JP2010200178A - Image processing device, image processing method, image processing program, and program storage medium storing image processing program - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムが格納された記憶媒体に関し、特に時系列に撮影した複数枚の画像を用いて画像を合成する画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムが格納されたプログラム記憶媒体に関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, an image processing program, and a storage medium storing the image processing program, and in particular, an image processing apparatus that synthesizes an image using a plurality of images taken in time series, and image processing The present invention relates to a program storage medium storing a program and an image processing program.
従来より、デジタルカメラやデジタルビデオ等の撮像装置において、時間的に連続する複数枚の画像を撮像し、この複数枚の画像間の相関を取ることで手振れによる画像全体の動きベクトルを検出する処理が知られている。また、特開平7−43647号公報(特許文献1)には、検出した動きベクトルをもとに複数枚の画像間の対応点を一致させて合成することにより、手振れによる画像劣化を改善するといういわゆる電子手振れ補正処理が記載されている。 Conventionally, in an imaging device such as a digital camera or digital video, a process of capturing a plurality of temporally continuous images and detecting a motion vector of the entire image due to camera shake by taking a correlation between the plurality of images. It has been known. Japanese Patent Laid-Open No. 7-43647 (Patent Document 1) describes that image degradation due to camera shake is improved by matching corresponding points between a plurality of images based on a detected motion vector. A so-called electronic camera shake correction process is described.
一方、特開2007−208925号公報(特許文献2)には、撮像装置内部にジャイロセンサ等の物理的な動き検出機構を設け、その出力情報より光学系の構成要素(例えば撮像素子、レンズ等)を機械的に変位させ、手振れを補正するという光学式手振れ補正方式が記載されている。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-208925 (Patent Document 2), a physical motion detection mechanism such as a gyro sensor is provided inside an image pickup apparatus, and components of an optical system (for example, an image pickup element, a lens, etc.) are output from the output information. ) Is mechanically displaced to correct the camera shake.
上記した電子手振れ補正処理は、機械的なぶれ検出機構を設ける必要が無いことから、光学式手振れ補正方式に比して、撮像装置の小型軽量化やコストの面で有利であり、かつ複数枚の画像を合成することにより撮像素子のデバイス特性に起因するランダムノイズを削減できるという利点もある。その反面、撮像装置の移動によるぶれ(手振れ)と被写体の移動によるぶれ(被写体ぶれ)とを判別することが難しく、場合によっては撮像者の意図しない劣化画像が生成されてしまうという問題がある。 Since the above-described electronic camera shake correction process does not require a mechanical shake detection mechanism, it is advantageous in terms of reduction in size and weight of the image pickup apparatus and cost compared to the optical camera shake correction method, and a plurality of sheets. There is also an advantage that random noise caused by the device characteristics of the image sensor can be reduced by synthesizing these images. On the other hand, it is difficult to discriminate shake due to movement of the imaging device (hand shake) and blur due to movement of the subject (subject blur), and in some cases, there is a problem that a deteriorated image unintended by the photographer is generated.
この問題に対して、例えば特開2008−42659号公報(特許文献3)では複数枚の画像のうち基準となる基準画像と、この基準画像に対して時間的に前後する2枚の対象画像とにおいて、画像を遮蔽領域、露出領域および遮蔽領域外の3つの領域に分類し、撮像された画像をより自然に、かつ、鮮明に処理する方法が開示されている。 To solve this problem, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-42659 (Patent Document 3), a reference image serving as a reference among a plurality of images, and two target images that are temporally before and after the reference image, Discloses a method of classifying an image into three regions, ie, a shielding region, an exposure region, and a region outside the shielding region, and processing a captured image more naturally and clearly.
しかしながら、特許文献3に開示された方法では、遮蔽領域および露出領域に属する画素の累積加算回数と遮蔽領域外の画素の累積加算回数との差が大きく、合成後の画像に含まれるノイズ量が局所的に大きく変動することになる。このような場合、画像中に不自然なムラを生じたり、移動体のエッジ周辺のノイズが目立つ等、画質に劣化を招く結果となる。
本発明は以上に挙げた点に鑑み、手振れ補正を目的として画像を合成する際に、補正画像全体におけるノイズ量の変動を可能な限り抑制可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
However, in the method disclosed in
In view of the above points, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of suppressing fluctuations in the amount of noise in the entire corrected image as much as possible when an image is synthesized for the purpose of camera shake correction.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数枚の画像を合成して合成画像を生成する画像処理装置であって、前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出手段と、前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別手段と、前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定手段と、前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is an image processing apparatus that generates a composite image by combining a plurality of images, and when any one of the plurality of images is a reference image and another image is a target image. A motion detection unit that detects a motion amount of the target image with respect to the reference image; and after aligning the target image with the reference image based on the motion amount, the correlation of the target image with the reference image is determined. The calculated correlation value is calculated in units of pixels or areas, and the correlation value is compared with a preset threshold value, so that the composite area determined to have high correlation and the non-correlation determined to be low in correlation. Determined by area classification means for generating area classification information indicating classification with the composite area, composite number determination means for determining the composite number of the composite area based on the area classification information, and the composite number determination means Together To provide an image processing apparatus characterized by comprising an image synthesizing means for generating a composite image by synthesizing an image according to the number.
本発明は、複数枚の画像を合成して合成画像を生成する画像処理方法であって、前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出ステップと、前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別ステップと、前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定ステップと、前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成ステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法を提供する。 The present invention is an image processing method for generating a composite image by combining a plurality of images, wherein one of the plurality of images is used as a reference image and another image is used as a target image. A motion detecting step for detecting a motion amount of the target image with respect to the reference image; and after aligning the target image with the reference image based on the motion amount, the correlation of the target image with the reference image is determined. The calculated correlation value is calculated in units of pixels or areas, and the correlation value is compared with a preset threshold value, so that the composite area determined to have high correlation and the non-correlation determined to be low in correlation. A region separation step for generating region separation information indicating separation from a composite region, a composite number determination step for determining a composite number of the composite region based on the region separation information, and a composite number determination unit. To provide an image processing method characterized by comprising an image combining step of generating a synthesized image by synthesizing an image according to a constant synthesis number, the.
本発明は、被写体を撮影して該被写体の複数枚の画像を取得し、取得した複数枚の画像を合成して合成画像を生成するための画像処理プログラムにおいて、複数枚の画像を合成して合成画像を生成する画像処理プログラムであって、前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出ステップと、前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別ステップと、前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定ステップと、前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成ステップと、をコンピュータに実行させる画像処理プログラムを提供する。 According to the present invention, an image processing program for photographing a subject to acquire a plurality of images of the subject and combining the acquired plurality of images to generate a composite image combines the plurality of images. An image processing program for generating a composite image, wherein when one of the plurality of images is set as a reference image and another image is set as a target image, a motion amount of the target image with respect to the reference image is detected A motion detection step, and after aligning the target image with the reference image based on the amount of motion, a correlation value indicating the correlation of the target image with the reference image is calculated in pixel units or region units. Then, by comparing the correlation value with a preset threshold value, region classification information indicating the separation between the synthesis region determined to have high correlation and the non-synthesis region determined to have low correlation is generated. An area classification step, a composite number determination step for determining a composite number of the composite areas based on the region classification information, and a composite image by combining the images according to the composite number determined by the composite number determination means An image processing program for causing a computer to execute an image synthesis step to be generated is provided.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像処理装置では、複数枚画像を合成することにより手振れ補正効果を得るシステムにおいて、合成に用いるフレーム数を最適化することにより、複数枚の画像中に被写体ブレにより合成に好ましくない領域が存在した場合の合成画像中のSN比の変動を抑制することができるという効果を奏する。 In order to solve the above problems, in the image processing apparatus according to the present invention, in a system that obtains a camera shake correction effect by combining a plurality of images, by optimizing the number of frames used for combining, Thus, there is an effect that it is possible to suppress fluctuations in the SN ratio in the composite image when there is a region unfavorable for composition due to subject blurring.
以下、本発明に係る画像処理装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置の概略構成を示したブロック図である。 Embodiments of an image processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態にかかる画像処理装置は、図1に示すように、光学系100、撮像素子101、A/D変換部102、画像処理部103、フレームメモリ104、動き検出部105、合成領域分別部106、合成フレーム数選択部107および合成処理部108を備えている。
As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the present embodiment includes an
光学系100はレンズ等からなり被写体の像を結像するものであり、撮像素子101上に像を結像するように配置されている。撮像素子101は、光学系100により結像された被写体の像に基づいて電気的な画像情報である撮像データ110を生成し、この撮像データ110をA/D変換部102に出力する。A/D変換部102では、撮像素子101で生成された撮像データ110を画像処理部103において所定の処理が可能な離散化されたデジタルデータ111に変換し、画像処理部103に出力する。画像処理部103は、入力されたデジタルデータ111に対してホワイトバランスの調整、Y/C信号生成処理、電子ズーム処理、ノイズ抑制処理等の所定の画像処理を行い、画像データ112を生成する。なお、撮像素子101がいわゆる単板式であればデモザイキング処理等の処理も行うことができる。フレームメモリ104は、画像処理部103により所定の画像処理が施された画像にかかる画像データ112を格納する。以上の処理が複数枚分繰り返され、この結果フレームメモリ104に複数枚分の画像データ112が格納される。
The
動き検出部105(動き検出手段)は、フレームメモリ104に格納された複数枚の画像データ112のうち、画像処理装置に設けられた図示しないシャッターボタンが押下された瞬間の画像を基準画像として、この基準画像に対する他の画像(以下、対象画像という)の画像全体の動き(手振れ量)を推定する。動き検出手段105としてはブロックマッチング法、オプティカルフロー法などが公知であるが、本発明ではその手段を限定しない。
The motion detection unit 105 (motion detection means) uses, as a reference image, an image at a moment when a shutter button (not shown) provided in the image processing apparatus is pressed among a plurality of pieces of
合成領域分別部106は、フレームメモリ104に格納された基準画像と対象画像とを比較し、相関性の低い箇所、例えば、動き検出部105にて検出した画像全体の動きとは異なる動きを持つ移動体によって遮蔽された箇所を、画素単位又は所定の領域単位で検出する。具体的には、合成領域分別部106は、動き検出部105から送信された対象画像の基準画像に対する動きに基づいて、対象画像と基準画像の位置合わせを行なった状態で、画素単位または領域単位で基準画像に対する対象画像の相関性を示す相関値を算出する。なお、ここで「位置合わせ」とは、同様の被写体を有する複数の画像間において、対応関係にある画素や領域を特定する処理を示し、本実施形態においては、対応画像の、基準画像に対して対応関係にある画素または領域を特定する処理をいう。
The composite
続いて、算出された相関値と予め設定された閾値とを比較することにより基準画像に対する対象画像の相関性を画素毎または領域毎に判断する。そして、相関値が閾値よりも低い、すなわち、対象画像の注目画素もしくは注目領域が、基準画像とは異なると判断された場合は非合成領域を示すフラグを立てる。また、相関値が閾値よりも高い、すなわち、対象画像の注目画素もしくは注目領域が、基準画像とほぼ同一であると判断された場合は合成領域としてフラグを立てない。以上の処理を取得した枚数分の対象画像に対して行い、合成領域と非合成領域とからなる合成領域分別情報を生成する。 Subsequently, the correlation of the target image with respect to the reference image is determined for each pixel or each region by comparing the calculated correlation value with a preset threshold value. When the correlation value is lower than the threshold value, that is, when it is determined that the target pixel or the target region of the target image is different from the reference image, a flag indicating a non-composite region is set. Further, when it is determined that the correlation value is higher than the threshold value, that is, the target pixel or the target region of the target image is substantially the same as the reference image, no flag is set as the synthesis region. The above processing is performed on the target images for the acquired number of images, and composite area classification information including a composite area and a non-composite area is generated.
なお、相関性の判断基準としては、対応する画素または領域同士の差分絶対値和(SAD:Summation of Absolute Difference)、自乗差分和(SSD:Summation of Squared Difference)、あるいは正規化相互相関(NCC:Normalized Cross Correlation)等の値を評価することができる。本発明ではこれらいずれの基準を用いてもよく、その手段を限定しない。また、相関性の高低判断については、予め閾値を定めておき、この閾値と相関値とを比較して相関性の高低を定める構成としたが、これに限られるものではなく、適宜決定することができる。 The criteria for determining the correlation include the sum of absolute differences (SAD), sum of square differences (SSD), or normalized cross-correlation (NCC: Values such as Normalized Cross Correlation) can be evaluated. In the present invention, any of these criteria may be used, and the means is not limited. In addition, regarding the determination of the level of correlation, a threshold is set in advance, and the level of correlation is determined by comparing this threshold with the correlation value. However, the present invention is not limited to this, and should be determined appropriately. Can do.
合成フレーム数選択部107では、合成枚数を決定するに際して基準となる合成枚数決定閾値を設定しており、この合成枚数決定閾値と合成領域分別部106で生成された合成領域分別情報とに基づいて、複数枚の画像の中から合成領域における画像の合成枚数を決定し、決定された枚数に基づいて、合成対象の画像を選択する。
ここで、合成領域分別情報によれば、合成領域では複数枚の画像間の相関性が高く複数枚の全ての画像が合成可能であるが、非合成領域では複数の画像のうち少なくとも1枚は合成に好ましくないなど、領域毎に合成可能な画像の枚数が変化する。ところが、単純に相関性のみに基づいて、合成領域では全ての画像を合成し、非合成領域では合成枚数を少なくすると、合成領域と非合成領域との合成枚数の差が大きくなることがあり、その結果、合成領域と非合成領域との間でノイズ量に差が生じ、画像全体の画質が低下する虞がある。
The composite frame
Here, according to the synthesis area classification information, the correlation between the plurality of images is high in the synthesis area, and all of the plurality of images can be synthesized. In the non-synthesis area, at least one of the plurality of images is The number of images that can be combined varies from region to region, such as being unfavorable for combining. However, if all images are synthesized in the synthesis area based on correlation alone and the number of synthesis is reduced in the non-synthesis area, the difference in the number of synthesis between the synthesis area and the non-synthesis area may increase. As a result, there is a possibility that the amount of noise is different between the synthesis area and the non-synthesis area, and the image quality of the entire image is degraded.
そこで、合成フレーム数選択部107は、まず、合成領域分別情報に基づいて、画像を合成する際に、合成対象画素数が合成枚数に満たない領域とそのときの合成枚数(合成画素数)との関係を計算する。続いて、この領域の画像全体に対する割合を、合成する枚数毎に、合成枚数分の合成画素数を確保できない領域率(非合成領域率)として計算する。そして、計算された非合成領域率と合成枚数決定閾値とに基づいて合成領域における合成枚数の上限を決定することで、合成領域の合成枚数を制限し、非合成領域における合成枚数との差が大きくなるのを防止する。
Therefore, first, the composite frame
次に、画像を合成する際の対象となる画像を選択する。画像を選択する際の判断基準は、例えば、時間的に基準画像に近い画像を優先的に選択しても、基準画像との相関性が高い画像を優先的に選択してもよく、適宜設定が可能である。なお、合成の際には、合成枚数が同一であっても画素または領域毎に選択される画像を異ならせることが可能である。 Next, an image to be a target when the images are combined is selected. The determination criterion for selecting an image may be, for example, preferentially selecting an image close to the reference image in terms of time, or preferentially selecting an image having a high correlation with the reference image, and may be set as appropriate. Is possible. Note that, when combining, even if the number of combined images is the same, it is possible to vary the image selected for each pixel or region.
画像合成部108は、フレームメモリ104に格納された複数枚の画像のうち、合成フレーム選択部107において選択された画像を合成することにより、合成画像113を生成する。
The
次に、上記の構成からなる画像処理装置による画像処理方法について説明する。本実施の形態では、1度の撮影で5回の分割露光、すなわち5回の撮像処理が行われ、最大5枚の画像を合成処理の対象として合成画像を生成する例を説明する。 Next, an image processing method by the image processing apparatus having the above configuration will be described. In the present embodiment, an example will be described in which five divided exposures, that is, five imaging processes are performed in one shooting, and a combined image is generated using a maximum of five images as a target of the combining process.
被写体の撮影が行われると光学系100により被写体の像が撮像素子101により撮像データに変換されA/D変換部102に出力される。撮像データはA/D変換部102によりデジタルデータ111に変換され画像処理部103に出力される。入力されたデジタルデータには画像処理部103において所定の画像処理がなされ、画像データとしてフレームメモリ104に格納される。上記した光学系100、撮像素子101、A/D変換部102及び画像処理部103による撮像処理が5回繰り返され、図2に示す所定の画像処理済みの5つの画像データ(フレーム1〜フレーム5)がフレームメモリ104に格納される。
When the subject is photographed, an image of the subject is converted into imaging data by the
図2に示すように、画像合成の対象となり得るフレーム1〜フレーム5の5枚のフレーム中には移動物体が存在している。動き検出部105では、フレーム1を基準画像として、フレーム1に対するフレーム2〜フレーム5の画像全体の動き(手振れ量)を検出する。合成領域分別部106は、検出された動き量に基づいてフレーム1とフレーム5の画像の位置合わせを行った状態で、フレーム2〜フレーム5のフレーム1に対する相関性を画素単位で計算し、相関性が低いと判断された画素もしくは領域に非合成領域としてフラグを立てて合成領域分別情報を生成する。フレーム1〜フレーム5を重ね合わせると図3のようになる。
As shown in FIG. 2, there are moving objects in the five
続いて、合成フレーム数選択部107で、複数枚分の合成領域分別情報に基づいて、画像を合成する際に合成対象画素数がフレーム数に満たない領域(領域a〜領域e)と合成画素数(1〜5)との関係を計算する。図4に示すように、図3のうち、領域aは5枚全てのフレームの合成が可能であり合成画素数は5となり、領域bは4、領域cは3、領域dは2、領域eは1となる。
Subsequently, in the composite frame
この領域の画像全体に対する割合を、合成する枚数毎に、合成枚数分の合成画素数を確保できない非合成領域率として計算する。図5に示すように、合成枚数が1枚のときは0、2枚のときに2枚分の合成画素数を確保できない非合成領域率は画像全体を1として0.054、同様に3枚のときは0.148、4枚のときは0.291、5枚のときは0.387となる。一方、合成フレーム数選択部107では予め合成枚数決定閾値を0.3と設定しており、計算された非合成領域率とこの合成枚数決定閾値とに基づいて合成する枚数を決定する。すなわち、図5に示す非合成領域率で0.3以下となるのは合成枚数が4枚のときであるので、合成枚数は4枚となる。
The ratio of this area to the entire image is calculated as a non-composite area ratio for which the number of synthesized pixels corresponding to the number of synthesized images cannot be secured for each number of synthesized images. As shown in FIG. 5, when the number of combined images is 1, 0, and when the number of combined images is 2, the ratio of non-composite areas where the number of combined pixels for two images cannot be secured is 0.054 with the entire image being 1, and similarly 3 Is 0.148 for four, 0.291 for four, and 0.387 for five. On the other hand, the composite frame
なお、合成枚数決定閾値とともに、合成枚数の最小値を予め設定しておいてもよい。その場合には、例えば、合成枚数決定閾値0.1、最小合成枚数3枚とした場合、合成枚数決定閾値のみによると合成枚数は2枚となるが、最小合成枚数に満たないため、合成枚数は3枚となる。 In addition, the minimum value of the composite number may be set in advance together with the composite number determination threshold. In this case, for example, when the composite number determination threshold is 0.1 and the minimum composite number is 3, the composite number is 2 according to the composite number determination threshold alone, but the composite number is less than the minimum composite number. Will be three.
合成フレーム数選択部107では、合成枚数を4枚として、例えば、基準画像であるフレーム1との相関性が高いフレームを優先的に選択する。このようにして、選択されたフレームが画像合成部108において合成され、一枚の合成画像113が生成される。
The composite frame
本発明の第1の実施形態によると、以上の過程により合成画像を生成する際に、画素毎または領域毎の合成枚数が最適化され、合成による生成画像内でのSN比の変動を抑制することが出来る。 According to the first embodiment of the present invention, when a composite image is generated through the above-described process, the number of composites for each pixel or region is optimized, and fluctuations in the SN ratio in the generated image due to the synthesis are suppressed. I can do it.
以下、本発明の第2の実施形態につき、図6〜図9を用いて説明する。本実施形態の画像処理装置は、合成フレーム数選択部107のみが第1の実施形態と異なり、それ以外の構成は第1の実施形態と同一であるので、同一の構成についてはその説明を省略し、合成フレーム数選択部107について説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The image processing apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment only in the composite frame
本発明の第2の実施形態では、図6に示すような、例えば回転体のように複数枚画像間において同じ位置で変化する被写体が存在する場合に最適な合成枚数を得ることが困難である。本実施の形態において、合成枚数と合成枚数分の画素数を確保できない領域率との関係を表すと、画像全体に対する回転体の領域率が合成枚数分の画素数を確保できない領域となるため、図7に示すように、合成枚数2〜5枚については、領域率が全て同じ値となる。従って、合成枚数決定閾値による判定がほぼ無効となってしまい、その結果、この場合の合成枚数は、あらかじめ設定された最小合成枚数により一意的に決定されてしまうこととなる。 In the second embodiment of the present invention, it is difficult to obtain an optimal composite number when there are subjects that change at the same position between a plurality of images, such as a rotating body, as shown in FIG. . In the present embodiment, when the relationship between the composite number and the area ratio in which the number of pixels corresponding to the composite number cannot be ensured is represented, the area ratio of the rotating body with respect to the entire image becomes an area in which the number of pixels corresponding to the composite number cannot be ensured. As shown in FIG. 7, the area ratios are all the same for 2 to 5 composite sheets. Accordingly, the determination based on the composite number determination threshold value becomes almost invalid, and as a result, the composite number in this case is uniquely determined by the preset minimum composite number.
そこで、合成フレーム数選択部107では、動き検出部105により検出された動き量に基づいて画像をシフトさせた状態で各画像を重ね合わせた(合成した)時の、合成枚数とその合成枚数分の合成対象画素数を確保できる領域を合成領域率として算出する。そして、合成領域率の複数枚の画像間における分散の度合いとして、合成枚数とその合成枚数分の合成対象画素を確保できる領域との関係を表すヒストグラムを作成する。
Therefore, the composite frame
図6に示すケースにおいては、図8に示すようなヒストグラムが作成される。図7に示すヒストグラムによると、合成枚数5枚が最大度数となるが、中間階級となる合成枚数2枚〜4枚の度数が極端に小さく、最小階級(1枚)および最大階級(5枚)に大きく偏っている。 In the case shown in FIG. 6, a histogram as shown in FIG. 8 is created. According to the histogram shown in FIG. 7, the combined number of 5 sheets is the maximum frequency, but the intermediate number of combined sheet numbers of 2 to 4 is extremely small, and the minimum class (1 sheet) and the maximum class (5 sheets). It is greatly biased.
このような場合、本実施形態では、図9に示すようにヒストグラム全体の分散を抑えるように、合成枚数を制限する。最大度数を持つ階級の移動量、つまり合成枚数制限数は、あらかじめヒストグラムの最大分散値を決めておいて厳密に計算しても良いし、図9のように最小階級と最大階級の中央となるように簡易的に決定しても良い。 In such a case, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the number of combined images is limited so as to suppress the dispersion of the entire histogram. The amount of movement of the class having the maximum frequency, that is, the combined number limit, may be calculated strictly by determining the maximum variance value of the histogram in advance, or is the center of the minimum class and the maximum class as shown in FIG. It may be determined simply as follows.
以上に述べたように、本発明の第2の実施形態によれば、複数枚画像間の同一箇所に相関性が取れない画素が存在する場合であっても、最適な合成枚数を得ることが出来る。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to obtain an optimal composite number even when there is a pixel that cannot be correlated at the same location between a plurality of images. I can do it.
なお、本発明による第1の実施形態と第2の実施形態は、取得した複数枚画像の傾向より適宜切り替えて適用しても良い。 Note that the first embodiment and the second embodiment according to the present invention may be applied by switching as appropriate according to the tendency of the acquired plurality of images.
以上に示したように、本発明に係る画像処理装置によれば、複数枚画像を使用した電子手振れ補正を行う際に、合成に用いるフレーム数を最適化することで、合成による生成画像中のSN比の変動を抑制することができるため、合成画像全体におけるノイズ量の変動が抑制された高品質な画像を得ることができる。 As described above, according to the image processing apparatus according to the present invention, when electronic image stabilization using a plurality of images is performed, the number of frames used for the synthesis is optimized, so that the Since the fluctuation of the SN ratio can be suppressed, it is possible to obtain a high quality image in which the fluctuation of the noise amount in the entire composite image is suppressed.
なお、上述した合成画像を生成する一連の画像処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることも可能である。この場合には、あらかじめ、この一連の画像処理をソフトウェアとして実行させるプログラムを記録媒体に格納しておき、記録媒体から、所定のハードウェアに組み込まれているコンピュータや、汎用のパーソナルコンピュータ等の各種プログラムをインストールすることで所定の処理を実行することができる。 The series of image processing for generating the above-described composite image can be executed by hardware, but can also be executed by software. In this case, a program for executing this series of image processing as software is stored in a recording medium in advance, and various kinds of computers such as a computer incorporated in predetermined hardware or a general-purpose personal computer are recorded from the recording medium. A predetermined process can be executed by installing the program.
100 光学系
101 撮像素子
102 A/D変換部
103 画像処理部
104 フレームメモリ
105 動き検出部
106 合成領域分別部
107 合成フレーム数選択部
108 画像合成部
110 撮像データ
111 デジタルデータ
112 画像データ
113 合成画像
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出手段と、
前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別手段と、
前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定手段と、
前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that generates a composite image by combining a plurality of images,
A motion detection means for detecting a motion amount of the target image with respect to the reference image when any one of the plurality of images is a reference image and another image is a target image;
After aligning the target image with the reference image based on the amount of movement, a correlation value indicating the correlation of the target image with the reference image is calculated in pixel units or region units, and the correlation value is calculated in advance. A region separation unit that generates region separation information indicating separation between a composite region determined to have high correlation and a non-composite region determined to have low correlation by comparing with a set threshold;
A composite number determination means for determining the composite number of the composite region based on the region classification information;
Image combining means for generating a composite image by combining images according to the composite number determined by the composite number determination means;
An image processing apparatus comprising:
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The composite number determination means calculates a non-composite area ratio that is a ratio of the non-composite area to the entire image, and determines the composite number of the composite area based on the non-composite area ratio;
The image processing apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The composite number determining means calculates a ratio of the composite area in the entire image as a composite area ratio, and determines the composite number of the composite area based on a degree of dispersion of the composite area ratio between the plurality of images. thing,
The image processing apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The image synthesizing unit generates a synthesized image by preferentially synthesizing an image having a higher correlation with the reference image among the target images according to the synthesized number determined by the synthesized number determining unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The image synthesizing unit generates a synthesized image by preferentially synthesizing from the image temporally closest to the reference image according to the synthesized number determined by the synthesized number determining unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus.
前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出ステップと、
前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別ステップと、
前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定ステップと、
前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成ステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for generating a composite image by combining a plurality of images,
A motion detection step of detecting a motion amount of the target image with respect to the reference image when any one of the plurality of images is a reference image and another image is the target image;
After aligning the target image with the reference image based on the amount of movement, a correlation value indicating the correlation of the target image with the reference image is calculated in pixel units or region units, and the correlation value is calculated in advance. An area classification step for generating area classification information indicating classification between a synthesis area determined to have high correlation and a non-synthesis area determined to have low correlation by comparing with a set threshold;
A composite number determination step for determining the composite number of the composite region based on the region classification information;
An image compositing step for generating a composite image by compositing images according to the composite number determined by the composite number determination means;
An image processing method comprising:
複数枚の画像を合成して合成画像を生成する画像処理プログラムであって、
前記複数枚の画像のうちいずれか1枚を基準画像とし、他の画像を対象画像とした場合の該基準画像に対する該対象画像の動き量を検出する動き検出ステップと、
前記動き量に基づいて前記対象画像を前記基準画像に対して位置合わせした後に、前記基準画像に対する前記対象画像の相関性を示す相関値を画素単位または領域単位で計算し、該相関値と予め設定された閾値とを比較することにより、相関性が高いと判断された合成領域と、相関性が低いと判断された非合成領域との分別を示す領域分別情報を生成する領域分別ステップと、
前記領域分別情報に基づいて、前記合成領域の合成枚数を決定する合成枚数決定ステップと、
前記合成枚数決定手段により決定された合成枚数に従って画像を合成することにより合成画像を生成する画像合成ステップと、
をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 In an image processing program for photographing a subject to acquire a plurality of images of the subject and generating a composite image by combining the acquired plurality of images,
An image processing program for generating a composite image by combining a plurality of images,
A motion detection step of detecting a motion amount of the target image with respect to the reference image when any one of the plurality of images is a reference image and another image is the target image;
After aligning the target image with the reference image based on the amount of movement, a correlation value indicating the correlation of the target image with the reference image is calculated in pixel units or region units, and the correlation value is calculated in advance. An area classification step for generating area classification information indicating classification between a synthesis area determined to have high correlation and a non-synthesis area determined to have low correlation by comparing with a set threshold;
A composite number determination step for determining the composite number of the composite region based on the region classification information;
An image compositing step for generating a composite image by compositing images according to the composite number determined by the composite number determination means;
An image processing program for causing a computer to execute.
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