JP6161461B2 - 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP6161461B2
JP6161461B2 JP2013160376A JP2013160376A JP6161461B2 JP 6161461 B2 JP6161461 B2 JP 6161461B2 JP 2013160376 A JP2013160376 A JP 2013160376A JP 2013160376 A JP2013160376 A JP 2013160376A JP 6161461 B2 JP6161461 B2 JP 6161461B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refocus
coefficient
image
image data
processing apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013160376A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015032948A (ja
JP2015032948A5 (ja
Inventor
信行 堀江
信行 堀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013160376A priority Critical patent/JP6161461B2/ja
Publication of JP2015032948A publication Critical patent/JP2015032948A/ja
Publication of JP2015032948A5 publication Critical patent/JP2015032948A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6161461B2 publication Critical patent/JP6161461B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、画像処理装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、複数のリフォーカス可能な画像データを合成処理する画像処理装置に関する。
一般に、電子カメラなどの撮像装置において、光の強度分布のみならず光の入射方向に関する情報を取得可能な撮像装置(所謂ライトフィールドカメラ)が知られている。例えば、撮影レンズと撮像素子との間にマイクロレンズアレイを配置して、撮像素子に備えられた複数の画素に対して1つのマイクロレンズを対応させる。これによって、マイクロレンズを通過した光を複数の画素によって入射方向別に取得して画素信号を生成するようにしたものがある(非特許文献1参照)。
このようにして得られた画素信号(光情報)を用いて画像データ(撮影画像)を生成する他、「Light Field Photography」と呼ばれる手法を用いて、任意の像面にピントを合わせた画像データ(以下リフォーカス画像という)を撮影後に再構成することが行われている。
一方、複数枚の撮影画像を合成して、例えば、1つのパノラマ画像を生成することが行われている。複数枚の撮影画像を合成する際には、三脚を用いて撮像装置を固定して撮影した場合を除いて、複数枚の撮影画像においてその重複箇所を精度よく検出して画像間の位置合わせを行う必要がある。このためには、撮影する構図に応じた適切な被写界深度で撮影を行う必要がある。
撮影する構図に応じた被写界深度で撮影を行うため、例えば、撮影者が意識することなく、無限遠位置にある被写体に対して適正な合焦状態でパノラマ撮影を行うようにした撮像装置がある(特許文献1参照)。
特開平6−51193号公報
Ren.Ng、他7名,「Light Field Photography with a Hand−Held Plenoptic Camera」,Stanford Tech Report CTSR 2005−02
ところが、特許文献1に記載の撮像装置では、無限遠位置にある被写体を撮影する際には、適正な合焦状態でパノラマ撮影をすることができるものの、例えば、被写体が撮影者の近傍に位置する場合には、適正な合焦状態でパノラマ撮影をすることが困難となる。
つまり、被写界深度を浅くして合成画像(例えば、パノラマ写真)を生成しようとすると、背景部分がぼけてしまい、画像のエッジが減衰して位置合わせの精度が悪化してしまう。さらに、複数のライトフィールドデータを合成する際の位置合わせを精度よく行うことができない。
そこで、本発明の目的は複数のライトフィールドデータについて、精度よく位置合わせを行って画像合成を行うことのできる画像処理装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明による画像処理装置は、ライトフィールドデータを取得する取得手段と、第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理手段と、前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せ手段と、を有することを特徴とする。
本発明による画像処理装置の制御方法は、ライトフィールドデータを取得する取得ステップと、第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理ステップと、前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せステップと、を有することを特徴とする。
本発明による制御プログラムは、画像処理装置が備えるコンピュータに、ライトフィールドデータを取得する取得ステップと、第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理ステップと、前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せステップと、を実行させることを特徴とする。
本発明によれば、複数の光の強度分布および光の入射方向を示す情報を有する画像データ、つまり、ライトフィールドデータを合成する際、第1のリフォーカス係数に応じて複数のリフォーカス画像データを生成するとともに、第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の合成用画像データを生成し、リフォーカス画像データにおける重複箇所に応じて複数の合成用画像データを合成処理する。これによって、複数の画像データについてその位置合わせの精度を保って合成画像データを得ることができる。
本発明の第1の実施形態による画像処理装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図1に示す画像処理装置においてパノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成する際の処理を説明するためのフローチャートである。 図1に示す画像処理装置を備えるカメラによってライトフィールド撮影を行った際の画像合成を説明するための図であり、(a)は撮影者と被写体との位置関係の一例を上空から見た図、(b)は図1に示すリフォーカス処理部から出力されるリフォーカス画像の一例を示す図、(c)はライトフィールド画像データの位置合わせを行う際のフォーカス範囲を示す図である。 図1に示す画像処理装置で行われるエッジの抽出を説明するための図であり、(a)はエッジ抽出前の画像を示す図、(b)はエッジ抽出後の画像を示す図である。 図1に示す画像処理装置において、パノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成した後にリフォーカス範囲を変更した場合の合成処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による画像処理装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図6に示す画像処理装置においてパノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成する際の処理を説明するためのフローチャートである。 図6に示す画像処理装置を備えるカメラによってライトフィールド撮影を行った際の画像合成を説明するための図であり、(a)は撮影者と被写体との位置関係の一例を上空から見た図、(b)はライトフィールド画像データの位置合わせを行う際のフォーカス範囲を示す図である。
以下、本発明の実施の形態による画像処理装置の一例について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態による画像処理装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
図示の画像処理装置100は、例えば、デジタルカメラ(以下単にカメラと呼ぶ)などの撮像装置に用いられる。図1には示されていないが、カメラにおいては、撮影レンズユニット(以下単に撮影レンズと呼ぶ)を介して入射した被写体像(光学像ともいう)が撮像部に結像する。撮像部にはCCD又はCMOSセンサなどの撮像素子が備えられており、撮像素子は光学像に応じた画像信号を出力する。
ここでは、例えば、撮影レンズと撮像素子との間にマイクロレンズアレイを配置して、撮像素子に備えられた複数の画素に対して1つのマイクロレンズが対応している。これによって、マイクロレンズを通過した光を複数の画素によって入射方向別に取得する。つまり、画像データは光の強度分布および光の入射方向を示す情報を有する所謂リフォーカス可能なデータ(以下光線情報データ又はライトフィールドデータと呼ぶ)であり、画像処理装置100は複数の光線情報データ101および102を受けて、後述するようにして、合成画像データ107を生成する。
なお、図示の例では、2つの(つまり、2枚の)光線情報データを画像合成処理する場合について説明するが、複数の光線情報データを画像合成処理する際においても同様にして処理することができる。
画像処理装置100は、リフォーカス係数設定部103、リフォーカス処理部104、重複箇所検出部105、および合成処理部106を備えている。リフォーカス係数設定部103は、例えば、CPUであり、ROM及びRAM(ともに図示せず)を内蔵している。リフォーカス係数設定部103は光線情報データ101および102を所定の焦点距離に合焦するリフォーカス範囲(つまり、リフォーカス係数108)を設定して、当該リフォーカス係数をリフォーカス処理部104に出力する。
リフォーカス係数108は、例えば、光線情報データ101および102を受けて画像合成を行う際に、その重複箇所検出のための係数と画像合成処理のための係数とで異なる。図示の例では、重複箇所検出のためのリフォーカス係数(第1のリフォーカス係数)をリフォーカス係数Z1とし、画像合成処理のためのリフォーカス係数(第2のリフォーカス係数)をリフォーカス係数Z2とする。
リフォーカス処理部104は光線情報データ101および光線情報データ102に対してリフォーカス係数に基づいてリフォーカス処理を行う。ここでは、リフォーカス処理部104は光線情報データ101および102に対してリフォーカス係数Z1に応じてリフォーカス処理を行って、光線情報データ101から重複箇所検出用リフォーカス画像(リフォーカス画像データ)109を生成し、光線情報データ102から重複箇所検出用リフォーカス画像(リフォーカス画像データ)110を生成する。
さらに、リフォーカス処理部104は、光線情報データ101および102に対してリフォーカス係数Z2に応じてリフォーカス処理を行って、光線情報データ101から合成用画像(合成用画像データ)113を生成し、光線情報データ102から合成用画像(合成用画像データ)114を生成する。
ところで、前述したように、光線情報データ101および102は、撮像素子の受光面に結像された光学像を光電変換したアナログ画像信号であって、リフォーカス処理部104はこれらアナログ画像信号をA/D変換した後、現像処理を含む所定の画像処理を行う。例えば、リフォーカス処理部104はアナログ画像信号に対して、A/D変換処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、およびデモザイキング処理などを行って記録用のライトフィールド画像データを生成する。その後、リフォーカス処理部104は前述のリフォーカス処理を行うことになる。
重複箇所検出部105には、重複箇所検出用リフォーカス画像109および110が入力されて、重複箇所検出部105は、重複箇所検出用リフォーカス画像109および110における重複箇所を検出する。そして、重複箇所検出部105は、検出の結果得られた重複箇所に応じてリフォーカス画像109および110の相対的な位置ズレおよび位相ズレの情報を生成して(以下重複箇所情報111と呼ぶ)を合成処理部106に出力する。
合成処理部106には、リフォーカス処理部104から合成用画像113および114が入力され、合成処理部106は合成用画像113および114を、重複箇所情報111に応じて位置合わせを行って合成して合成画像107を生成する。当該合成画像107はユーザの所望の像面にピントが合った画像である。
図2は、図1に示す画像処理装置においてパノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成する際の処理を説明するためのフローチャートである。
いま、ユーザがカメラ(ここでは、ライトフィールドカメラ)において、操作部(図示せず)によってパノラマ撮影モードを選択する(ステップS201)。そして、カメラによってライトフィールド(LF)撮影を行う(ステップS202)。LF撮影においては、パノラマ撮影と同様にして、カメラの向きを変化させつつ所定の回転角までスイングさせて撮影が行われる。
続いて、カメラに備えられた制御部(カメラ制御部)は、カメラを所定の回転角までスイングさせて撮影が行われたか否かを判定する(ステップS203)。所定の回転角まで撮影が行われないと(ステップS203において、NO)、カメラ制御部はステップS202の処理に戻ってLF撮影を行う。なお、所定の回転角は、例えば、パノラマ撮影モードを選択した際に自動的に設定されるか又はユーザが設定する。
所定の回転角まで撮影が行われると(ステップS203において、YES)、CPUであるリフォーカス係数設定部103は、画像合成を行うライトフィールドデータの番号Nを、初期設定としてN=1を設定する(ステップS204)。これによって、リフォーカス係数設定部103は光線情報データNおよび光線情報データ(N+1)に係る重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1を設定する(ステップS205)。
ここで、設定されるリフォーカス係数Z1は、光線情報データNおよび光線情報データ(N+1)が取り得る最も被写界深度の深いリフォーカス範囲とする。なお、主被写体の距離情報を事前に取得して、主被写体の全てがリフォーカス範囲内に含まれるようにリフォーカス係数Z1を設定するようにしてもよい。
続いて、リフォーカス処理部104は重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1に応じて重複箇所検出用リフォーカス画像Nおよび(N+1)を位置合わせ用画像として生成する(ステップS206)。そして、重複箇所検出部105は2枚の重複箇所検出用リフォーカス画像Nおよび(N+1)において重複箇所を検出する(ステップS207)。これによって、リフォーカス処理部104は、画像間の重複箇所に応じて算出した重複箇所情報111を合成処理部106に出力する。
重複箇所検出用リフォーカス画像Nおよび(N+1)において重複箇所を検出する際には、例えば、ベクトル抽出によって、画像の所定ブロック毎に、ブロック間の輝度値の差の絶対値の合計(SAD( Sum of Absolute Difference))が最も小さくなる部分を探索して重複箇所を検出する。なお、N枚目を撮影した際のカメラの位置と(N+1)枚目を撮影した際のカメラの位置とに応じてカメラの移動量をジャイロセンサで検出して、その検出結果(つまり、移動量)を補助情報として用い、重複箇所を検出するようにしてもよい。
続いて、リフォーカス係数設定部103は光線情報データNおよび(N+1)に関する合成処理用のリフォーカス係数Z2を設定する(ステップS209)。ここで設定される合成処理用のリフォーカス係数Z2は、ユーザによって設定される任意のフォーカス範囲である。なお、主被写体に関する距離情報を事前に取得して、これら主被写体のいずれかにフォーカス範囲を設定するようにしてもよく、さらには、重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1と同一のリフォーカス係数をリフォーカス係数Z2として用いてもよい。そして、合成処理用のリフォーカス係数Z2がユーザの所望のリフォーカス範囲となる。
次に、リフォーカス処理部104は合成処理用のリフォーカス係数Z2に応じて光線情報データNおよび(N+1)からそれぞれ合成用画像Nおよび(N+1)を生成する(ステップS211)。そして、合成処理部106は前述の重複箇所情報111に応じて合成用画像Nおよび(N+1)の合成処理を行って、合成画像Nを生成する(ステップS212)。
このようにして、合成画像Nが生成されると、リフォーカス設定部103はライトフィールドデータの番号NをN=N+1とする(ステップS213)。そして、リフォーカス設定部103は全ての画像(つまり、光線情報データ)について合成処理が完了したかを確認する(ステップS214)。全ての画像について合成処理が完了していないと(ステップS214において、NO)、リフォーカス設定部103はステップS205の処理に戻って、重複箇所検出用のリフォーカス係数を設定する。
一方、全ての画像について合成処理が完了したと判定されると(ステップS214において、YES)、合成処理部106は複数の合成画像を合成画像107として出力する。そして、この合成画像107は、例えば、表示部(図示せず)に表示され(ステップS215)、合成処理が終了する。この合成画像107はユーザが設定したフォーカス範囲にリフォーカスされたパノラマ画像であって、主被写体にピントが合わされている。
なお、ステップ214における全ての画像とは、撮影の結果得られたライトフィールドデータの全てではなく、パノラマ合成に用いるライトフィールドデータをいう。
ここで、ライトフィールド撮影を行った際の画像合成についてさらに説明する。
図3は、図1に示す画像処理装置を備えるカメラによってライトフィールド撮影を行った際の画像合成を説明するための図である。そして、図3(a)は撮影者と被写体との位置関係の一例を上空から見た図であり、図3(b)は図1に示すリフォーカス処理部から出力されるリフォーカス画像の一例を示す図である。そして、図3(c)はライトフィールド画像データの位置合わせを行う際のフォーカス範囲を示す図である。
図3(a)において、ここでは、撮影者301(つまり、カメラ)は、被写体A(302)を始点として被写体E(306)までカメラをスイングさせてライトフィールド撮影を行うものとする。そして、撮影範囲には、被写体A(302)、被写体B(303)、被写体C(304)、被写体D(305)、および被写体E(306)が存在するとともに、木307および山308が存在する。この際、N枚目の撮影で得られる画像の撮影範囲を撮影範囲309とし、(N+1)枚目の撮影で得られる画像の撮影範囲310とする。
N枚目の撮影範囲には被写体C(304)、被写体D(305)、山308、および木(307)が含まれており、(N+1)枚目の撮影範囲には被写体D(305)、被写体E(306)、山308、および木307が含まれている。
いま、N枚目の撮影で得られた画像(つまり、ライトフィールドデータ)と(N+1)枚目の撮影で得られたライトフィールドデータを、リフォーカス処理部104でリフォーカス処理すると、リフォーカス画像Nおよびリフォーカス画像(N+1)が得られる(図3(b)参照)。図3(b)において、重複箇所検出部105は、リフォーカス画像Nおよび(N+1)における重複箇所を枠で示す部分で検出したとする。つまり、重複箇所検出部105は、リフォーカス画像Nおよび(N+1)においてそれぞれ重複箇所311および312を検出したものとする。
図3(c)には、N枚目の撮影で得られたライトフィールドデータと(N+1)枚目の撮影で得られたライトフィールドデータとの位置合わせを行う際のフォーカス範囲が示されている。ここでは、カメラ(つまり、撮影レンズ)の光軸方向がz軸方向とされ、z軸に対して垂直な面を撮像面(つまり、撮像素子の受光面)と平行な面として、撮像面上においてx軸が水平方向、そして、y軸が垂直方向とされる。そして、リフォーカス画像Nおよび(N+1)におけるリフォーカス範囲がリフォーカス範囲313で示されている。
この際、リフォーカス範囲313として、重複箇所311および312内に存在する被写体D(305)、山308、および木307の全てを含むようにリフォーカス係数を設定することが望ましい。
ところで、合成画像の位置合わせを行う際には、エッジ抽出が行われることになるが、ここで、エッジ抽出について簡単に説明する。
図4は、図1に示す画像処理装置で行われるエッジの抽出を説明するための図である。そして、図4(a)はエッジ抽出前の画像を示す図であり、図4(b)はエッジ抽出後の画像を示す図である。
エッジ抽出を行う際には、一般にフーリエ変換などを用いて画像における周波数成分を求め、その高周波成分を抽出する手法がある。さらには、所定のフィルタ処理を用いて画像の差分に応じてエッジを抽出する手法がある。いま、図7(a)に示す画像についてエッジ抽出処理を行うと、図7(b)に示すエッジ抽出後の画像が得られる。図7(b)において、白色で示されている部分がエッジとして抽出されている部分であって、黒色で示された部分はエッジが存在しないとされた領域である。
エッジ抽出を行う際には、高周波成分をできる限り残した画像においてエッジ抽出行ったほうが、エッジである境界がより多く抽出できるので、精度のよい位置合わせを行うことができる。
ところで、図1に示す合成処理部106は、図2で説明した重複箇所情報111を、例えば、内蔵メモリ(図示せず)に保存する。そして、図2で説明したようにして、合成画像107(つまり、パノラマ画像)を生成した後、リフォーカス範囲を変更してパノラマ画像を生成する際には、合成処理部106は、内蔵メモリに保存した重複箇所情報111を参照して画像合成処理を行う。
図5は、図1に示す画像処理装置において、パノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成した後にリフォーカス範囲を変更した場合の合成処理を説明するためのフローチャートである。なお、図5に示すフローチャートにおいて、図2に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
いま、合成画像107(つまり、パノラマ画像)を生成した後、ライトフィードデータに対するリフォーカス範囲を変更したものとする。
リフォーカス範囲が変更されると、リフォーカス係数設定部103の制御下で、合成処理部106は、ユーザが指定したライトフィールドデータに係る重複箇所情報111が内蔵メモリに保存されているか否かを確認する(ステップS401)。重複箇所情報111が保存されていないと(ステップS401において、NO)、リフォーカス係数設定部103は図2に示すステップS204に移行する。
一方、重複箇所情報111が保存されていると(ステップS401において、YES)、リフォーカス係数設定部103はステップS204において、画像合成を行うライトフィールドデータの番号Nを、初期設定としてN=1を設定する。その後、リフォーカス係数設定部103の制御下で、合成処理部106は、位置情報である重複箇所情報111を内蔵メモリから取得する(ステップS403)。そして、リフォーカス係数設定部103の制御下で、図2で説明したステップS209〜S215の処理が行われる。
このように、本発明の第1の実施形態では、複数のライトフィールドデータを合成処理する際、重複箇所検出用(つまり、位置合わせ用)のリフォーカス係数Z1と合成処理用のリフォーカス係数Z2とを互いに異なるように設定するので、位置合わせの精度を被写界深度の深い画像と同様に保ちつつ被写界深度を自由に設定することができる。これによって、例えば、被写界深度の浅いパノラマ画像を容易に生成することができる。
[第2の実施形態]
続いて、本発明の第2の実施形態による画像処理装置の一例について説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態による画像処理装置の一例についてその構成を示すブロック図である。なお、図6において、図1に示す画像処理装置と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。
図6に示す画像処理装置100は、リフォーカス係数設定部103、リフォーカス処理部104、重複箇所検出部105、および合成処理部106に加えて、ボケ量算出部501、ボケ量判定部502、および移動体検出部507を有している。図示の例では、重複箇所検出部105は重複箇所情報111を合成処理部106に出力するとともに、重複箇所を有する画像を重複箇所画像情報508としてボケ量算出部501に出力する。
ボケ量算出部501は重複箇所画像情報(以下単に重複箇所画像と呼ぶ)508におけるボケ量を算出する。つまり、ボケ量算出部501はリフォーカス画像におけるボケ量を算出することになる。ボケ量算出部501はリフォーカス画像を複数のブロックに分割して、当該ブロック毎にそのボケ量509を算出する。そして、ボケ量算出部501は当該ボケ量をボケ量判定部502に与える。なお、ボケ量は焦点のズレ量を示す。
ボケ量判定部502は、ボケ量509が所定の閾値以下であるか否かを判定する。ボケ量509が閾値より大きいと、ボケ量判定部502は再リフォーカス要求503をリフォーカス係数設定部103に送る。なお、ボケ量を判定する際に用いられる閾値として位置合わせを行うために十分な値が予め設定される。また、光線情報データにおける構図および露光条件によって閾値を変化させるようにしてもよい。
再リフォーカス要求503を受けると、リフォーカス係数設定部103は重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1を変更する。ここで、変更後の重複箇所検出用のリフォーカス係数をリフォーカス係数Z3とする。このリフォーカス係数Z3は、リフォーカス係数Z1に比べてボケ量509を小さくするための係数である。そして、リフォーカス係数設定部103は重複箇所検出用のリフォーカス係数Z3はリフォーカス処理部104に出力する。
リフォーカス処理部104は重複箇所検出用のリフォーカス係数Z3に応じて、再度リフォーカス処理(以下再リフォーカス処理という)を行う。上述のようにして、ボケ量の判定を行いつつ、重複箇所検出用に適したリフォーカス係数Z3が決定される。
一方、ボケ量509が閾値以下であると、ボケ量判定部502は位置合わせ命令504を重複箇所検出部106に送る。これによって、重複箇所検出部105は重複箇所情報を生成して、合成処理部106に出力する。
上述の処理を予め定められた回数繰り返しても、ボケ量509が閾値を超えている場合には、リフォーカス係数設定部103はリフォーカス係数Z3を光線情報データNおよび(N+1)が取り得る最も被写界深度の深い係数とする。そして、ボケ量判定部は位置合わせ命令504を重複箇所検出部105に出力する。
なお、上述の処理を予め定められた回数繰り返しても、ボケ量509が閾値を超えている場合には、リフォーカス係数設定部103は合成処理を停止するようにしてもよい。
移動体検出部507は、移動体検出センサ(図示せず)で得られたセンサ情報506を受ける。このセンサ情報506はライトフィードデータ(つまり、撮影画像)に移動体が存在するか否かを示す情報である。移動体検出部507は、センサ情報506によって撮影画像に移動体が存在すると判定すると、つまり、移動体を検出すると、移動体情報505をリフォーカス係数設定部103に送る。
なお、移動体検出センサとして、例えば、マイクロ波センサ又は赤外線レーザを用いたエリアセンサが使用される。また、ここでは、センサ情報506に応じて移動体を検出するようにしたが、例えば、画像処理によって撮影画像において移動体を検出するようにしてもよい。
移動体情報505を受けると、リフォーカス係数設定部103は移動体が存在するフォーカス範囲をリフォーカス範囲から除くように重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1を設定する。
図7は、図6に示す画像処理装置においてパノラマ撮影によって得られた複数枚の画像を合成する際の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図7に示すフローチャートにおいて、図2に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
図2で説明したステップS204の処理に続いて、リフォーカス係数設定部103は移動体検出部507によって移動体が検出されたか否かを判定する(ステップS601)。ここでは、リフォーカス係数設定部103は移動体情報505を受けると、移動体検出部507によって移動体が検出されたと判定する。
移動体が検出されないと(ステップS601において、NO)、リフォーカス係数設定部103は、図2で説明したステップS205の処理に進む。一方、移動体が検出されると(ステップS601において、YES)、リフォーカス係数設定部103は、移動体情報505に応じて移動体が存在するフォーカス範囲を除くように重複検出用のリフォーカス係数Z1を設定する(ステップS602)。その後、処理はステップS206の処理に進む。
図2で説明したステップS207において重複箇所が検出された後、リフォーカス係数設定部103は再リフォーカス処理が所定の回数行われたか否かを判定する(ステップS603)。ここでは、リフォーカス係数設定部103は、再リフォーカス要求503を受ける都度、再リフォーカス処理が行われた判定することになる。
再リフォーカス処理の回数が所定の回数未満であると(ステップS603において、NO)、ボケ量判定部502はボケ量が所定の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS604)。そして、ボケ量が所定の閾値以下であると(ステップS604において、YES)、つまり、再リフォーカス要求503を受けないと、リフォーカス係数設定部103はステップS209の処理に進む。
一方、ボケ量が所定の閾値を超えると(ステップS604において、NO)、つまり、再リフォーカス要求503を受けると、リフォーカス係数設定部103はポケ領域についてフォーカスが行われるようにリフォーカス係数Z1をリフォーカス係数Z3に変更する(ステップS605)。そして、処理はステップS206の処理に戻る。
ステップS206では、再設定した重複箇所検出用のリフォーカス係数Z3によって重複箇所検出用のリフォーカス画像の生成が行われることになる。この際には、重複箇所検出用のリフォーカス画像を重複箇所部分に限定して生成するようにしてもよい。つまり、位置合わせにおいて必要となる領域が分かっている場合には、当該領域にのみ再リフォーカス処理を行って処理負荷を軽減させる。
再リフォーカス処理が所定の回数行われると(ステップS603において、YES)、リフォーカス係数設定部103はステップS209の処理に進む。なお、再リフォーカス処理が所定の回数行われた際には、リフォーカス係数設定部103は位置合わせが正常にできないとして合成処理を終了するようにしてもよい。
また、ステップS604においては、ボケ量509の判定に代えて、重複箇所における主被写体に係る距離情報を取得して、重複箇所における主被写体の全てがリフォーカス範囲内に含まれているか否かを判定するようにしてもよい。そして、重複箇所に主被写体が存在しないと場合には、光線情報データNおよび(N+1)が取りうる最も被写界深度の深いリフォーカス係数で重複箇所検出を行うようにしてもよい。
図8は、図6に示す画像処理装置を備えるカメラによってライトフィールド撮影を行った際の画像合成を説明するための図である。そして、図8(a)は撮影者と被写体との位置関係の一例を上空から見た図であり、図8(b)はライトフィールド画像データの位置合わせを行う際のフォーカス範囲を示す図である。
図8(a)に示す例では、被写体E(306)は撮影中に移動しているものとする。また、図8(b)では、リフォーカス画像Nおよび(N+1)におけるリフォーカス範囲がリフォーカス範囲802で示され、リフォーカス除外範囲がリフォーカス除外範囲801で示されている。
一般に画像に移動体が存在する場合、位置合わせの精度は悪化する。つまり、ベクトル抽出の際に、画像全体のズレであるのか又は移動体によるズレであるのか区別できないため、位置合わせ精度が悪化する。そこで、前述のように、重複箇所に移動体が存在する場合には、リフォーカス係数設定部103はリフォーカス範囲から移動体が存在する距離を除くようにリフォーカス係数を変更する。これによって、位置合わせ精度の悪化を招く要因となる被写体をフォーカス範囲から外してぼかすことによって位置合わせ精度を向上させることができる。
また、上述のように再リフォーカス処理を行うと、前述のステップS205又はステップS502において、誤って重複箇所検出用のリフォーカス係数Z1が設定された場合でも修正することが可能となる。
このように、本発明の第2の実施形態では、移動体をリフォーカス範囲から除外して位置合わせを行うようにしたので、重複箇所における位置合わせ精度を向上させることができる。
なお、移動体をリフォーカス範囲から除外するばかりでなく、位置合わせ精度に影響を与える物体、例えば、金網などの周期的に繰り返されるパターンなどをフォーカス範囲から外すようにすれば、同様にして、位置合わせ精度を向上させることができる。
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を画像処理装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを画像処理装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
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。つまり、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の記録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など)がプログラムを読み出して実行する処理である。
100 画像処理装置
103 リフォーカス係数設定部
104 リフォーカス処理部
105 重複箇所検出部
106 合成処理部
501 ボケ量算出部
502 ボケ量判定部
507 移動体検出部

Claims (16)

  1. ライトフィールドデータを取得する取得手段と、
    第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理手段と、
    前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出手段と、
    前記検出手段によって検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せ手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記位置合せ手段によって位置合わせした前記複数の第2のリフォーカス画像データを合成する合成手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記第1のリフォーカス係数は、前記ライトフィールドデータを該第1のリフォーカス係数でリフォーカス処理することで、前記ライトフィールドデータが取り得る最も深い被写界深度であるリフォーカス範囲となるような係数であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 前記第1のリフォーカス係数を設定する第1の設定手段を有し、
    前記第1の設定手段は、前記ライトフィールドデータを得る際の被写体までの距離に対応する距離情報に応じて前記第1のリフォーカス係数を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  5. 前記第1のリフォーカス係数を設定する第1の設定手段と、
    前記ライトフィードデータを得る際の移動体を検出する移動体検出手段を備え、
    前記第1の設定手段は、前記移動体がリフォーカス処理後の被写界深度であるリフォーカス範囲から除かれるように前記第1のリフォーカス係数を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  6. 前記第1のリフォーカス係数を設定する第1の設定手段を有し、
    前記第1の設定手段は、前記第1のリフォーカス画像データおよび前記第2のリフォーカス画像データの重複箇所に被写体が存在しないと、前記ライトフィールドデータが取り得る最も深い被写界深度であるリフォーカス範囲に前記第1のリフォーカス係数を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  7. 前記第1のリフォーカス係数を設定する第1の設定手段を有し、
    前記第1の設定手段は、前記第1のリフォーカス画像データおよび前記第2のリフォーカス画像データの重複箇所に存在する複数の被写体の全てがリフォーカス処理後の被写界深度であるリフォーカス範囲に含まれるように前記第1のリフォーカス係数を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  8. 前記第1のリフォーカス画像データおよび前記第2のリフォーカス画像データの重複箇所において前記ライトフィールドデータのボケ量を算出するボケ量算出手段と、
    前記ボケ量に応じて前記第1のリフォーカス係数を設定する第1の設定手段とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  9. 前記第1の設定手段は前記ボケ量が所定の閾値を超えると、前記ボケ量が小さくなるように前記第1のリフォーカス係数を変更することを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。
  10. 前記リフォーカス処理手段は、前記ボケ量が所定の閾値を超えた際に行う再リフォーカス処理を前記重複箇所に対して行うことを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。
  11. 前記検出手段は、前記複数の第1のリフォーカス画像データ間を比較して対応する領域を検出することで前記位置ずれを検出することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  12. 前記第2のリフォーカス係数を設定する第2の設定手段を有し、
    前記第2の設定手段は、記第2のリフォーカス係数を主被写体の距離情報に基づいて設定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  13. 前記第2のリフォーカス係数を設定する第2の設定手段を有し、
    前記第2の設定手段は、前記第2のリフォーカス係数を前記第1のリフォーカス係数と同一のリフォーカス係数に設定することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  14. 前記第2のリフォーカス係数を設定する第2の設定手段を有し、
    前記第2の設定手段は、記第2のリフォーカス係数をユーザ操作に応じて設定することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  15. 画像処理装置の制御方法であって、
    ライトフィールドデータを取得する取得ステップと、
    第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理ステップと、
    前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップで検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
  16. 画像処理装置で用いられる制御プログラムであって、
    前記画像処理装置が備えるコンピュータに、
    ライトフィールドデータを取得する取得ステップと、
    第1のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第1のリフォーカス画像データを生成、前記第1のリフォーカス係数と異なる第2のリフォーカス係数に応じて複数の前記ライトフィールドデータをリフォーカス処理して複数の第2のリフォーカス画像データを生成するリフォーカス処理ステップと、
    前記複数の第1のリフォーカス画像データに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データ間の位置ずれを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップで検出された位置ずれに基づいて前記複数の第2のリフォーカス画像データを位置合わせする位置合せステップと、
    を実行させることを特徴とする制御プログラム。
JP2013160376A 2013-08-01 2013-08-01 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム Expired - Fee Related JP6161461B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013160376A JP6161461B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013160376A JP6161461B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015032948A JP2015032948A (ja) 2015-02-16
JP2015032948A5 JP2015032948A5 (ja) 2016-09-15
JP6161461B2 true JP6161461B2 (ja) 2017-07-12

Family

ID=52517945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013160376A Expired - Fee Related JP6161461B2 (ja) 2013-08-01 2013-08-01 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6161461B2 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4037206B2 (ja) * 2002-08-07 2008-01-23 株式会社リコー 画像入力装置及び画像入力方法
JP2004333446A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 外観検査方法、外観検査装置、そのプログラム及びその記録媒体
JP5154392B2 (ja) * 2008-12-12 2013-02-27 株式会社キーエンス 撮像装置
US20120249550A1 (en) * 2009-04-18 2012-10-04 Lytro, Inc. Selective Transmission of Image Data Based on Device Attributes
JP2011082919A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びにプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015032948A (ja) 2015-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9473698B2 (en) Imaging device and imaging method
JP6271990B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法
JP5820257B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、及びプログラム
JP6157242B2 (ja) 画像処理装置及び画像処理方法
US9992478B2 (en) Image processing apparatus, image pickup apparatus, image processing method, and non-transitory computer-readable storage medium for synthesizing images
TWI538512B (zh) 調整對焦位置的方法及電子裝置
WO2017045558A1 (zh) 景深调节方法、装置及终端
JP5968073B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、および画像処理プログラム
US9208569B2 (en) Image processing apparatus and control method thereof capable of performing refocus calculation processing for light field data
JP6906947B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法およびコンピュータのプログラム
JP2009200560A (ja) 撮像装置、撮像方法及びプログラム
US20150042839A1 (en) Distance measuring apparatus, imaging apparatus, and distance measuring method
JP6656035B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置および画像処理装置の制御方法
JP5936358B2 (ja) 画像表示装置、画像表示方法、撮像装置およびその制御方法、プログラムおよびそれを記憶する記憶媒体
US9591202B2 (en) Image processing apparatus and image processing method for generating recomposed images
JP2012195797A (ja) パンフォーカス画像生成装置
JP6604908B2 (ja) 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム
JP6645711B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラム
JP6161461B2 (ja) 画像処理装置、その制御方法、および制御プログラム
JP7458769B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体
JP2007158575A (ja) 撮像装置
JP7198055B2 (ja) 画像処理装置およびその制御方法ならびにプログラム
JP6223502B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラム、それを記憶した記憶媒体
JP6645690B2 (ja) 自動焦点調節装置、撮像装置、および自動焦点調節方法
JP2020160773A (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160729

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170613

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6161461

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees