JP4539278B2 - 画像処理装置、および画像処理方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
画像処理装置であり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出部と、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出部と、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出部と、
を有し、
前記偽色度合い算出部は、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出する構成であることを特徴とする画像処理装置にある。
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値Ps、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値Pθ、
を適用し、偽色度合いpを、下記式、
p=Pd・Pθ・Ps、
に従って算出する構成であることを特徴とする。
ただしp=0〜1であり、偽色度合いが高い場合1に近づく値を持つ、
上記式に従って算出する構成であることを特徴とする。
画像処理方法であり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出ステップと、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出ステップと、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出ステップと、
を有し、
前記偽色度合い算出ステップは、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出するステップであることを特徴とする画像処理方法にある。
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値Ps、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値Pθ、
を適用し、偽色度合いpを、下記式、
p=Pd・Pθ・Ps、
に従って算出するステップであることを特徴とする。
ただしp=0〜1であり、偽色度合いが高い場合1に近づく値を持つ、
上記式に従って算出するステップであることを特徴とする。
画像処理をコンピュータ上で実行させるコンピュータ・プログラムであり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出ステップと、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出ステップと、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出ステップと、
を有し、
前記偽色度合い算出ステップは、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出するステップであることを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。
光学系を通過して固体撮像素子103に到達した入射光は、まず撮像面上の各受光素子に到達し、受光素子での光電変換によって電気信号に変換され、相関2重サンプリング回路104によってノイズ除去され、A/Dコンバータ105によってデジタ。信号に変換された後、デジタル信号処理部(DSP)106中の画像メモリに一時格納される。なお、必要があれば、撮影の際に、フラッシュ制御装置115を介して、フラッシュ発光装置116を発光させることができる。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ、
(b)彩度の大きさ、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ
の3種類の尺度を考慮する。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ、
(b)彩度の大きさ、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ
の3種類の尺度を考慮すると説明した。最終的な偽色(PF)度合いpの算出には、上記(a)〜(c)の尺度が適用される。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ=白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさ=彩度評価値Ps、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ=色相評価値Pθ、
とする。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ=白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさ=彩度評価値Ps、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ=色相評価値Pθ、
に基づいて、下式(式5)に従って、偽色(PF)度合いpを算出する。
Wtotal=Wtotal+w(x,y,s,t)
Ctmp=Ctmp+w(x,y,s,t)×C(s,t)
これらの算出式により、処理対象画素(s,t)に対する重みw(x,y,s,t)を適用して、色情報補間値保存変数(ベクトル値)Ctmpと、重み総和保存変数(スカラー値)Wtotalとの更新を行なう。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ=白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさ=彩度評価値Ps、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ=色相評価値Pθ、
(a)〜(c)の乗算値として、前述の式(式5)に基づいて算出された注目画素(x,y)の偽色(PF)度合いpである。
Cb'=(1.0−p)*(Cb−128)+128
Cr'=(1.0−p)*(Cr−128)+128
・・・(式7)
(a)白とび(高輝度画素)への近さ=白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさ=彩度評価値Ps、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ=色相評価値Pθ、
をそれぞれ白とび距離評価値Pd算出部551、彩度評価値Ps算出部552、色相評価値Pθ算出部553において算出する。白とび距離評価値Pd算出部551における白とび距離評価値Pd算出処理は、図4、図5のフローにおけるステップS204〜S214の処理によって実行される処理であり、前述の式(式2)によって算出される。
補正対象の入力画像データ中から白とび部分を検出する白とび領域検出処理、
「白とび」の周囲において偽色、すなわちパープルフリンジが存在する可能性のある画像中の領域を偽色発生部検索領域として設定する偽色画素検出領域設定(Dilate)処理、
検索領域内にある紫色画素を検出する偽色(PF)画素検出処理、
検出された紫色の画素の色成分を周囲の画素の画素値に基づいて補間する穴埋め補間処理による偽色画素補正処理、
自然な結果を得るためのフィルタリング処理として実行される色ぼかし処理(フィルタリング処理)
上記各処理によって、注目画素の第1の補正画素値A(x,y)を取得する。
(a)白とび(高輝度画素)への近さ=白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさ=彩度評価値Ps、
(c)偽色に相当する特定色相への近さ=色相評価値Pθ、
に基づいて、式(式5)に従って偽色(PF)度合いpを算出し、さらに、注目画素(x,y)の周囲に、補間値算出範囲(x2,y2,x3,y3)を設定し、この範囲の構成画素の色情報に基づいて補間処理パラメータとしての重み総和保存変数Wtotalと、色情報補間値保存変数Ctmpとを算出し、注目画素の補正画素値B(x,y)を前述の式(式6)に従って算出する。
C"(x,y)=k×A(x,y)+(1−k)×B(x,y)
に従って算出する。ブレンド比率kは0〜1の範囲で決定する。ブレンド比率をどのような値に設定するかは、それぞれの処理の特徴を踏まえて決定する。例えばより大きな補正を望む場合は、穴埋め法の処理結果の反映比率を大きくする設定とし、また、なるべく破綻のない結果画像を取得したい場合は、偽色(PF)度合いpを適用した補正結果データをより反映するようなブレンド比率kの設定とする。
C"(x,y)=k×A(x,y)+(1−k)×B(x,y)
に従って算出する。入力画像フレームを構成する画素に対する最終補正画素値C(x,y)が決定された画像データは、出力画像フレームメモリ572に格納される。
102 絞り
103 固体撮像素子
104 相関2重サンプリング回路
105 A/Dコンバータ
106 DSPブロック
107 タイミングジェネレータ
108 D/Aコンバータ
109 ビデオエンコーダ
110 ビデオモニタ
111 コーデック(CODEC)
112 メモリ
113 CPU
114 入力デバイス
115 フラッシュ制御装置
116 フラッシュ発光装置
151 白とび画素
152 偽色画素
153 その他の画素
154 補間済み画素
210 画像データ
211 画素
212,213 画素領域
222,223 画素領域
230 画素領域
250 画像データ中心画素
300 注目画素
301 白とび探索範囲
302,303 画素
311,312 画素領域
321〜324 画素
400 原点
401 パープルフリンジ色相ライン
402 注目画素色相
451〜454 画像範囲
510 画像データ
511 画素
520 白とび探索範囲
521,522 画素領域
531 白とび画素
551 白とび距離評価値Pd算出部
552 彩度評価値Ps算出部
553 色相評価値Pθ算出部
554 偽色(PF)度合いp算出部
555 補間値[Ctmp/Wtotal]算出部
556 出力色[C'(x,y)]算出部
571 入力画像フレームメモリ
572 出力画像フレームメモリ
601 穴埋め補間処理部
602 補正画素値算出部
603 ブレンド処理部
Claims (15)
- 画像処理装置であり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出部と、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出部と、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出部と、
を有し、
前記偽色度合い算出部は、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出する構成であることを特徴とする画像処理装置。 - 前記偽色度合い算出部は、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値Ps、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値Pθ、
を適用し、偽色度合いpを、下記式、
p=Pd・Pθ・Ps、
に従って算出する構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記補正画素値算出部は、
注目画素(x,y)の元画素値対応の色情報をC(x,y)、前記補間値をFとし、注目画素の偽色度合いをpとした場合、注目画素の補正画素値に対応する色情報C'(x,y)を、式:C'(x,y)=pF+(1−p)C(x,y)
ただしp=0〜1であり、偽色度合いが高い場合1に近づく値を持つ、
上記式に従って算出する構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記補間値算出部は、
注目画素近傍領域に設定した補間値算出範囲の構成画素に設定した重み情報に基づいて、補間値算出範囲の全構成画素に基づく重み総和保存変数Wtotalと、色情報補間値保存変数Ctmpとを算出し、該変数に基づいて、注目画素に対応する補間値(Ctmp/Wtotal)を算出する構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記補正画素値算出部は、
前記偽色度合いpに基づいてフィルタリング態様を設定したローパスフィルタを適用して生成した補間値に基づいて注目画素の補正画素値を算出する構成であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理装置は、さらに、
偽色と判定された注目画素の画素値を周囲画素の画素値に基づいて補正する穴埋め補間処理を実行する穴埋め補間処理部と、
前記穴埋め補間処理部において実行された補間処理において算出する注目画素対応の第1の補正画素値と、前記補正画素値算出部において偽色度合いpを適用して算出する第2の補正画素値とをブレンドして最終補正画素値を算出するブレンド処理部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記偽色はパープルフリンジであり、
前記偽色度合い算出部は、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、パープルフリンジである可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する構成であり、
前記補正画素値算出部は、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素がパープルフリンジである可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する構成であることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の画像処理装置。 - 画像処理方法であり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出ステップと、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出ステップと、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出ステップと、
を有し、
前記偽色度合い算出ステップは、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出するステップであることを特徴とする画像処理方法。 - 前記偽色度合い算出ステップは、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値Pd、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値Ps、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値Pθ、
を適用し、偽色度合いpを、下記式、
p=Pd・Pθ・Ps、
に従って算出するステップであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記補正画素値算出ステップは、
注目画素(x,y)の元画素値対応の色情報をC(x,y)、前記補間値をFとし、注目画素の偽色度合いをpとした場合、注目画素の補正画素値に対応する色情報C'(x,y)を、式:C'(x,y)=pF+(1−p)C(x,y)
ただしp=0〜1であり、偽色度合いが高い場合1に近づく値を持つ、
上記式に従って算出するステップであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記補間値算出ステップは、
注目画素近傍領域に設定した補間値算出範囲の構成画素に設定した重み情報に基づいて、補間値算出範囲の全構成画素に基づく重み総和保存変数Wtotalと、色情報補間値保存変数Ctmpとを算出し、該変数に基づいて、注目画素に対応する補間値(Ctmp/Wtotal)を算出するステップであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記補正画素値算出ステップは、
前記偽色度合いpに基づいてフィルタリング態様を設定したローパスフィルタを適用して生成した補間値に基づいて注目画素の補正画素値を算出するステップであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記画像処理方法は、さらに、
偽色と判定された注目画素の画素値を周囲画素の画素値に基づいて補正する穴埋め補間処理を実行する穴埋め補間処理ステップと、
前記穴埋め補間処理ステップにおいて実行された補間処理において算出する注目画素対応の第1の補正画素値と、前記補正画素値算出部において偽色度合いpを適用して算出する第2の補正画素値とをブレンドして最終補正画素値を算出するブレンド処理ステップと、
を有することを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。 - 前記偽色はパープルフリンジであり、
前記偽色度合い算出ステップは、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、パープルフリンジである可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出するステップであり、
前記補正画素値算出ステップは、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素がパープルフリンジである可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出するステップであることを特徴とする請求項8乃至13いずれかに記載の画像処理方法。 - 画像処理をコンピュータ上で実行させるコンピュータ・プログラムであり、
画像データの構成画素から選択された注目画素について、偽色である可能性を示すパラメータとしての偽色度合いpを算出する偽色度合い算出ステップと、
注目画素近傍領域の画素値に基づいて、注目画素に対応する補間値を算出する補間値算出ステップと、
注目画素の元画素値と前記補間値とを適用し、注目画素の偽色度合いpに応じて前記元画素値と前記補間値との寄与率を変更して前記注目画素の補正画素値を算出する補正画素値算出ステップと、
を有し、
前記偽色度合い算出ステップは、
注目画素についての、
(a)白とび(高輝度画素)への近さを示す白とび距離評価値P d 、
(b)彩度の大きさを示す彩度評価値P s 、
(c)偽色に対応する特定色相への近さを示す色相評価値P θ 、
の少なくともいずれかを適用して注目画素の偽色度合いpを算出するステップであることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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