JP4718618B2 - Signal processing device - Google Patents
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Description
本発明は、信号処理装置に関する。 The present invention relates to a signal processing apparatus.
従来から、カメラ等の信号(画像)処理装置で被写体を撮影した際には、その画像には時々劣化が生ずることが知られている。画像劣化の要因としては撮影時の手ぶれ、光学系の各種の収差、レンズの歪み等がある。 Conventionally, when a subject is photographed by a signal (image) processing device such as a camera, it is known that the image sometimes deteriorates. Factors of image degradation include camera shake during shooting, various aberrations of the optical system, lens distortion, and the like.
撮影時の手ぶれによって、劣化した撮影画像を是正するには、レンズを動かす方式と、回路処理する方式とが知られている。たとえば、レンズを動かす方式としては、カメラの手ぶれを検出し、所定のレンズを、その検出した手ぶれに合わせて動かすことで是正する方式が知られている(特許文献1参照)。また、回路処理する方式としては、カメラの光軸の変動を角加速度センサで検出し、検出した角速度等から撮影時のぼけ状態を表す伝達関数を取得し、撮影画像に対し、取得した伝達関数の逆変換を行い、劣化した画像を是正するものが知られている(特許文献2参照)。 In order to correct a photographed image that has deteriorated due to camera shake during photographing, a method of moving a lens and a method of circuit processing are known. For example, as a method of moving a lens, a method is known in which camera shake is detected and corrected by moving a predetermined lens in accordance with the detected camera shake (see Patent Document 1). In addition, as a circuit processing method, a change in the optical axis of the camera is detected by an angular acceleration sensor, a transfer function indicating a blurring state at the time of shooting is acquired from the detected angular velocity, etc., and the acquired transfer function is obtained for a shot image. Is known that corrects a deteriorated image by performing inverse transformation (see Patent Document 2).
また、一般の撮影画像以外にも、X線写真、顕微鏡画像等、種々の画像が、ぶれやその他の原因によって劣化したり、変化したりすることが知られている。 In addition to general captured images, it is known that various images such as X-ray photographs and microscopic images are deteriorated or changed due to blurring or other causes.
特許文献1記載の手ぶれ補正を採用したカメラは、モータ等、レンズを駆動するハードウェアのスペースが必要となり大型化してしまう。また、そのようなハードウェア自体やそのハードウェアを動かす駆動回路が必要となり、コストアップとなってしまう。また特許文献2記載の手ぶれ補正の場合は、上述した問題点はなくなるものの、次のような問題を有する。すなわち取得した伝達関数の逆変換で画像復元がなされることは理論上成り立つが、実際問題として、以下の2つの理由で、画像復元が困難である。
The camera employing the camera shake correction described in
第1に、取得する伝達関数は、ノイズやぶれ情報誤差等に非常に弱く、これらのわずかな変動により、値が大きく変動する。このため、逆変換で得られる補正画像は、手ぶれがない状態で撮影した画像とはほど遠いものとなり、実際上は利用できない。第2に、ノイズ等を考慮した逆変換を行う場合、連立方程式の解の特異値分解等で解を推定する方法も採用できるが、その推定のための計算値が天文学的な大きさになり、実際的には解くことができなくなるリスクが高い。 First, the transfer function to be acquired is very weak against noise, blur information error, etc., and the value fluctuates greatly due to these slight fluctuations. For this reason, the corrected image obtained by the inverse transformation is far from an image photographed with no camera shake, and cannot be used in practice. Second, when performing inverse transformation considering noise, etc., a method of estimating the solution by singular value decomposition etc. of the solution of simultaneous equations can be adopted, but the calculated value for the estimation becomes astronomical size. In practice, there is a high risk of being unable to solve.
画像に生ずる上述した問題は、一般の種々の信号データにも現れ、伝達関数の逆変換で信号の復元を行うことは、取得した伝達関数が不正確な場合はもちろんのこと、正確であったとしても、困難となっている。しかも、100%正確な伝達関数を得ることは、自然界を対象とする場合は、あり得ない状況である。 The above-mentioned problems that occur in images also appear in various general signal data, and it is accurate to restore the signal by inverse transformation of the transfer function, not to mention that the acquired transfer function is inaccurate. Even so, it has become difficult. In addition, obtaining a transfer function that is 100% accurate is a situation that is not possible in the natural world.
上述したように、本発明の課題は、信号を復元するに当たり、装置の大型化を防止すると共に、現実性のある回路処理方式を有する信号処理装置を提供することである。 As described above, an object of the present invention is to provide a signal processing apparatus that has a realistic circuit processing method while preventing an increase in size of the apparatus when restoring a signal.
上記課題を解決するため、本発明の信号処理装置は、劣化等の変化が生じた原信号データから、変化する前の信号のデータもしくは本来取得されるべきであった信号のデータまたはその近似信号のデータ(以下、これらの「信号のデータ」を総称して元信号データという)、もしくは元信号データを縮小または拡大した相似信号データを、変化する際の変化要因情報のデータを利用して生成する処理部を有し、処理部は、原信号データの容量値を縮小する縮小処理した縮小原信号データと、任意の信号データから変化要因情報のデータを利用して生成した縮小原信号データと同じ容量で、かつ任意の信号データを劣化させた比較用縮小データの2つのデータの差分のデータを、変化要因情報のデータに基づいて任意の信号データに配分して、縮小復元データを生成し、この縮小復元データを縮小原信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す繰り返し処理を行う機能を有している。 In order to solve the above problems, the signal processing device of the present invention is based on the original signal data that has undergone changes such as deterioration, the signal data before the change, the signal data that should have been originally acquired, or the approximate signal thereof. Data (hereinafter, these “signal data” are collectively referred to as original signal data), or similar signal data obtained by reducing or expanding the original signal data is generated using the data of the change factor information at the time of change. A processing unit that performs reduction processing to reduce the capacity value of the original signal data, reduced original signal data generated from arbitrary signal data using data of change factor information, and Distributing the difference data between the two data of the reduced data for comparison having the same capacity and degrading the arbitrary signal data to the arbitrary signal data based on the data of the change factor information, Generates small restoring data, using this reduced restored data in place of the reduced original signal data, has a function of performing iterative process repeats the same processing.
この発明によれば、劣化等の変化が生じた原信号データから、変化する前等のデータとなる元信号データを生成する際に必要となる縮小復元データを生成できる。その際には、ハードウェア的な増加はほとんど無く、装置が大型化しない。また、任意の信号データから比較用縮小データを作り、その比較用縮小データと処理対象の縮小原信号データとの差分のデータを、変化要因情報のデータを利用して縮小原信号データに配分する処理を繰り返し、徐々に縮小復元信号データを得るので、信号の復元に当たって、現実性のある回路処理方式を有する信号処理装置とすることができる。また、繰り返し処理の対象を原信号データでなく、その容量を縮小した縮小原信号データとしているため、処理速度が速くなる。 According to the present invention, it is possible to generate reduced / restored data required when generating original signal data that is data before change from original signal data that has undergone changes such as deterioration. In that case, there is almost no increase in hardware, and the apparatus does not increase in size. Further, reduced data for comparison is created from arbitrary signal data, and difference data between the reduced data for comparison and the reduced original signal data to be processed is distributed to the reduced original signal data using the data of the change factor information. Since the process is repeated and the reduced restoration signal data is gradually obtained, the signal processing apparatus having a realistic circuit processing method can be obtained in restoring the signal. In addition, since the target of the iterative processing is not the original signal data but the reduced original signal data whose capacity is reduced, the processing speed is increased.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、処理部は、繰り返し処理の最後に得られた縮小復元データを拡大し、元信号データまたは相似信号データと同一の容量の拡大データを得る処理を行う。この構成の採用によって、原信号データと同程度の容量となる元信号データまたは相似信号データを得ることができる。 In the signal processing device according to another invention, in addition to the above-described invention, the processing unit expands the reduced / restored data obtained at the end of the iterative processing, and expands the same capacity as the original signal data or the similar signal data. Get the process. By adopting this configuration, it is possible to obtain original signal data or similar signal data having a capacity comparable to that of the original signal data.
上記課題を解決するため、本発明の信号処理装置は、劣化等の変化が生じた原信号データから、元信号データもしくは元信号データを縮小または拡大した相似信号データを、変化する際の変化要因情報のデータを利用して生成する処理部を有し、処理部は、原信号データの容量値を縮小する縮小処理した縮小原信号データと、任意の信号データから変化要因情報のデータを利用して生成した縮小原信号データと同じ容量で、かつ任意の信号データを劣化させた比較用縮小データの2つのデータの差分のデータを、変化要因情報のデータに基づいて任意の信号データに配分して、縮小復元データを生成し、この縮小復元データを任意の信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す第1の繰り返し処理と、第1の繰り返し処理を行うことで得られた縮小復元データの容量値を拡大する拡大処理と、この拡大処理した拡大信号データから、その拡大信号データを劣化させた比較用拡大データを生成し、原信号データまたは原信号データの容量を比較用拡大データと同じ容量となるよう縮小または拡大した原信号相似信号データと、比較用拡大データとの第2の差分のデータを、変化要因情報のデータに基づいて拡大信号データに配分して、拡大復元データを生成し、この拡大復元データを拡大信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す第2の繰り返し処理と、を行う機能を有している。 In order to solve the above problems, the signal processing apparatus of the present invention is a factor for changing the original signal data or the similar signal data obtained by reducing or enlarging the original signal data from the original signal data in which a change such as deterioration has occurred. A processing unit that generates information using the data of the information, and the processing unit uses the reduced original signal data subjected to reduction processing for reducing the capacity value of the original signal data and the data of the change factor information from arbitrary signal data. The data of the difference between the two data of the reduced data for comparison, which has the same capacity as the reduced original signal data generated in this way and has deteriorated the arbitrary signal data, is distributed to the arbitrary signal data based on the data of the change factor information. Reduced-restored data is generated, the reduced-restored data is used in place of arbitrary signal data, and the first repeated process and the first repeated process are repeated. The enlargement process for enlarging the capacity value of the obtained reduced and restored data, and the enlarged signal data for comparison that has degraded the enlarged signal data is generated from the enlarged signal data obtained by the enlargement process, and the capacity of the original signal data or the original signal data The second difference data between the original signal similar signal data reduced or expanded to have the same capacity as the comparative enlarged data and the comparative enlarged data is distributed to the enlarged signal data based on the data of the change factor information. Thus, there is a function of generating enlarged restoration data, using the enlarged restoration data instead of the enlarged signal data, and performing a second iterative process that repeats the same process.
この発明によれば、原信号データからの元信号データまたは相似信号データへの復元を行うことができる。その際には、ハードウェア的な増加はほとんど無く、装置が大型化しない。また、第1の繰り返し処理では、任意の信号データから比較用縮小データを作り、その比較用縮小データと処理対象の縮小原信号データとの第1の差分のデータを、変化要因情報のデータを利用して任意の信号データに配分する処理を繰り返し、第2の繰り返し処理では、縮小復元データから比較用拡大データを作り、その比較用拡大データと処理対象の原信号データまたは原信号相似信号データとの第2の差分のデータを、変化要因情報のデータを利用して拡大信号データに配分する処理を繰り返す。この第1の繰り返し処理および第2の繰り返し処理によって、徐々に元信号データまたは相似信号データに近い拡大復元信号データを得るので、信号の復元に当たって、現実性のある回路処理方式を有する信号処理装置とすることができる。また第1の繰り返し処理では、繰り返し処理の対象を原信号データでなく、その容量を縮小した縮小原信号データとしているため、処理速度を速くすることができる。そのため、第1の繰り返し処理を短時間化できると共に所定時間内の処理ということになれば、より多数回の繰り返しを行うことができ、縮小復元データの復元品質が良好となる。そして、その良好な品質の縮小復元データを用いて第2の繰り返し処理を行うことで、拡大信号の復元品質をも良好なものとなる。 According to the present invention, it is possible to restore original signal data or similar signal data from original signal data. In that case, there is almost no increase in hardware, and the apparatus does not increase in size. Further, in the first repetitive processing, comparison reduced data is created from arbitrary signal data, the first difference data between the comparison reduced data and the reduced original signal data to be processed is used as the change factor information data. In the second repetition process, comparison enlarged data is created from the reduced and restored data, and the comparison enlarged data and the original signal data to be processed or the original signal similar signal data are used. The process of distributing the second difference data to the enlarged signal data using the data of the change factor information is repeated. The first repetitive process and the second repetitive process gradually obtain enlarged restored signal data that is close to the original signal data or the similar signal data. Therefore, a signal processing apparatus having a realistic circuit processing method for restoring the signal. It can be. In the first iterative process, the object of the iterative process is not the original signal data, but the reduced original signal data whose capacity is reduced, so that the processing speed can be increased. Therefore, if the first repetition process can be shortened and the process within a predetermined time, it can be repeated a larger number of times, and the restoration quality of the reduced restoration data becomes good. Then, by performing the second iterative process using the reduced restoration data of good quality, the restoration quality of the enlarged signal is also good.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、縮小処理は、縮小原信号データの容量値をxとし、原信号データの容量値をyとしたとき、x/yの値を0.9以下とすることとしている。この比の値を0.9以下とすることで、第1の繰り返し処理を迅速に行うことができ、そのため、第1の繰り返し処理を短時間化できると共に所定時間内の処理ということになれば、より多数回行うことができ、縮小復元データの復元品質が良好となる。 In addition to the above-described invention, the signal processing apparatus according to another invention is configured such that the reduction process sets the x / y value to 0 when the capacity value of the reduced original signal data is x and the capacity value of the original signal data is y. .9 or less. By setting the value of this ratio to 0.9 or less, the first iterative process can be performed quickly. Therefore, the first iterative process can be shortened and the process within a predetermined time can be achieved. , The restoration quality of the reduced restoration data becomes good.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、処理部は、変化要因情報のデータから得られる変化が所定値以上の場合にのみ縮小処理、第1の繰り返し処理、拡大処理および第2の繰り返し処理を行うこととしている。この構成の採用によって、変化が比較的大きい場合にのみ、縮小処理および拡大処理を伴う状態で、原信号データからの元信号データまたは相似信号データへの復元を行うことになる。このため、時間がかかる傾向のもののみが処理対象となるので、時間短縮の面でより有利となる。
In the signal processing device according to another invention, in addition to the above-described invention, the processing unit may perform the reduction process, the first iterative process, the enlargement process, and the first process only when a change obtained from the data of the change factor information is equal to or greater than a predetermined value. It is assumed that the
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、処理部は、縮小原信号データと比較用縮小データとを対照し、この対照結果に基づき、または第1の差分のデータが所定値以下となった場合に、もしくは第1の繰り返し処理の繰り返しの回数が所定値以上となった場合に、第1の繰り返し処理を終了させ、原信号データまたは原信号相似信号データと、比較用拡大データとを対照し、これらの対照結果に基づき、または第2の差分のデータが所定値以下となった場合に、もしくは第2の繰り返し処理の繰り返しの回数が所定値以上となった場合に、第2の繰り返し処理を終了させることとしている。この構成の採用によって、原信号データからの元信号データまたは相似信号データへの復元を行うに際し、第1の繰り返し処理および第2の繰り返し処理を終了させる条件を好適なものとすることができる。ここで、「対照」とは、2つのものを比べ合わせることを言う。 In the signal processing apparatus according to another invention, in addition to the above-described invention, the processing unit compares the reduced original signal data with the reduced data for comparison, and based on this comparison result, or the first difference data is a predetermined value. When the number of repetitions of the first repetition process is equal to or greater than a predetermined value, the first repetition process is terminated, and the original signal data or the original signal similar signal data is expanded for comparison. Contrast with data, based on these comparison results, or when the second difference data is less than or equal to a predetermined value, or when the number of repetitions of the second iteration is greater than or equal to a predetermined value, The second iterative process is ended. By adopting this configuration, when restoring the original signal data to the original signal data or similar signal data, a condition for ending the first repetition process and the second repetition process can be made suitable. Here, “control” refers to comparing two things together.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、処理部は、拡大復元データを、元信号データまたは相似信号データとして得ることとしている。この構成の採用によって、好適な条件で第1の繰り返し処理および第2の繰り返し処理を終了させた元信号データまたは相似信号データを得ることができる。 In the signal processing device according to another invention, in addition to the above-described invention, the processing unit obtains the expanded restoration data as original signal data or similar signal data. By adopting this configuration, it is possible to obtain original signal data or similar signal data in which the first repetitive processing and the second repetitive processing are completed under suitable conditions.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、第2の繰り返し処理の回数が、第1の繰り返し処理の回数よりも少ないこととしている。この構成を採用する信号処理装置は、処理速度が速い第1の繰り返し処理を重点的に行って、縮小復元データの復元品質を良好にし、その良好な品質の縮小復元データを用いて第2の繰り返し処理を行うことで、拡大信号の復元品質をも良好なものとすることができる。 In addition to the above-described invention, a signal processing device according to another invention is configured such that the number of times of the second iterative process is smaller than the number of times of the first iterative process. The signal processing apparatus adopting this configuration focuses on the first iterative process having a high processing speed to improve the restoration quality of the reduced restoration data, and uses the reduced restoration data having the good quality to perform the second process. By performing iterative processing, the restoration quality of the enlarged signal can be improved.
他の発明に係る信号処理装置は、上述した発明に加え、信号のデータを画像のデータとしている。この構成の採用によって、カメラの手ぶれによる画像劣化が生じた場合に、劣化等の変化が生じた原画像から、変化する前の画像もしくは本来取得されるべきであった画像である元画像データまたは元画像の近似画像データ、もしくは元画像データを縮小または拡大した相似画像データへと復元できる。 In addition to the above-described invention, a signal processing apparatus according to another invention uses signal data as image data. By adopting this configuration, when image deterioration due to camera shake occurs, original image data that is an image before change or an image that should have been originally acquired from an original image in which change such as deterioration has occurred, or It is possible to restore the approximate image data of the original image or similar image data obtained by reducing or enlarging the original image data.
本発明では、信号を復元するに当たり、装置の大型化を防止すると共に、現実性のある回路処理方式を有する信号処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a signal processing apparatus having a realistic circuit processing method as well as preventing an increase in size of the apparatus when restoring a signal.
1 信号処理装置
2 撮影部(受信部)
3 制御系部
4 処理部
5 記録部
6 検出部
7 要因情報保存部
G 変化要因情報から算出される変化関数
Img’ 原画像のデータ(撮影された画像)
I0+n 復元データ
Img 元画像データ(変化する前の画像もしくは本来取得されるべきであった画像のデータ)
I0 任意の画像データ
h 目的画像データ(最後に得られた縮小復元データ、最後に得られた縮小復元データ、または元画像データ)
J 処理対象となる画像データ(原画像データ、縮小原画像データ、または拡大画像データ)DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
I 0 + n restored data Img Original image data (image before change or image data that should have been originally acquired)
I 0 Arbitrary image data h Target image data (reduced and restored data obtained at the end, reduced and restored data obtained at the end, or original image data)
J Image data to be processed (original image data, reduced original image data, or enlarged image data)
以下、本発明の実施の形態に係る信号処理装置1を、図を参照しながら説明する。なお、この信号処理装置1は、画像処理装置としての民生用のカメラとしているが、監視用カメラ、テレビ用カメラ、ハンディタイプのビデオカメラ、内視鏡カメラ、等他の用途のカメラとしたり、顕微鏡、双眼鏡、さらにはNMR撮影等の画像診断装置等、カメラ以外の機器にも適用できる。
Hereinafter, a
図1には信号処理装置1の構成の概要を示している。信号処理装置1は、人物等の画像を撮影する撮影部2と、その撮影部2を駆動する制御系部3と、撮影部2で撮影された画像の処理を行う処理部4と、を有している。また、この実施の形態に係る信号処理装置1は、さらに処理部4で処理された画像を記録する記録部5と、角速度センサ等からなり、画像劣化など変化の要因となる変化要因情報を検知する検出部6と、画像劣化等を生じさせる変化要因情報を保存する要因情報保存部7を有する。なお信号処理装置1が画像処理装置以外のものとして適用される場合、撮影部2は、音声信号等の種々の入力信号を受信する受信部2(以下では、適宜、撮影部2と受信部2とを使い分けることとする。)となる。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of the
撮影部2は、レンズを有する撮影光学系およびレンズを通過した光を電気信号に変換するCCDやC−MOS等の撮影素子を備える部分である。制御系部3は、撮影部2,処理部4,記録部5,検出部6,および要因情報保存部7等、信号処理装置内の各部を制御するものである。
The photographing
処理部4は、画像処理プロセサで構成されており、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)のようなハードウェアで構成されている。処理部4は、検出する手ぶれ等の振動検出のためのサンプリング周波数を発生させていると共にそのサンプリング周波数を検出部6に供給している。また処理部4は、振動検出の開始と終了を制御している。さらに処理部4は、原信号データの容量値を縮小する縮小処理、縮小復元データの容量値を拡大する拡大処理、第1および第2の繰り返し処理を行う。さらに処理部4は、検出部6で検出された変化要因情報のデータから得られる変化の程度によって、縮小処理、第1の繰り返し処理、拡大処理および第2の繰り返し処理を行うか否かを判断する。なお、信号処理装置1が画像処理装置以外のものとして適用される場合、受信部2の受信感度を入力信号の大きさ等によって変えることができる。
The
また、この処理部4には、比較用縮小データおよび比較用拡大データを生成する際の元となる原画像のデータ(原信号データ)等が保管されることもある。さらに処理部4は、ASICのようなハードウェアとして構成されるのではなく、ソフトウェアで処理する構成としても良い。記録部5は、半導体メモリで構成されているが、ハードディスクドライブ等の磁気記録手段、またはDVD等を使用する光記録手段等を採用しても良い。
In addition, the
検出部6は、図2に示すように、信号処理装置1の光軸であるZ軸に対して垂直方向となるX軸、Y軸の回りの速度を検出するものである。撮影時に手ぶれがある場合、撮影された画像はぶれた画像となる。このような手ぶれは、X方向、Y方向、Z方向の各方向への移動、Z軸回りの回動も生ずるが、各変動によって最も大きな影響を受けるのは、Y軸回りの回転とX軸回りの回転である。これら2つの変動は、ほんのわずかに変動しただけで、その撮影された画像は大きくぼける。このため、この実施の形態では、図2のX軸回りとY軸回りのぶれの検出のために、PITCH(上下(Y)方向の動き)検出用センサ、YAW(左右(X)方向の動き)検出用センサ2つを用いている。しかし、より完全を期すためZ軸回りの回転を検出するROLL検出用センサをさらに付加したり、X方向またはY方向への移動を検出するセンサを、さらに付加しても良い。また、使用するセンサとしては、角速度センサではなく、角加速度センサとしても良い。なお、信号処理装置1が画像信号以外のものを対象として適用され、受信特性または信号処理システムの応答特性などが、たとえば温度または湿度に影響を受ける場合には、検出部6には温度計または湿度計を含ませることができる。このようにして検出部6では、信号を劣化させる変化要因が観測される。
As shown in FIG. 2, the
要因情報保存部7は、信号を劣化させる変化要因などの変化要因情報、たとえば光学系の収差および/または検出部6で検出された振動やそれに基づいて算出された点像関数等を保存しておく記録部である。要因情報保存部7に記録された変化要因情報は、たとえば直近に撮影された原信号データとなる原画像データ(劣化等の変化が生じた画像データ)から元信号データとなる元画像データ(変化する前の画像データもしくは本来撮影されるべきであった画像データまたはその近似データ)もしくは元画像データを縮小または拡大した相似信号データとなる相似画像データへの復元処理の際に、処理部4で用いられる。なお、信号処理装置1が画像処理装置以外のものとして適用される場合は、温度、湿度等が受信部2の受信特性やシステム全体の特性を変化させることもあるので、それらを検出記録し、変化要因情報として用いることができる。また、システムのインパルス応答等、予めわかっているシステムの応答特性関数等を要因情報保存部7に保存することもできる。
The factor information storage unit 7 stores change factor information such as a change factor that degrades the signal, for example, aberration of the optical system and / or vibration detected by the
ここで、原画像データを元画像データもしくは相似画像データへと復元処理する時期は、撮影用の電源がオフされている時、処理部4の稼働率が低い時等、原画像を撮影した時期から遅らせた時期とすることができる。その場合には、記録部5に保存された原画像データおよび、要因情報保存部7に保存された、その原画像データについての変化要因情報(点像関数等)が、それぞれが関連づけられた状態で長期間に渡り保存される。このように、原画像データの復元処理を実行する時期を、原画像を撮影した時期から遅らせる利点は、種々の処理を伴う撮影時の処理部4の負担を軽減できることである。
Here, the time when the original image data is restored to the original image data or the similar image data is the time when the original image is taken when the power supply for photographing is turned off or when the operation rate of the
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る信号処理装置1が行う主な処理(縮小処理、拡大処理、各繰り返し処理)の概要を説明しつつ、全体の処理の流れについて図面を参照しながら説明する。
Next, the outline of the main processing (reduction processing, enlargement processing, each repetitive processing) performed by the
(縮小処理)
図3には、縮小処理の概要を示している。図中の正方形の桝目の1単位は、画像データを構成する画素の1つを表している。矢印の左側は縮小処理前の画素、右側は縮小処理後の画素である。図3(A)は、全体として正方形をなす隣り合う4個の画素の、各々の画素データの平均値を1個の画素の画素データへと置換する縮小処理の例を示している。この場合の縮小率は25%である。図3(B)は、全体として正方形をなす隣り合う16個の画素の、各々の画素データの平均値を1個の画素の画素データへと置換する縮小処理の例を示している。この場合の縮小率は6.25%である。(Reduction processing)
FIG. 3 shows an outline of the reduction process. One unit of a square cell in the figure represents one of the pixels constituting the image data. The left side of the arrow is the pixel before the reduction process, and the right side is the pixel after the reduction process. FIG. 3A shows an example of a reduction process in which the average value of each pixel data of four adjacent pixels that form a square as a whole is replaced with the pixel data of one pixel. In this case, the reduction rate is 25%. FIG. 3B shows an example of a reduction process in which the average value of each pixel data of 16 adjacent pixels forming a square as a whole is replaced with the pixel data of one pixel. In this case, the reduction ratio is 6.25%.
図3(C)は、全体として正方形をなす隣り合う9個の画素を4個の画素の画素データとする縮小処理の例を示している。この場合の縮小率は約44.4%である。この縮小処理の方法は、画素A,B,DおよびEの画素データの平均値を画素aの画素データへと置換し、画素B,C,EおよびFの画素データの平均値を画素bの画素データへと置換し、画素D,E,GおよびHの画素データの平均値を画素cの画素データへと置換し、画素E,F,HおよびIの画素データの平均値を画素dの画素データへと置換するものである。 FIG. 3C shows an example of a reduction process in which nine adjacent pixels forming a square as a whole are converted into pixel data of four pixels. In this case, the reduction rate is about 44.4%. In this reduction processing method, the average value of the pixel data of the pixels A, B, D and E is replaced with the pixel data of the pixel a, and the average value of the pixel data of the pixels B, C, E and F is changed to the pixel b. Replace with pixel data, replace the average value of the pixel data of the pixels D, E, G and H with the pixel data of the pixel c, and replace the average value of the pixel data of the pixels E, F, H and I with the pixel d This is replaced with pixel data.
図3は、画像データの一部を抜き出して縮小処理の概要を示しているに過ぎない。実際には図3に示す縮小処理を、画像データの全ての画素について行う。本実施の形態に係る信号処理装置1では、図3(C)に示す縮小処理を採用している。そのことを前提に以下の説明をする。なお、縮小処理は、原画像データを構成する画素の画素データ値を利用して、複数個の画素から1個の画素を生成し、その複数個の画素の代わりにその1個の画素を用いる処理である。ここで、「原画像データを構成する画素の画素データ値を利用」する方法は、複数個の画素の画素データの平均値を求める方法に限らず、複数の画素の中の1つの画素データの値をそのまま利用する方法、複数の画素の一部の画素データの平均値を求める方法、またはこれらのいずれかの値に所定の係数を乗じた値を求める方法等とすることができる。この縮小処理によって、原画像データ(撮影画像データ)からは、外見上大きく変化しない縮小原画像データを得ることができる。また、複数個の画素の画素データの平均値を用いる場合、その平均値を用いて1個の画素を生成することによって、ホワイトノイズ等のノイズを軽減した画像の復元が可能となる。なお、縮小処理によって得られた縮小原画像データは、デジタルカメラ等のモニタに表示される画像データとしても用いることができる。
FIG. 3 merely shows an outline of the reduction process by extracting a part of the image data. Actually, the reduction process shown in FIG. 3 is performed for all the pixels of the image data. In the
(拡大処理)
図4には、拡大処理の概要を示している。図中の正方形の桝目の1単位は、画像データを構成する画素の1つを表している。また、画素a,b,cおよびdは、図3(C)に示す画素a,b,cおよびdにそれぞれ対応している。そして各々の画素は、各々の画素に付された符号の画素データを有しているものとする。図3(C)に示す画素aとbとの間に、画素aの画素データと、画素bの画素データとの平均値((a+b)/2)の画素データを有する画素を挿入している。同様の画素の挿入を、画素aとcとの間、画素cとdとの間、画素bとdとの間、画素aとdとの間にも行っている。ここで、画素aとdとの間に挿入する中心の画素の画素データは、画素bの画素データと、画素cの画素データとの平均値((b+c)/2)としても良い。なぜならば、この中心の画素は、画素bとcとの間に存在しているものだからである。同様の考え方から、この中心の画素を、画素a,b,cおよびdの画素データの平均値((a+b+c+d)/4)の画素データを有する画素としても良い。この拡大処理によって、図3(C)に示す縮小処理の前の原画像データの画素数に戻す拡大処理ができる。図4は、画像データの一部を抜き出して拡大処理の様子を示しているに過ぎない。実際には図4に示す拡大処理を画像データの画素全てについて行う。本実施の形態に係る信号処理装置1では、図4に示す拡大処理を採用している。そのことを前提に以下の説明をする。(Enlargement processing)
FIG. 4 shows an outline of the enlargement process. One unit of a square cell in the figure represents one of the pixels constituting the image data. The pixels a, b, c, and d correspond to the pixels a, b, c, and d shown in FIG. Each pixel has pixel data of a code assigned to each pixel. A pixel having pixel data of the average value ((a + b) / 2) of the pixel data of the pixel a and the pixel data of the pixel b is inserted between the pixels a and b shown in FIG. . Similar pixel insertion is performed between the pixels a and c, between the pixels c and d, between the pixels b and d, and between the pixels a and d. Here, the pixel data of the center pixel inserted between the pixels a and d may be an average value ((b + c) / 2) of the pixel data of the pixel b and the pixel data of the pixel c. This is because the central pixel exists between the pixels b and c. From the same viewpoint, this central pixel may be a pixel having pixel data of the average value ((a + b + c + d) / 4) of the pixel data of the pixels a, b, c and d. By this enlargement process, an enlargement process for returning to the number of pixels of the original image data before the reduction process shown in FIG. FIG. 4 merely shows a state of the enlargement process by extracting a part of the image data. Actually, the enlargement process shown in FIG. 4 is performed for all the pixels of the image data. The
なお、拡大処理は、後述する第1の繰り返し処理を経て最後に得られる縮小復元データを構成する画素において、拡大しようとする画素データに基づいて生成される新たな画素を、複数個の画素の間に挿入する処理である。ここで、「拡大しようとする画素データに基づいて生成される新たな画素データ」は、隣り合う複数個の画素の画素データの平均値に限らず、離れた場所の画素データを利用したり、隣り合う複数の画素の一部の画素データの平均値、またはこれらのいずれかの平均値に所定の係数を乗じたもの等とすることができる。この拡大処理によって、後述する縮小原画像データとは、見た目の絵柄は大きく変化しないが、拡大されたものとなる拡大画像データを得ることができる。 In the enlargement process, a new pixel generated based on the pixel data to be enlarged is added to a plurality of pixels in the pixel constituting the reduced restoration data finally obtained through the first iterative process described later. It is a process to insert in between. Here, the “new pixel data generated based on the pixel data to be enlarged” is not limited to the average value of the pixel data of a plurality of adjacent pixels. An average value of pixel data of a part of a plurality of adjacent pixels, or any of these average values multiplied by a predetermined coefficient can be used. By this enlargement processing, enlarged image data that is enlarged can be obtained, although the appearance pattern does not change greatly from reduced original image data described later.
(繰り返し処理)
本実施の形態に係る信号処理装置1が行う繰り返し処理には、縮小処理した画像データの信号復元手段としての第1の繰り返し処理、拡大処理した画像データの信号復元手段としての第2の繰り返し処理がある。また、後述するように、縮小処理および拡大処理を行わない原画像データの信号復元手段としての第3の繰り返し処理がある。まず、これら3つの繰り返し処理に共通する共通処理を以下に説明する。(Repeat process)
The iterative process performed by the
共通処理は、処理部4が、変化要因情報のデータを利用して、任意の画像データから比較用データを生成して、処理対象となる画像データと比較用のデータとの差分のデータを変化要因情報のデータを利用して上記任意の画像データに配分することで復元データを生成し、この復元データを上記任意の画像データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す処理である。
In the common processing, the
共通処理の概要を、図5に基づいて説明する。図5は、信号(画像)復元手段としての繰り返し処理に係る処理ルーチンを説明するための処理フロー図である。図5中、「I0」は、任意の画像データ、「J」は、処理対象となる画像データであって、これらは処理部4の記録部に保存されている画像のデータである。ここで、「I0」は任意の画像データであるので、任意の画像データとして処理対象となる画像データ「J」を用いても良い。「I0’」は、その任意の画像データI0の変化画像のデータを示し、これが比較のための比較用データとなる。「G」は、要因情報保存部7に保存された変化要因情報(=劣化要因情報)から算出される変化関数(点像関数)である。An outline of the common processing will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a processing flowchart for explaining a processing routine relating to repetitive processing as a signal (image) restoration means. In FIG. 5, “I 0 ” is arbitrary image data, “J” is image data to be processed, and these are image data stored in the recording unit of the
「δ」は、処理対象となる画像データJと、比較用データI0’との差分のデータである。「k」は、変化要因情報のデータに基づく配分比である。「I0+n」は、任意の画像データI0に、差分のデータδを変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gに基づいて配分して新たに生成した復元画像のデータ(復元データ)である。ここで、「h」は最終的に得ようとする劣化の無い目的画像データであるとすると、目的画像データhと処理対象となる画像データJとの関係は、次の(1)式で表すことができる。
J=h*G ……(1)
ここで、「*」は、重畳積分を表す演算子である(以下同じ)。“Δ” is difference data between the image data J to be processed and the comparison data I 0 ′. “K” is an allocation ratio based on the data of the change factor information. “I 0 + n ” is data (restoration image) newly generated by allocating difference data δ to arbitrary image data I 0 based on a change function (point spread function) G calculated from change factor information. Data). Here, assuming that “h” is the target image data without deterioration that is finally obtained, the relationship between the target image data h and the image data J to be processed is expressed by the following equation (1). be able to.
J = h * G (1)
Here, “*” is an operator representing a superposition integral (the same applies hereinafter).
処理部4の処理ルーチンは、まず、任意の画像データI0を用意することから始まる(ステップS101)。ステップS102で、(1)式の目的画像データhの代わりに任意の画像データI0を入れ、変化画像である比較用データI0’を求める。次に、処理対象となる画像データJと比較用データI0’とを比較し、差分のデータδを算出する(ステップS103)。Processing routine of the
その差分のデータδの各々の絶対値が所定値未満であるか否かをステップS104で判断し、所定値以上であれば、ステップS105で新たな復元画像のデータ(=復元データ)を生成する処理を行う。すなわち、処理対象となる画像データJと比較用データI0’とを比較した際の差分のデータδを変化関数Gに基づいて、任意の画像データI0に配分し、新たな復元データI0+1を生成する。その後、ステップS102,S103,S104,およびS105を繰り返す。In step S104, it is determined whether or not the absolute value of each difference data δ is less than a predetermined value. If the absolute value is greater than or equal to the predetermined value, new restored image data (= restored data) is generated in step S105. Process. That is, the difference data δ when the image data J to be processed and the comparison data I 0 ′ are compared are distributed to arbitrary image data I 0 based on the change function G, and new restored data I 0 + 1 Is generated. Thereafter, steps S102, S103, S104, and S105 are repeated.
ステップS104において、差分のデータδの絶対値が所定値未満の場合、繰り返し処理を終了する。そして、繰り返し処理を終了した時点での復元データI0+nを目的画像データhと推定する。すなわち、差分のデータδの絶対値が所定値より小さくなった場合、比較用データI0+n’の元となった復元データI0+nは目的画像データhに充分近似されたと判断し、その復元データI0+nを目的画像データhと推定する。なお、記録部5には、任意の画像データI0、変化関数Gを記録しておき、必要に応じて処理部4に渡すようにしても良い。If the absolute value of the difference data δ is less than the predetermined value in step S104, the iterative process is terminated. Then, the restored data I 0 + n at the time when the iterative process is completed is estimated as the target image data h. That is, when the absolute value of the difference data δ becomes smaller than a predetermined value, it is determined that the restored data I 0 + n that is the basis of the comparison data I 0 + n ′ is sufficiently approximate to the target image data h, and the restored data I 0 + n is estimated as target image data h. Note that arbitrary image data I 0 and change function G may be recorded in the
上述した共通処理の考え方をまとめると以下のようになる。すなわち、この処理方法においては、処理対象の解を逆問題としては解かず、合理的な解を求める最適化問題として解くのである。逆問題として解くことは理論上は可能であるが、現実問題としては困難である。 The concept of the common processing described above is summarized as follows. That is, in this processing method, the solution to be processed is not solved as an inverse problem, but as an optimization problem for obtaining a reasonable solution. Although it is theoretically possible to solve as an inverse problem, it is difficult as a real problem.
最適化問題として解く場合において、本実施の形態に係る共通処理では、次のような条件を前提としている。
すなわち、
(1)入力に対する出力は、一意に決まる。
(2)対比する出力が同じであれば、それらの入力は同じである。
(3)対比する出力が同じになるように、入力を更新しながら反復処理することによって、解を収束させていく。In the case of solving as an optimization problem, the common processing according to the present embodiment assumes the following conditions.
That is,
(1) The output corresponding to the input is uniquely determined.
(2) If the compared outputs are the same, their inputs are the same.
(3) The solution is converged by iteratively processing while updating the input so that the compared outputs are the same.
このことを換言すれば、図6(A)(B)に示すように、処理対象となる画像データJと近似である比較用データI0’(I0+n’)を生成できれば、その生成の元データとなる画像データI0(I0+n)は、目的画像データhに近似されたものとなる。In other words, as shown in FIGS. 6A and 6B, if comparison data I 0 ′ (I 0 + n ′) approximate to the image data J to be processed can be generated, the generation source Image data I 0 (I 0 + n ) as data is approximated to the target image data h.
次に、図5に示す共通処理によるぶれ画像の復元(ステップS102,S103,S104,S105の反復処理)の詳細を、目的画像データhを元画像データImg、処理対象となる画像データJを原画像データImg’とした場合(後述する第3の繰り返し処理)を例に、図7,図8,図9,図10,図11,図12,図13,および図14に基づいて説明する。 Next, details of the blur image restoration (repetitive processing of steps S102, S103, S104, and S105) by the common processing shown in FIG. 5 are performed. The target image data h is the original image data Img, and the image data J to be processed is the original. Description will be made based on FIGS. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14 by taking the case of image data Img ′ (third repetitive processing described later) as an example.
(手ぶれの復元アルゴリズム)
手ぶれが無いとき、所定の画素に対応する光エネルギーは、露光時間中、その画素に集中する。また、手ぶれがある場合、光エネルギーは、露光時間中にぶれた画素に分散する。さらに、露光時間中のぶれがわかれば、露光時間中のエネルギーの分散の仕方がわかるため、ぶれた画像からぶれの無い画像を作ることが可能となる。(Image restoration algorithm)
When there is no camera shake, the light energy corresponding to a given pixel is concentrated on that pixel during the exposure time. In addition, when there is camera shake, light energy is dispersed to pixels that are shaken during the exposure time. Further, if the blur during the exposure time is known, it is possible to know how to disperse the energy during the exposure time, so that it is possible to create a blur-free image from the blurred image.
以下、簡単のため、横一次元で説明する。画素を左から順にS−1,S,S+1,S+2,S+3,…,とし、ある画素Sに注目する。ぶれが無いとき、露光時間中のエネルギーは、その画素に集中するため、エネルギーの集中度は「1.0」である。この状態を図7に示す。このときの撮影結果を、図8の表に示す。図8に示すものが、劣化しなかった場合の正しい画像データImgとなる。なお、各データは、8ビット(0〜255)のデータで表している。 Hereinafter, for the sake of simplicity, the description will be made in one horizontal dimension. The pixels are designated as S-1, S, S + 1, S + 2, S + 3,. When there is no blur, the energy during the exposure time is concentrated on the pixel, so the energy concentration is “1.0”. This state is shown in FIG. The imaging results at this time are shown in the table of FIG. What is shown in FIG. 8 is the correct image data Img when no deterioration occurs. Each data is represented by 8-bit (0 to 255) data.
露光時間中にぶれがあり、露光時間中の50%の時間はS番目の画素に、30%の時間はS+1番目の画素に、20%の時間はS+2番目の画素にそれぞれぶれていたとする。エネルギーの分散の仕方は、図9に示す表のとおりとなる。これが変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gとなる。 It is assumed that there is blurring during the exposure time, 50% of the exposure time is blurred to the Sth pixel, 30% of time is shifted to the S + 1th pixel, and 20% of time is shifted to the S + 2th pixel. The way of energy dispersion is as shown in the table of FIG. This is a change function (point spread function) G calculated from the change factor information.
ぶれは、全ての画素で一様であり、シフトインバリアントな問題として把握される。そして、上ぶれ(縦ぶれ)が無いとすると、ぶれの状況は、図10に示す表のとおりとなる。図10中の「ぶれ画像」として示されるデータが、劣化している原画像データImg’となる。具体的には、たとえば「S−3」の画素の「120」は、ぶれ情報である変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gの「0.5」「0.3」「0.2」の配分比に従い、「S−3」の画素に「60」、「S−2]の画素に「36」、「S−1」の画素に「24」というように分散する。同様に、「S−2」の画素データである「60」は、「S−2」に「30」、「S−1」に「18」、「S」に「12」として分散する。この劣化している原画像データImg’と、図9に示す変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gから元画像データImgを算出することとなる。 Blur is uniform for all pixels and is perceived as a shift invariant problem. If there is no upper blur (vertical blur), the blur situation is as shown in the table of FIG. The data shown as “blurred image” in FIG. 10 is the deteriorated original image data Img ′. Specifically, for example, “120” of the pixel “S-3” is “0.5”, “0.3”, ““ of the change function (point spread function) G calculated from the change factor information that is blur information. According to the distribution ratio of 0.2, “60” is distributed to the “S-3” pixel, “36” to the “S-2” pixel, and “24” to the “S-1” pixel. Similarly, “60” which is the pixel data of “S-2” is distributed as “30” in “S-2”, “18” in “S-1”, and “12” in “S”. The original image data Img is calculated from the deteriorated original image data Img 'and the change function (point spread function) G calculated from the change factor information shown in FIG.
図5のステップS101に示す任意の画像データI0は、この説明に当たっては、原画像データImg’を用いる。すなわち、I0=Img’として処理を開始する。図11の表中に「入力」とされたものが任意の画像のデータI0に相当する。このデータI0すなわちImg’と、ステップS102で変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gとを重畳積分する。すなわち、たとえば、所定の画像データI0の「S−3」の画素の「60」は、「S−3」の画素に「30」が、「S−2」の画素に「18」が、「S−1」の画素に「12」がそれぞれ割り振られる。他の画素についても同様に配分され、「出力I0’」として示される比較用データI0’が生成される。このため、ステップS103の差分のデータδは、図11の最下欄に示すようになる。Any image data I 0 shown in step S101 in FIG. 5, when this description uses the original image data Img '. That is, the process starts with I 0 = Img ′. In the table of FIG. 11, “input” corresponds to arbitrary image data I 0 . This data I 0, that is, Img ′ is integrated with the change function (point spread function) G calculated from the change factor information in step S102. That is, for example, “60” of the “S-3” pixel of the predetermined image data I 0 is “30” for the “S-3” pixel, “18” for the “S-2” pixel, “12” is allocated to each pixel of “S-1”. The other pixels are similarly distributed, and comparison data I 0 ′ shown as “output I 0 ′” is generated. Therefore, the difference data δ in step S103 is as shown in the bottom column of FIG.
この後、図5のステップS104で、原画像データImg’と比較用データI0’の画像を構成する複数の各画素の差分のデータδの絶対値が所定値未満であるか否かを判断する。その判断の結果、「N」ならばステップS105に進む。すなわち、差分のデータδを変化要因情報のデータGを使用して、任意の画像のデータI0に配分して、図12中の「次回入力」として示される復元データI0+nを生成する。この場合、第1回目であるため、図12では、I0+1と表している。Thereafter, in step S104 of FIG. 5, it is determined whether or not the absolute value of the difference data δ of the plurality of pixels constituting the image of the original image data Img ′ and the comparison data I 0 ′ is less than a predetermined value. To do. If the result of the determination is “N”, the process proceeds to step S105. That is, the difference data δ is distributed to the arbitrary image data I 0 using the change factor information data G to generate restored data I 0 + n shown as “next input” in FIG. In this case, since this is the first time, it is represented as I 0 + 1 in FIG.
差分のデータδの配分は、変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gを利用して、たとえば「S−3」の画素データ「30」に自分の所(=「S−3」の画素)の配分比である0.5をかけた「15」を「S−3」の画素に配分し、また「S−2」の画素のデータ「15」にその「S−2」の画素にきているはずの配分比である0.3をかけた「4.5」を配分し、さらに、「S−1」の画素のデータ「9.2」に、その「S−1」の画素にきているはずの配分比である0.2をかけた「1.84」を配分する。「S−3」の画素に配分された総量(更新量)は、「21.34」となり、この値を所定の画像のデータI0(ここでは原画像データImg’を使用)にプラスして、復元データI0+1を生成している。The distribution of the difference data δ is performed by using, for example, the pixel data “30” of “S-3” (= “S-3”) using the change function (point spread function) G calculated from the change factor information. "15" multiplied by 0.5, which is the distribution ratio of "S"), is distributed to the "S-3" pixel, and "S-2" is assigned to the data "15" of the "S-2" pixel. “4.5” multiplied by 0.3, which is the distribution ratio that should have arrived at the pixel of “S-1”, is further allocated to the data “9.2” of the pixel “S-1”, "1.84" multiplied by 0.2, which is the distribution ratio that should have come to the pixel "." The total amount (update amount) allocated to the pixels of “S-3” is “21.34”, and this value is added to the data I 0 of the predetermined image (here, the original image data Img ′ is used). The restoration data I 0 + 1 is generated.
図13に示すように、この復元データI0+1が図5のステップS102の入力画像のデータ(=所定の画像のデータI0)になり、ステップS102が実行され、ステップS103へと移行し、新しい差分のデータδを得る。その後、上述と同様にステップS104の判断をする。その判断の結果、「N」ならばステップS105に進み、新しい差分のデータδを前回の復元データI0+1に配分し、新しい復元データI0+2を生成する(図14参照)。その後、ステップS102の遂行によって、復元データI0+2から新しい比較用データI0+2’が生成される。このように、ステップS102,S103が実行された後、ステップS104での判断が「N」ならステップS105へ移行する。このような処理を繰り返す。As shown in FIG. 13, the restored data I 0 + 1 becomes the input image data (= predetermined image data I 0 ) in step S102 in FIG. 5, step S102 is executed, and the process proceeds to step S103. The difference data δ is obtained. Thereafter, the determination in step S104 is made in the same manner as described above. If “N” as a result of the determination, the process proceeds to step S105, where the new difference data δ is distributed to the previous restoration data I 0 + 1 to generate new restoration data I 0 + 2 (see FIG. 14). Thereafter, new comparison data I 0 + 2 ′ is generated from the restored data I 0 + 2 by performing step S102. As described above, after steps S102 and S103 are executed, if the determination in step S104 is “N”, the process proceeds to step S105. Such a process is repeated.
以上のように、繰り返し処理がなされることで、差分のデータδの絶対値が徐々に小さくなっていき、所定値より小さくなると、ステップS104の判断が「Y」となり、ぶれが低減された元画像データImgに近いデータが得られる。 As described above, the absolute value of the difference data δ gradually decreases as a result of repeated processing. When the absolute value of the difference data δ becomes smaller than a predetermined value, the determination in step S104 becomes “Y”, and the original image with reduced blurring is obtained. Data close to the image data Img is obtained.
以上に述べた図5に示すぶれ画像の復元処理方法(ステップS102,S103,S104,およびS105の繰り返し処理(共通処理))においては、処理部4で行った処理は、ソフトウェアで構成しているが、それぞれ、一部の処理を分担して行うようにした部品からなるハードウェアで構成しても良い。また、変化要因情報のデータGとしては、劣化要因情報のデータのみではなく、単に画像を変化させる情報や、劣化とは逆に、画像を良くする情報を含むものとする。
In the blurred image restoration processing method shown in FIG. 5 described above (repetitive processing (common processing) of steps S102, S103, S104, and S105), the processing performed by the
また、処理の繰り返し回数は、信号処理装置1側で自動的にまたは固定的に設定しても良い。その場合、その設定された回数を変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gによって変更するようにしても良い。たとえば、ある画素のデータが、ぶれによって多数の画素に分散している場合は、繰り返しの回数を多くし、分散が少ない場合は繰り返しの回数を少なくするようにしても良い。
The number of processing repetitions may be set automatically or fixedly on the
さらに、繰り返し処理中に、差分のデータδが発散してきたり、エネルギーが移動した後の画像データのエネルギーが小さくならず大きくなってきたら、処理を中止させるようにしても良い。発散しているか否かは、たとえば差分のデータδの平均値を見てその平均値が前回より大きくなったら発散していると判断する方法を採用できる。また、繰り返し処理中に、入力を異常な値に変更しようとしたときには、処理を中止させるようにしても良い。たとえば8ビットの場合、変更されようとする値が255を超える値であるときには、処理を中止させる。また、繰り返し処理中、新たなデータである入力を異常な値に変更しようとしたとき、その値を使用せず、正常な値とするようにしても良い。たとえば、8ビットの0〜255の中で、255を超える値を入力データとしようとした際は、上限の値である255として処理するようにする。 Furthermore, during the repetitive processing, when the difference data δ diverges or the energy of the image data after the energy has moved does not decrease but increases, the processing may be stopped. For example, it is possible to adopt a method of determining whether or not the light is diverging by observing the average value of the difference data δ and determining that the light is diverging if the average value is larger than the previous value. In addition, during an iterative process, if an input is to be changed to an abnormal value, the process may be stopped. For example, in the case of 8 bits, if the value to be changed is a value exceeding 255, the processing is stopped. Also, during an iterative process, when an input that is new data is to be changed to an abnormal value, that value may be used instead of the normal value. For example, when a value exceeding 255 within the 8-bit range of 0 to 255 is used as input data, it is processed as 255, which is the upper limit value.
また、出力画像となる復元データを生成する際、変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gによっては、復元させようとする画像の領域外へ出てしまうようなデータが発生する場合がある。このような場合、領域外へはみ出るデータは反対側へ入れる。また、領域外から入ってくるべきデータがある場合は、そのデータは反対側から持ってくるようにしても良い。たとえば、領域内の最も下に位置する画素XN1のデータから、さらに下の画素に割り振られるデータが発生した場合、その位置は領域外になる。そこで、そのデータは画素XN1の真上で最も上に位置する画素X11に割り振られる処理をする。画素XN1の隣の画素N2についても同様に真上で最上覧の画素X12(=画素X11の隣り)に割り振ることとなる。 Further, when generating restoration data to be an output image, depending on the change function (point spread function) G calculated from the change factor information, data that goes out of the area of the image to be restored is generated. There is a case. In such a case, data that protrudes outside the area is input to the opposite side. If there is data that should come from outside the area, the data may be brought from the opposite side. For example, when data allocated to a lower pixel is generated from the data of the pixel XN1 positioned at the bottom in the area, the position is outside the area. Therefore, the data is processed to be allocated to the pixel X11 located at the top right above the pixel XN1. Similarly, the pixel N2 adjacent to the pixel XN1 is assigned to the topmost pixel X12 (= next to the pixel X11) directly above.
なお、共通処理では、角速度検出センサのサンプリング周波数を60Hzから240Hz内としているが、高周波数を検出できるように5μsec毎に角速度を検出してもよい。また、差分のデータδの判定基準となる値は、各データを8ビット(0〜255)で表した場合に、この実施の形態では「6」としている。すなわち、6より小さいときは、処理を終了している。また、角速度検出センサで検出したぶれの生データは、センサ自体の校正が不十分なときは、実際のぶれとは対応しない。よって実際のぶれに対応させるため、センサが校正されていないときは、センサで検出した生データに所定の倍率をかけたりする補正が必要とされる。 In the common processing, the sampling rate of the angular velocity detection sensor is set within 60 Hz to 240 Hz. However, the angular velocity may be detected every 5 μsec so that a high frequency can be detected. In addition, in this embodiment, the value serving as a determination criterion for the difference data δ is “6” when each data is represented by 8 bits (0 to 255). That is, when it is smaller than 6, the process is finished. Further, the shake raw data detected by the angular velocity detection sensor does not correspond to the actual shake when the sensor itself is insufficiently calibrated. Therefore, in order to deal with actual blurring, when the sensor is not calibrated, correction is required to multiply the raw data detected by the sensor by a predetermined magnification.
以上が、共通処理の処理方法である。この共通処理と同様な考え方基づいての処理方法である第1の繰り返し処理においては、共通処理における「任意の画像データI0」を、撮影した原画像データImg’を縮小処理した縮小原画像データとする。また共通処理における「比較用データI0’」は、この任意の画像データI0(縮小処理した縮小原画像データ)を変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G1を利用して劣化させた縮小原画像データと同じ容量の比較用縮小データとなる。また、共通処理における「処理対象となる画像データJ」は、縮小原画像データとなる。また、共通処理における「差分のデータδ」は、縮小原画像データと比較用縮小データとの第1の差分のデータとなる。また、共通処理における「復元データI0+n」は、第1の差分のデータを変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G1を利用して、縮小原画像データに配分することで生成した縮小復元データとなる。また、共通処理における「目的画像データh」は、最後に得られた縮小復元データとなる。The above is the processing method of the common processing. In the first iterative process, which is a processing method based on the same concept as this common process, “arbitrary image data I 0 ” in the common process is reduced to the reduced original image data obtained by reducing the captured original image data Img ′. And Further, the “comparison data I 0 ′” in the common processing uses the change function (point image function) G1 calculated from the arbitrary factor of the image data I 0 (reduced original image data subjected to the reduction process). The comparison reduced data has the same capacity as the reduced reduced original image data. Further, “image data J to be processed” in the common processing is reduced original image data. Further, “difference data δ” in the common process is data of the first difference between the reduced original image data and the reduced data for comparison. Further, “restoration data I 0 + n ” in the common processing is generated by allocating the first difference data to the reduced original image data using the change function (point spread function) G1 calculated from the change factor information. Reduced restoration data. In addition, “target image data h” in the common processing is the reduced restoration data obtained at the end.
第2の繰り返し処理においては、共通処理における「任意の画像データI0」を、第1の繰り返し処理を行うことで得られた最後の縮小復元データ(目的画像データh)を拡大処理した拡大画像データとする。また、共通処理における「比較用データI0’」は、この任意の画像データI0(拡大処理した拡大画像データ)を変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G2を利用して劣化させた比較用拡大データとなる。また、共通処理における「処理対象となる画像データJ」は、原画像データImg’または比較用拡大データと同じ容量の原画像相似画像データとなる。また、共通処理における「差分のデータδ」は、拡大画像データと比較用拡大データとの第2の差分のデータとなる。また、共通処理における「復元データI0+n」は、第2の差分のデータを変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G2を利用して、拡大画像データに配分することで生成した拡大復元データとなる。また、共通処理における「目的画像データh」は、最後に得られた拡大復元データ(元画像データImgまたは相似画像データ)である。In the second iterative process, the “arbitrary image data I 0 ” in the common process is an enlarged image obtained by enlarging the last reduced restoration data (target image data h) obtained by performing the first iterative process. Data. In addition, the “comparison data I 0 ′” in the common processing uses the change function (point image function) G2 calculated from the change factor information for the arbitrary image data I 0 (enlarged image data that has been enlarged). The enlarged data for comparison is deteriorated. Further, “image data J to be processed” in the common process is the original image similar image data having the same capacity as the original image data Img ′ or the comparison enlarged data. Further, “difference data δ” in the common processing is data of the second difference between the enlarged image data and the comparative enlarged data. In addition, “restoration data I 0 + n ” in the common processing is generated by allocating the second difference data to the enlarged image data using the change function (point spread function) G2 calculated from the change factor information. Enlarged restoration data. Further, the “target image data h” in the common processing is the enlarged restoration data (original image data Img or similar image data) obtained at the end.
第3の繰り返し処理は、所定画像データに対して行う共通処理そのものである。すなわち、第3の繰り返し処理においては、共通処理における「任意の画像データI0」には原画像データImg’を用いても良く、また、黒ベタ、白ベタ、灰色ベタ、市松模様等どのような画像のデータを用いても良い。また、共通処理における「比較用データI0’」は、第3の繰り返し処理においては、この任意の画像データI0(任意の画像データ)を変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G3を利用して劣化させた比較用データとなる。また、共通処理における「処理対象となる画像データJ」は、第3の繰り返し処理においては、原画像データImg’となる。また、共通処理における「差分のデータδ」は、第3の繰り返し処理においては、原画像データImg’と比較用データとの第3の差分のデータとなる。また、共通処理における「復元データI0+n」は、第3の繰り返し処理においては、第3の差分のデータを変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)G3を利用して、任意の画像データに配分することで生成した復元データとなる。また、共通処理における「目的画像データh」は、第3の繰り返し処理においては、元画像データImgとなる。The third repetitive process is a common process performed on the predetermined image data. That is, in the third repetitive processing, the original image data Img ′ may be used for “arbitrary image data I 0 ” in the common processing, and black solid, white solid, gray solid, checkered pattern, etc. Simple image data may be used. In addition, the “comparison data I 0 ′” in the common process is a change function (point spread function) calculated from the change factor information in the arbitrary image data I 0 (arbitrary image data) in the third repetition process. ) Comparison data deteriorated by using G3. Further, “image data J to be processed” in the common process becomes the original image data Img ′ in the third repetition process. Further, the “difference data δ” in the common process becomes the third difference data between the original image data Img ′ and the comparison data in the third repetition process. Further, the “restoration data I 0 + n ” in the common process is an arbitrary one using the change function (point spread function) G3 calculated from the change factor information in the third difference data in the third repetition process. The restored data is generated by distributing the image data. Further, the “target image data h” in the common process becomes the original image data Img in the third repetition process.
(全体の処理の流れ)
図15に、本実施の形態に係る信号処理装置1の処理部4が主として行う、全体の処理のフロー図を示す。まず、検出部6によって得られる変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gのうち、ぶれにのみ関する情報Gaを取得し、Gaが所定値以下か否か、すなわちぶれの程度が大きいか否かを判断する(ステップS201)。仮にGaが所定値以下で、ぶれの程度が小さい場合には、第3の繰り返し処理を行い(ステップS202)、最終的に得られる復元画像データとして元画像データを得て、画像復元処理が終了する。ここで、ぶれの程度が小さい場合に第3の繰り返し処理を採用する理由は、ぶれの小さい画像データに対して縮小処理および拡大処理を行うと、それほどぶれていない状態の原画像Img’のデータを縮小したり拡大することで、逆に画像が劣化したり処理時間が増加する危険性が大きくなるためである。なお、このように、変化要因情報から得られる変化(ここではGa)が所定値を超える場合にのみ縮小処理、第1の繰り返し処理、拡大処理および第2の繰り返し処理を行い、所定値以下の場合に第3の繰り返し処理をするという処理方法は、必ずしも必要でなく、信号処理装置1の仕様または処理する画像等によってステップS201およびS202が入っていない処理フローとすることができる。なお、ステップS201では、ぶれに関する情報Gaに代えて、ぶれ以外の情報が含まれている情報を用いても良い。(Overall process flow)
FIG. 15 shows a flowchart of overall processing mainly performed by the
Gaが所定値を超えると判断された場合(ステップS201)、すなわち、ぶれの程度が大きい場合には、まず撮影して得られた原画像データImg’の容量値を縮小する縮小処理(図3(C)参照)を行う(ステップS203)。次いで、縮小原画像データに対して第1の繰り返し処理を行う(ステップS204)。そして第1の繰り返し処理を行って得られた最後の縮小復元データの容量値を、原画像データImg’の容量値と同一になるように拡大する拡大処理(図4参照)を行う(ステップS205)。この拡大処理した拡大画像データに対して、第2の繰り返し処理を行い(ステップS206)、最終的に得られる復元画像データを元画像データとして得て、本実施の形態に係る信号処理装置1の処理部4が行う画像復元処理が終了する。
When it is determined that Ga exceeds a predetermined value (step S201), that is, when the degree of blurring is large, a reduction process for reducing the capacity value of the original image data Img ′ obtained by photographing (FIG. 3). (See (C)) (step S203). Next, a first iterative process is performed on the reduced original image data (step S204). Then, an enlargement process (see FIG. 4) is performed to enlarge the capacity value of the last reduced / restored data obtained by performing the first repetition process so as to be the same as the capacity value of the original image data Img ′ (step S205). ). A second iterative process is performed on the enlarged image data subjected to the enlargement process (step S206), and finally restored image data is obtained as original image data, and the
処理時間が限られている場合、この第2の繰り返し処理の回数は、第1の繰り返し処理の回数よりも少ないことが好ましい。そのようにすることで、第1の繰り返し処理を多数回行うことができ、縮小復元データの復元品質が良好となる。また、それと共に、その良好な品質の縮小復元データを用いて第2の繰り返し処理を補助的(確認的)に行うことで、拡大処理によって大きい容量となった拡大画像データの復元品質をも良好なものとすることができる。 When the processing time is limited, the number of times of the second repetition process is preferably smaller than the number of times of the first repetition process. By doing so, the first iterative process can be performed many times, and the restoration quality of the reduced restoration data becomes good. At the same time, the second repetitive processing is performed supplementarily (confirmatively) using the reduced restoration data of good quality, so that the restoration quality of the enlarged image data having a large capacity by the enlargement processing is also good. Can be.
なお、第1、第2および第3の各繰り返し処理は、通常、繰り返しの回数を多くするに従って(比例して、ではない)画像復元の精度は高まる。その一方、画像復元全体に要する処理時間は、繰り返しの回数に比例して長くなる。また、同じ繰り返しの回数であれば、画像データの容量が多くなるに従って1回の繰り返し処理に要する時間が長くなる。 In the first, second, and third iterations, the accuracy of image restoration usually increases as the number of iterations increases (not proportionally). On the other hand, the processing time required for the entire image restoration becomes longer in proportion to the number of repetitions. If the number of repetitions is the same, the time required for one repetition process increases as the amount of image data increases.
ここで、仮に原画像データImg’の画像データが500万画素、縮小原画像データがVGA(Video Graphics Array)と同等の約30万画素とした(縮小率が約6%)ときの実験例を説明する。この実験では、第1の繰り返し処理を50回行う処理時間は、原画像データImg’に対して第3の繰り返し処理を3回行う時間と同等となった。その後、第2の繰り返し処理を2回行うと、その処理時間は、原画像データImg’に対して第3の繰り返し処理を2回行うのと同等となった。原画像データImg’に対して第3の繰り返し処理を5回行った場合の復元画像と、第1の繰り返し処理を50回行った後第2の繰り返し処理を2回行った場合の拡大復元画像とを比べると、明らかに後者の拡大復元画像の方が、画像復元の精度・品質が高かった。また、第3の繰り返し処理を50回行なった場合の復元画像と同等であった。
Here, it is assumed that the image data of the original image data Img ′ is 5 million pixels, and the reduced original image data is about 300,000 pixels equivalent to VGA (Video Graphics Array) (reduction ratio is about 6%). explain. In this experiment, the processing time for performing the first
なお、繰り返し処理の速度を速める別の方法として、繰り返し処理におけるフィードバックゲイン(図5に示す「k」:変化要因情報のデータに基づく配分比)を大きくする方法が考えられる。しかし、フィードバックゲイン「k」の値を大きくし過ぎると、図5に示す「kδ」が大きくなりすぎて繰り返し処理において発散してしまい、収束(δの値を充分小さくする)させることができなくなる場合がある。よって、フィードバックゲインの値を大きくして第3の繰り返し処理を行うのは、一概に適切であるとは言えない。また、繰り返しの回数を多くすることで原画像データImg’が有することのあるホワイトノイズ等のノイズを強調してしまう場合がある。しかし、本実施の形態では、縮小と拡大の各処理の際に、画素データの中に含まれるノイズも平均化(分散)され、その影響が軽減されている。また、第1の繰り返し処理から得られた拡大画像データは良好な復元品質に近いので、第2の繰り返し処理における差分のデータδは充分小さくなっているため、第2の繰り返し処理におけるフィードバックゲイン「k」の値を大きくしたとしても、kδが大きくなりすぎることはない。よって、本実施の形態における信号処理装置1が行う画像復元処理は、第1の繰り返し処理や第3の繰り返し処理を行う場合に比べ、第2の繰り返し処理の中ではフィードバックゲインの値を大きくすることによる弊害が小さい。よって、本実施の形態に係る信号処理装置1では、第3の繰り返し処理を行う場合よりも更なる画像復元処理の迅速化を図ることができる。
As another method for increasing the speed of the iterative process, a method of increasing the feedback gain (“k” shown in FIG. 5: distribution ratio based on data of change factor information) in the iterative process can be considered. However, if the value of the feedback gain “k” is increased too much, “kδ” shown in FIG. 5 becomes too large and diverges in the iterative process, making it impossible to converge (the value of δ is made sufficiently small). There is a case. Therefore, it is generally not appropriate to increase the value of the feedback gain and perform the third iterative process. Further, by increasing the number of repetitions, noise such as white noise that may be included in the original image data Img ′ may be emphasized. However, in the present embodiment, the noise included in the pixel data is averaged (distributed) during each reduction and enlargement process, and the influence is reduced. Further, since the enlarged image data obtained from the first iterative process is close to a good restoration quality, the difference data δ in the second iterative process is sufficiently small, and therefore the feedback gain “ Even if the value of “k” is increased, kδ does not become too large. Therefore, the image restoration process performed by the
本実施の形態における信号処理装置1は、復元画像を繰り返し生成し、その質を高めていくようにしているので、装置は大型化しない。また、本実施の形態における信号処理装置1は、変化要因情報のデータを利用して、所定の画像データから比較用データを生成して、処理対象となる画像データと比較用のデータとの差分のデータを変化要因情報のデータを利用して所定の画像データに配分することで復元データを生成し、この復元データを所定の画像データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返し、徐々に元画像データまたは相似画像データを得るので、画像復元処理に当たり、現実性のある回路処理方式となっている。
Since the
以上、本発明の実施の形態における信号処理装置1について説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない限り種々変更実施可能である。たとえば、最終的に得られる復元画像データは、元画像データでなく、元画像データを縮小または拡大した相似信号データとなる相似画像データとしても良い。相似画像データを得るためには、拡大処理の際に元画像の容量とは異なる拡大画像データ(原画像相似画像データ)を生成する。そして、原画像データImg’を原画像相似画像データと同じ容量となるように、縮小処理または拡大処理を行い、容量調整済み原画像データを得る。そして、図5のステップS103の処理対象となる画像データJの代わりに容量調整済み原画像データを用いて、第2の繰り返し処理を実行する。
The
相似画像データを得るための別の方法は、たとえば縮小処理および第1の繰り返し処理のみ行い、第1の繰り返し処理を行うことで得られた最後の縮小復元データを、相似画像データとして得る方法である。この方法を採用すれば、第2の繰り返し処理を省略できることから、全体の画像復元処理を迅速化できる。この方法を採用する際には、縮小処理で得られる縮小原画像データの容量を、最終的に得る復元処理を行った画像データの容量と同一となるよう調整する。または、このような方法によって得た相似画像データを、第1の繰り返し処理の最後に得られた縮小復元データを拡大し、相似画像データと同一の容量の拡大データを得る処理を行うこととしても良い。この場合の拡大の方法は、本実施の形態に係る拡大処理(図4参照)以外の方法であっても良い。 Another method for obtaining the similar image data is, for example, a method in which only the reduction process and the first repetition process are performed, and the final reduced / restored data obtained by performing the first repetition process is obtained as the similar image data. is there. By adopting this method, the second iterative process can be omitted, so that the entire image restoration process can be speeded up. When this method is adopted, the capacity of the reduced original image data obtained by the reduction process is adjusted to be the same as the capacity of the image data that has been subjected to the restoration process finally obtained. Alternatively, the similar image data obtained by such a method may be processed by enlarging the reduced restoration data obtained at the end of the first iterative process to obtain enlarged data having the same capacity as the similar image data. good. The enlargement method in this case may be a method other than the enlargement process (see FIG. 4) according to the present embodiment.
原画像データImg’は、解像度が高く画像品質が良くなるに従って、画像復元処理を行って最終的に得られる画像データの復元品質は良好となる。よって、相似画像データを得る利点は、たとえば、解像度が高いことによって高品質の原画像データImg’を得た上で、縮小処理および各種繰り返し処理(画像復元処理)等を行って、最終的にぶれが少なく、かつ原画像データImg’よりも小さい容量で取り扱い性が良好な画像データを得ることができる点等である。なお、信号処理装置1によって最終的に得られる相似画像データの解像度は、固定的に設定されていても良いし、複数種設定できることとしても良い。そして、相似画像データを得ることのできる信号処理装置1としてのデジタルカメラには、操作する者が最終的に得たい画像の解像度を、選択または調整する機構が設けられていることが好ましい。
As the original image data Img ′ has a higher resolution and better image quality, the restoration quality of the image data finally obtained by performing the image restoration process becomes better. Therefore, the advantage of obtaining similar image data is, for example, that after obtaining high-quality original image data Img ′ due to high resolution, reduction processing and various repetition processing (image restoration processing) are performed, and finally For example, it is possible to obtain image data with less blurring and good handleability with a smaller capacity than the original image data Img ′. Note that the resolution of the similar image data finally obtained by the
本実施の形態における信号処理装置1が行う画像復元処理は、図15に示すように、縮小処理(ステップS203)、第1の繰り返し処理(ステップS204)、拡大処理(ステップS205)、第2の繰り返し処理(ステップS206)の順番で行い、終了する。しかし、たとえば第2の繰り返し処理(ステップS206)の後に、再度縮小処理および第1の繰り返し処理を行った後に終了させることとしても良い。さらには、図15に示す、縮小処理(ステップS203)、第1の繰り返し処理(ステップS204)、拡大処理(ステップS205)、第2の繰り返し処理(ステップS206)の順番で行う画像復元の処理全体を、複数回繰り返すこととしても良い。また、画像復元処理の前後、または各種処理(ステップS203からステップS206)の間のいずれかの時期に、いわゆるγ補正等の画像復元処理とは無関係の処理を行うこともできる。
As shown in FIG. 15, the image restoration process performed by the
本実施の形態における信号処理装置1が行う図3(C)で示した縮小処理は、縮小原画像データの容量値をxとし、原画像データの容量値をyとしたとき、x/yの値(縮小率)を約0.444とする処理である。信号処理装置1が行う縮小処理の縮小率は、0.05以上とすることが好ましい。その理由は、原画像データImg’の画素データの過剰な喪失を避けるためである。またこの縮小率は、0.9以下が好ましく、0.5以下とするとさらに好ましい。その理由は、第1の繰り返し処理を迅速に行うためである。
The reduction processing shown in FIG. 3C performed by the
本実施の形態における信号処理装置1が行う第1および第2の繰り返し処理では、図5に示すように、縮小原画像データと比較用縮小データとの第1の差分のデータδの絶対値、および拡大画像データと比較用拡大データとの第2の差分のデータδの絶対値が所定値未満の場合に(ステップS104)、第1の繰り返し処理および第2の繰り返し処理を終了させている。しかし、第1の繰り返し処理の終了の条件は、縮小原画像データと比較用縮小データとを対照し、この対照結果に基づき、または第1の差分のデータが所定値以下となった場合に、もしくは第1の繰り返し処理の繰り返しの回数が所定値となった場合とすることができる。また、第2の繰り返し処理の終了の条件は、原画像データまたは比較用拡大データと同じ容量の原画像相似画像データと前記比較用拡大データとを対照し、これらの対照結果に基づき、または前記第2の差分のデータが所定値以下となった場合に、もしくは前記第2の繰り返し処理の繰り返しの回数が所定値となった場合とすることができる。また、ステップS201の判断基準を「≦」ではなく「<」としても良い。
In the first and second iterative processes performed by the
ここで、上述の「対照」には、対比する複数のデータの所定の対応関係を見比べること等が含まれる。たとえば、処理部4は、外見上対比すべき画像データが近似していなくても、両データの特定の部分が一定の関係を満たしていれば、図5に示す繰り返し処理を終了させる処理を行うこととしても良い。また、第1および第2の差分のデータδは、対応する画素の単純な差分でも良い場合もあるが、一般的には、変化要因情報から算出される変化関数(点像関数)Gによって異なる。たとえば第1および第2の差分のデータδは、次の(2)式で表される。
δ=f(J,I0,G) …(2)Here, the above-mentioned “control” includes comparing a predetermined correspondence relationship between a plurality of data to be compared. For example, the
δ = f (J, I 0 , G) (2)
本実施の形態では、復元対象を画像データとしている。しかし、これらの復元処理の考え方および手法は、あらゆるデータの復元処理に適用できる。たとえば、デジタルの音声データの復元等への適用が可能である。音声信号データの場合、音を一定時間ごとに数値化したデータを、信号要素データとして、画像データにおける画素データと同様に扱うことができる。 In the present embodiment, the restoration target is image data. However, these restore processing concepts and techniques can be applied to any data restore process. For example, it can be applied to restoration of digital audio data. In the case of audio signal data, data obtained by digitizing sound at regular intervals can be handled as signal element data in the same manner as pixel data in image data.
また、上述した各信号復元方法は、プログラム化されても良い。また、プログラム化されたものが記憶媒体、たとえばCD、DVD、USBメモリに入れられ、コンピュータによって読みとり可能とされても良い。この場合、信号処理装置1は、その記憶媒体内のプログラム化されたものが信号処理装置1の外部サーバに入れられ、必要に応じてダウンロードされ、使用されるようにしても良い。この場合、信号処理装置1は、その記憶媒体内のプログラムをダウンロードする通信手段を持つこととなる。
Each signal restoration method described above may be programmed. Alternatively, the program may be stored in a storage medium, such as a CD, DVD, or USB memory, and read by a computer. In this case, the
Claims (7)
上記処理部は、上記原信号データの容量値を縮小する縮小処理した縮小原信号データと、任意の信号データから上記変化要因情報のデータを利用して生成した上記縮小原信号データと同じ容量で、かつ上記任意の信号データを劣化させた比較用縮小データの2つのデータの差分のデータを、上記変化要因情報のデータに基づいて上記任意の信号データに配分して、縮小復元データを生成し、この縮小復元データを上記任意の信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す第1の繰り返し処理と、
上記第1の繰り返し処理を行うことで得られた上記縮小復元データの容量値を拡大する拡大処理と、この拡大処理した拡大信号データから、その拡大信号データを劣化させた比較用拡大データを生成し、上記原信号データまたは上記原信号データの容量を上記比較用拡大データと同じ容量となるよう縮小または拡大した原信号相似信号データと、上記比較用拡大データとの第2の差分のデータを、上記変化要因情報のデータに基づいて上記拡大信号データに配分して、拡大復元データを生成し、この拡大復元データを上記拡大信号データの代わりに使用し、同様の処理を繰り返す第2の繰り返し処理と、を行う機能を有することを特徴とする信号処理装置。From the original signal data that has undergone changes such as deterioration, the data of the signal before the change, the data of the signal that should have been originally acquired, or the data of its approximate signal (hereinafter these “signal data” are collectively referred to as In the signal processing apparatus having a processing unit that generates similar signal data obtained by reducing or expanding the original signal data using the data of the change factor information at the time of the change,
The processing unit has the same capacity as the reduced original signal data reduced by reducing the capacity value of the original signal data and the reduced original signal data generated from arbitrary signal data using the data of the change factor information. Further, the reduced data for comparison is distributed to the arbitrary signal data based on the data of the change factor information to generate reduced restoration data. Using the reduced restoration data instead of the arbitrary signal data, and repeating the same process,
An enlargement process for enlarging the capacity value of the reduced restoration data obtained by performing the first iterative process, and a comparison enlarged data in which the enlarged signal data is deteriorated is generated from the enlarged signal data obtained by the enlargement process. The original signal data or the original signal similar signal data obtained by reducing or enlarging the original signal data to have the same capacity as the comparative enlarged data, and the second difference data between the comparative enlarged data A second iteration of repeating the same processing by allocating to the enlarged signal data based on the data of the change factor information to generate enlarged restored data, using the enlarged restored data instead of the enlarged signal data And a signal processing device.
前記原信号データまたは前記原信号相似信号データと、前記比較用拡大データとを対照し、これらの対照結果に基づき、または前記第2の差分のデータが所定値以下となった場合に、もしくは前記第2の繰り返し処理の繰り返しの回数が所定値以上となった場合に、前記第2の繰り返し処理を終了させることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。The processing unit compares the reduced original signal data with the reduced data for comparison, based on the comparison result, or when the first difference data is equal to or less than a predetermined value, or the first When the number of repetitions of the repetition process is equal to or greater than a predetermined value, the first repetition process is terminated,
The original signal data or the original signal similar signal data is compared with the comparative enlarged data, based on the comparison result, or when the second difference data is equal to or less than a predetermined value, or 2. The signal processing apparatus according to claim 1 , wherein when the number of repetitions of the second iterative process is equal to or greater than a predetermined value, the second iterative process is terminated.
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