JP2009027604A - ノイズ低減装置およびノイズ低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各画素が一部の色成分のみを有する入力フレーム画像F1を含む動画像のノイズ低減装置400aは、動画像中で動きのある動領域と、動領域以外の静領域と、を検出する動き検出部412と、複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像G0を生成する時間平滑化処理部と、を備えている。時間平滑化処理部は、個々のフレーム画像を構成する画素毎に時間的平滑化処理の度合を設定可能であり、各画素が有する色成分を増加させないように画素毎に時間的平滑化処理を施す。静領域画素における時間的平滑化処理の度合は、動領域画素における時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定される。
【選択図】図3
Description
各画素が複数の色成分のうちの一部の色成分のみを有する複数の入力フレーム画像を含む動画像のノイズを低減するノイズ低減装置であって、前記動画像中で動きのある動領域と、前記動領域以外の静領域と、を検出する動き検出部と、前記複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像を生成する時間平滑化処理部と、を備え、前記時間平滑化処理部は、前記複数の入力フレーム画像の個々のフレーム画像を構成する画素毎に前記時間的平滑化処理の度合を設定可能に構成されており、前記静領域に属する静領域画素における前記時間的平滑化処理の度合は、前記動領域に属する動領域画素における前記時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定され、前記時間平滑化処理部は、前記時間的平滑化処理において各画素が有する色成分を増加させないように、前記画素毎に前記時間的平滑化処理を施す、ノイズ低減装置。
適用例1記載のノイズ低減装置であって、さらに、前記複数の入力フレーム画像のそれぞれに対して空間的平滑化処理を施して空間平滑フレーム画像を生成する空間平滑化フィルタと、前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像とを混合する平滑画像混合部と、を備え、前記平滑画像混合部は、画素毎に前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像との混合比率を設定可能に構成されており、前記静領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率は、前記動領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率よりも高くなるように設定されている、ノイズ低減装置。
適用例1または2記載のノイズ低減装置であって、前記時間平滑化処理部は、前記時間平滑フレーム画像を格納するフレーム格納部と、前記フレーム格納部に格納され、前記時間平滑化処理部に入力される現フレームの現フレーム画像と、現フレームの直前のフレームにおいて生成された前フレーム時間平滑画像と、を混合することにより現フレームの時間平滑画像を生成する重畳処理部と、を備え、前記時間的平滑化処理の度合は、前記重畳処理部における、前記現フレーム画像と前記前フレーム時間平滑画像との混合比率を指定することにより設定される、ノイズ低減装置。
複数の入力フレーム画像を含む動画像のノイズを低減するノイズ低減装置であって、前記動画像中で動きのある動領域と、前記動領域以外の静領域と、を検出する動き検出部と、前記複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像を生成する時間平滑化処理部と、前記複数の入力フレーム画像のそれぞれに対して空間的平滑化処理を施して空間平滑フレーム画像を生成する空間平滑化フィルタと、前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像とを混合する平滑画像混合部と、を備え、前記時間平滑化処理部は、前記複数の入力フレーム画像の個々のフレーム画像を構成する画素毎に前記時間的平滑化処理の度合を設定可能に構成されており、前記静領域に属する静領域画素における前記時間的平滑化処理の度合は、前記動領域に属する動領域画素における前記時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定され、前記平滑画像混合部は、画素毎に前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像との混合比率を設定可能に構成されており、前記静領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率は、前記動領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率よりも高くなるように設定されている、ノイズ低減装置。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.変形例:
図1は、本発明の一実施例としてのビデオカメラ10の概略構成を示す概略構成図である。ビデオカメラ10は、撮像レンズ100と、イメージセンサ200と、前処理部300と、ノイズ低減部400と、後処理部500と、ビデオ信号生成部600と、を備えている。
(a)動領域画素については、混合比率A=27/32(約0.84)
(b)静領域画素については、混合比率A=16/32(0.5)
図3は、第2実施例におけるノイズ低減部400aの機能的な構成を示すブロック図である。第2実施例は、ノイズ低減部400aの構成が第1実施例のノイズ低減部400(図2)と異なっている点で、第1実施例と異なっている。他の点は、第1実施例と同じである。
(a)動領域画素については、B=5/32(約0.16)
(b)静領域画素については、B=16/32(0.5)
図5は、第3実施例におけるノイズ低減部400bの機能的な構成を示すブロック図である。第3実施例は、ノイズ低減部400bの構成が第2実施例のノイズ低減部400a(図3)と異なっている点で、第2実施例と異なっている。他の点は、第2実施例と同じである。
(a)動領域画素については、混合比率A=16/32(0.5)
(b)静領域画素については、混合比率A=27/32(約0.84)
なお、この発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施例では、ノイズ低減部400(図1)は、補間処理部510を有する後処理部500の前に配置され、ノイズ低減処理は補間処理前のBayerデータに対して施されるが、ノイズ低減処理を補間処理後のデータに対して施すものとしてもよい。但し、RGBのいずれか1色の色成分値毎にノイズ低減処理を施すことによりノイズ低減処理に要する演算処理量を低減することができる点で、ノイズ低減処理をBayerデータに対して施すことがより好ましい。
上記第2ないし第3実施例では、時間的な平滑化処理は巡回型フィルタによって行われているが、一般に、複数のフレーム画像を用いて時間的に平滑化されたフレーム画像が生成可能であれば、任意の時間的平滑化処理方法を用いることができる。時間的な平滑化処理は、例えば、非巡回型フィルタを用いて行うことも可能である。但し、フレーム画像を格納するフレームメモリの容量をより低減することができる点で、巡回型フィルタを用いて時間的平滑化処理を行うのが好ましい。
上記各実施例では、動き検出部は、フレームメモリに格納されたフレーム画像の画素値と、フレームメモリに入力されるフレーム画像の画素値との差分に基づいて、各画素が動領域と静領域とのいずれに属するかを決定しているが、他の方法により各画素が動領域と静領域とのいずれに属するかを決定することも可能である。例えば、フレーム画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎にその変化を検出することも可能である。また、複数のフレーム画像から移動体の位置と動きベクトルを検出し、移動体の位置と動きベクトルとに基づいて各画素が動領域と静領域とのいずれに属するかを決定することも可能である。
上記各実施例では、本発明をビデオカメラに適用しているが、本発明は動画像の入出力を行う装置であれば任意の装置に適用することができる。本発明は、例えば、ビデオレコーダやビデオディスク等の動画記録装置および動画再生装置、テレビやプロジェクタ等の動画表示装置に適用することも可能である。
100…撮像レンズ
200…イメージセンサ
202…撮像面
210…カラーフィルタ
220…撮像素子
300…前処理部
400,400a,400b…ノイズ低減部
410,410a,410b…フレーム蓄積部
412…動き検出部
414…フレームメモリ
416…重畳フレームメモリ
418…非重畳フレームメモリ
420,420b…画像混合部
422,422b…混合比率決定部
424…混合処理部
430…空間平滑化フィルタ
440…画像重畳部
442…重畳比率決定部
444…重畳処理部
450…タイミング調整部
500…後処理部
510…補間処理部
600…ビデオ信号生成部
Claims (5)
- 各画素が複数の色成分のうちの一部の色成分のみを有する複数の入力フレーム画像を含む動画像のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
前記動画像中で動きのある動領域と、前記動領域以外の静領域と、を検出する動き検出部と、
前記複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像を生成する時間平滑化処理部と、
を備え、
前記時間平滑化処理部は、前記複数の入力フレーム画像の個々のフレーム画像を構成する画素毎に前記時間的平滑化処理の度合を設定可能に構成されており、
前記静領域に属する静領域画素における前記時間的平滑化処理の度合は、前記動領域に属する動領域画素における前記時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定され、
前記時間平滑化処理部は、前記時間的平滑化処理において各画素が有する色成分を増加させないように、前記画素毎に前記時間的平滑化処理を施す、
ノイズ低減装置。 - 請求項1記載のノイズ低減装置であって、さらに、
前記複数の入力フレーム画像のそれぞれに対して空間的平滑化処理を施して空間平滑フレーム画像を生成する空間平滑化フィルタと、
前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像とを混合する平滑画像混合部と、
を備え、
前記平滑画像混合部は、画素毎に前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像との混合比率を設定可能に構成されており、
前記静領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率は、前記動領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率よりも高くなるように設定されている、
ノイズ低減装置。 - 請求項1または2記載のノイズ低減装置であって、
前記時間平滑化処理部は、
前記時間平滑フレーム画像を格納するフレーム格納部と、
前記フレーム格納部に格納され、前記時間平滑化処理部に入力される現フレームの現フレーム画像と、現フレームの直前のフレームにおいて生成された前フレーム時間平滑画像と、を混合することにより現フレームの時間平滑画像を生成する重畳処理部と、
を備え、
前記時間的平滑化処理の度合は、前記重畳処理部における、前記現フレーム画像と前記前フレーム時間平滑画像との混合比率を指定することにより設定される、
ノイズ低減装置。 - 複数の入力フレーム画像を含む動画像のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
前記動画像中で動きのある動領域と、前記動領域以外の静領域と、を検出する動き検出部と、
前記複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像を生成する時間平滑化処理部と、
前記複数の入力フレーム画像のそれぞれに対して空間的平滑化処理を施して空間平滑フレーム画像を生成する空間平滑化フィルタと、
前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像とを混合する平滑画像混合部と、
を備え、
前記時間平滑化処理部は、前記複数の入力フレーム画像の個々のフレーム画像を構成する画素毎に前記時間的平滑化処理の度合を設定可能に構成されており、
前記静領域に属する静領域画素における前記時間的平滑化処理の度合は、前記動領域に属する動領域画素における前記時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定され、
前記平滑画像混合部は、画素毎に前記時間平滑フレーム画像と前記空間平滑フレーム画像との混合比率を設定可能に構成されており、
前記静領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率は、前記動領域画素における前記時間平滑フレーム画像の混合比率よりも高くなるように設定されている、
ノイズ低減装置。 - 各画素が複数の色成分のうちの一部の色成分のみを有する複数の入力フレーム画像を含む動画像のノイズを低減するノイズ低減方法であって、
(a)前記動画像中で動きのある動領域と、前記動画像中で動きのない静領域と、を検出する工程と、
(b)前記複数の入力フレーム画像に時間的平滑化処理を施して時間平滑フレーム画像を生成する工程と、
前記工程(a)における、前記静領域に属する静領域画素に対する前記時間的平滑化処理の度合を、前記動領域に属する動領域画素に対する前記時間的平滑化処理の度合よりも高くなるように設定する工程と、
を備え、
前記工程(a)は、前記時間的平滑化処理において各画素が有する色成分を増加させないように、前記画素毎に前記時間的平滑化処理を施す、
ノイズ低減方法。
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