JP2005318465A - Imaging apparatus and method for processing image data thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及びその画像データ処理方法に関し、特に、光学系を介して電荷結合素子等の撮像デバイスに投影された任意の被写体像を、デジタル信号からなる画像データとして取得する撮像装置及びその画像データ処理方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an image data processing method thereof, and more particularly to an imaging apparatus that acquires an arbitrary subject image projected on an imaging device such as a charge coupled device via an optical system as image data including a digital signal, and The present invention relates to the image data processing method.
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像機器や、撮影機能を備えた携帯電話機や携帯情報端末等の携帯機器の普及が著しい。以下、説明の都合上、これらの機器を、「撮像装置」と総称する。
このような撮像装置は、従来の銀塩フィルムを用いたカメラに比較して、内臓メモリにより、あるいは、小型のメモリカードを装着するだけで大量の被写体画像(画像データ)を撮影、保存することができるので、フィルムの装填や取り替え作業の手間が大幅に軽減され、また、表示パネル(液晶表示パネル等)を搭載しているので、撮影した被写体画像をすぐに確認して、撮影ミスを抑制したり、不必要な画像の整理(削除)等を行うことができるといった、種々の優位な機能を有している。
In recent years, imaging devices such as a digital still camera and a digital video camera, and portable devices such as a mobile phone and a personal digital assistant having a photographing function have been widely used. Hereinafter, for convenience of explanation, these devices are collectively referred to as “imaging device”.
Such an imaging device captures and stores a large amount of subject images (image data) by using a built-in memory or simply mounting a small memory card, as compared with a camera using a conventional silver salt film. This reduces the time required for loading and replacing the film, and is equipped with a display panel (liquid crystal display panel, etc.), so you can immediately check the shot subject image and suppress shooting errors. And has various advantageous functions such as the ability to organize (delete) unnecessary images.
さらに、近年においては、携帯電話機や携帯情報端末、USBフラッシュメモリ等のように、本来他の機能用途に開発された携帯型の機器にも標準的又は付加的な機能として撮影機能が搭載されるようになっており、様々な対象物を手軽に撮影、保存できることから、銀塩フィルムカメラの代替えとして、また、簡易な撮像機器として、国内外を問わず、広く使用されるようになっている。 Furthermore, in recent years, a photographing function is mounted as a standard or additional function in portable devices originally developed for other functional uses such as a mobile phone, a portable information terminal, a USB flash memory, and the like. Since various objects can be easily photographed and stored, it is widely used as an alternative to silver salt film cameras and as a simple imaging device in Japan and overseas. .
ここで、従来技術における撮像装置の概略構成について、簡単に説明する。
図7は、従来技術における撮像装置(デジタルスチルカメラ;以下、「デジタルカメラ」と記す)の光学機構の一例を示す概略断面図であり、図8は、撮像装置の撮影原理を説明する概念図である。図9は、従来技術における撮像装置の問題点を説明するための概念図である。
Here, a schematic configuration of the imaging apparatus according to the related art will be briefly described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical mechanism of an imaging apparatus (digital still camera; hereinafter referred to as “digital camera”) in the prior art, and FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating the imaging principle of the imaging apparatus. It is. FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the problems of the imaging device in the prior art.
従来技術における撮像装置は、図7に示すように、概略、筐体CASEの被写体側に配置された鏡筒11p、光学レンズ12p等からなる光学系と、筐体CASE内部であって、上記光学系における光軸に垂直に配置された電荷結合素子(CCD)やCMOSセンサ等からなる撮像デバイス14pと、を備えた構成を有し、図8(a)に示すように、光学レンズ12pを介して撮像デバイス14pの受光面に投影された被写体SUBの画像光に応じた光量を各撮像画素ごとに検出して、電気信号に変換することにより、図8(b)に示すように、被写体の画像データ(被写体画像データ)IMGpが生成される。 As shown in FIG. 7, the imaging apparatus according to the related art generally includes an optical system including a lens barrel 11 p, an optical lens 12 p, and the like disposed on the subject side of the housing CASE, and the inside of the housing CASE. And an imaging device 14p composed of a charge coupled device (CCD), a CMOS sensor, or the like arranged perpendicular to the optical axis in the system, as shown in FIG. 8A, through an optical lens 12p. As shown in FIG. 8 (b), the amount of light corresponding to the image light of the subject SUB projected on the light receiving surface of the imaging device 14p is detected for each imaging pixel and converted into an electrical signal. Image data (subject image data) IMGp is generated.
ここで、撮像装置の光学レンズ12pと撮像デバイス14pとの間には、一般に、図7、図8(a)に示すように、ローパスフィルタや赤外線吸収フィルタ等の各種光学フィルタ13pが設けられた構成を有している。
具体的には、撮像デバイス14pは、受光面に複数の撮像画素が規則的に配列された構成を有しているため、その画素間隔で決まる標本化空間周波数に近似した空間周波数成分を有する被写体SUBが撮像されると、被写体画像データIMGpに、いわゆるモアレが現れることが知られている。
Here, generally, various optical filters 13p such as a low-pass filter and an infrared absorption filter are provided between the optical lens 12p and the imaging device 14p of the imaging apparatus, as shown in FIGS. It has a configuration.
Specifically, since the imaging device 14p has a configuration in which a plurality of imaging pixels are regularly arranged on the light receiving surface, an object having a spatial frequency component approximate to the sampling spatial frequency determined by the pixel interval. It is known that so-called moire appears in the subject image data IMGp when the SUB is imaged.
そこで、被写体SUBの画像光の光路上にローパスフィルタを配置し、画像光を透過させることにより、被写体像の空間周波数から、標本化空間周波数成分近傍の空間周波数成分を低減させることができる。
また、赤外線吸収フィルタは、光学系を介して撮像デバイス14pに投影される被写体SUBの画像光から赤外波長成分を除去して、撮像デバイスSUB特有の受光感度を、人間の視覚による受光感度に近似させるためのものである。
Therefore, by arranging a low-pass filter on the optical path of the image light of the subject SUB and transmitting the image light, the spatial frequency component near the sampling spatial frequency component can be reduced from the spatial frequency of the subject image.
The infrared absorption filter removes the infrared wavelength component from the image light of the subject SUB projected onto the imaging device 14p via the optical system, and the light receiving sensitivity peculiar to the imaging device SUB is changed to the light receiving sensitivity by human vision. It is for approximation.
ところで、このような周知の構成を有する撮像装置においては、光学系(光学レンズ12p)と撮像デバイス14pとの間に空間が存在する。特に、交換レンズ式の撮像装置や、光学系が筐体CASEからせり出す沈胴式の構造を有する撮像装置においては、上記空間に埃や塵が入り込みやすく、また、光学フィルタ13pとして適用されるローパスフィルタが水晶やリチウムナイオベート等の帯電性の高い材料により構成されているため、図9(a)に示すように、上記空間に入り込んだ埃や塵、汚れ等(以下、「塵埃」と略記する)DSTが、光学フィルタ(ローパスフィルタ)13pの表面に付着しやすく、撮影時に被写体SUBの画像光が遮断されることにより、対応する撮像画素における受光量(電荷蓄積量)が減少して欠陥画素と同様に黒点として検出され、図9(b)に示すように、被写体画像データIMGxの劣化を招くという問題を有していた。 By the way, in the imaging apparatus having such a known configuration, a space exists between the optical system (optical lens 12p) and the imaging device 14p. In particular, in an interchangeable lens type imaging device and an imaging device having a retractable structure in which an optical system protrudes from a housing CASE, dust and dust are likely to enter the space, and a low-pass filter applied as the optical filter 13p. Is made of a highly chargeable material such as quartz or lithium niobate, and as shown in FIG. 9A, dust, dirt, dirt, etc. (hereinafter abbreviated as “dust”) entering the space. ) DST tends to adhere to the surface of the optical filter (low-pass filter) 13p, and the image light of the subject SUB is blocked at the time of photographing, so that the amount of received light (charge accumulation amount) in the corresponding imaging pixel is reduced and defective pixels are obtained. As shown in FIG. 9B, there is a problem in that the subject image data IMGx is deteriorated.
このような撮像装置のフィルタに付着する塵埃による被写体画像の劣化を抑制する構成としては、例えば、特許文献1等に、被写体の撮影時に、塵埃が付着した光学フィルタ(ローパスフィルタ)を、撮像デバイス(CCDエリアセンサ)に平行に移動させることにより、塵埃により影響を受ける(受光量が減少する)撮像画素を分散するとともに、各撮像画素における受光量の減少量(かげり量)を相対的に抑制する構成が記載されている。
As a configuration for suppressing the deterioration of the subject image due to dust adhering to the filter of such an image pickup apparatus, for example,
しかしながら、上述した特許文献1等に記載された撮像装置(デジタルカメラ)においては、光学フィルタ(ローパスフィルタ)に付着した塵埃による被写体画像データの劣化を抑制するために、撮像デバイスに対してフィルタを平行に移動させる駆動機構を備え、被写体の撮影のたびに当該光学フィルタを移動させるように駆動機構を制御する必要があるため、撮像装置の構成及び駆動制御が複雑になるとともに、消費電力の増加を招くという問題を有していた。
However, in the imaging apparatus (digital camera) described in
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成及び処理方法により、光軸上の光学フィルタに付着した塵埃による被写体画像データの劣化を抑制することができる撮像装置及びその画像データ処理方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides an imaging apparatus capable of suppressing deterioration of subject image data due to dust attached to an optical filter on the optical axis and a method for processing the image data, with a simple configuration and processing method. The purpose is to provide.
請求項1記載の発明は、被写体を撮影して、画像データとして取得する撮像装置において、受光面に投影された画像光を検出し、電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前記被写体側に設けられ、前記被写体の画像光に含まれる特定の波長成分に変更を加える光学フィルタと、前記光学フィルタを介して、前記撮像手段の受光面に前記被写体を投影して、該被写体の画像光に基づいて、第1の画像データを取得する被写体画像データ取得手段と、前記光学フィルタを介して、前記撮像手段に検出光のみを照射して、第2の画像データを取得する補間用画像データ取得手段と、前記第1の画像データに含まれる特定の画素データを補間処理する画素データ補間手段と、前記補間処理された前記第1の画像データを格納する画像データ記憶手段と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus that captures an image of a subject and obtains it as image data, an imaging unit that detects image light projected on a light receiving surface and converts the image light into an electrical signal, and the subject of the imaging unit And an optical filter that changes a specific wavelength component included in the image light of the subject, and projects the subject onto the light receiving surface of the imaging means via the optical filter, thereby image of the subject An object image data acquisition unit that acquires first image data based on light, and an interpolation image that acquires second image data by irradiating only the detection light to the imaging unit via the optical filter. Data acquisition means; pixel data interpolation means for interpolating specific pixel data included in the first image data; and image data storage for storing the interpolated first image data. Characterized in that it comprises a means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の撮像装置において、前記画素データ補間手段は、前記第2の画像データに基づいて特定画素を特定し、前記第1の画像データにおける前記特定画素の周辺に位置する複数の画素の画素データに基づいて、補間処理を行うことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の撮像装置において、前記画素データは、色度データであって、前記画素データ補間手段は、前記特定画素の周辺に位置する複数の画素における色度データの平均値を、前記特定画素の画素データとすることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the pixel data interpolating unit specifies a specific pixel based on the second image data, and the specific pixel in the first image data. Interpolation processing is performed based on pixel data of a plurality of pixels located in the periphery.
According to a third aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the second aspect, the pixel data is chromaticity data, and the pixel data interpolating means includes chromaticities in a plurality of pixels located around the specific pixel. The average value of the data is pixel data of the specific pixel.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の撮像装置において、前記補間用画像データ取得手段は、前記撮像装置の筐体内に設けられ、前記検出光を放射する光源を有していることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の撮像装置において、前記光源は、前記光学フィルタの側方端面に設けられ、前記検出光を前記側方端面から入射するように構成されていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1記載の撮像装置において、前記光学フィルタは、少なくとも、ローパスフィルタと赤外線吸収フィルタを積層した構成を有していることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the interpolation image data acquisition means includes a light source that is provided in a casing of the imaging apparatus and that emits the detection light. Features.
According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging device according to the fourth aspect, the light source is provided on a side end surface of the optical filter, and is configured to make the detection light incident from the side end surface. It is characterized by.
According to a sixth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the first aspect, the optical filter has a configuration in which at least a low-pass filter and an infrared absorption filter are stacked.
請求項7記載の発明は、光学フィルタを介して、撮像手段の受光面に投影された被写体の画像光を検出し、画像データとして取得する撮像装置の画像データ処理方法において、前記光学フィルタ及び前記撮像手段に検出光のみを照射して、補間用画像データを取得する処理と、前記光学フィルタを介して、前記撮像手段の受光面に前記被写体を投影して、被写体画像データを取得する処理と、前記補間用画像データに基づいて、被写体画像データに含まれる特定画素を特定し、当該特定画素の画素データを補間する処理と、を含むことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image data processing method of an image pickup apparatus that detects image light of a subject projected on a light receiving surface of an image pickup unit via an optical filter, and acquires the image light as image data. A process of irradiating only the detection light to the imaging means to acquire image data for interpolation; a process of acquiring the subject image data by projecting the subject onto the light receiving surface of the imaging means via the optical filter; And a process of specifying a specific pixel included in the subject image data based on the interpolation image data and interpolating the pixel data of the specific pixel.
請求項8記載の発明は、請求項7記載の撮像装置の画像データ処理方法において、前記画素データは、色度データであって、前記画素データを補間する処理は、前記特定画素の周辺に位置する複数の画素における色度データの平均値を、前記特定画素の画素データとすることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image data processing method of the imaging device according to the seventh aspect, the pixel data is chromaticity data, and the process of interpolating the pixel data is located around the specific pixel. The average value of the chromaticity data in the plurality of pixels is the pixel data of the specific pixel.
すなわち、本発明に係る撮像装置及びその画像データ処理方法は、光学レンズの光軸上に配置されたCCD等の撮像デバイス(撮像手段)に対して、光学レンズ及び光学フィルタ(ローパスフィルタ、赤外線吸収フィルタ等)を介して被写体画像を投影し、その画像光に基づく電荷蓄積量(受光量)を検出して、電気信号に変換することにより、被写体の画像データを取得する(被写体を撮影する)撮像装置において、少なくとも、補間用画像データ取得手段により、被写体の撮影に先立って、光学レンズを介して外光(画像光)を取り込むことなく、光学フィルタ及び撮像手段に直接検出光を照射して、補間用画像データ(第2の画像データ)を取得し、被写体画像データ取得手段により、光学レンズ及び光学フィルタを介して、撮像デバイスの受光面に投影した被写体画像(画像光)に基づいて、被写体画像データ(第1の画像データ)を取得し、画素データ補間手段により、上記補間用画像データに基づいて、光学フィルタに付着した塵埃により受光量が減少した撮像画素(特定画素)や、撮像デバイスの欠陥画素(特定画素)の位置を特定し、被写体画像データにおける特定画素周辺の正常な画素データ(例えば、色度データ等)を用いて、当該特定画素の画素データを生成して設定する補間処理を実行するように構成されている。 In other words, the imaging apparatus and the image data processing method thereof according to the present invention have an optical lens and an optical filter (low-pass filter, infrared absorption) for an imaging device (imaging means) such as a CCD disposed on the optical axis of the optical lens. A subject image is projected through a filter or the like, and a charge accumulation amount (light reception amount) based on the image light is detected and converted into an electrical signal, thereby obtaining subject image data (photographing the subject). In the imaging apparatus, at least the interpolation image data acquisition unit irradiates the optical filter and the imaging unit with detection light directly without capturing external light (image light) through the optical lens prior to photographing the subject. The image data for interpolation (second image data) is acquired, and the imaging device is acquired by the subject image data acquisition means via the optical lens and the optical filter. The subject image data (first image data) is acquired based on the subject image (image light) projected on the light receiving surface of the sensor, and is attached to the optical filter by the pixel data interpolation unit based on the interpolation image data. The position of an image pickup pixel (specific pixel) whose received light amount has been reduced by the dust and the defective pixel (specific pixel) of the image pickup device is specified, and normal pixel data around the specific pixel in the subject image data (for example, chromaticity data, etc.) ) To generate and set pixel data of the specific pixel.
これによれば、撮像装置の筐体内部に検出光を発光する光源を設けた簡易な構成を有し、被写体の撮影に先立つ任意のタイミングで補間用画像データを取得することにより、光学フィルタに付着した塵埃の影響を受ける撮像画素や欠陥画素(特定画素)を特定することができ、その後に取得した被写体画像データに対して、上記特定画素の画素データを周辺の画素データに基づいて補間する簡易なデータ処理動作により、特定画素の画素データを修復することができ、本来の被写体画像に近似する被写体画像データを得ることができる。
また、このような構成及びデータ処理方法によれば、機構部を駆動させる必要がなく、プログラム制御のみで、上記特定画素による被写体画像データの劣化を抑制することができるので、撮像装置における消費電力の増加を抑制することができる。
According to this, the optical filter has a simple configuration in which a light source that emits detection light is provided inside the housing of the imaging device, and the image data for interpolation is acquired at an arbitrary timing prior to photographing the subject. An imaging pixel and a defective pixel (specific pixel) affected by attached dust can be specified, and the pixel data of the specific pixel is interpolated based on surrounding pixel data with respect to the subject image data acquired thereafter. By simple data processing operation, the pixel data of the specific pixel can be restored, and subject image data that approximates the original subject image can be obtained.
Further, according to such a configuration and data processing method, it is not necessary to drive the mechanism unit, and it is possible to suppress deterioration of subject image data due to the specific pixel only by program control. Can be suppressed.
以下、本発明に係る撮像装置及びその画像データ処理方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
まず、本発明に係る撮像装置のシステム構成について説明する。
図1は、本発明に係る撮像装置のシステム構成を示すブロック図である。
Hereinafter, an imaging device and an image data processing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
First, the system configuration of the imaging apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an imaging apparatus according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る撮像装置100は、概略、CCD等の撮像デバイス(撮像手段)により被写体を撮影し、画像データ(被写体画像データ)として取得する撮像機能部(被写体画像データ取得手段)10と、撮影された被写体の画像データや各種メニューを表示する表示機能部20と、被写体画像データを格納、保存(記憶)する画像メモリ(画像データ記憶手段)30と、補間用画像データを格納する補間データメモリ40と、後述する制御部(CPU)70において実行される制御プログラムや制御データを格納するシステムメモリ50と、システムメモリ50に格納された制御プログラムに基づいて、各機能部における動作状態を制御する制御部60と、上記撮像機能部10により取得した被写体画像データを補正処理する補間機能部(補間用画像データ取得手段、画素データ補間手段)70と、撮像装置100における各種の機能動作を操作するための操作機能部80と、を備え、これらの各機能部が、バスを介して相互に接続された構成を有している。また、これらの各機能部には、図示を省略した電源から所定の動作電力が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
次いで、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の具体構成例を示し、上記各機能部と対応付けながら説明する。
図2は、本発明に係る撮像装置に適用されるデジタルカメラの一具体例を示す概略構成図である。ここで、図2(a)、(b)は、本具体例に係るデジタルカメラの外観を示し、図2(c)は、デジタルカメラの概略断面構造を示す。また、上述した従来技術と同等の構成については、同一又は同等の符号を付して説明する。
Next, a specific configuration example when the imaging apparatus according to the present invention is applied to a digital camera is shown, and will be described in association with each of the above functional units.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a specific example of a digital camera applied to the imaging apparatus according to the present invention. Here, FIGS. 2A and 2B show the appearance of the digital camera according to this example, and FIG. 2C shows the schematic cross-sectional structure of the digital camera. Moreover, about the structure equivalent to the prior art mentioned above, the same or equivalent code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
図2(a)〜(c)に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)100Aは、例えば、筐体CASEの一面側(被写体側)に設けられた鏡筒11、光学レンズ12、フラッシュ15、ファインダ16、オートフォーカス用の測距センサ17と、筐体CASEの他面側(使用者側又は接眼側)に設けられた表示パネル21、該表示パネル21のオン/オフ切り替えボタン22と、筐体CASEの他面側及び上面側に設けられたメニュー選択・決定用の選択決定ボタン81、メニュー表示ボタン82、ズームレバー83、シャッターボタン84、電源オン/オフボタン85と、筐体CASE内部であって、光学レンズ12の光軸上に配置されたローパスフィルタ及び赤外線吸収フィルタ等からなる光学フィルタ13、CCDやCMOSセンサからなる撮像デバイス14と、筐体CASE内部であって、光学フィルタ13及び撮像デバイス14に直接検出光を照射可能な位置に設けられた発光ダイオード(LED)等の光源71と、を備えている。
2A to 2C, a digital camera (imaging device) 100A according to the present embodiment includes, for example, a
以下、図1に示した各機能部について、図2に示した各具体構成を参照しながら説明する。ここで、デジタルカメラ等の撮像装置に周知の構成については、簡単に説明する。
撮像機能部10は、光学レンズ12が内装された鏡筒11や光学フィルタ13、撮像デバイス14、フラッシュ15、ファインダ16、測距センサ17や、図示を省略したレンズ駆動部等を備え、これらを操作機能部90の各操作ボタンによる操作や制御部(CPU)70による制御プログラムにより制御して、ファインダ13を介して、もしくは、表示パネル21に表示された被写体を撮影し(撮像デバイスにより読み取り)、被写体画像データとして取得する機能を有している。
ここで、撮像機能部10により取得された被写体画像データは、画像メモリ30に一時的に格納される。
Hereinafter, each functional unit illustrated in FIG. 1 will be described with reference to each specific configuration illustrated in FIG. 2. Here, a configuration well known in an imaging apparatus such as a digital camera will be briefly described.
The
Here, the subject image data acquired by the
表示機能部20は、液晶表示パネル等の表示パネル21や該表示パネル21に所望の画像情報を表示するためのドライバ回路(図示を省略)、表示パネル21の表示、非表示を切り換え制御するためのオン/オフ切り替えボタン22等を備え、上記撮像機能部10により被写体を撮影する際に被写体を表示したり、デジタルカメラ100Aにおける各種設定や条件を入力、変更等する際にメニューや設定画面を表示したり、画像メモリ30に蓄積された画像データを表示したり等する機能を有している。なお、オン/オフ切り替えボタン22や操作機能部80に設けられた各操作ボタンを操作することにより、表示パネル21への画像情報の表示のオン、オフや、当該画像情報の内容を選択、決定、変更、確認等することができる。
The
画像メモリ30は、上記撮像機能部10により被写体を撮影することにより取得される被写体画像データ、及び、後述する補間処理を施された被写体画像データが格納、保存される。
また、補間データメモリ40は、上記撮像機能部10において、光学レンズ12を介して被写体の画像光を投影することなく、デジタルカメラ100Aの筐体内部に設けられた光源71から、光学フィルタ13及び撮像デバイス14に直接検出光を照射することにより取得される補間用画像データが格納、保存される。
さらに、システムメモリ50は、デジタルカメラ100Aの各種動作を制御する制御部70において実行される制御プログラムや制御データを格納する。
The
In addition, the
Furthermore, the
なお、上述した各メモリ30〜50は、個別のメモリLSIの構成を有するものであってもよいし、単一のメモリLSI内に設定された個別の記憶領域を適用するものであってもよい。近年のデジタルカメラにおいては、着脱可能なメモリカードを備えているものがほとんどであるので、例えば、画像メモリ30としてメモリカードを適用し、補間データメモリ40及びシステムメモリ50としてデジタルカメラ100Aに内蔵された内部メモリを適用することができる。
Each of the
補間機能部70は、筐体CASEの内部であって、少なくとも光学フィルタ13を介して撮像デバイス14に検出光を照射可能な位置に設けられた光源71を備え、撮像機能部10における被写体の撮影に先立つ任意のタイミングで、光学フィルタ13に検出光を照射して、その投影光を撮像デバイス14により読み取ることにより、光学フィルタ13に付着した塵埃により受光量が減少する撮像画素(特定画素)、又は、撮像デバイス14の欠陥画素(特定画素)の位置に関する情報(補間用画像データ)を取得して補間データメモリ40に格納する機能と、画像メモリ30に格納された被写体画像データと補間データメモリ40に格納された補正用画像データとに基づいて、被写体画像データに含まれる特定画素の画素データを補間する処理(詳しくは、後述する)を実行する機能と、を有している。
The
操作機能部80は、デジタルカメラ100Aへの動作電源の投入、遮断を制御する電源オン/オフボタン85、被写体をズームイン、ズームアウトするためのズームレバー83、被写体にピント(焦点)を合わせ、当該被写体の鮮明な画像データを取得するためのシャッターボタン84、表示パネル21にメニュー画面を表示するためのメニュー表示ボタン82、表示パネル21に表示されたメニュー項目から任意のメニューを選択して、決定するほか、任意の情報を入力するための選択決定ボタン81等を備え、上記撮像機能部10による被写体の撮影や、デジタルカメラ100Aにおける各種設定や条件を入力、変更等する機能を有している。
The
制御部(CPU)60は、システムメモリ50に格納された制御プログラムにより、少なくとも、上記各機能部の動作状態を制御する機能を有している。なお、上記補間機能部70は、制御部60と一体的に設けられ、制御部60が上記補間機能部70の動作機能を有するように構成されたものであってもよいし、上記補間機能部70と制御部60が別個に設けられた構成を有するものであってもよい。
The control unit (CPU) 60 has at least a function of controlling the operation state of each functional unit by a control program stored in the
次に、上述した構成を有するデジタルカメラにおける制御動作(画像データ処理方法)について、図面を参照して具体的に説明する。
図3は、本実施形態に係るデジタルカメラの制御動作の一例を示すフローチャートである。
本実施形態に係るデジタルカメラの制御動作は、図3に示すように、例えば、デジタルカメラ100Aの使用者が電源オン/オフボタン85を操作して、デジタルカメラ100Aを起動させることにより(S101)、補間機能部70において補間用画像データを取得する動作が実行される。
Next, a control operation (image data processing method) in the digital camera having the above-described configuration will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a control operation of the digital camera according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the control operation of the digital camera according to the present embodiment is performed, for example, when the user of the digital camera 100A operates the power on / off button 85 to activate the digital camera 100A (S101). In the
すなわち、デジタルカメラ100Aの光学レンズ12を介して被写体の画像光を撮像デバイス14に投影しないように設定した状態(外光の入射を遮断した状態)で、筐体CASE内部に設けられた光源71を点灯させて、光学フィルタ13に検出光を照射する(S102)。これにより、光学フィルタ13を透過した検出光が撮像デバイス14に照射されるが、このとき、光学フィルタの表面に付着した塵埃が撮像デバイス14の受光面に投影される。
That is, the
そして、上記光源71の点灯動作に同期して撮像デバイス14を駆動制御して上記受光面に投影された検出光を検出することにより(S103)、光学フィルタ13に付着した塵埃に対応する位置の撮像画素の受光量(電荷蓄積量)が、他の撮像画素に比較して少なく検出される。この各撮像画素における受光量は、電気信号に変換されて補間用画像データとして補間データメモリ40に格納される(S104、S105)。
Then, by driving and controlling the
なお、補間機能部70における補間用画像データの取得動作は、上述した電源オン/オフボタン85を操作することによるデジタルカメラ100Aの起動時に限定されるものではなく、例えば、使用者が任意のタイミングで、メニュー選択・決定用の選択決定ボタン81やメニュー表示ボタン82等を操作することにより実行するものであってもよい。
また、このときの外光の入射を遮断した状態は、例えば、光学レンズ12の光軸上であって、光学レンズと光学フィルタ間にシャッタ(図示を省略)を設け、当該シャッタを閉じた状態に設定したり、鏡筒11や光学レンズ12にレンズカバー(図示を省略)を設けたりすることにより実現される。
Note that the interpolation image data acquisition operation in the
Further, the state where the external light is blocked at this time is, for example, on the optical axis of the
次いで、使用者がシャッターボタン84を操作して(S106)、光学レンズ12及び光学フィルタ13を介して、撮像デバイス14の受光面に投影された被写体の画像光を検出することにより、被写体画像を読み取る(被写体を撮影する)(S107)。これにより、被写体画像が電気信号に変換されて被写体画像データが生成され(S108)、画像メモリ30に一旦格納(一時記憶)される(S109)。
Next, the user operates the shutter button 84 (S106), and detects the image light of the subject projected on the light receiving surface of the
次いで、制御部60からの命令により、補間機能部70において、処理ステップS105において補間データメモリ40に格納された補間用画像データに基づいて、画像メモリ30に格納された被写体画像データの補間処理を実行し(S110)、当該補間処理された被写体画像データ(処理済み画像データ)を画像メモリ30の所定の記憶領域に格納(記憶)する(S111)。
Next, in response to a command from the control unit 60, the
ここで、被写体画像データの補間処理(画像データの処理方法)について、図面を参照して詳しく説明する。
図4は、本実施形態に係るデジタルカメラの画像データの処理方法を説明するための概念図であり、図5は、本実施形態に係る被写体画像データの補間処理を説明するための概念図である。
Here, the subject image data interpolation processing (image data processing method) will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the image data processing method of the digital camera according to the present embodiment. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining subject image data interpolation processing according to the present embodiment. is there.
図4(a)に示すように、上記処理ステップS106〜S109において取得した被写体画像データIMGxは、光学フィルタ13に塵埃DSTが付着した状態で被写体SUBの撮影を行うことになるため、従来技術に示した場合と同様に、被写体SUBとともに、塵埃DSTが写し込まれることにより、被写体画像データIMGxには、受光量(電荷蓄積量)が減少した画素データ(暗点)が存在する。また、撮像デバイス14に欠陥画素が存在する場合にも、画像光の検出が適切に行われないため、暗点として読み取られる。
As shown in FIG. 4 (a), the subject image data IMGx acquired in the processing steps S106 to S109 captures the subject SUB with dust DST attached to the
一方、上記処理ステップS102〜S105において取得した補間用画像データは、外光(被写体の画像光)の入射を遮断し、光源71から検出光のみを照射した状態で、撮像デバイス14により読み取りを行うことにより、光学フィルタ13に付着した塵埃DSTに対応する位置の撮像画素、及び、撮像デバイス14の欠陥画素のみが暗点として読み取られる。
On the other hand, the image data for interpolation acquired in the processing steps S102 to S105 is read by the
これにより、図4(b)に示すように、被写体画像データIMGxに含まれる塵埃DSTの影響を受けた撮像画素、及び、欠陥画素の位置が、補間用画像データIMGyにより特定されることになるので、当該特定された撮像画素(特定画素)の画素データを修復(補間)する処理を行うことにより、塵埃DSTや欠陥画素の影響を抑制した、本来の被写体画像に近似する被写体画像データIMGzを取得することができる。 As a result, as shown in FIG. 4B, the positions of the imaging pixels and defective pixels affected by the dust DST included in the subject image data IMGx are specified by the interpolation image data IMGy. Therefore, subject image data IMGz approximating the original subject image, in which the influence of dust DST and defective pixels is suppressed by performing processing to repair (interpolate) pixel data of the identified imaging pixel (specific pixel). Can be acquired.
本実施形態に係る被写体画像データの補間処理としては、例えば、図5(a)に示すように、まず、上記補間用画像データIMGyにより特定される撮像画素P(x,y)に対して、上方及び下方の各撮像画素P(x,y+1)、P(x,y−1)、並びに、左方及び右方の各撮像画素P(x−1,y)、P(x+1,y)の4個の撮像画素に対応する、被写体画像データIMGxの画素データを抽出する。ここで、画素データとしては、各撮像画素により検出された被写体の画像光の受光量に基づいて生成される色度データや明度データ等を適用することができる。以下、画素データとして色度データ(色度図上の色度データ)を適用した場合について説明する。 As the subject image data interpolation processing according to the present embodiment, for example, as shown in FIG. 5A, first, for the imaging pixel P (x, y) specified by the interpolation image data IMGy, The upper and lower imaging pixels P (x, y + 1) and P (x, y-1) and the left and right imaging pixels P (x-1, y) and P (x + 1, y) Pixel data of the subject image data IMGx corresponding to the four imaging pixels is extracted. Here, as the pixel data, chromaticity data, brightness data, or the like generated based on the amount of received light of the image light of the subject detected by each imaging pixel can be applied. Hereinafter, a case where chromaticity data (chromaticity data on a chromaticity diagram) is applied as pixel data will be described.
そして、上記抽出された画素データ(色度データ)について、図5(c)に示すように、色度図上の座標位置を特定し、これらの座標位置に基づく重心位置の色度データ(すなわち、各色度データの平均値)を上記撮像画素P(x,y)の画素データとして設定する。このような特定画素(塵埃DSTの影響を受けた撮像画素、及び、欠陥画素)の補間処理を、被写体画像データIMGxに含まれる(すなわち、補間用画像データIMGyにより特定される)全ての特定画素について実行することにより、塵埃DSTや欠陥画素の影響を抑制して、本来の被写体画像に近似する被写体画像データIMGzを取得することができる。 Then, for the extracted pixel data (chromaticity data), as shown in FIG. 5C, the coordinate position on the chromaticity diagram is specified, and the chromaticity data of the center of gravity position based on these coordinate positions (that is, the chromaticity data) , The average value of each chromaticity data) is set as the pixel data of the imaging pixel P (x, y). Interpolation processing of such specific pixels (imaging pixels affected by dust DST and defective pixels) is included in the subject image data IMGx (that is, specified by the interpolation image data IMGy). By executing the above, it is possible to obtain subject image data IMGz that approximates the original subject image while suppressing the influence of the dust DST and defective pixels.
なお、上述した特定画素に対して上下左右に隣接する撮像画素の画素データを用いた被写体画像データの補間処理は、塵埃DSTの影響を受けた撮像画素、及び、欠陥画素が独立した一画素のみである場合に有効である。
これに対して、上記特定画素が複数の画素にまたがって(連続して)いる場合には、例えば、補間用画像データIMGyにより特定される撮像画素を1個のみ含む所定数の撮像画素群に対応する、被写体画像データIMGxの画素データ(色度データ)を抽出して、これらの平均値を上記撮像画素P(x,y)の画素データとして設定する手法を適用することができる。
Note that subject image data interpolation processing using pixel data of imaging pixels that are vertically and horizontally adjacent to the specific pixel described above is only an imaging pixel affected by dust DST and a single pixel in which defective pixels are independent. It is effective when
On the other hand, when the specific pixel extends over a plurality of pixels (successively), for example, a predetermined number of image pickup pixel groups including only one image pickup pixel specified by the interpolation image data IMGy. A method of extracting corresponding pixel data (chromaticity data) of the subject image data IMGx and setting the average value thereof as the pixel data of the imaging pixel P (x, y) can be applied.
具体的には、まず、図5(b)に示すように、特定の撮像画素P(x,y)を含む縦方向2画素×横方向2画素からなる4個の撮像画素P(x,y)、P(x,y+1)、P(x+1,y)、P(x+1,y+1)の画素データを抽出する。
そして、上記抽出された画素データ(色度データ)について、上述した補間処理の手法と同様に、図5(c)に示した色度図上の座標位置を特定し、これらの座標位置に基づく重心位置の色度データ(各色度データの平均値)を上記撮像画素P(x,y)の画素データとして設定する。このような補間処理を、塵埃DSTの影響を受けた連続する撮像画素群の外縁部から実行し、上記補間処理により設定された画素データを用いて、上記撮像画素群の内部方向に順次同様の補間処理を実行することにより、比較的大きな塵埃DSTや欠陥画素の影響を抑制して、本来の被写体画像に近似する被写体画像データIMGzを取得することができる。
Specifically, as shown in FIG. 5B, first, four image pickup pixels P (x, y) including 2 pixels in the vertical direction and 2 pixels in the horizontal direction including the specific image pickup pixel P (x, y). ), P (x, y + 1), P (x + 1, y), and P (x + 1, y + 1) pixel data are extracted.
For the extracted pixel data (chromaticity data), the coordinate positions on the chromaticity diagram shown in FIG. 5C are specified and based on these coordinate positions, as in the interpolation processing method described above. Chromaticity data at the center of gravity (average value of each chromaticity data) is set as pixel data of the imaging pixel P (x, y). Such interpolation processing is executed from the outer edge of the continuous imaging pixel group affected by the dust DST, and the same processing is sequentially performed in the internal direction of the imaging pixel group using the pixel data set by the interpolation processing. By executing the interpolation process, it is possible to obtain subject image data IMGz that approximates the original subject image while suppressing the influence of relatively large dust DST and defective pixels.
したがって、本実施形態に係る撮像装置及びその画像データ処理方法によれば、撮像装置(デジタルカメラ)の筐体内部に検出光を発光する光源を設けた簡易な構成により、被写体の撮影に先立つ任意のタイミングで、検出光を照射して撮像デバイスによる読み取り動作を行うことにより、光学フィルタに付着した塵埃の影響を受ける撮像画素を特定することができ、その後に取得した被写体画像データに対して、上記特定された撮像画素の画素データを補間する簡易なデータ処理動作により、塵埃による画素データの劣化を抑制することができ、本来の被写体画像に近似する被写体画像データを得ることができるとともに、撮像装置における消費電力を削減することができる。 Therefore, according to the imaging apparatus and the image data processing method thereof according to the present embodiment, an arbitrary prior to shooting of a subject can be achieved with a simple configuration in which a light source that emits detection light is provided inside the housing of the imaging apparatus (digital camera). By irradiating the detection light at the timing and performing a reading operation by the imaging device, it is possible to identify the imaging pixel affected by the dust attached to the optical filter, and for the subject image data acquired thereafter, The simple data processing operation that interpolates the pixel data of the identified imaging pixel can suppress the degradation of the pixel data due to dust, and can obtain subject image data that approximates the original subject image, The power consumption in the apparatus can be reduced.
図6は、本実施形態に係る撮像装置に適用可能な光学フィルタの構成、及び、該光学フィルタと光源との関係を示す概略図である。
上述した実施形態においては、光学フィルタ13の構成について特に言及しなかったが、例えば、図6(a)に示すように、水晶板13aと13cとの間に位相差板13bを挟むように密着(積層)したローパスフィルタと、水晶板13cの撮像デバイス14側(図示を省略)に密着して重ね合わせた(積層した)赤外線吸収ガラス(赤外線吸収フィルタ)13dと、からなる構成を適用することができる。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical filter applicable to the imaging apparatus according to the present embodiment and a relationship between the optical filter and a light source.
In the embodiment described above, the configuration of the
また、上述した実施形態においては、図2(c)において、光源を光学フィルタ13に対して離間するように設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図6(b)に示すように、図6(a)に示した光学フィルタ13の側方端面に密着するように光源を設けた構成を有するものであってもよい。これによれば、光源を設ける際の配置位置の設計上の制約を低減することができる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the light source is provided so as to be separated from the
さらに、上述した実施形態において、塵埃や欠陥画素の影響を受ける撮像画素の数が比較的多く、上述したような補間処理を実行した場合であっても、本来の被写体画像に近似する被写体画像データを得ることができないと判断される場合には、補間処理を実行することなく、表示パネル21にその旨を表示して、使用者に報知するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, subject image data that approximates the original subject image even when the number of imaging pixels affected by dust or defective pixels is relatively large and the above-described interpolation processing is executed. May be displayed on the
具体的には、図3に示したフローチャートにおいて、例えば、処理ステップS105に先立つタイミングで、補間用画像データに含まれる暗点の数や連続する画素数等を検出し、その検出数が予め設定した所定数(例えば、10画素)をこえる場合には、表示パネル21に光学フィルタ13や撮像デバイス14が汚損されている旨の表示を行うとともに、使用者により撮像装置の分解が可能な構造の場合(例えば、レンズ交換式のデジタルカメラ等)には、塵埃の除去作業を促す旨の表示を行い、撮像装置の分解が不可能な構造の場合(密閉型のデジタルカメラ等)には、製造業者によるメンテナンスを受けるよう促す旨の表示を行うようにしてもよい。
Specifically, in the flowchart shown in FIG. 3, for example, the number of dark spots or the number of continuous pixels included in the image data for interpolation is detected at a timing prior to processing step S105, and the number of detections is set in advance. When the predetermined number (for example, 10 pixels) is exceeded, the
10 撮像機能部
13 光学フィルタ
14 撮像デバイス
20 表示機能部
30 画像メモリ
40 補間データメモリ
50 システムメモリ
60 制御部(CPU)
70 補間機能部
71 光源
80 操作機能部
100 電子機器
100A デジタルカメラ
DESCRIPTION OF
70
Claims (8)
受光面に投影された画像光を検出し、電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の前記被写体側に設けられ、前記被写体の画像光に含まれる特定の波長成分に変更を加える光学フィルタと、
前記光学フィルタを介して、前記撮像手段の受光面に前記被写体を投影して、該被写体の画像光に基づいて、第1の画像データを取得する被写体画像データ取得手段と、
前記光学フィルタを介して、前記撮像手段に検出光のみを照射して、第2の画像データを取得する補間用画像データ取得手段と、
前記第1の画像データに含まれる特定の画素データを補間処理する画素データ補間手段と、
前記補間処理された前記第1の画像データを格納する画像データ記憶手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that captures a subject and acquires it as image data,
Imaging means for detecting image light projected on the light receiving surface and converting it into an electrical signal;
An optical filter that is provided on the subject side of the imaging means and changes a specific wavelength component included in the image light of the subject;
Subject image data acquisition means for projecting the subject onto a light receiving surface of the imaging means via the optical filter and acquiring first image data based on image light of the subject;
Interpolation image data acquisition means for acquiring second image data by irradiating only the detection light to the imaging means through the optical filter;
Pixel data interpolating means for interpolating specific pixel data included in the first image data;
Image data storage means for storing the interpolated first image data;
An imaging apparatus comprising:
前記画素データ補間手段は、前記特定画素の周辺に位置する複数の画素における色度データの平均値を、前記特定画素の画素データとすることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The pixel data is chromaticity data,
3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the pixel data interpolation unit uses an average value of chromaticity data in a plurality of pixels located around the specific pixel as pixel data of the specific pixel.
前記光学フィルタ及び前記撮像手段に検出光のみを照射して、補間用画像データを取得する処理と、
前記光学フィルタを介して、前記撮像手段の受光面に前記被写体を投影して、被写体画像データを取得する処理と、
前記補間用画像データに基づいて、被写体画像データに含まれる特定画素を特定し、当該特定画素の画素データを補間する処理と、
を含むことを特徴とする撮像装置の画像データ処理方法。 In an image data processing method of an imaging apparatus that detects image light of a subject projected on a light receiving surface of an imaging unit via an optical filter and acquires the image light as image data.
A process of irradiating only the detection light to the optical filter and the imaging means to obtain image data for interpolation;
A process of projecting the subject onto a light receiving surface of the imaging means via the optical filter to obtain subject image data;
A process of identifying a specific pixel included in the subject image data based on the interpolation image data, and interpolating the pixel data of the specific pixel;
An image data processing method for an imaging apparatus, comprising:
前記画素データを補間する処理は、前記特定画素の周辺に位置する複数の画素における色度データの平均値を、前記特定画素の画素データとすることを特徴とする請求項7記載の撮像装置の画像データ処理方法。 The pixel data is chromaticity data,
8. The imaging apparatus according to claim 7, wherein the process of interpolating the pixel data uses an average value of chromaticity data in a plurality of pixels located around the specific pixel as pixel data of the specific pixel. Image data processing method.
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- 2004-04-30 JP JP2004136601A patent/JP2005318465A/en active Pending
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