CN110337805A - 摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序 - Google Patents

摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者的摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序。根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸。对校正了聚焦呼吸的图像数据，通过图像处理校正失真。在校正失真时，对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。

Description

摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序
技术领域
本发明涉及一种摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序，尤其涉及一种通过图像处理校正聚焦呼吸及失真的摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序。
背景技术
已知有在成像透镜中产生聚焦呼吸。聚焦呼吸是指伴随聚焦而视角发生变动的现象。专利文献1、2中提出有通过图像处理校正聚焦呼吸的技术。
并且，已知有在成像透镜中产生失真(畸变像差)。失真是指已成像的像变形的现象。专利文献3、4中提出有通过图像处理校正失真的技术。
以往，当通过图像处理校正聚焦呼吸及失真时，分别独立地进行该处理。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-023949号公报
专利文献2：日本特开2008-160622号公报
专利文献3：日本特开2003-333588号公报
专利文献4：日本特开2004-064710号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，在通过图像处理校正聚焦呼吸及失真这两者的情况下，若独立地实施各处理，则校正两者的影响交替出现，从而存在无法适当地进行校正这一缺点。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者的摄像装置、图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述问题的机构如下。
(1)一种摄像装置，其具备：成像透镜，具有聚焦透镜；图像传感器，拍摄通过成像透镜成像的像；图像数据生成部，对从图像传感器输出的信号进行处理并生成图像数据；聚焦呼吸校正部，根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸；及失真校正部，通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。
根据本方式，通过图像处理而聚焦呼吸及失真这两者得到校正。关于聚焦呼吸，通过根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理而得到校正。关于失真，通过图像处理而校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真得到校正。失真因成像透镜而在图像数据中出现，但通过图像处理校正聚焦呼吸，由此其出现方式发生变化。在本方式中，通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。由此，通过图像处理能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
(2)上述(1)的摄像装置中，缩放比例设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真减少规定量的值。
根据本方式，校正聚焦呼吸时的图像数据的缩放比例设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真减少规定量的值。由此，能够减少失真的校正量。
(3)上述(2)的摄像装置中，缩放比例设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值。
根据本方式，校正聚焦呼吸时的图像数据的缩放比例设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值。由此，能够减少失真的校正量。
(4)上述(2)的摄像装置中，缩放比例设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值。
根据本方式，校正聚焦呼吸时的图像数据的缩放比例设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值。由此，能够减少失真的校正量。
(5)上述(2)的摄像装置中，缩放比例设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值。
根据本方式，校正聚焦呼吸时的图像数据的缩放比例设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值。由此，能够减少失真的校正量。
(6)上述(1)的摄像装置中，在失真校正部将图像数据分割为多个区域并按每个区域进行校正处理的情况下，缩放比例设定为在失真校正部中能够校正的值。
根据本方式，校正聚焦呼吸时的图像数据的缩放比例设定为在失真校正部中能够校正的值。由此，能够可靠地校正失真。
(7)上述(1)至(6)中的任一个摄像装置中，因成像透镜而在图像数据中产生的失真仅为正或负中的任一个。
根据本方式，以失真仅以正或负中的任一个来出现的方式，构成成像透镜。由此，从失真校正的观点考虑，当设定聚焦呼吸的校正量(缩放比例)时，能够使该缩放方向落在一定的范围。
(8)上述(1)至(7)中的任一个摄像装置中，失真校正部通过图像处理对根据特定的缩放比例校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。
根据本方式，设为通过图像处理对根据特定的缩放比例校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的结构。即，聚焦呼吸按每个聚焦位置得到校正，但失真以一定的校正量来得到校正。由此，能够减少校正失真的负荷。
(9)一种图像处理装置，其具备：图像数据获取部，获取通过拍摄获得的图像数据；聚焦位置信息获取部，获取拍摄了图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息；聚焦呼吸校正部，根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸；及失真校正部，通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。
根据本方式，通过图像处理而聚焦呼吸及失真这两者得到校正。关于聚焦呼吸，通过根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理而得到校正。关于失真，通过图像处理而校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真得到校正。由此，通过图像处理能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
(10)一种图像处理方法，其包括：获取通过拍摄获得的图像数据的步骤；获取拍摄了图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息的步骤；根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸的步骤；及通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的步骤。
根据本方式，通过图像处理而聚焦呼吸及失真这两者得到校正。关于聚焦呼吸，通过根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理而得到校正。关于失真，通过图像处理而校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真得到校正。由此，通过图像处理能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
(11)一种图像处理程序，其使计算机执行如下功能：获取通过拍摄获得的图像数据的功能；获取拍摄了图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息的功能；根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸的功能；及通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的功能。
根据本方式，通过图像处理而聚焦呼吸及失真这两者得到校正。关于聚焦呼吸，通过根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理而得到校正。关于失真，通过图像处理而校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真得到校正。由此，通过图像处理能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
发明效果
根据本发明，能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
附图说明
图1是表示适用了本发明的摄像装置的一实施方式的概略结构图。
图2是图像信号处理部提供的功能的框图。
图3是表示聚焦位置与视角之间的关系的曲线图。
图4是图像的剪切及缩放处理的说明图。
图5是表示图像数据中出现的失真的一例的图。
图6是表示像高与失真量之间的关系(失真曲线)的图。
图7是失真校正部中的校正处理的处理顺序的说明图。
图8是失真校正部中的校正处理的处理顺序的另一例的说明图。
图9是将聚焦呼吸的校正量设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值时的说明图。
图10是将聚焦呼吸的校正量设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值时的说明图。
图11是将聚焦呼吸的校正量设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值时的说明图。
图12是表示使聚焦位置阶段性地变化时的聚焦位置与视角之间的关系的曲线图。
图13是表示使用某一成像透镜拍摄的图像数据的失真的测量结果的曲线图。
图14是通过图像处理校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真曲线。
图15是表示使用某一成像透镜拍摄的图像数据的失真的测量结果的曲线图。
图16是通过图像处理校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真曲线。
具体实施方式
以下，根据附图对用于实施本发明的优选方式进行详细说明。
◆◆第1实施方式◆◆
[装置结构]
图1是表示适用了本发明的摄像装置的一实施方式的概略结构图。
如图1所示，摄像装置1主要具备成像透镜10、透镜驱动部20、检测部30、图像传感器40、模拟前端50、图像信号处理部60、操作部70及控制部80而构成。
《成像透镜》
成像透镜10由具有聚焦功能的4组变焦透镜构成，且具备聚焦透镜12、变倍透镜14A、补偿透镜14B、光圈16及中继透镜18而构成。
成像透镜10通过使聚焦透镜12沿光轴移动而得到聚焦。并且，通过使由变倍透镜14A及补偿透镜14B构成的变焦透镜14沿光轴移动而得到变焦。而且，通过使光圈16工作，光量得到调整。
《透镜驱动部》
透镜驱动部20具备驱动聚焦透镜12的聚焦透镜驱动部22、驱动变焦透镜14的变焦透镜驱动部24及驱动光圈16的光圈驱动部26。
聚焦透镜驱动部22具备聚焦马达及其驱动电路。聚焦透镜驱动部22根据控制部80的指令驱动聚焦马达，由此使聚焦透镜12沿光轴移动。
变焦透镜驱动部24具备变焦马达及其驱动电路。变焦透镜驱动部24根据控制部80的指令驱动变焦马达，由此使变倍透镜14A及补偿透镜14B沿光轴移动。
光圈驱动部26具备光圈马达及其驱动电路。光圈驱动部26根据控制部80的指令驱动光圈马达，由此旋转驱动光圈16的驱动环并且使光圈叶片缩放。
《检测部》
检测部30具备检测聚焦透镜12的位置的聚焦透镜位置检测部32、检测变焦透镜14的位置的变焦透镜位置检测部34及检测光圈16的开口量的开口量检测部36。
聚焦透镜位置检测部32将聚焦透镜12的位置作为聚焦位置来检测，并将其结果输出至控制部80。
变焦透镜位置检测部34将变倍透镜14A的位置作为变焦位置来检测，并将其结果输出至控制部80。
开口量检测部36检测驱动光圈16的驱动环的旋转位置而检测光圈16的开口量，并将其结果输出至控制部80。
《图像传感器》
图像传感器40拍摄通过成像透镜10成像的像。图像传感器40例如由具有规定的滤色器排列的CMOS(CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconduc tor/互补金属氧化物半导体)及CCD(CCD：Charged Coupled Device/电荷耦合元件)等固体成像元件构成。
《模拟前端(AFE)》
模拟前端50对从图像传感器40输出的模拟图像信号实施CDS处理(CDS：Correlated Double Sampling/相关双采样)、AGC处理(AGC：Automatic Gain Control/自动增益控制)及钳位处理等规定的模拟信号处理，将所处理的模拟图像信号转换为数字图像信号并输出。
《图像信号处理部》
图像信号处理部60读入从模拟前端50输出的数字图像信号，并实施规定的信号处理而生成图像数据。图像信号处理部60对所生成的图像数据实施聚焦呼吸校正处理及失真校正处理并输出。
图2是图像信号处理部提供的功能的框图。
图像信号处理部60具备图像数据生成部62、聚焦呼吸校正部64及失真校正部66。
＜图像数据生成部＞
图像数据生成部62通过对所输入的数字图像信号实施白平衡调整、伽马校正及锐度校正等各种校正处理；同步化处理(通过对R、G、B图像信号实施颜色插值处理而生成从图像传感器40的各像素输出的一组图像信号(R信号、G信号、B信号)的处理)；及YCrCb转换处理(将被同步化处理的每个像素的R、G、B信号转换为亮度信号Y及色差信号Cr、Cb的处理)等规定的信号处理，生成图像数据。
＜聚焦呼吸校正部＞
聚焦呼吸校正部64根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理，并校正聚焦呼吸。聚焦呼吸是指伴随聚焦而视角发生变动的现象。
图3是表示聚焦位置与视角之间的关系的曲线图。在该图中，纵轴为聚焦位置(聚焦透镜的位置)，横轴为视角。
如图3所示，若聚焦位置发生变化，则与其联动地视角发生变化。
另外，在图3所示的例子中，为了便于说明，用直线示出了聚焦位置与视角之间的关系，但当使聚焦位置发生变化时，视角如何变化，根据成像透镜而不同。并且，即便是相同的成像透镜，根据变焦位置而视角发生变化的方式不同。
如图3所示，视角根据聚焦位置而发生变化，因此通过按每个聚焦位置根据规定的缩放比例对图像数据进行缩放处理(也被称为电子变焦、数码变焦。)，能够校正聚焦呼吸。
例如，在图3所示的例子中，将点FP2的位置设为基准聚焦位置。在此，设为聚焦位置从点FP2向最近端侧的点FP1移动。在该情况下，视角从FA2向FA1变化，且仅放大该差分。即，所拍摄的范围放大。因此，在该情况下，通过以与视角放大的量相当的量来对图像数据进行放大处理，能够抵消视角的变动。并且，设为聚焦位置从点FP2向无限远侧的点FP3移动。在该情况下，视角从FA2向FA3变化，且仅缩小该差分。即，所拍摄的范围缩小。因此，在该情况下，通过以与视角缩小的量相当的量来对图像数据进行缩小处理，能够抵消视角的变动。
如此，通过按每个聚焦位置根据规定的缩放比例对图像数据进行缩放处理，能够校正聚焦呼吸。聚焦呼吸校正部64以按每个聚焦位置设定的缩放比例来对图像数据进行缩放处理，而校正聚焦呼吸。
另外，聚焦呼吸根据变焦位置而发生变化，因此聚焦呼吸的校正量(按每个聚焦位置设定的缩放比例)按每个变焦位置设定。
并且，当对图像数据进行缩小处理来校正聚焦呼吸时，前提在于剪切并输出通过图像传感器40拍摄的图像的一部分。即，只要不存在设为基准的视角以上的视角的图像，则无法进行缩小处理，因此当对图像数据进行缩小处理来校正聚焦呼吸时，前提在于剪切并输出图像的一部分。
图4是图像的剪切及缩放处理的说明图。图4(A)示出了以成为基准的视角拍摄的图像的例子。图4(B)示出了作为摄像图像来输出的图像的例子。图4(C)示出了因聚焦呼吸而所拍摄的图像的视角从成为基准的视角缩小时的例子。图4(D)示出了因聚焦呼吸而所拍摄的图像的视角从成为基准的视角放大时的例子。
在图4(A)、(C)及(D)中，以虚线来表示的框F为剪切的图像的范围。
如图4(A)及(B)所示，当为以成为基准的视角拍摄的图像时，直接输出框F内的图像。
另一方面，如图4(C)所示，当因聚焦呼吸而所拍摄的图像的视角从成为基准的视角缩小时(变焦到长焦侧时)，通过缩小处理而图像被缩小输出。
并且，如图4(D)所示，当因聚焦呼吸而所拍摄的图像的视角从成为基准的视角放大时(变焦到广角侧时)，通过放大处理而图像被放大输出。
另外，当校正聚焦呼吸时，设为基准的聚焦位置及其视角考虑与失真校正之间的关系来设定。
另外，在本实施方式的摄像装置1中，聚焦呼吸校正部64从图像数据生成部62获取通过拍摄获得的图像数据，因此聚焦呼吸校正部64作为图像数据获取部而发挥功能。
＜失真校正部＞
失真校正部66对图像数据进行像素位置的转换处理及对伴随像素位置的移动而欠缺的像素进行插值的插值处理，以校正图像数据中出现的失真。
图5是表示图像数据中出现的失真的一例的图。
图像中出现的失真可分为图像的角部向外侧延伸的枕形及图像的角部向内侧缩小的桶型这两种。图5(A)示出了枕形失真的例子。并且，图5(B)示出了桶型失真的例子。
失真的大小(失真量)由相对于自图像中心的距离(像高)的百分率规定。
图6是表示像高与失真量之间的关系(失真曲线)的图。
失真有正及负这两种。成为负值的失真为枕形失真，图像内的任意点均在更远离中心部的距离成像。成为正值的失真为桶型失真，图像内的任意点均在更接近中心部的距离成像。图6(A)示出了枕形失真的例子。并且，图6(B)示出了桶型失真的例子。
图6所示的失真曲线能够以自图像中心的距离(像高)的多维函数来近似表现。例如，桶型失真的失真量能够由下式(1)来表现。
[数式1]
F(d)＝α+β×d+γ×d2+……(1)
其中，d为自图像中心的距离，α、β、γ为系数。
当将没有失真的状态即失真校正后的图像中的像素的坐标设为(x、y)时(x、y为整数)，与此对应的失真校正前的图像的坐标(X、Y)由下式(2)表示。
[数式2]
(X、Y)＝(x×F(d)、y×F(d))、d＝(x2+y2)1/2 (2)
失真校正如下进行，即，求出与校正后的图像的坐标(x、y)对应的校正前的图像的坐标(X、Y)，并将在该校正前的图像中的坐标(X、Y)中存在的像素数据P移动到校正后的图像的坐标(x、y)。
但是，通常，由上述式(2)求出的校正前的图像的坐标(X、Y)不会成为整数值，而在校正前的图像中不存在所对应的像素数据。因此，需要从在校正前的图像的坐标(X、Y)附近实际存在的像素数据通过内插求出与求出的校正前的图像的坐标(X、Y)对应的像素数据P并进行插值。作为此时的插值方法(内插方法)，可举出最近邻值法(nearest neighborinterpolation/最近邻值)及线性插值法(bi-linear interpolation/双线性插值)。
任一插值方法均通过运算求出与校正后的图像中的坐标(x、y)对应的校正前的图像的坐标(X、Y)，并使用求出的坐标(X、Y)附近的校正前的图像的像素数据，按照上述插值方法求出像素数据P。通过将求出的像素数据P设为校正后的图像中的坐标(x、y)的像素数据，能够校正失真。
在本实施方式的摄像装置1中，失真校正部66将图像数据分割为多个区域，并按每个区域进行校正处理。
图7是失真校正部中的校正处理的处理顺序的说明图。
如图7所示，失真校正部66将图像数据沿X轴方向(水平方向)分割为多个框，并按每个框实施校正处理。即，读出框单位中的图像数据并进行校正处理。此时，失真校正部66沿X轴方向扫描框内并按每条线读出各像素的像素值来进行校正处理。
图8是失真校正部66中的校正处理的处理顺序的另一例的说明图。
当将图像数据分割为多个区域并按每个区域进行校正处理时，如图8所示，也能够将图像数据分割为4个象限Q1～Q4并按每个象限Q1～Q4进行校正处理。各象限Q1～Q4由通过图像的中心O且彼此正交的X轴及Y轴分割。失真校正部66将所分割的各象限Q1～Q4进一步分割为多个框并按每个框进行校正处理。即，沿X轴方向将各象限Q1～Q4内分割为多个框并按每个框进行校正处理。此时，如实线箭头a所示，从图像数据的外侧朝向内侧对各框依次进行处理。并且，在各框中，如虚线箭头b所示，从X轴近侧按每条线依次读出各像素的像素值并进行校正处理。
如此，通过将图像数据分割为多个区域并按每个区域进行校正处理，能够减小处理时使用的缓冲存储器的容量。
但是，失真因成像透镜10而出现在图像数据中，但若通过图像处理校正聚焦呼吸，则其出现方式发生变化。
因此，在本实施方式的摄像装置1中，以对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的方式，设定失真校正的校正参数。
另外，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此能够减少图像数据中出现的失真量。因此，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此也能够减少失真校正的负荷。即，通过减少失真量，能够减少校正的参数数量，因此能够减少该处理负荷。
能够事先求出因成像透镜10而产生的失真。并且，对已产生失真的图像数据，也能够事先求出校正了聚焦呼吸时出现的失真。
失真校正部66使用以对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的方式设定的校正参数，校正聚焦呼吸校正后的图像数据的失真。
另外，聚焦呼吸根据变焦位置及聚焦位置而校正，因此失真校正也根据变焦位置及聚焦位置而实施。因此，按每个变焦位置及聚焦位置准备校正参数。
失真校正后的图像数据作为摄像图像从输出端子输出。输出的图像显示于未图示的显示器，或存储于存储器。
《操作部》
操作部70包含聚焦需求、变焦需求等各种操作部件及将该操作信号输出至控制部的操作电路而构成。
《控制部》
控制部80根据操作部70的操作集中控制摄像装置1整体的动作。控制部80在图像信号处理部60的各部对图像数据进行处理时，将所需的信息提供至各部。即，在聚焦呼吸校正部64进行聚焦呼吸校正时，获取聚焦透镜位置检测部32及变焦透镜位置检测部34检测到的聚焦位置及变焦位置的信息，并提供至聚焦呼吸校正部64。并且，在失真校正部66进行失真校正时，获取聚焦透镜位置检测部32及变焦透镜位置检测部34检测到的聚焦位置及变焦位置的信息，并提供至失真校正部66。因此，在本实施方式的摄像装置1中，控制部80作为聚焦位置信息获取部而发挥功能。
[作用]
接着，对如上构成的本实施方式的摄像装置1的作用(图像处理方法)进行说明。
若通过操作部70命令拍摄，则通过成像透镜10成像的像被图像传感器40拍摄。
从图像传感器40输出的图像信号首先施加于模拟前端50，在实施规定的模拟信号处理之后，转换为数字图像信号并输出。从模拟前端50输出的图像信号输入于图像信号处理部60。
输入于图像信号处理部60的图像信号首先通过图像数据生成部62实施规定的信号处理并生成图像数据。
所生成的图像数据施加于聚焦呼吸校正部64，而聚焦呼吸得到校正。聚焦呼吸校正部64经由控制部80获取图像数据被拍摄的时刻的成像透镜10的聚焦位置及变焦位置的信息，并根据按每个聚焦位置及变焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸。
聚焦呼吸得到校正的图像数据施加于失真校正部66，而失真得到校正。失真校正部66通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正。失真校正部66获取图像数据被拍摄的时刻的成像透镜10的聚焦位置及变焦位置的信息，并利用按每个聚焦位置及变焦位置设定的校正参数对图像数据进行图像处理，以校正聚焦呼吸校正后的图像数据中出现的失真。
失真校正后的图像数据作为摄像图像从输出端子输出。输出的图像显示于未图示的显示器，或存储于存储器。
如此，在本实施方式的摄像装置1中，通过图像处理，聚焦呼吸及失真这两者得到校正。在校正失真时，聚焦呼吸校正后的图像数据中出现的失真得到校正。由此，通过图像处理能够适当地校正聚焦呼吸及失真这两者。
并且，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此能够减少图像数据中出现的失真量。由此，能够减少失真校正的处理负荷。
◆◆第2实施方式◆◆
如上所述，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此能够减少失真量，并能够减少失真校正的处理负荷。
因此，从失真校正的观点考虑，只要确定聚焦呼吸的校正量(缩放比例)，则能够进一步减少失真校正时的处理负荷。即，通过以使因成像透镜而在图像数据中产生的失真规定量减少的方式设定聚焦呼吸的校正量，能够进一步减少失真校正时的处理负荷。
从失真校正的观点考虑，作为确定聚焦呼吸的校正量的方法，可考虑如下3种方法。
(A)设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值；
(B)设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值；
(C)设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值。
以下，根据各方法对设定例进行说明。
(A)设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值时
图9是将聚焦呼吸的校正量设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值时的说明图。图9(A)示出了校正聚焦呼吸之前的图像数据的失真，图9(B)示出了校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真。
如图9(A)所示，通常，像高(自图像中心的距离)位于1点时，失真量成为最大。该点为图像四角的对角端。
如图9(B)所示，以校正了聚焦呼吸的结果失真成为最大的像高时的失真减少规定量的方式，设定聚焦呼吸的校正量，即设定图像的缩放比例。
由此，能够大幅减少失真，并能够大幅减少失真校正时的处理负荷。
(B)设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值时
图10是将聚焦呼吸的校正量设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值时的说明图。图10(A)示出了校正聚焦呼吸之前的图像数据的失真，图10(B)示出了校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真。
通常，在图像中央部分配置重要的被摄体。因此，通过以使图像中央部分的失真规定量减少的方式设定聚焦呼吸的校正量，能够提高图像中央部分的图像质量。
当为本方法时，以失真曲线上升的斜率为基准设定聚焦呼吸的校正量。
(C)设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值时
图11是将聚焦呼吸的校正量设定为使因成像透镜而在图像数据中产生的失真最小化的值时的说明图。图11(A)示出了校正聚焦呼吸之前的图像数据的失真，图11(B)示出了校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真。
使失真最小化与使校正失真时的像素的移动量最小化含义相同。
在该情况下，以失真校正量的绝对值的积分量成为最小的方式设定聚焦呼吸的校正量。
由此，在对聚焦呼吸校正后的图像数据进行失真校正时，能够减少该处理负荷。
采用任一方法考虑聚焦呼吸的校正与失真的校正的平衡来确定。即，若失真的减少效果过高，则有时聚焦呼吸的校正效果减少，因此考虑两者的平衡来确定聚焦呼吸的校正量。
(D)其他设定方法
当将图像数据分割为多个区域来进行校正失真时，若超出所分割的各区域而产生失真，则无法适当地实施该校正。即，当超出处理单位即框的X轴方向的宽度而产生有失真时，无法进行该校正。
因此，当失真校正部将图像数据分割为多个区域来进行校正处理时，优选设定为在失真校正部中能够校正的值。即，以校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真落入失真校正部中的处理单位即框的X轴方向的宽度以内的范围的方式，设定聚焦呼吸的校正量。由此，通过失真校正部能够对图像数据适当地进行校正处理。
另外，从失真校正的观点考虑，当设定聚焦呼吸的校正量时，优选该缩放的方向落在一定的范围。为此，以因成像透镜而产生的失真仅以正或负中的任一种来出现的方式构成成像透镜。即，根据光学设计调整失真的出现方式。
◆◆第3实施方式◆◆
如上所述，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此图像数据中出现的失真发生变化。
因此，若要适当地校正失真，则优选根据对图像数据实施的聚焦呼吸的校正来校正失真。
聚焦呼吸的校正按每个聚焦位置实施。因此，若要适当地校正失真，则优选按每个聚焦位置设定失真的校正参数并进行校正。
但是，若按每个聚焦位置设定失真的校正参数，则需保持的校正参数的数据量变多，并且校正的处理负荷变大。当为变焦透镜时，需要按每个变焦位置设定校正参数，因此数据量进一步变多。
因此，关于失真校正，设为不依赖于聚焦位置而用相同的校正参数来进行校正处理的结构。在该情况下，以对根据特定的缩放比例校正聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的方式，设定各变焦位置时的失真的校正参数。
失真校正部不依赖于聚焦位置而用设置于各变焦位置的校正参数来实施失真的校正处理。
如此，关于失真校正，通过不依赖于聚焦位置而用相同的校正参数来进行校正处理，能够减少需保持的校正参数的数据量。并且，也能够减少失真校正的处理负荷。
◆◆其他实施方式◆◆
《成像透镜的结构》
成像透镜可以由不具有光学变焦透镜功能的单焦点的成像透镜构成。并且，成像透镜可以被固定，也可以设为可更换的结构。当为可更换的结构时，按每个成像透镜准备校正呼吸及失真校正的校正参数。
《图像信号处理部中的处理的顺序》
在上述实施方式中，设为在校正聚焦呼吸之后校正失真的结构，但校正量为已知，因此也能够设为在校正失真之后校正聚焦呼吸的结构。
《聚焦呼吸校正及失真校正》
聚焦呼吸及失真的校正也能够采用除了上述以外的其他公知的方法来实施。
《聚焦》
作为聚焦方式，能够采用使聚焦位置阶段性地变化的方式。
图12是表示使聚焦位置阶段性地变化时的聚焦位置与视角之间的关系的曲线图。
当使聚焦位置阶段性地变化时，视角也阶段性地变化。聚焦呼吸校正部64根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对图像数据进行缩放处理并校正聚焦呼吸。
《作为图像处理装置的结构》
在上述实施方式中，以摄像装置为例进行了说明，但也能够作为获取通过拍摄获得的图像数据并进行处理的图像处理装置来构成。在该情况下，由上述实施方式的摄像装置1中的聚焦呼吸校正部64、失真校正部66及控制部80构成图像处理装置。并且，在该情况下，也能够使计算机执行规定的图像处理程序来提供作为图像处理装置的功能。即，也能够使计算机实现作为聚焦呼吸校正部64、失真校正部66及控制部80的功能而作为图像处理装置来发挥功能。
《处理部的结构》
在上述实施方式中，图像信号处理部60(图像数据生成部62、聚焦呼吸校正部64及失真校正部66)及控制部80这种执行各种处理的处理部(processing unit)的硬件结构为如下所示的各种处理器(processor)。各种处理器中，包含执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(CPU：Central Processing Unit/中央处理器)、FPGA(FPGA：Field Programmable Gate Array/现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)及ASIC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit/专用集成电路)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。
1个处理部可以由上述各种处理器中的1个处理器构成，也可以由相同种类或不同种类的2个以上的处理器(例如，多个FPGA或CPU与FPGA的组合)构成。
并且，也可以将多个处理部由1个处理器来构成。作为将多个处理部由1个处理器来构成的例子，第1，如以客户端或服务器等计算机为代表，有通过1个以上的CPU与软件的组合来构成1个处理器，并且该处理器作为多个处理部而发挥功能的方式。第2，如以片上系统(SoC：System On Chip)等为代表，有使用将包含多个处理部的整个系统的功能由1个IC(IC：Integrated Circuit/集成电路)芯片来实现的处理器的方式。如此，各种处理部作为硬件结构，使用1个以上上述各种处理器而构成。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为半导体元件等组合了电路元件的电路(circuitry)。
当由CPU来构成处理部时，CPU通过执行规定的图像处理程序，作为图像信号处理部60(图像数据生成部62、聚焦呼吸校正部64及失真校正部66)及控制部80而发挥功能。此时，设置有作为工作区域的存储器(例如，RAM(RAM：Random Access Memory/随机存取存储器))及作为存储各种处理中所需的数据(校正参数等)的存储部的存储器(例如，ROM(ROM：Read Only Memory/只读存储器))。
实施例
通过图像处理校正聚焦呼吸，由此进行了确认图像数据中出现的失真发生变动的实验。
《实施例1》
图13是表示使用某一成像透镜(成像透镜A)拍摄的图像数据的失真的测量结果的曲线图(失真曲线)。
图13示出了表示聚焦位置的物体距离为无限远端(INF：infinity)时、500mm时及100mm时的失真。该失真因成像透镜A而产生。
图14是通过图像处理校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真曲线。
另外，在如下条件下校正了聚焦呼吸。即，在任一物体距离下，将缩放比例均设定为5.8％，并校正了聚焦呼吸。
由图13及图14的对比可知，通过图像处理校正聚焦呼吸，由此图像数据中出现的失真发生变动。并且，由图13及图14的对比可知，失真向减少的方向发生变动。
《实施例2》
图15是表示使用某一成像透镜(成像透镜B)拍摄的图像数据的失真的测量结果的曲线图(失真曲线)。
图15示出了表示聚焦位置的物体距离为无限远端(INF)时、500mm时及120mm时的失真。该失真因成像透镜B而产生。
图16是通过图像处理校正聚焦呼吸之后的图像数据的失真曲线。
另外，在如下条件下校正了聚焦呼吸。当物体距离为无限远端时，缩放比例设定为0.01％，当物体距离为500mm时，将缩放比例设定为0.3％，当物体距离为120mm时，将缩放比例设定为0.7％，而校正了聚焦呼吸。
由图15及图16的对比可知，通过图像处理进行聚焦呼吸校正，由此图像数据中出现的失真发生变动。并且，由图15及图16的对比可知，失真向减少的方向发生变动。
如此，确认到若对包含失真的图像数据通过图像处理校正聚焦呼吸，则失真向减少方向发生变动。
失真校正以对校正该聚焦呼吸之后的图像数据中出现的失真进行校正的方式，设定校正参数并实施校正处理。
符号说明
1-摄像装置，10-成像透镜，12-聚焦透镜，14-变焦透镜，14A-变倍透镜，14B-补偿透镜，16-光圈，18-中继透镜，20-透镜驱动部，22-聚焦透镜驱动部，24-变焦透镜驱动部，26-光圈驱动部，30-检测部，32-聚焦透镜位置检测部，34-变焦透镜位置检测部，36-开口量检测部，40-图像传感器，50-模拟前端(AFE)，60-图像信号处理部，62-图像数据生成部，64-聚焦呼吸校正部，66-失真校正部，70-操作部，80-控制部，F-表示剪切图像的范围的框，O-图像的中心(光轴)，Q1-象限，Q2-象限，Q3-象限，Q4-象限。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其具备：
成像透镜，具有聚焦透镜；
图像传感器，拍摄通过所述成像透镜成像的像；
图像数据生成部，对从所述图像传感器输出的信号进行处理并生成图像数据；
聚焦呼吸校正部，根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对所述图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸；及
失真校正部，通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的所述图像数据中出现的失真进行校正。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述缩放比例设定为使因所述成像透镜而在所述图像数据中产生的失真减少规定量的值。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述缩放比例设定为使因所述成像透镜而在所述图像数据中产生的失真最小化的值。
4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述缩放比例设定为使失真成为最大的像高时的失真减少规定量的值。
5.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述缩放比例设定为使图像中央部分的失真减少规定量的值。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
在所述失真校正部将所述图像数据分割为多个区域并按每个区域进行校正处理的情况下，
所述缩放比例设定为在所述失真校正部中能够校正的值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，其中，
因所述成像透镜而在所述图像数据中产生的失真仅为正或负中的任一个。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像装置，其中，
所述失真校正部通过图像处理对根据特定的缩放比例校正聚焦呼吸之后的所述图像数据中出现的失真进行校正。
9.一种图像处理装置，其具备：
图像数据获取部，获取通过拍摄获得的图像数据；
聚焦位置信息获取部，获取拍摄了所述图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息；
聚焦呼吸校正部，根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对所述图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸；及
失真校正部，通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的所述图像数据中出现的失真进行校正。
10.一种图像处理方法，其包括：
获取通过拍摄获得的图像数据的步骤；
获取拍摄了所述图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息的步骤；
根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对所述图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸的步骤；及
通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的所述图像数据中出现的失真进行校正的步骤。
11.一种图像处理程序，其使计算机执行如下功能：
获取通过拍摄获得的图像数据的功能；
获取拍摄了所述图像数据的时刻的成像透镜的聚焦位置的信息的功能；
根据按每个聚焦位置设定的缩放比例对所述图像数据进行缩放处理来校正聚焦呼吸的功能；及
通过图像处理对校正聚焦呼吸之后的所述图像数据中出现的失真进行校正的功能。
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