(57)【要約】【課題】固体撮像素子に存在する欠陥画素の補正処理を行う場合において、モニタ画面上での見た目の違和感が少なくなるように補正位置とその範囲を設定して、画質の劣化を防止することができる欠陥画素処理装置及び方法を提供する。【解決手段】欠陥画素処理装置４は、補正処理部１１と、補正範囲設定部１２と、補正位置設定部１３と、制御部１４と、メモリ１５とを有する。補正位置設定部１３は、撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出したＣＣＤブロック１の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定する。補正範囲設定部１２は、撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、補正位置を中心にした欠陥画素の補正範囲を設定する。補正処理部１１は、補正位置及び補正範囲に基づいて、欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す。【選択図】図２
2006109067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出した固体撮像素子の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定する補正位置設定手段と、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、前記補正位置を中心にした前記欠陥画素の補正範囲を設定する補正範囲設定手段と、
前記補正位置及び補正範囲に基づいて、前記欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す補正処理手段とを具えることを特徴とする欠陥画素処理装置。
【請求項２】
前記補正位置及び補正範囲を、各ゲイン状態と前記欠陥画素の誘発のうちの少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする請求項１記載の欠陥画素処理装置。
【請求項３】
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出した固体撮像素子の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定する補正位置設定ステップと、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、前記補正位置を中心にした前記欠陥画素の補正範囲を設定する補正範囲設定ステップと、
前記補正位置及び補正範囲に基づいて、前記欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す補正処理ステップとを具えることを特徴とする欠陥画素処理方法。
【請求項４】
前記補正位置及び補正範囲を、各ゲイン状態と前記欠陥画素の誘発のうちの少なくとも一方に応じて変更することを特徴とする請求項３記載の欠陥画素処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に放送用及び業務用の撮像装置に利用され、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子に存在する欠陥画素を信号処理によって補正する欠陥画素処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置に用いられるＣＣＤなどの固体撮像素子には、被写体からの光に全く反応しない欠陥画素が存在することがある。かかる欠陥画素は、例えば製造上の歩留まりによって発生し、これらの欠陥画素を個々に補正することなくそのまま映像信号処理を行うと、欠陥画素に対応する位置に白い点キズのように抜けた状態のいわゆる「白キズ」がモニタ画面上に表示される不都合がある。
【０００３】
かかる不都合を解消するために、従来、固体撮像素子に発生する欠陥画素に対して、製品出荷前だけでなく使用中の温度上昇によって発生する場合も想定して、欠陥画素の検出を頻繁に行い、その位置情報を、随時更新しながら不揮発性メモリに記憶させ、個々に欠陥画素の補正処理を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
欠陥画素の検出を行うに際し、アイリス（絞り）を閉じることによって固体撮像素子への入射光を防止し、さらに、デジタル化に伴う量子化誤差を軽減するために、Ａ／Ｄ変換する前のアナログプロセス段階でゲインアップ（利得増幅処理）を施すことが多い。
【特許文献１】特開平８−１８８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ゲインアップを施した場合、ゲインアップによって白キズレベルも同時に増大するので、そのレベルによっては欠陥画素が１画素以内に収まらず、隣接画素の複数個にまたがって画素補正を行う場合がある。
【０００６】
図１Ａは、白キズレベルの小さい場合におけるＡ／Ｄサンプルのイメージ図であり、図１Ｂは、ゲインアップを施すことによって白キズレベルが大きくなった場合のイメージ図である。図１Ａ及び１Ｂにおいて、上段がアナログプロセス段階での白キズレベルを示し、下段がそのサンプリング後の信号レベルを示す。
【０００７】
図１Ａでは、アナログプロセス段階での白キズレベルが小さいので、サンプリング後の白キズの補正処理は１画素分を行えば十分である。それに対して、図１Ｂでは、アナログプロセス段階でのゲインアップにより白キズレベルが大きくなっているので、サンプリング後の白キズの補正処理が必要な領域が隣接する画素にも及んで２画素分必要になっていることがわかる。このような補正範囲の拡大は、ゲインを上げていくと更に進んでいく。
【０００８】
このようにアナログプロセス段階でのゲインアップにより白キズレベルが大きくなっている場合、各ゲイン状態に応じて白キズ（欠陥画素）の補正範囲を広く設定すると、被写体によっては画面上に補正位置が目立つようになり、逆に見た目の違和感が生じ、画質劣化の原因となる。
【０００９】
また、撮像装置内の温度などによる固体撮像素子の欠陥画素（白キズ）の誘発に応じて欠陥画素の補正範囲を広く設定する場合でも、被写体によっては画面上に補正位置が目立つようになり、逆に見た目の違和感が生じ、画質劣化の原因となる。
【００１０】
本発明の目的は、固体撮像素子に存在する欠陥画素の補正処理を行う場合において、モニタ画面上での見た目の違和感が少なくなるように補正位置とその範囲を設定して、画質の劣化を防止することができる欠陥画素処理装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による欠陥画素処理装置は、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出した固体撮像素子の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定する補正位置設定手段と、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、前記補正位置を中心にした前記欠陥画素の補正範囲を設定する補正範囲設定手段と、
前記補正位置及び補正範囲に基づいて、前記欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す補正処理手段とを具えることを特徴とする。
【００１２】
本発明による欠陥画素処理方法は、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出した固体撮像素子の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定する補正位置設定ステップと、
撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、前記補正位置を中心にした前記欠陥画素の補正範囲を設定する補正範囲設定ステップと、
前記補正位置及び補正範囲に基づいて、前記欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す補正処理ステップとを具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像装置の調整段階において目視で確認しながら検出した固体撮像素子の欠陥画素の位置に基づいて、欠陥画素の補正位置を設定し、撮像装置の調整段階において目視で確認しながら、補正位置を中心にした欠陥画素の補正範囲を設定し、補正位置及び補正範囲に基づいて、欠陥画素に対応する映像信号に補正処理を施す。
【００１４】
このように撮像装置の調整段階において目視で確認しながら補正位置及び補正範囲を設定しているので、モニタ画面上での見た目の違和感が少なくなり、画質の劣化が防止される。
【００１５】
好適には、前記補正位置及び補正範囲を、各ゲイン状態と前記欠陥画素の誘発のうちの少なくとも一方に応じて変更する。これによって、補正位置及び補正範囲を、各ゲイン状態と前記欠陥画素の誘発のうちの少なくとも一方に応じた最適値に選択することができ、モニタ画面上での見た目の違和感を少なくし及び画質の劣化を防止する点で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による欠陥画素処理装置及び方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明による欠陥画素処理装置を具える撮像装置のブロック図である。この撮像装置は、撮像素子としてのＣＣＤブロック１と、ＣＣＤブロックで光電変換されたアナログ信号に対して所定の処理を施すアナログプロセス部２と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３と、本発明による欠陥画素処理装置４とを具える。
【００１７】
欠陥画素処理装置４は、補正処理部１１と、補正範囲設定部１２と、補正位置設定部１３と、制御部１４と、メモリ１５とを有する。補正処理部１１は、使用する撮像素子の画素欠陥に対して所定の補正、例えば、隣接画素の内容をそのまま埋め込むなどの補正処理を行う。補正範囲設定部１２は、各ゲイン状態に応じて欠陥画素の存在する位置を中心に補正処理をする範囲を設定する。補正位置設定部１３は、撮像装置の調整段階において、予め検出した欠陥画素の位置（アドレス）をフレームメモリなどに記憶させる。制御部１４は、補正処理部１１、補正範囲設定部１２及び補正位置設定部１３の動作全体を制御する。
【００１８】
かかる構成によって、欠陥画素処理装置４は、欠陥画素の補正位置とその位置を中心とした補正範囲を各ゲインアップ状態に応じた最適値としてそれぞれ補正位置設定部１３及び補正範囲設定部１２に記憶させ、それぞれのゲイン状態に合わせて記憶データを切り替える。
【００１９】
本実施の形態の動作を説明する。被写体からの光は、ＣＣＤブロック１によって光電変換され、アナログの映像信号が出力される。この映像信号は、アナログプロセス部２に送信され、所定の信号処理が施される。被写体からの光量が少ない場合などには、必要に応じてゲインアップ制御信号がアナログプロセス部２に入力され、映像信号レベルを調整する。その後、アナログの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部に入力されてデジタル信号に変換され、そのデジタル信号が欠陥画素処理装置４の補正処理部１１に送信される。
【００２０】
ＣＣＤブロック１に欠陥画素が存在する場合には、その補正処理を行う。欠陥画素の検出方法については、民生用の撮像装置の場合は欠陥画素（白キズ）の信号レベルを数ｍｖ以上というような所定のしきい値として設定し、かつ、検出するものが多いが、本実施の形態では、特に放送用や業務用のハイエンドユーザ向けの撮像装置に適用することを想定しているので、見た目の違和感によって生じる画質劣化を防止することを最優先とし、撮像装置の調整段階において目視で確認しながら目立つものを欠陥画素として検出する手法を採っている。
【００２１】
また、補正範囲の設定についても、固定的に行うのではなく、撮像装置の調整段階においてモニタ画面にテストチャートを映すなど、目視で確認しながら行っている。例えば、ゲインアップを＋３ｄＢに設定し、１画素補正で完全に目立たなくした補正を行った後、ゲインアップを＋６ｄＢ，＋９ｄＢ・・と徐々に上げ、白キズが１画素では補正しきれなくなった場合に画素範囲を１画素分広げるという手法を採っている。
【００２２】
上記手法は、放送用や業務用の撮像装置に使用することを考慮すると、白キズの補正点による違和感を極力抑制して画質の向上を図ることができるので、有効である。上記手法により、各ゲイン状態に応じた白キズの補正位置及びその補正範囲を最適な形で設定し、これらの情報を欠陥画素補正装置４に予め記憶させておく。具体的には、白キズの補正位置を、ＣＣＤブロック１の補正アドレスという形で補正位置設定部１３に記憶させ、その補正位置を中心とした補正範囲を、補正範囲設定部１２に記憶させる。
【００２３】
このようにして欠陥画素処理装置４に送信された映像信号は、その内部に設けられた補正処理部１１に入力される。制御部１４は、ＣＰＵ１６のプログラムに基づいて以下の処理を行う。
（１）撮像装置のゲインアップ状態を、制御部１４に入力されるゲインアップ制御信号によって確認する。
（２）入力された映像信号のＣＣＤブロック１上での位置情報を、補正処理部１１によって確認する。
（３）その位置情報を、補正位置設定部１３内にゲインアップ状態ごとに予め記憶されている欠陥画素の位置情報と照合する。
（４）映像信号の位置情報が欠陥画素の位置情報と一致した場合、補正位置設定部１３に対して、該当する欠陥画素の位置情報を補正範囲設定部１２に送信するように制御する。
（５）補正範囲設定部１２は、送信された位置情報に基づいて、ゲインアップ状態ごとに予め記憶した該当位置に対する最適な補正範囲を呼び出し設定する。
（６）これによって、欠陥画素の補正処理を行う位置及びそれを中心とした補正範囲が決定され、その情報を補正処理部１１に送信する。
（７）補正処理部１１では、これらの情報に基づいてＡ／Ｄ変換部３からの映像信号に対して所定の信号処理、例えば、隣接画素の内容をそのまま埋め込むなどの補正処理を行う。
一方、欠陥画素に該当しない映像信号については、補正処理を行わずに映像信号をそのまま次段のデジタルプロセス部（図示せず）に送信される。
【００２４】
また、撮像位置のゲインアップ状態が変化した場合には、その補正範囲について、各ゲイン状態に応じた最適値（補正位置及びその範囲）を、補正位置設定部１３及び補正範囲１２から呼び出して再設定を行う。
【００２５】
このようにして補正処理を施した映像信号は、ＣＣＤブロック１における白キズがなくなった状態になっているので、この映像信号をデジタルプロセス部（図示せず）に送信する。このようにして、欠陥画素処理装置４は、撮像装置の各ゲイン状態に応じた補正位置及びその補正範囲について最適値を設定することができるので、撮像装置がどのようなゲインアップ状態であっても、モニタ上には白キズのような画素抜けのない映像を表示することができる。
【００２６】
上記実施の形態によれば、映像信号をゲインアップした場合であっても、モニタ画面上において、欠陥画素の補正処理による見た目の違和感を防止することができ、特に、放送用及び業務用の撮像装置に好適である。
【００２７】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、補正位置及びその範囲を決定する条件を撮像装置における各ゲイン状態として説明したが、撮像装置内の温度のように固体撮像素子の欠陥画素（白キズ）を誘発するものであれば他の条件にしたり、これらの条件を組み合わせたものを設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】白キズのレベルによる補正範囲の違いを示した図である。
【図２】本発明による欠陥画素処理装置を具える撮像装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ＣＣＤブロック
２  アナログプロセス部
３  Ａ／Ｄ変換部
４  欠陥画素処理装置
１１  補正処理部
１２  補正範囲設定部
１３  補正位置設定部
１４  制御部
１５  メモリ
１６  ＣＰＵ
【図１】
2006109067.tif 000003
【図２】
2006109067.tif 000004