JP7395259B2 - 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、合成処理の有無や種類に応じて画像を適切に判別し処理できる画像処理装置を提供するものである。
撮影された複数枚の撮影画像を複数種類の方法で合成して合成画像を生成するための合成手段と、
前記撮影画像または前記合成画像を記録画像として記録する記録手段と、
前記合成手段による合成の種類に応じて少なくとも第1の種類データと第2の種類データのうちの一つを生成する種類データ生成手段と、
前記記録画像を再生する再生手段と、を有し
前記記録手段は、撮影モードが撮影条件及び画角を変更せずに複数の画像を撮像して第1の合成画像を生成する第1の撮影モードの場合には、前記第1の合成画像に前記第1の種類データを関連付けて記録し、前記撮影モードが撮影条件又は画角を変更して複数の画像を撮像して第2の合成画像を生成する第2の撮影モードの場合には、前記第2の合成画像に前記第2の種類データを関連付けて記録し、
前記再生手段によって前記第1の合成画像を再生する際に、前記第1の合成画像に対して他の画像を合成する場合には、前記第1の合成画像に関連付けて記録されていた前記第1の種類データを第2の種類データに書き換えることを特徴とする。
制御部101は、撮像装置100が備える各構成部を動作させるためのコンピュータプログラムを記憶媒体としてのROM(リード・オンリ・メモリ)102から読み出し、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)103に展開して実行する。ROM102は書き換え可能な不揮発性メモリであり、CPUが実行する動作プログラムに加え、撮像装置100が備える各構成部の動作に必要なパラメータ等を記憶する。RAM103は書き換え可能な揮発性メモリであり、撮像装置100が備える各構成部の動作において出力されたデータの一時的な記憶領域として用いられる。
距離マップ取得部110は、例えばTOF(Time of Flight)方式やステレオカメラ等で被写体の距離分布に関連する情報を距離マップとして作成することによって取得する。距離マップまたは撮像画像に関連する視差のある画像間の像ずれ量分布やデフォーカス量分布のデータ等は、被写体の奥行方向における深度情報の分布を表すことになる。以下では、深度情報の分布を表すデータを距離マップデータという。取得された距離マップデータはデジタルデータとしてRAM103に記憶される。マップデータの生成方法については多くの方法が周知であり、いずれを使っても良い。
通信部106は、外部装置と通信するための無線LANインタフェースなどであるが、有線LANインタフェース、USBインタフェース等、外部装置と通信できるものであれば良く、その種別は問わない。この通信部106を介して、外部装置(例えばPCやスマートフォン等)と画像ファイルを送受信することができる。
(画像ファイルのデータ構造)
アプリケーションマーカーAPP1(203)内は、APP1のサイズ(204)、APP1の識別コード(205)、画像の作成日時を示す DateTime(206)、画像データが生成された日時を示す DateTimeOriginal(207)、画像の関連を示すRelationInformation(208)、撮影情報等(209)およびサムネイル画像(210)から構成される。
撮影情報等(209)としては、たとえば、撮影日時、撮影パラメータ(露光時間、絞り値、ISO感度、焦点距離、補助光源の有無等)、本実施例に係る合成情報部2091を含む。合成情報部2091には、本実施例で生成、処理する合成関連の情報が保持される。
本実施例で示したファイル構造はExif規格の構造に合わせたものとしたのでExif規格と互換性を持つことができる。しかし、本実施例の合成情報等の各種情報の記録構造は、必ずしもExif規格の構造に限定されない。例えば画像データファイル201とは別のファイルに記録してもよいし、撮像装置100が持つ特別なデータベースに記録してもよい。
画像識別情報301は、主に合成に係る画像の種類を示す種類データで、「非合成画像」、「一般合成画像」、「撮影時取得合成画像」などの分類情報からいずれか1つが格納される。「撮影時取得合成画像」は、撮影時に撮像素子から取得された一連の複数のソース画像(暫定記録画像)のみ(全数の使用を必須としない)から合成された画像である。かつ全てのソース画像の取得の際に撮影の条件(絞り値、被写体距離、光源、レンズ焦点距離など)と被写体の範囲(撮影視野)がそれぞれ実質的に一定であるとみなせる合成画像に付される分類である。
「非合成画像」は、「一般合成画像」「撮影時取得合成画像」に分類される合成画像とみなせない画像に付与する、例えば合成されていないとみなされる画像に付与される分類である。「非合成画像」には種類データとして「1」が付与される。なお、画像識別情報301として上記の「1」~「3」のいずれか以外の値を用意し、用いても良い。例えば、いずれの分類に付されるかが不明な場合は、種類データとして「0」を付与するなどしてもよい。
(各合成モードとその分類)
なお、本実施例では、前述のように、撮影時に合成に使われた複数枚の画像の撮影条件と画角が実質的に同じ場合には第1の種類データとして「3」を生成する。また、合成に使われた複数枚の画像の撮影条件と画角の一方が実質的に異なる場合には第2の種類データとして「2」を生成する。また非合成の場合は第3の種類データとして「1」を生成するものとする。
また、合成の種類の一つとしてマルチショットノイズ低減機能を達成するために複数撮像を行い合成画像を生成する撮影モードで得られる合成画像の場合には画像識別情報として「3」を付与する。これは、画角(被写体の範囲、撮影視野)及び撮影条件が実質的に一定と見なせるためである。なお、マルチショット低減機能とは、同一撮影条件で複数枚撮影した画像を、検出される振れ量に基づき位置合わせしてから合成し、ノイズの低減された合成画像を得る撮影モードであり、被写体が暗くノイズが多い場合などに用いる。
また、合成の種類の一つとして手持ち撮影で夜景をストロボありの撮影とストロボなしの撮影を連続で行う場合も、画像識別情報として「3」を付与する。これは「手持ち夜景ストロボなし」と画像識別情報の振り方を変えて混同しないようにするためである。手持ち撮影で夜景をストロボありの撮影に原則的に画像識別情報として「3」を付与するようにしてもよい。
撮影時の撮影モードの種類として所謂ラフモノクロ撮影、ソフトフォーカス撮影、ジオラマ風撮影、トイカメラ撮影、油彩風撮影、水彩風撮影、魚眼風撮影、美肌撮影、背景ぼかし撮影などの場合には画像識別情報として「1」を付与する。また、これらのモードで撮影画像に行われる画像処理と同等の画像処理を再生時に画像に施す編集モード(アプリケーション)で得られる画像に対しても、画像識別情報として「1」を付与する。「1」を付与する理由は、これらの撮影モードあるいは編集モード(アプリケーション)で行われる画像処理の中には、画像同士の合成を伴うモードもあるものの、複数の撮影画像(ソース画像)を用いた合成処理でないためである。
日付写し込み撮影とは日付テキストデータを画像に重畳するものである。
また、合成の種類の一つとしてパノラマ撮影や深度合成撮影や星空ポートレート撮影の場合には、画像識別情報として「2」を付与する。これは、画角が異なるソース画像の合成であるためである。なお、パノラマ撮影とは、ユーザがカメラをパンニングするなどして複数の画角で撮影し、それらを合成するものである。この合成によって、複数の異なる画角で撮像された複数の画像を繋げてより広角の画像が生成される。パノラマ撮影で合成により得られる広角な画像には全方位(360度)の画像なども含まれる。
一方深度合成撮影や星空ポートレート撮影の場合には画像識別情報として「3」を付与する。これは深度合成撮影の場合には、ピントを振った程度なので、画角も実質的にほぼ一定、ピント以外の撮影条件も実質的に一定とみなせるためである。また、星空ポートレート撮影の場合にも画角も実質的にほぼ一定、ピント以外の撮影条件も実質的にほぼ一定とみなせるためである。
深度合成撮影とは、ピントを振って複数枚撮影し、距離マップ取得部110により取得された距離マップなどに基づいて複数の画像のピントが合っている領域を合成して、各画像よりも深度の深い画像を生成する撮影である。星空ポートレート撮影とは、ストロボを発光させて撮影を行うストロボ撮影の後、ストロボは非発光で連続して例えば2枚を撮影し、例えば3枚の画像を合成するような撮影である。
また撮像部105が例えば撮像素子と信号処理部とが一体の多層構造となったいわゆる積層センサである場合を考える。このとき該積層センサ内で行われる画像合成があったとしても、積層センサからの出力は通常の合成が行われない画像とデータ形式がほとんど変わらない1つの画像データである場合が考えられるため、画像識別情報として「1」を付与する。
あるいは積層センサ内部で積層センサ内のメモリを利用して同一撮影条件の複数枚合成を行った場合には、画像識別情報として「3」を付与する。
また合成の種類の一つとして超解像撮影と呼ばれる、複数枚の撮影画像を微小な位置をずらして解像度を上げて合成する撮影の場合には、画像識別情報として「3」を付与する。これは超解像撮影の場合には、画角も実質的にほぼ一定、ピント以外の撮影条件も実質的にほぼ一定とみなせるためである。
合成画像情報304に記録される各撮影条件に係る統計値は1種類に限らず、最大値、最小値、合計値、平均値、分散値などデータ収集やアプリケーションの目的に応じて任意の統計値を複数種類記録しておいてもよい。また、本実施例では合成に用いられた画像についての撮影パラメータの統計値のみを格納しているが、これに限らず画像データを生成するために撮影された、合成に用いられなかった画像も含めた上記統計値の情報も1種類乃至複数種類格納してもよい。
(デジタルカメラの全体動作)
ステップS401では、ユーザにより操作部111に含まれる電源スイッチが操作され、電源オンに切り替わることで、制御部101はフラグや制御変数などを初期化する。また撮影モード情報の取得し、判定と設定が行われる。このとき合成処理を伴う撮影モードが設定されている場合には、合成に用いる画像数Nの設定情報も取得し、判定と設定が行われる。ステップS402では、制御部101は操作部111に含まれるモード切替スイッチの設定位置を判断し、撮影モードに設定されている場合、ステップS403に進み、撮影モード以外が設定されている場合、ステップS404に進む。ステップS403における撮影モード処理の詳細は後述する。
(撮影・記録処理)
図5に本実施例における撮像装置100の撮影・記録処理のフローチャートを示す。
図5は、図4のステップS403の撮影モード処理の詳細を示すフローチャートである。
撮影モードを開始すると、ステップS501において、制御部101は表示部109に撮像した画像を順次出力して、表示部109に順次表示するスルー表示を行う。
ステップS506では、制御部101は撮影開始する日時を制御部101内のRTC(Real Time Clock)から取得し、RAM103に記憶する。続いて、ステップS507では、合成処理フラグiを0にセットする。
続いてステップS508で制御部101はRAM103またはROM102に記憶される測光データに従い、絞り機能を有する光学系104内のシャッターを絞り値に応じて開放して撮像部105の撮像素子を露光開始する。
合成処理を伴う撮影モードでなければステップS511に進みヘッダに記録する画像識別情報301を通常画像(非合成画像)であることを示す種類データ「1」に決定し、格納する。
なお、上記実施例では露光が終了する毎に合成を実行しているが、N回の撮像を行った後で合成処理を行ってもよいことは言うまでもない。
(再生モード処理)
図6は、図4のステップ405の再生モード処理の詳細を示すフローチャートである。
ユーザによるモード切替スイッチを介した再生指示によって、再生モードが開始する。または再生モードが設定されている状態で、装置の電源を投入して起動した場合に、このフローが開始される。
ステップS602では、制御部101はステップS601の初期画像情報の取得が正しく行われたか否かを判断する。このような判断をするのは、画像が一枚も無いような場合やメディア不良によって画像情報を取得できない場合があるためである。初期画像情報が取得できる場合、少なくとも画像が1枚あると判断される。画像がある場合、ステップS603に進み、画像がない場合、ステップS609に進む。
即ち、このとき制御部101は、記録画像に関連付けて記録された合成の種類に応じた種類データと合成種別を示す情報と合成に使われた撮影画像の枚数と合成に使われた撮影画像の撮影条件を取得する種類データ取得手段として機能している。また、画像データが壊れていないかをチェックする。
ステップS606では、制御部101は記録媒体108に記録されている画像の総枚数の計算を開始して、総画像枚数を取得する。この処理は、画像の表示処理とは非同期で働き、完了を待たずに次の画像の表示処理に進むことも可能である。このように処理することで、多くの画像が記録媒体108に記録されていて、総画像枚数計算に時間がかかるような場合でも画像の閲覧を可能にする。
なお、ステップS602において、画像が1枚もない場合、ステップS609に進み、制御部101は「画像がありません」などのメッセージ表示を伴う、画像がない旨の表示を表示部109を介して行い、ステップS608に進む。
次に、本実施例における画像データの表示方法について説明する。図7(A)は、本装置において画像表示アプリケーションを動作させた場合に表示部109に表示される画面の一例を示している。
図7(A)では、RAM103に記憶された画像データImage1~Image12が一覧表示される様を示している。この画像は、例えばデジタルカメラや携帯電話などから取得したものである。また、ネットワーク上のサーバなどからダウンロードしたものであってもよい。また、画像データ本体を用いず、画像データのサムネイルを用いることも可能である。図7(A)の状態で表示切替ボタン401を選択(タッチ)すると、図7(B)の画面に遷移する。
例えばImage1、4、10、11はパノラマ合成を示す「P」あるいはパノラマを示すアイコンが重畳表示される。これは合成種別情報302がパノラマ合成、つまりパノラマ合成を用いが合成画像データであることを示すためである。
Image6、8はHDR合成を示す「HDR」またはHDRを示すアイコンが重畳表示される。これは合成種別情報302が「HDR合成」によって得た画像データであることを示すためである。
また、画像識別情報301や、合成種別情報302や、合成に使われた撮影画像の枚数であるソース画像数情報303や、合成画像情報304や合成画像のソース画像情報などの撮影画像の撮影条件等の少なくとも一つを表示できるようにしても良い。それらを見ることによって撮影者の意図や工夫を把握することができる。
(再生時の画像処理)
また、カメラの学習に使う場合に、合成に失敗した(カメラが撮影時に失敗と判断した場合やクラウド側で失敗と判断された場合やユーザが失敗と判断して悪いレーティング等をつける場合など)という情報をファイルに記録しておく。そして、次回の撮影条件に活用することができる。
また、合成画像の画像処理パラメータ決定に利用する
合成されたJPEG画像に対して、アプリ等で画像処理を行う時に合成情報部の情報を参考にする。
例えば、ISO3200の非合成画像の時はISO3200のパラメータとし、ISO3200X2の合成画像の場合にはISO2500のパラメータとし、ISO3200X4の合成画像の場合にはISO1600のパラメータにするなど、のように、合成枚数とソース画像のISO感度に応じてパラメータを切り替えることができる。
またExif構造のAPP1の中の特に撮影条件のデータの中に上記合成情報部2091を埋め込むことによって、既存のExif準拠の装置やソフトウェアと高い互換性を持たせることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
また、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して画像処理装置等に供給するようにしてもよい。そしてその画像処理装置等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
105 撮像部
110 距離マップ取得部
Claims (14)
- 撮影された複数枚の撮影画像を複数種類の方法で合成して合成画像を生成するための合成手段と、
前記撮影画像または前記合成画像を記録画像として記録する記録手段と、
前記合成手段による合成の種類に応じて少なくとも第1の種類データと第2の種類データのうちの一つを生成する種類データ生成手段と、
前記記録画像を再生する再生手段と、を有し
前記記録手段は、撮影モードが撮影条件及び画角を変更せずに複数の画像を撮像して第1の合成画像を生成する第1の撮影モードの場合には、前記第1の合成画像に前記第1の種類データを関連付けて記録し、前記撮影モードが撮影条件又は画角を変更して複数の画像を撮像して第2の合成画像を生成する第2の撮影モードの場合には、前記第2の合成画像に前記第2の種類データを関連付けて記録し、
前記再生手段によって前記第1の合成画像を再生する際に、前記第1の合成画像に対して他の画像を合成する場合には、前記第1の合成画像に関連付けて記録されていた前記第1の種類データを第2の種類データに書き換えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記種類データ生成手段は、前記合成手段によって合成がされた場合と合成がされなかった場合を含めて、少なくとも3種類の前記種類データのうちの一つを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記種類データ生成手段は、前記合成手段によって複数の撮影画像の合成がされなかった場合に、第3の種類データを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記種類データ生成手段によって生成された種類データが所定の種類データの場合には、少なくとも合成に使われた撮影画像の枚数と合成に使われた撮影画像の撮影条件を前記記録画像に関連付けて記録することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記記録手段は前記種類データを画像データファイルのヘッダ領域に記録することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記記録手段は前記種類データをExif規格の画像データファイルのAPP1領域に記録することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記合成手段は少なくとも多重合成モードを有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記合成手段が前記多重合成モードで合成をした場合には、前記種類データ生成手段は前記第2の種類データを生成することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記合成手段は少なくとも撮影時HDR合成モードを有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記合成手段は少なくとも再生時HDR合成モードを有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 更に前記撮影画像を生成するための撮像手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 撮影された複数枚の撮影画像を複数種類の方法で合成して合成画像を生成するための合成ステップと、
前記撮影画像または前記合成画像を記録画像として記録する記録ステップと、
前記合成ステップによる合成の種類に応じて少なくとも第1の種類データと第2の種類データのうちの一つを生成する種類データ生成ステップと、
前記記録画像を再生する再生ステップと、を有し
前記記録ステップは、撮影モードが撮影条件及び画角を変更せずに複数の画像を撮像して第1の合成画像を生成する第1の撮影モードの場合には、前記第1の合成画像に前記第1の種類データを関連付けて記録し、前記撮影モードが撮影条件又は画角を変更して複数の画像を撮像して第2の合成画像を生成する第2の撮影モードの場合には、前記第2の合成画像に前記第2の種類データを関連付けて記録し、
前記再生ステップによって前記第1の合成画像を再生する際に、前記第1の合成画像に対して他の画像を合成する場合には、前記第1の合成画像に関連付けて記録されていた前記第1の種類データを第2の種類データに書き換えることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項1~11のうちいずれか一項に記載の前記画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項13に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
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