JP4200745B2 - Signal processing apparatus and signal processing method - Google Patents
Signal processing apparatus and signal processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4200745B2 JP4200745B2 JP2002336918A JP2002336918A JP4200745B2 JP 4200745 B2 JP4200745 B2 JP 4200745B2 JP 2002336918 A JP2002336918 A JP 2002336918A JP 2002336918 A JP2002336918 A JP 2002336918A JP 4200745 B2 JP4200745 B2 JP 4200745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- specific color
- signal processing
- color area
- pixel
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Color Image Communication Systems (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、撮像手段により撮像された画像データに対してノイズ除去やアパーチャ補正等の信号処理を施す信号処理装置および信号処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年ではデジタルカメラの小型化、高性能化にともない撮像素子としてのCCD(Charge Coupled Device)で被写体を撮像できる画素数が増えることにより、1画素を構成するセルサイズが小さくなっており、このため、CCDのセンサー出力信号に対するノイズの割合が大きくなっている。
【0003】
これにより、肌色や空色といった特定色に対して、CCDの暗電流に基づくノイズ除去やアパーチャ補正等の技術が必要となっており、ディジタルカラー画像の分野において、肌色等の特定色の検出、および検出した特定色の領域に対するノイズ除去、アパーチャ補正等の技術が一般的によく知られている(特許文献1〜特許文献6)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−210916号公報
【特許文献2】
特開平11−146405号公報
【特許文献3】
特開平8−210916号公報
【特許文献4】
特開平11−146405号公報
【特許文献5】
特開2000−152268号公報
【特許文献6】
特開平11−146405号公報
【特許文献7】
特開平10−293840号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の特定色の検出技術としては特許文献3があり、RGBの各信号レベルの上限値と下限値を用いて特定色を検出するが、この手法では座標変換テーブルが必要となるため、特定色の検出のためにメモリの記憶容量が増大するという不都合があった。
【0006】
また、特許文献4でも色差信号をアドレスとしてメモリ内のテーブルに書き込むためハードウェア規模が増大するという不都合があった。
【0007】
また、ノイズ除去技術としては特許文献5があり、ノイズを判断するレベルを色によって変えて、ノイズスライスレベルを用いてノイズ除去をする手法であるため、特定色領域と特定色以外の領域の境界部分でノイズレベルが急激に変化するが、本発明では特定色の周辺の画素情報をもとにノイズ除去を行うことにより、特定色領域と特定色以外の領域の境界部分でノイズレベルが急激に変化しないようにすることを課題とする。
【0008】
また、アパーチャ補正技術には特許文献6があり、周波数特性の異なるBPF( Band Pass Filter) を用いてアパーチャ補正信号のゲインを変えることなく周波数特性を変更しているため、アパーチャ補正信号のゲインを変えることができず、回路構成が複雑になるが、本発明では特定色に対する注目画素周辺の情報をもとに、アパーチャ補正信号のゲインを算出しているので、より簡易な回路で適正なゲインのアパーチャ補正信号を生成することを課題とする。なお、特許文献7には、撮像画像の2値化した顔領域を正規化する技術が開示されているが、本発明では色差信号に基づく色差平面でノイズ除去、アパーチャ補正を行うために特定色領域を検出することを課題とする。
【0009】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、メモリの記憶容量が増大することなく特定色の検出を行い、特定色領域と特定色以外の領域の境界部分でノイズレベルが急激に変化しないようにすると共に、より簡易な回路でアパーチャ補正を行うことができる信号処理装置および信号処理方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号処理装置は、画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出手段と、特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についてのこの多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減手段とを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたものである。
【0011】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現すると、1ビットで表現した場合に比べて、注目画素のフィルタ係数がなめらかに変化する。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにノイズ削減を行うことができる。
【0012】
また、本発明の信号処理装置は、画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出手段と、特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についてのこの多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正手段とを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたものである。
【0013】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現すると、1ビットで表現した場合に比べて、アパーチャ補正信号のゲインがなめらかに切り替わる。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにアパーチャ補正を行うことができる。
【0014】
また、本発明の信号処理方法は、画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出ステップと、特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についてのこの多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減ステップとを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたものである。
【0015】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現すると、1ビットで表現した場合に比べて、注目画素のフィルタ係数がなめらかに変化する。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにノイズ削減を行うことができる。
【0016】
また、本発明の信号処理方法は、画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出ステップと、特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についての多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正ステップとを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたものである。
【0017】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現すると、1ビットで表現した場合に比べて、アパーチャ補正信号のゲインがなめらかに切り替わる。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにアパーチャ補正を行うことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図1にデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
まず、デジタルスチルカメラの構成を説明する。
図1において、レンズ1は、被写体の反射光を集光し、画像センサー4に導く。絞り2は、光が通過する面積を変化させることにより画像センサー4に当たる光量を制御する。シャッター3は、光の通過を遮断することにより露光を制御する。上述の絞り2がこのシャッター3の機能を兼ねるようにしてもよい。画像センサー4は、CCDやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)センサー等の画像センサーであり、被写体の光情報を電気情報に変換する。センサー表面には色を識別するために複数の色フィルタが配置されている。
【0019】
フロントエンド(S/H(Sample and Hold)6−1、GC(Gain Control)6−2、A/D( Analog to Digital) 6−3)6部分は、画像センサー4の出力のアナログ信号をデジタル信号に変換するものであり、内部では、ノイズ成分を除去する相関二重サンプリング、ゲインコントロール、A/Dコンバートが行われる。タイミングジェネレータ(TG)5は、画像センサー4を水平、および垂直に駆動して、高速・低速電子シャッター等の露光制御も行う。カメラシステムLSI( Large Scale Integration) 7は、デジタル化された画像センサー4からの情報を元に各種デジタル信号処理を行い、輝度信号・色信号を生成すると共に、データの圧縮を行い、圧縮データを生成する。
【0020】
画像メモリ8は、デジタルの画像データを格納するための記憶素子であり、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSDRAM(Syncronous Random Access Memory)等があり、カメラシステムLSI7でのデジタル信号処理で用いられる。マイクロコンピュータ(以下、マイコンという。))9は、カメラブロック全体の制御を行い、具体的には、絞り2による露光制御、シャッター3の開閉制御、TG5での電子シャッター制御、フロントエンド6でのゲインコントロール、カメラシステムLSI7の各種モード制御、パラメータ制御等の制御を行う。
【0021】
外部記憶媒体10は、圧縮されたデータ、例えばJPEG(Jpint Photograph Experts group)データを格納する記憶媒体であり、デジタルスチルカメラ本体に対して着脱可能で、取り出して、持ち運べるように構成される。画像モニター11は、撮影画像を確認するためのモニターであり、LCD(Charge Coupled Device)パネル等である。
【0022】
このように構成されたデジタルスチルカメラの動作を以下に説明する。
図2は、カメラシステムLSIのブロック図である。
図2において、画像検波部21は、オートフォーカス(AF)、オートエキスポージャー(AE)、オートホワイトバランス(AWB)の各種カメラ制御の基準となるカメラ撮影画像の検波処理を行う。マイコンI/F(interface)25は、カメラシステムLSI7をコントロールするマイコン9とのバスI/Fを行い、マイコン9とシステムLSI7との間の制御データや画像データの受け渡しを行う。メモリーI/F23は、システムLSI7での信号処理の際に用いる画像メモリ8とのI/Fを行い、画像データや圧縮データの受け渡しを行う。
【0023】
メモリーコントローラ24は、各種信号処理ブロック間または信号処理ブロックとメモリ間での画像データの受け渡しを行うと共にデータが流れるデータパスを制御する。画像圧縮・解凍部26は、画像データを圧縮し、または圧縮された画像データを解凍するもので、例えばJPEGエンコーダ等である。モニターI/F27は、画像データを外部モニターやディスプレイに表示すために各種表示フォーマットに変換するものであり、例えば、NTSC(National Television System Standard Committee)モニターに表示するためのNTSCエンコーダである。カメラ信号処理部22は、フロントエンド部6においてデジタル化されたセンサー画像情報を元に補間演算、フィルタ演算、マトリクス演算、輝度生成演算、色生成演算等のデジタル信号処理を行い、輝度・色信号からなる画像信号を生成する。
【0024】
図1で、タイミングジェネレータ(TG)5から駆動パルスをうけた画像CCDセンサー4の出力信号に対し、S/H6−1、GC6−2、A/D6−3部分(フロントエンド6)でノイズの成分を除去する相関二重サンプリング、ゲインコントロール、A/Dコンバートを行い、アナログ信号をデジタル信号に変換する。その後、カメラシステムLSI7(図2)のカメラ信号処理部分22で、デジタルクランプ、ホワイトバランス、ガンマ補正、補間処理等をし、RGB値を作り出した後に輝度、色差信号に変換する。
【0025】
本願の処理はカメラ信号処理部分22に含まれ、輝度、色差信号を入力として、特定色領域検出、ノイズ削減、アパーチャ補正の処理を行った後、JPEGエンコード回路に輝度、色差信号を出力する。本願の信号処理部のブロック図を図3に示す。特定色領域検出回路31では、輝度信号Y、色差信号Cr、Cb、楕円領域情報I、抽出半径rの情報をもとに肌色等の特定色領域の検出を判定する特定色判定フラグFを出力する。ディレーライン(DL)32は垂直方向の信号を同時化する。その後この輝度信号Y、特定色判定フラグFの情報をもとにノイズリダクション部(NR)33で周辺の画素情報をもとにノイズを削減し、アパーチャ補正部(AP)34でアパーチャ補正を行い、補正後の輝度信号Yを後段のJPEGエンコード回路に出力する。
【0026】
まず第1に特定色領域検出技術について説明する。
一般に肌色等の特定色の色差信号によるCr、Cbの平面上において色差分布は図4のようになっており、例えば、楕円状領域(肌色)41や、楕円状領域(空色)42が楕円状に分布している。そのため特定色領域の検出は円を対象として行うよりも楕円を対象として行ったほうが誤検出が少なくなることが実験で確認された。特定色領域の検出は、色差信号が図4の楕円状領域(肌色)41や、楕円状領域(空色)42の内部に含まれるかどうか判定することで実現できる。
【0027】
しかし、楕円による領域検出をハードウェアで実現しようとすると、回路規模が増大してしまうため、処理の工夫が必要となる。そこで、ハードウェアで簡易に実現可能な楕円状の距離計算手法を提案する。
【0028】
図5に示す楕円状領域C1にある画素(x, y)が含まれるかどうかの判定は、ある画素(x, y)および楕円状領域C1の座標移動51をし、回転52、53、拡大または圧縮54の処理を施した値を比較することによって実現できる。
【0029】
楕円状領域C1の中心座標を( α, β) とし、円領域C2の半径(領域の抽出半径)をr と仮定し、C2はC1 を平行移動51および回転52、53させた後、Cb方向にA,Cr方向にBだけ拡大または圧縮した円であると考える。つまり、図5において楕円状の距離e を移動51、回転52、53、拡大および圧縮54の処理を施した距離e ”が抽出半径rより小さいかどうか判定すればよい。
【0030】
ある画素の平行移動51は、以下の数1式のように示すことができる(x方向へα、y方向へβ移動した場合)。
【0031】
【数1】
【0032】
一方、座標の回転は以下の数2式で表される。
【0033】
【数2】
【0034】
よって、図5に示す通り、ある画素について考えると移動51および回転52、53は以下の数3式のように示される。
【0035】
【数3】
【0036】
次にCb方向にA,Cr方向にB、拡大または圧縮すると、(x”, y”)は以下の数4式のように示される。
【0037】
【数4】
【0038】
以上より、x" およびy" は以下の数5式のように示される。
【0039】
【数5】
【0040】
数5式を用いると、楕円状の距離e を移動、回転、拡大および圧縮した距離e ”は以下の数6式のように示すことができる。
【0041】
【数6】
【0042】
数6式では距離の計算に平方根の展開が必要となる。ここでは距離の比較に、距離を2乗した値を用いることで平方根の展開をなくすことができる。Cb方向およびCr方向の拡大率(圧縮率)をA, Bとすると、数5式および数6式より楕円状距離計算ブロックは図6のように、x、α、y、β、A,B、cosθ、sinθを入力として、減算器61−1 〜61−2、63−1、加算器63−2、66、乗算器62−1〜62−4、64−1 〜64−2、65−1〜65−2で構成して、近時距離e ”2 を出力することができることになる。
【0043】
ここで、Aを2 のa乗、Bを2のb乗と限定すれば、拡大、圧縮のための乗算器64−1 〜64−2を削減することができ、楕円状の距離計算ブロックは図7に示すように、a、bのビットシフト演算を行うシフタ74−1〜74−2および簡単な乗算器72−1〜72−4、75−1〜75−2、減算器71−1 〜71−2、73−1、加算器73−2、76、で実現できる。
【0044】
さらに、回転角を30度、60度、120度、150度等に限定すれば、より簡単な乗算器およびシフタで回路を実現できる。例えば回転角が30度の場合、回転行列は数7式となる。
【0045】
【数7】
【0046】
よって数5式は以下の数8式のようになる。
【0047】
【数8】
【0048】
図6と同様にAを2のa乗、Bを2のb乗とした場合、数8式より回転角が30度の場合、楕円状の距離計算ブロックは図8のようにx、α、y、β、√3を入力として、減算器81−1 〜81−2、83−1、加算器83−2、86、乗算器82−1〜82−2、85−1〜85−2、a−1、b−1のビットシフト演算を行うシフタ84−1 〜84−2で構成して、近時距離e ”2 を出力するようにして実現できる。
【0049】
回転角を30n度(ただしnは3mではなく、m, nは任意の整数)とすると、図7の入力のcosθ,sinθは、±√3/ 2または±1/ 2となるため、楕円状距離計算ブロックはセレクタS1(92−1)、セレクタS2(92−2)を用いて、図9のように、x、α、y、β、√3、1、―√3、―1を入力として、セレクタS1(92−1)、セレクタS2(92−2)、減算器91−1 〜91−2、94−1、加算器94−2、97、乗算器93−1〜93−4、96−1〜96−2、a−1、b−1のビットシフト演算を行うシフタ95−1 〜95−2で構成して、近時距離e ”2 を出力するようにして実現することが可能である。セレクタS1(92−1)は図9のcosθの値を出力するように動作し、セレクタS2(92−2)は図9のsinθの値を出力するように動作する。
【0050】
ここで、図9に含まれるセレクタS1(92−1)およびセレクタS2(92−2)の動作について説明する。
図9は回転角を30n度(ただしnは3mと等しくなく、m, nは任意の整数である)とした場合の楕円状の距離計算ブロックであり、セレクタS1(92−1)は図7のcosθ×2の値を出力するように動作し、セレクタS2(92−2)は図7のsinθ×2の値を出力するように動作します。ここでは、後段の、a−1、b−1のビットシフト演算を行うシフタ95−1 〜95−2でビットシフトしているためである。
【0051】
具体的には、以下の表1に示すように、セレクタS1(92−1)およびセレクタS2(92−2)は、−√3, −1, 1, √3の4つの値の中からnの値によって1つの値を選択して出力する。
【0052】
【表1】
【0053】
さらに、図9において、図10に示すセレクタS’(102−1,102−2)を用いると図10のように乗算器93−1〜93−4を削減して、x、α、y、β、√3を入力として、セレクタS’(102−1,102−2)、減算器101−1 〜101−2、104−1、加算器104−2、107、乗算器103−1〜103−2、106−1〜106−2、a−1、b−1のビットシフト演算を行うシフタ105−1 〜105−2で構成して、近時距離e ”2 を出力するようにして構成することが可能である。
【0054】
ただし、セレクタS‘(102−1,102−2)は図10に示すsig1〜sig4を以下の値、具体的には、sig1: x―α、sig2: y―β、sig3: √3(x―α)、sig4: √3(y―β)に設定した場合に表2に示すnの値によって表2のような動作をするセレクタである。
【0055】
【表2】
【0056】
また、n= 3mの場合には、楕円状距離計算ブロックは図11のように、セレクタS’(102−1,102−2)、乗算器103−1〜103−2、減算器104−1、加算器104−2、を削減して、x、α、y、βを入力として、減算器111−1 〜111−2、a、bのビットシフト演算を行うシフタ112−1 〜112−2、113−1〜113−2乗算器、加算器114で構成して、近時距離e ”2 を出力するようにして実現することが可能である。
【0057】
以上に示した図6〜図11の楕円状距離計算ブロックを用いると、特定色領域検出回路は図12のように実現できる。図12において、図6〜図11の楕円状距離計算ブロック121は、画素情報Pおよび楕円領域情報Iから近時距離e ”2 を算出し、乗算器122は抽出半径rの2 乗r2 を算出し、比較器(comp)123は近時距離e ”2 と抽出半径Rの2乗r2 とを比較して、判定フラグFを出力する。
【0058】
ただし、図12の楕円領域情報Iは色差信号Cb, Cr方向の拡大率およびC1の中心座標であり、比較器(comp)123のブロックは近時距離e ”2 と抽出半径rの2乗r2 との値の大小を比較し、抽出半径r2 より楕円状距離e ”2 の方が小さければ1を出力し、抽出半径r2 より楕円状距離e ”2 の方が大きければ0を出力するブロックである。
【0059】
本実施の形態では、楕円状の距離計算をし、距離比較をする際に平方根の展開をさけるために距離を2乗した値を比較に用いたが、必ずしも距離を用いて比較する必要はなく、距離に比例する値を使えばかまわない。よって、距離計算には例えば以下の数9式で示される16角形近似(特開2002−216136号公報参照)などの手法を用いてもかまわない。
【0060】
【数9】
【0061】
つぎに、第2のノイズ削減技術について説明する。
デジタル画像中に含まれるノイズを削減させる際に、例えば肌色のような特定色の画像に対してはフィルタのろ過作用を強めにかけてディテールを失わせることによって皺や肌荒れ等の肌領域のトラブルを目立たせにくくすることが考えられる。この場合特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理を急激に変化させると違和感のある画像となってしまうという問題がある。
【0062】
そこで、注目画素のフィルタのろ過作用を変化させるためにフィルタ係数の重み付けを周辺画素の色情報を用いて行うことによって、特定色領域には強いろ過作用に対応する係数のフィルタをかけ、特定色以外の領域には弱いろ過作用に対応する係数のフィルタをかけ、さらに、特定色領域と特定色以外の領域との境界でノイズ削減レベルをなだらかに変化させることが可能となる。
【0063】
ノイズの削減には、図13Aまたは図13Bのような2次元のタップ係数をもつディジタルフィルタを用いる。図13Aまたは図13Bのαが注目画素のフィルタ係数であり、注目画素の周辺画素が全て特定色であった場合にはαは最小値になり、最もフィルタのろ過作用が強くかかる。図13には3×3フィルタと5×5フィルタを示したが、同等の特性が得られるものであれば、フィルタの係数、大きさは問わない。
【0064】
図14にフィルタ係数の導出のための特性図を示す。各特性L1、L2、L3について、縦軸に注目画素のフィルタ係数αを示し、横軸に周辺画素の特定色の数(count)を示す。
【0065】
図14において、周辺画素が全て特定色でない場合には縦軸に示すフィルタ係数αはF_maxになり、周辺画素が全て特定色の場合にはフィルタ係数はF_minとなる。
【0066】
図14より横軸に示すように周辺画素の特定色の個数をカウント(count)とすると、縦軸に示す注目画素のフィルタ係数αは横軸に示すカウント(count)の値に依存するため、以下の数10式のように表すことができる。
【0067】
【数10】
【0068】
ここで、横軸に示す周辺画素の特定色の個数のカウント(count)の値から注目画素のフィルタ係数αを求めるフィルタ係数算出ブロックをf _nr(count)ブロック152とすると、ノイズ削減ブロックは図15のように、上述した図3に示す特定色領域検出回路から出力される肌色等の特定色領域の検出を判定する特定色判定フラグF、輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化するディレーライン(DL)151、特定色判定フラグFに基づいて周辺画素の特定色の個数のカウント(count)の値から注目画素のフィルタ係数αを求めるフィルタ係数算出ブロックのf _nr(count)ブロック152、注目画素のフィルタ係数αの2次元のタップ係数により輝度信号yに対してろ過作用を施す2次元ディジタルフィルタ153で構成して、実現することが可能である。
【0069】
例えば、図14中の特性L 2を例にとって考えると上述した数10式は以下の数11式のように示すことができる。
【0070】
【数11】
【0071】
数11式で2項目の分母のFilter_sizeはフィルタの要素数であり、countは周辺画素の特定色の個数である。数11式をハードウエアで実現するとノイズ削減ブロックは図16のように、上述した図3に示す特定色領域検出回路から出力される肌色等の特定色領域の検出を判定する特定色判定フラグF、輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化するディレーライン(DL)161、特定色判定フラグFに基づいて周辺画素の特定色の個数を加算して周辺画素の特定色個数xを出力する加算器164、F_maxからF_minを減算して減算値を出力する減算器162、減算値をFilter_sizeで除算して除算値を出力する除算器163、周辺画素の特定色個数xと除算値とを乗算して乗算値を出力する乗算器165、乗算値とF_maxを加算して注目画素のフィルタ係数αを出力する加算器166、注目画素のフィルタ係数αの2次元のタップ係数により輝度信号yに対してろ過作用を施す2次元ディジタルフィルタ167で構成して、実現することが可能でなる。しかし、図16のノイズ削減ブロックでは除算器163を使っているためハードウェア規模が大きくなってしまう。
【0072】
そこで、例えば、3×3フィルタを用いてF_maxの値を10、F_minの値を1とした場合について考える。
このとき数11式は以下の数12式のようになる。
【0073】
【数12】
【0074】
フィルタ係数αが数12式で表される場合、ノイズ削減ブロックは図17のように、上述した図3に示す特定色領域検出回路から出力される肌色等の特定色領域の検出を判定する特定色判定フラグF、輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化するディレーライン(DL)171、特定色判定フラグFに基づいて周辺画素の特定色の個数を加算して周辺画素の特定色個数xを出力する加算器172、周辺画素の特定色個数xからF_maxを減算して注目画素のフィルタ係数αを出力する減算器173、注目画素のフィルタ係数αの2次元のタップ係数により輝度信号yに対してろ過作用を施す2次元ディジタルフィルタ174で構成して、実現することができ、これにより除算器163をなくし、簡単な回路構成とすることが可能である。
【0075】
ここでは例として回路構成を簡単にするため、数12式について説明したが、フィルタ係数αを求める数式は図14の特性L1〜L3のように数10式で示される一般的な式であればかまわない。
例えば、以下の数13式のような式でもかまわない。
【0076】
【数13】
【0077】
ただし、αmaxは周辺画素が全て特定色でなかった場合のαの値とする。
【0078】
さらに、第3の特定色領域と特定色以外の領域の境界部分でゲインがなめらかに変化するアパーチャ補正技術について説明する。
デジタル画像信号処理では、画像の解像感、解像度を補正し、見映えを良くするためにアパーチャ補正(f 特補正( 周波数特性補正) )を行うことが多い。
【0079】
例えば、図18のように、ディレーライン(DL)181により入力信号の輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化する画像本線184に対して、ハイパスフィルタ( HPF) 182により輝度信号Y、色差信号Cr、Cbから画像の高域周波数成分185を抜き出して、加算器183により再び画像本線184の輝度信号Y、色差信号Cr、Cbに足す手法が知られている。
【0080】
しかし、肌色のような特定色領域では、ディテールを失わせることによって皺や肌荒れ等の肌領域のトラブルを目立たせにくくするために、アパーチャ補正信号を小さくする必要がある。
【0081】
しかし、全領域に対してアパーチャ補正信号を小さくしてしまうと、ボケた画像になってしまうので特定色領域のアパーチャ補正信号のみを小さくして、特定色以外の領域のアパーチャ補正信号は変更しないことが望ましい。さらに、出力画像に違和感を与えないためには、特定色領域と特定色以外の領域でアパーチャ補正信号がなめらかに変化している必要がある。
【0082】
そこで、図19のように、ディレーライン(DL)191により入力信号の輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化し、垂直ローパスフィルタ( V−LPF) 192により輝度信号Yの垂直方向の低域周波数成分を抜き出し、水平バンドパスフィルタ( H−BPF) 194により輝度信号Yの水平方向の所定帯域周波数成分を抜き出し、垂直バンドパスフィルタ( V−BPF) 193により輝度信号Yの垂直方向の所定帯域周波数成分を抜き出し、水平ローパスフィルタ( H−LPF) 195により輝度信号Yの水平方向の低域周波数成分を抜き出し、加算器197によりアパーチャ補正信号を出力し、特定色判定フラグFの注目画素周辺の色情報をもとに、ゲイン算出ブロック196により周辺画素の特定色の個数のカウント(count)の値から注目画素のゲインを求め、アパーチャ補正信号にゲインを与え、乗算器198によりアパーチャ補正信号にゲインを乗算する。
【0083】
周辺画素の特定色の個数をカウント(count)とした場合に、注目画素のアパーチャ補正信号のゲインは、カウント(count)の値に依存するため、数14式のように表すことができる。
【0084】
【数14】
【0085】
数14式をハードウエアで実現したものが、図19に示したゲイン算出ブロック196となる。
【0086】
ここで、図20のアパーチャ補正信号のゲインの導出図で示す特性L1、L2、L3のように、横軸の周辺画素の特定色の個数をカウント(count)としたとき、縦軸のゲインをなめらかに変化させることで、特定色領域のみのアパーチャ補正信号を小さくし、特定色以外の領域との境界でアパーチャ補正信号をなめらかに変化させることが可能となる。
【0087】
ここで、図20の特性L2を例にとって考えると、アパーチャ補正信号のゲインを算出する式は以下の数15式のようになる。
【0088】
【数15】
【0089】
数15式をハードウエアで実現すると、図19に示したゲイン算出ブロック196は図21のように、特定色判定フラグFに基づいて周辺画素の特定色の個数を加算して周辺画素の特定色個数xを出力する加算器211、G_maxからG_minを減算して減算値を出力する減算器212、減算値をFilter_sizeで除算して除算値を出力する除算器213、周辺画素の特定色個数xと除算値とを乗算して乗算値を出力する乗算器214、乗算値とG_maxを加算して注目画素のアパーチャ補正信号のゲインGを出力する加算器215で構成して、実現することが可能である。この図21では除算器213が必要となるが、ここで、図20のX_valueを2のx’乗とすると、数15式は数16式のように変形することができる。
【0090】
【数16】
【0091】
X_valueは2のx' 乗であるので、数16式中の除算はx' のビットシフトを行うシフタで実現できることになる。数16式中の除算をx' のビットシフトを行うシフタで実現した場合のゲイン算出ブロックを図22に示すと、特定色判定フラグFに基づいて周辺画素の特定色の個数を加算して周辺画素の特定色個数xを出力する加算器221、G_maxのx' のビットシフトを行ってビットシフト値を出力するシフタ224、周辺画素の特定色個数xとG_maxのx' のビットシフト値を乗算して乗算値を出力する乗算器222、乗算値とG_maxを加算して注目画素のアパーチャ補正信号のゲインGを出力する加算器223で構成して、実現することが可能である。
【0092】
アパーチャ補正信号のゲイン導出についてここでは例として数16式を説明したが、図15の特性L1〜L3のように数14式で示される一般的な式であればかまわない。
例えば、以下の数17式のような式でもかまわない。
【0093】
【数17】
【0094】
ただし、数17式中のgmaxは周辺画素が全て特定色でなかった場合のg(ゲイン)の値とする。
【0095】
以上より、アパーチャ補正ブロックは図23のように、ディレーライン(DL)231により入力信号の輝度信号Y、色差信号Cr、Cbを、垂直方向に同時化し、垂直ローパスフィルタ( V−LPF) 232により輝度信号Yの垂直方向の低域周波数成分を抜き出し、水平バンドパスフィルタ( H−BPF) 234により輝度信号Yの水平方向の所定帯域周波数成分を抜き出し、垂直バンドパスフィルタ( V−BPF) 233により輝度信号Yの垂直方向の所定帯域周波数成分を抜き出し、水平ローパスフィルタ( H−LPF) 235により輝度信号Yの水平方向の低域周波数成分を抜き出し、加算器236によりアパーチャ補正信号を出力し、特定色判定フラグFの注目画素周辺の色情報をもとに、ゲイン算出ブロック237により周辺画素の特定色の個数のカウント(count)の値から注目画素のゲインを求め、アパーチャ補正信号にゲインを与え、乗算器238によりアパーチャ補正信号にゲインを乗算し、加算器239によりこの乗算値を輝度信号y、色差信号Cr、Cbに加算する。
【0096】
図23中の「V−LPF」232は垂直方向のローパスフィルタであり、「V−BPF」233は垂直方向のバンドパスフィルタである。同様に「 H−LPF」 235、「 H−BPF」 234はそれぞれ水平方向のローパスフィルタ、水平方向のバンドパスフィルタを示す。なお、図示はしないが、乗算器238の後段にコアリング(coring)部として微少振幅をノイズとみなし、ノイズとみなした部分のアパーチャ信号は0にするという処理をするブロックを付加してもよい。
【0097】
また、第4に図12に示した特定色領域検出回路における特定色領域検出において比較器(comp)123部分の判定フラグFの出力を距離に応じた多ビットの信号にした場合について説明する。
【0098】
特定色領域検出において、特定色領域に含まれているかどうかの判定結果を多ビットで表現することにより、図24に示すように「特定色らしさ」を示すことが可能となる。ある画素が特定色領域の中心に近ければ近いほど、特定色に近いということになる。
【0099】
例えば、図24で判定フラグFの特定色らしさを2ビットで表現すると仮定した場合について説明する。中心に最も近い領域に含まれる場合には重み付けを3とし、中心から次に近い領域に含まれる場合には2とし、図22中の楕円状領域の中で最も外側の領域に含まれる場合を1 とし、楕円状領域に含まれていない場合には0とする。このようにある画素が特定色領域の中心に近ければ近いほど大きい値を割り当てることで、判定結果の値の大きさを用いてどのくらい楕円状領域の中心に近いのかを判定することが可能となる。
【0100】
例として、特定色らしさを2 ビットで表現する場合について説明したが、特定色らしさを表現するには何ビットでもかまわない。
【0101】
特定色領域検出ブロックの判定結果を多ビットで表現すると、1 ビットで表現した場合に比べてノイズ削減部で注目画素のフィルタ係数がなめらかに変化し、アパーチャ補正部でアパーチャ補正信号のゲインがなめらかに切り替わることになる。そのため、図12や図15等に示した特定色判定フラグFが多ビットになるが、その他のブロックの構成は変更しなくても、特定色判定結果を1 ビットで表現した場合に比べて、特定色領域と特定色以外の領域の境界でよりなめらかな処理の実現が可能となる。
【0102】
上述した本実施の形態によれば、例えば肌色などの特定色のノイズを削減することができ、ノイズがほとんどない領域に対しても、故意にノイズ削減(NR)を強くかけアパーチャ補正信号を弱くしてディテールを失わせることによって、例えば、肌色領域ならば「にきび」や「しみ」といった肌のトラブルを目立ちにくくし、綺麗な肌を再現することが可能となる。しかも、他の色領域については変化させないようにすることができる。
【0103】
上述した本実施の形態に限らず、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適宜他の構成をとりうることができることは言うまでもない。
【0104】
【発明の効果】
この発明の信号処理装置は、撮像手段により撮像された画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出手段と、特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についての多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減手段とを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたので、画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現することにより、1ビットで表現した場合に比べて注目画素のフィルタ係数がなめらかに変化する。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにノイズ削減を行うことができるので、例えば肌色などの特定色のノイズを削減して滑らかな画像を生成して、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。
【0105】
また、この発明の信号処理装置は、上述において、特定色領域検出手段は、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行うので、特定色領域検出手段を簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0106】
また、この発明の信号処理装置は、上述において、特定色領域検出手段は、圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行うので、特定色領域検出手段をより簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0107】
また、この発明の信号処理装置は、撮像手段により撮像された画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出手段と、特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についてのこの多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正手段とを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたので、画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現することにより、1ビットで表現した場合に比べてアパーチャ補正信号のゲインがなめらかに切り替わる。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにアパーチャ補正を行うことができるので、例えば肌色などの特定色をアパーチャ補正して滑らかな画像を生成して、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。
【0108】
また、この発明の信号処理装置は、上述において、特定色領域検出手段は、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行うので、特定色領域検出手段を簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0109】
また、この発明の信号処理装置は、上述において、特定色領域検出手段は、圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行うので、特定色領域検出手段をより簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0110】
また、この発明の信号処理方法は、撮像手段により撮像された画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出ステップと、特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についてのこの多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減ステップとを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたので、画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現することにより、1ビットで表現した場合に比べて注目画素のフィルタ係数がなめらかに変化する。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにノイズ削減を行うことができるので、例えば肌色などの特定色のノイズを削減して滑らかな画像を生成して、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。
【0111】
また、この発明の信号処理方法は、上述において、特定色領域検出ステップは、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行うので、特定色領域検出ステップを行うブロックを簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0112】
また、この発明の信号処理方法は、上述において、特定色領域ステップは、圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行うので、特定色領域検出ステップを行うブロックをより簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0113】
また、この発明の信号処理方法は、撮像手段により撮像された画像データの輝度信号および色差信号に基づき、色差平面で各画素の色差値が特定色領域に含まれるか否かの判定結果を、特定色領域の中心に近いほど値の大きい多ビットの信号で表現する特定色領域検出ステップと、特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についての多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正ステップとを備え、特定色領域における信号処理を行うようにしたので、画像処理を行う際に、肌色や空色等の特定色領域に含まれるか否かの判定結果を多ビットで表現することにより、1ビットで表現した場合に比べてアパーチャ補正信号のゲインがなめらかに切り替わる。これにより、特定色領域と特定色領域以外の境界部分で処理をなめらかに変化させ、画質に違和感を与えないようにアパーチャ補正を行うことができるので、例えば肌色などの特定色をアパーチャ補正して滑らかな画像を生成して、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。
【0114】
また、この発明の信号処理方法は、上述において、特定色領域検出ステップは、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行うので、特定色領域検出ステップを行うブロックを簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【0115】
また、この発明の信号処理方法は、上述において、特定色領域ステップは、圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行うので、特定色領域検出ステップを行うブロックをより簡単な回路で実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】デジタルスチルカメラのブロック図である。
【図2】カメラシステムLSIのブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態に適用されるカメラ信号処理部のブロック図である。
【図4】特定色(肌色)の色差分布を示す図である。
【図5】楕円状の距離計算手順を示す図である。
【図6】楕円状距離計算ブロックを示す図である。
【図7】拡大、圧縮をシフトで実現した楕円状の距離計算ブロックを示す図である。
【図8】回転角が30度の場合の楕円状の距離計算ブロックを示す図である。
【図9】回転角を3 0n度(ただしn≠3m:m, nは任意の整数)とした場合の楕円状の距離計算ブロックを示す図である。
【図10】セレクタS’を用いた楕円状の距離計算ブロックを示す図である。
【図11】n= 3mの場合の楕円状距離計算ブロックを示す図である。
【図12】特定色領域検出回路を示す図である。
【図13】NRフィルタを示す図であり、図13Aは3×3フィルタ、図13Bは5×5フィルタである。
【図14】フィルタ係数αの導出を示す図である。
【図15】ノイズ削減ブロック(1)を示す図である。
【図16】ノイズ削減ブロック(2)を示す図である。
【図17】ノイズ削減ブロック(3)を示す図である。
【図18】一般的なアパーチャ補正を示す図である。
【図19】アパーチャ補正信号の導出を示す図である。
【図20】アパーチャ補正信号のゲインの導出を示す図である。
【図21】ゲイン算出ブロック(1)を示す図である。
【図22】ゲイン算出ブロック(2)を示す図である。
【図23】アパーチャ補正ブロックを示す図である。
【図24】特定色らしさを示す図である。
【符号の説明】
1……レンズ、2……絞り、3……シャッター、4……画像センサー、5……TG(タイミングジェネレーター)、6……フロントエンド、7……カメラシステムLSI、8……画像メモリ、9……マイコン、10……外部記憶媒体、11……画像モニター、21……画像検波部、22……カメラ信号処理部、23……メモリI/F、24……メモリコントローラ、25……マイコンI/F、26……画像圧縮・解凍部、27……モニターI/F、31……特定色領域検出部、32……DL(ディレイライン)、33……NR(ノイズリダクション)部、34……AP(アパーチャ―)補正部、41……楕円状領域( 肌色) 、42……楕円状領域( 空色) 、51……移動、52、53……回転、54……拡大・圧縮、121……楕円状距離計算ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing apparatus and a signal processing method for performing signal processing such as noise removal and aperture correction on image data captured by an imaging unit, for example.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the size and performance of digital cameras have become smaller, the number of pixels that can image a subject with a CCD (Charge Coupled Device) as an imaging device has increased, and the cell size that constitutes one pixel has therefore decreased. The ratio of noise to the CCD sensor output signal is large.
[0003]
As a result, techniques such as noise removal based on the dark current of the CCD and aperture correction are required for specific colors such as skin color and sky blue. In the field of digital color images, detection of specific colors such as skin color, and Techniques such as noise removal and aperture correction for the detected specific color region are generally well known (
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-210916
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-146405
[Patent Document 3]
JP-A-8-210916
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-146405
[Patent Document 5]
JP 2000-152268 A
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-146405
[Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-293840
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As a conventional specific color detection technique described above, there is
[0006]
Further, Patent Document 4 also has a disadvantage that the hardware scale increases because the color difference signal is written as an address in a table in the memory.
[0007]
Further, as a noise removal technique, there is Patent Document 5, which is a technique of changing the noise determination level depending on the color and performing noise removal using the noise slice level. Therefore, the boundary between the specific color region and the region other than the specific color is used. Although the noise level changes abruptly at the portion, in the present invention, the noise level is sharply changed at the boundary portion between the specific color region and the region other than the specific color by performing noise removal based on pixel information around the specific color. The challenge is to keep it from changing.
[0008]
Further, there is
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and a specific color is detected without increasing the storage capacity of the memory, and the noise level is rapidly increased at the boundary portion between the specific color area and the area other than the specific color. It is an object of the present invention to provide a signal processing apparatus and a signal processing method capable of performing aperture correction with a simpler circuit while preventing the change.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The signal processing apparatus of the present invention is based on the luminance signal and color difference signal of image data. The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection means and specific color area detection means Based on the determination result, the filter coefficient of the filter that reduces the noise of the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. And a noise reduction means for performing signal processing in a specific color region.
[0011]
Therefore, according to the present invention, the following operations are performed.
Specific color areas such as skin color and sky blue when performing image processing If the determination result of whether or not it is included is expressed in multiple bits, the filter coefficient of the pixel of interest changes more smoothly than when expressed in 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area to reduce noise so that the image quality does not feel strange be able to .
[0012]
The signal processing apparatus of the present invention is based on the luminance signal and color difference signal of image data. The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection means and specific color area detection means Based on the determination result, the gain of the aperture correction signal for the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. An aperture correction unit is provided to perform signal processing in a specific color region.
[0013]
Therefore, according to the present invention, the following operations are performed.
Specific color areas such as skin color and sky blue when performing image processing When the determination result of whether or not it is included is expressed by multiple bits, the gain of the aperture correction signal is smoothly switched as compared with the case where it is expressed by 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area, and perform aperture correction so that the image quality does not feel strange be able to .
[0014]
The signal processing method of the present invention is based on the luminance signal and color difference signal of image data. The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection step and specific color area detection step Based on the determination result, the filter coefficient of the filter that reduces the noise of the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. And a noise reduction step to perform signal processing in a specific color region.
[0015]
Therefore, according to the present invention, the following operations are performed.
Specific color areas such as skin color and sky blue when performing image processing If the determination result of whether or not it is included is expressed in multiple bits, the filter coefficient of the pixel of interest changes more smoothly than when expressed in 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area to reduce noise so that the image quality does not feel strange be able to .
[0016]
The signal processing method of the present invention is based on the luminance signal and color difference signal of image data. The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection step and specific color area detection step Based on the determination result, the gain of the aperture correction signal for the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. An aperture correction step, and performs signal processing in a specific color region.
[0017]
Therefore, according to the present invention, the following operations are performed.
Specific color areas such as skin color and sky blue when performing image processing When the determination result of whether or not it is included is expressed by multiple bits, the gain of the aperture correction signal is smoothly switched as compared with the case where it is expressed by 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area, and perform aperture correction so that the image quality does not feel strange be able to .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 shows a block diagram of a digital still camera.
First, the configuration of the digital still camera will be described.
In FIG. 1, a
[0019]
The front end (S / H (Sample and Hold) 6-1, GC (Gain Control) 6-2, A / D (Analog to Digital) 6-3) 6 portion converts the analog signal output from the image sensor 4 into a digital signal. The signal is converted into a signal, and internally correlated double sampling, gain control, and A / D conversion for removing noise components are performed. A timing generator (TG) 5 drives the image sensor 4 horizontally and vertically, and performs exposure control such as a high-speed / low-speed electronic shutter. The camera system LSI (Large Scale Integration) 7 performs various digital signal processing based on the digitized information from the image sensor 4 to generate a luminance signal and a color signal, compresses the data, and compresses the compressed data. Generate.
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The operation of the digital still camera configured as described above will be described below.
FIG. 2 is a block diagram of the camera system LSI.
In FIG. 2, an
[0023]
The
[0024]
In FIG. 1, the S / H 6-1, GC 6-2, A / D 6-3 part (front end 6) generates noise for the output signal of the image CCD sensor 4 that has received a drive pulse from the timing generator (TG) 5. Correlated double sampling to remove components, gain control, and A / D conversion are performed to convert an analog signal into a digital signal. Thereafter, the camera
[0025]
The processing of the present application is included in the camera
[0026]
First, the specific color area detection technique will be described.
In general, the color difference distribution on the Cr and Cb planes by a color difference signal of a specific color such as skin color is as shown in FIG. 4. For example, an elliptical region (skin color) 41 or an elliptical region (sky blue) 42 is elliptical. Is distributed. For this reason, it has been confirmed through experiments that the detection of specific color regions is less likely to occur when an ellipse is used than when a circle is used. The specific color area can be detected by determining whether the color difference signal is included in the elliptical area (skin color) 41 or the elliptical area (sky blue) 42 in FIG.
[0027]
However, if the area detection by the ellipse is to be realized by hardware, the circuit scale increases, and thus a processing device is required. Therefore, we propose an elliptical distance calculation method that can be easily implemented by hardware.
[0028]
To determine whether or not the pixel (x, y) in the elliptical area C1 shown in FIG. 5 is included, the coordinate
[0029]
Assuming that the center coordinates of the elliptical region C1 are (α, β), the radius of the circular region C2 (region extraction radius) is r, and C2 translates 51 and rotates 52 and 53, then C2 direction The circle is expanded or compressed by B in the A and Cr directions. That is, it is only necessary to determine whether or not the distance e ″ obtained by applying the processing of the
[0030]
The
[0031]
[Expression 1]
[0032]
On the other hand, the rotation of coordinates is expressed by the following equation (2).
[0033]
[Expression 2]
[0034]
Therefore, as shown in FIG. 5, when a certain pixel is considered, the
[0035]
[Equation 3]
[0036]
Next, when A is expanded in the Cb direction and B is expanded or compressed in the Cr direction, (x ″, y ″) is expressed by the following equation (4).
[0037]
[Expression 4]
[0038]
From the above, x ″ and y ″ are expressed by the following equation (5).
[0039]
[Equation 5]
[0040]
Using Equation 5, the distance e ″ obtained by moving, rotating, expanding, and compressing the
[0041]
[Formula 6]
[0042]
In
[0043]
Here, if A is limited to 2 to the power of a and B is limited to the power of 2 to b, the multipliers 64-1 to 64-2 for enlargement and compression can be reduced. As shown in FIG. 7, shifters 74-1 to 74-2 that perform bit shift operations of a and b, simple multipliers 72-1 to 72-4, 75-1 to 75-2, and a subtractor 71-1. ~ 71-2, 73-1, and adders 73-2, 76.
[0044]
Furthermore, if the rotation angle is limited to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, 150 degrees, etc., a circuit can be realized with a simpler multiplier and shifter. For example, when the rotation angle is 30 degrees, the rotation matrix is expressed by
[0045]
[Expression 7]
[0046]
Therefore, Formula 5 becomes the following
[0047]
[Equation 8]
[0048]
As in FIG. 6, when A is 2 to the power of a and B is to the power of 2 to b, when the rotation angle is 30 degrees from
[0049]
If the rotation angle is 30n degrees (where n is not 3m, m and n are arbitrary integers), cos θ and sin θ in FIG. 7 are ± √3 / 2 or ± 1/2, so The distance calculation block uses selector S1 (92-1) and selector S2 (92-2) to input x, α, y, β, √3, 1, -√3, -1 as shown in FIG. Selector S1 (92-1), selector S2 (92-2), subtracters 91-1 to 91-2, 94-1, adders 94-2 and 97, multipliers 93-1 to 93-4, 96-1 to 96-2, a-1 and b-1, shifters 95-1 to 95-2 that perform bit shift operations, and a near distance e " 2 Can be realized. The selector S1 (92-1) operates so as to output the value of cos θ in FIG. 9, and the selector S2 (92-2) operates so as to output the value of sin θ in FIG.
[0050]
Here, operations of the selector S1 (92-1) and the selector S2 (92-2) included in FIG. 9 will be described.
FIG. 9 shows an elliptical distance calculation block when the rotation angle is 30n degrees (where n is not equal to 3m, and m and n are arbitrary integers). The selector S1 (92-1) is shown in FIG. The selector S2 (92-2) operates to output the value of sin θ × 2 in Fig. 7. This is because bit shifts are performed by shifters 95-1 to 95-2 that perform bit shift operations of a-1 and b-1 in the subsequent stage.
[0051]
Specifically, as shown in Table 1 below, the selector S1 (92-1) and the selector S2 (92-2) have n values out of four values of −√3, −1, 1, √3. One value is selected according to the value of and output.
[0052]
[Table 1]
[0053]
Further, in FIG. 9, when the selector S ′ (102-1, 102-2) shown in FIG. 10 is used, the multipliers 93-1 to 93-4 are reduced as shown in FIG. 10, and x, α, y, With β and √3 as inputs, selector S ′ (102-1 and 102-2), subtracters 101-1 to 101-2 and 104-1, adders 104-2 and 107, and multipliers 103-1 to 103 -, 106-1 to 106-2, shifters 105-1 to 105-2 that perform bit shift operations of a-1, b-1, and a near distance e " 2 Can be configured to output.
[0054]
However, the selector S ′ (102-1, 102-2) sets sig1 to sig4 shown in FIG. 10 to the following values, specifically, sig1: x−α, sig2: y−β, sig3: √3 (x -Α), sig4: A selector that operates as shown in Table 2 depending on the value of n shown in Table 2 when set to √3 (y-β).
[0055]
[Table 2]
[0056]
Further, when n = 3 m, the elliptical distance calculation block includes a selector S ′ (102-1, 102-2), multipliers 103-1 to 103-2, and a subtractor 104-1, as shown in FIG. , Shifter 112-1 to 112-2 that performs bit shift operation of subtracters 111-1 to 111-2, a, and b with x, α, y, and β as inputs , 113-1 to 113-2 multiplier and adder 114, the short distance e ″ 2 Can be realized.
[0057]
Using the elliptical distance calculation block shown in FIGS. 6 to 11 described above, the specific color area detection circuit can be realized as shown in FIG. In FIG. 12, the elliptical
[0058]
However, the elliptical area information I in FIG. 12 is the color difference signals Cb, the enlargement ratio in the direction of Cr and the center coordinates of C1, and the block of the comparator (comp) 123 is the near distance e ″. 2 And square r of extraction radius r 2 And the extraction radius r 2 More elliptical distance e " 2 If 1 is smaller, 1 is output and the extraction radius r 2 More elliptical distance e " 2 This is a block that outputs 0 if is larger.
[0059]
In this embodiment, an elliptical distance calculation is performed, and the value obtained by squaring the distance is used for comparison in order to avoid the development of the square root when performing the distance comparison. However, it is not always necessary to compare using the distance. You can use a value proportional to the distance. Therefore, for example, a method such as a hexagonal approximation (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-216136) represented by the following
[0060]
[Equation 9]
[0061]
Next, the second noise reduction technique will be described.
When reducing noise contained in digital images, for example, for images of specific colors such as skin color, the filter action of the filter is strengthened to lose detail and prevent skin problems such as wrinkles and rough skin. It is possible to make it difficult to stand. In this case, there is a problem that when the process is rapidly changed at the boundary portion other than the specific color region and the specific color region, the image becomes uncomfortable.
[0062]
Therefore, by performing weighting of filter coefficients using the color information of surrounding pixels in order to change the filtering action of the filter of the target pixel, the specific color region is filtered with a coefficient corresponding to the strong filtering action. It is possible to apply a filter with a coefficient corresponding to a weak filtering action to other areas, and to gradually change the noise reduction level at the boundary between the specific color area and the area other than the specific color.
[0063]
In order to reduce noise, a digital filter having a two-dimensional tap coefficient as shown in FIG. 13A or 13B is used. In FIG. 13A or 13B, α is the filter coefficient of the pixel of interest, and when all the peripheral pixels of the pixel of interest are of a specific color, α is the minimum value, and the filter is most strongly filtered. FIG. 13 shows a 3 × 3 filter and a 5 × 5 filter, but the filter coefficient and size are not limited as long as equivalent characteristics can be obtained.
[0064]
FIG. 14 shows a characteristic diagram for deriving the filter coefficients. For each characteristic L1, L2, and L3, the vertical axis represents the filter coefficient α of the target pixel, and the horizontal axis represents the number of specific colors of the surrounding pixels.
[0065]
In FIG. 14, when all the peripheral pixels are not the specific color, the filter coefficient α shown on the vertical axis is F_max, and when all the peripheral pixels are the specific color, the filter coefficient is F_min.
[0066]
As shown on the horizontal axis in FIG. 14, when the number of specific colors of the surrounding pixels is counted, the filter coefficient α of the target pixel shown on the vertical axis depends on the count value shown on the horizontal axis. It can be expressed as the following
[0067]
[Expression 10]
[0068]
Here, if the filter coefficient calculation block for obtaining the filter coefficient α of the target pixel from the count value of the number of specific colors of the peripheral pixels shown on the horizontal axis is an f_nr (count) block 152, the noise reduction block is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the specific color determination flag F, the luminance signal Y, and the color difference signals Cr and Cb for determining the detection of the specific color area such as the skin color output from the specific color area detection circuit shown in FIG. F_nr () of the filter coefficient calculation block for obtaining the filter coefficient α of the target pixel from the count value of the number of specific colors of the peripheral pixels based on the delay line (DL) 151 and the specific color determination flag F count) block 152, a two-dimensional filter for filtering the luminance signal y by a two-dimensional tap coefficient of the filter coefficient α of the target pixel. A
[0069]
For example, when the characteristic L2 in FIG. 14 is taken as an example, the above-described
[0070]
[Expression 11]
[0071]
In
[0072]
Thus, for example, consider a case where a value of F_max is 10 and a value of F_min is 1 using a 3 × 3 filter.
At this time,
[0073]
[Expression 12]
[0074]
When the filter coefficient α is expressed by
[0075]
In order to simplify the circuit configuration as an example,
For example, the following equation 13 may be used.
[0076]
[Formula 13]
[0077]
However, αmax is a value of α when all the peripheral pixels are not of a specific color.
[0078]
Further, an aperture correction technique in which the gain changes smoothly at the boundary portion between the third specific color region and the region other than the specific color will be described.
In digital image signal processing, aperture correction (f-specific correction (frequency characteristic correction)) is often performed to correct the image resolution and resolution and improve the appearance.
[0079]
For example, as shown in FIG. 18, the luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb of the input signal are delayed by the delay line (DL) 181 and the luminance is obtained by the high pass filter (HPF) 182 with respect to the main image line 184 that is synchronized in the vertical direction. A method is known in which the high frequency component 185 of the image is extracted from the signal Y and the color difference signals Cr and Cb, and is added again to the luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb of the image main line 184 by the
[0080]
However, in a specific color region such as a skin color, it is necessary to reduce the aperture correction signal in order to make the skin region troubles such as wrinkles and rough skin less noticeable by losing detail.
[0081]
However, if the aperture correction signal is reduced for the entire area, the image will be blurred, so only the aperture correction signal for the specific color area is reduced, and the aperture correction signal for the area other than the specific color is not changed. It is desirable. Further, in order not to give a sense of incongruity to the output image, the aperture correction signal needs to change smoothly in the specific color region and the region other than the specific color.
[0082]
Therefore, as shown in FIG. 19, the luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb of the input signal are synchronized in the vertical direction by the delay line (DL) 191, and the luminance signal Y is vertical by the vertical low-pass filter (V-LPF) 192. The low frequency component in the direction is extracted, the predetermined band frequency component in the horizontal direction of the luminance signal Y is extracted by the horizontal bandpass filter (H-BPF) 194, and the vertical of the luminance signal Y is extracted by the vertical bandpass filter (V-BPF) 193 A predetermined band frequency component in the direction is extracted, a horizontal low-pass frequency component of the luminance signal Y is extracted by the horizontal low-pass filter (H-LPF) 195, an aperture correction signal is output by the
[0083]
When the number of specific colors of the peripheral pixels is counted, the gain of the aperture correction signal of the pixel of interest depends on the value of the count, and can be expressed as Equation 14.
[0084]
[Expression 14]
[0085]
A
[0086]
Here, when the number of specific colors of the peripheral pixels on the horizontal axis is counted as indicated by the characteristics L1, L2, and L3 shown in the gain derivation diagram of the aperture correction signal in FIG. By smoothly changing the aperture correction signal only in the specific color region, the aperture correction signal can be changed smoothly at the boundary with the region other than the specific color.
[0087]
Here, taking the characteristic L2 of FIG. 20 as an example, the equation for calculating the gain of the aperture correction signal is as shown in the following equation (15).
[0088]
[Expression 15]
[0089]
When Expression 15 is realized by hardware, the
[0090]
[Expression 16]
[0091]
Since X_value is 2 to the power x ', the division in Equation 16 can be realized by a shifter that performs bit shift of x'. FIG. 22 shows a gain calculation block in the case where the division in equation (16) is realized by a shifter that performs bit shift of x ′. Based on the specific color determination flag F, the number of specific colors of the peripheral pixels is added to the surroundings. An
[0092]
Here, the expression 16 is described as an example for deriving the gain of the aperture correction signal. However, it may be a general expression represented by the expression 14 like the characteristics L1 to L3 in FIG.
For example, the following equation 17 may be used.
[0093]
[Expression 17]
[0094]
However, gmax in Expression 17 is a value of g (gain) when all the peripheral pixels are not of a specific color.
[0095]
As described above, the aperture correction block synchronizes the input luminance signal Y and the color difference signals Cr and Cb in the vertical direction with the delay line (DL) 231 as shown in FIG. 23 and the vertical low-pass filter (V-LPF) 232. A low frequency component in the vertical direction of the luminance signal Y is extracted, a predetermined band frequency component in the horizontal direction of the luminance signal Y is extracted by a horizontal band pass filter (H-BPF) 234, and a vertical band pass filter (V-BPF) 233 is extracted. Extracts the predetermined band frequency component of the luminance signal Y in the vertical direction, extracts the low frequency component in the horizontal direction of the luminance signal Y by the horizontal low-pass filter (H-LPF) 235, outputs the aperture correction signal by the
[0096]
“V-LPF” 232 in FIG. 23 is a low-pass filter in the vertical direction, and “V-BPF” 233 is a band-pass filter in the vertical direction. Similarly, “H-LPF” 235 and “H-BPF” 234 indicate a horizontal low-pass filter and a horizontal band-pass filter, respectively. Although not shown in the figure, a block for processing that the minute amplitude is regarded as noise as a coring unit and that the aperture signal of the portion regarded as noise is set to 0 may be added after the
[0097]
Fourthly, the case where the output of the determination flag F of the comparator (comp) 123 portion is a multi-bit signal corresponding to the distance in the specific color area detection in the specific color area detection circuit shown in FIG.
[0098]
In the specific color area detection, by expressing the determination result of whether or not it is included in the specific color area with multiple bits, it is possible to indicate “specific color likelihood” as shown in FIG. The closer a certain pixel is to the center of the specific color area, the closer to the specific color.
[0099]
For example, the case where it is assumed in FIG. 24 that the specific color likelihood of the determination flag F is expressed by 2 bits will be described. The weight is set to 3 when it is included in the area closest to the center, 2 is set when it is included in the area closest to the center, and the case where it is included in the outermost area in the elliptical area in FIG. 1 and 0 if not included in the elliptical region. By assigning a larger value to a certain pixel closer to the center of the specific color area in this way, it becomes possible to determine how close to the center of the elliptical area using the magnitude of the value of the determination result. .
[0100]
As an example, the case where the specific color-likeness is expressed by 2 bits has been described, but any number of bits may be used to express the specific color-likeness.
[0101]
When the decision result of the specific color area detection block is expressed in multiple bits, the filter coefficient of the pixel of interest changes more smoothly in the noise reduction unit than in the case of expressing in 1 bit, and the aperture correction signal gain is smoother in the aperture correction unit. Will be switched to. Therefore, the specific color determination flag F shown in FIG. 12, FIG. 15 or the like is multi-bit, but the specific color determination result is expressed by 1 bit even if the configuration of other blocks is not changed. A smoother process can be realized at the boundary between the specific color region and the region other than the specific color.
[0102]
According to the present embodiment described above, noise of a specific color such as skin color can be reduced. For example, noise reduction (NR) is intentionally applied to an area where there is almost no noise to weaken the aperture correction signal. By losing the details, for example, in the skin color region, it becomes possible to make skin troubles such as “acne” and “stain” less noticeable and to reproduce beautiful skin. In addition, other color regions can be prevented from changing.
[0103]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other configurations can be appropriately employed without departing from the scope of the claims of the present invention.
[0104]
【The invention's effect】
The signal processing apparatus according to the present invention provides image data picked up by the image pickup means. of Based on luminance and color difference signals The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection means and specific color area detection means Based on the determination result, the filter coefficient of the filter that reduces the noise of the pixel of interest is decreased as the count value of the multi-bit signal for the surrounding pixels is increased. Since noise reduction means is provided and signal processing is performed in a specific color area, a specific color area such as skin color or sky blue is used when performing image processing. By expressing the determination result of whether or not to be included in multiple bits, the filter coefficient of the pixel of interest changes smoothly compared to the case where it is expressed by 1 bit. This The process is smoothly changed at the border between the specific color area and the specific color area to reduce noise so that the image quality does not feel strange. So you can For example, noise of a specific color such as skin color can be reduced to generate a smooth image, and the image quality can be improved.
[0105]
In the signal processing device according to the present invention, the specific color area detecting means is ,color In the difference plane Move and rotate the distance of each pixel to the elliptical specific color area and then the square value of the distance compressed and expanded in the vertical and horizontal directions, and move and rotate the elliptical specific color area on the color difference plane and move the vertical and horizontal directions Since the judgment is made by comparing with the square of the radius of the compressed / expanded circle, the specific color area detection means can be realized with a simple circuit. There is an effect that can be done.
[0106]
Moreover, the signal processing apparatus of the present invention is as described above. The specific color area detection means performs the calculation by limiting the compression / expansion ratio to a power of 2 or limiting the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, or 150 degrees. Therefore, the specific color area detection means is realized with a simpler circuit. There is an effect that can be done.
[0107]
The signal processing apparatus according to the present invention also provides image data picked up by the image pickup means. of Based on luminance and color difference signals The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection means and specific color area detection means Based on the determination result, the gain of the aperture correction signal for the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. Aperture correction means is provided to perform signal processing in a specific color area, so when performing image processing, a specific color area such as skin color or sky blue By expressing the determination result of whether or not to be included in multiple bits, the gain of the aperture correction signal is smoothly switched compared to the case of expressing with 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area, and perform aperture correction so as not to make the image quality uncomfortable. So you can For example, a specific color such as skin color Aperture correction There is an effect that it is possible to generate a smooth image and improve the image quality.
[0108]
In the signal processing device according to the present invention, the specific color area detecting means is ,color In the difference plane Move and rotate the distance of each pixel to the elliptical specific color area and then the square value of the distance compressed and expanded in the vertical and horizontal directions, and move and rotate the elliptical specific color area on the color difference plane and move the vertical and horizontal directions Since the judgment is made by comparing with the square of the radius of the compressed / expanded circle, the specific color area detection means can be realized with a simple circuit. There is an effect that can be done.
[0109]
Moreover, the signal processing apparatus of the present invention is as described above. The specific color area detection means performs the calculation by limiting the compression / expansion ratio to a power of 2 or limiting the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, or 150 degrees. Therefore, the specific color area detection means is realized with a simpler circuit. There is an effect that can be done.
[0110]
Further, the signal processing method of the present invention provides image data captured by the imaging means. of Based on luminance and color difference signals The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection step and specific color area detection step Based on the determination result, the filter coefficient of the filter that reduces the noise of the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. Noise reduction step and signal processing in a specific color area, so when performing image processing a specific color area such as skin color or sky blue By expressing the determination result of whether or not to be included in multiple bits, the filter coefficient of the pixel of interest changes smoothly compared to the case where it is expressed by 1 bit. This The process is smoothly changed at the border between the specific color area and the specific color area to reduce noise so that the image quality does not feel strange. So you can For example, noise of a specific color such as skin color can be reduced to generate a smooth image, and the image quality can be improved.
[0111]
In the signal processing method of the present invention, the specific color region detecting step is ,color In the difference plane Move and rotate the distance of each pixel to the elliptical specific color area and then the square value of the distance compressed and expanded in the vertical and horizontal directions, and move and rotate the elliptical specific color area on the color difference plane and move the vertical and horizontal directions Since the judgment is made by comparing with the square value of the radius of the compressed and expanded circle, the block that performs the specific color area detection step is realized with a simple circuit. There is an effect that can be done.
[0112]
Further, the signal processing method of the present invention is as described above. The specific color area step is calculated by limiting the compression / expansion ratio to a power of 2 and / or limiting the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. , Block that performs specific color area detection step is realized with a simpler circuit There is an effect that can be done.
[0113]
Further, the signal processing method of the present invention provides image data captured by the imaging means. of Based on luminance and color difference signals The Color difference value of each pixel in the color difference plane The result of determining whether or not the image is included in the specific color area is expressed by a multi-bit signal having a larger value as it is closer to the center of the specific color area Specific color area detection step and specific color area detection step Based on the determination result, the gain of the aperture correction signal for the target pixel is decreased as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased. Since the aperture correction step is included and signal processing is performed in the specific color area, the specific color area such as skin color or sky blue is used when performing image processing. By expressing the determination result of whether or not to be included in multiple bits, the gain of the aperture correction signal is smoothly switched compared to the case of expressing with 1 bit. This Smoothly change the process at the boundary between the specific color area and the specific color area, and perform aperture correction so as not to make the image quality uncomfortable. So you can For example, a specific color such as skin color Aperture correction There is an effect that it is possible to generate a smooth image and improve the image quality.
[0114]
In the signal processing method of the present invention, the specific color region detecting step is ,color In the difference plane Move and rotate the distance of each pixel to the elliptical specific color area and then the square value of the distance compressed and expanded in the vertical and horizontal directions, and move and rotate the elliptical specific color area on the color difference plane and move the vertical and horizontal directions Since the judgment is made by comparing with the square value of the radius of the compressed and expanded circle, the block that performs the specific color area detection step is realized with a simple circuit. There is an effect that can be done.
[0115]
Further, the signal processing method of the present invention is as described above. The specific color area step is calculated by limiting the compression / expansion ratio to a power of 2 and / or limiting the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. , Block that performs specific color area detection step is realized with a simpler circuit There is an effect that can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a digital still camera.
FIG. 2 is a block diagram of a camera system LSI.
FIG. 3 is a block diagram of a camera signal processing unit applied to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a color difference distribution of a specific color (skin color).
FIG. 5 is a diagram showing an elliptical distance calculation procedure;
FIG. 6 is a diagram showing an elliptical distance calculation block.
FIG. 7 is a diagram showing an elliptical distance calculation block in which expansion and compression are realized by shift.
FIG. 8 is a diagram showing an elliptical distance calculation block when the rotation angle is 30 degrees.
FIG. 9 is a diagram showing an elliptical distance calculation block when the rotation angle is 30 n degrees (where n ≠ 3m: m, n is an arbitrary integer).
FIG. 10 is a diagram showing an elliptical distance calculation block using a selector S ′.
FIG. 11 is a diagram showing an elliptical distance calculation block when n = 3 m.
FIG. 12 is a diagram illustrating a specific color area detection circuit.
13 is a diagram illustrating an NR filter, FIG. 13A is a 3 × 3 filter, and FIG. 13B is a 5 × 5 filter.
FIG. 14 is a diagram showing derivation of a filter coefficient α.
FIG. 15 is a diagram illustrating a noise reduction block (1).
FIG. 16 is a diagram illustrating a noise reduction block (2).
FIG. 17 is a diagram illustrating a noise reduction block (3).
FIG. 18 is a diagram illustrating general aperture correction.
FIG. 19 is a diagram illustrating derivation of an aperture correction signal.
FIG. 20 is a diagram illustrating derivation of the gain of the aperture correction signal.
FIG. 21 is a diagram showing a gain calculation block (1).
FIG. 22 is a diagram showing a gain calculation block (2).
FIG. 23 is a diagram illustrating an aperture correction block.
FIG. 24 is a diagram illustrating the likelihood of a specific color.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についての上記多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減手段と
を備え、特定色領域における信号処理を行うようにした信号処理装置。 Based-out the luminance signal and color difference signals of image data taken by the imaging means, whether or not the determination result color difference values of each pixel in the color difference plane is included in a specific color area, close to the center of the specific color region A specific color area detecting means for expressing a multi-bit signal having a large value ;
Noise reduction means for reducing the filter coefficient of the filter for reducing the noise of the pixel of interest based on the determination result of the specific color area detection means as the count value of the multi-bit signal for the surrounding pixels increases signal processing apparatus that performs signal processing in the color area.
上記特定色領域検出手段は、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で上記楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行う信号処理装置。The signal processing device according to claim 1,
The specific color area detecting means includes a square value of a distance obtained by compressing and expanding the length and width after moving and rotating the distance of each pixel with respect to the elliptical specific color area on the color difference plane, and the elliptical shape on the color difference plane. A signal processing device that makes a determination by comparing a square value of a radius of a circle that has been compressed and expanded in length and breadth after moving and rotating the specific color region .
上記特定色領域検出手段は、上記圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、上記回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行う信号処理装置。The signal processing device according to claim 2 ,
The specific color area detecting means limits at least one of the compression / expansion ratio to a power of 2 and the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. A signal processing device that performs calculations .
上記特定色領域検出手段の判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についての上記多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正手段と
を備え、特定色領域における信号処理を行うようにした信号処理装置。 Based-out the luminance signal and color difference signals of image data taken by the imaging means, whether or not the determination result color difference values of each pixel in the color difference plane is included in a specific color area, close to the center of the specific color region A specific color area detecting means for expressing a multi-bit signal having a large value ;
Aperture correction means for reducing the gain of the aperture correction signal for the target pixel based on the determination result of the specific color area detection means as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is increased, and in the specific color area signal processing apparatus that performs signal processing.
上記特定色領域検出手段は、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で上記楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行う信号処理装置。The signal processing device according to claim 4,
The specific color area detecting means includes a square value of a distance obtained by compressing and expanding the length and width after moving and rotating the distance of each pixel with respect to the elliptical specific color area on the color difference plane, and the elliptical shape on the color difference plane. A signal processing device that makes a determination by comparing a square value of a radius of a circle that has been compressed and expanded in length and breadth after moving and rotating the specific color region .
上記特定色領域検出手段は、上記圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、上記回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行う信号処理装置。The signal processing device according to claim 5 ,
The specific color area detecting means limits at least one of the compression / expansion ratio to a power of 2 and the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. A signal processing device that performs calculations .
上記特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素のノイズを削減するフィルタのフィルタ係数を、周辺画素についての上記多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするノイズ削減ステップと
を備え、特定色領域における信号処理を行うようにした信号処理方法。 Based-out the luminance signal and color difference signals of image data taken by the imaging means, whether or not the determination result color difference values of each pixel in the color difference plane is included in a specific color area, close to the center of the specific color region A specific color area detection step represented by a multi-bit signal having a large value ;
A noise reduction step of reducing a filter coefficient of a filter that reduces noise of a pixel of interest based on a determination result of the specific color region detection step , as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel is larger signal processing method to perform signal processing in the color area.
上記特定色領域ステップは、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で上記楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行う信号処理方法。The signal processing method according to claim 7, wherein
The specific color area step includes the square value of the distance obtained by compressing and expanding the vertical and horizontal directions after moving and rotating the distance of each pixel with respect to the elliptical specific color area on the color difference plane, and the elliptical shape on the color difference plane. A signal processing method for making a determination by comparing a square value of a radius of a circle obtained by moving and rotating a specific color area and then compressing and enlarging the vertical and horizontal directions .
上記特定色領域検出ステップは、上記圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、上記回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行う信号処理方法。The signal processing device according to claim 8 , wherein
The specific color region detection step may limit at least one of the compression / expansion ratio to a power of 2 and the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. A signal processing method for performing calculations .
上記特定色領域検出ステップの判定結果に基づき、注目画素に対するアパーチャ補正信号のゲインを、周辺画素についての上記多ビットの信号のカウント値が大きいほど小さくするアパーチャ補正ステップと
を備え、特定色領域における信号処理を行うようにした信号処理方法。 Based-out the luminance signal and color difference signals of image data taken by the imaging means, whether or not the determination result color difference values of each pixel in the color difference plane is included in a specific color area, close to the center of the specific color region A specific color area detection step represented by a multi-bit signal having a large value ;
An aperture correction step for reducing the gain of the aperture correction signal for the pixel of interest based on the determination result of the specific color region detection step as the count value of the multi-bit signal for the peripheral pixel increases . signal processing method to perform signal processing.
上記特定色領域ステップは、色差平面で楕円状の特定色領域に対する各画素の距離を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した距離の2乗の値と、色差平面で上記楕円状の特定色領域を移動、回転させた後に縦横を圧縮・拡大した円の半径の2乗の値とを比較して判定を行う信号処理方法。The signal processing method according to claim 10.
The specific color area step includes the square value of the distance obtained by compressing and expanding the vertical and horizontal directions after moving and rotating the distance of each pixel with respect to the elliptical specific color area on the color difference plane, and the elliptical shape on the color difference plane. A signal processing method for making a determination by comparing a square value of a radius of a circle obtained by moving and rotating a specific color area and then compressing and enlarging the vertical and horizontal directions .
上記特定色領域検出ステップは、上記圧縮・拡大の比率を2の累乗に限定するか、上記回転角度を30度、60度、120度、150度に限定するかの少なくとも一方の限定をして計算を行う信号処理方法。The signal processing device according to claim 11 ,
The specific color region detection step may limit at least one of the compression / expansion ratio to a power of 2 and the rotation angle to 30 degrees, 60 degrees, 120 degrees, and 150 degrees. A signal processing method for performing calculations .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002336918A JP4200745B2 (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002336918A JP4200745B2 (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004172987A JP2004172987A (en) | 2004-06-17 |
| JP4200745B2 true JP4200745B2 (en) | 2008-12-24 |
Family
ID=32700613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002336918A Expired - Fee Related JP4200745B2 (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Signal processing apparatus and signal processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4200745B2 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006041946A (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Sony Corp | Image correction apparatus and imaging apparatus |
| JP4779536B2 (en) * | 2005-09-27 | 2011-09-28 | ソニー株式会社 | Imaging device |
| JP4635916B2 (en) * | 2006-03-09 | 2011-02-23 | セイコーエプソン株式会社 | Image data color correction |
| KR100860965B1 (en) | 2006-12-11 | 2008-09-30 | 삼성전자주식회사 | Adaptive Saturation Enhancement Apparatus and Method with Noise Reduction |
| JP5290734B2 (en) * | 2008-12-25 | 2013-09-18 | 三星電子株式会社 | Noise reduction device and noise reduction method |
| JP5529424B2 (en) * | 2009-03-11 | 2014-06-25 | ソニー株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and computer program |
| JP5882576B2 (en) * | 2010-12-01 | 2016-03-09 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus, image processing apparatus control method, and program |
| CN115242968B (en) * | 2022-06-10 | 2024-08-02 | 浙江大华技术股份有限公司 | Focusing method and device of image pickup equipment and computer readable storage medium |
-
2002
- 2002-11-20 JP JP2002336918A patent/JP4200745B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004172987A (en) | 2004-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7796814B2 (en) | Imaging device | |
| TWI606728B (en) | System and method for processing image signals | |
| JP4803284B2 (en) | Image processing apparatus and image processing program | |
| CN103477626B (en) | Image processing device and image processing method | |
| US20090310885A1 (en) | Image processing apparatus, imaging apparatus, image processing method and recording medium | |
| TWI658731B (en) | Ghost artifact removal system and method | |
| US8860798B2 (en) | Image-capturing device and image processing method | |
| TW201225631A (en) | Image signal processor line buffer configuration for processing raw image data | |
| JP2011041089A (en) | Method, device and program for processing image, and imaging device | |
| CN102045490A (en) | Image processing device and image processing method | |
| JP4200745B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
| JP5474586B2 (en) | Image processing device | |
| JP5649927B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
| JP3817635B2 (en) | Color image processing apparatus and processing method | |
| US20090324127A1 (en) | Method and System for Automatic Red-Eye Correction | |
| JP2003123063A (en) | Image processor | |
| US7956907B2 (en) | Image capture device with low-frequency noise suppression | |
| US20110228161A1 (en) | Focus-adjustment signal generating apparatus and method, and imaging apparatus and method, with manual focus adjustments | |
| EP2645702B1 (en) | Image capturing apparatus, control method therefor, and program | |
| JP2002218480A (en) | Imaging equipment | |
| CN119624803A (en) | A method for image quality enhancement based on adjustable parameters | |
| JP2010213105A (en) | Imaging apparatus | |
| KR20110026754A (en) | Wide Backlight Compensation Device | |
| JP2006148230A (en) | Defect detection and correction apparatus, imaging apparatus, and defect detection and correction method | |
| JP2005347935A (en) | Image processing apparatus, image processing method, and computer program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051018 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051018 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080619 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080916 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080929 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |