JP2013051524A - 画像処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数色のカラーフィルタのいずかにより各画素が覆われた撮像素子(102)により、撮像光学系を介して入射する被写体像を撮像して得られた画像データに対して、撮像光学系の収差による画像の劣化を回復する回復処理を行う画像処理装置であって、カラーフィルタの配列により他の色より空間周波数特性が高い色の画像データを、他の色と同じ空間周波数特性となるように複数の色の画像データに分離する信号分離部(1101)と、分離された各色の画像データそれぞれに対して、フィルタ処理による回復処理を行う複数の回復フィルタ適用部(1110〜1113)と、回復処理された画像データに対して、複数の色の画像データを同じ色の画像データとして用いて、各画素の色補間処理を行うその他画像処理部(112)とを有する。
。
【選択図】 図3
Description
PTF=tan-1(Im(OTF)/Re(OTF)) …(1)
g(x,y)=h(x,y)*f(x,y) …(2)
G(u,v)=H(u,v)・F(u,v) …(3)
G(u,v)/H(u,v)=F(u,v) …(4)
このF(u,v)を逆フーリエ変換して実面に戻すことで元の画像f(x,y)が回復像として得られる。
ここで、上式の1/Hを逆フーリエ変換したものをRとすると、以下の式(5)のように実面での画像に対するコンボリューション処理を行うことで同様に元の画像を得ることができる。
g(x,y)*R(x,y)=f(x,y) …(5)
ここで、ズーム位置の状態や絞り径の状態等の撮影状態に応じて光学伝達関数(OTF)が変動するため、画像回復処理に用いる画像回復フィルタもこれに応じて変更する必要がある。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の基本構成の一例である。不図示の被写体像は、絞り101aおよびフォーカスレンズ101bを含む撮像光学系101を介して撮像素子102に入射する。撮像素子102は、一例として、図2に示す所謂ベイヤー配列のカラーフィルタにより覆われ、撮像素子102を構成する各画素は、赤(R)、緑(G)、青(B)の内、覆われたフィルタの色に応じた色成分の信号を出力する。撮像素子102で結像光が電気信号に変換され、A/Dコンバータ103でデジタル信号に変換されて、画像処理部104に入力される。画像処理部104は、画像回復処理部111と、所定の処理を行うその他画像処理部112とから構成され、その他画像処理部112は色補間処理を含んでいる。画像回復処理部111の出力画像は各画素がいずれか1つのフィルタの色に応じた色成分の信号のみを有する状態である。そのため、その他画像処理部112では回復された画像に対して、各画素に全てのフィルタの色に応じた色成分の信号を持たせるための色補間処理が行われる。
G(x,y)=(G(x,y−1)+G(x−1,y)
+G(x+1,y)+G(x,y+1))/4 …(6)
隣接する左右画素に値がある場合(例えばR(2,0)):
R(x,y)=(R(x−1,y)+R(x+1,y))/2
隣接する上下画素に値がある場合(例えばR(1,1)):
R(x,y)=(R(x,y−1)+R(x,y+1))/2
隣接する斜め画素に値がある場合(例えばR(2,1)):
R(x,y)=(R(x−1,y−1)+R(x+1,y−1)
+R(x−1,y+1)+R(x+1,y+1))/4
…(7)
B成分に対する線形補間もR成分と同様に、補間する画素の場所に応じて上述した3パターンの式(7)のいずれかを適用することで行う。
R成分に値をもつ画素のG成分を生成する場合(例えばG(1,2)):
H_DIFF=(R(x,y)−R(x−2,y))
+(R(x,y)−R(x+2,y))
V_DIFF=(R(x,y)−R(x,y−2))
+(R(x,y)−R(x,y+2))
IF(|H_DIFF|>|V_DIFF|){
G(x,y)=(G(x,y−1)+G(x,y+1))/2
}
ELSE{
G(x,y)=(G(x−1,y)+G(x+1,y))/2
}
隣接する左右画素に値がある場合(例えばR(2,0)):
Cr=(R(x−1,y)−G(x−1,y)
+R(x+1,y)−G(x+1,y))/2
R(x,y)=G(x,y)+Cr
隣接する上下画素に値がある場合(例えばR(1,1)):
Cr=(R(x,y−1)−G(x,y−1)
+R(x,y+1)−G(x,y+1))/2
R(x,y)=G(x,y)+Cr
隣接する斜め画素に値がある場合(例えばR(2,1)):
Cr=(R(x−1、y−1)−G(x−1、y−1)
+R(x+1、y−1)−G(x+1、y−1)
+R(x−1、y+1)−G(x−1、y+1)
+R(x+1、y+1)−G(x+1、y+1))/4
R(x、y)=G(x、y)+Cr
…(8)
以下、本発明の第2の実施形態による画像回復処理について説明する。第2の実施形態における撮像装置の基本構成は第1の実施形態で示した図1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Claims (10)
- 複数色のカラーフィルタのいずかにより各画素が覆われた撮像素子により、撮像光学系を介して入射する被写体像を撮像して得られた画像データに対して、前記撮像光学系の収差による画像の劣化を回復する回復処理を行う画像処理装置であって、
前記複数色の画像データを、各色の画像データに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された前記各色の画像データそれぞれに対して、フィルタ処理による回復処理を行う複数の画像処理手段と、
前記回復処理が行われた画像データに対して、各画素の色補間処理を行う補間処理手段とを有し、
前記分離手段は、前記複数色のカラーフィルタの配列により他の色に比較して空間周波数特性が高くなる色の画像データを、前記他の色と同じ空間周波数特性となるように複数の色の画像データに分離し、
前記補間処理手段は、前記複数の色の画像データを同じ色の画像データとして用いて前記色補間処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 前記複数色のカラーフィルタは、ベイヤー配列のカラーフィルタであり、
前記画像処理手段は、前記画像データのG成分を、R成分及びB成分の周波数特性と一致するように、2つのG成分の画像データに分離することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理手段により行われる前記フィルタ処理に用いられるフィルタは、前記撮像光学系の光学素子の光学伝達関数の逆関数に基づいて生成された関数を逆フーリエ変換して得られる2次元のフィルタであり、
前記画像処理手段は、前記フィルタをコンボリューション処理することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理方法。 - 複数色のカラーフィルタのいずかにより各画素が覆われた撮像素子により、撮像光学系を介して入射する被写体像を撮像して得られた画像データに対して、前記撮像光学系の収差による画像の劣化を回復する回復処理を行う画像処理装置であって、
前記複数色の画像データのうちの一部の画像データに対して、フィルタ処理による回復処理を行う、直列に配された複数の画像処理手段と、
前記回復処理が行われた画像データに対して、各画素の色補間処理を行う補間処理手段とを有し、
前記複数の画像処理手段それぞれは、前記回復処理が行われていない各色の画像データに対して前記回復処理を行うとともに、前記複数色のカラーフィルタの配列により他の色に比較して空間周波数特性が高くなる色の画像データを複数の色の画像データとして分けて扱うことで、前記複数の画像処理手段が処理する前記一部の画像データが、互いに同じ周波数特性を有し、
前記補間処理手段は、前記複数の色の画像データを同じ色の画像データとして用いて前記色補間処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 前記複数色のカラーフィルタは、ベイヤー配列のカラーフィルタであり、
前記複数の画像処理手段は、前記画像データのG成分を、R成分及びB成分の周波数特性と一致する2つのG成分として、一方のG成分の画像データを処理する画像処理手段と、他方のG成分の画像データを処理する画像処理手段と、R成分の画像データを処理する画像処理手段と、B成分の画像データを処理する画像処理手段から構成されることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記複数の画像処理手段により行われる前記フィルタ処理に用いられるフィルタは、前記撮像光学系の光学素子の光学伝達関数の逆関数に基づいて生成された関数を逆フーリエ変換して得られる2次元のフィルタであり、
前記複数の画像処理手段は、前記フィルタをコンボリューション処理することを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。 - 複数色のカラーフィルタのいずかにより各画素が覆われた撮像素子により、撮像光学系を介して入射する被写体像を撮像して得られた画像データに対して、前記撮像光学系の収差による画像の劣化を回復する回復処理を行う画像処理方法であって、
分離手段が、前記複数色の画像データを、各色の画像データに分離する分離工程と、
複数の画像処理手段が、前記分離工程により分離された前記各色の画像データそれぞれに対して、フィルタ処理による回復処理を行う画像処理工程と、
補間処理手段が、前記回復処理が行われた画像データに対して、各画素の色補間処理を行う補間処理工程とを有し、
前記分離工程では、前記複数色のカラーフィルタの配列により他の色に比較して空間周波数特性が高くなる色の画像データを、前記他の色と同じ空間周波数特性となるように複数の色の画像データに分離し、
前記補間処理工程では、前記複数の色の画像データを同じ色の画像データとして用いて前記色補間処理を行うことを特徴とする画像処理方法。 - 複数色のカラーフィルタのいずかにより各画素が覆われた撮像素子により、撮像光学系を介して入射する被写体像を撮像して得られた画像データに対して、前記撮像光学系の収差による画像の劣化を回復する回復処理を行う画像処理工程であって、
直列に配された複数の画像処理手段が、前記複数色の画像データのうちの一部の画像データに対して、フィルタ処理による回復処理を順次、行う画像処理工程と、
補間処理手段が、前記回復処理が行われた画像データに対して、各画素の色補間処理を行う補間処理工程とを有し、
前記複数の画像処理手段それぞれは、前記回復処理が行われていない各色の画像データに対して前記回復処理を行うとともに、前記複数色のカラーフィルタの配列により他の色に比較して空間周波数特性が高くなる色の画像データを複数の色の画像データとして分けて扱うことで、前記複数の画像処理手段が処理する前記一部の画像データが、互いに同じ周波数特性を有し、
前記補間処理手段は、前記複数の色の画像データを同じ色の画像データとして用いて前記色補間処理を行うことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至請求項6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。
- 請求項9に記載のプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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