JP6271969B2 - Imaging apparatus and image correction method - Google Patents

Imaging apparatus and image correction method Download PDF

Info

Publication number
JP6271969B2
JP6271969B2 JP2013244493A JP2013244493A JP6271969B2 JP 6271969 B2 JP6271969 B2 JP 6271969B2 JP 2013244493 A JP2013244493 A JP 2013244493A JP 2013244493 A JP2013244493 A JP 2013244493A JP 6271969 B2 JP6271969 B2 JP 6271969B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
correction
distortion
geometric deformation
coordinate
image
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
JP2013244493A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015104030A (en
Inventor
見 寺澤
見 寺澤
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 JP2013244493A priority Critical patent/JP6271969B2/en
Publication of JP2015104030A publication Critical patent/JP2015104030A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6271969B2 publication Critical patent/JP6271969B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は撮像装置および画像補正方法に関し、幾何変形による画像補正処理に要するリソースの低減と、補正効果を両立させる技術に関する。
The present invention relates to an imaging apparatus and an image correction method , and more particularly to a technique that achieves both a reduction in resources required for image correction processing by geometric deformation and a correction effect.

近年のデジタルビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置では、撮像素子や信号処理の技術向上によって、より高画質な映像を取得できる。また、歪曲収差やカメラの姿勢変化の補正では、光学系の小型化および低コスト化が、カメラ本体の小型化に伴って要求される。動画、静止画を問わず、より自然で安定した映像の取得や、複数枚の画像の合成処理は、重要度の高い技術である。レンズの歪曲収差情報やカメラの姿勢変化情報を取得し、着目画素に対する幾何変形量を画素ごとに与え、信号処理によって歪曲収差の補正や像振れ補正を実現できる。   In recent imaging apparatuses such as a digital video camera and a digital camera, it is possible to acquire a higher quality image by improving the imaging device and the signal processing technology. Further, in the correction of distortion and camera posture change, downsizing and cost reduction of the optical system are required along with downsizing of the camera body. Regardless of whether it is a moving image or a still image, acquisition of more natural and stable video and composite processing of a plurality of images are highly important technologies. Lens distortion information and camera posture change information are acquired, a geometric deformation amount for the pixel of interest is given to each pixel, and distortion aberration correction and image blur correction can be realized by signal processing.

カメラの姿勢変化情報の取得には、角速度センサ(ジャイロセンサ)、加速度センサ(シフトセンサ)等の検出デバイスを使用する方法の他、入力画像と過去の参照画像との比較によって動きを検出する、いわゆる動きベクトル検出法がある。カメラの回転、並進の姿勢変化は、その画角変化が像振れとして画像に影響を及ぼす。このため、光学系内に配置した補正用の光学部材(補正レンズ)を駆動制御することで像振れを抑制できる。また、信号処理によって、射影変換等の自由度の高い幾何変形処理を画像データに施すことで像振れを抑制できる。   In addition to a method using a detection device such as an angular velocity sensor (gyro sensor) or an acceleration sensor (shift sensor), the movement of the camera is detected by comparing the input image with a past reference image. There is a so-called motion vector detection method. When the camera rotates or translates, the change in the angle of view affects the image as image shake. For this reason, image blur can be suppressed by driving and controlling a correction optical member (correction lens) disposed in the optical system. In addition, image blur can be suppressed by performing geometric deformation processing with a high degree of freedom such as projective transformation on image data by signal processing.

補正レンズの駆動制御による光学的な像振れ補正の場合、小さい駆動量で大きな補正角が得られるように設計される。反面で、補正レンズが光軸中心から外れることによる偏心歪曲収差による像歪みの影響が避けられなくなる。非偏心歪曲収差、カメラ姿勢変化、偏心歪曲収差による像歪みに対し、幾何変形補正を適正に行うためには要因ごとに補正を当てはめ、現象を生じさせる要因の逆順に従って補正する必要がある。その場合、幾何変形要因が増えて特性が複雑化すると、回路リソースやパラメータ数が要因ごとに増加する。これに伴い、パラメータ設定時間、実行時間が増加するため、補正処理の負荷および消費電力が増大してしまう。この問題に対し、像歪みの補正を適応的に実施する技術として、特許文献1に開示の装置は、手振れによるカメラの移動量を検出し、像振れ補正の適用可否を自動的に判別する。また、特許文献2に開示の装置では、カメラの振れ情報に基づいて、揺れ補正のための幾何変形パラメータの推定方法を変更することで、揺れ補正の座標変換方式を変更している。   In the case of optical image blur correction by drive control of the correction lens, the correction lens is designed to obtain a large correction angle with a small driving amount. On the other hand, the influence of the image distortion due to the eccentric distortion due to the correction lens deviating from the center of the optical axis is unavoidable. In order to appropriately correct geometric deformation for non-eccentric distortion, camera posture change, and image distortion due to decentration distortion, it is necessary to apply correction for each factor and to correct in the reverse order of the factors causing the phenomenon. In this case, when the geometric deformation factor increases and the characteristics become complicated, the circuit resource and the number of parameters increase for each factor. Along with this, parameter setting time and execution time increase, so that the load and power consumption of correction processing increase. With respect to this problem, as a technique for adaptively performing image distortion correction, the apparatus disclosed in Patent Document 1 detects the amount of camera movement due to camera shake and automatically determines whether image blur correction is applicable. In the apparatus disclosed in Patent Document 2, the coordinate transformation method for shake correction is changed by changing the estimation method of the geometric deformation parameter for shake correction based on camera shake information.

特開2006−254365号公報JP 2006-254365 A 特開2007−166269号公報JP 2007-166269 A

特許文献1では、像振れ補正の適用可否を二値制御しているので、制御の不連続性が問題となる。また、特許文献2の場合、カメラの振れ情報に基づいて幾何変形パラメータの推定方法を変更するだけでは対処できない課題がある。これらの従来技術では、非偏心歪曲収差や偏心歪曲収差による複雑な像歪みについて、複合的な幾何変形に対する制御が考慮されていない。
本発明の目的は、撮像装置の姿勢変化や撮影光学系により発生する像歪みに対する幾何変形補正の効果を実質的に確保しつつ、補正処理の負荷を軽減し、回路リソースの削減により消費電力を抑制することである。
In Patent Document 1, since whether or not to apply image blur correction is binary controlled, control discontinuity becomes a problem. In the case of Patent Document 2, there is a problem that cannot be dealt with only by changing the estimation method of the geometric deformation parameter based on camera shake information. In these conventional techniques, control for complex geometric deformation is not considered for complex image distortion due to non-eccentric distortion or decentration distortion.
An object of the present invention is to reduce the load of correction processing while substantially securing the effect of geometric deformation correction on the posture change of the image pickup apparatus and image distortion caused by the photographing optical system, and reduce power consumption by reducing circuit resources. It is to suppress.

上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、複数の幾何変形による座標変換を合成して画素ごとに座標変換を施すことで画像補正を行う撮像装置であって、前記撮影光学系の光学パラメータによって変化する歪曲収差量のデータから幾何変形情報を生成する生成手段と、前記撮像装置の姿勢変化を検出する検出手段と、前記検出手段による検出情報を取得して幾何変形情報を算出する算出手段と、前記生成手段および算出手段から前記幾何変形情報を取得してそれぞれの座標変換の合成比率を決定する座標変換制御手段と、前記座標変換制御手段の指示する合成比率に従って幾何変形パラメータを出力する幾何変形量制御手段と、前記幾何変形パラメータを取得して幾何変換前の座標から幾何変換後の座標を出力する座標演算手段と、前記撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、前記座標演算手段から指示された座標変換による幾何変形処理を行う幾何変形処理手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems, the apparatus according to the present invention corrects an image by synthesizing coordinate transformations based on a plurality of geometric deformations on an image acquired by an imaging optical system and an imaging device, and performing coordinate transformation for each pixel. An imaging device that performs geometric deformation information from distortion amount data that changes according to optical parameters of the imaging optical system, a detection unit that detects a change in posture of the imaging device, and the detection unit Calculation means for obtaining detection information by calculating geometric deformation information, coordinate conversion control means for acquiring the geometric deformation information from the generation means and calculation means, and determining a composition ratio of the respective coordinate conversions, and the coordinates Geometric deformation amount control means for outputting a geometric deformation parameter in accordance with the composition ratio indicated by the conversion control means; Coordinate calculation means for outputting coordinates after geometric transformation from a standard, and geometric deformation processing means for performing geometric deformation processing by coordinate transformation instructed by the coordinate calculation means on an image acquired by the photographing optical system and the image sensor. .

本発明によれば、撮像装置の姿勢変化や撮影光学系により発生する像歪みに対する幾何変形補正の効果を実質的に確保しつつ、補正処理の負荷を軽減し、回路リソースの削減により消費電力を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the load of correction processing and to reduce power consumption by reducing circuit resources while substantially ensuring the effect of geometric deformation correction on the posture change of the imaging apparatus and image distortion caused by the photographing optical system. Can be suppressed.

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the imaging device which concerns on embodiment of this invention. 第1実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the imaging device of 1st Embodiment. 第2実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the imaging device of 2nd Embodiment. 収差補正特性を説明する図である。It is a figure explaining an aberration correction characteristic. 非偏心歪曲収差、偏心歪曲収差による歪みを表す図である。It is a figure showing distortion by a non-eccentric distortion aberration and an eccentric distortion aberration. カメラ姿勢変化による歪みを表す図である。It is a figure showing distortion by camera posture change.

本発明に各実施形態について、添付図面を参照して説明する。以下では、撮影光学系(結像光学系)および撮像素子により取得した画像に対し、複数の幾何変形による座標変換を順次実行し、1つの座標変換に合成して画素ごとに座標変換を施す撮像装置を説明する。複数の幾何変形処理による画像補正は、歪曲収差(偏心歪曲収差、非偏心歪曲収差)の補正、およびカメラ姿勢の補正を含む。偏心歪曲収差とは、光学系の光軸に対して非対称に生じる歪曲収差である。また、非偏心歪曲収差とは、光学系の光軸に対して点対称に生じる歪曲収差である。倍率色収差などの、歪曲以外の収差は除外される。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following, an image obtained by performing coordinate transformation by a plurality of geometrical deformations sequentially on an image acquired by a photographing optical system (imaging optical system) and an image sensor, and combining them into one coordinate transformation to perform coordinate transformation for each pixel The apparatus will be described. Image correction by a plurality of geometric deformation processes includes correction of distortion aberration (eccentric distortion aberration, non-eccentric distortion aberration) and camera attitude correction. Eccentric distortion is distortion that occurs asymmetrically with respect to the optical axis of the optical system. Non-eccentric distortion is distortion that occurs point-symmetrically with respect to the optical axis of the optical system. Aberrations other than distortion, such as chromatic aberration of magnification, are excluded.

図1は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
撮影光学系101は被写体像を形成するレンズ群を備える。補正レンズ102は撮影光学系101内にて、光軸とは異なる方向に移動可能な補正部材である。例えば光軸と直交する方向に移動可能な光学部材(シフトレンズ)が像振れ補正に使用される。補正部材にはチルトレンズ等を使用してもよい。
撮像素子103は、撮影光学系101により形成される被写体像を光電変換する、CCD(電荷結合素子)センサやCMOS(相補型金属酸化膜半導体)センサ等である。現像処理部104は、撮像素子103から出力される電気信号から映像信号を生成する。現像処理部104は不図示のA(アナログ)/D(デジタル)変換部、オートゲイン制御部(AGC)、オートホワイトバランス(AWB)部を含み、デジタル信号を出力する。撮影光学系101、撮像素子103、および現像処理部104により、画像取得を行う撮像系が構成される。メモリ105は、現像処理部104により生成された映像信号の1フレーム又は複数フレームの画像データを一時的に記憶保持する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The photographing optical system 101 includes a lens group that forms a subject image. The correction lens 102 is a correction member that can move in a direction different from the optical axis in the photographing optical system 101. For example, an optical member (shift lens) that can move in a direction orthogonal to the optical axis is used for image blur correction. A tilt lens or the like may be used as the correction member.
The image sensor 103 is a CCD (charge coupled device) sensor, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) sensor, or the like that photoelectrically converts a subject image formed by the photographing optical system 101. The development processing unit 104 generates a video signal from the electrical signal output from the image sensor 103. The development processing unit 104 includes an A (analog) / D (digital) conversion unit, an auto gain control unit (AGC), and an auto white balance (AWB) unit (not shown), and outputs a digital signal. The imaging optical system 101, the imaging element 103, and the development processing unit 104 constitute an imaging system that performs image acquisition. The memory 105 temporarily stores and holds image data of one frame or a plurality of frames of the video signal generated by the development processing unit 104.

収差情報記憶部106は、撮影光学系101の焦点距離、物体距離等の光学パラメータによって変化する収差量を、像高方向にて複数のデータとして保持している。収差補正パラメータ生成部(以下、変数生成部という)107は、収差情報記憶部106から出力される現在の光学パラメータを取得し、該パラメータに基づいて撮影光学系101の収差補正量を幾何変形パラメータ(幾何変形情報)として出力する。   The aberration information storage unit 106 holds, as a plurality of data in the image height direction, aberration amounts that change depending on optical parameters such as the focal length and object distance of the photographing optical system 101. An aberration correction parameter generation unit (hereinafter referred to as a variable generation unit) 107 acquires a current optical parameter output from the aberration information storage unit 106, and based on the parameter, calculates an aberration correction amount of the photographing optical system 101 as a geometric deformation parameter. Output as (geometric deformation information).

姿勢変化検出部108は、手振れやカメラワーク等の撮像装置の動きや姿勢変化の検出情報を取得するためのジャイロセンサ等の検出装置で構成される。幾何変形パラメータ推定部(以下、変数推定部という)109は、姿勢変化検出部108から姿勢変化検出情報を取得し、カメラ姿勢の補正パラメータを推定する。変数推定部109は推定した演算結果を幾何変形パラメータ(幾何変形情報)として出力するとともに、補正レンズ102の駆動量を算出して駆動制御部116に出力する。駆動制御部116は駆動量に従って補正レンズ102を駆動制御する。   The posture change detection unit 108 is configured by a detection device such as a gyro sensor for acquiring detection information of movement and posture change of the imaging device such as camera shake and camera work. A geometric deformation parameter estimation unit (hereinafter referred to as a variable estimation unit) 109 acquires posture change detection information from the posture change detection unit 108 and estimates a camera posture correction parameter. The variable estimation unit 109 outputs the estimated calculation result as a geometric deformation parameter (geometric deformation information), calculates the driving amount of the correction lens 102, and outputs it to the drive control unit 116. The drive control unit 116 drives and controls the correction lens 102 according to the drive amount.

座標変換制御部110は、変数生成部107および変数推定部109からそれぞれ出力されるパラメータと、撮影光学系101の焦点距離情報を取得し、各パラメータの合成比率を決定する。幾何変形量制御部111は、変数生成部107および変数推定部109からそれぞれ出力されるパラメータを取得し、座標変換制御部110からの指示される各パラメータの合成比率に基づいて各幾何変形に対応する幾何変形パラメータを算出する。座標演算部112は、幾何変形量制御部111から指示される幾何変形パラメータに基づいて、各幾何変形処理の座標計算を順次に行い、幾何変換前の座標から幾何変換後の座標を出力する。幾何変形処理部113は、メモリ105に保持されたフレーム画像データを読み出し、該データに対して座標演算部112から指示された座標変換による幾何変形処理を行い、処理済みの画像データをメモリ105に書き出す。画像記録部114は、収差補正が施された画像データをメモリ105から読み出して記録媒体に記録する。画像表示部115は収差補正が施された映像をディスプレイの画面上に表示する。   The coordinate conversion control unit 110 acquires parameters output from the variable generation unit 107 and the variable estimation unit 109 and focal length information of the photographing optical system 101, and determines a combination ratio of each parameter. The geometric deformation amount control unit 111 acquires parameters respectively output from the variable generation unit 107 and the variable estimation unit 109, and handles each geometric deformation based on the synthesis ratio of each parameter instructed from the coordinate transformation control unit 110. The geometric deformation parameter to be calculated is calculated. The coordinate calculation unit 112 sequentially performs coordinate calculation of each geometric deformation process based on the geometric deformation parameter instructed from the geometric deformation amount control unit 111, and outputs coordinates after geometric conversion from coordinates before geometric conversion. The geometric deformation processing unit 113 reads the frame image data held in the memory 105, performs geometric deformation processing by coordinate transformation instructed from the coordinate calculation unit 112 on the data, and stores the processed image data in the memory 105. Write out. The image recording unit 114 reads out the image data subjected to aberration correction from the memory 105 and records it on a recording medium. The image display unit 115 displays the image subjected to aberration correction on the screen of the display.

次に、本実施形態における幾何変形処理制御について、図2に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
処理開始後、S201、S203、S207の並行処理が実行される。S201にて、変数生成部107は現在の光学パラメータに基づいて、収差情報記憶部106に保持されたデータを取得する。図4(A)は、像高方向における収差量の変化を例示する。横軸は像高hを示し、縦軸は非偏心歪曲収差量D(h)を示す。メモリ容量を節約するために、光学パラメータに対する非偏心歪曲収差量のデータは離散的に保持されている。保持されていないプロット位置での光学パラメータについては、近傍位置での収差量から補間演算によって非偏心歪曲収差量が算出される。
Next, geometric deformation processing control in the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
After the processing starts, the parallel processing of S201, S203, and S207 is executed. In S201, the variable generation unit 107 acquires data held in the aberration information storage unit 106 based on the current optical parameter. FIG. 4A illustrates the change in the amount of aberration in the image height direction. The horizontal axis represents the image height h, and the vertical axis represents the non-decentration distortion amount D (h). In order to save the memory capacity, the data of the amount of non-eccentric distortion with respect to the optical parameter is stored discretely. For the optical parameters at the plot positions that are not held, the amount of non-eccentric distortion is calculated by interpolation from the amount of aberration at nearby positions.

S201の次にS202に進み、変数生成部107は、S201で得た撮影光学系101の収差量に基づいて幾何変形パラメータを推定する。例えば、推定により非偏心歪曲補正パラメータが算出される。撮影光学系101の非偏心歪曲収差量Δdは、像高に応じた参照画素位置の変化を示しており、歪曲率をD、撮像素子103のセルピッチをCp、理想像高をR、実像高をR’とすると、

Figure 0006271969
と表すことができる。 In step S202 following step S201, the variable generation unit 107 estimates a geometric deformation parameter based on the aberration amount of the photographing optical system 101 obtained in step S201. For example, the non-eccentric distortion correction parameter is calculated by estimation. The amount of non-decentration distortion aberration Δd of the photographing optical system 101 indicates a change in the reference pixel position according to the image height. The distortion rate is D, the cell pitch of the image sensor 103 is Cp, the ideal image height is R, and the real image height is If R ′,
Figure 0006271969
It can be expressed as.

図5は非偏心歪曲収差および偏心歪曲収差の説明図である。歪曲収差のない撮影光学系101であれば、結像によって得られる格子画像501は、図5(A)のように縦横線が直交した状態となる。撮影光学系101が非偏心歪曲収差をもつ場合には、例えば図5(B)の画像502に誇張して示すように被写体像が歪んで結像することになる。図5(B)には縦横線が樽型に変形した形状例を示す。
S203で姿勢変化検出部108は、撮像装置の姿勢変化を検出して動き情報を取得する。動き情報の一例としてジャイロセンサを使用した場合、撮像装置のヨー(Yaw)方向、ピッチ(Pitch)方向、ロール(Roll)方向の動き情報がそれぞれ得られる。尚、ジャイロセンサに限られるものではなく、撮像装置の動き情報を得るための別の手段(動きベクトル検出手段等)を用いてもよい。
FIG. 5 is an explanatory diagram of non-eccentric distortion and decentration distortion. If the photographic optical system 101 has no distortion, the lattice image 501 obtained by imaging is in a state where vertical and horizontal lines are orthogonal to each other as shown in FIG. When the photographing optical system 101 has non-eccentric distortion, for example, the subject image is distorted and formed as shown exaggeratedly in the image 502 of FIG. FIG. 5B shows a shape example in which the vertical and horizontal lines are deformed into a barrel shape.
In step S <b> 203, the posture change detection unit 108 detects a posture change of the imaging device and acquires motion information. When a gyro sensor is used as an example of motion information, motion information in the yaw direction, pitch direction, and roll direction of the imaging apparatus can be obtained. Note that the present invention is not limited to the gyro sensor, and another means (such as a motion vector detection means) for obtaining the motion information of the imaging apparatus may be used.

図6は姿勢変化の説明図である。撮像装置が姿勢変化のない状態であれば、結像して得られる格子画像601は図6(A)のように縦横線が直交した状態となる。撮像装置の姿勢変化を生じると、例えば図6(B)の画像602に誇張して示すように被写体像が歪んで結像することになる。図6(B)には縦横線が斜交した形状例を示す。   FIG. 6 is an explanatory diagram of posture change. If the imaging apparatus is in a state where there is no change in posture, the grid image 601 obtained by forming an image is in a state where vertical and horizontal lines are orthogonal as shown in FIG. When the posture of the imaging apparatus is changed, for example, the subject image is distorted and formed as shown exaggeratedly in the image 602 in FIG. 6B. FIG. 6B shows an example of a shape in which vertical and horizontal lines cross each other.

図2のS203の後、S204とS205の並行処理が実行される。
S204で変数推定部109は、S203で得た撮像装置の姿勢変化量に基づいて、複数のフレーム画像間の幾何変形パラメータを推定する。本実施形態では、幾何変形を表す一例として、ホモグラフィ行列と呼ばれる3行3列の行列を用いる場合について説明する。
After S203 of FIG. 2, the parallel processing of S204 and S205 is executed.
In S204, the variable estimation unit 109 estimates a geometric deformation parameter between a plurality of frame images based on the posture change amount of the imaging apparatus obtained in S203. In the present embodiment, a case where a 3 × 3 matrix called a homography matrix is used as an example representing geometric deformation will be described.

まず、画像上のある点aを、

Figure 0006271969
とする。点aが次フレームにおいて点a′、
Figure 0006271969
に移動したとする。(式2)および(式3)にて、添え字Tは転置行列であること示す。(式2)の点aと(式3)の点a′との対応関係は、ホモグラフィ行列Hを用いることにより、
Figure 0006271969
と表すことができる。 First, a certain point a on the image is
Figure 0006271969
And Point a is the point a ′ in the next frame,
Figure 0006271969
Suppose you move to. In (Expression 2) and (Expression 3), it is shown that the subscript T is a transposed matrix. The correspondence between the point a in (Expression 2) and the point a ′ in (Expression 3) is obtained by using the homography matrix H:
Figure 0006271969
It can be expressed as.

ホモグラフィ行列Hは、画像間の並進、回転、変倍、せん断、あおりによる変形量を示す行列であり、下式で表すことができる。

Figure 0006271969
(式5)のホモグラフィ行列Hは、下記の成分を含む。
・パラメータh13、h23:並進の動き成分。
・パラメータh11、h12、h21、h22:回転、変倍、せん断の動き成分。
・パラメータh31、h32:あおりの動き成分。
あおりの動き成分までを防振制御の対象とする場合には、8個のパラメータ全てを推定しなければならないため、8自由度の最小二乗法を使用する必要がある。また、回転の動き成分までを防振制御の対象とする場合には、あおりの動き成分を表すパラメータh31、h32を推定する必要がない。このため、それ以外の6個のパラメータの推定、つまり6自由度での最小二乗法による推定を行えばよい。また、並進の動き成分のみを防振の対象とする場合には、パラメータh13、h23についてのみ推定を行えばよい。 The homography matrix H is a matrix indicating the amount of deformation caused by translation, rotation, scaling, shearing, and tilting between images, and can be expressed by the following equation.
Figure 0006271969
The homography matrix H of (Formula 5) includes the following components.
Parameters h 13 and h 23 : translational motion components.
Parameters h 11 , h 12 , h 21 , h 22 : Motion components of rotation, zooming and shearing.
Parameters h 31 and h 32 : Movement components of tilt.
In the case where the motion component of the tilt is targeted for the image stabilization control, since all eight parameters must be estimated, it is necessary to use the least square method with 8 degrees of freedom. Further, in the case where even the rotational motion component is the target of the image stabilization control, it is not necessary to estimate the parameters h 31 and h 32 representing the tilt motion component. For this reason, estimation of the other six parameters, that is, estimation by the least square method with six degrees of freedom may be performed. In addition, when only translational motion components are targeted for image stabilization, only the parameters h 13 and h 23 need be estimated.

姿勢変化検出部108にジャイロセンサを使用する場合、ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向でそれぞれγ、β、αの回転ブレが検出される。この場合、ホモグラフィ行列Hgとして得られる幾何変形パラメータは、下式により表すことができる。

Figure 0006271969
When a gyro sensor is used for the posture change detection unit 108, rotational shakes of γ, β, and α are detected in the yaw direction, pitch direction, and roll direction, respectively. In this case, the geometric deformation parameter obtained as the homography matrix H g can be expressed by the following equation.
Figure 0006271969

S205で変数推定部109は、補正レンズ102の駆動量を算出して駆動制御部116に出力する。補正レンズ102の駆動量については、姿勢変化検出部108から得られるヨー方向とピッチ方向の各回転角を戻すように駆動制御部116に指示される。補正レンズ102の水平方向、垂直方向の駆動量をそれぞれδ、θとする。ヨー方向、ピッチ方向の各回転角と、補正レンズ102の駆動量δ、θとの関係は、デバイス(補正光学系)の機構部の構造で定まるものであり、一次関数等の低次な関数により表現できる。   In step S <b> 205, the variable estimation unit 109 calculates the driving amount of the correction lens 102 and outputs it to the driving control unit 116. The drive amount of the correction lens 102 is instructed to the drive control unit 116 to return the rotation angles in the yaw direction and the pitch direction obtained from the posture change detection unit 108. Let the driving amounts of the correction lens 102 in the horizontal direction and the vertical direction be δ and θ, respectively. The relationship between each rotation angle in the yaw direction and the pitch direction and the driving amounts δ and θ of the correction lens 102 is determined by the structure of the mechanism part of the device (correction optical system), and is a low-order function such as a linear function. Can be expressed by

S205の次にS206へ進み、変数推定部109は偏心歪曲補正パラメータを算出する。補正レンズ102の水平方向、垂直方向の各駆動量δ、θより、偏心歪曲収差の幾何変形量は、

Figure 0006271969
と表すことができる。
このとき、補正レンズ102で生じる偏心歪曲収差は補正レンズ102の駆動量に応じて発生しており、駆動量が大きくなるにつれて偏心歪曲収差量が増大する。偏心歪曲収差のない状態での、図5(A)に示す格子画像501は、偏心歪曲収差により変形する。例えば、図5(C)の画像503に誇張して示すように被写体像が歪んで結像することになる。 In step S206 after step S205, the variable estimation unit 109 calculates an eccentric distortion correction parameter. From the driving amounts δ and θ of the correction lens 102 in the horizontal and vertical directions, the geometric deformation amount of the eccentric distortion is
Figure 0006271969
It can be expressed as.
At this time, the eccentric distortion generated in the correction lens 102 is generated according to the drive amount of the correction lens 102, and the eccentric distortion amount increases as the drive amount increases. The lattice image 501 shown in FIG. 5A in the state without the eccentric distortion is deformed by the eccentric distortion. For example, the subject image is distorted and formed as shown exaggeratedly in the image 503 in FIG.

S207で変数推定部109は、撮影光学系101の焦点距離情報を取得する。この情報は、撮影光学系101の制御情報として、撮像装置内のCPU(中央演算処理装置)等の制御部が保持して使用する情報である。ズーム位置の検出法については既知として説明を省略する。次のS208で座標変換制御部110は、変数生成部107および変数推定部109からそれぞれ出力される幾何変形パラメータ、および撮影光学系101の焦点距離情報に基づいて各幾何変形パラメータの合成比率を決定する。例えば焦点距離が短い場合、撮影光学系101は樽型の非偏心歪曲収差を生じやすい(図5(B)参照)が、焦点距離が長くなるにつれて、非偏心歪曲収差はなくなるか、または若干糸巻型となるように設計される。座標変換制御部110は、焦点距離が長くなるにつれて、非偏心歪曲収差補正パラメータを設計値以上に弱めるように制御ゲイン値を出力する。その様子を図4(A)に例示する。設計上ではグラフ線Aで示す補正特性に対して、制御ゲインを乗じる演算が行われる。その結果、グラフ線Bで示す補正特性に変更されるので、補正効果を弱めることができる。尚、補正特性を変化させる方法については、補正特性を複数のデータとしてメモリに保持して適宜に選択してもよい。   In step S <b> 207, the variable estimation unit 109 acquires focal length information of the photographing optical system 101. This information is information that is held and used by a control unit such as a CPU (central processing unit) in the imaging apparatus as control information for the imaging optical system 101. The method for detecting the zoom position is known and will not be described. In the next step S208, the coordinate transformation control unit 110 determines the composition ratio of each geometric deformation parameter based on the geometric deformation parameters output from the variable generation unit 107 and the variable estimation unit 109, respectively, and the focal length information of the photographing optical system 101. To do. For example, when the focal length is short, the photographic optical system 101 is likely to generate barrel-shaped non-decentration distortion (see FIG. 5B), but as the focal length increases, the non-eccentric distortion disappears or is slightly pinched. Designed to be a mold. The coordinate conversion control unit 110 outputs a control gain value so that the non-eccentric distortion correction parameter becomes weaker than the design value as the focal length becomes longer. This is illustrated in FIG. In terms of design, the correction characteristic indicated by the graph line A is multiplied by the control gain. As a result, the correction characteristic is changed to that indicated by the graph line B, so that the correction effect can be weakened. The method for changing the correction characteristic may be selected as appropriate by holding the correction characteristic in the memory as a plurality of data.

図4(B)を参照して、焦点距離が短くなるにつれて、非偏心歪曲収差補正の重みを大きくする場合の制御特性例を説明する。図4(B)の横軸は焦点距離を示し、縦軸は補正ゲイン、つまり、非偏心歪曲収差補正に係るゲイン係数を示す。図4(A)のグラフ線Aに示す特性(横軸X=0で縦軸Y=1.0)に対して、図4(B)の補正ゲインが乗算される。
図4(C)は、焦点距離が長くなるにつれて、偏心歪曲収差補正の重みを大きくする場合の制御特性例を示す。図4(C)の横軸は焦点距離を示し、縦軸は補正ゲイン、つまり、偏心歪曲収差補正に係るゲイン係数を示す。(式7)の各駆動量δ、θに対して、図4(C)の補正ゲインが乗算される。
図4(B)、図4(C)に示す制御特性は、2つの座標変換処理を正規に実施した状態にて補正ゲインが1.0となるように定義される。これらの特性に従う制御は同時に実行され、かつ補正ゲイン(ゲイン係数値)の合計値が1.0以下に制御される。これにより、焦点距離が短い時には非偏心歪曲収差補正の合成比率が高く、焦点距離が長い時には、偏心歪曲収差補正の合成比率が高くなるように、座標変換を制御することができる。合成比率とは複数の補正を組み合わせる際に設定される割合を表す。焦点距離が短い場合、非偏心歪曲収差補正が相対的に大きな比率を占め、焦点距離が長い場合、偏心歪曲収差補正が相対的に大きな比率を占める。さらには、補正ゲインの合計値がゼロとなる期間を設けることで、いずれの座標変換も行わない遷移期間を持たせ、切り替わり時の違和感を緩和することができる。
With reference to FIG. 4B, an example of control characteristics when the weight of non-eccentric distortion correction is increased as the focal length becomes shorter will be described. In FIG. 4B, the horizontal axis indicates the focal length, and the vertical axis indicates the correction gain, that is, the gain coefficient related to non-eccentric distortion correction. The characteristic shown in the graph line A of FIG. 4A (horizontal axis X = 0 and vertical axis Y = 1.0) is multiplied by the correction gain of FIG. 4B.
FIG. 4C shows an example of control characteristics when the decentration distortion correction weight is increased as the focal length is increased. In FIG. 4C, the horizontal axis indicates the focal length, and the vertical axis indicates the correction gain, that is, the gain coefficient related to the eccentric distortion correction. Each drive amount δ, θ in (Expression 7) is multiplied by the correction gain in FIG.
The control characteristics shown in FIGS. 4B and 4C are defined so that the correction gain becomes 1.0 in a state where two coordinate conversion processes are normally performed. Controls according to these characteristics are executed simultaneously, and the total value of correction gains (gain coefficient values) is controlled to 1.0 or less. Thus, the coordinate conversion can be controlled so that the non-eccentric distortion correction composition ratio is high when the focal distance is short, and the decentration distortion correction composition ratio is high when the focal distance is long. The composition ratio represents a ratio set when combining a plurality of corrections. When the focal length is short, non-eccentric distortion correction occupies a relatively large ratio, and when the focal distance is long, decentration distortion correction occupies a relatively large ratio. Furthermore, by providing a period in which the total value of the correction gains is zero, it is possible to have a transition period in which no coordinate conversion is performed, and to relieve the uncomfortable feeling at the time of switching.

また、座標変換制御部110は、焦点距離が長くなるにつれて、補正レンズ102の駆動量δ、θに基づく幾何変形補正パラメータを、レンズ駆動量に対して弱めるように制御ゲイン値を出力する。これは、(式7)の各駆動量δ、θの値が小さくなるようにゲインを乗じることで実現できる。補正レンズ102の幾何変形補正パラメータを変化させる方法については、補正パラメータ制御関数を複数持つことで適宜に選択してもよい。   Further, the coordinate conversion control unit 110 outputs a control gain value so that the geometric deformation correction parameter based on the driving amounts δ and θ of the correction lens 102 is weakened with respect to the lens driving amount as the focal length becomes longer. This can be realized by multiplying the gains so that the values of the driving amounts δ and θ in (Equation 7) become smaller. A method of changing the geometric deformation correction parameter of the correction lens 102 may be appropriately selected by having a plurality of correction parameter control functions.

図2に示す4系統の並行処理を終えると、S209に進む。S209で幾何変形量制御部111は、座標変換制御部110からの指示による各幾何変形の合成比率に基づいて、各幾何変形のパラメータを算出する。例えば、撮像装置の姿勢変化の補正と撮影光学系の偏心歪曲収差の補正についての合成比率が決定されて、それぞれの幾何変形パラメータが算出される。
座標変換による補正処理では、座標演算部112がカメラの姿勢変化の補正、非偏心歪曲収差の補正、偏心歪曲収差の補正の順に演算を実行することで、像歪みを正しく補正できる。カメラの姿勢変化の補正と偏心歪曲収差の補正は、いずれも射影変換により実現できる。つまり、(式6)、(式7)に示した2つのホモグラフィ行列が乗算されて、以下のホモグラフィ行列Hmが算出される。

Figure 0006271969
合成されたホモグラフィ行列Hmを逆行列(Hm)-1に変換することにより、像歪みが補正される。 When the parallel processing of the four systems shown in FIG. 2 is finished, the process proceeds to S209. In step S <b> 209, the geometric deformation amount control unit 111 calculates the parameters of each geometric deformation based on the composition ratio of the respective geometric deformations according to the instruction from the coordinate conversion control unit 110. For example, a combination ratio for correcting the posture change of the imaging apparatus and correcting the eccentric distortion of the photographing optical system is determined, and the respective geometric deformation parameters are calculated.
In the correction processing by coordinate transformation, the coordinate calculation unit 112 can correct image distortion correctly by executing calculation in the order of correction of camera posture change, correction of non-eccentric distortion, and correction of decentration distortion. Both the correction of the camera posture change and the correction of the eccentric distortion can be realized by projective transformation. That is, the following homography matrix H m is calculated by multiplying the two homography matrices shown in (Expression 6) and (Expression 7).
Figure 0006271969
Image distortion is corrected by converting the synthesized homography matrix H m into an inverse matrix (H m ) −1 .

座標変換制御部110は、撮影光学系101の焦点距離が短い場合、偏心歪曲収差の補正がかからないように制御し、また、焦点距離が長い場合には非偏心歪曲収差の補正がかからないように制御する。射影変換は1回で済むが、幾何変形補正は正しく行われることになる。S210で幾何変形処理部113は、S209で得られた座標演算部112の指示に従い、座標変換による幾何変形処理を行う。   The coordinate conversion control unit 110 performs control so that decentration distortion is not corrected when the focal length of the imaging optical system 101 is short, and control is performed so that non-decentration distortion is not corrected when the focal length is long. To do. The projective transformation only needs to be performed once, but the geometric deformation correction is performed correctly. In S210, the geometric deformation processing unit 113 performs a geometric deformation process by coordinate transformation in accordance with the instruction of the coordinate calculation unit 112 obtained in S209.

以上説明したように本実施形態では、撮影光学系101の非偏心歪曲収差、撮像装置の姿勢変化、補正レンズ102による偏心歪曲収差を補正する際、焦点距離に応じて非偏心歪曲収差の補正量と偏心歪曲収差の補正量に係る重み付けを制御する。すなわち、前記した補正ゲインの乗算処理によって制御特性が決定される。また、撮像装置の姿勢変化の補正に係る座標変換と撮影光学系の偏心歪曲収差の補正に係る座標変換との合成比率が決定される。これにより、補正効果を実質的に維持しながら、補正パラメータの設定や補正処理自体の処理負荷を軽減でき、回路リソースの削減による消費電力の抑制を実現できる。
尚、非偏心歪曲収差の補正量と偏心歪曲収差の補正量についての重み付けについては、歪曲収差なしの焦点距離で互いにゼロとなるように制御することで、幾何変形補正の連続性を維持できる。また、非偏心歪曲収差の補正および偏心歪曲収差の補正のいずれも実施しない焦点距離領域を設けることで、幾何変形補正の連続性を維持できる。
As described above, in the present embodiment, when correcting the decentration distortion aberration of the photographing optical system 101, the posture change of the imaging apparatus, and the eccentric distortion aberration by the correction lens 102, the correction amount of the non-eccentric distortion aberration according to the focal length. And the weighting related to the correction amount of the eccentric distortion are controlled. That is, the control characteristics are determined by the correction gain multiplication processing described above. In addition, a composite ratio between the coordinate conversion related to the correction of the posture change of the imaging apparatus and the coordinate conversion related to the correction of the eccentric distortion of the photographing optical system is determined. Thereby, while substantially maintaining the correction effect, the processing load of the correction parameter setting and the correction processing itself can be reduced, and the power consumption can be suppressed by reducing the circuit resources.
Note that the continuity of the geometric deformation correction can be maintained by controlling the non-eccentric distortion correction amount and the decentration distortion correction amount so as to be zero with respect to the focal length without distortion. In addition, by providing a focal length region in which neither the decentration distortion correction nor the eccentric distortion correction is performed, the continuity of the geometric deformation correction can be maintained.

[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態と第1実施形態との制御上の差異は、補正レンズ102によって生じる、偏心歪曲収差量に応じた非偏心歪曲収差補正と偏心歪曲収差補正に関する重み付けにある。よって、本実施形態にて第1実施形態の場合と同様の構成については既に使用した符号を用いることによって、それらの詳細な説明を省略し、相違点を説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The difference in control between the second embodiment and the first embodiment lies in the weighting related to the decentration distortion correction and the decentration distortion correction according to the amount of decentering distortion generated by the correction lens 102. Therefore, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted, and differences will be described.

図3のフローチャートを参照して、本実施形態における制御を詳細に説明する。本実施形態では、図2のS207が無い代わりに、S205の後でS206とS208の処理が並行して実行される。従って、S208の処理のみを説明する。
S208で座標変換制御部110は、変数生成部107および変数推定部109からそれぞれ出力される幾何変形パラメータを取得する。そして座標変換制御部110は、S205で算出された補正レンズ102の水平方向、垂直方向の各駆動量δ、θに基づいて各幾何変形パラメータの合成比率を決定する。
補正レンズ102の駆動量δ、θが小さい場合、補正レンズ102は偏心歪曲収差を生にくいが、駆動量δ、θが大きくなるにつれて偏心歪曲収差が大きくなる。座標変換制御部110は、駆動量δ、θが大きくなるにつれて、非偏心歪曲収差の補正パラメータを設計値以上に弱め、偏心歪曲収差を設計通りに補正できるよう、制御ゲイン値を出力する。その際、駆動量の大きさについては、δ、θのうちのいずれか大きい方で制御してもよいし、2つの角度の二乗平均値等のように、合成された大きさを用いて制御してもよい。
With reference to the flowchart of FIG. 3, the control in this embodiment is demonstrated in detail. In the present embodiment, instead of the absence of S207 in FIG. 2, the processes of S206 and S208 are executed in parallel after S205. Therefore, only the process of S208 will be described.
In S208, the coordinate transformation control unit 110 acquires the geometric deformation parameters output from the variable generation unit 107 and the variable estimation unit 109, respectively. Then, the coordinate conversion control unit 110 determines the composition ratio of the geometric deformation parameters based on the horizontal and vertical drive amounts δ and θ of the correction lens 102 calculated in S205.
When the drive amounts δ and θ of the correction lens 102 are small, the correction lens 102 hardly generates decentration distortion, but the decentration distortion increases as the drive amounts δ and θ increase. As the driving amounts δ and θ increase, the coordinate conversion control unit 110 weakens the non-eccentric distortion correction parameter to a design value or more and outputs a control gain value so that the eccentric distortion can be corrected as designed. At that time, the magnitude of the drive amount may be controlled by either δ or θ, whichever is larger, or by using the synthesized magnitude, such as the mean square value of two angles. May be.

図4(D)を参照して、偏心歪曲収差量が大きくなるにつれて、非偏心歪曲収差補正の重みを小さくする場合の制御特性例を説明する。図4(D)の横軸は補正レンズ102の駆動量 δまたはθを示す。偏心歪曲収差量は、補正レンズ102の駆動量 δ、θ で定義することができる。縦軸は補正ゲイン、つまり、非偏心歪曲収差補正に係るゲイン係数を示す。図4(A)の特性に対して、図4(D)の補正ゲインが乗算される。
図4(E)は、偏心歪曲収差量が大きくなるにつれて、偏心歪曲収差補正の重みを大きくする場合の制御特性例を示す。図4(E)の横軸は補正レンズ102の駆動量 δまたはθを示す。縦軸は補正ゲイン、つまり、偏心歪曲収差補正に係るゲイン係数を示す。(式7)の各駆動量δ、θに対して、図4(E)の補正ゲインが乗算される。
図4(D)、図4(E)に示す制御特性は、2つの座標変換処理を正規に実施した状態にて補正ゲインが1.0となるように定義される。これらの制御特性に従う制御は同時に実行され、かつ補正ゲインの合計値が1.0以下に制御される。これにより、偏心歪曲収差量が小さい時には非偏心歪曲収差補正の合成比率が高くなり、偏心歪曲収差量が大きい時には、偏心歪曲収差補正の合成比率が高くなる。このように、偏心歪曲収差量が大きくなるにつれて、非偏心歪曲収差補正の重みを小さくすることによる相対的な結果として、偏心歪曲収差補正およびカメラ姿勢変化の補正の合成比率が高くなるように座標変換を制御できる。
非偏心歪曲収差補正特性を変化させる方法については、補正特性を複数のデータでメモリに保持して適宜に切り替えてもよい。また、補正レンズ102の幾何変形補正パラメータを変化させる方法については、補正パラメータ制御関数を複数持つことで適宜に選択してもよい。
With reference to FIG. 4D, an example of control characteristics in the case where the weight of non-eccentric distortion correction is reduced as the amount of decentering distortion increases will be described. The horizontal axis of FIG. 4D indicates the driving amount δ or θ of the correction lens 102. The amount of decentering distortion can be defined by the driving amounts δ and θ of the correction lens 102. The vertical axis indicates a correction gain, that is, a gain coefficient related to non-eccentric distortion correction. The characteristic shown in FIG. 4A is multiplied by the correction gain shown in FIG.
FIG. 4E shows an example of control characteristics when the weight of decentration distortion correction is increased as the amount of decentration distortion increases. The horizontal axis of FIG. 4E indicates the driving amount δ or θ of the correction lens 102. The vertical axis represents a correction gain, that is, a gain coefficient related to decentration distortion correction. Each drive amount δ, θ in (Expression 7) is multiplied by the correction gain in FIG.
The control characteristics shown in FIGS. 4D and 4E are defined so that the correction gain is 1.0 in a state where two coordinate conversion processes are normally performed. Controls according to these control characteristics are executed simultaneously, and the total value of the correction gains is controlled to 1.0 or less. Thereby, when the amount of decentration distortion is small, the composition ratio of non-eccentric distortion correction is high, and when the amount of decentration distortion is large, the composition ratio of decentration distortion correction is high. As described above, as the amount of decentering distortion increases, as a relative result of reducing the weight of non-decentering distortion correction, coordinates are set so that the combined ratio of decentration distortion correction and camera posture change correction increases. You can control the conversion.
As for the method of changing the non-eccentric distortion correction characteristic, the correction characteristic may be held in a memory with a plurality of data and switched as appropriate. The method for changing the geometric deformation correction parameter of the correction lens 102 may be appropriately selected by having a plurality of correction parameter control functions.

本実施形態では、撮影光学系101の焦点距離情報を取得して合成比率を算出する必要がないので、処理が簡単化される。すなわち、補正レンズ102の駆動量に基づいて各幾何変形パラメータの合成比率が決定される。本実施形態によれば、補正効果を実質的に維持しつつ、補正パラメータの設定や補正処理自体の処理負荷を軽減し、回路リソースの削減により消費電力の抑制を実現できる。尚、非偏心歪曲収差補正と偏心歪曲収差補正のいずれも実施しない補正レンズ102の駆動量領域を設けることで、幾何変形補正の連続性を維持できるように制御してもよい。   In this embodiment, since it is not necessary to obtain the focal length information of the photographing optical system 101 and calculate the composition ratio, the processing is simplified. That is, the composition ratio of each geometric deformation parameter is determined based on the driving amount of the correction lens 102. According to the present embodiment, it is possible to reduce the processing load of the correction parameter setting and the correction process itself while substantially maintaining the correction effect, and to suppress power consumption by reducing circuit resources. It should be noted that control may be performed so as to maintain the continuity of the geometric deformation correction by providing a drive amount region of the correction lens 102 that does not perform either the decentration distortion correction or the decentration distortion correction.

101・・・撮影光学系
102・・・補正レンズ
103・・・撮像素子
106・・・収差情報記憶部
107・・・収差補正パラメータ生成部
108・・・姿勢変化検出部
109・・・幾何変形パラメータ推定部
110・・・座標変換制御部
111・・・幾何変形量制御部
112・・・座標演算部
113・・・幾何変形処理部
116・・・駆動制御部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Shooting optical system 102 ... Correction lens 103 ... Imaging element 106 ... Aberration information storage part 107 ... Aberration correction parameter generation part 108 ... Attitude change detection part 109 ... Geometric deformation Parameter estimation unit 110 ... coordinate conversion control unit 111 ... geometric deformation amount control unit 112 ... coordinate calculation unit 113 ... geometric deformation processing unit 116 ... drive control unit

Claims (11)

撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、複数の幾何変形による座標変換を合成して画素ごとに座標変換を施すことで画像補正を行う撮像装置であって、
前記撮影光学系の光学パラメータによって変化する歪曲収差量のデータから幾何変形情報を生成する生成手段と、
前記撮像装置の姿勢変化を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出情報を取得して幾何変形情報を算出する算出手段と、
前記生成手段および算出手段から前記幾何変形情報を取得してそれぞれの座標変換の合成比率を決定する座標変換制御手段と、
前記座標変換制御手段の指示する合成比率に従って幾何変形パラメータを出力する幾何変形量制御手段と、
前記幾何変形パラメータを取得して幾何変換前の座標から幾何変換後の座標を出力する座標演算手段と、
前記撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、前記座標演算手段から指示された座標変換による幾何変形処理を行う幾何変形処理手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
An image capturing apparatus that performs image correction by synthesizing coordinate transformation by a plurality of geometric deformations and performing coordinate transformation for each pixel on an image acquired by an imaging optical system and an imaging element,
Generating means for generating geometric deformation information from distortion amount data that varies depending on optical parameters of the photographing optical system;
Detecting means for detecting a change in posture of the imaging device;
Calculating means for obtaining detection information by the detecting means and calculating geometric deformation information;
Coordinate transformation control means for obtaining the geometric deformation information from the generation means and the calculation means and determining a composition ratio of the respective coordinate transformations;
Geometric deformation amount control means for outputting geometric deformation parameters in accordance with the composition ratio indicated by the coordinate transformation control means;
Coordinate calculation means for obtaining the geometric deformation parameters and outputting coordinates after geometric transformation from coordinates before geometric transformation;
An imaging apparatus comprising: geometric deformation processing means for performing geometric deformation processing by coordinate transformation instructed by the coordinate calculation means on an image acquired by the photographing optical system and the imaging element.
記算出手段は、像振れ補正に用いる補正部材の駆動量を算出して該補正部材の駆動制御手段に出力するとともに、前記生成手段および前記算出手段は前記撮影光学系の非偏心歪曲収差および偏心歪曲収差の補正パラメータをそれぞれ算出して前記座標変換制御手段に出力し、
前記幾何変形処理手段は、前記座標演算手段からの指示にしたがって幾何変形処理を行い、前記撮像装置の姿勢変化の補正、前記撮影光学系の非偏心歪曲収差の補正、偏心歪曲収差の補正を実行することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Before SL calculation means may calculates and outputs the driving amount of the correction member used in image blur correction to the drive control means of the correcting member, said generating means and said calculating means non decentering distortion of the photographing optical system and Each of the correction parameters for the eccentric distortion is calculated and output to the coordinate conversion control means,
The geometric transformation processing means performs geometric deformation processing in accordance with an instruction from the coordinate calculating unit, the correction of a change in the posture of the imaging device, the correction of the non-decentering distortion of the photographing optical system, executes the correction of decentering distortion The imaging apparatus according to claim 1, wherein:
前記座標変換制御手段は、前記撮像装置の姿勢変化の補正に係る座標変換と前記撮影光学系の偏心歪曲収差の補正に係る座標変換との合成比率を決定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The coordinate conversion control means determines a composite ratio of coordinate conversion related to correction of posture change of the imaging apparatus and coordinate conversion related to correction of decentration distortion of the photographing optical system. The imaging device described. 前記座標変換制御手段は、非偏心歪曲収差の補正と偏心歪曲収差の補正との重み付けを制御することを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 2, wherein the coordinate conversion control unit controls weighting between correction of non-eccentric distortion and correction of decentration distortion. 前記座標変換制御手段は、前記撮影光学系の焦点距離の情報を取得し、該焦点距離が短くなるにつれて非偏心歪曲収差の補正に係るゲイン係数を大きくすることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。   5. The coordinate conversion control unit acquires information on a focal length of the photographing optical system, and increases a gain coefficient related to correction of non-eccentric distortion as the focal length becomes shorter. Imaging device. 前記座標変換制御手段は、前記撮影光学系の焦点距離の情報を取得し、該焦点距離が長くなるにつれて偏心歪曲収差の補正に係るゲイン係数を大きくすることを特徴とする請求項4または5に記載の撮像装置。   The coordinate conversion control means acquires information on a focal length of the imaging optical system, and increases a gain coefficient for correcting decentration distortion as the focal length increases. The imaging device described. 前記座標変換制御手段は、前記焦点距離が短い場合に偏心歪曲収差の補正に対して非偏心歪曲収差の補正の比率を高くし、前記焦点距離が長い場合に非偏心歪曲収差の補正に対して偏心歪曲収差の補正の比率を高くする制御を行うことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 It said coordinate conversion control means, with a ratio of the correction of non-decentering distortion with respect to correction of decentering distortion when the focal length is short, relative to the correction of the non-decentering distortion when the focal length is long The imaging apparatus according to claim 6, wherein control is performed to increase a correction ratio of decentration distortion. 前記座標変換制御手段は、偏心歪曲収差量が大きくなるにつれて非偏心歪曲収差の補正に係るゲイン係数を小さくすることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the coordinate conversion control unit decreases a gain coefficient related to correction of non-eccentric distortion as the amount of decentering distortion increases. 前記座標変換制御手段は、偏心歪曲収差量が大きくなるにつれて偏心歪曲収差の補正に係るゲイン係数を大きくすることを特徴とする請求項4または8に記載の撮像装置。   9. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the coordinate conversion control unit increases a gain coefficient related to correction of the eccentric distortion as the amount of the eccentric distortion increases. 前記座標変換制御手段は、偏心歪曲収差量が小さい場合に偏心歪曲収差の補正に対して非偏心歪曲収差の補正の比率を高くし、偏心歪曲収差量が大きい場合に非偏心歪曲収差の補正に対して偏心歪曲収差の補正の比率を高くする制御を行うことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。   The coordinate conversion control means increases the ratio of correction of non-eccentric distortion to correction of decentration distortion when the amount of decentration distortion is small, and corrects non-eccentric distortion when the amount of decentration distortion is large. The image pickup apparatus according to claim 9, wherein control is performed to increase a decentration distortion correction ratio. 撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、複数の幾何変形による座標変換を合成して画素ごとに座標変換を施すことで画像補正を行う画像補正方法であって、
前記撮影光学系の光学パラメータによって変化する歪曲収差量のデータから幾何変形情報を生成する生成ステップと、
撮像装置の姿勢変化を検出する検出ステップと、
前記検出ステップでの検出情報を取得して幾何変形情報を算出する算出ステップと、
前記生成ステップで生成された幾何変形情報、および前記算出ステップで算出された幾何変形情報を取得してそれぞれの座標変換の合成比率を決定する座標変換制御ステップと、
前記座標変換制御ステップにて決定された合成比率に従って幾何変形パラメータを出力する幾何変形量制御ステップと、
前記幾何変形パラメータを取得して幾何変換前の座標から幾何変換後の座標を出力する座標演算ステップと、
前記撮影光学系および撮像素子により取得した画像に対し、前記座標演算ステップでの出力にしたがって座標変換による幾何変形処理を行う幾何変形処理ステップと、を有することを特徴とする画像補正方法
An image correction method for performing image correction by synthesizing coordinate transformations by a plurality of geometric deformations and performing coordinate transformation for each pixel on an image acquired by an imaging optical system and an imaging element,
A generating step for generating geometric deformation information from distortion amount data that varies depending on optical parameters of the photographing optical system;
A detection step of detecting a change in posture of the imaging device;
A calculation step of obtaining detection information in the detection step and calculating geometric deformation information;
A coordinate transformation control step of obtaining the geometric deformation information generated in the generating step and the geometric deformation information calculated in the calculating step and determining a composition ratio of the respective coordinate transformations;
A geometric deformation amount control step for outputting a geometric deformation parameter in accordance with the composition ratio determined in the coordinate transformation control step;
A coordinate calculation step of obtaining the geometric deformation parameters and outputting coordinates after geometric transformation from coordinates before geometric transformation;
An image correction method comprising: a geometric deformation processing step of performing a geometric deformation process by coordinate transformation on an image acquired by the photographing optical system and the image sensor in accordance with an output in the coordinate calculation step.
JP2013244493A 2013-11-27 2013-11-27 Imaging apparatus and image correction method Expired - Fee Related JP6271969B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013244493A JP6271969B2 (en) 2013-11-27 2013-11-27 Imaging apparatus and image correction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013244493A JP6271969B2 (en) 2013-11-27 2013-11-27 Imaging apparatus and image correction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015104030A JP2015104030A (en) 2015-06-04
JP6271969B2 true JP6271969B2 (en) 2018-01-31

Family

ID=53379392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013244493A Expired - Fee Related JP6271969B2 (en) 2013-11-27 2013-11-27 Imaging apparatus and image correction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6271969B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017009815A (en) * 2015-06-23 2017-01-12 オリンパス株式会社 Focus detection device, focus detection method, and camera system
JP6682336B2 (en) * 2016-04-20 2020-04-15 オリンパス株式会社 Camera system and camera body
WO2020183811A1 (en) * 2019-03-14 2020-09-17 日本電信電話株式会社 Encoding method, encoding device and program

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4363154B2 (en) * 2003-10-14 2009-11-11 カシオ計算機株式会社 Imaging apparatus, image processing method thereof, and program
JP2008271308A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Sanyo Electric Co Ltd Image processor and method, and vehicle
JP5442164B2 (en) * 2011-03-08 2014-03-12 三菱電機株式会社 Moving object peripheral image correction device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015104030A (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10848676B2 (en) Semiconductor device and electronic device
JP6209002B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP6170395B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP5487722B2 (en) Imaging apparatus and shake correction method
JP4926920B2 (en) Anti-shake image processing apparatus and anti-shake image processing method
JP6385212B2 (en) Image processing apparatus and method, imaging apparatus, and image generation apparatus
JP6821339B2 (en) Image shake correction device, tilt correction device, control method of image shake correction device, control method of tilt correction device
JP6041651B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2009100373A (en) Noise reduction processing apparatus, noise reduction processing method, and electronic device
US20130076855A1 (en) Image processing device capable of generating wide-range image
US8289420B2 (en) Image processing device, camera device, image processing method, and program
US10885690B2 (en) Image processing apparatus that performs an alignment process on a plurality of images, a related control method, and a related storage medium that stores a control program
JP2013218654A (en) Image processing device
JP6526273B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and imaging apparatus
JP6271969B2 (en) Imaging apparatus and image correction method
US9204059B2 (en) Image processing apparatus having function of reading captured image, control method thereof, and imaging apparatus
JP6223161B2 (en) Image processing apparatus, imaging apparatus including the same, and image processing method
JP2005135096A (en) Image processing method, image processing apparatus and program
JP6282133B2 (en) Imaging device, control method thereof, and control program
JP6420888B2 (en) Image blur correction apparatus, control method therefor, program, and storage medium
JP5393877B2 (en) Imaging device and integrated circuit
JP6231816B2 (en) IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM
JP6274744B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5279453B2 (en) Image shake correction apparatus, imaging apparatus, and image shake correction method
JP6316030B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170928

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: 20171205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171228

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6271969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees