JPH1013845A - Picture processor - Google Patents

Picture processor

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JPH1013845A
JPH1013845A JP8158407A JP15840796A JPH1013845A JP H1013845 A JPH1013845 A JP H1013845A JP 8158407 A JP8158407 A JP 8158407A JP 15840796 A JP15840796 A JP 15840796A JP H1013845 A JPH1013845 A JP H1013845A
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JP
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image
estimated
correlation
image signal
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JP8158407A
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Tateo Osawa
健郎 大澤
Taketo Tsukioka
健人 月岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute optimum estimation with respect to optional structure by executing adaptive estimation depending on structure of a picture by using spatially correlated information concerning the local area of a picture signal to estimate. SOLUTION: Picture information from a CCD 3 is stored in a picture memory 7 by way of an A/D converter 5 and then stored in a picture information storage device 10 within a picture processor 19. In addition, arranging infomation of a color filter 2 stored in ROM 6 is stored in an information storage device for an image pickup device 9. Next, an estimated position deciding device 11 decides the position of the picture signal to estimate and an area extracting device 12 extracts the local area of a prescribed size involving this area. A calculator 14 calculates spatially correlated information concerning this local area and a picture signal estimating device 17 estimates a picture signal corresponding to the position of the picture signal obtained from the device 11. Thereby optimum estimation is executed with respect to optional structure by executing adaptive estimation depending on the structure of the picture by using spatial correlation information concerning the local area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置に関
し、特に、局所領域に関して算出された空間的相関情報
に基づいて画像信号を推定する画像処理装置に関する。
The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to an image processing apparatus for estimating an image signal based on spatial correlation information calculated for a local area.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、従来から用いられている銀塩フィ
ルムに代わり、CCDなどの固体撮像素子を用いた撮像
システムが急速に普及しつつある。このような撮像シス
テムでは、カラー画像情報を3色の色情報もしくは輝
度、色差情報として保存する。例えば、デジタルカメラ
などの撮像系では、一般に3色に対応して分光感度の異
なる3種類のフィルタをCCDの前面に配置することに
より、それぞれの色信号情報を取得することを原理とし
ており、色信号情報を取得するためには1画素につき3
種類のセンサが必要となる。
2. Description of the Related Art In recent years, an imaging system using a solid-state imaging device such as a CCD instead of a conventionally used silver halide film has been rapidly spreading. In such an imaging system, color image information is stored as color information of three colors or luminance and color difference information. For example, in an imaging system such as a digital camera, the principle is that three types of filters having different spectral sensitivities corresponding to three colors are generally arranged on the front surface of a CCD to acquire respective color signal information. To obtain signal information, 3 per pixel
Different types of sensors are required.

【0003】このように、撮像システムを実現する場
合、被写体からの入射光を分割するための光学系と、分
光感度の異なる3種類のフィルタを配置した3枚のCC
Dとからなる3板式の撮像装置が用いられているが、3
枚のCCDと分割光学系とを用いることにより高価な装
置となってしまう。
As described above, when an imaging system is realized, an optical system for splitting incident light from a subject and three CCs having three types of filters having different spectral sensitivities are arranged.
D, a three-plate type imaging device is used.
The use of a single CCD and a split optical system results in an expensive device.

【0004】そこで、1枚のCCDの各画素に各色フィ
ルタを適当に配置し、各画素で異なる色情報を有する画
像情報を取得する単板式のデジタルカメラが安価な装置
として普及している。この場合、空間的補間処理などの
後処理により各画素で3色の色情報を有する画像情報を
推定している。
[0004] Therefore, a single-panel digital camera in which color filters are appropriately arranged in each pixel of one CCD and image information having different color information is obtained in each pixel is widely used as an inexpensive device. In this case, image information having color information of three colors at each pixel is estimated by post-processing such as spatial interpolation processing.

【0005】単板式の撮像装置における色情報補間の最
も基本的な方法としては、補間画素近傍の画素情報から
の線形補間が用いられるが、この補間処理は画像情報が
補間に用いる画素間で緩やかに変化している場合を仮定
した処理であるため、画像のエッジ部などの高空間周波
数成分を多く含む領域では、偽色を発する結果となる。
このような不具合を改善する画像情報の推定方法がいく
つか提案されている。
The most basic method of color information interpolation in a single-chip type image pickup apparatus uses linear interpolation from pixel information in the vicinity of an interpolation pixel. This interpolation processing is performed slowly between pixels used for image information for interpolation. Since the processing assumes a case where the color of the image has been changed, a false color is generated in a region including many high spatial frequency components such as an edge portion of an image.
Several methods for estimating image information have been proposed to improve such problems.

【0006】第1は、画像のエッジや特定の画像構造を
認識して画像構造に応じて適応的に処理方法を変えるこ
とで、一般に推定誤差の大きくなる構造にも対応するも
のである。例えば特開平6−303617号公報では、
推定画素近傍の輝度変化に応じて3種類の補間方法を切
り替えて用いている。また、特開昭61−501423
号公報では、予め用意したパターンと推定画素近傍画像
とのマッチングにより補間方法を切り替えるようにして
いる。
[0006] First, by recognizing the edge of an image or a specific image structure and adaptively changing the processing method according to the image structure, it is possible to cope with a structure in which an estimation error generally increases. For example, in JP-A-6-303617,
Three types of interpolation methods are switched and used in accordance with the luminance change near the estimated pixel. Also, JP-A-61-501423
In the publication, the interpolation method is switched by matching a previously prepared pattern with the image near the estimated pixel.

【0007】また、3色の色情報間の相関を利用する推
定方法も提案されている。例えば特開平5−56446
号公報では、各色について低空間周波数成分間で高い相
関があると見なして、取得色情報×(低空間周波数成分
の推定色/低空間周波数成分の推定画素における取得色
情報)から推定色情報を求めている。また、特開平4−
502096号公報では、高空間周波数でサンプリング
された第一の色情報の変化に応じて、推定画素近傍から
の線形補間により推定を行なっている。
[0007] An estimation method using correlation between color information of three colors has also been proposed. For example, JP-A-5-56446
In this publication, it is assumed that there is a high correlation between low spatial frequency components for each color, and estimated color information is obtained from acquired color information × (estimated color of low spatial frequency component / acquired color information of estimated pixel of low spatial frequency component). I'm asking. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In Japanese Patent No. 502096, estimation is performed by linear interpolation from the vicinity of an estimated pixel according to a change in first color information sampled at a high spatial frequency.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の技術は
いずれも、画像構造に依存した適応的推定方法として、
推定すべき画像信号の局所領域に関する空間的相関情報
を用いた推定方法は提案していない。
Any of the above-mentioned prior arts is an adaptive estimation method depending on an image structure.
An estimation method using spatial correlation information on a local region of an image signal to be estimated has not been proposed.

【0009】したがって、本発明の画像処理装置は、推
定すべき画像信号の局所領域に関する空間的相関情報を
用いて画像構造に依存した適応的推定を行なうことによ
り、任意の構造の画像に対して最適な推定を行なうこと
ができる画像処理装置を提供することにある。
Therefore, the image processing apparatus of the present invention performs adaptive estimation depending on the image structure using the spatial correlation information on the local region of the image signal to be estimated, so that an image having an arbitrary structure can be obtained. An object of the present invention is to provide an image processing device capable of performing optimal estimation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明に係る画像処理装置は、画像信号を生
成する撮像装置に関する情報に基づき、推定すべき画像
信号の位置を決定する推定位置決定手段と、この推定位
置決定手段から得られた上記画像信号の位置を包含する
所定サイズの局所領域を抽出する領域抽出手段と、この
領域抽出手段から得られた局所領域に関する空間的相関
情報を算出する空間的相関情報算出手段と、この空間的
相関情報算出手段によって算出された空間的相関情報に
基づき、上記推定位置決定手段から得られた上記画像信
号の位置に対応する画像信号を推定する画像信号推定手
段とを具備する。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a first aspect of the present invention determines a position of an image signal to be estimated based on information on an imaging apparatus that generates an image signal. Estimated position determining means for extracting, a region extracting means for extracting a local area of a predetermined size including the position of the image signal obtained from the estimated position determining means, and a spatially related local area obtained from the area extracting means. Spatial correlation information calculating means for calculating correlation information, and an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculating means Image signal estimating means for estimating.

【0011】また、第2の発明に係る画像処理装置は、
第1の発明に係る画像処理装置において、上記領域抽出
手段から得られた局所領域に関する構造情報を抽出する
構造情報抽出手段と、この構造情報抽出手段で抽出され
た構造情報に基づき、上記空間的相関情報算出手段によ
る空間的相関情報算出の方法を変更する変更手段とをさ
らに具備する。
Further, an image processing apparatus according to a second aspect of the present invention comprises:
In the image processing apparatus according to the first invention, a structure information extracting means for extracting structure information relating to a local region obtained from the area extracting means, and the spatial information extraction means based on the structure information extracted by the structure information extracting means. A changing unit for changing a method of calculating spatial correlation information by the correlation information calculating unit.

【0012】また、第3の発明に係る画像処理装置は、
複数の色信号からなる画像信号を生成する撮像装置に関
する情報に基づき、推定すべき画像信号の位置を決定す
る推定位置決定手段と、この推定位置決定手段から得ら
れた上記画像信号の位置を包含する所定サイズの局所領
域を複数の色信号を含む画像信号から抽出する領域抽出
手段と、この領域抽出手段から得られた局所領域に関す
る空間的相関情報を算出する空間的相関情報算出手段
と、上記領域抽出手段から得られた局所領域に関する色
相関情報を算出する色相関情報算出手段と、上記空間的
相関情報算出手段によって算出された空間的相関情報と
上記色相関情報算出手段から算出された色相関情報に基
づき、上記推定位置決定手段から得られた上記画像信号
の位置に対応する画像信号を推定する画像信号推定手段
とを具備する。
Further, an image processing apparatus according to a third aspect of the present invention comprises:
Estimated position determining means for determining a position of an image signal to be estimated based on information on an imaging device that generates an image signal composed of a plurality of color signals, and a position of the image signal obtained from the estimated position determining means. Region extracting means for extracting a local region having a predetermined size from an image signal including a plurality of color signals; spatial correlation information calculating means for calculating spatial correlation information on the local region obtained from the region extracting device; Color correlation information calculation means for calculating color correlation information relating to a local area obtained from the area extraction means; spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculation means; and color calculated from the color correlation information calculation means. Image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the correlation information.

【0013】すなわち、第1の発明に係る画像処理装置
は、まず、画像信号を生成する撮像装置に関する情報に
基づき、推定位置決定手段によって推定すべき画像信号
の位置を決定し、上記推定位置決定手段から得られた上
記画像信号の位置を包含する所定サイズの局所領域を領
域抽出手段によって抽出する。次に、この領域抽出手段
から得られた局所領域に関する空間的相関情報を空間的
相関情報算出手段によって算出し、算出された空間的相
関情報に基づき、上記推定位置決定手段から得られた上
記画像信号の位置に対応する画像信号を画像信号推定手
段によって推定するようにする。
That is, the image processing apparatus according to the first aspect of the present invention first determines the position of the image signal to be estimated by the estimated position determining means based on the information on the imaging device that generates the image signal. A local area of a predetermined size including the position of the image signal obtained by the means is extracted by the area extracting means. Next, spatial correlation information on the local region obtained from the region extracting unit is calculated by the spatial correlation information calculating unit, and based on the calculated spatial correlation information, the image obtained from the estimated position determining unit is calculated. An image signal corresponding to the position of the signal is estimated by the image signal estimating means.

【0014】また、第2の発明に係る画像処理装置は、
第1の発明に係る画像処理装置において、上記領域抽出
手段から得られた局所領域に関する構造情報を構造情報
抽出手段によって抽出し、抽出された構造情報に基づ
き、上記空間的相関情報算出手段による空間的相関情報
算出の方法を変更手段によって変更するようにする。
An image processing apparatus according to a second aspect of the present invention
In the image processing apparatus according to the first invention, the structural information relating to the local region obtained from the area extracting means is extracted by the structural information extracting means, and the spatial correlation information calculating means extracts the spatial information based on the extracted structural information. The method of calculating the statistical correlation information is changed by the changing means.

【0015】また、第3の発明に係る画像処理装置は、
まず、複数の色信号からなる画像信号を生成する撮像装
置に関する情報に基づき、推定位置決定手段によって推
定すべき画像信号の位置を決定し、上記推定位置決定手
段から得られた上記画像信号の位置を包含する所定サイ
ズの局所領域を複数の色信号を含む画像信号から領域抽
出手段によって抽出する。次に、この領域抽出手段から
得られた局所領域に関する空間的相関情報を空間的相関
情報算出手段によって算出するとともに、上記領域抽出
手段から得られた局所領域に関する色相関情報を色相関
情報算出手段によって算出し、上記空間的相関情報算出
手段によって算出された空間的相関情報と上記色相関情
報算出手段から算出された色相関情報に基づき、上記推
定位置決定手段から得られた上記画像信号の位置に対応
する画像信号を画像信号推定手段によって推定するよう
にする。
An image processing apparatus according to a third aspect of the present invention comprises:
First, a position of an image signal to be estimated is determined by an estimated position determining unit based on information on an imaging device that generates an image signal including a plurality of color signals, and a position of the image signal obtained from the estimated position determining unit is determined. Is extracted by an area extracting means from an image signal including a plurality of color signals. Next, the spatial correlation information regarding the local area obtained from the area extracting means is calculated by the spatial correlation information calculating means, and the color correlation information regarding the local area obtained from the area extracting means is calculated by the color correlation information calculating means. Based on the spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculating means and the color correlation information calculated by the color correlation information calculating means, the position of the image signal obtained from the estimated position determining means. Is estimated by the image signal estimating means.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形
態が適用される画像処理システムを示す図であり、単板
式デジタルカメラ4と、画像処理装置19とからなる。
単板式デジタルカメラ4は、レンズ1と、単板式のCC
D3と、このCCD3に対してモザイク状に配置された
分光感度の異なる3種類(R,G,B)の色フィルタ2
と、A/D変換装置5と、画像メモリ7と、ROM6と
から構成されている。ここで、各R,G,Bの色フィル
タ2は、図2に模式的に示すように、2×2画素の矩形
領域にR,Bフィルタが各1画素づつ、Gフィルタが2
画素含まれる単位構造が周期的に繰り返されて配置され
た構造を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an image processing system to which the first embodiment of the present invention is applied, and includes a single-panel digital camera 4 and an image processing device 19.
The single-panel digital camera 4 includes a lens 1 and a single-panel CC
D3 and three types of (R, G, B) color filters 2 having different spectral sensitivities arranged in a mosaic shape with respect to the CCD 3.
, An A / D converter 5, an image memory 7, and a ROM 6. Here, as shown schematically in FIG. 2, each of the R, G, and B color filters 2 has one R and B filter in a rectangular area of 2 × 2 pixels, and two G filters.
It has a structure in which unit structures included in pixels are periodically repeated and arranged.

【0017】また、画像処理装置19は、撮像装置情報
記憶装置9と、画像情報記憶装置10と、推定位置決定
装置11と、領域抽出装置12と、相関範囲記憶装置1
3と、空間的相関情報算出装置14と、推定係数算出装
置15と、推定係数範囲記憶装置16と、画像信号推定
装置17と、補正画像記憶装置18とを具備する。
The image processing device 19 includes an imaging device information storage device 9, an image information storage device 10, an estimated position determination device 11, an area extraction device 12, and a correlation range storage device 1.
3, a spatial correlation information calculation device 14, an estimation coefficient calculation device 15, an estimation coefficient range storage device 16, an image signal estimation device 17, and a corrected image storage device 18.

【0018】上記した構成において、被写体を単板式デ
ジタルカメラ4により撮像して得られた画像情報は、C
CD3から出力された後、A/D変換装置5によりデジ
タル画像情報に変換されて画像メモリ7に記憶される。
画像メモリ7に記憶された画像情報は画像信号8として
画像処理装置19内の画像情報記憶装置10に伝送され
て記憶される。ここで、画像メモリ7に記憶された画像
情報は、各画素が図2のフィルタ配置に対応した色情報
のみを有する画像情報として画像情報記憶装置10に記
憶される。
In the above configuration, image information obtained by capturing an image of a subject with the single-panel digital camera 4 is represented by C
After being output from the CD 3, it is converted into digital image information by the A / D converter 5 and stored in the image memory 7.
The image information stored in the image memory 7 is transmitted as an image signal 8 to the image information storage device 10 in the image processing device 19 and stored. Here, the image information stored in the image memory 7 is stored in the image information storage device 10 as image information in which each pixel has only color information corresponding to the filter arrangement of FIG.

【0019】このとき、単板式デジタルカメラ4内部の
ROM6に記憶されている色フィルタ2の配置に関する
情報も画像処理装置19内の撮像装置情報記憶装置9に
伝送されて記憶される。
At this time, information on the arrangement of the color filters 2 stored in the ROM 6 inside the single-plate digital camera 4 is also transmitted to and stored in the imaging device information storage device 9 in the image processing device 19.

【0020】画像処理装置19は、単板式デジタルカメ
ラ4により撮像された各画素R,G,Bに関する色フィ
ルタ2のうちいずれかのフィルタに対応する色情報のみ
を有する画像情報を画像内の情報及び撮像装置に関する
情報のみから推定することにより、全画素についての
R,G,Bの色情報を有する画像情報に補正する。色情
報の推定は、G,B,Rの色順に、画像情報記憶装置1
0に記憶されている画像情報について順次行われる。
The image processing device 19 converts image information having only color information corresponding to any one of the color filters 2 for the pixels R, G, and B captured by the single-panel digital camera 4 into information in the image. Then, the image information is corrected to image information having R, G, and B color information for all pixels by estimating only from information on the imaging device. The estimation of the color information is performed in the image information storage device 1 in the order of G, B, and R colors.
The processing is sequentially performed on the image information stored in “0”.

【0021】すなわち、推定位置決定装置11は、RO
M6から読み出されて撮像装置情報記憶装置9に記憶さ
れた画像の推定色情報に対応する推定画素の位置を求め
る。推定位置は推定色情報の欠落した画素の位置を撮像
装置情報記憶装置9に記憶されているフィルタ配置に関
する情報より求める。例えば、推定色情報をGとすると
推定位置はRもしくはBの色フィルタが配置された画素
の位置となる。各推定色情報について画像内で求められ
た推定位置は全て推定位置決定装置11内部に記憶され
る。領域抽出装置12は後述する自己相関関数を計算す
る領域を求めて後述する領域抽出記憶装置に領域抽出画
像として記憶する。
That is, the estimated position determining device 11
The position of the estimated pixel corresponding to the estimated color information of the image read from M6 and stored in the imaging device information storage device 9 is obtained. The estimated position is obtained from the information on the filter arrangement stored in the imaging device information storage device 9 at the position of the pixel where the estimated color information is missing. For example, if the estimated color information is G, the estimated position is the position of the pixel where the R or B color filter is arranged. The estimated positions obtained in the image for each estimated color information are all stored in the estimated position determining device 11. The region extraction device 12 obtains a region for calculating an autocorrelation function described later and stores it as a region extraction image in a region extraction storage device described later.

【0022】領域抽出装置12による領域抽出は以下の
ように行われる。すなわち、図3において、領域抽出演
算装置25は、推定位置決定装置11により定められた
推定画素の位置情報24と、相関範囲記憶装置13に予
め記憶された相関範囲形状情報23とに基づいて、画像
情報記憶装置10内に記憶された画像情報20から所定
の領域抽出画像を抽出して領域抽出記憶装置26に記憶
する。
The region extraction by the region extracting device 12 is performed as follows. That is, in FIG. 3, the region extraction calculation device 25 calculates the estimated pixel position information 24 determined by the estimated position determination device 11 and the correlation range shape information 23 stored in the correlation range storage device 13 in advance. A predetermined region extraction image is extracted from the image information 20 stored in the image information storage device 10 and stored in the region extraction storage device 26.

【0023】このときの領域抽出画像は推定位置を中心
とする画像情報記憶装置10内に記憶された画像情報の
相関範囲形状に対応する画像情報となる。また、画像情
報記憶装置10内に記憶された画像情報の領域抽出画像
内で推定色情報を持たない画素については、領域を抽出
する前に予め推定色情報を持つ近傍領域の画素情報を用
いて簡易的な線形補間等の補間処理により推定色情報を
求め、領域抽出画像内で全ての画素が推定色情報を持つ
画像とする。すなわち図3において、画像情報記憶装置
10に記憶された画像情報20のうち、G成分が欠落し
ている部分の画素をGの色情報を有する近傍画素からの
補間画素(G* )22で補間して得られる補間画像21
において、推定画素位置の座標を(i,j)、相関範囲
形状を3×3の矩形領域とすると、領域抽出画像は図3
に示す領域の画像として領域抽出記憶装置26に記憶さ
れる。
The region extracted image at this time becomes image information corresponding to the correlation range shape of the image information stored in the image information storage device 10 centering on the estimated position. For pixels having no estimated color information in the region extraction image of the image information stored in the image information storage device 10, before extracting the region, the pixel information of the neighboring region having the estimated color information is used in advance. Estimated color information is obtained by an interpolation process such as simple linear interpolation, and an image is obtained in which all pixels in the region extraction image have the estimated color information. That is, in FIG. 3, in the image information 20 stored in the image information storage device 10, a pixel of a portion where a G component is missing is interpolated by an interpolation pixel (G * ) 22 from a neighboring pixel having G color information. Image 21 obtained by
In FIG. 3, if the coordinates of the estimated pixel position are (i, j) and the correlation range shape is a 3 × 3 rectangular area, the area extracted image is
Are stored in the region extraction storage device 26 as the image of the region shown in FIG.

【0024】図1に示す空間的相関情報算出装置14
は、領域抽出装置12により得られた領域抽出画像の自
己相関関数を算出して、予め記憶された関数形に最小自
乗近似して出力する。すなわち、図4において、自己相
関関数演算装置28において領域抽出装置12により得
られた領域抽出画像の自己相関関数が算出されて最小自
乗係数演算装置27に入力される。また、関数形記憶装
置27には次式で表わされる指数関数等の統計的な画像
の自己相関関数を近似可能な関数形が記憶されている。
The spatial correlation information calculator 14 shown in FIG.
Calculates the autocorrelation function of the region extraction image obtained by the region extraction device 12, and performs least square approximation to a function form stored in advance and outputs the function. That is, in FIG. 4, the autocorrelation function of the region extraction image obtained by the region extraction device 12 is calculated by the autocorrelation function calculation device 28 and is input to the least square coefficient calculation device 27. Further, the function form storage device 27 stores a function form that can approximate an autocorrelation function of a statistical image such as an exponential function represented by the following equation.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】ここで、i,jは画像の空間座標値、α,
βは定数である。最小自乗係数演算装置27は自己相関
関数演算装置28により算出された自己相関関数と、関
数形記憶装置27に記憶されている関数との自乗誤差が
最小となるように(1)式における係数α,βを定め
る。相関値演算装置30は最小自乗係数演算装置27に
より算出した係数α,βを用いた(1)式から、相関関
数の値を求め、順次出力する。
Here, i and j are spatial coordinate values of the image, α,
β is a constant. The least-squares-coefficient operation device 27 calculates the coefficient α in the equation (1) such that the square error between the autocorrelation function calculated by the autocorrelation function operation device 28 and the function stored in the function storage device 27 is minimized. , Β. The correlation value calculation device 30 obtains the value of the correlation function from Expression (1) using the coefficients α and β calculated by the least square coefficient calculation device 27, and sequentially outputs the values.

【0027】図1における推定係数算出装置15は、空
間的相関情報算出装置14により算出された相関係数の
値を用いて自己回帰モデルに基づく画像情報推定式
(2)の係数Cijを算出する。この自己回帰モデルは、
推定画像情報が近傍画像情報の線形和で表わされるとし
たモデルであり、空間座標(m,n)における正しい画
像情報f(m,n)の推定値g(m,n)は、
The estimation coefficient calculation unit 15 in FIG. 1 calculates the coefficient C ij of the image information estimation equation (2) based on the autoregressive model using the correlation coefficient value calculated by the spatial correlation information calculation unit 14. I do. This autoregressive model is
This is a model in which the estimated image information is represented by a linear sum of the neighboring image information, and the estimated value g (m, n) of the correct image information f (m, n) at the spatial coordinates (m, n) is

【0028】[0028]

【数2】 と表わされる。ここでDはg(m,n)を推定するため
に用いる画像情報f(m,n)の空間座標の範囲(近傍
領域)、cijは推定画像情報の空間座標から相対的に座
標値がmn方向にそれぞれi,jに位置する画像情報f
(m−i,n−j)の推定係数を示す。このとき、推定
値g(m,n)と正しい画像f(m,n)との自乗誤差
Errは、
(Equation 2) It is expressed as Here, D is the range (neighboring area) of the spatial coordinates of the image information f (m, n) used for estimating g (m, n), and c ij is a coordinate value relatively from the spatial coordinates of the estimated image information. Image information f located at i and j in the mn direction, respectively
The estimation coefficients of (mi, nj) are shown. At this time, the square error Err between the estimated value g (m, n) and the correct image f (m, n) is

【0029】[0029]

【数3】 と表わされる。ここで、Aは領域抽出画像の範囲に対応
する。自乗誤差Errを最小にする推定係数cijはErrを
ijで偏微分することにより近似的に、
(Equation 3) It is expressed as Here, A corresponds to the range of the region extraction image. The estimation coefficient c ij for minimizing the square error Err is approximately obtained by partially differentiating Err with c ij ,

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】ここで、R(i−p,j−p)、R(p,
q)は空間的相関情報算出装置14により算出される既
知の値であるから、式(4)は、推定係数cijを未知数
とする連立方程式となる。推定係数算出装置15は、推
定係数範囲記憶装置16に記憶された近傍領域Dの情報
を用いて(4)式の関係から推定係数cijを算出する。
Here, R (ip, jp), R (p,
Since q) is a known value calculated by the spatial correlation information calculation device 14, equation (4) is a simultaneous equation in which the estimation coefficient c ij is an unknown. The estimation coefficient calculation device 15 calculates the estimation coefficient c ij from the relationship of the expression (4) using the information of the neighboring area D stored in the estimation coefficient range storage device 16.

【0032】図1における画像信号推定装置17は、推
定係数算出装置15により算出された推定係数cijを用
いて式(2)で表わされる自己回帰モデルの画像情報f
(m,n)の推定値g(m,n)を算出する。
The image signal estimating device 17 in FIG. 1 uses the estimated coefficient c ij calculated by the estimated coefficient calculating device 15 to obtain image information f of the autoregressive model represented by the equation (2).
An estimated value g (m, n) of (m, n) is calculated.

【0033】図1における補正画像記憶装置18は、画
像信号推定装置17により順次算出された推定色情報の
各推定位置の推定画像情報を順次記憶する。そして、領
域抽出装置12による領域抽出画像の決定から推定画像
情報の補正画像記憶装置18への記憶までの処理をG,
B,Rの色情報について全推定位置で行い、全ての画素
をRGB色情報を有する画像情報として補正画像記憶装
置18に記憶する。なお、上記した第1実施形態の構成
は、各種変形、変更が可能である。例えばデジタルカメ
ラのフィルタはストライプ状に配置してもよく、また、
原色系の分光特性を有するもの以外にCMYの補色系の
ものを用いてもよい。さらに、RGBのようにフィルタ
の種類が3枚ではなく任意の枚数のフィルタからなるも
のについても適用可能である。
The corrected image storage device 18 in FIG. 1 sequentially stores the estimated image information of each estimated position of the estimated color information sequentially calculated by the image signal estimating device 17. The processing from the determination of the region extraction image by the region extraction device 12 to the storage of the estimated image information in the corrected image storage device 18 is defined as G,
The color information of B and R is performed at all estimated positions, and all the pixels are stored in the corrected image storage device 18 as image information having RGB color information. The configuration of the first embodiment described above can be variously modified and changed. For example, the filters of a digital camera may be arranged in stripes,
A CMY complementary color system may be used in addition to the primary color system spectral characteristics. Further, the present invention can be applied to a filter having an arbitrary number of filters instead of three filters, such as RGB.

【0034】図5は本発明の第2実施形態が適用される
画像処理システムの構成を示す図である。図5におい
て、領域抽出装置12により第1実施形態と同様の方法
で抽出された領域抽出画像は領域抽出装置12内の領域
抽出記憶装置26から図5における構造情報抽出装置3
1に読み込まれる。構造情報抽出装置31は、領域抽出
画像のエッジ強度Iを算出する。エッジ強度Iは領域抽
出画像を3×3画素の矩形画像とすると、次式で定義さ
れる。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an image processing system to which the second embodiment of the present invention is applied. In FIG. 5, the region extraction image extracted by the region extraction device 12 in the same manner as in the first embodiment is transferred from the region extraction storage device 26 in the region extraction device 12 to the structure information extraction device 3 in FIG.
Read to 1. The structure information extraction device 31 calculates the edge strength I of the region extraction image. The edge strength I is defined by the following equation, assuming that the region extraction image is a rectangular image of 3 × 3 pixels.

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】ここで、a〜iは図6に示す領域抽出画像
の画素位置における画素値を表わし、X,Yはそれぞれ
x方向,y方向の微分値に相当する。エッジ強度Iは用
いる画像の濃度レンジに応じて0〜1に正規化される。
任意の形状の領域抽出画像についても適当にエッジ強度
Iを再定義することにより、エッジ強度Iの算出が可能
である。
Here, a to i represent the pixel values at the pixel positions of the region extraction image shown in FIG. 6, and X and Y correspond to the differential values in the x and y directions, respectively. The edge intensity I is normalized to 0 to 1 according to the density range of the image to be used.
The edge strength I can be calculated by appropriately redefining the edge strength I for an area extracted image having an arbitrary shape.

【0037】図5に示す空間的相関情報算出装置14は
図7に示すような構成を有する。第1実施形態と同様
に、最小自乗係数演算装置29により相関関数の関数形
の係数α,βを算出する。最小自乗係数補正装置32は
この係数α,βを、構造情報抽出装置31により算出さ
れた抽出領域のエッジ強度Iと、補正係数記憶装置33
に予め記憶された補正係数P,Qとを用いて次式により
α′,β′に補正する。
The spatial correlation information calculator 14 shown in FIG. 5 has a configuration as shown in FIG. Similarly to the first embodiment, the coefficients α and β of the function form of the correlation function are calculated by the least square coefficient calculating device 29. The least-squares coefficient correction device 32 calculates the coefficients α and β by using the edge strength I of the extraction area calculated by the structure information extraction device 31 and the correction coefficient storage device 33.
Are corrected to α 'and β' by the following equation using the correction coefficients P and Q stored in advance.

【0038】 α′=α(PI+1) β′=β(QI+1) (7) (7)式の補正によりα,βは、エッジ部ではI=1と
なり、それぞれP,Q%増加される。補正された係数
α′,β′を用いて相関値演算装置30により相関値が
計算される。以下第1実施形態と同様の処理により推定
画像情報が求められ、補正画像記憶装置18に記憶され
る。
Α ′ = α (PI + 1) β ′ = β (QI + 1) (7) By the correction of equation (7), α and β become I = 1 at the edge portion, and are increased by P and Q%, respectively. A correlation value is calculated by the correlation value calculation device 30 using the corrected coefficients α ′ and β ′. Thereafter, estimated image information is obtained by the same processing as in the first embodiment, and is stored in the corrected image storage device 18.

【0039】なお、上記した第2実施形態の構成は、各
種変形、変更が可能である。例えばX,Yの値を用いて
エッジ強度のみならずエッジの方向をも算出し、相関関
数の補正を行うことも可能である。また、エッジの強
度、向きなどに応じて相関関数の算出方法を選択するこ
とも可能である。
The configuration of the second embodiment described above can be variously modified and changed. For example, it is also possible to calculate not only the edge strength but also the direction of the edge using the values of X and Y to correct the correlation function. Further, it is also possible to select a method of calculating the correlation function according to the strength, direction, and the like of the edge.

【0040】図8は本発明の第3実施形態が適用される
画像処理システムの構成を示す図である。図8におい
て、構造情報抽出装置31は上記した第2実施形態と同
様の方法により領域抽出装置12により抽出された領域
抽出画像のエッジ強度Iを算出する。推定方法切り替え
装置33は、構造情報算出装置31により算出されたエ
ッジ強度Iの値から推定位置における画像情報の推定方
法を選択する。すなわち、 I>T の場合は推定方法として第一の推定方法を選択する。ま
た、 I≦T の場合は第二の推定方法を選択する。Tは実験的に予め
定めた定数である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of an image processing system to which the third embodiment of the present invention is applied. In FIG. 8, the structure information extracting device 31 calculates the edge strength I of the region extracted image extracted by the region extracting device 12 by the same method as in the above-described second embodiment. The estimation method switching device 33 selects a method of estimating the image information at the estimation position from the value of the edge strength I calculated by the structure information calculation device 31. That is, when I> T, the first estimation method is selected as the estimation method. When I ≦ T, the second estimation method is selected. T is an experimentally predetermined constant.

【0041】第一の推定方法は上記した第1実施形態と
同様の自己回帰モデルに基づき、領域抽出画像の自己相
関関数情報を用いて画像情報を推定する方法である。ま
た、第二の推定方法は簡易線形補間装置35により、予
め定められた補間位置近傍の画素情報の線形和として補
間位置の画素情報を推定するものである。推定位置の推
定画素情報g(m,n)は、推定位置を中心とする3×
3の領域内の画像情報f(m,n)の平均値として次式
で算出される。
The first estimating method is a method of estimating image information using the autocorrelation function information of a region extraction image based on the same autoregressive model as in the first embodiment. In the second estimation method, the simple linear interpolation device 35 estimates pixel information of an interpolation position as a linear sum of pixel information near a predetermined interpolation position. The estimated pixel information g (m, n) of the estimated position is 3 ×
The average value of the image information f (m, n) in the area No. 3 is calculated by the following equation.

【0042】[0042]

【数6】 (Equation 6)

【0043】ここで、Eは(m,n)を中心とする
(m,n)以外の3×3の矩形領域を表わす。簡易線形
補間装置35で(8)式により算出された推定画像情報
は、補正画像記憶装置18に記憶される。
Here, E represents a 3 × 3 rectangular area other than (m, n) centered at (m, n). The estimated image information calculated by the simple linear interpolation device 35 according to the equation (8) is stored in the corrected image storage device 18.

【0044】なお、上記した第3実施形態の構成は、各
種の変形、変更が可能である。例えば、第二の画像信号
の推定方法は、線形補間に基づく方法に限らず目的に応
じて任意の方法を用いることができる。また、切り替え
可能な推定方法の数は2つに限らず複数の推定方法を用
意することで複数の切り替え方法が選択可能となる。ま
た、切り替え方法は、構造解析によるものに限らず、処
理装置にマニュアルで設定することも可能である。
The configuration of the third embodiment described above can be variously modified and changed. For example, the method of estimating the second image signal is not limited to a method based on linear interpolation, and any method can be used according to the purpose. The number of estimation methods that can be switched is not limited to two, and by preparing a plurality of estimation methods, a plurality of switching methods can be selected. Further, the switching method is not limited to the method based on the structural analysis, and can be manually set in the processing device.

【0045】図9は本発明の第4実施形態が適用される
画像処理システムの構成を示す図である。図9におい
て、上記した第1実施形態と同様の方法により領域抽出
装置12により抽出された領域抽出画像は構造情報抽出
装置31により解析される。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an image processing system to which the fourth embodiment of the present invention is applied. In FIG. 9, a region extraction image extracted by the region extraction device 12 by the same method as in the first embodiment is analyzed by the structure information extraction device 31.

【0046】図10は構造情報抽出装置31の構成を示
す図である。図10において、パターン記憶装置38に
は領域抽出画像と同サイズのパターン画像が予め数十種
類記憶されている。パターンマッチング演算装置39は
このパターン画像を用いて、領域抽出装置12内の領域
抽出記憶装置26からの領域抽出画像とのパターンマッ
チングを行う。そして、パターンマッチング演算装置3
9において算出された相関領域画像とパターン画像との
類似度を類似度評価演算装置40にて評価値として算出
する。
FIG. 10 is a diagram showing the structure of the structure information extracting device 31. In FIG. 10, dozens of types of pattern images having the same size as the region extraction image are stored in the pattern storage device 38 in advance. The pattern matching calculation device 39 uses this pattern image to perform pattern matching with the region extraction image from the region extraction storage device 26 in the region extraction device 12. And the pattern matching calculation device 3
The similarity between the correlation area image and the pattern image calculated in 9 is calculated as an evaluation value by the similarity evaluation calculation device 40.

【0047】図9におけるメモリカード36には、パタ
ーン画像の種類に対応して、推定係数がテーブルデータ
として与えられている。メモリカード36に記憶されて
いる推定係数は、予め構造情報抽出装置31に記憶され
ているパターン画像について上記した第1実施形態と同
様の処理により計算された自己相関関数から算出された
値である。
The memory card 36 in FIG. 9 is provided with estimation coefficients as table data corresponding to the types of pattern images. The estimation coefficient stored in the memory card 36 is a value calculated from an autocorrelation function calculated by a process similar to that of the above-described first embodiment with respect to the pattern image stored in the structure information extracting device 31 in advance. .

【0048】推定係数選択装置37は構造情報抽出装置
31により解析された領域抽出画像と類似する数種類の
パターン画像に対応する推定係数をメモリカード36内
のテーブルデータより読み出し、読み出した推定係数を
類似度評価演算装置40により算出された評価値を用い
て算出する。画像信号推定装置17は推定係数選択装置
37により算出された推定係数を用いて上記した第1実
施形態と同様の方法により推定画像情報を求め、補正画
像記憶装置18に記憶する。
The estimated coefficient selecting device 37 reads out estimated coefficients corresponding to several types of pattern images similar to the region extracted image analyzed by the structure information extracting device 31 from the table data in the memory card 36, and compares the read estimated coefficients with similarity. The calculation is performed using the evaluation value calculated by the degree evaluation calculation device 40. The image signal estimating device 17 obtains estimated image information by using the estimated coefficients calculated by the estimated coefficient selecting device 37 in the same manner as in the first embodiment, and stores the estimated image information in the corrected image storage device 18.

【0049】なお、上記した第4実施形態の構成は、各
種変形、変更が可能である。例えば、メモリカード36
内のテーブルデータは、領域抽出画像のパターンに対応
した推定係数を与えるのではなく、相関関数の関数形の
パラメータに対応した推定係数を与えるものとすること
も可能である。また、メモリカード36は、被撮影画像
の種類に応じて入れ替え可能か、もしくは複数の異なる
テーブルデータを保存しておき被撮影画像の種類に応じ
て選択可能とする。
The configuration of the above-described fourth embodiment can be variously modified and changed. For example, the memory card 36
The table data in the table may not give the estimation coefficients corresponding to the pattern of the region extraction image, but may give the estimation coefficients corresponding to the parameters of the function form of the correlation function. Further, the memory card 36 can be replaced according to the type of the image to be captured, or can store a plurality of different table data and select it according to the type of the image to be captured.

【0050】以下に本発明の第5実施形態を説明する。
上記した第1実施形態における推定位置決定装置11
は、第5実施形態では、一画素のみではなく5×5の矩
形の推定領域を定めるものとする。推定領域の決定は、
推定領域内に含まれる画素が重複しないようにRGB各
色の情報について画像内全体について行われる。
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described.
Estimated position determination device 11 in the first embodiment described above
In the fifth embodiment, not only one pixel but also a 5 × 5 rectangular estimation area is determined. Determination of the estimation area
The processing is performed for the information of each of the RGB colors for the entire image so that the pixels included in the estimation area do not overlap.

【0051】領域抽出装置12は、推定領域を中心とす
る10×10の矩形領域を画像情報から領域抽出画像と
して抽出する。空間的相関情報算出装置14及び推定係
数算出装置15は第1実施形態と同様の処理を行い、画
像信号推定装置17は内部の制御装置により推定領域内
の推定色情報の欠落した画素についてのみ、推定係数算
出装置15により算出された推定係数を用いて画像情報
を推定し、補正画像記憶装置18に記憶する。
The area extracting device 12 extracts a 10 × 10 rectangular area centered on the estimated area from the image information as an area extracted image. The spatial correlation information calculating device 14 and the estimation coefficient calculating device 15 perform the same processing as in the first embodiment, and the image signal estimating device 17 uses an internal control device for only pixels in which the estimated color information is missing in the estimated area. The image information is estimated using the estimation coefficients calculated by the estimation coefficient calculation device 15 and stored in the corrected image storage device 18.

【0052】なお、上記した第5実施形態は、各種変
形、変更が可能である。例えば、推定領域は予め定めた
領域ではなく、第2実施形態と同様の構造情報抽出装置
31により推定係数が一定とみなせる領域を推定して推
定領域とすることも可能である。この場合、領域抽出装
置12により抽出された領域抽出画像を構造情報抽出装
置31により解析し、推定位置決定装置11により推定
領域を定める。それ以降の処理は上記した第5実施形態
と同様である。
The fifth embodiment can be variously modified and changed. For example, the estimation area is not a predetermined area, but an area in which the estimation coefficient can be considered to be constant by the same structure information extraction device 31 as in the second embodiment can be used as the estimation area. In this case, the region extraction image extracted by the region extraction device 12 is analyzed by the structure information extraction device 31, and the estimated position determination device 11 determines an estimated region. Subsequent processing is the same as in the above-described fifth embodiment.

【0053】図11は本発明の第6実施形態が適用され
る画像処理システムの構成を示す図である。図11にお
いて、構造情報抽出装置31は上記した第1実施形態と
同様の方法により領域抽出装置12によって抽出された
領域抽出画像の微分画像を作成する。相関領域抽出装置
41は自己相関関数の値が一定とみなせる領域を推定
し、新たに相関領域画像として抽出する。領域抽出装置
12において抽出される領域抽出画像は、予め定めた矩
形領域画像とする。相関領域抽出装置41は、領域抽出
装置12により抽出された領域抽出画像の微分画像を作
成し、微分画像濃度の分布の類似性から自己相関関数が
一定とみなせる領域を推定する。推定された位置の集合
を包含するような矩形領域を新たに相関領域画像とす
る。以降は上記した第1実施形態と同様の方法により相
関領域画像を用いて画像情報を推定し、補正画像記憶装
置18に記憶する。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of an image processing system to which the sixth embodiment of the present invention is applied. In FIG. 11, the structure information extracting device 31 creates a differential image of the region extracted image extracted by the region extracting device 12 by the same method as in the first embodiment described above. The correlation region extraction device 41 estimates a region where the value of the autocorrelation function can be regarded as constant, and newly extracts the region as a correlation region image. The region extraction image extracted by the region extraction device 12 is a predetermined rectangular region image. The correlation region extraction device 41 creates a differential image of the region extraction image extracted by the region extraction device 12, and estimates a region where the autocorrelation function can be regarded as constant from the similarity of the distribution of the differential image density. A rectangular area that includes the set of estimated positions is newly set as a correlation area image. Thereafter, image information is estimated using the correlation area image by the same method as in the first embodiment, and stored in the corrected image storage device 18.

【0054】なお、上記した第6実施形態の構成は、各
種変形、変更が可能である。例えば、相関領域画像の作
成方法は微分画像に基づく方法に限られず、実際に抽出
領域画像の相関関数を計算し、その類似性から相関領域
を定めることも可能である。
The configuration of the sixth embodiment can be variously modified and changed. For example, the method of creating the correlation area image is not limited to the method based on the differential image, but it is also possible to actually calculate the correlation function of the extraction area image and determine the correlation area from the similarity.

【0055】図12は本発明の第7実施形態が適用され
る画像処理システムの構成を示す図である。図12にお
いて、推定位置選択装置100は、上記した第1実施形
態と同様の方法により推定位置決定装置11により定め
られた推定位置のうち、画像を予め定めた矩形領域に分
割した推定領域の中心点に最も近い位置のみを選択す
る。推定位置選択装置100により選択された選択推定
位置における自己相関関数の関数形の係数を空間的相関
情報算出装置14により算出する。以上の処理を画像全
体について行い、全ての選択推定位置における相関関数
の関数形の係数を求め、相関係数記憶装置42に記憶す
る。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of an image processing system to which the seventh embodiment of the present invention is applied. In FIG. 12, the estimated position selecting device 100 includes a center of an estimated region obtained by dividing an image into a predetermined rectangular region among the estimated positions determined by the estimated position determining device 11 in the same manner as in the first embodiment. Select only the position closest to the point. The function of the autocorrelation function at the selected estimated position selected by the estimated position selecting device 100 is calculated by the spatial correlation information calculating device 14. The above processing is performed for the entire image, and the coefficients of the function form of the correlation function at all the selected estimated positions are obtained and stored in the correlation coefficient storage device 42.

【0056】空間的相関情報補間装置43は、記憶され
た選択推定位置における相関関数の関数形の係数を用い
て、全ての位置における相関関数の関数形の係数を補間
演算により推定する。補間演算は推定位置を囲む3つの
選択位置における相関係数を用いることを基本として補
間演算を行なう。相関関数の関数形の係数を求めた各推
定位置について上記した第1実施形態と同様の方法によ
り画像情報を推定し、補正画像記憶装置18に記憶す
る。
The spatial correlation information interpolating device 43 estimates the coefficients of the function form of the correlation function at all positions by interpolation using the stored coefficients of the function form of the correlation function at the selected estimated position. The interpolation calculation is performed on the basis of using correlation coefficients at three selected positions surrounding the estimated position. Image information is estimated for each estimated position at which the function-type coefficient of the correlation function has been obtained by the same method as in the first embodiment, and stored in the corrected image storage device 18.

【0057】なお、上記した第7実施形態の構成は、各
種変形、変更が可能である。例えば、推定位置選択装置
100は、予め定めた矩形領域より選択推定位置を選択
するのではなく、上記した第2実施形態と同様の構造情
報抽出装置31により解析した画像から相関関数が一定
とみなせる領域を推定して定めることも可能である。ま
た、選択推定位置における相関関数の関数形の係数から
他の位置の相関関数の関数形の係数を補間するのではな
く、選択推定位置における推定係数から他の位置の推定
係数を補間することも可能である。
The configuration of the seventh embodiment described above can be variously modified and changed. For example, the estimated position selecting device 100 does not select the selected estimated position from the predetermined rectangular area, but can assume that the correlation function is constant from the image analyzed by the structure information extracting device 31 similar to the second embodiment. It is also possible to estimate and determine the area. Also, instead of interpolating the coefficients of the function form of the correlation function at the selected estimated position from the coefficients of the function form of the correlation function, it is also possible to interpolate the estimated coefficients of the other positions from the estimated coefficients at the selected estimated position. It is possible.

【0058】図13は本発明の第8実施形態が適用され
る画像処理システムの構成を示す図である。図13にお
いて、本発明の画像処理装置65は、図2に示すような
配置のR,G,Bの色フィルタを有する単板式デジタル
カメラ44で撮像された画像情報と、コンピュータ45
内部に記憶された単板式デジタルカメラ44のフィルタ
配置情報より輝度信号を生成する。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an image processing system to which the eighth embodiment of the present invention is applied. 13, an image processing device 65 of the present invention includes image information captured by a single-plate digital camera 44 having R, G, and B color filters arranged as shown in FIG.
A luminance signal is generated from the filter arrangement information of the single-panel digital camera 44 stored therein.

【0059】単板式デジタルカメラ44により撮像され
た画像情報g(m,n)は、カラー画像入力端子46を
経由し、画像処理装置65内の画像メモリ47に伝送、
記憶される。また、画像情報g(m,n)が画像メモリ
47へ記憶されるのと同時に、コンピュータ45に予め
記憶された単板式デジタルカメラ44のフィルタ配置情
報が、色成分マスクHc (m,n)(c=r,g,b)
に関する情報としてマスク情報入力端子54を経由して
色成分マスクバッファ55に伝送、記憶される。
Image information g (m, n) captured by the single-panel digital camera 44 is transmitted to an image memory 47 in an image processing device 65 via a color image input terminal 46.
It is memorized. At the same time that the image information g (m, n) is stored in the image memory 47, the filter arrangement information of the single-panel digital camera 44 stored in advance in the computer 45 includes the color component mask H c (m, n). (C = r, g, b)
The information is transmitted to and stored in the color component mask buffer 55 via the mask information input terminal 54 as related information.

【0060】色成分マスクバッファ55はR成分マスク
バッファ55a、G成分マスクバッファ55b、B成分
マスクバッファ55cから構成されており、それぞれ対
応する色成分のマスク情報が記憶される。色成分マスク
c (m,n)は、単板式デジタルカメラ44の画素位
置(m,n)の色フィルタがマスクの色成分cの場合は
1、その他の色成分の場合は0の値を持つ。
The color component mask buffer 55 includes an R component mask buffer 55a, a G component mask buffer 55b, and a B component mask buffer 55c, and stores mask information of the corresponding color components. The color component mask H c (m, n) has a value of 1 when the color filter at the pixel position (m, n) of the single-panel digital camera 44 is the color component c of the mask, and a value of 0 when the other color components are used. Have.

【0061】図14に図2のフィルタ配置に対応する色
成分マスクHr (m,n)、Hg (m,n)の例を示
す。またマスク情報の伝送と同時に予めコンピュータ4
5内に記憶されている輝度信号演算係数βc (c=r,
g,b)がマスク情報入力端子54を経由して画像処理
装置65内の輝度ウエイトバッファ56に伝送、記憶さ
れる。輝度Y(m,n)は、輝度信号演算係数βc と、
各画素においてR,G,B全色情報を有する画像情報f
c (m,n)(c=r,g,b)とを用いて、
FIG. 14 shows an example of the color component masks H r (m, n) and H g (m, n) corresponding to the filter arrangement of FIG. At the same time as transmitting the mask information, the computer 4
5 stored in the luminance signal calculation coefficient β c (c = r,
g, b) are transmitted and stored in the luminance weight buffer 56 in the image processing device 65 via the mask information input terminal 54. Luminance Y (m, n) is the luminance signal operation coefficient beta c,
Image information f having R, G, B full color information at each pixel
Using c (m, n) (c = r, g, b),

【0062】[0062]

【数7】 と表わされるものとなる。(Equation 7) It becomes what is represented.

【0063】ブロックI/O部48は、色成分マスクバ
ッファ55への情報伝送が完了した後、色成分マスクバ
ッファ55の情報を用いた制御装置52の制御により部
分ブロック画像gc (m,n)(c=r,g,b)を画
像メモリ47内の画像情報g(mn)からブロックバッ
ファ49へ書き込む。ブロックバッファ49はR成分ブ
ロックバッファ49a、G成分ブロックバッファ49
b、B成分ブロックバッファ49cから成り、各色成分
ブロックバッファには、各色成分ブロックバッファの色
成分に対応する色情報を有する画素以外のg(m,n)
を0とした色成分ブロック画像gc (m,n)が記憶さ
れる。画像メモリ内の画像情報g(m,n)は色成分マ
スクHc (m,n)及び色成分画像fc (m,n)を用
いて、
After the information transmission to the color component mask buffer 55 is completed, the block I / O section 48 controls the partial block image g c (m, n) under the control of the control device 52 using the information of the color component mask buffer 55. ) (C = r, g, b) is written into the block buffer 49 from the image information g (mn) in the image memory 47. The block buffer 49 includes an R component block buffer 49a and a G component block buffer 49.
b and B component block buffers 49c. Each color component block buffer has g (m, n) other than pixels having color information corresponding to the color components of each color component block buffer.
Is stored as a color component block image g c (m, n). The image information g (m, n) in the image memory is obtained by using a color component mask H c (m, n) and a color component image f c (m, n).

【0064】[0064]

【数8】 と表わされる。(Equation 8) It is expressed as

【0065】以上の処理により、単板式デジタルカメラ
44及びコンピュータ45から画像処理装置65への情
報伝送が完了し、以下、制御装置52による制御のもと
で輝度信号推定処理が各画素ごとに順次行われる。輝度
信号Y(m,n)は、ARモデルを拡張した次式により
推定される。
By the above processing, information transmission from the single-panel digital camera 44 and the computer 45 to the image processing device 65 is completed. Thereafter, under the control of the control device 52, the luminance signal estimation processing is sequentially performed for each pixel. Done. The luminance signal Y (m, n) is estimated by the following expression obtained by expanding the AR model.

【0066】[0066]

【数9】 (Equation 9)

【0067】ここではDはY(m,n)を推定するため
に用いる画像メモリ内の画像情報g(m,n)の空間座
標の範囲(近傍領域)、cijは推定画像情報の空間座標
から相対的に座標値がm,n方向にそれぞれi,jに位
置する画像情報g(m−i,n−j)の推定係数を示
す。このとき、(11)式による推定値と正しい輝度成
分Y(m,n)との所定の領域Aにおける自乗誤差Err
は、
Here, D is the range (neighborhood) of the spatial coordinates of the image information g (m, n) in the image memory used for estimating Y (m, n), and cij is the spatial coordinate of the estimated image information. Represents the estimated coefficient of image information g (mi, nj) whose coordinate values are located at i and j in the m and n directions, respectively. At this time, the square error Err in the predetermined area A between the estimated value obtained by the equation (11) and the correct luminance component Y (m, n).
Is

【0068】[0068]

【数10】 を得る。(Equation 10) Get.

【0069】(14)式より、近似的にcklを求め、
(11)式より、輝度信号Y(m,n)を推定する。ま
ず、制御装置52は輝度推定の推定画素の位置を定め
る。
From equation (14), c kl is approximately obtained,
The luminance signal Y (m, n) is estimated from the equation (11). First, the control device 52 determines the position of an estimated pixel for luminance estimation.

【0070】[0070]

【数11】 を計算し、記憶する。例えば、単板式デジタルカメラ4
4のR成分マスクHr (m,n)とG成分マスクHg
(m,n)が図14に示すような5×5画素の矩形領域
の場合、RG色間相互相関Rh rg(i,j)は図15の
ようになり、Spqは、Spq={(−2,−1,4),
(−2,1,4),(−1,−2,4),(−1,0,
6),(−1,2,4),(0,−1,6),(0,
1,6),(1,−2,4),(1,0,6),(1,
2,4),(2,−1,4),(2,1,4)}とな
る。また、マスク相関計算装置57は、各色成分マスク
c (m,n)の値が1である数、すなわち対応する色
フィルタを有する画素数αc を記憶する。例えば図14
に示したR成分マスクHr (m,n)とG成分マスクH
g(m,n)の場合、αr は9、αg は12となる。
[Equation 11] Is calculated and stored. For example, a single-panel digital camera 4
4 R component mask H r (m, n) and G component mask H g
(M, n) if the rectangular region of 5 × 5 pixels as shown in FIG. 14, RG colors cross-correlation R h rg (i, j) is as shown in FIG. 15, S pq is, S pq = {(-2, -1,4),
(-2,1,4), (-1, -2,4), (-1,0,
6), (-1, 2, 4), (0, -1, 6), (0,
(1,6), (1, -2,4), (1,0,6), (1,
2,4), (2, -1,4), (2,1,4)}. Further, the mask correlation calculation device 57 stores the number of values of each color component mask H c (m, n) being 1, that is, the number α c of pixels having a corresponding color filter. For example, FIG.
The R component mask H r (m, n) and the G component mask H shown in FIG.
In the case of g (m, n), α r is 9 and α g is 12.

【0071】色間相関計算装置50は部分色間相関計算
部51、相関値補間部53、相関関数パラメータ記憶部
52から構成されている。部分色間相関計算部51は各
色成分ブロックバッファ49a,49b,49cから制
御装置52の制御により各色成分の所定領域Aの部分画
像を読み込み、R,G,Bの重複しない組み合わせ
The inter-color correlation calculation device 50 includes a partial inter-color correlation calculation unit 51, a correlation value interpolation unit 53, and a correlation function parameter storage unit 52. The partial color correlation calculating section 51 reads a partial image of the predetermined area A of each color component from each color component block buffer 49a, 49b, 49c under the control of the control device 52, and combines R, G, B without overlapping.

【0072】[0072]

【数12】 に対して、次式で定義される部分画像間の相互相関
pq′(i,j)を計算する。
(Equation 12) , A cross-correlation R pq ′ (i, j) between partial images defined by the following equation is calculated.

【0073】[0073]

【数13】 (Equation 13)

【0074】ここで、gp (m,n)、gq (m−i,
n−j)は色フィルタの対応していない画素における情
報の欠落があるため、一般には次式で定義される相関値
pq(i,j)、
Here, g p (m, n) and g q (m−i,
n−j) has a lack of information at pixels that do not correspond to the color filter, and therefore, in general, a correlation value R pq (i, j) defined by the following equation:

【0075】[0075]

【数14】 とは一致しない。ただし、fp (m,n)、fq (m−
i,n−j)は、それぞれ全画素において色情報p,q
を有する画像情報を表わす。そこで、部分色間相関計算
部51は、マスク相関計算装置57で計算された集合S
pqを用いることによりRpq′(i,j)を補正し、Rpq
(i,j)の推定値を算出する。集合Spqに含まれる点
の座標(i,j)はRh pq(i,j)がゼロとならない
座標値であるから、(17)式の右辺には0にならない
項gp (m′,n′)gq (m′−i,n′−j)が存
在し、その値は正しい相関値を与える(18)式におけ
る項の値fp (m′,n′)fq (m′−i,n′−
j)と一致する。ただし、そのような項はブロックの全
画素数に対し、集合Spqの(i,j)に対応する項に限
られる。
[Equation 14] Does not match. Where f p (m, n) and f q (m−
i, n-j) are color information p, q for all pixels, respectively.
Represents image information having Therefore, the partial color correlation calculating section 51 calculates the set S calculated by the mask correlation calculating device 57.
corrected R pq '(i, j) by using pq, R pq
An estimated value of (i, j) is calculated. Since the coordinates (i, j) of the points included in the set S pq are coordinate values for which R h pq (i, j) is not zero, the non-zero term g p (m ' , N ′) g q (m′−i, n′−j) whose value is the value of the term f p (m ′, n ′) f q (m '-I, n'-
j). However, such a term is limited to a term corresponding to (i, j) of the set S pq with respect to the total number of pixels of the block.

【0076】例えば図15に示した例の場合、(17)
式の25個の項に対して正しい値が得られる項は最大6
項であり、その他の項は0となる。そこで(17)式で
得られる値Rpq′(i,j)と、正しい相関値R
pq(i,j)との比が近似的に全領域において1の値を
もつマスク間の相関値R0 h pq(i,j)とマスク相関
値Rh pq(i,j)との比になると仮定し、Rpq(i,
j)の推定値R″pq(i,j)を次式より求める。 R″pq(i,j) =R′pq(i,j) R0 h pq(i,j) /Rh pq(i,j) (19) また、画像メモリ47内の画像情報g(m,n)を用い
て、
For example, in the case of the example shown in FIG. 15, (17)
The number of terms for which correct values can be obtained for the 25 terms in the equation is a maximum of 6
Term, and the other terms are zero. Therefore, the value R pq ′ (i, j) obtained by the equation (17) and the correct correlation value R
The ratio between the mask correlation value R h pq (i, j) and the correlation value R 0 h pq (i, j) between the masks whose ratio with pq (i, j) is approximately 1 in the entire region. And R pq (i,
estimate R of j) "pq (i, j ) determined by the following formula. R" pq (i, j ) = R 'pq (i, j) R 0 h pq (i, j) / R h pq ( i, j) (19) Also, using the image information g (m, n) in the image memory 47,

【0077】[0077]

【数15】 を計算して内部に記憶する。(Equation 15) Is calculated and stored internally.

【0078】相関値補間部53は部分色間相関計算部5
1において計算、補正された相関関数R″pq(i,j)
の補間を行い、近似相関関数として出力する。R″
pq(i,j)は、画素情報の欠落した画像間の自己相関
であるため、図16に示すように離散的位置にのみデー
タを有する。相関値補間部53は、相関関数パラメータ
記憶部52に記憶されている近似関数形、及びそのパラ
メータを用いて相関関数R″pq(i,j)を既知の関数
形に最小自乗近似する。近似されたR″pq(i,j)は
相関値補間部53内部に記憶される。
The correlation value interpolating unit 53 includes a partial color correlation calculating unit 5
The correlation function R ″ pq (i, j) calculated and corrected in 1
And outputs as an approximate correlation function. R "
Since pq (i, j) is an autocorrelation between images with missing pixel information, it has data only at discrete positions as shown in FIG. The correlation value interpolation unit 53 performs a least square approximation of the correlation function R ″ pq (i, j) to a known function form using the approximate function form stored in the correlation function parameter storage unit 52 and the parameters. The obtained R ″ pq (i, j) is stored in the correlation value interpolation unit 53.

【0079】補正係数算出装置64は相関値加算部5
8、相関値バッファ59、及び補正係数計算部60から
成る。相関値加算部58はマスク相関計算装置57によ
り算出されたαc 、輝度ウエイトバッファ56から得ら
れた輝度信号演算係数βc 、及び相関値補間部53より
得られた近似されたR″pq(i,j)を用いて次式を計
算、記憶する。
The correction coefficient calculating device 64 includes the correlation value adding section 5
8, a correlation value buffer 59, and a correction coefficient calculator 60. The correlation value adder 58 calculates α c calculated by the mask correlation calculator 57, the luminance signal operation coefficient β c obtained from the luminance weight buffer 56, and the approximated R ″ pq (obtained from the correlation value interpolator 53). The following equation is calculated and stored using (i, j).

【0080】[0080]

【数16】 (Equation 16)

【0081】相関値バッファ59は、部分色間相関計算
部51において算出された(20)式、及び相関値加算
部58において算出された(21)式の値を記憶する。
補正係数計算部60は、相関値バッファ59に記憶され
た(20)式、(21)式の値を用いて、(14)式を
満たすcklを算出し、記憶する。ここで、(14)式の
左辺において次式の近似、
The correlation value buffer 59 stores the value of the expression (20) calculated by the partial color correlation calculation unit 51 and the value of the expression (21) calculated by the correlation value addition unit 58.
The correction coefficient calculating unit 60 calculates c kl that satisfies the expression (14) using the values of the expressions (20) and (21) stored in the correlation value buffer 59 and stores it. Here, on the left side of the equation (14), an approximation of the following equation:

【0082】[0082]

【数17】 を用いた。[Equation 17] Was used.

【0083】輝度成分復元装置61は画像メモリ47に
記憶された画像情報f(m,n)と補正係数計算部60
に記憶された補正係数cklを用いて、(11)式から推
定画素の輝度成分Y(m,n)を算出し、出力画像メモ
リ62に記憶する。
The luminance component restoring device 61 calculates the image information f (m, n) stored in the image memory 47 and the correction coefficient calculator 60
The luminance component Y (m, n) of the estimated pixel is calculated from the equation (11) using the correction coefficient c kl stored in the output image memory 62 and stored in the output image memory 62.

【0084】全ての画素について以上の処理が行われ
る。補正された画像は輝度画像出力端子63を経由して
外部への読み出しが可能となる。なお、上記した実施形
態は各種の変形、変更が可能である。例えば、推定画素
は一画素ごとに行うとしたが、近似精度がよいと判断さ
れた場合はブロック全画素の輝度成分を求めることも可
能である。また、個々の色間の相関を計算する方法とし
ては様々な相関推定手法が利用可能であり、先見的情報
を利用することも可能である。また、ここでは輝度信号
の推定を行ったが特に輝度に限らず色信号の線形和で計
算される任意の画像情報が復元可能である。また、この
例では単板モザイク色フィルタCCDにより撮像された
画像の補正を取り上げたが、
The above processing is performed for all the pixels. The corrected image can be read out to the outside via the luminance image output terminal 63. Note that the above-described embodiment can be variously modified and changed. For example, the estimation pixel is performed for each pixel. However, when it is determined that the approximation accuracy is good, it is also possible to obtain the luminance components of all the pixels of the block. As a method of calculating the correlation between individual colors, various correlation estimation methods can be used, and it is also possible to use foresight information. Although the luminance signal is estimated here, it is possible to restore not only the luminance but also any image information calculated by the linear sum of the color signals. In this example, the correction of an image captured by a single-plate mosaic color filter CCD has been described.

【0085】[0085]

【数18】 とすることで、例えば色収差を含んだ画像の補正などに
も適用できる。また、色間の相互相関は、観測画像から
得られる情報を基に適当な関数形を当てはめるなどして
求めてもよい。また、対象の統計的性質があらかじめ判
っている場合はそのような情報を利用することも有効で
ある。
(Equation 18) Accordingly, the present invention can be applied to, for example, correction of an image including chromatic aberration. Further, the cross-correlation between colors may be obtained by applying an appropriate function form based on information obtained from an observed image. If the statistical properties of the object are known in advance, it is effective to use such information.

【0086】なお、上記した具体的実施形態には以下の
構成を有する発明が含まれており、各発明に対応する実
施形態と効果は次の通りである。 (1) 画像信号を生成する撮像装置に関する情報に基
づき、推定すべき画像信号の位置を決定する推定位置決
定手段と、この推定位置決定手段から得られた上記画像
信号の位置を包含する所定サイズの局所領域を抽出する
領域抽出手段と、この領域抽出手段から得られた局所領
域に関する空間的相関情報を算出する空間的相関情報算
出手段と、この空間的相関情報算出手段によって算出さ
れた空間的相関情報に基づき、上記推定位置決定手段か
ら得られた上記画像信号の位置に対応する画像信号を推
定する画像信号推定手段と、を具備することを特徴とす
る画像処理装置。 (2) 上記推定位置決定手段は、上記撮像装置の色フ
ィルタの配置情報に基づき推定すべき画像信号の位置を
決定することを特徴とする構成(1)に記載の画像処理
装置。 (3) 上記領域抽出手段は、n,mを2以上の整数と
するn×m画素のブロック領域を抽出することを特徴と
する構成(1)または(2)に記載の画像処理装置。 (4) 上記空間的相関情報算出手段は、上記局所領域
の自己相関関数に基づき上記空間的相関情報を算出する
ことを特徴とする構成(1)〜(3)のいずれか1つに
記載の画像処理装置。 (5) 上記空間的相関情報算出手段は、上記局所領域
の自己相関関数を指数関数で近似することに基づき上記
空間的相関情報を算出することを特徴とする構成(1)
〜(4)のいずれか1つに記載の画像処理装置。 (6) 上記画像信号推定手段は、上記空間的相関情報
算出手段から算出された空間的相関情報に基づき、上記
領域抽出手段から得られた局所領域に関する推定係数を
算出する推定係数算出手段を具備し、この推定係数算出
手段は、自己回帰モデルに基づき上記局所領域の推定係
数を算出することを特徴とする構成(1)〜(5)のい
ずれか1つに記載の画像処理装置。 (7) 上記領域抽出手段から得られた局所領域に関す
る構造情報を抽出する構造情報抽出手段と、この構造情
報抽出手段で抽出された構造情報に基づき、上記空間的
相関情報算出手段による空間的相関情報算出の方法を変
更する変更手段と、をさらに具備することを特徴とする
構成(1)に記載の画像処理装置。 (8) 上記構造情報抽出手段は、明度情報に基づき上
記構造情報を抽出することを特徴とする構成(7)に記
載の画像処理装置。 (9) 上記構造情報抽出手段は、微分処理、パターン
マッチに基づき上記構造情報を抽出することを特徴とす
る構成(7)に記載の画像処理装置。 (10) 画像信号を生成する撮像装置に関する情報に
基づき、推定すべき画像信号の位置を決定する推定位置
決定手段と、この推定位置決定手段から得られた位置を
包含する所定サイズの局所領域を抽出する領域抽出手段
と、この領域抽出手段から得られた局所領域に関する構
造情報を抽出する構造情報抽出手段と、上記領域抽出手
段から得られた局所領域に関する空間的相関情報から推
定係数を算出し、上記推定位置決定手段から得られた上
記画像信号の位置に対応する画像信号を推定する第一画
像信号推定手段と、上記領域抽出手段から得られた局所
領域において、上記推定位置決定手段から得られた上記
画像信号の位置に対応する他の画像信号又はその位置の
周囲に位置する画像信号を用いて、上記画像信号の位置
に対応する画像信号を推定する第二画像信号推定手段
と、上記構造情報抽出手段で抽出された上記構造情報に
基づき、上記第一画像信号推定手段と上記第二画像信号
推定手段を切り換える切換手段と、を具備することを特
徴とする画像処理装置。 (11) 上記第二画像信号推定手段は、上記領域抽出
手段から得られた局所領域において、上記推定位置決定
手段から得られた上記画像信号の位置の周囲の位置の画
像信号からの線形補間、2次、高次関数による補間によ
って推定を行なうことを特徴とする構成(10)に記載
の画像処理装置。 (12) 上記第二画像信号推定手段は、上記領域抽出
手段から得られた局所領域において、上記推定位置決定
手段から得られた上記画像信号の位置に対応する他の画
像信号との相関により、上記画像信号を推定することを
特徴とする構成(10)に記載の画像処理装置。 (13) 画像信号を生成する撮像装置に関する情報に
基づき、推定すべき画像信号の位置を決定する推定位置
決定手段と、この推定位置決定手段から得られた前記画
像信号の位置を包含する所定サイズの局所領域を抽出す
る領域抽出手段と、この領域抽出手段から得られた上記
局所領域に関する構造情報を抽出する構造情報抽出手段
と、複数の所定の構造情報に対応する推定係数が保存さ
れた推定係数保存手段と、上記構造情報抽出手段から抽
出された上記構造情報に基づき、上記推定係数保存手段
から推定係数を選択する推定係数選択手段と、を具備す
ることを特徴とする画像処理装置。 (14) 上記推定係数保存手段は、磁気ディスク、メ
モリカードなどの交換可能な記録媒体からなることを特
徴とする構成(13)に記載の画像処理装置。 (15) 上記空間的相関情報算出手段から算出された
上記空間的相関情報を上記推定位置決定手段から得られ
た複数の位置で共有して使用させる制御手段をさらに有
することを特徴とする構成(1)〜(6)のいずれか1
つに記載の画像処理装置。 (16) 上記領域抽出手段から得られた上記局所領域
に関する構造情報を抽出する構造情報抽出手段と、この
構造情報抽出手段で抽出された構造情報に基づき、上記
領域抽出手段から得られた局所領域から新たな局所領域
を抽出する第二領域抽出手段と、をさらに具備すること
を特徴とする構成(1)〜(6)のいずれか1つに記載
の画像処理装置。 (17) 上記第二領域抽出手段は、自己相関関数が近
似的に一定とみなせる領域を抽出することを特徴とする
構成(16)に記載の画像処理装置。 (18) 画像信号を生成する撮像装置に関する情報に
基づき、推定すべき画像信号の位置を決定する推定位置
決定手段と、この推定位置決定手段から得られた複数の
前記画像信号の位置を所定間隔以上で疎に再抽出する推
定位置再抽出手段と、この推定位置再抽出手段から得ら
れた前記画像信号の位置を包含する所定サイズの局所領
域を抽出する領域抽出手段と、この領域抽出手段から得
られた上記局所領域に関し、上記推定位置再抽出手段で
再抽出された前記画像信号の位置に対応する上記局所領
域の空間的相関情報を算出する空間的相関情報算出手段
と、この空間的相関情報算出手段から算出された上記空
間的相関情報に基づき、上記推定位置決定手段から得ら
れた全ての前記画像信号の位置に関する空間的相関情報
を補間する空間的相関情報補間手段と、この空間的相関
情報補間手段によって補間された空間的相関情報に基づ
き、上記推定位置決定手段から得られた前記画像信号の
位置に対応する画像信号を推定する画像信号推定手段
と、を具備することを特徴とする画像処理装置。 (19) 複数の色信号からなる画像信号を生成する撮
像装置に関する情報に基づき、推定すべき画像信号の位
置を決定する推定位置決定手段と、この推定位置決定手
段から得られた上記画像信号の位置を包含する所定サイ
ズの局所領域を複数の色信号を含む画像信号から抽出す
る領域抽出手段と、この領域抽出手段から得られた局所
領域に関する空間的相関情報を算出する空間的相関情報
算出手段と、上記領域抽出手段から得られた局所領域に
関する色相関情報を算出する色相関情報算出手段と、上
記空間的相関情報算出手段によって算出された空間的相
関情報と上記色相関情報算出手段から算出された色相関
情報に基づき、上記推定位置決定手段から得られた上記
画像信号の位置に対応する画像信号を推定する画像信号
推定手段と、を具備することを特徴とする画像処理装
置。 (20) 上記色相関情報算出手段は、上記所定サイズ
の局所領域に関する複数の色信号の空間的相関に対する
先見的な情報を保持する先見的色相関情報保持手段を有
することを特徴とする構成(19)に記載の画像処理装
置。 (21) 上記色相関情報算出手段は、上記所定サイズ
の局所領域に関する複数の色信号の空間的相関情報をパ
ラメータ表記された所定の関数に近似する関数近似手段
を有することを特徴とする構成(19)に記載の画像処
理装置。 (22) 上記領域抽出手段は、n,mを2以上の整数
とするn×mのブロック領域を抽出することを特徴とす
る構成(19)に記載の画像処理装置。 (構成(1)〜(6)に対応する発明の実施の形態)こ
れらの発明は上記した第1実施形態に対応する。すなわ
ち、構成中の撮像装置は図1の単板式デジタルカメラ4
に、推定位置決定手段は図1の推定位置決定装置11
に、領域抽出手段は図1の領域抽出装置12に、空間的
相関情報算出手段は図1の空間的相関情報算出装置14
に、推定係数算出手段は図1の推定係数算出装置15
に、画像信号推定手段は図1の画像信号推定装置17に
対応する。また、撮像装置の色フィルタの配置情報は撮
像装置情報記憶装置9に記憶された図2のCCD上の色
フィルタ配置情報に対応し、n×m画素のブロック領域
は3×3のブロック領域に対応する。
The specific embodiments described above include inventions having the following configurations. Embodiments and effects corresponding to the respective inventions are as follows. (1) Estimated position determining means for determining a position of an image signal to be estimated based on information on an imaging device that generates an image signal, and a predetermined size including the position of the image signal obtained from the estimated position determining means Area extracting means for extracting a local area of the area, spatial correlation information calculating means for calculating spatial correlation information on the local area obtained from the area extracting means, and spatial spatial information calculated by the spatial correlation information calculating means. An image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the correlation information. (2) The image processing apparatus according to configuration (1), wherein the estimated position determining unit determines a position of an image signal to be estimated based on arrangement information of a color filter of the imaging device. (3) The image processing device according to the configuration (1) or (2), wherein the region extracting unit extracts a block region of n × m pixels where n and m are integers of 2 or more. (4) The configuration according to any one of (1) to (3), wherein the spatial correlation information calculation unit calculates the spatial correlation information based on an autocorrelation function of the local region. Image processing device. (5) The configuration wherein the spatial correlation information calculating means calculates the spatial correlation information based on approximating an autocorrelation function of the local region with an exponential function.
The image processing device according to any one of (1) to (4). (6) The image signal estimating means includes an estimation coefficient calculating means for calculating an estimation coefficient for a local area obtained from the area extracting means based on the spatial correlation information calculated from the spatial correlation information calculating means. The image processing apparatus according to any one of the configurations (1) to (5), wherein the estimation coefficient calculation unit calculates the estimation coefficient of the local region based on an autoregressive model. (7) Structural information extracting means for extracting structural information on a local region obtained from the area extracting means, and spatial correlation by the spatial correlation information calculating means based on the structural information extracted by the structural information extracting means. The image processing apparatus according to configuration (1), further comprising: changing means for changing a method of calculating information. (8) The image processing apparatus according to configuration (7), wherein the structure information extracting unit extracts the structure information based on brightness information. (9) The image processing apparatus according to configuration (7), wherein the structure information extracting unit extracts the structure information based on a differentiation process and a pattern match. (10) Estimated position determining means for determining the position of the image signal to be estimated based on information on the imaging device that generates the image signal, and a local area of a predetermined size including the position obtained from the estimated position determining means. A region extracting means for extracting, a structure information extracting means for extracting structural information on a local region obtained from the region extracting means, and an estimation coefficient calculated from spatial correlation information on the local region obtained from the region extracting means. A first image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means, and a local area obtained from the area extracting means, The image signal corresponding to the position of the image signal is obtained by using another image signal corresponding to the position of the obtained image signal or an image signal located around the position. Second image signal estimating means for estimating the first image signal and the switching means for switching between the first image signal estimating means and the second image signal estimating means based on the structure information extracted by the structure information extracting means. An image processing apparatus characterized by the above-mentioned. (11) The second image signal estimating means is configured to: linearly interpolate, in a local area obtained from the area extracting means, an image signal at a position around the position of the image signal obtained from the estimated position determining means; The image processing apparatus according to configuration (10), wherein the estimation is performed by interpolation using a second-order or higher-order function. (12) The second image signal estimating means, in the local area obtained from the area extracting means, is correlated with another image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means, The image processing device according to configuration (10), wherein the image signal is estimated. (13) Estimated position determining means for determining the position of the image signal to be estimated based on information on the imaging device that generates the image signal, and a predetermined size including the position of the image signal obtained from the estimated position determining means Region extraction means for extracting a local region of the above, structure information extraction means for extracting structure information relating to the local region obtained from the region extraction device, and estimation in which estimation coefficients corresponding to a plurality of predetermined structure information are stored An image processing apparatus comprising: a coefficient storage unit; and an estimation coefficient selection unit that selects an estimation coefficient from the estimation coefficient storage unit based on the structure information extracted from the structure information extraction unit. (14) The image processing apparatus according to the configuration (13), wherein the estimation coefficient storage unit is formed of a replaceable recording medium such as a magnetic disk and a memory card. (15) A configuration further comprising control means for sharing and using the spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculating means at a plurality of positions obtained from the estimated position determining means ( Any one of 1) to (6)
The image processing device according to any one of the above. (16) Structural information extracting means for extracting structural information on the local area obtained from the area extracting means, and a local area obtained from the area extracting means based on the structural information extracted by the structural information extracting means. The image processing apparatus according to any one of configurations (1) to (6), further comprising: a second area extracting unit configured to extract a new local area from the image data. (17) The image processing apparatus according to the configuration (16), wherein the second region extracting unit extracts a region where the autocorrelation function can be regarded as approximately constant. (18) Estimated position determining means for determining the position of the image signal to be estimated based on information about the imaging device that generates the image signal, and the positions of the plurality of image signals obtained from the estimated position determining means are set at predetermined intervals. Estimated position re-extracting means for sparsely re-extracting the above, area extracting means for extracting a local area of a predetermined size including the position of the image signal obtained from the estimated position re-extracting means, and Spatial correlation information calculating means for calculating spatial correlation information of the local area corresponding to the position of the image signal re-extracted by the estimated position re-extracting means with respect to the obtained local area; A spatial phase interpolating spatial correlation information relating to the positions of all the image signals obtained from the estimated position determining means based on the spatial correlation information calculated from the information calculating means; Function information interpolating means, and image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the spatial correlation information interpolated by the spatial correlation information interpolating means. An image processing apparatus comprising: (19) Estimated position determining means for determining the position of an image signal to be estimated based on information on an imaging device that generates an image signal composed of a plurality of color signals, and the image signal of the image signal obtained from the estimated position determining means. Region extracting means for extracting a local area of a predetermined size including a position from an image signal including a plurality of color signals, and spatial correlation information calculating means for calculating spatial correlation information on the local area obtained from the area extracting means A color correlation information calculating means for calculating color correlation information on a local area obtained from the area extracting means; a spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculating means; and a color correlation information calculated from the color correlation information calculating means. Image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the obtained color correlation information. An image processing apparatus comprising: (20) A configuration characterized in that the color correlation information calculation means includes a foreseeable color correlation information holding means for holding foreseeable information on a spatial correlation of a plurality of color signals related to the local area of the predetermined size. An image processing apparatus according to 19). (21) The configuration wherein the color correlation information calculation means includes function approximation means for approximating spatial correlation information of a plurality of color signals relating to the local region of the predetermined size to a predetermined function represented by parameters. An image processing apparatus according to 19). (22) The image processing apparatus according to configuration (19), wherein the area extracting unit extracts an n × m block area where n and m are integers of 2 or more. (Embodiments of the Invention Corresponding to Configurations (1) to (6)) These inventions correspond to the first embodiment described above. That is, the imaging device in the configuration is the single-panel digital camera 4 of FIG.
In addition, the estimated position determining means is the estimated position determining device 11 of FIG.
The region extracting means is provided in the region extracting device 12 of FIG. 1, and the spatial correlation information calculating means is provided in the spatial correlation information calculating device 14 of FIG.
In addition, the estimation coefficient calculation means is the estimation coefficient calculation device 15 of FIG.
The image signal estimating means corresponds to the image signal estimating device 17 in FIG. Also, the arrangement information of the color filters of the imaging device corresponds to the color filter arrangement information on the CCD of FIG. 2 stored in the imaging device information storage device 9, and the block area of n × m pixels becomes a 3 × 3 block area. Corresponding.

【0087】図1において、単板式デジタルカメラ4で
撮像され、内部の画像メモリ7に記憶された画像情報は
画像処理装置19内の画像情報記憶装置10に伝送、記
憶される。これと同時に単板式デジタルカメラ4内部の
ROM6に記憶されている単板式デジタルカメラ4のC
CD3上に配置された色フィルタ2の配置情報が、撮像
装置情報記憶装置9に伝送、記憶される。撮像装置情報
記憶装置9に記憶されたフィルタ配置情報から、推定位
置決定装置11により推定すべき色情報に対応する画像
情報記憶装置10内の画像情報の全画素位置を算出、記
憶する。記憶された一画素の位置について、領域抽出装
置12により相関範囲記憶装置13に記憶された領域に
応じて、画像情報記憶装置10から領域抽出画像を抽出
する。空間的相関情報算出装置14は領域抽出画像に関
する相関情報を算出し、推定係数算出装置15は相関情
報を用いて、モデルに基づく画像信号を推定する推定式
の推定係数を算出する。画像信号推定装置17は推定係
数を用いて画像信号の推定値を算出し、補正画像記憶装
置18に記憶する。以上の処置を推定位置決定装置11
内部に記憶された全ての推定位置について行うことによ
り、全画像内で各画素がRGB色情報を有する画像とし
て補正画像記憶装置18に記憶される。 (構成(1)〜(6)の効果)推定すべき画像信号の局
所領域に関する空間的相関情報を用いて画像構造に依存
した適応的推定を行なうようにしたので、任意の構造の
画像に対して最適な推定を行なうことができる。例え
ば、推定位置近傍の領域抽出画像の自己相関情報を用い
て、自己回帰モデルによる画像情報推定を行うことによ
り、推定の誤差が最少になるような推定係数を自動的に
算出することができ、これによって、任意の画像構造に
依存した画像処理を行なうことができる。 (構成(7)〜(9)に対応する発明の実施の形態)こ
の発明には上記した第2実施形態が対応する。構成中の
構造情報抽出手段は図5の構造情報抽出装置31に、変
更手段は空間的相関情報算出装置14内の最小自乗係数
補正装置32(図7)にそれぞれ対応する。この発明で
は、構造情報抽出装置31の解析により得られた推定位
置近傍の画像構造に応じて、空間的相関情報算出装置1
4により算出された相関係数を補正することにより、よ
り正確な空間的相関情報を算出する。構造情報抽出装置
31は、領域抽出装置12により抽出された領域抽出画
像のエッジ強度を解析する。空間的相関情報算出装置1
4内の最小自乗係数補正装置32は、領域抽出画像のエ
ッジ強度に従い最小自乗係数演算装置29(図7)によ
り算出された相関係数を補正する。補正はエッジ強度が
大きいほど係数を大きくする。以下、第1の実施形態と
同様の処理により画像情報を推定、記憶する。 (構成(7)〜(9)の効果)空間的相関情報算出装置
14により算出された相関関数の形状は、領域抽出画像
の補間処理や、関数形の近似のため必ずしも正確に求め
ることができない。そこで、特に推定の難しいエッジ領
域において相関関数の形状を、経験的に良好な結果が得
られるように補正することで、より精度の高い推定がで
きる。 (構成(10)〜(12)に対応する発明の実施の形
態)この発明には上記した第3実施形態が対応する。構
成中の第一画像信号推定手段は上記した自己回帰モデル
に基づき領域抽出画像の自己相関関数情報を用いて画像
情報を推定する手段に、第二画像信号推定手段は上記し
た簡易線形補間装置35により予め定められた補間位置
近傍の画素情報の線形和として補間位置の画素情報を推
定する手段に、切換手段は上記した図8の推定方法切り
替え装置33にそれぞれ対応する。
In FIG. 1, image information captured by the single-panel digital camera 4 and stored in the internal image memory 7 is transmitted and stored in the image information storage device 10 in the image processing device 19. At the same time, the C of the single-panel digital camera 4 stored in the ROM 6 inside the single-panel digital camera 4
The arrangement information of the color filters 2 arranged on the CD 3 is transmitted and stored in the imaging device information storage device 9. From the filter arrangement information stored in the imaging device information storage device 9, all pixel positions of the image information in the image information storage device 10 corresponding to the color information to be estimated by the estimated position determination device 11 are calculated and stored. With respect to the stored position of one pixel, an area extraction image is extracted from the image information storage device 10 by the region extraction device 12 according to the region stored in the correlation range storage device 13. The spatial correlation information calculation device 14 calculates correlation information regarding the region extraction image, and the estimation coefficient calculation device 15 calculates the estimation coefficient of the estimation formula for estimating the image signal based on the model using the correlation information. The image signal estimating device 17 calculates an estimated value of the image signal using the estimation coefficient, and stores the estimated value in the corrected image storage device 18. Estimated position determination device 11
By performing the processing for all the estimated positions stored therein, each pixel in the entire image is stored in the corrected image storage device 18 as an image having RGB color information. (Effects of Configurations (1) to (6)) Since adaptive estimation depending on an image structure is performed using spatial correlation information on a local region of an image signal to be estimated, an image having an arbitrary structure can be obtained. To make an optimal estimation. For example, by using the autocorrelation information of the region extraction image near the estimated position and performing image information estimation by an autoregressive model, it is possible to automatically calculate an estimation coefficient that minimizes the estimation error, Thereby, image processing depending on an arbitrary image structure can be performed. (Embodiments of the Invention Corresponding to Configurations (7) to (9)) The second embodiment described above corresponds to this invention. The structural information extracting means in the configuration corresponds to the structural information extracting device 31 in FIG. 5, and the changing means corresponds to the least square coefficient correcting device 32 (FIG. 7) in the spatial correlation information calculating device 14. According to the present invention, the spatial correlation information calculating device 1 according to the image structure near the estimated position obtained by the analysis of the structural information extracting device 31
By correcting the correlation coefficient calculated in step 4, more accurate spatial correlation information is calculated. The structure information extraction device 31 analyzes the edge strength of the region extraction image extracted by the region extraction device 12. Spatial correlation information calculation device 1
4 corrects the correlation coefficient calculated by the least squares coefficient calculator 29 (FIG. 7) according to the edge strength of the region extraction image. In the correction, the coefficient increases as the edge strength increases. Hereinafter, image information is estimated and stored by the same processing as in the first embodiment. (Effects of Configurations (7) to (9)) The shape of the correlation function calculated by the spatial correlation information calculation device 14 cannot always be obtained accurately due to interpolation processing of the region extraction image or approximation of the function form. . Therefore, by correcting the shape of the correlation function in an edge region that is particularly difficult to estimate so as to obtain a good result empirically, more accurate estimation can be performed. (Embodiments of the Invention Corresponding to Configurations (10) to (12)) The third embodiment described above corresponds to this invention. The first image signal estimating means in the configuration is a means for estimating image information using the autocorrelation function information of the region extraction image based on the autoregressive model described above, and the second image signal estimating means is a simple linear interpolation device 35 The switching means corresponds to the means for estimating the pixel information of the interpolation position as a linear sum of the pixel information in the vicinity of the interpolation position determined in advance, and the switching means corresponds to the estimation method switching device 33 of FIG.

【0088】この発明では、構造情報抽出装置31の解
析により得られた推定位置近傍の画像構造に応じて、平
坦領域での簡易線形補間とエッジ領域での自己回帰モデ
ルに基づく方法とを使いわける。構造情報抽出装置31
は領域抽出装置12により抽出された領域抽出画像の構
造を解析し、推定方法切り替え装置33において推定方
法を選択するために用いるパラメータを算出する。推定
方法切り替え装置33は、構造情報解析の結果から領域
抽出画像のエッジ強度が所定の値よりも大きい場合に第
一の画像信号推定手段、小さい場合に第二の画像信号推
定手段を用いて画像信号を推定する。 (構成(10)〜(12)の効果)領域抽出画像の構造
に応じて画像信号推定方法を切り替えることにより、推
定精度を維持しながら計算量の少ない画像信号推定を行
なうことができる。例えば推定が容易な画像構造が平坦
な領域では、計算量の多い自己回帰モデルに基づく推定
方法を用いるのではなく、計算量の比較的少ない簡易線
形補間装置35による推定を行なう。また、構造情報解
析装置31により得られた情報を第一の画像信号推定方
法の処理補正に組み込むか、もしくは第二の画像信号推
定方法として用いることで、より高精度な推定が可能と
なる。 (構成(13)、(14)に対応する発明の実施の形
態)この発明には上記した第4実施形態が対応する。構
成中の推定係数保存手段は図9のメモリカード36に、
推定係数選択手段は推定係数選択装置37にそれぞれ対
応する。この発明では、上記した第1実施形態において
計算量の多い推定係数の演算を予め複数の所定のパター
ンについて求めておき、推定位置近傍の画像構造と推定
係数のテーブルを作成、記憶しておく。画像情報の推定
の際にこのテーブル情報を利用することで演算を高速化
させる。図9の構造情報抽出装置31は、領域抽出画像
とパターン記憶装置38内に記憶された所定のパターン
画像とのパターンマッチング演算を行ない、類似度を評
価する。そして、類似度の高いパターンに対応する推定
係数をメモリカード36に記憶されているテーブルデー
タより求め、類似度の評価値に基づく適当な重みづけに
より推定係数を算出する。求めた推定係数を用いて画像
信号推定装置17により画像信号を推定し、補正画像記
憶装置18に記憶する。 (構成(13)、(14)の効果)複数の所定の構造情
報に対応する推定係数を保存しておくことで、領域抽出
画像からの推定係数を算出するための演算を行なうこと
なく推定係数を求めることができる。このように計算量
の多い演算部分を予め所定の画像についてのみ演算して
テーブルデータとして保存しておくことで、実際の処理
の際にはテーブルデータを用いて計算量を削減すること
ができる。 (構成(15)〜(17)に対応する発明の実施の形
態)この発明には、上記した第6実施形態が対応する。
構成中の第二領域抽出手段は図11の相関領域抽出装置
41に対応する。この発明では、ARモデルがよく成り
立つ推定位置近傍の領域を推定して相関領域を定めるこ
とで、効率的に高精度な画像情報の推定を行う。図11
の構造情報抽出装置31は領域抽出画像の微分画像を作
成し、相関領域抽出装置41により微分値がほぼ一定の
領域を相関値も一定の領域と推定して相関領域とする。
相関領域の自己相関関数を空間的相関情報算出装置14
により求め、以下、上記した第1実施形態と同様の処理
により画像信号の推定記憶を行なう。 (構成(15)〜(17)の効果)相関領域抽出装置4
1により、相関が一定とみなせる領域で推定係数を算出
することにより、より精度の高い推定を行なうことがで
きる。また、計算量の多い推定係数算出の演算過程にお
いて適切な相関領域を設定することで計算量の削減が可
能となる。 (構成(18)に対応する発明の実施の形態)この発明
には、上記した第7実施形態が対応する。構成中の推定
位置再抽出手段は推定位置選択装置100に、空間的相
関情報補間手段は空間的相関情報補間装置43にそれぞ
れ対応する。
In the present invention, simple linear interpolation in a flat area and a method based on an autoregressive model in an edge area are selectively used in accordance with the image structure near the estimated position obtained by the analysis of the structure information extracting device 31. . Structure information extraction device 31
Analyzes the structure of the region extraction image extracted by the region extraction device 12 and calculates parameters used by the estimation method switching device 33 to select an estimation method. The estimation method switching device 33 uses the first image signal estimation means when the edge strength of the region extraction image is larger than a predetermined value from the result of the structural information analysis, and uses the second image signal estimation means when the edge strength is smaller than the predetermined value. Estimate the signal. (Effects of Configurations (10) to (12)) By switching the image signal estimation method according to the structure of the region extraction image, it is possible to perform image signal estimation with a small amount of calculation while maintaining estimation accuracy. For example, in an area where the image structure is easy to estimate, the estimation is performed by the simple linear interpolation device 35 having a relatively small amount of calculation, instead of using the estimation method based on the autoregressive model having a large amount of calculation. Further, by incorporating the information obtained by the structural information analysis device 31 into the processing correction of the first image signal estimation method, or by using the information as the second image signal estimation method, more accurate estimation becomes possible. (Embodiments of the Invention Corresponding to the Configurations (13) and (14)) The fourth embodiment described above corresponds to this invention. The estimated coefficient storage means in the configuration is stored in the memory card 36 of FIG.
The estimation coefficient selection means corresponds to the estimation coefficient selection device 37, respectively. In the present invention, in the first embodiment described above, the calculation of the estimation coefficient having a large amount of calculation is obtained in advance for a plurality of predetermined patterns, and a table of the image structure near the estimation position and the estimation coefficient is created and stored. The calculation is speeded up by using this table information when estimating the image information. The structure information extraction device 31 of FIG. 9 performs a pattern matching operation between the region extraction image and a predetermined pattern image stored in the pattern storage device 38, and evaluates the similarity. Then, an estimation coefficient corresponding to a pattern having a high degree of similarity is obtained from table data stored in the memory card 36, and the estimation coefficient is calculated by appropriate weighting based on the evaluation value of the degree of similarity. The image signal is estimated by the image signal estimating device 17 using the obtained estimation coefficients, and is stored in the corrected image storage device 18. (Effects of Configurations (13) and (14)) By storing the estimation coefficients corresponding to a plurality of predetermined structural information, the estimation coefficients can be calculated without performing the calculation for calculating the estimation coefficients from the region extraction image. Can be requested. In this way, by calculating a calculation part having a large amount of calculation only for a predetermined image in advance and storing it as table data, the amount of calculation can be reduced using the table data in actual processing. (Embodiments of the Invention Corresponding to Configurations (15) to (17)) The sixth embodiment described above corresponds to this invention.
The second region extracting means in the configuration corresponds to the correlation region extracting device 41 of FIG. According to the present invention, by estimating a region near the estimated position where the AR model is well established and determining the correlation region, highly accurate image information is efficiently estimated. FIG.
The structure information extracting device 31 creates a differential image of the region extracted image, and the correlation region extracting device 41 estimates a region where the differential value is almost constant as a region where the correlation value is also constant and sets it as a correlation region.
The autocorrelation function of the correlation area is used to calculate the spatial correlation information.
Then, the image signal is estimated and stored by the same processing as in the first embodiment. (Effects of Configurations (15) to (17)) Correlation region extraction device 4
By calculating the estimation coefficient in a region where the correlation can be considered to be constant, more accurate estimation can be performed. In addition, the calculation amount can be reduced by setting an appropriate correlation area in the calculation process of the estimation coefficient calculation requiring a large amount of calculation. (Embodiment of Invention Corresponding to Configuration (18)) The seventh embodiment described above corresponds to this invention. The estimated position re-extraction unit in the configuration corresponds to the estimated position selection device 100, and the spatial correlation information interpolation unit corresponds to the spatial correlation information interpolation device 43.

【0089】この発明では、上記した第1実施形態のよ
うに一画素ごとに推定位置の相関係数を実際に相関をと
ることにより求めるのではなく、適当なサンプル位置に
ついてのみ相関計算から相関係数を求め、サンプル位置
間における相関係数はサンプル位置における相関係数か
らの補間演算により求める。これは、相関関数の形状は
大部分空間的に連続的に変化しているという推定に基づ
く。補間によって相関係数を求めることにより、計算量
を削減できる。推定位置選択装置100は、予め定めら
れた画像情報の複数の所定の位置のうち最も近くに位置
する推定位置を選択し、選択位置として保存する。領域
抽出手段は全ての選択位置について空間的相関情報算出
装置14により相関関数の関数形の係数を算出し、相関
係数記憶装置42に記憶する。空間的相関情報補間装置
43は、相関係数記憶装置42に記憶された推定位置に
おける相関関数の関数形の係数から画像内全ての推定位
置における相関関数の関数形の係数を補間により求め
る。以下第1の実施形態と同様の処理により画像信号を
求め、補正画像記憶装置18に記憶する。 (構成(18)の効果)推定すべき画像信号の複数の位
置を所定間隔以上で疎に再抽出し、この再抽出された位
置のみに対応する局所領域の空間的相関情報を算出し、
全ての位置に関する空間的相関情報を補間している。す
なわち、相関関数の関数形の係数を推定位置選択装置1
00により選択された選択位置についてのみ求め、他の
推定位置における相関関数の関数形の係数を選択位置に
おける相関関数の関数形の係数からの補間演算により求
めることにより、計算量を削減することができる。 (構成(19)〜(22)に対応する発明の実施の形
態)この発明には、上記した第8実施形態が対応する。
構成中の補正位置決定手段は図13の制御装置52に、
領域抽出手段は図13の制御装置52と部分色間相関計
算部51に、色相関情報算出手段は図13の色間相関計
算装置50にそれぞれ対応する。補正係数算出手段は図
13の補正係数算出装置64に対応する。画像信号補正
手段は図13の輝度成分復元装置61に対応する。先見
的色相関情報保持手段は図13の相関関数パラメータ記
憶部52に対応する。
According to the present invention, the correlation coefficient of the estimated position is not actually obtained for each pixel as in the first embodiment described above, but the correlation is calculated from the correlation calculation only for an appropriate sample position. The correlation coefficient between the sample positions is obtained by interpolation from the correlation coefficient at the sample position. This is based on the presumption that the shape of the correlation function changes mostly spatially continuously. By calculating the correlation coefficient by interpolation, the amount of calculation can be reduced. The estimated position selecting device 100 selects the closest estimated position among a plurality of predetermined positions of the predetermined image information, and stores the selected estimated position as the selected position. The region extracting means calculates a function-type coefficient of the correlation function by the spatial correlation information calculating device 14 for all selected positions, and stores it in the correlation coefficient storage device 42. The spatial correlation information interpolating device 43 obtains the function-type coefficients of the correlation function at all the estimated positions in the image by interpolation from the function-type coefficients of the correlation function at the estimated positions stored in the correlation coefficient storage device 42. Thereafter, an image signal is obtained by the same processing as in the first embodiment, and is stored in the corrected image storage device 18. (Effect of Configuration (18)) A plurality of positions of the image signal to be estimated are sparsely re-extracted at predetermined intervals or more, and spatial correlation information of a local region corresponding only to the re-extracted positions is calculated.
The spatial correlation information for all positions is interpolated. That is, the coefficient of the function form of the correlation function is estimated by the estimated position selecting device 1.
It is possible to reduce the amount of calculation by obtaining only the selected position selected by 00 and calculating the coefficient of the function form of the correlation function at the other estimated position by interpolation from the coefficient of the function form of the correlation function at the selected position. it can. (Embodiments of the Invention Corresponding to the Configurations (19) to (22)) The eighth embodiment described above corresponds to the present invention.
The correction position determination means in the configuration is provided to the control device 52 of FIG.
The region extracting means corresponds to the control device 52 and the partial color correlation calculating section 51 in FIG. 13, and the color correlation information calculating means corresponds to the color correlation calculating device 50 in FIG. The correction coefficient calculation means corresponds to the correction coefficient calculation device 64 in FIG. The image signal correction means corresponds to the luminance component restoration device 61 in FIG. The look-ahead color correlation information holding unit corresponds to the correlation function parameter storage unit 52 in FIG.

【0090】この発明では、第1実施形態と同様に、A
Rモデルにより推定位置における輝度信号を周囲の画像
情報の線形和として推定する。ただし、輝度信号はR,
G,B信号値の既知の線形和として表わされるものとす
る。輝度信号を推定するための推定係数は、RGB各色
の自己相関情報のみならず色間の相互相関情報が必要と
なるが、ここでは近似的に求めた色間相互相関を用い
る。
In the present invention, as in the first embodiment, A
The luminance signal at the estimated position is estimated as a linear sum of surrounding image information by the R model. However, the luminance signal is R,
It is assumed to be represented as a known linear sum of the G and B signal values. The estimation coefficient for estimating the luminance signal requires not only the autocorrelation information of each color of RGB but also the cross-correlation information between the colors. Here, the cross-correlation between the colors which is approximately obtained is used.

【0091】図13において、図2に示すようなフィル
タを有する単板式デジタルカメラ44により撮像された
画像情報はカラー画像入力端子46を通して画像処理装
置65内の画像メモリ47に伝送、記憶される。また、
コンピュータ45内に予め記憶された単板式デジタルカ
メラ44のフィルタ配置に関する情報及び輝度信号を
R,G,B色信号の線形和で表わすための輝度信号演算
係数をそれぞれ色成分マスクバッファ55及び輝度ウエ
イトバッファ56に伝送、記憶する。図13の制御装置
52は色成分マスクバッファ55内に記憶されたフィル
タ配置情報を用いてブロックI/O部48を制御して画
像メモリ47に記憶された画像情報から部分ブロック画
像をブロックバッファ49に記録する。
In FIG. 13, image information captured by a single-panel digital camera 44 having a filter as shown in FIG. 2 is transmitted and stored in an image memory 47 in an image processing device 65 through a color image input terminal 46. Also,
The color component mask buffer 55 and the luminance weight respectively represent the information on the filter arrangement of the single-panel digital camera 44 and the luminance signal operation coefficients for representing the luminance signal by the linear sum of the R, G, and B color signals stored in the computer 45 in advance. The data is transmitted and stored in the buffer 56. 13 controls the block I / O unit 48 using the filter arrangement information stored in the color component mask buffer 55 to convert the partial block image from the image information stored in the image memory 47 into the block buffer 49. To record.

【0092】以上で、単板式デジタルカメラ44及びコ
ンピュータ45からの情報伝送、記憶が完了し、以下一
画素ごとに輝度信号が推定され、出力画像メモリ62に
記憶される。色間相関計算装置50は、画像メモリ47
内の画像情報、ブロックバッファ49内に記憶されたブ
ロック画像、マスク相関計算装置57で計算されたフィ
ルタ配置の相関情報を用いて、輝度信号推定係数を算出
するために必要となる色間相互相関を算出する。補正係
数算出装置64は、色間相関計算装置50において得ら
れた色間相互相関、輝度ウエイトバッファ56に記憶さ
れた輝度信号推定係数、マスク相関計算装置57により
得られたフィルタ配置の相関情報を用いて補正係数を算
出する。輝度成分復元装置61は補正係数算出装置64
により算出された補正係数を用いて輝度信号を算出し、
出力画像メモリ62に記憶する。全ての画素について輝
度信号の推定から出力画像メモリ62への記憶を行い、
処理を完了する。出力画像メモリ62に記憶された輝度
信号画像は、制御装置52の制御のもとで、輝度画像出
力端子63を通して外部の表示装置、出力装置等に伝送
される。 (構成(19)〜(22)の効果)複数の色信号からな
る画像信号に対し、各色信号間の空間的相関を利用する
ことで近傍の全ての画素から画像情報を推定することが
可能となり、各色信号を独立に回復する場合に比較して
高い精度で画像情報の推定ができる。
The transmission and storage of information from the single-panel digital camera 44 and the computer 45 are completed as described above. Thereafter, a luminance signal is estimated for each pixel and stored in the output image memory 62. The inter-color correlation calculation device 50 includes an image memory 47.
Cross-correlation necessary for calculating a luminance signal estimation coefficient using the image information in the block, the block image stored in the block buffer 49, and the correlation information of the filter arrangement calculated by the mask correlation calculator 57. Is calculated. The correction coefficient calculator 64 calculates the inter-color cross-correlation obtained by the inter-color correlation calculator 50, the luminance signal estimation coefficient stored in the luminance weight buffer 56, and the correlation information of the filter arrangement obtained by the mask correlation calculator 57. To calculate a correction coefficient. The luminance component restoring device 61 includes a correction coefficient calculating device 64
Calculate the luminance signal using the correction coefficient calculated by
It is stored in the output image memory 62. From the estimation of the luminance signal for all the pixels, storage in the output image memory 62 is performed.
Complete the process. The luminance signal image stored in the output image memory 62 is transmitted to an external display device, output device, or the like through the luminance image output terminal 63 under the control of the control device 52. (Effects of Configurations (19) to (22)) With respect to an image signal composed of a plurality of color signals, it is possible to estimate image information from all neighboring pixels by using a spatial correlation between the color signals. In addition, image information can be estimated with higher accuracy than when each color signal is independently recovered.

【0093】特定の対象を被写体とする場合には、各色
信号間の空間的相関に関する先見的な知識を予め求めて
おき有効に生かすことができる。先見的情報は画像信号
の種類に応じて切り替えて用いることで、より高精度な
推定が可能となる。
When a specific object is set as a subject, a priori knowledge regarding the spatial correlation between the respective color signals can be obtained in advance and effectively utilized. By switching the foresight information according to the type of the image signal, more accurate estimation can be performed.

【0094】所定領域内の色信号から得られる部分的、
あるいは近似的な各色信号間の相互相関の精度は領域に
より異なる。そこで、画像情報から推定された相互相関
に色間の相互相関の一般的関数形や画像の種類に応じて
求めた色間の相互相関の関数形を当てはめることで、画
像情報の推定精度の局所的な低下を抑制することができ
る。また、相互相関の推定精度が低いと思われる位置に
おいて相互相関を周囲の相互相関から補間により求めた
り、あるいは相互相関が特定の性質をもつように規制す
ることによって推定を高精度化することも可能である。
The partial area obtained from the color signal in the predetermined area,
Alternatively, the accuracy of the approximate cross-correlation between the respective color signals differs depending on the region. By applying the general function form of cross-correlation between colors and the function form of cross-correlation between colors obtained according to the type of image to the cross-correlation estimated from image information, local accuracy of image information estimation accuracy is Can be suppressed. It is also possible to obtain the cross-correlation from the surrounding cross-correlation by interpolation at a position where the cross-correlation estimation accuracy is considered to be low, or to improve the accuracy by restricting the cross-correlation to have a specific property. It is possible.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明によれば、推定すべき画像信号の
局所領域に関する空間的相関情報を用いて画像構造に依
存した適応的推定を行なうようにしたので、任意の構造
の画像に対して最適な推定を行なうことができるように
なる。
According to the present invention, adaptive estimation depending on an image structure is performed using spatial correlation information on a local region of an image signal to be estimated. This makes it possible to perform optimal estimation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態が適用される画像処理シ
ステムの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image processing system to which a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】CCD上の色フィルタの配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of color filters on a CCD.

【図3】図1に示す領域抽出装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an area extracting device shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す空間的相関情報算出装置の構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a spatial correlation information calculation device shown in FIG.

【図5】本発明の第2実施形態が適用される画像処理シ
ステムの構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which a second embodiment of the present invention is applied.

【図6】エッジ検出のための領域抽出画像を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an area extraction image for edge detection.

【図7】図5に示す空間的相関情報算出装置の構成を示
す図である。
7 is a diagram showing a configuration of the spatial correlation information calculation device shown in FIG.

【図8】本発明の第3実施形態が適用される画像処理シ
ステムの構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which a third embodiment of the present invention is applied.

【図9】本発明の第4実施形態が適用される画像処理シ
ステムの構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which a fourth embodiment of the present invention is applied.

【図10】図9に示す構造情報抽出装置の構成を示す図
である。
10 is a diagram showing a configuration of the structure information extracting device shown in FIG.

【図11】本発明の第6実施形態が適用される画像処理
システムの構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which a sixth embodiment of the present invention is applied.

【図12】本発明の第7実施形態が適用される画像処理
システムの構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which a seventh embodiment of the present invention is applied.

【図13】本発明の第8実施形態が適用される画像処理
システムの構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an image processing system to which an eighth embodiment of the present invention is applied.

【図14】色成分マスクの一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a color component mask.

【図15】赤、緑成分マスクの相互相関について説明す
るための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a cross-correlation between red and green component masks.

【図16】相互相関関数のデータ分布を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a data distribution of a cross-correlation function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レンズ、2…色フィルタ、3…CCD、4…単板式
デジタルカメラ、5…A/D変換装置、6…ROM、7
…画像メモリ、8…画像信号、9…撮像装置情報記憶装
置、10…画像情報記憶装置、11…推定位置決定装
置、12…領域抽出装置、13…相関範囲記憶装置、1
4…空間的相関情報算出装置、15…推定係数算出装
置、16…推定係数範囲記憶装置、17…画像信号推定
装置、18…補正画像記憶装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens, 2 ... Color filter, 3 ... CCD, 4 ... Single-panel digital camera, 5 ... A / D converter, 6 ... ROM, 7
... Image memory, 8 ... Image signal, 9 ... Imaging device information storage device, 10 ... Image information storage device, 11 ... Estimated position determination device, 12 ... Region extraction device, 13 ... Correlation range storage device, 1
4 ... Spatial correlation information calculation device, 15 ... Estimation coefficient calculation device, 16 ... Estimation coefficient range storage device, 17 ... Image signal estimation device, 18 ... Corrected image storage device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像信号を生成する撮像装置に関する情
報に基づき、推定すべき画像信号の位置を決定する推定
位置決定手段と、 この推定位置決定手段から得られた上記画像信号の位置
を包含する所定サイズの局所領域を抽出する領域抽出手
段と、 この領域抽出手段から得られた局所領域に関する空間的
相関情報を算出する空間的相関情報算出手段と、 この空間的相関情報算出手段によって算出された空間的
相関情報に基づき、上記推定位置決定手段から得られた
上記画像信号の位置に対応する画像信号を推定する画像
信号推定手段と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
1. An estimated position determining means for determining a position of an image signal to be estimated based on information on an imaging device for generating an image signal, and a position of the image signal obtained from the estimated position determining means. Region extraction means for extracting a local region of a predetermined size; spatial correlation information calculation means for calculating spatial correlation information on the local region obtained from the region extraction means; An image processing apparatus comprising: an image signal estimating unit that estimates an image signal corresponding to a position of the image signal obtained from the estimated position determining unit based on spatial correlation information.
【請求項2】 上記領域抽出手段から得られた局所領域
に関する構造情報を抽出する構造情報抽出手段と、 この構造情報抽出手段で抽出された構造情報に基づき、
上記空間的相関情報算出手段による空間的相関情報算出
の方法を変更する変更手段と、 をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の画像
処理装置。
2. A structure information extracting means for extracting structure information relating to a local region obtained from the area extracting means, and based on the structure information extracted by the structure information extracting means.
2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: changing means for changing a method of calculating spatial correlation information by said spatial correlation information calculating means.
【請求項3】 複数の色信号からなる画像信号を生成す
る撮像装置に関する情報に基づき、推定すべき画像信号
の位置を決定する推定位置決定手段と、 この推定位置決定手段から得られた上記画像信号の位置
を包含する所定サイズの局所領域を複数の色信号を含む
画像信号から抽出する領域抽出手段と、 この領域抽出手段から得られた局所領域に関する空間的
相関情報を算出する空間的相関情報算出手段と、 上記領域抽出手段から得られた局所領域に関する色相関
情報を算出する色相関情報算出手段と、 上記空間的相関情報算出手段によって算出された空間的
相関情報と上記色相関情報算出手段から算出された色相
関情報に基づき、上記推定位置決定手段から得られた上
記画像信号の位置に対応する画像信号を推定する画像信
号推定手段と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
3. Estimated position determining means for determining a position of an image signal to be estimated based on information on an image pickup device for generating an image signal composed of a plurality of color signals, and said image obtained from said estimated position determining means. Region extracting means for extracting a local region of a predetermined size including a signal position from an image signal containing a plurality of color signals; and spatial correlation information for calculating spatial correlation information on the local region obtained from the region extracting device Calculating means; color correlation information calculating means for calculating color correlation information on a local region obtained from the area extracting means; spatial correlation information calculated by the spatial correlation information calculating means; and the color correlation information calculating means Image signal estimating means for estimating an image signal corresponding to the position of the image signal obtained from the estimated position determining means based on the color correlation information calculated from The image processing apparatus characterized by comprising a.
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