JP2002112108A - Image processing unit - Google Patents

Image processing unit

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JP2002112108A
JP2002112108A JP2000304094A JP2000304094A JP2002112108A JP 2002112108 A JP2002112108 A JP 2002112108A JP 2000304094 A JP2000304094 A JP 2000304094A JP 2000304094 A JP2000304094 A JP 2000304094A JP 2002112108 A JP2002112108 A JP 2002112108A
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Japan
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image
imaging
sharpness
signal
noise
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JP2000304094A
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Japanese (ja)
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Akira Suzuki
明 鈴木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing unit, having a wide dynamic range that can obtain sharp images with less noise. SOLUTION: The image processing unit 10, including an image pickup section 5 that picks up an image of an object for generating an imaged signal is provided with a sharpness emphasis section 8, that emphasis the sharpness of the image picked up signal, an exposure ratio detecting section 7 that detects the exposure ratio among picked-up images and a compositing section 9 that composites the image pickup signals, the sharpness of which is emphasized by the sharpness emphasis section 8, depending on the exposure ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CCD等の固体撮
像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等
を構成する画像処理装置に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image processing apparatus constituting a video camera, a digital still camera or the like using a solid-state imaging device such as a CCD.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CCD等の固体撮像素子を用いた
信頼性の高い画像撮像装置が安価で普及し、近年におい
ては銀塩写真を撮影する装置に代替するものとして注目
されている。しかしながら、CCD等の固体撮像素子は
銀塩フィルム等に比べると入射光に対するダイナミック
レンジが狭いため、撮影画角内に明るい被写体と暗い被
写体が混在する場合には、明るい被写体が白とびした
り、暗い被写体がつぶれたりしてしまうことがある。
2. Description of the Related Art Hitherto, highly reliable image pickup devices using a solid-state image pickup device such as a CCD have been widely used at low cost, and in recent years, attention has been paid to a device that takes a silver halide photograph. However, a solid-state imaging device such as a CCD has a narrow dynamic range with respect to incident light as compared with a silver halide film or the like. Therefore, when a bright subject and a dark subject are mixed in the angle of view, a bright subject is overexposed, A dark subject may be crushed.

【0003】このように、固体撮像素子を用いた装置に
おいては、ダイナミックレンジの広さに関し、銀塩写真
を撮影する装置には及ばない状況となっている。ここ
で、特開平1−93967号公報や特開平7−1317
99号公報には、シャッタや絞り等を用いて異なる露光
量で被写体を複数回撮影し、該撮影により得られた複数
の画像を用いて合成画像を生成することにより、ダイナ
ミックレンジを拡大する方法が開示されている。
[0003] As described above, in a device using a solid-state image sensor, the dynamic range is not as high as that of a device for taking a silver halide photograph. Here, JP-A-1-93967 and JP-A-7-1317 are disclosed.
Japanese Patent Application Publication No. 99-1999 discloses a method of enlarging a dynamic range by photographing a subject a plurality of times with different exposure amounts using a shutter, an aperture, and the like, and generating a composite image using a plurality of images obtained by the photographing. Is disclosed.

【0004】また、特開平5−64070号公報には、
ビームスプリッタを用いて異なる露光量の画像を合成す
る方法も開示されている。そして、特開平11−155
108号公報には、三板式カメラにおける応用例が開示
されている。
[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-64070 discloses that
A method of synthesizing images with different exposure amounts using a beam splitter is also disclosed. And Japanese Patent Laid-Open No. 11-155
No. 108 discloses an application example of a three-panel camera.

【0005】これらは、複数の異なる露光量で撮像した
画像を合成することにより広ダイナミックレンジの画像
を作成する技術であり、具体的には、撮像手段を用いて
標準となる露光量で撮像した標準撮像画像と、これに対
し1/K(Kは任意の自然数)の露光量で撮像した非標
準撮像画像とを得た後、該非標準撮像画像に露光量比K
をゲインとして乗じることによって、正規化された非標
準撮像画像を作成するものである。
[0005] These are techniques for creating an image with a wide dynamic range by synthesizing images captured at a plurality of different exposures. Specifically, an image is captured at a standard exposure using an imaging unit. After obtaining a standard captured image and a non-standard captured image captured with an exposure of 1 / K (K is an arbitrary natural number), the exposure ratio K
Is multiplied as a gain to create a normalized non-standard captured image.

【0006】そして、該技術においては、標準撮像画像
の中で撮像信号が飽和している部分を該正規化された非
標準撮像画像の同一部分で置換することにより、広ダイ
ナミックレンジ画像を作成する。これにより、標準とな
る露光量で撮像した標準撮像画像で飽和するような輝度
部分でも、置換された正規化非標準撮像画像の情報によ
り該画像を再現することができるので、単独の撮像に比
してより広いダイナミックレンジを実現できる。
In this technique, a wide dynamic range image is created by replacing a portion of the standard captured image where the image signal is saturated with the same portion of the normalized non-standard captured image. . As a result, even in a luminance portion saturated with a standard captured image captured with a standard exposure amount, the image can be reproduced based on the information of the replaced normalized non-standard captured image. To achieve a wider dynamic range.

【0007】以上のような例は、原理的には複数の撮像
画像を合成する方法であるが、実際的には種々の問題が
生じる。すなわち、個々の画像を撮像する際における適
切な露光量あるいは露光比を求めることが困難であるた
め、該複数の画像をきれいに合成することができない場
合がある。また、得られた合成画像において、目立った
ノイズを生じること等の問題がある。
Although the above example is a method of combining a plurality of captured images in principle, various problems arise in practice. That is, since it is difficult to obtain an appropriate exposure amount or exposure ratio when capturing individual images, it may not be possible to combine these images neatly. In addition, there is a problem that noticeable noise is generated in the obtained composite image.

【0008】このような問題に対し、特開平7−131
708号公報には、非標準撮像画像を正規化するための
露光量比Kを、標準撮像画像と非標準撮像画像から算出
して非標準撮像画像に乗ずる技術が開示されている。な
お、該技術においては、上記Kの値を正確に求めるた
め、低レベル(ノイズレベル)と高レベル(飽和レベ
ル)の間の非飽和レベルを有する撮像信号を用いること
としている。
To solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent Application Publication No. 708 discloses a technique in which an exposure ratio K for normalizing a non-standard captured image is calculated from the standard captured image and the non-standard captured image and multiplied by the non-standard captured image. In this technique, in order to accurately obtain the value of K, an imaging signal having a non-saturation level between a low level (noise level) and a high level (saturation level) is used.

【0009】また、特開平11−191860号公報に
は、飽和している部分を正規化された非標準撮像画像で
単に置換するのではなく、光量レベルに応じた重み付け
関数を用いて標準撮像画像と正規化された非標準撮像画
像とを加重平均することで、標準撮像画像と正規化され
た非標準撮像画像の切り替わり部分を、見た目において
滑らかにする方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-191860 discloses that a saturated portion is not simply replaced with a normalized non-standard captured image, but a standard captured image using a weighting function corresponding to a light level. A method is disclosed in which the weighted average of the normalized non-standard captured image and the normalized non-standard captured image is used to smooth the appearance of the switching portion between the standard captured image and the normalized non-standard captured image.

【0010】そして、この方法では撮像信号のレベルに
応じて、標準撮像画像と正規化非標準撮像画像との混合
比(合成比)を調整することにより、暗部では標準撮像
画像を用い、中間部では内分する比で合成される画像を
作成し、明部では正規化非標準撮像画像を用いる。
In this method, by adjusting the mixing ratio (synthesis ratio) between the standard captured image and the normalized non-standard captured image in accordance with the level of the captured signal, the standard captured image is used in the dark portion, and the intermediate portion is used. Creates an image to be synthesized with an internally dividing ratio, and uses a normalized non-standard captured image in the bright part.

【0011】ところで一般に、複数の撮像画像から広ダ
イナミックレンジ画像を作成する目的は、広い撮像輝度
レンジにおいてノイズが少ない画像を生成することにあ
る。このとき、単に広い輝度レンジの被写体を飽和させ
ずに撮像するのであれば、低い露光量で撮像すればよい
とも考えられるが、低い露光量では信号レベルも小さく
なるため、暗部ではS/N比が低下するという問題があ
る。
In general, the purpose of creating a wide dynamic range image from a plurality of captured images is to generate an image with less noise in a wide captured luminance range. At this time, if it is simply taken without saturating a subject in a wide luminance range, it is considered that it is sufficient to take an image with a low exposure amount. However, since the signal level is small at a low exposure amount, the S / N ratio is low in a dark part. Is reduced.

【0012】一方、特開平11−155098号公報に
は、標準撮像画像と非標準撮像画像の混合比に基づいて
合成画像におけるアパーチャゲインとコアリングレベル
を調整する方法が開示されている。すなわち、この方法
では、少ない露光量で撮影された非標準撮像画像は標準
撮像画像に比べてノイズが多く含まれると仮定して、非
標準撮像画像と標準撮像画像におけるコアリングレベル
を設定し、非標準撮像画像と標準撮像画像の混合比に基
づいて該コアリングレベルを変更することによって、ノ
イズレベルを強調することなく鮮鋭度を強調する。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-155098 discloses a method of adjusting an aperture gain and a coring level in a composite image based on a mixture ratio of a standard captured image and a non-standard captured image. That is, in this method, the coring level in the non-standard captured image and the standard captured image is set on the assumption that the non-standard captured image captured with a small exposure amount contains more noise than the standard captured image, By changing the coring level based on the mixture ratio of the non-standard captured image and the standard captured image, the sharpness is enhanced without enhancing the noise level.

【0013】また一般的には、露光量が大きい程信号レ
ベルは大きくなるが、ノイズの絶対レベルも露光量が大
きいほど大きくなるため、該信号とノイズの比であるS
/N比は露光量が大きくなっても改善されない。
In general, the signal level increases as the exposure amount increases, but the absolute level of noise also increases as the exposure amount increases.
The / N ratio is not improved even when the exposure amount increases.

【0014】ここで、撮像素子に生じるノイズはランダ
ムノイズと固定パターンノイズに分けられ、ランダムノ
イズは暗時ノイズと光ショットノイズとに分類される。
そして、上記暗時ノイズは露光量に依らないが、光ショ
ットノイズは露光量の平方根に比例して大きくなる。
Here, noise generated in the image sensor is divided into random noise and fixed pattern noise, and random noise is classified into dark noise and light shot noise.
The dark noise does not depend on the exposure, but the light shot noise increases in proportion to the square root of the exposure.

【0015】また、固定パターンノイズは暗電流むらと
感度むらに分けられ、暗電流むらは露光量によらない
が、感度むらは露光量に比例して大きくなる。また、撮
像素子から得られた撮像信号を増幅するアンプなどに生
じるアンプ雑音の絶対値は、一般的に撮像信号が大きい
程大きなものとなるが、撮像信号を量子化する際におけ
る量子化ノイズは撮像信号の大きさによらない。
The fixed pattern noise is divided into dark current unevenness and sensitivity unevenness, and dark current unevenness does not depend on the exposure amount, but sensitivity unevenness increases in proportion to the exposure amount. Also, the absolute value of amplifier noise generated in an amplifier that amplifies an image signal obtained from an image sensor generally increases as the image signal increases, but the quantization noise when quantizing the image signal is large. It does not depend on the magnitude of the imaging signal.

【0016】つまり、一般的に、撮像素子に含まれる各
画素における撮像情報のノイズの絶対量は、撮像信号の
レベルが大きいほど大きくなるが、一方において撮像信
号のレベルによらないノイズも存在するので、S/N比
は撮像信号のレベルが大きい程大きくなる。
That is, in general, the absolute amount of noise of the imaging information in each pixel included in the imaging element increases as the level of the imaging signal increases, but on the other hand, there is also noise independent of the level of the imaging signal. Therefore, the S / N ratio increases as the level of the imaging signal increases.

【0017】また、複数枚の画像を構成する撮像信号に
基づいて広ダイナミックレンジ画像を作成する場合、標
準の露光量により撮像した画像とそれより少ない露光量
で撮像された画像とでは、標準露光量により撮像された
画像の方がノイズの絶対量は大きくなるが、ノイズの増
加量よりも撮像信号の増加量の方が大きくなるため、S
/N比は標準露光量により得られた画像の方が大きくな
る。
When a wide dynamic range image is created based on imaging signals constituting a plurality of images, a standard exposure amount and an image captured with a smaller exposure amount are different from each other. Although the absolute amount of noise is larger in the image captured according to the amount, the amount of increase in the imaging signal is larger than the amount of increase in noise.
The / N ratio is larger for images obtained with the standard exposure.

【0018】なお一般に、画像のノイズにより人の目に
感じられる劣化は、ノイズの絶対量よりむしろS/N比
で決まり、S/N比が大きい程ノイズは目立たない。そ
して、撮像光学系に起因する画像のボケや、撮像素子の
受光面積に起因するコントラストの劣化を補正するた
め、一般的な撮像装置においてはアパーチャ補正という
画像の鮮鋭度を強調する画像処理が行われている。とこ
ろが、該鮮鋭度を強調するときには、同時にノイズも強
調してしまうという問題がある。
In general, the deterioration perceived by human eyes due to image noise is determined by the S / N ratio rather than the absolute amount of the noise. The larger the S / N ratio, the less noticeable the noise. In order to correct blurring of an image caused by an imaging optical system and deterioration of contrast caused by a light receiving area of an imaging element, a general imaging apparatus performs image processing called aperture correction, which emphasizes image sharpness. Have been done. However, when the sharpness is enhanced, there is a problem that noise is also enhanced at the same time.

【0019】このため、撮像情報の変化がノイズレベル
に近い場合は鮮鋭度を強調せず、画像の中で撮像情報の
変化がない平坦な部分のノイズを目立たせないようコア
リング処理と呼ばれる処理が同時に実行される。
For this reason, when the change in the imaging information is close to the noise level, sharpness is not emphasized, and a process called a coring process is performed so as to make noise in a flat portion of the image where there is no change in the imaging information stand out. Are executed simultaneously.

【0020】そして、広ダイナミックレンジ画像を作成
する撮像装置において該コアリング処理を実行する場合
には、適切にノイズレベルを把握してコアリングレベル
を決定する必要があるが、上記特開平11−15509
8号公報には、コアリングレベルを変更する構成は開示
されているものの、適切に設定する方法については言及
されていない。
When the coring process is executed in an image pickup apparatus for creating a wide dynamic range image, it is necessary to appropriately grasp the noise level and determine the coring level. 15509
Japanese Patent Publication No. 8 discloses a configuration for changing the coring level, but does not mention a method for setting the coring level appropriately.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ダイナミッ
クレンジが広いと共にノイズが少なく鮮明な画像を得る
ことのできる画像処理装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus which has a wide dynamic range and can obtain a clear image with little noise.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、被写体を
撮像して撮像信号を生成する撮像手段を含む画像処理装
置であって、撮像信号の鮮鋭度を強調する鮮鋭度強調手
段と、撮像信号に基づいて、複数の撮像における露光比
を検出する露光比検出手段と、鮮鋭度強調手段により鮮
鋭度が強調された複数の撮像信号を、露光比に応じて合
成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする画像処
理装置を提供することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus including an image pickup means for picking up an image of a subject and generating an image pickup signal. An exposure ratio detecting unit that detects an exposure ratio in a plurality of imaging based on a signal, and an image combining unit that combines a plurality of imaging signals whose sharpness has been enhanced by the sharpness enhancing unit in accordance with the exposure ratio. This is achieved by providing an image processing apparatus characterized by the above.

【0023】このような手段によれば、複数の撮像信号
における露光比によらず、適切な合成画像を得ることが
できる。
According to such a means, an appropriate composite image can be obtained irrespective of the exposure ratio of a plurality of imaging signals.

【0024】また、鮮鋭度強調手段は、撮像信号の大き
さに応じたノイズレベルに基づいて、撮像信号の鮮鋭度
を強調するものとすれば、不必要なノイズの増幅を回避
することができる。
Further, if the sharpness enhancing means enhances the sharpness of the image signal based on the noise level corresponding to the magnitude of the image signal, unnecessary amplification of noise can be avoided. .

【0025】また、本発明の目的は、被写体を撮像して
撮像信号を生成する撮像手段を含む画像処理装置であっ
て、撮像信号に基づいて、複数の撮像における露光比を
検出する露光比検出手段と、複数の撮像信号を露光比に
応じて合成して合成画像を生成する画像合成手段と、合
成画像に基づいて複数の撮像信号間の混合比を検出し、
検出された混合比に応じて合成画像の鮮鋭度を強調する
鮮鋭度強調手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
置を提供することにより達成される。
It is another object of the present invention to provide an image processing apparatus including an image pickup means for picking up an image of a subject and generating an image pickup signal, wherein an exposure ratio detection for detecting an exposure ratio in a plurality of image pickups based on the image pickup signal. Means, an image synthesizing means for synthesizing the plurality of imaging signals according to the exposure ratio to generate a synthesized image, and detecting a mixing ratio between the plurality of imaging signals based on the synthesized image,
This is attained by providing an image processing apparatus comprising: a sharpness enhancement unit that enhances the sharpness of a composite image according to the detected mixture ratio.

【0026】このような手段によれば、合成画像におけ
る混合比により鮮鋭度を強調するため、容易かつ適切に
合成画像の鮮鋭度を強調することができる。
According to such a means, since the sharpness is enhanced by the mixture ratio in the composite image, the sharpness of the composite image can be easily and appropriately enhanced.

【0027】また、鮮鋭度強調手段は、合成画像及び露
光比に応じたノイズレベルに基づいて合成画像の鮮鋭度
を強調するものとすれば、ノイズを増幅させることなく
合成画像の鮮鋭度を強調することができる。
If the sharpness enhancement means enhances the sharpness of the composite image based on the noise level corresponding to the composite image and the exposure ratio, the sharpness of the composite image is enhanced without amplifying the noise. can do.

【0028】また、撮像手段が被写体を所定の露光量下
で複数回撮像することにより得られた複数の撮像信号を
画素毎に平均して平均撮像信号を生成する平均化手段を
さらに備え、画像合成手段は、異なる露光量下で撮像さ
れた撮像信号に基づいて平均化手段により生成された複
数の平均撮像信号を合成することとすれば、ランダムに
発生するノイズを抑制することができる。
Further, the image processing apparatus further includes an averaging means for averaging a plurality of imaging signals obtained by imaging the subject a plurality of times under a predetermined exposure amount for each pixel to generate an average imaging signal. If the combining means combines a plurality of average image signals generated by the averaging means based on the image signals captured under different exposure amounts, it is possible to suppress noise that occurs randomly.

【0029】また、所定の露光量下において撮像手段が
被写体を撮像する回数を、露光比に応じて決定する撮像
回数決定手段をさらに備えることとすれば、ランダムに
発生するノイズの影響を抑制した画像を効率的に得るこ
とができる。
Further, if the image pickup means is further provided with an image pickup number determining means for determining the number of times the image pickup means takes an image of a subject under a predetermined exposure amount, the influence of noise generated at random is suppressed. An image can be obtained efficiently.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0031】異なる露光量で複数回撮像したり複数の撮
像素子を用いることにより得られた撮像信号に基づい
て、広ダイナミックレンジ画像を作成する方法はこれま
でもいろいろと提案されてきているが、いずれの方法も
合成画像に含まれるノイズ成分の変化に言及していな
い。
There have been proposed various methods for creating a wide dynamic range image based on image signals obtained by imaging a plurality of times with different exposure amounts or using a plurality of image sensors. Neither method mentions a change in a noise component included in the composite image.

【0032】そこで、露光量に対するノイズ成分の変化
に注目し、該ノイズ成分に応じて鮮鋭度を強調する方法
を採用することで、該ノイズの目立たない広ダイナミッ
クレンジ画像を作成することができる。
Therefore, by paying attention to the change of the noise component with respect to the exposure amount and adopting a method of enhancing the sharpness according to the noise component, a wide dynamic range image in which the noise is inconspicuous can be created.

【0033】以下においては、基本的に異なる露光量で
撮像することにより得られた複数の撮像信号に基づい
て、広ダイナミックレンジ画像を作成する場合について
述べる。まず、ある露光量で撮像した第一の撮像信号
と、第一の撮像信号の撮像時に対し1/K(Kは自然
数)の露光量で撮像した第二の撮像信号を得る。
In the following, a case will be described in which a wide dynamic range image is created based on a plurality of imaging signals obtained by imaging with basically different exposure amounts. First, a first imaging signal captured with a certain exposure amount and a second imaging signal captured with an exposure amount of 1 / K (K is a natural number) with respect to the imaging time of the first imaging signal are obtained.

【0034】次に、上記第二の撮像信号をK倍し正規化
する。これにより、図11に示されるように、第一の撮
像信号を示すグラフG1の非飽和部分と、正規化した第
二の撮像信号を示すグラフG3の非飽和部分は、図上に
おいて直線的に重なる。ここで、該二つの撮像信号から
広ダイナミックレンジ画像を作成する場合について考え
る。
Next, the second image pickup signal is multiplied by K and normalized. Thereby, as shown in FIG. 11, the unsaturated portion of the graph G1 showing the first imaging signal and the unsaturated portion of the graph G3 showing the normalized second imaging signal are linearly shown on the diagram. Overlap. Here, a case in which a wide dynamic range image is created from the two imaging signals will be considered.

【0035】第一の撮像信号と第二の撮像信号が重なっ
ている図11の点Paにおいては、第一の撮像信号にお
けるノイズ成分の無い純粋な信号レベルをSaとする
と、第二の撮像信号のレベルはSa/Kとなる。しかし
ながら、実際はノイズ成分が存在するので第一の撮像信
号Va1の大きさは該ノイズ成分をN1とすると(Sa
+N1)となり、第二の撮像信号Va2の大きさは該ノ
イズ成分をN2とすると(Sa/K+N2)となる。
At a point Pa in FIG. 11 where the first image signal and the second image signal overlap, if the pure signal level of the first image signal that has no noise component is Sa, the second image signal Is Sa / K. However, since a noise component actually exists, the magnitude of the first image pickup signal Va1 is expressed as N1 (Sa).
+ N1), and the magnitude of the second imaging signal Va2 is (Sa / K + N2), where N2 is the noise component.

【0036】次に、第二の撮像信号をK倍して正規化す
ることにより、点Paにおいて正規化された第二の撮像
信号Van2の大きさは(Sa+K×N2)となる。つま
り、第一の撮像信号におけるノイズの大きさはN1とな
るのに対し、正規化された第二の撮像信号におけるノイ
ズの大きさは(K×N2)となる。
Next, the magnitude of the second image signal Van2 normalized at the point Pa is (Sa + K × N2) by normalizing the second image signal by K times. That is, while the magnitude of the noise in the first imaging signal is N1, the magnitude of the noise in the normalized second imaging signal is (K × N2).

【0037】従って、撮像に伴うノイズの量が撮像素子
への入射光量に対し変動しないとするとき、第二の撮像
信号におけるノイズの量は第一の撮像信号に比してK倍
になる。
Accordingly, when it is assumed that the amount of noise due to imaging does not change with respect to the amount of light incident on the imaging device, the amount of noise in the second imaging signal is K times larger than that in the first imaging signal.

【0038】しかしながら、一般的にノイズの絶対量は
入射光量に対して増加する傾向がある。そして、入射光
量Iに対するノイズの関数をN(I)とすると、図11
に示された点Paにおける第一の撮像信号のノイズ量は
N(Ia)、正規化された第二の撮像信号のノイズ量は
K×N(Ia/K)となる。
However, in general, the absolute amount of noise tends to increase with respect to the amount of incident light. Assuming that the function of noise with respect to the incident light amount I is N (I), FIG.
The noise amount of the first image pickup signal at the point Pa shown in (2) is N (Ia), and the noise amount of the normalized second image pickup signal is K × N (Ia / K).

【0039】一方、入射光量に対しノイズ量が小さいと
きは、入射光量と生成される撮像信号(出力信号V)と
は比例する。
On the other hand, when the amount of noise is smaller than the amount of incident light, the amount of incident light is proportional to the generated image signal (output signal V).

【0040】以上より、出力信号Vに対するノイズ量の
関数をN(V)とすると、図11に示された点Paにお
ける第一の撮像信号のノイズ量はN(Va)、正規化さ
れた第二の撮像信号のノイズ量はK×N(Va/K)と
なる。
As described above, assuming that the function of the noise amount with respect to the output signal V is N (V), the noise amount of the first image pickup signal at the point Pa shown in FIG. The noise amount of the second imaging signal is K × N (Va / K).

【0041】つまり、出力信号Vに対するノイズ量の関
数N(V)が得られると、出力信号Vの大きさに応じて
ノイズ量を推定できる。ここで、上記のようにノイズは
時間的に変化しない固定パターンノイズとランダムノイ
ズにわけられるが、ランダムノイズは一義的には決まら
ないので、ノイズ量を表す関数として統計的な分布を用
いるか、変動範囲を決定する。以上より、出力信号に応
じたノイズ量の特性を測定することによって、出力信号
に依る最大ノイズ量を推定することができる。
That is, when the noise amount function N (V) for the output signal V is obtained, the noise amount can be estimated according to the magnitude of the output signal V. Here, as described above, noise is divided into fixed pattern noise that does not change over time and random noise, but random noise is not uniquely determined, so a statistical distribution is used as a function representing the amount of noise, Determine the range of variation. As described above, the maximum noise amount due to the output signal can be estimated by measuring the characteristic of the noise amount according to the output signal.

【0042】つまり、第一の撮像信号におけるノイズ量
に対しては関数N(V)からコアリングレベルを決定
し、正規化された第二の撮像信号におけるノイズ量に対
してはK×N(V/K)よりコアリングレベルを決定す
ることができる。そして、推定される最大ノイズ量を基
に鮮鋭度強調時のコアリングレベルを決定することによ
り、撮像信号の変化が少ない平坦部分のノイズを強調す
ることなく鮮鋭度を強調できる。
That is, the coring level is determined from the function N (V) for the noise amount in the first imaging signal, and K × N ( V / K), the coring level can be determined. Then, by determining the coring level at the time of sharpness enhancement based on the estimated maximum noise amount, it is possible to enhance the sharpness without enhancing the noise in the flat portion where the change of the imaging signal is small.

【0043】よって、本発明はノイズレベルを予測して
最適なコアリングレベルを設定することにより、適切に
鮮鋭度を強調して良好な広ダイナミックレンジ画像を得
るものである。以下において、本発明の実施の形態に係
る画像処理装置をより具体的に説明する。 [実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1に係る
画像処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示
されるように、本実施の形態1に係る画像処理装置10
は、撮像部5と平均化部6、露光比検出部7、鮮鋭度強
調部8、合成部9、及びスイッチング部SWとを備え
る。
Thus, according to the present invention, by setting the optimum coring level by estimating the noise level, the sharpness is appropriately enhanced to obtain a good wide dynamic range image. Hereinafter, the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described more specifically. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an image processing apparatus 10 according to the first embodiment
Includes an imaging unit 5, an averaging unit 6, an exposure ratio detection unit 7, a sharpness enhancement unit 8, a synthesis unit 9, and a switching unit SW.

【0044】ここで、スイッチング部SWは撮像部5に
接続され、平均化部6と露光比検出部7及び鮮鋭度強調
部8は、スイッチング部SWに接続される。また、合成
部9は露光比検出部7及び鮮鋭度強調部8に接続され
る。
Here, the switching unit SW is connected to the imaging unit 5, and the averaging unit 6, the exposure ratio detection unit 7, and the sharpness enhancement unit 8 are connected to the switching unit SW. Further, the synthesizing unit 9 is connected to the exposure ratio detecting unit 7 and the sharpness enhancing unit 8.

【0045】そして、上記のような構成を有する画像処
理装置10は、例えば図2に示される回路構成により実
現することができる。すなわち、画像処理装置10は撮
像部5を構成するレンズ11及び撮像素子3と、順に直
列接続される増幅器(AGC)12、サンプルホールド
回路(CDS)13、A/D変換器14及び画像処理C
PU15と、画像処理CPU15に接続されたランダム
アクセスメモリ(RAM)16及びカードRAM17に
より構成することができる。
The image processing apparatus 10 having the above configuration can be realized, for example, by the circuit configuration shown in FIG. That is, the image processing apparatus 10 includes the lens 11 and the imaging element 3 that constitute the imaging unit 5, an amplifier (AGC) 12, a sample and hold circuit (CDS) 13, an A / D converter 14, and an image processing C
It can be constituted by a PU 15, a random access memory (RAM) 16 and a card RAM 17 connected to the image processing CPU 15.

【0046】図3は、図1に示された撮像部5の構成を
示す図である。図3に示されるように、撮像部5はレン
ズ1とデバイダ(被写体像分割器)2、及び二つの撮像
素子3,4を含む。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the image pickup section 5 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the imaging unit 5 includes a lens 1, a divider (subject image divider) 2, and two imaging elements 3 and 4.

【0047】このような構成を有する撮像部5において
は、撮影光学系をなすレンズ11を介して入射された光
がデバイダ2により二つの経路に分割され、二つの撮像
素子3,4にそれぞれ被写体像が形成される。
In the image pickup section 5 having such a configuration, the light incident through the lens 11 forming the photographing optical system is divided into two paths by the divider 2, and the object is respectively transferred to the two image pickup devices 3 and 4. An image is formed.

【0048】一方、図1に示された撮像部5は、図4に
示されるようにレンズ1と撮像素子3から構成すること
もできる。そしてこの場合には、撮像素子3は、図5
(a)に示された露光タイミング信号におけるパルスS
1,S2のエッジ(時刻T1,T2)に応じて複数回露
光動作を行い、図5(b)に示されるように、時刻T1
及び時刻T2においてそれぞれ撮像信号VS1,VS2
を生成する。
On the other hand, the image pickup section 5 shown in FIG. 1 can be composed of the lens 1 and the image pickup element 3 as shown in FIG. In this case, the image pickup device 3
The pulse S in the exposure timing signal shown in FIG.
The exposure operation is performed a plurality of times in accordance with the edges of S1, S2 (time T1, T2), and as shown in FIG.
And the imaging signals VS1 and VS2 at time T2, respectively.
Generate

【0049】次に、上記撮像部5による撮像方法につい
て述べる。図6に示されるように、一般的なCCDなど
の固体撮像素子を用いた場合には、撮像信号の出力レベ
ルはある範囲内では入射光量に応じたものとされるが、
入射光量がある値を超えると出力レベルが飽和して非直
線的な特性を示す。そして、このような非直線的な特性
を示す信号レベルを飽和レベル、それ以外の直線的な特
性を示すレベルを非飽和レベルと呼ぶ。
Next, an imaging method by the imaging unit 5 will be described. As shown in FIG. 6, when a general solid-state imaging device such as a CCD is used, the output level of the imaging signal is determined according to the amount of incident light within a certain range.
When the amount of incident light exceeds a certain value, the output level is saturated and exhibits a non-linear characteristic. A signal level indicating such non-linear characteristics is called a saturation level, and a level indicating other linear characteristics is called a non-saturation level.

【0050】ここで、一般的な撮像装置においては、該
出力レベルが非飽和レベルの範囲内となるように、絞り
やシャッタ等を用いて入射光量を制限する必要がある。
すなわち例えば、図7(a)に示されるように、撮像対
象とされる被写体からの入射光量が該被写体像の一部で
非飽和レベルを超えて臨界入射光量IPc以上となる場
合には、図7(b)に示されるように、該臨界入射光量
IPcに対応する臨界出力信号Scを超える部分21
が、飽和のため歪んでしまう。
Here, in a general image pickup apparatus, it is necessary to limit the amount of incident light using a diaphragm, a shutter, or the like so that the output level falls within the range of the non-saturation level.
That is, for example, as shown in FIG. 7A, when the incident light amount from the subject to be imaged exceeds the non-saturation level in a part of the subject image and becomes equal to or more than the critical incident light amount IPc. As shown in FIG. 7B, a portion 21 exceeding the critical output signal Sc corresponding to the critical incident light amount IPc.
However, it is distorted due to saturation.

【0051】次に、撮像信号に含まれるノイズについて
考えると、撮像部5として固体撮像素子等を使用した場
合には、該撮像素子上に結像した被写体像を光電変換す
る過程で種々のノイズが含まれる。ここで、これらのノ
イズは図8に示されるように大別される。ここで、固定
パターンノイズは、絶えず一定の誤差を起こすノイズで
あり、通常の画像処理においてこれらの誤差分を出力信
号から差し引くことにより低減することができる。
Next, considering the noise included in the image pickup signal, when a solid-state image pickup device or the like is used as the image pickup section 5, various noises are generated in the process of photoelectrically converting the subject image formed on the image pickup device. Is included. Here, these noises are roughly classified as shown in FIG. Here, the fixed pattern noise is noise that causes a constant error, and can be reduced by subtracting these errors from the output signal in normal image processing.

【0052】また、量子化ノイズは、得られたアナログ
の撮像信号をデジタル信号に変換するときに生じる量子
化誤差であり、量子化精度をあげることで低減すること
ができる。
The quantization noise is a quantization error that occurs when an obtained analog image signal is converted into a digital signal, and can be reduced by increasing the quantization accuracy.

【0053】また、ランダムノイズは、被写体照度に依
存する光ショットノイズと被写体照度に依存しない暗時
ノイズに分けられる。ここで、被写体照度に依存する光
ショットノイズNsは、撮像素子3に生じる電荷量(信
号の大きさ)Sの平方根に比例し、被写体照度に依存し
ない定数をNscとするとき、以下の式(1)により示
される。 Ns=Nsc×S1/2 (1) これより、以下の式(2)が得られる。 S/Ns=S1/2/Nsc (2) 以上より、信号が大きいほど光ショットノイズNsは大
きくなるが、S/N比は信号の平方根に比例して大きく
なる。なお、被写体照度に依存しない暗時ノイズN
信号の大きさによらず一定となるため、S/N比は信号
に比例して大きくなる。
The random noise is classified into light shot noise that depends on the illuminance of the subject and dark noise that does not depend on the illuminance of the subject. Here, the light shot noise Ns that depends on the subject illuminance is proportional to the square root of the amount of charge (signal magnitude) S generated in the image sensor 3, and when a constant independent of the subject illuminance is Nsc, the following equation ( Indicated by 1). Ns = Nsc × S 1/2 (1) From this, the following equation (2) is obtained. S / Ns = S 1/2 / Nsc (2) As described above, the light shot noise Ns increases as the signal increases, but the S / N ratio increases in proportion to the square root of the signal. Incidentally, the noise N D dark that is independent of the object illuminance is to become constant regardless of the magnitude of the signal, S / N ratio increases in proportion to the signal.

【0054】図9は、信号の大きさSと、暗時ノイズ及
び光ショットノイズに関するS/N比との関係を表すグ
ラフである。ここで、暗時ノイズに関するS/N比S/
はグラフ22により示され、光ショットノイズに関
するS/N比S/Ns はグラフ23により示される。
なお、該ノイズはS/N比が大きいほど目立たず、S/
N比が小さいほど目立ち、基本的には信号量が大きいほ
どノイズが目立たなくなる。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the signal magnitude S and the S / N ratio for dark noise and light shot noise. Here, the S / N ratio S / N for dark noise
N D is indicated by graph 22, S / N ratio S / Ns to optical shot noise is indicated by the graph 23.
Note that the noise is less noticeable as the S / N ratio is larger,
The smaller the N ratio, the more noticeable, and basically, the larger the signal amount, the less noticeable the noise.

【0055】ここで、 図9に示されるように、信号が
(N/Nsc)より小さいときは暗時ノイズN
が支配的で、大きいときは光ショットノイズNsが支配
的となる。
Here, as shown in FIG. 9, when the signal is smaller than (N D / Nsc) 2 , the dark noise N D
Is dominant, and when large, the light shot noise Ns is dominant.

【0056】以上より、画像におけるノイズに関して
は、撮像素子に出来るだけ電荷を蓄積させることにより
信号の大きさを増大させた方が好ましいが、上記のよう
な飽和性を考慮すると出力信号を飽和させることなく露
光させる必要が生じるため、撮像素子における最適な入
射光量の範囲が決定される。
As described above, with respect to noise in an image, it is preferable that the magnitude of the signal be increased by accumulating electric charges in the image sensor as much as possible. However, in consideration of the above-described saturation, the output signal is saturated. Since it is necessary to perform exposure without the need, an optimum range of the amount of incident light on the image sensor is determined.

【0057】次に、異なる露光量で撮像することにより
得られた複数の撮像信号に基づいて新たな画像を作成す
る方法について説明する。撮像部5は、被写体からの光
をシャッタや絞りを用いて制限した光を撮像素子に導
き、該撮像素子に被写体像を結像させる。
Next, a method of creating a new image based on a plurality of imaging signals obtained by imaging with different exposure amounts will be described. The imaging unit 5 guides light, which is obtained by restricting light from a subject using a shutter or an aperture, to an image sensor, and forms an image of the subject on the image sensor.

【0058】このとき一般に、輝度Iの被写体を撮像す
る際に撮像素子に蓄積される電荷は、非飽和領域では該
被写体像における照度Lと露光時間Tを乗じた露光量E
に比例し、出力信号Vは露光量Eに比例するため、以下
の関係式(3)が成立する。 V∝L×T(=E) (3) なお、輝度Iの被写体からの光は、絞りにより被写体像
の照度Lが制御され、シャッタにより露光量Tが制御さ
れる。
At this time, generally, when an object having a luminance I is picked up, an electric charge accumulated in the image sensor is equal to an exposure amount E obtained by multiplying the illuminance L of the object image by the exposure time T in an unsaturated region.
, And the output signal V is proportional to the exposure E, so that the following relational expression (3) holds. V∝L × T (= E) (3) In the light from the subject having the luminance I, the illuminance L of the subject image is controlled by the aperture, and the exposure amount T is controlled by the shutter.

【0059】ここで、図10(a)は、シャッタや絞り
を用いることにより露光量がE1となるよう被写体から
撮像素子へ入射される光を制御するときにおける、撮像
部5からの出力信号の被写体輝度依存性を示す。次に、
図10(b)はE1/Kの露光量E2で露光したときに
おける、該出力信号の被写体輝度依存性を示す。
Here, FIG. 10A shows the output signal from the image pickup section 5 when the light incident from the object to the image pickup element is controlled so that the exposure amount becomes E1 by using a shutter or a diaphragm. This shows the object luminance dependency. next,
FIG. 10B shows the subject luminance dependence of the output signal when the exposure is performed with the exposure amount E2 of E1 / K.

【0060】図10(a)に示されるように、露光量E
1のときにおいては撮像信号出力がV1以上で飽和し、
被写体の輝度がI1であるときに撮像出力信号はV1と
なる。また同様に、露光量E2のときにおいては撮像信
号出力がV2以上で飽和し、被写体の輝度がI2である
ときに撮像信号出力はV2となる。そしてこのとき、被
写体輝度I2は被写体輝度I1のK倍となる。すなわ
ち、当然のことながら、露光量を1/Kにした場合は被
写体輝度がK倍となる範囲まで飽和しない。
As shown in FIG. 10A, the exposure amount E
At the time of 1, the imaging signal output is saturated at V1 or more,
When the brightness of the subject is I1, the imaging output signal is V1. Similarly, when the exposure amount is E2, the imaging signal output is saturated at V2 or higher, and when the luminance of the subject is I2, the imaging signal output becomes V2. At this time, the subject luminance I2 is K times the subject luminance I1. That is, naturally, when the exposure amount is set to 1 / K, the saturation does not occur to a range where the subject brightness becomes K times.

【0061】次に、図11には、図10(a)に示され
たグラフG1と、図10(b)に示されたグラフG2に
おいて撮像信号出力をK倍に増幅したグラフG3とが併
記される。そして、図11に示されるように、被写体輝
度I1までにおいては両グラフG1,G3は重なり、被
写体輝度I1以上では露光量E1での出力信号は飽和
し、露光量E2での出力信号は被写体輝度I2まで飽和
しない。
Next, FIG. 11 shows a graph G1 shown in FIG. 10A and a graph G3 obtained by amplifying the imaging signal output by K times in the graph G2 shown in FIG. 10B. Is done. As shown in FIG. 11, the graphs G1 and G3 overlap up to the subject brightness I1, the output signal at the exposure E1 is saturated above the subject brightness I1, and the output signal at the exposure E2 is the subject brightness. Does not saturate until I2.

【0062】なお、ここまでの説明においては、被写体
からの光が光電変換される過程におけるノイズの発生に
ついては記していないが、上記のように光電変換に伴い
ノイズが発生する。
In the above description, the generation of noise in the process of photoelectric conversion of light from a subject is not described, but noise is generated due to the photoelectric conversion as described above.

【0063】ここで、固定パターンノイズと量子化ノイ
ズを除くランダムノイズNについて考えると、該ノイズ
の大きさは次式(4)で示される。 N=(N +Ns1/2 (4) そして、上記式(1)により次式(5)を得ることがで
きる。 N=(N +Nsc・S)1/2 (5) また、被写体輝度がIaのときに撮像部5から出力され
る信号(ノイズを含まない)をSa とするとき、露光量
E1のときにおけるランダムノイズN1は次式(6)の
ように示される。 N1=(N +Nsc・Sa)1/2 (6) また、同様に露光量E2のときにおけるランダムノイズ
N2は次式(7)のように示される。 N2=K・(N +Nsc・(Sa/K))1/2 =(K・N +K・Nsc・Sa)1/2 (7) 上式(7)より、K>1のときはノイズN1よりノイズ
N2の方が大きくなることが分かる。つまり、被写体輝
度がI1以下である場合においては、露光量E2で撮像
することにより得られた信号をK倍した信号よりも露光
量E1で撮像することにより得られた信号の方がノイズ
が小さいことになる。
Here, fixed pattern noise and quantization noise
Considering random noise N excluding noise,
Is given by the following equation (4). N = (ND 2+ Ns2)1/2 (4) Then, the following equation (5) can be obtained from the above equation (1).
Wear. N = (ND 2+ Nsc2・ S)1/2 (5) Also, when the subject luminance is Ia,
Signal (excluding noise) is Sa
The random noise N1 at the time of E1 is expressed by the following equation (6).
As shown. N1 = (ND 2+ Nsc2・ Sa)1/2 (6) Similarly, random noise at the exposure amount E2
N2 is represented by the following equation (7). N2 = K · (ND 2+ Nsc2・ (Sa / K))1/2  = (K2・ ND 2+ K · Nsc2・ Sa)1/2 (7) From the above equation (7), when K> 1, the noise is higher than the noise N1.
It can be seen that N2 is larger. In other words,
When the degree is equal to or less than I1, the image is captured with the exposure amount E2.
Exposure than the signal obtained by multiplying the signal obtained by
The signal obtained by imaging with the amount E1 is more noise.
Is small.

【0064】従って、露光量E1及び露光量E2で撮像
することにより得られた撮像信号においては、被写体輝
度がI1以下の場合には露光量E1の下で得られた撮像
信号を使い、被写体輝度がI1以上の場合には露光量E
2の下で得られた撮像信号を使うことにより、広いダイ
ナミックレンジの被写体輝度情報が取得でき、かつ暗部
でのノイズの少ない良好な画像を得ることができる。
Therefore, in the image pickup signal obtained by imaging with the exposure amount E1 and the exposure amount E2, when the object luminance is equal to or less than I1, the image pickup signal obtained under the exposure amount E1 is used. Is equal to or greater than I1, the exposure amount E
By using the imaging signal obtained under the condition 2, it is possible to obtain the subject luminance information of a wide dynamic range and obtain a good image with little noise in a dark part.

【0065】ここで、露光量E1及び露光量E2の下で
得られた二つの撮像信号においては、そのノイズの大き
さが異なる。そして、該ノイズnは撮像信号の大きさに
依存する関数n(S)と依存しない定数n0とにより、
次式(8)で表すことができる。 n=n0+n(S) (8) また、出力信号Vは次式(9)により表される。 V=S+n0+n(S) (9) そして、図11に示された点Paにおいて露光量E1の
下で撮像された信号Va1は、次式(10)により示さ
れる。 Va1=Sa+n0+n(Sa) (10) 一方、点Paにおいて露光量 E2の下で撮像された信
号Va2は、 Va2=Sa/K+n0+n(Sa/K) (11) となり、正規化された信号Van2は次式(12)によ
り示される。 Van2=Sa+K×n0+K×n(Sa/K) (12) つまり、図12に示されるように、露光量E1により撮
像された画像(暗部)と露光量E2により撮像された画
像との間では、臨界輝度Icにおいて、生じ得るノイズ
の幅24に非連続性を生じる。すなわち、従来のように
単純に露光量E1により撮像された画像と正規化された
露光量E2により撮像された画像とを合成すると、合成
の切り替わりポイント(臨界輝度Ic)でノイズの大き
さが大きく変化してしまう。
Here, the two imaging signals obtained under the exposure amounts E1 and E2 have different noise magnitudes. The noise n is represented by a function n (S) that depends on the magnitude of the imaging signal and a constant n0 that does not depend on the function.
It can be expressed by the following equation (8). n = n0 + n (S) (8) The output signal V is expressed by the following equation (9). V = S + n0 + n (S) (9) The signal Va1 captured at the point Pa shown in FIG. 11 under the exposure amount E1 is represented by the following equation (10). Va1 = Sa + n0 + n (Sa) (10) On the other hand, the signal Va2 captured at the point Pa under the exposure amount E2 is Va2 = Sa / K + n0 + n (Sa / K) (11), and the normalized signal Van2 is It is shown by equation (12). Van2 = Sa + K × n0 + K × n (Sa / K) (12) That is, as shown in FIG. 12, between the image (dark portion) captured by the exposure E1 and the image captured by the exposure E2, At the critical luminance Ic, a discontinuity occurs in the possible noise width 24. That is, when the image captured simply by the exposure amount E1 and the image captured by the normalized exposure amount E2 are combined as in the related art, the magnitude of the noise is large at the switching point of the combination (critical luminance Ic). Will change.

【0066】そこで、本発明に係る画像処理装置におい
ては、このような問題を解決するため、基本的に2つの
アプローチを行うことにより、良好な広ダイナミックレ
ンジ画像を作成する。まず第一のアプローチとしてノイ
ズの変化に合わせて鮮鋭度を強調する方法があり、第二
のアプローチとして合成される撮像信号のノイズの大き
さを減らす方法がある。
Therefore, in the image processing apparatus according to the present invention, in order to solve such a problem, a good wide dynamic range image is created by basically performing two approaches. A first approach is a method of enhancing sharpness in accordance with a change in noise, and a second approach is a method of reducing the magnitude of noise of an image signal to be synthesized.

【0067】ここで、まず上記第一のアプローチについ
て説明する。上記のように、一般的にデジタル画像を作
成する場合には、撮像画像についてアパーチャ補正と呼
ばれる鮮鋭度の強調処理を行う。
Here, the first approach will be described first. As described above, when a digital image is generally created, a sharpness enhancement process called aperture correction is performed on a captured image.

【0068】例えば、注目画素の撮像信号を3倍した信
号に、該注目画素の両隣の画素における撮像信号をそれ
ぞれ(−1)倍してさらに加えた信号を上記注目画素の
撮像信号とする、いわゆる(−1,3,−1)フイルタ
を用いることによって鮮鋭度を強調する場合には、例え
ば図13(a)に示される画像(撮像信号)は、画像の
エッジ部分の鮮鋭度が強調され、図13(b)に示され
る画像(撮像信号)を得ることができる。
For example, a signal obtained by multiplying the image pickup signal of the pixel of interest by three times the image pickup signals of the adjacent pixels on both sides of the pixel of interest (−1) is added to the image pickup signal of the pixel of interest. When sharpness is enhanced by using a so-called (-1,3, -1) filter, for example, in an image (imaging signal) shown in FIG. 13A, the sharpness of an edge portion of the image is enhanced. 13 (b) can be obtained.

【0069】ところが、図14(a)に示されるような
撮像信号の大きさにおける変化が少ない平坦な画像の場
合には、図14(b)に示されるように、鮮鋭度を強調
しても平坦な画像となるが、図15(a)に示されるよ
うに上記のような平坦な画像にノイズが含まれる場合に
は、図15(b)に示されるように、該ノイズが強調さ
れてしまう。そこで、コアリングと呼ばれる処理が実行
される。
However, in the case of a flat image with little change in the magnitude of the imaging signal as shown in FIG. 14A, even if the sharpness is enhanced as shown in FIG. Although a flat image is obtained, when noise is included in the flat image as shown in FIG. 15A, the noise is emphasized as shown in FIG. I will. Therefore, a process called coring is executed.

【0070】この処理は、まずアパーチャレベルAPを
注目画素の撮像信号レベルDとその前後における画素
の撮像信号レベルD−1,Dとにより次式(13)に
より求める。 AP=−D−1+2D−D (13) そして、上式(13)により求められたアパーチャレベ
ルAPの絶対値が設定されたコアリングレベルCより小
さい場合には、該注目画素にアパーチャレベルAPを加
算せず、アパーチャレベルAPの絶対値が設定されたコ
アリングレベルC以上である場合には、該注目画素にア
パーチャレベルAPを加算するという処理を実行する。
In this processing, first, the aperture level AP is obtained by the following equation (13) based on the imaging signal level D 0 of the pixel of interest and the imaging signal levels D −1 and D 1 of the pixels before and after it. AP = −D −1 + 2D 0 −D 1 (13) If the absolute value of the aperture level AP obtained by the above equation (13) is smaller than the set coring level C, the aperture is set to the target pixel. If the absolute value of the aperture level AP is equal to or higher than the set coring level C without adding the level AP, a process of adding the aperture level AP to the target pixel is executed.

【0071】これより、図16に示されるように、アパ
ーチャレベルAPがコアリングレベルCより小さい平坦
部などでは撮像信号レベルの増加分Daは0とされてノ
イズの強調が回避されると共に、アパーチャレベルAP
がコアリングレベルCより大きくなるエッジ部では該増
加分DaがアパーチャレベルAPに比例するものとされ
るため、いわゆる画像のエッジ強調が実現できる。な
お、エッジ部にノイズ成分が含まれていても信号変化が
大きいため、該ノイズが目立つことはない。
Thus, as shown in FIG. 16, in a flat portion where the aperture level AP is smaller than the coring level C, the increase Da of the imaging signal level is set to 0, so that noise enhancement is avoided and the aperture is reduced. Level AP
Since the increase Da is proportional to the aperture level AP at an edge portion where is larger than the coring level C, so-called image edge enhancement can be realized. Note that even if a noise component is included in the edge portion, the noise does not stand out because the signal change is large.

【0072】つまり、上記のような処理では、アパーチ
ャレベルAPを求めることによりノイズレベルを把握し
て、撮像信号が設定されたコアリングレベル以下におい
て変化する場合は鮮鋭度を強調せず、コアリングレベル
以上変化する場合に鮮鋭度を強調する。
That is, in the above processing, the noise level is grasped by obtaining the aperture level AP, and when the imaging signal changes below the set coring level, the sharpness is not emphasized, Emphasizes sharpness when changing more than level.

【0073】しかしながら、一般的に該ノイズはランダ
ムノイズと非ランダムノイズにわけられると共に、該ノ
イズは一定でなく、ノイズの大きさも撮像信号の大きさ
に依存するものと依存しないものとがある。
However, the noise is generally classified into random noise and non-random noise, and the noise is not constant, and the magnitude of the noise depends on the magnitude of the imaging signal and does not depend on the magnitude of the image signal.

【0074】そして、広ダイナミックレンジの画像を作
成する場合には、異なる露光量の下で撮像することによ
り得られた信号を合成する必要がある。つまり、異なる
露光量の信号を合成した合成画像に対し、単に従来の方
法によるアパーチャ処理を行った場合には適正なコアリ
ング処理を実行することができない。
When an image with a wide dynamic range is created, it is necessary to combine signals obtained by imaging under different exposure amounts. That is, if aperture processing is simply performed by a conventional method on a synthesized image obtained by synthesizing signals of different exposure amounts, appropriate coring processing cannot be performed.

【0075】換言すれば、第一の露光量で撮像された標
準画像情報と、第一の露光量に対して1/Kの露光量で
撮像された非標準画像情報とを合成する場合には、上記
のように非標準画像情報をK倍して正規化した後に合成
する。そして、この後に従来のアパーチャ処理を行った
場合には、n0+n(Sa)により求められる標準画像
情報のノイズレベルと、K×n0+K×n(Sa/K)
により求められる正規化された非標準画像情報のノイズ
レベルとが同じコアリングレベルの下で鮮鋭度が強調さ
れる。
In other words, when combining the standard image information imaged with the first exposure amount and the non-standard image information imaged with a 1 / K exposure amount relative to the first exposure amount, After normalizing the non-standard image information by K times as described above, the non-standard image information is synthesized. When the conventional aperture processing is performed thereafter, the noise level of the standard image information obtained by n0 + n (Sa) and K × n0 + K × n (Sa / K)
The sharpness is enhanced under the same coring level as the noise level of the normalized non-standard image information obtained by

【0076】そして、K>1とした場合にはn0+n
(Sa)< K×n0+K×n(Sa/K )となるた
め、標準画像情報のノイズレベルに応じてコアリングレ
ベルを設定すると、正規化された非標準画像情報のノイ
ズレベルが該コアリングレベルより大きくなる場合に
は、非標準画像情報におけるノイズが強調されてしま
う。
When K> 1, n0 + n
Since (Sa) <K × n0 + K × n (Sa / K), if the coring level is set in accordance with the noise level of the standard image information, the noise level of the normalized non-standard image information becomes the coring level. If it becomes larger, noise in the non-standard image information will be emphasized.

【0077】そこで、本発明の実施の形態1に係る画像
処理装置においては、該合成に先立って鮮鋭度強調部8
により鮮鋭度を強調する方法が採用される。
Therefore, in the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, prior to the synthesis, the sharpness enhancement section 8
A method of enhancing sharpness is adopted.

【0078】図16は、本実施の形態1に係る鮮鋭度強
調部8の構成を示すブロック図である。図16に示され
るように、鮮鋭度強調部8は色処理部81とアパーチャ
処理部82とを含む。ここで、色処理部81には撮像部
5から撮像信号(撮像情報)が供給され、アパーチャ処
理部82には色処理部81からRGB情報が供給され
る。そして、アパーチャ処理部82で処理された信号は
合成部9に供給される。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the sharpness enhancement section 8 according to the first embodiment. As shown in FIG. 16, the sharpness enhancement unit 8 includes a color processing unit 81 and an aperture processing unit 82. Here, an imaging signal (imaging information) is supplied from the imaging unit 5 to the color processing unit 81, and RGB information is supplied from the color processing unit 81 to the aperture processing unit 82. Then, the signal processed by the aperture processing unit 82 is supplied to the synthesizing unit 9.

【0079】ところで一般的に、撮像部5でカラー情報
を得る場合には、図21に示されるようにRGB成分毎
に異なる分光感度による光電変換を行うため、図20に
示されるようなCCD等の上にRGB成分を選択的に透
過するカラーフィルタを備えた固体撮像素子が使用され
る。
In general, when color information is obtained by the imaging unit 5, photoelectric conversion is performed with different spectral sensitivities for each of the RGB components as shown in FIG. 21, so that a CCD or the like as shown in FIG. A solid-state imaging device having a color filter that selectively transmits RGB components on the solid-state image sensor is used.

【0080】そして、このような撮像素子を用いること
により得られた信号は、図18に示されるような画素毎
に対応したデジタル情報とされる。そして、図17に示
された色処理部81は、該デジタル情報に対して色処理
と呼ばれる補間処理を施し、図19に示されるようなR
GB成分毎の3プレーンの情報を作成する。ここで、図
19(a)は画素毎のR成分のみを示す情報(Rプレー
ン)を表し、図19(b)は画素毎のG成分のみを示す
情報(Gプレーン)を表し、図19(c)は画素毎のB
成分のみを示す情報(Bプレーン)を表す。
A signal obtained by using such an image sensor is converted into digital information corresponding to each pixel as shown in FIG. Then, the color processing unit 81 shown in FIG. 17 performs an interpolation process called a color process on the digital information, and performs an R process as shown in FIG.
The information of three planes for each GB component is created. Here, FIG. 19A illustrates information (R plane) indicating only the R component for each pixel, and FIG. 19B illustrates information (G plane) indicating only the G component for each pixel. c) B for each pixel
Represents information (B plane) indicating only components.

【0081】そして次に、図17に示されたアパーチャ
処理部82は、作成されたRGB情報に対して上記のよ
うなアパーチャ補正を施す。ここで、複数の異なる露光
量の下で撮像された複数の撮像情報をそれぞれ色処理
し、得られた複数のRGB情報のそれぞれにアパーチャ
処理を施す。なお、該色処理は従来の方法を採用しても
良く、例えば注目画素の撮像情報がR成分のみである時
は、G成分及びB成分については、周囲の画素における
G成分及びB成分から補間的に求めることができる。ま
た、作成された複数のRGB情報の各プレーンに対し
て、上記アパーチャ補正が施される。
Next, the aperture processing unit 82 shown in FIG. 17 performs the above-described aperture correction on the created RGB information. Here, a plurality of pieces of imaging information captured under a plurality of different exposure amounts are respectively subjected to color processing, and aperture processing is performed on each of the obtained plurality of RGB information. The color processing may employ a conventional method. For example, when the imaging information of the target pixel is only the R component, the G component and the B component are interpolated from the G component and the B component of the surrounding pixels. Can be sought. The aperture correction is performed on each plane of the plurality of created RGB information.

【0082】そして、合成部9は、例えば異なる露光量
の下で2回撮像することにより得られた撮像信号に基づ
いて広ダイナミックレンジ画像を作成する場合、第一の
露光量で撮像され鮮鋭度の強調された標準画像情報と、
第一の露光量に対して1/Kの露光量で撮像され鮮鋭度
の強調された非標準画像情報とを合成する場合、上記の
ように非標準画像情報を正規化するためにK倍して合成
する。
For example, when creating a wide dynamic range image based on an image signal obtained by imaging twice with different exposure amounts, the synthesizing unit 9 is imaged with the first exposure amount and has a sharpness Standard image information with
When synthesizing the non-standard image information which is imaged at an exposure amount of 1 / K with respect to the first exposure amount and whose sharpness is emphasized, it is multiplied by K in order to normalize the non-standard image information as described above. And combine them.

【0083】従来のように、ただ単に複数の画像情報を
合成した後に鮮鋭度を強調する場合は、一定のコアリン
グレベルを設定した後に鮮鋭度を強調するので、上記の
ように適切に鮮鋭度を強調することができないが、この
ように鮮鋭度の強調を画像合成に先立って行えば、n0
+n(Sa)により求められる標準画像情報のノイズレ
ベルとn0+n(Sa/K)により求められる正規化さ
れる前の非標準画像情報のノイズレベルとは同じコアリ
ングレベルで鮮鋭度が強調され、一般にn0+n(S
a)> n0+n(Sa/K )という関係が成立するの
で、非標準画像情報のノイズが強調されることがない。
When the sharpness is emphasized after simply combining a plurality of pieces of image information as in the prior art, the sharpness is emphasized after setting a constant coring level. Cannot be enhanced, but if the sharpness enhancement is performed prior to the image synthesis, n0
The sharpness is emphasized at the same coring level as the noise level of the standard image information determined by + n (Sa) and the noise level of the non-standard image information before normalization determined by n0 + n (Sa / K). n0 + n (S
a)> n0 + n (Sa / K), so that noise of non-standard image information is not emphasized.

【0084】また、より厳密には信号レベルに合わせて
コアリングレベルを設定する事でより適切に鮮鋭度を強
調できる。つまり、図22に示されるように、実際に撮
像部5から出力される信号のレベルLに応じてコアリン
グレベルCを変化させることにより、適切に鮮鋭度を強
調することができる。ここで、該出力信号の大きさに依
存しないノイズレベルn0により決定されるコアリング
レベルをC0とし、該出力信号の大きさに依存するノイ
ズレベルn(S)により経験的に設定される関数をfc
(L)とすれば、コアリングレベルCは次式(14)に
より示される。 C=C0+fc(L) (14) また、アパーチャレベルAPは注目画素の撮像信号D
とその前後の画素の撮像信号D−1,Dより決定され
るので、各画素に対応する出力信号のレベルLを(2×
+D−1+D)/4により算出された値としても
良いし、代表値として撮像信号Dを利用することもで
きる。
More precisely, the sharpness can be more appropriately emphasized by setting the coring level according to the signal level. That is, as shown in FIG. 22, by changing the coring level C according to the level L of the signal actually output from the imaging unit 5, the sharpness can be appropriately emphasized. Here, the coring level determined by the noise level no which does not depend on the magnitude of the output signal is C0, and a function empirically set by the noise level n (S) which depends on the magnitude of the output signal is fc
Assuming (L), the coring level C is expressed by the following equation (14). C = C0 + fc (L) (14) The aperture level AP is the imaging signal D 0 of the target pixel.
And the imaging signals D −1 and D 1 of the pixels before and after the pixel, the level L of the output signal corresponding to each pixel is set to (2 ×
D 0 + D −1 + D 1 ) / 4, or the imaging signal D 0 can be used as a representative value.

【0085】次に、合成される撮像信号のノイズの大き
さを減らす上記第二のアプローチについて説明する。異
なる露光量の下で撮像することにより得られた情報を合
成する場合には、標準画像に対し非標準画像が1/Kの
露光量の下で撮像された場合、 K>1のときには上記
のようにn0+n(Sa)< K×n0+K×n(Sa/
K )となってしまう。
Next, a description will be given of the second approach for reducing the magnitude of noise in the image signal to be synthesized. When combining information obtained by imaging under different exposures, a non-standard image is captured under an exposure of 1 / K with respect to a standard image. Thus, n0 + n (Sa) <K × n0 + K × n (Sa /
K).

【0086】そこで、固定パターンノイズなどの非ラン
ダムノイズについては、該ノイズ成分をCCDの画素毎
に記録し、記録された該ノイズ成分の値に応じて補正す
ることができるが、ランダムノイズに対しては除去する
ことができない。
Therefore, for non-random noise such as fixed pattern noise, the noise component can be recorded for each pixel of the CCD and corrected according to the value of the recorded noise component. Cannot be removed.

【0087】ここで、標準画像のランダムノイズをn0
+n(Sa)、正規化されたランダムノイズをK×n0
+K×n(Sa/K )とした場合、一定の露光量でm
回撮像することにより得られた撮像信号を画素毎に平均
した値はSa+(n0+n(Sa))/m1/2とな
り、ノイズ成分は1/m1/2となる。同様に、1/K
の露光量でn回撮像することにより得られた撮像信号を
画素ごとに平均した値はSa+(K×n0+K×n(S
a/K ))/n1/2となりノイズ成分は1/n
/2になる。
Here, the random noise of the standard image is n0
+ N (Sa), normalized random noise is K × n0
+ K × n (Sa / K), m
The value obtained by averaging the imaging signals obtained by performing the imaging twice for each pixel is Sa + (n0 + n (Sa)) / m1 / 2 , and the noise component is 1 / m1 / 2 . Similarly, 1 / K
The average value of the imaging signals obtained by imaging n times with the exposure amount of each pixel is Sa + (K × n0 + K × n (S
a / K)) / n 1/2 and the noise component is 1 / n 1
/ 2 .

【0088】そこで、双方のノイズが同じになる条件
は、次式(15)により示される。 (n0+n(Sa))/m1/2=(K×n0+K×n(Sa/K ))/n1/ …(15) そして、式(15)より次の式(16)の関係が成立する。 m/n=(K×n0+K×n(Sa/K ))/(n0+n(Sa)) …(16) ここで、上記のように撮像信号の大きさに依存するノイ
ズは光ショットノイズで、その大きさは光量の平方根に
比例するので次の式(17)の関係が成立する。 m/n=(K×n0+K1/2×n(Sa ))/(n0+n(Sa)) …(17) 従って、露光比Kが決まると、式(17)によりmとn
の比が決まる。つまり、露光比Kに応じてmとnの比を
決定することにより、標準画像と非標準画像のランダム
ノイズレベルを同じにすることができる。なお、以上の
ような撮像回数m及びnは、図2に示される画像処理C
PU15に含まれた合成部9により算出される。
Then, the condition that both noises are the same
Is represented by the following equation (15). (N0 + n (Sa)) / m1/2= (K × n0 + K × n (Sa / K)) / n1 / 2  .. (15) Then, the following equation (16) is established from equation (15). m / n = (K × n0 + K × n (Sa / K)) / (n0 + n (Sa))2  (16) Here, as described above, noise depending on the magnitude of the imaging signal
Is the light shot noise, the magnitude of which is the square root of the amount of light.
Since it is proportional, the following equation (17) holds. m / n = (K × n0 + K1/2× n (Sa)) / (n0 + n (Sa))2  (17) Therefore, when the exposure ratio K is determined, m and n are calculated according to Expression (17).
Is determined. That is, the ratio of m and n is changed according to the exposure ratio K.
By determining, the randomness of the standard image and the non-standard image
The noise level can be the same. The above
The number of times of imaging m and n is determined by the image processing C shown in FIG.
It is calculated by the synthesis unit 9 included in the PU 15.

【0089】以上が上記二つのアプローチの原理である
が、以下においては図1に示された本実施の形態1に係
る画像処理装置の構成及び動作について説明する。
The above are the principles of the above two approaches. Hereinafter, the configuration and operation of the image processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0090】図1に示されるように、撮像部5で生成さ
れた複数の撮像信号(撮像情報)が露光比検出部7と鮮
鋭度強調部8に入力される。そして、露光比検出部7は
上記露光比Kを検出し、鮮鋭度強調部8は上記のような
方法により鮮鋭度を強調する。
As shown in FIG. 1, a plurality of imaging signals (imaging information) generated by the imaging unit 5 are input to an exposure ratio detection unit 7 and a sharpness enhancement unit 8. Then, the exposure ratio detecting section 7 detects the exposure ratio K, and the sharpness emphasizing section 8 emphasizes the sharpness by the method described above.

【0091】ここで、露光比検出部7による露光比検出
動作について説明する。露光比検出部7は、標準画像に
おける非飽和部分の撮像信号の平均値と、非標準画像の
対応部分における撮像信号の平均値を求め、これらの平
均値の比を求めることで露光比Kを検出することができ
る。
Here, the exposure ratio detecting operation by the exposure ratio detecting section 7 will be described. The exposure ratio detection unit 7 calculates the average value of the imaging signal of the non-saturated portion in the standard image and the average value of the imaging signal in the corresponding portion of the non-standard image, and obtains the exposure ratio K by calculating the ratio of these average values. Can be detected.

【0092】次に、合成部9は標準画像の中で飽和して
いない部分は標準画像を選択し、飽和している部分は露
光比検出部7により算出された露光比Kを非標準画像に
乗じた上でこれを選択する。そして、このような処理を
画素ごとに行うことにより広ダイナミックレンジ画像を
作成することができる。
Next, the synthesizing unit 9 selects the standard image for the non-saturated portion in the standard image, and converts the exposure ratio K calculated by the exposure ratio detecting unit 7 into the non-standard image for the saturated portion. Multiply and select this. Then, by performing such processing for each pixel, a wide dynamic range image can be created.

【0093】また、一定の露光量でm回撮像することに
より得られた画像と、異なる露光量の下でn回撮像した
画像とにより広ダイナミックレンジ画像を作成する場合
には、図1に示されるスイッチング部SWを制御信号に
より切り換えることにより、撮像部5で生成された撮像
信号を平均化部6へ供給する。そして、平均化部6は、
複数の撮像情報において画素ごとに平均を求め、平均画
像を作成する。
FIG. 1 shows a case where a wide dynamic range image is formed by an image obtained by imaging m times with a fixed exposure amount and an image obtained n times with different exposure amounts. By switching the switching unit SW according to the control signal, the imaging signal generated by the imaging unit 5 is supplied to the averaging unit 6. Then, the averaging unit 6
An average is obtained for each pixel in a plurality of pieces of imaging information, and an average image is created.

【0094】そして、上記のような一連の画像処理は、
図2に示された画像処理CPU15などを用いて実行さ
れる。すなわち、図2に示された画像処理装置は、被写
体像を形成するためのレンズ11と、被写体像を光電変
換する撮像素子3と、撮像素子3により得られた撮像信
号を増幅する増幅器(AGC)12とサンプルホールド
回路(CDS)13及びA/D変換器14からなるアナ
ログ回路と、量子化された情報をデジタル処理する画像
処理CPU15と、画像を一時的に保存する画像処理用
のRAM16と、作成された画像を記録しておくための
カードRAM17を含む。
Then, a series of image processing as described above is performed by
This is executed using the image processing CPU 15 shown in FIG. That is, the image processing apparatus shown in FIG. 2 includes a lens 11 for forming a subject image, an image sensor 3 for photoelectrically converting the subject image, and an amplifier (AGC) for amplifying an image signal obtained by the image sensor 3. ) 12, an analog circuit including a sample hold circuit (CDS) 13 and an A / D converter 14, an image processing CPU 15 for digitally processing quantized information, and an image processing RAM 16 for temporarily storing an image. And a card RAM 17 for recording the created image.

【0095】以下において、本実施の形態1に係る画像
処理装置の動作を、図23のフローチャートを参照しつ
つ説明する。まずステップS1では、撮像部5に含まれ
た撮像素子3が、異なる露光量下の撮像により複数の撮
像信号(撮像情報)を生成し、RAM16は該撮像信号
を保存する。
Hereinafter, the operation of the image processing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S1, the imaging device 3 included in the imaging unit 5 generates a plurality of imaging signals (imaging information) by imaging under different exposure amounts, and the RAM 16 stores the imaging signals.

【0096】次に、ステップS2では、画像処理CPU
15に含まれた露光比検出部7が、非飽和部分の平均値
の比に応じて、RAM16に保存された複数の画像間に
おける露光比を算出する。そして、ステップS3では、
画像処理CPU15が、画像の鮮鋭度を強調するための
色補間処理を実行する。そして、この色補間処理におい
ては、図18に示されるような画素毎に対応したデジタ
ル情報に基づいて、RGB成分毎に図19に示されたR
GB画像を作成する。
Next, in step S2, the image processing CPU
The exposure ratio detector 7 included in 15 calculates an exposure ratio between a plurality of images stored in the RAM 16 according to the ratio of the average value of the unsaturated portion. Then, in step S3,
The image processing CPU 15 executes a color interpolation process for enhancing the sharpness of the image. Then, in this color interpolation processing, based on digital information corresponding to each pixel as shown in FIG. 18, the RGB components shown in FIG.
Create a GB image.

【0097】次に、ステップS4において、画像処理C
PU15に含まれた鮮鋭度強調部8は、上記のようにコ
アリングレベルを撮像信号(撮像情報)に基づいて決定
し、鮮鋭度を強調する。そして、ステップS5では、画
像処理CPU15に含まれた合成部9が、標準画像の非
飽和部分については一画素単位で該標準画像を選択し、
該標準画像の飽和部分では露光比検出部7で検出された
露光比を非標準画像に乗じることによって正規化された
非標準画像を一画素単位で選択することにより合成画像
を作成する。
Next, in step S4, image processing C
The sharpness enhancement unit 8 included in the PU 15 determines the coring level based on the imaging signal (imaging information) as described above, and enhances the sharpness. Then, in step S5, the synthesizing unit 9 included in the image processing CPU 15 selects the standard image in units of one pixel with respect to the non-saturated portion of the standard image,
In the saturated portion of the standard image, a synthesized image is created by selecting a non-standard image normalized by multiplying the non-standard image by the exposure ratio detected by the exposure ratio detection unit 7 in units of one pixel.

【0098】以上のような動作により、本実施の形態1
に係る画像処理装置によれば、撮像された複数の画像に
おける露光比に応じて適切なコアリングレベルを設定し
て鮮鋭度を強調した後、鮮鋭度が強調された該複数の撮
像画像を合成することにより、良好な広ダイナミックレ
ンジ画像を生成することができる。
According to the operation as described above, the first embodiment
According to the image processing apparatus according to the above, after setting an appropriate coring level according to the exposure ratio in the plurality of captured images to enhance the sharpness, the plurality of captured images with the enhanced sharpness are combined. By doing so, a good wide dynamic range image can be generated.

【0099】[実施の形態2]上記実施の形態1に係る
画像処理装置10は、画像の合成に先立って合成対象と
する各画像の鮮鋭度を強調するものであったが、合成後
に鮮鋭度を強調することも考えられる。以下において
は、該画像の合成後に鮮鋭度を強調する実施の形態2に
係る画像処理装置を説明する。
[Second Embodiment] The image processing apparatus 10 according to the first embodiment emphasizes the sharpness of each image to be synthesized before the images are synthesized. May be emphasized. In the following, an image processing apparatus according to the second embodiment that emphasizes sharpness after combining the images will be described.

【0100】図24に示されるように、実施の形態2に
係る画像処理装置20は、図1に示された実施の形態1
に係る画像処理装置10と同様な構成を有するが、合成
部9がスイッチング部SW及び露光比検出部7に接続さ
れ、鮮鋭度強調部8が合成部9に接続される点で相違す
るものである。
As shown in FIG. 24, the image processing apparatus 20 according to the second embodiment is different from the image processing apparatus 20 according to the first embodiment shown in FIG.
Except that the synthesizing unit 9 is connected to the switching unit SW and the exposure ratio detecting unit 7 and the sharpness enhancing unit 8 is connected to the synthesizing unit 9. is there.

【0101】図24に示された画像処理装置20におい
ては、まず撮像部5により生成された複数の撮像情報は
合成部9に供給され合成される。ここで、合成部9は標
準画像の中で撮像信号が飽和していない場合(しきい値
より小さい場合)は標準画像を選択し、飽和している場
合(しきい値より大きい場合)は露光比検出部7により
検出された露光比Kを非標準画像に乗じてこれを選択す
る。そして、このような処理を画素ごとに行うことによ
り広ダイナミックレンジ画像を作成する。
In the image processing apparatus 20 shown in FIG. 24, first, a plurality of pieces of imaging information generated by the imaging section 5 are supplied to the synthesizing section 9 and synthesized. Here, the synthesizing unit 9 selects the standard image when the imaging signal is not saturated in the standard image (when smaller than the threshold), and when the imaging signal is saturated (when larger than the threshold), the exposure is performed. The non-standard image is multiplied by the exposure ratio K detected by the ratio detection unit 7 and selected. Then, a wide dynamic range image is created by performing such processing for each pixel.

【0102】そして、鮮鋭度強調部8は、図25に示さ
れるように、合成処理部9に接続された色処理部81
と、色処理部81に接続されたアパーチャ処理部82と
を含み、合成された情報に対し色処理部81において上
記実施の形態1と同様な色処理を行う。
Then, as shown in FIG. 25, the sharpness enhancement section 8 is provided with a color processing section 81 connected to the synthesis processing section 9.
And an aperture processing unit 82 connected to the color processing unit 81. The color processing unit 81 performs the same color processing as in the first embodiment on the synthesized information.

【0103】さらに、図26(a)及び図26(b)に
示された第一及び第二の撮像信号を合成することによっ
て得られた図26(c)に示される信号から、図26
(d)乃至図26(f)に示されるように、RGB成分
毎に計3プレーンのRGB情報を作成し、作成された該
RGB情報に対してアパーチャ処理を行う。
Further, from the signal shown in FIG. 26 (c) obtained by synthesizing the first and second image pickup signals shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b),
As shown in FIGS. 26D to 26F, a total of three planes of RGB information are created for each of the RGB components, and aperture processing is performed on the created RGB information.

【0104】ここで、上記のように、単に画像を合成し
た後に鮮鋭度を強調するアパーチャ補正を行うと、K倍
された非標準画像情報部分ではノイズレベルに対して適
切なコアリングレベルの設定ができないという問題があ
る。
Here, as described above, when the aperture correction for enhancing the sharpness is performed simply after synthesizing the image, the setting of the coring level appropriate for the noise level in the non-standard image information portion multiplied by K is performed. There is a problem that can not be.

【0105】そこで、鮮鋭度を強調するに当たり合成さ
れた画像がどの画像から作成されたかを調べる必要があ
る。ところが、上記色処理では複数の画像情報からRG
B情報を作成するため、強調される情報は標準画像情報
と非標準画像情報が混合されたものとなる。
Therefore, it is necessary to check from which image the synthesized image was created in enhancing the sharpness. However, in the above-described color processing, RGs are obtained from a plurality of pieces of image information.
To create the B information, the emphasized information is a mixture of the standard image information and the non-standard image information.

【0106】つまり、図28に示されるように、注目画
素30がB成分の信号を検出する場合には、不足するR
成分及びG成分を周囲の画素より補間する。そして、こ
の場合例えば、注目画素30のG成分は、該注目画素3
0に隣接しG成分の信号を検出する四つの画素で得られ
た信号の平均を求めることにより補間する。
That is, as shown in FIG. 28, when the target pixel 30 detects the signal of the B component, the shortage of R component
The component and the G component are interpolated from surrounding pixels. In this case, for example, the G component of the target pixel 30 is
Interpolation is performed by calculating the average of signals obtained from four pixels adjacent to 0 and detecting a G component signal.

【0107】ここで、周囲の画素で検出されたG成分
が、標準画像の一部を構成するものか非標準画像の一部
を構成するものかに応じ、あるいは両画像の混合比に応
じて、コアリングレベルを適切に設定する必要がある。
Here, according to whether the G component detected by the surrounding pixels forms a part of the standard image or a part of the non-standard image, or according to a mixture ratio of the two images. , It is necessary to set the coring level appropriately.

【0108】そして仮に、該補間のため使用する注目画
素30の周囲に配置された画素がすべて標準画像の場合
はそれぞれのノイズレベルはn0+n(Sa)となり、
すべて正規化された非標準画像の場合はそれぞれのノイ
ズレベルはK×n0+K×n(Sa/K)となるため、
これらのノイズレベルに対応してコアリングレベルを設
定する必要がある。
If the pixels arranged around the target pixel 30 used for the interpolation are all standard images, the respective noise levels are n0 + n (Sa).
In the case of non-standard images, all of which have been normalized, the respective noise levels are K × n0 + K × n (Sa / K).
It is necessary to set a coring level corresponding to these noise levels.

【0109】しかしながら、該混合比をそれぞれの画素
毎に記録しておくためには、RGB成分ごとの計3つの
プレーンについて該混合比をそれぞれ記録しておく必要
があるため、実施化は容易ではない。そこで、本実施の
形態2に係る画像処理装置では、該混合比を予測してコ
アリングレベルを設定する。以下において、該コアリン
グレベルの設定方法を説明する。
However, in order to record the mixture ratio for each pixel, it is necessary to record the mixture ratio for a total of three planes for each of the RGB components. Absent. Therefore, the image processing apparatus according to the second embodiment predicts the mixture ratio and sets the coring level. Hereinafter, a method of setting the coring level will be described.

【0110】図29に示されるように、グラフG1によ
り示される標準画像情報と、グラフG3により示される
正規化された非標準画像情報との間で、いずれの情報を
使用するかを決定するためのレベルをしきい値Thとす
る。
As shown in FIG. 29, in order to determine which information to use between the standard image information shown by the graph G1 and the normalized non-standard image information shown by the graph G3. Is the threshold Th.

【0111】そして、標準画像の情報がしきい値Thよ
り小さいときは、合成画像情報として標準画像の情報を
採用し、標準画像の情報がしきい値Thより大きいとき
は合成画像情報として正規化された非標準画像の情報を
採用する。このとき、図28に示された注目画素30に
おいて得られるB成分は単一の情報から作成され、例え
ばB成分がしきい値Thより小さい場合には、B成分は
標準画像の情報とされる。
When the information of the standard image is smaller than the threshold Th, the information of the standard image is adopted as the composite image information. When the information of the standard image is larger than the threshold Th, the information of the standard image is normalized. The information of the obtained non-standard image is adopted. At this time, the B component obtained at the target pixel 30 shown in FIG. 28 is created from a single piece of information. For example, when the B component is smaller than the threshold Th, the B component is used as information of a standard image. .

【0112】また、注目画素30の周囲の画素から補間
されるG成分またはR成分については、該G成分がしき
い値Thに比べかなり小さい値をとる場合には、標準画
像のみで補間された情報である可能性が高く、逆に該G
成分がしきい値Thに比べかなり大きな値をとる場合に
は、非標準画像の情報のみで補間された情報である可能
性が高い。
When the G component or the R component to be interpolated from the pixels around the target pixel 30 is considerably smaller than the threshold value Th, the interpolation is performed only with the standard image. Is likely to be information.
If the component takes a value that is considerably larger than the threshold value Th, it is highly likely that the information is information interpolated only with the information of the non-standard image.

【0113】また、アパーチャ補正におけるコアリング
処理は、画像中において撮像信号の変化の少ない平坦部
分ではノイズを目立たせないことを目的としており、周
囲画素との差が小さいときにコアリングの値が問題とな
る。
Further, the coring process in the aperture correction aims at making the noise less noticeable in a flat portion of the image where there is little change in the image pickup signal. When the difference from the surrounding pixels is small, the coring value is reduced. It becomes a problem.

【0114】つまり、この場合は注目画素30の周囲に
おける画素値(撮像信号の大きさ)は近似した値である
ため、仮にノイズを含まない信号レベルがしきい値Th
である場合には、周囲の画素に対応する情報がすべて標
準画像情報のときには、該周囲の画素に対応する情報に
n0+n(Th)により求められるノイズが含まれる。
That is, in this case, since the pixel value (the magnitude of the imaging signal) around the target pixel 30 is an approximate value, the signal level containing no noise is temporarily set to the threshold value Th.
If all the information corresponding to the surrounding pixels is the standard image information, the information corresponding to the surrounding pixels includes the noise calculated by n0 + n (Th).

【0115】一方、n0+n(Sa)の平均値が算出さ
れると共に、n0+n(Sa)の最大値をNnとした場
合、該周囲の画素に対応する情報がすべて標準画像情報
であるときの最小値は(Th−Nn)となる。
On the other hand, when the average value of n0 + n (Sa) is calculated and the maximum value of n0 + n (Sa) is Nn, the minimum value when all the information corresponding to the surrounding pixels is the standard image information Is (Th-Nn).

【0116】また、該周囲の画素に対応する情報がすべ
て正規化された非標準画像情報のときは、K×n0+K
×n(Th/K )により求められるノイズが含まれ、
K×n0+K×n(Th/K )の平均値が求められる。
そして、K×n0+K×n(Th/K )により求められ
るノイズ量の最大値をNkとした場合、周囲画素に対応
する情報がすべて正規化された非標準画像情報であると
きの最大値は(Th+Nk)となる。
When the information corresponding to the surrounding pixels is all normalized non-standard image information, K × n0 + K
× n (Th / K)
The average value of K × n0 + K × n (Th / K) is obtained.
When the maximum value of the noise amount obtained by K × n0 + K × n (Th / K) is Nk, the maximum value when all information corresponding to surrounding pixels is normalized non-standard image information is ( Th + Nk).

【0117】ここで、図27に示されるように、標準画
像に対して設定されるコアリングレベルをCn、正規化
された非標準画像に対して設定されるコアリングレベル
をCkとした場合、作成された撮像信号のレベルを基に
混合比を予測しコアリングレベルを決定する。
Here, as shown in FIG. 27, when the coring level set for the standard image is Cn and the coring level set for the normalized non-standard image is Ck, The mixing ratio is predicted based on the level of the created image signal, and the coring level is determined.

【0118】すなわち、作成された撮像信号の値が(T
h−Nn)より小さい領域A1に含まれるときは標準画
像に対して設定されたコアリングレベルCnの下で鮮鋭
度を強調し、(Th+Nk)より大きい領域A3に含ま
れるときは正規化された非標準画像に対して設定された
コアリングレベルCkの下で鮮鋭度を強調すれば良い。
そして、作成された撮像信号の値が(Th−Nn)と
(Th+Nk)の間における領域A2に含まれる場合に
は、コアリングレベルCnとコアリングレベルCkを所
定比で内分することにより求められる混合コアリングレ
ベルの下で鮮鋭度が強調される。なお、Nn及びNkの値
はそれぞれ、n0+n(Th)及びK×n0+K×n(T
h/K )が取り得る最大値から決定すれば良い。
That is, the value of the created image pickup signal is (T
h-Nn), the sharpness is emphasized under the coring level Cn set for the standard image when included in the area A1 smaller than the standard image, and normalized when the area A3 is larger than (Th + Nk). The sharpness may be enhanced under the coring level Ck set for the non-standard image.
When the value of the created imaging signal is included in the area A2 between (Th−Nn) and (Th + Nk), the value is obtained by internally dividing the coring level Cn and the coring level Ck at a predetermined ratio. The sharpness is emphasized below the required mixed coring level. The values of Nn and Nk are n0 + n (Th) and K × n0 + K × n (T
h / K) may be determined from the maximum possible value.

【0119】そして、上記のような色処理において混合
比を予測する方法を採用することにより、合成画像がい
ずれの画像により作成されたかを記録しておく必要が無
くなる。
By adopting a method of estimating the mixture ratio in the above-described color processing, it is not necessary to record which image the synthetic image is created from.

【0120】なお、このような方法においても、図22
に示されるように、実際の出力信号レベルLに応じてコ
アリングレベルCを変化させるようにしても良い。そし
て、この場合にはまず、撮像信号のレベルに応じて図3
0に示されるようにコアリングレベルを決定すれば良
い。すなわち、撮像信号が該標準画像のみからなり該撮
像信号のレベルが領域A1に含まれる場合には、撮像信
号の関数として求められる標準コアリングレベルを設定
し、撮像信号が色処理により混合され領域A2に含まれ
る場合は同じく撮像信号の関数として求められる混合コ
アリングレベルを設定し、正規化された非標準画像から
作成された可能性が高く領域A3に含まれる場合には撮
像信号の関数として求められる非標準コアリングレベル
を設定するよう切り替えれば良い。
It should be noted that even in such a method, FIG.
, The coring level C may be changed according to the actual output signal level L. In this case, first, according to the level of the imaging signal, FIG.
The coring level may be determined as shown in FIG. That is, when the image signal includes only the standard image and the level of the image signal is included in the area A1, a standard coring level determined as a function of the image signal is set, and the image signal is mixed by color processing. If it is included in A2, a mixed coring level that is also obtained as a function of the imaging signal is set, and if it is highly likely that it has been created from a normalized non-standard image and it is included in region A3, it is set as a function of the imaging signal. What is necessary is just to switch so as to set the required non-standard coring level.

【0121】また、以上の説明においては、画像の合成
に先立って鮮鋭度を強調する実施の形態1に係る場合
と、画像の合成後に鮮鋭度を強調する実施の形態2に係
る場合の両者において、標準画像と非標準画像のいずれ
かを一定のしきい値Thを基準として選択することによ
り単純に合成する方法を述べたが、合成画像において標
準画像と非標準画像の切り替わり部分(つなぎ部分)が
目立たないよう、従来のように少しずつ混合比を変化さ
せる方法を併用しても良い。
In the above description, both the case of Embodiment 1 in which sharpness is enhanced prior to image synthesis and the case of Embodiment 2 in which sharpness is enhanced after image synthesis are used. In the above description, a method of simply combining one of the standard image and the non-standard image by selecting the same based on a certain threshold value Th has been described. May be used in combination with a conventional method of gradually changing the mixing ratio so as not to be noticeable.

【0122】すなわち、図31に示されるように、例え
ば標準画像を形成する撮像信号の値がしきい値Th0以
下である場合は標準画像のみで、しきい値Th0からし
きい値Th1までの値に対しては撮像信号の値の一次関
数として一義的に決定される混合比により合成し、しき
い値Th1以上である場合には非標準画像のみを用いて
合成画像を生成する方法を採用しても良い。
That is, as shown in FIG. 31, for example, when the value of the image pickup signal forming the standard image is equal to or smaller than the threshold value Th0, only the standard image is used, and the value from the threshold value Th0 to the threshold value Th1 For this, a method is employed in which a composite image is synthesized using a mixture ratio uniquely determined as a linear function of the value of the imaging signal, and when the threshold value is equal to or greater than Th1, a composite image is generated using only the non-standard image. May be.

【0123】この場合、画像合成後に鮮鋭度を強調する
本実施の形態2に係る画像処理装置では、上記のように
混合比を変更しながら合成した後、得られた合成画像情
報の値により混合比と色処理による混合比を同時に予測
し、コアリングレベルを決定すれば良い。
In this case, in the image processing apparatus according to the second embodiment in which the sharpness is enhanced after the images are synthesized, the images are synthesized while changing the mixing ratio as described above, and then mixed according to the value of the obtained synthesized image information. The coring level may be determined by simultaneously predicting the ratio and the mixture ratio by the color processing.

【0124】つまり、図32に示されるように撮像信号
の値がしきい値(Th0−Nn)以下の場合は標準画像に
対して設定されるコアリングレベルの下で、撮像信号の
値がしきい値(Th1+Nk)以上である場合は正規化
された非標準画像に対して設定されるコアリングレベル
の下でそれぞれ鮮鋭度を強調し、しきい値(Th0−N
n)としきい値(Th1+Nk)の間の大きさとなる場合
は該混合比と該混合比に基づいてコアリングレベルを設
定すれば良い。
That is, as shown in FIG. 32, when the value of the image pickup signal is equal to or less than the threshold value (Th0-Nn), the value of the image pickup signal falls below the coring level set for the standard image. If the threshold value (Th1 + Nk) or more, the sharpness is enhanced under the coring level set for the normalized non-standard image, and the threshold value (Th0-N
When the magnitude is between n) and the threshold value (Th1 + Nk), the mixing ratio and the coring level may be set based on the mixing ratio.

【0125】次に、本実施の形態2に係る画像処理装置
の動作を、図33に示されたフローチャートを参照しつ
つ説明する。図33に示されるように、まずステップS
1では、撮像素子を含む撮像部5が異なる露光量の下で
複数回撮像することにより複数の撮像情報を得る。そし
て、該撮像情報を画像処理用のRAM16に保存する。
Next, the operation of the image processing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 33, first, in step S
In 1, in the imaging unit 5 including the imaging element, a plurality of imaging information is obtained by performing imaging a plurality of times under different exposure amounts. Then, the imaging information is stored in the RAM 16 for image processing.

【0126】次にステップS2では、露光比検出部7
は、RAM16に保存された複数の画像間における露光
比を、上記のように画像の非飽和部分における撮像信号
の平均値の比によって算出する。
Next, in step S2, the exposure ratio detecting section 7
Calculates the exposure ratio among a plurality of images stored in the RAM 16 by the ratio of the average value of the imaging signals in the unsaturated portion of the image as described above.

【0127】そして、ステップS3では、上記のように
合成部9が標準画像における非飽和部分に対して標準画
像を画素単位で選択し、飽和部分に対しては露光比検出
部7により検出された露光比Kを非標準画像に乗ずるこ
とによって正規化された非標準画像を選択することによ
って、合成画像を作成する。
In step S3, the synthesizing unit 9 selects the standard image for each non-saturated portion of the standard image in pixel units as described above, and the saturated portion is detected by the exposure ratio detecting unit 7. A composite image is created by selecting the normalized non-standard image by multiplying the exposure ratio K by the non-standard image.

【0128】ステップS4では、ステップS3において
得られた合成画像の鮮鋭度を強調するため、鮮鋭度強調
部8に含まれた色処理部81が色補間処理を実行し、図
18に示された情報に色処理を施すことによって、図1
9に示されたRGB成分毎のプレーン画像を作成する。
In step S4, in order to enhance the sharpness of the composite image obtained in step S3, the color processing section 81 included in the sharpness enhancement section 8 executes a color interpolation process, as shown in FIG. By performing color processing on the information, FIG.
A plane image for each of the RGB components shown in FIG. 9 is created.

【0129】次に、ステップS5では、鮮鋭度強調部8
に含まれたアパーチャ処理部82は、上記のように画像
情報に基づいて混合比を予測してコアリングレベルを決
定した上で鮮鋭度を強調し、動作を終了する。
Next, in step S5, the sharpness enhancement section 8
The aperture processing unit 82 included in the above determines the coring level by predicting the mixture ratio based on the image information as described above, emphasizes the sharpness, and ends the operation.

【0130】以上より、本発明の実施の形態2に係る画
像処理装置によっても、ノイズの目立たない広ダイナミ
ックレンジ画像を生成することができる。
As described above, the image processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention can also generate a wide dynamic range image with less noticeable noise.

【発明の効果】上述のごとく、本発明に係る画像処理装
置によれば、複数の撮像信号における露光比によらず、
適切な合成画像を得ることができるため、ダイナミック
レンジが広く鮮明な画像を得ることができる。
As described above, according to the image processing apparatus of the present invention, regardless of the exposure ratio of a plurality of imaging signals,
Since an appropriate synthesized image can be obtained, a clear image having a wide dynamic range can be obtained.

【0131】また、鮮鋭度強調手段は、撮像信号の大き
さに応じたノイズレベルに基づいて、撮像信号の鮮鋭度
を強調するものとすれば、不必要なノイズの増幅を回避
することができるため、ノイズの少ない画像を得ること
ができる。
If the sharpness enhancing means enhances the sharpness of the image signal based on the noise level corresponding to the magnitude of the image signal, unnecessary amplification of noise can be avoided. Therefore, an image with less noise can be obtained.

【0132】また、本発明に係る画像処理装置によれ
ば、合成画像における混合比により鮮鋭度を強調するた
め、容易かつ適切に合成画像の鮮鋭度を強調することが
できるため、ダイナミックレンジが広く鮮明な画像を容
易に得ることができる。
Further, according to the image processing apparatus of the present invention, the sharpness is enhanced by the mixture ratio in the synthesized image, and thus the sharpness of the synthesized image can be easily and appropriately enhanced, so that the dynamic range is wide. A clear image can be easily obtained.

【0133】また、鮮鋭度強調手段は、合成画像及び露
光比に応じたノイズレベルに基づいて合成画像の鮮鋭度
を強調するものとすれば、ノイズを増幅させることなく
合成画像の鮮鋭度を強調することができるため、より質
の高い画像を得ることができる。
If the sharpness enhancing means enhances the sharpness of the composite image based on the noise level corresponding to the composite image and the exposure ratio, the sharpness of the composite image is enhanced without amplifying the noise. Therefore, a higher quality image can be obtained.

【0134】また、複数の撮像信号を画素毎に平均して
平均撮像信号を生成する平均化手段をさらに備え、画像
合成手段は、複数の平均撮像信号を合成することとすれ
ば、ランダムに発生するノイズを抑制することができる
ため、得られる画像の質をさらに高めることができる。
Further, an averaging means for averaging a plurality of image pickup signals for each pixel to generate an average image pickup signal is provided. The image synthesizing means may generate a plurality of average image pickup signals at random. Noise can be suppressed, so that the quality of the obtained image can be further improved.

【0135】また、所定の露光量下において撮像手段が
被写体を撮像する回数を、露光比に応じて決定する撮像
回数決定手段をさらに備えることとすれば、ランダムに
発生するノイズの影響を抑制した画像を効率的に得るこ
とができるため、ダイナミックレンジが広くノイズの少
ない画像を低コストで作成することができる。
Further, if the image pickup means is further provided with an image pickup number determining means for determining the number of times the image pickup means picks up an image of an object under a predetermined exposure amount, the influence of noise generated at random is suppressed. Since an image can be obtained efficiently, an image having a wide dynamic range and little noise can be created at low cost.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る画像処理装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1に示された画像処理装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the image processing apparatus illustrated in FIG. 1;

【図3】図1に示された撮像部の第一の構成例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first configuration example of an imaging unit illustrated in FIG. 1;

【図4】図1に示された撮像部の第二の構成例を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a second configuration example of the imaging unit illustrated in FIG. 1;

【図5】図4に示された撮像部の動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 5 is a timing chart illustrating an operation of the imaging unit illustrated in FIG. 4;

【図6】図1に示された撮像部の動作特性を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing operating characteristics of the imaging unit shown in FIG.

【図7】図1に示された撮像部の動作を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of the imaging unit illustrated in FIG. 1;

【図8】図1に示された画像処理装置において生じるノ
イズを分類した図である。
FIG. 8 is a diagram in which noise generated in the image processing apparatus shown in FIG. 1 is classified.

【図9】図1に示された撮像部で生成される信号におけ
るS/N比の特性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing characteristics of an S / N ratio in a signal generated by the imaging unit shown in FIG.

【図10】図1に示された撮像部において生成される撮
像信号の被写体輝度に対する関数を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a function of an image pickup signal generated in the image pickup section shown in FIG. 1 with respect to subject brightness;

【図11】図1に示された画像処理装置の動作を説明す
る第一のグラフである。
FIG. 11 is a first graph illustrating an operation of the image processing apparatus illustrated in FIG. 1;

【図12】図1に示された画像処理装置の動作を説明す
る第二のグラフである。
FIG. 12 is a second graph illustrating an operation of the image processing apparatus illustrated in FIG. 1;

【図13】図1に示された鮮鋭度強調部の動作を説明す
る第一のグラフである。
FIG. 13 is a first graph for explaining the operation of the sharpness enhancing section shown in FIG. 1;

【図14】図1に示された鮮鋭度強調部の動作を説明す
る第二のグラフである。
FIG. 14 is a second graph for explaining the operation of the sharpness enhancing section shown in FIG. 1;

【図15】図1に示された鮮鋭度強調部の動作を説明す
る第三のグラフである。
FIG. 15 is a third graph illustrating the operation of the sharpness enhancement unit shown in FIG. 1;

【図16】図1に示された鮮鋭度強調部によるコアリン
グレベルの設定を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining setting of a coring level by a sharpness enhancement section shown in FIG. 1;

【図17】図1に示された鮮鋭度強調部の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a sharpness enhancement unit illustrated in FIG. 1;

【図18】図17に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する第一の図である。
FIG. 18 is a first diagram illustrating the operation of the sharpness enhancement section shown in FIG. 17;

【図19】図17に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する第二の図である。
FIG. 19 is a second diagram illustrating the operation of the sharpness enhancing unit illustrated in FIG. 17;

【図20】実施の形態1に係る撮像素子に備えられたカ
ラーフィルタを示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a color filter provided in the imaging device according to the first embodiment;

【図21】図20に示されたカラーフィルタを用いたと
きに得られる感度の波長による変化を示すグラフであ
る。
FIG. 21 is a graph showing a change in sensitivity obtained by using the color filter shown in FIG. 20, depending on a wavelength.

【図22】図1に示された鮮鋭度強調部の動作を説明す
る第四のグラフである。
FIG. 22 is a fourth graph for explaining the operation of the sharpness enhancing section shown in FIG. 1;

【図23】本発明の実施の形態1に係る画像処理装置の
動作を示すフローチャートである。
FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図24】本発明の実施の形態2に係る画像処理装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

【図25】図24に示された鮮鋭度強調部の構成を示す
図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a sharpness enhancement unit illustrated in FIG. 24;

【図26】図25に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する図である。
FIG. 26 is a diagram for explaining the operation of the sharpness enhancement section shown in FIG. 25;

【図27】図24に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する第一のグラフである。
FIG. 27 is a first graph for explaining the operation of the sharpness enhancing section shown in FIG. 24;

【図28】図24に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する図である。
FIG. 28 is a view for explaining the operation of the sharpness enhancement section shown in FIG. 24;

【図29】図24に示された合成部の動作を説明する第
一のグラフである。
FIG. 29 is a first graph illustrating an operation of the combining unit illustrated in FIG. 24;

【図30】図24に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する第二のグラフである。
FIG. 30 is a second graph illustrating the operation of the sharpness enhancing unit shown in FIG. 24.

【図31】図24に示された合成部の動作を説明する第
二のグラフである。
FIG. 31 is a second graph illustrating the operation of the synthesizing unit shown in FIG. 24.

【図32】図24に示された鮮鋭度強調部の動作を説明
する第三のグラフである。
FIG. 32 is a third graph illustrating the operation of the sharpness enhancing section shown in FIG. 24.

【図33】本発明の実施の形態2に係る画像処理装置の
動作を示すフローチャートである。
FIG. 33 is a flowchart showing an operation of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 レンズ(撮影光学系) 2 デバイダ(被写体像分割器) 3,4 撮像素子 5 撮像部 6 平均化部 7 露光比検出部 8 鮮鋭度強調部 9 合成部 10,20 画像処理装置 12 増幅器(AGC) 13 サンプルホールド回路(CDS) 14 A/D変換器 15 画像処理CPU 16 ランダムアクセスメモリ(RAM) 17 カードRAM 81 色処理部 82 アパーチャ処理部 SW スイッチング部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Lens (photography optical system) 2 Divider (subject image splitter) 3, 4 Image sensor 5 Imaging unit 6 Averaging unit 7 Exposure ratio detection unit 8 Sharpness enhancement unit 9 Combining unit 10, 20 Image processing device 12 Amplifier (AGC) 13 Sample hold circuit (CDS) 14 A / D converter 15 Image processing CPU 16 Random access memory (RAM) 17 Card RAM 81 Color processing unit 82 Aperture processing unit SW Switching unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体を撮像して撮像信号を生成する撮
像手段を含む画像処理装置であって、 前記撮像信号の鮮鋭度を強調する鮮鋭度強調手段と、 前記撮像信号に基づいて、複数の前記撮像における露光
比を検出する露光比検出手段と、 前記鮮鋭度強調手段により鮮鋭度が強調された複数の前
記撮像信号を、前記露光比に応じて合成する画像合成手
段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
1. An image processing apparatus that includes an imaging unit that captures an image of a subject and generates an imaging signal, comprising: a sharpness enhancement unit that enhances the sharpness of the imaging signal; An exposure ratio detecting unit that detects an exposure ratio in the imaging, and an image combining unit that combines a plurality of the imaging signals whose sharpness has been enhanced by the sharpness enhancing unit in accordance with the exposure ratio. Characteristic image processing device.
【請求項2】 前記鮮鋭度強調手段は、前記撮像信号の
大きさに応じたノイズレベルに基づいて、前記撮像信号
の鮮鋭度を強調する請求項1に記載の画像処理装置。
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the sharpness enhancing means enhances the sharpness of the image signal based on a noise level corresponding to a magnitude of the image signal.
【請求項3】 被写体を撮像して撮像信号を生成する撮
像手段を含む画像処理装置であって、 前記撮像信号に基づいて、複数の前記撮像における露光
比を検出する露光比検出手段と、 複数の前記撮像信号を前記露光比に応じて合成して合成
画像を生成する画像合成手段と、 前記合成画像に基づいて前記複数の撮像信号間の混合比
を検出し、検出された前記混合比に応じて前記合成画像
の鮮鋭度を強調する鮮鋭度強調手段とを備えたことを特
徴とする画像処理装置。
3. An image processing apparatus including an imaging unit configured to image a subject and generate an imaging signal, comprising: an exposure ratio detection unit configured to detect an exposure ratio in the plurality of imaging based on the imaging signal; Image synthesizing means for synthesizing the imaging signals according to the exposure ratio to generate a synthesized image; detecting a mixing ratio between the plurality of imaging signals based on the synthesized image; An image processing apparatus, comprising: a sharpness enhancement unit that enhances the sharpness of the composite image in response.
【請求項4】 前記鮮鋭度強調手段は、前記合成画像及
び前記露光比に応じたノイズレベルに基づいて前記合成
画像の鮮鋭度を強調する請求項3に記載の画像処理装
置。
4. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the sharpness enhancement means enhances the sharpness of the composite image based on a noise level corresponding to the composite image and the exposure ratio.
【請求項5】 前記撮像手段が前記被写体を所定の露光
量下で複数回撮像することにより得られた複数の前記撮
像信号を画素毎に平均して平均撮像信号を生成する平均
化手段をさらに備え、 前記画像合成手段は、異なる前記露光量下で撮像された
前記撮像信号に基づいて前記平均化手段により生成され
た複数の前記平均撮像信号を合成する請求項1または3
に記載の画像処理装置。
5. An averaging means for averaging a plurality of imaging signals obtained by the imaging means taking a plurality of images of the subject under a predetermined exposure amount for each pixel to generate an average imaging signal. The image combining unit combines the plurality of averaged image signals generated by the averaging unit based on the imaged signals captured under the different exposure amounts.
An image processing apparatus according to claim 1.
【請求項6】 前記所定の露光量下において前記撮像手
段が前記被写体を撮像する回数を、前記露光比に応じて
決定する撮像回数決定手段をさらに備えた請求項5に記
載の画像処理装置。
6. The image processing apparatus according to claim 5, further comprising: a number-of-imagings determining unit that determines the number of times the imaging unit images the subject under the predetermined exposure amount according to the exposure ratio.
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