JP5576812B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び、撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、第一実施形態に係る画像処理装置のブロック構成図を示す。本実施形態では、画像処理装置は、撮像装置に搭載されている。撮像装置は、電子機器の一例として示すものであり、例えば、ビデオカメラ、電子スチルカメラなどである。
コントラスト算出部103は、基準画像(現フレーム画像)の対象画素のコントラストの値を、基準画像または参照画像(前フレーム画像)から算出する。合成比率算出部105は、対象画素のコントラストの値に応じて、基準画像の対象画素と、これに対応する動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する。ブレンド合成部106は、算出した合成比率に基づいて、基準画像の対象画素と参照画像の対応画素をブレンド合成する。このため、合成比率に対する動き補償誤差の影響がコントラストにより異なることを抑制できる。そして、動き補償誤差が生じる動き検出精度においても動画像の揺れを回避しつつノイズを低減することができる。
図6のフローチャートに、第二実施形態に係る信頼度算出部104が実行する信頼度算出処理の手順を示す。信頼度算出処理以外の構成は、第一実施形態と同じであり説明を省略する。第一実施形態では、現フレーム画像の小領域と前フレーム画像の小領域と間の相違度(SADなど)を算出し、算出した相違度をコントラスト値に基づいて補正した。しかし、第二実施形態では、信頼度算出部104は、算出した相違度を補正しないが、相違度を算出するための算出領域(小領域)のサイズをコントラスト値に応じて変更する。算出領域は、対象画素を中心とする領域である。信頼度算出部104は、相違度を算出するために、相互に動き補償によって対応する現フレーム画像(基準画像)の相違度算出領域(基準領域)と前フレーム画像(参照画像)の相違度算出領域(参照領域)を切り出す。
ある範囲内のコントラスト値の場合だけ一定の値で除算して離散化し、コントラスト値がその範囲以下の場合とその範囲以上の場合とで区別して、それぞれ定数値を対応付けて離散化しても良い。
上述した各実施形態の説明では、画像処理装置が行う処理としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、画像処理装置は、コンピュータに相当し、CPUと、画像データを記憶するRAM等の主記憶装置と、上記の画像処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを備えている。ここでは、このプログラムを画像処理プログラムと呼ぶ。そして、CPUが上記記憶媒体に記憶されている画像処理プログラムを読み出して、画像データの加工・演算処理を実行することにより、上述の画像処理部と同様の処理を実現させる。
101 動きベクトル算出部
102 動き補償部
103 コントラスト算出部
104 信頼度算出部
105 合成比率算出部
106 ブレンド合成部
107 フレームメモリ
200 画像処理装置
Claims (13)
- 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理装置であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出部と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償部と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出部と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成部と、を備え、
前記コントラスト算出部は、
前記対象画素を含む領域内において、前記領域内の輝度または明度の平均値と前記領域内の各画素との差分の最大値を、前記対象画素のコントラストの値として算出することを特徴とする画像処理装置。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理装置であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出部と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償部と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出部と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成部と、
を備え、
前記信頼度算出部は、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域との間で相違度を算出し、
前記対象画素のコントラストの値に応じて前記算出した相違度を小さくするように補正し、
前記補正した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
さらに、前記信頼度算出部は、
前記対象画素のコントラストの値が第一の閾値から第二の閾値の範囲内である場合、前記コントラストの値が高くなるほど相違度がより小さくように補正し、
前記対象画素のコントラスト値が前記第二の閾値以上である場合、前記コントラストの値に依存しない補正量で相違度を補正することを特徴とする画像処理装置。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理装置であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出部と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償部と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出部と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成部と、
を備え、
前記信頼度算出部は、
前記対象画素のコントラストの値が高くなるほど、前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域のサイズを大きく設定し、
前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算することを特徴とする画像処理装置。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理装置であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出部と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償部と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出部と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成部と、
を備え、
前記信頼度算出部は、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域にローパスフィルタをかけ、
前記ローパスフィルタをかけた後の前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
前記コントラストの値が高くなるほど前記ローパスフィルタの強度を強くすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする撮像装置。
- 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理方法であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出することと、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償することと、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出することと、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成することと、を含み、
前記対象画素を含む領域内において、前記領域内の輝度または明度の平均値と前記領域内の各画素との差分の最大値が、前記対象画素のコントラストの値として算出されることを特徴とする画像処理方法。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理方法であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出することと、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償することと、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出することと、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成することと、を含み、
前記信頼度を算出することにおいて、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域との間で相違度を算出し、
前記対象画素のコントラストの値に応じて前記算出した相違度を小さくするように補正し、
前記補正した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
さらに、前記信頼度を算出することにおいて、
前記対象画素のコントラストの値が第一の閾値から第二の閾値の範囲内である場合、前記コントラストの値が高くなるほど相違度がより小さくように補正し、
前記対象画素のコントラスト値が前記第二の閾値以上である場合、前記コントラストの値に依存しない補正量で相違度を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理方法であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出することと、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償することと、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出することと、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成することと、を含み、
前記信頼度を算出することにおいて、
前記対象画素のコントラストの値が高くなるほど、前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域のサイズを大きく設定し、
前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算することを特徴とする画像処理方法。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理方法であって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出することと、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償することと、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出することと、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出することと、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成することと、を含み、
前記信頼度を算出することにおいて、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域にローパスフィルタをかけ、
前記ローパスフィルタをかけた後の前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
前記コントラストの値が高くなるほど前記ローパスフィルタの強度を強くすることを特徴とする画像処理方法。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理プログラムであって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出手順と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償手順と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出手順と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成手順と、をコンピュータに実行させ、
前記コントラスト算出手順では、
前記対象画素を含む領域内において、前記領域内の輝度または明度の平均値と前記領域内の各画素との差分の最大値を、前記対象画素のコントラストの値として算出することを特徴とする画像処理プログラム。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理プログラムであって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出手順と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償手順と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出手順と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成手順と、をコンピュータに実行させ、
前記信頼度算出手順では、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域との間で相違度を算出し、
前記対象画素のコントラストの値に応じて前記算出した相違度を小さくするように補正し、
前記補正した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
さらに、前記信頼度算出手順では、
前記対象画素のコントラストの値が第一の閾値から第二の閾値の範囲内である場合、前記コントラストの値が高くなるほど相違度がより小さくように補正し、
前記対象画素のコントラスト値が前記第二の閾値以上である場合、前記コントラストの値に依存しない補正量で相違度を補正することを特徴とする画像処理プログラム。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理プログラムであって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出手順と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償手順と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出手順と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成手順と、をコンピュータに実行させ、
前記信頼度算出手順では、
前記対象画素のコントラストの値が高くなるほど、前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域のサイズを大きく設定し、
前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算することを特徴とすることを特徴とする画像処理プログラム。 - 基準画像と少なくとも一つの参照画像とを合成してノイズを除去する画像処理プログラムであって、
前記基準画像と前記参照画像との間の動きベクトルを算出する動きベクトル算出手順と、
前記動きベクトルに基づいて、前記参照画像を前記基準画像に位置合わせするように動き補償する動き補償手順と、
前記基準画像の対象画素のコントラストの値を、前記基準画像または前記参照画像から算出するコントラスト算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて、前記対象画素について動き補償の信頼度を算出する信頼度算出手順と、
前記対象画素のコントラストの値に応じて算出された前記信頼度に基づいて、前記基準画像の対象画素と、これに対応する前記動き補償した参照画像の対応画素との合成比率を算出する合成比率算出手順と、
前記合成比率に基づいて、前記基準画像の対象画素と前記参照画像の対応画素を合成する合成手順と、をコンピュータに実行させ、
前記信頼度算出手順では、
前記基準画像の対象画素を含む基準領域と、前記動き補償した参照画像内で前記基準領域に対応する参照領域にローパスフィルタをかけ、
前記ローパスフィルタをかけた後の前記基準領域と前記参照領域との間で相違度を算出し、
前記算出した相違度が小さいほど前記信頼度が高くなるように前記信頼度を計算し、
前記コントラストの値が高くなるほど前記ローパスフィルタの強度を強くすることを特徴とする画像処理プログラム。
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