JP2013162431A5 - 画像信号処理装置、画像信号処理方法 - Google Patents

Claims (32)

1. 画像信号を入力する画像信号入力部と、
   上記画像信号の信号レベル補正強度を決定する画像信号補正強度制御部と、
   上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の信号伸張度を推定する信号伸張推定部と、
   上記信号伸張度からノイズ補正強度を決定するノイズ補正強度制御部と、
   上記画像信号に、上記ノイズ補正強度にもとづくノイズ補正処理を行うノイズ補正部と、
   上記ノイズ補正処理された画像信号に、上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理を行う画像信号補正部と、
   を備えることを特徴とする画像信号処理装置。
2. 請求項１記載の画像信号処理装置において、
   前記画像信号補正強度制御部は、画像信号の被写体が存在する輝度範囲が小さいほど上記輝度範囲の伸張率が大きくなるように前記信号レベル補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理装置。
3. 請求項１記載の画像信号処理装置において、
   信号伸張推定情報を格納する信号伸張推定情報格納部を備え、
   前記信号伸張推定部は前記信号伸張推定情報と前記信号レベル補正強度を基に前記信号伸張度を推定すること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
4. 請求項３記載の画像信号処理装置において、
   前記信号伸張推定情報は、前記基準画像信号補正の信号レベル補正処理の入出力特性における信号レベルの入力値と出力値との比率が格納されること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
5. 請求項３記載の画像信号処理装置において、
   前記信号伸張推定情報は、前記基準画像信号補正の信号レベル補正処理の入出力特性における２つの信号レベル間の入力値の差分と出力値の差分との比率が格納されること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
6. 請求項１記載の画像信号処理装置において、
   入力された画像信号の任意の領域毎の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する統計情報取得部を備え、
   前記画像信号補正強度制御部は前記統計情報を基に任意の領域毎の信号レベル補正強度を決定し、
   前記画像信号補正部は前記任意の領域毎の信号レベル補正強度を基に信号レベル補正処理を行い、
   前記信号伸張推定部は、前記任意の領域毎の信号レベル補正強度から推定した前記任意の領域毎の信号伸張度から所定の信号伸張度を選択し、
   前記ノイズ補正強度制御部は、前記所定の信号伸張度から前記ノイズ補正強度を決定すること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
7. 請求項６記載の画像信号処理装置において、
   前記信号伸張推定部は、前記任意の領域毎の信号伸張度から、信号伸張度の平均値、Ｎ番目に大きい値、最大値、画像中の位置に応じて重みを付けた荷重平均値、または中央値のいずれかを前記所定の信号伸張度として選択することを特徴とする画像信号処理装置。
8. 請求項１記載の画像信号処理装置において，
   前記画像信号補正部は、前記ノイズ補正部が出力した画像信号に異なる入出力特性で信号レベル補正処理を行う複数の画像信号補正部により構成されており、
   前記画像信号補正強度制御部は、前記複数の画像信号補正部における各々の信号レベル補正強度を決定し、
   前記信号伸張推定部は、前記各々の信号レベル補正強度にもとづく各々の信号伸張度を推定し、
   前記ノイズ補正制御部は、前記各々の信号伸張度を統合して前記ノイズ補正強度を決定すること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
9. 請求項８に記載の画像信号処理装置において、さらに、
   前記複数の画像信号補正部に入力されるそれぞれの画像信号の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する複数の統計情報取得部を備え、
   前記画像信号補正強度制御部は該複数の統計情報取得部が算出した統計情報を基に対応する画像信号補正部における信号レベル補正強度を制御すること、
   を特徴とする画像信号処理装置。
10. 請求項１記載の画像信号処理装置において、
    前記ノイズ補正部におけるノイズ補正処理とは，画像信号中の注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う二次元ノイズ補正処理，注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う三次元ノイズ補正処理，または，エッジ強調処理におけるエッジ強調の補正強度を弱めてエッジ強調を行う処理，の少なくとも一つを行う処理であること，
    を特徴とする画像信号処理装置。
11. 請求項１０に記載の画像信号処理装置において、
    前記ノイズ補正部がノイズ補正処理として二次元ノイズ補正処理と三次元ノイズ補正処理とエッジ強調の補正強度を弱めたエッジ強調処理のうち複数の処理を行う場合に，前記ノイズ補正強度制御部は、ノイズ補正処理の補正強度として、二次元ノイズ補正処理、三次元ノイズ補正処理、エッジ強調処理のうち、実行するノイズ補正処理のノイズ補正強度をそれぞれ決定すること，
    を特徴とする画像信号処理装置。
12. 請求項１に記載の画像信号処理装置において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
    該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
    該露光量検出部の検出した露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部と、を備え、
    前記ノイズ補正強度制御部は、前記信号伸張度と前記露光制御部における露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、を特徴とする画像信号処理装置。
13. 請求項１０記載の画像信号処理装置において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
    該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
    該露光量検出部の検出した露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部と、を備え、
    前記ノイズ補正部における二次元ノイズ補正処理は、画像信号中の注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
    前記ノイズ補正強度制御部は、前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理装置。
14. 請求項１０記載の画像信号処理装置において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
    該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
    該露光量検出部の検出した露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部、を備え、
    前記ノイズ補正部における三次元ノイズ補正処理は、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関の度合いまたは注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関をそれぞれ基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
    前記ノイズ補正強度制御部は、前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理装置。
15. 請求項１記載の画像信号処理装置において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
    該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
    該露光量検出部の検出した露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部、を備え、
    前記画像信号補正強度制御部は、前記信号レベル補正強度を前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて決定すること、を特徴とする画像信号処理装置。
16. 請求項１５に記載の画像信号処理装置において、
    前記画像信号補正強度制御部は、前記露光制御部が信号ゲインが大きくなるように露光制御をした場合に、前記信号レベル補正強度を小さくすること、を特徴とする画像信号処理装置。
17. 画像信号を入力する画像信号入力ステップと、
    上記画像信号の信号レベル補正強度を決定する画像信号補正強度制御ステップと、
    上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の信号伸張度を推定する信号伸張推定ステップと、
    上記信号伸張度からノイズ補正強度を決定するノイズ補正強度制御ステップと、
    上記画像信号に、上記ノイズ補正強度にもとづくノイズ補正処理を行うノイズ補正ステップと、
    上記ノイズ補正処理された画像信号に、上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理を行う画像信号補正ステップと、
    を備えることを特徴とする画像信号処理方法。
18. 請求項１７記載の画像信号処理方法において、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは、画像信号の被写体が存在する輝度範囲が小さいほど上記輝度範囲の伸張率が大きくなるように前記信号レベル補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理方法。
19. 請求項１７記載の画像信号処理方法において、
    信号伸張推定情報を格納する信号伸張推定情報格納ステップを備え、
    前記信号伸張推定ステップでは前記信号伸張推定情報と前記信号レベル補正強度を基に前記信号伸張度を推定すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
20. 請求項１９記載の画像信号処理方法において、
    前記信号伸張推定情報は、前記基準画像信号補正の信号レベル補正処理の入出力特性における信号レベルの入力値と出力値との比率が格納されること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
21. 請求項１９記載の画像信号処理方法において、
    前記信号伸張推定情報は、前記基準画像信号補正の信号レベル補正処理の入出力特性における２つの信号レベル間の入力値の差分と出力値の差分との比率が格納されること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
22. 請求項１７記載の画像信号処理方法において、
    入力された画像信号の任意の領域毎の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する統計情報取得ステップを備え、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは前記統計情報を基に任意の領域毎の信号レベル補正強度を決定し、
    前記画像信号補正ステップでは前記任意の領域毎の信号レベル補正強度を基に信号レベル補正処理を行い、
    前記信号伸張推定ステップでは、前記任意の領域毎の信号レベル補正強度から推定した前記任意の領域毎の信号伸張度から所定の信号伸張度を選択し、
    前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記所定の信号伸張度から前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
23. 請求項２２記載の画像信号処理方法において、
    前記信号伸張推定ステップでは、前記任意の領域毎の信号伸張度から、信号伸張度の平均値、Ｎ番目に大きい値、最大値、画像中の位置に応じて重みを付けた荷重平均値、または中央値のいずれかを前記所定の信号伸張度として選択することを特徴とする画像信号処理方法。
24. 請求項１７記載の画像信号処理方法において，
    前記画像信号補正ステップは、前記ノイズ補正ステップで出力した画像信号に異なる入出力特性で信号レベル補正処理を行う複数の画像信号補正ステップにより構成されており、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記複数の画像信号補正ステップにおける各々の信号レベル補正強度を決定し、
    前記信号伸張推定ステップでは、前記各々の信号レベル補正強度にもとづく各々の信号伸張度を推定し、
    前記ノイズ補正制御ステップでは、前記各々の信号伸張度を統合して前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
25. 請求項２４に記載の画像信号処理方法において、さらに、
    前記複数の画像信号補正ステップで入力されるそれぞれの画像信号の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する複数の統計情報取得ステップを備え、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは該複数の統計情報取得ステップで算出した統計情報を基に対応する画像信号補正ステップにおける信号レベル補正強度を制御すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
26. 請求項１７記載の画像信号処理方法において、
    前記ノイズ補正ステップにおけるノイズ補正処理とは，画像信号中の注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う二次元ノイズ補正処理，注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う三次元ノイズ補正処理，または，エッジ強調処理におけるエッジ強調の補正強度を弱めてエッジ強調を行う処理，の少なくとも一つを行う処理であること，
    を特徴とする画像信号処理方法。
27. 請求項２６に記載の画像信号処理方法において、
    前記ノイズ補正ステップでノイズ補正処理として二次元ノイズ補正処理と三次元ノイズ補正処理とエッジ強調の補正強度を弱めたエッジ強調処理のうち複数の処理を行う場合に，前記ノイズ補正強度制御ステップでは、ノイズ補正処理の補正強度として、二次元ノイズ補正処理、三次元ノイズ補正処理、エッジ強調処理のうち、実行するノイズ補正処理のノイズ補正強度をそれぞれ決定すること，
    を特徴とする画像信号処理方法。
28. 請求項１７に記載の画像信号処理方法において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
    該撮像ステップでの露光量を検出する露光量検出ステップと、
    該露光量検出ステップで検出した露光量を基に前記撮像ステップでの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
    前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記信号伸張度と前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、を特徴とする画像信号処理方法。
29. 請求項２６記載の画像信号処理方法において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
    該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
    該露光量検出ステップの検出した露光量を基に前記撮像ステップの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
    前記ノイズ補正ステップにおける二次元ノイズ補正処理は、画像信号中の注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
    前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
30. 請求項２６記載の画像信号処理方法において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
    該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
    該露光量検出ステップで検出した露光量を基に前記撮像ステップでの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
    前記ノイズ補正ステップにおける三次元ノイズ補正処理は、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関の度合いまたは注目する画素と周辺の画素との信号レベルの相関をそれぞれ基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
    前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
    を特徴とする画像信号処理方法。
31. 請求項１７記載の画像信号処理方法において、
    撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
    該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
    該露光量検出ステップで検出した露光量を基に前記撮像ステップの露光を制御する露光制御ステップ、を備え、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記信号レベル補正強度を前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて決定すること、を特徴とする画像信号処理方法。
32. 請求項３１に記載の画像信号処理方法において、
    前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップで信号ゲインが大きくなるように露光制御をした場合に、前記信号レベル補正強度を小さくすること、を特徴とする画像信号処理方法。