JP2013242830A - 画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画像処理装置10は、処理対象画像31を特徴付ける画像情報を取得する画像情報取得部108−2と、処理対象画像31にフィルタリング処理を実行するフィルタリング処理部108−5と、処理対象画像31を複数の補正領域に分割する分割部108−8と、補正領域の画素の画素値の平均値を補正領域平均値として算出する平均値算出部108−9と、補正領域の画素の画素値を補正する補正部108−10と、を有する。補正部108−10は、少なくとも、フィルタリング処理部108−5がフィルタリング処理を実行する前後に平均値算出部108−9が算出した補正領域平均値を用いて、補正領域に含まれる画素の画素値を補正する画像情報を取得する。
【選択図】図5
Description
図1は、画像処理装置の実施の形態を示す図であり、画像処理装置としての撮像装置の正面図である。図1において、撮像装置1の筐体であるカメラボディCBの正面には、ストロボ発光部3、ファインダ4の対物面、リモコン受光部6及び撮像レンズを含む撮像光学系を構成する鏡胴ユニット7が配置されている。カメラボディCBの一方の側面部には、メモリカード装填室及び電池装填室の蓋2が設けられている。
次に、撮像装置1の機能ブロックの例について説明する。図4は、撮像装置1の機能構成例を示す機能ブロック図である。撮像装置1の各種動作(処理)は、デジタル信号処理IC(集積回路)等で構成されるデジタルスチルカメラプロセッサ104(以下「プロセッサ104」という。)と、プロセッサ104において動作する撮像プログラムによって制御される。画像処理手段であるプロセッサ104は、第1のCCD(電荷結合素子)信号処理ブロック104−1と、第2のCCD信号処理ブロック104−2と、CPU(中央処理ユニット)ブロック104−3と、ローカルSRAM(SRAM:Static Random Access Memory)104−4と、USB(Universal
Serial Bus)ブロック104−5と、シリアルブロック104−6と、JPEGコーデック(CODEC)ブロック104−7と、リサイズ(RESIZE)ブロック104−8と、TV信号表示ブロック104−9と、メモリカードコントローラブロック104−10と、を有してなる。これら各ブロックは相互にバスラインで接続されている。
Specific Integrated Circuit)等のハードウェア(不図示)によりノイズ低減処理や色ずれ補正処理を実現してもよい。
次に、撮像装置1の動作について説明をする。図1から図3に示した撮像装置1において、モードダイヤルSW2を操作し、「記録モード」を選択すると、撮像装置1は記録モードでの動作を開始する。より詳しくは、図3に示した操作keyユニット(SW1〜SW13)に含まれるモードダイヤルSW2の状態が記録モード−オンになったことを、CPUブロック104−3が検知することで、記録モードでの動作が開始する。
図5は、撮像装置1によって実現される画像処理装置100の機能ブロック図の一例である。以下の画像処理装置100の各手段は、CPUブロック104−3が画像処理プログラム20を実行することで実現される。
次に、撮像装置1が実行する画像データのノイズを低減するための、フィルタリング処理と、このフィルタリング処理の処理回数の決定処理とを含む画像データのノイズ低減処理の一例について説明する。ここでは、一つの画素がRGBの3成分を持つカラー画像から、画素値に大きさが依存するノイズを低減する際に処理対象画像全体に対してフィルタリング処理を繰り返す例を示す。
Photographic Experts Group)であればデジタルカメラなどで一般的に付加されるExif(Exchangeable
Image File Format)情報や、各カメラメーカーが独自に画像データのファイル内に書き込んでいる情報(メーカーノート)から取得することができる情報である。カメラ設定情報から取得する情報としては、例えば、ISO(International Organization for Standardization)感度、光源(WB(White Balance)を含む)情報などがある。
(1)
(2)
次に、S110の加重加算処理の変形例について説明する。上述のS110において、加重加算処理の一例として、RGBの3次元空間での加重加算を説明したが、抽出画素平均値と処理対象画素値との差分を一次元の特定方向eに射影してから加重加算を行うこともできる。
(3)
次に、S102の処理対象画像31から画像特性情報を算出する方法について説明する。処理対象画像31から算出する画像特性情報としては、輝度値と標準偏差が挙げられる。
(5)
次に、処理回数算出部108−3による、処理回数決定処理について説明する。図16は、フィルタリング処理の処理回数に対するノイズ量の推定関数を示すグラフである。図16に示すように、処理回数を増やすと色ノイズ量が減少し、処理回数が増えるにつれて色ノイズ低減量は徐々に小さくなる傾向にある。このような特性を有するフィルタリング処理における、その処理回数の決定方法を説明する。
まず、画像特性情報に含まれる輝度に基づく処理回数決定方法について説明する。画像データにおいて、色ノイズが目立つのは画像の比較的暗い領域である。
標準偏差に基づく処理回数決定方法について説明する。この方法は、画像特性情報に基づいて算出される標準偏差に対して閾値を定め、この閾値に対して処理回数をあらかじめテーブルに設定する。処理回数算出部108−3は、算出された値とテーブルの閾値とを照合して処理回数を決定する。
ISO感度(センサゲイン)に基づく処理回数決定方法について説明する。画像データにおいて、ISO感度が高くなるとノイズが増える傾向にある。そこで、ISO感度に対して閾値を設定して、閾値で区切られた領域ごとに処理回数を設定する。
光源情報に基づく処理回数決定方法について説明する。様々な光源下で撮影される中で、WB(White Balance)制御では白い被写体を画像データ上で白に見せるために、最も感度の高いG信号量にR信号量とB信号量のレベルを合わせるようにR信号量とB信号量にゲインを乗算する。すなわち、WB制御では、色温度が低い光源下で撮影された場合には、青色の光が少ないためWBのBゲインが高い値となり青色の色ノイズが多くなる。
上記のように個々の画像特性情報から処理回数を決定する方法に代えて、複数の画像特性情報を組み合わせることでより精度の高い処理回数決定が可能となる。複数の画像特性情報の組み合わせによる処理回数の決定方法の一例として、ISO感度と標準偏差の組み合わせによる処理回数の決定方法について説明する。
次に、画像処理装置100によるフィルタリング処理後の色ずれ補正処理について説明する。
一方、フィルタリング処理後のノイズ低減画像32において、補正領域310aに対応する領域は補正領域320aであり、補正領域310bに対応する領域は補正領域320bである。
また、色ずれ補正処理後の色ずれ補正後画像40において、補正領域310aと補正領域320aに対応する領域は補正領域400aであり、補正領域310bと補正領域320bに対応する領域は補正領域400bである。
画像処理装置100は、処理対象画像31に含まれるノイズを低減するためにフィルタリング処理を行う装置である。画像処理装置100は、フィルタリング処理を行う機能として、処理対象画像31を特徴付ける画像情報を取得する画像情報取得部108−2と、処理対象画像31に対してフィルタリング処理を実行するフィルタリング処理部108−5を有する。また、画像処理装置100は、処理対象画像31を複数の補正領域に分割する分割部108−8と、補正領域に含まれる画素の画素値の平均値を補正領域平均値として算出する領域平均値算出部108−9と、補正領域に含まれる画素の画素値を補正する色ずれ補正部108−11と、を有してなる。
2 :蓋
3 :ストロボ発光部
4 :ファインダ
6 :リモコン受光部
7 :鏡胴ユニット
10 :LCDモニタ
13 :電源スイッチ
20 :画像処理プログラム
31 :処理対象画像
32 :ノイズ低減画像
33 :注目画素
34 :抽出画素平均値
40 :色ずれ補正後画像
41 :ノイズ分散推定関数記憶部
51 :カメラ設定情報記憶部
100 :画像処理装置
101 :CCD
103 :SDRAM
104 :デジタルスチルカメラプロセッサ
107 :RAM
108 :ROM
108−1 :画像取得部
108−2 :画像情報取得部
108−3 :処理回数算出部
108−4 :処理回数カウント部
108−5 :フィルタリング処理部
108−6 :加重加算部
108−7 :フィルタリング補正部
108−8 :分割部
108−9 :領域平均値算出部
108−10:記憶部
108−11:色ずれ補正部
117 :LCDドライバ
118 :ビデオアンプ
119 :ビデオジャック
120 :内蔵メモリ
122 :USBコネクタ
191 :メモリカードスロット
192 :メモリカード
310 :補正領域
320 :補正領域
400 :補正領域
Claims (10)
- 処理対象画像に含まれるノイズを低減するために上記処理対象画像に対してフィルタリング処理を行う画像処理装置であって、
上記処理対象画像を特徴付ける画像情報を取得する画像情報取得部と、
上記処理対象画像に対して、フィルタリング処理を実行するフィルタリング処理部と、
上記処理対象画像を複数の補正領域に分割する分割部と、
上記補正領域に含まれる画素の画素値の平均値を補正領域平均値として算出する平均値算出部と、
上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する補正部と、
を有してなり、
上記補正部は、少なくとも、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行した後に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、のいずれか一方を用いて、上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する、
ことを特徴とする画像処理装置。 - 上記補正部は、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行した後に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、の差分を算出し、上記差分に基づいて補正値を決定し、上記補正値を用いて補正する、
請求項1記載の画像処理装置。 - 上記取得された画像情報に基づいて上記フィルタリング処理の処理回数を決定する処理回数算出部、
を備え、
上記フィルタリング処理部は、上記処理回数算出部により決定された上記処理回数だけ上記フィルタリング処理を繰り返し、
上記補正部は、少なくとも、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理部が上記処理回数だけフィルタリング処理を繰り返した後に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、のいずれか一方を用いて、上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する、
請求項1記載の画像処理装置。 - 上記補正部は、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理部が上記処理回数だけフィルタリング処理を繰り返した後に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と、の差分を算出し、上記差分に基づいて補正値を決定し、上記補正値を用いて補正する、
請求項3記載の画像処理装置。 - 上記補正領域平均値と補正値とが関連付けて記憶されている記憶部、
を備え、
上記補正部は、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と関連付けて上記記憶部に記憶されている上記補正値、または、上記フィルタリング処理部がフィルタリング処理を実行した後に上記平均値算出部が算出した上記補正領域平均値と関連付けて上記記憶部に記憶されている上記補正値、のいずれか一方を用いて補正する、
請求項1または3記載の画像処理装置。 - 上記フィルタリング処理部は、上記処理対象画像に含まれるフィルタリング領域を構成する画素ごとに、フィルタリング処理として、
所定の画素を注目画素として特定し、
上記フィルタリング領域に含まれる画素の中から、上記注目画素の画素値と類似度の高い類似画素を抽出し、
上記注目画素の画素値と上記類似画素の画素値との平均値をフィルタリング領域平均値として算出し、
上記注目画素の画素値を上記フィルタリング領域平均値で置換し、
上記フィルタリング領域を構成する画素ごとに各々上記フィルタリング領域平均値で置換されて生成された置換画像を新たな処理対象画像とする、
請求項1乃至5のいずれかに記載の画像処理装置。 - 上記フィルタリング領域は、上記補正領域と一致する、
請求項1乃至6のいずれかに記載の画像処理装置。 - 上記フィルタリング領域は、上記補正領域と一致しない、
請求項1乃至6のいずれかに記載の画像処理装置。 - 処理対象画像に含まれるノイズを低減するために上記処理対象画像に対してフィルタリング処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
上記コンピュータを、
上記処理対象画像を特徴付ける画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
上記処理対象画像に対して、フィルタリング処理を実行するフィルタリング処理ステップと、
上記処理対象画像を複数の補正領域に分割する分割ステップと、
上記補正領域に含まれる画素の画素値の平均値を補正領域平均値として算出する平均値算出ステップと、
上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する補正ステップと、
を実行する画像処理装置として機能させ、
上記補正ステップは、少なくとも、上記フィルタリング処理ステップでフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出ステップで算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理ステップでフィルタリング処理を実行した後に上記平均値算出ステップで算出した上記補正領域平均値と、のいずれか一方を用いて、上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する、
ことを特徴とする画像処理プログラム。 - 処理対象画像に含まれるノイズを低減するために上記処理対象画像に対してフィルタリング処理を画像処理装置に実行させる方法であって、
上記画像処理装置が、
上記処理対象画像を特徴付ける画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
上記処理対象画像に対して、フィルタリング処理を実行するフィルタリング処理ステップと、
上記処理対象画像を複数の補正領域に分割する分割ステップと、
上記補正領域に含まれる画素の画素値の平均値を補正領域平均値として算出する平均値算出部ステップと、
上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する補正ステップと、
を有してなり、
上記補正ステップは、少なくとも、上記フィルタリング処理ステップでフィルタリング処理を実行する前に上記平均値算出ステップが算出した上記補正領域平均値と、上記フィルタリング処理ステップでフィルタリング処理を実行した後に上記平均値算出ステップで算出した上記補正領域平均値と、のいずれか一方を用いて、上記補正領域に含まれる画素の画素値を補正する、
ことを特徴とする画像処理方法。
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