JP7814728B2 - Image signal processing method - Google Patents
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Description
本発明は、色ノイズ低減する画像信号処理方法に関するものである。 The present invention relates to an image signal processing method for reducing color noise.
近年、画像データにおいて色に関するノイズである色ノイズを低減するための画像信号処理方法が提言されている。 In recent years, image signal processing methods have been proposed to reduce color noise, which is noise related to color in image data.
色ノイズとは、画像データに本来存在しないはずの色情報が、何らかの理由で含まれることで発生するノイズである。 Color noise is noise that occurs when color information that should not actually be present in image data is included for some reason.
よって、この色ノイズを含んだ画像データをデジカメの背面液晶画面やモニター画面上や紙媒体などに出力すると、本来存在しない色情報が画像信号として表示されるため、撮影者に違和感を与える。 As a result, when image data containing this color noise is output to the rear LCD screen of a digital camera, a monitor screen, or paper media, color information that does not actually exist is displayed as an image signal, causing the photographer to feel uncomfortable.
特許文献1は、ホワイトバランス補正がなされた画像データにおいては、画素毎に色差データを算出し、色差データが第1の色差範囲にあり、輝度が指定された輝度範囲にある画素の画像データには、その画素の色差データが小さくなるように色ノイズ低減処理が行われるということが開示されている。 Patent document 1 discloses that for image data that has undergone white balance correction, color difference data is calculated for each pixel, and for image data of pixels whose color difference data falls within a first color difference range and whose brightness falls within a specified brightness range, color noise reduction processing is performed to reduce the color difference data of those pixels.
しかしながら、特許文献1にて開示されている画像処理装置は、上述したように色差データが小さくなるように色ノイズ低減処理を行うことで色差がなくなるという課題を有する。 However, the image processing device disclosed in Patent Document 1 has the problem that color differences are eliminated by performing color noise reduction processing to reduce color difference data, as described above.
つまり、色ノイズ低減処理を行った画像の色差がなくなるということは無彩色化してしまうという課題を有する。 In other words, the loss of color differences in an image that has undergone color noise reduction processing poses the problem of the image becoming achromatic.
さらには、画像信号の各色は高周波ノイズ成分を含んでおり、高周波ノイズは単色の孤立した色ノイズを発生させるという課題を有する。 Furthermore, each color of the image signal contains high-frequency noise components, and high-frequency noise poses the problem of generating isolated, monochromatic color noise.
そのため、孤立した色ノイズを抑えるために、ローパスフィルタなどを適用すると色ノイズは周囲に広がりを持つ色ノイズと成り得るという課題を有する。 As a result, applying a low-pass filter or similar to suppress isolated color noise can result in the color noise spreading to the surrounding area, which can be problematic.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、色ノイズの原因となる高周波成分を取り除くことでノイズを低減する画像信号処理方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide an image signal processing method that reduces noise by removing high-frequency components that cause color noise.
上記課題を解解決するための手段である第1の発明は、3色の画像信号を処理する画像信号処理方法において、補正対象となる1色の画像信号を決定する画像信号決定部と、前記補正対象以外の2色の画像信号の線形和を計算する線形和計算部と、前記補正対象の画像信号から前記線形和計算部の計算した線形和を減算する第1減算部と、前記第1減算部の計算結果から低周波成分を抽出する低周波抽出部と、前記第1減算部の計算結果から前記低周波抽出部を通過した画像信号を減算する第2減算部と、前記3色の画像信号から色差を計算し、前記色差から関数に基づいて第1係数を決定する色差関数部と、前記第2減算部の計算結果に前記色差関数部にて決定した前記第1係数を乗算する乗算部と、前記乗算部の計算結果と任意のパラメータとを比較し、前記計算結果と前記パラメータとのいずれかを選択する閾値比較選択部と、前記閾値比較選択部の選択結果を前記補正対象の画像信号から減算するノイズ除去部とを有し、前記ノイズ除去部の計算結果を前記補正対象の画像信号に対する補正後の画像信号とすることを特徴とする。 A first invention as a means for solving the above problem is an image signal processing method for processing three-color image signals, comprising an image signal determination unit for determining an image signal of one color to be corrected, a linear sum calculation unit for calculating a linear sum of image signals of two colors other than the image signal to be corrected, a first subtraction unit for subtracting the linear sum calculated by the linear sum calculation unit from the image signal to be corrected, a low-frequency extraction unit for extracting low-frequency components from the calculation result of the first subtraction unit, a second subtraction unit for subtracting an image signal that has passed through the low-frequency extraction unit from the calculation result of the first subtraction unit, and a color difference function unit that calculates a color difference from an image signal and determines a first coefficient from the color difference based on a function; a multiplication unit that multiplies a calculation result of the second subtraction unit by the first coefficient determined by the color difference function unit; a threshold comparison and selection unit that compares the calculation result of the multiplication unit with an arbitrary parameter and selects either the calculation result or the parameter; and a noise removal unit that subtracts the selection result of the threshold comparison and selection unit from the image signal to be corrected, and the calculation result of the noise removal unit is used as a corrected image signal for the image signal to be corrected.
また、上述の課題を解決するための手段である第2の発明は、第1の発明に記載の画像信号処理方法であって、前記色差関数部は、前記3色の画像信号から2色の画像信号を用いて複数の色差を計算し、前記複数の色差から関数に基づいて各係数を決定し、前記各係数の線形和、最大値、最小値または中央値のいずれかの方法で第1係数を決定することを特徴とする。 The second invention, which is a means for solving the above-mentioned problem, is an image signal processing method according to the first invention, characterized in that the color difference function unit calculates multiple color differences using image signals of two colors from the image signals of the three colors, determines each coefficient based on a function from the multiple color differences, and determines the first coefficient using one of the linear sum, maximum value, minimum value, or median value of the each coefficient.
本発明によれば、色ノイズの原因となる高周波成分を取り除くことでノイズを低減する画像信号処理方法を提供することができる。 The present invention provides an image signal processing method that reduces noise by removing high-frequency components that cause color noise.
以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 The best mode for carrying out the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
本実施例において、100はレンズ鏡筒、101は固体撮像素子、1011はマイクロレンズ、1012は光電変換部、1013は配線部、102はCPU、1021は画像信号決定部、1022は線形和計算部、1023は第1減算部、1024は低周波抽出部、1025は第2減算部、1026は色差関数部、1027は乗算部、1028は閾値比較選択部とする。 In this embodiment, 100 is a lens barrel, 101 is a solid-state image sensor, 1011 is a microlens, 1012 is a photoelectric conversion unit, 1013 is a wiring unit, 102 is a CPU, 1021 is an image signal determination unit, 1022 is a linear sum calculation unit, 1023 is a first subtraction unit, 1024 is a low-frequency extraction unit, 1025 is a second subtraction unit, 1026 is a color difference function unit, 1027 is a multiplication unit, and 1028 is a threshold comparison and selection unit.
図1は、本実施例の撮像装置の構成を示す構成図である。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of the imaging device of this embodiment.
撮像装置10は、レンズ鏡筒100と不図示のカメラ本体から構成される。 The imaging device 10 consists of a lens barrel 100 and a camera body (not shown).
レンズ鏡筒100は、カメラ本体に脱着可能であり、レンズ鏡筒100のマウント部とカメラ本体のマウント部とがバヨネット機構などにより接続される。尚、レンズ鏡筒100は、カメラ本体に固定式の物でも構わない。 The lens barrel 100 is detachable from the camera body, and the mount of the lens barrel 100 is connected to the mount of the camera body via a bayonet mechanism or the like. Note that the lens barrel 100 may also be fixed to the camera body.
固体撮像素子101は、マイクロレンズ1011と光電変換部1012と配線部1013などを含む。 The solid-state imaging element 101 includes a microlens 1011, a photoelectric conversion unit 1012, a wiring unit 1013, etc.
マイクロレンズ1011は、レンズ鏡筒100に入射した光束を各光電変換部1012が受光に適するように集光するレンズである。 The microlens 1011 is a lens that focuses the light beam incident on the lens barrel 100 so that it is suitable for reception by each photoelectric conversion unit 1012.
光電変換部1012は、マイクロレンズ1011を通過した光束を画像信号に変換する。 The photoelectric conversion unit 1012 converts the light beam that passes through the microlens 1011 into an image signal.
光電変換部1012にて変換された画像信号について説明する。光束を画像信号へ変換する光電変換部1012は、各画素に配置される。固体撮像素子101がベイヤー型の場合、各画素に配置された光電変換部1012からマイクロレンズ1011と光電変換部1012配置されたカラーフィルタと同色の画像信号へ変換される。カラーフィルタは赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色が用いられることが一般的であり、この時、変換される画像信号は3種類となる。 The image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 will be explained. The photoelectric conversion unit 1012, which converts light beams into image signals, is arranged in each pixel. When the solid-state imaging element 101 is a Bayer type, the photoelectric conversion unit 1012 arranged in each pixel converts the signal into an image signal of the same color as the color filter arranged in the microlens 1011 and photoelectric conversion unit 1012. Color filters of three colors, red (R), green (G), and blue (B), are generally used, and in this case, three types of image signals are converted.
一方、固体撮像素子101が積層型の場合、1画素から光電変換部の積層数分の画像信号が変換される。本願実施例では、1画素から赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の画像信号を得る為、光電変換部1012は3層積層されている。 On the other hand, if the solid-state imaging device 101 is a stacked type, image signals corresponding to the number of stacked photoelectric conversion units are converted from one pixel. In this embodiment, the photoelectric conversion units 1012 are stacked in three layers to obtain image signals of three colors: red (R), green (G), and blue (B) from one pixel.
配線部1013は、光電変換部1012にて変換された画像信号を各光電変換部1012からCPU102へ転送する。 The wiring unit 1013 transfers the image signals converted by the photoelectric conversion units 1012 from each photoelectric conversion unit 1012 to the CPU 102.
CPU102は、光電変換部1012が変換し配線部1013を通じて転送されてきた画像信号に各々の処理を行う。 The CPU 102 performs various processes on the image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012 and transferred via the wiring unit 1013.
画像信号決定部1021は、光電変換部1012が変換し、配線部1031を通じて転送された画像信号から補正対象とする画像信号を決定する。 The image signal determination unit 1021 determines the image signal to be corrected from the image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012 and transferred via the wiring unit 1031.
線形和計算部1022は、画像信号決定部1021が決定した補正対象となる画像信号以外の画像信号において、画像信号から線形和を計算する。具体的な計算方法は後述する。 The linear sum calculation unit 1022 calculates a linear sum from image signals other than the image signal to be corrected determined by the image signal determination unit 1021. The specific calculation method will be described later.
第1減算部1023は、画像信号決定部1021にて決定した補正対象画像信号から線形和計算部1022にて計算した補正対象以外の画像信号の線形和を減算する。 The first subtraction unit 1023 subtracts the linear sum of image signals other than those to be corrected, calculated by the linear sum calculation unit 1022, from the image signal to be corrected, determined by the image signal determination unit 1021.
低周波抽出部1024は、第1減算部1023にて計算した結果から低周波成分を抽出する。 The low-frequency extraction unit 1024 extracts low-frequency components from the results calculated by the first subtraction unit 1023.
第2減算部1025は、第1減算部1023の計算結果から、低周波抽出手段1024にて抽出された画像信号を減算する。 The second subtraction unit 1025 subtracts the image signal extracted by the low-frequency extraction means 1024 from the calculation result of the first subtraction unit 1023.
色差関数1026は、固体撮像素子101の光電変換部1012が変換した画像信号において、互いの色差を計算し、計算した色差を関数に基づいて係数を戻す。 The color difference function 1026 calculates the color difference between the image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012 of the solid-state imaging element 101, and returns a coefficient based on the calculated color difference function.
乗算部1027は、第2減算手段1025にて計算した結果に、色差関数にて戻された係数を乗算する。 The multiplication unit 1027 multiplies the result calculated by the second subtraction means 1025 by the coefficient returned by the color difference function.
閾値比較選択部1028は、乗算部1027にて計算した結果と任意のパラメータとを比較し、適切な値を選択する。 The threshold comparison and selection unit 1028 compares the result calculated by the multiplication unit 1027 with an arbitrary parameter and selects an appropriate value.
ノイズ除去部1029は、閾値比較選択部1028にて選択した適切な値を、画像信号決定部1021にて決定した補正対象の画像信号から減算する。計算結果を補正画像信号とする。 The noise removal unit 1029 subtracts the appropriate value selected by the threshold comparison and selection unit 1028 from the image signal to be corrected determined by the image signal determination unit 1021. The calculation result is the corrected image signal.
次に、本発明における画像信号処理方法について、図2のフローチャートを用いて実施例を説明する。 Next, an example of the image signal processing method of the present invention will be explained using the flowchart in Figure 2.
図1に示すようにレンズ鏡筒100を通過した光束は、固体撮像素子101へ届き、マイクロレンズ1011を経て光電変換部1012へ導かれた後、画像信号へ変換される。本願実施例に用いられる固体撮像素子101は、1画素に3層の光電変換部1012が積層される。従って、1画素から3種類の画像信号が変換される。 As shown in Figure 1, a light beam passing through the lens barrel 100 reaches the solid-state image sensor 101, passes through the microlens 1011, and is guided to the photoelectric conversion unit 1012, where it is converted into an image signal. The solid-state image sensor 101 used in this embodiment has three layers of photoelectric conversion units 1012 stacked per pixel. Therefore, three types of image signals are converted from one pixel.
ステップ#1では、固体撮像素子101の光電変換部1012にて変換された3種類の画像信号の中から、画像信号決定部1021が補正対象となる画像信号を決定する。 In step #1, the image signal determination unit 1021 determines the image signal to be corrected from the three types of image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012 of the solid-state imaging element 101.
ステップ#2では、ステップ#1にて画像信号決定部1021が決定した補正対象となる画像信号以外の2種類の画像信号を用いて、線形和計算部1022は線形和を計算する。 In step #2, the linear sum calculation unit 1022 calculates a linear sum using two types of image signals other than the image signal to be corrected determined by the image signal determination unit 1021 in step #1.
ステップ#3では、第1減算部1023はステップ#1にて画像信号決定部1021が決定した補正対象となる画像信号から、ステップ#2にて線形和計算部1022が計算した線形和を減算する。この減算結果を第1減算結果とする。 In step #3, the first subtraction unit 1023 subtracts the linear sum calculated by the linear sum calculation unit 1022 in step #2 from the image signal to be corrected determined by the image signal determination unit 1021 in step #1. The result of this subtraction is defined as the first subtraction result.
ステップ#4では、低周波抽出部1024がステップ#3の第1減算部1023の計算した結果をリサイズすることで低周波成分を抽出する。尚、低周波成分を抽出することが出来れば、リサイズ以外にも、ローパスフィルタでも問題ない。 In step #4, the low-frequency extraction unit 1024 extracts low-frequency components by resizing the result calculated by the first subtraction unit 1023 in step #3. Note that as long as low-frequency components can be extracted, a low-pass filter can also be used instead of resizing.
ステップ#5では、第2減算部1025がステップ#4にて抽出した低周波成分をステップ#3の計算結果である第1減算結果から減算する。その結果、高周波成分を抽出することが可能となる。 In step #5, the second subtraction unit 1025 subtracts the low-frequency components extracted in step #4 from the first subtraction result, which is the calculation result of step #3. As a result, it becomes possible to extract high-frequency components.
ステップ#6では、色差関数部1026が光電変換部1012にて変換した3種類の画像信号を用いて、互いの色差を計算する。さらに、計算した色差から関数に基づいて係数を戻す。 In step #6, the color difference function unit 1026 calculates the color differences between the three types of image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012. Furthermore, it returns coefficients based on the function from the calculated color differences.
ステップ#7では、乗算部1027がステップ#5にて計算した結果にステップ#6にて決定した係数を乗算する。 In step #7, the multiplication unit 1027 multiplies the result calculated in step #5 by the coefficient determined in step #6.
ステップ#8では、閾値比較選択部1028がステップ#7にて計算した結果とパラメータとを比較する。 In step #8, the threshold comparison and selection unit 1028 compares the result calculated in step #7 with the parameters.
ステップ#9では、ノイズ除去部1029がステップ#1にて決定した補正対象の画像信号からステップ#8にて選択した比較結果を減算する。 In step #9, the noise removal unit 1029 subtracts the comparison result selected in step #8 from the image signal to be corrected determined in step #1.
ステップ#9にて計算した結果は、ステップ#1にて補正対象の画像信号からノイズ除去を行った補正後の画像信号となる。 The result of the calculation in step #9 is the corrected image signal after noise removal from the image signal to be corrected in step #1.
以下に、上記各ステップで行った計算を具体的に説明する。 The calculations performed in each of the above steps are explained in detail below.
本実施例では、光電変換部1012の変換した画像信号のうち、緑色(G)を補正対象の画像信号として、具体的に補正方法を説明する。 In this example, the correction method will be specifically explained using green (G) as the image signal to be corrected from the image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012.
補正対象の画像信号を緑色(G)としているので、ステップ#1で画像信号決定部1021は、緑色(G)を補正対象の画像信号となる。 Since the image signal to be corrected is green (G), in step #1 the image signal determination unit 1021 selects green (G) as the image signal to be corrected.
次に、ステップ#2では、補正対象の画像信号である緑色(G)以外の画像信号である赤色(R)と青色(B)を用いて、線形和計算部1022が線形和を計算する。 Next, in step #2, the linear sum calculation unit 1022 calculates a linear sum using the red (R) and blue (B) image signals other than the green (G) image signal to be corrected.
実施例の線形和計算部1022が行う具体的な計算方法を示す。 The specific calculation method performed by the linear sum calculation unit 1022 in this embodiment is shown below.
赤色(R)と青色(B)の画像信号をそれぞれRとBとし、係数をαとすると線形和は以下のように表せる。
線形和:α*R+(1-α)B (0<α<1)
When the red (R) and blue (B) image signals are R and B, respectively, and the coefficient is α, the linear sum can be expressed as follows:
Linear sum: α*R+(1-α)B (0<α<1)
次に、ステップ#3で第1減算部1023の計算を説明する。光電変換部1012の変換した緑色(G)の画像信号をGとし、計算後の緑色(G)をG1とすると、以下の式となる。
G1=G-(α*R+(1-α)B) (0<α<1)
Next, the calculation of the first subtractor 1023 in step #3 will be described. If the green (G) image signal converted by the photoelectric converter 1012 is G and the green (G) after calculation is G1, the following equation is obtained.
G1=G-(α*R+(1-α)B) (0<α<1)
ステップ#4では、ステップ#3にて計算したG1から低周波成分を抽出する。具体的には、計算後の緑色(G)であるG1に対して縮小処理を適用し、その後元のサイズに拡大所謂リサイズすることで低周波化した画像信号G2を作成する。また、ローパスフィルタを適用することで画像信号G2を作成してもよい。 In step #4, low-frequency components are extracted from G1 calculated in step #3. Specifically, a reduction process is applied to G1, which is the calculated green (G), and then it is enlarged to its original size (resized) to create a low-frequency image signal G2. Alternatively, the image signal G2 may be created by applying a low-pass filter.
ステップ#5では、ステップ#4にて計算したG1からステップ#4にて抽出した低周波化した画像信号G2を減算する。G1から低周波化した画像信号G2を減算することで、高周波成分のみを抽出することが可能となる。高周波成分のみを抽出した画像信号を画像信号G3とする。その結果、マゼンタノイズが低減される。 In step #5, the low-frequency image signal G2 extracted in step #4 is subtracted from G1 calculated in step #4. By subtracting the low-frequency image signal G2 from G1, it is possible to extract only the high-frequency components. The image signal from which only the high-frequency components have been extracted is designated image signal G3. As a result, magenta noise is reduced.
ステップ#6では、(R-G)、(G-B)、(B-R)の色差を求める。次に、色差(R-G)であれば、ガウス関数にてexp(-a*(R-G)^2)として係数f1が求まる。他の(G-B)、(B-R)の色差に対しても同様にガウス関数から係数f2とf3が求まる。各色差から求めた係数f1~f3を用いて係数fが決定する。 In step #6, the color differences of (R-G), (G-B), and (B-R) are calculated. Next, for the color difference (R-G), the coefficient f1 is calculated using the Gaussian function exp(-a*(R-G)^2). Similarly, coefficients f2 and f3 are calculated from the Gaussian function for the other color differences (G-B) and (B-R). The coefficient f is determined using the coefficients f1 to f3 calculated for each color difference.
係数f1~f3から係数fを決定するには様々な方法がある。例えばf1~f3の線形和でもよいし、最大値、最小値または中央値としてもよい。また、それらの方法を画像に含まれるノイズの状態に応じて使い分けてもよい。 There are various methods for determining coefficient f from coefficients f1 to f3. For example, it may be a linear sum of f1 to f3, or it may be the maximum, minimum, or median value. Furthermore, these methods may be used depending on the state of noise contained in the image.
また、ステップ#6では、3種類すべての色差を用いることで画像信号を精度よく補正することが可能となる。一方、YCbCrのCbCrに該当する(R-G)、(G-B)の色差からガウス関数を用いて係数f1とf2を求め。これらを用いて前述したように係数fを決定することも可能である。その場合、計算量を減らすことが可能である。 In addition, in step #6, by using all three types of color difference, it is possible to correct the image signal with high precision. On the other hand, coefficients f1 and f2 can be calculated using a Gaussian function from the color differences (R-G) and (G-B), which correspond to the CbCr components of YCbCr. These can also be used to determine the coefficient f, as described above. In this case, the amount of calculation can be reduced.
ステップ#7では、ステップ#5にて抽出した画像信号G3にステップ#6にて計算した係数fを乗算する。乗算結果をG4とする。 In step #7, the image signal G3 extracted in step #5 is multiplied by the coefficient f calculated in step #6. The multiplication result is G4.
ステップ#8では、乗算結果G4とパラメータとを比較する。具体的に説明すると、乗算結果G4が-ThMin~+ThMaxの範囲に収まるようにクリップする。クリップした値をG5とすると、G5=Min(+ThMax、Max(-ThMin、G4))となる。 In step #8, the multiplication result G4 is compared with the parameters. Specifically, the multiplication result G4 is clipped so that it falls within the range of -ThMin to +ThMax. If the clipped value is G5, then G5 = Min(+ThMax, Max(-ThMin, G4)).
ステップ#9では、ステップ#8で求めたクリップしたG5を用いてG=G-G5とすることでステップ#1で補正対象とした画像信号は、色ノイズ成分を除いた画像信号とすることが可能となる。 In step #9, by using the clipped G5 calculated in step #8 to set G = G - G5, the image signal corrected in step #1 can be converted into an image signal with color noise components removed.
また、本願実施例のステップ#6は、各色差にガウス関数を適用することで係数を求めた。しかし、ガウス関数以外にも画像信号差である色差が大きくなるほど減衰する特性がある関数であれば適用することが可能である。一例として、exp(-a*|R-G|^b)やa / (|R-G|^b+1)を用いることが可能である。(但し、|X|はXの絶対値、b>0とする。) In addition, in step #6 of this embodiment, the coefficients were calculated by applying a Gaussian function to each color difference. However, any function other than a Gaussian function that attenuates as the color difference (image signal difference) increases can be applied. For example, exp(-a * |R-G|^b) or a / (|R-G|^b+1) can be used. (However, |X| is the absolute value of X, and b > 0.)
尚、高周波色ノイズのうち、特に高ISOになると目立つのは、緑/マゼンタノイズである。この緑/マゼンタノイズの大きな原因として、緑色(G)の高周波が他の赤色(R)や青色(B)と比較して独立的にふるまっている点が挙げられる。そこで、Gの独立的成分をG1=G-(α*R+(1-α)B) (0<α<1)と仮定し、高周波成分のみを抽出することで緑/マゼンタノイズを低減することが可能となる。さらに、これだけでは元画像にあった色パターンの破壊(色滲み、色ディティール損失)などが避けられないため、ステップ#6にて色差に基づいた強度調整を、ステップ#7にて閾値の設定を行ったうえでノイズリダクションを行った。 Of the high-frequency color noise, green/magenta noise is particularly noticeable at high ISO settings. A major cause of this green/magenta noise is the fact that the high frequencies of green (G) behave independently compared to the other colors, red (R) and blue (B). Therefore, by assuming that the independent component of G is G1 = G - (α * R + (1 - α) B) (0 < α < 1) and extracting only the high-frequency components, it is possible to reduce green/magenta noise. Furthermore, because this alone cannot avoid the destruction of the color patterns in the original image (color bleeding, loss of color detail), noise reduction was performed after adjusting the intensity based on color differences in step #6 and setting a threshold in step #7.
また、これまでの実施例では、固体撮像素子101は、積層型を想定していたが、1画素に1種類の画像信号を有するベイヤー型の固体撮像素子を用いてもかまわない。 Furthermore, in the embodiments described above, the solid-state imaging element 101 was assumed to be a stacked type, but a Bayer type solid-state imaging element having one type of image signal per pixel may also be used.
積層型の固体撮像素子である場合、同一の位置の信号を取得出来る為、高周波情報の損失を防ぎ易く色ノイズ抑制効果を得られ易い。また、色が混色しているセンサの場合、他の色信号にも対象信号の高周波情報が含まれるため、高周波情報の損失を防ぎ易く色ノイズ抑制効果を得られ易い。 When using a stacked solid-state imaging element, signals can be acquired from the same position, making it easier to prevent the loss of high-frequency information and achieve color noise suppression. Furthermore, in the case of a sensor with mixed colors, the high-frequency information of the target signal is also contained in other color signals, making it easier to prevent the loss of high-frequency information and achieve color noise suppression.
また、ベイヤー型の固体撮像素子では、1画素から1種類の画像信号しか得ることができない。そこで、他の2種類の画像信号については、周辺の画素より補間することで得ることができる。本願発明にて、ベイヤー型の固体撮像素子を用いる場合、補間処理にて1画素の画像信号を3種類の状態にしてから、ステップ#1の補正対象となる画像信号を決定することで、以後の処理は積層型の固体撮像素子を用いる場合と同様とすることが可能である。 Furthermore, with a Bayer-type solid-state imaging device, only one type of image signal can be obtained from one pixel. Therefore, the other two types of image signals can be obtained by interpolating from surrounding pixels. When a Bayer-type solid-state imaging device is used in the present invention, the image signal for one pixel is converted into three types through interpolation processing, and then the image signal to be corrected in step #1 is determined, allowing subsequent processing to be the same as when a stacked-type solid-state imaging device is used.
10 撮像装置
100 レンズ鏡筒
101 固体撮像素子
1011 マイクロレンズ
1012 光電変換部
1013 配線層
102 CPU
1021 画像信号決定部
1022 線形和計算部
1023 第1減算部
1024 低周波抽出部
1025 第2減算部
1026 色差関数部
1027 乗算部
1028 閾値比較選択部
1029 ノイズ除去部
10 Imaging device 100 Lens barrel 101 Solid-state imaging element 1011 Microlens 1012 Photoelectric conversion unit 1013 Wiring layer 102 CPU
1021 Image signal determination unit 1022 Linear sum calculation unit 1023 First subtraction unit 1024 Low frequency extraction unit 1025 Second subtraction unit 1026 Color difference function unit 1027 Multiplication unit 1028 Threshold comparison and selection unit 1029 Noise removal unit
Claims (2)
補正対象となる1色の画像信号を決定する画像信号決定部と、
前記補正対象以外の2色の画像信号の線形和を計算する線形和計算部と、
前記補正対象の画像信号から前記線形和計算部の計算した線形和を減算する第1減算部と、
前記第1減算部の計算結果から低周波成分を抽出する低周波抽出部と、
前記第1減算部の計算結果から前記低周波抽出部を通過した画像信号を減算する第2減算部と、
前記3色の画像信号から色差を計算し、前記色差から関数に基づいて第1係数を決定する色差関数部と、
前記第2減算部の計算結果に前記色差関数部にて決定した前記第1係数を乗算する乗算部と、
前記乗算部の計算結果と任意のパラメータとを比較し、前記計算結果と前記パラメータとのいずれかを選択する閾値比較選択部と、
前記閾値比較選択部の選択結果を前記補正対象の画像信号から減算するノイズ除去部とを有し、
前記ノイズ除去部の計算結果を前記補正対象の画像信号に対する補正後の画像信号とすることを特徴とすることを画像信号処理方法。 1. An image signal processing method for processing three-color image signals,
an image signal determination unit that determines an image signal of one color to be corrected;
a linear sum calculation unit that calculates a linear sum of image signals of two colors other than the correction target;
a first subtraction unit that subtracts the linear sum calculated by the linear sum calculation unit from the image signal to be corrected;
a low-frequency extraction unit that extracts low-frequency components from the calculation result of the first subtraction unit;
a second subtraction unit that subtracts the image signal that has passed through the low-frequency extraction unit from the calculation result of the first subtraction unit;
a color difference function unit that calculates color differences from the three-color image signals and determines a first coefficient based on a function from the color differences;
a multiplication unit that multiplies the calculation result of the second subtraction unit by the first coefficient determined by the color difference function unit;
a threshold comparison and selection unit that compares the calculation result of the multiplication unit with an arbitrary parameter and selects either the calculation result or the parameter;
a noise removal unit that subtracts a selection result from the threshold comparison and selection unit from the image signal to be corrected;
The image signal processing method is characterized in that the calculation result of the noise removal unit is used as a corrected image signal for the image signal to be corrected.
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