(57)【要約】  デジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する欠陥画素テスタである。このテスタはビデオ入力部とメモリとコントローラとを有する。ビデオ入力部は、デジタルビデオカメラからビデオフレームを受け取る。各ビデオフレームは複数の画素値により画定される。メモリはキャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果を記憶する。コントローラは、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、画素テスト結果をメモリに記憶する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する欠陥画素テスタであって、
前記デジタルビデオカメラからビデオフレームを受け取る、各ビデオフレームは複数の画素値により画定されるビデオ入力部と、
キャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果とを記憶するメモリと、
異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、前記差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、前記画素テスト結果を前記メモリに記憶するコントローラとを有する、欠陥画素テスタ。
【請求項２】
前記コントローラは連続するビデオフレームに対して前記生成と記憶を行う、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項３】
前記メモリと協働して、前記画素テスト結果を表示するディスプレイをさらに有する、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項４】
前記ビデオ入力部は前記デジタルビデオカメラから前記ビデオフレームをリアルタイムで受け取る、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項５】
前記メモリはキャプチャしたビデオフレームを記憶するビデオフレーム記憶セクションと、画素テスト結果を記憶する画素テスト結果セクションとを有する、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項６】
ビデオ入力部とメモリとコントローラとを有する欠陥画素テスタを用いて、デジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する方法であって、
前記ビデオ入力部において前記デジタルビデオカメラからビデオフレームを受け取る、各ビデオフレームは複数の画素値により画定される、受け取る段階と、
前記メモリにおいてビデオフレームを記憶する段階と、
前記コントローラを動作させて、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、前記差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、前記画素テスト結果を前記メモリに記憶する、動作させる段階とを有する、方法。
【請求項７】
前記コントローラは連続するビデオフレームに対して前記生成と記憶を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記欠陥画素テスタは、前記メモリと協働して、前記画素テスト結果を表示するディスプレイをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ビデオ入力部は前記デジタルビデオカメラから前記ビデオフレームをリアルタイムで受け取る、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記メモリはキャプチャしたビデオフレームを記憶するビデオフレーム記憶セクションと、画素テスト結果を記憶する画素テスト結果セクションとを有する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像デバイスの分野に関し、より具体的には、欠陥画素を判断するテスタとそれに関連する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラなどの画像化デバイスは、一般的に、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子として製造された画像センサを含む。画像センサは光源からのエネルギーをキャプチャ（capture）する画素配列を有する。画像センサは、各画素でキャプチャしたエネルギーを強度値を表す電気的計測値に変換する。
【０００３】
一般的に、画像センサは製造エラーによる一定数の欠陥画素を有している。画像センサの欠陥画素は、光源からの光を受けて異なる強度値を発生したり、同じ光源からの光を受けて、完全に正常な（fully functional）画素とは異なる反応をする画素である。
【０００４】
画素欠陥は輝点（stuck-on）画素と黒点（stuck-off）画素を含む。輝点欠陥画素は、どんな光状態に応答しても発生する強度値が高い画素である。例えば、画素強度が０から２５５までとすると、輝点画素は、例えば、正常な画素がキャプチャすればそのシーンのそのロケーションにおける実際の計測強度はずっと低いのに、その光状態に応答して強度値が２５０になる。黒点欠陥画素は、どんな光状態に応答しても発生する強度値が低い画素である。同一システムにおいて、黒点欠陥画素は、例えば、正常な画素がキャプチャすればそのシーンのそのロケーションにおける実際の計測強度はずっと大きいのに、強度値が５と低い応答をするものである。
【０００５】
特許文献１に、デジタルビデオカメラ中の欠陥画素を判断するやり方が開示されている。デジタルビデオカメラ中の画像信号プロセッサが、デジタル画像表現の一部分中の、評価対象画素の周辺の同色画素の平均値を計算する周辺画素補間器を含む。この周辺画素補間器に結合した画素評価器が、周辺画素との比較に基づき、評価対象画素が欠陥か判断する。このやり方の欠点は、欠陥画素を判断するのに大量の処理をするため、カメラが複雑になることである。
【０００６】
或いは、カメラに結合した外部欠陥画素テスタを用いて、デジタルビデオカメラ中の欠陥画素を判断できる。カメラのオペレータが、カメラをホワイトフィールド（white field）に向けて、画像を撮る。これにより黒点画素を判断する。カメラのオペレータが、カメラをブラックフィールド（black field）に向けて、画像を撮る。これにより輝点画素を判断する。このやり方の欠点は、テストの際に特殊な背景を必要とすることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００９１１８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の背景技術を考慮して、本発明の一目的は、デジタルビデオカメラのための、テストの実行に特殊な色の背景を用いない欠陥画素検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記その他の目的、特徴、利点は、デジタルビデオカメラの欠陥画素を検出する、ビデオ入力部と少なくとも１つのメモリとコントローラとを有する欠陥画素テスタにより提供される。ビデオ入力部は、デジタルビデオカメラからビデオフレームを受け取る。各ビデオフレームは複数の画素値により画定される。少なくとも１つのメモリは、キャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果とを記憶する。コントローラは、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、画素テスト結果を少なくとも１つのメモリに記憶する。
【００１０】
コントローラは連続するビデオフレームに対して生成と記憶を行うことができる。ビデオ入力部が受け取るビデオフレームはリアルタイムのものであってもよい。
【００１１】
コントローラは、差分値を生成する比較器と、その差分値を閾値と比較する閾値回路とを有してもよい。欠陥画素テスタは、さらに、少なくとも１つのメモリと協働して、画素テスト結果を表示するディスプレイを有していてもよい。
【００１２】
動作時、欠陥画素テスタは、インタフェースケーブルを用いてカメラのビデオ出力部に結合できる。デジタルビデオカメラは、通常のカメラモードで動作しながら、欠陥画素テスタにビデオフレームを供給できる。欠陥画素テスタは、デジタルビデオカメラに欠陥画素があるか判断するために、受け取ったビデオフレームを比較するのが好ましい。テストは特別な配色をした背景を用いずに行うのが好ましい。
【００１３】
少なくとも１つのメモリは、単一のメモリであってもよく、例えば、キャプチャしたビデオフレームを記憶するビデオフレーム記憶セクションと、画素テスト結果を記憶する画素テスト結果セクションとを有してもよい。あるいは、ビデオフレーム記憶セクションのために１つのメモリデバイスを設け、画素テスト結果セクションのために別のメモリデバイスを設けてもよい。コントローラは、デジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する前に、画素テスト結果セクションをリセットしてもよい。
【００１４】
コントローラは、現在のキャプチャしたビデオフレームをビデオフレーム記憶セクションから受け取り、ビデオ入力部で受け取ったものを新しいビデオフレームとして受け取ってもよい。コントローラはこれら２つのビデオフレームに対して生成と記憶を行うことができる。新しいビデオフレームも、新しい現在のキャプチャしたビデオフレームとして、ビデオフレーム記憶セクションに記憶してもよい。コントローラは、次に、新しい現在のキャプチャしたビデオフレームをビデオフレーム記憶セクションから受け取り、別の新しいビデオフレームをビデオ入力部から受け取ってもよい。コントローラはこれら２つのビデオフレームに対して生成と記憶を繰り返すことができる。換言すると、コントローラは、前に用いたビデオフレームの１つを用いて、生成と記憶を繰り返し、少なくとも１つのメモリに最後に記憶される画素テスト結果を生成する。
【００１５】
他の一態様は、上記の欠陥画素テスタを用いてデジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する方法に関する。この方法は、ビデオ入力部においてデジタルビデオカメラからビデオフレームを受け取る、各ビデオフレームは複数の画素値により画定される、受け取る段階と、少なくとも１つのメモリに、キャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果とを記憶する段階とを有する。コントローラは、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、画素テスト結果を少なくとも１つのメモリに記憶する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による、デジタルビデオカメラに結合した欠陥画素検出器を示すブロック図である。
【図２】図１に示した欠陥画素テスタとデジタルビデオカメラをもっと詳細に示すブロック図である。
【図３】本発明による、デジタルビデオカメラ中の欠陥画素検出器を判断する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を示した添付図面を参照して、本発明をより詳しく説明する。しかし、本発明は、多数の異なる形式で実施でき、ここに開示した実施形態だけに限定されると解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全であり、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように提供するものである。図面中、同じ数字は同じ要素を示す。
【００１８】
図１と図２を最初に参照して、欠陥画素テスタ１０は、インタフェースケーブル５０を介してデジタルビデオカメラ３０に結合し、カメラ中に欠陥画素があるか判断する。図示したデジタルビデオカメラ３０は、レンズ３２と、（カラーフィルタアレイを含む場合もある）画像センサ３４と、読み出し制御回路３６と、カラーゲイン増幅器３８と、ビデオ出力部４０とを含む。
【００１９】
レンズ３２は画像センサ３４上に画像をフォーカスするとともに、保護カバーとして機能する。画像センサ３４は、例えばＣＭＯＳセンサチップやＣＣＤセンサチップであり、行と列に配置された画素４２の二次元配列を含む。画像センサ３４は、読み出し制御回路３６に、赤、青、緑に対応する画素値を提供する。カラーゲイン増幅器３８は、画素値を増幅してから、ビデオ出力部４０にビデオフレームとして提供する。各ビデオフレームは複数の画素値により画定される。
【００２０】
欠陥画素テスタ１０は、デジタルビデオカメラ３０からビデオフレームを受け取るビデオ入力部１２を含む。メモリ１４がビデオ入力部１２に結合し、キャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果とを記憶する。コントローラ１６がビデオ入力部１２とメモリ１４とに結合し、異なるビデオフレームの対応する画素値の差分値を求め、その異なる値の閾値との比較に基づき、画素テスト結果を求める。画素テスト結果はメモリ１４に記憶され、ディスプレイ１８を介して見ることができる。
【００２１】
欠陥画素テスタ１０中のメモリ１４は、１つのメモリデバイスまたはチップとして図示したが、ビデオフレーム記憶セクション２０と画素テスト結果セクション２２とを含む。ビデオフレーム記憶セクション２０は、受け取ったビデオフレームを記憶するフレーム記憶部として動作し、画素テスト結果セクション２２はテスト結果を記憶するものである。メモリ１４は１つのメモリデバイスまたはチップとして図示したが、２つのメモリデバイスで置き換えて、１つをビデオフレーム記憶セクション２０とし、もう１つを画素テスト結果セクション２２としてもよい。
【００２２】
コントローラ１６は比較器２４と閾値検出器２６とを含む。テストを始める時、コントローラ１６は、画素テスト結果セクション２２をクリアする。例えば、画素テスト結果セクション２２はすべてゼロに設定されるが、これは画像センサ３４中のすべての画素４２に欠陥があることを示す。以下にもっと詳しく説明するが、テストではある一定時間にわたって各画素４２を繰り返しチェックする。そのテストのどれか一回で画素４２が輝点または黒点でないと判断されると、その画素のテスト結果セクション２２にハイ（high）値を書き込み、テスト中維持する。画素テスト結果セクション２２を、例えば１分後など、ある時間後に読み出す。画素テスト結果セクション２２のどれかのロケーションがまだゼロであれば、そのロケーションに対応する画素はドット落ち（stuck）している。
【００２３】
テスト中、ビデオ入力１２はインタフェースケーブル５０を介してデジタルビデオカメラ３０からビデオフレームを受け取る。デジタルビデオカメラ３０により提供されるビデオフレームは、カメラの周囲の一般的なエリアに対応するリアルタイムのビデオ画像でよい。換言すると、デジタルビデオカメラ３０中の欠陥画素のテストをするのに、特殊な色の白や黒の背景は用いない。それより、異なるリアルタイム画像を提供する、カメラの通常動作によりテストができる。
【００２４】
説明を目的として、受け取るビデオフレームは、順次受け取り、ビデオフレーム１、２、３、４・・・として番号付けする。ビデオフレーム１を受け取ると、ビデオフレーム記憶セクション２０に記憶する。ビデオフレーム２は、ビデオ入力部１２で受け取られると、コントローラ１６に送られる。
【００２５】
コントローラ１６内で、比較器２４は、ビデオフレーム記憶セクション２０からビデオフレーム１を受け取り、ビデオ入力部１２からビデオフレーム２を受け取る。比較器２４は、ビデオフレーム１と２の各画素値間の差を決定する。決定された、ビデオフレーム１とビデオフレーム２の間の各画素の差は、閾値検出器２６に送られる。画素差が閾値より大きいと、その画素４２は基準を満たす（acceptable）と考えられる。換言すると、その画素４２は、画素差がその閾値を越えれば、ビデオフレーム１の光強度とビデオフレーム２の光強度の間の差異に応じて変化しており、ドット落ち（stuck）ではない。
【００２６】
例えば、閾値の値を２５に設定できる。これは画素値の範囲の約１０％に相当する。一般的に画素値は０から２５５までの値を取り得る。同様に、画素値の差が閾値より小さければ、その画素４２はドット落ち（stuck）していると考えられる。ビデオフレーム１と２の間の画素テストの結果は、画素テスト結果セクション２２に書き込む。
【００２７】
デジタルビデオカメラ３０で同じ画像を撮っているため、画素値によっては、欠陥画素でなくても、ビデオフレーム１と２の間に変化がほとんど、またはまったく無いことがあるため、ビデオフレーム２と３の間でもテストを繰り返す。ビデオフレーム２はビデオフレーム記憶セクション２０に記憶される。ビデオフレーム３は、ビデオ入力部１２で受け取られると、コントローラ１６に送られる。
【００２８】
コントローラ１６において、比較器２４は、ビデオフレーム記憶セクション２０からビデオフレーム２を受け取り、ビデオ入力部１２からビデオフレーム３を受け取る。比較器２４は、各画素値間の差を決定し、決定した、ビデオフレーム２と３の各画素間の差を閾値検出器２６に送る。画素値の差が閾値より大きければ、その画素４２は基準を満たす（acceptable）と考えられる。画素テスト結果セクション２２に「１」を書き込む。
【００２９】
ビデオフレーム１と２の間の比較の結果として画素テスト結果セクション２２に論理値「１」が書き込まれると、その論理値「１」はその後のテスト結果に関わりなく論理値「１」のままである。しかし、ビデオフレーム１と２の間の比較の結果として論理値「０」が画素テスト結果セクション２２に保持されていが場合、論理値「１」に変更され、その後のテストで差が閾値を越えても論理値「１」のままである。
【００３０】
コントローラ１６は、前に用いたビデオフレームを用いて、比較結果を求めてそれを記憶する段階を繰り返し、画素テスト結果を求めて最後にメモリ１４に記憶する。メモリ１４は例えばＳＤＲＡＭやＳＲＡＭであり得る。
【００３１】
メモリ１６のビデオフレーム記憶セクション２０において、２つのフレーム記憶セクションを用いてもよい。一方のビデオフレーム記憶セクションがビデオ入力部１２からのビデオフレームを受け取り、もう一方のビデオフレーム記憶セクション２０が、前に記憶したビデオフレームをコントローラ１６に出力する。例えば、ビデオフレーム２がビデオフレーム記憶セクションＢに記憶される時に、ビデオフレーム１がビデオフレーム記憶セクションＡからコントローラ１６により読み出される。比較器２４がビデオフレーム１と２を比較した後、ビデオフレーム記憶セクションＢはビデオフレーム２をコントローラ１６に出力し、ビデオフレーム記憶セクションＡはビデオフレーム３を記憶する。比較器２４がビデオフレーム２と３を比較した後、ビデオフレーム記憶セクションＡはビデオフレーム３をコントローラ１６に出力し、ビデオフレーム記憶セクションＢはビデオフレーム４を記憶する。ビデオフレーム記憶セクションＡとＢの間ではこのピンポンが繰り返される。
【００３２】
あるいは、帯域幅が十分大きければ、同じビデオフレーム記憶セクション２０にビデオフレームを同時に読み書きしてもよい。当業者には容易に分かるように、連続するフレームをすべて記憶する必要はない。例えば、一つおきのフレームを記憶してもよい。
【００３３】
上記の実施形態では、画素センサ３４の画素４２は、メモリ１４の画素テスト結果セクション２２中の画素テスト結果を反映する。メモリ１４の画素テスト結果セクション２２に画素テスト結果を記憶する、他の一実施形態は、画像センサ３４内の画素の位置と、その画素が正常か正常でないかに基づく。
【００３４】
図３を参照して、デジタルビデオカメラ３０の欠陥画素を判断する方法を示すフローチャート８０を説明する。開始（ブロック８２）から、本方法は、ブロック８４において、デジタルビデオカメラからビデオ入力部でビデオフレームを受け取る段階を有する。各ビデオフレームは複数の画素値により画定される。ブロック８６において、キャプチャしたビデオフレームを少なくとも１つのメモリ１４に記憶する。コントローラ１６が、ブロック８８において、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、ブロック９０において、その差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、ブロック９２において、画素テスト結果を少なくとも１つのメモリ１６に記憶する。
【００３５】
ブロック９４において、テストを行う時間が経過したか否か、判断する。時間が経過していなければ、ブロック８４に戻り、記憶する段階と生成する段階を繰り返す。時間が経過すると、すなわち多数の異なるビデオフレームをテストすると、本方法は終了（ブロック９６）する。
【図１】
2012520651.tif 000003
【図２】
2012520651.tif 000004
【図３】
2012520651.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月14日(2011.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルビデオカメラの欠陥画素を判断する欠陥画素テスタ（１０）であって、
前記デジタルビデオカメラ（３０）からビデオフレームを受け取る、各ビデオフレームは複数の画素値により画定されるビデオ入力部（１２）と、
キャプチャしたビデオフレームと画素テスト結果とを記憶するメモリ（１４）と、
異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、前記差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、前記画素テスト結果を前記メモリ（１４）に記憶するように構成されたコントローラ（１６）とを有する、欠陥画素テスタ。
【請求項２】
前記コントローラは連続するビデオフレームに対して前記生成と記憶を行うように構成された、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項３】
前記メモリ（１４）と協働して、前記画素テスト結果を表示するディスプレイ（１８）をさらに有する、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項４】
前記ビデオ入力部（１２）は前記デジタルビデオカメラ（３０）から前記ビデオフレームをリアルタイムで受け取るように構成された、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項５】
前記メモリ（１４）はキャプチャしたビデオフレームを記憶するビデオフレーム記憶セクション（２０）と、画素テスト結果を記憶する画素テスト結果セクション（２２）とを有する、請求項１に記載の欠陥画素テスタ。
【請求項６】
ビデオ入力部（１２）とメモリ（１４）とコントローラ（１６）とを有する欠陥画素テスタ（１０）を用いて、デジタルビデオカメラ（３０）の欠陥画素を判断する方法であって、
前記ビデオ入力部において前記デジタルビデオカメラ（３０）からビデオフレームを受け取る、各ビデオフレームは複数の画素値により画定される、受け取る段階と、
前記メモリ（１４）においてビデオフレームを記憶する段階と、
前記コントローラ（１６）を動作させて、異なるビデオフレームから対応する画素値の差分値を生成し、前記差分値と閾値との比較に基づき画素テスト結果を生成し、前記画素テスト結果を前記メモリ（１４）に記憶する、動作させる段階とを有する、方法。
【請求項７】
前記コントローラ（１６）は連続するビデオフレームに対して前記生成と記憶を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記欠陥画素テスタは、前記メモリ（１４）と協働して、前記画素テスト結果を表示するディスプレイ（１８）をさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ビデオ入力部（１２）は前記デジタルビデオカメラ（３０）から前記ビデオフレームをリアルタイムで受け取る、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記メモリ（１４）はキャプチャしたビデオフレームを記憶するビデオフレーム記憶セクション（２０）と、画素テスト結果を記憶する画素テスト結果セクション（２２）とを有する、請求項６に記載の方法。
【国際調査報告】
2012520651.tif 000006
2012520651.tif 000007