JPWO2017130281A1 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
〔撮像システムの構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。図1に示す撮像システム1は、撮像装置10と、画像処理装置20と、表示装置30と、を備える。
まず、撮像装置10の構成について説明する。撮像装置10は、図1に示すように、光学系101と、絞り102と、シャッタ103と、ドライバ104と、撮像素子105と、アナログ処理部106と、A/D変換部107と、操作部108と、メモリI/F部109と、記録媒体110と、揮発メモリ111と、不揮発メモリ112と、バス113と、撮像制御部114と、第1外部I/F部115と、を備える。
アナログ処理部106は、撮像素子105から入力されるアナログ信号に対して、所定のアナログ処理を施してA/D変換部107へ出力する。具体的には、アナログ処理部106は、撮像素子105から入力されるアナログ信号に対して、ノイズ低減処理およびゲインアップ処理等を行う。例えば、アナログ処理部106は、アナログ信号に対して、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに目的の明るさとなるようにゲインアップを行う。
次に、画像処理装置20の構成について説明する。画像処理装置20は、第2外部I/F部21と、欠陥ブロック検出部22と、欠陥ブロック補正部23と、画像処理部24と、を備える。
次に、表示装置30の構成について説明する。表示装置30は、画像処理装置20から入力される画像データに対応する画像を表示する。表示装置30は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)等の表示パネル等を用いて構成される。
次に、欠陥ブロック検出部22が実行する処理について説明する。図4は、欠陥ブロック検出部22が実行する処理の概要を示すフローチャートであり、欠陥ブロック検出部22が実行するメインルーチンのフローチャートである。
次に、図4のステップS104において説明したオフセット算出処理の詳細について説明する。図5は、オフセット算出処理の概要を示すフローチャートである。
ステップS202において、オフセット算出部222は、オフセットレベルを算出する。具体的には、オフセット算出部222は、上述したステップS201において算出した差の中央値を注目するアドレス(Shx,Shy)における共有ブロックのオフセットレベルとして算出する。なお、オフセット算出部222は、中央値以外にも、統計値、例えば最頻値および平均値等に基づいてオフセットレベルとして算出してもよい。オフセット算出部222は、中央値を用いた場合において、注目するアドレス(Shx,Shy)の共有ブロック内や、その画素に隣接する共有ブロック外の画素に欠陥画素があったとき、その欠陥画素の影響を低減して、オフセットレベルを算出することができる。
次に、欠陥ブロック補正部23が実行する処理について説明する。図7は、欠陥ブロック補正部23が実行する処理の概要を示すフローチャートであり、欠陥ブロック補正部23が実行するメインルーチンのフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2は、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と同様の構成を有し、オフセット算出処理が異なる。以下においては、本実施の形態2に係るオフセット算出部が実行するオフセット算出処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図8は、本実施の形態2に係るオフセット算出処理の概要を示すフローチャートである。なお、本実施の形態2においては、オフセット算出部222およびオフセット算出部231の各々が同じ処理を行うため、オフセット算出部222が実行する場合のオフセット算出処理のみを説明する。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3に係る撮像システムは、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と同様の構成を有し、オフセット算出処理が異なる。以下においては、本実施の形態3に係るオフセット算出部が実行するオフセット算出処理について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図10は、本実施の形態3に係るオフセット算出処理の概要を示すフローチャートである。なお、本実施の形態3においては、オフセット算出部222およびオフセット算出部231の各々が同じ処理を行うため、オフセット算出部222が実行する場合のオフセット算出処理のみを説明する。
ステップS502において、オフセット算出部222は、オフセットレベルを算出する。具体的には、オフセット算出部222は、上述したステップS501において算出した差の中央値を注目するアドレス(Shx,Shy)のオフセットレベルとして算出する。なお、オフセット算出部222は、中央値以外にも、統計値、例えば最頻値および平均値等に基づいてオフセットレベルとして算出してもよい。オフセット算出部222は、中央値を用いた場合において、ランダムノイズや被写体等の影響を低減して、オフセットレベルを算出することができる。ステップS502の後、オフセット算出部222は、図4のメインルーチンへ戻る。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態4に係る撮像システムは、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と構成が異なる。以下においては、本実施の形態4に係る撮像システムの構成について説明する。なお、上述した実施の形態1に係る撮像システム1と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、本発明の実施の形態4に係る撮像システムの構成を模式的に示すブロック図である。図12に示す撮像システム1aは、上述した実施の形態1に係る撮像システム1の画像処理装置20に換えて、画像処理装置20aを備える。
画像処理装置20aの構成について説明する。画像処理装置20aは、上述した実施の形態1に係る画像処理装置20の欠陥ブロック補正部23に換えて、欠陥ブロック補正部23aを備える。
次に、欠陥ブロック補正部23aが実行する処理について説明する。図13は、欠陥ブロック補正部23aが実行する処理の概要を示すフローチャートであり、欠陥ブロック補正部23aが実行するメインルーチンのフローチャートである。
ν=α×γ+(1−α)×β ・・・(1)
次に、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態5に係る撮像システムは、上述した実施の形態4に係る撮像システム1aと同様の構成を有し、欠陥ブロック補正部が実行する処理のみ異なる。以下においては、本実施の形態5に係る欠陥ブロック補正部が実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態4に係る撮像システム1aと同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図14は、本実施の形態5に係る欠陥ブロック補正部23aが実行する処理の概要を示すフローチャートであり、欠陥ブロック補正部23aが実行するメインルーチンのフローチャートである。図14において、ステップS701は、上述した図13のステップS601に対応する。
本発明の実施の形態では、予め欠陥ブロックを判定し、欠陥ブロックが発生する共有ブロック内における画素の画素値を補正していたが、全ての共有ブロックに対して撮影された画像データを用いてリアルタイムにオフセット算出して欠陥ブロックの判定を行うことで、予め欠陥ブロックを判定することなく、欠陥ブロックである共有ブロック内の画素の画素値を補正するようにしてもよい。
10 撮像装置
20,20a 画像処理装置
21 第2外部I/F部
22 欠陥ブロック検出部
23,23a 欠陥ブロック補正部
24 画像処理部
30 表示装置
101 光学系
102 絞り
103 シャッタ
104 ドライバ
105 撮像素子
105a 画素
105b 第1スイッチ
105c 垂直転送線
105d FD部
105e アンプ部
105f 第2スイッチ
105h 転送線
106 アナログ処理部
107 A/D変換部
108 操作部
109 メモリI/F部
110 記録媒体
110a 画像データ記録部
111 揮発メモリ
112 不揮発メモリ
112a プログラム記録部
113 バス
114 撮像制御部
115 第1外部I/F部
221 平均画像作成部
222,231,232a オフセット算出部
223 欠陥ブロック判定部
231a 輝点判定部
232,235a 画素値補正部
233a 補正量算出部
234a 補正量メモリ
Claims (17)
- 2次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、所定の画素数毎に設けられ、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子によって生成された画像データを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記画像データに基づいて、前記読み出し回路を共有する複数の画素からなる共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック外における画素の画素値とを用いて、前記共有ブロック内で生じる画素値のオフセット成分を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記オフセット成分に基づいて、前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正量を算出し、該補正量を用いて前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記検出部は、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素に隣接する前記共有ブロック外における画素の画素値との差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記検出部は、前記共有ブロック内における複数の画素それぞれの画素値と、前記共有ブロック内の各画素の周囲に位置する前記共有ブロック外の画素の画素値との差を算出し、算出した差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記検出部は、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素の周囲に位置する前記共有ブロック外における画素の画素値との差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記検出部は、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素の周囲に位置する前記共有ブロック外の画素における補正後の画素値との差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記撮像素子の受光面には、互いに異なる複数の波長帯域の光を透過させるカラーフィルタが配置されており、
前記検出部は、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素と同色の前記共有ブロック外における画素の画素値との差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記検出部は、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素と同色の前記共有ブロック外の画素における補正後の画素値との差に基づいて、前記オフセット成分を検出することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記検出部は、前記共有ブロック内における画素が欠陥画素のとき、前記共有ブロック内における画素に隣接する画素が欠陥画素であるとき、または前記共有ブロック内における画素に隣接する画素が前記読み出し回路に起因して画素値にノイズが発生する欠陥ブロックであるとき、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック内における画素に隣接する前記共有ブロック外における画素の画素値との差の算出を中止することを特徴とする請求項2〜7のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記検出部は、
前記取得部が取得した前記画像データに基づいて、前記共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック外における画素の画素値とを用いて、前記オフセット成分を前記共有ブロック毎に算出するオフセット算出部と、
前記オフセット算出部が算出した前記オフセット成分に基づいて、注目する前記共有ブロックが前記読み出し回路に起因して画素値にノイズが発生する欠陥ブロックであるか否かを判定する欠陥ブロック判定部と、
を有し、
前記補正部は、前記欠陥ブロック判定部によって前記欠陥ブロックと判定された前記共有ブロックに対し、前記オフセット算出部が算出した前記オフセット成分に基づいて、前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正量を算出し、該補正量を用いて前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 前記オフセット算出部は、前記オフセット成分を算出する場合において、前記共有ブロック内における画素が欠陥画素のとき、前記共有ブロック内における画素に隣接する画素が欠陥画素であるとき、または前記共有ブロック内における画素に隣接する画素が前記欠陥ブロックであるとき、前記オフセット成分の算出を中止することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、前記取得部が取得した前記画像データより前に算出した前記補正量を用いて前記共有ブロック内の少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、前記オフセット成分と、前記取得部が取得した前記画像データより前のフレームにおいて算出された前記オフセット成分とに基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、前記取得部が取得した前記画像データより前のフレームにおいて算出した前記補正量を用いて、前記取得部が取得した前記画像データの現フレームにおける前記共有ブロック内の少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、前記共有ブロック内における各画素の画素値から前記補正量を減算することによって前記共有ブロック内における各画素の画素値を補正することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記補正部は、
前記共有ブロックを含む複数の画素における2つの画素の画素値の差に基づいて、前記共有ブロック内に輝点が発生しているか否かを判定する輝点判定部と、
前記輝点判定部によって輝点が発生しないと判定された前記共有ブロックに対し、前記オフセット成分を算出するオフセット算出部と、
前記オフセット算出部が算出した前記オフセット成分に基づいて、前記補正量を算出する補正量算出部と、
前記補正量算出部が算出した前記補正量に基づいて、前記共有ブロック内の画素の画素値を補正する画素値補正部と、
を有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 2次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、所定の画素数毎に設けられ、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子によって生成された画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づいて、前記読み出し回路を共有する複数の画素からなる共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック外における画素の画素値とを用いて、前記共有ブロック内で生じる画素値のオフセット成分を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出した前記オフセット成分に基づいて、前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正量を算出し、該補正量を用いて前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 2次元状に配置され、外部から光を受光し、受光量に応じた信号を生成する複数の画素と、所定の画素数毎に設けられ、前記信号を画素値として読み出す複数の読み出し回路と、を有する撮像素子によって生成された画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づいて、前記読み出し回路を共有する複数の画素からなる共有ブロック内における画素の画素値と、前記共有ブロック外における画素の画素値とを用いて、前記共有ブロック内で生じる画素値のオフセット成分を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出した前記オフセット成分に基づいて、前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正量を算出し、該補正量を用いて前記共有ブロック内における少なくとも1つ以上の画素の画素値を補正する補正ステップと、
を画像処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
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