JP6259165B2 - 撮像装置、画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
図4は、光学系16の焦点距離の範囲を概念的に示す図である。図4において、Ft≧F≧√(Fw×Ft)の範囲が「Ra」により表され、√(Fw×Ft)>F≧Fwの範囲が「Rb」により表されている。光学系16の焦点距離Fが広角端の焦点距離Fwと望遠端の焦点距離Ftとの間で可変である場合に、上記式1で表される焦点距離Fの範囲は図4において「Ra」で表される望遠側範囲に相当する。したがって「対象画像を撮影した際の焦点距離F」が「光学系16の広角端における焦点距離Fw及び光学系16の望遠端における焦点距離Ftの積の平方根」以上であって図4の範囲「Ra」に含まれる場合、鮮鋭化処理部41は、鮮鋭化処理として光学系16の光学伝達関数に基づく復元処理を対象画像に適用する。
(条件1)
光学系16は焦点距離が可変である。
(条件2)
光学系16は広角端における全画角が90度を超える。
(条件3)
光学系16は、光学系16の結像面の中心からの距離が対象画像を出力する撮像素子22の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、光学系16の望遠端よりも広角端の方が高い。
Wienerフィルタは、画像劣化が線形で既知な場合において復元画像と元画像との間の平均二乗誤差を最小とすることを目的として作成されるフィルタであって、線形フィルタ設計基準の一つとして利用されている。Wienerフィルタの周波数特性F(f,h)は、下記の式2により表される。
光学系16の望遠端及び広角端における光学特性として、下記の式9及び式10によって表される解像性能が求められる場合について考える。
図10は、実施例1に係る光学系16の断面図を示し、(a)は広角端における光学系16の配置を示し、(b)は望遠端における光学系16の配置を示す。図10(a)及び(b)はそれぞれ、無限遠物体に合焦した状態における光学系16の配置状態を示しており、図の左側が物体側(被写体側)であり、図の右側が像側(像面Sim側)である。
図15は、実施例2に係る光学系16の断面図を示し、(a)は広角端における光学系16の配置を示し、(b)は望遠端における光学系16の配置を示す。図15(a)及び(b)はそれぞれ、無限遠物体に合焦した状態における光学系16の配置状態を示しており、図の左側が物体側(被写体側)であり、図の右側が像側(像面Sim側)である。
図20は、第1のモードに係る画像処理例を示すフローチャートである。
本モードにおいて、上述の第1のモードと同一又は類似の要素に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本モードにおいて、上述の第2のモードと同一又は類似の要素に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
R:対象画像のRデータ
G:対象画像のGデータ
B:対象画像のBデータ
以上説明したように本モードによれば、対象画像の輝度成分に対して復元処理が行われるため、良好な復元精度を確保しつつ、復元処理の演算負荷を軽減して処理を高速化することができる。
本モードにおいて、上述の第1のモード〜第3のモードと同一又は類似の要素に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
なお式16で表される条件5(第3の撮影条件)は、上述の式1で表される条件4(第2の撮影条件)と相関があり、「条件4(第2の撮影条件)が満たされるか否かの判定」及び「条件5(第3の撮影条件)が満たされないか否かの判定」を同時に行うことができる。すなわち「条件4(第2の撮影条件)が満たされること」と「条件5(第3の撮影条件)が満たされないこと」とは等価であり、「条件4(第2の撮影条件)が満たされないこと」と「条件5(第3の撮影条件)が満たされること」とは等価である。したがって下述の本モードでは、「条件4(第2の撮影条件)が満たされるか否かの判定」のみが行われているが、実質的には「条件5(第3の撮影条件)が満たされないか否かの判定」も行われている。
本モードにおいて、上述の第4のモードと同一又は類似の要素に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本モードにおいて、上述の第4のモード及び第5のモードと同一又は類似の要素に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本発明の応用は上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態に各種の変形が加えられてもよい。
図27は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン101の外観を示す図である。図27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とが一体となって形成される表示入力部120が設けられる。また、その筐体102は、スピーカ131と、マイクロホン132と、操作部140と、カメラ部141とを備える。なお、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て設けられる構成を採用したり、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 (15)
- 光学系と、
前記光学系を介して撮影光を受光して対象画像を出力する撮像素子と、
前記対象画像を撮影した際の前記光学系の情報を示す光学撮影条件に応じて前記対象画像の鮮鋭化処理を行う鮮鋭化処理部とを備え、
前記光学系は焦点距離が可変であり、
前記光学系は広角端における全画角が90度を超え、且つ
前記光学系は、前記光学系の結像面の中心からの距離が前記撮像素子の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す前記結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の望遠端よりも前記広角端の方が高く、
前記鮮鋭化処理部は、前記対象画像を撮影した際の前記光学系の前記焦点距離をFで表し、前記光学系の前記広角端の前記焦点距離をFwで表し、前記光学系の前記望遠端の前記焦点距離をFtで表し、F≧√(Fw×Ft)によって表される条件が満たされるか否かを前記光学撮影条件に基づいて判定し、F≧√(Fw×Ft)によって表される条件が満たされる場合に、前記鮮鋭化処理として前記光学系の光学伝達関数に基づく復元処理を行う撮像装置。 - 対象画像を取得する画像取得部と、
前記対象画像を撮影した際の光学系の情報を示す光学撮影条件を取得する条件取得部と、
前記光学撮影条件に応じて前記対象画像の鮮鋭化処理を行う鮮鋭化処理部とを備え、
前記光学撮影条件が第1の撮影条件及び第2の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理部は、前記鮮鋭化処理として前記光学系の光学伝達関数に基づく復元処理を行い、
前記第1の撮影条件は、
前記光学系は焦点距離が可変であり、
前記光学系は広角端における全画角が90度を超え、且つ
前記光学系は、前記光学系の結像面の中心からの距離が前記光学系を介して撮影光を受光して前記対象画像を出力する撮像素子の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す前記結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の望遠端よりも前記広角端の方が高いという条件を含み、
前記第2の撮影条件は、
前記対象画像を撮影した際の前記光学系の前記焦点距離をFで表し、前記光学系の前記広角端の前記焦点距離をFwで表し、前記光学系の前記望遠端の前記焦点距離をFtで表した場合に、F≧√(Fw×Ft)によって表される画像処理装置。 - 前記鮮鋭化処理部は、前記対象画像の輝度成分を取得し、当該輝度成分に対してのみ前記復元処理を行う請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記光学撮影条件が前記第1の撮影条件を満たし、且つ、前記光学撮影条件がF<√(Fw×Ft)で表される第3の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理部は前記鮮鋭化処理として倍率色収差補正処理を行う請求項2又は3に記載の画像処理装置。
- 前記鮮鋭化処理部は、前記対象画像を構成する色成分の倍率を調整して前記倍率色収差補正処理を行う請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記鮮鋭化処理部は、前記光学伝達関数に基づいて前記倍率色収差補正処理を行う請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記対象画像は、少なくとも第1の色成分及び第2の色成分を含み、
前記鮮鋭化処理部は、前記第1の色成分に関する前記光学伝達関数に基づくフィルタを前記第1の色成分に適用し、前記第2の色成分に関する前記光学伝達関数に基づくフィルタを前記第2の色成分に適用して前記倍率色収差補正処理を行う請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記光学撮影条件が前記第1の撮影条件を満たし、且つ、前記光学撮影条件がF<√(Fw×Ft)で表される第3の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理部は、前記復元処理を、前記対象画像の中心からの距離が前記撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上を示す前記対象画像の領域に対してのみ行う請求項2〜7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記復元処理は、前記光学撮影条件が前記第1の撮影条件及び前記第2の撮影条件を満たし、且つ、前記光学系の前記広角端における全画角が100度を超える条件を満たす場合に行われる請求項2〜8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記復元処理は、前記光学撮影条件が前記第1の撮影条件及び前記第2の撮影条件を満たし、且つ、前記光学系の前記結像面の中心からの距離が前記撮像面の対角線の2分の1の長さの70%以上を示す前記結像面上の領域において、前記評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の前記望遠端よりも前記広角端の方が高いという条件を満たす場合に行われる請求項2〜9のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 光学系が着脱可能に取り付けられる光学系装着部と、
前記光学系装着部に装着された前記光学系を介して撮影光を受光して画像を出力する撮像素子と、
請求項2〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置とを備え、
前記撮像素子から出力される前記画像を前記対象画像とする撮像装置。 - 光学系と、当該光学系を介して撮影光を受光して画像を出力する撮像素子と、当該撮像素子に接続されるカメラ側制御処理部と、当該カメラ側制御処理部に接続されるカメラ側通信部とを有するカメラデバイスと、
前記カメラ側通信部と通信可能な端末側通信部と、当該端末側通信部に接続される端末側制御処理部と、当該端末側制御処理部に接続されるユーザインターフェースとを有する制御端末とを備え、
前記カメラ側制御処理部及び前記端末側制御処理部のうち少なくともいずれか一方は、請求項2〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置を有し、
前記撮像素子から出力される前記画像を前記対象画像とする撮像装置。 - 対象画像を取得するステップと、
前記対象画像を撮影した際の光学系の情報を示す光学撮影条件を取得するステップと、
前記光学撮影条件に応じて前記対象画像の鮮鋭化処理を行うステップとを備え、
前記光学撮影条件が第1の撮影条件及び第2の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理として前記光学系の光学伝達関数に基づく復元処理が行われ、
前記第1の撮影条件は、
前記光学系は焦点距離が可変であり、
前記光学系は広角端における全画角が90度を超え、且つ
前記光学系は、前記光学系の結像面の中心からの距離が前記対象画像を出力する撮像素子の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す前記結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の望遠端よりも前記広角端の方が高いという条件を含み、
前記第2の撮影条件は、
前記対象画像を撮影した際の前記光学系の前記焦点距離をFで表し、前記光学系の前記広角端の前記焦点距離をFwで表し、前記光学系の前記望遠端の前記焦点距離をFtで表した場合に、F≧√(Fw×Ft)によって表される画像処理方法。 - 対象画像を取得する手順と、
前記対象画像を撮影した際の光学系の情報を示す光学撮影条件を取得する手順と、
前記光学撮影条件に応じて前記対象画像の鮮鋭化処理を行う手順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、
前記光学撮影条件が第1の撮影条件及び第2の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理として前記光学系の光学伝達関数に基づく復元処理が行われ、
前記第1の撮影条件は、
前記光学系は焦点距離が可変であり、
前記光学系は広角端における全画角が90度を超え、且つ
前記光学系は、前記光学系の結像面の中心からの距離が前記対象画像を出力する撮像素子の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す前記結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の望遠端よりも前記広角端の方が高いという条件を含み、
前記第2の撮影条件は、
前記対象画像を撮影した際の前記光学系の前記焦点距離をFで表し、前記光学系の前記広角端の前記焦点距離をFwで表し、前記光学系の前記望遠端の前記焦点距離をFtで表した場合に、F≧√(Fw×Ft)によって表されるプログラム。 - 対象画像を取得する手順と、
前記対象画像を撮影した際の光学系の情報を示す光学撮影条件を取得する手順と、
前記光学撮影条件に応じて前記対象画像の鮮鋭化処理を行う手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的有形記録媒体であって、
前記光学撮影条件が第1の撮影条件及び第2の撮影条件を満たす場合、前記鮮鋭化処理として前記光学系の光学伝達関数に基づく復元処理が行われ、
前記第1の撮影条件は、
前記光学系は焦点距離が可変であり、
前記光学系は広角端における全画角が90度を超え、且つ
前記光学系は、前記光学系の結像面の中心からの距離が前記対象画像を出力する撮像素子の撮像面の対角線の2分の1の長さの80%以上且つ95%未満を示す前記結像面上の領域において、435.83nmの波長成分、546.07nmの波長成分及び656.27nmの波長成分を含む評価波長を使って取得されるMTFの値が30%以下になる空間周波数が、前記光学系の望遠端よりも前記広角端の方が高いという条件を含み、
前記第2の撮影条件は、
前記対象画像を撮影した際の前記光学系の前記焦点距離をFで表し、前記光学系の前記広角端の前記焦点距離をFwで表し、前記光学系の前記望遠端の前記焦点距離をFtで表した場合に、F≧√(Fw×Ft)によって表されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的有形記録媒体。
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