JP6907040B2 - Image processing equipment, imaging equipment, lens equipment, image processing methods, programs, and storage media - Google Patents
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本発明は、倍率色収差(色ズレ)を補正する画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing device that corrects chromatic aberration of magnification (color deviation).
デジタルカメラなどの撮像装置において、被写体像を結像するために用いられる撮像レンズが有する種々の収差は、被写体像の画質を低下させる要因となる。例えば倍率色収差は、結像した被写体像に色ズレを発生させる要因となる。 In an imaging device such as a digital camera, various aberrations of an imaging lens used for forming a subject image cause a factor of deteriorating the image quality of the subject image. For example, chromatic aberration of magnification causes a color shift in the imaged subject image.
撮像装置に用いられる撮像素子の画素数は年々増加しており、単位画素サイズが縮小傾向にあるため、従来では殆ど問題とならなかった程度の倍率色収差でも画質を低下させる主要因となってきている。また倍率色収差に関しては、撮像レンズの製造誤差による個体ばらつきの影響で、撮像レンズの設計データにより算出される色ズレと異なる色ズレが発生する場合がある。これは、撮像レンズを構成するレンズ群の組み立て位置の誤差や、各レンズの材料のばらつきによる影響によるものである。 Since the number of pixels of the image sensor used in the image sensor is increasing year by year and the unit pixel size is shrinking, it has become a main factor for deteriorating the image quality even with a chromatic aberration of magnification that has hardly been a problem in the past. There is. Further, regarding the chromatic aberration of magnification, a color deviation different from the color deviation calculated by the design data of the imaging lens may occur due to the influence of individual variation due to the manufacturing error of the imaging lens. This is due to an error in the assembly position of the lens group constituting the image pickup lens and the influence of the variation in the material of each lens.
このような色ズレを画像処理により補正する技術として、撮影画像から補正すべき色ズレ量(補正量)を取得する技術が提案されている。画像から色ズレ量を取得する技術として、画像のエッジ部分における各色成分間の相関を利用する方法が知られている。 As a technique for correcting such a color shift by image processing, a technique for acquiring a color shift amount (correction amount) to be corrected from a captured image has been proposed. As a technique for obtaining the amount of color shift from an image, a method using the correlation between each color component at the edge portion of the image is known.
例えば特許文献1には、画像の中心から同心円状に色ズレを生じる同心円状収差と画像全体において色ズレの方向および量が均一に発生する均一収差とを算出することにより、レンズの個体ばらつきに応じた倍率色収差を補正する画像処理装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, by calculating concentric aberration in which color shift occurs concentrically from the center of an image and uniform aberration in which the direction and amount of color shift occur uniformly in the entire image, individual variation of the lens can be obtained. An image processing device that corrects the corresponding chromatic aberration of magnification is disclosed.
特許文献1の画像処理装置は、製造誤差がある場合における倍率色収差の補正精度を向上させるため、画面内に同じ向きで同じ量だけ発生する均一収差の補正と、同心円状の収差補正とを行う。しかし特許文献1の画像処理装置では、レンズ取り付け時の偏芯(シフト)や倒れ(チルト)が発生した場合などの製造誤差により、画面内で一様でなく、かつ像高に関して一意でない誤差成分が生じた場合、倍率色収差(色ズレ)を高精度に補正することができない。 The image processing apparatus of Patent Document 1 performs correction of uniform aberration that occurs in the same direction and the same amount in the screen and correction of concentric aberration in order to improve the correction accuracy of chromatic aberration of magnification when there is a manufacturing error. .. However, in the image processing device of Patent Document 1, an error component that is not uniform in the screen and is not unique in terms of image height due to manufacturing errors such as when eccentricity (shift) or tilt (tilt) occurs when the lens is attached. If this occurs, the chromatic aberration of magnification (color deviation) cannot be corrected with high accuracy.
そこで本発明は、製造誤差による色ズレを高精度に補正することが可能な画像処理装置、撮像装置、レンズ装置、画像処理方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image processing device, an imaging device, a lens device, an image processing method, a program, and a storage medium capable of correcting color deviation due to a manufacturing error with high accuracy.
本発明の一側面としての画像処理装置は、画像の中心から放射方向の色ズレ量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出手段と、前記検出手段により検出された前記色ズレ量と、前記算出手段により算出された前記画像中心の前記色ズレ量とに基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出手段とを有する。 The image processing apparatus as one aspect of the present invention has a detection means for detecting the amount of color shift in the radial direction from the center of the image and the amount of color shift in the center of the image based on the amount of color shift detected by the detection means. The color deviation amount of the image is related to the color deviation amount calculating means for calculating the above, the color deviation amount detected by the detection means, and the color deviation amount of the image center calculated by the calculation means. It has a correction data calculation means for calculating correction data.
本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、前記画像処理装置とを有する。 An image pickup device as another aspect of the present invention includes an image pickup device that photoelectrically converts an optical image formed via an image pickup optical system, and the image processing device.
本発明の他の側面としてのレンズ装置は、撮像光学系と、前記画像処理装置とを有する。 The lens device as another aspect of the present invention includes an imaging optical system and the image processing device.
本発明の他の側面としての画像処理方法は、画像の中心から放射方向の色ズレ量を検出する色ズレ量検出ステップと、前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出ステップと、前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量と、前記色ズレ量算出ステップにより算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出ステップとを有する。
The image processing method as another aspect of the present invention is based on a color shift amount detection step for detecting the amount of color shift in the radial direction from the center of the image and the color shift amount detected by the color shift amount detection step. , The color shift amount calculation step for calculating the color shift amount at the center of the image, the color shift amount detected by the color shift amount detection step, and the color shift at the image center calculated by the color shift amount calculation step. It has a correction data calculation step of calculating correction data regarding the amount of color shift of the image based on the amount.
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記画像処理方法をコンピュータに実行させる。 A program as another aspect of the present invention causes a computer to execute the image processing method.
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。 A storage medium as another aspect of the present invention stores the program.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the present invention will be described in the following embodiments.
本発明によれば、製造誤差による色ズレを高精度に補正することが可能な画像処理装置、撮像装置、レンズ装置、画像処理方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing device, an imaging device, a lens device, an image processing method, a program, and a storage medium capable of correcting color deviation due to a manufacturing error with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図2を参照して、倍率色収差による色ズレについて説明する。仮にレンズの製造誤差(固体ばらつき)がない場合、倍率色収差による色ズレは、レンズの設計データから知ることができる。この場合、一般的に倍率色収差は、光軸中心からの距離である像高に応じて一意の色ズレ量を示す。ただし実際には、レンズの製造誤差により、レンズの設計データのとおりにはならない場合が多い。 First, with reference to FIG. 2, color shift due to chromatic aberration of magnification will be described. If there is no lens manufacturing error (individual variation), the color shift due to chromatic aberration of magnification can be known from the lens design data. In this case, the chromatic aberration of magnification generally shows a unique amount of color shift according to the image height, which is the distance from the center of the optical axis. However, in reality, due to lens manufacturing errors, the lens design data is often not met.
図2は、倍率色収差による色ズレの説明図であり、縦軸は色ズレ量、横軸は像高をそれぞれ示している。図2(a)は、RGBの画素を備えた撮像素子の面に結像するG成分に対するR成分の色ズレ量(設計値による色ズレ)を示す図であり、撮影画像の中心を通る水平方向の領域に関して示している。図2(a)において、色ズレ量のズレの方向として、撮影画像において右方向のズレを正、左方向のズレを負としている。すなわち、図2(a)に示されるように、像高が高くなるほどG成分に対しR成分は、より高像高側にずれている。一般的に、撮像装置(カメラ)およびレンズ装置(レンズ)は、光軸中心が画像中心と一致するように設計されるため、製造誤差がない状態では、図2(a)に示されるように画像中心に対して左右対称な色ズレが発生する。 FIG. 2 is an explanatory diagram of color shift due to chromatic aberration of magnification, in which the vertical axis shows the amount of color shift and the horizontal axis shows the image height. FIG. 2A is a diagram showing the amount of color shift (color shift due to the design value) of the R component with respect to the G component imaged on the surface of the image sensor provided with RGB pixels, and is a horizontal view passing through the center of the captured image. Shown with respect to the area of direction. In FIG. 2A, as the direction of the amount of color deviation, the deviation in the right direction is positive and the deviation in the left direction is negative in the captured image. That is, as shown in FIG. 2A, the higher the image height, the more the R component shifts to the higher image height side with respect to the G component. Generally, the image pickup device (camera) and the lens device (lens) are designed so that the center of the optical axis coincides with the center of the image. A symmetrical color shift occurs with respect to the center of the image.
図2(b)は、レンズの製造誤差として、光軸に沿うようにレンズの取り付け位置誤差や、材料による屈折率誤差が発生した場合の色ズレの一例である。図2(b)において、実線は実際の色ズレ(製造誤差の影響を反映した色ズレ)を示し、破線は設計値(設計データ)による色ズレを示している。図2(b)に示されるように、製造誤差の影響を反映した色ズレは、設計データによる色ズレ量とは乖離しているが、画像の左右で対象な形状をしており、像高に応じた一意の色ズレとなっている。 FIG. 2B is an example of a color shift when a lens mounting position error or a refractive index error due to a material occurs along the optical axis as a lens manufacturing error. In FIG. 2B, the solid line shows the actual color shift (color shift reflecting the influence of the manufacturing error), and the broken line shows the color shift due to the design value (design data). As shown in FIG. 2B, the color shift reflecting the influence of the manufacturing error is different from the amount of the color shift according to the design data, but it has a symmetrical shape on the left and right sides of the image, and the image height. It is a unique color shift according to.
図2(c)は、レンズの製造誤差として、更に、レンズ取り付け時の偏芯(シフト)や倒れ(チルト)が発生した場合の色ズレの一例である。図2(c)に示されるように、レンズの偏芯や倒れにより、画像中心においても色ズレが発生する場合がある。また、レンズの倒れにより、結像位置が画面上の位置に応じて異なり、その結果、画像の左右で色ズレ量が互いに異なっている。これは、例えば画面の右側の高像高に向かって撮像素子よりも前(レンズに近い側)で結像し、画面の左の高像高に向かって撮像素子の後ろ側(レンズから遠い側)で結像しているような状態である。また、レンズの光軸が画面中心とは異なる場合もある。 FIG. 2C is an example of color shift when eccentricity (shift) or tilt (tilt) occurs when the lens is attached as a lens manufacturing error. As shown in FIG. 2C, color shift may occur even at the center of the image due to eccentricity or tilting of the lens. Further, due to the tilting of the lens, the imaging position differs depending on the position on the screen, and as a result, the amount of color shift differs between the left and right sides of the image. For example, the image is formed in front of the image sensor (closer to the lens) toward the high image height on the right side of the screen, and behind the image sensor (far side from the lens) toward the high image height on the left side of the screen. ) Is in the state of being imaged. In addition, the optical axis of the lens may be different from the center of the screen.
このように、レンズの製造誤差による光軸ズレや結像位置による影響で、色ズレは画面内の位置に応じて異なり、像高に応じて一意には決定せず、また、レンズの設計データによる倍率色収差からの乖離も像高に応じて一意に決定しない場合がある。 In this way, due to the influence of the optical axis shift due to the manufacturing error of the lens and the imaging position, the color shift differs depending on the position on the screen, is not uniquely determined according to the image height, and the lens design data. The deviation from the chromatic aberration of magnification due to the above may not be uniquely determined according to the image height.
この状態の色ズレが発生している画像に対し、レンズの設計データに基づいて画像処理による色ズレ補正を行っても、図2(d)に示されるように補正残りが発生し、その残り量は像高に応じて異なる。理想的は補正を行った場合、図2(e)に示されるように、画像上の全ての領域において色ズレが発生していない状態となる。以下の各実施形態は、このような課題を解決するものである。 Even if the image in which the color shift occurs in this state is corrected for the color shift by image processing based on the design data of the lens, the correction residue is generated as shown in FIG. 2D, and the rest remains. The amount depends on the image height. Ideally, when the correction is performed, as shown in FIG. 2 (e), the color shift does not occur in all the regions on the image. Each of the following embodiments solves such a problem.
<第1の実施形態>
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、レンズの製造誤差による影響を反映させた倍率色収差(色ズレ量)に関する補正データ(倍率色収差補正値、色ズレ補正値)を、レンズ装置の製造工程において算出する方法について説明する。算出した補正データは、撮像装置がレンズ一体型デジタルカメラの場合にはデジタルカメラ本体に記憶されて用いられる。また補正値は、撮像装置が一眼レフカメラのようなレンズ交換式カメラの場合にはレンズ装置の本体に記憶されて用いられる。ただし本実施形態は、これらに限定されるものではない。
<First Embodiment>
First, the first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a method of calculating correction data (magnification chromatic aberration correction value, color deviation correction value) regarding magnification chromatic aberration (color deviation amount) reflecting the influence of lens manufacturing error will be described in the manufacturing process of the lens apparatus. .. When the image pickup device is a digital camera with a built-in lens, the calculated correction data is stored in the digital camera body and used. Further, when the image pickup device is an interchangeable lens camera such as a single-lens reflex camera, the correction value is stored in the main body of the lens device and used. However, this embodiment is not limited to these.
補正データは、レンズ装置の製造工程において、チャートを撮影することにより算出される。倍率色収差による色ズレは、画像のエッジ部に顕著に現れる。このため、図3に示されるように、補正値の算出に用いられるチャートとして、画像の中心から放射方向に8つの方向(N、NW、W、SW、S、SE、E、NE方向)にエッジが存在するようなチャートが用いられる。なお本実施形態において、画像の中心からの放射方向に色ズレを検出することができればよく、チャートの構成は図3に示される例に限定されるものではない。 The correction data is calculated by photographing a chart in the manufacturing process of the lens apparatus. Color shift due to chromatic aberration of magnification appears prominently at the edge of the image. Therefore, as shown in FIG. 3, as a chart used for calculating the correction value, there are eight directions (N, NW, W, SW, S, SE, E, NE directions) in the radial direction from the center of the image. Charts with edges are used. In the present embodiment, it is sufficient that the color shift can be detected in the radial direction from the center of the image, and the structure of the chart is not limited to the example shown in FIG.
次に、図1を参照して、レンズ装置で発生する倍率色収差による色ズレ量の算出方法について説明する。図1(a)は、倍率色収差による色ズレ量の算出方法(色ズレ補正処理)を示すフローチャートである。図1(b)は、画像処理装置のブロック図である。図1(a)の各ステップは、レンズ装置の製造工程において、画像処理装置10により行われる。
Next, with reference to FIG. 1, a method of calculating the amount of color shift due to chromatic aberration of magnification generated in the lens device will be described. FIG. 1A is a flowchart showing a method of calculating the amount of color deviation due to chromatic aberration of magnification (color deviation correction processing). FIG. 1B is a block diagram of an image processing device. Each step of FIG. 1A is performed by the
図1(b)に示されるように、画像処理装置10は、検出手段11、色ズレ量算出手段12、および、補正データ算出手段13を有する。検出手段11は、画像から放射方向の色ズレ量を検出する。色ズレ量算出手段12は、検出手段11により検出された色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する。補正データ算出手段13は、検出手段11により検出された色ズレ量と、色ズレ量算出手段12により算出された画像中心の色ズレ量とに基づいて、画像の色ズレ量に関する補正データを算出する。
As shown in FIG. 1B, the
まず、ステップS101において、検出手段11は、倍率色収差による色ズレ検出を行うレンズが装着された撮像装置を用いて、例えば図3に示されるチャートの撮影を行い、撮影画像を取得する。撮像装置で取得される画像データは、RGBの成分から構成される画像であり、各画素にRGBの情報を保持するように予め処理を施しておく。また、取得した撮影画像を用いて後述の色ズレ量を取得するため、ここでは、デジタルカメラが一般的に行うガンマ補正、先鋭化処理、および、色再現処理などの各処理を実施していない状態の画像を取得する。 First, in step S101, the detection means 11 captures, for example, the chart shown in FIG. 3 by using an imaging device equipped with a lens that detects color shift due to chromatic aberration of magnification, and acquires a captured image. The image data acquired by the image pickup apparatus is an image composed of RGB components, and is processed in advance so that each pixel holds RGB information. Further, in order to acquire the amount of color shift described later using the acquired captured image, each process such as gamma correction, sharpening processing, and color reproduction processing generally performed by a digital camera is not performed here. Get an image of the state.
続いてステップS102において、検出手段11は、チャート上のエッジ近傍の色ズレを検出する(色ズレ量検出ステップ)。対象とするエッジは、画像の中心からの動径方向において画素値が変化するエッジである。このエッジは、画像から検出することができ、または、エッジが存在するチャート上の位置から画像上の領域を予め特定しておいてもよい。画像からエッジを検出する場合、画像の中心からの動径方向において画素値が大きく変化するエッジを検出すればよい。 Subsequently, in step S102, the detection means 11 detects the color shift near the edge on the chart (color shift amount detection step). The target edge is an edge whose pixel value changes in the radial direction from the center of the image. This edge can be detected from the image, or a region on the image may be specified in advance from the position on the chart where the edge exists. When detecting an edge from an image, it is sufficient to detect an edge whose pixel value changes significantly in the radial direction from the center of the image.
色ズレ量の取得は、Gプレーン(G成分)に対するRプレーン(R成分)(または、Bプレーン(B成分))の相関が最も大きくなる位置を探すことにより行われる。エッジ検出方向は、画像の中心からの放射方向に行われる。例えば図3中の矢印で示されるように、エッジ検出方向は、エッジが存在する位置に応じて、左/右(W/E)方向、上/下(N/S)方向、右斜め上/左斜め下(NE/SW)方向、左斜め上/右斜め下(NW/SE)方向のいずれかに設定される。 The amount of color shift is obtained by searching for the position where the correlation between the R plane (R component) (or the B plane (B component)) with respect to the G plane (G component) is the largest. The edge detection direction is the radial direction from the center of the image. For example, as shown by the arrows in FIG. 3, the edge detection directions are left / right (W / E) direction, up / down (N / S) direction, and diagonally up / right depending on the position where the edge exists. It is set to either the diagonally lower left (NE / SW) direction or the diagonally upper left / downward right (NW / SE) direction.
図4は、図3に示されるチャートを用いて画像の中心を通る水平方向(図3中のE方向とW方向)に存在するエッジで演算したR成分のG成分に対する色ズレ量の例である。図4において、色ズレ量は、撮影画像の右方向へのズレを正、左方向のズレを負としている。 FIG. 4 is an example of the amount of color shift of the R component with respect to the G component calculated by the edges existing in the horizontal direction (E direction and W direction in FIG. 3) passing through the center of the image using the chart shown in FIG. be. In FIG. 4, as for the amount of color deviation, the deviation in the right direction of the captured image is positive, and the deviation in the left direction is negative.
続いて、図1のステップS103において、色ズレ量算出手段12は、ステップS102にて検出された色ズレ量に基づいて、画像中心部で発生する色ズレ量を算出する(色ズレ量算出ステップ)。これは、検出した色ズレ量のうち、画像中心付近であって、かつ画像中心に対して対称な位置における検出結果を用いて行われる。具体的には、図4に示される色ズレ検出結果の中で、画像中心に対して対称な位置h1、h1′における検出結果を用いる。位置h1の色ズレ量をd1、位置h1′の色ズレ量をd1′とすると、2つの色ズレ量d1、d1′の平均値Ceは以下の式(1)のように求められる。 Subsequently, in step S103 of FIG. 1, the color shift amount calculation means 12 calculates the color shift amount generated in the center of the image based on the color shift amount detected in step S102 (color shift amount calculation step). ). This is performed using the detection result of the detected color shift amount near the center of the image and at a position symmetrical with respect to the center of the image. Specifically, among the color shift detection results shown in FIG. 4, the detection results at positions h1 and h1'symmetric with respect to the image center are used. Assuming that the amount of color shift at position h1 is d1 and the amount of color shift at position h1'is d1', the average value Ce of the two amounts of color shift d1 and d1'is calculated by the following equation (1).
Ce=(d1+d1′)/2 … (1)
同様に、画像中心を通って垂直方向(図3中のN方向とS方向)に存在するエッジを用いて演算した色ズレ量に対しても、画像中心付近であって、かつ画像中心に対して対称な位置における検出結果を用いて平均値Cnを算出する。
Ce = (d1 + d1') / 2 ... (1)
Similarly, the amount of color shift calculated using the edges existing in the vertical directions (N and S directions in FIG. 3) through the center of the image is also near the center of the image and with respect to the center of the image. The average value Cn is calculated using the detection results at symmetrical positions.
このように算出した平均値Ceは画像中心部で発生する色ズレ量の水平成分であり、平均値Cnは画像中心部で発生する色ズレ量の垂直成分である。なお、8つの方向に存在するエッジのうち、斜め方向(図3中のNE方向とSW方向、NW方向とSE方向)に存在するエッジを用いた色ズレ量の検出結果を用いて、もう1組の色ズレ量(色ズレ成分)の平均値Cne、Cnwをそれぞれ検出することができる。そして、平均値Cne、Cnwと先に演算した平均値Ce、Cnとを平均することにより、画像中心部の色ズレベクトルを一意に決定することが可能である。 The average value Ce thus calculated is a horizontal component of the amount of color shift occurring in the center of the image, and the average value Cn is a vertical component of the amount of color shift occurring in the center of the image. It should be noted that, among the edges existing in the eight directions, another one is used by using the detection result of the amount of color shift using the edges existing in the diagonal directions (NE direction and SW direction, NW direction and SE direction in FIG. 3). The average values Cne and Cnw of the amount of color shift (color shift component) of the set can be detected, respectively. Then, by averaging the average values Cne and Cnw and the previously calculated average values Ce and Cn, it is possible to uniquely determine the color shift vector at the center of the image.
色ズレ量d1、d1′は、完全に画像中心に位置するエッジから取得された色ズレ量ではなく、画像中心からある程度の距離がある位置のエッジから取得された色ズレ量である。このため、像高に応じた倍率色収差が発生していると考えられる。ただし、このように画像中心に対し対称の位置で取得した色ズレ量から平均値を求めることにより、像高に応じた倍率色収差の影響を低減または除去し、画像中心部で発生している色ズレを高精度に推測することができる。また、像高の高い部分ではレンズの製造誤差による影響が大きく、また画面内で一様ではないズレ成分の影響が大きい場合があるため、画像中心付近の色ズレ量の検出結果を利用する。これにより、放射方向に検出された色ズレから画像中心の色ズレ量を算出することが可能である。 The color shift amounts d1 and d1'are not the color shift amounts obtained from the edges completely located at the center of the image, but the color shift amounts obtained from the edges at a certain distance from the image center. Therefore, it is considered that chromatic aberration of magnification is generated according to the image height. However, by obtaining the average value from the amount of color shift acquired at a position symmetrical with respect to the center of the image in this way, the influence of chromatic aberration of magnification according to the image height is reduced or eliminated, and the color generated in the center of the image is obtained. The deviation can be estimated with high accuracy. Further, since the influence of the lens manufacturing error is large in the portion where the image height is high and the influence of the non-uniform deviation component in the screen may be large, the detection result of the amount of color deviation near the center of the image is used. This makes it possible to calculate the amount of color shift at the center of the image from the color shift detected in the radial direction.
続いて、図1のステップS104において、補正データ算出手段13は、ステップS102にて検出した各エッジの放射方向の色ズレ量と、ステップS103にて演算した画像中心部の色ズレ量とに基づいて、各放射方向に関して像高ごとの色ズレ量を算出する。すなわち補正データ算出手段13は、画像中心からの方向ごとに(図3中に示される8つの方向のそれぞれに関して)、像高に応じた補正データ(倍率色収差に関する補正値、色ズレ補正値)を算出する。ステップS104(補正データ算出ステップ)にて算出された色ズレ量は、補正データに相当する。 Subsequently, in step S104 of FIG. 1, the correction data calculation means 13 is based on the amount of color shift in the radial direction of each edge detected in step S102 and the amount of color shift in the center of the image calculated in step S103. Then, the amount of color shift for each image height is calculated for each radiation direction. That is, the correction data calculation means 13 obtains correction data (correction value for chromatic aberration of magnification, color shift correction value) according to the image height for each direction from the center of the image (for each of the eight directions shown in FIG. 3). calculate. The amount of color shift calculated in step S104 (correction data calculation step) corresponds to the correction data.
図5は、補正データの説明図であり、画像中心を通る水平方向(E方向とW方向)に関する色ズレ量と像高との関係を示している。画像中心部の色ズレ量に相当する平均値Ceは、ステップS103にて演算した画像中心部の色ズレ量の水平成分である。画像の右側において取得した像高h1〜h7のそれぞれの色ズレ量に基づいて、平均値Ceを通る図5中の近似曲線1を三次関数などの多項近似式として算出し、算出した近似曲線1をE方向の倍率色収差に関する補正データ(色ズレ補正値)とする。また、画像の左側において取得した像高h1′〜h7′のそれぞれの色ズレ量に基づいて、平均値Ceを通る図5中の近似曲線2を算出し、算出した近似曲線2をW方向の倍率色収差に関する補正値(色ズレ補正値)とする。同様に、N方向、NW方向、SW方向、S方向、SE方向、および、NE方向の倍率色収差に関する補正データ(色ズレ補正値)を算出する。このように本実施形態において、好ましくは、補正データ算出手段13は、補正データとして、画像中心の色ズレ量(平均値Ce)を通る近似曲線を算出する。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the correction data, and shows the relationship between the amount of color shift and the image height in the horizontal direction (E direction and W direction) passing through the center of the image. The average value Ce corresponding to the amount of color shift in the center of the image is a horizontal component of the amount of color shift in the center of the image calculated in step S103. Based on the respective color shift amounts of the image heights h1 to h7 acquired on the right side of the image, the approximate curve 1 in FIG. 5 passing through the average value Ce is calculated as a polynomial approximate expression such as a cubic function, and the calculated approximate curve 1 is calculated. Is the correction data (color deviation correction value) related to the magnification chromatic aberration in the E direction. Further, based on the respective color shift amounts of the image heights h1'to h7' acquired on the left side of the image, the approximate curve 2 in FIG. 5 passing through the average value Ce is calculated, and the calculated approximate curve 2 is used in the W direction. It is a correction value (color deviation correction value) related to chromatic aberration of magnification. Similarly, correction data (color shift correction value) relating to chromatic aberration of magnification in the N direction, NW direction, SW direction, S direction, SE direction, and NE direction is calculated. As described above, in the present embodiment, preferably, the correction data calculation means 13 calculates an approximate curve that passes through the amount of color shift (average value Ce) at the center of the image as the correction data.
続いて、図1のステップS105において、画像処理装置10は、算出した各方向の補正データ(色ズレ補正値)を、撮像装置(カメラ)またはレンズ装置(レンズ本体)のメモリなどの記憶手段(例えば、図8中の記憶部108)に保存する。倍率色収差による色ズレ量や製造誤差の影響は、レンズの焦点距離、物体距離、および、絞りなどの光学条件(撮影条件)に応じて変化する。このため、光学条件ごとに補正値を算出することができる。または、複数の代表的な光学条件のそれぞれに関して補正値を算出し、その他の光学条件に関しては、後述の色ズレ量の補正時に、算出済みの補正値に基づいて撮影したときの光学条件に対応した補正値を算出してもよい。撮像装置を用いて撮影した際に、撮影時の光学条件に応じた8方向の補正値をメモリから取得、またはメモリに記憶されている代表的な光学条件の補正値から撮影時の光学条件に応じた補正値を補間などにより算出し、画像の倍率色収差(色ズレ量)を補正する。
Subsequently, in step S105 of FIG. 1, the
図6は、色ズレ補正方法の説明図であり、画像におけるある補正対象画素と画像中心(中心画素)との位置関係を示している。図6を参照して、補正対象画素としての画素Pを補正する場合を説明する。図7は、色ズレ補正値の説明図である。図7(a)〜(c)は、それぞれ、図6中に示されるN方向、NE方向、および、E方向に関する補正値の例を示している。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a color shift correction method, and shows a positional relationship between a certain correction target pixel and an image center (center pixel) in an image. A case where the pixel P as the correction target pixel is corrected will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of a color shift correction value. 7 (a) to 7 (c) show examples of correction values for the N direction, the NE direction, and the E direction shown in FIG. 6, respectively.
各方向の補正値は、像高lに対する補正曲線Fn(l)、Fne(l)、Fe(l)として、撮像装置またはレンズ装置のメモリに保持される。画素Pは、NE方向とE方向に挟まれて位置している。このため、まず、画素Pの像高lpに対応する図6中の位置P1、P2の色ズレ率K1、K2を、それぞれの方向の補正値に基づいて以下の式(2)、(3)のように算出する。 The correction values in each direction are stored in the memory of the image pickup apparatus or the lens apparatus as correction curves Fn (l), Fne (l), and Fe (l) with respect to the image height l. The pixel P is located so as to be sandwiched between the NE direction and the E direction. Therefore, first, the color shift rates K1 and K2 of the positions P1 and P2 in FIG. 6 corresponding to the image height lp of the pixel P are determined by the following equations (2) and (3) based on the correction values in the respective directions. Calculate as follows.
K1=(Fe(lp)−Ce)/lp … (2)
K2=(Fne(lp)−Cne)/lp … (3)
算出した色ズレ率K1、K2をE方向、NE方向のそれぞれに対する角度θ、θ′に応じて線形補間し、画素Pの色ズレ率Kpを算出する。画素Pの座標を(x,y)すると、色ズレによってR成分が結像している位置(x′,y′)は、以下の式(4)、(5)のように算出される。
K1 = (Fe (lp) -Ce) / lp ... (2)
K2 = (Fne (lp) -Cne) / lp ... (3)
The calculated color shift rates K1 and K2 are linearly interpolated according to the angles θ and θ ′ with respect to the E direction and the NE direction, respectively, and the color shift rate Kp of the pixel P is calculated. When the coordinates of the pixel P are (x, y), the position (x', y') where the R component is imaged due to the color shift is calculated by the following equations (4) and (5).
x′=x×Rp+Ce … (4)
y′=y×Rp+Cne … (5)
このように算出した位置(x′,y′)におけるR成分を画素PにおけるR成分に置き換えることにより、G成分に対するR成分の色ズレを補正することができる。同様に、このような補正を画像内の各画素に関して行い、またB成分についても補正することにより、画像の倍率色収差による色ズレを補正することができる。
x'= x × Rp + Ce ... (4)
y'= y × Rp + Cne… (5)
By replacing the R component at the position (x', y') calculated in this way with the R component in the pixel P, the color shift of the R component with respect to the G component can be corrected. Similarly, by performing such correction for each pixel in the image and also correcting the B component, it is possible to correct the color shift due to the chromatic aberration of magnification of the image.
図2(c)に示される色ズレが発生している画像に対して前述の補正処理を行った結果は、図2(e)に示される例のように画像内の各領域において色ズレが精度よく補正された状態である。本実施形態によれば、図2(c)、(d)に示されるようにレンズの設計データと実際の色ズレ量との乖離が画像において一様ではなく、かつ画像中心からの方向に応じてその量が異なる場合でも、適切に対応することが可能である。このように、放射方向に検出した色ズレ量を用いて、製造誤差によるばらつきを含む倍率色収差の色ズレ補正値を算出することにより、倍率色収差による色ズレを高精度に補正することができる。 As a result of performing the above-mentioned correction processing on the image in which the color shift shown in FIG. 2 (c) occurs, the color shift occurs in each region in the image as in the example shown in FIG. 2 (e). It is in a state of being corrected with high accuracy. According to the present embodiment, as shown in FIGS. 2C and 2D, the deviation between the lens design data and the actual amount of color deviation is not uniform in the image and depends on the direction from the center of the image. Even if the amount is different, it is possible to respond appropriately. In this way, by calculating the color shift correction value of the chromatic aberration of magnification including the variation due to the manufacturing error by using the amount of the color shift detected in the radial direction, the color shift due to the chromatic aberration of magnification can be corrected with high accuracy.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、撮影の際に画像から倍率色収差を検出して補正する撮像装置について説明する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an imaging device that detects and corrects chromatic aberration of magnification from an image at the time of shooting will be described.
まず、図8を参照して、本実施形態における撮像装置の基本構成について説明する。図8は、撮像装置100のブロック図である。撮像光学系101は、絞り101aおよびフォーカスレンズ101bを有し、不図示の被写体を撮像素子102に結像する。撮像素子102は、CCDセンサやCMOSセンサであり、撮像光学系101を介して形成された光学像(被写体像)を光電変換する。本実施形態において、撮像素子102は、複数の光電変換素子(複数の画素)が2次元状に配列され、一般的な原色カラーフィルタを備えた単板カラー撮像素子である。原色カラーフィルタは、650nm、550nm、450nmの波長近傍に透過主波長帯を有する3種類の単位フィルタ(Rフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタ)が、光電変換素子ごとに対応し2次元状に配列されている。これにより、各光電変換素子は、3種類の単位フィルタのいずれか一つの単位フィルタを透過した光を受光し、その強度を表す電気信号を出力する。従って、単板カラー撮像素子の各光電変換素子は、Rプレーン、Gプレーン、Bプレーンのうち1つの強度を出力する。このため、撮像素子102から出力される撮像画像は、色モザイク画像である。
First, the basic configuration of the image pickup apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of the
A/D変換部103は、撮像素子102からアナログ電圧として出力される色モザイク画像(アナログ画像)を、後段の画像処理に適するデジタルデータ(デジタル画像)へ変換し、画像処理部104に出力する。画像処理部104は、色分離部111、色ズレ検出部112、中心部色ズレ算出部113、像高別色ズレ算出部114、色ズレ補正部115、および、処理部116を有する。色ズレ検出部112、中心部色ズレ算出部113、および、像高別色ズレ算出部114は、第1の実施形態における検出手段11、色ズレ量算出手段12、および、補正データ算出手段13にそれぞれ相当する。
The A /
色分離部111は、色モザイク画像を補間することにより、全ての画素においてR、G、Bの色情報が揃ったカラー画像を生成する。なお本実施形態における色モザイク画像の補間手法としては、隣接する異なる色プレーンの画素の値に基づく単純な線形補間や、「E.Chang, S.Cheung, and D.Pan,“Color filter array recovery using a threshold−based variable number of gradients,”Proc. SPIE, vol. 3650, pp. 36−43, Jan.1999」に記載されるような複雑な手法を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
The
色分離部111により補間されたRGBの各プレーンに対しては、色ズレ検出部112、中心部色ズレ算出部113、像高別色ズレ算出部114、および、色ズレ補正部115により色ズレ補正値の検出および補正が行われる。なお、これらの詳細については後述する。処理部116は、色ズレ補正後の画像データに対して、輝度系処理や色系処理などの所定の画像処理を行う。画像記録媒体109は、画像処理部104により処理されて出力された画像を所定のフォーマットで保存する。表示部105は、画像処理後の画像を表示することが可能である。
For each RGB plane interpolated by the
本実施形態の一連の制御は、システムコントローラ110により行われる。撮像光学系制御部106は、システムコントローラ110の指示に基づいて、撮像光学系101を機械的に駆動する。また撮像光学系制御部106は、Fナンバーの撮影状態設定として、絞り101aの開口径を制御する。また撮像光学系制御部106は、被写体距離に応じてピント調整を行うため、不図示のオートフォーカス(AF)機構や手動のマニュアルフォーカス機構により、フォーカスレンズ101bの光軸方向における位置を制御する。
A series of control of this embodiment is performed by the
画像処理部104は、状態検知部107から撮像装置100の撮影状態に関する情報(撮影条件情報)を取得し、画像処理に利用することが可能である。状態検知部107は、システムコントローラ110から直接、撮影状態に関する情報を取得することができ、または、例えば撮像光学系101に関する撮像状態に関する情報を撮像光学系制御部106から取得してもよい。記憶部108は、画像処理部104により利用される各種のパラメータを格納するメモリ(記憶手段)である。画像処理部104は、記憶部108から、必要なパラメータを選択して利用する。また記憶部108は、本実施形態における補正データ(色ズレ補正値)を記憶する。
The
なお本実施形態において、撮像光学系101は撮像装置100と一体的に構成されている。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、一眼レフカメラのように、撮像装置本体と撮像装置本体に着脱可能な撮像光学系(交換レンズ、レンズ装置)とを備えて構成される撮像システムにも適用可能である。この場合、本実施形態における画像処理部104の各部の機能の少なくとも一部、または、記憶部108の機能の少なくとも一部(補正データを記憶する記憶手段)を、交換レンズに設けてもよい。
In the present embodiment, the imaging
次に、図9を参照して、色ズレ補正処理について説明する。図9は、色ズレ補正処理を示すフローチャートである。図9の各ステップは、システムコントローラ110の指令に基づいて、画像処理部104(色ズレ検出部112、中心部色ズレ算出部113、像高別色ズレ算出部114、または、色ズレ補正部115)により実行される。
Next, the color shift correction process will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the color shift correction process. In each step of FIG. 9, based on the command of the
まずステップS201において、色ズレ検出部112は、色分離部111により生成されたカラー画像から、エッジ(エッジ部分)を検出する。これは、撮像光学系101の倍率色収差による色ズレは、画像のエッジ部分に顕著に現れるためである。画像のエッジ検出には、Y(輝度)プレーンが用いられる。Yプレーンは、RGBプレーンから公知の式を用いて算出することができる。または、Gプレーンの値をYプレーンとして用いてもよい。なお、ステップS201にて検出されるエッジは、光学中心からの動径方向に画素値が大きく変化するエッジに限定されることにより、精度の高い色ズレ量の取得が可能になる。また、Yプレーンに関して、倍率色収差による色ズレは、にじみとなって現れる。このため色ズレ検出部112は、例えば画素値の単調増加または単調減少が所定数連続するような、ある程度幅のあるエッジを検出することが好ましい。
First, in step S201, the color
続いてステップS202において、色ズレ検出部112は、ステップS201にて検出された各エッジに関して、色ズレ量を取得する。色ズレ量の取得は、Gプレーンに対するRプレーン(またはBプレーン)の相関が最も大きくなる位置を探すことにより行われる。なお、光学中心からの方向に関する領域に応じて、色ズレ検出方向を1つに定める。図11は、色ズレ検出方向の説明図である。図11(a)〜(d)の斜線で示される各領域の画素に関して、それぞれ、矢印で示される方向にGプレーンに対するRプレーン(またはBプレーン)の相関が最も大きくなる位置を探す。色ズレ検出部112は、取得した色ズレ量を、対象エッジの画面内の位置に応じて集計する。
Subsequently, in step S202, the color
図10は、色ズレ取得領域の説明図であり、画像を複数の領域に分けた状態を示している。画像中心からの方向に応じて、画像を8つの領域(N、NW、W、SW、S、SE、E、NE)に分け、それぞれの領域に対し、画像中心からの距離である像高に応じてさらに8つの領域に分けている。このように分けた64個の領域のそれぞれに関して、色ズレ量を集計する。各領域に複数のエッジが存在し複数の色ズレ量を取得した場合、その平均値を算出するなどし、各領域で1つの色ズレ量を算出する。 FIG. 10 is an explanatory diagram of a color shift acquisition region, and shows a state in which the image is divided into a plurality of regions. The image is divided into eight regions (N, NW, W, SW, S, SE, E, NE) according to the direction from the image center, and the image height, which is the distance from the image center, is set for each region. It is further divided into eight areas according to the situation. The amount of color shift is totaled for each of the 64 regions divided in this way. When a plurality of edges exist in each region and a plurality of color shift amounts are acquired, the average value thereof is calculated to calculate one color shift amount in each region.
続いて、図9のステップS203において、色ズレ検出部112は、各領域で取得した色ズレ量の分散値から算出した色ズレ量の信頼性を判定する。これは、取得した色ズレ量が領域内で大きくばらつく場合、実写画像における被写体の色やエッジの角度などの影響により取得した色ズレ量の信頼性が低いと考えられるためである。色ズレ量の信頼性が低い場合、取得した色ズレ量を使用(採用)しない。色ズレ検出部112は、領域ごとに色ズレ量から算出した分散値と所定の閾値とを比較する。そして色ズレ検出部112は、算出した分散値が所定の閾値よりも大きい場合、その領域で取得した色ズレ量を無効にする。
Subsequently, in step S203 of FIG. 9, the color
図12は、色ズレ量の説明図であり、図11(a)に示される領域内の色ズレ検出結果の例を示している。画像の右側におけるE領域の検出結果を位置(像高)h1〜h7、画像の左側におけるW領域の検出結果を位置(像高)h1′〜h7′として示している。図12において、色ズレ量の方向は、撮影画像において右方向へのズレを正、左方向のズレを負としている。この例では、画像のE領域における位置h5およびW領域における位置h4′では、対象のエッジが検出されないか、または、ステップS203での分散によるばらつき判定により色ズレ量の無効と判断された領域である。 FIG. 12 is an explanatory diagram of the amount of color deviation, and shows an example of the color deviation detection result in the region shown in FIG. 11A. The detection results of the E region on the right side of the image are shown as positions (image height) h1 to h7, and the detection results of the W region on the left side of the image are shown as positions (image height) h1'to h7'. In FIG. 12, as for the direction of the amount of color deviation, the deviation to the right is positive and the deviation to the left is negative in the captured image. In this example, at the position h5 in the E region and the position h4'in the W region of the image, the target edge is not detected, or the color deviation amount is determined to be invalid by the variation determination due to the dispersion in step S203. be.
続いて、図9のステップS204において、このように色ズレ量を算出できなかった位置(領域)に関して、周囲の色ズレ量算出結果から補間により色ズレ量を算出する。図12(b)は、位置h5の色ズレ量を位置h4、h6の色ズレ量の平均値とし、位置h4′の色ズレ量を位置h3′、h5′の色ズレ量の平均値としてそれぞれ算出した結果を示している。位置h5、h4′では本来の色ズレ量を算出することができないが、画像にはエッジが存在しないか、または被写体色によって色ズレが目立たない領域であると考えられるため、補正精度の影響が画質として現れ難いと領域といえる。 Subsequently, in step S204 of FIG. 9, the color shift amount is calculated by interpolation from the surrounding color shift amount calculation result with respect to the position (region) where the color shift amount could not be calculated in this way. In FIG. 12B, the amount of color shift at position h5 is the average value of the amount of color shift at positions h4 and h6, and the amount of color shift at position h4'is the average value of the amount of color shift at positions h3'and h5', respectively. The calculated result is shown. Although the original amount of color shift cannot be calculated at positions h5 and h4', it is considered that there are no edges in the image or the color shift is inconspicuous depending on the subject color, so that the correction accuracy has an effect. It can be said that it is an area that is difficult to appear as image quality.
また、取得した領域の色ズレ量を、レンズの設計データによる倍率色収差量と比較してもよい。ここで、これらの乖離が大きい場合、その領域で取得した色ズレ量を無効にするか、またはレンズ設計データによる倍率色収差量から所定の範囲に収まるように値を修正することも有効である。製造誤差による色ズレのばらつき範囲が予め推測される場合、そのばらつき範囲とレンズ設計データによる倍率色収差量とを考慮し、画像から取得した色ズレ量の信頼性をさらに高めることが可能となる。 Further, the amount of color shift in the acquired region may be compared with the amount of chromatic aberration of magnification based on the design data of the lens. Here, when these deviations are large, it is also effective to invalidate the amount of color shift acquired in that region, or to correct the value so that it falls within a predetermined range from the amount of chromatic aberration of magnification according to the lens design data. When the variation range of the color shift due to the manufacturing error is estimated in advance, the reliability of the color shift amount acquired from the image can be further improved in consideration of the variation range and the amount of chromatic aberration of magnification based on the lens design data.
続いて、図9のステップS205において、中心部色ズレ算出部113は、ステップS202、S204にて算出した色ズレ量に基づいて、画像中心部で発生する色ズレ量を算出する。これは、検出した色ズレ量のうち、画像中心付近であって、かつ画像中心に対して対称な位置における検出結果を用いて行われる。具体的には、図4に示される色ズレ検出結果の中で、位置h1の色ズレ量をd1、位置h1′の色ズレ量をd1′とすると、2つの色ズレ量d1、d1′の平均値Ce1は以下の式(6)のように求められる。
Subsequently, in step S205 of FIG. 9, the center color
Ce1=(d1+d1′)/2 … (6)
また、位置h2の色ズレ量をd2、位置h2′の色ズレ量をd2′とすると、2つの色ズレ量d2、d2′の平均値Ce2は以下の式(7)のように求められる。
Ce1 = (d1 + d1') / 2 ... (6)
Further, assuming that the color shift amount at the position h2 is d2 and the color shift amount at the position h2'is d2', the average value Ce2 of the two color shift amounts d2 and d2'is obtained by the following equation (7).
Ce2=(d2+d2′)/2 … (7)
また、位置h3の色ズレ量をd3、位置h3′の色ズレ量をd3′とすると、2つの色ズレ量d3、d3′の平均値Ce3配下の式(8)のように求められる。
Ce2 = (d2 + d2') / 2 ... (7)
Further, assuming that the color shift amount at the position h3 is d3 and the color shift amount at the position h3'is d3', the color shift amount can be obtained as in the equation (8) under the average value Ce3 of the two color shift amounts d3 and d3'.
Ce3=(d3+d3′)/2 … (8)
そして中心部色ズレ算出部113は、平均値Ce1、Ce2、Ce3の平均を算出することにより、画像中心部で発生する色ズレ成分Ceを求める。
Ce3 = (d3 + d3') / 2 ... (8)
Then, the central portion color
Ce=(Ce1+Ce2+Ce3)/3 … (9)
同様に、図11(b)に示される領域で取得した色ズレ量に対しても、画像中心付近であって、かつ画像中心に対して対称な位置における検出結果を用いて平均値Cnを算出する。このように算出した平均値Ceは画像中心部で発生する色ズレ量の水平成分であり、平均値Cnは画像中心部で発生する色ズレ量の垂直成分である。なお、8つの方向に存在するエッジのうち、斜め方向(図11中のNE方向とSW方向、NW方向とSE方向)に存在するエッジを用いた色ズレ量の検出結果を用いて、もう1組の色ズレ量(色ズレ成分)の平均値Cne、Cnwをそれぞれ検出することができる。そして、平均値Cne、Cnwと先に演算した平均値Ce、Cnとを平均することにより、画像中心部の色ズレベクトルを一意に決定することが可能である。
Ce = (Ce1 + Ce2 + Ce3) / 3 ... (9)
Similarly, for the amount of color shift acquired in the region shown in FIG. 11B, the average value Cn is calculated using the detection results at a position near the center of the image and symmetrical with respect to the center of the image. do. The average value Ce thus calculated is a horizontal component of the amount of color shift occurring in the center of the image, and the average value Cn is a vertical component of the amount of color shift occurring in the center of the image. It should be noted that, among the edges existing in the eight directions, another one is used by using the detection result of the amount of color shift using the edges existing in the diagonal directions (NE direction and SW direction, NW direction and SE direction in FIG. 11). The average values Cne and Cnw of the amount of color shift (color shift component) of the set can be detected, respectively. Then, by averaging the average values Cne and Cnw and the previously calculated average values Ce and Cn, it is possible to uniquely determine the color shift vector at the center of the image.
本実施形態において、色ズレ量d1、d1′、d2、d2′、d3、d3′は、完全に画像中心に位置するエッジから取得した色ズレ結果ではなく、画像中心から少なからず距離がある位置のエッジから取得した色ズレ量である。このため、像高に応じた倍率色収差が発生していると考えられる。ただし、このように画像中心に対して対称な位置で取得した色ズレからそれぞれ平均値を求めることにより、像高に応じた倍率色収差の影響を低減または除去し、画像中心部で発生している色ズレを高精度に推測することができる。また、像高の高い部分ではレンズの製造誤差による影響が大きく、また画面内で一様ではないズレ成分の影響が大きい場合があるため、画像中心付近の色ズレ量の検出結果を利用する。これにより、放射方向に検出された色ズレから画像中心の色ズレ量を算出することが可能である。 In the present embodiment, the amount of color shift d1, d1', d2, d2', d3, d3'is not the result of color shift obtained from the edge completely located at the center of the image, but is a position at a considerable distance from the center of the image. The amount of color shift obtained from the edge of. Therefore, it is considered that chromatic aberration of magnification is generated according to the image height. However, by obtaining the average value from the color shifts acquired at positions symmetrical with respect to the center of the image in this way, the influence of chromatic aberration of magnification according to the image height is reduced or eliminated, and it occurs in the center of the image. Color deviation can be estimated with high accuracy. Further, since the influence of the lens manufacturing error is large in the portion where the image height is high and the influence of the non-uniform deviation component in the screen may be large, the detection result of the amount of color deviation near the center of the image is used. This makes it possible to calculate the amount of color shift at the center of the image from the color shift detected in the radial direction.
続いて、図9のステップS206において、像高別色ズレ算出部114は、画像中心からの方向ごとに(図10中に示される8つの方向のそれぞれに関して)、像高に応じた補正データ(倍率色収差に関する補正値、色ズレ補正値)を算出する。続いてステップS207において、色ズレ補正部(補正手段)115は、ステップS206にて算出した補正データに基づいて、倍率色収差による色ズレを補正する。すなわち色ズレ補正部115は、撮像光学系101の倍率色収差による画像(撮影画像)の色ズレ量を低減するように、補正データを用いて画像を補正する。なお、これらの処理は第1の実施形態の処理と同一であるため、その説明を省略する。このように、放射方向に検出した色ズレ量を用いて、製造誤差によるばらつきを含む倍率色収差の色ズレ補正値を算出し、高精度に補正する撮像装置が可能となる。
Subsequently, in step S206 of FIG. 9, the image height-based color
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線/無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。 Further, when a software program that realizes the functions of the above-described embodiment is supplied to a system or device having a computer capable of executing the program directly from a recording medium or by using wired / wireless communication, and the program is executed. Is also included in the present invention. Therefore, in order to realize the functional processing of the present invention on a computer, the program code itself supplied and installed on the computer also realizes the present invention. That is, the computer program itself for realizing the functional processing of the present invention is also included in the present invention. In that case, the form of the program does not matter, such as the object code, the program executed by the interpreter, and the script data supplied to the OS, as long as it has the function of the program. The recording medium for supplying the program may be, for example, a hard disk, a magnetic recording medium such as a magnetic tape, an optical / optical magnetic storage medium, or a non-volatile semiconductor memory. Further, as a method of supplying the program, it is conceivable that the computer program forming the present invention is stored in the server on the computer network, and the connected client computer downloads and programs the computer program.
各実施形態によれば、製造誤差による色ズレを高精度に補正することが可能な画像処理装置、撮像装置、レンズ装置、画像処理方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。 According to each embodiment, it is possible to provide an image processing device, an imaging device, a lens device, an image processing method, a program, and a storage medium capable of correcting color deviation due to a manufacturing error with high accuracy.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof. Some of the above-described embodiments may be combined as appropriate.
104 画像処理部(画像処理装置)
112 色ズレ検出部(検出手段)
113 中心部色ズレ算出部(色ズレ量算出手段)
114 像高別色ズレ算出部(補正データ算出手段)
104 Image processing unit (image processing device)
112 Color shift detection unit (detection means)
113 Center color shift calculation unit (color shift amount calculation means)
114 Color shift calculation unit by image height (correction data calculation means)
Claims (13)
前記検出手段により検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出手段と、
前記検出手段により検出された前記色ズレ量と、前記色ズレ量算出手段により算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。 A detection means that detects the amount of color shift in the radial direction from the center of the image,
A color shift amount calculation means for calculating the color shift amount at the center of the image based on the color shift amount detected by the detection means, and a color shift amount calculation means.
Correction for calculating correction data regarding the amount of color deviation of the image based on the amount of color deviation detected by the detection means and the amount of color deviation at the center of the image calculated by the means for calculating the amount of color deviation. An image processing apparatus comprising: a data calculation means.
前記画像から検出された前記放射方向の色ズレ量のばらつきに基づいて検出結果の信頼性を判定し、
前記検出結果の前記信頼性が低いと判定した場合、該検出結果を採用しないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The detection means
The reliability of the detection result is determined based on the variation in the amount of color shift in the radial direction detected from the image.
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein when it is determined that the reliability of the detection result is low, the detection result is not adopted.
前記撮像素子により取得された画像の中心から放射方向の色ズレ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出手段と、
前記検出手段により検出された前記色ズレ量と、前記算出手段により算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 An imaging element that photoelectrically converts an optical image formed via an imaging optical system,
A detection means for detecting the amount of color shift in the radial direction from the center of the image acquired by the image sensor, and
A color shift amount calculation means for calculating the color shift amount at the center of the image based on the color shift amount detected by the detection means, and a color shift amount calculation means.
Correction data calculation means for calculating correction data regarding the amount of color deviation of the image based on the amount of color deviation detected by the detection means and the amount of color deviation at the center of the image calculated by the calculation means. An imaging device characterized by having.
前記撮像光学系を介して形成された画像の中心から放射方向の色ズレ量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出手段と、
前記検出手段により検出された前記色ズレ量と、前記算出手段により算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出手段と、を有することを特徴とするレンズ装置。 Imaging optics and
A detection means for detecting the amount of color shift in the radial direction from the center of an image formed via the imaging optical system, and
A color shift amount calculation means for calculating the color shift amount at the center of the image based on the color shift amount detected by the detection means, and a color shift amount calculation means.
Correction data calculation means for calculating correction data regarding the amount of color deviation of the image based on the amount of color deviation detected by the detection means and the amount of color deviation at the center of the image calculated by the calculation means. And, a lens device characterized by having.
前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出ステップと、
前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量と、前記色ズレ量算出ステップにより算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。 A color shift detection step that detects the amount of color shift in the radial direction from the center of the image,
A color shift amount calculation step for calculating the color shift amount at the center of the image based on the color shift amount detected by the color shift amount detection step, and a color shift amount calculation step.
Based on the color shift amount detected by the color shift amount detection step and the color shift amount of the image center calculated by the color shift amount calculation step, correction data regarding the color shift amount of the image is obtained. An image processing method characterized by having a correction data calculation step for calculation.
前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量に基づいて、画像中心の色ズレ量を算出する色ズレ量算出ステップと、
前記色ズレ量検出ステップにより検出された前記色ズレ量と、前記色ズレ量算出ステップにより算出された前記画像中心の前記色ズレ量と、に基づいて、前記画像の色ズレ量に関する補正データを算出する補正データ算出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A color shift detection step that detects the amount of color shift in the radial direction from the center of the image, and
A color shift amount calculation step for calculating the color shift amount at the center of the image based on the color shift amount detected by the color shift amount detection step, and a color shift amount calculation step.
Based on the color shift amount detected by the color shift amount detection step and the color shift amount of the image center calculated by the color shift amount calculation step, correction data regarding the color shift amount of the image is obtained. A program characterized by having a computer execute a correction data calculation step to be calculated.
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