JP2007336172A - 画像信号処理装置及び画像信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切に色ノイズを低減させる。
【解決手段】イメージセンサ１２の撮影で得られるデジタル画像信号は、ＹＣ変換部１７によって輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとに変換される。色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、レベル変換部１８によって、信号レベルが「０」近傍のときには、信号レベルが「０」の色差信号Ｃｒ，Ｃｂに変換され、それ以外のときにはそのまま出力されることにより、低彩度時に色ノイズが目立つことがないようにされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、色ノイズを抑制する画像信号処理装置及び画像信号処理方法に関するものである。

ＣＣＤ型やＭＯＳ型等のイメージセンサで被写体を撮影するデジタルカメラが広く普及している。このようなデジタルカメラでは、カラー画像の撮影が可能のものがほとんどであり、イメージセンサから３色、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色の画像信号を出力し、このＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換した画像信号をメモリカード等の記録メディアに記録している。

イメージセンサの高画素化、高画質化が進んでおり、撮影された画像のノイズによる画質劣化が問題となっている。このような画質劣化防止するためには、画像信号に対してノイズ低減処理を行うのが通常であり、ノイズ低減処理としてはローパスフィルタによる高周波成分の除去やメディアフィルタによる信号値の置換えなどが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平４−２３５４７２号公報

ところで、色差信号等の色の信号にノイズ成分が含まれることによって生じる色ノイズに関しては、上記のようなローパスフィルタやメディアフィルタを用いても、十分な効果が得られず、十分な効果を得ようとする像構造が崩れてしまい画質を劣化させてしまうという問題があった。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、画像信号に対してノイズ低減処理を行い色ノイズが少ない良好な画質を得ることができる画像信号処理装置及び画像信号処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像信号処理装置では、画像信号を輝度信号と色差信号とに変換する信号変換手段と、色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、その色差信号の信号レベルを「０」に変換して出力するレベル変換処理を行うレベル変換手段とを備えたものである。

請求項２記載の画像信号処理装置では、色ノイズに影響を与える撮影時の条件情報を取得し、取得した条件情報に基づいて閾値を調節する閾値設定手段を備えたものである。また、請求項３記載の画像信号処理装置では、閾値設定手段を、撮影感度を条件情報として取得し、撮影感度が高いほど色差信号の信号レベルが「０」近傍であると判別する範囲が広くなるように閾値を設定するようにしたものである。

請求項４記載の画像信号処理装置では、色ノイズが目立つか否かの指標となる指標値を画素ごとに求める指標算出手段と、この求められた指標値が予め決められた一定レベル以下である場合に、その指標値に対応する色差信号に対するレベル変換処理を有効にし、それ以外のときには色差信号をそのまま出力するように制御する変換制御手段とを備えたものである。請求項５記載の画像信号処理装置では、指標値を彩度としたものである。

請求項６記載の画像信号処理装置では、レベル変換手段を、レベル変換処理に際して、信号レベルが「０」近傍ではない色差信号に対して、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するようにしたものである。

請求項７記載の画像信号処理装置では、画像信号を画素ごとに輝度信号と色差信号とに変換する信号変換手段と、処理対象となる画素の周辺の各画素について、色差信号の平均信号レベルを算出する平均レベル算出手段と、処理対象の画素の色差信号の信号レベルから平均信号レベルを減算する減算手段と、この減算手段で減算された色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、それ以外色差信号に対しては、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するレベル変換処理を行うレベル変換手段と、このレベル変換手段からの出力に、それに対応する平均信号レベルを加算する加算手段とを備えたものである。

請求項８記載の画像信号処理装置では、輝度信号に基づいて、画素相関性を判別する相関性判別手段を備え、平均レベル算出手段を、相関性判別手段の判別結果に基づいて、周辺画素のうちの処理対象の画素に画素相関性を有する画素の色差信号を用いて平均信号レベルを算出するようにしたものである。

請求項９記載の画像信号処理装置では、画像信号を構成する輝度信号と色差信号のうちの色差信号に対して、その信号レベルが「０」近傍であるときに、信号レベルを「０」に変換して出力するレベル変換ステップを有するものである。

請求項１０記載の画像信号処理方法では、色ノイズに影響を与える撮影時の条件情報を取得し、取得した条件情報に基づいて色差信号の信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値を決定するステップを有し、レベル変換ステップは、決定された閾値に基づいて実行されるものである。

請求項１１記載の画像信号処理方法では、色ノイズが目立つか否かの指標となる指標値を画素ごとに求め、その指標値が予め決められた一定レベル以下であるか否かを判別する指標判別ステップを有し、前記レベル変換ステップは、指標値が予め決められた一定レベル以下であるときに、レベル変換ステップを実行するものである。

請求項１２記載の画像信号処理方法では、レベル変換処理ステップは、信号レベルが「０」近傍ではない色差信号に対して、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するものである。

請求項１３記載の画像信号処理方法では、輝度信号と色差信号の処理対象となる画素の周辺の各画素について、色差信号の平均信号レベルを算出する平均レベル算出ステップと、処理対象の画素の色差信号の信号レベルから平均信号レベルを減算する減算ステップと、減算された色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、その色差信号の信号レベルを「０」に変換して出力し、それ以外色差信号に対しては、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するレベル変換ステップと、このレベル変換ステップで得られる色差信号に対応する平均信号レベルを加算する加算ステップとを有するものである。

本発明によれば、輝度信号と色差信号のうちの色差信号に対して、その信号レベルが「０」近傍であるときに、信号レベルを「０」に変換して出力するようにし、また処理対象の画素の色差信号から周辺画素の色差信号の平均信号レベルを減算したものに対して、信号レベルが「０」近傍であるときに、信号レベルを「０」に変換して出力するようにしたから適切に色ノイズを低減することができる。

図１に本発明の第１実施形態のデジタルカメラ１０の要部構成を示す。撮影レンズ部１１の背後にイメージセンサ１２を配してある。撮影レンズ部１１は、被写体にピント位置が合致するように、例えば自動でピント調節がされる撮影レンズや、イメージセンサ１２への入射光量を調節する絞り等を備えている。イメージセンサ１２の受光面には、撮影レンズ部１１によって被写体像が結像される。

イメージセンサ１２の受光面には、多数の画素（受光素子）がマトリクス状に並べて配してあり、カラー撮影を行うために各画素のそれぞれについて赤色、緑色，青色のうちのいずれか１色の色フィルタを設けてある。カラーフィルタの配列は、ベイヤー配列など種々のものを用いることができ、また画素の配列は正方配列されたものに限らずハニカム配列であってもよい。また、この例では、１個のイメージセンサ１２によってカラー画像を撮影するようにしてあるが、色ごとにイメージセンサを設けて撮影するいわゆる３板式でカラー画像を撮影してもよい。

イメージセンサ１２は、受光面に結像される被写体像を光電変換することによって、被写体像を電気的なアナログ画像信号として出力する。アナログ信号処理部１３は、アナログ画像信号に含まれるノイズを除去するための相関二重サンプンリング（ＣＤＳ）回路、アナログ画像信号を増幅するアンプによって構成してある。Ａ／Ｄ変換器１４は、アナログ信号処理部１３で処理されたアナログ画像信号をデジタル変換したデジタル画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器１４からのデジタル画像信号は、データ制御部１５に送られる。データ制御部１５は、各部間でのデジタル画像信号の入出力を管制する。

画像処理ユニット１６は、ホワイトバランス補正，γ変換、色補間等の画像処理と、色ノイズを低減するための色ノイズ低減処理を行う。データ制御部１５から画像処理ユニット１６入力される赤色，緑色，青色のデジタル画像信号は、そのうちの２色のデジタル画像信号を光源に応じた比率で増減することによりホワイトバランス補正処理が行われ、この後にガンマ変換処理を施してから色補間処理が行われることにより、各画素について３色のデジタル画像信号とされる。色補間処理が施された３色のデジタル画像信号は、ＹＣ変換部１７，レベル変換部１８によって色ノイズ低減処理が施された輝度信号Ｙと各色差信号Ｃｒ，Ｃｂが処理済みのデジタル画像信号としてデータ制御部１５に出力される。なお、このような画像処理ユニット１６の機能は、例えば高速にデータ処理を行うデジタル信号処理専用プロセッサ（ＤＳＰ）や処理に必要なデータを保持するメモリ等から構成することができる。

表示部２１は、ＬＣＤ（液晶デイスプレイ）やこれを駆動する駆動回路等から構成されており、デジタル画像信号が入力されることにより、スルー画像や撮影済みの画像を表示する。データ記録部２２は、撮影されたデジタル画像信号を記録メディアに記録するためのものであり、記録メディアの他に、デジタル画像信号の圧縮、伸張を行う圧縮伸張回路、記録メディアに対してデジタル画像信号の書き込み、読み込みを行うメディアコントローラ等から構成される。記録メディアとしては、各種のものを用いることができ、例えばデジタルカメラ１０に着脱自在とされたメモリカードを用いている。なお、デジタルカメラ１０に内蔵したメモリにデジタル画像信号を記録するようにしてもよい。

信号変換手段としての上記ＹＣ変換部１７は、色補間処理によって得られる１画素について赤色，緑色，青色の３色の信号からなるデジタル画像信号を、輝度信号Ｙ，２つの色差信号Ｃｒ，Ｃｂからなるデジタル画像信号に変換する。周知のように輝度信号Ｙは、その信号レベルが画素の輝度を表し、各色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、表現する色情報を有し、表現する色に応じて正負の種々の信号レベルをとるものである。レベル変換部１８は、色ノイズを低減させるために、色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、その色差信号の信号レベルを「０」に変換するレベル変換処理を行う。

図２に示すように、レベル変換部１８には、入力される色差信号Ｃｒ，Ｃｂの信号レベルに対する閾値Ｔｈ＋と閾値Ｔｈ−とが予め設定されている。閾値Ｔｈ＋と閾値Ｔｈ−とは、色差信号の基準レベル（信号レベル「０」）を挟んでその近傍に設定してある。すなわち、閾値Ｔｈ＋は、色差信号Ｃｒ，Ｃｂの基準レベルに対し正の値を有し、閾値Ｔｈ−は、色差信号の基準レベル（信号レベル「０」）に対し負の値をもっており、いずれもその絶対値（大きさ）が小さなものとしてある。

レベル変換処理では、入力される色差信号Ｃｒの信号レベルが「０」近傍であるとき、すなわち閾値Ｔｈ＋以下かつ閾値Ｔｈ−以上のときには、信号レベル「０」の色差信号Ｃｒを出力する。同様に、入力される色差信号Ｃｂの信号レベルが閾値Ｔｈ＋以下かつ閾値Ｔｈ−以上のときには、信号レベル「０」の色差信号Ｃｂを出力する。

上記のようにして、信号レベル「０」近傍（閾値Ｔｈ−〜閾値Ｔｈ＋）の色差信号Ｃｒ，Ｃｂの信号レベルを「０」に変換することにより、目立つ色ノイズの発生を防止する。なお、閾値Ｔｈ−と閾値Ｔｈ＋は、色差信号の最大値に対して、例えば１％〜１０％の範囲に設定しておくのが好ましく、より好ましくは１％〜５％の範囲としておくのがよい。

また、レベル変換処理では、入力される色差信号Ｃｒ、Ｃｂの信号レベルが閾値Ｔｈ−〜閾値Ｔｈ＋の範囲ではないときには、色差信号Ｃｒ、Ｃｂの信号レベルの絶対値を閾値の絶対値分だけ小さくして出力するようにしている。すなわち、入力される色差信号Ｃｒ、Ｃｂの信号レベルが閾値Ｔｈ＋よりも大きいときには、その信号レベルを閾値Ｔｈ＋の大きさ（絶対値）分だけ小さくし、閾値Ｔｈ−よりも小さいときには、信号レベルを閾値Ｔｈ−の大きさ（絶対値）分だけ大きくする。これにより、階調が不連続になることを防止している。

レベル変換部１８から出力される色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、対応するすなわち同じ画素の輝度信号Ｙとともにデータ制御部１５に送られる。

次に上記構成の作用について説明する。図示しない操作部で撮影モードを選択すると、イメージセンサ１２の作動が開始され、被写体像を光電変換したアナログ画像信号が出力される。このアナログ画像信号は、アナログ信号処理部１３を介してＡ／Ｄ変換器１４に入力されてデジタル画像信号に変換される。そして、デジタル画像信号は、データ制御部１５から画像処理ユニット１６に送られて画像処理，色ノイズ低減処理が施されてから表示部２１に送られる。

イメージセンサ１２は所定の周期で繰り返し被写体像を光電変換してアナログ画像信号を出力し、そのデジタル画像信号が表示部２１に順次に入力されるから、表示部２１のＬＣＤに被写体像がスルー画像として表示される。操作者は、このスルー画像を観察することでフレーミングを行い、図示しないレリーズボタンを押圧操作することで静止画の撮影を行う。

レリーズボタンが押圧されると、撮影レンズ部１１のピントが再調節された後に、イメージセンサ１２による１フレームの露光が行われ、これによって得られるデジタル画像信号がデータ制御部１５から画像処理ユニット１６に送られて画像処理，色ノイズ低減処理が施されてからデータ記録部２２に送られて記録メディアに記録される。

上記のようにスルー画像の表示を行う場合、記録メディアに記録する場合のいずれにおいても、画像処理ユニット１６に入力されるデジタル画像信号は、色補間処理によって各画素について赤色，緑色，青色の各デジタル画像信号とされる。そして、この３色のデジタル画像信号がＹＣ変換部１７に入力され、図３に示すように、輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｒ，Ｃｂからなるデジタル画像信号に変換される。

ＹＣ変換部１７から出力される信号のうち、２つの色差信号Ｃｒ，Ｃｂがそれぞれレベル変換部１８に入力され、図２に示されるように、その信号レベルが閾値Ｔｈ＋以下かつ閾値Ｔｈ−以上のときには、その信号レベルが「０」に変換され、信号レベルが閾値Ｔｈ＋よりも大きいときには、その信号レベルを閾値Ｔｈ＋の大きさ（絶対値）分だけ小さくし、閾値Ｔｈ−よりも小さいときには、信号レベルを閾値Ｔｈ−の大きさ（絶対値）分だけ大きく変換される。

このようにしてレベル変換部１８で変換されて出力される色差信号Ｃｒ，Ｃｂと、それと同じ画素の輝度信号Ｙとが１つの画素の処理済みのデジタル画像信号としてデータ制御部１５を介して表示部２１に送られＬＣＤに表示され、あるいはデータ記録部２２に送られて記録メディアに記録される。

上記のようにすることにより、色差信号Ｃｒ，Ｃｂがその信号レベル「０」近傍であるときには、信号レベル「０」に変換されているので色ノイズが目立つ低彩度域において色ノイズが目立たない画像を表示し、また記録することができる。

図４は、条件情報に応じて閾値を調節する例を示すものである。なお、以下に説明する他は、最初の実施形態と同様であり、実質的に同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

この例におけるレベル変換部１８は、パラメータとしての閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−とがパラメータ算出部３１によって設定される。パラメータ算出部３１は、条件情報に基づいて、閾値Ｔｈ＋とＴｈ−を決定し、さらに閾値Ｔｈ＋とＴｈ−を画像の特性で補正したものをレベル変換部１８に設定する。

図５に示すように、処理を行う場合には、まずパラメータ算出部３１によって条件情報が取得される。このような条件情報としては、色ノイズに影響を与える種々のものを用いることができる。この例では、撮影感度が高くなるほど色ノイズが大きくなる傾向があることから、撮影感度を条件情報として採用している。なお、夜景や、夜景を背景にした人物撮影，室内撮影など、暗い場所での撮影、暗い被写体の撮影などでは、撮影感度が高くなったり、イメージセンサの電荷蓄積時間が長くなったりして色ノイズが大きくなる傾向があり、また被写体の彩度が低い部分が多く色ノイズが目立つ傾向にある。そこで、例えば夜景撮影モードやスローシンクロ撮影モード等の撮影モードやストロボ発光の有無などを条件情報とすることも有用である。さらには、撮影レンズの明るさ、設定された絞り値イメージセンサの特性などを条件情報とすることもできる。

パラメータ算出部３１は、取得した条件情報に基づいて閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を決定する。この閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を決定する際に、パラメータ算出部３１は、条件情報が色ノイズを大きくするものであるほど、閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−の大きさ（絶対値）を大きくするように閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−をそれぞれ求める。

また、この例では、パラメータ算出部３１は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるデジタル画像信号を参照することによって、色ノイズの低減処理となるデジタル画像信号の特性を解析して、条件情報に基づいて求められた閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を補正する。例えばデジタル画像信号から１フレーム中に含まれると推測される色ノイズの多さ、１フレーム中の低彩域の割合を調べ、色ノイズが多いほど、また低彩域の割合が高いほど、閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を大きくするように補正し、色ノイズが少ないほど、また低彩域の割合が低いほど、閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を小さくするように補正する。

上記のようにパラメータ算出部３１で求められた閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−がレベル変換部１８に設定され、その閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−を用いてレベル変換部１８がレベル変換処理を行う。このようにして、色ノイズが多いあるいは少ない傾向に応じて閾値Ｔｈ＋，Ｔｈ−が増減されるのでより好ましい状態で色ノイズを低減することができる。

図６は、レベル変換の有無を制御する例を示すものである。なお、以下に説明する他は、最初の実施形態と同様であり、実質的に同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

彩度閾値算出部３４は、条件情報が入力され、この入力される条件情報に基づいて、レベル変換処理を行うか否かを制御する際の彩度の閾値（以下彩度閾値という）を算出する。色ノイズは彩度が低いほど目立つという理由から、条件情報としては、図５，図６の実施形態と同様に色ノイズに影響を与える種々のものを用いることができ、色ノイズが大きくなるほど、広い彩度域でレベル変換が多く行われるように彩度閾値を大きくする。なお、彩度閾値を可変とするのではなく一定レベルに設定するように構成してもよい。

ＹＣ変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、レベル変換部１８，判別部３５，選択部３６にそれぞれ送られる。判別部３５，選択部３６は、レベル変換処理を有効にするか、色差信号をそのまま出力するかを制御する変換制御手段となっている。判別部３５は、ＹＣ変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂを用いて画素の彩度を求め、その彩度が彩度閾値以下であるか否かを判別し、その判別結果を選択部３６に送る。この例においては、色差信号Ｃｒ，Ｃｂの自乗和の平方根値を彩度として求め、この彩度の彩度閾値に対する大小を判別している。

選択部３６には、上記のようにＹＣ変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂと、レベル変換部１８を介した色差信号Ｃｒ，Ｃｂがそれぞれ入力され、判別部３５の判別結果に基づいていずれか一方からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂをデータ制御部１５に出力する。これにより、選択部３６からは、画素の彩度が彩度閾値よりも大きなときには、ＹＣ変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂを選択して出力し、彩度閾値以下のときには、レベル変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂを出力する。

この例によれば、図７に示すように、画素ごとに彩度の大きさの判別が行われ、その彩度が彩度閾値よりも大きいときには、ＹＣ変換部１７からの輝度信号Ｙとレベル変換部１８でレベル変換処理が行われていない色差信号Ｃｒ，Ｃｂとが、その画素のデジタル画像信号として出力され、彩度閾値以下のときには、ＹＣ変換部１７からの輝度信号Ｙと、レベル変換部１７で各色差信号Ｃｒ，Ｃｂがその信号レベル「０」近傍であるときに信号レベル「０」に変換される色差信号Ｃｒ，Ｃｂとがその画素のデジタル画像信号として出力される。

したがって、色ノイズが目立つ低彩度の場合にだけ、レベル変換部１７でのレベル変換処理が行われ、色差信号の信号レベル「０」近傍であるときに信号レベル「０」となるようにされた色差信号Ｃｒ，Ｃｂを出力することができるので、画質を劣化させることなく色ノイズの低減を図ることができる。

なお、上記実施形態では、色のノイズが目立つか否かの指標値として彩度を求め、この彩度と彩度閾値との大小に基づいて、レベル変換処理の有無を決定しているが、どの程度で無彩色に近く色ノイズが目立つか否かの指標となるのであれば、彩度に限られるものではなく、その他の適当な指標値、例えば色差信号Ｃｒ，Ｃｂの絶対値の和等を用いることができる。また、色差信号Ｃｒ，Ｃｂから彩度を求めているが、輝度信号と色差信号に変換する前のＲＧＢの画像信号から彩度、あるいはそれに代る指標値を求めてもよい。

さらには、例えば色差信号Ｃｒから色ノイズが目立つか否かの指標値を求め、それに応じて色差信号Ｃｒのレベル変換処理を行うか否かを決定し、同様に色差信号Ｃｂから色ノイズが目立つか否かの指標となる値を求め、それに応じて色差信号Ｃｂのレベル変換処理を行うか否かを決定するように構成してもよい。

図８は、処理対象の画素の各周辺画素の情報に基づいて色ノイズの低減処理を行う例を示すものである。なお、以下に説明する他は、最初の実施形態と同様であり、実質的に同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

平均算出部４１は、レベル変換処理の処理対象となる画素の周辺の各画素の色差信号Ｃｒ，Ｃｂの各平均信号レベルをそれぞれ求める。平均信号レベルを求める際の周辺画素は、処理対象の画素を中心とした例えば３×３画素や５×５画素を用いることができる。減算器４２は、ＹＣ変換部１７からの色差信号Ｃｒ，Ｃｂからそれに対応する周辺画素の平均信号レベルを減算した信号レベルを色差信号Ｃｒ，Ｃｂのそれぞれについて求める。レベル変換回路１８は、減算器４２からの減算した各信号レベルに対してレベル変換処理を行う。加算器４３は、レベル変換処理が施された減算した信号レベルに対して、それに対応する平均信号レベルを加算する。

上記のような周辺画素の平均信号レベルを用いたレベル変換処理は、処理対象の画素とその各周辺画素との色が近似している、すなわち画素相関性があることを利用しており、処理対象の画素と画素相関性がない周辺画素を用いた場合には、適切な処理が行えなくなる場合がある。このため、この例においては処理対象の画素と、それの各周辺画素との画素相関性を判別する相関性判別部４４を設け、その相関性判別部の判別結果に基づいて平均信号レベルを求める際の周辺画素として用いるか否かを決定するようにしている。

相関性判別部４４は、処理対象の画素の輝度信号の信号レベルと、それの周辺画素の輝度信号の信号レベルとに基づき、各周辺画素が処理対象の画素に対して画素相関性があるか否かを判別する。平均算出部４１は、この相関性判別部４４の判別結果に基づき、画素相関性があると判別された周辺画素だけを用いて各平均信号レベルを求める。

この例によれば、図９に示すように、輝度信号に基づいて処理対象の画素と画素相関性有する周辺画素を用いて、色差信号Ｃｒ，Ｃｂの各平均信号レベルが求められる。そして、処理対象の画素の色差信号Ｃｒの信号レベルから周辺画素の色差信号Ｃｒの平均信号レベルが減算された減算信号レベルが求められる。そして、この減算信号レベルに対してレベル変換処理を施した信号レベルに、先に求めた色差信号Ｃｒの平均信号レベルを加算して、これを色ノイズを低減処理した色差信号Ｃｒとする。色差信号Ｃｂについても同様に処理される。

上記のようにすることによって、信号レベルが「０」近傍の画素だけではなく、色差信号の信号レベルが高い画素までを対象にして、色ノイズを低減するためのレベル変換処理を行うことができ、低彩度域のみならず高彩度域についても色ノイズを低減することができる。

上記各実施形態で説明した各構成は、相反しないようにして各構成を組み合わせることができる。上記各実施形態では、デジタルカメラに本発明の画像信号処理装置を内蔵させた例について説明したが、本発明はこれに限らず、画像信号を扱う各種の機器に利用することができる。また、色ノイズ低減処理を行う部分だけを取り出して、独立した画像信号処理装置とすることもできる。さらに、上記各実施形態では、デジタル変換した画像信号を用いて処理する場合について説明したが、アナログの画像信号に対して同様な処理を行ってもよい。

本発明を実施したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 レベル変換処理の変換を説明するグラフである。 色ノイズ低減処理の手順を示すフローチャートである。 パラメータを調節可能にした例の要部構成を示すブロック図である。 パラメータを調節可能にした例における色ノイズ低減処理の手順を示すフローチャートである。 彩度に応じてレベル変換処理の有無を決定する例の要部構成を示すブロック図である。 彩度に応じてレベル変換処理の有無を決定する例における色ノイズ低減処理の手順を示すフローチャートである。 周辺画素の画素相関性を利用してレベル変換処理を各画素に行う例の要部構成を示すブロック図である。 周辺画素の画素相関性を利用してレベル変換処理を各画素に行う例における色ノイズ低減処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１２ イメージセンサ
１７ ＹＣ変換部
１８ レベル変換部
３５ 判別部
３６ 選択部
４１ 平均算出部
４２ 減算器
４３ 加算器
４４ 相関性判別部

Claims (13)

1. イメージセンサから出力される画像信号に対して色ノイズを抑制するための処理を行う画像信号処理装置において、
   画像信号を輝度信号と色差信号とに変換する信号変換手段と、色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、その色差信号の信号レベルを「０」に変換して出力するレベル変換処理を行うレベル変換手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
2. 色ノイズに影響を与える撮影時の条件情報を取得し、取得した条件情報に基づいて閾値を調節する閾値設定手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
3. 前記閾値設定手段は、撮影感度を前記条件情報として取得し、撮影感度が高いほど色差信号の信号レベルが「０」近傍であると判別する範囲が広くなるように前記閾値を設定することを特徴とする請求項２記載の画像信号処理装置。
4. 色ノイズが目立つか否かの指標となる指標値を画素ごとに求める指標算出手段と、この求められた指標値が予め決められた一定レベル以下である場合に、その指標値に対応する色差信号に対するレベル変換処理を有効にし、それ以外のときには色差信号をそのまま出力するように制御する変換制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像信号処理装置。
5. 前記指標値を彩度としたことを特徴とする請求項４記載の画像信号処理装置。
6. 前記レベル変換手段は、レベル変換処理に際して、信号レベルが「０」近傍ではない色差信号に対して、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像信号処理装置。
7. イメージセンサから出力される画像信号に対して色ノイズを抑制するための処理を行う画像信号処理装置において、
   画像信号を画素ごとに輝度信号と色差信号とに変換する信号変換手段と、処理対象となる画素の周辺の各画素について、色差信号の平均信号レベルを算出する平均レベル算出手段と、処理対象の画素の色差信号の信号レベルから平均信号レベルを減算する減算手段と、この減算手段で減算された色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、それ以外色差信号に対しては、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するレベル変換処理を行うレベル変換手段と、このレベル変換手段からの出力に、それに対応する平均信号レベルを加算する加算手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
8. 輝度信号に基づいて、画素相関性を判別する相関性判別手段を備え、前記平均レベル算出手段は、前記相関性判別手段の判別結果に基づいて、周辺画素のうちの処理対象の画素に画素相関性を有する画素の色差信号を用いて平均信号レベルを算出することを特徴とする請求項７記載の画像信号処理装置。
9. 画像信号に対して色ノイズを抑制するための処理を行う画像信号処理方法において、
   画像信号を構成する輝度信号と色差信号のうちの色差信号に対して、その信号レベルが「０」近傍であるときに、信号レベルを「０」に変換して出力するレベル変換ステップを有することを特徴とする画像信号処理方法。
10. 色ノイズに影響を与える撮影時の条件情報を取得し、取得した条件情報に基づいて色差信号の信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値を決定するステップを有し、前記レベル変換ステップは、決定された閾値に基づいて実行されることを特徴とする請求項９記載の画像信号処理方法。
11. 色ノイズが目立つか否かの指標となる指標値を画素ごとに求め、その指標値が予め決められた一定レベル以下であるか否かを判別する指標判別ステップを有し、前記レベル変換ステップは、指標値が予め決められた一定レベル以下であるときに、レベル変換ステップを実行することを特徴とする請求項１０記載の画像信号処理方法。
12. レベル変換処理ステップは、信号レベルが「０」近傍ではない色差信号に対して、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の画像信号処理方法。
13. 画像信号に対して色ノイズを抑制するための処理を行う画像信号処理方法において、
    輝度信号と色差信号の処理対象となる画素の周辺の各画素について、色差信号の平均信号レベルを算出する平均レベル算出ステップと、処理対象の画素の色差信号の信号レベルから平均信号レベルを減算する減算ステップと、減算された色差信号の信号レベルが「０」近傍であるときに、その色差信号の信号レベルを「０」に変換して出力し、それ以外色差信号に対しては、その信号レベルの絶対値を信号レベルが「０」近傍であるか否かを判別するための閾値の絶対値分だけ小さくして出力するレベル変換ステップと、このレベル変換ステップで得られる色差信号に対応する平均信号レベルを加算する加算ステップとを有することを特徴とする画像信号処理方法。

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