JP5948073B2 - 画像信号処理装置、画像信号処理方法 - Google Patents
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Description
例えば、画像信号に対し信号レベルを補正する画像補正を行う際に,画像補正の補正強度に応じてノイズ補正の補正強度を制御することを特徴とする画像信号処理装置である。これにより,ノイズが強調されることを抑制し,高画質化が実現できる。また,画像補正処理における補正強度と基準となる画像補正処理の入出力特性を元に画像補正処理による信号の伸張率を推定し,推定結果に連動してノイズ補正の補正強度を制御する画像信号処理装置である。これにより,ノイズ補正の補正強度の制御を制御ソフトウェアで行うことが可能であり,低コスト化が実現できる。
図16は,本発明の第4実施例に係るノイズ補正の補正強度制御方法の一例を示す第1の図である。図16(a)は露光制御情報によるノイズ補正の補正強度中間値の制御方法の一例を示す図であり,図16(b)は信号伸張度によるノイズ補正の補正強度制御方法の一例を示す図であり,図16(c)は露光制御情報と信号伸張度によるノイズ補正の補正強度制御方法の一例を示す図である。本発明においてノイズ補正の補正強度制御処理はノイズ補正強度制御部1507で実施される。
0102 ノイズ補正部
0103 画像信号補正部
0104 統計情報取得部
0105 信号補正強度制御部
0106 信号伸張推定部
0107 ノイズ補正強度制御部
0701 画像信号入力部
0702 ノイズ補正部
0703 画像信号補正部
0704 統計情報取得部
0705 信号補正強度制御部
0706 信号伸張推定部
0707 ノイズ補正強度制御部
0708 信号伸張推定情報格納部
1101 画像信号入力部
1102 ノイズ補正部
1103 第一の画像信号補正部
1104 第一の統計情報取得部
1105 第一の信号補正強度制御部
1106 信号伸張推定部
1107 ノイズ補正強度制御部
1108 信号伸張推定情報格納部
1109 第二の画像信号補正部
1110 第二の統計情報取得部
1111 第二の信号補正強度制御部
1301 画像信号入力部
1302 高画質化信号処理部
1302_1 ノイズ補正部
1302_2 エッジ強調部
1303 画像信号補正部
1304 統計情報取得部
1305 信号補正強度制御部
1306 信号伸張推定部
1307 画質制御部
1307_1 ノイズ補正強度制御部
1307_2 エッジ強調強度制御部
1308 信号伸張推定情報格納部
1501 撮像部
1502 カメラ信号処理部
1502_1 露光量検出部
1502_2 デジタルゲイン部
1502_3 ノイズ補正部
1503 画像信号補正部
1504 統計情報取得部
1505 信号補正強度制御部
1506 信号伸張推定部
1507 ノイズ補正強度制御部
1508 信号伸張推定情報格納部
1512 露光制御部
2001 画像信号入力部
2003 画像信号補正部
2004 統計情報取得部
2005 信号補正強度制御部
2006 信号伸張推定部
2007 ノイズ補正強度制御部
2008 信号伸張推定情報格納部
2013 通信部
2014 画像信号処理装置
2015 ノイズ補正調整機能を備えた撮像装置
Claims (32)
- 画像信号を入力する画像信号入力部と、
ノイズ補正強度を決定するノイズ補正強度制御部と、
上記画像信号に、上記ノイズ補正強度にもとづくノイズ補正処理を行うノイズ補正部と、
上記ノイズ補正処理が行われた画像信号の信号レベル補正強度を決定する画像信号補正強度制御部と、
上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の信号伸張度を推定する信号伸張推定部と、
上記ノイズ補正処理された画像信号に、上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理を行う画像信号補正部と、
前記ノイズ補正強度制御部は前記信号伸張度からノイズ補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
前記画像信号補正強度制御部は、画像信号の被写体が存在する輝度範囲が小さいほど上記輝度範囲の信号伸張度が大きくなるように前記信号レベル補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
信号伸張推定情報を格納する信号伸張推定情報格納部を備え、
前記信号伸張推定部は前記信号伸張推定情報と前記信号レベル補正強度を基に前記信号伸張度を推定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項3記載の画像信号処理装置において、
前記信号伸張推定情報は、所定の信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の入出力特性における所定の信号レベルの入力値と出力値との比率であることを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項3記載の画像信号処理装置において、
前記信号伸張推定情報は、所定の信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の入出力特性における所定の2つの信号レベル間の入力値の差分と出力値の差分との比率であることを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
入力された画像信号の任意の領域毎の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する統計情報取得部を備え、
前記画像信号補正強度制御部は前記統計情報を基に任意の領域毎の信号レベル補正強度を決定し、
前記画像信号補正部は前記任意の領域毎の信号レベル補正強度を基に信号レベル補正処理を行い、
前記信号伸張推定部は、前記任意の領域毎の信号レベル補正強度から推定した前記任意の領域毎の信号伸張度から所定の信号伸張度を選択し、
前記ノイズ補正強度制御部は、前記所定の信号伸張度から前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項6記載の画像信号処理装置において、
前記信号伸張推定部は、前記任意の領域毎の信号伸張度から、信号伸張度の平均値、N番目に大きい値、最大値、画像中の位置に応じて重みを付けた荷重平均値、または中央値のいずれかを前記所定の信号伸張度として選択することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
前記画像信号補正部は、前記ノイズ補正部から出力された画像信号に異なる入出力特性で信号レベル補正処理を行う複数の画像信号補正部により構成されており、
前記画像信号補正強度制御部は、前記複数の画像信号補正部における各々の信号レベル補正強度を決定し、
前記信号伸張推定部は、前記各々の信号レベル補正強度にもとづく各々の信号伸張度を推定し、
前記ノイズ補正強度制御部は、前記各々の信号伸張度を統合して前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項8に記載の画像信号処理装置において、さらに、
前記複数の画像信号補正部に入力されるそれぞれの画像信号の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する複数の統計情報取得部を備え、
前記画像信号補正強度制御部は該複数の統計情報取得部で算出された統計情報を基に対応する画像信号補正部における信号レベル補正強度を制御することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
前記ノイズ補正部におけるノイズ補正処理とは、画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う二次元ノイズ補正処理、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う三次元ノイズ補正処理、または、エッジ強調処理におけるエッジ強調の補正強度を弱めてエッジ強調を行う処理、の少なくとも一つであることを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項10に記載の画像信号処理装置において、
前記ノイズ補正部がノイズ補正処理として二次元ノイズ補正処理と三次元ノイズ補正処理とエッジ強調の補正強度を弱めたエッジ強調処理のうち複数の処理を行う場合に、前記ノイズ補正強度制御部は、ノイズ補正処理の補正強度として、二次元ノイズ補正処理、三次元ノイズ補正処理、エッジ強調処理のうち、実行されるノイズ補正処理のノイズ補正強度をそれぞれ決定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1に記載の画像信号処理装置において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
該露光量検出部で検出された露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部と、を備え、
前記ノイズ補正強度制御部は、前記信号伸張度と前記露光制御部における露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項10記載の画像信号処理装置において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
該露光量検出部で検出された露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部と、を備え、
前記ノイズ補正部における二次元ノイズ補正処理は、画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
前記ノイズ補正強度制御部は、前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項10記載の画像信号処理装置において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
該露光量検出部で検出された露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部、を備え、
前記ノイズ補正部における三次元ノイズ補正処理は、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関の度合い、または、画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
前記ノイズ補正強度制御部は、前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項1記載の画像信号処理装置において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像部と、
該撮像部の露光量を検出する露光量検出部と、
該露光量検出部で検出された露光量を基に前記撮像部の露光を制御する露光制御部、を備え、
前記画像信号補正強度制御部は、前記信号レベル補正強度を前記露光制御部における露光制御の度合いを用いて決定することを特徴とする画像信号処理装置。 - 請求項15に記載の画像信号処理装置において、
前記画像信号補正強度制御部は、前記露光制御部が信号ゲインが大きくなるように露光制御をした場合に、前記信号レベル補正強度を小さくすることを特徴とする画像信号処理装置。 - 画像信号を入力する画像信号入力ステップと、
ノイズ補正強度を決定するノイズ補正強度制御ステップと、
上記画像信号に、上記ノイズ補正強度にもとづくノイズ補正処理を行うノイズ補正ステップと、
上記ノイズ補正処理が行われた画像信号の信号レベル補正強度を決定する画像信号補正強度制御ステップと、
上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の信号伸張度を推定する信号伸張推定ステップと、
上記ノイズ補正処理された画像信号に、上記信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理を行う画像信号補正ステップと、
を有し、前記ノイズ補正強度制御ステップでは前記信号伸張度からノイズ補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において、
前記画像信号補正強度制御ステップでは、画像信号の被写体が存在する輝度範囲が小さいほど上記輝度範囲の信号伸張度が大きくなるように前記信号レベル補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において、
信号伸張推定情報を格納する信号伸張推定情報格納ステップを備え、
前記信号伸張推定ステップでは前記信号伸張推定情報と前記信号レベル補正強度を基に前記信号伸張度を推定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項19記載の画像信号処理方法において、
前記信号伸張推定情報は、所定の信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の入出力特性における所定の信号レベルの入力値と出力値との比率であることを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項19記載の画像信号処理方法において、
前記信号伸張推定情報は、所定の信号レベル補正強度にもとづく信号レベル補正処理の入出力特性における所定の2つの信号レベル間の入力値の差分と出力値の差分との比率であることを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において、
入力された画像信号の任意の領域毎の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する統計情報取得ステップを備え、
前記画像信号補正強度制御ステップでは前記統計情報を基に任意の領域毎の信号レベル補正強度を決定し、
前記画像信号補正ステップでは前記任意の領域毎の信号レベル補正強度を基に信号レベル補正処理を行い、
前記信号伸張推定ステップでは、前記任意の領域毎の信号レベル補正強度から推定した前記任意の領域毎の信号伸張度から所定の信号伸張度を選択し、
前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記所定の信号伸張度から前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項22記載の画像信号処理方法において、
前記信号伸張推定ステップでは、前記任意の領域毎の信号伸張度から、信号伸張度の平均値、N番目に大きい値、最大値、画像中の位置に応じて重みを付けた荷重平均値、または中央値のいずれかを前記所定の信号伸張度として選択することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において,
前記画像信号補正ステップは、前記ノイズ補正ステップから出力された画像信号に異なる入出力特性で信号レベル補正処理を行う複数の画像信号補正ステップにより構成されており、
前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記複数の画像信号補正ステップにおける各々の信号レベル補正強度を決定し、
前記信号伸張推定ステップでは、前記各々の信号レベル補正強度にもとづく各々の信号伸張度を推定し、
前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記各々の信号伸張度を統合して前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項24に記載の画像信号処理方法において、さらに、
前記複数の画像信号補正ステップで入力されるそれぞれの画像信号の信号値の分布または統計量を統計情報として算出する複数の統計情報取得ステップを備え、
前記画像信号補正強度制御ステップでは該複数の統計情報取得ステップで算出された統計情報を基に対応する画像信号補正ステップにおける信号レベル補正強度を制御することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において、
前記ノイズ補正ステップにおけるノイズ補正処理とは,画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う二次元ノイズ補正処理、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関をもとにノイズ補正を行う三次元ノイズ補正処理、または、エッジ強調処理におけるエッジ強調の補正強度を弱めてエッジ強調を行う処理、の少なくとも一つであることを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項26に記載の画像信号処理方法において、
前記ノイズ補正ステップでノイズ補正処理として二次元ノイズ補正処理と三次元ノイズ補正処理とエッジ強調の補正強度を弱めたエッジ強調処理のうち複数の処理を行う場合に、前記ノイズ補正強度制御ステップでは、ノイズ補正処理の補正強度として、二次元ノイズ補正処理、三次元ノイズ補正処理、エッジ強調処理のうち、実行されるノイズ補正処理のノイズ補正強度をそれぞれ決定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17に記載の画像信号処理方法において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
該撮像ステップでの露光量を検出する露光量検出ステップと、
該露光量検出ステップで検出された露光量を基に前記撮像ステップでの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記信号伸張度と前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項26記載の画像信号処理方法において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
該露光量検出ステップで検出された露光量を基に前記撮像ステップの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
前記ノイズ補正ステップにおける二次元ノイズ補正処理は、画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項26記載の画像信号処理方法において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
該露光量検出ステップで検出された露光量を基に前記撮像ステップでの露光を制御する露光制御ステップと、を備え、
前記ノイズ補正ステップにおける三次元ノイズ補正処理は、注目する画素の時間軸上で連続する画像間における信号レベルの相関の度合い、または、画像信号中の注目する画素とその周辺の画素との間の信号レベルの相関の度合いを基準値と比較して該注目する画素に対するノイズ補正の有無または補正方法の種別を切り替えて信号処理を実施し、
前記ノイズ補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて前記基準値を制御し、前記信号伸張度と前記露光制御の度合いとを用いて前記ノイズ補正強度を決定すること、
を特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項17記載の画像信号処理方法において、
撮像を行い画像信号を生成して出力する撮像ステップと、
該撮像ステップの露光量を検出する露光量検出ステップと、
該露光量検出ステップで検出された露光量を基に前記撮像ステップの露光を制御する露光制御ステップ、を備え、
前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記信号レベル補正強度を前記露光制御ステップにおける露光制御の度合いを用いて決定することを特徴とする画像信号処理方法。 - 請求項31に記載の画像信号処理方法において、
前記画像信号補正強度制御ステップでは、前記露光制御ステップで信号ゲインが大きくなるように露光制御をした場合に、前記信号レベル補正強度を小さくすることを特徴とする画像信号処理方法。
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