JP4402994B2 - 画像処理方法および装置並びにプログラム - Google Patents
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Description
前記デジタル画像から該デジタル画像全体のノイズレベルを算出し、
該デジタル画像全体のノイズレベルに基づいて前記デジタル画像全体に対する前記閾値を求め、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じて前記デジタル画像全体に対する閾値を調整することによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎の閾値を取得することを特徴とするものである。
前記デジタル画像から該デジタル画像全体のノイズレベルを算出し、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じて前記デジタル画像全体のノイズレベルを調整することによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎のノイズレベルを取得し、
該明るさのレベル毎のノイズレベルに基づいて、前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記閾値を求めることを特徴とするものである。
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B
Cr=0.500×R−0.419×G−0.081×B (1)
Cb=−0.169×R−0.331×G+0.500×B
但し,Y:輝度
Cr,Cb:色差
R,G,B:R値,G値,B値
ここで、例えば各成分のノイズレベルをRMS値、すなわちその成分の標準偏差σとすると、下記の式(2)に示す関係が成立する。
(σY)2=(0.299×σR)2+(0.587×σG)2
+(0.114×σB)2
(σCr)2=(0.500×σR)2+(0.419×σG)2 (2)
+(0.081×σB)2
(σCb)2=(0.169×σR)2+(0.331×σG)2
+(0.500×σB)2
但し,σ:標準偏差
一方、前述したように、画像を取得する装置においては、光電変換素子の夫々のカラー画素で生じるノイズ量が大きく異なることは考えにくく、すなわち、R、G、B各色におけるノイズレベルをσR、σG、σBとすると、下記の式(3)に示すように、各色のノイズ量がほぼ同じであると考えられる。
σR≒σG≒σB (3)
但し,σR,σG,σB:ノイズ量
式(2)と式(3)から、さらに下記の式(4)を推出することができる。
σY≒1.02σCr≒1.07σCb (4)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
すなわち、色差ノイズレベルσCrまたはσCbが分かれば、輝度ノイズレベルσYを式(4)に従って推定することができる。
L=0.299×R+0.587×G+0.114×B
C1=−0.299×R−0.587×G+0.886×B (5)
C2=0.701×R−0.587×G−0.114×B
但し,L:輝度
C1,C2:色差
σL≒σC1/1.65≒σC2/1.38 (6)
但し,σL:輝度ノイズレベル
σC1,σC2:色差ノイズレベル
また、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定する上記の式(4)および式(6)は、R、G、Bの各色の成分がゲインを受けることがなく、または同じゲインを受けることを前提とした式(3)に基づいたものであり、画像を取得する装置において、ホワイトバランス処理がなされたり、各色の画素の感度設定が異なったりするなどの場合において、R、G、Bが異なったゲインを受ける可能性があるため、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定する際に、1つの色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定するよりも、式(7)、式(8)に示すように、2つの色差ノイズレベルの平均値を用いて輝度ノイズレベルを推定することが好ましい。
σY≒(1.02×σCr+1.07×σCb)/2 (7)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
σL≒(σC1/1.65+σC2/1.38)/2 (8)
但し,σL:輝度ノイズレベル
σC1,σC2:色差ノイズレベル
さらに、例えば画像を取得する装置のカラーフィルタの透過率比や、ホワイトバランス処理などの画像処理条件から画像のR、G、B各色の受けるゲインが式(9)に示すように分かれば、そのゲインに応じて、下記の式(10)、式(11)に示すように色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することがさらに好ましい。
ここで、輝度色差空間としてYCrCb空間、LC1C2空間と例としたが、L*a*b空間などの輝度色差空間も同様に、色差ノイズレベルと輝度ノイズレベルとが所定の関係を有するため、他の輝度色差空間に対しても、色差ノイズレベルから輝度ノイズレベルを推定することができる。
前記度合いに応じて前記デジタル画像全体に対する前記閾値または前記デジタル画像全体のノイズレベルを調整することが好ましい。
前記デジタル画像から該デジタル画像全体のノイズレベルを算出する全体ノイズレベル算出手段と、
該デジタル画像全体のノイズレベルに基づいて前記デジタル画像全体に対する前記閾値を求める全体閾値取得手段と、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じて前記デジタル全体に対する閾値を調整することによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記閾値を取得する調整手段とを有してなることを特徴とするものである。
前記デジタル画像から該デジタル画像全体のノイズレベルを算出する全体ノイズレベル算出手段と、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じて前記デジタル画像全体のノイズレベルを調整することによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎のノイズレベルを取得する調整手段と、
該明るさのレベル毎のノイズレベルに基づいて、前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記閾値を求める閾値取得手段とを有してなることを特徴とするものである。
前記度合いに応じて前記デジタル画像全体に対する前記閾値または前記デジタル画像全体のノイズレベルを調整するものであることが好ましい。
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B
Cr=0.500×R−0.419×G−0.081×B (1)
Cb=−0.169×R−0.331×G+0.500×B
但し,Y:輝度
Cr,Cb:色差
R,G,B:R値,G値,B値
ボケ画像作成手段10は、YCC変換手段5により得られた画像S0を用いて画像S0の輝度色差成分毎に、複数のボケ画像を作成する。なお、ボケ画像作成手段10は、各成分に対して同じ手法でボケ画像を作成するものであり、ここでは、輝度成分を例にして、ボケ画像作成手段10の動作を説明する。図2は、ボケ画像作成手段10の構成を示すブロック図である。図示のように、ボケ画像作成手段10は、フィルタリング処理を行ってフィルタリング画像B1、B2、・・・Bnを得るフィルタリング手段12と、各フィルタリング画像に対して補間処理を行う補間手段14と、フィルタリング手段12および補間手段14を制御する制御手段16とを有してなるものである。フィルタリング手段12は、ローパスフィルタを用いてフィルタリング処理を行うものであり、このローパスフィルタとしては、例えば図3に示すような5×1のグリッド状の1次元ガウス分布に略対応したフィルタFを用いることができる。このフィルタFは下記の式(12)において、σ=1としたものである。
フィルタリング画像B1を補間する際に、k=1であるため、σ=1となる。上記式(13)においてσ=1としたときの補間を行うためのフィルタは、図7に示すような5×1の1次元フィルタF1となる。補間手段14は、まず、フィルタリング画像B1に対して1画素おきに値が0の画素を1ずつ補間することによりフィルタリング画像B1を画像S0と同じサイズに拡大し、次いで拡大された画像に対して図7に示すフィルタF1によりフィルタリング処理を施してボケ画像S1を得る。このボケ画像S1は、画像S0と同じ画素数、すなわち画像S0と同じサイズを有する。
Tm=S(m−1)−Sm (14)
但し,m:1以上n以下の整数
図10は、例としてn=3としたときに、帯域制限画像作成手段20により得られた各帯域制限画像Tmの周波数特性を示している。図示のように、帯域制限画像Tmは、mが大きいほど、画像S0の低周波数領域における成分を表すものとなっている。
σY≒(1.02×σCr+1.07×σCb)/2 (7)
但し,σY:輝度ノイズレベル
σCr,σCb:色差ノイズレベル
調整手段39は、輝度ノイズレベル推定手段38により得られた輝度ノイズレベルσY(画像全体の輝度ノイズレベル)に対して、画像入力手段1から得られた露光補正量Hおよび明るさのレベル(ここでは帯域制限画像TpYにおける輝度値)に応じた調整を行うことによって、輝度値毎のノイズレベルを取得して画像S0の明るさのレベル毎の閾値λ(Y)とする。
5 YCC変換手段
10 ボケ画像作成手段
12 フィルタリング手段
14 補間手段
16 制御手段
20 帯域制限画像作成手段
30 閾値設定手段
31 帯域決定手段
32 輝度エッジ画素除去手段
34 色差エッジらしい成分除去手段
35 色差ノイズレベル算出手段
36 標準偏差算出手段
38 輝度ノイズレベル推定手段
39 調整手段
Claims (3)
- 原画像に対して明るさを変化させる露光補正処理が施されてなるデジタル画像から、該デジタル画像におけるエッジとノイズとを判別するための閾値を求める画像処理方法において、
前記デジタル画像の周波数成分から該デジタル画像全体のノイズ分散値を算出し、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整と、露光補正処理における補正量毎に異なるゲインカーブを用いた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整とを行うことによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記ノイズ分散値を取得し、
調整した明るさのレベル毎の前記ノイズ分散値を閾値として設定し、
前記デジタル画像の周波数成分において前記閾値よりも小さい成分をノイズ成分として抑制する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 原画像に対して明るさを変化させる露光補正処理が施されてなるデジタル画像から、該デジタル画像におけるエッジとノイズとを判別するための閾値を求める画像処理装置であって、
前記デジタル画像の周波数成分から該デジタル画像全体のノイズ分散値を算出する全体ノイズレベル算出手段と、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整と、露光補正処理における補正量毎に異なるゲインカーブを用いた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整とを行うことによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記ノイズ分散値を取得する調整手段と、
該明るさのレベル毎に調整されたノイズ分散値を閾値として設定する閾値取得手段と
該閾値取得手段により設定された前記閾値よりも小さい成分をノイズ成分として抑制するノイズ補正手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 原画像に対して明るさを変化させる露光補正処理が施されてなるデジタル画像から、該デジタル画像におけるエッジとノイズとを判別するための閾値を求める処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記デジタル画像の明るさのレベル毎に、該明るさのレベルに応じた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整と、露光補正処理における補正量毎に異なるゲインカーブを用いた前記デジタル画像全体の前記ノイズ分散値の調整とを行うことによって前記デジタル画像の明るさのレベル毎の前記ノイズ分散値を取得する処理と、
調整した明るさのレベル毎の前記ノイズ分散値を閾値として設定する処理と、
設定した前記閾値よりも小さい成分をノイズ成分として抑制する処理とを実行させることを特徴とするプログラム。
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