JP6415086B2 - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents
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本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a program.
画像処理前のRAW画像が画素毎に異なる配色を有するものの処理例として、デジタルカメラの画像処理がある。例えば、デジタルカメラの画像処理では、光学情報を撮像素子(イメージセンサ)によって光電変換することで電気信号を得て、それをA/D変換(アナログ/デジタル変換)したデジタルデータとして画像処理することで、撮影画像として記録する。 As an example of processing in which a raw image before image processing has a different color scheme for each pixel, there is image processing of a digital camera. For example, in image processing of a digital camera, an electrical signal is obtained by photoelectrically converting optical information by an image sensor (image sensor), and image processing is performed as digital data obtained by A / D conversion (analog / digital conversion). Then, it is recorded as a captured image.
デジタルカメラによるデジタルデータの画像処理では、入力される画素データの属性は、撮像素子の仕様に依る。例えば、画素毎の色配列の一例であるベイヤー配列は、撮像素子の受光部に格子状に配列されたR/Gr/Gb/B画素のカラーフィルタの配列に光学情報を通して各色情報を得るものである。以下、R画素とは赤色の情報を持つ画素、B画素とは青色の情報を持つ画素、G画素とは緑色の情報を持つ画素を示す。なお、ベイヤー配列の一画面中のR画素を持つ水平ライン上に存在するG画素をGr画素として示し、B画素を持つ水平ライン上に存在するG画素をGb画素として示す。 In image processing of digital data by a digital camera, the attribute of input pixel data depends on the specifications of the image sensor. For example, a Bayer array, which is an example of a color array for each pixel, obtains each color information through optical information into an array of color filters of R / Gr / Gb / B pixels arrayed in a grid pattern on the light receiving portion of the image sensor. is there. Hereinafter, the R pixel is a pixel having red information, the B pixel is a pixel having blue information, and the G pixel is a pixel having green information. Note that G pixels existing on a horizontal line having R pixels in one screen of the Bayer array are indicated as Gr pixels, and G pixels existing on a horizontal line having B pixels are indicated as Gb pixels.
最近、画素毎にベイヤー配列とは異なる色配列情報を設定した撮像素子が実用化されている。例えば、特許文献1には、図9(A)に示すようなRGB等の特定波長の光のみを透過させるフィルタの他に、ホワイト(W:White)画素として可視光域の光を広く透過するフィルタを配列に組み入れた画素配列を有する撮像素子が記載されている。
Recently, an image sensor in which color arrangement information different from the Bayer arrangement is set for each pixel has been put into practical use. For example, in
ベイヤー配列は、2×2画素を単位とした周期的な配列であり、縞模様等の処理に際してモアレや偽色を発生することがある。その対策として、撮像素子の前に光学ローパスフィルタを挿入することでモアレや偽色を抑圧する方法が採られるが、画像としての解像度が劣化する。ベイヤー配列の問題を解決するために、図9(B)に示すような画素配列を有する撮像素子が非特許文献1に掲載されている。図9(B)に示すような6×6の色配列では、ベイヤー配列に対して非周期性を高めた配列構成となりモアレを軽減することが可能となる。また、縦方向に必ずR画素、G画素、B画素が存在するために、偽色の発生を抑え、光学ローパスフィルタを不要にする効果がある。
The Bayer array is a periodic array in units of 2 × 2 pixels, and moire or false colors may be generated during processing of a striped pattern or the like. As a countermeasure, a method of suppressing moire and false colors by inserting an optical low-pass filter in front of the image sensor is taken, but the resolution as an image is deteriorated. In order to solve the Bayer array problem, Non-Patent
画素毎の色配列情報が、2次元配列の繰り返しパターンとなるような画像に対する画像処理では、画像データの同時化(デモザイク化、インターポレーション処理等と同義)前の処理における注目画素及び参照画素の色情報の把握が必要である。すなわち、対象となる画素が何色の画素であるかを把握する必要がある。ベイヤー配列の撮像素子により得られた画像データに対しては、2×2の色配列の繰り返しパターンであるので、注目画素の位置情報(又は色情報)が把握できれば、周辺の参照画素領域の色配列関係は容易に確定することができる。 In the image processing for an image in which the color arrangement information for each pixel is a two-dimensional arrangement repetitive pattern, the target pixel and the reference pixel in the processing before the image data synchronization (synonymous with demosaicing, interpolation processing, etc.) It is necessary to grasp the color information. That is, it is necessary to grasp the color of the target pixel. Since the image data obtained by the Bayer array image sensor has a 2 × 2 color array repetition pattern, if the position information (or color information) of the target pixel can be grasped, the color of the surrounding reference pixel region Sequence relationships can be easily determined.
しかしながら、図9(B)に示したような6×6の色情報配列では、画像処理の走査の進捗毎に注目画素及び参照画素の色情報配列の組み合わせは多数あり、確定することが困難である。画像データの同時化前に画素欠陥補正を実施する場合には、注目画素(欠陥画素)の補正値を生成するための参照画素領域が広ければ、それだけ処理実現の難易度は増し、回路規模の増大(高コスト化)や、設計期間の長期化、処理スループットの低下につながる。 However, in the 6 × 6 color information array as shown in FIG. 9B, there are many combinations of the color information array of the target pixel and the reference pixel for each progress of scanning of the image processing, and it is difficult to determine. is there. When pixel defect correction is performed before image data is synchronized, if the reference pixel area for generating the correction value of the target pixel (defective pixel) is large, the difficulty of processing increases and the circuit scale increases. This leads to an increase (high cost), a long design period, and a decrease in processing throughput.
本発明の目的は、色配列情報が繰り返しパターンとなる画像に対する画像処理において、画像処理の走査の進捗に応じた参照範囲の色配列を得ることが可能な画像処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of obtaining a color arrangement in a reference range according to the progress of scanning of image processing in image processing for an image having color arrangement information as a repeated pattern.
本発明に係る画像処理装置は、光学情報を光電変換して電気信号を得る撮像素子の画素配列で繰り返される色配列情報の最小パターンを保持する第1のレジスタと、行方向及び列方向の2次元配列構造を有し、前記第1のレジスタが保持する最小パターンの前記色配列情報を基に、注目画素と当該注目画素に対する画像処理で参照する参照画素とが含まれる参照範囲の色配列情報を保持する第2のレジスタと、前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる制御手段と、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す処理手段とを有し、前記制御手段は、前記画像処理の水平方向の走査進捗毎に前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を行方向にシフトさせ、前記画像処理の垂直方向の走査進捗毎に、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を列方向にシフトさせるよう制御し、前記色配列情報のシフト制御ではバレルシフタを用いて前記色配列情報を巡回させることを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention includes a first register that holds a minimum pattern of color arrangement information that is repeated in a pixel arrangement of an image sensor that photoelectrically converts optical information to obtain an electrical signal, and 2 in a row direction and a column direction. Color array information of a reference range having a dimensional array structure and including a target pixel and a reference pixel to be referred to in image processing for the target pixel, based on the color array information of the minimum pattern held by the first register A second register for holding the pixel, a control unit for updating the color arrangement information held by the second register in accordance with the target pixel, and a pixel based on the color arrangement information held by the second register selected, have a processing means for performing image processing on the pixel of interest, the control means, the row direction the color sequence information the second register is stored for each horizontal scanning progress of the image processing Control is performed so that the color arrangement information held in the second register is shifted in the column direction for each vertical scanning progress of the image processing, and the shift control of the color arrangement information is performed using a barrel shifter. The color arrangement information is circulated .
本発明によれば、色配列情報が繰り返しパターンとなる画像に対する画像処理において、画像処理の走査の進捗に応じた参照範囲の色配列情報を容易に得ることができる。 According to the present invention, in the image processing for an image in which the color arrangement information becomes a repetitive pattern, it is possible to easily obtain the color arrangement information in the reference range corresponding to the progress of the image processing scan.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態による画像処理装置を有する撮像装置(デジタルカメラ)の構成例を示すブロック図である。なお、図1においては、撮像装置(デジタルカメラ)が有する構成のうち静止画処理に係る機能部を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus (digital camera) having an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a functional unit related to still image processing is shown in the configuration of the imaging apparatus (digital camera).
CPU(中央演算処理装置)100は、図示しないROM(Read Only Memory)等に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、撮像装置全体の制御を司る。CPU100は、例えば同期信号生成部101に対して、処理フレームの周期に関する設定をするとともに、実行の開始を指示する。同期信号生成部101は、FIFO(First In First Out)106に対するデジタルデータの取り込みタイミングの供給や、タイミングパルス発生部102に対するタイミングの供給を行う。これらタイミングは、フレームデータの水平切り替え(水平同期信号)、及び垂直切り替え(垂直同期信号)を含む。
A CPU (Central Processing Unit) 100 controls the entire imaging apparatus by reading and executing a program stored in a ROM (Read Only Memory) or the like (not shown). For example, the
撮像処理部103は、2次元配列の繰り返しパターンとなる色配列でカラーフィルタが配置され、光学情報を電気信号に光電変換する撮像素子を有する。撮像処理部103は、電荷の蓄積と電荷(又は電位)の転送を行うが、そのタイミングはタイミングパルス発生部102から受信する。
The
アナログ処理部104は、光電変換して得た電荷を電位に変換した後の処理(相関二重サンプリングやゲイン調整等)を行う。A/D変換(アナログ/デジタル変換)部105は、クランプしたアナログ信号を基準電位にあわせてデジタル化する。タイミングパルス発生部102は、これらアナログ処理部104やA/D変換部105に対するタイミングの供給も行う。最近は、カラムA/D方式のセンサーが実用化されており、そのような撮像手段では撮像素子の出力をA/D変換処理するところ(図1に示した103〜105)までがオン・チップで行われる等、センサデバイスの高集積化が進んでいる。
The
FIFO106は、データ転送タイミングの緩衝用バッファである。タイミングの調整は、フレーム処理中のブランキング期間を当てにする。シェーディング補正部107は、撮像信号転送路中のアンプの特性の影響を抑制したり、撮像部の諸特性(色シェーディング等)の影響を低減したりするための、フレームデータ内のシェーディング補正を実行する。
The FIFO 106 is a buffer for buffering data transfer timing. Timing adjustment relies on a blanking period during frame processing. The
傷補正処理部108は、本実施形態における画像処理装置の一例であり、画素欠陥(欠陥画素、傷画素)の補正処理を実行する。画素欠陥には、白点や黒点となってしまう固定パターンの傷の他、感度に依存する傷やゆらぎをもつ傷等があるが、本実施形態において傷補正処理部108が対象とする画素欠陥(傷)は任意である。
The flaw
ホワイトバランス(WB)処理部109は、色画像受信時における各色画素間でのゲインの調整(ホワイトバランス調整)を行う。画素補間部110は、各色データの同時化処理(デモザイク、インターポレーション等)を行う。例えば、画素補間部110は、同時化処理を行いR/G/Bそれぞれのプレーンを生成する。
A white balance (WB)
色差信号処理部111は、R/G/Bそれぞれの信号から色差信号(Cr,Cbの信号)を生成する。ここで、色差信号Cr(Cb)は、R−Y(B−Y,Yは輝度を示す)で定義されるが、人間の被視感度曲線(大まかには、Y=0.6G+0.3R+0.1B)からGを簡易輝度として、R−G(B−G)で運用しても良い。色γ処理部112は、得られた色信号に対してγ処理を施す。Chroma・knee処理部113は、色γ処理部112によるγ処理後の彩度ゲインを調整する。
The color difference
輝度信号処理部114は、輝度信号を生成する。輝度γ処理部115は、得られた輝度信号に対してγ処理を施す。ここまでで生成された輝度信号及び色差信号(色信号)のそれぞれは、一時記憶部116に記憶される。一時記憶部116として、例えば高速に大量のデータを取り扱えるSDRAMを用いても良い。記憶部コントローラ117は、一時記憶部116に対する書き込み制御や読み出し制御を行う。
The luminance
図2は、本実施形態による画像処理装置としての傷補正処理部の構成例を示す図である。図2においては、傷補正処理部200に加え、注目画素のデータの他に、参照画素を得るための参照ラインデータを傷補正処理部200に提供するためのラインバッファ(221〜226)をあわせて示している。この傷補正処理部200による画素欠陥(傷画素)の補正は、例えば、撮像装置における画像データの補正処理の一環として行われる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a flaw correction processing unit as the image processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 2, in addition to the flaw
傷補正処理部200は、補正処理部201、フレーム制御部202、パターンレジスタ203、運用レジスタ204、スライスコントローラ205、バレルシフタ206、207、及び参照画像レジスタ209を有する。また、傷補正処理部200は、ANDゲート(論理積演算回路)210、211、212、及びORゲート(論理和演算回路)213を有する。
The flaw
信号SIG100は入力データであり、信号SIG107は入力データSIG100が有効であることを示すバリッド(valid)信号であり、信号SIG108は、前段に対する入力データSIG100の即時停止を要求するストップ(Stop)信号である。信号SIG120は出力データであり、信号SIG121は出力データSIG120が有効であることを示すバリッド(valid)信号であり、信号SIG122は、後段処理からの出力データSIG120の即時停止を要求するストップ(Stop)信号である。 The signal SIG100 is input data, the signal SIG107 is a valid signal indicating that the input data SIG100 is valid, and the signal SIG108 is a stop signal that requests an immediate stop of the input data SIG100 with respect to the previous stage. is there. The signal SIG120 is output data, the signal SIG121 is a valid signal indicating that the output data SIG120 is valid, and the signal SIG122 is a stop requesting an immediate stop of the output data SIG120 from the subsequent processing. Signal.
ここで、傷補正処理部200のデータ転送インタフェース(I/F)について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、傷補正処理部200のデータ転送I/Fを定義したものである。図3は、データ転送I/Fのタイミングチャートである。図3において、信号SIG301は、同期回路のクロック<CLK>(図2においては不図示)である。信号SIG302は、データ有効を示すバリッド信号<Valid>であり、傷補正処理部200におけるデータ入力側では信号SIG107、データ出力側では信号SIG121が対応する。信号SIG303は、転送データ<Data>であり、傷補正処理部200におけるデータ入力側では信号SIG100、データ出力側ではSIG120が対応する。信号SIG304は、データ転送の即時停止を要求するストップ信号<Stop>であり、傷補正処理部200におけるデータ入力側では信号SIG108、データ出力側ではSIG122が対応する。
Here, the data transfer interface (I / F) of the flaw
本実施形態では、バリッド信号SIG302は、データが有効状態であるとき値“1”であり、データが無効状態であるとき値“0”であるとする。また、ストップ信号SIG304は、転送データSIG303の即時停止が要求されている(有効状態である)とき値“1”であり、即時停止が要求されていていない(無効状態である)とき値“0”であるとする。 In the present embodiment, it is assumed that the valid signal SIG302 is a value “1” when the data is in a valid state and a value “0” when the data is in an invalid state. The stop signal SIG304 is a value “1” when an immediate stop of the transfer data SIG303 is requested (in a valid state), and a value “0” when an immediate stop is not requested (in an invalid state). ”.
図4は、図3のI/Fをデータ転送I/Fに組み込んだ例を示す回路図である。図4には、前段モジュール401と後段モジュール402との間のデータ、バリッド信号、及びストップ信号のそれぞれの接続実装例を示している。前段モジュール401の内部ロジックは403であり、後段モジュール402の内部ロジックは404である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example in which the I / F of FIG. 3 is incorporated in the data transfer I / F. FIG. 4 shows an example of connection and mounting of data, valid signals, and stop signals between the
ANDゲート405は、内部ロジック403の出力データが有効であることを示すバリッド信号を出力する際、後段モジュール402から即時停止の要求がある(ストップ信号SIG304が値“1”である)場合にバリッド信号SIG302を値“0”にする。バリッド信号SIG302が他のモジュールにも並行して伝達される場合には、現在のデータが停止(無効)状態であることを示すことができる。ANDゲート406は、後段モジュール402からの即時停止の要求を前段に効率的に伝えるためのものである。前段モジュール401が有効なデータを転送していない場合には、後段からの停止要求に対しては反応する必要がないので、そのときは後段モジュール402からの即時停止の要求が伝達されないようにする。
When outputting a valid signal indicating that the output data of the
ここで、前段モジュール401の出力データのI/Fに複数の後段モジュールが接続される場合には、データ及びバリッド信号はそのまま分配すれば良い。また、ストップ信号はANDゲート406の手前で、すべてのストップ信号のOR(論理和)を取ってANDゲート406に入力すればよい。図2に示した構成において、ANDゲート210は、図4に示したANDゲート405と同様の機能を実現し、ANDゲート211は、図4に示したANDゲート406と同様の機能を実現する。
Here, when a plurality of subsequent modules are connected to the I / F of the output data of the
図2に戻り、傷補正処理部200について説明する。本実施形態では、一例として傷補正処理部200は、例えば注目画素(欠陥画素)と同色の幾つかの周辺参照画素をメディアンフィルタ処理(中央値を選択する処理)して得られた結果値で、注目画素の画素値を置換するようにして補正処理を行う。
Returning to FIG. 2, the flaw
参照画素レジスタ209には、補正対象となる注目画素(欠陥画素)を中心とした、M×N画素の範囲内のそれぞれの画素値が保持される。そのため、フレーム処理において中央となる、対象画素が存在するラインに対して上下の数ラインのデータも同期関係を保持して用意する必要がある。参照画素レジスタ209は、例えば各ラインのデータが保持されるフリップフロップ回路でシフトレジスタ構成を採ることで実現できる。
The
本実施形態では、M×Nの参照範囲を7×7として説明する。したがって、図2に示すように、参照画素レジスタ209への各ラインのデータ入力は、信号SIG100〜SIG106のそれぞれ(7ライン分)である。補正対象となる注目画素(欠陥画素)のあるラインは、信号SIG103のラインである。前段から入力される信号SIG100、及び1水平ライン分のデータを保持する水平ラインバッファ201〜206から入力される信号SIG101〜SIG106のそれぞれは、1画素分のデータのビット幅を有する。
In the present embodiment, an M × N reference range is described as 7 × 7. Therefore, as shown in FIG. 2, the data input of each line to the
本実施形態における参照画素レジスタ209は、傷補正処理を行う補正処理部201に対して7×7画素分のデータを1処理サイクル(同期回路であれば1クロック相当)で送出する。図2に示した信号SIG110〜SIG116のそれぞれは、各ラインのデータを示す。したがって、例えば参照画素レジスタ209の出力データ信号のひとつである信号SIG110のデータ幅は7画素分のデータのビット幅を有する。信号SIG111〜SIG116についても同様である。
The
信号SIG100〜SIG106により供給される参照画素データは、バリッド信号SIG107が値“1”の状態時に参照画素レジスタ209に取り込まれる。参照画素レジスタ209における取り込み指示ステータスは、ANDゲート212の出力、すなわち前段からのバリッド信号SIG107と前段へのストップ信号SIG108との関係から成る。
The reference pixel data supplied by the signals SIG100 to SIG106 is taken into the
フレーム制御部202は、有効データ数をカウントすることでフレームの処理状態を監視し、参照画素に対する運用レジスタ204の状態を更新する。また、フレーム制御部202は、傷補正処理部200全体のレイテンシも考慮した後段へのバリッド信号も生成する。生成されたバリッド信号SIG135は、ANDゲート210を介して後段へのバリッド信号SIG121として送出される。なお、ANDゲート210を介した後段へのバリッド信号SIG121の送出は、後段からの即時停止の要求、すなわちストップ信号SIG122の状態を鑑みて行われる。
The
運用レジスタ204は、行方向及び列方向の2次元配列構造を有し、フレーム毎に画像処理の開始時にパターンレジスタ203に保持されている内容をロードする。ここで、第1のレジスタとしてのパターンレジスタ203と、第2のレジスタとしての運用レジスタ204との格納データ数は等価ではない。例えば、本実施形態のように運用レジスタ204は、パターンレジスタ203より多くの配列要素を有しており、運用レジスタ204側の範囲が広い場合には、パターンレジスタ203の内容を一巡させ巡回させるような関係で運用レジスタ204内に展開する。パターンレジスタ203には、2次元配列の繰り返しパターンである撮像素子における色配列情報の最小パターン(基本単位となって繰り返される色配列情報のパターン)が保持されている。
The
スライスコントローラ205は、運用レジスタ204内のデータ更新を行単位や列単位で一括りにして制御する。運用レジスタ204は、スライスコントローラ205のデータロード指示に従い、ROW方向及びCOLUMN方向の少なくとも一方に、行単位や列単位でデータの格納位置を更新する。スライスコントローラ205の入出力信号の振舞いの詳細は、図8を用いて後述する。列(COLUMN)方向のバレルシフタ206、行(ROW)方向のバレルシフタ207は、運用レジスタ204でのデータのシフト制御の結果、シフト方向にはみ出たデータをシフト起点側の不足データに補充する。
The
図5(A)〜図5(C)は、パターンレジスタ203におけるデータ格納イメージを説明するための図である。本実施形態では、6×6の色配列の構成を有する場合を一例として示す。図5(A)には、パターンレジスタ203のレジスタ配列を示している。パターンレジスタ203の格納データを2次元の配列に図示し、左上を基点として枠内にその位置関係を数字で表記している。水平方向及び垂直方向とも、基点を0として、数字右側を水平方向の推移、左側を垂直方向の推移として表記している。つまり、表記“00”が上左端、表記“05”が上右端、表記“50”が下左端、表記“55”が下右端となる。図5(B)には、撮像素子の色配列パターンをパターンレジスタ203の対応する格納位置に表記した画素の色配列を示している。この図示した色配列の繰り返しが、撮像素子面一面の色配列を構成する。
FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining data storage images in the
図5(C)は、パターンレジスタ203への色番号格納結果を示す図である。ハード化したパターンレジスタに色情報である{R,G,B}情報を数値として格納するよう、ここでは色番号として、{0(=G),1(=R),2(=B)}を定義している。図2に示したパターンレジスタ103には、同様の数値が格納される。図5(C)に示した例では、パターンレジスタ203の上左端配列“00”にはG画素対応として値“0”が、その右隣の画素配列“01”にはR画素対応として値“1”が、レジスタ値として格納される。他の配列も同様に各色配列パターンに対応した色番号が格納される。
FIG. 5C is a diagram showing the color number storage result in the
図6(A)〜図6(D)は、運用レジスタ204におけるデータ格納イメージを説明するための図である。本実施形態では、7×7の参照画素範囲に対応する運用レジスタ204を一例として示す。図6(A)には、運用レジスタ204のレジスタ配列を示している。運用レジスタ204の格納データを2次元の配列に図示し、左上を基点として枠内にその位置関係を数字で表記している。水平方向及び垂直方向とも、基点を0として、数字右側を水平方向の推移、左側を垂直方向の推移として表記している。つまり、表記“00”が上左端、表記“06”が上右端、表記“60”が下左端、表記“66”が下右端となる。
6A to 6D are diagrams for explaining a data storage image in the
図6(B)には、運用レジスタ204へのパターンレジスタ203の内容の反映イメージを示している。運用レジスタ204へのパターンレジスタ203の内容の反映は、運用レジスタ204内のすべて要素(配列)を埋めるよう行う。この処理は、フレーム走査の開始時に一度行えば良い。フレーム処理途中における運用レジスタ204の状態の更新は、パターンレジスタ203の参照を必要とせず、バレルシフタ206、207の出力値でデータを更新することで行うことができる。
FIG. 6B shows a reflection image of the contents of the pattern register 203 to the
フレーム走査の開始指示は、フレーム制御部202から信号SIG131、及び信号SIG136を介して運用レジスタ204へと伝達する。この処理を運用レジスタ204の初期化と定義すると、運用レジスタ204の初期化は、1フレーム処理の終了時点において実施しても良い。ただし、フレーム処理先頭では図1に示したCPU100からの初期化指示信号(図2に示した信号SIG109)を受信するなどしてイベントを生成する必要がある。
An instruction to start frame scanning is transmitted from the
本実施形態では、パターンレジスタ203を6×6の2次元配列として、運用レジスタ204を7×7の2次元配列としている。したがって、パターンレジスタ203の内容を運用レジスタ204に反映する時には、パターンレジスタ203からの不足分は、パターンレジスタ203の内容を巡回させて運用レジスタ204に格納する。例えば、図6(A)に示したhpos=6の列にはhpos=0の列と同様の内容が展開される。また、撮像素子の上左端からの配列が、パターンレジスタ203のどの位置かによって、運用レジスタ204に展開されるパターンレジスタ値の内容は決まる。図6(B)に示す例は、図6(A)の表記“01”の位置の情報を上左端として7×7配列に展開した内容である。
In the present embodiment, the pattern register 203 is a 6 × 6 two-dimensional array, and the
図6(C)には、図6(B)に示したパターンレジスタ203の反映結果である画素の色配列の内容の反映イメージを示している。そして、図6(D)には、図6(C)に示した色配列の内容反映結果に色番号定義{0(=G),1(=R),2(=B)}を適用し数値を格納した状態の運用レジスタ204への色番号格納例を示している。
FIG. 6C shows a reflection image of the contents of the pixel color array, which is a reflection result of the pattern register 203 shown in FIG. In FIG. 6D, the color number definition {0 (= G), 1 (= R), 2 (= B)} is applied to the result of reflecting the contents of the color array shown in FIG. An example of color number storage in the
図6(D)において900〜906は、列単位にまとまったレジスタを扱う場合のイメージである。例えば、図6(D)における900は、column_0列単位として図6(A)におけるレジスタ配列{“00”,“10”,“20”,“30”,“40”,“50”,“60”}のそれぞれの格納データを指す。同様に、図6(D)において910〜916は、行単位にまとまったレジスタを扱う場合のイメージである。例えば、図6(D)における910はrow_0行単位として図6(A)におけるレジスタ配列{“00”,“01”,“02”,“03”,“04”,“05”,“06”}のそれぞれの格納データを指す。
In FIG. 6D, 900 to 906 are images in the case of handling registers grouped in columns. For example, 900 in FIG. 6D is a register array {“00”, “10”, “20”, “30”, “40”, “50”, “60” in FIG. "} Indicates each stored data. Similarly, in FIG. 6D,
本実施形態では、図6(D)に示した運用レジスタ204の更新内容を、図2に示した信号SIG134を介して補正処理部201へと伝達する。補正処理部201は、運用レジスタ204の内容を基に、現在の注目画素及び参照画素の色配列情報を取得し、注目画素と同色画素のデータを参照して補正処理を行って補正結果を得る。現在の注目画素が欠陥画素であるか否かの情報は、例えばフレーム制御部202に欠陥画素の位置情報を入力しても良い(I/Fは不図示。この場合、CPU500から送信することが可能)。また、例えば画素データの特定の値(最大値や最小値等)に画素欠陥を示す意味を与えても良い(その場合、データ値のデコードが必要。不図示)。
In the present embodiment, the update contents of the
本実施形態では、スライスコントローラ205からの指示に従って、フレームにおける画像処理の進捗過程で、運用レジスタ204におけるデータの格納状態は、図7(A)〜図7(D)に示す単位でシフト(更新)していく。図7(A)〜図7(D)は、本実施形態における7×7配列の運用レジスタ204の格納データの状態遷移を示す図である。図7(A)及び図7(C)が水平走査方向への状態遷移を示し、図7(B)及び図7(D)が垂直走査方向への状態遷移を示している。
In this embodiment, in accordance with an instruction from the
フレーム制御部202は、水平1画素の走査毎(水平方向の走査進捗毎)に水平1画素処理完了のステータス信号SIG132を、スライスコントローラ105に出力する。スライスコントローラ105は、運用レジスタ204に対してバレルシフタ206の出力結果を保持するようロード信号SIG139を出力する。これにより、図6(D)に示したcolumn_0群900の内容は直前のcolumn_1群901の内容で更新され、column_1群901の内容は直前のcolumn_2群902の内容で更新される。また、column_2群902〜column_5群905の内容も同様に、直前のcolumn_3群903〜column_6群906の内容で更新され、そしてcolumn_6群906の内容は直前のcolumn_1群901の内容で更新される。図7(C)は、この様子を図示している。
The
フレーム走査中に水平1ライン分の走査を完了したとき(垂直方向の走査進捗毎に)、フレーム制御部202は水平走査完了のステータス信号SIG133を、スライスコントローラ105に出力する。スライスコントローラ105は、運用レジスタ204に対してバレルシフタ206、207の出力結果をそれぞれ複数回保持することで、次ライン先頭の処理状態に初期化するようロード信号SIG139、SIG140のそれぞれを複数サイクルに亘り出力する。これにより、例えば図6(D)に示したrow_0群910の内容は直前のrow_1群911の内容で更新され、row_1群911の内容は直前のrow_2群912の内容で更新される。また、row_2群912〜row_5群915の内容も同様に、直前のrow_3群913〜row_6群916の内容で更新され、そしてrow_6群916の内容は直前のrow_1群911の内容で更新される。図7(D)は、この様子を図示している。
When scanning for one horizontal line is completed during frame scanning (every vertical scanning progress), the
図8は、運用レジスタ204の制御に係る信号の駆動例を示すタイミングチャートである。図8において、信号SIG131〜SIG140のそれぞれは2値のデジタル情報を伝達し、値“0”はidle状態であり、値“1”で要求イベントやロードステータスを伝達するよう図示している。
FIG. 8 is a timing chart showing an example of driving signals related to the control of the
信号SIG109は、CPU100からのフレーム処理開始要求である。この要求を基に、フレーム制御部202の初期化、及び運用レジスタ204の初期化を開始する。フレーム制御部202は、運用レジスタ204の初期化のため、信号SIG131のイベントをスライスコントローラ205に送出する。図8に示した期間Aは、運用レジスタ204の初期化フェイズである。この期間Aの動作について説明する。
A
スライスコントローラ205は、信号SIG131のイベント(図示の例ではハイパルス)を受信すると、運用レジスタ204に対して信号SIG136のイベントを送出する。信号SIG136のイベント(図示の例ではハイパルス)は、運用レジスタ204にパターンレジスタ203の内容をコピー(ロード)するための要求イベントである。運用レジスタ204は、信号SIG136のイベントを受信すると、運用レジスタ204内の配列要素“00”を上左端とした6×6の配列(“55”が下右端)の範囲を、パターンレジスタ203の値で更新する。
When the
スライスコントローラ205は、信号SIG136のイベントを送出した後、信号SIG137のイベントを発生する。運用レジスタ104は、信号SIG137のイベントを受けてcolumn_6に該当する配列部のみバレルシフタ206の出力値に更新する。このときのバレルシフタ206の列方向遷移は、図7(A)に示すものとなる。スライスコントローラ205は、信号SIG137のイベントを送出した後、信号SIG138のイベントを発生する。運用レジスタ104は、信号SIG138のイベントを受けてrow_6に該当する配列部のみバレルシフタ207出力値に更新する。このときのバレルシフタ207の行方向遷移は、図7(B)に示すものとなる。
The
このとき、運用レジスタ204の全配列は、パターンレジスタ203を7×7の配列に拡張した状態で格納されている。その後、実際のフレームデータ先頭の配列位置に運用レジスタ204のパターンを巡回させることで、初期化は完了する。信号SIG139は、運用レジスタ204の列方向シフト要求ステータスである。この信号SIG139による列シフトは、図7(C)に示したような遷移をとる(column_6はそのときのcolumn_1の状態で更新される)。また、信号SIG140は、運用レジスタ204の行方向シフト要求ステータスである。この信号SIG140による行シフトは、図7(D)に示したような遷移をとる(row_6はそのときのrow_1の状態で更新される)。
At this time, the entire array of operation registers 204 is stored in a state where the pattern register 203 is expanded to a 7 × 7 array. Thereafter, the initialization is completed by circulating the pattern of the
図8に示した期間B及び期間Dは、フレーム処理中の1ラインの処理の実行期間を指す。本実施形態における傷補正処理部200が、前段に対する即時停止の要求が無い状態で前段からのデータSIG100及び値“1”のバリッド信号validを受信した時、フレーム制御部202は、スライスコントローラ205に信号SIG132を送出する。信号SIG132が値“1”の状態で、水平方向に(画素単位に)データ処理が進んでいることを示す。このとき、スライスコントローラ205は、運用レジスタ204に対してロード信号SIG139を送出(値“1”でロード)する。
A period B and a period D illustrated in FIG. 8 indicate execution periods of one line processing during frame processing. When the flaw
運用レジスタ204、図示しないクロックを基にした同期回路であり、ロード信号SIG139を受信したクロックサイクル毎に、バレルシフタ206の出力をロードする。バレルシフタ206は、前述したように列単位(図6(D)に示した900,901,902,903,904,905,906)でレジスタ内の配列データをシフトするものである。
The
図8に示した期間C及び期間Eは、フレーム処理中の1ライン処理完了時の運用レジスタ204の更新処理の実行期間を指す。フレーム処理中、1ライン分の水平走査が完了すると、フレーム制御部202は、信号SIG133によりライン完了イベントを送出する。スライスコントローラ205は、信号SIG133のイベントを受信すると、列単位のデータ配列をライン先頭の処理位置に戻すよう、信号SIG139のロードイベントを複数回発生する。この複数回のイベントは、{水平画素数 mod 運用レジスタ配列数}の結果値(水平画素数を運用レジスタ配列数で除したときの余り)であり、固定値として扱える。本実施形態では、運用レジスタ204の配列は7×7としているので、もし水平画素数が3000であれば(3000 mod 7=4)となり、列方向へ3回のシフトをする(7−4=3)ことで、ライン先頭時の列状態となる。
The period C and the period E shown in FIG. 8 indicate the execution period of the update process of the
スライスコントローラ205は、続いて信号SIG140のイベントを発生する。ライン処理の完了時には、図7(D)に示したように運用レジスタ204の行方向のシフトを行う。撮像素子を垂直方向に読み飛ばさなければ、該行シフトのイベントは1回(同期回路として1サイクル)分で良い。
The
フレーム処理の完了時に、フレーム制御部202によって信号SIG131のイベントを発生することで、期間Aの処理を実施できる。そうすれば、CPU100からの初期化指示がなくても、次フレーム処理のための待機状態を作り出せる。また、図2に示した信号SIG125は前段への即時停止の要求するストップ信号である。図8に示した期間A、期間C、期間Eのそれぞれの期間中において、図3に示した信号SIG304の値“1”の状態のようにして、前段の処理に対して後段への有効データの転送を中止するよう要求を出す。この即時停止の要求(信号SIG125)は、後段からのストップ信号(ANDゲート211の出力)とOR(論理和演算)されて前段へと伝達される。また、内部でANDゲート212を介してフレーム制御部202へと伝達されるので、コンビネーションロジックとしてループしないよう、ANDゲート212の出力はフレーム制御部202内においてフリップフロップ等でクロック同期されている。
When the frame processing is completed, the event of the signal SIG 131 is generated by the
図8に示した例では、後段からの即時停止の要求はないもの(信号SIG122が常に値“0”の状態)として、説明を簡略化している。例えば、図8に示した期間Bや期間Dにおいて即時停止の要求がある場合には、前段からのバリッド信号SIG107の状態がANDゲート212によりマスクされるので、信号SIG132,SIG139の状態が取り下げられる。
In the example illustrated in FIG. 8, the description is simplified on the assumption that there is no immediate stop request from the subsequent stage (the signal SIG 122 is always in the value “0” state). For example, when there is a request for an immediate stop in the period B and the period D shown in FIG. 8, the state of the valid signal SIG107 from the previous stage is masked by the AND
このように、参照画素が必要な画像処理において、撮像素子の色配列情報を保持するパターンレジスタ203と、パターンレジスタ203を基に参照範囲の色配列関係を注目画素の位置の変更に応じて追従していく運用レジスタ204とをシステム構成に組み込む。これにより、ベイヤー配列とは異なる2次元配列での繰り返しパターンを有する色配列であっても、処理の進捗に応じた参照画素の色配列を容易に得ることができ、任意の繰り返しパターンの画素配列(色配列)を持つ撮像データの処理遂行が可能となる。なお、前述した説明では、パターンレジスタ203を6×6の2次元配列として、運用レジスタ204を7×7の2次元配列としているが、これは一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。
In this way, in image processing that requires a reference pixel, the pattern register 203 that holds the color arrangement information of the image sensor and the color arrangement relationship of the reference range based on the pattern register 203 according to the change in the position of the pixel of interest The
(本発明の他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments of the present invention)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100:CPU 103:撮像処理部 108、200:傷補正処理部 201:補正処理部 202:フレーム制御部 203:パターンレジスタ 204:運用レジスタ 205:スライスコントローラ 206、207:バレルシフタ 209:参照画素レジスタ
100: CPU 103:
Claims (10)
行方向及び列方向の2次元配列構造を有し、前記第1のレジスタが保持する最小パターンの前記色配列情報を基に、注目画素と当該注目画素に対する画像処理で参照する参照画素とが含まれる参照範囲の色配列情報を保持する第2のレジスタと、
前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる制御手段と、
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す処理手段とを有し、
前記制御手段は、前記画像処理の水平方向の走査進捗毎に前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を行方向にシフトさせ、前記画像処理の垂直方向の走査進捗毎に、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を列方向にシフトさせるよう制御し、前記色配列情報のシフト制御ではバレルシフタを用いて前記色配列情報を巡回させることを特徴とする画像処理装置。 A first register that holds a minimum pattern of color arrangement information that is repeated in a pixel arrangement of an image sensor that photoelectrically converts optical information to obtain an electrical signal;
The pixel of interest has a two-dimensional arrangement structure in the row direction and the column direction, and includes a pixel of interest and a reference pixel to be referred to in image processing for the pixel of interest based on the color arrangement information of the minimum pattern held by the first register A second register holding color arrangement information of the reference range
Control means for updating color arrangement information held by the second register in accordance with the pixel of interest;
The second register is selected pixels based on the color arrangement information held, have a processing means for performing image processing on the pixel of interest,
The control means shifts the color arrangement information held in the second register in the row direction for each horizontal scanning progress of the image processing, and performs the second processing for each vertical scanning progress of the image processing. An image processing apparatus that controls to shift the color arrangement information held in a register in a column direction, and in the color arrangement information shift control, the color arrangement information is circulated using a barrel shifter .
前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を基に、注目画素と当該注目画素に対する画像処理で参照する参照画素とが含まれる参照範囲の色配列情報を保持する第2のレジスタと、
前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる制御手段と、
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す処理手段とを有し、
前記第1のレジスタ及び前記第2のレジスタは、2次元配列に前記色配列情報を保持するレジスタであり、
前記第2のレジスタは、前記第1のレジスタより多くの配列要素を有し、
前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を巡回させ、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させることを特徴とする画像処理装置。 A first register holding color arrangement information of the M × N pixels of an image having a color arrangement repeated with M × N pixels;
Based on the color arrangement information of the M × N pixels held by the first register, the second holding color arrangement information of a reference range including the target pixel and a reference pixel to be referred to in image processing for the target pixel. And the register
Control means for updating color arrangement information held by the second register in accordance with the pixel of interest;
The second register is selected pixels based on the color arrangement information held, have a processing means for performing image processing on the pixel of interest,
The first register and the second register are registers that hold the color array information in a two-dimensional array;
The second register has more array elements than the first register;
An image processing apparatus comprising: circulating the color arrangement information of the M × N pixels held in the first register; and holding the color arrangement information of the reference range in the second register .
前記制御手段は、前記画像処理の水平方向の走査進捗毎に前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を行方向にシフトさせ、前記画像処理の垂直方向の走査進捗毎に、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を列方向にシフトさせるよう制御することを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 The second register has a two-dimensional array structure in a row direction and a column direction,
The control means shifts the color arrangement information held in the second register in the row direction for each horizontal scanning progress of the image processing, and performs the second processing for each vertical scanning progress of the image processing. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the color arrangement information held by the register is controlled to shift in a column direction.
前記注目画素は欠陥画素であり、
前記参照画素は少なくとも前記欠陥画素の補正に用いられる画素を含む範囲の画素配列であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の画像処理装置。 The image processing is correction of pixel defects;
The pixel of interest is a defective pixel;
The image processing apparatus according to any one of claim 1 to 5, wherein said reference pixels, which is a pixel array range including the pixels to be used in the correction of at least the defective pixel.
前記第1のレジスタが保持する最小パターンの前記色配列情報を基に、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させ、前記第2のレジスタに色配列情報を保持させた後、前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる制御工程と
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す処理工程とを有し、
前記制御工程では、前記画像処理の水平方向の走査進捗毎に前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を行方向にシフトさせ、前記画像処理の垂直方向の走査進捗毎に、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を列方向にシフトさせるよう制御し、前記色配列情報のシフト制御ではバレルシフタを用いて前記色配列情報を巡回させることを特徴とする画像処理方法。 A first register that holds a minimum pattern of color arrangement information that is repeated in a pixel arrangement of an image sensor that photoelectrically converts optical information to obtain an electrical signal; and a two-dimensional arrangement structure in a row direction and a column direction, Based on the color arrangement information of the minimum pattern held by one register, a second register holding color arrangement information of a reference range including the target pixel and a reference pixel to be referred to in image processing for the target pixel; An image processing method for an image processing apparatus comprising:
After the second register holds the color arrangement information of the reference range and the second register holds the color arrangement information based on the color arrangement information of the minimum pattern held by the first register A process of updating the color arrangement information held by the second register in accordance with the pixel of interest, and selecting a pixel based on the color arrangement information held by the second register, and performing image processing on the pixel of interest have a and the applying process,
In the control step, the color arrangement information held by the second register is shifted in the row direction for each horizontal scanning progress of the image processing, and the second scanning is performed for each vertical scanning progress of the image processing. An image processing method comprising: controlling the color arrangement information held in the register in a column direction to shift the color arrangement information using a barrel shifter in the shift control of the color arrangement information .
前記第1のレジスタが保持する最小パターンの前記色配列情報を基に、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させる第1のステップと、
前記第2のレジスタに色配列情報を保持させた後、前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる第2のステップと
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す第3のステップとをコンピュータに実行させ、
前記第2のステップでは、前記画像処理の水平方向の走査進捗毎に前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を行方向にシフトさせ、前記画像処理の垂直方向の走査進捗毎に、前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を列方向にシフトさせるよう制御し、前記色配列情報のシフト制御ではバレルシフタを用いて前記色配列情報を巡回させる処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A first register that holds a minimum pattern of color arrangement information that is repeated in a pixel arrangement of an image sensor that photoelectrically converts optical information to obtain an electrical signal; and a two-dimensional arrangement structure in a row direction and a column direction, Based on the color arrangement information of the minimum pattern held by one register, a second register holding color arrangement information of a reference range including the target pixel and a reference pixel to be referred to in image processing for the target pixel; A program for causing a computer to execute an image processing method of an image processing apparatus,
A first step of causing the second register to hold the color arrangement information of the reference range based on the color arrangement information of the minimum pattern held by the first register;
A second step of updating the color arrangement information held by the second register in accordance with the target pixel after the color arrangement information is held in the second register; and the color held by the second register Selecting a pixel based on the array information, and causing the computer to execute a third step of performing image processing on the pixel of interest ;
In the second step, the color arrangement information held in the second register is shifted in the row direction for each horizontal scanning progress of the image processing, and for each vertical scanning progress of the image processing, the color processing is performed. A program for controlling the color arrangement information held in the second register to shift in a column direction, and causing the computer to execute processing for circulating the color arrangement information using a barrel shifter in the shift control of the color arrangement information .
前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を基に、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させ、前記第2のレジスタに色配列情報を保持させた後、前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる制御工程と、Based on the color arrangement information of the M × N pixels held by the first register, the second register holds the color arrangement information of the reference range, and the second register holds the color arrangement information. A control step of updating the color arrangement information held by the second register in accordance with the target pixel;
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す処理工程とを有し、A processing step of selecting a pixel based on the color arrangement information held by the second register and performing image processing on the target pixel;
前記制御工程では、前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を巡回させ、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させることを特徴とする画像処理方法。In the control step, the color arrangement information of the M × N pixels held by the first register is circulated, and the color arrangement information of the reference range is held by the second register. .
前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を基に、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させる第1のステップと、A first step of causing the second register to hold the color arrangement information of the reference range based on the color arrangement information of the M × N pixels held by the first register;
前記第2のレジスタに色配列情報を保持させた後、前記注目画素に応じて前記第2のレジスタが保持する色配列情報を更新させる第2のステップと、A second step of updating the color arrangement information held by the second register in accordance with the target pixel after holding the color arrangement information in the second register;
前記第2のレジスタが保持する前記色配列情報を基に画素を選択し、前記注目画素に対する画像処理を施す第3のステップとをコンピュータに実行させ、Selecting a pixel based on the color arrangement information held by the second register, and causing the computer to execute a third step of performing image processing on the pixel of interest;
前記第1のステップでは、前記第1のレジスタが保持する前記M×N画素の色配列情報を巡回させ、前記第2のレジスタに前記参照範囲の色配列情報を保持させる処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。In the first step, the computer executes a process of circulating the color arrangement information of the M × N pixels held in the first register and causing the second register to hold the color arrangement information of the reference range. Program for.
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