JP2015135661A - 画像処理装置、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】 画像処理装置が、第一の視点から被写体を見た場合の第一の画像と、前記第一の視点とは異なる第二の視点から前記被写体を見た場合の画像であり、前記第一の画像とぼけ状態が異なる画像である第二の画像とを取得する取得手段と、
前記第一の画像と前記第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させる処理手段と、
前記処理手段によりぼけ状態が変化された後の、前記第一の画像と前記第二の画像とを比較することで、前記第一の画像と前記第二の画像との間で同一の被写体に対応する画像領域を決定する決定手段とを有する。
【選択図】 図7
Description
本実施例では、焦点距離の異なる2つの撮像部を備えたステレオカメラで取得された画像から、被写体の距離情報を取得する場合について述べる。
まず、ステップS401では、画像取得部301が、撮像部101および102から出力された画像データを取得する。そして、画像取得部301は、取得した画像データを解像度変換部303に出力する。
対応領域決定部304では、焦点距離の異なる2枚の画像の間でブロックマッチングを行うことにより、2枚の画像の間で同一の被写体に対応する画像領域を決定する。本実施例では上記2枚の画像を撮像した撮像部の焦点距離が異なるため、各画像において被写界深度が異なる。被写界深度が異なる画像に、そのままブロックマッチングを行うと、ぼけ状態の違いのためにマッチングの誤対応が発生してしまう可能性がある。そこで、本実施例では、被写界深度が深いほうの画像に、もう一方の画像と同様のぼけを付加しながらブロックマッチングを行うことで、より正確なマッチングを行う。
実施例1では、ぼけを付加してブロックマッチングを行った結果を用いて、被写体距離を精度よく求める方法について説明した。実施例2では、ぼけを付加してブロックマッチングを行った結果を用いて、仮想視点画像の生成を行う場合について説明する。
実施例2では、多眼カメラによって取得された画像において、ぼけを付加してブロックマッチングを行った結果を用いて、仮想視点画像の生成を行う場合について説明した。本実施例では、Plenopticカメラで絞り径を変えて撮像した画像において、ぼけを付加してブロックマッチングを行った結果を用いて、仮想視点画像の生成を行う場合について説明する。
L:a1=2d’:a2 (11)
次に、図18(b)を用いて、同じ被写体1801に対応するぼけの直径について考える。被写体1801から射出された光は、撮像レンズ1401の右側領域を通り、結像面1802で結像した後に撮像センサ1404上の上に広がって入射される。この入射される範囲の直径は、L画像およびR画像におけるぼけの直径bの2倍となる。この時、式11と同様に考えると、以下の式が成り立つ。
L:a1=2b’:a2 (12)
式11および式12から、以下の式が得られる。
b=d’ (13)
この式は、視点の分割数に限らず、常に成り立つ。
|b1−b2|=|d’1−d’2| (14)
ここで、開口大画像のR画像と開口小画像のR画像の間の視差をd[pixel]とすると、
|b1−b2|=2d (16)
となる。つまり、開口大画像と開口小画像の間のぼけの大きさの差は、開口大画像と開口小画像の、それぞれ同じ視点に対応する画像の視差に依存することになる。つまり、被写界深度の深い開口小画像のぼけを被写界深度の浅い開口大画像のぼけに合わせるためには、探索する視差の値に応じて、開口小画像に以下のフィルタを作用させればよい。
実施例1〜3では、画像にぼけを付加する際に、探索位置に応じてガウシアンフィルタの強度を変化させる例について説明した。本実施例では、ぼけの形状が撮像部ごとに異なる場合や、探索視差に対してぼけの形状が解析的に定義できない場合を想定した構成について説明する。本実施例における画像処理装置210の構成および処理は、基本的には実施例1と同様であるため、ここでは実施例1との差異についてのみ述べる。本実施例の画像処理装置では、ステップS703のぼけの付与処理において、探索位置に応じて異なった形状のぼけフィルタが適用される。その処理を実現するための構成例として、本実施例の画像処理装置210では、ROMに203に撮像部101〜102のレンズのぼけ特性を表わすぼけフィルタを示すぼけフィルタデータベースが格納されている。そして、ステップS703のぼけの付与処理において、そのぼけフィルタデータベースが参照され、画像中での探索位置に応じた形状のぼけフィルタが使用される。
本発明の実施形態は、上記の実施例に限られるものではなく、上記の実施例を組み合わせたものであってもよい。例えば、実施例2または3において、距離の算出も同時に行えるようにしてもよい。
304 対応領域決定部
602 ぼけ付加部
Claims (20)
- 第一の視点から被写体を見た場合の第一の画像と、前記第一の視点とは異なる第二の視点から前記被写体を見た場合の画像であり、前記第一の画像とぼけ状態が異なる画像である第二の画像とを取得する取得手段と、
前記第一の画像と前記第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させる処理手段と、
前記処理手段によりぼけ状態が変化された後の、前記第一の画像と前記第二の画像とを比較することで、前記第一の画像と前記第二の画像との間で同一の被写体に対応する画像領域を決定する決定手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記処理手段は、前記第一の画像と前記第二の画像のぼけ状態を合わせるように、前記第一の画像と前記第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記処理手段による前記ぼけ状態の変化の度合いは、前記ぼけ状態を変化させる画像において、画像領域ごとに、前記画像領域の位置に基づいて決定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記第一の画像および前記第二の画像に作用させるぼけフィルタと前記画像領域の位置との対応関係を示すデータベースを更に有し、
前記処理手段は、前記データベースを参照して、前記ぼけ状態の変化の度合いを決定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、前記対応する画像領域の候補である、前記第一の画像における第一の画像領域と、前記第二の画像における第二の画像領域のうちの少なくとも一方のぼけ状態を、前記第一の画像領域および前記第二の画像領域の位置関係に基づいて決定された変化の度合いによって変化させ、
前記決定手段は、前記第一の画像領域および前記第二の画像領域の間の、少なくとも一方のぼけ状態が変化された後の類似度に基づいて、前記第一の画像領域および前記第二の画像領域が対応する画像領域であるかどうかを決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記変化の度合いは、前記第一の画像に対応する視点と前記第二の画像に対応する視点との間の距離と、前記第一の画像領域の前記第一の画像における位置と、前記第二の画像領域の前記第二の画像における位置とに基づいて決定されることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段により決定された、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域に基づいて、前記被写体の距離情報を導出する導出手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- ユーザ指示に基づいて画像の視点位置とぼけ状態とを示す画像情報を入力する入力手段と、
前記決定手段により決定された、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域と、前記入力手段により入力された前記画像情報とに基づいて、前記画像情報が示す視点位置およびぼけ状態に対応する仮想視点画像を生成する生成手段とを更に有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記取得手段は、前記第一の画像および前記第二の画像と同一の被写体を含む第三の画像を更に取得し、
前記第一の画像および前記第三の画像は、それぞれ前記第二の画像よりも前記仮想視点画像のぼけ状態に近いぼけ状態の画像であり、
前記第二の画像は、前記第一および第三の画像よりも前記仮想視点画像の視点位置に近い視点位置の画像であり、
前記処理手段は、前記第二の画像および前記第三の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を更に変化させ、
前記決定手段は、前記変化したぼけ状態に基づいて、前記第二の画像および前記第三の画像の間で対応する画像領域を更に決定し、
前記生成手段は、前記第一の画像および前記第二の画像の間で決定された対応する画像領域と、前記第二の画像および前記第三の画像の間で決定された対応する画像領域とに基づいて、前記第一の画像および前記第三の画像を用いて前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記決定手段は、前記第一の画像と前記第二の画像と前記第三の画像とを用いて、前記第一の画像と前記第二の画像と前記第三の画像との間で対応する画像領域を決定し、
前記決定手段により決定された、前記第一の画像と前記第二の画像と前記第三の画像との間で対応する画像領域に基づいて、前記第二の画像を用いずに、前記第一の画像と前記第三の画像とを用いて、前記第一の画像と前記第三の画像との間で対応する画像領域を新たに決定する再決定部を更に有することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記ぼけ状態は、ぼけの大きさであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記第一の画像および前記第二の画像を撮像により取得する撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像手段は、同一の被写体を複数の視点から撮像する複数の撮像部を有することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段は、Plenoptic撮像部を有することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段は、前記Plenoptic撮像部の開口の大きさを変化させて撮像することで、前記第一の画像および前記第二の画像を取得することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
- Plenoptic撮像部を有する撮像手段と、
ユーザ指示に基づいて画像の視点位置とぼけ状態とを示す画像情報を入力する入力手段と、
前記画像情報が示す視点位置の画像である第一の画像と、前記第一の画像と同一の被写体を含み、前記画像情報が示すぼけ状態の画像である第二の画像とを、それぞれ撮像により取得するように、前記Plenoptic撮像部の開口の大きさを制御する制御手段と、
前記第一の画像および前記第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させる処理を行う処理手段と、
前記処理手段によりぼけ状態が変化された後の、前記第一の画像と前記第二の画像とを比較することで、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域と、前記入力手段により入力された前記画像情報とに基づいて、前記画像情報が示す視点位置およびぼけ状態に対応する仮想視点画像を生成する生成手段とを有することを特徴とする撮像装置。 - 第一の視点から被写体を見た場合の第一の画像と、前記第一の視点とは異なる第二の視点から前記被写体を見た場合の画像であり、前記第一の画像とぼけ状態が異なる第二の画像とを取得するステップと、
前記第一の画像および前記第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させる処理を行うステップと、
前記変化手段によりぼけ状態が変化された後の、前記第一の画像と前記第二の画像とを比較することで、前記第一の画像と前記第二の画像との間で同一の被写体に対応する画像領域を決定するステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。 - Plenoptic撮像部を有する撮像装置で撮像された画像を処理する方法であって、
ユーザ指示に基づいて画像の視点位置とぼけ状態とを示す画像情報を入力するステップと、
前記画像情報が示す視点位置の画像である第一の画像と、前記第一の画像と同一の被写体を含み、前記画像情報が示すぼけ状態の画像である第二の画像とを、それぞれ撮像により取得するように、前記Plenoptic撮像部の開口の大きさを制御するステップと、
前記第一の画像および第二の画像のうちの少なくとも一方のぼけ状態を変化させる処理を行うステップと、
前記処理によりぼけ状態が変化された後の、前記第一の画像と前記第二の画像とを比較することで、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域を決定するステップと、前記決定された、前記第一の画像および前記第二の画像の間で対応する画像領域と、前記入力手段により入力された前記画像情報とに基づいて、前記画像情報が示す視点位置およびぼけ状態に対応する仮想視点画像を生成するステップとを含む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乃至11のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるプログラム。
- コンピュータを、請求項12乃至16のいずれか一項に記載の撮像装置の各手段として機能させるプログラム。
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