[发明专利]图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理装置，特别涉及进行马赛克(mosaic)图像的解马赛克处理的图像处理装置、以及这些装置中的处理方法以及使计算机执行该方法的程序。

背景技术

通常在CCD(Charge Coupled Devices)图像传感器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等的固体拍摄元件中，光接收元件以格子状配置，通过各个光接收元件的光电转换所生成的电荷量依次被读出的结构。这里，因通常的光接收元件具有单一的分光特性，所以从固体拍摄元件得到的图像信号关于颜色是一个频道(即，单色)。如果想要通过一个固体拍摄元件而得到彩色图像(例如，RGB等的三个频道图像)的情况下，使用对每个光接收元件安装了分光特性(颜色)不同的滤波器的固体拍摄元件。在使用了一个这样的彩色固体拍摄元件的拍摄装置，一般被称为单板彩色拍摄装置。因从彩色固体拍摄元件得到的图像信号是一个频道图像，所以对每个像素只能得到对应的光接收元件的滤波颜色，其结果，关于颜色而得到马赛克状的图像的情况。根据这样的理由，将该彩色固体拍摄元件的输出图像称为马赛克图像。

为了从彩色拍摄元件得到多频道图像，需要通过适当的图像处理，将马赛克图像的各像素的颜色信息由周围的像素位置进行插补。这样的图像处理，一般被称为解马赛克处理、颜色插补处理或者同步处理等。因此，对于使用了彩色固体拍摄元件的单板彩色拍摄装置来说，解马赛克处理是必需的处理，从以往开发了各种方法。

因在这种解马赛克处理中，对于彩色滤波器的各颜色，采样频率以及相位不同，所以对于图像质量产生各种影响成为问题。作为现在最广泛地使用的颜色排列的原色系拜尔排列(以下，称为Bayer排列)中，使用R(红：Rad)、G(绿：Green)、B(蓝：Blue)的三个原色系颜色滤波器，将G配置为方格状，将R和B配置为线顺序。因在拜尔排列中，G被配置为方格状，所以G信号在水平、垂直的全相位中存在，但因R以及B依次为线顺序，所以与各自对应的信号在水平或者垂直只分别隔一行存在。即，R以及B的采样频率是G的采样频率的一半，所以可再现的图像信号的频率的界限也是R以及B与G相比成为1/2。因此，如果在图像信号中存在高频分量，则其G分量是可以正确地复原，但在R分量以及B分量中产生振幅的恶化和图形失真(aliasing)，它会产生被预测为输出图像中的颜色平衡的偏差的现象，即伪色(颜色波纹(moire))。而且，R和B的采样频率相同，但采样相位不同。因此，在R和G中，图形失真所产生的颜色偏差的输出方式在图像上不同。这样，导致在R和B中的伪色现象更加显著地产生。

为了降低这样的有损输出图像的图像质量的伪色现象，在以往的解马赛克处理中，进行各种努力。例如，提出了一种插补处理(例如，参照专利文献1)，对每个像素检测与附近像素之间的相关，根据相关而自适应地切换插补方式。在这种以往的技术中，计算纵、横以及斜向的各个方向的相关度之后，在相关度成为最大的方向进行插补，从而抑制在其正交方向的分辨率的恶化，降低伪色的产生。

此外，在上述的以往技术中，因有时在奈奎斯特附近，存在插补方向被判定为错误的方向的情况，所以提出了如下的技术(例如，参照专利文献2)：从通过相关度判定而对水平或者垂直的任意方向进行插补处理所得到的色差信号计算彩度，并与从不进行方向选择地进行插补处理所得到的色差信号计算的彩度进行比较，选择彩度较小(即，考虑为伪色的产生少的那一个)的色差信号。由此，在奈奎斯特附近中相关度判定被误判定的情况下，不进行方向选择地进行插补，从而可以降低伪色的产生。

[专利文献1]特开平10-150668号公报(图1)

[专利文献2]特开2002-300590号公报(图1)

发明内容

但是，在上述的以往技术中，例如是由白色和黑色组成的条纹模样的、包括彩度低的高频分量的图像，则可以降低伪色的产生，但是在如彩色的条纹模样的、彩度高的高频的图像的情况下，产生这样的问题：即使在正确的方向进行了插补，彩度也不会降低，无法进行是伪色还是正确的颜色的判断，导致产生伪色。

本发明是鉴于这样的状况而完成，其目的在于，在对单板彩色固体拍摄元件的马赛克输出图像的各频道进行同步的解马赛克处理中，例如在彩色的条形模样那样的包含彩度高的高频分量的图像中，也可以降低伪色的产生。