JP2008263386A - 静止画撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像装置までの距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現ができる静止画撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像手段１０１による撮像領域のうちの所定範囲の撮像領域である注目撮像領域情報と、ぼかしを付加する程度を示すぼかしレベル情報とを外部から入力する入力手段１０４と、撮像領域を複数の小撮像領域に分割し、分割された小撮像領域ごとに撮像対象物までの距離を測定する制御手段１０２と、注目撮像領域情報と、ぼかしレベル情報と、小撮像領域ごとの前記距離とに基づき、撮像手段によって撮像された画像のうちの注目撮像領域を含まない小撮像領域の各部分画像に対するぼかしレベルを決定し、決定されたぼかしレベルで各部分画像にぼかしを付加する画像処理手段１０３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像に適用するぼけ量を調整することにより、画像の表現に幅を持たせる静止画撮像装置に関する。

近年、コンピュータの小型化、低消費電力化により、コンパクトデジタルカメラが広く普及している。このようなコンパクトデジタルカメラは、カメラのサイズを小さくするために、１／１．８インチや１／２．５インチなど小型の撮像素子を採用している。小型の撮像素子を使用すると、レンズ及び焦点距離も小さくなり、レンズが小さくなればＦ値（レンズの明るさ）が大きくなる。一般に、焦点距離が小さいほど被写界深度（ピントが合っているように見える領域）は深くなるため、コンパクトデジタルカメラは、高精度のＡＦ（Auto Focus）機能をもたなくても正確にピントのあった画像が得られるようになった。

一方、コンパクトデジタルカメラでは、誰が撮っても同じような画像しか得られないという問題がある。従来、写真撮影において、主要な被写体にピントを合わせ、絞りを調節することによって被写界深度を浅くし、ピントのあっていない部分をぼかすようにして、主要な被写体を浮き上がらせるように撮影する手法が広く用いられてきた。しかし、コンパクトデジタルカメラでは被写界深度を浅くすることができないため、従来のような手法を用いて、撮影する画像の表現に幅を持たせることが困難である。

この問題を解決するため、下記の特許文献１には、視差を有する一対の撮像レンズを使って撮像された画像を入力し、その情報に基づいて距離情報を算出し、ぼけパラメータを選択してぼけ効果を追加するようにした技術が開示されている。また、下記の特許文献２には、画像及び距離情報を含む３Ｄ計測データと、焦点距離、絞りなどの仮想カメラ設定を入力し、その情報に基づいてぼけ量を計算し、画像に追加するという技術が開示されている。
特開平９−１８１９６６号公報（図１、図５） 特開２０００−２０７５４９号公報（図１、図８）

しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に記載の従来の手法では、撮影画像の各領域に適用するぼけ量の大きさを算出するために、特殊なハードウェアが必要であり、現在広く普及しているコンパクトデジタルカメラにそのまま適用することができないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像面までの距離を測定し、その距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現が可能な静止画撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、撮像手段を有し、前記撮像手段によって撮像された画像にぼかしを付加する機能を有する静止画撮像装置であって、前記撮像手段による撮像領域のうちの所定範囲の撮像領域である注目撮像領域の位置を示す注目撮像領域情報と、前記ぼかしを付加する程度を示すぼかしレベル情報とを外部から入力する入力手段と、前記撮像領域を複数の小撮像領域に分割し、前記分割された小撮像領域ごとに撮像対象物までの距離を測定する制御手段と、前記注目撮像領域情報と、前記ぼかしレベル情報と、前記小撮像領域ごとの前記距離とに基づいて、前記撮像手段によって撮像された画像のうちの前記注目撮像領域を含まない前記小撮像領域の各部分画像に対するぼかしレベルを決定し、決定された前記ぼかしレベルで前記各部分画像にぼかしを付加する画像処理手段とを、備える静止画撮像装置が提供される。この構成により、従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像面までの距離を測定し、その距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現が可能になる。なお、ここでのぼかしは、後述するぼけに相当する。

また、本発明によれば、撮像手段を有し、前記撮像手段によって撮像された画像にぼかしを付加する機能を有する静止画撮像装置であって、前記撮像手段による撮像領域を複数の小撮像領域に分割し、前記分割された小撮像領域ごとに撮像対象物までの距離を測定する制御手段と、前記撮像手段によって撮像された画像と、前記画像における前記複数の小撮像領域の各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像の前記距離の情報とを格納する記録手段と、前記撮像領域のうちの所定範囲の撮像領域である注目撮像領域の位置を示す注目撮像領域情報と、前記ぼかしを付加する程度を示すぼかしレベル情報とを外部から入力する入力手段と、前記記録手段に格納された前記画像と、前記各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像の距離の情報とを読み出し、前記読み出された前記各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像ごとの前記距離と、ぼかしレベル情報と、前記注目撮像領域情報とに基づいて、前記記録手段から読み出された前記画像のうちの前記注目撮像領域を含まない前記小撮像領域の各部分画像に対するぼかしレベルを決定し、決定された前記ぼかしレベルで前記各部分画像にぼかしを付加する画像処理手段とを、備える静止画撮像装置が提供される。この構成により、従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像面までの距離を測定し、その距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現が可能になる。

本発明の静止画撮像装置は、上記構成を有し、従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像装置までの距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現が可能となる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の実施の第１の実施の形態について図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る静止画撮像装置の構成の一例を示す構成図である。図２は本発明の第１の実施の形態におけるぼけ量調整の処理フローの一例を示すフローチャートである。図３は本発明の第１及び第２の実施の形態における複数の領域に分割された撮像領域の一例を示す図である。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る静止画撮像装置の構成の一例について図１を用いて説明する。図１に示すように、静止画撮像装置１００は、撮像部１０１（上述した撮像手段に相当）、制御部１０２（上述した制御手段に相当）、画像処理部１０３（上述した画像処理手段に相当）、設定入力部１０４（上述した入力手段に相当）、記録部１０５（上述した記録手段に相当）、画像表示部１０６から構成されている。なお、静止画撮像装置１００の構成要素はこれに限られるものではなく、他の構成要素を含むものであってもよい。

撮像部１０１は、光学系（例えば、光線の性質を利用して物体の像をつくるもの）を制御し、光学像（レンズから入ってきた光）を電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）などに相当する。設定入力部１０４は、画像面上でピントを合わせたい位置（フォーカス位置とも言い、上述する注目撮像領域に相当）の設定情報（例えば、後述する図３に示す撮像領域における座標情報など）及びピントの合っていない位置（注目撮像領域以外の領域）に適用するぼけの大きさの設定情報（ぼけレベル）を入力するものである。

画像処理部１０３は、撮像部１０１によって変換された電気信号を処理し、画像データに変換するものであり、また設定入力部１０４を介してユーザなどによって入力された設定情報に応じて画像データを加工してぼけを付加するものである。制御部１０２は、画像処理部１０３によって得られた画像データを複数領域（複数の小撮像領域に相当）に分割し、分割された各領域のコントラスト（ピントの合い具合）を検出するものである。記録部１０５は、画像処理部１０３によって得られた画像データを記録するものである。画像表示部１０６は画像データを表示するものである。

次に、本発明の第１の実施の形態におけるぼけ量調整の処理の手順について図２を用いて説明する。図２に示すように、まず、設定入力部１０４を介して、ぼけレベル及び撮像領域内のピントを合わせたい位置（フォーカス位置）を入力する（ステップＳ２０１）。ぼけレベルは、例えば弱・中・強など付加するぼけの強さに応じて設定する。次に、不図示のシャッターボタンが押されるのを待ち、制御部１０２はシャッターボタンが押されたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。シャッターボタンが押されたと判断した場合、制御部１０２は、撮像領域を図３に示すような複数の領域に分け、各領域内の被写体（撮像対象物）までの距離（静止画撮像装置１００から各領域内の被写体までの距離）を測定する（ステップＳ２０３）。なお、被写体の対象となるものは、撮像領域に写っているすべてのものである。

各領域内の被写体までの距離は以下のように測定する。例えば、現在コンパクトデジタルカメラで広く使用されているコントラスト検出方式のオートフォーカス機構を利用し、一度撮影最短距離から無限遠までフォーカス距離を変化させる。そして、フォーカス距離を変化させることにより、画像処理部１０３から得られるそれぞれの画像データ内の各領域内のコントラストを制御部１０２が判断し、各領域内のコントラストが最大になった（ピントが合った）際のフォーカス距離を取得することで、各領域内の被写体までの距離を測定する。

次に、ステップＳ２０１で入力された位置（フォーカス位置）にピントを合わせ、撮像部１０１が撮像を行い、画像処理部１０３が画像データを作成する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０１で入力されたぼけレベル及び、ピントを合わせたい位置（フォーカス位置）にある被写体と撮像領域内の各領域内の被写体との距離の差に応じて、画像処理部１０３が作成された画像データにぼけを付加する（画像加工処理：ステップＳ２０５）。ぼけの付加は、例えば一つの画素を周囲のいくつかの画素が持つデータと平均化することによって行うことができる。また、上述した特許文献１や特許文献２に記載されている方法を使用しても行うことができ、距離の差が大きいほど大きいぼけ効果を適用する。

そして、ステップＳ２０５で得られた画像データを記録部１０５に記録する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６で記録された画像データを画像表示部１０６に表示し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。以上の処理を行うことで、一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、ぼけ量を調整した撮影を行うことが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における静止画撮像装置の構成は、第１の実施の形態における静止画撮像装置の構成と同様である。したがって、以下では第２の実施の形態におけるぼけ量調整の処理方法のみについて説明する。

図４は第２の実施の形態におけるぼけ量調整の処理の一部である撮影処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下に、処理手順について説明する。まず、不図示のシャッターボタンが押されるのを待ち、制御部１０２はシャッターボタンが押されたか否かを判断する（ステップＳ４０１）。シャッターボタンが押されたと判断されると、ステップＳ４０２に移行する。そして、制御部１０２が撮像領域を図３に示されるような複数領域（複数の小撮像領域に相当）に分割し、各領域内の被写体までの距離（静止画撮像装置１００から各領域内の被写体までの距離）を測定する（ステップＳ４０２）。

被写体までの距離の測定は、第１の実施の形態のように、例えば現在コンパクトデジタルカメラで広く使用されているコントラスト検出方式のオートフォーカス機構を利用するものである。具体的には、一度撮影最短距離から無限遠までフォーカス距離を変化させることにより、画像処理部１０３から得られるそれぞれの画像データ内の各領域内のコントラストを制御部１０２が判断し、各領域内のコントラストが最大になった（ピントが合った）際のフォーカス距離を取得することで、各領域内の被写体までの距離を測定する。

次に、撮像部１０１が、被写界深度を深くし、撮像領域全体にピントが合うように絞るとフォーカス距離を調整して撮像を行い、画像処理部１０３が画像データを作成する（ステップＳ４０３）。そして、ステップＳ４０３で得られた画像データとステップＳ４０２で得られた距離情報を記録部１０５に記録する（ステップＳ４０４）。このとき、距離が測定された領域の各画像を識別する識別情報も関連付けて記録される。ステップＳ４０３で得られた画像データとステップＳ４０２で得られた距離情報は、例えば図６に示すように、画像データは「gazou」として、距離情報は「kyori」として記録され、さらに対応する画像データと距離情報には各画像を識別する識別情報（例えば、０００１や０００２など）が付され、番号ごとに記録される。以上が撮影処理のフローである。

次に、第２の実施の形態におけるぼけ量調整の処理の一部である画像加工処理について図５を用いて説明する。なお、加工する画像はあらかじめ選択されているものとする。また、加工する画像は、図４の処理手順で撮影されたものであるとする。まず、画像処理部１０３が、記録された画像データ（加工する画像）を記録部１０５から読み出し、表示部１０６に表示する（ステップＳ５０１）。次に、ユーザなどが、設定入力部１０４を介して、ステップＳ５０１で表示された画像内のピントを合わせたい位置（フォーカス位置）と加工するぼけレベルを入力する（ステップＳ５０２）。

そして、ステップＳ５０２で入力されたぼけレベルと、ピントを合わせたい位置にある被写体と画像領域内の各領域内の被写体との距離（読み出された画像に対応する記録部１０５から読み出される距離情報）の差とに基づいて、画像処理部１０３が画像データにぼけを付加する（画像加工処理：ステップＳ５０３）。ぼけの付加は、距離の差が大きいほど大きなぼけを付加する。次に、記録部１０５にステップＳ５０３で得られた画像データを記録する（ステップＳ５０４）。最後に、ステップＳ５０４で記録された画像データを画像表示部１０６に表示し（ステップＳ５０５）、処理を終了する。

以上の処理を行うことで、一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影した一枚の画像から任意の領域にピントを合わせ、ぼけ量を調整した画像を作成することが可能となる。本発明の第１及び第２の実施の形態における静止画撮像装置では撮影と画像加工処理を同一の静止画撮像装置内で行ったが、図４に示すフローに沿って記録した画像データと距離情報データをパーソナルコンピュータのような外部機器によって読み出し、外部機器で画像加工処理を行ってもよい。その場合、より簡単な操作で画像加工処理を行うことが可能である。

本発明に係る静止画撮像装置は、従来の一般的な構造を持つコンパクトデジタルカメラに特殊なハードウェアを追加することなく、撮影領域内の各被写体から撮像装置までの距離の差に応じて撮影した画像を加工してぼけ量を調整することで、幅広い画像の表現ができるため、画像に適用するぼけ量を調整することにより、画像の表現に幅を持たせる静止画撮像装置などに有用である。

本発明の第１及び第２の実施の形態に係る静止画撮像装置の構成の一例を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるぼけ量調整の処理フローの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１及び第２の実施の形態における複数の領域に分割された撮像領域の一例を示す図である。 第２の実施の形態におけるぼけ量調整の処理の一部である撮影処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるぼけ量調整の処理の一部である画像加工処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における記録部に対応付けて記録される画像データと距離情報の一例を示す図である。

符号の説明

１００ 静止画撮像装置
１０１ 撮像部（撮像手段）
１０２ 制御部（制御手段）
１０３ 画像処理部（画像処理手段）
１０４ 設定入力部（入力手段）
１０５ 記録部（記録手段）
１０６ 画像表示部

Claims (2)

1. 撮像手段を有し、前記撮像手段によって撮像された画像にぼかしを付加する機能を有する静止画撮像装置であって、
   前記撮像手段による撮像領域のうちの所定範囲の撮像領域である注目撮像領域の位置を示す注目撮像領域情報と、前記ぼかしを付加する程度を示すぼかしレベル情報とを外部から入力する入力手段と、
   前記撮像領域を複数の小撮像領域に分割し、前記分割された小撮像領域ごとに撮像対象物までの距離を測定する制御手段と、
   前記注目撮像領域情報と、前記ぼかしレベル情報と、前記小撮像領域ごとの前記距離とに基づいて、前記撮像手段によって撮像された画像のうちの前記注目撮像領域を含まない前記小撮像領域の各部分画像に対するぼかしレベルを決定し、決定された前記ぼかしレベルで前記各部分画像にぼかしを付加する画像処理手段とを、
   備える静止画撮像装置。
2. 撮像手段を有し、前記撮像手段によって撮像された画像にぼかしを付加する機能を有する静止画撮像装置であって、
   前記撮像手段による撮像領域を複数の小撮像領域に分割し、前記分割された小撮像領域ごとに撮像対象物までの距離を測定する制御手段と、
   前記撮像手段によって撮像された画像と、前記画像における前記複数の小撮像領域の各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像の前記距離の情報とを格納する記録手段と、
   前記撮像領域のうちの所定範囲の撮像領域である注目撮像領域の位置を示す注目撮像領域情報と、前記ぼかしを付加する程度を示すぼかしレベル情報とを外部から入力する入力手段と、
   前記記録手段に格納された前記画像と、前記各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像の距離の情報とを読み出し、前記読み出された前記各部分画像を識別する識別情報と、前記各部分画像ごとの前記距離と、ぼかしレベル情報と、前記注目撮像領域情報とに基づいて、前記記録手段から読み出された前記画像のうちの前記注目撮像領域を含まない前記小撮像領域の各部分画像に対するぼかしレベルを決定し、決定された前記ぼかしレベルで前記各部分画像にぼかしを付加する画像処理手段とを、
   備える静止画撮像装置。

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