JP2010021698A - 画像処理装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流し撮りモードにおいて、CMOSセンサ3により、時系列的に連続する5枚の画像を取得し、この取得した複数の画像のうち1つを基準画像とし、残りを対象画像とする。次に、ブロックマッチング部16および特徴量演算部15により、4枚の対象画像のそれぞれの主被写体部分を基準画像の主被写体部分に重ねるように位置合わせ変換するための複数のパラメータを算出する。次に、画像変形合成加算部17により、所定の箇所から離れるに従ってパラメータの位置合わせ度を減衰しながら、主被写体部分が重なるように画像を合成する。
【選択図】図1
Description
すなわち、まず、時系列的に連続したフレーム画像を取得し、これらフレーム画像からメインとなる被写体を特定する。そして、この被写体の各フレーム画像間での相対的にずれ量およびずれ方向を検出し、この検出したずれ量およびずれ方向に基づいて、被写体が同じ位置に重なるように各フレーム画像合成する(特許文献1参照)。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置としてのデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
このデジタルカメラは、基本となる動作モードとして撮影を行うための記録モードと、撮影した画像を再生するための再生モードとを有し、記録モードの下位モードとして流し撮りモードが設けられたものである。なお、流し撮りモードは、メインの被写体の動きに合わせてカメラを追従させながら撮影を行うことによって、メインの被写体を静止させ、かつ背景を流したような流し撮り画像を得るための撮影モードである。
CMOSセンサ3は、流し撮りモードにおいては、本発明の画像取得手段として機能する。
前記DRAM5に格納された1枚分の画像データ、すなわちRAWデータはデモザイク部11により画素毎に色情報を補間されてYUVデータに変換された後、液晶表示コントローラ6を介して液晶表示器7にスルー画像として表示される。
また、外部記憶メモリ12に静止画ファイルとして記憶された画像データは、再生モードでは、必要に応じCPU9に読み出されて伸張された後、液晶表示コントローラ6を介して液晶表示器7において表示される。
なお、外部記憶メモリ12は、例えばカメラ本体に着脱自在なメモリカードや、カメラ本体に内蔵されたフラッシュメモリ等により構成される。
キー入力ブロック13は、使用者によるデジタルカメラの操作に使用される、電源キーやシャッターキー、モード切替キー等を含む複数のスイッチ類から構成される。
プログラムメモリ14は、CPU9の動作に必要に種々のプログラム、及びプログラムの実行に際して使用される各種のデータが記憶されたメモリである。
キー入力ブロック13に設けられているモード切替キーが操作されて流し撮りモードが設定されると、CPU9は、図2に示すフローチャートの処理を実行するためのプログラムをプログラムメモリ14から読み出す。CPU9は、このプログラムに従って、図2に示すフローチャートにおける各種処理を実行する。
この強度比テーブルでは、k=0のとき強度比β=1(減衰なし)、k=1のとき強度比β=3/4(減衰率25%)、k=2のとき強度比β=1/2(減衰率50%)となっている。
なお、周知のOSD(On Screen Display)技術により、スルー画像に重ねて、フレーム内の中央部分にグリッドを表示してもよい。このグリッドは、撮影者がカメラの向きをメインの被写体の動きに追従させるとき、メインの被写体をフレーム内の特定位置にガイドするものである。
この連写撮影中、撮影者は、メインの被写体が撮影フレーム内の中央部分に位置するようにメインの被写体の動きに合わせてカメラを追従させる。
具体的には、デモザイク部11により、DRAM5に記憶した各々のRAWデータをYUVデータ、および、輝度成分のみからなる輝度画像データに変換し、変換後の画像データをDRAM5に記憶する。ここで、YUVデータは合成用の画像データであり、輝度画像データは中間合成画像の生成時における位置合わせ作業に十分なサイズの縮小画像データである。
ステップS3では、対象輝度画像pl[i]のインデックスであるカウンタiを1とする。
具体的には、図4(a)に示すように、基準輝度画像pl[0]の中央部に矩形状のマッチング対象領域aを設定する。このマッチング対象領域aの縦方向の長さは、基準輝度画像pl[0]の縦方向の長さの1/2であり、横方向の長さは、基準輝度画像pl[0]の横方向の長さの1/2である。
すなわち、各ブロックについて、対象輝度画像pl[i]内の同一座標のブロックを中心とした所定範囲内で、ブロック間の差分二乗和を評価しながら探索する。そして、差分二乗和が最小となる位置に基づいて、相対的なずれ量およびずれ方向を示す当該ブロックの動きベクトルを求める。
RANSAC法とは、アウトライア(イレギュラーに移動したブロックの動きベクトル)を排除して射影変換行列を求める手法である。より具体的には、RANSAC法で求められる射影変換行列サポート率(全サンプル数に対するインライア(変換行列が有効となるサンプル)の割合)が一定値以上であれば、RANSAC法による射影変換行列の生成は成功であるとみなし、変換行列が有効であると判断する。
一方、この判定がYESの場合には、ステップS8に移る。
ステップS9では、上述の強度比テーブルを参照して、図5に示すように、カウンタkの値に対応した強度比βを読み出して、射影変換行列m[i]のパラメータの位置合わせ度を強度比βとした減衰射影変換行列mβ[i][k]を生成する。ここで強度比βは、k=0の場合β=1、k=0の場合β=3/4、k=0の場合β=1/2である。
例えば、中間合成画像c[1]は、対象画像p[1]に減衰射影変換行列mβ[1][1]を適用し、対象画像p[2]に減衰射影変換行列mβ[2][1]を適用し、対象画像p[3]に減衰射影変換行列mβ[3][1]を適用し、対象画像p[4]に減衰射影変換行列mβ[4][1]を適用して、基準画像p[0]に加算平均することで生成された画像である。
具体的には、最終合成画像cfを、中央部の矩形状の領域である第1領域b1と、この第1領域b1の外側の枠状の領域である第2領域b2と、この第2領域b2の外側の枠状の領域である第3領域b3と、この第3領域b3の外側の枠状の領域である第4領域b4と、この第4領域b4の外側の枠状の領域である第5領域b5と、で構成する。
この第1領域b1を、中間合成画像c[0]のみで生成する。
この第3領域b3を、中間合成画像c[1]のみで生成する。
第4領域b4の幅は、3等分されており、内側から順に、中間合成画像c[1]および中間合成画像c[2]のブレンド比は、75%および25%、50%および50%、25%および75%となっている。
この第5領域b5を、中間合成画像c[2]のみで生成する。
(1)4枚の対象輝度画像pl[1]〜pl[4]のそれぞれについて、主被写体部分の基準輝度画像pl[0]に対する動きベクトル群を求めて、この動きベクトル群に基づいて、対象輝度画像pl[1]〜pl[4]の主被写体部分を基準輝度画像pl[0]の主被写体部分に重ねるように位置合わせ変換する射影変換行列m[1]〜m[4]を生成する。次に、これら射影変換行列m[1]〜m[4]に対して強度比βを導入して減衰射影変換行列mβ[1]〜mβ[4]を生成し、強度比βを3段階に変化させて対象画像p[1]〜p[4]に適用し、基準画像pl[0]に加算平均することで、3種類の中間合成画像c[0]〜c[2]を生成する。次に、主被写体から離れるに従って強度比βが低下するようにこれら3種類の中間合成画像c[0]〜c[2]を合成して、1つの最終合成画像cfを生成する。
このように主被写体から離れるに従って強度比βを低下させて位置合わせを抑制したので、流し撮りを実行した際に、最終合成画像cfの背景に生じる縦方向の縞模様を低減できる。
例えば、本実施形態では、3個の中間合成画像c[0]〜c[2]を合成する際、撮影画像の中心に主被写体が存在するものとして、最終合成画像cfの中心から周縁部に向かうに従って、減衰射影変換行列mβの強度比βを低下させたが、これに限らない。すなわち、基準画像と対象画像との相関性を画素単位で判定して、相関性が高い領域を主被写体領域として強度比を1とし、この相関性が高い領域から離れるに従って強度比を低下させてもよい。
また、上述のデモザイク部11、特徴量演算部15、ブロックマッチング部16、画像変形合成加算部17の機能の一部または全てを、CPU9を所定のプログラムに従い動作することによって実現するようにしてもよい。
また、本発明は、撮像装置に限らず、時間的に連続する複数枚の画像から流し撮り画像を生成する機能を有する任意の画像処理装置にも適用できる。また、係る画像処理装置には、所定のプログラムに基づき動作することにより前記機能が実現されるパーソナルコンピュータも含まれる。
c 中間合成画像
m 射影変換行列
p[0] 基準画像
p[1]〜p[4] 対象画像
3 CMOSセンサ(画像取得手段)
15 特徴量演算部(パラメータ算出手段)
16 ブロックマッチング部(パラメータ算出手段)
17 画像変形合成加算部(画像合成手段)
Claims (8)
- 時系列的に連続する複数の画像を取得し、当該取得した複数の画像のうち1つを基準画像とし、残りを対象画像とする画像取得手段と、
前記複数の対象画像のそれぞれの主被写体部分を前記基準画像の主被写体部分に重ねるように位置合わせ変換するための複数のパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
所定の箇所から離れるに従って前記パラメータの位置合わせ度を減衰しながら、前記主被写体部分が重なるように画像を合成する画像合成手段と、を備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像合成手段は、減衰された複数の位置合わせ度のそれぞれについて、中間合成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。
- 前記画像合成手段は、前記複数の中間合成画像を重み付け加算平均することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記パラメータは、射影変換行列の各成分であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記所定の箇所は画角の中央であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記所定の箇所は主被写体であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像処理装置。
- 時系列的に連続する複数の画像を取得し、当該取得した複数の画像のうち1つを基準画像とし、残りを対象画像とする行程と、
前記複数の対象画像のそれぞれの主被写体部分を前記基準画像の主被写体部分に重ねるよう位置合わせ変換するための複数のパラメータを算出する行程と、
所定の箇所から離れるに従って前記パラメータの位置合わせ度を減衰しながら、前記主被写体部分が重なるように画像を合成する行程と、を備える
ことを特徴とする画像処理方法。 - 撮像手段を有するコンピュータを、
時系列的に連続する複数の画像を取得し、当該取得した複数の画像のうち1つを基準画像とし、残りを対象画像とする画像取得手段、
前記複数の対象画像のそれぞれの主被写体部分を前記基準画像の主被写体部分に重ねるよう位置合わせ変換するための複数のパラメータを算出するパラメータ算出手段、
所定の箇所から離れるに従って前記パラメータの位置合わせ度を減衰しながら、前記主被写体部分が重なるように画像を合成する画像合成手段、
として機能させるプログラム。
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