[发明专利]信号处理设备、信号处理方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于对由诸如CCD或CMOS等的图像传感器捕获的图像的信号进行处理的信号处理设备、信号处理方法、计算机程序、图像处理设备和图像捕获设备，更具体地涉及用于对未在去马赛克处理等中被具体处理的RAW(原始)图像的信号进行处理的信号处理设备、信号处理方法、计算机程序、图像处理设备和图像捕获设备。

背景技术

近些年来，取代使用胶片或照相底片来拍摄图像的银盐照相机，对由诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)等的图像传感器捕获的图像执行数字编码的数字照相机已经得到广泛使用。由于数字照相机可以在存储器中存储进行数字编码的图像，并且可以使用计算机来处理或管理图像，因此数字照相机具有没有胶片的寿命问题的优点。

CCD图像传感器和CMOS图像传感器也都具有下述配置，其中，以二维形式布置的像素(光电二极管)利用光电效应将光转换为电荷。在多种数字照相机中，因为使用单板类型的色彩，所以在每一个像素中的关于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的色彩信息中，仅使用单色信息。因此，必须通过下述方式执行“去马赛克”处理以获得全色图像：当拍摄图像时从每一个像素的周边像素收集不足的色彩信息，并且内插该色彩信息。然后，依照诸如JPEG(联合图像专家组)或TIFF(标记图像文件格式)等的通用图像格式来压缩所完成的图像，并存储所述图像。

然而，去马赛克处理的精度对于所完成的图像的图像质量具有很大影响。而且，因为进行去马赛克处理的图像的白平衡(色温)等是固定的，所以不容易执行校正。由于推定在输入经图像处理的数据后处理诸如JPEG等的图像记录格式，因此图像记录格式可以不用于记录RAW图像的信号。因此，主要在高性能照相机中需要将未进行去马赛克处理的RAW图像的信号(即，图像传感器的输出信号)存储为文件的功能。因为RAW图像的信号一般不进行压缩或进行可逆的压缩，所以与JPEG相比较，RAW图像的信号具有很大的文件大小。然而，当RAW图像可以被压缩成具有与具有高质量的JPEG的大小相同的文件大小时(参见图15)，照相机的功能得以改善，因此，改善了在市场上的竞争性。在下面的表格中示出了在RAW图像和JPEG图像之间的比较。

[表1]

在诸如JPEG等的图像压缩方法中，使用DCT将图像信号的幅度转换到频率空间内，并基于视觉的特性来减少信息量。另一方面，在过去提出了一种用于以数据的噪声为着眼点来压缩RAW图像的信号的方法。

例如，提出了一种信号转换设备，用于截止和量化幅度等于或小于噪声的平均幅度(以下称作“噪声电平”)的交流分量(例如，参见日本专利No.2548005)。来自图像传感器的输出信号x是与明度对应的电子的数量(即，离散值)，并且噪声电平根据该电子数量而改变。具体地说，因为噪声随着明度的增大而增大，所以噪声电平也增大。在信号转换设备中，对于图像信号x，可以获得由表达式1确定的输出信号y。

y=f(x)=c∫bx[1/n(ξ)]dξ···(1)]]>

在表达式1中，ξ是与输入信号x的值对应的积分变量，n(ξ)是作为积分变量ξ的函数表达的输入信号中叠加的噪声的标准偏差(平均幅度)，b是当明度为0时的信号电压(常数)，而c是预定常数值。当相对于在y中包含的整个噪声可忽略在信号转换设备中出现的噪声时，在表达式1中，y的噪声电平n_y是独立于y的常数，如在表达式2中所表达的。因此，当在下一个阶段量化信号y时，LSB(最低有效位)被量化为对应于表达式2的c，因此获得数字信号y。此时，在输出信号y的传输路径中需要的容量小于在输入信号x的传输路径中需要的容量。