[发明专利]图像处理设备、图像处理方法及程序

说明书

技术领域

本公开涉及图像处理设备、图像处理方法及程序。特别地，本公开涉及对单芯片成像装置(单芯片彩色成像装置)的输出执行信号处理的图像处理设备、图像处理方法及程序。

背景技术

在将单芯片的固态成像装置用作成像设备的成像装置(图像传感器)的成像处理中，在成像装置上布置使对应于每个像素的诸如R、G或B的特定颜色的波长成分通过的滤色器，以执行彩色成像。在该方法中，由于针对每个像素仅获得一个颜色(例如，R、G和B中的任一个)，所以根据颜色生成马赛克形状的图像。

图1A图示了成像设备中使用的滤色器的示例。该布置被称为拜耳(Bayer)布置，拜耳布置使每个像素单位的特定波长成分(R、G或B)的光通过。拜耳布置包括作为最少单位的四个像素：使绿色(G)通过的两个滤波器、使蓝色(B)通过的一个滤波器、和使红色(R)通过的一个滤波器。

通过这样的滤波器获得的图像变成关于每个像素仅具有根据诸如R、G或B的滤波器的模式的颜色信息的图像。该图像被称为所谓的马赛克图像。为了根据该马赛克图像生成彩色图像，需要关于所有的各个像素生成与所有R、G和B有关的颜色信息。

可通过使用根据每个像素周围的像素获得的颜色信息执行内插，来计算对应于所有像素的所有颜色信息(例如，所有的R、G和B)，从而生成彩色图像。该内插处理被称为去马赛克处理。即，根据图1A所示的成像信号生成所有单个像素单位的颜色信息(R、G和B)、以及获得图1B所示的图像信号的处理被称为内插处理、去马赛克处理、上采样处理等。

对于这样的颜色内插处理(去马赛克处理)，已提出了各种技术，例如美国专利第4,642,678号。

特别地，如美国专利第5,652,621号或日本未审查专利申请公开第7-236147号中所公开的，使用相关性高的方向上的信号对不清楚的颜色进行内插的技术，甚至可以以高准确度对信号的高频成分进行内插。

但是，在现有的这些技术中，难以完全地对不清楚的颜色进行内插，以及非常可能的是，对于包括高频成分的颜色信号发生伪彩色(false color)。此处，伪彩色指的是由于在内插的颜色信号中发生失真而将图像看作被彩色化的现象。

另外，[K.Hirakawa，T.W.Parks“Adaptive Homogeneity-Directed Demosaicing Algorithm”]公开了这样的技术：通过寻找伪彩色的发生最小的内插方向，针对使用拜耳布置的成像装置而成像的马赛克图像，来有效地减少伪彩色。但是，该技术具有的问题是，不会如此完全地实现对伪彩色的抑制，以及特别地，在具有大量颜色的布置中显著地发生伪彩色。

另外，为了抑制伪彩色，已经提出了通过在摄影的时候使用特定的滤波器，例如光学低通滤波器(OLPF)以光学方式来减少颜色信号的高频成分的技术。但是，在使用这种滤波器的技术中，由于不存在具有理想频率特性的滤波器(OLPF)，所以难以充分地抑制伪彩色。

发明内容

因此，期望提供一种可生成彩色图像的图像处理设备、图像处理方法及程序，其中，该彩色图像是通过在经由单芯片彩色成像装置成像的马赛克图像的内插处理中抑制伪彩色的发生而获得的高质量的内插图像。

另外，期望提供一种可生成彩色图像的图像处理设备、图像处理方法及程序，其中，该彩色图像是通过在不会显著地增加计算量或硬件的情况下抑制伪彩色的发生而获得的高质量的内插图像。

根据本公开的实施例，提供了一种图像处理设备，包括：检测部，其接收由单芯片彩色成像装置的成像处理而生成的颜色马赛克图像作为输入，以及检测在作为内插处理目标的目标像素附近的高频信号的强度；多个统计量计算部，其中的每个统计量计算部设定在目标像素附近具有不同面积的参考区域，以及基于参考区域中包括的像素值来计算单独的统计；以及内插部，其根据由检测部检测的高频信号的强度来改变由多个统计量计算部计算的多个统计量的混合状态，以及根据多个统计量的混合处理来计算在目标像素的位置处的内插像素值。

在以上的实施例中，内插部可在由检测部检测到的高频信号的强度大的情况下，计算根据宽参考区域计算的统计的贡献被设定在高水平的内插像素值，以及在由检测部检测到的高频信号的强度小的情况下，计算根据窄参考区域计算的统计的贡献被设定在高水平的内插像素值。