JP5749409B2 - 撮像装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
図5は本発明に係る撮像装置10の実施形態を示すブロック図である。
図6は、上記撮像素子22の実施形態を示す図であり、特に撮像素子22の受光面上に配置されているカラーフィルタ配列に関して示している。又、撮像素子22は、水平方向及び垂直方向に配列される複数の画素を有し、複数の画素の各々がカラーフィルタと、カラーフィルタを透過した光を受光して画素データを出力するフォトダイオードとを有する。尚、フォトダイオードとは、光を検出して電荷を発生させる光電変換素子のことをいう。
本発明の撮像装置10は、画像処理部(画像処理手段)28内に、異常斜め入射光を検出する異常斜め入射光検出部(異常斜め入射光検出手段)34を有する。異常斜め入射光検出部34は、第1の第1方向同色隣接画素、第2の第1方向同色隣接画素、第1の第1方向異色隣接画素及び第2の第1方向異色隣接画素の画素データに基づいて、撮像素子22へ水平方向に入射する異常斜め入射光を検出する。
補正部36は、異常斜め入射光の入射による混色の補正を行う。すなわち、補正部36は、異常斜め入射光検出部34により撮像素子22へ水平方向に入射する異常斜め入射光が検出された場合、画素データGgを使用して、画素データGb及び画素データGrを補正することができる。
図10は、上記撮像素子22の他の実施形態を示す図であり、特に撮像素子22の受光面上に配置されているカラーフィルタ配列に関して示している。
図10に示された変形例1の撮像素子22を有する撮像装置10の場合、異常斜め入射光検出部34では以下のように異常斜め入射光の検出及び方向の特定を行う。
図12は、上記撮像素子22の他の実施形態(変形例2)を示す図であり、特に撮像素子22の受光面上に配置されているカラーフィルタ配列に関して示している。
図12に示された例における、変形例1の撮像素子22を有する撮像装置10の異常斜め入射光検出部34が行う、水平方向の紙面に向かって左側からの異常斜め入射光の検出を具体的に説明する。
図16は、上記撮像素子22の他の実施形態(変形例3)を示す図であり、特に撮像素子22の受光面上に配置されているカラーフィルタ配列に関して示している。
図16に示された例において、水平方向からの異常斜め入射光検出部34が行う異常斜め入射光の検出を具体的に説明する。図16の符号1Aで示されるGフィルタを有する画素は、図16の紙面に向かって左側及び右側にGフィルタを有する画素が隣接配置されており、同色のカラーフィルタを有する画素が隣接配置されるGフィルタを有する画素(第1の第1方向同色隣接画素)である。図16の符号2Aで示されるGフィルタを有する画素は、図16の紙面に向かって左側及び右側にGフィルタを有する画素が隣接配置されており、同色のカラーフィルタを有する画素が隣接配置されるGフィルタを有する画素(第2の第1方向同色隣接画素)である。
一方、図19では、垂直方向に、連続して配列されるGフィルタを有する画素の画素データはGgとなる。言い換えると、Ggの値を示す画素データが垂直方向に連続して配列されている。この場合には、垂直方向からの異常斜め入射光が検出される。
図21は、本発明の撮像装置10の一実施形態であるスマートフォン101の外観を示すものである。図21に示すスマートフォン101は、平板状の筐体102を有し、筐体102の一方の面に表示部としての表示パネル121と、入力部としての操作パネル122とが一体となった表示入力部120を備えている。又、係る筐体102は、スピーカ131と、マイクロホン132、操作部140と、カメラ部141とを備えている。尚、筐体102の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
Claims (18)
- 第1の方向及び当該第1の方向に垂直な第2の方向に配列される複数の画素を有する撮像素子であって、前記複数の画素の各々がカラーフィルタと、当該カラーフィルタを透過した光を受光して画素データを出力するフォトダイオードとを有する撮像素子と、
前記画素データに基づいて、前記撮像素子への異常斜め入射光の入射を検出する異常斜め入射光検出手段と、
前記異常斜め入射光検出手段の検出結果に基づいて、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正する補正手段と、を備える撮像装置であって、
前記複数の画素は、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向同色隣接画素と、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向同色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向異色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向異色隣接画素とを含み、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光を検出する撮像装置。
- 前記複数の画素は、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第2方向同色隣接画素と、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第2方向同色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第2方向異色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第2方向異色隣接画素とを含み、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記第1の第2方向同色隣接画素、前記第2の第2方向同色隣接画素、前記第1の第2方向異色隣接画素及び前記第2の第2方向異色隣接画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第2の方向に入射する異常斜め入射光を検出する請求項1記載の撮像装置。
- 前記異常斜め入射光検出手段は、前記第1の第1方向同色隣接画素の前記画素データ及び前記第2の第1方向同色隣接画素の前記画素データが同じであり、且つ、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素の前記画素データが、前記第1の第1方向同色隣接画素及び前記第2の第1方向同色隣接画素の前記画素データと異なる場合に、前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光を検出し、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記第1の第2方向同色隣接画素の前記画素データ及び前記第2の第2方向同色隣接画素の前記画素データが同じであり、且つ、前記第1の第2方向異色隣接画素及び前記第2の第2方向異色隣接画素の前記画素データが、前記第1の第2方向同色隣接画素及び前記第2の第2方向同色隣接画素の前記画素データと異なる場合に、前記撮像素子へ前記第2の方向に入射する異常斜め入射光を検出する請求項2に記載の撮像装置。
- Nが3以上の整数であり、Mが3以上の整数である場合、前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関してN画素×M画素の配列を有する基本配列画素群であって、前記第1の方向及び前記第2の方向に並置される複数の基本配列画素群を含み、
前記基本配列画素群の各々は、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素、前記第2の第1方向異色隣接画素、前記第1の第2方向同色隣接画素、前記第2の第2方向同色隣接画素、前記第1の第2方向異色隣接画素、及び前記第2の第2方向異色隣接画素を含む請求項2又は3に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、同色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向の正方向に隣接し且つ異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向の負方向に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する第1の第1色画素及び第2の第1色画素と、同色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向の負方向に隣接し且つ異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向の正方向に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する第3の第1色画素及び第4の第1色画素と、同色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向の正方向に隣接し且つ異色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向の負方向に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する第5の第1色画素及び第6の第1色画素と、同色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向の負方向に隣接し且つ異色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向の正方向に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する第7の第1色画素及び第8の第1色画素と、を含み、
前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素の各々は、前記第1の第1色画素、前記第2の第1色画素、前記第3の第1色画素及び前記第4の第1色画素のいずれかによって構成され、
前記第1の第2方向同色隣接画素、前記第2の第2方向同色隣接画素、前記第1の第2方向異色隣接画素及び前記第2の第2方向異色隣接画素の各々は、前記第5の第1色画素、前記第6の第1色画素、前記第7の第1色画素及び前記第8の第1色画素のいずれかによって構成され、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記第1の第1色画素、前記第2の第1色画素、前記第3の第1色画素及び前記第4の第1色画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光が、前記第1の方向の正方向及び負方向のいずれの方向に入射するかを判定し、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記第5の第1色画素、前記第6の第1色画素、前記第7の第1色画素及び前記第8の第1色画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第2の方向に入射する異常斜め入射光が、前記第2の方向の正方向及び負方向のいずれの方向に入射するかを判定する請求項2から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記補正手段は、前記異常斜め入射光検出手段により前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光が検出された場合、前記第1の第1色画素、前記第2の第1色画素、前記第3の第1色画素及び前記第4の第1色画素のうち、同じ画素データを出力する画素の前記画素データを使って、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正し、
前記補正手段は、前記異常斜め入射光検出手段により前記撮像素子へ前記第2の方向に入射する異常斜め入射光が検出された場合、前記第5の第1色画素、前記第6の第1色画素、前記第7の第1色画素及び前記第8の第1色画素のうち、同じ画素データを出力する画素の前記画素データを使って、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正する請求項5に記載の撮像装置。
- 前記第1の第1方向異色隣接画素に対して前記第1の方向に隣接配置される前記第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と、前記第2の第1方向異色隣接画素に対して前記第1の方向に隣接配置される前記第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素とは、異なる色のカラーフィルタを有し、
前記第1の第2方向異色隣接画素に対して前記第2の方向に隣接配置される前記第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と、前記第2の第2方向異色隣接画素に対して前記第2の方向に隣接配置される前記第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素とは、異なる色のカラーフィルタを有する請求項5又は6に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して2画素×2画素配列された第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1色画素群を含み、
前記第1色画素群を構成する画素は、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素を構成し、且つ、前記第1の第2方向同色隣接画素、前記第2の第2方向同色隣接画素、前記第1の第2方向異色隣接画素及び前記第2の第2方向異色隣接画素を構成する請求項2から7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して6画素×6画素配列される画素によって構成される複数の基本配列画素群であって、前記第1の方向及び前記第2の方向に並置される複数の基本配列画素群を含み、
前記基本配列画素群の各々は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して3画素×3画素配列される画素によって構成される二つの第1サブ配列及び二つの第2サブ配列を含み、
前記第1サブ配列は、中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素と、四隅に配置される第1の色のカラーフィルタを有する4画素と、前記中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素を挟むように前記第1の方向に配置される第2の色のカラーフィルタを有する2画素と、前記中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素を挟むように前記第2の方向に配置される第3の色のカラーフィルタを有する2画素とを有し、
前記第2サブ配列は、中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素と、四隅に配置される第1の色のカラーフィルタを有する4画素と、前記中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素を挟むように前記第1の方向に配置される第3の色のカラーフィルタを有する2画素と、前記中央に配置される第1の色のカラーフィルタを有する1画素を挟むように前記第2の方向に配置される第2の色のカラーフィルタを有する2画素とを有し、
前記第1サブ配列は、前記第1の方向及び前記第2の方向に前記第2サブ配列と隣接配置され、
前記第1色画素群は、前記二つの第1サブ配列及び前記二つの第2サブ配列によって構成される請求項8に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して4画素×4画素配列される画素によって構成される複数の基本配列画素群であって、前記第1の方向及び前記第2の方向に並置される複数の基本配列画素群を含み、
前記基本配列画素群の各々は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して2画素×2画素配列される画素によって構成される二つの第1サブ配列及び二つの第2サブ配列を含み、
前記第1サブ配列は第1の色のカラーフィルタを有する4画素によって構成され、前記第2サブ配列は第2の色のカラーフィルタを有する2画素及び第3の色のカラーフィルタを有する2画素によって構成され、
前記第1サブ配列は、前記第1の方向及び前記第2の方向に前記第2サブ配列と隣接配置され、
前記第1色画素群は、前記第1サブ配列によって構成される請求項8に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して6画素×6画素配列される画素によって構成される複数の基本配列画素群であって、前記第1の方向及び前記第2の方向に並置される複数の基本配列画素群を含み、
前記基本配列画素群の各々は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して3画素×3画素配列される画素によって構成される二つの第1サブ配列及び二つの第2サブ配列を含み、
前記第1サブ配列は、中央に配置される第2の色のカラーフィルタを有する1画素と、四隅に配置される第3の色のカラーフィルタを有する4画素と、前記四隅の画素の各々間に配置される第1の色のカラーフィルタを有する4画素とを有し、
前記第2サブ配列は、中央に配置される第3の色のカラーフィルタを有する1画素と、四隅に配置される第2の色のカラーフィルタを有する4画素と、前記四隅の画素の各々間に配置される第1の色のカラーフィルタを有する4画素とを有し、
前記第1サブ配列は、前記第1の方向及び前記第2の方向に前記第2サブ配列と隣接配置され、
前記第1の方向に隣接する前記第1サブ配列及び前記第2サブ配列の第1の色のカラーフィルタを有する画素のうち前記第1の方向に相互に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する画素によって、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素が構成され、
前記第2の方向に隣接する前記第1サブ配列及び前記第2サブ配列の第1の色のカラーフィルタを有する画素のうち前記第2の方向に相互に隣接する第1の色のカラーフィルタを有する画素によって、前記第1の第2方向同色隣接画素、前記第2の第2方向同色隣接画素、前記第1の第2方向異色隣接画素及び前記第2の第2方向異色隣接画素が構成される請求項2から7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して3画素×3画素配列される画素ブロックであって、四隅に配置される第2の色のカラーフィルタを有する2画素及び第3の色のカラーフィルタを有する2画素と、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して十字状に配置される第1の色のカラーフィルタを有する5画素によって構成される画素ブロックを含み、
前記異常斜め入射光検出手段は、前記画素ブロックに含まれる第1の色のカラーフィルタを有する5画素の前記画素データに基づいて、前記第1の方向又は前記第2の方向に前記撮像素子へ入射する異常斜め入射光を検出する請求項2から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記補正手段は、前記異常斜め入射光検出手段により前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光が検出された場合、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素の前記画素データを使って、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正し、
前記補正手段は、前記異常斜め入射光検出手段により前記撮像素子へ前記第2の方向に入射する異常斜め入射光が検出された場合、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第2の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素の前記画素データを使って、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正する請求項12に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して4画素×4画素配列される画素によって構成される複数の基本配列画素群であって、前記第1の方向及び前記第2の方向に並置される複数の基本配列画素群を含み、
前記基本配列画素群の各々は、前記第1の方向及び前記第2の方向に関して2画素×2画素配列される画素によって構成される二つの第1サブ配列及び二つの第2サブ配列を含み、
前記第1サブ配列は第1の色のカラーフィルタを有する3画素及び第2の色のカラーフィルタを有する1画素によって構成され、前記第2サブ配列は第1の色のカラーフィルタを有する3画素及び第3の色のカラーフィルタを有する1画素によって構成され、前記第1サブ配列における前記第2の色のカラーフィルタを有する画素の位置と前記第2サブ配列における前記第3の色のカラーフィルタを有する画素の位置とは対応し、
前記第1サブ配列は、前記第1の方向及び前記第2の方向に前記第2サブ配列と隣接配置され、
前記画素ブロックは、前記基本配列画素群の各々における第2の色のカラーフィルタを有する2画素、第3の色のカラーフィルタを有する2画素及び第1の色のカラーフィルタを有する5画素によって構成される請求項12又は13に記載の撮像装置。
- 前記複数の画素は、少なくとも1以上の色の前記カラーフィルタによって構成される第1色の画素と、前記第1色以外の少なくとも2以上の色の前記カラーフィルタによって構成される第2色の画素とを含み、
前記第1色の画素は、輝度信号を得るための寄与率が前記第2色の画素の前記カラーフィルタよりも高い色の前記カラーフィルタを有し、
前記第1の色のカラーフィルタを有する画素は、前記第1色の画素によって構成される請求項1から14のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1色の画素は、緑色、透明、又は白色のカラーフィルタを有する請求項15に記載の撮像装置。
- カラーフィルタと当該カラーフィルタを透過した光を受光して画素データを出力するフォトダイオードとを有し、第1の方向及び当該第1の方向に垂直な第2の方向に配列される複数の画素を有する撮像素子への異常斜め光の入射を前記画素データに基づいて検出する異常斜め入射光検出ステップと、
前記異常斜め入射光検出ステップの検出結果に基づいて、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正する補正ステップと、を備える画像処理方法であって、
前記複数の画素は、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向同色隣接画素と、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向同色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向異色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向異色隣接画素とを含み、
前記異常斜め入射光検出ステップは、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光を検出する画像処理方法。
- カラーフィルタと当該カラーフィルタを透過した光を受光して画素データを出力するフォトダイオードとを有し、第1の方向及び当該第1の方向に垂直な第2の方向に配列される複数の画素を有する撮像素子への異常斜め光の入射を前記画素データに基づいて検出する異常斜め入射光検出ステップと、
前記異常斜め入射光検出ステップの検出結果に基づいて、前記異常斜め入射光が入射される前記フォトダイオードを有する画素の前記画素データを補正する補正ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記複数の画素は、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向同色隣接画素と、第1の色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向同色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第1の第1方向異色隣接画素と、第1の色と異色のカラーフィルタを有する画素と前記第1の方向に隣接配置される第1の色のカラーフィルタを有する画素によって構成される第2の第1方向異色隣接画素とを含み、
前記異常斜め入射光検出ステップは、前記第1の第1方向同色隣接画素、前記第2の第1方向同色隣接画素、前記第1の第1方向異色隣接画素及び前記第2の第1方向異色隣接画素の前記画素データに基づいて、前記撮像素子へ前記第1の方向に入射する異常斜め入射光を検出するプログラム。
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