(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
予め同色最大順位を設定する手段と、
前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、
前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、
前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素の画素値よりさらに最大幅閾値だけ大きい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える補正手段と、
予め上限信号値を設定する手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記注目画素の画素値が前記上限信号値を超えている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素値より小さい場合には、前記注目画素の画素値を維持する手段、
を含むことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項２】
１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
予め同色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、
前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、
前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素の画素値よりさらに最小幅閾値だけ小さい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える補正手段と、
予め下限信号値を設定する手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記注目画素の画素値が前記下限信号値を下回っている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素値より大きい場合には、前記注目画素の画素値を維持する手段、
を含むことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項３】
請求項１に記載のノイズ低減装置であって、
前記補正手段は、
前記注目画素の画素値が前記上限信号値を超えている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素値以上の場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える手段、
を含むことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項４】
請求項２に記載のノイズ低減装置であって、
前記補正手段は、
前記注目画素の画素値が前記下限信号値を下回っている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素値以下の場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える手段、
を含むことを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のノイズ低減装置において、
予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、
前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、
をさらに備え、
前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項６】
１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
予め同色最大順位を設定する手段と、
前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、
前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、
前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素の画素値よりさらに最大幅閾値だけ大きい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える補正手段と、
予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、
前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、
を備え、
前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項７】
１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
予め同色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、
前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、
前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素の画素値よりさらに最小幅閾値だけ小さい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える補正手段と、
予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、
前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、
を備え、
前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のノイズ低減装置において、
前記注目画素の色とは異なる複数の色について、それぞれ前記異色最大順位および前記異色最小順位が個別に設定され、前記複数の色それぞれについて求められた前記差分値が、前記複数の色それぞれについて設定されている前記変動閾値と比較され、いずれかの前記差分値が対応する前記変動閾値を超えている場合には、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項９】
１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、
予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、
前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、
前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、
を備え、
前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差分値が変動閾値を超える場合、前記注目画素についてはノイズ低減処理を行うことなく、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のノイズ低減装置において、
前記注目画素の色とは異なる複数の色について、それぞれ前記異色最大順位および前記異色最小順位が個別に設定され、前記複数の色それぞれについて求められた前記差分値が、前記複数の色それぞれについて設定されている前記変動閾値と比較され、いずれかの前記差分値が対応する前記変動閾値を超えている場合には、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とするノイズ低減装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等が取得した画像信号に対するノイズリダクション技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、デジタルムービーなどに搭載される撮像素子の総画素数の増加に伴い、撮像素子の受光面積の微細化が進んでいる。撮像素子の受光面積が小さくになるにつれて、撮像素子の受光感度は低下するため、結果として、撮像画素信号のＳ／Ｎ比が低下することになる。
【０００３】
単板式ベイヤ配列の色フィルタアレイを備える撮像素子から出力される画像信号には、１画素について１色の色成分が含まれている。したがって、このような撮像素子を備えるデジタルカメラでは、画素補間処理が必要となる。画素補間処理を施すことにより、１画素が色空間上の全ての色成分を有する画素に変換される。
【０００４】
上記のように、撮像素子の受光感度が低下する状況下においては、ノイズリダクション処理を実行することで、画素信号のＳ／Ｎ比を改善することが重要である。そして、画像信号に含まれるノイズの悪影響を取り除くためには、画素補間処理を行う前のデータ、つまりＲＡＷデータに対してノイズリダクション処理を行うことが有効である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３８０６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ＲＡＷデータに対するノイズリダクション処理は有効であるが、ＲＡＷデータに対してノイズリダクション処理を強くかけすぎると、本来持っていた情報が失われ、解像感が低下するなどの副作用が出るおそれがある。
【０００７】
メディアンフィルタなど、よく知られたフィルタを使ってノイズリダクション処理を行った場合、このような副作用が顕著である。
【０００８】
上記特許文献１では、ＲＧＢ信号レベルを独立に判定することでノイズリダクション処理を行っている。たとえばＲ信号について、注目画素と周辺画素とのレベル差を算出し、レベル差が閾値を超えている場合には、注目画素の画素値を周辺画素の画素値で置き換えるようにしている。
【０００９】
上記特許文献１で開示されている方法を用いた場合でも、やはり、誤って本来高輝度である画素信号を周辺画素で置き換える可能性がある。
【００１０】
上記特許文献２では、注目画素と参照画素との色差に基づいて、注目画素が輪郭成分であるか否かを判定し、輪郭成分である場合には、メディアンフィルタを、輪郭成分でない場合には、平滑化フィルタを用いるようにしている。
【００１１】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、画像の解像感を損なうことなく、ノイズを効果的に低減させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、予め同色最大順位を設定する手段と、前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素の画素値よりさらに最大幅閾値だけ大きい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える補正手段、と、予め上限信号値を設定する手段と、を備え、前記補正手段は、前記注目画素の画素値が前記上限信号値を超えている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素値より小さい場合には、前記注目画素の画素値を維持する手段、を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、予め同色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素の画素値よりさらに最小幅閾値だけ小さい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える補正手段と、予め下限信号値を設定する手段と、を備え、前記補正手段は、前記注目画素の画素値が前記下限信号値を下回っている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素値より大きい場合には、前記注目画素の画素値を維持する手段、を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のノイズ低減装置であって、前記補正手段は、前記注目画素の画素値が前記上限信号値を超えている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素値以上の場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える手段、を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２に記載のノイズ低減装置であって、前記補正手段は、前記注目画素の画素値が前記下限信号値を下回っている場合であって、前記注目画素の画素値が前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素値以下の場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える手段、を含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のノイズ低減装置において、予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、をさらに備え、前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。請求項６記載の発明は、１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、予め同色最大順位を設定する手段と、前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最大順位の画素の画素値よりさらに最大幅閾値だけ大きい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最大順位の画素値で置き換える補正手段と、予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、を備え、前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。請求項７記載の発明は、１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、予め同色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と同色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する同色周辺画素を取得する手段と、前記同色周辺画素を画素値の大きさ順に並べ替えた同色画素配列を格納する手段と、前記注目画素の画素値が、前記同色画素配列のうち前記同色最小順位の画素の画素値よりさらに最小幅閾値だけ小さい場合には、前記注目画素の画素値を前記同色最小順位の画素値で置き換える補正手段と、予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、を備え、前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差が変動閾値を超える場合、前記補正手段による補正を行わず、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のノイズ低減装置において、前記注目画素の色とは異なる複数の色について、それぞれ前記異色最大順位および前記異色最小順位が個別に設定され、前記複数の色それぞれについて求められた前記差分値が、前記複数の色それぞれについて設定されている前記変動閾値と比較され、いずれかの前記差分値が対応する前記変動閾値を超えている場合には、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、１画素について１色の色成分を有する所定の色空間の画素信号を入力し、注目画素のノイズを低減するノイズ低減装置であって、予め異色最大順位および異色最小順位を設定する手段と、前記注目画素と異なる色で構成され、前記注目画素周辺の所定領域に位置する異色周辺画素を取得する手段と、前記異色周辺画素を画素値の大きさの順に並べ替えた異色画素配列を格納する手段と、を備え、前記異色画素配列のうち前記異色最大順位の画素の画素値と前記異色最小順位の画素の画素値との差分値が変動閾値を超える場合、前記注目画素についてはノイズ低減処理を行うことなく、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項９に記載のノイズ低減装置において、前記注目画素の色とは異なる複数の色について、それぞれ前記異色最大順位および前記異色最小順位が個別に設定され、前記複数の色それぞれについて求められた前記差分値が、前記複数の色それぞれについて設定されている前記変動閾値と比較され、いずれかの前記差分値が対応する前記変動閾値を超えている場合には、前記注目画素の画素値を維持することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、デジタルカメラに関する発明であり、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のノイズ低減装置は、注目画素と同色の周辺画素の配列を生成し、注目画素の画素値が、最大順位の画素値（最大画素値）より最大幅閾値だけ大きい場合、注目画素の画素値を最大画素値で置き換える。最大順位を設定することで、周辺画素に存在するノイズの影響を排除しながら、注目画素のノイズを低減させることができる。また、最大幅閾値を設けることで、最大画素値より少し大きめの注目画素の画素値を維持し、画像の解像感を維持することができる。
【００２４】
また、本発明のノイズ低減装置は、注目画素と同色の周辺画素の配列を生成し、注目画素の画素値が、最小順位の画素値（最小画素値）より最小幅閾値だけ小さい場合、注目画素の画素値を最小画素値で置き換える。最小順位を設定することで、周辺画素に存在するノイズの影響を排除しながら、注目画素のノイズを低減させることができる。また、最小幅閾値を設けることで、最小画素値より少し小さめの注目画素の画素値を維持し、画像の解像感を維持することができる。
【００２５】
また、本発明のノイズ低減装置は、注目画素の画素値が上限信号値を上回り、且つ、最大画素値以上の場合には、注目画素の画素値を最大画素値で置き換える。高階調領域においても、効果的にノイズを低減させることが可能である。
【００２６】
また、本発明のノイズ低減装置は、注目画素の画素値が下限信号値を下回り、且つ、最小画素値以下の場合には、注目画素の画素値を最小画素値で置き換える。低階調領域においても、効果的にノイズを低減させることが可能である。
【００２７】
さらに、本発明のノイズ低減装置は、注目画素と異なる色の周辺画素について、画素のばらつきを差分値により評価し、差分値が大きいときにはノイズ低減処理を無効化する。画素ばらつきが大きく、被写体に高周波成分が存在する可能性の高い領域については、ノイズ低減処理が無効化され、画像の解像感を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜１．デジタルカメラの全体構成と処理の概略＞
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１のブロック図である。デジタルカメラ１は、色フィルタアレイ１１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）１２、Ａ／Ｄ変換器１３、ノイズ低減回路１４、補間回路１５、画像処理回路１６、メモリ１７などを備えて構成される。
【００２９】
ＲＧＢベイヤ配列の色フィルタアレイ１１を備えたＣＣＤ１２は、図示せぬ光学系を介して被写体像を入射し、被写体像を結像する。ＣＣＤ１２から出力されたアナログの画素信号は、Ａ／Ｄ変換器１３においてデジタルの画素信号に変換される。なお、撮像素子としては、ＣＣＤの他にＣＭＯＳセンサを利用することも可能である。また、色フィルタアレイとしては、補色系のフィルタなどを用いてもよい。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１３においてデジタルに変換された画素信号は、ノイズ低減回路１４においてノイズ低減処理が施される。ノイズ低減回路１４においては、注目画素とその周辺の画素信号を用いた演算処理が実行され、注目画素のノイズを低減する処理が実行される。ノイズ低減処理は、本発明の特徴的部分であり、その詳細な説明は後述する。
【００３１】
色フィルタアレイ１１は、ＲＧＢベイヤ配列であるので、Ａ／Ｄ変換器１３から出力された画素信号は、１画素につきＲＧＢいずれか１色の色成分を持つ信号である。この画素信号が、ノイズ低減処理された後、補間回路１５において補間され、１画素につきＲＧＢ全ての色成分を備えた画素信号に変換される。このように、ノイズ低減回路１４は、画素補間前のＲＡＷデータに対してノイズ低減処理を実行することで、より効果的に画素信号に含まれるノイズの影響を取り除くことができる。
【００３２】
補間回路１４において画素補間された画素信号は、画像処理回路１６に入力される。画像処理回路１６において、画素信号に対して色再現性を改善するための色補正処理や、ガンマ補正処理、色空間変換処理などが実行される。色空間変換処理では、たとえばＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間への色空間変換が行われる。
【００３３】
色空間変換が行われた画素信号は、メモリ１７に格納される。その後、画素信号は、圧縮符号化などが施されて、ＪＰＥＧなどの撮像画像データとしてフラッシュメモリ等の記憶媒体に格納される。あるいは、撮像画像データが、デジタルカメラ１が備える液晶モニタに出力される。
【００３４】
＜２．ベイヤ配列の画素の表記方法＞
次に、以下の説明および図面におけるベイヤ配列の画素の表記方法について説明する。まず、５×５のマトリクス領域の画素を図２（ａ）のように表す。図２（ａ）における記号Ｐは、画素がＲＧＢいずれの色成分であるかを考慮しない表記である。これに対して、図２（ｂ）〜（ｅ）においては各画素の色成分を区別して表記している。記号Ｒは赤色画素、記号Ｇは緑色画素、記号Ｂは青色画素であることを示している。また、図２（ｂ）〜（ｅ）において、Ｇ画素は実線の円で描き、Ｒ画素およびＢ画素は破線の円で描いている。
【００３５】
また、記号Ｐ，Ｒ，Ｇ，Ｂの添え字のうち、１桁目はマトリクス領域の画素の行番号、２桁目はマトリクス領域の画素の列番号を示している。図２（ａ）〜（ｅ）は、注目画素Ｐ２２を含む２５個の画素Ｐ００〜Ｐ４４からなるマトリクス領域の画素配列を表している。その他の図面における表記方法も同様である。また、実施の形態の説明や各数式において、記号Ｐは、画素値を表す場合もある。たとえば、記号Ｐ１１は、１行１列目の画素そのものを表すとともに、１行１列目の画素の画素値をも表すものとする。
【００３６】
図２（ｂ）および図２（ｅ）は、注目画素Ｐ２２がＧ画素である場合の画素配列である。図２（ｃ）は、注目画素Ｐ２２がＲ画素である場合の画素配列である。図２（ｄ）は、注目画素Ｐ２２がＢ画素である場合の画素配列である。上述したように、ノイズ低減回路１４においては、注目画素とその周辺の画素信号を用いて演算処理を実行するために、レジスタ群にマトリクス領域の画素信号を蓄積する。５×５のマトリクス領域の画素を処理対象とする場合、そのレジスタ群に格納される画素信号のパターンは、図２（ｂ）〜図２（ｅ）の４つのパターンが存在することになる。また、３×３のマトリクス領域の画素を処理対象とする場合には、注目画素Ｐ２２を中心とした９個の画素Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３を利用することになり、画素信号のパターンは、同様に、図２（ｂ）〜図２（ｅ）の４パターンである。
【００３７】
また、本実施の形態においては、行方向に関してＲ画素と交互に配置されるＧ画素と、行方向に関してＢ画素と交互に配置されるＧ画素とは、区別して扱うこととする。たとえば、図２（ｂ）において、画素Ｇ００、Ｇ０２、Ｇ０４、Ｇ２０、Ｇ２２、Ｇ２４、Ｇ４０、Ｇ４２、Ｇ４４を含む偶数行のＧ画素（Ｒ画素と交互に配置されるＧ画素）と、画素Ｇ１１、Ｇ１３、Ｇ３１、Ｇ３３を含む奇数行のＧ画素（Ｂ画素と交互に配置されるＧ画素）とは、別の色として扱うこととする。
【００３８】
＜３．ノイズ低減処理＞
次に、ノイズ低減回路１４の構成について説明する。図３は、ノイズ低減回路１４の回路ブロック図である。
【００３９】
ノイズ低減回路１４は、画素記憶部１００、第１配列レジスタ１０１、第２配列レジスタ１０２、第３配列レジスタ１０３、第４配列レジスタ１０４を備えている。また、画素記憶部１００は、５×５の画素マトリクスを格納する２５個のレジスタ群からなる画素レジスタ１００ａを備えている。画素記憶部１００は、そのほか、画素信号を格納するラインメモリなどを備えている。
【００４０】
また、ノイズ低減回路１４は、補正回路１１０、最大信号比較回路１１１、最小信号比較回路１１２、限界信号比較回路１１３、限界信号比較回路１１４を備えている。補正回路１１０においては、ノイズ低減処理の有効化、無効化の判定処理、ノイズ低減を目的として、注目画素Ｐ２２の画素値を他の画素の画素値で置き換える処理などが実行される。
【００４１】
＜３−１．ノイズ低減処理の有効化処理＞
ノイズ低減処理の内容を説明する前に、まず、ノイズ低減処理の有効化処理について説明する。ノイズ低減回路１４は、注目画素の周辺に位置する注目画素とは異なる色信号の差分値を参照することで、ノイズ低減処理を有効とするか無効とするかを判定する。ノイズ低減処理を無効とする判定を行なった場合には、補正回路１１０は、ノイズ低減処理を実行することなく画素信号を出力する。
【００４２】
画素記憶部１００には、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されたＲＧＢベイヤ配列の画素信号が格納される。そして、画素レジスタ１００ａには、注目画素Ｐ２２を中心とした５×５の画素マトリクスが格納される。上述したように、画素レジスタ１００ａに格納される画素マトリクスのパターンは、図２（ｂ）〜図２（ｅ）の４パターンである。
【００４３】
第１配列レジスタ１０１には、画素レジスタ１００ａに格納されている２５個の画素のうち、注目画素Ｐ２２と同色（第１の色）の画素が格納される。注目画素Ｐ２２と同色の画素は、画素値の大きさで並べ替えられた上で第１配列レジスタ１０１に格納される。
【００４４】
図４は、第１配列レジスタ１０１に格納される８個の画素を示している。図４において、ハッチングが描かれている画素が、第１配列レジスタ１０１に格納される第１の色の画素である。
【００４５】
たとえば、画素レジスタ１００ａに図２（ｂ）のパターンの画素マトリクスが格納されている場合、第１配列レジスタ１０１には、第１の色（偶数行のＧ色）の画素として、画素Ｇ００、Ｇ０２、Ｇ０４、Ｇ２０、Ｇ２４、Ｇ４０、Ｇ４２、Ｇ４４が画素値順に並べ替えられて格納される。
【００４６】
第２配列レジスタ１０２には、画素レジスタ１００ａに格納されている２５個の画素のうち、注目画素Ｐ２２と異なる第２の色の画素が格納される。第２の色の画素は、画素値の大きさで並べ替えられた上で第２配列レジスタ１０２に格納される。
【００４７】
図５は、第２配列レジスタ１０２に格納される４個の画素を示している。図５において、ハッチングが描かれている画素が、第２配列レジスタ１０２に格納される第２の色の画素である。
【００４８】
たとえば、画素レジスタ１００ａに図２（ｂ）のパターンの画素マトリクスが格納されている場合、第２配列レジスタ１０２には、第２の色（奇数行のＧ色）の画素として、画素Ｇ１１、Ｇ１３、Ｇ３１、Ｇ３３が画素値順に並べ替えられて格納される。
【００４９】
第３配列レジスタ１０３には、画素レジスタ１００ａに格納されている２５個の画素のうち、注目画素Ｐ２２と異なる第３の色の画素が格納される。第３の色の画素は、画素値の大きさで並べ替えられた上で第３配列レジスタ１０３に格納される。
【００５０】
図６は、第３配列レジスタ１０３に格納される６個の画素を示している。図６において、ハッチングが描かれている画素が、第３配列レジスタ１０３に格納される第３の色の画素である。
【００５１】
たとえば、画素レジスタ１００ａに図２（ｂ）のパターンの画素マトリクスが格納されている場合、第３配列レジスタ１０３には、第３の色（Ｒ画素）の画素として、画素Ｒ０１、Ｒ０３、Ｒ２１、Ｒ２３、Ｒ４１、Ｒ４３が画素値順に並べ替えられて格納される。
【００５２】
第４配列レジスタ１０４には、画素レジスタ１００ａに格納されている２５個の画素のうち、注目画素Ｐ２２と異なる第４の色の画素が格納される。第４の色の画素は、画素値の大きさで並べ替えられた上で第４配列レジスタ１０４に格納される。
【００５３】
図７は、第４配列レジスタ１０４に格納される６個の画素を示している。図７において、ハッチングが描かれている画素が、第４配列レジスタ１０４に格納される第４の色の画素である。
【００５４】
たとえば、画素レジスタ１００ａに図２（ｂ）のパターンの画素マトリクスが格納されている場合、第４配列レジスタ１０４には、第４の色（Ｂ画素）の画素として、画素Ｂ１０、Ｂ１２、Ｂ１４、Ｂ３０、Ｂ３２、Ｂ３４が画素値順に並べ替えられて格納される。
【００５５】
差分値算出回路１０５は、第２配列レジスタ１０２に格納されている第２の色の差分値Ｄ２を算出する。ここで、差分値Ｄ２とは、第２配列レジスタ１０２に格納されている第２の色の最大画素値から最小画素値を減算した値である。
【００５６】
ただし、最大画素値は、第２配列レジスタ１０２に格納されている第２の色の画素のうち、第（ｂ２）番目に大きい画素の画素値である。設定値ｂ２は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。また、最小画素値は、第２配列レジスタ１０２に格納されている第２の色の画素のうち、第（ｓ２）番目に小さい画素の画素値である。設定値ｓ２は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００５７】
たとえば、設定値ｂ２＝２、設定値ｓ２＝２と設定されている場合には、最大画素値は、第２の色のうち２番目に大きい画素値であり、最小画素値は２番目に小さい画素値である。この場合であれば、差分値Ｄ２は、２番目に大きい画素値から２番目に小さい画素値を減算した値となる。このように、設定値ｂ２、ｓ２を利用することにより、第２の色の画素の中で、ノイズが含まれる場合などにおいて最大画素値や最小画素値がノイズの影響を受けないようにすることができる。
【００５８】
差分値算出回路１０６は、第３配列レジスタ１０３に格納されている第３の色の差分値Ｄ３を算出する。ここで、差分値Ｄ３とは、第３配列レジスタ１０３に格納されている第３の色の最大画素値から最小画素値を減算した値である。
【００５９】
ただし、最大画素値は、第３配列レジスタ１０３に格納されている第３の色の画素のうち、第（ｂ３）番目に大きい画素の画素値である。設定値ｂ３は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。また、最小画素値は、第３配列レジスタ１０３に格納されている第３の色の画素のうち、第（ｓ３）番目に小さい画素の画素値である。設定値ｓ３は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００６０】
たとえば、設定値ｂ３＝２、設定値ｓ３＝２と設定されている場合には、最大画素値は、第３の色のうち２番目に大きい画素値であり、最小画素値は２番目に小さい画素値である。この場合であれば、差分値Ｄ３は、２番目に大きい画素値から２番目に小さい画素値を減算した値となる。このように、設定値ｂ３、ｓ３を利用することにより、第３の色の画素の中で、ノイズが含まれる場合などにおいて最大画素値や最小画素値がノイズの影響を受けないようにすることができる。
【００６１】
差分値算出回路１０７は、第４配列レジスタ１０４に格納されている第４の色の差分値Ｄ４を算出する。ここで、差分値Ｄ４とは、第４配列レジスタ１０４に格納されている第４の色の最大画素値から最小画素値を減算した値である。
【００６２】
ただし、最大画素値は、第４配列レジスタ１０４に格納されている第４の色の画素のうち、第（ｂ４）番目に大きい画素の画素値である。設定値ｂ４は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。また、最小画素値は、第４配列レジスタ１０４に格納されている第４の色の画素のうち、第（ｓ４）番目に小さい画素の画素値である。設定値ｓ４は、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００６３】
たとえば、設定値ｂ４＝２、設定値ｓ４＝２と設定されている場合には、最大画素値は、第４の色のうち２番目に大きい画素値であり、最小画素値は２番目に小さい画素値である。この場合であれば、差分値Ｄ４は、２番目に大きい画素値から２番目に小さい画素値を減算した値となる。このように、設定値ｂ４、ｓ４を利用することにより、第４の色の画素の中で、ノイズが含まれる場合などにおいて最大画素値や最小画素値がノイズの影響を受けないようにすることができる。
【００６４】
このように、差分値算出回路１０５、１０６、１０７は、ノイズの影響を排除しつつ、第２の色、第３の色、第４の色について差分値Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を算出することで、周辺画素の変動幅（あるいは画素のばらつき）を評価することができる。
【００６５】
差分値算出回路１０５、１０６、１０７は、補正回路１１０に対して、制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を出力する。制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、補正回路１１０におけるノイズ低減処理を有効にするか無効にするかを指定する信号である。
【００６６】
差分値算出回路１０５は、差分値Ｄ２と閾値Ｔｈ２とを比較し、差分値Ｄ２が閾値Ｔｈ２を超えている場合には、ノイズ低減処理を無効とする制御信号Ｃ２を出力する。差分値Ｄ２が閾値Ｔｈ２を超えていない場合には、ノイズ低減処理を有効とする制御信号Ｃ２を出力する。
【００６７】
差分値算出回路１０６は、差分値Ｄ３と閾値Ｔｈ３とを比較し、差分値Ｄ３が閾値Ｔｈ３を超えている場合には、ノイズ低減処理を無効とする制御信号Ｃ３を出力する。差分値Ｄ３が閾値Ｔｈ３を超えていない場合には、ノイズ低減処理を有効とする制御信号Ｃ３を出力する。
【００６８】
差分値算出回路１０７は、差分値Ｄ４と閾値Ｔｈ４とを比較し、差分値Ｄ４が閾値Ｔｈ４を超えている場合には、ノイズ低減処理を無効とする制御信号Ｃ４を出力する。差分値Ｄ４が閾値Ｔｈ４を超えていない場合には、ノイズ低減処理を有効とする制御信号Ｃ４を出力する。
【００６９】
なお、閾値Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４は、予め設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００７０】
補正回路１１０は、差分値算出回路１０５、１０６、１０７から入力した制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の全てがノイズ低減処理を有効とする信号である場合には、次に説明するノイズ低減処理を実行する。補正回路１１０は、入力した制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のいずれかがノイズ低減処理を無効とする信号である場合には、ノイズ低減処理は実行せず、画素記憶部１００に格納されている画素信号をそのまま補間回路１５に出力する。制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のいずれかがノイズ低減処理を無効とする信号である場合には、第２の色、第３の色、第４の色、いずれかの成分についての画素のばらつきが大きく、注目画素Ｐ２２を中心とする周辺領域は、被写体に高周波成分が存在する可能性の高い領域であると判断できる。したがって、そのような状況のもとでは、補正回路１１０は注目画素Ｐ２２の画素値を抑制することを止め、画像の解像感を維持するようにする。
【００７１】
＜３−２．ノイズ低減処理の内容＞
最大信号比較回路１１１は、画素レジスタ１００ａに格納されている注目画素Ｐ２２の画素値と最大画素値の関係が数（１）式の関係を満たすか否かを判定する。
【００７２】
【数１】
0005110289.tif 000002
【００７３】
数（１）式中、ｍａｘＣは、第１配列レジスタ１０１に格納されている第１の色の画素値のうち最大画素値を示している。また、ＴｈＢは、最大幅閾値を示す。
【００７４】
ただし、最大画素値ｍａｘＣは、第１配列レジスタ１０１に格納されている第１の色の画素のうち、第（ｂ１）番目に大きい画素値である。設定値ｂ１、閾値ＴｈＢは、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００７５】
たとえば、設定値ｂ１＝２と設定されている場合には、最大画素値ｍａｘＣは、第１の色のうち２番目に大きい画素値である。このように、設定値ｂ１を利用することにより、第１の色の画素の中で、ノイズが含まれる場合などにおいてノイズの影響を除去することができる。
【００７６】
数（１）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値が、最大画素値ｍａｘＣに閾値ＴｈＢを加えた値を超える場合には、注目画素Ｐ２２は、極端に画素値が大きく突出していることになる。このような場合には、最大信号比較回路１１１は、補正回路１１０に対して、最大信号比較がＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１１を出力する。
【００７７】
この制御信号Ｃ１１に応答して、補正回路１１０は、数（２）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を、最大画素値ｍａｘＣで置き換える。
【００７８】
【数２】
0005110289.tif 000003
【００７９】
一方、数（１）式の関係を満たさない場合には、最大信号比較回路１１１は、補正回路１１０に対して、最大信号比較がＯＦＦとなったことを示す制御信号Ｃ１１を出力する。
【００８０】
最小信号比較回路１１２は、画素レジスタ１００ａに格納されている注目画素Ｐ２２の画素値と最小画素値の関係が数（３）式の関係を満たすか否かを判定する。
【００８１】
【数３】
0005110289.tif 000004
【００８２】
数（３）式中、ｍｉｎＣは、第１配列レジスタ１０１に格納されている第１の色の画素値のうち最小画素値を示している。また、ＴｈＳは、最小幅閾値を示す。
【００８３】
ただし、最小画素値ｍｉｎＣは、第１配列レジスタ１０１に格納されている第１の色の画素のうち、第（ｓ１）番目に小さい画素値である。設定値ｓ１、閾値ＴｈＳは、設定値格納レジスタ１２０に格納されている。
【００８４】
たとえば、設定値ｓ１＝２と設定されている場合には、最小画素値ｍｉｎＣは、２番目に小さい画素値である。このように、設定値ｓ１を利用することにより、第１の色の画素の中で、ノイズが含まれる場合などにおいてノイズの影響を除去することができる。
【００８５】
数（３）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値が、最小画素値ｍｉｎＣから閾値ＴｈＳを減算した値よりさらに小さい場合には、注目画素Ｐ２２は、極端に画素値が小さく突出していることになる。このような場合には、最小信号比較回路１１２は、補正回路１１０に対して、最小信号比較がＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１２を出力する。
【００８６】
この制御信号Ｃ１２に応答して、補正回路１１０は、数（４）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を、最小画素値ｍｉｎＣで置き換えるのである。
【００８７】
【数４】
0005110289.tif 000005
【００８８】
一方、数（３）式の関係を満たさない場合には、最小信号比較回路１１２は、補正回路１１０に対して、最小信号比較がＯＦＦとなったことを示す制御信号Ｃ１２を出力する。
【００８９】
限界信号比較回路１１３は、画素レジスタ１００ａに格納されている注目画素Ｐ２２の画素値が数（５）式の関係を満たすか否かを判定する。
【００９０】
【数５】
0005110289.tif 000006
【００９１】
数（５）式中、ＬＢは、上限信号値を示している。上限信号値ＬＢは、予め設定値格納レジスタ１２０に格納されている。上限信号値ＬＢとしては、階調幅の最大値に近いような画素値が設定される。数（５）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値が、上限信号値ＬＢを超える場合には、注目画素Ｐ２２は、極端に画素値が大きく、白飛びしている状態である。このような場合には、さらに、数（６）式に示す関係を満たすか否かが判定される。
【００９２】
【数６】
0005110289.tif 000007
【００９３】
限界信号比較回路１１３は、注目画素Ｐ２２が数（５）式の関係を満たし、且つ、数（６）式の関係をも満たす場合には、注目画素Ｐ２２だけでなく、周辺画素も白飛びしていると判断できるため、補正回路１１０に対して、限界信号比較が周辺ＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１３を出力する。
【００９４】
この制御信号Ｃ１３に応答して、補正回路１１０は、注目画素Ｐ２２の画素値を、補正することなく維持する。
【００９５】
一方、数（５）式の関係を満たさない場合には、限界信号比較回路１１３は、補正回路１１０に対して、限界信号比較がＯＦＦとなったことを示す制御信号Ｃ１３を出力する。
【００９６】
また、数（５）式の関係を満たすが、数（６）式の関係を満たさない場合には、注目画素Ｐ２２だけ白飛びしていると判断できるので、限界信号比較回路１１３は、補正回路１１０に対して限界信号比較が単独ＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１３を出力する。
【００９７】
この制御信号Ｃ１３に応答して、補正回路１１０は、数（７）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を、最大画素値ｍａｘＣで置き換えるのである。
【００９８】
【数７】
0005110289.tif 000008
【００９９】
ただし、数（６）式を満たさない場合であっても、注目画素Ｐ２２とともに周辺画素も白飛びしている可能性はある。このような場合であっても、注目画素Ｐ２２の画素値を、最大画素値ｍａｘＣで置き換えることで特に画質の劣化を招くことはない。
【０１００】
限界信号比較回路１１４は、画素レジスタ１００ａに格納されている注目画素Ｐ２２の画素値が数（８）式の関係を満たすか否かを判定する。
【０１０１】
【数８】
0005110289.tif 000009
【０１０２】
数（８）式中、ＬＳは、下限信号値を示している。下限信号値ＬＳは、予め設定値格納レジスタ１２０に格納されている。下限信号値ＬＳとしては、階調幅の最小値に近いような画素値が設定される。数（８）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値が、下限信号値ＬＳを下回る場合には、注目画素Ｐ２２は、極端に画素値が小さく、黒つぶれしている状態である。このような場合には、さらに、数（９）式に示す関係を満たすか否かが判定される。
【０１０３】
【数９】
0005110289.tif 000010
【０１０４】
限界信号比較回路１１４は、注目画素Ｐ２２が数（８）式の関係を満たし、且つ、数（９）式の関係をも満たす場合には、注目画素Ｐ２２だけでなく、周辺画素も黒つぶれしていると判断できるため、補正回路１１０に対して、限界信号比較が周辺ＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１４を出力する。
【０１０５】
この制御信号Ｃ１４に応答して、補正回路１１０は、注目画素Ｐ２２の画素値を、補正することなく維持する。
【０１０６】
一方、数（８）式の関係を満たさない場合には、限界信号比較回路１１４は、補正回路１１０に対して、限界信号比較がＯＦＦとなったことを示す制御信号Ｃ１４を出力する。
【０１０７】
また、数（８）式の関係を満たすが、数（９）式の関係を満たさない場合には、注目画素Ｐ２２だけ黒つぶれしていると判断できるので、限界信号比較回路１１４は、補正回路１１０に対して限界信号比較が単独ＯＮとなったことを示す制御信号Ｃ１４を出力する。
【０１０８】
この制御信号Ｃ１４に応答して、補正回路１１０は、数（１０）式に示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を、最小画素値ｍｉｎＣで置き換えるのである。
【０１０９】
【数１０】
0005110289.tif 000011
【０１１０】
ただし、数（９）式を満たさない場合であっても、注目画素Ｐ２２とともに周辺画素も黒つぶれしている可能性はある。このような場合であっても、注目画素Ｐ２２の画素値を、最小画素値ｍｉｎＣで置き換えることで特に画質の劣化を招くことはない。
【０１１１】
補正回路１１０は、最大信号比較がＯＦＦを示す制御信号Ｃ１１を最大信号比較回路１１１から入力し、且つ、最小信号比較がＯＦＦを示す制御信号Ｃ１２を最小信号比較回路１１２から入力し、且つ、限界信号比較がＯＦＦを示す制御信号Ｃ１３を限界信号比較回路１１３から入力し、且つ、限界信号比較がＯＦＦを示す制御信号Ｃ１４を限界信号比較回路１１４から入力した場合には、注目画素Ｐ２２の画素値を、補正することなく維持する。
【０１１２】
＜３−３．ノイズ低減処理のフロー＞
以上説明したノイズ低減処理の有効化処理および有効化された場合のノイズ低減処理のフローを図８、図９、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１３】
まず、差分値算出回路１０５が第２の色の差分値Ｄ２が閾値Ｔｈ２を超えているかどうかを判定する（ステップＳ１）。
【０１１４】
差分値Ｄ２が閾値Ｔｈ２を超えていない場合（ステップＳ１でＮｏ）、つまり、第２の色については、信号値のばらつきがそれ程大きくないと判定された場合、差分値算出回路１０６が第３の色の差分値Ｄ３が閾値Ｔｈ３を超えているかどうかを判定する（ステップＳ２）。
【０１１５】
差分値Ｄ３が閾値Ｔｈ３を超えていない場合（ステップＳ２でＮｏ）、つまり、第３の色についても、信号値のばらつきがそれ程大きくないと判定された場合、差分値算出回路１０７が第４の色の差分値Ｄ４が閾値Ｔｈ４を超えているかどうかを判定する（ステップＳ３）。
【０１１６】
差分値Ｄ４が閾値Ｔｈ４を超えていない場合（ステップＳ３でＮｏ）、つまり、第４の色についても、信号値のばらつきがそれ程大きくないと判定された場合、補正回路１１０は、ノイズ低減処理を有効化し、ステップＳ４以降のノイズ低減処理を実行する。つまり、注目画素周辺の注目画素とは異なる３つの色について、画素信号のばらつきを評価したところ、いずれもばらつき度合いが閾値を下回ったため、注目画素については、ノイズ低減処理を施すことが有効であると判断するのである。
【０１１７】
一方、差分値Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４のいずれかが閾値Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４を超えた場合（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれかにおいてＹｅｓと判定された場合）、補正回路１１０は、ノイズ低減処理を無効化する。つまり、注目画素周辺の注目画素とは異なる３つの色について、画素信号のばらつきを評価したところ、いずれかの色についてばらつき度合いが閾値を上回ったため、周辺領域は、画素のばらつきが大きく、被写体に高周波成分が含まれる可能性の高い領域であると判断できる。そこで、当該注目画素Ｐ２２に対するノイズ低減処理を実行せず、解像感を維持するようにするのである。
【０１１８】
次に、注目画素Ｐ２２の画素値が極端に大きいか否かが判定される（ステップＳ４）。つまり、最大信号比較回路１１１により、数（１）式の条件を満たすか否かが判定される。注目画素Ｐ２２の画素値が極端に大きい場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、補正回路１１０は、注目画素Ｐ２２の画素値を最大画素値ｍａｘＣで置き換える（ステップＳ５）。このように、注目画素Ｐ２２だけが突出して画素値が大きい場合には、設定値ｂ１で指定された順位の画素値に置き換えられる。
【０１１９】
第１の色の配列の中で最上位順位にノイズ成分が存在する場合にも、設定値ｂ１を用いて２番目、あるいはそれ以降の順位の画素値を選択することで、最大画素値ｍａｘＣを適正に選択することができる。さらには、閾値ＴｈＢを利用することで、最大画素値ｍａｘＣを少し上回るような場合に注目画素Ｐ２２が補正されてしまうことを排除し、解像感を損なわないようにできる。
【０１２０】
数（１）式の条件を満たさない場合（ステップＳ４でＮｏ）、注目画素Ｐ２２の画素値が極端に小さいか否かが判定される（ステップＳ６）。つまり、最小信号比較回路１１２により、数（３）式の条件を満たすか否かが判定される。注目画素Ｐ２２の画素値が極端に小さい場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、補正回路１１０は、注目画素Ｐ２２の画素値を最小画素値ｍｉｎＣで置き換える（ステップＳ７）。このように、注目画素Ｐ２２だけが突出して画素値が小さい場合には、設定値ｓ１で指定された順位の画素値に置き換えられる。
【０１２１】
第１の色の配列の中で最下位順位にノイズ成分が存在する場合にも、設定値ｓ１を用いて最下位側から２番目、あるいはそれより上位の画素値を選択することで、最小画素値ｍｉｎＣを適正に選択することができる。さらには、閾値ＴｈＳを利用することで、最小画素値ｍｉｎＣを少し下回るような場合に注目画素Ｐ２２が補正されてしまうことを排除し、解像感を損なわないようにできる。
【０１２２】
数（３）式の条件を満たさない場合（ステップＳ６でＮｏ）、注目画素Ｐ２２の画素値が上限信号値ＬＢを超えるかどうかが判定される（ステップＳ８）。つまり、限界信号比較回路１１３により、数（５）式の条件を満たすか否かが判定される。
【０１２３】
注目画素Ｐ２２の画素値が上限信号値ＬＢを超える場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、さらに、注目画素Ｐ２２の画素値が最大画素値ｍａｘＣより小さいか否かが判定される（ステップＳ９）。つまり、限界信号比較回路１１３により、数（６）式の条件を満たすか否かが判定される。
【０１２４】
注目画素Ｐ２２の画素値が最大画素値ｍａｘＣより小さくない場合（ステップＳ９でＮｏ）、補正回路１１０は、数（７）式で示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を最大画素値ｍａｘＣで置き換える（ステップＳ１０）。このように、注目画素が単独で白飛びしていると判断される場合には、最大画素値ｍａｘＣで置き換えることで、ノイズを低減させることができる。
【０１２５】
ステップＳ４の判断では、閾値ＴｈＢを利用して注目画素の突出度を評価したが、画素値が階調レンジの最大値に近いような領域では、同じような閾値ＴｈＢで評価するのは適切ではない。つまり、このような領域では、小さな信号値の違いであっても画質に与える影響が大きい。あるいは、閾値ＴｈＢを加算すると最大階調を超えてしまい、そもそも意味をなさない場合もある。そこで、上限信号値ＬＢを用いて、高階調域のノイズ低減を行うのである。
【０１２６】
注目画素Ｐ２２の画素値が上限信号値ＬＢを超えない場合（ステップＳ８でＮｏ）、注目画素Ｐ２２の画素値が下限信号値ＬＳを下回るかどうかが判定される（ステップＳ１１）。つまり、限界信号比較回路１１４により、数（８）式の条件を満たすか否かが判定される。
【０１２７】
注目画素Ｐ２２の画素値が下限信号値ＬＳを下回る場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、さらに、注目画素Ｐ２２の画素値が最小画素値ｍｉｎＣより大きいか否かが判定される（ステップＳ１２）。つまり、限界信号比較回路１１４により、数（９）式の条件を満たすか否かが判定される。
【０１２８】
注目画素Ｐ２２の画素値が最小画素値ｍｉｎＣより大きくない場合（ステップＳ１２でＮｏ）、補正回路１１０は、数（１０）式で示すように、注目画素Ｐ２２の画素値を最小画素値ｍｉｎＣで置き換える（ステップＳ１３）。このように、注目画素が単独で黒つぶれしていると判断される場合には、最小画素値ｍｉｎＣで置き換えることで、ノイズを低減させることができる。
【０１２９】
ステップＳ６の判断では、閾値ＴｈＳを利用して注目画素の突出度を評価したが、画素値が階調レンジの最小値に近いような領域では、同じような閾値ＴｈＳで評価するのは適切ではない。つまり、このような領域では、小さな信号値の違いであっても画質に与える影響が大きい。あるいは、閾値ＴｈＳを減算すると最小階調を下回ってしまい、そもそも意味をなさない場合もある。そこで、下限信号値ＬＳを用いて、低階調域のノイズ低減を行うのである。
【０１３０】
一方、注目画素Ｐ２２の画素値が上限信号値ＬＢを超えるが（ステップＳ８でＹｅｓ）、最大画素値ｍａｘＣより小さい場合（ステップＳ９でＹｅｓ）には、周辺画素も白飛びしていると判断できる。つまり、注目画素Ｐ２２はノイズではなく、周辺画素も含め白飛びしている状態が正確な情報である。そこで、補正回路１１０は注目画素Ｐ２２の画素を補正することなく信号値を維持する。
【０１３１】
また、注目画素Ｐ２２の画素値が下限信号値ＬＳを下回るが（ステップＳ１１でＹｅｓ）、最小画素値ｍｉｎＣより大きい場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）には、周辺画素も黒つぶれしていると判断できる。つまり、注目画素Ｐ２２はノイズではなく、周辺画素も含め黒つぶれしている状態が正確な情報である。そこで、補正回路１１０は注目画素Ｐ２２の画素を補正することなく信号値を維持する。
【０１３２】
また、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ８、ステップＳ１１のいずれの条件を満たさない場合には、注目画素Ｐ２２は、特にノイズ低減を必要とする画素ではなく、被写体の画像情報を正確に保持していると判断できるので、補正回路１１０は、注目画素Ｐ２２の画素を補正することなく信号値を維持する。
【０１３３】
このように本実施の形態のノイズ低減回路１４によれば、画像の解像感を維持しながら、画素信号のノイズを低減させることが可能である。これにより、高解像度の撮像素子を利用した場合でも、鮮明な解像感のある画像を生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】実施の形態に係るデジタルカメラの回路ブロック図である。
【図２】画素マトリクスのパターンを示す図である。
【図３】ノイズ低減回路の回路ブロック図である。
【図４】注目画素と同色（第１の色）の画素配置を示す図である。
【図５】注目画素とは異なる第２の色の画素配置を示す図である。
【図６】注目画素とは異なる第３の色の画素配置を示す図である。
【図７】注目画素とは異なる第４の色の画素配置を示す図である。
【図８】ノイズ低減処理のブローチャートである。
【図９】ノイズ低減処理のブローチャートである。
【図１０】ノイズ低減処理のブローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１      デジタルカメラ
１１      色フィルタアレイ
１２      ＣＣＤ
１４      ノイズ低減回路
１００ａ      画素記憶部
１０１〜１０４      第１〜第４配列レジスタ
１０５〜１０７      差分値算出回路
１１０      補正回路
１１１      最大信号比較回路
１１２      最小信号比較回路
１１３、１１４      限界信号比較回路
１２０      設定値格納レジスタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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