专利名称：像素缺陷检测和校正设备和方法、成像装置、和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有检测和补偿在诸如CCD或CMOS传感器的固态成像设备中的缺陷 (defect)像素的功能的像素缺陷检测和校正设备、成像装置、像素缺陷检测和校正方法和 程序。
背景技术：
通常，已知在诸如CXD (电荷耦合器件)和CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器 的固态成像设备中生成缺陷像素。在这种固态成像设备中，已知由于半导体器件等的局部晶体缺陷，生成输出异常 成像信号的缺陷像素，且这导致图像质量的恶化。缺陷像素的例子包括黑缺陷像素和白缺陷像素。也就是说，固态成像设备的像素缺陷包括通过向正常信号电平添加预定量的电荷 引起的白缺陷和信号电平以预定速率降低或总是输出大约零的信号电平的黑缺陷。由于这些缺陷使得在图像输出时的图像质量的恶化，因此已经提出了各种缺陷检 测和校正方法(例如，见日本专利No. 3747909)。为了确定感兴趣的像素是否有缺陷，通常设置某个阈值并当感兴趣的像素的值超 过阈值时确定感兴趣的像素有缺陷。在通常技术中，通过将具有相同颜色或不同颜色的八个相邻像素的最大和最小值 乘以可以从外部设置的系数而获得的值通常被用作阈值。
发明内容
但是，在这种缺陷检测方法中，例如，当在感兴趣的像素周围存在从其一部分反射 光的高亮度像素时，使用高亮度像素的信号电平作为用于缺陷确定的阈值。因此，例如，即 使传感器的像素是缺陷的，感兴趣的像素也可能不被识别为缺陷像素。另外，这种缺陷趋于很显眼。例如，在日本专利No. 3747909中公开的技术中，通过将具有相同颜色或不同颜色 的相邻像素的最大和最小值乘以系数而获得的值被用作缺陷确定的阈值。因此，特别当在 要被确定缺陷性的像素附近存在具有高亮度值的像素时，可能不能进行缺陷确定。另外，在该技术中，虽然使用了相关，但是未考虑在纵向的色差或亮度，且操作趋 于复杂。考虑上述，期望提供即使在具有相同颜色的相邻像素中存在大值的像素也能够检 测像素缺陷的像素缺陷检测和校正设备、成像装置、像素缺陷检测和校正方法和程序。根据本发明的实施例，提供了像素缺陷检测和校正设备，包括平均值获取部分， 在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻像素、且作为感兴趣的 像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述缺陷要被检测的像素 的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定部分，至少基于由所述平均值获取部分获取的平均值，确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。所述缺陷确定部分 通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、由所述平均值获取部分获取的具有不同颜色 的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷要被检测的像素是否有 缺陷。根据本发明的另一实施例，提供了成像装置，包括像素部分，包括对被摄体图像 成像的成像设备；以及像素缺陷检测和校正设备，其从所述成像设备接收图像数据并进行 像素缺陷检测和校正处理。所述像素缺陷检测和校正设备包括平均值获取部分，在排列了 具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻像素、且作为感兴趣的像素的缺 陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述缺陷要被检测的像素的、具有不 同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定部分，至少基于由所述平均值获取部 分获取的平均值，确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。所述缺陷确定部分通过比较 所述缺陷要被检测的像素的像素值、由所述平均值获取部分获取的具有不同颜色的相邻像 素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。根据本发明的另一实施例，提供了像素缺陷检测和校正方法，包括以下步骤在排 列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻像素、且作为感兴趣的像素 的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述缺陷要被检测的像素的、具 有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及基于在平均值获取步骤中获取的平均值， 确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。在缺陷确定步骤中，通过比较所述缺陷要被检 测的像素的像素值、在平均值获取步骤中获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指 定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。根据本发明的另一实施例，提供了程序，使得计算机执行像素缺陷检测和校正处 理，包括平均值获取处理，在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个 相邻像素、且作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了 所述缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定 处理，基于在平均值获取处理中获取的平均值，确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。 在缺陷确定处理中，通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、在平均值获取处理中获 取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷要被 检测的像素是否有缺陷。根据本发明的实施例，即使当在具有相同颜色的相邻像素中存在具有大值的像素 时，也能够检测像素缺陷。
图1是示出应用根据本发明的实施例的像素缺陷检测和校正设备的成像装置的 配置的例子的方框图；图2是示出作为像素排列的例子的拜耳(Bayer)排列的图；图3是示出根据本实施例的像素部分的单位像素的配置的例子的电路图；图4是示出图1所示的像素部分的配置的例子的图；图5是示出根据本实施例的缺陷检测和校正电路的配置的例子的图；图6是示出在拜耳排列上的5像素X 5像素的处理区的例子的图7是具有相同颜色的相邻像素的说明图；图8是具有不同颜色的相邻像素的说明图；图9是示出图5所示的根据本实施例的缺陷检测和校正电路的缺陷检测和校正处 理的流程图的图；图10是示出根据本实施例的缺陷检测和校正电路的配置的第二例子的图，且也 是示出将排除最大和最小值的六个像素的平均值设置为具有不同颜色的像素的平均值的 缺陷检测和校正电路的图；图11是示出图10所示的根据本实施例的缺陷检测和校正电路的缺陷检测和校正 处理的流程图的图；以及图12是示出实际计算的例子的图。
具体实施方式
此后，将参考附图描述本发明的实施例。另外，按以下顺序进行说明。1.成像装置的整个配置的例子2.像素部分的配置的例子3.缺陷检测和校正电路的配置的例子4.关于缺陷检测和校正处理的说明<1.成像装置的整个配置的例子>图1是示出应用根据本发明的实施例的像素缺陷检测和校正设备的成像装置的 配置的例子的方框图。如图1所示，成像装置10包括光学系统11和作为固态成像设备的CMOS图像传感 器12。光学系统11在成像设备12的成像表面上形成被摄体(subject)图像。CMOS图像传感器12包括像素部分13、模拟前端(AFE) 14、模拟到数字转换器 (ADC) 15、和预处理部分16。CMOS图像传感器12包括采用根据本发明的实施例的像素缺陷检测和校正方法的 缺陷检测和校正电路17、后处理部分18以及功能和时序控制部分19。像素部分13由CMOS传感器形成，且多个单位像素以矩阵排列。例如，采用图2所示的拜耳排列作为像素部分13中的像素排列。图3是示出本实施例中的像素部分13中的单位像素的配置的例子的电路图。图3示出在本实施例中的由四个晶体管形成的CMOS图像传感器的像素的例子。每个像素电路130具有由例如图3所示的光电二极管形成的光电转换元件131。另外，像素电路130具有转移晶体管132、复位晶体管133、放大晶体管134和选择 晶体管135的四个晶体管，作为一个光电转换元件131的有源元件。光电转换元件131进行将入射光光电转换为对应于光量的电荷(在此，电子)。转移晶体管132在光电转换元件131和浮置扩散FD之间连接，且作为控制信号的 传输信号TG被通过转移控制线LTx发送到转移晶体管132的栅极(转移栅极)。因此，转移晶体管132向浮置扩散FD转移由光电转换元件131光电转换的电子。
复位晶体管133连接在电源线LVDD和浮置扩散FD之间，且作为控制信号的复位 信号RST通过复位控制线LRST被发送到复位晶体管133的栅极。因此，复位晶体管133将浮置扩散FD的电势复位到电源线LVDD的电势。放大晶体管134的栅极被连接到复位扩散FD。放大晶体管134通过选择晶体管 135连接到信号线LSGN，并与在像素部分外部提供的恒定电流源136 —起形成源极跟随器。另外，作为根据地址信号的控制信号的选择信号SEL通过选择控制线LSEL发送到 选择晶体管135的栅极。因此，导通选择晶体管135。如果选择晶体管135导通，则放大晶体管134放大浮置扩散FD的电势，并向信号 线LSGN输出对应于该电势的电压。从每个像素输出的电压通过信号线LSGN被输出到作为 读取电路的AFE 14。例如，对一行的像素同时进行这些操作，因为以行为单位连接转移晶体管132、复 位晶体管133和选择晶体管135的栅极。在像素部分13中，以像素排列的行为单位布线被布线到像素阵列部分的复位控 制线LRST、传输控制线LTx和选择控制线LSEL的组。由垂直扫描电路(未示出)驱动复位控制线LRST、传输控制线LTx和选择控制线 LSEL。另外，输出信号线LSGN被连接到包括相关双采样(⑶S)电路等的读取电路。在本实施例中，制作AFE 14以具有CDS电路功能。当在通过用预处理部分16进行数字信号处理而获得的数字图像信号中存在缺陷 像素信号时，缺陷检测和校正电路17使用稍后将详细描述的缺陷像素检测和校正方法来 校正该缺陷像素信号，并将校正之后的数字信号输出到后处理部分18。在本实施例中，缺陷检测和校正电路17具有在缺陷确定处理中使用具有不同颜 色的八个相邻像素的平均值来计算用于缺陷确定的阈值的功能。另外，缺陷检测和校正电路17具有在缺陷确定处理中使用在具有不同颜色的八 个相邻像素之中排除最大值和最小值的六个像素的平均值来计算缺陷确定阈值的功能。另外，缺陷检测和校正电路17具有在缺陷确定处理中使用在具有不同颜色的八 个相邻像素之中排除最大值和最小值的六个像素的平均值计算缺陷确定阈值、以便可以对 每个滤色器改变阈值的功能。另外，缺陷检测和校正电路17具有使用具有相同颜色的八个相邻像素的最大值 和最小值计算缺陷确定阈值的功能。另外，缺陷检测和校正电路17具有使用在具有相同颜色的八个相邻像素之中排 除最大值和最小值的第二最大值和第二最小值来计算缺陷确定阈值的功能。此后，将描述成像装置10的功能的概述，且然后将描述像素部分的具体配置和缺 陷检测和校正电路17的具体配置和功能的例子。[成像装置的功能的概述]通过光学系统11向CMOS图像传感器12的像素部分13输入从被摄体获得的入射光。通过像素部分13中的光电转换将该入射光转换为电信号，然后输入到AFE 14。输 入的电信号在AFE 14进行相关双采样和自动增益控制(AGC)之后被输出作为电信号。
从AFE 14输出的电信号在由ADC 15进行A/D转换处理之后被输出作为数字信号。由预处理部分16进行对该数字信号的各种数字处理，且该数字信号被输出到缺 陷检测和校正电路17。当在数字信号中存在缺陷像素信号时，缺陷检测和校正电路17使用稍后描述的 缺陷像素检测和校正方法来校正该缺陷像素信号，并输出校正之后的数字信号。该数字信号被输入到后处理部分18，并在进行各种数字处理之后被输出。该数字 信号变为CMOS图像传感器12的输出信号。另外，功能和时序控制部分19控制CMOS图像传感器12的每个部分的操作。<2.像素部分的配置的例子>图4是示出图1所示的像素部分13的配置的例子的图。像素部分13具有有效像素区21和空白区22和23，如图4所示，该有效像素区21 具有多个有效像素31，每个有效像素31具有对应于RGB颜色之一的滤色器。空白区22具有OB像素区25和哑像素区对，其中OB像素区25具有多个光学黑 (OB)像素32，且哑像素区M具有多个哑像素33。有效像素区21包括R (红色)传输滤色器的像素PX10、B (蓝色)传输滤色器的像 素PX11、和G (绿色)传输滤色器的像素PX12，作为有效像素31，且这些像素以矩阵形式排 列。有效像素区21具有第一滤色器行FLTl 1，在该第一滤色器行FLTl 1中，在水平方向 (X方向)上交替重复R传输滤色器的像素PXlO和G传输滤色器的像素PX12。有效像素区21具有第二滤色器行FLT12，在该第二滤色器行FLT12中，在水平方向 上交替重复G传输滤色器的像素PX12和B传输滤色器的像素PXl 1。在有效像素区21中，在垂直方向(Y方向)上重复地交替排列第一和第二滤色器 行 FLTll 和 FLT12。第一滤色器行FLTll的G传输滤色器的像素PX12和第二滤色器行FLT12的G传 输滤色器的像素PX12被排列为在垂直方向上彼此不重叠。通常，使用该滤色器排列作为拜 耳排列。另外，类似于具有RGB的滤色器的有效像素31，在其中OB像素32处于遮光 (shaded)状态下的OB行OPBll中可能存在缺陷像素。在哑像素行DMYll中没有缺陷。从多个哑像素行DMYl 1、多个OB行OPBll和第一和第二滤色器行FLTll和FLT12 交替输出这些像素输出。在本实施例中，在多个OB行OPB 11和有效像素区21的多个行中进行缺陷检测和 校正处理。<3.缺陷检测和校正电路的配置的例子〉图5是示出根据本实施例的作为像素缺陷检测和校正设备的缺陷检测和校正电 路17的配置的例子的图。图6是示出在拜耳排列上的(5像素X5像素的)处理区的例子的图。图7是具有相同颜色的相邻像素的说明图。
图8是具有不同颜色的相邻像素的说明图。如图5所示，缺陷检测和校正电路17包括线(line)缓冲器171、用作检测部分的 用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172、用作平均值获取部 分的用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173和缺陷像素校正值计 算部分174。缺陷检测和校正电路17包括缺陷确定部分175、阈值和系数设置部分176和缺陷 像素替换部分177。由用于四条线的存储器形成线缓冲器171，且线缓冲器171根据从像素部分13输 出的拜耳排列信号SIM生成(水平方向上的5个像素)X (垂直方向上的5个像素)的处 理区PRCA，其具有在中央的感兴趣的像素(其缺陷要被检测的像素DJPX)，如图6所示。线缓冲器171向用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部 分172、用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173和缺陷像素校正值 计算部分174输出信号S171，其包括关于所生成的处理区PRCA的信息。在此，水平方向是在图6所示的坐标系统上的X方向，且垂直方向是Y方向。用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172从图7所示 的具有相同颜色的相邻像素A到I (除了 E)选择(检测)最大值MAX和最小值MIN。在此，由图7中的附图标记E表示的像素是其缺陷要被检测的像素DJPX。用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172向缺陷确 定部分175输出检测结果，作为信号S172。另外，用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172可以 被配置以检测从除了其缺陷要被检测的像素之外的、具有相同颜色的相邻像素的像素值中 排除最大值和最小值的第二最大值和第二最小值。用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173计算图8所示的具 有不同颜色的相邻像素A'到I'(除了 E)的平均值。用于检测具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173向缺陷确定部分 175输出计算结果，作为信号S173。缺陷像素校正值计算部分174计算当其缺陷要被检测的像素DJPX有缺陷时用于 替换的像素值。缺陷像素校正值计算部分174向缺陷像素替换部分177输出所计算的像素值，作 为信号S174。缺陷确定部分175将位于前一级的用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的 最大和最小值的部分172的输出值乘以系数CMAX和CMIN，其中，由阈值和系数设置部分 176设置的具有相同颜色的相邻像素SCAP的最大和最小值MAX和MIN乘以该系数CMAX和 CMIN。缺陷确定部分175将具有不同颜色的相邻像素DCAP的平均值AVR的阈值JVth添 加到平均值AVR，该平均值AVR是用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部 分173的输出，且还从平均值AVR减去阈值JVth。缺陷确定部分175比较其缺陷要被检测的像素DJPX(E)与作为阈值的乘法结果和 加法结果的每个，且确定其是否是缺陷像素。
具体地，缺陷确定部分175确定以下条件。如果满足这些条件的至少一个，缺陷确 定部分175确定其缺陷要被检测的像素E是缺陷像素。[条件1具有相同颜色的相邻像素的比较]MAX X CMAX < VLEMINXCMIN > VLE在此，MAX，CMAX, MIN, CMIN，和VLE分别指示具有相同颜色的相邻像素的最大值、 相同颜色最大值确定系数、具有相同颜色的相邻像素的最小值、相同颜色最小值确定系数 和其缺陷要被检测的像素E的像素值。[条件2具有不同颜色的相邻像素的比较]VLE < AVR-JVthAVR+JVth < VLE在此，VLE, AVRJP JVth分别指示其缺陷要被检测的像素E的像素值、具有不同的 颜色的相邻像素的平均值和不同颜色确定阈值。缺陷确定部分175向缺陷像素替换部分177输出确定结果，作为信号S175。根据缺陷确定部分175的输出，缺陷像素替换部分177用由缺陷像素校正值计算 部分174计算的缺陷像素校正值来替换其缺陷要被检测的像素E的像素值VLE。缺陷像素替换部分177输出包括校正数据的图像信号作为信号S17。在此，可以为每个滤色器不同地设置不同颜色确定阈值JVth，且可以根据色温来 改变该设置。在该情况下，将条件2处理为以下条件加。[条件加具有不同颜色的相邻像素的比较(滤色器加权)]VLE < AVR-JVth X WRGBAVR+JVth X WRGB < VLE在此，如上所述，VLE，AVR，和JVth分别指示其缺陷要被检测的像素E的像素值、具 有不同的颜色的相邻像素的平均值和不同颜色确定阈值。另外，WRGB指示RGB的每个的加 权值。<4.关于缺陷检测和校正处理的说明>图9是示出根据图5所示的本实施例的缺陷检测和校正电路的缺陷检测和校正处 理的流程图的图.[步骤 ST101]首先，在步骤STlOl中，线缓冲器171根据从像素部分13输出的拜耳排列信号SIM 生成(在水平方向上的5个像素)X (垂直方向上的5个像素)的处理区PRCA，其具有在中 央的感兴趣的像素(其缺陷要被检测的像素DJPX)。包括关于由线缓冲器171生成的处理区PRCA的信息的信号S171被输出到用于检 测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172、用于计算具有不同颜色的 相邻像素的数据的平均值的部分173和缺陷像素校正值计算部分174。用于检测具有相同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分172从图7所示 的具有相同颜色的相邻像素A到I (除了 E)检测最大值MAX和最小值MIN。向缺陷确定部分175供应检测结果作为信号S172。
[步骤 ST102]在步骤ST102中，缺陷确定部分175将供应的最大和最小值MAX和MIN乘以系数 CMAX和CMIN，其中，由阈值和系数设置部分176设置的具有相同颜色的相邻像素SCAP的最 大和最小值MAX和MIN乘以该系数CMAX和CMIN。取代使用系数的乘法，还能够从外部设置阈值，且进行加法或减法。或者，取代对于最大和最小值的处理，还能够将在最大和最小值之间的差乘以系 数，并加上或减去阈值。在该情况下，条件1是以下条件la。[条件Ia具有相同颜色的相邻像素的比较]DFMXMN X CDFMXMN+MAX < VLEMIN-DFMXMN X CDFMXMN > VLE在此，DFMXMN，⑶FMXMN，MAX和VLE分别指示最大和最小值之间的差、最大和最小 值之间的差的系数、最大值、和其缺陷要被检测的像素E的像素值。[步骤 STlO3]在步骤ST103中，缺陷确定部分175确定乘法结果是否满足条件1。此外，在步骤ST103中，缺陷确定部分175确定条件1或条件la。或者，缺陷确定 部分175可以确定条件1和条件Ia两者。[步骤 ST104]如果在步骤ST103确定不满足条件1，用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据 的平均值的部分173在步骤ST104中计算具有不同颜色的相邻像素A'到I'(除了 E)的 平均值。向缺陷确定部分175供应所计算的平均值作为信号S173。[步骤 ST105]在步骤ST105中，缺陷确定部分175将具有不同颜色的相邻像素DCAP的平均值 AVR的阈值JVth添加到平均值AVR，且再从平均值AVR减去该阈值JVth，平均值AVR是用于 计算具有不同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173的输出。[步骤 STlO6]在步骤ST106中，缺陷确定部分175确定乘法结果是否满足条件2。此外，在步骤ST106中，缺陷确定部分175确定条件2或条件加。或者，缺陷确定 部分175可以确定条件2和条件加两者。另外，缺陷确定部分175的确定结果被供应到缺陷像素替换部分177作为信号 S175。[步骤 STlO7]如果在步骤ST103中确定满足条件1或如果在步骤ST106中确定满足条件2，则在 步骤ST106中由缺陷像素校正值计算部分174计算当其缺陷要被检测的像素DDPX有缺陷 时用于替换的像素值。该像素值被供应到缺陷像素替换部分177作为信号S174。[步骤 STlO8]在步骤ST108中，根据缺陷确定部分175的输出，缺陷像素替换部分177用由缺陷 像素校正值计算部分174计算的缺陷像素校正值来替换其缺陷要被检测的像素E的像素值 VLE。
[步骤 ST109]在步骤ST109中，包括在步骤ST108中的处理之后的校正数据的图像信号被输出 到随后的处理系统作为信号S17。或者在步骤ST109中，当在步骤S106中确定满足条件2时，不包括校正数据的图 像信号S17被输出到随后的处理系统。也就是说，其缺陷要被检测的像素DJPX(E)被照原 样输出。另外，可以在步骤ST101、ST102和ST103的先前阶段中进行步骤ST107中的处理。接下来，将描述当排除最大和最小值的六个像素的平均值被设置为具有不同颜色 的相邻像素的平均值时的缺陷检测和校正处理系统。图10是示出根据本实施例的缺陷检测和校正电路的配置的第二例子的图，且也 是示出将排除最大和最小值的六个像素的平均值设置为具有不同颜色的相邻像素的平均 值的缺陷检测和校正电路的图。在图10所示的缺陷检测和校正电路17A中，利用用于检测具有不同颜色的相邻像 素的数据的最大和最小值的部分173-1和用于计算具有不同的颜色的相邻像素的数据的 六像素平均值的部分173-2来替换图5所示的缺陷检测和校正电路17的、用于计算具有不 同颜色的相邻像素的数据的平均值的部分173。用于检测具有不同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分173-1计算具 有不同颜色的相邻像素A'到I'(除了 E)的最大和最小值。用于检测具有不同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部分173-1向用于 计算具有不同颜色的相邻像素的数据的六像素平均值的部分173-2输出计算结果作为信 号 S173-1。用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的六像素平均值的部分173-2从具有 不同颜色的相邻像素A'到I'(除了 E以外的八个像素)计算排除最大和最小值的两个 像素的六个像素的平均值。用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的六像素平均值的部分173-2向缺陷 确定部分175输出计算结果。图10所示的缺陷检测和校正电路17A的其他配置和功能与图5所示的缺陷检测 和校正电路17的那些相同。图11是示出根据图10所示的本实施例的缺陷检测和校正电路的缺陷检测和校正 处理的流程图的图。在图11所示的处理中，用步骤ST104-1和ST104-2中的处理替换图9所示的步骤 ST104中的处理。除此之外，图11所示的处理与图9所示的处理相同。步骤ST104-1是用于检测具有不同颜色的相邻像素的数据的最大和最小值的部 分173-1的处理。步骤ST104-2是用于计算具有不同颜色的相邻像素的数据的六像素平均值的部 分173-2的处理。因此，可以通过将排除了最大值和最小值的六个像素的平均值设置为具有不同颜 色的相邻像素的平均值来改善当在具有不同颜色的相邻像素中存在缺陷像素时的缺陷检 测精度。
另外，图1所示的像素部分13不局限于图4所示的单片型成像设备，且也可以使 用三片型成像设备。图12中示出了实际的计算例子。每个像素值的分辨率被设置为10位(0到1023)。在图12中，其缺陷要被检测的像素是〃 940〃。在该情况下，具有相同颜色的相邻像素的最大值是〃 1023 〃，且其最小值 是〃 227〃，且具有不同颜色的相邻像素的最大值是〃 1023〃，且其最小值是〃 190〃。当使用最大和最小值来确定阈值时，在相同颜色和不同颜色的两种情况下，最 大值是"1023"。因此，由于通过将“1023”乘以系数来计算阈值的上限，因此计算超过 “1023” 的值。在此，假设设置了像素值分辨率的上限，不可能将其缺陷要被检测的像素确定为 缺陷像素，因为其缺陷要被检测的像素的值是〃 940〃。这对最小值也成立。由于这个原因，应用根据本实施例的方法。在该情况下，具有不同颜色的相邻像素的平均值是〃沈5.75〃。因此，即使[条件 2]的不同颜色确定阈值被相对大地设置为像素值分辨率的一半“512”，但是其缺陷要被检 测的像素也可以被确定为缺陷像素，因为充分满足[条件2]。可以应用以下方法作为确定不同颜色确定阈值和相同颜色最大值/最小值确定 系数的方法。也就是说，可以通过根据光源的存在来定义每个缺陷，从较高的缺陷校正强度朝 向更低的缺陷校正强度而操作阈值和系数，并设置剩余缺陷的数量增加的地点，来选择满 意的操作设置，作为最佳阈值和最佳系数。如上所述，根据本实施例，可以获取以下效果。也就是说，根据本实施例，即使当在外围存在诸如反射部分的具有高亮度水平的 像素时，也能够容易地使用相对简单的电路或方法来检测缺陷像素。另外，由于该配置简单，因此还能够抑制电路大小和功率消耗。另外，上述每个实施例被应用于使用CMOS图像传感器作为图像传感器的固态成 像装置(固态成像设备)。例如，固态成像装置可以应用于具有诸如移动电话、视频摄像机和数字静止相机 的各种成像功能的装置。另外，以上详细描述的方法还可被实现为根据上述过程的程序，其由诸如CPU的 计算机执行。另外，这样的程序可以被记录在记录介质中，比如半导体存储器、磁盘、光盘和软 盘(注册商标)中，且其中设置了记录介质的计算机可以存取和执行该程序。本申请包含与在2009年11月2日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-252447中的公开有关的主题，其全部内容被引用附于此。本领域技术人员应该理解，取决于设计需求或其他因素，可以进行各种修改、组 合、子组合和变更，只要它们处于所附权利要求或其等效物的范围内。
权利要求
1.一种像素缺陷检测和校正设备，包括平均值获取部分，在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻 像素、且作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述 缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定部分，至少基于由所述平均值获取部分获取的平均值，确定所述缺陷要被检 测的像素是否有缺陷，其中，所述缺陷确定部分通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、由所述平均值 获取部分获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所 述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。
2.根据权利要求1的像素缺陷检测和校正设备，其中，所述平均值获取部分获取排除了所述缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的 所有相邻像素的像素值的平均值。
3.根据权利要求2的像素缺陷检测和校正设备，其中，所述平均值获取部分获取在排除了所述缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色 的相邻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.根据权利要求3的像素缺陷检测和校正设备，其中，所述不同颜色像素阈值可根据作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素的颜色变化。
5.根据权利要求1到4中任一项的像素缺陷检测和校正设备，其中，当所述缺陷要被检测的像素的像素值低于通过从具有不同颜色的相邻像素的平 均值中减去指定的不同颜色确定阈值而获得的值时，或当所述缺陷要被检测的像素的像素 值高于通过将所述指定的不同颜色确定阈值添加到具有不同暗色的相邻像素的平均值而 获得的值时，所述缺陷确定部分确定所述缺陷要被检测的像素有缺陷。
6.根据权利要求1到5中任一项的像素缺陷检测和校正设备，其中，当所述缺陷要被检测的像素的像素值低于通过从具有不同颜色的相邻像素的平 均值中减去通过将指定的不同颜色确定阈值乘以每个颜色的加权系数所获得的值而获得 的值时，或当所述缺陷要被检测的像素的像素值高于通过向具有不同暗色的相邻像素的平 均值添加通过将指定的不同颜色确定阈值乘以每个颜色的加权系数所获得的值而获得的 值时，所述缺陷确定部分确定所述缺陷要被检测的像素有缺陷。
7.根据权利要求1到6中任一项的像素缺陷检测和校正设备，还包括检测部分，其在处理区域中从排除了所述缺陷要被检测的像素的具有相同颜色的相邻 像素的像素值中检测至少最大和最小值，其中，所述缺陷确定部分具有第一确定功能和第二确定功能，所述第一确定功能通过 比较所述缺陷要被检测的像素的像素值与由所述检测部分检测的具有相同颜色的相邻像 素的像素值的最大和最小值进行第一确定，该第一确定是关于所述缺陷要被检测的像素是 否有缺陷的确定，所述第二确定功能通过比较所属缺陷要被检测的像素的像素值与由所述 平均值获取部分获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值进行第二确定，所述第二确定是 关于所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷的确定。
8.根据权利要求7的像素缺陷检测和校正设备，其中，所述缺陷确定部分当在所述第一确定中确定所述缺陷要被检测的像素没有缺陷 时使用所述第二确定功能来进行第二确定处理。
9.根据权利要求7或8的像素缺陷检测和校正设备，其中，所述检测部分从排除了所述缺陷要被检测的像素的、具有相同颜色的相邻像素 的像素值中检测排除了最大和最小值的第二最大值和第二最小值，且将所述第二最大和最 小值输出到所述缺陷确定部分。
10.根据权利要求1到9中任一项的像素缺陷检测和校正设备，还包括替换像素值获取部分，其获取当所述缺陷要被检测的像素有缺陷时用于替换的像素 值；以及缺陷像素替换部分，其根据所属缺陷确定部分的确定结果，用由所述替换像素值获取 部分获取的像素值来替换所述缺陷要被检测的像素的像素值。
11.一种成像装置，包括像素部分，包括对被摄体图像成像的成像设备；以及像素缺陷检测和校正设备，其从所述成像设备接收图像数据并进行像素缺陷检测和校 正处理，其中，所述像素缺陷检测和校正设备包括平均值获取部分，在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻 像素、且作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述 缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定部分，至少基于由所述平均值获取部分获取的平均值，确定所述缺陷要被检 测的像素是否有缺陷，以及所述缺陷确定部分通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、由所述平均值获取部 分获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷 要被检测的像素是否有缺陷。
12.—种像素缺陷检测和校正方法，包括以下步骤在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻像素、且作为感兴 趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述缺陷要被检测的像 素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及基于在平均值获取步骤中获取的平均值，确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷，其中，在缺陷确定步骤中，通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、在平均值获取 步骤中获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述 缺陷要被检测的像素是否有缺陷。
13.一种程序，使得计算机执行像素缺陷检测和校正处理，包括平均值获取处理，在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻 像素、且作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述 缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定处理，基于在平均值获取处理中获取的平均值，确定所述缺陷要被检测的像 素是否有缺陷，其中，在缺陷确定处理中，通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、在平均值获取处理中获取的具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述 缺陷要被检测的像素是否有缺陷。
全文摘要
一种像素缺陷检测和校正设备，包括平均值获取部分，在排列了具有相同颜色的多个相邻像素和具有不同颜色的多个相邻像素、且作为感兴趣的像素的缺陷要被检测的像素在中心的处理区域中，获取排除了所述缺陷要被检测的像素的、具有不同颜色的相邻像素的像素值的平均值；以及缺陷确定部分，至少基于所述平均值，确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。其中，所述缺陷确定部分通过比较所述缺陷要被检测的像素的像素值、具有不同颜色的相邻像素的平均值、和指定的不同颜色像素阈值来确定所述缺陷要被检测的像素是否有缺陷。
文档编号H04N5/367GK102055918SQ20101052199
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年11月2日
发明者桥爪淳 申请人:索尼公司