JP4728265B2 - ノイズ特性測定装置及びノイズ特性測定方法 - Google Patents
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Description
Po=Pt+Pn (1)
ここで、ノイズPnの支配的なものは主に正規分布と見なせることが知られている。図7は、真の画素値Ptを基準とする画素値に応じたノイズPnの分布特性を示すものである。
また、こうした色見本の画像によらず、任意の画像を利用して画素値の大きさを反映したノイズ特性を撮影と同時に取得する手法はない。
図1は、デジタルカメラ10のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、デジタルカメラ10は、撮像センサ11、検波部12、ノイズ測定回路13、信号処理部14、JPEG(Joint Photographic Experts Group)エンコード部15、外部メモリインターフェース16、SDRAM(Synchronous DRAM)17、CPU18及びCFやSDなどの携帯型メモリカードからなる外部記録媒体19を備えて構成される。
信号処理部14は、SDRAM17に格納された撮像データを入力するとともに、ベイヤ配列である撮像データを補間しYCbCr信号に変換する。この際、信号処理部14は、設定された画像処理パラメータに従って、ノイズリダクション、輪郭強調、色変換などのフィルタ処理や、画像の解像度変換などの各種処理を行う。そして、信号処理部14は、変換されたYCbCr信号をSDRAM17に格納する。
外部メモリインターフェース16は、前記外部記録媒体19に接続されており、SDRAM17に格納されたJPEGコードを入力するとともに、該JPEGコードを外部記録媒体19に出力する。
図2は、ノイズ測定回路13の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、ノイズ測定回路13は、前記撮像センサ11からの撮像データを入力するライン保持メモリ21、複数(3個)の遅延FF群22、平均・偏差演算回路23、領域選択回路24、平均・偏差選択回路25、偏差比較選択回路26、並びに、レジスタ及び更新回路27を備えて構成される。
図4は、前記撮像センサ11の画素値の取り得る範囲を該画素値に基づき複数分割した領域を示す説明図である。同図に示すように、撮像センサ11の画素値の取り得る範囲が「0」からその許容される所定の最大値までの範囲であるとして、これら「0」及び最大値の間に間隔をおいて「0」側から順番に設定された所定の画素値B1,B2,B3により、複数(4つ)に分割された領域D1〜D4が定義されている。従って、領域選択回路24は、前記平均値Mxに基づいて該平均値Mxが領域D1〜D4のいずれに属するかを判定する。
(1)本実施形態では、分割された領域D1〜D4ごとに、平均偏差ADevxがより小さくなるように該平均偏差ADevxが対応する平均値Mxとともに更新されることで、最終的に平均偏差ADevxの最小値mAD1〜mAD4が対応する平均値mM1〜mM4とともに取得される。従って、前記分割された領域D1〜D4ごとに、平均偏差ADevxが最小値mAD1〜mAD4となる画像領域DG、即ち最も平坦な画像領域DGにおいて、画素値の平均値Mxと平均偏差ADevxとの関係、即ち画素値の大きさを反映した撮像センサ11のノイズ特性を簡便に得ることができる。
(2)本実施形態では、撮像センサ11のベイヤ配列における同色画素ごとに、画素値の平均値Mxと平均偏差ADevxとの関係、即ち画素値の大きさを反映した撮像センサ11のノイズ特性を得ることができる。
・前記実施形態において、分散度合いを表す値として、下式(4)に従って演算される分散(不偏分散)を採用してもよい。
・前記実施形態において、平均値Mxの演算等に係る画像領域DGの範囲設定は変更してもよい。この場合、画像領域DG内の画素数(平均値Mxの演算時等のサンプル数)を変更しないとすれば、該画像領域DGを水平方向(撮像データの出力方向)に長い形状に範囲設定することで、例えば正方形に近い形状に範囲設定する場合に比べてライン保持メモリの容量を削減することができる。
・前記実施形態において、撮像センサ11の画素ごとのYCbCr信号に基づいて分散度合いを表す値等を演算し、ノイズ特性を取得するようにしてもよい。
・前記実施形態において、ノイズ特性の取得に係る画素値としては、例えば濃度、明度、輝度、色差、強度等の値を採用すればよい。
DG 画像領域
23 平均・偏差演算回路(演算手段、平均値演算手段、分散度合い演算手段)
24 領域選択回路(分類手段)
27 レジスタ及び更新回路(更新手段)
Claims (7)
- 撮像センサを画素位置に基づき複数分割した画像領域ごとに該画像領域内の画素値の平均値を演算する平均値演算手段と、
前記画像領域ごとに該画像領域内の画素値の分散度合いを表す分散値を演算する分散度合い演算手段と、
前記撮像センサの画素値の取り得る範囲を複数分割した画素値領域に、前記演算された前記平均値を対応する前記分散値とともに分類する分類手段と、
前記分割された画素値領域ごとに、該領域に分類された画素値の分散値の最小値を決定し、当該最小値に基づいてノイズ特性を測定するノイズ特性測定手段とを備えたことを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 請求項1に記載のノイズ特性測定装置において、
前記撮像センサは、ベイヤ配列されてなり、
前記平均値演算手段は、前記ベイヤ配列における同色画素の画素値の平均値を演算し、
前記分散度合い演算手段は、前記ベイヤ配列における同色画素の画素値の分散値を演算することを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 請求項1又は2に記載のノイズ特性測定装置において、
前記画像領域は、前記撮像センサの水平方向に並設された画素位置からなることを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 請求項1又は2に記載のノイズ特性測定装置において、
前記画像領域は、前記撮像センサの水平方向及び垂直方向に並設された画素位置からなることを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のノイズ特性測定装置において、
前記ノイズ特性測定手段は、
前記画素値領域ごとの前記分散値の最小値を記憶する分散度合い格納レジスタと、
前記分散度合い格納レジスタに記憶された分散度合いを表す値に対応する平均値を記憶する平均値格納レジスタと、
前記画素値領域ごとに、前記分散値の最小値を前記分散度合い格納レジスタから選択するとともに、当該選択された分散値の最小値に対応する平均値を選択する選択手段と、
前記画素値領域ごとに、前記選択手段によって選択された前記分散値の最小値と前記分散度合い演算手段によって演算された新たな分散値とを比較する比較手段とを備え、
前記比較手段は、新たな分散値の方が小さいときには、当該新たな分散値とその分散値に対応する平均値を前記分散度合い格納レジスタ及び前記平均値格納レジスタに出力することで、前記分散度合い格納レジスタに記憶された前記分散値の最小値をより小さな値に更新することを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 請求項5に記載のノイズ特性測定装置において、
前記比較手段には、前記画素値領域ごとの前記画素値の分散値の初期値として、該分散値の取り得る最大値が格納されていることを特徴とするノイズ特性測定装置。 - 撮像センサを画素位置に基づき複数分割した画像領域ごとに該画像領域内の画素値の平均値を演算する平均値演算段階と、
前記画像領域ごとに該画像領域内の画素値の分散度合いを表す分散値を演算する分散度合い演算段階と、
前記撮像センサの画素値の取り得る範囲を複数分割した画素値領域に、前記演算された平均値を対応する前記分散値とともに分類する分類段階と、
前記分割された画素値領域ごとに、該領域に分類された画素値の分散値の最小値を決定し、当該最小値に基づいてノイズ特性を測定するノイズ特性測定段階とを備えたことを特徴とするノイズ特性測定方法。
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