JP2018200506A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態では、連続撮影して取得したN枚(NはN>3を満たす自然数)の画像データを用いて基準画像データにおける動体領域を検出し、検出した結果に応じて基準画像データにおけるノイズ低減処理を施す画像処理装置について説明する。具体的には、動体領域には、NonLocalMeansによるノイズ低減処理を、非動体領域には基準画像データと連続する画像データ(参照画像データ)とで対応する画素の輝度の加算平均を用いたノイズ低減処理を施す。なお、連続撮影したN枚の画像データのうち、先頭の画像データを基準画像データとし、基準画像データ以外の画像データを参照画像データとする。本実施形態では、説明を簡略化するために画像データ数NをN=4、扱う全ての画像データを8bit、三脚を用いて撮影したものとする。なお、画像データ数を表す単位として、枚を用いる。また、動体とは、4枚の画像データを取得した瞬間に動きのあった被写体を意味するものとする。
第1実施形態では、着目画素を含む局所領域における平均輝度を用いて動体判定することにより、ノイズによる影響を低減していることを説明した。一般に画像データにおいて、平坦部ではより大きい局所領域に含まれる画素を平均するほど、ノイズの影響を低減できる。一方、局所領域を大きくしすぎると、エッジ部を含む場合異なる被写体の画素の輝度を混在して平均することになってしまうため、動体判定の精度が落ちてしまう。そこで本実施形態では、平均輝度を算出する際、平坦部では局所領域のサイズS1をエッジ部と比べて大きくする方法について説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態と同じ構成、処理については説明を省略する。
は局所領域に含まれる画素の平均値を示している。そして、これら分散値Vを、撮影時のISO感度に応じたノイズ分散値σ2で割ることで分散値の比率を算出し、これを着目画素のエッジ強度Eとする。具体的には、式(3)により算出する。エッジ強度は値が大きいほど、鮮鋭度が高く、逆に小さいほど鮮鋭度が低いことを示す指標である。
この処理を基準画像データの全画素について行うことでエッジ強度マップを生成する。なお、エッジ強度の算出方法はこれに限らず、ソーベルフィルタやラプラシアンフィルタなどを使用して算出するなど、エッジ強度に相当する値が算出できれば何でもよい。また、本実施形態では画素毎にRGBそれぞれのエッジ強度を持つが、3つのエッジ強度のうち、最大値や最小値のみを代表のエッジ強度として1つだけエッジ強度を持たせてもよい。
本実施形態では、連続撮影して得た画像データの先頭画像データを基準画像データとしたが、これに限定されない。例えば、各画像データのエッジ強度の総和が最も大きい画像データを基準画像データとしてもよい。
Claims (7)
- N枚(N>3を満たす自然数)の画像データを用いて、前記N枚の画像データのうちの1つである基準画像データにおける動体領域を検出する画像処理装置であって、
前記N枚の画像データを取得する取得手段と、
前記N枚の画像データそれぞれについて、着目画素を含む複数の画素からなる局所領域における平均輝度を、前記着目画素の平均輝度として算出する第1の算出手段と、
前記基準画像データにおける前記着目画素の平均輝度と、前記基準画像データ以外の画像データそれぞれにおける前記着目画素の平均輝度とに、第1の閾値以上の輝度差があるか否かを判定する輝度差判定手段と、
前記N枚の画像データそれぞれにおける前記着目画素に対応する平均輝度の標準偏差を算出する第2の算出手段と、
前記着目画素の平均輝度の標準偏差と第2の閾値と比較する比較手段と、
前記輝度差判定手段による判定結果と前記比較手段による比較の結果とに基づいて、前記着目画素が動体領域に含まれる画素か否かを判定する動体判定手段とを有し、
前記動体判定手段は、前記着目画素について前記輝度差判定手段により輝度差ありと判定され、かつ前記標準偏差が前記第2の閾値以上である場合に、前記着目画素は動体領域に含まれる画素であると判定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記比較手段は、前記輝度差判定手段により輝度差があると判定された画素に対してのみ、前記着目画素の平均輝度の標準偏差と第2の閾値と比較することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- さらに前記基準画像データにおいて、画素ごとにエッジ強度を算出する第3の算出手段を有し、
前記第1の算出手段は、前記着目画素の局所領域のサイズを、前記第3の算出手段によって算出された前記着目画素のエッジ強度に応じて設定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記第3の算出手段は、前記基準画像データが撮影された際に設定された感度ごとのノイズ分散と前記基準画像データの局所領域ごとに算出したノイズ分散との比率により前記エッジ強度を算出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記N枚の画像データは、連続撮影によって取得された画像であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像処理装置。
- N枚(N>3を満たす自然数)の画像データを用いて、前記N枚の画像データのうちの1つである基準画像データにおける動体領域を検出する画像処理方法であって、
前記N枚の画像データを取得し、
前記N枚の画像データそれぞれについて、着目画素を含む複数の画素からなる局所領域における平均輝度を、前記着目画素の平均輝度として算出し、
前記基準画像データにおける前記着目画素の平均輝度と、前記基準画像データ以外の画像データそれぞれにおける前記着目画素の平均輝度とに、第1の閾値以上の輝度差があるか否かを判定するし、
前記N枚の画像データそれぞれにおける前記着目画素に対応する平均輝度の標準偏差を算出し、
前記着目画素の平均輝度の標準偏差と第2の閾値と比較し、
前記着目画素について前記輝度差判定手段により輝度差ありと判定され、かつ前記標準偏差が前記第2の閾値以上である場合に、前記着目画素は動体領域に含まれる画素であると判定する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5の何れか一項に記載された画像処理装置として機能させるためのプログラム
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