JP2013062626A - 撮像装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】判定部801は、後述するように、ぶれ補正処理を実行するか否かを判定する。メモリ部802は、判定部801でぶれ補正処理を実行すると判定された画像群のみを一時的に格納する。ぶれ補正部803は、複数枚の画像を合成することによって画像のぶれを補正する。対応点探索部804は、画像間の画素値の類似度に着目して、画素の対応点を決定する。移動量算出部805は、対応点探索部804の結果に基づいて、画像間の各画素の移動量を算出する処理部である。位置補正部806は、移動量算出部805が算出した各画素の移動量に基づいて、メモリ部802から供給される各画像の位置を補正する。画像合成部807は、位置補正部806で位置補正された画像群を合成する。
【選択図】図13
Description
図1は、複数の撮像部を備えた多眼方式による撮像装置の一例を示す図である。撮像装置の筐体100には、カラー画像を取得する4個の撮像部101〜104及び撮影ボタン105が備えられている。4個の撮像部101〜104は、正方格子上に均等に配置されている。ユーザが撮影ボタン105を押下すると、撮像部101〜104が被写体の光情報をセンサ(撮像素子)で受光し、受光した信号がA/D変換されて、複数のカラー画像(デジタルデータ)が同時に取得される。このような多眼方式の撮像装置により、同一の被写体を複数の視点位置から撮像したカラー画像群を得ることができる。
図4は、撮像部101〜104におけるズームレンズ302が配置される位置の一例を示している。図4を参照すると、撮像部101におけるズームレンズ302は、よりセンサ309に近い位置に配置されている。すなわち、撮像レンズの焦点距離が短く、広い画角設定となっていることが直感的に理解できるようになっている。一方、撮像部104におけるズームレンズは、よりセンサに遠い位置に配置されている。つまり、撮像レンズの焦点距離が長く、狭い画角設定となっている。本実施形態では、撮像部101の焦点距離を25mm、撮像部102の焦点距離を50mm、撮像部103の焦点距離を100mm、撮像部104の焦点距離を150mmに設定する。図4に示すように、焦点距離が異なる複数の撮像部によって撮像装置を構成することで、一回の撮影により、同一被写体について広い画角の構図から狭い画角の構図まで撮像して、それぞれの被写体像の取得が可能となる。
図8は、撮像部101〜104の露光制御を示す図である。撮像部101および102は、焦点距離が相対的に短い(画角が広い)ことから、被写体が高速で動き、あるいは手ぶれなどが発生しても被写体像にぶれが生じにくい。一方、撮像部103および104は、焦点距離が相対的に長い(画角が狭い)ことから、同程度の手ぶれなどが発生しても、被写体像にぶれが生じやすい。本実施形態では、焦点距離が相対的に長い撮像部103および104にのみ、特許文献2で提案されるような電子的な手ぶれ補正機構を持たせる。すなわち、撮像部103および104についてのみ撮影時間を複数に分割し、時分割駆動により、複数枚の画像を取得する。ここで、時分割駆動による撮像は、各撮像画像にぶれが発生しない程度のシャッタースピードに設定する。このように高速のシャッタースピードで撮像された複数枚の画像を合成することによりぶれ補正を行う。一方、本実施形態では相対的に焦点距離の短い撮像部101および102に対しては、ぶれ補正を行わない。
図13は、本実施形態の画像処理部212の内部構成を示したブロック図である。画像取得部800は、撮像部101〜104からバス204を経由して供給される画像群を取得する。判定部801は、後述するように、ぶれ補正処理を実行するか否かを判定する。メモリ部802は、判定部801でぶれ補正処理を実行すると判定された画像群を一時的に格納する。ぶれ補正部803は、複数枚の画像を合成することによって画像のぶれを補正する。対応点探索部804は、画像間の画素値の類似度に着目して、画素の対応点を決定する。
次に、図13に示すぶれ補正部803の各部によって行なわれるぶれ補正処理の詳細を説明する。図15はぶれ補正部803における処理の流れを示すフローチャートである。ステップ1001において、ぶれ補正部803は、メモリ部802に格納された複数枚の画像を入力する。ここでは、撮像部103で撮像された3枚の画像i(x,y,m)が入力される場合について説明する。なお、(x,y)は画像の座標位置である。mは画像番号を示しており、本例では3枚の画像を使用するので、m=0,1,2となる。ステップ1002において、ぶれ補正部803は、入力された複数枚の画像の中から1枚の基準画像を選択する。ここでは、連続撮影された画像のうち、時間的に最初に撮影された画像i(x,y,0)を基準画像として選択する。
図16は、図15のフローチャートのステップ1004における対応点探索処理の流れを示すフローチャートである。ステップ1101において、対応点探索部804は、基準画像と参照画像とを入力する。基準画像および参照画像の選択方法については前述の通りである。ステップ1102において、対応点探索部804は、入力された基準画像に対して特徴点を抽出する。
実施形態1では、ぶれ補正を行う撮像部が取得する画像枚数は、撮像部の焦点距離に依らず固定であった。本実施形態では、撮像部の焦点距離に応じ、撮像枚数を変化させてぶれ補正を行う形態を説明する。なお、実施形態1と共通する部分については説明を簡略化ないしは省略し、ここでは差異点を中心に説明することとする。
実施形態1および2では、高速なシャッタースピードで複数の画像を取り込んだ後に、この複数の画像に対し、電子的に位置合わせを行い、重ね合わせることでぶれ補正を行っていた。本実施形態では、1枚の撮像画像からぶれ補正を行う。なお、実施形態1と共通する部分については説明を簡略化ないしは省略し、ここでは差異点を中心に説明することとする。
図23は、本実施形態に係る画像処理部212の内部構成を示すブロック図である。実施形態1に係る図13に示すブロック図と比較して、ぶれ補正部1701の構成が異なる。その他の画像取得部800、画像判定部801、メモリ部802および画像出力部808は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。ぶれ補正部1701は、ぶれ検出部1401から供給される撮影期間中のぶれ情報と、撮像部制御部208から供給される露光条件とを利用して、ぶれ補正を行う。
図24のフローチャートを参照して、ぶれ補正部1701の各部によって行なわれるぶれ補正処理の詳細を説明する。図24は、ぶれ補正部1701における処理の流れを示すフローチャートである。ステップ1801において、ぶれ補正部1701は、メモリ部802に格納された画像を受け取る。この時、画素位置(x,y)における単位時間当たりの入射光の強度をi(x,y)、撮像装置のぶれ速度をv、露光時間をTとする。撮像装置には時刻tにi(x,y)をvTだけ移動させた情報が入射するので、実際に撮像される画像データiblur(x,y)は、式(10)で算出することができる。ここで、説明を簡単にするため式(11)では、縦方向(y方向)へのぶれのみが撮影時に発生したものとして説明する。
図23に示すぶれ補正部1701に含まれる関数作成部1703について説明する。関数作成部1703では、ステップ1805の画像補正で用いるデコンボリューション関数を作成する。実空間でのコンボリューション演算は、空間周波数上で積の形式で記述できる。したがって、撮像データの取得過程を表現する式(10)に対して、その両辺をフーリエ変換すると式(11)を得る。
図23のぶれ補正部1701に含まれる画像補正部1704について説明する。式(12)において、ぶれ検出部1401から供給される撮像装置のぶれ速度vと、露光条件取得部1702から供給される露光時間Tは既知のパラメータである。更にIblur(u,v)、H(u)は、撮像される画像データiblur(x,y)、シャッターの開閉情報h(t)のフーリエ変換によって得ることが可能であるため、これらの関数も既知となる。したがって、画像補正部1704では、式(12)による演算を実施することで、ぶれ補正画像のフーリエ変換I(u,v)を原理的に求めることが可能となる。
h101(t)=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1]
h103(t)=[1,0,1,0,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1]
実施形態1ないし3では、撮像後の画像を使用して画像処理によってぶれ補正を行っていた。本実施形態では、撮像レンズと撮像素子との相対的位置を制御して撮像装置のぶれを補正する方法について説明する。なお、実施形態1と共通する部分については説明を簡略化ないしは省略し、ここでは差異点を中心に説明することとする。
実施形態1ないし4では、撮像装置に略同一の焦点距離を持つ撮像部が複数ある場合(例えば、図6および7に示す撮像部)、相対的に焦点距離が長ければ略同一の焦点距離を持つ全ての撮像部についてぶれ補正を実行した。或いは、相対的に焦点距離が短ければ、略同一の焦点距離をもつ全ての撮像部に対してぶれ補正を実行しないというものであった。本実施形態では、略同一の焦点距離を持つ撮像部で、ぶれ補正を実行する撮像部と、ぶれ補正を実行しない撮像部が混在する多眼方式の撮像装置について説明する。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。また、本発明は、複数のプロセッサが連携して処理を行うことによっても実現できるものである。
Claims (16)
- 被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段を備える多眼方式の撮像装置であって、
前記複数の撮像手段は、各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段は、前記取得する被写体像のぶれを補正する補正手段をさらに有することを特徴とする撮像装置。 - 前記補正手段を有する撮像手段は、1回の撮影で複数回被写体を撮像して得られた複数の被写体像を用いて前記ぶれを補正することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記補正手段を有する撮像手段の1回の撮影で撮像する回数は、前記焦点距離に基づくことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 前記補正手段を有する撮像手段は、シャッタースピードが、前記焦点距離に応じて相対的に速いことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記補正手段は、
前記複数の被写体像の間の位置のずれを算出する算出手段と、
前記算出された位置のずれを用いて各被写体像に含まれる対応する点を特定させて位置を補正する位置補正手段と、
前記位置補正手段によって位置補正された画像を合成する合成手段と
を有することを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。 - 撮影の際のぶれ量を検出するぶれ検出部と、被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段を備えた多眼方式の撮像装置であって、
前記複数の撮像手段は、各々焦点距離が異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段は、前記取得される被写体像のぶれを、前記ぶれ検出手段で検出されたぶれ量を用いて補正する補正手段をさらに有することを特徴とする撮像装置。 - 前記補正手段は、
各撮像部が撮像する際の露光条件を取得する取得手段と、
前記ぶれ検出部によって得られたぶれ量と、前記露光条件とに基づいてぶれ補正用関数を作成する関数作成手段と
を有し、前記関数を撮影画像に適用してぶれ補正することを特徴とする請求項6記載の撮像装置。 - 撮影の際のぶれ量を検出するぶれ検出部と、被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段とを備えた多眼方式の撮像装置であって、
前記複数の撮像手段は、各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段は、当該検出されたぶれ量に基づいて前記撮像手段を駆動して、前記取得される被写体像のぶれの発生を防止する駆動手段をさらに有することを特徴とする撮像装置。 - 前記駆動手段は、前記ぶれ検出手段によって得られたぶれ量に応じて前記撮像レンズの一部および前記撮像素子の両方、またはいずれか一方を偏心させるよう駆動することを特徴とする請求項8記載の撮像装置。
- 被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段を備えた多眼方式の撮像装置であって、
前記複数の撮像手段は、各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に短い撮像レンズに対応する撮像手段は、前記取得する被写体像に対して、ぶれ補正を実行しないことを特徴とする撮像装置。 - 各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段を備えた多眼方式の撮像装置の各撮像手段によって複数の画像を撮像するステップと、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段において、前記取得される被写体像のぶれを補正するぶれ補正ステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - 撮影の際のぶれ量を検出するぶれ検出ステップと、
各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有し、被写体を異なる複数の視点位置から撮像する複数の撮像手段とを備えた多眼方式の撮像装置の各撮像手段によって複数の画像を撮像するステップと、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段において、前記取得される被写体像のぶれを、前記ぶれ検出ステップで検出されたぶれ量を用いて補正する補正ステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置として機能させるためのプログラム。
- 各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有する複数の撮像手段により、被写体を異なる複数の視点位置から撮像して得られた複数の画像データおよび撮像条件を取得する取得手段と、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段において、前記取得される被写体像のぶれを補正するぶれ補正手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 撮影の際に検出されたぶれ量を取得する第1の取得手段と、
各々焦点距離の異なる撮像レンズと、該撮像レンズによって撮像された被写体像を得る撮像素子とを有する複数の撮像手段により、被写体を異なる複数の視点位置から撮像して得られた複数の画像データおよび撮像条件を取得する第2の取得手段と、
前記複数の撮像手段のうち、焦点距離が相対的に長い撮像レンズを有する撮像手段において、前記取得される被写体像のぶれを、前記第1の取得手段で取得されたぶれ量を用いて補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータを請求項14または15に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
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