JP2013225779A - Image processing device, imaging device, and image processing program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、撮像装置およ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、動画のフレームからノイズを除去する様々な技術が開発されている。 Conventionally, various techniques for removing noise from a moving image frame have been developed.
例えば、動画の現画像と1フレーム前の画像とを入力してフレーム間の差分を求め、その差分の大きさに応じてノイズか否かを判定し、現画像からノイズ除去する技術がある(特許文献1など参照)。 For example, there is a technique for inputting a current image of a moving image and an image one frame before, obtaining a difference between frames, determining whether noise is present according to the magnitude of the difference, and removing noise from the current image ( (See Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、現画像と1フレーム前の画像との差分のみに基づいて現画像からノイズ除去することから、現画像のサイズよりも大きな空間波長の低周波ノイズに対しては除去効果が十分でないという問題がある。 However, in the prior art, noise is removed from the current image based only on the difference between the current image and the image one frame before. Therefore, a removal effect is obtained for low frequency noise having a spatial wavelength larger than the size of the current image. There is a problem that it is not enough.
上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、画像から低周波ノイズを確度高く除去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 that can remove low-frequency noise from an image with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明を例示する画像処理装置の一態様は、時間的に連続して撮像された複数の画像それぞれを対象画像として入力する画像入力部と、対象画像を縮小して縮小画像を生成する画像縮小部と、ノイズ除去処理の参照画像を記憶するフレームメモリと、参照画像を参照しつつ縮小画像から低周波ノイズを除去する縮小画像ノイズ除去部と、低周波ノイズが除去された縮小画像に基づいて対象画像から低周波ノイズを除去する対象画像ノイズ除去部と、を備える。 In order to solve the above-described problem, an aspect of an image processing apparatus illustrating the present invention includes an image input unit that inputs each of a plurality of images captured continuously in time as a target image, and a reduction in the target image. An image reduction unit that generates a reduced image, a frame memory that stores a reference image for noise removal processing, a reduced image noise removal unit that removes low-frequency noise from the reduced image while referring to the reference image, and a low-frequency noise A target image noise removing unit that removes low frequency noise from the target image based on the removed reduced image.
また、フレームメモリは、縮小画像ノイズ除去部により低周波ノイズが除去された縮小画像を参照画像として記憶してもよい。 The frame memory may store a reduced image from which low frequency noise has been removed by the reduced image noise removing unit as a reference image.
また、縮小画像ノイズ除去部は、縮小画像の画素に対応する参照画像の画素周辺の画像領域を参照しつつ、縮小画像の画素から低周波ノイズを除去してもよい。 The reduced image noise removing unit may remove low-frequency noise from the pixels of the reduced image while referring to an image area around the pixels of the reference image corresponding to the pixels of the reduced image.
本発明を例示する撮像装置の一態様は、被写体を撮像して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。 One aspect of an imaging apparatus illustrating the present invention includes an imaging unit that captures an image of a subject and generates an image, and the image processing apparatus of the present invention.
また、操作部材を備え、縮小画像ノイズ除去部は、ユーザにより撮影モードとして静止画像モードが設定された場合、画像縮小部により生成された縮小画像自身を参照画像として参照しつつ、該縮小画像から低周波ノイズを除去してもよい。 The reduced image noise removing unit includes an operation member, and when the still image mode is set as the shooting mode by the user, the reduced image noise removing unit refers to the reduced image generated by the image reducing unit as a reference image, from the reduced image. Low frequency noise may be removed.
また、画像縮小部により生成された縮小画像からノイズを除去し参照画像としてフレームメモリに記録する参照画像ノイズ除去部を備えてもよい。 In addition, a reference image noise removing unit that removes noise from the reduced image generated by the image reducing unit and records it in the frame memory as a reference image may be provided.
本発明を例示する画像処理プログラムの一態様は、時間的に連続して撮像された複数の画像それぞれを対象画像として入力する画像入力手順、対象画像を縮小して縮小画像を生成する画像縮小手順、フレームメモリに記憶されたノイズ除去処理の参照画像を参照しつつ縮小画像から低周波ノイズを除去する縮小画像ノイズ除去手順、低周波ノイズが除去された縮小画像に基づいて対象画像から低周波ノイズを除去する対象画像ノイズ除去手順、をコンピュータに実行させる。 One aspect of an image processing program that exemplifies the present invention is an image input procedure for inputting each of a plurality of images captured continuously in time as a target image, and an image reduction procedure for generating a reduced image by reducing the target image. , Reduced image noise removal procedure for removing low frequency noise from the reduced image while referring to the reference image of the noise removal processing stored in the frame memory, low frequency noise from the target image based on the reduced image from which the low frequency noise has been removed To cause the computer to execute a target image noise removal procedure for removing the target image noise.
本発明によれば、画像から低周波ノイズを確度高く除去することができる。 According to the present invention, low frequency noise can be accurately removed from an image.
図1は、本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラ100の構成の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the configuration of a digital camera 100 according to an embodiment of the present invention.
本実施形態のデジタルカメラ100は、撮像光学系11、撮像素子12、AFE13、フレームメモリ14、モニタ15、記憶部16、記録I/F17、CPU19、操作部材23、バス24から構成される。フレームメモリ14、モニタ15、記憶部16、記録I/F17、CPU19は、バス24を介して情報伝達可能にそれぞれ接続される。また、操作部材23は、CPU19に接続される。
The digital camera 100 according to this embodiment includes an imaging optical system 11, an
撮像光学系11は、ズームレンズやフォーカシングレンズを含む複数のレンズ群で構成される。撮像光学系11のレンズ位置は、レンズ駆動部(不図示)によって光軸方向に調整される。なお、簡単のため、図1では撮像光学系11を1枚のレンズとして図示する。 The imaging optical system 11 includes a plurality of lens groups including a zoom lens and a focusing lens. The lens position of the imaging optical system 11 is adjusted in the optical axis direction by a lens driving unit (not shown). For simplicity, the imaging optical system 11 is illustrated as a single lens in FIG.
撮像素子12は、撮像光学系11を通過した光束によって結像される被写体像を撮像するデバイスである。この撮像素子12の出力はAFE13に接続されている。なお、本実施形態の撮像素子12は、順次走査方式の固体撮像素子(CCDなど)であってもよく、XYアドレス方式の固体撮像素子(CMOSなど)であってもよい。
The
撮像素子12の受光面には、複数の受光素子がマトリックス状に配列されている。撮像素子12の各受光素子には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタが公知のベイヤ配列にしたがって配置されている。そのため、撮像素子12の各受光素子は、カラーフィルタでの色分解によってそれぞれの色に対応する画像信号を出力する。これにより、撮像素子12は、撮像時にカラーの画像を取得できる。
A plurality of light receiving elements are arranged in a matrix on the light receiving surface of the
AFE13は、撮像素子12の出力に対してアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このAFE13は、相関二重サンプリング、画像信号のゲインの調整、画像信号のA/D変換を行う。AFE13の出力は、フレームメモリ14に一時的に記録される。なお、本実施形態では、撮像素子12とAFE13とで撮像部を構成する。また、本実施形態のフレームメモリ14は、後述するように、撮影モードが動画モードの場合、上記撮像部により撮像されたフレームの画像データとともに、その画像より1フレーム前の画像で、低周波ノイズが除去された縮小画像も一時的に記憶する。フレームメモリ14には、一般的な揮発性の半導体メモリ等を適宜選択して用いることができる。
The AFE 13 is an analog front end circuit that performs analog signal processing on the output of the
モニタ15は、液晶モニタなどの表示部であり、CPU19の指示に応じて各種画像を表示する。つまり、CPU19の指示に基づいて、撮像された画像を表示するとともに、撮像に必要となる各種情報や各種設定項目の入力を可能とするGUI(Graphical User Interface)形式の釦を重畳表示する。
The
記憶部16は、CPU19によって実行される制御プログラムや画像処理プログラムなどとともに、デジタルカメラ100によって撮像された画像のファイルを記憶する。記憶部16には、不揮発性の半導体メモリなどを用いることができる。
The
記録I/F17には、記憶媒体18を接続するためのコネクタが形成されている。そして、記録I/F17は、コネクタに接続された記憶媒体18に対してデータの書き込み/読み込みを実行する。上記記憶媒体18は、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。なお、図1では記憶媒体18の一例としてメモリカードを示す。
A connector for connecting the
CPU19は、デジタルカメラ1の各部を統括的に制御するプロセッサである。例えば、CPU19は、撮像素子12の出力に基づいて、公知のコントラスト検出によるオートフォーカス(AF)制御や公知の自動露出(AE)演算などをそれぞれ実行する。また、CPU19は、AFE13から出力される画像データに対して、デジタル処理を施す。本実施形態のデジタル処理には、一例として、補間処理、ホワイトバランス処理、階調変換処理、輪郭強調処理、色変換処理などが含まれる。さらに、本実施形態のCPU19は、画像処理プログラムの実行により、画像縮小部20、縮小画像ノイズ除去部21、対象画像ノイズ除去部22として動作する。そこで、図2に示す画像データの流れを参照しつつ、画像縮小部20、縮小画像ノイズ除去部21、対象画像ノイズ除去部22の動作について説明する。
The
画像縮小部20は、次式(1)を用いて、撮像素子12によって撮像された画像(以下、対象画像A)を4ピクセル×4ピクセルの画像領域ごとに画素値を加算平均して、縮小率1/16の縮小画像Bを生成する。
The
なお、対象画像Aは、CPU19のデジタル処理により、各画素位置において、RGBまたはYCrCb全ての色成分の画素値を有し、画像縮小部20は、色成分ごとに縮小画像Bを生成する。また、本実施形態では、縮小率を1/16(つまり、加算平均する画像領域を4ピクセル×4ピクセル)とするが、対象画像Aの画像サイズやノイズ除去処理の精度などに応じて適宜決定されることが好ましい。
Note that the target image A has pixel values of all color components of RGB or YCrCb at each pixel position by digital processing of the
縮小画像ノイズ除去部21は、公知の手法を用いて、縮小画像Bから低周波ノイズを除去し縮小画像Dを生成する。具体的に、縮小画像ノイズ除去部21は、フレームメモリ14から対象画像Aよりも1フレーム前の画像の縮小画像で、上記低周波ノイズが既に除去されたノイズ除去処理の参照画像Cを読み込み、次式(2)に基づいて、参照画像Cを参照しつつ縮小画像Bから低周波ノイズを除去し縮小画像Dを生成する。
The reduced image
ここで、式(2)は、公知の手法として、イプシロンフィルタEPSを用いた場合を示す。定数εは、画像の平坦領域における画素値の標準偏差σに基づいた値で、本実施形態では、ε=3σ〜4σ程度に設定する。縮小画像ノイズ除去部21は、式(2)に基づいて、|B−C|≦εの場合、平坦領域なので参照画像Cを参照して平滑化することで縮小画像Bの低周波ノイズを除去し、|B−C|>εの場合、縮小画像Bを参照して画像構造を残すようにする。
Here, Equation (2) shows a case where an epsilon filter EPS is used as a known technique. The constant ε is a value based on the standard deviation σ of the pixel value in the flat area of the image, and is set to about ε = 3σ to 4σ in this embodiment. Based on Expression (2), the reduced image
対象画像ノイズ除去部22は、次式(3)に基づいて、対象画像Aに重畳する上記低周波ノイズを、縮小画像B、Dを用いて除去し対象画像Eを生成する。
The target image
ここで、座標(x/2,y/2)は、対象画像Aの画素(x,y)に対応する縮小画像B、Dの画素位置を示し、x/2およびy/2の小数点以下の端数は切り捨てる。 Here, the coordinates (x / 2, y / 2) indicate the pixel positions of the reduced images B and D corresponding to the pixel (x, y) of the target image A, and are below the decimal points of x / 2 and y / 2. The fraction is rounded down.
操作部材23は、例えば、レリーズ釦、電源釦、コマンドダイヤル、十字状のカーソルキー、決定釦などで構成される。そして、操作部材23はデジタルカメラ100の各種入力をユーザから受け付ける。例えば、操作部材23は、レリーズ釦の半押し操作による撮像前のAE動作開始の指示入力、および全押し操作による撮像モードに応じた撮像開始の指示入力、あるいはデジタルカメラ100の動作モードの切替操作や、設定画面での入力操作などをユーザから受け付ける。また、モニタ15と同形状の透明のパネルで構成されモニタ15の表面全体に積層配置されるタッチパネルが、操作部材23として用いられてもよい。すなわち、タッチパネルが、パネル表面に接触したスタイラス(または指先など)の位置を検出し、検出した位置情報をCPU19に出力することでユーザからの指示入力を受け付けるようにしてもよい。
The
次に、図2の画像データの流れ図および図3のフローチャートを参照しつつ、本実施形態に係るデジタルカメラ100によるノイズ除去処理について説明する。なお、デジタルカメラ100は、ユーザによる操作部材23の操作指示に基づいて、撮影モードが予め動画モードに設定されているものとする。
Next, noise removal processing by the digital camera 100 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of image data in FIG. 2 and the flowchart in FIG. 3. In the digital camera 100, it is assumed that the shooting mode is set to the moving image mode in advance based on an operation instruction of the
CPU19は、ユーザから、動画の撮像指示(例えば、操作部材23のレリーズ釦の全押し操作など)を受け付けると、撮像素子12に被写体の動画の撮影を開始させる。CPU19は、撮像された動画のフレームに対してステップS101からの処理を開始する。
When the
ステップS101:CPU19は、AFE13およびフレームメモリ14を介して、撮像素子12から出力されるフレームを読み込み、デジタル処理を施し対象画像Aとしてフレームメモリ14に記録する。
Step S101: The
ステップS102:画像縮小部20は、対象画像Aを読み込み、式(1)を用いて縮小率1/16の縮小画像Bを生成する。
Step S102: The
ステップS103:縮小画像ノイズ除去部21は、フレームメモリ14に記憶されている参照画像Cを読み込み、式(2)に基づいて、参照画像Cを参照しつつ、縮小画像Bから低周波ノイズを除去し縮小画像Dを生成する。CPU19は、縮小画像Dを次のフレームの縮小画像の参照画像Cとして、フレームメモリ14に上書きして記録する。
Step S103: The reduced image
なお、本実施形態では、対象画像Aが最初のフレームの場合、参照画像Cが存在しないことから、縮小画像ノイズ除去部21は、式(2)を用いず、縮小画像D=縮小画像Bと処理する。
In the present embodiment, when the target image A is the first frame, since the reference image C does not exist, the reduced image
ステップS104:対象画像ノイズ除去部22は、式(3)に基づいて、対象画像Aに重畳する低周波ノイズを、縮小画像B、Dを用いて除去し対象画像Eを生成する。
Step S104: The target image
ステップS105:CPU19は、H.264やMotion JPEGなどの動画形式に応じて、ノイズ除去された対象画像Eを動画圧縮し動画データを生成する。なお、CPU19は、対象画像Eを動画圧縮するにあたり、公知のノイズ除去フィルタを用いて、対象画像Eに重畳する高周波ノイズを除去することが好ましい。
Step S105: The
ステップS106:CPU19は、例えば、ユーザによる操作部材23のレリーズ釦の全押しが解除されたことにより、動画撮像の終了指示を受け付けたか否かを判定する。CPU19は、動画撮像の終了指示を受け付けた場合(YES側)、動画圧縮された動画データの動画ファイルを生成し、記憶部16や記憶媒体18に記録する。CPU19は、一連の処理を終了する。一方、CPU19は、動画撮像の終了指示を受け付けていない場合、ステップS101(NO側)へ移行し、終了指示を受け付けるまで、次のフレームに対してステップS101〜ステップS105の処理を施す。
Step S106: The
このように、本実施形態では、縮小画像ノイズ除去部21が、縮小画像Bの画素(x,y)から低周波ノイズを除去するにあたり、式(2)に基づいて、参照画像Cの画素(x+i,y+j)という5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。同様に、縮小画像ノイズ除去部21は、参照画像Cから低周波ノイズを除去するにあたり、2フレーム前の参照画像における5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。つまり、縮小画像ノイズ除去部21による縮小画像Bの低周波ノイズ除去は、実質的に、2フレーム前の参照画像との関係において、5ピクセル×5ピクセルの画像領域より広い領域を参照して行われるのと同等の効果を有し、対象画像Aから低周波ノイズを強力かつ確度高く除去することができる。
As described above, in the present embodiment, when the reduced image
また、フレームメモリ14に記憶され低周波ノイズ除去で参照される画像データは、1フレーム前の画像の縮小画像で低周波ノイズが除去された参照画像Cのみであることから、フレームメモリ14−CPU19間およびCPU19内部でのデータ転送量を削減することができ、コストを大幅に削減することができる。
Since the image data stored in the
さらに、縮小画像を利用してノイズを除去することから、ピクセル等倍表示ではなくて画像全体を表示したときに見えやすい低周波ノイズを除去することができる。
《他の実施形態》
本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラは、図1に示す一の実施形態のデジタルカメラ100と同じであり、本実施形態のデジタルカメラ100の構成要素についての詳細な説明は省略する。
Furthermore, since noise is removed using a reduced image, low-frequency noise that is easy to see when the entire image is displayed, not pixel-size display, can be removed.
<< Other embodiments >>
A digital camera according to another embodiment of the present invention is the same as the digital camera 100 according to one embodiment shown in FIG. 1, and a detailed description of components of the digital camera 100 according to this embodiment is omitted.
また、本実施形態のデジタルカメラ100によるノイズ除去処理は、撮影モードが動画モードの場合、図2および図3に示す一の実施形態のものと同じであり、詳細な説明は省略する。 Further, the noise removal processing by the digital camera 100 of the present embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 when the shooting mode is the moving image mode, and detailed description thereof is omitted.
なお、本実施形態のデジタルカメラ100と一の実施形態のものとの相違点は、撮影モードが単写の静止画像モードに設定された場合のノイズ除去処理が、図4に示すフローチャートおよび図5に示す画像データの流れになる点にある。そこで、図4のフローチャートおよび図5の画像データの流れ図を参照しつつ、本実施形態に係るデジタルカメラ100による静止画像モードの場合のノイズ除去処理について説明する。 Note that the difference between the digital camera 100 of the present embodiment and that of the first embodiment is that the noise removal processing when the shooting mode is set to the single-shot still image mode is the flowchart shown in FIG. 4 and FIG. The flow of the image data shown in FIG. A noise removal process in the still image mode by the digital camera 100 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and the flowchart of image data of FIG.
CPU19は、ユーザから静止画像の撮像指示(例えば、操作部材23に含まれるレリーズ釦の全押し操作など)を受け付けると、撮像素子12に被写体の静止画像を撮像させる。CPU19は、ステップS201からの処理を開始する。
When the
ステップS201:CPU19は、AFE13およびフレームメモリ14を介して、撮像素子12から出力される静止画像を読み込み、デジタル処理を施し対象画像Aとしてフレームメモリ14に記録する。
Step S201: The
ステップS202:画像縮小部20は、対象画像Aを読み込み、式(1)を用いて縮小率1/16の縮小画像Bを生成する。
Step S202: The
ステップS203:縮小画像ノイズ除去部21は、式(2)に基づいて縮小画像Bに重畳する低周波ノイズを除去し縮小画像Dを生成する。そのために、本実施形態の縮小画像ノイズ除去部21は、図5に示すように、参照画像Cとして縮小画像B自身を参照して、縮小画像Bから低周波ノイズを除去する。
Step S203: The reduced image
ステップS204:対象画像ノイズ除去部22は、式(3)に基づいて、対象画像Aに重畳する低周波ノイズを、縮小画像B、Dを用いて除去し対象画像Eを生成する。
Step S204: The target image
ステップS205:CPU19は、公知のノイズ除去フィルタを用いて、対象画像Eに重畳する高周波ノイズを除去し、対象画像Eの画像データをJPEG形式やYUV形式などの静止画像のファイルを生成して記憶部16や記憶媒体18に記録する。CPU19は、一連の処理を終了する。
Step S205: The
このように、本実施形態では、動画モードの場合、縮小画像ノイズ除去部21は、縮小画像Bの画素(x,y)から低周波ノイズを除去するにあたり、式(2)に基づいて、参照画像Cの画素(x+i,y+j)という5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。同様に、縮小画像ノイズ除去部21は、参照画像Cから低周波ノイズを除去するにあたり、2フレーム前の参照画像における5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。つまり、縮小画像ノイズ除去部21による縮小画像Bの低周波ノイズ除去は、実質的に、2フレーム前の参照画像との関係において、5ピクセル×5ピクセルの画像領域より広い領域を参照して行われるのと同等の効果を有し、対象画像Aから低周波ノイズを強力かつ確度高く除去することができる。
As described above, in the present embodiment, in the moving image mode, the reduced image
また、静止画像モードの場合であっても、動画モードの場合と共通した構成を用いて静止画像の低周波ノイズを除去することができる。 Even in the still image mode, the low-frequency noise of the still image can be removed using the same configuration as in the moving image mode.
また、フレームメモリ14に記憶され低周波ノイズ除去で参照される画像データは、動画モードの場合の1フレーム前の画像の縮小画像で低周波ノイズが除去された参照画像Cのみであることから、フレームメモリ14−CPU19間およびCPU19内部でのデータ転送量を削減することができ、コストを大幅に削減することができる。
Further, the image data stored in the
さらに、縮小画像を利用してノイズを除去することから、ピクセル等倍表示ではなくて画像全体を表示したときに見えやすい低周波ノイズを除去することができる。
《他の実施形態の変形例》
図6は、本発明の他の実施形態の変形例に係るデジタルカメラ200の構成の一例を示す。図6において、本実施形態のデジタルカメラ200の構成要素のうち、一の実施形態のデジタルカメラ100と同じものについては同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
Furthermore, since noise is removed using a reduced image, low-frequency noise that is easy to see when the entire image is displayed, not pixel-size display, can be removed.
<< Modification of other embodiment >>
FIG. 6 shows an example of the configuration of a digital camera 200 according to a modification of another embodiment of the present invention. In FIG. 6, among the components of the digital camera 200 of the present embodiment, the same components as those of the digital camera 100 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
また、本実施形態のデジタルカメラ200によるノイズ除去処理は、撮影モードが動画モードの場合、図2および図3に示す一の実施形態のものと同一であり、詳細な説明は省略する。 Further, the noise removal processing by the digital camera 200 of the present embodiment is the same as that of the one embodiment shown in FIGS. 2 and 3 when the shooting mode is the moving image mode, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態のデジタルカメラ200と他の実施形態のデジタルカメラ100との相違点は、撮影モードが静止画像モードの場合のノイズ除去処理が、フローチャートは図4のままであるのに対し、画像データの流れが図7に示すようになる点にある。 The difference between the digital camera 200 of the present embodiment and the digital camera 100 of the other embodiments is that the noise removal processing when the shooting mode is the still image mode is the same as that in FIG. The point is that the flow becomes as shown in FIG.
すなわち、静止画像モードの場合、本実施形態のCPU19は、図6に示すように、画像縮小部20、縮小画像ノイズ除去部21、対象画像ノイズ除去部22とともに、参照画像ノイズ除去部30として動作する。そして、図7に示すように、参照画像ノイズ除去部30は、例えば、多重解像度解析などの公知の手法を用いて、予め縮小画像Bからノイズを除去し、参照画像Cとしてフレームメモリ14に記録する。縮小画像ノイズ除去部21は、式(2)に基づいて、参照画像ノイズ除去部30により低周波ノイズが除去された参照画像Cを参照しつつ、縮小画像Bから低周波ノイズを除去し縮小画像Dを生成する。
That is, in the still image mode, the
このように、本実施形態では、動画モードの場合、縮小画像ノイズ除去部21は、縮小画像Bの画素(x,y)から低周波ノイズを除去するにあたり、式(2)に基づいて、参照画像Cの画素(x+i,y+j)という5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。同様に、縮小画像ノイズ除去部21は、参照画像Cから低周波ノイズを除去するにあたり、2フレーム前の参照画像において5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照する。つまり、縮小画像ノイズ除去部21による縮小画像Bの低周波ノイズ除去は、実質的に、2フレーム前の参照画像との関係において、5ピクセル×5ピクセルの画像領域より広い領域を参照して行われるのと同等の効果を有し、対象画像Aから低周波ノイズを強力かつ確度高く除去することができる。
As described above, in the present embodiment, in the moving image mode, the reduced image
また、静止画像モードの場合、縮小画像ノイズ除去部21は、参照画像ノイズ除去部30によりノイズ除去された縮小画像Bを参照画像Cとして参照することから、より強力に縮小画像Bから低周波ノイズを除去することができる。さらに、縮小画像ノイズ除去部21は、対象画像Aと参照画像Cとを読み出すタイミングを調整できることから、同期に必要なコストを抑制することができる。
In the still image mode, the reduced image
また、フレームメモリ14に記憶され低周波ノイズ除去で参照される画像データは、動画モードの場合、1フレーム前の画像の縮小画像で低周波ノイズが除去された参照画像Cのみであり、静止画像モードの場合、参照画像ノイズ除去部30によりノイズ除去された縮小画像Bの参照画像Cのみであることから、フレームメモリ14−CPU19間およびCPU19内部でのデータ転送量を削減することができ、コストを大幅に削減することができる。
In addition, in the moving image mode, the image data stored in the
さらに、縮小画像を利用してノイズを除去することから、ピクセル等倍表示ではなくて画像全体を表示したときに見えやすい低周波ノイズを除去することができる。
《実施形態の補足事項》
(1)上記実施形態では、デジタルカメラ100、200の画像縮小部20、縮小画像ノイズ除去部21、対象画像ノイズ除去部22、参照画像ノイズ除去部30の各処理を、CPU19がソフトウエア的に実現する例を説明したが、ASICを用いてこれらの各処理をハードウエア的に実現しても勿論かまわない。
Furthermore, since noise is removed using a reduced image, low-frequency noise that is easy to see when the entire image is displayed, not pixel-size display, can be removed.
<< Additional items of embodiment >>
(1) In the above-described embodiment, the
(2)本発明の画像処理装置は、上記実施形態のデジタルカメラ100、200の例に限定されない。例えば、撮像された画像を、デジタルカメラ100、200から直接またはインターネットなどを介してコンピュータに読み込ませて、コンピュータにインストールされた画像処理プログラムを実行させることにより、コンピュータを本発明の画像処理装置として機能させてもよい。そして、コンピュータは、読み込まれた画像が1つしかない場合、読み込んだ画像は静止画像と判定し、図4に示すフローチャートと、図5または図7に示す画像データの流れとに従って処理することが好ましい。 (2) The image processing apparatus of the present invention is not limited to the examples of the digital cameras 100 and 200 of the above embodiment. For example, the captured image is read into the computer directly from the digital cameras 100 and 200 or via the Internet, and the image processing program installed in the computer is executed, so that the computer is used as the image processing apparatus of the present invention. May function. Then, when there is only one read image, the computer determines that the read image is a still image and can process it according to the flowchart shown in FIG. 4 and the flow of image data shown in FIG. 5 or FIG. preferable.
(3)上記実施形態では、縮小画像ノイズ除去部21が、式(2)に基づいて、縮小画像Bの画素(x,y)から低周波ノイズを除去するにあたり、参照画像Cの画素(x+i,y+j)という5ピクセル×5ピクセルの画像領域を参照したが、本発明はこれに限定されず、5ピクセル×5ピクセル以外の大きさの画像領域を参照してもよい。
(3) In the above embodiment, when the reduced image
また、式(2)は、イプシロンフィルタEPSを用いて低周波ノイズの除去を行ったが、他のフィルタを用いて行ってもよい。 In addition, although the low frequency noise is removed by using the epsilon filter EPS, the expression (2) may be performed by using another filter.
また、撮影対象が風景などの動きの少ない被写体の場合、フレームメモリ14に記憶される参照画像Cは更新せず同じものを用いてもよい。これにより、フレームメモリ14−CPU19間のデータ転送量をさらに削減することができ、よりコストを削減することができる。
If the subject to be photographed is a subject with little movement such as a landscape, the same reference image C stored in the
(4)上記他の実施形態の変形例では、参照画像ノイズ除去部30が、縮小画像Bをノイズ除去して参照画像Cを生成するために、多重解像度解析などの公知の手法を用いて行ったが、本発明はこれに限定されず、縮小画像ノイズ除去部21と同じ処理を行ってもよい。
(4) In the modification of the other embodiment, the reference image
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。 From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. It is intended that the scope of the claims extend to the features and advantages of the embodiments as described above without departing from the spirit and scope of the right. Further, any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and modifications, and there is no intention to limit the scope of the embodiments having the invention to those described above. It is also possible to use appropriate improvements and equivalents within the scope disclosed in.
11…撮像光学系、12…撮像素子、13…AFE、14…フレームメモリ、15…モニタ、16…記憶部、17…記録I/F、18…記憶媒体、19…CPU、20…画像縮小部、21…縮小画像ノイズ除去部、22…対象画像ノイズ除去部、24…バス、30…参照画像ノイズ除去部、100、200…デジタルカメラ、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Imaging optical system, 12 ... Imaging device, 13 ... AFE, 14 ... Frame memory, 15 ... Monitor, 16 ... Storage part, 17 ... Recording I / F, 18 ... Storage medium, 19 ... CPU, 20 ...
Claims (7)
前記対象画像を縮小して縮小画像を生成する画像縮小部と、
ノイズ除去処理の参照画像を記憶するフレームメモリと、
前記参照画像を参照しつつ前記縮小画像から低周波ノイズを除去する縮小画像ノイズ除去部と、
前記低周波ノイズが除去された縮小画像に基づいて前記対象画像から前記低周波ノイズを除去する対象画像ノイズ除去部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image input unit for inputting each of a plurality of images captured continuously in time as target images;
An image reduction unit that reduces the target image to generate a reduced image;
A frame memory for storing a reference image for noise removal processing;
A reduced image noise removing unit that removes low-frequency noise from the reduced image while referring to the reference image;
A target image noise removing unit that removes the low frequency noise from the target image based on the reduced image from which the low frequency noise has been removed;
An image processing apparatus comprising:
前記フレームメモリは、前記縮小画像ノイズ除去部により前記低周波ノイズが除去された縮小画像を前記参照画像として記憶することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
The frame memory stores the reduced image from which the low-frequency noise has been removed by the reduced image noise removing unit as the reference image.
前記縮小画像ノイズ除去部は、前記縮小画像の画素に対応する前記参照画像の画素周辺の画像領域を参照しつつ、前記縮小画像の画素から前記低周波ノイズを除去することを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The reduced image noise removing unit removes the low-frequency noise from the pixels of the reduced image while referring to an image area around the pixels of the reference image corresponding to the pixels of the reduced image. apparatus.
請求項1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 images a subject and generates an image;
An image processing apparatus according to claim 1;
An imaging apparatus comprising:
操作部材を備え、
前記縮小画像ノイズ除去部は、ユーザにより撮影モードとして静止画像モードが設定された場合、前記画像縮小部により生成された前記縮小画像自身を前記参照画像として参照しつつ、該縮小画像から前記低周波ノイズを除去する
ことを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4,
With operating members,
The reduced image noise removing unit refers to the reduced image from the reduced image while referring to the reduced image itself generated by the image reducing unit as the reference image when the still image mode is set as the shooting mode by the user. An imaging apparatus characterized by removing noise.
前記画像縮小部により生成された前記縮小画像からノイズを除去し前記参照画像として前記フレームメモリに記録する参照画像ノイズ除去部を備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 5,
An imaging apparatus comprising: a reference image noise removing unit that removes noise from the reduced image generated by the image reducing unit and records the reference image as the reference image in the frame memory.
前記対象画像を縮小して縮小画像を生成する画像縮小手順、
フレームメモリに記憶されたノイズ除去処理の参照画像を参照しつつ前記縮小画像から低周波ノイズを除去する縮小画像ノイズ除去手順、
前記低周波ノイズが除去された縮小画像に基づいて前記対象画像から前記低周波ノイズを除去する対象画像ノイズ除去手順、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 An image input procedure for inputting each of a plurality of images captured continuously in time as target images,
An image reduction procedure for generating a reduced image by reducing the target image;
A reduced image noise removal procedure for removing low-frequency noise from the reduced image while referring to a reference image for noise removal processing stored in a frame memory;
A target image noise removal procedure for removing the low frequency noise from the target image based on the reduced image from which the low frequency noise has been removed;
An image processing program for causing a computer to execute.
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