JP6873688B2 - 画像処理装置および画像処理方法、撮像装置、プログラム - Google Patents
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Description
本発明の目的は、複数の画像処理が可能な画像領域に対して、階調処理を適応的に行える画像処理装置および画像処理方法を提供することである。
本実施形態では、RAW画像データを処理する画像処理装置として、RAW現像装置の例を示す。RAW画像データは、現像処理等の画像加工が施される前の画像データである。図1(A)は、本実施形態のRAW現像装置100の構成を示すブロック図である。RAW現像装置100は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等のハードウェア、およびソフトウェアにより実現される。
RAW現像装置は、読み込んだRAW画像データが、一般的な撮像装置により撮像されたRAW画像であるか、瞳分割画素を有する撮像素子(以下、瞳分割型撮像素子ともいう)により撮像されたRAW画像であるかを判断する。本実施形態で扱うRAW画像データのビット数は、14ビットとする。一般的な撮像装置で撮像されたRAW画像であるか、瞳分割型撮像素子で撮像されたRAW画像であるかについては、例えばファイルのヘッダを解析することで判断できる。ファイル構造については、本発明に関して本質的な事項ではないので、説明を省略する。図1(B)を参照して、瞳分割型撮像素子の構成については説明する。
・高輝度階調改善法に応じてUI表示画面を切り替える手段
・高輝度階調改善法が複数である場合、高輝度階調改善に用いる調整方法を選択する手段
・高輝度階調改善に用いる調整方法に対応する調整用UI表示を表示させる手段
・高輝度階調改善可能な領域の表示を切り替える手段。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
瞳分割型撮像素子によって同時に撮影された露出の異なる画像を用いて、高輝度領域のダイナミックレンジ拡張処理を行う方法がある。この方法では、高輝度領域の階調を表現可能にするため、低露出の画像に対してゲインアップを行っており、ノイズが増加してしまう可能性がある。また、撮像された各画素の各色信号の飽和レベルを算出し、各色信号の飽和レベルを比較して画素値を置換することで、高輝度領域の階調を失うことなく現像する方法がある。この方法では、画素値を推定する際に、推定精度が低いと現像後の画像の色づき等が発生する可能性がある。本実施形態では、ノイズの増加や色づきを抑制しつつ、ダイナミックレンジ拡張処理を行うことを可能とする画像処理装置について説明する。
(1)A像およびB像を取得し、(A+B)像を生成する第1の方法。
(2)A像(またはB像)と(A+B)像を取得し、B像(またはA像)を生成する第2の方法。
・輝度に基づき、差分絶対値和等を利用して最も類似している画素位置からシフト量を算出する演算処理。
・算出されたシフト量を用いて位置合わせを行う処理。
[手順1] DR拡張部1204は、シェーディング補正部1203から補正後のアンダー露出画像(図9:グラフ線301)のデータを取得する。
[手順2] DR拡張部1204は、適正露出画像入力部205を介して、適正露出画像(図9:グラフ線303)のデータを取得する。
[手順3] 位置補正部1204aは、所定の画素位置における補正後のアンダー露出画像と適正露出画像に対して位置合わせを行う。
[手順4] 判定部1204bは、所定の画素位置における被写体の明るさが閾値(TH1)以上であるか否かを判定する。被写体の明るさが閾値以上である場合、次の[手順5]に進み、閾値未満である場合には[手順6]に進む。
[手順5] 選択部1204cは、取得した補正後のアンダー露出画像および適正露出画像のうち、補正後のアンダー露出画像を選択する。
[手順6] 選択部1204cは、取得した補正後のアンダー露出画像および適正露出画像のうち、適正露出画像を選択する。
[手順7] DR拡張部1204は、[手順5]、[手順6]で選択された画像データに基づいて合成画像を生成する。このとき、被写体の明るさが閾値以上である画素位置(すなわち、選択部1204cにより補正後のアンダー露出画像が選択された場合)にて、補正後のアンダー露出画像301をゲインアップする処理が実行される。ゲインアップ後のアンダー露出画像(図9:グラフ線302)が生成される。
まず信号置換部1206は、シェーディング補正部1203が生成したシェーディング補正後のアンダー露出画像301のデータを取得する(S21)。次に、信号置換部1206は、シェーディング補正後のアンダー露出画像の各画素値に対してWB調整を行い、更に各画素値を2倍することで輝度調整を行う(S22)。信号置換部1206は、置換を行う対象画素と同位置の、輝度調整後の画像の画素値から色差情報を取得する(S23)。次に、信号置換部1206は、S23で取得した色差と色信号値r,g*,bの色差の差が最小となる色信号値g*を求める(S24)。図16(A)のS5において色信号値bの置換が行われている場合には、置換処理後の色信号値bを置換候補値g*の算出に用いることになる。つまり置換処理後の色信号値bを置換候補値g*の算出に用いることで、置換処理後の色信号値gの飽和レベルを、色信号値rおよび置換処理後の色信号値bの飽和レベルに統一することができる。
ノイズ量算出部3005は、撮影情報取得部3004により取得されたISO感度を用いて、下記式(1)によりノイズ量を算出する。
ノイズ量 = ISO感度÷100 式(1)
ノイズ量の値は、0〜100の範囲内であり、上下限でのクリップを行うものとする。また、ノイズ量の算出処理方法には種々の公知の技術があり、上述した方法に限定するものではない。
第1の拡張画像の合成比率(%)= 100−(ノイズ量×ゲイン値) 式(2)
第2の拡張画像の合成比率(%)= 100−(第1の拡張画像の合成比率) 式(3)
以上の構成により、ノイズ増加や色づきの発生を抑えつつ、DR拡張処理を行うことができる。
・DR拡張部1204は、DR拡張された画像データをWB調整部1205に出力し、WB調整部1205がWB調整を行い、WB調整後のデータを信号置換部1206に出力すること。
・信号置換部1206は信号置換処理を行い、その出力が画像処理部1107の出力となること。
第1および第2のDR拡張処理部を用いて、より広いダイナミックレンジ拡張処理を行うことができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、本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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
次に第1実施形態、第2実施形態を撮像装置に適用した場合の例を説明する。
図23はデジタルカメラ1の一例を示す背面斜視図である。表示部28はカメラ本体部の背面に設けられ、撮像された画像や各種情報を表示する。接眼ファインダ16はフォーカシングスクリーンを観察することで、レンズ装置を通して得た被写体の光学像の焦点や構図の確認を行うための覗き込み型のファインダである。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
105 操作部
106 表示部
Claims (11)
- 撮影された画像データおよび視点の異なる複数の視点画像データを取得する取得手段と、
前記複数の視点画像データを用いることなく第1の階調処理を行う第1の処理手段と、
前記複数の視点画像データを用いて第2の階調処理を行う第2の処理手段と、
前記第1または第2の処理手段により階調処理を行える画像領域、または前記第1および第2の処理手段により階調処理を行える画像領域を出力する制御を行う制御手段と、
前記制御手段の指示によって、前記第1または第2の階調処理に対応する画像調整に用いる表示画面を変更し、前記第1または第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な画像領域、または前記第1および第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な画像領域を表示する表示手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1の階調処理に対応する第1の表示画面に切り替える指示と、前記第2の階調処理に対応する第2の表示画面に切り替える指示を前記表示手段に出力し、
前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第1または第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な領域を表示する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の処理手段は画像データのホワイトバランス調整を行った後に色信号ごとのレベルを調整することで高輝度階調の改善処理を行い、
前記第2の処理手段は露出の異なる前記複数の視点画像データを合成することで、ダイナミックレンジの拡張により高輝度階調の改善処理を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、取得された画像が、撮像光学系の異なる瞳領域をそれぞれ通過して複数の光電変換部で受光された瞳分割画像であると判断した場合、前記第2の階調処理に対応する第2の表示画面に切り替える指示を前記表示手段に出力し、取得された画像が前記瞳分割画像でないと判断した場合、前記第1の階調処理に対応する第1の表示画面に切り替える指示を前記表示手段に出力する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記表示手段は、前記第1または第2の表示画面にて、画像の明るさの分布を表わすヒストグラムを表示し、色信号の値がクリップされる位置を示すホワイトポイントの指標を前記ヒストグラムに表示する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第1の処理手段により高輝度階調の改善が可能な第1の画像領域と、前記第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な第2の画像領域とを区別して表示する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の階調処理または前記第2の階調処理を選択する選択手段を備え、
前記選択手段により前記第1の階調処理が選択された場合、前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第1の処理手段により高輝度階調の改善が可能な第1の画像領域を表示し、
前記選択手段により前記第2の階調処理が選択された場合、前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な第2の画像領域を表示する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第1および第2の処理手段により高輝度階調の改善が可能な領域を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
被写体を撮像する撮像素子を備える撮像装置。 - 前記撮像素子は、複数のマイクロレンズと、複数の光電変換部を有し、各マイクロレンズがそれぞれ前記複数の光電変換部に対応しており、
前記各マイクロレンズに対応する前記複数の光電変換部より出力される信号から前記複数の視点画像データが生成されることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 撮影された画像データおよび視点の異なる複数の視点画像データを取得して複数の画像処理を行う画像処理装置にて実行される画像処理方法であって、
前記複数の視点画像データを用いることなく第1の階調処理を行う第1の処理工程、および前記複数の視点画像データを用いて第2の階調処理を行う第2の処理工程と、
前記第1または第2の処理工程により階調処理を行える画像領域、または前記第1および第2の処理工程により階調処理を行える画像領域を出力する制御を制御手段が行う制御工程と、
前記制御手段の指示によって、前記第1または第2の階調処理に対応する画像調整に用いる表示画面を変更し、前記第1または第2の処理工程により高輝度階調の改善が可能な画像領域、または前記第1および第2の処理工程により高輝度階調の改善が可能な画像領域を表示手段が表示する表示工程と、を有し、
前記制御工程にて前記制御手段は、前記第1の階調処理に対応する第1の表示画面に切り替える指示と、前記第2の階調処理に対応する第2の表示画面に切り替える指示を前記表示手段に出力し、
前記表示工程にて前記表示手段は前記第2の表示画面にて、前記第1または第2の処理工程により高輝度階調の改善が可能な領域を表示する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10に記載の各工程を画像処理装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。
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