(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素がマトリクス状に配列された撮像素子を少なくとも３つ備え、前記撮像素子のいずれかに欠陥画素を有する場合、欠陥画素から出力される出力信号を補正する欠陥画素出力信号補正方法であって、
前記欠陥画素が前記撮像素子の内の一の撮像素子にあり、前記欠陥画素の位置が予め記憶されており、前記撮像素子の各画素から順次出力信号が出力され、前記欠陥画素から前記出力信号が出力されるタイミングで欠陥補正制御信号が供給され、前記欠陥補正制御信号が供給された際に、前記欠陥画素からの前記出力信号を欠陥画素出力信号と判断する欠陥画素出力信号判断ステップと、
前記一の撮像素子の前記欠陥画素の近傍に位置する第１の近傍画素から出力される第１の近傍画素出力信号の信号レベルと、前記一の撮像素子以外の撮像素子における前記一の撮像素子の前記欠陥画素の座標にそれぞれ対応する座標の対応画素の近傍に位置する第２の近傍画素から出力される第２の近傍画素出力信号の信号レベルとにおける最大値と最小値との差を所定値と比較する信号レベル比較ステップと、
前記差が前記所定値より小さい場合には、前記欠陥画素出力信号の信号レベルを、前記対応画素からそれぞれ出力される出力信号の信号レベルの最大値と最小値との間の値として出力する出力信号補正ステップと、
前記差が前記所定値以上の場合には、前期欠陥画素の１つ手前の座標の画像信号を前記欠陥画素出力信号の信号レベルとして出力するステップと、
を含むことを特徴とする欠陥画素出力信号補正方法。
【請求項２】
前記出力信号補正ステップにおいて、前記欠陥画素出力信号のレベルを、前記対応画素からそれぞれ出力される出力信号の信号レベルの平均値として出力することを特徴とする請求１記載の欠陥画素出力信号補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に用いる撮像素子の欠陥画素から出力される出力信号を補正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の画素を持つ撮像素子においては製造過程で発生する結晶欠陥等により正常な信号を出力することができない画素(欠陥画素)が存在しており、従来から、この欠陥画素の出力信号を補正する工夫が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
このような欠陥画素に対する従来の補正方法を図３ないし図５を用いて説明する。
図３は欠陥画素の補正形態を示すブロック図、図４は欠陥画素補正方法のフローチャート、図５は欠陥画素補正信号の生成方法を表した図である。
【０００３】
まず、図３において欠陥画素の補正形態を説明する。
同図の制御回路３０３は、撮像素子３０１に読み出し制御信号Aを供給し、また、撮像素子上の欠陥画素の位置が予め記憶されており、上記読み出し制御信号Aに同期して欠陥画素が読み出されるタイミングで欠陥補正制御信号Bを欠陥画素補正回路３０２に供給する。
撮像素子３０１は、制御回路３０３から供給される読み出し制御信号Aにより、順次被写体の明るさに応じた画像信号Pを欠陥画素補正回路３０２に出力する。欠陥画素補正回路３０２は、制御回路３０３から供給される欠陥補正制御信号Bによって、入来した画像信号Pが欠陥画素の出力か正常画素の出力かを逐次判断し、正常画素である場合は画像信号Pをそのまま出力画像信号Qとして出力し、欠陥画素である場合は所定の処理で出力画像信号Qを生成し出力する。
【０００４】
次に、図４のフローチャートを用いて上記欠陥画素補正回路３０２の信号処理を説明する。
今、撮像素子の画素座標nの画素から読み出される画像信号をP(n)、画素座標nの画素が欠陥画素か正常画素かを示す欠陥補正制御信号をB(n)、画素座標nの画素に対する欠陥画素補正回路の出力画像信号をQ(n)とする。
まず、欠陥画素補正回路は、欠陥補正制御信号B(n)によって、入来した画像信号P(n)が欠陥画素の出力か正常画素の出力かを判断する (ステップＳ４０１) 。
上記判断結果が正常画素であった場合は、画像信号P(n)をそのまま出力画像信号Q(n)として出力する (ステップＳ４０２) 。
また、上記判断結果が欠陥画素であった場合は、欠陥画素の近傍に位置する画素の信号から欠陥画素に対する補正信号Qを生成する。この例では、欠陥画素の１つ手前の画像信号P(n-1)を用いて出力画像信号Q(n)として出力する (ステップＳ４０３) 。
以上の流れで信号処理が行われる。
【０００５】
次に、図５を用いて上記欠陥画素の補正の具体例を示す。
今、図５(a)で示すように、(n-2)、(n-1)・・の画素座標の順で画像信号が欠陥画素補正回路に入来し、座標ｎの画素が欠陥画素であるとする。
座標(n-2)の画素はステップＳ４０１で正常画素と判断され、ステップＳ４０２で画像信号P(n-2)がそのまま出力画像信号Q(n-2)として出力される。同様に座標(n-1)の画素も正常画素と判断されP(n-1)がそのままQ(n-1)として出力される。
一方、座標nの画素は欠陥補正制御信号Bによって欠陥画素であることが示されるため、ステップＳ４０１で欠陥画素と判断され、ステップＳ４０３で座標nの１つ手前の座標(n-1)の画像信号P(n-1)が出力画像信号Q(n)として出力される。
座標(n+1)および(n+2)の画素は再び正常画素と判断され、P(n+1)およびP(n+2)がそのままQ(n+1)およびQ(n+2)として出力される。
図５(b)に上記欠陥画素補正回路で補正された出力画像信号Qを示す。この図では欠陥画素の出力画像信号Q(n)は座標(n-1)の画像信号P(n-1)が補正信号として使われていることを表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６０−０１３５４９号公報
【特許文献２】特公昭６２−０４０９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記した従来の欠陥画素の補正方法は、欠陥画素の信号を１画素前の信号に置き換える前置補間方式を用いており、一般的な被写体像の撮像では実用的な補正が行えるが、欠陥画素の周囲の色が薄い場合や無彩色の被写体像の場合には、欠陥画素の部分に別の色が着きそこだけ目立つ欠点がある。この現象について図６を用いて説明する。
【０００８】
図６はカラー撮像装置に用いるＲＧＢ３つの撮像素子の欠陥画素補正処理を示している。同図で（ａ）（ｄ）はＲ成分、（ｂ）（ｅ）はＧ成分、（ｃ）（ｆ）はＢ成分の補正である。また、ＲＧＢ３つの色成分の画像信号は夫々PR、PG、PBで表し、同様に欠陥画素補正回路で補正された出力画像信号はQR、QG、QBで表している。
今、被写体像として無彩色（ＲＧＢ各成分のレベルがほぼ等しい場合）で比較的細かい絵柄の場合を例にする。詳細には、同図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、座標(n-2)と(n-1)の各信号レベルが小さく、画素座標nと(n+1)、(n+2)の信号レベルが大きいものとし、Ｂ成分の座標nの画素が欠陥画素とする。
このような画像信号に対してＲＧＢ各成分において従来の欠陥画素補正処理を行なうと同図（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すような出力画像信号となる。
ここで、欠陥画素のある座標nのＲＧＢ各成分のレベルを見ると、Ｂ成分の出力画像信号QB(n)のレベルが小さくなっており、したがってこの座標nの部分の画像は無彩色にはならずに色が着くことになる。
このことから、周囲は色が着いていない中で一点だけ有彩色となり、補正したにもかかわらず欠陥画素が認知されてしまう欠点が発生する。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、撮像装置に用いる撮像素子において、欠陥画素の周囲の色が薄い場合や無彩色の被写体像を撮像した場合に欠陥画素部分が有彩色になることを防止する欠陥画素からの出力信号の補正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、（１），（２）により上記課題を解決する。すなわち、
（１）複数の画素がマトリクス状に配列された撮像素子を少なくとも３つ備え、前記撮像素子のいずれかに欠陥画素を有する場合、欠陥画素から出力される出力信号を補正する欠陥画素出力信号補正方法であって、前記欠陥画素が前記撮像素子の内の一の撮像素子にあり、前記欠陥画素の位置が予め記憶されており、前記撮像素子の各画素から順次出力信号が出力され、前記欠陥画素から前記出力信号が出力されるタイミングで欠陥補正制御信号が供給され、前記欠陥補正制御信号が供給された際に、前記欠陥画素からの前記出力信号を欠陥画素出力信号と判断する欠陥画素出力信号判断ステップと、前記一の撮像素子の前記欠陥画素の近傍に位置する第１の近傍画素から出力される第１の近傍画素出力信号の信号レベルと、前記一の撮像素子以外の撮像素子における前記一の撮像素子の前記欠陥画素の座標にそれぞれ対応する座標の対応画素の近傍に位置する第２の近傍画素から出力される第２の近傍画素出力信号の信号レベルとにおける最大値と最小値との差を所定値と比較する信号レベル比較ステップと、前記差が前記所定値より小さい場合には、前記欠陥画素出力信号の信号レベルを、前記対応画素からそれぞれ出力される出力信号の信号レベルの最大値と最小値との間の値として出力する出力信号補正ステップと、前記差が前記所定値以上の場合には、前期欠陥画素の１つ手前の座標の画像信号を前記欠陥画素出力信号の信号レベルとして出力するステップと、を含むことを特徴とする欠陥画素出力信号補正方法。
（２）前記出力信号補正ステップにおいて、前記欠陥画素出力信号のレベルを、前記対応画素からそれぞれ出力される出力信号の信号レベルの平均値として出力することを特徴とする（１）記載の欠陥画素出力信号補正方法。
【発明の効果】
【００１１】
欠陥画素からの出力信号の補正において、欠陥画素の近傍の色が薄い場合や無彩色の場合に、欠陥画素部分が着色してしまう現象がなくなり良好な画質の画像信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による欠陥画素出力補正方法のフローチャートである。
【図２】本発明による欠陥画素補正信号の生成方法を表した図である。
【図３】欠陥画素の補正形態を示すブロック図である。
【図４】従来の欠陥画素補正方法のフローチャートである。
【図５】従来の欠陥画素補正信号の生成方法を表した図である。
【図６】従来のカラー信号における欠陥画素補正信号の生成方法を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面と共に説明する。
図１は本発明に係る欠陥画素出力補正方法の一実施例を示すフローチャート、図２は本発明による欠陥画素補正信号の生成方法を表した図である。
また、本発明の欠陥画素の補正形態は図３のブロック図で示すものであるが、これは背景技術で述べたので説明を省略する。なお、本実施例の説明では図３を参照することがある。
本実施例の説明では上記と同様に、ＲＧＢ３つの色成分の画像信号は夫々PR、PG、PBで表し、欠陥画素補正回路の出力画像信号は夫々QR、QG、QBで表してある。
また、図１において、ＲＧＢ３つの色成分のうち、欠陥画素の画像信号をPX、同じく欠陥画素補正回路で補正された出力画像信号をQXとし、欠陥画素でない残り２つの色成分の画像信号を夫々PY、PZ、同じく欠陥画素補正回路の出力画像信号を夫々QY、QZとして表してある。
以下、本実施例ではＢ成分に欠陥画素があるとして説明をする。
【００１４】
まず、図１のフローチャートを用いて、図３に示す欠陥画素補正回路３０２の信号処理を説明する。
今、Ｂ成分撮像素子の画素座標nの画素から読み出される画像信号をPB(n)、画素座標nの画素が欠陥画素か正常画素かを示す欠陥補正制御信号をB(n)、画素座標nの画素に対する欠陥画素補正回路の出力画像信号をQB(n)とする。
図３に示す欠陥画素補正回路３０２は、欠陥補正制御信号B(n)によって、入来した画像信号PB(n)が欠陥画素の出力か正常画素の出力かを判断する (ステップＳ１０１) 。
上記判断結果が正常画素であった場合は画像信号PB(n)をそのまま出力画像信号QB(n)として出力する (ステップＳ１０２) 。
【００１５】
一方、上記判断結果が欠陥画素であった場合は、欠陥画素の近傍に位置する画素(近傍画素)の彩度(有彩色か無彩色か)を判定する。
本実施例では、近傍画素として座標(n-1)および座標(n+1)の画素を用い、彩度の判定方法として、近傍画素の各色成分のうちレベルが最大の色成分信号から最小の色成分信号を減算し、この減算結果と予め設定した所定の値Kとの比較により近傍画素が有彩色か無彩色かを判定する。この時の判定式は下式となる。
max[PB(n-1),PR(n-1),PG(n-1)]−min[PB(n-1),PR(n-1),PG(n-1)]＜K
max[PB(n+1),PR(n+1),PG(n+1)]−min[PB(n+1),PR(n+1),PG(n+1)]＜K
上記の２つの式が成立したときに近傍画素は無彩色と判定する(ステップＳ１０３)。
なお、Kは一例として最大信号レベルの５パーセント位の値を用いる。
【００１６】
上記の彩度判定ステップＳ１０３において、近傍画素が有彩色と判定されたときは、欠陥画素の１つ手前の座標(n-1)の画像信号PB(n-1)を欠陥画素の補正信号QB(n)として出力する (ステップＳ１０４) 。
一方、彩度判定ステップＳ１０３において、近傍画素が無彩色と判定されたときは欠陥画素部分の画像も無彩色であると仮定し補正結果が無彩色になるように補正信号を生成する。
本来座標nの画素が無彩色であれば座標nにおける各色間の信号レベルの差は小さいから、逆に無彩色を得るには各色間の信号レベル差が最も小さくなるような補正信号を生成すればよい。そこで、本実施例では、欠陥画素ではない他の２つの色成分の座標nにおける画像信号PR(n)とPG(n)の平均値を欠陥画素の補正信号QB(n)として出力するようにしている (ステップＳ１０５) 。
【００１７】
次に、図２を用いて上記欠陥画素の補正の具体例を示す。同図は欠陥画素を持つＢ成分の補正を示している。
今、図２(a)で示すように、(n-2)、(n-1)・・の画素座標の順で画像信号が欠陥画素補正回路に入来し、座標ｎの画素が欠陥画素であるとする。
座標(n-2)の画素はステップＳ１０１で正常画素と判断され、ステップＳ１０２で画像信号P(n-2)がそのまま出力画像信号Q(n-2)として出力される。同様に座標(n-1)の画素も正常画素と判断されP(n-1)がそのままQ(n-1)として出力される。
次いで、座標nは欠陥画素であるからステップＳ１０３において近傍画素の彩度が判定される。この例では、近傍画素は無彩色であるからステップＳ１０５において欠陥画素も無彩色になるように、座標nにおけるR成分画像信号PR (n)とG成分画像信号PG (n)との平均値がＢ成分の補正信号QB(n)として出力される。
図２(b)はこうして補正されたＢ成分の出力画像信号を示している。
【００１８】
以上詳述したごとく、本実施例では、欠陥画素の近傍画素が無彩色の場合には、欠陥画素部分の画像が無彩色になるように欠陥画素の補正信号を生成している。これにより周囲が無彩色であるにもかかわらず欠陥画素部分に色が着く問題は生じなくなる。
なお、本実施例では、欠陥画素部分の彩度の判定を行うのに、近傍画素として欠陥画素(座標n)に隣接する２座標(座標n-1とn+1)のＲＧＢ成分を用いたが、これに限らず、上下方向を含むより多くの画素を用いることで近傍画素の彩度判定精度を高めることができる。逆に精度は低下するが隣接１画素(座標n-1)だけを用いて処理を簡素化することも可能である。
また、近傍画素が無彩色の際の欠陥画素に対する補正信号として、残る２つの色成分の平均値レベルを補正信号として用いたが、これに限らず、一方の色成分レベルを用いて処理を簡素化することも可能である。
さらに、本実施例では、カラー信号を構成する成分としてＲＧＢを用いたが、これに限ることなく他の色成分を用いても良い。
【符号の説明】
【００１９】
３０１：撮像素子
３０２：欠陥画素補正回路
３０３：制御回路
【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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【図６】
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