JP4539299B2 - 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、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出部と、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理部とを有し、
前記補正パラメータ算出部は、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成部と、
前記縮小画像生成部の生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出部と、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算部と、
前記白とび検出部の検出する白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算部と、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出部とを有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)入力画像データに基づく縮小画像の生成および白とび検出処理、
(b)入力画像データに基づく紫度の計算処理、
(c)メモリに格納された前フレームの画像に基づく縮小白とび検出マップの拡大処理および該拡大結果としてのマップに基づく白とび度計算処理、
上記(a),(b),(c)の各処理を並列に実行する構成であることを特徴とする。
画像処理方法であり、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理ステップとを有し、
前記補正パラメータ算出ステップは、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成ステップと、
前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出ステップと、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算ステップと、
前記白とび検出ステップにおいて検出した白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算ステップと、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法にある。
(a)入力画像データに基づく縮小画像の生成および白とび検出処理、
(b)入力画像データに基づく紫度の計算処理、
(c)メモリに格納された前フレームの画像に基づく縮小白とび検出マップの拡大処理および該拡大結果としてのマップに基づく白とび度計算処理、
上記(a),(b),(c)の各処理を並列に実行することを特徴とする。
画像処理をコンピュータ上において実行させるコンピュータ・プログラムであり、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理ステップとを有し、
前記補正パラメータ算出ステップは、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成ステップと、
前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出ステップと、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算ステップと、
前記白とび検出ステップにおいて検出した白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算ステップと、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出ステップと、
を有す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(CCD)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。
(a)注目画素近傍に白とび画素が存在する。
(b)注目画素が紫色
これらの条件を満足する画素は、偽色(PF:パープルフリンジ)画素であると判定して、補正処理を実行する。
(a)すでにメモリ303に格納済みの前フレーム(n−1フレーム)の縮小白とび検出マップ[Wp]355'を読み出して、縮小白とび検出マップ拡大部304において拡大処理を実行して生成した白とび検出マップに基づいて、注目画素(x,y)と最近接白とび画素までの距離に対応する値としての距離値[Wi]356を取得し、取得した距離値[Wi]356に基づいて、白とび度計算部305で算出した白とび度[Wr]357と、
(b)現フレーム(nフレーム)の色差成分[C]353に基づいて、紫度計算部306で算出した紫度[Pr]358と、
上記の(a)前フレームデータに基づく白とび度[Wr]357と、(b)現フレームデータに基づく紫度[Pr]358とに基づいて、偽色度計算部307において偽色度[R]359を算出する。算出した偽色度[R]359を適用して補正処理部310において、現フレーム(nフレーム)の画像データに対する補正処理が実行される。
補正パラメータ(偽色度)算出部300の縮小画像生成部301は、輝度成分[Y]352の縮小処理を実行する。輝度成分[Y]352は、YCbCr入力画像351の輝度成分情報のみを抽出したデータであり、フレーム画像データの構成画素各々の輝度[Y]情報のみから構成されるデータである。縮小画像生成部301は、この輝度成分画像の縮小処理を実行して、[縮小画像Yp]354を生成し、白とび検出部302に出力する。
外枠に、For(y=0;y<height;y=y+1)と示し、
内枠に、For(x=0;x<width;x=x+1)として示してあるが、
ステップS201〜S204を示す内枠は、
For(x=0;x<width;x=x+1)
に対する処理、すなわち画像データの1つのスキャンラインであるx軸に沿った処理として実行され、x軸に沿って0〜widthの各画素毎にステップS201〜S204の処理を実行することを意味している。1つのスキャンラインが終了すると、次のスキャンラインの処理が同様に実行される。これは、外枠に示すように、
For(y=0;y<height;y=y+1)
に対する処理として実行され、スキャンラインに垂直なy軸に沿って、1つずつスキャンラインを移動させて、For(x=0;x<width;x=x+1)の処理、すなわち、x軸に沿って0〜widthの各画素毎にステップS201〜S204の処理を実行することを意味している。結果として、画像フレームにおける(x=0〜width,y=0〜height)の全構成画素について、順次ステップS201〜S204の処理が実行されることになる。
外枠に、For(t=0;t<sheight;t=t+1)と示し、
内枠に、For(s=0;s<swidth;s=s+1)として示してあるが、
ステップS211〜S213を示す内枠は、
For(s=0;s<swidth;s=s+1)
に対する処理、すなわち縮小画像データの1つのスキャンラインであるs軸に沿った処理として実行され、s軸に沿って0〜swidthの各画素毎にステップS211〜S213の処理を実行することを意味している。1つのスキャンラインが終了すると、次のスキャンラインの処理が同様に実行される。これは、外枠に示すように、
For(t=0;t<sheight;t=y+1)
に対する処理として実行され、スキャンラインに垂直なt軸に沿って、1つずつスキャンラインを移動させて、For(s=0;s<swidth;s=s+1)の処理、すなわち、s軸に沿って0〜swidthの各画素毎にステップS211〜S213の処理を実行することを意味している。結果として、縮小画像における(s=0〜swidth,t=0〜theight)の全構成画素について、順次ステップS211〜S213の処理が実行されることになる。
[blockwidth]=オリジナル画像の横画素数
[blockheight]=オリジナル画像の縦画素数
であり、この[blockwidth]×[blockheight]のオリジナル画像の画素に基づいて、縮小画像の1画素の輝度が決定する。
value=value/(blockwidth×blockheight)
上記式は、縮小画像の1つの画素に対応するオリジナル画像データの部分画像、すなわち、図7の例における部分画像データ411の構成画素の画素数で、ステップS204で算出した積算値データ[Yp(s,t)+]を除算する処理である。すなわち、縮小画像の1つの画素に対応するオリジナル画像データの部分画像の構成画素の輝度値の平均値を[value]の新たな値として設定する。
次に、図3に示す補正パラメータ(偽色度)算出部300の白とび検出部302の実行する処理の詳細について説明する。白とび検出部302は、[縮小画像Yp]354に基づいて、縮小画像における輝度レベルがほぼ飽和レベルである白とび画素の検出、すなわち白とび検出処理を行い、縮小白とび検出マップ[Wp]354を出力する。縮小白とび検出マップ[Wp]354は、縮小画像における構成画素が白とび画素であるか否かを示すフラグが各画素毎に設定されたマップである。白とび検出部302は、縮小画像に基づいて生成した縮小白とび検出マップ[Wp]354をメモリ303へ格納する。
外枠に、For(y=0;y<sheight;y=y+1)と示し、
内枠に、For(x=0;x<swidth;x=x+1)として示してある。
これは、ステップS301〜S305の処理を、縮小画像生成部301の生成した[縮小画像Yp]354(swidth×sheight)の全構成画素(s=0〜swidth,t=0〜sheight)について、順次実行することを意味している。
次に、縮小白とび検出マップ拡大部304の処理の詳細について説明する。縮小白とび検出マップ拡大部304は、メモリ303に格納された前フレームの縮小白とび検出マップ[Wp]を読み出して、撮像した画像と同じサイズに拡大する拡大処理を実行する。さらに、拡大処理を実行して生成した白とび検出マップから注目画素(x,y)と最近接白とび画素までの距離に対応する値としての距離値[Wi]356を取得し、取得した距離値[Wi]356を白とび度計算部305に出力する。
外枠に、For(y=0;y<height;y=y+1)と示し、
内枠に、For(x=0;x<width;x=x+1)として示してある。
これは、ステップS401〜S404の処理を、オリジナル画像と同一の大きさを持つ拡大画像(width×height)の全構成画素(x=0〜width,y=0〜height)について、順次実行することを意味している。
上記式において、A[i,j]は、縮小画像における16画素、すなわち、A[0,0]〜A[3,3]の画素値(輝度値)であり、k[j],k[i]は、以下の算出式によって算出される値である。
sは、点qから画素[i,j]までのx方向の距離、
tは、点sから画素[i,j]までのy方向の距離、
である。
次に、白とび度計算部305の処理の詳細について説明する。白とび度計算部305は、注目画素と注目画素に最も近接した最寄の白とび画素との距離情報として、縮小白とび検出マップ拡大部304から入力する距離値[Wi]356を入力として白とび度計算処理を行い、白とび度[Wr]357を算出して偽色度計算部307に出力する。
白とび画素との距離[Wi]=0の場合、白とび度[Wr]=0
白とび画素との距離[Wi]=025の場合、白とび度[Wr]=0.5
白とび画素との距離[Wi]=0.5の場合、白とび度[Wr]=0.65
白とび画素との距離[Wi]=1.0の場合、白とび度[Wr]=1.0
の白とび度[Wr]の各値を取得して、偽色度計算部307に出力する。
次に、図3に示す紫度計算部306の処理の詳細について説明する。紫度計算部306は、図3に示すように、入力画像351の色差成分[C]353を入力し、色差成分[C]353に基づく紫度[Pr]358を算出し、算出した紫度[Pr]358を偽色度計算部307に出力する処理を実行する。紫度計算部306の処理について説明する。
上記式において、
Fθ:CbCr平面において、軸Cbと偽色(PF)色相ラインとのなす角
θ(x,y):CbCr平面において、軸Cbと注目画素色相ラインとのなす角
θmax:CbCr平面において、偽色(PF)色相ラインと紫度[Pr]0ラインのなす角、予設定される角度であり、例えば30°に設定される
次に、偽色度計算部307の処理の詳細について説明する。偽色度計算部307は、図3に示すように、紫度計算部306から入力する紫度[Pr]358と、白とび度計算部305から入力する白とび度[Wr]356とに基づいて、偽色度[R]358を算出し、算出した偽色度[R]358を補正処理部310の各処理部、すなわち、画素彩度削減処理部311、画素色差成分ぼかし処理部312に出力する。
PFr(x,y)=Pr(x,y)×Wr(x,y) ・・・(式3)
画素彩度削減処理部311は、図3に示すように、入力画像351の色差成分[C]353を入力し、補正パラメータ(偽色度)算出部300から入力する偽色度[R]359に基づいて偽色(PF)画素部分の彩度削減処理を行い、偽色(PF)部分彩度削減結果画像[Cs]361を画素色差成分ぼかし処理部312に出力する。
Cs(x,y)Cr=C(x,y)Cr×{1.0−R(x,y)}
Cs(x,y)Cb=C(x,y)Cb×{1.0−R(x,y)}
・・・(式4)
{1.0−R(x,y)}
は、注目画素(x,y)の偽色度が高いほど値が小さく0に近くなり、上記式(式4)は、オリジナル彩度C(x,y)に対して、{1.0−R(x,y)}の値を乗算する処理であるので、注目画素(x,y)の偽色度が高いほど彩度の削減される度合いが高くなる。
次に、画素色差成分ぼかし処理部312の処理について説明する。画素色差成分ぼかし処理部312は、画素彩度削減処理部311から入力する彩度削減結果画像[Cs]361における色差成分に対してBlurを掛ける処理、すなわち、ぼかし処理を実行する。画素色差成分ぼかし処理部312は、彩度削減処理を施した画素と周囲画素の色相の差分を減少させる処理を実行する。
Cs(x,y)は、注目画素(x,y)の彩度削減後の色成分[Cs(x,y)]
Cs(x+i,y)、Cs(x−i,y)は、注目画素(x,y)のスキャンライン上の±i画素移動した画素における彩度削減後の色成分[Cs]
を示している。
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
201 ホワイトバランス調整手段
202 ガンマ補正処理手段
203 デモザイク処理手段
204 YcbCr変換手段
205 エッジ強調処理手段
206 偽色(PF)補正処理手段
251 モザイク画像データ
252 YCbCr画像
300 補正パラメータ(偽色度)算出部
301 縮小処理部
302 白とび検出部
303 メモリ
304 縮小白とび検出マップ拡大部
305 白とび度計算部
306 紫度計算部
307 偽色度計算部
310 補正処理部
311 画素彩度削減処理部
312 画素色差成分ぼかし処理部
351 YCbCr入力画像
371 YCbCr出力画像
381 撮影画像n
382 撮影画像n+1
410 オリジナル画像
411 部分画像データ
412 画素
420 縮小画像
421 画素
450 画像データ
451 点q
452 領域
601 偽色(PF)色相ライン
602 注目画素色相ライン
611,612 紫度[Pr]0ライン
Claims (13)
- 画像処理装置であり、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出部と、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理部とを有し、
前記補正パラメータ算出部は、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成部と、
前記縮小画像生成部の生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出部と、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算部と、
前記白とび検出部の検出する白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算部と、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出部とを有する構成であることを特徴とする画像処理装置。 - 前記白とび検出部は、
前記縮小画像生成部の生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行し、縮小画像における構成画素が白とび画素であるか否かを示すフラグ情報を持つ縮小白とび検出マップを生成しメモリに格納する構成であり、
前記補正パラメータ算出部は、
前記メモリに格納された縮小白とび検出マップの拡大処理を実行する白とびマップ拡大部を有し、
前記白とび度計算部は、
前記白とびマップ拡大部の拡大したマップに基づいて前記白とび度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。 - 前記白とび度計算部は、
前記紫度計算部の処理対象画像フレームの前フレームに対する白とび検出処理の結果データとしてメモリに格納された白とび検出マップに基づいて白とび度を算出する構成であり、
前記偽色度算出部は、
フレームnの画像データに基づいて算出された紫度、およびフレームn−1の画像データに基づいて算出された白とび度とに基づいて注目画素の偽色度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。 - 前記補正パラメータ算出部は、
(a)入力画像データに基づく縮小画像の生成および白とび検出処理、
(b)入力画像データに基づく紫度の計算処理、
(c)メモリに格納された前フレームの画像に基づく縮小白とび検出マップの拡大処理および該拡大結果としてのマップに基づく白とび度計算処理、
上記(a),(b),(c)の各処理を並列に実行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。 - 前記補正処理部は、
前記補正パラメータ算出部の算出する偽色度に基づいて各画素の彩度削減処理を実行する画素彩度削減処理部と、
画素彩度削減処理部の出力データに対して、彩度削減処理を施した画素と周囲画素の色相の差分を減少させるぼかし処理を実行するぼかし処理部を有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。 - 前記偽色はパープルフリンジであり、
前記補正パラメータ算出部は、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素のパープルフリンジに対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する構成であることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の画像処理装置。 - 画像処理方法であり、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理ステップとを有し、
前記補正パラメータ算出ステップは、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成ステップと、
前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出ステップと、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算ステップと、
前記白とび検出ステップにおいて検出した白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算ステップと、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 前記白とび検出ステップは、
前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行し、縮小画像における構成画素が白とび画素であるか否かを示すフラグ情報を持つ縮小白とび検出マップを生成しメモリに格納する処理を実行するステップであり、
前記補正パラメータ算出ステップは、さらに、
前記メモリに格納された縮小白とび検出マップの拡大処理を実行する白とびマップ拡大ステップを有し、
前記白とび度計算ステップは、
前記白とびマップ拡大ステップの拡大したマップに基づいて前記白とび度を算出するステップであることを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。 - 前記白とび度計算ステップは、
前記紫度計算ステップにおける処理対象画像フレームの前フレームに対する白とび検出処理の結果データとしてメモリに格納された白とび検出マップに基づいて白とび度を算出するステップであり、
前記偽色度算出ステップは、
フレームnの画像データに基づいて算出された紫度、およびフレームn−1の画像データに基づいて算出された白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出するステップであることを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。 - 前記補正パラメータ算出ステップは、
(a)入力画像データに基づく縮小画像の生成および白とび検出処理、
(b)入力画像データに基づく紫度の計算処理、
(c)メモリに格納された前フレームの画像に基づく縮小白とび検出マップの拡大処理および該拡大結果としてのマップに基づく白とび度計算処理、
上記(a),(b),(c)の各処理を並列に実行することを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。 - 前記補正処理ステップは、
前記補正パラメータ算出ステップにおいて算出する偽色度に基づいて各画素の彩度削減処理を実行する画素彩度削減処理ステップと、
画素彩度削減処理ステップにおける処理結果としての出力データに対して、彩度削減処理を施した画素と周囲画素の色相の差分を減少させるぼかし処理を実行するぼかし処理ステップと、
を有することを特徴とする請求項7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、
前記補正パラメータ算出ステップは、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素のパープルフリンジに対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出するステップであることを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。 - 画像処理をコンピュータ上において実行させるコンピュータ・プログラムであり、
処理画像の構成画素の補正パラメータとして、画素の偽色に対する類似性情報である画素対応の偽色度を算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記偽色度を適用して、処理画像の構成画素の彩度削減処理を含む画素値補正処理を実行する補正処理ステップとを有し、
前記補正パラメータ算出ステップは、
処理画像に基づく縮小画像データを生成する縮小画像生成ステップと、
前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像データに基づく高輝度画素としての白とび画素検出を実行する白とび検出ステップと、
処理画像から選択された注目画素の色相と偽色の色相との類似性情報としての紫度を算出する紫度計算ステップと、
前記白とび検出ステップにおいて検出した白とび検出情報を適用して前記注目画素の白とび画素からの距離情報としての白とび度を算出する白とび度計算ステップと、
前記紫度および白とび度とに基づいて注目画素の偽色度を算出する偽色度算出ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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