JP6238657B2 - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図1において、1は、絞りやフォーカシングレンズを含み被写体の光学像を結像させる撮影光学系である。2は、撮影光学系1のフォーカシングレンズにより被写体を主としてその頂点に結像するマイクロレンズアレイである。マイクロレンズアレイ2は、水平および垂直に所定のピッチで二次元状に配列されている。3は、撮影光学系1によって結像された被写体像を光電変換し電気信号として取り出す固体撮像素子である。固体撮像素子3は、水平および垂直にマイクロレンズアレイ2よりも細かなピッチで二次元状に配置された画素でなされる光電変換素子としての機能と、光電変換素子からの電気信号を撮像画像として転送する信号転送機能とを備える。
ここで、fは、撮影光学系1の焦点距離である。そして、上記の各光線は、マイクロレンズアレイ2の後方に配置された固体撮像素子3の光電変換素子PD25a,PD25b,PD25c,PD25dおよびPD25eに入射する。これら5つの光電変換素子の信号は、元を辿れば理解できるように被写体A1を構成する1点から撮影光学系1に向かって出た光線のうち、各々角度情報の異なるものである。従って、これら5つの信号の合算値、正確には、結像距離r1に対応した重み付け係数をかけて加算することで再構成画像41の画素55の信号を得られる。前述の暫定の再構成画像はかようにして得られた再構成画像41である。
式(2)において、S(m)は再構成画像のm番目の画素の信号値であり、pda(n)からpde(n)はS(m)を構成するn番目のマイクロレンズ下にある光電変換素子の信号値である。wm,a(n)からwm,e(n)は、S(m)を構成するn番目のマイクロレンズを備えた光電変換素子の信号値pda(n)からpde(n)に対して、ある結像距離rでかけられる重み付け係数である。ここで一般にm=nである。
また、撮像画像の素子は、欠陥素子であるか、欠陥ではない素子(以下、非欠陥素子と称す)のどちらかに分類できるとする。
ここで、「少なくとも欠陥素子を含む信号が加算された画素は、欠陥画素として検出される」と仮定する。つまり、「非欠陥素子のみの信号が加算された画素は、非欠陥画素として検出される」わけである。
非欠陥素子=PD21a and PD21b and PD21c and PD21d and PD21e …(5)
画素52は、非欠陥画素であるので、
非欠陥素子=PD22a and PD22b and PD22c and PD22d and PD22e …(6)
画素53は、非欠陥画素であるので、
非欠陥素子=PD23a and PD23b and PD23c and PD23d and PD23e …(7)
画素54は、非欠陥画素であるので、
非欠陥素子=PD24a and PD24b and PD24c and PD24d and PD24e …(8)
画素55は、欠陥画素であるので、
欠陥画素=PD25a or PD25b or PD25c or PD25d or PD25e
…(9)
画素63は、欠陥画素であるので、
欠陥画素=PD21a or PD22b or PD23c or PD24d or PD25e
…(10)
従って、式(5)より、PD21a,PD21b,PD21c,PD21dおよびPD21eは非欠陥素子である。同様に、式(6),(7),(8)より、PD22a,PD22b,PD22c,PD22d,PD22e,PD23a,PD23b,PD23c,PD23d,PD23e,PD24a,PD24b,PD24c,PD24d,PD24eは非欠陥素子である。そして、式(10)より、PD25eが欠陥素子であることが導かれる。
第2の実施形態では、より多くの再構成画像から欠陥画素検出処理を行うことで、欠陥素子の誤抽出を低減させる。
第1及び第2の実施形態では、「少なくとも欠陥素子を含む信号が加算された画素は、欠陥画素として検出される」という仮定のもとで、リアルタイム欠陥画素検出結果から欠陥素子が論理的に抽出できることを説明した。しかしながら、様々な要因により、実際には、「欠陥素子を含む信号が加算された画素は、必ずしも欠陥画素として検出されない」ことは容易に考えられる。その要因とは、光ショットノイズ、固体撮像素子の回路ノイズ、欠陥素子の出力信号強度および結像距離、リアルタイム欠陥画素検出の誤検出及び未検出などである。
ここでは、結像距離がrである再構成画像の、画素毎に得られた欠陥画素信号レベルSRT(m)は、SRT,rで表記する。
次に、欠陥画素検出部8によって、算出されたSRT,rは、揮発性メモリ16に記録される(ステップS1011)。
第1の実施形態で説明した時と同様、S(m)は再構成画像のm番目の画素の信号値、pda(n)からpde(n)はS(m)を構成するn番目のマイクロレンズ下にある光電変換素子の信号値である。wm,a(n)からwm,e(n)は、S(m)を構成するn番目のマイクロレンズを備えた光電変換素子の信号値pda(n)からpde(n)に対して、ある結像距離rでかけられる重み付け係数である。
(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)-1は、欠陥画素信号レベル算出に用いる結像距離r=r0,r1,r2,r3,r4を決めれば、予め、Wr0,Wr1,Wr2,Wr3,Wr4を用いて算出して、不揮発性メモリ17などに記録しておくことができる。
Sr1=Wr1・PD …(18)
Sr2=Wr2・PD …(19)
Sr3=Wr3・PD …(20)
Sr4=Wr4・PD …(21)
式(17)〜(21)から、分配則より、式(22)が導かれる。
(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)・PD …(22)
式(22)より、(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)の逆行列(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)-1は、式(23)を満たしている。
(Sr0+Sr1+Sr2+Sr3+Sr4) …(23)
この式(23)が意味することは、結像距離r=r0,r1,r2,r3,r4で再構成された画像を全て加算して、(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)-1と、掛け合わせれば、元の撮像画像の各光電変換素子の信号値に逆変換される、ということである。すなわち、式(16)が意味することは、結像距離r=r0,r1,r2,r3,r4で再構成された画像から得られた欠陥画素信号レベルSRT(m)を画素毎に全て加算して、(Wr0+Wr1+Wr2+Wr3+Wr4)-1と掛け合わせて逆変換された信号値を、素子毎の欠陥素子信号レベルkとして得ている。以上が、欠陥素子信号レベルkの算出に関する説明である。
Claims (7)
- 撮影光学系と、マイクロレンズアレイと、複数の光電変換素子とによって得られた被写体の光学像と、前記被写体からの光線の角度情報とを含む撮像画像を処理する画像処理装置であって、
前記撮影光学系の結像位置を前記撮像画像の再構成処理により変更するリフォーカス手段と、
前記リフォーカス手段により再構成された再構成画像から欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、
異なる前記結像位置の複数の前記再構成画像における前記欠陥画素のアドレスに基づいて、前記撮像画像における欠陥光電変換素子のアドレスを抽出する欠陥素子抽出手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 撮影光学系と、マイクロレンズアレイと、複数の光電変換素子とによって得られた被写体の光学像と、前記被写体からの光線の角度情報とを含む撮像画像を処理する画像処理装置であって、
前記撮影光学系の結像位置を前記撮像画像の再構成処理により変更するリフォーカス手段と、
前記リフォーカス手段により再構成された再構成画像から欠陥画素の信号レベルを算出する算出手段と、
異なる前記結像位置の複数の前記再構成画像の前記欠陥画素の信号レベルに基づいて、前記撮像画像における欠陥光電変換素子のアドレスを抽出する欠陥素子抽出手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記算出手段は、前記再構成画像の第1の画素の信号と、前記第1の画素の近傍の複数の画素の信号とを比較することによって前記欠陥画素の信号レベルを算出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記欠陥光電変換素子のアドレスに基づいて欠陥画素を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記欠陥光電変換素子のアドレスを前記撮像画像と共に記録する記録手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 撮影光学系と、マイクロレンズアレイと、複数の光電変換素子とによって得られた被写体の光学像と、前記被写体からの光線の角度情報とを含む撮像画像を処理する画像処理装置を制御する方法であって、
前記撮影光学系の結像位置を前記撮像画像の再構成処理により変更するリフォーカス工程と、
前記リフォーカス工程により再構成された再構成画像から欠陥画素を検出する欠陥画素検出工程と、
異なる前記結像位置の複数の前記再構成画像における前記欠陥画素のアドレスに基づいて、前記撮像画像における欠陥光電変換素子のアドレスを抽出する欠陥素子抽出工程と、
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 撮影光学系と、マイクロレンズアレイと、複数の光電変換素子とによって得られた被写体の光学像と、前記被写体からの光線の角度情報とを含む撮像画像を処理する画像処理装置を制御する方法であって、
前記撮影光学系の結像位置を前記撮像画像の再構成処理により変更するリフォーカス工程と、
前記リフォーカス工程により再構成された再構成画像から欠陥画素の信号レベルを算出する算出工程と、
異なる前記結像位置の複数の前記再構成画像の前記欠陥画素の信号レベルに基づいて、前記撮像画像における欠陥光電変換素子のアドレスを抽出する欠陥素子抽出工程と、
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。
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