JP2010219821A

JP2010219821A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010219821A
Application number: JP2009063618A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Sugimoto; 行弘杉本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】歪みがあるレンズで撮影する場合において、手ブレの影響を抑えつつ、充分なノイズ抑圧効果を得ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】現フレーム画像と重み係数Ｅｂとの乗算値と、前フレーム画像と重み係数Ｅａとの乗算値とを加算してノイズ抑圧後フレーム画像を出力する撮像装置１において、画素位置検出部９により検出された画素位置が歪み中心から遠い場合、重み係数Ｅａを小さくし、画素位置検出部９により検出された画素位置が歪み中心に近い場合、重み係数Ｅａを大きくし、手ブレ量が大きくなる場合、重み係数Ｅａを小さくし、手ブレ量が小さくなる場合、重み係数Ｅａを大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、巡回型ノイズリダクション回路を備える撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置において、今回撮像された現フレーム画像と前回撮像された前フレーム画像との相関を利用した巡回型ノイズリダクション回路を備えるものがある。この巡回型ノイズリダクション回路は、現フレーム画像と前フレーム画像とを重み付け加算することにより、ランダムノイズを抑圧するものである。

このような巡回型ノイズリダクション回路を備える撮像装置において、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行う場合は、そのノイズ抑圧処理が一系統で済むため、回路規模を小さくすることができる。

また、巡回型ノイズリダクション回路を備える撮像装置において、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行う場合は、フレーム画像に対する他の画像処理を行う前にノイズを抑圧させておくことができるので、ノイズ抑圧効果を高めることができる。

また、巡回型ノイズリダクション回路を備える撮像装置において、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行う場合で、かつ、ノイズ抑圧処理対象画素である注目画素の周囲の画素を用いて注目画素に対してノイズ抑圧処理を行う場合は、広範囲の周辺画素を用いてノイズ抑圧処理を行うことができるため、強いノイズ抑圧処理を行うことができる。

ところで、撮像装置のレンズに歪みがある場合、そのレンズの歪みの影響をなくすように画像処理を行うことでフレーム画像を補正するものがある（例えば、特許文献１参照）。このレンズの歪みの影響をなくすための画像処理は、通常、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像をＹＣｂＣｒ又はＲＧＢのフレーム画像に補間処理（三板化）した後に行われる。そのため、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行う場合は、レンズの歪みの影響があるＢａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理が行われてしまう。

また、撮影時の手ブレの影響をなくすような画像処理を行うことでフレーム画像を補正するものがある。この手ブレの影響をなくすための画像処理は、フレーム画像の中央部が静止して見えるようにフレーム画像全体をずらすことが行われるが、レンズに歪みがあると、フレーム画像の中央部とその周辺部とで最適なずらし量が異なってしまう。そして、このように中央部とその周辺部とで最適なずらし量が異なったフレーム画像に対して巡回型ノイズリダクション回路によりノイズ抑圧処理が行われると、周辺部が残像として残り易くなり、フレーム画像の表示時において周辺部の被写体が動いて見えてしまうおそれがある。

図９Ａは、歪みがないレンズで人物を３人撮影した際のフレーム画像を示し、図９Ｂは、樽型歪みがあるレンズで図９Ａと同じ被写体を撮影した際のフレーム画像を示し、図９Ｆは、糸巻き型歪みがあるレンズで図９Ａと同じ被写体を撮影した際のフレーム画像を示している。

図９Ｂでは、レンズに樽型歪みがあるため、フレーム画像の中央部の被写体に対してその周辺部の被写体が縮小しているように見える。このような樽型歪みがあるレンズにおいて、手ブレが生じると、図９Ｃに示すように、中央部の被写体の最適なずらし量Ａと、周辺部の被写体の最適なずらし量Ｂとが異なる。そして、このようなフレーム画像に対して、ずらし量Ａに基づいてフレーム画像全体に対して手ブレ補正を行うと、図９Ｄに示すように、ずらし量Ａとずらし量Ｂとの差Ｃの分、周辺部の被写体のずれが残ってしまう。そのため、手ブレ補正前のフレーム画像と、手ブレ補正後のフレーム画像とで巡回型ノイズリダクション回路においてノイズ抑圧処理が行われると、手ブレ補正後のフレーム画像に手ブレ補正前のフレーム画像が重なり、図９Ｅに示すように、中央部の被写体は手ブレの影響がなく静止しているように見えるが、周辺部の被写体は揺れて見えてしまう。

また、図９Ｆでは、レンズに糸巻き型歪みがあるため、フレーム画像の中央部の被写体に対してその周辺部の被写体が拡大しているように見える。このような糸巻き型歪みがあるレンズにおいて、手ブレが生じると、図９Ｇに示すように、中央部の被写体の最適なずらし量Ｄと、周辺部の被写体の最適なずらし量Ｅとが異なる。そして、このようなフレーム画像に対して、ずらし量Ｄに基づいてフレーム画像全体に対して手ブレ補正を行うと、図９Ｈに示すように、ずらし量Ｄとずらし量Ｅとの差Ｆの分、周辺部の被写体のずれが残ってしまう。そのため、手ブレ補正前のフレーム画像と、手ブレ補正後のフレーム画像とで巡回型ノイズリダクション回路においてノイズ抑圧処理が行われると、手ブレ補正後のフレーム画像に手ブレ補正前のフレーム画像が引かれ、図９Ｉに示すように、中央部の被写体は手ブレの影響がなく静止しているように見えるが、周辺部の被写体は揺れて見えてしまう。

このように、フレーム画像において被写体が揺れて見えてしまうことを軽減するために、例えば、巡回型ノイズリダクション回路のノイズ抑圧強度（前フレーム画像にかかる重み）を下げることが考えられる。

特開平１１−１７７８５３号公報

しかしながら、フレーム画像において被写体が揺れて見えてしまうことを軽減するために、巡回型ノイズリダクション回路のノイズ抑圧強度を下げる場合では、注目されやすいフレーム画像の中央部に対してもノイズ抑圧強度が下がってしまうため、充分なノイズ抑圧効果を得ることができないという問題がある。

そこで、本発明では、歪みがあるレンズで撮影する場合において、手ブレの影響を抑えつつ、充分なノイズ抑圧効果を得ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、レンズと、前記レンズにより結像される被写体像を電気信号に変換し、前記電気信号に対応する現フレーム画像を生成する撮像手段と、前記現フレーム画像に対して巡回型のノイズ抑圧処理を行いノイズ抑圧後フレーム画像を出力する巡回型ノイズリダクション手段とを備え、前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記現フレーム画像と第１の重み係数との乗算値と、前記巡回型ノイズリダクション手段から出力され一時記憶手段に記憶された前フレーム画像と第２の重み係数との乗算値とを加算して前記ノイズ抑圧後フレーム画像を出力する撮像装置であって、前記レンズによる前記現フレーム画像の歪み中心を基準とする前記巡回型ノイズリダクション手段に入力される画素位置を検出する画素位置検出手段と、手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、前記手ブレ量検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記現フレーム画像又は前記前フレーム画像をずらし前記巡回型ノイズリダクション手段に出力する位置ズラシ手段と、前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記画素位置検出手段により検出された画素位置が前記歪み中心から遠い場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記画素位置検出手段により検出された画素位置が前記歪み中心に近い場合、前記第２の重み係数を大きくし、前記手ブレ量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記手ブレ量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくする。

また、上記撮像装置は、前記レンズの歪み量を保持する歪み量保持手段と、前記歪み量保持手段から読み出された歪み量を前記巡回型ノイズリダクション手段に送る通信手段とを備え、前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記歪み量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記歪み量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくするように構成してもよい。

また、上記撮像装置は、前記レンズのズーム変化量を調整する調整手段を備え、前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記ズーム変化量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記ズーム変化量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくするように構成してもよい。

本発明によれば、歪みがあるレンズで撮影する場合において、手ブレの影響を抑えつつ、充分なノイズ抑圧効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態の撮像装置を示す図である。画素位置検出部及び抑圧強度設定部の一例を示す図である。抑圧強度設定部の他の例を示す図である。抑圧強度設定部のさらに他の例を示す図である。巡回型ノイズリダクション回路の一例を示す図である。重み係数算出部を示す図である。巡回型ノイズリダクション回路の他の例を示す図である。本発明の第２実施形態の撮像装置を示す図である。歪みがないレンズで撮影した際のフレーム画像を示す図である。樽型歪みがあるレンズで撮影した際のフレーム画像を示す図である。最適なずらし量を示す図である。周辺部の被写体に対する余計なずらし量を示す図である。ノイズ抑圧処理を行った後のフレーム画像を示す図である。糸巻き型歪みがあるレンズで撮影した際のフレーム画像を示す図である。最適なずらし量を示す図である。周辺部の被写体に対する余計なずらし量を示す図である。ノイズ抑圧処理を行った後のフレーム画像を示す図である。

図１は、本発明の第１実施形態の撮像装置を示す図である。
図１に示す撮像装置１は、レンズ２と、撮像部３と、一時記憶部４（例えば、ＤＲＡＭ）と、位置ズラシ部５と、手ブレ量検出部６と、巡回型ノイズリダクション回路７と、抑圧強度設定部８と、画素位置検出部９と、３板化歪み補正部１０と、表示制御部１１と、表示部１２と、記録制御部１３と、記録部１４とを備えている。

レンズ２は、被写体像を撮像部３のセンサ（ＣＣＤなど）上に結像させる。
撮像部３は、センサ上の被写体像を電気信号に変換した後、その電気信号をデジタル化してフレーム画像を生成し、一時記憶部４に記憶する。

位置ズラシ部５は、手ブレ量検出部６で検出される手ブレ量に基づいて、巡回型ノイズリダクション回路７から出力され一時記憶部４に記憶されたフレーム画像（以下、前フレーム画像という）の各画素をずらすことにより手ブレの影響をなくした前フレーム画像を巡回型ノイズリダクション回路７に出力する。

手ブレ量検出部６は、撮像部３から出力され一時記憶部４に記憶されたフレーム画像（以下、現フレーム画像という）と前フレーム画像とを互いにずらしながら相関値を算出し、その相関値が最も高くなるとき、例えば、現フレーム画像と前フレーム画像とを互いにずらしながら差分を算出し、その差分が最も小さくなるときのずらし量を手ブレ量として検出する。なお、手ブレ量検出部６は、不図示の加速度センサから出力される加速度に基づいて手ブレ量を検出してもよい。

巡回型ノイズリダクション回路７は、抑圧強度設定部８から出力される抑圧強度制御信号Ｃに基づいて、現フレーム画像と乗算される重み係数及び前フレーム画像と乗算される重み係数を求めるとともに、それら重み係数に基づいて現フレーム画像と前フレーム画像とを重み付け加算することにより、現フレーム画像に対してランダムノイズの抑圧処理を行い、ノイズ抑圧後フレーム画像を出力する。

抑圧強度設定部８は、手ブレ量検出部６から出力される手ブレ量と、画素位置検出部９で検出された画素位置とに基づいて抑圧強度制御信号Ｃを求め、その抑圧強度制御信号Ｃを巡回型ノイズリダクション回路７に出力する。

画素位置検出部９は、巡回型ノイズリダクション回路７に出力される現フレーム画像の各画素位置を検出する。
３板化歪み補正部１０は、ノイズ抑圧後フレーム画像に対してＹＣｂＣｒ又はＲＧＢのカラー化処理を行うとともに、歪み補正を行う。

表示制御部１１は、３板化歪み補正部１０から出力されるフレーム画像をリサイズして表示部１２に表示させる。
記録制御部１３は、３板化歪み補正部１０から出力されるフレーム画像を圧縮して記録部１４に記録する。なお、記録制御部１３は、記録部１４に記録されているフレーム画像を表示部１２に表示させる場合、記録部１４に記録されているフレーム画像をリサイズして表示制御部１１に出力する。

なお、第１実施形態の撮像装置１では、位置ズラシ部５において前フレーム画像をずらす構成であるが、位置ズラシ部５において現フレーム画像をずらすように構成してもよいし、位置ズラシ部５において現フレーム画像及び前フレーム画像をそれぞれずらすように構成してもよい。

また、第１実施形態の撮像装置１では、現フレーム画像と前フレーム画像に基づいて手ブレ量が算出される構成であるが、前フレーム画像以前に生成された各フレーム画像に基づいて手ブレ量が算出されるように構成してもよい。このように構成する場合は、撮像部３から出力される現フレーム画像を、一時記憶部４を介さずに直接巡回型ノイズリダクション回路７に入力させてもよい。

図２は、抑圧強度設定部８及び画素位置検出部９の一例を示す図である。
図２に示す画素位置検出部９は、Ｈカウンタ２０と、Ｖカウンタ２１とを備えている。
Ｈカウンタ２０は、フレーム画像の１ラインが巡回型ノイズリダクション回路７に入力される度（１ラインが巡回型ノイズリダクション回路７に入力されたことを示すＨＳｔａｒｔが入力される度）に、レンズ２による現フレーム画像の歪み中心を基準としたフレーム画像のラインの一番左の画素位置を示すＨ初期値が入力されてカウント値をリセットし、巡回型ノイズリダクション回路７に入力されるラインの各画素のうち有効な画素が巡回型ノイズリダクション回路７に入力される度（画像処理に必要な情報を有する画素が巡回型ノイズリダクション回路７に入力されたことを示すＨＥＮが入力される度）に１カウントする。

Ｖカウンタ２１は、１フレーム画像が巡回型ノイズリダクション回路７に入力される度（１フレーム画像が巡回型ノイズリダクション回路７に入力されたことを示すＶＳｔａｒｔが入力される度）に、レンズ２による現フレーム画像の歪み中心を基準としたフレーム画像の左上の画素位置を示すＶ初期値が入力されてカウント値をリセットし、１ラインが巡回型ノイズリダクション回路７に入力される度（１ラインが巡回型ノイズリダクション回路７に入力されたことを示すＨＳｔａｒｔが入力される度）に１カウントする。

Ｈカウンタ２０のカウント値ＨとＶカウンタ２１のカウント値Ｖとにより、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素の位置を、歪み中心を基準とした画素位置として得ることができる。

また、図２に示す抑圧強度設定部８は、ＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ）２２を備えている。
ＬＵＴ２２は、カウンタ値Ｈ及びカウンタ値Ｖに対応する抑圧強度制御信号Ｃを出力する。例えば、カウンタ値Ｈ及びカウンタ値Ｖが大きくなる程、すなわち、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置がレンズ２による現フレーム画像の歪み中心から遠くなる程、ノイズ抑圧強度を弱める（前フレーム画像に乗算される重み係数を小さくさせる）抑圧強度制御信号Ｃが出力される。また、例えば、カウンタ値Ｈ及びカウンタ値Ｖが小さくなる程、すなわち、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置がレンズ２による現フレーム画像の歪み中心に近くなる程、ノイズ抑圧強度を強める（前フレーム画像に乗算される重み係数を大きくさせる）抑圧強度制御信号Ｃが出力される。

また、抑圧強度制御信号Ｃは、手ブレ量検出部６により算出される手ブレ量に基づいて変更される。例えば、抑圧強度設定部８に複数のＬＵＴ２２を備え、手ブレ量が大きくなる程、歪み中心からの距離が大きい程ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、手ブレ量が小さくなる程、歪み中心からの距離によるノイズ抑圧強度の差を小さくした抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２を切り換えるように構成してもよい。また、例えば、手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２の内容を書き換えてもよい。また、カウント値Ｈ及びカウント値Ｖの下位ｂｉｔを切り捨ててＬＵＴ２２に入力させるように構成することにより、ＬＵＴ２２の容量を削減することができる。例えば、フレーム画像を複数のブロックに分割して、各ブロックに対応する抑圧強度制御信号ＣをＬＵＴ２２から出力するように構成してもよい。

図２に示す抑圧強度設定部８によれば、カウント値Ｈ及びカウント値Ｖ並びに手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、カウント値Ｈ及びカウント値Ｖ並びに手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

図３は、抑圧強度設定部８の他の例を示す図である。
図３に示す抑圧強度設定部８は、Ｈ＾２部３０と、Ｖ＾２部３１と、加算部３２と、ルート演算部３３と、ＬＵＴ３４とを備えている。

Ｈ＾２部３０は、画素位置検出部９から出力されるカウント値Ｈを２乗する。
Ｖ＾２部３１は、画素位置検出部９から出力されるカウント値Ｖを２乗する。
加算部３２は、Ｈ＾２部３０の出力とＶ＾２部３１の出力とを加算する。

ルート演算部３３は、加算部３２の出力の平方根を演算する。これにより、レンズ２による現フレーム画像の歪み中心から巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素までの距離Ｒが求められる。

ＬＵＴ３４は、ルート演算部３３の出力に対応する抑圧強度制御信号Ｃを出力する。例えば、ルート演算部３３の出力が大きくなる程、すなわち、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置がレンズ２による現フレーム画像の歪み中心から遠くなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力される。また、例えば、ルート演算部３３の出力が小さくなる程、すなわち、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置がレンズ２による現フレーム画像の歪み中心に近くなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力される。

また、抑圧強度制御信号Ｃは、手ブレ量検出部６により検出される手ブレ量に基づいて変更される。例えば、抑圧強度設定部８に複数のＬＵＴ３４を備え、手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ３４を切り換えるように構成してもよい。また、例えば、手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ３４の内容を書き換えてもよい。

このように、図３に示す抑圧強度設定部８は、レンズ２による現フレーム画像の歪み中心から巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素までの距離Ｒを算出し、その距離Ｒに基づいて抑圧強度制御信号Ｃを求めている。これにより、カウント値Ｈ及びカウント値Ｖの下位ｂｉｔを切り捨ててＬＵＴ２２に入力させるように構成する場合に比べて、抑圧強度制御信号Ｃを精度よく求めることができる。

なお、Ｈ＾２部３０の出力とＶ＾２部３１の出力を直接ＬＵＴ３４に入力し、Ｈ＾２部３０の出力とＶ＾２部３１の出力とに基づいて、抑圧強度制御信号Ｃを求めるように構成してもよい。

図３に示す抑圧強度設定部８によれば、距離Ｒ及び手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、距離Ｒ及び手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

図４は、抑圧強度設定部８のさらに他の例を示す図である。なお、図３に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図４に示す抑圧強度設定部８は、Ｈ＾２部３０と、Ｖ＾２部３１と、加算部３２と、ルート演算部３３と、指数演算部４０−１〜４０−（ｎ−１）と、乗算部４１−１〜４１−ｎと、加算部４２と、乗算部４３とを備えている。

図３に示す抑圧強度設定部８と同様に、Ｈ＾２部３０、Ｖ＾２部３１、加算部３２、及びルート演算部３３により、レンズ２による現フレーム画像の歪み中心から巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素までの距離Ｒを求めている。

指数演算部４０−１は、ルート演算部３３の出力を２乗し、指数演算部４０−２は、ルート演算部３３の出力を３乗し、・・・、指数演算部４０−（ｎ−１）は、ルート演算部３３の出力をｎ乗する。

乗算部４１−１は、ルート演算部３３の出力と１次係数とを乗算し、乗算部４１−２は、指数演算部４０−１の出力と２次係数とを乗算し、乗算部４１−３は、指数演算部４０−２の出力と３次係数とを乗算し、乗算部４１−ｎは、指数演算部４０−（ｎ−１）の出力とｎ次係数とを乗算する。

加算部４２は、０次係数Ａと、乗算部４１−１〜４１−ｎの各出力とを加算する。
乗算部４３は、加算部４２の出力と、調整係数ａとを乗算し、抑圧強度制御信号Ｃを求める。

すなわち、レンズ２による現フレーム画像の歪みｓは、その歪みｓの中心から巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素までの距離をＲとしたときの多項式Ａ＋Ｂ×Ｒ＋Ｃ×Ｒ^２×Ｄ×Ｒ^３＋・・・により近似することができる。この多項式は、指数演算部４０−１〜４０−ｎ、乗算部４１−１〜４１−ｎ、及び加算部４２により演算することができるため、歪みｓを算出することができる。そして、その歪みｓを抑圧強度制御信号Ｃとすることができる。距離Ｒが大きくなる程、歪みｓが大きくなる。すなわち、距離Ｒが大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。また、距離Ｒが小さくなる程、歪みｓが小さくなる。すなわち、距離Ｒが小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

そして、乗算部４３において、歪みｓと調整係数ａとが乗算されることにより最終的な抑圧強度制御信号Ｃが求められる。調整係数ａは、手ブレ量検出部６により算出される手ブレ量に基づいて設定される値であって、手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

図４に示す抑圧強度設定部８によれば、歪みｓ及び手ブレ量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、歪みｓ及び手ブレ量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

図５は、巡回型ノイズリダクション回路７の一例を示す図である。
図５に示す巡回型ノイズリダクション回路７は、差分絶対値算出部５０と、重み係数算出部５１と、乗算部５２、５３と、加算部５４とを備えている。

差分絶対値算出部５０は、現フレーム画像と、前フレーム画像との差分を算出し、その差分の絶対値である差分絶対値Ｄを算出する。
重み係数算出部５１は、差分絶対値Ｄと抑圧強度設定部８から出力される抑圧強度制御信号Ｃとに基づいて、重み係数Ｅａ（＜１）及び重み係数Ｅｂ（＝１−重み係数Ｅａ）を算出する。

乗算部５２は、現フレーム画像と、重み係数Ｅｂとを乗算し出力する。
乗算部５３は、前フレーム画像と、重み係数Ｅａとを乗算し出力する。
加算部５４は、乗算部５２の出力と、乗算部５３の出力とを加算し、ノイズ抑圧後フレーム画像を出力する。

例えば、差分絶対値Ｄが小さいとき、重み係数Ｅａが大きくなり、ノイズ抑圧強度が強くなる。また、差分絶対値Ｄが大きいとき、重み係数Ｅａが小さくなり、ノイズ抑圧強度が弱くなる。

図６は、重み係数算出部５１の一例を示す図である。
図６に示す重み係数算出部５１は、乗算部６０と、重み係数ＬＵＴ６１とを備えている。

乗算部６０は、差分絶対値算出部５０から出力される差分絶対値Ｄと、抑圧強度制御信号Ｃとを乗算し出力する。
重み係数ＬＵＴ６１は、乗算部６０の出力に対応する重み係数Ｅａを乗算部５３に出力するとともに、重み係数Ｅｂを乗算部５２に出力する。

例えば、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置がレンズ２による現フレーム画像の歪み中心に近くなる程、又は、歪みｓが小さくなる程、抑圧強度制御信号Ｃが小さくなる場合、重み係数Ｅａが大きくなり、ノイズ抑圧強度が強くなる。また、例えば、巡回型ノイズリダクション回路７に入力される画素位置レンズ２による現フレーム画像の歪み中心から遠くなる程、又は、歪みｓが大きくなる程、抑圧強度制御信号Ｃが大きくなり、それにより重み係数Ｅａが小さくなって、ノイズ抑圧強度が弱くなる。これにより、歪みがあるレンズ２を備え、巡回型のノイズ抑圧処理を行う撮像装置１において、手ブレ量が大きくなると、歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧強度が強くなるとともに、その歪み中心付近の周囲の被写体のノイズ抑圧強度が弱くなる。そのため、歪み中心付近の周囲の被写体が残像として残り易くなることを抑えつつ、注目されやすい歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧効果を充分に得ることができる。

図７は、巡回型ノイズリダクション回路７の他の例を示す図である。
図７に示す巡回型ノイズリダクション回路７は、差分絶対値算出部７０−２〜７０−ｍと、差分絶対値算出部７１−１〜７１−ｍと、重み係数算出部（ＬＵＴ）７２−２〜７２−ｍと、抑圧強度調整部７３−１〜７３−ｍと、重み係数算出部（ＬＵＴ）７４−１〜７４−ｍと、乗算部７５−１〜７５−ｍと、乗算部７６−１〜７６−ｍと、加算部７７、７８と、正規化部７９とを備えている。

差分絶対値算出部７０−２〜７０−ｍは、それぞれ、現フレーム画像の注目画素と現フレーム画像の周辺画素との差分を算出し、その差分の絶対値である差分絶対値Ｄ１−２〜Ｄ１−ｍを算出する。

差分絶対値算出部７１−１は、現フレーム画像の注目画素と前フレーム画像の注目画素との差分を算出し、その差分の絶対値である差分絶対値Ｄ２を算出する。
差分絶対値算出部７１−２〜７１−ｍは、それぞれ、現フレーム画像の注目画素と前フレーム画像の周辺画素との差分を算出し、その差分の絶対値である差分絶対値Ｄ３−２〜Ｄ３−ｍを算出する。

重み係数算出部７２−２〜７２−ｍは、それぞれ、差分絶対値Ｄ１−２〜Ｄ１−ｍに対応する重み係数Ｅ１−２〜Ｅ１−ｍを出力する。
抑圧強度調整部７３−１は、差分絶対値Ｄ２と抑圧強度制御信号Ｃとを乗算して差分絶対値Ｄ４を出力する。

抑圧強度調整部７３−２〜７３−ｍは、それぞれ、差分絶対値Ｄ３−２〜Ｄ３−ｍと抑圧強度制御信号Ｃとを乗算して差分絶対値Ｄ５−２〜Ｄ５−ｍを出力する。
重み係数算出部７４−１は、差分絶対値Ｄ４に対応する重み係数Ｅ２を出力する。

重み係数算出部７４−２〜７４−ｍは、それぞれ、差分絶対値Ｄ５−２〜Ｄ５−ｍに対応する重み係数Ｅ３−２〜Ｅ３−ｍを出力する。
乗算部７５−１は、現フレーム画像の注目画素と重み係数Ｅ４とを乗算する。

乗算部７５−２〜７５−ｍは、それぞれ、現フレーム画像の周辺画素と重み係数Ｅ１−２〜Ｅ１−ｍとを乗算する。
乗算部７６−１は、前フレーム画像の注目画素と重み係数Ｅ２とを乗算する。

乗算部７６−２〜７６−ｍは、それぞれ、前フレーム画像の周辺画素と重み係数Ｅ３−２〜Ｅ３−ｍとを乗算する。
加算部７７は、乗算部７５−１〜７５−ｍの各出力及び乗算部７６−１〜７６−ｍの各出力の総和Ｆ１を算出する。

加算部７８は、重み係数Ｅ１〜Ｅ４の総和Ｆ２を算出する。
正規化部７９は、総和Ｆ１を総和Ｆ２で割ることにより、現フレーム画像の注目画素をノイズ抑圧し、そのノイズ抑圧後の画素であるノイズ抑圧後フレーム画像を出力する。

なお、抑圧強度制御信号Ｃは、図２〜図４に示す各抑圧強度設定部８の何れかにより求められるものとする。
すなわち、図７に示す巡回型ノイズリダクション回路７は、バイラテラルフィルタと呼ばれるものであって、現フレーム画像の注目画素と重み係数Ｅ４との乗算値、現フレーム画像の周辺画素と重み係数Ｅ１−２〜Ｅ１−ｍとの乗算値、前フレーム画像の注目画素と重み係数Ｅ２との乗算値、及び前フレーム画像の周辺画素と重み係数Ｅ３−２〜Ｅ３−ｍとの乗算値の総和Ｆ１を、重み係数Ｅ１〜Ｅ４の総和Ｆ２で割ることにより正規化した値をノイズが抑圧された画素として出力するものであり、前フレーム画像の注目画素と乗算される重み係数Ｅ２及び前フレーム画像の周辺画素と乗算される重み係数Ｅ３−２〜Ｅ３−ｍを、それぞれ、抑圧強度制御信号Ｃに基づいて変更している。

これにより、周辺画素を考慮して注目画素に対してノイズ抑圧処理を行う場合においても、歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧強度を強くするとともに、その歪み中心付近の周囲の被写体のノイズ抑圧強度を弱くすることができ、歪み中心付近の周囲の被写体が残像として残り易くなることを抑えつつ、注目されやすい歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧効果を充分に得ることができる。
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態の撮像装置を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。

図８に示す撮像装置８０は、交換レンズ８１と、カメラ本体８２とを備えている。
交換レンズ８１は、レンズ２と、マイコン８３と、通信部８４とを備えている。
カメラ本体８２は、レンズ２と、撮像部３と、一時記憶部４と、位置ズラシ部５と、手ブレ量検出部６と、巡回型ノイズリダクション回路７と、抑圧強度設定部８と、画素位置検出部９と、３板化歪み補正部１０と、表示制御部１１と、表示部１２と、記録制御部１３と、記録部１４と、通信部８５と、マイコン８６とを備えている。

カメラ本体８２に交換レンズ８１が取り付けられると、交換レンズ８１のマイコン８３に保持されているレンズ２の歪み量又は歪データが通信部８４からカメラ本体８２の通信部８５に送られる。通信部８５に送られた歪み量が直接、又は、レンズのフォーカス位置やズーム位置と、歪データからマイコン８５が歪み量を算出して抑圧強度設定部８に送られ、その歪み量に基づいて、抑圧強度制御信号Ｃが求められる。例えば、レンズ２の歪み量が大きい程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、レンズ２の歪み量が小さい程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められる。

これにより、レンズ２の歪み量に応じて、歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧強度をより強くするとともに、その歪み中心付近の周囲の被写体のノイズ抑圧強度をより弱くすることができ、歪み中心付近の周囲の被写体が残像として残り易くなることをさらに抑えつつ、注目されやすい歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧効果をさらに充分に得ることができる。

例えば、図８に示す抑圧強度設定部８を図２又は図３に示す抑圧強度設定部８のように構成する場合、レンズ２の歪み量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、レンズ２の歪み量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２又はＬＵＴ３４が切り換わるように構成してもよいし、レンズ２の歪み量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、レンズ２の歪み量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２又はＬＵＴ３４の内容を書き換えてもよい。

また、例えば、図８に示す抑圧強度設定部８を図４に示す抑圧強度設定部８のように構成する場合、レンズ２の歪み量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、レンズ２の歪み量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められるように調整係数ａを設定してもよい。

なお、第１実施形態の撮像装置１又は第２実施形態の撮像装置８０において、ズーム２のズーム変化量に基づいて、抑圧強度制御信号Ｃを変更してもよい。
例えば、図８に示すカメラ本体８２のマイコン８６から通信部８５及び通信部８４を介して交換レンズ８１のマイコン８３に送られるレンズ２のズーム変化量を、抑圧強度設定部８に入力し、そのズーム変化量に基づいて、抑圧強度制御信号Ｃを変更してもよい。

この場合の抑圧強度設定部８を図２又は図３に示す抑圧強度設定部８のように構成する場合、ズーム変化量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、ズーム変化量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２又はＬＵＴ３４が切り換わるように構成してもよいし、ズーム変化量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが出力され、ズーム変化量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが出力されるようにＬＵＴ２２又はＬＵＴ３４の内容を書き換えてもよい。

また、例えば、この場合の抑圧強度設定部８を図４に示す抑圧強度設定部８のように構成する場合、ズーム変化量が大きくなる程、ノイズ抑圧強度を弱める抑圧強度制御信号Ｃが求められ、ズーム変化量が小さくなる程、ノイズ抑圧強度を強める抑圧強度制御信号Ｃが求められるように調整係数ａを設定してもよいし、ズーム変化量が大きくなる程、１次係数Ｂを大きくしてもよい。

これにより、レンズ２のズーム変化量に応じて、歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧強度をより強くするとともに、その歪み中心付近の周囲の被写体のノイズ抑圧強度をより弱くすることができ、歪み中心付近の周囲の被写体が残像として残り易くなることをさらに抑えつつ、注目されやすい歪み中心付近の被写体のノイズ抑圧効果をさらに充分に得ることができる。

また、第１実施形態の撮像装置１又は第２実施形態の撮像装置８０では、Ｂａｙｅｒ配列のフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行う構成であるが、ＹＣｂＣｒ又はＲＧＢのフレーム画像に対してノイズ抑圧処理を行うように構成してもよい。

１撮像装置
２レンズ
３撮像部
４一時記憶部
５位置ズラシ部
６手ブレ量検出部
７巡回型ノイズリダクション回路
８抑圧強度設定部
９画素位置検出部
１０３板化歪み補正部
１１表示制御部
１２表示部
１３記録制御部
１４記録部
８０撮像装置
８１交換レンズ
８２カメラ本体
８３マイコン
８４通信部
８５通信部

Claims

レンズと、前記レンズにより結像される被写体像を電気信号に変換し、前記電気信号に対応する現フレーム画像を生成する撮像手段と、前記現フレーム画像に対して巡回型のノイズ抑圧処理を行いノイズ抑圧後フレーム画像を出力する巡回型ノイズリダクション手段とを備え、前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記現フレーム画像と第１の重み係数との乗算値と、前記巡回型ノイズリダクション手段から出力され一時記憶手段に記憶された前フレーム画像と第２の重み係数との乗算値とを加算して前記ノイズ抑圧後フレーム画像を出力する撮像装置であって、
前記レンズによる前記現フレーム画像の歪み中心を基準とする前記巡回型ノイズリダクション手段に入力される画素位置を検出する画素位置検出手段と、
手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、
前記手ブレ量検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記現フレーム画像又は前記前フレーム画像をずらし前記巡回型ノイズリダクション手段に出力する位置ズラシ手段と、
前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記画素位置検出手段により検出された画素位置が前記歪み中心から遠い場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記画素位置検出手段により検出された画素位置が前記歪み中心に近い場合、前記第２の重み係数を大きくし、前記手ブレ量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記手ブレ量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくする
ことを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記レンズの歪み量を保持する歪み量保持手段と、
前記歪み量保持手段から読み出された歪み量を前記巡回型ノイズリダクション手段に送る通信手段と、
を備え、
前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記歪み量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記歪み量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくする
ことを特徴とする撮像装置。
請求項２に記載の撮像装置であって、
前記レンズのズーム変化量を調整する調整手段を備え、
前記巡回型ノイズリダクション手段は、前記ズーム変化量が大きくなる場合、前記第２の重み係数を小さくし、前記ズーム変化量が小さくなる場合、前記第２の重み係数を大きくする
ことを特徴とする撮像装置。