JP4133908B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを格納した記憶媒体 Download PDFInfo
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- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
Description
(式1)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
Go=G33またはGo=(G33*4+G22+G42+G24+G44)/8
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q23+Q43)/2
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
Go=(G32+G23+G43+G34)/4
Po=P33
Qo=(Q22+Q42+Q24+Q44)/4
Go:注目画素の出力G信号
Po:注目画素の出力P信号
Qo:注目画素の出力Q信号
ただし、(P,Q)=(R,B)または(B,R)
以上、式1を示した。
(式2)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
DDru=(|G51−G33|+|G42−G33|+|G24−G33|+|G15−G33|+|G22−G31|+|G22−G13|+|G44−G53|+|G44−G35|)/2
DDho=(|G13−G33|+|G53−G33|+|G22−G42|+|G24−G44|)
DDrd=(|G11−G33|+|G22−G33|+|G44−G33|+|G55−G33|+|G42−G31|+|G42−G53|+|G24−G13|+|G24−G35|)/2
DDve=(|G31−G33|+|G35−G33|+|G22−G24|+|G42−G44|)
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
DDru=(|P33−P51|+|P33−P15|)*2
DDho=(|P33−P13|+|P33−P53|)*2
DDrd=(|P33−P11|+|P33−P55|)*2
DDve=(|P33−P31|+|P33−P35|)*2
DDru:右斜め上方向の方向性データ算出式
DDho:水平方向の方向性データ算出式
DDrd:右斜め下方向の方向性データ算出式
DDve:垂直方向の方向性データ算出式
以上、式2を示した。
(式3)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
DDru={(|G51−G33|+|G42−G33|+|G24−G33|+|G15−G33|+|G22−G31|+|G22−G13|+|G44−G53|+|G44−G35|)/2+(|P32−P14|+|P52−P34|)+(|Q41−Q23|+|Q43−Q25|)}/2
DDho={(|G13−G33|+|G53−G33|+|G22−G42|+|G24−G44|)+(|Q23−Q43|)*2+(|P12−P32|+|P52−P32|+|P14−P34|+|P54−P34|)/2}/2
DDrd={(|G11−G33|+|G22−G33|+|G44−G33|+|G55−G33|+|G42−G31|+|G42−G53|+|G24−G13|+|G24−G35|)/2+(|P32−P54|+|P12−P34|)+(|Q21−Q43|+|Q23−Q45|)}/2
DDve={(|G31−G33|+|G35−G33|+|G22−G24|+|G42−G44|)+(|P32−P34|)*2+(|Q21−Q23|+|Q25−Q23|+|Q41−Q43|+|Q45−Q43|)/2}/2
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
DDru=(|P15−P33|+|P51−P33|)+(|Q42−Q24|)+(|G32−G23|+|G43−G34|)/2
DDho=(|P13−P33|+|P53−P33|)+(|G23−G43|)+(|Q22−Q42|+|Q24−Q44|)/2
DDrd=(|P11−P33|+|P55−P33|)+(|Q44−Q22|)+(|G32−G43|+|G23−G34|)/2
DDve=(|P31−P33|+|P35−P33|)+(|G32−G34|)+(|Q22−Q24|+|Q42−Q44|)/2
以上、式3を示した。
(式4)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
DDru={(|G51−G33|+|G42−G33|+|G24−G33|+|G15−G33|+|G22−G31|+|G22−G13|+|G44−G53|+|G44−G35|)*Wg/2+(|P32−P14|+|P52−P34|)*Wp+(|Q41−Q23|+|Q43−Q25|)*Wq}/2
DDho={(|G13−G33|+|G53−G33|+|G22−G42|+|G24−G44|)*Wg+(|Q23−Q43|)*2*Wq+(|P12−P32|+|P52−P32|+|P14−P34|+|P54−P34|)*Wp/2}/2
DDrd={(|G11−G33|+|G22−G33|+|G44−G33|+|G55−G33|+|G42−G31|+|G42−G53|+|G24−G13|+|G24−G35|)*Wg/2+(|P32−P54|+|P12−P34|)*Wp+(|Q21−Q43|+|Q23−Q45|)*Wq}/2
DDve={(|G31−G33|+|G35−G33|+|G22−G24|+|G42−G44|)*Wg+(|P32−P34|)*2*Wp+(|Q21−Q23|+|Q25−Q23|+|Q41−Q43|+|Q45−Q43|)*Wq/2}/2
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
DDru=(|P15−P33|+|P51−P33|)*Wp+(|Q42−Q24|)*Wq+(|G32−G23|+|G43−G34|)*Wg/2
DDho=(|P13−P33|+|P53−P33|)*Wp+(|G23−G43|)*Wg+(|Q22−Q42|+|Q24−Q44|)*Wq/2
DDrd=(|P11−P33|+|P55−P33|)*Wp+(|Q44−Q22|)*Wq+(|G32−G43|+|G23−G34|)*Wg/2
DDve=(|P31−P33|+|P35−P33|)*Wp+(|G32−G34|)*Wg+(|Q22−Q24|+|Q42−Q44|)*Wq/2
以上、式4を示した。
(式5)
Y=0.30*R+0.59*G+0.11*B
以上、式5を示した。
(式6)
DDru=|V51−V33|+|V15−V33|+|V42−V24|+|V41−V23|+|V32−V14|+|V31−V13|+|V52−V34|+|V43−V25|+|V53−V35|
DDho=|V13−V33|+|V53−V33|+|V23−V43|+|V12−V32|+|V52−V32|+|V22−V42|+|V14−V34|+|V54−V34|+|V24−V44|
DDrd=|V11−V33|+|V55−V33|+|V22−V44|+|V21−V43|+|V32−V54|+|V31−V53|+|V12−V34|+|V23−V45|+|V13−V35|
DDve=|V31−V33|+|V35−V33|+|V32−V34|+|V21−V23|+|V25−V23|+|V22−V24|+|V41−V43|+|V45−V43|+|V42−V44|
以上、式6を示した。
(式7)
DDru=|V51−V42|+|V42−V33|+|V33−V24|+|V24−V15|+(|V41−V32|+|V32−V23|+|V23−V14|+|V52−V43|+|V43−V34|+|V34−V25|)*2/3
DDho=|V13−V23|+|V23−V33|+|V33−V43|+|V43−V53|+(|V12−V22|+|V22−V32|+|V32−V42|+|V42−V52|+|V14−V24|+|V24−V34|+|V34−V44|+|V44−V54|)/2
DDrd=|V11−V22|+|V22−V33|+|V33−V44|+|V44−V55|+(|V21−V32|+|V32−V43|+|V43−V54|+|V12−V23|+|V23−V34|+|V34−V45|)*2/3
DDve=|V31−V32|+|V32−V33|+|V33−V34|+|V34−V35|+(|V21−V22|+|V22−V23|+|V23−V24|+|V24−V25|+|V41−V42|+|V42−V43|+|V43−V44|+|V44−V45|)/2
以上、式7を示した。
(式8)
DDru =|V42−V33|+|V33−V24|+|V41−V32|+|V32−V23|+|V23−V14|+|V52−V43|+|V43−V34|+|V34−V25|
DDho=|V13−V23|+|V23−V33|+|V33−V43|+|V43−V53|+|V22−V32|+|V32−V42|+|V24−V34|+|V34−V44|
DDrd=|V22−V33|+|V33−V44|+|V21−V32|+|V32−V43|+|V43−V54|+|V12−V23|+|V23−V34|+|V34−V45|
DDve=|V31−V32|+|V32−V33|+|V33−V34|+|V34−V35|+|V22−V23|+|V23−V24|+|V42−V43|+|V43−V44|
以上、式8を示した。
(式9)
DDmin≧閾値D*DDi
DDi :注目画素の方向性データ
DDmin:方向性データの最小値
以上、式9を示した。
(式10)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G15+G24*2+G33*2+G42*2+G51)/8
Po=(P14+P34+P32+P52)/4
Qo=(Q23+Q25+Q43+Q41)/4
b)水平方向の場合
Go=(G13+G33*2+G53)/4
Po=(P12+P14+P32*2+P34*2+P52+P54)/8
Qo=(Q23+Q43)/2
c)右下方向の場合
Go=(G11+G22*2+G33*2+G44*2+G55)/8
Po=(P12+P34+P32+P54)/4
Qo=(Q21+Q23+Q43+Q45)/4
d)垂直方向の場合
Go=(G31+G33*2+G35)/4
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q21+Q41+Q23*2+Q43*2+Q25+Q45)/8
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G14+G25+G23*2+G34*2+G32*2+G43*2+G41+G52)/12
Po=(P15+P33*2+P51)/4
Qo=(Q42+Q24)/2
b)水平方向の場合
Go=(G23+G43)/2
Po=(P13+P33*2+P53)/4
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
c)右下方向の場合
Go=(G12+G21+G23*2+G32*2+G34*2+G43*2+G45+G54)/12
Po=(P11+P33*2+P55)/4
Qo=(Q22+Q44)/2
d)垂直方向の場合
Go=(G32+G34)/2
Po=(P31+P33*2+P35)/4
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
以上、式10を示した。
(式11)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G24+G33*2+G42)/4
Po=(P14+P34+P32+P52)/4
Qo=(Q23+Q25+Q43+Q41)/4
b)水平方向の場合
Go=(G13*2+G33*8+G53*2+G22+G42+G24+G44)/16
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q23+Q43)/2
c)右下方向の場合
Go=(G22+G33*2+G44)/4
Po=(P12+P34+P32+P54)/4
Qo=(Q21+Q23+Q43+Q45)/4
d)垂直方向の場合
Go=(G31*2+G33*8+G35*2+G22+G24+G42+G44)/16
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q23+Q43)/2
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G14+G25+G23+G34+G32+G43+G41+G52)/8
Po=P33
Qo=(Q42+Q24)/2
b)水平方向の場合
Go=(G23*3+G43*3+G32+G34)/8
Po=(P13+P33*6+P53)/8
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
c)右下方向の場合
Go=(G12+G21+G23+G32+G34+G43+G45+G54)/8
Po=P33
Qo=(Q22+Q44)/2
d)垂直方向の場合
Go=(G32*3+G34*3+G23+G43)/2
Po=(P31+P33*6+P35)/8
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
以上、式11を示した。
(式12)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G24+G33*2+G42)/4
Po=(P14+P34+P32+P52)/4
Qo=(Q23+Q25+Q43+Q41)/4
b)水平方向の場合
Go=(G13+G33*2+G53)/4
Po=(P12+P14+P32*2+P34*2+P52+P54)/8
Qo=(Q23+Q43)/2
c)右下方向の場合
Go=(G22+G33*2+G44)/4
Po=(P12+P34+P32+P54)/4
Qo=(Q21+Q23+Q43+Q45)/4
d)垂直方向の場合
Go=(G31+G33*2+G35)/4
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q21+Q41+Q23*2+Q43*2+Q25+Q45)/8
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G14+G25+G23*3+G34*3+G32*3+G43*3+G41+G52)/16
Po=(P15+P33*2+P51)/4
Qo=(Q42+Q24)/2
b)水平方向の場合
Go=(G23+G43)/2
Po=(P13+P33*2+P53)/4
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
c)右下方向の場合
Go=(G12+G21+G23*3+G32*3+G34*3+G43*3+G45 +G54)/16
Po=(P11+P33*2+P55)/4
Qo=(Q22+Q44)/2
d)垂直方向の場合
Go=(G32+G34)/2
Po=(P31+P33*2+P35)/4
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
以上、式12を示した。
(式13)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G24+G33*2+G42)/4
Po=(P14+P34*3+P32*3+P52)/8
Qo=(Q23*3+Q25+Q43*3+Q41)/8
b)水平方向の場合
Go=(G13*2+G33*8+G53*2+G22+G42+G24+G44)/16
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q23+Q43)/2
c)右下方向の場合
Go=(G22+G33*2+G44)/4
Po=(P12+P34*3+P32*3+P54)/8
Qo=(Q21+Q23*3+Q43*3+Q45)/8
d)垂直方向の場合
Go=(G31*2+G33*8+G35*2+G22+G24+G42+G44)/16
Po=(P32+P34)/2
Qo=(Q23+Q43)/2
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
a)右上方向の場合
Go=(G14+G25+G23*3+G34*3+G32*3+G43*3+G41+G52)/16
Po=P33
Qo=(Q42+Q24)/2
b)水平方向の場合
Go=(G23*3+G43*3+G32+G34)/8
Po=(P13+P33*6+P53)/8
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
c)右下方向の場合
Go=(G12+G21+G23*3+G32*3+G34*3+G43*3+G45+G54)/16
Po=P33
Qo=(Q22+Q44)/2
d)垂直方向の場合
Go=(G32*3+G34*3+G23+G43)/2
Po=(P31+P33*6+P35)/8
Qo=(Q22+Q24+Q42+Q44)/4
以上、式13を示した。
(式14)
・注目画素がG33の場合(図16(a)参照)
a)注目画素が「平坦部」と判定された場合
Go=(G33*4+G22+G42+G24+G44)/8
b)注目画素が「急峻部」と判定された場合
Go=G33
c)上記以外の場合(「平坦部」でも「急峻部」でもない場合)
Go=(G33*12+G22+G42+G24+G44)/16
・注目画素がP33の場合(図16(b)参照)
a)注目画素が「平坦部」と判定された場合
Go=(G32+G23+G43+G34)/4
b)注目画素が「急峻部」と判定された場合
Go=Median(G32,G23,G43,G34)
c)上記以外の場合(「平坦部」でも「急峻部」でもない場合)
Go=(G32+G23+G43+G34)/4
または、
Go=Median(G32,G23,G43,G34)
ここで、Median(G32,G23,G43,G34)は、G32,G23,G43,G34の4つの信号の中間値、すなわち最大・最小値を除く2つの信号の平均値を示す。
101 固体撮像素子
102 A/D変換部
103 画像処理部
104 ホワイトバランス部
105 ガンマ補正部
106 補間部
106a 補間部
106b 補間部
107 色信号処理部
108 輝度信号処理部
109 出力変換部
111 方向性データ算出部
112 方向性検出部
113 方向性保存部
114 色信号算出部
115 制御部
122 第2方向性検出部
125 第2制御部
132 第3方向性検出部
135 第3制御部
136 方向性初期化部
137 方向性補正部
200 データ処理装置
241 パソコン本体
242 CPU
243 メモリ
244 入出力インタフェース
245 入出力装置
246 記憶媒体
Claims (12)
- 少なくとも3種類の色成分のそれぞれに対応した色信号を出力する画素がマトリクス状に配列された固体撮像素子において、注目画素と、該注目画素に隣接する8個の隣接画素およびこれらの隣接画素を取り囲む16個の画素を少なくとも含む近傍画素とを有する指定領域内の全ての画素の色成分を示す色信号をそれぞれ検出する色信号検出手段と、
検出された前記色信号に基づいて、前記注目画素を中心とした右斜め上方向と水平方向と右斜め下方向と垂直方向との4つのエッジの方向に対して、該4つのエッジの方向のそれぞれと前記指定領域内の実際のエッジの方向との近似度に応じた値を示す方向性データをそれぞれ算出し、算出された前記各方向性データによって示された値の大きさに基づいて、前記4つのエッジの方向のうちから少なくとも1つのエッジの方向を前記注目画素のエッジの方向性として検出する方向検出手段と、
検出された前記注目画素の方向性に基づいて該注目画素の色信号を補間フィルタによって補間する補間手段と、
を備え、
前記方向検出手段は、前記指定領域内における予め決められた前記各エッジの方向とその方向に平行な方向とに沿って位置する画素から、前記注目画素の色成分と同種類の色成分であって前記各エッジの方向に沿って位置する前記近傍画素の色信号を全て抽出して、抽出された前記各近傍画素の色成分と前記注目画素とのそれぞれの色信号の差を求めるとともに、前記エッジの方向に平行な方向に沿って位置する前記近傍画素の色信号を3種類の色成分の各色毎にそれぞれ複数抽出して、抽出された同種類の色成分の隣接する各近傍画素の色信号同士の差を各色成分毎に求めて、求められた全ての色成分毎の色信号の差に基づいて前記方向性データを算出することを特徴とする画像処理装置。 - 前記方向検出手段は、前記注目画素のエッジの方向性が検出されると、検出された該エッジの方向性を保存する方向性保存手段をさらに備え、他の注目画素のエッジの方向性を検出する際に、該注目画素に隣接する隣接画素のエッジの方向性を前記方向性保存手段から読み出して参照する、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記方向検出手段は、前記注目画素のエッジの方向性を検出する際に、該注目画素に隣接する隣接画素のエッジの方向性を検出して、検出した該隣接画素のエッジの方向性を参照する、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記補間手段は、複数の補間フィルタから選択される補間フィルタによって前記注目画素の色信号を補間する、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記補間手段は、前記方向検出手段によって前記注目画素のエッジの方向性がないと判定された場合に、バイリニア法によって該注目画素の色信号を補間する、請求項1に記載の画像処理装置。
- 少なくとも3種類の色成分のそれぞれに対応した色信号を出力する画素がマトリクス状に配列された固体撮像素子において、注目画素と、該注目画素に隣接する8個の隣接画素およびこれらの隣接画素を取り囲む16個の画素を少なくとも含む近傍画素とを有する指定領域内の全ての画素の色成分を示す色信号をそれぞれ検出する色信号検出ステップと、
検出された前記色信号に基づいて、前記注目画素を中心とした右斜め上方向と水平方向と右斜め下方向と垂直方向との4つのエッジの方向に対して、該複数のエッジの方向のそれぞれと前記指定領域内の実際のエッジの方向との近似度に応じた値を示す方向性データをそれぞれ算出し、算出された前記各方向性データによって示された値の大きさに基づいて、前記複数のエッジの方向のうちから少なくとも1つのエッジの方向を前記注目画素のエッジの方向性として検出する方向検出ステップと、
検出された前記注目画素の方向性に基づいて該注目画素の色信号を補間フィルタによって補間する補間ステップと、
を包含し、
前記方向検出ステップは、前記指定領域内における予め決められた前記各エッジの方向とその方向に平行な方向とに沿って位置する画素から、前記注目画素の色成分と同種類の色成分であって前記各エッジの方向に沿って位置する前記近傍画素の色信号を全て抽出して、抽出された前記各近傍画素の色成分と前記注目画素とのそれぞれの色信号の差を求めるとともに、前記エッジの方向に平行な方向に沿って位置する前記近傍画素の色信号を3種類の色成分の各色毎にそれぞれ複数抽出して、抽出された同種類の色成分の隣接する各近傍画素の色信号同士の差を各色成分毎に求めて、求められた全ての色成分毎の色信号の差に基づいて前記方向性データを算出することを特徴とする画像処理方法。 - 前記方向検出ステップは、前記注目画素のエッジの方向性が検出されると、検出された該エッジの方向性を方向性保存手段に保存するステップをさらに包含し、他の注目画素のエッジの方向性を検出する際に、該注目画素に隣接する隣接画素のエッジの方向性を前記方向性保存手段から読み出して参照する、請求項6に記載の画像処理方法。
- 前記方向検出ステップは、前記注目画素のエッジの方向性を検出する際に、該注目画素に隣接する隣接画素のエッジの方向性を検出して、検出した該隣接画素のエッジの方向性を参照する、請求項6に記載の画像処理方法。
- 前記補間ステップは、複数の補間フィルタから選択される補間フィルタによって前記注目画素の色信号を補間する、請求項6に記載の画像処理方法。
- 前記補間ステップは、前記方向検出ステップによって前記注目画素のエッジの方向性がないと判定された場合に、バイリニア法によって該注目画素の色信号を補間する、請求項6に記載の画像処理方法。
- 画像処理部を制御する制御部を備える画像処理装置に画像処理を実行させるためのプログラムであって、
請求項6に記載の画像処理方法の各ステップが記録されていることを特徴とするプログラム。 - 画像処理部を制御する制御部を備える画像処理装置によって読み取り可能な記憶媒体であって、
請求項6に記載の画像処理方法の各ステップを実行するプログラムが記録されていることを特徴とする記憶媒体。
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