JP5788551B1 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、時系列的に取得された複数の画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出部と、前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像を該複数の画像よりも解像度の高い高解像度空間上で合成する高解像度合成部と、該高解像度合成部により生成された高解像度合成画像を再サンプリングによって縮小して変換画像を生成する画像変換部と、前記複数の画像の基準となる基準画像と前記変換画像との相関を領域毎に算出する相関算出部と、該相関算出部により算出された前記相関が高い程、前記基準画像の合成比率が小さくなるように前記高解像度合成画像を補正する画像補正部とを備える画像処理装置を提供する。
また、上記態様においては、前記画像取得部が、被写体の像を結像させて画像を取得する撮像素子と、複数の前記画像を取得する際に、前記撮像素子に対して該撮像素子上に結像される像の位置を相対的にずらすことが可能なセンサシフト機構と、前記像のシフト方向およびシフト量を制御するセンサシフト制御部とを備えていてもよい。
このようにすることで、基準画像と参照画像との位置ずれ量をより正確に算出することができる。
このようにすることで、簡易に高解像度合成画像を生成することができる。
このようにすることで、複数の画像を画素配置により合成した1枚の高解像度合成画像の各画素間に存在する画素配置がされていない画素の画素情報を埋めることができ、解像度をより向上させることができる。
このようにすることで、基準画像をそのまま再サンプリングにより間引いて基準画像の画素情報と同一の画素情報になってしまうことを防止し、相関算出時に変換画像と基準画像との相関を正確に算出することができる。
このようにすることで、画素の埋まり具合が低いほどローパスの強度を強くすることで解像度をより向上することができる。
このようにすることで、解像度が重視される場合にはローパス強度を強くし、アーティファクト抑制が重視される場合にはローパス強度を弱くするなどの調整を行うことができる。
このようにすることで、低解像画像を用いて算出された相関の分布画像のサイズを高解像度合成画像と一致させて、画像補正部における補正を容易にすることができる。
このようにすることで、画像サイズが一致している変換画像と基準画像との相関情報に応じて決定された合成比率を用いて容易に合成することができる。
撮像素子5は、例えば、図2に示されるような画素配列(いわゆるベイヤー配列)を有し、その撮像面が光学系4の光軸に略直交して配置されており、撮像面に結像された被写体の光学像を撮影して画像を取得するようになっている。
センサシフト制御部7は、複数の画像Pを撮影する際に、センサシフト機構6を制御して撮像素子5をシフトさせるとともに、撮像素子5のシフト方向およびシフト量の情報(以下、単にセンサシフト制御情報という。)を装置本体部3に出力するようになっている。
画素を配置する際には、配置する画素の色と同色の画素が、既に基準画像Sの画素や別の参照画像Tの画素で配置されていれば、新たに画素配置しなくてもよいし、既に配置されている同色画素と加算平均して画素値を更新してもよい。
補間の方法としては、例えば、周囲に配置されている画素を用いてエッジ方向を考慮した方向判別補間を施したり、最近傍に存在する画素をコピーして補間したりすればよい。
画像変換部11は、図3に示されるように、高解像度合成画像Vをローパスフィルタ処理してから縮小することにより、低解像度に変換された変換画像Uを生成することができる。
拡大処理部15は、色補間処理部14から出力されてきた3板化された基準画像Sを高解像度合成画像Vと同じサイズに拡大して基準拡大画像Wを生成するようになっている。
生成された補正画像Xは、フレームメモリ8に入力されて保存される。
本実施形態に係る画像処理装置1によれば、まず、撮像レンズ4を介して収集した光を撮像素子5の撮像面上で結像し、センサシフト機構6によって撮像素子5をシフトさせながら、時系列的に複数の画像Pを取得してフレームメモリ8に保存する。
図6中に示されているGrの後ろの番号は、1マス0.5画素として複数の画像Pを撮影した撮影順序を示している。
この基準から、
2枚目の画素Gr2は、水平方向に1画素、垂直方向に0画素、
3枚目の画素Gr3は、水平方向に0画素、垂直方向に1画素、
4枚目の画素Gr4は、水平方向に1画素、垂直方向に1画素、
5枚目の画素Gr5は、水平方向に0.5画素、垂直方向に0.5画素、
6枚目の画素Gr6は、水平方向に1.5画素、垂直方向に0.5画素、
7枚目の画素Gr7は、水平方向に0.5画素、垂直方向に1.5画素、
8枚目の画素Gr8は、水平方向に1.5画素、垂直方向に1.5画素、
ずらして画像Pを撮影し、基準からの位置ずれ量に基づいて高解像度空間上に各画素を配置した高解像度合成画像Vを示している。また、図6中の斜線部の画素は、周辺の配置された画素から補間によって埋められた画素を示している。
すなわち、折り返しの有無に関わらず静止領域の解像度を向上させ、動体領域における多重像等のアーティファクトを抑制することができるという利点がある。
このようにすることで、解像度が重視される場合にはローパス強度を強くし、アーティファクト抑制が重視される場合にはローパス強度を弱くするなどの調整を行うことができる。
2 画像取得部
3 装置本体部
4 光学系(撮像レンズ)
5 撮像素子
6 センサシフト機構
7 センサシフト制御部
8 フレームメモリ
9 位置ずれ検出部
10 高解像度合成部
11 画像変換部
12 相関算出部
13 画像補正部
Claims (13)
- 時系列的に取得された複数の画像間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出部と、
前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像を該複数の画像よりも解像度の高い高解像度空間上で合成する高解像度合成部と、
該高解像度合成部により生成された高解像度合成画像を再サンプリングによって縮小して変換画像を生成する画像変換部と、
前記複数の画像の基準となる基準画像と前記変換画像との相関を領域毎に算出する相関算出部と、
該相関算出部により算出された前記相関が高い程、前記基準画像の合成比率が小さくなるように前記高解像度合成画像を補正する画像補正部とを備える画像処理装置。 - 時系列的に前記複数の画像を取得する画像取得部を備える請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記画像取得部が、被写体の像を結像させて画像を取得する撮像素子と、複数の前記画像を取得する際に、前記撮像素子に対して該撮像素子上に結像される像の位置を相対的にずらすことが可能なセンサシフト機構と、前記像のシフト方向およびシフト量を制御するセンサシフト制御部とを備える請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記位置ずれ検出部が、前記センサシフト制御部で制御されたシフト方向およびシフト量に基づいて、前記基準画像と前記複数の画像のうち前記基準画像以外の画像である参照画像との位置ずれ量を算出する請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記位置ずれ検出部が、前記基準画像と、前記複数の画像のうち前記基準画像以外の画像である参照画像との位置ずれ量を領域毎に算出する請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記高解像度合成部が、前記位置ずれ量に基づいて前記高解像度空間上に前記複数の画像の各画素を配置する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記高解像度合成部が、前記高解像度空間上に配置された画素情報に基づいて、配置されてない画素を補間する請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記画像変換部が、前記高解像度合成画像をローパスフィルタ処理してから縮小する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記画像変換部が、前記高解像度合成部で前記高解像度空間上に前記複数の画像の画素を配置した際に、領域毎の画素の埋まり具合に基づいてローパスフィルタのローパス強度を調整する請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記画像変換部が、前記画像補正部の補正結果を制御する制御パラメータに基づいてローパスフィルタのローパス強度を調整する請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記相関算出部が、算出した前記相関の分布画像を前記高解像度合成画像の解像度に拡張する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記画像補正部が、前記基準画像を前記高解像度合成画像と同じサイズに拡大して拡大画像を生成し、生成された拡大画像と前記高解像度合成画像とを前記相関に基づいて決定された合成比率で合成する請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 時系列的に取得された複数の画像間の位置ずれ量を検出するステップと、
前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像を該複数の画像よりも解像度の高い高解像度空間上で合成して高解像度合成画像を生成するステップと、
前記高解像度合成画像を再サンプリングによって縮小して変換画像を生成するステップと、
前記複数の画像の基準となる基準画像と前記変換画像との相関を領域毎に算出するステップと、
前記相関が高い程、前記基準画像の合成比率が小さくなるように前記高解像度合成画像を補正するステップとを含む画像処理方法。
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