JP2017228817A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method.
従来、倍率色収差の補正量の検出を高精度に行う技術が知られている。例えば、特許文献1に開示された画像処理装置では、画像データの領域に含まれるエッジの数に基づいて、倍率色収差の補正量としてレンズに格納されている補正値を使用するか、撮影画像の色成分の相関から検出される補正量を使用するかを決定する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting a correction amount of lateral chromatic aberration with high accuracy is known. For example, in the image processing apparatus disclosed in Patent Document 1, a correction value stored in a lens is used as a correction amount for chromatic aberration of magnification based on the number of edges included in an image data area, or It is determined whether to use the correction amount detected from the correlation of the color components.
しかしながら、特許文献1の画像処理装置では、撮影画像の色成分の相関値を検出するための領域を変更できないため、実際の倍率色収差の補正値を検出するために必要な領域より大きな領域を読み出す必要があり、主記憶アクセスの帯域が無駄になる。 However, in the image processing apparatus of Patent Document 1, since the area for detecting the correlation value of the color component of the captured image cannot be changed, an area larger than the area necessary for detecting the actual correction value of the chromatic aberration of magnification is read. This is necessary, and the bandwidth of main memory access is wasted.
このような課題に鑑みて、本発明は、倍率色収差の検出精度を落とすことなく、主記憶アクセスの帯域を確保可能な画像処置装置および画像処理方法を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of securing a bandwidth of main memory access without deteriorating detection accuracy of lateral chromatic aberration.
本発明の一側面としての画像処理装置は、撮影時の光学パラメータに基づいて、前記倍率色収差に関する情報を抽出する情報抽出手段と、撮影画像の検出領域ごとの像高位置を算出する像高算出手段と、倍率色収差に関する情報、および前記検出領域ごとの像高位置に基づいて、倍率色収差のサーチ領域を算出する領域算出手段と、前記サーチ領域に対して倍率色収差の補正値の検出を行う検出手段と、前記補正値に基づいて倍率色収差の補正を行う補正手段と、を有することを特徴とする。 An image processing apparatus according to an aspect of the present invention includes an information extraction unit that extracts information about the chromatic aberration of magnification based on an optical parameter at the time of shooting, and an image height calculation that calculates an image height position for each detection region of the shot image. Means for calculating a search area for chromatic aberration of magnification based on information on the chromatic aberration of magnification and the image height position for each detection area, and detection for detecting a correction value of the chromatic aberration of magnification for the search area And correction means for correcting lateral chromatic aberration based on the correction value.
また、本発明の一側面としての画像処理方法は、撮影時の光学パラメータに基づいて、倍率色収差に関する情報を抽出するステップと、撮影画像の検出領域ごとの像高位置を算出するステップと、前記倍率色収差に関する情報、および前記検出領域ごとの像高位置に基づいて、倍率色収差のサーチ領域を算出するステップと、前記サーチ領域に対して倍率色収差の補正値の検出を行うステップと、前記補正値に基づいて倍率色収差の補正を行うステップと、を有することを特徴とする。 An image processing method according to an aspect of the present invention includes a step of extracting information on lateral chromatic aberration based on an optical parameter at the time of shooting, a step of calculating an image height position for each detection region of the shot image, Calculating a chromatic aberration search region based on information on chromatic aberration of magnification and an image height position for each detection region; detecting a correction value of chromatic aberration of magnification for the search region; and the correction value And correcting the chromatic aberration of magnification based on the above.
本発明によれば、倍率色収差の検出精度を落とすことなく、主記憶アクセスの帯域を確保可能な画像処置装置および画像処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of securing a bandwidth for main memory access without reducing the detection accuracy of lateral chromatic aberration.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1を参照して、本発明の実施形態に係る画像処理装置を備える撮像装置1について説明する。図1は、撮像装置1の構成図である。撮像装置1は、画像処理部(画像処理装置)100、光学系101、撮像素子部102、データベ―ス部(記憶手段)103、およびDRAM部110を備える。撮像装置1には、撮影画像の画像処理を行う画像処理プログラムがインストールされており、この画像処理は画像処理部100により実行される。撮像素子部102は、CCDやCMOSセンサで構成され、光学系101より得られる光信号を光電変換する。DRAM部110は、撮像素子部102から撮影画像を取得・保持するとともに、倍率色収差の補正後の画像も取得・保持する。なお、本実施形態では、光学系101は、撮像装置1の内部に設けられているが、撮像装置1に対して交換可能に装着される構成であってもよい。 With reference to FIG. 1, an imaging apparatus 1 including an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of the imaging apparatus 1. The imaging device 1 includes an image processing unit (image processing device) 100, an optical system 101, an imaging element unit 102, a database unit (storage unit) 103, and a DRAM unit 110. An image processing program that performs image processing of a captured image is installed in the imaging apparatus 1, and this image processing is executed by the image processing unit 100. The image sensor unit 102 is configured by a CCD or a CMOS sensor, and photoelectrically converts an optical signal obtained from the optical system 101. The DRAM unit 110 acquires and holds a captured image from the image sensor unit 102 and also acquires and holds an image after correcting the lateral chromatic aberration. In the present embodiment, the optical system 101 is provided inside the imaging device 1, but may be configured to be exchangeable with the imaging device 1.
データベース部103は、ROMやRAMで構成され、光学パラメータおよび像高ごとにそれぞれ倍率色収差の補正値であるR画素およびB画素の離散的な補正値群を保持する。R画素およびB画素の離散的な補正値群は、レンズごとに設定されるレンズ設計値である。なお、本実施形態ではデータベース部103は撮像装置1の内部に画像処理部100とは別に設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、データベース部103は、撮像装置1の外部に設けられてもよいし、画像処理部100の内部に設けられてもよい。 The database unit 103 includes a ROM and a RAM, and holds discrete correction value groups of R pixels and B pixels, which are correction values of lateral chromatic aberration, for each optical parameter and image height. The discrete correction value group of the R pixel and the B pixel is a lens design value set for each lens. In the present embodiment, the database unit 103 is provided in the imaging apparatus 1 separately from the image processing unit 100, but the present invention is not limited to this. For example, the database unit 103 may be provided outside the imaging apparatus 1 or may be provided inside the image processing unit 100.
画像処理部100は、ASICで構成され、倍率色収差情報抽出部104、データ補間部105、像高判定部106、サーチ領域算出部107、倍率色収差検出部108、および倍率色収差補正部109を備える。倍率色収差情報抽出部(情報抽出手段。以下、情報抽出部という)104は、ユーザが設定する撮影時の光学パラメータに基づいて、データベース部103が保持するR画素およびB画素の離散的な補正値群からR画素およびB画素の離散的な補正値を抽出する。データ補間部105は、情報抽出部104が抽出したR画素およびB画素の離散的な補正値から、R画素およびB画素の連続的な補正値を算出する。像高判定部(像高判定手段)106は、DRAM部110に格納された撮影画像の検出領域ごとに画像中心(光軸中心)からの像高位置を判定する。サーチ領域算出部(領域算出手段)107は、R画素およびB画素の連続的な補正値、および像高判定部106が判定した像高位置に基づいて、倍率色収差の検出をするために必要なサーチ領域を算出する。倍率色収差検出部(検出手段。以下、検出部という)108は、サーチ領域ごとに倍率色収差の補正値の検出を行い、検出結果を倍率色収差補正部109に出力する。倍率色収差補正部(補正手段。以下、補正部という)109は、検出部108が検出した倍率色収差の補正値に基づいて撮影画像の倍率色収差の補正を行う。 The image processing unit 100 includes an ASIC, and includes a magnification chromatic aberration information extraction unit 104, a data interpolation unit 105, an image height determination unit 106, a search area calculation unit 107, a magnification chromatic aberration detection unit 108, and a magnification chromatic aberration correction unit 109. A lateral chromatic aberration information extraction unit (information extraction unit; hereinafter referred to as an information extraction unit) 104 is a discrete correction value of R pixels and B pixels held by the database unit 103 based on optical parameters at the time of shooting set by the user. Discrete correction values for R and B pixels are extracted from the group. The data interpolation unit 105 calculates a continuous correction value for the R pixel and the B pixel from the discrete correction value for the R pixel and the B pixel extracted by the information extraction unit 104. An image height determination unit (image height determination unit) 106 determines an image height position from the image center (optical axis center) for each detection region of a captured image stored in the DRAM unit 110. The search area calculation unit (area calculation unit) 107 is necessary for detecting lateral chromatic aberration based on the continuous correction values of the R pixel and the B pixel and the image height position determined by the image height determination unit 106. Calculate the search area. A lateral chromatic aberration detection unit (detection unit; hereinafter referred to as a detection unit) 108 detects a correction value of lateral chromatic aberration for each search region, and outputs the detection result to the lateral chromatic aberration correction unit 109. A lateral chromatic aberration correction unit (correction unit; hereinafter referred to as a correction unit) 109 corrects lateral chromatic aberration of a captured image based on a correction value of lateral chromatic aberration detected by the detection unit 108.
次に、R画素およびB画素の連続的な補正値を算出する方法について詳細に説明する。図2は、撮像素子部102により撮像された撮影画像300が8つの像高領域H0〜H7で分割された状態を示す図である。像高領域H0〜H7は、画像中心から像高方向に沿って0.25cm単位で分割されている。図3は、データベース部103が保持する光学パラメータごとのR画素の離散的な補正値群の一部(AA1R〜DD25R)を示す図である。また、図4は、データベース部103が保持する光学パラメータごとのB画素の離散的な補正値群の一部(AA1B〜DD25B)を示す図である。データベース部103は、さらに、光学パラメータごとの補正値群を像高位置ごとに保持する。なお、本実施形態では、光学パラメータは、F値、焦点距離、およびフォーカス位置を含んでいるが、F値、焦点距離、およびフォーカス位置のうち少なくとも1つを含んでいればよい。 Next, a method for calculating continuous correction values for the R pixel and the B pixel will be described in detail. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a captured image 300 captured by the image sensor unit 102 is divided into eight image height regions H0 to H7. The image height regions H0 to H7 are divided in units of 0.25 cm from the image center along the image height direction. FIG. 3 is a diagram showing a part (AA1R to DD25R) of discrete correction value groups of R pixels for each optical parameter held by the database unit 103. FIG. 4 is a diagram showing a part (AA1B to DD25B) of discrete correction value groups of B pixels for each optical parameter held by the database unit 103. The database unit 103 further holds a correction value group for each optical parameter for each image height position. In the present embodiment, the optical parameter includes the F value, the focal length, and the focus position. However, the optical parameter may include at least one of the F value, the focal length, and the focus position.
本実施形態では、ユーザが光学パラメータとして、F値を4.0、焦点距離を37mm、フォーカス位置を50cmに設定した場合について説明する。情報抽出部104は、ユーザが設定する光学パラメータ(F値、焦点距離、およびフォーカス位置)に基づいて、データベース部103から離散的なR画素およびB画素の補正値を抽出する。図5(A)および図5(C)はそれぞれ、情報抽出部104が抽出したR画素の離散的な補正値(AA18R、AA13R、BB13R、BB18R)およびB画素の離散的な補正値(AA13B、AA18B、BB13B、BB18B)を示す図である。データ補間部105は、R画素およびB画素の離散的な補正値を加算平均し、スムージング等の補正処置を施すことで、サーチ領域を算出するために必要なR画素およびB画素の連続的な補正値E0、E1を算出する。図5(B)および図5(D)はそれぞれ、データ補間部105が算出したR画素およびB画素の連続的な補正値E0、E1を示す図である。 In the present embodiment, a case where the user sets the F value to 4.0, the focal length to 37 mm, and the focus position to 50 cm as optical parameters will be described. The information extraction unit 104 extracts discrete R pixel and B pixel correction values from the database unit 103 based on optical parameters (F value, focal length, and focus position) set by the user. 5A and FIG. 5C respectively show R pixel discrete correction values (AA18R, AA13R, BB13R, BB18R) and B pixel discrete correction values (AA13B, It is a figure which shows AA18B, BB13B, BB18B). The data interpolation unit 105 adds and averages the discrete correction values of the R pixel and the B pixel, and performs a correction process such as smoothing, so that the R pixel and the B pixel necessary for calculating the search region are continuously obtained. Correction values E0 and E1 are calculated. FIG. 5B and FIG. 5D are diagrams showing the continuous correction values E0 and E1 of the R pixel and the B pixel calculated by the data interpolation unit 105, respectively.
次に、倍率色収差を検出するために必要なサーチ領域を算出する方法について詳細に説明する。図6(A)は、撮影画像300が倍率色収差の検出を行う検出領域B00〜B2851で分割された状態を示す図である。図6(B)は、撮影画像300が倍率色収差を検出するために必要なサーチ領域C00〜C2851で分割された状態を示す図である。図7は、検出領域とサーチ領域の関係図である。本実施形態では、各検出領域は、水平64画素、垂直64ラインのブロックである。サーチ領域C00〜C2851はそれぞれ、検出領域B00〜B2851に対応する。 Next, a method for calculating a search area necessary for detecting lateral chromatic aberration will be described in detail. FIG. 6A is a diagram illustrating a state in which the captured image 300 is divided by detection regions B00 to B2851 in which the chromatic aberration of magnification is detected. FIG. 6B is a diagram showing a state where the captured image 300 is divided by search areas C00 to C2851 necessary for detecting lateral chromatic aberration. FIG. 7 is a relationship diagram between the detection area and the search area. In the present embodiment, each detection area is a block of 64 horizontal pixels and 64 vertical lines. Search areas C00 to C2851 correspond to detection areas B00 to B2851, respectively.
まず、像高判定部106は、各検出領域の画像中心からの像高位置Nを算出する。サーチ領域算出部107は、図5(B)、(D)に示されるデータ補間部105が算出したR画素およびB画素の連続的な補正値E0、E1から像高位置Nに対応するR画素の補正値RおよびB画素の補正値Bを取得する。次に、サーチ領域算出部107は、補正値R、Bの絶対値を比較し、補正値RBとして大きい絶対値を選択する。最後に、サーチ領域算出部107は、十分に倍率色収差の検出ができるように、各検出領域を補正値RBに数画素の余裕を加えた画素だけ拡張させることで各サーチ領域を算出する。具体的には、像高判定部106が検出領域B263の像高位置Nを1.1cmと判定し、像高位置Nに対応する補正値Rおよび補正値Bがそれぞれ4画素、−5画素である場合、サーチ領域算出部107は補正値RBとして補正値Bの絶対値(=5)を選択する。次に、サーチ領域算出部107は、図7に示されるように、検出領域B263を補正値RB(=5)に2画素の余裕を加えた画素だけ拡張させることで、検出領域B263に対して7(=5+2)画素だけ拡張したサーチ領域C263を算出する。 First, the image height determination unit 106 calculates an image height position N from the image center of each detection region. The search area calculation unit 107 calculates the R pixel corresponding to the image height position N from the R pixel and B pixel continuous correction values E0 and E1 calculated by the data interpolation unit 105 shown in FIGS. Correction value R and B pixel correction value B are acquired. Next, the search area calculation unit 107 compares the absolute values of the correction values R and B, and selects a large absolute value as the correction value RB. Finally, the search area calculation unit 107 calculates each search area by expanding each detection area by a pixel obtained by adding a margin of several pixels to the correction value RB so that the lateral chromatic aberration can be sufficiently detected. Specifically, the image height determination unit 106 determines that the image height position N of the detection region B263 is 1.1 cm, and the correction value R and the correction value B corresponding to the image height position N are 4 pixels and −5 pixels, respectively. In some cases, the search area calculation unit 107 selects the absolute value (= 5) of the correction value B as the correction value RB. Next, as shown in FIG. 7, the search area calculation unit 107 expands the detection area B263 by a pixel obtained by adding a margin of 2 pixels to the correction value RB (= 5), so that the detection area B263 is expanded. A search area C263 expanded by 7 (= 5 + 2) pixels is calculated.
以上説明したように、サーチ領域算出部107が倍率色収差を検出するために必要なサーチ領域を検出領域ごとに算出することで、サーチ領域のサイズを必要最低限にすることができる。そのため、倍率色収差の検出精度を落とすことなく、主記憶アクセスの帯域を確保することが可能である。 As described above, the search area calculation unit 107 calculates the search area necessary for detecting the lateral chromatic aberration for each detection area, so that the size of the search area can be minimized. Therefore, it is possible to secure a bandwidth for main memory access without degrading the detection accuracy of lateral chromatic aberration.
次に、図8を参照して、本実施形態の画像処理について説明する。図8は、画像処理部100による画像処理を示すフローチャートである。画像処理部100により実行される画像処理は、ソフトウエアおよびハードウエア上で動作するコンピュータプログラムとしての画像処理プログラムにしたがって実行される。画像処理プログラムは、例えば、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。また、本実施形態では画像処理部100が画像処理を実行するが、パーソナルコンピュータ(PC)や専用の装置が画像処理装置として本実施形態の画像処理を実行してもよい。また、本実施形態の画像処理のプログラムに対応する回路を設け、回路を動作させることで本実施形態の画像処理を実行させてもよい。 Next, image processing of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing image processing by the image processing unit 100. The image processing executed by the image processing unit 100 is executed according to an image processing program as a computer program that operates on software and hardware. The image processing program may be recorded on a computer-readable recording medium, for example. In this embodiment, the image processing unit 100 executes image processing. However, a personal computer (PC) or a dedicated device may execute the image processing of this embodiment as an image processing apparatus. Further, a circuit corresponding to the image processing program of this embodiment may be provided, and the image processing of this embodiment may be executed by operating the circuit.
ステップS1001では、情報抽出部104は、ユーザが設定した光学パラメータに基づいてデータベース部103からR画素およびB画素の離散的な補正値を抽出する。続いて、データ補間部105は、R画素およびB画素の離散的な補正値に基づいて、連続的なR画素およびB画素の補正値E0、E1を算出する。ステップS1002では、像高判定部106は、各検出領域の画像中心からの像高位置Nを順次判定する。ステップS1003では、サーチ領域算出部107は、連続的なR画素およびB画素の補正値E0、E1、および像高位置Nに基づいて、各検出領域に対応する各サーチ領域を算出する。ステップS1004では、検出部108は、各サーチ領域を順次読み出して倍率色収差の補正量の検出を行い、検出結果を補正部109に出力する。ステップS1005では、補正部109は、撮影画像300をDRAM部110から読みだして倍率色収差の補正を行う。 In step S1001, the information extraction unit 104 extracts discrete correction values for R pixels and B pixels from the database unit 103 based on the optical parameters set by the user. Subsequently, the data interpolation unit 105 calculates continuous R pixel and B pixel correction values E0 and E1 based on the discrete correction values of the R pixel and the B pixel. In step S1002, the image height determination unit 106 sequentially determines the image height position N from the image center of each detection region. In step S1003, the search area calculation unit 107 calculates each search area corresponding to each detection area based on the correction values E0 and E1 of the continuous R pixel and B pixel and the image height position N. In step S <b> 1004, the detection unit 108 sequentially reads each search region, detects the correction amount of the chromatic aberration of magnification, and outputs the detection result to the correction unit 109. In step S1005, the correction unit 109 reads the captured image 300 from the DRAM unit 110 and corrects the lateral chromatic aberration.
以上説明したように、倍率色収差の検出を行うために必要なサーチ領域を算出することで、サーチ領域のサイズを必要最低限にすることができる。そのため、倍率色収差の検出精度を落とすことなく、主記憶アクセスの帯域を確保することが可能である。 As described above, by calculating the search area necessary for detecting the lateral chromatic aberration, the size of the search area can be minimized. Therefore, it is possible to secure a bandwidth for main memory access without degrading the detection accuracy of lateral chromatic aberration.
なお、本実施形態では、データベース部103は、撮影条件に応じたR画素とB画素の離散的な補正値群を保持しているが、サーチ領域を算出できる情報であればこの限りではない。 In the present embodiment, the database unit 103 holds discrete correction value groups of R pixels and B pixels according to the shooting conditions, but the information is not limited to this as long as the information can be used to calculate the search area.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
100 画像処理部(画像処理装置)
104 倍率色収差情報抽出部(情報抽出手段)
106 像高判定部(像高判定手段)
107 サーチ領域算出部(領域算出手段)
108 倍率色収差検出部(検出手段)
109 倍率色収差補正部(補正手段)
100 Image processing unit (image processing apparatus)
104 Chromatic Aberration Information Extraction Unit (Information Extraction Unit)
106 Image height determination unit (image height determination means)
107 Search area calculation unit (area calculation means)
108 lateral chromatic aberration detector (detection means)
109 Chromatic aberration correction unit (correction means)
Claims (9)
撮影画像の検出領域ごとの像高位置を判定する像高判定手段と、
前記倍率色収差に関する情報、および前記検出領域ごとの像高位置に基づいて、倍率色収差のサーチ領域を算出する領域算出手段と、
前記サーチ領域に対して倍率色収差の補正値の検出を行う検出手段と、
前記補正値に基づいて倍率色収差の補正を行う補正手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。 Information extracting means for extracting information on lateral chromatic aberration based on optical parameters at the time of shooting;
Image height determining means for determining an image height position for each detection region of the captured image;
Area calculating means for calculating a search area for chromatic aberration of magnification based on the information on the chromatic aberration of magnification and the image height position for each detection area;
Detecting means for detecting a correction value of lateral chromatic aberration for the search region;
An image processing apparatus comprising: correction means for correcting lateral chromatic aberration based on the correction value.
撮影画像の検出領域ごとの像高位置を算出するステップと、
前記倍率色収差に関する情報、および前記検出領域ごとの像高位置に基づいて、倍率色収差のサーチ領域を算出するステップと、
前記サーチ領域に対して倍率色収差の補正値の検出を行うステップと、
前記補正値に基づいて倍率色収差の補正を行うステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。 Extracting information on lateral chromatic aberration based on optical parameters at the time of shooting;
Calculating an image height position for each detection area of the captured image;
Calculating a magnification chromatic aberration search region based on the information on the magnification chromatic aberration and the image height position for each detection region;
Detecting a correction value of lateral chromatic aberration for the search region;
Correcting the lateral chromatic aberration based on the correction value, and an image processing method.
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