JP6106026B2 - Image processing apparatus, imaging apparatus, playback apparatus, control method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関し、特に撮影後に出力データから任意の被写体距離に合焦した画像を生成する技術に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an imaging apparatus, a control method, and a program, and more particularly to a technique for generating an image focused on an arbitrary subject distance from output data after shooting.
デジタルカメラ等の撮像装置により撮像された画像のデジタルデータは、各種画像編集ツール等を用いることで、ユーザが所望する調整を行うことができる。ユーザが所望する画像編集機能の1つに撮影後に画像の合焦状態を調整する機能があるが、従来、撮影後の1枚の画像について合焦状態を変更することは困難である。このため、特許文献1のようにフォーカスレンズを駆動させながら焦点状態の異なる画像を複数撮影して記録し、撮影後に所望の合焦状態の画像を選択して使用可能にするものがある。 Digital data of an image captured by an imaging device such as a digital camera can be adjusted as desired by the user by using various image editing tools. One of the image editing functions desired by the user is a function of adjusting the in-focus state of the image after shooting. Conventionally, it is difficult to change the in-focus state of one image after shooting. For this reason, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260, there is a technique in which a plurality of images with different focus states are captured and recorded while the focus lens is driven, and an image in a desired in-focus state can be selected and used after shooting.
一方、近年ではデジタルカメラ等の撮像装置において、撮影時に光の強度分布との進行方向とを出力データとして記録することで、記録後に該出力データから任意の被写体距離に合焦した画像を生成する技術が提案されている。 On the other hand, in recent years, in an imaging apparatus such as a digital camera, an image focused on an arbitrary subject distance is generated from the output data after recording, by recording the traveling direction of the light intensity distribution and the traveling direction as output data. Technology has been proposed.
このような技術の1つにマイクロレンズアレイを介して撮像素子の各画素(光電変換素子)に撮像レンズの異なる分割瞳領域を通過した光束を結像させることにより、様々な方向から入射した光を分離して記録する方法(Light Field Photography)がある。得られた出力データ(Light Field Data。以下、LFデータ)は、隣り合う画素が異なる方向から入射した光束を記録している。LFデータからは、また、任意の被写体距離を設定し、該被写体距離に対応する焦点面における1点を通過した光束を記録している画素の出力を加算することで、撮影後に特定の被写体距離に合焦した画像のピクセルを擬似的に生成(再構成)することができる。 One such technique is to form light beams that have passed through different divided pupil regions of the imaging lens on each pixel (photoelectric conversion element) of the imaging device via a microlens array, thereby allowing light incident from various directions. There is a method (Light Field Photography) to record separately. The obtained output data (Light Field Data, hereinafter referred to as LF data) records the light flux that is incident from different directions on adjacent pixels. From the LF data, an arbitrary subject distance is set, and the output of a pixel that records a light beam that has passed through one point on the focal plane corresponding to the subject distance is added, so that a specific subject distance is obtained after shooting. It is possible to artificially generate (reconstruct) the pixels of the image focused on.
しかしながら、上述したようにLFデータから任意の焦点面に対応した画像を再構成する場合、焦点面に応じて加算する画素を特定し、各画素について加算処理を行って画像を生成する必要がある。つまり、選択した被写体距離に対応する焦点面における再構成画像を生成するには、都度、演算処理に係る時間が必要となる。 However, when an image corresponding to an arbitrary focal plane is reconstructed from the LF data as described above, it is necessary to specify pixels to be added according to the focal plane and perform an addition process for each pixel to generate an image. . That is, in order to generate a reconstructed image on the focal plane corresponding to the selected subject distance, time for calculation processing is required each time.
例えば1つの被写体に合焦した再構成画像を生成する場合、ユーザは生成する被写体距離を選択する必要があるが、このとき必ずしも該被写体に合焦する被写体距離を選択できない可能性がある。即ち、再構成画像が生成されるまで、ユーザは、選択した被写体距離が該被写体に合焦する被写体距離であるかを判断できないため、繰り返し被写体距離を選択して再構成画像を生成する必要があり、結果的に所望の焦点状態の再構成画像が得られるまでに時間を要する可能性があった。 For example, when generating a reconstructed image focused on one subject, the user needs to select the subject distance to be generated. At this time, there is a possibility that the subject distance focused on the subject cannot always be selected. That is, until the reconstructed image is generated, the user cannot determine whether the selected subject distance is the subject distance focused on the subject. Therefore, it is necessary to repeatedly select the subject distance and generate the reconstructed image. As a result, it may take time until a reconstructed image having a desired focus state is obtained.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、所望の被写体に対して好適に合焦する被写体距離を容易に特定可能な画像信号を生成する画像処理装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an image processing apparatus, an imaging apparatus, and a control method for generating an image signal that can easily specify a subject distance that is suitably focused on a desired subject. And to provide a program.
前述の目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、以下の構成を備えることを特徴とする。具体的には画像処理装置は、被写体の光線空間情報であるライトフィールドデータを取得する取得手段と、取得手段により取得されたライトフィールドデータから特定の被写体距離に合焦した再構成画像を生成する生成手段であって、ライトフィールドデータから生成可能な再構成画像における所定の領域について、焦点状態の異なる複数の再構成画像を生成する生成手段と、生成手段により生成された複数の再構成画像を、ライトフィールドデータに関連付けて記憶する記憶手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus of the present invention is characterized by having the following configuration. Specifically, the image processing device generates light field data that is light field information of the subject , and generates a reconstructed image focused on a specific subject distance from the light field data acquired by the acquisition unit. Generating means for generating a plurality of reconstructed images having different focus states for a predetermined region in a reconstructed image that can be generated from light field data; and a plurality of reconstructed images generated by the generating means. And storage means for storing the light field data in association with the light field data.
このような構成により本発明によれば、所望の被写体に対して好適に合焦する被写体距離を容易に特定可能な画像信号を生成することが可能となる。 With such a configuration, according to the present invention, it is possible to generate an image signal that can easily specify a subject distance that is suitably focused on a desired subject.
[実施形態]
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、画像処理装置の一例としての、撮影後にLFデータから任意の被写体距離に合焦した画像を生成可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし本発明は、LFデータから任意の被写体距離に合焦した画像を生成することが可能な任意の機器に適用可能である。
[Embodiment]
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which the present invention is applied to a digital camera that can generate an image focused on an arbitrary subject distance from LF data after shooting as an example of an image processing apparatus will be described. . However, the present invention can be applied to any device capable of generating an image focused on an arbitrary subject distance from LF data.
また、本明細書において、以下の用語を定義して説明する。 In this specification, the following terms are defined and described.
・「ライトフィールドデータ(LFデータ:Light Field Data)」
被写体空間の3次元的な情報を示すデータ。本実施形態では、デジタルカメラ100が有する撮像部106から出力される画像信号。画像信号の画素の各々は、通過した撮像光学系104の瞳領域及び入射方向の組み合わせが異なる光束に対応した信号強度を示している。LFデータは、光線空間情報とも呼ばれる。なお、本実施形態では、図1〜4に示すような光学系によってLFデータを取得しているが、撮像手段としてはこれに限らない。例えば特開2011−22796号公報のように、複数の視点の異なるカメラをまとめて撮像部106とみなす構成でもよい。また、図3の光学系と異なり、物体平面と撮像素子が共役の関係にあるように、マイクロレンズアレイ上で撮影光学系からの光束を結像させ、その結像面に撮像素子を設ける構成でもよい。さらには、マイクロレンズアレイ上で撮影光学系からの光束を再結像させ(一度結像した光束が拡散する状態にあるものを結像させるので再結像と呼んでいる)、その結像面に撮像素子を設けるような構成でも良い。また、適当なパターンを施したマスク(ゲイン変調素子)を撮影光学系の光路中に挿入する方法も利用できる。
・ "Light field data (LF data: Light Field Data)"
Data indicating three-dimensional information of the subject space. In the present embodiment, an image signal output from the
・「再構成画像」
LFデータから生成される、任意の被写体距離に合焦した画像。具体的には生成する被写体距離に対応する焦点面(再構成面)での画素配置に従ってLFデータの画素を並び替え、再構成画像の1画素に対応する画素の画素値を合算することで該画素の画素値を得る。再構成面における画素配置は、再構成面に撮像素子が存在した場合に入射する光束を入射方向に基づいて決定される。該画素配置において1つのマイクロレンズに対応する画素の画素値を足し合わせることで、再構成画像の1画素を生成することができる。
・ "Reconstructed image"
An image generated from LF data and focused on an arbitrary subject distance. Specifically, the pixels of the LF data are rearranged according to the pixel arrangement on the focal plane (reconstruction plane) corresponding to the object distance to be generated, and the pixel values of the pixels corresponding to one pixel of the reconstructed image are summed. Get the pixel value of the pixel. The pixel arrangement on the reconstruction plane is determined based on the incident direction of the incident light beam when the image sensor is present on the reconstruction plane. One pixel of the reconstructed image can be generated by adding pixel values of pixels corresponding to one microlens in the pixel arrangement.
《デジタルカメラ100の構成》
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ100の機能構成を示すブロック図である。
<< Configuration of Digital Camera 100 >>
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a digital camera 100 according to an embodiment of the present invention.
制御部101は、例えばCPUであり、デジタルカメラ100が有する各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部101は、ROM102に記憶されている、後述する撮影処理あるいはリフォーカス動画生成処理の動作プログラムを読み出し、RAM103に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。
The
ROM102は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタルカメラ100が有する各ブロックの動作プログラムに加え、各ブロックの動作に必要なパラメータ等を記憶する。
The
RAM103は、揮発性メモリである。RAM103は、デジタルカメラ100が有する各ブロックの動作プログラムの展開領域としてだけでなく、各ブロックの動作において出力された中間データ等を記憶する格納領域としても用いられる。
The
撮像部106は、例えばCCDやCMOSセンサ等の撮像素子である。撮像部106は、制御部101の指示により不図示のタイミングジェネレータ(TG)から出力されるタイミング信号を受けて、撮像光学系104により撮像素子の光電変換素子面に結像された光学像を光電変換し、アナログ画像信号を出力する。なお、撮像光学系104は例えば対物レンズ、フォーカスレンズ、絞り等を含む。また、本実施形態のデジタルカメラ100は、撮像素子の各光電変換素子に設けられているマイクロレンズとは別に、光軸上の撮像光学系104と撮像素子との間にマイクロレンズアレイ105を有する。
The
〈マイクロレンズと光電変換素子との関係〉
ここで、本実施形態のデジタルカメラ100において、光軸上の撮像光学系104と撮像素子との間に設けられたマイクロレンズアレイ105について、図を用いて説明する。
<Relationship between microlens and photoelectric conversion element>
Here, the
図2に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ105は複数のマイクロレンズ201で構成される。図2では、撮像光学系104の光軸をz軸とし、デジタルカメラ100の横位置における水平方向をx軸、鉛直方向をy軸としている。なお、図2の例では簡単のため、マイクロレンズアレイ105は6行6列に並んだマイクロレンズ201で構成されるものとして説明するが、マイクロレンズアレイ105の構成はこれに限られるものではない。
As shown in FIG. 2, the
また図2では、撮像部106を構成する撮像素子の光電変換素子202が格子で示されている。各マイクロレンズ201には、所定数の光電変換素子202が対応づけられており、図2の例では1つのマイクロレンズ201に対して6×6=36画素の光電変換素子202が対応づけられている。1つのマイクロレンズ201を通過した光束は、入射した方向に応じて分離され、対応する光電変換素子202に結像される。
In FIG. 2, the
図3は、1つのマイクロレンズ201に対応する光電変換素子202p1乃至p6に入射する光束を図示している。図3において、上方向は鉛直上向き方向に対応している。図では、デジタルカメラ100が横位置にある状態における、横方向から見た、各光電変換素子202に入射する光束の光路を例示している。図示されるように、水平方向に並んだ光電変換素子202p1乃至p6には、1つのマイクロレンズ201を介して、撮像光学系104の射出瞳301を垂直方向に6分割した領域a1乃至a6を通過した光束がそれぞれ入射する。なお、各領域に付された数字は、通過した光束が入射する光電変換素子202との対応関係を示している。
FIG. 3 illustrates light beams incident on the photoelectric conversion elements 202p 1 to p 6 corresponding to one
なお、図3の例では横方向から見た、各光電変換素子202に入射する光束の光路を示したが、光束の分離は垂直方向に限らず、水平方向においても同様に行われる。即ち、撮像光学系104の射出瞳301を撮像素子側から見て図4(a)のような領域に分類した場合、各領域を通過した光束は、図4(b)に示されるような光電変換素子202のうち、同一の識別数字が付された光電変換素子に入射する。なお、ここでは、撮像光学系104とマイクロレンズアレイ105の各マイクロレンズのFナンバー(F値)は略一致しているものとする。
In the example of FIG. 3, the optical path of the light beam incident on each
AFE107及びDFE108は、撮像部106により生成された画像信号に対する補正処理等を行う。具体的にはAFE107は、撮像部106から出力されたアナログ画像信号に対して、基準レベルの調整(クランプ処理)やA/D変換処理を行い、LFデータをDFE108に出力する。DFE108は、入力されたLFデータに対して微少な基準レベルのずれ等を補正する。
The
画像処理部109は、DFE108による補正処理が適用されたLFデータに対して、色変換処理等の各種画像処理を適用する。また本実施形態では画像処理部109は、LFデータから任意の被写体距離に合焦する画像(再構成画像)の生成する処理も行う。また本実施形態では画像処理部109は、顔検出部121、顔認識部122、及び距離検出部123を有する。
The image processing unit 109 applies various image processing such as color conversion processing to the LF data to which the correction processing by the
顔検出部121は、画像処理部109によりLFデータから生成された再構成画像から、人物の顔のパターンに相当する領域を検出する。顔検出処理では、例えば眼、鼻、口の各端点、顔の輪郭点等の特徴点を再構成画像から抽出し、これらの特徴点に基づいて被写体の顔領域の大きさが取得される。なお、LFデータの撮影時において、撮影範囲にはデジタルカメラ100との距離が様々な位置に人物被写体が存在することが考えられるため、顔検出処理は様々な被写体距離について生成された再構成画像について行われてよい。あるいは、例えばマイクロレンズ201により分離された光束のうち、1つの分割瞳領域を通過した光束に対応した画素のみで生成した再構成画像は、絞り状態で撮影した画像と等価であるため、これを顔検出処理に利用してもよい。即ち、このような再構成画像は絞り状態と同様に被写界深度が深い画像であるため、デジタルカメラ100との距離が様々である人物被写体の各々を同時に検出可能である。
The
顔認識部122は、顔検出部121により検出された顔領域について、予め特徴量が登録されている人物の顔領域であるかを認識する顔認識処理を行う。顔認識処理には、上述した特徴点の配置情報と顔領域の大きさとを用いて、予め登録されている人物の特徴量との類似度を算出し、同一人物の顔領域であるか否かが判断される。
The
距離検出部123は、LFデータの撮影時に撮影範囲に存在していた各人物被写体とデジタルカメラ100との距離を検出する。距離検出部123は、例えば不図示のラインセンサを利用して位相差検出方式により各人物被写体の距離を検出する。あるいは、本実施形態のようにLFデータを取得する場合、例えば異なる2つの分割瞳領域を通過した光束を用いて生成された2種類の画像を用いて、位相差検出方式により各人物被写体の距離を検出するものであってもよい。また、上述したように被写体距離を変更しながら再構成画像を生成して顔検出部121による顔検出処理が行われる場合、顔領域の各々についてコントラスト評価値が最も高くなる被写体距離を特定することで、距離検出部123は各人物被写体の距離を検出してもよい。
The
表示部110は、例えば小型LCD等のデジタルカメラ100が有する表示装置である。表示部110は、画像処理部109により生成された、任意の被写体距離に合焦した画像を表示する。上述したように、本実施形態の撮像部106から出力されるアナログ画像信号をA/D変換して得られるLFデータは、隣り合う画素において像が連結しない。このため表示部110には、LFデータではなく画像処理部109により生成された画像データが表示される。
The
記録媒体111は、例えばデジタルカメラ100が有する内蔵メモリや、メモリカードやHDD等のデジタルカメラ100に着脱可能に接続される記録装置である。記録媒体111には、LFデータ、及びこれらのLFデータから生成された任意の被写体距離に合焦する画像が記録される。
The
操作入力部112は、例えば電源ボタンやシャッタボタン等の、デジタルカメラ100が有するユーザインタフェースである。操作入力部112は、ユーザによりユーザインタフェースが操作されたことを検出すると、該操作に対応する制御信号を制御部101に出力する。なお、本実施形態では表示部110は、タッチパネルセンサを備えるタッチパネルディスプレイであり、タッチパネルセンサにより検出されたタッチ操作は、操作入力部112により検出され、制御部101に伝達される。
The
《撮影処理》
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ100において実行されるLFデータの撮影処理について、図5のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。なお、本撮影処理は、例えばデジタルカメラ100においてLFデータの撮影指示がなされた際に開始されるものとして説明する。
<Shooting process>
A specific process of the LF data shooting process executed in the digital camera 100 of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that this imaging process will be described as being started when, for example, a digital camera 100 is instructed to shoot LF data.
S501で、制御部101は、撮像部106に受光した光束の撮影を行わせ、AFE107、DFE108、及び画像処理部109によるLFデータ生成に係る処理が適用されたLFデータを取得し、例えばRAM103に格納する。
In step S <b> 501, the
S502で、顔検出部121は制御部101の制御の下、LFデータに含まれる人物被写体の顔領域を検出する。また距離検出部123は制御部101の制御の下、各顔領域に合焦する被写体距離の情報を取得する。得られた顔領域の位置及びサイズの情報と、該顔領域に合焦する被写体距離の情報とは、例えばRAM103に格納される。
In step S <b> 502, the
S503で、画像処理部109は制御部101の制御の下、LFデータの代表画像となる再構成画像を生成する。代表画像となる再構成画像は、例えば撮影時の撮像光学系104のフォーカスレンズの設定に対応する被写体距離に合焦する画像であってよい。具体的には画像処理部109は、各マイクロレンズ201を通過した光束に対応している画素を加算することで代表画像となる再構成画像の各画素の画素値を取得する。
In step S <b> 503, the image processing unit 109 generates a reconstructed image that is a representative image of LF data under the control of the
S504で、制御部101は、焦点状態の異なる再構成画像を参照可能にする領域の設定がユーザによりなされているか否かを判断する。
In step S <b> 504, the
本実施形態のデジタルカメラ100では、LFデータから再構成画像を生成する被写体距離を決定するための指標になるよう、所定の領域について複数の異なる被写体距離について合焦するように生成された再構成画像(参照用画像)をLFデータに関連付けて記録する。即ち、記録されたLFデータは、撮影範囲の全体に対応した再構成画像を生成することなく、該領域について焦点状態の異なる参照用画像を参照可能なように構成されて記録される。該領域は、ユーザにより表示部110の表面へのタッチ操作がなされることでLFデータの撮影前に予め設定されてよく、本ステップではこのような領域の設定がなされているか否かを判断する。なお、本実施形態のデジタルカメラ100では、このような領域はユーザにより設定される領域の他に、
・人物の認識用の特徴量の情報が登録されている人物の顔領域
・主被写体が存在すると想定される撮影画角の中央領域に存在する顔領域
の2種類が使用されうる。以下の説明では、これらの領域は「ユーザにより設定された領域」、「特徴量が登録されている人物の顔領域」、「中央領域に存在する顔領域」の順番に優先度が設定され、いずれか1つの基準により選択された領域について参照用画像の生成が行われる。しかしながら、本発明の実施はこれに限られるものではなく、任意の条件により選択された所定の領域について、焦点状態の異なる複数の参照用画像が生成され、LFデータに関連付けて記録されるものであれば適用可能である。
In the digital camera 100 of the present embodiment, the reconstruction generated to focus on a plurality of different subject distances for a predetermined region so as to be an index for determining the subject distance for generating the reconstructed image from the LF data. An image (reference image) is recorded in association with the LF data. That is, the recorded LF data is configured and recorded so that a reference image having a different focus state can be referred to for the region without generating a reconstructed image corresponding to the entire imaging range. The area may be set in advance before photographing the LF data by performing a touch operation on the surface of the
A face area of a person in which information about a feature amount for human recognition is registered. Two types of face areas existing in a central area of a shooting angle of view where a main subject is assumed to be present can be used. In the following description, priority is set for these areas in the order of "area set by the user", "face area of the person whose feature value is registered", and "face area existing in the center area" A reference image is generated for an area selected according to any one of the criteria. However, the implementation of the present invention is not limited to this, and a plurality of reference images having different focus states are generated and recorded in association with LF data for a predetermined region selected according to an arbitrary condition. Applicable if available.
制御部101は、参照用画像を参照可能にする領域の設定がなされていると判断した場合は処理をS505に移し、なされていないと判断した場合は処理をS506に移す。
The
S505で、制御部101は、ユーザにより設定された領域について、焦点状態の異なる複数の参照用画像を生成する被写体距離を決定する。本実施形態では領域について生成される複数の参照用画像には、少なくとも該領域の被写体に合焦する被写体距離に対応する焦点面について再構成された再構成画像を含むものとする。領域が人物の顔領域に対応する領域でない場合は、本ステップにおいて該領域の被写体とデジタルカメラ100との距離の情報が取得されたのち、該被写体に合焦する被写体距離が再構成画像を生成する被写体距離の1つとして決定される。また本実施形態のデジタルカメラ100では、設定された領域について、該領域の被写体に合焦する被写体距離の他に、6種類の被写体距離が再構成画像の生成用に決定される。6種類の被写体距離は、例えば図6に示されるようにLFデータから合焦した再構成画像を生成可能な被写体距離の範囲について、均等な分布となるように選択されてよい。図6は、領域の被写体に合焦する被写体距離が6mであり、LFデータから再構成画像を生成可能な被写体距離の範囲が1m〜11mの範囲である例を示しており、この場合1m、3m、5m、7m、9m、11mが再構成画像の生成用に決定される。
In step S <b> 505, the
また制御部101は、ユーザによる設定がなされていない領域であるS502で検出された顔領域については、重要度が低いと考え、例えば生成可能な被写体距離の範囲のうちの最も短い被写体距離を、参照用画像を生成する被写体距離として決定する。
Further, the
一方、S504において領域の設定がなされていないと判断した場合、制御部101はS506で、検出された顔領域について顔認識部122に顔認識処理を実行させ、該顔領域の中に予め特徴量の登録がなされている人物の顔領域が存在するか否かを判断する。制御部101は、検出された顔領域に予め特徴量の登録がなされている人物の顔領域が存在すると判断した場合は処理をS507に移し、存在しないと判断した場合は処理をS508に移す。
On the other hand, if it is determined in S504 that no area has been set, the
S507で、制御部101は、S505と同様に、予め特徴量の登録がなされている人物の顔領域については、該人物に合焦する被写体距離を含む7種類の被写体距離を、参照用画像の生成用に決定する。また制御部101は、特徴量の登録がなされていない人物の顔領域については、例えば生成可能な被写体距離の範囲のうちの最も短い被写体距離を、参照用画像の生成用に決定する。
In step S507, as in step S505, the
さらに、S506において検出された顔領域の中に予め特徴量の登録がなされている人物の顔領域が存在しないと判断した場合、制御部101はS508で、LFデータから生成可能な再構成画像の中央領域に位置する顔領域が存在するか否かを判断する。制御部101は、中央領域に位置する顔領域が存在すると判断した場合は処理をS509に移し、存在しないと判断した場合は処理をS511に移す。
Further, when it is determined that the face area of the person whose feature amount has been registered in advance does not exist in the face area detected in S506, the
S509で、制御部101は、S505と同様に、中央領域に存在する顔領域については、該顔領域の人物に合焦する被写体距離を含む7種類の被写体距離を参照用画像の生成用に決定する。また制御部101は、中央領域に存在しない顔領域については、例えば生成可能な被写体距離の範囲のうちの最も短い被写体距離を参照用画像の生成用に決定する。
In step S509, as in step S505, the
S510で、画像処理部109は制御部101の制御の下、参照用画像を生成する各領域について、決定した被写体距離に合焦する参照用画像を生成する。そして制御部101は、LFデータ及び代表画像に関連付けて、参照用画像及び参照用画像の詳細情報を記録媒体111に記録し、本撮影処理を完了する。なお、参照用画像の各々には、該画像が生成された被写体距離の情報が含まれているものとする。
In S510, under the control of the
詳細情報は、例えば図7に示されるような情報であってよい。図7の例では詳細情報は、1つのLFデータについて、参照用画像が生成された領域ごとにその情報を管理する。具体的には、AREA_IDは領域ごとに設定される識別情報、AREA_Rectは領域の代表座標(例えば左上座標)及び領域の水平方向及び垂直方向のサイズが列挙された情報、AREA_Filesが領域について生成された参照用画像のファイル名の情報である。またJPEG_FileはLFデータの代表画像を特定する情報である。AREA_Flagは、複数の異なる焦点状態の参照用画像が生成された領域を示す情報であり、本実施形態では「ユーザにより設定された領域」、「特徴量が登録されている人物の顔領域」、「中央領域に存在する顔領域」について「1」が入力される。 The detailed information may be information as shown in FIG. In the example of FIG. 7, the detailed information is managed for each region in which the reference image is generated for one LF data. Specifically, AREA_ID is identification information set for each area, AREA_Rect is information representative of the area's representative coordinates (for example, upper left coordinates) and the horizontal and vertical sizes of the area, and AREA_Files is generated for the area This is information on the file name of the reference image. JPEG_File is information for specifying a representative image of LF data. AREA_Flag is information indicating an area where a plurality of reference images in different focus states are generated. In the present embodiment, “area set by a user”, “a face area of a person whose feature value is registered”, “1” is input for “the face region existing in the central region”.
一方、S508で中央領域に位置する顔領域が存在しないと判断した場合、制御部101はS511で、参照用画像を関連付けることなく、LFデータと代表画像とを関連付けて記録し、本撮影処理を完了する。
On the other hand, if it is determined in S508 that the face area located in the central area does not exist, the
このように本実施形態の撮影処理を実行することで、LFデータから再構成画像を生成する際の焦点状態の指標となる参照用画像を、LFデータとともに記録することができる。 As described above, by performing the imaging processing of the present embodiment, it is possible to record a reference image that serves as an index of a focus state when generating a reconstructed image from LF data, together with the LF data.
《再生処理》
次に、上述の撮影処理により記録されたLFデータを閲覧モードで閲覧する際の再生処理について、図8を用いて詳細を説明する。なお、本再生処理は、例えばデジタルカメラ100が記録媒体111に記録されたLFデータあるいはJPEGデータを閲覧する閲覧モードに設定されて起動された際に開始されるものとして説明する。また以下の説明では簡単のため、LFデータの閲覧指示があった場合の処理についてのみ説明する。その他の画像データの閲覧指示があった場合は、例えば従前の撮像装置において行われている再生処理と同様の処理が行われればよいため、本明細書ではその詳細を省略する。
《Reproduction processing》
Next, details of the reproduction process when browsing the LF data recorded by the above-described shooting process in the browsing mode will be described with reference to FIG. Note that this playback process will be described assuming that the digital camera 100 is started when the digital camera 100 is activated in a browsing mode for browsing LF data or JPEG data recorded on the
S801で、制御部101は、LFデータの閲覧指示がなされたか否かを判断する。制御部101は、LFデータの閲覧指示がなされたと判断した場合は処理をS802に移し、なされていないと判断した場合は本ステップの処理を繰り返す。
In step S <b> 801, the
S802で、制御部101は、LFデータに関連付けられた代表画像を読み出し、表示部110に表示させる。具体的には制御部101は、代表画像の表示に係る復号処理や映像信号への変換処理を画像処理部109に適用させた後、得られた映像信号を表示部110に出力することで代表画像の表示を行う。
In step S <b> 802, the
S803で、制御部101は、表示部110に表示されている画像について領域を選択するタッチ操作がなされたか否かを判断する。本実施形態のデジタルカメラ100では、ユーザは、LFデータの閲覧時に図9(a)に示されるように画像へのタッチ操作を行うことで、タッチした領域について生成された参照用画像を閲覧することができる。このとき参照用画像は図9(b)に示されるようにタッチした領域の周囲に選択可能に表示され、ユーザは表示されたいずれかの参照用画像を選択することで、選択した参照用画像が生成された被写体距離についての再構成画像を閲覧することができる。即ち、参照用画像は再構成画像を生成する被写体距離の選択に使用されるものであり、ユーザは所望の領域の焦点状態を確認した上で再構成画像の生成を指示することができる。つまり、このような構成によりユーザは、所望の焦点状態となる再構成画像を表示させるために、被写体距離の選択のトライアンドエラーを行う必要がなくなり、所望の焦点状態の再構成画像を表示させるまでに要する時間の短縮することができる。
In step S <b> 803, the
制御部101は、領域を選択するタッチ操作がなされたと判断した場合は処理をS804に移し、なされていないと判断した場合は本ステップの処理を繰り返す。
If the
S804で、制御部101は、LFデータに関連付けられた詳細情報を参照し、タッチ操作がなされた領域に対応する参照用画像を表示部110に表示されている画像に重畳して表示させる。このとき参照用画像は、上述したようにタッチ操作がなされた領域の周囲に配置されるものとする。なお、本再生処理ではLFデータに詳細情報が関連付けられ、タッチ操作がなされた領域について参照用画像が存在するものとして説明するが、これに該当しない場合は、本ステップの処理を行わずに制御部101は処理をS803に戻せばよい。
In step S <b> 804, the
S805で、制御部101は、表示部110に表示された参照用画像のうち、いずれかの参照用画像がユーザにより選択されたか否かを判断する。制御部101は、表示された参照用画像のうち、いずれかの参照用画像が選択されたと判断した場合は、選択された参照用画像に対応する被写体距離の情報をRAM103に格納した後、処理をS806に移す。また制御部101は、表示された参照用画像がいずれも選択されていないと判断した場合は本ステップの処理を繰り返す。なお、参照用画像の選択は、該当の参照用画像へのタッチ操作がなされたことにより行われてよい。
In step S <b> 805, the
S806で、画像処理部109は制御部101の制御の下、RAM103に格納された、S805において選択された参照用画像に対応する被写体距離の情報を参照し、該被写体距離に合焦する再構成画像をLFデータから生成する。そして制御部101は、生成された再構成画像を表示部110に表示させ、処理をS803に戻す。
In step S <b> 806, the image processing unit 109 refers to the subject distance information corresponding to the reference image selected in step S <b> 805 stored in the
このようにすることで、ユーザは所望の領域の焦点状態を確認した上で再構成画像の生成を指示することができる。 By doing in this way, the user can instruct | indicate the production | generation of a reconstruction image, after confirming the focus state of a desired area | region.
以上説明したように、本実施形態の画像処理装置は、所望の被写体に対して好適に合焦する被写体距離を容易に特定可能な画像信号を生成することができる。具体的には画像処理装置は、画素の各々が、撮像装置の撮像光学系において通過した分割瞳領域及び入射方向の組み合わせが異なる光束に対応した画像信号について、該画像信号から生成可能な再構成画像における所定の領域を選択する。そして画像処理装置は、該領域について焦点状態の異なる複数の再構成画像を生成し、画像信号に関連付けて記憶する。また該画像信号の再生時には、画像処理装置は該画像信号について再構成画像を生成する指標となるように、領域に関連付けられた焦点状態の異なる複数の再構成画像を選択可能に表示する。そして再構成画像の選択がなされた場合に、該再構成画像に対応する被写体距離について、画像信号から撮影範囲の全域について再構成画像を生成する。 As described above, the image processing apparatus of the present embodiment can generate an image signal that can easily specify a subject distance that is suitably focused on a desired subject. Specifically, the image processing apparatus can reconstruct an image signal corresponding to light beams having different combinations of divided pupil regions and incident directions that have passed through the imaging optical system of the imaging apparatus from the image signal. A predetermined area in the image is selected. Then, the image processing apparatus generates a plurality of reconstructed images having different focus states for the region, and stores them in association with the image signal. Further, at the time of reproducing the image signal, the image processing apparatus displays a plurality of reconstructed images having different focus states associated with the region so as to be an index for generating a reconstructed image for the image signal. When a reconstructed image is selected, a reconstructed image is generated from the image signal over the entire shooting range for the subject distance corresponding to the reconstructed image.
[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。
[Other Embodiments]
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (12)
前記取得手段により取得された前記ライトフィールドデータから特定の被写体距離に合焦した再構成画像を生成する生成手段であって、前記ライトフィールドデータから生成可能な再構成画像における所定の領域について、焦点状態の異なる複数の再構成画像を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記複数の再構成画像を、前記ライトフィールドデータに関連付けて記憶する記憶手段と、を有する
ことを特徴とする画像処理装置。 An acquisition means for acquiring light field data which is light space information of the subject;
A generating unit that generates a reconstructed image focused on a specific subject distance from the light field data acquired by the acquiring unit, the focus on a predetermined region in the reconstructed image that can be generated from the light field data. Generating means for generating a plurality of reconstructed images in different states;
An image processing apparatus comprising: a storage unit that stores the plurality of reconstructed images generated by the generation unit in association with the light field data.
前記検出手段により検出された人物が、予め定められた人物であるか否かを認識する認識手段と、を有し、
前記所定の領域は、前記認識手段により予め定められた人物であると認識された人物に対応する領域である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 Detecting means for detecting a person from a reconstructed image that can be generated from the light field data;
Recognizing means for recognizing whether or not the person detected by the detecting means is a predetermined person,
The predetermined area, the image processing apparatus according to claim 1, characterized in <br/> be a region corresponding to the recognized person to be predetermined person by the recognizing means.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
を有することを特徴とする撮像装置。 An imaging unit that outputs an image signal in which each of the pixels corresponds to a luminous flux having a different combination of divided pupil regions and incident directions that have passed through the imaging optical system;
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An imaging device comprising:
前記選択手段により選択された前記ライトフィールドデータに対応する画像を表示手段に表示する制御手段と、
前記表示手段に表示された前記画像について、異なる焦点状態に変更する領域を決定する決定手段と、
前記ライトフィールドデータから特定の被写体距離に合焦した再構成画像を生成する生成手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記決定手段により決定された前記領域について、焦点状態の異なる該領域の再構成画像が前記ライトフィールドデータに関連付けられている場合に、前記画像とともに該領域の再構成画像を選択可能に前記表示手段に表示し、
前記表示手段に表示された前記領域の再構成画像のうちの1つの再構成画像が選択された場合に、前記生成手段により生成された、該1つの再構成画像に対応する被写体距離に合焦した再構成画像を前記表示手段に表示する
ことを特徴とする再生装置。 A selection means for selecting light field data which is light space information of the subject;
Control means for displaying an image corresponding to the light field data selected by the selection means on a display means;
Determining means for determining a region to be changed to a different focus state for the image displayed on the display means;
Generating means for generating a reconstructed image focused on a specific subject distance from the light field data,
The control means includes
For the area determined by the determining means, when a reconstructed image of the area having a different focus state is associated with the light field data, the reconstructed image of the area can be selected together with the image Displayed on the
When one reconstructed image among the reconstructed images of the region displayed on the display unit is selected, the object distance corresponding to the one reconstructed image generated by the generating unit is focused. A reconstructed image is displayed on the display means.
前記画像処理装置の生成手段が、前記取得工程において取得された前記ライトフィールドデータから特定の被写体距離に合焦した再構成画像を生成する生成工程であって、前記ライトフィールドデータから生成可能な再構成画像における所定の領域について、焦点状態の異なる複数の再構成画像を生成する生成工程と、
前記画像処理装置の記憶手段が、前記生成工程において生成された前記複数の再構成画像を、前記ライトフィールドデータに関連付けて記憶する記憶工程と、を有する
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 An acquisition step in which an acquisition unit of the image processing apparatus acquires light field data that is light space information of the subject;
The generation means of the image processing device is a generation step of generating a reconstructed image focused on a specific subject distance from the light field data acquired in the acquisition step, and a reconstructable image that can be generated from the light field data. Generating a plurality of reconstructed images having different focus states for a predetermined region in the composition image;
A storage method of the image processing device, comprising: a storage step of storing the plurality of reconstructed images generated in the generation step in association with the light field data. .
前記再生装置の制御手段が、前記選択工程において選択された前記ライトフィールドデータに対応する画像を表示手段に表示する制御工程と、
前記再生装置の決定手段が、前記表示手段に表示された前記画像について、異なる焦点状態に変更する領域を決定する決定工程と、
前記再生装置の生成手段が、前記ライトフィールドデータから特定の被写体距離に合焦した再構成画像を生成する生成工程と、を有し、
前記制御手段は前記制御工程において、
前記決定工程において決定された前記領域について、焦点状態の異なる該領域の再構成画像が前記ライトフィールドデータに関連付けられている場合に、前記画像とともに該領域の再構成画像を選択可能に前記表示手段に表示し、
前記表示手段に表示された前記領域の再構成画像のうちの1つの再構成画像が選択された場合に、前記生成工程において生成された、該1つの再構成画像に対応する被写体距離に合焦した再構成画像を前記表示手段に表示する
ことを特徴とする再生装置の制御方法。 A selection step in which the selection means of the playback device selects light field data that is light space information of the subject;
A control step in which the control means of the playback device displays an image corresponding to the light field data selected in the selection step on a display means;
A determination step of determining a region to be changed to a different focus state with respect to the image displayed on the display unit;
Generating means for generating a reconstructed image focused on a specific subject distance from the light field data, the generating means of the playback device,
The control means in the control step,
For the region determined in the determining step, when a reconstructed image of the region having a different focus state is associated with the light field data, the display unit can select the reconstructed image of the region together with the image Displayed on the
When one reconstructed image of the reconstructed image of the area displayed on the display means is selected, the object distance corresponding to the one reconstructed image generated in the generating step is focused. A control method for a reproducing apparatus, wherein the reconstructed image is displayed on the display means.
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