撮像装置のための、エッジを保護しながらノイズを低減する方法および装置
【課題】画像のエッジをぼやけさせることのない効率的な画像ノイズ除去の方法および装置を提供する。
【解決手段】最初に、画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、画像上で、各画素ごとにノイズ除去動作を行なう。このノイズ除去動作は、ターゲット画素の第１の値を得ることと、ターゲット画素を取り囲みかつターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得ることと、それぞれの近接画素ごとに、第１及び第２の値の差を、画像中の画素信号を増幅するために与えられる利得の関数として設定された閾値と比較することと、上記比較の結果に基づいて、第１の値と、上記閾値以下の関連する差を有する近接画素からのすべての第２の値とから得られた平均値で、第１の値を置き換えることと、を含む。このように、まず最初に、ノイズ除去された値が画像中の各画素ごとに決定され、その後、上記ノイズ除去動作が、上記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、完全に再帰的に行なわれる。
【解決手段】最初に、画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、画像上で、各画素ごとにノイズ除去動作を行なう。このノイズ除去動作は、ターゲット画素の第１の値を得ることと、ターゲット画素を取り囲みかつターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得ることと、それぞれの近接画素ごとに、第１及び第２の値の差を、画像中の画素信号を増幅するために与えられる利得の関数として設定された閾値と比較することと、上記比較の結果に基づいて、第１の値と、上記閾値以下の関連する差を有する近接画素からのすべての第２の値とから得られた平均値で、第１の値を置き換えることと、を含む。このように、まず最初に、ノイズ除去された値が画像中の各画素ごとに決定され、その後、上記ノイズ除去動作が、上記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、完全に再帰的に行なわれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、固体撮像装置の分野に関し、より詳細には、固体撮像装置においてノイズを低減するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳ撮像装置、などを含めて、固体撮像装置が、写真撮像分野に使用されている。固体撮像回路は、画素セルからなる焦点面アレイを含み、それらのセルのそれぞれは、フォトセンサーを含み、そのフォトセンサーは、光生成電荷を蓄積するためのドープト領域を有するフォトゲート、光導電体、または、フォトダイオードであってもよい。
【０００３】
固体画像センサー、とりわけ、小さな画素寸法を備えたセンサーにとって最も厄介な問題の１つは、ノイズを低減することである。画質へのノイズの影響は、画素寸法が減少し続けるにつれて増加し、そして、画質に深刻な影響を与えることがある。具体的には、ノイズは、減少したダイナミックレンジのために、より小さい画素における画質に影響を与える。この問題を解決する方法の１つは、製造プロセスを改善することによるものであるが、そのような改善に関連する経費は大きい。したがって、技術者は、しばしば、ノイズを低減する別の方法に注目している。１つのそのような解決法は、画像処理中にノイズフィルターを使用する。エッジぼけを伴うことなく写真におけるノイズを低減する多くの複雑なノイズ低減アルゴリズムが、存在するが、それらのアルゴリズムは、膨大な計算資源を必要とし、シリコンオンチップ分野において実施することはできない。最も簡単なノイズ低減アルゴリズムは、画像のエッジをぼやけさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０８６１０４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８４９８号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９７７９号公報
【特許文献４】米国特許出願公開代２００２／０１２６８９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像ノイズ除去に使用されてもよい２つの典型的な方法をここで簡単に説明する。第１の方法は、局所的平滑化フィルターを使用することを含み、このフィルターは、画像におけるノイズ成分を低減するために、局所的低域通過フィルターを使用することによって動作する。そのようなフィルターの典型的な例は、平均化フィルター、中央値フィルター、および、ガウスフィルターを含む。局所的平滑化フィルターに関連する１つの問題は、画像の一部である高周波成分とノイズによる高周波成分とをそれらのフィルターが区別しないことである。その結果として、これらのフィルターは、ノイズを除去するだけでなく、画像のエッジをぼやけさせる。
【０００６】
ノイズ除去方法の第２のグループは、空間周波数領域において動作する。これらの方法は、典型的には、まず最初に、画像データを周波数空間に変換し（順方向変換）、そして、変換された画像をフィルタリングし、最終的に、画像を再び画像空間に変換する（逆方向変換）。そのようなフィルターの典型的な例は、ＤＦＴフィルターおよび波長変換フィルターを含む。しかしながら、これらのフィルターを画像ノイズ除去に使用することは、画像データを処理するのに必要な大量の計算によって妨げられる。さらに、ブロックアーティファクトおよび振動が、ノイズを低減するためにこれらのフィルターを使用した結果として発生することがある。さらに、これらのフィルターは、ＹＵＶカラー空間（Ｙは、輝度成分であり、ＵおよびＶは、色差成分である）において最良に実施される。したがって、画像のエッジをぼやけさせることのない効率的な画像ノイズ除去の方法および装置が、必要とされ、かつ、望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、様々な例としての実施形態において、撮像装置において画像ノイズ除去を可能にする方法および装置に関する。
本発明の例としての実施形態によれば、画像処理におけるノイズを低減するための方法およびそれを実施する装置において、上記方法は、まず最初に、画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、画像上でノイズ除去動作を行なうステップを含む。上記ノイズ除去動作は、画像中の各画素ごとに、以下のステップを含む。すなわち、ターゲット画素の第１の値を得るステップと、ターゲット画素を取り囲みかつターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得るステップと、それぞれの近接画素ごとに、第１の値と第２の値との差を、規定されたしきい値（閾値）と比較するステップであって、この規定されたしきい値は、画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、比較するステップの結果に基づいて、第１の値と、規定されたしきい値以下の関連する差を有する近接画素からのすべての第２の値とから得られた平均値で、第１の値を置き換えるステップとを含む。このように、まず最初に、ノイズ除去された値が画像中の各画素ごとに決定され、その後、上記の、得るステップ、比較するステップ、および置き換えるステップが、上記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、上記ノイズ除去動作が完全に再帰的に行なわれる。
【発明の効果】
【０００８】
例としてのノイズフィルターは、ベイヤー、赤／緑／青（ＲＧＢ）、シアン／マゼンタ／黄／黒（ＣＭＹＫ）、輝度／色差（ＹＵＶ）におけるそれぞれの色に別々に適用されるか、または、その他のカラー空間に適用されてもよい。本発明は、ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）を設定し、そのしきい値（ＴＨ）は、画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログ利得またはディジタル利得の関数である。ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）よりも小さい振幅のばらつき（平均最大値と平均最小値との差）を有するノイズだけが、平均化され、低減される。したがって、しきい値よりも小さい信号を有するエッジだけが、平均化され、ぼやけることになる。本発明は、設定されたしきい値よりも小さい信号差を生成する中心ターゲット画素と同じ色のすべての近接画素と、その中心ターゲット画素を平均することによってその中心ターゲット画素を処理することで、これを実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画素アレイとともに使用される一般的なマイクロレンズおよびカラーフィルターアレイの平面図である。
【図２Ａ】本発明による画素アレイの赤画素または青画素に使用される画像補正カーネルを示す図である。
【図２Ｂ】本発明による画素アレイの緑画素に使用される補正カーネルを示す図である。
【図３】図２Ａの補正カーネルをより詳細に示す図である。
【図４】本発明の例としての方法に基づいて画素ノイズを除去する方法のフローチャートである。
【図５】本発明の例としての実施形態に基づいて構成された撮像装置のブロック図である。
【図６】本発明の例としての実施形態に基づいて構成された少なくとも１つの撮像装置を含むプロセッサーシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明においては、添付図面が参照され、これらの図面は、本出願の一部を構成しかつ本発明が実施されてもよい具体的な実施形態を例として示すものである。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるほど十分に詳細に説明され、そして、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、その他の実施形態が使用されてもよいこと、および、構造的、論理的、および、電気的な変更がなされてもよいことを理解すべきである。説明される一連の処理ステップは、本発明の実施形態の例であるが、それらのステップの順序は、ここで説明される順序に限定されるものではなく、ある特定の順序で発生しなければならないステップを除けば、この分野において知られているように変更されてもよい。
【００１１】
“画素”という用語は、ここで使用される場合、フォトセンサーデバイスと、光子を電気信号に変換する関連する構造体とを含むフォトエレメント単位セルを意味する。説明のために、小さな代表的な３色画素アレイが、図面に示され、かつ、ここで説明される。しかしながら、本発明は、単色撮像装置に適用されてもよく、さらには、アレイ内に存在する３つよりも少ない色成分または３つよりも多い色成分を感知するための撮像装置にも適用されてよい。したがって、以下の詳細な説明は、限定するような意味にとるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ規定される。
【００１２】
図１は、１つの例としての一般的なカラーフィルターアレイを示し、このカラーフィルターアレイは、ベイヤーパターンとして配列され、入射する光を結像させるために画素アレイを覆う。画素は、単独に見れば、一般的には、入射光の１つの色を入射光の別の色と区別しないこと、および、その画素の出力信号は、受光した光の強度しか表現せず、いかなる色の識別もしないことを理解すべきである。しかしながら、カラーフィルター８１が、特定の色に対応する特定の波長帯の光を画素８０上に結像させるために、画素アレイとともに使用されるとき、画素８０は、ここで説明される場合、色（すなわち、“赤色画素”、“青色画素”、など）で呼ばれる。したがって、“赤色画素”という用語がここで使用される場合、それは、赤色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言い、“青色画素”という用語がここで使用される場合、それは、青色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言い、また、“緑色画素”という用語がここで使用される場合、それは、緑色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言っている。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明による補正方法を施されてもよい特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂを有する画素アレイ１００の一部分を示す。図２Ａに示される画素アレイ１００内に存在する特定されたターゲット画素３２ａは、赤色画素かまたは青色画素のどちらであってもよい。図２Ｂに示される画素アレイ１００は、緑色画素である特定された画素３２ｂを有する。本発明は、また、４つのカラーチャンネル、すなわち、赤色画素、青色画素、赤色行内に存在する緑色画素、および、青色行内に存在する緑色画素に適用される１つのカーネルを使用してもよい。
【００１４】
説明される例においては、画素アレイ１００はベイヤーパターンカラーフィルターアレイ８２（図１）に対応していると仮定されるが、本発明は、その他のカラーフィルターパターンとともに使用されてもよい。カラーフィルター８１は、特定の波長帯の入射光をその下にある画素８０上に結像させる。ベイヤーパターンにおいては、図１に示されるように、画素アレイの行は、一行おきに、交互に現れる赤色（Ｒ）画素および緑色（Ｇ）画素からなり、その他の行は、交互に現れる緑色（Ｇ）画素および青色（Ｂ）画素からなる。
【００１５】
本発明の例としての実施形態によれば、画素からノイズを除去するために、本発明は、特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂの最近接画素の信号値を使用する。特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂは、現在処理されている画素である。近接画素は、ここでは、一まとめにして、画像カーネルと呼ばれ、それぞれ、カーネル１０１ａおよび１０１ｂとして図２Ａおよび図２Ｂに示される。全部で８近接画素が、それぞれのカーネル１０１ａおよび１０１ｂに含まれる。図示される補正カーネル１０１ａおよび１０１ｂは、例として示されたものであり、その他の補正カーネルが、ベイヤーパターン以外のカラーフィルターパターンを使用する画素アレイのために選択されてもよいことに注意されたい。さらに、補正カーネルは、必要であれば、８近接画素よりも多いかまたは少ない画素を含んでもよい。
【００１６】
図２Ａおよび図２Ｂにおいて、例としての補正カーネル１０１ａおよび１０１ｂは、点線で輪郭を描かれている。カーネル１０１ａの場合、特定されたターゲット画素３２ａと同じ色を有する８個の画素（画素１０、１２、１４、３４、５４、５２、５０、および、３０）が、存在する。補正カーネル１０１ａは１６個の画素を含むことがわかるが、画素の中の半分は緑画素であり、そして、それらの緑画素の信号は、赤または青のターゲット画素３２ａからノイズを除去するのに使用することは考慮されないことに注意されたい。カーネル１０１ａを構成する実際の画素が、図３により詳細に示される。また、カーネル１０１ｂは、特定された画素３２ｂと同じ緑色を有する８個の画素（画素１２、２３、３４、４３、５２、４１、３０、および、２１）を含む。
【００１７】
図４を参照して、ここで、本発明の例としての方法２００が、説明される。この方法は、画像処理回路２８０（図５を参照して以下で説明される）によって実行されてもよい。それぞれの画素は画素において受光された光の量を表現する値を有することを理解すべきである。その値は、画素からの読み出し信号を表現するが、読み出しアナログ信号のディジタル化された表現である。これらの値は、以下の説明において、Ｐ（ｐｉｘｅｌ）として表現され、ここで、“Ｐ”は、その値であり、“（ｐｉｘｅｌ）”は、図２Ａおよび図２Ｂに示される画素番号である。説明だけを目的として、方法２００が、図２Ａに示されるカーネル１０１ａおよびターゲット画素３２ａに関して説明される。
【００１８】
まず最初に、ステップ２０１において、処理されるターゲット画素３２ａが、特定され
る。次に、ステップ２０２において、ターゲット画素３２ａに関連するカーネル１０１ａが、選択／特定される。関連するカーネル１０１ａが選択された後、ステップ２０３において、中心（処理される）画素３２ａの値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）とカーネル１０１ａにおけるそれぞれの近接画素１０、１２、１４、３０、３４、５０、５２、５４の値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）との差が、しきい値ＴＨと比較される。しきい値ＴＨは、例えば、電流利得設定からのノイズレベルを用いて、あるいは、その他の適切な方法を用いて、予め選択されてもよい。説明される例においては、ステップ２０３において、値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）がしきい値ＴＨよりも小さいかまたはしきい値ＴＨに等しい差を有する近接画素が、選択される。例示だけを目的として、ターゲット画素３２ａが、赤画素ならば、値は、赤の値であるはずである。
【００１９】
次に、ステップ２０４において、ターゲット画素３２ａの周囲に存在するステップ２０３において選択されたそれぞれのカーネル画素ごとの値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）が、それに対応するターゲット画素３２ａの値に加算され、そして、平均値Ａ（ｐｉｘｅｌ）が、計算される。例えば、ターゲット画素３２ａの場合、８個すべての近接画素が、ステップ２０３において選択されたならば、平均値Ａ３２＝（Ｐ１０＋Ｐ１２＋Ｐ１４＋Ｐ３０＋Ｐ３２ａ＋Ｐ３４＋Ｐ５０＋Ｐ５２＋Ｐ５４）／９が、計算される。ステップ２０５において、計算された値Ａ（ｐｉｘｅｌ）が、これはこの例においてはＡ３２であるが、元々のターゲット画素値Ｐ３２ａに取って代わる。
【００２０】
ここで説明される方法は、画素信号が処理されるときに、そのそれぞれの画素信号に対して実行されてもよい。画素値からノイズが除去されるとき、以前にノイズを除去された画素の値が、別の画素値からノイズを除去するのに使用されてもよい。それによって、ここで説明される方法および以前にノイズが除去された画素の値が、別の画素からノイズを除去するのに使用されるとき、この方法および装置は、部分的に再帰的な形で実施される（画素は、以前にノイズを除去された画素からの値を用いてノイズを除去される）。しかしながら、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、完全に再帰的な形で（画素は、ノイズを除去された別の画素からの値を用いてノイズを除去される）、または、非再帰的な形で（ノイズを除去された画素は、その後の画素からノイズを除去するのに使用されない）実施されてもよい。
【００２１】
上述した方法２００は、また、上述したように、ターゲット画素３２ｂおよびそれに関連する画像補正カーネル１０１ｂに対して実施および実行されてもよい。例えば、ステップ２０２において、カーネル１０１ｂが、選択／特定される。関連するカーネル１０１ｂが、ターゲット画素３２ｂのために選択された後、ステップ２０３において、ターゲット画素３２ｂの周囲に存在するカーネル１０１ｂにおけるそれぞれの近接画素１２、２１、２３、３０、３４、４１、４３、５２の値とターゲット画素３２ｂの値との差が、しきい値ＴＨと比較される。残りのステップ２０４および２０５が、カーネル１０１ｂに対応する画素に対して、上述したように実行される。
【００２２】
上述した実施形態は、スプリアスノイズ（すなわち、６σよりも大きいノイズ）を除去するほど十分にノイズを除去しないかもしれない。したがって、本発明は、スプリアスノイズを除去するフィルターによって画像データが処理された後に実施されるとき、より良好に利用される。
【００２３】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、方法を具体化するプログラムは、ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、データ伝送、コンパクトディスク、などを含んでもよい担持媒体（ｃａｒｒｉｅｒｍｅｄｉｕｍ）上に記憶され、そして、関連するプロセッサーによって実行されてもよい。例えば、本発明は、既存のソフトウェアアプリケーションのためのプラグインとして実施されてもよく、あるいは、その既存のソフトウェアアプリケーション上で使用されてもよい。本発明は、ここで具体的に説明された担持媒体に限定されることはなく、また、本発明は、この分野において知られているどのような担持媒体を用いて実施されてもよい。
【００２４】
図５は、例としてのＣＭＯＳ画素アレイ２４０を有する例としての撮像装置３００を示す。アレイ２４０の行ラインは、行アドレスデコーダー２５５に応答して、行ドライバ２４５によって選択的に駆動される。また、列ドライバ２６０および列アドレスデコーダー２７０が、撮像装置３００に含まれる。撮像装置３００は、タイミング＆制御回路２５０によって動作させられ、そのタイミング＆制御回路２５０は、アドレスデコーダー２５５および２７０を制御する。制御回路２５０は、また、行ドライバ回路２４５および列ドライバ回路２６０を制御する。
【００２５】
列ドライバ２６０に結合されたサンプル＆ホールド回路２６１が、アレイ２４０の選択された画素に対する画素リセット信号Ｖｒｓｔおよび画素画像信号Ｖｓｉｇを読み込む。差分信号（Ｖｒｓｔ−Ｖｓｉｇ）が、差動増幅器２６２によって画素ごとに生成され、アナログ−ディジタル変換器２７５（ＡＤＣ）によってディジタル化される。アナログ−ディジタル変換器２７５は、ディジタル化された画素信号を画像プロセッサー２８０に供給し、その画像プロセッサー２８０は、ディジタル画像を形成してそれを出力してもよい。画像プロセッサー２８０は、画素アレイ２４０からのディジタル化された信号に対して方法２００（図４）を実行することのできるプログラムを実行する。あるいは、処理が、増幅器２６２とＡＤＣ２７５との間に配置されたハードワイヤード回路によって、画素アレイのアナログ出力に対してなされてもよい。
【００２６】
例としてのノイズフィルターは、ベイヤー、赤／緑／青（ＲＧＢ）、シアン／マゼンタ／黄／黒（ＣＭＹＫ）、輝度／色差（ＹＵＶ）におけるそれぞれの色に別々に適用されるか、または、その他のカラー空間に適用されてもよい。本発明は、ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）を設定し、そのしきい値（ＴＨ）は、元々の信号を増幅するのに適用されたかもしれないアナログ利得およびディジタル利得の関数であってもよい。ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）よりも小さい振幅のばらつき（平均最大値と平均最小値との差）を有するノイズだけが、平均化され、低減される。したがって、しきい値よりも小さい信号を有するエッジだけが、平均化され、ぼやけることになる。本発明は、設定されたしきい値よりも小さいかまたはそのしきい値に等しい信号差を生成する中心ターゲット画素と同じ色のすべての近接画素とその中心ターゲット画素を平均することによってその中心ターゲット画素を処理することによって、これを実現する。
【００２７】
図６は、本発明の撮像装置３００（図５）を含むように変更された典型的なプロセッサーシステムであるシステム１１００を示す。システム１１００は、画像センサーデバイスを含んでもよいディジタル回路を有する典型的なシステムである。限定することなく、そのようなシステムは、コンピュータシステム、スチルカメラまたはビデオカメラシステム、スキャナー、マシンビジョン、テレビ電話、および、自動焦点システム、または、その他の撮像システムを含んでもよい。
【００２８】
例えば、カメラシステムであるシステム１１００は、一般的には、バス１１０４を介して入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置１１０６と通信する、マイクロプロセッサーのような中央処理装置（ＣＰＵ）１１０２を備える。また、撮像装置３００は、バス１１０４を介して、ＣＰＵ１１０２と通信する。プロセッサーに基づいたシステム１１００は、また、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）１１１０を含み、また、フラッシュメモリーのような取り外し可能メモリー１１１５を含んでもよく、それらのメモリーも、また、バス１１０４を介して、ＣＰＵ１１０２と通信する。撮像装置３００は、単一集積回路上に、または、プロセッサーとは別のチップ上に、メモリー記憶装置を備えてかまたは備えずに、ＣＰＵ、ディジタル信号プロセッサー、または、マイクロプロセッサーのようなプロセッサーと組み合わせられてもよい。
【００２９】
本発明が、この時点でわかる例としての実施形態に関して詳細に説明されたが、当然ながら、本発明は開示されたそのような実施形態に限定されないことが容易に理解できる。それどころか、本発明は、ここで説明されなかった多くの変種、変形、置換、または、等価な構成を取り込むように変更されてもよく、それらの変更は、本発明の趣旨および範囲に含まれる。例えば、本発明による方法は、説明されたベイヤーパターン以外のパターンにおける画素とともに使用されてもよく、補正カーネルは、それに応じてしかるべく調節される。さらに、本発明は、本発明が使用される撮像装置の種類に限定されることはない。このように、本発明は、これまでの説明によって限定されるものとして理解されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３０】
８０ 画素
８１ カラーフィルター
８２ カラーフィルターアレイ
１００ 画素アレイ
１０１ａ 補正カーネル
１０１ｂ 補正カーネル
２４０ 画素アレイ
２４５ 行ドライバ
２５０ 制御回路
２５５ 行アドレスデコーダー
２６０ 列ドライバ
２６１ サンプル＆ホールド回路
２６２ 差動増幅器
２７０ 列アドレスデコーダー
２７５ アナログ−デジタル変換器
２８０ 画像プロセッサー
３００ 撮像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、固体撮像装置の分野に関し、より詳細には、固体撮像装置においてノイズを低減するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳ撮像装置、などを含めて、固体撮像装置が、写真撮像分野に使用されている。固体撮像回路は、画素セルからなる焦点面アレイを含み、それらのセルのそれぞれは、フォトセンサーを含み、そのフォトセンサーは、光生成電荷を蓄積するためのドープト領域を有するフォトゲート、光導電体、または、フォトダイオードであってもよい。
【０００３】
固体画像センサー、とりわけ、小さな画素寸法を備えたセンサーにとって最も厄介な問題の１つは、ノイズを低減することである。画質へのノイズの影響は、画素寸法が減少し続けるにつれて増加し、そして、画質に深刻な影響を与えることがある。具体的には、ノイズは、減少したダイナミックレンジのために、より小さい画素における画質に影響を与える。この問題を解決する方法の１つは、製造プロセスを改善することによるものであるが、そのような改善に関連する経費は大きい。したがって、技術者は、しばしば、ノイズを低減する別の方法に注目している。１つのそのような解決法は、画像処理中にノイズフィルターを使用する。エッジぼけを伴うことなく写真におけるノイズを低減する多くの複雑なノイズ低減アルゴリズムが、存在するが、それらのアルゴリズムは、膨大な計算資源を必要とし、シリコンオンチップ分野において実施することはできない。最も簡単なノイズ低減アルゴリズムは、画像のエッジをぼやけさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０８６１０４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８４９８号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９７７９号公報
【特許文献４】米国特許出願公開代２００２／０１２６８９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像ノイズ除去に使用されてもよい２つの典型的な方法をここで簡単に説明する。第１の方法は、局所的平滑化フィルターを使用することを含み、このフィルターは、画像におけるノイズ成分を低減するために、局所的低域通過フィルターを使用することによって動作する。そのようなフィルターの典型的な例は、平均化フィルター、中央値フィルター、および、ガウスフィルターを含む。局所的平滑化フィルターに関連する１つの問題は、画像の一部である高周波成分とノイズによる高周波成分とをそれらのフィルターが区別しないことである。その結果として、これらのフィルターは、ノイズを除去するだけでなく、画像のエッジをぼやけさせる。
【０００６】
ノイズ除去方法の第２のグループは、空間周波数領域において動作する。これらの方法は、典型的には、まず最初に、画像データを周波数空間に変換し（順方向変換）、そして、変換された画像をフィルタリングし、最終的に、画像を再び画像空間に変換する（逆方向変換）。そのようなフィルターの典型的な例は、ＤＦＴフィルターおよび波長変換フィルターを含む。しかしながら、これらのフィルターを画像ノイズ除去に使用することは、画像データを処理するのに必要な大量の計算によって妨げられる。さらに、ブロックアーティファクトおよび振動が、ノイズを低減するためにこれらのフィルターを使用した結果として発生することがある。さらに、これらのフィルターは、ＹＵＶカラー空間（Ｙは、輝度成分であり、ＵおよびＶは、色差成分である）において最良に実施される。したがって、画像のエッジをぼやけさせることのない効率的な画像ノイズ除去の方法および装置が、必要とされ、かつ、望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、様々な例としての実施形態において、撮像装置において画像ノイズ除去を可能にする方法および装置に関する。
本発明の例としての実施形態によれば、画像処理におけるノイズを低減するための方法およびそれを実施する装置において、上記方法は、まず最初に、画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、画像上でノイズ除去動作を行なうステップを含む。上記ノイズ除去動作は、画像中の各画素ごとに、以下のステップを含む。すなわち、ターゲット画素の第１の値を得るステップと、ターゲット画素を取り囲みかつターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得るステップと、それぞれの近接画素ごとに、第１の値と第２の値との差を、規定されたしきい値（閾値）と比較するステップであって、この規定されたしきい値は、画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、比較するステップの結果に基づいて、第１の値と、規定されたしきい値以下の関連する差を有する近接画素からのすべての第２の値とから得られた平均値で、第１の値を置き換えるステップとを含む。このように、まず最初に、ノイズ除去された値が画像中の各画素ごとに決定され、その後、上記の、得るステップ、比較するステップ、および置き換えるステップが、上記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、上記ノイズ除去動作が完全に再帰的に行なわれる。
【発明の効果】
【０００８】
例としてのノイズフィルターは、ベイヤー、赤／緑／青（ＲＧＢ）、シアン／マゼンタ／黄／黒（ＣＭＹＫ）、輝度／色差（ＹＵＶ）におけるそれぞれの色に別々に適用されるか、または、その他のカラー空間に適用されてもよい。本発明は、ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）を設定し、そのしきい値（ＴＨ）は、画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログ利得またはディジタル利得の関数である。ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）よりも小さい振幅のばらつき（平均最大値と平均最小値との差）を有するノイズだけが、平均化され、低減される。したがって、しきい値よりも小さい信号を有するエッジだけが、平均化され、ぼやけることになる。本発明は、設定されたしきい値よりも小さい信号差を生成する中心ターゲット画素と同じ色のすべての近接画素と、その中心ターゲット画素を平均することによってその中心ターゲット画素を処理することで、これを実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画素アレイとともに使用される一般的なマイクロレンズおよびカラーフィルターアレイの平面図である。
【図２Ａ】本発明による画素アレイの赤画素または青画素に使用される画像補正カーネルを示す図である。
【図２Ｂ】本発明による画素アレイの緑画素に使用される補正カーネルを示す図である。
【図３】図２Ａの補正カーネルをより詳細に示す図である。
【図４】本発明の例としての方法に基づいて画素ノイズを除去する方法のフローチャートである。
【図５】本発明の例としての実施形態に基づいて構成された撮像装置のブロック図である。
【図６】本発明の例としての実施形態に基づいて構成された少なくとも１つの撮像装置を含むプロセッサーシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明においては、添付図面が参照され、これらの図面は、本出願の一部を構成しかつ本発明が実施されてもよい具体的な実施形態を例として示すものである。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるほど十分に詳細に説明され、そして、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、その他の実施形態が使用されてもよいこと、および、構造的、論理的、および、電気的な変更がなされてもよいことを理解すべきである。説明される一連の処理ステップは、本発明の実施形態の例であるが、それらのステップの順序は、ここで説明される順序に限定されるものではなく、ある特定の順序で発生しなければならないステップを除けば、この分野において知られているように変更されてもよい。
【００１１】
“画素”という用語は、ここで使用される場合、フォトセンサーデバイスと、光子を電気信号に変換する関連する構造体とを含むフォトエレメント単位セルを意味する。説明のために、小さな代表的な３色画素アレイが、図面に示され、かつ、ここで説明される。しかしながら、本発明は、単色撮像装置に適用されてもよく、さらには、アレイ内に存在する３つよりも少ない色成分または３つよりも多い色成分を感知するための撮像装置にも適用されてよい。したがって、以下の詳細な説明は、限定するような意味にとるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ規定される。
【００１２】
図１は、１つの例としての一般的なカラーフィルターアレイを示し、このカラーフィルターアレイは、ベイヤーパターンとして配列され、入射する光を結像させるために画素アレイを覆う。画素は、単独に見れば、一般的には、入射光の１つの色を入射光の別の色と区別しないこと、および、その画素の出力信号は、受光した光の強度しか表現せず、いかなる色の識別もしないことを理解すべきである。しかしながら、カラーフィルター８１が、特定の色に対応する特定の波長帯の光を画素８０上に結像させるために、画素アレイとともに使用されるとき、画素８０は、ここで説明される場合、色（すなわち、“赤色画素”、“青色画素”、など）で呼ばれる。したがって、“赤色画素”という用語がここで使用される場合、それは、赤色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言い、“青色画素”という用語がここで使用される場合、それは、青色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言い、また、“緑色画素”という用語がここで使用される場合、それは、緑色のカラーフィルターを通った光に関連しかつその光を受光する画素のことを言っている。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明による補正方法を施されてもよい特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂを有する画素アレイ１００の一部分を示す。図２Ａに示される画素アレイ１００内に存在する特定されたターゲット画素３２ａは、赤色画素かまたは青色画素のどちらであってもよい。図２Ｂに示される画素アレイ１００は、緑色画素である特定された画素３２ｂを有する。本発明は、また、４つのカラーチャンネル、すなわち、赤色画素、青色画素、赤色行内に存在する緑色画素、および、青色行内に存在する緑色画素に適用される１つのカーネルを使用してもよい。
【００１４】
説明される例においては、画素アレイ１００はベイヤーパターンカラーフィルターアレイ８２（図１）に対応していると仮定されるが、本発明は、その他のカラーフィルターパターンとともに使用されてもよい。カラーフィルター８１は、特定の波長帯の入射光をその下にある画素８０上に結像させる。ベイヤーパターンにおいては、図１に示されるように、画素アレイの行は、一行おきに、交互に現れる赤色（Ｒ）画素および緑色（Ｇ）画素からなり、その他の行は、交互に現れる緑色（Ｇ）画素および青色（Ｂ）画素からなる。
【００１５】
本発明の例としての実施形態によれば、画素からノイズを除去するために、本発明は、特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂの最近接画素の信号値を使用する。特定されたターゲット画素３２ａおよび３２ｂは、現在処理されている画素である。近接画素は、ここでは、一まとめにして、画像カーネルと呼ばれ、それぞれ、カーネル１０１ａおよび１０１ｂとして図２Ａおよび図２Ｂに示される。全部で８近接画素が、それぞれのカーネル１０１ａおよび１０１ｂに含まれる。図示される補正カーネル１０１ａおよび１０１ｂは、例として示されたものであり、その他の補正カーネルが、ベイヤーパターン以外のカラーフィルターパターンを使用する画素アレイのために選択されてもよいことに注意されたい。さらに、補正カーネルは、必要であれば、８近接画素よりも多いかまたは少ない画素を含んでもよい。
【００１６】
図２Ａおよび図２Ｂにおいて、例としての補正カーネル１０１ａおよび１０１ｂは、点線で輪郭を描かれている。カーネル１０１ａの場合、特定されたターゲット画素３２ａと同じ色を有する８個の画素（画素１０、１２、１４、３４、５４、５２、５０、および、３０）が、存在する。補正カーネル１０１ａは１６個の画素を含むことがわかるが、画素の中の半分は緑画素であり、そして、それらの緑画素の信号は、赤または青のターゲット画素３２ａからノイズを除去するのに使用することは考慮されないことに注意されたい。カーネル１０１ａを構成する実際の画素が、図３により詳細に示される。また、カーネル１０１ｂは、特定された画素３２ｂと同じ緑色を有する８個の画素（画素１２、２３、３４、４３、５２、４１、３０、および、２１）を含む。
【００１７】
図４を参照して、ここで、本発明の例としての方法２００が、説明される。この方法は、画像処理回路２８０（図５を参照して以下で説明される）によって実行されてもよい。それぞれの画素は画素において受光された光の量を表現する値を有することを理解すべきである。その値は、画素からの読み出し信号を表現するが、読み出しアナログ信号のディジタル化された表現である。これらの値は、以下の説明において、Ｐ（ｐｉｘｅｌ）として表現され、ここで、“Ｐ”は、その値であり、“（ｐｉｘｅｌ）”は、図２Ａおよび図２Ｂに示される画素番号である。説明だけを目的として、方法２００が、図２Ａに示されるカーネル１０１ａおよびターゲット画素３２ａに関して説明される。
【００１８】
まず最初に、ステップ２０１において、処理されるターゲット画素３２ａが、特定され
る。次に、ステップ２０２において、ターゲット画素３２ａに関連するカーネル１０１ａが、選択／特定される。関連するカーネル１０１ａが選択された後、ステップ２０３において、中心（処理される）画素３２ａの値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）とカーネル１０１ａにおけるそれぞれの近接画素１０、１２、１４、３０、３４、５０、５２、５４の値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）との差が、しきい値ＴＨと比較される。しきい値ＴＨは、例えば、電流利得設定からのノイズレベルを用いて、あるいは、その他の適切な方法を用いて、予め選択されてもよい。説明される例においては、ステップ２０３において、値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）がしきい値ＴＨよりも小さいかまたはしきい値ＴＨに等しい差を有する近接画素が、選択される。例示だけを目的として、ターゲット画素３２ａが、赤画素ならば、値は、赤の値であるはずである。
【００１９】
次に、ステップ２０４において、ターゲット画素３２ａの周囲に存在するステップ２０３において選択されたそれぞれのカーネル画素ごとの値Ｐ（ｐｉｘｅｌ）が、それに対応するターゲット画素３２ａの値に加算され、そして、平均値Ａ（ｐｉｘｅｌ）が、計算される。例えば、ターゲット画素３２ａの場合、８個すべての近接画素が、ステップ２０３において選択されたならば、平均値Ａ３２＝（Ｐ１０＋Ｐ１２＋Ｐ１４＋Ｐ３０＋Ｐ３２ａ＋Ｐ３４＋Ｐ５０＋Ｐ５２＋Ｐ５４）／９が、計算される。ステップ２０５において、計算された値Ａ（ｐｉｘｅｌ）が、これはこの例においてはＡ３２であるが、元々のターゲット画素値Ｐ３２ａに取って代わる。
【００２０】
ここで説明される方法は、画素信号が処理されるときに、そのそれぞれの画素信号に対して実行されてもよい。画素値からノイズが除去されるとき、以前にノイズを除去された画素の値が、別の画素値からノイズを除去するのに使用されてもよい。それによって、ここで説明される方法および以前にノイズが除去された画素の値が、別の画素からノイズを除去するのに使用されるとき、この方法および装置は、部分的に再帰的な形で実施される（画素は、以前にノイズを除去された画素からの値を用いてノイズを除去される）。しかしながら、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、完全に再帰的な形で（画素は、ノイズを除去された別の画素からの値を用いてノイズを除去される）、または、非再帰的な形で（ノイズを除去された画素は、その後の画素からノイズを除去するのに使用されない）実施されてもよい。
【００２１】
上述した方法２００は、また、上述したように、ターゲット画素３２ｂおよびそれに関連する画像補正カーネル１０１ｂに対して実施および実行されてもよい。例えば、ステップ２０２において、カーネル１０１ｂが、選択／特定される。関連するカーネル１０１ｂが、ターゲット画素３２ｂのために選択された後、ステップ２０３において、ターゲット画素３２ｂの周囲に存在するカーネル１０１ｂにおけるそれぞれの近接画素１２、２１、２３、３０、３４、４１、４３、５２の値とターゲット画素３２ｂの値との差が、しきい値ＴＨと比較される。残りのステップ２０４および２０５が、カーネル１０１ｂに対応する画素に対して、上述したように実行される。
【００２２】
上述した実施形態は、スプリアスノイズ（すなわち、６σよりも大きいノイズ）を除去するほど十分にノイズを除去しないかもしれない。したがって、本発明は、スプリアスノイズを除去するフィルターによって画像データが処理された後に実施されるとき、より良好に利用される。
【００２３】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、方法を具体化するプログラムは、ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、データ伝送、コンパクトディスク、などを含んでもよい担持媒体（ｃａｒｒｉｅｒｍｅｄｉｕｍ）上に記憶され、そして、関連するプロセッサーによって実行されてもよい。例えば、本発明は、既存のソフトウェアアプリケーションのためのプラグインとして実施されてもよく、あるいは、その既存のソフトウェアアプリケーション上で使用されてもよい。本発明は、ここで具体的に説明された担持媒体に限定されることはなく、また、本発明は、この分野において知られているどのような担持媒体を用いて実施されてもよい。
【００２４】
図５は、例としてのＣＭＯＳ画素アレイ２４０を有する例としての撮像装置３００を示す。アレイ２４０の行ラインは、行アドレスデコーダー２５５に応答して、行ドライバ２４５によって選択的に駆動される。また、列ドライバ２６０および列アドレスデコーダー２７０が、撮像装置３００に含まれる。撮像装置３００は、タイミング＆制御回路２５０によって動作させられ、そのタイミング＆制御回路２５０は、アドレスデコーダー２５５および２７０を制御する。制御回路２５０は、また、行ドライバ回路２４５および列ドライバ回路２６０を制御する。
【００２５】
列ドライバ２６０に結合されたサンプル＆ホールド回路２６１が、アレイ２４０の選択された画素に対する画素リセット信号Ｖｒｓｔおよび画素画像信号Ｖｓｉｇを読み込む。差分信号（Ｖｒｓｔ−Ｖｓｉｇ）が、差動増幅器２６２によって画素ごとに生成され、アナログ−ディジタル変換器２７５（ＡＤＣ）によってディジタル化される。アナログ−ディジタル変換器２７５は、ディジタル化された画素信号を画像プロセッサー２８０に供給し、その画像プロセッサー２８０は、ディジタル画像を形成してそれを出力してもよい。画像プロセッサー２８０は、画素アレイ２４０からのディジタル化された信号に対して方法２００（図４）を実行することのできるプログラムを実行する。あるいは、処理が、増幅器２６２とＡＤＣ２７５との間に配置されたハードワイヤード回路によって、画素アレイのアナログ出力に対してなされてもよい。
【００２６】
例としてのノイズフィルターは、ベイヤー、赤／緑／青（ＲＧＢ）、シアン／マゼンタ／黄／黒（ＣＭＹＫ）、輝度／色差（ＹＵＶ）におけるそれぞれの色に別々に適用されるか、または、その他のカラー空間に適用されてもよい。本発明は、ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）を設定し、そのしきい値（ＴＨ）は、元々の信号を増幅するのに適用されたかもしれないアナログ利得およびディジタル利得の関数であってもよい。ノイズ振幅しきい値（ＴＨ）よりも小さい振幅のばらつき（平均最大値と平均最小値との差）を有するノイズだけが、平均化され、低減される。したがって、しきい値よりも小さい信号を有するエッジだけが、平均化され、ぼやけることになる。本発明は、設定されたしきい値よりも小さいかまたはそのしきい値に等しい信号差を生成する中心ターゲット画素と同じ色のすべての近接画素とその中心ターゲット画素を平均することによってその中心ターゲット画素を処理することによって、これを実現する。
【００２７】
図６は、本発明の撮像装置３００（図５）を含むように変更された典型的なプロセッサーシステムであるシステム１１００を示す。システム１１００は、画像センサーデバイスを含んでもよいディジタル回路を有する典型的なシステムである。限定することなく、そのようなシステムは、コンピュータシステム、スチルカメラまたはビデオカメラシステム、スキャナー、マシンビジョン、テレビ電話、および、自動焦点システム、または、その他の撮像システムを含んでもよい。
【００２８】
例えば、カメラシステムであるシステム１１００は、一般的には、バス１１０４を介して入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置１１０６と通信する、マイクロプロセッサーのような中央処理装置（ＣＰＵ）１１０２を備える。また、撮像装置３００は、バス１１０４を介して、ＣＰＵ１１０２と通信する。プロセッサーに基づいたシステム１１００は、また、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）１１１０を含み、また、フラッシュメモリーのような取り外し可能メモリー１１１５を含んでもよく、それらのメモリーも、また、バス１１０４を介して、ＣＰＵ１１０２と通信する。撮像装置３００は、単一集積回路上に、または、プロセッサーとは別のチップ上に、メモリー記憶装置を備えてかまたは備えずに、ＣＰＵ、ディジタル信号プロセッサー、または、マイクロプロセッサーのようなプロセッサーと組み合わせられてもよい。
【００２９】
本発明が、この時点でわかる例としての実施形態に関して詳細に説明されたが、当然ながら、本発明は開示されたそのような実施形態に限定されないことが容易に理解できる。それどころか、本発明は、ここで説明されなかった多くの変種、変形、置換、または、等価な構成を取り込むように変更されてもよく、それらの変更は、本発明の趣旨および範囲に含まれる。例えば、本発明による方法は、説明されたベイヤーパターン以外のパターンにおける画素とともに使用されてもよく、補正カーネルは、それに応じてしかるべく調節される。さらに、本発明は、本発明が使用される撮像装置の種類に限定されることはない。このように、本発明は、これまでの説明によって限定されるものとして理解されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３０】
８０ 画素
８１ カラーフィルター
８２ カラーフィルターアレイ
１００ 画素アレイ
１０１ａ 補正カーネル
１０１ｂ 補正カーネル
２４０ 画素アレイ
２４５ 行ドライバ
２５０ 制御回路
２５５ 行アドレスデコーダー
２６０ 列ドライバ
２６１ サンプル＆ホールド回路
２６２ 差動増幅器
２７０ 列アドレスデコーダー
２７５ アナログ−デジタル変換器
２８０ 画像プロセッサー
３００ 撮像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像中のノイズを低減する方法であって、
最初に、前記画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、前記画像上でノイズ除去動作を行なうステップを含み、
該ノイズ除去動作は、前記画像中の各画素ごとに、
ターゲット画素の第１の値を得るステップと、
前記ターゲット画素を取り囲みかつ前記ターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得るステップと、
それぞれの前記近接画素ごとに、前記第１の値と前記第２の値との差を、規定された閾値と比較するステップであって、前記規定された閾値は、前記画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、
前記比較するステップの結果に基づいて、前記第１の値と、前記規定された閾値以下の関連する差を有する前記近接画素からのすべての前記第２の値とから得られた平均値で、前記第１の値を置き換えるステップと、
を含み、
最初に、ノイズ除去された値が前記画像中の各画素ごとに決定され、その後、前記得るステップ、前記比較するステップ、および前記置き換えるステップが、前記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、前記ノイズ除去動作が完全に再帰的に行なわれる、方法。
【請求項２】
画像中のノイズを低減する方法であって、
特定されたターゲット画素を取り囲む一組の画素を選択するステップと、
前記組の中の同色の前記取り囲んだそれぞれの画素ごとに、前記ターゲット画素の値と前記同色の取り囲んだ画素の値とのそれぞれの差分値を計算するステップと、
前記組の中の前記同色の取り囲んだそれぞれの画素ごとに、前記それぞれの差分値が予め定められた閾値以内であるかを判定するステップであって、前記予め定められた閾値は、前記画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、
前記ターゲット画素の値として平均値を代用するステップであって、前記平均値が、前記ターゲット画素の値と、前記予め定められた閾値以下のそれぞれの差分値を有する前記組のそれぞれの同色の取り囲んだ画素の値とを比較することによって得られる、ステップと、
を含み、
最初に、ノイズ除去された値が前記画像中の各画素ごとに決定され、その後、前記計算するステップ、前記判定するステップ、および前記代用するステップが、前記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、前記方法が完全に再帰的に行なわれる、方法。
【請求項３】
前記第１の値が、赤色画像信号値、緑色画像信号値、または、青色画像信号値の中の１つである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の値が、前記第１の値と同じ種類の、赤色信号値、緑色信号値、または、青色信号値である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の値が、輝度画像信号値または色差画像信号値の中の１つである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の値が、前記第１の値と同じ種類の、輝度値または色差値である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
撮像装置であって、
受光した光の量を表わす信号をそれぞれの画素が出力する複数の画素からなる画素アレイと、
少なくとも１つの特定された画素値からノイズを除去するための画素ノイズ除去回路と、
を備え、
前記画素ノイズ除去回路が、請求項１乃至６のいずれかの方法を実行するように構成される、撮像装置。
【請求項８】
関連するプログラムを有するプロセッサーであって、
前記プログラムが、前記プロセッサーに請求項１乃至６のいずれか１つの方法を実行させることによって、前記プロセッサーが画像からノイズを除去するのを可能にする、プロセッサー。
【請求項９】
画像からノイズを除去するようにプロセッサーに動作させるプログラムを格納した記録媒体であって、
前記プログラムが、請求項１乃至６のいずれか１つの方法を実行するように構成される、記録媒体。
【請求項１】
画像中のノイズを低減する方法であって、
最初に、前記画像のノイズ除去をしてスプリアスノイズを除去した後に、前記画像上でノイズ除去動作を行なうステップを含み、
該ノイズ除去動作は、前記画像中の各画素ごとに、
ターゲット画素の第１の値を得るステップと、
前記ターゲット画素を取り囲みかつ前記ターゲット画素と同じ色を有する近接画素ごとにそれぞれの第２の値を得るステップと、
それぞれの前記近接画素ごとに、前記第１の値と前記第２の値との差を、規定された閾値と比較するステップであって、前記規定された閾値は、前記画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、
前記比較するステップの結果に基づいて、前記第１の値と、前記規定された閾値以下の関連する差を有する前記近接画素からのすべての前記第２の値とから得られた平均値で、前記第１の値を置き換えるステップと、
を含み、
最初に、ノイズ除去された値が前記画像中の各画素ごとに決定され、その後、前記得るステップ、前記比較するステップ、および前記置き換えるステップが、前記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、前記ノイズ除去動作が完全に再帰的に行なわれる、方法。
【請求項２】
画像中のノイズを低減する方法であって、
特定されたターゲット画素を取り囲む一組の画素を選択するステップと、
前記組の中の同色の前記取り囲んだそれぞれの画素ごとに、前記ターゲット画素の値と前記同色の取り囲んだ画素の値とのそれぞれの差分値を計算するステップと、
前記組の中の前記同色の取り囲んだそれぞれの画素ごとに、前記それぞれの差分値が予め定められた閾値以内であるかを判定するステップであって、前記予め定められた閾値は、前記画像中の画素信号を増幅するために与えられるアナログまたはディジタルの利得の関数として設定される、ステップと、
前記ターゲット画素の値として平均値を代用するステップであって、前記平均値が、前記ターゲット画素の値と、前記予め定められた閾値以下のそれぞれの差分値を有する前記組のそれぞれの同色の取り囲んだ画素の値とを比較することによって得られる、ステップと、
を含み、
最初に、ノイズ除去された値が前記画像中の各画素ごとに決定され、その後、前記計算するステップ、前記判定するステップ、および前記代用するステップが、前記ノイズ除去された値を用いて各画素ごとに行なわれるよう、前記方法が完全に再帰的に行なわれる、方法。
【請求項３】
前記第１の値が、赤色画像信号値、緑色画像信号値、または、青色画像信号値の中の１つである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の値が、前記第１の値と同じ種類の、赤色信号値、緑色信号値、または、青色信号値である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の値が、輝度画像信号値または色差画像信号値の中の１つである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の値が、前記第１の値と同じ種類の、輝度値または色差値である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
撮像装置であって、
受光した光の量を表わす信号をそれぞれの画素が出力する複数の画素からなる画素アレイと、
少なくとも１つの特定された画素値からノイズを除去するための画素ノイズ除去回路と、
を備え、
前記画素ノイズ除去回路が、請求項１乃至６のいずれかの方法を実行するように構成される、撮像装置。
【請求項８】
関連するプログラムを有するプロセッサーであって、
前記プログラムが、前記プロセッサーに請求項１乃至６のいずれか１つの方法を実行させることによって、前記プロセッサーが画像からノイズを除去するのを可能にする、プロセッサー。
【請求項９】
画像からノイズを除去するようにプロセッサーに動作させるプログラムを格納した記録媒体であって、
前記プログラムが、請求項１乃至６のいずれか１つの方法を実行するように構成される、記録媒体。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−９０３０９（Ｐ２０１２−９０３０９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６９０６５（Ｐ２０１１−２６９０６５）
【出願日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【分割の表示】特願２００８−５４４４２５（Ｐ２００８−５４４４２５）の分割
【原出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（５９５１６８５４３）マイクロン テクノロジー， インク． (444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【分割の表示】特願２００８−５４４４２５（Ｐ２００８−５４４４２５）の分割
【原出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（５９５１６８５４３）マイクロン テクノロジー， インク． (444)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]