JP5668105B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Description
前記第1の係数群が、注目画素からの距離に関して単調に減少する第1の重みに基づいて取得され、前記第2の係数群が、注目画素からの距離に関して前記第1の重みより小さい減少率で単調に減少する、又は、注目画素からの距離に関して変化しない第2の重みに基づいて取得されることが好ましい。これによると、色情報を示す成分には輝度成分を示す成分に比べて強めのフィルタが施される。一方、一般的に人の視覚は、色の解像度の変化に対して敏感でない。したがって、フィルタ処理による解像度の低下を相対的に抑えつつ、効果の高いフィルタを色成分に施すことができる。
本発明の一実施の形態である第1の実施形態に係る撮像装置1について、図面を参照しつつ説明する。撮像装置1は、図1に示すように、撮像光学系2、撮像素子3(画像取得手段)及び画像処理部100(画像処理手段)を有している。撮像光学系2は、各種のレンズを有し、被写体からの光を撮像素子3へと導いて、撮像素子3において結像させる。撮像素子3は、結像された被写体の像を光電変換により電気信号に変換すると共に、その電気信号をデジタル画像信号に変換して出力する。画像処理部100は、撮像素子3から出力されたデジタル画像信号に所定の信号処理を施すことにより、被写体像に対応する画像データを生成する。画像処理部100が生成した画像データは、画像を表示するディスプレイに、表示すべき画像に係る画像信号として出力されたり、コンピュータ読み取り可能な記録媒体へと出力されたりする。以下、撮像素子3及び画像処理部100についてより詳細に説明する。
ローパスフィルタ:[−1/8,2/8,6/8,−1/8]
ハイパスフィルタ:[−1/2,1,−1/2]
Y=(2G+R+B)/4
U=(R−B)/2
V=(B−R)/2
W=2G−(R+B)
Ω=Ωp(N)
次に、周波数分解部110及び120、並びに、分解画像合成部140及び150の一実施例に係る回路構成について、図8〜図12を参照しつつ説明する。本実施例において、周波数分解部110等は、ラインバッファを用いて画像を処理する回路として構築される。周波数分解部110及び120を構成する回路には、図8〜図10に示すように、入力画像を横方向に関して高周波成分と低周波成分に分解する水平DWT部11と、入力画像を縦方向に関して高周波成分と低周波成分に分解する垂直DWT部12とが含まれる。1レベルの離散ウェーブレット変換につき、1つの水平DWT部11と2つの垂直DWT部12とからなる回路構成が設けられる。周波数分解部110は、上記の通り1レベルの離散ウェーブレット変換を施す。したがって、周波数分解部110として、図8に示すように、1段分の回路構成が設けられる。
次に、本発明に係る別の一実施の形態である第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と共通する構成には同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。第2の実施形態に係る撮像装置201は、図13に示すように、撮像光学系2、撮像素子3、周波数分解部110、周波数分解部120及び画像処理部240を有している。撮像光学系2、撮像素子3、周波数分解部110及び周波数分解部120による信号処理又は画像処理は、第1の実施形態と同様である。画像処理部240は、補正処理部130及び圧縮処理部210を有している。補正処理部130の補正処理は第1の実施形態と同様である。圧縮処理部210は、補正処理部130が補正処理を施した後の各成分画像に圧縮処理を施す。圧縮処理は、デジタルデータに関する各種の圧縮方式に従って行われる。圧縮処理部210は、成分画像のうち、高周波成分と低周波成分とで異なる圧縮処理を行うことが好ましい。例えば、YLL2画像には可逆性の圧縮方式が用いられるが、色の解像度の劣化には敏感でない人の視覚特性を考慮に入れ、ULL2画像等には圧縮率の高い不可逆性の圧縮方式が用いられてもよい。
以下、上述の実施形態に係る変形例について説明する。上述の実施形態では、画像処理部100又は240に、補正処理部130や圧縮処理部210が設けられている。これらに加え、又は、代えて、以下に説明する特徴量演算部が画像処理部に設けられてもよい。
Claims (11)
- R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得手段と、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する第1の周波数分解手段と、
前記第1の周波数分解手段が生成した前記成分画像のそれぞれに対して、縦方向及び横方向の各方向について1階層又は複数階層の周波数分解処理を施すことにより、当該成分画像のそれぞれをさらに複数の周波数帯域の成分画像に分解する第2の周波数分解手段と、
前記第2の周波数分解手段による周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理手段と、
前記第1及び第2の周波数分解手段が生成し且つ前記画像処理手段が処理を実行した後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する第1及び第2の分解画像合成手段とを備えていることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の周波数分解手段と前記第2の周波数分解手段とが、同一の周波数特性であると共に、
前記第1の分解画像合成手段と前記第2の分解画像合成手段とが、同一の周波数特性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。 - 前記第1及び第2の周波数分解手段が、いずれも、前記ベイヤー画像を離散ウェーブレット変換により成分画像に分解することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得手段と、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する周波数分解手段と、
前記周波数分解手段による周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段が処理を実行した後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する分解画像合成手段と、
を備えており、
前記画像処理手段が、
前記画像処理を施す前の画像を構成する各画素の画素値に乗算するフィルタ係数を複数含む第1及び第2の係数群を取得するフィルタ取得手段と、
前記フィルタ取得手段が取得した前記第1の係数群を使用して前記低周波成分にフィルタを掛けると共に、前記フィルタ取得手段が取得した前記第2の係数群を使用して前記高周波成分にフィルタを掛けるフィルタ処理手段とを有しており、
前記第1の係数群が、注目画素からの距離に関して単調に減少する第1の重みに基づいて取得され、
前記第2の係数群が、注目画素からの距離に関して前記第1の重みより小さい減少率で単調に減少する、又は、注目画素からの距離に関して変化しない第2の重みに基づいて取得されることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の係数群における各フィルタ係数が、当該係数に対応する位置の画素と注目画素との間の画素値の差分Df1に関する下記の数式1によって表される関数wR1と前記第1の重みとの積であり、
前記第2の係数群における各フィルタ係数が、当該係数に対応する位置の画素と注目画素との間の画素値の差分Df2に関する下記の数式2によって表される関数wR2と前記第2の重みとの積であり、
一様な明るさに対する画素値のばらつきを示す基準値を、前記低周波成分に関してσN1とし前記高周波成分に関してσN2とするとき、数式1、2のσR1、σR2が、係数kN1及びkN2(kN1<kN2)を用いて、σR1=kN1*σN1、σR2=kN2*σN2と表されることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得手段と、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する第1の周波数分解手段と、
前記第1の周波数分解手段が生成した前記成分画像のそれぞれに対して、縦方向及び横方向の各方向について1階層又は複数階層の周波数分解処理を施すことにより、当該成分画像のそれぞれをさらに複数の周波数帯域の成分画像に分解する第2の周波数分解手段と、
前記第2の周波数分解手段による周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、及び、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段が前記画像処理を実行した後の前記成分画像及び前記特徴量の少なくともいずれかを出力する出力手段とを備えていることを特徴とする画像処理装置。 - R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得手段と、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する周波数分解手段と、
前記周波数分解手段による周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、及び、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段が前記画像処理を実行した後の前記成分画像及び前記特徴量の少なくともいずれかを出力する出力手段と、
を備えており、
前記画像処理手段が、
前記画像処理を施す前の画像を構成する各画素の画素値に乗算するフィルタ係数を複数含む第1及び第2の係数群を取得するフィルタ取得手段と、
前記フィルタ取得手段が取得した前記第1の係数群を使用して前記低周波成分にフィルタを掛けると共に、前記フィルタ取得手段が取得した前記第2の係数群を使用して前記高周波成分にフィルタを掛けるフィルタ処理手段とを有しており、
前記第1の係数群が、注目画素からの距離に関して単調に減少する第1の重みに基づいて取得され、
前記第2の係数群が、注目画素からの距離に関して前記第1の重みより小さい減少率で単調に減少する、又は、注目画素からの距離に関して変化しない第2の重みに基づいて取得されることを特徴とする画像処理装置。 - R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得ステップと、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する第1の周波数分解ステップと、
前記第1の周波数分解ステップにおいて生成された前記成分画像のそれぞれに対して、縦方向及び横方向の各方向について1階層又は複数階層の周波数分解処理を施すことにより、当該成分画像のそれぞれをさらに複数の周波数帯域の成分画像に分解する第2の周波数分解ステップと、
前記第2の周波数分解ステップにおける周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理ステップと、
前記第1及び第2の周波数分解ステップ並びに前記画像処理ステップ後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する第1及び第2の分解画像合成ステップとを備えていることを特徴とする画像処理方法。 - R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得ステップと、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する周波数分解ステップと、
前記周波数分解ステップにおける周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理ステップと、
前記画像処理ステップ後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する分解画像合成ステップと、
を備えており、
前記画像処理ステップが、
前記画像処理を施す前の画像を構成する各画素の画素値に乗算するフィルタ係数を複数含む第1及び第2の係数群を取得するフィルタ取得ステップと、
前記フィルタ取得ステップにおいて取得された前記第1の係数群を使用して前記低周波成分にフィルタを掛けると共に、前記フィルタ取得ステップにおいて取得された前記第2の係数群を使用して前記高周波成分にフィルタを掛けるフィルタ処理ステップとを含んでおり、
前記第1の係数群が、注目画素からの距離に関して単調に減少する第1の重みに基づいて取得され、
前記第2の係数群が、注目画素からの距離に関して前記第1の重みより小さい減少率で単調に減少する、又は、注目画素からの距離に関して変化しない第2の重みに基づいて取得されることを特徴とする画像処理方法。 - R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得ステップと、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する第1の周波数分解ステップと、
前記第1の周波数分解ステップにおいて生成された前記成分画像のそれぞれに対して、縦方向及び横方向の各方向について1階層又は複数階層の周波数分解処理を施すことにより、当該成分画像のそれぞれをさらに複数の周波数帯域の成分画像に分解する第2の周波数分解ステップと、
前記第2の周波数分解ステップにおける周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理ステップと、
前記第1及び第2の周波数分解ステップ並びに前記画像処理ステップ後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する第1及び第2の分解画像合成ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 - R(赤)の画素及びG(緑)の画素が横方向に交互に並んだ行とG(緑)の画素及びB(青)の画素が横方向に交互に並んだ行とが縦方向に交互に並んだベイヤー配列に従ったベイヤー画像を取得する画像取得ステップと、
前記ベイヤー画像を縦方向及び横方向の各方向について、輝度情報を示す低周波成分と色情報を示す高周波成分とに分離して、複数の成分画像を生成する周波数分解ステップと、
前記周波数分解ステップにおける周波数分解後の成分画像に基づいてその画像に関する特徴量を演算する特徴量演算処理、前記周波数分解後の成分画像に対する補正処理、並びに、前記周波数分解後の成分画像に対する情報圧縮処理及び情報伸長処理からなる一対の処理の少なくともいずれかの画像処理を、前記高周波成分と前記低周波成分とで異なる処理となるように実行する画像処理ステップと、
前記画像処理ステップ後の前記成分画像を合成して、1つのベイヤー画像を再生成する分解画像合成ステップと、
を備えており、
前記画像処理ステップが、
前記画像処理を施す前の画像を構成する各画素の画素値に乗算するフィルタ係数を複数含む第1及び第2の係数群を取得するフィルタ取得ステップと、
前記フィルタ取得ステップにおいて取得された前記第1の係数群を使用して前記低周波成分にフィルタを掛けると共に、前記フィルタ取得ステップにおいて取得された前記第2の係数群を使用して前記高周波成分にフィルタを掛けるフィルタ処理ステップとを含んでおり、
前記第1の係数群が、注目画素からの距離に関して単調に減少する第1の重みに基づいて取得され、
前記第2の係数群が、注目画素からの距離に関して前記第1の重みより小さい減少率で単調に減少する、又は、注目画素からの距離に関して変化しない第2の重みに基づいて取得されることを特徴とする画像処理プログラム。
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