JP4946417B2 - IMAGING DEVICE, IMAGE PROCESSING DEVICE, IMAGE PROCESSING METHOD, PROGRAM FOR IMAGE PROCESSING METHOD, AND RECORDING MEDIUM CONTAINING PROGRAM FOR IMAGE PROCESSING METHOD - Google Patents
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Images
Description
本発明は、撮像装置、画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばディジタルスチルカメラに適用することができる。本発明は、条件付平均フィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定し、高域の折り返しをローパスフィルタで抑圧することにより、簡易な処理、構成により十分にノイズを抑圧することができるようにする。 The present invention relates to an imaging apparatus, an image processing apparatus, an image processing method, a program for the image processing method, and a recording medium on which the program for the image processing method is recorded, and can be applied to, for example, a digital still camera. According to the present invention, the tap coefficient of the conditional average filter is set to a value of 0 at a predetermined location, and high-frequency aliasing is suppressed by a low-pass filter, so that noise can be sufficiently suppressed by a simple process and configuration. To.
従来、ディジタルスチルカメラでは、撮像素子の画素配列で順次得られるRAWデータをデモザイク処理してフルカラー画像を生成した後、輝度信号、色差信号の画像データに変換して記録媒体に記録している。このようなディジタルスチルカメラ等の画像処理では、例えば特開2004−172726号公報に開示されているように、条件付平均フィルタであるεフィルタを用いてノイズを抑圧している。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a digital still camera, RAW data sequentially obtained by a pixel array of an image sensor is demosaiced to generate a full color image, and then converted into image data of luminance signals and color difference signals and recorded on a recording medium. In such image processing of a digital still camera or the like, noise is suppressed using an ε filter, which is a conditional average filter, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-172726.
ところでディジタルスチルカメラでは、極めて速いシャッター速度で撮影する場合もあり、このような撮影では、撮像結果のS/N比が著しく劣化する場合がある。ディジタルスチルカメラでは、このような著しくS/N比の劣化した撮像結果についても、効率良くノイズを抑圧することが望まれ、そのためには例えばεフィルタを用いてノイズ抑圧する場合には、このεフィルタの性能を向上させる必要がある。 By the way, with a digital still camera, there are cases where shooting is performed at an extremely fast shutter speed, and in such shooting, the S / N ratio of the imaging result may be significantly degraded. In a digital still camera, it is desired to efficiently suppress noise even for such an imaging result having a significantly deteriorated S / N ratio. For this purpose, for example, when the noise is suppressed using an ε filter, the ε It is necessary to improve the performance of the filter.
ここでεフィルタでは、タップ数を増大させて平均値化の処理に使用する画素数を増大させれば、ノイズ抑圧の性能を向上させることができる。しかしながらタップ数を増大させると、εフィルタの構成が煩雑になる。また演算処理によりεフィルタを構成する場合には、演算処理量が著しく増大することになり、処理に時間を要することになる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な処理、構成により十分にノイズを抑圧することができる撮像装置、画像処理装置、画像処理方法、画像処理方法のプログラム及び画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an imaging apparatus, an image processing apparatus, an image processing method, an image processing method program, and an image processing method capable of sufficiently suppressing noise by a simple process and configuration The present invention intends to propose a recording medium on which the program is recorded.
上記の課題を解決するため請求項1の発明は、撮像装置に適用して、撮像結果を取得して画像データを出力する撮像部と、前記画像データのノイズを抑圧して出力データを出力するノイズ抑圧部とを有し、前記ノイズ抑圧部は、前記画像データを帯域制限する2次元のローパスフィルタと、前記ローパスフィルタから出力される画像データを帯域制限して前記出力データを出力する2次元の条件付平均フィルタとを有し、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記ローパスフィルタで抑圧されるようにする。
In order to solve the above-described problem, the invention of
また請求項11の発明は、前記画像データのノイズを抑圧して出力データを出力する画像処理装置に適用して、前記画像データを帯域制限する2次元のローパスフィルタと、前記ローパスフィルタから出力される画像データを帯域制限して前記出力データを出力する2次元の条件付平均フィルタとを有し、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記ローパスフィルタで抑圧されるようにする。
The invention of
また請求項12の発明は、画像データのノイズを抑圧して出力データを出力する画像処理方法に適用して、前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、前記低域成分を帯域制限して前記出力データを出力する第2の帯域制限のステップとを有し、前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧されるようにする。
The invention of
また請求項13の発明は、画像データのノイズを抑圧して出力データを出力する画像処理方法のプログラムに適用して、前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、前記低域成分を帯域制限して前記出力データを出力する第2の帯域制限のステップとを有し、前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧されるようにする。
The invention of
また請求項14の発明は、画像データのノイズを抑圧して出力データを出力する画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記画像処理方法のプログラムは、前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、前記低域成分を帯域制限して前記出力データを出力する第2の帯域制限のステップとを有し、前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧されるようにする。
The invention of
請求項1、請求項11、請求項12、請求項13、又は請求項14の構成により、タップ係数が値0に設定されているタップについては、計算を省略することができることから、処理、構成を簡略化することができる。またタップ係数を値0に設定して発生する高域の折り返しについては、ローパスフィルタで抑圧することにより、実用上十分に折り返しが目立たないようにし、さらには十分にノイズを抑圧することができる。
According to the configuration of
本発明によれば、簡易な処理、構成により十分にノイズを抑圧することができる。 According to the present invention, noise can be sufficiently suppressed by a simple process and configuration.
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(1)実施例の構成
図2は、本発明の実施例のディジタルスチルカメラを示すブロック図である。このディジタルスチルカメラ1において、撮像素子3は、CCD(Charge Coupled Device )固体撮像素子、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor )固体撮像素子等により構成される。撮像素子3は、図示しないレンズユニットにより撮像面に形成された光学像を光電変換処理し、赤色、青色、緑色の画素値をベイヤー配列に対応する順序で順次出力する。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a digital still camera of an embodiment of the present invention. In the
前処理部4は、撮像素子3の出力信号を相関二重サンプリング処理、自動利得調整処理、アナログディジタル変換処理し、RAWデータD1を出力する。
The
光学補正部5は、例えばディジタルシグナルプロセッサにより構成され、この前処理部4から出力されるRAWデータD1を欠陥補正処理、ホワイトバランス調整処理、ノイズ抑圧処理し、RAWデータD2を出力する。このノイズ抑圧処理において、光学補正部5は、シャッター速度が速くなるに従ってノイズ抑圧量が増大するように、図示しないコントローラの制御により、順次段階的にノイズ抑圧処理の特性を切り換える。
The
画像処理部6は、このRAWデータD2に対してデモザイク処理、解像度変換処理、ガンマ補正処理、画質補正処理等を実行し、輝度信号及び色差信号の画像データD3に変換して出力する。このディジタルスチルカメラ1は、この画像処理部6で処理した画像データD3を図示しない表示装置で表示し、撮像結果のモニタ画像を表示する。
The
エンコーダ(ENC)7は、例えばJPEG(Joint Photographic Coding Experts Group )等の静止画像の符号化方式により、画像処理部6から出力される画像データD3をデータ圧縮して出力する。
The encoder (ENC) 7 compresses and outputs the image data D3 output from the
インターフェース(IF)8は、このエンコーダ7の出力データ、又は光学補正部5から出力されるRAWデータD2を記録媒体9に記録する。なお記録媒体9は、この実施例ではメモリカードであり、インターフェース8から出力される各種のデータを記録する。なお記録媒体9は、メモリカードに限らず、光ディスク、磁気ディスク等、種々の記録媒体を広く適用することができる。
The interface (IF) 8 records the output data of the
図1は、光学補正部5のノイズの除去処理に関する構成を示すブロック図である。光学補正部5は、前処理部4から出力されるRAWデータD1をラインバッファ11を介して入力する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration relating to noise removal processing of the
周辺画素参照部12は、それぞれ画像データD1を出力可能な複数のラインバッファの直列回路で構成され、バッファ11から出力されるRAWデータD1を順次入力して転送しながら、これら複数のラインバッファから同時並列的に出力することにより、RAWデータD1により構成されるモザイク画像上に順次注目画素を設定し、この注目画素の画像データを周辺画素の画像データと共に出力する。
The peripheral
高域通過フィルタ13は、周辺画素参照部12から出力されるRAWデータを帯域制限し、高域成分を選択的に出力する。なおここで図3に、この高域通過フィルタ13の周波数特性を示す。
The high-
高域ノイズ除去部14は、2次元のメディアンフィルタ等で構成され、高域通過フィルタ13の出力データからノイズを抑圧して出力する。
The high-frequency
低域通過フィルタ15は、周辺画素参照部12から出力されるRAWデータを帯域制限し、低域成分を選択的に出力する。またタップ係数切り換え部17の制御によりタップ係数を切り換え、何ら周辺画素参照部12から出力されるRAWデータを処理することなく出力する。なおここで図4に、RAWデータから低域成分を抽出する場合の、低域通過フィルタ15の特性を示す。
The low-
低域ノイズ除去部16は、例えば所定タップ数の2次元のεフィルタで構成され、低域通過フィルタ15の出力データからノイズを抑圧して出力する。
The low-frequency
タップ係数切り換え部17は、図示しないコントローラの制御により低域通過フィルタ15、低域ノイズ除去部16のタップ係数を切り換え、低域成分のノイズ抑圧特性を切り換える。
The tap
画像合成部18は、高域ノイズ除去部14、低域ノイズ除去部16の出力データを加算し、ノイズを抑圧したRAWデータD2を出力する。
The
図5は、この図1の構成による光学補正部5の処理手順を示すフローチャートである。なおここで width、heightは、処理対象であるRAWデータD1の水平方向及び垂直方向の画素数であり、i、jは、それぞれ注目画素の垂直方向及び水平方向の位置を、height、 widthとの対比により示す変数である。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the
この処理手順を開始すると、光学補正部5は、ステップSP1からステップSP2に移り、垂直方向の位置を示す変数iを値0に初期化する。また続くステップSP3において、水平方向の位置を示す変数jを値0に初期化する。続いて光学補正部5は、ステップSP4において、変数i、jにより特定される注目画素のRAWデータD1を周辺画素のRAWデータD1と共に読み出して高域通過フィルタ13に入力する。また高域通過フィルタ13でRAWデータD1を帯域制限して高域成分を抽出し、続くステップSP5において、高域ノイズ除去部14でこの高域成分のノイズを抑圧する。
When this processing procedure is started, the
続いて光学補正部5は、ステップSP6において、変数i、jにより特定される注目画素のRAWデータD1を周辺画素のRAWデータD1と共に読み出して低域通過フィルタ15に入力する。またこの低域通過フィルタ15でRAWデータD1を帯域制限して低域成分を抽出し、続くステップSP7において、低域ノイズ除去部16でこの低域成分のノイズを抑圧する。続いて光学補正部5は、ステップSP8において、画像合成部18で高域ノイズ除去部14、低域ノイズ除去部16の出力データを加算して出力し、続くステップSP9において、水平方向の位置を示す変数jを値1だけインクリメントし、続くステップSP10でこの変数jを水平方向の画素数 widthと比較して1ライン分の処理が未だ完了していないか否か判断する。
Subsequently, in step SP6, the
ここで肯定結果が得られると、光学補正部5は、ステップSP4に戻り、続く水平方向の注目画素について処理を繰り返す。これに対してステップSP10で否定結果が得られると、光学補正部5は、ステップSP11に移り、垂直方向の位置を示す変数iを値1だけインクリメントし、続くステップSP12でこの変数iを垂直方向の画素数heightと比較して1画面分の処理が未だ完了していないか否か判断する。
If a positive result is obtained here, the
ここで肯定結果が得られると、光学補正部5は、ステップSP3に戻り、続くラインの処理を開始する。これに対してステップSP12で否定結果が得られると、ステップSP13に移り、ノイズ抑圧処理を完了する。
If an affirmative result is obtained here, the
ここで図6は、低域ノイズ除去部16の説明に供する特性曲線図である。この図6において、符号L1は、1次元のローパスフィルタの周波数特性であり、符号L2は、1次元のεフィルタの微小振幅時の周波数特性である。なおここでローパスフィルタは、タップ係数が〔1、2、1〕の3タップのフィルタである。またεフィルタは、全てのタップ係数が値1の13タップのフィルタである。このεフィルタでは、周波数の増大に伴って所定の周波数毎にNULL点が発生し、周波数が増大するに従って徐々に減衰率が増大する。また符号L1+L2は、このローパスフィルタとεフィルタとの直列回路の周波数特性であり、この場合、ローパスフィルタの周波数特性により、εフィルタの周波数特性が高域側で一段と抑圧された特性となる。
Here, FIG. 6 is a characteristic curve diagram for explaining the low-frequency
これに対して図7の符号L3は、この図6に示すεフィルタのタップ係数を交互に値1、値0に設定した場合の周波数特性である。従ってこの符号L3の例において、εフィルタは、タップ係数が〔1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1〕である。このεフィルタの場合、図6に示すεフィルタの場合に比して、高域側で減衰率が減少し、周波数Fs/2でゲインが大きくなり、高域の折り返しが発生する。しかしながら符号L1で示すタップ係数〔1、2、1〕の1次元のローパスフィルタと直列接続した場合には、符号L1+L3で示すように、ローパスフィルタの周波数特性により、高域側の周波数特性が抑圧され、高域の折り返しが目立たなくなる。実際上、高域側におけるゲインが0.2以下になると、この高域側のノイズは目立たなくなり、十分にノイズを抑圧することができる。また完全には折り返しを防止できない場合でも、シャッター速度が極端に速いS/N比の劣化した画像では、ノイズによる画質劣化が相対的に目立つことにより、折り返しによる画質劣化が目立たなくなり、十分に実用に供することができる。
On the other hand, symbol L3 in FIG. 7 is a frequency characteristic when the tap coefficients of the ε filter shown in FIG. 6 are alternately set to a
ここでεフィルタでは、タップ係数を交互に値1、値0に設定すると、タップ係数を全て値1に設定した場合に比して、計算量が7/13(=53〔%〕)となり、計算量を大幅に減少させることができる。この図7に示す構成のεフィルタを2次元に適用すれば、タップ係数を全て値1に設定する場合に比して、計算量を(7/13)×(7/13)(=29〔%〕)に低減することができる。
Here, in the ε filter, when the tap coefficients are alternately set to the
しかしながらこの図7に示す構成のεフィルタを単に2次元に適用した場合、NULL点付近の絵柄に影響が発生し、ストライプ柄の画質が劣化することになる。また一定の領域内では、特定画素のタップ係数が連続して値0に設定されることになり、この画素の情報がこの一定領域内ではノイズ除去処理に反映されなくなり、望ましくない。そこで図8に示すように、垂直方向と水平方向とで特性の異なる2次元のεフィルタの特性を考慮する。ここでこの図8に示す2次元のεフィルタは、タップ係数が全て値0の並びが垂直方向と水平方向とで異なるように設定されて、垂直方向と水平方向とが異なる周波数特性に設定されたフィルタである。具体的に、このεフィルタは、水平方向には左から3列目、6列目、8列目、11列目のタップ係数が全て値0に設定され、垂直方向には上から3行目、5行目、6行目、8行目、9行目、11行目のタップ係数が全て値0に設定される。
However, when the ε filter having the configuration shown in FIG. 7 is simply applied two-dimensionally, the pattern near the NULL point is affected, and the image quality of the stripe pattern is deteriorated. Further, the tap coefficient of a specific pixel is continuously set to a
ここでこの図8に示す水平方向及び垂直方向のタップ係数をそれぞれ水平方向及び垂直方向に加算すると、垂直方向の加算により、符号F1で示すように、〔3、2、0、2、3、0、5、0、3、2、0、2、3〕のタップ係数が求められ、また水平方向の加算により符号F2により示すように、〔3、2、0、5、0、0、5、0、0、5、0、2、3〕のタップ係数が求められる。なお以下において、この符号F1及びF2のタップ係数をそれぞれ垂直方向及び水平方向の総合タップ係数と呼ぶ。このεフィルタは、この水平方向及び垂直方向の総合タップ係数により、水平方向及び垂直方向の周波数特性を考察することができる。 Here, when the tap coefficients in the horizontal direction and the vertical direction shown in FIG. 8 are added in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, [3, 2, 0, 2, 3, 0, 5, 0, 3, 2, 0, 2, 3] are obtained, and [3, 2, 0, 5, 0, 0, 5] as indicated by the symbol F2 by addition in the horizontal direction. , 0, 0, 5, 0, 2, 3] are obtained. In the following, the tap coefficients of the codes F1 and F2 are referred to as the total tap coefficients in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. This ε filter can consider the frequency characteristics in the horizontal direction and the vertical direction based on the total tap coefficients in the horizontal direction and the vertical direction.
ここで図9の符号L4は、この垂直方向の総合タップ係数による周波数特性である。この場合、FS/4付近で折り返しが大きくなるものの、符号L1+L4で示すように、タップ係数〔1、2、1〕の1次元のローパスフィルタと直列接続した場合には、このローパスフィルタの周波数特性により高域側の周波数特性が抑圧され、高域の折り返しが目立たなくなる。またこの図9の例でも、高域側におけるゲインが0.2以下となる。 Here, a symbol L4 in FIG. 9 is a frequency characteristic by the total tap coefficient in the vertical direction. In this case, although the aliasing becomes large near FS / 4, as shown by reference numeral L1 + L4, when connected in series with a one-dimensional low-pass filter having tap coefficients [1, 2, 1], the frequency characteristics of this low-pass filter As a result, the frequency characteristic on the high frequency side is suppressed, and the aliasing of the high frequency becomes inconspicuous. Also in the example of FIG. 9, the gain on the high frequency side is 0.2 or less.
また図10の符号L5は、水平方向の総合のタップ係数による周波数特性である。この場合も、FS/4付近で折り返しが大きくなるものの、符号L1+L5で示すように、タップ係数〔1、2、1〕の1次元のローパスフィルタと直列接続した場合には、このローパスフィルタの周波数特性により高域側の周波数特性が抑圧され、高域の折り返しが目立たなくなる。この図9の例でも、高域側におけるゲインが0.2以下となる。 Moreover, the code | symbol L5 of FIG. 10 is a frequency characteristic by the total tap coefficient of a horizontal direction. In this case as well, although the aliasing increases near FS / 4, the frequency of this low-pass filter is obtained when it is connected in series with a one-dimensional low-pass filter with tap coefficients [1, 2 and 1] as indicated by reference numeral L1 + L5. The frequency characteristic on the high frequency side is suppressed by the characteristics, and the aliasing of the high frequency becomes inconspicuous. Also in the example of FIG. 9, the gain on the high frequency side is 0.2 or less.
ここでこの図8に示す特性のεフィルタでは、全てのタップ係数を値1に設定した13画素×13画素のεフィルタに比して、25/169(=15〔%〕)に計算量を減少させることができる。 Here, in the ε filter having the characteristic shown in FIG. 8, the amount of calculation is 25/169 (= 15 [%]) as compared with the 13 pixel × 13 pixel ε filter in which all tap coefficients are set to a value of 1. Can be reduced.
実際上、この図8に示す特性のεフィルタでは、最も低次のNULL点の周波数でノイズ抑圧の性能が決まり、このNULL点の周波数が低い程、低域のノイズを抑圧することができる。またNULL点より高い周波数では、折り返しによりゲインが高くなるが、ローパスフィルタとの総合の特性でこの折り返しによるゲインの増大を0.2以下に押さえることができれば、十分に実用に供することができる。 In practice, in the ε filter having the characteristics shown in FIG. 8, the noise suppression performance is determined at the lowest-order NULL point frequency, and the lower-frequency noise can be suppressed as the NULL point frequency is lower. At higher frequencies than the NULL point, the gain increases due to aliasing. However, if the increase in gain due to aliasing can be suppressed to 0.2 or less due to the overall characteristics of the low-pass filter, the gain can be sufficiently put into practical use.
そこでタップ係数切り換え部17は、シャッター速度を3段階に区分し、最もシャッター速度の遅い第1の区分では、平坦な周波数特性となるように、低域通過フィルタ15のタップ係数を設定する。また注目画素を中心とした一定の範囲だけタップ係数が値1であり、残りのタップ係数が値0となるように、低域ノイズ除去部16のεフィルタを設定する。従ってこの場合、光学補正部5は、単にεフィルタのみでノイズを抑圧し、εフィルタの出力データにノイズを抑圧した高域成分を合成してRAWデータD2を出力する。
Therefore, the tap
これに対してタップ係数切り換え部17は、他のシャッター速度の区分では、注目画素のタップ係数が値2であり、他のタップ係数が値1となるように、低域通過フィルタ15のタップ係数を設定する。従ってこの場合、低域通過フィルタ15は、図4に示す周波数特性で、また図6、図7、図9、図10において符号L1で示した周波数特性で、RAWデータD1を帯域制限して低域成分を抽出する。
On the other hand, the tap
またタップ係数切り換え部17は、この他のシャッター速度の区分のうちの、シャッター速度の遅い側の第2の区分では、図8に示す配列のタップ係数と、この図8に示す配列を90度回転させた配置のタップ係数とで、εフィルタのタップ係数を、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に切り換える。すなわちこの場合、光学補正部5は、ローパスフィルタで抽出した低域成分をεフィルタで帯域制限するようにして、このεフィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定して処理を簡略化し、またこのタップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しを、ローパスフィルタで抑圧して、ゲイン0.2以下に設定する。また水平方向の周波数特性と垂直方向の周波数特性とでNULL点の周波数が変化するように、εフィルタのタップ係数を垂直方向と水平方向とで異なるように設定し、さらにこのNULL点の周波数が変化するように、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に、水平方向と垂直方向とでタップ係数を切り換える。
Further, the tap
従ってこの場合、εフィルタは、例えば赤色の画素Rについて、低域成分を帯域制限する場合、図11に示すように、水平方向及び垂直方向に連続する13画素×13画素の赤色画素Rのうち、タップ係数が値1に設定されたタップに入力されるRAWデータのみ演算処理してノイズを抑圧する。なおこの図11の例は、図8に示す特性により帯域制限する場合であり、値0に設定されるタップ係数に対応する画素である演算処理に使用されない画素をハッチングで示す。また符号Rcで注目画素を示す。
Therefore, in this case, for example, when the low-frequency component is band-limited for the red pixel R, the ε filter, as shown in FIG. 11, out of the 13 pixels × 13 pixels of the red pixel R that is continuous in the horizontal direction and the vertical direction. Only the RAW data input to the tap whose tap coefficient is set to the
さらにタップ係数切り換え部17は、この他のシャッター速度の区分のうちの、シャッター速度の速い側の第3の区分では、図8に示す場合に比して、さらに水平方向及び垂直方向のタップ係数を増大させて、第2の区分の場合と同様にεフィルタのタップ係数を設定する。従ってこの場合、光学補正部5は、第2の区分の場合と同様に、水平方向及び垂直方向のタップ係数を所定箇所で値0に設定して処理を簡略化し、タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しを、ローパスフィルタで抑圧して、ゲイン0.2以下に設定する。また水平方向の周波数特性と垂直方向の周波数特性とでNULL点の周波数が変化するように、εフィルタのタップ係数を垂直方向と水平方向とで異なるように設定し、さらにこのNULL点の周波数が変化するように、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に、水平方向と垂直方向とでタップ係数を切り換える。
Further, the tap
なおこれら第1〜第3の区分において、εフィルタは、エッジ情報を保持するしきい値については、何ら変更することなく一定の値に設定されるものの、必要に応じてこのしき値を各区分で変更するようにしてもよい。 In these first to third divisions, the ε filter sets the threshold value for holding the edge information to a constant value without any change. You may make it change with.
(2)実施例の動作
以上の構成において、このディジタルスチルカメラ1では(図2)、撮像素子3から出力される撮像信号が前処理部4でアナログディジタル変換処理されてRAWデータD1が生成され、このRAWデータD1のノイズが光学補正部5で抑圧される。また続く画像処理部6において、RAWデータD2がデモザイク処理されてフルカラーの画像データが生成され、このフルカラーの画像データが輝度信号及び色差信号による画像データD3に変換された後、エンコーダ7によりデータ圧縮されて記録媒体9に記録される。またユーザーがRAWデータによる記録を指示した場合には、光学補正部5から出力されるRAWデータD2が記録媒体9に記録される。
(2) Operation of Embodiment In the above configuration, in the digital still camera 1 (FIG. 2), the imaging signal output from the
この光学補正部5におけるノイズ除去処理において(図1及び図5)、RAWデータD1は、ラインバッファ11、周辺画素参照部12を介して高域通過フィルタ13、低域通過フィルタ15に入力され、ここでそれぞれ高域成分及び低域成分に分離される(図3及び図4)。またこれら高域成分及び低域成分がそれぞれ高域ノイズ除去部14、低域ノイズ除去部16に入力されてノイズが抑圧された後、画像合成部18で合成されてRAWデータD2が生成される。従ってこのディジタルスチルカメラ1では、RAWデータD1による画像データを高域成分と低域成分とに帯域分離してそれぞれノイズ抑圧することになり、何ら帯域分離することなくノイズ抑圧する場合に比して、画質の劣化を低減して効率良くノイズを抑圧することができる。
In the noise removal processing in the optical correction unit 5 (FIGS. 1 and 5), the RAW data D1 is input to the high-
ここでこの光学補正部5における低域側のノイズの抑圧において、シャッター速度が遅く、十分なS/N比のRAWデータD1が得られる場合、RAWデータD1は、低域通過フィルタ15で何ら帯域制限されることなく、続く低域ノイズ除去部16に設けられた条件付平均フィルタで低域成分が抽出され、さらにノイズ抑圧処理が実行される。より具体的には、この条件付平均フィルタにおいて、中心から一定範囲のタップ係数が値1に設定され、この一定範囲より外側のタップ係数については、値0に設定される。従ってこの場合、RAWデータD1は、単に条件付平均フィルタの一部タップのみで低域成分のノイズが抑圧される。
Here, in the suppression of noise on the low frequency side in the
しかしながらシャッター速度が速くなると、RAWデータD1のS/N比が劣化することになり、条件付平均フィルタの全てのタップ係数を値1に設定しても、単に条件付平均フィルタのみでノイズ抑圧する場合には、十分にノイズを抑圧できなくなる。この場合に、条件付平均フィルタのタップ数を増大させて平均値化の処理に使用する画素数を増大させることにより、ノイズ抑圧の性能を向上させることも考えられるが、この場合には、条件付平均フィルタの処理が煩雑になる。
However, when the shutter speed increases, the S / N ratio of the RAW data D1 deteriorates. Even if all the tap coefficients of the conditional average filter are set to a
そこでこの実施例では、シャッター速度が一定値以上に速くなると、条件付平均フィルタのタップ係数が所定箇所で値0に設定される(図8)。ここで値0に設定されたタップについては、演算処理しなくてもよいことから、条件付平均フィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定した場合には、全てのタップ係数を値0以外に設定する場合に比して、条件付平均フィルタの処理を簡略化することができる。またこのような値0のタップについては、条件付平均フィルタの構成を部分的に省略して構成を簡略化することもできる。また係数が値0に設定されたタップについては、値0以外のタップ係数の処理に振り分けて、少ないタップ数の条件付平均フィルタで、広い範囲を平均化することもできる。従ってディジタルスチルカメラ1の構成、処理を簡略化することができる。
Therefore, in this embodiment, when the shutter speed becomes faster than a certain value, the tap coefficient of the conditional average filter is set to 0 at a predetermined location (FIG. 8). Since the taps set to the
またさらにこのようにタップ係数を所定箇所で値0に設定して発生する高域の折り返しについては、前段の低域通過フィルタ15で抑圧して、ゲインが0.2以下となるように設定し、その結果、実用上十分に折り返しノイズが目立たないようにする(図6、図7、図9、図10)。
Further, the high-frequency aliasing that occurs when the tap coefficient is set to a value of 0 at a predetermined location is suppressed by the low-
実際上、ノイズ抑圧の性能を大きくすることが必要な場合は、シャッター速度の速い信号レベルの小さなRAWデータを処理する場合である。この場合、RAWデータは、シャッター速度の遅い場合に比して相対的に画質の劣化したS/N比の劣化した画像であり、折り返しが目立ち難い特徴がある。従って折り返しのゲインを0.2以下に設定すれば、実用上十分にノイズを抑圧することができる。 In practice, the case where it is necessary to increase the noise suppression performance is the case of processing RAW data with a fast signal speed and a small signal level. In this case, the RAW data is an image having a relatively deteriorated S / N ratio with a relatively deteriorated image quality as compared with the case where the shutter speed is slow, and has a characteristic that the aliasing is not noticeable. Accordingly, if the aliasing gain is set to 0.2 or less, noise can be sufficiently suppressed practically.
なおこの実施例では、さらにシャッター速度が速くなってRAWデータのS/N比が一段と劣化した場合には、同様に、条件付平均フィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定し、高域の折り返しをローパスフィルタで抑圧するようにして、条件付平均フィルタにおけるタップ数が増大するように設定され、一段とRAWデータのノイズを抑圧するように設定される。 In this embodiment, when the shutter speed is further increased and the S / N ratio of the RAW data is further deteriorated, similarly, the tap coefficient of the conditional average filter is set to 0 at a predetermined location, Is set so that the number of taps in the conditional average filter is increased, and noise in the RAW data is further suppressed.
このようにして条件付平均フィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定する場合において、条件付平均フィルタは、水平方向の周波数特性と垂直方向の周波数特性とでNULL点の周波数が異なるように、タップ係数が設定される。すなわちNULL点の周波数近傍では、局所的にゲインが小さくなることから、他の周波数成分に比して出力データにおける信号レベルが小さくなる。従ってこのNULL点の周波数に対応する繰り返しの模様を撮影した場合には、この繰り返しの模様がぼけて撮影されてしまうことになる。 In this way, when the tap coefficient of the conditional average filter is set to a value of 0 at a predetermined location, the conditional average filter is configured so that the frequency at the NULL point is different between the horizontal frequency characteristic and the vertical frequency characteristic. , The tap coefficient is set. That is, since the gain is locally reduced in the vicinity of the frequency at the NULL point, the signal level in the output data is reduced as compared with other frequency components. Therefore, when a repeated pattern corresponding to the frequency of the NULL point is photographed, the repeated pattern is blurred and photographed.
しかしながら水平方向と垂直方向とで、このNULL点の周波数が異なるように設定すれば、水平方向と垂直方向とで、ぼけて撮影される繰り返し模様のピッチを異ならせることができ、このぼけを知覚し難くして画質を向上することができる。 However, if the frequency of the NULL point is set to be different between the horizontal direction and the vertical direction, the pitch of the repetitive pattern to be photographed can be made different between the horizontal direction and the vertical direction, and this blur is perceived. It is difficult to improve the image quality.
またこのような画質劣化は、NULL点の周波数に対応する模様が垂直方向及び水平方向に長く延長する縞模様の場合、顕著になる。そこで光学補正部5では、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に、水平方向と垂直方向とで条件付平均フィルタのタップ係数が切り換えられ、このタップ係数を切り換える所定画素毎、所定ライン毎に、水平方向及び垂直方向のNULL点の周波数が変化するように設定される。従って所定ピッチの縞模様等についても、ぼけないようにすることができ、画質劣化を有効に回避することができる。
Such image quality deterioration becomes remarkable when the pattern corresponding to the frequency of the NULL point is a striped pattern extending long in the vertical and horizontal directions. Therefore, the
またこのような水平方向及び垂直方向のNULL点の周波数の変化を、条件付平均フィルタのタップ係数を水平方向と垂直方向とで切り換えて実行することにより、タップ係数を記憶する構成を簡略化することができる。 In addition, the configuration of storing the tap coefficient is simplified by executing the change in the frequency of the NULL point in the horizontal direction and the vertical direction by switching the tap coefficient of the conditional average filter between the horizontal direction and the vertical direction. be able to.
(3)実施例の効果
以上の構成によれば、条件付平均フィルタのタップ係数を所定箇所で値0に設定し、高域の折り返しをローパスフィルタで抑圧することにより、簡易な処理、構成により十分にノイズを抑圧することができる。
(3) Effects of the embodiment According to the above configuration, the tap coefficient of the conditional average filter is set to a value of 0 at a predetermined location, and the high-frequency aliasing is suppressed by the low-pass filter, thereby simplifying processing and configuration. Noise can be sufficiently suppressed.
またこの場合に、処理対象の画像データを帯域分離してノイズを抑圧することにより、何ら帯域分離することなくノイズを抑圧する場合に比して、画質の劣化を低減して効率良くノイズを抑圧することができる。 Also, in this case, the image data to be processed is band-separated to suppress noise, reducing the image quality degradation and suppressing noise more efficiently than when noise is suppressed without any band separation. can do.
またこの場合に、条件付平均フィルタにεフィルタを適用してノイズを抑圧することにより、簡易な構成でノイズを抑圧することができる。 In this case, the noise can be suppressed with a simple configuration by applying the ε filter to the conditional average filter to suppress the noise.
また水平方向の周波数特性と垂直方向の周波数特性とでNULL点の周波数が異なるように、2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を垂直方向と水平方向とで異ならせることにより、NULL点周波数におけるぼやけた表示を防止することができる。 Further, by making the tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter different between the vertical direction and the horizontal direction so that the frequency of the NULL point is different between the frequency characteristic in the horizontal direction and the frequency characteristic in the vertical direction, Blurred display can be prevented.
またNULL点の周波数が変化するように、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に、条件付平均フィルタのタップ係数を切り換えることにより、特定ピッチの縞模様のぼけた表示を防止することができる。 Further, by switching the tap coefficient of the conditional average filter for each predetermined pixel and / or for each predetermined line so that the frequency of the NULL point changes, it is possible to prevent a blurred display of a striped pattern with a specific pitch. .
この実施例のディジタルスチルカメラでは、欠陥画素の出力値を用いてノイズ除去処理しないように、注目画素が欠陥画素の場合を除いて、欠陥画素にはタップ係数を値0に設定するように、低域ノイズ除去部16におけるタップ係数を適宜切り換える。なおこの実施例では、このタップ係数の切り換えに関する構成を除いて、実施例1と同一に構成される。
In the digital still camera of this embodiment, the tap coefficient is set to 0 for the defective pixel, except for the case where the target pixel is a defective pixel, so that the noise removal processing is not performed using the output value of the defective pixel. The tap coefficient in the low-frequency
すなわちこの実施例では、工場出荷時の検査工程において、欠陥画素が検出され、この欠陥画素の位置情報が図示しないメモリに格納される。タップ係数切り換え部17は、この位置情報に基づいて、低域通過フィルタ15、低域ノイズ除去部16におけるタップ係数を切り換える。なおここで低域ノイズ除去部16におけるタップ係数の切り換えは、実施例1について上述した水平方向及び垂直方向の切り換えである。また低域通過フィルタ15におけるタップ係数の切り換えは、欠陥画素の出力値に値0のタップ係数を割り当てて実行される。
That is, in this embodiment, a defective pixel is detected in an inspection process at the time of factory shipment, and position information of the defective pixel is stored in a memory (not shown). The tap
この実施例のように、注目画素が欠陥画素の場合を除いて、欠陥画素にはタップ係数を値0に設定するように、条件付平均フィルタのタップ係数を切り換えるようにすれば、欠陥画素の影響による画質劣化を防止するようにして、実施例1と同様の効果を得ることができる。 As in this embodiment, except when the target pixel is a defective pixel, if the tap coefficient of the conditional average filter is switched so that the tap coefficient is set to a value of 0 for the defective pixel, The same effects as those of the first embodiment can be obtained by preventing the image quality deterioration due to the influence.
この実施例のディジタルスチルカメラでは、ノイズ除去処理に使用する画像データに偏りを持たせ、メモリへのアクセス頻度を低減する。なおこの実施例では、この画像データに偏りを持たせてメモリへのアクセス頻度を低減する構成を除いて、実施例1又は実施例2と同一に構成される。 In the digital still camera of this embodiment, the image data used for the noise removal process is biased to reduce the frequency of access to the memory. Note that this embodiment is configured in the same way as the first embodiment or the second embodiment, except that the image data is biased to reduce the frequency of access to the memory.
すなわちこの実施例のディジタルスチルカメラは、低域通過フィルタ15から出力される低域成分の画像データをバッファメモリに格納して一時保持する。値0以外のタップ係数が割り当てられた画像データを、また注目画素毎に、このバッファメモリから選択的にロードして低域ノイズ除去部16で処理する。
That is, the digital still camera of this embodiment stores the low-frequency component image data output from the low-
またこのバッファメモリからのロードの処理において、直前の注目画素におけるノイズ除去処理で、既に、低域ノイズ除去部16にロードされている画像データについては、バッファメモリからのロードを中止し、既にロードされている画像データを使用して続く注目画素のノイズ除去処理を実行する。
In addition, in the process of loading from the buffer memory, the image data that has already been loaded into the low-frequency
またさらに少なくとも連続する注目画素の処理では、同一の画素に割り当てるタップ係数が値0以外となるように条件付平均フィルタのタップ係数を切り換え、連続する注目画素の処理で、同一の画像データを繰り返し使用するようにし、ノイズ除去処理に使用する画像データに偏りをもたせる。 Further, at least in the process of the target pixel, the tap coefficient of the conditional average filter is switched so that the tap coefficient assigned to the same pixel is other than 0, and the same image data is repeated in the process of the continuous target pixel. The image data used for noise removal processing is biased.
この実施例によれば、少なくとも連続する注目画素の処理では、同一の画素に割り当てるタップ係数が値0以外となるように条件付平均フィルタのタップ係数を切り換えることにより、ノイズ除去処理に使用する画像データに偏りを持たせてメモリへのアクセス頻度を低減することができ、一段と高速度に画像データを処理して上述の実施例1又は実施例2と同一の効果を得ることができる。 According to this embodiment, at least in the processing of the target pixel, the image used for the noise removal process is switched by switching the tap coefficient of the conditional average filter so that the tap coefficient assigned to the same pixel is other than 0. The frequency of access to the memory can be reduced by giving bias to the data, and the same effect as in the first or second embodiment can be obtained by processing the image data at a higher speed.
この実施例のディジタルスチルカメラでは、連続する注目画素のノイズ除去処理において、同一画素の画像データを繰り返しノイズ除去処理に使用しないようにし、連続する注目画素のノイズ除去処理を並列処理する場合の処理を高速度化する。なおこの実施例では、このノイズ除去処理に使用する画像データの設定に関する構成を除いて、実施例1又は実施例2と同一に構成される。 In the digital still camera of this embodiment, in the noise removal processing of the continuous pixel of interest, the image data of the same pixel is not repeatedly used for the noise removal processing, and the noise removal processing of the continuous pixel of interest is processed in parallel. Speed up. In this embodiment, the configuration is the same as that of the first or second embodiment except for the configuration relating to the setting of the image data used for the noise removal processing.
すなわちこの実施例のディジタルスチルカメラでは、低域通過フィルタ15から出力される低域成分の画像データをバッファメモリに格納して一時保持する。また値0以外のタップ係数が割り当てられた画像データを、このバッファメモリから選択的にロードして低域ノイズ除去部16で処理する。
That is, in the digital still camera of this embodiment, the low-frequency component image data output from the low-
また低域ノイズ除去部16は、条件付平均フィルタを少なくとも2系統有し、この2系統の条件付平均フィルタで、連続する注目画素のノイズ除去処理を同時並列的に実行し、出力バッファを介して順次出力する。またこの2系統のノイズ除去処理において、同時並列的に、値0以外のタップ係数が割り当てられた画像データをバッファメモリから、各系統の条件付平均フィルタにロードする。
The low-frequency
またさらにこの同時並列的に処理を実行する連続する注目画素では、同一の画素のタップ係数が連続して値0以外とならないように、各条件付平均フィルタのタップ係数を切り換え、2系統の条件付平均フィルタのうちの一方でロードした画像データについては、他方ではロードしないようにする。 Further, in the continuous pixel of interest that executes the processing in parallel simultaneously, the tap coefficient of each conditional average filter is switched so that the tap coefficient of the same pixel does not become a value other than 0 continuously. The image data loaded on one of the weighted average filters is not loaded on the other.
この実施例によれば、少なくとも連続する注目画素の処理において、同一の画素のタップ係数が連続して値0以外とならないように、条件付平均フィルタのタップ係数を切り換えることにより、連続する注目画素のノイズ除去処理を並列処理する場合の処理を高速度化して、上述の実施例1又は実施例2と同一の効果を得ることができる。 According to this embodiment, in the processing of at least the continuous pixel of interest, the tap pixel of the conditional average filter is switched so that the tap coefficient of the same pixel does not continuously become a value other than 0. The same effect as that of the first embodiment or the second embodiment can be obtained by increasing the processing speed when the noise removal processing is performed in parallel.
この実施例は、ディジタルビデオカメラに適用して、動画を撮影して記録媒体に記録する。このディジタルビデオカメラは、この動画の撮影時、上述の各実施例と同様にして、画像データのノイズを除去する。またこのとき、NULL点の周波数が変化するように、所定フィールド又は所定フレーム毎に、条件付平均フィルタのタップ係数を切り換え、時間軸方向にNULL点の周波数を変化させて、特定縞模様のぼけを防止する。この実施例のディジタルビデオカメラは、この動画像の処理に関する構成を除いて、上述の各実施例と同一に構成される。 This embodiment is applied to a digital video camera to shoot a moving image and record it on a recording medium. This digital video camera removes noise from the image data at the time of shooting this moving image in the same manner as in the above embodiments. At this time, the tap coefficient of the conditional average filter is switched for each predetermined field or every predetermined frame so that the frequency of the NULL point changes, and the frequency of the NULL point is changed in the time axis direction, thereby blurring a specific stripe pattern. To prevent. The digital video camera of this embodiment has the same configuration as each of the above-described embodiments except for the configuration relating to the processing of the moving image.
この実施例のように、NULL点の周波数が変化するように、所定フィールド又は所定フレーム毎に、条件付平均フィルタのタップ係数を切り換えるようにしても、特定縞模様のぼけを防止して上述の実施例と同様の効果を得ることができる。 As in this embodiment, even if the tap coefficient of the conditional average filter is switched every predetermined field or every predetermined frame so that the frequency of the NULL point changes, the blur of the specific stripe pattern is prevented and The same effect as the embodiment can be obtained.
なお上述の実施例においては、高域の折り返しをローパスフィルタでゲイン0.2以下に抑圧する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この折り返しの抑圧は、ノイズを抑圧して得られる画質の向上と、高域の折り返しによる画質劣化との兼ね合いで決まることから、ノイズが著しい場合には、ゲイン0.25程度の抑圧でも足りる。また高域の折り返しが目立つ難い画質の場合には、ゲイン0.3程度の抑圧でも足りる。しかしながら種々に検討した結果によれば、折り返しの一部帯域がゲイン0.2以上である場合でも、この一部帯域のゲインが0.35以下に抑圧され、さらに他の折り返しによる帯域がゲイン0.2以下に抑圧されていれば、概ね高域の折り返しを目立たなくして十分にノイズを抑圧することができ、さらに画質の向上を求める場合には、折り返しによる全ての帯域をゲイン0.2以下に抑圧して、高域の折り返しを目立たなくして十分にノイズを抑圧することができる。
In the above-described embodiment, the case where high-frequency aliasing is suppressed to a gain of 0.2 or less using a low-pass filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and suppression of aliasing is obtained by suppressing noise. Therefore, when the noise is significant, suppression of about 0.25 gain is sufficient. Further, in the case of an image quality in which high-frequency aliasing is not conspicuous, suppression with a gain of about 0.3 is sufficient. However, according to various examination results, even when the partial band of the aliasing is gain 0.2 or more, the gain of this partial band is suppressed to 0.35 or less, and the other aliasing band is
また上述の実施例においては、RAWデータを高域成分及び低域成分に帯域分割して処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、3つの帯域以上に分割して処理する場合にも広く適用することができる。またこの場合、低域の処理に加えて、中域の処理にも適用するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the raw data is divided into the high-frequency component and the low-frequency component and processed is described. However, the present invention is not limited to this, and the case where the raw data is divided into three or more bands is processed. Can also be widely applied. In this case, in addition to the low-frequency processing, the present invention may be applied to the mid-frequency processing.
また上述の実施例においては、条件付平均フィルタのタップ係数を値0又は値1に設定して所望のノイズ抑圧特性を確保する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、条件付平均フィルタのタップ係数を値0又は値0以外に設定して所望のノイズ抑圧特性を確保するようにしてもよい。
In the above-described embodiments, the case where the tap coefficient of the conditional average filter is set to the
また上述の実施例においては、条件付平均フィルタにεフィルタを適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、バイラテラルフィルタ等、種々の条件付平均フィルタを広く適用することができる。 In the above-described embodiments, the case where the ε filter is applied to the conditional average filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and various conditional average filters such as a bilateral filter can be widely applied. .
また上述の実施例1等においては、垂直方向と水平方向とでタップ係数を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、NULL点の周波数が異なるタップ係数の設定を複数種類用意しておき、これを切り換えて使用するようにしてもよい。 In the first embodiment, etc., the case where the tap coefficient is switched between the vertical direction and the horizontal direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of types of tap coefficient settings with different NULL point frequencies are prepared. Alternatively, these may be switched and used.
また上述の実施例においては、低域通過フィルタの特性を固定して、条件付平均フィルタのタップ係数を種々に切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、条件付平均フィルタのタップ係数に連動させて、低域通過フィルタの特性を切り換えるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the characteristic of the low-pass filter is fixed and the tap coefficient of the conditional average filter is switched variously has been described. However, the present invention is not limited to this, and the tap of the conditional average filter is described. The characteristics of the low-pass filter may be switched in conjunction with the coefficient.
また上述の実施例においては、画像データのS/N比が劣化する場合にのみ、低域通過フィルタと低域ノイズ除去部とでノイズを除去する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像データのS/N比がそれ程劣化していない場合にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where noise is removed by the low-pass filter and the low-frequency noise removing unit is described only when the S / N ratio of the image data is deteriorated. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied when the S / N ratio of the image data is not so deteriorated.
また上述の実施例においては、RAWデータによる画像データのノイズを除去する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、輝度信号及び色差信号の画像データを処理対象に設定してノイズを除去する場合等、種々のフォーマットによる画像データのノイズを除去する場合に広く適用することができる。 In the above-described embodiments, the case of removing noise of image data due to RAW data has been described. However, the present invention is not limited to this, and the image data of luminance signal and color difference signal is set as a processing target to remove noise. For example, the present invention can be widely applied to removing noise from image data in various formats.
また上述の実施例においては、デモザイク処理の前段階でノイズを除去する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、デモザイク処理の後にノイズ除去する場合、画像処理部における処理途中、処理後にノイズ除去する場合等、種々の過程でノイズ除去する場合に広く適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where noise is removed at the stage before demosaic processing has been described. However, the present invention is not limited to this, and when noise removal is performed after demosaic processing, during the processing in the image processing unit, after processing The present invention can be widely applied to noise removal in various processes such as noise removal.
また上述の実施例においては、本発明をディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像データを処理する各種画像処理装置、各種画像処理プログラムに広く適用することができる。なおこの画像処理プログラムは、コンピュータ、画像処理装置等に事前にインストールして提供するようにしてもよく、またこれに代えて光ディスク、磁気ディスク、メモリカード等の各種記録媒体に記録して提供するようにしてもよく、さらにはインターネット等のネットワークを介したダウンロードにより提供するようにしてもよい。 In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a digital still camera and a digital video camera has been described. However, the present invention is not limited to this, and various image processing apparatuses that process image data and various image processing programs. Can be widely applied. The image processing program may be provided by being installed in advance in a computer, an image processing apparatus, or the like, or alternatively, provided by being recorded on various recording media such as an optical disk, a magnetic disk, or a memory card. Alternatively, it may be provided by downloading via a network such as the Internet.
本発明は、例えばディジタルスチルカメラに適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a digital still camera.
1……ディジタルスチルカメラ、3……撮像素子、5……光学補正部、6……画像処理部、13……高域通過フィルタ、14……高域ノイズ除去部、15……低域通過フィルタ、16……低域ノイズ除去部、18……画像合成部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記画像データのノイズを抑圧して出力データを出力するノイズ抑圧部と、
を有し、
前記ノイズ抑圧部は、
前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する2次元のローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタから出力される前記低域成分を帯域制限して、前記低域成分のノイズを抑圧する2次元の条件付平均フィルタと、
前記画像データを帯域制限して高域成分を出力するハイパスフィルタと、
前記高域成分のノイズを抑圧する高域成分のノイズ抑圧部と、
前記高域成分のノイズ抑圧部から出力される高域成分を、前記2次元の条件付平均フィルタから出力される低域成分と合成して、前記出力データを出力する合成部と、
を有し、
前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、
該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記ローパスフィルタで抑圧された、
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging unit that acquires imaging results and outputs image data;
A noise suppression unit that suppresses noise of the image data and outputs output data ;
Have
The noise suppressor is
A two-dimensional low-pass filter for band-limiting the image data and outputting a low-frequency component ;
A two-dimensional conditional average filter that band-limits the low-frequency component output from the low-pass filter and suppresses noise of the low-frequency component ;
A high-pass filter that limits the band of the image data and outputs a high-frequency component;
A high-frequency component noise suppression unit that suppresses the high-frequency component noise;
Combining a high-frequency component output from the high-frequency component noise suppression unit with a low-frequency component output from the two-dimensional conditional average filter, and outputting the output data;
Have
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to a value of 0 at predetermined locations in the horizontal and vertical directions;
High-frequency aliasing due to the tap coefficient being set to a value of 0 was suppressed by the low-pass filter.
An imaging apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the two-dimensional conditional average filter is an ε filter.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the image data is RAW data.
水平方向の周波数特性と垂直方向の周波数特性とでNULL点の周波数が異なるように、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向と垂直方向とで異なるように設定された
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The noise suppressor is
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to be different between the horizontal direction and the vertical direction so that the frequency at the NULL point is different between the frequency characteristic in the horizontal direction and the frequency characteristic in the vertical direction. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is characterized.
NULL点の周波数が変化するように、所定画素毎に、及び又は所定ライン毎に、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The noise suppressor is
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is switched for each predetermined pixel and / or for each predetermined line so that the frequency of the NULL point changes.
注目画素が前記撮像部の欠陥画素の場合を除いて、前記欠陥画素で、タップ係数が値0となるように前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The noise suppressor is
2. The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is switched so that the tap coefficient is a value of 0 at the defective pixel except when the pixel of interest is a defective pixel of the imaging unit. The imaging device described in 1.
少なくとも連続する注目画素の処理において、同一の画素のタップ係数が値0以外となるように前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The noise suppressor is
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is switched so that the tap coefficient of the same pixel becomes a value other than 0 in the processing of at least consecutive pixels of interest.
連続する注目画素のノイズ抑圧処理を並列的に実行する少なくとも2系統の前記2次元の条件付平均フィルタを有し、
少なくとも連続する注目画素の前記ノイズ抑圧処理において、同一の画素のタップ係数が連続して値0以外とならないように前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The noise suppressor is
Including at least two systems of the two-dimensional conditional average filters that execute noise suppression processing of successive pixels of interest in parallel;
2. The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is switched so that the tap coefficient of the same pixel does not continuously become a value other than 0 in the noise suppression processing of at least continuous pixels of interest. The imaging device described in 1.
前記ノイズ抑圧部は、
NULL点の周波数が変化するように、所定フィールド毎に又は所定フレーム毎に、前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The image data is video image data,
The noise suppressor is
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is switched every predetermined field or every predetermined frame so that the frequency of the NULL point changes.
前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する2次元のローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタから出力される前記低域成分を帯域制限して、前記低域成分のノイズを抑圧する2次元の条件付平均フィルタと、
前記画像データを帯域制限して高域成分を出力するハイパスフィルタと、
前記高域成分のノイズを抑圧する高域成分のノイズ抑圧部と、
前記高域成分のノイズ抑圧部から出力される高域成分を、前記2次元の条件付平均フィルタから出力される低域成分と合成して、前記出力データを出力する合成部と、
を有し、
前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、
該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記ローパスフィルタで抑圧された
ことを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus for outputting an output data by suppressing the noise of the images data,
A two-dimensional low-pass filter for band-limiting the image data and outputting a low-frequency component ;
A two-dimensional conditional average filter that band-limits the low-frequency component output from the low-pass filter and suppresses noise of the low-frequency component ;
A high-pass filter that limits the band of the image data and outputs a high-frequency component;
A high-frequency component noise suppression unit that suppresses the high-frequency component noise;
Combining a high-frequency component output from the high-frequency component noise suppression unit with a low-frequency component output from the two-dimensional conditional average filter, and outputting the output data;
Have
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to a value of 0 at predetermined locations in the horizontal and vertical directions;
An image processing apparatus, wherein high-frequency aliasing caused by setting the tap coefficient to 0 is suppressed by the low-pass filter.
前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、
前記低域成分を帯域制限して、前記低域成分のノイズを抑圧する第2の帯域制限のステップと、
前記画像データを帯域制限して高域成分を出力する第3の帯域制限のステップと、
前記高域成分のノイズを抑圧する高域成分のノイズ抑圧のステップと、
ノイズを抑圧された前記高域成分を、ノイズを抑圧された前記低域成分と合成して、前記出力データを出力する合成のステップと、
を有し、
前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、
前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、
該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧された
ことを特徴とする画像処理方法。 In an image processing method for suppressing output noise and outputting output data,
A first band limiting step of band-limiting the image data and outputting a low-frequency component;
A second band limiting step of band limiting the low frequency component to suppress noise of the low frequency component ;
A third band limiting step of band-limiting the image data and outputting a high frequency component;
A step of noise suppression of the high frequency component for suppressing the noise of the high frequency component;
Combining the high-frequency component with suppressed noise with the low-frequency component with suppressed noise, and outputting the output data; and
Have
The bandwidth limitation by the second bandwidth limitation step is bandwidth limitation by a two-dimensional conditional average filter,
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to a value of 0 at predetermined locations in the horizontal and vertical directions;
An image processing method, wherein high-frequency aliasing caused by setting the tap coefficient to 0 is suppressed in the first band limiting step.
前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、
前記低域成分を帯域制限して、前記低域成分のノイズを抑圧する第2の帯域制限のステップと、
前記画像データを帯域制限して高域成分を出力する第3の帯域制限のステップと、
前記高域成分のノイズを抑圧する高域成分のノイズ抑圧のステップと、
ノイズを抑圧された前記高域成分を、ノイズを抑圧された前記低域成分と合成して、前記出力データを出力する合成のステップと、
を実行させ、
前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、
前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、
該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧された
ことを特徴とする画像処理方法のプログラム。 In a program of an image processing method for outputting output data by suppressing noise in image data ,
A first band limiting step of band-limiting the image data and outputting a low-frequency component;
A second band limiting step of band limiting the low frequency component to suppress noise of the low frequency component ;
A third band limiting step of band-limiting the image data and outputting a high frequency component;
A step of noise suppression of the high frequency component for suppressing the noise of the high frequency component;
Combining the high-frequency component with suppressed noise with the low-frequency component with suppressed noise, and outputting the output data; and
And execute
The bandwidth limitation by the second bandwidth limitation step is bandwidth limitation by a two-dimensional conditional average filter,
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to a value of 0 at predetermined locations in the horizontal and vertical directions;
A program for an image processing method, wherein high-frequency aliasing caused by setting the tap coefficient to 0 is suppressed in the first band limiting step.
前記画像処理方法のプログラムは、コンピュータに、
前記画像データを帯域制限して低域成分を出力する第1の帯域制限のステップと、
前記低域成分を帯域制限して、前記低域成分のノイズを抑圧する第2の帯域制限のステップと、
前記画像データを帯域制限して高域成分を出力する第3の帯域制限のステップと、
前記高域成分のノイズを抑圧する高域成分のノイズ抑圧のステップと、
ノイズを抑圧された前記高域成分を、ノイズを抑圧された前記低域成分と合成して、前記出力データを出力する合成のステップと、
を実行させ、
前記第2の帯域制限のステップによる帯域制限が、2次元の条件付平均フィルタによる帯域制限であり、
前記2次元の条件付平均フィルタのタップ係数が、水平方向及び垂直方向に所定箇所で値0に設定され、
該タップ係数を値0に設定したことによる高域の折り返しが、前記第1の帯域制限のステップで抑圧された
ことを特徴とする画像処理方法のプログラムを記録した記録媒体。
In a recording medium recording a program of an image processing method for suppressing output noise and outputting output data,
The image processing method program is stored in a computer.
A first band limiting step of band-limiting the image data and outputting a low-frequency component;
A second band limiting step of band limiting the low frequency component to suppress noise of the low frequency component ;
A third band limiting step of band-limiting the image data and outputting a high frequency component;
A step of noise suppression of the high frequency component for suppressing the noise of the high frequency component;
Combining the high-frequency component with suppressed noise with the low-frequency component with suppressed noise, and outputting the output data; and
And execute
The bandwidth limitation by the second bandwidth limitation step is bandwidth limitation by a two-dimensional conditional average filter,
The tap coefficient of the two-dimensional conditional average filter is set to a value of 0 at predetermined locations in the horizontal and vertical directions;
A recording medium recording a program of an image processing method, wherein high-frequency aliasing caused by setting the tap coefficient to 0 is suppressed in the first band limiting step.
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