JP2019047213A - 撮影装置、情報処理システム、プログラム、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施形態の露出差補正技術を説明するにあたり、従来の露出差補正技術の一例とその不都合について補足する。
複数の部分画像を繋ぎ合わせるとは、複数の部分画像を一つにすること、又は、複数の部分画像から1つの画像を形成することをいう。
そこで、本実施形態の全天球撮影装置10は、以下のように違和感の少ない画像が得られる露出差補正を行う。
(1)まず、センサBは目標露出よりも低い露出を撮影露出として撮影する。これにより、部分画像0と部分画像1の露出差を低減できる。
(2)そして、全天球撮影装置10はセンサAの中央部からセンサBの中央部にかけて徐々に大きくなる露出差補正ゲインで部分画像0と部分画像1を補正する。図3のAA´線断面図を画像出力とする。すなわち、部分画像0だけでなく、あえて暗く撮影した部分画像1についてもより明るくなるように露出を補正する。
以下、図4及び図5を参照しながら、本実施例による全天球撮影装置10の全体構成について説明する。図4は、本実施例による全天球撮影装置10を示す断面図である。図4に示す全天球撮影装置は、撮影体12と、撮影体12及びコントローラやバッテリなどの部品を保持する筐体14と、上記筐体14に設けられたシャッターボタン18とを備えている。
図6A及び図6Bは、本実施例による全天球撮影装置10における画像処理全体の流れを説明する図であり、撮影条件を制御するための主要な機能ブロックが示されている。先ず、図6Aに示すように、センサA(固体撮影素子22A)、センサB(固体撮影素子22B)の各々によって、所定の露出条件パラメータのもとで画像が撮影される。続いて、センサA,Bの各々から出力された部分画像に対し、図5に示したISP108(108A,108B)により、ISP1-A及びISP1-Bの処理が行われる。ISP1-A及びISP1-Bの処理として、オプティカル・ブラック(OB)補正処理、欠陥画素補正処理、リニア(Linear)補正処理、シェーディング(Shading)補正処理及び領域分割平均処理が実行され、その結果はメモリに保存される。
図7は、本実施形態における撮影装置の特徴的な機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。撮影装置は、第一の露出量算出部31、第二の露出量算出部33、第三の露出量算出部32、撮影処理部34、補正ゲイン算出部35、及び、補正部36を有する。撮影装置が有するこれらの機能は、フラッシュROM144に記憶された制御プログラムや各種パラメータをCPU130が実行し撮影装置の各構成要素を制御したり、ISP108A,108Bが画像処理を行ったりすることで実現される。すなわち、図7の各機能は、ソフトウェアにより実現される他、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、本実施形態で説明する各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(digital signal processor)、FPGA(field programmable gate array)、SOC(System on a chip)、GPU(Graphics Processing Unit)や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
図8は、全天球撮影装置のモニタリング時における一連のAE処理のフローを示したものである。モニタリングとはシャッターボタンが押下される前にLCDモニタ164に映像を映し出す処理をいう。第一の露出量算出部31と第二の露出量算出部33は、先ず、センサA及びセンサBに対して、TV(シャッタスピード)とSV(感度)の初期値を設定する(ステップS11)。設定する値は、センサA及びセンサBにおいて共通とする。
AVは絞り値を表しているが、本実施例では絞り機構はないため、AV値は固定となる。
TV、AV、SV、BV、EVはApex形式(1/48step)の値で、演算に用いられる。Apexとは、Additive System of Photographic Exposureの略で写真撮影のための換算システム規格である。Apexシステムによれば、撮影に必要な要素(レンズ絞り、露出時間、撮影素子感度、被写体輝度)を同じ次元の単位として扱い、各要素の単純な加減算処理だけで最適値を割り出せる。
本実施例においては、ブロックの分割数を16×16=256としたが、これに限定されるものではない。但し、n個の分割ブロックとしたとき、n≧4を満たすようにする。また、本実施例においては、等分割であったが、必ずしもこれに限定されるものではない。ただ、全ての分割ブロックが等面積かつ同形状に等分割されている方が好ましい。
EV1は暗い方のセンサの露出量でありこれを目標露出EvTargetAとし、EV2は明るい方のセンサの露出量でありこれを目標露出EvTargetBとする。これにより、高輝度側のセンサを適正露出に近づけることができる。
図13を用いて露出差補正ゲインについて説明する。図13(a)は図12のステップS301におけるEvTarget1とEvTarget2を模式的に示す図であり、図13(b)は図12のステップS304で調整された目標露出EvTargetAとEvTargetBを模式的に示す図であり、図13(c)は撮影露出EvCaptureAとEvCaptureBを模式的に示す図である。なお、図13はセンサAの目標露出よりもセンサBの目標露出の方が大きい場合を示すが、逆の場合も同様に算出される。
(i) EvTargetA=EvTargetA
EvTargetB=EvTargetA+閾値
(ii) EvTargetA=EvTargetB−閾値
EvTargetB=EvTargetB
(iii) EvTargetA=EvTargetA+{(EvTargetB−EvTargetA)−閾値}/2
EvTargetB=EvTargetB−{(EvTargetB−EvTargetA)−閾値}/2
このような計算により図13(b)の目標露出EvTargetA、EvTargetBが得られる。
部分画像0(r)=部分画像0(r)×(r/P)×(1/2)×{2^(EvTargetA−EvTargetB)}
=部分画像0(r)×(r/P)×{2^(EvCaptureA−EvCaptureB)}
部分画像1(r)=部分画像1(r)×{(P-r)/P}×(1/2)×{2^(EvTargetA−EvTargetB)}
=部分画像1(r)×{(P-r)/P}×{2^(EvCaptureA−EvCaptureB)}
このように、露出差補正ゲインcorrGainAとcorrGainBをそれぞれのセンサA,Bの部分画像0,1の中央部から周辺にかけて徐々に変化させていき、部分画像0,1の境界部で両方のセンサA、Bの部分画像0,1の輝度が一致させることで、境界部の輝度の段差をなくすことができる。
部分の明るさの差が出ず、良好な露出にすることができる。
図15を用いて露出差補正ゲインcorrGainA、corrGainBの変形例を説明する。図15(a)は半径方向に曲線状に変化する露出差補正ゲインcorrGainA、corrGainBを示す。図15(b)の露出差補正ゲインcorrGainAはセンサAの中心付近では緩やかに大きくなり、周辺部で傾きが大きくなる。露出差補正ゲインcorrGainBはセンサBの中心付近では緩やかに減少し、周辺部で傾きが大きくなる。このような露出差補正ゲインcorrGainA、corrGainBでも、本実施例と同様の効果を奏することができる。また、部分画像0,1の中央部で輝度の変化がなだらかになるので違和感を低減できる。
これに対し、センサBのcorrGainBは2^(EvTargetA−EvTargetB)だけ底上げされるため、部分画像1を補正する式は以下のようになる。
部分画像1=部分画像1(r)×〔{(P-r)/P}×{2^(EvCaptureA−EvCaptureB)}+2^(EvCaptureA−EvCaptureB)〕
つまり、2^(EvTargetA−EvTargetB)の差の半分だけ大きくなったcorrGainBが部分画像1に乗じられる。このように、明るい方の部分画像1を実施例1よりも大きく補正すれば、実施例1と同様の効果が得られる。すなわち、センサBの元の目標露出EvTargetBに対して撮影露出EvCaptureBをセンサAの撮影露出EvCaptureAと同じにすることによって暗めに撮影しておき、補正部36がセンサBの周辺部から中央部にかけて明るくするようなゲインをかける。センサBの中央部では、露出差補正ゲインcorrGainBよって明るく補正された状態でちょうど当初の目標露出EvTargetBと輝度が一致する。
本実施例においても露出差補正ゲインcorrGainA、corrGainBは曲線でもよい。また、露出差補正ゲインcorrGainBの最大値は目標露出EvTargetBより小さくてもよいし大きくてもよい。
本実施形態では説明のため、輝度が完全に一様な被写体に対して露出差を付けて撮影して得られたと仮定した場合の露出差補正を説明した。しかし、実際の被写体の輝度は一様ではないため、センサAとセンサBで輝度の差がある。輝度の差がある場合の補正の考え方について説明する。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
31 :第一の露出量算出部
32 :第三の露出量算出部
33 :第二の露出量算出部
34 :撮影処理部
35 :補正ゲイン算出部
36 :補正部
Claims (11)
- 複数の撮影素子から取得した部分画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を形成し出力する撮影装置であって、
第一の撮影素子が出力する信号から前記第一の撮影素子の第一の露出量を決定する第一の露出量算出手段と、
第二の撮影素子が出力する信号から前記第二の撮影素子の第二の露出量を決定する第二の露出量算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を元の値より小さくして前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方の撮影素子の第三の露出量を決定する第三の露出量決定手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量に基づいて、前記第一の撮影素子が撮影した第一の部分画像の第一の補正ゲインを算出し、前記第二の撮影素子が撮影した第二の部分画像の第二の補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が小さい方の撮影素子に該撮影素子の露出量で撮影させ、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が大きい方の撮影素子に前記第三の露出量で撮影させる撮影処理手段と、
前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第一の補正ゲインで前記第一の部分画像を補正し、前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第二の補正ゲインで前記第二の部分画像を補正する画像補正手段と、を有する撮影装置。 - 前記第三の露出量決定手段は前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち小さい方を下限に、前記第一の露出量と前記第二の露出量の差の半分以下に小さくして前記第三の露出量を決定する請求項1に記載の撮影装置。
- 前記第三の露出量決定手段は前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を小さくすることで、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち小さい方と同じ値にして前記第三の露出量を決定する請求項1に記載の撮影装置。
- 前記第一の部分画像及び前記第二の部分画像は円形であり、
前記第一の露出量よりも前記第二の露出量の方が大きい場合、前記第一の補正ゲインは前記第一の部分画像の中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に大きくなるゲインであり、前記第二の補正ゲインは前記第二の部分画像の中央部で前記第二の露出量と同程度であり中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に小さくなるゲインであり、
前記第二の露出量と前記第一の露出量が等しいか又は前記第二の露出量よりも前記第一の露出量の方が大きい場合、前記第一の補正ゲインは前記第一の部分画像の中央部で前記第一の露出量と同程度であり中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に小さくなるゲインであり、前記第二の補正ゲインは前記第二の部分画像の中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に大きくなるゲインである請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮影装置。 - 前記補正ゲイン算出手段は、前記第一の露出量と前記第二の露出量の差の半分の露出量が、部分画像の中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に大きくなる前記第一の補正ゲインと、部分画像の中央部から周辺部にかけて同心円状に徐々に小さくなる前記第二の補正ゲインを算出する請求項4に記載の撮影装置。
- 前記補正ゲイン算出手段は、部分画像の中央部からの距離に比例して周辺部にかけて同心円状に大きくなる前記第一の補正ゲインと、部分画像の中央部からの距離に比例して周辺部にかけて同心円状に小さくなる前記第二の補正ゲインを算出する請求項4又は5に記載の撮影装置。
- 前記補正ゲイン算出手段は、部分画像の中央部では周辺部よりも中央部から周辺部にかけて緩やかに大きくなる前記第一の補正ゲインと、部分画像の中央部では周辺部よりも中央部から周辺部にかけて緩やかに小さくなる前記第二の補正ゲインと、を算出する請求項4又は5に記載の撮影装置。
- 前記第一の部分画像の周辺部と前記第二の部分画像の周辺部において前記第一の補正ゲインと前記第二の補正ゲインが同程度であり、
前記第一の露出量の方が前記第二の露出量より小さい場合、
前記第一の補正ゲインは前記第一の部分画像の中央部にはゲインをかけず、前記第二の補正ゲインは、前記第二の部分画像の中央部に最も大きいゲインをかけ、
前記第一の露出量と前記第二の露出量が等しいか又は前記第二の露出量の方が前記第一の露出量より小さい場合、
前記第一の補正ゲインは前記第一の部分画像の中央部に最も大きいゲインをかけ、前記第二の補正ゲインは、前記第二の部分画像の中央部にゲインをかけない請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮影装置。 - 複数の撮影素子から取得した部分画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を形成し出力する情報処理システムであって、
第一の撮影素子が出力する信号から前記第一の撮影素子の第一の露出量を決定する第一の露出量算出手段と、
第二の撮影素子が出力する信号から前記第二の撮影素子の第二の露出量を決定する第二の露出量算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を元の値より小さくして前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方の撮影素子の第三の露出量を決定する第三の露出量決定手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量に基づいて、前記第一の撮影素子が撮影した第一の部分画像の第一の補正ゲインを算出し、前記第二の撮影素子が撮影した第二の部分画像の第二の補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が小さい方の撮影素子に該撮影素子の露出量で撮影させ、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が大きい方の撮影素子に前記第三の露出量で撮影させる撮影処理手段と、
前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第一の補正ゲインで前記第一の部分画像を補正し、前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第二の補正ゲインで前記第二の部分画像を補正する画像補正手段と、を有する情報処理システム。 - 複数の撮影素子から取得した部分画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を形成し出力する情報処理装置を、
第一の撮影素子が出力する信号から前記第一の撮影素子の第一の露出量を決定する第一の露出量算出手段と、
第二の撮影素子が出力する信号から前記第二の撮影素子の第二の露出量を決定する第二の露出量算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を元の値より小さくして前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方の撮影素子の第三の露出量を決定する第三の露出量決定手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量に基づいて、前記第一の撮影素子が撮影した第一の部分画像の第一の補正ゲインを算出し、前記第二の撮影素子が撮影した第二の部分画像の第二の補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、
前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が小さい方の撮影素子に該撮影素子の露出量で撮影させ、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が大きい方の撮影素子に前記第三の露出量で撮影させる撮影処理手段と、
前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第一の補正ゲインで前記第一の部分画像を補正し、前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第二の補正ゲインで前記第二の部分画像を補正する画像補正手段、として機能させるためのプログラム。 - 複数の撮影素子から取得した部分画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を形成し出力する撮影装置の画像処理方法であって、
第一の露出量算出手段が、第一の撮影素子が出力する信号から前記第一の撮影素子の第一の露出量を決定するステップと、
第二の露出量算出手段が、第二の撮影素子が出力する信号から前記第二の撮影素子の第二の露出量を決定するステップと、
第三の露出量決定手段が、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方を元の値より小さくして前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち大きい方の撮影素子の第三の露出量を決定するステップと、
補正ゲイン算出手段が、前記第一の露出量と前記第二の露出量に基づいて、前記第一の撮影素子が撮影した第一の部分画像の第一の補正ゲインを算出し、前記第二の撮影素子が撮影した第二の部分画像の第二の補正ゲインを算出するステップと、
撮影処理手段が、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が小さい方の撮影素子に該撮影素子の露出量で撮影させ、前記第一の露出量と前記第二の露出量のうち値が大きい方の撮影素子に前記第三の露出量で撮影させるステップと、
画像補正手段が、前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第一の補正ゲインで前記第一の部分画像を補正し、前記補正ゲイン算出手段が算出した前記第二の補正ゲインで前記第二の部分画像を補正するステップと、を有する画像処理方法。
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