JP2015023511A - 撮像装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一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(以下、単にカメラと言う)の構成を示すブロック図である。ここで、図1において、矢印付き実線はデータの流れを示し、矢印付き破線は制御信号の流れを示す。また、図1のカメラは、レンズ交換式のカメラを例示している。ただし、本実施形態のカメラは、必ずしもレンズ交換式のカメラでなくてもよい。
補正範囲=A+B+C
絞り値に応じた補正範囲 :A
焦点距離に応じた補正範囲 :B
フォーカス位置に応じた補正範囲:C
ここで、例えば焦点距離が取得できた場合には、その値に応じて焦点距離の補正範囲Bを狭める。例えば、予め定められた補正範囲の調整量をΔBとすると、調整後の補正範囲をB=B−ΔBとする。このような補正範囲の調整により、結果として全体の補正範囲も狭くなる。
Dif_B=B2/B3 (式1)
続いて、補正係数算出部2173は、焦点検出画素と同色かつ近傍の2つの撮像画素Gbの画素出力の比Dif_Gを算出する。例えば、右開口焦点検出画素Gr2の場合、矢印2で示す、撮像画素Gb2の画素出力Gb2と撮像画素Gb3の画素出力Gb3との比が算出される。したがって、Dif_Gは、以下の(式2)で与えられる。
Dif_G=Gb2/Gb3 (式2)
続いて、補正係数算出部2173は、焦点検出画素の画素出力と焦点検出画素と同色でかつ位相差の検出方向と直交する方向の近傍の撮像画素Grの画素出力との比を算出する。例えば、右開口焦点検出画素Gr2の場合、矢印3で示す、右開口焦点検出画素Gr2の画素出力Gr2と撮像画素Gr1の画素出力Gr1との比が算出される。また、左開口焦点検出画素Gr3の場合、矢印4で示す、左開口焦点検出画素Gr3の画素出力Gr3と撮像画素Gr1の画素出力Gr1との比が算出される。ここで、図6(b)の例における撮像画素Gr1は、アイランド外の画素である。アイランド内の全てのGr画素が焦点検出画素でなければ、アイランド内の撮像画素Grの画素出力との比が算出されてもよい。続いて、補正係数算出部2173は、焦点検出画素と同色でかつ位相差の検出方向と直交する方向の近傍の撮像画素Grの画素出力とこの撮像画素Grの近傍の2つの撮像画素Gbの画素出力の差との比を算出する。例えば、右開口焦点検出画素Gr2の場合、矢印5で示す、撮像画素Gr1の画素出力と撮像画素Gb1及び撮像画素Gb2の画素出力の差との比が算出される。続いて、補正係数算出部2173は、絵柄変化を考慮した焦点検出画素とその近傍の撮像画素との画素出力の比Dif_pRiを算出する。Dif_pRiは、以下の(式3)で与えられる。
Dif_pRi=(Gr2/Gr1)-(Gb1-Gb2)/Gr1 (式3)
(式3)の第一項が焦点検出画素とその近傍の撮像画素との画素出力の比を示し、第2項が絵柄変化の影響度合いを示している。
なお、図4においては、画素補正(ステップS111)を行う前のステップS102にてWB補正を行っているが、その代わりに画素補正を行った後のステップS112のその他の画像処理の中でWB補正を実行してもよい。画素補正の後でWB補正を行うことにより、画素補正の結果が反映された画像データを使用してWB補正を行うので、より高精度なWB補正を行うことができる。また、本実施形態においては、焦点検出画素がG画素に配置されているが、焦点検出画素がR又はB画素に配置されている場合であっても同様に適用することが可能である。この場合に、画素補正の後でWB補正を行った方が、画素補正の前にWB補正を行う場合よりもWBゲインの算出精度がより向上するので、より高精度なWB補正が可能となる効果がある。
図8は、光学条件が時間的に変化する場合の補正範囲の調整の例を示した図である。図8の(1)の期間は、全ての光学条件が取得及び推測されなかった期間である。この場合には、本フレームにおける光学条件が分からないので、補正範囲の調整が行われない、すなわち交換レンズ100に対応した最大の補正範囲が適用される。例えば、前述と同様、最大の補正範囲がA+B+Cで表されるとすると、この補正範囲がそのまま画素補正処理の際に適用される。
(2)の期間は、全ての光学条件が取得された期間である。光学条件が取得された場合には取得された光学条件に応じた最適の補正範囲となるように調整が行われる。例えば、前述と同様、最大の補正範囲がA+B+Cで表されるとすると、調整後の補正範囲は、(A−ΔA)+(B−ΔB)+(C−ΔC)となる。ここで、(2)の期間においては補正範囲の幅を0にしてもよい。この場合には撮像データから求められた補正係数の値によらずに、必ず予め定められた補正係数が画素補正処理に用いられることになる。
(3)の期間は、複数の光学条件のうちで取得も推測もできていない光学条件がある期間である。(3)の期間は、例えば、焦点距離のみが取得できなかったような期間が該当する。このような期間では、取得できていない光学条件の影響が分からない。したがって、取得できている光学条件と取得できていない光学条件との組み合わせから最大の補正範囲が適用される。すなわち、取得できている光学条件に対応した調整量は光学条件に応じたものとされ、取得できていない光学条件に対応した調整量はゼロとされる。前述と同様、最大の補正範囲がA+B+Cで表されるものとし、光学条件として焦点距離が取得できなかったとすると、調整後の補正範囲は、(A−ΔA)+B+(C−ΔC)となる。(1)との比較からも明らかなように、(3)の期間であっても光学条件が全く取得できていない(1)の期間よりは補正範囲が狭くなる。これによって画素補正処理の際の補正誤差が低減される。
(4)の期間は、複数の光学条件のうちで取得はできていないが推測できたものがある期間である。この場合は(3)の期間よりは取得できている情報が多いので、(3)の期間よりも補正範囲を狭くすることができる。ここで、図8では、(2)の期間と(4)の期間とでは補正範囲が異なっている。これは、推測により得られた光学条件に対応した調整量を取得された光学条件に対応した調整量よりも小さくしているためである。推測された光学条件の信頼性に応じて調整量を変化させてもよい。
なお、図7においては、画素補正(ステップS214)を行う前のステップS205にてWB補正を行っているが、その代わりに画素補正を行った後のステップS215のその他の画像処理の中でWB補正を実行してもよい。画素補正の後でWB補正を行うことにより、画素補正の結果が反映された画像データを使用してWB補正を行うので、より高精度なWB補正を行うことができる。また、本実施形態においては、焦点検出画素がG画素に配置されているが、焦点検出画素がR又はB画素に配置されている場合であっても同様に適用することが可能である。この場合に、画素補正の後でWB補正を行った方が、画素補正の前にWB補正を行う場合よりもWBゲインの算出精度がより向上するので、より高精度なWB補正が可能となる効果がある。
Claims (7)
- 撮像画素の一部の位置に焦点検出を行うための焦点検出画素が配置された撮像素子により撮像して撮像データを出力する撮像部と、前記撮像データのうち前記焦点検出画素から出力される画素データを補正係数により補正する画像処理部とを具備する撮像装置において、
前記画像処理部は、
前記撮像素子上に像を形成するための撮影光学系の光学条件に基づいて前記補正係数の範囲を補正範囲として決定する補正範囲決定部と、
前記焦点検出画素の周辺に位置する画素の画素出力に基づいて前記補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数と前記補正範囲とに基づいて前記焦点検出画素の画素データを補正する画素補正部と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 - 前記画素補正部は、前記補正係数が前記補正範囲を超える場合に、前記補正係数を前記補正範囲内に調整することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記補正範囲決定部は、前記光学条件が取得できている場合には取得した前記光学条件に基づいて前記補正範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記補正範囲決定部は、前記光学条件が取得できていない場合に前記光学条件を推測し、該推測した光学条件に基づいて前記補正範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 補正範囲決定部は、複数フレームの前記光学条件に基づいて前記補正範囲を決定することを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。
- 撮像画素の一部の位置に焦点検出を行うための焦点検出画素が配置された撮像素子により撮像された撮像データにおける前記焦点検出画素から出力される画素出力を補正係数により補正する画像処理方法において、
前記撮像素子上に像を形成するための撮影光学系の光学条件に基づいて前記補正係数の範囲を補正範囲として決定し、
前記焦点検出画素の周辺に位置する画素の出力値に基づいて前記補正係数を算出し、
前記補正係数と前記補正範囲とに基づいて前記焦点検出画素の画素データを補正する、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 撮像画素の一部の位置に焦点検出を行うための焦点検出画素が配置された撮像素子により撮像された撮像データにおける前記焦点検出画素から出力される画素出力を補正係数により補正するための機能をコンピュータに実現させるための画像処理プログラムにおいて、
前記撮像素子上に像を形成するための撮影光学系の光学条件に基づいて前記補正係数の範囲を補正範囲として決定する機能と、
前記焦点検出画素の周辺に位置する画素の出力値に基づいて前記補正係数を算出する機能と、
前記補正係数と前記補正範囲とに基づいて前記焦点検出画素の画素データを補正する機能と、
をコンピュータに実現させるための画像処理プログラム。
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