JP6600217B2 - 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6600217B2 JP6600217B2 JP2015194398A JP2015194398A JP6600217B2 JP 6600217 B2 JP6600217 B2 JP 6600217B2 JP 2015194398 A JP2015194398 A JP 2015194398A JP 2015194398 A JP2015194398 A JP 2015194398A JP 6600217 B2 JP6600217 B2 JP 6600217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging
- pupil
- pixels
- gradations
- data
- 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.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 109
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 6
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 85
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 35
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/64—Computer-aided capture of images, e.g. transfer from script file into camera, check of taken image quality, advice or proposal for image composition or decision on when to take image
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ100(以下、単にカメラ100という)の機能構成例を示す図である。
第1レンズ群101は撮影光学系(結像光学系)の先端に配置され、光軸に沿って前後に移動可能に保持される。シャッタ102は、静止画撮像時の露光時間を制御するためのシャッタとしてだけでなく、開口径を調節することで撮像時の光量調節を行なう絞りとしても機能する。シャッタ102の背面(撮像素子側)に配置された第2レンズ群103は、シャッタ102と一体となって光軸に沿って前後に可能であり、第1レンズ群101とともにズーム機能を実現する。
フォーカスアクチュエータ114は、フォーカス駆動回路126の制御に従い、第3レンズ群105を光軸に沿って駆動する。
図2は、撮像素子107における撮像画素と副画素の配置例を模式的に示す図であり、撮像画素が横4画素×縦4画素配列された領域を代表的に示している。本実施形態においては、各撮像画素の光電変換領域が縦横各方向に4分割されており、各光電変換領域が副画素として機能する。従って、図2においては、副画素が横16画素×縦16画素配列された領域とも言うことができる。後述するように、本実施形態の撮像素子107には、複数の副画素が設けられた撮像画素が複数配列され、撮像画素に設けられる副画素の各々は、互いに異なる、結像光学系の射出瞳の部分領域(瞳部分領域)を通過した光束を受光する。
光電変換部301〜316のn型層に蓄積された電子は、転送ゲート330を介して、静電容量部(FD)320に転送され、電圧信号に変換される。
また、撮像画素ごとに、副画素201〜216の信号を全て加算(合成)することで、有効画素数の解像度の撮像画像を生成することができる。
以下、本実施形態の撮像素子107で取得可能なLFデータ(視差画像群)のデフォーカス量と像ずれ量の関係について説明する。
図6(b)に、視差画像間の像ずれ量とデフォーカス量との概略関係図を示す。撮像面800に撮像素子が配置され、図5および図6(a)と同様に、結像光学系の射出瞳が瞳部分領域501〜516にNp分割(ここでは16分割)される。
したがって、デフォーカス量dの大きさ|d|が増加するのに伴い、LFデータを構成する複数の視差画像間の像ずれ量の大きさが増加する。
次に、リフォーカス処理とリフォーカス可能範囲について説明する。まず、図7を用いて、副画素によって取得できる入射光束の角度情報に関して説明する。ここでは、副画素周期Δx、1画素あたりの副画素の分割数Np=Nθ×Nθであり、画素周期ΔX=NθΔxであるものとする。また、Δθは角度分解能であり、結像光学系の射出瞳の見込み角をΘとして、Δθ=Θ/Nθである。近軸近似を用いると、結像光学系の絞り値をFとして、概ね、NθF≒1/Δθの関係式が成り立つ。画素に入射した全光束のうち、副画素212〜209には、それぞれ入射角度θ0〜θ3の光束が、角度分解能Δθの幅で入射する。
|d|≦NθFδ (1)
なお、許容錯乱円δの大きさは、δ=2ΔX(画素周期ΔXのナイキスト周波数1/(2ΔX)の逆数)などで規定される。
瞳分割数Np=Nθ×Nθの場合、LFデータを構成する個々の副画素信号を、通常の撮像画像データと同じビット深度または階調数とすると、データ量が通常の撮像画像データのNp倍となることを先に述べた。
b2≧b1−(log2Np) (1)
である第2のビット数b2のビット深度で副画素信号を生成すれば、再構成画像に必要なビット深度(階調数)を維持できる。また、b2<b1とすれば、LFデータ量を削減することができる。
t1=2 b1 ,t2=2 b2 なので、
t2≧t1/Np (2)
となる。この場合も、階調数t2<t1とすると、LFデータ量を削減することができる。
上述の実施形態では、結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域を通過した光束の強度の空間分布および角度分布を表すLFデータを、撮像素子から読み出して生成する場合について説明した。しかし、記録済みのLFデータを用いることもできる。例えば、記録済みのLFデータのビット深度b1または階調数t1を低減すれば、LFデータ量を削減することができる。
この場合、例えば図9(b)に示すように、CPU121はLFデータファイルの例えばヘッダ情報からLFデータの瞳分割数を取得する(S911)。この際、必要または取得可能であれば、再構成画像に必要なビット深度または階調数も取得してよい。
そして、CPU121は、読み出したLFデータを構成する信号(副画素信号)の削減前のビット深度または階調数を、瞳分割数に基づいて決定した値に削減する(S913)。具体的には、CPU121は、削減前のビット数を、(log2Np)未満(>0)削減するか、削減前の階調数を、1/瞳分割数以上で、削減前の階調数未満の階調数に削減する。
S911でおいて、再構成画像に必要なビット深度または階調数を取得していれば、それより小さくなるように削減後のビット深度または階調数を決定することができる。
Claims (11)
- 結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域を通過した光束の強度の空間分布および角度分布を表すデータを取得する取得手段と、
前記データを構成する信号のビット深度または階調数を、前記瞳分割数に基づいて削減する削減手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記削減手段は、削減前のビット数を、(log2 (瞳分割数))未満(>0)削減するか、削減前の階調数を、1/瞳分割数以上で、削減前の階調数未満の階調数に削減することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域を通過した光束の強度の空間分布および角度分布を表すデータを生成可能な撮像素子と、
請求項1または2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。 - 前記撮像素子には、複数の撮像画素が配置され、
前記複数の撮像画素の各々は複数の副画素を有し、
前記複数の副画素の各々は、前記瞳部分領域の互いに異なる1つを通過した光束を受光する、ことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。 - 複数の撮像画素が配置された撮像素子であって、
前記複数の撮像画素の各々は複数の副画素を有し、
前記複数の副画素の各々は、結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域の互いに異なる1つを通過した光束を受光する、撮像素子と、
前記複数の副画素の信号を前記撮像画素ごとに合成して得られる撮像画像データと、前記複数の副画素の信号からなるライトフィールドデータとを生成可能な生成手段と、を有し、
前記生成手段は、前記ライトフィールドデータを生成する際、前記複数の副画素の信号のビット深度または階調数を、前記撮像画像データの画素信号のビット深度または階調数よりも小さくなるよう、前記瞳分割数に基づいて決定する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記生成手段は、前記撮像画像データの画素信号のビット深度がb1ビットの場合、前記複数の副画素の信号のビット深度を、
b1>b2≧b1−(log2瞳分割数)
を満たすビット数b2に決定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記生成手段は、前記撮像画像データの画素信号の階調数がt1の場合、前記複数の副画素の信号の階調数を、
t1>t2≧t1/瞳分割数
を満たす階調数t2に決定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
取得手段が、結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域を通過した光束の強度の空間分布および角度分布を表すデータを取得する取得工程と、
削減手段が、前記データを構成する信号のビット深度または階調数を、前記瞳分割数に基づいて削減する削減工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 複数の撮像画素が配置された撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子は、
前記複数の撮像画素の各々は複数の副画素を有し、
前記複数の副画素の各々は、結像光学系の射出瞳を所定の瞳分割数に分割した瞳部分領域の互いに異なる1つを通過した光束を受光し、
前記制御方法は、
生成手段が、モードに応じて、前記複数の副画素の信号を前記撮像画素ごとに合成して得られる撮像画像データと、前記複数の副画素の信号からなるライトフィールドデータとを生成する生成工程と、を有し、
前記生成工程において前記生成手段は、前記ライトフィールドデータを生成する際、前記複数の副画素の信号のビット深度または階調数を、前記撮像画像データの画素信号のビット深度または階調数よりも小さくなるよう、前記瞳分割数に基づいて決定する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1または請求項2に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015194398A JP6600217B2 (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 |
US15/272,654 US10341549B2 (en) | 2015-09-30 | 2016-09-22 | Image processing apparatus, image processing method, and image capture apparatus capable of reducing an image data amount |
US16/412,671 US10992859B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-05-15 | Image capture apparatus and control method thereof capable of reducing an image data amount |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015194398A JP6600217B2 (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017069815A JP2017069815A (ja) | 2017-04-06 |
JP2017069815A5 JP2017069815A5 (ja) | 2018-11-08 |
JP6600217B2 true JP6600217B2 (ja) | 2019-10-30 |
Family
ID=58406046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015194398A Active JP6600217B2 (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10341549B2 (ja) |
JP (1) | JP6600217B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6600217B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-10-30 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 |
EP4360139A1 (en) * | 2021-07-26 | 2024-05-01 | InterDigital CE Patent Holdings, SAS | Pyramidal structure for plenoptic pixel |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4410804A (en) | 1981-07-13 | 1983-10-18 | Honeywell Inc. | Two dimensional image panel with range measurement capability |
JP4826152B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2011-11-30 | 株式会社ニコン | 画像合成方法及び撮像装置 |
US20080219599A1 (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-11 | Infimed, Inc. | Universal Interface For Medical Imaging Receptors |
US8289440B2 (en) * | 2008-12-08 | 2012-10-16 | Lytro, Inc. | Light field data acquisition devices, and methods of using and manufacturing same |
US8922704B2 (en) * | 2010-09-01 | 2014-12-30 | Apple Inc. | Techniques for collection of auto-focus statistics |
US9398205B2 (en) * | 2010-09-01 | 2016-07-19 | Apple Inc. | Auto-focus control using image statistics data with coarse and fine auto-focus scores |
JP6120508B2 (ja) * | 2011-10-03 | 2017-04-26 | キヤノン株式会社 | 撮像素子および撮像装置 |
KR20130068823A (ko) * | 2011-12-16 | 2013-06-26 | 삼성전자주식회사 | 영상 신호 처리를 위한 방법 및 장치 |
JP6149369B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2017-06-21 | 株式会社ニコン | 撮像素子 |
JP6417809B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-11-07 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
JP6600217B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-10-30 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置およびその制御方法 |
-
2015
- 2015-09-30 JP JP2015194398A patent/JP6600217B2/ja active Active
-
2016
- 2016-09-22 US US15/272,654 patent/US10341549B2/en active Active
-
2019
- 2019-05-15 US US16/412,671 patent/US10992859B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190268531A1 (en) | 2019-08-29 |
US10341549B2 (en) | 2019-07-02 |
JP2017069815A (ja) | 2017-04-06 |
US20170094152A1 (en) | 2017-03-30 |
US10992859B2 (en) | 2021-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6071374B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理方法およびプログラムならびに画像処理装置を備えた撮像装置 | |
JP5818697B2 (ja) | 画像生成方法、撮像装置および表示装置、プログラム、記憶媒体 | |
JP6120508B2 (ja) | 撮像素子および撮像装置 | |
JP5917125B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、撮像装置および表示装置 | |
JP6016396B2 (ja) | 撮像素子および撮像装置 | |
US10674074B2 (en) | Image processing apparatus, image pickup apparatus, image processing method, and non-transitory computer-readable storage medium for generating an image based on a plurality of parallax images | |
US20140071322A1 (en) | Image pickup apparatus with image pickup device and control method for image pickup apparatus | |
JP6671130B2 (ja) | 撮像素子、撮像装置、焦点検出装置ならびに画像処理装置およびその制御方法 | |
JP6254843B2 (ja) | 画像処理装置およびその制御方法 | |
JP2017158018A (ja) | 画像処理装置およびその制御方法、撮像装置 | |
US10992859B2 (en) | Image capture apparatus and control method thereof capable of reducing an image data amount | |
US11889186B2 (en) | Focus detection device, focus detection method, and image capture apparatus | |
JP7150785B2 (ja) | 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、および、記憶媒体 | |
JP6628617B2 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
JP6263221B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、撮像装置および表示装置 | |
JP6232108B2 (ja) | 撮像素子および撮像装置 | |
JP2019092215A (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、記憶媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180928 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190701 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190708 |
|
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: 20190906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191004 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6600217 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |