JPWO2014083737A1 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

本開示の画像処理装置等は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定部(102)と、複数の画像のうちの第1画像を表示する表示部(104)とを備え、表示部(104)により表示される第1画像の所定の位置が指定された場合に、所定の位置を含む第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、表示部(104)に選択された第2画像が表示される。

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。
撮像装置で撮像された画像などに対して、画像をズームして拡大表示することのできる機能(ズーム機能)がある。ズーム機能は、例えばデジタルカメラなどの撮像装置に標準搭載されており、画像の特定領域をより詳細に拡大して見たい場合などに使用される。
例えば特許文献1では、利用者がカメラを用いてズームを行う際にズーム地点を任意に選択する技術が開示されている。
特開平9−102945号公報
しかしながら、所定の位置(ズーム地点)を含む画像の特定領域が合焦状態でない場合、ズーム後の画像(ズーム画像)は不鮮明になるという問題がある。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る画像処理装置は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定部と、前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示部とを備え、前記表示部により表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明の画像処理装置および画像処理方法は、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる。
図1Aは、ズームに用いられる画像の一例を示す図である。 図1Bは、図1Aに示す画像の中心座標をズーム地点としてズームした場合のズーム画像の一例を示す図である。 図2は、実施の形態1に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 図3Aは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の一例を示す図である。 図3Bは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の一例を示す図である。 図3Cは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の一例を示す図である。 図4は、図3A〜図3Cの画像における被写体のデプスマップを示す図である。 図5Aは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の合焦領域の一例を示す図である。 図5Bは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の合焦領域の一例を示す図である。 図5Cは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の合焦領域の一例を示す図である。 図5Dは、図5A〜図5Cを用いて合成された合成合焦領域を示す図である。 図6Aは、撮影された複数の画像のデプス値を示すデプス情報を示す図である。 図6Bは、図6Aに示す被写体の奥行きを示す図である。 図7は、ズーム前およびズーム後で表示部に表示される画像の一例を説明するための図である。 図8は、ズーム前およびズーム後で表示部に表示される画像の一例を説明するための図である。 図9は、ズーム前からズーム後までに表示部で表示される画像の遷移の一例を説明するための図である。 図10は、ズーム前からズーム後までに表示部で表示される画像の遷移の一例を説明するための図である。 図11は、実施の形態1における画像処理装置の処理の流れについて説明するための図である。 図12は、実施の形態2に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 図13Aは、実施の形態2における検出部と補正部とを導入する目的を説明するための図である。 図13Bは、実施の形態2における検出部と補正部とを導入する目的を説明するための図である。 図13Cは、実施の形態2における検出部と補正部とを導入する目的を説明するための図である。 図13Dは、実施の形態2における検出部と補正部とを導入する目的を説明するための図である。 図14は、実施の形態3に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 図15は、本発明の画像処理装置の最小構成を示すブロック図である。 図16は、本発明の画像処理装置の最小構成部の処理を示す図である。
(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、従来の画像処理装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
撮像装置で撮像された画像などに対して、画像をズームして拡大表示することのできる機能(ズーム機能)がある。ズーム機能は、例えばデジタルカメラなどの撮像装置に標準搭載されており、画像の特定領域をより詳細に拡大して見たい場合などに使用される。
図1Aは、ズームに用いられる画像の一例を示す図であり、図1Bは、図1Aの中心座標をズーム地点としてズームした場合のズーム画像の一例を示す図である。
図1Aに示す1枚の画像1には、被写体10、被写体20、および、被写体30が撮像されている。図1Bに示す画像1a、1b、1c、1d、および、1eは、画像1の被写体20をズーム対象またはズーム地点(中心座標)としてズームが行われた際のズーム画像を示している。図1Bに示す画像1a、1b、1c、1d、および、1eは、ズーム倍率が異なるズーム画像を示しており、選択されたズーム地点、もしくは、ズーム対象が一致するように画像1が拡大されたズーム画像を示している。なお、画像1a〜1eの大きさが同じなのは、画像1を拡大した後(ズーム画像)、必要に応じてトリミングが行われているからである。トリミングが行われることで、ズーム後の画像である画像1a、1b、1c、1d、1eのサイズは、ズーム前の画像である画像1のサイズと一致する。
なお、ズーム地点、もしくは、ズーム対象の選択は、画像1に対してズームを行う前(事前)に行われる。カメラ等の一般的な撮像装置では、初期値(初期設定)で画像の中心位置がズーム地点として設定されていることが多い。
それに対して、例えば特許文献1では、カメラを用いて利用者がズームを行う際のズーム地点を任意に選択することのできる技術が開示されている。特許文献1では、カメラに備え付けられたタッチパネルを操作してズーム地点を設定する技術が開示されている。具体的には、カメラ上のアイコンを手またはマウスで指定することで、カメラのパン、チルト、ズーム、および、フォーカス制御を行う技術が開示されている。それにより、ズーム時の任意のズーム地点への設定がタッチパネルを通して指定することが可能となる。
一方、通常、画像のズーム機能は、画像の特定領域(ズーム対象)をより詳細に見たい場合などに用いられる。そのため、ズーム対象は合焦状態で撮像されていることが好ましい。
しかし、カメラ等の撮像装置によっては画像のズーム機能が設定によって実質的に制限されている場合があり、ユーザーの意図に反して被写界深度の浅い画像が撮影されてしまう場合がある。
つまり、従来では、ユーザーの意図に関係なく、合焦状態ではない状態で撮像されてしまう場合があるということである。そして、合焦状態ではないズーム対象つまりぼけているズーム対象に対してズームを行うと、ズーム後(拡大表示後)の画像はより不鮮明となってしまうという問題がある。
特に、撮像後の画像を電子的にズーム(拡大表示)する場合には、ズーム後の画像はより不鮮明となる。さらに、画像の解像度を超える倍率まで拡大された場合には、ズーム対象を理解するのさえ困難となる場合がある。そのため、ズーム後の画像(ズーム画像)が十分に鮮明であるもしくはズーム画像で人がズーム対象を理解できるようにするために、ズーム前のズーム対象は合焦状態で撮像されていることが好ましい。
そこで、本発明の一態様は、このような状況に鑑みてなされたものであり、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示できる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定部と、前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示部とを備え、前記表示部により表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される。
これにより、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示できる。
また、例えば、前記画像処理装置は、さらに、前記特定部により特定された複数の画像それぞれの第1合焦領域の和領域を合成することで第2合焦領域を生成する合成部を備え、前記表示部は、前記第1画像を表示するとともに、前記第1画像に重畳させた前記第2合焦領域を表示する。
また、例えば、さらに、少なくとも合焦位置の情報を含む撮影パラメータの異なる複数の画像を時間的に連続して撮影することで、前記複数の画像を撮影する撮影部を備えるとしてもよい。
また、例えば、前記特定部は、前記複数の画像それぞれに対応するデプス情報を用いて、前記複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定するとしてもよい。
また、例えば、さらに、前記表示部により表示される前記第1画像の前記所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記第2画像を少なくとも選択するとともに、前記表示部に前記第2画像が表示されるまでの切替方法を設定する設定部と、前記設定部により設定された前記切替方法に従って、少なくとも前記第2画像の前記第1合焦領域を含む領域を拡大させたズーム画像を生成する画像生成部とを備え、前記表示部は、前記画像生成部により生成された少なくとも前記第2画像のズーム画像を、前記第2画像として、表示するとしてもよい。
また、例えば、前記設定部は、さらに、前記複数の画像それぞれに対応するデプス情報を取得し、取得した前記デプス情報に基づいて、前記切替方法を設定するとしてもよい。
また、例えば、前記設定部は、取得した前記デプス情報に基づいて、前記第2画像の第1合焦領域のデプス値と前記第1画像の第1合焦領域のデプス値との間のデプス値の第1合焦領域を有する第3画像を選択し、前記切替方法として、前記第2画像が前記表示部に表示されるまでの間に、前記第3画像が前記表示部に表示される旨を設定し、前記画像生成部は、前記切替方法に従って、前記第2画像の前記第1合焦領域に対応する前記第3画像の領域と前記第3画像の前記第1合焦領域とを含む領域を拡大させた第1ズーム画像と前記第2画像の前記第1合焦領域を含む領域を拡大させた第2ズーム画像とを少なくとも生成し、前記表示部は、前記画像生成部により生成された前記第1ズーム画像と前記第2ズーム画像とをこの順に表示するとしてもよい。
また、例えば、前記設定部は、前記切替方法として、前記第2画像が前記表示部に表示されるまでの間に、前記第2画像および前記第1画像を所定の比率で合成した第3画像が前記表示部に表示される旨を設定し、前記画像生成部は、前記切替方法に従って、前記第2画像の前記第1合焦領域に対応する前記第3画像の領域と前記第3画像の第1合焦領域とを含む領域とを拡大させた第1ズーム画像と、前記第2画像の第1合焦領域を含む領域を拡大した第2ズーム画像とを少なくとも生成し、前記表示部は、前記画像生成部により生成された前記第1ズーム画像と前記第2ズーム画像とをこの順に表示するとしてもよい。
また、例えば、さらに、前記所定の位置を自動で決定して、指定する決定部を備えるとしてもよい。
また、例えば、前記決定部は、前記合成部で生成された前記第2合焦領域内で前記所定の位置を決定するとしてもよい。
また、例えば、さらに、ユーザーからの入力を受け付けて、前記所定の位置を指定する受付部を備えるとしてもよい。
また、例えば、前記画像処理装置は、さらに、前記複数の画像間における前記同一の被写体の位置ずれ量を検出する検出部と、前記検出部で検出された位置ずれ量に基づいて、前記複数の画像間における前記同一の被写体の位置ずれ量を補正する補正部とを備えるとしてもよい。
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理方法は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定ステップと、表示部に前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示ステップとを含み、前記表示ステップにおいて表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、本発明の一態様に係る画像処理装置および画像処理方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される構成要素、構成要素の接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
(実施の形態1)
図2は、実施の形態1に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図2に示す画像処理装置100は、撮影部101、特定部102、合成部103、表示部104、設定部105、および画像生成部106を有する。
撮影部101は、少なくとも合焦位置の情報を含む撮影パラメータの異なる複数の画像を時間的に連続して撮影することで、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像を撮影する。
具体的には、撮影部101は、複数の画像用の撮影パラメータを取得し、少なくとも2枚以上の画像を、異なる撮影パラメータで撮像する。ここで、撮影パラメータは、少なくとも画像の合焦位置を含み、例えば合焦距離、開口などを示すパラメータを含む。以降の説明では、説明を簡単にするため、複数の画像それぞれは異なる合焦距離で撮影されたものとして説明するが、これに限るものではない。
このように、撮影部101は、異なる合焦距離の画像を複数枚撮影(撮像)することで、合焦領域の異なる複数の画像を得る。なお、複数の画像は、フォーカスブラケット撮影により連続撮影した画像でも構わないし、何らかの処理の中間画像として撮影された画像を用いても構わない。後者の例としては、撮影パラメータの異なる複数の画像を用いてデプス情報を推定するDFD(Depth from Defocus)や、複数の画像からフォーカス位置を決定するAF(auto focus)などがある。
図3Aから図3Cは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の一例を示す図である。図4は、図3A〜図3Cの画像における被写体のデプスマップを示す図である。なお、図4のデプスマップは、白いほどカメラからの距離が近く、黒いほどカメラからの距離が遠いことを表す。また、図3A〜図3Cは、図4のデプスマップで表わされる距離にある被写体に対し、それぞれ合焦距離の異なる3枚の画像の例となっている。
なお、図3A〜図4に示す被写体11a、21aおよび31a、被写体11b、21bおよび31b、被写体11c、21cおよび31c、並びに被写体11d、21dおよび31dはそれぞれ同一の被写体を示している。また、図3Aに示す画像2aは、合焦距離が奥に設定されて撮影されたため、被写体11a、21a、31aのうち、実線で表される被写体11aに合焦している。図3Bに示す画像2bは、被写体11b、21b、31bのうち、合焦距離が中距離に設定されて撮影されたため、実線で表される被写体21bに合焦している。図3Cに示す画像は、合焦距離が手前に設定されて撮影されたため、被写体11c、21c、31cのうち、実線で表される被写体31cに合焦している。
特定部102は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する。例えば、特定部102は、複数の画像それぞれに対応するデプス情報を用いて、複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する。
本実施の形態では、特定部102は、撮影部101で撮影された異なる合焦距離の複数の画像と、複数の画像それぞれが撮影された時の合焦距離およびデプス情報とを取得し(入力され)、各画像の合焦領域(第1合焦領域)を特定する。具体的には、特定部102は、各画像が撮影された時の合焦距離とデプス情報とを照合することで、各画像における合焦領域(第1合焦領域)を、例えば図5A〜図5Cのように特定する。
ここで、図5A〜図5Cは、撮影部で撮影された合焦距離の異なる画像の合焦領域の一例を示す図である。図5Aの合焦領域3001は図3Aの被写体11aに対応する領域(被写体11aを含む領域)である。同様に、図5Bの合焦領域3002は図3Bの被写体21bと対応する領域であり、図5Cの合焦領域3003は図3Cの被写体31cと対応する領域である。なお、合焦領域3001〜合焦領域3003は、第1合焦領域の一例であり、合焦位置の被写体に対応する領域である。また、合焦領域3001〜合焦領域3003は、合焦位置の被写体とは重畳して表示される。
合成部103は、特定部102により特定された複数の画像それぞれの第1合焦領域の和領域を合成することで第2合焦領域を生成する。
具体的には、合成部103は、特定部102で特定した各画像の合焦領域マスク(第1合焦領域を示すマスク)が入力され、撮影部101で撮像された複数の画像全体の合焦領域を表すマスク(第2合焦領域を示すマスク)を生成する。以下、図を用いて具体的に説明する。図5Dは、図5A〜図5Cを用いて合成された合成合焦領域を示す図である。また、図6Aは、撮影された複数の画像のデプス値を示すデプス情報を示す図である。図6Bは、図6Aに示す被写体の奥行きを示す図である。
合成部103は、特定部102で特定した第1合焦領域すなわち、合焦領域3001〜合焦領域3002の和領域を合成することで、図5Dに示す合成合焦領域3004(第2合焦領域)を生成する。ここで、合成部103は、合成合焦領域3004(第2合焦領域)を生成するとともに、例えば図6Aまたは図6Bに示すように、撮影部101で撮影された画像の被写体11f、21f、31fの奥行き値を示すデプス情報も生成するとしてもよい。なお、被写体11f、21f、31fは、図5A〜図5Cに示す被写体11a〜11c、21a〜21cおよび31a〜31cと同一の被写体である。
表示部104は、複数の画像のうちの第1画像を表示する。
なお、表示部104は、複数の画像のうちの第1画像を表示するとともに、第1画像に重畳させて第2合焦領域を表示するとしてもよい。この場合、例えば、表示部104は、合成部103で生成された合成合焦領域マスク(第2合焦領域のマスク)を利用して、利用者が所定の位置(ズーム地点)を決定するための参照画像を表示する。ここで、参照画像とは、図5Dに示すような合成合焦領域3004(第2合焦領域)を画像2cに重畳された画像2e、すなわち複数の画像の第1画像と第1画像に重畳された第2合焦領域とを示す画像である。表示部104は、合成合焦領域マスク(第2合焦領域のマスク)を作用(重畳)させる参照画像(第1画像)として、図3A〜図3Cのいずれか画像を第1画像として用いる。
なお、表示部104は、図3A〜図3Cを基に表示用の画像を新たに生成して第1画像として表示するとしてもよい。また、表示部104は、必要に応じて、図6Bに示すような合成部103で生成されたデプス情報を、利用者が所定の位置(ズーム地点)を決定する際の補助情報として表示するとしてもよい。
また、利用者は、表示部104により表示された参照画像に表示される合成合焦領域(第2合焦領域)に対して、例えばタッチパネルなどのインターフェースを用いて所定の位置(ズーム地点)を決定する。なお、タッチパネルなどのインターフェースは、受付部の一例であり、受付部は、ユーザーからの入力(ズーム地点の決定)を受け付けて、合成合焦領域(第2合焦領域)におけるズーム地点の位置を指定する。
また、詳細は後述するが、表示部104は、画像生成部106により生成された少なくとも第2画像のズーム画像を表示する。また、表示部104は、画像生成部106により生成された第1ズーム画像と第2ズーム画像とをこの順に表示する。
なお、表示部104は、画像処理装置200に構成されるとして説明しているが、それに限らない。画像処理装置200の外部に構成されるとしてもよい。また、表示部104は、上記の参照画像を表示するが、画像生成部106により生成されたズーム画像は、画像処理装置200の外部にある表示装置等に表示されるとしてもよい。
設定部105は、表示部104により表示される第1画像(もしくは第2合焦領域)内の所定の位置(例えばズーム地点)が指定された場合に、複数の画像の中からその所定の位置を含む第1合焦領域を有する第2画像を少なくとも選択するとともに、表示部104に第2画像が表示されるまでの切替方法を設定する。
ここで、設定部105は、複数の画像それぞれに対応するデプス情報を取得し、取得したデプス情報に基づいて、切替方法を設定するとしてもよい。
例えば、設定部105は、取得したデプス情報に基づいて、第2画像の第1合焦領域のデプス値と第1画像の第1合焦領域のデプス値との間のデプス値の第1合焦領域を有する第3画像を選択する。そして、設定部105は、切替方法として、第2画像が表示部104に表示されるまでの間に、第3画像が表示部104に表示される旨を設定するとしてもよい。また、例えば、設定部105は、切替方法として、第2画像が表示部104に表示されるまでの間に、第2画像および第1画像を所定の比率で合成した第3画像が表示部104に表示される旨を設定するとしてもよい。
具体例には、設定部105は、指定された所定の位置(ズーム地点)、特定部102で特定された各画像の合焦領域(第1合焦領域)、および、合成部103で生成された合成合焦領域(第2合焦領域)を用いて、切替方法の設定を行う。切替方法の詳細は後述する。
画像生成部106は、設定部105により設定された切替方法に従って、少なくとも第2画像の第1合焦領域を拡大させたズーム画像を生成する。
例えば、画像生成部106は、設定部105により設定された切替方法に従って、第2画像の第1合焦領域に対応する第3画像の領域と第3画像の第1合焦領域とを含む領域を拡大させた第1ズーム画像と第2画像の第1合焦領域を含む領域を拡大させた第2ズーム画像とを少なくとも生成するとしてもよい。また、例えば、画像生成部106は、設定部105により設定された切替方法に従って、第3画像の第1合焦領域を拡大させた第1ズーム画像と、第2画像の第1合焦領域を拡大した第2ズーム画像とを少なくとも生成するとしてもよい。
ここで、設定部105が設定する切替方法を例に挙げて説明する。以下では、画像生成部106により、設定部105が選択した第2画像のズーム画像が生成されて、表示部104に表示される場合について説明する。
切替方法としては、例えば、第2画像が表示されるまで途中に切り替わる画像の選択方法や第1画像から第2画像が表示されるまでの画像の遷移方法とがある。
まず、画像の選択方法について説明する。
以下では、第2画像として、図3Aに示す画像2aが選択されるとする。
具体的には、まず、例えば図5Dに示すように、図3Cの画像2cに合成合焦領域3004(第2合焦領域)が重畳されて表示部104で表示されていた場合に、合成合焦領域3004において所定の位置(ズーム地点)が指定されたとする。その場合、設定部105は、指定された所定の位置に対応する合成合焦領域3004の部分(図5Aの合焦領域3001)のデプス値(デプスの距離)を確認する。すると、設定部105は、指定された所定の位置を第1合焦領域(合焦領域3001)として有する画像は、図3Aに示す画像2aであることがわかる。そして、設定部105は、ズーム後の画像(第2画像もしくは第2画像のズーム画像)に図3Aに示す画像2aを選択する。
なお、図5Dでは、表示部104に表示されるズーム前の画像(第1画像)として、図3Cに示す画像2cが選択されている例を示しているが、それに限らない。被写体21bが合焦位置で写っている図3Bに示す画像2bが選択されているとしてもよい。すなわち、撮影部101で撮影された複数の画像の中で、所定の位置(ズーム地点)のデプス値より手前側のデプス値の被写体が合焦して写っている画像が選択されていればよい。これは、ズーム画像の特性上、ズーム倍率と連動して被写体の合焦距離も変わると自然な見え方となるので、ズーム前の画像の被写体距離はズーム後の画像の被写体距離よりも手前側にあることが好ましいからである。
図7および図8は、ズーム前およびズーム後で表示部に表示される画像の一例を説明するための図である。図7および図8ともに、ズーム前は指定された被写体がぼけた状態であり、ズームを開始し、最大ズーム倍率に達した時点でその被写体が合焦状態となっている。
図7に示す例では、まず、設定部105は、ズーム前の画像として図3Bに示す画像2bを選択し、ズーム後の画像として図3Aに示す画像2aを選択する。また、設定部105は、この選択方法を示す切替方法(パラメータ)を設定する。次に、画像生成部106は、その選択方法に従って、図3Aに示す画像2a(少なくとも被写体11aを含む領域)を拡大してズーム画像3を生成する。そして、表示部104は、ズーム前の画像として画像2bを表示し、ズーム後の画像としてズーム画像3を表示する。
一方、図8に示す例では、まず、設定部105は、ズーム前の画像として図3Cに示す画像2cを選択し、ズーム途中の画像として、図3Bに示す画像2bを選択し、ズーム後の画像として図3Aに示す画像2aを選択する。また、設定部105は、この選択方法を示す切替方法(パラメータ)を設定する。次に、画像生成部106は、その選択方法に従って、図3Bに示す画像2b(少なくとも被写体11bと被写体21bとを含む領域)を拡大してズーム画像2b’を生成し、図3Aに示す画像2a(少なくとも被写体11aを含む領域)を拡大してズーム画像3を生成する。そして、表示部104は、ズーム前の画像として画像2cを表示し、ズーム途中の画像として、ズーム画像2b’を表示し、ズーム後の画像としてズーム画像3を表示する。
なお、表示部104で指定された所定の位置にある被写体が最も手前側に写っている場合には、ズーム前、ズーム後共に図3Cに示す画像2cを選んでも構わない。すなわち、表示部104で、ズーム前の画像として図3Cに示す画像2cが表示され、ズーム後の画像として図3Cに示す画像2cのズーム画像が表示されるとしてもよい。また、ズーム後の画像に図3Cに示す画像2cのズーム画像、ズーム前の画像に図3Aに示す画像2aを選択するなどしてもよい。つまり、ズーム倍率と被写体の合焦距離とは必ずしも連動しなくても構わない。
また、最大ズーム倍率は、予め決められた固定値でも良いし、表示部104で指定された被写体の物体距離に応じて変わる値であっても良い。
次に、ズーム画像の遷移方法について説明する。
以下でも、第2画像として、図3Aに示す画像2aが選択されるとして説明する。
図9および図10は、ズーム前からズーム後までに表示部で表示される画像の遷移の一例を説明するための図である。
図9に示す例では、遷移方法として、ズーム開始からズーム途中までは図3Bに示す画像2bを使い続け、最大ズーム倍率時(ズーム後)に図3Aに示す画像2aに切り替えるようにズーム画像を遷移させる例が示されている。
具体的には、まず、設定部105は、ズーム前からズーム途中の画像として図3Bに示す画像2bを選択し、ズーム後の画像として図3Aに示す画像2aを選択するとともに、このような遷移方法を示す切替方法(パラメータ)を設定する。次に、画像生成部106は、その遷移方法に従って、図3Bに示す画像2bを拡大し、ズーム倍率が異なるズーム画像4および5を生成する。また、画像生成部106は、図3Aに示す画像2a(少なくとも被写体11aに対応する領域を含む領域)を拡大してズーム画像3を生成する。そして、表示部104は、ズーム前(ズーム開始)の画像として画像2bを表示し、ズーム途中の画像として、ズーム画像4および5を表示し、ズーム後の画像としてズーム画像3を表示する。
また、図10に示す例では、遷移方法として、ズーム開始は図3Bに示す画像2bを用い、最大ズーム倍率時(ズーム後)には図3Aに示す画像2aを用い、その間は図3Bに示す画像2bと図3Aに示す画像2aとを所定の比率で合成(ブレンド)した画像を切替えながらズーム画像を遷移させる例が示されている。
具体的には、まず、設定部105は、ズーム前(ズーム開始)の画像として図3Bに示す画像2bを選択し、ズーム途中の画像として図3Bに示す画像2bと図3Aに示す画像2aとを所定の比率で合成(ブレンド)した画像を選択し、ズーム後の画像として図3Aに示す画像2aを選択するとともに、このような遷移方法を示す切替方法(パラメータ)を設定する。次に、画像生成部106は、その遷移方法に従って、図3Bに示す画像2bと図3Aに示す画像2aとを所定の比率で合成(ブレンド)した画像を拡大し、ズーム倍率が異なるズーム画像6および7を生成する。また、画像生成部106は、図3Aに示す画像2a(少なくとも被写体11aに対応する領域を含む領域)を拡大してズーム画像3を生成する。そして、表示部104は、ズーム前の画像として画像2bを表示し、ズーム途中の画像として、ズーム画像6および7を表示し、ズーム後の画像としてズーム画像3を表示する。
このように設定部105で設定された選択方法や遷移方法などの切替方法(パラメータ)と、撮影部101で撮影した複数の画像とに基づいて、画像生成部106ではズーム画像が生成され、表示部104で表示される。
なお、上述の切替方法の説明では、ズーム画像は、元画像を拡大したものであるとして説明したが、それに限らない。等倍すなわち1.0倍のものもズーム画像としてもよい。等倍の画像を用いる場合には、設定部105により選択された所定の位置を含む合焦領域を有する画像に切り替えるのみとなる。
次に、以上のように構成された画像処理装置100の処理の流れについて、図11を用いて説明する。
図11は、本実施の形態における画像処理装置の処理の流れについて説明するための図である。
まず、撮影部101は、異なる撮影パラメータで合焦位置の異なる複数の画像を撮影する(S101)。
次に、特定部102は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する(S102)。具体的には、まず、特定部102は、S101で撮影された複数の画像が入力され、それとともに少なくとも合焦位置の情報を含む撮影パラメータを、各画像と対応付けて取得する(S1021)。続いて、特定部102は、S101で撮影された複数の画像のデプス情報を取得する(S1022)。続いて、特定部102は、デプス情報を利用して、S101で撮影された複数の画像の第1合焦領域を個別に特定する(S1023)。
次に、合成部103は、特定部102で特定した第1合焦領域の和領域を合成することで、第2合焦領域を生成する(S103)。つまり、合成部103は、S105で個別に特定された第1合焦領域を合成することで、複数の画像全体で合焦されている領域(第2合焦領域)を生成する。
次に、表示部104は、複数の画像のうちの第1画像を表示するとともに、第1画像に重畳させて第2合焦領域を表示する(S104)。すなわち、表示部104は、S105で生成した第2合焦領域を表示する。また、表示部104は、UI表示などで、利用者にズーム地点の指定を促す。なお、表示部104は、上述したように第2合焦領域を表示せず、複数の画像のうちの第1画像を表示するのみとしてもよい。
次に、設定部105は、第2合焦領域内のズーム地点が指定された場合に、そのズーム地点を含む第1合焦領域を有する第2画像を少なくとも選択するとともに、表示部104に選択した前記第2画像が表示されるまでの切替方法を設定する(S105)。
具体的には、まず、設定部105は、利用者に指定された所定の位置をズーム画像のズーム地点として設定する(S1051)。続いて、設定部105は、ズーム地点として指定された第2合焦領域のデプス情報を用いて、S101で撮影された複数の画像の中から表示に使用する画像を選択する(S1052)。ここで、ズーム画像を生成する画像も選択するとしてもよい。つまり、設定部105は、第2画像が表示されるまでの途中に切り替わる画像の選択方法を設定する。続いて、設定部105は、S1052で選択された画像を、例えばズーム倍率の変化と共にどのように画像を遷移させていくかのなどの遷移方法を決定する(S1053)。つまり、設定部105は、第1画像を切り替えて第2画像が表示されるまでの画像の遷移方法を設定する。
次に、画像生成部106は、設定部105により設定された切替方法に従って、少なくとも第2画像の第1合焦領域を拡大させたズーム画像を生成する(S106)。例えば、画像生成部106は、S1052で選択された画像と、S1053で決定された遷移方法に従ってズーム画像を生成する。
最後に、表示部104は、S1052で選択された画像を表示する。ここで、S106で画像生成部106により生成されたズーム画像があれば、対応する画像に替えてズーム画像を表示する。
以上、本実施の形態によれば、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる画像処理装置および画像処理方法を実現することができる。
例えば、ぼけた領域を含む画像(所定の位置を含む画像領域)に対してズーム機能を用いる際には、ズーム可能な領域を拡張させることができるので、ズーム機能を有効に行うことができる。
また、本実施の形態の画像処理装置および画像処理方法によれば、撮影パラメータの異なる複数枚の画像をズーム倍率に応じて切り替えることができる。それにより、画像の合焦状態によって実質的に制限のあった従来のズーム機能(合焦状態によるズーム機能の制限)を緩和することができるだけでなく、ズーム機能の有効な領域を広げることができる。
このように、本実施の形態によれば、合焦位置の異なる複数の画像を用いることで、ぼけた領域でも鮮明な状態の画像に切り替えもしくはズーム画像を表示できる。
より具体的には、本実施の形態の画像処理装置および画像処理方法によれば、複数の画像の第1合焦領域を特定し、表示画像ではぼけた領域を含んでいても複数の画像にまたがる第2合焦領域を表示する。それにより、第2合焦領域のズーム地点がタッチ等で指定された場合に、ズーム倍率を高めると同時に、その時のズーム倍率と対応する合焦範囲を有する画像を切り替えながらズームを行うことができるので、ぼけた領域でも鮮明な状態でズーム可能となる。
なお、本実施の形態の画像処理装置および画像処理方法では、例えば画像のズームを行う際のズーム地点の決定にはタッチパネルなどで入力(指定)されるとしてもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2における画像処理装置200について、図12を参照しながら説明する。
図12は、実施の形態2に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図2と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図12に示す画像処理装置200は、撮影部101、特定部102、合成部103、表示部104、設定部105、画像生成部106、検出部207、および補正部208を有する。図12に示す画像処理装置200は、図2に示す画像処理装置100に対して、検出部207と補正部208とを備える点で異なっている。以下では、実施の形態1の画像処理装置100と異なる構成要素についてのみ説明を行う。
ところで、検出部207と補正部208とを導入する目的は、下記の通りである。撮影部101で撮影される複数の画像は、それぞれ異なる時間に撮影されている。そのため、例えば1枚目と2枚目が撮影される間に、撮影部101を備えるカメラもしくは被写体が動いてしまうと、1枚目と2枚目の画像で被写体位置が一致しなくなる可能性がある。その場合の複数の画像でズーム画像を生成した場合、表示部104で表示される画像が切り替えられる時には被写体位置も同時に切り替わることになるため、利用者に違和感を与えてしまう場合がある。
図13A〜図13Dは、本実施の形態における検出部と補正部とを導入する目的を説明するための図である。図13Aおよび図13Bは、本実施の形態における時間的に連続して撮影された複数の画像の一例を示す図であり、被写体の位置が変わった例を示している。図13Cは、図13Aおよび図13Bに示す画像が表示部で表示されたときの位置ずれを説明するための図である。
表示部104で、図13Aに示す画像8aから図13Bに示す画像8bに切り替えられる際には、図13Cに示すように例えば被写体12aおよび被写体12bならびに被写体22aおよび被写体22bの位置のずれが目立つ。なお、被写体32aと被写体32bの位置のずれは目立たない。
そこで、これを避けるために、検出部207と補正部208とを用いて、撮影部101で撮像される複数の画像間の位置ずれを修正し、図13Dに示すように複数の画像間での被写体位置を一致させる。
検出部207は、複数の画像間における同一の被写体の位置ずれ量を検出する。
具体的には、検出部207は、撮影部101で撮影された複数の画像が入力され、入力された複数の画像間の位置ずれ量を検出する。なお、位置ずれ量の検出方法としては、動きベクトル算出などの従来手法を用いて動きを検出して検出すればよいので、詳細な説明は割愛する。また、検出部207は、複数の画像間で被写体の位置を合わせるため、位置ずれ量を検出する際には、複数画像のうちの1枚を基準とした位置ずれ量を算出する。例えば、検出部207は、複数の画像が3枚の場合は、2枚目の画像に対する1枚目の画像の位置ずれ量、2枚目の画像に対する3枚目の画像の位置ずれ量を検出する。
補正部208は、検出部207で検出された位置ずれ量に基づいて、複数の画像間における被写体の位置ずれ量を補正する。
具体的には、補正部208は、撮影部101で撮影された複数の画像と、検出部207で検出された位置ずれ量とを入力とし、複数の画像間の位置ずれ量を補正する。補正部208は、例えば、図13Aに示す画像8aと図13Bに示す画像8bの位置ずれ量を算出した場合には、検出部207で1枚目に対する2枚目の位置ずれ量を検出すことで、図13Dに示す画像9のように被写体の位置ずれが補正される。
以上、本実施の形態によれば、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる画像処理装置および画像処理方法を実現することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3における画像処理装置300について、図14を参照しながら説明する。
図14は、実施の形態3に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図2と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図14に示す画像処理装置200は、撮影部101、特定部102、合成部103、設定部105、画像生成部106、検出部207、および補正部208を有する。図14に示す画像処理装置300は、図2に示す画像処理装置100に対して、表示部104を備えず、決定部309を備える点で異なっている。
実施の形態1では、表示部104の表示を通して、利用者からズーム地点(所定の位置)を指定した場合の例について説明した。これに対し、実施の形態3では、利用者にズーム地点(所定の位置)を指定してもらう代わりに、決定部309が自動でズーム地点の設定を行う。
決定部309は、所定の位置を自動で決定して指定する。また、決定部309は、合成部103で生成された第2合焦領域内で所定の位置を決定する。つまり、決定部309は、第2合焦領域に基づいて、第2合焦領域の範囲内でズーム地点の自動設定を行う。
なお、決定部309は、第2合焦領域が重畳される検出用の画像(第1画像)として、撮影部101で撮影された画像のうち、どの画像を用いてもよい。検出用の画像を合成などして生成した上で用いてもよい。ズーム地点の検出方法は何を用いても良く、例えば、顔検出で検出された人物顔をズーム地点としても良い。
以上のように、本発明によれば、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる画像処理装置および画像処理方法を実現することができる。
なお、実施の形態1〜3にかかる画像処理装置は、撮影部101、特定部102、合成部103、設定部105、および画像生成部106を少なくとも備えるとして説明したが、それに限られない。図15に示すように、画像処理装置の最小構成として、最小構成部100aを備えていればよい。すなわち、特定部102および表示部104を備えていればよい。ここで、図15は、本発明の画像処理装置の最小構成を示すブロック図である。なお、図2と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
本発明の画像処理装置は、最小構成部100aを少なくとも備えることにより、表示画像の指定された所定の位置を含む画像領域を鮮明な状態で表示することができる。
また、本発明の画像処理方法は、典型的には図11に示す処理を行うとして説明したが、それに限られない。図15に示す最小構成部100aにより、図16に示すステップを少なくとも行うのであればよい。ここで、図16は、本発明の画像処理装置の最小構成部の処理を示す図である。
より具体的には、まず、特定部102は、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する(S201)。詳細はS102と同様のため説明は省略する。
次に、表示部104に複数の画像のうちの第1画像を表示する(S202)。詳細はS104で説明した通りであるため説明を省略する。
そして、最小構成部100aは、表示された第1画像の所定の位置が指定された場合に、複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像を少なくとも選択するとともに、表示部104に選択した第2画像を表示する(S203)。
なお、S203に示す処理は、S105およびS106の処理の一部であり、S1052とS106とを少なくとも含む処理である。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像処理装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定ステップと、表示部に前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示ステップとを実行させ、前記表示ステップにおいて表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される。
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る画像処理装置および画像処理方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
本発明は、民生用もしくは業務用の撮像装置(デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ)、または携帯端末などの機器に利用でき、特に撮像装置により異なる撮影パラメータで撮像された複数画像とデプス情報とを用い、画像を切り替えながらのズーム画像を生成する画像処理装置および画像処理方法に利用できる。
1、1a、1b、1c、1d、1e、2、2a、2b、2c、2e、8a、8b、9 画像
2b’、3、4、6、7 ズーム画像
10、11a、11b、11c、11d、11f、12a、12b、20、21b、22a、22b、30、31c、32a、32b 被写体
100、200、300 画像処理装置
100a 最小構成部
101 撮影部
102 特定部
103 合成部
104 表示部
105 設定部
106 画像生成部
207 検出部
208 補正部
309 決定部
3001、3002、3003 合焦領域
3004 合成合焦領域

Claims (14)

  1. 同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定部と、
    前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示部とを備え、
    前記表示部により表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される、
    画像処理装置。
  2. 前記画像処理装置は、さらに、
    前記特定部により特定された複数の画像それぞれの第1合焦領域の和領域を合成することで第2合焦領域を生成する合成部を備え、
    前記表示部は、前記第1画像を表示するとともに、前記第1画像に重畳させた前記第2合焦領域を表示する、
    請求項1に記載の画像処理装置。
  3. さらに、少なくとも合焦位置の情報を含む撮影パラメータの異なる複数の画像を時間的に連続して撮影することで、前記複数の画像を撮影する撮影部を備える、
    請求項1または2に記載の画像処理装置。
  4. 前記特定部は、前記複数の画像それぞれに対応するデプス情報を用いて、前記複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. さらに、
    前記表示部により表示される前記第1画像の前記所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記第2画像を少なくとも選択するとともに、前記表示部に前記第2画像が表示されるまでの切替方法を設定する設定部と、
    前記設定部により設定された前記切替方法に従って、少なくとも前記第2画像の前記第1合焦領域を含む領域を拡大させたズーム画像を生成する画像生成部とを備え、
    前記表示部は、前記画像生成部により生成された少なくとも前記第2画像のズーム画像を、前記第2画像として、表示する、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  6. 前記設定部は、さらに、前記複数の画像それぞれに対応するデプス情報を取得し、取得した前記デプス情報に基づいて、前記切替方法を設定する、
    請求項5に記載の画像処理装置。
  7. 前記設定部は、取得した前記デプス情報に基づいて、前記第2画像の第1合焦領域のデプス値と前記第1画像の第1合焦領域のデプス値との間のデプス値の第1合焦領域を有する第3画像を選択し、前記切替方法として、前記第2画像が前記表示部に表示されるまでの間に、前記第3画像が前記表示部に表示される旨を設定し、
    前記画像生成部は、前記切替方法に従って、前記第2画像の前記第1合焦領域に対応する前記第3画像の領域と前記第3画像の前記第1合焦領域とを含む領域を拡大させた第1ズーム画像と前記第2画像の前記第1合焦領域を含む領域を拡大させた第2ズーム画像とを少なくとも生成し、
    前記表示部は、前記画像生成部により生成された前記第1ズーム画像と前記第2ズーム画像とをこの順に表示する、
    請求項6に記載の画像処理装置。
  8. 前記設定部は、前記切替方法として、前記第2画像が前記表示部に表示されるまでの間に、前記第2画像および前記第1画像を所定の比率で合成した第3画像が前記表示部に表示される旨を設定し、
    前記画像生成部は、前記切替方法に従って、前記第2画像の前記第1合焦領域に対応する前記第3画像の領域と前記第3画像の第1合焦領域とを含む領域とを拡大させた第1ズーム画像と、前記第2画像の第1合焦領域を含む領域を拡大した第2ズーム画像とを少なくとも生成し、
    前記表示部は、前記画像生成部により生成された前記第1ズーム画像と前記第2ズーム画像とをこの順に表示する、
    請求項6に記載の画像処理装置。
  9. さらに、前記所定の位置を自動で決定して、指定する決定部を備える、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  10. 前記画像処理装置は、さらに、
    前記特定部により特定された複数の画像それぞれの第1合焦領域の和領域を合成することで第2合焦領域を生成する合成部を備え、
    前記決定部は、
    前記合成部で生成された前記第2合焦領域内で前記所定の位置を決定する、
    請求項9に記載の画像処理装置。
  11. さらに、ユーザーからの入力を受け付けて、前記所定の位置を指定する受付部を備える、
    請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  12. 前記画像処理装置は、さらに、
    前記複数の画像間における前記同一の被写体の位置ずれ量を検出する検出部と、
    前記検出部で検出された位置ずれ量に基づいて、前記複数の画像間における前記同一の被写体の位置ずれ量を補正する補正部とを備える、
    請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  13. 同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定ステップと、
    表示部に前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示ステップとを含み、
    前記表示ステップにおいて表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される、
    画像処理方法。
  14. 同一の被写体が撮影された複数の画像であって合焦位置の異なる複数の画像それぞれの第1合焦領域を特定する特定部を備え、
    前記複数の画像のうちの第1画像を表示する表示部により表示される前記第1画像の所定の位置が指定された場合に、前記複数の画像の中から前記所定の位置を含む前記第1合焦領域を有する第2画像が少なくとも選択されるとともに、前記表示部に選択された前記第2画像が表示される、
    集積回路。
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