JPWO2015156152A1 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図3は、第1実施形態に係る画像処理部36の機能構成例を示すブロック図である。
鮮鋭化フィルタは特に限定されず、光学系の光学伝達関数に基づくフィルタであってもよいし、光学系の光学伝達関数に基づかないフィルタであってもよい。すなわち点拡がり関数(PSF)、変調伝達関数(MTF)、位相伝達関数(PTF)を含む光学伝達関数(OTF)に基づいて作成されたフィルタが「鮮鋭化フィルタ」として使用されてもよいし、光学伝達関数とは関係なく定められた輪郭補正用のフィルタ等が鮮鋭化フィルタとして使用されてもよい。
例えば図4に示す例のように、絞り値及び焦点距離に基づいて定められる複数の鮮鋭化フィルタをフィルタ取得部42が保持する場合、フィルタ取得部42は、情報取得部40から送られてくる撮影情報に原画像データを撮影取得した際の絞り値及び焦点距離の情報が含まれていれば適正な鮮鋭化フィルタを選択取得することができる。また図5に示す例のように、フィルタ取得部42が光学伝達関数から鮮鋭化フィルタを生成する場合も同様である。すなわち、フィルタ取得部42が絞り値及び焦点距離に基づいて定められる適正な光学伝達関数を保持可能な場合、フィルタ取得部42は、情報取得部40から送られてくる撮影情報に原画像データを撮影取得した際の絞り値及び焦点距離の情報が含まれていれば適正な鮮鋭化フィルタを選択取得することができる。
本実施形態において、上述の第1実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
本モードでは、原画像データの特定の空間周波数の範囲の成分量に基づいて「鮮鋭化処理によって不具合が生じやすいケース」と判定される場合には、鮮鋭化処理による画質変化が抑制される。ここでいう「特定の空間周波数の範囲」は、鮮鋭化フィルタによってデータ変更される空間周波数の範囲を含むことが好ましく、例えば原画像データのサンプリング周波数の1/8以上であって1/4以下の範囲に含まれる。
本モードでは、原画像データが飽和画素を含む場合を「鮮鋭化処理によって不具合が生じやすいケース」と判定して、鮮鋭化処理による画質変化が抑制される。ここでいう「飽和画素」は、画素値が高い画素であり、鮮鋭化処理によって画素値が最大値となる可能性が高い画素値を有する画素である。例えば表現可能な画素値の90%以上の画素値を示す画素を「飽和画素」とすることが可能であり、画素値を「0〜255」により表現可能な場合には例えば「230〜255」の画素値を有する画素を飽和画素として扱ってもよい。
本モードでは、鮮鋭化処理後の画像データ(鮮鋭画像データ)においてリンギングが発生する可能性が高い場合又は発生する場合を「鮮鋭化処理によって不具合が生じやすいケース又は生じるケース」と判定して、鮮鋭化処理による画質変化が抑制される。
本モードでは、鮮鋭化処理によって特定の空間周波数の範囲に関して「原画像データに対する鮮鋭画像データの増分値」が大きい場合には、「鮮鋭化処理によって不具合が生じやすいケース又は生じるケース」と判定して、鮮鋭化処理による画質変化が抑制される。ここでいう「特定の空間周波数の範囲」は、鮮鋭化フィルタによってデータ変更される空間周波数の範囲を含むことが好ましく、例えば原画像データのサンプリング周波数の1/8以上であって1/4以下の範囲に含まれる。
上述の実施形態及び変形例のうち任意の形態同士が組み合わされてもよい。また上述の実施形態は例示に過ぎず、他の構成に本発明を適用してもよい。
上述の実施形態における鮮鋭化処理は光学伝達関数を考慮した復元処理を含む。この復元処理は、特定の撮影条件情報(例えば、絞り値、焦点距離、レンズ種類、ズーム倍率など)に応じて点拡がり(点像ボケ)を回復修正することにより本来の被写体像を復元する画像処理であるが、本発明を適用可能な鮮鋭化処理は上述の実施形態における復元処理に限定されるものではない。例えば、拡大された被写界(焦点)深度(EDoF:Extended Depth of Field(Focus))を有する光学系(撮影レンズ等)によって撮影取得された画像データに対する復元処理に対しても、本発明に係る復元処理を適用することが可能である。EDoF光学系によって被写界深度(焦点深度)が拡大された状態で撮影取得されるボケ画像の画像データに対して復元処理を行うことにより、広範囲でピントが合った状態の高解像度の画像データを復元生成することができる。この場合、EDoF光学系の光学伝達関数(PSF、OTF、MTF、PTF、等)に基づく復元フィルタであって、拡大された被写界深度(焦点深度)の範囲内において良好な画像復元が可能となるように設定されたフィルタ係数を有する復元フィルタを用いた復元処理が行われる。
図19は、スマートフォン201の外観を示す図である。図19に示すスマートフォン201は、平板状の筐体202を有し、筐体202の一方の面に表示部としての表示パネル221と、入力部としての操作パネル222とが一体となった表示入力部220を備えている。また、係る筐体202は、スピーカ231と、マイクロホン232、操作部240と、カメラ部241とを備えている。なお、筐体202の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
Semiconductor)やCCD(Charge−Coupled Device)などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラである。また、カメラ部241は、主制御部200の制御により、撮像によって得た画像データを例えばJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)などの圧縮した画像データに変換し、記憶部250に記録したり、外部入出力部260や無線通信部210を通じて出力することができる。図19に示すにスマートフォン201において、カメラ部241は表示入力部220と同じ面に搭載されているが、カメラ部241の搭載位置はこれに限らず、表示入力部220の背面に搭載されてもよいし、或いは、複数のカメラ部241が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部241が搭載されている場合、撮影に供するカメラ部241を切り替えて単独にて撮影したり、或いは、複数のカメラ部241を同時に使用して撮影することもできる。
44…フィルタ処理部、46…フィルタ選択部、48…フィルタ記憶部、50…関数取得部、52…フィルタ生成部、60…フィルタ適用部、62…ゲイン制御部、63…ゲイン調整部、64…データ調整部、66…周波数解析部、68…飽和画素解析部、70…リンギング取得部、72…増分値取得部、80…コンピュータ、81…コンピュータ入出力部、82…コンピュータコントローラ、83…ディスプレイ、84…ネットワーク、85…サーバ、86…サーバ入出力部、87…サーバコントローラ、101…撮像モジュール、110…EDoF光学系、110A…撮影レンズ、111…光学フィルタ、112…撮像素子、114…AD変換部、120…復元処理ブロック、122…黒レベル調整部、123…ホワイトバランスゲイン部、124…ガンマ処理部、125…デモザイク処理部、126…YCrCb変換部、127…Y信号復元処理部、200…主制御部、201…スマートフォン、202…筐体、210…無線通信部、220…表示入力部、221…表示パネル、222…操作パネル、230…通話部、231…スピーカ、232…マイクロホン、240…操作部、241…カメラ部、250…記憶部、251…内部記憶部、252…外部記憶部、260…外部入出力部、270…GPS受信部、280…モーションセンサ部、290…電源部
Claims (23)
- 光学系を用いた被写体像の撮影により取得される原画像データの撮影情報を取得する情報取得部と、
少なくとも第1の撮影条件及び第2の撮影条件に基づいて鮮鋭化フィルタを取得するフィルタ取得部と、
前記フィルタ取得部が取得した前記鮮鋭化フィルタを前記原画像データに適用し、鮮鋭画像データを取得するフィルタ処理部と、を備え、
前記フィルタ取得部は、前記情報取得部が取得する前記撮影情報に前記第1の撮影条件が含まれるが前記第2の撮影条件が含まれない場合に、前記撮影情報に含まれる前記第1の撮影条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタであって前記第2の撮影条件の代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタを取得する画像処理装置。 - 前記第1の撮影条件及び前記第2の撮影条件のうち、一方は絞り値であり、他方は焦点距離である請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記鮮鋭化フィルタは、前記光学系の光学伝達関数に基づくフィルタである請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記鮮鋭化フィルタは、前記光学系の光学伝達関数に基づかないフィルタである請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記フィルタ取得部は、複数の像高に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタを取得し、
前記フィルタ処理部は、像高に応じて、前記原画像データに前記鮮鋭化フィルタを適用する請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記フィルタ取得部は、
少なくとも前記第1の撮影条件及び前記第2の撮影条件に応じて定められる複数の前記鮮鋭化フィルタを記憶するフィルタ記憶部と、
前記フィルタ記憶部に記憶される複数の前記鮮鋭化フィルタの中から、前記撮影情報に基づく前記鮮鋭化フィルタを選択するフィルタ選択部と、を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記フィルタ取得部は、
少なくとも前記第1の撮影条件及び前記第2の撮影条件に応じて定められる複数の光学伝達関数を取得する関数取得部と、
前記関数取得部が取得した前記複数の光学伝達関数の中から選択される光学伝達関数であって、前記撮影情報に基づく光学伝達関数から前記鮮鋭化フィルタを生成して取得するフィルタ生成部と、を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記第2の撮影条件の前記代表条件は、前記第1の撮影条件に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタの各々の空間周波数特性に基づいて定められる請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第2の撮影条件の前記代表条件は、
前記第1の撮影条件に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタであって、複数の前記第2の撮影条件に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタの各々に関し、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスの最大値を基準に定められる請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記第2の撮影条件の前記代表条件は、
前記第1の撮影条件に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタであって、複数の前記第2の撮影条件に関連付けられた複数の前記鮮鋭化フィルタの各々に関し、横軸の基準を空間周波数とし、縦軸の基準を、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスとした座標系における、空間周波数毎のレスポンスを表す関数において、
第1の閾値よりも大きなレスポンスを示す範囲の面積を基準に定められる請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記第1の閾値は1以上の値である請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記原画像データの空間周波数特性を解析する周波数解析部を更に備え、
前記フィルタ取得部は、前記周波数解析部による解析結果から前記原画像データの特定の空間周波数の範囲の成分量が第2の閾値以上と判定される場合には、前記第2の撮影条件の前記代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタよりも、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスが小さい前記鮮鋭化フィルタを取得する請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記原画像データの空間周波数特性を解析する周波数解析部を更に備え、
前記フィルタ処理部は、前記周波数解析部による解析結果から前記原画像データの特定の空間周波数の範囲の成分量が第2の閾値以上と判定される場合には、ゲインをコントロールすることにより前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分量を小さくする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記原画像データの飽和画素を解析する飽和画素解析部を更に備え、
前記フィルタ取得部は、前記飽和画素解析部による解析結果から前記原画像データに第3の閾値以上の画素値を有する飽和画素が含まれると判定される場合には、前記第2の撮影条件の前記代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタよりも、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスが小さい前記鮮鋭化フィルタを取得する請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記原画像データの飽和画素を解析する飽和画素解析部を更に備え、
前記フィルタ処理部は、前記飽和画素解析部による解析結果から前記原画像データに第3の閾値以上の画素値を有する飽和画素が含まれると判定される場合には、ゲインをコントロールすることにより前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分量を小さくする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記鮮鋭画像データのリンギング量を取得するリンギング取得部を更に備え、
前記フィルタ取得部は、前記リンギング量が第4の閾値以上の場合には、前記第2の撮影条件の前記代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタよりも、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスが小さい前記鮮鋭化フィルタを取得する請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記鮮鋭画像データのリンギング量を取得するリンギング取得部を更に備え、
前記フィルタ処理部は、前記リンギング量が第4の閾値以上の場合には、ゲインをコントロールすることにより前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分量を小さくする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 特定の空間周波数の範囲に関して前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分値を取得する増分値取得部を更に備え、
前記フィルタ取得部は、前記増分値が第5の閾値以上の場合には、前記第2の撮影条件の前記代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタよりも、前記鮮鋭化フィルタを適用する前の画像データに対する前記鮮鋭化フィルタを適用した後の画像データの空間周波数毎の比率を表すレスポンスが小さい前記鮮鋭化フィルタを取得する請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 特定の空間周波数の範囲に関して前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分値を取得する増分値取得部を更に備え、
前記フィルタ処理部は、前記増分値が第5の閾値以上の場合には、ゲインをコントロールすることにより前記原画像データに対する前記鮮鋭画像データの増分量を小さくする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記特定の空間周波数の範囲は、前記原画像データのサンプリング周波数の1/8以上であって1/4以下の範囲に含まれる請求項12、13、18及び19のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 撮像素子と、
請求項1〜20のいずれか一項に記載の画像処理装置と、を備え、
前記原画像データは前記撮像素子によって取得される撮像装置。 - 光学系を用いた被写体像の撮影により取得される原画像データの撮影情報を取得し、
少なくとも第1の撮影条件及び第2の撮影条件に基づいて鮮鋭化フィルタを取得し、
前記鮮鋭化フィルタを前記原画像データに適用して鮮鋭画像データを取得する画像処理方法であって、
前記撮影情報に前記第1の撮影条件が含まれるが前記第2の撮影条件が含まれない場合に、前記撮影情報に含まれる前記第1の撮影条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタであって前記第2の撮影条件の代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタを取得する画像処理方法。 - 光学系を用いた被写体像の撮影により取得される原画像データの撮影情報を取得する手順と、
少なくとも第1の撮影条件及び第2の撮影条件に基づいて鮮鋭化フィルタを取得する手順と、
前記鮮鋭化フィルタを前記原画像データに適用して鮮鋭画像データを取得する手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮影情報に前記第1の撮影条件が含まれるが前記第2の撮影条件が含まれない場合に、前記撮影情報に含まれる前記第1の撮影条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタであって前記第2の撮影条件の代表条件に関連付けられた前記鮮鋭化フィルタを取得するプログラム。
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