JP2006129273A

JP2006129273A - Imaging apparatus

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Publication number: JP2006129273A
Application number: JP2004316904A
Authority: JP
Inventors: Toshio Niwa; 寿雄丹羽
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus in which deterioration of image quality after correction is suppressed even when pixels of different degrees of defects are included. <P>SOLUTION: Signals outputted from pixels of a solid-state imaging device 102 are inputted through a pre-process circuit 103 and an A/D conversion circuit 104 to a subtraction unit 107, a reference signal operation unit 108 and an output selection unit 109, respectively. In the subtraction unit 107, an offset value stored in an offset value storage unit 106 is subtracted from the output signal of the A/D conversion circuit 104. In the reference signal operation unit 108, a reference signal is determined from a plurality of same-color pixels disposed near a defective pixel. In the output selection unit 109, any one of outputs from the A/D conversion circuit 104, the subtraction unit 107 and the reference signal operation unit 108 is selected and outputted to a signal processing circuit 110 of the post-stage based on position information of the defective pixel stored in a defect position memory 105. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、固体撮像素子上の欠陥画素から出力される信号を補正する機能を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus having a function of correcting a signal output from a defective pixel on a solid-state imaging element.

近年、固体撮像素子を用いたデジタルカメラのような撮像装置においては、固体撮像素子の高画素化が進んでおり、それに伴って固体撮像素子の各画素に均一な光量レベルの光を入射させたにも係わらず、周辺の画素とは異なる特異なレベルを出力する欠陥画素の発生頻度も増加してきている。このように欠陥画素の発生頻度が高くなると、撮像によって得られる画像の画質が劣化してしまう。 In recent years, in an imaging apparatus such as a digital camera using a solid-state imaging device, the number of pixels of the solid-state imaging device has been increased, and accordingly, light of a uniform light amount level is incident on each pixel of the solid-state imaging device. Nevertheless, the frequency of occurrence of defective pixels that output a unique level different from the surrounding pixels has also increased. Thus, when the occurrence frequency of defective pixels increases, the image quality of an image obtained by imaging deteriorates.

そこで、このような欠陥画素から出力される信号を補正する手法として、従来の撮像装置では、撮像装置を出荷する前に欠陥画素の位置情報をメモリなどに記憶させておき、欠陥画素から出力される信号を、その欠陥画素の周辺の同色画素の信号を用いて演算した参照信号に置換する回路（欠陥補正回路）を撮像装置内に内蔵するようにしている。このようにして欠陥画素の位置を検出し、欠陥画素から出力される信号を補正することにより、撮像装置によって得られる画像の画質を向上させることが可能である。 Therefore, as a method for correcting a signal output from such a defective pixel, in a conventional imaging apparatus, the positional information of the defective pixel is stored in a memory or the like before the imaging apparatus is shipped, and is output from the defective pixel. A circuit (defect correction circuit) for replacing the signal to be replaced with a reference signal calculated using the signal of the same color pixel around the defective pixel is built in the imaging apparatus. Thus, by detecting the position of the defective pixel and correcting the signal output from the defective pixel, it is possible to improve the image quality of the image obtained by the imaging device.

図４は、従来の欠陥補正回路を含む撮像装置の概略的な構成について示した図である。図４の撮像装置は、露光制御部１０１と、固体撮像素子（図ではＣＣＤと記している）１０２と、プリプロセス回路１０３と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０４と、欠陥位置メモリ１０５と、参照信号演算部１０８と、出力選択部１０９と、信号処理回路１１０とから構成されている。 FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus including a conventional defect correction circuit. 4 includes an exposure control unit 101, a solid-state imaging device (denoted as CCD in the figure) 102, a preprocess circuit 103, an analog / digital (A / D) conversion circuit 104, and a defect position memory. 105, a reference signal calculation unit 108, an output selection unit 109, and a signal processing circuit 110.

図４において、露光制御部１０１は、シャッタなどで構成されており本撮像装置に入射した光を固体撮像素子１０２に結像させる。固体撮像素子１０２は、ＣＣＤエリアセンサとその周辺回路とで構成されており、光電変換によって入射光を電気信号に変換する。プリプロセス回路１０３は、ノイズ除去のためのフィルタ処理や増幅処理などの各種アナログ処理を施すためのアナログ回路から構成されている。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０４は、プリプロセス回路１０３でアナログ処理された信号をデジタル化する。 In FIG. 4, the exposure control unit 101 is configured by a shutter or the like, and forms an image on the solid-state imaging device 102 with light incident on the imaging apparatus. The solid-state image sensor 102 includes a CCD area sensor and its peripheral circuit, and converts incident light into an electrical signal by photoelectric conversion. The preprocess circuit 103 is composed of an analog circuit for performing various analog processes such as filter processing and amplification processing for noise removal. The analog / digital (A / D) conversion circuit 104 digitizes the signal analog-processed by the preprocess circuit 103.

欠陥位置メモリ１０５には、工場出荷時などにおいて予め測定された固体撮像素子１０２上における欠陥画素の位置情報が記憶されている。この欠陥位置メモリ１０５に記憶されている欠陥画素の位置情報により、出力選択部１０９は欠陥画素の位置を検出して、欠陥画素から出力される信号を参照信号演算部１０８で求められる欠陥画素の近傍に存在する複数の同色画素の出力の平均値信号に置換して信号処理回路１１０に出力する。これによって欠陥画素から出力される信号を補正することができる。 The defect position memory 105 stores position information of defective pixels on the solid-state image sensor 102 measured in advance at the time of factory shipment. Based on the position information of the defective pixel stored in the defective position memory 105, the output selection unit 109 detects the position of the defective pixel, and outputs a signal output from the defective pixel to the defective pixel obtained by the reference signal calculation unit 108. The average value signal of outputs of a plurality of pixels of the same color existing in the vicinity is substituted and output to the signal processing circuit 110. As a result, the signal output from the defective pixel can be corrected.

また、特許文献１では、上記のような欠陥画素補正回路において、経年変化によって欠陥画素が増加することを考慮して、撮像装置の電源投入時等に、遮光状態においてある閾値よりも大きい出力を示す画素を白欠陥としてその位置情報をメモリなどに記憶させると共に、専用の被写体（画素欠陥検出用画像）を撮像したときにある閾値よりも小さい出力を示す画素を黒欠陥としてその位置情報をメモリなどに記憶させるようにしている。補正時においては、上記した手法と同様にメモリに記憶された欠陥画素の位置情報に基づいて、欠陥画素から出力される信号を、その欠陥画素の近傍に配置された複数の同色画素からの出力から求められた平均値信号に置換するようにしている。
特開平１０−３２２６０３号公報 Also, in Patent Document 1, in the defective pixel correction circuit as described above, in consideration of an increase in defective pixels due to secular change, an output larger than a certain threshold value in a light-shielded state is obtained when the imaging apparatus is turned on. The position information is stored as a white defect in a memory or the like, and the position information is stored as a black defect in a pixel having an output smaller than a certain threshold when a dedicated subject (pixel defect detection image) is captured. To remember. At the time of correction, the signal output from the defective pixel is output from a plurality of pixels of the same color arranged in the vicinity of the defective pixel based on the positional information of the defective pixel stored in the memory in the same manner as described above. The average value signal obtained from the above is substituted.
JP-A-10-322603

ここで、上記特許文献１の手法によれば、遮光状態においてある閾値以上の出力を示す画素は全て同一の欠陥であると認識して補正の対象としている。即ち、この場合には、光電変換特性を全く示さないような重度の白欠陥も、僅かに閾値を越えているような軽度の白欠陥も同様のものと見なされてしまい、軽度の白欠陥に対しても重度の白欠陥の場合と同様の補正がなされてしまう。このため、欠陥の度合いが異なる画素が多く含まれている場合には、補正を行っても画質の劣化が大きくなってしまう。 Here, according to the method of the above-mentioned Patent Document 1, all the pixels showing an output of a certain threshold value or more in the light-shielding state are recognized as the same defect and are subjected to correction. That is, in this case, a severe white defect that does not exhibit photoelectric conversion characteristics at all, and a minor white defect that slightly exceeds the threshold value are regarded as the same, and the mild white defect is regarded as a minor white defect. Even in the case of a severe white defect, the same correction is made. For this reason, when many pixels having different degrees of defect are included, even when correction is performed, the image quality is greatly deteriorated.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、欠陥の度合いが異なる画素が含まれている場合であっても、補正後の画質の劣化を抑えることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an imaging device capable of suppressing deterioration in image quality after correction even when pixels having different degrees of defect are included. With the goal.

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による撮像装置は、固体撮像素子を備えた撮像装置であって、均一の光入力状態において前記固体撮像素子の欠陥画素から出力される信号と前記欠陥画素の近傍に配置され前記欠陥画素と同色の複数の画素から求められた参照信号との差分値をオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、前記固体撮像素子の欠陥画素から出力される信号から前記オフセット値記憶部に記憶されたオフセット値を減算して得られた信号を出力する減算部と、前記固体撮像素子から出力された信号が前記固体撮像素子の欠陥画素から出力された信号であるとき、前記減算部から出力される信号を選択して後段の信号処理回路に出力する出力選択部とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging device according to a first aspect of the present invention is an imaging device including a solid-state imaging device, and is output from defective pixels of the solid-state imaging device in a uniform light input state. An offset value storage unit for storing a difference value between a signal and a reference signal obtained from a plurality of pixels of the same color as the defective pixel disposed in the vicinity of the defective pixel, and an output from the defective pixel of the solid-state imaging device A subtractor that outputs a signal obtained by subtracting the offset value stored in the offset value storage unit from the signal to be output, and a signal output from the solid-state image sensor is output from a defective pixel of the solid-state image sensor An output selection unit that selects a signal output from the subtraction unit and outputs the selected signal to a subsequent signal processing circuit.

この第１の態様においては、均一の光入力状態における固体撮像素子の欠陥画素の出力信号の値と、欠陥画素の近傍に配置され欠陥画素と同色の複数の画素から求められた参照信号との差分値をオフセット値としてオフセット値記憶部に記憶しておき、固体撮像素子から出力される信号が欠陥画素から出力される信号であるとき、固体撮像素子から出力される信号からオフセット値を減算する減算部からの出力を選択して後段の信号処理回路に出力する。 In the first aspect, the value of the output signal of the defective pixel of the solid-state imaging device in a uniform light input state and the reference signal obtained from a plurality of pixels of the same color as the defective pixel arranged in the vicinity of the defective pixel The difference value is stored in the offset value storage unit as an offset value, and when the signal output from the solid-state image sensor is a signal output from the defective pixel, the offset value is subtracted from the signal output from the solid-state image sensor. The output from the subtracting unit is selected and output to the subsequent signal processing circuit.

これにより、欠陥の度合いが軽度の欠陥画素に対しては、その画素の情報を用いた補正が行われるので、画質の劣化を抑えることが可能である。 As a result, for a defective pixel with a slight degree of defect, correction using the information of the pixel is performed, so that deterioration in image quality can be suppressed.

また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様による撮像装置は、固体撮像素子を備えた撮像装置であって、任意の画素の近傍に配置され前記任意の画素と同色の複数の画素から参照信号を求める参照信号演算部と、前記任意の画素から出力される信号と前記参照信号演算部で求められた参照信号との差分値を、第１の閾値及び前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値と比較する比較器と、前記任意の画素から出力される信号から前記第１の閾値を減算し、得られた信号を出力する第１の閾値減算部と、前記比較器による比較の結果、前記差分値が前記第１の閾値以上であって前記第２の閾値以下のときには、前記第１の閾値減算部から出力される信号を選択して後段の信号処理回路に出力する出力選択部とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging device according to the second aspect of the present invention is an imaging device including a solid-state imaging device, and is arranged in the vicinity of an arbitrary pixel and has the same color as the arbitrary pixel. A reference signal calculation unit that obtains a reference signal from a plurality of pixels, a difference value between a signal output from the arbitrary pixel and a reference signal obtained by the reference signal calculation unit, a first threshold value and a first threshold value A comparator for comparing with a second threshold value greater than the threshold value, a first threshold value subtracting unit for subtracting the first threshold value from the signal output from the arbitrary pixel and outputting the obtained signal; As a result of comparison by the comparator, when the difference value is not less than the first threshold value and not more than the second threshold value, a signal output from the first threshold value subtracting unit is selected and a subsequent signal processing circuit An output selection unit that outputs to To.

この第２の態様においては、任意の画素の近傍に配置された複数の同色画素から、参照信号演算部により参照信号が求められ、この参照信号と任意の画素の出力信号との差分値が、比較器により第１の閾値及びこの第１の閾値よりも大きい第２の閾値と比較される。この比較の結果、差分値が第１の閾値以上であって第２の閾値以下のときには、任意の画素の出力信号から第１の閾値を減算する第１の閾値減算部の出力が、出力選択部により選択され、後段の信号処理回路に出力される。 In the second aspect, a reference signal is obtained from a plurality of the same color pixels arranged in the vicinity of an arbitrary pixel by a reference signal calculation unit, and a difference value between the reference signal and an output signal of the arbitrary pixel is The comparator compares the first threshold value with a second threshold value that is greater than the first threshold value. As a result of the comparison, when the difference value is not less than the first threshold value and not more than the second threshold value, the output of the first threshold value subtracting unit that subtracts the first threshold value from the output signal of an arbitrary pixel is output selection Selected by the signal processing unit and output to the signal processing circuit at the subsequent stage.

これにより、欠陥画素が後発的に発生したものであり、且つ欠陥の度合いが軽度であるときには、その画素の情報を用いた補正が行われるので、画質の劣化を抑えることが可能である。 Thereby, when a defective pixel is generated later and the degree of the defect is slight, correction using the information of the pixel is performed, so that deterioration in image quality can be suppressed.

本発明によれば、欠陥の度合いが異なる画素が含まれている場合であっても、補正後の画質の劣化を抑えることが可能な撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of suppressing deterioration in image quality after correction even when pixels having different degrees of defect are included.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成について示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態の撮像装置は、露光制御部１０１と、固体撮像素子（図ではＣＣＤと記している）１０２と、プリプロセス回路１０３と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０４と、欠陥位置メモリ１０５と、オフセット値記憶部１０６と、減算部１０７と、参照信号演算部１０８と、出力選択部１０９と、信号処理回路１１０とから構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image pickup apparatus according to the first embodiment includes an exposure control unit 101, a solid-state image pickup device (denoted as CCD in the figure) 102, a preprocess circuit 103, and analog / digital (A / A). D) It is composed of a conversion circuit 104, a defect position memory 105, an offset value storage unit 106, a subtraction unit 107, a reference signal calculation unit 108, an output selection unit 109, and a signal processing circuit 110.

図１において、露光制御部１０１は、シャッタなどで構成されており本撮像装置に入射した光を固体撮像素子１０２に結像させる。固体撮像素子１０２は、ＣＣＤエリアセンサとその周辺回路とで構成されており、光電変換によって入射光を電気信号に変換する。プリプロセス回路１０３は、ノイズ除去のためのフィルタ処理や増幅処理などの各種アナログ処理を施すためのアナログ回路から構成されている。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０４は、プリプロセス回路１０３でアナログ処理された信号を固体撮像素子１０２の画素毎にデジタル化する。 In FIG. 1, an exposure control unit 101 is configured with a shutter or the like, and forms an image of light incident on the imaging apparatus on the solid-state imaging element 102. The solid-state image sensor 102 includes a CCD area sensor and its peripheral circuit, and converts incident light into an electrical signal by photoelectric conversion. The preprocess circuit 103 is composed of an analog circuit for performing various analog processes such as filter processing and amplification processing for noise removal. The analog / digital (A / D) conversion circuit 104 digitizes the signal analog-processed by the preprocess circuit 103 for each pixel of the solid-state image sensor 102.

また、欠陥位置メモリ１０５には、固体撮像素子１０２上における欠陥画素の位置情報が記憶されている。ここで、撮像装置の電源投入時や所定期間毎に、均一の光入射状態で撮像を行うようにし、ここで新たな欠陥画素が検出された場合にはその位置情報を欠陥位置メモリ１０５に更に記憶させるようにしておくことが好ましい。 The defect position memory 105 stores position information of defective pixels on the solid-state image sensor 102. Here, imaging is performed in a uniform light incident state when the imaging apparatus is turned on or every predetermined period. When a new defective pixel is detected here, the position information is further stored in the defective position memory 105. It is preferable to memorize.

オフセット値記憶部１０６には、均一の光入射状態（例えば遮光状態など）における欠陥画素固有のオフセット値が記憶されている。このオフセット値は、欠陥画素の出力とその欠陥画素に隣接する複数の欠陥のない画素の出力から求められた参照信号との間のオフセット値である。この参照信号は、複数の欠陥のない画素の平均、メディアン、加重平均などの手法で求められる。 The offset value storage unit 106 stores an offset value specific to a defective pixel in a uniform light incident state (for example, a light shielding state). This offset value is an offset value between the output of a defective pixel and a reference signal obtained from the outputs of a plurality of non-defective pixels adjacent to the defective pixel. This reference signal is obtained by a method such as an average, median, or weighted average of a plurality of pixels having no defect.

減算部１０７は、Ａ／Ｄ変換回路１０４の出力から、オフセット値記憶部１０６に記憶されたオフセット値を減算して欠陥画素から出力される信号を補正する。参照信号演算部１０８は、欠陥画素の近隣に配置された複数の同色画素から出力される信号から上記参照信号を演算する。 The subtraction unit 107 subtracts the offset value stored in the offset value storage unit 106 from the output of the A / D conversion circuit 104 and corrects the signal output from the defective pixel. The reference signal calculation unit 108 calculates the reference signal from signals output from a plurality of pixels of the same color arranged in the vicinity of the defective pixel.

出力選択部１０９は、Ａ／Ｄ変換回路１０４から出力される信号、減算部１０７から出力される信号、及び参照信号演算部１０８から出力される信号の何れかの信号を選択して後段の信号処理回路１１０に出力する。信号処理回路１１０は、出力選択部１０９から出力された信号に対し、画像処理等の所定の信号処理を行う。 The output selection unit 109 selects any one of the signal output from the A / D conversion circuit 104, the signal output from the subtraction unit 107, and the signal output from the reference signal calculation unit 108, and outputs the subsequent signal. Output to the processing circuit 110. The signal processing circuit 110 performs predetermined signal processing such as image processing on the signal output from the output selection unit 109.

次に、第１の実施形態の作用について説明する。図２は、固体撮像素子の一般的な光電変換特性を示すグラフである。 Next, the operation of the first embodiment will be described. FIG. 2 is a graph showing general photoelectric conversion characteristics of the solid-state imaging device.

図２において、参照符号３０１の特性は重度の白欠陥を有する画素における出力特性を示し、参照符号３０２の特性は重度の黒欠陥を有する画素における出力特性を示す。これら白欠陥及び黒欠陥の画素は、光電変換特性を示さない。即ち、これらの画素は光量に依存せずに常に一定のレベルを出力する。 In FIG. 2, the characteristic of reference numeral 301 indicates the output characteristic in a pixel having a severe white defect, and the characteristic of reference numeral 302 indicates the output characteristic in a pixel having a severe black defect. These white defect and black defect pixels do not exhibit photoelectric conversion characteristics. That is, these pixels always output a constant level without depending on the amount of light.

また、図２において、参照符号３０４の特性は、正常な画素の出力特性を示す。このように、正常な画素は光入力に対して電気出力が比例する特性を有する。なお、正常な画素の出力特性は複数の正常な画素の平均値と考えてもよい。 Further, in FIG. 2, the characteristic indicated by reference numeral 304 indicates the output characteristic of a normal pixel. Thus, a normal pixel has a characteristic in which an electrical output is proportional to an optical input. Note that the output characteristics of normal pixels may be considered as an average value of a plurality of normal pixels.

また、参照符号３０３の特性は正常な画素の出力３０４に対して第１のオフセット値分の欠陥を有する画素（第１の欠陥画素）の出力特性（以下、オフセット欠陥Ａと記す）を示し、参照符号３０６の特性は正常な画素の出力３０４に対して第１のオフセット値よりも大きな第２のオフセット値分の欠陥を有する画素（第２の欠陥画素）の出力特性（以下、オフセット欠陥Ｂと記す）を示す。これらオフセット欠陥Ａ３０３及びオフセット欠陥Ｂ３０６の特性は、遮光状態（光入力＝０）において白欠陥判別値としての第１の閾値３０５を超えているが、光入力に対する電気出力の傾きは、正常な画素と同じものである。ここで、オフセット欠陥Ｂ３０６がオフセット欠陥Ａ３０３と異なる点は、オフセット欠陥Ｂ３０６のオフセット値が、遮光状態において第１の閾値３０５よりも大きい第２の閾値３０７を超えていることである。即ち、オフセット欠陥Ｂ３０６はオフセット欠陥Ａ３０３に比べて重度の欠陥あることを示している。 The characteristic of reference numeral 303 indicates the output characteristic of a pixel (first defective pixel) having a defect corresponding to the first offset value with respect to the output 304 of the normal pixel (hereinafter referred to as offset defect A). The characteristic of reference numeral 306 is the output characteristic of the pixel (second defective pixel) having a defect corresponding to the second offset value larger than the first offset value with respect to the output 304 of the normal pixel (hereinafter referred to as offset defect B). ). The characteristics of the offset defect A303 and the offset defect B306 exceed the first threshold value 305 as the white defect determination value in the light shielding state (light input = 0), but the inclination of the electric output with respect to the light input is a normal pixel. Is the same. Here, the difference between the offset defect B306 and the offset defect A303 is that the offset value of the offset defect B306 exceeds a second threshold value 307 that is larger than the first threshold value 305 in the light shielding state. That is, the offset defect B306 is more severe than the offset defect A303.

第１の実施形態では、欠陥位置メモリ１０５に、黒欠陥、白欠陥、及び比較的重度の欠陥であるオフセット欠陥Ｂの位置情報と、比較的軽度の欠陥であるオフセット欠陥Ａの位置情報とを分けて記憶させる。これにより、重度の欠陥と軽度の欠陥とで異なる手法で補正を行うことができる。 In the first embodiment, the defect position memory 105 stores the position information of the black defect, the white defect, and the offset defect B, which is a relatively severe defect, and the position information of the offset defect A, which is a relatively minor defect. Separate and remember. As a result, correction can be performed by different methods for a severe defect and a minor defect.

即ち、遮光状態等においてＡ／Ｄ変換回路１０４から出力された信号が特異なレベルを出力しておらず、また欠陥位置メモリ１０５に位置情報が記憶されていない場合には補正を行う必要がないので、Ａ／Ｄ変換回路１０４の出力信号が出力選択部１０９によって選択される。 That is, when the signal output from the A / D conversion circuit 104 does not output a peculiar level in a light-shielded state or the like, and no position information is stored in the defect position memory 105, no correction is necessary. Therefore, the output signal of the A / D conversion circuit 104 is selected by the output selection unit 109.

また、Ａ／Ｄ変換回路１０４から出力された信号が白欠陥３０１、黒欠陥３０２、及びオフセット欠陥Ｂ３０６の特性を有する信号である、または欠陥位置メモリ１０５に白欠陥３０１、黒欠陥３０２、及びオフセット欠陥Ｂ３０６の特性を有する画素であることが記憶されている場合には、重度の欠陥であるとして、従来の欠陥補正の手法と同様に、参照信号演算部１０８の出力を用いて欠陥画素から出力される信号が置換される。即ち、この場合には参照信号演算部１０８で演算された参照信号（近隣画素出力の平均値信号、メディアン値信号、加重平均値信号など）が出力選択部１０９によって選択されて信号処理回路１１０に出力される。 Further, the signal output from the A / D conversion circuit 104 is a signal having the characteristics of the white defect 301, the black defect 302, and the offset defect B306, or the white defect 301, the black defect 302, and the offset in the defect position memory 105. If it is stored that the pixel has the characteristics of the defect B306, it is determined that the pixel is a severe defect, and is output from the defective pixel using the output of the reference signal calculation unit 108 as in the conventional defect correction method. Signal to be replaced. That is, in this case, the reference signal (the average value signal of the neighboring pixel output, the median value signal, the weighted average value signal, etc.) calculated by the reference signal calculation unit 108 is selected by the output selection unit 109 and sent to the signal processing circuit 110. Is output.

更に、Ａ／Ｄ変換回路１０４から出力される信号がオフセット欠陥Ａ３０３の特性を有する信号である、または欠陥位置メモリ１０５にオフセット欠陥Ａ３０３の特性を有する画素であることが記憶されている場合には、オフセット欠陥Ｂ３０６に比べて軽度の欠陥であるとして、減算部１０７において、Ａ／Ｄ変換回路１０４の出力からオフセット値記憶部１０６に記憶された画素固有のオフセット値（図２で示すオフセット値）が減算される。その減算値が出力選択部１０９によって選択されて信号処理回路１１０に出力される。 Further, when the signal output from the A / D conversion circuit 104 is a signal having the characteristic of the offset defect A303 or the pixel having the characteristic of the offset defect A303 is stored in the defect position memory 105. In the subtraction unit 107, the pixel-specific offset value (offset value shown in FIG. 2) stored in the offset value storage unit 106 from the output of the A / D conversion circuit 104 is assumed to be a minor defect compared to the offset defect B306. Is subtracted. The subtraction value is selected by the output selection unit 109 and output to the signal processing circuit 110.

以上説明したように、第１の実施形態では、比較的軽度の欠陥であるオフセット欠陥Ａについては、白欠陥や黒欠陥と同様の手法ではなく、その画素単体の出力を加工して補正するようにしている。即ち、その画素単体の情報を用いることができるので、従来の欠陥画素の近傍の画素の情報を用いる場合に比べて、周辺画素の影響を受けにくく、それに伴う画質の低下を防ぐことができる。一方、比較的重度の欠陥であるオフセット欠陥Ｂについては、白欠陥や黒欠陥と同様の手法により補正を行うので、画質の低下を防ぐことができる。また、オフセット欠陥の度合いによりオフセット値を減算する補正か近隣同色画素によって置換する補正の何れか最適な欠陥補正手法を自動的に選択することができる。 As described above, in the first embodiment, the offset defect A, which is a relatively minor defect, is not a technique similar to the white defect or the black defect, but is corrected by processing the output of the pixel alone. I have to. That is, since the information of a single pixel can be used, it is less susceptible to the influence of surrounding pixels than in the case of using pixel information in the vicinity of a conventional defective pixel, and image quality deterioration associated therewith can be prevented. On the other hand, since the offset defect B, which is a relatively severe defect, is corrected by the same method as the white defect and the black defect, it is possible to prevent deterioration in image quality. Also, it is possible to automatically select an optimal defect correction method, either correction for subtracting the offset value depending on the degree of offset defect, or correction for replacement with neighboring same color pixels.

更に、Ａ／Ｄ変換回路１０４の出力によって欠陥画素を検出するだけでなく、欠陥位置メモリ１０５に記憶された欠陥画素の位置情報からも欠陥画素を検出することができるので、予め欠陥画素であると分かっている画素に対する補正処理については速やかに行うことができる。 Furthermore, since not only the defective pixel is detected by the output of the A / D conversion circuit 104 but also the defective pixel can be detected from the position information of the defective pixel stored in the defective position memory 105, it is a defective pixel in advance. The correction processing for the known pixels can be performed promptly.

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここで、以後の説明において第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, in the following description, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図３は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成について示すブロック図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、オフセット欠陥の判別基準が均一の光入力状態における近隣同色画素との比較だけではない点である。即ち、第２の実施形態においては、撮影時などの撮像装置の通常の使用状態においても欠陥画素を検出できるようにしたものである。このために第２の実施形態においては比較器１１１と、第１の閾値減算部１１２とが設けられている。比較器１１１は、固体撮像素子１０２の任意の画素からＡ／Ｄ変換回路１０４を介して出力される信号（以下、注目画素から出力される信号と称する）と参照信号演算部１０８において演算された参照信号との差分値と、図２で説明した第１の閾値３０５及び第２の閾値３０７とを比較して、その比較結果を出力選択部１０９に出力する。第１の閾値減算部１１２は、注目画素から出力される信号から、図２で説明した第１の閾値３０５を減算して出力選択部１０９に出力する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that it is not only a comparison with neighboring same-color pixels in a light input state where the criterion for determining an offset defect is uniform. In other words, in the second embodiment, a defective pixel can be detected even in a normal use state of the imaging apparatus such as during photographing. For this purpose, in the second embodiment, a comparator 111 and a first threshold value subtracting unit 112 are provided. The comparator 111 calculates a signal output from an arbitrary pixel of the solid-state imaging device 102 via the A / D conversion circuit 104 (hereinafter referred to as a signal output from the target pixel) and the reference signal calculation unit 108. The difference value from the reference signal is compared with the first threshold value 305 and the second threshold value 307 described with reference to FIG. 2, and the comparison result is output to the output selection unit 109. The first threshold value subtracting unit 112 subtracts the first threshold value 305 described with reference to FIG. 2 from the signal output from the target pixel and outputs the result to the output selecting unit 109.

次に、第２の実施形態の作用を説明する。ここで、欠陥位置メモリ１０５に位置情報が記憶されている欠陥画素については第１の実施形態で説明した場合と同様の補正が行われるので説明を省略し、欠陥位置メモリ１０５に位置情報が記憶されていない、後発的に欠陥が発生した画素に対する補正についてのみ説明する。 Next, the operation of the second embodiment will be described. Here, the defect pixel whose position information is stored in the defect position memory 105 is corrected in the same manner as described in the first embodiment, so that the description thereof is omitted and the position information is stored in the defect position memory 105. Only correction for pixels that have not been subjected to defects afterward will be described.

比較器１１１における比較の結果、注目画素から出力される信号と参照信号との差分値が、第１の閾値未満である場合には、その注目画素から出力される信号は遮光状態において第１の閾値未満であると予想される。そこで、このような場合には、注目画素は欠陥画素ではないとして補正を行わない。即ち、この場合には出力選択部１０９はＡ／Ｄ変換回路１０４から出力される信号を選択して後段の信号処理回路１１０に出力する。 If the difference value between the signal output from the target pixel and the reference signal is less than the first threshold as a result of the comparison by the comparator 111, the signal output from the target pixel is the first in the light-shielded state. Expected to be below threshold. Therefore, in such a case, the target pixel is not corrected because it is not a defective pixel. That is, in this case, the output selection unit 109 selects a signal output from the A / D conversion circuit 104 and outputs the selected signal to the signal processing circuit 110 at the subsequent stage.

また、比較器１１１における比較の結果、注目画素から出力される信号と参照信号との差分値が、第１の閾値以上かつ第２の閾値以下である場合には、その注目画素から出力される信号は遮光状態において第１の閾値と第２の閾値の間に存在すると予想される。そこで、この場合には上記第１の実施形態で説明したオフセット値を減算する手法による補正が最適であると判断する。ただし、この場合に減算されるオフセット値はオフセット値記憶部１０６に記憶されたオフセット値ではなく、第１の閾値である。即ち、この場合には出力選択部１０９は第１の閾値減算部１１２から出力される信号を選択して後段の信号処理回路１１０に出力する。 Further, as a result of comparison in the comparator 111, when the difference value between the signal output from the target pixel and the reference signal is equal to or larger than the first threshold and equal to or smaller than the second threshold, the difference is output from the target pixel. The signal is expected to exist between the first threshold value and the second threshold value in the light-shielded state. Therefore, in this case, it is determined that the correction by the method of subtracting the offset value described in the first embodiment is optimal. However, the offset value to be subtracted in this case is not the offset value stored in the offset value storage unit 106 but the first threshold value. That is, in this case, the output selection unit 109 selects the signal output from the first threshold value subtraction unit 112 and outputs it to the signal processing circuit 110 at the subsequent stage.

更に、比較器１１１における比較の結果、注目画素から出力される信号と参照信号との差分値が、第２の閾値を越える場合には、その注目画素から出力される信号を、その近傍に配置された複数の同色画素の出力から求められた参照信号を用いて置換する補正が最適であると判断する。即ち、この場合には出力選択部１０９は参照信号演算部１０８から出力される信号を選択して後段の信号処理回路１１０に出力する。 Further, when the difference value between the signal output from the target pixel and the reference signal exceeds the second threshold as a result of the comparison by the comparator 111, the signal output from the target pixel is arranged in the vicinity thereof. It is determined that the correction for replacement using the reference signal obtained from the outputs of the plurality of pixels of the same color is optimal. That is, in this case, the output selection unit 109 selects the signal output from the reference signal calculation unit 108 and outputs it to the signal processing circuit 110 at the subsequent stage.

以上説明したように第２の実施形態によれば、従来のようにユーザが遮光状態で撮影を行ったり、専用被写体を撮影したりして後発的に発生する画素欠陥を検出する必要がないので、煩わしさがなくなり、ユーザが画素欠陥の補正を意識することなく自動的に後発欠陥を補正でき、後発的に発生する欠陥に伴う画質の低下を抑えることができる。 As described above, according to the second embodiment, there is no need to detect a pixel defect that occurs later when the user performs shooting in a light-shielded state or a dedicated subject as in the conventional case. Therefore, troublesomeness is eliminated, and the user can automatically correct the subsequent defect without being aware of the correction of the pixel defect, and the deterioration of the image quality due to the defect that occurs later can be suppressed.

ここで、この第２の実施形態は、初期の画素欠陥の補正機能と後発の画素欠陥の補正機能を兼ねた構成になっているが、後発の画素欠陥の補正機能に限定した構成に容易に変更できるのは言うまでもないことである。 Here, the second embodiment is configured to have both an initial pixel defect correction function and a subsequent pixel defect correction function, but can be easily limited to a configuration limited to the subsequent pixel defect correction function. It goes without saying that it can be changed.

また、また第２の実施形態では欠陥位置メモリ１０５に欠陥位置情報が記憶されている場合には第１の実施形態と同様の補正を行うとしているが、これに限るものでなく、常に欠陥位置メモリ１０５の位置情報と比較器１１１による比較結果とを比較して、例えば注目画素の欠陥が欠陥位置メモリ１０５に記憶されているものよりも重度のものに変化した場合などにそれに応じた補正を行えるようにしても良い。 In the second embodiment, when defect position information is stored in the defect position memory 105, correction similar to that in the first embodiment is performed. However, the present invention is not limited to this. Comparing the positional information of the memory 105 with the comparison result by the comparator 111, for example, when the defect of the pixel of interest has changed to a more severe one than that stored in the defective position memory 105, etc. You may be able to do it.

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.

例えば、上記した各実施形態について、オフセット欠陥の出力が飽和状態のときには、オフセット値を減算しないための回路を減算部１０７に設けることにより、飽和状態でのオフセット値の減算に伴う色の変化を防ぐことができる。 For example, in each of the above-described embodiments, when the output of the offset defect is in a saturated state, a circuit for not subtracting the offset value is provided in the subtracting unit 107, so that the color change accompanying the subtraction of the offset value in the saturated state Can be prevented.

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成について示すブロック図である。It is a block diagram shown about the composition of the imaging device concerning a 1st embodiment of the present invention. 固体撮像素子の一般的な光電変換特性を示すグラフである。It is a graph which shows the general photoelectric conversion characteristic of a solid-state image sensor. 本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成について示すブロック図である。It is a block diagram shown about the structure of the imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来例の撮像装置の構成について示すブロック図である。It is a block diagram shown about the structure of the imaging device of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１０１…露光制御部、１０２…固体撮像素子（ＣＣＤ）、１０３…プリプロセス回路、１０４…アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、１０５…欠陥位置メモリ、１０６…オフセット値記憶部、１０７…減算部、１０８…参照信号演算部、１０９…出力選択部、１１０…信号処理回路、１１１…比較器、１１２…第１の閾値減算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Exposure control part, 102 ... Solid-state image sensor (CCD), 103 ... Pre-process circuit, 104 ... Analog / digital (A / D) conversion circuit, 105 ... Defect position memory, 106 ... Offset value storage part, 107 ... Subtraction 108, reference signal calculation unit, 109 ... output selection unit, 110 ... signal processing circuit, 111 ... comparator, 112 ... first threshold value subtraction unit

Claims

固体撮像素子を備えた撮像装置であって、
均一の光入力状態において前記固体撮像素子の欠陥画素から出力される信号と前記欠陥画素の近傍に配置され前記欠陥画素と同色の複数の画素から求められた参照信号との差分値をオフセット値として記憶するオフセット値記憶部と、
前記固体撮像素子の欠陥画素から出力される信号から前記オフセット値記憶部に記憶されたオフセット値を減算して得られた信号を出力する減算部と、
前記固体撮像素子から出力された信号が前記固体撮像素子の欠陥画素から出力された信号であるとき、前記減算部から出力される信号を選択して後段の信号処理回路に出力する出力選択部と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus including a solid-state imaging device,
An offset value is a difference value between a signal output from a defective pixel of the solid-state imaging device in a uniform light input state and a reference signal that is disposed in the vicinity of the defective pixel and is obtained from a plurality of pixels having the same color as the defective pixel. An offset value storage unit for storing;
A subtractor that outputs a signal obtained by subtracting an offset value stored in the offset value storage unit from a signal output from a defective pixel of the solid-state imaging device;
An output selection unit that selects a signal output from the subtraction unit and outputs the signal to a subsequent signal processing circuit when the signal output from the solid-state imaging device is a signal output from a defective pixel of the solid-state imaging device; ,
An imaging apparatus comprising:

前記固体撮像素子上の欠陥画素の位置情報を記憶する欠陥位置メモリを更に具備し、
前記出力選択部は、前記欠陥位置メモリに記憶された位置情報に基づいて前記減算部から出力される信号を選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 A defect position memory for storing position information of defective pixels on the solid-state imaging device;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the output selection unit selects a signal output from the subtraction unit based on position information stored in the defect position memory.

前記欠陥位置メモリは、前記位置情報を、前記オフセット値が閾値以下である第１の欠陥画素の位置情報と前記オフセット値が前記閾値を超える第２の欠陥画素の位置情報とに分けて記憶しており、
前記オフセット値記憶部は、第１の欠陥画素に係る前記オフセット値を記憶していることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。 The defect position memory stores the position information separately into position information of a first defective pixel whose offset value is equal to or less than a threshold value and position information of a second defective pixel whose offset value exceeds the threshold value. And
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the offset value storage unit stores the offset value relating to a first defective pixel.

任意の画素の近傍に配置され前記任意の画素と同色の複数の画素から参照信号を求める参照信号演算部を更に具備し、
前記出力選択部は、前記欠陥画素が前記第２の欠陥画素であるときには、前記参照信号演算部から出力される参照信号を選択して後段の信号処理回路に出力することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。 A reference signal calculation unit for obtaining a reference signal from a plurality of pixels of the same color as that of the arbitrary pixel disposed in the vicinity of the arbitrary pixel;
The output selection unit, when the defective pixel is the second defective pixel, selects a reference signal output from the reference signal calculation unit and outputs the reference signal to a subsequent signal processing circuit. 3. The imaging device according to 3.

任意の画素の近傍に配置され前記任意の画素と同色の複数の画素から参照信号を求める参照信号演算部と、
前記任意の画素から出力される信号と前記参照信号演算部で求められた参照信号との差分値を比較対象として、第１の閾値及び前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値と比較する比較器と、
前記任意の画素から出力される信号から前記第１の閾値を減算して得られた信号を出力する第１の閾値減算部とを更に具備し、
前記出力選択部は、前記任意の画素の位置情報が前記欠陥位置メモリに記憶されておらず、かつ前記比較器による比較の結果、前記比較対象が前記第１の閾値以上であって前記第２の閾値以下のときには、前記第１の閾値減算部から出力される信号を選択して後段の信号処理回路に出力することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。 A reference signal calculation unit for obtaining a reference signal from a plurality of pixels having the same color as that of the arbitrary pixel disposed in the vicinity of the arbitrary pixel;
The difference value between the signal output from the arbitrary pixel and the reference signal obtained by the reference signal calculation unit is used as a comparison target and compared with a first threshold value and a second threshold value that is larger than the first threshold value. A comparator;
A first threshold value subtracting unit that outputs a signal obtained by subtracting the first threshold value from a signal output from the arbitrary pixel;
In the output selection unit, the position information of the arbitrary pixel is not stored in the defect position memory, and as a result of comparison by the comparator, the comparison target is not less than the first threshold value and the second 3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein a signal output from the first threshold value subtracting unit is selected and output to a signal processing circuit at a subsequent stage when the threshold value is equal to or less than a threshold value.

前記出力選択部は、前記任意の画素の位置情報が前記欠陥位置メモリに記憶されておらず、かつ前記比較器による比較の結果、前記比較対象が前記第２の閾値を越えているときには、前記参照信号演算部から出力される参照信号を選択して後段の信号処理回路に出力することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。 When the position information of the arbitrary pixel is not stored in the defect position memory and the comparison target exceeds the second threshold as a result of the comparison by the comparator, the output selection unit 6. The imaging apparatus according to claim 5, wherein a reference signal output from the reference signal calculation unit is selected and output to a subsequent signal processing circuit.

固体撮像素子を備えた撮像装置であって、
任意の画素の近傍に配置され前記任意の画素と同色の複数の画素から参照信号を求める参照信号演算部と、
前記任意の画素から出力される信号と前記参照信号演算部で求められた参照信号との差分値を、第１の閾値及び前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値と比較する比較器と、
前記任意の画素から出力される信号から前記第１の閾値を減算し、得られた信号を出力する第１の閾値減算部と、
前記比較器による比較の結果、前記差分値が前記第１の閾値以上であって前記第２の閾値以下のときには、前記第１の閾値減算部から出力される信号を選択して後段の信号処理回路に出力する出力選択部と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus including a solid-state imaging device,
A reference signal calculation unit for obtaining a reference signal from a plurality of pixels having the same color as that of the arbitrary pixel disposed in the vicinity of the arbitrary pixel;
A comparator that compares a difference value between a signal output from the arbitrary pixel and the reference signal obtained by the reference signal calculation unit with a first threshold value and a second threshold value that is greater than the first threshold value; ,
A first threshold value subtracting unit that subtracts the first threshold value from a signal output from the arbitrary pixel and outputs the obtained signal;
As a result of the comparison by the comparator, when the difference value is not less than the first threshold value and not more than the second threshold value, a signal output from the first threshold value subtracting unit is selected to perform subsequent signal processing. An output selector for outputting to the circuit;
An imaging apparatus comprising:

前記出力選択部は、前記比較器による比較の結果、前記差分値が前記第２の閾値を越えているときには、前記参照信号演算部から出力される参照信号を選択して後段の信号処理回路に出力することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。 When the difference value exceeds the second threshold value as a result of the comparison by the comparator, the output selection unit selects the reference signal output from the reference signal calculation unit and supplies it to the subsequent signal processing circuit. The imaging apparatus according to claim 7, wherein the imaging apparatus outputs the image.