JP2006311086A - Noise suppressor suppressing image noise by using black image, electronic camera, and image processing program - Google Patents

Noise suppressor suppressing image noise by using black image, electronic camera, and image processing program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which does not increase random noise for noise suppression using a black image. <P>SOLUTION: A noise suppressor according to the present invention includes an input section, a black image processing section, and a noise suppression section. The input section inputs image data obtained by imaging a field by an imaging section and a plurality of black image data obtained by imaging the field by the imaging section in a light shield state. The black image processing section generates black image data B by suppressing noncorrelative random noise between the plurality of dark image data. The noise suppression section suppresses noise of the image data based upon black image data B. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、暗黒画像を用いて画像ノイズを抑制するノイズ抑制装置、電子カメラ、および画像処理プログラムに関する。   The present invention relates to a noise suppression device that suppresses image noise using a dark image, an electronic camera, and an image processing program.

一般に、電子カメラにおいて長秒時撮影を行うと、画像データに固定パターンノイズが現れる。この種のノイズを除去する装置として、特許文献1の従来装置が知られている。
この従来装置では、まず、通常に撮像された画像データと、シャッタを閉じて撮像した暗黒画像データとを用意する。従来装置は、この画像データから暗黒画像データを画素単位に減算することにより、固定パターンノイズを同相除去する。
特開2000−125204号公報(請求項1,2など)
In general, when long-time shooting is performed with an electronic camera, fixed pattern noise appears in image data. As a device for removing this type of noise, a conventional device of Patent Document 1 is known.
In this conventional apparatus, first, normally captured image data and dark image data captured with the shutter closed are prepared. The conventional apparatus subtracts the dark image data from the image data in units of pixels, thereby removing the in-phase fixed pattern noise.
JP 2000-125204 A (Claims 1 and 2 etc.)

ところで、長秒時撮影された暗黒画像データには、固定パターンノイズの他に、ランダムノイズも含まれる。上述した従来装置の減算処理では、このランダムノイズを逆相にして、画像データに加算してしまうため、画像データのランダムノイズを逆に増やしてしまうという問題点があった。
そこで、本発明では、暗黒画像を用いたノイズ抑制において、ランダムノイズの増加しない技術を提供することを目的とする。
By the way, the dark image data taken for a long time includes random noise in addition to fixed pattern noise. In the subtraction processing of the conventional device described above, this random noise is reversed in phase and added to the image data, so that the random noise of the image data is increased in reverse.
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique in which random noise does not increase in noise suppression using a dark image.

《1》 本発明のノイズ抑制装置は、入力部、暗黒画像処理部、およびノイズ抑制部を備える。
入力部は、光像を撮像部で撮像して得た画像データと、遮光状態の撮像部で撮像して得た複数の暗黒画像データとを取り込む。
暗黒画像処理部は、複数の暗黒画像データ間における非相関性のランダムノイズを抑制して暗黒画像データBを生成する。
ノイズ抑制部は、暗黒画像データBに基づいて、画像データのノイズを抑制する。
<< 1 >> The noise suppression device of the present invention includes an input unit, a dark image processing unit, and a noise suppression unit.
The input unit captures image data obtained by imaging a light image with the imaging unit and a plurality of dark image data obtained by imaging with the imaging unit in a light-shielded state.
The dark image processing unit generates dark image data B by suppressing non-correlated random noise between a plurality of dark image data.
The noise suppression unit suppresses noise in the image data based on the dark image data B.

《2》 なお好ましくは、暗黒画像処理部は、複数の暗黒画像データ間におけるレベルバラツキから非相関箇所を検出する。暗黒画像処理部は、複数の暗黒画像データの合成画像に非相関箇所の変動抑制を施して、暗黒画像データBを求める。 << 2 >> Preferably, the dark image processing unit detects a non-correlated part from level variations among a plurality of dark image data. The dark image processing unit obtains dark image data B by suppressing fluctuations of uncorrelated portions on a composite image of a plurality of dark image data.

《3》 また好ましくは、暗黒画像処理部は、複数の暗黒画像データがいずれも予め定められた閾値以下となる微小レベル箇所を検出する。暗黒画像処理部は、複数の暗黒画像データの合成画像に微小レベル箇所の変動抑制を施して、暗黒画像データBを求める。 << 3 >> Preferably, the dark image processing unit detects a minute level portion where a plurality of dark image data are all equal to or less than a predetermined threshold. The dark image processing unit obtains dark image data B by suppressing the fluctuation of the minute level portion on the composite image of the plurality of dark image data.

《4》 なお好ましくは、複数の暗黒画像データの総合電荷蓄積時間を、画像データの電荷蓄積時間よりも時間短縮して設定する。この場合、暗黒画像処理部は、この時間短縮に伴う固定パターンノイズのゲイン低下を補償する補償ゲインを、暗黒画像データBにかける。 << 4 >> Preferably, the total charge accumulation time of the plurality of dark image data is set shorter than the charge accumulation time of the image data. In this case, the dark image processing unit applies to the dark image data B a compensation gain that compensates for a reduction in the gain of the fixed pattern noise that accompanies this time reduction.

《5》 本発明の電子カメラは、ノイズ抑制装置、撮像部、遮光機構、および制御部を備える。
撮像部は、光電変換を行う。
遮光機構は、この撮像部を遮光する機能を有する。
制御部は、撮像部を駆動して被写界を撮像して画像データを生成する。また、制御部は、遮光機構により遮光状態にした撮像部を複数回駆動して、複数の暗黒画像データを生成する。
特に、ノイズ抑制装置は、上記《1》ないし《4》のいずれか1項に記載の装置であり、画像データおよび複数の暗黒画像データを取り込んで、画像データのノイズを抑制する。
<< 5 >> The electronic camera of the present invention includes a noise suppression device, an imaging unit, a light shielding mechanism, and a control unit.
The imaging unit performs photoelectric conversion.
The light shielding mechanism has a function of shielding the imaging unit.
The control unit drives the imaging unit to capture an image of the object scene and generate image data. In addition, the control unit drives the imaging unit that is blocked by the light blocking mechanism a plurality of times to generate a plurality of dark image data.
In particular, the noise suppression device is the device according to any one of the above << 1 >> to << 4 >>, and captures image data and a plurality of dark image data to suppress noise in the image data.

《6》 本発明の画像処理プログラムは、コンピュータを、上記《1》ないし《4》のいずれか1項に記載の入力部、暗黒画像処理部、およびノイズ抑制部として機能させるためのプログラムである。 << 6 >> The image processing program of the present invention is a program for causing a computer to function as the input unit, the dark image processing unit, and the noise suppression unit according to any one of the above << 1 >> to << 4 >>. .

本発明は、暗黒画像データを複数生成する。複数の暗黒画像データ間において、固定パターンノイズの発生傾向は類似し、高い相関性を示す。一方、ランダムノイズは、複数の暗黒画像データ間においてランダムに発生するため、非相関性を示す。そこで、複数の暗黒画像データを比較することで非相関性のランダムノイズと相関性の固定パターンノイズとを的確に弁別できる。本発明は、この相関判別によりランダムノイズを抑えた暗黒画像データBを基準として、画像データの固定パターンノイズを抑制する。その結果、ランダムノイズ増加の弊害を抑えつつ、画像データ中の固定パターンノイズを適切に抑制できる。   The present invention generates a plurality of dark image data. The tendency of occurrence of fixed pattern noise is similar between a plurality of dark image data, and shows high correlation. On the other hand, random noise is randomly generated between a plurality of dark image data, and thus shows non-correlation. Therefore, by comparing a plurality of dark image data, uncorrelated random noise and correlated fixed pattern noise can be accurately distinguished. The present invention suppresses fixed pattern noise in image data with reference to dark image data B in which random noise is suppressed by this correlation determination. As a result, it is possible to appropriately suppress the fixed pattern noise in the image data while suppressing the adverse effect of an increase in random noise.

《本実施形態の構成説明》
図1は、電子カメラ11を示すブロック図である。
図1において、電子カメラ11には、撮影レンズ12が装着される。レンズ制御部12aは、この撮影レンズ12のフォーカス駆動や絞り制御などを実施する。この撮影レンズ12の像空間には、遮蔽機構12bを介して撮像素子13の受光面が配置される。この遮蔽機構12bは、機械式シャッタまたは絞りを兼用するものでもよいし、あるいは専用の遮蔽機構でもよい。遮蔽機構12bは、撮像制御部14からの信号で撮影レンズ12の入射光路を遮断することにより、撮像素子13の受光面を遮光する機能を有する。
<< Description of Configuration of this Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing the electronic camera 11.
In FIG. 1, a photographing lens 12 is attached to the electronic camera 11. The lens control unit 12a performs focus driving, aperture control, and the like of the photographing lens 12. In the image space of the photographic lens 12, the light receiving surface of the image sensor 13 is disposed via the shielding mechanism 12b. The shielding mechanism 12b may be used as a mechanical shutter or a diaphragm, or may be a dedicated shielding mechanism. The shielding mechanism 12 b has a function of shielding the light receiving surface of the imaging element 13 by blocking the incident optical path of the photographing lens 12 with a signal from the imaging control unit 14.

一方、撮像素子13は、撮像制御部14によって駆動される。撮像素子13から出力される画像データは、信号処理部15、およびA/D変換部16を介して処理された後、メモリ17に一時蓄積される。
このメモリ17は、バス18に接続される。このバス18には、レンズ制御部12a、撮像制御部14、マイクロプロセッサ19、画像処理部20、記録部22、およびモニタ表示部23も接続される。
上記のマイクロプロセッサ19には、レリーズ釦などの操作部19aが接続される。また、上記の記録部22には、記録媒体22aが装着される。
On the other hand, the imaging device 13 is driven by the imaging control unit 14. Image data output from the image sensor 13 is processed via the signal processing unit 15 and the A / D conversion unit 16 and then temporarily stored in the memory 17.
This memory 17 is connected to a bus 18. The bus 18 is also connected with a lens control unit 12a, an imaging control unit 14, a microprocessor 19, an image processing unit 20, a recording unit 22, and a monitor display unit 23.
The microprocessor 19 is connected to an operation unit 19a such as a release button. The recording unit 22 is loaded with a recording medium 22a.

《本実施形態の動作説明》
図2は、本実施形態の動作を説明する流れ図である。
以下、図2に示すステップ番号に沿って、動作説明を行う。
<< Explanation of operation of this embodiment >>
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present embodiment.
Hereinafter, the operation will be described along the step numbers shown in FIG.

ステップS1: マイクロプロセッサ19は、ユーザーからのレリーズ指示を操作部19aなどで検出すると、撮像制御部14に撮像動作の開始を指示する。撮像制御部14は、遮蔽機構12bを開いた状態で、撮像素子13に被写体像の光電変換を開始させ、予め設定された電荷蓄積時間の経過を待って、撮像素子13から画像データを読み出す。この画像データは、信号処理部15およびA/D変換部16を介してデジタル化された後、メモリ17に一時蓄積される。 Step S1: When the microprocessor 19 detects a release instruction from the user using the operation unit 19a or the like, the microprocessor 19 instructs the imaging control unit 14 to start an imaging operation. The imaging control unit 14 causes the imaging device 13 to start photoelectric conversion of the subject image with the shielding mechanism 12b opened, and reads image data from the imaging device 13 after a preset charge accumulation time has elapsed. The image data is digitized via the signal processing unit 15 and the A / D conversion unit 16 and then temporarily stored in the memory 17.

ステップS2: マイクロプロセッサ19は、画像データの電荷蓄積時間に対応して、複数の暗黒画像データの生成スケジュールを決定し、撮像制御部14に暗黒画像データの生成を指示する。
例えば、N個(N≧2)の暗黒画像データを生成する場合に、画像データの電荷蓄積時間の1/N倍を暗黒画像データ1つ分の電荷蓄積時間に設定することが好ましい。
また例えば、N個の暗黒画像データを生成する場合に、暗黒画像データの総合電荷蓄積時間の時間短縮率をR(0<R<1)とする。この場合、画像データの電荷蓄積時間のR/N倍を暗黒画像データ1つ分の電荷蓄積時間に設定することが好ましい。
また例えば、N個の暗黒画像データを生成する場合に、暗黒画像データの総合電荷蓄積時間の時間延長率をE(E>1)とする。この場合、画像データの電荷蓄積時間のE/N倍を暗黒画像データ1つ分の電荷蓄積時間に設定することが好ましい。
また例えば、N個の暗黒画像データの内、全部または一部の電荷蓄積時間を意図的にずらして設定することも好ましい。特にこの場合は、異なる電荷蓄積時間と、発生する固定パターンノイズとの時間軸上の関係に対して数式近似や回帰分析などの解析を行うことで、両者の線形性または非線形な関係を特定できる。その結果、画像データの電荷蓄積時間における固定パターンノイズをより高精度に推定できるようになる。
Step S2: The microprocessor 19 determines a generation schedule of a plurality of dark image data corresponding to the charge accumulation time of the image data, and instructs the imaging control unit 14 to generate dark image data.
For example, when generating N (N ≧ 2) dark image data, it is preferable to set 1 / N times the charge accumulation time of the image data as the charge accumulation time for one dark image data.
For example, when N pieces of dark image data are generated, the time reduction rate of the total charge accumulation time of the dark image data is R (0 <R <1). In this case, it is preferable to set R / N times the charge accumulation time of the image data as the charge accumulation time for one dark image data.
For example, when generating N pieces of dark image data, the time extension rate of the total charge accumulation time of the dark image data is set to E (E> 1). In this case, it is preferable to set E / N times the charge accumulation time of the image data as the charge accumulation time for one dark image data.
In addition, for example, it is also preferable that the charge accumulation time of all or part of N dark image data is intentionally shifted. In particular, in this case, the linearity or non-linear relationship between the two can be identified by performing mathematical approximation or regression analysis on the time axis relationship between the different charge accumulation times and the generated fixed pattern noise. . As a result, the fixed pattern noise during the charge accumulation time of the image data can be estimated with higher accuracy.

ステップS3: 撮像制御部14は、暗黒画像データの生成指示に応じて、遮蔽機構12bを遮蔽し、撮像素子13の受光面を暗黒状態に保つ。 Step S3: The imaging control unit 14 shields the shielding mechanism 12b and keeps the light receiving surface of the image sensor 13 in the dark state in response to the generation instruction of the dark image data.

ステップS4: 撮像制御部14は、この暗黒状態の撮像素子13を駆動し、生成スケジュールに従って、電荷蓄積・画像読み出しを少なくとも2回実施する。このとき生成される複数の暗黒画像データは、信号処理部15およびA/D変換部16を介して順次に処理された後、メモリ17に蓄積される。 Step S4: The imaging control unit 14 drives the dark imaging element 13, and performs charge accumulation and image reading at least twice according to the generation schedule. The plurality of dark image data generated at this time is sequentially processed via the signal processing unit 15 and the A / D conversion unit 16 and then stored in the memory 17.

ステップS5: マイクロプロセッサ19は、予め記憶された対応関係を暗黒画像データの電荷蓄積時間などで参照することにより、設定値L,J,Kを決定する。この設定値L,J,Kは、画像処理部20にパラメータ設定される。
この設定値Lは、暗黒画像データ中から、固定パターンノイズが明らかに発生していない微小レベル箇所を弁別するための閾値である。このような設定値Lは、撮像素子13のノイズ特性、電荷蓄積時間、または撮像感度などによって変動する。そこで、暗黒画像データの電荷蓄積時間、または撮像感度などに対応付けて、実験的に予め求めておくことが好ましい。なお、設定値Lとしては、『(a)固定パターンノイズの下限閾値』、『(b)ランダムノイズの上限閾値』、または(a)(b)の低い方の値を採用することが好ましい。また、複数の暗黒画像データの電荷蓄積時間や撮像感度が異なる場合には、暗黒画像データごとに設定値Lを決定することが好ましい。
また、設定値Jは、暗黒画像データ間において信号レベルが相関しているか否かを弁別するための閾値である。このような設定値Jは、撮像素子13のノイズ特性、電荷蓄積時間、または撮像感度などによって変動する。そこで、暗黒画像データの電荷蓄積時間、または撮像感度などに対応付けて、実験的に予め求めておくことが好ましい。なお、設定値Jとしては、個々の暗黒画像データ(電荷蓄積時間が異なる場合は正規化係数をかけて平均信号レベルを揃えたもの)の固定パターンノイズのばらつき幅を統計的に求めた値(標準偏差σに応じた値など)を採用することが好ましい。
さらに、設定値Kは、暗黒画像データB(後述)において、ランダムノイズの影響を受けない場合の仮想信号レベルを示す値である。この設定値Kは、複数の暗黒画像データの全体電荷蓄積時間、または撮像感度などに対応付けて、実験的に予め求めておくことが好ましい。なお、この設定値Kは、ステップS4で得た暗黒画像データから直流レベルなどを検出して決定してもよい。
Step S5: The microprocessor 19 determines the set values L, J, and K by referring to the correspondence relationship stored in advance by the charge accumulation time of the dark image data. The set values L, J, and K are set in the image processing unit 20 as parameters.
This set value L is a threshold value for discriminating a minute level portion where no fixed pattern noise is clearly generated from the dark image data. Such a set value L varies depending on the noise characteristics of the image sensor 13, the charge accumulation time, or the imaging sensitivity. Therefore, it is preferable to obtain in advance experimentally in association with the charge accumulation time of dark image data or imaging sensitivity. As the set value L, it is preferable to adopt the lower value of “(a) Fixed pattern noise lower limit threshold”, “(b) Random noise upper limit threshold”, or (a) (b). In addition, when the charge accumulation times and imaging sensitivities of a plurality of dark image data are different, it is preferable to determine the set value L for each dark image data.
The set value J is a threshold value for discriminating whether or not the signal level is correlated between the dark image data. Such a setting value J varies depending on the noise characteristics of the image sensor 13, the charge accumulation time, or the imaging sensitivity. Therefore, it is preferable to obtain in advance experimentally in association with the charge accumulation time of dark image data or imaging sensitivity. Note that the set value J is a value obtained by statistically calculating the variation width of fixed pattern noise of individual dark image data (when the charge accumulation time is different, the average signal level is adjusted by applying a normalization coefficient) ( It is preferable to employ a value corresponding to the standard deviation σ.
Further, the set value K is a value indicating the virtual signal level when the dark image data B (described later) is not affected by random noise. This set value K is preferably obtained in advance experimentally in association with the total charge accumulation time of a plurality of dark image data or imaging sensitivity. The set value K may be determined by detecting a direct current level or the like from the dark image data obtained in step S4.

ステップS6: 画像処理部20は、暗黒画像データの走査位置[i,j]を[0,0]に初期化し、複数の暗黒画像データから走査位置[i,j]の値をそれぞれ読み出す。 Step S6: The image processing unit 20 initializes the scanning position [i, j] of the dark image data to [0,0], and reads the value of the scanning position [i, j] from each of the plurality of dark image data.

ステップS7: 画像処理部20は、複数の暗黒画像データの走査位置[i,j]の値が、いずれも設定値L以下か否かを判定する。
全ての暗黒画像データにおいて走査位置[i,j]が、対応する設定値L以下の場合、画像処理部20は、固定パターンノイズを含まない微小レベル箇所であると判断して、ステップS9に動作を移行する。
それ以外の場合、画像処理部20は、ステップS8に動作を移行する。
Step S7: The image processing unit 20 determines whether or not the values of the scanning positions [i, j] of the plurality of dark image data are all equal to or less than the set value L.
If the scan position [i, j] is equal to or less than the corresponding set value L in all dark image data, the image processing unit 20 determines that the position is a minute level that does not include fixed pattern noise, and operates in step S9. To migrate.
In other cases, the image processing unit 20 shifts the operation to step S8.

ステップS8: 画像処理部20は、複数の暗黒画像データ間において、走査位置[i,j]のレベル差(絶対値)を算出する。なお、暗黒画像データが3つ以上の場合は、走査位置[i,j]の最大値と最小値との差や、走査位置[i,j]の標準偏差や、個別間のレベル差を平均した値などを求めて、レベル差とすることが好ましい。
次に、画像処理部20は、求めたレベル差が設定値J未満か否かを判定する。
ここで、レベル差が設定値J未満の場合、相関性が高い箇所なので走査位置[i,j]は固定パターンノイズであると判断できる。この場合、画像処理部20は、ステップS10に動作を移行する。
一方、レベル差が設定値J以上の場合、非相関箇所であるから、走査位置[i,j]はランダムノイズであると判断できる。この場合、画像処理部20は、ステップS9に動作を移行する。
Step S8: The image processing unit 20 calculates a level difference (absolute value) of the scanning position [i, j] between a plurality of dark image data. When there are three or more dark image data, the average of the difference between the maximum and minimum values of the scanning position [i, j], the standard deviation of the scanning position [i, j], and the level difference between individual images It is preferable to obtain the level difference and determine the level difference.
Next, the image processing unit 20 determines whether or not the obtained level difference is less than the set value J.
Here, when the level difference is less than the set value J, it can be determined that the scanning position [i, j] is fixed pattern noise because the correlation is high. In this case, the image processing unit 20 shifts the operation to step S10.
On the other hand, when the level difference is equal to or larger than the set value J, it is a non-correlated part, and therefore it can be determined that the scanning position [i, j] is random noise. In this case, the image processing unit 20 shifts the operation to step S9.

なお、複数の暗黒画像データを1枚ずつ逐次処理する場合には、1枚目の暗黒画像データについては差を取る比較対象が無いので、無条件でステップS10に移行することが好ましい。この場合、2枚目以降の暗黒画像データから、ステップS8の判断を開始することになる。
また、1つ以上の暗黒画像データにおいて、設定値L以下となった走査位置[i,j]については、ステップS8の判断をせずに、ステップS7からステップS9に動作を移行してもよい。このような動作により、処理時間を短縮することが可能になる。
When sequentially processing a plurality of pieces of dark image data one by one, it is preferable to unconditionally move to step S10 because there is no comparison target for the first dark image data. In this case, the determination in step S8 is started from the second and subsequent dark image data.
For one or more dark image data, the operation may be shifted from step S7 to step S9 for the scanning position [i, j] that is equal to or less than the set value L without performing the determination in step S8. . Such an operation makes it possible to shorten the processing time.

ステップS9: 画像処理部20は、暗黒画像データB(メモリ容量を節約するため、メモリ17内の暗黒画像データの一つとすることが好ましい)の走査位置[i,j]を設定値Kに置き換える。この処理の後、ステップS11に動作を移行する。 Step S9: The image processing unit 20 replaces the scanning position [i, j] of the dark image data B (preferably one of the dark image data in the memory 17 in order to save memory capacity) with the set value K. . After this processing, the operation proceeds to step S11.

ステップS10: 画像処理部20は、複数の暗黒画像データについて走査位置[i,j]の値を加算して加算値を求め、暗黒画像データBの走査位置[i,j]に格納する。 Step S10: The image processing unit 20 adds the values of the scanning positions [i, j] for a plurality of dark image data, obtains an added value, and stores the added values at the scanning positions [i, j] of the dark image data B.

ステップS11: 画像処理部20は、暗黒画像データの走査が完了したか否かを判定する。もし、走査が完了していなければ、ステップS12に動作を移行する。一方、走査が完了した場合は、ステップS13に動作を移行する。 Step S11: The image processing unit 20 determines whether or not scanning of dark image data is completed. If the scanning is not completed, the operation proceeds to step S12. On the other hand, when the scanning is completed, the operation proceeds to step S13.

ステップS12: 画像処理部20は、走査位置[i,j]を次に進める。画像処理部20は、複数の暗黒画像データから、新たな走査位置[i,j]の値をそれぞれ読み出す。この処理の後、画像処理部20はステップS7に動作を戻す。 Step S12: The image processing unit 20 advances the scanning position [i, j] next. The image processing unit 20 reads the values of the new scanning position [i, j] from the plurality of dark image data. After this processing, the image processing unit 20 returns the operation to step S7.

ステップS13: 画像処理部20は、暗黒画像データの電荷蓄積時間BTの総和Sと、画像データの電荷蓄積時間PTとに基づいて、暗黒画像データBの補償ゲインを決定する。もしも固定パターンノイズのレベルが電荷蓄積時間に対して線形変化するならば、『PT/S倍』を補償ゲインとすればよい。もしも非線形ならば、SおよびPT(或いはBTおよびPT)に対応する補償ゲインを求めればよい。
画像処理部20は、求めた補償ゲインを暗黒画像データBにかけて、暗黒画像データBと画像データと間で、固定パターンノイズのレベルをほぼ揃える。
Step S13: The image processing unit 20 determines the compensation gain of the dark image data B based on the sum S of the charge accumulation time BT of the dark image data and the charge accumulation time PT of the image data. If the level of the fixed pattern noise changes linearly with respect to the charge accumulation time, “PT / S times” may be used as the compensation gain. If nonlinear, the compensation gain corresponding to S and PT (or BT and PT) may be obtained.
The image processing unit 20 applies the obtained compensation gain to the dark image data B, so that the level of the fixed pattern noise is substantially uniform between the dark image data B and the image data.

ステップS14: 画像処理部20は、メモリ17内の画像データから、暗黒画像データBを画素単位に減算する。この減算処理により、固定パターンノイズを抑制した画像データを得る。 Step S14: The image processing unit 20 subtracts the dark image data B from the image data in the memory 17 in units of pixels. By this subtraction process, image data in which fixed pattern noise is suppressed is obtained.

《本実施形態の効果など》
以上説明したように、本実施形態では、暗黒画像データを複数生成する。
固定パターンノイズは、規則的に発生するため、複数の暗黒画像データ間において高い相関性を示す。一方、ランダムノイズは不規則に発生するため、複数の暗黒画像データ間において非相関性を示す。そこで、本実施形態のように、複数の暗黒画像データ間において非相関箇所を抑制することにより、ランダムノイズを低減した暗黒画像データが得られる。この暗黒画像データを基準に画像ノイズを抑制することにより、ランダムノイズの影響を抑えた固定パターンノイズの抑制が実現する。
<< Effects of this embodiment >>
As described above, in the present embodiment, a plurality of dark image data are generated.
Since the fixed pattern noise is regularly generated, high correlation is exhibited between a plurality of dark image data. On the other hand, since random noise occurs irregularly, it shows non-correlation between a plurality of dark image data. Therefore, as in this embodiment, dark image data with reduced random noise can be obtained by suppressing non-correlated points between a plurality of dark image data. By suppressing the image noise based on the dark image data, it is possible to suppress the fixed pattern noise while suppressing the influence of the random noise.

さらに、本実施形態では、複数の暗黒画像データがいずれも微小レベルとなる微小レベル箇所を検出する。この微小レベル箇所は、レベルが上昇しやすい固定パターンノイズではあり得ない箇所である。このような微小レベル箇所は、ランダムノイズのみを含む箇所であって、固定パターンノイズの除去において害あって利のない箇所と判断できる。したがって、微小レベル箇所をレベル抑圧することによって、ランダムノイズの影響を更に抑制することが可能になる。その結果、ランダムノイズの影響を抑えた固定パターンノイズの抑制が実現する。   Further, in the present embodiment, a minute level portion where a plurality of dark image data are all at a minute level is detected. This minute level portion is a portion that cannot be fixed pattern noise whose level is likely to rise. Such a minute level portion is a portion including only random noise, and can be determined as a point that is harmful and not advantageous in removing fixed pattern noise. Therefore, it is possible to further suppress the influence of random noise by suppressing the level of the minute level portion. As a result, it is possible to suppress fixed pattern noise while suppressing the influence of random noise.

このようにランダムノイズの影響を抑制できるので、従来に比べて暗黒画像データのランダムノイズを許容することが可能になる。したがって、暗黒画像データの総合電荷蓄積時間を時間短縮するなどの設定が実現可能になる。この場合、電子カメラ11を暗黒画像データの撮像シーケンスから早く解放することが可能になり、使い勝手に優れた電子カメラ11を実現することが可能になる。   Since the influence of random noise can be suppressed in this way, it becomes possible to allow random noise in dark image data as compared with the conventional case. Accordingly, it is possible to realize settings such as shortening the total charge accumulation time of dark image data. In this case, the electronic camera 11 can be quickly released from the dark image data imaging sequence, and the electronic camera 11 excellent in usability can be realized.

《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態では、画像データから暗黒画像データを減算することにより、固定パターンノイズを除去している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
<< Additional items of embodiment >>
In the above-described embodiment, fixed pattern noise is removed by subtracting dark image data from image data. However, the embodiment is not limited to this.

例えば、画像処理部20が、複数の暗黒画像データの相関性を評価して、相関性の高い固定パターンノイズの発生箇所を検出する(あるいは非相関性を示すランダムノイズの発生箇所を除くことで、固定パターンノイズの発生箇所を検出する)。次に、画像処理部20は、この発生箇所に対応する画像データ中の画素位置に対し、周辺画素などを参照したノイズ抑制処理を実施する。このような処理では、暗黒画像データ中の固定パターンノイズとランダムノイズとを相関性の違いから正確に弁別することが可能になる。その結果、この処理においても画像データに対するランダムノイズの影響を抑制することが可能になる。   For example, the image processing unit 20 evaluates the correlation of a plurality of dark image data, and detects the occurrence of fixed pattern noise having high correlation (or by removing the occurrence of random noise indicating non-correlation). , Detect where fixed pattern noise occurs). Next, the image processing unit 20 performs noise suppression processing with reference to peripheral pixels and the like on the pixel position in the image data corresponding to the occurrence location. In such processing, it becomes possible to accurately discriminate between fixed pattern noise and random noise in dark image data from the difference in correlation. As a result, it is possible to suppress the influence of random noise on the image data also in this process.

なお、上述した実施形態では、暗黒画像データ中の非相関箇所を設定値Kに置き換えることにより、非相関性のランダムノイズを抑制している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、3つ以上の暗黒画像データを生成する場合には、3つ以上の暗黒画像データに中間値演算(メディアン)を施す画像合成により、非相関性のランダムノイズを抑制することもできる。
In the above-described embodiment, the non-correlated random noise is suppressed by replacing the non-correlated part in the dark image data with the set value K. However, the embodiment is not limited to this.
For example, when three or more dark image data are generated, non-correlated random noise can be suppressed by image composition that performs an intermediate value operation (median) on three or more dark image data.

また例えば、3つ以上の暗黒画像データを生成する場合には、レベル差の大きな画素値を除いて平均するなどの画像合成により、非相関性のランダムノイズを抑制することもできる。   Further, for example, when three or more dark image data are generated, uncorrelated random noise can be suppressed by image synthesis such as averaging except pixel values having a large level difference.

なお、上述した実施形態では、先に画像データを生成し、後から暗黒画像データを生成している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。複数の暗黒画像データの一部または全部を画像データより先に生成してもよい。また、電源投入時などのように画像データの撮影と独立したタイミングで、複数の暗黒画像データの一部または全部を生成してもよい。このような動作では、画像データの撮影後に、暗黒画像データの撮影シーケンスを時間短縮または省くことが可能となる。   In the above-described embodiment, the image data is generated first, and the dark image data is generated later. However, the embodiment is not limited to this. Some or all of the plurality of dark image data may be generated prior to the image data. Alternatively, some or all of the plurality of dark image data may be generated at a timing independent of image data capture, such as when the power is turned on. In such an operation, it is possible to shorten or omit the dark image data shooting sequence after shooting the image data.

また、上述した実施形態では、電子カメラ11(ノイズ抑制装置を含む)について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、電子カメラとは独立にノイズ抑制装置を構成してもよい。また例えば、上述したノイズ抑制処理(例えば図2中に示す)をソフトウェア化して、画像処理プログラムを作成してもよい。この画像処理プログラムをコンピュータで実行することにより、コンピュータ上でノイズ抑制装置を実現することができる。   In the above-described embodiment, the electronic camera 11 (including the noise suppression device) has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, a noise suppression device may be configured independently of the electronic camera. Further, for example, the above-described noise suppression processing (for example, shown in FIG. 2) may be softwareized to create an image processing program. By executing this image processing program on a computer, a noise suppression device can be realized on the computer.

なお、上述した実施形態では、電子カメラで生成したデータに対して、ノイズ抑制処理を実施するケースについて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スキャナー装置などの画像生成装置で作成した画像データおよび暗黒画像データを用いて、上述したノイズ抑制処理を実施することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the noise suppression process is performed on the data generated by the electronic camera has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, the above-described noise suppression processing can be performed using image data and dark image data created by an image generation device such as a scanner device.

さらに、このようなインターネット上のサーバ(画像アルバムサーバなど)において、ユーザーから伝送される画像データおよび暗黒画像データを用いて、ノイズ抑制サービスを提供してもよい。   Further, such a server on the Internet (image album server or the like) may provide a noise suppression service using image data and dark image data transmitted from a user.

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-mentioned embodiment is only a mere illustration in all points, and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明は、画像のノイズ抑制などに利用可能な技術である。   As described above, the present invention is a technique that can be used for image noise suppression and the like.

電子カメラ11を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an electronic camera 11. FIG. 本実施形態の動作を説明する流れ図である。It is a flowchart explaining operation | movement of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11…電子カメラ,12…撮影レンズ,12b…遮蔽機構,13…撮像素子,14…撮像制御部,17…メモリ,19…マイクロプロセッサ,20…画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Electronic camera, 12 ... Shooting lens, 12b ... Shielding mechanism, 13 ... Imaging device, 14 ... Imaging control part, 17 ... Memory, 19 ... Microprocessor, 20 ... Image processing part

Claims (6)

光像を撮像部で撮像して得た画像データと、遮光状態の前記撮像部で撮像して得た複数の暗黒画像データとを取り込む入力部と、
前記複数の暗黒画像データ間における非相関性のランダムノイズを抑制して暗黒画像データBを生成する暗黒画像処理部と、
前記暗黒画像データBに基づいて、前記画像データのノイズを抑制するノイズ抑制部と
を備えたことを特徴とするノイズ抑制装置。
An input unit that captures image data obtained by imaging a light image with an imaging unit and a plurality of dark image data obtained by imaging with the imaging unit in a light-shielded state;
A dark image processing unit that generates dark image data B by suppressing non-correlated random noise between the plurality of dark image data;
A noise suppression device comprising: a noise suppression unit configured to suppress noise of the image data based on the dark image data B.
請求項1に記載のノイズ抑制装置において、
前記暗黒画像処理部は、
前記複数の暗黒画像データ間におけるレベルバラツキから非相関箇所を検出し、前記複数の暗黒画像データの合成画像に前記非相関箇所の変動抑制を施して、暗黒画像データBを求める
ことを特徴とするノイズ抑制装置。
The noise suppression device according to claim 1,
The dark image processing unit
A non-correlated part is detected from a level variation between the plurality of dark image data, and the dark image data B is obtained by suppressing fluctuation of the non-correlated part to a composite image of the plurality of dark image data. Noise suppression device.
請求項1または請求項2に記載のノイズ抑制装置において、
前記暗黒画像処理部は、
前記複数の暗黒画像データがいずれも予め定められた閾値以下となる微小レベル箇所を検出し、前記複数の暗黒画像データの合成画像に前記微小レベル箇所の変動抑制を施して、暗黒画像データBを求める
ことを特徴とするノイズ抑制装置。
In the noise suppression device according to claim 1 or 2,
The dark image processing unit
The dark image data is detected by detecting a minute level portion in which the plurality of dark image data are all equal to or less than a predetermined threshold value, and suppressing the fluctuation of the minute level portion on a composite image of the plurality of dark image data. What is required is a noise suppression device.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のノイズ抑制装置において、
前記複数の暗黒画像データの総合電荷蓄積時間を、前記画像データの電荷蓄積時間よりも時間短縮して設定した場合、
前記暗黒画像処理部は、前記時間短縮に伴う固定パターンノイズのゲイン低下を補償する補償ゲインを、前記暗黒画像データBにかける
ことを特徴とするノイズ抑制装置。
In the noise suppression device according to any one of claims 1 to 3,
When the total charge accumulation time of the plurality of dark image data is set to be shorter than the charge accumulation time of the image data,
The noise suppression device, wherein the dark image processing unit applies a compensation gain that compensates for a decrease in gain of fixed pattern noise accompanying the time reduction to the dark image data B.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のノイズ抑制装置と、
光電変換を行う撮像部と、
前記撮像部を遮光する遮光機構と、
前記撮像部を駆動して被写界を撮像して画像データを生成し、かつ前記遮光機構により遮光状態にした前記撮像部を複数回駆動して、複数の暗黒画像データを生成する制御部とを備え、
前記ノイズ抑制装置は、前記画像データおよび前記複数の暗黒画像データを取り込んで、前記画像データのノイズを抑制する
ことを特徴とする電子カメラ。
The noise suppression device according to any one of claims 1 to 4,
An imaging unit that performs photoelectric conversion;
A light shielding mechanism for shielding the imaging unit;
A controller that drives the image pickup unit to pick up an image of the object scene to generate image data, and drives the image pickup unit that is blocked by the light blocking mechanism a plurality of times to generate a plurality of dark image data; With
The electronic camera, wherein the noise suppression device captures the image data and the plurality of dark image data to suppress noise of the image data.
コンピュータを、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の前記入力部、前記暗黒画像処理部、および前記ノイズ抑制部として機能させるための画像処理プログラム。   An image processing program for causing a computer to function as the input unit, the dark image processing unit, and the noise suppression unit according to any one of claims 1 to 4.
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