JP2015198340A - 画像処理装置およびその制御方法、並びにプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】再生条件の設定操作回数を低減できる画像処理装置およびその制御方法を提供すること。【解決手段】画像処理装置100は、撮影された画像に係る合焦位置や視点の変更処理等が可能なLF(ライトフィールド)画像のデータを処理する。ファイル選択部112にてユーザ操作にしたがってLF画像が選択された場合、再生画像制御部115は選択されたLF画像(選択画像)を表示部111の画面に表示させる。再生条件指定部113は、被写体の距離情報、被写界深度、合焦距離情報、錯乱円情報等を含む再生条件の指定を行う。関連ファイル検索部114は、選択画像に関連するLF画像の検索処理を行う。再生条件指定部113によって再生条件が指定された場合、再生画像制御部115は選択画像の再生条件を変更し、関連ファイル制御部116は、選択画像の再生条件を、関連する他のLF画像に対して適用して再生条件を変更する。【選択図】 図8
Description
本発明は、撮影された画像のデータから再生条件にしたがって画像データを生成する場合、選択された画像に対する再生条件を、当該画像に関連付けられた画像群に適用して再生処理を行う技術に関する。
ライトフィールドカメラ(以下、LFカメラという)と呼ばれる撮像装置は、撮像面の前面にマイクロレンズ群を配置した構成を有する。マイクロレンズ群によって入射光を分割することで、複数の方向の光から光線情報を得ることができる。LFカメラで撮影された画像(以下、LF画像という)は、撮影後に光の強度と光の入射方向に基づいて所定の計算処理を実行することにより、撮影後に様々な処理が可能である。具体的な処理例としては、画像再生時における合焦位置の変更や視点変更等がある。
また、従来のデジタルカメラでも行われているパノラマ撮影や連続撮影(連写)等を、LFカメラでも同様に行う事が予想される。パノラマ撮影の場合、撮影後に写真データをつなぎ合わせる必要があるため、画像のつなぎ目を特定し易いように、被写界深度の深いパンフォーカス画像での撮影が望ましい。パノラマ撮影では、異なる2枚の画像を容易につなぎ合わせる処理を行うために、前回撮影した画像データの一部をファインダ等の画面内に表示して次の撮影を行うといった、撮影時の工夫が必要となる。
特許文献1には、複数の画像から移動量を推定することで画像のつなぎ目を特定する方法が開示されている。撮影時に複数回の撮影を行い、再生時のパノラマ合成の際に、N枚目と「N+1」枚目の画像合成箇所を探索する処理が行われる。類似性が閾値よりも低く、移動量が算出できない場合、「N+1」枚目の画像とは異なる連続した2枚の画像から移動量が推定される。
特許文献1の方法のように、複数の画像から画像合成箇所(画像のつなぎ目)を特定する方法では、ユーザが少なくとも撮影時に画像のつなぎ目を意識した撮影を行う必要がある。その理由は、パノラマ合成を行う際に、撮影した画像によっては画像同士のつなぎ目を特定できない場合が起こり得るからである。撮影した画像データの再生条件として、合焦位置情報、被写界深度情報、暈け具合(錯乱円情報)はすべて撮影時に決定される。つまり、画像データの再生時には、再生条件を変化させることができない。
これに対して、LFカメラで撮影されたLF画像は、LFデータの画像再生時に再生条件を変更できるという特徴を有するので、撮影後のデータ処理が可能である。例えば複数枚のLF画像を使用したパノラマ合成の場合、個々のLF画像の再生条件を変更可能である。よって、異なる2枚のLF画像のつなぎ目を検出することができる。この場合、2枚のLF画像のつなぎ目を検出するために、ユーザがLF画像の再生条件を個々に設定するのでは操作が非常に煩わしく、かつ手間のかかる作業となる。そこで、関連付けられたLFデータ群に属する、ある1つのLFデータに対して行われた再生条件を、関連付けされた他のLFデータに対して自動的に適用すれば、ユーザの手間がかからず、利便性が高まる。
本発明は、再生条件の設定操作回数を低減できる画像処理装置およびその制御方法の提供を目的とする。
本発明は、再生条件の設定操作回数を低減できる画像処理装置およびその制御方法の提供を目的とする。
本発明の一実施形態に係る装置は、撮影された画像のデータから再生条件にしたがって画像データを生成する画像処理装置であって、複数の画像データを記憶する記憶手段と、前記複数の画像データから画像データを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された画像データに対する再生条件を指定する指定手段と、前記選択手段により選択された画像データに関連する画像データを、前記記憶手段に記憶された前記複数の画像データから検索する検索手段と、前記選択手段により選択された画像データに対して前記指定手段により指定される再生条件を、前記検索手段により検索された画像データに適用して再生条件を制御する制御手段と、を備える。
本発明によれば、再生条件の設定操作回数を低減することができる。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。本発明の実施形態に係る画像処理装置の説明に先立ち、LFカメラについて説明する。
図1は、LFカメラの概略構成を例示する。撮像レンズ11を通過してマイクロレンズアレイ12に入射した被写体からの光は、イメージセンサ13によって光電変換されて電気信号が得られる。ここで得られた撮像データを、ライトフィールドデータ(LFデータ)と呼ぶ。
撮像レンズ11は、被写体からの光をマイクロレンズアレイ12に投射する。撮像光学系の光学部材を備える撮像レンズ11は交換可能であり、撮像装置10の本体部に装着して使用する。ユーザは撮像レンズ11のズーム操作により撮像倍率を変更することができる。マイクロレンズアレイ12は、微小レンズ(マイクロレンズ)を格子状に配列して構成されており、撮像レンズ11とイメージセンサ13との間に位置する。マイクロレンズアレイ12を構成する各マイクロレンズは、撮像レンズ11からの入射光を分割し、分割した光をイメージセンサ13に出力する。撮像部を構成するイメージセンサ13は、複数の画素を有する撮像素子であり、各画素にて光の強度を検出する。被写体からの光を受光するイメージセンサ13の各画素には、各マイクロレンズによって分割した光がそれぞれ入射する。
図1は、LFカメラの概略構成を例示する。撮像レンズ11を通過してマイクロレンズアレイ12に入射した被写体からの光は、イメージセンサ13によって光電変換されて電気信号が得られる。ここで得られた撮像データを、ライトフィールドデータ(LFデータ)と呼ぶ。
撮像レンズ11は、被写体からの光をマイクロレンズアレイ12に投射する。撮像光学系の光学部材を備える撮像レンズ11は交換可能であり、撮像装置10の本体部に装着して使用する。ユーザは撮像レンズ11のズーム操作により撮像倍率を変更することができる。マイクロレンズアレイ12は、微小レンズ(マイクロレンズ)を格子状に配列して構成されており、撮像レンズ11とイメージセンサ13との間に位置する。マイクロレンズアレイ12を構成する各マイクロレンズは、撮像レンズ11からの入射光を分割し、分割した光をイメージセンサ13に出力する。撮像部を構成するイメージセンサ13は、複数の画素を有する撮像素子であり、各画素にて光の強度を検出する。被写体からの光を受光するイメージセンサ13の各画素には、各マイクロレンズによって分割した光がそれぞれ入射する。
図2は、マイクロレンズアレイ12とイメージセンサ13の各画素との位置関係を示す模式図である。
マイクロレンズアレイ12の各マイクロレンズは、イメージセンサ13における複数の画素が対応するように配置される。イメージセンサ13の各画素には各マイクロレンズが分割した光が入射し、各画素にて異なる方向からの光の強度(光線情報)を検出することができる。また、各マイクロレンズとイメージセンサ13の各画素との位置関係に応じて、マイクロレンズを介してイメージセンサ13の各画素に入射した光線の入射方向(方向情報)が分かる。すなわち、光の強度分布と併せて、光の進行方向の情報が検出される。マイクロレンズアレイ12のレンズ頂点面からの距離が異なる焦点面での像は、各マイクロレンズの光軸からの偏心量に対応した位置にあるイメージセンサ13の画素の各出力を合成することで得られる。なお、光線は位置や方位、波長等のパラメータを用いて、平行な2平面によってパラメータ化される関数で表される。つまり、各マイクロレンズに対応する複数の画素の配置によって各画素への光の入射方向が決まっている。
以上のように、撮像装置10は光線情報と方向情報を取得し、光線の並べ替えと計算処理(再構築)を行うことにより、任意のフォーカス位置や視点での画像データを生成できる。この光線情報および方向情報はLFデータに含まれる。
マイクロレンズアレイ12の各マイクロレンズは、イメージセンサ13における複数の画素が対応するように配置される。イメージセンサ13の各画素には各マイクロレンズが分割した光が入射し、各画素にて異なる方向からの光の強度(光線情報)を検出することができる。また、各マイクロレンズとイメージセンサ13の各画素との位置関係に応じて、マイクロレンズを介してイメージセンサ13の各画素に入射した光線の入射方向(方向情報)が分かる。すなわち、光の強度分布と併せて、光の進行方向の情報が検出される。マイクロレンズアレイ12のレンズ頂点面からの距離が異なる焦点面での像は、各マイクロレンズの光軸からの偏心量に対応した位置にあるイメージセンサ13の画素の各出力を合成することで得られる。なお、光線は位置や方位、波長等のパラメータを用いて、平行な2平面によってパラメータ化される関数で表される。つまり、各マイクロレンズに対応する複数の画素の配置によって各画素への光の入射方向が決まっている。
以上のように、撮像装置10は光線情報と方向情報を取得し、光線の並べ替えと計算処理(再構築)を行うことにより、任意のフォーカス位置や視点での画像データを生成できる。この光線情報および方向情報はLFデータに含まれる。
図3は、マイクロレンズアレイ12のマイクロレンズへの入射光線の進行方向と、イメージセンサ13の記録領域との関係を説明する模式図である。
撮像レンズ11による被写体の像は、マイクロレンズアレイ12上に結像し、マイクロレンズアレイ12への入射光線はマイクロレンズアレイ12を介してイメージセンサ13で受光される。このとき、図3に示すように、マイクロレンズアレイ12への入射光線は、その進行方向に応じてイメージセンサ13上の異なる位置で受光され、撮像レンズ11の形状に相似形となる被写体の像がマイクロレンズ毎に結像する。
撮像レンズ11による被写体の像は、マイクロレンズアレイ12上に結像し、マイクロレンズアレイ12への入射光線はマイクロレンズアレイ12を介してイメージセンサ13で受光される。このとき、図3に示すように、マイクロレンズアレイ12への入射光線は、その進行方向に応じてイメージセンサ13上の異なる位置で受光され、撮像レンズ11の形状に相似形となる被写体の像がマイクロレンズ毎に結像する。
図4は、イメージセンサ13に入射する光線の情報を説明するための模式図である。
イメージセンサ13で受光される光線について図4を用いて説明する。ここで、撮像レンズ11のレンズ面上における直交座標系を(u,v)とし、イメージセンサ13の撮像面上における直交座標系(x,y)とする。さらに、撮像レンズ11のレンズ面とイメージセンサ13の撮像面との距離をFとする。すると、撮像レンズ11およびイメージセンサ13を通る光線の強度は、図中に示す4次元関数L(u,v,x,y)で表すことができる。
各マイクロレンズに入射する光線は、進行方向に応じて異なる画素に入射されることから、イメージセンサ13では、光線の位置情報に加え、光線の進行方向を保持する上記の4次元関数L(u,v,x,y)が記録される。
イメージセンサ13で受光される光線について図4を用いて説明する。ここで、撮像レンズ11のレンズ面上における直交座標系を(u,v)とし、イメージセンサ13の撮像面上における直交座標系(x,y)とする。さらに、撮像レンズ11のレンズ面とイメージセンサ13の撮像面との距離をFとする。すると、撮像レンズ11およびイメージセンサ13を通る光線の強度は、図中に示す4次元関数L(u,v,x,y)で表すことができる。
各マイクロレンズに入射する光線は、進行方向に応じて異なる画素に入射されることから、イメージセンサ13では、光線の位置情報に加え、光線の進行方向を保持する上記の4次元関数L(u,v,x,y)が記録される。
次に、撮像後のリフォーカス演算処理について説明する。図5は、リフォーカス演算処理を説明するための模式図である。図5に示すように、撮像レンズ面、撮像面、リフォーカス面の位置関係を設定した場合、リフォーカス面上の直交座標系(s、t)における光線の強度L’(u,v,s,t)は、以下の(1)式のように表される。
また、リフォーカス面で得られるイメージE’(s,t)は、上記強度L’(u,v,s,t)をレンズ口径に関して積分したものとなるので、以下の(2)式のように表される。
従って、この(2)式からリフォーカス演算処理を行うことで、任意の焦点(リフォーカス面)に設定した画像を再構築することができる。
続いて、撮像後の被写界深度の調整処理について説明する。上記リフォーカス演算の前に、各マイクロレンズに割り当てられた画像領域を形成する画像データ毎に重み係数を乗じて重みづけが行われる。例えば、被写界深度の深い画像を生成したい場合には、イメージセンサ13の受光面に対して相対的に小さな角度で入射する光線の情報のみを用いて積分処理を行う。言い換えると、イメージセンサ13への入射角が相対的に大きい光線に関しては、重み係数0(ゼロ)を乗じることにより積分処理に含めない。
図6は、マイクロレンズへの入射角の違いと、イメージセンサ13の記録領域との関係を説明する模式図であり、図7は、被写界深度の調整処理を説明するための模式図である。
図6に示すように、イメージセンサ13への入射角が相対的に小さい光線は、より中央の領域に位置することになる。従って、図7に示すように、領域の中央部(図中の斜線部)で取得された画素データのみを用いて積分処理が行われる。このような処理を行うことで、一般的な撮像装置等に具備される開口絞りをあたかも絞ったかのように、被写界深度の深い画像を表現することができる。使用する中央部の画素データを更に少なくすることで、被写界深度のより深いパンフォーカス画像の生成も可能となる。以上のように、実際に取得したLFデータ(光線情報)に基づいて、撮影後に画像の被写界深度を調整することができる。
図6に示すように、イメージセンサ13への入射角が相対的に小さい光線は、より中央の領域に位置することになる。従って、図7に示すように、領域の中央部(図中の斜線部)で取得された画素データのみを用いて積分処理が行われる。このような処理を行うことで、一般的な撮像装置等に具備される開口絞りをあたかも絞ったかのように、被写界深度の深い画像を表現することができる。使用する中央部の画素データを更に少なくすることで、被写界深度のより深いパンフォーカス画像の生成も可能となる。以上のように、実際に取得したLFデータ(光線情報)に基づいて、撮影後に画像の被写界深度を調整することができる。
図8は各実施形態に共通する画像処理装置100の構成例を概略的に示すブロック図である。
記憶媒体110は、LFカメラで撮影された画像のLFデータを記憶する。記憶媒体110は、画像処理装置100内に搭載されたメモリや、SDカード等の装着可能なメモリカードでもよいし、ネットワーク上のサーバー等の記憶装置でもよい。画像データの保存および読み出しが可能な記憶デバイスであれば特に限定はない。
記憶媒体110は、LFカメラで撮影された画像のLFデータを記憶する。記憶媒体110は、画像処理装置100内に搭載されたメモリや、SDカード等の装着可能なメモリカードでもよいし、ネットワーク上のサーバー等の記憶装置でもよい。画像データの保存および読み出しが可能な記憶デバイスであれば特に限定はない。
表示部111は、下記に示す表示の内、1つ以上を行う。
・記憶媒体110に保存されたLFデータ等の画像表示。
・記憶媒体110に保存された複数のLF画像から特定のLF画像を選択するための、ユーザ・インタフェース(以下、UIと略記する)用画像の表示。
・ユーザがLF画像の再生条件を指定するためのUI用画像の表示。
表示部111は、例えば液晶表示デバイスを備えるが、複数の情報を表示可能な装置であればよい。
・記憶媒体110に保存されたLFデータ等の画像表示。
・記憶媒体110に保存された複数のLF画像から特定のLF画像を選択するための、ユーザ・インタフェース(以下、UIと略記する)用画像の表示。
・ユーザがLF画像の再生条件を指定するためのUI用画像の表示。
表示部111は、例えば液晶表示デバイスを備えるが、複数の情報を表示可能な装置であればよい。
ファイル選択部112は、ユーザ操作にしたがって記憶媒体110に保存された複数のLF画像から特定のLF画像を選択する機能を有する。特定のLF画像の選択処理では表示部111がUI画面に画像表示し、ユーザが操作部を使用して所望のLF画像を選択する。例えば、表示部111は複数のLF画像と併せて再生条件決定用釦(操作領域)等を表示する。ユーザが表示画面を見ながらタッチ操作を行うことにより、所望のLF画像を選択することができる。LF画像の選択方法に関しては、これに限らず、画像処理装置100にて物理的に配置された操作ボタンや、十字キー、操作ダイヤル等により指定する方法でもよい。
再生条件指定部113は、LF画像の再生条件の変更や決定の処理を行う。再生条件とは、LF画像の表示方法、つまりLF画像の特徴である合焦位置や視点位置、暈け具合(錯乱円の調整)等のように、LF画像の再生時に指定可能な各種条件を意味する。具体的には、再生条件として、被写体の距離情報、被写界深度、合焦距離情報、錯乱円情報、絞り値、およびシャッタ速度(露光時間)のうちの1つ以上の情報を含む。再生条件の変更処理については、ユーザ操作により再生条件を指定する第1の処理と、画像処理装置自身が自動的に判断して再生条件を指定する第2の処理がある。
まず、第1の処理について説明すると、表示部111はUI用画像を表示し、ユーザが操作部を使用して再生条件の変更および決定を画像処理装置に指示する。例えば、表示部111は表示画面上に、合焦位置を指示するためのスライドバーや、再生条件の決定用釦等を表示する。ユーザは表示画面を見てタッチ操作を行い、LFデータについて所望の再生条件を決定する。あるいは、画像処理装置100に配置されたボタンや、十字キー、操作ダイヤル等をユーザが操作することより、再生条件を指定してもよい。
次に、第2の処理について説明する。画像処理装置自身が再生条件を判断する場合としては、LF画像を最初に表示する場合や、ある処理ステップにおいて表示する場合等がある。例えば、LF画像を最初に表示する場合、LF画像が有するデフォルトの合焦位置情報を用いて再生条件が決定される。デフォルトの合焦位置について、以下に例示する。
・画像全体が合焦しているパンフォーカス画像の状態。
・LFカメラでの撮影時にて、LFデータに係る合焦可能範囲の中心に相当する合焦位置。
・LFカメラでの撮影時にて、特定の被写体の位置に相当する合焦位置。
また、ある処理ステップにおいて画像を表示する場合には、その処理に適した再生条件が設定される。例えばパンフォーカス画像を採用する方法や、特定の被写体を検出して当該被写体に焦点が合う位置とする方法等がある。再生条件指定部113は、再生条件の変更等に関する情報を、後述する再生画像制御部115や関連ファイル制御部116に出力する。
・画像全体が合焦しているパンフォーカス画像の状態。
・LFカメラでの撮影時にて、LFデータに係る合焦可能範囲の中心に相当する合焦位置。
・LFカメラでの撮影時にて、特定の被写体の位置に相当する合焦位置。
また、ある処理ステップにおいて画像を表示する場合には、その処理に適した再生条件が設定される。例えばパンフォーカス画像を採用する方法や、特定の被写体を検出して当該被写体に焦点が合う位置とする方法等がある。再生条件指定部113は、再生条件の変更等に関する情報を、後述する再生画像制御部115や関連ファイル制御部116に出力する。
関連ファイル検索部114は、ファイル選択部112により選択された特定のLF画像に関連するLF画像のデータを記憶媒体110から検索する。記憶媒体110には、複数のLFデータが保存されているため、検索処理によってLFデータが抽出される。ここで抽出されたLFデータについては表示部111の画面に画像表示してもよい。関連するLF画像とは、例えば、パノラマ撮影モードや、連続撮影モードで撮影されたLF画像群に代表される、撮影時に何らかの関連付けがLF画像間で行われたLF画像を意味する。また、ファイル選択部112により特定のLF画像が選択された際に、関連ファイル検索部114は、選択されたLF画像の画像解析を実行し、画像中の被写体像を抽出してもよい。抽出された被写体像のデータに基づいて、記憶媒体110に保存された他のLF画像のデータから、一致する被写体像を含むLF画像のデータを検索する処理が行われる。検索結果は関連するLF画像のデータとして取得される。あるいは、表示部111がUI画面を表示して複数の画像を表示し、ユーザ操作により選択された画像を、関連するLF画像として取得してもよい。いずれの形態でも、関連性をもったLF画像群が最終的に抽出される。関連ファイル制御部116は、関連ファイル検索部114が抽出した各LF画像に対し、再生条件指定部113で指定された再生条件にしたがってLFデータを生成する。生成後のLFデータは記憶媒体110に記憶される。また、生成後のLFデータについては表示部111の画面に画像表示してもよい。
再生画像制御部115は、ユーザ操作にしたがってファイル選択部112が選択したLF画像に対し、再生条件指定部113で指定された再生条件にしたがってLFデータ(再生画像データ)を生成する。表示部111は、再生画像データを取得して画像表示する。
図8では、データ処理の制御部を再生画像制御部115および関連ファイル制御部116に分割した構成例を示すが、これらを1つの制御部で構成しても構わない。例えば、制御部を構成する演算処理部が関連ファイルのデータ処理と、再生条件に基づく再生画像データの変更および決定処理を行う。
図8では、データ処理の制御部を再生画像制御部115および関連ファイル制御部116に分割した構成例を示すが、これらを1つの制御部で構成しても構わない。例えば、制御部を構成する演算処理部が関連ファイルのデータ処理と、再生条件に基づく再生画像データの変更および決定処理を行う。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る画像処理装置の基本的な動作を説明する。
図9は、本実施形態に係る画像処理装置の基本的な動作を説明するフローチャートである。以下の処理は、画像処理装置の制御部を構成するCPU(中央演算処理装置)がメモリから読み出したプログラムに従って実行される。
以下、本発明の第1実施形態に係る画像処理装置の基本的な動作を説明する。
図9は、本実施形態に係る画像処理装置の基本的な動作を説明するフローチャートである。以下の処理は、画像処理装置の制御部を構成するCPU(中央演算処理装置)がメモリから読み出したプログラムに従って実行される。
S101で処理が開始する。複数の動作モードを有する画像処理装置100に電源が投入されてユーザ操作を受け付ける待機状態となる。動作モードには、関連するLF画像に対して一括して再生条件を指定するモード(以下、一括指定モードという)が含まれ、ユーザ操作によるモード切換えが可能である。本実施形態では、画像処理装置100としてLFカメラを説明するが、パーソナルコンピュータや携帯型端末装置等であってもよい。また、一括指定モードの一例として複数のLF画像のパノラマ合成を行うモードを説明する。
ユーザ操作により、一括指定モードが選択された場合、S102に移行する。S102では、記憶媒体110に保存されたLF画像群が表示部111の画面に表示され、ユーザは再生条件を指定するために所望のLF画像を選択する。この選択処理はファイル選択部112が行う。図10および図11を参照して、記憶媒体110に保存されているLF画像群のデータを説明する。
ユーザ操作により、一括指定モードが選択された場合、S102に移行する。S102では、記憶媒体110に保存されたLF画像群が表示部111の画面に表示され、ユーザは再生条件を指定するために所望のLF画像を選択する。この選択処理はファイル選択部112が行う。図10および図11を参照して、記憶媒体110に保存されているLF画像群のデータを説明する。
図10(A)は撮影対象となる原風景を示す。図10(B)は、図10(A)に示した原風景に含まれる複数の被写体の距離情報を示す模式図である。LFカメラと各被写体との距離AからGの関係は下表の通りであり、「A<B<C<D<E<F<G」とする。
図11(A)から(D)を参照して、LFカメラから被写体までの距離(以下、被写体距離という)と合焦動作について説明する。
図11(A)は、図10(A)に示した原風景の左端寄りの範囲を撮影した場合の画像を示し、物体A、人物D、物体E、背景Gが撮影されたLF画像Aである。LF画像Aの合焦可能範囲は、被写体距離がゼロから無限遠であり、デフォルトの再生条件としての合焦位置は、人物Dおよび物体Eの近辺に設定されている。
図11(A)は、図10(A)に示した原風景の左端寄りの範囲を撮影した場合の画像を示し、物体A、人物D、物体E、背景Gが撮影されたLF画像Aである。LF画像Aの合焦可能範囲は、被写体距離がゼロから無限遠であり、デフォルトの再生条件としての合焦位置は、人物Dおよび物体Eの近辺に設定されている。
図11(B)は、図10(A)に示した原風景の中央にてやや左寄りの範囲を撮影した画像を示し、物体A、人物B、物体E、物体F、背景Gが撮影されたLF画像Bである。LF画像Bの合焦可能範囲は、被写体距離がゼロから無限遠であり、デフォルトの再生条件としての合焦位置は、人物Bの近辺に設定されている。図11(C)は、図10(A)に示した原風景の中央にてやや右寄りの範囲を撮影した画像を示し、物体A、物体C、物体F、背景Gが撮影されたLF画像Cである。LF画像Cの合焦可能範囲は、被写体距離がゼロから無限遠であり、デフォルトの再生条件として合焦位置は、物体Aの近辺に設定されている。また、図11(D)は、図10(A)に示した原風景の右端寄りの範囲を撮影した画像を示し、物体A、背景Gが撮影されたLF画像Dである。LF画像Dの合焦可能範囲は、被写体距離がゼロから無限遠であり、デフォルトの再生条件としての合焦位置は、背景G近辺に設定されている。図11(A)から(D)に示す各LF画像のデータ(LFデータ)は記憶媒体110に記憶されている。
図9のS102で、ユーザ操作により、再生条件を指定するLF画像が選択されると、合焦位置を変更する画像ファイルが選択され、S103へ処理を進める。S103で画像処理装置100は、選択されたLF画像を表示部111の画面に表示する。ここでは、図11(B)に示したLF画像Bが選択された場合を例にして説明する。
S104の処理は、S102の実行後にS103との並行処理として実行される。S104で画像処理装置100は、S102で選択されたLF画像Bに関連するLF画像の検索処理を、関連ファイル検索部114によって行う。本実施形態において、LF画像Bに関連するLF画像群は、パノラマ撮影モードで撮影されたLF画像A,C,Dとする。S105で関連ファイル(関連するLF画像のファイル)の有無が判定され、関連ファイルが有る場合、S106に進み、関連ファイルがない場合、S108に移行する。S106では、関連ファイルが抽出された後、S105に戻して処理を続行する。図11の場合、記憶媒体110からすべて抽出された結果は、図11(A)、図11(C)、図11(D)にそれぞれ示すLF画像A、LF画像C、LF画像Dとなる。なお、関連するLF画像については、パノラマ撮影モードで撮影されたLF画像群に限定される訳ではない。例えば、短時間で連続的な撮影を行い、画角や被写体がほぼ同一のLF画像が複数得られる連続撮影モードで撮影されたLF画像群を対象としてもよい。関連するLF画像のファイルが抽出された場合、S102でユーザが選択したLF画像Bと併せて表示部111の画面上に各画像が表示されるので、ユーザはこれらの画像を確認できる。
S106で抽出された後で、表示部111に表示された関連するLF画像群(LF画像AからD)については、LF画像のパノラマ合成処理が行われる。このために、画像全体に亘って合焦するパンフォーカス画像が生成される。図12(A)から(D)は、LF画像AからDをそれぞれパンフォーカス化した画像を示す。パンフォーカス化により、2つのLF画像間における画像のつなぎ目部分を容易に特定することができる。各LF画像の合焦範囲が変更されて、画像内の被写体に焦点が合ったパンフォーカス画像を生成する処理が実行される。本処理は再生画像制御部115および関連ファイル制御部116が行う。
図13は、パンフォーカス化したLF画像AからDをパノラマ合成した場合の画像例を示す。このパノラマ合成後の画像はあくまで、2つのLF画像間のつなぎ目部分を特定するために生成された画像である。このため、必ずしも実際に画像合成がなされていなくてもよい。例えば、パンフォーカス化された複数のLF画像を単に並べて表示してもよく、画像ファイルとして合成されていなくてもよい。
本実施形態では、2つのLF画像間のつなぎ目を特定するために各LF画像をパンフォーカス化する処理を行うものとして説明する。但し、次の方法を用いてもよい。
例えば、2つのLF画像間のつなぎ目を特定する際、一方のLF画像について撮影時の状況によってはパンフォーカス化できない場合が起こり得る。この場合、前記の方法は採用できなくなる。そこで、2つのLF画像のつなぎ目を特定するために、以下の処理が実行される。
・第1ステップ:2つのLF画像に含まれる共通の被写体を抽出する処理。
・第2ステップ:2つのLF画像が有する情報の共通項を検出する処理。
・第3ステップ:第2ステップで検出した共通項に応じて個々のLF画像の再生条件を決定する処理。
前記共通項とは、例えば、第1ステップで抽出した共通の被写体までの距離情報や、共通の被写体を中心とした被写界深度、共通の被写体までの合焦距離、共通の被写体に対する錯乱円情報等である。第3ステップで再生条件指定部113は、共有項として採用した情報、例えば、距離情報、被写体深度、合焦距離、錯乱円径、またはこれらの組み合わせから再生条件を決定する。
例えば、2つのLF画像間のつなぎ目を特定する際、一方のLF画像について撮影時の状況によってはパンフォーカス化できない場合が起こり得る。この場合、前記の方法は採用できなくなる。そこで、2つのLF画像のつなぎ目を特定するために、以下の処理が実行される。
・第1ステップ:2つのLF画像に含まれる共通の被写体を抽出する処理。
・第2ステップ:2つのLF画像が有する情報の共通項を検出する処理。
・第3ステップ:第2ステップで検出した共通項に応じて個々のLF画像の再生条件を決定する処理。
前記共通項とは、例えば、第1ステップで抽出した共通の被写体までの距離情報や、共通の被写体を中心とした被写界深度、共通の被写体までの合焦距離、共通の被写体に対する錯乱円情報等である。第3ステップで再生条件指定部113は、共有項として採用した情報、例えば、距離情報、被写体深度、合焦距離、錯乱円径、またはこれらの組み合わせから再生条件を決定する。
図9のS103の後、S107では選択されたファイルのLF画像の合焦位置が変更される。ここでは、ユーザ操作に従って再生条件指定部113により指定された再生条件として、被写体距離Bと被写体距離Cとの間に合焦位置が指定されたものとする。さらには被写界深度が被写体距離Bから被写体距離Cまでの範囲に指定されたものとする。再生条件が指定されると、再生画像制御部115は、指定された再生条件にしたがって、S102でユーザが選択したLF画像Bの再生条件を変更する。変更後のLF画像Bは表示部111の画面に表示される。これに合わせて、S108で関連ファイル制御部116は、指定された再生条件にしたがって、関連するLF画像(LF画像A,C,D)の再生条件を変更する。変更後のLF画像例を図14に示す。図14は、図13に示したパノラマ合成されたLF画像にて、ユーザ操作で指定された再生条件にしたがって、個々のLF画像の再生条件が変更された状態を示している。指定された合焦位置では、人物Bと物体Cに焦点が合っており、被写界深度の外にある被写体(物体A、人物D、物体E、物体F、背景G)については、合焦位置からの距離に応じた暈け具合で表示される。なお、図14に示す画像については、必ずしも画像合成(パノラマ合成)がなされていなくてもよい。例えば、指定された再生条件にしたがって変更した各LF画像を単に並べて表示するというように、画像ファイルとして合成されていなくてもよい。
S107およびS108の処理を繰り返す事で、ユーザはパノラマ合成された画像を見ながら所望の再生条件となるよう、任意に指定を変更できる。S109で合焦位置の変更について終了判定が行われ、終了時にはS110に進み、未終了の場合、S107に処理を戻す。S110で再生画像制御部115は、ユーザが選択したLF画像Bの再生条件(例えば合焦位置情報)を記憶媒体110に保存する。また、S108の処理後、S111に進み、関連ファイル制御部116は、S106で関連ファイルとして抽出されたLF画像A,C,Dの再生条件を記憶媒体110に記憶する。S110およびS111の後、一連の処理を終了する(S112)。
本実施形態では、LF画像の再生表示に際して、特定のLF画像に対して設定された再生条件を、当該LF画像に関連する複数のLF画像に対して自動的に適用する。よって、複数のLF画像に対して個別に再生条件を設定する必要が無くなるのでLF画像の再生時において再生条件の設定にかかる操作回数を大幅に削減できる。例えば、短時間に連続的な撮影を行う連続撮影モードの場合、似た構図のLF画像群に対して個々の再生条件を設定するという煩わしさが軽減される。さらには、複数のLF画像をパノラマ合成する際、隣り合う2つのLF画像におけるつなぎ目の特定が容易となり、精度の良いパノラマ合成が可能となる。
[第1実施形態の変形例]
次に、第1実施形態の変形例を説明する。なお、第1実施形態の場合と同様の部分については既に使用した符号を用いることによってそれらの詳細な説明を省略する。このような説明の省略は後述の実施形態でも同じである。
第1実施形態では、ファイル選択部112にて、ユーザが再生条件を指定するLF画像B(図11(B)参照)が選択される。これと並行して関連ファイル検索部114は、選択されたLF画像Bに関連するLF画像の検索処理を行う(図9のS104参照)。その結果、図11(A),(C),(D)にそれぞれ示すLF画像A,C,Dが抽出される(図9のS105,S106参照)。
ここで、再生条件指定部113にて、選択されたLF画像である、図11(B)に示したLF画像Bの再生条件が変更された場合について説明する。
次に、第1実施形態の変形例を説明する。なお、第1実施形態の場合と同様の部分については既に使用した符号を用いることによってそれらの詳細な説明を省略する。このような説明の省略は後述の実施形態でも同じである。
第1実施形態では、ファイル選択部112にて、ユーザが再生条件を指定するLF画像B(図11(B)参照)が選択される。これと並行して関連ファイル検索部114は、選択されたLF画像Bに関連するLF画像の検索処理を行う(図9のS104参照)。その結果、図11(A),(C),(D)にそれぞれ示すLF画像A,C,Dが抽出される(図9のS105,S106参照)。
ここで、再生条件指定部113にて、選択されたLF画像である、図11(B)に示したLF画像Bの再生条件が変更された場合について説明する。
図9のS107にて、選択されたLF画像Bの再生条件が、図15の左上に示すように変更されたものとする。図示の例では、被写界深度として被写体距離Bにある人物Bを含んだ状態で、合焦位置がLFカメラからやや遠ざかる方向に変更された場合を想定する。S107で変更された再生条件については、再生画像制御部115から関連ファイル制御部116に通知されることにより、抽出されたLF画像A,C,Dに対して直ちに適用される。その結果、S108では、図15の右上のLF画像A、左下のLF画像C、右下のLF画像Dに示すように、関連する各LF画像の合焦位置がすべて変更される。この場合、LF画像A,C,Dが表示部111の画面に表示される必要はなく、ユーザから見えない状態で再生条件が変更されてもよい。S109以降の処理は既述の通りである。
変形例では、第1実施形態の効果に加えて、LF画像をパノラマ合成する際、隣り合う2つのLF画像のつなぎ目に存在する画像領域の暈け具合が、異なる2つのLF画像間で一致している。よって、精度の良いLF画像のパノラマ合成が可能となる。さらには、抽出された関連するLF画像を表示部111に表示せずとも、再生条件を一致させることができる。例えば、短い時間間隔で連続撮影を行う際、構図および被写体が似たLF画像群に含まれる特定のLF画像に対して再生条件を指定すればよい。特定のLF画像以外の他のLF画像を最初に表示する際には、所望の被写体に合焦した状態で表示することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
第1実施形態では、パノラマ合成に用いる各LF画像が元々有している合焦可能範囲については、図11(A)から(D)に示したように、いずれのLF画像においても近端から遠端までの幅がある。そのため、図9のS107にて再生条件指定部113により行われる再生条件の指定では、特に制限なく再生条件を指定する事ができた。以下では、各LF画像が元来有している再生条件が異なる場合について、図16を参照して説明する。具体的には、図9のS102でファイル選択部112によりユーザが指定したLF画像Bと、関連ファイル検索部114が抽出した関連するLF画像A,C,Dに関して、再生条件が異なる場合を説明する。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
第1実施形態では、パノラマ合成に用いる各LF画像が元々有している合焦可能範囲については、図11(A)から(D)に示したように、いずれのLF画像においても近端から遠端までの幅がある。そのため、図9のS107にて再生条件指定部113により行われる再生条件の指定では、特に制限なく再生条件を指定する事ができた。以下では、各LF画像が元来有している再生条件が異なる場合について、図16を参照して説明する。具体的には、図9のS102でファイル選択部112によりユーザが指定したLF画像Bと、関連ファイル検索部114が抽出した関連するLF画像A,C,Dに関して、再生条件が異なる場合を説明する。
図16(A)から(C)にそれぞれ示すLF画像A,B,Cは、近端から遠端まで合焦可能である。これに対して、図16(D)に示すLF画像Dは、背景Gを含む遠端側に合焦可能範囲が限定されている。図16(A)から(C)にそれぞれ示すLF画像A,B,Cをパノラマ合成する場合、合焦可能範囲はいずれのLF画像についても同じである。よって、合成処理後のパノラマ画像に対する合焦可能範囲は変わらない。しかし、さらに図16(D)に示すLF画像Dを含むように合成処理されるパノラマ画像の場合には、LF画像Dの合焦可能範囲が遠端側に限定されているので、必然的にパノラマ画像の合焦範囲に対して制限を受ける事になる。そこで、本実施形態では、複数のLF画像をパノラマ合成する際に、個々のLF画像が有する再生条件に応じた設定可能範囲が表示部111の画面に表示される。そして、パノラマ合成処理後の画像については、LF画像に対する設定可能範囲が変化したことが表示部111の画面に表示されて、ユーザへの通知処理が行われる。
次に、図17を参照して再生条件に共通項が無い場合の処理について説明する。具体例として、図9のS102でユーザ操作により指定されたLF画像Bと、関連ファイル検索部114が抽出したLF画像、つまり関連するLF画像A,C,Dとの間で再生条件に共通項がない場合を想定する。
図17(A)から(D)は、個々のLF画像が有する合焦可能範囲と、他のLF画像が有する合焦可能範囲とが重ならない場合を例示する。この場合、個々のLF画像が有する再生条件に応じた設定可能範囲が表示部111の画面に表示されるとともに、パノラマ合成が可能でない旨のメッセージ等が表示されることでユーザに通知される。
図17(A)から(D)は、個々のLF画像が有する合焦可能範囲と、他のLF画像が有する合焦可能範囲とが重ならない場合を例示する。この場合、個々のLF画像が有する再生条件に応じた設定可能範囲が表示部111の画面に表示されるとともに、パノラマ合成が可能でない旨のメッセージ等が表示されることでユーザに通知される。
次に、図16を参照して、表示部111での表示と指定可能な再生条件の設定範囲との関係について説明する。具体例として、図9のS102でユーザ操作により指定されたLF画像Bと、関連ファイル検索部114が抽出した、互いに関連するLF画像A,C,Dとの間で再生条件が異なる場合を想定する。つまり、図16(A)から(C)にそれぞれ示すLF画像A,B,Cは、近端から遠端まで合焦可能である。一方、図16(D)に示すLF画像Dは、その合焦可能範囲が背景Gを含む遠端側に限定されている。この場合、LF画像AからCに加えて、LF画像Dを含むように合成処理されるパノラマ画像においては、LF画像Dの合焦可能範囲が遠端側に限定されているので、必然的にパノラマ画像の合焦範囲に対し制限を受ける事になる。ここで、表示部111にて表示される画像の範囲がパノラマ画像全体ではなく、その一部である場合を想定する。この場合、画面上の表示内容によっては、合成後のパノラマ画像の再生条件(合焦可能範囲)に関して、以下の2つ表示部分(範囲)が存在する。
・再生条件が制限を受ける第1の表示部分。
・再生条件が制限を受けない第2の表示部分。
・再生条件が制限を受ける第1の表示部分。
・再生条件が制限を受けない第2の表示部分。
具体例として、表示部111がパノラマ合成された画像の一部を画面に表示する際、その表示部分がLF画像Dを含む場合には第1の表示部分に該当し、合焦可能範囲が背景Gを含む遠端側に制限される。この場合、再生条件に応じた設定可能範囲が表示部111の画面に表示されてユーザに通知される。一方、表示部111にパノラマ合成された画像の一部を表示する際、その表示部分がLF画像D以外の画像範囲を含む場合には第2の表示部分に該当する。これは、LF画像A、B、またはCのいずれかを含む場合であり、例えば、以下の通りである。
・LF画像A、B、またはCのいずれか1つを含む場合。
・LF画像AおよびB、またはLF画像BおよびCを含む場合。
・LF画像AおよびBおよびCを含む場合。
いずれの場合でも合焦可能範囲が同じであるため、再生条件に制限は無い。
・LF画像A、B、またはCのいずれか1つを含む場合。
・LF画像AおよびB、またはLF画像BおよびCを含む場合。
・LF画像AおよびBおよびCを含む場合。
いずれの場合でも合焦可能範囲が同じであるため、再生条件に制限は無い。
本実施形態では、表示部111がLF画像を画面に表示する場合、パノラマ合成した結果の画像に対する再生条件、および当該再生条件に対する制限が変化したことをユーザに通知することで、利便性が向上する。
なお、前記の各実施形態では、LFデータを取得する装置例として、マイクロレンズアレイ12により分割した光をイメージセンサ13で検出することにより異なる方向の光を検出するLFカメラを説明した。しかし、LFデータの取得装置の構成についてはこれに限らず、例えば、多眼カメラにより方向の異なる光を検出する構成を採用してもよい。
なお、前記の各実施形態では、LFデータを取得する装置例として、マイクロレンズアレイ12により分割した光をイメージセンサ13で検出することにより異なる方向の光を検出するLFカメラを説明した。しかし、LFデータの取得装置の構成についてはこれに限らず、例えば、多眼カメラにより方向の異なる光を検出する構成を採用してもよい。
[その他の実施形態]
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。即ち、上述した実施形態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或いは装置に供給し、そのシステム或い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、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態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或いは装置に供給し、そのシステム或い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。
110:記憶媒体
111:表示部
112:ファイル選択部
113:再生条件指定部
114:関連ファイル検索部
115:再生画像制御部
116:関連ファイル制御部
111:表示部
112:ファイル選択部
113:再生条件指定部
114:関連ファイル検索部
115:再生画像制御部
116:関連ファイル制御部
Claims (20)
- 撮影された画像のデータから再生条件にしたがって画像データを生成する画像処理装置であって、
複数の画像データを記憶する記憶手段と、
前記複数の画像データから画像データを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された画像データに対する再生条件を指定する指定手段と、
前記選択手段により選択された画像データに関連する画像データを、前記記憶手段に記憶された前記複数の画像データから検索する検索手段と、
前記選択手段により選択された画像データに対して前記指定手段により指定される再生条件を、前記検索手段により検索された画像データに適用して再生条件を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記指定手段は、前記再生条件として画像の合焦位置を指定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記再生条件は、被写体の距離情報、被写界深度、合焦距離情報、錯乱円情報、絞り値、およびシャッタ速度のうちの1つ以上の情報を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記検索手段は、パノラマ撮影モードで撮影された複数の画像のデータから前記関連する画像データを検索することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記制御手段は、前記複数の画像のデータをパノラマ合成する場合、パノラマ合成後の画像に対する再生条件または当該再生条件に対する制限が変化したことを通知する処理を行うことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記制御手段は、前記複数の画像のデータをパノラマ合成する場合、複数の画像の間で、共通する再生条件の設定が可能でないことを通知する処理を行うことを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。
- 前記再生条件にしたがって生成された再生画像データを取得して画像を表示する表示手段をさらに備え、
前記制御手段は、パノラマ合成後の画像を前記表示手段に表示する場合、画像データの合焦可能範囲が変化したことを前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、パノラマ合成後の画像にて再生条件が制限を受ける表示部分について、画像データの合焦可能範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記検索手段は、連続撮影モードで撮影された画像のデータから前記関連する画像データを検索することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 撮像光学系を介して被写体からの光を受光する撮像手段をさらに備え、
前記撮像手段は、複数のマイクロレンズと、前記撮像光学系から前記マイクロレンズを介してそれぞれ入射する光を電気信号に変換して画像に係る光の強度を示す光線情報および光線の方向情報を出力する複数の光電変換手段を有しており、
前記撮像手段により撮像された画像に係る前記光線情報および方向情報を取得して前記画像データを生成することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 撮影された画像のデータから再生条件にしたがって画像データを生成する画像処理装置にて実行される制御方法であって、
記憶手段が記憶する複数の画像データから画像データを選択手段が選択するステップと、
前記選択手段により選択された画像データに対する再生条件を指定手段により指定するステップと、
前記選択手段により選択された画像データに関連する画像データを、検索手段が前記記憶手段に記憶された前記複数の画像データから検索するステップと、
制御手段が、前記選択手段により選択された画像データに対して前記指定手段により指定される再生条件を、前記検索手段により検索された画像データに適用して再生条件を制御するステップと、を有することを特徴とする制御方法。 - 前記指定手段により、前記再生条件として画像の合焦位置を指定するステップをさらに有することを特徴とする請求項11に記載の制御方法。
- 前記再生条件は、被写体の距離情報、被写界深度、合焦距離情報、錯乱円情報、絞り値、およびシャッタ速度のうちの1つ以上の情報を含むことを特徴とする請求項11または12に記載の制御方法。
- 前記検索手段により、パノラマ撮影モードで撮影された複数の画像のデータから前記関連する画像データを検索するステップをさらに有することを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記制御手段により、前記複数の画像のデータをパノラマ合成する場合、パノラマ合成後の画像に対する再生条件または当該再生条件に対する制限が変化したことを通知する処理を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項14に記載の制御方法。
- 前記制御手段により、前記複数の画像のデータをパノラマ合成する場合、複数の画像の間で、共通する再生条件の設定が可能でないことを通知する処理を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項14または15に記載の制御方法。
- パノラマ合成後の画像を表示手段に表示する場合、前記制御手段により、画像データの合焦可能範囲が変化したことを前記表示手段に表示させる制御を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項15または16に記載の制御方法。
- 前記制御手段により、パノラマ合成後の画像にて再生条件が制限を受ける表示部分について、画像データの合焦可能範囲を前記表示手段に表示させる制御を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項17に記載の制御方法。
- 連続撮影モードで撮影された画像のデータから前記関連する画像データを前記検索手段が検索するステップをさらに有することを特徴とする請求項11ないし18のいずれか1項に記載の制御方法。
- 請求項11ないし19のいずれか1項に記載の制御方法の各ステップを、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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JP2014075470A JP2015198340A (ja) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 画像処理装置およびその制御方法、並びにプログラム |
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- 2014-04-01 JP JP2014075470A patent/JP2015198340A/ja active Pending
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