JP7451120B2 - 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
本発明は、画像内の被写体領域に指定される複数の計測点に対応する距離を、計測精度に基づいて計測可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
図1を参照して、デジタルカメラ100の構成について説明する。図1は、デジタルカメラ100の機能構成を示すブロック図である。撮像光学系10は、デジタルカメラ100が有するレンズユニット、またはカメラ本体部に装着可能なレンズ装置により構成され、被写体の光学像を撮像素子11上に形成する。撮像光学系10は、光軸102上に並んだ不図示の複数のレンズで構成され、撮像素子11から所定距離で離れた位置に射出瞳101を有する。なお、本明細書において、光軸102と平行な方向をz方向(深度方向)と定義する。つまり、深度方向はデジタルカメラ100の位置を基準として被写体の存在する方向である。また、光軸102と直交し、かつ撮像素子11の水平方向に対して平行な方向をx方向と定義し、光軸102と直交し、かつ撮像素子11の垂直方向に対して平行な方向をy方向と定義する。
ΔL=K×d 式(1)
1/A+1/B=1/F 式(2)
式(2)中、Aは物面から撮像光学系10の主点までの距離(被写体距離)、Bは撮像光学系10の主点から像面までの距離、Fは撮像光学系10の焦点距離を表す。式(2)において、Bの値をデフォーカス量ΔLから導出することができるので、撮像時の焦点距離Fの設定に基づいて距離Aを導出できる。深度生成部131は、導出した被写体距離を画素値とする2次元情報を生成し、2次元情報に基づく深度画像のデータをメモリ135に記憶する。
Δh[%]=(-ΔZ×100)/(Z+ΔZ) 式(3)
ΔZ=Δh×Z/(100+Δh) 式(4)
以内であることが必要である。
Z+ΔZ=(100+2×Δh)Z/(100+Δh) 式(5)
Z-ΔZ=(100-2×Δh)Z/(100-Δh) 式(6)
計測精度Δhは、予め記憶部14に記憶された値を読み出すことにより取得される。あるいは使用者が入力部15を用いて所望の計測精度を入力してもよい。
次に本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態では、合焦した距離を基準として、所定の寸法計測精度を満たす距離範囲を算出し、距離範囲内の被写体を識別可能に表示することで計測点の指定の補助を行う態様について説明した。基準となる距離は、合焦位置に基づく距離でなくてもよい。そこで本実施形態では、使用者が指定した計測点に対応する距離を基準距離とする。例えば、使用者は表示部16に表示された画像上で計測点を指定する。深度画像から、指定された点に対応する距離を取得する処理が行われ、取得された距離が基準距離として設定される。以下、第1実施形態との相違点を説明し、第1実施形態と同様の事項については既に使用済みの符号や記号を用いることで、それらの詳細な説明を省略する。このような説明の省略方法は、後述の実施形態でも同じである。
Δh≦Δhz+Δhxy 式(7)
図9のフローチャートを参照して、第2実施形態の変形例について説明する。図9ではS701とS703との間にS901の処理が行われ、その後にS703、S702、S704の処理が行われる。第2実施形態では、指定された第1の計測点の位置を基準位置として、寸法計測精度を満たす距離範囲内の被写体領域が決定されたが、本変形例では基準点の指定処理S901が追加されている。
図10を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。前記実施形態および変形例では、特定の寸法計測精度を満たす距離範囲の被写体領域のみを識別可能に表示する場合に関して説明した。識別可能に表示される被写体領域を、単一の被写体領域に限定する必要はない。例えば、寸法計測誤差として以下の複数の重複しない範囲に対応する被写体領域を想定する。
・寸法計測誤差が1%未満である、第1の被写体領域。
・寸法計測誤差が1%以上、3%未満である第2の被写体領域。
・寸法計測誤差が3%以上、5%未満である第3の被写体領域。
次に本発明の第4実施形態を説明する。前記実施形態において距離情報を取得した場合、測距時の距離分解能は距離によって異なる。撮像装置からの被写体までの距離が遠くなるほど、距離分解能は低下する。測距において距離分解能分の不確定性が生じるので、撮影倍率の不確定性が生じ、算出された距離における寸法計測精度を求めることができる。また、測距誤差を考慮すると距離分解能の不確定性に加え、測距誤差分の不確定性が生じる。これらを考慮したうえで、算出された距離ごとの寸法計測精度を算出することができる。
次に本発明の第5実施形態を説明する。本実施形態では、位置指定部133で指定された第1の計測点を含む領域に対応する被写体が、略平面形状の被写体である場合に有効な処理に関して説明する。
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。
11 撮像素子
12 制御部
13 画像処理装置
130 画像生成部
131 深度生成部
132 表示制御部
133 位置指定部
134 寸法決定部
136 幾何変換部
Claims (21)
- 撮像素子による撮像画像および前記撮像画像に対応する奥行方向の距離分布に関連する情報を取得する取得手段と、
前記撮像画像を表示する制御を行う制御手段と、
表示された前記撮像画像にて複数の計測点を指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された前記複数の計測点および前記距離分布に関連する情報を用いて、前記複数の計測点に対応する距離を決定する決定手段と、を備え、
前記制御手段は、撮像時における合焦位置の被写体の距離として設定される奥行方向の基準距離から、前記決定手段の決定する前記距離が基準以上の計測精度で計測できる距離範囲にある被写体に対応する前記撮像画像内の第1の被写体領域と、前記距離範囲にない被写体に対応する前記撮像画像内の第2の被写体領域とを区別して表示する制御を行う
ことを特徴とする画像処理装置。 - 撮像素子による撮像画像および前記撮像画像に対応する奥行方向の距離分布に関連する情報を取得する取得手段と、
前記撮像画像を表示する制御を行う制御手段と、
表示された前記撮像画像にて複数の計測点を指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された前記複数の計測点および前記距離分布に関連する情報を用いて、前記複数の計測点に対応する距離を決定する決定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記指定手段により指定された点に対応する、前記距離分布に関連する情報における距離として設定される奥行方向の基準距離から、前記決定手段の決定する前記距離が基準以上の計測精度で計測できる距離範囲にある被写体に対応する前記撮像画像内の第1の被写体領域と、前記距離範囲にない被写体に対応する前記撮像画像内の第2の被写体領域とを区別して表示する制御を行う
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記計測点に係る計測精度または前記複数の計測点に対応する距離に係る計測精度により前記距離範囲を決定する
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。 - 前記計測精度は、撮影倍率の違いに起因する計測精度、または撮像光学系の歪曲収差に起因する計測精度、または操作手段により指定された計測精度である
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記決定手段の決定する前記距離は、前記複数の計測点に対応する3次元空間内の距離である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記第1の被写体領域における前記複数の計測点の間の距離を表示する制御を行う
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記距離範囲は、単一の距離範囲または複数の重複しない距離範囲である
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記第1の被写体領域または前記第2の被写体領域に対して色、輝度、およびシンボルのうちの1つ以上を変更する制御を行う
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。 - 前記制御手段は、複数の前記距離範囲にそれぞれ対応する複数の被写体領域に対して色、輝度、およびシンボルのうち1つの以上を変更する制御を行う
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。 - 前記制御手段は、前記撮像画像のエッジ検出を行い、前記第1の被写体領域のエッジに対して色、輝度、およびシンボルのうちの1つ以上を変更する制御を行う
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。 - 前記制御手段は、前記指定手段によって指定された複数の計測点を結ぶ直線または曲線を前記撮像画像に重畳して表示する制御を行う
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記指定手段により、前記第1の被写体領域における前記計測点の指定が可能である
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、測距における距離分解能および測距誤差から算出された前記計測精度を取得して前記第1の被写体領域を識別可能に表示する制御を行う
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 幾何変換により画像の補正を行う幾何変換手段を備え、
前記指定手段により指定された前記計測点を含む領域に対応する被写体が平面形状であることが判定された場合、前記幾何変換手段は前記計測精度を満たす領域を算出し、前記制御手段は算出された前記領域を識別可能に表示する制御を行う
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
前記撮像素子と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像素子は、複数のマイクロレンズと、各マイクロレンズに対応する複数の光電変換部を有し、前記複数の光電変換部が出力する視点の異なる複数の画像信号から前記距離分布に関連する情報が取得される
ことを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。 - 前記決定手段は、前記撮像画像にて前記指定手段により指定された前記複数の計測点の間の距離を算出し、撮像装置から被写体までの距離および撮像光学系の焦点距離から撮影倍率を算出し、前記撮像素子の画素サイズと前記撮影倍率を用いて前記複数の計測点の間の距離を物体側における距離に変換する
ことを特徴とする請求項15または請求項16に記載の撮像装置。 - 前記撮像画像にて指定された前記複数の計測点の間の距離を表示する表示手段を備える
ことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 - 撮像素子による撮像画像および前記撮像画像に対応する奥行方向の距離分布に関連する情報を取得して処理する画像処理装置にて実行される画像処理方法であって、
表示された前記撮像画像にて複数の計測点を指定する指定工程と、
指定された前記複数の計測点および前記距離分布に関連する情報を用いて、前記複数の計測点に対応する距離を決定する決定工程と、
撮像時における合焦位置の被写体の距離として設定される奥行方向の基準距離から、前記決定工程で決定される前記距離が基準以上の計測精度で計測できる距離範囲にある被写体に対応する前記撮像画像内の第1の被写体領域と、前記距離範囲にない被写体に対応する前記撮像画像内の第2の被写体領域とを区別して表示する制御を行う制御工程と、を有する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 撮像素子による撮像画像および前記撮像画像に対応する奥行方向の距離分布に関連する情報を取得して処理する画像処理装置にて実行される画像処理方法であって、
表示された前記撮像画像にて複数の計測点を指定する指定工程と、
指定された前記複数の計測点および前記距離分布に関連する情報を用いて、前記複数の計測点に対応する距離を決定する決定工程と、
前記指定工程で指定された点に対応する、前記距離分布に関連する情報における距離として設定される奥行方向の基準距離から、前記決定工程で決定される前記距離が基準以上の計測精度で計測できる距離範囲にある被写体に対応する前記撮像画像内の第1の被写体領域と、前記距離範囲にない被写体に対応する前記撮像画像内の第2の被写体領域とを区別して表示する制御を行う制御工程と、を有する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項19または請求項20に記載の画像処理方法の各工程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。
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