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JP2550007B2 - Defect detection device for solid-state image sensor - Google Patents
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JP2550007B2 - Defect detection device for solid-state image sensor - Google Patents

Defect detection device for solid-state image sensor

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JP2550007B2
JP2550007B2 JP59056570A JP5657084A JP2550007B2 JP 2550007 B2 JP2550007 B2 JP 2550007B2 JP 59056570 A JP59056570 A JP 59056570A JP 5657084 A JP5657084 A JP 5657084A JP 2550007 B2 JP2550007 B2 JP 2550007B2
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defect
output
detection data
filter
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芳美 平田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像素子の欠陥検出装置に関し、例えば
ビデオカメラにおいて使用される固体撮像素子を製造し
た際に製品の良否を判定する場合に適用して好適なもの
である。
The present invention relates to a defect detection apparatus for a solid-state image sensor, and is applied to a case where a quality of a product is judged when the solid-state image sensor used in a video camera is manufactured. And is suitable.

〔背景技術とその問題点〕[Background technology and its problems]

この種の固体撮像素子は多数のピクセルを平面格子上
に形成されているもので、製造上撮像素子の受光面全体
に亘つて均一な特性をもつた固体撮像素子を得ることは
実際上困難であり、順次配列されているピクセルから得
られる光電変換出力には種々のノイズ成分が含まれてい
る。
Since this type of solid-state image sensor has a large number of pixels formed on a plane lattice, it is practically difficult to obtain a solid-state image sensor having uniform characteristics over the entire light-receiving surface of the image sensor during manufacturing. The photoelectric conversion output obtained from the pixels arranged in sequence contains various noise components.

すなわち光電変換出力RDを1水平区間分について検出
してみると、第2図(A)に示すように、光電変換出力
RDは第1に、固体撮像素子を水平方向に走査したとき平
均的信号レベルが徐々に変動するシエーデイング成分SH
をもつ。このシエーデイング成分SHは各ピクセルの開口
むら、変換むら、エツチングむら、フイルタの染色むら
等に基づいて発生するもので、比較的低い周波数をもつ
ている。
That is, when the photoelectric conversion output RD is detected for one horizontal section, as shown in FIG.
RD is the shading component SH where the average signal level gradually fluctuates when the solid-state image sensor is horizontally scanned.
With. This shading component SH is generated on the basis of unevenness of aperture of each pixel, unevenness of conversion, unevenness of etching, unevenness of dyeing of a filter, etc., and has a relatively low frequency.

また光電変換出力RDは第2に、ピクセル相互間のむら
に基づいて発生するノイズ成分K0を有する。このノイズ
成分K0は比較的高い周波数をもち、変動幅も比較的大き
い。
Secondly, the photoelectric conversion output RD has a noise component K0 generated based on the unevenness between pixels. This noise component K0 has a relatively high frequency, and its fluctuation range is also relatively large.

以上は欠陥ピクセルを含まない固体撮像素子について
も見られる現象であるが、欠陥ピクセルをもつている場
合の光重変換出力RDは、欠陥があればこれに対応する位
置にパルス状に立上る白欠陥WD又は黒欠陥BDが生ずるこ
とになる。
The above is a phenomenon that can be seen in a solid-state image sensor that does not include a defective pixel. However, if there is a defective pixel, the light-to-multiple conversion output RD is a white pulse rising at a position corresponding to this if there is a defect. A defect WD or a black defect BD will occur.

このように種々の変動成分を含んでなる検出データRD
の中からピクセルの不良に基づく欠陥WD及びBDを抽出し
て当該不良なピクセルを検出するために従来は、検出デ
ータRDを空間フイルタを用いて抽出する方法が用いられ
ていた。ところがこの方法によると、検出しようとする
欠陥の大きさ、種類又は周波数特性に基づいてこれに適
応するように空間フイルタの大きさや重み関数を設定す
る必要があるが、実際上最適値に設定することは困難な
場合が多く、例えば周波数特性に基づいて検出データRD
から欠陥を検出する際に最適な周波数特性をもつた空間
フイルタを設計することは実際上きわめて困難で、容易
なフイルタ例えば3×3又は5×5フイルタによつて実
現することは実際上困難である。
In this way, the detection data RD including various fluctuation components
Conventionally, a method of extracting the detection data RD using a spatial filter has been used in order to detect the defective pixels WD and BD based on the defective pixels from among these and detect the defective pixels. However, according to this method, it is necessary to set the size of the spatial filter and the weighting function so as to adapt to the size, type, or frequency characteristic of the defect to be detected, but actually set the optimum value. In many cases, it is difficult to detect data RD based on frequency characteristics.
It is extremely difficult in practice to design a spatial filter having an optimum frequency characteristic when detecting a defect from an image, and it is practically difficult to realize it with an easy filter such as a 3 × 3 or 5 × 5 filter. is there.

さらに従来の欠陥検出方法によると、検出データRDが
供給された空間フイルタから得られる出力をコンパレー
タにおいて基準値と比較することによつて欠陥を判別す
るようにした場合には、欠陥の集合状態や出力レベルが
検出データRDの信号レベルが変化するとこれに応じて変
化してしまうので欠陥ピクセルから得られる真のデータ
を推定できず、そのため欠陥ピクセルを自動判定するこ
とが困難であつた。
Further, according to the conventional defect detection method, when the defect is determined by comparing the output obtained from the space filter to which the detection data RD is supplied with the reference value in the comparator, the defect collection state and When the signal level of the detection data RD changes, the output level changes accordingly, so that the true data obtained from the defective pixel cannot be estimated, which makes it difficult to automatically determine the defective pixel.

例えば欠陥に対してラプラシアン −1−1− −1 8−1 −1−1−1 をほどこした集合は、第3図に示すように変化する。 For example, the set of Laplacian -1-1-1 -1 8-1 -1-1-1 for defects changes as shown in FIG.

また従来の欠陥検出方法によれば、空間フイルタを用
いて欠陥の検出処理を行なう際に、固体撮像素子の外周
縁部のエリアにあるピクセルについての判定結果を得る
ことができなくなる欠点がある。因みにこの従来の欠陥
検出方法は一般に、空間フイルタリングの範囲を広くと
りかつ複数回フイルタリング処理を行なうのが普通であ
り、かくすれば周縁部の空白エリアの発生を避け得な
い。
Further, according to the conventional defect detection method, when performing the defect detection processing using the spatial filter, it is not possible to obtain the determination result for the pixels in the area of the outer peripheral edge of the solid-state image sensor. In this connection, this conventional defect detection method generally takes a wide range of spatial filtering and performs filtering a plurality of times. In this way, it is unavoidable to generate a blank area at the periphery.

例えば欠陥検出データRDに3×3空間フイルタを用い
た場合には第4図に示すように外周縁エリアにある1ビ
ツト分のピクセルについての演算はできなくなる。
For example, when a 3 × 3 space filter is used for the defect detection data RD, the calculation cannot be performed for one bit of pixels in the outer peripheral area as shown in FIG.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、シエー
デイング成分及びノイズ成分に基づく変動成分が大きい
検出データRDの中に含まれている欠陥を比較的簡易な構
成によつて適確に判定することができるようにした欠陥
検出装置を得ようとするもので、かくするにつき特に固
体撮像素子の外周縁部のピクセルについての欠陥検出演
算を確実に実行し得るようにした欠陥検出装置を提案し
ようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and accurately determines a defect included in the detection data RD having a large variation component based on the shading component and the noise component with a relatively simple configuration. In order to obtain a defect detection device capable of performing such a defect detection device, a defect detection device capable of surely executing a defect detection calculation for pixels of the outer peripheral edge of the solid-state image sensor is proposed. Is what you are trying to do.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

かかる目的を達成するため本発明においては、固体撮
像素子から得られる検出データからシエーデイング成分
を抽出して上記検出データから当該抽出されたシエーデ
イング成分を差し引くことにより上記検出データに含ま
れている欠陥データでなる欠陥検出データを得るように
する。
In order to achieve such an object, in the present invention, defect data contained in the detection data by extracting a shielding component from the detection data obtained from the solid-state imaging device and subtracting the extracted shielding component from the detection data. To obtain defect detection data.

〔実施例〕〔Example〕

第1図について1は固体撮像素子で、例えばCCD(チ
ヤージ カツプルド デバイス)でなる多数のピクセル
をH方向及びV方向に平面格子上に配列してなり、光源
2からの照射光を光電変換する。各ピクセルの光電変換
出力はクロツクドライバ3によつて発生される水平クロ
ツク信号SH及び垂直クロツク信号SVによつて1Hづつ順次
走査されて時間直列的な検出データRDとして入力回路4
を通じてアナログ−デイジタル変換回路5に入力され、
デイジタル信号に変換された後シエーデイング抽出回路
6のピクチヤメモリ7に入力される。ピクチヤメモリ7
は順次1Hごとに到来する検出データRDを受けるごとにア
キユムレータ8を用いて同期加算演算を各ピクセルごと
に実行し、これにより検出データRDに含まれているノイ
ズ成分を低減させるような信号処理を行なつた後当該検
出データを格納保持する。かくして第2図(B)に示す
ように検出データRD(第2図(A))に含まれているピ
クセルごとのむらに基づく高い周波数のノイズ成分K0が
抑圧されて小さいノイズ成分K1に変換されてなる入力デ
ータS1がピクチヤメモリ7から送出されることになる。
Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a solid-state image sensor, which is composed of a large number of pixels, for example, CCDs (Charge Coupled Devices) arranged on a plane lattice in the H direction and the V direction, and photoelectrically converts light emitted from a light source 2. The photoelectric conversion output of each pixel is sequentially scanned by 1H by the horizontal clock signal SH and the vertical clock signal SV generated by the clock driver 3, and is input as the time-serial detection data RD to the input circuit 4
Is input to the analog-digital conversion circuit 5 through
After being converted into a digital signal, it is input to the picture memory 7 of the shielding extraction circuit 6. Picture memory 7
Each time it receives the detection data RD that comes in every 1H, it performs a synchronous addition operation for each pixel using the accumulator 8 and thereby performs signal processing to reduce the noise component included in the detection data RD. After that, the detected data is stored and held. Thus, as shown in FIG. 2 (B), the high frequency noise component K0 based on the unevenness of each pixel included in the detection data RD (FIG. 2 (A)) is suppressed and converted into a small noise component K1. The input data S1 will be sent from the picture memory 7.

ここで入力データS1には固体撮像素子1のピクセルの
異常に基づく欠陥信号WD及びBDと1H区間の間にゆつくり
と変動するシエーデイング成分SHとがそのまま送出され
る。ここでシエーデイング成分SHは順次到来する1H分の
ライン信号全体について類似の傾向をもつて変化する性
質を持つているので各フレームについての同期加算によ
つて抑圧されずにそのまま出力される。また欠陥信号WD
及びBDも複数の隣接するライン信号について類似する信
号として発生しているので抑圧されずにそのまま残るこ
とになる。因に固体撮像素子としてCCDを用いた場合そ
の性質上ピクセルに生じる異常はほとんどの場合H方向
には連続せずV方向にのみ連続するからである。
Here, as the input data S1, the defect signals WD and BD based on the abnormality of the pixel of the solid-state image sensor 1 and the shading component SH that fluctuates slowly during the 1H period are sent as they are. Here, since the shading component SH has the property of changing with a similar tendency with respect to the entire 1H line signal that sequentially arrives, it is output as it is without being suppressed by the synchronous addition for each frame. Also the defect signal WD
Since BD and BD are generated as signals similar to a plurality of adjacent line signals, they are not suppressed and remain as they are. This is because, when a CCD is used as a solid-state image sensor, anomalies that occur in pixels due to its nature do not continue in the H direction in most cases, but continue in the V direction.

このような信号内容をもつ入力データS1は欠陥除去用
フイルタ9に入力される。この欠陥除去用フイルタ9は
第5図に示すような1×5メデイアンフイルタで構成さ
れ、入力データS1の1本のライン信号のうち順次続く5
ピクセル分のデータの中間値を中間位置のデータとして
送出する。すなわち第5図において入力データS1のうち
第j番目のライン出力に含まれている第i番目のビクセ
ル(そのアドレスをxijとする)のデータ「40」を中央
のビツト位置すなわち第3のビツト位置M3に入力すると
共に、順次連接するアドレスx(i−1)j、x(i−
2)jのピクセルのデータ「12」、「10」を第2、第1
のビツト位置M2、M1に記憶し、かつアドレスx(i+
1)j、x(i+2)jのデータ「9」、「11」を第
4、第5のビツト位置M4、M5に入力する。この状態にお
いてフイルタ9は第1〜第5ビツト位置M1〜M5に入力さ
れているデータのうちの中間値を表しているデータ(こ
の実施例の場合第5ビツトのデータ「11」)がフイルタ
9の出力S2として送出される。
The input data S1 having such a signal content is input to the defect removing filter 9. The defect removing filter 9 is composed of a 1 × 5 median filter as shown in FIG.
The intermediate value of the pixel data is transmitted as the intermediate position data. That is, in FIG. 5, the data "40" of the i-th vixel (whose address is xij) contained in the j-th line output of the input data S1 is the central bit position, that is, the third bit position. The addresses x (i-1) j, x (i-) that are input to M3 and are sequentially connected
2) The data “12” and “10” of the pixel of j are second and first.
At bit positions M2 and M1 of address x (i +
1) The data "9" and "11" of j and x (i + 2) j are input to the fourth and fifth bit positions M4 and M5. In this state, the filter 9 outputs the data representing the intermediate value of the data input to the first to fifth bit positions M1 to M5 (the data "11" of the fifth bit in this embodiment). Is output as S2.

かかる動作において第3ビツト位置M3に入力されてい
るデータの内容「40」は白欠陥を表わす大きな値を示し
ているのに対してその値の第1、第2、第4、第5ビツ
ト位置M1、M2、M4、M5の内容「10」、「12」、「9」、
「11」は対応するピクセルが正常であることを表す信号
レベルをもつている。このような場合メデイアンフイル
タ動作により中央位置xijのデータが中間値データ「1
1」(アドレスx(i+2)jのデータ)であるとして
選定してこれを出力S2として送出する。このようにして
欠陥除去用フイルタ9は入力データS1に欠陥が含まれて
いても当該欠陥を除去したフイルタ出力S2を送出できる
ことになる。
In such an operation, the content "40" of the data input to the third bit position M3 shows a large value representing a white defect, whereas the value of the first, second, fourth and fifth bit positions is that value. Contents of M1, M2, M4, M5 "10", "12", "9",
"11" has a signal level indicating that the corresponding pixel is normal. In such a case, the median filter operation causes the data at the central position xij to change to the intermediate value data "1.
1 ”(data at address x (i + 2) j) and sends it as output S2. In this way, the defect removing filter 9 can output the filter output S2 from which the defect is removed even if the input data S1 contains a defect.

なおこのように1×5メデインフイルタを欠陥除去用
フイルタ9として用いた場合にはライン入力の連続する
5ビツト中に3個以上の欠陥があると欠陥除去動作はな
し得なくなるので、このような場合には当該検査中の固
体撮像素子は不良であると判定する。
When the 1 × 5 median filter is used as the defect removing filter 9 as described above, the defect removing operation cannot be performed if there are 3 or more defects in 5 consecutive bit inputs. In this case, it is determined that the solid-state image sensor under inspection is defective.

このフイルタ出力S2はバツフアメモリ10に入力され、
アキユムレータ8を用いて同時加算演算を行なうことに
よつてさらに雑音成分を抑制した後第2図(C)に示す
ようなシエーデイング抽出出力S3を送出する。ここでシ
エーデイング抽出出力S3はフイルタ出力S2(第2図
(B))と比較して欠陥データWD及びBDが除去されかつ
ピクセルごとのむらに基づくノイズ成分K2がさらに小さ
くなつている。このシエーデイング抽出出力S3はローパ
スフイルタ11に与えられる。
This filter output S2 is input to the buffer memory 10,
Noise components are further suppressed by performing simultaneous addition operation using the accumulator 8 and then the shaded extraction output S3 as shown in FIG. 2 (C) is transmitted. Here, as compared with the filter output S2 (FIG. 2 (B)), the shaded extraction output S3 has the defect data WD and BD removed and the noise component K2 based on the unevenness of each pixel is further reduced. This shielding extraction output S3 is given to the low-pass filter 11.

このローパスフイルタ11はシエーデイング抽出出力S3
に含まれているノイズ成分K2を平滑するもので、例えば
第6図又は第7図に示すような3×3ローパスフイルタ
を適用し得る。かくしてローパスフイルタ11の出力端に
は第2図(D)に示すようにほぼシエーデイング成分SH
のみでなる平滑出力S4が得られ、これが周縁部補間回路
12に与えられる。
This low-pass filter 11 has a shielding extraction output S3.
For smoothing the noise component K2 contained in, for example, a 3 × 3 low pass filter as shown in FIG. 6 or 7 can be applied. Thus, at the output end of the low-pass filter 11, as shown in FIG.
A smoothed output S4 is obtained, which is the peripheral interpolation circuit.
Given to twelve.

周縁部補間回路12は欠陥除去用フイルタ9及びローパ
スフイルタ11における処理の際に固体撮像素子1の周縁
部分に演算により求めることができない空白エリアが生
じることを避け得ないので、この空白エリアにデータを
補間して以後の処理をなし得るようにしようとするもの
である。因みに実際上固体撮像素子1において外周縁部
に使用できるか否かが判定されないピクセル群があるこ
とは当該周縁部分が光電変換機能を果し得ないことにな
るので、固体撮像素子を有効に利用するためにはかかる
判定不可能なエリアがないほうがよい。
The peripheral edge interpolating circuit 12 cannot avoid the occurrence of a blank area which cannot be calculated by calculation in the peripheral edge portion of the solid-state image pickup device 1 during the processing in the defect removal filter 9 and the low-pass filter 11, so that the data in this blank area is inevitable. Is interpolated so that the subsequent processing can be performed. Incidentally, if there is a pixel group for which it is not actually determined whether or not the solid-state image sensor 1 can be used for the outer peripheral edge portion, the peripheral edge portion cannot perform the photoelectric conversion function, so the solid-state image sensor is effectively used. In order to do so, it is better that there is no such undecidable area.

実際上第4図のように欠陥除去用フイルタ9として1
×5メデイアンフイルタを用いかつローパスフイルタ11
として3×3フイルタを用いたとすると、平滑出力S4は
第8図に示すようにH方向の外周縁部に3ビツトの空白
エリア21及び22が生ずると共に、V方向の外周縁部に1
ビツトの空白エリア23及び24が生ずる。この空白エリア
21〜24は周縁部補間回路12によつて第9図に示す順序で
補間演算される。
In practice, as shown in FIG.
Uses a 5 median filter and low-pass filter 11
Assuming that a 3 × 3 filter is used, the smoothed output S4 has three bit blank areas 21 and 22 at the outer peripheral edge in the H direction and 1 at the outer peripheral edge in the V direction as shown in FIG.
Blank areas 23 and 24 of the bit result. This blank area
21 to 24 are interpolated by the peripheral interpolation circuit 12 in the order shown in FIG.

すなわちまず左側縁部の空白エリア21は第9図(A)
に示すように当該空白エリア21の内側3ビツトのピクセ
ル群のデータD1を用いて補間する。かくして第9図
(B)に示すように左側周縁部には同じデータD1を有す
る2つのデータエリアが連接して形成されることにな
る。
That is, first, the blank area 21 on the left edge is shown in FIG. 9 (A).
Interpolation is performed using the data D1 of the 3-bit pixel group inside the blank area 21 as shown in FIG. Thus, as shown in FIG. 9 (B), two data areas having the same data D1 are contiguously formed on the left peripheral portion.

次に周縁部補間回路12は上側縁部の空白エリア23に対
してその内側の1ビツトのピクセル群のデータD2を補間
して第9図(C)に示すように互いに同じデータD2を有
する2つのデータエリアを連接させるような補間がなさ
れる。続いて周縁部補間回路12は第9図(C)に示すよ
うに右側縁部の空白エリア22をその内側のデータD3によ
つて補間演算を行ない、これにより第9図(D)に示す
ように互いに同じデータD3を有する2つのエリアが連接
するように形成される。
Next, the peripheral interpolation circuit 12 interpolates the data D2 of the pixel group of one bit inside the blank area 23 of the upper edge to have the same data D2 as shown in FIG. 9C. Interpolation is performed to connect two data areas. Subsequently, as shown in FIG. 9 (C), the peripheral portion interpolation circuit 12 carries out an interpolation operation for the blank area 22 on the right side edge portion by the data D3 inside the blank area 22. As a result, as shown in FIG. 9 (D). , Two areas having the same data D3 are connected to each other.

その後周縁部補間回路12は下側縁部の空白エリア24に
対してその内側のデータD4を補間演算し、かくして第9
図(E)に示すように下側縁部に同じデータD4を有する
2つのエリアが形成される。
After that, the peripheral edge interpolation circuit 12 interpolates the data D4 inside the blank area 24 at the lower edge, and thus the ninth area
As shown in FIG. 7E, two areas having the same data D4 are formed at the lower edge.

このようにして補間出力S5は固体撮像素子1のピクセ
ル全体に亘つて対応するデータをもつ補間出力S5を発生
し、これを減算回路13においてピクチヤメモリ7から送
出される入力データS1から差し引く。
In this way, the interpolation output S5 generates an interpolation output S5 having corresponding data over the entire pixels of the solid-state image sensor 1, and the subtraction circuit 13 subtracts this from the input data S1 sent from the picture memory 7.

ここで入力データS1は第2図(B)について上述した
ように固体撮像素子1において得られる検出データRD
(第2図(A))のノイズ成分K0を抑制したと同様のデ
ータであるから、固体撮像素子1全体のピクセルの出力
がその周縁部のものを含めて出力されている。従つて減
算回路13の減算出力S6は入力データS1(第2図(B))
からそのシエーデイング成分SHを補間出力S5によつて差
し引くことにより、白欠陥WD及び黒欠陥BDのみが残つて
出力されることになる。
Here, the input data S1 is the detection data RD obtained in the solid-state image sensor 1 as described above with reference to FIG.
Since the data is the same as that when the noise component K0 in FIG. 2 (A) is suppressed, the output of pixels of the entire solid-state image sensor 1 is output including that of the peripheral portion. Therefore, the subtraction output S6 of the subtraction circuit 13 is the input data S1 (FIG. 2 (B)).
Then, by subtracting the shading component SH from the interpolation output S5, only the white defect WD and the black defect BD are output.

そしてかかる減算は固体撮像素子1の外周縁部を含む
全面に亘つて実行されるので白欠陥WD又は黒欠陥BDが周
縁部のピクセルに発生すればこれを確実に検出すること
ができる。因みに補間出力S5の当該外周縁部に相当する
信号成分にはその内側にあるピクセル群のデータと同じ
データが補間されているが、実際上シエーデイング曲線
SHの外側縁部における曲線に近似した曲線を得ることが
できるので、入力データS1との減算結果にシエーデイン
グ波形の影響を残さないようにし得る。
Since such subtraction is performed over the entire surface of the solid-state image sensor 1 including the outer peripheral edge portion, if the white defect WD or the black defect BD occurs in the peripheral pixel, it can be reliably detected. By the way, the same data as the data of the pixel group inside is interpolated in the signal component corresponding to the outer peripheral portion of the interpolation output S5, but in reality, the shading curve
Since a curve similar to the curve at the outer edge of SH can be obtained, it is possible not to leave the influence of the shaded waveform on the subtraction result with the input data S1.

減算回路13の減算出力S6は欠陥判定回路14に入力され
る。
The subtraction output S6 of the subtraction circuit 13 is input to the defect determination circuit 14.

欠陥判定回路14は減算出力S6を受けると第2図(F)
に示すように例えば4つの比較レベルCOM1〜COM4を設定
し、欠陥WD又はBDがこれらの比較レベルCOM1〜COM4を越
えたか否かを判定する。そしてその判定結果によつて、
まず第1に欠陥の個数を積算していわゆる点数計算を行
ない、これにより現在検査した固体撮像素子1の点数の
評価を行なう。
When the defect judgment circuit 14 receives the subtraction output S6, FIG.
For example, four comparison levels COM1 to COM4 are set, and it is determined whether the defect WD or BD exceeds these comparison levels COM1 to COM4. And according to the judgment result,
First, so-called score calculation is performed by integrating the number of defects, and the score of the currently inspected solid-state image sensor 1 is evaluated.

また第2に欠陥判定回路14は欠陥WD又はBDが発生した
アドレスを検出していわゆる形状認識、点数計算、後処
理を行なう。
Secondly, the defect determination circuit 14 detects the address where the defect WD or BD occurs and performs so-called shape recognition, score calculation, and post-processing.

また第3の欠陥判定回路14はこれらの形状認識、点数
計算に基づいて欠陥の分布及び大きさを表す欠陥マツプ
を作成する。
The third defect judgment circuit 14 creates a defect map representing the distribution and size of defects based on the shape recognition and the score calculation.

かくして欠陥判定回路14は欠陥判定結果を内容とする
欠陥検出信号ADDを送出する。
Thus, the defect judgment circuit 14 sends out the defect detection signal ADD containing the result of the defect judgment.

以上の構成において、固体撮像素子1から第10図
(A)に示すような検出データRDが得られたとき、欠陥
除去用フイルタ9におけるメデイアンフイルタの動作に
よつてフイルタ出力S2は第10図(B)に示すようにシエ
ーデイング成分SHのみとなり、これをローパスフイルタ
11において平滑した後周縁部補間回路12において補間演
算をする。その補間出力S5を用いて減算回路13において
入力データS1から差し引くと、減算出力S6は第10図
(C)に示すように欠陥信号WD及びBDがシエーデイング
成分SHから分離されて抽出されたと同様の信号を得るこ
とができる。従つて欠陥判定回路14では当該欠陥WD及び
BDのアドレスを容易に判別できる。
With the above configuration, when the detection data RD as shown in FIG. 10 (A) is obtained from the solid-state image sensor 1, the filter output S2 is shown in FIG. 10 by the operation of the median filter in the defect removal filter 9. As shown in (B), there is only the shielding component SH, and this is the low-pass filter.
After the smoothing in 11, the interpolation calculation is performed in the rear edge interpolation circuit 12. When the subtraction circuit 13 subtracts from the input data S1 using the interpolation output S5, the subtraction output S6 is the same as the defect signals WD and BD separated and extracted from the shaded component SH as shown in FIG. 10C. You can get a signal. Therefore, in the defect judgment circuit 14, the defect WD and
The BD address can be easily identified.

なお、カラー画像用の欠陥除去用フイルタ9としては
第11図の構成のものを適用すればよい。すなわち固体撮
像素子1は第11図(A)に示すように3原色信号R、
G、Bに対応するピクセルを順次配列した構成を有する
が、各3原色信号のピクセルにはそれぞれ特有のカラー
フイルタが装着されているので、欠陥除去用フイルタ9
のフイルタリングも各色ごとに行なう必要がある。この
ような場合には各原色信号R、G、Bに対してそれぞれ
第11図(B)に示すように中間に2ビツト分のマスク部
SKを形成してなるマスク21を用いて各原色信号を互いに
分離して当該分離出力をメデイアンフイルタにかけるよ
うにすればよい。
The defect removing filter 9 for a color image may have the structure shown in FIG. That is, as shown in FIG. 11 (A), the solid-state image sensor 1 has three primary color signals R,
Although it has a configuration in which pixels corresponding to G and B are sequentially arranged, a pixel for each of the three primary color signals is provided with a unique color filter, so the defect removing filter 9
It is necessary to perform the filtering for each color. In such a case, for each of the primary color signals R, G and B, as shown in FIG.
The primary color signals may be separated from each other by using the mask 21 formed by SK, and the separated output may be applied to the median filter.

ここで、本発明に用いるフイルタを第12図により説明
する。ピクチヤメモリ7から抽出して得られる入力デー
タS1のうち隣接する2ビツトのデータを比較してその最
大値又は最小値を選択して行くようにすることによつて
黒欠陥又は白欠陥を含まないフイルタ出力を得ようとす
るものである。
Here, the filter used in the present invention will be described with reference to FIG. By comparing adjacent two-bit data among the input data S1 extracted from the picture memory 7 and selecting the maximum value or the minimum value thereof, a filter containing no black defect or white defect is selected. It tries to get the output.

この実施例の場合欠陥除去用フイルタ9はピクセルxi
jのフイルタ出力S2を得るにつき前後5つの隣接するビ
ツトのデータを用い、第1ステツプにおいて隣接する2
つのビツトのデータのうちの最大値を選択し、当該選択
出力について第2ステツプにおいて隣接する2つのデー
タのうちの最小値を選択し、当該選択出力について第3
のステツプにおいて隣接する2つのデータのうちの最小
値を選択し、当該選択出力について第4ステツプにおい
て2つのデータのうちの最大値を選択する。このように
すればピクセルxij位置におけるデータとして不良ピク
セルに基づく欠陥によるデータを除去してなるフイルタ
出力を得ることができる。かくするにつき第5図のメデ
イアンフイルタの演算では時間がかかりすぎたり、ハー
ド的に適用することができない問題がある装置について
これに代わる簡易な構成として用いることができる。
In this embodiment, the defect removing filter 9 is the pixel xi.
To obtain the filter output S2 of j, the data of five adjacent bits before and after are used, and two adjacent bits are used in the first step.
Select the maximum value of the two bit data, select the minimum value of the two adjacent data in the second step for the selected output, and select the third value for the selected output.
In step 4), the minimum value of the two adjacent data is selected, and for the selected output, the maximum value of the two data is selected in the fourth step. In this way, the filter output can be obtained by removing the data due to the defect based on the defective pixel as the data at the pixel xij position. For this reason, the calculation of the median filter shown in FIG. 5 takes too much time and can be used as a simple configuration as an alternative to a device having a problem that it cannot be applied in hardware.

また上述の欠陥除去用フイルタ9に代え空間フイルタ
又は2次元フイルタを用いた構成のものを適用してもよ
い。
Further, instead of the defect removing filter 9 described above, a structure using a space filter or a two-dimensional filter may be applied.

また第1図の構成のローパスフイルタ11としてカラー
画像を処理する場合には第13図の構成のものを適用し得
る。すなわちバツフアメモリ10から受けたシエーデイン
グ出力S3を第13図に示すようにメモリエリアM11を中心
に例えばR信号についてのデータを記憶させておき、ま
ずメモリM11を下方に1ビツトシフトさせてデータR2を
取込み、次にメモリM11を上方に1ビツトシフトさせて
下側のデータR3を取込み、次にメモリM11を右に3ビツ
トシフトさせてデータR4を取込む。
When processing a color image as the low-pass filter 11 having the configuration shown in FIG. 1, the one having the configuration shown in FIG. 13 can be applied. That is, as shown in FIG. 13, the shading output S3 received from the buffer memory 10 is stored in the memory area M11 as the center for storing data on, for example, the R signal. Next, the memory M11 is shifted upward by 1 bit to take in the lower data R3, and then the memory M11 is shifted right by 3 bits to take in the data R4.

そしてローパスフイルタ11は次の(1)式 MW=(R1+R2+R3+R4)/4 …(1) を用いて平均化出力MWを得てこれを平滑出力S4として送
出する。
Then, the low-pass filter 11 obtains the averaged output MW using the following equation (1) MW = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4 (1) and sends this as the smoothed output S4.

このようにして信号処理をするローパスフイルタ11を
用いればいかなるカラーパターンの画像信号についても
適用でき、かつ全てのピクセルについて同時処理ができ
るローパスフイルタを実現し得る。
By using the low-pass filter 11 that performs signal processing in this manner, it is possible to realize a low-pass filter that can be applied to image signals of any color pattern and that can simultaneously process all pixels.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば、順次続く所定数のピク
セル群に対応する検出データについてその中間の値をも
つ1つの検出データを選択出力するような処理を検出デ
ータの各ピクセルについて施すことにより検出データに
含まれているシエーデイング成分を抽出すると共に、検
出データから当該抽出したシエーデイング成分を差し引
くことにより検出データに含まれている欠陥成分を抽出
できるようにしたことにより、従来の空間フイルタを利
用して検出データから直接に当該検出データに含まれて
いる欠陥成分を抽出する場合のように、空間フイルタの
大きさや重み係数や周波数特性を最適値に設定するとい
う極めて困難なことを行う必要がなく、単純な処理の繰
返しにより、検出データに含まれているノイズ及び欠陥
の影響を受けないシエーデイング成分のみを簡単な構成
で確実に検出できる。そのためにシエーデイング成分を
差し引いての欠陥の検出においても、予測係数設定とい
う不確実要素を用いなくとも済み、簡単な構成で、精度
が高く、欠陥のみを検出することができる。
As described above, according to the present invention, by performing a process of selectively outputting one detection data having an intermediate value between the detection data corresponding to a predetermined number of pixel groups which successively follow each pixel of the detection data. Utilizing the conventional spatial filter by extracting the shading component contained in the detection data and by subtracting the extracted shading component from the detection data, the defect component contained in the detection data can be extracted. As in the case of directly extracting the defect component contained in the detection data from the detection data, it is necessary to perform the extremely difficult task of setting the size of the spatial filter, the weighting coefficient, and the frequency characteristic to the optimum values. By repeating simple processing, the system is not affected by noise and defects contained in the detected data. It can be reliably detected by only a simple configuration Deingu component. Therefore, even in the defect detection by subtracting the shading component, it is not necessary to use the uncertainty element of the prediction coefficient setting, and the defect can be detected with a simple configuration and high accuracy.

また、本発明によれば、検出データの信号レベルが変
化したような場合にも、検出データからシエーデイング
成分を差し引くような処理をした後所定レベルと比較し
て欠陥成分を示す欠陥検出データを得るようにしたこと
により、ピクセルのむらに基づくノイズを除いて真の欠
陥出力データを得ることができる。
Further, according to the present invention, even when the signal level of the detection data is changed, the defect detection data indicating the defect component is obtained by performing processing such as subtracting the aging component from the detection data and comparing with a predetermined level. By doing so, the true defective output data can be obtained by removing the noise due to the pixel unevenness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に用いる固体撮像素子の欠陥検出装置の
全体を示すブロツク図、第2図はその各部の信号を示す
信号波形図、第3図は従来用いられていた空間フイルタ
の説明に供する図表、第4図は空間フイルタを用いた場
合に生じる空白エリアを示す略線図、第5図は第1図の
欠陥除去用フイルタ9を示す略線図、第6図及び第7図
は第1図のローパスフイルタ11を示す図表、第8図及び
第9図は第1図の周縁部補間回路12の補間動作の説明に
供する略線図、第10図は第1図の構成による欠陥検出装
置の実験結果を示す各部の信号波形図、第11図及び第12
図は第1図の欠陥除去用フイルタ9の本発明を示す略線
図、第13図は第1図のローパスフイルタ11の他の実施例
を示す略線図である。 1……固体撮像素子、2……光源、3……クロツクドラ
イバ、6……シエーデイング抽出回路、7……ピクチヤ
メモリ、8……アキユムレータ、9……欠陥除去用フイ
ルタ、10……バツフアメモリ、11……ローパスフイル
タ、12……周縁部補間回路、13……減算回路、14……欠
陥判定回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an entire defect detecting device for a solid-state image pickup device used in the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram showing signals of respective parts thereof, and FIG. 3 is an explanation of a spatial filter used conventionally. FIG. 4 is a schematic diagram showing a blank area produced when a space filter is used, FIG. 5 is a schematic diagram showing the defect removing filter 9 of FIG. 1, FIG. 6 and FIG. A chart showing the low-pass filter 11 of FIG. 1, FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams for explaining the interpolation operation of the peripheral portion interpolation circuit 12 of FIG. 1, and FIG. 10 is a defect due to the configuration of FIG. Signal waveform diagram of each part showing the experimental results of the detector, FIG. 11 and 12
1 is a schematic diagram showing the present invention of the defect removing filter 9 shown in FIG. 1, and FIG. 13 is a schematic diagram showing another embodiment of the low-pass filter 11 shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor, 2 ... Light source, 3 ... Clock driver, 6 ... Shading extraction circuit, 7 ... Picture memory, 8 ... Akymulator, 9 ... Defect removal filter, 10 ... Buffer memory, 11 ...... Low-pass filter, 12 ...... peripheral part interpolation circuit, 13 …… subtraction circuit, 14 …… defect judgment circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 暁夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−100829(JP,A) 特開 昭56−111383(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akio Kanemaru 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Within Sony Corporation (56) References JP-A-52-100829 (JP, A) JP-A-SHO 56-111383 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】固体撮像素子から得られる第1の検出デー
タをデイジタル信号に変換するAD変換器と、該AD変換器
によりAD変換された第2の検出データを受けて順次続く
所定数のピクセル群に対応する上記第2の検出データの
うちの2つずつのデータを順次用い、第1ステツプにお
いて2つのビツトのデータのうちの最大値を選択出力
し、第2ステツプにおいて当該選択出力の2つずつを順
次用い、2つのデータのうちの最大値を選択出力し、第
3ステツプにおいて当該選択出力の2つずつを順次用
い、2つのデータのうちの最小値を選択出力し、第4ス
テツプにおいて当該選択出力の2つずつを順次用い、2
つのデータのうちの最大値を選択出力するフイルタリン
グ処理を施してシエーデイング成分を抽出するシエーデ
イング抽出回路と、上記第2の検出データから当該抽出
されたシエーデイング成分を差し引く減算回路と、該減
算回路からの減算出力を所定レベルと比較して欠陥デー
タを示す欠陥検出データを出力する欠陥判定回路とを具
えることを特徴とする固体撮像素子の欠陥検出装置。
1. An AD converter for converting first detection data obtained from a solid-state image sensor into a digital signal, and a predetermined number of pixels successively receiving the second detection data AD-converted by the AD converter. Two pieces of the second detection data corresponding to the group are sequentially used, the maximum value of the two bit data is selectively output in the first step, and the maximum output of the two bits is selected in the second step. Each of them is sequentially used to selectively output the maximum value of the two data, and in the third step, two of the selected outputs are sequentially used to selectively output the minimum value of the two data, and the fourth step is selected. 2 of the selected outputs are sequentially used in
From the second detection data, a subtraction circuit that subtracts the extracted shading component from the second detection data, and a subtraction circuit that subtracts the extracted shading component from the second detection data. And a defect determination circuit that outputs defect detection data indicating defect data by comparing the subtraction output of the above with a predetermined level.
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