JPH06105241A

JPH06105241A - 画素欠陥補正方法

Info

Publication number: JPH06105241A
Application number: JP4248055A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mizutani; 陽一水谷; Toshiharu Kobayashi; 稔治小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】離散コサイン変換を利用して良好な欠陥画素
の補正を行う。【構成】撮像素子（ＣＣＤ）１からの画像信号がＡ／
Ｄ変換器３を通じてフレームメモリ４に書き込まれる。
ここで撮像素子１に欠陥がない場合には、このフレーム
メモリ４からの信号が離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路
５に供給され、データ圧縮された信号が記録媒体６に記
録される。また撮像素子１の欠陥画素の位置のデータが
書き込まれたメモリ７からの欠陥画素の位置のデータが
フレームメモリ４及びＤＣＴ回路５に供給される。これ
によってこのＤＣＴ回路５で欠陥画素の補正値を求める
連立方程式の定数の行列と係数の行列が求められ、係数
バッファ８に書き込まれる。さらにこの係数の行列が逆
行列回路９に供給され、この逆行列と定数の行列とから
上述の連立方程式の解が求められる。そしてこの解がフ
レームメモリ４に供給されて欠陥画素の補正が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＣＣＤ撮像素子
を用いて静止画像の撮影を行うディジタルスチールカメ
ラ等に使用して好適な画素欠陥補正方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ撮像素子の様な撮像素子は、一般
にビデオカメラに使用される。例えばＣＣＤ撮像素子に
適用される画素欠陥補正方法として、従来は一般に前値
補間法が用いられている。動画像の撮影では、例えば１
画素程度の欠陥であれば前値補間法でも欠陥を比較的目
立たなくすることができる。

【０００３】しかしながら静止画像の撮影では、比較的
少数の欠陥でも目立つ恐れがある。また例えば垂直方向
の画像のエッジ部分では、前値補間法によって補正され
た画素がエッジの中で表示され、かえって目立ちやすく
なる恐れがあった。

【０００４】一方、例えばフレームメモリを用いて、欠
陥の周囲画素の平均値等によって画素欠陥補正を行う方
法も実施されている。しかしこの方法では、相関の取ら
れる範囲が狭く、充分に良好な補正を行うことはできて
いなかった。

【０００５】また色信号間の相関を利用して補正を行う
方法も考えられているが、単色の画像信号には適用でき
ない。またモザイクフィルタ等を用いる単板式の撮像装
置では、処理が極めて複雑になってしまうものであっ
た。この出願はこのような点に鑑みて成されたものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の画素欠陥補正方法では、相関の取られる範
囲が狭いために、充分に良好な補正を行うことできない
というものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の手段
は、欠陥画素を含む所定の区画を離散コサイン変換し、
この離散コサイン変換された変換係数の任意の範囲が
“０”となるように上記欠陥画素の値を定めるようにし
た画素欠陥補正方法である。

【０００８】本発明による第２の手段は、上記欠陥画素
を含む所定の区画を離散コサイン変換回路に入力してこ
の離散コサイン変換に準じた連立方程式の定数の行列と
係数の行列を求め、この定数の行列と係数の行列の逆行
列から上記連立方程式の解を求め、この解にて上記欠陥
画素を補正するようにした第１の手段記載の画素欠陥補
正方法である。

【０００９】本発明による第３の手段は、上記変換係数
の任意の範囲を、画像の内容に応じて変更できるように
した第１の手段記載の画素欠陥補正方法である。

【００１０】本発明による第４の手段は、上記画素欠陥
は、ＣＣＤ撮像素子の欠陥であることを特徴とする第１
の手段記載の画素欠陥補正方法である。

【００１１】本発明による第５の手段は、上記欠陥画素
を含む画像は、静止画像であることを特徴とする第１の
手段記載の画素欠陥補正方法である。

【００１２】本発明による第６の手段は、上記離散コサ
イン変換を画像圧縮用の離散コサイン変換回路で共用し
て行うようにしたことを特徴とする第１の手段記載の画
素欠陥補正方法である。

【００１３】本発明による第７の手段は、上記任意の範
囲は、離散コサイン変換の高周波成分であることを特徴
とする第１の手段記載の画素欠陥補正方法である。

【００１４】

【作用】これによれば、離散コサイン変換を応用するこ
とによって、所定の区画内の相関が検出され、簡単な構
成で良好な補正を行うことができる。

【００１５】

【実施例】図１は本願の発明の画素欠陥補正方法の適用
された撮像装置の一例の要部の構成を示す。この図にお
いて、１は撮像素子（ＣＣＤ）であって、被写体（図示
せず）からの映像光がレンズ２を介して供給され、画像
信号が取り出される。

【００１６】この撮像素子１からの画像信号がＡ／Ｄ変
換器３を通じてフレームメモリ４に書き込まれる。ここ
で撮像素子１に欠陥がない場合には、このフレームメモ
リ４からの信号が離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路５に
供給され、データ圧縮された信号が記録媒体６に記録さ
れる。

【００１７】また７は撮像素子１の欠陥画素の位置のデ
ータが書き込まれたメモリである。このメモリ７からの
欠陥画素の位置のデータがフレームメモリ４及びＤＣＴ
回路５に供給される。

【００１８】これによってこのＤＣＴ回路５で後述する
欠陥画素の補正値を求める連立方程式の定数の行列と係
数の行列が求められる。この定数の行列と係数の行列が
係数バッファ８に書き込まれる。

【００１９】さらにこの係数の行列が逆行列回路９に供
給され、この逆行列と定数の行列とから上述の連立方程
式の解が求められる。そしてこの解がフレームメモリ４
に供給されて欠陥画素の補正が行われる。

【００２０】すなわち一般的な自然画像は、８×８程度
のブロック（区画）でＤＣＴを行った場合、ＤＣＴ係数
における高周波成分のエネルギーは小さくなる。従って
欠陥画素を含んだブロックにおけるＤＣＴ係数について
も同じことがいえるはずである。

【００２１】つまり、ＤＣＴ係数の高周波成分のエネル
ギーが最小となるように欠陥画素を補正してやればよい
ことになる。そしてその解法としては、例えばＤＣＴ係
数の高周波成分の２乗和を最小２乗法を用いて解くこと
ができる。

【００２２】そこで、まず２次元のＤＣＴは次の数１の
ように定義される。

【数１】

【００２３】次にＤＣＴ係数を図２のように表した場合
に、例えば図中に右上がりの斜線で示す、５≦ｕ≦７、
５≦ｖ≦７の範囲を高周波成分とする。

【００２４】ここで数１を変形して簡易にまとめると、

【数２】となる。

【００２５】さらに数２を用いてＦ²(ｕ，ｖ) を表す
と、

【数３】となる。

【００２６】これらのＤＣＴ係数の２乗を用いて高周波
成分の２乗和Ｅを表すと、

【数４】となる。

【００２７】ここで欠陥画素を例えばｆ_pqであるとする
と、Ｅを最小にするｆ_pqの値を求めるために、Ｅをｆ_pq
で偏微分する。

【数５】

【００２８】従ってＥを最小にするｆ_pqの値は、最小２
乗法より、∂Ｅ／∂ｆ_pq＝０で求められるので、

【数６】となる。これは欠陥画素が１個の場合で、１元連立方程
式である。

【００２９】同様にして、例えば２個の欠陥画素ｆ_pq、
ｆ_rsがあった場合、

【数７】を解けばよい。

【００３０】この数７より、

【数８】となり、これは２元連立方程式である。

【００３１】またｎ個の欠陥画素があった場合には、ｎ
元連立方程式となる。

【００３２】従って、ブロックサイズＮ、ブロックあた
りの欠陥画素数ｎ、欠陥画素をＦ１、Ｆ２、・・・Ｆｎ
として、上述の数８を一般化すると、

【数９】と表される。

【００３３】ところで、欠陥画素Ｆｉの２次元ブロック
上の位置をｆ_pq、欠陥画素Ｆｊの２次元ブロック上の位
置をｆ_rsで表すとすると、上述のａ_ij、ｂ_iは、

【数１０】と表される。

【００３４】さらに数９を行列で表すと、ＡＦ＝Ｂとし
て、

【数１１】である。従ってＦは、Ｆ＝Ａ^-1Ｂで求められる。

【００３５】すなわち上述の図１において、欠陥画素の
補正値を求める連立方程式の定数の行列と係数の行列が
求められ、この定数の行列と係数の行列が係数バッファ
８に書き込まれる。さらにこの係数の行列が逆行列回路
９に供給され、この逆行列と定数の行列とから上述の連
立方程式の解が求められる。そしてこの解がフレームメ
モリ４に供給されて欠陥画素の補正が行われる。

【００３６】なお図３は、本願の発明の画素欠陥補正方
法のフローチャートを示す。この図において、処理がス
タートされると、ステップ〔１〕でブロック内の欠陥画
素数ｎが検出され、ステップ〔２〕で係数ａ_ij、ｂ_iが
求められる。そしてステップ〔３〕でｎ元連立方程式が
解かれ、欠陥画素の補正が行われる。

【００３７】こうして上述の方法によれば、離散コサイ
ン変換を応用することによって、所定の区画内の相関が
検出され、簡単な構成で良好な補正を行うことができる
ものである。

【００３８】なお図４のＡは欠陥データの例を示し、図
中の実線で囲んだ０．００のデータが欠陥である。ここ
でこの欠陥データのＤＣＴ係数は同図のＢに示すように
なり、斜線を付した高周波成分にエネルギーが存在して
いる。

【００３９】そこでこのＤＣＴ係数の高周波成分のエネ
ルギーが最小になるように、例えば２乗和を最小２乗法
を用いて解くと、図５のＡに示すような補正データが得
られる。すなわち図中の実線で囲んだデータが４３．０
０〜５４．００で補正されている。そしてこの補正デー
タのＤＣＴ係数は同図のＢに示すようになり、高周波成
分のエネルギーが０．００になっている。

【００４０】なお上述の装置において、データの圧縮等
を行う場合には、フレームメモリ４で欠陥画素の補正さ
れたデータを再度ＤＣＴ回路５に供給して行う。その際
にはシェーディング補正等の他の画像補正を行うことも
できる。またデータ圧縮はＤＣＴ以外で行ってもよい
が、その場合には回路の流用はできなくなる。

【００４１】さらに上述の方法において、高周波成分と
して５≦ｕ≦７、５≦ｖ≦７の範囲を用いたが、この場
合には画像の斜め成分を少なくする方向に解が求められ
る。このため原画像に斜め成分を多く持っている場合に
は、最適な解とはならない恐れがある。そこでそのよう
な場合には、例えばブロック毎に高周波の成分を図２中
に右下がりの斜線で示すように変更して演算が行われる
ようにしてもよい。

【００４２】また連立方程式を解いた解に制限を付ける
ため、例えばブロック内の画素の最大値と最小値の間に
解の範囲を限るなどに工夫をしてもよい。さらに連立方
程式の解法は他の方法を用いてもよい。

【００４３】なお上述の本発明による画素欠陥補正方法
は、カラー、単色のいずれのカメラシステムにおいても
実施することができる。さらに回路の処理速度が充分に
速いものであれば、動画像信号にも適用できる。

【００４４】従ってこの本発明による画素欠陥補正方法
の採用によって、今まで以上に欠陥のあるＣＣＤに対し
てもこれを実用に供することができ、これによってＣＣ
Ｄの歩留りが向上し、結果的に安価なカメラシステムを
実現することができるものである。

【００４５】

【発明の効果】この発明によれば、離散コサイン変換を
応用することによって、所定の区画内の相関が検出さ
れ、簡単な構成で良好な補正を行うことができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画素欠陥補正方法の適用された撮
像装置の一例の構成図である。

【図２】その説明のためのブロック（区画）の例を示す
図である。

【図３】その説明のためのフローチャートの例を示す図
である。

【図４】その説明のための元のデータの例を示す図であ
る。

【図５】その説明のための補正されたデータの例を示す
図である。

【符号の説明】

１撮像素子（ＣＣＤ）２レンズ３Ａ／Ｄ変換器４フレームメモリ５離散コサイン変換（ＤＣＴ）回路６記録媒体７欠陥画素の位置のデータが書き込まれたメモリ８係数バッファ９逆行列回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】欠陥画素を含む所定の区画を離散コサイ
ン変換し、この離散コサイン変換された変換係数の任意
の範囲が“０”となるように上記欠陥画素の値を定める
ようにした画素欠陥補正方法。
【請求項２】上記欠陥画素を含む所定の区画を離散コ
サイン変換回路に入力してこの離散コサイン変換に準じ
た連立方程式の定数の行列と係数の行列を求め、この定
数の行列と係数の行列の逆行列から上記連立方程式の解
を求め、この解にて上記欠陥画素を補正するようにした
請求項１記載の画素欠陥補正方法。
【請求項３】上記変換係数の任意の範囲を、画像の内
容に応じて変更できるようにした請求項１記載の画素欠
陥補正方法。
【請求項４】上記画素欠陥は、ＣＣＤ撮像素子の欠陥
であることを特徴とする請求項１記載の画素欠陥補正方
法。
【請求項５】上記欠陥画素を含む画像は、静止画像で
あることを特徴とする請求項１記載の画素欠陥補正方
法。
【請求項６】上記離散コサイン変換を画像圧縮用の離
散コサイン変換回路で共用して行うようにしたことを特
徴とする請求項１記載の画素欠陥補正方法。
【請求項７】上記任意の範囲は、離散コサイン変換の
高周波成分であることを特徴とする請求項１記載の画素
欠陥補正方法。