JP2023162912A - Image processing device, image processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、撮像装置の撮像画像からHDR(High Dynamic Range)画像を取得する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for acquiring an HDR (High Dynamic Range) image from an image captured by an imaging device.
互いに異なる露光条件により撮像された複数の撮像画像のデータ(以下、単に「撮像画像データ」ともいう。)を用いて、HDR画像のデータ(以下、単に「HDR画像データ」ともいう。)を取得する技術が知られている。LED(Light Emitting Diode)又は蛍光灯のように点灯と消灯とを高速に繰り返す光源(以下「フリッカ光源」という。)により構成された看板又は信号機等の照明器が撮像画像に写る場合、次のようなことが起こり得る。当該場合、自然人には照明器が点灯して見える状態であっても、フリッカ光源が消灯している期間のみの露光により撮像された撮像画像には、照明器が消灯した状態で写ってしまう。このような撮像画像のデータを用いてHDR画像データを取得した場合でもHDR画像に照明器が消灯した状態で写ることを抑制するためのLFM(LED Flicker Mitigation)技術がある。一方、撮像画像に自動車等の動きのあるオブジェクト(以下「動体オブジェクト」という。)が写る場合、長露光画像には動体オブジェクトが写る画像領域(以下「動体領域」という。)に動きブレが生じることがある。このような撮像画像のデータを用いてHDR画像データを取得した場合でもHDR画像における動体領域に動きブレが生じた状態で写ることを抑制する技術がある。 Acquire HDR image data (hereinafter also simply referred to as "HDR image data") using data of a plurality of captured images (hereinafter also simply referred to as "captured image data") captured under mutually different exposure conditions. There are known techniques to do this. When an illuminator such as a signboard or traffic light consisting of a light source that repeatedly turns on and off at high speed (hereinafter referred to as a "flicker light source") such as an LED (Light Emitting Diode) or a fluorescent lamp appears in the captured image, the following Something like this can happen. In this case, even if the illuminator appears to be lit to a natural person, the illuminator will appear unlit in a captured image captured by exposure only during the period when the flicker light source is off. Even when HDR image data is acquired using such captured image data, there is an LFM (LED Flicker Mitigation) technique for suppressing the appearance of an illuminator in an unlit state in an HDR image. On the other hand, when a moving object such as a car (hereinafter referred to as "moving object") is captured in the captured image, motion blur occurs in the image area where the moving object is captured (hereinafter referred to as "moving object area") in the long exposure image. Sometimes. Even when HDR image data is acquired using such captured image data, there is a technique for suppressing the appearance of a moving object area in an HDR image with motion blur.
特許文献1には、長露光画像のデータと短露光画像のデータとを用いてHDR画像データを取得する画像処理方法が開示されている。ここで、長露光画像とは、フリッカ光源の点滅周期以上の長い露光時間の撮像により得られた撮像画像であり、短露光画像とは、フリッカ光源の点滅周期より短い露光時間の撮像により得られた撮像画像である。具体的には、特許文献1に開示された方法(以下「従来方法」という。)では、まず、長露光画像と短露光画像とに対して露光時間の比に応じたゲイン調整を行う。次に、ゲイン調整後の長露光画像と短露光画像との画素値の差分の絶対値(以下「画素差分値」という。)が所定の閾値より大きい画素をフリッカ画素として特定する。次に、特定したフリッカ画素について、撮像画像の撮像条件に応じて、ゲイン調整後の長露光画像又は短露光画像の画素値を合成する割合を高めるようにして、HDR画像のデータを取得する。具体的には、従来方法では、撮像画像にフリッカ光源が写る撮像条件では、特定したフリッカ画素について、ゲイン調整後の長露光画像の画素値を合成する割合を高めるようにして、HDR画像のデータを取得する。一方、撮像画像に動体オブジェクトが写る撮像条件では、特定したフリッカ画素について、ゲイン調整後の短露光画像の画素値を合成する割合を高めるようにして、HDR画像のデータを取得する。
このようにして、従来方法では、短露光画像におけるフリッカ画素がフリッカ光源の消灯状態で撮像されている場合でも、HDR画像においてフリッカ光源が消灯した状態で写ることを抑制している。また、長露光画像に動体オブジェクトによる動きブレが生じている場合でも、HDR画像における動体領域に動きブレが生じた状態で写ることを抑制している。 In this way, in the conventional method, even if flicker pixels in a short exposure image are captured with the flicker light source turned off, they are suppressed from appearing in the HDR image with the flicker light source turned off. Further, even if a long exposure image has motion blur caused by a moving object, the moving object region in the HDR image is suppressed from being captured with motion blur.
しかしながら、従来方法では、撮像画像にフリッカ光源及び動体オブジェクトの両方が写るような撮像条件で得た撮像画像で、ゲイン調整後の長露光画像の画素値を合成する割合を高めると、HDR画像において動体オブジェクトによる動きブレが生じてしまう。逆に、ゲイン調整後の短露光画像の画素値を合成する割合を高めると、HDR画像において動体オブジェクトによる動きブレについては抑制できるが、フリッカ光源により構成された照明器が消灯された状態で写ってしまうことがある。 However, in the conventional method, if the ratio of compositing the pixel values of the long exposure image after gain adjustment is increased in a captured image obtained under imaging conditions such that both a flickering light source and a moving object are captured in the captured image, the HDR image Motion blur caused by moving objects. Conversely, increasing the ratio of compositing pixel values of short-exposure images after gain adjustment can suppress motion blur caused by moving objects in HDR images, but it can also suppress motion blur caused by moving objects in HDR images. Sometimes it happens.
本開示に係る画像処理装置は、第1の撮像画像のデータと、前記第1の撮像画像より短い露光時間で撮像された第2の撮像画像のデータとを取得する画像取得手段と、前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する際に用いる合成比率を決定する比率決定手段と、を有する。 An image processing device according to the present disclosure includes an image acquisition unit that acquires data of a first captured image and data of a second captured image captured with a shorter exposure time than the first captured image; ratio determining means for determining a combination ratio to be used when combining pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image, based on spatial frequency components of the second captured image. .
本開示によれば、異なる露光条件により撮像された複数の撮像画像を用いて取得したHDR画像において、照明器が消灯した状態で写ることを抑制しつつ、動体オブジェクトによる動きブレを抑制することができる。 According to the present disclosure, in an HDR image acquired using a plurality of captured images captured under different exposure conditions, it is possible to suppress motion blur caused by a moving object while suppressing an image in which the illuminator is turned off. can.
以下、添付の図面を参照して、本開示の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態に示す構成は一例に過ぎず、本開示の範囲をその構成のみに限定するものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the configurations shown in the embodiments below are merely examples, and the scope of the present disclosure is not limited to only those configurations.
[実施形態1]
図1乃至8を参照して、実施形態1に係る画像処理装置100について説明する。まず、図1及び2を参照して、画像処理装置100の構成について説明する。図1は、実施形態1に係る画像処理装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。画像処理装置100は、例えば、画像処理システム1に適用される。画像処理システム1は、画像処理装置100及び撮像部110を備える。画像処理装置100と撮像部110とは、専用線又はLAN(Local Area Network)等のネットワークにより互いに通信可能に接続されている。
[Embodiment 1]
An
撮像部110は、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラ等により構成された撮像装置等である。具体的には、例えば、撮像部110は、レンズ等により構成された光学系、並びに、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)等により構成されたイメージセンサ及び画像処理ユニット等を備える。撮像部110は、撮像により得た撮像画像のデータ(以下「撮像画像データ」ともいう。)を出力する。具体的には、撮像部110は、撮像画像データとして、互いに露光時間が異なる長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとを出力する。
The
ここで、長露光画像107とは、撮像対象である、LED(Light Emitting Diode)又は蛍光灯のように点灯と消灯とを高速に繰り返す光源(以下「フリッカ光源」という。)における点滅周期の1周期以上の露光時間で撮像したときに得られる撮像画像である。また、短露光画像108とは、長露光画像107より短い露光時間で撮像された撮像画像であって、撮像対象のフリッカ光源における点滅周期の1周期未満の露光時間で撮像したときに得られる撮像画像である。
Here, the
図3を参照して、長露光画像107及び短露光画像108の撮像方法について説明する。図3は、実施形態1に係る撮像部110における長露光画像107及び短露光画像108の撮像方法の一例を説明するための説明図である。長露光画像107及び短露光画像108の撮像は、例えば、撮像部110のイメージセンサの各画素を順次2回露光させることにより行なわれる。具体的には、例えば、まず、1回目の露光により長露光画像107を撮像し、当該露光の完了後にイメージセンサから出力信号値(以下「画素値」ともいう。)の読み出しを行う。次に、2回目の露光により短露光画像108を撮像し、当該露光の完了後にイメージセンサから出力信号値(画素値)の読み出しを行う。例えば、図3に一例として示すように、このような露光を、撮像する画像位置及び露光のタイミングを変更しながら行うことにより長露光画像107及び短露光画像108を取得する。
A method for capturing the
図4を参照して、長露光画像107を撮像する際の露光(以下「長露光」という。)と、短露光画像108を撮像する際の露光(以下「短露光」という。)とにおけるイメージセンサの光電素子の入出力特性について説明する。図4は、実施形態1に係るイメージセンサの光電素子の入出力特性の一例を示すグラフであって、イメージセンサの光電素子の長露光時及び短露光時における入力照度と出力信号値(画素値)との関係(入出力特性)の一例を示すグラフである。図4において、横軸は、イメージセンサの光電素子に入力される光の照度(入力照度)の大きさを示し、縦軸は、当該光電素子から読み出される出力信号値(出力画素値)の大きさを示す。以下、入力照度は、時間経過に依存することなく一定であるものとして説明する。
Referring to FIG. 4, images of the exposure when capturing the long exposure image 107 (hereinafter referred to as "long exposure") and the exposure when capturing the short exposure image 108 (hereinafter referred to as "short exposure") The input/output characteristics of the photoelectric element of the sensor will be explained. FIG. 4 is a graph showing an example of the input/output characteristics of the photoelectric element of the image sensor according to
図4において、実線により示される折れ線400は、長露光時におけるイメージセンサの光電素子の入出力特性の一例を表している。また、破線により示される折れ線401は、短露光時におけるイメージセンサの光電素子の入出力特性の一例を表している。長露光時において、出力信号値は、イメージセンサの光電素子が飽和するまでは入力照度の増加に伴って線形に増加し、入力照度が一定値以上では飽和出力信号値で一定となる。長露光時と同様に、短露光時において、出力信号値は、イメージセンサの光電素子が飽和するまでは入力照度の増加に伴って線形に増加し、入力照度が一定値以上では飽和出力信号値で一定となる。ただし、入力照度に対する短露光時における出力信号値の増加率は、長露光時におけるそれと比較して緩やかである。CMOS等のイメージセンサは、一般的に、入射光により各画素に対応するフォトダイオードに電荷が蓄積され、蓄積された電荷量に比例するデジタル信号値を出力信号値として出力する。そのため、長露光時に比べて短露光時の方がフォトダイオードに電荷が蓄積される時間が短いため、短露光時の方が同じ入力照度のときに蓄積される電荷量が小さくなる。結果として、図4に示すような入出力特性となる。
In FIG. 4, a
画像処理装置100は、画像取得部101、第1比率決定部102、補正項決定部103、第2比率決定部104、及び画像合成部105を備える。なお、実施形態1では、画像処理装置100は、一例として、画像合成部105を備えるものとして説明するが、画像合成部105は、画像処理装置100の外部に備えられてもよい。この場合、例えば、画像合成部105は、画像処理システム1に備えられた図1には不図示のコンピュータ等により構成された情報処理装置の内部に備えられる。
The
画像処理装置100が備える各部の処理は、画像処理装置100に内蔵されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアによってなされる。当該処理は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアによってなされるものであってもよい。撮像部110と画像撮像装置100とは、一体となっていても良い。この場合、例えば、画像処理装置100が備える各部の処理は、撮像部110を構成するCMOSと一体化された集積回路によりなされても良いし、CMOSに接続された他の集積回路によりなされても良い。また、当該処理は、RAM(Random Access Memory)等のメモリと、CPU(Central Processor Unit)等のプロセッサとを用いたソフトウエアによってなされるものであってもよい。
Processing of each part included in the
図2を参照して、実施形態1に係る画像処理装置100が備える各部がソフトウエアとして動作する場合の画像処理装置100のハードウェア構成について説明する。図2は、実施形態1に係る画像処理装置100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。画像処理装置100は、コンピュータにより構成されており、当該コンピュータは、図2に一例として示すようにCPU201、ROM202、RAM203、補助記憶装置204、表示部205、操作部206、通信部207、及びバス208を有している。
With reference to FIG. 2, the hardware configuration of the
CPU201は、ROM202又はRAM203等に格納されているプログラム又はデータを用いて当該コンピュータを制御することにより、当該コンピュータを図1に示す画像処理装置100が備える各部として機能させるプロセッサである。なお、画像処理装置100は、CPU201とは異なる1又は複数の専用のハードウェアを有し、CPU201による処理の少なくとも一部を専用のハードウェアが実行してもよい。専用のハードウェアの例としては、ASIC、FPGA、及びDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等がある。ROM202は、変更を必要としないプログラム等を格納するメモリである。RAM203は、補助記憶装置204から供給されるプログラム若しくはデータ、又は通信部207を介して外部から供給されるデータ等を一時記憶するメモリである。補助記憶装置204は、例えばハードディスクドライブにより構成され、プログラム、又は画像データ若しくは音声データ等の種々のデータを記憶する。
The
表示部205は、例えば液晶ディスプレイ又はLED等により構成され、ユーザが画像処理装置100を操作、又は画像処理装置100における処理の状態を閲覧するためのGUI(Graphical User Interface)等を表示する。操作部206は、例えばキーボード、マウス、ジョイスティック、又はタッチパネル等により構成され、ユーザによる操作を受けて各種の指示をCPU201に入力する。CPU201は、表示部205を制御する表示制御部、及び操作部206を制御する操作制御部としても動作する。
The
通信部207は、画像処理装置100の外部の装置との間のデータ等の送受信等の通信に用いられる。例えば、画像処理装置100が外部の装置と有線接続される場合には、通信用のケーブルが通信部207に接続される。画像処理装置100が外部の装置と無線通信する機能を有する場合には、通信部207はアンテナを備える。バス208は、画像処理装置100の備える各部をつないで情報を伝達する。実施形態1では、表示部205及び操作部206は、画像処理装置100の内部に存在するものとして説明するが、表示部205及び操作部206の少なくとも一方は、画像処理装置100の外部に別の装置として存在していてもよい。
The
画像処理装置100が備える、図1に示す各部の処理について説明する。画像取得部101は、長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとを取得する。具体的には、例えば、画像取得部101は、撮像部110が出力する長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとを、ネットワークを介して取得する。画像取得部101は、予め長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとが記憶された図1には不図示の記憶装置から長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとを読み出すことより、当該データを取得してもよい。この場合、例えば、撮像部110は、長露光画像107のデータと短露光画像108のデータとを記憶装置に出力して、当該データを予め当該記憶装置に記憶させる。
The processing of each unit shown in FIG. 1 included in the
第1比率決定部102は、長露光画像107の画素値(以下「画素値L」と表記する。)に基づいて、画素値Lと短露光画像108の画素値(以下「画素値S」と表記する。)とを合成する際に用いる仮の合成比率(以下「第1合成比率」という。)を決定する。具体的には、第1比率決定部102は、長露光画像107の画素ごとに、長露光画像107の画素の値(画素値L)と当該画素に対応する短露光画像108の画素の値(画素値S)とを合成する際に用いる第1合成比率を決定する。
The first
図5を参照して、第1合成比率の決定方法について説明する。図5は、実施形態1に係る第1合成比率(α)の決定方法の一例を説明するための説明図である。図5において、横軸は、画素値Lの大きさを示し、縦軸は、第1合成比率(α)の大きさを示す。また、図5において、実線により示される折れ線500は、画素値Lと、第1比率決定部102により決定される第1合成比率(α)との関係の一例を表している。図5に示すように、第1合成比率(α)は、画素値Lが予め定められた第1の閾値(以下「第1画素閾値」という。)であるTh1_L未満である場合、0又は0に近い値(以下「略0」という。)に決定される。これに対して、画素値Lが第1画素閾値以上の予め定められた第2の閾値(以下「第2画素閾値」という。)であるTh1_H以上である場合、1又は1に近い値(以下「略1」という。)に決定される。以下、1は略1を含み、0は略0を含むものとして説明する。また、画素値LがTh1_L以上であり、且つ、Th1_H未満である場合、画素値Lに対して例えば線形に増加させた0から1までのいずれかの値に決定される。具体的には、第1比率決定部102は、例えば、次の数式1を用いて第1合成比率(α)を決定する。
A method for determining the first combination ratio will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for determining the first combination ratio (α) according to the first embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the magnitude of the pixel value L, and the vertical axis indicates the magnitude of the first synthesis ratio (α). Further, in FIG. 5, a
ここで、αは、第1比率決定部102により決定される第1合成比率であり、画素値Lと画素値Sとを合成する際に実際に用いる第2合成比率において、後述する補正項を除いた基本の合成比率である。また、Lは、長露光画像107の画素の値(画素値L)である。なお、αは、画素値Sを合成する割合を示し、1からαを減じた値(1-α)は、画素値Lを合成する割合を示す。このように、第1比率決定部102は、画素値LがTh1_LからTh1_Hに向かって増加するにつれて徐々に画素値Sを合成する割合が高まるように第1合成比率(α)を決定する。なお、上述では、第1合成比率(α)の最小値は0であるものとして説明したが、第1合成比率(α)の最小値は0に限定されるものではなく、0近傍の正の実数であってもよい。また、上述では、第1合成比率(α)の最大値は1であるものとして説明したが、第1合成比率(α)の最大値は1に限定されるものではなく、1近傍且つ1未満の正の実数であってもよい。
Here, α is a first synthesis ratio determined by the first
このように構成することより、画素値Lと画素値Sとを合成することにより得られるHDR(High Dynamic Range)画像において、長露光画像107と短露光画像108とのつなぎ目に階調の段差が発生することを抑制することができる。また、得られたHDR画像が人工的に作成された画像(アーティファクト)として見えてしまうことを抑制することができる。なお、階調の段差は、長露光画像107と短露光画像108とのノイズ値の違い等に起因する。
With this configuration, in the HDR (High Dynamic Range) image obtained by combining the pixel value L and the pixel value S, there is a difference in gradation at the joint between the
補正項決定部103は、短露光画像108の空間周波数成分に基づいて、第1合成比率(α)を補正する補正項を決定する。具体的には、まず、補正項決定部103は、画素値Lと画素値Sとに基づいて、画素値Lと画素値Sとを合成する際に画素値Lを合成する比率が高まるように第1合成比率(α)を補正する仮の補正項(以下「仮補正項」という。)を取得する。次に、補正項決定部103は、取得した仮補正項を短露光画像108の空間周波数成分に基づいて変更することにより、第1合成比率(α)を補正するための補正項を決定する。図6を参照して、補正項決定部103の内部構成について説明する。図6は、実施形態1に係る補正項決定部103の機能構成の一例を示すブロック図である。補正項決定部103は、仮補正項取得部601、クリップ部602、第1フィルタ部603、第2フィルタ部604、及び変更部605を備える。
The correction
仮補正項取得部601は、長露光画像107の画素ごとに、長露光画像107の画素の値(画素値L)と当該画素に対応する短露光画像108の画素の値(画素値S)とを合成する際に用いる仮の補正項(仮補正項)を決定して取得する。より具体的には、仮補正項取得部601は、長露光画像107と短露光画像108との出力比と、画素値L及び画素値Sとに基づいて、画素ごとに仮補正項を決定する。仮補正項取得部601は、仮補正項を決定するために、まず、フリッカ評価値を算出する。フリッカ評価値は、長露光画像107の画素の値(画素値L)と、当該画素に対応する短露光画像108の画素の値(画素値S)に長露光画像107と短露光画像108との出力比を乗じたゲイン調整後の短露光画像108の画素値との差分値である。以下、ゲイン調整後の短露光画像108を「調整短露光画像」と称して説明する。具体的には、仮補正項取得部601は、例えば、次の数式2を用いてフリッカ評価値(f)を算出する。
The temporary correction
ここで、fは、仮補正項取得部601により算出されるフリッカ評価値、Lは、長露光画像107の画素の値(画素値L)、Sは、短露光画像108の画素の値(画素値S)、Rは出力比である。出力比(R)は、長露光画像107を撮像する際の露光時間(以下「長露光時間」という。)と、短露光画像108を撮像する際の露光時間(以下「短露光時間」という。)の比の値であり、例えば、次の数式3により算出される。
Here, f is the flicker evaluation value calculated by the temporary correction
ここで、E_Lは長露光時間であり、E_Sは短露光時間である。出力比(R)は、長露光時間(E_L)及び短露光時間(E_S)のみにより決定される値である。そのため、入力照度に時間変化のない、すなわちフリッカ光源による光ではない光が入射されるイメージセンサの光電素子に対応する画素の画素値Lと画素値Sとの比の値に相当する。ただし、当該画素に入射する入力照度が、画素値L及び画素値Sが飽和出力信号値に達するより小さい値となる場合である。そのため、画素値L及び画素値Sが飽和出力信号値より小さい値であることを前提として、フリッカ光源による光ではない光が入射されるイメージセンサの光電素子に対応する画素のフリッカ評価値(f)は、0又は0に近い値となる。一方、フリッカ光源による光が入射されるイメージセンサの光電素子に対応する画素のフリッカ評価値(f)は、相応に大きな値となる。 Here, E_L is the long exposure time and E_S is the short exposure time. The output ratio (R) is a value determined only by the long exposure time (E_L) and the short exposure time (E_S). Therefore, it corresponds to the value of the ratio between the pixel value L and the pixel value S of the pixel corresponding to the photoelectric element of the image sensor where the input illuminance does not change over time, that is, the light other than the light from the flicker light source is incident. However, this is a case where the input illuminance incident on the pixel is smaller than the value at which the pixel value L and the pixel value S reach the saturated output signal value. Therefore, on the premise that the pixel value L and the pixel value S are smaller than the saturated output signal value, the flicker evaluation value (f ) is 0 or a value close to 0. On the other hand, the flicker evaluation value (f) of a pixel corresponding to a photoelectric element of an image sensor into which light from a flicker light source is incident is a correspondingly large value.
図7を参照して、仮補正項取得部601により決定される仮補正項と、仮補正項取得部601により算出されたフリッカ評価値(f)との関係について説明する。図7は、仮補正項(b)とフリッカ評価値(f)との関係の一例を示すグラフである。図7において、横軸は、フリッカ評価値(f)の大きさを示し、縦軸は、仮補正項(b)の大きさを示している。図7において、実線により示される折れ線700は、フリッカ評価値(f)を入力としたときの仮補正項(b)の出力特性の一例を示している。また、図7において、Th2_Lは、フリッカ評価値の第1の閾値(以下「第1評価閾値」という。)を示し、Th2_Hは、フリッカ評価値の第2の閾値(以下「第2評価閾値」という。)を示している。第2評価閾値は、第1評価閾値以上の値である。仮補正項取得部601は、フリッカ評価値(f)が第1評価閾値(Th2_L)未満である場合には、対象の画素が、フリッカ光源による光が入射する画素(以下「フリッカ画素」という。)ではないものとして、仮補正項(b)を0に決定する。また、フリッカ評価値(f)が第1評価閾値(Th2_L)以上且つ第2評価閾値(Th2_H)未満である場合には、対象の画素がフリッカ画素であるものとする。そして、仮補正項(b)を、フリッカ評価値(f)に対して線形に増加させた0から1までのいずれかの値に決定する。また、フリッカ評価値(f)が第2評価閾値(Th2_H)以上である場合には、対象の画素がフリッカ画素(f)であるものとして、仮補正項(b)を1に決定する。ここで、フリッカ画素とは、フリッカ光源による光が入射されるイメージセンサの光電素子に対応する画素を意味する。具体的には、仮補正項取得部601は、例えば、次の数式4を用いて仮補正項(b)を決定する。
Referring to FIG. 7, the relationship between the temporary correction term determined by the temporary correction
ここで、bは、仮補正項取得部601により算出される仮補正項の値である。なお、上述では、仮補正項(b)の最小値は0であるものとして説明したが、仮補正項(b)の最小値は0に限定されるものではなく、0近傍の正の実数であってもよい。また、上述では、仮補正項(b)の最大値は1であるものとして説明したが、仮補正項(b)の最大値は1に限定されるものではなく、1近傍且つ1未満の正の実数であってもよい。画素値L及び画素値Sは、ノイズの影響などによりフリッカ影響のない画素であっても画素値のゆらぎがあるため、フリッカ評価値(f)は、完全に0にはならないことがある。そのため、上述のように、仮補正項(b)を0又は0の近傍値とする区間を設けることが好適である。
Here, b is the value of the temporary correction term calculated by the temporary correction
クリップ部602は、入力された調整短露光画像の各画素値について、例えば、次の数式5により表される低輝度クリップ処理を行う。
The
ここで、Mは、調整短露光画像の画素値であり、M´は、調整短露光画像の画素値(M)に対して低輝度クリップ処理を行った後の画素値である。また、th_clipは、低輝度クリップ処理における輝度閾値であり、調整短露光画像における各画素値(M)の階調範囲内における任意の値である。th_clipをイメージセンサの特性又は撮像時の露光時間等を考慮して設定することにより、低輝度クリップ処理後の調整短露光画像は、ノイズが発生しやすい低輝度階調がth_clipでクリップされた画像となる。以下、低輝度クリップ処理後の調整短露光画像を、クリップ短露光画像と称して説明する。 Here, M is a pixel value of the adjusted short exposure image, and M' is a pixel value after low brightness clipping processing is performed on the pixel value (M) of the adjusted short exposure image. Further, th_clip is a brightness threshold value in low brightness clip processing, and is an arbitrary value within the gradation range of each pixel value (M) in the adjusted short exposure image. By setting th_clip in consideration of the characteristics of the image sensor or the exposure time during image capture, the adjusted short exposure image after low-brightness clipping is an image in which the low-brightness gradation where noise is likely to occur is clipped by th_clip. becomes. Hereinafter, the adjusted short-exposure image after the low-luminance clipping process will be referred to as a clipped short-exposure image.
第1フィルタ部603は、クリップ短露光画像のうち、予め定められた第1の空間周波数成分のみを通過させるフィルタである。具体的には、例えば、第1フィルタ部603は、第1の空間周波数以上の高周波成分を低減し、第1の空間周波数未満の低周波成分のみを通過させる。この場合、例えば、第1フィルタ部603は、平均化フィルタ又はガウシアンフィルタ等のローパスフィルタにより構成される。また、第2フィルタ部604は、予め定められた第2の空間周波数成分のみを通過させるフィルタである。具体的には、例えば、第2フィルタ部604は、第1フィルタ部603を通過後の画像のうち、予め定められた第2の空間周波数以上の高周波成分を低減し、第2の空間周波数未満の低周波成分のみを通過させる。この場合、例えば、第2フィルタ部604は、平均化フィルタ又はガウシアンフィルタ等のローパスフィルタにより構成される。
The
なお、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604の構成は、ローパスフィルタに限定されるものではなく、クリップ短露光画像のうちの予め定められた空間周波数成分を通過させることが可能な構成であればよい。そのため、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604は、例えば、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタ等により構成されたものであってもよい。また、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、又はバンドパスフィルタ等を組合せて構成されたものであってもよい。また、本実施形態では、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604による2つのフィルタ部により構成する態様を示したが、第1フィルタ部603と第2フィルタ部604とを統合して1つのフィルタ部により構成してもよい。また、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604を、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604を含む3つ以上のフィルタ部により構成してもよい。
Note that the configurations of the
変更部605は、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604のそれぞれを通過した画像を用いて、仮補正項取得部601により取得された仮補正項(b)を変更して、第1合成比率(α)を補正するための補正項を決定する。例えば、変更部605は、まず、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604のそれぞれを通過した画像を用いて、クリップ短露光画像のうちの高周波成分、中周波成分、又は低周波成分のみを含む画像を取得する。具体的には、例えば、変更部605は、図6には不図示の減算部を備え、減算部により第1フィルタ部603を通過後の画像から第2フィルタ部604を通過後の画像を減算して、減算後の画像を取得する。なお、減算部は、例えば、周知の減算回路により構成される。第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604、並びに減算部の設定を変更することにより、クリップ短露光画像のうちの高周波成分、中周波成分、又は低周波成分のみを含む画像を取得することができる。以下、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604、並びに減算部を用いて、入力された画像のうちの予め定められた周波数成分のみを含む画像を取得する処理を、フィルタリング処理という。
The changing
例えば、高周波成分のみを含む画像を取得したい場合、第1フィルタ部603での処理を実施せずに、第2フィルタ部604では適当なフィルタサイズを設定して処理を実施する。更に、減算部にて第1フィルタ部603を通過した画像から第2フィルタ部604から通過した画像を減算する。このように、取得する画像の帯域幅は、フィルタサイズの設定の変更により変更でき、フィルタサイズの設定により、例えば、クリップ短露光画像において明るさの急激な変化のある部分、つまりクリップ短露光画像における輪郭情報のみ等を取得ことができる。
For example, when it is desired to obtain an image containing only high frequency components, the
また、例えば、中周波成分のみを含む画像を取得したい場合は、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604のフィルタサイズを以下のように設定する。この場合、第1フィルタ部603については、111/111/111のフィルタ係数を持つ3x3タップの平均化フィルタで設定する。第2フィルタ部604については、11111/11111/11111/11111/11111のフィルタ係数を持つ5x5タップの平均化フィルタで設定する。第1フィルタ部603にて高周波成分がカットされ、第2フィルタ部604にて第1フィルタ部603でカットした高周波成分より低い周波数帯の高周波成分がカットされる。第1フィルタ部603を通過した画像から第2フィルタ部604を通過した画像を減算部にて減算することにより、中周波成分のみを含む画像を取得することができる。このように、取得する画像の帯域幅は、フィルタサイズの設定の変更により変更でき、フィルタサイズの設定により、例えば、クリップ短露光においてノイズを含む高周波帯域をカットした画像における輪郭情報等を取得ことができる。
Further, for example, if it is desired to obtain an image containing only medium frequency components, the filter sizes of the
また例えば、低周波成分のみを含む画像を取得したい場合は、例えば、第1フィルタ部603では適当なフィルタサイズを設定して処理を実施し、第2フィルタ部604及び減算部ではいずれも処理を実施しないようにする。このように構成することにより、ローパスフィルタにより構成された第1フィルタ部603を通過した画像は、低周波成分のみを含む。取得する画像の帯域幅は、フィルタサイズの設定の変更により変更でき、フィルタサイズの設定により、例えば、クリップ短露光において明るさの急激な変化がある部分については変化がなだらかなった画像等を取得ことができる。
For example, if you want to obtain an image containing only low frequency components, for example, the
変更部605は、仮補正項取得部601にて取得ローパスフィルタ311および312として、例えば、平均化フィルタやガウシアンフィルタが用いられる。ローパスフィルタ311は、短時間露光画像のうち、所定周波数未満の低周波数成分を通過させるものである。ローパスフィルタ311は、短時間露光画像のうち、所定周波数未満の低周波数成分を通過させるものである。される仮補正項(b)の値を変更して、補正項を決定する。具体的には、変更部605は、画素値Sを合成する比率が高まるように仮補正項(b)の値を変更する。具体的には、変更部605は、例えば、次の数式6を用いて補正項(b´)を決定する。
In the changing
ここで、Nは、フィルタリング処理により取得された、クリップ短露光画像のうちの予め定められた周波数帯の成分のみを含む画像(以下「フィルタリング処理後の画像」という。)の画素値(階調値)である。また、Val_modは、0から-1までの間において予め指定された任意の実数である。Th_modは、仮補正項の閾値であり、仮補正項(b)の範囲内、すなわち0から1までの間において予め指定された任意の実数である。 Here, N is the pixel value (tone value). Further, Val_mod is an arbitrary real number specified in advance between 0 and -1. Th_mod is a threshold value of the temporary correction term, and is an arbitrary real number specified in advance within the range of the temporary correction term (b), that is, between 0 and 1.
仮補正項(b)の値が1に近い画素は、フリッカ画素である可能性が高い。また、補正項(b´)の値が1に近づくほど画素値Lを合成する比率が高まり、補正項(b´)の値が0に近づくほど画素値Sを合成する比率が高まる。そのため、例えば、Th_modを1に近い値に設定してしまうと、フリッカ画素である可能性が高い画素について画素値Sを合成する比率が高まるように仮補正項(b)が変更されてしまうことになる。結果として、この場合、合成により生成させるHDR画像においてフリッカ光源が消灯した状態で写ってしまう可能性がある。これに対して、Th_modを0又は0に近い値に設定することにより、フリッカ画素である可能性が高い画素について、画素値Lを合成する比率が高まるように仮補正項(b)が変更されて補正項(b´)が決定される。結果として、この場合、合成により生成されるHDR画像においてフリッカ光源が消灯した状態で写ることを抑制することができる。 A pixel for which the value of the temporary correction term (b) is close to 1 is highly likely to be a flicker pixel. Further, as the value of the correction term (b') approaches 1, the ratio of combining pixel values L increases, and as the value of the correction term (b') approaches 0, the ratio of combining pixel values S increases. Therefore, for example, if Th_mod is set to a value close to 1, the temporary correction term (b) will be changed to increase the ratio of compositing pixel values S for pixels that are likely to be flicker pixels. become. As a result, in this case, there is a possibility that the HDR image generated by synthesis may appear with the flicker light source turned off. On the other hand, by setting Th_mod to 0 or a value close to 0, the temporary correction term (b) is changed so that the ratio of compositing the pixel value L for pixels that are likely to be flicker pixels is increased. The correction term (b') is determined. As a result, in this case, it is possible to suppress the flicker light source from appearing in a turned-off state in the HDR image generated by synthesis.
Th_filは、空間周波数の閾値であり、フィルタリング処理後の画像の階調範囲内において予め指定された任意の画素値(階調値)である。例えば、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像のうちの高周波帯域がカットされた画像であって、輪郭情報を含む画像である場合、補正項(b´)は以下のように決定される。この場合、クリップ短露光画像における輪郭部分に対応する画素の仮補正項(b)が画素値Sを合成する比率が高まるように変更されて、補正項(b´)が決定される。 Th_fil is a spatial frequency threshold, and is an arbitrary pixel value (gradation value) specified in advance within the gradation range of the image after filtering processing. For example, if the image after the filtering process is a clipped short exposure image in which the high frequency band has been cut and includes contour information, the correction term (b') is determined as follows. In this case, the temporary correction term (b) of the pixel corresponding to the contour portion in the clipped short exposure image is changed so that the ratio of combining the pixel values S is increased, and the correction term (b') is determined.
第2比率決定部104は、第1比率決定部102により決定された第1合成比率(α)と、補正項決定部103により決定された補正項(b´)とに基づいて、画素値Lと画素値Sとを実際に合成する際に用いる第2合成比率を画素ごとに決定する。例えば、第2比率決定部104は、第1合成比率(α)から補正項(b´)の値を減じた値を第2合成比率として決定する。第2合成比率(d)は、例えば、次の数式7を用いて表される。
The second
ここで、max(x0,x1)はx0及びx1のうちの最大値を返す関数である。第2合成比率(d)は、画素値Lと画素値Sとを合成する際に用いられる最終的な合成比率を表し、画素ごとに決定される。画素値Lと画素値Sとを合成してHDR画像を生成する際の、画素値Sを合成する割合が第2合成比率(d)、画素値Lを合成する割合が1から第2合成比率(d)を減じた値(1-d)となる。変更部605にて仮補正項(b)の変更が行われていない画素の場合、補正項(b´)の値は仮補正項(b)の値と同値になるため、第1合成比率(α)と仮補正項(b)の値とを用いて第2合成比率(d)が算出される。一方、変更部605にて仮補正項(b)の変更が行われた画素の場合、補正項(b´)の値は、-1から0までの負の値となり、第2合成比率(d)の値は、第1合成比率(α)の値よりも大きくなる。したがって、画素値Lと画素値Sとの合成において、画素値Sを合成する比率が大きくなる。
Here, max(x0, x1) is a function that returns the maximum value of x0 and x1. The second combination ratio (d) represents the final combination ratio used when combining the pixel value L and the pixel value S, and is determined for each pixel. When pixel values L and pixel values S are combined to generate an HDR image, the ratio of combining pixel values S is the second combination ratio (d), and the ratio of combining pixel values L is from 1 to the second combination ratio The value obtained by subtracting (d) is (1-d). In the case of a pixel for which the temporary correction term (b) has not been changed by the changing
フィルタリング処理の違いによる効果について説明する。まず、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像における高周波成分のみを取り出した画像である場合について説明する。この場合、クリップ短露光画像の輪郭部分に対応する画素の仮補正項(b)については、画素値Sを合成する比率が高まるように変更される。そのため、画素値Lと画素値Sとの合成により生成されるHDR画像の輪郭部分において、自動車等の動きのあるオブジェクト(以下「動体オブジェクト」という。)の撮像により生じる動きブレが軽減される。なお、画像の高周波成分には、ノイズ又は過度に細かいテクスチャが含まれることがある。そのため、単にクリップ短露光画像における高周波成分のみを取り出した画像を使用して仮補正項(b)を変更する場合、当該画像のほぼ全面に対応する各画素の仮補正項(b)について、画素値Sを合成する比率が高まるように変更されてしまう場合がある。 The effects of different filtering processes will be explained. First, a case will be described in which the image after filtering processing is an image obtained by extracting only high frequency components from a clipped short exposure image. In this case, the temporary correction term (b) of the pixel corresponding to the outline portion of the clipped short exposure image is changed so that the ratio of combining the pixel values S is increased. Therefore, in the outline portion of the HDR image generated by combining the pixel values L and the pixel values S, motion blur caused by imaging a moving object such as a car (hereinafter referred to as a "moving object") is reduced. Note that the high frequency components of the image may include noise or excessively fine texture. Therefore, when changing the temporary correction term (b) using an image that simply extracts only the high frequency components of the clipped short exposure image, the temporary correction term (b) for each pixel corresponding to almost the entire surface of the image is There are cases where the ratio of combining the values S is changed so as to increase.
次に、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像における中周波成分のみを取り出した画像である場合について説明する。この場合、フィルタリング処理後の画像は、クリップ短露光画像からノイズ又は過度に細かいテクスチャが除かれた画像となる。そのため、クリップ短露光画像の輪郭部分に対応する画素の仮補正項(b)について、画素値Sを合成する比率が高まるように変更される。したがって、画素値Lと画素値Sとの合成により生成されるHDR画像の輪郭部分において、動体オブジェクトの撮像により生じる動きブレが軽減される。 Next, a case will be described in which the image after the filtering process is an image obtained by extracting only the medium frequency components of the clipped short exposure image. In this case, the image after the filtering process is an image in which noise or excessively fine texture is removed from the clipped short exposure image. Therefore, the temporary correction term (b) of the pixel corresponding to the outline portion of the clipped short exposure image is changed so that the ratio of combining the pixel values S is increased. Therefore, in the contour portion of the HDR image generated by combining the pixel value L and the pixel value S, motion blur caused by imaging the moving object is reduced.
次に、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像における低周波成分のみを取り出した画像である場合について説明する。例えば、クリップ短露光画像の低周波成分を取り出す際に第1フィルタ部603のタップ数を大きく設定することにより、輝度の値が大きい画像領域と小さい画像領域とが分けられた画像をフィルタリング処理後の画像として取り出すことができる。そのため、クリップ短露光画像における輝度値の大きい、すなわち、明るい画像領域に対応する画素の仮補正項(b)については、画素値Sを合成する比率が高まるように変更される。したがって、画素値Lと画素値Sとの合成により生成されるHDR画像における輝度の値の大きい、すなわち、明るい部分において、動きブレが軽減される。
Next, a case will be described in which the image after the filtering process is an image obtained by extracting only the low frequency components of the clipped short exposure image. For example, by setting a large number of taps in the
画像合成部105は、第2合成比率(d)に基づいて、画素値Lと画素値Sとを合成する。具体的には、画像合成部105は、長露光画像107の画素の値(画素値L)と、当該画素に対応する短露光画像108の画素の値(画素値S)とを画素ごとに合成して、HDR画像を生成する。HDR画像の画素値(p)は、例えば、次の数式8を用いて表される。
The
数式8に示すとおり、画素値Lが1から第2合成比率(d)を減じた値(1-d)の割合で、調整短露光画像の画素値(R・S)が第2合成比率(d)の割合で足し合わされる。 As shown in Equation 8, the pixel value L is the ratio of the value (1-d) obtained by subtracting the second combination ratio (d) from 1, and the pixel value (R・S) of the adjusted short exposure image is the second combination ratio (1-d). d) are added up at the rate.
図8を参照して、画像処理装置100の動作について説明する。図8は、実施形態1に係る画像処理装置100の処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図8の説明において記号「S」はステップを意味する。まず、S801にて、画像取得部101は、長露光画像107及び短露光画像108のデータを取得する。次に、S802にて、第1比率決定部102は、画素ごとに第1合成比率(α)を決定する。次に、S803にて、補正項決定部103は、画素ごとに仮補正項(b)を取得する。次に、S804にて、補正項決定部103は、画素ごとに補正項(b´)を決定する。次に、S805にて、第2比率決定部104は、画素ごとに第2合成比率(d)を決定する。次に、S806にて、画像合成部105は、画素ごとに画素値Lと画素値Sとを合成してHDR画像を生成する。S806の後、画像処理装置100は、図8に示すフローチャートの処理を終了する。
The operation of the
以上のように構成した画像処理装置100によれば、異なる露光条件により撮像された複数の撮像画像を用いて取得したHDR画像において、照明器が消灯した状態で写ることを抑制しつつ、動体オブジェクトによる動きブレを抑制することができる。
According to the
[実施形態2]
図1、9、及び10を参照して、実施形態2に係る画像処理装置100について説明する。実施形態1に係る画像処理装置100は、長露光画像107の画素の値(画素値L)と、調整短露光画像における、当該画素に対応する画素の値との差分値(フリッカ評価値(f))に基づいて、画素ごとの仮補正項(b)を取得するものであった。これに対して、実施形態2に係る画像処理装置100は、長露光画像107と短露光画像108との類似度に基づいて、仮補正項を取得するものである。なお、実施形態1に係る画像処理装置100では、仮補正項(b)の値が1に近いほどフリッカ画素である可能性が高いことを前提として処理していた。しかしながら、実施形態1に係る画像処理装置100は、単にフリッカ評価値(f)によりフリッカ画素であるか否を特定している。そのため、仮補正項(b)の値が1に近い場合でも、実際はフリッカ画素でないにも関わらずフリッカ画素として特定してしまうことがあった。更に、実際はフリッカ画素でないにも関わらずフリッカ画素として特定された画素が動きブレが生じている画素(以下「動きブレ画素」という。)であることがあった。
[Embodiment 2]
An
実施形態2に係る画像処理装置100(以下、単に「画像処理装置100」という。)は、実施形態1に係る画像処理装置100と同様に、図1に一例として示す画像取得部101、第1比率決定部102、補正項決定部103、第2比率決定部104、及び画像合成部105を備える。画像処理装置100が備える各部の処理は、実施形態1に係る画像処理装置100と同様に、画像処理装置100に内蔵されたASIC若しくはFPGA等のハードウェアによってなされる。当該処理は、RAM等のメモリとCPU等のプロセッサとを用いたソフトウエアによってなされてもよい。また、画像処理装置100は、実施形態1に係る画像処理装置100と同様に、図1に一例として示す画像処理システム1に適用される。なお、実施形態2では、画像処理装置100は、一例として、画像合成部105を備えるものとして説明するが、画像合成部105は、画像処理装置100の外部に備えられてもよい。この場合、例えば、画像合成部105は、画像処理システム1に備えられた図1には不図示のコンピュータ等により構成された情報処理装置の内部に備えられる。
The
図1を参照して、画像処理装置100が備える各部の処理について説明する。なお、実施形態2に係る画像取得部101、第1比率決定部102、及び画像合成部105は、実施形態1に係る対応する各部と同様であるため説明を省略する。以下、実施形態2に係る画像取得部101、第1比率決定部102、及び画像合成部105を、単に、画像取得部101、第1比率決定部102、及び画像合成部105と称して説明する。画像処理装置100は、実施形態2に係る補正項決定部103及び第2比率決定部104が実施形態1に係る対応する各部とはその処理が異なるものである。以下、実施形態2に係る補正項決定部103及び第2比率決定部104を、単に、補正項決定部103及び第2比率決定部104と称して説明する。
With reference to FIG. 1, the processing of each unit included in the
補正項決定部103は、長露光画像107と調整短露光画像との類似度を取得し、取得した類似度に基づいて仮補正項を取得する。また、補正項決定部103は、取得した仮補正項を短露光画像108の空間周波数成分に基づいて変更することにより、第1合成比率(α)を補正するための補正項を画素ごとに決定する。補正項決定部103は、実施形態1に係る補正項決定部103と同様に、仮補正項取得部601、クリップ部602、第1フィルタ部603、第2フィルタ部604、及び変更部605を備える。図6を参照して、補正項決定部103の処理について説明する。なお、実施形態2に係るクリップ部602、第1フィルタ部603、及び第2フィルタ部604(以下、単に「クリップ部602、第1フィルタ部603、及び第2フィルタ部604」という。)は、実施形態1に係る対応する各部と同様であるため説明を省略する。補正項決定部103は、実施形態2に係る仮補正項取得部601及び変更部605(以下、単に「仮補正項取得部601及び変更部605」という。)が実施形態1に係る仮補正項取得部601及び変更部605とはその処理が異なるものである。
The correction
仮補正項取得部601は、まず、長露光画像107及び短露光画像108の画像領域を互いに対応する複数のブロックに分割する。次に、分割した複数のブロックにおける互いに対応する、長露光画像107のブロックと調整短露光画像のブロックとの類似度をブロックごとに算出する。具体的には、例えば、仮補正項取得部601は、まず、長露光画素107におけるブロック内の画素値Lと、調整短露光画像におけるブロック内の画素値との相関値を算出する。次に、算出した相関値に基づいて仮補正項を算出する。ブロック内の相関値の算出方法としては、SAD(Sum of Absolute Difference)、SSD(Sum of Squared Difference)、又はNCC(Normalized Cross-Correlation)等がある。SADはブロック内の各画素値の差分絶対値和を、SSDはブロック内の各画素値の差分の2乗和を、及びNCCはブロック内の正規化相関総和を、相関値として算出する演算手法である。以下、一例として、仮補正項取得部601は、NCCを用いて互いに対応するブロックの相関値を類似度として算出するものとして説明する。具体的には、仮補正項取得部601は、例えば、次の数式9を用いて類似度(P)を算出する。
The temporary correction
ここで、iは、水平方向の画素位置を示す例えば正の整数であり、jは、垂直方向の画素位置を示す例えば正の整数である。L(i,j)は、長露光画像107における、水平方向の位置がiであり、且つ、垂直方向の位置がjである画素の値(画素値L)である。また、S(i,j)は、短露光画像108における、水平方向の位置がiであり、且つ、垂直方向の位置がjである画素の値(画素値S)であり、Rは、出力比であり、数式3を用いて算出される値である。
Here, i is, for example, a positive integer indicating the pixel position in the horizontal direction, and j is, for example, a positive integer indicating the pixel position in the vertical direction. L(i,j) is the value of a pixel (pixel value L) in the
画素値Lと画素値Sとがいずれも飽和出力信号値より小さい値であるという前提において、以下の2つの条件を同時に満たす場合に、類似度(P)は1に近づく。2つの条件のうちの一方は、ブロックに対応するイメージセンサの領域にフリッカ光源による光が入射していない(以下「ブロック内にフリッカが生じていない」という。)場合である。また、もう一方は、動体オブジェクトの撮像により、撮像画像、特に長露光画像107におけるブロック内に動きブレが生じていない場合である。
On the premise that both the pixel value L and the pixel value S are smaller than the saturated output signal value, when the following two conditions are simultaneously satisfied, the degree of similarity (P) approaches 1. One of the two conditions is a case where no light from a flicker light source is incident on the area of the image sensor corresponding to the block (hereinafter referred to as "no flicker occurs within the block"). The other case is a case where no motion blur occurs within the block in the captured image, particularly the
これに対して、ブロックに対応するイメージセンサの領域にフリッカ光源による光が入射する(以下「ブロック内にフリッカが生じている」という。)場合、ブロックの類似度(P)は、ブロック内にフリッカ又は動きブレが生じていない場合と比べて小さい値となる。また、同様に、動体オブジェクトの撮像により、撮像画像におけるブロック内に動きブレが生じている場合にも、ブロックの類似度(P)は、ブロック内にフリッカ又は動きブレが生じていない場合と比べて小さい値となる。 On the other hand, when light from a flickering light source is incident on the area of the image sensor corresponding to the block (hereinafter referred to as "flicker occurs within the block"), the block similarity (P) is This value is smaller than when flicker or motion blur does not occur. Similarly, even when motion blur occurs within a block in the captured image due to imaging of a moving object, the block similarity (P) is compared to when no flicker or motion blur occurs within the block. It becomes a small value.
ここで、極端に大きな動きブレが生じている場合を除き、ブロック内にフリッカが生じている場合では、ブロックの類似度(P)は、動体ブレが生じている場合と比べて小さくなる。この特性を利用して、補正項決定部103は、類似度(P)を評価することにより、ブロック内において、フリッカが生じているか、動きブレが生じているか、又は、フリッカ及び動きブレのいずれも生じていないかを判定することができる。
Here, unless extremely large motion blur occurs, when flicker occurs within a block, the block similarity (P) is smaller than when motion blur occurs. Utilizing this characteristic, the correction
仮補正項取得部601は、算出した各ブロックに対応する類似度(P)に基づいて、仮補正項をブロックごとに取得する。具体的には、仮補正項取得部601は、ブロックごとに算出した類似度(P)に基づいて、画素値Lを合成する比率が高まるように補正する仮補正項(以下「第1仮補正項」という)をブロックごとに取得する。また、仮補正項取得部601は、ブロックごとに算出した類似度(P)に基づいて、画素値Sを合成する比率が高まるように補正する仮補正項(以下「第2仮補正項」という)をブロックごとに取得する。具体的には、例えば、仮補正項取得部601は、ブロックの類似度(P)が、フリッカが生じているか否かを検出(以下「フリッカ検出」という。)するための判定閾値(以下「フリッカ閾値」という。)以下であるか否かを判定する。ブロックの類似度(P)がフリッカ閾値以下である場合には、第1仮補正項が第2仮補正項と比較して優位に作用するように第1仮補正項及び第2仮補正項を決定して取得する。また、仮補正項取得部601は、ブロックの類似度(P)がフリッカ閾値より大きく、且つ、当該類似度(P)が動きブレが生じているか否かの検出(以下「動きブレ検出」という。)の判定閾値(以下「動きブレ閾値」という。)以下であるか否かを判定する。ブロックの類似度(P)がフリッカ閾値より大きく、且つ動きブレ閾値以下である場合には、第2仮補正項が第1仮補正項と比較して優位に作用するように第1仮補正項及び第2仮補正項を決定する。
The temporary correction
図9を参照して、ブロックの類似度(P)に基づく、当該ブロックにおける仮補正項の決定方法について説明する。図9は、実施形態2に係る仮補正項取得部601における第1仮補正項及び第2仮補正項の決定方法の一例を説明するための説明図である。まず、図9(a)を参照して、ブロックの類似度(P)に基づく、当該ブロックにおける第1仮補正項の決定方法について説明する。図9(a)は、第1仮補正項の決定方法を説明するための説明図である。図9(a)において、横軸は、ブロックの類似度(P)の大きさを示し、縦軸は、第1仮補正項(β)の大きさを示している。また、実線により示される折れ線900は、仮補正項取得部601がブロックの類似度(P)に基づいて第1仮補正項(β)を決定する際の、ブロックの類似度(P)と第1仮補正項(β)との対応関係を示している。
With reference to FIG. 9, a method for determining a temporary correction term for a block based on the similarity (P) of the block will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for determining the first provisional correction term and the second provisional correction term in the provisional correction
仮補正項取得部601は、ブロックの類似度(P)が下側のフリッカ閾値であるTh2_L未満である場合、第1仮補正項(β)を1に決定する。これに対して、ブロックの類似度(P)が上側のフリッカ閾値であるTh2_H以上の場合、第1仮補正項(β)を0に決定する。また、ブロックの類似度(P)がTh2_L以上であり、且つ、Th2_H未満である場合は、第1仮補正項(β)をブロックの類似度(P)が大きくなるに従って例えば線形に減少させた1から0までのいずれかの値に決定する。つまり、ブロックの類似度(P)がTH2_H以下である場合、仮補正項取得部601は、ブロック内にフリッカが生じていると判定する。ブロックの類似度(P)と第1仮補正項(β)との関係は、例えば、次の数式10により表される。
The temporary correction
図9(b)は、第2仮補正項の決定方法を説明するための説明図である。図9(b)において、横軸は、ブロックの類似度(P)の大きさを示し、縦軸は、第2仮補正項(γ)の大きさを示している。また、実線により示される折れ線901は、仮補正項取得部601がブロックの類似度(P)に基づいて第2仮補正項(γ)を決定する際の、ブロックの類似度(P)と第2仮補正項(γ)との対応関係を示している。
FIG. 9(b) is an explanatory diagram for explaining the method for determining the second provisional correction term. In FIG. 9(b), the horizontal axis indicates the magnitude of block similarity (P), and the vertical axis indicates the magnitude of the second temporary correction term (γ). In addition, a
仮補正項取得部601は、ブロックの類似度(P)が、下側から1番目の動きブレ閾値であるTh3_L未満である場合、又は、上側から1番目の動きブレ閾値であるTh4_Hより大きい場合、第2仮補正項(γ)を0に決定する。これに対して、ブロックの類似度(P)が下側から2番目のTh3_H以上であり、且つ、上側から2番目の動きブレ閾値であるTh4_L未満である場合、第2仮補正項(γ)を1に決定する。また、ブロックの類似度(P)が、Th3_L以上であり、且つ、Th3_H未満である場合、第2仮補正項(γ)をブロックの類似度(P)が大きくなるに従って例えば線形に増加させた0から1までのいずれかの値に決定する。更に、ブロックの類似度(P)がTh4_L以上であり、且つ、Th4_H以下である場合は、第2仮補正項(γ)をブロックの類似度(P)が大きくなるに従って例えば線形に減少させた1から0までのいずれかの値に決定する。つまり、ブロックの類似度(P)が、TH3_L以上であり、且つ、Th4_H以下である場合、仮補正項取得部601は、ブロック内に動きブレが生じていると判定する。ブロックの類似度(P)と第2補正項(γ)との関係は、例えば、次の数式11で表される。
The temporary correction
ただし、図9で示す各閾値の関係は、Th2_L<Th2_H<Th3_L<Th3_H<Th4_L<Th4_Hの関係を満たすものとする。つまり、処理対象のブロックでは、フリッカが生じているか、又は、動きブレが生じているかのどちらか一方のみが検出され、フリッカと動きブレとが同時に生じている状態が検出されることはない。数式4と数式5とを用いて第1仮補正項(β)と第2仮補正項(γ)とを決定することにより、ブロック内にフリッカが生じている場合は、第2仮補正項(γ)と比較して第1仮補正項(β)が優位に作用するようになる。また、ブロック内に動きブレが生じている場合は、第1仮補正項(β)と比較して第2仮補正項(γ)が優位に作用するようになる。また、ブロック内にフリッカ及び動きブレのいずれも生じていない場合は、第1仮補正項(β)及び第2仮補正項(γ)がいずれも0となるため、第1合成比率(α)の補正は行われない。 However, it is assumed that the relationship between the threshold values shown in FIG. 9 satisfies the relationship Th2_L<Th2_H<Th3_L<Th3_H<Th4_L<Th4_H. That is, in the block to be processed, either flicker or motion blur is detected, and a state where flicker and motion blur occur simultaneously is not detected. By determining the first provisional correction term (β) and the second provisional correction term (γ) using Equations 4 and 5, if flicker occurs within the block, the second provisional correction term ( The first provisional correction term (β) comes to have a predominant effect compared to γ). Furthermore, when motion blur occurs within a block, the second provisional correction term (γ) acts more dominantly than the first provisional correction term (β). Furthermore, if neither flicker nor motion blur occurs in the block, the first provisional correction term (β) and the second provisional correction term (γ) are both 0, so the first synthesis ratio (α) No corrections will be made.
変更部605は、第1フィルタ部603及び第2フィルタ部604のそれぞれを通過したフィルタリング処理後の画像を用いて、仮補正項取得部601により取得された第2仮補正項(γ)を変更する。この変更により、変更部605は、第1合成比率(α)を補正するための補正項を画素ごとに取得する。変更部605による変更後の第2仮補正項(γ´)は、例えば、次の数式12で表される。
The changing
ここで、Nは、フィルタリング処理後の画像の画素値(階調値)である。Val_modは、変更後の第2仮補正項の値であり、0から1までの間の任意の設定値である。Th_filは、空間周波数の閾値であり、フィルタリング処理後の画像(N)の階調範囲内において予め指定された任意の画素値(階調値)である。第1仮補正項(β)が0である画素は、フリッカ画素ではなく、動きブレ画素、又は、フリッカ画素及び動きブレ画素のいずれもでもない画素(以下「静止画素」という。)である可能性が高い画素である。したがって、第1仮補正項(β)が0の場合、変更部605は、第2仮補正項(γ)を変更する。なお、変更部605では、第1仮補正項(β)は変更されないため、変更部605により取得される補正項、すなわち、補正項決定部103により決定される補正項は、第1仮補正項(β)から変更後の第2仮補正項(γ´)を減じた値(β-γ´)となる。
Here, N is a pixel value (gradation value) of the image after filtering processing. Val_mod is the value of the second provisional correction term after the change, and is an arbitrary set value between 0 and 1. Th_fil is a spatial frequency threshold, and is an arbitrary pixel value (gradation value) specified in advance within the gradation range of the image (N) after the filtering process. A pixel for which the first provisional correction term (β) is 0 may be not a flicker pixel but a motion blur pixel, or a pixel that is neither a flicker pixel nor a motion blur pixel (hereinafter referred to as a "still pixel"). It is a pixel with high quality. Therefore, when the first temporary correction term (β) is 0, the changing
これにより、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像の輪郭情報を含む画像である場合、動きブレが発生しているクリップ短露光画像の輪郭部分に対応する画素の第2仮補正項(γ)は、画素値Sを合成する比率が高まるように変更される。ここで、フィルタリング処理後の画像がクリップ短露光画像の輪郭情報を含む画像とは、実施形態1で説明したように、例えば、フィルタリング処理により、クリップ短露光画像における高周波成分又は中周波成分等を取り出した画像である。 As a result, if the image after the filtering process is an image that includes contour information of the clip short exposure image, the second temporary correction term (γ) of the pixel corresponding to the contour part of the clip short exposure image where motion blur occurs is changed so that the ratio of combining pixel values S is increased. Here, an image in which the image after the filtering process includes outline information of the clipped short exposure image means, for example, as explained in the first embodiment, the high frequency component or the medium frequency component, etc. in the clipped short exposure image is removed by the filtering process. This is the extracted image.
第2比率決定部104は、第1比率決定部102により決定された第1合成比率(α)と、補正項決定部103により決定された補正項(β-γ´)とに基づいて、画素値Lと画素値Sとを実際に合成する際に用いる第2合成比率を画素ごとに決定する。例えば、第2比率決定部104は、第1合成比率(α)から補正項(β-γ´)を減じた値を第2合成比率として決定する。第2合成比率(d)は、例えば、次の数式13を用いて表される。
The second
ここで、min(x0,x1)はx0及びx1のうちの最小値を返す関数であり、max(x0,x1)はx0及びx1のうちの最大値を返す関数である。第2合成比率(d)は、画素値Lと画素値Sとを合成する際に用いられる最終的な合成比率を表し、画素ごとに決定される。画素値Lと画素値Sとを合成してHDR画像を生成する際の、画素値Sを合成する比率が第2合成比率(d)となり、画素値Lを合成する比率が1から第2合成比率(d)を減じた値(1-d)となる。第1仮補正項(β)と変更後の第2仮補正項(γ´)との値がいずれも0である場合、第2合成比率(d)の値は、第1合成比率(α)の値と同値となり、第1合成比率(α)がそのまま第2合成比率(d)となる。第1仮補正項(β)の値が大きくなるほど第2合成比率(d)の値は小さくなり、画素値Lと画素値Sとの合成により得られるHDR画像の画素において、画素値Lが合成される比率が増加する。一方、変更後の第2仮補正項(γ´)が大きくなるほど第2合成比率(d)の値は大きくなり、画素値Lと画素値Sとの合成により得られるHDR画像の画素において、画素値Sが合成される比率が増加する。 Here, min (x0, x1) is a function that returns the minimum value of x0 and x1, and max (x0, x1) is a function that returns the maximum value of x0 and x1. The second combination ratio (d) represents the final combination ratio used when combining the pixel value L and the pixel value S, and is determined for each pixel. When pixel values L and pixel values S are combined to generate an HDR image, the ratio at which pixel values S are combined is the second combination ratio (d), and the ratio at which pixel values L are combined is from 1 to the second combination. The value obtained by subtracting the ratio (d) is (1-d). If the values of the first provisional correction term (β) and the changed second provisional correction term (γ') are both 0, the value of the second combination ratio (d) is equal to the first combination ratio (α). The first synthesis ratio (α) becomes the second synthesis ratio (d) as it is. The larger the value of the first provisional correction term (β), the smaller the value of the second synthesis ratio (d). The ratio of On the other hand, the larger the second provisional correction term (γ') after the change, the larger the value of the second synthesis ratio (d) becomes. The rate at which the values S are combined increases.
数式13に示す第2合成比率(d)の算出式はあくまで一例である。第2合成比率(d)の算出式は、以下のようなものであればよい。第1仮補正項(β)から変更後の第2仮補正項(γ´)を減じた値の大きさが大きくなるにつれて画素値Lを合成する比率を高めるように第2合成比率(d)を決定する。また、第1仮補正項(β)から変更後の第2仮補正項(γ´)を減じた値の大きさが小さくなるにつれて画素値Sを合成する比率を高めるように第2合成比率(d)を決定する。更に、第2比率決定部104は、第1仮補正項(β)と変更後の第2仮補正項(γ´)とが互いに0である場合に、第1合成比率(α)の値が第2合成比率(d)の値となるように第2合成比率(d)を決定する。
The formula for calculating the second composite ratio (d) shown in Formula 13 is just an example. The formula for calculating the second combination ratio (d) may be as follows. The second synthesis ratio (d) is set such that as the magnitude of the value obtained by subtracting the changed second temporary correction term (γ') from the first temporary correction term (β) increases, the proportion at which pixel values L are synthesized increases. Determine. In addition, the second synthesis ratio ( d). Furthermore, the second
図10を参照して、画像処理装置100の動作について説明する。図10は、実施形態2に係る画像処理装置100の処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図10の説明において記号「S」はステップを意味する。まず、S1001にて、画像取得部101は、長露光画像107及び短露光画像108のデータを取得する。次に、S1002にて、第1比率決定部102は、長露光画像107の画素ごとに第1合成比率(α)を決定する。次に、S1003にて、補正項決定部103は、ブロックごとに類似度(P)を算出する。具体的には、補正項決定部103は、まず、長露光画像107及び短露光画像108の画像領域を互いに対応する複数のブロックに分割する。次に、分割した複数のブロックにおける互いに対応する長露光画像107のブロックと、調整短露光画像のブロックとの類似度(P)をブロックごとに算出する。
The operation of the
次に、S1004にて、補正項決定部103は、ブロックごとに算出した類似度(P)に基づいて、第1仮補正項(β)及び第2仮補正項(γ)をブロックごとに取得する。次に、S1005にて、補正項決定部103は、画素ごとに第2仮補正項(γ)を変更して、補正項(β-γ´)を画素ごとに決定する。次に、S1006にて、第2比率決定部104は、画素ごとに第2合成比率(d)を決定する。次に、S1007にて、画像合成部105は、画素ごとに画素値Lと画素値Sとを合成してHDR画像を生成する。S1007の後、画像処理装置100は、図10に示すフローチャートの処理を終了する。
Next, in S1004, the correction
以上のように構成した画像処理装置100によれば、異なる露光条件により撮像された複数の撮像画像を用いて取得したHDR画像において、照明器が消灯した状態で写ることを抑制しつつ、動体オブジェクトによる動きブレを抑制することができる。更に、以上のように構成した画像処理装置100によれば、実施形態1に係る画像処理装置100では、実際には動きブレ画素であるにも関わらずフリッカ画素であると特定されてしまう画素について、動きブレ画素であると特定することができる。結果として、以上のように構成した画像処理装置100によれば、実施形態1に係る画像処理装置100よりも、精度の高いHDR画像を取得することができる。
According to the
[その他の実施形態]
本開示は、上述の実施形態の1つ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つ以上の機能を実現するASIC等の回路によっても実現可能である。
[Other embodiments]
The present disclosure provides a system or device with a program that implements one or more functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit such as an ASIC that realizes one or more functions.
なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、各実施形態の任意の構成要素の変形、又は、各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。 Note that within the scope of the present disclosure, the embodiments of the present disclosure can be freely combined, any constituent elements of the embodiments may be modified, or any constituent elements of the embodiments may be omitted.
[本開示の構成]
<構成1>
第1の撮像画像のデータと、前記第1の撮像画像より短い露光時間で撮像された第2の撮像画像のデータとを取得する画像取得手段と、
前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する際に用いる合成比率を決定する比率決定手段と、
を有すること
を特徴とする画像処理装置。
[Configuration of this disclosure]
<
image acquisition means for acquiring data of a first captured image and data of a second captured image captured with a shorter exposure time than the first captured image;
Ratio determining means for determining a synthesis ratio to be used when synthesizing pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image, based on a spatial frequency component of the second captured image;
An image processing device comprising:
<構成2>
前記比率決定手段は、前記第1の撮像画像の画素値に基づいて仮の合成比率を決定し、前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて前記仮の合成比率を補正する補正項を決定し、前記仮の合成比率と前記補正項とに基づいて前記合成比率を決定すること
を特徴とする構成1に記載の画像処理装置。
<Configuration 2>
The ratio determining means determines a temporary combination ratio based on pixel values of the first captured image, and includes a correction term for correcting the temporary combination ratio based on a spatial frequency component of the second captured image. The image processing device according to
<構成3>
前記比率決定手段は、前記第1の撮像画像の画素値を合成する比率が高まるように前記仮の合成比率を補正する仮の補正項を、前記空間周波数成分に基づいて変更することにより、前記補正項を決定すること
を特徴とする構成2に記載の画像処理装置。
<Configuration 3>
The ratio determining means changes, based on the spatial frequency component, a provisional correction term for correcting the provisional combination ratio so that the ratio of combining pixel values of the first captured image increases. The image processing device according to configuration 2, further comprising determining a correction term.
<構成4>
前記比率決定手段は、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更する際に、前記第2の撮像画像における予め定められた範囲の前記空間周波数成分の画像の画素値を合成する比率が高まるように前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3に記載の画像処理装置。
<Configuration 4>
The ratio determining means determines a ratio for synthesizing pixel values of images of the spatial frequency component in a predetermined range in the second captured image when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component. The image processing apparatus according to configuration 3, characterized in that the temporary correction term is changed so that .
<構成5>
前記比率決定手段は、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更する際に、前記空間周波数成分における高周波成分に基づいて前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3又は4に記載の画像処理装置。
<Configuration 5>
Configuration 3, characterized in that, when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, the ratio determining means changes the temporary correction term based on a high frequency component in the spatial frequency component. 4. The image processing device according to 4.
<構成6>
前記比率決定手段は、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更する際に、前記空間周波数成分における低周波成分に基づいて前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3乃至5のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 6>
Configuration 3 characterized in that, when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, the ratio determining means changes the temporary correction term based on a low frequency component in the spatial frequency component. 6. The image processing device according to any one of 5 to 5.
<構成7>
前記比率決定手段は、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更する際に、前記空間周波数成分における高周波成分と低周波成分とを除いた中周波成分に基づいて前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3乃至6のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 7>
When changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, the ratio determining means changes the temporary correction term based on a medium frequency component excluding a high frequency component and a low frequency component in the spatial frequency component. The image processing device according to any one of configurations 3 to 6, characterized in that: .
<構成8>
前記比率決定手段は、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更するか否かを判定し、前記仮の補正項を変更すると判定した場合に、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3乃至7のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 8>
The ratio determining means determines whether or not to change the temporary correction term based on the spatial frequency component, and when it is determined to change the temporary correction term, changes the temporary correction term based on the spatial frequency component. The image processing device according to any one of configurations 3 to 7, characterized in that the correction term is changed.
<構成9>
前記比率決定手段は、前記第2の撮像画像の画素値に基づいて前記仮の補正項を変更するか否かを判定し、前記仮の補正項を変更すると判定した場合に、前記空間周波数成分に基づいて前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成3乃至8のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 9>
The ratio determining means determines whether or not to change the temporary correction term based on the pixel value of the second captured image, and when it is determined that the temporary correction term is to be changed, the ratio determination unit The image processing device according to any one of configurations 3 to 8, wherein the temporary correction term is changed based on.
<構成10>
前記比率決定手段は、前記第1の撮像画像の画素値と、前記第1の撮像画像及び前記第2の撮像画像の画像領域を分割した複数のブロックにおける、前記第1の撮像画像及び前記第2の撮像画像における互いに対応する前記ブロックの類似度とに基づいて、前記仮の補正項を前記ブロックごとに取得すること
を特徴とする構成3乃至9のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 10>
The ratio determining means is configured to determine the pixel value of the first captured image and the first captured image and the second captured image in a plurality of blocks obtained by dividing the image area of the first captured image and the second captured image. The image processing device according to any one of configurations 3 to 9, wherein the temporary correction term is acquired for each block based on the degree of similarity of the blocks corresponding to each other in the captured image of No. 2. .
<構成11>
前記比率決定手段は、前記第1の撮像画像の画素値と、前記第2の撮像画像の画素値を前記第1の撮像画像と前記第2の撮像画像との出力比に基づいて調整した値とを用いて、前記第1の撮像画像及び前記第2の撮像画像における互いに対応する前記ブロックの前記類似度を算出すること
を特徴とする構成10に記載の画像処理装置。
<Configuration 11>
The ratio determining means adjusts a pixel value of the first captured image and a pixel value of the second captured image based on an output ratio between the first captured image and the second captured image. The image processing device according to configuration 10, wherein the degree of similarity of the mutually corresponding blocks in the first captured image and the second captured image is calculated using the following.
<構成12>
前記比率決定手段は、前記ブロックの類似度に基づいて前記ブロックごとの前記仮の補正項を決定する際に、前記第1の撮像画像の合成比率が高まるように補正する前記仮の補正項である第1仮補正項と、前記第2の撮像画像の合成比率が高まるように補正する前記仮の補正項である第2仮補正項とを取得し、
前記ブロックの類似度がフリッカ検出の判定閾値であるフリッカ閾値以下である場合には、前記第1仮補正項が前記第2仮補正項と比較して優位に作用する前記第1仮補正項及び前記第2仮補正項を取得し、前記ブロックの前記類似度が前記フリッカ閾値より大きく、且つ、当該類似度が動きブレ検出の判定閾値である動きブレ閾値以下である場合には、前記第2仮補正項が前記第1仮補正項と比較して優位に作用する前記第1仮補正項及び前記第2仮補正項を取得し、
前記空間周波数成分に基づいて前記第2仮補正項を変更することにより、前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする構成10又は11に記載の画像処理装置。
<Configuration 12>
The ratio determining means, when determining the provisional correction term for each block based on the similarity of the blocks, corrects the provisional correction term such that the combination ratio of the first captured image is increased. obtaining a certain first provisional correction term and a second provisional correction term that is the provisional correction term that is corrected so that the combination ratio of the second captured image is increased;
When the degree of similarity of the blocks is less than or equal to a flicker threshold that is a determination threshold for flicker detection, the first provisional correction term acts more favorably than the second provisional correction term; The second provisional correction term is obtained, and if the similarity of the block is greater than the flicker threshold and the similarity is less than or equal to a motion blur threshold that is a determination threshold for motion blur detection, the second obtaining the first provisional correction term and the second provisional correction term in which the provisional correction term acts more dominantly than the first provisional correction term;
The image processing device according to configuration 10 or 11, wherein the temporary correction term is changed by changing the second temporary correction term based on the spatial frequency component.
<構成13>
前記合成比率に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する画像合成手段、
を有すること
を特徴とする構成1乃至12のいずれか1つに記載の画像処理装置。
<Configuration 13>
image synthesis means for synthesizing pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image based on the synthesis ratio;
The image processing device according to any one of
<構成14>
第1の撮像画像のデータと、前記第1の撮像画像より短い露光時間で撮像された第2の撮像画像のデータとを取得する画像取得工程と、
前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する際に用いる合成比率を決定する比率決定工程と、
を有すること
を特徴とする画像処理方法。
<Configuration 14>
an image acquisition step of acquiring data of a first captured image and data of a second captured image captured with a shorter exposure time than the first captured image;
a ratio determining step of determining a synthesis ratio to be used when combining pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image, based on a spatial frequency component of the second captured image;
An image processing method characterized by having the following.
<構成15>
コンピュータを、構成1乃至13のいずれか1つに記載の画像処理装置として動作させるためのプログラム。
<Configuration 15>
A program for causing a computer to operate as the image processing device according to any one of
100 画像処理装置
101 画像取得部
102 第1比率決定部
103 補正項決定部
104 第2比率決定部
100
Claims (15)
前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する際に用いる合成比率を決定する比率決定手段と、
を有すること
を特徴とする画像処理装置。 image acquisition means for acquiring data of a first captured image and data of a second captured image captured with a shorter exposure time than the first captured image;
Ratio determining means for determining a synthesis ratio to be used when synthesizing pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image, based on a spatial frequency component of the second captured image;
An image processing device comprising:
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The ratio determining means determines a temporary combination ratio based on pixel values of the first captured image, and includes a correction term for correcting the temporary combination ratio based on a spatial frequency component of the second captured image. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising determining the combining ratio based on the temporary combining ratio and the correction term.
を特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 The ratio determining means changes, based on the spatial frequency component, a provisional correction term for correcting the provisional combination ratio so that the ratio of combining pixel values of the first captured image increases. The image processing device according to claim 2, further comprising determining a correction term.
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The ratio determining means determines a ratio for synthesizing pixel values of images of the spatial frequency component in a predetermined range in the second captured image when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component. The image processing apparatus according to claim 3, characterized in that the temporary correction term is changed so that .
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 3. The ratio determining means, when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, changes the temporary correction term based on a high frequency component in the spatial frequency component. The image processing device described in .
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 Claim characterized in that, when changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, the ratio determining means changes the temporary correction term based on a low frequency component in the spatial frequency component. 3. The image processing device according to 3.
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 When changing the temporary correction term based on the spatial frequency component, the ratio determining means changes the temporary correction term based on a medium frequency component excluding a high frequency component and a low frequency component in the spatial frequency component. The image processing apparatus according to claim 3, characterized in that the image processing apparatus changes: .
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The ratio determining means determines whether or not to change the temporary correction term based on the spatial frequency component, and when it is determined to change the temporary correction term, changes the temporary correction term based on the spatial frequency component. The image processing device according to claim 3, characterized in that the correction term is changed.
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The ratio determining means determines whether or not to change the temporary correction term based on the pixel value of the second captured image, and when it is determined that the temporary correction term is to be changed, the ratio determination unit The image processing apparatus according to claim 3, wherein the temporary correction term is changed based on.
を特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The ratio determining means is configured to determine the pixel value of the first captured image and the first captured image and the second captured image in a plurality of blocks obtained by dividing the image area of the first captured image and the second captured image. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the temporary correction term is acquired for each block based on the degree of similarity between the blocks corresponding to each other in the second captured image.
を特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The ratio determining means adjusts a pixel value of the first captured image and a pixel value of the second captured image based on an output ratio between the first captured image and the second captured image. The image processing apparatus according to claim 10, wherein the degree of similarity of the mutually corresponding blocks in the first captured image and the second captured image is calculated using the following.
前記ブロックの類似度がフリッカ検出の判定閾値であるフリッカ閾値以下である場合には、前記第1仮補正項が前記第2仮補正項と比較して優位に作用する前記第1仮補正項及び前記第2仮補正項を取得し、前記ブロックの前記類似度が前記フリッカ閾値より大きく、且つ、当該類似度が動きブレ検出の判定閾値である動きブレ閾値以下である場合には、前記第2仮補正項が前記第1仮補正項と比較して優位に作用する前記第1仮補正項及び前記第2仮補正項を取得し、
前記空間周波数成分に基づいて前記第2仮補正項を変更することにより、前記仮の補正項を変更すること
を特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The ratio determining means, when determining the provisional correction term for each block based on the similarity of the blocks, corrects the provisional correction term such that the combination ratio of the first captured image is increased. obtaining a certain first provisional correction term and a second provisional correction term that is the provisional correction term that is corrected so that the combination ratio of the second captured image is increased;
When the degree of similarity of the blocks is less than or equal to a flicker threshold that is a determination threshold for flicker detection, the first provisional correction term acts more favorably than the second provisional correction term; The second provisional correction term is obtained, and if the similarity of the block is greater than the flicker threshold and the similarity is less than or equal to a motion blur threshold that is a determination threshold for motion blur detection, the second obtaining the first provisional correction term and the second provisional correction term in which the provisional correction term acts more dominantly than the first provisional correction term;
The image processing apparatus according to claim 10, wherein the temporary correction term is changed by changing the second temporary correction term based on the spatial frequency component.
を有すること
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 image synthesis means for synthesizing pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image based on the synthesis ratio;
The image processing device according to claim 1, characterized in that it has:
前記第2の撮像画像の空間周波数成分に基づいて、前記第1の撮像画像の画素値と前記第2の撮像画像の画素値とを合成する際に用いる合成比率を決定する比率決定工程と、
を有すること
を特徴とする画像処理方法。 an image acquisition step of acquiring data of a first captured image and data of a second captured image captured with a shorter exposure time than the first captured image;
a ratio determining step of determining a synthesis ratio to be used when combining pixel values of the first captured image and pixel values of the second captured image, based on a spatial frequency component of the second captured image;
An image processing method characterized by having the following.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022073624A JP2023162912A (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Image processing device, image processing method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022073624A JP2023162912A (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Image processing device, image processing method, and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023162912A true JP2023162912A (en) | 2023-11-09 |
Family
ID=88651022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022073624A Pending JP2023162912A (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Image processing device, image processing method, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023162912A (en) |
-
2022
- 2022-04-27 JP JP2022073624A patent/JP2023162912A/en active Pending
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