JP2010213175A - 画像処理装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力画像(Din)を歪み補正した第1の歪み補正画像を出力する第1の歪み補正手段(2A)と、入力画像(Din)の高周波数成分を取り出した高周波数成分画像(D1)を生成する高周波数成分画像生成手段(1)と、高周波数成分画像(D1)を歪み補正した第2の歪み補正画像(D2B)を出力する第2の歪み補正手段(2B)と、第2の歪み補正画像(D2B)を処理した高周波数成分画像(D3)を生成する高周波成分画像処理手段(3)と、高周波数成分画像(D3)にゲインを乗算して高周波数成分画像(D7)を出力する調整手段7を有し、第1の歪み補正画像(D2A)と高周波数成分画像(D7)を加算した結果を、入力画像(Din)を歪み補正した結果(Dout)として出力する。
【選択図】図2
Description
入力画像(Din)の歪み特性から決定される補間位置パラメータ(D6A)を出力する歪み補正パラメータ出力手段(6)と、
前記補間位置パラメータ(D6A)を用いて前記入力画像を歪み補正した第1の歪み補正画像(D2A)を出力する第1の歪み補正手段(2A)と、
前記入力画像(Din)の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像(D1)を生成する高周波数成分画像生成手段(1)と、
前記補間位置パラメータ(D6A)を用いて前記第1の高周波数成分画像(D1)を歪み補正した第2の歪み補正画像(D2B)を出力する第2の歪み補正手段(2B)と、
前記第2の歪み補正画像(D2B)を処理した第2の高周波数成分画像(D3)を生成する高周波数成分画像処理手段(3)と、
前記第2の高周波数成分画像(D3)にゲインを乗算して第3の高周波数成分画像(D7)を出力する調整手段(7)と、
前記第1の歪み補正画像(D2A)と前記第3の高周波数成分画像(D7)を加算した結果を、前記入力画像を歪み補正した結果(Dout)として出力する加算手段(4)と
を有することを特徴とする。
歪み補正画像に対して高周波数成分を十分に与えることができ、解像感のある歪み補正画像を得ることができる。
図1は本発明の実施の形態1の撮像装置の構成を表す図である。
図示の撮像装置は、レンズ100、撮像素子200、前処理部300、歪み補正処理部400、後処理部500、及び映像信号出力端子600を備える。
撮像素子200と前処理部300とで、被写体からの光を受けることで、被写体を撮像しデジタル信号を出力する撮像部が構成されている。
図2に示される歪み補正処理部400は、歪み補正パラメータ出力手段6と、第1の歪み補正手段2Aと、高周波数成分画像生成手段1と、第2の歪み補正手段2Bと、高周波成分画像処理手段3と、調整手段7と、加算手段4とを備える。
高周波数成分画像生成手段1は、入力画像Dinがもつ高周波数成分を取り出した高周波数成分画像D1を生成する。
第2の歪み補正手段2Bは、高周波数成分画像D1を歪み補正した歪み補正画像D2Bを生成する。
高周波数成分画像処理手段3は、歪み補正画像D2Bをもとに歪み補正後の画像に高周波数成分を与えるための高周波数成分画像D3を生成する。
加算手段4は、歪み補正画像D2Aに高周波数成分画像D7を加算した結果を最終的な歪み補正画像Doutとして出力する。
第1の歪み補正手段2Aは入力画像Dinを歪み補正した歪み補正画像D2Aを生成する。第1の歪み補正手段2Aは画像メモリ21Aおよび補間手段22Aを備える。
補間手段22Aは、画像メモリ21Aから、入力画像Dinの画素のうち、歪み補正画像D2Aの各画素の位置(図3(C)及び図4(C)の「●」印)に対応する位置(図3(B)及び図4(B)の「●」印)の近傍に位置する画素(□)の値を読み出し、読み出した画素の値を用いた補間処理によって歪み補正画像D2Aの画素(●)の値を求める。
以上が第1の歪み補正手段2Aの動作である。
歪み補正パラメータ出力手段6は、補間位置出力手段6Aと拡大率出力手段6Bとを備え、入力画像の歪み特性から決定される歪み補正パラメータを出力する。ここで、歪み補正パラメータは、補間位置出力手段6Aから出力される補間位置情報(補間位置パラメータ)と、拡大率出力手段6Bから出力される拡大率情報(拡大率パラメータ)を含む。
(X,Y)=(f(x,y),g(x,y)) …(3)
を用いて、歪み補正画像の座標(x,y)における水平方向、垂直方向の拡大率Mx(x,y)、My(x,y)を、次式(3)により算出する。
まず、高周波数成分画像生成手段1は、入力画像Dinの高周波数成分を取り出した高周波数成分画像を生成するものであり、入力画像Dinの第1の周波数F1以上の高周波数成分のみを取り出した画像(高周波数成分画像)D1を生成する。高周波数成分の取り出しは、ハイパスフィルタ処理を行うことで可能である。なお、高周波数成分の取り出しは画像の水平方向、垂直方向それぞれについて行ってもよい。
第2の歪み補正手段2Bは高周波数成分画像D1を歪み補正した歪み補正画像D2Bを生成する。第2の歪み補正手段2Bは画像メモリ21Bおよび補間手段22Bを備える。画像メモリ21Bおよび補間手段22Bは、第1の歪み補正手段2Aの画像メモリ21Aおよび補間手段22Aと同様の機能を有する。第2の歪み補正手段2Bが歪み補正画像D2Bを生成する処理は第1の歪み補正手段2Aと同じ処理を用いることができるのでその説明は省略する。高周波数成分画像生成手段1において水平方向、垂直方向それぞれについてフィルタ処理を行った場合には、これら2種類の画像について第2の歪み補正手段2Bで歪み補正を行う。
高周波数成分画像処理手段3は、高周波数成分通過手段32Aと、非線形処理手段31と、高周波数成分通過手段32Bと、加算手段33とを有する。
図6は非線形処理手段31の一例を示す。図示の非線形処理手段31は、ゼロクロス判定手段311と、信号増幅手段312とを備える。
図6において、入力画像Din311は非線形処理手段31に入力される画像を表す。非線形処理手段31において入力Din311は歪み補正画像D2Bである。
以上が、高周波成分画像処理手段3の動作である。
図5に示したように、現在広く用いられている樽型の歪み特性を持った広角レンズにより撮影された画像の歪みを補正する場合、画像の中心部から周辺部にいくにつれて拡大率が大きくなる。ここでは、歪み補正処理において、画像の中心部では等倍、画像の周辺部では2倍に拡大が行われるものとして本発明における画像処理装置の作用、効果を説明する。
図8(A)〜(E)は画像D32Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図8(A)は高周波数成分画像生成手段1の周波数応答を、図8(B)は高周波数成分画像D1の周波数スペクトルを、図8(C)は歪み補正画像D2Bの周波数スペクトルを、図8(D)は高周波数成分通過手段32Aの周波数応答を、図8(E)は画像D32Aの周波数スペクトルを表している。
図9(A)〜(C)は画像D32Bを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図9(A)は非線形処理手段31により高周波数成分が生成される様子を、図9(B)は高周波数成分通過手段32Bの周波数応答を、図9(C)は画像D32Bの周波数スペクトルを表している。
画像D32Bは非線形処理画像D31が高周波数成分通過手段32Bを通過することで生成される。高周波数成分通過手段32Bはハイパスフィルタでありその周波数応答は図9(B)に示すように、周波数が高くなるほど高くなっている。したがって画像D32Bの周波数スペクトルは図9(C)に示すように、非線形処理画像D31の周波数スペクトルから低周波数側の領域R32BLが取り除かれたものとなるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fn−inより高い周波数に相当するものとなる。
Claims (6)
- 入力画像の歪み特性から決定される補間位置パラメータを出力する歪み補正パラメータ出力手段と、
前記補間位置パラメータを用いて前記入力画像を歪み補正した第1の歪み補正画像を出力する第1の歪み補正手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像生成手段と、
前記補間位置パラメータを用いて前記第1の高周波数成分画像を歪み補正した第2の歪み補正画像を出力する第2の歪み補正手段と、
前記第2の歪み補正画像を処理した第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理手段と、
前記第2の高周波数成分画像にゲインを乗算して第3の高周波数成分画像を出力する調整手段と、
前記第1の歪み補正画像と前記第3の高周波数成分画像を加算した結果を、前記入力画像を歪み補正した結果として出力する加算手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記調整手段は、
歪み補正処理における拡大率を表す拡大率パラメータに応じて前記第2の高周波成分画像の各画素に対するゲインを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の歪み補正画像の高周波数成分のみを取り出す第1の高周波数成分通過手段と、
前記第2の歪み補正画像の画素値を画素に応じて変化させた増幅率によって増幅させる非線形処理によって処理する非線形処理手段と、
前記非線形処理手段が出力する画像の高周波数成分のみを取り出す第2の高周波数成分通過手段を有し、
前記増幅率は、前記歪み補正パラメータに応じて決定されることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記非線形処理手段は、
前記第2の歪み補正画像の画素値が正から負へ、もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定するゼロクロス判定手段と、
前記ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて前記第2の歪み補正手段が出力する画像の各画素の画素値に対する増幅率を決定する信号増幅手段を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記信号増幅手段は、ゼロクロス判定手段で検出されたゼロクロス点からの距離に応じて前記増幅率を決定する
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 被写体を撮像しデジタル信号を出力する撮像部と、
請求項1〜5のいずれかに記載の画像処理装置とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
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