TWI244763B - Signal processing unit - Google Patents

Description

J244763 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於檢測包含在攝像 和光學· 千 又光像；£域 ^黑色（〇ptlca】 bIack)區域中的 修正的信號處理裝置。 丨-像素亚對其進仃 【先別技術】 第8圖是顯示以往的攝像穸 圖所示的攝像穿置…：的構成的方塊圖。第$ 路68、A/D轉/路4、掛位脈衝產生電 一知谀电路16和數位處理電路17。 如弟9圖所不’CCD固f揣禮-从 做行列配w r; ,. 象兀件將多數個受光像素 丁夕J配置，以構成受光像素區 而產生的資1雷#菩拉+ 一 亚將與入射光對應 土旧貝Λ電何畜積在各受光俊 域2i的外用、； /斤 又尤像素令，在該受光像素區 曰〕外周，又疋以|呂等進行遮光 該光學黑色區域❶中愈受光俊丰「+子'，、、色區域2b，在 像素“”，稱為黑色像?)像在素= 同’也配置了蓄積 中’蓄積在黑色像素中的資;二==件 資訊電荷—走ε#Μ > ra L 7/、田積在文光像素中的 17 起被轉达。因此，如第1 η闯γ 一

固俨揣榇-从 乐1〇®所不，在來自CCD 月且攝像兀件的輸出信號γ 掃描期門的水+知描期間或者垂直 ”田期間的一部分期間内包 B(t)。 ’木自黑色像素的黑色基準 類比處理電路4構成為具 12和ΑΓΓ + * 柑位电路6、CDS電路 才AGC電路14,對CCD輪屮柃喵\7/、 理。箝位命敉r ^斤 出L唬Y⑴貫施類比信號處 柑位电路6應答從箝位脈衝產生雷 #j CLP > #4 ^ yv ^ 生电路68 fe出的箝位脈 L 對包含在CCD輸出作轳Wt、+ 1 扣1°唬Y(〇中的黑色基準B(t) 316305 5 1244763

' 進行箝位，使CCD輪出作缺vm aa & I 定。，今〜子 出仏虎Y⑴的所有黑電平的電位固 / 位電路6中，在籍位脈衝CLP上升的期間内， —邊類比地將輸人的黑色基準β⑴平均化，—邊進 位。CDS電路12對箝位電路6輪 甘 6翻出的k號進行饋通電平 (feed through level)和信號 卞 ^ i ^ ^ ^ τ 兒十的刼枚，亚輪出從信號電平 = = 電路14以—個書+ 一個垂直掃描期間為單位 、隹—拉八、， 對仉CDS電路β輸出的信號 订貝刀’亚以使該積分值收傲至狀的範圍内之方 成調整過增益的圖像信號Y(tl)。 工 箝位脈衝產生電路68根據水 脈.生成箝位脈衝CLP並向籍位電和产基準時 脈衝產生電路68中，藉由在水 "J 在柑位 1 措由在水千知描期間1H的開始的預 内使純脈衝CLP上升，來設定箝位_，以㈣ 出現在一線（llne)份的C(：D輪出 B⑴進行箝位。 ⑴刖碩的黑色基準 =轉換電路16以—個像素為單位，對從類比處 的像素信號Y⑼進行量子化而生成第一圖像數 據Y(nl)，亚且將經箝位電路6箱位過的黑色基準 子化而生成黑色數據Β⑻。而且，從第一圖像數據外二） 減去黑色數據B⑻而生成第二圖像數據γ㈣。該第 像數據Υ㈣的值成為實際上被再生顯示的圖像數據f 值。 數位處理電路17對趟轉換電路16輸出的第二像本 數據Y…2)，實施顏色分離、矩陣運算等數位信號處理/ 3]6305 6 1244763 ^ ^ ® Y^3) 〇 或二=二CCD固體攝像元件的曝光議 輪出信號¥⑴的白平衡的白平衡控制。 1文獻1〕曰本特開平ά— 86095 受光’在CCD固體攝像元件中，在 又先像素區域和光學黑色 任 素。該缺陷像素是由於在二:=域在缺陷像 造成的劃傷以及隨著時象兀件的製造過程中 偏山, 了门、、工過而#化％原因造成的。 光〇果在光學黑色區域中存在缺陷像辛，則在γ 中會包含有J 色基準疋正極性的情況，黑色基準 情況下，箝位之後的里色J:r亚將其輸出。在這種 b⑴的值變大，結果L; Λ刚電平上升，黑色數據 的传#電平 ▲—圖像數據Υ(η2)的值會變得比實際 理良情形在對-軸^ 果會在顯示— = 份的圖像數據都同樣產生，結 變暗的橫條圖像r生圖像時’形成有—部分線相對< 下，：終二 =域中存在缺陷像素的情況 像中產生固定圖宰陷圖像信號，會在再生圖 性顯著惡化，並：』=使：種雜訊會使拍攝圖像的視覺 缺陷像素的方法:=體的雜訊感。作為解決這種 處理而缓和雜訊感的方法，但是，在龍方法慮波 缺陷像素以外的圖像 由於對 像Mm皮處理，所以會產生解析 316305 ,1244763 '度惡化的問題。 【發明内容】 、口此，本發明的目的在於提供一種即使在光學累色區 域或者叉光像素區域中存在缺陷像素，也可以得到正確的 再生圖像數據的信號處理裝置。 本發明蓉於上述課題，提供一種對於從在受光像素區 的至少—部分中設有光學黑色區域的攝像元件輸出，並 在水平掃描期間或者垂直掃描期間的一部分期間内包含有 ==學黑色區域對應的黑色基準之圖像信號，實施預 二號處理裝置，其特徵在於，具備··與圖像信 儿。^ 生柑位脈衝之箝位脈衝產生電路；應答上述箝 位脈衝’而對上述$色 々 輸—:述；= 素之缺陷檢測電路，且上述箝位脈 =陷檢測電路所檢測出之上述光學黑色區域二 ==和箝位脈衝上升狀態的位置重疊時，取消箝位 黑色:區域中所包含的缺陷 點之良好的再生圖像。 胃有-部分線相對變暗的缺 【實施方式】 第1圖是顯示本發明的每 t 該圖*，對與之前第8圖所：：二I成之方塊圖。在 的符號。 、冉目同的構成附加相同 3]6305 8 1244763 A/二:圖所示的信號處理裝置1具備類比處理電路4、 輅換電路16、缺陷處理電路 ^ 68和數位處理電路17。類比 电路 CDS電路12和鹰電路14 ;備推位電路6、 預定的類比信號處理。箝位M出信號Υ⑴實施 路Μ #入山ΑΑ 〃 电路6應答從箝位脈衝產生雷 路68%』出的箝位脈衝CLp 生电 中的里ώ苴、住η 3在CCD輸出信號Υ⑴ 中的黑色基準B⑴進行箝位 M ^ ^ ^ 史cco軸出信號Y(t)的右 黑-千的電位固定。CDS電路 二’所有 :二丁知通電平和信號電平的採樣 ： 去饋通電平而得的信號。agc電路14以一個千減 個垂直掃描期間為單位，對—s者 行積分，1以料拉、 路2輸出的信號進 订：刀m亥積分值收叙至預定的範圍内 调整過增益的圖像信號Y(tl)。 成 A/D轉換電路16以一 ^ 4 φ- Φ ΛΑ . 1U诼$為早位，對從類比處理電 路4輸出的像素信號Y(t 电 據料並且將經箝位電路=化而生成"像數 ww 推位电路6推位過的黑色基準B⑴量 子化而生成黑色數據B(n)。 闰你去# 減去黑色數據Β⑻而生成第二圖像數據加）。 夬^處理电路70具備缺陷檢測電路72、缺陷修正電 路74、判斷電路76和位 I " 直名巳肢78。缺陷檢測電路72 依序取入從A/D Μ拖φ攸！, > —丄 ~換电路16依序輸出的第二圖像數據 Υ(π2) ’以檢測出包会方笛_ 的圖像數據。 “一0像數據γ㈣中的缺陷像素 例士如第2圖所不，參考周邊八個像素的第二圖像 3]6305 9 1244763 數據γ(ι)〜γ(8)，針對注目像素的第_ 甘θ τ 4 乐—53像數據Y(o)檢測 /、疋否為缺陷像素的情況，在缺陷檢測電路72中，嗖定利 關邊像素的第二圖像數據Υ⑴〜γ(δ)所作成的判斷又基準 '圍。第3圖是說明設定判斷基準範圍的—例之圖。首先， 將第二圖像數據Υ(])〜γ(8)平均化而生成平均電平 Lave ’亚且生成第二圖像數據γ(1)〜γ(8)的最大電平 Lmax、最小電平Lm.之後，將平均電平l心最大電 :Lmax的差ΔίΗ與最大值L—x相加，來設定判斷基準 ，圍的上限。以及，從最小值Lmm減去平均電平和 取小電平Lmln之差nL，來設定判斷基準範圍的下限。 作為設定判斷基準範圍的另一例，還有以下方法。首 先二生成第二圖像數據γ(1)〜γ(8)的最大電平[^狀、最 ^^平Lmil1，並將最大電平Lmax和最小電平[min的中 二叹為中心電平：⑽。之後，將中心電平l咖和最大電 ax的差△ L·與最大值Lmax相加，來設定判斷基準範 圍=上限。以及’從最小值Lmin減去中心電平乙咖和最 小電平Lmhi之差Δ]ϋ，來設定判斷基準範圍的下限。 缺陷檢測電路72中，如果輸入的第二圖像數據γ(〇) =判斷基準範圍之外，則被判定為缺陷受光像素，並使對 、G正黾路74的第一檢測信號dS1上升。此時，在 缺陷檢測電路72中，在第一檢測信號DS1上升的同 、、幸 曰 ^ 、/㈢像素的第二圖像數據γ(0)和周邊的γ(]1)〜γ(8)輸出 2缺陷修正電路74。亦即，缺陷檢測電路72内置有記憶 I号路和延遲電路，以在延遲判斷動作的處理時間之後輸 ]〇 316305 1244763 出注目像素的第二圖像數據γ(〇)和周邊的γ⑴〜警 _另夕卜，缺陷檢測電路72對於趟轉換電路16所生成 =色數據刚也一樣，與參照周 靶圍進仃比較。亚且，在檢測出缺陷黑色像素 t月況，使對於判斷電路7 6的第二檢測信號d s 2上升。 =:t檢測出黑色數據B(n)的缺陷黑色像素之際，僅輸 及=檢測信號DS2，而不輸出注目像素的黑色數據 及周邊的黑色數據B(l)〜B(8)。 再者’缺陷檢測電路72構成為可接收時序控制電路 或控制微電腦所生成的選擇信號sel，以依照選擇信號 換動作。例如’在選擇信號sel指示檢測缺陷黑 門僅=對於從A/D轉換電路16輸人—線份數據的期 :，在黑色數據B(哪入的期間内進行檢測動作，而在 弟二圖像數據Y (n 2)輸人的期間内停止動作。反之， =虎SEL指示檢測缺陷受光像素時，僅在第二圖像數據 Y(n2)輸入的期間内進行檢測動作。 、缺陷修正電路74從第二圖像數據γ(η2)的周邊像素生 成修正數據Υ，(η2)，並且將判斷為缺陷受光像素的第二 像數據Υ(η2)與修正數據γ，(η2)置換。例如，修正數據 是藉由將注目像素的第二圖像數據冲2)的周邊四個像素 ，均失，生成的’在缺陷修正電路74中，僅在第—檢測信 號DS1上升時，才將該修正數據γ，㈣與注目像素二 圖像數據Υ(η2)置換並輸出。 一 判斷電路76監視第二檢測信號DS2，並判斷第二檢 316305 11 1244763 ―測信號㈣上升時之黑色像素為缺陷黑色像素的候補。 且’生成被判斷為缺陷候補的黑色像素的位 而 出J位置記憶體78中。此外’在判斷電路二二， 個旦面來監視第二檢測信號DS2， ：越夕 在位置記憶體78中的位置資訊 a視-果與館存 本- AA A 订核對，以從位置資邙仏 ::的缺陷黑色像素的候補中判定 ：：所 陷候補的頻率，來確認缺陷判斷的逆^色像素被判為缺 =之外_而形成雜訊的像素:二: = 到位置記憶體78中。 素的像素的位置資訊輪出 =記憶體78記憶來自判斷電 =Γ位脈衝產生電路68。位置記憶體：由 A]V[、快閃記憶體等可自由寫 # 媒體所構成’以接收並記憶判所^ 記怜體78 Λ 的 色像素的位置資訊。在位置 ρ使切辦電源也能記憶數據。 禮者“，位處理電路1 7對從缺陷修正電路74輸出的第-Ρ1 像數據Υ(η2)或者γ 信號處理，)只轭顏色为雔、矩陣運算等數位 γ(„3)。另外，、ι含亮度信號和色差信號的第三圖像數據 曝光栌制/進行控制CCD固體攝像元件的曝光狀態的 制/ 、控制CCD輸出信號Υ⑴的白平衡的白平衡控 316305 1244763 以下爹照弟4圖的、户θ U的/爪桎圖，對具有上述構成的彳古铲# 理裝置的動作進行說明。 ]彳。就處 首先，在步驟si中，進行 在該步S1巾，& U像素候補的檢測。 „4 "始攝像動作並生成黑色數據B⑻，並 =生成的黑色數據B(n)中檢測出缺陷黑色像素候補。此 日才，提供給缺陷檢測電路72的選擇信號狐 ，像素的檢測，因此，只有趟轉換電路16的= 號中黑色數據B(n)輪入的期n忐， 知出仏 的J間成為缺陷檢測的對象。在步 2 S1中，對一個晝面中的所有黑色像素進行缺陷里色像 錢補的檢測，並進行包含在攝像開始的—個晝面中的缺 黑色像素候補的檢測。 、、 接下來’在步驟S2中，從缺陷黑色像素候補 出真正的缺陷黑色像素。在步驟82中，. …第二個晝面、第三個晝面和多個晝面的攝；的： 人攝像都與步驟S1 一樣，檢測出缺陷黑色像素候補。如 果跨越多個畫面的缺陷黑色像素候補的檢測結束，則從, 個畫面的缺陷黑色像素候補中判斷出真正的缺陷黑色：夕 ^之後’生成判定為真正缺陷黑色像素的黑色像素的位 置貝讥，亚記憶到位置記憶體78中。然後，在這之後的攝 ㈣乍中’按照記憶於位置記憶體78中的位置資訊來 推位脈衝CLP’如第5圖所示，在缺陷黑色像素的位置資 訊和箝位脈衝的上升狀態的位置重疊時，取㈣位脈衝、 CLP的上升。並且，如第6圖所*，以迴避缺陷黑色像辛 的位置資訊所示的黑色基準B⑴之方式使箝位脈衝 316305 ]3 1244763 升由此，因為可以迴避缺陷里色傻夸! 籍位處理後的黑色基準6⑴的電厂堅電平不 此:即使在_轉換電路16的減法運千;：也 圖像數據Υ(η2)的值比實際的值小的情：，可：： 止一部分線相對變暗的橫條圖像。 動作/ 2 ^ ^ ^ S3中’切換缺陷檢測電路72的檢測 動作。在步驟S3中’使選擇信號sel的電平 、 ;濯陷黑色像素的檢測切換到缺陷受光像她測 由此，將A/D轉換電路16的輸出信號中 二二 =排除掏 Y(n2)輸入的期間成為缺陷檢測的對象。 数骤 7二:來二Γ34中’對於依序輸入缺陷檢測電路 72的圖隸據丫⑽，逐切行雜 白0心出而使弟一檢測信號DS1上升。 接下來，在步驟S5巾，對步驟S4中檢測出的缺陷受 先像素貫施修正處理。在該步驟S5中，應答來自缺陷檢 測電路72的第-檢測信號DS1的上升，將缺陷受光像二 的圖像數據Y⑻置換為修正數據γ，⑻。另外，在步驟^ 的處理中’並不如之前的步驟S2般進行缺陷像素判斷、的 連續性的確認，而對判斷為缺陷受光像素的圖像數據施行 實時的修正處理。因此，無需準備可記憶一個晝面的：； 數據的位置資訊之記憶體，可以避免晶片面積的增加或成 本的增加。並且，不僅對由於缺陷像素的原因而成為雜訊 316305 14 1244763 的數據，而且對由於苴他 實施修正處理。此時：因^而成為雜訊的數據，也同樣 據實施修正處理，故不合使角：；=沒有成為雜訊的圖像數 好的再生圖像。 析度大幅降低，可以得到良 弟7圖是顯示本發明的 圖。㈣實施形態的構成之方塊 在於形恶中，與之前第-實施形態的不同點 在於：設置插補帝攸δη 〜〜个U點 ^ ^兒 ，以根據其他線的黑色數據β(η) 未插補包含缺陷黑色像素的線的黑色數據Β(η)。 為缺在一線份的黑色像素中包含有較多判斷 色數據Β⑻。= = = = ^ ^ ,1 A/D t f6%^，[t ^ ^ ^ ^ ^ ^ B(tl) 中存在較多缺陷望色料在一線份的黑色像素區域 而使箝位脈衝c:P上升， 於該轉的〜 上升則柑位期間會不足，故省略相對 β '柑位脈衝CLP的上升’而是用其他線的里色A準 來進行插補。 【圖式簡單說明】 弟1圖是顯示本發明的第一實施形態的構成之方 圖。 尼 第2圖是說明注目像素和周邊像素之圖。 第3圖疋說明判斷基準範圍之圖。 第4圖疋說明第1圖的動作之流程圖。 316305 15 1244763 圖 第5圖是說明箝位脈衝CLP的狀態之時序圖 第6圖是說明箝位脈衝CLP的另一狀態之時序圖。 第7圖是顯示本發明的第二實施形態的構成之方塊 第8圖,顯示以往的攝像裝置的構成之方塊圖。 弟9圖是顯示受弁禮喜 第则是顯示箝位^域和光學黑色區域之圖。 甘位¥序之時序圖。 〔主要元件符號說明〕 2b 光學黑色區域 4 類比處理電路 2i 受光像素區域 12 CDS電路 6 箝位電路 16 A/D轉換電路 14 AGC電路 68 箝位脈衝產生電 17 數位處理電路 72 缺陷檢測電路 70 缺陷處理電路 76 判斷電路 74 缺陷修正電路 80 插補電路 78 位置記憶體 316305 ]6

Claims (1)

1244763 十、申請專利範圍： ]·—種信號處理裝置，係對於 部分中設有光學里色叉先像素區域的至少— 描期門1老于:二攝像元件輸出，並在水平為 钿J間或者垂直掃描期間的一 丁列 述光學黑色區域對應的 :门:&含有與上 的處理之信號處理裝置，其特徵在於預疋 電路與圖像信號同步而產生箱位脈衝之箝位脈衝產生 而對上述黑色基準進行箝位之 應答上述箝位脈衝， 箝位電路；以及 檢測出包含在可取出上述黑色基準的上述光學黑 色區域中的缺陷像素之缺陷檢測電路， 且上述箝位脈衝產生電路係在上述缺陷檢測電路 ^欢測出之上述光學黑色區域中的缺陷像素的位置和 柑位脈衝上升狀態的位置重疊時，取消箝位脈衝的上 升0 如：請專利範圍第1項之信號處理裝置，其中，還具備 記憶上述缺陷檢測電路所生成的位置資訊之記憶體。 如申1專利範圍第丨項或第2項之信號處理裝置，其 中，選具備插補電路，依據上述缺陷檢測電路的檢測結 果，以其他線的黑色基準為根據來插補包含上述缺陷像 素的線的黑色基準。 如申請專利範圍第】項之信號處理裝置，其中， 上迷缺陷檢測電路係從由上述受光像素區域的受 17 316305 J244763 先像素所得到的圖像信號中檢測出缺陷信號， 该信號處理裝置還具備對上 购上述缺陷信號進行修正 ：，路所檢 如申社蜜w〜 日〕缺卩曰修正電路。 々申-專利乾圍第4項之信號處理裝置 陷檢測電路係根據指示八 述缺 辛的扒、目丨―、土 I光子黑色區域中的缺陷像 測或者包含在由上述受光像素所得到的圖像信 ^中的缺_號的檢測的任何—方的選擇信號進行動 作，並根據上述選擇信號切換檢測動作。 316305 ]8