JP2023091493A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特には画像合成技術に関する。 The present invention relates to an image processing device and an image processing method, and more particularly to an image synthesizing technique.
必要な露光時間の1/nの露光時間で連続に撮影したn枚の複数枚の画像を合成することにより、像ブレを抑制する技術が知られている(特許文献1)。 There is known a technique for suppressing image blur by synthesizing a plurality of n images that are continuously shot with an exposure time that is 1/n of the required exposure time (Patent Document 1).
複数の画像を合成する場合、画像間の位置合わせが必要になる。しかしながら、画像間で単純に位置合わせすると、有効画素領域外の画素は、位置がずれた状態で合成されることになる。そのため、有効画素領域外の画素の値を利用したい場合に問題が生じる。特許文献1はこのような課題について認識していない。 When merging a plurality of images, it is necessary to align the images. However, if the images are simply aligned, the pixels outside the effective pixel area will be synthesized with their positions shifted. Therefore, a problem arises when it is desired to use the values of pixels outside the effective pixel area. Patent document 1 does not recognize such a problem.
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その一態様において、有効画素領域外の画素値を適切に利用可能な画像合成が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供する。 The present invention has been made in view of such problems in the prior art, and one aspect of the present invention provides an image processing apparatus and an image processing method capable of synthesizing an image in which pixel values outside an effective pixel region are appropriately used. offer.
上述の目的は、複数フレームの画像データを取得する取得手段と、複数フレームの画像データを位置合わせする位置合わせ手段と、位置合わせされた複数フレームの画像データを合成する合成手段と、を有する画像処理装置であって、画像データには、撮像素子の有効画素領域の画素のデータであって、所定の色成分の配列に対応する信号で構成される第1のデータと、有効画素領域外の画素のデータである第2のデータが含まれ、位置合わせ手段は、複数フレームの画像データに含まれる第1のデータを位置合わせするために用いる位置合わせ量に基づいて、複数フレームの画像データに含まれる第2のデータを位置合わせし、合成手段が、位置合わせされた第1のデータを合成した第1の合成画像のデータと、位置合わせされた第2のデータを合成した第2の合成画像のデータとを生成し、画像処理装置は、第2の合成画像のデータに基づいて、第1の合成画像のデータを補正する補正手段をさらに有する、ことを特徴とする画像処理装置によって達成される。 The above object is to provide an image having an acquisition means for acquiring image data of a plurality of frames, a registration means for aligning the image data of the plurality of frames, and a synthesizing means for synthesizing the aligned image data of the plurality of frames. In the processing device, the image data includes first data of pixels in an effective pixel area of an image sensor, which is composed of signals corresponding to an arrangement of predetermined color components, and data of pixels outside the effective pixel area. The second data is pixel data, and the alignment means aligns the image data of the plurality of frames based on the alignment amount used to align the first data contained in the image data of the plurality of frames. The included second data is aligned, and the synthesizing means synthesizes first synthesized image data obtained by synthesizing the aligned first data and second synthesized image data obtained by synthesizing the aligned second data. and generating image data, the image processing device further comprising correcting means for correcting the data of the first synthesized image based on the data of the second synthesized image. be done.
本発明によれば、有効画素領域外の画素値を適切に利用可能な画像合成が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of performing image synthesis in which pixel values outside the effective pixel area are appropriately used.
以下、添付図面を参照して本発明をその例示的な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定しない。また、実施形態には複数の特徴が記載されているが、その全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The invention will now be described in detail on the basis of its exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims. In addition, although a plurality of features are described in the embodiments, not all of them are essential to the invention, and the plurality of features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
なお、以下では、本発明をデジタルカメラなどの撮像装置で実施する形態に関して説明する。しかし、本発明に撮像機能は必須でなく、画像データを取り扱い可能な任意の電子機器で実施可能である。このような電子機器には、コンピュータ機器(パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、メディアプレーヤ、PDAなど)、スマートフォン、ゲーム機、ロボット、ドローン、ドライブレコーダが含まれる。これらは例示であり、本発明は他の電子機器でも実施可能である。 In addition, below, the form which implements this invention by imaging devices, such as a digital camera, is demonstrated. However, the imaging function is not essential to the present invention, and can be implemented in any electronic device capable of handling image data. Such electronic devices include computer devices (personal computers, tablet computers, media players, PDAs, etc.), smart phones, game consoles, robots, drones, and drive recorders. These are examples, and the present invention can also be implemented in other electronic devices.
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の一例としての撮像装置10の機能構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example functional configuration of an
制御部113は、プログラムを実行可能なプロセッサを1つ以上と、RAMと、ROMとを有する。制御部113は、ROMに記憶されたプログラムをRAMに読み込み、プロセッサによって実行することができる。制御部113は、プログラムを実行することにより、図1に示す機能ブロックを含む撮像装置10の構成要素、および/または通信可能に接続された外部機器の動作を制御する。撮像装置10の機能は、制御部113がプログラムを実行することにより実施することができる。なお、制御部113がプログラムを実行することによって実現可能な機能をハードウェア(例えばASICやFPGAなど)を用いて実施してもよい。ROMは例えば電気的に書き換え可能であり、制御部113が有するプロセッサが実行可能なプログラムのほか、撮像装置10の設定値、GUIデータなどを記憶する。制御部113は例えばシステムオンチップ(SoC)やシステムオンパッケージ(SiP)の形態を有しうる。
The
撮影レンズ100は複数のレンズおよび絞りを有し、被写体の光学像を生成する。撮像素子102は例えばCMOSイメージセンサであり、2次元配列された複数の光電変換部(画素)を有する。
A photographing
図2は撮像素子102の画素配列を模式的に示した図である。撮像素子102は、画素が配列された領域として、有効画素領域200と、有効画素領域外のオプティカルブラック(OB)領域201とを有する。有効画素領域200は、被写体像の撮影に用いられる(露光される)領域である。一方、OB領域201は被写体像の撮影には用いられない(露光されない)領域である。OB領域201の画素には、光の入射を防止するために例えば遮光膜を設けてもよい。なお、有効画素領域200の上方もしくは下方に、さらなるOB領域202を設けてもよい。OB領域202は黒レベルの算出に用いることができるほか、垂直画素ライン単位のラインオフセット補正に用いることができる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the pixel arrangement of the
OB領域201に配置される画素は、遮光膜を除けば、有効画素領域200に配置される画素と同じ構造を有する。また、有効画素領域200の画素にカラーフィルタが設けられている場合、OB領域201の画素にも有効画素領域200の画素と同様にカラーフィルタが設けられる。
The pixels arranged in the
有効画素領域200およびOB領域201は撮像素子102の領域であるが、本明細書では便宜上、撮像素子102によって得られる画像においても同様の表現を用いる。例えば、画像もしくは有効画素領域とは、撮影によって得られる1フレームの画像のうち、撮像素子102の有効画素領域200の画素によって得られる画像領域を意味する。
The
カラーフィルタは異なる色の単位フィルタが配列された構成を有し、画素ごとに1つの単位フィルタが設けられる。例えば原色ベイヤ配列のカラーフィルタは、2×2画素を繰り返し単位として、R(赤)、G1(緑)、G2(緑)、B(青)の4種類の単位フィルタが配列された構成を有する。以下では、単位フィルタG1が設けられた画素をG1画素と呼ぶ。他の種類の単位フィルタが設けられた画素についても同様である。 The color filter has a configuration in which unit filters of different colors are arranged, and one unit filter is provided for each pixel. For example, a primary-color Bayer array color filter has a configuration in which four types of unit filters, R (red), G1 (green), G2 (green), and B (blue), are arranged in a repeating unit of 2×2 pixels. . Below, the pixel provided with the unit filter G1 is called a G1 pixel. The same applies to pixels provided with other types of unit filters.
OB領域201に配置される画素は、例えば、画素が有する光電変換素子(例えばフォトダイオード)のノイズ成分を検出するために用いられる。例えば、有効画素領域200の画素の信号値から、OB領域201の画素の信号値を減じることにより、ノイズ成分によるオフセットを除去し、画像の黒レベルを補正することができる。
Pixels arranged in the
撮像素子102が有する画素は、電荷蓄積期間に発生した電荷量に応じた値を有する画素信号を生成する。なお、メカニカルシャッタ101を開閉させる撮影では、電荷蓄積期間は露光期間に相当する。メカニカルシャッタ101を開状態に維持する撮影では、電荷蓄積期間は蓄積電荷のリセット時から露光期間経過までの期間に相当する。一般に前者は静止画撮影、後者は動画撮影に相当するが、後者は静止画撮影にも該当しうる。
A pixel included in the
1回の電荷蓄積期間が終了すると、撮像素子102から、1フレーム分の画素信号群(アナログ画像信号)が読み出される。1フレーム分のアナログ画像信号には、有効画素領域200およびOB領域201の画素信号が含まれる。アナログ画像信号はA/D変換部103でデジタル画像信号(デジタル形式の画素信号群)に変換される。なお、撮像素子102がデジタル形式の画素信号群を出力可能な場合、A/D変換部103はなくてもよい。
When one charge accumulation period ends, a pixel signal group (analog image signal) for one frame is read out from the
この段階では、各画素信号は、対応する画素が有する単位フィルタの色に応じた1つの色成分のみを有する。本明細書では、このような、所定の色成分の配列に対応する画素信号(単位フィルタの色に応じた1つの色成分のみを有する画素信号)から構成されるデジタル形式の画像信号をRAWデータと呼ぶ。 At this stage, each pixel signal has only one color component corresponding to the color of the unit filter that the corresponding pixel has. In this specification, a digital image signal composed of pixel signals corresponding to a predetermined color component arrangement (a pixel signal having only one color component corresponding to the color of a unit filter) is referred to as RAW data. call.
A/D変換部103もしくは撮像素子102から出力されるRAWデータは、メモリ114に一旦格納される。メモリ114は、RAWデータや、信号処理部111によって処理された画像データなどを一時的に記憶するために用いられる。
RAW data output from the A/
OB積分部104は、RAWデータのうち、OB領域201の画素値について、画素の種類ごとの平均画素値を算出する。ここでは、撮像素子102が原色ベイヤ配列のカラーフィルタを有するため、OB積分部104は、OB領域201内のR画素、G1画素、G2画素、B画素の平均画素値を算出する。この平均画素値は黒レベルとして用いられる。
The
OBクランプ部105は、有効画素領域200の画素値に対し、OB領域201の画素値に基づいて黒レベルを補正するOBクランプ処理を適用する。OBクランプ処理は、具体的には、OB積分部104が算出した平均画素値を減じる処理であってよい。OBクランプ処理により、有効画素領域200の画素信号から得られる画像の黒浮きや色ずれ等を抑制することができる。なお、OBクランプ処理では、画素の種類に応じた黒レベルを用いる。例えば、有効画素領域200のR画素の画素値については、OB領域のR画素から得られた黒レベルを減じる。OBクランプ部105は、合成元の画像それぞれに対して、また合成部108が生成した合成画像に対して、OBクランプ処理を適用する。
The
シェーディング補正部106は、有効画素領域200の画素値に対してシェーディング補正を適用する。シェーディング補正は、撮影レンズ100や画素が有するマイクロレンズの光学特性などに起因する画素位置に応じた輝度低下を補正する。したがって、シェーディング補正では、画素位置に応じたゲインが適用される。
A
ホワイトバランス(WB)処理部107は、シェーディング補正後の画像に対してホワイトバランス調整処理を適用する。ホワイトバランス調整処理は、シェーディング補正された画素値に対して、画素の種類(R,G1,G2,B)に応じたゲインを適用する処理である。
A white balance (WB)
位置ずれ検出部109は、合成元の複数フレームの画像のそれぞれについて、位置ずれ量を検出する。位置ずれ量は、最初に撮影された1フレーム目のずれ量を0とした絶対的なずれ量であってもよいし、直前のフレームに対する相対的なずれ量であってもよい。絶対的なずれ量を検出する場合、1フレーム目の画像が基準画像となる。
The
位置ずれ検出部109は、フレーム間における、有効画素領域200の画像の移動ベクトルとしてずれ量を検出することができる。位置ずれ検出部109は、例えば、フレーム間でテンプレートマッチングを用いる方法や、撮像装置10が有するジャイロセンサなどの出力を用いる方法など、任意の公知技術を用いてずれ量を検出することができる。位置ずれ検出部109は、検出した位置ずれ量を位置ずれ補正部110に出力するか、メモリ114に保存する。
The positional
位置ずれ補正部110は、位置ずれ検出部109で検出された位置ずれ量に基づいて、合成するフレームの画像を位置合わせする。位置ずれ補正部110は例えば、合成するフレームの各画素の座標値を位置ずれ量に応じて変更することにより、位置合わせを行うことができる。
The
なお、位置ずれ補正部110は、有効画素領域200の画像だけを位置合わせするモードと、有効画素領域200とOB領域201とを含んだ領域(例えばフレーム全体)の画像を位置合わせするモードを有する。このように、位置ずれ補正部110は、有効画素領域200のデータ(第1のデータ)を、OB領域201のデータ(第2のデータ)とは独立して位置合わせ可能である。位置ずれ補正部110のモードは、例えば制御部113が設定可能である。
Note that the
制御部113は、フレーム全体を位置合わせするモードが設定されていても、位置合わせによってOB領域201の合成精度が低下する条件を満たす場合には、有効画素領域200の画像だけを位置合わせするモードに変更してもよい。例えば、OB領域201が重複するフレーム数が総フレーム数Nの所定割合以下となる場合、制御部113は有効画素領域200の画像だけを位置合わせするモードに変更することができる。OB領域201が重複するフレーム数は、位置ずれ検出部109が検出する個々のフレームの位置ずれ量に基づいて把握することができる。
Even if a mode for aligning the entire frame is set, the
合成部108は、選択可能な複数の合成モードの1つで複数の画像を合成し、合成画像を生成する。フレーム全体に合成処理を適用する必要はなく、基準画像における有効画素領域とOB領域に対する合成処理が行われればよい。
Combining
合成部108は、生成した合成画像をメモリ114に保存する。本実施形態において撮像装置10は、合成モードとして加算モード、平均加算モード、比較明モードが選択可能であるものとする。なお、これらの合成モードは例示であり、他の合成モードが選択可能であってもよいし、合成モードが1つであってもよい。
各合成モードにおける画像合成方法について説明する。ここで、Nフレーム(Nは2以上の整数)の画像を合成するものとする。各フレームの画像を構成する画素が、xy直交座標系の座標(x,y)を有し、座標(x,y)の画素の輝度値をI_i(x,y)(i=1~N)、合成画像の座標(x,y)の画素の輝度値をI(x,y)とする。合成部108は、合成モードに応じて、以下のように合成画像の各画素の輝度値I(x,y)を算出する。
An image synthesizing method in each synthesizing mode will be described. Assume here that images of N frames (N is an integer equal to or greater than 2) are synthesized. A pixel constituting an image of each frame has coordinates (x, y) in an xy orthogonal coordinate system, and the luminance value of the pixel at the coordinates (x, y) is I_i (x, y) (i=1 to N). , and let I(x, y) be the luminance value of the pixel at the coordinates (x, y) of the synthesized image. The synthesizing
・加算モード
I(x,y)=I_1(x,y)+I_2(x,y)+・・・+I_N(x,y)
加算モードにおいて合成部108は、各フレームの同じ座標の画素の輝度値を加算して合成画像を生成する。加算モードは、例えば適正露出量の1/Nの露出量で撮影したNフレームの画像を合成して適正露出の画像を生成する場合に用いられる。
・Addition mode I(x, y)=I_1(x, y)+I_2(x, y)+...+I_N(x, y)
In addition mode, the synthesizing
・加算平均モード
I(x,y)=(I_1(x,y)+I_2(x,y)+・・・+I_N(x,y))/N
加算平均モードにおいて合成部108は、加算モードと同様に求めた輝度値をフレーム数Nで割ることで、各画素の輝度値がNフレームの平均値である合成画像を生成する。加算平均モードは、例えば高感度で撮影した画像のノイズを低減するために用いられる。
・Averaging mode I(x, y)=(I_1(x, y)+I_2(x, y)+...+I_N(x, y))/N
In the averaging mode, the synthesizing
・比較明モード
I(x,y)=max(I_1(x,y),I_2(x,y),・・・,I_N(x,y))
ここで、max()は、()内の要素の最大値を抽出する関数である。各フレームで同じ座標を有するN画素のうち最大の輝度値から構成される合成画像が得られる。比較明モードは、例えば花火や星空を撮影した画像を合成する際に効果的である。
・Light mode I(x, y)=max(I_1(x, y), I_2(x, y), . . . , I_N(x, y))
Here, max() is a function that extracts the maximum value of the elements in (). A composite image is obtained which consists of the maximum luminance value of the N pixels with the same coordinates in each frame. The comparatively bright mode is effective, for example, when synthesizing an image of fireworks or a starry sky.
なお、位置合わせによる座標の変更により、合成する画素値が存在しない座標について、合成部108は、加算モードおよび加算平均モードでは他の所定のフレーム(例えば1フレーム目)における当該座標の画素値を代わりに用いることができる。また、合成部108は、加算平均モードまたは比較明モードでは存在する画素値だけを用いて合成を行うことができる(加算平均モードの場合には除数を加算に用いたフレーム数(<N)に変更する)。なお、これらは考えられる一例であり、他の方法を用いて合成してもよい。
In the addition mode and the averaging mode, the
また、合成部108は、有効画素領域200外の画像が基準画像の有効画素領域に合成されないようにする。位置合わせによって基準画像の有効画素領域に重なる位置に座標が変更された、有効画素領域200外の画素値について、合成部108は、画素値が存在しない場合と同様に取り扱うことができる。
Also, the combining
信号処理部111は、(合成されていない)RAWデータや、合成部108により生成された合成画像のデータ(合成RAWデータ)に対し、現像処理を適用する。なお、現像処理を適用するのは、有効画素領域200に対応する画像領域である。現像処理は、色補間処理や階調補正処理(ガンマ処理)など、複数の画像処理の総称である。色補間処理は、撮影時に得られない色成分の値を補間する処理であり、デモザイク処理とも呼ばれる。色補間処理が適用されることにより、各画素はカラー画像として必要な複数の色成分(例えばRGBやYCbCr)を有するようになり、RAWデータではなくなる。
The
信号処理部111は、現像後の画像データに対して、特徴領域(たとえば顔領域や人体領域)やその動きの検出、人物の認識処理などの検出処理、合成処理、スケーリング処理、符号化および復号処理を適用することができる。また、信号処理部111は、ヘッダ情報生成処理などのデータ加工処理、自動焦点検出(AF)に用いる信号や評価値の生成、自動露出制御(AE)に用いる評価値の算出などの評価値算出処理など、様々な画像処理を適用することができる。なお、これらは信号処理部111が適用可能な画像処理の例示であり、信号処理部111が適用する画像処理を限定するものではない。
The
記録部112は、撮影モードおよび記録設定に応じて、RAWデータ、合成RAWデータ、現像処理された画像データ、これらのデータに付随する音声データなどを、メモリカードなどの記録媒体に記録する。
The
操作部115は、ユーザが撮像装置10に様々な指示を与えるための入力デバイス(スイッチ、キー、ボタン、ダイヤル、タッチパネルなど)の総称である。
表示部116は、例えばタッチディスプレイであり、ライブビュー画像、再生画像、GUI、撮像装置10の設定値や情報などの表示に用いられる。
The
The
図4のフローチャートを用いて、撮像装置10の合成撮影モードにおける動作について説明する。合成撮影モードは、経時的に撮影された複数フレームの画像を合成した合成画像を記録する撮影モードである。合成撮影モードでは、上述した複数の合成モードのいずれかが設定される。なお、ここでは静止画撮影に関して説明するが、各フレームを合成画像とするような動画撮影の1フレーム分の生成処理としても実行可能である。
The operation of the
S101で制御部113は、操作部115を通じてユーザから合成するフレーム数Nの設定を受け付ける。なお、フレーム数Nは、合成モードの設定と同様、事前に設定されていてもよい。
In S<b>101 , the
S102で制御部113は、操作部115を通じてユーザから撮影指示が入力されたことを検出する。撮影指示は例えば操作部115に含まれるシャッタボタンの全押し操作であってよい。撮影指示の入力を検出すると、制御部113はS103を実行する。
In S<b>102 , the
S103で制御部113は1フレームの撮影処理を実行する。なお、撮影時の露出条件(シャッタスピード、絞り値、感度)は、S102の前(例えばシャッタボタンの半押し操作を検出した際)に、例えばライブビュー画像を用いたAE処理を実行して得られる適正露出量とすることができる。なお、合成モードが加算モードの場合、制御部113は、S101で設定されたフレーム数Nに基づいて、適正露出量の1/Nとなるような露出条件を設定する。
In S<b>103 , the
制御部113は撮影で得られたRAWデータをメモリ114に保存する。制御部113は、1フレーム目の撮影時にはS104をスキップしてS105を実行し、2フレーム目以降の撮影時にはS104を実行する。
The
S104で、位置ずれ検出部109は、直近の撮影で得られた画像(RAWデータ)のずれ量を検出する。ここでは、2フレーム目以降の全ての画像について、1フレーム目の画像(基準画像)に対するずれ量を検出するものとする。また、ずれ量は、基準画像の一部をテンプレートとするテンプレートマッチングを用いて検出する。
In S<b>104 , the positional
ここでは、ずれ量の検出精度を高めるため、位置ずれ検出部109は、基準画像から複数のテンプレートを生成し、個々のテンプレートについて位置ずれ量を検出する。そして、位置ずれ検出部109は、検出された複数の位置ずれ量に基づいて、最終的な位置ずれ量を決定する。位置ずれ検出部109は、例えば、最も頻度が高い位置ずれ量、または位置ずれ量の平均値を最終的な位置ずれ量として決定することができるが、他の方法で決定してもよい。
Here, in order to increase the detection accuracy of the amount of displacement, the positional
S105で、OB積分部104は、直近の撮影で得られた画像(RAWデータ)のうち、OB領域201の画素値を用いて、画素の種類ごとに黒レベルを算出する。
In S105, the
S106で、OBクランプ部105は、S105で算出された黒レベルを用いて、直近の撮影で得られた画像(RAWデータ)のうち、有効画素領域の画素に対してOBクランプ処理を適用する。
In S106, the
S107で、位置ずれ補正部110は、S104で検出された位置ずれ量を用い、直近の撮影で得られた画像(RAWデータ)を、基準画像に位置合わせする。この位置合わせ処理について、図3を用いて説明する。
In S107, the positional
図3は、基準画像である1フレーム目の画像(RAWデータ)301に対し、2フレーム目の画像(RAWデータ)302を位置合わせして合成処理する構成を模式的に示している。画像301は、有効画素領域301aおよびOB領域301bを有している。同様に、画像302は、有効画素領域302aおよびOB領域302bを有している。
FIG. 3 schematically shows a configuration for aligning a second frame image (RAW data) 302 with respect to a first frame image (RAW data) 301, which is a reference image, and synthesizing the images. An
ここでは、位置ずれ補正部110のモードが、有効画素領域の画像だけを位置合わせするモードに設定されているものとする。したがって、位置合わせ後の画像302’では、有効画素領域302a’だけが移動し、OB領域302bは移動していない。その結果、位置合わせ後の画像302’には画素が存在しない領域302cが生じている。位置ずれ補正部110のモードがフレーム全体を位置合わせするモードに設定されている場合、内部的に座標情報が変更されているが、位置合わせ前後で画像302の見かけに変化はない。
Here, it is assumed that the mode of the positional
S108で、合成部108は、S107で位置合わせされた画像(図3の画像302’)を、基準画像もしくは前フレームまでの合成画像(合成RAWデータ)に合成する。合成部108は、設定されているモードに応じて、上述したように合成処理を実行する。
In S108, the synthesizing
図3では、位置合わせによって生じた、画素が存在しない領域302cについては、合成対象から外す加算平均モードまたは比較明モードにおける合成処理の例を示している。その結果、合成画像310の有効画素領域310aには、2フレーム目の画像が合成されない領域310cが含まれている。合成画像310のOB領域310については、1フレーム目のOB領域301bと2フレーム目のOB領域302bが、モードに応じた方法で合成されている。
FIG. 3 shows an example of compositing processing in the averaging mode or the comparatively bright mode in which a pixel-
なお、画素信号がマイナス方向のノイズの影響を受けている場合、S106のOBクランプ処理で黒レベルを減じた際に画素値が0未満になる可能性がある。これを防止するため、合成画像に所定の正のオフセットを付与してからメモリ114に保存してもよい。合成画像にオフセットが与えられる場合、合成する画像に合成画像に与えたものと同量のオフセットを与えてからS105のOBクランプ処理を適用する。OBクランプ処理の適用後、S108で合成処理を適用する前に両方の画像からオフセットを除去する。
Note that if the pixel signal is affected by noise in the negative direction, the pixel value may become less than 0 when the black level is reduced by the OB clamping process in S106. To prevent this, the composite image may be given a predetermined positive offset before being stored in
また、図4のフローチャートでは基準画像に対して2フレーム目から順次合成を行うが、2フレーム目からNフレーム目までの合成画像を生成し、最後に基準画像に合成するようにしてもよい。この場合、2フレーム目からNフレーム目までの合成は、全てのフレームで重複する領域にだけ行ってもよい。基準画像の有効画素領域において、2フレーム目からNフレーム目までの合成画像が生成されていない部分については、合成する画素値が存在しないものとして、上述した合成モードに応じた方法を適用することができる。 In addition, in the flowchart of FIG. 4, synthesis is sequentially performed from the second frame on the reference image, but it is also possible to generate synthesized images from the second frame to the N-th frame and finally synthesize them with the reference image. In this case, synthesis from the 2nd frame to the Nth frame may be performed only in areas where all the frames overlap. In the effective pixel area of the reference image, the method according to the above-described synthesis mode is applied assuming that there is no pixel value to be synthesized for the portion where the synthesized image from the 2nd frame to the Nth frame is not generated. can be done.
S109で、制御部113は、設定フレーム数Nの撮影が完了したか否かを判定する。制御部113は、撮影が完了したと判定されればS110を、判定されなければS103で次のフレームの撮影を実行する。なお、制御部113は例えば撮影指示が継続して入力されている間は連続して撮影を行うものとする。設定フレーム数Nの撮影完了前に撮影指示の入力が途絶えた場合、例えば制御部113はそれまでに行った処理結果を破棄して撮影スタンバイ状態に復帰してもよい。
In S109, the
S110で、OB積分部104が、メモリ114に保存された合成画像のOB領域の画素値に基づいて、黒レベルを算出する。黒レベルの算出は、OB領域の画素値が合成処理後の画素値であることを除き、S105と同じである。
In S<b>110 , the
S111で、OB積分部104は、合成画像のOB領域の画素値のばらつきを示す値(例えば分散値)を算出する。分散値は画素の種類(色)ごとに算出してもよいし、全ての画素について1つの分散値を算出してもよい。OB積分部104は、S110とS111の処理を並行して実行してもよい。
In S111, the
S112で、OBクランプ部105は、S110で算出された、合成画像に基づく黒レベルを用い、合成画像の有効画素領域内の画素値に対してOBクランプ処理を適用する。なお、S106で合成前の画像にOBクランプを適用しているにも係わらず、合成後にOBクランプ処理を適用するのは、合成に起因した黒浮きを低減するためである。
In S112, the
例えば、高感度で撮影された複数フレームの画像を比較明モードで合成する場合、各フレームの画像はノイズを多く含んでいる。比較明モードの合成は、各座標において最も高い輝度値を選択するものである。したがって、ノイズによって本来の輝度値より高くなった輝度値が各座標について選択される可能性が高くなる。そのため、有効画素領域200と同様に比較明モードで合成されたOB領域201(合成OB領域)の画素に基づく黒レベルを用いて合成画像に対してOBクランプ処理を適用することにより、合成に起因する黒浮きを抑制することができる。ここでは合成による黒浮きが発生する典型例として比較明モードの合成について説明したが、他の合成モードでも合成による黒浮きは発生するため、合成画像について合成OB領域の画素に基づく黒レベルを用いたOBクランプ処理を適用する。
For example, when synthesizing a plurality of frames of images shot with high sensitivity in the comparatively bright mode, the images of each frame contain a lot of noise. Lighter mode compositing selects the highest luminance value at each coordinate. Therefore, there is a high possibility that a luminance value that is higher than the original luminance value due to noise will be selected for each coordinate. Therefore, by applying the OB clamping process to the composite image using the black level based on the pixels of the OB region 201 (composite OB region) composited in the comparatively bright mode similarly to the
S113で、WB処理部107は、OBクランプ処理された、合成画像の有効画素領域の画像(RAWデータ)に対して、ホワイトバランス調整処理を適用する。
In S113, the
S114で、信号処理部111が、ホワイトバランス調整処理が適用されたRAWデータに対して、現像処理を適用する。信号処理部111は、S111で算出された分散値に応じて、現像処理の過程で適用するノイズ低減処理のパラメータを変更する。具体的には、信号処理部111は、分散値が予め定められた閾値より大きい場合には、そうでない場合よりも強いノイズ低減処理が適用されるように、ノイズ低減処理のパラメータを変更する。分散値が閾値より大きい場合にはそうでない場合よりもノイズ量が大きいためである。なお、ノイズ低減処理の強さが3通り以上ある場合には、2つ以上の閾値を用いてノイズ低減処理の強さを調整してもよい。信号処理部111は、現像処理後の画像データから、画像データを格納した画像データファイルを生成する。
In S114, the
S115で、記録部112は、S114で生成された画像データファイルをメモリカードなどの記録媒体や外部装置に記録する。なお、現像処理された画像データに加えて、あるいはその代わりに、S112でOBクランプ処理を適用する前の、有効画素領域の合成RAWデータを記録してもよい。また、合成RAWデータに外部装置がS112~S114の処理を実行するために必要な情報(S110で算出した黒レベルおよびS111で算出した分散量)を合成RAWデータに加えて記録してもよい。また、外部装置でS104~S114の処理を実行できるように、合成元のNフレームのRAWデータを記録してもよい。
In S115, the
記録部112による記録が終了すると、制御部113は図4に示した動作を終了し、例えば撮影スタンバイ状態に復帰する。
When the recording by the
以上説明したように、本実施形態によれば、複数フレームのRAWデータを合成する際に、RAWデータの位置合わせを、有効画素領域のデータとOB領域のデータとで別個に適用できるようにした。有効画素領域のデータを独立して位置合わせ可能にすることで、OB領域のデータが有効画素領域のデータに合成されることを防止できるため、合成画像の品質低下を抑制できる。また、合成するフレーム間でOB領域にズレを生じなくすることができるため、合成後のOB領域から精度の良い黒レベルが算出でき、合成によって生じる画像の黒浮きを効果的に抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, when combining RAW data of a plurality of frames, alignment of RAW data can be applied separately to data in the effective pixel area and data in the OB area. . By making it possible to align the data of the effective pixel area independently, it is possible to prevent the data of the OB area from being synthesized with the data of the effective pixel area, thereby suppressing deterioration in the quality of the synthesized image. In addition, since it is possible to prevent the OB area from being shifted between frames to be synthesized, a highly accurate black level can be calculated from the OB area after synthesis, and black floating in an image caused by synthesis can be effectively suppressed. can.
●(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態はOBクランプ処理に加え、ラインオフセット補正を行う場合に関する。撮像素子に形成される多数の回路素子の特性は、製造誤差などに起因するばらつきが発生する。例えば画素ライン単位で設けられる増幅器の特性のばらつきによって生じる画素信号のオフセット量の差は、画像において縞状のパターンとして視認されうる。
● (Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described. This embodiment relates to the case of performing line offset correction in addition to OB clamp processing. The characteristics of a large number of circuit elements formed in an imaging device vary due to manufacturing errors and the like. For example, a difference in pixel signal offset caused by variations in the characteristics of amplifiers provided for each pixel line can be visually recognized as a striped pattern in an image.
ラインオフセット補正は、このような、水平画素ライン単位や垂直画素ライン単位で生じうる画素信号のオフセットの差を補正する処理である。画素ラインごとのオフセット量の差はOB領域の画素で検出することができる。そのため、OB領域で検出した画素ラインごとのオフセット量の差に基づいて、有効画素領域から読み出される画素信号にラインオフセット補正を適用することができる。 Line offset correction is a process of correcting such a difference in pixel signal offset that may occur in units of horizontal pixel lines or vertical pixel lines. A difference in offset amount for each pixel line can be detected in pixels in the OB area. Therefore, line offset correction can be applied to pixel signals read out from the effective pixel area based on the difference in offset amount for each pixel line detected in the OB area.
しかし、有効画素領域とOB領域とで位置合わせ量が異なる場合、ラインオフセット補正が必要な画素ラインの位置が、OB領域と位置合わせ後の有効画素領域とで一致しない。特に、複数フレームの画像を合成する場合にはフレームごとにOB領域と有効画素領域との位置合わせ量が異なりうる。そのため、合成処理後のOB領域で検出した画素ラインごとのオフセット量は合成後の有効画素領域の画素信号のオフセット量と一致せず、ラインオフセット補正を正しく行うことができない。 However, when the amount of alignment is different between the effective pixel area and the OB area, the positions of the pixel lines requiring line offset correction do not match between the OB area and the effective pixel area after alignment. In particular, when synthesizing images of a plurality of frames, the amount of alignment between the OB area and the effective pixel area may differ for each frame. Therefore, the amount of offset for each pixel line detected in the OB area after synthesis processing does not match the amount of offset of pixel signals in the effective pixel area after synthesis, and line offset correction cannot be performed correctly.
図5を用いて、正しいラインオフセット補正ができない例について説明する。ここでは水平画素ラインに対するラインオフセット補正に関して示しているが、垂直画素ラインに対するラインオフセット補正についても同様である。垂直画素ラインに対するラインオフセット補正を行う場合、図2に示したOB領域202を用いる。
An example in which correct line offset correction cannot be performed will be described with reference to FIG. Although line offset correction for horizontal pixel lines is shown here, line offset correction for vertical pixel lines is similar. When performing line offset correction for vertical pixel lines, the
図5は、基準画像である1フレーム目の画像(RAWデータ)301に対し、OB領域と有効画素領域との位置合わせ量を別個に適用して2フレーム目の画像(RAWデータ)302を位置合わせして合成処理する構成を模式的に示している。画像301は、有効画素領域301aおよびOB領域301bを有している。同様に、画像302は、有効画素領域302aおよびOB領域302bを有している。
FIG. 5 shows an image (RAW data) 302 of a second frame obtained by separately applying the amount of alignment between the OB area and the effective pixel area to an image (RAW data) 301 of the first frame, which is a reference image. It schematically shows a configuration in which they are put together and combined. An
ここでも、位置ずれ補正部110のモードが、有効画素領域の画像だけを位置合わせするモードに設定されているものとする。したがって、位置合わせ後の画像302’では、有効画素領域302a’だけが移動し、OB領域302bは移動していない。その結果、位置合わせ後の画像302’には画素が存在しない領域302cが生じている。
Also here, it is assumed that the mode of the positional
1フレーム目の画像(基準画像)301には、信号オフセットが他の水平画素ラインの信号オフセットよりも一定量以上大きい(または小さい)2つの水平画素ラインが、明るい(または暗い)筋状パターン501を形成している。同様に、2フレーム目の画像302にも、2つの水平画素ラインが明るい(または暗い)筋状パターン502を形成している。
In an image (reference image) 301 of the first frame, two horizontal pixel lines whose signal offsets are larger (or smaller) than the signal offsets of other horizontal pixel lines by a certain amount or more have bright (or dark)
撮像素子における水平画素ラインの位置は固定であるため、撮像画像には常に同じ位置に筋状のパターンが形成される。したがって、2フレーム目の画像の有効画素領域302aを1フレーム目の画像の有効画素領域301aに位置合わせする前は、1フレーム目の画像と2フレーム目の画像で同じ位置に筋状パターンが形成される。
Since the position of the horizontal pixel line in the image pickup device is fixed, streaky patterns are always formed at the same position in the captured image. Therefore, before aligning the
しかしながら、2フレーム目の画像における筋状のパターンは、有効画素領域302を1フレーム目の画像の有効画素領域301に位置合わせすることにより、位置合わせ後の画像の有効画素領域302’では数と位置が変化している。
However, by aligning the
その結果、1フレーム目の画像に2フレーム目の画像の合成画像301の有効画素領域310aには、有効画素領域301が有する筋状パターン501に加え、有効画素領域302a’が有する筋状パターン502’が含まれている。
As a result, in the
一方、OB領域に着目すると、1フレーム目および2フレーム目の画像のOB領域301bおよび302bは位置合わせされずに合成される。そのため、合成画像310におけるOB領域310bにおける筋状パターンの数および位置は、合成前と同じである。
On the other hand, focusing on the OB area, the
ここで、ラインオフセット補正について説明する。ラインオフセット補正は、筋状パターンの有無および位置の検出と、オフセット補正量の決定とを含む。ラインオフセット補正は、例えば信号処理部111で実行することができる。
Here, line offset correction will be described. Line offset correction includes detection of the presence or absence and position of a streak pattern, and determination of an offset correction amount. Line offset correction can be performed by the
筋状パターンの有無および位置の検出は、OB領域310bの画素値を例えば水平方向に平均して形成した垂直方向に伸びる画素信号列について、代表信号レベルとの差の絶対値が閾値以上である信号レベルを有する画素とその位置の検出であってよい。代表信号レベルは信号レベルの平均値もしくは中央値であってよい。また、閾値は予め実験的に定めることができる。
The presence or absence and position of the streak pattern is detected when the absolute value of the difference between the representative signal level and the pixel signal line extending in the vertical direction, which is formed by averaging the pixel values of the
代表信号レベルとの差の絶対値が閾値以上である信号レベルを有する画素が存在する場合、その位置が補正すべき画素ラインの位置に相当し、その信号レベルと代表信号レベルとの差をオフセット補正量とすることができる。なお、ここで説明したものとは異なる方法により、補正すべき画素ラインとその位置を検出したり、オフセット補正量を決定したりしてもよい。 If there is a pixel having a signal level whose absolute value of the difference from the representative signal level is equal to or greater than the threshold, the position corresponds to the position of the pixel line to be corrected, and the difference between the signal level and the representative signal level is offset. It can be used as a correction amount. Note that the pixel line to be corrected and its position may be detected and the offset correction amount may be determined by a method different from that described here.
合成画像310について、OB領域310bで検出された筋状パターンに基づいて有効画素領域310aにラインオフセット補正を適用することを考える。この場合、補正後の画像511の有効画素領域511aには、合成される画像のうち、有効画素領域の垂直方向の位置合わせ量が0でない画像(ここでは2フレーム目の画像)の筋状パターン502’が残ってしまう。
For the
本実施形態では、ラインオフセット補正用の合成画像を生成することにより、上述した問題を解決する。具体的には、基準画像のOB領域に、合成する個々のフレーム画像のOB領域を、有効画素領域の位置合わせ量に応じて位置合わせして合成することにより、ラインオフセット補正用の合成画像を生成する。 In this embodiment, the above problem is solved by generating a composite image for line offset correction. Specifically, the OB area of each frame image to be synthesized is aligned with the OB area of the reference image in accordance with the amount of alignment of the effective pixel area, and synthesized to obtain a synthesized image for line offset correction. Generate.
従って、本実施形態においては、
・有効画素領域を位置合わせして合成して得られる合成画像(第1の合成画像)
・抽出したOB領域を位置合わせして合成して得られる、ラインオフセット補正用の合成画像(第2の合成画像)
・OB領域を位置合わせせずに合成して得られる、OBクランプ(黒レベルの調整)用の合成画像(第3の合成画像)
が生成される。
Therefore, in this embodiment,
・Synthetic image obtained by aligning and synthesizing effective pixel areas (first synthetic image)
・Synthetic image for line offset correction (second synthetic image) obtained by aligning and synthesizing the extracted OB areas
・Synthetic image for OB clamping (black level adjustment) obtained by synthesizing without aligning the OB areas (third synthetic image)
is generated.
図6は、図5と同じ合成処理において、ラインオフセット補正用の合成画像を用いる例を示している。合成部108は、図6に示すように、1フレーム目の画像(基準画像)301に合成する、2フレーム目の画像302のOB領域302bを抽出し、有効画素領域302aの位置合わせ量の垂直方向成分を適用して位置合わせした画像601を生成する。そして、合成部108は、位置合わせしたOB領域の画像601を、基準画像から抽出したOB領域301bに合成し、ラインオフセット補正用の合成画像602を生成する。
FIG. 6 shows an example of using a synthesized image for line offset correction in the same synthesizing process as in FIG. As shown in FIG. 6, the synthesizing
なお、3フレーム以上を合成する場合、合成部108は、基準画像を除く各フレーム画像について、OB領域を抽出し、有効画素領域の位置合わせ量の垂直成分を適用して位置合わせしたのち、基準画像から抽出したOB領域に順次合成する。このようにして、合成部108はラインオフセット補正用の合成画像を生成することができる。
When synthesizing three or more frames, the synthesizing
なお、OB領域の位置合わせを行う際、有効画素領域の位置合わせ量の垂直方向成分だけを適用するのは、ラインオフセット補正の対象が水平画素ラインのためである。ラインオフセット補正の対象が垂直画素ラインの場合には、フレーム画像のOB領域202に有効画素領域の位置合わせ量の水平方向成分だけを適用し、OB領域を位置合わせする。
When aligning the OB area, only the vertical component of the alignment amount of the effective pixel area is applied because the target of the line offset correction is the horizontal pixel line. When the target of line offset correction is a vertical pixel line, only the horizontal component of the alignment amount of the effective pixel area is applied to the
なお、ラインオフセット補正用の合成画像は、各フレームから抽出したOB領域を用いるため、各フレームのOB領域の合成には影響を与えない。合成部108は、OBクランプ用に用いるOB領域の合成や、有効画素領域の合成とは別個に、ラインオフセット補正用の合成を行う。
Note that the composite image for line offset correction uses the OB regions extracted from each frame, and therefore does not affect the synthesis of the OB regions of each frame. The synthesizing
ラインオフセット補正用の合成画像602には、位置合わせされて合成された有効画素領域310aと同じ位置に筋状パターンが存在する。そのため、ラインオフセット補正用の合成画像602を用いて合成後の有効画素領域310aに対してラインオフセット補正を適用することにより、筋状パターンを適切に補正することができる。図6に示すように、ラインオフセット補正後の画像511’の有効画素領域511aには筋状パターンが存在しない。
In the
なお、ラインオフセット補正用の合成画像602を用いたラインオフセット補正を適用する場合、信号処理部111は、合成画像602のうち、合成画像602の生成に用いられたOB領域の全てに共通する領域を用いてもよい。この場合、信号処理部111は、図6の602aで示す領域のように、一部のフレームのOB領域しか合成されていない領域はラインオフセット補正に用いない。
Note that when applying line offset correction using the
図7は、第1実施形態で説明した撮像装置10の合成撮影モードにおける動作に、本実施形態で説明したラインオフセット補正に関する工程を追加したフローチャートである。S701~S708は図4のS101~S108と、S711~S714は図4のS109~712と、S716~S718は図4のS113~S115の処理とそれぞれ同じであるため、説明を省略する。
FIG. 7 is a flow chart obtained by adding a process related to line offset correction described in this embodiment to the operation in the composite shooting mode of the
S709で制御部113は、信号処理部111に直近に撮影されたフレーム画像からOB領域を抽出して位置ずれ補正部110に供給するように指示する。また、制御部113は、S709を最初に実行する場合には、信号処理部111に基準画像のOB領域も抽出して合成部108に供給するように指示する。信号処理部111は制御部113からの指示に従ってフレーム画像からOB領域を抽出し、位置ずれ補正部110に供給する。
In S<b>709 , the
また、制御部113は位置ずれ補正部110に対し、S707における位置合わせ処理で有効画素領域に適用した位置合わせ量を用いてOB領域に位置合わせ処理を適用し、合成部108に供給するように指示する。位置ずれ補正部110は、信号処理部111から供給されるOB領域に対して位置合わせ処理を適用し、合成部108に供給する。上述したように、位置合わせ処理において位置ずれ補正部110は、OB領域201が抽出される場合には位置合わせ量の垂直方向成分のみを適用し、OB領域202が抽出される場合には位置合わせ量の水平方向成分のみを適用する。位置ずれ補正部110は、位置合わせ処理を適用したOB領域を合成部108に供給する。
In addition, the
S710で制御部113は、合成部108に対し、ラインオフセット補正用の合成画像を生成するように指示する。合成部108は、位置ずれ補正部110から供給される位置合わせ後のOB領域を、直近に生成し、メモリ114に格納した合成画像にさらに合成する。S710を最初に実行する場合、合成部108は信号処理部111から供給される、基準画像のOB領域に対して、位置ずれ補正部110から供給される位置合わせ後のOB領域を合成する。合成部108は、OB領域の合成画像をメモリ114に格納する。
In S710, the
なお、ここでは記録用のフレーム画像のOB領域301と有効画素領域302の合成処理が完了してからオフセット補正用の合成画像を生成するための位置合わせ処理や合成処理を実行する場合について説明した。しかし、オフセット補正用のOB領域の合成画像を生成するための位置合わせ処理および合成処理についてもS707およびS708で実行するようにしてもよい。
Here, a case has been described in which alignment processing and synthesis processing for generating a synthesized image for offset correction are executed after the synthesis processing of the
S714のOBクランプ処理が終了すると、S715で制御部113は、信号処理部111にラインオフセット補正を実行するように指示する。信号処理部111は、メモリ114に格納されているオフセット補正用の合成画像を読み出して、筋状パターンの有無および位置を検出する。筋状パターンが検出されない場合、信号処理部111は制御部113に検出結果(検出されない)を通知し、ラインオフセット補正を適用しない。この場合制御部113はS716を実行し、WB処理部107にホワイトバランス調整処理の実行を指示する。
After the OB clamping process of S714 is completed, the
一方、筋状パターンが検出された場合、信号処理部111はその位置を検出するともに、検出された筋状パターンごとにオフセット補正値を決定する。そして、信号処理部111は、メモリ114に格納されているOBクランプ処理済みの合成画像に対し、ラインオフセット補正を適用する。以降の処理は第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。
On the other hand, when a streak pattern is detected, the
本実施形態では、OB領域を位置合わせして合成した画像をラインオフセット補正用に生成する。そして、ラインオフセット補正用に生成した、OB領域の合成画像を用いて、有効画素領域の合成画像に対してラインオフセット補正を適用するようにした。これにより、第1実施形態の効果に加え、撮像素子の回路特性のばらつきに起因する筋状のパターンを適切に補正することが可能になる。 In this embodiment, an image synthesized by aligning the OB areas is generated for line offset correction. Then, using the synthesized image of the OB area generated for line offset correction, line offset correction is applied to the synthesized image of the effective pixel area. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, it is possible to appropriately correct a streaky pattern caused by variations in circuit characteristics of the imaging device.
(その他の実施形態)
上述の実施形態では撮像装置における撮影時に合成画像を生成する場合について説明した。しかし、先に述べたとおり、本発明において撮影機能は必須でない。したがって、S103(S703)で撮影する代わりに、経時的に撮影され、記録されたRAWデータの1フレームを取得して、S104(S704)以降の処理を実行する画像処理装置でも本発明を実施可能である。この場合、S109(S709)の判定処理は、設定数のフレームの取得を完了したか否かを判定する。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the case where a composite image is generated at the time of photographing by the imaging device has been described. However, as described above, the shooting function is not essential in the present invention. Therefore, instead of shooting in S103 (S703), the present invention can also be implemented in an image processing apparatus that acquires one frame of RAW data that has been shot and recorded over time and executes the processes after S104 (S704). is. In this case, the determination processing in S109 (S709) determines whether or not acquisition of the set number of frames has been completed.
また、第2実施形態で説明したラインオフセット補正についても、撮影時に実行しなくてもよい。例えば、有効画素領域の合成画像と関連付けてラインオフセット補正用のOB領域の合成画像を記録しておくことにより、記録した装置とは異なる装置で、かつ任意のタイミングで、ラインオフセット補正を実行することができる。 Also, the line offset correction described in the second embodiment does not have to be executed at the time of photographing. For example, by recording the composite image of the OB area for line offset correction in association with the composite image of the effective pixel area, the line offset correction can be performed by a device different from the recording device at an arbitrary timing. be able to.
あるいは、OB領域についてもRAWデータとして記録しておくことで、合成画像の生成とラインオフセット補正とを、記録した装置とは異なる装置で、かつ任意のタイミングで実行することができる。 Alternatively, by recording the OB area as RAW data, it is possible to generate a composite image and perform line offset correction with an apparatus different from the recording apparatus at arbitrary timing.
また、上述の実施形態において、撮像素子102とは別の機能ブロックとして記載した構成の1つ以上を撮像素子102に実装してもよい。撮像素子102を積層型撮像素子とすることで、A/D変換部103、メモリ114、位置ずれ検出部109、位置ずれ補正部110、および合成部108を撮像素子102に実装することができる。
Also, in the above-described embodiments, one or more of the configurations described as functional blocks separate from the
この場合、有効画素領域の合成画像は撮像素子102で生成することができる。また、ラインオフセット補正用のOB領域の合成画像も撮像素子102内で生成することができる。撮像素子102は、有効画素領域の合成画像のデータと、ラインオフセット補正用のOB領域の合成画像のデータとを別個の画像データとして出力してもよいし、1つの画像データに合成して出力してもよい。撮像素子内でラインオフセット補正も可能である場合、撮像素子はラインオフセット補正用のOB領域の合成画像のデータを出力しなくてもよい。
In this case, the composite image of the effective pixel area can be generated by the
また、第2実施形態ではラインオフセット補正用のOB領域の合成画像を常に生成するものとしたが、ラインオフセット補正が必要と判断される場合のみ生成するようにしてもよい。ラインオフセット補正の必要性は、例えば撮影時のISO感度やシャッタ速度など撮影条件や、センサ温度や環境温度等の環境条件を、予め定めた閾値と比較することによって判定することができる。 Also, in the second embodiment, the composite image of the OB area for line offset correction is always generated, but it may be generated only when it is determined that line offset correction is necessary. The necessity of line offset correction can be determined, for example, by comparing shooting conditions such as ISO sensitivity and shutter speed at the time of shooting, and environmental conditions such as sensor temperature and environmental temperature, with predetermined threshold values.
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
本発明は上述した実施形態の内容に制限されず、発明の精神および範囲から離脱することなく様々な変更及び変形が可能である。したがって、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The present invention is not limited to the content of the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.
10…撮像装置、102…撮像素子、104…OB積分部、105…OBクランプ部、108…合成部、109…位置ずれ検出部、110…位置ずれ補正部、113…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記複数フレームの画像データを位置合わせする位置合わせ手段と、
位置合わせされた前記複数フレームの画像データを合成する合成手段と、を有する画像処理装置であって、
前記画像データには、撮像素子の有効画素領域の画素のデータであって、所定の色成分の配列に対応する信号で構成される第1のデータと、有効画素領域外の画素のデータである第2のデータが含まれ、
前記位置合わせ手段は、前記複数フレームの画像データに含まれる前記第1のデータを位置合わせするために用いる位置合わせ量に基づいて、前記複数フレームの画像データに含まれる前記第2のデータを位置合わせし、
前記合成手段が、前記位置合わせされた前記第1のデータを合成した第1の合成画像のデータと、前記位置合わせされた前記第2のデータを合成した第2の合成画像のデータとを生成し、
前記画像処理装置は、前記第2の合成画像のデータに基づいて、前記第1の合成画像のデータを補正する補正手段をさらに有する、ことを特徴とする画像処理装置。 an acquisition means for acquiring image data of multiple frames;
alignment means for aligning the image data of the plurality of frames;
and synthesizing means for synthesizing the aligned image data of the plurality of frames, wherein
The image data includes first data of pixels in the effective pixel area of the imaging device, which is composed of signals corresponding to an arrangement of predetermined color components, and data of pixels outside the effective pixel area. includes second data,
The alignment means aligns the second data included in the plurality of frames of image data based on an alignment amount used for aligning the first data included in the plurality of frames of image data. match,
The synthesizing means generates data of a first synthesized image obtained by synthesizing the aligned first data and data of a second synthesized image obtained by synthesizing the second data aligned. death,
The image processing apparatus, further comprising correction means for correcting the data of the first synthesized image based on the data of the second synthesized image.
請求項1から8のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
を有し、
前記複数フレームの画像データが、前記撮像素子を用いて経時的に撮影されたものである、ことを特徴とする撮像装置。 an imaging device;
an image processing device according to any one of claims 1 to 8;
has
An imaging apparatus, wherein the image data of the plurality of frames are captured over time using the imaging device.
複数フレームの画像データを取得することと、
前記複数フレームの画像データを位置合わせすることと、
位置合わせされた前記複数フレームの画像データを合成することと、を有し、
前記画像データには、撮像素子の有効画素領域の画素のデータであって、所定の色成分の配列に対応する信号で構成される第1のデータと、有効画素領域外の画素のデータである第2のデータが含まれ、
前記位置合わせすることは、前記複数フレームの画像データに含まれる前記第1のデータを位置合わせするために用いる位置合わせ量に基づいて、前記複数フレームの画像データに含まれる前記第2のデータを位置合わせすることを含み、
前記合成することは、前記位置合わせされた前記第1のデータを合成した第1の合成画像のデータと、前記位置合わせされた前記第2のデータを合成した第2の合成画像のデータとを生成することを含み、
前記画像処理方法は、前記第2の合成画像のデータに基づいて、前記第1の合成画像のデータを補正することをさらに有する、ことを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing device,
obtaining multiple frames of image data;
aligning the frames of image data;
combining the aligned frames of image data;
The image data includes first data of pixels in the effective pixel area of the imaging device, which is composed of signals corresponding to an arrangement of predetermined color components, and data of pixels outside the effective pixel area. includes second data,
Aligning the second data included in the plurality of frames of image data based on an alignment amount used for aligning the first data included in the plurality of frames of image data. aligning;
The synthesizing includes data of a first synthesized image obtained by synthesizing the aligned first data and data of a second synthesized image obtained by synthesizing the aligned second data. including generating
The image processing method, further comprising correcting the data of the first synthesized image based on the data of the second synthesized image.
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