JP5251203B2 - 画像処理装置および画像処理プログラム - Google Patents
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特に、前記記憶部に記憶された前記予測式の係数は、複数のレンズ光学系のレンズ情報を含む複数の撮影条件別に撮影した画像データを前記撮影条件に対応させて前記記憶部に予め記憶しておく処理と、前記画像データを前記記憶部から読み出して前記撮影条件毎に像高毎の出力レベルを実測する処理と、像高別に複数の撮影条件毎の実測値を用いて多変量解析によって係数を算出する処理とからなる学習処理によって求められ、係数テーブルとして像高毎に前記記憶部に記憶されることを特徴とする。
第1の実施形態に係る電子カメラ100は、本発明に係る画像処理装置の機能と画像処理プログラムの機能とを含んでいる。先ず、電子カメラ100の構成について説明する。
[電子カメラ100の構成]
図1は、本実施形態に係る電子カメラ100の構成を示すブロック図である。電子カメラ100は、カメラ本体101と、撮影レンズ102とで構成される。撮影レンズ102は、レンズマウント103を介してカメラ本体101に接続され、撮影レンズ102を交換することが可能な一眼レフカメラである。
[電子カメラ100の動作]
次に、本実施形態に係る電子カメラ100の動作について説明する。図1において、撮影レンズ102のレンズ光学系104および絞り105を介して入射する被写体光は、カメラ本体101のミラーユニット115に入射される。
[周辺減光について]
ここで、周辺減光について図2を用いて説明する。図2(a)は、周辺減光がある場合の撮像素子109の撮像面200の様子を描いたものである。周辺減光は、電子カメラ100に用いる撮影レンズ102の特性により、撮像素子109で撮影される画像の光軸中心L0に対して同心円状に画像200の周辺部の光量が落ちて暗くなる現象である。尚、図2では、分かり易いように、光量の変化を階段状に変化させて描いてあるが、実際には画像の階調の範囲内で滑らかに変化する。
[周辺減光補正処理]
ここで、本実施形態に係る電子カメラ100で行われる周辺減光補正を行うための画像処理は、電子カメラ100外の画像処理と電子カメラ100内の画像処理とに分かれる。先ず、電子カメラ100外の画像処理について説明する。
[電子カメラ100外で行う画像処理]
係数テーブル125には、レンズ光学系104のレンズ情報を含む複数の撮影条件を基に各像高におけるレンズ光学系104の周辺減光形状情報の予測値を算出する予測式の係数が、複数の撮影条件毎に各撮影条件に対応させて予め記憶されている。次に、予測式の係数を算出する方法について説明する。
y=a1・x1+a2・x2+a3・x3+・・・・・+an・xn+b (式1)
尚、(式1)において、yは目的変数(出力レベルに相当)、x1,x2,x3,・・・,xnは説明変数(絞り値や開口値などの撮影条件に相当)、a1,a2,a3,・・・,anは傾き、bは切片をそれぞれ示す。
[電子カメラ100内で行う画像処理]
電子カメラ100内では、撮影時に係数テーブル125に記憶された重回帰式の係数を用いて、像高毎の周辺減光レベルを算出する。例えば、電子カメラ100で撮影する際の撮影条件を(式1)の重回帰式の説明変数に入力して計算を行うことにより、その撮影条件での各像高位置の周辺減光レベルを求める。尚、(式1)に示したように、重回帰式は一次関数の式で単純な掛け算と足し算の計算式なので、電子カメラ100の処理の負荷は少なく、高速処理が可能である。
z=a・r^2+b・r+1 (式2)
ここで、(式2)の係数aおよびbの複数の組み合わせが予め係数テーブル125に記憶されているものとする。そして、ステップS204で求めた出力レベルをz0(r=0),z1(r=6),z2(r=12),z3(r=18)の4点の値から、実際の周辺減光特性201に近くなる近似式(式2)の係数aおよびbを係数テーブル125から選択して、周辺減光特性201を近似する。
g=c・r^2+d・r+1 (式3)
ここで、(式3)の係数cおよびdの複数の組み合わせが予め係数テーブル125に記憶されているものとする。そして、ステップS204で求めたz0(r=0),z1(r=6),z2(r=12),z3(r=18)の4点の出力レベルの変化から、周辺減光特性201がフラットになるように補正する補正ゲインg0(r=0),g1(r=6),g2(r=12),g3(r=18)を求める。さらに、これらの離散値から補正ゲイン特性202に近くなる近似式(式3)の係数cおよびdの組み合わせを係数テーブル125から選択し、像高r=0,6,12,18の4点以外の像高位置における補正ゲインを求めるための周辺減光補正ゲインテーブルを作成する。
次に、第2の実施形態に係る電子カメラ100について説明する。尚、第2の実施形態に係る電子カメラ100は、本発明に係る画像処理装置の機能と画像処理プログラムの機能とを含んでいる。
次に、第3の実施形態に係る電子カメラ100について説明する。本実施形態では、AEセンサ117の出力に生じる周辺減光を補正する。例えば、第1の実施形態で説明した図2の撮像面200をAEセンサ117の受光面に置き換えて考える。この場合、AEセンサ117の受光面においても、撮像素子109の撮像面200と同様に、光軸中心から像高毎に同心円状に周辺減光形状が形成される。この結果、例えば、AEセンサ117の受光面の周辺部分で部分測光を行う場合、周辺減光によって適切な測光を行うことができないという問題が生じる。
102・・・撮影レンズ 103・・・レンズマウント
104・・・レンズ光学系 105・・・絞り
106・・・エンコーダ 107・・・ROM
104a・・・前玉レンズ 104b・・・後玉レンズ
108・・・メカニカルシャッター 109・・・撮像素子
110・・・A/D変換部 111・・・ゲイン制御部
112・・・信号処理部 113・・・記憶部
114・・・表示部 115・・・ミラーユニット
116・・・ビューファインダ 117・・・AEセンサ
118・・・AFセンサ 119・・・CPU
120・・・絞り制御部 121・・・レンズ制御部
122・・・シャッタ制御部 123・・・操作部
124・・・周辺減光テーブル算出部
125・・・係数テーブル 115a・・・メインミラー
115b・・・サブミラー 115c・・・回転機構
Claims (7)
- レンズ光学系を介して撮影する画像の周辺減光補正を行う画像処理装置であって、
前記レンズ光学系のレンズ情報を含む複数の撮影条件を基に各像高における前記レンズ光学系の周辺減光形状情報の予測値を算出する予測式の係数を前記複数の撮影条件毎に対応させて予め記憶された記憶部と、
画像撮影時のレンズ情報を含む複数の撮影条件を取得する撮影条件取得部と、
前記撮影条件取得部が取得した撮影条件毎に対応する前記予測式の係数を前記記憶部から読み出して、前記予測式により像高毎に周辺減光を補正するゲイン値を求め、前記ゲイン値を基に前記レンズ光学系を介して撮影する画像を補正する画像補正部と、
周辺減光形状の補正の度合いが異なる複数の補正度合いのいずれか1つを選択する操作部と、
前記操作部により選択された前記補正度合いに基づいて前記ゲイン値から周辺減光補正ゲインテーブルを作成する周辺減光補正ゲインテーブル作成部と
を有し、
前記画像補正部は、前記周辺減光補正ゲインテーブルの補正ゲインで、前記レンズ光学系を介して撮影する画像を補正する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記記憶部に記憶された前記予測式の係数は、
複数のレンズ光学系のレンズ情報を含む複数の撮影条件別に測定した実測値を用いて、多変量解析によって予め算出される
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2に記載の画像処理装置において、
前記記憶部に記憶された前記予測式の係数は、
複数のレンズ光学系のレンズ情報を含む複数の撮影条件別に撮影した画像データを前記撮影条件に対応させて前記記憶部に予め記憶しておく処理と、
前記画像データを前記記憶部から読み出して前記撮影条件毎に像高毎の出力レベルを実測する処理と、
像高別に複数の撮影条件毎の実測値を用いて多変量解析によって係数を算出する処理と
からなる学習処理によって求められ、係数テーブルとして像高毎に前記記憶部に記憶される
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2または3に記載の画像処理装置において、
前記多変量解析は重回帰分析であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記予測式は1次式であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記画像補正部により補正された画像を用いて、被写体輝度を算出することを特徴とする画像処理装置。 - レンズ光学系を介して撮影する画像の周辺減光補正を行う画像処理プログラムであって、
前記レンズ光学系のレンズ情報を含む複数の撮影条件を基に各像高における前記レンズ光学系の周辺減光形状情報の予測値を算出する予測式の係数を前記複数の撮影条件毎に対応させて予め記憶部に記録する記憶手順と、
画像撮影時のレンズ情報を含む複数の撮影条件を取得する撮影条件取得手順と、
前記撮影条件取得部が取得した撮影条件毎に対応する前記予測式の係数を前記記憶部から読み出して、前記予測式により像高毎に周辺減光を補正するゲイン値を求め、前記ゲイン値を基に前記レンズ光学系を介して撮影する画像を補正する画像補正手順と、
周辺減光形状の補正の度合いが異なる複数の補正度合いのいずれか1つを選択する操作手順と、
前記操作手順により選択された前記補正度合いに基づいて前記ゲイン値から周辺減光補正ゲインテーブルを作成する周辺減光補正ゲインテーブル作成手順と
を有し、
前記画像補正手順は、前記周辺減光補正ゲインテーブルの補正ゲインで、前記レンズ光学系を介して撮影する画像を補正する処理を行う
ことを特徴とする画像処理プログラム。
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