[发明专利]用于图像处理的设备和方法以及成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理设备、方法和程序、记录介质，以及成像设备，更具体而言，涉及一种用于减少由于图像传感器中的每个指定像素组的重复周期所产生的固定图案的技术。

背景技术

图20是示出为图像传感器提供的滤色器阵列的一个示例的视图。图20中示出的滤色器阵列是原色Bayer（拜耳）阵列。

Bayer阵列包括2×2像素的基本阵列图案，并且以水平方向和垂直方向重复地布置该基本阵列图案。基本阵列图案包括三原色的像素：红（R）、蓝（B）和绿（G）像素。G像素包括在水平方向上与R像素相邻的G_r像素和在水平方向上与B像素相邻的G_b像素。

G_r像素和G_b像素分别在水平方向上与颜色不同的像素相邻。例如，G_r像素可以具有大于相邻G_b像素的像素值的像素值，由于来自相邻R像素的光的泄漏（颜色混合）导致，这可能在G_r像素和G_b像素之间产生像素值的电平差。该电平差可以根据基本阵列图案周期地重复，结果可能不利地出现固定图案。

图21示出了通过本发明的申请者提议的新马赛克状滤色器阵列（日本专利申请No.2011-034627的说明书）。

该滤色器阵列的基本阵列图案由6×6像素构成，并且基本阵列图案包括20个G像素、8个R像素和8个B像素。在这种基本阵列图案的情形下，相同颜色的像素根据基本阵列图案中的位置，经常与颜色不同的像素（8个像素）相邻。因此，由于颜色混合导致产生固定图案。此外，因为图21中示出的滤色器阵列具有在尺寸上大于Bayer阵列的基本阵列图案，所以固定图案变得更加显著。

此外，在CMOS（互补金属氧化物半导体）型图像传感器中，将像素共享的放大器嵌入CMOS衬底中。在图22中示出的示例中，2×2布置的4个像素共享一个放大器A。由于图像传感器的这种衬底结构，取决于像素相对于共享放大器的位置（相对于放大器A的左上、右上、左下和右下位置），产生输出电平的差异，并且这产生与衬底结构的重复周期相对应的固定图案。

作为一种用于减少这种固定图案的方法，能够考虑借助滤波器执行滤波，该滤波器具有6×6像素的滤波器尺寸且具有通过中心加权而加权的滤波器系数，如图23A中所示。在该情形下，如果在移位处理区域中的像素组的同时应用该滤波器，则例如滤波器系数4被应用到图23B示出的G像素P，尽管当该滤波器被移动时滤波器系数2被应用到G像素P，如图23C中所示。当在G像素P和其周围的G像素之间存在电平差的状态下以这种方式应用不同滤波器系数时，滤波之后的图像变得不均匀并且不能实现固定图案的成功减少。

与之相反，如果借助具有如图24中所示的统一滤波器系数的滤波器执行滤波，则能够减少固定的图案。然而，图像模糊并且图像细节丢失，这可能使得图像质量劣化。

PTL1公开了一种图像信号处理器，其能够执行与固态图像传感器的输出信号电平成比例的噪声降低，以便在没有损失必要的图像信号分量的情况下减少固态图像传感器的噪声。图像信号处理器确定通过固态图像传感器生成的图像信号的电平的量值并且根据该量级改变低通滤波的程度。

PTL2公开了一种用于将图像中的半色调区域去网的方法，其中在将半色调区域去网时低通滤波器被修正并且被应用。

PTL3公开了一种成像设备，其中，基于从对焦位置的相对距离改变低通滤波器的滤波器尺寸，以便滤波器尺寸与相对距离的增加成比例的单调增加，从而改变在视频信号上执行噪声降低处理的强度。

{专利文献}

{PTL1}日本专利申请特开No.2001-148797

{PTL2}国际专利申请的国家公布No.2005-520915

{PTL3}日本专利申请特开No.2010-239492

发明内容

技术问题

在PTL1中公开的发明是取决于固态图像传感器的输出信号电平减少光散粒噪声。因此，PTL1中所公开的发明对减少固定图案无效，并且强的固定图案最终依然存在。

在PTL2和PTL3中所公开的发明不适合于减少固定图案。在PTL2中所公开的滤波器校正方法和PTL3中所公开的滤波器尺寸改变方法也不适合减少固定图案。

基于这些情形已经做出本发明，并且本发明的一个目标是提供一种图像处理设备、方法和程序、记录介质，以及成像设备，能够减少由于图像传感器中的像素配置的重复周期所产生的固定图案并且能够保留细节完整。