JP5115138B2 - 合焦測定装置、合焦測定方法およびプログラム - Google Patents

合焦測定装置、合焦測定方法およびプログラム Download PDF

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本発明は、電子カメラ等の撮像装置のオートフォーカスや撮像された画像におけるピントの合っている度合いを示す合焦レベルを評価する合焦測定装置、合焦測定方法およびプログラムに関する。

従来、ピントが合っているか否かの判定は、画像全領域またはオートフォーカス選択領域のような特定領域における画像のコントラストに基づいて行われる。即ち、コントラストが高いほどピントが合っており、低いほどピントがずれていると判定される。

特許文献1では、画像の特定領域における高周波成分を抽出して積算する。その積算値を、特定領域におけるコントラストを示す評価値として用いピントが合っているか否かの判定を行うことを開示している。

特許文献2では、画像の特定領域において遮断周波数の異なる2つの高周波成分をそれぞれ抽出する。2つの高周波成分から算出される評価値に基づいて、撮像装置の撮像レンズの移動速度をピントの合っている位置からのずれ幅に応じて適宜変えることで、ピントの合っている位置に収束する収束時間を向上させることを開示している。
特許第3840725号公報 特開平10−221594号公報

しかしながら、特許文献1や特許文献2のような手法では、画像において、ピントは合っているが輝度差の小さい領域での評価値よりも、ピントは合っていないが輝度差の大きい領域での評価値の方が大きくなる場合がある。その結果、ピントが合っていないにもかかわらず、輝度差の大きい領域のところでピントが合っているという誤判定が生じる。

上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、大きな輝度差が存在する画像の合焦レベルの測定においても正確に合焦測定できる技術を提供することにある。

第1の発明に係る合焦測定装置は、撮像した画像を取得する画像入力部と、画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成するフィルタ部と、画像の複数の箇所において、画像と各々のボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する抽出部と、第1の特徴量または第2の特徴量と、第1の特徴量と第2の特徴量との差分と、を用いた値からピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する演算部と、算出された合焦量に基づいて画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する測定部とを備えることを特徴とする。

第2の発明は、第1の発明において、演算部は、第1の特徴量と第2の特徴量との差分を第1の特徴量、第2の特徴量または第1の特徴量と第2の特徴量との平均値で割った値を合焦量とすることを特徴とする。

第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、第1の特徴量および第2の特徴量は、画像と各々のボケ画像との差分または差分の絶対値から求まるエッジ量であることを特徴とする。

第4の発明は、第1の発明ないし第3の発明のいずれかにおいて、演算部は、画像の複数の箇所のうち画像の所定の領域内にある箇所の各々にて算出された合焦量に基づいて、合焦レベルの基準値を算出する基準値演算部をさらに備え、測定部は、画像の複数の箇所における合焦レベルの測定を合焦量の基準値に対する値の大きさに基づいて行う基準値測定部をさらに備えることを特徴とする。

第5の発明は、第4の発明において、測定部は、同一の撮像装置で撮像した他の画像の合焦レベルの測定に対しても基準値を用いるために保持する基準値記憶部をさらに備えることを特徴とする。

第6の発明は、第4の発明において、所定の領域は画像全領域であることを特徴とする。

第7の発明は、第4の発明において、所定の領域は撮影時のオートフォーカス選択領域であることを特徴とする。

第8の発明は、第1の発明ないし第7の発明のいずれかにおいて、フィルタ部は、フィルタの周波数特性を撮像素子のISO感度に応じて変える周波数特性調節部をさらに備えることを特徴とする。

第9の発明に係る合焦判定方法は、撮像した画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成する工程と、画像の複数の箇所において、画像と各々のボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する工程と、第1の特徴量または第2の特徴量と、第1の特徴量と第2の特徴量との差分と、を用いた値からピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する工程と、算出された合焦量に基づいて画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する工程とを備えることを特徴とする。

第10の発明のプログラムは、第1の発明ないし第8の発明のいずれかの合焦測定装置として、コンピュータを機能させる。
第11の発明に係る合焦測定装置は、撮像した画像を取得する画像入力部と、画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成するフィルタ部と、画像の複数の箇所において、画像と各々のボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する抽出部と、第1の特徴量と第2の特徴量とからピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する演算部と、算出された合焦量に基づいて画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する測定部とを備え、フィルタ部は、フィルタの周波数特性を撮像素子のISO感度に応じて変える周波数特性調節部をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、1対の周波数特性の異なるフィルタを用いて画像の特徴量をそれぞれ抽出し、それらの差分を算出することにより、大きな輝度差が存在する画像においても合焦レベルを正確に測定することが可能となる。

≪第1の実施形態≫
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電子カメラ10の構成図である。電子カメラ10は、撮像レンズ1、撮像素子2、A/D変換部3、バッファメモリ4、記憶部5、レンズ駆動部6、CPU7、操作部材8およびモニタ9から構成される。撮像レンズ1のレンズ駆動部6と撮像素子2とは、CPU7とそれぞれ接続されている。一方、バッファメモリ4、記憶部5、CPU7、操作部材8およびモニタ9は、バス11を介して情報伝達可能に接続されている。

被写体からの光は、撮像レンズ1によって撮像素子2の撮像面に結像される。撮像素子2は、CPU7の指示に従って撮像する。撮像素子2は、CCDやCMOSの半導体のイメージセンサ等を適宜選択して用いることができる。

A/D変換部3は、撮像素子2からの画像信号の出力に対してA/D変換を行い、画像のデジタル信号を出力する。

バッファメモリ4は、撮像素子2が撮像してA/D変換された被写体像の画像を一時的に格納し保持する。

レンズ駆動部6は、CPU7の指示に基づいて撮像レンズ1をピントの合う最適な位置に移動させる。

記憶部5は、バッファメモリ4に保持された画像を、CPU7の指示によりバス11を介して格納する。画像は、ビットマップ形式、jpeg形式、tiff形式等の様々な形式で保存される。また、記憶部5は、CPU7によって実行される合焦測定プログラム等を保存する。記憶部5に保存される画像やプログラム等は、バス11を介してCPU7から適宜参照することができる。記憶部5は、一般的なハードディスク装置や光磁気ディスク装置または脱着可能なメモリカード等の記憶装置を選択して用いることができる。

CPU7は、記憶部5に保存されている合焦測定プログラムを実行して、バッファメモリ4または記憶部5に保存されている画像を適宜読み込み合焦測定を行う。その測定結果に基づいて、CPU7は、撮像レンズ1をピントの合う最適な位置に移動させる指令をレンズ駆動部6に送信する。同時に、CPU7は、その測定結果を記憶部5に保存したりモニタ9に出力する。CPU7には、一般的なコンピュータのCPUが使用できる。

操作部材8は、ユーザによる部材操作の内容に応じた操作信号をCPU7に送る。操作部材8は、例えば、撮影モード等のモード設定釦、ズーム設定釦、レリーズ釦等の操作部材を有する。

モニタ9は、撮影された画像やモード設定画面等を表示する。モニタ9には、液晶モニタ等を適宜選択して用いることができる。

次に、本第1の実施形態に係る合焦測定の手順について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。

具体的には、ユーザが操作部材8のレリーズ釦を半押しすることにより、CPU7に対して被写体を撮像するための合焦測定の指令が送信される。CPU7は、記憶部5に保存する合焦測定プログラムを実行する。その結果、図2のステップS101からステップS108の処理が行われる。なお、本第1の実施形態において、電子カメラ10が撮像しようとする被写体は、図3のようなサッカーゴール周辺の風景とする。ピント合わせの基準となるオートフォーカス選択領域20を、サッカーゴール足下の芝に設定する。

ステップS101では、CPU7が、現位置での撮像レンズ1によって撮像素子2の撮像面に結像される被写体像を撮像素子2に撮像させる。撮像した画像は、A/D変換部3を介してバッファメモリ4に保持される。CPU7は、撮像した画像をバッファメモリ4から直接読み込む。

ステップS102では、CPU7が、撮像した画像から2つのエッジ量を抽出する。CPU7は、周波数特性を示すパラメータσの異なる2つのガウス型をしたボカシフィルタP(r)∝exp(−r2/2σ2)を用い、画像に対してそれぞれ平滑化処理を行いボケ画像を生成する。CPU7は、撮像した画像と各々のボケ画像との差分を取ることにより、エッジ量の分布を示す2つのエッジ画像を生成する。CPU7は、2つのエッジ画像を記憶部5に保持する。

なお、2つのパラメータσの値は任意に選ぶことができる。互いに近い値を選択することが好適である。その理由は、画像のピントが合っていない領域でのエッジ量は、ボカシフィルタPのパラメータσを少し変えたとしても、エッジ量の値はほとんど変化しない。一方、画像のピントが合っている領域では、ボカシフィルタPのパラメータσを少し変えると、エッジ量の値は大きく変化する。即ち、後述するステップS104にて求める2つのエッジ画像の差分で、エッジ量の変位を表す合焦量は、ピントが合っている領域ではそうでない領域と比べて大きな値となり、合焦レベルの測定が容易になる。したがって、本第1の実施形態では、σ=0.5と0.6とする。

ステップS103では、CPU7が、ステップS102で求めたエッジ画像の各々について、例えば30画素×30画素の大きさのブロック領域に分割する。CPU7は、各エッジ画像のブロック領域毎に、そのブロック領域に含まれる画素全てのエッジ量を積算して全画素数で割ったエッジ量の平均値を算出する。これにより、各ブロック領域の特徴を1つの値で表せる。

ステップS104では、CPU7が、ブロック領域毎に、ステップS103において求めた2つのエッジ量の平均値の差分を、同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割る。CPU7は、算出した値をブロック領域の各々における合焦量として記憶部5に保持する。なお、本第1の実施形態では、合焦量を、2つのエッジ量の平均値の差分を同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割った値としたが、同じブロック領域のσ=0.6で求めたエッジ量の平均値やそれらを平均した値で割った値としても良い。

ステップS105では、CPU7が、ステップS104で求めた合焦量のうち、オートフォーカス選択領域20に含まれるブロック領域の合焦量を用いて、オートフォーカス選択領域20における合焦量の平均値を求める。CPU7は、求めた平均値を合焦量の基準値として記憶部5に保持する。

図4は、ブロック領域毎に(合焦量−基準値)の差分を行い、正となる値の分布を3次元的に示す。本第1の実施形態における合焦量を、2つのエッジ量の平均値の差分を同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割った値としたことにより、輝度差のあるサッカーゴール周辺だけでなく、ピントを合わせようとするコントラストの低いゴール足下の芝のところにも値が均等に分布している。それ以外のピントが合っていないボケている領域では、上述したように合焦量が基準値と比較して小さい値であるために図示されない。なお、図4の合焦量=基準値となる平面において、図3のオートフォーカス選択領域20に対応する領域を21として示す。

ステップS106では、CPU7が、オートフォーカス選択領域20内の各ブロック領域における(合焦量−基準値)の差分のうち、正値のみを積算した積算値を求める。

ステップS107では、CPU7が、ステップS106で求めた積算値を合焦レベル判定の評価値として用い、前回求めた評価値との比較からピントが合っているか否かを判定する。なお、この際ステップS106で用いる基準値は、各画像に同一の値を用いても良い。ピントが合っている度合いが高いほど合焦量も大きくなることから、ステップS106で求める積算値が目的とする領域内で最大になるとき、即ち、今回の評価値と前回の評価値とが一致するとき、撮像レンズ1はピントの合う最適な位置にあることを意味する。CPU7は、今回の評価値と前回の評価値とが一致するならば、撮像レンズ1はピントの合う最適な位置あると判断する。CPU7は、ピントが合ったことをユーザに知らせるために、例えば、モニタ9に記号や文字等を用いて表示する。そして、CPU7は合焦測定を終了する。一方、一致しない場合、ステップS108(NO側)へ移行する。なお、本第1の実施形態では、測定開始直後の場合、前回の評価値はないことから、ステップS107はスキップされてステップS108へ直接移行する。

ステップS108では、CPU7が、オートフォーカス選択領域20における評価値が最大になるように、レンズ駆動部6を通じて撮像レンズ1の位置を移動させる。具体的には、今回の評価値>前回の評価値の場合には、前回と同じ方向に撮像レンズ1を移動させ、今回の評価値<前回の評価値の場合には、前回とは逆の方向に撮像レンズ1を移動させる。レンズ駆動部6が撮像レンズ1を移動させる量は、例えば、今回の評価値と前回の評価値との差分に応じて決められる。そして、ステップS101へ移行して、次の画像を撮像して合焦測定を行う。今回の評価値=前回の評価値となるまで、ステップS101からステップS108の作業を行う。評価値が最大となったとき、CPU7は、撮像レンズ1はピントの合う最適な位置にあると判断し合焦測定を終了する。

このように本第1の実施形態は、画像に対して、周波数特性を示すパラメータσの異なる2つのボカシフィルタPを用いることで、2つのエッジ画像を生成してそれらの差分によって合焦量を算出することにより、大きな輝度差が存在する場合においても被写体の撮像に対して合焦レベルの正確な測定が可能となる。
≪第2の実施形態≫
図5は、本発明の第2の実施形態に係る合焦測定装置30の構成図である。第2の実施形態に係る合焦測定装置30は、CPU31、メモリ32、記憶装置33、画像入力部34および入出力インターフェース36から構成される。CPU31、メモリ32、記憶装置33、画像入力部34および入出力インターフェース36は、バス35を介して情報伝達可能に接続されている。さらに、入出力インターフェース36を介して、入力装置37と出力装置38とが接続されている。

CPU31は、ユーザによる入力装置37からの開始命令と初期設定を、入出力インターフェース36を経由して受け、メモリ32に保持されている合焦測定プログラムを実行する。CPU31は、記憶装置33または画像入力部34に格納されている画像データを適宜読み込み、合焦測定を行う。この合焦測定の結果は、記憶装置33に保存され、同時に入出力インターフェース36を介して出力装置38に表示される。CPU31には、一般的なコンピュータのCPUが使用できる。

メモリ32は、合焦測定プログラムの保持、およびCPU31が行う合焦測定に伴う途中の処理結果や各構成要素からの各種データの一時記憶に用いられる。メモリ32には、一般的な半導体メモリを用いることができる。

記憶装置33は、CPU31での処理の対象となる画像データを格納および保持する。画像データは、ビットマップ形式、jpeg形式、tiff形式等の様々な形式で保持される。記憶装置33に保持されたデータは、バス35を介して、CPU31から適宜参照することができる。記憶装置33には、一般的なハードディスク装置や光磁気ディスク装置、または脱着可能なメモリカード等の記憶装置を選択して用いることができる。

画像入力部34は、処理対象となる画像データの入力を行うときに使われる。画像入力部34には、USBケーブルやメモリカード等の差し込み口が設けられている。そして、USBケーブル等によって接続される機器(スキャナ、デジタルカメラやデジタルビデオ等)、または差し込み口に挿入されたメモリカード等から、合焦測定装置30への画像入力が行われる。画像入力部34から入力された画像データは、バス35を介して、大容量記憶装置33に転送及び保持されても良いし、CPU31によって直接読み出されても良い。

入出力インターフェース36は、入力装置37からの開始命令や初期設定をCPU31に伝え、逆にCPU31からの処理結果を出力装置38へ送るために用いられる。

入力装置37は、ユーザによる画像処理プログラムの実行開始指示や初期設定操作等に用いられる。入力装置37には、一般的なキーボードやマウス等を用いることができる。

出力装置38は、CPU31から送られてくる処理の途中経過やその結果を、ユーザが確認可能な情報として表示する。出力装置38には、モニタやプリンタ等を用いることができる。

以下に、本第2の実施形態に係る合焦測定装置30について、図6のフローチャートに沿って説明する。

具体的には、ユーザが、入力装置37を使用して、初期設定等とともに合焦測定プログラムのコマンドを入力し開始命令を出す。入出力インターフェース36を通じて、合焦測定装置30のCPU31がその命令を受け、メモリ32に格納されている合焦判定プログラムを実行する。その結果、図6のステップS201からステップS206の処理が行われる。なお、以下の説明では、合焦測定装置30の記憶装置33に、複数の画像のデータが、あらかじめ記憶されていることを前提とする。

ステップS201では、CPU31が、1枚の画像を記憶装置33より読み込みメモリ32に保持する。

ステップS202では、CPU31が、画像から2つのエッジ量を抽出する。CPU31は、周波数特性を示すパラメータσの異なる2つのガウス型をしたボカシフィルタPを用いて、画像に対してそれぞれ平滑化処理を行いボケ画像を生成する。CPU31は、画像と各々のボケ画像との差分を取ることにより、エッジ量の分布を示す2つのエッジ画像を生成する。CPU31は、2つのエッジ画像をメモリ32に保持する。なお、本第1の実施形態と同様に、σ=0.5と0.6とする。

ステップS203では、CPU31が、ステップS202で求めたエッジ画像の各々について、例えば30画素×30画素の大きさのブロック領域に分割する。CPU31は、各エッジ画像のブロック領域毎に、そのブロック領域に含まれる画素全てのエッジ量を積算して全画素数で割ったエッジ量の平均値を算出する。

ステップS204では、CPU31が、ブロック領域毎に、ステップS203において求めた2つのエッジ量の平均値の差分を、同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割る。CPU31は、算出した値をブロック領域の各々における合焦量としてメモリ32に保持する。

ステップS205では、CPU31が、ステップS204で求めた合焦量を用いて、画像全体における合焦量の平均値を求める。CPU31は、求めた平均値を合焦量の基準値としてメモリ32に保持する。

ステップS206では、CPU31が、画像を入出力インターフェース36を介して出力装置38に出力する。同時に、CPU31は、出力装置38に出力された画像の上に、ステップS205で求めた基準値よりも大きな値である合焦量の領域をピントが合っている領域として線等で図示して、合焦判定を終了する。図7は、ステップS201にて読み込んだ画像が図3のサッカーゴールである場合、図4の分布に基づいて基準値よりも大きい合焦量の領域を破線で示したものである。
≪第3の実施形態≫
図8は、本発明の第3の実施形態に係る合焦判定装置における処理のフローチャートである。

本第3の実施形態に係る合焦測定装置は、基本的に図5の第2の実施形態に係る合焦測定装置30と同じであり、各構成要素の動作に関する説明は省略する。本第3の実施形態が第2の実施形態と異なる点は、連写等によって撮像された複数の画像のうち、基準となる1枚の画像の基準値に基づいて最も合焦レベルの高い画像を選択することにある。

具体的には、ユーザが、入力装置37を使用して、初期設定等とともに合焦測定プログラムのコマンドを入力し開始命令を出す。入出力インターフェース36を通じて、合焦測定装置30のCPU31がその命令を受け、メモリ32に格納されている合焦判定プログラムを実行する。その結果、図8のステップS301からステップS309の処理が行われる。なお、以下の説明では、合焦測定装置30の記憶装置33に、図3の被写体を連写によって撮像した複数の画像があらかじめ保存されているとする。

ステップS301では、CPU31が、1枚の画像を記憶装置33より読み込み、メモリ32に保持する。なお、本第3の実施形態では、1枚目の画像を基準画像とする。

ステップS302では、CPU31が、画像から2つのエッジ量を抽出する。CPU31は、周波数特性を示すパラメータσの異なる2つのガウス型をしたボカシフィルタPを用いて、画像に対してそれぞれ平滑化処理を行いボケ画像を生成する。CPU31は、撮像した画像と各々のボケ画像との差分を取ることにより、エッジ量の分布を示す2つのエッジ画像を生成する。CPU31は、2つのエッジ画像をメモリ32に保持する。なお、本第2の実施形態と同様に、σ=0.5と0.6とする。

ステップS303では、CPU31が、ステップS302で求めたエッジ画像の各々について、例えば30画素×30画素の大きさのブロック領域に分割する。CPU31は、各エッジ画像のブロック領域毎に、そのブロック領域に含まれる画素全てのエッジ量を積算して全画素数で割ってエッジ量の平均値を算出する。

ステップS304では、CPU31が、ブロック領域毎に、ステップS303において求めた2つのエッジ量の平均値の差分を、同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割る。CPU31は、算出した値をブロック領域の各々における合焦量としてメモリ32に保持する。

ステップS305では、CPU31が、処理対象の画像が基準画像であるか否かを判定する。基準画像であれば、ステップS306(YES側)へ移行する。基準画像でなければ、ステップS307(NO側)へ移行する。

ステップS306では、CPU31が、ステップS304で求めた基準画像の合焦量のうち、オートフォーカス選択領域20に含まれるブロック領域の合焦量を用いて、オートフォーカス選択領域20における合焦量の平均値を求める。CPU31は、求めた平均値を基準画像における合焦量の基準値としてメモリ32に保持する。

ステップS307では、CPU31が、オートフォーカス選択領域20内の各ブロック領域における(合焦量−基準値)の差分のうち、正値のみを積算した積算値を求める。CPU31は、その積算値をメモリ32に保持する。

ステップS308では、CPU31が、連写にて撮像した画像全てに対して処理が行われた場合には、ステップS309へ移行する。未処理の画像がまだ存在する場合には、ステップS301(YES側)へ移行する。CPU31は、ステップS307にて求めた基準画像の基準値を用いて、連写による全ての画像に対してステップS301からステップS308の処理を行い、各々の画像の積算値を求めメモリ32に保持する。

ステップS309では、CPU31が、メモリ32よりステップS307で求めた連写による画像全ての積算値を読み込む。CPU31は、最も大きな積算値を与える画像をピントが最も合っている画像として、入出力インターフェース36を介して出力装置38に出力し合焦測定を終了する。
≪実施形態に関する補足事項≫
本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、エッジ量を、画像と各々のボケ画像との差分から求めた値としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、エッジ量を、画像と各々のボケ画像との差分の絶対値から求まる値とすることもできる。

本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、合焦量を、各ブロック領域における2つのエッジ量の平均値の差分を、同じブロック領域のσ=0.5で求めたエッジ量の平均値で割った値としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、2つのエッジ量の平均値の差分を同じブロック領域のσ=0.6で求めたエッジ量の平均値やそれらを平均した値で割った値を合焦量としても良いし、単なる差分を合焦量としても良い。図9は、例えば、本第1の実施形態のステップS105において、図3の画像を基に2つのエッジ量の平均値の差分を合焦量とした場合であって、基準値との差分のうち正の値となる合焦量の分布を図4と同じように示したものである。なお、図9の合焦量=基準値となる平面において、図3のオートフォーカス選択領域20に対応する領域を22として示す。

なお、本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、各ブロック領域の大きさを30画素×30画素としたが、本発明はこれに限定されない。ブロック領域の大きさは、処理する画像の大きさ、処理速度、メモリ領域の大きさおよび合焦測定の精度等に応じて適宜選択することが好適である。

なお、本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、合焦量を求めるために、各ブロック領域において、エッジ画像それぞれから求まるエッジ量の平均値を用いたが、本発明はこれに限定されない。各ブロック領域において、エッジ画像それぞれから求まるエッジ量の分散値を用いても良い。

なお、本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、合焦量の基準値は、読み込んだ画像または連写による複数の画像のうち基準画像と指定した画像から求めた値としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ユーザが直接入力する値を基準値として用いることができる。

なお、本第1の実施形態ないし本第3の実施形態では、ボカシフィルタPのパラメータσを0.5と0.6としたが、本発明はこれに限定されない。合焦測定の精度等だけでなく、撮像素子のISO感度が高くなるにつれて、撮像素子の画素からのスパイク状のノイズが画像に乗ることから、ノイズの影響を低減するために、撮像素子のISO感度に応じてボカシフィルタPのパラメータσを適宜選択することが好適である。

なお、本第1の実施形態または本第3の実施形態では、オートフォーカス選択領域20を、撮像する視野の中心付近の領域に設定したが、本発明はこれに限定されない。オートフォーカス選択領域20は、視野の中心から外れた領域に設定されても良い。あるいは、オートフォーカス選択領域20は、複数の領域として設定され、全ての領域を合焦測定に使用しても良いし、一部の領域を適宜選択して合焦測定に使用しても良い。

なお、本第1の実施形態または本第3の実施形態では、基準値をオートフォーカス選択領域20内にあるブロック領域の合焦量を用いて求めたが、本発明はこれに限定されない。画像の全てのブロック領域の合焦量を用いて、基準値を求めることができる。

なお、本第2の実施形態では、基準値を全てのブロック領域の合焦量を用いて求めたが、本発明はこれに限定されない。例えば、オートフォーカス選択領域や任意の大きさの領域に含まれるブロック領域の合焦量を用いて、基準値を求めることができる。

なお、本第3の実施形態では、1枚目の画像を基準画像としたが、本発明はこれに限定されない。基準画像は、連写した複数の画像の中から任意に決めることができる。

なお、本発明に係る合焦測定方法における各工程を実現するためのプログラムを備え、画像の合焦レベルを測定する合焦測定装置としてコンピュータを機能させることに対しても適用可能である。

なお、本発明に係る合焦測定方法における各工程を実現するためのコンピュータプログラムを記憶する記録媒体に対しても適用可能である。

なお、本発明は、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されてはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。

以上説明したように、本発明は、正確な合焦レベルの算出・判定が要求される、電子カメラやビデオカメラ等の画像の画像処理装置等に応用可能な技術である。

本第1の実施形態に係る電子カメラの構成を示す図 本第1の実施形態に係る合焦測定の手順を示すフローチャート 本第1の実施形態における撮像の視野にサッカーゴールと芝とが配置されていることを示す図 図3を撮像した画像の各ブロック領域のうち合焦量の基準値に対する差分のうち正の値となる差分の分布を3次元的に示す図 本第2の実施形態に係る合焦判定装置の構成を示す図 本第2の実施形態に係る合焦測定の手順を示すフローチャート 図3の撮像した画像において基準値よりも大きな値の合焦量の領域を線で示す図 本第3の実施形態に係る合焦測定の手順を示すフローチャート 図3を撮像した画像の各ブロック領域のうち新たに定義した合焦量の基準値に対する差分のうち正の値となる差分の分布を3次元的に示す図

符号の説明

1 撮像レンズ、2 撮像素子、3 A/D変換部、4 バッファメモリ、5 記憶部、6 レンズ駆動部、7 CPU、8 操作部材、9 モニタ、10 電子カメラ、11 バス

Claims (11)

  1. 撮像した画像を取得する画像入力部と、
    前記画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成するフィルタ部と、
    前記画像の複数の箇所において、前記画像と各々の前記ボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する抽出部と、
    前記第1の特徴量または前記第2の特徴量と、前記第1の特徴量と前記第2の特徴量との差分と、を用いた値からピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する演算部と、
    算出された前記合焦量に基づいて前記画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する測定部と、
    を備えることを特徴とする合焦測定装置。
  2. 請求項1に記載の合焦測定装置において、
    前記演算部は、
    前記第1の特徴量と前記第2の特徴量との差分を前記第1の特徴量、前記第2の特徴量または前記第1の特徴量と前記第2の特徴量との平均値で割った値を前記合焦量とする
    ことを特徴とする合焦測定装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の合焦測定装置において、
    前記第1の特徴量および前記第2の特徴量は、前記画像と各々の前記ボケ画像との差分または前記差分の絶対値から求まるエッジ量であることを特徴とする合焦測定装置。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の合焦測定装置において、
    前記演算部は、
    前記画像の複数の箇所のうち前記画像の所定の領域内にある前記箇所の各々にて算出された前記合焦量に基づいて、合焦レベルの基準値を算出する基準値演算部をさらに備え、
    前記測定部は、
    前記画像の複数の箇所における合焦レベルの測定を前記合焦量の前記基準値に対する値の大きさに基づいて行う基準値測定部をさらに備える
    ことを特徴とする合焦測定装置。
  5. 請求項4に記載の合焦測定装置において、
    前記測定部は、
    同一の撮像装置で撮像した他の画像の合焦レベルの測定に対しても前記基準値を用いるために保持する基準値記憶部をさらに備える
    ことを特徴とする合焦測定装置。
  6. 請求項4に記載の合焦測定装置において、
    前記所定の領域は画像全領域であることを特徴とする合焦測定装置。
  7. 請求項4に記載の合焦測定装置において、
    前記所定の領域は撮影時のオートフォーカス選択領域であることを特徴とする合焦測定装置。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の合焦測定装置において、
    前記フィルタ部は、
    前記フィルタの前記周波数特性を撮像素子のISO感度に応じて変える周波数特性調節部をさらに備える
    ことを特徴とする合焦測定装置。
  9. 撮像した画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成する工程と、
    前記画像の複数の箇所において、前記画像と各々の前記ボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する工程と、
    前記第1の特徴量または前記第2の特徴量と、前記第1の特徴量と前記第2の特徴量との差分と、を用いた値からピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する工程と、
    算出された前記合焦量に基づいて前記画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する工程と、
    を備えることを特徴とする合焦測定方法。
  10. 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の合焦測定装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
  11. 撮像した画像を取得する画像入力部と、
    前記画像に対して周波数特性の異なる一対のフィルタをそれぞれ用いてボケ画像を生成するフィルタ部と、
    前記画像の複数の箇所において、前記画像と各々の前記ボケ画像とから第1の特徴量と第2の特徴量とをそれぞれ抽出する抽出部と、
    前記第1の特徴量と前記第2の特徴量とからピントの合っている度合いを示す合焦量を算出する演算部と、
    算出された前記合焦量に基づいて前記画像の複数の箇所における合焦レベルを測定する測定部とを備え、
    前記フィルタ部は、
    前記フィルタの前記周波数特性を撮像素子のISO感度に応じて変える周波数特性調節部をさらに備える
    ことを特徴とする合焦測定装置。
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