JP2015126295A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 自分撮り用の撮像部が光源の種類を検出することが困難な場合にも、光源の種類に基づく画像処理を適切に行えるようにすること。
【解決手段】 メイン撮像系と、サブ撮像系とを有する撮像装置であって、メイン撮像系に構成され、メイン撮像系により撮影を行って得られたメイン画像データに基づいて、撮影を行った時の光源を推定する光源推定部(204)と、サブ撮像系に構成され、光源推定部により推定された光源の情報に基づいて、サブ撮像系により撮影を行って得られたサブ画像データを処理する色シェーディング補正部(205)とを有する。
【選択図】 図4

Description

本発明は撮像装置及びその制御方法に関し、特に色シェーディング補正を行う技術に関する。
一般的な撮像装置では、色シェーディングを補正する場合、ホワイトバランスからから光源を推定し、色ごとに光源に適したシェーディング補正値で補正している。
また、特許文献1には、被写体撮影用の撮像部と、該撮像部と反対側に設けられた自分撮り用の撮像部を有し、適切に撮像部の色シェーディング補正を行うことが可能な撮像装置が提案されている。この構成では、被写体が逆光になることを撮影者が嫌うことから、自分撮り用の撮像部は環境光源が映る可能性が高いという経験則に基づいて色シェーディング補正を行っている。
特開2013−42428号公報
しかしながら、自分撮り用の撮像部に光源が映ると自分が逆光状態になるため、ホワイトバランスから光源推定することが困難である。また、自分撮り用の撮像部は、被写体撮影用の撮像部と比較して、光学系・撮像系の制約や、ニーズの観点から性能が劣ることが多く、光源推定精度が低いことが多い。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、自分撮り用の撮像部が光源の種類を検出することが困難な場合にも、光源の種類に基づく画像処理を適切に行えるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、第1の撮像系と、前記第1の撮像系と異なる第2の撮像系とを有する本発明の撮像装置は、前記第1の撮像系に構成され、前記第1の撮像系により撮影を行って得られた第1の画像データに基づいて、前記撮影を行った時の光源を推定する光源推定手段と、前記第2の撮像系に構成され、前記光源推定手段により推定された光源の情報に基づいて、前記第2の撮像系により撮影を行って得られた第2の画像データを処理する処理手段とを有する。
本発明によれば、自分撮り用の撮像部が光源の種類を検出することが困難な場合にも、光源の種類に基づく画像処理を適切に行うことができる。
本発明の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図。 実施形態における画像表示処理のフローチャート。 実施形態における静止画撮影処理のフローチャート。 第1の実施形態におけるメイン信号処理部及びサブ信号処理部の構成を示すブロック図。 第1の実施形態におけるサブ画像を色シェーディング補正する処理を示すシーケンス図。 第1の実施形態における光源推定方法を示す図。 第2の実施形態におけるメイン信号処理部及びサブ信号処理部の構成を示すブロック図。 第2の実施形態におけるサブ画像を色シェーディング補正する処理を示すシーケンス図。 第2の実施形態における光源推定方法を示す図。
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る、2つの撮像系を備える撮像装置の構成を示す図である。撮像装置は、メイン光学系101、メイン撮像素子102、メイン駆動回路部103、メイン信号処理部104からなるメイン撮像系と、サブ光学系110、サブ撮像素子111、サブ駆動回路部112、サブ信号処理部113からなるサブ撮像系を有する。更に、画像を記憶するメモリ部105、画像表示部106、画像記録部107、操作部108、同期制御部109等も含む。
メイン光学系101は、被写体像をメイン撮像素子102に結像させる合焦レンズ、光学ズームを行うズームレンズ、被写体像の明るさを調整する絞り、露光を制御するシャッタ等からなり、それらはメイン駆動回路部103により駆動される。メイン撮像素子102は、メイン光学系101を介して入射する光を光電変換する水平垂直方向に配列された複数の画素と、これらの画素から読み出された画像信号を所定の順番で出力する回路から構成され、メイン駆動回路部103により駆動される。メイン駆動回路部103は、同期制御部109からの制御信号に基づいて、メイン光学系101及びメイン撮像素子102を動作させる。
メイン信号処理部104は、同期制御部109からの制御信号により制御され、メイン撮像素子102から送られてくるデジタル信号に変換された出力信号に対して各種信号処理を行い、画像データに変換する。そして、メモリ部105や画像記録部107へ出力信号や画像データを出力したり、あるいは、メモリ部105や画像記録部107から画像データを受けて信号処理を行う。さらに、メイン撮像素子102から得られた画像信号から合焦状態や露光量等の測光データを検出し、同期制御部109に送信する機能も有する。
メモリ部105は、同期制御部109からの制御信号により制御され、メイン撮像素子102からの出力信号や、メイン信号処理部104により信号処理された画像データを一時的に記憶する。さらに、表示用の画像データを画像表示部106へ出力する。
画像表示部106は、同期制御部109からの制御信号により制御され、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)で構成される。メモリ部105に記憶された表示用の画像データを画像表示部106に表示することで、電子ビューファインダー(EVF)として用いて撮影前の構図決めをしたり、また、撮影後の画像を表示することで、撮影内容の確認をしたりすることができる。
画像記録部107は、着脱可能なメモリ等を備え、同期制御部109からの制御信号により制御され、メイン信号処理部104から送られてくる、出力信号や画像データの記録や、着脱可能なメモリからの読み出しを行う。
操作部108は、スイッチ、押しボタン等の操作部材を含み、これらの操作部材を用いた外部からの指示などの情報を同期制御部109に伝える。伝える情報としては、例えば、撮像装置の電源スイッチの状態、撮影前の画像表示の指示、撮影の各種指示、撮影した画像の表示、あるいは、撮像装置の動作をあらかじめ指示するメニュー操作等を含む。更に、同期制御部109からの制御信号により、LCDやフォトダイオード等の表示部材あるいは画像表示部106を用いて、撮像装置の状態を表示する。また、操作部材として、表示部材である画像表示部106にタッチパネルを装着し、オンスクリーンでの操作を行えるように構成してもよい。
同期制御部109は、操作部108からの指示により、撮像装置全体を制御する。また、メイン信号処理部104から送られてくる合焦状態や露光量等の測光データに応じて、メイン光学系101を制御して、最適な被写体像をメイン撮像素子102に結像させる。
サブ光学系110は、被写体像をサブ撮像素子111に結像させる、制御要素の無い単焦点レンズである。サブ撮像素子111は、サブ光学系110を介して入射する光を光電変換する水平垂直方向に配列された複数の画素と、これら画素から読み出された信号を所定の順番で出力する回路から構成されている。サブ駆動回路部112は、サブ撮像素子111を動作させる。
サブ信号処理部113は、同期制御部109からの制御信号により制御され、サブ撮像素子111から送られてくるデジタル信号に変換された出力信号に対して各種信号処理を行って画像データに変換し、メイン信号処理部104へ出力する。
次に、上記構成を有する撮像装置による画像表示処理について、メイン撮像系(第1の撮像系)及びサブ撮像系(第2の撮像系)により得られた画像を共に表示する場合について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。
S11において、操作部108の電源スイッチからの指示により電源がオンすると、S12に進んで、メイン信号処理部104は、メイン撮像素子102からの出力信号を表示用の画像データに変換して、画像表示部106に表示する。なお、以下の説明において、メイン撮像系の信号(第1の画像データ)を「メイン画像信号」または「メイン画像データ」、また、メイン画像信号が表す画像を「メイン画像」と呼ぶ。更に、S13において、メイン信号処理部104は、同じメイン画像信号から測光データを検出する。メイン駆動回路部103は、検出した測光データに基づいて適正露出となるように、メイン光学系101の絞り及びシャッタ、メイン撮像素子102の感度等を制御する。また、同じメイン画像信号から合焦状態を検出し、検出した合焦状態に基づいて、メイン駆動回路部103はメイン光学系101の合焦レンズを制御する。
また、S14において、メイン信号処理部104は、サブ撮像素子111からの出力信号を表示用の画像データに変換して、例えば、画像表示部106の右下に表示する。なお、以下の説明において、サブ撮像系の信号(第2の画像データ)を「サブ画像信号」または「サブ画像データ」、また、サブ画像信号が表す画像を「サブ画像」と呼ぶ。更に、S15において、メイン信号処理部104は、同じサブ画像信号から測光データを検出し、サブ信号処理部113に送信する。サブ信号処理部113は、メイン信号処理部104から送信された測光データに基づいて、サブ駆動回路部112を制御する。なお、S12〜S15の処理は、少なくともその一部を並行して行っても良い。
S16において、操作部108からの表示終了が指示されたかどうかを判断し、表示終了が指示されていなければS12に戻って上記処理を繰り返し、指示されていれば、表示を終了する。
なお、操作部108によりメイン撮像系及びサブ撮像系のいずれか一方から得られた画像を表示するように設定されている場合、S12及びS13、または、S14及びS15のいずれか一方の処理のみが行われる。その際、サブ撮像系が選択されていれば、画像表示部106全面にサブ画像を表示する。
次に、本第1の実施形態におけるメイン撮像系及びサブ撮像系により得られた静止画の撮像処理について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。S21において、操作部108により静止画撮影が指示されたかどうかを判定し、静止画撮影が指示されると、S22において、メイン信号処理部104は、メイン画像信号から合焦状態及び測光データを検出し、同期制御部109に送信する。S23において、同期制御部109は検出した合焦状態と測光データを元にしてメイン駆動回路部103へ制御信号を送り、メイン光学系101とメイン撮像素子102を制御し、静止画記録用の露光と画像信号の出力を行う。
一方、S24において、サブ信号処理部113は、サブ画像信号から測光データを検出し、同期制御部109に送信する。S25において、同期制御部109は、測光データを元にして、サブ駆動回路部112へ制御信号を送り、サブ撮像素子111を制御し、静止画記録用の露光と画像信号の出力を行う。
S26において、メイン信号処理部104とサブ信号処理部113それぞれにおいて、メイン画像信号とサブ撮像信号をそれぞれ記録用の画像データに変換し、画像記録部107に送り、着脱可能なメモリに記録する。更に、メイン画像信号とサブ画像信号を表示用の画像データに変換して、画像表示部106に表示し、撮影処理を終了する。
次に、本第1の実施形態における色シェーディング補正処理の手順について説明する。図4は、第1の実施形態におけるメイン信号処理部104及びサブ信号処理部113の構成を示すブロック図である。メイン信号処理部104は、画像情報検出部201及び光源推定部204を含み、画像情報検出部201は、色温度検出部202、明るさ検出部203を含んでいる。また、サブ信号処理部113は、色シェーディング補正部205を含む。
画像情報検出部201は、メイン画像の画像情報を検出する。色温度検出部202は、メイン画像の色温度を検出する。明るさ検出部203は、メイン画像の明るさを検出する。そして、光源推定部204は、画像情報検出部201の情報から光源を推定し、推定した結果を色シェーディング補正部205へ送信する。
色シェーディング補正部205は、光源推定部204から受信した光源情報から、R、G、Bのそれぞれの色信号ごとに、光源に適したシェーディング補正値を決定し、サブ画像の色シェーディングを補正する。
図5は、サブ画像を色シェーディング補正する処理を示すシーケンス図である。なお、第1の実施形態では、メイン撮像系は光源検出機能を有し、サブ撮像系は光源検出機能を有さない。
S301において、メイン信号処理部104はメイン画像データを取得する。S302において、取得したメイン画像データから、画像情報検出部201により色温度及び明るさの情報を検出する。S303において、検出した色温度及び明るさの情報から、光源推定部204により光源を推定する。S304において、推定した光源情報を、メイン信号処理部104からサブ信号処理部113へ送信する。
なお、S301からS304までの処理は、定期的に実施してもよい。また通信負荷の制約がある場合は、光源の変化を検知したときや、サブ撮像系が起動したとき等、特定の条件でのみ実施しても良い。
S304でメイン信号処理部104からサブ信号処理部113へ推定した光源情報が送られると、S305において、サブ信号処理部113は、メイン信号処理部104で推定した光源情報を受信する。S306において、サブ画像データを取得する。S307において、S306で取得したサブ画像データに対し、S305で受信した光源情報に基づいて色シェーディング補正を実施する。なお、サブ画像データを取得するタイミングは光源情報を受信した後でなくても良い。即ち、サブ画像データを取得するタイミングと、メイン信号処理部104から光源情報を受信するタイミングは、S307でサブ画像データを色シェーディング補正するときに、直近に得られた光源情報を用いる関係となる。
図6は、S303で光源推定部204が行う、光源推定処理の説明図である。S302で取得した被写体の色温度をC.Temp、被写体の明るさをBvとして、C.TempとBvとの関係と、光源との対応を示している。例えば、被写体の明るさBvの値が大きい光源1は、屋外の太陽光源を想定している。また、被写体の明るさBvの値が小さく、色温度C.Tempの値が大きい光源3は、電球光源を想定している。
次に、図6を用いた光源の推定方法について説明する。C.TempとBvを図6のBv-C.Tempの入力すると、この例では3種類の光源1〜3のどれかを推定して結果を出力する。例えば、Bv<Param1かつC.Temp>Param2のとき、光源3と推定される。また、Bv>Param0の場合、光源1と推定される。光源1と光源3の条件に当てはまらない場合は光源2と推定される。
上記の通り本第1の実施形態によれば、メイン画像からサブ撮像系の被写体の光源を推定し、補正値を選択することで、光源検出機能の無いサブ撮像系において、適切な色シェーディング補正を行うことができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。上述した第1の実施形態では、メイン画像データから、サブ画像データの色シェーディング補正値を求めた。しかしながら、メイン撮像素子102が撮影する被写体と、サブ撮像素子111が撮影する被写体とで、光源が異なる可能性がある。そのため、本第2の実施形態では、メイン画像データとサブ画像データの両方に基づいて光源を推定し、サブ画像データを処理するための色シェーディング補正値を求める。なお、撮像装置の全体構成は第1の実施形態で図1を参照して説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、本第2の実施形態における色シェーディング補正処理の手順について説明する。図7は、第2の実施形態におけるメイン信号処理部104及びサブ信号処理部113の構成を示すブロック図である。メイン信号処理部104は、画像情報検出部501及び光源推定部504を含み、画像情報検出部501は、色温度検出部502、明るさ検出部503を含んでいる。また、サブ信号処理部113は、サブ画像データ送信部505、色シェーディング補正部506を含む。
画像情報検出部501は、メイン撮像素子102から得られたメイン画像及びサブ画像データ送信部505から入力されたサブ画像の画像情報を検出する。色温度検出部502は、入力されたメイン画像及びサブ画像の色温度を検出する。明るさ検出部503は、入力されたメイン画像及びサブ画像の明るさを検出する。そして、光源推定部504は、画像情報検出部501の情報から光源を推定し、推定した結果を色シェーディング補正部506へ送信する。
サブ画像データ送信部505は、サブ撮像素子111から得られたサブ画像を画像情報検出部501へ送信する。色シェーディング補正部506は、光源推定部504から受信した光源情報から色シェーディング補正値を決定し、サブ画像の色シェーディングを補正する。
図8は、サブ画像を色シェーディング補正する処理を示すシーケンス図である。なお、第1の実施形態と同様に、メイン撮像系は光源検出機能を有し、サブ撮像系は光源検出機能を有さない構成であるものとする。
S601において、メイン信号処理部104はメイン画像データを取得する。一方、サブ信号処理部113では、S606においてサブ画像データを取得し、サブ画像データ送信部505によりメイン信号処理部104に転送する。S602において、取得したメイン画像データ及び転送されたサブ画像データから、画像情報検出部501により色温度及び明るさの情報をそれぞれ検出する。
S603において、メイン画像データ及びサブ画像データからそれぞれ検出した色温度及び明るさの情報から、光源推定部504により光源を推定する。なお、具体的な光源推定方法は図9を用いて後述するが、メイン画像データとサブ画像データとの明るさの差と色温度の差とがそれぞれ一定値以内であれば(即ち、予め決められた範囲内にあれば)、メイン画像とサブ画像の被写体光源は同一光源と判断する。そして、メイン画像データから色シェーディングの補正値を求める。また、明るさの差と色温度の差とのどちらか片方でも値が大きく離れていれば(即ち、予め決められた範囲内に無ければ)、メイン画像とサブ画像の被写体は光源が異なると判断し、サブ画像データから色シェーディングの補正値を求める。光源推定に使用する画像を決めたら、後述する光源推定の処理で光源を推定する。S604において、推定した光源情報を、メイン信号処理部104からサブ信号処理部113へ送信する。
なお、S601〜S604、S606の処理は、定期的に実施してもよい。また通信負荷の制約がある場合は、メイン画像またはサブ画像の光源の変化を検出したときや、サブ撮像系が起動したとき等、特定の条件でのみ実施しても良い。
S604でメイン信号処理部104からサブ信号処理部113へ推定した光源情報が送られると、S605において、サブ信号処理部113は、メイン信号処理部104で推定した光源情報を受信する。
なお、本第2の実施形態では、メイン信号処理部104から光源情報を受信するまで、S606で取得したサブ画像データを保持しておく。S607において、S606で取得したサブ画像データに対し、S605で受信した光源情報に基づいて色シェーディング補正を実施する。
図9は、図6と同様にS603で光源推定部504が行う、光源推定処理の説明図である。S602で取得したメイン画像の色温度をMain_C.Temp、サブ画像の色温度をSub_C.Temp、メイン画像の被写体の明るさをMain_Bv、サブ画像の被写体の明るさをSub_Bvとする。これら4つのパラメータを図9のBv-C.Tempに入力する。
本第2の実施形態では、これら4つのパラメータに応じて、3種類の光源1〜3のどれかを推定して結果を出力する。図9(a)及び(b)は、その一例を示す。図9(a)及び(b)において、メイン画像の被写体の明るさと色温度を(Main_Bv、Main_C.Temp)、サブ画像の被写体の明るさと色温度を(Sub_Bv、Sub_C.Temp)としてプロットしている。
メイン画像の被写体の明るさMain_Bvを中心に予め決められた明るさの許容範囲をBvlim、メイン画像の色温度Main_C.Tempを中心にあらかじめ決められた色温度の許容範囲をC.Templimとする。ここで、サブ画像の被写体の明るさSub_Bvが明るさの許容範囲Bvlimに収まっており、且つ、サブ画像の色温度Sub_C.Tempが色温度の許容範囲C.Templimに収まっていれば、メイン画像の被写体の明るさ及び色温度の情報からサブ画像の光源を推定する。即ち、図9(a)の場合で、光源2が選択される。
一方、サブ画像の被写体の明るさSub_Bvが明るさの許容範囲Bvlimに収まっていなかったり、サブ画像の色温度Sub_C.Tempが色温度の許容範囲C.Templimに収まっていなければ、サブ画像の被写体の明るさ及び色温度の情報からサブ画像の光源を推定する。即ち、図9(b)の場合で、光源3が選択される。
上記の通り本第2の実施形態によれば、メイン撮像系とサブ撮像系の画像からサブ撮像系の被写体の光源を推定し、補正値を選択することで、光源検出機能の無いサブ撮像系において、適切な色シェーディング補正を行うことができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態では、推定した光源に基づいて色シェーディング補正を行う場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、光源の種類に基づいて制御される処理に適用することが可能である。

Claims (10)

  1. 第1の撮像系と、前記第1の撮像系と異なる第2の撮像系とを有する撮像装置であって、
    前記第1の撮像系に構成され、前記第1の撮像系により撮影を行って得られた第1の画像データに基づいて、前記撮影を行った時の光源を推定する光源推定手段と、
    前記第2の撮像系に構成され、前記光源推定手段により推定された光源の情報に基づいて、前記第2の撮像系により撮影を行って得られた第2の画像データを処理する処理手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 第1の撮像系と、前記第1の撮像系と異なる第2の撮像系とを有する撮像装置であって、
    前記第1の撮像系に構成され、前記第1の撮像系により撮影を行って得られた第1の画像データと、前記第2の撮像系により撮影を行って得られた第2の画像データとに基づいて、前記第2の撮像系により前記撮影を行った時の光源を推定する光源推定手段と、
    前記第2の撮像系に構成され、前記光源推定手段により推定された光源の情報に基づいて、前記第2の画像データを処理する処理手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
  3. 前記第2の撮像系は、光源推定手段を有さないことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記光源推定手段は、入力された画像データの色温度及び明るさに基づいて、光源を推定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 前記光源推定手段は、前記第1の画像データの色温度及び明るさと、前記第2の画像データの色温度及び明るさとのそれぞれの差が、共に予め決められた範囲内である場合に、前記第1の画像データの色温度及び明るさに基づいて光源を推定し、前記色温度及び明るさの少なくとも一方の差が前記予め決められた範囲内にない場合に、前記第2の画像データの色温度及び明るさに基づいて光源を推定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  6. 前記処理手段は、前記推定された光源の情報に基づいて、色シェーディング補正を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
  7. 前記光源推定手段は、前記光源の推定を前記第2の撮像系の起動した時に実施することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
  8. 前記第1の撮像系は、更に、光学系と、前記光学系を介して入射する光を光電変換する撮像素子と、前記光学系及び撮像素子を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から得られた信号を処理する処理手段とを有し、
    前記第2の撮像系は、更に、光学系と、前記光学系を介して入射する光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する駆動手段とを有する
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 第1の撮像系と、前記第1の撮像系と異なる第2の撮像系とを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記第1の撮像系に構成された光源推定手段により、前記第1の撮像系により撮影を行って得られた第1の画像データに基づいて、前記撮影を行った時の光源を推定する光源推定工程と、
    前記第2の撮像系に構成された処理手段により、前記光源推定工程で推定された光源の情報に基づいて、前記第2の撮像系により撮影を行って得られた第2の画像データを処理する処理工程と
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  10. 第1の撮像系と、前記第1の撮像系と異なる第2の撮像系とを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記第1の撮像系に構成された光源推定手段により、前記第1の撮像系により撮影を行って得られた第1の画像データと、前記第2の撮像系により撮影を行って得られた第2の画像データとに基づいて、前記第2の撮像系により前記撮影を行った時の光源を推定する光源推定工程と、
    前記第2の撮像系に構成された処理手段により、前記光源推定工程で推定された光源の情報に基づいて、前記第2の画像データを処理する処理工程と
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105208360A (zh) * 2015-09-23 2015-12-30 青岛海信移动通信技术股份有限公司 一种智能终端的图像预览方法、装置及终端
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