JP4102169B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を複数のチャンネル出力として読み出した撮像画像を信号処理する場合に、チャンネル間のゲイン調整で補正しきれない縞ノイズを軽減できるようにした画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、全画素読み出し方式のCCD(電荷結合素子、Charge Coupled Deviceの略)のように、複数のチャンネル出力を持つ撮像素子がある。例えば、2チャンネル読み出し型のCCDは、駆動周波数を低くするために水平転送レジスタを2本有し、奇数ラインの信号電荷と偶数ラインの信号電荷とを別々の水平転送レジスタにて同時に転送し、1水平転送期間内に2ライン分の信号電荷を読み出すものである。
【0003】
複数のチャンネル出力を持つCCDにおいては、チャンネル間のゲインばらつきが発生した場合、そのばらつきがチャンネル間の出力信号のレベル差となって、画像に縞ノイズとして現れることとなる。従って、チャンネル間のゲインばらつきを補正するために、特開平10-276976号公報に記載されているように、それぞれのチャンネルの出力をサンプリングし、その平均値を比較するなどして、チャンネル間の出力のゲイン調整を行い、チャンネル間のゲインのマッチングをとることが行われている。しかし、複数チャンネル間において、異なる様相のシェーデイングが発生しているような場合、チャンネル間のばらつきが補正しきれず、その結果、画像に縞ノイズが残ってしまう場合がある。
【0004】
また、他の先行技術として、特開昭62-296668号公報には、画像信号中の注目画素信号の前後左右に位置する画素信号に基づいて当該注目画素信号の補正を行う際に、注目画素信号と前後左右に位置する画素信号との濃度差が夫々所定範囲の場合に補正を行わないように制御し、それ以外の時に補正値を出力するように制御する画像補正回路が開示されている。
【0005】
また、特開平4-239886号公報には、複数の走査線から構成される画像信号より、注目画素及び注目画素の周囲に2次元的に近接する近接画素群の画素値を出力する画素値群抽出手段と、近接画素値群に対し注目画素の画素値が所定の閾値以上差があるかを検出することにより注目画素にノイズが含まれているか否かを判定するノイズ判定手段と、ノイズ判定手段による判定結果を元に注目画素及び近接画素群の画素値のうち何れか一つの画素値を選択し出力する画素値選択手段とを有する画像雑音装置が開示されている。
【0006】
さらに、特開平9-218940号公報には、画像内の不良画像を補間する画面処理装置であって、複数の画素からなる有効画像領域が複数散在する画像を入力する画像入力手段と、不良画像が存在する有効画像領域を特定する領域特定手段と、前記不良画像が存在する有効画像領域の周辺にある少なくとも1つの有効画像領域を含む周辺領域から得られる画像をもって前記不良画像を補間する補間手段とを備えた画像処理装置が開示されている。これにより、不良画像が複数の画素に跨って存在する画像における当該不良画像を補間することにより、良好な出力画像を得ることができるようにしている。
【0007】
またさらに、特開平11-308625号公報には、デジタル変換された入力信号から映像信号を形成するカメラ信号処理回路を備えてなる撮像装置であって、カメラ信号処理回路は、入力信号のエッジを検出するエッジ検出部と、入力信号の輝度情報を抽出する輝度信号処理部と、入力信号の色情報を抽出する色差信号処理部とを具備しており、画像の水平方向に沿って連続した3つの画素それぞれの信号量D1,D2,D3と予め定められた設定値Aとが、|D1−D2|>Aかつ|D1−D3|>Aまたは|D1−D3|>Aかつ|D2−D3|>Aとなる条件がエッジ検出部で満たされているときには、色差信号処理部で色差信号を抑圧する撮像装置が開示されている。
【0008】
しかし、上記特開昭62-296668号公報、特開平4-239886号公報、特開平9-218940号公報、特開平11-308625号公報のいずれの公報にも、複数のチャンネル出力を持つ撮像素子からの複数チャンネルの画像を信号処理する場合に、チャンネル間のゲイン調整では補正しきれず、画像に縞ノイズが残ってしまう課題を解決する手段については記載されていない。
【0009】
【特許文献1】
特開平10-276976号公報(第1−2頁、図1)
【0010】
【特許文献2】
特開昭62-296668号公報(第1−2頁、第1図)
【0011】
【特許文献3】
特開平4-239886号公報(第1−3頁、図1)
【0012】
【特許文献4】
特開平9-218940号公報(第1−3頁、図1)
【0013】
【特許文献5】
特開平11-308625号公報(第1−3頁、図1)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平10-276976号公報に記載されている縞ノイズを補正する方法としては、画像全体に対して平滑化処理を行って補正する方法があるが、被写体のエッジなどの必要な情報もぼかしてしまい、画質が劣化してしまうという問題があった。
【0015】
本発明は上記の問題に鑑み、被写体のエッジなどの必要な情報を劣化させることなく、ゲイン調整では補正しきれず発生していたチャンネル間のばらつきに起因する縞ノイズを、画質を劣化させることなく、縞ノイズのみを軽減可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の画像処理装置は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、を備え、前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0018】
本発明の第2の画像処理装置は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、を撮像素子のチャンネル間ばらつきを補正するための手段の後段に設け、前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0020】
本発明の第3の画像処理装置は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、を拡大処理手段の前段に設け、前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0022】
本発明の第1の画像処理方法は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステッブと、前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、を含み、前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0024】
本発明の第2の画像処理方法は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステップと、前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、を撮像素子のチャンネル間ばらつきを補正するステップの後段に設け、前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0026】
本発明の第3の画像処理方法は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステップと、前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、を拡大処理を行うステップの前段に設け、前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1〜図12は、本発明の第1の実施の形態に係り、図1は、画像処理装置の基本構成を示すブロック図、図2は、チャンネル間のばらつきを補正しきれずに発生した縞ノイズの様子を示す図、図3は、図2のAB間の信号レベルを表した図、図4は、図1の固定パターン検出部の処理フローを示すフローチャート、図5は、図4の処理ステップS3で検出する条件の例を示す図、図6及び図7は、図4の処理ステップS3で検出されない条件の例を示す図、図8は、図4の処理ステップS10で縞ノイズを検出する条件の例を説明するための説明図、図9は、図4の処理ステップS10で縞ノイズを検出しない条件の例を説明するための説明図、図10は、図1の補正量算出部の処理フローを示すフローチャート、図11は、図1の縞ノイズ補正部の処理フローを示すフローチャート、図12は、本実施の形態の装置又は方法による処理結果を示す図である。
【0029】
本実施の形態では、縦縞ノイズを効果的に除去する信号処理を行う画像処理装置を示すものである。縦縞ノイズとは、例えばチャンネル間のばらつきを補正しきれずに発生した縞ノイズである。ここでは、1ドットおきの縦縞ノイズとなる場合を考える。撮像された画像を拡大している場合などには、1ドット以上おきの縦縞ノイズとなることがあるが、この場合は、検出条件をその縞ノイズにあわせればよく、基本的な考え方は変わらない。本実施の形態では、説明を簡略化するために1ドットおきの縦縞ノイズについて説明を行う。
【0030】
図1で本発明に係る画像処理装置の構成を説明する前に、図2及び図3を参照して縦縞ノイズについて説明する。
図2にモニタ画面(図では8角形状)に映出される画像の縦縞ノイズ(固定パターン)の様子を示す。縦縞ノイズの発生している部分(図2のAB間)の信号レベルは、白チャートのような一様な被写体を撮像した場合、図3のように1ドットおきに信号レベルの高い画素と低い画素が交互に並んだようになっている。
【0031】
従来のように平滑化フィルタなどを用いてこの信号レベルのゲインばらつきを補正すると、縞ノイズの発生していない部分も平滑化を行ってしまうため、例えば、被写体の微細なエッジ変化などがつぶれてしまい、画質が劣化してしまう。
【0032】
また、縞ノイズの発生している画像部分でも、縞ノイズではないエッジが存在する場合、例えば、被写体が解像度チャートなどのような場合に、細かいビッチで急激に変化するエッジもぼけて劣化してしまうということがあった。
【0033】
本発明では、このような点に鑑みて、縞ノイズのみを検出し、これを補正することができる画像処理装置を提供するものである。
【0034】
すなわち、本発明に係る画像処理装置は、入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、を具備したものである。
【0035】
図1に示す本発明の画像処理装置は、例えば2チャンネル読み出し型の撮像素子から得られる奇数ライン,偶数ラインの2つの信号をチャンネル間でゲイン調整を行い、そのときチャンネル間のばらつきを補正しきれずに発生した縞ノイズを補正処理するものであり、図1では、奇数ライン,偶数ラインの2つの信号をチャンネル間でゲイン調整した後、このゲイン調整後の2チャンネルの信号を合成した後の画像信号につき、その縞ノイズを補正処理する構成を示している。
【0036】
図1に示す画像処理装置は、入力された画像データから処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、画素毎に固定パターンを検出する固定パターン検出部1と、入力された画像データから画素毎に補正量を算出する補正量算出部2と、固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正量算出部2によって算出された補正量に基づいて補正を行う縞ノイズ補正部3と、を具備して構成されている。上記固定パターン検出部1は固定パターン検出手段を構成し、上記補正量算出部2及び縞ノイズ補正部3は固定パターン補正手段を構成している。
【0037】
次に、図4のフローチャートを用いて、図1の固定パターン検出部1の動作について説明する。
入力された画像は、図4のS1〜S5に示されるように、遅延されないデータA、1ドット遅延(ステップS1)されたデータB、 2ドット遅延(ステップS2)されたデータCから、処理対象(Bにあたる)の画素データを両隣の画素データと比較して、凸型であるか、凹型であるか判断される(ステップS3)。ステップS3では、図5のようにBの位置の画素が両隣の画素と比較して信号レベルがともに高く、両隣の画素との信号レベル差が10%以内の場合は凸型と判断して、また、図示しないが、逆に信号レベルがともに低く、両隣の画素との信号レベル差が10%以内の場合には凹型と判断して、変数“Flag”に1を代入する(ステップS4)。図6のように、隣との信号レベルの差が10%以上だったり、図7のように階段状の変化をしている場合には、変数“Flag”に0を代入する(ステップS5)。
【0038】
尚、本実施の形態では、説明の簡略化のため、縦縞ノイズで発生する隣の画素との信号レベル差は、信号レベルの10%以内であるものとしているが、この条件は、撮像装置の特性やチャンネル間ばらつきの補正方法などによっても変化するものであるため、これらを考慮して適宜変更して決定すればよく、例えば、信号レベルの2,4,8,16%以内や2〜8%,4〜16%等、本実施の形態に記載される条件の“信号レベルの10%以内”に限られるものではない。
【0039】
次に、図4のS6〜S12に示されるように、遅延されないFlagイ、1ドット遅延(ステップS6)されたFlagロ、2ドット遅延(ステップS7)されたFlagハ、3ドット遅延(ステップS8)されたFlagニ、4ドット遅延(ステップS9)されたFlagホから、隣り合う画素において凸型又は凹型が連続しているかを判断する(ステップS10)。ステップS10では、図8において、ハの位置にあたる画素のFlagが1の時、イ、ロ、ハの画素のFlagがともに1、または、ハ、二、ホの画素のFlagがともに1、または、ロ、ハ、ニの画素のFlagがともに1であれば、縦縞の固定パターンを検出したと判断して、変数“Shima”に1を代入する(ステップS11)。これ以外のときは、縦縞の固定パターンを検出しなかったとして、変数“Shima”に0を代入する(ステップS12)。
【0040】
図8の場合は、ハ、ニ、ホの画素のFlagがともに1、また、ロ、ハ、ニの画素のFlagがともに1であるので、変数”Shima “に1を代入する。例えば、図9のような場合、いずれかの画素の変数“Flag“が1であったとしても、縦縞ノイズとして検出は行わない。
【0041】
上記の図4の処理方法によれば、1ドットおきに発生する縦縞ノイズだけを検出することが可能である。尚、縦縞ノイズの検出条件は上記した方法に限らず、例えば、メモリの数を増やして、凸型や凹型が4つ続けて連続している場合や、メモリを削減して凸型や凹型がひとつ存在しているだけで縦縞ノイズであると判断するなどしても良い。
【0042】
次に、図10のフローチャートを用いて、図1の補正量算出部2の動作について説明する。
補正量算出部2に入力された画像データは、遅延されないデータA、1ドット遅延(ステップS21)されたデータB、2ドット遅延(ステップS22)されたデータCから、 B−A と B−C が算出される(ステップS23,S24)。そして、ステップS25で、 B−A と B−C で値の大きい方が選択され(ステップS25)、変数“H”に代入される(ステップS26,S27)。その後、変数“H”は、2分の1されて補正値として出力される(ステップS28)。
【0043】
補正値を隣の画素との信号レベル差の大きい方の1/2とすることによって、例えば、ホワイトチャートなどのように均一な被写体を撮像した場合、図1の後段の縞ノイズ補正部3で補正された信号レベルは、図12に示されるように隣の画素と同じ信号レベルとなり、縦縞ノイズが補正される。
【0044】
次に、図11のフローチャートを用いて、図1の縞ノイズ補正部3の動作について説明する。
固定パターン検出部1から入力された画像の変数“Shima”が1か否かが判断され(ステップS31)、変数“Shima”=1である画素について、入力画像データと補正量算出部2からの補正値H/2とを用いて、図4の固定パターン処理ステップS3で凸型と判断された場合には、(画像データ)−(補正値H/2)、凹型と判断された場合には、(画像データ)+(補正値H/2)を出力する(ステップS32)。
【0045】
ステップS31で変数“Shima”=0である画素については、入力画像データがそのまま出力される(ステップS33)。
【0046】
以上のように、本実施の形態の画像処理装置によれば、図12に示すように、被写体のエッジなどが存在する部分のように隣の画素との信号レベルの差が大きい部分や、縦縞ノイズの発生していない部分のように隣の画素との信号レベルの差が階段状になっている部分は補正を行わず、縦縞ノイズの発生している部分のみの信号レベルを隣の画素の信号レベルとの差が小さくなるように補正を行うため、従来の平滑化フィルタを用いた方法に比べて、被写体のエッジ情報等を劣化させることなく、縦縞ノイズのみを効率よく軽減することが可能となる。
【0047】
尚、本実施の形態では、縦縞ノイズに適用可能な画像処理装置について説明を行ったが、横縞ノイズの場合でも図4、図10の1ドット遅延処理を1ライン遅延処理に変更すれば、同様に横縞ノイズに適用可能な画像処理装置となる。また、ビートノイズのような斜め縞のノイズについても、本実施の形態では、横方向、または縦方向のみの情報によって縞の検出を行っているため、全く同様の構成の画像処理装置で適用可能である。
【0048】
図13は本発明の第2の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
図13に示すように、本実施の形態の画像処理装置は、入力された画像データを1ライン遅延させる1ラインメモリ11aと、1ラインメモリ11aの出力をさらに1ライン遅延させる1ラインメモリ11bと、入力画像データと1ラインメモリ11aの出力を減算する減算部12aと、1ラインメモリ11aと1ラインメモリ11bの出力を減算する減算部12bと、減算部12a,12bの各出力と1ラインメモリ11aの出力から両隣の画素よりともに信号レベルが高い、または低い画素を検出する条件検出部13と、条件検出部13の出力を1ライン遅延させる1ラインメモリ14aと、1ラインメモリ14aの出力をさらに1ライン遅延させる1ラインメモリ14bと、1ラインメモリ14bの出力をさらに1ライン遅延させる1ラインメモリ14c、1ラインメモリ14cの出力をさらに1ライン遅延させる1ラインメモリ14dと、条件検出部13の出力と1ラインメモリ14a〜14dの各出力から横縞ノイズを検出する横縞ノイズ検出部15と、減算部12a,12bの各出力から補正値を算出する補正値算出部16と、横縞ノイズ検出部15の出力と補正値算出部16の出力、1ラインメモリ11a、14bの出力から横縞ノイズを補正する横縞ノイズ補正部17とを具備して構成されている。
【0049】
次に、図13の動作を説明する。
本実施の形態の画像処理装置は、第1の実施の形態と同様の動作をする、横縞ノイズが補正可能な画像処理装置である。
【0050】
まず、入力された画像データは、1ラインメモリ11aの出力を中心画素として上下の画素、すなわち、入力画像データと1ラインメモリ11bの出力との信号レベルの差を算出される。減算部12aでは、(1ラインメモリ11aの出力)−(入力画像データ)、減算部12bでは、(1ラインメモリ11aの出力)−(1ラインメモリ11bの出力)が算出される。
【0051】
算出された信号レベルの差は、条件検出部13に入力される。条件検出部13では、これらの信号レベルの差と中心画素の信号レベルから、中心画素の信号レベルが上下の画素の信号レベルよりともに高い凸型か低い凹型かが決定される。減算部12a,12bの出力がともに正の値でかつ中心画素の信号レベルの10%以内である時には凸型と判断し、+1を出力する。減算部12a,12bの出力がともに負の値でかつ中心画素の信号レベルの10%以内であるときには凹型と判断し、−1を出力する。
【0052】
横縞ノイズ検出部15では、条件検出部13の出力、1ラインメモリ14a〜14dの出力から、横縞ノイズを検出する。検出の方法は、第1の実施の形態と基本的には同様であり、図4のS6〜S9において、1ドット遅延の代わりに1ライン遅延を行うことによって、横縞ノイズ検出を可能としたものである。1ラインメモリ14bの出力を含めた、“条件検出部13,1ラインメモリ14a,1ラインメモリ14b”、“1ラインメモリ14a,1ラインメモリ14b,1ラインメモリ14c”、“1ラインメモリ14b,1ラインメモリ14c,1ラインメモリ14d”の出力の3つのパターンが“+1,−1,+1”または、“−1,+1,−1”に当てはまる場合に横縞ノイズが存在する画素として判断する。尚、第1の実施の形態と同様に、横縞ノイズの検出条件は、上記した条件に限ったものではない。
【0053】
補正値算出部16では、第1の実施の形態と同様にして、減算部12a,12bの出力から値の大きい方を選択して、その値を1/2して補正値として出力を行う。
【0054】
横縞ノイズ補正部17は、横縞ノイズ検出部15で横縞ノイズがあると判断された画素に対して、1ラインメモリ14bの出力が+1である時は、1ラインメモリ11aの出力の原画像データから補正値算出部16の出力を減算する。また、1ラインメモリ14bの出力が−1である時は、1ラインメモリ11aの出力の原画像データに補正値算出部16の出力を加算する。
【0055】
以上のようにして、第1の実施の形態と同様に、被写体のエッジ情報などを劣化させることなく、横縞ノイズのみを効率よく軽減することが可能である。尚、本実施の形態では、演算処理のタイミングを調整するメモリは特に図示していないが、必要に応じて使用することは、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【0056】
図14及び図15は、本発明の第3の実施の形態に係り、図14は、撮像装置20の構成を示すブロック図、図15は、撮像装置20の信号処理部25に含まれる縦縞ノイズ処理部250の構成を示すブロック図である。
【0057】
図14に示すように、本実施の形態の撮像装置20は、CCD21と、プロセス回路22と、A/Dコンバータ23と、CCD21のチャンネル間のばらつきを補正するゲイン調整回路24と、縦縞ノイズ処理部250を有した信号処理回路25と、拡大回路26と、D/Aコンバータ27とを具備して構成されている。CCD21は2チャンネル読み出し型のCCDであり、CCD21からゲイン調整回路24に至る処理系統は、奇数ドット,偶数ドットの2つの信号ラインを有する2系統の回路構成となっているが、図14では簡略化のため、CCD21,プロセス回路22,A/Dコンバータ23,ゲイン調整回路24をそれぞれ1つのブロックのみで表している。
【0058】
信号処理回路25には、図15に示すように、前段のゲイン調整回路24でチャンネル間のばらつきを補正しきれずに発生した縦縞ノイズを補正するための縦縞ノイズ処理部250が設けられている。なお、拡大回路26は、縦縞ノイズ処理後に1系統にされたデジタル映像信号に対して、図示しないモニタ上に表示される画像の大きさに応じた拡大率で電子拡大処理を行うものである。
【0059】
次に、上記の撮像装置20の信号処理回路25に設けられている縦縞ノイズ処理部250の構成を説明する。縦縞ノイズ処理部250は、図15に示すように、入力された画像データを1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ251aと、1ドット遅延メモリ251aの出力をさらに1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ251bと、入力画像データと1ドット遅延メモリ251aの出力を減算する減算部252aと、1ドット遅延メモリ251aと1ドット遅延メモリ251bの出力を減算する減算部252bと、減算部252a,252bと1ドット遅延メモリ251aの出力から両隣の画素よりともに信号レベルが高い、または低い画素を検出する条件検出部253と、条件検出部253の出力を1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ254aと、1ドット遅延メモリ254aの出力をさらに1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ254bと、1ドット遅延メモリ254bの出力をさらに1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ254cと、1ドット遅延メモリ254cの出力をさらに1ドット遅延させる1ドット遅延メモリ254dと、条件検出部253の出力と1ドット遅延メモリ254a〜254dの出力から縦縞ノイズを検出する縦縞ノイズ検出部255と、縦縞ノイズ検出部255の出力と1ドット遅延メモリ251a,254bの出力から縦縞ノイズを補正する縦縞ノイズ補正部256とを具備して構成されている。
【0060】
次に、図14の撮像装置20及び図15の縦縞ノイズ処理部250の動作を説明する。
撮像装置20では、CCD21や、CCDドライバ及びプリアンプ等が設けられたプロセス回路22によって映像化された映像信号は、A/Dコンバータ23でアナログ信号からデジタル信号に変換され、ゲイン調整回路24によって、CCD21のチャンネル間ばらつきが補正される。信号処理回路25には、縦縞ノイズ処理部250が設けられており、ゲイン調整回路24で補正することができなかった同一チャンネルのシェーディングに起因する縦縞ノイズを補正する。その後、拡大回路26によって画像が拡大処理され、映像信号はD/Aコンバータ27でアナログ信号に変換されて出力されたり、直接デジタル信号のまま出力されたりする。
【0061】
縦縞ノイズ処理部250では、入力された画像データは、1ドット遅延メモリ251aの出力を中心画素として左右の画素、すなわち、1ドット遅延メモリ251aの出力に対して、入力画像データと1ドット遅延メモリ251bの出力との各信号レベルの差を算出される。減算部252aでは、(1ドット遅延メモリ251aの出力)−(入力画像データ)、減算部252bでは、(1ドット遅延メモリ251aの出力)−(1ドット遅延メモリ251bの出力)が算出される。
【0062】
算出された信号レベルの差は、条件検出部253に入力される。条件検出部253では、これらの信号レベルの差と中心画素の信号レベルから、中心画素の信号レベルが左右の画素の信号レベルよりともに高い凸型か低い凹型かが決定される。減算部252a,252bの出力がともに正の値でかつ中心画素の信号レベルの10%以内である時には凸型と判断し、+1を出力する。減算部252a,252bの出力がともに負の値でかつ中心画素の信号レベルの10%以内であるときには凹型と判断し、−1を出力する。
【0063】
縦縞ノイズ検出部255では、条件検出部253の出力、1ドット遅延メモリ254a〜254dの出力から、縦縞ノイズを検出する。1ドット遅延メモリ254bの出力を含めた、“条件検出部253,1ドット遅延メモリ254a,1ドット遅延メモリ254b”、“1ドット遅延メモリ254a,1ドット遅延メモリ254b,1ドット遅延メモリ254c”、“1ドット遅延メモリ254b,1ドット遅延メモリ254c,1ドット遅延メモリ254d”の出力の3つのパターンが“+1,−1,+1”または、“−1,+1,−1”に当てはまる場合に縦縞ノイズが存在する画素として判断する。尚、第1,第2の実施の形態と同様に、縦縞ノイズの検出条件は、上記した条件に限ったものではない。
【0064】
縦縞ノイズ補正部256は、縦縞ノイズ検出部255で縦縞ノイズがあると判断された画素に対して、1ドット遅延メモリ254bの出力が+1である時は、1ドット遅延メモリ254aの出力(原画像データ)の信号レベルの5%を減算する。また、1ドット遅延メモリ254bの出力が−1である時は、1ドット遅延メモリ254aの出力(原画像データ)の信号レベルの5%を加算する。
【0065】
以上のようにして、第1,第2の実施の形態と同様に、被写体のエッジ情報などを劣化させることなく、縦縞ノイズのみを効率よく軽減することが可能である。尚、本実施の形態でも演算処理のタイミングを調整するメモリは特に図示していないが、第2の実施の形態と同様に、必要に応じて使用することは、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【0066】
尚、本発明では、縞ノイズの補正方法として、主にゲイン調整による方法について記載したが、3×3、1×3、5×5などの空間フィルタを用いた平滑化処理を行っても良い。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の本発明によれば、縦縞ノイズや横縞ノイズ、さらには斜め状のノイズなどの固定パターンを検出し、固定パターンが検出された部分のみに対して、ゲイン調整や平滑化処理などの補正処理を行うことによって、被写体のエッジ情報などの重要な情報を劣化させることなく、効果的にノイズを軽減することが可能である。
【0068】
請求項2の本発明によれば、チャンネル間ばらつきを補正し切れなかった為、発生する縞ノイズを低減することが出来る。
【0069】
請求項3の本発明によれば、1ドット又は1ラインごとに発生したノイズを補正すればよいので、構成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る、画像処理装置の基本構成を示すブロック図。
【図2】モニタ画面に映出される画像における、チャンネル間のばらつきを補正しきれずに発生した縞ノイズの様子を示す図。
【図3】図2のAB間の信号レベルを表した図。
【図4】図1の固定パターン検出部の処理フローを示すフローチャート。
【図5】図4の処理ステップS3で検出する条件の例を示す図。
【図6】図4の処理ステップS3で検出されない条件の例を示す図。
【図7】図4の処理ステップS3で検出されない条件の例を示す図。
【図8】図4の処理ステップS10で縞ノイズを検出する条件の例を説明するための説明図。
【図9】図4の処理ステップS10で縞ノイズを検出しない条件の例を説明するための説明図。
【図10】図1の補正量算出部の処理フローを示すフローチャート。
【図11】図1の縞ノイズ補正部の処理フローを示すフローチャート。
【図12】本実施の形態の装置又は方法による処理結果を示す図。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係る、撮像装置の構成を示すブロック図。
【図15】図14の撮像装置の信号処理回路に含まれる縦縞ノイズ処理部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…固定パターン検出部(固定パターン検出手段)
2…補正量算出部(固定パターン補正手段)
3…縞ノイズ補正部(固定パターン補正手段)
Claims (12)
- 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、
前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、
を備え、
前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理装置。 - 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、
前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、
を撮像素子のチャンネル間ばらつきを補正するための手段の後段に設け、
前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理装置。 - 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理装置において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出する固定パターン検出手段と、
前記固定パターン検出手段によって固定パターンが検出された画素に対してのみ、補正処理を行う固定パターン補正手段と、
を拡大処理手段の前段に設け、
前記固定パターン検出手段は、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するものであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理装置。 - 前記固定パターン補正手段は、注目画素の信号レベルを調整することによって補正を行うことを特徴とする請求項1−3のいずれか1つに記載の画像処理装置。
- 前記固定パターン補正手段は、注目画素の信号レベルを注目画素と注目画素に隣接する画素の情報に基づいて調整することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記固定パターン補正手段は、注目画素の信号レベルを注目画素と注目画素に隣接する画素の信号レベルの差に基づいて調整することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステッブと、
前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、
を含み、
前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理方法。 - 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステップと、
前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、
を撮像素子のチャンネル間ばらつきを補正するステップの後段に設け、
前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理方法。 - 入力された画像データに対して信号処理を施す画像処理方法において、
処理対象となる画素データとその周辺画素のデータを用いて、所定の固定パターンを検出するステップと、
前記ステップにて所定の固定パターンが検出された画素に対して補正処理を行うステップと、
を拡大処理を行うステップの前段に設け、
前記固定パターンを検出するステップは、注目画素と当該注目画素に隣接する画素との信号レベルの差によって固定パターンを検出するステップであって、前記注目画素の信号レベルが、当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも高い第1パターンであるかまたは当該注目画素に隣接する画素の信号レベルよりも低い第2パターンであり、かつ、当該注目画素に隣接する画素も同様に前記第1パターンであるかまたは前記第2パターンである場合に固定パターンであると判断することを特徴とする画像処理方法。 - 前記補正処理を行うステップは、注目画素の信号レベルを調整することによって補正を行うことを特徴とする請求項7−9のいずれか1つに記載の画像処理方法。
- 前記補正処理を行うステップは、注目画素の信号レベルを注目画素と注目画素に隣接する画素の情報に基づいて調整することを特徴とする請求項10に記載の画像処理方法。
- 前記補正処理を行うステップは、注目画素の信号レベルを注目画素と注目画素に隣接する画素の信号レベルの差に基づいて調整することを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
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