JP2005020562A - 画像処理装置及びデジタルカメラ - Google Patents

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Abstract

【課題】デジタル画像データに対し、最適な画像処理を行うことが可能な画像処理装置を提供すること。
【解決手段】デジタル信号処理部6は、A/D変換部3から出力されるRAW画像データに含まれるOBデータによりOB補正を行ってデジタル画素データのDC成分を除去し、YC変換後のYCデータをノイズ低減処理部62に送る。システム制御部9は、A/D変換部3から出力されるRAW画像データに含まれるOBデータの分散を求め、求めた分散の値に応じて、ノイズ低減処理部62のノイズ低減処理内容を変更制御する。ノイズ低減処理部62は、システム制御部9からの制御に基づいてメディアンフィルタをオンオフして、YCデータに対するノイズ低減処理内容を変更する。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子からの撮像信号に基づいて得られるデジタル画像データの画像処理を行う画像処理装置及びそれを備えたデジタルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、撮像素子を搭載したデジタルカメラで撮像して得られるデジタル画像データには、固定パターン雑音(FPN)や撮像素子の電気回路による熱雑音等のノイズが付加されてしまう。従来のデジタルカメラは、撮像素子からの撮像信号の形式のままデジタル化したRAW画像データに対し、撮像素子のオプティカルブラック(OB)領域の撮像信号に基づいて得られるデジタルのOBデータを利用してOB補正を行い、デジタル画像データに含まれる固定パターンノイズを除去している(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
又、従来のデジタルカメラは、OB補正されて、最終的にYCデータに変換されたカラー画像データに対し、高域成分をカットする等のノイズ低減処理を行うノイズ低減装置を備えている。
【0004】
【特許文献1】
特許第3024532号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにノイズ低減装置を設けることで、固定パターンノイズ以外のノイズ(電気回路による熱雑音等)を低減させることが可能である。しかしながら、ノイズ低減装置は、カラー画像データに付加されているノイズ量に応じたノイズ低減処理を行っているわけではないため、最適なノイズ低減処理ができていない。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、デジタル画像データに対し、最適な画像処理を行うことが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、撮像素子の有効画素領域からの撮像信号に基づいて得られるデジタルのカラー画像データと、前記撮像素子のオプティカルブラック領域からの撮像信号に基づいて得られるデジタルのオプティカルブラックデータとを入力する入力手段と、前記カラー画像データにノイズ低減処理を施すノイズ低減処理手段と、前記オプティカルブラックデータに基づいて、前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理内容を変更するよう制御する制御手段とを備える。
【0008】
この構成により、オプティカルブラックデータに基づいて、ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理内容が変更制御されるため、過剰なノイズ低減処理等が行われるのを防ぐことができ、最適な画像処理を行うことが可能となる。
【0009】
本発明の画像処理装置は、前記制御手段が、前記オプティカルブラックデータの分散を求め、当該分散の値に応じて前記ノイズ低減処理内容を変更するよう制御するものである。
【0010】
本発明のデジタルカメラは、前記画像処理装置を備える。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態を説明するためのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図1のデジタルカメラは、撮像部1、アナログ信号処理部2、A/D変換部3、駆動部4、デジタル信号処理部6、圧縮/伸張処理部7、表示部8、システム制御部9、内部メモリ10、メディアインタフェース11、記録メディア12、及び操作部13を備える。デジタル信号処理部6、圧縮/伸張処理部7、表示部8、システム制御部9、内部メモリ10、及びメディアインタフェース11は、システムバス20に接続されている。
【0012】
撮像部1は、撮影レンズ等の光学系及びCCDイメージセンサ等の撮像素子によって被写体の撮影を行うものであり、アナログの撮像信号を出力する。撮像素子として利用されるCCDイメージセンサ等の固体撮像素子は、半導体基板表面に行方向とこれに直交する列方向に配設された複数の光電変換領域を有し、入射光に対応して発生され、蓄積された信号電荷に基づいたアナログ電圧信号を出力する。複数の光電変換領域は、有効画素領域とOB領域とを含んでいる。又、固体撮像素子は、駆動部4に含まれるタイミングジェネレータ(図1ではTGと記載)からの駆動信号によって駆動される。駆動部4は、システム制御部9によって所定の駆動信号を出力する。
【0013】
アナログ信号処理部2は、撮像部1で得られた撮像信号に相関2重サンプリング等の所定のアナログ信号処理を施す。撮像部1で得られる撮像信号には、有効画素領域からの撮像信号である有効画素信号と、OB領域からの撮像信号であるOB信号とが含まれる。
【0014】
A/D変換部3は、アナログ信号処理部2で処理後のアナログ信号をデジタルデータに変換する。A/D変換部3の出力は、いわゆるRAW画像データとして、デジタル信号処理部6に入力される。RAW画像データは、撮像部1からの撮像信号の形式のままデジタル化した画像データである。このRAW画像データには、有効画素信号のデジタル変換後のデジタル画素データと、OB信号のデジタル変換後のOBデータとが含まれる。
【0015】
デジタル信号処理部6は、例えばDSPで構成され、A/D変換部3から入力手段を介して入力されたRAW画像データに対して、操作部13によって設定された動作モードに応じたデジタル信号処理を行う。
【0016】
図2は、デジタル信号処理部6の内部構成を示す図である。
デジタル信号処理部6は、画像処理部61及びノイズ低減処理部62を備える。
【0017】
画像処理部61は、A/D変換部3からのRAW画像データに含まれるデジタル画素データに対し、黒レベル補正処理(OB処理)を行ってDC成分を除去する。又、OB処理後のデジタル画素データに対し、同時化処理、リニアマトリクス補正処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、及びY/C変換処理等の画像処理を行う。同時化処理とは、単色の色データしか持たないデジタル画素データに対し、RGBの3つの色データを持たせる処理のことであり、この処理により、カラー画像を生成可能なカラー画像データが得られる。尚、固体撮像素子が3板式等の場合は、この同時化処理を省略する。
【0018】
ノイズ低減処理部62は、低域通過フィルタやメディアンフィルタ等の非線形フィルタ等で構成され、画像処理部61でY/C変換処理して得られたカラー画像データ(YCデータ)に対してノイズ低減処理を施す。ノイズ低減処理部62は、システム制御部9の制御によってそのノイズ低減処理内容を変更する。例えば、低域通過フィルタの通過帯域を変更したり、非線形フィルタをオンオフさせたりして、ノイズの低減度合いを変更する。
【0019】
ここではYCデータに対してノイズ低減処理を行っているが、画像処理部61で同時化処理された後のカラー画像データにノイズ低減処理を行っても良い。このように、同時化処理後であれば、どこでノイズ低減処理を行うかは任意であるが、同時化処理後のカラー画像データを記録メディア12に記録する前に行うのが好ましい。
【0020】
圧縮/伸張処理部7は、デジタル信号処理部6で得られたYCデータに対して圧縮処理を施すとともに、記録メディア12から得られた圧縮画像データに対して伸張処理を施す。
【0021】
表示部8は、例えばLCD表示装置を含んで構成され、撮影されてデジタル信号処理を経たカラー画像データに基づく画像を表示する。
【0022】
内部メモリ10は、例えばDRAMであり、デジタル信号処理部6やシステム制御部9のワークメモリとして利用される他、記録メディア12に記録される撮影画像データを一時的に記憶するバッファメモリや表示部8への表示画像データのバッファメモリとしても利用される。メディアインタフェース11は、メモリカード等の記録メディア12との間のデータの入出力を行う。
【0023】
システム制御部9は、所定のプログラムによって動作するプロセッサを主体に構成され、撮影動作を含むデジタルカメラ全体の制御を行う。システム制御部9は、A/D変換部3から入力手段を介して入力されたRAW画像データに含まれるOBデータの分散を求め、求めた分散の値に応じてノイズ低減処理部62のノイズ低減処理内容を決定し、決定した処理内容でノイズ低減処理を行わせるように、ノイズ低減処理部62を制御する。尚、ノイズ低減処理部62の制御は、デジタル信号処理部6内で行うようにしても良い。
【0024】
次に、図1に示したデジタルカメラの動作について説明する。以下の説明では、ノイズ低減処理部62でメディアンフィルタを用いることとする。
【0025】
図3は、本発明の実施形態を説明するためのデジタルカメラの動作フローを示す図である。
A/D変換部3から出力されるRAW画像データに含まれるデジタル画素データがデジタル信号処理部6に入力されると、デジタル信号処理部6はOB補正を行って、そのDC成分を除去し(S101)、YCデータに変換し(S102)、YCデータをノイズ低減処理部62に送る。
【0026】
一方、A/D変換部3から出力されるRAW画像データに含まれるOBデータがシステム制御部9に入力されると、システム制御部9はその分散を求める(S103)。システム制御部9は、求めた分散の値が閾値以上か否かを判定し、閾値以上の場合(S104:YES)、YCデータにノイズが多く付加されていると判断し、ノイズ低減処理部62に対してメディアンフィルタをオンよう指示する(S105)。一方、上記求めた分散の値が閾値以上でない場合(S104:NO)、システム制御部9は、YCデータにノイズがあまり付加されていないと判断し、ノイズ低減処理部62に対してメディアンフィルタをオフするよう指示する(S106)。
【0027】
ノイズ低減処理部62は、システム制御部9からの指示に基づいてメディアンフィルタをオンオフして、YCデータに対するノイズ低減度合いを変更してノイズ低減処理を実行し、処理後のYCデータをシステム制御部9に送る(S107)。
【0028】
OBデータの分散の値が大きいとき、つまり、OBデータの平均値からのばらつきが大きいときは、固体撮像素子で得られる撮像信号にも多くのノイズが付加されていると考えられる。このことを利用して、システム制御部9は、OBデータの分散からノイズ量を推定し、ノイズ低減処理内容を決定している。
【0029】
ノイズ低減処理部62からシステム制御部9に入力されたYCデータは、メディアIF11を介して記録メディア12に記録される(S108)。
【0030】
以上のように本実施形態によれば、固体撮像素子のOB領域からの撮像信号に基づいて得られるOBデータを参照して、YCデータに付加されているノイズ量を推定し、推定したノイズ量に応じてノイズ低減処理部62のノイズ低減処理を変更するよう制御しているため、過剰なノイズ低減処理が行われて画質が劣化する等の不具合を発生させることなく、最適な画像処理を実行することができる。
【0031】
尚、上記ではデジタルカメラを例にして説明したが、図1のデジタルカメラが、A/D変換部3からのRAW画像データを記録メディア12に直接記録する機能を持っている場合、図1のデジタル信号処理部6とシステム制御部9の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムをインストールしたコンピュータに、入力手段を介してRAW画像データを入力することで、コンピュータ上で上記と同様の画像処理を行うことも可能である。この場合は、デジタルカメラから出力されるRAW画像データとして、デジタル画素データとOBデータとの両方が必ず含まれている必要がある。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、デジタル画像データに対し、最適な画像処理を行うことが可能な画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するためのデジタルカメラの概略構成を示す図
【図2】デジタル信号処理部の内部構成を示す図
【図3】本発明の実施形態を説明するためのデジタルカメラの動作フローを示す図
【符号の説明】
1 撮像部
2 アナログ信号処理部
3 A/D変換部
4 駆動部
6 デジタル信号処理部
7 圧縮/伸張処理部
8 表示部
9 システム制御部
10 内部メモリ
11 メディアI/F
12 記録メディア
13 操作部
20 システムバス

Claims (3)

  1. 撮像素子の有効画素領域からの撮像信号に基づいて得られるデジタルのカラー画像データと、前記撮像素子のオプティカルブラック領域からの撮像信号に基づいて得られるデジタルのオプティカルブラックデータとを入力する入力手段と、
    前記カラー画像データにノイズ低減処理を施すノイズ低減処理手段と、
    前記オプティカルブラックデータに基づいて、前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理内容を変更するよう制御する制御手段とを備える画像処理装置。
  2. 請求項1記載の画像処理装置であって、
    前記制御手段は、前記オプティカルブラックデータの分散を求め、当該分散の値に応じて前記ノイズ低減処理内容を変更するよう制御するものである画像処理装置。
  3. 請求項1又は2記載の画像処理装置を備えるデジタルカメラ。
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