡略化。同時，藉由撮像元件之經時 變化使像素缺陷增加時，尤其不需要變更設定，而可修正 像素缺陷。因為不受雜訊影響，故可提高動作之可靠性。 [圖式之簡單說明] 第1圖為表示使用本發明像素缺陷檢測方法的判定基 準值與周邊像素之位準間的關係圖。 第2圖為表示目標像素與周邊像素之位置關係平面 圖。 第3圖為表示本發明圖像處理裝置之構成方塊圖。 第4圖為表示記憶電路之構成方塊圖。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 0 裝！----訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 311726

Claims (1)

1. 外年4月f h WJJz. 補充

   周邊像素之最大位準與最小位準之差，對上述複數個周 邊像素之平均位準做加算或減算，以產生判定基準值， 再將該判定基準值與上述目標像素之位準比較，以判定 像素缺陷。 如申請專利範圍第4項所述之圖像處理裝置，其中，上 述缺陷檢測電路因應上述周邊像素所對應之圖像信號 位準’將所設定之偏差值加入上述判定基準值。

   經濟部中央標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公爱） 2 311726