JP2009218709A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus and an image processing method that obtain a blur image of higher quality without forcing a user to make complicated settings nor to perform complicated operations. <P>SOLUTION: The image processing apparatus which includes a blurring process means of performing a blurring process on input background image data, and outputs a blurred background image includes a photographic mode decision means of deciding a photographic mode representing a photographic scene when the background image is photographed, and a blur intensity determination means of determining blur intensity of the blurring process based upon the decided photographic mode. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に高画質なぼけ画像を得ることができる画像処理装置に関するものである。
また、本発明はデジタルカメラ、及びデジタルカメラの制御方法に応用可能である。
The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly to an image processing apparatus capable of obtaining a high-quality blurred image.
The present invention is applicable to a digital camera and a digital camera control method.

コンパクトデジタルカメラで用いられる撮像素子は、一眼レフカメラで用いられる撮像素子や銀塩フィルムよりも小さく、そのため同じ画角の画像を撮影するために必要な撮影光学系の焦点距離は短い。
焦点距離が短いと、撮影光学系のF数を同じにしても、被写界深度が深くなる。
焦点距離が短くなることに比例させてF数を小さくすることができれば被写界深度を浅くすることができるが、撮影光学系を大口径化する必要があり、サイズおよびコストが増大する。
An image pickup device used in a compact digital camera is smaller than an image pickup device used in a single-lens reflex camera or a silver salt film. Therefore, the focal length of a shooting optical system necessary for shooting an image with the same angle of view is short.
When the focal length is short, the depth of field becomes deep even if the F number of the photographing optical system is the same.
If the F-number can be reduced in proportion to the reduction in the focal length, the depth of field can be reduced, but it is necessary to increase the diameter of the photographing optical system, which increases the size and cost.

このため、コンパクトデジタルカメラで撮影すると、相対的に広い距離範囲に対して焦点が合うことになる。
これは、同じ明るさの画像を撮影したときにぼけの少ない画像が得られるという点では長所ともなるが、ポートレートのように背景のぼけ具合が重要な画像を撮影するときは、背景までも鮮明になってしまって逆に短所になるという問題がある。
For this reason, when a picture is taken with a compact digital camera, a relatively wide distance range is in focus.
This is also an advantage in that an image with less blur can be obtained when shooting images of the same brightness, but when shooting images where background blur is important, such as portraits, even the background There is a problem that it becomes clear and it becomes a disadvantage.

かかる問題を解決すべく、画像処理により背景をぼかすカメラが提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
上記特許文献1〜3に記載のカメラでは、被写体までの距離に応じてぼけ強度を変え、遠近感のあるぼけを再現している。
さらに特許文献3では、ぼけ強度を135フォーマットで撮影されたものと同等になるように換算している。また、特許文献3では、ぼけ強度を利用者が調整可能にしている。
In order to solve such a problem, a camera that blurs the background by image processing has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
In the cameras described in Patent Documents 1 to 3, the blur intensity is changed according to the distance to the subject, and the blur with a sense of perspective is reproduced.
Further, in Patent Document 3, the blur intensity is converted to be equivalent to that taken in the 135 format. In Patent Document 3, the user can adjust the blur intensity.

しかしながら、例えば広角で撮影された画像を強くぼかしてしまうと、世の中に実在するレンズでは撮影する事のできない様な、不自然な画像になってしまうという問題がある。   However, for example, if an image photographed at a wide angle is strongly blurred, there is a problem that an unnatural image that cannot be photographed with a lens that exists in the world is generated.

特開平9−318870号公報JP 9-318870 A 特開平11−266388号公報JP-A-11-266388 特開2003−37767号公報JP 2003-37767 A

本発明は、上記の様な状況を鑑みてなされたもので、ぼかし処理により違和感のある不具合画像を生成してしまうことを未然に防止することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the situation as described above, and provides an image processing apparatus and an image processing method capable of preventing a troubled image having a sense of incongruity from being generated by a blurring process. It is an object.

上記課題を解決するために本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法は、具体的には下記(1)〜(3)に記載の技術的特徴を有する。
(1):光学系を介して入力された背景画像データのぼかし処理を行うぼかし処理手段を備え、ぼけた背景画像を出力する画像処理装置において、前記ぼかし処理のぼかし強度を調整するぼかし強度調整手段と、前記背景画像が撮影された際の前記光学系の焦点距離を判定する焦点距離判定手段と、当該判定された焦点距離に基づいて、前記ぼかし強度調整手段の調整範囲を設定する調整範囲設定手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
In order to solve the above problems, an image processing apparatus and an image processing method according to the present invention specifically have technical features described in the following (1) to (3).
(1): A blur intensity adjustment for adjusting a blur intensity of the blur processing in an image processing apparatus that includes a blur processing unit that performs a blur process of background image data input via an optical system and outputs a blurred background image. An adjustment range for setting an adjustment range of the blur intensity adjustment unit based on the determined focal length, a focal length determination unit that determines a focal length of the optical system when the background image is captured An image processing apparatus comprising: setting means.

上記(1)に記載の構成によれば、ぼかし強度の調整範囲を焦点距離に基づいて設定する様に構成されているので、ぼかし処理により違和感のある不具合画像を生成してしまうことを未然に防止することができるという効果がある。   According to the configuration described in (1) above, since it is configured to set the adjustment range of the blur intensity based on the focal length, it is possible to generate a defective image with a sense of incongruity due to the blur processing. There is an effect that it can be prevented.

(2):光学系を介し入力された背景画像データのぼかし処理を行うぼかし処理工程を備え、ぼけた背景画像を出力する画像処理方法において、前記ぼかし処理工程に先立ってぼかし処理のぼかし強度を調整するぼかし強度調整工程と、前記背景画像が撮影された際の前記光学系の焦点距離を判定する焦点距離判定工程と、当該判定された焦点距離に基づいて、前記ぼかし強度調整工程の調整範囲を設定する調整範囲設定工程と、を備えることを特徴とする画像処理方法である。 (2): In an image processing method for outputting a blurred background image, including a blur processing step for blurring background image data input via an optical system, the blur strength of the blur processing is set prior to the blur processing step. An adjustment range of the blur intensity adjustment step based on the determined focal length, a blur distance adjustment step of adjusting, a focal length determination step of determining a focal length of the optical system when the background image is captured And an adjustment range setting step for setting the image processing method.

上記(2)に記載の構成によれば、ぼかし強度の調整範囲を焦点距離に基づいて設定する様に構成されているので、ぼかし処理により違和感のある不具合画像を生成してしまうことを未然に防止することができるという効果がある。   According to the configuration described in (2) above, since it is configured to set the adjustment range of the blur intensity based on the focal length, it is possible to generate a defective image with a sense of incongruity due to the blur processing. There is an effect that it can be prevented.

(3):デジタルカメラであることを特徴とする上記(1)に記載の画像処理装置である。 (3) The image processing apparatus according to (1), wherein the image processing apparatus is a digital camera.

上記(3)に記載の構成によれば、上記(1)に記載の構成をデジタルスチルカメラに適用する様に構成されているので、上記(1)の構成と同様の効果が得られる。   According to the configuration described in (3) above, since the configuration described in (1) above is configured to be applied to a digital still camera, the same effect as the configuration in (1) above can be obtained.

本発明によれば、ぼかし処理により違和感のある不具合画像を生成してしまうことを未然に防止することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and an image processing method that can prevent a defective image having a sense of incongruity from being generated by blurring processing.

本発明の撮像装置は、光学系を介して入力された背景画像データのぼかし処理を行うぼかし処理手段を備え、ぼけた背景画像を出力する画像処理装置において、前記ぼかし処理のぼかし強度を調整するぼかし強度調整手段と、前記背景画像が撮影された際の前記光学系の焦点距離を判定する焦点距離判定手段と、当該判定された焦点距離に基づいて、前記ぼかし強度調整手段の調整範囲を設定する調整範囲設定手段と、を備えることを特徴とする。   An imaging apparatus according to the present invention includes a blur processing unit that performs blur processing on background image data input via an optical system, and adjusts the blur strength of the blur processing in an image processing device that outputs a blurred background image. Based on the determined focal length, an adjustment range of the blur intensity adjusting unit is set based on a blur intensity adjusting unit, a focal length determining unit that determines a focal length of the optical system when the background image is captured Adjusting range setting means.

図面を用いて本発明の画像処理装置の基本的な構成について詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
The basic configuration of the image processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise described, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は本発明に係る画像処理装置の一実施の形態であるデジタルスチルカメラ及びその接続機器の構成を示す概略ブロック図である。
図1において、01は、デジタルスチルカメラ装置、02は、デジタルスチルカメラ装置01全体の制御を行うために設けられた、CPU、NANDフラッシュメモリ、SDRAM、タイマー等からなる、システム制御部、03は、撮像のために設けられた、光学系部品(レンズ及びレンズ駆動モータ)、CCD、CCD駆動回路、A/D変換器等からなる、撮像部、04は、撮像部で得られた画像信号に種々の画像処理を施すと共に、撮像部03のCCD駆動タイミング、レンズ駆動モータを制御してズーミング、フォーカシング、露出調整等を行い、また、画像の圧縮伸長を行うために設けられた、画像処理用DSP(デジタルシグナルプロセッサ)、RAM等からなる、画像処理部、05は、画像処理部で処理された画像信号をLCDへ表示するための信号処理を行い、また、ユーザーインターフェイスのための種々のグラフィック画像を生成しLCDへ表示するために設けられた、D/A変換器、オンスクリーンディスプレイコントローラ等からなる、表示制御部、06は、画像を表示し、また、ユーザーインターフェイスのためのグラフィックを表示するために設けられたLCD、07は、記録メディアとのインターフェイスのために設けられた、メモリカードコントローラ等からなる、記録メディアインターフェイス部、08は、圧縮された画像信号や画像に纏わる種々の情報を記憶するために設けられた、フラッシュメモリ等からなる、デジタルスチルカメラ装置01から着脱可能な、記録メディア、09は、図示されていないキー、ダイヤル等のユーザーインターフェイスの状態検出を行い、またメインCPUへの主電源制御を行うために設けられた、サブCPU等からなる、ハードキーインターフェイス部、10は、USBを接続してデータ通信を行うために設けられた、通信コントローラからなる、通信インターフェイス部、11は、デジタルスチルカメラ装置01をUSBで接続し、デジタルスチルカメラ装置01からの画像を転送して再生したり、デジタルスチルカメラ装置01へ各種設定を行うためのPCを示している。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a digital still camera and its connected devices as an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, 01 is a digital still camera device, 02 is a system control unit, which includes a CPU, a NAND flash memory, an SDRAM, a timer, and the like provided for controlling the entire digital still camera device 01. The imaging unit, 04, which includes an optical system component (lens and lens driving motor), a CCD, a CCD driving circuit, an A / D converter, and the like provided for imaging, Performs various image processing and controls the CCD drive timing and lens drive motor of the imaging unit 03 to perform zooming, focusing, exposure adjustment, etc., and also for image processing provided to compress and expand images An image processing unit 05 including a DSP (digital signal processor), a RAM, etc., displays an image signal processed by the image processing unit on the LCD Display control unit comprising a D / A converter, an on-screen display controller and the like provided for performing signal processing for display and generating various graphic images for a user interface and displaying them on an LCD , 06 is an LCD provided for displaying an image and displaying a graphic for a user interface, and 07 is a memory card controller provided for interfacing with a recording medium. The media interface unit 08 is a recording medium that is detachable from the digital still camera device 01, which includes a flash memory or the like provided for storing various information related to the compressed image signal and the image. User interfaces such as keys and dials not shown A hard key interface unit 10 composed of a sub CPU, etc., provided for detecting the state of the voice and controlling the main power supply to the main CPU, is provided for performing data communication by connecting a USB. The communication interface unit 11 including a communication controller connects the digital still camera device 01 via USB, transfers images from the digital still camera device 01 for playback, and makes various settings on the digital still camera device 01. A PC for performing is shown.

まず、起動動作について説明する。
利用者が図示されていない電源ボタンを押下すると、ハードキーインターフェイス部09はメインCPUへの電源供給をオンする。
システム制御部02内のメインCPUは、まずNANDフラッシュメモリのブート部からアクセス(プログラム実行)を開始し、ブートプログラムによってプログラム・データをSDRAMへ転送する。
SDRAMへの転送が完了すると、プログラムの実行ポインタ(プログラムカウンタ)を、転送したSDRAM上のプログラムに移し、以降はSDRAM上のプログラムにより起動処理を開始する。
First, the starting operation will be described.
When the user presses a power button (not shown), the hard key interface unit 09 turns on the power supply to the main CPU.
The main CPU in the system control unit 02 first starts access (program execution) from the boot unit of the NAND flash memory, and transfers program data to the SDRAM by the boot program.
When the transfer to the SDRAM is completed, the program execution pointer (program counter) is moved to the transferred program on the SDRAM, and thereafter, the startup process is started by the program on the SDRAM.

起動処理には、OS(オペレーティングシステム)の初期化や鏡胴の繰りだし処理、記録メディアの初期化処理などが含まれる。
鏡胴の繰り出し処理は、画像処理部04を介して撮像部03のレンズ駆動モータに所定の間隔(2mS)毎にパルス信号を与える事で行う。
また、記録メディアの初期化処理は、記録メディアインターフェイス部07を介して記録メディア08への電源とクロックを供給した後、記録メディア08へ初期化コマンドを発行する。実際の初期化処理は記録メディア08内で行われ、システム制御部02はその完了を検知するために記録メディア08のステータスを10mS間隔でポーリングする。
The startup processing includes OS (operating system) initialization, lens barrel extension processing, recording media initialization processing, and the like.
The lens barrel feeding process is performed by applying a pulse signal to the lens driving motor of the imaging unit 03 via the image processing unit 04 at predetermined intervals (2 mS).
Also, in the initialization process of the recording medium, after supplying power and a clock to the recording medium 08 via the recording medium interface unit 07, an initialization command is issued to the recording medium 08. The actual initialization process is performed in the recording medium 08, and the system control unit 02 polls the status of the recording medium 08 at intervals of 10 mS in order to detect the completion.

続いて撮影時の動作について説明する。
利用者は撮影に先立ち、図示されていない種々のキー、ダイヤルを操作し、撮影モード(高画質モード、低画質モード等)を決定する。
Next, the operation during shooting will be described.
Prior to shooting, the user operates various keys and dials (not shown) to determine the shooting mode (high image quality mode, low image quality mode, etc.).

利用者の操作内容はハードキーインターフェイス部09を通じてシステム制御部02で判別され、システム制御部02は、操作に応じて表示制御部05へガイダンスグラフィックを生成して、利用者に次操作を促す。
システム制御部02は、撮影モードが決定されると、モードに応じた処理パラメタを画像処理部04へ設定する。
あるいはまた、利用者は図示されていないズームレバーを操作し、画角(構図)を決定する。
The user's operation content is determined by the system control unit 02 through the hard key interface unit 09, and the system control unit 02 generates a guidance graphic to the display control unit 05 according to the operation, and prompts the user to perform the next operation.
When the photographing mode is determined, the system control unit 02 sets a processing parameter corresponding to the mode in the image processing unit 04.
Alternatively, the user operates a zoom lever (not shown) to determine the angle of view (composition).

利用者の操作内容はハードキーインターフェイス部09を通じてシステム制御部02で判別され、システム制御部02は、操作に応じて撮像部03を制御しレンズを駆動する。
撮像部03は画像処理部04からの制御に従い、実際の撮影に先だって、モニタリング画像を表示するための撮像動作を開始する。
撮像されたデータは連続的に画像処理部04へ送られ、画像処理部04では色空間変換、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの処理を施した後、画像データを表示制御部05へ送る。
表示制御部05では、画像データを信号処理してLCD06へ表示し、利用者へ撮像状態を提示する。
The user's operation content is determined by the system control unit 02 through the hard key interface unit 09, and the system control unit 02 controls the imaging unit 03 in accordance with the operation to drive the lens.
In accordance with control from the image processing unit 04, the imaging unit 03 starts an imaging operation for displaying a monitoring image prior to actual shooting.
The imaged data is continuously sent to the image processing unit 04. The image processing unit 04 performs processing such as color space conversion, gamma correction, and white balance adjustment, and then sends the image data to the display control unit 05.
In the display control unit 05, the image data is signal-processed and displayed on the LCD 06, and the imaging state is presented to the user.

図示されていないレリーズボタンが押されると、その操作はモード設定と同様にしてハードキーインターフェイス部09を通じてシステム制御部02で判別される。
撮像部03は画像処理部04からの制御に従い、フォーカス合わせを行った後、取り込んだ画像を画像処理部04へ送り、画像処理部04は、撮影モードに応じた画像処理、圧縮処理を行う。
システム制御部02は、圧縮された画像データを読み出し、さらにヘッダー情報を付加した後、記録メディアインターフェイス部07を通じて記録メディアへ08書き込む。
以上で一連の撮影動作を完了する。
When a release button (not shown) is pressed, the operation is discriminated by the system control unit 02 through the hard key interface unit 09 as in the mode setting.
The imaging unit 03 performs focus adjustment according to the control from the image processing unit 04 and then sends the captured image to the image processing unit 04. The image processing unit 04 performs image processing and compression processing according to the shooting mode.
The system control unit 02 reads the compressed image data, adds header information, and writes the image data to the recording medium through the recording medium interface unit 07.
This completes a series of shooting operations.

〔第1の実施の形態(背景ぼかし)〕
次に、本発明に係る画像処理装置における特徴である背景ぼかし処理を行う方法の第1の実施の形態について説明する。
図2(A)は本発明に係るデジタルカメラにおける背景ぼかしの動作フローの第1の実施の形態を示すフロー図である。
本実施の形態における動作フローは、ぼかし処理機能がオン設定された状態で、前述したレリーズボタンが押された際の動作を示している。
[First embodiment (background blur)]
Next, a description will be given of a first embodiment of a method for performing background blurring, which is a feature of the image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2A is a flowchart showing a first embodiment of a background blur operation flow in the digital camera according to the present invention.
The operation flow in the present embodiment shows an operation when the above-described release button is pressed in a state where the blurring processing function is set to ON.

レリーズボタンが押されると、システム制御部02は画像処理部04及び撮像部03を制御し、CCDAFのスキャン動作を行う(step01−001)。   When the release button is pressed, the system control unit 02 controls the image processing unit 04 and the imaging unit 03 to perform a CCDAF scanning operation (step 01-001).

ここで、CCDAFの概要について説明する。
一般に、デジタルカメラやビデオカメラのように二次元撮像素子を有する電子撮像装置では、撮像素子で光電変換された映像信号によって画面の鮮鋭度を検出し、この鮮鋭度が最大になるようにフォーカシングレンズの位置を制御して焦点調節を行う。通常、この鮮鋭度は、ピントがぼけている状態では小さく、ピントが合うにつれて大きくなり、ピントが完全に合った状態で最大値に達する。CCDAFは、無限端から近端までフォーカスレンズを徐々に動かすとともに、複数の位置で被写体を撮像し、撮像された複数の画像データのうち、もっとも鮮鋭度が高い画像が得られたフォーカスレンズの位置を合焦位置とする方法である。
Here, an outline of CCDAF will be described.
In general, in an electronic image pickup apparatus having a two-dimensional image pickup device such as a digital camera or a video camera, a sharpness of a screen is detected by a video signal photoelectrically converted by the image pickup device, and a focusing lens is set so that the sharpness is maximized. The focus is adjusted by controlling the position of. Normally, the sharpness is small when the focus is blurred, increases as the focus is achieved, and reaches a maximum value when the focus is completely achieved. The CCDAF gradually moves the focus lens from the infinite end to the near end, images the subject at a plurality of positions, and the position of the focus lens from which the image with the highest sharpness is obtained among the plurality of imaged images. Is a method of setting the in-focus position.

撮像部03、及び画像処理部04は、前述した手順でフォーカス合わせ、画像取り込みを行う(step01−002)。   The imaging unit 03 and the image processing unit 04 perform focusing and image capture in the above-described procedure (step 01-002).

続いてシステム制御部02は、各画像の位置毎の距離の算定を行う(step01−003)。   Subsequently, the system control unit 02 calculates the distance for each position of each image (step 01-003).

以下、図3を参照しながら説明する。
図3(A)において、100は取り込んだ画像の撮影領域、101は1つのAF評価値エリアを示している。
図の様に、AF評価値エリアは、撮影領域内を均等に分割した小領域となっており、CCDAFのスキャンにより各領域毎のAF評価値(領域内の画像のコントラストの積算値)が得られる。
システム制御部02は、各領域毎に、CCDAFのスキャンにより得られたレンズ位置毎のAF評価値を、所定のアルゴリズムに基づき解析し、AF評価値のピーク位置に相当するレンズの駆動位置を判定する。
さらにシステム制御部02は、各領域毎に、現在のズーム位置(レンズの焦点距離)からレンズの駆動位置を距離情報に変換する。
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
In FIG. 3A, reference numeral 100 denotes a captured area of the captured image, and 101 denotes one AF evaluation value area.
As shown in the figure, the AF evaluation value area is a small area obtained by equally dividing the imaging area, and an AF evaluation value for each area (integrated value of the contrast of the image in the area) is obtained by scanning with the CCDAF. It is done.
The system control unit 02 analyzes the AF evaluation value for each lens position obtained by CCDAF scanning for each region based on a predetermined algorithm, and determines the lens driving position corresponding to the peak position of the AF evaluation value. To do.
Further, the system control unit 02 converts the lens driving position into distance information from the current zoom position (lens focal length) for each region.

ここで、AF評価値は、AF評価値エリア内の各画素に対し、水平方向のHPF(ハイパスフィルタ)の演算を行い、得られた高周波成分を加算したものである。
HPFの係数は、例えば、ki={−1,−2, 6,−2,−1}といった値が用いられる。
k0は注目画素の水平方向−2の座標の画素に乗算される係数、k1は注目画素の水平方向−1の座標の画素に乗算される係数、k2は注目画素に乗算される係数、k3は注目画素の水平方向+1の座標の画素に乗算される係数、k4は注目画素の水平方向+2の座標の画素に乗算される係数である。
Here, the AF evaluation value is obtained by performing a horizontal HPF (high pass filter) operation on each pixel in the AF evaluation value area and adding the obtained high frequency components.
For example, a value such as ki = {− 1, −2, 6, 6, −2, −1} is used as the HPF coefficient.
k0 is a coefficient to be multiplied by the pixel of the pixel in the horizontal direction-2 of the target pixel, k1 is a coefficient to be multiplied to the pixel of the pixel of interest in the horizontal direction-1 coordinate, k2 is a coefficient to be multiplied by the target pixel, and k3 is A coefficient to be multiplied by a pixel having a coordinate in the horizontal direction + 1 of the target pixel, and k4 is a coefficient to be multiplied by a pixel having a coordinate in the horizontal direction + 2 of the target pixel.

AF評価値から距離情報を取得するには、ガウスの結像方程式に基づき、下式で求められる。   In order to obtain the distance information from the AF evaluation value, it is obtained by the following equation based on the Gaussian imaging equation.

1/a+1/b=1/f
a=b×f/(b−f)
(但し、a:レンズから被写体までの距離、b:レンズから撮像素子間の距離、f:レンズの焦点距離である。)
1 / a + 1 / b = 1 / f
a = b × f / (b−f)
(Where, a is the distance from the lens to the subject, b is the distance between the lens and the image sensor, and f is the focal length of the lens.)

ここで、レンズから被写体までの距離aが求める距離情報である。また、レンズの焦点距離fは、撮影時のズーム位置により一意に求められ、レンズから撮像素子間の距離bは、AF評価値のピークの得られたフォーカスレンズの駆動位置から一意に求められる。
以上により、画角100内の全領域のAF評価値エリア101毎の距離情報を得ることができる。
Here, the distance a from the lens to the subject is the distance information to be obtained. The focal length f of the lens is uniquely obtained from the zoom position at the time of photographing, and the distance b between the lens and the image sensor is uniquely obtained from the driving position of the focus lens from which the peak of the AF evaluation value is obtained.
As described above, it is possible to obtain distance information for each AF evaluation value area 101 of the entire region within the angle of view 100.

図3(A)において、102はAFでフォーカスを合わせたエリアを示している。
システム制御部02は、画面中央部分のAF評価値エリアのうち、最も近距離にあるエリアをAFエリアとして判定し、さらにAFエリアと等距離にあるブロックを主要被写体ブロックとして判定する。
In FIG. 3A, reference numeral 102 denotes an area focused by AF.
The system control unit 02 determines the area closest to the AF evaluation value area at the center of the screen as the AF area, and further determines the block equidistant from the AF area as the main subject block.

図3(B)において、103は主要被写体ブロックを示している(主要被写体ブロック103はAFエリア102を含む)。
システム制御部02は、得られた主要被写体ブロック103の情報と、撮像した画像を基に主要被写体領域を判定する(step01−004)。この処理は、従来の画像処理(輪郭抽出)により、主要被写体ブロック103を含む任意形状の領域の判定を行う。
In FIG. 3B, reference numeral 103 denotes a main subject block (the main subject block 103 includes the AF area 102).
The system control unit 02 determines the main subject area based on the obtained information on the main subject block 103 and the captured image (step 01-004). In this process, a region having an arbitrary shape including the main subject block 103 is determined by conventional image processing (contour extraction).

図3(C)において、104は主要被写体領域を示している。
画像処理部04は、主要被写体領域104の情報を基に、主要被写体画像の抽出処理、背景画像のぼかし処理、合成処理を順次行う(step01−005;ぼかし処理手段)。
In FIG. 3C, reference numeral 104 denotes a main subject area.
The image processing unit 04 sequentially performs main subject image extraction processing, background image blurring processing, and synthesis processing based on the information of the main subject region 104 (step 01-005; blur processing means).

図3(D)において、105は撮影画像、106は主要被写体、107は抽出した主要被写体画像、108は背景画像、109はぼかした背景画像、110は合成画像を示している。
主要被写体の抽出処理では、主要被写体領域104に沿って画像を分離することで、主要被写体の抽出を行う。結果として、撮影画像105は主要被写体画像107と背景画像108に分離される。
In FIG. 3D, 105 is a captured image, 106 is a main subject, 107 is an extracted main subject image, 108 is a background image, 109 is a blurred background image, and 110 is a composite image.
In the main subject extraction process, the main subject is extracted by separating the image along the main subject region 104. As a result, the captured image 105 is separated into the main subject image 107 and the background image 108.

背景画像のぼかし処理では、背景画像108に空間フィルタを適用し、ぼかした背景画像109を生成する。   In the background image blurring process, a spatial filter is applied to the background image 108 to generate a blurred background image 109.

空間フィルタは、下記式1の様に入力画像(In(x,y))に平滑フィルタ(k(ix,iy))を演算し、出力画像(Out(x,y))を得る。   The spatial filter calculates a smoothing filter (k (ix, iy)) on the input image (In (x, y)) as shown in Equation 1 below, and obtains an output image (Out (x, y)).

入力画像(In(x,y))におけるxとyは、注目画素の座標値(水平座標x、垂直座標y)を示す。また上記式1において、座標の演算結果(x+ix―fs/2、及びy+iy−fs/2)は、整数に切り捨て、かつ、入力画像内を指し示す様にクリップされる。
フィルタ係数(k(ix,iy))におけるixとiyは、フィルタ係数の位置(水平方向ix、垂直方向iy)を示す。
X and y in the input image (In (x, y)) indicate coordinate values (horizontal coordinate x, vertical coordinate y) of the target pixel. In Equation 1, the coordinate calculation results (x + ix−fs / 2 and y + iy−fs / 2) are clipped so as to be rounded down to an integer and point to the input image.
Ix and iy in the filter coefficient (k (ix, iy)) indicate the position of the filter coefficient (horizontal direction ix, vertical direction iy).

上記式1により、注目画素の値は、その周辺画素(1辺がサイズfsの正方形)の平均値に置き換わる。
fsが大きくなると、平均化する領域のサイズが大きくなり、強いぼかしの効果が得られる。
fs=1の場合は、注目画素のみの平均値となるため値は変化せず、ぼかしの効果は無い。
According to the above formula 1, the value of the target pixel is replaced with the average value of the surrounding pixels (one side is a square having a size fs).
When fs increases, the size of the area to be averaged increases, and a strong blurring effect is obtained.
In the case of fs = 1, since the average value of only the target pixel is obtained, the value does not change and there is no blurring effect.

尚、本実施の形態では、fsの値は撮影の度に初期値3で処理され、後述するぼかし強度の変更(ぼかし強度調整手段、焦点距離判定手段、調整範囲設定手段)により更新される。   In the present embodiment, the value of fs is processed with the initial value 3 every time the image is taken, and is updated by changing the blur intensity (blur intensity adjusting means, focal length determining means, adjustment range setting means) described later.

合成処理では、ぼかした背景画像109に主要被写体画像107を重ね合わせて合成を行い、合成画像110を生成する。
生成した合成画像は、表示制御部05を介してLCD06へ表示される(step01−006)。
In the synthesizing process, the main subject image 107 is superimposed on the blurred background image 109 and synthesized to generate a synthesized image 110.
The generated composite image is displayed on the LCD 06 via the display control unit 05 (step 01-006).

ここで、ぼかし強度の変更の操作が行われると(step01−007)、システム制御部02は、操作に応じてfsの値を2ずつ減算、あるいは加算し(step01−009)再度画像処理を行うが、変更に先立ってレンズの焦点距離fを読み出し、レンズの焦点距離fに基づき、変更後のfsの値が所定のリミット値(調整範囲)以下か否かを判定し(step01−008)、リミット値より大きくなる場合には、変更を行わない。
また、fsの値が1未満(調整範囲)となる場合にも、変更は行わない。
尚、本実施の形態では、操作に応じてfs(ぼかし強度)の値を2ずつ減算あるいは加算することとしたが、本発明は当然これに限られるものではなく、任意の値を減算あるいは加算することができる。
レンズの焦点距離fと、所定のfsのリミット値との関係の一例について下記表1に示す。
Here, when an operation for changing the blur intensity is performed (step 01-007), the system control unit 02 subtracts or adds 2 to the value of fs by 2 according to the operation (step 01-009) and performs image processing again. However, prior to the change, the focal length f of the lens is read, and based on the focal length f of the lens, it is determined whether or not the value of fs after the change is equal to or less than a predetermined limit value (adjustment range) (step 01-008). If the limit value is exceeded, no change is made.
Also, no change is made when the value of fs is less than 1 (adjustment range).
In the present embodiment, the value of fs (blurring intensity) is subtracted or added by 2 according to the operation. However, the present invention is not limited to this, and any value is subtracted or added. can do.
An example of the relationship between the focal length f of the lens and the limit value of the predetermined fs is shown in Table 1 below.

確定の操作が行われると(step01−010)、システム制御部02は、画像処理部04を制御して合成後の画像を圧縮し、圧縮された画像データを読み出し、さらにヘッダー情報を付加した後、記録メディアインターフェイス部07を通じて記録メディアへ08書き込む(step01−011)。なおこの際、ヘッダー情報には得られた距離情報を付与する。   When the confirmation operation is performed (step 01-010), the system control unit 02 controls the image processing unit 04 to compress the combined image, reads the compressed image data, and adds header information. Then, 08 is written to the recording medium through the recording medium interface unit 07 (step 01-011). At this time, the obtained distance information is added to the header information.

〔第2の実施の形態(背景ぼかし)〕
次に、本発明に係る画像処理装置における特徴である背景ぼかし処理を行う方法の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、再生時に主要被写体以外の背景部分にぼかし処理を行う例である。
図2(B)は本発明に係るデジタルカメラにおける背景ぼかしの動作フローの第2の実施の形態を示すフロー図である。
本実施の形態における動作フローは、画像の再生中に、利用者の操作によってぼかし処理が選択された際の動作を示している。
[Second embodiment (background blur)]
Next, a second embodiment of a method for performing background blurring, which is a feature of the image processing apparatus according to the present invention, will be described. The present embodiment is an example in which blurring processing is performed on a background portion other than the main subject during reproduction.
FIG. 2B is a flowchart showing a second embodiment of the background blur operation flow in the digital camera according to the present invention.
The operation flow in the present embodiment shows the operation when the blurring process is selected by the user's operation during image reproduction.

システム制御部02は、再生中の画像ファイルのヘッダー情報から、付与されている距離情報を読み込む(step02−001)。   The system control unit 02 reads the assigned distance information from the header information of the image file being reproduced (step 02-001).

主要被写体領域の判定、主要被写体画像の抽出処理、背景画像のぼかし処理、合成処理、表示は、第1の実施の形態におけるstep01−004〜006と同じである(step02−002〜004)。   The main subject area determination, main subject image extraction processing, background image blurring processing, composition processing, and display are the same as in steps 01-004 to 006 in the first embodiment (steps 02-002 to 004).

ぼかし強度の変更の操作が行われると(step02−005)、システム制御部02は、再生中の画像ファイルのヘッダー情報から、付与されている焦点距離情報を読み込み(step02−006)、第1の実施の形態におけるstep01−008と同様のリミット値の判定を行う(step02−007)。step02−005〜007が本実施の形態におけるぼかし強度調整手段、焦点距離判定手段、調整範囲設定手段に相当する。
以降の動作(step02−008〜010)は、第1の実施の形態におけるstep01−009〜011と同じである。
When the operation for changing the blur intensity is performed (step 02-005), the system control unit 02 reads the attached focal length information from the header information of the image file being reproduced (step 02-006), and the first control is performed. The limit value is determined in the same manner as in step 01-008 in the embodiment (step 02-007). Steps 02-005 to 007 correspond to the blur intensity adjusting unit, the focal length determining unit, and the adjustment range setting unit in the present embodiment.
The subsequent operations (steps 02-008 to 010) are the same as steps 01 to 009 to 011 in the first embodiment.

以上、上記第1および第2の実施の形態によれば、ぼかし処理により違和感のある不具合画像を生成してしまうことを未然に防止することができる。   As described above, according to the first and second embodiments, it is possible to prevent the generation of a defective image having an uncomfortable feeling due to the blurring process.

本発明に係る画像処理装置の一実施の形態であるデジタルスチルカメラ及びその接続機器の構成を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a digital still camera and an apparatus connected thereto as an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. (A)背景画像ぼかし処理の第1の実施の形態である。(B)背景画像ぼかし処理の第2の実施の形態である。(A) It is 1st Embodiment of a background image blurring process. (B) It is 2nd Embodiment of a background image blurring process. 本発明に係る画像処理装置における撮像フローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the imaging flow in the image processing apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 デジタルスチルカメラ装置
2 システム制御部
3 撮像部
4 画像処理部
5 表示制御部
6 LCD
7 記録メディアインターフェイス部
8 記録メディア
9 ハードキーインターフェイス部
10 通信インターフェイス部
11 PC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital still camera apparatus 2 System control part 3 Imaging part 4 Image processing part 5 Display control part 6 LCD
7 Recording media interface unit 8 Recording media 9 Hard key interface unit 10 Communication interface unit 11 PC

Claims (3)

光学系を介して入力された背景画像データのぼかし処理を行うぼかし処理手段を備え、ぼけた背景画像を出力する画像処理装置において、
前記ぼかし処理のぼかし強度を調整するぼかし強度調整手段と、
前記背景画像が撮影された際の前記光学系の焦点距離を判定する焦点距離判定手段と、
当該判定された焦点距離に基づいて、前記ぼかし強度調整手段の調整範囲を設定する調整範囲設定手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that includes a blur processing unit that performs blur processing on background image data input via an optical system, and outputs a blurred background image.
Blur intensity adjusting means for adjusting the blur intensity of the blur processing;
A focal length determination means for determining a focal length of the optical system when the background image is captured;
An image processing apparatus comprising: an adjustment range setting unit that sets an adjustment range of the blur intensity adjustment unit based on the determined focal length.
光学系を介し入力された背景画像データのぼかし処理を行うぼかし処理工程を備え、ぼけた背景画像を出力する画像処理方法において、
前記ぼかし処理工程に先立ってぼかし処理のぼかし強度を調整するぼかし強度調整工程と、
前記背景画像が撮影された際の前記光学系の焦点距離を判定する焦点距離判定工程と、
当該判定された焦点距離に基づいて、前記ぼかし強度調整工程の調整範囲を設定する調整範囲設定工程と、を備えることを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method that includes a blurring process step of blurring background image data input via an optical system and outputs a blurred background image,
A blur intensity adjusting step for adjusting the blur strength of the blur processing prior to the blur processing step;
A focal length determination step of determining a focal length of the optical system when the background image is captured;
And an adjustment range setting step of setting an adjustment range of the blur intensity adjustment step based on the determined focal length.
デジタルカメラであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is a digital camera.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108111743A (en) * 2016-11-24 2018-06-01 中兴通讯股份有限公司 The control method and shade of shade

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