JP2008099196A - Signal processing method, signal processing circuit and imaging apparatus - Google Patents

Signal processing method, signal processing circuit and imaging apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing method, signal processing circuit and imaging apparatus in which color noise is reduced without damaging a color tone of an overall image. <P>SOLUTION: A low saturation compressing unit 532 sets non-compressibility (r) in accordance with a luminance signal Y and composes, in accordance with the non-compressibility (r), a compressed color difference signal obtained by compressing a color difference signal of a fixed level th-cmp or lower and a non-compressed color difference signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、色ノイズを抑える信号処理方法、信号処理回路及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a signal processing method, a signal processing circuit, and an imaging apparatus that suppress color noise.

入射した光を電気信号に変換し画像データを生成する撮像素子を用いたデジタルカメラ等の撮像装置において、特に撮影感度を高くした場合には、生成した画像データにノイズが顕著に発生してしまう。
ノイズは、輝度信号に発生する点状の輝度ノイズと、色信号に発生する斑状の色ノイズとに大別できる。このうち、色ノイズは低周波のランダムなノイズであり、生成した画像データに大幅な画質劣化をもたらす。
In an imaging device such as a digital camera using an imaging device that converts incident light into an electrical signal and generates image data, noise is particularly generated in the generated image data, particularly when the imaging sensitivity is increased. .
Noise can be broadly classified into dot-like luminance noise generated in the luminance signal and patchy color noise generated in the color signal. Among these, color noise is random noise of a low frequency, and causes significant image quality degradation in the generated image data.

このような色ノイズを線形フィルタで除去しようとすると、非常に多タップのフィルタが必要になってしまうため、コストがかかり、好ましくない。このため、コストをあまりかけずに色ノイズを除去する手法が考えられてきた。   If such a color noise is to be removed with a linear filter, a very multi-tap filter is required, which is expensive and undesirable. For this reason, a method for removing color noise without much cost has been considered.

例えば、低彩度圧縮という手法がある。
これは、画像データ内の彩度が低い部位を圧縮してしまい、色味をなくすことにより色ノイズを低減する手法である。
また、画像データ内の各部位の輝度に応じて彩度を落とすという、特許文献1及び2に開示された手法がある。
特開2001−189945号公報 特開2003−235055号公報
For example, there is a technique called low saturation compression.
This is a method of reducing color noise by compressing a low-saturation portion in image data and eliminating color.
In addition, there is a method disclosed in Patent Documents 1 and 2 in which the saturation is reduced according to the luminance of each part in the image data.
JP 2001-189945 A JP 2003-235055 A

しかし、上述した低彩度圧縮という手法は、画像データ全体に適用した場合に、画像全体のニュアンスが変わってしまう恐れがある、という不利益があり、色ノイズ低減のために積極的に適用することはできなかった。
また、上述した特許文献1及び2に開示された手法では、画像データの各部位の輝度値に応じて画像データ全体の彩度を下げているため、輝度が低く彩度が高い部位では、色が淡くなってしまう、という不利益があった。
However, the above-described technique of low saturation compression has the disadvantage that the nuance of the entire image may change when applied to the entire image data, and is actively applied to reduce color noise. I couldn't.
Further, in the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, the saturation of the entire image data is lowered according to the luminance value of each part of the image data. There was a disadvantage that became faint.

本発明は、上述した不利益を解消するために、画像全体の色味を損なわずに色ノイズを低減させる信号処理方法、信号処理回路及び撮像装置を提供することを目的とする。   In order to eliminate the disadvantages described above, an object of the present invention is to provide a signal processing method, a signal processing circuit, and an imaging apparatus that reduce color noise without impairing the color of the entire image.

上述した目的を達成するために、第1の発明の信号処理方法は、画像データから分離された輝度信号の輝度値に応じて、0以上1以下の所定の比率を設定する第1の工程と、前記画像データの色に関する色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成する第2の工程と、圧縮されていない前記色信号と、前記第2の工程において生成された前記被圧縮色信号とを、前記第1の工程において設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する第3の工程と、を有する。   In order to achieve the above-described object, a signal processing method according to a first aspect of the present invention includes a first step of setting a predetermined ratio of 0 or more and 1 or less according to a luminance value of a luminance signal separated from image data. The color signal relating to the color of the image data is compressed in a region where the absolute value of the input level of the color signal is not more than a first threshold value, and the absolute value of the input level of the color signal is set to the first threshold value. A second step of generating a compressed color signal that is not compressed with respect to a larger region, the uncompressed color signal, and the compressed color signal generated in the second step are And a third step of generating a synthesized color signal synthesized in accordance with the predetermined ratio set in the first step.

第2の発明の信号処理回路は、画像データから分離された輝度信号の輝度値に応じて0以上1以下の所定の比率を設定し、前記画像データの色に関する色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成し、圧縮されていない前記色信号と、生成された前記被圧縮色信号とを、設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する。   The signal processing circuit of the second invention sets a predetermined ratio of 0 or more and 1 or less according to the luminance value of the luminance signal separated from the image data, and inputs a color signal related to the color of the image data to the color signal. A compressed color signal is generated for a region where the absolute value of the level is equal to or less than the first threshold value, and is not compressed for a region where the absolute value of the input level of the color signal is greater than the first threshold value. Then, a combined color signal is generated by combining the uncompressed color signal and the generated compressed color signal in accordance with the set predetermined ratio.

第3の発明の撮像装置は、画像データを生成する撮像部と、前記撮像部が生成した前記画像データに対して信号処理を実行する信号処理部とを有し、前記信号処理部は、前記撮像部が生成した前記画像データを輝度信号と色に関する色信号とに分離する信号分離部と、前記信号分離部が分離した前記輝度信号の輝度値に応じて0以上1以下の所定の比率を設定し、前記色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成し、圧縮されていない前記色信号と、生成された前記被圧縮色信号とを、設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する色信号処理部と、を有する。   An imaging apparatus according to a third aspect of the present invention includes an imaging unit that generates image data, and a signal processing unit that performs signal processing on the image data generated by the imaging unit. A signal separation unit that separates the image data generated by the imaging unit into a luminance signal and a color signal relating to color, and a predetermined ratio of 0 to 1 in accordance with the luminance value of the luminance signal separated by the signal separation unit A region where the absolute value of the input level of the color signal is compressed with respect to a region where the absolute value of the input level of the color signal is equal to or less than the first threshold, and the absolute value of the input level of the color signal is greater than the first threshold A compressed color signal that is not compressed is generated, and a combined color signal obtained by combining the uncompressed color signal and the generated compressed color signal in accordance with the set predetermined ratio. A color signal processing unit to generate

本発明によれば、画像全体の色味を損なわずに色ノイズを低減させる信号処理方法、信号処理回路及び撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a signal processing method, a signal processing circuit, and an imaging apparatus that reduce color noise without impairing the color of the entire image.

以下、本発明の動きベクトル検出方法を適用したカメラシステム100(本発明の撮像装置に対応)の構成を示す。
図1のカメラシステム100は、例えば、レンズ1、撮像素子2、CDS(相関二重サンプリング)やプリアンプなどを有する前処理部3、AD(アナログ・デジタル)変換器4と、歪欠陥処理部51、輝度信号処理部52、色信号処理部53を有する信号処理部5などで構成される。
The configuration of the camera system 100 (corresponding to the imaging apparatus of the present invention) to which the motion vector detection method of the present invention is applied will be described below.
The camera system 100 of FIG. 1 includes, for example, a lens 1, an image sensor 2, a preprocessing unit 3 having a CDS (correlated double sampling), a preamplifier, and the like, an AD (analog / digital) converter 4, and a distortion defect processing unit 51. , A luminance signal processing unit 52, a signal processing unit 5 having a color signal processing unit 53, and the like.

レンズ1は、被写体(図示せず)の画像を撮像素子2の撮像面上に投写する。撮像素子2は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などからなり、レンズ1を透過した画像を電気信号に変換し、画像信号としてCDS(相関二重サンプリング)やプリアンプなどを有する前処理部3に供給する。   The lens 1 projects an image of a subject (not shown) on the imaging surface of the image sensor 2. The imaging device 2 is composed of, for example, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the like, converts an image transmitted through the lens 1 into an electrical signal, and uses CDS (correlated double sampling) or a preamplifier as an image signal. To the pre-processing unit 3 having

前処理部3は、撮像素子2からの画素信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すと共に、適正なレベルに合わせるためにゲインコントロール(AGC:Automatic Gain Control)を行い、また黒レベル調整も行われる。この前処理部3の出力信号は、後段のAD変換器4に出力される。   The preprocessing unit 3 samples and holds the pixel signal from the image pickup device 2 to extract necessary data, performs gain control (AGC: Automatic Gain Control) to adjust to an appropriate level, and also performs black level adjustment. Is called. The output signal of the preprocessing unit 3 is output to the AD converter 4 at the subsequent stage.

AD変換器4は、画素(画像)信号を取り扱うため、10〜12Bits精度のものが採用される。AD変換器4は、前処理部3から供給された出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号を後段に接続された信号処理部5に出力する。   Since the AD converter 4 handles a pixel (image) signal, one having an accuracy of 10 to 12 bits is adopted. The AD converter 4 converts the output signal supplied from the preprocessing unit 3 from an analog signal to a digital signal, and outputs the digital signal to the signal processing unit 5 connected to the subsequent stage.

信号処理部5は、歪欠陥処理部51、輝度信号処理部52と色信号処理部53などで構成され、デジタル信号処理が行われる。
歪欠陥処理部51では、黒検出、デジタルゲイン調整(Digital Gain Control)、レンズ1で生じるシェーディングの補正や、遅延線を用いて輝度信号と色信号を分離し、また遅延線を用いて画素欠陥の補正を行う。
The signal processing unit 5 includes a distortion defect processing unit 51, a luminance signal processing unit 52, a color signal processing unit 53, and the like, and performs digital signal processing.
In the distortion defect processing unit 51, black detection, digital gain adjustment (Digital Gain Control), shading correction generated in the lens 1, luminance signal and color signal are separated using a delay line, and pixel defect is detected using a delay line. Perform the correction.

輝度信号処理部52は、Y(輝度)信号の垂直・水平(方向)輪郭補正、Y輝度信号と垂直・水平輪郭補正信号のMix(混合;加算)処理、γ(ガンマ)補正、ルミナンス(輝度)キー処理、画像の一部領域を任意の輝度などに処理するソラリゼーション処理、また画像を反転するネガ処理などの種々の画像処理を行う。
色信号処理部53は、色分離やクランプ処理、色信号のノイズや色偽信号の除去、RGBマトリックス(Matrix)処理、R,G,Bの各色の係数を可変するホワイトバランス(WB)調整、γ(ガンマ)補正、R−G/B−G変換,色偽信号の抑圧処理、色差信号(Cr/Cb)の生成、クロマサプレス(抑制)処理,Hue/Gain調整などを行う。
The luminance signal processing unit 52 performs Y (luminance) signal vertical / horizontal (direction) contour correction, Y luminance signal and vertical / horizontal contour correction signal Mix (mixing; addition) processing, γ (gamma) correction, luminance (luminance). ) Various image processing such as key processing, solarization processing for processing a partial area of the image to an arbitrary luminance, and negative processing for inverting the image.
The color signal processing unit 53 performs color separation and clamping processing, removal of color signal noise and color false signals, RGB matrix (Matrix) processing, white balance (WB) adjustment for varying the coefficients of R, G, and B colors, γ (gamma) correction, RG / BG conversion, color false signal suppression processing, color difference signal (Cr / Cb) generation, chroma suppression (suppression) processing, Hue / Gain adjustment, and the like are performed.

また、色信号処理部53は、色差信号生成部531、低彩度圧縮部532をさらに有する。
色差信号生成部531は、入力された赤色信号R、緑色信号G、青色信号Bを基に、色差信号Cr及びCbを生成する。
低彩度圧縮部532は、色差信号生成部531が生成した色差信号Cr/Cbと、輝度信号処理部から入力された輝度信号Yとを基に、後述する低彩度圧縮処理を行う。
The color signal processing unit 53 further includes a color difference signal generation unit 531 and a low saturation compression unit 532.
The color difference signal generation unit 531 generates color difference signals Cr and Cb based on the input red signal R, green signal G, and blue signal B.
The low saturation compression unit 532 performs low saturation compression processing described later based on the color difference signal Cr / Cb generated by the color difference signal generation unit 531 and the luminance signal Y input from the luminance signal processing unit.

次に、低彩度圧縮部532が行う低彩度圧縮処理について説明する。
従来の低彩度圧縮処理では、上記背景技術及び課題において説明したように、画像データ内の彩度が低い部位を圧縮してしまい、色味をなくすことにより色ノイズを低減する。このため、色ノイズの色合いに近い淡い色合いをも圧縮してしまい、画像データ全体のニュアンスが異なってしまう、という不利益を生じる。
より具体的に説明すると、入力された色差信号Cr或いはCbが、ある一定のレベル(例えば、しきい値th_cmp)以下である場合に、出力値を図2に示すように圧縮する。すなわち、彩度が高い部分は(大きい色差信号は)そのまま出力されるが、彩度が低い部分は(th_cmp以下の色差信号は)圧縮されて無彩色に近づくために、色ノイズが低減されるとともに画像全体としてのニュアンスが異なってしまう。
なお、しきい値th_cmpは、例えば経験的に設定された値であり、その設定方法は本発明では限定しない。
Next, the low saturation compression process performed by the low saturation compression unit 532 will be described.
In the conventional low-saturation compression process, as described in the background art and problem, a portion with low saturation in the image data is compressed, and color noise is reduced by eliminating the color. For this reason, a light hue close to the hue of the color noise is compressed, resulting in a disadvantage that the nuances of the entire image data are different.
More specifically, when the input color difference signal Cr or Cb is below a certain level (for example, threshold value th_cmp), the output value is compressed as shown in FIG. That is, the portion with high saturation (the large color difference signal) is output as it is, but the portion with low saturation (the color difference signal of th_cmp or less) is compressed and approaches an achromatic color, so that the color noise is reduced. At the same time, the nuances of the entire image are different.
The threshold th_cmp is, for example, a value set empirically, and the setting method is not limited in the present invention.

そこで、本実施形態の低彩度圧縮部532では、上述した従来の低彩度圧縮処理を行った後、元の圧縮されていない色差信号と、圧縮された色差信号(以下被圧縮色差信号Cr_cmp及びCb_cmpと表す)とを適当な比率で合成することにより、色ノイズ部分を圧縮しつつ画像全体の色味にかかわる部分に関しては圧縮を抑えることが可能になる。   Therefore, in the low saturation compression unit 532 of the present embodiment, after performing the conventional low saturation compression process described above, the original uncompressed color difference signal and the compressed color difference signal (hereinafter referred to as the compressed color difference signal Cr_cmp). And Cb_cmp) at a suitable ratio, it is possible to suppress the compression of the portion related to the color of the entire image while compressing the color noise portion.

圧縮されていない色差信号Cr及びCbと、被圧縮色差信号Cr_cmp及びCb_cmpとを合成する際には、以下の式(1)に従って合成し、合成色差信号Cr_com及びCb_comを生成する。   When the uncompressed color difference signals Cr and Cb and the compressed color difference signals Cr_cmp and Cb_cmp are combined, they are combined according to the following equation (1) to generate combined color difference signals Cr_com and Cb_com.

Figure 2008099196
Figure 2008099196

非圧縮率r(所定の比率)は、圧縮されていない色差信号と、被圧縮色差信号とを合成する際の比率を示す係数であり、輝度信号Yを基に算出される。非圧縮率rの算出方法については後述する。
なお、実際には式(1)を変形して以下の式(2)に示す式とすれば、式(1)に比較して回路規模を抑えることが可能になる。
The uncompressed ratio r (predetermined ratio) is a coefficient indicating a ratio when the uncompressed color difference signal and the compressed color difference signal are combined, and is calculated based on the luminance signal Y. A method for calculating the non-compression rate r will be described later.
In practice, if the equation (1) is modified into the equation shown in the following equation (2), the circuit scale can be suppressed as compared with the equation (1).

Figure 2008099196
Figure 2008099196

なお、上記式(1)及び(2)においては色差信号Crについて示しているが、色差信号Cbの場合も同様の式で合成を行う。   Although the color difference signal Cr is shown in the above formulas (1) and (2), the color difference signal Cb is also synthesized by the same formula.

上記式(1)及び(2)では、係数rは0から1までの値をとる。
非圧縮率rが0であるときは、出力はCr_cmpとなり、これはすなわち、出力信号が完全に圧縮された信号のみであることを意味する。
また逆に、非圧縮率rが1であるときは、出力はCrとなり、これはすなわち、出力信号は全く圧縮されていない信号のみであることを意味する。
In the above formulas (1) and (2), the coefficient r takes a value from 0 to 1.
When the uncompressed ratio r is 0, the output is Cr_cmp, which means that the output signal is only a completely compressed signal.
Conversely, when the uncompressed ratio r is 1, the output is Cr, which means that the output signal is only a signal that is not compressed at all.

次に、非圧縮率rの値の設定方法について説明する。
図3は、非圧縮率rの設定方法について説明するための図である。
図3の縦軸は非圧縮率r、横軸は輝度信号の輝度値Yinである。
図3に示すように、輝度値Yinがあるしきい値th_start未満である場合は、非圧縮率rを0とする。
輝度値Yinがしきい値th_start以上、かつrが1未満である場合は、非圧縮率rは以下の式(3)で与えられる。
Next, a method for setting the value of the non-compression rate r will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method for setting the non-compression rate r.
In FIG. 3, the vertical axis represents the uncompressed ratio r, and the horizontal axis represents the luminance value Yin of the luminance signal.
As shown in FIG. 3, when the luminance value Yin is less than a certain threshold th_start, the non-compression rate r is set to zero.
When the luminance value Yin is greater than or equal to the threshold th_start and r is less than 1, the uncompressed rate r is given by the following equation (3).

Figure 2008099196
Figure 2008099196

ここで、gainは非圧縮率rの傾きを表す値であり、自由に設定が可能である。傾きgainを小さく設定すれば、非圧縮率rは輝度値Yinに応じて緩やかに変化するようになる。
式(3)に従って非圧縮率rが1に達したら、それ以上の輝度値Yinにおいては非圧縮率rは1に保たれる。
Here, gain is a value representing the slope of the non-compression rate r, and can be set freely. If the slope gain is set to a small value, the uncompressed ratio r changes gently according to the luminance value Yin.
When the uncompressed rate r reaches 1 according to the equation (3), the uncompressed rate r is maintained at 1 for the luminance value Yin higher than that.

上述したしきい値th_start及び傾きgainは、出力された色差信号Cr及びCbが最適な色差値を有するように適切に調整される必要がある。すなわち、しきい値th_start及び傾きgainの値は、入力される画像データによって変わってくるために、例えばユーザが入力画像データと出力画像データとを見比べながら上記しきい値th_start及び傾きgainを変化させ、所望の出力画像が出力されるようにしきい値th_start及び傾きgainを調整することによって決定される。   The threshold value th_start and the slope gain described above need to be appropriately adjusted so that the output color difference signals Cr and Cb have optimum color difference values. That is, the values of the threshold th_start and the slope gain vary depending on the input image data. For example, the user changes the threshold th_start and the slope gain while comparing the input image data and the output image data. The threshold value th_start and the inclination gain are adjusted so that a desired output image is output.

以下、しきい値th_startと傾きgainの調整の具体例について説明する。
図4は、しきい値th_startと傾きgainの設定の一例を説明するための図である。
図4(a)は撮像素子2への入力信号量と入力信号にかかるゲイン値との関係を示す図であり、図4(b)〜(d)は、図4(a)におけるゲイン値に応じてしきい値th_startと傾きgainとを設定する具体例を示す図である。
撮像素子2にかかるゲイン値が大きいほどS/N比は低くなる(ノイズが多くなる)ので、図4(a)に示すゲイン値に応じて、彩度圧縮を実行する輝度の範囲を設定することにより、適切に彩度圧縮された画像を得ることができる。
Hereinafter, a specific example of the adjustment of the threshold th_start and the inclination gain will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of setting of the threshold th_start and the slope gain.
4A is a diagram showing the relationship between the input signal amount to the image sensor 2 and the gain value applied to the input signal, and FIGS. 4B to 4D show the gain values in FIG. It is a figure which shows the specific example which sets threshold value th_start and inclination gain according to it.
Since the S / N ratio decreases (noise increases) as the gain value applied to the image sensor 2 increases, the luminance range for executing the saturation compression is set according to the gain value shown in FIG. As a result, it is possible to obtain an image that is appropriately chroma-compressed.

すなわち、図4(a)に示す、ゲイン値が小さい場合(ゲイン値1〜9の場合)には、S/N比がそれほど悪くないと判断して図4(b)に示すように、非圧縮率rを1に固定し(すなわち彩度圧縮を無しにし)、入力された信号をそのまま出力する。
また、例えばゲイン値が大きい場合(ゲイン値18〜36の場合)には、S/N比が悪いと判断し、図4(d)に示すように、例えばth_startを5%、傾きgainを3と設定することによって、彩度圧縮される範囲を大きくすることができる。
また、ゲイン値が大きい場合と小さい場合の中間の場合(ゲイン値9〜18の場合)には、図4(c)に示すように、非圧縮率rも上記2つの場合の中間となるように、例えばしきい値th_startを0%、傾きgainを8と設定する。
That is, when the gain value shown in FIG. 4A is small (gain values 1 to 9), it is determined that the S / N ratio is not so bad, and as shown in FIG. The compression ratio r is fixed to 1 (that is, no saturation compression is performed), and the input signal is output as it is.
For example, when the gain value is large (when the gain value is 18 to 36), it is determined that the S / N ratio is bad, and as shown in FIG. 4D, for example, th_start is 5%, and the slope gain is 3 By setting as above, the saturation compression range can be increased.
Further, in the case where the gain value is intermediate between the case where the gain value is large and the case where the gain value is small (when the gain value is 9 to 18), as shown in FIG. 4C, the non-compression ratio r is also intermediate between the above two cases. For example, the threshold th_start is set to 0% and the slope gain is set to 8.

このように設定することによって、S/N比が大きいと判断できる、ゲイン値が大きい部位では彩度圧縮の比率を上げ、S/N比が小さいと判断できる、ゲイン値が小さい部位では彩度圧縮の比率を下げることによって、入力画像に対して適切に彩度圧縮を行うことができ、画像全体の色味を損なわずに色ノイズを軽減することができる。
なお、上述したしきい値th_start及び傾きgainの設定方法は一例であり、本発明の非圧縮率rは上述した設定方法に限定されない。例えば、カメラシステム100の設計時に予め決定しておき、出荷時に記憶させておく等でも良いし、ユーザが入力画像と出力画像とを見比べながらリアルタイムに設定しても良い。
By setting in this way, it is possible to determine that the S / N ratio is large, increase the ratio of saturation compression at a portion where the gain value is large, and increase the saturation ratio at a portion where the S / N ratio is small and determine that the S / N ratio is small. By reducing the compression ratio, saturation compression can be appropriately performed on the input image, and color noise can be reduced without impairing the color of the entire image.
Note that the above-described method for setting the threshold th_start and the slope gain is an example, and the non-compression rate r of the present invention is not limited to the above-described setting method. For example, it may be determined in advance at the time of designing the camera system 100 and stored at the time of shipment, or the user may set in real time while comparing the input image and the output image.

次に、本実施形態のカメラシステム100の動作例について説明する。
図5は、カメラシステム100の動作例について説明するためのフローチャートである。
ステップST1:
レンズ1に入射した光を基に、撮像素子2が画像データを生成する。
ステップST2:
ステップST1において生成された画像データが信号処理部5に入力され、歪み欠陥処理部51が輝度信号Yと色信号R,G,Bとに分離する。
Next, an operation example of the camera system 100 of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example of the camera system 100.
Step ST1:
Based on the light incident on the lens 1, the image sensor 2 generates image data.
Step ST2:
The image data generated in step ST1 is input to the signal processing unit 5, and the distortion defect processing unit 51 separates the luminance signal Y and the color signals R, G, and B.

ステップST3:
色差信号生成部531は、色信号R,G,Bを基に色差信号Cr,Cbを生成する。
ステップST4:
図1に図示しない操作部等を介したユーザの操作等によって、非圧縮率rが設定される。
なお、非圧縮率rはユーザの操作によって設定されてもよいし、予めゲイン値等に応じて設定され記憶されていても良い。また、図5に示した動作例では本ステップST4において非圧縮率rの設定を行っているが、本発明はこれには限定されず、非圧縮率rの設定は後述するステップST6において低彩度圧縮部532が行う処理より前に行われればよい。
Step ST3:
The color difference signal generation unit 531 generates color difference signals Cr and Cb based on the color signals R, G, and B.
Step ST4:
The non-compression rate r is set by a user operation or the like via an operation unit (not shown in FIG. 1).
The non-compression ratio r may be set by a user operation, or may be set and stored in advance according to a gain value or the like. In the operation example shown in FIG. 5, the non-compression rate r is set in this step ST4. However, the present invention is not limited to this, and the setting of the non-compression rate r is low in step ST6 described later. It may be performed before the processing performed by the degree compression unit 532.

ステップST5:
低彩度圧縮部532は、ステップST3において生成された色差信号Cr,Cbを基に、色差信号がth_cmp以下のCr及びCbを圧縮した、被圧縮色差信号Cr_cmp及びCb_cmpを生成する。
ステップST6:
低彩度圧縮部532は、ステップST5において生成された被圧縮色差信号Cr_cmp及びCb_cmpと、圧縮されていない色差信号Cr及びCbとを、ステップST4において設定された非圧縮率rの値を使用し式(1)または(2)に従って合成し、合成色差信号Cr_com及びCb_comを生成する。
ステップST7:
信号処理部5は、合成色差信号Cr_com及びCb_com、輝度信号Yとをアナログに変換して出力する。
Step ST5:
The low saturation compression unit 532 generates compressed color difference signals Cr_cmp and Cb_cmp by compressing Cr and Cb whose color difference signals are equal to or less than th_cmp based on the color difference signals Cr and Cb generated in step ST3.
Step ST6:
The low saturation compression unit 532 uses the compressed color difference signals Cr_cmp and Cb_cmp generated in step ST5 and the uncompressed color difference signals Cr and Cb using the value of the uncompressed ratio r set in step ST4. The synthesized color difference signals Cr_com and Cb_com are generated by synthesizing according to the formula (1) or (2).
Step ST7:
The signal processing unit 5 converts the combined color difference signals Cr_com and Cb_com and the luminance signal Y into analog signals and outputs them.

以上説明したように、本実施形態のカメラシステム100によれば、輝度信号Yに応じて非圧縮率rを設定し、一定のレベルth_cmp以下の色差信号を圧縮した被圧縮色差信号と、圧縮していない色差信号とを非圧縮率rに応じて合成することによって、色ノイズが目立つ低輝度部においては被圧縮色差信号の割合を高めて色ノイズを強力に除去するとともに、非圧縮率を適切に設定することによって、画像全体の色味が異なってしまう自体を回避することができる。   As described above, according to the camera system 100 of the present embodiment, the uncompressed rate r is set according to the luminance signal Y, and the compressed color difference signal obtained by compressing the color difference signal of a certain level th_cmp or less is compressed. By combining the non-compressed color difference signal according to the uncompressed ratio r, in the low luminance part where the color noise is conspicuous, the ratio of the compressed color difference signal is increased and the color noise is strongly removed, and the uncompressed ratio is appropriately set. By setting to, it is possible to avoid the fact that the color of the entire image is different.

また、従来の低彩度圧縮処理を実行できる回路では、多タップのフィルタが必要であったが、本実施形態のカメラシステム100によれば、式(2)を使用した回路構成とすることにより、回路を構成するのが容易になる。
また、非圧縮率rは自由に設定が可能であるため、入力される画像データに応じて適切な色ノイズ除去を行うことができる。
In addition, in the conventional circuit that can execute the low saturation compression process, a multi-tap filter is necessary. However, according to the camera system 100 of the present embodiment, the circuit configuration using Expression (2) is adopted. It becomes easy to configure the circuit.
Further, since the non-compression rate r can be set freely, appropriate color noise removal can be performed according to input image data.

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、本発明の実施に際しては、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
That is, when implementing the present invention, various modifications, combinations, sub-combinations, and alternatives may be made to the components of the above-described embodiments within the technical scope of the present invention or an equivalent scope thereof.

上述した実施形態においては、画像データを輝度信号と色信号(RGB)信号とに分離し、RGB信号を基に色差信号Cr及びCbを生成し、色差信号を利用して低彩度圧縮及び合成処理を行うカメラシステム100について説明したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、本発明では、例えば、RGB信号からR−G/B−G/G信号等を生成し、これを基に上述した処理を行うようにしても良い。また、色信号を他の色空間に分離して上述した処理を行っても良い。   In the embodiment described above, the image data is separated into the luminance signal and the color signal (RGB) signal, the color difference signals Cr and Cb are generated based on the RGB signal, and the low saturation compression and synthesis are performed using the color difference signal. Although the camera system 100 that performs processing has been described, the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, for example, an R-G / B-G / G signal or the like may be generated from an RGB signal, and the above-described processing may be performed based on this. Further, the above-described processing may be performed by separating the color signal into another color space.

また、上述した実施形態においては、被圧縮色差信号と圧縮されていない色差信号との2つの信号を合成する例について説明したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、本発明では、被圧縮信号において圧縮される領域(入力レベルth_cmp以下の部分)とその圧縮率とを入力レベルに応じて2つ以上に分け、それぞれ異なる圧縮率によって圧縮された2つ以上の色差信号と、圧縮されていない色差信号とを、予め設定された非圧縮率r´に応じた比率で合成するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the two signals of the compressed color difference signal and the uncompressed color difference signal are combined has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, the region to be compressed in the signal to be compressed (the portion below the input level th_cmp) and its compression rate are divided into two or more according to the input level, and two or more compressed by different compression rates, respectively. These color difference signals and the uncompressed color difference signals may be combined at a ratio corresponding to a preset non-compression rate r ′.

図1は、カメラシステム100の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the camera system 100. 図2は、低彩度圧縮について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining low saturation compression. 図3は、非圧縮率rの設定方法について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method for setting the non-compression rate r. 図4は、しきい値th_startと傾きgainの設定の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of setting of the threshold th_start and the slope gain. 図5は、カメラシステム100の動作例について説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example of the camera system 100.

符号の説明Explanation of symbols

100…カメラシステム、1…レンズ、2…撮像素子、3…前処理部、4…AD変換器、5…信号処理部、51…歪欠陥処理部、52…輝度信号処理部、53…色信号処理部、531…色差信号生成部、532…低彩度圧縮部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Camera system, 1 ... Lens, 2 ... Image sensor, 3 ... Pre-processing part, 4 ... AD converter, 5 ... Signal processing part, 51 ... Distortion defect processing part, 52 ... Luminance signal processing part, 53 ... Color signal Processing unit, 531 ... Color difference signal generation unit, 532 ... Low saturation compression unit

Claims (4)

画像データから分離された輝度信号の輝度値に応じて、0以上1以下の所定の比率を設定する第1の工程と、
前記画像データの色に関する色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成する第2の工程と、
圧縮されていない前記色信号と、前記第2の工程において生成された前記被圧縮色信号とを、前記第1の工程において設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する第3の工程と、
を有する信号処理方法。
A first step of setting a predetermined ratio of 0 or more and 1 or less according to the luminance value of the luminance signal separated from the image data;
The color signal relating to the color of the image data is compressed in a region where the absolute value of the input level of the color signal is equal to or less than the first threshold value, and the absolute value of the input level of the color signal is less than the first threshold value. A second step of generating a compressed color signal that is not compressed for a large region;
A combined color signal is generated by combining the uncompressed color signal and the compressed color signal generated in the second step according to the predetermined ratio set in the first step. A third step;
A signal processing method.
前記第3の工程において、圧縮されていない前記色信号に前記第1の工程において設定された前記所定の比率を乗じ、前記第2の工程において生成された前記被圧縮色信号に(1−前記所定の比率)の係数を乗じ、前記所定の比率を乗じた圧縮されていない前記色信号と(1−前記所定の比率)の係数を乗じた前記被圧縮色信号とを加算することにより前記合成色信号を生成する
請求項1に記載の信号処理方法。
In the third step, the uncompressed color signal is multiplied by the predetermined ratio set in the first step, and the compressed color signal generated in the second step is (1- (The predetermined ratio) is multiplied by the coefficient, and the uncompressed color signal multiplied by the predetermined ratio is added to the compressed color signal multiplied by the coefficient of (1-the predetermined ratio). The signal processing method according to claim 1, wherein a color signal is generated.
画像データから分離された輝度信号の輝度値に応じて0以上1以下の所定の比率を設定し、前記画像データの色に関する色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成し、圧縮されていない前記色信号と、生成された前記被圧縮色信号とを、設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する
信号処理回路。
A predetermined ratio of 0 or more and 1 or less is set according to the luminance value of the luminance signal separated from the image data, and the absolute value of the input level of the color signal of the color signal related to the color of the image data is the first threshold. A compressed color signal that is compressed with respect to a region that is less than or equal to a value, and that is not compressed with respect to a region in which the absolute value of the input level of the color signal is greater than the first threshold, A signal processing circuit that generates a composite color signal by combining the generated color signal to be compressed in accordance with the set predetermined ratio.
画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部が生成した前記画像データに対して信号処理を実行する信号処理部と
を有し、
前記信号処理部は、
前記撮像部が生成した前記画像データを輝度信号と色に関する色信号とに分離する信号分離部と、
前記信号分離部が分離した前記輝度信号の輝度値に応じて0以上1以下の所定の比率を設定し、前記色信号を当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値以下の領域に関して圧縮を行い、当該色信号の入力レベルの絶対値が第1のしきい値より大きい領域に関しては圧縮を行わない被圧縮色信号を生成し、圧縮されていない前記色信号と、生成された前記被圧縮色信号とを、設定された前記所定の比率に応じて合成した合成色信号を生成する色信号処理部と、
を有する撮像装置。
An imaging unit for generating image data;
A signal processing unit that performs signal processing on the image data generated by the imaging unit, and
The signal processing unit
A signal separation unit for separating the image data generated by the imaging unit into a luminance signal and a color signal relating to color;
A predetermined ratio of 0 or more and 1 or less is set according to the luminance value of the luminance signal separated by the signal separation unit, and the absolute value of the input level of the color signal is equal to or smaller than a first threshold value. A compressed color signal is generated that is compressed with respect to a region, and is not compressed with respect to a region where the absolute value of the input level of the color signal is greater than the first threshold, and the color signal that is not compressed is generated. A color signal processing unit that generates a composite color signal obtained by combining the compressed color signal with the set predetermined ratio;
An imaging apparatus having
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