[发明专利]图像处理设备、图像处理方法以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理设备、图像处理方法以及程序，更特别地，涉及能够生成经运动补偿的图像或者降低图像中的噪声的图像处理设备、图像处理方法以及程序。

背景技术

利用诸如照相机或视频设备的成像设备拍摄的图像包括很多噪声。特别地，在低照明度下或者以短曝光时间来拍摄的图像通常包括很多噪声。当在低照明度下或者以短曝光时间来拍摄图像时，图像包括很多噪声的原因之一是由于入射光量小，因此在成像元件中积累的电荷量降低。为了基于成像数据来获取明亮的图像，需要对信号进行放大。当信号被放大时，在成像元件中或者在模拟电路中生成的噪声被放大，因此图像包括很多噪声。

为了降低噪声，长时间曝光是有效的。然而，当长时间执行曝光时，存在如下可能性：由于在曝光期间照相机抖动，因此出现图像模糊。降低噪声的方法包括如下方法：该方法通过执行连拍来以高快门速度反复拍摄图像、并对通过连拍在不同时刻拍摄的多个图像执行相加平均以使得曝光模糊几乎不出现，减少(降低)与时间不相关的噪声。然而，产生如下问题：由于对多个图像的相加处理引起相当大的计算量，因此处理效率退化。

例如，根据现有技术的日本未审查专利申请公布第2009-290827号公开了一种在时间方向上减少(降低)噪声的方法，作为通过对通过连拍在不同时刻拍摄的多个图像执行相加平均来降低噪声的方法。

在日本未审查专利申请公布第2009-290827号中，基本执行对如下多个图像的对应像素的像素值执行相加平均处理：这多个图像被确定为是通过调整不同时刻拍摄的多个图像的位置来拍摄同一对象而形成的。例如，使用作为噪声降低目标的标准图像和该标准图像的一帧之前的参考图像，通过将参考图像上的对象移动到该对象在标准图像上的同一位置，生成经运动补偿的图像(MC图像)。然后，对标准图像与经运动的补偿图像(MC)之间的对应像素执行相加平均，以生成噪声降低的图像。

然而，当执行该处理时，经运动补偿的图像(MC图像)的像素例如可能变成具有与整个图像的运动不同的运动的移动对象的区域(例如，诸如车或人的运动对象的区域)中与标准图像的对应像素不同的对象像素。在运动区域中，执行控制以便通过减少经运动补偿的图像(MC图像)的像素相对于标准图像的相加权重来提高标准图像的像素值的权重。

即，执行噪声降低处理，以使得在被确定为是除移动对象的区域之外的非运动区域中积极地执行标准图像与经运动补偿的图像(MC图像)之间的对应像素的相加平均，而在移动对象的区域中将相加平均的影响减少到相当大地反映标准图像的像素值。

在日本未审查专利申请公布第2009-290827号中，通过对与整个图像的运动对应的全局运动向量(GMV)和作为块区域(其是图像的划分区域)的运动向量的局部运动向量(LMV)进行比较、并且确定具有通过比较获得的较大差异的块为运动区域，执行检测运动区域的处理。

当向量精度取决于所生成的向量的精度而下降时，通过对全局运动向量(GMV)和局部运动向量(LMV)进行比较的处理而获得的运动确定精度显著下降。例如，包括比被设置为计算局部运动向量的块区域更小的局部区域的运动区域的块有时不会被确定为运动区域块。在这种情况下，在局部的运动区域中，可产生如下问题：执行与非运动区域相同的多个图像的对应点的相加平均，从而噪声被进一步提高。

当执行检测运动向量的处理时，执行通过比较连续拍摄的多个图像的像素值而进行的匹配处理来搜索对应点。然而，例如，当在图像的拍摄期间照明条件改变时，难以搜索对应的图像点，因此不能适当地算出运动向量。在这种情况下，可产生如下问题：在对全局运动向量(GMV)与局部运动向量(LMV)进行比较的处理中，运动区域的检测精度退化，因此不能生成有效地降低噪声的图像。

发明内容

期望提供一种图像处理设备、图像处理方法以及程序，其能够在通过多个图像的合成来生成噪声降低图像的配置中，通过改进确定运动区域的处理并且以高精度计算相加权重，实现生成高质量、噪声降低的图像。

期望提供一种图像处理设备、图像处理方法以及程序，其能够通过既执行经由全局运动向量(GMV)与局部运动向量(LMV)之间的比较而确定运动区域的处理，也执行还使用基于标准图像和经运动补偿的图像的像素差异信息而算出的运动估计(ME)成功确定信息来确定运动区域的处理两者，并且通过使用由这两种不同方式进行的运动区域的检测信息来以高精度计算相加权重，来实现生成高质量、噪声降低的图像。