(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルを有するアレイであって、異なる色のピクセルを含む該アレイ内の欠陥ピクセルを補正するための回路であって、
複数の欠陥ピクセル位置を格納するためのテーブル（２３０）を備え、ピクセルに欠陥があるか否かについての、フレーム毎に変わらない判定を行うための欠陥ピクセル検出機構（２１０）と、
現在の欠陥ピクセルの現在の欠陥ピクセル値を、現在の欠陥ピクセルと同じフレームの同じ行で、かつ、現在の欠陥ピクセルから所定ピクセル数離れた前のピクセル値に設定し、また、現在の欠陥ピクセルに隣接し、かつ、該現在の欠陥ピクセルとは色の異なるピクセルのピクセル値を、それぞれその隣りのピクセルのピクセル値で補間し、前記前のピクセル値を前記現在の欠陥ピクセル値として出力すると共に、前記補間されたそれぞれのピクセル値を前記現在の欠陥ピクセルに隣接するそれぞれのピクセルのピクセル値として出力する欠陥ピクセル補正機構（２２０）を備え、
前記欠陥ピクセル補正機構（２２０）は、欠陥ピクセルの検出にフレーム間の整合性がないことから生じるアーティファクトを排除する、回路。
【請求項２】
前記欠陥ピクセル検出機構が、
現在のピクセル位置及び欠陥ピクセル位置を受信し、現在のピクセル位置と欠陥ピクセル位置を比較して、一致すると、一致信号をアサートし、一致しなければ、一致信号を非アサートするための一致判定ユニット（２４０）
を備える、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記欠陥ピクセル検出機構が、
前記テーブル及び前記一致判定ユニットに結合されて、前記一致信号を受信し、それに応答して、前記テーブルにおける現在の欠陥ピクセル位置を示すテーブルインデックスを管理するためのインデックスマネージャ（２３８）
をさらに備える、請求項２に記載の回路。
【請求項４】
前記インデックスマネージャが、アサートされた一致信号に応答して、前記テーブルインデックスをインクリメントし、これにより、前記テーブルインデックスが、次の欠陥ピクセル位置を示すようになっており、及び、前記インデックスマネージャが、フレーム開始信号を受信するための入力を備えており、その受信に応答して、前記テーブルインデックスをリセットする、請求項３に記載の回路。
【請求項５】
前記欠陥ピクセル検出機構が、
前記テーブルに結合されて、前記テーブルに欠陥ピクセル位置を書き込む際、及び、前記テーブルから欠陥ピクセル位置を読み出す際に使用されるレジスタ（２３４）
を備える、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記欠陥ピクセル補正機構が、
第１の出力を発生するための整合性のある置換値選択手段（２５４）と、
第２の出力を提供するための信号源と、
置換ユニット（２５０）
をさらに備え、前記置換ユニットが、前記整合性のある置換値選択手段に結合されて、前記第１の出力を受信し、及び、前記信号源に結合されて、前記第２の出力を受信し、さらに、前記一致判定ユニットに結合されて、前記一致信号を受信し、かつ、前記一致信号に基づいて、出力ピクセル値として、第１の出力と第２の出力を選択的に提供する、請求項２に記載の回路。
【請求項７】
前記置換ユニットが、マルチプレクサ（２５０）を備えており、
整合性のある置換値選択手段（２５４）が、前記第１の出力を前記マルチプレクサに供給するための１バック回路（２６０）及び２バック回路（２６４）を有する２ステップ遅延線を備え、
前記１バック回路及び前記２バック回路が、それぞれ、行開始信号を受信して、その受信に応答して、それぞれの内容をクリアするための入力を有する、請求項６に記載の回路。
【請求項８】
第２の出力を提供するための前記信号源が、前記第２の出力として現在のピクセル値を提供するためのアナログ・デジタル変換器（１７０）を備える、請求項６に記載の回路。
【請求項９】
複数のピクセルを有するアレイ内の欠陥ピクセルを補正するための回路であって、
複数の欠陥ピクセル位置を格納するためのテーブル（２３０）と、該テーブルのためのテーブルインデックス（２３９）を管理するインデックスマネージャ（２３８）とを備え、ピクセルに欠陥があるか否かについての、フレーム毎に変わらない判定を行うための欠陥ピクセル検出機構（２１０）と、
現在の欠陥ピクセルを、現在の欠陥ピクセルと同じフレームの同じ行で、かつ、現在の欠陥ピクセルから所定ピクセル数離れた前のピクセルで置き換える欠陥ピクセル補正機構（２２０）とを備え、
前記欠陥ピクセル補正機構（２２０）は、欠陥ピクセルの検出にフレーム間の整合性がないことから生じるアーティファクトをなくし、
前記回路が、第１の所定数の行と、第２の所定数の列を有するピクセル・アレイに結合可能であり、
前記テーブル（２３０）は、前記現在のピクセル位置と前記欠陥ピクセル位置とが一致した場合に前記インデックスマネージャが前記テーブルインデックスをインクリメントすることで該テーブルインデックスが次の欠陥ピクセル位置を指示するよう、選別された順に並べられた複数の欠陥ピクセル位置を含んでおり、
現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定するためのテーブルの探索が不要であり、
前記テーブル（２３０）は、各エントリが行値と列値を有することからなる複数のエントリを有し、該複数のエントリは最後のエントリを含んでおり、
前記テーブル内の前記最後のエントリの行値が、前記第１の所定数の行を超える値に設定されており、前記テーブル内の前記最後のエントリの列値が、前記第２の所定数の列を超える値に設定されており、
前記テーブル内の前記最後のエントリに達したか否かを判定するためのハードウェアが不要である、請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
少なくとも１つの欠陥ピクセルを補正するための方法であって、
ａ）現在のピクセル位置を受信するステップ（３１０）と、
ｂ）欠陥ピクセル位置を受信するステップ（３１４）と、
ｃ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定するステップ（３４０）と、
ｄ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置でないときは、受信したピクセル値を出力ピクセル値として送り出すステップ（３３０）と、
ｅ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるときは、前のピクセル値を前記出力ピクセル値として送り出すステップ（３４４）と、
ｆ）前記現在の欠陥ピクセルに隣接し、かつ、前記現在の欠陥ピクセルとは色の異なるピクセルのピクセル値を、それぞれその隣りのピクセルのピクセル値で補間するステップと、
ｇ）前記前のピクセル値を前記現在の欠陥ピクセル値として出力し、前記補間されたそれぞれのピクセル値を前記現在の欠陥ピクセルに隣接する各ピクセルのピクセル値として出力するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、イメージ・センサに関し、とりわけ、イメージ・センサのための欠陥ピクセルの補正方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル・スチル・カメラ及びデジタル・ビデオ・カメラのような、デジタル・カメラが急増するようになってきた。デジタル画像の撮像を必要とする、多くの民生用用途が存在する。これらの用途には、例えば、静止画撮像、フルモーション（動画）撮像、保安及び監視用途、及び、テレビ会議システムなどがある。デジタル・スチル・カメラ及びデジタル・ビデオ・カメラにおける重要なコンポーネントは、イメージ・センサ集積回路である。イメージ・センサ集積回路は、ピクセル・アレイ（例えば、６４０×４８０ピクセル・アレイ）を用いて、光（光子）を検出し、光を電気信号（例えば、電圧）に変換する。
【０００３】
大部分のイメージセンサ集積回路は、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）プロセスを利用して製造される。あいにく、どのような製造プロセスを使用した場合であっても、イメージ・センサ部品には、欠陥ピクセルが生じる。これらの部品の顧客は、明白な欠陥ピクセルがあることを望まない。
【０００４】
欠陥ピクセルに対処するアプローチの１つは、厳格な欠陥規格を設定することである。例えば、イメージ・センサ集積回路の供給業者は、所定の数を超える欠陥、所定の位置にある欠陥、または、所定のタイプの欠陥を有するセンサの出荷が阻止されるような欠陥規格を設定する。あいにく、欠陥規格は、結果として、イメージ・センサのメーカにとっては、歩留まりが減少して、生産量が落ち、一方、顧客にとっては、コストが上昇することになる。
【０００５】
欠陥ピクセル問題に対処するもう１つのアプローチは、ある種の欠陥ピクセル補正方式を利用することである。欠陥ピクセルの補正に用いられる内蔵ハードウェアを備えるＣＣＤイメージ・センサがいくつか存在する。あいにく、これらの実施には、広い物理的スペースを占める複雑なハードウェア・コンポーネントが必要になり、このため、この方式は実施コストが高くなる。従って、これらのコストのかかる、面倒な解決策は、ほんのわずかな用途（例えば、ハイエンド及び小生産量の用途）に限られる。
【０００６】
他のハードウェア的アプローチが、モトローラ社から入手可能な「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ−ＳＣＭ２００１４」と題する半導体技術報告書に記載されている。モトローラ社のデジタル・イメージ・センサは、フレーム毎に個別にピクセルに欠陥があるかを判定し、欠陥ピクセルをその特定のフレームに関して近傍ピクセルから得られる変動値に置換することによって、欠陥ピクセルを補正する。あいにく、さらに詳細に後述するように、このアプローチでは、フレーム毎に変わりうる検出及び補正技法が利用されるので、イメージに望ましくないアーティファクト（人工的ノイズなど）をもたらすことになる。
【０００７】
さらに、ソフトウェア・ベースの欠陥ピクセル補正技法がいくつか提案されている。あいにく、これら従来技術によるアプローチには、欠陥ピクセルの補正を実施するソフトウェア・アルゴリズムの実行に十分な処理能力を備えたプロセッサが必要とされる。明らかに、こうしたソフトウェア技法は、プロセッサを備えない製品には利用することができない。さらに、プロセッサを備える製品の場合であっても、これらのソフトウェア技法は、多量のプロセッサ帯域を費やすので、やはり、プロセッサ帯域幅を必要とする他のコンポーネントにとって許容することができない。ソフトウェア・ベース技法のこうしたプロセッサに対する要件のために、製品のコストが上昇し、その結果、こうしたアプローチも、ハイエンドのイメージキャプチャ装置に制限されることになるのは明白である。
【０００８】
デジタルキャプチャ装置（例えば、デジタル・カメラなどのデジタル撮像装置）に結合されて、補正技法を実行することが可能なパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の利用が、いくつか提案されている。こうしたアプローチでは、デジタルキャプチャ装置は、まず、欠陥ピクセルのあるイメージをＰＣに送り、次に、ＰＣが、欠陥ピクセル補正方式を実行して、イメージを補正する。このアプローチの利点は、ＰＣの処理能力が欠陥ピクセル補正ソフトウェアの実行に利用されるので、デジタルキャプチャ装置において必要とされるハードウェアを単純化することができるという点にある。あいにく、ＰＣに接続可能な大部分のキャプチャ装置は、リンク（例えば、ＵＳＢケーブル）を介してデータをＰＣに転送するために、イメージにデータ圧縮を施す。イメージが圧縮されると、欠陥が広まり、イメージの外観がいっそう悪化し、ＰＣにおける補正がさらに困難になる可能性が高い。従って、センサＩＣにおいて欠陥ピクセルの補正を行うことが望ましい。
【０００９】
さらに、これらの従来技術によるアプローチでは、１）整合性のない（すなわち、一貫性のない）欠陥ピクセル検出、及び、２）整合性のない欠陥ピクセル補正が行われるので、結果得られるイメージに望ましくないアーティファクトが生じることになる。
【００１０】
これらの従来技術によるアプローチの欠点の１つは、この欠陥ピクセル検出によれば、特定のピクセルが、あるフレームでは欠陥があると判定され、別のフレームでは欠陥がないと判定される可能性があるという点である（以下では、整合性のない欠陥ピクセル検出と呼ぶ）。明らかに、整合性のない欠陥ピクセル検出によれば、フレーム毎に得られる結果に整合性がなく、このため、ピクセル位置における解像度に損失を生じることになる。例えば、最初のフレームでは、ある特定のピクセルが、別の値に置換される欠陥ピクセルであると判定される可能性があり、一方、別のフレームでは、同じピクセルが、そのピクセル値を保持する非欠陥ピクセルであると判定される可能性がある。このアプローチがデジタル・ビデオキャプチャ装置に適用されると、整合性のない検出によって、結果得られるビデオに明滅スポットのようなアーティファクトが生じる可能性がある。同様に、このアプローチがデジタル・スチル・カメラに適用されると、整合性のない検出によって、結果得られるイメージにアーティファクト（例えば、明るいスポット）が生じる可能性がある。従って、フレーム毎に整合性のある欠陥ピクセル検出を行う欠陥ピクセル補正機構を設けることが望ましい。
【００１１】
このアプローチのもう１つの欠点は、この欠陥ピクセル補正によって、欠陥ピクセル値が、フレーム毎に異なる置換選択値に置換される可能性があるという点である（以下では、整合性のない欠陥ピクセル補正と呼ぶ）。例えば、第１のフレームでは、欠陥があると判定されたピクセルが第１の値に置換され、第２のフレームでは、欠陥のある同じピクセルが、第２の値に置換される可能性がある。デジタル静止画像の場合は、隣接ピクセルに関する整合性のない置換値は重要でないかもしれない。しかし、デジタル・ビデオの場合は、フレーム間で整合性のない置換値は、人間の目には非常に目立つものである。例えば、ある欠陥ピクセルに対してフレーム毎に変動する置換値は、人間の目には、ビデオ内の明滅スポットとして見える可能性がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上に基づき、本発明の目的は、前述の欠点を克服するイメージ・センサのための欠陥ピクセル補正方法及びシステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施態様の１つによれば、イメージ・センサ集積回路に用いられる欠陥ピクセル検出及び補正機構が得られる。この欠陥ピクセル検出及び補正機構では、フレーム毎に整合性のあるやり方で、現在のピクセル（すなわち、現在対象としているピクセル）が欠陥ピクセルか否かを判定する。この欠陥ピクセル検出及び補正機構は、さらに、欠陥ピクセルを整合性のある置換選択値に置換する。
【００１４】
ある実施態様では、欠陥ピクセル検出及び補正機構は、欠陥ピクセル位置を含むルックアップ・テーブルを用いて、あるピクセルが欠陥ピクセルか、非欠陥ピクセルであるかについての不変の判定結果が得られるようにする、欠陥ピクセル検出機構を備えている。この欠陥ピクセル検出及び補正機構は、さらに、整合性のある置換値選択手段を用いて、置換ピクセル値として、現在のピクセル位置と同じフレーム内の同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置から所定数のピクセルだけ前のピクセルにおけるピクセル値（あるいは、現在のピクセル位置から前にある所定数のピクセルのピクセル値のいずれか、または、それらを代表するピクセル値）を与える欠陥ピクセル補正機構も備えている。欠陥ピクセル値を置換値に置換するため、置換ユニット（例えば、マルチプレクサ）が設けられている。
【００１５】
本発明のもう１つの実施態様によれば、イメージ・センサ集積回路において欠陥ピクセルの補正に用いられる欠陥ピクセル検出及び補正方法が得られる。まず、現在のピクセル位置を受け取る。次に、欠陥ピクセル位置を受け取る。次に、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置か否かが判定される。現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置でなければ、受け取ったピクセル値（例えば、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）から受信した値）が出力ピクセル値として送り出される。現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であれば、前のピクセル値（例えば、現在のピクセル位置と同じフレーム、同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置から所定数のピクセル分だけ前にあるピクセルのピクセル値）が出力ピクセル値として送り出される。以下、添付の図面を参照して、本発明を説明するが、添付図面は例示のためのものであって、本発明は図示されたものに限定されない。図面において同様の要素には同じ参照番号を付している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
イメージ・センサ用の欠陥ピクセル補正方法及びシステムを開示する。以下では、本発明を十分に理解できるようにするために、種々の具体的な細部について説明する。しかしながら、それらの具体的な細部について開示されていなくても、本発明を実施できることは当業者には明かであろう。本発明が不必要に曖昧になるのを防ぐために、周知の構造及び装置はブロック図形式で示している。
【００１７】
典型的なイメージ・センサ１００
図１は、本発明の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０を実施することが可能な、典型的なイメージ・センサ１００を例示したブロック図である。イメージ・センサ１００には、行及び列をなすように構成された複数のピクセル１２２を備えるセンサ・アレイ１２０が含まれている。イメージ・センサ１００には、アレイ１２０の行を選択するための行選択論理回路１３０（以下では、行セレクタと呼ぶ）と、アレイ１２０の特定の列を選択するための列選択論理回路１４０（以下では、列セレクタと呼ぶ）も含まれている。行セレクタ１３０及び列セレクタ１４０は、アクセス（例えば、そのピクセルの値を読み取るためのアクセス）のためにアレイ１２０内の特定のピクセルを指定する。
【００１８】
イメージ・センサ１００には、さまざまな制御信号をセンサ１００のコンポーネントに供給するためのタイミング・コントローラ１５０も含まれている（タイミング・コントローラ１５０の構成及び動作は当業者にとって周知のところである）。例えば、タイミング・コントローラ１５０は、行セレクタ１３０及び列セレクタ１４０を制御するための信号を送り出す。
【００１９】
イメージ・センサ１００には、センサ・アレイ１２０の出力に結合されて、センサ・アレイ１２０の出力を増幅するための増幅器１６０と、増幅器１６０に結合されて、アナログ・ピクセル値を対応するデジタル・ピクセル値に変換するためのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１７０も含まれている（ここで、センサアレイ１２０、増幅器１６０及びADC１７０はセンサアレイの出力をディジタル信号として出力する信号源を構成する）。タイミング・コントローラ１５０は、ＡＤＣ１７０を制御するための信号も送り出す。
【００２０】
イメージ・センサ１００には、本発明の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０を含めることができる。欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０は、安定した、整合性のあるやり方で、欠陥ピクセルを検出し、補正するので、欠陥ピクセルの整合性のない検出及び補正によって生じるアーティファクトが低減される。ＤＰＤＣＭ１１０は、欠陥ピクセル位置を有するルックアップ・テーブルを用いて、整合性のある欠陥ピクセル検出を可能にし、整合性のある置換値選択手段（または機能）を用いて、安定した欠陥ピクセル補正を可能にする。欠陥ピクセル位置テーブル及び整合性のある置換値選択手段については、図２を参照してさらに詳細に後述する。
【００２１】
ＤＰＤＣＭ１１０には、ＡＤＣ１７０に結合されて、現在のピクセルのデジタル値を受け取るための第１の入力が含まれている。ＤＰＤＣＭ１１０には、タイミング・コントローラ１５０に結合されて、複数の信号を受け取るための複数の入力も含まれている。この実施態様の場合、複数の信号には、新たなフレームの開始を示すためのフレーム開始信号、新たな行の開始を示すための行開始信号、現在の行（カレント行）を示すための現在行信号（カレント行信号）、及び、現在の列（カレント列）を示すための現在列信号（カレント列信号）が含まれている。
【００２２】
ＤＰＤＣＭ１１０には、センサ・プログラミング経路１５４に結合された入力も含まれている。センサ・プログラミング経路１５４は、外部ソース（例えば、設計者またはＤＰＤＣＭ１１０外部のコンポーネント）が、ＤＰＤＣＭ１１０をプログラムして、制御することができるようにするために設けられている。例えば、センサ・プログラミング経路１５４を利用して、例えば、製造テストによって判定される欠陥ピクセル位置を有するルックアップ・テーブルをプログラムすることが可能である。センサ・プログラミング経路１５４には、イネーブル信号を含めることができるが、イネーブル信号は、この信号を選択的にアサートする（アクティブにする）かまたはディアサートする（アサートしない）ことによってＤＰＤＣＭ１１０をイネーブル（または使用可能）またはディスエーブル（または使用禁止）にするために利用することができる。
【００２３】
これらの入力に基づき、ＤＰＤＣＭ１１０は、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定する。現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置でなければ、ＤＰＤＣＭ１１０は、出力ピクセル値としてＡＤＣ１７０から受信したピクセル値を送り出す。現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置の場合、ＤＰＤＣＭ１１０は、出力ピクセル値として前のピクセル値を送り出す。例えば、前のピクセル値は、現在のピクセルと同じフレーム、同じ行で、かつ、現在のピクセルから所定数分離れたピクセルにおけるものとすることができる。好ましくは、前ピクセルは、現在のピクセルと同じ色であり、現在のピクセルから左に２ピクセルの位置のものである。ＤＰＤＣＭ１１０については、図２及び図３を参照してさらに詳細に後述する。
【００２４】
イメージ・センサ１００は、他の集積回路と共に使用される（例えば、チップ・セットに用いられる）独立の集積回路として実施することもできるし、あるいは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の機能ブロックとして組み込むこともできる。本発明の態様の１つは、従来技術によるソフトウェア技法によって必要とされる処理能力（例えば、プロセッサ）を不要とする、ハードウエアによる、高効率、省スペース型の欠陥ピクセル検出及び補正機構である。本発明のもう１つの利点は、補正機構がセンサ・チップ１００において実施可能であるという点である。本発明のピクセル補正機構によれば、整合性のある（すなわち、一貫性のある）欠陥ピクセル検出、及び安定した置換値による整合性のある（すなわち、一貫性のある）欠陥ピクセル補正が可能になる。
【００２５】
欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）
図２には、本発明の実施態様の１つによる図１の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０がさらに詳細に示されている。ＤＰＤＣＭ１１０は、ＡＤＣによって変換された後のデジタル・イメージ・データにデジタル信号処理を施すＡＤＣ後処理ブロック２０４内に実装することができるという点に留意されたい。
【００２６】
ＤＰＤＣＭ１１０には、欠陥ピクセルの整合性のない検出から生じるアーティファクト、及び、欠陥ピクセルの整合性のない補正から生じるアーティファクトを排除するために、それぞれ、欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）２１０、及び、欠陥ピクセル補正機構（ＤＰＣＭ）２２０が含まれている。
【００２７】
欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）２１０は、フレーム毎に変化することのないやり方で、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定する。望ましい実施態様では、欠陥ピクセル検出機構２１０は、複数の欠陥ピクセル位置を有するルックアップ・テーブルを用いて、整合性のある欠陥ピクセルの検出を可能にする。
【００２８】
欠陥ピクセル補正機構（ＤＰＤＣＭ）２２０は、現在の欠陥ピクセルを、整合性のある置換選択値である前のピクセル値で置換する。前のピクセル値は、現在の欠陥ピクセル位置と同じフレーム、同じ行、及び、現在の欠陥ピクセル位置から所定数分離れたところにあるピクセル（例えば、現在のピクセル位置から左に２つのピクセル分離れたところにあるピクセル）からのものであることが望ましい。欠陥ピクセル補正機構は、整合性のある置換値選択手段２５４を用いて、現在のピクセル位置と同じフレーム、同じ行、及び、現在のピクセル位置から所定数のピクセル離れた位置における前のピクセル値を置換ピクセル値として提供する。置換ユニット２５０（例えば、マルチプレクサ）は、欠陥ピクセル値を置換値に置換するために設けられている。
【００２９】
図３に、本発明の実施態様の１つによる図２の欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）及び欠陥ピクセル補正機構（ＤＰＣＭ）をさらに詳細に示す。
【００３０】
欠陥ピクセル検出機構２１０
欠陥ピクセル検出機構２１０には、欠陥ピクセル位置を格納するためのルックアップ・テーブル２３０、欠陥ピクセル位置をアクセス（例えば、読み取りまたは書き込み）する際に用いられるレジスタ２３４、及び、テーブル２３０における特定の欠陥ピクセル位置を指示するためのインデックス２３９、及び、インデックス２３９を管理するためのインデックスマネージャ２３８（例えば、インクリメンタ）が含まれている。
【００３１】
望ましい実施態様では、ルックアップ・テーブル２３０における欠陥ピクセル位置は、選別された順に格納されている。このようにして、テーブルの探索が不要になり、従って、ハードウェア・コンポーネント及びスペースが節約される。さらに、最後のテーブルエントリは、非存在位置（ピクセルが存在しない位置。例えば、ピクセル・アレイの端部から離れた位置）として符号化されるのが望ましい。こうして、最後のテーブルエントリは、現在の行及び現在の列と一致しないことが保証されることになり、従って、インデックスが最後のエントリを超えてインクリメントされることはない。この結果、ルックアップ・テーブルのインデックスに限度検査を施す必要がなくなるので、ハードウェア・コンポーネント及びスペースが節約される。
【００３２】
ルックアップ・テーブル２３０に対するこれらの改良によって、さらに効率のよい、コスト効果の高いやり方で欠陥ピクセル補正機構を実施することが可能になる。補正機構の実施に必要なハードウェアを単純化することによって、物理的な占有スペース量が、従来技術によるアプローチに比較してさらに減少する。
【００３３】
欠陥ピクセル位置が、選別された順に格納されている場合は、インデックスマネージャ２３８は、単純に、一致が生じる毎に、インデックス２３９を更新して（例えば、インデックスを１ずつインクリメントして）、インデックス２３９がテーブル２３０における次の欠陥ピクセル位置を指示するようにするインクリメンタと共に実施することが可能である。
【００３４】
典型的な欠陥ピクセル位置テーブル２３０
図５には、欠陥ピクセル位置テーブル２３０の典型的な構成が示されている。テーブル２３０には、複数の欠陥ピクセル位置（例えば、第１の位置、第２の位置、第３の位置、及び、第Ｎの位置）を含めることができる。各位置は、ピクセル・アレイにおける欠陥のあるピクセル位置を指定するための行値（例えば、ROW_1，ROW_2，．．，ROW_N）及び列値（例えば、COLUMN_1，COLUMN_2，．．，COLUMN_N）を有することができる。インデックスマネージャ２３８は、欠陥ピクセル位置の１つを指示するテーブルインデックス２３９の管理に用いられる。インデックスマネージャ２３８は、フレーム開始信号を受信するための入力を有しており、その受信に応答して、テーブルインデックスをリセットすることにより、インデックスが第１の欠陥ピクセル位置を指示するようにする。
【００３５】
インデックスマネージャ２３８は、例えば、現在のピクセル位置と現在の欠陥ピクセル位置とが一致する毎に、テーブルインデックスをインクリメントすることによって、インデックス２３９を管理することが可能である。これに関して、インデックスマネージャ２３８は、一致信号に応答して、インデックス２３９を１だけ選択的に更新するインクリメンタを使用することが可能である。
【００３６】
欠陥ピクセル検出機構２１０には、現在の行及び現在の列を受信するための第１の入力、次の欠陥ピクセル位置を受信するための第２の入力、及び、イネーブル信号を受信するための第３の入力を有する一致判定ユニット（または、突き合わせ装置）２４０も含まれている。一致判定ユニット２４０は、現在の行及び現在の列が、欠陥ピクセル位置によって指定される行及び列とそれぞれ一致するか否かを判定するために設けられている。一致判定ユニット２４０は、一致が生じたと判定すると、一致信号をアサートする。
【００３７】
置換ユニット（または、置換装置）２５０にアサートされた一致信号が送られると、置換ユニット２５０は、出力ピクセル値として、整合性のある置換値選択手段２５４の出力を送り出す。換言すれば、置換ユニット２５０は、欠陥ピクセル値を、さらに詳細に後述する整合性のある置換選択値（例えば、前のピクセル値）で置換する。アサートされた一致信号は、インデックスマネージャ２３８にも供給される。そして、インデックス２３９が更新されて（例えば、１だけインクリメントされて）、インデックス２３９は、テーブル２３０における次の欠陥ピクセル位置を指示する。
【００３８】
一致判定ユニット２４０には、本発明のＤＰＤＣＭ１１０の一致判定ユニット２４０を選択的にディスエーブル（または使用禁止に）するために、設計者が使用できるイネーブル信号を受信するためのイネーブル入力が設けられている。一致判定ユニット２４０がディスエーブルになると、置換ユニット２５０は、出力ピクセル値としてＡＤＣ出力を送り出すだけであり（すなわち、整合性のある置換値選択手段２５４の出力は、出力ピクセル値として送り出されない）、従って、本発明のＤＰＤＣＭ１１０が事実上ディスエーブルになる。
【００３９】
欠陥ピクセル補正機構２２０
実施態様の１つでは、置換ユニット２５０は、ＡＤＣ１７０に結合されて、ＡＤＣ１７０の出力を受信するための第１の入力と、整合性のある置換値選択手段２５４に結合された第２の入力と、一致判定ユニット２４０に結合された第３の入力を備えるマルチプレクサ２５０で実施される。これらの入力に基づき、マルチプレクサ２５０は、ＡＤＣ１７０によって提供される値、または、整合性のある置換値選択手段２５４によって供給される前のピクセル値を選択的に出力する。置換値は、例えば、現在のピクセルと同じフレーム、同じ行にあって、現在のピクセルから所定数のピクセル（例えば、現在のピクセル位置から左に２つのピクセル）だけ前にあるピクセルのピクセル値（前のピクセル値）とすることが可能である。
【００４０】
整合性のある置換値選択手段２５４は、２バック回路２６４に結合された１バック回路２６０を有する遅延線で実施することが可能である。行開始信号を受信すると、１バック回路２６０及び２バック回路２６４はクリアされる。その後、現在（Ｎ）の出力ピクセル値は、次（Ｎ＋１）のピクセルがＤＰＤＣＭ１１０によって処理されているときに、１バック回路２６０に送られ、次に、さらにその次（Ｎ＋２）のピクセルがＤＰＤＣＭ１１０によって処理されているときに、２バック回路２６４に移動させられる。そして、２バック回路２６４の値は、入力の１つとしてマルチプレクサ２５０に供給される。一致信号がアサートされると、マルチプレクサは、ＡＤＣ１７０の出力の代わりに、置換値（すなわち、第２バック回路２６４の出力）を出力する。一致信号がアサートされない（すなわち、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置ではない）ときは、現在のピクセルのデジタル・ピクセル値がマルチプレクサ２５０の出力として送り出される。Bayer（バイエル）パターンを有するカラー・フィルタを使用するときは、この２ステップの遅延線によって、現在のピクセル位置の２ピクセル分左にある、現在のピクセルと同じ色（カラー）を有する前のピクセルの値が送り出される。
【００４１】
行の第１のピクセル位置または第２のピクセル位置のいずれかが、欠陥ピクセル位置であるときは、出力ピクセル値が２バック回路２６４の出力まで伝搬する前に、各行毎に、２つのピクセルを処理する必要があるので、出力ピクセル値には０値が割り当てられる。
【００４２】
欠陥ピクセル処理
図４は、図２の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）１１０によって実施される処理ステップを例示したフローチャートである。ステップ３００において、ＤＰＤＣＭ１１０がイネーブル（または使用可能）になる。例えば、イネーブル信号を利用して、欠陥ピクセル検出及び補正機構１１０を選択的にイネーブルまたはディスエーブル（または使用禁止）にすることが可能である。ステップ３０４では、ルックアップ・テーブル２３０に複数の欠陥ピクセル位置がロードされる。例えば、入力／出力レジスタ２３４を用いて、欠陥ピクセル位置をルックアップ・テーブル２３０に書き込むことが可能である。
【００４３】
欠陥ピクセル位置をロードするステップには、テスト（例えば、製造テスト）によって欠陥ピクセル位置を決定するステップを含むことが可能である。ルックアップ・テーブル２３０が読み取り専用タイプの記憶装置（例えば、ＰＲＯＭ）である場合は、欠陥ピクセルが識別されるパッケージ・テスト中及び／またはその後に、ルックアップ・テーブルはプログラムされる。
【００４４】
ルックアップ・テーブル２３０が、ランダム・アクセス・タイプの記憶装置（例えば、ＲＡＭ）である場合、センサが組み込まれたシステムによって、システムの実行中に、欠陥ピクセルが識別され、適切な値がＲＡＭに書き込まれる。欠陥ピクセル位置のロードする処理は、構成（コンフィグレーション）ステップ、初期実行時ステップ、または、連続的なプロセスとすることができる。
【００４５】
判定ブロック３０６において、新しいフレーム信号がアサートされたか否かの判定が行われる。新しいフレーム信号がアサートされている場合、ステップ３０８において、テーブルインデックスがリセットされる。その後、ステップ３１０において、処理が続行される。新しいフレーム信号がアサートされていない場合は、処理はステップ３１０に進む。
【００４６】
ステップ３１０では、現在のピクセル位置（例えば、現在の行及び現在の列）が受信される。ステップ３１４では、テーブルインデックスによって指示された欠陥ピクセル位置が受信される。例えば、テーブルインデックスによって指示された欠陥ピクセル位置に対応する行及び列がアクセスされる。
【００４７】
判定ブロック３４０において、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置と一致するか否かの判定が行われる。例えば、このステップには、１）現在の行と欠陥ピクセル位置の行（以下では、欠陥ピクセル行とも呼ぶ）を比較するステップと、２）現在の列と欠陥ピクセル位置の列（以下では、欠陥ピクセル列とも呼ぶ）を比較するステップと、３）現在の行と欠陥ピクセル行が一致するか否かを判定するステップと、４）現在の列と欠陥ピクセル列が一致するか否かを判定するステップを含めることができる。前述のように、欠陥ピクセル位置を、第１の順（例えば、選別された順）にルックアップ・テーブル２３０に格納することができる。各欠陥ピクセル位置によって、欠陥ピクセルを見つけることができる行及び列を指定することができる。
【００４８】
ステップ３４０には、一致すると一致信号をアサートし、一致しなければ一致信号をディアサートする（すなわちアサートしない）ステップを含めることができる。次に、一致信号を利用して、ＭＵＸ（マルチプレクサ）２５０を制御し、出力ピクセル値として、ＡＤＣ１７０の出力か、または、置換値（例えば、２バック回路２６４の出力）を選択的に提供することができる。
【００４９】
一致しない場合、処理はステップ３３０から続行され、ＡＤＣ１７０の出力が出力ピクセル値として送り出される。この場合、現在のピクセル位置は、欠陥ピクセル位置ではない。欠陥ピクセルの検出が安定しており、フレーム毎に整合性がある（すなわち、一貫している）点に留意されたい（すなわち、欠陥ピクセル位置があらかじめ決まっており、フレームによって変化することがない）。従って、本発明の整合性のある欠陥ピクセル検出機構によれば、整合性のない欠陥ピクセル検出方式において生じるアーティファクトが軽減されるか、排除される。次に、処理は、判定ブロック３０６に進む。
【００５０】
一致が生じると、ステップ３４４において、前のピクセル値が出力ピクセル値として送り出される。前のピクセル値は、現在のピクセルと同じフレームで同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置から左に２つ分のピクセルのところにあるピクセルの値であることが望ましい。今の場合、現在のピクセル位置は、欠陥ピクセル位置である。欠陥ピクセルの補正は、安定しており、フレームごとに整合性があるということに留意されたい（すなわち、現在のピクセル位置から所定数または一定数のピクセル分前にあるピクセルのピクセル値が選択されて、欠陥ピクセルに取って代わる）。従って、本発明の整合性のある欠陥ピクセル補正機構によれば、整合性のない欠陥ピクセル補正方式において生じるアーティファクトが軽減されるか、排除される。
【００５１】
ステップ３５０において、欠陥ピクセル位置のテーブルへのインデックスがインクリメントされるので、インデックスは、次の欠陥ピクセル位置を指示する。次に、処理は、判定ブロック３０６で続行される。
【００５２】
本発明の欠陥ピクセル検出及び補正技法では、欠陥ピクセルが複数隣接している場合も有効に処理される。隣接ピクセルが前のピクセル（例えば、現在のピクセル位置から左に２つ目のピクセル）に設定される影響を取り除くのに、モザイク除去処理が役立つ。モザイク除去処理では、まわりのピクセルを検査して、所与の各々のピクセルのカラー（色）値が推定される。例えば、欠陥のある赤のピクセルは、現在のピクセルから位置２つ分左にある赤の前のピクセル値に設定され、現在のピクセル位置の青と緑の値は、前ピクセル位置（すなわち、今の場合、現在のピクセル位置より２つ分左にあるピクセルの位置）の隣りの値ではなく、現在のピクセル位置の隣りの値で補間されるので、ピクセル補正の上記影響を取り除くのに役立つ。従って、本発明の欠陥ピクセル検出及び補正技法によれば、隣接する欠陥ピクセルのかたまり（クラスター）を有するセンサをシステムから見えないようにすることが可能になる。
【００５３】
以上、本発明を特定の実施態様に関連して説明した。しかし、本発明の範囲を逸脱することなく、それらの実施態様に対してさまざまな修正及び変更を加えることが可能であるのは言うまでもない。すなわち、本明細書及び図面は、単に説明のために示したものであって、限定するために示したものではない。
【００５４】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．複数のピクセルを有するアレイ内の欠陥ピクセルを補正するための回路であって、
複数の欠陥ピクセル位置を格納するためのテーブル（２３０）を備え、ピクセルに欠陥があるか否かについての、フレーム毎に変わらない判定を行うための欠陥ピクセル検出機構（２１０）と、
現在の欠陥ピクセルを、現在の欠陥ピクセルと同じフレームの同じ行で、かつ、現在の欠陥ピクセルから所定ピクセル数離れた前のピクセルの値で置き換える欠陥ピクセル補正機構（２２０）
を備え、
前記欠陥ピクセル補正機構（２２０）により、欠陥ピクセルの検出にフレーム間の整合性がないことから生じるアーティファクトが排除されることからなる、回路。
２．前記欠陥ピクセル検出機構が、
現在のピクセル位置及び欠陥ピクセル位置を受信し、現在のピクセル位置と欠陥ピクセル位置を比較して、一致すると、一致信号をアサートし、一致しなければ、一致信号を非アサートするための一致判定ユニット（２４０）
を備えることからなる、上項１に記載の回路。
３．前記欠陥ピクセル検出機構が、
前記テーブル及び前記一致判定ユニットに結合されて、前記一致信号を受信し、それに応答して、前記テーブルにおける現在の欠陥ピクセル位置を示すテーブルインデックスを管理するためのインデックスマネージャ（２３８）
をさらに備えることからなる、上項２に記載の回路。
４．前記インデックスマネージャが、アサートされた一致信号に応答して、前記テーブルインデックスをインクリメントし、これにより、前記テーブルインデックスが、次の欠陥ピクセル位置を示すようになっており、及び、前記インデックスマネージャが、フレーム開始信号を受信するための入力を備えており、その受信に応答して、前記テーブルインデックスをリセットすることからなる、上項３に記載の回路。
５．前記欠陥ピクセル検出機構が、
前記テーブルに結合されて、前記テーブルに欠陥ピクセル位置を書き込む際、及び、前記テーブルから欠陥ピクセル位置を読み出す際に使用されるレジスタ（２３４）
を備えることからなる、上項１に記載の回路。
６．前記欠陥ピクセル補正機構が、
第１の出力を発生するための整合性のある置換値選択手段（２５４）と、
第２の出力を提供するための信号源と、
置換ユニット（２５０）
をさらに備え、前記置換ユニットが、前記整合性のある置換値選択手段に結合されて、前記第１の出力を受信し、及び、前記信号源に結合されて、前記第２の出力を受信し、さらに、前記一致判定ユニットに結合されて、前記一致信号を受信し、かつ、前記一致信号に基づいて、出力ピクセル値として、第１の出力と第２の出力を選択的に提供することからなる、上項２に記載の回路。
７．前記置換ユニットが、マルチプレクサ（２５０）を備えており、
整合性のある置換値選択手段（２５４）が、前記第１の出力を前記マルチプレクサに供給するための１バック回路（２６０）及び２バック回路（２６４）を有する２ステップ遅延線を備え、
前記１バック回路及び前記２バック回路が、それぞれ、行開始信号を受信して、その受信に応答して、それぞれの内容をクリアするための入力を有することからなる、上項６に記載の回路。
８．第２の出力を提供するための前記信号源が、前記第２の出力として現在のピクセル値を提供するためのアナログ・デジタル変換器（１７０）を備える、上項２に記載の回路。
９．前記回路が、第１の所定数の行と、第２の所定数の列を有するピクセル・アレイに結合可能であり、
前記テーブル（２３０）に、選別された順に並べられた複数の欠陥ピクセル位置が含まれており、現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定するためのテーブルの探索が不要であり、
前記テーブル（２３０）は、複数のエントリであって、各エントリが、行値と列値を有する、複数のエントリを有しており、前記複数のエントリは、最後のエントリを含んでおり、前記テーブル内の最後のエントリの行値が、前記第１の所定数の行を超える値に設定されており、前記テーブル内の最後のエントリの列値が、前記第２の所定数の列を超える値に設定されており、前記テーブル内の最後のエントリに達したか否かを判定するためのハードウェアが不要であることからなる、上項１に記載の回路。
１０．少なくとも１つの欠陥ピクセルを補正するための方法であって、
ａ）現在のピクセル位置を受信するステップ（３１０）と、
ｂ）欠陥ピクセル位置を受信するステップ（３１４）と、
ｃ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるか否かを判定するステップ（３４０）と、
ｄ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置でないときは、受信したピクセル値を出力ピクセル値として送り出すステップ（３３０）と、
ｅ）前記現在のピクセル位置が欠陥ピクセル位置であるときは、前のピクセル値（前のピクセル値）を前記出力ピクセル値として送り出すステップ（３４４）を含む、方法。
【００５５】
本発明の概要は次のようである。イメージセンサ集積回路において使用される本発明による欠陥ピクセル検出及び補正メカニズム(110)は、フレーム間で一貫性のあるやり方で、現在のピクセルが欠陥ピクセルであるか否かを判定する。欠陥ピクセル検出及び補正メカニズム(110)は、また、欠陥ピクセルを変動しない置換値で置き換える。欠陥ピクセル検出及び補正メカニズム(110)は、欠陥ピクセル検出メカニズム(210)を有しており、この欠陥ピクセル検出メカニズムは、欠陥ピクセル位置を有するルックアップテーブル(230)を利用して、ピクセルが欠陥ピクセルであるか否かについて一貫した判定を行う。欠陥ピクセル検出及び補正メカニズムは、また、欠陥ピクセル補正メカニズム(220)を有しており、欠陥ピクセル補正メカニズムは、一貫性のある置換値選択手段(254)を利用して、現在のピクセルと同じフレームの同じ行にあり、かつ、現在のピクセル位置か所定数のピクセル分離れた前のピクセルの値を置換値として提供し、さらに、置換ユニット（例えばマルチプレクサ）(250)を利用して、欠陥ピクセル値を置換値と置き換える。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の一貫性のあるイメージセンサの欠陥ピクセル検出機構によれば、従来の一貫性のない欠陥ピクセル検出方式において生じるアーティファクトを軽減または排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）を実施することが可能な、典型的なイメージ・センサを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施態様の１つによる図１の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）をさらに詳細に示す図である。
【図３】本発明の実施態様の１つによる図２の欠陥ピクセル検出機構（ＤＰＤＭ）及び欠陥ピクセル補正機構（ＤＰＣＭ）をさらに詳細に示す図である。
【図４】図２の欠陥ピクセル検出及び補正機構（ＤＰＤＣＭ）によって実施される処理ステップを示すフローチャートである。
【図５】典型的な欠陥ピクセル位置テーブルを示す。
【符号の説明】
２１０  欠陥ピクセル検出機構
２２０  欠陥ピクセル補正機構
２３０  ルックアップ・テーブル
２３４  レジスタ
２３８  インデックスマネージャ
２４０  一致判定ユニット
２５０  置換ユニット（マルチプレクサ）
２５４  置換値選択手段
２６０  １バック回路
２６４  ２バック回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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