JP2007110445A - Image processor and method - Google Patents
Image processor and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007110445A JP2007110445A JP2005299337A JP2005299337A JP2007110445A JP 2007110445 A JP2007110445 A JP 2007110445A JP 2005299337 A JP2005299337 A JP 2005299337A JP 2005299337 A JP2005299337 A JP 2005299337A JP 2007110445 A JP2007110445 A JP 2007110445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel data
- data
- frame
- image processing
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 13
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 69
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、撮像素子に撮像された画像からインパルス性ノイズを除去する画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that removes impulsive noise from an image captured by an image sensor.
近年、撮像素子を用いたカメラは、高画質化の要望に応えるため、ノイズ除去を行う画像処理装置を備えている。 In recent years, a camera using an image sensor includes an image processing device that removes noise in order to meet the demand for higher image quality.
その画像処理装置の一例は、特許文献1にあるように、画像信号をフレームメモリに記憶させたのち、加算や算術平均を取るなどの演算を行ってノイズ低減する方法である。
An example of the image processing apparatus is a method of reducing noise by performing an operation such as addition or arithmetic averaging after an image signal is stored in a frame memory, as disclosed in
図9は、例えば特許文献1に示された画像処理を行う装置の構成を示すブロック図である。この装置は、撮像素子の出力をデジタル値に変換するA/D部102と、A/D部102の出力値と後段のフレームメモリ104の出力値とを加算するための加算器103と、撮像素子の1画面分の格納領域を有したフレームメモリ104と、フレームメモリに格納された加算データを加算回数で除すための除算器105と、出力データの画像処理を行う画像処理回路106を備えている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus that performs image processing, for example, disclosed in
この画像処理方法について説明する。まず、撮像素子の検査工程において出力画像を取り込む場合、撮像素子101の出力信号は、撮像素子のリセットノイズ除去を目的とした二重相関サンプリング回路等の前処理回路を介してA/D部102においてフレームデータに変換され、出力される。
This image processing method will be described. First, when an output image is captured in the inspection process of the image sensor, the output signal of the
次に、出力した各フレームデータは、103の加算器と104のフレームメモリの構成により累積的に所望フレーム回数分、例えば3回のデータ加算を行う。
次に、前記103の加算器と104のフレームメモリにおいて累積加算されたフレームデータは、除算器105によって加算フレーム数で除される。このような加算平均の処理をされたデータが、画像処理回路に送られる。
Next, the frame data accumulated and added in the 103 adder and the 104 frame memory is divided by the
しかし、従来技術で示された画像処理装置では、撮像素子の装置構造に起因するランダムノイズを、ある一定水準の平滑化を行うことが出来るが、高画素化、高画質化が求められると、そのノイズ平滑化特性は不十分である。 However, in the image processing device shown in the prior art, random noise caused by the device structure of the image sensor can be smoothed to a certain level, but when high pixels and high image quality are required, The noise smoothing characteristic is insufficient.
言い換えれば、撮像素子の外的要因により発生するインパルス性ノイズについては、従来技術で示された画像処理装置では希薄化することはできるが、完全に除去することまではできなかった。 In other words, the impulsive noise generated by an external factor of the image sensor can be diluted by the image processing apparatus shown in the prior art, but cannot be completely removed.
前記課題に鑑み、本発明は、外的インパルス性ノイズを除去する画像処理装置および方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method for removing external impulsive noise.
上記目的を達成するため本発明の画像処理装置は、一次元または二次元の画像を形成するフレームデータを記憶するためのn個(nは3以上)のフレームメモリと、固体撮像素子の出力信号を画素データに変換する変換手段と、変換手段により変換された画素データをフレーム単位でn個のフレームメモリに分配する分配手段と、n個のフレームメモリから、同じ画素位置のn個の画素データを読み出す読み出し手段と、n個の画素データを用いて、インパルス性ノイズおよびランダム性ノイズを除去するランク処理によって1つの画素データを出力するデータ処理手段と、データ処理手段から出力された画素データを、新たなフレームの画素データとして記憶する記憶手段とを備える。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention includes n frame memories (n is 3 or more) for storing frame data for forming a one-dimensional or two-dimensional image, and an output signal of a solid-state image sensor. Conversion means for converting the pixel data into pixel data, distribution means for distributing the pixel data converted by the conversion means to n frame memories in units of frames, and n pixel data at the same pixel position from the n frame memories Read out means, data processing means for outputting one pixel data by rank processing for removing impulsive noise and random noise using n pieces of pixel data, and pixel data output from the data processing means Storage means for storing the data as pixel data of a new frame.
この構成によれば、インパルス性の外的要因ノイズの除去および内的要因のランダムノイズを希薄化ではなく、完全に除去することができる。しかも、固体撮像素子自体が有する画素欠陥、あるいは被写体が持つ点や線の境界成分を誤って除去することを防止することができる。なぜなら、画素欠陥や境界成分は、複数フレームにまたがって連続して現われるが、インパルス性ノイズやランダムノイズは複数フレームにまたがって現われないからである。 According to this configuration, it is possible to completely remove the impulse external noise and the internal random noise, not diluting. In addition, it is possible to prevent pixel defects of the solid-state imaging device itself, or point and line boundary components of the subject from being erroneously removed. This is because pixel defects and boundary components appear continuously over a plurality of frames, but impulsive noise and random noise do not appear over a plurality of frames.
ここで、前記データ処理手段は、前記ランク処理として前記n個の画素データの中間値を求めるようにしてもよい。 Here, the data processing means may obtain an intermediate value of the n pixel data as the rank processing.
この構成によれば、ランク処理が中間値を求めることに単純化されているので回路規模を増大と処理時間の増大とを抑えることができる。 According to this configuration, since rank processing is simplified to obtain an intermediate value, an increase in circuit scale and an increase in processing time can be suppressed.
ここで、前記データ処理手段は、前記n個の画素データについて最大値および最小値を判定する判定手段と、最大値および最小値を除く(n−2)個の画素データの平均値を算出する算出手段とを備え、前記記憶手段は、算出された平均値をランク処理による画素データとして記憶するように構成してもよい。 Here, the data processing unit calculates a mean value of (n−2) pixel data excluding the maximum value and the minimum value and a determination unit that determines a maximum value and a minimum value for the n pixel data. Calculating means, and the storage means may be configured to store the calculated average value as pixel data by rank processing.
この構成によれば、ランク処理において最大値および最小値を除く(n−2)個の画素データの平均値を求めるので、固体撮像素子自体が有する画素欠陥や被写体が持つ点や線の境界成分を誤って除去することなく、固体撮像素子の内的ランダムノイズやインパルス性ノイズをより精度良く除去することができる。 According to this configuration, since the average value of (n−2) pixel data excluding the maximum value and the minimum value is obtained in the rank processing, the pixel defect included in the solid-state imaging device itself, the boundary component of the point or line of the subject Can be removed with higher accuracy without being removed by mistake.
ここで、前記算出手段は、前記n個の画素データを加算する加算手段と、加算手段による加算結果から前記最大値と前記最小値とを減算する減算手段と、減算結果を(n−2)で除算する除算手段とを備えるようにしてもよい。 Here, the calculation means includes an addition means for adding the n pixel data, a subtraction means for subtracting the maximum value and the minimum value from the addition result by the addition means, and a subtraction result as (n−2). Dividing means for dividing by may be provided.
ここで、前記データ処理手段は、さらに、フレームデータを累算するための累算フレームメモリを有し、前記加算手段は、固体撮像素子からn枚の画面を構成する出力信号が出力される間に、変換手段により変換された画素データと累算フレームメモリ中の対応する画素データとを加算することによって、前記n個の画素データを累算フレームメモリに累算し、前記除算手段は、累算フレームメモリから読み出された累算値から、前記最大値と前記最小値とを減算するようにしてもよい。 Here, the data processing means further includes an accumulation frame memory for accumulating frame data, and the addition means is configured to output an output signal constituting n screens from the solid-state imaging device. The pixel data converted by the conversion means and the corresponding pixel data in the accumulation frame memory are added to accumulate the n pixel data in the accumulation frame memory, and the division means The maximum value and the minimum value may be subtracted from the accumulated value read from the calculation frame memory.
この構成によれば、上記平均値の算出において、最大値および最小値の判定と、累算とを並行して行うので、ランク処理に要する時間の増大を抑えることができる。 According to this configuration, since the determination of the maximum value and the minimum value and the accumulation are performed in parallel in the calculation of the average value, an increase in time required for rank processing can be suppressed.
ここで、前記固体撮像素子は、静止した被写体を撮像し、前記画像処理装置は、さらに、記憶手段に記憶された画素データからなる画像に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段を備えるようにしてもよい。 Here, the solid-state image pickup device picks up an image of a stationary subject, and the image processing apparatus further includes a determination unit that determines whether the solid-state image pickup device is good or not based on an image composed of pixel data stored in a storage unit. You may make it prepare.
この構成によれば、固体撮像素子自体が有する画素欠陥を精度良く発見することができる。 According to this configuration, the pixel defect of the solid-state imaging device itself can be found with high accuracy.
本発明によれば、撮像素子自体が有する画素欠陥、あるいは被写体が持つ点や線の境界成分を誤変換することなく、インパルス性の外的要因ノイズの除去および内的要因のランダムノイズの希薄化ではなく完全に除去することができる。また、撮像素子の検査を精度良く行うことができる。 According to the present invention, it is possible to remove impulsive external factor noise and dilute random random noise as an internal factor without erroneously converting pixel defects of the image sensor itself or boundary components of points and lines of the subject. But can be completely removed. In addition, the image sensor can be inspected with high accuracy.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
まず、第1の実施形態に係る画像処理装置は、撮像素子11、A/Dコンバータ(以下、「A/D部」と呼ぶ)12、分配回路13、n個のフレームメモリ14−1〜14−n、ランク処理回路15、フレームメモリ16、画像処理回路17とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to this embodiment.
First, an image processing apparatus according to the first embodiment includes an
撮像素子11は、一次元または二次元の画像を撮像するCCD型やMOS型等のラインセンサやイメージセンサである。
The
A/D部12は、撮像素子のアナログ出力信号をデジタル値(画素データ)に変換する。
The A /
分配回路13は、A/D部12の画素データをフレーム単位でフレームメモリに振り分ける。
The
n個のフレームメモリ14−1〜14−nのそれぞれは、撮像素子の1画面分の格納領域を有し、1画面分の画素データからなるフレームデータを一時記憶する。個々のフレームメモリを特に区別しない場合、単にフレームメモリ14と記す。
Each of the n frame memories 14-1 to 14-n has a storage area for one screen of the image sensor, and temporarily stores frame data including pixel data for one screen. When the individual frame memories are not particularly distinguished, they are simply referred to as the
ランク処理回路15は、複数のフレームメモリ14−1〜14−nから同じ画素位置の画素データを読み出して、インパルス性ノイズおよびランダム性ノイズを除去するランク処理を行い、ノイズ除去後の画素データを出力する。ここでは、上記の同じ画素位置のn個の画素データをそれらを比較し、それらの中間値を出力する。
The
フレームメモリ16は、ランク処理回路15からの出力した中間値を新たなフレームの画素データとして記憶する。
The
画像処理回路17は、フレームメモリ16のフレームデータに対して所望の画像処理を行う。この画像処理は、例えば図2(b)に示すような三次元化処理等である。
The
さらに、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置の動作について説明する。
まず、撮像素子11から出力された信号は、撮像素子11のリセットノイズ除去を目的とした二重相関サンプリング回路等の前処理回路を介してA/D部12においてデジタル信号に変換される。
Furthermore, the operation of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
First, a signal output from the
次に、A/D部12からの出力信号は、分配回路13にて画像処理装置から指定される処理フレーム数nに対応して、フレームメモリ14への振り分け及び書き込みが行われる。
Next, the output signal from the A /
具体的には、撮像装置11による連続撮像に対応する第1のフレームデータはフレームメモリ14−1に、第2のフレームデータはフレームメモリ14−2に、n番目のフレームデータはフレームメモリ14−nに分配される。
Specifically, the first frame data corresponding to continuous imaging by the
フレームメモリ14に記憶された、ランク処理前のフレームデータの具体例を、図2〜図4に示す。図2(a)〜図4(a)はそれぞれフレームデータの(X、Y)座標毎の画素データの値を示す。図2(b)〜図4(b)は、画像処理回路17による画像処理の一例として、X座標、Y座標に加えて各画素データの値を高さとする3次元グラフィックスを示す図である。ここでは、説明の便宜上、縦横5画素ずつの画像を表している。また、図2の例では中央部の画素、図4の例では右上端の画素は、インパルス性のノイズの存在を示している。
Specific examples of the frame data before rank processing stored in the
次に、フレームメモリ14に書き込まれたn個のフレームデータにおけるX座標、Y座標の同一座標位置の画素データがランク処理回路15に出力される。ランク処理回路15は、X座標、Y座標が同一のn個の画素データの中間値を導出する。例えば、(X,Y)=(1、1)の場合、図2の画素データの値は「10」、図3の画素データは「9」、図4の画素データは「20」であり画素データ値の大きさは「9」、「10」、「20」の順序であるため、ランク処理回路15では「10」が出力される。
Next, pixel data at the same coordinate position of the X coordinate and the Y coordinate in the n frame data written in the
ランク処理回路15では、全ての(X、Y)座標について、上記のように中間値の導出を行う。導出された各画素データは、フレームメモリ16に書き込まれ、フレームデータを構成する。
The
図5は、図2、図3、図4に示したランク処理前のフレームデータからランク処理により得られたフレームデータを示す。
図2のフレームデータの中央部に見られ、図3、図4の同じ箇所には見られないインパルス性の外因ノイズは、撮像素子本来のデータと比べ、著しく大きいか、逆に著しく小さいかのどちらかであるため、フレーム間の同一アドレスデータどうしの中間値を採用することにより、外因性または突発性のノイズを完全に除去することができ、本来の撮像素子が持つ出力レベルを得ることが可能となる。
FIG. 5 shows frame data obtained by rank processing from the frame data before rank processing shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG.
Is the impulsive extrinsic noise seen in the central part of the frame data in FIG. 2 and not seen in the same part in FIGS. 3 and 4 significantly larger than the original data of the image sensor or vice versa? Therefore, by adopting an intermediate value between the same address data between frames, extrinsic or sudden noise can be completely removed, and the output level of the original image sensor can be obtained. It becomes possible.
以上説明してきたように、本実施形態における画像処理装置によれば、フレーム間のn個のX座標、Y座標の同一座標位置のどうしの画像データの中間値を採用することにより、外因性または突発性のノイズを完全に除去することができる。 As described above, according to the image processing apparatus of the present embodiment, by adopting the intermediate value of the image data of the same coordinate position of n X coordinates and Y coordinates between frames, the extrinsic or Sudden noise can be completely removed.
また、撮像素子の内的要因のランダムノイズは、従来技術と同水準の平滑化を行うことができる。撮像素子の内的要因によるランダムノイズは、暗電流ショットノイズ、フローティングディフュージョン(以下、「FD」と呼ぶ)リセットノイズ、FDアンプノイズ、光ショットノイズ等がある。暗電流ショットノイズは、フォトダイオード,垂直/水平CCDで発生する暗電流のゆらぎである。FDリセットノイズは、FDをリセットした後の基準電位のゆらぎである。FDアンプノイズは、FDアンプの増幅回路の熱雑音である。光ショットノイズは、入射光中の単位時間当たりのフォトン数のゆらぎである。 In addition, random noise, which is an internal factor of the image sensor, can be smoothed at the same level as in the prior art. Random noise due to internal factors of the image sensor includes dark current shot noise, floating diffusion (hereinafter referred to as “FD”) reset noise, FD amplifier noise, optical shot noise, and the like. Dark current shot noise is a fluctuation of dark current generated in a photodiode and a vertical / horizontal CCD. The FD reset noise is a fluctuation of the reference potential after the FD is reset. The FD amplifier noise is thermal noise of the amplifier circuit of the FD amplifier. Light shot noise is fluctuation of the number of photons per unit time in incident light.
さらに、固体撮像素子自体が有する画素欠陥、あるいは被写体が持つ点や線の境界成分を誤って除去することを防止することができる。なぜなら、これらの画素欠陥や境界成分は、複数フレームにまたがって連続して現われる(例えば図2のような画像が連続する)が、インパルス性ノイズやランダムノイズは複数フレームにまたがって現われない(例えば図2〜図4)からである。 Furthermore, it is possible to prevent pixel defects of the solid-state imaging device itself, or point and line boundary components of the subject from being erroneously removed. This is because these pixel defects and boundary components appear continuously over a plurality of frames (for example, images as shown in FIG. 2 continue), but impulsive noise and random noise do not appear over a plurality of frames (for example, 2 to 4).
なお、上記の中間値は、n個の画素データを大きさ順に並べた場合に、並びの中央に位置する画素データの値でよい。また、中央に位置する画素データが2つ存在する場合(nが偶数の場合)には、その2つの何れか一方を中間値としてよいし、2つの平均を中間値としてもよい。 The intermediate value may be a value of pixel data located at the center of the arrangement when n pieces of pixel data are arranged in order of size. Further, when there are two pieces of pixel data located at the center (when n is an even number), one of the two may be an intermediate value, and the average of the two may be an intermediate value.
(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置について説明する。
(Second Embodiment)
The image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図6は、本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図の画像処理装置は、図1と比較して、ランク処理回路15の代わりにランク処理回路25を備える点と、加算器18、フレームメモリ19、減算器20、除算器21を追加した点とが異なっている。以下同じ点は説明を省略して、異なる点を中心に説明する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to this embodiment. Compared with FIG. 1, the image processing apparatus of the figure includes a
ランク処理回路25は、n個のフレームメモリから同じ画素位置のn個の画素データのうち、最大値の画素データおよび最小値の画素データの出力する。
The
加算器18は、同じ画素位置のn個の画素データを加算する。ここでは、加算器18は、A/D部12から出力される画素データと、フレームメモリ19中の対応する画素データとを加算することによって、前記n個の画素データを累算フレームメモリに累算する。
The
フレームメモリ19は、n個のフレームデータの同じ画素位置の画素データを累算したフレームデータを記憶する。
The
減算器20は、フレームメモリ19の画素データ(n個の画素データの累算値)から、ランク処理回路25から出力される同じ画素位置の最大値と最小値とを減算する。
The
除算器21は、減算結果を(n−2)で除算する。除算結果は画素データとしてフレームメモリ16に格納される。
The
さらに、図6の示した画像処理装置により行うノイズ除去方法について説明する。
まず、撮像素子11から出力された信号は、撮像素子のリセットノイズ除去を目的とした二重相関サンプリング回路等の前処理回路を介してA/D部12においてデジタル信号に変換される。
Further, a noise removal method performed by the image processing apparatus shown in FIG. 6 will be described.
First, a signal output from the
次に、A/D部12からの出力信号は、分配回路13にて画像処理装置から指定される処理フレーム数nに対応して、フレームメモリ14への振り分け及び書き込みが行われる。
Next, the output signal from the A /
具体的には、第1のフレームデータは、フレームメモリ14−1、第2のフレームデータはフレームメモリ14−2、n番目のフレームデータはフレームメモリ14−nとなる。 Specifically, the first frame data is the frame memory 14-1, the second frame data is the frame memory 14-2, and the nth frame data is the frame memory 14-n.
本実施形態では、フレームメモリ14には図2〜図4、図7に示すような各々1画面分のフレームデータが書き込まれている。
In the present embodiment, frame data for one screen each as shown in FIGS. 2 to 4 and 7 is written in the
次に、フレームメモリ14に書き込まれたn個のフレームデータにおける、同じ座標位置のn個の画像データがランク処理回路25に読み出される。
Next, n pieces of image data at the same coordinate position in the n pieces of frame data written in the
ランク処理回路25は、n個のX座標、Y座標の同一座標位置の画像データの最大値および最小値が導出する。例えば、(X,Y)=(1、1)の場合、図2の出力データは「10」、図3の出力データは「9」、図4の出力データは「20」、図7の出力データは「8」、であり画像データ値の大きさは「8」、「9」、「10」、「20」の順序であるため、ランク処理回路25では「8」及び「20」が出力される。
The
次に、ランク処理回路25では、全ての(X、Y座標)について、n個のフレームデータにおける同一座標位置の画像データから最大値および最小値の導出を繰り返し行う。
Next, the
次に、導出された画像データは減算器20に渡される。
一方、A/D部12からの出力信号は、フレームデータとして構成され、各フレームデータに対して、加算器18とフレームメモリ19の構成により累積的に所望フレーム回数分のデータ加算が行われる(本説明では一例として4回)。
Next, the derived image data is passed to the
On the other hand, the output signal from the A /
このとき、データ加算はフレームメモリに格納されたX座標、Y座標の同一座標位置の画像データ同士について行われ、その加算結果が後段の減算器20に出力する。
At this time, the data addition is performed on the image data at the same coordinate position of the X coordinate and the Y coordinate stored in the frame memory, and the addition result is output to the
次に、減算器20では、加算器18とフレームメモリ19において累積加算されたフレームデータと、ランク処理回路25から出力される最大値および最小値のフレームデータ間でアドレスが同一のデータ同士の減算を行う。例えば、(X,Y)=(1、1)の場合、図2〜図4、図7に示すランク処理前の出力データは「10」、「9」、「20」、「8」であり、ランク処理回路25からは最小値「8」及び最大値「20」が出力され、減算器20から出力されるデータは「19」となる。さらに、、除算器21によって加算フレーム数から2を減じた値(本説明では一例として2回)で除される。例えば、(X,Y)=(1、1)の場合、減算器20から出力されるデータは「19」であるため、除算器21は((10+9)/(4−2))=9.5)を出力する。除算器21によって全画素について除算結果が出力された結果、図8に示すようなフレームデータが形成される。
Next, the
以上のように、本実施形態の発明に係るノイズ除去が行われ、フレーム間の同一アドレスデータどうしの最大値および最小値を除去し、さらに残ったデータの平均値を採用することにより、インパルス性ノイズの除去を行うことが出来る。また、ランダムノイズの平滑化についても、従来技術の方法と同等以上に行うことが出来る。 As described above, noise removal according to the invention of the present embodiment is performed, the maximum value and the minimum value of the same address data between frames are removed, and the average value of the remaining data is adopted, thereby improving the impulsiveness. Noise can be removed. In addition, smoothing of random noise can be performed at least as much as the conventional method.
さらに、図6の構成によれば、最大値および最小値の判定と、累算とを並行して行うので、ランク処理に要する時間の増大を抑えることができる。 Furthermore, according to the configuration of FIG. 6, since the determination of the maximum value and the minimum value and the accumulation are performed in parallel, an increase in time required for rank processing can be suppressed.
(比較例)
以下、図面を参照しながら、比較例として従来技術に係る画像処理装置およびノイズ除去方法について説明する。従来技術における画像処理装置の構成は、既に図9に示した通りである。
(Comparative example)
Hereinafter, an image processing apparatus and a noise removal method according to the related art will be described as comparative examples with reference to the drawings. The configuration of the image processing apparatus in the prior art is as shown in FIG.
図2〜図4示したフレームデータを前提に従来技術における画像処理を説明する。図9のフレームメモリ104には、図2〜図4に示したフレームデータが同じ画素位置の画素毎に累積加算され、除算器105によって加算フレーム数(本説明では一例として3回)で除される。その結果、図10に示すような加算平均されたフレームデータが形成される。
Image processing in the prior art will be described on the premise of the frame data shown in FIGS. In the
図2で存在する中心部のノイズ成分は、図10ではノイズを希薄化されているが、図10の中心部から明らかなように、完全なノイズ除去ができていない。 The noise component of the central portion existing in FIG. 2 is diluted in FIG. 10, but as shown in the central portion of FIG. 10, complete noise removal cannot be performed.
これに対して、実施の形態1、2における画像処理後の画像データ図5、図8では、図2で存在する中心部のノイズ成分が完全に除去できている。 On the other hand, in FIG. 5 and FIG. 8 after image processing in the first and second embodiments, the central noise component existing in FIG. 2 can be completely removed.
このように、図2の取り込み時のフレームデータの中央部に見られ、図3、図4の同一箇所には見られないようなインパルス性の外因ノイズは、撮像素子本来のデータと比べ、著しく大きいか、逆に著しく小さいかのどちらかであるため、実施の形態1の画像処理装置では、連続フレームの同一画素位置どうしの中間値を採用することにより、図5に示したように外因性または突発性のノイズを完全に除去することができ、本来の撮像素子が持つ出力レベルを得ることができる。実施の形態2の画像処理装置では、連続フレームの同一画素位置どうしの最大値と最小値を除外してから、平均値を求めることにより、図8に示したように外因性または突発性のノイズを完全に除去することができ、本来の撮像素子が持つ出力レベルを得ることができる。 Thus, the impulsive extrinsic noise seen in the central portion of the frame data at the time of capture in FIG. 2 and not seen in the same location in FIGS. 3 and 4 is significantly higher than the original data of the image sensor. Since the image processing apparatus according to the first embodiment employs an intermediate value between the same pixel positions of consecutive frames as shown in FIG. Or sudden noise can be completely removed, and the output level of the original image sensor can be obtained. In the image processing apparatus according to the second embodiment, by excluding the maximum value and the minimum value between the same pixel positions in the continuous frame and then obtaining the average value, as shown in FIG. 8, extrinsic or sudden noise Can be completely removed, and the output level of the original image sensor can be obtained.
また、図6に示した画像処理装置ではn個の画素データを加算した後にその加算結果から最大値と最小値とを減算しているが、n個の画素データから最大値と最小値とを除外した後にその除外結果から(n−2)個の画素データを加算する構成としてもよい。 In the image processing apparatus shown in FIG. 6, after adding n pieces of pixel data, the maximum value and the minimum value are subtracted from the addition result. However, the maximum value and the minimum value are subtracted from the n pieces of pixel data. After exclusion, (n-2) pixel data may be added from the exclusion result.
なお、図6に示した画像処理装置において、フレームメモリ19の代わりに画素データを累算するレジスタを備え、フレームメモリ14−1〜14−nから同一画素位置の画素データを読み出してレジスタに累算する構成としてもよい。こうすれば、累算による遅延時間が発生し処理時間が長くなる反面、回路規模を低減することができる。
Note that the image processing apparatus shown in FIG. 6 includes a register for accumulating pixel data instead of the
また、図1、図6に示した画像処理装置は、撮像素子の検査装置として利用するようにしてもよい。この場合、次のような構成とすればよい。検査対象の撮像素子は静止した被写体を連続撮影(n枚の画像を撮影)する。フレームメモリ16は予め他の正常な撮像素子で撮像した同じ被写体の画像(以下基準フレームデータと呼ぶ)を記憶する。画像処理回路17は撮像素子の良否(正常か異常か)を判定する。つまり、画像処理回路17は、検査対象の撮像素子11から得られたランク処理後のフレームデータと、基準フレームデータとを比較し、同じ画素位置の画素データの差分がしきい値以下であるか否かを判定する。画像処理回路17は、全画素についてこの判定を行い、しきい値を超える画素数が所定数(例えば全画素の1%など)以上存在する場合には、撮像素子11を異常と判断し、所定数以下の場合には正常と判断する。
The image processing apparatus shown in FIGS. 1 and 6 may be used as an imaging device inspection apparatus. In this case, the following configuration may be used. The imaging device to be inspected continuously shoots a stationary subject (captures n images). The
なお、図1および図5に示したブロック図の各機能をハードウェアによって実現する代わりに、各ブロックの全部または一部の機能を記述したプログラムをDSPやマイクロプロセッサにおいてプログラムによって実現するようにしてもよい。 Instead of realizing each function of the block diagrams shown in FIGS. 1 and 5 by hardware, a program describing all or part of the functions of each block is realized by a program in a DSP or a microprocessor. Also good.
本発明にかかる画像処理装置は、撮像素子自体が有する画素欠陥、あるいは被写体が持つ点や線の境界成分を誤変換することなく、インパルス性の外的要因ノイズの除去および内的要因のランダムノイズの平滑化を行うことでき、撮像素子の出力画像の取り込み段階での画像データの精度を高めることができ、高画質が求められる撮像装置に用いる画像処理装置や、撮像素子の検査装置として有用である。 The image processing apparatus according to the present invention eliminates impulsive external factor noise and internal random noise without erroneously converting pixel defects of the image sensor itself or boundary points of points and lines of the subject. Can be smoothed, the accuracy of the image data at the stage of capturing the output image of the image sensor can be increased, and it is useful as an image processing apparatus used for an image pickup apparatus that requires high image quality and an inspection apparatus for an image sensor. is there.
11 撮像素子
12 A/D部
13 分配回路
14 フレームメモリ
15 ランク処理回路
16 フレームメモリ
17 画像処理回路
18 加算器
19 加算用フレームメモリ
20 減算器
21 除算器
25 ランク処理回路
DESCRIPTION OF
Claims (13)
固体撮像素子の出力信号を画素データに変換する変換手段と、
変換手段により変換された画素データをフレーム単位でn個のフレームメモリに分配する分配手段と、
n個のフレームメモリから、同じ画素位置のn個の画素データを読み出す読み出し手段と、
n個の画素データを用いて、インパルス性ノイズおよびランダム性ノイズを除去するランク処理によって1つの画素データを出力するデータ処理手段と、
データ処理手段から出力される画素データを、新たなフレームの画素データとして記憶する記憶手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 N frame memories (n is 3 or more) for storing frame data forming a one-dimensional or two-dimensional image;
Conversion means for converting the output signal of the solid-state image sensor into pixel data;
Distribution means for distributing pixel data converted by the conversion means to n frame memories in units of frames;
reading means for reading out n pieces of pixel data at the same pixel position from n pieces of frame memories;
data processing means for outputting one pixel data by rank processing for removing impulsive noise and random noise using n pieces of pixel data;
An image processing apparatus comprising: storage means for storing pixel data output from the data processing means as pixel data of a new frame.
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the data processing unit obtains an intermediate value of the n pieces of pixel data as the rank processing.
前記n個の画素データについて最大値および最小値を判定する判定手段と、
最大値および最小値を除く(n−2)個の画素データの平均値を算出する算出手段と
を備え、
前記記憶手段は、算出された平均値をランク処理による画素データとして記憶する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The data processing means includes
Determination means for determining a maximum value and a minimum value for the n pieces of pixel data;
A calculating means for calculating an average value of (n−2) pixel data excluding the maximum value and the minimum value, and
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores the calculated average value as pixel data by rank processing.
加算手段による加算結果から前記最大値と前記最小値とを減算する減算手段と、
減算結果を(n−2)で除算する除算手段とを備える
ことを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 The calculating means includes an adding means for adding the n pieces of pixel data;
Subtracting means for subtracting the maximum value and the minimum value from the addition result by the adding means;
The image processing apparatus according to claim 3, further comprising a dividing unit that divides the subtraction result by (n−2).
前記加算手段は、固体撮像素子からn枚の画面を構成する出力信号が出力される間に、変換手段により変換された画素データと累算フレームメモリ中の対応する画素データとを加算することによって、前記n個の画素データを累算フレームメモリに累算し、
前記除算手段は、累算フレームメモリから読み出された累算値から、前記最大値と前記最小値とを減算する
ことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。 The data processing means further includes an accumulation frame memory for accumulating frame data,
The adding means adds the pixel data converted by the converting means and the corresponding pixel data in the accumulated frame memory while output signals constituting n screens are output from the solid-state imaging device. , Accumulating the n pixel data in an accumulating frame memory,
The image processing apparatus according to claim 4, wherein the dividing unit subtracts the maximum value and the minimum value from an accumulated value read from an accumulated frame memory.
前記画像処理装置は、さらに、記憶手段に記憶された画素データからなる画像に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する判定手段を備える
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の画像処理装置。 The solid-state imaging device images a stationary subject,
The said image processing apparatus is further provided with the determination means which determines the quality of the said solid-state image sensor based on the image which consists of pixel data memorize | stored in the memory | storage means. Image processing apparatus.
n個のフレームメモリから、同じ画素位置のn個の画素データを読み出す読み出しステップと、
n個の画素データを用いて、インパルス性ノイズおよびランダム性ノイズを除去するランク処理によって1つの画素データを出力するデータ処理ステップと、
データ処理ステップにおいて求められた画素データを、新たなフレームの画素データとしてフレームバッファに格納する第2格納ステップと
を備えることを特徴とする画像処理方法。 The nth frame data obtained from the solid-state imaging device and the A / D converter is stored in n (n is 3 or more) frame memories for storing frame data for forming a one-dimensional or two-dimensional image. One storage step;
a reading step of reading out n pixel data at the same pixel position from n frame memories;
a data processing step of outputting one pixel data by rank processing for removing impulsive noise and random noise using n pieces of pixel data;
An image processing method comprising: a second storage step of storing the pixel data obtained in the data processing step in a frame buffer as pixel data of a new frame.
ことを特徴とする請求項7記載の画像処理方法。 The image processing method according to claim 7, wherein in the data processing step, an intermediate value of the n pieces of pixel data is obtained as the rank processing.
前記n個の画素データについて最大値および最小値を判定するサブステップと、
最大値および最小値を除く(n−2)個の画素データの平均値を算出するサブステップと、
を有し、
前記第2格納ステップにおいて、前記平均値をランク処理による画素データとしてフレームバッファに格納する
ことを特徴とする請求項7記載の画像処理方法。 The data processing step includes
A sub-step of determining a maximum value and a minimum value for the n pieces of pixel data;
A sub-step of calculating an average value of (n−2) pixel data excluding the maximum value and the minimum value;
Have
The image processing method according to claim 7, wherein in the second storing step, the average value is stored in a frame buffer as pixel data by rank processing.
ことを特徴とする請求項9記載の画像処理方法。 In the sub-step of calculating the average value, the n pieces of pixel data are added, the maximum value and the minimum value are subtracted from the addition result, and the subtraction result is divided by (n−2). The image processing method according to claim 9.
フレームデータを累算するための累算フレームメモリを用いて、固体撮像素子からn枚の画面を構成する出力信号が出力される間に、画素データと累算フレームメモリ中の対応する画素データとを加算することによって、前記n個の画素データを累算フレームメモリに累算する
ことを特徴とする請求項10記載の画像処理方法。 In the addition of the n pixel data,
Using the accumulated frame memory for accumulating the frame data, while the output signals constituting the n screens are output from the solid-state imaging device, the pixel data and the corresponding pixel data in the accumulated frame memory The image processing method according to claim 10, wherein the n pieces of pixel data are accumulated in an accumulated frame memory by adding.
前記画像処理方法は、さらに、フレームバッファに記憶された画素データからなる画像に基づいて前記固体撮像素子の良否を判定する判定ステップを有する
ことを特徴とする請求項7から11の何れかに記載の画像処理方法。 In the first storing step, the solid-state imaging device images a stationary subject,
12. The image processing method according to claim 7, further comprising a determination step of determining whether the solid-state imaging device is good or not based on an image made up of pixel data stored in a frame buffer. Image processing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005299337A JP2007110445A (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Image processor and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005299337A JP2007110445A (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Image processor and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007110445A true JP2007110445A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=38035938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005299337A Pending JP2007110445A (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Image processor and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007110445A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009064000A1 (en) | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Olympus Corporation | Noise reduction system, noise reduction program, and imaging system |
JP2010050607A (en) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Nec Corp | Image processor, and noise reducing method and program |
JP2012202962A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | In-reactor apparatus shape measuring instrument and in-reactor apparatus shape measurement method |
-
2005
- 2005-10-13 JP JP2005299337A patent/JP2007110445A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009064000A1 (en) | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Olympus Corporation | Noise reduction system, noise reduction program, and imaging system |
US8553111B2 (en) | 2007-11-16 | 2013-10-08 | Olympus Corporation | Noise reduction system, image pickup system and computer readable storage medium |
JP2010050607A (en) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Nec Corp | Image processor, and noise reducing method and program |
JP2012202962A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | In-reactor apparatus shape measuring instrument and in-reactor apparatus shape measurement method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4230967B2 (en) | IMAGING DEVICE, IMAGING DEVICE CONTROL METHOD, CMOS IMAGE SENSOR | |
US8009210B2 (en) | Image processing circuit, imaging apparatus, method and program | |
JP5561112B2 (en) | Image processing apparatus, imaging apparatus, and program | |
JP2008252558A (en) | Imaging apparatus | |
JP2012015587A (en) | Solid-state image pickup device | |
JP2007110375A (en) | Smear correction device | |
JP2007110445A (en) | Image processor and method | |
JP5955466B2 (en) | Imaging device | |
JP2006115116A (en) | Image processing apparatus and electronic camera | |
JP4364728B2 (en) | Infrared imaging device having sensitivity correction function of infrared detector | |
JP2008131546A (en) | Fixed pattern noise elimination apparatus | |
JP2010056817A (en) | Imaging apparatus | |
JP4322258B2 (en) | Noise processing apparatus and imaging apparatus | |
JP6705054B2 (en) | Imaging device | |
JP5632703B2 (en) | Image processing apparatus, control method, and program | |
JP2011114473A (en) | Pixel defect correction device | |
JP2006191231A (en) | Method for inspecting camera module | |
JP2009017583A (en) | Image processing device | |
JP5631153B2 (en) | Image processing apparatus, control method, and program | |
JP2010178384A (en) | Image signal processing circuit, camera and image signal processing method | |
JP2008148129A (en) | Imaging apparatus, control method thereof, and program | |
JP2008250674A (en) | Image processor | |
JP2672285B2 (en) | Defect detection method for solid-state image sensor | |
JP2012217082A (en) | Imaging apparatus, signal processing apparatus and imaging method, signal processing method | |
JP2023118139A (en) | Sudden noise detection device, imaging device, sudden noise detection method, display image data generation method, sudden noise detection program, and recording medium |