JP2014160145A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 幾何変形処理に必要な参照領域の中心が撮像領域の中心に近づくように、光学式像振れ補正による光学部材の駆動量に、幾何変形量に応じたオフセットを付与する。これにより、幾何変形処理に必要な参照領域が撮像領域内に収まる可能性を高め、光学式像振れ補正と幾何変形処理とを組み合わせて効果的に補正することができる。
【選択図】 図6
Description
図11(a)において、全体領域1100は撮像画像の全体(例えば撮像装置のメモリに保持されている撮影画像全体)の領域である。参照領域1101は、振れの回転方向成分を補正するための幾何変形処理に必要な参照領域である。また、領域1102は参照領域1101のうち、撮像画像1100に含まれない領域を示す。領域1103は参照領域1101に外接する矩形領域を示す。
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、光学式像振れ補正を実現する光学部材がシフトレンズである場合について説明するが、撮像素子を移動させるセンサシフト方式であっても同様に実施可能である。
tx=f(tanαcosγ/cosβ+tanβsinγ)
ty=f(−tanαsinγ/cosβ+tanβcosγ)
θ=−γ
vx=−tanα/f
vy=−tanβ/(fcosα)
なお、振れ角度α,β,γは、振れ検出部107から得られる振れの角速度を積分することで得られる。
幾何変形量算出部110は、複数の幾何変形処理による座標変換を1つの座標変換に合成し、水平、垂直方向の位相ズレ成分として生成する。
幾何変形量算出部110は、複数の幾何変形要素に対応した第1座標演算部301および第2座標演算部302と、座標移動ベクトル合成部303で構成される。第1および第2座標演算部301および302は、幾何変形パラメータ調整部109から入力されるそれぞれの幾何変形パラメータと、幾何変換処理前の座標とから、座標移動ベクトルと、幾何変換処理後の座標を算出する。
参照領域算出部111は、画像出力領域の位置情報、具体的には画像出力領域に含まれる個々の画素の座標(X, Y)に対し、幾何変換処理後の座標(Xc, Yc)を算出することにより、参照領域を算出することができる。
参照領域算出部111は、このようにして算出した、第1参照領域アドレスを示すX0、Y0、X1、Y1を調整量算出部112へ出力する。
図5は、調整量算出部112の機能構成例を示すブロック図である。調整量算出部112は、シフトレンズオフセット量算出部1110および参照領域アドレス算出部1111を有する。
図8(a)は、図4のうち撮像領域400と矩形領域(第1参照領域)403を抜き出した図である。各変数については後述する。また、図8(b)は参照領域アドレス算出部1111が生成する、幾何変形処理を考慮した光学式像振れ補正が行われた場合における参照領域(第2参照領域)を示す図である。
REF1_HCENT=(X1−X0)/2 (式13)
REF1_VCENT=(Y1−Y0)/2 (式14)
MEM_HCENT=Xsize/2 (式15)
MEM_VCETN=Ysize/2 (式16)
具体的には、幾何変形処理に必要な参照領域に外接する矩形領域403の中心と、撮像領域400の中心とのずれを補償するようなオフセット量を算出する。そしてそのオフセット量の分だけシフトレンズ113を駆動して画角を移動させる。
HS_OFST=MEM_HCENT−REF1_HCENT (式17)
VS_OFST=MEM_VCENT−REF1_VCENT (式18)
光学式像振れ補正によるシフトレンズ113が、撮像素子101の出力する映像の垂直同期信号に同期して駆動される場合、メモリ103より読みだそうとする参照領域は、1垂直同期時間(1V)前のシフトレンズオフセット分だけ平行移動して撮影されている。そのため、読みだそうとする第1参照領域アドレスに、1V前のシフトレンズオフセット量を加えた位置より読み出す。
参照領域アドレス算出部1111は、S702において、参照領域算出部111より第1参照領域アドレス(X0, Y0, X1, Y1)を取得する。そして、S703において参照領域アドレス算出部1111は、第1参照領域アドレスとシフトレンズオフセット量とから、例えば以下の式を用いて第2参照領域アドレス(X0’, Y0’, X1’, Y1’)を算出する。第2参照領域アドレスは、図8(b)に示すように、シフトレンズのオフセット量を考慮した参照領域803を示すアドレスである。
X0’=X0+HS_OFST (式19)
Y0’=Y0+VS_OFST (式20)
X1’=X1+HS_OFST (式21)
Y1’=Y1+VS_OFST (式22)
Pr’=k*Pr (式23)
Ph’=k*Ph (式24)
Pc’=k*Pc (式25)
図9は、本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。図9において図1と同一の機能ブロックには同一の参照数字を付し、重複する説明は省略する。図9と図1との比較から分かるように、本実施形態のデジタルカメラは、シフトレンズオフセット量を予測するオフセット量予測部114を有する点で第1の実施形態と異なる。
振れ検出部107からの角速度の情報は、幾何変形処理を適用したい画像が撮影された時間におけるものであり、この角速度の情報から算出したシフトレンズオフセット量も、幾何変形処理を適用したい画像が撮影された時間に対応したものである。
t0、t1、t2は時間を表し、t1が現在時刻、t0が1V前の時刻、t2が1V先の時刻を示す。またn0、n1は、それぞれ時刻がt0、t1の時のシフトレンズオフセット量を示し、n2は例えば以下の式を用いて算出される時刻t2におけるシフトレンズオフセット量の予測値である。
上述した実施形態は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置はもちろん、撮像装置を備えた任意の機器、例えば携帯電話機、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、携帯情報機器(PDA)、タブレット端末などにおいて実施することができる。
Claims (6)
- 装置の並進方向および回転方向の動きを検出する検出手段と、
光学部材を駆動して、前記並進方向の動きによる撮像画像の像振れを軽減する光学像振れ補正手段と、
検出された前記回転方向の動きによる前記撮像画像の歪みを、前記撮像画像に幾何変形処理を適用することによって補正する幾何変形処理手段と、を有し、
前記幾何変形処理手段は、前記撮像画像の撮像領域よりも小さな出力画像領域に対して、前記歪みを補正するために必要な参照領域の画素を用いた幾何変形処理を適用して前記出力画像領域における前記歪みを補正し、
前記光学像振れ補正手段は、前記参照領域に対応する矩形領域の中心が前記撮像領域の中心に近づくように補正した駆動量に基づいて、前記光学部材を駆動することを特徴とする撮像装置。 - 前記検出された回転方向の動きから、前記撮像画像の歪みを補正するために必要な幾何変形処理を規定する幾何変形パラメータを生成する幾何変形パラメータ生成手段と、
前記幾何変形パラメータと、前記出力画像領域の位置情報とから、前記参照領域を算出する参照領域算出手段と、
前記参照領域に対応する矩形領域の中心と前記撮像領域の中心とのずれを小さくするオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、をさらに有し、
前記光学像振れ補正手段は、前記オフセット量を適用して前記光学部材を駆動することを特徴とすることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記幾何変形処理による幾何変形量を削減するように前記幾何変形パラメータを調整する幾何変形パラメータ調整手段をさらに有し、
前記参照領域が前記撮像領域に収まらないと判定される場合、前記参照領域が前記撮像領域に収まると判定されるまで、前記幾何変形パラメータ調整手段により前記幾何変形パラメータを調整することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 - 前記オフセット量算出手段は、過去に算出したオフセット量の経時変化に基づいて予測したオフセット量を算出することを特徴とする請求項2または請求項3記載の撮像装置。
- 前記光学部材が、光学系に含まれるシフトレンズもしくは撮像素子であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 検出手段が、装置の並進方向および回転方向の動きを検出する検出工程と、
光学像振れ補正手段が、光学部材を駆動して、前記並進方向の動きによる撮像画像の像振れを軽減する光学像振れ補正工程と、
幾何変形処理手段が、検出された前記回転方向の動きによる前記撮像画像の歪みを、前記撮像画像に幾何変形処理を適用することによって補正する幾何変形処理工程と、を有し、
前記幾何変形処理工程において前記幾何変形処理手段は、前記撮像画像の撮像領域よりも小さな出力画像領域に対して、前記歪みを補正するために必要な参照領域の画素を用いた幾何変形処理を適用することにより、前記出力画像領域における前記歪みを補正し、
前記光学像振れ補正工程において前記光学像振れ補正手段は、前記参照領域に対応する矩形領域の中心が前記撮像領域の中心に近づくように補正した駆動量に基づいて、前記光学部材を駆動することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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