JP2015162816A - 画像処理装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画像のうち、欠陥画素に対応する画素を通るように設定した着目ライン上に存在する複数の画素から画素列を生成する(S303)。また、着目ラインに平行な参照ライン上に存在する複数の画素から画素列を生成する(S304)。これら画素列の相関量に基づいて定まる、参照ライン上の画素の値を用いて、欠陥画素に対応する画素の値を補正する(S307)。
【選択図】 図3
Description
図1(a)は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の一例である撮像装置100の機能構成例を示すブロック図である。
撮像装置100はデジタルカメラ、デジタルビデオカメラなど、被写体を撮影し、被写体の画像を表すデータ(画像データ)を取得する装置である。光学系101は、レンズ、シャッター、絞りを有し、CPU103の制御によって被写体光学像を撮像素子102に結像させる。CCDもしくはCMOSイメージセンサなどの撮像素子102は、結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、アナログ画像信号に変換する。CPU103は、アナログ画像信号をデジタル画像信号(画像データ)に変換し、ホワイトバランス調整や色補間処理などのいわゆる現像処理や、符号化処理などを適用する。CPU103はプログラムを実行して各機能ブロックを制御することにより、撮像装置100の様々な機能を実現する。
まず、S301においてCPU103は、処理対象の画像データを取得する。ここで、画像データは、撮影によって取得してもよいし、記憶媒体106に記録されている画像データを読み出すことによって取得してもよい。あるいは通信装置109を通じて外部装置から取得してもよい。なお、ここで取得する画像データは欠陥画素の補正がなされていない状態であり、例えばRAW画像データである。
図4は着目ラインの特徴画素列に対して参照ラインの特徴画素列をX画素(Xは整数であり、正は右方向、負は左方向を表す)シフトさせた時の相関量の算出例を模式的に示している。CPU103は、各シフト量(相対的な位置)において矢印でつないだ画素値同士の差異を合計する。例えば、相関を算出する画素数を2W+1(Wは正の整数)、着目ラインの特徴画素列のインデックスi(図4参照)における画素値をTi、参照ラインの特徴画素列のインデックスiにおける画素値をRiとする。この時、シフト量Xの時の相関量Sxは以下の式により算出される。
第1の実施形態においては、ベイヤー配列におけるR画素やB画素のように、カラーフィルターの繰り返し単位の中に1画素だけ含まれる画素が欠陥画素である場合の補正方法を説明した。本実施形態では、ベイヤー配列におけるG画素のように、各画素ラインに含まれる画素が欠陥画素である場合の補正方法に関する。
第1および第2の実施形態においては欠陥画素が孤立している場合の補正方法を説明した。本実施形態では、同色の欠陥画素が連続して存在する場合の補正方法を説明する。このような欠陥画素が生じるのは、製造誤差や経年変化だけでなく、図7(a)に示すように、撮像素子に焦点検出用の画素を配置した場合がある。焦点検出用画素は、位相差検出方式の焦点検出を行うための信号を生成するため、受光範囲が通常の画素より狭く形成されたり、カラーフィルターが設けられないなど、得られる画素値が通常の画素とは異なる。従って、このような焦点検出用画素も、図7(b)に示すように同色画素が連続して欠陥画素であるものと見なして補正する必要がある。
以上説明したように、本実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を実現することができる。
上述の実施形態においては、参照画素が着目ラインから垂直方向にカラーフィルターの繰り返し単位1つ分もしくは隣接する画素ラインに設定した参照ラインから得られる場合について説明した。つまり、着目ラインと参照ラインとが水平方向に有意に高い相関を有している場合であった。
Q=α×Qa+(1−α)×Qb (2)
1番目に、最小相関量に応じた合成率αの決定について説明する。この場合、S305A及びS305Bの相関量算出処理で得られた相関量を利用し、参照ラインAについての最小相関量Saと、参照ラインBについての最小相関量Sbとの差分の大きさに応じて合成率αを決定する。最小相関量の差分をSsubとすると、
Ssub=Sa−Sb (3)
である。最小相関量の差分Ssubと合成率αとの関係例を図11(a)に示す。上述の通り、相関量は小さいほど2つの特徴画素列の相関が高いことを示すため、差分相関量Ssubが小さいほど参照ラインAから算出された補正値Qaの割合(合成率α)を大きくする。また、差分相関量Ssubが大きいほど合成率αを小さくして、参照ラインBから算出された補正値Qbの割合(1−α)を大きくする。
H=|GU−GD|―|GL−GR| (4)
として算出することが可能である。
Gsub=Ga−Gb
に応じて合成率αを決定することができる。具体的には、図11(d)に示すように、Gsubの値が小さいほど参照ラインAから算出された補正値Qaの割合(合成率α)を大きくし、Gsubの値が大きいほど合成率αを小さくして参照ラインBから算出された補正値Qbの割合(1−α)を大きくする。
また、参照ラインを2つ用いる場合について説明したが、3つ以上用いてもよい。また、着目ラインの上方だけでなく下方にも参照ラインを設定するようにしてもよい。
特に、被写体が着目ラインの方向と近い方向のエッジを有する場合や、繰り返し形状を有する場合であっても、誤補正を抑制し、欠陥画素の補正精度を高めることができる。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。第1の実施形態において、図5(a)を用いて、相関量Sxが最小となるシフト量Xを求める方法の例を説明した。図5(a)の処理において、シフト範囲内で得られる相関量Sxが一定の場合、S1703の条件が満たされることがない(最初に相関量Sxを算出した場合を除く)ため、結果として得られるXminは初期値(−W)となる。この場合、シフト量によらず同一の相関量が算出されているにもかかわらず、シフト範囲において欠陥画素から最も離れた位置の画素を参照して欠陥画素を補正することになる。
以上、本発明を例示的な実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に規定される範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
また、上述の実施形態では原色ベイヤー配列のカラーフィルターを備えた撮像素子で撮影された画像の補正について説明したが、他のタイプの繰り返しパターンを有するカラーフィルターを備えた撮像素子で撮影された画像の補正も同様に行うことができる。
また、参照ラインを2つ用いる場合について説明したが、3つ以上用いてもよい。また、着目ラインの上方だけでなく下方にも参照ラインを設定するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では原色ベイヤー配列のカラーフィルターを備えた撮像素子で撮影された画像の補正について説明したが、他のタイプの繰り返しパターンを有するカラーフィルターを備えた撮像素子で撮影された画像の補正も同様に行うことができる。
Claims (13)
- 撮像素子を用いて撮影された画像および、前記撮像素子の欠陥画素の情報を取得する取得手段と、
前記画像のうち、前記欠陥画素に対応する画素を通るように設定した着目ライン上に存在する複数の画素を抽出し、第1の画素列を生成する第1の生成手段と、
前記画像のうち、前記着目ラインに平行な参照ライン上に存在する複数の画素を抽出し、第2の画素列を生成する第2の生成手段と、
前記第1の画素列と前記第2の画素列との相関量を、複数の相対的な位置について求める相関算出手段と、
前記算出手段で求められた相関量に基づいて定まる、前記参照ライン上の画素の値を用いて、前記欠陥画素に対応する画素の値を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値を用いて前記欠陥画素に対応する画素の値を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記補正値算出手段は、前記複数の相対的な位置のうち、前記第1の画素列と前記第2の画素列との相関が最も高くなる相関量が得られる相対的な位置から特定される前記参照ライン上の画素の値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記第1の画素列と前記第2の画素列との相関が最も高くなる相関量が得られる相対的な位置が複数存在する場合、前記補正値算出手段は、特定される前記参照ライン上の複数の画素のうち、前記欠陥画素に対応する画素からの距離が最も短い画素の値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記第1の生成手段は、前記欠陥画素に対応する画素と同色の画素を抽出して前記第1の画素列を生成し、前記第2の生成手段は、前記第1の生成手段が抽出する画素と同色の画素を抽出して前記第2の画素列を生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1の生成手段は、前記欠陥画素に対応する画素と異なる色の画素を抽出して前記第1の画素列を生成し、前記第2の生成手段は、前記第1の生成手段が抽出する画素と同色の画素を抽出して前記第2の画素列を生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第2の生成手段は、前記着目ラインからの距離が異なる複数の参照ラインの各々について前記第2の画素列を生成し、
前記相関算出手段は、前記第1の画素列と前記複数の第2の画素列の各々との相関量を算出し、
前記補正値算出手段は、前記相関量に基づいて定まる、前記複数の参照ラインの各々の上に存在する画素の値を用いて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記補正値算出手段は、前記複数の参照ラインの各々の上に存在する画素の値を用いて複数の補正値を算出し、前記複数の補正値を合成して最終的な補正値を算出することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。
- 前記補正値算出手段は、前記第1の画素列と前記複数の第2の画素列の各々との相関量のうち、相関が高いことを表す相関量に基づいて定まる画素の値を用いて得られる補正値ほど割合が大きくなるように合成することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
- 前記補正値算出手段は、前記欠陥画素に対応する画素に写っている被写体の方向が前記着目ラインの方向に近いほど、前記着目ラインからの距離が大きい前記参照ラインから生成された第2の画素列について算出された相関量に基づいて定まる画素の値を用いて得られる補正値の割合が大きくなるように合成することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
- 前記補正値算出手段は、前記第1の画素列と前記複数の第2の画素列の各々との相関量のうち、前記第1の画素列と画素値の変化傾向との差が小さい第2の画素列についての相関量に基づいて定まる画素の値を用いて得られる補正値ほど割合が大きくなるように合成することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
- 前記参照ラインと前記着目ラインとの距離が、前記撮像素子の備えるカラーフィルターの繰り返し単位の倍数に等しいことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 取得手段が、撮像素子を用いて撮影された画像および、前記撮像素子の欠陥画素の情報を取得する取得ステップと、
第1の生成手段が、前記画像のうち、前記欠陥画素に対応する画素を通るように設定した着目ライン上に存在する複数の画素を抽出し、第1の画素列を生成する第1の生成ステップと、
第2の生成手段が、前記画像のうち、前記着目ラインに平行な参照ライン上に存在する複数の画素を抽出し、第2の画素列を生成する第2の生成ステップと、
相関算出手段が、前記第1の画素列と前記第2の画素列との相関量を、複数の相対的な位置について求める相関算出ステップと、
補正値算出手段が、前記算出ステップで求められた相関量に基づいて定まる、前記参照ライン上の画素の値を用いて、前記欠陥画素に対応する画素の値を補正するための補正値を算出する補正値算出ステップと、
補正手段が、前記補正値を用いて前記欠陥画素に対応する画素の値を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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