JP2010252293A - 画像処理装置及び撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像のうちピントの合っている部分(合焦部分)とピントがあっていない部分(非合焦部分)とでは、そのエッジ部分における輝度の遷移パターンが異なるため、(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)により算出されるエッジ差分比が相違する。入力画像にぼかし処理を施して出力画像を生成する際に、エッジ差分比に応じて当該ぼかし処理におけるぼかし度合を変更する。
【選択図】図5
Description
第1画像処理手段は、合焦度導出手段によって導出された各小領域の合焦度合が小さいほど、ぼかし度合を大きくして各小領域にぼかし処理を施すことを特徴とする。本願の第2発明によると、第1撮影画像の各領域のうち、合焦度合の小さい領域ほどぼかし度合の大きいぼかし処理が施されるため、合焦度合の大きいピントの合った被写体の領域に対しては、ぼかし処理がなされないか、或いはぼかし度合が非常に小さいぼかし処理がなされることになる。この結果、ピントの合った被写体が強調された出力画像を生成することができる。
本発明に係る画像処理をデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に実施した形態について、図面を参照して説明する。撮像装置は静止画を撮影できるものであれば、動画撮影が可能なものであっても構わない。尚、本願においては、「撮像」と「撮影」を同義で使用する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置1の内部構成を示すブロック図である。図1において、撮像装置1は、入射される光を電気信号に変換するCCD又はCMOSセンサなどのイメージセンサ(固体撮像素子)2と、ズームレンズやフォーカスレンズを備え被写体の光学像をイメージセンサ2に結像させるレンズ部3と、イメージセンサ2から出力されるアナログ電気信号である画像信号を増幅する増幅回路(図示せず。)及び当該画像信号をデジタルの画像信号に変換するA/D(Analog/Digital)変換回路(図示せず。)を備えたAFE(Analog Front End)4と、AFE4から出力される複数フレーム分のデジタル画像信号をフレーム単位で一時的に格納するフレームメモリ5と、外部から入力された音声信号を電気信号に変換するマイクロフォン(以下、マイクと記載する。)6と、フレームメモリ5に一時的に格納され画像信号に対して画像処理を施す画像処理部7と、マイク6からのアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、音声処理を施す音声処理部8と、静止画を撮影する場合は画像処理部7からの画像信号に対してJPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮方式など、動画を撮影する場合は画像処理部7からの画像信号と音声処理部8からの音声信号とに対してMPEG(Moving Picture Experts Group)圧縮方式などの圧縮符号化処理を施す圧縮処理部9を備える。
図3は、第1実施例に係る強調画像生成処理の概要を説明するための図である。図3(a)は、撮像装置1による静止画撮影により取得された入力画像100を示している。図3(a)において、人物101は、特定被写体の画像であり、建物102は、背景画像の一つである。図3(b)は、人物101の或る領域におけるX軸方向の輝度信号の遷移を示す模式図である。人物101はピントが合っているため、輝度変化の境界部分(以下、エッジ部分とも記載する。)であるE地点付近で輝度値が急峻に変化している。従って、E地点を中心とするAB間を極局所領域と、E地点を中心とする極局所領域よりも広いCD間を局所領域と定義すると、極局所領域における輝度の最大値と最小値の差分である輝度差分値と局所領域における輝度差分値は等しくなる。即ち、
(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)=1
となる。
(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)<<1
となる。尚、以下では(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)をエッジ差分比と記載する。
図10は、画像処理部7における強調画像生成処理の第2実施例を説明する図である。図10において、図5と同一の番号を付している部位は、第1実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
周波数成分比=|(BPF−H50の出力値)/(BPF−L51の出力値)|
・・・(1)
図3(a)の入力画像100において、ピントの合っている人物101の或る領域には、高周波成分の輝度信号が多く含まれている。他方、ピントの合っていない建物102は、ピントがあっていないことから高周波成分の輝度信号は少なく、中域成分あるいは低域成分の輝度信号が多く含まれている。
|BPF−H50の出力値|>|BPF−L51の出力値|
となり、ピントの合っていない位置(即ち、非合焦位置)では、
|BPF−H50の出力値|<|BPF−L51の出力値|
となる。
図12は、画像処理部7における強調画像生成処理の第3実施例を説明する図である。図12において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。尚、第3実施例では、拡張処理部45には後述する水平周波数成分比又は垂直周波数成分比が入力されることになるが、拡張処理部45は第2実施例の場合と同一の処理を行なう。また、変換テーブル46には、拡張処理部45からの画素毎の水平周波数成分比又は垂直周波数成分比が入力されるが、変換テーブル46は、実施例2の場合と同一の処理を行なう。従って、図9(a)、(b)においてその横軸が水平周波数成分比又は垂直周波数成分比となる。
水平周波数成分比=|(H−BPF−H53の出力値)/(H−BPF−L54
の出力値)| ・・・(2)
V−BPF−H55及びV−BPF−L56は、YUV生成部41から出力される輝度信号から垂直方向(図3(a)のY軸方向)における所定範囲の周波数帯域の成分を含む輝度信号を抽出するBPFである。
の出力値)| ・・・(3)
選択部59は、水平周波数成分比算出部57から出力される水平周波数成分比と垂直周波数成分比算出部58から出力される垂直周波数成分比のうち、大きい方を選択し、拡張処理部45へ出力する。
図13は、画像処理部7における強調画像生成処理の第4実施例を説明する図である。図13において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
図15は、画像処理部7における強調画像生成処理の第5実施例を説明する図である。図15において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
図17は、画像処理部7における強調画像生成処理の第6実施例を説明する図である。図17において、図5と同一の番号を付している部位は、第1実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
出力画像=(入力画像×加算比率K)+(ぼかし画像×(1−加算比率K))
・・・(4)
上記式(4)によると、例えば、入力画像が、図3(a)の入力画像100場合、人物101については、補正エッジ差分比が大きくなるため人物101の画像に対応する画素の加算比率KはK=1或いは1に近い値となる。従って出力画像における人物101の画像は、入力画像100の人物101の画像とほぼ等しくなる。
図20は、画像処理部7における強調画像生成処理の第7実施例を説明する図である。図20において、図17と同一の番号を付している部位は、第6実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。図20において、ぼかし処理部69は、入力画像にぼかし処理を施すことによりぼかし画像を生成し出力する。ぼかし処理部69は、例えば、入力画像に対し画素信号の濃淡変化を滑らかにする平均化フィルタ、画像信号に含まれる空間周波数成分のうち低周波成分を残しつつ高周波成分を除去するようなLPF(Low Pass Filter)、或いは、処理の対象となる画素に近いほど大きな重みを付け、その重みをガウス分布に近づけたガウシアンフィルタ等を用いることによりぼかし処理を実現する。以下、ぼかし処理を実現するフィルタをぼかしフィルタと記載する。
以下、ぼかし処理部69によるぼかし処理の実施例について説明する。
ぼかし処理部69は、入力画像における注目画素の合焦度合に応じて、ぼかしフィルタのフィルタサイズを変更する。ぼかし処理部69は、注目画素の合焦度合が、予め定められた所定の閾値TH1以上の場合には、ぼかしフィルタのフィルタサイズを小さくし、注目画素の合焦度合が所定の閾値TH1より小さい場合には、フィルタサイズを大きくする。
ぼかし処理部69は、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。ぼかし処理部69は、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。今、ぼかし処理部69が、フィルタサイズ5×5のぼかしフィルタを用いるものとする。
(1−1) TH1<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(2−1) TH1<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
ぼかしフィルタが位置Aにある場合、ぼかしフィルタ要素mに対応する画素は、ピントの合っている人物201の顔の一部の画素であり、その合焦度合がTH1より大きいく1以下であるものとする。また、ぼかしフィルタ要素a、b、c、f、g、k、l、p、q、u、v、wに対応する画素のそれぞれの合焦度合が0以上、TH1以下で、ぼかしフィルタ要素d、e、h、i、j、m、n、o、r、s、t、x、yに対応する画素のそれぞれの合焦度合がTH1より大きく1以下であるものとする。
即ち、ぼかし処理部69は、合焦度合がTH1以上の注目画素にぼかし処理を施す場合には、合焦度合がTH1以上の画素の画素値のみを用いてぼかし処理を施す。これにより、ピントの合っている注目画素に対するぼかし処理において、ピントのあっていない画素の色が混ざることにより起こる色にじみを軽減することができる。
即ち、ぼかし処理部69は、合焦度合がTH1より小さい注目画素にぼかし処理を施す場合には、合焦度合がTH1より小さい画素の画素値のみを用いてぼかし処理を施す。これにより、ピントの合っていない注目画素に対するぼかし処理において、ピントのあっている画素の色が混ざることにより起こる色にじみを軽減することができる。
ぼかし処理部69は、実施例7−2と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2との相違点について説明する。
(3−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(4−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(5−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
以下、ぼかしフィルタが位置Cにある場合に、ぼかし処理部69が、どのようにぼかし処理を施すかを説明する。
今、フィルタ要素d、g、k、m、qの合焦度合はTH1より大きくTH2以下であるものとする。
ぼかし処理部69は、実施例7−2、実施例7−3と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2及び実施例7−3との相違点について説明する。
ぼかし処理部69は、実施例7−2、実施例7−3と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2及び実施例7−3との相違点について説明する。
5 画像処理部
41 YUV生成部
42 極局所領域抽出部
43 局所領域抽出部
44 エッジ差分比算出部
45 拡張処理部
46 変換テーブル部
47 ぼかし処理部
48 エッジ強調処理部
Claims (11)
- 複数の小領域からなる第1撮影画像に対して、該第1撮影画像に含まれる合焦状態にある被写体を強調するための第1画像処理を施すことによって出力画像を生成する第1画像処理手段と、
前記各小領域の合焦度合を導出する合焦度導出手段と、
を備え、
前記第1画像処理手段は、前記合焦度導出手段によって導出された前記各小領域の合焦度合に応じた強調度合で、前記各小領域に前記第1画像処理を施すことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1画像処理はぼかし処理であって、
前記第1画像処理手段は、前記合焦度導出手段によって導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど、ぼかし度合を大きくして前記各小領域に前記ぼかし処理を施すことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第1画像処理は輝度低減処理であって、
前記第1画像処理手段は、前記合焦度導出手段によって導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど、低減度合を大きくして前記各小領域に前記輝度低減処理を施すことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第1画像処理は彩度低減処理であって、
前記第1画像処理手段は、前記合焦度導出手段によって導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど、低減度合を大きくして前記各小領域に前記彩度低減処理を施すことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第1画像処理手段は、
前記第1撮影画像に画像信号を低減する第2画像処理を施し第2撮影画像を生成する第2撮影画像生成手段と、
前記合焦度導出手段により導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど前記第2撮影画像の混合割合を大きくして、前記第1撮影画像における前記各小領域と前記第2撮影画像における前記各小領域に対応する第2小領域を合成処理する合成処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第2画像処理はぼかし処理、輝度低減処理又は彩度低減処理のいずれかであることを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
- 前記第1画像処理手段は、
前記第1撮影画像にぼかし処理を施し第3撮影画像を生成する第3撮影画像生成手段と、
前記合焦度導出手段により導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど前記第3撮影画像の混合割合を大きくして、前記第1撮影画像における前記各小領域と前記第3撮影画像における前記各小領域に対応する第3小領域を合成処理する合成処理手段と、
を備え、
前記第3撮影画像生成手段は、前記合焦度導出手段によって導出された前記各小領域の合焦度合に応じたぼかし度合で、前記各小領域に前記ぼかし処理を施すことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第3撮影画像生成手段は、前記合焦度導出手段によって導出されたぼかし処理の対象となる小領域である注目小領域の合焦度合が所定範囲に属する場合には、
前記合焦度導出手段によって導出された合焦度合が前記所定範囲に属する複数の小領域の一部が有する画像信号のみを用いて前記注目小領域にぼかし処理を施すことを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。 - 前記合焦度導出手段は、前記各小領域における輝度信号の遷移パターンに応じて前記合焦度合を導出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記合焦度導出手段は、前記各小領域における輝度信号に含まれる周波数成分に応じて前記合焦度合を導出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像処理装置。
- 撮影により複数の小領域からなる第1撮影画像を取得する撮影手段と、
請求項1乃至10のいずれかに記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって生成された出力画像を記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
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JP2013058823A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Casio Comput Co Ltd | 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム |
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