JP2010273282A - Image processing apparatus, imaging apparatus, and image processing program - Google Patents

Image processing apparatus, imaging apparatus, and image processing program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of correcting a pixel value in a defective pixel or the like without degrading correction accuracy. <P>SOLUTION: This image processing apparatus includes: a first interpolation section for calculating a first interpolation value of a correction object pixel using a pixel value of a pixel where a pattern of noise different from a pattern of noise distributed in the correction object pixel and pixels around it is distributed, out of pixels having color filters having color identical to that of the correction object pixel around the correction object pixel; a second interpolation section for calculating a second interpolation value of the correction object pixel using a pixel value of a pixel where a pattern of noise identical to a pattern of noise distributed in the correction object pixel is distributed, out of pixels having color filters having color identical to that of the correction object pixel around the correction object pixel; and a pixel calculation section for obtaining the pixel value of the correction object pixel by adding a correction value obtained from the first interpolation value and the second interpolation section to the interpolation value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムに関する。   The present invention relates to an image processing device, an imaging device, and an image processing program.

従来、撮像素子における欠陥画素や焦点検出用画素における画素値を、それらの周囲にある他の画素の画素値を用いて補正する様々な技術が開発されている。   Conventionally, various techniques for correcting pixel values of defective pixels and focus detection pixels in an image sensor using pixel values of other pixels around them have been developed.

例えば、特許文献1は、画像において、注目画素から1ライン分だけ離れた同色ライン上の縦横方向の画素の画素値を用いて、注目画素が欠陥画素か否か、ラインクロールの有無、及び斜め方向のエッジの有無を判定することにより、ラインクロールの影響を評価して注目画素の画素値を補正する技術を開示している。   For example, Patent Document 1 uses, in an image, pixel values of pixels in the vertical and horizontal directions on the same color line that is one line away from the pixel of interest to determine whether the pixel of interest is a defective pixel, whether there is a line crawl, A technique for evaluating the influence of line crawl and determining the pixel value of a pixel of interest by determining the presence or absence of an edge in the direction is disclosed.

特開2006−304231号公報JP 2006-304231 A

しかしながら、特許文献1のような従来技術では、注目画素に対して1ライン分だけ離れた同色ライン上の縦横方向の画素の画素値を用いて、注目画素の画素値を算出することから、急峻な画像構造を有する画像の場合には演算精度が低下してしまう。   However, in the conventional technique such as Patent Document 1, the pixel value of the pixel of interest is calculated using the pixel value of the pixel in the vertical and horizontal directions on the same color line separated by one line from the pixel of interest. In the case of an image having a proper image structure, the calculation accuracy is lowered.

上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、補正精度を低下させることなく欠陥画素等における画素値を補正することができる技術を提供することにある。   In view of the problems of the above-described conventional technology, an object of the present invention is to provide a technology capable of correcting a pixel value in a defective pixel or the like without reducing correction accuracy.

上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、補正対象画素の周囲で補正対象画素と同じ色のカラーフィルタを有する画素のうち、補正対象画素及びその周囲の画素に分布するノイズのパターンとは異なるノイズのパターンが分布している画素の画素値を用いて、補正対象画素の第1の補間値を算出する第1の補間部と、補正対象画素の周囲で補正対象画素と同じ色のカラーフィルタを有する画素のうち、補正対象画素に分布するノイズのパターンと同じノイズのパターンが分布している画素の画素値を用いて、補正対象画素の第2の補間値を算出する第2の補間部と、第1の補間値と第2の補間値とから求めた修正値を、第1の補間値に加算して、補正対象画素の画素値を求める画素演算部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, the image processing apparatus according to the present invention includes a pixel having a color filter of the same color as the correction target pixel around the correction target pixel, and noise distributed in the correction target pixel and the surrounding pixels. The first interpolation unit that calculates the first interpolation value of the correction target pixel using the pixel value of the pixel in which the noise pattern different from the pattern is distributed, and the same as the correction target pixel around the correction target pixel The second interpolation value of the correction target pixel is calculated using the pixel value of the pixel having the same noise pattern as the noise pattern distributed to the correction target pixel among the pixels having the color filter of the color. 2 interpolation units, and a pixel calculation unit that adds a correction value obtained from the first interpolation value and the second interpolation value to the first interpolation value to obtain a pixel value of the correction target pixel. .

また、修正値は、所定範囲内にあっても良い。   Further, the correction value may be within a predetermined range.

また、画素演算部は、第1の補間値と第2の補間値との差分を所定範囲内にクリップすることにより修正値を算出する修正値算出部を備えても良い。   In addition, the pixel calculation unit may include a correction value calculation unit that calculates a correction value by clipping the difference between the first interpolation value and the second interpolation value within a predetermined range.

また、所定範囲は、画像の撮像時における光学条件に基づいて決定されても良い。   The predetermined range may be determined based on optical conditions at the time of image capturing.

本発明の撮像装置は、撮像素子によって撮像された被写体像の画像を生成する撮像部と、本発明の画像処理装置と、を備える。   An imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit that generates an image of a subject image captured by an imaging element, and the image processing apparatus of the present invention.

本発明の画像処理プログラムは、コンピュータを、本発明の画像処理装置として機能させる。   The image processing program of the present invention causes a computer to function as the image processing apparatus of the present invention.

本発明によれば、補正精度を低下させることなく欠陥画素等における画素値を補正することができる。   According to the present invention, it is possible to correct a pixel value in a defective pixel or the like without reducing correction accuracy.

本発明の一の実施形態に係る電子カメラ10の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an electronic camera 10 according to an embodiment of the present invention. 撮像素子2によって撮像された画像データの一部を示す図The figure which shows a part of image data imaged with the image pick-up element 2 電子カメラ10による画像処理のフローチャートFlowchart of image processing by electronic camera 10 電子カメラ10のCPU5における画像データのフローを示す図The figure which shows the flow of the image data in CPU5 of the electronic camera 10

図1は、本発明の一の実施形態に係る電子カメラ10の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic camera 10 according to an embodiment of the present invention.

電子カメラ10は、撮像レンズ1、撮像素子2、A/D変換部3、バッファメモリ4、CPU5、カードインタフェース(カードI/F)6、操作部材8、記憶部9及び表示部11から構成される。そして、バッファメモリ4、CPU5、カードI/F6、操作部材8、記憶部9及び表示部11は、バス12を介して情報伝達可能に接続されている。なお、図1は電子カメラ10の主要部分のみを示す。例えば、図1において、CPU5の指令に従って、撮像素子2及びA/D変換部3に撮影指示のタイミングパルスを発するタイミングジェネレータ等は省略されている。   The electronic camera 10 includes an imaging lens 1, an imaging device 2, an A / D conversion unit 3, a buffer memory 4, a CPU 5, a card interface (card I / F) 6, an operation member 8, a storage unit 9, and a display unit 11. The The buffer memory 4, the CPU 5, the card I / F 6, the operation member 8, the storage unit 9, and the display unit 11 are connected via a bus 12 so that information can be transmitted. FIG. 1 shows only the main part of the electronic camera 10. For example, in FIG. 1, a timing generator that emits timing pulses for shooting instructions to the image sensor 2 and the A / D converter 3 in accordance with a command from the CPU 5 is omitted.

撮像レンズ1は、複数の光学レンズにより構成され、被写体像を撮像素子2の受光面に結像する。   The imaging lens 1 is composed of a plurality of optical lenses, and forms a subject image on the light receiving surface of the imaging element 2.

撮像素子2は、その受光面上にマトリックス状に配置された複数の画素の各々に、R(赤)、G(緑)又はB(青)のいずれかのカラーフィルタがベイヤ配列型に設けられたCCDやCMOS等の半導体イメージセンサであり、適宜選択して用いることができる。図2は、撮像素子2によって撮像された画像データの一部を示す。それぞれのセルが1つの画素を表す。各セルの先頭の記号R、G及びBは、各カラーフィルタを有する画素を示し、これらの記号に続く2桁の数字は画素の位置を示す。なお、本実施形態の撮像素子2は、欠陥画素を有し、ラインクロールの現象を生ずるものとする。ここで、ラインクロールとは、ベイヤ配列型に設けられたR、G及びBの各カラーフィルタのうち、特に、カラーフィルタRを透過する波長の長い光が、隣接する他のカラーフィルタG又はBを有する画素に漏れることにより、隣接する他のカラーフィルタG又はBの画素が、カラーフィルタG又はBを透過した光による画素値に、漏れてきた波長の長い光による画素値(ノイズ)を加算した値を出力する現象を言う。そして、そのノイズの分布は、カラーフィルタRの分布及び被写体像からの入射光の方向に応じて決まる。   In the image pickup device 2, a color filter of any of R (red), G (green), and B (blue) is provided in a Bayer array type on each of a plurality of pixels arranged in a matrix on the light receiving surface. The image sensor is a semiconductor image sensor such as a CCD or CMOS, and can be appropriately selected and used. FIG. 2 shows a part of the image data captured by the image sensor 2. Each cell represents one pixel. The symbols R, G, and B at the head of each cell indicate pixels having the respective color filters, and the two-digit number following these symbols indicates the position of the pixel. Note that the image sensor 2 of the present embodiment has defective pixels and causes a line crawl phenomenon. Here, the line crawl means that, among the R, G, and B color filters provided in the Bayer array type, in particular, light having a long wavelength that transmits the color filter R is adjacent to another color filter G or B. The pixel value (noise) due to the light having a long leaked wavelength is added to the pixel value due to the light transmitted through the color filter G or B by the other adjacent color filter G or B pixels. This is a phenomenon that outputs the calculated value. The noise distribution is determined according to the distribution of the color filter R and the direction of incident light from the subject image.

撮像素子2は、CPU5の指令を受けてタイミングジェネレータ(不図示)が発するタイミングパルスに基づいて動作し、前方に設けられた撮像レンズ1によって結像される被写体像を取得する。撮像素子2から出力された画像信号は、A/D変換部3にてデジタル信号に変換される。デジタルの画像信号は、フレームメモリ(不図示)に一時的に記録された後、バッファメモリ4に記録される。バッファメモリ4には、半導体メモリのうち、任意の不揮発性メモリを適宜選択して用いることができる。   The imaging device 2 operates based on a timing pulse generated by a timing generator (not shown) in response to a command from the CPU 5 and acquires a subject image formed by the imaging lens 1 provided in front. The image signal output from the image sensor 2 is converted into a digital signal by the A / D converter 3. The digital image signal is temporarily recorded in a frame memory (not shown) and then recorded in the buffer memory 4. As the buffer memory 4, an arbitrary nonvolatile memory among semiconductor memories can be appropriately selected and used.

CPU5は、ユーザによって操作部材8の電源釦が押され電子カメラ10に電力が供給されると、記憶部9に記憶されている制御プログラムや画像処理プログラムを読み込み、電子カメラ10を初期化する。CPU5は、操作部材8を介してユーザからの指示の信号を受信し制御プログラムに基づいて、タイミングジェネレータ(不図示)に対して被写体像の撮像指令の出力を行ったり、撮像された画像の画像処理を行ったりする。さらに、CPU5は、カードメモリ7や記憶部9への記録及び表示部11への表示等の制御をも行う。CPU5には、一般的なコンピュータのCPUを使用することができる。   When the user presses the power button on the operation member 8 and power is supplied to the electronic camera 10, the CPU 5 reads the control program and the image processing program stored in the storage unit 9 and initializes the electronic camera 10. The CPU 5 receives an instruction signal from the user via the operation member 8 and outputs a subject image capturing command to a timing generator (not shown) based on a control program, or an image of the captured image. Process. Further, the CPU 5 also performs control such as recording on the card memory 7 and the storage unit 9 and display on the display unit 11. As the CPU 5, a CPU of a general computer can be used.

カードI/F6には、カードメモリ7が着脱可能に装着される。バッファメモリ4に記録される画像は、CPU5で画像処理された後、JPEG形式やYUV形式等のファイルとしてカードメモリ7に記録される。   A card memory 7 is detachably attached to the card I / F 6. The image recorded in the buffer memory 4 is subjected to image processing by the CPU 5 and then recorded in the card memory 7 as a file in JPEG format or YUV format.

操作部材8は、ユーザによる部材操作の内容に応じた操作信号をCPU5に出力する。操作部材8には、例えば、電源釦、撮影モード等のモード設定釦及びレリーズ釦等の操作部材を有する。なお、操作部材8は、後述する表示部11の画面の前面に設けられるタッチパネル式の釦であっても良い。   The operation member 8 outputs an operation signal corresponding to the content of the member operation by the user to the CPU 5. The operation member 8 includes operation members such as a power button, a mode setting button such as a shooting mode, and a release button. The operation member 8 may be a touch panel type button provided on the front surface of the screen of the display unit 11 to be described later.

記憶部9は、電子カメラ10が撮像した画像データや、CPU5が電子カメラ10を制御するための制御プログラム等の各種プログラム等を記憶する。さらに、記憶部9は、画像処理で用いる各種係数のデータも記憶する。記憶部9に記憶されるプログラムやデータは、バス12を介して、CPU5から適宜参照することができる。記憶部9は、一般的なハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又は半導体メモリ等の記憶装置を適宜選択して用いることができる。   The storage unit 9 stores image data captured by the electronic camera 10 and various programs such as a control program for the CPU 5 to control the electronic camera 10. Furthermore, the storage unit 9 also stores various coefficient data used in image processing. Programs and data stored in the storage unit 9 can be referred to as appropriate from the CPU 5 via the bus 12. As the storage unit 9, a general hard disk device, a magneto-optical disk device, or a storage device such as a semiconductor memory can be appropriately selected and used.

表示部11は、構図確認用の低解像度画像(いわゆる、スルー画)や撮像した画像又はモード設定画面等を表示する。表示部11には、液晶モニタ等を適宜選択して用いることができる。   The display unit 11 displays a low-resolution image (so-called through image) for composition confirmation, a captured image, a mode setting screen, or the like. A liquid crystal monitor or the like can be appropriately selected and used for the display unit 11.

次に、本実施形態に係る電子カメラ10によって撮像された画像に対する補正の画像処理ついて、図3の画像処理のフローチャート及び図4のCPU5における画像データのフローを参照しながら説明する。   Next, correction image processing for an image captured by the electronic camera 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of image processing in FIG. 3 and the flow of image data in the CPU 5 in FIG.

ユーザにより操作部材8の電源釦が押され電子カメラ10に電力が供給されると、CPU5は、記憶部9に記憶されている制御プログラム及び画像処理プログラムを読み込み、電子カメラ10を初期化する。CPU5は、ユーザからの被写体像の撮像指示が出されるまで待機する。   When the user presses the power button on the operation member 8 and power is supplied to the electronic camera 10, the CPU 5 reads the control program and the image processing program stored in the storage unit 9 and initializes the electronic camera 10. The CPU 5 stands by until an instruction to capture a subject image is issued from the user.

なお、以下の説明において、ユーザによる操作部材8のモード設定釦によって、ポートレートや風景等の静止画像の撮像モードが選択されているものとする。また、図2に示す画素G45を欠陥画素である補正対象画素として、補正の画像処理について説明するが、他の欠陥画素に対しても同様の処理が行われる。   In the following description, it is assumed that a still image capturing mode such as portrait or landscape is selected by the mode setting button of the operation member 8 by the user. The correction image processing will be described using the pixel G45 illustrated in FIG. 2 as a correction target pixel that is a defective pixel, but the same processing is performed for other defective pixels.

ステップS10:ユーザによって操作部材8のレリーズ釦が押されると、CPU5は、撮像指示が出されたと判断して、タイミングジェネレータ(不図示)に対して撮像指令を出す。タイミングジェネレータ(不図示)は、タイミングパルスを撮像素子2に発し、撮像素子2は撮像レンズ1によって結像された被写体像を撮像する。撮像された画像データは、A/D変換部3によってデジタルの画像データに変換され、バッファメモリ4に記録される。   Step S10: When the user presses the release button of the operation member 8, the CPU 5 determines that an imaging instruction has been issued and issues an imaging instruction to a timing generator (not shown). A timing generator (not shown) emits a timing pulse to the image sensor 2, and the image sensor 2 captures a subject image formed by the imaging lens 1. The captured image data is converted into digital image data by the A / D converter 3 and recorded in the buffer memory 4.

ステップS11:CPU5は、バッファメモリ4から画像データを読み込み、CPU5の画像方向判定部101は、補正対象画素G45での画素値を補間するために、補正対象画素G45の周辺の画像構造を判定する。具体的には、画像方向判定部101は、補正対象画素G45の周囲にある同色画素の画素値を用いて、4方向の画素値の変化率である方向変動H1〜H4の値を、次式(1)〜(4)を用いてそれぞれ求める。なお、本実施形態における4方向とは、水平走査方向、垂直走査方向、水平走査方向に対して45度及び135度方向である。
水平走査方向の方向変動H1=
2×(|G34−G36|+|G54−G56|)+|R33−R35|+|R53−R55|+|B24−B26|+|B64−B66| …(1)
垂直走査方向の方向変動H2=
2×(|G34−G54|+|G36−G56|)+|R33−R53|+|R35−R55|+|B24−B64|+|B26−B66| …(2)
水平走査方向に対して45度の方向変動H3=
2×(|G27−G36|+|G54−G63|)+|R35−R53|+|R37−R55|+|B26−B62|+|B28−B64| …(3)
水平走査方向に対して135度の方向変動H4=
2×(|G23−G34|+|G56−G67|)+|R33−R55|+|R35−R57|+|B22−B66|+|B24−B68| …(4)
ステップS12:CPU5の第1の補間部102は、ステップS11で求めた方向変動H1〜H4のうち最も小さい値の方向変動の方向を選択し、その方向にある画素のうち、補正対象画素G45に最も隣接するカラーフィルタGを有する画素の画素値を用いて、補正対象画素G45の位置での第1の補間値G1を、次式(5)〜(8)のうち選択した方向に対応する式を用いて求める。
方向変動H1が最小の場合
G1=(G43+G47)/2 …(5)
方向変動H2が最小の場合
G1=(G25+G65)/2 …(6)
方向変動H3が最小の場合
G1=(G36+G54)/2 …(7)
方向変動H4が最小の場合
G1=(G34+G56)/2 …(8)
ステップS13:CPU5の第2の補間部103は、補正対象画素G45に対して、1ライン離れた水平走査方向又は垂直走査方向に位置するカラーフィルタGの画素の画素値を用いて、補正対象画素G45の位置における第2の補間値G2を、次式(9)〜(12)のうち選択した方向に対応する式を用いて求める。
方向変動H1が最小の場合
G2=(G43+G47)/2 …(9)
方向変動H2が最小の場合
G2=(G25+G65)/2 …(10)
方向変動H3が最小の場合
G2=(G27+G63)/2 …(11)
方向変動H4が最小の場合
G2=(G23+G67)/2 …(12)
ここで、第1の補間部102によって算出された第1の補間値G1は、補正対象画素G45に最も隣接するカラーフィルタGを有する画素の画素値を用いて、求められることから補正精度は高い。しかしながら、近くに位置するために、補正対象画素G45に対するカラーフィルタRの画素は垂直走査方向の両側に位置する。一方、例えば、画素G34、G36、G54及びG56のそれぞれに対するカラーフィルタRの画素は、水平走査方向の両側に位置する。したがって、補正対象画素G45と画素G34、G36、G54及びG56のそれぞれとでは、ラインクロールによるノイズのパターンが異なってしまい、ラインクロールの影響を正確に再現できない場合がある。一般にその影響は微小だが、画素値が一定の平坦な画像領域では、それが補正痕として目立つ場合がある。
Step S11: The CPU 5 reads the image data from the buffer memory 4, and the image direction determination unit 101 of the CPU 5 determines the image structure around the correction target pixel G45 in order to interpolate the pixel value at the correction target pixel G45. . Specifically, the image direction determination unit 101 uses the pixel values of the same color pixels around the correction target pixel G45 to calculate the values of the direction fluctuations H1 to H4, which are the change rates of the pixel values in the four directions, by the following equation. It calculates | requires using (1)-(4), respectively. In this embodiment, the four directions are 45 degrees and 135 degrees with respect to the horizontal scanning direction, the vertical scanning direction, and the horizontal scanning direction.
Direction variation H1 in the horizontal scanning direction =
2 × (| G34-G36 | + | G54-G56 |) + | R33-R35 | + | R53-R55 | + | B24-B26 | + | B64-B66 | (1)
Direction variation H2 in the vertical scanning direction =
2 × (| G34-G54 | + | G36-G56 |) + | R33-R53 | + | R35-R55 | + | B24-B64 | + | B26-B66 | (2)
Directional variation H3 = 45 degrees with respect to the horizontal scanning direction =
2 × (| G27-G36 | + | G54-G63 |) + | R35-R53 | + | R37-R55 | + | B26-B62 | + | B28-B64 | (3)
Directional change H4 = 135 degrees with respect to the horizontal scanning direction =
2 × (| G23-G34 | + | G56-G67 |) + | R33-R55 | + | R35-R57 | + | B22-B66 | + | B24-B68 | (4)
Step S12: The first interpolation unit 102 of the CPU 5 selects the direction of the smallest direction variation among the direction variations H1 to H4 obtained in Step S11, and selects the correction target pixel G45 among the pixels in that direction. Using the pixel value of the pixel having the most adjacent color filter G, the first interpolation value G1 at the position of the correction target pixel G45 is an expression corresponding to the direction selected from the following expressions (5) to (8). Find using.
When the direction change H1 is the minimum G1 = (G43 + G47) / 2 (5)
When direction change H2 is the minimum G1 = (G25 + G65) / 2 (6)
When the direction variation H3 is the minimum G1 = (G36 + G54) / 2 (7)
When direction change H4 is the minimum G1 = (G34 + G56) / 2 (8)
Step S13: The second interpolation unit 103 of the CPU 5 uses the pixel value of the pixel of the color filter G positioned in the horizontal scanning direction or the vertical scanning direction one line away from the correction target pixel G45, and uses the pixel value of the correction target pixel. The second interpolation value G2 at the position of G45 is obtained using an expression corresponding to the selected direction among the following expressions (9) to (12).
When the direction variation H1 is the minimum G2 = (G43 + G47) / 2 (9)
When the direction variation H2 is the minimum G2 = (G25 + G65) / 2 (10)
When the direction variation H3 is the minimum, G2 = (G27 + G63) / 2 (11)
When the direction variation H4 is the minimum, G2 = (G23 + G67) / 2 (12)
Here, the first interpolation value G1 calculated by the first interpolation unit 102 is obtained using the pixel value of the pixel having the color filter G closest to the correction target pixel G45, so that the correction accuracy is high. . However, since the pixel is located near, the pixel of the color filter R with respect to the correction target pixel G45 is located on both sides in the vertical scanning direction. On the other hand, for example, the pixels of the color filter R for each of the pixels G34, G36, G54, and G56 are located on both sides in the horizontal scanning direction. Therefore, the correction target pixel G45 and the pixels G34, G36, G54, and G56 have different noise patterns due to line crawl, and the influence of line crawl may not be accurately reproduced. In general, the influence is minute, but in a flat image region having a constant pixel value, it may be noticeable as a correction mark.

一方、第2の補間部103によって算出された第2の補間値G2は、補正対象画素G45に対して1ライン離れ、且つカラーフィルタRの画素が垂直走査方向に隣接しているカラーフィルタGの画素の画素値を用いることから、補正対象画素G45におけるラインクロールの影響を正しく再現する。しかしながら、補正対象画素G45に対して1ライン離れた画素の画素値を用いることから、補正対象画素G45の画素位置において急峻な画像構造を有する場合、補正結果が劣化してしまう。そこで、算出された第1の補間値G1及び第2の補間値G2に対して、ステップS14以降の補正処理を施すことによって、ラインクロールの影響や画像構造等を正確に再現した補正値を算出する。   On the other hand, the second interpolation value G2 calculated by the second interpolation unit 103 is one line away from the correction target pixel G45, and the color filter G pixel in which the color filter R pixel is adjacent in the vertical scanning direction. Since the pixel value of the pixel is used, the influence of line crawl in the correction target pixel G45 is correctly reproduced. However, since the pixel value of a pixel that is one line away from the correction target pixel G45 is used, if the pixel position of the correction target pixel G45 has a steep image structure, the correction result deteriorates. Therefore, correction values that accurately reproduce the influence of the line crawl, the image structure, and the like are calculated by performing correction processing in step S14 and subsequent steps on the calculated first interpolation value G1 and second interpolation value G2. To do.

ステップS14:CPU5の画素演算部における修正値算出部104は、次式(13)に示すように、第1の補間値G1及び第2の補間値G2から修正値C0を算出する。
C0=G2−G1 …(13)
そして、修正値算出部104は、C0を−α〜+αの値の範囲に値をクリップして、修正値Cを求める。なお、±αの値は、斜め隣接するカラーフィルタGの画素が出力する画素値に、ラインクロールによって生じるノイズの最大値相当(例えば、12ビット画像を処理する場合、α=32程度)に設定される。
Step S14: The correction value calculation unit 104 in the pixel calculation unit of the CPU 5 calculates the correction value C0 from the first interpolation value G1 and the second interpolation value G2, as shown in the following equation (13).
C0 = G2-G1 (13)
Then, the correction value calculation unit 104 clips the value of C0 in the range of −α to + α to obtain the correction value C. The value of ± α is set to be equivalent to the maximum value of noise caused by line crawl (for example, when processing a 12-bit image, the pixel value output by the pixel of the color filter G that is diagonally adjacent). Is done.

ステップS15:CPU5の画素演算部は、ステップS14で求めた修正値Cを補間値G1に加算して、補正された画素値を算出する。   Step S15: The pixel calculation unit of the CPU 5 calculates the corrected pixel value by adding the correction value C obtained in step S14 to the interpolation value G1.

ステップS16:CPU5の補正値代入部105は、ステップS15で求めた補正された画素値を、補正対象画素G45の新たな画素値として代入する。   Step S16: The correction value substitution unit 105 of the CPU 5 substitutes the corrected pixel value obtained in step S15 as a new pixel value of the correction target pixel G45.

ステップS17:CPU5は、補正された画像に対して、ラインクロール補正、彩度強調や輪郭強調等の画像処理を行う。CPU5は、処理された画像を、JPEG形式やYUV形式等のファイルにして、バス12とカードI/F6とを介して、カードメモリ7又は記憶部9に記録して、一連の作業を終了する。   Step S17: The CPU 5 performs image processing such as line crawl correction, saturation enhancement and contour enhancement on the corrected image. The CPU 5 converts the processed image into a file such as a JPEG format or a YUV format and records it in the card memory 7 or the storage unit 9 via the bus 12 and the card I / F 6 to complete a series of operations. .

このように、本実施形態では、上述したような第1の補間値G1及び第2の補正値G2の有する特性に基づいて、第1の補間値G1に修正値Cを加算することにより、第2の補間値G2に近づけた値を補正された画素値とする。その結果、画素値が一定の平坦な画像領域であっても、補正された画素値は第2の補間値G2とほぼ等しくなることから、ラインクロールを正確に再現することができる。   Thus, in the present embodiment, by adding the correction value C to the first interpolation value G1 based on the characteristics of the first interpolation value G1 and the second correction value G2 as described above, A value close to the interpolation value G2 of 2 is set as a corrected pixel value. As a result, even if the pixel value is a flat image region with a constant pixel value, the corrected pixel value is substantially equal to the second interpolation value G2, so that line crawl can be accurately reproduced.

また、第1の補間値G1に対する修正値Cは、±αの値の範囲内に抑制されるが、一般に±αの値は画像構造に比べて小さいので、急峻な画像構造における修正による劣化は小さく抑制できる。
≪実施形態の補足事項≫
本実施形態において、αの値はラインクロールによるノイズよりも大きくすることが望ましいが、必要以上に大きくすると急峻な画像構造における補正精度が劣化する。そこで、画像を撮像した際のF値やPO値等の光学条件に応じて、αの値を決定して設定することが好ましい。例えば、F値が大きい、又はPO値が大きいか小さい場合にはラインクロールによる影響が大きくなることが予想されることから、αの値を大きく設定し、それ以外の条件ではαの値を小さい値、或いは0に設定して、ステップS14の処理を無効にしても良い。
Further, the correction value C for the first interpolation value G1 is suppressed within the range of ± α, but generally the value of ± α is smaller than the image structure, so deterioration due to the correction in the steep image structure is not caused. Can be kept small.
≪Supplementary items for the embodiment≫
In the present embodiment, it is desirable that the value of α is larger than the noise caused by line crawl. Therefore, it is preferable to determine and set the value of α in accordance with optical conditions such as F value and PO value when an image is captured. For example, when the F value is large or the PO value is large or small, it is expected that the influence of line crawl will be large. Therefore, the α value is set large, and the α value is small under other conditions. The value or 0 may be set to invalidate the processing in step S14.

なお、本実施形態では、画像方向判定部101による方向判定において、式(1)〜(4)を用いて、方向変動H1〜H4がそれぞれ求められたが、本発明はこれに限定されず、他の公知の手法による方向変動H1〜H4を求めても良い。   In the present embodiment, in the direction determination by the image direction determination unit 101, the direction fluctuations H1 to H4 are obtained using the equations (1) to (4), respectively, but the present invention is not limited to this. The direction fluctuations H1 to H4 may be obtained by other known methods.

また、方向変動H1又はH2が選択された場合、第1の補間部102及び第2の補間部103における処理は同一であることから、共通化することが好ましい。   In addition, when the direction variation H1 or H2 is selected, the processing in the first interpolation unit 102 and the second interpolation unit 103 is the same, and therefore it is preferable to share them.

なお、本実施形態では、特定の画素G45を補正対象画素として補正する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、線欠陥の補正等に適用しても良い。その場合、線欠陥上の画素を参照しないようにすることが好ましい。   In the present embodiment, the case where the specific pixel G45 is corrected as the correction target pixel has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, correction of a line defect. In that case, it is preferable not to refer to the pixel on the line defect.

なお、本実施形態では、補正対象画素として欠陥画素としたが、本発明はこれに限定されず、焦点検出用画素の補正に適用しても良い。その場合、焦点検出用画素を補正するための公知の技術と本発明とを組み合わせて実施しても良い。   In this embodiment, a defective pixel is used as a correction target pixel. However, the present invention is not limited to this, and the correction target pixel may be applied to correction of a focus detection pixel. In that case, a known technique for correcting focus detection pixels may be combined with the present invention.

なお、本実施形態では、電子カメラ10によって撮像された静止画像に対して補正の画像処理を行ったが、本発明はこれに限定されず、動画やスルー画に対しても適用することができる。   In the present embodiment, correction image processing is performed on a still image captured by the electronic camera 10, but the present invention is not limited to this and can also be applied to a moving image or a through image. .

なお、本発明に係る画像処理装置における処理をコンピュータで実現するための画像処理プログラムに対しても適用することができる。   Note that the present invention can also be applied to an image processing program for realizing the processing in the image processing apparatus according to the present invention by a computer.

なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されてはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or the main features thereof. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be construed in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

1 撮像レンズ、2 撮像素子、3 A/D変換部、4 バッファメモリ、5 CPU、6 カードI/F、7 カードメモリ、8 操作部材、9 記憶部、10 電子カメラ、11 表示部、12 バス、101 画像方向判定部、102 第1の補間部、103 第2の補間部、104 修正値算出部、105 補正値代入部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging lens, 2 Imaging device, 3 A / D conversion part, 4 Buffer memory, 5 CPU, 6 Card I / F, 7 Card memory, 8 Operation member, 9 Memory | storage part, 10 Electronic camera, 11 Display part, 12 buses , 101 Image direction determination unit, 102 First interpolation unit, 103 Second interpolation unit, 104 Correction value calculation unit, 105 Correction value substitution unit

Claims (6)

補正対象画素の周囲で前記補正対象画素と同じ色のカラーフィルタを有する画素のうち、前記補正対象画素及びその周囲の画素に分布するノイズのパターンとは異なるノイズのパターンが分布している画素の画素値を用いて、前記補正対象画素の第1の補間値を算出する第1の補間部と、
前記補正対象画素の周囲で前記補正対象画素と同じ色のカラーフィルタを有する画素のうち、前記補正対象画素に分布する前記ノイズのパターンと同じノイズのパターンが分布している画素の画素値を用いて、前記補正対象画素の第2の補間値を算出する第2の補間部と、
前記第1の補間値と前記第2の補間値とから求めた修正値を、前記第1の補間値に加算して、前記補正対象画素の画素値を求める画素演算部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Among pixels having a color filter of the same color as the correction target pixel around the correction target pixel, pixels having a noise pattern different from the noise pattern distributed to the correction target pixel and the surrounding pixels are distributed. A first interpolation unit that calculates a first interpolation value of the correction target pixel using a pixel value;
Among pixels having the same color filter as the correction target pixel around the correction target pixel, a pixel value of a pixel in which the same noise pattern as the noise pattern distributed in the correction target pixel is used is used. A second interpolation unit for calculating a second interpolation value of the correction target pixel;
A pixel calculation unit that adds a correction value obtained from the first interpolation value and the second interpolation value to the first interpolation value to obtain a pixel value of the correction target pixel;
An image processing apparatus comprising:
請求項1に記載の画像処理装置において、
前記修正値は、所定範囲内にあることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
The image processing apparatus, wherein the correction value is within a predetermined range.
請求項2に記載の画像処理装置において、
前記画素演算部は、
前記第1の補間値と前記第2の補間値との差分を前記所定範囲内にクリップすることにより前記修正値を算出する修正値算出部を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 2,
The pixel calculation unit includes:
An image processing apparatus comprising: a correction value calculation unit that calculates the correction value by clipping a difference between the first interpolation value and the second interpolation value within the predetermined range.
請求項2又は請求項3に記載の画像処理装置において、
前記所定範囲は、画像の撮像時における光学条件に基づいて決定されることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 2 or 3,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined range is determined based on an optical condition when an image is captured.
撮像素子によって撮像された被写体像の画像を生成する撮像部と、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging unit that generates an image of a subject image captured by the imaging element;
An image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An imaging apparatus comprising:
コンピュータを、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置として機能させるための画像処理プログラム。   An image processing program for causing a computer to function as the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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