專利名稱：像素缺陷檢測和校正設(shè)備以及像素缺陷檢測和校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如一種像素缺陷檢測和校正設(shè)備以及像素缺陷檢測和校正方法。
背景技術(shù)：
作為固態(tài)成像器件中的像素缺陷，存在白缺陷和黑缺陷，在白缺陷中，一定數(shù)量的電荷不變地加到正常信號(源于CCD(電荷耦合器件)中的晶體缺陷等)，而在黑缺陷中，相對于正常信號，信號電平以一定的比率減小(源于CCD的芯片上透鏡劃痕等)，或者不變地輸出0或更低的信號電平(源于CCD的光電二極管的斷路)。這些像素缺陷在成像的時候變成點狀瑕疵，并且導(dǎo)致圖像質(zhì)量的惡化，從而提出了各種用于通過信號處理來檢測和校正缺陷的裝置。
關(guān)于傳統(tǒng)公開的像素缺陷檢測和校正設(shè)備，一般而言，在調(diào)整的時候檢測像素缺陷，并且將其位置存儲在諸如寄存器的存儲器件中，在成像的時候參考這些位置，并且根據(jù)目標(biāo)像素附近的像素的數(shù)據(jù)計算內(nèi)插值，并且通過以該內(nèi)插值替換缺陷像素數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插。
例如，在專利文獻(xiàn)1的第 段中公開了這樣一種機(jī)制，其中與成像同時執(zhí)行像素缺陷校正和缺陷檢測；并且為了使關(guān)于成像器件的應(yīng)當(dāng)被校正的缺陷數(shù)處于預(yù)定設(shè)置范圍內(nèi)，響應(yīng)于缺陷像素數(shù)而可變地設(shè)置關(guān)于缺陷檢測的電平比較閾值，并且還在單個存儲器裝置中存儲缺陷像素的位置信息、缺陷像素在當(dāng)前幀之前的幀中也被檢測為缺陷像素的檢測幀數(shù)、以及表示對于缺陷像素在緊鄰之前的幀中是否已執(zhí)行校正的信息。
此外，在專利文獻(xiàn)2的公開摘要的[結(jié)構(gòu)]中公開了這樣一種設(shè)備，其包括電平差檢測電路，在固態(tài)成像器件中檢測來自第一像素的第一像素信號和來自第一像素附近的第二像素的第二像素信號之間的電平差；比較器，比較該電平差檢測電路的輸出信號與預(yù)定閾值；以及存儲器，存儲在該比較器中獲得的多個場(field)的比較結(jié)果；以及使用該存儲器中的存儲器信息確定缺陷像素。
此外，在專利文獻(xiàn)3的公開摘要的[結(jié)構(gòu)]中公開了這樣一種設(shè)備，其包括系統(tǒng)控制器；開關(guān)；和預(yù)檢測處理電路，基于CCD元件的輸出信號，從CCD元件的像素中檢測輸出特定電平的信號的缺陷像素；以及寄存器，存儲由此檢測的缺陷像素的位置數(shù)據(jù)；并且在其中刪除存儲在寄存器中的位置數(shù)據(jù)。
此外，在專利文獻(xiàn)4的公開摘要的[結(jié)構(gòu)]中公開了這樣一種機(jī)制，其中當(dāng)執(zhí)行缺陷檢查時，通過在比較器中比較CCD固態(tài)成像器件的成像輸出電平與預(yù)定的檢測電平來檢測缺陷像素；由計數(shù)器對所檢測的這些缺陷像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)；當(dāng)所檢測的數(shù)目超過存儲器中的容許數(shù)時，通過在檢測電平設(shè)置電路中設(shè)置高于以前的比較器檢測電平，降低缺陷檢測靈敏性，并且重復(fù)再檢查，直到缺陷像素數(shù)變得容許為止。
已
公開日本專利申請No.2002-51266[專利文獻(xiàn)2]已
公開日本專利申請No.H6-284346[專利文獻(xiàn)3]已
公開日本專利申請No.H5-260385[專利文獻(xiàn)4]已
公開日本專利申請No.H6-315112發(fā)明內(nèi)容然而，在上述傳統(tǒng)缺陷像素校正方法中，可校正的缺陷像素數(shù)受到存儲器件的容量的限制，從而為了增加將被校正的像素的數(shù)目，有必要增大存儲器件的容量，從而導(dǎo)致增大檢測電路的門電路規(guī)模(gate scale)，這是不便的。
此外，采用傳統(tǒng)的方法，不能充分地檢測和校正后來發(fā)生和在調(diào)整的時候由于工作溫度等的變化而未被檢測的缺陷，這是不便的。
此外，在專利文獻(xiàn)1中，由于在單個存儲器件中存儲了缺陷像素的位置信息、缺陷像素在當(dāng)前幀之前的幀中也被檢測為缺陷像素時所檢測的幀數(shù)、以及表示對于缺陷像素在緊鄰之前的幀中是否執(zhí)行了校正的信息，因此可校正的缺陷像素的數(shù)目受到存儲器裝置的容量的限制，并且為了增加可校正像素的數(shù)目，有必要增大存儲器裝置的容量，這是不便的。
此外，在專利文獻(xiàn)2中，由于檢測成像器件中第一像素與第一像素附近的第二像素之間的電平差，并且將與閾值相比的關(guān)于缺陷像素的判斷結(jié)果預(yù)先存儲在存儲器中，因此可校正的缺陷像素的數(shù)目受到存儲器的容量的限制，并且為了增加可校正像素的數(shù)目，有必要增大存儲器的容量，這是不便的。
此外，在專利文獻(xiàn)3中，由于如果與由缺陷像素檢測裝置存儲在存儲器裝置中的位置數(shù)據(jù)對應(yīng)的像素未被連續(xù)檢測預(yù)定或更多次數(shù)，則從存儲器裝置中刪除位置數(shù)據(jù)，并且雖然去除了因檢測時的條件包括溫度變化等而產(chǎn)生的影響，但是可校正缺陷像素的數(shù)目受到存儲器裝置的容量的限制，并且為了增加可校正像素的數(shù)目，有必要增大存儲器裝置的容量，這是不便的。
此外，在專利文獻(xiàn)4中，由于對缺陷像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)并且當(dāng)其數(shù)目超過了存儲器中的容許數(shù)時，通過在缺陷檢測裝置中提高用于電平比較的閾值，提高檢測靈敏性，從而雖然高效地使用有限容量的存儲器裝置，但是可校正缺陷像素的數(shù)目受到存儲器裝置的容量的限制，并且為了增加可校正像素的數(shù)目，有必要增大存儲器裝置的容量，這是不便的。
因此，本發(fā)明是鑒于上述幾點而提出的，并且提供了一種像素缺陷檢測和校正設(shè)備以及像素缺陷檢測和校正方法，其中可校正缺陷像素的數(shù)目不受到存儲器件的容量的限制，并且可以充分地檢測和校正后來發(fā)生和由于工作溫度變化等而在調(diào)整的時候未被檢測出的其它缺陷。
本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正設(shè)備包括色差和亮度計算裝置，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置，基于在色差和亮度計算裝置中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算裝置，相對于缺陷判斷目標(biāo)像素獲得內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；亮度內(nèi)插值計算裝置，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置、來自色差內(nèi)插值計算裝置和亮度內(nèi)插值計算裝置的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果該像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)每一種缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理；以及內(nèi)插值使用選擇裝置，選擇由缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
因此，根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行以下操作。
色差和亮度計算裝置計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)。最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置基于在色差和亮度計算裝置中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值。色差內(nèi)插值計算裝置相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值。亮度內(nèi)插值計算裝置相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值。缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置、來自色差內(nèi)插值計算裝置和來自亮度內(nèi)插值計算裝置的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果所述像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理。內(nèi)插值使用選擇裝置選擇由缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值。根據(jù)本發(fā)明，在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正方法包括色差和亮度計算步驟，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟，基于通過色差和亮度計算步驟算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算步驟，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；亮度內(nèi)插值計算步驟，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟、來自色差內(nèi)插值計算步驟和來自亮度內(nèi)插值計算步驟的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，并相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果所述像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理；以及內(nèi)插值使用選擇步驟，基于優(yōu)先次序而選擇通過缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
因此，根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行以下操作。
在色差和亮度計算步驟中，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)。在最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟中，基于在色差和亮度計算步驟中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值。在色差內(nèi)插值計算步驟中，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值。在亮度內(nèi)插值計算步驟中，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值。在缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟中，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟、來自色差內(nèi)插值計算步驟和來自亮度內(nèi)插值計算步驟的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，并相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果所述像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理。在內(nèi)插值使用選擇步驟中，基于優(yōu)先次序而選擇在缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟中獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值。根據(jù)本發(fā)明，在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。


圖1是示出應(yīng)用于本發(fā)明實施例的缺陷檢測和校正控制塊的配置的圖；圖2A到2C示出了缺陷檢測方法和檢測目標(biāo)像素，其中圖2A是鄰近八個像素的色差絕對值比較；圖2B是鄰近八個像素的比較；而圖2C是最靠近的八個像素之間的比較；圖3是示出內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的圖；以及圖4是示出內(nèi)插值使用選擇塊的操作的流程圖。
具體實施例方式
下面將在需要時參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。
圖1以簡單的方式示意性地示出了應(yīng)用于本發(fā)明實施例的缺陷檢測和校正控制塊的基本配置。
首先，說明應(yīng)用于本實施例的缺陷檢測和校正控制塊1的配置。用作本實施例的核心的像素缺陷檢測和校正控制塊1位于具有CCD 2等的成像塊與生成亮度信號和色彩信號的照相機(jī)信號處理塊之間，其中成像塊通過輸入端4提供包含像素缺陷的圖像輸入信號I，并且照相機(jī)信號處理塊通過輸出端5提供包含已校正數(shù)據(jù)的圖像輸出信號O。
應(yīng)用于本實施例的缺陷檢測和校正控制塊1包括色差和亮度計算塊(1-2)，其中計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)，其中基于在色差和亮度計算裝置中算出的值，檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括色差內(nèi)插值計算塊(1-4)，其中相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)，其中相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)，其基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)、來自色差內(nèi)插值計算塊(1-4)和來自亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果該像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括內(nèi)插值使用選擇塊(1-7)，其中選擇在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中獲得的被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1被配置成在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
此外，缺陷檢測和校正控制塊1包括延遲產(chǎn)生塊(1-1)，其中對圖像輸入信號執(zhí)行延遲處理，以便在后繼塊中處理每一個像素。
應(yīng)用于本發(fā)明實施例的如上配置的缺陷檢測和校正控制塊1執(zhí)行下面操作。
通過優(yōu)化色差和亮度計算塊(1-2)、色差內(nèi)插值計算塊(1-4)和亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)的計算方法，缺陷檢測和校正控制塊1可以應(yīng)用于補(bǔ)色信號處理系統(tǒng)和原色信號處理系統(tǒng)的每一個，并且可以獨立于CCD的成像模式如單板(single-board)、多板(multi-board)等。以下描述應(yīng)用于單板補(bǔ)色信號處理系統(tǒng)的例子。
在應(yīng)用于本發(fā)明實施例的缺陷檢測和校正控制塊1中，色差和亮度計算塊(1-2)、最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)、色差內(nèi)插值計算塊(1-4)、亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)、缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)和內(nèi)插值使用選擇塊(1-7)執(zhí)行下面操作。
在色差和亮度計算塊(1-2)中，作為缺陷檢測所需的鄰近八個像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差絕對值，在圖2A所示的鄰近八個像素的色差絕對值比較中，相對于缺陷檢測比較目標(biāo)像素，計算|A-A’|、|B-B’|、|C-C’|、|D-D’|、|F-F’|、|G-G’|、|H-H’|、|I-I’|和|E-E’|。
此外，相對于圖3所示的內(nèi)插值計算目標(biāo)像素，將在色差內(nèi)插值計算塊(1-4)和亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)中使用的色差和亮度數(shù)據(jù)計算為B-B’、D-D’、E-E’、F-F’、H-H’和B+B’、D+D’、E+E’、F+F’、H+H’。
在最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)中，基于在色差和亮度計算塊(1-2)中算出的值，檢測在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中使用的各種數(shù)據(jù)的最大和最小值。
單獨地相對于每一種缺陷檢測方法，在基于圖2A所示的鄰近八個像素之間的色差絕對值比較的缺陷像素檢測中，從|A-A’|、|B-B’|、|C-C’|、|D-D’|、|F-F’|、|G-G’|、|H-H’|、|I-I’|中檢測最大值；在基于圖2B所示的鄰近八個像素之間的比較的缺陷像素檢測中，從A、B、C、D、F、G、H和I中檢測最大和最小值；并且在基于圖2C所示的最靠近的八個像素之間的比較的缺陷像素檢測中，從A”、B”、C”、D”、F”、G”、H”和I”中檢測最大和最小值。
在色差內(nèi)插值計算決(1-4)中，如下計算內(nèi)插值。首先，相對于圖3所示的內(nèi)插值計算目標(biāo)像素，計算垂直色差相關(guān)系數(shù)Kc_v＝|(B-B’)-(H-H’)|/2和水平色差相關(guān)系數(shù)Kc_h＝|(D-D’)-(F-F’)|/2，然后計算垂直/水平色差相關(guān)系數(shù)Kc_hv＝Kc_h/(Kc_h+Kc_V)，其中當(dāng)Kc_h+Kc_v＝0時，Kc_hv＝0.5。此外，計算垂直內(nèi)插值c_v＝(((B-B’)+(H-H’))/2)×Kc_hv和水平內(nèi)插值c_h＝(((D-D’)+(F-F’))/2)×(1-Kc_hv)，并且獲得缺陷判斷目標(biāo)像素E的色差內(nèi)插值E_c_hv＝E’+(c_v+c_h)。
在亮度內(nèi)插值計算塊(1+5)中，如下計算內(nèi)插值。首先，相對于圖3所示的內(nèi)插值計算目標(biāo)像素，計算垂直亮度相關(guān)系數(shù)Ky_v＝|(B+B’)-(H+H’)|/2和水平色差相關(guān)系數(shù)Ky_h＝|(D+D’)-(F+F’)|/2，然后計算垂直/水平色差相關(guān)系數(shù)Ky_hv＝Ky_h/(Ky_h+Ky_V)。此外，計算垂直內(nèi)插值y_v＝(((B+B’)+(H+H’))/2)×Ky_hv和水平內(nèi)插值y_h＝(((D+D’)+(F+F’))/2)×(1+Ky_hv)，并且獲得缺陷判斷目標(biāo)像素E的亮度內(nèi)插值E_y_hv＝E’-(y_v+y_h)。
在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)、來自色差內(nèi)插值計算塊(1-4)和來自亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)的數(shù)據(jù)，使用三種缺陷檢測方法來相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素E的缺陷判斷，并且如果像素E被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法通過以內(nèi)插值替換像素E的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理。
第一缺陷檢測方法1是基于圖2A所示的鄰近八個像素之間的色差絕對值比較的缺陷像素檢測。
在E是缺陷判斷目標(biāo)像素的情況下，在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中，將在最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)中算出的鄰近八個像素的色差絕對值當(dāng)中的最大值乘以系數(shù)α1以獲得閾值T1，其中系數(shù)α1可以基于來自位于外部的通信設(shè)置部分3的設(shè)置而從外部任意地設(shè)置。
此外，缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)計算絕對值|E_y_hv-E_c_hv|，其是分別在色差內(nèi)插值計算塊(1-4)中和在亮度內(nèi)插值計算塊(1-5)中算出的缺陷判斷目標(biāo)像素E的色差內(nèi)插值E_c_hv與缺陷判斷目標(biāo)像素E的亮度內(nèi)插值E_y_hv之間的差值絕對值。
另外，在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中，通過將缺陷判斷目標(biāo)像素E的絕對值乘以系數(shù)β1來計算作為限值L的值，其中系數(shù)β1可以通過來自位于外部的通信設(shè)置部分3的通信設(shè)置從外部任意地設(shè)置。在比較這些計算結(jié)果之后，如果獲得以下面公式1表達(dá)的關(guān)系，則將缺陷判斷目標(biāo)像素E判斷為有缺陷。
|E-E’|＞T1(條件1-1)和|E_y_hv-E_c_hv|＜L(條件1-2)在該缺陷檢測方法中，作為鄰近像素之間的差值的色差用來進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)缺陷，并且相比于其它兩種缺陷檢測方法，該方法可以以較少的錯誤檢測而應(yīng)用于各種圖像。通過獲得色差絕對值，可以在信號電平發(fā)生大量變化的圖像部分如邊界區(qū)域中減少錯誤檢測。另外，通常在正常的圖像部分中不滿足條件1-2的限制，相反，在缺陷部分中通常滿足條件1-2的限制，從而可以防止正常像素的錯誤檢測。此外，該限制對于防止緊鄰在缺陷之前的像素的錯誤檢測是有效的。
在該檢測方法中采用亮度內(nèi)插值作為最優(yōu)內(nèi)插值。即使對被錯誤檢測的正常像素執(zhí)行內(nèi)插處理，也可以最小化對圖像質(zhì)量的影響。
第二缺陷檢測方法2是基于圖2B所示的鄰近八個像素之間的比較的缺陷像素檢測。
在E是缺陷判斷目標(biāo)像素的情況下，缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)將由最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)算出的鄰近八個像素當(dāng)中的最大值乘以系數(shù)α2以獲得閾值T2_max，其中系數(shù)α2基于來自位于外部的通信設(shè)置部分3的通信設(shè)置而從外部任意地設(shè)置。
類似地，缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)將鄰近八個像素當(dāng)中的最小值乘以系數(shù)γ2以獲得閾值T2_min，其中系數(shù)γ2基于來自位于外部的通信設(shè)置部分3的通信設(shè)置而從外部任意地設(shè)置。在比較這些計算結(jié)果之后滿足下面公式2中的關(guān)系的情況下，將缺陷判斷目標(biāo)像素E判斷為有缺陷。
E＞T2_max(條件2-1)或者E＜T2_min(條件2-2)與其它兩種缺陷檢測方法相比，該檢測方法可應(yīng)用于具有強(qiáng)對比度的圖像，如黑白條紋，以便以較少錯誤檢測獲得高檢測效率。在本檢測方法中，采用色差內(nèi)插值作為最優(yōu)內(nèi)插值。
第三缺陷檢測方法3是基于圖2C所示的最靠近的八個像素之間的比較的缺陷像素檢測。
在E是缺陷判斷目標(biāo)像素的情況下，缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)將由最大和最小數(shù)據(jù)值檢測塊(1-3)獲得的最靠近八個像素當(dāng)中的最大值乘以系數(shù)α3以獲得閾值T3_max，其中系數(shù)α3基于來自位于外部的通信設(shè)置部分3的通信設(shè)置而從外部任意地設(shè)置。
類似地，缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)將最靠近的八個像素當(dāng)中的最小值乘以系數(shù)γ3以獲得閾值T3_min，其中系數(shù)γ3基于來自位于外部的通信設(shè)置部分3的通信設(shè)置而從外部任意地設(shè)置。在比較這些計算結(jié)果之后滿足下面公式3中的關(guān)系的情況下，將缺陷判斷目標(biāo)像素E判斷為有缺陷。
E＞T3_max(條件3-1)或者E＜T3_min(條件3-2)
相對于在其它兩種缺陷檢測方法中很有可能被錯誤檢測的明亮圖像(光反射部分、燈等)，甚至采用不同濾色鏡的最靠近像素的信號電平也經(jīng)常相互類似。相反，如果存在缺陷，則經(jīng)常地在檢測到缺陷的像素的信號電平與采用不同濾色鏡的最靠近像素的信號電平之間存在差別。這樣，在采用其它兩種缺陷檢測方法的檢測困難的情況下，根據(jù)該檢測方法，可以在亮圖像部分中改善缺陷檢測靈敏性。在該檢測方法中，采用亮度內(nèi)插值作為最優(yōu)內(nèi)插值。
在內(nèi)插值使用選擇塊(1-7)中選擇在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中獲得的、被判斷為有缺陷的像素E的最終輸出值。如上所述，在缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1-6)中執(zhí)行三種缺陷檢測方法和針對這三種方法的每一種而優(yōu)化的內(nèi)插處理；適于應(yīng)用于這三種缺陷檢測方法的每一種的圖像相對于這三種方法而不同，其中減少了錯誤檢測并且保持了最高的缺陷檢測效率。從而，如下根據(jù)各個缺陷檢測方法的特征選擇像素E的最終輸出值。
圖4是示出內(nèi)插值使用選擇塊(1-7)的操作的流程圖。
在圖4中，在步驟S1判斷像素是否通過第一缺陷檢測方法1已被檢測為有缺陷。如果在步驟S1該像素通過第一缺陷檢測方法1已被檢測為有缺陷，則在步驟S2輸出第一缺陷檢測方法1的內(nèi)插值，而不管其它檢測方法的判斷結(jié)果。
在步驟S1該像素通過第一缺陷檢測方法1未被檢測為有缺陷的情況下，在步驟S3判斷該像素是否通過第二缺陷檢測方法2已被檢測為有缺陷。在該像素通過第二缺陷檢測方法2已被檢測為有缺陷的情況下，除非在步驟S4該像素通過第一缺陷檢測方法1已被檢測為有缺陷，否則輸出第二缺陷檢測方法2的內(nèi)插值，而不管缺陷檢測方法3的判斷結(jié)果。
在步驟S3該像素通過第二缺陷檢測方法2未被檢測為有缺陷的情況下，在步驟S5判斷該像素是否通過第三缺陷檢測方法3已被檢測為有缺陷。如果該像素通過第三缺陷檢測方法3已被檢測為有缺陷，則在該像素通過其他兩種缺陷檢測方法未被檢測為有缺陷的條件下，在步驟S6輸出第三缺陷檢測方法3的內(nèi)插值。
如果該像素通過任何缺陷檢測方法未被檢測為有缺陷，則在步驟S7輸出像素E的值而不施加任何處理。
根據(jù)上述實施例，第一，由于緊接在檢測到像素缺陷之后執(zhí)行內(nèi)插處理，因此用于存儲缺陷像素位置的存儲器件是不必要的，并且可以防止執(zhí)行缺陷檢測和校正的區(qū)域受到限制。
第二，由于用于存儲缺陷像素位置的存儲器件是不必要的，因此可以以低成本對所有像素執(zhí)行缺陷校正。
第三，由于在成像的時候連續(xù)地執(zhí)行缺陷檢測和內(nèi)插，因此可以檢測和校正后來由于成像器件的溫度變化等而產(chǎn)生的缺陷。
第四，同時執(zhí)行多種缺陷檢測和適于每一種檢測的內(nèi)插處理，并且基于各種缺陷檢測方法的特征來決定最終的內(nèi)插輸出值，從而可以最小化內(nèi)插之后正常像素的錯誤檢測。
第五，由于基于每一種缺陷檢測方法的通信設(shè)置來設(shè)置在執(zhí)行缺陷檢測時所使用的閾值，因此可以最小化正常像素的錯誤檢測并且可以最大化檢測缺陷像素的效率。
第六，由于優(yōu)化了缺陷檢測方法和內(nèi)插方法的組合，因此即使在錯誤檢測了正常像素并且對其執(zhí)行內(nèi)插處理的情況下，也可以最小化對圖像質(zhì)量惡化的影響。
第七，由于在缺陷檢測的時候、基于從亮度和色差算出的內(nèi)插值的信號電平與檢測目標(biāo)像素的信號電平之間的關(guān)系來設(shè)置檢測限值，因此檢測很有可能被錯誤檢測的圖像的狀態(tài)，并且可以防止錯誤的檢測。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于上述實施例，而是相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它配置也可以應(yīng)用于此。
在由成像裝置拾取的圖像數(shù)據(jù)中檢測和校正像素缺陷的像素缺陷檢測和校正設(shè)備中，本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正設(shè)備包括色差和亮度計算裝置，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置，基于由色差和亮度計算裝置算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算裝置，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；亮度內(nèi)插值計算裝置，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置、來自色差內(nèi)插值計算裝置和來自亮度內(nèi)插值計算裝置的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法、相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理；以及內(nèi)插值使用選擇裝置，選擇由缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置獲得的被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷；從而，由于緊接在檢測到像素缺陷之后執(zhí)行內(nèi)插處理，因此用于存儲缺陷像素位置的存儲器件是不必要的，從而防止執(zhí)行缺陷檢測和校正的區(qū)域受到限制，并且由于在成像的時候連續(xù)地執(zhí)行缺陷檢測和內(nèi)插，因此可以檢測和校正后來由于成像器件的溫度變化等而產(chǎn)生的缺陷。
此外，如上所述，相對于缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置中的缺陷判斷，本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正設(shè)備使用缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值和亮度內(nèi)插值對缺陷判斷設(shè)置限值，從而通過在缺陷檢測的時候基于從亮度和色差算出的內(nèi)插值的信號電平與檢測目標(biāo)像素的信號電平之間的關(guān)系來設(shè)置對檢測的限值，可以檢測很有可能被錯誤檢測的圖像的狀態(tài)，并且由此可以減少錯誤的檢測。
此外，如上所述，相對于缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置中的缺陷判斷和內(nèi)插處理，本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正設(shè)備使用多種缺陷檢測方法和針對每一種缺陷檢測方法而優(yōu)化的內(nèi)插方法，同時執(zhí)行每一種缺陷檢測和內(nèi)插處理，從而即使執(zhí)行了錯誤檢測，也最小化圖像質(zhì)量的惡化，并且在上述內(nèi)插值使用選擇裝置中，通過基于各種缺陷檢測方法的特征而決定最終內(nèi)插輸出值來選擇最終內(nèi)插輸出值，使得通過同時執(zhí)行多種缺陷檢測和適于每一種檢測的內(nèi)插處理、以基于各種缺陷檢測方法的特征來決定最終內(nèi)插輸出值，可以最小化內(nèi)插之后的正常像素的錯誤檢測，并且由于優(yōu)化了缺陷檢測方法和內(nèi)插方法的組合，因此即使對被錯誤檢測的正常像素執(zhí)行內(nèi)插處理，也可以最小化對圖像質(zhì)量惡化的影響。
此外，如上所述，相對于本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正設(shè)備，由于可以從外部任意地設(shè)置上述限值，因此通過基于每一種缺陷檢測方法的通信設(shè)置來決定在檢測缺陷時所使用的閾值，可以最小化正常像素的錯誤檢測并且可以最大化檢測缺陷像素的效率。
在由成像裝置拾取的圖像數(shù)據(jù)中檢測和校正像素缺陷的像素缺陷檢測和校正方法中，本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正方法包括色差和亮度計算步驟，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟，基于在色差和亮度計算步驟中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算步驟，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素而獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；亮度內(nèi)插值計算步驟，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素而獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插值處理步驟，基于來自最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟、來自色差內(nèi)插值計算步驟和來自亮度內(nèi)插值計算步驟的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果該像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理；以及內(nèi)插值使用選擇步驟，基于優(yōu)先次序而選擇在缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟中獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷；從而，由于緊接在檢測到像素缺陷之后執(zhí)行內(nèi)插處理，因此用于存儲缺陷像素的位置的存儲器件是不必要的，從而防止執(zhí)行缺陷檢測和校正的區(qū)域受到限制，并且由于在成像的時候連續(xù)地執(zhí)行缺陷檢測和內(nèi)插，因此可以檢測和校正后來由于成像器件的溫度變化等而產(chǎn)生的缺陷，并且還可以以優(yōu)先次序輸出缺陷檢測的內(nèi)插值。
此外，如上所述，相對于本發(fā)明的像素缺陷檢測和校正方法，由于上述內(nèi)插值使用選擇步驟中的優(yōu)先次序是鄰近八個像素的色差絕對值比較、鄰近八個像素的比較和最靠近的八個像素之間的比較，因此有可能以鄰近八個像素的色差絕對值比較、鄰近八個像素的比較和最靠近的八個像素之間的比較這一次序輸出缺陷檢測的內(nèi)插值。
權(quán)利要求
1.一種像素缺陷檢測和校正設(shè)備，在由成像裝置拾取的圖像數(shù)據(jù)中檢測和校正像素缺陷，其包括色差和亮度計算裝置，計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置，基于在色差和亮度計算裝置中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算裝置，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；亮度內(nèi)插值計算裝置，相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置，基于來自所述最大和最小數(shù)據(jù)值檢測裝置、來自所述色差內(nèi)插值計算裝置和來自所述亮度內(nèi)插值計算裝置的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果所述像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)，以執(zhí)行內(nèi)插處理；以及內(nèi)插值使用選擇裝置，選擇在所述缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置中獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素缺陷檢測和校正設(shè)備，其中相對于所述缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置中的缺陷判斷，使用缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值和亮度內(nèi)插值對缺陷判斷設(shè)置限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素缺陷檢測和校正設(shè)備，其中在所述缺陷判斷和內(nèi)插處理裝置中，使用多種缺陷檢測方法和針對每一種缺陷檢測方法而優(yōu)化、以即使當(dāng)執(zhí)行錯誤檢測時也最小化圖像質(zhì)量的惡化的內(nèi)插方法，來同時執(zhí)行每種缺陷檢測和內(nèi)插處理，并且在所述內(nèi)插值使用選擇裝置中，基于缺陷檢測方法的特征而決定最終內(nèi)插輸出值，以便選擇最終內(nèi)插輸出值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素缺陷檢測和校正設(shè)備，其中可以從外部任意地設(shè)置所述限制。
5.一種像素缺陷檢測和校正方法，在由成像裝置拾取的圖像數(shù)據(jù)中檢測和校正像素缺陷，其包括以下步驟計算缺陷檢測所需的鄰近像素和缺陷判斷目標(biāo)像素的色差的絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)、以及關(guān)于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素的數(shù)據(jù)；基于在色差和亮度計算步驟中算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的色差內(nèi)插值；相對于內(nèi)插值計算目標(biāo)像素獲得缺陷判斷目標(biāo)像素的亮度內(nèi)插值；基于來自所述最大和最小數(shù)據(jù)值檢測步驟、來自所述色差內(nèi)插值計算步驟和來自所述亮度內(nèi)插值計算步驟的數(shù)據(jù)，使用多種缺陷檢測方法，相對于每一種缺陷檢測方法同時執(zhí)行缺陷判斷目標(biāo)像素的缺陷判斷，并且如果所述像素被判斷為有缺陷，則根據(jù)缺陷檢測方法，通過以內(nèi)插值替換像素的原始數(shù)據(jù)來執(zhí)行內(nèi)插處理；以及選擇在所述缺陷判斷和內(nèi)插處理步驟中獲得的、被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值；其中在成像期間連續(xù)地檢測和校正像素缺陷，并且通過以最優(yōu)方式組合多種缺陷檢測方法和內(nèi)插方法來檢測和校正圖像數(shù)據(jù)中的像素缺陷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素缺陷檢測和校正方法，其中所述內(nèi)插值使用選擇步驟中的優(yōu)先次序是鄰近八個像素的色差絕對值比較、鄰近八個像素的比較和最靠近的八個像素之間的比較。
全文摘要
像素缺陷檢測/校正設(shè)備，可校正缺陷像素的數(shù)目不受記錄單元的容量限制，并可以檢測/校正延遲缺陷，該設(shè)備包括色差和亮度計算塊(1－2)，計算鄰近像素和缺陷判斷像素的色差絕對值、色差和亮度數(shù)據(jù)；塊(1－3)，基于從色差和亮度算出的值而檢測各種數(shù)據(jù)的最大和最小值；色差內(nèi)插值計算塊(1－4)和亮度內(nèi)插值計算塊(1－5)，獲得缺陷判斷像素的色差內(nèi)插值和亮度內(nèi)插值；缺陷判斷和內(nèi)插處理塊(1－6)，用于使用多種缺陷檢測方法，在各種缺陷檢測方法下同時執(zhí)行缺陷判斷像素的缺陷判斷，并且如果找到缺陷像素，根據(jù)相關(guān)缺陷檢測方法執(zhí)行內(nèi)插處理；和內(nèi)插值選擇塊(1－7)，選擇被判斷為有缺陷的像素的最終輸出值。
文檔編號H04N5/372GK1732693SQ20038010736
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者米田豐, 小磯學(xué) 申請人:索尼株式會社