(57)【要約】【課題】本体のコストアップを抑え、元画像に対するノイズリダクション処理にかかる時間の短縮を図った撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子に投影されている画像をｎ×ｍ画素の元画像として取り込むとともに、ｎ’×ｍ’画素（ｎ＞ｎ’、ｍ＞ｍ’）の縮小画像として取り込む。縮小画像の各画素の画素値は、元画像において対応する複数画素の画素値の平均値である。元画像の画素毎に、縮小画像における対応する位置の画素の画素値に基づいて処理パラメータを決定する。そして、元画像の画素毎に、その画素に対して決定した前記処理パラメータを用いて画素値を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に投影されている画像をｎ×ｍ画素の元画像として取り込む元画像取込手段と、
前記元画像取込手段が取り込んだ元画像の画素毎に画素値を補正する画素値補正手段と、
前記画素値補正手段により各画素の画素値が補正された画像を撮像画像として取得する撮像画像取得手段と、を備えた撮像装置において、
前記撮像素子に投影されている画像をｎ’×ｍ’画素（ｎ＞ｎ’、ｍ＞ｍ’）の縮小画像として取り込む縮小画像取込手段と、
前記元画像取込手段が取り込んだ元画像の画素毎に、前記縮小画像取込手段が取り込んだ縮小画像における対応する位置の画素の画素値に基づいて、前記画素値補正手段が画素値を補正する際に用いる処理パラメータを決定する処理パラメータ決定手段と、を備え、
前記画素値補正手段は、前記元画像の画素毎に、前記処理パラメータ決定手段が、その画素に対して決定した前記処理パラメータを用いて画素値を補正する手段であり、
前記縮小画像取込手段は、前記元画像において、近接する複数画素の画素値の平均値を、前記縮小画像の１つの画素の画素値として取り込むフィルタ回路であり、
さらに、前記元画像の１ライン毎に、当該ラインに位置する元画像の各画素について、前記処理パラメータを前記処理パラメータ決定手段に決定させ、ここで処理パラメータが決定された元画像の１ライン分の各画素の画素値を前記画素値補正手段に補正させる処理を、繰り返す補正制御手段を備えた撮像装置。
【請求項２】
撮像素子に投影されている画像をｎ×ｍ画素の元画像として取り込む元画像取込手段と、
前記元画像取込手段が取り込んだ元画像の画素毎に画素値を補正する画素値補正手段と、
前記画素値補正手段により各画素の画素値が補正された画像を撮像画像として取得する撮像画像取得手段と、を備えた撮像装置において、
前記撮像素子に投影されている画像をｎ’×ｍ’画素（ｎ＞ｎ’、ｍ＞ｍ’）の縮小画像として取り込む縮小画像取込手段と、
前記元画像取込手段が取り込んだ元画像の画素毎に、前記縮小画像取込手段が取り込んだ縮小画像における対応する位置の画素の画素値に基づいて、前記画素値補正手段が画素値を補正する際に用いる処理パラメータを決定する処理パラメータ決定手段と、を備え、
前記画素値補正手段は、前記元画像の画素毎に、前記処理パラメータ決定手段が、その画素に対して決定した前記処理パラメータを用いて画素値を補正する手段である、撮像装置。
【請求項３】
前記縮小画像取込手段は、前記元画像において、近接する複数画素の画素値の平均値を、前記縮小画像の１つの画素の画素値として取り込むフィルタ回路である、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記元画像の１ライン毎に、当該ラインに位置する元画像の各画素について、前記処理パラメータを前記処理パラメータ決定手段に決定させ、ここで処理パラメータが決定された元画像の１ライン分の各画素の画素値を前記画素値補正手段に補正させる処理を、繰り返す補正制御手段を備えた請求項２、または３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＣＤ等の撮像素子に投影されている画像を元画像として取り込み、この元画像の各画素に対して画素値を補正するノイズリダクション処理を行い、得られた画像を撮像画像として取得する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラのように照度の低い環境下で使用される撮像装置では、露光量不足を補うために、ＣＣＤ等の撮像素子に投影されている画像の画素毎に、ある程度の大きさのゲインを画素値に乗じ、これを元画像として取り込んでいる。このように、取り込んだ元画像は、露光量不足を補うためにゲインを画素値に乗じることから、ノイズが多く、Ｓ／Ｎ比が悪い画像である。そこで、従来の撮像装置は、この取り込んだ元画像に対して、ノイズリダクション処理を行い、その結果得られた画像を撮像画像として取得している。
【０００３】
従来のノイズリダクション処理は、特許文献１に示されているように、元画像の画素毎に、その画素周辺の画素に基づいて処理パラメータを決定し、この処理パラメータを用いて着目画素の画素値を補正している。
【特許文献１】特開平７−２４０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のノイズリダクション処理は、元画像の画素毎に、その画素周辺の画素に基づいて処理パラメータを決定しなければならない。すなわち、元画像の画素数と同じ回数だけ、処理パラメータを決定する処理を繰り返さなければならない。例えば、元画像が２００万画素であれば、処理パラメータを決定する処理を２００万回繰り返さなければならない。このため、元画像に対するノイズリダクション処理に要する時間が長くかかるという問題があった。このノイズリダクション処理に要する時間を短縮するために、処理速度が速い、高性能のＣＰＵを使用することも考えられるが、この場合には、本体のコストアップを招く。
【０００５】
この発明の目的は、本体のコストアップを抑え、元画像に対するノイズリダクション処理に要する時間の短縮を図った撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の撮像装置は、上記課題を解決するために、以下のように構成している。
【０００７】
元画像取込手段が、前記撮像素子に投影されている画像をｎ×ｍ画素の元画像として取り込む。また、縮小画像取込手段が、撮像素子に投影されている画像をｎ’×ｍ’画素（ｎ＞ｎ’、ｍ＞ｍ’）の縮小画像として取り込む。縮小画像は、元画像において、近接する複数画素（例えば元画像の２×２画素や３×３画素や４×４画素）を１画素とする画像である。縮小画像の各画素の画素値は、元画像において対応する複数画素の画素値の平均値である。したがって、縮小画像の各画素は、元画像において対応する複数画素の画素値が折り畳まれた画像である。言い換えれば、元画像の画素毎に、その画素が対応する縮小画像の画素には、周辺画素の画素値が折り畳まれている。処理パラメータ決定手段が、前記元画像取込手段が取り込んだ元画像の画素毎に、前記縮小画像取込手段が取り込んだ縮小画像における対応する位置の画素の画素値に基づいて処理パラメータを決定する。すなわち、処理パラメータ決定手段により、元画像の画素毎に、周辺画素の画素値に基づく処理パラメータが決定される。そして、画素値補正手段が、前記元画像の画素毎に、前記処理パラメータ決定手段が、その画素に対して決定した前記処理パラメータを用いて画素値を補正する。そして、撮像画像取得手段が、ここで画素値が補正された元画像を、撮像画像として取得する。
【０００８】
このように、元画像の画素毎に、その画素値を補正する処理パラメータを、縮小画像を用いて決定するので、元画像の各画像に対して処理パラメータを決定する処理に要する時間の短縮が図れ、結果的に元画像に対するノイズリダクション処理にかかる時間が短縮できる。また、上述したように、元画像の画素が対応する縮小画像の画素には、周辺画素の画素値が折り畳まれているので、元画像の各画素に対する処理パラメータが適正に決定できる。このため、ノイズリダクション処理の精度についても確保できる。
【０００９】
また、前記縮小画像取込手段を、前記元画像において、近接する複数画素の画素値の平均値を、前記縮小画像の１つの画素の画素値として取り込むフィルタ回路（ハードウェア）で構成すれば、ソフトウェア処理で縮小画像を得る場合よりも、短い時間で当該縮小画像が得られる。また、簡単な回路構成で実現できるので、本体のコストアップも抑えられる。
【００１０】
さらに、補正制御手段が、前記元画像の１ライン毎に、当該ラインに位置する元画像の各画素について、前記処理パラメータを前記処理パラメータ決定手段に決定させ、ここで処理パラメータが決定された元画像の１ライン分の各画素の画素値を前記画素値補正手段に補正させる処理を、繰り返す構成とすれば、このノイズリダクション処理に必要なメモリ容量を抑えることができ、本体のコストアップが一層抑えられる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、元画像に対するノイズリダクション処理にかかる処理時間を短縮することができるとともに、本体のコストアップが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態である撮像装置について説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施形態である撮像装置の主要部の構成を示す図である。撮像装置１は、制御部２と、撮像部３と、画像処理部４と、画像記憶部５と、を備えている。制御部２は、本体各部の動作を制御する。撮像部３は、ＣＣＤ等の撮像素子３１を有している（図２参照）。この撮像素子３１には、撮像レンズ３２を介して撮像領域の画像が投影される。撮像レンズ３２は、単レンズで構成してもよいし、組レンズで構成してもよい。撮像素子３１は、有効領域の画素数がｎ行ｍ列である。撮像部３は、撮像素子３１の有効領域に位置する各画素の出力を画像処理部４に入力する。撮像部３から画像処理部４に入力される画像（以下、入力画像と言う。）の画素数は、ｎ行ｍ列である。
【００１４】
図３に画像処理部４の機能構成を示す。画像処理部４は、図３に示すように、増幅部４１と、元画像取込部４２と、縮小画像取込部４３と、処理パラメータ決定部４４と、画素値補正部４５と、を備えている。増幅部４１は、入力画像の画素毎にその画素値にゲインを乗じる。元画像取込部４２は、増幅部４１で増幅された入力画像を元画像として取り込み、一時的に記憶する。縮小画像取込部４３は、増幅部４１で増幅された入力画像（すなわち、前記元画像）の縮小画像を生成し、生成した縮小画像を一時的に記憶する。縮小画像の画素数は、ｎ’行ｍ’列である（ｎ＞ｎ’、ｍ＞ｍ’）。縮小画像取込部４３は、元画像において、近接する複数画素（例えば元画像の２×２画素や３×３画素や４×４画素）を１画素とする画像である。縮小画像の各画素の画素値は、元画像において対応する複数画素の画素値の平均値である。したがって、縮小画像の各画素は、元画像において対応する複数画素の画素値が折り畳まれた画像である。縮小画像の生成は、ソフトウェア処理で行う構成としてもよいが、この実施形態では、入力された元画像に対して縮小画像を出力するフィルタ回路（ハードウェア）で構成している。図４は、元画像と縮小画像の関係を示す図である。図４では、元画像における３×３画素を１画素とする縮小画像を得る場合を例にしている。前記フィルタ回路は、元画像の９画素の画素値に対して、これらの平均値を出力する回路である。
【００１５】
処理パラメータ決定部４４は、元画像の画素毎に画素値の補正に用いる処理パラメータを、縮小画像取込部４３が一時的に記憶している縮小画像に基づいて決定する。具体的に言うと、元画像の画素毎に、その画素が対応する縮小画像の画素の画素値に基づいて、処理パラメータを決定する。例えば、元画像の画素の画素値と、この元画像の画素が含まれる縮小画像の画素の画素値と、の差分を処理パラメータとする。画素値補正部４５は、元画像の画素毎に、処理パラメータ生成部４４で生成された処理パラメータを用いて、画素値を補正する。例えば、元画像の画素の画素値に、対応する処理パラメータを乗じた値を、その画素の補正された画素値とする。画像処理部４は、各画素の画素値が補正された元画像を、撮像画像として出力する。画像記憶部５は、画像処理部４から出力された撮像画像を記憶する。
【００１６】
次に、この実施形態の撮像装置１のノイズリダクション処理について説明する。図５は、ノイズリダクション処理を示すフローチャートである。撮像装置１は、撮像部３の撮像素子３１に投影されている画像を入力画像として画像処理部４に入力する（ｓ１）。画像処理部４は、増幅部４１において、入力された入力画像の画素毎にゲインを乗じた元画像を生成し、ここで生成した元画像を元画像取込部４２に一時的に記憶する（ｓ２）。また、画像処理部４は、縮小画像取込部４３において、元画像の縮小画像を生成し、ここで生成した縮小画像を一時的に記憶する（ｓ３）。ｓ３で生成される縮小画像は、上述したように、元画像において、近接する複数画素（例えば元画像の２×２画素や３×３画素や４×４画素）を１画素とする画像である。また、その画素値は、元画像において対応する複数画素の画素値の平均値である。
【００１７】
画像処理部４は、元画像の先頭行の画素を、画素値を補正する処理対象ラインに決定する（ｓ４）。処理パラメータ生成部４４は、決定された処理対象ラインに位置する元画像の画素毎に、処理パラメータを生成し、記憶する（ｓ５）。ｓ５では、処理対象ラインに位置する元画像の画素毎に、その画素が対応する縮小画像の画素の画素値に基づいて処理パラメータを決定する。したがって、縮小画像の１つの画素に対応する、元画像の複数の画素に対して決定される処理パラメータは同じである。画素値補正部４５は、ｓ５で生成された処理パラメータを用いて、処理対象ラインに位置する元画像の画素の画素値を補正する（ｓ６）。画素値補正部４５は、処理対象ラインに位置する元画像の画素毎に、補正した画素値を一時的に記憶する。
【００１８】
画像処理部４は、画素値補正部４５が処理対象ラインに位置する元画像の各画素についての画素値の補正を完了すると、元画像において画素値を補正していない行があるかどうかを判定する（ｓ７）。画像処理部４は、画素値を補正していない行があれば、元画像において今回画素値を補正した行の次の行を処理対象ラインに決定する（ｓ８）。画像処理部８は、ｓ８で決定した処理対象ラインに位置する元画像の各画素に対して、前回決定した処理パラメータが利用できるかどうかを判定する（ｓ９）。すなわち、前回の処理対象ラインと、今回の処理対象ラインとが対応する縮小画像の行が同じであれば、前回決定した処理パラメータが利用できると判定し、異なっていれば利用できないと判定する。
【００１９】
画像処理部４は、ｓ９で前回決定した処理パラメータが利用できると判定すると、ｓ６に戻って、今回決定した処理対象ラインに位置する元画像の画素の画素値を補正する。また、画像処理部４は、ｓ９で前回決定した処理パラメータが利用できないと判定すると、ｓ５に戻って、今回決定した処理対象ラインに位置する元画像の画素毎に、処理パラメータを生成し、記憶する。そして、上述したｓ６以降の処理を実行する。
【００２０】
画像処理部４は、ｓ７で、元画像において画素値を補正していない行がないと判定すると、各画素の画素値が補正された元画像を撮像画像として画像記憶部５に出力する（ｓ１０）。画像記憶部５は、この撮像画像を記憶する。また、画像処理部４は、今回一時的に記憶した元画像や縮小画像を削除し（ｓ１１）、本処理を終了する。
【００２１】
このように、この実施形態にかかる撮像装置１は、元画像の画素毎に、その画素値を補正する処理パラメータを、縮小画像を用いて決定するので、元画像の各画像に対して処理パラメータを決定する処理に要する時間の短縮が図れ、結果的に元画像に対するノイズリダクション処理にかかる時間が短縮できる。また、上述したように、元画像の画素が対応する縮小画像の画素には、周辺画素の画素値が折り畳まれているので、元画像の各画素に対する処理パラメータが適正に決定できる。このため、ノイズリダクション処理の精度についても確保できる。
【００２２】
また、元画像の１ライン毎に、当該ラインに位置する元画像の各画素について、処理パラメータを決定し、画素値を補正するので、生成した処理パラメータを記憶するために必要な記憶容量が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施形態である撮像装置の主要部の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である撮像装置の撮像部を示す図である。
【図３】この発明の実施形態である撮像装置の画像処理部の機能構成を示す図である。
【図４】元画像と縮小画像の関係を示す図である。
【図５】この発明の実施形態である撮像装置のノイズリダクション処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１−撮像装置
２−制御部
３−撮像部
４−画像処理部
５−画像記憶部
３１−撮像素子
３２−撮像レンズ
４１−増幅部
４２−元画像取込部
４３−縮小画像取込部
４４−処理パラメータ生成部
４５−画素値補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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