JP2013038654A - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】欠陥画素と相関の高い画素が存在する方向を判別する際、欠陥画素と同色の周辺画素の信号値から縦横方向かななめ方向かの判別を行う。一方で、欠陥画素と異なる色の周辺画素の信号値から、縦方向と横方向のうち1つと、予め定められた複数のななめ方向の1つの判別を行い、同色画素による判別結果によって一方を最終的な方向判別結果として選択する。
【選択図】図6
Description
H_DIV = ABS(G32 - G34)
V_DIV = ABS(G23 - G43)
D45_DIV = ABS(B24 - B42)
D135_DIV = ABS(B22 - B44)
を求める。そして、差分絶対値が最小となる方向を、着目画素と相関の高い画素が存在する方向として判別する。そして、判別した方向において欠陥画素を挟んで位置する、欠陥画素と同じ色の1組の画素の出力値を平均した値を、欠陥画素の画素補正値とする。
H_DIVが最小の場合: Pix = (R31 + R35)/2
V_DIVが最小の場合: Pix = (R13 + R53)/2
D45_DIVが最小の場合: Pix = (R15 + R51)/2
D135_DIVが最小の場合: Pix = (R11 + R55)/2、となる。
図1は、本発明の実施形態に係る画像処理装置を適用可能な装置の一例としての撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。なお、図1においては、撮像装置が有する構成のうち、欠陥画素補正に関連する構成のみを記載している。また、本発明に係る画像処理装置において、撮像に係る構成は必須でない。
以下、画素補正回路104における欠陥画素補正処理について説明する。なお、ここでは、発明の理解を助けると共に説明を簡潔にするため、着目画素(欠陥画素)が赤色画素(R画素)又は青色画素(B画素)である場合を前提とし、さらに着目画素がR画素である場合を説明する。しかし、着目画素がB画素の場合も、以下に説明する画素の配置関係を適用して同様の処理を行えばよい。
まず、有彩色判定回路112の動作について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。有彩色判定回路112は、まずS201において、ホワイトバランス処理後の画像信号の着目画素における彩度信号Cを、例えば以下の式に従って算出する。
Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B
Cr = 0.713 (R - Y)
Cb = 0.564 (B - Y)
C=√(Cr2 + Cb2)
まず、有彩色判定回路112は、周辺画素について、R,G,Bの値のうち不足しているものを、隣接画素の信号値から求める。ここでは、周辺画素がいずれも緑色画素であるため、R,Bの値を隣接する赤色画素及び青色画素の信号値から求める。
R_21 = (R11 + R31) / 2
B_21 = (B20 + B22) / 2
として求める。
R_41 = (R31 + R51) / 2
B_41 = (B40 + B42) / 2
R_25 = (R15 + R35) / 2
B_25 = (B24 + B26) / 2
R_45 = (R35 + R55) / 2
B_45 = (B44 + B46) / 2
R_33 = (R_21 + R_41 + R_25 + R_45) / 4
G_33 = (G21 + G41 + G25 + G45) / 4
B_33 = (B_21 + B_41 + B_25 + B_45) / 4、となる。
無彩色画素補正回路110及び有彩色画素補正回路111の動作を説明する前に、加重加算回路113の動作について説明する。無彩色画素補正回路110が出力する画素補正値をPix_1、有彩色画素補正回路111の出力する画素補正値をPix_2とする。加重加算回路113は有彩色判定回路112の出力する白黒判別信号D_bcの値に応じて以下のように最終的な画素補正値Pixを求める。
Pix = (1 - D_bc) * Pix_1 + D_bc * Pix_2
そして、加重加算回路113は、画素補正値Pixを、欠陥画素の画像信号として信号処理回路105に出力する。
図4は、無彩色画素補正回路110の機能構成例を示すブロック図である。無彩色方向判別回路410は、着目画素(欠陥画素)と相関の高い画素が存在する方向(着目画素の画素補正値の算出に用いるべき画素の存在する方向)を判別する方向判別処理を行う。
H_DIV_11 = ABS( G10 - G12)
V_DIV_11 = ABS( G01 - G21)
D45_DIV_11 = ABS( B02 - B20)
D135_DIV_11 = ABS( B00 - B22)、となる
H_DIV_AVE = (H_DIV_11 + H_DIV_12 + ・・・+H_DIV_55)/16
V_DIV_AVE = (V_DIV_11 + V_DIV_12 + ・・・+V_DIV_55)/16
D45_DIV_AVE = (D45_DIV_11 + D45_DIV_12 + ・・・+D45_DIV_55)/16
D135_DIV_AVE = (D135_DIV_11 + D135_DIV_12 + ・・・+D135_DIV_55)/16、である。
Pix = (R13 + R31 + R35 + R53) / 4
H_DIV_AVEが最小の場合には、H(0度)補正回路401の出力する画素補正値、
V_DIV_AVEが最小の場合にはV(90度)補正回路402の出力する画素補正値、
D45_DIV_AVEが最小の場合には45度補正回路403の出力する画素補正値、
D135_DIV_AVEが最小の場合には135度補正回路404の出力する画素補正値、
を選択する信号を無彩色画素補正値選択回路405に出力する。
H(0度)補正回路401は、Pix = (R31 + R35)/2
V(90度)補正回路402は、Pix = (R13 + R53)/2
45度補正回路403は、Pix = (R15 + R51)/2
135度補正回路404は、Pix = (R11 + R55)/2
を、画素R33に対する無彩色画素補正値としてそれぞれ算出する。
図6は、有彩色画素補正回路111の機能構成例を示すブロック図である。有彩色画素補正値選択回路622は、縦横画素補正回路620の出力する画素補正値と、ななめ画素補正回路621の出力する画素補正値のうち1つを、縦横度判別回路612の結果に応じて選択し、最終的な有彩色画素補正値として出力する。
最初に縦横度判別回路612について説明する。第1の方向判別手段としての縦横度判別回路612は、図11(d)に示すように、着目画素(欠陥画素)をR33とした場合に、着目画素と同色の周辺画素R11,R13,R15,R31,R35,R51,R53,R55の信号値から縦横度を判別する。具体的には、縦横度判別回路612は、着目画素R33対して特定方向(ここでは、縦、横、45度、135度)方向に存在する、同色周辺画素の信号値の差分絶対値を求める。ここで、横方向の差分絶対値をH_DIV、縦方向の絶対値差分をV_DIV、45度方向の差分絶対値をD45_DIV、135度方向の差分絶対値をD135_DIVとすると、縦横度判別回路612は、
H_DIV = ABS(R31 - R35)
V_DIV = ABS(R13 - R53)
D45_DIV = ABS(R15 - R51)
D135_DIV = ABS(R11 - R55)、を求める。
HV_DIV = H_DIV + V_DIV
D_DIV = D45_DIV + D135_DIV、を求める。
次に縦横画素補正回路620の動作を図8のフローチャートに従って説明する。後述するななめ方向判別回路611とともに第2の方向判別手段を構成するHV方向判別回路610は、緑色画素の信号値を用いて方向判別(縦方向、横方向のどちらであるかの判別)を行う。
H_DIV_11 = ABS( G10 - G12)
V_DIV_11 = ABS( G01 - G21)、を算出する。
H_DIV_AVE = (H_DIV_11 + H_DIV_13 + ・・・・+H_DIV_55)/8
V_DIV_AVE = (V_DIV_11 + V_DIV_13 + ・・・・+V_DIV_55)/8、を算出する。
次にななめ画素補正回路621の動作を図9のフローチャートに従って説明する。ななめ方向判別回路611もまた、緑色画素の信号値を用いて方向判別(ただし、45度方向、135度方向のどちらであるかの判別)を行う。S901において、ななめ方向判別回路611は、着目画素の複数の周辺画素について、45度方向、135度方向の緑色画素の信号値の差分絶対値を算出する。例えば、図11(e)に示した例において、周辺画素G12に対し、45度方向に位置するの緑色画素の信号値の差分絶対値をD45_DIV_12、135度方向に位置する緑色画素の信号値の絶対値差分をD135_DIV_12とする。この場合、ななめ方向判別回路611は、
D45_DIV_12 = ABS( G03 - G21)
D135_DIV_12 = ABS( G01 - G23)、を算出する。
D45_DIV_AVE = (D45_DIV_12 + D45_DIV_14 + ・・・+D45_DIV_54)/8
D135_DIV_AVE = (D135_DIV_12 + D135_DIV_14 + ・・・+D135_DIV_54)/8、を算出する。
Pix = (R15 + R51 + R11 + R55) / 4
上述の実施形態において、着目画素がG画素の場合、例えば無彩色画素補正回路110を用いて画素補正値を生成してもよい。例えば、図11(d)においてG23が着目画素(欠陥画素)であれば、無彩色方向判別回路410で
H_DIV = ABS(G21 - G25)
V_DIV = ABS(G03 - G43)
D45_DIV = ABS(G14 - G32)
D135_DIV = ABS(G12 - G34)
を求める。そして、差分絶対値が最小となる方向を、着目画素と相関の高い画素が存在する方向として判別する。
V補正回路402で、Pix = (G03 + G43)/2、
45度補正回路403で、Pix = (G14 + G32)/2、
135度補正回路404でPix = (G12 + G34)/2の
画素補正値をそれぞれ算出する。無彩色方向判別回路410は、判別した方向に対応する画素補正値を選択する信号を、無彩色画素補正値選択回路405に出力する。
Claims (8)
- ベイヤー配列の原色カラーフィルタを備えた撮像素子により得られた画像の、赤色又は青色の着目画素における信号値を、前記着目画素の周辺の画素の信号値を用いて生成する画像処理装置であって、
前記着目画素と同色の、前記着目画素の周辺の複数の画素の信号値から、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が、縦横方向か、ななめ方向かを判別する第1の方向判別手段と、
前記着目画素と異なる色の、前記着目画素の周辺の複数の画素の信号値から、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向として、縦横方向の1つと、予め定められた複数のななめ方向の1つを判別する第2の方向判別手段と、
前記第1の方向判別手段によって前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が縦横方向と判別されていれば、前記第2の方向判別手段が判別した縦横方向の1つを選択し、前記第1の方向判別手段によって前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向がななめ方向と判別されていれば、前記第2の方向判別手段が判別した前記複数のななめ方向の1つを選択する選択手段と、
前記着目画素の周辺の画素のうち、前記着目画素から前記選択手段によって選択された方向に存在する複数の画素の信号値を用いて前記着目画素における信号値を算出する算出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2の方向判別手段が、前記着目画素の周辺の複数の緑色画素の信号値によって前記判別を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記第1の方向判別手段が、
縦方向、横方向、前記予め定められた複数のななめ方向のそれぞれについて、前記着目画素を挟んで位置する前記着目画素と同色の2つの画素の信号値の差分を求め、
前記縦方向及び前記横方向についての前記差分の和が、前記予め定められた複数のななめ方向のそれぞれについての前記差分の和より小さい場合に、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が、前記縦横方向であると判別し、
前記縦方向及び前記横方向についての前記差分の和が、前記予め定められた複数のななめ方向のそれぞれについての前記差分の和以上の場合に、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が、前記ななめ方向であると判別する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記第2の方向判別手段が、前記縦横方向の1つを判別する縦横方向判別手段と、前記予め定められた複数のななめ方向の1つを判別するななめ方向判別手段とを有し、
前記縦横方向判別手段が、
前記着目画素と異なる色の、前記着目画素の周辺の複数の画素のそれぞれについて、横方向に位置する2つの前記着目画素と異なる色の画素の信号値の差分の平均値と、縦方向に位置する2つの前記着目画素と異なる色の画素の信号値の差分の平均値とのうち、小さい値に対応する方向を判別し、
前記ななめ方向判別手段が、
前記着目画素と異なる色の、前記着目画素の周辺の複数の画素のそれぞれについて、前記予め定められた複数のななめ方向に位置する、2つの前記着目画素と異なる色の画素の信号値の差分の方向別の平均値のうち、最小の値に対応する方向を判別する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記予め定められた複数のななめ方向が、45度方向及び135度方向であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- ベイヤー配列の原色カラーフィルタを備えた撮像素子と、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像処理装置とを有し、
前記撮像素子により得られた画像のうち、前記撮像素子の赤色または青色の欠陥画素の信号値を、前記画像処理装置によって取得することを特徴とする撮像装置。 - ベイヤー配列の原色カラーフィルタを備えた撮像素子により得られた画像の、赤色又は青色の着目画素における信号値を、前記着目画素の周辺の画素の信号値を用いて生成する画像処理装置の制御方法であって、
第1の方向判別手段が、前記着目画素と同色の、前記着目画素の周辺の複数の画素の信号値から、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が、縦横方向か、ななめ方向かを判別する第1の方向判別工程と、
第2の方向判別手段が、前記着目画素と異なる色の、前記着目画素の周辺の複数の画素の信号値から、前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向として、縦横方向の1つと、予め定められた複数のななめ方向の1つを判別する第2の方向判別工程と、
選択手段が、前記第1の方向判別工程によって前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向が縦横方向と判別されていれば、前記第2の方向判別工程によって判別された縦横方向の1つを選択し、前記第1の方向判別工程によって前記着目画素の信号値と相関の高い画素が存在する方向がななめ方向と判別されていれば、前記第2の方向判別工程によって判別された前記複数のななめ方向の1つを選択する選択工程と、
算出手段が、前記着目画素の周辺の画素のうち、前記着目画素から前記選択工程によって選択された方向に存在する複数の画素の信号値を用いて前記着目画素における信号値を算出する算出工程と、を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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