JP2017034721A - 信号処理装置、信号処理方法、コンピュータプログラム、レンズユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レンズ交換が可能な撮像装置であって、レンズの光学特性に起因する画像劣化を補正するためのデータをレンズユニット(101)からカメラ本体(100)へ転送され、前記データはレンズの光学特性に影響する複数撮影条件に対応した補正値を複数保持し、前記複数撮影条件のうち第1の撮影条件は焦点距離であり、前記補正値は焦点距離を離散的に分割した分割点に対応する補正値とし、前記複数撮影条件のうち焦点距離以外の第2の撮影条件の分割点は前記焦点距離の分割点毎に設定可能とし、前記データは前記第2の撮影条件の焦点距離別情報数を格納する領域(図5のa−2焦点距離別情報数格納領域)を有していることを特徴とする構成とした。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明を適用した第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の基本構成の一例である。不図示の被写体はレンズユニット101の撮像光学系によりカメラ本体100の中の撮像素子102に結像する。絞り101aは、Fナンバーの撮影状態設定として開口径が制御される。フォーカスレンズ101bは、被写体の距離に応じてピント調整を行うために不図示のオートフォーカス(AF)機構や手動のマニュアルフォーカス機構によりレンズの位置が制御される。レンズユニット内記憶部101cは光学特性による画像劣化を画像処理によって補正する際に必要な光学補正データを保持する。
図4に示した本発明に係る撮像装置における光学補正処理の流れに沿い、光学補正処理の詳細を説明する。
まず、光学補正処理に必要な光学補正データの取得(S201)を行なう。これは先述のとおりレンズユニット制御部106の制御により、レンズユニット内記憶部101cで保持された光学補正データをカメラ本体内の記憶部108に転送することで行なう。光学補正データを転送するタイミングはカメラの起動時やレンズユニット101がカメラ本体100に装着されたときに行う。また、この補正処理実行の際には記憶部108に光学補正データが保持されているようにする。
ヘッダ領域(a)は、分割点数格納領域(a−1)と焦点距離別情報数格納領域(a−2)と分割点情報格納領域(a−3)を含んでいる。
また、図7(a)は、各焦点距離分割位置における最短撮影距離が変動する場合の例を示した図である。ここで言う最短撮影距離とは、撮影可能な被写体距離の最小値を意味する。この例では焦点距離z2で最短撮影距離は最大値y1となり、焦点距離z3で最短撮影距離は最小値y0となる。このように焦点距離によって最短撮影距離が変動する場合は、焦点距離分割点に応じて撮影距離分割点を設定する。図8は焦点距離分割点z0〜z4のぞれぞれで撮影距離分割点を保持する場合の撮影距離値の例である。値は撮影距離(cm)の逆数とし0は無限遠を意味している。図8に示した分割点情報を光学補正データに保持する場合は、図5において焦点距離別情報数格納領域(a−2)の焦点距離別撮影距離情報数zdNumに5を格納し、分割点情報格納領域(a−3)の撮影距離分割点情報d[0][0]からd[zdNum−1][dNum−1]に焦点距離に応じた撮影距離分割点の情報を格納する。
図7(b)は、図7(a)の焦点距離z2における撮影距離の逆数と像高10mm部分の光量の特性と、さらに光学補正データで保持する分割点の例を示した図である。補正値を保持する撮影距離領域を実際撮影可能な範囲に限定することで、撮影距離に対する光量の特性に補正値が精度よく追従している様子が分かる。このように焦点距離により最短撮影距離が変動する場合は焦点距離毎に撮影距離の分割点を設定することで、光学特性に追従した補正値を光学補正データに持たせることができる。しかし、焦点距離による最短撮影距離の変動が小さい場合、もしくは最短撮影距離の変動の影響が無視できるような場合は、焦点距離毎に撮影距離の分割点を設定する必要はない。その場合は焦点距離別撮影距離情報数zdNumに1を格納し、撮影距離分割点情報はd[0][0]からd[0][dNum−1]のみ格納することになるので光学補正データのさらなるサイズ削減になる。
また図7(c)は撮影距離の分割点数を4ではなく3にした場合の例である。このように光学特性に対する補正値の追従精度を考慮しながら、求められる補正精度内で分割点を削減し光学補正データサイズを削減することも可能である。この場合は撮影距離分割点数dNumに3を格納する。
次に補正値格納領域(b)について説明する。補正値格納領域(b)では分割点情報格納領域(a−3)に格納された各光学パラメータのそれぞれの組み合わせに対応した補正値を補正情報として格納する。周辺減光に対する補正値の一例を図9に示す。点線は像高に対する光量の特性を示しており、離散的な像高に対する光量の値を補正値として保持箇所をプロットで示している。この離散的な像高に関する情報は、分割点数を分割点格納領域(a−1)の像高分割点数hNumに格納し、像高の値を分割点情報格納領域(a−3)の像高分割点情報h[0]〜h[hNum−1]に格納する。図9で示した像高−補正値のセットを光学パラメータの組み合わせに対する1つの補正値とし、補正値格納領域(b)ではこの補正値を分割点情報格納領域(a−3)に格納された各光学パラメータの分割点の全組み合わせに対して保持する。すなわち焦点距離分割点数zNumが5、撮影距離分割点数dNumが3、絞りの分割点数fNumが4の場合は60個(5×3×4)の補正値を保持する。
ここでは周辺減光に対する補正値について説明した。この点、歪曲収差や倍率色収差に対しても同形式の光学補正データを適用できる。図9に示した補正値の例において歪曲収差に対する補正値は縦軸を歪量とし、倍率色収差に対する補正値は縦軸を色収差量として考えれば良い。
光学補正データのサイズを削減する方法として、全光学パラメータに応じた補正値を持たせるのではなく各光学パラメータを離散的に選択し、選択した光学パラメータに応じた補正を光学補正データとして保持する方法が考えられる。この場合の光学補正データにおける補正値の持たせ方の例を図2に示す。この例では焦点距離のWide端からTele端までをz[0]〜z[3]の4点に分割し離散的に保持しており、z[0]がWidee端、z[3]がTele端の焦点距離を意味している。また同様に、絞りをf[0]〜f[3]、撮影距離をd[0]〜d[3]の4点に分割し離散的に保持している。図2に示すように光学補正データにおける補正値格納領域には、ヘッダ領域で定義した各パラメータの組み合わせに対応する補正値を順次保持している。そして、この補正値格納領域で保持する離散的な補正値を基に実際の撮影条件に合致した補正値を生成する。
次に、図4に示したように、光学補正データの取得(S201)の次に、撮像状態情報の取得(S202)を行なう。これは状態検知部107において光学補正に必要な光学パラメータである撮影時の焦点距離Z、撮影距離D、絞りFの情報を取得する。
そして、撮影時の光学パラメータである焦点距離Z、撮影距離D、絞りFに対応する補正値を生成するために、光学補正データで保持する補正値の中から、撮影時の光学パラメータの近傍の補正値を抽出する(S203)。具体的には、光学補正データで保持する各光学パラメータの分割点情報z[]、d[]、f[]の中から下記条件を満たすnz、nd、nfをそれぞれ検出する。
z[nz] ≦ Z < z[nz+1] ・・・(式1)
(ただし、Z ≧ z[zNum−1]の場合は、nzをzNum−2とする。)
d[nd] ≦ 1/D < d[nd+1] ・・・(式2)
(ただし、1/D ≧ d[dNum−1]の場合は、ndをdNum−2とする。)
f[nf] ≦ F < f[nf+1] ・・・(式3)
(ただし、F ≧ f[fNum−1]の場合は、nfをfNum−2とする。)
P[0][0][0]:(z[nz],d[nd],f[nf])に対応する補正値
P[0][0][1]:(z[nz],d[nd],f[nf+1])に対応する補正値
P[0][1][0]:(z[nz],d[nd+1],f[nf])に対応する補正値
P[0][1][1]:(z[nz],d[nd+1],f[nf+1])に対応する補正値
P[1][0][0]:(z[nz+1],d[nd],f[nf])に対応する補正値
P[1][0][1]:(z[nz+1],d[nd],f[nf+1])に対応する補正値
P[1][1][0]:(z[nz+1],d[nd+1],f[nf])に対応する補正値
P[1][1][1]:(z[nz+1],d[nd+1],f[nf+1])に対応する補正値
Q1 = P[0][0][0]×S×(1−T)
+ P[0][0][1]×S×T
+ P[0][1][0]×(1−S)×(1−T)
+ P[0][1][1]×(1−S)×T ・・・(式4)
Q2 = P[1][0][0]×U×(1−V)
+ P[1][0][1]×U×V
+ P[1][1][0]×(1−U)×(1−V)
+ P[1][1][1]×(1−U)×V ・・・(式5)
Q = Q1×(1−W)+Q2×W ・・・(式6)
次に生成された撮影の際の補正情報としての補正値を基に光学補正を行なう(S205)。生成された補正値は図11(b)に示すように像高h0〜h4における離散的な補正量であるため、この補正量を多項式で近似することで像高に対する補正曲線を得ることができる。
以下、本発明を適用した第2の実施形態について説明する。
101 レンズユニット
101a 絞り
101b フォーカスレンズ
101c レンズユニット内記憶部
102 撮像素子
103 A/Dコンバータ
104 画像処理部
105 表示部
106 レンズユニット制御部
107 状態検知部
108 記憶部
109 画像記録媒体
110 システムコントローラ
111 光学補正部
112 その他画像処理部
Claims (26)
- 複数の第1の撮影条件の情報と、複数の第2の撮影条件の情報と、前記複数の第1の撮影条件の情報と前記複数の第2の撮影条件の情報との組み合わせに基づく補正値とを有するデータを取得し、前記データを画像補正処理に用いる信号処理装置において、
前記データは、
各第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットの数を示す第1の情報と、前記第1の情報が示す数の前記複数の第2の撮影条件の情報のセットと、を有することを特徴とする信号処理装置。 - 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有していない場合には、前記第1の情報の示す数は1であり、
各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合には、前記第1の情報の示す数は前記複数の第1の撮影条件の情報の数に等しいことを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合には、少なくともある第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットにおける第2の撮影条件の情報の組み合わせが、他の第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットにおける第2の撮影条件の情報の組み合わせとは異なることを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
- 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有していない場合には、各第1の焦点距離の情報のいずれに対しても、同じセットの前記複数の第2の撮影条件の情報との組み合わせに基づいて補正値を有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の信号処理装置。
- 各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合の前記第1の撮影条件の情報の数及び前記複数の第2の撮影条件の数と、そうでない場合の前記第1の撮影条件の情報の数及び前記複数の第2の撮影条件の数とが同じである場合には、
各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合と、そうでない場合とで、前記データが有する補正値の数が等しいことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の信号処理装置。 - 前記データは、前記第1の撮影条件の情報の数の情報と、前記第1の撮影条件の情報それぞれに対応する第2の撮影条件の情報の数の情報を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記データは、
前記複数の第1の撮影条件の情報、前記複数の第2の撮影条件の情報及び複数の第3の撮影条件の情報との組み合わせに基づく補正値と、各第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第3の撮影条件の情報のセットの数を示す第2の情報と、を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の信号処理装置。 - 前記第1の撮影条件の情報は焦点距離に関する情報であり、前記第2の撮影条件の情報は撮影距離に関する情報及び絞り値に関する情報の少なくとも1つを含む情報であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記第1の撮影条件の情報は焦点距離に関する情報であり、前記第2の撮影条件の情報及び前記第3の撮影条件の情報はそれぞれ撮影距離又は絞り値に関する情報であることを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。
- 前記データは、像高に関する情報を有するとともに、前記補正値の情報を前記像高に関する情報ごとに有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記複数の第1の撮影条件の情報及び前記複数の第2の撮影条件の情報は、それぞれ離散的に構成されていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 画像補正処理を行う処理手段を有し、前記処理手段は前記データが有する補正値を用いて画像補正処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- レンズユニットから情報を取得する取得手段を有し
前記データは前記取得手段がレンズユニットから取得することを特徴とする請求項1から請求項12にいずれか1項に記載の信号処理装置。 - 前記取得手段は、撮影時における前記第1の撮影条件のパラメータ及び前記第2の撮影条件のパラメータをレンズユニットから取得することを特徴とする請求項13に記載の信号処理装置。
- 複数の第1の撮影条件の情報と、複数の第2の撮影条件の情報と、前記複数の第1の撮影条件の情報と前記複数の第2の撮影条件の情報との組み合わせに基づく補正値とを有するデータを取得する取得ステップと、前記データを用いて画像補正処理を行う処理ステップとを有する信号処理方法において、
前記データは、
各第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットの数を示す第1の情報と、前記第1の情報が示す数の前記複数の第2の撮影条件の情報のセットと、を有することを特徴とする信号処理方法。 - 請求項15の信号処理方法の各ステップをコンピュータにより実行させるためのコンピュータプログラム。
- 複数の第1の撮影条件の情報と、複数の第2の撮影条件の情報と、前記複数の第1の撮影条件の情報と前記複数の第2の撮影条件の情報との組み合わせに基づく補正値とを有するデータを撮像装置に送信するレンズユニットにおいて、
前記データは、
各第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットの数を示す第1の情報と、前記第1の情報が示す数の前記複数の第2の撮影条件の情報のセットと、を有することを特徴とするレンズユニット。 - 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有していない場合には、前記第1の情報の示す数は1であり、
各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合には、前記第1の情報の示す数は前記複数の第1の撮影条件の情報の数に等しいことを特徴とする請求項17に記載のレンズユニット。 - 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合には、少なくともある第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットにおける第2の撮影条件の情報の組み合わせが、他の第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第2の撮影条件の情報のセットにおける第2の撮影条件の情報の組み合わせとは異なることを特徴とする請求項18に記載のレンズユニット。
- 前記データが、各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有していない場合には、各第1の焦点距離の情報のいずれに対しても、同じセットの前記複数の第2の撮影条件の情報との組み合わせに基づいて補正値を有することを特徴とする請求項17又は請求項18に記載のレンズユニット。
- 各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合の前記第1の撮影条件の情報の数及び前記複数の第2の撮影条件の数と、そうでない場合の前記第1の撮影条件の情報の数及び前記複数の第2の撮影条件の数とが同じである場合には、
各第1の撮影条件の情報それぞれに対して前記複数の第2の撮影条件の情報のセットを複数有している場合と、そうでない場合とで、前記データが有する補正値の数が等しいことを特徴とする請求項18から請求項20のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記データは、前記第1の撮影条件の情報の数の情報と、前記第1の撮影条件の情報それぞれに対応する第2の撮影条件の情報の数の情報を有することを特徴とする請求項17から請求項21のいずれか1項に記載のレンズユニット。
- 前記データは、
前記複数の第1の撮影条件の情報、前記複数の第2の撮影条件の情報及び複数の第3の撮影条件の情報との組み合わせに基づく補正値と、各第1の撮影条件の情報に対する前記複数の第3の撮影条件の情報のセットの数を示す第2の情報と、を有することを特徴とする請求項17から請求項22のいずれか1項に記載のレンズユニット。 - 前記第1の撮影条件の情報は焦点距離に関する情報であり、前記第2の撮影条件の情報は撮影距離に関する情報及び絞り値に関する情報の少なくとも1つを含む情報であることを特徴とする請求項17から請求項23のいずれか1項に記載のレンズユニット。
- 前記第1の撮影条件の情報は焦点距離に関する情報であり、前記第2の撮影条件の情報及び前記第3の撮影条件の情報はそれぞれ撮影距離又は絞り値に関する情報であることを特徴とする請求項22に記載のレンズユニット。
- 前記データは、像高に関する情報を有するとともに、前記補正値の情報を前記像高に関する情報ごとに有することを特徴とする請求項17から請求項25のいずれか1項に記載のレンズユニット。
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