JP5687608B2 - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム - Google Patents
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Description
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
前記位置ずれ量算出部で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理部であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成処理をする合成処理部と
を備える。
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手順と、
前記位置ずれ算出手順で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成する処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理手順であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成する合成処理手順とを有する。
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算処理と、
前記位置ずれ量算出処理で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成する処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成する合成処理とを備える。
図5Aの(c)において、補間処理によって生成される部分領域画像中、上から第3行、左から第3列の位置にある画素rr5の画素値を線形補間により生成する例について説明する。図5Aの(b)に示される、参照画像中の部分領域画像PRI2において、第3行、第3列の位置にあるのは画素g8であり、この画素値をそのまま画素rr5の画素値とすることはできない。そこで、画素g8の左右両隣に位置するR色の画素r4、r5の画素値の平均値を画素rr5の画素値とする。すなわち、以下の式(1−1a)によって画素rr5の画素値を求める。
rr5 = (r4+r5) / 2 … 式(1−1a)
gg8 = (g5+g11+g8+g9) / 4 … 式(1−1b)
gg11 = (g8+g14+g10+g11) / 4 … 式(1−1c)
bb5 = (b5+b6) / 2 … 式(1−1d)
図5Aの(c)において、補間処理によって生成される部分領域画像中、上から第3行、左から第3列の位置にある画素rr5の画素値を生成する例について説明する。本例では、図5Aの(b)に示される、参照画像中の部分領域画像PRI2における第3行、第3列の位置の画素g8、および画素g8の近傍に存在する画素の画素値が参照されて以下の式(1−2a)により画素rr5の画素値を求める。
rr5 = [ [r4 - (g4+g7+g8+g10) / 4] + [r5 - (g5+g8+g9+g11) / 4] ] / 2+g8
… 式(1−2a)
|g5 - g11| < |g8 - g9|の場合、
gg8 = (g5+g11) / 2+(-r2+2*r5 - r8) *λ … 式(1−2b)
|g5 - g11| ≧ |g8 - g9|の場合、
gg8 = (g8+g9) / 2+( - r4+2*r5 - r6) *λ … 式(1−2c)
|g8 - g14| < |g10 - g11|の場合
gg11 = (g8+g14) / 2+( - b2+2*b5 - b8) *λ … 式(1−2d)
|g8 - g14| ≧ |g10 - g11|の場合
gg11 = (g10+g11) / 2+( - b4+2*b5 - b6) *λ … 式(1−2e)
bb5 = [ [b5 - (g8+g10+g11+g14) / 4] + [b6 - (g9+g11+g12+g15) / 4] ] / 2+g11
… 式(1−2f)
補間方法1については、参照画像中の部分領域画像PRI2がパターン2を有する場合で説明したのと同様に行われる。すなわち、補間処理によって生成される部分領域画像中、上から第3行、左から第3列の位置にある画素rr5の画素値を線形補間により生成する場合、以下の式(2−1a)が用いられる。つまり、図5Aの(e)に示される、参照画像中の部分領域画像PRI2において、第3行、第3列の位置にある画素g8の上下方向に隣接するR色の画素である画素r2、画素r5の画素値が参照されて画素rr5の画素値が導出される。
rr5 = (r2+r5) / 2 … 式(2−1a)
gg8 = (g5+g8+g9+g11) / 4 … 式(2−1b)
gg11 = (g8+g10+g11+g14) / 4 … 式(2−1c)
bb5 = (b5+b8) / 2 … 式(2−1d)
参照画像中の部分領域画像PRI2がパターン2を有する場合について、より高度な補間を行うために、式(1−2a)、式(1−2b)、式(1−2c)、式(1−2d)用いて画素rr5、gg8、gg11、bb5の画素値を求める例について先に説明したが、参照画像中の部分領域画像PRI2が図5Aの(e)に示されるパターン3を有する本例においても同様の処理が行われる。以下に、上記の式(1−2a)、式(1−2b)、式(1−2c)、式(1−2d)に対応する式(2−2a)、(2−2b)、式(2−2c)、式(2−2d)を示す。それぞれの式がもつ意味については、式(1−2a)、式(1−2b)、式(1−2c)、式(1−2d)について説明したのと同様であるのでその説明を省略する。
rr5 = [ [r2 - (g2+g4+g5+g8) / 4] + [r5 - (g8+g10+g11+g14) / 4] ] / 2+g8
… 式(2−2a)
|g5 - g11| < |g8 - g9|の場合、
gg8 = (g5+g11) / 2+(-b2+2*b5 - b8) *λ … 式(2−2b)
|g5 - g11| ≧ |g8 - g9|の場合、
gg8 = (g8+g9) / 2+( - b4+2*b5 - b6) *λ … 式(2−2c)
|g8 - g14| < |g10 - g11|の場合、
gg11 = (g8+g14) / 2+( - r2+2*r5 - r8) *λ … 式(2−2d)
|g8 - g14| ≧ |g10 - g11|の場合、
gg11 = (g10+g11) / 2+( - r4+2*r5 - r6) *λ … 式(2−2e)
bb5 = [ [b5 - (g5+g8+g9+g11) / 4] + [b8 - (g11+g14+g15+g17) / 4] ] / 2+g11
… 式(2−2f)
補間方法1による補間処理は、参照画像中の部分領域画像PRI2がパターン2、パターン3を有する場合で説明したのと同様処理が行われる。すなわち、補間処理によって生成される部分領域画像中、上から第3行、左から第3列の位置にある画素rr5の画素値を線形補間により生成する場合、以下の式(3−1a)が用いられる。つまり、図5Bの(i)に示される、参照画像中の部分領域画像PRI2において、第3行、第3列の位置にある画素b5を基準として、対角方向の上下左右に隣接するR色の画素である画素r1、画素r2、画素r4、画素r5の画素値が参照されて画素rr5の画素値が算出される。
rr5 = (r1+r2+r4+r5) / 4 … 式(3−1a)
gg8 = g8 … 式(3−1b)
gg11 = g11 … 式(3−1c)
bb5 = (b5+b6+b8+b9) / 4 … 式(3−1d)
部分領域画像PRI2がパターン2を有する場合について、より高度な補間を行うために、式(1−2a)、式(1−2b)、式(1−2c)、式(1−2d)用いて画素rr5、gg8、gg11、bb5の画素値を求める例について先に説明したが、参照画像中の部分領域画像PRI2がパターン4を有する本例においても同様の処理が行われる。以下に、パターン4に対応する式(3−2a)、(3−2b)、式(3−2c)、式(3−2d)を示す。
rr5 = [ [r1 - (g1+g4+g5+g7) / 4] + [r2 - (g2+g5+g6+g8) / 4] + [r4 - (g7+g10+g11+g13) / 4] + [r5 - (g8+g11+g12+g14) / 4] ] / 4 + (g5+g7+g8+g11) / 4
… 式(3−2a)
gg8=g8 … 式(3−2b)
gg11=g11 … 式(3−2c)
bb5 = [ [b5 - (g5+g7+g8+g11) / 4] + [b6 - (g6+g8+g9+g12) / 4] + [b8 - (g11+g13+g14+g17) / 4] + [b9 - (g12+g14+g15+g18) / 4] ] / 4 + (g8+g11+g12+g14) / 4
… 式(3−2d)
P3=(M×P1+N×P2)/(M+N) … 式(4)
102 … CFA画像取得部
104 … 記憶部
106 … 位置ずれ量算出部
108 … 合成処理部
110 … 補間処理部
112 … 現像処理部
114 … 出力部
202 … 撮影光学系
204 … 撮像部
208、302 … CPU
304 … メモリ
306 … 補助記憶装置
308 … システムバス
310 … メモリカードインターフェース
312 … 光ディスクドライブ
314 … ネットワークインターフェース
Claims (6)
- 同一被写体を撮影して得られた複数枚のカラーフィルタアレイ画像を合成する画像処理装置であって、
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
前記位置ずれ量算出部で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理部であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成処理をする合成処理部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像は、n枚(n:3以上の整数)のカラーフィルタアレイ画像を含み、
前記合成処理部は、二枚のカラーフィルタアレイ画像から一枚の合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理を(n−1)回にわたって繰り返し行い、2回目以降の合成処理においては、一つ前に行われた合成処理で生成された合成カラーフィルタアレイ画像を前記基準画像とする
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記カラーフィルタアレイ画像は、縦方向にr画素、横方向にc画素(r、cは共に任意の正の整数)から構成される画素色配列単位を有するカラーフィルタアレイを備える撮像素子から出力されたものであり、
前記位置ずれ量算出部は、前記位置ずれ量として縦方向の位置ずれ画素数と横方向の位置ずれ画素数とを算出し、
前記合成処理部は、前記補間処理によって画素値を生成する際に、前記縦方向の位置ずれ画素数をrで除したときの剰余と、前記横方向の位置ずれ画素数をcで除したときの剰余との組み合わせに基づいて決定される補間方法を用いる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記合成カラーフィルタアレイ画像に対してデモザイク処理をし、フルカラー化画像を生成するデモザイク処理部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 同一被写体を撮影して得られた複数枚のカラーフィルタアレイ画像を合成する画像処理方法であって、
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手順と、
前記位置ずれ算出手順で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成する処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理手順であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成する合成処理手順と
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 同一被写体を撮影して得られた複数枚のカラーフィルタアレイ画像を合成する画像処理プログラムであって、
前記複数枚のカラーフィルタアレイ画像中、一枚の画像を基準画像とし、前記一枚の画像と異なる画像を参照画像として、前記基準画像に対する前記参照画像の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算処理と、
前記位置ずれ量算出処理で算出された前記位置ずれ量に基づき、前記基準画像および前記参照画像の、対応しあう画素位置の画素である基準画像画素および参照画像画素の画素値をもとに合成する処理をして合成カラーフィルタアレイ画像を生成する合成処理であって、前記対応しあう画素の色が前記基準画像画素と前記参照画像画素とで異なる場合、前記基準画像画素の色と同じ色の画素値を前記参照画像から補間処理によって生成し、前記補間処理によって生成した画素値と前記基準画像画素の画素値とをもとに合成する合成処理と
をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
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