JPH1051693A - 撮像素子の欠陥画素補正処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、欠陥画素の画像信号を適切に補正
することができる補間画素補正処理装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 整列配置された複数の受光手段を画素と
して有する撮像素子の欠陥画素の画像信号を補正する撮
像素子の欠陥画素補正処理装置であって、欠陥画素を検
出する欠陥画素検出部１３と、欠陥画素検出部１３の検
出結果を基に欠陥画素の分類を行う欠陥画素分類手段
と、この欠陥画素分類手段の分類結果に対応させ、欠陥
画素を除き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用い
て欠陥画素の画像信号を補間することにより欠陥画素を
補正する欠陥画素補正処理部２１とを備えて構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線診断装置、内
視鏡装置に搭載されるＴＶカメラの撮像素子の欠陥画素
を補正する撮像素子の欠陥画素補正処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線診断装置、内視鏡装置等で
は、撮像素子を用いたＴＶカメラを搭載しており、この
ＴＶカメラによって被検体を撮像している。このＴＶカ
メラに使われている撮像素子、例えばＣＣＤでは欠陥画
素の数が少ないほどその価格は高価となるため、ある程
度の欠陥画素を含む素子を使用する必要がある。このた
め、欠陥画素を補正する欠陥画素補正処理装置が用いら
れている。

【０００３】このようなＴＶカメラと欠陥画素補正処理
装置を搭載したＸ線診断装置を図１８に示す。図１８に
示すようにＴＶカメラを搭載したＸ線診断装置１００
は、Ｘ線を被検体Ｐに対して曝射するＸ線ビーム発生源
１０１と、被検体Ｐを通過したＸ線を光学像に変換する
イメージインテンシファイア１０３と、イメージインテ
ンシファイア１０３により変換された光学像を撮像して
画素毎の画像信号（画素値）を得るＴＶカメラ１０５
と、ＴＶカメラ１０５により得られた画像信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０７と、された画像
信号の内、欠陥画素の画像信号を補正する欠陥画素補正
処理装置１０９と、欠陥画素補正処理装置１０９により
補正された画像信号および正常画素の画像信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器１１１と、Ｄ／Ａ変換器
１１１によりアナログ信号に変換された画像信号を表示
するモニタ１１３と、欠陥画素補正処理装置１０９によ
り欠陥画素の値が補正された画像信号を用いてしきい値
処理等の画像処理を行う画像処理装置１１５とを有す
る。

【０００４】ここでＴＶカメラ１０５に用いられるＣＣ
Ｄに発生する欠陥画素の特性は様々であるため、欠陥画
素補正処理装置１０９では、その特性に応じた補正処理
方法により補正を行っている。この欠陥画素補正処理方
法の代表例を以下に説明する。

【０００５】画像上で周囲の画素よりもわずかに白っぽ
く浮き出て見える白色の欠陥画素（白点欠陥、白線欠
陥、白点欠陥群等）は、ＣＣＤに発生する暗電流が原因
の欠陥である。これは、欠陥画素に発生する暗電流分の
レベルだけ周囲の画素より画像信号がわずかに大きくな
るために起こる。この暗電流は入射光量に依存せず一定
となる特徴を有する。このため、予め所定の入射光量
時、具体的にはカメラに光を入射させない状態で撮像し
たときの暗電流を測定しておき、その値を撮像したＸ線
画像信号からリアルタイムで差し引く方法が試みられて
おり、良好な結果が得られている。

【０００６】また、暗電流が極端に大きく画素が白色に
飽和してしまった場合（画素の電荷が飽和した場合）、
その画素の情報が完全に失われているため、前記の減算
処理による欠陥画素補正の効果は望めず、欠陥画素の周
辺画素を利用した画素置換法または補間処理法が行われ
ている。

【０００７】さらに、周囲の画素に比べて極端に黒く見
える黒色の欠陥画素（黒点欠陥、黒点欠陥群）は、ＣＣ
Ｄ製造過程において、チップ上にごみ等が付着し、入射
光が遮られるために発生する欠陥である。この欠陥画素
も前記の飽和した白色の欠陥画素と同様にその画素の情
報が含まれていない画素であるため、欠陥画素の周辺画
素を利用して画素置換法または補間処理法が試みられて
いる。

【０００８】画素置換法としては、欠陥画素に隣接する
正常画素を欠陥画素に置き換える隣接画素置換法や近隣
の画像信号の中間値で置換するメディアンフィルタ処理
法が試みられている。

【０００９】また、欠陥画素を近隣の画素より補間を行
う補間処理法としては、共１次内挿法や高次補間処理
（スプライン補間、ラグランジェ補間、ＳＩＮＣ関数）
等が行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た補正処理方法では、滑らかな画素分布（淡いコントラ
スト）を有する領域に対しては有効な処理であるが、画
像信号が大きく変化する領域（コントラストが極端に強
い領域）では、その補正跡が明瞭に確認される場合があ
る。例えば、上部消化管検査において、被検体に入れら
れたバリュウムによる像と背景像との境界、胃のヒダ等
の部分では、補正跡が明瞭に見えてしまう。このように
補正が良好にできない理由は次のように説明できる。

【００１１】隣接画素置換法では、図１９（ａ）に示す
ように１列目の画素列と２列目の画素列でコントラスト
が急激に変化する場合に、２列目の画素列で欠陥画素が
あるとき、これを明るい領域の画素（１列目の画素）で
補間すると、欠陥画素の画像信号は本来１０と予想され
るが、図１９（ｂ）に示すように置換後の画像信号は１
００となり、補正跡が明瞭に確認できてしまう。

【００１２】メディアン処理では、用いる関心領域（Ｒ
ＯＩ）内に複数の欠陥画素がある場合等では選択される
メディアン値が欠陥画素である確率が高まり、欠陥画素
を欠陥画素で置換するという現象が発生する場合があ
る。例えば、図２０に示す例で、画像信号９０の画素が
欠陥画素である場合、その行の画像信号でメディアン処
理を行うと、画像信号１００，９０，５０の内、中間値
の画像信号、即ち２番目に大きい値の画像信号がメディ
アン値となる。この場合、メディアン値は、欠陥画素の
画像信号値９０となり、欠陥画素の画像信号がそのまま
その画素の画像信号となり、全く処理しない場合と同一
となる。

【００１３】共１次内挿法では、水平または垂直方向に
伸びる被写体に対応する領域の欠陥画素に対しては、被
写体の情報が全く含まれていない画素で欠陥画素を補間
することになり、不適切な補間となる。例えば図２１
（ａ）に示す例で、被写体が垂直方向に伸びる細長い物
体である場合に、この被写体に対応する領域の画像信号
値５の画素が欠陥画素のとき、共１次内挿法では図２１
（ｂ）に白丸で示す画素の画像信号を用いて補間するた
め、図２１（ｃ）に示すように欠陥画素の画像信号が被
写体の情報と無関係な値１００に補間されてしまう。

【００１４】その他の手法に関しても、アルゴリズムが
複雑で処理回路の規模が大きくなる割には前記の補間処
理法と比較して効果が顕著に現れない。この中でＳＩＮ
Ｃ関数による高次元補間処理法では、欠陥画素から離れ
た画素も考慮して補間処理を行うため、欠陥画素から離
れた位置に全く異なる画像信号がある場合にはその情報
が補間結果に加えられ、不適当な補間になってしまう。
例えば図２２に示す例で、×印で示す画素が欠陥画素で
ある場合、では、白丸で示す画素の画像信号を用いて補
間する。しかし、補間に用いる画素の領域が広く、その
領域に２つ以上の被写体が含まれる可能性があり、×印
で示す部分の被写体とは別の被写体の画像信号で欠陥画
素の画像信号を補間する可能性がある。

【００１５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、欠陥画素の画像信号を適切に補正することができる
撮像素子の欠陥画素補正処理装置を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、整列配置された複数の受光手段を画素として
有する撮像素子の欠陥画素の画像信号を補正する撮像素
子の欠陥画素補正処理装置であって、欠陥画素を検出す
る欠陥画素検出手段と、この欠陥画素検出手段の検出結
果を基に欠陥画素の分類を行う欠陥画素分類手段と、こ
の欠陥画素分類手段の分類結果に対応させ、欠陥画素を
除き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて欠陥
画素の画像信号を補間することにより欠陥画素を補正す
る欠陥画素補正処理手段とを有することを要旨とする。

【００１７】請求項１記載の撮像素子の欠陥画素補正処
理装置にあっては、欠陥画素を検出する欠陥画素検出手
段による検出結果を基に欠陥画素の分類を欠陥画素分類
手段により行い、この分類結果に対応させ、欠陥画素を
除き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて欠陥
画素の画像信号を補間する。これにより、欠陥画素の画
像信号を適切に補正することができる。

【００１８】前記欠陥分類手段は、欠陥画素をハイレベ
ル、正常画素をローレベルとした正常・欠陥ラベル像を
作成し、この正常・欠陥ラベル像を基に所定数の画素群
毎の欠陥画素のパターンによる分類を行い、この種類に
対応させて前記所定数の画素群毎にラベリングを行い、
前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥分類手段による
ラベリングに対応させて前記所定数の画素群毎に欠陥画
素を除き欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて欠
陥画素の画像信号を補間することが望ましい。

【００１９】さらに、前記欠陥分類手段は、欠陥画素を
ハイレベル、正常画素をローレベルとした正常・欠陥ラ
ベル像を作成し、この正常・欠陥ラベル像を基に所定数
の画素群毎の欠陥画素のパターンによる分類を行い、こ
の種類に対応させて前記所定数の画素群毎にラベリング
を行い、前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥分類手
段によるラベリングに対応した補正係数を前記所定数の
画素群毎に発生する補正係数発生部を有し、前記欠陥分
類手段によるラベリングに対応させ、前記所定数の画素
群毎に欠陥画素を除き欠陥画素と隣接した画素の画像信
号と、前記補正係数発生部により発生された補正係数と
を用いて欠陥画素の画像信号を補間することが望まし
い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照して説明する。本実施形態の撮像素子の欠陥
画素補正処理装置は、従来と同様、例えば図１８に示す
ようにＸ線診断装置１００内に設けられ、被検体Ｐを通
過したＸ線を基に変換された光学像をＴＶカメラ１０５
により撮像して得られた画像信号の内、欠陥画素の画像
信号を補間する。

【００２１】特に、本実施形態では、ＴＶカメラ１０５
に使用されるＣＣＤの欠陥画素を検出し、この検出結果
を基に欠陥画素と正常画素とに分けた正常・欠陥ラベル
像を作成し、さらに正常・欠陥ラベル像を基に欠陥画素
をそのパターンにより分類したラベリング像を作成す
る。そして、このラベリング像を基に、欠陥画素を除
き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号（画素値）を用
いて欠陥画素の画像信号を補間するようにしている。

【００２２】図１は本発明に係る撮像素子の欠陥画素補
正処理装置の一実施形態を示したブロック図である。図
１に示すように、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補正
処理装置１０は、スイッチ１１と、欠陥画素検出手段と
欠陥画素分類手段としての欠陥画素検出部１３と、補正
データＲＯＭ１５と、補正係数発生部１７と、バッファ
メモリ１９と、欠陥画素補正処理手段としての欠陥画素
補正処理部２１とを有している。

【００２３】スイッチ１１は、図１８に示すＡ／Ｄ変換
器１０７によりディジタル信号に変換された画像信号の
供給先を欠陥画素検出部１３側（端子Ｂ）もしくはバッ
ファメモリ１９側（端子Ａ）に切り換える。尚、この切
り換えは図示しない制御手段により行われる。

【００２４】欠陥画素検出部１３は、図２に示すよう
に、フレーム加算処理器２３と、ローパスフィルタ処理
器（ＬＰＦ処理器）２５と、減算器２７と、正常／欠陥
画素の分離器２９と、欠陥画素の分類器３１とを有し、
欠陥画素を検出してその分類を行う。

【００２５】フレーム加算処理器２３は、Ａ／Ｄ変換器
１０７からスイッチ１１を介して供給される任意の数フ
レームの画像信号を加算することにより、画像信号中の
ノイズ成分を除去する。

【００２６】ＬＰＦ処理器２５は、フレーム加算器２３
によりノイズ成分の除去された画像信号中の空間的な高
周波成分、即ち欠陥画素により生じる急峻な変化をロー
パスフィルタ処理することにより除去して空間的に低周
波成分のみにする。

【００２７】減算器２７は、フレーム加算器２３により
ノイズ成分の除去された画像信号とＬＰＦ処理器２５に
より空間的に低周波成分のみにされた画像信号との差分
を求めて欠陥画素のみを抽出する。

【００２８】正常／欠陥画素の分離器２９は、減算器２
７により抽出された欠陥画素を「１」それ以外の正常画
素を「０」とした正常・欠陥ラベル像を作成する。例え
ば、減算器２７により、図３（ａ）に示す×印の画素が
欠陥画素として抽出された場合、正常／欠陥画素の分離
器２９は、×印の欠陥画素を「１」、それ以外を「０」
とした図３（ｂ）に示すような正常・欠陥ラベル像を作
成する。

【００２９】欠陥画素の分類器３１は、正常／欠陥画素
の分離器２９により作成された正常・欠陥ラベル像を基
に、欠陥画素をさらに種類分けし、その種類に対応させ
てさらにラベリングを行う。

【００３０】このラベリングの方法としては、所定のＲ
ＯＩ、例えば図４に示すように３×３の画素群毎に欠陥
画素に隣接する画素を調べ、図４（ａ）に示すように
「１」の数が０個の場合は孤立点欠陥、図４（ｂ）に示
すように「１」の数が１個の場合は２連続点欠陥、図４
（ｃ）に示すように「１」の数が２個の場合はライン欠
陥または点欠陥群、図４（ｄ）に示すように「１」の数
が３個以上の場合は点欠陥群と分類し、これらの種類に
対応させてラベリングするというものである。

【００３１】この具体的方法として、前記ＲＯＩの欠陥
画素に隣接する各画素の名称を図５に示すように１行１
列目から順にＩ11，Ｉ12，Ｉ13，Ｉ21，Ｉ23，Ｉ31，Ｉ
32，１33とすると、隣接画素の合計値ＳＵＭ（＝Ｉ11＋
Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33）を求め、
ＳＵＭ＝０の場合は孤立点欠陥、ＳＵＭ＝１の場合は２
連続点欠陥、ＳＵＭ＝２の場合はライン欠陥または点欠
陥群、ＳＵＭ≧３の場合は点欠陥群と分類する。

【００３２】さらに、２連続点欠陥（ＳＵＭ＝２）の場
合は、図６（ａ）〜（ｈ）に示すように８種類の型（ｔ
ｙｐｅ）に分類できる。この分類法は、特定画素を除く
隣接画素の合計を調べて次のように分類する。

【００３３】

【数１】 ＳＵＭ＝ Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ１ ＳＵＭ＝Ｉ11＋ Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ２ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋ Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ３ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋ Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ４ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32 ＝０…ｔｙｐｅ５ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋Ｉ31＋ １33＝０…ｔｙｐｅ６ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ21＋Ｉ23＋ Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ７ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋ Ｉ23＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ８ また、ＳＵＭ≧２の場合はほとんどが図６（ｉ），
（ｊ）に示すライン欠陥（ＣＣＤ内で電荷を水平または
垂直方向に転送する際に起きる転送不良の欠陥）であ
り、それ以外の欠陥パターンは他の欠陥パターンと比較
して発生する確率が非常に低く、これを補正する回路を
設けることは無駄である。言い換えれば、点欠陥群があ
るＣＣＤは品質としては低い製品であるため、ＴＶカメ
ラ１０５用のＣＣＤとして使用することができないと考
えて良い。

【００３４】ライン欠陥の分類法は、２連続点欠陥の場
合と同様に特定画素を除く隣接画素の合計を調べて次の
ように分類する。

【００３５】

【数２】 ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ21＋Ｉ31＋Ｉ13＋Ｉ23＋１33＝０…ｔｙｐｅ９ ＳＵＭ＝Ｉ11＋Ｉ12＋Ｉ13＋Ｉ31＋Ｉ32＋１33＝０…ｔｙｐｅ１０ また、前述の分類法は正常・欠陥ラベル像を用いて欠陥
画素に隣接する画素のラベルの合計より分類したが、隣
接画素をＩ11，Ｉ12，Ｉ13，…の順に調べ、「１」の個
数をカウントする方法でも可能である。

【００３６】そして、前述のように分類された欠陥画素
に対し、ラベリングを行い、それらを合わせることによ
り欠陥画素のラベリング像を作成する。例えば図７
（ａ）に示すように孤立点欠陥は２、図７（ｂ）に示す
ように２連続点欠陥のｔｙｐｅ１は３、図７（ｃ）に示
すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ２は４、図７（ｄ）に
示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ３は５、図７（ｅ）
に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ４は６、図７
（ｆ）に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ５は７、図
７（ｇ）に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ６は８、
図７（ｈ）に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ７は
９、図７（ｉ）に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ８
は１０、図７（ｊ）に示すようにライン欠陥のｔｙｐｅ
９は１１、図７（ｋ）に示すようにライン欠陥のｔｙｐ
ｅ１０は１２、図７（ｌ）に示すように点欠陥群は１３
とする。

【００３７】補正データＲＯＭ１５は、欠陥画素の分類
器３１により作成されたラベリング像を記憶する。ま
た、補正データＲＯＭ１５は、通常のＸ線撮影またはＸ
線透視の場合に欠陥画素を補間する際、前記記憶したラ
ベリング像を補正係数発生部１７に対して出力する。

【００３８】補正係数発生部１７は、補正データＲＯＭ
１５から出力されるラベリング像に対応させ、欠陥画素
補正処理部２１により欠陥画素を補間する際の重みを補
正係数として発生する。ここで、最も簡単な方法として
は補間に用いる画素全てに同じ重みを付ける、即ち、隣
接する正常画素の平均値で欠陥画素を補間させる。

【００３９】例えば、図８（ａ）に示すように孤立点欠
陥の場合、隣接する正常画素全てについて重み０．１２
５とし、図８（ｂ）〜（ｉ）に示すように２連続点欠陥
の場合、隣接する正常画素全てについて重み０．１４２
８５７とし、図８（ｊ），（ｋ）に示すようにライン欠
陥の場合、隣接する正常画素全てについて重み０．１６
６６６７とする。

【００４０】また、欠陥画素の上下左右隣までの距離と
斜め４隅の画素までの距離とでは前者の方が小さく、欠
陥画素の特性により近いという考えから、重みの値を距
離に反比例（逆比）する大きさとしても良い。この場
合、例えば図９（ａ）に示すように孤立点欠陥の場合、
上下左右の隣接画素は０．１０３５５３、斜め方向の隣
接画素は重み０．１４６４４５とし、図９（ｂ），
（ｄ），（ｆ），（ｈ）に示すように２連続点欠陥のｔ
ｙｐｅ１，３，５，７の場合、上下左右の隣接画素は重
み０．１６３３６３、斜め方向の隣接画素は重み０．１
１５５１５とし、図９（ｃ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）
に示すように２連続点欠陥のｔｙｐｅ２，４，６，８の
場合、上下左右の隣接画素は重み０．１７１５７３、斜
め方向の隣接画素は重み０．１２１３２とし、図９
（ｊ），（ｋ）に示すようにライン欠陥の場合、上下左
右の隣接画素は重み０．２０７１０７、斜め方向の隣接
画素は重み０．１４６４４７とする。また、図８、９に
おいて、太枠内の画素は欠陥画素を表し、その中の＊印
のある画素は補間対象となる画素である。補間対象外の
欠陥画素の補間係数は０とする。

【００４１】バッファメモリ１９は、垂直方向のタイミ
ングを合わせる目的で用いられ、画像信号を２ライン以
上保存できる容量を有し、かつ、複数ラインの画像信号
を同時に出力できる構造になっている。例えば、３ライ
ン同時に出力する場合、図１０に示すように、１ライン
毎に画像信号を書き込む４つのラインメモリＬＭ１〜Ｌ
Ｍ４と３ライン同時に読み出すためのマルチプレクサＭ
Ｐとから成る。

【００４２】ここで、３ライン同時に出力する場合の動
作例を図１１のタイミングチャートを用いて説明する。
ライン番号１，２，３のライン画像信号はラインメモリ
ＬＭ１，ＬＭ２，ＬＭ３の順に書き込まれる（タイミン
グチャートＷ１，Ｗ２，Ｗ３）。次いでライン番号４の
ライン画像信号がラインメモリＬＭ４に書き込まれると
同時に（タイミングチャートＷ４）、ラインメモリＬＭ
１，ＬＭ２，ＬＭ３からライン番号１，２，３のライン
画像信号が同時に出力される（タイミングチャートＲ
１，Ｒ２，Ｒ３）。次いで、ライン番号５のライン画像
信号がラインメモリＬＭ１に書き込まれると同時に（タ
イミングチャートＷ５）、ラインメモリＬＭ２，ＬＭ
３，ＬＭ４からライン番号２，３，４のライン画像信号
が同時に出力される（タイミングチャートＲ２，Ｒ３，
Ｒ４）。以降、同様にして動作する。

【００４３】欠陥画素補正処理部２１は、図１２に示す
ようにバッファメモリ１９から出力されたライン画像信
号と補正係数発生部１７から発生された補正係数との乗
算を行う乗算器３３-11 ，３３-12 ，…，３３-nm と、
乗算器３３-11 ，３３-12 ，…，３３-nm と、乗算器３
３-11 ，３３-12 ，…，３３-nm と、乗算器３３-11，
３３-12 ，…，３３-nm により乗算された結果を所定の
画素数（前記ＲＯＩ内の正常画素の数）分だけ加算し、
欠陥画素の画像信号として出力する水平・垂直加算処理
部３５とを有する。

【００４４】例えば、３×３のＲＯＩ内の画素を使って
欠陥画素の補間処理を行う場合、欠陥画素補正処理部２
１は、図１３に示すように９つの乗算器３３-11 ，３３
-12，３３-13 ，３３-21 ，３３-22 ，３３-23 ，３３-
31 ，３３-32 ，３３-33 と、水平方向と垂直方向野タ
イミングを合わせるための３つのラッチ３７-1，３７-2
３７-3と、各ライン毎に３つのデータを加算するための
各ライン２つ（合計６つ）の加算器３９-1，４１-1，３
９-2，４１-2，３９-3，４１-3と、１ライン目と２ライ
ン目の加算データを加算する加算器４３と、１ライン目
と２ライン目の加算データを加算器４３により加算して
いる間、３ライン目の加算データをラッチするラッチ４
５と、加算器４３により加算されたデータに３ライン目
の加算データをさらに加算する加算器４７とを有する。
このラッチ３７-1，３７-2，３７-3と、加算器３７-1，
３９-1，３７-2，３９-2，３７-3，３９-3と、加算器４
３と、ラッチ４５と、加算器４７とにより水平・垂直加
算処理部３５を構成する。

【００４５】ここで、３×３のＲＯＩ内の画素を使って
欠陥画素の補間処理を行う場合の欠陥画素補正処理部２
１の動作例を図１４に示すタイミングチャートを用いて
説明する。尚、このとき図１５に示すように１番目（１
行目）の１ライン目の画像信号をＰ11、１番目の２ライ
ン目の画像信号をＰ12、…として説明する。また、欠陥
画素補正処理部２１は、図示しない制御手段から送信さ
れるクロックに対応して動作する。

【００４６】まず、クロックＣ１で最初のＲＯＩの１番
目の画像信号Ｐ11，Ｐ21，Ｐ31が各ラインの乗算器３３
-11 ，３３-21 ，３３-31 に入力される。次いでクロッ
クＣ２で最初のＲＯＩの２番目の画像信号Ｐ12，Ｐ22，
Ｐ32が各ラインの乗算器３３-12 ，３３-22 ，３３-32
に入力される。この時、乗算器３３-11 ，３３-21 ，３
３-31 には最初のＲＯＩの１番目の画像信号が入力され
ている。

【００４７】次いでロックＣ３で最初のＲＯＩの３番目
の画像信号Ｐ13，Ｐ23，Ｐ33が各ラインの乗算器３３-1
3 ，３３-23 ，３３-33 に入力される。この時、乗算器
３３-11 ，３３-21 ，３３-31 には最初のＲＯＩの１番
目の画像信号が入力され、乗算器３３-12 ，３３-22 ，
３３-32 には最初のＲＯＩの２番目の画像信号が入力さ
れている。

【００４８】次いでクロックＣ４で１番目の補正係数が
各ライン毎に補正係数発生部１７から入力されると共に
乗算器３３-11 ，３３-21 ，３３-31 に次のＲＯＩの１
番目の画像信号Ｐ14，Ｐ24，Ｐ34が入力される。この
時、乗算器３３-12 ，３３-22，３３-32 には最初のＲ
ＯＩの２番目の画像信号が入力され、乗算器３３-13 ，
３３-23 ，３３-33 には最初のＲＯＩの３番目の画像信
号が入力されている。

【００４９】次いでクロックＣ５で２番目の補正係数が
各ライン毎に補正係数発生部１７から入力されると共に
乗算器３３-12 ，３３-22 ，３３-32 に次のＲＯＩの２
番目の画像信号Ｐ15，Ｐ25，Ｐ35が入力される。この
時、乗算器３３-11 ，３３-21，３３-31 には次のＲＯ
Ｉの１番目の画像信号が入力され、乗算器３３-13 ，３
３-23 ，３３-33 には最初のＲＯＩの３番目の画像信号
が入力されている。

【００５０】次いでクロックＣ６で３番目の補正係数が
各ライン毎に補正係数発生部１７から入力されると共に
乗算器３３-13 ，３３-23 ，３３-33 に次のＲＯＩの３
番目の画像信号Ｐ16，Ｐ26，Ｐ36が入力される。この
時、乗算器３３-11 ，３３-21，３３-31 には次のＲＯ
Ｉの１番目の画像信号が入力され、乗算器３３-12 ，３
３-22 ，３３-32 には次のＲＯＩの２番目の画像信号が
入力されている。

【００５１】そしてクロックＣ７で最初のＲＯＩの水平
・垂直加算処理の結果Ｄ１が出力される。以降、同様に
して動作する。

【００５２】尚、撮像素子の欠陥画素補正処理装置１０
の回路規模が制限されている場合等の理由で乗算器３３
-11 ，３３-12 ，３３-13 ，３３-21 ，３３-22 ，３３
-23，３３-31 ，３３-32 ，３３-33 を使うことができ
ない場合には、図１６に示すように乗算器３３-11 ，３
３-12 ，３３-13 ，３３-21 ，３３-22 ，３３-23 ，３
３-31 ，３３-32 ，３３-33 の代わりに、画像信号と補
正係数を入力し、これらの値に対応する乗算結果を出力
するＲＯＭ、即ちルックアップテーブル（ＬＵＴ）４９
-1，４９-2，…，４９-n（ｎ＝ライン数）を設置するよ
うにしても良い。

【００５３】次に、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補
正処理装置１０の動作を説明する。まず、ＴＶカメラ１
０５に使用されているＣＣＤの欠陥画素を検出するた
め、スイッチ１１を端子Ｂ側に切り換えた後、被検体の
無い状態でＴＶカメラ１０５により撮像して画像信号を
得る。このＴＶカメラ１０５により得られた画像信号は
Ａ／Ｄ変換器１０７によりディジタル信号に変換され、
スイッチ１１を介して欠陥画素検出部１３に供給され
る。

【００５４】ディジタル信号に変換された画像信号が供
給されると欠陥画素検出部１３では、フレーム加算処理
器２３により任意の数フレームの画像信号が加算されて
ノイズ成分が除去され、ＬＰＦ処理器２５により空間的
に低周波成分のみにされる。そして、フレーム加算器２
３によりノイズ成分の除去された画像信号とＬＰＦ処理
器２５により空間的に低周波成分のみにされた画像信号
との差分が減算器２７により求められて欠陥画素が抽出
される。

【００５５】そして、抽出された欠陥画素を「１」それ
以外の正常画素を「０」とした正常・欠陥ラベル像が欠
陥画素の分離器２９により作成され、さらに、この正常
・欠陥ラベル像を基に欠陥画素がＲＯＩ（例えば３×３
の画素群）毎に種類分けされ、その種類に対応させたラ
ベリングが欠陥画素の検出器３１により行われる。そし
てこのラベリングによりえら得たラベリング像は一端補
正データＲＯＭ１５に記憶される。以降、この補正デー
タＲＯＭ１５に記憶されているラベリング像を基に欠陥
画素の補正処理が欠陥画素補正処理部２１により行われ
る。尚、この欠陥画素の検出動作は撮像素子の欠陥画素
補正処理装置１０を製造する際にまず行われ、以降、Ｃ
ＣＤの経年変化による劣化のため、新たに発生した欠陥
画素を補間する目的で補正データＲＯＭ１５を書き換え
る場合等に行われる。

【００５６】この状態で、スイッチ１１を図示しない制
御手段により端子Ａ側に切り換えさせて通常のＸ線撮影
またはＸ線透視を行う。通常のＸ線撮影またはＸ線透視
が行われると、補正データＲＯＭ１５により記憶されて
いるラベリング像が補正係数発生部１７に供給され、こ
のラベリング像に対応する補正係数が補正係数発生部１
７から欠陥画素補正処理部２１に対して出力される。

【００５７】欠陥画素補正処理部２１では補正係数発生
部１７から出力される補正係数とそれに対応する画像信
号を乗算し、その結果をＲＯＩ内の画素数分加算したも
のを欠陥画素の値とする。この動作をラベリング像に対
応する欠陥画素を有するＲＯＩ全てについて行い、欠陥
画素の画像信号を補間する。

【００５８】この補間された画像信号はＤ／Ａ変換器１
１１によりアナログ信号に変換されて正常画素の画像信
号と共にモニタ１１３に表示される。また、しきい値処
理等の画像処理を行う場合は画像処理装置１１５に前記
補間された画像信号が供給される。

【００５９】このように、本実施形態の撮像素子の欠陥
画素補正処理装置１０は、ＣＣＤの欠陥画素を検出し、
この検出結果を基に欠陥画素と正常画素とに分けた正常
・欠陥ラベル像を作成し、さらに正常・欠陥ラベル像を
基に欠陥画素をそのパターンにより分類したラベリング
像を作成し、そして、このラベリング像を基に、欠陥画
素を除き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて
欠陥画素の画像信号を補間するようにしているので、欠
陥画素の画像信号を適切に補正することができる。

【００６０】また、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補
正処理装置１０は、欠陥画素と隣接する正常画素のみで
補間するので、他の欠陥画素の影響および遠方の画素の
影響を小さくすることができ、補間跡が目立たなくな
る。さらに、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補正処理
装置１０は、検出された欠陥画素から正常・欠陥ラベル
像を作成し、これを基に欠陥画素を分類してラベリング
するようにしているので、ラベリングが効果的に行え
る。

【００６１】尚、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補正
処理装置１０では、フレーム加算処理器２３と、ＬＰＦ
処理器２５と、減算器２７と、正常／欠陥画素の分離器
２９と、欠陥画素の分類器３１とから欠陥画素検出部１
３が構成されているが、回路規模が制限されている場合
等は、欠陥画素検出部１３と同等の機能を有するソフト
ウェアまたはハードウェアを用いるようにしても良い。
この場合、図１に示す撮像素子の欠陥画素補正処理装置
１０から図１７に示すように欠陥画素検出部１３を除い
た構成とし、前記ソフトウェアまたはハードウェアから
直接ラベリング像を補正データＲＯＭ１５に記憶させる
ようにする。

【００６２】また、本実施形態の撮像素子の欠陥画素補
正処理装置１０では、ＴＶカメラ１０５に使用されてい
るＣＣＤの欠陥画素を補間する場合を例にして説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、他の撮像素
子、例えばＭＯＳ型撮像素子の欠陥画素を補間する場合
にも適用することができる。

【００６３】さらに、本実施形態の撮像素子の欠陥画素
補正処理装置１０では、３×３の画素群のＲＯＩを用い
て補間処理等を行っているが、本発明はこれに限定され
ることなく、他の画素群のＲＯＩを用いても良い。

【００６４】さらに、本実施形態の撮像素子の欠陥画素
補正処理装置１０では、Ｘ線診断装置１００に搭載され
るＴＶカメラ１０５のＣＣＤの欠陥画素を補間する場合
を例にして説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、内視鏡装置に使用され撮像素子の欠陥画素を補間
する場合等、いずれの装置に使用される撮像素子につい
ても適用することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、欠
陥画素を検出した結果を基に欠陥画素の分類を行い、こ
の分類結果に対応させ、欠陥画素を除き、欠陥画素と隣
接した画素の画像信号を用いて欠陥画素の画像信号を補
間するようにしているので、欠陥画素の画像信号を適切
に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像素子の欠陥画素補正処理装置
の一実施形態を示したブロック図である。

【図２】図１に示した撮像素子の欠陥画素補正処理装置
の欠陥画素検出部を示したブロック図である。

【図３】正常／欠陥画素の分離器により抽出された欠陥
画素と正常／欠陥ラベル像を示した図である。

【図４】所定のＲＯＩ（３×３画素）内での欠陥画素の
分類例を示した図である。

【図５】ラベリングを説明する際に用いるＲＯＩ（３×
３画素）内の画素の名称を示した図である。

【図６】所定のＲＯＩ（３×３画素）内での欠陥画素を
１０のｔｙｐｅに分けた分類例を示した図である。

【図７】図６に示した欠陥画素のｔｙｐｅ別にラベリン
グした場合の例を示した図である。

【図８】図６に示した欠陥画素のｔｙｐｅ別に補正係数
（単純平均）を示した図である。

【図９】図６に示した欠陥画素のｔｙｐｅ別に補正係数
（距離の逆比）を示した図である。

【図１０】図１に示した撮像素子の欠陥画素補正処理装
置のバッファメモリを示したブロック図である。

【図１１】バッファメモリの３ライン同時に出力する場
合の動作タイミング示したタイミングチャートである。

【図１２】図１に示した撮像素子の欠陥画素補正処理装
置の欠陥画素補正処理部を示したブロック図である。

【図１３】３×３のＲＯＩ内の画素を使って欠陥画素の
補正処理を行う場合、欠陥画素補正処理部を示したブロ
ック図である。

【図１４】３×３のＲＯＩ内の画素を使って欠陥画素の
補正処理を行う場合の欠陥画素補正処理部の動作タイミ
ングを示すブロック図である。

【図１５】図１４に示す動作タイミングを説明するため
に用いる画素の名称を示す図である。

【図１６】欠陥画素補正処理部の他の構成を示す図であ
る。

【図１７】欠陥画素検出部をハードウェアもしくはソフ
トウェアに置き換えた場合の本発明に係る撮像素子の欠
陥画素補正処理装置を示したブロック図である。

【図１８】ＴＶカメラと欠陥画素補正処理装置を搭載し
たＸ線診断装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図１９】隣接画素置換法による置換前後の画像信号値
を示す図である。

【図２０】メディアン処理による置換前後の画像信号値
を示す図である。

【図２１】共１次内挿法による補間前の画像信号値を示
す図と、共１次内挿法で用いる画素を示す図と、共１次
内挿法による補間後の画像信号値を示す図である。

【図２２】ＳＩＮＣ関数による高次元補間処理に用いる
画素を示す図である。

【符号の説明】

１０ 撮像素子の欠陥画素補正処理装置 １１ スイッチ １３ 欠陥画素検出部 １５ 補正データＲＯＭ １７ 補正係数発生部 １９ バッファメモリ ２１ 欠陥画素補正処理部 ２３ フレーム加算処理器 ２５ ＬＰＦ処理器 ２７ 減算器 ２９ 正常／欠陥画素の分離器 ３１ 欠陥画素の分類器 ３３-11 ，３３-12 ，３３-13 ，３３-21 ，３３-22 ，
３３-23 ，３３-31 ，３３-32 ，３３-33 ３３ 減算器 ３５ 水平・垂直加算処理部 ３７-1，３７-2３７-3，４５ ラッチ ３９-1，４１-1，３９-2，４１-2，３９-3，４１-3，４
３，４７ 加算器 ＬＭ ラインメモリ ＭＰ マルチプレクサ Ｐ 被検体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名渕 好一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 塚本 明 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 加藤 徹 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 永井 清一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 東芝メ ディカルエンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整列配置された複数の受光手段を画素と
   して有する撮像素子の欠陥画素の画像信号を補正する撮
   像素子の欠陥画素補正処理装置であって、 欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、 この欠陥画素検出手段の検出結果を基に欠陥画素の分類
   を行う欠陥画素分類手段と、 この欠陥画素分類手段の分類結果に対応させ、欠陥画素
   を除き、欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて欠
   陥画素の画像信号を補間することにより欠陥画素を補正
   する欠陥画素補正処理手段と、 を有することを特徴とする撮像素子の欠陥画素補正処理
   装置。
2. 【請求項２】 前記欠陥分類手段は、欠陥画素をハイレ
   ベル、正常画素をローレベルとした正常・欠陥ラベル像
   を作成し、この正常・欠陥ラベル像を基に所定数の画素
   群毎の欠陥画素のパターンによる分類を行い、この種類
   に対応させて前記所定数の画素群毎にラベリングを行
   い、 前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥分類手段による
   ラベリングに対応させて前記所定数の画素群毎に欠陥画
   素を除き欠陥画素と隣接した画素の画像信号を用いて欠
   陥画素の画像信号を補間することを特徴とする請求項１
   記載の撮像素子の欠陥画素補正処理装置。
3. 【請求項３】 前記欠陥分類手段は、欠陥画素をハイレ
   ベル、正常画素をローレベルとした正常・欠陥ラベル像
   を作成し、この正常・欠陥ラベル像を基に所定数の画素
   群毎の欠陥画素のパターンによる分類を行い、この種類
   に対応させて前記所定数の画素群毎にラベリングを行
   い、 前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥分類手段による
   ラベリングに対応した補正係数を前記所定数の画素群毎
   に発生する補正係数発生部を有し、 前記欠陥分類手段によるラベリングに対応させ、前記所
   定数の画素群毎に欠陥画素を除き欠陥画素と隣接した画
   素の画像信号と、前記補正係数発生部により発生された
   補正係数とを用いて欠陥画素の画像信号を補間すること
   を特徴とする請求項１記載の撮像素子の欠陥画素補正処
   理装置。