專利名稱：像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備和方法、成像裝置、和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有檢測(cè)和補(bǔ)償在諸如CCD或CMOS傳感器的固態(tài)成像設(shè)備中的缺陷 (defect)像素的功能的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備、成像裝置、像素缺陷檢測(cè)和校正方法和 程序。
背景技術(shù)：
通常，已知在諸如CXD (電荷耦合器件)和CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器 的固態(tài)成像設(shè)備中生成缺陷像素。在這種固態(tài)成像設(shè)備中，已知由于半導(dǎo)體器件等的局部晶體缺陷，生成輸出異常 成像信號(hào)的缺陷像素，且這導(dǎo)致圖像質(zhì)量的惡化。缺陷像素的例子包括黑缺陷像素和白缺陷像素。也就是說，固態(tài)成像設(shè)備的像素缺陷包括通過向正常信號(hào)電平添加預(yù)定量的電荷 引起的白缺陷和信號(hào)電平以預(yù)定速率降低或總是輸出大約零的信號(hào)電平的黑缺陷。由于這些缺陷使得在圖像輸出時(shí)的圖像質(zhì)量的惡化，因此已經(jīng)提出了各種缺陷檢 測(cè)和校正方法(例如，見日本專利No. 3747909)。為了確定感興趣的像素是否有缺陷，通常設(shè)置某個(gè)閾值并當(dāng)感興趣的像素的值超 過閾值時(shí)確定感興趣的像素有缺陷。在通常技術(shù)中，通過將具有相同顏色或不同顏色的八個(gè)相鄰像素的最大和最小值 乘以可以從外部設(shè)置的系數(shù)而獲得的值通常被用作閾值。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在這種缺陷檢測(cè)方法中，例如，當(dāng)在感興趣的像素周圍存在從其一部分反射 光的高亮度像素時(shí)，使用高亮度像素的信號(hào)電平作為用于缺陷確定的閾值。因此，例如，即 使傳感器的像素是缺陷的，感興趣的像素也可能不被識(shí)別為缺陷像素。另外，這種缺陷趨于很顯眼。例如，在日本專利No. 3747909中公開的技術(shù)中，通過將具有相同顏色或不同顏色 的相鄰像素的最大和最小值乘以系數(shù)而獲得的值被用作缺陷確定的閾值。因此，特別當(dāng)在 要被確定缺陷性的像素附近存在具有高亮度值的像素時(shí)，可能不能進(jìn)行缺陷確定。另外，在該技術(shù)中，雖然使用了相關(guān)，但是未考慮在縱向的色差或亮度，且操作趨 于復(fù)雜?？紤]上述，期望提供即使在具有相同顏色的相鄰像素中存在大值的像素也能夠檢 測(cè)像素缺陷的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備、成像裝置、像素缺陷檢測(cè)和校正方法和程序。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，包括平均值獲取部分， 在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰像素、且作為感興趣的 像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素 的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定部分，至少基于由所述平均值獲取部分獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。所述缺陷確定部分 通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、由所述平均值獲取部分獲取的具有不同顏色 的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有 缺陷。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了成像裝置，包括像素部分，包括對(duì)被攝體圖像 成像的成像設(shè)備；以及像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其從所述成像設(shè)備接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并進(jìn)行 像素缺陷檢測(cè)和校正處理。所述像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備包括平均值獲取部分，在排列了 具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰像素、且作為感興趣的像素的缺 陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不 同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定部分，至少基于由所述平均值獲取部 分獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。所述缺陷確定部分通過比較 所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、由所述平均值獲取部分獲取的具有不同顏色的相鄰像 素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了像素缺陷檢測(cè)和校正方法，包括以下步驟在排 列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰像素、且作為感興趣的像素 的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具 有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及基于在平均值獲取步驟中獲取的平均值， 確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。在缺陷確定步驟中，通過比較所述缺陷要被檢 測(cè)的像素的像素值、在平均值獲取步驟中獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指 定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了程序，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行像素缺陷檢測(cè)和校正處 理，包括平均值獲取處理，在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè) 相鄰像素、且作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了 所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定 處理，基于在平均值獲取處理中獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。 在缺陷確定處理中，通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、在平均值獲取處理中獲 取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷要被 檢測(cè)的像素是否有缺陷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，即使當(dāng)在具有相同顏色的相鄰像素中存在具有大值的像素 時(shí)，也能夠檢測(cè)像素缺陷。


圖1是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備的成像裝置的 配置的例子的方框圖；圖2是示出作為像素排列的例子的拜耳(Bayer)排列的圖；圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的像素部分的單位像素的配置的例子的電路圖；圖4是示出圖1所示的像素部分的配置的例子的圖；圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的配置的例子的圖；圖6是示出在拜耳排列上的5像素X 5像素的處理區(qū)的例子的圖7是具有相同顏色的相鄰像素的說明圖；圖8是具有不同顏色的相鄰像素的說明圖；圖9是示出圖5所示的根據(jù)本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的缺陷檢測(cè)和校正處 理的流程圖的圖；圖10是示出根據(jù)本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的配置的第二例子的圖，且也 是示出將排除最大和最小值的六個(gè)像素的平均值設(shè)置為具有不同顏色的像素的平均值的 缺陷檢測(cè)和校正電路的圖；圖11是示出圖10所示的根據(jù)本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的缺陷檢測(cè)和校正 處理的流程圖的圖；以及圖12是示出實(shí)際計(jì)算的例子的圖。
具體實(shí)施方式
此后，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。另外，按以下順序進(jìn)行說明。1.成像裝置的整個(gè)配置的例子2.像素部分的配置的例子3.缺陷檢測(cè)和校正電路的配置的例子4.關(guān)于缺陷檢測(cè)和校正處理的說明<1.成像裝置的整個(gè)配置的例子>圖1是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備的成像裝置的 配置的例子的方框圖。如圖1所示，成像裝置10包括光學(xué)系統(tǒng)11和作為固態(tài)成像設(shè)備的CMOS圖像傳感 器12。光學(xué)系統(tǒng)11在成像設(shè)備12的成像表面上形成被攝體(subject)圖像。CMOS圖像傳感器12包括像素部分13、模擬前端(AFE) 14、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (ADC) 15、和預(yù)處理部分16。CMOS圖像傳感器12包括采用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素缺陷檢測(cè)和校正方法的 缺陷檢測(cè)和校正電路17、后處理部分18以及功能和時(shí)序控制部分19。像素部分13由CMOS傳感器形成，且多個(gè)單位像素以矩陣排列。例如，采用圖2所示的拜耳排列作為像素部分13中的像素排列。圖3是示出本實(shí)施例中的像素部分13中的單位像素的配置的例子的電路圖。圖3示出在本實(shí)施例中的由四個(gè)晶體管形成的CMOS圖像傳感器的像素的例子。每個(gè)像素電路130具有由例如圖3所示的光電二極管形成的光電轉(zhuǎn)換元件131。另外，像素電路130具有轉(zhuǎn)移晶體管132、復(fù)位晶體管133、放大晶體管134和選擇 晶體管135的四個(gè)晶體管，作為一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件131的有源元件。光電轉(zhuǎn)換元件131進(jìn)行將入射光光電轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于光量的電荷(在此，電子)。轉(zhuǎn)移晶體管132在光電轉(zhuǎn)換元件131和浮置擴(kuò)散FD之間連接，且作為控制信號(hào)的 傳輸信號(hào)TG被通過轉(zhuǎn)移控制線LTx發(fā)送到轉(zhuǎn)移晶體管132的柵極(轉(zhuǎn)移柵極)。因此，轉(zhuǎn)移晶體管132向浮置擴(kuò)散FD轉(zhuǎn)移由光電轉(zhuǎn)換元件131光電轉(zhuǎn)換的電子。
復(fù)位晶體管133連接在電源線LVDD和浮置擴(kuò)散FD之間，且作為控制信號(hào)的復(fù)位 信號(hào)RST通過復(fù)位控制線LRST被發(fā)送到復(fù)位晶體管133的柵極。因此，復(fù)位晶體管133將浮置擴(kuò)散FD的電勢(shì)復(fù)位到電源線LVDD的電勢(shì)。放大晶體管134的柵極被連接到復(fù)位擴(kuò)散FD。放大晶體管134通過選擇晶體管 135連接到信號(hào)線LSGN，并與在像素部分外部提供的恒定電流源136 —起形成源極跟隨器。另外，作為根據(jù)地址信號(hào)的控制信號(hào)的選擇信號(hào)SEL通過選擇控制線LSEL發(fā)送到 選擇晶體管135的柵極。因此，導(dǎo)通選擇晶體管135。如果選擇晶體管135導(dǎo)通，則放大晶體管134放大浮置擴(kuò)散FD的電勢(shì)，并向信號(hào) 線LSGN輸出對(duì)應(yīng)于該電勢(shì)的電壓。從每個(gè)像素輸出的電壓通過信號(hào)線LSGN被輸出到作為 讀取電路的AFE 14。例如，對(duì)一行的像素同時(shí)進(jìn)行這些操作，因?yàn)橐孕袨閱挝贿B接轉(zhuǎn)移晶體管132、復(fù) 位晶體管133和選擇晶體管135的柵極。在像素部分13中，以像素排列的行為單位布線被布線到像素陣列部分的復(fù)位控 制線LRST、傳輸控制線LTx和選擇控制線LSEL的組。由垂直掃描電路(未示出)驅(qū)動(dòng)復(fù)位控制線LRST、傳輸控制線LTx和選擇控制線 LSEL。另外，輸出信號(hào)線LSGN被連接到包括相關(guān)雙采樣(⑶S)電路等的讀取電路。在本實(shí)施例中，制作AFE 14以具有CDS電路功能。當(dāng)在通過用預(yù)處理部分16進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理而獲得的數(shù)字圖像信號(hào)中存在缺陷 像素信號(hào)時(shí)，缺陷檢測(cè)和校正電路17使用稍后將詳細(xì)描述的缺陷像素檢測(cè)和校正方法來(lái) 校正該缺陷像素信號(hào)，并將校正之后的數(shù)字信號(hào)輸出到后處理部分18。在本實(shí)施例中，缺陷檢測(cè)和校正電路17具有在缺陷確定處理中使用具有不同顏 色的八個(gè)相鄰像素的平均值來(lái)計(jì)算用于缺陷確定的閾值的功能。另外，缺陷檢測(cè)和校正電路17具有在缺陷確定處理中使用在具有不同顏色的八 個(gè)相鄰像素之中排除最大值和最小值的六個(gè)像素的平均值來(lái)計(jì)算缺陷確定閾值的功能。另外，缺陷檢測(cè)和校正電路17具有在缺陷確定處理中使用在具有不同顏色的八 個(gè)相鄰像素之中排除最大值和最小值的六個(gè)像素的平均值計(jì)算缺陷確定閾值、以便可以對(duì) 每個(gè)濾色器改變閾值的功能。另外，缺陷檢測(cè)和校正電路17具有使用具有相同顏色的八個(gè)相鄰像素的最大值 和最小值計(jì)算缺陷確定閾值的功能。另外，缺陷檢測(cè)和校正電路17具有使用在具有相同顏色的八個(gè)相鄰像素之中排 除最大值和最小值的第二最大值和第二最小值來(lái)計(jì)算缺陷確定閾值的功能。此后，將描述成像裝置10的功能的概述，且然后將描述像素部分的具體配置和缺 陷檢測(cè)和校正電路17的具體配置和功能的例子。[成像裝置的功能的概述]通過光學(xué)系統(tǒng)11向CMOS圖像傳感器12的像素部分13輸入從被攝體獲得的入射光。通過像素部分13中的光電轉(zhuǎn)換將該入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后輸入到AFE 14。輸 入的電信號(hào)在AFE 14進(jìn)行相關(guān)雙采樣和自動(dòng)增益控制(AGC)之后被輸出作為電信號(hào)。
從AFE 14輸出的電信號(hào)在由ADC 15進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理之后被輸出作為數(shù)字信號(hào)。由預(yù)處理部分16進(jìn)行對(duì)該數(shù)字信號(hào)的各種數(shù)字處理，且該數(shù)字信號(hào)被輸出到缺 陷檢測(cè)和校正電路17。當(dāng)在數(shù)字信號(hào)中存在缺陷像素信號(hào)時(shí)，缺陷檢測(cè)和校正電路17使用稍后描述的 缺陷像素檢測(cè)和校正方法來(lái)校正該缺陷像素信號(hào)，并輸出校正之后的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被輸入到后處理部分18，并在進(jìn)行各種數(shù)字處理之后被輸出。該數(shù)字 信號(hào)變?yōu)镃MOS圖像傳感器12的輸出信號(hào)。另外，功能和時(shí)序控制部分19控制CMOS圖像傳感器12的每個(gè)部分的操作。<2.像素部分的配置的例子>圖4是示出圖1所示的像素部分13的配置的例子的圖。像素部分13具有有效像素區(qū)21和空白區(qū)22和23，如圖4所示，該有效像素區(qū)21 具有多個(gè)有效像素31，每個(gè)有效像素31具有對(duì)應(yīng)于RGB顏色之一的濾色器?？瞻讌^(qū)22具有OB像素區(qū)25和啞像素區(qū)對(duì)，其中OB像素區(qū)25具有多個(gè)光學(xué)黑 (OB)像素32，且啞像素區(qū)M具有多個(gè)啞像素33。有效像素區(qū)21包括R (紅色)傳輸濾色器的像素PX10、B (藍(lán)色)傳輸濾色器的像 素PX11、和G (綠色)傳輸濾色器的像素PX12，作為有效像素31，且這些像素以矩陣形式排 列。有效像素區(qū)21具有第一濾色器行FLTl 1，在該第一濾色器行FLTl 1中，在水平方向 (X方向)上交替重復(fù)R傳輸濾色器的像素PXlO和G傳輸濾色器的像素PX12。有效像素區(qū)21具有第二濾色器行FLT12，在該第二濾色器行FLT12中，在水平方向 上交替重復(fù)G傳輸濾色器的像素PX12和B傳輸濾色器的像素PXl 1。在有效像素區(qū)21中，在垂直方向(Y方向)上重復(fù)地交替排列第一和第二濾色器 行 FLTll 和 FLT12。第一濾色器行FLTll的G傳輸濾色器的像素PX12和第二濾色器行FLT12的G傳 輸濾色器的像素PX12被排列為在垂直方向上彼此不重疊。通常，使用該濾色器排列作為拜 耳排列。另外，類似于具有RGB的濾色器的有效像素31，在其中OB像素32處于遮光 (shaded)狀態(tài)下的OB行OPBll中可能存在缺陷像素。在啞像素行DMYll中沒有缺陷。從多個(gè)啞像素行DMYl 1、多個(gè)OB行OPBll和第一和第二濾色器行FLTll和FLT12 交替輸出這些像素輸出。在本實(shí)施例中，在多個(gè)OB行OPB 11和有效像素區(qū)21的多個(gè)行中進(jìn)行缺陷檢測(cè)和 校正處理。<3.缺陷檢測(cè)和校正電路的配置的例子〉圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的作為像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備的缺陷檢測(cè)和校正電 路17的配置的例子的圖。圖6是示出在拜耳排列上的(5像素X5像素的)處理區(qū)的例子的圖。圖7是具有相同顏色的相鄰像素的說明圖。
圖8是具有不同顏色的相鄰像素的說明圖。如圖5所示，缺陷檢測(cè)和校正電路17包括線(line)緩沖器171、用作檢測(cè)部分的 用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172、用作平均值獲取部 分的用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173和缺陷像素校正值計(jì) 算部分174。缺陷檢測(cè)和校正電路17包括缺陷確定部分175、閾值和系數(shù)設(shè)置部分176和缺陷 像素替換部分177。由用于四條線的存儲(chǔ)器形成線緩沖器171，且線緩沖器171根據(jù)從像素部分13輸 出的拜耳排列信號(hào)SIM生成(水平方向上的5個(gè)像素)X (垂直方向上的5個(gè)像素)的處 理區(qū)PRCA，其具有在中央的感興趣的像素(其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX)，如圖6所示。線緩沖器171向用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部 分172、用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173和缺陷像素校正值 計(jì)算部分174輸出信號(hào)S171，其包括關(guān)于所生成的處理區(qū)PRCA的信息。在此，水平方向是在圖6所示的坐標(biāo)系統(tǒng)上的X方向，且垂直方向是Y方向。用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172從圖7所示 的具有相同顏色的相鄰像素A到I (除了 E)選擇(檢測(cè))最大值MAX和最小值MIN。在此，由圖7中的附圖標(biāo)記E表示的像素是其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX。用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172向缺陷確 定部分175輸出檢測(cè)結(jié)果，作為信號(hào)S172。另外，用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172可以 被配置以檢測(cè)從除了其缺陷要被檢測(cè)的像素之外的、具有相同顏色的相鄰像素的像素值中 排除最大值和最小值的第二最大值和第二最小值。用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173計(jì)算圖8所示的具 有不同顏色的相鄰像素A'到I'(除了 E)的平均值。用于檢測(cè)具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173向缺陷確定部分 175輸出計(jì)算結(jié)果，作為信號(hào)S173。缺陷像素校正值計(jì)算部分174計(jì)算當(dāng)其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX有缺陷時(shí)用于 替換的像素值。缺陷像素校正值計(jì)算部分174向缺陷像素替換部分177輸出所計(jì)算的像素值，作 為信號(hào)S174。缺陷確定部分175將位于前一級(jí)的用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的 最大和最小值的部分172的輸出值乘以系數(shù)CMAX和CMIN，其中，由閾值和系數(shù)設(shè)置部分 176設(shè)置的具有相同顏色的相鄰像素SCAP的最大和最小值MAX和MIN乘以該系數(shù)CMAX和 CMIN。缺陷確定部分175將具有不同顏色的相鄰像素DCAP的平均值A(chǔ)VR的閾值JVth添 加到平均值A(chǔ)VR，該平均值A(chǔ)VR是用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部 分173的輸出，且還從平均值A(chǔ)VR減去閾值JVth。缺陷確定部分175比較其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX(E)與作為閾值的乘法結(jié)果和 加法結(jié)果的每個(gè)，且確定其是否是缺陷像素。
具體地，缺陷確定部分175確定以下條件。如果滿足這些條件的至少一個(gè)，缺陷確 定部分175確定其缺陷要被檢測(cè)的像素E是缺陷像素。[條件1具有相同顏色的相鄰像素的比較]MAX X CMAX < VLEMINXCMIN > VLE在此，MAX，CMAX, MIN, CMIN，和VLE分別指示具有相同顏色的相鄰像素的最大值、 相同顏色最大值確定系數(shù)、具有相同顏色的相鄰像素的最小值、相同顏色最小值確定系數(shù) 和其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值。[條件2具有不同顏色的相鄰像素的比較]VLE < AVR-JVthAVR+JVth < VLE在此，VLE, AVRJP JVth分別指示其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值、具有不同的 顏色的相鄰像素的平均值和不同顏色確定閾值。缺陷確定部分175向缺陷像素替換部分177輸出確定結(jié)果，作為信號(hào)S175。根據(jù)缺陷確定部分175的輸出，缺陷像素替換部分177用由缺陷像素校正值計(jì)算 部分174計(jì)算的缺陷像素校正值來(lái)替換其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值VLE。缺陷像素替換部分177輸出包括校正數(shù)據(jù)的圖像信號(hào)作為信號(hào)S17。在此，可以為每個(gè)濾色器不同地設(shè)置不同顏色確定閾值JVth，且可以根據(jù)色溫來(lái) 改變?cè)撛O(shè)置。在該情況下，將條件2處理為以下條件加。[條件加具有不同顏色的相鄰像素的比較(濾色器加權(quán))]VLE < AVR-JVth X WRGBAVR+JVth X WRGB < VLE在此，如上所述，VLE，AVR，和JVth分別指示其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值、具 有不同的顏色的相鄰像素的平均值和不同顏色確定閾值。另外，WRGB指示RGB的每個(gè)的加 權(quán)值。<4.關(guān)于缺陷檢測(cè)和校正處理的說明>圖9是示出根據(jù)圖5所示的本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的缺陷檢測(cè)和校正處 理的流程圖的圖.[步驟 ST101]首先，在步驟STlOl中，線緩沖器171根據(jù)從像素部分13輸出的拜耳排列信號(hào)SIM 生成(在水平方向上的5個(gè)像素)X (垂直方向上的5個(gè)像素)的處理區(qū)PRCA，其具有在中 央的感興趣的像素(其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX)。包括關(guān)于由線緩沖器171生成的處理區(qū)PRCA的信息的信號(hào)S171被輸出到用于檢 測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172、用于計(jì)算具有不同顏色的 相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173和缺陷像素校正值計(jì)算部分174。用于檢測(cè)具有相同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分172從圖7所示 的具有相同顏色的相鄰像素A到I (除了 E)檢測(cè)最大值MAX和最小值MIN。向缺陷確定部分175供應(yīng)檢測(cè)結(jié)果作為信號(hào)S172。
[步驟 ST102]在步驟ST102中，缺陷確定部分175將供應(yīng)的最大和最小值MAX和MIN乘以系數(shù) CMAX和CMIN，其中，由閾值和系數(shù)設(shè)置部分176設(shè)置的具有相同顏色的相鄰像素SCAP的最 大和最小值MAX和MIN乘以該系數(shù)CMAX和CMIN。取代使用系數(shù)的乘法，還能夠從外部設(shè)置閾值，且進(jìn)行加法或減法?；蛘?，取代對(duì)于最大和最小值的處理，還能夠?qū)⒃谧畲蠛妥钚≈抵g的差乘以系 數(shù)，并加上或減去閾值。在該情況下，條件1是以下條件la。[條件Ia具有相同顏色的相鄰像素的比較]DFMXMN X CDFMXMN+MAX < VLEMIN-DFMXMN X CDFMXMN > VLE在此，DFMXMN，⑶FMXMN，MAX和VLE分別指示最大和最小值之間的差、最大和最小 值之間的差的系數(shù)、最大值、和其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值。[步驟 STlO3]在步驟ST103中，缺陷確定部分175確定乘法結(jié)果是否滿足條件1。此外，在步驟ST103中，缺陷確定部分175確定條件1或條件la?；蛘?，缺陷確定 部分175可以確定條件1和條件Ia兩者。[步驟 ST104]如果在步驟ST103確定不滿足條件1，用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù) 的平均值的部分173在步驟ST104中計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素A'到I'(除了 E)的 平均值。向缺陷確定部分175供應(yīng)所計(jì)算的平均值作為信號(hào)S173。[步驟 ST105]在步驟ST105中，缺陷確定部分175將具有不同顏色的相鄰像素DCAP的平均值 AVR的閾值JVth添加到平均值A(chǔ)VR，且再?gòu)钠骄礎(chǔ)VR減去該閾值JVth，平均值A(chǔ)VR是用于 計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173的輸出。[步驟 STlO6]在步驟ST106中，缺陷確定部分175確定乘法結(jié)果是否滿足條件2。此外，在步驟ST106中，缺陷確定部分175確定條件2或條件加?；蛘撸毕荽_定 部分175可以確定條件2和條件加兩者。另外，缺陷確定部分175的確定結(jié)果被供應(yīng)到缺陷像素替換部分177作為信號(hào) S175。[步驟 STlO7]如果在步驟ST103中確定滿足條件1或如果在步驟ST106中確定滿足條件2，則在 步驟ST106中由缺陷像素校正值計(jì)算部分174計(jì)算當(dāng)其缺陷要被檢測(cè)的像素DDPX有缺陷 時(shí)用于替換的像素值。該像素值被供應(yīng)到缺陷像素替換部分177作為信號(hào)S174。[步驟 STlO8]在步驟ST108中，根據(jù)缺陷確定部分175的輸出，缺陷像素替換部分177用由缺陷 像素校正值計(jì)算部分174計(jì)算的缺陷像素校正值來(lái)替換其缺陷要被檢測(cè)的像素E的像素值 VLE。
[步驟 ST109]在步驟ST109中，包括在步驟ST108中的處理之后的校正數(shù)據(jù)的圖像信號(hào)被輸出 到隨后的處理系統(tǒng)作為信號(hào)S17?；蛘咴诓襟EST109中，當(dāng)在步驟S106中確定滿足條件2時(shí)，不包括校正數(shù)據(jù)的圖 像信號(hào)S17被輸出到隨后的處理系統(tǒng)。也就是說，其缺陷要被檢測(cè)的像素DJPX(E)被照原 樣輸出。另外，可以在步驟ST101、ST102和ST103的先前階段中進(jìn)行步驟ST107中的處理。接下來(lái)，將描述當(dāng)排除最大和最小值的六個(gè)像素的平均值被設(shè)置為具有不同顏色 的相鄰像素的平均值時(shí)的缺陷檢測(cè)和校正處理系統(tǒng)。圖10是示出根據(jù)本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的配置的第二例子的圖，且也 是示出將排除最大和最小值的六個(gè)像素的平均值設(shè)置為具有不同顏色的相鄰像素的平均 值的缺陷檢測(cè)和校正電路的圖。在圖10所示的缺陷檢測(cè)和校正電路17A中，利用用于檢測(cè)具有不同顏色的相鄰像 素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分173-1和用于計(jì)算具有不同的顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的 六像素平均值的部分173-2來(lái)替換圖5所示的缺陷檢測(cè)和校正電路17的、用于計(jì)算具有不 同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的平均值的部分173。用于檢測(cè)具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分173-1計(jì)算具 有不同顏色的相鄰像素A'到I'(除了 E)的最大和最小值。用于檢測(cè)具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部分173-1向用于 計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的六像素平均值的部分173-2輸出計(jì)算結(jié)果作為信 號(hào) S173-1。用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的六像素平均值的部分173-2從具有 不同顏色的相鄰像素A'到I'(除了 E以外的八個(gè)像素)計(jì)算排除最大和最小值的兩個(gè) 像素的六個(gè)像素的平均值。用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的六像素平均值的部分173-2向缺陷 確定部分175輸出計(jì)算結(jié)果。圖10所示的缺陷檢測(cè)和校正電路17A的其他配置和功能與圖5所示的缺陷檢測(cè) 和校正電路17的那些相同。圖11是示出根據(jù)圖10所示的本實(shí)施例的缺陷檢測(cè)和校正電路的缺陷檢測(cè)和校正 處理的流程圖的圖。在圖11所示的處理中，用步驟ST104-1和ST104-2中的處理替換圖9所示的步驟 ST104中的處理。除此之外，圖11所示的處理與圖9所示的處理相同。步驟ST104-1是用于檢測(cè)具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的最大和最小值的部 分173-1的處理。步驟ST104-2是用于計(jì)算具有不同顏色的相鄰像素的數(shù)據(jù)的六像素平均值的部 分173-2的處理。因此，可以通過將排除了最大值和最小值的六個(gè)像素的平均值設(shè)置為具有不同顏 色的相鄰像素的平均值來(lái)改善當(dāng)在具有不同顏色的相鄰像素中存在缺陷像素時(shí)的缺陷檢 測(cè)精度。
另外，圖1所示的像素部分13不局限于圖4所示的單片型成像設(shè)備，且也可以使 用三片型成像設(shè)備。圖12中示出了實(shí)際的計(jì)算例子。每個(gè)像素值的分辨率被設(shè)置為10位(0到1023)。在圖12中，其缺陷要被檢測(cè)的像素是〃 940〃。在該情況下，具有相同顏色的相鄰像素的最大值是〃 1023 〃，且其最小值 是〃 227〃，且具有不同顏色的相鄰像素的最大值是〃 1023〃，且其最小值是〃 190〃。當(dāng)使用最大和最小值來(lái)確定閾值時(shí)，在相同顏色和不同顏色的兩種情況下，最 大值是"1023"。因此，由于通過將“1023”乘以系數(shù)來(lái)計(jì)算閾值的上限，因此計(jì)算超過 “1023” 的值。在此，假設(shè)設(shè)置了像素值分辨率的上限，不可能將其缺陷要被檢測(cè)的像素確定為 缺陷像素，因?yàn)槠淙毕菀粰z測(cè)的像素的值是〃 940〃。這對(duì)最小值也成立。由于這個(gè)原因，應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的方法。在該情況下，具有不同顏色的相鄰像素的平均值是〃沈5.75〃。因此，即使[條件 2]的不同顏色確定閾值被相對(duì)大地設(shè)置為像素值分辨率的一半“512”，但是其缺陷要被檢 測(cè)的像素也可以被確定為缺陷像素，因?yàn)槌浞譂M足[條件2]?？梢詰?yīng)用以下方法作為確定不同顏色確定閾值和相同顏色最大值/最小值確定 系數(shù)的方法。也就是說，可以通過根據(jù)光源的存在來(lái)定義每個(gè)缺陷，從較高的缺陷校正強(qiáng)度朝 向更低的缺陷校正強(qiáng)度而操作閾值和系數(shù)，并設(shè)置剩余缺陷的數(shù)量增加的地點(diǎn)，來(lái)選擇滿 意的操作設(shè)置，作為最佳閾值和最佳系數(shù)。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，可以獲取以下效果。也就是說，根據(jù)本實(shí)施例，即使當(dāng)在外圍存在諸如反射部分的具有高亮度水平的 像素時(shí)，也能夠容易地使用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路或方法來(lái)檢測(cè)缺陷像素。另外，由于該配置簡(jiǎn)單，因此還能夠抑制電路大小和功率消耗。另外，上述每個(gè)實(shí)施例被應(yīng)用于使用CMOS圖像傳感器作為圖像傳感器的固態(tài)成 像裝置(固態(tài)成像設(shè)備)。例如，固態(tài)成像裝置可以應(yīng)用于具有諸如移動(dòng)電話、視頻攝像機(jī)和數(shù)字靜止相機(jī) 的各種成像功能的裝置。另外，以上詳細(xì)描述的方法還可被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)上述過程的程序，其由諸如CPU的 計(jì)算機(jī)執(zhí)行。另外，這樣的程序可以被記錄在記錄介質(zhì)中，比如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤、光盤和軟 盤(注冊(cè)商標(biāo))中，且其中設(shè)置了記錄介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可以存取和執(zhí)行該程序。本申請(qǐng)包含與在2009年11月2日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2009-252447中的公開有關(guān)的主題，其全部?jī)?nèi)容被引用附于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，取決于設(shè)計(jì)需求或其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組 合、子組合和變更，只要它們處于所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，包括平均值獲取部分，在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰 像素、且作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述 缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定部分，至少基于由所述平均值獲取部分獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢 測(cè)的像素是否有缺陷，其中，所述缺陷確定部分通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、由所述平均值 獲取部分獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所 述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，所述平均值獲取部分獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的 所有相鄰像素的像素值的平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，所述平均值獲取部分獲取在排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色 的相鄰像素的像素值中的排除了最大和最小值的像素值的平均值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，所述不同顏色像素閾值可根據(jù)作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素的顏色變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，當(dāng)所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值低于通過從具有不同顏色的相鄰像素的平 均值中減去指定的不同顏色確定閾值而獲得的值時(shí)，或當(dāng)所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素 值高于通過將所述指定的不同顏色確定閾值添加到具有不同暗色的相鄰像素的平均值而 獲得的值時(shí)，所述缺陷確定部分確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素有缺陷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，當(dāng)所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值低于通過從具有不同顏色的相鄰像素的平 均值中減去通過將指定的不同顏色確定閾值乘以每個(gè)顏色的加權(quán)系數(shù)所獲得的值而獲得 的值時(shí)，或當(dāng)所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值高于通過向具有不同暗色的相鄰像素的平 均值添加通過將指定的不同顏色確定閾值乘以每個(gè)顏色的加權(quán)系數(shù)所獲得的值而獲得的 值時(shí)，所述缺陷確定部分確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素有缺陷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，還包括檢測(cè)部分，其在處理區(qū)域中從排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的具有相同顏色的相鄰 像素的像素值中檢測(cè)至少最大和最小值，其中，所述缺陷確定部分具有第一確定功能和第二確定功能，所述第一確定功能通過 比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值與由所述檢測(cè)部分檢測(cè)的具有相同顏色的相鄰像 素的像素值的最大和最小值進(jìn)行第一確定，該第一確定是關(guān)于所述缺陷要被檢測(cè)的像素是 否有缺陷的確定，所述第二確定功能通過比較所屬缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值與由所述 平均值獲取部分獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值進(jìn)行第二確定，所述第二確定是 關(guān)于所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷的確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，所述缺陷確定部分當(dāng)在所述第一確定中確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素沒有缺陷 時(shí)使用所述第二確定功能來(lái)進(jìn)行第二確定處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其中，所述檢測(cè)部分從排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有相同顏色的相鄰像素 的像素值中檢測(cè)排除了最大和最小值的第二最大值和第二最小值，且將所述第二最大和最 小值輸出到所述缺陷確定部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)的像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，還包括替換像素值獲取部分，其獲取當(dāng)所述缺陷要被檢測(cè)的像素有缺陷時(shí)用于替換的像素 值；以及缺陷像素替換部分，其根據(jù)所屬缺陷確定部分的確定結(jié)果，用由所述替換像素值獲取 部分獲取的像素值來(lái)替換所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值。
11.一種成像裝置，包括像素部分，包括對(duì)被攝體圖像成像的成像設(shè)備；以及像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，其從所述成像設(shè)備接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并進(jìn)行像素缺陷檢測(cè)和校 正處理，其中，所述像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備包括平均值獲取部分，在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰 像素、且作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述 缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定部分，至少基于由所述平均值獲取部分獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢 測(cè)的像素是否有缺陷，以及所述缺陷確定部分通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、由所述平均值獲取部 分獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷 要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。
12.—種像素缺陷檢測(cè)和校正方法，包括以下步驟在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰像素、且作為感興 趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像 素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及基于在平均值獲取步驟中獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷，其中，在缺陷確定步驟中，通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、在平均值獲取 步驟中獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述 缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。
13.一種程序，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行像素缺陷檢測(cè)和校正處理，包括平均值獲取處理，在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰 像素、且作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述 缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定處理，基于在平均值獲取處理中獲取的平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像 素是否有缺陷，其中，在缺陷確定處理中，通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、在平均值獲取處理中獲取的具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述 缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。
全文摘要
一種像素缺陷檢測(cè)和校正設(shè)備，包括平均值獲取部分，在排列了具有相同顏色的多個(gè)相鄰像素和具有不同顏色的多個(gè)相鄰像素、且作為感興趣的像素的缺陷要被檢測(cè)的像素在中心的處理區(qū)域中，獲取排除了所述缺陷要被檢測(cè)的像素的、具有不同顏色的相鄰像素的像素值的平均值；以及缺陷確定部分，至少基于所述平均值，確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。其中，所述缺陷確定部分通過比較所述缺陷要被檢測(cè)的像素的像素值、具有不同顏色的相鄰像素的平均值、和指定的不同顏色像素閾值來(lái)確定所述缺陷要被檢測(cè)的像素是否有缺陷。
文檔編號(hào)H04N5/367GK102055918SQ20101052199
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者橋爪淳 申請(qǐng)人:索尼公司