JP3880862B2

JP3880862B2 - 撮像装置

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Publication number: JP3880862B2
Application number: JP2002020674A
Authority: JP
Inventors: 雅彦杉本; 和彦竹村; 健吉林; 浩一坂本; 雅也田丸; 寛和小林
Original assignee: 富士フイルムホールディングス株式会社
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2003224861A; US20030142876A1; US7254276B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を撮像す撮像装置に関する。特に、本発明は撮像した画像を画像処理する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像した画像のノイズを低減する画像処理を行う撮像装置がある。このような撮像装置として、特開平６−６７４８号公報に開示されたデジタル電子スチルカメラがある。このデジタル電子スチルカメラは、映像信号の輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを離散コサイン変換し、その成分を量子化テーブルの値で割り、求めた商を符号化してデータ圧縮し、記録媒体に記憶する。このデジタル電子スチルカメラは、通常用の量子化テーブルと、ノイズの多い周波数帯域用の視感補正用テーブルとを必要に応じて切り替える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の撮像装置では、画像のエッジと画像のノイズとを区別して画像処理することが困難であった。例えば、画像のノイズを低減させた場合に、画像のエッジをも低減してしまう場合がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる撮像装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、被写体の画像を撮像する撮像装置であって、画像を取得する撮像部と、画像の輝度信号の周波数成分に基づいて、輝度信号の周波数成分に対応する画像の色差信号の周波数成分を除去するノイズ低減部とを備えることを特徴とする撮像装置を提供する。ノイズ低減部は、輝度信号の周波数成分に対応する色差信号の周波数成分に更に基づいて、対応する色差信号の周波数成分を除去することが好ましい。
【０００６】
また、ノイズ低減部は、輝度信号の周波数成分が、予め与えられた閾値より小さい場合、対応する色差信号の周波数成分を除去してよい。また、ノイズ低減部は、輝度信号の周波数成分と、対応する色差信号の周波数成分の積が、予め与えられた閾値より小さい場合、対応する色差信号の周波数成分を除去してよい。
【０００７】
撮像装置は、画像の輝度に応じた閾値を生成し、閾値をノイズ低減部に与える閾値生成部を更に備えてよい。また、撮像部の感度に応じた閾値を生成し、閾値をノイズ低減部に与える閾値生成部を更に備えてもよい。
【０００８】
また、輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換するＤＣＴ変換部を更に備え、ノイズ低減部は、離散コサイン変換された輝度信号の周波数成分が、閾値より小さい場合、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分を除去してよい。また、輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換するＤＣＴ変換部を更に備え、ノイズ低減部は、離散コサイン変換された輝度信号の周波数成分と、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分との積が、閾値より小さい場合、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分を除去してもよい。
【０００９】
また、ＤＣＴ変換部は、画像の８×８画素のブロックに対応する輝度信号及び色差信号毎に離散コサイン変換を行い、撮像装置は、輝度信号と、ノイズ低減部が周波数成分を除去した色差信号とに基づいて、画像を圧縮する画像圧縮部を更に備えてよい。
【００１０】
本発明の第２の形態においては、コンピュータに画像処理をさせるプログラムであって、コンピュータを、画像処理するべき画像を取得する取得部と、画像の輝度信号の周波数成分に基づいて、輝度信号の周波数成分に対応する画像の色差信号の周波数成分を除去するノイズ低減部として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。
【００１１】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本発明に係る撮像装置１００の構成の一例を示す。撮像装置１００は、被写体の画像を撮像する。撮像装置１００は、撮像部１０と画像処理部２０とを備える。撮像部１０は、被写体の画像を取得する。撮像部１０は、例えば画像を取得するためのＣＣＤを有してよい。
【００１４】
画像処理部２０は、撮像部が取得した画像に対して所定の画像処理を行う。本例において、画像処理部２０は、撮像部が取得した画像のノイズを低減させ、当該画像を圧縮する。画像処理部２０は、ＤＣＴ変換部２２と、ノイズ低減部２４と、画像圧縮部２６と、閾値生成部２８とを備える。
【００１５】
ＤＣＴ変換部２２は、画像の輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換する。ノイズ低減部２４は、画像の輝度信号の周波数成分に基づいて、輝度信号の周波数成分に対応する画像の色差信号の周波数成分を除去する。ノイズ低減部２４は、輝度信号の周波数成分が、予め与えられた閾値より小さい場合、対応する色差信号の周波数成分を除去する。本例におけるノイズ低減部２４によれば、画像の輝度信号の周波数成分が予め与えられた閾値より小さい場合に、色差信号の周波数成分を除去するため、画像のエッジ部をノイズと誤検出して除去することを低減し、画像のノイズを精度よく低減することができる。本例において、ノイズ低減部２４は、離散コサイン変換された輝度信号の周波数成分が、閾値より小さい場合、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分を除去する。
【００１６】
閾値生成部２８は、閾値をノイズ低減部２４に供給する。例えば、閾値生成部２８は、画像の輝度に応じた閾値を生成し、生成した閾値をノイズ低減部２４に与えてよい。また、閾値生成部２８は、撮像部１０の感度に応じた閾値を生成し、生成した閾値をノイズ低減部２４に与えてもよい。閾値生成部２８が画像の輝度又は撮像部１０の感度に応じた閾値を生成することにより、ノイズ低減部２４において、エッジ部をノイズと誤検出して除去することを低減することができる。
【００１７】
画像圧縮部２６は、ノイズ低減部２４がノイズを低減した画像を圧縮する。また、撮像装置１００は、圧縮した画像を格納するメモリを備えてよい。
【００１８】
図２は、画像処理部２０の詳細な構成の一例を示す。図２において、図１と同一の符号を附した要素は、図１に関連して説明した要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。画像処理部２０は、ＹＣ変換部３０と、ＤＣＴ変換部２２と、ノイズ低減部２４と、画像圧縮部２６と、閾値生成部２８とを有する。
【００１９】
ＹＣ変換部３０は、撮像部１０が取得した画像の画像データをＹＣ変換する。例えば、撮像部１０は、取得した画像をＲＧＢ信号に変換してＹＣ変換部３０に供給する。ＹＣ変換部３０は、与えら得たＲＧＢ信号をＹＣ変換し、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、及び色差信号ＣｂをＤＣＴ変換部２２に供給する。また、画像処理部２０は、ＹＣ変換された信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正部を更に有してよい。この場合、ＤＣＴ変換部２２は、ガンマ補正された輝度信号及び色差信号を受け取る。
【００２０】
ＤＣＴ変換部２２は、受け取った輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、及び色差信号Ｃｂのそれぞれに対して、離散コサイン変換を行う。ＤＣＴ変換部２２は、撮像部１０が撮像した画像のｍ×ｎ（但しｍ及びｎは整数）の画素領域に対応する輝度信号及び色差信号毎に、離散コサイン変換を行ってよい。つまり、ＤＣＴ変換部２２は、撮像部１０が撮像した画像を、複数のｍ×ｎの画素領域に分割し、分割したそれぞれの画素領域において、輝度信号及び色差信号に対して離散コサイン変換を行ってよい。
【００２１】
また、ＤＣＴ変換部２２は、撮像部１０が撮像した画像をＪＰＥＧ方式等で圧縮するために、８×８の画素領域毎に離散コサイン変換を行ってよい。つまり、ＤＣＴ変換部２２は、画像の８×８画素のブロックに対応する輝度信号及び色差信号毎に離散コサイン変換を行ってよい。
【００２２】
閾値生成部２８は、撮像部１０の感度又は画像の輝度に応じた閾値を生成する。例えば、閾値生成部２８は、撮像部１０の感度が高い場合に高い閾値を生成し、撮像部１０の感度が低い場合に低い閾値を生成してよい。また、閾値生成部２８は、画像の輝度として、前述したｍ×ｎ画素のブロック又は８×８画素のブロック毎の平均輝度に応じた閾値を、当該ブロック毎に生成してよい。例えば、閾値生成部２８は、当該平均輝度が高い場合に高い閾値を生成し、当該平均輝度が低い場合に低い閾値を生成してよい。
【００２３】
ノイズ低減部２４は、色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂのノイズを低減する。ノイズ低減部２４は、ＤＣＴ変換部２２が離散コサイン変換した色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂを受け取り、受け取った色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂの周波数成分のうち、ノイズと判定した周波数成分を除去する。ノイズ低減部２４は、ＤＣＴ変換部２２から、離散コサイン変換された輝度信号Ｙを受け取り、輝度信号Ｙの周波数成分のうち、閾値生成部２８が生成した閾値より大きい値を示す周波数成分に基づいて、色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂのノイズを除去する。色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂのノイズ除去については、図３から図５において後述する。
【００２４】
画像圧縮部２６は、離散コサイン変換された輝度信号Ｙ、ノイズ低減された色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂに基づいて、画像を圧縮する。
【００２５】
図３は、ＤＣＴ変換部２２が離散コサイン変換した輝度信号及び色差信号の一例を示す。図３（ａ）は、輝度信号Ｙの離散コサイン変換を示し、図３（ｂ）は、色差信号Ｃｒの離散コサイン変換を示し、図３（ｃ）は、色差信号Ｃｂの離散コサイン変換を示す。図３において、ＤＣＴ変換部２２は、８×８画素のブロック毎に離散コサイン変換を行う。
【００２６】
図３（ａ）において横軸は画像の輝度の水平方向の周波数成分を示し、縦軸は画像の輝度の垂直方向の周波数成分を示す。また、右方向及び下方向がより高周波の成分を示す。つまり、図３（ａ）において、要素Ｙ_００は、画像の水平方向及び垂直方向における低周波数成分を示し、要素Ｙ_０７は、画像の水平方向における高周波数成分を示し、要素Ｙ_７０は、画像の垂直方向における高周波数成分を示し、要素Ｙ_７７は、画像の水平方向及び垂直方向における高周波数成分を示す。
【００２７】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂの離散コサイン変換を示す。図３（ｂ）及び図３（ｃ）の各要素は、図３（ａ）の各要素と同様の周波数成分を示す。つまり、図３（ａ）における要素Ｙ_ｕｖ（ｕ，ｖは０〜７の整数）、図３（ｂ）における要素Ｃｒ_ｕｖ、及び図３（ｃ）における要素Ｃｂ_ｕｖは、同一の周波数帯域における輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ、及び色差信号Ｃｂの周波数成分を示す。
【００２８】
図４は、輝度信号Ｙの周波数成分と閾値との関係の一例を示す。図４は、図３（ａ）に示した図と同様の図である。図４において、輝度信号Ｙの各周波数成分Ｙ_ｕｖが、閾値生成部２８が生成した閾値より小さい場合に当該周波数成分の要素を網掛けで示す。図４に示すように、本例においては要素Ｙ_ｕｖにおいて、ｕが３以下且つｖが２以下である領域と、要素Ｙ_０４、要素Ｙ_２４、要素Ｙ_３１、要素Ｙ_３３が、閾値より大きい値を示す。ノイズ低減部２４は、図４に示した輝度信号Ｙの周波数成分と閾値との関係に基づいて、色差信号のノイズを低減する。
【００２９】
図５は、ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の例について説明する図である。図５においては、色差信号Ｃｒに対するノイズ低減方法について説明するが、ノイズ低減部２４は、色差信号Ｃｂに対しても同様のノイズ低減方法によってノイズを低減する。本例において、輝度信号Ｙの周波数成分と、閾値生成部２８が生成する閾値とは、図４において説明した関係を有する。
【００３０】
図５（ａ）は、ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の一例について説明する。本例において、ノイズ低減部２４は、図４に示したように、輝度信号Ｙの周波数成分が、閾値より大きい値を示す要素を検出する。ノイズ低減部２４は、輝度信号の高周波成分側から、閾値より大きい値を示す要素を検出する。つまり、ノイズ低減部２４は、図４において、閾値より大きい値を示す要素を有する行成分及び列成分を、高周波成分側から順に検索する。
【００３１】
本例においては、ノイズ低減部２４は、図４の第４列において、閾値より大きい値を示す要素（Ｙ_０４及びＹ_２４）を有する列成分を検出する。ノイズ低減部２４は、図５に示すように、輝度信号Ｙにおいて検出した列成分より高周波側の周波数成分を示す、色差信号Ｃｒの要素を全て０にする。また、ノイズ低減部２４は、図４の第３行において、閾値より大きい値を示す要素（Ｙ_３１及びＹ_３３）を有する行成分を検出する。ノイズ低減部２４は、図５に示すように、輝度信号Ｙにおいて検出した行成分より高周波側の周波数成分を示す、色差信号Ｃｒの要素を全て０にする。つまり、ノイズ低減部２４は、輝度信号Ｙにおいて閾値より大きい値を示す周波数成分より大きい周波数成分に対応する色差信号の周波数成分を除去する。本例におけるノイズ低減部２４によれば、色差信号のノイズを低減し、且つ画像のエッジ部の除去を防ぐことができる。
【００３２】
図５（ｂ）は、ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の他の例を説明する図である。本例においては図５（ｂ）に示すように、ノイズ低減部２４は、図４に示したように閾値より小さい値を示す輝度信号Ｙの周波数成分に対応する、色差信号Ｃｒの周波数成分を０にする。つまり、ノイズ低減部２４は、
【数１】

である場合に、対応する色差信号の周波数成分Ｃｒ_ｕｖ及びＣｂ_ｕｖを、
【数２】

とする。ただし、ｔｈは閾値生成部２８が生成した閾値を示す。ｔｈは、前述したように固定値であってよく、画像の輝度の関数であってよく、また撮像部１０の感度の関数であってもよい。本例におけるノイズ除去方法を用いたノイズ低減部２４によれば、図５（ａ）に関連して説明したノイズ除去方法より更に精度よく画像のノイズを低減することができる。
【００３３】
また、本例では、ノイズ低減部２４は、輝度信号の周波数成分が閾値より小さい場合に、対応する色差信号の周波数成分を除去したが、他の例においては、ノイズ低減部２４は、輝度信号の周波数成分と、輝度信号の周波数成分に対応する色差信号の周波数成分とに基づいて、対応する色差信号の周波数成分を除去してよい。例えば、ノイズ低減部２４は、輝度信号の周波数成分と、対応する色差信号の周波数成分の積が、予め与えられた閾値より小さい場合、対応する色差信号の周波数成分を除去してよい。
【００３４】
本例においては、ノイズ低減部２４は、離散コサイン変換された輝度信号の周波数成分と、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分との積が、閾値より小さい場合、離散コサイン変換された色差信号の対応する周波数成分を除去する。つまり、ノイズ低減部２４は、
【数３】

である周波数成分Ｃｒ_ｕｖを、
【数４】

とする。また、
【数５】

である周波数成分Ｃｂ_ｕｖを、
【数６】

とする。本例におけるノイズ低減部２４によれば、色差信号の周波数成分の大きさと、輝度信号の周波数成分の大きさに基づいてノイズを低減するため、更に精度よくノイズを低減することができる。
【００３５】
また、閾値生成部２８は、色差信号Ｃｒ及び色差信号Ｃｂに対してそれぞれ異なる閾値を生成してよく、また、同一の閾値を生成してもよい。
【００３６】
図６は、撮像装置１００の詳細な構成の一例を示す。撮像装置１００は、撮像部１０、撮像制御部１５０、システム制御部６０、操作部１１０、格納部１２０、外部接続部１３０、及び画像処理部２０を備える。撮像部１０、及び画像処理部２０は、図１に関連して説明した撮像部１０、画像処理部２０と同一又は同様の機能を有する。
【００３７】
撮像部１０は、撮影レンズ部１３２、絞り１３４、シャッタ１３６、光学ＬＰＦ１３８、ＣＣＤ１４０、ファインダ１４８、及びストロボ１４４を有する。撮影レンズ部１３２は、被写体像を取り込んで処理を施す。撮影レンズ部１３２は、フォーカスレンズやズームレンズ等を含み、被写体像をＣＣＤ１４０の受光面上に結像する。絞り１３４は、撮影レンズ部１３２を通過した光を絞り、光学ＬＰＦ１３８は、絞り１３４を通過した光に含まれる所定の波長より長い波長成分を通過させる。ＣＣＤ１４０の各センサエレメントは、結像した被写体像の光量に応じ、電荷を蓄積する（以下その電荷を「蓄積電荷」という）。
【００３８】
シャッタ１３６は、機械式シャッタであり、撮影レンズ部１３２を通過した光をＣＣＤ１４０に露光するか否かを制御する。また、撮像装置１００は、シャッタ１３６に代えて電子シャッタ機能を有してもよい。電子シャッタ機能を実現するために、ＣＣＤ１４０のセンサエレメントは、シャッタゲート及びシャッタドレインを有する。シャッタゲートを駆動することにより、蓄積電荷がシャッタドレインに掃き出される。シャッタゲートの制御により、各センサエレメントに電荷を蓄積する時間、即ちシャッタスピードを制御できる。ＣＣＤ１４０において、蓄積電荷は、リードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって電圧信号として順次読み出される。
【００３９】
ファインダ１４８は、表示手段を有してもよく、後述のメインＣＰＵ６２等からの各種情報をファインダ１４８内に表示してもよい。ストロボ１４４は、コンデンサに蓄えられたエネルギを放電する放電管３７を有し、放電管３７にエネルギが供給されたとき放電管３７が発光することで機能する。
【００４０】
撮像制御部１５０は、ズーム駆動部１５２、フォーカス駆動部１５４、絞り駆動部４６、シャッタ駆動部４８、それらを制御する撮像系ＣＰＵ５０、測距センサ５２、及び測光センサ５４を有する。ズーム駆動部１５２、フォーカス駆動部１５４、絞り駆動部４６、及びシャッタ駆動部４８は、それぞれステッピングモータ等の駆動手段を有し、撮像部１０に含まれる機構部材を駆動する。後述のレリーズスイッチ１１４の押下に応じ、測距センサ５２は被写体までの距離を測定し、測光センサ５４は被写体輝度を測定する。そして、測距センサ５２及び測光センサ５４は、測定された被写体までの距離のデータ（以下単に「測距データ」という）及び被写体輝度のデータ（以下単に「測光データ」という）を、それぞれ撮像系ＣＰＵ５０に供給する。
【００４１】
撮像系ＣＰＵ５０は、ユーザから指示されたズーム倍率等の撮影情報に基づき、ズーム駆動部１５２及びフォーカス駆動部１５４を制御して撮影レンズ部１３２のズーム倍率とピントの調整を行う。また、撮像系ＣＰＵ５０は、測距センサ５２から受け取った測距データに基づいて、ズーム駆動部１５２及びフォーカス駆動部１５４を制御してズーム倍率及びピントの調整を行ってもよい。
【００４２】
撮像系ＣＰＵ５０は、測光センサ５４から受け取った測光データに基づいて、絞り値及びシャッタスピードを決定する。決定された値に従い、絞り駆動部４６及びシャッタ駆動部４８は、絞り１３４の絞り量及びシャッタ１３６の開閉をそれぞれ制御する。
【００４３】
また、撮像系ＣＰＵ５０は、測光センサ５４から受け取った測光データに基づいて、ストロボ１４４の発光を制御し、同時に絞り１３４の絞り量を調整する。ユーザが映像の取込を指示したとき、ＣＣＤ１４０は電荷蓄積を開始し、測光データから計算されたシャッタ時間の経過後、蓄積電荷に基づく電子データを格納部１２０、又は画像処理部２０へ出力する。画像処理部２０は、電子データに対して、図１から図５に関連して説明した画像処理を行い、生成した画像データを格納部１２０に格納する。
【００４４】
システム制御部６０は、メインＣＰＵ６２、キャラクタ生成部８４、タイマ８６、及びクロック発生器８８を有する。メインＣＰＵ６２は、撮像装置１００全体、特にシステム制御部６０を制御する。メインＣＰＵ６２は、シリアル通信等により、撮像系ＣＰＵ５０との間で必要な情報の受け渡しをする。本実施形態において、メインＣＰＵ６２は、格納部１２０が格納した画像データを、外部装置に応じて選択する。
【００４５】
クロック発生器８８は、メインＣＰＵ６２の動作クロックを発生し、メインＣＰＵ６２に供給する。また、クロック発生器８８は、撮像系ＣＰＵ５０及び表示部３１０の動作クロックを発生する。クロック発生器８８は、メインＣＰＵ６２、撮像系ＣＰＵ５０、及び表示部３１０に対してそれぞれ異なる周波数の動作クロックを供給してもよい。
【００４６】
キャラクタ生成部８４は、撮影日時、タイトル等の撮影画像に合成する文字情報や、図形情報を生成する。タイマ８６は、例えば電池等でバックアップされ、常に時間をカウントし、当該カウント値に基づいて撮影画像の撮影日時に関する情報等の時刻情報をメインＣＰＵ６２に供給する。タイマ８６は、蓄電池から供給された電力により、デジタルカメラ本体の電源がオフである場合にも時間をカウントするのが望ましい。また、キャラクタ生成部８４及びタイマ８６は、メインＣＰＵ６２に併設されることが好ましい。
【００４７】
格納部１２０は、メモリ制御部６４、不揮発性メモリ６６、及びメインメモリ６８を有する。メモリ制御部６４は、不揮発性メモリ６６とメインメモリ６８とを制御する。不揮発性メモリ６６は、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去及びプログラム可能なＲＯＭ）やＦＬＡＳＨメモリ等で構成され、ユーザによる設定情報や出荷時の調整値等、撮像装置１００の電源がオフの間も保持すべきデータを格納する。不揮発性メモリ６６は、メインＣＰＵ６２のブートプログラムやシステムプログラム等を格納してもよい。
【００４８】
メインメモリ６８は、ＤＲＡＭのように比較的安価で容量の大きなメモリで構成されることが好ましい。メインメモリ６８は、撮像部１０から出力されたデータを格納するフレームメモリとしての機能、各種プログラムをロードするシステムメモリとしての機能、その他ワークエリアとしての機能を有する。不揮発性メモリ６６及びメインメモリ６８は、システム制御部６０内外の各部とバス８２を介してデータのやりとりを行う。また、不揮発性メモリ６６は、画像処理部２０が画像処理した画像データを格納する。
【００４９】
画像処理部２０は、図２に関連して説明した画像処理部２０と同一又は同様の機能及び構成を有する。また、画像処理部２０は、図２に関連して説明した画像処理部２０の構成に加え、画像データガンマ補正するガンマ補正部を更に備えてよい。また、外部接続部１３０は、オプション装置制御部７４、及び通信Ｉ／Ｆ部８０を有する。
【００５０】
メインメモリ６８は、メモリ制御部６４の制御に基づいて、輝度信号及び色差信号を格納する。また、メインメモリ６８は、画像処理部２０が、図２に関連して説明した画像処理を行った画像データを格納してよい。メインメモリ６８は、ノイズを低減し、圧縮処理された輝度信号及び色差信号を格納してよい。
【００５１】
また、画像処理装置２０はエンコーダを更に有してよい。エンコーダは、メインメモリ６８が格納した輝度信号と色差信号とを、ビデオ信号（ＮＴＳＣやＰＡＬ信号）に変換して端子９０から出力する。また、画像処理装置２０は、圧縮された画像を伸張する伸張処理部を更に有してよい。オプション装置７６に記録された圧縮データからビデオ信号を生成する場合、圧縮データは、まずオプション装置制御部７４を介して伸張処理部へ与えられる。続いて、伸張処理部で必要な伸張処理が施されたデータはエンコーダ７２によってビデオ信号へ変換される。
【００５２】
オプション装置制御部７４は、オプション装置７６が許容する信号仕様及びバス８２のバス仕様に従い、バス８２とオプション装置７６との間で必要な信号の生成、論理変換、及び／又は電圧変換等を行う。
【００５３】
撮像装置１００は、オプション装置７６として前述のメモリカードの他に、例えばＰＣＭＣＩＡ準拠の標準的なＩ／Ｏカードをサポートしてもよい。その場合、オプション装置制御部７４は、ＰＣＭＣＩＡ用バス制御ＬＳＩ等で構成してもよい。
【００５４】
通信Ｉ／Ｆ部８０は、撮像装置１００がサポートする通信仕様、たとえばＵＳＢ、ＲＳ−２３２Ｃ、イーサネット等の仕様に応じたプロトコル変換等の制御を行う。通信Ｉ／Ｆ部８０は、圧縮データ又はデジタル画像データを、端子９２を介して外部機器に出力してよい。通信Ｉ／Ｆ部８０は、必要に応じてドライバＩＣを含み、外部機器と端子９２を介して通信する。通信Ｉ／Ｆ部８０は、例えばプリンタ、カラオケ機、ゲーム機等の外部機器との間で独自のインターフェースによるデータ授受を行う構成としてもよい。
【００５５】
表示部３１０は、ＬＣＤモニタ１０２、ＬＣＤパネル１０４、モニタドライバ１０６、及びパネルドライバ１０８を有する。モニタドライバ１０６は、ＬＣＤモニタ１０２を制御する。また、パネルドライバ１０８は、ＬＣＤパネル１０４を制御する。ＬＣＤモニタ１０２は、例えば２インチ程度の大きさでカメラ背面に設けられ、現在の撮影や再生のモード、撮影や再生のズーム倍率、電池残量、日時、モード設定のための画面、被写体画像等を表示する。ＬＣＤパネル１０４は例えば小さな白黒ＬＣＤでカメラ上面に設けられ、画質（ＦＩＮＥ／ＮＯＲＭＡＬ／ＢＡＳＩＣ等）、ストロボ発光／発光禁止、標準撮影可能枚数、画素数、電池容量／残量等の情報を表示する。
【００５６】
操作部１１０は、パワースイッチ１１２、レリーズスイッチ１１４、機能設定部１１６、及びズームスイッチ１１８を有する。パワースイッチ１１２は、ユーザの指示に基づいて撮像装置１００の電源をオン／オフする。レリーズスイッチ１１４は、半押しと全押しの二段階押し込み構造を有する。一例として、レリーズスイッチ１１４が半押しされることにより、撮像制御部１５０は、自動焦点調整及び自動露出調整を行い、全押しされることにより、撮像部１０は、被写体像を取り込む。
【００５７】
機能設定部１１６は、例えば回転式のモードダイヤルや十字キー等であって、「ファイルフォーマット」、「特殊効果」、「印画」、「決定／保存」、「表示切換」等の設定を受け付ける。ズームスイッチ１１８は、撮像部１０が取得する被写体像のズーム倍率の設定を受け付ける。
【００５８】
以上の構成による主な動作は以下のとおりである。まずパワースイッチ１１２が押下され、撮像装置１００の各部に電力が供給される。メインＣＰＵ６２は、機能設定部１１６の状態を読み込むことで、撮像装置１００が撮影モードにあるか再生モードにあるかを判断する。
【００５９】
撮像装置１００が撮影モードの場合、メインＣＰＵ６２は、レリーズスイッチ１１４の半押し状態を監視する。レリーズスイッチ１１４の半押し状態が検出されたとき、撮像系ＣＰＵ５０は、測光センサ５４及び測距センサ５２からそれぞれ測光データと測距データを得る。撮像制御部１５０は、撮像系ＣＰＵ５０が得た測光データ及び測距データに基づいて、撮像部１０のピント、絞り等を調整する。調整が完了すると、ＬＣＤモニタは、「スタンバイ」等の文字を表示してユーザにその旨を伝える。
【００６０】
続いて、メインＣＰＵ６２は、レリーズスイッチ１１４の全押し状態を監視する。レリーズスイッチ１１４の全押し状態が検出されたとき、所定のシャッタ時間をおいてシャッタ１３６が閉じられ、ＣＣＤ１４０の蓄積電荷が、画像処理部２０へ掃き出される。画像処理部２０による処理の結果生成された画像データはバス８２へ出力される。画像データは一旦メインメモリ６８へ格納される。
【００６１】
一方、撮像装置１００が再生モードの場合、メインＣＰＵ６２は、出力するべき出力装置に応じた画像データを、格納部１２０から選択し、選択した画像データを出力装置に出力する。例えば、不揮発性メモリ６６からＬＣＤパネル１０４の特性に応じた画像データを読み出し、これを表示部３１０のＬＣＤモニタ１０２へ表示する。
【００６２】
この状態でユーザが機能設定部１１６にて「順送り」、「逆送り」を指示すると、メインＣＰＵ６２は不揮発性メモリ６６が格納した他の画像データを読み出し、これを表示部３１０のＬＣＤパネル１０４へ表示する。
【００６３】
本例において、画像処理部２０は、撮像装置１００に含まれていたが、他の例においては、画像処理部２０は、画像を処理するコンピュータ、与えられた画像を印刷するプリンタ、画像を読み込むスキャナ等に含まれていてもよい。
【００６４】
図７は、画像処理装置としてのコンピュータ２００の構成の一例を示す。コンピュータ２００は、ＣＰＵ７００と、ＲＯＭ７０２と、ＲＡＭ７０４と、通信インターフェース７０６と、ハードディスクドライブ７１０と、ＦＤディスクドライブ７１２と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７１６とを備える。ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０４、ハードディスク７１０、ＦＤディスク７１４、及び／又はＣＤ−ＲＯＭ７１８に格納されたプログラムに基づいて動作する。
【００６５】
通信インターフェース７０６は、インターネット等を介して外部と通信する。格納装置の一例としてのハードディスクドライブ７１０は、設定情報及びＣＰＵ７００が動作するプログラムを格納する。ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０４、及び／又はハードディスクドライブ７１０は、コンピュータ２００を図１に関連して説明した画像処理部２０として機能させるための画像処理プログラムを格納する。
【００６６】
画像処理プログラムは、コンピュータ２００を、画像処理するべき画像を取得する取得部と、画像の輝度信号の周波数成分に基づいて、輝度信号の周波数成分に対応する画像の色差信号の周波数成分を除去するノイズ低減部として機能させる。例えば、画像処理プログラムは、ＣＰＵ７００を、図２に関連して説明したＤＣＴ変換部２２、ノイズ低減部２４、画像圧縮部２６、閾値生成部２８、及びＹＣ変換部３０として機能させ、通信インターフェース７０６、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又はＦＤドライブを取得部として機能させる。
【００６７】
フロッピーディスクドライブ７１２はフロッピーディスク７１４から画像データまたはプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ７１６はＣＤ−ＲＯＭ７１８から画像データまたはプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。通信インターフェース７０６は、インターネット１０に接続してデータを送受信する。
【００６８】
ＣＰＵ７００が実行するソフトウエアは、フロッピーディスク７１４またはＣＤ−ＲＯＭ７１８等の記録媒体に格納されて利用者に提供される。記録媒体に格納されたソフトウエアは圧縮されていても非圧縮であっても良い。ソフトウエアは記録媒体からハードディスクドライブ７１０にインストールされ、ＲＡＭ７０４に読み出されてＣＰＵ７００により実行される。
【００６９】
コンピュータ２００は、画像処理を行う画像を、ＣＤ−ＲＯＭ７１８、及び／又はＦＤディスク７１６から受け取ってよい。また、通信インターフェースを介して、外部から画像を受け取ってもよい。また、コンピュータ２００は、ディジタルカメラにおいて画像を格納する記憶素子から、当該画像を読み込む手段を有してよい。
【００７０】
また、画像処理プログラムは記録媒体から直接ＲＡＭに読み出されて実行されても、一旦ハードディスクドライブにインストールされた後にＲＡＭに読み出されて実行されても良い。更に、上記プログラムは単一の記録媒体に格納されても複数の記録媒体に格納されても良い。また記録媒体に格納される画像処理プログラムは、オペレーティングシステムとの共同によってそれぞれの機能を提供してもよい。例えば、画像処理プログラムは、機能の一部または全部を行うことをオペレーティングシステムに依頼し、オペレーティングシステムからの応答に基づいて機能を提供するものであってもよい。
【００７１】
画像処理プログラムを格納する記録媒体としては、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭの他にも、ＤＶＤ、ＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、ＩＣカードやミニチュアーカードなどの半導体メモリー等を用いることができる。又、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の格納装置を記録媒体として使用してもよい。本例におけるコンピュータ２００によれば、画像処理部２０と同様に、ガンマ補正処理及び輪郭補正処理を行い、且つノイズの小さい画像を生成することができる。
【００７２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、画像の色差信号のノイズを精度よく低減することができる。また、ノイズ低減処理における画像のエッジ部の除去を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】画像処理部２０の詳細な構成の一例を示す図である。
【図３】ＤＣＴ変換部２２が離散コサイン変換した輝度信号及び色差信号の一例を示す図である。（ａ）は、輝度信号Ｙの離散コサイン変換を示す図である。（ｂ）は、色差信号Ｃｒの離散コサイン変換を示す図である。（ｃ）は、色差信号Ｃｂの離散コサイン変換を示す図である。
【図４】輝度信号Ｙの周波数成分と閾値との関係の一例を示す図である。
【図５】ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の例について説明する図である。（ａ）は、ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の一例について説明する図である。（ｂ）は、ノイズ低減部２４におけるノイズ低減方法の他の例を説明する図である。
【図６】撮像装置１００の詳細な構成の一例を示す図である。
【図７】画像処理装置としてのコンピュータ２００の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・撮像部、２０・・・画像処理部、２２・・・ＤＣＴ変換部、２４・・・ノイズ低減部、２６・・・画像圧縮部、２８・・・閾値生成部、３０・・・ＹＣ変換部、６０・・・システム制御部、１００・・・撮像装置、１１０・・・操作部、１２０・・・格納部、１３０・・・外部接続部、１５０・・・撮像制御部、２００・・・コンピュータ、３１０・・・表示部

Claims

被写体の画像を撮像する撮像装置であって、
前記画像を取得する撮像部と、
前記画像の輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換するＤＣＴ変換部と、
離散コサイン変換された前記輝度信号の周波数成分が、予め定められた閾値より小さい場合、離散コサイン変換された前記色差信号の対応する周波数成分を除去するノイズ低減部と
を備える撮像装置。
前記閾値を生成する閾値生成部
をさらに備え、
前記ＤＣＴ変換部は、前記画像のｍ×ｎ画素のブロックに分割し、分割したそれぞれのブロックにおいて、輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換し、
前記閾値生成部は、前記画像のｍ×ｎ画素のブロック毎の平均輝度に応じた前記閾値をブロック毎に生成し、平均輝度が高いブロックの場合に高い前記閾値を生成し、平均輝度が低いブロックの場合に低い前記閾値を生成する
請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像部の感度が高い場合に高い前記閾値を生成し、前記撮像部の感度が低い場合に前記低い閾値を生成する閾値生成部
をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
画像処理すべき画像を取得する取得部と、
前記画像の輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換するＤＣＴ変換部と、
離散コサイン変換された前記輝度信号の周波数成分が、予め定められた閾値より小さい場合、離散コサイン変換された前記色差信号の対応する周波数成分を除去するノイズ低減部と
を備える画像処理装置。
前記閾値を生成する閾値生成部
をさらに備え、
前記ＤＣＴ変換部は、前記画像のｍ×ｎ画素のブロックに分割し、分割したそれぞれのブロックにおいて、輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換し、
前記閾値生成部は、前記画像のｍ×ｎ画素のブロック毎の平均輝度に応じた前記閾値をブロック毎に生成し、平均輝度が高いブロックの場合に高い前記閾値を生成し、平均輝度が低いブロックの場合に低い前記閾値を生成する
請求項４に記載の画像処理装置。
画像処理すべき画像を取得する段階と、
前記画像の輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換する段階と、
離散コサイン変換された前記輝度信号の周波数成分が、予め定められた閾値より小さい場合、離散コサイン変換された前記色差信号の対応する周波数成分を除去する段階と
を備える画像処理方法。
画像処理プログラムであって、コンピュータを、
画像処理すべき画像を取得する取得部、
前記画像の輝度信号及び色差信号を離散コサイン変換するＤＣＴ変換部、及び
離散コサイン変換された前記輝度信号の周波数成分が、予め定められた閾値より小さい場合、離散コサイン変換された前記色差信号の対応する周波数成分を除去するノイズ低減部
として機能させる画像処理プログラム。