JP2007336386A - Image pick-up device and image pick-up method - Google Patents

Image pick-up device and image pick-up method Download PDF

Info

Publication number
JP2007336386A
JP2007336386A JP2006167854A JP2006167854A JP2007336386A JP 2007336386 A JP2007336386 A JP 2007336386A JP 2006167854 A JP2006167854 A JP 2006167854A JP 2006167854 A JP2006167854 A JP 2006167854A JP 2007336386 A JP2007336386 A JP 2007336386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
signal processing
pixel
imaging
circuit
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
Application number
JP2006167854A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007336386A5 (en
Inventor
Kosuke Nobuoka
幸助 信岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006167854A priority Critical patent/JP2007336386A/en
Publication of JP2007336386A publication Critical patent/JP2007336386A/en
Publication of JP2007336386A5 publication Critical patent/JP2007336386A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Studio Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a resolution feeling relating to a subject image and to suppress a noise of the photographed image. <P>SOLUTION: Image information of a plurality of images obtained by changing an image formation state in an image pick-up element having a plurality of pixels is compared for each pixel or each pixel region, and a content of a signal processing for the photographed image is changed in response to a change of the image information obtained as the comparison result. A noise suppression processing is weakened in a portion which is determined as a pattern portion of a subject based on a magnitude of the change of the image information, and the noise suppression processing is strengthened in the other portion, so that both noise suppression of the photographed image and retention of the resolution feeling of a pattern of the subject are achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置及び撮像方法に関し、詳しくは撮影画像の画質を向上させる画像処理技術に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method, and more particularly to an image processing technique for improving the quality of a captured image.

ディジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、及び光学手ぶれ補正機構などから成る光学系を通じて、外界の被写体像をCCDやCMOS等のイメージセンサー上に結像させる。その結像させた被写体の光学像を電気信号に変換する、すなわち光電変換することにより画像信号を得ている。   An imaging apparatus such as a digital camera or a video camera forms an external subject image on an image sensor such as a CCD or CMOS through an optical system including a zoom lens, a focus lens, and an optical camera shake correction mechanism. An image signal is obtained by converting the optical image of the imaged subject into an electric signal, that is, by photoelectric conversion.

また、近年、ディジタル信号処理技術の浸透により、ほぼすべての撮像装置において、イメージセンサーより出力された画像信号は、アナログ−ディジタル(A/D)変換されてディジタル画像信号として取り扱われる。イメージセンサーからの出力以後、相関二重サンプリング等のアナログ信号処理を除き、各信号処理をディジタル信号処理化することで様々かつ高度な画像処理を施すことが可能になった。そのため、イメージセンサーにおける画素数の多画素化との相乗効果もあって、撮像装置により得られる画像の画質は大きく向上してきている。   In recent years, with the penetration of digital signal processing technology, image signals output from the image sensor are analog-digital (A / D) converted and handled as digital image signals in almost all imaging devices. After the output from the image sensor, various and advanced image processing can be performed by converting each signal processing into a digital signal processing except analog signal processing such as correlated double sampling. For this reason, the image quality of the image obtained by the imaging apparatus has been greatly improved due to a synergistic effect with the increase in the number of pixels in the image sensor.

撮像装置で得られる画像の画質の中で、主要なものの一つとしてノイズ感が挙げられ、結像された光学像を、なるべく少ないノイズで画像信号にできるほど画質が良いということが言える。   Among the image quality of images obtained by the image pickup apparatus, noise is one of the main ones, and it can be said that the image quality is so good that the formed optical image can be converted into an image signal with as little noise as possible.

ここで、撮像装置におけるノイズについて分類すると、イメージセンサー上で発生するノイズとして、イメージセンサーの暗電流によるノイズがあり、その中でも暗電流そのものは固定パターンノイズとして現れる。また、ショットノイズと呼ばれるノイズがあり、いわゆるランダムノイズとして現れる。このショットノイズには、暗電流ショットノイズと呼ばれるイメージセンサーの発生電荷に関係なく発生するノイズと、光ショットノイズと呼ばれるイメージセンサーの発生電荷に応じて変動するノイズがある。また、いわゆる欠陥画素と呼ばれるものも、大分類からいえばノイズの一種と見なせ、暗電流のように固定パターンノイズと見ることができる。   Here, when classifying the noise in the imaging device, there is noise due to the dark current of the image sensor as noise generated on the image sensor, and the dark current itself appears as fixed pattern noise. In addition, there is noise called shot noise, which appears as so-called random noise. This shot noise includes noise that is generated regardless of the charge generated by the image sensor called dark current shot noise and noise that varies depending on the charge generated by the image sensor called optical shot noise. In addition, what is called a defective pixel can be regarded as a kind of noise from a large classification, and can be regarded as fixed pattern noise like dark current.

次に、イメージセンサーの出力信号をディジタル変換する際に発生するノイズとして、相関二重サンプリング回路やA/D変換回路などのアナログ電気回路において、周辺からの電荷誘導により発生するノイズがある。また、連続量であるアナログ信号を離散量であるディジタル信号に変換するときの量子化誤差によって発生する量子化ノイズもある。これらは、いずれもランダムなノイズである。   Next, noise generated when the output signal of the image sensor is digitally converted includes noise generated by charge induction from the periphery in an analog electric circuit such as a correlated double sampling circuit or an A / D conversion circuit. There is also quantization noise generated due to a quantization error when converting an analog signal that is a continuous quantity into a digital signal that is a discrete quantity. These are all random noises.

こうした撮像装置におけるノイズのうち各発生源にて防止できなかったものについては、ディジタル信号処理回路でその低減処理が行われてきた。例えば、暗電流や欠陥画素のように時間的に相関の高いものについては、通常画像の他に遮光状態の黒画像も撮影しておき、通常画像から黒画像を差し引くことにより除去している。また、量子化ノイズについては、基本的に量子化の分解能を上げれば低減でき、近年の回路技術の向上により解決が図られている。それ以外のランダムノイズについては、フィルタを用いた周波数帯域制限による低減、及びランダム性を利用したNR(ノイズリダクション)と呼ばれる技術による低減が行われている。   Of these noises in the image pickup apparatus, those that could not be prevented by each source have been reduced by a digital signal processing circuit. For example, for a dark current or defective pixel having a high temporal correlation, a black image in a light-shielded state is taken in addition to the normal image, and is removed by subtracting the black image from the normal image. In addition, quantization noise can be reduced basically by increasing the resolution of quantization, and has been solved by recent improvements in circuit technology. Other random noises are reduced by limiting the frequency band using a filter and by a technique called NR (noise reduction) using randomness.

特開2000−105815号公報JP 2000-105815 A 特開2005−354130号公報JP-A-2005-354130

これら撮像装置におけるノイズの低減技術のうち、ランダムノイズを低減させる従来技術には以下のような問題がある。
まず、フィルタを用いた周波数帯域制限によりノイズ低減させる場合には、ノイズの周波数帯域成分とともに、被写体画像の周波数帯域成分が同時に抑圧されていた。したがって、撮像装置により得られる画像の画質のもう一つの主要要素である画像の解像感が乏しくなり、解像感とノイズ感の両立が困難であった。
Among the noise reduction techniques in these imaging apparatuses, the conventional techniques for reducing random noise have the following problems.
First, when noise is reduced by limiting the frequency band using a filter, the frequency band component of the subject image is simultaneously suppressed together with the frequency band component of the noise. Therefore, the resolution of the image, which is another main element of the image quality of the image obtained by the imaging apparatus, is poor, and it is difficult to achieve both the resolution and the noise.

これに対して、特許文献1に開示されているように、非線形要素を有するフィルタを用いることで、振幅が小さい高周波成分はノイズとみなして抑圧し、振幅が大きな高周波成分は被写体画像とみなして抑圧しないようにする技術がある。しかしながら、イメージセンサーへの入射光量によって変動する光ショットノイズのようにノイズの状態に変動が生じた場合に対応できないという問題があった。   On the other hand, as disclosed in Patent Document 1, by using a filter having a nonlinear element, a high-frequency component with a small amplitude is regarded as noise and suppressed, and a high-frequency component with a large amplitude is regarded as a subject image. There is a technique to prevent suppression. However, there has been a problem that it is not possible to cope with fluctuations in the state of noise such as light shot noise that varies depending on the amount of light incident on the image sensor.

同様に、被写体画像の解像感とノイズ感の両立を図る方法として、特許文献2に開示されているように、特定被写体を認識するようにして、その認識結果に応じて画像処理内容を変えることにより解像感とノイズ感の両立を実現しようとする方法が提案されている。しかしながら、この方法は、より一般的な被写体への対応が実現困難であるという問題がある。   Similarly, as a method for achieving both a sense of resolution and a sense of noise of a subject image, as disclosed in Patent Document 2, a specific subject is recognized, and image processing contents are changed according to the recognition result. Thus, there has been proposed a method for realizing both resolution and noise. However, this method has a problem that it is difficult to deal with a more general subject.

また、NR技術においては、時間軸方向の画像変化情報を長くとるほどノイズ抑圧の効果が得られる。しかし、ビデオカメラのように動画を撮影する撮像装置では、残像が生じない範囲での適用となり、また、被写体が厳密には静止していないことを鑑みればディジタルスチルカメラにおいても限界があり、十分なノイズ抑圧の効果が得られないという問題がある。   In the NR technique, the longer the image change information in the time axis direction is, the more noise suppression effect can be obtained. However, in an imaging device that shoots a moving image such as a video camera, it is applied in a range where no afterimage occurs, and there is a limit in a digital still camera in view of the fact that the subject is not strictly stationary. There is a problem that the effect of noise suppression cannot be obtained.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被写体画像に係る解像感を保ち、かつ撮影した画像のノイズを抑圧できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to maintain a sense of resolution related to a subject image and to suppress noise in a captured image.

本発明に係る撮像装置は、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子での結像の状態を変えて得られる複数の画像の画像情報を、各画素毎又は画素領域毎に比較する比較手段と、前記撮像素子により得られた画像に対して信号処理を施す信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記比較手段により比較結果として得られる前記画像情報の変化に応じて信号処理の内容を変更することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置は、被写体にフォーカスした状態で撮影された第1の画像における所定の周波数帯域成分の値と、前記被写体にフォーカスしない状態で撮影された第2の画像における前記所定の周波数帯域成分の値に、所定値を越える変化が生じた画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容と、前記第1の画像の前記所定の周波数帯域成分の値と前記第2の画像の前記所定の周波数帯域成分の値に、前記所定値を越える変化が生じない画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容を変えることを特徴とする。
本発明に係る撮像方法は、複数の画素を有する撮像素子での結像の状態を変えて複数の画像を得る撮像工程と、前記撮像工程により得られる前記複数の画像の画像情報を、各画素毎又は画素領域毎に比較する比較工程と、前記撮像工程により得られた画像に対して信号処理を施す信号処理工程とを有し、前記信号処理工程では、前記比較工程での比較結果として得られる前記画像情報の変化に応じて信号処理の内容を変更することを特徴とする。
本発明に係る撮像方法は、被写体にフォーカスした状態で撮影された第1の画像における所定の周波数帯域成分の値と、前記被写体にフォーカスしない状態で撮影された第2の画像における前記所定の周波数帯域成分の値に、所定値を越える変化が生じた画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容と、前記第1の画像の前記所定の周波数帯域成分の値と前記第2の画像の前記所定の周波数帯域成分の値に、前記所定値を越える変化が生じない画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容を変えることを特徴とする。
The imaging device according to the present invention compares an image sensor having a plurality of pixels and image information of a plurality of images obtained by changing the imaging state of the image sensor for each pixel or each pixel region. And signal processing means for performing signal processing on an image obtained by the image sensor, wherein the signal processing means performs signal processing according to a change in the image information obtained as a comparison result by the comparison means. The content of is changed.
The imaging apparatus according to the present invention includes a value of a predetermined frequency band component in a first image captured while focusing on the subject, and the predetermined frequency in a second image captured without focusing on the subject. The content of the signal processing for the first image in the pixel or pixel region in which the change of the band component exceeds the predetermined value, the value of the predetermined frequency band component of the first image, and the second The value of the predetermined frequency band component of the image is changed in content of signal processing for the first image in a pixel or a pixel region in which a change exceeding the predetermined value does not occur.
The imaging method according to the present invention includes an imaging step of obtaining a plurality of images by changing a state of image formation on an imaging element having a plurality of pixels, and image information of the plurality of images obtained by the imaging step. A comparison step for comparing each pixel region or each pixel region, and a signal processing step for performing signal processing on the image obtained by the imaging step. In the signal processing step, the comparison result obtained in the comparison step is obtained. The content of the signal processing is changed according to the change in the image information.
The imaging method according to the present invention includes a value of a predetermined frequency band component in a first image captured while focusing on a subject and the predetermined frequency in a second image captured without focusing on the subject. The content of the signal processing for the first image in the pixel or pixel region in which the change of the band component exceeds the predetermined value, the value of the predetermined frequency band component of the first image, and the second The value of the predetermined frequency band component of the image is changed in content of signal processing for the first image in a pixel or a pixel region in which a change exceeding the predetermined value does not occur.

本発明によれば、各画素毎又は領域毎における結像の状態を変えて得られる複数の画像の画像情報の変化に応じて信号処理の内容を変更するので、撮影した画像のノイズ、特にランダムノイズの抑圧と被写体の絵柄の解像感の保持との両立を実現することができる。   According to the present invention, the content of the signal processing is changed according to the change in the image information of a plurality of images obtained by changing the image formation state for each pixel or each region. It is possible to achieve both the suppression of noise and the maintenance of the resolution of the subject image.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下に説明する本発明の実施形態では、撮影画像におけるノイズは、撮像装置において撮像素子に結像した光学像の時点ではまだ発生していない点に着目し、例えば被写体にフォーカスがとれている通常の画像の他に、完全にボケた画像を撮影する。以下、この被写体にフォーカスがとれておらず完全にボケた画像を、「デフォーカス画像」と称する。   In the embodiments of the present invention described below, attention is paid to the fact that noise in a captured image has not yet occurred at the time of an optical image formed on an image pickup device in an image pickup apparatus. For example, the subject is usually focused. In addition to the image, take a completely blurred image. Hereinafter, an image in which the subject is not focused and completely blurred is referred to as a “defocused image”.

デフォーカス画像は、入射光量としてはフォーカス画像と同様であり、光ショットノイズを含めてノイズ状態としてはフォーカス画像とほぼ同じであるが、被写体の絵柄の高周波成分を含まない画像であるといえる。このことは、例えば光学手ぶれ補正用の光路変更手段を利用して強制的に動きブレを生じさせた状態で得られる動きブレ画像においても同様である。なお、以下では、説明の便宜上、動きブレ画像もデフォーカス画像の一種であるとする。また、デフォーカスと動きブレを同時に生じさせるようにしても良い。   The defocus image is the same as the focus image in terms of the amount of incident light, and is almost the same as the focus image in the noise state including light shot noise, but can be said to be an image that does not include the high-frequency component of the subject image. The same applies to a motion blur image obtained in a state in which motion blur is forcibly generated using, for example, an optical path changing means for optical camera shake correction. In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the motion blurred image is also a kind of defocused image. Further, defocus and motion blur may be generated at the same time.

撮影したフォーカス画像及びデフォーカス画像における所定の周波数帯域成分の値を比較し、その周波数帯域成分の値の変化が小さい画素又は画素領域については、被写体の絵柄が少ない部分であると判定してフォーカス画像に対するノイズ抑圧処理を強める。一方、変化が大きい画素又は画素領域については、被写体の絵柄が存在する部分であると判定して解像感を強める処理をフォーカス画像に対して施す。このようにフォーカス画像及びデフォーカス画像の所定の周波数帯域成分の変化に応じて、フォーカス画像に対する処理内容を変更することにより、ランダムノイズに対するノイズ感と、被写体の絵柄に対する解像感の両立を実現するものである。   Compares the value of a predetermined frequency band component in the captured focus image and defocused image, and determines that the pixel or pixel area where the change in the value of the frequency band component is small is a portion with a small pattern of the subject. Enhance noise suppression processing for images. On the other hand, for a pixel or a pixel region having a large change, a process for increasing the sense of resolution by determining that the pattern of the subject exists is performed on the focus image. In this way, by changing the processing content for the focus image according to the change in the predetermined frequency band components of the focus image and defocus image, both the noise feeling for random noise and the resolution feeling for the subject's picture are realized. To do.

また、フォーカス画像やデフォーカス画像から、撮像素子を遮光して得られる黒画像を差し引いた後に、周波数帯域成分の値の比較及び信号処理内容の変更を行う。これにより、暗電流ムラや欠陥画素などの固定パターンノイズの除去を行ったうえで、ランダムノイズに対するノイズ感及び被写体の絵柄に対する解像感の両立を実現する。   Further, after subtracting a black image obtained by shielding the image sensor from the focus image or defocus image, comparison of frequency band component values and change of signal processing contents are performed. Thereby, after removing fixed pattern noise such as dark current unevenness and defective pixels, it is possible to realize both a sense of noise with respect to random noise and a sense of resolution with respect to the pattern of the subject.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態による撮像装置について説明する。
図1は、第1の実施形態による撮像装置の構成例を示すブロック図である。図2は、第1の実施形態における動作シーケンスを示す図である。
(First embodiment)
An imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an operation sequence according to the first embodiment.

図1において、101はフォーカスレンズ、102はズームレンズ、103はシフトレンズ、104はアイリス、105は複数の画素を有する撮像素子(例えば、CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー等)である。ここで、シフトレンズ103は、手ぶれ補正機構を実現するものであり、撮像装置の動きに応じてその動きを打ち消すように移動制御される。106はアナログ信号処理回路、107はディジタル信号処理部、108はメモリ(例えば、大容量DRAM)、109はメモリ記録メディア、110はマイクロコンピュータ(以下、マイコンと称す。)である。   In FIG. 1, 101 is a focus lens, 102 is a zoom lens, 103 is a shift lens, 104 is an iris, and 105 is an image sensor (eg, a CCD image sensor, a CMOS image sensor, etc.) having a plurality of pixels. Here, the shift lens 103 implements a camera shake correction mechanism, and is controlled to move so as to cancel the movement according to the movement of the imaging apparatus. Reference numeral 106 denotes an analog signal processing circuit, 107 denotes a digital signal processing unit, 108 denotes a memory (for example, a large capacity DRAM), 109 denotes a memory recording medium, and 110 denotes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer).

図1に示す201〜222はディジタル信号処理部107内の構成要素であって、201はクランプ回路、202は黒画像差分回路、203はYC分離回路、204はメモリインタフェース回路(メモリIF回路)である。クランプ回路201は、撮像素子における光学的黒(オプティカルブラック)レベル(以下、OBレベルと称す。)を画像信号の明るさの基準としてクランプし、そのOBレベルを用いて入力される画像信号を補正する。黒画像差分回路202は、撮像素子を露光した状態(露光状態)で撮影して得られた画像データから、撮像素子を露光しない状態(遮光状態、非露光状態)で撮影して得られた黒画像データを減算する。YC分離回路203は、黒画像差分回路202からの出力を輝度信号成分及び色信号成分に分離する。メモリIF回路204は、メモリ108に対するデータの読み出しや書き込みを行うためのものである。   1 are components in the digital signal processing unit 107, 201 is a clamp circuit, 202 is a black image difference circuit, 203 is a YC separation circuit, and 204 is a memory interface circuit (memory IF circuit). is there. The clamp circuit 201 clamps an optical black (optical black) level (hereinafter referred to as an OB level) in the image sensor as a reference for the brightness of the image signal, and corrects the input image signal using the OB level. To do. The black image difference circuit 202 is a black image obtained by photographing in a state where the image sensor is not exposed (light shielding state, non-exposure state) from image data obtained by photographing the image sensor in an exposed state (exposure state). Subtract image data. The YC separation circuit 203 separates the output from the black image difference circuit 202 into a luminance signal component and a color signal component. The memory IF circuit 204 is for reading and writing data from and to the memory 108.

また、205は第1のバンドパスフィルタ、206は第1の絶対値回路、207は第1の移動平均フィルタ、208は第2のバンドパスフィルタ、209は第2の絶対値回路、210は第2の移動平均フィルタ、211はレベル比較回路である。212は第1の遅延調整回路、213は第1の帯域制限フィルタ、214は第2の遅延調整回路、215は第2の帯域制限フィルタ、216は重み付け加算回路、217は輝度信号処理回路、218は第3の遅延調整回路、219は色信号処理回路である。220は画像フォーマット生成回路、221はJPEG処理回路、222はカードインタフェース回路である。   Reference numeral 205 denotes a first bandpass filter, 206 denotes a first absolute value circuit, 207 denotes a first moving average filter, 208 denotes a second bandpass filter, 209 denotes a second absolute value circuit, and 210 denotes a first absolute value circuit. A moving average filter 2, 211 is a level comparison circuit. 212 is a first delay adjusting circuit, 213 is a first band limiting filter, 214 is a second delay adjusting circuit, 215 is a second band limiting filter, 216 is a weighted addition circuit, 217 is a luminance signal processing circuit, 218 Is a third delay adjustment circuit, and 219 is a color signal processing circuit. 220 is an image format generation circuit, 221 is a JPEG processing circuit, and 222 is a card interface circuit.

図1及び図2を参照して、第1の実施形態における撮像装置の動作について説明する。
第1の実施形態における撮像装置は、その動作モードとして、第1の撮影モード、第2の撮影モード、第3の撮影モード、及び静止画処理モードを有し、これら各モードを順次遷移させながら動作を行う。
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the operation of the imaging apparatus in the first embodiment will be described.
The imaging apparatus according to the first embodiment has, as its operation mode, a first shooting mode, a second shooting mode, a third shooting mode, and a still image processing mode, and sequentially switches between these modes. Perform the action.

第1の撮影モードでは、撮像素子105を遮光状態(非露光状態)として黒画像の撮影を行う。第2の撮影モードでは、撮像素子105を露光状態とし被写体にフォーカスのとれた本画像(フォーカス画像)の撮影を行い、第3の撮影モードでは、撮像素子105を露光状態とし被写体にフォーカスがとれていないデフォーカス画像の撮影を行う。静止画処理モードでは、第1〜第3の撮影モードでの動作により得られる黒画像データ、本画像データ、及びデフォーカス画像データを用いて、出力静止画像データを生成する。   In the first shooting mode, a black image is shot with the image sensor 105 in a light shielding state (non-exposure state). In the second shooting mode, the image sensor 105 is exposed and the main image (focus image) focused on the subject is shot. In the third shooting mode, the image sensor 105 is exposed and the subject is focused. Take a defocused image. In the still image processing mode, output still image data is generated using the black image data, the main image data, and the defocused image data obtained by the operations in the first to third imaging modes.

以下、図2に示す動作シーケンスに基づいて動作を説明する。
マイコン110は、第1の撮影モード設定をディジタル信号処理部107に対して実施し(ステップS1)、その後、アイリス104を完全に閉じた状態に制御して(ステップS2)、撮像素子105を駆動する(ステップS3)。これにより、撮像素子105を遮光状態とした黒画像の撮影が行われる。この黒画像撮影における撮像素子105の出力(アナログ黒画像信号)は、アナログ信号処理回路106にて、相関二重サンプリング及びアナログ−ディジタル変換処理が施された後、ディジタル黒画像信号としてディジタル信号処理部107に入力される。
The operation will be described below based on the operation sequence shown in FIG.
The microcomputer 110 performs the first shooting mode setting on the digital signal processing unit 107 (step S1), and then controls the iris 104 to be completely closed (step S2) to drive the image sensor 105. (Step S3). As a result, a black image is captured with the image sensor 105 in a light-shielded state. The output (analog black image signal) of the image sensor 105 in this black image shooting is subjected to correlated double sampling and analog-digital conversion processing in an analog signal processing circuit 106, and then subjected to digital signal processing as a digital black image signal. Input to the unit 107.

ディジタル信号処理部107は、クランプ回路201にてOBレベルを一定としてディジタル黒画像信号に所定の処理を施し、得られた黒画像データをメモリIF回路204を介してメモリ108の黒画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS4)。この黒画像データには、暗電流による固定パターンノイズ及び欠陥画素による固定パターンノイズが含まれている。   The digital signal processing unit 107 performs predetermined processing on the digital black image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 201, and the obtained black image data is transferred to the black image data area ( (Not shown) (step S4). This black image data includes fixed pattern noise due to dark current and fixed pattern noise due to defective pixels.

次に、マイコン110は、第2の撮影モード設定を実施し(ステップS5)、その後、ズーム制御及びフォーカス制御等の各種制御を行い、ズーム、フォーカス、露出、及びホワイトバランス等の調整を行う(ステップS6)。それらの調整が完了した後、マイコン110は、撮像素子105を駆動して、撮像素子105を露光状態とし、かつ被写体にフォーカスした状態とした本画像の撮影を行う(ステップS7)。この本画像撮影における撮像素子105の出力(アナログ本画像信号)は、アナログ信号処理回路106にて上述した黒画像信号と同様に処理が施された後、ディジタル本画像信号としてディジタル信号処理部107に入力される。   Next, the microcomputer 110 performs the second shooting mode setting (step S5), and then performs various controls such as zoom control and focus control to adjust zoom, focus, exposure, white balance, and the like ( Step S6). After completing these adjustments, the microcomputer 110 drives the image sensor 105 to capture the main image with the image sensor 105 in an exposure state and a state in which the image sensor 105 is focused (step S7). The output (analog main image signal) of the image sensor 105 in this main image photographing is processed in the analog signal processing circuit 106 in the same manner as the black image signal described above, and then the digital signal processing unit 107 as a digital main image signal. Is input.

ディジタル信号処理部107は、クランプ回路201にてOBレベルを一定としてディジタル本画像信号に所定の処理を施す。さらに、黒画像差分回路202にて、クランプ回路201で処理して得られた本画像データから、メモリ108の黒画像データエリアに格納されている黒画像データをメモリIF回路204を介して読み出し減算する。これにより、本画像における暗電流及び欠陥画素による固定パターンノイズを抑圧する。   The digital signal processing unit 107 performs predetermined processing on the digital main image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 201. Further, the black image difference circuit 202 reads out and subtracts the black image data stored in the black image data area of the memory 108 from the main image data processed by the clamp circuit 201 via the memory IF circuit 204. To do. As a result, dark pattern current and fixed pattern noise due to defective pixels in the main image are suppressed.

その後、上述のようにして固定パターンノイズが抑圧された本画像データを、YC分離回路203にて輝度信号成分及び色信号成分に分離する。輝度信号成分である本画像輝度データは、メモリIF回路204を介してメモリ108の本画像輝度データエリア(図示せず)に格納される。同様に、色信号成分である本画像色データは、メモリIF回路204を介してメモリ108の本画像色データエリア(図示せず)に格納される(ステップS8)。   Thereafter, the main image data in which the fixed pattern noise is suppressed as described above is separated into a luminance signal component and a color signal component by the YC separation circuit 203. The main image luminance data, which is a luminance signal component, is stored in a main image luminance data area (not shown) of the memory 108 via the memory IF circuit 204. Similarly, the main image color data, which is a color signal component, is stored in a main image color data area (not shown) of the memory 108 via the memory IF circuit 204 (step S8).

次に、マイコン110は、第3の撮影モード設定を実施し(ステップS9)、フォーカスレンズ101及びシフトレンズ103の少なくとも一方の位置を所定量変化させる(ステップS10)。これにより、撮像素子105の受光面に結像している光学像をぼけさせて、被写体の絵柄が消去される(被写体画像が不鮮明となる)状態が作り出される。   Next, the microcomputer 110 performs the third shooting mode setting (step S9), and changes the position of at least one of the focus lens 101 and the shift lens 103 by a predetermined amount (step S10). This blurs the optical image formed on the light receiving surface of the image sensor 105 and creates a state in which the subject image is erased (the subject image becomes unclear).

この状態で、マイコン110は、撮像素子105を駆動して、撮像素子105を露光状態とし、かつ被写体にフォーカスしない状態としたデフォーカス画像の撮影を行う(ステップS11)。このデフォーカス画像撮影における撮像素子105の出力(アナログデフォーカス画像信号)は、アナログ信号処理回路106にて上述と同様に処理が施された後、ディジタルデフォーカス画像信号としてディジタル信号処理部107に入力される。   In this state, the microcomputer 110 drives the image sensor 105 to capture a defocused image in which the image sensor 105 is in an exposed state and is not focused on the subject (step S11). The output (analog defocus image signal) of the image sensor 105 in this defocus image shooting is processed in the analog signal processing circuit 106 in the same manner as described above, and is then sent to the digital signal processing unit 107 as a digital defocus image signal. Entered.

ディジタル信号処理部107は、クランプ回路201にてOBレベルを一定としてディジタルデフォーカス画像信号に所定の処理を施す。さらに、黒画像差分回路202にて、クランプ回路201で処理して得られたデフォーカス画像データから、メモリ108の黒画像データエリアに格納されている黒画像データをメモリIF回路204を介して読み出し減算する。これにより、デフォーカス画像における暗電流及び欠陥画素による固定パターンノイズを抑圧する。   The digital signal processing unit 107 performs predetermined processing on the digital defocused image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 201. Further, the black image difference circuit 202 reads the black image data stored in the black image data area of the memory 108 from the defocused image data obtained by the processing by the clamp circuit 201 via the memory IF circuit 204. Subtract. This suppresses dark pattern current and fixed pattern noise due to defective pixels in the defocused image.

その後、暗電流及び欠陥画素による固定パターンノイズが抑圧されたデフォーカス画像データから、YC分離回路203にて輝度信号成分のみを抽出する。抽出されたデフォーカス画像輝度データは、メモリIF回路204を介してメモリ108のデフォーカス画像輝度データエリア(図示せず)に格納される(ステップS12)。   Thereafter, only the luminance signal component is extracted by the YC separation circuit 203 from the defocus image data in which the fixed pattern noise due to the dark current and the defective pixel is suppressed. The extracted defocus image luminance data is stored in a defocus image luminance data area (not shown) of the memory 108 via the memory IF circuit 204 (step S12).

次に、マイコン110は、静止画処理モード設定を実施する(ステップS13)。続いて、ディジタル信号処理部107は、メモリ108の各データエリアに格納されている本画像輝度データ、本画像色データ、及びデフォーカス画像輝度データを、メモリIF回路204を介して読み出す(ステップS14)。次に、ディジタル信号処理部107は、読み出した本画像輝度データ、本画像色データ、及びデフォーカス画像輝度データを用いてランダムノイズ抑圧処理を実行する(ステップS15)。   Next, the microcomputer 110 performs still image processing mode setting (step S13). Subsequently, the digital signal processing unit 107 reads the main image luminance data, the main image color data, and the defocused image luminance data stored in each data area of the memory 108 via the memory IF circuit 204 (step S14). ). Next, the digital signal processing unit 107 executes random noise suppression processing using the read main image luminance data, main image color data, and defocused image luminance data (step S15).

以下、ステップS15に示すランダムノイズ抑圧処理について説明する。
メモリ108から読み出された本画像輝度データは、第1のバンドパスフィルタ205、第1の遅延調整回路212、及び第2の遅延調整回路214に入力され、本画像色データは、第3の遅延調整回路218に入力される。また、メモリ108から読み出されたデフォーカス画像輝度データは、第2のバンドパスフィルタ208に入力される。
Hereinafter, the random noise suppression process shown in step S15 will be described.
The main image luminance data read from the memory 108 is input to the first band-pass filter 205, the first delay adjustment circuit 212, and the second delay adjustment circuit 214. Input to the delay adjustment circuit 218. Further, the defocused image luminance data read from the memory 108 is input to the second band pass filter 208.

ここで、第1及び第2のバンドパスフィルタ205、208は、同一の周波数特性を有しており、本画像輝度データ及びデフォーカス画像輝度データに含まれるショットノイズなどのランダムノイズを含む周波数成分を主に抽出できる周波数特性を有する。   Here, the first and second band pass filters 205 and 208 have the same frequency characteristics, and include frequency components including random noise such as shot noise included in the main image luminance data and the defocused image luminance data. It has a frequency characteristic that can be extracted mainly.

本画像輝度データが入力された第1のバンドパスフィルタ205は、本画像輝度データのランダムノイズを含む周波数成分(以後、第1画像成分と称す。)を抽出する。第1の絶対値回路206は、第1のバンドパスフィルタ205にて抽出された第1画像成分の大きさデータを抽出する。第1の移動平均フィルタ207は、第1の絶対値回路206により抽出された第1画像成分の大きさデータを空間的に局所平均化する。   The first band pass filter 205 to which the main image luminance data is input extracts a frequency component including random noise (hereinafter referred to as a first image component) of the main image luminance data. The first absolute value circuit 206 extracts the size data of the first image component extracted by the first band pass filter 205. The first moving average filter 207 spatially local averages the size data of the first image component extracted by the first absolute value circuit 206.

同様に、デフォーカス画像輝度データが入力された第2のバンドパスフィルタ208は、デフォーカス画像輝度データのランダムノイズを含む周波数成分(以後、第2画像成分と称す。)を抽出する。第2の絶対値回路209は、第2のバンドパスフィルタ208にて抽出された第2画像成分の大きさデータを抽出する。第2の移動平均フィルタ210は、第2の絶対値回路209により抽出された第2画像成分の大きさデータを空間的に局所平均化する。   Similarly, the second band pass filter 208 to which the defocus image luminance data is input extracts a frequency component (hereinafter referred to as a second image component) including random noise of the defocus image luminance data. The second absolute value circuit 209 extracts the size data of the second image component extracted by the second band pass filter 208. The second moving average filter 210 spatially local averages the size data of the second image component extracted by the second absolute value circuit 209.

レベル比較回路211は、第1及び第2の移動平均フィルタ207、210によりそれぞれ局所平均化された第1画像成分の大きさと第2画像成分の大きさを比較する。ここで、第1画像成分は、本画像輝度データから抽出されているため、本画像内の被写体の絵柄に応じて局所的に大きさが変化する。一方、第2画像成分は、デフォーカス画像輝度データから抽出されているため、全画面においてほとんど大きさが変化しない。したがって、第1画像成分の大きさと第2画像成分の大きさが同等である部分は、被写体の絵柄が存在しない(ほとんどない)部分と判定でき、第1画像成分の大きさが、第2画像成分の大きさより明確に大きい部分は、被写体の絵柄が存在する部分と判定できる。   The level comparison circuit 211 compares the size of the first image component and the size of the second image component that are locally averaged by the first and second moving average filters 207 and 210, respectively. Here, since the first image component is extracted from the main image luminance data, the size locally changes in accordance with the pattern of the subject in the main image. On the other hand, since the second image component is extracted from the defocus image luminance data, the size hardly changes in the entire screen. Accordingly, a portion in which the size of the first image component is equal to the size of the second image component can be determined as a portion where the subject image does not exist (almost), and the size of the first image component is the second image. A portion that is clearly larger than the size of the component can be determined as a portion where the pattern of the subject exists.

そこで、レベル比較回路211は、第1画像成分の大きさと第2画像成分の大きさとの差分値Dに基づいて混合比率データKを生成し、生成した混合比率データKを重み付け加算回路216に出力する。混合比率データKは、図3に示すように差分値Dが第1所定値V1以下である場合には0、差分値Dが第2所定値V2以上である場合には1、差分値Dが第1所定値V1と第2所定値V2の中間である場合には、線形補間して得られる0〜1の間の任意の値とする。なお、混合比率データKについては、その他任意の特性を与えるようにしても良い。なお、レベル比較回路211における第1画像成分の大きさと第2画像成分の大きさとの比較は、画像の各画素毎又は所定の画素領域毎に行われる。   Therefore, the level comparison circuit 211 generates the mixture ratio data K based on the difference value D between the size of the first image component and the size of the second image component, and outputs the generated mixture ratio data K to the weighted addition circuit 216. To do. As shown in FIG. 3, the mixing ratio data K is 0 when the difference value D is equal to or smaller than the first predetermined value V1, 1 when the difference value D is equal to or larger than the second predetermined value V2, When it is intermediate between the first predetermined value V1 and the second predetermined value V2, it is set to an arbitrary value between 0 and 1 obtained by linear interpolation. The mixing ratio data K may be given other arbitrary characteristics. Note that the level comparison circuit 211 compares the size of the first image component with the size of the second image component for each pixel of the image or for each predetermined pixel area.

一方、本画像輝度データが入力された第1の遅延調整回路212及び第2の遅延調整回路214は、本画像輝度データを所定時間遅延させて第1の帯域制限フィルタ213、第2の帯域制限フィルタ215に出力する。すなわち、輝度データに関し、バンドパスフィルタ205(208)、絶対値回路206(209)、移動平均フィルタ207(210)及びレベル比較回路211により生ずる遅延と、遅延調整回路212(214)及び帯域制限フィルタ213(215)により生ずる遅延とが、重み付け加算回路216において一致するように遅延量調整を行う。   On the other hand, the first delay adjustment circuit 212 and the second delay adjustment circuit 214 to which the main image luminance data is input delays the main image luminance data for a predetermined time, and thereby the first band limiting filter 213 and the second band limiting circuit. Output to the filter 215. That is, with respect to the luminance data, the delay caused by the bandpass filter 205 (208), the absolute value circuit 206 (209), the moving average filter 207 (210) and the level comparison circuit 211, the delay adjustment circuit 212 (214) and the band limiting filter The delay amount is adjusted so that the delay caused by 213 (215) coincides with the weighted addition circuit 216.

第1の帯域制限フィルタ213は、例えばローパスフィルタにより構成され、本画像輝度データに含まれる第1画像成分であるランダムノイズ成分を強く抑圧する。第2の帯域制限フィルタ215は、例えばローパスフィルタにより構成され、本画像輝度データに含まれる第1画像成分であるランダムノイズ成分を弱く抑圧する。したがって、第1の帯域制限フィルタ213の出力Y1は、画像における解像感を犠牲にしながらもランダムノイズを強く抑えた輝度データ、第2の帯域制限フィルタ215の出力Y2は、解像感を落とさずにランダムノイズをある程度残した輝度データと言える。   The first band limiting filter 213 is constituted by, for example, a low-pass filter, and strongly suppresses a random noise component that is a first image component included in the main image luminance data. The second band limiting filter 215 is configured by, for example, a low-pass filter, and weakly suppresses the random noise component that is the first image component included in the main image luminance data. Therefore, the output Y1 of the first band limiting filter 213 is luminance data in which random noise is strongly suppressed while sacrificing the resolution in the image, and the output Y2 of the second band limiting filter 215 decreases the resolution. It can be said that the luminance data leaves some random noise.

重み付け加算回路216は、図3に示した混合比率データKと、帯域制限フィルタ213、215の出力Y1、Y2を用いて、重み付け加算輝度データYoutを以下の式により生成する。
Yout=(1−K)×Y1+K×Y2
The weighted addition circuit 216 uses the mixing ratio data K shown in FIG. 3 and the outputs Y1 and Y2 of the band limiting filters 213 and 215 to generate weighted addition luminance data Yout by the following equation.
Yout = (1−K) × Y1 + K × Y2

これにより、重み付け加算輝度データYoutは、本画像データ及びデフォーカス画像データのある周波数成分を局所的に比較し、比較結果に応じた信号処理を施した本画像に係る輝度データとなる。具体的には、本画像において被写体の絵柄が存在しない部分についてはノイズ抑圧処理を強めてランダムノイズを強く抑圧し、被写体の絵柄が存在する部分については高周波成分が強調されるように絵柄の高周波成分を残し解像感を保った輝度データとなる。この重み付け加算輝度データYoutは、輝度信号処理回路217にて所定の輝度信号処理が行われて画像フォーマット生成回路220に出力される。   Thereby, the weighted addition luminance data Yout becomes luminance data related to the main image obtained by locally comparing certain frequency components of the main image data and the defocused image data and performing signal processing according to the comparison result. Specifically, in the main image, the noise suppression process is strengthened for the part where the subject's picture does not exist, and the random noise is strongly suppressed, and the high-frequency component is emphasized for the part where the subject's picture exists. The luminance data retains the components and maintains the resolution. The weighted addition luminance data Yout is subjected to predetermined luminance signal processing by the luminance signal processing circuit 217 and output to the image format generation circuit 220.

メモリ108から読み出された本画像色データは、第3の遅延調整回路218にて、上述した輝度データに係る一連の信号処理における遅延との調整が行われる。そして、色信号処理回路219にて、色分離、マトリクス演算、ホワイトバランス等の所定の色信号処理が行われて画像フォーマット生成回路220に出力される。   The main image color data read from the memory 108 is adjusted by the third delay adjustment circuit 218 with the delay in the series of signal processing related to the luminance data described above. The color signal processing circuit 219 performs predetermined color signal processing such as color separation, matrix calculation, and white balance, and outputs the result to the image format generation circuit 220.

画像フォーマット生成回路220は、輝度信号処理回路217にて輝度信号処理された重み付け加算輝度データYout及び色信号処理回路219にて色信号処理された本画像色データを基に所定の圧縮前の画像データを生成する。生成された圧縮前の画像データは、メモリIF回路204を介してメモリ108のカメラ処理画像データエリア(図示せず)に格納される。   The image format generation circuit 220 performs a predetermined uncompressed image based on the weighted addition luminance data Yout processed by the luminance signal processing circuit 217 and the main image color data processed by the color signal processing circuit 219. Generate data. The generated uncompressed image data is stored in a camera processed image data area (not shown) of the memory 108 via the memory IF circuit 204.

カメラ処理画像データエリアに格納された画像データは、その後、必要に応じてJPEG処理回路221により圧縮処理等を行い、カードインタフェース回路222を介してメモリ記録メディア109に圧縮画像データとして記録することができる。   The image data stored in the camera-processed image data area is then subjected to compression processing or the like by the JPEG processing circuit 221 as necessary, and recorded as compressed image data on the memory recording medium 109 via the card interface circuit 222. it can.

第1の実施形態によれば、撮影したフォーカス画像及びデフォーカス画像におけるランダムノイズを含む周波数成分の大きさを比較し、その差分が小さい部分は、被写体の絵柄が存在しない部分としてノイズ抑圧処理を強めてランダムノイズ成分を強く抑圧する。一方、その差分が大きい部分は、被写体の絵柄が存在する部分としてノイズ抑圧処理を弱めてランダムノイズ成分を弱く抑圧し、絵柄の高周波成分を残して解像感を保ち、相対的に解像感を強める。   According to the first embodiment, the magnitudes of frequency components including random noise in the captured focus image and the defocused image are compared, and a portion with a small difference is subjected to noise suppression processing as a portion where the subject image does not exist. Strongly suppresses random noise components. On the other hand, the part where the difference is large is considered as the part where the subject's picture exists, weakening the noise suppression processing to suppress the random noise component weakly, leaving the high frequency component of the picture, maintaining the resolution feeling, and the relative resolution feeling Strengthen.

これにより、最終的に得られるカメラ処理画像として、被写体の絵柄が存在する部分では絵柄の解像感を保ち、被写体の絵柄のない部分ではランダムノイズが強く抑圧された画像が得られる。勿論、カメラ処理画像においては固定パターンノイズも除去されている。したがって、例えば空や人肌等の高周波成分の少ない平坦部分のS/Nは向上し、例えば樹木や輪郭等の細かい絵柄部分は解像感が保たれ、撮影した画像におけるノイズ、特にランダムノイズの抑圧及び被写体の絵柄の解像感の保持の両立を良好に実現できる。   As a result, a camera-processed image that is finally obtained is an image in which the resolution of the pattern is maintained in the portion where the subject pattern is present, and the random noise is strongly suppressed in the portion where the subject pattern is not present. Of course, the fixed pattern noise is also removed from the camera processed image. Therefore, for example, the S / N of a flat portion with a small amount of high-frequency components such as the sky and human skin is improved, and for example, a fine pattern portion such as a tree or a contour is maintained in a sense of resolution, and noise in a captured image, particularly random noise, is maintained. It is possible to satisfactorily achieve both suppression and maintaining the resolution of the subject's picture.

また、入射光量を変えることなく、撮影の都度、ノイズ部分と被写体の絵柄部分との識別が行えるので、光ショットノイズのように入射光量に依存してノイズ量が変わるようなノイズ状態の変動に対しても適切に対応することができ、問題を生じない。したがって、従来の非線形フィルタによるノイズ除去技術よりも、より広い撮影状態に対応できる効果がある。   In addition, the noise part and the pattern part of the subject can be identified each time shooting without changing the amount of incident light, so that the noise state varies depending on the amount of incident light, such as light shot noise. Even if it responds, it can respond appropriately and does not cause a problem. Therefore, there is an effect that it is possible to cope with a wider photographing state than the noise removal technique using the conventional nonlinear filter.

また、本実施形態では、特定の被写体のみに対してではなく、どのような被写体に対しても対応でき、より一般的な被写体に対応することが可能となる。また、表示や記録する画像に対して時間軸方向に対する処理を行う必要がないため、残像などの生じるおそれのある従来のNR技術よりも、十分にノイズ抑圧することができ効果的である。   In this embodiment, it is possible to deal with any subject, not just a specific subject, and it is possible to deal with a more general subject. In addition, since it is not necessary to perform processing in the time axis direction on an image to be displayed or recorded, noise can be sufficiently suppressed compared to the conventional NR technique in which an afterimage or the like may occur, which is effective.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による撮像装置について説明する。
図4は、第2の実施形態による撮像装置の構成例を示すブロック図である。図5は、第2の実施形態における動作シーケンスを示す図である。
(Second Embodiment)
Next, an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the imaging apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating an operation sequence according to the second embodiment.

図4において、301〜310は、図1に示した101〜110の各構成要素と同一であり説明を省略する。図4の401、402、404〜416はディジタル信号処理部307内の構成要素であって、401はクランプ回路、402は黒画像差分回路、404はメモリインタフェース回路(メモリIF回路)である。クランプ回路401、黒画像差分回路402、及びメモリIF回路404は、図1に示したクランプ回路201、黒画像差分回路202、及びメモリIF回路204に相当し同様の機能を実現する。   In FIG. 4, 301 to 310 are the same as the respective components 101 to 110 shown in FIG. 4, 401, 402, and 404 to 416 are components in the digital signal processing unit 307, 401 is a clamp circuit, 402 is a black image difference circuit, and 404 is a memory interface circuit (memory IF circuit). The clamp circuit 401, the black image difference circuit 402, and the memory IF circuit 404 correspond to the clamp circuit 201, the black image difference circuit 202, and the memory IF circuit 204 shown in FIG.

また、405はバンドパスフィルタ、406は絶対値回路、407は移動平均フィルタ、408はレベル比較回路である。409は第1の遅延調整回路、410はノイズ除去フィルタ、411は第2の遅延調整回路、412は第3の遅延調整回路、413はアパーチャ付加回路、414は重み付け加算回路、415はJPEG処理回路、416はカードインタフェース回路である。   Reference numeral 405 denotes a bandpass filter, 406 denotes an absolute value circuit, 407 denotes a moving average filter, and 408 denotes a level comparison circuit. 409 is a first delay adjustment circuit, 410 is a noise removal filter, 411 is a second delay adjustment circuit, 412 is a third delay adjustment circuit, 413 is an aperture addition circuit, 414 is a weighted addition circuit, 415 is a JPEG processing circuit Reference numeral 416 denotes a card interface circuit.

図4及び図5を参照して、第2の実施形態における撮像装置の動作について説明する。
第2の実施形態における撮像装置は、その動作モードとして、第1の撮影モード、第2の撮影モード、第3の撮影モード、第1の黒画像差分処理モード、第2の黒画像差分処理モード、ランダムノイズ抽出モード、及び出力静止画処理モードを有する。第2の実施形態における撮像装置は、これら各モードを順次遷移させながら動作を行う。
With reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the imaging apparatus in the second embodiment will be described.
The imaging apparatus according to the second embodiment has, as its operation mode, a first shooting mode, a second shooting mode, a third shooting mode, a first black image difference processing mode, and a second black image difference processing mode. , A random noise extraction mode, and an output still image processing mode. The image pickup apparatus according to the second embodiment operates while sequentially changing these modes.

第1の撮影モードでは、撮像素子305を露光状態とし被写体にフォーカスのとれた本画像の撮影を行う。第2の撮影モードでは、撮像素子305を遮光状態として黒画像の撮影を行う。第3の撮影モードでは、撮像素子305を露光状態としてデフォーカス画像の撮影を行う。   In the first shooting mode, the image sensor 305 is in an exposure state, and a main image is shot with the subject focused. In the second shooting mode, a black image is shot with the image sensor 305 in a light-shielded state. In the third shooting mode, the defocus image is shot with the image sensor 305 in the exposure state.

第1の黒画像差分処理モードでは、第1及び第2の撮影モードでの動作により得られる本画像データ及び黒画像データを用いて、第1の固定パターンノイズ抑圧画像データを生成する。第2の黒画像差分処理モードでは、第2及び第3の撮影モードでの動作により得られる黒画像データ及びデフォーカス画像を用いて、第2の固定パターンノイズ抑圧画像データを生成する。   In the first black image difference processing mode, first fixed pattern noise-suppressed image data is generated using main image data and black image data obtained by the operations in the first and second imaging modes. In the second black image difference processing mode, second fixed pattern noise-suppressed image data is generated using the black image data and the defocused image obtained by the operations in the second and third shooting modes.

ランダムノイズ抽出モードでは、第2の固定パターンノイズ抑圧画像データからランダムノイズ成分画像データを生成する。出力静止画処理モードでは、第1の固定パターンノイズ抑圧画像データ及びランダムノイズ成分画像データから出力静止画像データを生成する。   In the random noise extraction mode, random noise component image data is generated from the second fixed pattern noise suppression image data. In the output still image processing mode, output still image data is generated from the first fixed pattern noise-suppressed image data and random noise component image data.

以下、図5に示す動作シーケンスに基づいて動作を説明する。
マイコン310は、第1の撮影モード設定をディジタル信号処理部307に対して実施し(ステップS21)、その後、ズーム制御及びフォーカス制御等の各種制御を行い、ズーム、フォーカス、露出、及びホワイトバランス等の調整を行う(ステップS22)。それらの調整が完了した後、マイコン310は、撮像素子305を駆動して、撮像素子305を露光状態とし、かつ被写体にフォーカスした状態とした本画像の撮影を行う(ステップS23)。この本画像撮影における撮像素子305の出力(アナログ本画像信号)は、アナログ信号処理回路306にて、相関二重サンプリング及びアナログ−ディジタル変換処理が施された後、ディジタル本画像信号としてディジタル信号処理部307に入力される。
The operation will be described below based on the operation sequence shown in FIG.
The microcomputer 310 performs the first shooting mode setting on the digital signal processing unit 307 (step S21), and then performs various controls such as zoom control and focus control, and performs zoom, focus, exposure, white balance, and the like. Is adjusted (step S22). After completing these adjustments, the microcomputer 310 drives the image sensor 305 to capture the main image with the image sensor 305 in an exposed state and in a state in which the subject is focused (step S23). The output (analog main image signal) of the image pickup device 305 in this main image photographing is subjected to correlated double sampling and analog-digital conversion processing in an analog signal processing circuit 306, and then subjected to digital signal processing as a digital main image signal. This is input to the unit 307.

ディジタル信号処理部307は、クランプ回路401にてOBレベルを一定としてディジタル本画像信号に所定の処理を施し、得られた本画像データをメモリIF回路404を介してメモリ308の本画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS24)。この本画像データには、ランダムノイズ、暗電流による固定パターンノイズ、及び欠陥画素による固定パターンノイズが含まれている。   The digital signal processing unit 307 performs predetermined processing on the digital main image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 401, and the obtained main image data is transferred to the main image data area ( (Step S24). This main image data includes random noise, fixed pattern noise due to dark current, and fixed pattern noise due to defective pixels.

次に、マイコン310は、第2の撮影モード設定を実施し(ステップS25)、その後、アイリス304を完全に閉じた状態に制御し(ステップS26)、撮像素子305を駆動して、撮像素子305を非露光状態とした黒画像の撮影を行う(ステップS27)。この黒画像撮影における撮像素子305の出力(アナログ黒画像信号)は、アナログ信号処理回路106にて上述したアナログ本画像信号と同様に処理が施された後、ディジタル黒画像信号としてディジタル信号処理部307に入力される。   Next, the microcomputer 310 performs the second shooting mode setting (step S25), and then controls the iris 304 to be in a completely closed state (step S26), drives the image sensor 305, and drives the image sensor 305. A black image is taken in a non-exposed state (step S27). The output (analog black image signal) of the image pickup element 305 in this black image shooting is processed in the analog signal processing circuit 106 in the same manner as the analog main image signal described above, and is then converted into a digital signal processing unit as a digital black image signal. 307 is input.

ディジタル信号処理部307は、クランプ回路401にてOBレベルを一定としてディジタル黒画像信号に所定の処理を施し、得られた黒画像データをメモリIF回路404を介してメモリ308の黒画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS28)。この黒画像データにおいても、ランダムノイズ、暗電流による固定パターンノイズ、及び欠陥画素による固定パターンノイズが含まれている。   The digital signal processing unit 307 performs predetermined processing on the digital black image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 401, and the obtained black image data is transferred to the black image data area ( (Not shown) (step S28). This black image data also includes random noise, fixed pattern noise due to dark current, and fixed pattern noise due to defective pixels.

ステップS26においてアイリス304を完全に閉じて、ステップS28において黒画像データをメモリ308の黒画像データエリアに格納するまでの間に、フォーカスレンズ301の位置を所定量変化させる(ステップS29)。これにより、撮像素子305の受光面に結像している光学像をぼけさせて、光は入射するが被写体の絵柄は光学的に消去される状態を作り出しておく。   The iris 304 is completely closed in step S26, and the position of the focus lens 301 is changed by a predetermined amount until the black image data is stored in the black image data area of the memory 308 in step S28 (step S29). As a result, the optical image formed on the light receiving surface of the image sensor 305 is blurred to create a state in which light is incident but the subject image is optically erased.

次に、マイコン310は、第3の撮影モード設定を実施し(ステップS30)、アイリス304を第1の撮影モード設定時の状態に戻し(ステップS31)、撮像素子305を駆動する(ステップS32)。アイリス304が第1の撮影モード設定時に戻る、すなわち第1の撮影モードにおける本画像撮影と同じ光学絞りの状態で、かつ、ステップS29において撮像素子305の受光面上の光学像はあらかじめデフォーカスされている。したがって、このステップS32にて得られる撮像画像は、撮像素子305を露光状態とし、かつ被写体にフォーカスしない状態としたデフォーカス画像となる。このデフォーカス画像撮影における撮像素子305の出力(アナログデフォーカス画像信号)は、アナログ信号処理回路306にて上述と同様に処理が施された後、ディジタルデフォーカス画像信号としてディジタル信号処理部307に入力される。   Next, the microcomputer 310 performs the third shooting mode setting (step S30), returns the iris 304 to the state at the time of setting the first shooting mode (step S31), and drives the image sensor 305 (step S32). . The iris 304 returns when the first shooting mode is set, that is, in the state of the same optical aperture as the main image shooting in the first shooting mode, and in step S29, the optical image on the light receiving surface of the image sensor 305 is defocused in advance. ing. Therefore, the captured image obtained in step S32 is a defocused image in which the image sensor 305 is in an exposure state and is not in focus on the subject. The output (analog defocus image signal) of the image sensor 305 in this defocus image shooting is processed in the analog signal processing circuit 306 in the same manner as described above, and then is output to the digital signal processing unit 307 as a digital defocus image signal. Entered.

ディジタル信号処理部307は、クランプ回路401にてOBレベルを一定としてディジタルデフォーカス画像信号に所定の処理を施す。そして、得られたデフォーカス画像データをメモリIF回路404を介してメモリ308のデフォーカス画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS33)。このデフォーカス画像データにおいても、ランダムノイズ、暗電流による固定パターンノイズ、及び欠陥画素による固定パターンノイズが含まれている。   The digital signal processing unit 307 performs predetermined processing on the digital defocused image signal with the OB level being constant in the clamp circuit 401. The obtained defocused image data is stored in a defocused image data area (not shown) of the memory 308 via the memory IF circuit 404 (step S33). This defocused image data also includes random noise, fixed pattern noise due to dark current, and fixed pattern noise due to defective pixels.

次に、マイコン310は、第1の黒画像差分処理モード設定を実施する(ステップS34)。続いて、ディジタル信号処理部307は、メモリ308の本画像データエリアに格納されている本画像データ、及びメモリ308の黒画像データエリアに格納されている黒画像データを、メモリIF回路404を介して読み出す。そして、黒画像差分回路402にて、読み出した本画像データから黒画像データを減算し、得られた第1の差分画像データをメモリIF回路404を介してメモリ308の第1の差分画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS35)。したがって、第1の差分画像データは、暗電流による固定パターンノイズ及び欠陥画素による固定パターンノイズが除去されるが、ランダムノイズについては統計的には除去されていない画像データとなっている。   Next, the microcomputer 310 performs the first black image difference processing mode setting (step S34). Subsequently, the digital signal processing unit 307 passes the main image data stored in the main image data area of the memory 308 and the black image data stored in the black image data area of the memory 308 via the memory IF circuit 404. Read out. Then, the black image difference circuit 402 subtracts the black image data from the read main image data, and the obtained first difference image data is sent to the first difference image data area of the memory 308 via the memory IF circuit 404. (Not shown) (step S35). Accordingly, the first differential image data is image data in which fixed pattern noise due to dark current and fixed pattern noise due to defective pixels are removed, but random noise is not statistically removed.

次に、マイコン310は、第2の黒画像差分処理モード設定を実施する(ステップS36)。続いて、ディジタル信号処理部307は、メモリ308のデフォーカス画像データエリアに格納されているデフォーカス画像データ、及びメモリ308の黒画像データエリアに格納されている黒画像データを、メモリIF回路404を介して読み出す。さらに、黒画像差分回路402にて、読み出したデフォーカス画像データから黒画像データを減算し、得られた第2の差分画像データをメモリIF回路404を介してメモリ308の第2の差分画像データエリア(図示せず)に格納する(ステップS37)。したがって、第2の差分画像データは、暗電流による固定パターンノイズ及び欠陥画素による固定パターンノイズが除去されるが、ランダムノイズについては統計的には除去されていない画像データとなっている。   Next, the microcomputer 310 performs the second black image difference processing mode setting (step S36). Subsequently, the digital signal processing unit 307 converts the defocus image data stored in the defocus image data area of the memory 308 and the black image data stored in the black image data area of the memory 308 into the memory IF circuit 404. Read through. Further, the black image difference circuit 402 subtracts the black image data from the read defocus image data, and the obtained second difference image data is supplied to the second difference image data in the memory 308 via the memory IF circuit 404. Store in an area (not shown) (step S37). Therefore, the second differential image data is image data in which fixed pattern noise due to dark current and fixed pattern noise due to defective pixels are removed, but random noise is not statistically removed.

次に、マイコン310は、ランダムノイズ抽出モード設定を実施する(ステップS38)。続いて、ディジタル信号処理部307は、メモリ308の第2の差分画像データエリアに格納されている第2の差分画像データを、メモリIF回路404を介して読み出してバンドパスフィルタ405に入力する。   Next, the microcomputer 310 performs random noise extraction mode setting (step S38). Subsequently, the digital signal processing unit 307 reads out the second difference image data stored in the second difference image data area of the memory 308 via the memory IF circuit 404 and inputs it to the bandpass filter 405.

第2の差分画像データが入力されたバンドパスフィルタ405は、第2の差分画像データから、主としてランダムノイズを含む周波数成分(以後、第2画像成分)を抽出する。絶対値回路406は、バンドパスフィルタ405にて抽出された第2画像成分の大きさを表す第2画像成分絶対値データを算出し、移動平均フィルタ407は、算出された第2画像成分絶対値データを空間的に局所平均化して第2画像成分評価データを算出する。   The band-pass filter 405 to which the second difference image data is input extracts a frequency component mainly including random noise (hereinafter referred to as a second image component) from the second difference image data. The absolute value circuit 406 calculates second image component absolute value data representing the size of the second image component extracted by the bandpass filter 405, and the moving average filter 407 calculates the calculated second image component absolute value. The second image component evaluation data is calculated by spatially averaging the data locally.

算出された第2画像成分評価データは、メモリIF回路404を介してメモリ308の第2画像成分評価値データエリア(図示せず)に書き込まれる(ステップS39)。この第2画像成分評価データは、デフォーカス画像を基に算出されたものであるため、除去されていないランダムノイズの局所空間的な分布を表すものである。   The calculated second image component evaluation data is written into a second image component evaluation value data area (not shown) of the memory 308 via the memory IF circuit 404 (step S39). Since the second image component evaluation data is calculated based on the defocused image, it represents the local spatial distribution of the random noise that has not been removed.

次に、マイコン310は、出力静止画処理モード設定を実施する(ステップS40)。続いて、ディジタル信号処理部307は、メモリIF回路404を介して、メモリ308の第1の差分画像データエリアに格納されている第1の差分画像データを読み出す。また、ディジタル信号処理部307は、メモリIF回路404を介して、メモリ308の第2画像成分評価値データエリアに格納されている第2画像成分評価データを読み出す(ステップS41)。   Next, the microcomputer 310 performs output still image processing mode setting (step S40). Subsequently, the digital signal processing unit 307 reads out the first difference image data stored in the first difference image data area of the memory 308 via the memory IF circuit 404. In addition, the digital signal processing unit 307 reads out the second image component evaluation data stored in the second image component evaluation value data area of the memory 308 via the memory IF circuit 404 (step S41).

メモリ308から読み出された第1の差分画像データは、バンドパスフィルタ405、第1の遅延調整回路409、第2の遅延調整411、及び第3の遅延調整回路412に入力され、第2画像成分評価データは、レベル比較回路408に入力される。   The first difference image data read from the memory 308 is input to the band-pass filter 405, the first delay adjustment circuit 409, the second delay adjustment 411, and the third delay adjustment circuit 412 to obtain the second image. The component evaluation data is input to the level comparison circuit 408.

第1の差分画像データが入力されたバンドパスフィルタ405は、第1の差分画像データから、主としてランダムノイズと被写体の絵柄を表す周波数成分(以後、第1画像成分)を抽出する。その後、上述したランダムノイズ抽出モードと同様にして、絶対値回路406及び移動平均フィルタ407により第1画像成分評価データが算出され、レベル比較回路408に入力される(ステップS42)。この第1画像成分評価データは、本画像を基に算出されたものであるため、除去されていないランダムノイズに重畳した被写体の絵柄による周波数成分の大きさの局所空間的な分布を表すものとなっている。   The band-pass filter 405 to which the first difference image data is input extracts frequency components (hereinafter referred to as the first image component) mainly representing random noise and the subject image from the first difference image data. Thereafter, in the same manner as in the random noise extraction mode described above, the first image component evaluation data is calculated by the absolute value circuit 406 and the moving average filter 407 and input to the level comparison circuit 408 (step S42). Since the first image component evaluation data is calculated based on the main image, the first image component evaluation data represents a local spatial distribution of the size of the frequency component due to the pattern of the subject superimposed on the random noise that has not been removed. It has become.

第1画像成分評価データに含まれる統計的なランダムノイズ量と、第2画像成分評価データに含まれる統計的なランダムノイズ量とはほぼ同等である。したがって、レベル比較回路408において、第1画像成分評価データと第2画像成分評価データを比較することにより、本画像において被写体の絵柄による高周波成分が存在するか否かの判定を局所空間的に行うことが可能となる。   The statistical random noise amount included in the first image component evaluation data is substantially equal to the statistical random noise amount included in the second image component evaluation data. Therefore, in the level comparison circuit 408, the first image component evaluation data and the second image component evaluation data are compared to determine whether or not a high frequency component due to the subject image exists in the main image locally. It becomes possible.

そこで、レベル比較回路408は、第1画像成分評価データと第2画像成分評価データとの差分値Dに基づいて、混合比率データK1及びK2、混合比率選択フラグKfを生成し、重み付け加算回路414に出力する(ステップS43)。混合比率データK1、K2、及び混合比率選択フラグKfについての説明は後述する。なお、レベル比較回路408における第1画像成分評価データと第2画像成分評価データとの比較は、画像の各画素毎又は所定の画素領域毎に行われる。   Therefore, the level comparison circuit 408 generates the mixture ratio data K1 and K2 and the mixture ratio selection flag Kf based on the difference value D between the first image component evaluation data and the second image component evaluation data, and the weighted addition circuit 414. (Step S43). The mixing ratio data K1, K2 and the mixing ratio selection flag Kf will be described later. Note that the comparison between the first image component evaluation data and the second image component evaluation data in the level comparison circuit 408 is performed for each pixel of the image or for each predetermined pixel region.

第1の遅延調整回路409、第2の遅延調整回路411、及び第3の遅延調整回路412にそれぞれ入力された第1の差分画像データは、それぞれフリップフロップによるパイプライン処理により生ずる遅延量が調整される。ノイズ除去フィルタ410、アパーチャ付加回路413、及びメモリIF回路404からの各データと、レベル比較回路408からの混合比率データK1、K2、及び混合比率選択フラグKfとのタイミングが重み付け加算回路414にて一致するように調整される。なお、ノイズ除去フィルタ410は、帯域制限処理を行うものであり、ランダムノイズ成分を強く抑圧する周波数特性となっている。また、アパーチャ付加回路413は、いわゆるアパーチャ補正処理を行うものであり、被写体の輪郭成分を強調するものである。   The first differential image data input to the first delay adjustment circuit 409, the second delay adjustment circuit 411, and the third delay adjustment circuit 412, respectively, adjusts the amount of delay caused by pipeline processing using flip-flops. Is done. The weighting addition circuit 414 determines the timing of each data from the noise removal filter 410, the aperture addition circuit 413, and the memory IF circuit 404 and the mixing ratio data K1, K2 from the level comparison circuit 408 and the mixing ratio selection flag Kf. Adjusted to match. The noise removal filter 410 performs band limiting processing and has frequency characteristics that strongly suppress random noise components. The aperture adding circuit 413 performs so-called aperture correction processing and emphasizes the contour component of the subject.

したがって、重み付け加算回路414には、第1の遅延調整回路409及びノイズ除去フィルタ410を介して、第1の差分画像データのランダムノイズを大幅に低減した第1の処理画像データS1が入力される。また、重み付け加算回路414には、第2の遅延調整回路411を介して、第1の差分画像データのランダムノイズをそのまま含む第2の処理画像データS2が入力される。また、重み付け加算回路414には、第3の遅延調整回路412及びアパーチャ付加回路413を介して、第1の差分画像データの被写体輪郭を表す高域周波数成分を増幅した第3の処理画像データS3が入力される。さらに、重み付け加算回路414には、混合比率データK1、K2と、混合比率選択フラグKfが入力される。   Accordingly, the weighted addition circuit 414 receives the first processed image data S1 in which the random noise of the first difference image data is significantly reduced via the first delay adjustment circuit 409 and the noise removal filter 410. . Further, the weighted addition circuit 414 receives the second processed image data S2 including the random noise of the first difference image data as it is via the second delay adjustment circuit 411. In addition, the weighted addition circuit 414 receives the third processed image data S3 obtained by amplifying the high-frequency component representing the subject outline of the first difference image data via the third delay adjustment circuit 412 and the aperture addition circuit 413. Is entered. Further, the mixture ratio data K1 and K2 and the mixture ratio selection flag Kf are input to the weighted addition circuit 414.

混合比率データK1は、図6に示すように差分値Dが第1所定値V1以下である場合は0、差分値Dが第2所定値V2以上である場合は1、差分値Dが第1所定値V1と第2所定値V2の中間である場合は、線形補間して得られる0〜1の間の任意の値とする。混合比率データK2は、図7に示すように差分値Dが第3所定値V3以下である場合は0、差分値Dが第4所定値V4以上である場合は1、差分値Dが第3所定値V3と第4所定値V4の中間である場合は、線形補間して得られる0〜1の間の任意の値とする。なお、混合比率データK1、K2については、その他任意の特性を与えるようにしても良い。   As shown in FIG. 6, the mixing ratio data K1 is 0 when the difference value D is less than or equal to the first predetermined value V1, 1 when the difference value D is greater than or equal to the second predetermined value V2, and the difference value D is first. When it is intermediate between the predetermined value V1 and the second predetermined value V2, it is set to an arbitrary value between 0 and 1 obtained by linear interpolation. As shown in FIG. 7, the mixing ratio data K2 is 0 when the difference value D is equal to or smaller than the third predetermined value V3, 1 when the difference value D is equal to or larger than the fourth predetermined value V4, and the difference value D is equal to the third value. When it is intermediate between the predetermined value V3 and the fourth predetermined value V4, it is set to an arbitrary value between 0 and 1 obtained by linear interpolation. The mixing ratio data K1 and K2 may be given other arbitrary characteristics.

混合比率選択フラグKfは、差分値Dが第2所定値V2以下である場合には0、差分値Dが第2所定値V2以上である場合には1とする。若しくは、混合比率選択フラグKfは、差分値Dが第3所定値V3以下である場合に0とし、第3所定値V3以上である場合に1とするようにしても良い。   The mixing ratio selection flag Kf is set to 0 when the difference value D is equal to or smaller than the second predetermined value V2, and is set to 1 when the difference value D is equal to or larger than the second predetermined value V2. Alternatively, the mixture ratio selection flag Kf may be set to 0 when the difference value D is equal to or smaller than the third predetermined value V3, and may be set to 1 when equal to or greater than the third predetermined value V3.

重み付け加算回路412は、上述した第1〜第3の処理画像データS1、S2、S3、混合比率データK1、K2、及び混合比率選択フラグKfを用いて、最終画像データSmixを以下の式により生成する(ステップS44)。
Smix=(1−K1)×S1+K1×S2 (但し、Kf=0)
Smix=(1−K2)×S2+K2×S3 (但し、Kf=1)
The weighted addition circuit 412 generates the final image data Smix by the following expression using the first to third processed image data S1, S2, S3, the mixture ratio data K1, K2, and the mixture ratio selection flag Kf. (Step S44).
Smix = (1−K1) × S1 + K1 × S2 (where Kf = 0)
Smix = (1−K2) × S2 + K2 × S3 (where Kf = 1)

これにより、最終画像データSmixは、本画像データとデフォーカス画像データの局所的な周波数成分の比較により、比較結果に応じた画像処理を施されたものとなる。具体的には、本画像において被写体の絵柄が存在しない部分についてはノイズ抑圧処理を強めてランダムノイズを強く抑圧し、被写体の絵柄が存在する部分については絵柄の高周波成分を増加させて輪郭強調をかけることができる。また、被写体の絵柄の強さとして中間の状態の部分については、ノイズ抑圧も輪郭強調も施していない元々の画像を用いることができ、ごく自然な最終画像を生成することができる。   As a result, the final image data Smix is subjected to image processing according to the comparison result by comparing the local frequency components of the main image data and the defocused image data. Specifically, in the main image, the noise suppression process is strengthened for the part where the subject's picture does not exist, and the random noise is strongly suppressed.For the part where the subject's picture exists, the high-frequency component of the picture is increased to enhance the contour. You can hang it. Further, the original image that is not subjected to noise suppression or contour enhancement can be used for a portion in an intermediate state as the strength of the subject image, and a very natural final image can be generated.

生成された最終画像データは、メモリIF回路404を介してメモリ308のカメラ処理画像データエリア(図示せず)に格納される(ステップS45)。その後、必要に応じてJPEG処理回路415により圧縮処理等を行い、カードインタフェース回路416を介してメモリ記録メディア309に圧縮画像データとして記録することができる。   The generated final image data is stored in a camera processing image data area (not shown) of the memory 308 via the memory IF circuit 404 (step S45). Thereafter, the JPEG processing circuit 415 can perform compression processing or the like as necessary, and can record the compressed image data on the memory recording medium 309 via the card interface circuit 416.

第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の効果が得られ、最終画像データとして、被写体の絵柄が存在する部分では絵柄の解像感を保ち、被写体の絵柄のない部分ではランダムノイズが強く抑圧された画像を得ることができる。勿論、最終画像データにおいては、固定パターンノイズも除去されていることは言うまでもない。   According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and as the final image data, the sense of resolution of the pattern is maintained in the portion where the pattern of the subject exists, and there is no pattern of the subject. In the portion, an image in which random noise is strongly suppressed can be obtained. Of course, it goes without saying that fixed pattern noise is also removed from the final image data.

なお、上述した実施形態は、例えばディジタルスチルカメラやディジタルビデオカメラに用いて好適である。   The above-described embodiment is suitable for use in, for example, a digital still camera or a digital video camera.

なお、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   It should be noted that the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. . That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

第1の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging device by 1st Embodiment. 第1の実施形態における動作シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement sequence in 1st Embodiment. 第1の実施形態における第1画像成分及び第2画像成分の大きさの差分値(D)と混合比率(K)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the difference value (D) of the magnitude | size of the 1st image component and 2nd image component in 1st Embodiment, and a mixing ratio (K). 第2の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging device by 2nd Embodiment. 第2の実施形態における動作シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement sequence in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における第1画像成分評価データと第2画像成分評価データの差分値(D)と、混合比率(K1)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the difference value (D) of the 1st image component evaluation data and 2nd image component evaluation data in 2nd Embodiment, and a mixture ratio (K1). 第2の実施形態における第1画像成分評価データと第2画像成分評価データの差分値(D)と、混合比率(K2)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the difference value (D) of 1st image component evaluation data and 2nd image component evaluation data in 2nd Embodiment, and a mixture ratio (K2).

符号の説明Explanation of symbols

101、301 フォーカスレンズ
103、303 シフトレンズ
104、304 アイリス
105、305 撮像素子
107、307 ディジタル信号処理部
108、308 メモリ
110、310 マイクロコンピュータ(マイコン)
205、208、405 バンドパスフィルタ
206、209、406 絶対値回路
207、210、407 移動平均フィルタ
211、408 レベル比較回路
213、215 帯域制限フィルタ
410 ノイズ除去フィルタ
413 アパーチャ付加回路
216、414 重み付け加算回路
101, 301 Focus lens 103, 303 Shift lens 104, 304 Iris 105, 305 Image sensor 107, 307 Digital signal processor 108, 308 Memory 110, 310 Microcomputer (microcomputer)
205, 208, 405 Band pass filter 206, 209, 406 Absolute value circuit 207, 210, 407 Moving average filter 211, 408 Level comparison circuit 213, 215 Band limiting filter 410 Noise removal filter 413 Aperture addition circuit 216, 414 Weighted addition circuit

Claims (14)

複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子での結像の状態を変えて得られる複数の画像の画像情報を、各画素毎又は画素領域毎に比較する比較手段と、
前記撮像素子により得られた画像に対して信号処理を施す信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段は、前記比較手段により比較結果として得られる前記画像情報の変化に応じて信号処理の内容を変更することを特徴とする撮像装置。
An imaging device having a plurality of pixels;
Comparison means for comparing image information of a plurality of images obtained by changing the state of image formation on the image sensor for each pixel or each pixel region;
Signal processing means for performing signal processing on an image obtained by the imaging device,
The image processing apparatus, wherein the signal processing means changes the content of signal processing in accordance with a change in the image information obtained as a comparison result by the comparison means.
前記画像情報が比較される各画素毎又は画素領域毎に、前記画像情報の変化に応じた信号処理を施すことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein signal processing corresponding to a change in the image information is performed for each pixel or each pixel region to which the image information is compared. 前記比較手段は、前記画像情報の比較により対象の画素又は画素領域が被写体像に係る画素又は画素領域であるか否かを判定し、
前記信号処理手段は、前記比較手段により被写体像に係る画素又は画素領域でないと判定された画素又は画素領域では第1の信号処理を施し、被写体像に係る画素又は画素領域であると判定された画素又は画素領域では第2の信号処理を施すことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
The comparison means determines whether the target pixel or pixel region is a pixel or pixel region related to the subject image by comparing the image information,
The signal processing means performs first signal processing on the pixel or the pixel area that is determined not to be the pixel or the pixel area related to the subject image by the comparison means, and is determined to be the pixel or the pixel area related to the subject image. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second signal processing is performed on the pixel or the pixel region.
前記信号処理手段は、前記画像情報の変化が予め定めた変化量より小さい画素又は画素領域ではノイズ抑圧処理を強めた第1の信号処理を行い、前記画像情報の変化が前記変化量より大きい画素又は画素領域では高周波成分強調処理を強めた第2の信号処理を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The signal processing means performs first signal processing in which noise suppression processing is strengthened in a pixel or a pixel region in which the change in the image information is smaller than a predetermined change amount, and the pixel in which the change in the image information is larger than the change amount. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the second signal processing with enhanced high-frequency component enhancement processing is performed in the pixel region. 前記第1の信号処理には帯域制限処理を含み、前記第2の信号処理にはアパーチャ補正処理を含むことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the first signal processing includes band limitation processing, and the second signal processing includes aperture correction processing. 前記画像情報は、前記各画像における所定の周波数帯域成分の値、又は当該所定の周波数帯域成分の値を加工して得られる値であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の撮像装置。   6. The image information according to claim 1, wherein the image information is a value of a predetermined frequency band component in each image or a value obtained by processing the value of the predetermined frequency band component. The imaging device described in 1. 前記結像の状態は、前記撮像素子での光学像のフォーカス状態であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging state is a focus state of an optical image on the imaging element. 前記結像の状態は、前記撮像素子での光学像の動きブレの状態であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging state is a motion blurring state of an optical image on the imaging element. 前記複数の画像は、前記撮像素子での結像の状態を変えて撮影した複数の撮像画像から、前記撮像素子を遮光状態にして撮影した黒画像を各々差し引いた複数の画像であることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の撮像装置。   The plurality of images are a plurality of images obtained by subtracting a black image captured with the image sensor being in a light-shielded state from a plurality of captured images captured while changing the imaging state of the image sensor. The imaging device according to any one of claims 1 to 8. 前記信号処理手段は、前記撮像素子での結像の状態を変えて得られる複数の画像のうちの一部の画像に対してのみ信号処理を施すことを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の撮像装置。   10. The signal processing unit according to claim 1, wherein the signal processing unit performs signal processing only on a part of a plurality of images obtained by changing a state of image formation on the imaging element. The imaging apparatus of Claim 1. 被写体にフォーカスした状態で撮影された第1の画像における所定の周波数帯域成分の値と、前記被写体にフォーカスしない状態で撮影された第2の画像における前記所定の周波数帯域成分の値に、所定値を越える変化が生じた画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容と、前記第1の画像の前記所定の周波数帯域成分の値と前記第2の画像の前記所定の周波数帯域成分の値に、前記所定値を越える変化が生じない画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容を変えることを特徴とする撮像装置。   The predetermined frequency band component value in the first image shot with the subject focused and the predetermined frequency band component value in the second image shot without the subject focused Content of signal processing for the first image in a pixel or pixel region in which a change exceeding 1 is generated, a value of the predetermined frequency band component of the first image, and the predetermined frequency band component of the second image An image pickup apparatus characterized by changing the content of signal processing on the first image in a pixel or a pixel region in which a change exceeding the predetermined value does not occur in the value of. 前記第1の画像は、前記被写体にフォーカスした状態で撮影した撮像画像から、撮像素子を遮光状態にして撮影した黒画像を差し引いた後の画像であり、
前記第2の画像は、前記被写体にフォーカスしない状態で撮影した撮像画像から、撮像素子を遮光状態にして撮影した黒画像を差し引いた後の画像であることを特徴とする請求項11記載の撮像装置。
The first image is an image obtained by subtracting a black image captured with the imaging element in a light-shielded state from a captured image captured with the subject focused.
The imaging according to claim 11, wherein the second image is an image obtained by subtracting a black image captured with the imaging element being shielded from a captured image captured without focusing on the subject. apparatus.
複数の画素を有する撮像素子での結像の状態を変えて複数の画像を得る撮像工程と、
前記撮像工程により得られる前記複数の画像の画像情報を、各画素毎又は画素領域毎に比較する比較工程と、
前記撮像工程により得られた画像に対して信号処理を施す信号処理工程とを有し、
前記信号処理工程では、前記比較工程での比較結果として得られる前記画像情報の変化に応じて信号処理の内容を変更することを特徴とする撮像方法。
An imaging process for obtaining a plurality of images by changing the state of image formation on an imaging device having a plurality of pixels;
A comparison step of comparing the image information of the plurality of images obtained by the imaging step for each pixel or each pixel region;
A signal processing step of performing signal processing on the image obtained by the imaging step,
In the signal processing step, the content of the signal processing is changed according to a change in the image information obtained as a comparison result in the comparison step.
被写体にフォーカスした状態で撮影された第1の画像における所定の周波数帯域成分の値と、前記被写体にフォーカスしない状態で撮影された第2の画像における前記所定の周波数帯域成分の値に、所定値を越える変化が生じた画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容と、前記第1の画像の前記所定の周波数帯域成分の値と前記第2の画像の前記所定の周波数帯域成分の値に、前記所定値を越える変化が生じない画素又は画素領域における前記第1の画像に対する信号処理の内容を変えることを特徴とする撮像方法。   The predetermined frequency band component value in the first image shot with the subject focused and the predetermined frequency band component value in the second image shot without the subject focused Content of signal processing for the first image in a pixel or pixel region in which a change exceeding 1 is generated, a value of the predetermined frequency band component of the first image, and the predetermined frequency band component of the second image The imaging method is characterized in that the content of signal processing for the first image in a pixel or a pixel region in which a change exceeding the predetermined value does not occur is changed.
JP2006167854A 2006-06-16 2006-06-16 Image pick-up device and image pick-up method Pending JP2007336386A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006167854A JP2007336386A (en) 2006-06-16 2006-06-16 Image pick-up device and image pick-up method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006167854A JP2007336386A (en) 2006-06-16 2006-06-16 Image pick-up device and image pick-up method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007336386A true JP2007336386A (en) 2007-12-27
JP2007336386A5 JP2007336386A5 (en) 2009-07-30

Family

ID=38935411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006167854A Pending JP2007336386A (en) 2006-06-16 2006-06-16 Image pick-up device and image pick-up method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007336386A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011087087A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Olympus Corp Apparatus, program and method for processing image signal
JP2012023423A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Ricoh Co Ltd Imaging device, and method and device for adjusting color shift in display monitor device
US8711250B2 (en) 2011-02-09 2014-04-29 Olympus Corporation Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP2014220583A (en) * 2013-05-02 2014-11-20 日本放送協会 Imaging apparatus and noise elimination program
WO2019181299A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 富士フイルム株式会社 Imaging control device, imaging device, imaging control method, and imaging control program

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001092955A (en) * 1999-09-21 2001-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for processing image
JP2002218312A (en) * 2001-01-17 2002-08-02 Ricoh Co Ltd Camera capable of soft focusing photographing
JP2002344816A (en) * 2001-05-18 2002-11-29 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Imaging and display device
JP2004304822A (en) * 2004-04-26 2004-10-28 Canon Inc Image processing system and its image processing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001092955A (en) * 1999-09-21 2001-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for processing image
JP2002218312A (en) * 2001-01-17 2002-08-02 Ricoh Co Ltd Camera capable of soft focusing photographing
JP2002344816A (en) * 2001-05-18 2002-11-29 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Imaging and display device
JP2004304822A (en) * 2004-04-26 2004-10-28 Canon Inc Image processing system and its image processing method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011087087A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Olympus Corp Apparatus, program and method for processing image signal
JP2012023423A (en) * 2010-07-12 2012-02-02 Ricoh Co Ltd Imaging device, and method and device for adjusting color shift in display monitor device
US8711250B2 (en) 2011-02-09 2014-04-29 Olympus Corporation Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP2014220583A (en) * 2013-05-02 2014-11-20 日本放送協会 Imaging apparatus and noise elimination program
WO2019181299A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 富士フイルム株式会社 Imaging control device, imaging device, imaging control method, and imaging control program
JPWO2019181299A1 (en) * 2018-03-23 2020-12-03 富士フイルム株式会社 Imaging control device, imaging device, imaging control method, and imaging control program
US10992872B2 (en) 2018-03-23 2021-04-27 Fujifilm Corporation Imaging control device, imaging apparatus, imaging control method, and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4534756B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, imaging apparatus, program, and recording medium
JP4404823B2 (en) Imaging device
JP4987355B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP4210021B2 (en) Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP3974633B1 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP6056702B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP3974634B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
US8102445B2 (en) Solid-state image-capturing apparatus, camera, and method of processing signal
WO2007077719A1 (en) Imaging device and its image processing method
JP2009284001A (en) Image processing device, image shooting device, and image processing method
JP4640068B2 (en) Imaging method and imaging apparatus
JP4891647B2 (en) camera
JP5417746B2 (en) Motion adaptive noise reduction device, image signal processing device, image input processing device, and motion adaptive noise reduction method
JP2013085284A (en) Video signal processing apparatus
JP5861924B2 (en) Imaging device
JP2006245999A (en) Imaging apparatus and program
JP2007336386A (en) Image pick-up device and image pick-up method
JP2012134745A (en) Image signal processing device
JP2006166108A (en) Imaging apparatus and imaging control method
KR20100044073A (en) An image pickup apparatus
JP5760654B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2008236739A (en) Imaging apparatus and imaging method
JP2015080157A (en) Image processing device, image processing method and program
JP7117532B2 (en) Image processing device, image processing method and program
JP7136077B2 (en) Image processing device and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090616

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110705