JP2006135919A - カラー撮像画像データの補間方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像を処理部10に入力し、ここで補間処理を行う。この補間処理は、補間対象画素の周辺の画像データを利用して行う。水平方向の画素データとの相関と、垂直方向の画素データと、斜め方向の画素データとの相関とを比較し、相関の高い方の画素データを利用する。また、補間対象画素を境にいずれの方向の相関が高いかを判定し、補間演算の際に重みを変更する。
【選択図】図1
Description
Greenの欠損位置では常にRedまたはBlueの画素が存在し、近傍の東西南北(左右下上)4画素にGreenの画素が存在する。補間には、Greenの平均とRedまたはBlueの二次勾配を用いる。対象画素G33の補間を例として、図4に基づいて説明する。
α=|G23−G43|+|R13−R33|+|R53−R33|
β=|G32−G34|+|R31−R33|+|R35−R33|
補間画素値が南北(下、上)のどちらの画素値との連続性が強いかを測るパラメータとして、
γn=|R13−R33|
γs=|R53−R33|
を算出する(S13)。
γn<γsのとき、
G33=ω1G23+(1.0−ω1)G43+ω2(−R13+2R33−R53)/4
γn>γsのとき、
G33=(1.0−ω1)G23+ω1G43+ω2(−R13+2R33−R53)/4
として、補間対象画素のグリーンの画素値G33を算出する(S14)。
α<βの場合と同様にして、補間画素値が東西(右、左)のどちらの画素値との連続性が強いかを測るパラメータとして、
γw = |R31−R33|
γe = |R35−R33|
を算出する(S15)。
γw<γeのとき、
G33=ω1G32+(1.0−ω1)G34+ω2(−R31+2R33−R35)/4
γw>γeのとき、
G33=(1.0−ω1)G32+ω1G34+ω2(−R31+2R33−R35)/4
として、補間対象画素のグリーンの画素値G33を算出する(S16)。
上述の(a)α<β、(b)α>βの時に計算される補間値の平均をG33の補間値とする(S17,S18)。
RedとBlueの補間は同じ方法を用いるので、ここではBlueの補間について説明する。Blueの欠損位置は欠損位置の左右に画素が存在する場合、欠損位置の上下に画素が存在する場合、欠損位置が中心の場合の3種類存在する。ここでは、東西に画素が存在する場合として画素B23の補間を、南北に画素が存在する場合として画素B32の補間を、欠損位置が中心の場合としてB33の補間を考える。
B23=(B22+B24)/2+(−G22+2G23−G24)/2
B32=(B22+B42)/2+(−G22+2G32−G42)/2
とする。
α=|G23−G33|+|G43−G33|
β=|G32−G33|+|G34−G33|
を算出し(S21)、α、βを比較する(S22)。
α<βのとき、
B33=(B23+B43)/2+(−G23+2G33−G43)/2
によりB33を補間する(S23)。
α>βのとき、
B33=(B32+B34)/2+(−G32+2G33−G34)/2
によって補間する(S24)。
撮像・復元をモデル化すると、図6のように表される。撮像の場合、原画(Original)が、ブラーリング(ぼかし:Blurring)、Decimation(間引き)処理(処理A)を受け、観察(Observed)画像が得られる。一方、観察画像は、補間(Interpolation)、デブラーリング(Deblurring)の処理(処理B)を受け、復元画像(Original)が得られる。
x<--1/A-- y (式2)
xは真の画像(被写界)で上式のxは撮影により処理Aを受け、観察画像yになることを表す。ここでyをxに復元する逆処理1/Aの存在を仮定し、これとニアリーイコールである処理Bを考える。従って1回目の復元は、
x0 ---A--->y0 (式3)
x1<---B--- y0 (式4)
(x0は原画像。式3のx0は式1のxに相当。x1はx0を近似した復元画像)
と表される。
x1----A---> y1 (式5)
x2<---B--- y1 (式6)
となる。以降、ある回数だけ反復を繰り返す。
x0-x1 = By0-By1 (式7)
x1-x2 = By1-By2 (式8)
x2-x3 = By2-By3 (式9)
....
x0-xn = By0-Byn (式10)
yn = Axn (式11)
x0 = xn + B(y0-Axn) (式12)
xnがx0に収束すると仮定して、これを代入文として記述すると
x <-- xn + B(y0-Axn) (式13)
と表される。
α’=(|G21−G45|+|G12−G54|)/2+|R11−R33|+|R55−R33|
β’=(|G14−G52|+|G41−G25|)/2+|R15−R33|+|R51−R33|
によって、α’、β’を計算し、この計算値を比較に含めればよい。
そして、重み付けは、
γ1=|R11−R33|
γ2=|R55−R33|
の比較によって決定することができる。
Claims (5)
- 各画素について1色の画像データを有するカラー撮像画像データから、各画素についての他の色の画像データを補間するカラー撮像画像データの補間方法であって、
対象画素の画像データと水平方向、垂直方向および斜め方向から選択される少なくとも2方向の周辺画素の画像データとの相関を検出する相関検出ステップと、
検出された相関に基づいて、いずれの方向の相関が大きいかを判定する第1相関判定ステップと、
相関が大きいと判定された方向について、さらに対象画素を境にしていずれの方向の画素の画像データと対象画素の画像データとの相関が大きいかを判定する第2相関判定ステップと、
前記第1および第2相関判定ステップの判定結果に基づき、第1相関判定ステップにおいて相関が大きいと判定された方向における補間対象色の周辺画素の画像データに基づいて、第2相関判定ステップにおいて相関が大きい方向の画像データの重みを大きくした、対象画素の補間対象色の画像データを算出する補間ステップと、
を有することを特徴とするカラー撮像画像データの補間方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記補間ステップにおける、前記対象画素における補間対象色の画像データの算出は、水平または垂直または斜め方向から選択された方向における、前記対象画素の画像データと、この対象画素と同一色の周辺画素の画像データとの偏差を重みを付けて加算することを特徴とするカラー撮像画像データの補間方法。 - 請求項1または2に記載の方法において、
前記相関検出ステップは、
水平方向における対象画素を挟んだ補間対象色の画素の画像データ同士の差の絶対値と、対象画素と同一色の左の周辺画素の画像データとの差の絶対値と、対象画素と同一色の右の周辺画素の画像データとの差の絶対値と、を加算した値αと、
垂直方向における対象画素を挟んだ補間対象色の画素の画像データ同士の差の絶対値と、対象画素と同一色の上の周辺画素の画像データとの差の絶対値と、対象画素と同一色の下の周辺画素の画像データとの差の絶対値と、を加算した値βと、
を検出し、
前記第1相関判定ステップにおいては、αとβを比較し、小さい方を相関が大きいと判定することを特徴とするカラー撮像画像データの補間方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法において、
さらに、
得られた補間画像に対し、所定の尖鋭化演算を複数回反復して行う尖鋭化処理を施すことを特徴とするカラー撮像画像データの補間方法。 - 各画素について1色の画像データを有するカラー撮像画像データから、各画素についての他の色の画像データを補間するカラー撮像画像データの補間をコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータに、
対象画素の画像データと水平方向、垂直方向および斜め方向から選択される少なくとも2方向の周辺画素の画像データとの相関を検出する相関検出手順と、
検出された相関に基づいて、いずれの方向の相関が大きいかを判定する第1相関判定手順と、
相関が大きいと判定された方向について、さらに対象画素を境にしていずれの方向の画素の画像データと対象画素の画像データとの相関が大きいかを判定する第2相関判定手順と、
前記第1および第2相関判定ステップの判定結果に基づき、第1相関判定ステップにおいて相関が大きいと判定された方向における補間対象色の周辺画素の画素データに基づいて、第2相関判定ステップにおいて相関が大きい方向の画像データの重みを大きくした、対象画素の補間対象色の画像データを算出する補間手順と、
を実行させるためのプログラム。
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