JP2006238060A - Image processor and digital camera provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イメージセンサーに対応した映像信号処理を行う画像処理装置およびこの画像処理装置を備えたデジタルカメラ、特にイメージセンサー出力のノイズ除去に関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus that performs video signal processing corresponding to an image sensor and a digital camera equipped with the image processing apparatus, and more particularly to noise removal from an image sensor output.
近年、カメラ業界におけるアナログ技術からデジタル技術への移行には目覚しいものがある。特にフィルムも現像も不要なデジタルスチルカメラは活況を呈し、携帯電話もカメラ搭載型が主流を占めるようになってきている。 In recent years, there has been a remarkable shift from analog technology to digital technology in the camera industry. In particular, digital still cameras that require neither film nor development are booming, and camera-equipped cameras are becoming the mainstream.
現状では、デジタルスチルカメラ用のセンサーとしてCCDセンサーが主流であるが、MOSセンサーも特性改善が進みCCDに変わるセンサーとして有望視されてきている。イメージセンサーは更なる高性能化が求められ、解像度を重視してかつ高品質な出力を実現する技術提案が必要となっている。 At present, CCD sensors are the mainstream as sensors for digital still cameras, but MOS sensors are also expected to be promising as sensors that change to CCDs because of improved characteristics. Image sensors are required to have higher performance, and it is necessary to provide technical proposals that emphasize high resolution and achieve high quality output.
図4に、従来の、イメージセンサーに対応した映像信号処理を行う画像処理装置を備えたデジタルスチルカメラの基本構成ブロック図を示す。
図4において401はイメージセンサー、402はイメージセンサーの駆動パルスを発生するタイミングジェネレータ(TG)、403はイメージセンサー出力のノイズを除去し、入力信号に対してガンマ補正を行い低照度部を持ち上げ、ゲインをコントロールするCDS/AGC回路、404はアナログデジタル変換器(ADC)、405はデジタル信号処理回路(DSP)(詳細は後述する)、406は画像データおよび各種データを保存しておくメモリ回路、407はカメラを制御するマイクロコンピュータ(CPU)である。図4において、レンズを通って、イメージセンサー401に入射した光は、フォトダイオードにより電気信号に変換され、垂直駆動、水平駆動により、アナログ連続信号として出力される。イメージセンサー401の動作に必要な駆動タイミングパルスはタイミングジェネレータ402から発生される。イメージセンサー401から出力された信号は、CDS/AGC回路403において、1/fノイズが効果的に低減され、その後入力信号に対してガンマ補正が行われ低照度部が持ち上げられ、ゲインコントロールされてADC404に入力され、デジタル信号に変換される。デジタル化された信号は、DSP405に入力され、色分離、カラーマトリクス処理、輝度処理などの各種処理が行われて輝度信号と色差信号が求められ、メモリ回路406に記憶される。
FIG. 4 shows a basic block diagram of a conventional digital still camera equipped with an image processing apparatus that performs video signal processing corresponding to an image sensor.
In FIG. 4, 401 is an image sensor, 402 is a timing generator (TG) that generates a drive pulse of the image sensor, 403 is to remove noise from the output of the image sensor, perform gamma correction on the input signal, and raise the low illuminance part. CDS / AGC circuit for controlling gain, 404 an analog-digital converter (ADC), 405 a digital signal processing circuit (DSP) (details will be described later), 406 a memory circuit for storing image data and various data,
図4のデジタルスチルカメラ基本構成のうち、DSP405を中心に構成された従来の画像処理装置の基本構成を図5に示し説明する。501はイメージセンサー401から入力されるRGB信号、502は図4におけるCDS/AGC回路403とADC404に該当するAFE、507は図4におけるDSP405の一部分に相当するRGB信号処理部、503は図4におけるCPU407に相当するCPUである。RGB信号処理部507は、センサーのキズノイズ除去を行うメディアンフィルタ504と、このメディアンフィルタ504によりノイズが除去されたRGB信号から輝度信号と色差信号に変換する処理を行う輝度信号・色信号処理部505と、変換された輝度信号と色差信号の帯域を制限する固定LPF(Low Pass Filter)506から構成され、前記CPU503はメディアンフィルタ504のキズ判定スレッシュレベルを設定する。
Of the basic configuration of the digital still camera shown in FIG. 4, the basic configuration of a conventional image processing apparatus mainly composed of the
従来の画像処理装置においては、CPU503において、メディアンフィルタ504のキズ判定スレッシュレベルを、1画面毎に、被写体の明るさやAFEゲインに合わせて画面全体に対して設定して、キズノイズ除去(ノイズリダクション)を行っている。
In the conventional image processing apparatus, the
また上記ノイズ除去方法(ノイズリダクション方法)のように、RGB信号のノイズ除去を行う撮像装置が、特許文献1に開示されている。
この特許文献1では、RGB信号を輝度信号と色差信号に変換し、その後、前記輝度信号に基づいて生成される画素データの当該画素を中心とした少なくとも1以上の方向における相関の程度を示す相関値を画素毎に検出し、この検出した相関値に基づいて輝度信号に対するノイズリダクションのゲインを画素毎に設定し、また前記色差信号に基づいて画素データの色差空間を画素毎に検出し、検出した色差空間に基づいて前記色差信号に対するノイズリダクションのゲインを画素毎に設定し、その後、上記設定された輝度信号に対するノイズリダクションのゲインに基づいて、ノイズリダクションの深さを画素毎に制御して当該各画素の輝度信号のノイズを除去し、かつ色差信号に対するノイズリダクションのゲインに基づいて、ノイズリダクションの深さを画素毎に制御して当該各画素の色差信号のノイズを除去している。
In Patent Document 1, a RGB signal is converted into a luminance signal and a color difference signal, and thereafter, correlation indicating the degree of correlation in at least one or more directions around the pixel of pixel data generated based on the luminance signal. The value is detected for each pixel, and the noise reduction gain for the luminance signal is set for each pixel based on the detected correlation value, and the color difference space of the pixel data is detected for each pixel based on the color difference signal. The noise reduction gain for the color difference signal is set for each pixel based on the color difference space, and then the noise reduction depth is controlled for each pixel based on the noise reduction gain for the set luminance signal. Noise of the luminance signal of each pixel is removed, and noise reduction is performed based on the noise reduction gain for the color difference signal. The depth of the action is controlled for each pixel are removing noise of the color difference signals of the respective pixels.
しかしながら、図5に示す画像処理装置による従来のノイズリダクション方法では、AFE502のゲインをあげるとイメージセンサー401のキズ信号レベルとともに信号の高域成分も大きくなり、このときメディアンフィルタ504のキズ判定スレッシュレベルが一定であると、キズ信号と高域画像信号とを誤判定し、映像情報が失われるという問題が発生する。また、AFE502にて、入力信号に対してガンマ補正を行い低照度部を持ち上げているため、1画面内でキズ判定スレッシュレベルが一定であると、高輝度部でのキズ補正ができず、ノイズが目立ち、また固定LPF506のフィルタ特性が一定であるため低照度部でのノイズも目だってしまうという問題が発生する。
However, in the conventional noise reduction method using the image processing apparatus shown in FIG. 5, when the gain of the
また特許文献1のノイズリダクション方法では、すでに画像処理が施された輝度信号と色差信号に基づいてノイズリダクションを施していること、およびRGB信号から変換された輝度信号と色差信号に対して、画素毎にノイズリダクションのゲインを制御していることから、構成が複雑になるという問題がある。 In the noise reduction method of Patent Document 1, noise reduction is performed based on a luminance signal and a color difference signal that have already been subjected to image processing, and a pixel and a luminance signal and a color difference signal converted from an RGB signal are processed. Since the noise reduction gain is controlled every time, there is a problem that the configuration becomes complicated.
そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、簡易な構成で、高品質な画像の提供を実現できる画像処理装置と、この画像処理装置を備えたデジタルカメラを提供することを目的としたものである。 Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and provides an image processing apparatus capable of providing a high-quality image with a simple configuration, and a digital camera including the image processing apparatus. It is intended.
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、所定の画素配列を有するイメージセンサーから入力されるRGB信号を処理して輝度信号と色差信号を得て、出力する画像処理装置であって、前記イメージセンサーから入力されるRGB信号のレベルを色に応じて独立に検出するRGB信号レベル独立検出部と、前記RGB信号レベル独立検出部によって検出された信号レベルと色に応じて、前記入力されるRGB信号のキズを判定し、キズと判定された場合には補正を行うキズノイズ除去手段とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, according to the first aspect of the present invention, an RGB signal input from an image sensor having a predetermined pixel arrangement is processed to obtain a luminance signal and a color difference signal, and output them. An RGB signal level independent detection unit that independently detects an RGB signal level input from the image sensor according to a color; and a signal level detected by the RGB signal level independent detection unit; It is characterized by comprising scratch noise removing means for determining a scratch of the input RGB signal according to the color, and correcting it when it is determined to be a scratch.
上記構成によれば、1画素毎に、RGB信号レベル独立検出部において検出される画素の信号レベルと色に応じて、キズノイズ除去手段においてキズがあるかどうかが判定され、キズと判定された場合には補正が行われる。このように、1画素毎に、信号レベルと色に応じてキズの判定と補正が実行されることにより、高品質なノイズリダクションが実施され、高品質な画像が提供される。 According to the above configuration, for each pixel, it is determined whether or not there is a scratch in the scratch noise removing unit according to the signal level and color of the pixel detected by the RGB signal level independent detection unit. Is corrected. As described above, the scratch determination and correction are executed for each pixel according to the signal level and the color, so that high-quality noise reduction is performed and a high-quality image is provided.
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記イメージセンサーから入力されるRGB信号に所定のゲインを乗ずることによりゲイン補正を行い、前記キズノイズ除去手段へ出力するゲイン補正部とをさらに備え、前記キズノイズ除去手段は前記ゲインを加味して、キズを判定することを特徴とするものである。 The invention described in claim 2 is the invention described in claim 1, wherein the RGB signal input from the image sensor is multiplied by a predetermined gain to perform gain correction and output to the scratch noise removing means. And a gain correction unit, wherein the scratch noise removing means determines the scratch in consideration of the gain.
上記構成によれば、1画素毎に、検出される画素の信号レベルと色、さらにRGB信号のゲインを補正するゲイン補正部のゲインに応じてキズがあるかどうかが判定され、キズと判定された場合には補正が行われる。このように、RGB信号のゲインを補正するゲイン補正部のゲインにより変化する入力信号レベルが考慮されることにより、キズの判定の精度が向上する。 According to the above configuration, whether or not there is a scratch is determined for each pixel according to the signal level and color of the detected pixel and the gain of the gain correction unit that corrects the gain of the RGB signal. In the event of a failure, correction is performed. In this way, the accuracy of the scratch determination is improved by taking into account the input signal level that changes depending on the gain of the gain correction unit that corrects the gain of the RGB signal.
また請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記キズノイズ除去手段は、ノイズ除去を実行する注目画素とこの注目画素の周辺画素との水平、垂直、斜め方向の相関に基づいて前記注目画素がキズであるかどうかを判断し、前記注目画素がキズであると判断された場合は、前記注目画素を、前記周辺画素のうち前記注目画素との信号レベルの差分が最も小さかった画素と置き換えることで補正を行うメディアンフィルタであることを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the scratch noise removing means is arranged in horizontal, vertical, and diagonal directions between a pixel of interest for performing noise removal and a peripheral pixel of the pixel of interest. Based on the correlation, it is determined whether or not the pixel of interest is flawed. If it is determined that the pixel of interest is flawed, the pixel of interest is a signal level difference from the pixel of interest among the peripheral pixels. Is a median filter that corrects the pixel by replacing it with the smallest pixel.
上記構成によれば、ノイズ除去手段はメディアンフィルタで構成され、ノイズ除去を実行する注目画素とこの注目画素の周辺画素との相関に基づいて、注目画素のキズの判定と補正が行われる。 According to the above configuration, the noise removal unit is configured by a median filter, and the determination and correction of the scratches on the target pixel are performed based on the correlation between the target pixel on which noise removal is performed and the surrounding pixels of the target pixel.
また請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記キズノイズ除去手段は、注目画素と前記注目画素の周辺画素の信号レベルの差分が所定の画素単位のキズ判定スレッシュレベルを上回ると、前記注目画素にキズがあると判定するメディアンフィルタにより形成され、前記RGB信号レベル独立検出部は、色の種類毎に、検出する信号レベルと前記画素単位のキズ判定スレッシュレベルとの対応をテーブルデータとして保持し、前記テーブルデータを参照することにより定まる画素単位のキズ判定スレッシュレベルを前記キズノイズ除去手段へと出力することを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, wherein the scratch noise removing means is configured to detect a scratch determination threshold in which a difference in signal level between a target pixel and a peripheral pixel of the target pixel is a predetermined pixel unit. When the level exceeds the level, the median filter determines that the pixel of interest has a flaw, and the RGB signal level independent detection unit includes a signal level to be detected and a flaw determination threshold level for each pixel for each color type. Is stored as table data, and a scratch determination threshold level determined in units of pixels determined by referring to the table data is output to the scratch noise removing means.
上記構成によれば、RGB信号レベル独立検出部において、検出される注目画素の信号レベルと色によりテーブルデータが検索されて画素(注目画素)単位のキズ判定スレッシュレベルが求められ、メディアンフィルタへ出力され、メディアンフィルタにおいて、注目画素と注目画素の周辺画素の信号レベルの差分が、入力した画素単位のキズ判定スレッシュレベルを上回るとキズとして判定される。 According to the above configuration, the RGB signal level independent detection unit searches the table data based on the detected signal level and color of the target pixel, obtains a scratch determination threshold level in units of pixels (target pixel), and outputs it to the median filter. In the median filter, if the difference in signal level between the pixel of interest and the surrounding pixels of the pixel of interest exceeds the scratch determination threshold level of the input pixel unit, it is determined as a scratch.
また請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、前記キズノイズ除去手段によって補正されたRGB信号に対して所定の処理を行い、輝度信号と色差信号を得る輝度信号・色信号処理部と、前記輝度信号・色信号処理部によって得られた輝度信号と色差信号の帯域を制限するローパスフィルタをさらに備え、前記ローパスフィルタの係数を前記RGB信号レベル独立検出部によって検出された信号レベルと色に応じて決定することを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, wherein the RGB signal corrected by the scratch noise removing means is subjected to predetermined processing to obtain a luminance signal and a color difference signal. A color signal processing unit; and a low-pass filter that limits a band of the luminance signal and the color difference signal obtained by the luminance signal / color signal processing unit, and the coefficient of the low-pass filter is detected by the RGB signal level independent detection unit. It is determined according to the signal level and color.
上記構成によれば、キズノイズ除去手段によるキズの補正に加えて、ローパスフィルタにより輝度信号と色差信号の帯域が制限されることにより、より高品質なノイズリダクションが実施され、高品質な画像が提供される。 According to the above configuration, in addition to the correction of scratches by the scratch noise removing means, the band of the luminance signal and the color difference signal is limited by the low-pass filter, so that higher quality noise reduction is performed and a high quality image is provided. Is done.
また請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明であって、前記RGB信号レベル独立検出部は、色の種類毎に信号レベルと前記フィルタ係数の対応をテーブルデータとして保持し、前記テーブルデータを参照することにより定まるフィルタ係数を前記ローパスフィルタへと出力することを特徴とするものである。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the RGB signal level independent detection unit holds the correspondence between the signal level and the filter coefficient for each color type as table data, A filter coefficient determined by referring to the table data is output to the low-pass filter.
上記構成によれば、RGB信号レベル独立検出部において、検出される注目画素の信号レベルと色によりテーブルデータが検索されて画素(注目画素)単位のフィルタ係数が求められ、ローパスフィルタへ出力され、ローパスフィルタにおいて、輝度信号と色差信号の帯域が制限される。 According to the above configuration, the RGB signal level independent detection unit searches the table data based on the detected signal level and color of the target pixel, obtains the filter coefficient for each pixel (target pixel), and outputs the filter coefficient to the low-pass filter. In the low-pass filter, the bands of the luminance signal and the color difference signal are limited.
また請求項7に記載の発明は、デジタルカメラが、ベイヤー配列で画素を配置したイメージセンサーと、前記イメージセンサーから出力されるRGB信号を処理する請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって処理された画像を保存するメモリ回路とを備えることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the digital camera, the digital camera processes an image sensor in which pixels are arranged in a Bayer array and an RGB signal output from the image sensor. The image processing apparatus includes a memory circuit that stores an image processed by the image processing apparatus.
上記構成によれば、高品質なノイズリダクションが実施され高品質な画像を提供する画像処理装置を備えることにより、より高品質なデジタルカメラを提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a higher quality digital camera by including the image processing device that performs high quality noise reduction and provides a high quality image.
本発明の画像処理装置は、キズノイズ除去手段の前段で画素毎に検出した入力のRGB信号レベルと色に基づいて、画素毎に適応的なノイズリダクションを実施することにより、簡易な構成で、1フレーム内の画像情報の検出精度を上げ、より柔軟に高品質なノイズリダクションを実現することができ、高品質な画像を提供できる、という効果を有している。 The image processing apparatus of the present invention performs adaptive noise reduction for each pixel on the basis of the input RGB signal level and color detected for each pixel in the previous stage of the scratch noise removing unit, and thus has a simple configuration. The detection accuracy of the image information in the frame is improved, high-quality noise reduction can be realized more flexibly, and a high-quality image can be provided.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における画像処理装置の基本構成図である。なお、この画像処理装置は、図4に示す基本構成のデジタルカメラに使用されるものとして説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image processing apparatus will be described as being used in the digital camera having the basic configuration shown in FIG.
図1に示すように、RGBがベイヤー配列されたイメージセンサーからRGB信号101が入力されている。ベイヤー配列とは4画素を構成単位として「R」と「B」を一方の対角に配置し、他方の対角に「G」を2画素配置する色配列のことを示す。
As shown in FIG. 1, an
入力されたRGB信号101は、AFE102(背景技術におけるCDS/AGC回路403とADC404に相当;ゲイン補正部の一例)へ入力される。このAFE102は、RGB信号101に、後述するCPU104により設定されるAFEゲインを乗じることによってアナログゲイン補正を行う。アナログゲイン補正を行われたRGB信号は、RGB信号処理部108によって輝度信号(Y)と色差信号(Cr、Cb)へと変換され、出力される。
The
CPU104は、被写体の特性、明るさ等により、前記AFE102のAFEゲインを設定し、またこの設定したAFEゲインを後述するRGB信号レベル独立検出部103へ出力し、全体の制御を統括している。
The
新たに、RGB信号レベル独立検出部103が設けられている。
このRGB信号レベル独立検出部103は、AFE102によってアナログゲイン補正を行われたRGB信号より、色に応じて、つまりR信号、G信号、B信号毎に独立してレベル検出を行っている。またRGB信号レベル独立検出部103は、色の種類毎(R信号、G信号、B信号毎)に、検出する信号レベルと、CPU104より入力するAFEゲインの情報と連動するキズ判定スレッシュレベル(後述するメディアンフィルタ105においてキズを判定するスレッシュレベル)とを対応したテーブルデータを逐次読み出し可能に保持(内蔵)しており、テーブルデータを参照することにより定まる画素単位のキズ判定スレッシュレベルを、後述するメディアンフィルタ105へと出力している。すなわち、画素毎に信号レベルを検出し、その画素がR信号、G信号、B信号のいずれに対応するかを考慮してテーブルデータを選択(参照)し、この選択(参照)したテーブルデータを、検出した信号レベルにより検索することにより画素単位のキズ判定スレッシュレベルを決定し、メディアンフィルタ105へと出力している。これによって、メディアンフィルタ105へ入力される入力RGB信号レベル、AFEゲイン設定に対して適応的に画素単位のキズ判定スレッシュレベルが決定される。
An RGB signal level
The RGB signal level
上記RGB信号処理部108は、キズノイズ除去手段を構成するメディアンフィルタ105と、輝度信号・色差信号処理部106と、固定LPF107を備えている。
輝度信号・色差信号処理部106は、メディアンフィルタ105によりキズ検出と補正が行われたRGB信号から、輝度信号と色差信号への変換等を行い、輝度信号と色差信号を得る。
The RGB
The luminance signal / color difference
また固定LPF107は、輝度信号・色差信号処理部106により得られた輝度信号と色差信号の帯域を制限する(再度ノイズリダクションを行う)。
メディアンフィルタ105について詳細に説明する。
The fixed
The
メディアンフィルタ105は、RGB信号レベル独立検出部103より設定(入力)された画素単位のキズ判定スレッシュレベル(RGB信号レベル独立検出部103によって検出された信号レベルと色に応じて形成されたキズ判定スレッシュレベル)に基づいて、AFE102によりアナログゲイン補正を行われた入力RGB信号のキズ検出と補正を行うフィルタである。ここでキズは多くの場合、イメージセンサーの不良画素に起因するものである。
The
メディアンフィルタ105のキズ検出と補正について図2により詳細に説明する。
メディアンフィルタ105は、図2に示されるように、ノイズ除去を実行する注目画素と、この注目画素と同色の周辺画素との「水平方向」、「垂直方向」、「斜め方向」の相関を見て前記注目画素がキズであるかどうかを判断しており、注目画素の信号レベルと、水平・垂直・斜め方向の各周辺画素の信号レベルの差分の符号がすべて一致し、かつこれらの差分の絶対値の中で最も小さい値が、RGB信号レベル独立検出部103より入力した、注目画素のキズ判定スレッシュレベルより大きい場合はキズと判断し、注目画素を、周辺画素のうち注目画素との差分が最も小さかった周辺画素と置き換えることで補正を行っている。
The flaw detection and correction of the
As shown in FIG. 2, the
例えば、図2に示すように、注目画素をR信号画素とすると、注目画素RAの信号レベルから、水平・垂直・斜め方向の周辺で同色の各周辺画素Rの信号レベルを引いたdn(n=1〜7)の符号がすべて一致し、かつこれらの差分の絶対値の中で最も小さい値dminが、注目画素RAのキズ判定スレッシュレベルよりも大きい場合に、注目画素RAがキズであると判断し、注目画素RAを、周辺画素Rのうち注目画素RAとの差分が最も小さかった周辺画素Rと置き換えることで補正を行う。 For example, as shown in FIG. 2, when the target pixel is an R signal pixel, dn (n) obtained by subtracting the signal level of each peripheral pixel R of the same color in the horizontal, vertical, and diagonal directions from the signal level of the target pixel RA. = 1 to 7) are coincident and the smallest value dmin among the absolute values of these differences is larger than the scratch determination threshold level of the pixel of interest RA, the pixel of interest RA is scratched. The correction is performed by replacing the target pixel RA with the peripheral pixel R having the smallest difference from the target pixel RA among the peripheral pixels R.
また、dnの符号がすべてマイナスの場合を黒キズ、すべてプラスの場合を白キズとすると、黒キズまたは白キズのとき、RGB信号レベル独立検出部103より入力した、画素単位のキズ判定スレッシュレベルを補正している。すなわち、黒キズの場合で、かつ周辺画素の信号レベルの平均値が低い場合、判定スレッシュレベルを小さく補正し、白キズの場合で、かつ逆に周辺画素の信号レベルの平均値が高い場合は、画素単位の判定スレッシュレベルを大きく補正している。これにより、画面内で信号レベルが大きく変化する画像においてもキズの検出率が上昇する。
Further, when the signs of dn are all negative, black scratches, and when all signs are positive, white scratches. When black scratches or white scratches, the pixel-level scratch determination threshold level input from the RGB signal level
なお、上記RGB信号処理部108とRGB信号レベル独立検出部103は図4におけるDSP405に内蔵される。また、DSP405とCPU104は別の半導体チップで構成されるものであっても、同一の半導体チップ内に構成されるものであっても構わない。
The RGB
以上のように本実施の形態1によれば、AFEゲインの大小に従い、注目画素と周辺画素との信号レベルの差分も大小変化することから、入力信号レベルを検出し、信号入力時のAFEゲイン情報と連動して画素単位のキズ判定スレッシュレベルを設定し、メディアンフィルタ5においてキズの判定と補正を行うノイズリダクションを実施することにより、すなわちメディアンフィルタ5の前段で画素毎に検出した入力のRGB信号レベルと色に基づいて、画素毎に適応的なノイズリダクションを実施することにより、簡易な構成で、画素毎に適応的なノイズリダクションを実施することができ、1フレーム内の画像情報の検出精度を上げ、より柔軟に高品質なノイズリダクションを実現することができ、高品質な画像を提供することができる。またキズ検出率を制御することができる。また注目画素の周辺の周辺画素の信号レベルにより、入力RGB信号の低照度部や色データを検出してキズ判定スレッシュレベルを小さく補正(設定)することにより、ランダムノイズを軽減することもできる。 As described above, according to the first embodiment, the signal level difference between the target pixel and the surrounding pixels also changes in magnitude according to the magnitude of the AFE gain. Therefore, the input signal level is detected, and the AFE gain at the time of signal input is detected. By setting a scratch determination threshold level for each pixel in conjunction with the information and performing noise reduction for determining and correcting scratches in the median filter 5, that is, input RGB detected for each pixel in the preceding stage of the median filter 5 By performing adaptive noise reduction for each pixel based on the signal level and color, adaptive noise reduction can be performed for each pixel with a simple configuration, and image information within one frame can be detected. Improve accuracy, achieve higher quality noise reduction more flexibly, and provide high quality images . In addition, the scratch detection rate can be controlled. Random noise can also be reduced by detecting the low illuminance part and color data of the input RGB signal based on the signal levels of the peripheral pixels around the pixel of interest and correcting (setting) the scratch determination threshold level to be small.
また本実施の形態1によれば、高品質なノイズリダクションが実施され高品質な画像を提供する画像処理装置を備えることにより、より高品質なデジタルカメラを提供することができる。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2について図面を参照しながら説明する。
Further, according to the first embodiment, it is possible to provide a higher-quality digital camera by including an image processing device that performs high-quality noise reduction and provides a high-quality image.
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は実施の形態2における画像処理装置の基本構成図である。実施の形態1と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態2の画像処理装置においては、実施の形態1の固定フィルタ107を、nタップ垂直LPF307とnタップ水平LPF308により構成し、メディアンフィルタ105のキズ判定スレッシュレベルと、nタップ水平・垂直LPF307,308の係数の、両方をRGB信号レベル独立検出部303により制御している。上記実施の形態1とは、画像処理の後段で、nタップ垂直LPF307とnタップ水平LPF308のフィルタ係数を画素単位に制御する点で異なっている。
FIG. 3 is a basic configuration diagram of the image processing apparatus according to the second embodiment. Constituent elements similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the image processing apparatus according to the second embodiment, the fixed
RGB信号レベル独立検出部303は、色の種類毎(R信号、G信号、B信号毎)に、信号レベルとキズ判定スレッシュレベルとを対応した上記テーブルデータに加えて、信号レベルとLPF307,308のフィルタ係数とを対応した第2テーブルテーブルを保持(内蔵)している。そして、色の種類と信号レベルにより第2テーブルテーブルを検索して求まる画素単位のフィルタ係数を、LPF307,308へと出力している。これにより、LPF307,308において、色の種類と信号レベルによる画素単位のフィルタ係数に基づいてノイズ除去が実施され、より効果的なノイズ除去が実現されている。
The RGB signal level
メディアンフィルタ105は、実施の形態1と同様のキズの判定と補正を行うとともに、注目画素の周辺のR信号、G信号、B信号のレベルに基づき注目画素周辺の輝度や色を判断し、判断した注目画素周辺の輝度や色、およびRGB信号レベル独立検出部103より入力した注目画素単位のキズ判定スレッシュレベルにより、注目画素のノイズ除去を行っている。例えば、画面内の肌色部分はノイズ除去を強く行い(キズ判定スレッシュレベルを小さく補正してノイズ除去を行い)、無彩色部分はノイズ除去を弱く行う(キズ判定スレッシュレベルを大きく補正してノイズ除去を行う)ように制御することにより、人物の顔の部分はノイズが少ないやわらかい画像に、また、髪の毛の部分はディテール豊かで一本ずつの区別がつくような画像に処理することができる。
The
以上のように実施の形態2によれば、入力RGB信号101の信号レベルと色に対して、また信号入力時のAFE102のゲインに対して、メディアンフィルタ105のキズ判定スレッシュレベルとLPF307,308のフィルタ係数を、画素単位に適応的に設定することができ、より効果的なノイズ除去(ノイズリダクション)が実現できる。
As described above, according to the second embodiment, the scratch determination threshold level of the
本発明にかかる画像処理装置は、より効果的なノイズ除去が実現できるという効果を有し、デジタルスチルカメラに限らずデジタルムービー等の用途に広く適用できる。 The image processing apparatus according to the present invention has an effect that more effective noise removal can be realized, and can be widely applied not only to a digital still camera but also to a digital movie.
101 入力RGB信号
102 AFE
103,303 RGB信号レベル独立検出部
104 CPU
105 メディアンフィルタ
106 輝度信号・色信号処理部
107 固定LPF
108 RGB信号処理部
307 nタップ垂直LPF
308 nタップ水平LPF
401 イメージセンサー
402 TG
403 CDS/AGC回路
404 ADC
405 DSP
406 メモリ回路
101
103, 303 RGB signal level
105
108 RGB signal processing unit 307 n-tap vertical LPF
308 n-tap horizontal LPF
401
403 CDS /
405 DSP
406 Memory circuit
Claims (7)
前記イメージセンサーから入力されるRGB信号のレベルを色に応じて独立に検出するRGB信号レベル独立検出部と、
前記RGB信号レベル独立検出部によって検出された信号レベルと色に応じて、前記入力されるRGB信号のキズを判定し、キズと判定された場合には補正を行うキズノイズ除去手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that processes an RGB signal input from an image sensor having a predetermined pixel arrangement to obtain a luminance signal and a color difference signal, and outputs the luminance signal and a color difference signal.
An RGB signal level independent detection unit for independently detecting the level of the RGB signal input from the image sensor according to the color;
A scratch noise removing unit that determines a scratch of the input RGB signal according to the signal level and color detected by the RGB signal level independent detection unit, and corrects the scratch when the scratch is determined as a scratch. A featured image processing apparatus.
前記キズノイズ除去手段は前記ゲインを加味して、キズを判定すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 A gain correction unit that performs gain correction by multiplying the RGB signal input from the image sensor by a predetermined gain, and outputs the signal to the scratch noise removing unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the scratch noise removing unit determines a scratch in consideration of the gain.
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The scratch noise removing means determines whether or not the target pixel is scratched based on a horizontal, vertical, and diagonal correlation between the target pixel on which noise removal is performed and a peripheral pixel of the target pixel. When it is determined that there is a scratch, the median filter performs correction by replacing the target pixel with a pixel having the smallest signal level difference from the target pixel among the peripheral pixels. The image processing apparatus according to claim 1.
前記RGB信号レベル独立検出部は、色の種類毎に、検出する信号レベルと前記画素単位のキズ判定スレッシュレベルとの対応をテーブルデータとして保持し、前記テーブルデータを参照することにより定まる画素単位のキズ判定スレッシュレベルを前記キズノイズ除去手段へと出力すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The scratch noise removing means is formed by a median filter that determines that there is a scratch on the target pixel when a difference in signal level between the target pixel and a peripheral pixel of the target pixel exceeds a scratch determination threshold level in a predetermined pixel unit.
The RGB signal level independent detection unit holds, as table data, the correspondence between the signal level to be detected and the scratch determination threshold level of the pixel unit for each type of color, and for each pixel type determined by referring to the table data The image processing apparatus according to claim 1, wherein a scratch determination threshold level is output to the scratch noise removing unit.
前記輝度信号・色信号処理部によって得られた輝度信号と色差信号の帯域を制限するローパスフィルタをさらに備え、
前記ローパスフィルタの係数を前記RGB信号レベル独立検出部によって検出された信号レベルと色に応じて決定すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 A luminance signal / color signal processing unit that performs predetermined processing on the RGB signal corrected by the scratch noise removing unit to obtain a luminance signal and a color difference signal;
A low-pass filter that limits the band of the luminance signal and the color difference signal obtained by the luminance signal / color signal processing unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a coefficient of the low-pass filter is determined according to a signal level and a color detected by the RGB signal level independent detection unit.
を特徴とする請求項5記載の画像処理装置。 The RGB signal level independent detection unit holds the correspondence between the signal level and the filter coefficient for each color type as table data, and outputs the filter coefficient determined by referring to the table data to the low-pass filter. The image processing apparatus according to claim 5, wherein:
前記イメージセンサーから出力されるRGB信号を処理する請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって処理された画像を保存するメモリ回路と
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。 An image sensor with pixels arranged in a Bayer array;
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, which processes RGB signals output from the image sensor;
A digital camera comprising: a memory circuit that stores an image processed by the image processing apparatus.
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