JP3864021B2 - ビデオカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体撮像素子を用いたビデオカメラに関し、特に固体撮像素子のキズの箇所を特定し補正する機能を有するビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像撮像用のデバイスとして、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子などの固体撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラが商品化されている。
【０００３】
これらの商品に利用される固体撮像素子において、良好な画質の映像を得るためには、固体撮像素子上のすべての画素に関して欠陥や不良がないことが重要となる。
【０００４】
これは、画素に欠陥や不良があった場合、被写体の種類や明るさによらず、その画素が常に白点や黒点となる、いわゆる白キズや黒キズと呼ばれる現象が発生し、映像の品質を大きく低下させる原因になるためである。
【０００５】
しかし、固体撮像素子の画素数の増加や、固体撮像素子自体のサイズの縮小化などにより、各画素の高密度化が進み、製造時における画素の欠陥や不良の発生する確率が高くなっており、歩留りも低くなっている。これは、固体撮像素子を使用した機器のコストを上昇させる原因になっていた。
【０００６】
これらの問題を解決するため、従来さまざまな提案がなされている。「ＣＣＤビデオカメラシステム（特開平７−５８９８７号公報）」では、欠陥画素の存在位置がキズになっているＣＣＤ撮像素子を用いたビデオカメラシステムにおいて、欠陥画素に近接する近接画素の信号値から、当該欠陥画素の信号値を推定し補償することにより、映像の品質を保つことのできる方法を提案している。
【０００７】
また、「欠陥画素検出装置（特開平９−１０２９１２号公報）」では、撮像素子から得られる画像信号を所定の回数積分し、その値を所定のしきい値と比較することにより、欠陥画素を検出する方法を提案している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビデオカメラを安価な回路で構成し、生産コストを抑えることは一般的に要求されていることであるが、特開平９−１０２９１２号公報の提案では、製造後に発生する欠陥画素に対しても対応可能である一方で、信号値を所定回数積分し、しきい値と比較する方法をとるため、全画素数分の積分値を保存するための記憶装置が必要となり、大幅なコストの上昇は避けられない。
【００１０】
そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、固体撮像素子を用いたビデオカメラにおいて、安価な回路で固体撮像素子の欠陥画素を補正することができるビデオカメラを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明の一つの局面によるビデオカメラは、各々が、ＲＧＢのうち１種類の色情報に対応する複数の画素で構成される固体撮像素子と、固体撮像素子の欠陥画素を記録する欠陥画素記録手段と、複数の画素のうち、欠陥画素記録手段に記録される欠陥画素について、対応する１種類の色情報を補正する補正手段と、複数の画素のそれぞれに対して、欠落した２種類の情報を補間する色信号補間処理を行なうための色信号補間手段と、固体撮像素子から出力される第１複数個のラインの画素を時系列に記録する第１複数個のラインメモリとを備え、補正手段は、第１複数個のラインメモリに記憶される画素データを用いて、補正を行ない、色信号補間手段は、第１複数個のラインメモリのうちの第２複数個のラインメモリに記録される画素データを用いて、色信号補間処理を行なう。
【００２７】
したがって、当該ビデオカメラによると、欠陥画素の色情報を補間する補間回路と、欠落している色情報を補うための色信号補間回路とで、互いにラインメモリを共有する。したがって、回路面積が大幅に削減される。
【００２８】
好ましくは、固体撮像素子から出力される画素の座標を算出する座標カウント手段をさらに備え、欠陥画素記録手段は、欠陥画素の座標が固体撮像素子から出力される画素の順番で記録され、または記録される欠陥画素の座標が固体撮像素子から出力される画素の順番で読出され、補正手段は、座標カウント手段の出力と、欠陥画素記録手段から読出される座標とが一致した場合に、補正を実施する。
【００２９】
したがって、当該ビデオカメラによると、固体撮像素子から出力される画素の順番に従って補正を行なうことができるため、回路構成を簡昜化することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るビデオカメラについて図を用いて詳細に説明する。なお、図において同一または相当部分には同一記号または同一符号を付しその説明を省略する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態によるビデオカメラシステムの構成の概要を示すブロック図である。図１において、１は、被写体が暗い場合に被写体に光をあてるための照明である。２は、後述するレンズの保護およびＣＣＤ撮像素子６へ入射する光を遮光するためのレンズ保護シャッタである。レンズ保護シャッタ２は、マイコン８からの制御により開閉する。３は、レンズのフォーカスを駆動するためのフォーカス駆動装置である。４は、被写体からの光をＣＣＤ撮像素子６に集光するためのフォーカス調整が可能なレンズを含むレンズ部である。５は、ＣＣＤ撮像素子６を駆動するためのＣＣＤ駆動回路である。６は、レンズ４で集光された被写体からの光を電気信号に変換するＣＣＤ撮像素子である。７は、ＣＣＤ撮像素子６上の既知のキズの位置を示すキズ座標データや、映像信号処理を行なうために必要なデータを記録するためのフラッシュメモリである。８は、照明１、フォーカス駆動装置３、ＣＣＤ駆動回路５等を含むビデオカメラ全体の動作を制御するためのマイコンである。９は、ＣＣＤ撮像素子６から出力されるアナログの電気信号を増幅し、デジタル信号に変換するＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路である。
【００３２】
１０は、ＣＣＤ撮像素子６上の画素欠陥で、黒キズとみなす信号レベルを記憶する黒キズレベルレジスタである。１１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力されるデジタルの映像信号と、黒キズレベルレジスタ１０の値とを比較して、現在処理中の画素が黒キズであるか否かを判定するための黒キズ判定回路である。
【００３３】
１２は、ＣＣＤ撮像素子６上の画素欠陥で、白キズとみなす信号レベルを記憶するための白キズレベルレジスタである。１３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力されるデジタルの映像信号と、白キズレベルレジスタ１２の値とを比較して、現在処理中の画素が白キズであるか否かを判定するための白キズ判定回路である。
【００３４】
さらに、１４は、現在処理中の画素の座標をカウントするための座標カウント回路である。１５は、後述するキズ座標記録メモリ１６に記録されたキズ座標と座標カウント回路１４の座標とが一致した場合に、現在処理中の画素が白キズまたは黒キズのある欠陥画素であると認識し、欠陥画素の周辺画素の信号レベルにより欠陥画素の信号レベルを推定し補正を行なうキズ補正回路である。１６は、黒キズ判定回路１１または白キズ判定回路１３により欠陥画素であると判定された画素の座標データを記録するためのキズ座標記録メモリである。１７は、キズ補正回路１５から出力されるキズ補正済の信号に対して、色信号の補間やガンマ補正等の処理を行ない、最終出力の映像信号を生成するための映像信号処理回路である。３０は、ＯＮ／ＯＦＦ信号により内部に含まれる各回路に電源電圧を供給し、または供給を停止する電源である。
【００３５】
次に、本発明によるビデオカメラの通常動作時の動きについて、図２を用いて説明する。図２は、本発明によるビデオカメラの通常動作時における処理の流れを説明するためのフローチャートである。通常動作時、ビデオカメラの電源３０が入る（ＯＮ）と、マイコン８からの制御によりビデオカメラの初期設定が行なわれる。初期設定においては、フォーカス駆動装置３（ステップＳ１）、ＣＣＤ駆動回路５（ステップＳ２）、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９（ステップＳ３）、映像信号処理回路１７（ステップＳ４）の初期化がそれぞれ実行される。
【００３６】
次に、フラッシュメモリ７に記録されたＣＣＤ映像素子６上の既知のキズ座標データが読出される（ステップＳ５）。そして、マイコン８を介して、読出された既知のキズ座標データがキズ座標記録メモリ１６に書込まれる（ステップＳ６）。これらの初期化が完了すると、マイコン８は、レンズ保護シャッタ２に対しシャッタを開くように指示する（ステップＳ７）。これにより、レンズ部４のレンズに被写体からの光が入射するようになる。
【００３７】
シャッタが開いた後は、マイコン８からの指示により、フォーカス駆動装置３によるフォーカス調整（ステップＳ１０）、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９によるオートゲイン調整（ステップＳ１１）、ＣＣＤ駆動回路５による電子シャッタ制御（ステップＳ１２）、映像信号処理回路１７における映像信号処理や映像調整（ステップＳ１３）が行なわれる。また、照明が必要か否かの判定が行なわれ（ステップＳ８）、被写体が暗く照明が必要な場合には、照明１を点灯して被写体に光をあてる（ステップＳ９）。
【００３８】
ステップＳ８〜ステップＳ１３の処理を順次、繰返し行ない、被写体の変化に対して最適な映像が得られるように制御される。
【００３９】
次に、通常動作時における信号の流れについて説明する。レンズに入射した被写体からの光は、ＣＣＤ撮像素子６に集光される。ＣＣＤ撮像素子６は、ＣＣＤ駆動回路５によって駆動され、集光された光はアナログの電気信号に変換される。ＣＣＤ撮像素子６から出力されるアナログの電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９に入力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９では、信号のサンプリング、マイコン８からの指示によるゲインコントロール処理を経て、アナログ／デジタル変換が施され、デジタル信号が出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９からの出力信号は、座標カウント回路１４、およびキズ補正回路１５に入力される。座標カウント回路１４では、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力される画素の水平ラインおよび垂直ラインのカウントを行なう。
【００４０】
水平ラインのカウントは、１水平ラインごとにリセットされ、垂直ラインのカウントは、１フレームごとにリセットされる。これらのカウント値は、キズ補正回路１５に送られ、キズ座標メモリ１６に記録されたキズ座標と比較される。座標カウント回路１４のカウント値とキズ座標メモリ１６に記録されたキズ座標とが一致しない場合には、当該座標に対応する画素は正常とみなされ、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９からキズ補正回路１５に入力された信号は、そのまま後段の映像信号処理回路１７に送られる。
【００４１】
座標カウント回路１４のカウント値とキズ座標メモリ１６に記録されたキズ座標とが一致した場合には、当該座標に対応する画素は欠陥画素とみなされ，キズ補正回路１５に入力された信号に対し補正処理が施された後、後段の映像信号処理回路１７に送られる。
【００４２】
キズ補正回路１５による欠陥画素の補正方法の一例を、図３〜図５に示す。図３は、ラインメモリ等を使用しないで、簡昜に欠陥画素を補正する場合の補正方法について説明するための概念図である。図３において、（Ｘ−６）〜（Ｘ＋５）は、水平方向の画素位置を、（Ｙ−２）〜Ｙは、垂直方向の画素位置をそれぞれ表わしている。座標（Ｘ、Ｙ）に位置する画素を欠陥画素とする。
【００４３】
原色カラーフィルタのＣＣＤ撮像素子を全画素読出モードで全画素読出した場合、緑（Ｇ）→青（Ｂ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）と繰返されるラインと、赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→赤（Ｒ）→緑（Ｇ）と繰返されるラインとが交互に現われる。図３に示される補正方法では、座標（Ｘ、Ｙ）の赤色の欠陥画素に対し、同じ赤色の画素で欠陥画素の近傍にある座標（Ｘ−２、Ｙ）と座標（Ｘ＋２、Ｙ）とのそれぞれの信号を加算して２で割ったものを算出し、当該算出値を欠陥画素の補正信号として使用する。
【００４４】
この補正方法は、ラインメモリ等を使用しないため、簡昜な回路で実現されるが、水平方向のみの補正であるため、垂直方向の模様などを撮像した場合に適切に補正できない場合もある。また、同じ水平ライン上で、互いに近接する同色の画素がともに欠陥画素である場合には、欠陥画素の信号を利用して補正信号を作成することになるため、適切な補正が行なえない。
【００４５】
これに対し、４ライン分のラインメモリを使用した補正方について、図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、４ライン分のラインメモリを使用した補正方法について説明するための概念図である。図４は、欠陥画素が緑色の画素である場合に、図５は、欠陥画素が赤色の画素である場合それぞれ対応している。図４〜５において、（Ｘ−６）〜（Ｘ＋５）は、水平方向の画素位置を、（Ｙ−２）〜（Ｙ＋２）は、垂直方向の画素位置をそれぞれ表わしている。座標（Ｘ、Ｙ）に位置する画素を欠陥画素とする。
【００４６】
図４〜図５に示される補正方法では、４つのラインメモリに格納される４ライン分の画素データと、直接入力される１ライン分の画素データとの合計５ライン分の画素データを使用する。
【００４７】
図４に示される補正では、座標（Ｘ、Ｙ）の緑色の欠陥画素に対して、同じ緑色の画素で当該欠陥画素の近傍にある座標（Ｘ−１、Ｙ−１）、座標（Ｘ＋１、Ｙ−１）、座標（Ｘ−１、Ｙ＋１）および座標（Ｘ＋１、Ｙ＋１）のそれぞれの信号を加算して４で割ったものを算出し、当該算出値を欠陥画素の補正信号として使用する。
【００４８】
図５に示される補正では、座標（Ｘ、Ｙ）の赤色の欠陥画素に対して、同じ赤色の画素で当該欠陥画素の近傍にある座標（Ｘ−２、Ｙ−２）、座標（Ｘ、Ｙ−２）、座標（Ｘ＋２、Ｙ−２）、座標（Ｘ−２、Ｙ）、座標（Ｘ＋２、Ｙ）、座標（Ｘ−２、Ｙ＋２）、座標（Ｘ、Ｙ＋２）および座標（Ｘ＋２、Ｙ＋２）のそれぞれの信号を加算して８で割ったものを算出し、当該算出値を欠陥画素の補正信号として使用する。
【００４９】
なお、上述した例では、欠陥画素が赤色の画素である場合について説明したが、他の色の画素である場合においても同様に補正が可能である。
【００５０】
図４、図５で示した４ライン分のラインメモリを使用した補正方法では、水平ラインと垂直ラインとが考慮されるため、ラインメモリを使用しない場合に比較して適切な補正を行なうことができる。また、同色の画素が連続で欠陥画素になっている場合においても、欠陥画素が１ヵ所に集中して発生しない限りある程度の補正が可能となる。
【００５１】
図１に示されるキズ補正回路１５を通過した信号は、映像信号処理回路１７に送られ、ガンマ補正、ホワイトバランス調整、色信号補間処理等の処理を経た後に外部に映像信号として出力される。
【００５２】
次に、白キズ座標を自動判定する動作について詳細な説明を行なう。図６は、本発明の実施の形態による白キズ判定動作について説明するためのフローチャートである。白キズの判定を行なう場合には、初めにレンズ保護シャッタ２を閉じて（ステップＳ２１）、ＣＣＤ撮像素子６に入射する光を遮光する。次に、フォーカス駆動装置３を操作して、フォーカスを望遠側に設定する（ステップＳ２２）。このように、フォーカスを故意にずらすことにより、外部からの光の漏れなどによる映像の高周波成分を取除くことができ、正常な画素と白キズのある画素との区別を容易につけることが可能となる。また、ここではフォーカスを望遠側に設定したが、レンズ等の条件によっては広角側に設定して白キズの判定を行なうことも可能である。
【００５３】
次に、ＣＣＤ撮像素子６の電子シャッタを固定し（ステップＳ２３）、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９のオートゲイン調整の設定を固定する（ステップＳ２４）。
【００５４】
これは、電子シャッタやオートゲイン調整が動作していると、シャッタスピードが変化して白キズ判定が行ないにくくなるためである。また、レンズ保護シャッタ２により光を遮光しているため、オートゲイン調整のゲインが高くなり、ノイズが乗りやすくなるのを防ぐためである。このため、電子シャッタのスピードは低速に、オートゲイン調整値は映像にノイズが重畳しない程度に設定するのが適当である。
【００５５】
次に、マイコン８により白キズレベルレジスタ１２の設定を行なう（ステップＳ２５）。白キズレベルレジスタ１２には、白キズ判定時、白キズ判定回路１３において、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力された画素の信号レベルと白キズレベルレジスタ１２に設定されたしきい値とを比較して、画素の信号レベルの方が高ければ白キズと判定するためのしきい値を設定する。しきい値は、電子シャッタのスピードおよびオートゲイン調整の設定値と関連しているため、これらの設定値に合せて決定する。ステップＳ２１〜Ｓ２５により、白キズ判定を行なうための初期設定が終了する。
【００５６】
次に、白キズ判定を行なう。白キズ判定は、初期設定終了後の次のフレームの開始から１フレーム分行なう（ステップＳ２６）。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力される画素の信号レベルと白キズレベルレジスタ１２に設定されたしきい値とを比較し（ステップＳ２７）、画素の信号レベルの方が低ければ正常な画素と判定し、次の画素の判定を行なう。画素の信号レベルの方がしきい値よりも高い場合には、白キズと判定し、座標カウント回路１４のカウント値である座標データをキズ座標記録メモリ１６に書込み（ステップＳ２８）、次の画素の判定を行なう。以上の動作を１フレーム分繰返し、判定作業を終了する。
【００５７】
次に、マイコン８によりキズ座標記録メモリ１６に登録されている白キズ座標データを読出し（ステップＳ２９）、フラッシュメモリ７に書込む（ステップＳ３０）。この動作により、電源３０を切っても（ＯＦＦしても）、白キズ座標の情報が残るため、次回の電源投入時（ＯＮ）に白キズの座標位置を再判定しなくてもよい。
【００５８】
以上で、白キズの自動判定動作を終了し通常動作にもどる。この白キズの自動判定動作は、ビデオカメラの製造時に行なう。なお、任意のタイミングで、外部からマイコン８に対して、上述した白キズ判定処理（または、後述する黒キズ判定処理）を行なうことを要求することも可能である。マイコン８は、外部からのキズ判定指示を受けると、図６（後述する図７、図８も含む）に示すキズ判定処理を実行させる。
【００５９】
これにより、製造後においても、ユーザが新たな白キズを発見した場合でも任意のタイミングで上記処理を実施することができる。したがって、製造後に宇宙線等の影響で白キズが増加しても、白キズ判定処理を行ない、判定結果に応じて当該白キズに対する補正を行なうことができる。また、機器によっては一定周期または電源投入ごとに毎回白キズ判定を行なうこともできる。
【００６０】
次に、黒キズ座標を自動判定する動作について詳細な説明を行なう。図７は、本発明の実施の形態による黒キズ判定動作について説明するためのフローチャートである。黒キズ判定を行なう場合には、レンズ保護シャッタ２をオープンにして行なう（ステップＳ４１）。次に、フォーカス駆動装置３を操作して、フォーカスが最もずれた状態に設定する（ステップＳ４２）。これは、フォーカスをずれた状態にすることにより、レンズ保護シャッタ２をオープンにしていることによる被写体や外光の映像から高周波数成分を取除くためである。
【００６１】
次に、ＣＣＤ撮像素子６の電子シャッタを固定し（ステップＳ４３）、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９のオートゲイン調整の設定値を固定する（ステップＳ４４）。黒キズ判定の場合にも、白キズ判定時と同様に、電子シャッタスピードは低速に、オートゲイン調整値は映像にノイズが乗らない程度に設定するのが適当である。
【００６２】
これは、照明１を点灯し、ＣＣＤ撮像素子６の電子シャッタスピードを低速にすることにより、ＣＣＤ撮像素子６の出力を飽和に近い状態で使用するためである。
【００６３】
ただし、照明１にフラッシュなどの瞬間にしか点灯しないものを使用する場合には、電子シャッタスピードはその点灯時間以下に設定する必要がある。また、黒キズ判定時は、ＣＣＤ撮像素子６の出力を飽和に近い状態で使用するために、被写体を白い壁などにしたり、反射板を利用する等を行なうことがなおよい。
【００６４】
次に、マイコン８により、黒キズレベルレジスタ１０の設定を行なう（ステップＳ４５）。黒キズレベルレジスタ１０には、黒キズ判定時、黒キズ判定回路１１において、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力された画素の信号レベルと黒キズレベルレジスタ１０に設定されたしきい値とを比較して、画素の信号レベルの方が低ければ黒キズと判定するためのしきい値を設定する。しきい値は、電子シャッタのスピードおよびオートゲイン調整値の設定値と関連しているため、これらの設定値に合せて決定する必要がある。
【００６５】
次に、照明１を点灯する（ステップＳ４６）。照明１にフラッシュなどの瞬間にしか点灯しないものを使用する場合には、映像のフレーム開始時間に点灯を合せる必要がある。ステップＳ４１〜ステップＳ４６により、黒キズ判定を行なうための初期設定が終了する。
【００６６】
次に、実際の黒キズ判定を行なう。黒キズ判定は、初期設定終了後の次のフレームの開始から１フレーム分行なう。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から出力される画素の信号レベルと黒キズレベルレジスタ１０のしきい値とを比較して（ステップＳ４８）、画素の信号レベルの方が高ければ正常な画素と判定し、次の画素の判定を行なう。
【００６７】
また、画素の信号レベルの方がしきい値よりも低い場合には、当該画素の場合には、黒キズとみなし、座標カウント回路１４のカウント値である座標データをキズ座標記録メモリ１６に書込み（ステップＳ４９）、次の画素の判定を行なう。以上の動作を１フレーム分繰返し、判定作業を終了する（ステップＳ４７）。
【００６８】
次に、マイコン８により、キズ座標記録メモリ１６に登録された黒キズ座標データを読出し（ステップＳ５０）、フラッシュメモリ７に書込む（ステップＳ５１）。この動作により、電源を切っても黒キズ座標の情報が残るため、次回の電源投入時に黒キズの座標位置を再判定しなくてもよい。
【００６９】
以上で、黒キズの自動判定動作が終了し通常動作に戻る。この黒キズの自動判定動作は、ビデオカメラの製造時に行なう。なお、上述したように、マイコン８に対して、外部から任意のタイミングで、黒キズ判定を実行させるための要求を入力することも可能である。これにより、製造後、ユーザが新たな黒キズを発見した場合においても任意のタイミングで上記黒キズ判定処理を実施することができる。したがって、製造後に宇宙線等の影響で黒キズが増加した場合であっても、黒キズ判定処理を行ない、判定結果に応じて補正することができる。
【００７０】
本発明の実施の形態では、通常動作で使用する照明１を黒キズの自動判定動作に利用したが、図１６に示されるようにレンズ３３を包む鏡筒３１内に黒キズ判定用の照明３２を別途取付け、当該取付けられた照明３２により黒キズ判定を行なうように構成してもよい。レンズ３３を包む鏡筒３１内に取付けられた黒キズ判定用の照明３２を用いた黒キズの自動判定動作を、図８に示す。
【００７１】
この場合、黒キズ判定時に、レンズ保護シャッタ２をクローズし（ステップＳ６１）、フォーカスは望遠側に設定する（ステップＳ６２）。また、ＣＣＤ撮像素子６の電子シャッタを固定し（Ｓ６３）、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９のオートゲイン調整の設定値を固定する（ステップＳ６４）。なお、電子シャッタは低速に、オートゲイン調整値は映像にノイズが乗らない程度に設定するのが適当である。マイコン８の制御により、照明３２を点灯する（ステップＳ６６）。以下、ステップＳ６７〜Ｓ７１において、図７におけるステップＳ４７〜ステップＳ５１と同じ処理を実行する。
【００７２】
このように動作させることにより、機器が起動するごとに黒キズの自動判定を行なうことが可能になり、前述の白キズの自動判定動作と併せてユーザに手間をかけない完全な白キズおよび黒キズの自動判定を実現したビデオカメラが実現される。
【００７３】
次に、図１に示されるビデオカメラにおけるキズ座標記録メモリ１６への書込および読出動作の詳細な説明を行なう。本発明の実施の形態では、白キズ判定および黒キズ判定時のいずれにおいても、フレーム開始からＣＣＤ撮像素子６が出力する画素の順番でキズの判定を行なう。したがって、キズ座標記録メモリ１６には、ＣＣＤ撮像素子６が出力する画素の順番でキズ座標の記録を行なうことになる。
【００７４】
図９は、キズ座標記録メモリ１６における記録状況を説明するための概念図である。図９においては、ｎ個のキズ座標が記録されている。キズ座標記録メモリ１６には、座標カウント回路１４でカウントしている座標データが、キズ座標の判定がされた順、すなわち、ＣＣＤ撮像素子６が画素信号を出力した順に、アドレスＡＤ０から書込まれる。より具体的には、座標データＡ０（Ｘ０、Ｙ０）、座標データＡ１（Ｘ１、Ｙ１）、…、座標データＡｎ（Ｘｎ、Ｙｎ）が、アドレスＡＤ０、…、アドレスＡＤｎに書込まれることになる。なお、座標データには次の条件が成立している。
（Xn、Yn）＞…＞（X3、Y3）＞（X2、Y2）＞（X1、Y1）＞（X0、Y0）…（１）
次に、キズ座標記録メモリ１６からの座標データの読出例を、図１０に示す。図１０（ａ）は、キズ補正前の画素データを、（ｂ）は、キズ座標記録メモリ１６からの読出データを、（ｃ）は、キズ補正後の画素データをそれぞれ時系列で表わしている。
【００７５】
図１０（ａ）におけるキズ補正前の画素データ（画素Ｐ０、画素Ｐ１、…、画素Ｐ９、…）のうち、画素Ｐ２、画素Ｐ４、画素Ｐ５および画素Ｐ８を欠陥画素とする。キズ座標記録メモリ１６には、座標データＡ０に、画素Ｐ２の座標が、座標データＡ１には、画素Ｐ４の座標が、座標データＡ２には、画素Ｐ５の座標が、座標データＡ３には、画素Ｐ８の座標が記録されている。
【００７６】
キズ座標記録メモリ１６からは、アドレスＡＤ０に記録された座標データＡ０が初めに読出され、座標カウント回路１４のカウント値と比較される。このとき、キズ座標データと座標カウント回路１４のカウント値との間には、常に、キズ座標データ≦カウント値の関係が成立している。
【００７７】
キズ座標データとカウント値とが一致すると、一致した欠陥画素である画素Ｐ２に対し、キズ補正回路１５で補正が施される。そして、キズ座標記録メモリ１６から次の座標データであるアドレスＡＤ１に記録された座標データＡ１が読出され、座標カウント回路１４のカウント値と比較される。これ以降、同様の動作が１フレーム分繰返される。
【００７８】
１フレーム分の処理が終了すると、アドレスはリセットされ、再びアドレスＡＤ０の座標データが読出される。白キズの補正と黒キズの補正とを両方実施する場合には、白キズおよび黒キズの判定を終了した後、マイコン８がフラッシュメモリ７に座標データを記録する際に、白キズ座標と黒キズ座標とを区別して記録する。
【００７９】
そして、機器の初期化時、フラッシュメモリ７に記録された白キズ座標と黒キズ座標とを順次読出して、座標の小さい順にキズ座標記録メモリ１６に書込めばよい。
【００８０】
通常、本発明の実施の形態による構成をとらない場合には、キズ座標を記録したメモリから一度、キズの数だけ用意された高速読出可能な回路で構成されたレジスタに座標データを書込み、さらに座標データの数だけ用意された比較回路において座標カウント値と座標データとを比較する必要があり、回路規模が大幅に増加しコストの上昇につながる。しかし、本発明の実施の形態による構成であれば、キズの数に関係なく、１つのレジスタと１つの比較回路とで白キズおよび黒キズ判定を行なうことができるため、簡昜な回路で安価にキズ判定を行なうことが可能となる。
【００８１】
なお、本発明の実施の形態では、キズ補正回路１５で白キズ補正および黒キズ補正を行なった後、映像信号処理回路１７において色信号の補正処理等の映像信号処理を行なっているが、色信号の補間処理回路で使用するラインメモリをキズ補正回路と補間処理回路とで共有することにより回路規模を縮小することが可能となる。
【００８２】
図１１は、色分離補間回路とキズ補正回路とでラインメモリを共有した場合の構成を示すブロック図である。図１１において、１８、１９、２０、２１のそれぞれは、画素データを１水平ライン分遅延させるためのラインメモリである。２２は、白キズ補正および黒キズ補正を行なうためのキズ補正回路である。２３は、赤、緑、青の色信号の分離と、色信号の補間を行なう色分離補間回路である。１６は、白キズおよび黒キズの座標を記録するためのキズ座標記録メモリである。１４は、画素の座標をカウントする座標カウント回路である。
【００８３】
画素データは、ラインメモリ１８からラインメモリ２１を通過する間に４水平ライン分遅延する。したがって、キズ補正回路２２には、ラインメモリ１８〜２１とＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から直接入力されるラインとの合計５ライン分の画素データが入力される。より具体的には、キズ補正回路２２は、ラインメモリ２１から、第Ｎライン目、ラインメモリ２０から、第（Ｎ＋１）ライン目、ラインメモリ１９から、第（Ｎ＋２）ライン目、ラインメモリ１８から、第（Ｎ＋３）ライン目の画素データを、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路９から第（Ｎ＋４）ライン目の画素データをそれぞれ受ける。
【００８４】
ラインメモリ１９の第（Ｎ＋２）ライン目の画素データが、第Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋４ライン目の画素データを用いて補間される。すなわち、キズ補正回路２２は、５ライン分の画素データを用いて白キズの補正および黒キズの補正を行う。キズ補正回路２２の補正例については、前述の図４および図５に示した補正方法が適用される。
【００８５】
色分離補間回路２３は、キズ補正回路２２により補正が行なわれた１ライン分の画素データ、ラインメモリ２０の出力する１ライン分の画素データ、およびラインメモリ２１の出力する１ライン分の画素データの合計３ライン分の画素データを使用して補間を行なう。
【００８６】
図１１に示される色分離補間回路２３における色信号の補間方法を、図１２〜図１５を用いて説明する。図１２は、色分離補間回路２３に入力される色信号補間前の色信号例である。図１３〜図１５は、色分離補間回路２３において緑色信号、赤色信号、青色信号を分離し補間する方法を説明するための概念図である。図１２〜図１５では、座標（Ｘ、Ｙ）の緑色信号を緑Ｘ♯Ｙ、青色信号を青Ｘ♯Ｙ、赤色信号を赤Ｘ♯Ｙで表わしている。
【００８７】
図１２に示されるように、画面は、緑０♯０→青０♯１→緑０♯２→青０♯３のように、緑色信号を有する画素と青色信号を有する画素とが繰返されるラインと、赤１♯０→緑１♯１→赤１♯２→緑１♯３のように、赤色信号を有する画素と緑色信号を有する画素とが繰返されるラインとを交互に含む。
【００８８】
色分離補間回路２３では、緑色信号を有する画素に対しては、赤色信号と青色信号とを、青色信号を有する画素に対しては、赤色信号と緑色信号とを、赤色信号を有する画素に対しては、緑色信号と青色信号とをそれぞれ補間する。
【００８９】
図１３に示されるように、座標（ａ、ｂ）の緑色信号は、上下左右に隣接する座標の緑色信号を用いて補間される。緑色信号の補間式は、式（２）に従う。
【００９０】
緑ａ♯ｂ＝［緑（ａ−１）♯ｂ＋緑（ａ＋１）♯ｂ＋緑ａ♯（ｂ−１）＋緑ａ♯（ｂ＋１）］÷４ … （２）
ただし、式（２）においてａが偶数の場合にはｂは奇数を、ａが奇数の場合にはｂは偶数を表わしている。
【００９１】
図１４に示されるように、赤色信号は上下に位置する２つの赤色信号、左右に位置する２つの赤色信号、または斜め方向に位置する４つの赤色信号により補間される。座標（ａ、ｂ）における赤色信号の補間式は、式（３）〜（５）に従う。
【００９２】
赤ａ♯ｂ＝［赤（ａ−１）♯ｂ＋赤（ａ＋１）♯ｂ］÷２ … （３）
赤ａ♯ｂ＝［赤（ａ−１）♯（ｂ−１）＋赤（ａ−１）♯（ｂ＋１）＋赤（ａ＋１）♯（ｂ−１）＋赤（ａ＋１）♯（ｂ＋１）］÷４ … （４）
赤ａ♯ｂ＝［赤ａ♯（ｂ−１）＋赤ａ♯（ｂ＋１）］÷２ …（５）
ただし、式（３）は、ａが奇数、ｂが偶数の場合に、式（４）は、ａが偶数、ｂが奇数である場合に、さらに式（５）は、ａおよびｂが偶数である場合にそれぞれ対応している。
【００９３】
図１５に示されるように、青色信号は、上下方向に位置する２つの青色信号、左右方向に位置する２つの青色信号、または斜め方向に位置する４つの青色信号を用いて補間される。青色信号の色補間式は、式（６）〜（８）に従う。
【００９４】
青ａ♯ｂ＝［青（ａ−１）♯ｂ＋青（ａ＋１）♯ｂ］÷２ … （６）
青ａ♯ｂ＝［青（ａ−１）♯（ｂ−１）＋青（ａ−１）♯（ｂ＋１）＋青（ａ＋１）♯（ｂ−１）＋青（ａ＋１）♯（ｂ＋１）］÷４ … （７）
青ａ♯ｂ＝［青ａ♯（ｂ−１）＋青ａ♯（ｂ＋１）］÷２ …（８）
ただし、式（６）は、ａおよびｂが偶数である場合に、式（７）は、ａが奇数、ｂが偶数である場合に、式（８）は、ａおよびｂが奇数である場合にそれぞれ対応している。
【００９５】
いずれの信号とも、色信号の欠けている部分をラインメモリ２０、２１で遅延された３ライン分のデータを利用して色信号の補間を行なっている。
【００９６】
以上のように、白キズ補正および黒キズ補正に使用するラインメモリと色信号補間に使用するラインメモリとを共有することにより、通常７ライン分必要なラインメモリを４ライン分のみ用いることで、白キズ補正、黒キズ補正および色信号補正を実現することができる。これにより、回路の大幅なコストダウンを行なうことが可能となる。
【００９７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００９９】
【発明の効果】
本発明は、メモリに、固体撮像素子から出力される画素の順に欠陥画素の座標を記録し、さらにメモリからは、固体撮像素子から出力される画素の順に欠陥画素の座標を読出すことにより、処理中の画素が欠陥画素であるか否かを判定する回路を大幅に簡略化することが可能となる。
【０１００】
また、色分離補間回路とキズ補正回路とで、ラインメモリを共有することにより、回路の大幅な簡略化が可能となる。
【０１０１】
さらに、任意のタイミング、電源投入時、または一定周期毎に、欠陥画素の自動判定を行ない、また自動補正を行なうことができる。したがって、後発的に欠陥が生じても、これを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態によるビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態によるビデオカメラの通常動作時における処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】 欠陥画素の補正方法を説明するための概念図である。
【図４】 ４ライン分のラインメモリを用いた欠陥画素の補正方法について説明するための概念図である。
【図５】 ４ライン分のラインメモリを用いた欠陥画素の補正方法について説明するための概念図である。
【図６】 本発明の実施の形態による白キズ判定動作について説明するためのフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態による黒キズ判定動作について説明するためのフローチャートである。
【図８】 レンズを包む鏡筒内に設けた照明を用いた黒キズ判定動作について説明するためのフローチャートである。
【図９】 キズ座標記録メモリ１６における記録状況を説明するための概念図である。
【図１０】 キズ座標記録メモリ１６からの座標データの読出について説明するための概念図である。
【図１１】 色分離補間回路２３とキズ補正回路２２とでラインメモリを共有した場合のブロック図である。
【図１２】 色分離補間回路２３への入力画素の信号例を説明するための概念図である。
【図１３】 緑色信号の補間方法を説明するための概念図である。
【図１４】 赤色信号の補間方法を説明するための概念図である。
【図１５】 青色信号の補間方法を説明するための概念図である。
【図１６】 レンズ３３を包む鏡筒３１内に取付けられた照明３２について説明するための概念図である。
【符号の説明】
１，３２ 照明、２ レンズ保護シャッタ、３ フォーカス駆動装置、４ レンズ部、５ ＣＣＤ駆動回路、６ ＣＣＤ撮像素子、７ フラッシュメモリ、８マイコン、９ ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路、１０ 黒キズレベルレジスタ、１１ 黒キズ判定回路、１２ 白キズレベルレジスタ、１３ 白キズ判定回路、１４ 座標カウント回路、１５ キズ補正回路、１６ キズ座標記録メモリ、１７映像信号処理回路、１８，１９，２０，２１ ラインメモリ、２２ キズ補正回路、２３ 色分離補間回路、３０ 電源、３１ 鏡筒、３３ レンズ。

Claims (2)

1. 各々が、ＲＧＢのうち１種類の色情報に対応する複数の画素で構成される固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の欠陥画素を記録する欠陥画素記録手段と、
   前記複数の画素のうち、前記欠陥画素記録手段に記録される欠陥画素について、対応する前記１種類の色情報を補正する補正手段と、
   前記複数の画素のそれぞれに対して、欠落した２種類の情報を補間する色信号補間処理を行なうための色信号補間手段と、
   前記固体撮像素子から出力される第１複数個のラインの画素を時系列に記録する第１複数個のラインメモリとを備え、
   前記補正手段は、
   前記第１複数個のラインメモリに記憶される画素データを用いて、補正を行ない、
   前記色信号補間手段は、
   前記第１複数個のラインメモリのうちの第２複数個のラインメモリに記録される画素データを用いて、前記色信号補間処理を行なう、ビデオカメラ。
2. 前記固体撮像素子から出力される画素の座標を算出する座標カウント手段をさらに備え、
   前記欠陥画素記録手段は、
   前記欠陥画素の座標が前記固体撮像素子から出力される画素の順番で記録され、または前記記録される前記欠陥画素の座標が前記固体撮像素子から出力される画素の順番で読出され、
   前記補正手段は、
   前記座標カウント手段の出力と、前記欠陥画素記録手段から読出される座標とが一致した場合に、前記補正を実施する、請求項１に記載のビデオカメラ。

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