JP2001103358A - Chromatic aberration correction device - Google Patents
Chromatic aberration correction deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学系を介して入
射された入射像を撮像素子で画像信号に変換する画像入
力装置の色収差補正装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chromatic aberration correcting device for an image input device for converting an incident image incident through an optical system into an image signal by an image sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レンズ等の光学系を介して入射された入
射像を撮像素子で画像信号に変換する場合、レンズ等の
光学系の色収差が画像信号に現れる。これまではレンズ
の構成を変えたり、レンズのガラス材質を変えることで
レンズ等の光学系の色収差を低減していた。しかし、こ
の方法では光学系が高価になってしまうという問題点が
あった。2. Description of the Related Art In a case where an incident image incident through an optical system such as a lens is converted into an image signal by an image sensor, chromatic aberration of the optical system such as a lens appears in the image signal. Up to now, the chromatic aberration of an optical system such as a lens has been reduced by changing the configuration of the lens or changing the glass material of the lens. However, this method has a problem that the optical system becomes expensive.
【０００３】そこで、特開平５−３５６８号公報ではレ
ンズ等の光学系の色収差を、入射像を画像信号に変換し
た後で補正する方式が示されている。図２１はレンズ１
に入射された光が撮像素子２の結像面では波長によって
異なる位置に結像している様子を示した図である。入射
光９は可視光域のほとんどの波長を含む光である。入射
光９はレンズ１の色収差のためにＲ光２５、Ｇ光２６、
Ｂ光２７のように撮像素子２の異なる位置に結像され
る。レンズ１の中心を光軸中心１０とする。光軸中心１
０から各光の結像位置までの距離はＲ光２５がＬｒ、Ｇ
光２６がＬｇ、Ｂ光２７がＬｂとなる。[0003] Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-3568 discloses a method of correcting chromatic aberration of an optical system such as a lens after converting an incident image into an image signal. FIG. 21 shows the lens 1
FIG. 3 is a diagram showing a state in which light incident on the imaging surface of the image sensor 2 forms an image at different positions depending on the wavelength. The incident light 9 is light including almost all wavelengths in the visible light range. The incident light 9 has R light 25, G light 26,
An image is formed at a different position on the image sensor 2 like the B light 27. The center of the lens 1 is the optical axis center 10. Optical axis center 1
The distance from 0 to the imaging position of each light is as follows: R light 25 is Lr, G
The light 26 becomes Lg and the B light 27 becomes Lb.
【０００４】図２２は撮像素子２で得られる画像を示す
図である。図２２に示したように波長によって結像位置
が異なるために、撮像素子２から得られる画像は図３
ａ、ｂ、ｃのように波長によって大きさが異なるように
結像される。この３種の画像を重ね合わせた図が図３ｄ
である。各画像間でずれている部分が色収差として現れ
る。FIG. 22 is a diagram showing an image obtained by the image sensor 2. Since the imaging position differs depending on the wavelength as shown in FIG. 22, the image obtained from the image pickup device 2 is shown in FIG.
An image is formed such that the size differs depending on the wavelength as in a, b, and c. FIG. 3D shows a superimposition of these three images.
It is. A part shifted between the images appears as chromatic aberration.
【０００５】即ち、特開平５−３５６８号公報ではＧ光
２６によるＧ画像を基準にして、Ｒ光２５によるＲ画像
およびＢ光２７によるＢ画像を画像中心を中心にして縮
小あるいは拡大することでＲ画像およびＢ画像をＧ画像
に合わせ色収差を補正する方式が示されている。図２３
は特開平５−３５６８号公報に記載の色補正方式を示し
ている。撮像画像３５に対して、画像中心３６を中心に
した拡大あるいは縮小を施すことで色収差補正前画素位
置３７から色収差補正後画素位置３８を求める。That is, in JP-A-5-3568, the R image by the R light 25 and the B image by the B light 27 are reduced or enlarged around the image center with reference to the G image by the G light 26. A method for correcting chromatic aberration by matching an R image and a B image with a G image is shown. FIG.
Shows a color correction method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-3568. By enlarging or reducing the captured image 35 with the image center 36 as the center, the chromatic aberration corrected pixel position 38 is obtained from the chromatic aberration corrected pixel position 37.
【０００６】また、特開昭６２−１４５９９１号公報で
は図２４に示すように片方の画像Ｂ１２上にウインドウ
を区切り、もう一方の画像Ａ１１上で上記ウインドウ内
の画像と最も相関が高くなる位置を求めて画像の位置ず
れを補正する位置ずれ補正装置が示されている。In Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 62-145991, a window is divided on one image B12 as shown in FIG. 24, and a position having the highest correlation with an image in the window on the other image A11. A misregistration correction device for correcting a misregistration of an image obtained is shown.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、レンズ１と撮
像素子２の位置関係は図２５のようにレンズ１の光軸と
撮像素子２とが垂直でない場合もあり、また図２６のよ
うにレンズ１の光軸中心１０と撮像素子２の結像面中心
がずれている場合もある。図２６の場合では撮像素子２
で部分的に入射像の合焦画像が得られないため、結像位
置のずれおよび焦点のずれを補正する方式が必要であ
る。However, the positional relationship between the lens 1 and the image sensor 2 may be such that the optical axis of the lens 1 is not perpendicular to the image sensor 2 as shown in FIG. In some cases, the center 10 of the optical axis 1 and the center of the imaging plane of the image sensor 2 are shifted. In the case of FIG.
However, since a focused image of an incident image cannot be obtained partially, a method of correcting a shift of an imaging position and a shift of a focus is required.
【０００８】しかし、特開平５−３５６８号公報に記載
の方式では焦点のずれを補正することはできないという
問題点があった。また、図２６の場合には、レンズ１の
光軸中心１０と撮像素子２の結像面中心がずれているた
め、特開平５−３５６８号公報に記載の方式では対応で
きないという問題点もあった。However, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-3568 has a problem that it is not possible to correct the defocus. Further, in the case of FIG. 26, since the center 10 of the optical axis of the lens 1 and the center of the imaging plane of the image sensor 2 are displaced, there is also a problem that the method described in JP-A-5-3568 cannot cope. Was.
【０００９】さらに、補正量を求める際に、特開昭６２
−１４５９９１号公報に記載の装置では結像位置のずれ
を求めることはできるが、焦点位置のずれを求めること
はできなかった。Further, when obtaining the correction amount, Japanese Patent Application Laid-Open
In the device described in Japanese Patent Application No. -145991, it is possible to determine the deviation of the imaging position, but it is not possible to determine the deviation of the focal position.
【００１０】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、レンズ等の光学系で発生する
色収差、撮像素子の傾き等によって発生する結像位置の
ずれ量（位置ずれ量）および焦点位置のずれ量（焦点ず
れ量）を推定し、この推定された結像位置のずれ量と焦
点位置のずれ量とにより、上記色収差、結像位置のずれ
および焦点位置のずれを補正する色収差補正装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a chromatic aberration generated in an optical system such as a lens, a shift amount of an image formation position caused by a tilt of an image pickup device, and the like. Amount) and the shift amount of the focus position (focus shift amount), and the chromatic aberration, the shift of the image formation position, and the shift of the focus position are calculated based on the estimated shift amount of the imaging position and the shift amount of the focus position. It is an object of the present invention to provide a chromatic aberration correction device for performing correction.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、光学系を
介して入射された入射光を結像し、画像信号に変換する
撮像素子と、上記撮像素子により変換された複数の画像
信号を、上記入射光の色が違うことで生じる波長の差に
より異なった焦点位置に結像された複数の画像に分離す
る分離手段と、上記分離手段により分離された複数の画
像中の一つの画像を基準画像にして他の画像の焦点位置
のずれ量を推定する推定手段と、上記推定手段により推
定された焦点ずれ量に基づいて上記異なった焦点位置に
結像された画像の焦点ずれを補正する補正手段と、を備
えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup device for forming an image of incident light incident through an optical system and converting the image into an image signal, and a plurality of image signals converted by the image pickup device. Separating means for separating a plurality of images formed at different focal positions due to a difference in wavelength caused by a difference in the color of the incident light, and one image in the plurality of images separated by the separating means Estimating means for estimating the amount of shift of the focal position of another image with reference to the reference image, and correcting the defocus of the image formed at the different focal position based on the amount of defocus estimated by the estimating means Correction means for performing the correction.
【００１２】第２の発明は、上記画像の任意の部分の画
像のボケと画像のエッジの強調性との程度を求め上記焦
点位置のずれ量を推定する推定手段を備えたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided an estimating means for determining the degree of blur of an image of an arbitrary portion of the image and enhancing the edge of the image and estimating the shift amount of the focal position.
【００１３】第３の発明は、上記入射光が上記撮像素子
の異なった位置に結像されたときには、上記画像の任意
の部分を上記基準画像に重ね合わせ最も相関が高くなる
重ね合わせ位置を求めて上記焦点位置のずれ量を推定す
る推定手段を備えたものである。According to a third aspect of the present invention, when the incident light is formed at a different position on the image pickup device, an arbitrary portion of the image is superimposed on the reference image to obtain a superposition position having the highest correlation. And an estimating means for estimating the shift amount of the focal position.
【００１４】第４の発明は、上記推定手段により推定さ
れた上記焦点位置のずれ量に基づいて上記光学系に対す
る上記撮像素子の傾きにより生じる複数の画像の焦点ず
れを補正する第１の補正係数と、上記波長の差により生
じる複数の画像の焦点ずれを補正する第２の補正係数と
を算出する演算手段を備え、上記補正手段は、上記第１
と第２の補正係数に基づいて上記異なった焦点位置に結
像された複数の画像の焦点ずれを補正するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first correction coefficient for correcting a defocus of a plurality of images caused by an inclination of the image pickup device with respect to the optical system, based on the shift amount of the focal position estimated by the estimating means. And a calculating means for calculating a second correction coefficient for correcting a defocus of a plurality of images caused by the wavelength difference.
And a second correction coefficient for correcting the defocus of the plurality of images formed at the different focal positions.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図を参照して説明する。図１は、実施の
形態１の色収差推定装置の構成図である。レンズ１を透
過した入射像は撮像素子２に結像される。本実施の形態
では光学系を代表してレンズについて記載しているが光
学系は例えば凹面鏡等のレンズ以外の物でもかまわな
い。撮像素子２では結像された像の光電変換が行われ、
画像信号へと変換される。画像信号は波長帯域分離部３
で波長帯域の異なる複数の画像に分離される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a chromatic aberration estimation device according to the first embodiment. The incident image transmitted through the lens 1 is formed on the image sensor 2. In this embodiment, a lens is described as a representative of the optical system, but the optical system may be an object other than a lens such as a concave mirror. The imaging device 2 performs photoelectric conversion of the formed image,
It is converted into an image signal. The image signal is sent to the wavelength band separation unit 3
Is separated into a plurality of images having different wavelength bands.
【００１６】ここで、波長帯域の異なる複数の画像を画
像群４と呼ぶ。例えば撮像素子２がＲ、Ｇ、Ｂの３種類
のフィルタを備えている場合は３種類の画像が生成さ
れ、この３種類の画像から画像群４が構成される。ま
た、レンズ１の前にバンドパスフィルタを挿入する光学
系の場合、種類の異なるバンドパスフィルタを差し替え
て撮像することでバンドパスフィルタの種類と同じ数の
画像を得ることができ、これらの画像から画像群４が構
成される。Here, a plurality of images having different wavelength bands are referred to as an image group 4. For example, when the image sensor 2 includes three types of filters of R, G, and B, three types of images are generated, and an image group 4 is formed from the three types of images. In the case of an optical system in which a band-pass filter is inserted in front of the lens 1, the same number of images as the types of the band-pass filters can be obtained by replacing the band-pass filters of different types and imaging. Form an image group 4.
【００１７】波長帯域が異なる複数の画像を撮像する
と、各画像間に色収差によるずれが発生する。図２は、
レンズ１に対して傾いた撮像素子７と傾きのない撮像素
子８に入射光９が結像する様子を示す図である。入射光
９はレンズ１を通して傾いた撮像素子７に結像される。
図３は図２の一部分を拡大したものである。図に示すよ
うに傾きのない撮像素子８の結像位置は光軸中心１０か
らＬ０の位置にある。しかし、傾いた撮像素子７の結像
位置は光軸中心からＬｓの位置にある。このＬ０とＬｓ
の差が傾きによる位置ずれである。When a plurality of images having different wavelength bands are picked up, a shift due to chromatic aberration occurs between the images. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which incident light 9 forms an image on an image sensor 7 tilted with respect to the lens 1 and an image sensor 8 having no tilt. The incident light 9 forms an image on the image sensor 7 inclined through the lens 1.
FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. As shown in the figure, the image forming position of the image sensor 8 having no inclination is located at a position L0 from the optical axis center 10. However, the image forming position of the inclined image sensor 7 is located at Ls from the optical axis center. This L0 and Ls
Is the displacement due to the inclination.
【００１８】図４は、図２の一部分を拡大したものであ
る。図４に示すように、傾きのない撮像素子８に焦点が
合うように設定すると、傾いた撮像素子７は焦点がずれ
る。ずれの大きさはＤｓである。これが傾きによる焦点
ずれである。ここで、焦点が合わない波長の光の像は結
像面では広がりを持ったボケた画像になってしまう。FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. As shown in FIG. 4, when the image sensor 8 that is not tilted is set to be in focus, the image sensor 7 that is tilted is out of focus. The magnitude of the shift is Ds. This is the defocus due to the inclination. Here, an image of light having a wavelength that is out of focus becomes a widened and blurred image on the imaging surface.
【００１９】画像群４内の各画像間の傾きによる位置ず
れ量および傾きによる焦点ずれ量は、位置ずれ量焦点ず
れ量推定部５で推定される。位置ずれ量焦点ずれ量推定
部５では画像群４内の１つの画像を基準にして他の画像
の位置ずれ量および焦点ずれ量を推定する。The amount of positional deviation due to the inclination between the images in the image group 4 and the amount of defocus due to the inclination are estimated by the positional deviation amount defocus amount estimating unit 5. The position shift amount focus shift amount estimating unit 5 estimates the position shift amount and the focus shift amount of another image based on one image in the image group 4.
【００２０】図５は、位置ずれ量および焦点ずれ量を推
定する方法を示す図である。画像Ａ１１と画像Ｂ１２は
同じ被写体を撮像した画像であり、波長帯域が異なる。
被写体は全ての波長帯域を含む物が望ましく白と黒の解
像度チャート等が望ましい。画像Ａ１１が基準画像であ
り、画像Ｂ１２が位置ずれ量および焦点ずれ量を求める
画像である。画像Ｂ１２内にウインドウ１３を区切り、
ウインドウ１３内の画像に対して平滑化フィルタあるい
は鮮鋭化フィルタをかけた後、画像Ａ１１上に重ね合わ
せ、最も相関が高くなる重ね合わせ位置を探索する。FIG. 5 is a diagram showing a method for estimating the amount of positional shift and the amount of focus shift. The image A11 and the image B12 are images obtained by capturing the same subject, and have different wavelength bands.
It is desirable that the object includes all wavelength bands, and a white and black resolution chart or the like is desirable. An image A11 is a reference image, and an image B12 is an image for which a positional shift amount and a focus shift amount are obtained. Separate window 13 within image B12,
After applying a smoothing filter or a sharpening filter to the image in the window 13, the image is superimposed on the image A <b> 11, and a superposition position having the highest correlation is searched.
【００２１】このとき、平滑化フィルタあるいは鮮鋭化
フィルタは、パラメータで平滑化あるいは鮮鋭化の程度
を変えることができる。また、重ね合わせ位置とともに
フィルタのパラメータも探索する。ここで、平滑化フィ
ルタは画像を滑らかにする、あるいは画像をぼかすため
のフィルタであり、鮮鋭化フィルタは画像のエッジ部分
を強調するフィルタである。At this time, the degree of smoothing or sharpening of the smoothing filter or sharpening filter can be changed by a parameter. Also, the filter parameters are searched together with the superposition position. Here, the smoothing filter is a filter for smoothing or blurring the image, and the sharpening filter is a filter for enhancing the edge portion of the image.
【００２２】次に、最も相関が高くなるフィルタのパラ
メータおよび重ね合わせ位置を求める。重ね合わせ位置
は位置ずれ量になり、フィルタパラメータは焦点ずれ量
になる。このようにして位置ずれ量および焦点ずれ量を
求めることができる。位置ずれ量は方向と大きさを持つ
ベクトル量であり、位置ずれベクトルと呼ぶ。Next, the parameter of the filter and the superposition position where the correlation becomes highest are obtained. The superimposition position is a displacement amount, and the filter parameter is a defocus amount. In this way, the position shift amount and the focus shift amount can be obtained. The displacement amount is a vector amount having a direction and a magnitude, and is called a displacement vector.
【００２３】また、焦点ずれ量は正負の値を持つスカラ
ー量である。正の場合は平滑化、負の場合は鮮鋭化とい
うように符号によってフィルタの種類を区別する。この
ように、従来の色収差を推定する方法では位置ずれ量の
みを推定するものであったが本実施の形態では位置ずれ
量とともに焦点ずれ量も推定することが可能である。The defocus amount is a scalar value having positive and negative values. The type of filter is distinguished by a code, such as smoothing for a positive value and sharpening for a negative value. As described above, in the conventional method for estimating chromatic aberration, only the amount of positional deviation is estimated, but in the present embodiment, it is possible to estimate the amount of defocus as well as the amount of positional deviation.
【００２４】上記の方法を用いて、画像Ｂ１２内の全て
の画素について位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量を求
めることができる。各画素毎の位置ずれベクトルおよび
焦点ずれ量はメモリ等の記憶装置６に保持しておく。こ
の処理を画像群４の基準画像以外の全画像に対して行う
ことで、全画像の位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量が
記憶装置６に保持される。このようにすることで撮像時
に位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量を知ることがで
き、色収差の補正に使用することが可能になる。色収差
の補正では位置ずれ量および焦点ずれ量からデジタル画
像処理で補正する方法、あるいは位置ずれ量および焦点
ずれ量を使用して機械的に光学系を動かす方法等があ
る。Using the above-described method, the displacement vector and the amount of defocus can be obtained for all the pixels in the image B12. The displacement vector and the amount of defocus for each pixel are stored in a storage device 6 such as a memory. By performing this process on all the images other than the reference image of the image group 4, the displacement vector and the amount of defocus of all the images are stored in the storage device 6. By doing so, the position shift vector and the amount of focus shift can be known at the time of imaging, and can be used for correcting chromatic aberration. In the correction of chromatic aberration, there is a method of correcting the positional deviation amount and the defocus amount by digital image processing, or a method of mechanically moving the optical system using the positional deviation amount and the defocus amount.
【００２５】なお、本実施の形態では、入射光９からレ
ンズ１、撮像素子２、波長帯域分離部３を経て得られた
画像群４から位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量を推定
する色収差推定装置について記載したが、あらかじめ何
らかの手法で画像群４が得られている場合には上記推定
方式を用いることで位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量
を推定することができる。In the present embodiment, a chromatic aberration estimating apparatus for estimating a displacement vector and a defocus amount from an image group 4 obtained from the incident light 9 via the lens 1, the image sensor 2, and the wavelength band separation unit 3 is described. As described above, when the image group 4 is obtained in advance by any method, the position shift vector and the focus shift amount can be estimated by using the above-described estimation method.
【００２６】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図を参照して説明する。図６は、実施の形態２の
色収差補正装置の構成図である。レンズ１、撮像素子
２、波長帯域分離部３、画像群４、位置ずれ量焦点ずれ
量推定部５および記憶装置６については実施の形態１と
同様である。実施の形態２では、実施の形態１と異な
り、色収差の補正を行う位置ずれ焦点ずれ補正部１５を
備えている。Embodiment 2 FIG. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a configuration diagram of the chromatic aberration correction device according to the second embodiment. The lens 1, the imaging device 2, the wavelength band separation unit 3, the image group 4, the positional shift amount and the focus shift amount estimating unit 5, and the storage device 6 are the same as those in the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that a position shift / focus shift correcting unit 15 for correcting chromatic aberration is provided.
【００２７】位置ずれ焦点ずれ補正部１５は、記憶装置
２５に保持されている各画素の位置ずれベクトルおよび
焦点ずれ量を用いて色収差の補正を行う。位置ずれ補正
処理は、画素の移動処理であり、画像中の全画素に対し
て各画素毎の位置ずれ量の分だけ画素を移動する処理で
ある。焦点ずれ補正処理は、フィルタリング処理であ
り、画像中の全画素に対して各画素毎の焦点ずれ量に対
応したフィルタリングを施す処理である。従来の色収差
補正では、位置ずれ量のみを補正するものであったが、
本実施の形態の色収差補正処理では焦点ずれ量も補正す
ることが可能である。The position shift / focus shift correcting section 15 corrects chromatic aberration using the position shift vector and the focus shift amount of each pixel held in the storage device 25. The displacement correction process is a process of moving a pixel, and is a process of moving a pixel by an amount corresponding to a displacement of each pixel with respect to all pixels in an image. The defocus correction process is a filtering process in which all pixels in the image are subjected to filtering corresponding to the defocus amount of each pixel. In the conventional chromatic aberration correction, only the displacement amount is corrected.
In the chromatic aberration correction processing of this embodiment, it is also possible to correct the amount of defocus.
【００２８】上記の補正処理を画像群４の基準画像以外
の全画像の全画素に対して行うことで色収差の補正を行
うことが可能となり、色収差のない画像群４を得ること
ができる。By performing the above-described correction processing on all the pixels of all the images other than the reference image of the image group 4, it is possible to correct the chromatic aberration, and the image group 4 without chromatic aberration can be obtained.
【００２９】なお、本実施の形態では入射光９からレン
ズ１、撮像素子２、波長帯域分離部３を経て得られた画
像群４から色収差の補正を行う色収差補正装置について
記載したが、あらかじめ何らかの手法で画像群４が得ら
れている場合には、上記補正方式を用いることで色収差
を補正することができる。In the present embodiment, a chromatic aberration correction apparatus for correcting chromatic aberration from an image group 4 obtained from the incident light 9 through the lens 1, the image pickup device 2, and the wavelength band separation unit 3 has been described. When the image group 4 is obtained by the method, the chromatic aberration can be corrected by using the above-described correction method.
【００３０】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図を参照して説明する。図７は、実施の形態３の
色収差推定装置の構成図である。レンズ１、撮像素子
２、波長帯域分離部３、画像群４および位置ずれ量焦点
ずれ量推定部５については実施の形態１と同様である。
実施の形態３では、実施の形態１と異なり、位置ずれベ
クトルおよび焦点ずれ量から補正パラメータを算出する
補正パラメータ算出部５を備えている。Embodiment 3 Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of a chromatic aberration estimation device according to the third embodiment. The lens 1, the image sensor 2, the wavelength band separation unit 3, the image group 4, and the positional shift amount / focus shift amount estimating unit 5 are the same as those in the first embodiment.
The third embodiment is different from the first embodiment in that a correction parameter calculation unit 5 that calculates a correction parameter from a displacement vector and a focus shift amount is provided.
【００３１】また、算出された補正パラメータを保持し
ておく記憶装置１７も備えている。実施の形態１の記憶
装置６では全画素の位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量
を保持しておくために大規模な記憶装置を必要とした。
しかし、実施の形態３の記憶装置１７では補正パラメー
タのみを保持しておくだけでよいので小規模な記憶装置
で十分である。Further, a storage device 17 for holding the calculated correction parameters is provided. In the storage device 6 according to the first embodiment, a large-scale storage device is required to hold the displacement vectors and the defocus amounts of all the pixels.
However, in the storage device 17 of the third embodiment, only the correction parameters need to be stored, so a small-scale storage device is sufficient.
【００３２】補正パラメータは、実施の形態１で算出さ
れた位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量から求められ
る。補正パラメータを求めるために、撮像素子の傾きお
よびレンズの倍率による位置ずれおよび焦点ずれについ
てモデル化する。The correction parameter is obtained from the positional deviation vector and the defocus amount calculated in the first embodiment. In order to obtain the correction parameters, modeling is performed on the position shift and the focus shift due to the inclination of the image sensor and the magnification of the lens.
【００３３】図８は、傾いた撮像素子７および傾きのな
い撮像素子８と、レンズ１との関係を示す図である。ま
た、図９は被写体が真円形のものであった場合の画像を
示す図である。図９は、傾きのない撮像素子８の画像１
８と傾いた撮像素子７の画像１９とを表している。図に
示すように、傾きのない撮像素子８の画像１８は被写体
と同じ真円形になる。しかし、傾いた撮像素子７の画像
１９は２つの半楕円を組み合わせた形になる。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the lens 1 and the image sensor 7 having a tilt and the image sensor 8 having no tilt. FIG. 9 is a diagram showing an image when the subject is a true circle. FIG. 9 shows an image 1 of the image sensor 8 having no tilt.
8 and an image 19 of the image sensor 7 tilted. As shown in the figure, the image 18 of the image sensor 8 having no inclination has the same true circle as the subject. However, the image 19 of the tilted image sensor 7 has a shape obtained by combining two semi-ellipses.
【００３４】図９では説明を簡単にするために、傾きの
軸が撮像素子の垂直方向と同じにして、光学系からの画
像の中心である光軸中心と撮像素子の中心を同じにし
た。しかし、実際には傾きの軸は任意の方向である。ま
た光軸中心と撮像素子の中心もずれている。In FIG. 9, for the sake of simplicity, the tilt axis is set to be the same as the vertical direction of the image sensor, and the center of the optical axis, which is the center of the image from the optical system, is made the same as the center of the image sensor. However, in practice, the axis of inclination is an arbitrary direction. Also, the center of the optical axis and the center of the image sensor are shifted.
【００３５】図１０は、傾きの軸が任意の方向で、光軸
中心１０と撮像中心が異なる場合の画像を示す図であ
る。光軸中心１０は（Ｘ０，Ｙ０）で表される。また傾
きの軸は式１の直線で表される。 ａ（Ｘ−Ｘ０）＋ｂ（Ｙ−Ｙ０）＝０（式１） 入射光９は式１の直線を境界にして左右非対称に結像さ
れる。そこで式１の直線を分割直線２２と呼ぶ。FIG. 10 is a diagram showing an image in the case where the tilt axis is in an arbitrary direction and the optical axis center 10 is different from the imaging center. The optical axis center 10 is represented by (X0, Y0). The axis of the inclination is represented by the straight line in Equation 1. a (X−X0) + b (Y−Y0) = 0 (Expression 1) The incident light 9 is imaged asymmetrically with respect to the straight line of Expression 1 as a boundary. Therefore, the straight line of Expression 1 is referred to as a dividing straight line 22.
【００３６】傾いた撮像素子７は、傾きのない撮像素子
８と比較して画像が結像する位置が異なる。図１１は、
撮像素子の傾きによって位置ずれが生じる様子を示した
図である。即ち、図１１は傾いた撮像素子７と傾きのな
い撮像素子８とに対するレンズ１からの入射光の結像位
置のずれを示す図である。The tilted image sensor 7 differs from the image sensor 8 having no tilt in the position where an image is formed. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a position shift occurs due to a tilt of an imaging element. That is, FIG. 11 is a diagram illustrating a shift in the image forming position of the incident light from the lens 1 with respect to the tilted image sensor 7 and the image sensor 8 without tilt.
【００３７】図に示すように、傾きのない撮像素子８の
分割直線２２と入射光ｘ２３との距離をＬ０ｘとする
と、傾いた撮像素子７の分割直線２２と入射光ｘ２３と
の距離はＬｘになる。同様に、傾きのない撮像素子８の
分割直線２２と入射光ｙ２４との距離をＬ０ｙとする
と、傾いた撮像素子７の分割直線２２と入射光ｙ２４と
の距離はＬｙになる。入射光ｘ２３と入射光ｙ２４は撮
像素子上で分割直線２２を挟んで反対側に入射される。As shown in the drawing, if the distance between the divided straight line 22 of the image sensor 8 having no inclination and the incident light x23 is L0x, the distance between the divided straight line 22 of the inclined image sensor 7 and the incident light x23 is Lx. Become. Similarly, assuming that the distance between the split straight line 22 of the image sensor 8 having no tilt and the incident light y24 is L0y, the distance between the split straight line 22 of the tilted image sensor 7 and the incident light y24 is Ly. The incident light x23 and the incident light y24 are incident on opposite sides of the division straight line 22 on the image sensor.
【００３８】撮像素子の傾きによる位置ずれを補正する
ためには、ＬｘからＬ０ｘを求めることが必要である。
撮像素子の傾きが微小である場合には、ＬｘとＬ０ｘが
比例すると考えてもよい。よってＬ０ｘはＬｘにある係
数を乗算することで求められる。この係数をＪｘと呼
ぶ。Ｊｘは式２で表される。 Ｊｘ＝Ｌ０ｘ／Ｌｘ（式２） 同様にＬｙからＬ０ｙを求める係数Ｊｙは式３で表され
る。 Ｊｙ＝Ｌ０ｙ／Ｌｙ（式３）In order to correct the displacement caused by the inclination of the image pickup device, it is necessary to calculate L0x from Lx.
When the inclination of the image sensor is small, it may be considered that Lx and L0x are proportional. Therefore, L0x is obtained by multiplying Lx by a certain coefficient. This coefficient is called Jx. Jx is represented by Equation 2. Jx = L0x / Lx (Equation 2) Similarly, a coefficient Jy for obtaining L0y from Ly is expressed by Equation 3. Jy = L0y / Ly (Equation 3)
【００３９】また、図１２は撮像素子の傾きによって焦
点ずれが生じる様子を示した図である。即ち、図１２は
傾いた撮像素子７と傾きのない撮像素子８とに対するレ
ンズ１からの入射光の焦点位置のずれを示す図である。
分割直線２２に対して入射光ｘ２３側では焦点ずれはＤ
ｘであり、入射光ｙ２４側では焦点ずれはＤｙである。
ＤｘおよびＤｙの長さに応じて平滑化あるいは鮮鋭化フ
ィルタのパラメータを決定して画像に適用することで、
撮像素子の傾きによる焦点ずれを補正することができ
る。FIG. 12 is a diagram showing a state in which defocus occurs due to the inclination of the image pickup device. That is, FIG. 12 is a diagram showing the shift of the focal position of the incident light from the lens 1 with respect to the tilted image sensor 7 and the image sensor 8 without tilt.
The defocus is D on the side of the incident light x23 with respect to the division straight line 22.
x, and the defocus on the incident light y24 side is Dy.
By determining the parameters of the smoothing or sharpening filter according to the length of Dx and Dy and applying them to the image,
Defocus due to the inclination of the image sensor can be corrected.
【００４０】撮像素子の傾きを補正するためには、Ｌｘ
からＤｘを求めることが必要である。撮像素子の傾きが
微小である場合には、ＬｘとＤｘが比例すると考えても
よい。よってＤｘはＬｘにある係数を乗算することで求
められる。この係数をＫｘと呼ぶ。Ｋｘは式４で表され
る。 Ｋｘ＝Ｄｘ／Ｌｘ（式４） 同様にＬｙからＤｙを求める係数Ｋｙは式５で表され
る。 Ｋｙ＝Ｄｙ／Ｌｙ（式５）To correct the inclination of the image sensor, Lx
It is necessary to determine Dx from When the inclination of the image sensor is small, it may be considered that Lx and Dx are proportional. Therefore, Dx is obtained by multiplying Lx by a certain coefficient. This coefficient is called Kx. Kx is represented by Equation 4. Kx = Dx / Lx (Equation 4) Similarly, a coefficient Ky for obtaining Dy from Ly is represented by Equation 5. Ky = Dy / Ly (Equation 5)
【００４１】従来の技術の中で説明した図２１は、複数
の波長の光を含む入射光９が撮像素子２に結像している
様子をあらわしている。レンズ１の倍率が波長によって
微妙に異なるために、各波長の光は撮像素子２上の異な
る位置に結像する。これがレンズ１の倍率による位置ず
れ（以下、倍率による位置ずれと記す）である。FIG. 21 described in the prior art shows a state in which incident light 9 including light of a plurality of wavelengths forms an image on the image sensor 2. Since the magnification of the lens 1 is slightly different depending on the wavelength, light of each wavelength forms an image at a different position on the image sensor 2. This is a displacement of the lens 1 due to magnification (hereinafter, referred to as a displacement due to magnification).
【００４２】図２１中のＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、光軸中心
１０から各波長の光への距離である。Ｇ光２６を基準に
してＢ光２７およびＲ光２５を補正する。ＬｇはＬｒに
比例するためにＬｇはＬｒにある係数を乗算することで
求められる。この係数をＪｒと呼ぶ。Ｊｒは式６で表さ
れる。 Ｊｒ＝Ｌｇ／Ｌｒ（式６） 同様にＬｂからＬｇを求める係数Ｊｂは式７で表され
る。 Ｊｂ＝Ｌｇ／Ｌｂ（式７）Lr, Lg, and Lb in FIG. 21 are distances from the optical axis center 10 to light of each wavelength. The B light 27 and the R light 25 are corrected based on the G light 26. Since Lg is proportional to Lr, Lg can be obtained by multiplying Lr by a certain coefficient. This coefficient is called Jr. Jr is represented by Equation 6. Jr = Lg / Lr (Equation 6) Similarly, a coefficient Jb for obtaining Lg from Lb is represented by Equation 7. Jb = Lg / Lb (Equation 7)
【００４３】図１３は、図２１の一部分を拡大したもの
である。図１３に示すようにＧ光２６に焦点が合ってい
る場合には、Ｂ光２７は撮像素子２よりも手前に焦点が
合い、Ｒ光２５は撮像素子２よりも奥に焦点が合う。こ
れがレンズ１の倍率による焦点ずれ（以下、倍率による
焦点ずれと記す）である。FIG. 13 is an enlarged view of a part of FIG. As shown in FIG. 13, when the G light 26 is focused, the B light 27 is focused before the image sensor 2, and the R light 25 is focused farther than the image sensor 2. This is a focus shift due to the magnification of the lens 1 (hereinafter, referred to as a focus shift due to the magnification).
【００４４】Ｂ光２７の焦点ずれの量は、図１３中のＤ
ｂであり、Ｒ光２５の焦点ずれ量はＤｒである。Ｄｒは
Ｌｒ−Ｌｇに比例する。よってＤｒはＬｒ−Ｌｇにある
係数を乗算することで求められる。この係数をＫｒと呼
ぶ。Ｋｒは式８で表される。 Ｋｒ＝Ｄｒ／（Ｌｒ−Ｌｇ）（式８） 同様にＬｂ−ＬｇからＤｂを求める係数Ｋｂは式９で表
される。 Ｋｂ＝Ｄｂ／（Ｌｂ−Ｌｇ）（式９）The amount of defocus of the B light 27 is represented by D in FIG.
b, and the defocus amount of the R light 25 is Dr. Dr is proportional to Lr-Lg. Therefore, Dr is obtained by multiplying Lr-Lg by a certain coefficient. This coefficient is called Kr. Kr is represented by Equation 8. Kr = Dr / (Lr-Lg) (Equation 8) Similarly, a coefficient Kb for obtaining Db from Lb-Lg is represented by Equation 9. Kb = Db / (Lb-Lg) (Equation 9)
【００４５】上記に示したように、モデル化することで
画像中の全画素での位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量
は、光軸中心１０（Ｘ０，Ｙ０）、分割直線２２の傾き
ｂ／ａ、傾きによる位置ずれ補正係数Ｊｘ，Ｊｙ、傾き
による焦点ずれ補正係数Ｋｘ，Ｋｙ、倍率による位置ず
れ補正係数Ｊｒ，Ｊｂ、倍率による焦点ずれ補正係数Ｋ
ｒ，Ｋｂで表すことができる。これらの値を補正パラメ
ータと呼ぶ。As described above, by modeling, the displacement vector and the defocus amount of all the pixels in the image can be calculated as follows: the optical axis center 10 (X0, Y0), the inclination b / a of the dividing straight line 22, Slope-based position shift correction coefficients Jx, Jy, tilt-based focus shift correction coefficients Kx, Ky, magnification-based position shift correction coefficients Jr, Jb, and scale-based focus shift correction coefficient K
r and Kb. These values are called correction parameters.
【００４６】次に、補正パラメータを算出する方法につ
いて述べる。ここでは、画像数が３の画像群４を例にし
て説明する。３枚の画像をそれぞれＲ画像、Ｇ画像、Ｂ
画像と呼ぶ。Ｇ画像を基準画像にする。するとＧ画像に
対してＲ画像およびＢ画像の位置ずれベクトルおよび焦
点ずれ量が求められる。Next, a method of calculating a correction parameter will be described. Here, the image group 4 having three images will be described as an example. Each of the three images is an R image, a G image, and a B image.
Called an image. The G image is used as a reference image. Then, the displacement vector and the amount of defocus of the R image and the B image with respect to the G image are obtained.
【００４７】はじめに、光軸中心１０および分割直線２
２の傾きを求める。図１４は、Ｒ画像に対する倍率によ
る位置ずれベクトルの分布を表す図である。光軸中心１
０の条件は、図１４に示すように位置ずれベクトルが０
であり、焦点ずれ量が０であることである。また分割直
線２２は光軸中心１０を通り、光軸中心１０から等距離
での位置ずれベクトルが同じである２点を通ることが条
件である。このような条件を用いてＲ画像およびＢ画像
の位置ずれベクトルおよび焦点ずれ量から光軸中心１０
および分割直線２２の傾きを求める。First, the optical axis center 10 and the split straight line 2
Find the slope of 2. FIG. 14 is a diagram illustrating a distribution of a displacement vector with respect to an R image depending on a magnification. Optical axis center 1
The condition of 0 is that the displacement vector is 0 as shown in FIG.
That is, the defocus amount is 0. The condition is that the dividing straight line 22 passes through the optical axis center 10 and passes through two points having the same displacement vector at the same distance from the optical axis center 10. Using such conditions, the optical axis center 10 can be calculated from the displacement vector and the defocus amount of the R image and the B image.
And the inclination of the division straight line 22 is obtained.
【００４８】次に、傾きによる位置ずれ補正係数Ｊｘ，
Ｊｙを求める。図１５は、Ｒ画像に対する傾きによる位
置ずれベクトルの分布を表す図であり、傾きによる位置
ずれ補正係数による補正の様子を示している。分割直線
２２に対して垂直な方向に位置ずれベクトルをそれぞれ
Ｊｘ倍、Ｊｙ倍することで傾きによる位置ずれを補正す
ることが可能である。Ｊｘを乗算することで分割直線２
２の片側で光軸中心１０から等距離にある位置ずれベク
トルの大きさが全て同じになるようなＪｘを求める。同
様に、Ｊｙを乗算することで分割直線２２のもう一方の
側で光軸中心１０から等距離にある位置ずれベクトルの
大きさが全て同じになるようなＪｙを求める。Next, a displacement correction coefficient Jx,
Find Jy. FIG. 15 is a diagram illustrating a distribution of a displacement vector due to a tilt with respect to the R image, and illustrates a state of correction using a displacement correction coefficient due to a tilt. By multiplying the displacement vector by Jx times and Jy times in the direction perpendicular to the division straight line 22, the displacement due to the inclination can be corrected. Dividing line 2 by multiplying by Jx
Jx such that the magnitudes of the displacement vectors at the same distance from the optical axis center 10 on one side of 2 are all the same. Similarly, Jy is obtained by multiplying Jy such that the magnitudes of the displacement vectors at the same distance from the optical axis center 10 on the other side of the division straight line 22 are all the same.
【００４９】次に、倍率による位置ずれ補正係数Ｊｒ，
Ｊｂを求める。図１６は、倍率による位置ずれ補正係数
での補正の様子を示す図である。傾きによる位置ずれベ
クトルを補正した後、光軸中心１０を中心にして放射状
に配置された位置ずれベクトルをＪｒ倍あるいはＪｂ倍
することで倍率による位置ずれを補正することが可能で
ある。Ｒ画像２８の位置ずれベクトルに対してＪｒを乗
算することで光軸中心１０から等距離にある位置ずれベ
クトルの大きさが全て同じになるようなＪｒを求める。
同様にＢ画像の位置ずれベクトルに対してＪｂを乗算す
ることで光軸中心１０から等距離にある位置ずれベクト
ルの大きさが全て同じになるようなＪｂを求める。Next, a position shift correction coefficient Jr,
Find Jb. FIG. 16 is a diagram illustrating a state of correction using a position shift correction coefficient based on magnification. After correcting the positional shift vector due to the tilt, the positional shift vector radially arranged around the optical axis center 10 is multiplied by Jr times or Jb times, whereby the positional shift due to magnification can be corrected. By multiplying the displacement vector of the R image 28 by Jr, Jr is obtained such that the displacement vectors at the same distance from the optical axis center 10 all have the same magnitude.
Similarly, by multiplying the displacement vector of the B image by Jb, Jb is obtained such that the displacement vectors at the same distance from the optical axis center 10 all have the same magnitude.
【００５０】次に、傾きによる焦点ずれ補正係数Ｋｘ，
Ｋｙを求める。傾きによる位置ずれ補正係数を求める場
合と同様に、Ｋｘを乗算することで分割直線２２の片側
で光軸中心１０から等距離にある焦点ずれ量が全て同じ
になるようなＫｘを求める。またＫｙについても同様に
Ｋｙを乗算することで分割直線２２のもう一方の側で光
軸中心１０から等距離にある焦点ずれ量が全て同じにな
るようなＫｙを求める。Next, the defocus correction coefficient Kx,
Find Ky. Similarly to the case of obtaining the position shift correction coefficient due to the inclination, Kx is obtained by multiplying Kx such that all the defocus amounts at the same distance from the optical axis center 10 on one side of the division straight line 22 are the same. Similarly, Ky is multiplied by Ky to determine Ky such that all the defocus amounts at the same distance from the optical axis center 10 on the other side of the division straight line 22 are the same.
【００５１】次に、倍率による焦点ずれ補正係数Ｋｒ，
Ｋｂを求める。倍率による位置ずれ補正係数を求める場
合と同様に、Ｒ画像２８の焦点ずれ量に対してＫｒを乗
算することで光軸中心１０から等距離にある焦点ずれ量
が全て同じになるようなＫｒを求める。同様にＢ画像の
焦点ずれ量に対してＫｂを乗算することで光軸中心１０
から等距離にある位置ずれベクトルが全て同じになるよ
うなＫｂを求める。Next, the defocus correction coefficient Kr,
Find Kb. As in the case of obtaining the displacement correction coefficient based on the magnification, Kr is multiplied by Kr to the defocus amount of the R image 28 so that the defocus amounts at the same distance from the optical axis center 10 are all the same. Ask. Similarly, by multiplying the defocus amount of the B image by Kb, the optical axis center 10
Kb is determined so that all the displacement vectors at the same distance from are the same.
【００５２】以上のような方法で求められた補正パラメ
ータを、記憶装置１７に保持しておく。この処理を画像
群４の基準画像以外の全画像に対して行うことで、全画
像の補正パラメータが記憶装置１７に保持される。この
ようにすることで撮像時に補正パラメータを知ることが
でき、色収差の補正に使用することが可能になる。The correction parameters obtained by the above method are stored in the storage device 17. By performing this process on all images other than the reference image of the image group 4, the correction parameters of all images are stored in the storage device 17. By doing so, the correction parameter can be known at the time of imaging, and can be used for correcting chromatic aberration.
【００５３】なお、本実施の形態では入射光９からレン
ズ１、撮像素子２、波長帯域分離部３を経て得られた画
像群４から補正パラメータを推定する色収差推定装置に
ついて記載したが、あらかじめ何らかの手法で画像群４
が得られている場合には上記推定方式を用いることで補
正パラメータを推定することができる。In this embodiment, the chromatic aberration estimating apparatus for estimating the correction parameter from the image group 4 obtained from the incident light 9 through the lens 1, the image pickup device 2, and the wavelength band separation unit 3 has been described. Image group 4 by technique
Is obtained, the correction parameter can be estimated by using the above estimation method.
【００５４】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図を参照して説明する。図１７は、実施の形態４
の色収差補正装置の構成図である。レンズ１、撮像素子
２、波長帯域分離部３、画像群４、位置ずれ量焦点ずれ
量推定部５、補正パラメータ算出部１６および記憶装置
１７については実施の形態３と同様であが、実施の形態
４では実施の形態３と異なり、色収差の補正を行う位置
ずれ焦点ずれ補正部２９を備えている。Embodiment 4 Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 shows the fourth embodiment.
1 is a configuration diagram of a chromatic aberration correction device. The lens 1, the image sensor 2, the wavelength band separation unit 3, the image group 4, the positional shift amount and the focus shift amount estimating unit 5, the correction parameter calculating unit 16 and the storage device 17 are the same as those in the third embodiment. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that a position shift / focus shift correcting unit 29 for correcting chromatic aberration is provided.
【００５５】位置ずれ焦点ずれ補正部２９は、記憶装置
１７に保持されている補正パラメータを用いて色収差の
補正を行う。具体的な補正処理の流れを図１８のフロー
チャートに示す。The misregistration correction unit 29 corrects chromatic aberration using the correction parameters stored in the storage device 17. A specific flow of the correction process is shown in a flowchart of FIG.
【００５６】補正する画像中のある画素に対して位置ず
れベクトルおよび焦点ずれ量を求める。はじめに補正の
対象となる画素が分割直線２２に対してどちらの側にあ
るかを判定する（ステップＳ１）。図１９は、Ｒ画像に
対して倍率による位置ずれ補正を行う様子を示す図であ
る。図１９に示すように補正対象画素（Ｘ，Ｙ）が分割
直線２２のｘ側にある場合について説明する。補正対象
画像はＲ画像２８であり、図示していないが基準画像は
Ｇ画像である。A position shift vector and a focus shift amount are obtained for a certain pixel in the image to be corrected. First, it is determined on which side of the dividing line 22 the pixel to be corrected is located (step S1). FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which a position shift is corrected for an R image by a magnification. A case where the correction target pixel (X, Y) is on the x side of the division straight line 22 as shown in FIG. 19 will be described. The correction target image is the R image 28, and the reference image is a G image (not shown).
【００５７】次に、倍率による位置ずれを補正する。補
正対象画素（Ｘ，Ｙ）と光軸中心１０を結ぶベクトルＶ
ｒａを求める（ステップＳ２）。次に、式６で求めたＪ
ｒとＶｒａを乗算することで倍率による位置ずれを補正
したベクトルＶｒｂを求める（ステップＳ３）。図１９
に示すようにベクトルＶｒａとベクトルＶｒｂは同じ方
向である。倍率による位置ずれを補正した後の補正対象
画素は（Ｘ１，Ｙ１）に移動する。Next, the displacement due to the magnification is corrected. Vector V connecting correction target pixel (X, Y) and optical axis center 10
Ra is obtained (step S2). Next, J calculated by equation (6)
By multiplying r and Vra, a vector Vrb in which the displacement due to the magnification has been corrected is obtained (step S3). FIG.
The vector Vra and the vector Vrb are in the same direction as shown in FIG. The pixel to be corrected after correcting the displacement due to the magnification moves to (X1, Y1).
【００５８】次に、傾きによる位置ずれを補正する。図
２０は、Ｒ画像に対して傾きによる位置ずれ補正を行う
様子を示す図である。補正対象画素（Ｘ１，Ｙ１）を通
り、分割直線２２と垂直なベクトルＬｒａを求める（ス
テップＳ４）。次に、式２で求めたＪｘとＬｒａを乗算
することで傾きによる位置ずれを補正したベクトルＬｒ
ｂを求める（ステップＳ５）。図２０に示すようにベク
トルＬｒａとベクトルＬｒｂは同じ方向である。傾きに
よる位置ずれを補正した後の補正対象画素は（Ｘ２，Ｙ
２）に移動する。また光軸中心１０から（Ｘ２，Ｙ２）
へのベクトルはＬｒｃで表される。Next, the displacement due to the inclination is corrected. FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which the R image is subjected to position shift correction due to inclination. A vector Lra that passes through the pixel to be corrected (X1, Y1) and is perpendicular to the division straight line 22 is obtained (step S4). Next, a vector Lr obtained by multiplying Jx and Lra obtained by Expression 2 to correct the displacement due to the inclination.
b is obtained (step S5). As shown in FIG. 20, the vector Lra and the vector Lrb are in the same direction. The pixels to be corrected after correcting the displacement due to the inclination are (X2, Y
Go to 2). Also, from the optical axis center 10 (X2, Y2)
Is represented by Lrc.
【００５９】補正対象画素に対する最終的な位置ずれ補
正ベクトルＶｒは式１０で求められる。 Ｖｒ＝Ｖｒｃ―Ｖｒｂ （ 式１０） なお、ここでは、Ｇ画像を基準画像にしてＲ画像２８に
対する補正量を求めたがＢ画像に対してもＲ画像２８と
同様に補正量を求める。The final displacement correction vector Vr for the pixel to be corrected is obtained by equation (10). Vr = Vrc−Vrb (Equation 10) Here, the correction amount for the R image 28 is obtained using the G image as the reference image, but the correction amount is obtained for the B image in the same manner as the R image 28.
【００６０】続いて、倍率による焦点ずれを補正する。
倍率による焦点ずれ補正量Ｆｒａは位置ずれ補正時に求
めたベクトルＶｒａとベクトルＶｒｂおよび式８から求
めたＫｒから式１１で求められる。 Ｆｒａ＝Ｋｒ×（｜Ｖｒｂ｜−｜Ｖｒａ｜）（式１１）Subsequently, the defocus due to the magnification is corrected.
The defocus correction amount Fra based on the magnification can be obtained by Expression 11 from the vectors Vra and Vrb obtained at the time of correcting the positional deviation and Kr obtained from Expression 8. Fra = Kr × (| Vrb |-| Vra |) (Equation 11)
【００６１】次に、傾きによる焦点ずれを補正する。傾
きによる焦点ずれ補正量Ｆｒｂは位置ずれ補正時に求め
たベクトルＶｒｂおよび式４で求めたＫｘから式１２で
求められる。 Ｆｒｂ＝Ｋｘ×｜Ｖｒｂ｜ （ 式１２）Next, the defocus due to the inclination is corrected. The defocus correction amount Frb due to the inclination can be obtained by Expression 12 from the vector Vrb obtained at the time of correcting the position deviation and Kx obtained by Expression 4. Frb = Kx × | Vrb | (Equation 12)
【００６２】補正対象画素に対する最終的な焦点ずれ補
正量Ｆｒは式１３で求められる。 Ｆｒ＝Ｆｒａ＋Ｆｒｂ （ 式１３） なお、ここでは、Ｇ画像を基準画像にしてＲ画像２８に
対する補正量を求めたがＢ画像に対してもＲ画像２８と
同様に補正量を求める。The final defocus correction amount Fr for the pixel to be corrected is obtained by Expression 13. Fr = Fra + Frb (Equation 13) In this case, the correction amount for the R image 28 is calculated using the G image as the reference image, but the correction amount is calculated for the B image in the same manner as the R image 28.
【００６３】以上のようにして、補正する画像に対して
各画素毎の位置ずれ補正ベクトルおよび焦点ずれ補正量
を求めて、補正処理を行うことで色収差の補正が可能と
なり、色収差のない画像群４を得ることができる。As described above, the chromatic aberration can be corrected by obtaining the positional shift correction vector and the focus shift correction amount for each pixel with respect to the image to be corrected, and performing the correction processing. 4 can be obtained.
【００６４】なお、本実施の形態では入射光９からレン
ズ１、撮像素子２、波長帯域分離部３を経て得られた画
像群４から色収差の補正を行う色収差補正装置について
記載したが、あらかじめ何らかの手法で画像群４が得ら
れている場合には上記補正方式を用いることで色収差を
補正することができる。In the present embodiment, a chromatic aberration correcting apparatus for correcting chromatic aberration from an image group 4 obtained from the incident light 9 through the lens 1, the image pickup device 2, and the wavelength band separation unit 3 has been described. When the image group 4 is obtained by the method, the chromatic aberration can be corrected by using the above-described correction method.
【００６５】以上、実施の形態１〜４で、光学系を介し
て入射された入射像を撮像素子で画像信号に変換する画
像入力装置の色収差推定装置及び色収差補正装置につい
て説明したが、この色収差推定装置及び色収差補正装置
は、例えばデジタルカメラ等の画像入力装置に利用する
ことができる。The chromatic aberration estimating device and the chromatic aberration correcting device of the image input device for converting the incident image incident via the optical system into an image signal by the image pickup device have been described in the first to fourth embodiments. The estimation device and the chromatic aberration correction device can be used for an image input device such as a digital camera.
【００６６】[0066]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【００６７】第１の発明では、光学系を介して入射され
た色の違う物体の入射像を撮像素子が複数の画像信号に
変換し、変換された複数の画像信号を複数の画像に分離
し、分離された複数の画像中の一つの画像を基準画像に
して他の画像の位置ずれ量と焦点ずれ量とを推定し、他
の画像の焦点位置のずれ量を補正することにより、色の
違う物体の入射像が光学系を介して入射されたときの画
像の焦点ずれを補正することができる。In the first invention, the image pickup device converts an incident image of an object having a different color incident through the optical system into a plurality of image signals, and separates the converted plurality of image signals into a plurality of images. By using one of the separated images as a reference image, estimating the amount of positional shift and the amount of defocus of another image, and correcting the amount of shift of the focal position of the other images, It is possible to correct a defocus of an image when an incident image of a different object is incident via the optical system.
【００６８】第２の発明では、焦点位置のずれ量を推定
する画像の任意の部分の画像のボケと画像のエッジの強
調性との程度を求めることにより、焦点位置のずれ量を
推定することができる。In the second invention, the amount of shift of the focal position is estimated by obtaining the degree of blur of an image of an arbitrary portion of the image for which the amount of shift of the focal position is to be estimated and the degree of enhancement of the edge of the image. Can be.
【００６９】第３の発明では、入射光が撮像素子の異な
った位置に結像されたときには、焦点ずれ量を推定する
画像の任意の部分を基準画像に重ね合わせ最も相関が高
くなる重ね合わせ位置を求めることにより、焦点ずれ量
と位置ずれ量とを推定することができる。In the third aspect, when the incident light is formed at different positions on the image pickup device, an arbitrary portion of the image for which the amount of defocus is to be estimated is superimposed on the reference image, and the superposition position at which the correlation is highest is obtained. , The amount of defocus and the amount of positional deviation can be estimated.
【００７０】第４の発明では、推定手段により推定され
た焦点位置のずれ量に基づいて光学系に対する撮像素子
の傾きにより生じる複数の画像の焦点ずれを補正する第
１の補正係数と、上記波長の差により生じる複数の画像
の焦点ずれを補正する第２の補正係数とにより、画像の
焦点ずれを補正するので、色の違う物体の入射像が光学
系を介して入射されたときの画像の焦点ずれを補正する
ことができる。In the fourth invention, the first correction coefficient for correcting the defocus of a plurality of images caused by the inclination of the image pickup device with respect to the optical system based on the amount of shift of the focal position estimated by the estimating means; The defocus of the images is corrected by the second correction coefficient for correcting the defocus of a plurality of images caused by the difference between the images. Defocus can be corrected.
【図１】 実施の形態１の色収差推定装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a chromatic aberration estimation device according to a first embodiment.
【図２】 実施の形態１において撮像素子に入射光が結
像する様子を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a state in which incident light forms an image on an imaging element in Embodiment 1.
【図３】 実施の形態１において撮像素子に入射光が結
像する一部分を拡大した図。FIG. 3 is an enlarged view of a part where incident light forms an image on an image sensor in Embodiment 1.
【図４】 実施の形態１において撮像素子に入射光が結
像する一部分を拡大した図。FIG. 4 is an enlarged view of a part where incident light forms an image on an image sensor in Embodiment 1.
【図５】 実施の形態１において位置ずれ量および焦点
ずれ量を推定する方法を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a method for estimating a position shift amount and a focus shift amount in the first embodiment.
【図６】 実施の形態２の色収差推定装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a chromatic aberration estimation device according to a second embodiment.
【図７】 実施の形態３の色収差推定装置の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a chromatic aberration estimation device according to a third embodiment.
【図８】 実施の形態３において撮像素子とレンズとの
関係を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between an imaging element and a lens in Embodiment 3.
【図９】 実施の形態３において被写体が真円形のもの
であった場合の画像を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an image when a subject is a perfect circle in the third embodiment.
【図１０】 実施の形態３において光軸中心と撮像中心
が異なる場合の画像を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an image in the case where the optical axis center and the imaging center are different in the third embodiment.
【図１１】 実施の形態３において撮像素子の傾きによ
って位置ずれが生じる様子を示した図。FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which a position shift occurs due to an inclination of an image sensor in Embodiment 3.
【図１２】 実施の形態３において撮像素子の傾きによ
って焦点ずれが生じる様子を示した図。FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which a focus shift occurs due to a tilt of an image sensor in Embodiment 3.
【図１３】 実施の形態３において入射光が結像された
撮像素子の結像面を拡大した図。FIG. 13 is an enlarged view of an image forming surface of an image pickup element on which incident light is formed in Embodiment 3;
【図１４】 実施の形態３において倍率による位置ずれ
ベクトルの分布を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a distribution of a displacement vector due to magnification in the third embodiment.
【図１５】 実施の形態３において撮像素子の傾きによ
る位置ずれベクトルの分布を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a distribution of a displacement vector due to an inclination of an image sensor in the third embodiment.
【図１６】 実施の形態３において位置ずれ補正係数で
の補正の様子を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a state of correction using a position shift correction coefficient in the third embodiment.
【図１７】 実施の形態４の色収差補正装置の構成図。FIG. 17 is a configuration diagram of a chromatic aberration correction device according to a fourth embodiment.
【図１８】 実施の形態４において補正処理の流れを示
すフローチャート。FIG. 18 is a flowchart illustrating a flow of a correction process according to the fourth embodiment.
【図１９】 実施の形態４において倍率による位置ずれ
補正を行う様子を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a state in which position shift correction based on magnification is performed in the fourth embodiment.
【図２０】 実施の形態４において撮像素子の傾きによ
る位置ずれ補正を行う様子を示す図。FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which a position shift due to an inclination of an image sensor is corrected in the fourth embodiment.
【図２１】 従来の色収差補正方式において入射光が撮
像素子に結像する様子を示す図。FIG. 21 is a diagram illustrating a state in which incident light forms an image on an image sensor in a conventional chromatic aberration correction method.
【図２２】 従来の色収差補正方式において波長によっ
て大きさが異なる画像が得られる様子を示す図。FIG. 22 is a diagram illustrating a state in which images having different sizes depending on wavelengths are obtained in a conventional chromatic aberration correction method.
【図２３】 従来の色収差補正方式を説明する図。FIG. 23 is a diagram illustrating a conventional chromatic aberration correction method.
【図２４】 従来の色収差補正方法の補正量を求める方
法を示す図。FIG. 24 is a diagram showing a method for obtaining a correction amount in a conventional chromatic aberration correction method.
【図２５】 従来の色収差補正方式においてレンズの光
軸と撮像素子とが垂直でない場合を示す図。FIG. 25 is a diagram showing a case where the optical axis of the lens is not perpendicular to the image sensor in the conventional chromatic aberration correction method.
【図２６】 従来の色収差補正方式においてレンズの光
軸中心と撮像素子の結像面中心がずれている場合を示す
図。FIG. 26 is a diagram showing a case where the center of the optical axis of the lens and the center of the imaging plane of the image sensor are shifted in the conventional chromatic aberration correction method.
１ レンズ、２ 撮像素子、３ 波長帯域分離部、４
画像群、５ 位置ずれ量焦点ずれ量推定部、６ 記憶装
置、７ 傾いた撮像素子、８ 傾きのない撮像素子、９
入射光、１０ 光軸中心。1 lens, 2 image sensor, 3 wavelength band separation unit, 4
Image group, 5 position shift amount, focus shift amount estimating unit, 6 storage device, 7 tilted image sensor, 8 image sensor without tilt, 9
Incident light, 10 optical axis center.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA00 AB21 AB51 AB68 AC42 AC54 AC69 5C065 AA01 BB48 CC01 DD01 EE12 GG21 GG22 GG32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5C022 AA00 AB21 AB51 AB68 AC42 AC54 AC69 5C065 AA01 BB48 CC01 DD01 EE12 GG21 GG22 GG32
Claims (4)
し、画像信号に変換する撮像素子と、 上記撮像素子により変換された複数の画像信号を、上記
入射光の色が違うことで生じる波長の差により異なった
焦点位置に結像された複数の画像に分離する分離手段
と、 上記分離手段により分離された複数の画像中の一つの画
像を基準画像にして他の画像の焦点位置のずれ量を推定
する推定手段と、 上記推定手段により推定された焦点ずれ量に基づいて上
記異なった焦点位置に結像された画像の焦点ずれを補正
する補正手段と、を備えたことを特徴とする色収差補正
装置。1. An image pickup device that forms an image of incident light incident through an optical system and converts the image light into an image signal, and that a plurality of image signals converted by the image pickup device have different colors of the incident light. Separating means for separating into a plurality of images formed at different focal positions due to the difference in wavelengths caused by the wavelength difference; and focusing on another image using one of the plurality of images separated by the separating means as a reference image. Estimating means for estimating a positional shift amount, and correcting means for correcting a defocus of an image formed at the different focal position based on the defocus amount estimated by the estimating means. Characteristic chromatic aberration correction device.
の画像のボケと画像のエッジの強調性との程度を求め上
記焦点位置のずれ量を推定することを特徴とする請求項
１記載の色収差補正装置。2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the estimating unit obtains a degree of blur of an image of an arbitrary part of the image and a degree of enhancement of an edge of the image, and estimates the amount of shift of the focal position. Chromatic aberration corrector.
素子の異なった位置に結像されたときには、上記画像の
任意の部分を上記基準画像に重ね合わせ最も相関が高く
なる重ね合わせ位置を求めて上記焦点位置のずれ量を推
定することを特徴とする請求項１記載の色収差補正装
置。3. The estimating means, when the incident light is imaged at a different position on the image sensor, superimposes an arbitrary part of the image on the reference image and determines a superposition position having the highest correlation. 2. The chromatic aberration corrector according to claim 1, wherein the amount of deviation of the focal position is estimated.
位置のずれ量に基づいて上記光学系に対する上記撮像素
子の傾きにより生じる複数の画像の焦点ずれを補正する
第１の補正係数と、上記波長の差により生じる複数の画
像の焦点ずれを補正する第２の補正係数とを算出する演
算手段を備え、 上記補正手段は、上記第１と第２の補正係数に基づいて
上記異なった焦点位置に結像された複数の画像の焦点ず
れを補正することを特徴とする請求項１記載の色収差補
正装置。4. A first correction coefficient for correcting a focus shift of a plurality of images caused by a tilt of the image pickup device with respect to the optical system based on the shift amount of the focal position estimated by the estimation means, and the wavelength. Computing means for calculating a second correction coefficient for correcting a defocus of a plurality of images caused by the difference between the two images, wherein the correcting means sets the different focal positions on the basis of the first and second correction coefficients. 2. The chromatic aberration corrector according to claim 1, wherein defocus of a plurality of formed images is corrected.
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