JP4557795B2 - Data correction processing apparatus and data correction processing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板上の行方向とこれに直交する列方向に配列された多数の光電変換素子を含む固体撮像素子から得られる多数の画素データの補正処理を行うデータ補正処理装置に関する。 The present invention relates to a data correction processing apparatus that performs correction processing on a large number of pixel data obtained from a solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and in a column direction perpendicular thereto.
半導体基板上の行方向とこれに直交する列方向に配列された多数の光電変換素子を含む固体撮像素子が知られている。このような固体撮像素子に含まれる光電変換素子には、その製造工程等に起因して、入射光に反応しない光電変換素子や、入射光がなくても異常に多い暗電流を発生する光電変換素子等の欠陥素子が含まれていることがしばしばある。これら欠陥素子は、例えばそれぞれ「黒キズ」および「白キズ」と称され、固体撮像素子ではこれら欠陥素子自体を完全に除去することが困難である。 2. Description of the Related Art A solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and a column direction orthogonal thereto is known. The photoelectric conversion element included in such a solid-state image sensor includes a photoelectric conversion element that does not react to incident light due to its manufacturing process, or a photoelectric conversion that generates an abnormally large dark current without incident light. Often, defective elements such as elements are included. These defective elements are referred to as, for example, “black scratches” and “white scratches”, respectively, and it is difficult to completely remove these defective elements themselves in a solid-state imaging device.
そこで、固体撮像素子から出力される多数の画素データにおいて、これらの欠陥素子にて生成される欠陥画素データを、その周囲の光電変換素子から得られる画素データを利用して補正する欠陥画素データの補正方式が提案されている。欠陥画素データを補正する場合、例えば、その欠陥素子の周囲に隣接する複数の光電変換素子からの画素データを単純平均して、その平均値を当該欠陥画素データに置き換える方式があった。 Therefore, in a large number of pixel data output from the solid-state image sensor, defective pixel data for correcting defective pixel data generated by these defective elements using pixel data obtained from the surrounding photoelectric conversion elements is used. Correction methods have been proposed. When correcting defective pixel data, for example, there is a method of simply averaging pixel data from a plurality of photoelectric conversion elements adjacent to the periphery of the defective element and replacing the average value with the defective pixel data.
しかしながら、上述のような補正方式では、例えば複数の欠陥素子が隣接して存在する場合には、処理対象となる欠陥素子に隣接する他の欠陥素子からの欠陥画素データを用いて欠陥補正を行うことになってしまい、適切な欠陥補正が行われているとは言えなかった。そこで、このような不具合を解消するために、特許文献1記載の方法が提案されている。 However, in the correction method as described above, for example, when a plurality of defective elements exist adjacent to each other, defect correction is performed using defective pixel data from other defective elements adjacent to the defective element to be processed. Therefore, it could not be said that appropriate defect correction was performed. Therefore, in order to solve such a problem, a method described in Patent Document 1 has been proposed.
特許文献1記載の方法では、固体撮像素子から得られた多数の画素データを一旦フレームメモリに蓄積してから欠陥補正処理を行うため、高速処理が必要な動画撮影や連写撮影等には適さない。又、フレームメモリを必要とするため回路規模が大きくなってしまう。 In the method described in Patent Document 1, a large number of pixel data obtained from a solid-state image sensor is temporarily stored in a frame memory and then defect correction processing is performed. Absent. Further, since a frame memory is required, the circuit scale is increased.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、欠陥のある光電変換素子から得られる欠陥画素データの欠陥補正を高速に行い且つ回路規模を小さくすることが可能なデータ補正処理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 a data correction processing apparatus capable of performing defect correction of defective pixel data obtained from a defective photoelectric conversion element at high speed and reducing the circuit scale. The purpose is to do.
本発明のデータ補正処理装置は、半導体基板上の行方向とこれに直交する列方向に配列された多数の光電変換素子を含む固体撮像素子から得られる多数の画素データの補正処理を行うデータ補正処理装置であって、前記画素データを一時的に保持し、前記固体撮像素子に含まれる第1の光電変換素子と、前記第1の光電変換素子の周辺に二次元状に配列されている第2の光電変換素子とを含む光電変換素子群から得られる画素データである二次元画素データを同時に出力する二次元画素データ保持出力手段と、前記第1の光電変換素子が欠陥素子である場合に、前記二次元画素データのうち、前記第1の光電変換素子とは異なる色を検出する光電変換素子以外から得られた画素データと、該画素データに含まれる前記欠陥素子から得られた欠陥画素データの位置及び数とで決まる欠陥パターンを判別する欠陥パターン判別手段と、前記欠陥パターンに基づいて欠陥補正処理用の演算式を決定する演算式決定手段と、前記二次元画素データと前記演算式とを用いて、前記第1の光電変換素子から得られる画素データである第1画素データの欠陥補正処理を行う欠陥補正処理手段とを備える。 The data correction processing apparatus of the present invention performs data correction processing for correcting a large number of pixel data obtained from a solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and in a column direction perpendicular thereto. A processing device that temporarily holds the pixel data, and is arranged in a two-dimensional manner around a first photoelectric conversion element included in the solid-state imaging element and the first photoelectric conversion element. Two-dimensional pixel data holding / outputting means for simultaneously outputting two-dimensional pixel data which is pixel data obtained from a photoelectric conversion element group including two photoelectric conversion elements, and the first photoelectric conversion element is a defective element Among the two-dimensional pixel data, pixel data obtained from other than the photoelectric conversion element that detects a color different from that of the first photoelectric conversion element, and a defect data obtained from the defective element included in the pixel data. Defect pattern determination means for determining a defect pattern determined by the position and number of pixel data, calculation formula determination means for determining a calculation formula for defect correction processing based on the defect pattern, the two-dimensional pixel data, and the calculation And defect correction processing means for performing defect correction processing of the first pixel data which is pixel data obtained from the first photoelectric conversion element using the equation.
この構成により、欠陥のある光電変換素子から得られる欠陥画素データの欠陥補正を高速に行い且つ回路規模を小さくすることが可能となる。 With this configuration, defect correction of defective pixel data obtained from a defective photoelectric conversion element can be performed at high speed and the circuit scale can be reduced.
本発明のデータ補正処理装置は、前記演算式決定手段が、前記欠陥パターンと、前記欠陥パターンを構成する画素データのうち前記欠陥画素データを除く画素データの輝度値とに基づいて前記演算式を決定する。 In the data correction processing apparatus of the present invention, the calculation formula determining means may calculate the calculation formula based on the defect pattern and a luminance value of pixel data excluding the defective pixel data among pixel data constituting the defect pattern. decide.
この構成により、輝度の急激な変化を考慮した欠陥補正が可能となる。 With this configuration, it is possible to perform defect correction in consideration of a sudden change in luminance.
本発明のデータ補正処理装置は、前記画素データ保持出力手段に入力する画素データのうちの前記欠陥画素データを、前記欠陥素子周辺の光電変換素子から得られた画素データで置換する画素データ置換手段を備える。 The data correction processing apparatus of the present invention is a pixel data replacing unit that replaces the defective pixel data of the pixel data input to the pixel data holding / outputting unit with pixel data obtained from photoelectric conversion elements around the defective element. Is provided.
この構成により、欠陥補正の信頼性をより向上させることができる。 With this configuration, the reliability of defect correction can be further improved.
本発明のデータ補正処理装置は、前記第1の光電変換素子が前記欠陥素子でない場合に、前記二次元画素データを用いて、前記第1画素データのノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段を備える。 The data correction processing apparatus of the present invention includes noise reduction processing means for performing noise reduction processing of the first pixel data using the two-dimensional pixel data when the first photoelectric conversion element is not the defective element. .
本発明のデータ補正処理装置は、前記欠陥補正処理手段が、複数の演算器を含み、前記複数の演算器の中から前記演算式に必要な演算器を選択して使用する。 In the data correction processing apparatus of the present invention, the defect correction processing means includes a plurality of arithmetic units, and selects and uses an arithmetic unit necessary for the arithmetic expression from the plurality of arithmetic units.
この構成により、回路規模を削減することができる。 With this configuration, the circuit scale can be reduced.
本発明のデータ補正処理装置は、前記ノイズ低減処理手段が、前記欠陥補正処理手段に含まれる前記複数の演算器の少なくとも一部を利用して前記ノイズ低減処理を行う。 In the data correction processing apparatus of the present invention, the noise reduction processing means performs the noise reduction processing using at least a part of the plurality of arithmetic units included in the defect correction processing means.
この構成により、回路規模を削減することができる。 With this configuration, the circuit scale can be reduced.
本発明のデータ補正処理方法は、半導体基板上の行方向とこれに直交する列方向に配列された多数の光電変換素子を含む固体撮像素子から得られる多数の画素データの補正処理を行うデータ補正処理方法であって、前記画素データを一時的に保持し、前記固体撮像素子に含まれる第1の光電変換素子と、前記第1の光電変換素子の周辺に二次元状に配列されている第2の光電変換素子とを含む光電変換素子群から得られる画素データである二次元画素データを同時に出力する二次元画素データ保持出力工程と、前記第1の光電変換素子が欠陥素子である場合に、前記二次元画素データのうち、前記第1の光電変換素子とは異なる色を検出する光電変換素子以外から得られた画素データと、該画素データに含まれる前記欠陥素子から得られた欠陥画素データの位置及び数とで決まる欠陥パターンを判別する欠陥パターン判別工程と、前記欠陥パターンに基づいて欠陥補正処理用の演算式を決定する演算式決定工程と、前記二次元画素データと前記演算式とを用いて、前記第1の光電変換素子から得られる画素データである第1画素データの欠陥補正処理を行う欠陥補正処理工程とを含む。 The data correction processing method of the present invention is a data correction that performs correction processing of a large number of pixel data obtained from a solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and in a column direction orthogonal thereto. In the processing method, the pixel data is temporarily held, and the first photoelectric conversion element included in the solid-state imaging element and the first photoelectric conversion element arranged in a two-dimensional manner around the first photoelectric conversion element A two-dimensional pixel data holding and outputting step for simultaneously outputting two-dimensional pixel data that is pixel data obtained from a photoelectric conversion element group including two photoelectric conversion elements, and the first photoelectric conversion element is a defective element Among the two-dimensional pixel data, pixel data obtained from other than the photoelectric conversion element that detects a color different from that of the first photoelectric conversion element, and a defect data obtained from the defective element included in the pixel data. A defect pattern discriminating step for discriminating a defect pattern determined by the position and number of pixel data; an arithmetic equation determining step for determining an arithmetic equation for defect correction processing based on the defect pattern; the two-dimensional pixel data and the arithmetic operation And a defect correction processing step of performing defect correction processing of the first pixel data that is pixel data obtained from the first photoelectric conversion element using the equation.
本発明によれば、欠陥のある光電変換素子から得られる欠陥画素データの欠陥補正を高速に行い且つ回路規模を小さくすることが可能なデータ補正処理装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the data correction processing apparatus which can perform defect correction of the defective pixel data obtained from a defective photoelectric conversion element at high speed, and can reduce a circuit scale can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態を説明するためのデジタルカメラの要部概略構成を示す図である。
図1に示すデジタルカメラ100は、半導体基板上の行方向及びこれに直交する列方向に配列された多数の光電変換素子を有するCCD型やMOS型の固体撮像素子1と、固体撮像素子1の多数の光電変換素子から出力された多数の画素データをデジタル変換するA/D変換部2と、バッファ3と、タイミングジェネレータ(TG)4と、固体撮像素子1に含まれる多数の光電変換素子のうち欠陥のある光電変換素子(以下、欠陥素子という)から得られる欠陥画素データを、欠陥素子の周囲にある光電変換素子から得られる画素データで置換する置換部5と、H/Vカウンタ6と、予めテスタ装置等によって検査して得られている固体撮像素子1の欠陥素子の位置を示す欠陥位置情報を記憶するルックアップテーブル(LUT)7と、置換部5から出力された画素データを一時的に保持し、データ補正対象の光電変換素子である第1の光電変換素子と、その周辺に二次元状に配列されている複数の光電変換素子である第2の光電変換素子とを含む光電変換素子群から得られる画素データである二次元画素データを同時に出力する二次元画素データ保持出力部8と、二次元画素データ保持出力部8から出力された二次元画素データのうち、第1の光電変換素子から得られた第1画素データに対して欠陥補正処理又はノイズリダクション(NR)処理等のデータ補正を行うデータ補正部9と、データ補正部9から出力された多数の画素データに対し、補間処理、同時化処理、YC変換処理、ガンマ補正処理、及びOB補正処理等の信号処理を施す信号処理部10とを備える。尚、置換部5、二次元画素データ保持出力部8、データ補正部9、及び信号処理部10のいずれにおいてもパイプライン処理がなされているものとし、これによって画素データの高速逐次処理が可能となる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a digital camera for explaining a first embodiment of the present invention.
A
固体撮像素子1は、多数の光電変換素子が正方格子状に配列されたものや、多数の光電変換素子が特開平10−136391号公報に記載されたようないわゆるハニカム状に配列されたもの等を用いることができる。以下の説明では、固体撮像素子1に含まれる多数の光電変換素子はハニカム状に配列されているものとする。又、本実施形態では、1つの光電変換素子から出力されるデータのことを画素データと定義している。 The solid-state imaging device 1 includes a large number of photoelectric conversion elements arranged in a square lattice, a large number of photoelectric conversion elements arranged in a so-called honeycomb shape as described in JP-A-10-136391, etc. Can be used. In the following description, it is assumed that a large number of photoelectric conversion elements included in the solid-state imaging element 1 are arranged in a honeycomb shape. In the present embodiment, data output from one photoelectric conversion element is defined as pixel data.
又、固体撮像素子1は原色系のカラーフィルタを有しており、多数の光電変換素子には、例えば赤色(R)を検出する光電変換素子と、緑色(G)を検出する光電変換素子と、青色(B)を検出する光電変換素子とが含まれる。尚、カラーフィルタは補色系のものであっても良い。又、カラーフィルタの配列は規則配列(一意にRGBの相対位置を定めた配列)であれば特に限定されない。 The solid-state imaging device 1 has a primary color filter, and a number of photoelectric conversion elements include, for example, a photoelectric conversion element that detects red (R), and a photoelectric conversion element that detects green (G). , And a photoelectric conversion element for detecting blue (B). The color filter may be a complementary color type. The arrangement of the color filters is not particularly limited as long as it is a regular arrangement (an arrangement in which RGB relative positions are uniquely determined).
バッファ3は、固体撮像素子1と、置換部5、二次元画素データ保持出力部8、データ補正部9、及び信号処理部10との駆動速度差を吸収するものであり、一般的なFIFO等によって構成される。バッファ3は、TG4からの同期信号に応じて、設定された位置の画素データを取り込み、有効データを示すenable信号と共に置換部5に出力する。
The buffer 3 absorbs a difference in driving speed between the solid-state imaging device 1, the replacement unit 5, the two-dimensional pixel data holding output unit 8, the data correction unit 9, and the
H/Vカウンタ6は、enable信号とTG4からの同期信号に応じて、置換部5に入力された画素データの色成分と、その画素データの出力元の光電変換素子の位置とを特定する。
The H /
置換部5は、H/Vカウンタ6で特定された光電変換素子の位置を示す情報とLUT7に記憶されている欠陥素子の位置を示す情報とを比較し、双方が一致する場合は、該画素データを欠陥画素データと判断し、その欠陥画素データを、該光電変換素子の周辺の同色成分を検出する光電変換素子から得られる画素データで置換すると共に、置換後の画素データに、その画素データが欠陥画素データであることを示す欠陥情報を付加して出力する。置換部5は、特許請求の範囲の画素データ置換手段に該当する。
The replacement unit 5 compares the information indicating the position of the photoelectric conversion element specified by the H /
図2は、図1に示す置換部内部の概略構成を示すブロック図である。
図2に示すように、置換部5は、R成分の画素データを保持するflip−flop等の画素データ保持素子52と、G成分の画素データを保持するflip−flop等の画素データ保持素子53と、B成分の画素データを保持するflip−flop等の画素データ保持素子54と、画素データ保持素子52,53,54のいずれかに保持されている画素データと、置換部5に入力された画素データのいずれかを出力させるマルチプレクサ(MUX)55と、画素データ保持素子52,53,54に画素データを保持させるか否かの判断を行うデータ保持判断部51とを備える。データ保持判断部51は、MUX55から出力させる画素データを指定するデータ選択判断部51aと、MUX55から出力された画素データが欠陥画素データであるか否かを示す欠陥情報を付加する欠陥情報付加部51bとを含む。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration inside the replacement unit shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the replacement unit 5 includes a pixel data holding element 52 such as a flip-flop that holds R component pixel data, and a pixel
欠陥情報は、例えば欠陥の在り無しが1ビットにて示される情報であり、この1ビットデータが画素データのMSBやLSBのいずれかに付加される。尚、欠陥情報は、欠陥の在り無しだけでなく、より詳細な情報、例えば、画素データが置換済みであるのか否かを示す情報や、どのような置換方法をとったのかを示す情報や、前後の画素データにも欠陥画素データが含まれているか否かを示す情報等を示す複数ビットの情報であっても良い。又、置換部5から出力される画素データには、その色成分を示す色情報も付加されているものとする。 The defect information is, for example, information indicating that there is no defect in 1 bit, and this 1-bit data is added to either the MSB or LSB of the pixel data. The defect information is not only the presence or absence of defects, but also more detailed information, for example, information indicating whether or not the pixel data has been replaced, information indicating what replacement method has been taken, The preceding and following pixel data may be multi-bit information indicating information indicating whether or not defective pixel data is included. In addition, it is assumed that color information indicating the color component is also added to the pixel data output from the replacement unit 5.
データ保持判断部51に入力された画素データは、H/Vカウンタ6により色成分及びその出力元の光電変換素子の位置が特定され、その光電変換素子の位置情報と、LUT7に記憶されている欠陥素子の位置情報とが比較される。そして、双方が一致しない場合、入力された画素データは欠陥画素データではないと判断され、この画素データは上記特定された色成分に応じた画素データ保持素子52,53,54に保持されると共に、MUX55からそのまま外部へと出力され、出力された画素データには欠陥画素データではないことを示す欠陥情報が付加される。
In the pixel data input to the data holding
一方、双方が一致した場合、入力された画素データは画素データ保持素子52,53,54には保持されず、MUX55からは、画素データ保持素子52,53,54のいずれかに保持されている、該入力された画素データの色成分と同色成分の画素データが出力され、出力された画素データには欠陥画素データであることを示す欠陥情報が付加される。
On the other hand, if the two match, the input pixel data is not held in the pixel
例えば、置換部5にR成分の画素データとB成分の画素データが交互に入力され、3番目〜5番目に入力された3つの画素データが欠陥画素データである場合を例にすると、図2に示すように、1番目と2番目に入力された画素データは欠陥画素データないことを示す欠陥情報が付加されてそのまま出力され、3番目に入力された欠陥画素データは1番目に入力されたR成分の画素データで置換されてから、欠陥画素データであることを示す欠陥情報が付加されて出力される。同様に、4番目に入力された欠陥画素データは2番目に入力されたB成分の画素データで置換され、5番目に入力された欠陥画素データは1番目に入力されたR成分の画素データで置換されてから、欠陥画素データであることを示す欠陥情報が付加されて出力される。 For example, in the case where R component pixel data and B component pixel data are alternately input to the replacement unit 5 and the third to fifth input pixel data is defective pixel data, for example, FIG. As shown in FIG. 5, the first and second input pixel data is output with defect information indicating that there is no defective pixel data, and the third input defective pixel data is input first. After replacement with the R component pixel data, defect information indicating that the pixel data is defective is added and output. Similarly, the fourth input defective pixel data is replaced with the second input B component pixel data, and the fifth input defective pixel data is the first input R component pixel data. After the replacement, defect information indicating defective pixel data is added and output.
図1に戻り、二次元画素データ保持出力部8は、固体撮像素子1から得られた画素データを一時的に保持し、固体撮像素子1に含まれる多数の光電変換素子のうち、図3に示すように、第1の光電変換素子30と、その周辺に二次元状に配列されている第2の光電変換素子31とを含む例えば5行×5列分の光電変換素子群から得られる13個の画素データ(以下、二次元画素データとも言う)をデータ補正部9に同時に出力する。二次元画素データ保持出力部8は、4つのラインメモリ81と、フリップフロップからなる13個の遅延素子82とが図示したように接続された構成になっている。
Returning to FIG. 1, the two-dimensional pixel data holding / outputting unit 8 temporarily holds the pixel data obtained from the solid-state imaging device 1, and among the many photoelectric conversion elements included in the solid-state imaging device 1, FIG. As shown, 13 obtained from a photoelectric conversion element group of 5 rows × 5 columns, for example, including a first
図4は、図1に示すデータ補正部の概略構成を示すブロック図である。
データ補正部9は、二次元画素データ保持出力部8から出力された13個の画素データの各々に付加されている色情報と欠陥情報を取得し、これらに基づいて第1の光電変換素子30から得られた第1画素データに対して行うべきデータ処理内容を決定するデータ処理内容決定部91と、データ処理内容決定部91で決定された内容でデータ処理を行うように指示を出すデータ処理内容指示部92と、データ処理内容指示部92からの指示にしたがって第1画素データに対して欠陥補正処理又はNR処理等のデータ補正処理を行うデータ補正処理部93とを備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the data correction unit shown in FIG.
The data correction unit 9 acquires color information and defect information added to each of the 13 pieces of pixel data output from the two-dimensional pixel data holding output unit 8, and based on these, the first
データ補正処理部93は、欠陥補正処理やNR処理に用いる加算器、減算器、乗算器、及び比較器等を含む複数の演算器を含み、データ補正処理の内容に応じて最適な演算器を選択して演算処理を実行する。尚、データ補正処理部93は、欠陥補正処理を行うために必要な演算器と、NR処理を行うために必要な演算器とを別々に持っていていても良い。データ補正処理部93は、特許請求の範囲の欠陥補正処理手段及びノイズ低減処理手段に該当する。
The data
図5は、図4に示すデータ処理内容決定部91の概略構成を示す図である。
データ処理内容決定部91は、二次元画素データに含まれる欠陥画素データの個数を欠陥情報に基づいて判別する欠陥画素データ個数判別部91aと、二次元画素データに含まれる欠陥画素データの二次元画素データ上での位置を欠陥情報に基づいて判別する欠陥画素データ位置判別部91bと、欠陥画素データ個数判別部91a及び欠陥画素データ位置判別部91bの判別結果と色情報とに基づいて欠陥補正処理を指示するための欠陥補正処理指示情報を生成して出力する欠陥補正処理選択部91cと、上記判別結果と色情報とに基づいてNR処理を指示するためのNR処理指示情報を生成して出力するNR処理選択部91dとを備える。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the data processing
The data processing
NR処理選択部91dは、二次元画素データに含まれる第1画素データが欠陥画素データであった場合、NR処理指示情報を生成せず、二次元画素データに含まれる第1画素データが欠陥画素データでなかった場合、NR処理指示情報を生成して出力する。NR処理指示情報は、どのような演算式にどのような入力を行ってNR処理を行うべきかを指定する情報である。
When the first pixel data included in the two-dimensional pixel data is defective pixel data, the NR
欠陥補正処理選択部91cは、二次元画素データに含まれる第1画素データが欠陥画素データでなかった場合、欠陥補正処理指示情報を生成せず、二次元画素データに含まれる第1画素データが欠陥画素データであった場合、欠陥補正処理指示情報を生成して出力する。欠陥補正処理指示情報は、どのような演算式にどのような入力を行って欠陥補正処理を行うべきかを指定する情報である。
When the first pixel data included in the two-dimensional pixel data is not defective pixel data, the defect correction
欠陥補正選択処理部91cは、二次元画素データに含まれる第1画素データが欠陥画素データであった場合、二次元画素データのうち、第1画素データと、これと同色成分の画素データと、これらの画素データに含まれる欠陥画素データの位置及び数とで決まる欠陥パターンを判別し、判別した欠陥パターンに基づいて最適な演算式を決定し、欠陥補正処理指示情報を生成する。欠陥補正処理選択部91cは、特許請求の範囲の欠陥パターン判別手段及び演算式決定手段に該当する。欠陥パターンの判別は、内部のルックアップテーブル(LUT)911に記憶してある欠陥パターン判別用パターンのどれと一致するかによって判別する。
When the first pixel data included in the two-dimensional pixel data is defective pixel data, the defect correction
ここで、二次元画素データのパターンについて説明する。以下の説明で用いる図面(図6〜図10)において、“R”を付した要素はR成分の画素データを示し、“G”を付した要素はG成分の画素データを示し、“B”を付した要素はB成分の画素データを示し、黒く塗りつぶしてある要素は欠陥画素データを示している。 Here, the pattern of the two-dimensional pixel data will be described. In the drawings (FIGS. 6 to 10) used in the following description, an element with “R” indicates R component pixel data, an element with “G” indicates G component pixel data, and “B”. The elements marked with indicate the B component pixel data, and the elements filled in with black indicate defective pixel data.
図6に示すように、多数の光電変換素子の一部に、3つ連続して欠陥素子が含まれている場合を例にして説明する。この場合、多数の光電変換素子の配列と欠陥素子の配列との組み合わせのパターンは図6(a)〜(d)に示すような4つが考えられる。 As shown in FIG. 6, a case where three defective elements are continuously included in a part of a large number of photoelectric conversion elements will be described as an example. In this case, four patterns as shown in FIGS. 6A to 6D are conceivable as a combination pattern of a large number of photoelectric conversion element arrays and defective element arrays.
更に、図6(a)に示すパターンの場合は、カラーフィルタパターンとの組み合わせで図7(a)〜(d)に示すような4つのパターンが考えられる。又、二次元画素データ保持出力部8から出力される13個の画素データだけに注目した場合、図7(a)に示すパターンからは図8(a)〜(c)に示す3つのパターンを抽出することができ、図7(b)に示すパターンからは、図9(a)〜(c)に示す3つのパターンを抽出することができる。 Further, in the case of the pattern shown in FIG. 6A, four patterns as shown in FIGS. 7A to 7D are conceivable in combination with the color filter pattern. When attention is paid to only 13 pixel data output from the two-dimensional pixel data holding / output unit 8, the three patterns shown in FIGS. 8A to 8C are changed from the pattern shown in FIG. The three patterns shown in FIGS. 9A to 9C can be extracted from the pattern shown in FIG. 7B.
図7(c),(d)に示すパターンからも同様に3つのパターンを抽出することができるため、図6(a)に示すパターンだけで12通りのパターンが考えられることになる。図6(b)〜(d)のそれぞれについても12通りのパターンが考えられるため、図6に示すような3つ連続した欠陥素子を持つ固体撮像素子1は、二次元画素データ保持出力部8から出力される13個の画素データだけに注目した場合、13個の画素データのパターンとして全部で48通りのパターンが存在することになる。 Since three patterns can be extracted in the same manner from the patterns shown in FIGS. 7C and 7D, 12 patterns can be considered using only the patterns shown in FIG. Since each of FIGS. 6B to 6D can have 12 patterns, the solid-state imaging device 1 having three consecutive defective elements as shown in FIG. When only the 13 pixel data output from is focused on, there are 48 patterns in total as the 13 pixel data patterns.
欠陥補正処理選択部91cが、これら48通りのパターンを欠陥パターン判別用パターンとして内部メモリ911に記憶しておき、欠陥パターン判別用パターンと、実際に画素データ保持出力部8から出力される13個の画素データのパターンとを比較して、その13個の画素データの欠陥パターンを判別しても良いが、これだと欠陥パターンの判別に時間がかかってしまうと共に、内部メモリ911の容量を大きくしなければならず、回路規模が拡大してしまう。
The defect correction
そこで本実施形態では、48通りのパターンを図10(a)〜(e)に示すような5つのパターンに集約し、これを内部メモリ911に記憶しておくようにしている。第1画素データが欠陥画素データであった場合の欠陥補正処理は、13個の画素データのうち、第1画素データと、第1画素データと同色成分の画素データとを用いて行うものである。このため、図8(a)に示すパターンと、図9(a)に示すパターンとは全く同じ演算式を用いて欠陥補正処理を行うことになる。図8(b)に示すパターンと、図9(b)に示すパターンも同様である。図8(c)に示すパターンと図9(c)に示すパターンは、処理対象となる欠陥画素データの色成分が異なるが、欠陥補正処理に用いる演算式は同一である。
Therefore, in this embodiment, 48 patterns are collected into five patterns as shown in FIGS. 10A to 10E and stored in the
このような考えに立つと、欠陥パターン判別用パターンは、第1画素データと、それと同色成分の画素データと、これら画素データに含まれる欠陥画素データの位置及び数とで決まる図10に示す5通りのパターンだけを用意しておくだけで十分となる。これにより、回路規模を削減することができる。 Based on this idea, the defect pattern discrimination pattern is determined by the first pixel data, the pixel data of the same color component, and the position and number of defective pixel data included in these pixel data as shown in FIG. It is enough to have only street patterns. Thereby, the circuit scale can be reduced.
尚、図10に示す5通りのパターンとのパターンマッチングで欠陥パターンを判別する代わりに、LUT911に、13個の画素データのうちの同一色成分の画素データのパターンにおける欠陥画素データの個数及び位置をインデックスとして複数パターン記憶しておき、このLUT911に、13個の画素データに付属している欠陥情報を入力することで、どのインデックスと一致するか判別して、欠陥パターンの判別を行っても良い。このような処理を行うことで、パイプライン処理が可能となり、高速処理が可能となる。
Instead of discriminating the defective pattern by pattern matching with the five patterns shown in FIG. 10, the number and position of the defective pixel data in the pattern of the pixel data of the same color component of the 13 pixel data are stored in the
図11は、欠陥素子が5つ連続して存在する場合(a)と、欠陥素子が7つ連続して存在する場合(b)を示す図である。このような場合は、図10に示すパターンに加え、図12にしめすような欠陥パターン判別用パターンを追加するだけで、全ての欠陥パターンの判別が可能となる。 FIG. 11 is a diagram illustrating a case where five defective elements are continuously present (a) and a case where seven defective elements are continuously present (b). In such a case, in addition to the pattern shown in FIG. 10, it is possible to discriminate all defect patterns only by adding a defect pattern discriminating pattern as shown in FIG.
データ補正処理部93は、欠陥補正処理指示情報で指定されている演算式と、入力された二次元画素データとを用いて欠陥補正処理を行う。具体的には、欠陥補正処理指示情報で指定されている演算式に必要な演算器を選択し、演算器に二次元画素データを入力して欠陥補正処理を行う。これにより、欠陥パターンに応じて最適な欠陥処理を行うことができ、欠陥素子が連続して存在する固体撮像素子であっても、高精度の欠陥補正が可能となる。
The data
以下、データ補正処理部93の行うデータ補正処理の具体例について説明する。
まず、NR処理時の動作について説明する。
図13(a)に示すような13個の画素データが二次元画素データとして出力された場合を例にする。図13(a)では、第1画素データがG成分の例を示し、G成分以外の画素データには符号を付していない。この場合は、第1画素データg5が欠陥画素データではないため、NR処理選択部91dは、第1画素データg5に対してNR処理を行うための演算式を決定し、NR処理指示情報を生成する。
Hereinafter, a specific example of the data correction processing performed by the data
First, the operation during NR processing will be described.
As an example, 13 pieces of pixel data as shown in FIG. 13A are output as two-dimensional pixel data. FIG. 13A shows an example in which the first pixel data is a G component, and pixel data other than the G component is not labeled. In this case, since the first pixel data g5 is not defective pixel data, the NR
NR処理選択部91dは、図13(a)に示した演算式Gnr_nm11と演算式Gnr_nm12のいずれかを演算式として決定する。そして、データ補正処理部93が、該決定された演算式に必要な演算器を選択し、選択した演算器を用いて第1画素データg5に対してNR処理を行う。
The NR
演算式Gnr_nm11は、画素データg2,g4,g5,g6,g8を小さい順に並べたときの中間に位置する画素データを出力値とするもので、メディアンフィルタと呼ばれる処理である。 The arithmetic expression Gnr_nm11 uses pixel data located in the middle when the pixel data g2, g4, g5, g6, and g8 are arranged in ascending order as an output value, and is a process called a median filter.
演算式Gnr_nm12は、加重平均処理によってローパスフィルタ処理を行うもので、ここでは4入力加算器と2入力加算器の2つの演算器からなる構成としている。 The arithmetic expression Gnr_nm12 performs low-pass filter processing by weighted average processing, and here is configured by two arithmetic units, a 4-input adder and a 2-input adder.
NR処理選択部91dは、例えば、画素データg2,g4,g5,g6,g8の最大値と最小値を求めてその差分をとり、その値が閾値より大きければGnr_nm11を、閾値より小さければGnr_nm12を演算式として決定する。尚、ここでは、2つの演算式のいずれかを選択して決定するものとしたが、回路を簡略化するために、Gnr_nm11及びGnr_nm12のいずれかだけを常に演算式として決定するようにしても良い。
For example, the NR
演算式Gnr_nm11又は演算式Gnr_nm12を用いてNR処理を行うだけでも十分にノイズを低減させることはできるが、このNR処理においても、欠陥画素データの位置及び数を考慮した処理を行うことで、より効果的にノイズを低減させることができる。 Although noise can be sufficiently reduced only by performing NR processing using the arithmetic expression Gnr_nm11 or the arithmetic expression Gnr_nm12, even in this NR processing, by performing processing in consideration of the position and number of defective pixel data, Noise can be effectively reduced.
この場合は、二次元画素データに含まれる第1画素データと、その同色成分の画素データと、これら画素データに含まれる欠陥画素データの位置及び数とで決まるNR用欠陥パターンをNR処理選択部91dが判別し、判別したNR用欠陥パターンに応じた最適な演算式を決定すれば良い。尚、このNR用欠陥パターンを判別するための判別用パターンの数は、上述した欠陥パターン判別用パターンと同様の考え方を用いることで、その数を減らすことが可能である。 In this case, the NR process selection unit determines the NR defect pattern determined by the first pixel data included in the two-dimensional pixel data, the pixel data of the same color component, and the position and number of defective pixel data included in these pixel data. What is necessary is just to determine the optimal arithmetic expression according to the determined NR defect pattern by 91d. Note that the number of discrimination patterns for discriminating the NR defect pattern can be reduced by using the same concept as the above-described defect pattern discrimination pattern.
NR用欠陥パターンが図13(b)に示すようなパターンになっている例で説明する。尚、図13(b)では、G成分以外の画素データには符号を付していない。この例では、画素データが8ビットとすると、演算式Gnr_nm11の入力を画素データg4,g5,g6、0、255に変更した演算式Gnr_dg1と、演算式Gnr_nm12の4入力加算器の入力を画素データg1,g3,g7,g9に変更した演算式Gnr_dg2のいずれかを、NR処理選択部91dが演算式として決定する。
An example in which the defect pattern for NR is a pattern as shown in FIG. In FIG. 13B, pixel data other than the G component is not labeled. In this example, if the pixel data is 8 bits, the input of the arithmetic expression Gnr_dg1 in which the input of the arithmetic expression Gnr_nm11 is changed to the pixel data g4, g5, g6, 0, and 255 and the input of the 4-input adder of the arithmetic expression Gnr_nm12 is the pixel data. The NR
演算式Gnr_dg1に用いる演算器は演算式Gnr_nm11に用いる演算器を全て利用することができ、演算式Gnr_dg2に用いる演算器は演算式Gnr_nm12に用いる演算器を全て利用することができる。このように、使用する演算器は変更せず、その入力を変更するだけでNR処理内容を変更することができるため、欠陥画素データを考慮したNR処理を行う場合でも、データ補正処理部93の回路規模を大きくする必要はない。
The arithmetic units used for the arithmetic expression Gnr_dg1 can use all the arithmetic units used for the arithmetic expression Gnr_nm11, and the arithmetic units used for the arithmetic expression Gnr_dg2 can use all the arithmetic units used for the arithmetic expression Gnr_nm12. As described above, the arithmetic unit to be used is not changed, and the content of the NR process can be changed only by changing the input. Therefore, even when performing the NR process considering the defective pixel data, the data
次に、欠陥補正処理時の動作について説明する。
欠陥補正処理選択部91cが判別した欠陥パターンが図13(c)に示すものであったときを例にする。図13(c)では、G成分以外の画素データには符号を付していない。この例では、画素データが8ビットとすると、演算式Gnr_nm11の入力のうち、画素データg5を0に変更し、画素データg6を255に変更した演算式Gdc_spg1と、演算式Gdc_spg2とのいずれかを、欠陥補正処理選択部91cが演算式として決定する。そして、データ補正処理部93が、該決定された演算式に必要な演算器を選択し、選択した演算器を用いて第1画素データg5に対して欠陥補正処理を行う。
Next, the operation at the time of defect correction processing will be described.
A case where the defect pattern determined by the defect correction
演算式Gdc_spg1に用いる演算器は演算式Gnr_nm11に用いる演算器を全て利用することができ、演算式Gdc_spg2に用いる演算器は演算式Gnr_nm12に用いる演算器の一部を利用することができる。このように、NR処理に用いる演算器の少なくとも一部と欠陥補正処理に用いる演算器の少なくとも一部とを兼用することができるため、データ補正処理部93の回路規模を削減することが可能である。
The arithmetic unit used for the arithmetic expression Gdc_spg1 can use all the arithmetic units used for the arithmetic expression Gnr_nm11, and the arithmetic unit used for the arithmetic expression Gdc_spg2 can use a part of the arithmetic unit used for the arithmetic expression Gnr_nm12. As described above, since at least a part of the arithmetic unit used for the NR process can be used as at least a part of the arithmetic unit used for the defect correction process, the circuit scale of the data
以上のように、本実施形態のデジタルカメラ100によれば、固体撮像素子1に欠陥素子が複数連続して存在している場合でも、その欠陥素子の位置及び数と、カラーフィルタパターンとで決まる欠陥パターンを判別し、判別した欠陥パターンに応じた最適な演算式を用いて欠陥補正処理を行うため、高精度の欠陥補正が可能となる。
As described above, according to the
又、本実施形態では、パイプライン処理によって上述した最適な欠陥補正やNR補正が可能なため、高速処理が必要な動画撮影モード等を有するデジタルカメラに特に有効である。 In addition, since the optimum defect correction and NR correction described above can be performed by pipeline processing in this embodiment, it is particularly effective for a digital camera having a moving image shooting mode that requires high-speed processing.
又、本実施形態のデジタルカメラ100によれば、内部メモリ911に記憶しておく欠陥パターン判別用パターンを可能な限り少なくすることができるため、回路規模を削減することができる。
Further, according to the
又、本実施形態のデジタルカメラ100によれば、NR処理時は欠陥補正処理を行わず、欠陥補正処理時はNR処理を行わない構成とし、NR処理時には複数の演算器の中から必要なものだけを選択して使用し、欠陥補正処理時には該複数の演算器の中から必要なものだけを選択して使用するため、データ補正処理部93にNR処理に必要な演算器と、欠陥補正処理に必要な演算器とを独立して持っておく必要がなく、回路規模を大幅に削減することができる。
In addition, according to the
又、本実施形態のデジタルカメラ100によれば、仮に、欠陥画素データの欠陥補正処理が正常に行われなかった場合でも、欠陥画素データは置換部5によって正常な画素データで置換したデータとなっているため、画質が大幅に低下するといった事態を避けることができる。
Further, according to the
(第二実施形態)
本発明の第二実施形態を説明するためのデジタルカメラは、第一実施形態で説明したデジタルカメラ100において、データ処理内容決定部91の構成を若干変更したものである。
(Second embodiment)
The digital camera for describing the second embodiment of the present invention is obtained by slightly changing the configuration of the data processing
図14は、本発明の第二実施形態を説明するためのデジタルカメラのデータ処理内容決定部の概略構成を示す図である。図14において図5と同じ構成には同一符号を付してある。 FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a data processing content determination unit of the digital camera for explaining the second embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same components as those in FIG.
図14に示すデータ処理内容決定部91は、図5に示すデータ処理内容決定部91の構成に、二次元画素データの輝度情報を生成し、これを欠陥補正処理又はNR処理用の演算式の決定条件情報として出力する輝度情報生成部91eを加え、欠陥補正処理選択部91cを91c’に変更し、NR処理選択部91dをNR処理選択部91d’に変更したものである。
The data processing
欠陥補正処理選択部91c’は、欠陥パターンと、輝度情報生成部91eから出力された輝度情報とに基づいて最適な演算式を決定する。
The defect correction
NR処理選択部91d’は、NR用欠陥パターンと、輝度情報生成部91eから出力された輝度情報とに基づいて最適な演算式を決定する。尚、NR処理選択部91d’をNR処理選択部91dのままとし、輝度情報生成部91eからNR処理選択部91dに輝度情報が出力されないような構成としても良い。
The NR
以下、データ補正処理部93の行うデータ補正処理の具体例について説明する。
まず、NR処理時の動作について説明する。
図15(a)に示すような13個の画素データが二次元画素データとして出力された場合を例にする。図15(a)では、G成分以外の画素データには符号を付していない。輝度情報生成部91eは、画素データg1の輝度値と画素データg3の輝度値を加算した値と、画素データg7の輝度値と画素データg9の輝度値を加算した値との差分の絶対値Aと、画素データg1の輝度値と画素データg7の輝度値を加算した値と、画素データg3の輝度値と画素データg9の輝度値を加算した値との差分の絶対値Bを算出し、絶対値A及び絶対値BをNR処理選択部91d’に入力する。
Hereinafter, a specific example of the data correction processing performed by the data
First, the operation during NR processing will be described.
As an example, 13 pieces of pixel data as shown in FIG. 15A are output as two-dimensional pixel data. In FIG. 15A, the pixel data other than the G component is not labeled. The luminance
NR処理選択部91d’は、NR用欠陥パターンを判別し、判別したNR用欠陥パターンに基づいて図15(a)に示す3つの演算式(演算式Gnr_dg3、演算式Gdc_spg2、演算式Gnr_dg4)を決定し、この中から最適な演算式を上記絶対値A及び絶対値Bに基づいて決定する。
The NR
具体的にNR処理選択部91d’は、絶対値Aが絶対値Bよりも大きく、且つ、絶対値Aが閾値Th1より大きい場合、演算式Gnr_dg3を演算式として決定し、絶対値Aが絶対値Bよりも大きく、且つ、絶対値Aが閾値Th1より小さい場合、演算式Gdc_spg2を演算式として決定する。又、絶対値Bが絶対値Aよりも大きく、且つ、絶対値Bが閾値Th1より大きい場合、演算式Gnr_dg4を演算式として決定し、絶対値Bが絶対値Aよりも大きく、且つ、絶対値Bが閾値Th1より小さい場合、演算式Gdc_spg2を演算式として決定する。そして、データ補正処理部93が、該決定された演算式に必要な演算器を選択し、選択した演算器を用いて第1画素データg5に対してNR処理を行う。
Specifically, when the absolute value A is larger than the absolute value B and the absolute value A is larger than the threshold value Th1, the NR
このようにすることで、図15(a)に示す二次元画素データにおいて、1列目と5列目で画素データの輝度が大きく変化している場合や、1行目と5行目で画素データの輝度が大きく変化している場合でも、その変化を考慮した最適なNR処理が可能となる。 By doing in this way, in the two-dimensional pixel data shown in FIG. 15A, when the brightness of the pixel data is greatly changed in the first and fifth columns, or in the first and fifth rows Even when the brightness of the data changes greatly, it is possible to perform an optimal NR process considering the change.
次に、欠陥補正処理時の動作について説明する。
図15(b)に示すような13個の画素データが二次元画素データとして出力された場合を例にする。図15(b)では、G成分以外の画素データには符号を付していない。輝度情報生成部91eは、上述した絶対値Aと絶対値Bを算出し、これらを欠陥補正処理選択部91c’に入力する。
Next, the operation at the time of defect correction processing will be described.
As an example, 13 pieces of pixel data as shown in FIG. 15B are output as two-dimensional pixel data. In FIG. 15B, pixel data other than the G component is not labeled. The luminance
欠陥補正処理選択部91c’は、欠陥パターンを判別し、判別した欠陥パターンに基づいて図15(b)に示す3つの演算式(演算式Gdc_spg1、演算式Gdc_spg2、演算式Gdc_spg3)を決定し、この中から最適な演算式を上記絶対値A及び絶対値Bに基づいて決定する。
The defect correction
具体的に欠陥補正処理選択部91c’は、絶対値Aが絶対値Bよりも大きく、且つ、絶対値Aが閾値Th2より大きい場合、演算式Gdc_spg1を演算式として決定し、絶対値Aが絶対値Bよりも大きく、且つ、絶対値Aが閾値Th2より小さい場合、演算式Gdc_spg2を演算式として決定する。又、絶対値Bが絶対値Aよりも大きく、且つ、絶対値Bが閾値Th2より大きい場合、演算式Gdc_spg3を演算式として決定し、絶対値Bが絶対値Aよりも大きく、且つ、絶対値Bが閾値Th2より小さい場合、演算式Gdc_spg2を演算式として決定する。そして、データ補正処理部93が、該決定された演算式に必要な演算器を選択し、選択した演算器を用いて第1画素データg5に対して欠陥補正処理を行う。
Specifically, when the absolute value A is larger than the absolute value B and the absolute value A is larger than the threshold Th2, the defect correction
このようにすることで、図15(b)に示す二次元画素データにおいて、1列目と5列目で画素データの輝度が大きく変化している場合や、1行目と5行目で画素データの輝度が大きく変化している場合でも、その変化を考慮した最適な欠陥補正処理が可能となる。 By doing in this way, in the two-dimensional pixel data shown in FIG. 15B, when the brightness of the pixel data is greatly changed in the first and fifth columns, or in the first and fifth rows Even when the luminance of the data changes greatly, it is possible to perform an optimal defect correction process in consideration of the change.
以上の説明では、データ補正対象となる第1画素データと同色の画素データの輝度値を参考にして、演算式を最適なものに決めているが、これに限らない。例えば、データ補正対象となる第1画素データがR成分やB成分であるときは、その同色成分のR成分やB成分の画素データの輝度値を参考にするよりも、輝度に与える影響の大きいG成分の画素データの輝度値を参考にした方が、より最適なデータ補正が可能である。以下、このような場合の欠陥補正処理動作について説明する。 In the above description, the optimal expression is determined with reference to the luminance value of the pixel data of the same color as the first pixel data to be corrected, but the present invention is not limited to this. For example, when the first pixel data to be corrected is an R component or a B component, it has a larger influence on the luminance than when referring to the luminance values of the R component and B component pixel data of the same color component. More optimal data correction is possible by referring to the luminance value of the G component pixel data. Hereinafter, the defect correction processing operation in such a case will be described.
図15(c)に示すような13個の画素データが二次元画素データとして出力された場合を例にする。輝度情報生成部91eは、G成分の画素データgr1〜gr3のうち輝度値が最小の画素データの輝度値MINと、G成分の画素データgr1〜gr3のうち輝度値が最大の画素データの輝度値MAXとを抽出し、これらを欠陥補正処理選択部91c’に入力する。
As an example, 13 pieces of pixel data as shown in FIG. 15C are output as two-dimensional pixel data. The luminance
欠陥補正処理選択部91c’は、欠陥パターンを判別し、判別した欠陥パターンに基づいて図15(c)に示す5つの演算式(演算式Rdc_sprb1、演算式Rdc_sprb2、演算式Rdc_sprb3、演算式Rdc_sprb4、演算式Rdc_sprb5)を決定し、この中から最適な演算式を上記輝度値MAX及び輝度値MINに基づいて決定する。
The defect correction
具体的には、欠陥補正処理選択部91c’は、輝度値MAXと輝度値MINとの差が閾値Th3より小さい場合、演算式Rdc_sprb5を最適な演算式として決定する。又、輝度値MAXと輝度値MINとの差が閾値Th3より大きく、且つ、輝度値MAXが画素データgr2かgr3のいずれかの輝度値で、画素データgr2とgr3の輝度値の差分の絶対値が閾値Th4よりも小さかった場合、演算式Rdc_sprb1を最適な演算式として決定する。又、輝度値MAXと輝度値MINとの差が閾値Th3より大きく、且つ、輝度値MAXが画素データgr1の輝度値であった場合、演算式Rdc_sprb2を最適な演算式として決定する。又、輝度値MAXと輝度値MINとの差が閾値Th3より大きく、且つ、輝度値MAXが画素データgr2の輝度値であった場合、演算式Rdc_sprb3を最適な演算式として決定する。又、輝度値MAXと輝度値MINとの差が閾値Th3より大きく、且つ、輝度値MAXが画素データgr3の輝度値であった場合、演算式Rdc_sprb4を最適な演算式として決定する。そして、データ補正処理部93が、該決定された演算式に必要な演算器を選択し、選択した演算器を用いて第1画素データr5に対して欠陥補正処理を行う。
Specifically, when the difference between the luminance value MAX and the luminance value MIN is smaller than the threshold value Th3, the defect correction
このようにすることで、より精度の高い欠陥補正処理が可能となる。 By doing in this way, a more accurate defect correction process becomes possible.
尚、第一及び第二実施形態で説明した欠陥補正処理やNR処理に用いる演算式は一例であり、その他様々な演算式を用いることも可能である。 Note that the arithmetic expressions used in the defect correction process and the NR process described in the first and second embodiments are examples, and various other arithmetic expressions can be used.
又、第一及び第二実施形態では、3つの異なる色を検出する多数の光電変換素子を持つ固体撮像素子を例にしたが、2つ又は4つ以上の異なる色を検出する多数の光電変換素子を持つ固体撮像素子を搭載するデジタルカメラにおいても、同様の欠陥補正処理及びNR処理が可能である。 In the first and second embodiments, the solid-state imaging device having a large number of photoelectric conversion elements that detect three different colors is taken as an example, but a large number of photoelectric conversions that detect two or four or more different colors. The same defect correction processing and NR processing can be performed also in a digital camera equipped with a solid-state imaging device having an element.
1 固体撮像素子
2 A/D変換部
3 バッファ
4 タイミングジェネレータ
5 置換部
6 H/Vカウンタ
7 LUT
8 二次元画素データ保持出力部
9 データ補正部
10 信号処理部
93 データ補正処理部
91 データ処理内容決定部
91a 欠陥画素データ個数判別部
91b 欠陥画素データ位置判別部
91c 欠陥補正処理選択部
91d ノイズリダクション処理選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state image sensor 2 A / D conversion part 3
8 Two-dimensional pixel data holding / output unit 9
Claims (8)
前記画素データを一時的に保持し、前記固体撮像素子に含まれる第1の光電変換素子と、前記第1の光電変換素子の周辺に二次元状に配列されている第2の光電変換素子とを含む光電変換素子群から得られる画素データである二次元画素データを同時に出力する二次元画素データ保持出力手段と、
前記第1の光電変換素子が欠陥素子である場合に、前記二次元画素データのうち、前記第1の光電変換素子とは異なる色を検出する光電変換素子以外から得られた画素データと、該画素データに含まれる前記欠陥素子から得られた欠陥画素データの位置及び数とで決まる欠陥パターンを判別する欠陥パターン判別手段と、
前記欠陥パターンに基づいて欠陥補正処理用の演算式を決定する演算式決定手段と、
前記二次元画素データと前記演算式とを用いて、前記第1の光電変換素子から得られる画素データである第1画素データの欠陥補正処理を行う欠陥補正処理手段とを備えるデータ補正処理装置。 A data correction processing device that performs correction processing of a large number of pixel data obtained from a solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and in a column direction orthogonal thereto,
A first photoelectric conversion element that temporarily holds the pixel data and is included in the solid-state imaging device; and a second photoelectric conversion element that is two-dimensionally arranged around the first photoelectric conversion element; Two-dimensional pixel data holding output means for simultaneously outputting two-dimensional pixel data which is pixel data obtained from a photoelectric conversion element group including:
When the first photoelectric conversion element is a defective element, pixel data obtained from other than the photoelectric conversion element that detects a color different from the first photoelectric conversion element among the two-dimensional pixel data; and Defect pattern determining means for determining a defect pattern determined by the position and number of defective pixel data obtained from the defective element included in the pixel data;
An arithmetic expression determining means for determining an arithmetic expression for defect correction processing based on the defect pattern;
A data correction processing apparatus comprising: a defect correction processing unit that performs a defect correction process on the first pixel data that is pixel data obtained from the first photoelectric conversion element using the two-dimensional pixel data and the arithmetic expression.
前記演算式決定手段は、前記欠陥パターンと、前記欠陥パターンを構成する画素データのうち前記欠陥画素データを除く画素データの輝度値とに基づいて前記演算式を決定するデータ補正処理装置。 The data correction processing device according to claim 1,
The calculation formula determining means determines the calculation formula based on the defect pattern and a luminance value of pixel data excluding the defective pixel data among pixel data constituting the defect pattern.
前記画素データ保持出力手段に入力する画素データのうちの前記欠陥画素データを、前記欠陥素子周辺の光電変換素子から得られた画素データで置換する画素データ置換手段を備えるデータ補正処理装置。 The data correction processing device according to claim 1 or 2,
A data correction processing apparatus comprising pixel data replacing means for replacing the defective pixel data of pixel data input to the pixel data holding / outputting means with pixel data obtained from photoelectric conversion elements around the defective element.
前記第1の光電変換素子が前記欠陥素子でない場合に、前記二次元画素データを用いて、前記第1画素データのノイズ低減処理を行うノイズ低減処理手段を備えるデータ補正処理装置。 The data correction processing device according to any one of claims 1 to 3,
A data correction processing apparatus comprising noise reduction processing means for performing noise reduction processing of the first pixel data using the two-dimensional pixel data when the first photoelectric conversion element is not the defective element.
前記欠陥補正処理手段は、複数の演算器を含み、前記複数の演算器の中から前記演算式に必要な演算器を選択して使用するデータ補正処理装置。 The data correction processing device according to any one of claims 1 to 3,
The defect correction processing means includes a plurality of arithmetic units, and selects and uses an arithmetic unit necessary for the arithmetic expression from the plurality of arithmetic units.
前記欠陥補正処理手段は、複数の演算器を含み、前記複数の演算器の中から前記演算式に必要な演算器を選択して使用するデータ補正処理装置。 The data correction processing apparatus according to claim 4, wherein
The defect correction processing means includes a plurality of arithmetic units, and selects and uses an arithmetic unit necessary for the arithmetic expression from the plurality of arithmetic units.
前記ノイズ低減処理手段は、前記欠陥補正処理手段に含まれる前記複数の演算器の少なくとも一部を利用して前記ノイズ低減処理を行うデータ補正処理装置。 The data correction processing apparatus according to claim 6, wherein
The data correction processing device, wherein the noise reduction processing means performs the noise reduction processing using at least a part of the plurality of arithmetic units included in the defect correction processing means.
前記画素データを一時的に保持し、前記固体撮像素子に含まれる第1の光電変換素子と、前記第1の光電変換素子の周辺に二次元状に配列されている第2の光電変換素子とを含む光電変換素子群から得られる画素データである二次元画素データを同時に出力する二次元画素データ保持出力工程と、
前記第1の光電変換素子が欠陥素子である場合に、前記二次元画素データのうち、前記第1の光電変換素子とは異なる色を検出する光電変換素子以外から得られた画素データと、該画素データに含まれる前記欠陥素子から得られた欠陥画素データの位置及び数とで決まる欠陥パターンを判別する欠陥パターン判別工程と、
前記欠陥パターンに基づいて欠陥補正処理用の演算式を決定する演算式決定工程と、
前記二次元画素データと前記演算式とを用いて、前記第1の光電変換素子から得られる画素データである第1画素データの欠陥補正処理を行う欠陥補正処理工程とを含むデータ補正処理方法。 A data correction processing method for correcting a large number of pixel data obtained from a solid-state imaging device including a large number of photoelectric conversion elements arranged in a row direction on a semiconductor substrate and in a column direction perpendicular thereto,
A first photoelectric conversion element that temporarily holds the pixel data and is included in the solid-state imaging device; and a second photoelectric conversion element that is two-dimensionally arranged around the first photoelectric conversion element; A two-dimensional pixel data holding output step for simultaneously outputting two-dimensional pixel data that is pixel data obtained from a photoelectric conversion element group including:
When the first photoelectric conversion element is a defective element, pixel data obtained from other than the photoelectric conversion element that detects a color different from the first photoelectric conversion element among the two-dimensional pixel data; and A defect pattern determining step for determining a defect pattern determined by the position and number of defective pixel data obtained from the defective element included in the pixel data;
An arithmetic expression determining step for determining an arithmetic expression for defect correction processing based on the defect pattern;
A data correction processing method including a defect correction processing step of performing defect correction processing of first pixel data that is pixel data obtained from the first photoelectric conversion element using the two-dimensional pixel data and the arithmetic expression.
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