JP2007306406A - Image processor - Google Patents

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Hiroshi Haga
浩 芳賀
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processor which obtains a relatively satisfactory image from a close range to a long range with a two focus lens in which a distance is fixed up to an imaging area. <P>SOLUTION: The image processor comprises: a two focus lens 21 obtained by combining first and second lenses 22, 23 with different focal lengths; an imaging device 24 for generating a first image showing a composite image from both of the first and second lenses 22, 23, and a second image showing an image from one of either the first lens 22 or the second lens 23; a convolution part 33 for executing convolution operation of the first image and an inverse function of a blurring function of either one of the first lens 22 or the second lens 23; a subtractor 36 for subtracting the second image from the first image, and for calculating a fourth image showing an image from the other of either the first lens 22 or the second lens 23; and a comparison determination part 38 for determining whether the second image or the fourth image is focused. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像面までの距離が固定された2焦点レンズによる像を撮像し、近距離から遠距離まで比較的良好な画像を得ることのできる画像処理装置に関するものである。   The present invention relates to an image processing apparatus capable of capturing an image by a bifocal lens with a fixed distance to an imaging surface and obtaining a relatively good image from a short distance to a long distance.

従来の画像処理装置は、図14に示すように、画像を生成する撮像部5と、画像の画像処理を実行する画像処理部9と、画像を表示する表示部10を備えている。   As shown in FIG. 14, the conventional image processing apparatus includes an imaging unit 5 that generates an image, an image processing unit 9 that performs image processing of the image, and a display unit 10 that displays an image.

撮像部5は、焦点距離の異なるレンズ12とレンズ13とが組み合せられた2焦点レンズ11と、この2焦点レンズ11による像を撮像する撮像素子14とを含んでいる。一方、画像処理部9は、撮像部5からの画像を記憶する記憶部6と、2焦点レンズ11を構成している2つのレンズ12、13の内、何れか一方のレンズのボケ関数の逆関数の係数を記憶する係数記憶部8と、画像に畳込み演算を実行する畳込み部7とを含んでいる(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−309723号公報
The imaging unit 5 includes a bifocal lens 11 in which a lens 12 and a lens 13 having different focal lengths are combined, and an imaging element 14 that captures an image by the bifocal lens 11. On the other hand, the image processing unit 9 stores the image from the imaging unit 5 and the inverse of the blur function of one of the two lenses 12 and 13 constituting the bifocal lens 11. A coefficient storage unit 8 that stores function coefficients and a convolution unit 7 that performs a convolution operation on the image are included (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-309723 A

しかしながら、特許文献1に開示された従来の画像処理装置において、撮像素子14の撮像面上に結ばれる像は2つのレンズ12、13による合成像であり、この合成像が示された画像からどちらのレンズによるボケ成分を除去するかを選択する必要があった。また、実際の被写体までの距離とは異なる距離を仮定して画像に畳込み演算を実行した場合、何れか一方のレンズだけで撮像した画像よりも鮮明さが劣るという問題があった。   However, in the conventional image processing apparatus disclosed in Patent Document 1, the image formed on the imaging surface of the imaging element 14 is a composite image by the two lenses 12 and 13, and from which the composite image is shown, It was necessary to select whether to remove the blur component due to the lens. Further, when the convolution operation is performed on the image assuming a distance different from the actual distance to the subject, there is a problem that the sharpness is inferior to the image captured by only one of the lenses.

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、撮像面までの距離が固定された2焦点レンズで近距離から遠距離まで比較的良好な画像を得ることができる画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an image processing apparatus capable of obtaining a relatively good image from a short distance to a long distance with a bifocal lens having a fixed distance to an imaging surface. The purpose is to provide.

本発明の画像処理装置は、焦点距離が異なる第1及び第2レンズで構成され、前記第1及び第2レンズの光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズと、前記2焦点レンズとの距離が固定され、前記第1及び第2レンズの両方による合成像が示された第1画像と、前記第1及び第2レンズの何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子と、前記第1画像と前記第1及び第2レンズの何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、前記畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部と、前記第1画像から第2画像を減算し、前記第1及び第2レンズの何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部と、前記第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部とを備える構成を有している。   The image processing apparatus of the present invention includes a bifocal lens composed of first and second lenses having different focal lengths and concentrically combined with the optical axes of the first and second lenses, and the two focal points. A first image in which a distance from the lens is fixed and a composite image by both the first and second lenses is shown; and a second image in which an image by any one of the first and second lenses is shown A convolution operation of an inverse function of the blur function of one of the first image and the first and second lenses, and the execution result of the convolution operation is output as a third image A convolution unit that performs subtraction, a subtraction unit that subtracts the second image from the first image, and calculates a fourth image in which an image of one of the first and second lenses is displayed, and the second to second A comparison / determination unit for determining which of the four images is in focus; It has a configuration comprising.

この構成により、近距離から遠距離までの何れの被写体に対しても比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, a relatively good image can be output for any subject from a short distance to a long distance.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第4画像夫々の少なくとも1つの特定領域の高周波成分の強度を算出し、前記第2乃至第4画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に基づいて前記第2乃至第4画像から焦点の合っている画像を選択する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit calculates the intensity of the high-frequency component of at least one specific area of each of the second to fourth images, and the specific area of each of the second to fourth images. A focused image is selected from the second to fourth images based on the intensity of the high-frequency component.

この構成により、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   With this configuration, it is possible to accurately select an image focused on the subject.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第4画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に重みを付加する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit adds a weight to the intensity of the high-frequency component in the specific region of each of the second to fourth images.

この構成により、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   With this configuration, it is possible to accurately select an image focused on the subject.

また、本発明の画像処理装置は、前記第3画像の中央部に定義された特定領域の重みは、前記第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域の重みよりも大きい構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the weight of the specific area defined in the central portion of the third image is greater than the weight of the specific area defined in the central portions of the second and fourth images. Have.

この構成により、中距離の被写体が撮像されたか否かを正確に判定することができる。   With this configuration, it can be accurately determined whether or not a medium-distance subject has been imaged.

また、本発明の画像処理装置は、前記第2又は第4画像の上側周辺部の特定領域の重みは、他の画像の上側周辺部の特定領域の重みより大きく、下側周辺部の特定領域の重みは、前記他の画像の下側周辺部の特定領域の重みより小さい構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the weight of the specific area in the upper peripheral portion of the second or fourth image is larger than the weight of the specific area in the upper peripheral portion of the other image, and the specific area in the lower peripheral portion. Has a configuration smaller than the weight of the specific area in the lower peripheral portion of the other image.

この構成により、近距離の被写体と遠距離の被写体が撮像されたか否かを正確に判定することができる。   With this configuration, it is possible to accurately determine whether a short-distance subject and a long-distance subject have been imaged.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第4画像夫々を複数の部分画像に分割し、前記第2乃至第4画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit divides each of the second to fourth images into a plurality of partial images, and based on the intensity of the high-frequency component of the partial images of the second to fourth images. A partial image in focus is selected, and one focused image is generated from the selected partial image.

この構成により、距離の異なる複数の被写体が撮像されても被写体夫々に焦点の合っている比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, even when a plurality of subjects having different distances are imaged, it is possible to output a relatively good image in which each subject is in focus.

また、本発明の画像処理装置は、前記第2乃至第4画像夫々の部分画像が、隣接の部分画像と重複する重複領域を有し、前記比較判定部が、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するとき、前記重複領域に重みを付加し、前記重みが付加された重複領域を重ねる構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, each of the partial images of the second to fourth images has an overlapping area overlapping with an adjacent partial image, and the comparison / determination unit is configured to focus on the selected partial image. When one matching image is generated, a weight is added to the overlapping region, and the overlapping region to which the weight is added is overlapped.

この構成により、分割画像の重なる部分まで比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, it is possible to output a relatively good image up to a portion where the divided images overlap.

また、本発明の画像処理装置は、前記畳込み部が、前記第1画像と前記第1及び第2レンズの何れか他方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、第5画像として出力する構成を有している。   In the image processing apparatus according to the aspect of the invention, the convolution unit may perform a convolution operation of an inverse function of the other blur function of the first image and the first and second lenses as a fifth image. It has a configuration to output.

この構成により、近距離から遠距離までの何れの被写体に対しても比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, a relatively good image can be output for any subject from a short distance to a long distance.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第5画像夫々の少なくとも1つの特定領域の高周波成分の強度を算出し、前記第2乃至第5画像夫々の特定領域から抽出される高周波成分の強度に基づいて前記第2乃至第5画像から焦点の合っている画像を選択する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit calculates the intensity of the high frequency component of at least one specific region of each of the second to fifth images, and the specific region of each of the second to fifth images. The in-focus image is selected from the second to fifth images based on the intensity of the high-frequency component extracted from the image.

この構成により、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   With this configuration, it is possible to accurately select an image focused on the subject.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第5画像夫々の高周波成分に重みを付加する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit adds a weight to the high-frequency component of each of the second to fifth images.

この構成により、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   With this configuration, it is possible to accurately select an image focused on the subject.

また、本発明の画像処理装置は、前記第3及び第5画像の中央部に定義された特定領域の重みは、前記第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域の重みよりも大きい構成を有している。   In the image processing apparatus according to the aspect of the invention, the weight of the specific area defined in the central portion of the third and fifth images may be greater than the weight of the specific area defined in the central portion of the second and fourth images. It has a large configuration.

この構成により、中距離の被写体が撮像されたか否かを正確に判定することができる。   With this configuration, it can be accurately determined whether or not a medium-distance subject has been imaged.

また、本発明の画像処理装置は、前記第2又は第4画像の上側周辺部の特定領域の重みは、他の画像の上側周辺部の特定領域の重みより大きく、下側周辺部の特定領域の重みは、前記他の画像の下側周辺部の特定領域の重みより小さい構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the weight of the specific area in the upper peripheral portion of the second or fourth image is larger than the weight of the specific area in the upper peripheral portion of the other image, and the specific area in the lower peripheral portion. Has a configuration smaller than the weight of the specific area in the lower peripheral portion of the other image.

この構成により、近距離の被写体と遠距離の被写体が含まれているかを正確に判定することができる。   With this configuration, it is possible to accurately determine whether a short-distance subject and a long-distance subject are included.

また、本発明の画像処理装置は、前記比較判定部が、前記第2乃至第5画像夫々を複数の部分画像に分割し、前記第2乃至第5画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成する構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, the comparison / determination unit divides each of the second to fifth images into a plurality of partial images, and based on the intensity of the high-frequency component of the partial images of the second to fifth images. A partial image in focus is selected, and one focused image is generated from the selected partial image.

この構成により、距離の異なる複数の被写体が撮像されても被写体夫々に焦点の合っている比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, even when a plurality of subjects having different distances are imaged, it is possible to output a relatively good image in which each subject is in focus.

また、本発明の画像処理装置は、前記第2乃至第5画像夫々の部分画像は、隣接の部分画像と重複する重複領域を有し、前記比較判定部は、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するとき、前記重複領域に重みを付加し、前記重みが付加された重複領域を重ねる構成を有している。   In the image processing apparatus of the present invention, each of the partial images of the second to fifth images has an overlapping area overlapping with an adjacent partial image, and the comparison / determination unit is configured to focus on the selected partial image. When one matching image is generated, a weight is added to the overlapping region, and the overlapping region to which the weight is added is overlapped.

この構成により、分割画像の重なる部分まで比較的良好な画像を出力することができる。   With this configuration, it is possible to output a relatively good image up to a portion where the divided images overlap.

本発明は、焦点距離が異なる第1及び第2レンズで構成され、第1及び第2レンズの光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズと、2焦点レンズとの距離が固定され、第1及び第2レンズの両方による合成像が示された第1画像と、第1及び第2レンズの何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子と、第1画像と第1及び第2レンズの何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部と、第1画像から第2画像を減算し、第1及び第2レンズの何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部と、第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部とを備えることにより、機械的な焦点調整機構を持たなくても近距離から遠距離まで比較的良好な画像を得ることができるものである。   The present invention is composed of first and second lenses having different focal lengths, and the distance between the bifocal lens and the bifocal lens fixed by concentrically combining the optical axes of the first and second lenses is fixed. An imaging device for generating a first image showing a composite image by both the first and second lenses and a second image showing an image by either one of the first and second lenses; A convolution unit that executes a convolution operation of an inverse function of one image and the blur function of one of the first and second lenses, and outputs a result of the convolution operation as a third image; Subtracting two images and calculating a fourth image showing an image by one of the first and second lenses, and determining whether any of the second to fourth images is in focus And a comparison / determination unit that does not have a mechanical focus adjustment mechanism. In which it is possible to obtain a relatively good image from the distance to the long distance.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態に係る画像処理装置について説明する。   Hereinafter, an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
本実施の形態の画像処理装置は、図1に示すように、被写体の画像を生成する撮像部20と、画像に画像処理を実行する画像処理部30と、画像処理された画像を表示する表示部40とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the image processing apparatus according to the present embodiment includes an imaging unit 20 that generates an image of a subject, an image processing unit 30 that performs image processing on the image, and a display that displays the image processed image. Part 40.

撮像部20は、焦点距離が異なる第1及び第2レンズ22、23からなる2焦点レンズ21(図3参照)と、2焦点レンズ21までの距離が固定され、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が示された第1画像と、第1及び第2レンズ22、23の何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子24と、第1レンズ22の口径より小さい開口部を有する遮光板25とを含んでいる。   The imaging unit 20 includes a bifocal lens 21 (see FIG. 3) including first and second lenses 22 and 23 having different focal lengths, and a distance to the bifocal lens 21 is fixed, and the first and second lenses 22, An image sensor 24 for generating a first image showing a composite image by both of the image sensors 23 and a second image showing an image by any one of the first and second lenses 22 and 23, and the first lens 22. And a light shielding plate 25 having an opening smaller than the diameter.

画像処理部30は、第1画像を記憶する第1記憶部31と、第2画像を記憶する第2記憶部35と、第1画像と第1及び第2レンズ22、23の何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部33と、第3画像を記憶する第3記憶部34と、第1画像から第2画像を減算し、第1及び第2レンズ22、23の何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部36と、第4画像を記憶する第4記憶部37と、第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部28とを備えている。   The image processing unit 30 includes a first storage unit 31 that stores the first image, a second storage unit 35 that stores the second image, and the first image and any one of the first and second lenses 22 and 23. A convolution unit 33 that performs a convolution operation of the inverse function of the blur function and outputs the execution result of the convolution operation as a third image, a third storage unit 34 that stores the third image, and a first image from the first image A second subtracting unit 36 for subtracting two images and calculating a fourth image showing an image of one of the first and second lenses 22 and 23; a fourth storage unit 37 for storing the fourth image; A comparison / determination unit 28 that determines which of the second to fourth images is in focus is provided.

2焦点レンズ21は、図3に示すように、第1及び第2レンズ22、23の光軸を一致させて同心円状に組み合せられている。   As shown in FIG. 3, the bifocal lens 21 is concentrically combined with the optical axes of the first and second lenses 22 and 23 matched.

2焦点レンズ21と撮像素子24との間に遮光板25が配置されていないときには、図4に示すように、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が撮像面3に形成され、2焦点レンズ21と撮像素子24との間に遮光板25が配置されているときには、図5に示すように、第1レンズ22による像が撮像面3に形成される。   When the light shielding plate 25 is not disposed between the bifocal lens 21 and the image sensor 24, a composite image by both the first and second lenses 22 and 23 is formed on the imaging surface 3 as shown in FIG. When the light shielding plate 25 is disposed between the bifocal lens 21 and the imaging element 24, an image by the first lens 22 is formed on the imaging surface 3 as shown in FIG.

また、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像は、図6に示すように、焦点の合った点像aの周辺にボケ像bが広がる場合と、図7に示すように、焦点の合った点像cから離れた場所にリング状にボケ像dが広がる場合がある。   Further, in the composite image by both the first and second lenses 22 and 23, as shown in FIG. 6, when the blurred image b spreads around the focused point image a, and as shown in FIG. There is a case where the blurred image d spreads in a ring shape in a place away from the focused point image c.

畳込み部33は、このようなボケ像を補正するため、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が示された第1画像と第1及び第2レンズ22、23の何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力するようになっている。   In order to correct such a blurred image, the convolution unit 33 is one of the first image and the first and second lenses 22 and 23 in which the composite image by both the first and second lenses 22 and 23 is shown. The convolution operation of the inverse function of one of the blur functions is executed, and the execution result of the convolution operation is output as a third image.

なお、ボケ関数は、光軸上に置かれた点光源の結像面での散乱を示す関数で、点広がり関数(Point Spread Function)とも呼ばれている。   The blur function is a function indicating scattering on the imaging surface of a point light source placed on the optical axis, and is also called a point spread function.

また、第2乃至第4画像は、図8に示すように、高周波成分に対する重みが定義された特定領域51a乃至51eを有している。   Further, as shown in FIG. 8, the second to fourth images have specific areas 51a to 51e in which weights for high frequency components are defined.

比較判定部28は、第2記憶部35からの第2画像の特定領域51a乃至51eの高周波成分の強度と、第3記憶部34からの第3画像の特定領域51a乃至51eの高周波成分の強度と、第4記憶部37からの第4画像の特定領域51a乃至51eの高周波成分の強度とを算出し、焦点の合っている方の画像が高周波成分を多く含むという特徴を利用して第2乃至第4画像の内の1つを焦点の合っている画像として選択するようになっている。また、比較判定部28は、第2乃至第4画像夫々の高周波成分の強度に重みを付加している。   The comparison / determination unit 28 determines the intensity of the high frequency components of the specific areas 51a to 51e of the second image from the second storage unit 35 and the intensity of the high frequency components of the specific areas 51a to 51e of the third image from the third storage unit 34. And the intensity of the high-frequency component in the specific areas 51a to 51e of the fourth image from the fourth storage unit 37, and the second image is utilized using the feature that the focused image contains a lot of high-frequency components. One of the fourth to fourth images is selected as the focused image. In addition, the comparison / determination unit 28 adds weights to the intensities of the high frequency components of the second to fourth images.

次に、図9を参照し、第2乃至第4画像夫々の高周波成分の強度に付加される重みについて説明する。   Next, the weight added to the intensity of the high frequency component of each of the second to fourth images will be described with reference to FIG.

中距離の被写体(人物など)53に焦点が合う第3画像では、図9(B)に示すように、中央部に定義された特定領域56cの重みが、第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域57c、55cの重みよりも大きい。一方、遠距離の被写体(風景など)52に焦点が合う第2画像では、図9(A)に示すように、上側周辺部に定義された特定領域57a、57bの重みが、第3画像の上側周辺部に定義された特定領域55a、55b及び第4画像の上側周辺部に定義された特定領域56a、56bの重みよりも大きい。   As shown in FIG. 9B, in the third image focused on the medium-distance subject (such as a person) 53, the weight of the specific area 56c defined in the central portion is the central portion of the second and fourth images. It is larger than the weight of the specific areas 57c and 55c defined in. On the other hand, in the second image focused on a long-distance subject (landscape or the like) 52, as shown in FIG. 9A, the weights of the specific areas 57a and 57b defined in the upper peripheral portion are It is larger than the weights of the specific areas 55a and 55b defined in the upper peripheral part and the specific areas 56a and 56b defined in the upper peripheral part of the fourth image.

また、近距離の被写体54に焦点が合う第4画像では、図9(C)に示すように、下側周辺部に定義された特定領域55d、55eの重みが、第2画像の下側周辺部に定義された特定領域57d、57e及び第4画像の下側周辺部に定義された特定領域56d、56eの重みよりも大きい。   Further, in the fourth image focused on the subject 54 at a short distance, as shown in FIG. 9C, the weights of the specific areas 55d and 55e defined in the lower peripheral portion are the lower periphery of the second image. It is larger than the weights of the specific areas 57d and 57e defined in the part and the specific areas 56d and 56e defined in the lower peripheral part of the fourth image.

比較判定部28は、第2乃至第4画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に付加される重みをこのように定義することにより、更に精度の高い判定を実行することができる。   The comparison / determination unit 28 can execute the determination with higher accuracy by defining the weight added to the intensity of the high-frequency component in the specific area of each of the second to fourth images in this way.

また、比較判定部28は、第2乃至第4画像夫々を複数の部分画像に分割し、部分毎に焦点が合っているか否かを判定し、焦点の合っている部分画像から1つの画像を合成するようにしてもよい。   Further, the comparison / determination unit 28 divides each of the second to fourth images into a plurality of partial images, determines whether each portion is in focus, and determines one image from the focused partial images. You may make it synthesize | combine.

次に、図10乃至図13を参照し、部分毎に焦点が合っているか否かを判定し、焦点の合っている部分画像から1つの画像を合成する方法について説明する。   Next, with reference to FIGS. 10 to 13, a method of determining whether or not each part is in focus and synthesizing one image from the focused partial images will be described.

遠距離の被写体(本実施例では山と樹木)60、61と、中距離の被写体(本実施例では案内板)63と、比較的近距離の被写体(本実施例では人物)62が撮像される場合の比較判定部28の動作について説明する。   Long-distance subjects (mountains and trees in this embodiment) 60, 61, medium-distance subjects (guide plates in this embodiment) 63, and relatively short-distance subjects (people in this embodiment) 62 are imaged. The operation of the comparison / determination unit 28 will be described.

図10のような被写体には、遠距離の山60と、遠距離の樹木61と、比較的近距離の人物62と、中距離の案内板63とが含まれている。   The subject as shown in FIG. 10 includes a long-distance mountain 60, a long-distance tree 61, a relatively short-distance person 62, and a medium-distance guide plate 63.

図11(A)に示された2焦点レンズ21の第2レンズ23だけの画像は、遠距離の山60と樹木61にピントが合い、図11(C)に示された2焦点レンズ21の第1レンズ22だけの画像は、比較的近距離の人物62にピントが合っている。一方、第1画像と第1及び第2レンズ22、23の何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算から得られた第3画像は、図11(B)に示すように、中距離の案内板63に最もピントが合っている。   The image of only the second lens 23 of the bifocal lens 21 shown in FIG. 11A is focused on the distant mountain 60 and the tree 61, and the image of the bifocal lens 21 shown in FIG. The image of only the first lens 22 is focused on the person 62 at a relatively short distance. On the other hand, the third image obtained from the convolution operation of the first image and the inverse function of one of the first and second lenses 22 and 23 is an intermediate distance as shown in FIG. The guide plate 63 is in focus most.

これらの画像夫々が、例えば、16個の部分画像に分割され、図12に示すように焦点が合っている領域が選択され、選択された部分画像から一枚の画像が合成される。   Each of these images is divided into, for example, 16 partial images, a focused region is selected as shown in FIG. 12, and one image is synthesized from the selected partial images.

このとき部分画像間の境界が目立たないように、図13に示すように境界の補間が実行される。例えば、部分画像70と隣の部分画像71の境界が重なるように画像が分割され、重なる部分72で部分画像70の成分と部分画像71の成分の補間が実行される。   At this time, the boundary interpolation is executed as shown in FIG. 13 so that the boundary between the partial images is not conspicuous. For example, the image is divided so that the boundary between the partial image 70 and the adjacent partial image 71 overlaps, and interpolation of the component of the partial image 70 and the component of the partial image 71 is executed at the overlapping portion 72.

また、位置によって混合比を変更すると、境界部分を目立たなくすることができる。なお、分割数及び分割位置は、この例に限定するものではなく、境界の補間方法も特に限定するものではない。   Further, if the mixing ratio is changed depending on the position, the boundary portion can be made inconspicuous. Note that the number of divisions and the division position are not limited to this example, and the boundary interpolation method is not particularly limited.

次に、本実施の形態の画像処理装置の撮像部20の動作について説明する。   Next, the operation of the imaging unit 20 of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described.

被写体に向けて撮像されるとき、2焦点レンズ21と撮像素子24との間に遮光板25が挿入されない状態で第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が示された第1画像と、2焦点レンズ21と撮像素子24との間に遮光板25が挿入された状態で第1レンズ22による像が示された第2画像とが生成され、第1及び第2画像は画像処理部30に出力される。   A first image showing a composite image by both the first and second lenses 22 and 23 in a state where the light shielding plate 25 is not inserted between the bifocal lens 21 and the image sensor 24 when the image is picked up toward the subject. And a second image showing an image by the first lens 22 in a state in which the light shielding plate 25 is inserted between the bifocal lens 21 and the image pickup device 24, and the first and second images are subjected to image processing. Is output to the unit 30.

次に、本実施の形態の画像処理装置の画像処理部30の動作について説明する。   Next, the operation of the image processing unit 30 of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described.

2焦点レンズ21を介して被写体が撮影されるとき、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が示された第1画像が第1記憶部31に記憶され、第1レンズ22だけによる像が示された第2画像が第2記憶部35に記憶される。   When a subject is photographed via the bifocal lens 21, a first image showing a composite image by both the first and second lenses 22 and 23 is stored in the first storage unit 31, and only the first lens 22 is stored. The second image showing the image is stored in the second storage unit 35.

2焦点レンズ21全体による第1画像の明るさに対する第1レンズ22による第2画像の明るさの比は、2焦点レンズ21全体の面積に対する第1レンズ22の面積の比とほぼ同じであることを考慮し、比較判定部28に出力される第2画像の明るさが補正される。   The ratio of the brightness of the second image by the first lens 22 to the brightness of the first image by the entire bifocal lens 21 is substantially the same as the ratio of the area of the first lens 22 to the area of the entire bifocal lens 21. In consideration of the above, the brightness of the second image output to the comparison determination unit 28 is corrected.

畳込み部33では、係数記憶部32からの第1レンズ22のボケ関数の逆関数の係数と第1記憶部31からの第1画像との畳込み演算が実行され、畳込み演算の結果が第3画像として第3記憶部34に記憶される。   In the convolution unit 33, a convolution operation is performed on the coefficient of the inverse function of the blur function of the first lens 22 from the coefficient storage unit 32 and the first image from the first storage unit 31, and the result of the convolution operation is obtained. The third image is stored in the third storage unit 34.

一方、第1画像から第2画像が減算され、第2レンズ23だけによる像が示された第4画像が減算部36によって算出され、第4記憶部37に記憶される。   On the other hand, the second image is subtracted from the first image, and a fourth image showing an image by only the second lens 23 is calculated by the subtracting unit 36 and stored in the fourth storage unit 37.

また、2焦点レンズ21全体による第1画像の明るさに対する第2レンズ23による第4画像の明るさの比は、2焦点レンズ21全体の面積に対する第2レンズ23の面積の比とほぼ同じであることを考慮し、比較判定部28に出力される第4画像の明るさが補正される。   The ratio of the brightness of the fourth image by the second lens 23 to the brightness of the first image by the entire bifocal lens 21 is substantially the same as the ratio of the area of the second lens 23 to the area of the entire bifocal lens 21. In consideration of the fact, the brightness of the fourth image output to the comparison determination unit 28 is corrected.

次いで、第2乃至第4画像の内で最もピントの合っている画像が比較判定部28で選択され、表示部40に表示される。   Next, the most in-focus image among the second to fourth images is selected by the comparison determination unit 28 and displayed on the display unit 40.

次に、本実施の形態の画像処理装置の比較判定部28の動作について説明する。   Next, the operation of the comparison / determination unit 28 of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described.

比較判定部28では、第2記憶部35からの第2画像の特定領域(図8参照)の高周波成分の強度と、第3記憶部34からの第3画像の特定領域(図8参照)の高周波成分の強度と、第4記憶部37からの第4画像の特定領域(図8参照)の高周波成分の強度とが算出される。次いで、ピントが外れている画像に比べてピントの合っている画像の方が高周波成分を多く含むという特徴を利用し、最もピントが合っている画像が選択される。   In the comparison determination unit 28, the intensity of the high-frequency component in the specific region (see FIG. 8) of the second image from the second storage unit 35 and the specific region (see FIG. 8) of the third image from the third storage unit 34. The intensity of the high frequency component and the intensity of the high frequency component in the specific area (see FIG. 8) of the fourth image from the fourth storage unit 37 are calculated. Next, an image that is in focus is selected using the feature that an image that is in focus contains more high-frequency components than an image that is out of focus.

以上説明したように、本実施の形態の画像処理装置によれば、焦点距離が異なる第1及び第2レンズで構成され、第1及び第2レンズの光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズと、2焦点レンズとの距離が固定され、第1及び第2レンズの両方による合成像が示された第1画像と、第1及び第2レンズの何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子と、第1画像と第1及び第2レンズの何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部と、第1画像から第2画像を減算し、第1及び第2レンズの何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部と、第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部とを備えることにより、近距離から遠距離までの何れの被写体に対しても比較的良好な画像を出力することができる。   As described above, according to the image processing apparatus of the present embodiment, the first and second lenses having different focal lengths are combined concentrically with the optical axes of the first and second lenses being matched. The distance between the bifocal lens and the bifocal lens is fixed, and a first image showing a composite image by both the first and second lenses and an image by either one of the first and second lenses are shown. An image sensor for generating the second image, a convolution operation of an inverse function of the first image and the blur function of one of the first and second lenses, and a result of the convolution operation as a third result. A convolution unit that outputs as an image, a subtraction unit that subtracts the second image from the first image, and calculates a fourth image showing an image of one of the first and second lenses, and second to second A comparison / determination unit that determines which of the four images is in focus. And it makes it possible to output a relatively good image for any object from short range to long range.

また、本実施の形態の画像処理装置は、比較判定部が、第2乃至第4画像夫々の特定領域から抽出される高周波成分に重みを付加し、重みが付加された高周波成分の強度に基づいて第2乃至第4画像の内の1つを焦点の合っている画像として選択することにより、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   Further, in the image processing apparatus according to the present embodiment, the comparison / determination unit adds a weight to the high-frequency component extracted from the specific area of each of the second to fourth images, and based on the intensity of the high-frequency component to which the weight is added. Thus, by selecting one of the second to fourth images as the focused image, it is possible to accurately select the image focused on the subject.

また、本実施の形態の画像処理装置は、第3画像の中央部に定義された特定領域の重みは、第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域の重みよりも大きいので、中距離の被写体が撮像されたか否かを正確に判定することができる。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, the weight of the specific area defined in the central portion of the third image is larger than the weight of the specific area defined in the central portion of the second and fourth images. It is possible to accurately determine whether or not a medium-distance subject has been imaged.

また、本実施の形態の画像処理装置は、第2又は第4画像の上側周辺部の特定領域の重みが、他の画像の上側周辺部の特定領域の重みより大きく、下側周辺部の特定領域の重みが、他の画像の下側周辺部の特定領域の重みより小さいので、近距離の被写体と遠距離の被写体が撮像されたか否かを正確に判定することができる。   In addition, the image processing apparatus according to the present embodiment is configured such that the weight of the specific area in the upper peripheral portion of the second or fourth image is larger than the weight of the specific region in the upper peripheral portion of the other image, and the lower peripheral portion is specified. Since the weight of the area is smaller than the weight of the specific area in the lower peripheral part of the other image, it is possible to accurately determine whether or not a short-distance subject and a long-distance subject have been imaged.

また、本実施の形態の画像処理装置は、比較判定部が、第2乃至第4画像夫々を複数の部分画像に分割し、第2乃至第4画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成することにより、距離の異なる複数の被写体が撮像されても被写体夫々に焦点の合っている比較的良好な画像を出力することができる。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, the comparison / determination unit divides each of the second to fourth images into a plurality of partial images, and based on the intensity of the high-frequency component of the partial images of the second to fourth images. By selecting a partial image that is in focus and generating a single focused image from the selected partial image, even if multiple subjects with different distances are captured, each subject is in focus A good image can be output.

また、本実施の形態の画像処理装置は、比較判定部が、選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するとき、重複領域に重みを付加し、重みが付加された重複領域を重ねることにより、分割画像の重なる部分まで比較的良好な画像を出力することができる。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, when the comparison / determination unit generates one focused image from the selected partial image, the overlap region is added with a weight, and the overlap region with the weight is added. By overlapping the images, it is possible to output a relatively good image up to the overlapping portion of the divided images.

(第2の実施の形態)
図2を参照し、本発明の第2の実施の形態に係る画像処理装置の構成について説明する。
(Second Embodiment)
The configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

画像処理装置は、図2に示すように、撮像部20と画像処理部30を備えている。   As shown in FIG. 2, the image processing apparatus includes an imaging unit 20 and an image processing unit 30.

本実施の形態の画像処理装置は、被写体の画像を生成する撮像部20と、画像に画像処理を実行する画像処理部30と、画像処理された画像を表示する表示部40とを備えている。   The image processing apparatus according to the present embodiment includes an imaging unit 20 that generates an image of a subject, an image processing unit 30 that performs image processing on the image, and a display unit 40 that displays the image processed image. .

撮像部20は、焦点距離が異なる第1及び第2レンズ22、23で構成され、第1及び第2レンズ22、23の光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズ21と、2焦点レンズとの距離が固定され、第1及び第2レンズ22、23の両方による合成像が示された第1画像と、第1及び第2レンズ22、23の何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子24と、第1レンズ22の口径より小さい開口部を有する遮光板25とを含んでいる。   The imaging unit 20 includes first and second lenses 22 and 23 having different focal lengths, and a bifocal lens 21 that is combined concentrically with the optical axes of the first and second lenses 22 and 23 being matched. A first image in which the distance from the bifocal lens is fixed and a composite image by both the first and second lenses 22 and 23 is shown, and an image by one of the first and second lenses 22 and 23 is shown. The image sensor 24 for generating the second image and the light shielding plate 25 having an opening smaller than the aperture of the first lens 22 are included.

一方、画像処理部30は、第1画像を記憶する第1記憶部31と、第2画像を記憶する第2記憶部35と、第1画像と第1及び第2レンズ22、23の何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部33と、第3画像を記憶する第3記憶部34とを備えている。   On the other hand, the image processing unit 30 is one of the first storage unit 31 that stores the first image, the second storage unit 35 that stores the second image, and the first image and the first and second lenses 22 and 23. A convolution unit 33 that executes a convolution operation of the inverse function of one of the blur functions and outputs the execution result of the convolution operation as a third image, and a third storage unit 34 that stores the third image are provided. .

畳込み部33は、第1画像と第1及び第2レンズ22、23の何れか他方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第5画像として出力するようになっている。   The convolution unit 33 executes a convolution operation of the inverse function of the first image and the other blur function of the first and second lenses 22 and 23, and outputs the execution result of the convolution operation as a fifth image. It is like that.

画像処理部30は、更に、第5画像を記憶する第5記憶部39と、第1画像から第2画像を減算し、第1及び第2レンズ22、23の何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部36と、第4画像を記憶する第4記憶部37と、第2乃至第5画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部38とを備えている。   The image processing unit 30 further includes a fifth storage unit 39 for storing the fifth image, and subtracts the second image from the first image, so that an image by one of the first and second lenses 22 and 23 is shown. A subtractor 36 for calculating the fourth image, a fourth storage 37 for storing the fourth image, and a comparison / determination unit 38 for determining which of the second to fifth images is in focus. I have.

次に、第2の実施の形態に係る画像処理装置の画像処理部の動作について説明する。   Next, the operation of the image processing unit of the image processing apparatus according to the second embodiment will be described.

2焦点レンズ21を介して被写体が撮影されるとき、第1及び第2レンズ22、23の両方による像が示された第1画像が第1記憶部31に記憶され、第1レンズ22だけによる像が示された第2画像が第2記憶部35に記憶される。一方、第1画像から第2画像が減算され、第2レンズ23だけによる像が示された第4画像が減算部36によって算出され、第4記憶部37に記憶される。   When a subject is photographed through the bifocal lens 21, a first image showing images by both the first and second lenses 22 and 23 is stored in the first storage unit 31, and only by the first lens 22. The second image showing the image is stored in the second storage unit 35. On the other hand, the second image is subtracted from the first image, and a fourth image showing an image by only the second lens 23 is calculated by the subtracting unit 36 and stored in the fourth storage unit 37.

また、畳込み部33では、第1レンズ22のボケ関数の逆関数と第1画像との畳込み演算と、第2レンズ23のボケ関数の逆関数と第1画像との畳込み演算が実行され、畳込み演算の結果が第3記憶部34と第5記憶部39に記憶される。   Further, the convolution unit 33 performs a convolution operation between the inverse function of the blur function of the first lens 22 and the first image, and a convolution operation of the inverse function of the blur function of the second lens 23 and the first image. Then, the result of the convolution operation is stored in the third storage unit 34 and the fifth storage unit 39.

次いで、第2乃至第5記憶部34、35、37、39の内で最もピントの合っている画像が選択される。   Next, the most focused image is selected from the second to fifth storage units 34, 35, 37, and 39.

なお、5つの記憶部(第1乃至第5記憶部31、34、35、37、39)夫々が、1画面分の画像データを記憶できるだけの容量を確保する必要はない。   Note that it is not necessary for each of the five storage units (first to fifth storage units 31, 34, 35, 37, and 39) to have a capacity sufficient to store image data for one screen.

以上説明したように、本実施の形態の画像処理装置は、焦点距離が異なる第1及び第2レンズで構成され、第1及び第2レンズの光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズと、2焦点レンズとの距離が固定され、第1及び第2レンズの両方による合成像が示された第1画像と、第1及び第2レンズの何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子と、第1画像と第1及び第2レンズの何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部と、第1画像から第2画像を減算し、第1及び第2レンズの何れか他方による像が示された第4画像を算出する減算部と、第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部とを備え、畳込み部が、第1画像と第1及び第2レンズの何れか他方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、第5画像として出力するので、近距離から遠距離までの何れの被写体に対しても比較的良好な画像を出力することができる。   As described above, the image processing apparatus according to the present embodiment is composed of the first and second lenses having different focal lengths, and is combined in a concentric manner by matching the optical axes of the first and second lenses. A distance between the focal lens and the bifocal lens is fixed, and a first image showing a composite image by both the first and second lenses and an image by one of the first and second lenses are shown. An image sensor that generates a second image, a convolution operation of the inverse function of the blur function of one of the first image and the first and second lenses, and a result of the convolution operation as a third image A convolution unit for outputting, a subtraction unit for subtracting the second image from the first image, and calculating a fourth image showing an image by one of the first and second lenses, and the second to fourth images And a comparison / determination unit that determines whether one of the two is in focus. However, since the convolution operation of the inverse function of the other blur function of the first image and the first lens and the second lens is executed and output as the fifth image, any object from a short distance to a long distance can be obtained. However, a relatively good image can be output.

本実施の形態の画像処理装置は、比較判定部が、第2乃至第5画像夫々の特定領域から抽出される高周波成分に重みを付加し、重みが付加された高周波成分の強度に基づいて第2乃至第5画像の内の1つを焦点の合っている画像として選択するので、被写体に焦点の合っている画像を正確に選択することができる。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, the comparison / determination unit adds a weight to the high-frequency component extracted from each specific region of the second to fifth images, and the first determination is based on the intensity of the high-frequency component to which the weight is added. Since one of the second to fifth images is selected as the focused image, the image focused on the subject can be accurately selected.

本実施の形態の画像処理装置は、比較判定部が、第2乃至第5画像夫々を複数の部分画像に分割し、第2乃至第5画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するので、距離の異なる複数の被写体が撮像されても被写体夫々に焦点の合っている比較的良好な画像を出力することができる。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, the comparison / determination unit divides each of the second to fifth images into a plurality of partial images, and adjusts the focus based on the intensity of the high-frequency component of the second to fifth image partial images. Since a matching partial image is selected, and one focused image is generated from the selected partial image, even if a plurality of subjects with different distances are captured, each subject is relatively in focus. An image can be output.

以上のように、本発明にかかる画像処理装置は、撮像面までの距離が固定された2焦点レンズで近距離から遠距離まで比較的良好な画像を得ることのできる効果を有し、カメラ付き携帯端末や超小型デジタルスチルカメラとして有用である。   As described above, the image processing apparatus according to the present invention has an effect that a relatively good image can be obtained from a short distance to a long distance with a bifocal lens in which the distance to the imaging surface is fixed. It is useful as a portable terminal or ultra-small digital still camera.

本発明の第1の実施の形態に係る画像処理装置の構成が示されたブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る画像処理装置の構成が示されたブロック図The block diagram in which the structure of the image processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention was shown 本発明の第1及び第2の実施の形態に係る画像処理装置の2焦点レンズの断面図と正面図Sectional drawing and front view of the bifocal lens of the image processing apparatus which concerns on the 1st and 2nd embodiment of this invention 2焦点レンズと撮像素子との間に遮光板が配置されていないときの撮像部が模式的に示された図The figure which showed typically the image pick-up part when the light-shielding plate is not arrange | positioned between a bifocal lens and an image pick-up element. 2焦点レンズと撮像素子との間に遮光板が配置されているときの撮像部が模式的に示された図The figure which showed typically the image pick-up part when the light-shielding plate is arrange | positioned between a bifocal lens and an image pick-up element. 焦点の合った点像の周辺に広がるボケ像が模式的に示された図A diagram schematically showing a blurred image spreading around a focused point image 焦点の合った点像から離れた場所にリング状に広がるボケ像が模式的に示された図A diagram that schematically shows a blurred image spreading in a ring shape at a location away from the focused point image 本発明の第1及び第2の実施の形態に係る画像処理装置により生成される画像の特定領域が模式的に示された図The figure which showed typically the specific area | region of the image produced | generated by the image processing apparatus which concerns on the 1st and 2nd embodiment of this invention. 本発明の第1及び第2の実施の形態に係る画像処理装置により生成される画像の特定領域の重みの違いが模式的に示された図The figure which showed typically the difference in the weight of the specific area | region of the image produced | generated by the image processing apparatus which concerns on the 1st and 2nd embodiment of this invention. 本発明の第1及び第2の実施の形態に係る画像処理装置により生成された画像の一例が示された図The figure by which an example of the image produced | generated by the image processing apparatus which concerns on the 1st and 2nd embodiment of this invention was shown (A)遠距離の被写体に焦点が合っている部分が模式的に示された図、(B)中距離の被写体に焦点が合っている部分が模式的に示された図、(A)近距離の被写体に焦点が合っている部分が模式的に示された図(A) A diagram schematically showing a portion focused on a long-distance subject, (B) a diagram schematically showing a portion focused on a medium-distance subject, (A) near A diagram schematically showing the part in focus on the subject at a distance (A)遠距離の被写体に焦点が合っている部分だけ切り出した画像が模式的に示された図、(B)中距離の被写体に焦点が合っている部分だけ切り出した画像が模式的に示された図、(C)近距離の被写体に焦点が合っている部分だけ切り出した画像が模式的に示された図(A) A diagram schematically showing an image cut out only in a portion focused on a long-distance subject, and (B) a diagram schematically showing an image cut out only in a portion focused on a medium-distance subject. (C) A diagram schematically showing an image obtained by cutting out only a portion focused on a short-distance subject. 本発明の第1及び第2の実施の形態に係る画像処理装置において部分画像の補間方法が模式的に示された図The figure which showed typically the interpolation method of the partial image in the image processing apparatus which concerns on the 1st and 2nd embodiment of this invention. 従来の画像処理装置の構成が示されたブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional image processing apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1 2焦点レンズの周辺部に平行光線が入射したときの光跡
2 2焦点レンズの中央部に平行光線が入射したときの光跡
3 撮像面
4 2焦点レンズの光軸
20 撮像部
21 2焦点レンズ
22 第1レンズ
23 第2レンズ
24 撮像素子
25 遮光板
28 比較判定部
30 画像処理部
31 第1記憶部
32 係数記憶部
33 畳込み部
34 第3記憶部
35 第2記憶部
36 減算部
37 第4記憶部
38 比較判定部
39 第5記憶部
40 表示部
50 画像
51a、51b、51c、51d、51e 特定領域
52 遠距離の被写体
53 中距離の被写体
54 近距離の被写体
55a、55b 重み付け小の特定領域
56a、56b、56c、56d 重み付け中の特定領域
57a、57b 重み付け大の特定領域
60 遠距離の被写体
61 遠距離の被写体
62 比較的近距離の被写体
63 中距離の被写体
64 選択されなかった領域
70 部分画像
71 部分画像
72 補間する領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 The light trace when a parallel ray injects into the peripheral part of a bifocal lens 2 The light trace when a parallel ray injects into the center part of a bifocal lens 3 Imaging surface 4 Optical axis of a bifocal lens 20 Imaging part 21 Two focus Lens 22 First lens 23 Second lens 24 Image sensor 25 Light shielding plate 28 Comparison determination unit 30 Image processing unit 31 First storage unit 32 Coefficient storage unit 33 Convolution unit 34 Third storage unit 35 Second storage unit 36 Subtraction unit 37 Fourth storage unit 38 Comparison determination unit 39 Fifth storage unit 40 Display unit 50 Image 51a, 51b, 51c, 51d, 51e Specific area 52 Long-distance subject 53 Medium-distance subject 54 Short-distance subject 55a, 55b Small weight Specific areas 56a, 56b, 56c, 56d Weighted specific areas 57a, 57b Weighted specific areas 60 Distant subject 61 Distant subject Body 62 Subject in relatively short distance 63 Subject in medium distance 64 Unselected area 70 Partial image 71 Partial image 72 Area to be interpolated

Claims (14)

焦点距離が異なる第1及び第2レンズで構成され、前記第1及び第2レンズの光軸を一致させて同心円状に組み合せられた2焦点レンズと、
前記2焦点レンズとの距離が固定され、前記第1及び第2レンズの両方による合成像が示された第1画像と、前記第1及び第2レンズの何れか一方による像が示された第2画像とを生成する撮像素子と、
前記第1画像と前記第1及び第2レンズの何れか一方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、前記畳込み演算の実行結果を第3画像として出力する畳込み部と、
前記第1画像から第2画像を減算し、前記第1及び第2レンズの何れか第2画像の生成に用いられていない他方による像が示された第4画像を算出する減算部と、
前記第2乃至第4画像の何れに焦点が合っているか否かを判定する比較判定部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
A bifocal lens composed of first and second lenses having different focal lengths and concentrically combined with the optical axes of the first and second lenses matched;
A first image in which a distance from the bifocal lens is fixed, a composite image by both the first and second lenses is shown, and an image by any one of the first and second lenses is shown. An image sensor for generating two images;
A convolution unit that performs a convolution operation of an inverse function of the blur function of one of the first image and the first and second lenses, and outputs a result of the convolution operation as a third image;
A subtractor that subtracts a second image from the first image and calculates a fourth image showing an image of the first lens and the second lens that is not used to generate the second image;
An image processing apparatus comprising: a comparison determination unit configured to determine which of the second to fourth images is in focus.
前記比較判定部は、前記第2乃至第4画像夫々の少なくとも1つの特定領域の高周波成分の強度を算出し、前記第2乃至第4画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に基づいて前記第2乃至第4画像から焦点の合っている画像を選択することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The comparison determination unit calculates an intensity of a high frequency component of at least one specific area of each of the second to fourth images, and based on the intensity of the high frequency component of the specific area of each of the second to fourth images. The image processing apparatus according to claim 1, wherein an in-focus image is selected from the second to fourth images. 前記比較判定部は、前記第2乃至第4画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に重みを付加することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 2, wherein the comparison determination unit adds a weight to the intensity of the high-frequency component in the specific area of each of the second to fourth images. 前記第3画像の中央部に定義された特定領域の重みは、前記第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域の重みよりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 4. The image according to claim 3, wherein the weight of the specific area defined in the center of the third image is larger than the weight of the specific area defined in the center of the second and fourth images. Processing equipment. 前記第2又は第4画像の上側周辺部の特定領域の重みは、他の画像の上側周辺部の特定領域の重みより大きく、下側周辺部の特定領域の重みは、前記他の画像の下側周辺部の特定領域の重みより小さいことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The weight of the specific area in the upper peripheral part of the second or fourth image is larger than the weight of the specific area in the upper peripheral part of the other image, and the weight of the specific area in the lower peripheral part is lower than the other image. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the image processing apparatus is smaller than a weight of the specific area in the side peripheral portion. 前記比較判定部は、前記第2乃至第4画像夫々を複数の部分画像に分割し、前記第2乃至第4画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The comparison / determination unit divides each of the second to fourth images into a plurality of partial images, and selects a focused partial image based on the intensity of the high-frequency component of the partial images of the second to fourth images. The image processing apparatus according to claim 1, wherein one image in focus is generated from the selected partial image. 前記第2乃至第4画像夫々の部分画像は、隣接の部分画像と重複する重複領域を有し、
前記比較判定部は、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するとき、前記重複領域に重みを付加し、前記重みが付加された重複領域を重ねることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
Each partial image of the second to fourth images has an overlapping area overlapping with an adjacent partial image,
The comparison / determination unit adds a weight to the overlap region and overlaps the overlap region to which the weight is added when generating one focused image from the selected partial image. Item 7. The image processing apparatus according to Item 6.
前記畳込み部は、前記第1画像と前記第1及び第2レンズの何れか他方のボケ関数の逆関数の畳込み演算を実行し、第5画像として出力することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The convolution unit performs a convolution operation of an inverse function of the blur function of the other of the first image and the first and second lenses, and outputs the result as a fifth image. An image processing apparatus according to 1. 前記比較判定部は、前記第2乃至第5画像夫々に少なくとも1つの特定領域の高周波成分の強度を算出し、前記第2乃至第5画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に基づいて前記第2乃至第5画像から焦点の合っている画像を選択することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 The comparison determination unit calculates the intensity of the high frequency component of at least one specific region for each of the second to fifth images, and based on the intensity of the high frequency component of the specific region of each of the second to fifth images. 9. The image processing apparatus according to claim 8, wherein an in-focus image is selected from the second to fifth images. 前記比較判定部は、前記第2乃至第5画像夫々の特定領域の高周波成分の強度に重みを付加することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 9, wherein the comparison determination unit adds a weight to the intensity of the high-frequency component in the specific area of each of the second to fifth images. 前記第3及び第5画像の中央部に定義された特定領域の重みは、前記第2及び第4画像の中央部に定義された特定領域の重みよりも大きいことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The weight of the specific area defined in the central part of the third and fifth images is larger than the weight of the specific area defined in the central part of the second and fourth images. The image processing apparatus described. 前記第2又は第4画像の上側周辺部の特定領域の重みは、他の画像の上側周辺部の特定領域の重みより大きく、下側周辺部の特定領域の重みは、前記他の画像の下側周辺部の特定領域の重みより小さいことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The weight of the specific area in the upper peripheral part of the second or fourth image is larger than the weight of the specific area in the upper peripheral part of the other image, and the weight of the specific area in the lower peripheral part is lower than the other image. The image processing apparatus according to claim 10, wherein the image processing apparatus is smaller than a weight of the specific region in the side peripheral portion. 前記比較判定部は、前記第2乃至第5画像夫々を複数の部分画像に分割し、前記第2乃至第5画像の部分画像の高周波成分の強度に基づいて焦点の合っている部分画像を選択し、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 The comparison / determination unit divides each of the second to fifth images into a plurality of partial images, and selects a focused partial image based on the high-frequency component intensity of the partial images of the second to fifth images. The image processing apparatus according to claim 8, wherein one image in focus is generated from the selected partial image. 前記第2乃至第5画像夫々の部分画像は、隣接の部分画像と重複する重複領域を有し、
前記比較判定部は、前記選択した部分画像から焦点の合っている1つの画像を生成するとき、前記重複領域に重みを付加し、前記重みが付加された重複領域を重ねることを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
Each of the partial images of the second to fifth images has an overlapping area overlapping with an adjacent partial image,
The comparison / determination unit adds a weight to the overlap region and overlaps the overlap region to which the weight is added when generating one focused image from the selected partial image. Item 14. The image processing apparatus according to Item 13.
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