JP6305053B2 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本実施例に係る多眼方式の撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
まず、撮像部100の構成に関して詳しく説明する。
ここからはリフォーカス処理に関して説明する。リフォーカスに関しては、非特許文献1で詳しく説明されているので、ここでは簡単に述べる。リフォーカスの基本的な原理は、図2〜図5のいずれの構成でも共通である。ここでは図2の構成を例に説明する。図2では、結像光学系の瞳が2次元で9つ(1次元で3つ)に分割されているため、9視点の画像が取得されていることとなる。ここで、ある分割された瞳に対応する画像を単視点画像と呼ぶこととする。9つの単視点画像は互いに視差があるため、被写体距離に応じて画像上の被写体の相対的な位置関係が変化する。ある被写体が重なるように単視点画像を合成すると、異なる被写体距離に位置する被写体は、ずれて合成されることとなる。このずれによって異なる被写体距離に位置する被写体はボケる。この時のボケは、合成に使用した単視点画像に対応した瞳で決まり、9枚全ての単視点画像を合成すると結像光学系202で取得した画像のボケを再現することができる。単視点画像の合成で重ね合わせる被写体は任意なので、これにより結像光学系202で任意の被写体に合焦した画像を再現することができる。これが撮像後のピント制御、つまりリフォーカスの原理である。
次に、リフォーカスが可能な範囲であるピント制御範囲に関して説明する。
次に、画像処理部の構成について詳しく説明する。
・撮像素子204の有効画素数Rtotal:46.7×106(pix)・レンズアレイ203の像側主平面と撮像素子204の間隔σ:0.0374(mm)
・撮像素子204の画素ピッチΔ:0.0043(mm)
・レンズアレイ203のピッチΔLA:0.0129(mm)
・結像光学系202の焦点距離f:14.0(mm)
・F値:2.9
・1次元瞳分割数N:3
・単視点画像1枚当たりの解像度Rmono:5.2×106(pix)・条件式(8)の範囲、条件式(8)の各範囲に対応する合成画像の解像度Rcomb、合成画像の各解像度に対応するdrefocusは、例えば以下の表(1)のとおり。
実施例1は、ユーザが指定した注目被写体についてピント制御の可否を判定し、その判定結果をユーザに通知する様態であった。次に、注目被写体を自動で特定し、該自動で特定された注目被写体についてピント制御の可否を判定する様態について、実施例2として説明する。なお、実施例1と共通する部分については説明を簡略化ないしは省略し、以下では本実施例に特有な点を中心に説明することとする。
図14は、本実施例に係る画像処理部112の内部構成を示したブロック図である。図8で説明した実施例1の画像処理部112と比較すると、注目被写体特定部802に代えて、注目被写体特定部802´が設けられている。
1)距離取得部804から供給されるシーン全体についての距離情報に基づき、略同一の距離を持つ画像領域をグループ化し、グループ化された画像領域を注目被写体として特定。
2)視差画像データに対して顔認識等の技術を適用し、人物、動物、植物などが存在する領域を識別して、識別された人物等を注目被写体として特定。
3)上記1)と2)の併用。
4)人物、動物、植物といった代表的な注目物体の画像データをテンプレートとして予め用意しておき、それらテンプレートとのパターンマッチングによって注目被写体を特定。
5)ニューラルネットワークのように事前学習を行い、その学習結果を用いて主要な物体を認識して、注目被写体を特定。
実施例1及び実施例2では、特定された注目被写体がピント制御範囲内にあるか否かを判定して、その結果をユーザに通知する様態について説明した。次に、ピント制御の達成度合いを数値化し、その度合いをユーザに通知する様態について、実施例3として説明する。なお、以下では本実施例に特有な点を中心に説明することとする。
図17は、本実施例に係る画像処理部112の内部構成を示したブロック図である。図8で説明した実施例1の画像処理部112と比較すると、ピント判定部807に代えて、ピント判定部807´が設けられている。
実施例1乃至3では、図2に示す構成の撮像部を有する撮像装置を前提として説明を行った。次に、図3及び図4に示す構成の撮像部を有する撮像装置を前提とする様態について、実施例4として説明する。なお、以下では本実施例に特有な点を中心に説明することとする。
・撮像素子204の有効画素数Rtotal:150.0×106(pix)・σ1:0.3712(mm)
・σ2:0.0740(mm)
・撮像素子204の画素ピッチΔ:0.0024(mm)
・レンズアレイ203のピッチはΔLA:0.0256(mm)
・結像光学系202の広角端における焦点距離fW:72.2(mm)
・結像光学系202の望遠端における焦点距離fT:194.0(mm)・F値(広角端から望遠端まで):2.9
・1次元瞳分割数N:5
・単視点画像1枚当たりの解像度Rmono:6.0×106pix
・条件式(14)の範囲、条件式(14)の各範囲に対応する合成画像の解像度Rcomb、合成画像の各解像度に対応するdrefocusは、例えば以下の表(2)のようになる。
次に、図5に示す構成(カメラアレイ)の撮像部を有する撮像装置を前提とする様態について、実施例5として説明する。なお、以下では本実施例に特有な点を中心に説明することとする。
・各撮像素子204a乃至204gの有効画素数Rmono:19.3×106(pix)・画素ピッチΔ:0.0012(mm)
・各結像光学系202a乃至202gの焦点距離f:50.0(mm)
・F値(Fmono):1.8
・条件式(16)の範囲、条件式(16)の各範囲に対応する合成画像の解像度Rcomb、合成画像の各解像度に対応するdrefocusは、例えば以下の表(3)のようになる。
実施例1〜5は、光学パラメータが固定される状態、或いは撮像装置と注目被写体との距離が固定される状態において、ユーザが指定した注目被写体についてのピント制御の可否を判定し、その判定結果をユーザに通知する様態であった。次に、動画撮影のように一定期間連続して撮像が行なわれる場面において、その撮像期間中に光学パラメータが変化、或いは撮像装置と注目被写体との位置関係が変化した場合の様態について、実施例6として説明する。なお、実施例1等と共通する部分については説明を簡略化ないしは省略し、以下では本実施例に特有な点を中心に説明することとする。
図27は、本実施例に係る画像処理部112の内部構成を示したブロック図である。実施例1に係る画像処理部112(前述の図8を参照)と比較すると、画像生成部808に代えて、判定結果出力制御部2701が設けられている。そして、判定結果出力制御部2701の出力先として、通知部2702及び撮像部制御部108が示されている。
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
Claims (27)
- 複数の異なる視点から撮像されて得た視差画像内の注目被写体を特定する特定手段と、
前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像において、前記画像合成処理により前記特定された注目被写体にピント位置を合わせることができるか否かを示す合焦可否情報をユーザに通知する通知手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像において、前記画像合成処理により前記特定された注目被写体にピント位置を合わせることができるか否かを示す合焦可否情報を含む表示画像を生成する生成手段を更に備え、
前記表示画像は、前記注目被写体の像を含む第一の画像を含む画像であり、また、前記視差画像から生成される、前記第一の画像とは合焦状態が異なる第二の画像における、前記注目被写体の合焦可否情報を示す画像であり、
前記通知手段は、前記表示画像を表示することで前記合焦可否情報をユーザに通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記表示画像は、前記第一の画像に、前記第二の画像における注目被写体の合焦可否情報を示す表示を重畳した画像であることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記第二の画像は、前記視差画像を用いた前記画像合成処理により生成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像処理装置。
- 前記画像合成処理によりピント位置の調整が可能な、被写体距離の範囲を示すピント制御範囲を導出するピント範囲導出手段をさらに備え、
前記通知手段は、導出された前記ピント制御範囲に基づいて前記合焦可否情報を通知する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記ピント範囲導出手段は、前記視差画像の画角に応じて前記ピント制御範囲を導出することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記ピント範囲導出手段は、前記画像合成処理により生成される画像における解像度に応じて前記ピント制御範囲を導出することを特徴する請求項5又は6に記載の画像処理装置。
- 導出された前記ピント制御範囲に基づき、前記注目被写体の合焦状態を判定する判定手段をさらに備え、
前記生成手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記表示画像を生成する
ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置 。 - 前記判定手段は、前記画像合成処理によって前記注目被写体に合焦した画像を生成することが可能かどうかを判定し、
前記表示画像は、前記画像合成処理によって前記注目被写体に合焦した画像を生成することが可能かどうかを示す画像である
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記画像合成処理によって前記注目被写体に合焦可能な度合いを判定し、
前記表示画像は、前記画像合成処理によって前記注目被写体に合焦可能な度合いを示す画像である
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の画像処理装置。 - 前記表示画像は、前記合焦可能な度合いを示すレベルバーを前記第一の画像に重畳した画像であることを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記注目被写体までの距離を導出する距離導出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記距離導出手段で導出された前記注目被写体までの距離及び前記ピント範囲導出手段で導出されたピント制御範囲に基づいて、前記注目被写体の合焦状態を判定する
ことを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記視差画像は、前記視点それぞれから撮像される単視点画像から構成され、前記距離導出手段は、前記複数の単視点画像の間でステレオマッチングを行うことにより前記注目被写体までの距離を導出することを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
- 前記視差画像は、前記視点それぞれから撮像される単視点画像から構成され、
前記第一の画像は、前記複数の単視点画像のうちの1の単視点画像である
ことを特徴とする請求項2乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記視差画像は、前記視点それぞれから撮像される単視点画像から構成され、
前記第一の画像は、前記複数の単視点画像を合成して得られた合成画像である
ことを特徴とする請求項2乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記特定手段は、ユーザからの指示に基づいて、前記注目被写体を特定することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記視差画像を用いて被写体空間の距離を導出して、前記導出された当該被写体空間の距離に基づいて、前記注目被写体を特定することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記通知手段は、前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像における、前記特定された注目被写体の合焦状態を、音を用いてユーザに通知することを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記通知手段は、前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像における、前記特定された注目被写体の合焦状態を、振動を用いてユーザに通知することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記通知手段は、前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像における、前記特定された注目被写体の合焦状態を、光を用いてユーザに通知することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記通知手段は、前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像における、前記特定された注目被写体の合焦状態の変化を、ユーザに通知することを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
- 請求項2乃至15のいずれか1項に記載の画像処理装置を備えた撮像装置であって、
前記撮像装置は、ライブビュー機能を有し、
前記表示画像は、前記ライブビュー機能において表示される画像である
ことを特徴とする撮像装置。 - 複数の異なる視点から撮像されて得た視差画像内の注目被写体を特定する特定手段と、
前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像において、前記画像合成処理により前記特定された注目被写体にピント位置を併せることができるか否かを示す合焦可否情報に基づいて、連続してなされる前記撮像の継続の可否を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 複数の異なる視点から撮像されて得られた視差画像内の注目被写体を特定するステップと、
前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像において、前記画像合成処理により前記特定された注目被写体にピント位置を併せることができるか否かを示す合焦可否情報をユーザに通知するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法 。 - 複数の異なる視点から撮像されて得た視差画像内の注目被写体を特定するステップと、
前記視差画像を用いた画像合成処理により生成される画像において、前記画像合成処理により前記特定された注目被写体にピント位置を併せることができるか否かを示す合焦可否情報に基づいて、連続してなされる前記撮像の継続の可否を制御するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至21、24のうちいずれか1項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
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